DE102018007875A1

DE102018007875A1 - Verfahren zum Betrieb eines Doppelkupplungsgetriebes

Info

Publication number: DE102018007875A1
Application number: DE102018007875.3A
Authority: DE
Inventors: Thomas Krais; Markus Rossmeier; Florian Holz; Josef Kloetzl
Original assignee: Daimler AG
Current assignee: Mercedes Benz Group AG
Priority date: 2018-10-05
Filing date: 2018-10-05
Publication date: 2019-04-11

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb eines Doppelkupplungsgetriebes (10), wobei das Doppelkupplungsgetriebe (10) ein Getriebegehäuse (11), ein Kupplungsgehäuse, eine innerhalb des Kupplungsgehäuses angeordnete Doppelkupplung, einen hohlzylindrischen Kupplungsraum, welcher die Doppelkupplung zumindest teilweise umschließt, eine elektrohydraulische Steuereinheit (12), einen Radsatzraum (13), welcher einen Getriebegehäusebodenbereich (14) umfasst, einen Getriebeölspeicher (15), welcher zur Aufnahme eines Getriebeöls für das Doppelkupplungsgetriebe (10) vorgesehen ist und eine Trockensumpfpumpe (16), welche zu einer Absaugung des Getriebeöls aus dem Radsatzraum (13) und einer Rückführung des Getriebeöls in den Getriebeölspeicher (15) vorgesehen ist, umfasst, wobei die Trockensumpfpumpe (16) in einem stromgeregelten Betrieb mittels eines Vorgabestroms (17) angesteuert wird, wobei in zumindest einem Erfassungsschritt (18) des stromgeregelten Betriebs zu einer Luftsaugerkennung ein Drehzahlverlauf (19) der Trockensumpfpumpe (16) zumindest teilweise erfasst wird, wobei in dem Erfassungsschritt (18) ein Minimalwert (20) einer Drehzahl (21) der Trockensumpfpumpe (16) und ein Maximalwert (22) der Drehzahl (21) der Trockensumpfpumpe (16) zumindest über einen definierten Zeitraum erfasst wird, wobei in einem anschließenden Auswerteschritt (23) zu einer Luftsaugerkennung eine Differenz (24) zwischen dem Minimalwert (20) und dem Maximalwert (22) mit einem definierten, von einer Öltemperatur und einem Vorgabestrom abhängenden Grenzwert (25) verglichen wird.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb eines Doppelkupplungsgetriebes.
Aus der DE 11 2014 003 376 T5 ist bereits ein Verfahren zum Betrieb eines Doppelkupplungsgetriebes nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 bekannt.
Der Erfindung liegt insbesondere die Aufgabe zugrunde, ein verbessertes Verfahren zum Betrieb eines Doppelkupplungsgetriebes bereitzustellen, insbesondere hinsichtlich einer hohen Effizienz und/oder einer Betriebssicherheit. Sie wird durch ein erfindungsgemäßes Verfahren entsprechend dem Anspruch 1 gelöst. Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.
Die Erfindung geht aus von einem Verfahren zum Betrieb eines Doppelkupplungsgetriebes, wobei das Doppelkupplungsgetriebe ein Getriebegehäuse, ein Kupplungsgehäuse, eine innerhalb des Kupplungsgehäuses angeordnete Doppelkupplung, einen hohlzylindrischen Kupplungsraum, welcher die Doppelkupplung zumindest teilweise umschließt, eine elektrohydraulische Steuereinheit, einen Radsatzraum, welcher einen Getriebegehäusebodenbereich umfasst, einen Getriebeölspeicher, welcher zur Aufnahme eines Getriebeöls für das Doppelkupplungsgetriebe vorgesehen ist und eine Trockensumpfpumpe, welche zu einer Absaugung des Getriebeöls aus dem Radsatzraum und einer Rückführung des Getriebeöls in den Getriebeölspeicher vorgesehen ist, umfasst, wobei die Trockensumpfpumpe in einem stromgeregelten Betrieb mittels eines Vorgabestroms, welcher insbesondere abhängig von einem Kühlungsbetriebszustand ist, angesteuert wird, wobei in zumindest einem Erfassungsschritt des stromgeregelten Betriebs zu einer Luftsaugerkennung ein Drehzahlverlauf der Trockensumpfpumpe zumindest teilweise erfasst wird.
Es wird vorgeschlagen, dass in dem Erfassungsschritt ein Minimalwert der Drehzahl der Trockensumpfpumpe und ein Maximalwert der Drehzahl der Trockensumpfpumpe zumindest über einen definierten Zeitraum erfasst wird, wobei in einem anschließenden Auswerteschritt zu einer Luftsaugerkennung eine Differenz zwischen dem Minimalwert und dem Maximalwert mit einem definierten, von einer Öltemperatur und einem Vorgabestrom abhängenden Grenzwert verglichen wird.
Durch diese Ausgestaltung eines Verfahrens zum Betrieb eines Doppelkupplungsgetriebes kann insbesondere eine hohe Energieeffizienz, vorzugsweise eine energieeffiziente Getriebeölförderung, erreicht werden. Vorteilhaft kann eine Robustheit bei der Rückförderung des Schmieröls erreicht werden. Insbesondere vorteilhaft kann eine Einsparung eines Füllstandsensors erreicht werden. Ferner kann insbesondere eine Erhöhung der Robustheit bei der Rückförderung eines Schmieröls durch Abgleich der in der Software hinterlegten Rückförderkennfelder und/oder definierten Grenzwerten erreicht werden. Des Weiteren kann auf erhöhte Offsets auf die Rückfördermenge verzichtet werden, im Vergleich zum Betrieb ohne Sensor und ohne Leersaugerkennung.
Das Doppelkupplungsgetriebe umfasst einen Radsatz, welcher eine Mehrzahl an Zahnrädern, vorzugsweise Stirnrädern, aufweist, welche auf Wellen rotierbar um eine Mehrzahl an Rotationsachsen angeordnet sind. Der Radsatz ist dabei in dem Radsatzraum angeordnet. Das Doppelkupplungsgetriebe weist zwei Getriebeabtriebe auf. Die Doppelkupplung ist insbesondere zu einer Kupplung eines Verbrennungsmotors mit einem der Getriebeabtriebe vorgesehen. Die Doppelkupplung ist insbesondere aus zwei radial ineinander liegenden Kupplungen aufgebaut, vorzugsweise einer radial innen angeordneten Kupplung und einer radial außen angeordneten Kupplung. Die radial außen angeordnete Kupplung umfasst einen Außenlamellenträger, welcher einen gesamten Rotationskörper der Doppelkupplung in radialer Richtung umschließt. Der Außenlamellenträger der äußeren Kupplung ist vorteilhaft so ausgestaltet, dass durch diesen das Getriebeöl aus einem Kupplungsinnenbereich der Doppelkupplung, vorzugsweise radial, austreten und dann radial nach außen abgeschleudert werden kann. Die elektrohydraulische Steuereinheit ist dazu vorgesehen, einen Ölvolumenstrom des Getriebeöls zu verteilen, vorteilhaft auf zumindest einen Hydraulikvolumenstrom zur Aktuierung und/oder auf zumindest einen Schmier- und Kühlölvolumenstrom in die Doppelkupplung. Ferner werden insbesondere zudem der Radsatz und eine Wellenlagerung beölt. Ein Schmieröl- und Kühlölvolumenstrom sind insbesondere identisch. Vor der Verteilung auf die Schmier- und Kühlölverbraucher geht insbesondere ein Anteil durch die Kühlung, vermischt sich dann mit dem restlichen Öl im Schmiersystem und geht zu den Verbrauchern. Vorteilhaft umschließt das Getriebegehäuse die elektrohydraulische Steuereinheit, den Radsatzraum, den Getriebeölspeicher, die zumindest eine Getriebeölpumpe und die Trockensumpfpumpe. Der Kupplungsraum ist insbesondere axial versetzt zu dem Radsatzraum und/oder dem Getriebeölspeicher angeordnet. Insbesondere ist der Kupplungsraum in zumindest einem Kühlbetriebszustand der Doppelkupplung maximal mit dem Getriebeöl gefüllt, also insbesondere soweit, bis sich die Rückförderung über eine obere Öffnung ausprägt und dort der Hauptanteil des Kühlöls zurückgefördert wird, wobei dies insbesondere nicht bedeuten muss, dass der Kupplungsraum vollständig mit Öl gefüllt ist, und/oder in zumindest einem weiteren Kühlbetriebszustand der Doppelkupplung zu einer Aufnahme eines laminaren Getriebeölstroms vorgesehen ist. Insbesondere ist der Getriebegehäusebodenbereich zu einer Fassung eines Trockensumpfs vorgesehen. Die Begriffe „axial“ und „radial“ sind insbesondere auf eine Hauptrotationsachse des Doppelkupplungsgetriebes, vorteilhaft auf eine Rotationsachse einer Kurbelwelle des Verbrennungsmotors und/oder eine Rotationsachse der Doppelkupplung, bezogen, so dass der Ausdruck „axial“ insbesondere eine Achse bezeichnet, die parallel oder koaxial zu der Hauptrotationsachse verläuft. Ferner bezeichnet der Ausdruck „radial“ im Folgenden insbesondere eine Achse, die senkrecht zu der Hauptrotationsachse und durch die Hauptrotationsachse verläuft.
Insbesondere weist das Doppelkupplungsgetriebe eine Getriebeölpumpe auf, welche insbesondere als eine mechanisch, insbesondere durch einen Verbrennungsmotor, angetriebene Ölpumpe und/oder als eine Ansaugpumpe ausgebildet ist. Vorteilhaft ist die Getriebeölpumpe dazu vorgesehen, das Getriebeöl aus dem Getriebeölspeicher, vorzugsweise durch einen Ölfilter, anzusaugen. Insbesondere ist in dem Getriebeölspeicher eine Getriebeölpumpenansaugöffnung vorgesehen, durch welche das Getriebeöl mittels der Getriebeölpumpe absaugbar ist. Insbesondere ist die Trockensumpfpumpe als eine elektromotorisch angetriebene Ölpumpe und/oder als eine Ansaugpumpe ausgebildet. Insbesondere wird die Trockensumpfpumpe zu einer Luftsaugerkennung in einem stromgeregelten Betrieb mittels eines Vorgabestroms, insbesondere einem Sollphasenstrom angesteuert. Vorteilhaft ist die Trockensumpfpumpe in dem Radsatzraum, insbesondere in dem Getriebegehäusebodenbereich des Radsatzraums, angeordnet. Besonders vorteilhaft ist die Trockensumpfpumpe dazu vorgesehen, das Getriebeöl aus dem Radsatzraum, insbesondere aus dem Getriebegehäusebodenbereich des Radsatzraums, vorzugsweise durch einen Ölfilter, anzusaugen. Insbesondere ist in dem Radsatzraum eine Trockensumpfpumpenansaugöffnung vorgesehen, durch welche das Getriebeöl aus dem Getriebegehäusebodenbereich mittels der Trockensumpfpumpe absaugbar ist, wobei die Trockensumpfpumpenansaugöffnung vorteilhaft in Kraftfahrzeugeinbaulage geodätisch tiefer liegt als die zweite Austrittsöffnung des Kupplungsraums. Vorteilhaft ist mit dem Doppelkupplungsgetriebe ein tiefer gelegener Ölpegel im Getriebegehäusebodenbereich des Radsatzraums als der geodätisch tiefste Punkt des Kupplungsraums darstellbar, so dass ein Planschen der rotierenden Bauteile in einem sich im Getriebegehäusebodenbereich ansammelnden Getriebeöl sicher vermieden werden kann. Die Trockensumpfpumpe ist besonders vorteilhaft zu einer Förderung des Getriebeöls aus dem Getriebegehäusebodenbereich in den Getriebeölspeicher, vorzugsweise durch eine Förderleitung, vorgesehen. Insbesondere weist das Doppelkupplungsgetriebe die Förderleitung auf, welche zu einer direkten Rückführung des Getriebeöls aus dem Radsatzraum in den Getriebeölspeicher, besonders vorteilhaft oberhalb einer Überlauföffnung des Getriebeölspeichers, vorgesehen ist. Vorteilhaft ist die Förderleitung im Ölstrom hinter der Trockensumpfpumpe angeordnet.
Vorzugsweise wird in einem Erfassungsschritt des stromgeregelten Betriebs zu einer Luftsaugerkennung zumindest ein Messwert erfasst. Vorzugsweise wird über einen definierten Zeitraum ein Drehzahlverlauf erfasst. Insbesondere wird ein Minimalwert der Drehzahl der Trockensumpfpumpe und ein Maximalwert der Drehzahl der Trockensumpfpumpe zumindest über einen definierten Zeitraum erfasst. Vorzugsweise wird in dem Erfassungsschritt jeweils ein gemittelter Minimalwert der Drehzahl der Trockensumpfpumpe und ein gemittelter Maximalwert der Drehzahl der Trockensumpfpumpe in einem definierten Zeitfenster erfasst, wobei der Erfassungsschritt sowohl kontinuierlich als auch periodisch durchgeführt werden kann. Grundsätzlich können auch ein Drehzahlgradient und/oder ein Absolutwert des Drehzahlverlaufs erfasst werden.
Vorzugsweise wird bei einem Auswerteschritt zu einer Luftsaugerkennung eine über einen definierten Zeitraum ermittelte, insbesondere gemittelte, Differenz zwischen dem Minimalwert und dem Maximalwert mit einem definierten, von einer Öltemperatur und einem Vorgabestrom abhängenden Grenzwert verglichen. Insbesondere wird in einem direkten Vergleich ein Mittelwert der Differenzbildung der Pumpendrehzahlen mit dem definierten Grenzwert verglichen. Der Erfassungsschritt und der Auswerteschritt können insbesondere gleichzeitig ablaufen. Es wird ausgewertet, ob der erfasste Messwert, insbesondere ein aus dem erfassten Messwert ermittelter Mittelwert, größer oder kleiner als der zumindest eine definierte Grenzwert ist. Grundsätzlich kann auch ein Drehzahlgradient ausgewertet und mit einem definierten, von der Öltemperatur und dem Vorgabestrom abhängigen Grenzwert abgeglichen werden, wonach ein erhöhter Drehzahlgradient einen Übergang zwischen Luft- und Ölsaugen indiziert. Grundsätzlich kann auch ein Absolutwert der Drehzahl ausgewertet werden und mit einem definierten, von der Öltemperatur und dem Vorgabestrom abhängigen Grenzwert verglichen werden, und so ein Luft- oder Ölsaugen erkannt werden. Unter einer „Differenz“ soll in diesem Zusammenhang insbesondere eine gemittelte Differenz, insbesondere über einen definierten Zeitraum hinweg, verstanden werden. Vorzugsweise soll darunter insbesondere eine indirekte Berechnung eines Mittelwerts des Minimalwerts der Drehzahl der Trockensumpfpumpe und des Maximalwerts der Drehzahl der Trockensumpfpumpe mit folgender Formel verstanden werden, wobei n die Drehzahl der Trockensumpfpumpe in U/min und t₀-t₁ ein definierter Zeitraum und/oder eine definierte Zeitdauer in Sekunden ist: $n_{max} (t_{0} - t_{1}) - n_{min} (t_{0} - t_{1}) .$
Grundsätzlich lässt sich die Differenz auch direkt berechnen, indem in einem ersten Schritt eine Differenz der Minimalwerte und Maximalwerte der Drehzahl unabhängig von der Zeit errechnet, und anschließend von der Differenz den Mittelwert berechnet, welcher der im Anspruch 1 genannten Differenz entspricht.
Bei dem Verfahren zu einem Betrieb eines Doppelkupplungsgetriebes mit einer Luftsaugerkennung soll der Übergang zwischen Ölsaugen insbesondere eines gefüllten Radsatzraumes und Luftsaugen, insbesondere eines leeren Radsatzraumes, ermittelt werden. Um die Verfahrensschritte des Verfahrens durchführen zu können, müssen insbesondere definierte Bedingungen erfüllt sein und/oder die Verfahrensschritte werden insbesondere lediglich unter definierten Bedingungen durchgeführt, insbesondere wenn mit einem Luftsaugen gerechnet werden muss. Vorzugsweise wird mittels der Bedingungen ein definierter Messbetriebszustand beschrieben. Vorzugsweise umfassen die Bedingungen Messgrößen, wie eine Steigung und/oder eine Fahrzeugbeschleunigung, insbesondere zur Sicherstellung eines richtigen Ölniveaus. Des Weiteren sollen die Bedingungen vorzugsweise Messgrößen wie eine Öltemperatur umfassen. Ferner sollen die Bedingungen vorzugsweise Messgrößen wie eine Drehrichtung und/oder eine Drehzahl der Trockensumpfpumpe umfassen, da das Verfahren insbesondere nur während eines Abpumpens aktiviert werden darf. Vorzugsweise sollen diese Bedingungen als Aktivierungs- und Abbruchbedingungen verstanden werden. Unter „Aktivierungsbedingungen“ sollen insbesondere Messwerte verstanden werden, welche innerhalb eines definierten Wertebereichs liegen und unter welchen insbesondere eine Luftsaugerkennung erfolgt. Unter „Abbruchsbedingungen“ sollen insbesondere Messwerte verstanden werden, welche außerhalb eines definierten Wertebereichs liegen und unter welchen insbesondere eine Luftsaugerkennung abgebrochen wird. Vorzugsweise werden die Verfahrensschritte des Verfahrens nur gestartet, wenn die Aktivierungsbedingungen erfüllt sind. Wenn die Aktivierungsbedingungen nicht erfüllt sind wird das Verfahren sofort abgebrochen.
Es wird vorgeschlagen, dass der Erfassungsschritt und der Auswerteschritt in einem definierten Betriebszustand zumindest initial, insbesondere vor einem drehzahlgeregelten Betrieb, zu einer initialen Luftsaugerkennung erfolgen. Vorzugsweise wird der Erfassungsschritt und der Auswerteschritt in dem definierten Betriebszustand zu einer Luftsaugerkennung initial sowie in definiteren Abständen durchgeführt. Auf die Luftsaugerkennung folgt insbesondere ein drehzahlgeregelter Betrieb, wobei lediglich zu einer Luftsaugerkennung in einen stromgeregelten Betrieb umgeschaltet wird. Insbesondere soll unter dem „definierten Betriebszustand“ ein Betriebszustand der Trockensumpfpumpe verstanden werden, in welcher eine Luftsaugerkennung erforderlich ist. Vorzugsweise bildet der definierte Betriebszustand insbesondere einen Betriebszustand, in welchem, insbesondere aufgrund besonderer Betriebsbedingungen, ein Luftsaugen möglich ist. Vorzugsweise wird in dem definierten Betriebszustand zumindest temporär von einem drehzahlgeregelten Betrieb, durch zumindest eine erfüllte Aktivierungsbedingung, in einen stromgeregelten Betrieb umgeschaltet. In dem definierten Betriebszustand wird insbesondere ein erster Verfahrensschritt ausgeführt. In dem ersten Verfahrensschritt erfolgt eine Umschaltung von einem drehzahlgeregelten Betrieb in einen stromgeregelten Betrieb der Trockensumpfpumpe. In dem stromgeregelten Betrieb basiert die Solldrehzahl insbesondere auf einer Mengenbilanz des Schmiersystems. Vorzugsweise wird der Erfassungsschritt und der Auswerteschritt lediglich zu Beginn des definierten Betriebszustands durchgeführt, wobei eine Wiederholung des Erfassungsschritts und des Auswerteschritts beispielsweise nach einer definierten Zeitdauer und/oder bei einer starken Abweichung eines Betriebszustands, insbesondere bei einer Abweichung von dem Messbetriebszustand, erfolgen kann. Hierdurch kann insbesondere vorteilhaft eine leistungsoptimale Ansteuerung einer elektrischen Trockensumpfpumpe erreicht werden.
Ferner wird vorgeschlagen, dass der Erfassungsschritt und der Auswerteschritt in einem definierten Betriebszustand permanent während des stromgeregelten Betriebs zu einer permanenten Regelung der Trockensumpfpumpe durchgeführt werden. Vorzugsweise wird sowohl der Erfassungsschritt als auch der Auswerteschritt permanent während des gesamten Verfahrens durchgeführt, insbesondere bis eine starke Abweichung eines Betriebszustands, insbesondere eine Abweichung von dem Messbetriebszustand, erfolgt, was eine Abbruchsbedingung erfüllt und zu einem sofortigen Abbruch des Verfahrens führt. Hierdurch kann insbesondere vorteilhaft eine präzise Luftsaugerkennung einer elektrischen Trockensumpfpumpe erreicht werden.
Weitere Vorteile ergeben sich aus der folgenden Figurenbeschreibung. In den Figuren sind drei Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt. Die Figuren, die Figurenbeschreibung und die Ansprüche enthalten zahlreiche Merkmale in Kombination. Der Fachmann wird die Merkmale zweckmäßigerweise auch einzeln betrachten und zu sinnvollen weiteren Kombinationen zusammenfassen.
Dabei zeigen:

1 einen Schnitt eines erfindungsgemäßen Doppelkupplungsgetriebes mit einem Radsatzraum und mit einem Getriebeölspeicher in einer axialen Richtung betrachtet in einer schematischen Darstellung,
2 ein Messdiagramm des Erfassungsschritts,
3 eine schematische Darstellung eines Auswerteschritts,
4 eine weitere schematische Darstellung eines Auswerteschritts,
5 weiteres Ausführungsbeispiel des Verfahrens mit initialer Luftsaugerkennung,
6 Weiteres Ausführungsbeispiel des Verfahrens mit permanenter Luftsaugerkennung.

1 zeigt schematisch ein erfindungsgemäßes Doppelkupplungsgetriebe 10. Das Doppelkupplungsgetriebe 10 umfasst einen Radsatz 41. Der Radsatz 41 ist zu einer Übersetzung und/oder Untersetzung einer Drehzahl und/oder eines Drehmoments vorgesehen. Der Radsatz 41 weist eine Mehrzahl an verzahnten Zahnrädern, insbesondere Stirnrädern, auf. Die Zahnräder des Radsatzes 41 sind auf Wellen rotierbar um eine Mehrzahl an Rotationsachsen, beispielhaft vier Rotationsachsen, angeordnet. Alternativ könnte ein Radsatz eine von vier abweichende Anzahl an Rotationsachsen aufweisen.
Das Doppelkupplungsgetriebe 10 umfasst einen Getriebeölspeicher 15. Der Getriebeölspeicher 15 ist zur Speicherung eines Getriebeöls des Doppelkupplungsgetriebes 10 vorgesehen. Der Getriebeölspeicher 15 ist zur Aufnahme des Getriebeöls vorgesehen. Der Getriebeölspeicher 15 ist als ein Ansaugraum ausgebildet. Der Getriebeölspeicher 15 weist eine Überlauföffnung auf. Die Überlauföffnung verbindet den Getriebeölspeicher 15 mit einem Radsatzraum 13. Die Überlauföffnung definiert eine maximale Höhe eines Ölstands 44 des Getriebeölspeichers 15. Die Überlauföffnung ist zu einer Abführung eines überschüssigen Getriebeöls aus dem Getriebeölspeicher 15 in den Radsatzraum 13 vorgesehen, insbesondere falls der Ölstand 44 des Getriebeölspeichers 15 eine Höhe der Überlauföffnung erreicht. Der Getriebeölspeicher 15 weist eine Eintrittsöffnung auf. Die Eintrittsöffnung ist höher angeordnet als die Überlauföffnung. Die Eintrittsöffnung ist zu einer Zuführung des Getriebeöls zu dem Getriebeölspeicher 15 vorgesehen. Insbesondere ist der Getriebeölspeicher 15 frei von einer Sensorik für den Ölstand 44 des Getriebeölspeichers 15. Ferner ist der Radsatzraum 13 frei von einer Sensorik für einen Ölstand 43 des Radsatzraums 13. Vorzugsweise wird insgesamt keine Ölstandssensorik verwendet.
Das Getriebeöl ist zu einer Kühlung und Schmierung des Doppelkupplungsgetriebes 10 vorgesehen. Das Getriebeöl ist insbesondere für eine Kühlung einer Doppelkupplung vorgesehen. Das Getriebeöl ist zu einer Kühlung und Schmierung des Radsatzes 41 des Doppelkupplungsgetriebes 10 vorgesehen. Das Getriebeöl ist zu einer Beölung, insbesondere für nicht näher dargestellte Verzahnungen und Lager, vorgesehen. Das Getriebeöl ist zudem als eine Hydraulikflüssigkeit des Doppelkupplungsgetriebes 10 ausgebildet. Das Getriebeöl ist als eine Hydraulikflüssigkeit der Doppelkupplung ausgebildet. Das Getriebeöl ist als eine Hydraulikflüssigkeit für eine nicht näher dargestellte Getriebeinnenschaltung des Doppelkupplungsgetriebes 10 ausgebildet. Das Getriebeöl ist als eine Hydraulikflüssigkeit einer nicht näher dargestellten Parksperre des Doppelkupplungsgetriebes 10 ausgebildet.
Das Doppelkupplungsgetriebe 10 weist den Radsatzraum 13 auf. Der Radsatz 41 ist innerhalb des Radsatzraums 13 angeordnet. Der Radsatzraum 13 umfasst einen Getriebegehäusebodenbereich 14. Der Getriebegehäusebodenbereich 14 ist dazu vorgesehen, das, insbesondere zumindest von dem Radsatz 41, von den Lagern und/oder den Wellen abgegebene, Getriebeöl zu fassen. Der Getriebegehäusebodenbereich 14 ist zu einer Fassung eines Trockensumpfes des Getriebeöls vorgesehen. Der Radsatzraum 13 ist als ein Ansaugraum einer Trockensumpfpumpe 16 ausgebildet. Das Doppelkupplungsgetriebe 10 umfasst ein Getriebegehäuse 11. Das Getriebegehäuse 11 umschließt den Radsatzraum 13. Ein Boden des Getriebegehäuses 11 umschließt teilweise den Getriebegehäusebodenbereich 14. Das Getriebegehäuse 11 umschließt den Getriebeölspeicher 15.
Das Doppelkupplungsgetriebe 10 umfasst eine elektrohydraulische Steuereinheit 12. Die elektrohydraulische Steuereinheit 12 ist dazu vorgesehen, einen Volumenstrom 42 des Getriebeöls zu verteilen. Die elektrohydraulische Steuereinheit 12 ist dazu vorgesehen, den Volumenstrom 42 des Getriebeöls zumindest auf einen Hydraulikvolumenstrom zur Aktuierung und auf einen Schmier- und Kühlölvolumenstrom aufzuteilen. Der in der 1 dargestellte Volumenstrom 42 zeigt dabei beispielhaft lediglich den Schmier- und Kühlölvolumenstrom. Der Schmierölstrom ist zu einer Versorgung des Radsatzes 41, der Lager und der Wellen mit Schmieröl vorgesehen. Der Hydraulikölstrom ist zu einer Versorgung der Getriebeinnenschaltung, der Parksperre und der Doppelkupplung mit Aktuierungsöl vorgesehen. Der Schmier- und Kühlölvolumenstrom ist unter anderem zu einer Versorgung zumindest der Doppelkupplung mit Kühlöl vorgesehen. Insbesondere sind der Hydraulikvolumenstrom und der Schmier- und Kühlölvolumenstrom zu einer Vereinigung in dem Getriebegehäusebodenbereich 14 vorgesehen.
Das Doppelkupplungsgetriebe 10 umfasst eine Getriebeölpumpe 45. Die Getriebeölpumpe 45 ist als eine mechanisch angetriebene Ölpumpe ausgebildet. Die Getriebeölpumpe 45 ist mit einem Übersetzungsverhältnis einer Eingangsdrehzahl des Doppelkupplungsgetriebes 10 angetrieben. Das Übersetzungsverhältnis beträgt beispielhaft 1,125* Eingangsdrehzahl. Die Getriebeölpumpe 45 ist als eine Ansaugpumpe ausgebildet. Die Getriebeölpumpe 45 ist zu einer Ansaugung des Getriebeöls aus dem Getriebeölspeicher 15 vorgesehen. Die Getriebeölpumpe 45 ist insbesondere zu einer Ansaugung des Getriebeöls über einen Ölfilter 38 des Doppelkupplungsgetriebes 10 vorgesehen. Die Getriebeölpumpe 45 ist zu einer Förderung des Getriebeöls aus dem Getriebeölspeicher 15 zu der elektrohydraulischen Steuereinheit 12 vorgesehen.
Das Doppelkupplungsgetriebe 10 umfasst eine Trockensumpfpumpe 16. Die Trockensumpfpumpe 16 ist als eine elektromotorisch angetriebene Ölpumpe ausgebildet. Die Trockensumpfpumpe 16 wird in einem stromgeregelten Betrieb mittels eines Vorgabestroms 17, insbesondere eines Sollphasenstroms angesteuert. Die Trockensumpfpumpe 16 wird in einem drehzahlgeregelten Betrieb mittels eines Vorgabevolumenstroms und/oder einer Vorgabedrehzahl angesteuert. Die Trockensumpfpumpe 16 ist als eine Ansaugpumpe ausgebildet. Die Trockensumpfpumpe 16 ist zu einer Absaugung des Getriebeöls aus dem Radsatzraum 13 vorgesehen. Die Trockensumpfpumpe 16 ist zu einer Ansaugung des Getriebeöls aus dem Radsatzraum 13 an einer Trockensumpfpumpenansaugöffnung 39 vorgesehen. Die Trockensumpfpumpe 16 ist zu einer Förderung des Getriebeöls aus dem Getriebegehäusebodenbereich 14 in den Getriebeölspeicher 15 vorgesehen. Die Trockensumpfpumpe 16 ist dazu vorgesehen, in jedem Fahrzustand genügend Getriebeöl von dem Radsatzraum 13 in den Getriebeölspeicher 15 zu fördern, um den Ölstand 44 des Getriebeölspeichers 15 auf einem hohen Niveau zu halten und somit insbesondere eine Ölversorgung eines Getriebeölsystems des Doppelkupplungsgetriebes 10 und eine Funktion des Doppelkupplungsgetriebes 10 zu gewährleisten.
3 zeigt schematisch den Ablauf des Verfahrens zum Betrieb eines Doppelkupplungsgetriebes 10, welches zu einem Detektieren eines ölleeren Trockensumpfs innerhalb eines Radsatzraumes 13 angewendet wird. Mit dem Verfahren soll der Übergang zwischen Ölsaugen 37, insbesondere eines gefüllten Radsatzraumes 13 und Luftsaugen 36, insbesondere eines leeren Radsatzraumes 13, ermittelt werden. Das Bezugszeichen 36 beschreibt dabei insbesondere den Übergang von Ölsaugen 37 zu Luftsaugen. In einem ersten Verfahrensschritt 31 erfolgt eine, aufgrund der Drehrichtungsumkehr verzögerte Umschaltung von einem drehzahlgeregelten Betrieb in einen stromgeregelten Betrieb der Trockensumpfpumpe 16. Nach einer Beruhigungszeit der Umschaltung startet in einem zweiten Verfahrensschritt 32 die Luftsaugerkennung mit einer hohen Stromvorgabe der Trockensumpfpumpe 16, um eine möglichst hohe Ölmenge abzupumpen und eine sichere Leersaugerkennung zu detektieren. In einem Erfassungsschritt 18 des stromgeregelten Betriebs zu einer Luftsaugerkennung wird abhängig von der Öltemperatur und dem Vorgabestrom 17 über einen definierten Zeitraum ein Drehzahlverlauf 19 der Trockensumpfpumpe 16 zumindest teilweise erfasst. Es werden über einen definierten Zeitraum Minimalwerte 20 und Maximalwerte 22 der Drehzahlen 21 und deren Peak-to-Peak- Werte 28 ermittelt, bis eine, nach Vorgabe eines temperatur- und stromabhängigen Kennfeldes, erforderliche Anzahl der Peak-to-Peak-Werte 28 erreicht ist. Der Mittelwert der, über den definierten Zeitraum ermittelten Peak-to-Peak-Werte 28, definiert eine Differenz 24. Die Differenz 24 wird innerhalb des Erfassungsschrittes 18 mittels dieser Formel: $n_{max} (t_{0} - t_{1}) - n_{min} (t_{0} - t_{1})$
ermittelt. Wobei n die Drehzahl in U/min ist und t₀-t₁ ein definierter Zeitraum und/oder eine definierte Zeitdauer in Sekunden ist (4). Die Differenz 24 wird in dem Auswerteschritt 23 mit einem definierten Grenzwert 25, wessen Festlegung hardwareabhängig, nach dem Vorgabestrom 17 und der Öltemperatur ist, verglichen. Liegt die Differenz 24 oberhalb des definierten Grenzwerts 25, ist ein Luftsaugen 36 der Trockensumpfpumpe 16 erkannt (4), was anzeigt, dass der Radsatzraum 13 leer ist. Das Verfahren wird in einem dritten Verfahrensschritt 33 ab dem zweiten Verfahrensschritt 32 erneut gestartet mit einem gesenkten Vorgabestrom 17. Liegt die Differenz 24 unterhalb des definierten Grenzwerts 25, indiziert dies Ölsaugen 37 (4) aus einem gefüllten Radsatzraum 13 und es erfolgt in einem vierten Verfahrensschritt 34 ein Umschalten der Trockensumpfpumpe 16 von einem stromgeregelten Betrieb in einen drehzahlgeregelten Betrieb und das Verfahren wird nach einer definierten Zeitspanne nach einer Wartezeit mit Berücksichtigung der Aktivierungsbedingungen 35 ab dem ersten Verfahrensschritt 31 neu gestartet.
In jedem Schritt des Verfahrens werden Aktivierungs- und Abbruchsbedingungen 35 geprüft, wie eine Steigung einer Fahrbahn, eine Fahrzeugbeschleunigung, eine Öltemperatur und/oder eine Drehrichtung und Drehzahl der Trockensumpfpumpe 16. Sobald eine Aktivierungsbedingung 35 nicht mehr erfüllt ist, wird das Verfahren sofort abgebrochen.
2 zeigt einen beispielhaften Drehzahlverlauf 19 der Trockensumpfpumpe 16, welcher in dem zumindest einem Erfassungsschritt 18 erfasst wird. Auf der Ordinatenachse 29 wird die Differenz 24 als gleitender Mittelwert der Drehzahl 21 aufgetragen, für den Vorgabestrom 17 wird auf der Ordinatenachse 29 der Strom in Milliampere aufgetragen und für die Drehzahl 21 werden die Umdrehungen pro Minute auf der Ordinatenachse 29 aufgetragen. Auf einer Abszissenachse 30 wird die Zeit in Sekunden dargestellt. In dem Erfassungsschritt 18 werden die Minimalwerte 20 der Drehzahl 21 der Trockensumpfpumpe 16 und die Maximalwerte 22 der Drehzahl 21 der Trockensumpfpumpe 16 zumindest über einen definierten Zeitraum erfasst. Aus den Minimalwerten 20 der Drehzahlen 21 der Trockensumpfpumpe 16 und den Maximalwerten 22 der Drehzahlen 21 der Trockensumpfpumpe 16 kann eine Differenz gebildet werden, welche den Peak-to-Peak-Verlauf 28 darstellt. Aus den über einen definierten Zeitraum erfassten Minimalwerten 20 der Drehzahl 21 und den Maximalwerten 22 der Drehzahl 21 wird indirekt eine Differenz 24 gebildet. Sobald die Differenz 24 den Grenzwert 25 überschreitet ist ein Luftsaugen 36 der Trockensumpfpumpe 16 aus einem ölleeren Radsatzraum 13 erkannt.
Das Verfahren kann dabei insbesondere gemäß verschiedenen Ausgestaltungen, insbesondere initial oder permanent, durchgeführt werden, welche insbesondere abhängig von einer Fahrsituation automatisch ausgewählt werden können. Es wäre jedoch auch denkbar, dass jeweils lediglich eine Ausgestaltung in einem Doppelkupplungsgetriebe 10 vorgesehen ist. 5 und 6 zeigen zwei verschiedene Ausgestaltungen des Verfahrens zum Betrieb des Doppelkupplungsgetriebes 10. Die nachfolgenden Beschreibungen und die Zeichnungen beschränken sich im Wesentlichen auf die Unterschiede zwischen den Ausgestaltungen des Verfahrens, wobei bezüglich gleich bezeichneter Bauteile und/oder Verfahrensschritt, insbesondere in Bezug auf Bauteile und/oder Verfahrensschritte mit gleichen Bezugszeichen, grundsätzlich auch auf die Zeichnungen und/oder die Beschreibung der anderen Ausgestaltungen des Verfahrens sowie der der 1 bis 4, verwiesen werden kann. Zur Unterscheidung der Ausgestaltungen des Verfahrens ist der Buchstabe a den Bezugszeichen der Ausgestaltung in der 5 nachgestellt. In den Ausgestaltungen des Verfahrens der 6 ist der Buchstabe a durch den Buchstaben b ersetzt.
5 zeigt schematisch eine erste Ausgestaltung des Verfahrens. In der Ausgestaltung werden der Erfassungsschritt und der Auswerteschritt in einem definierten Betriebszustand zumindest initial, insbesondere vor einem drehzahlgeregelten Betrieb, zu einer initialen Luftsaugerkennung durchgeführt. Der Erfassungsschritt und der Auswerteschritt werden in dem definierten Betriebszustand zu einer Luftsaugerkennung initial sowie anschließend periodisch in definierten Abständen, einen drehzahlgeregelten Betrieb unterbrechend, durchgeführt. Auf die Luftsaugerkennung folgt ein drehzahlgeregelter Betrieb, wobei lediglich zu einer Luftsaugerkennung in einen stromgeregelten Betrieb umgeschaltet wird. Während des definierten Betriebszustands befindet sich das Doppelkupplungsgetriebe in einem Fahrzustand, in welchem eine Luftsaugerkennung erforderlich ist. Der definierte Betriebszustand bildet einen Betriebszustand, in welchem aufgrund besonderer Betriebsbedingungen ein Luftsaugen möglich ist. Der definierte Betriebszustand wird durch die Aktivierungsbedingungen 35a gestartet. Während des definierten Betriebszustands müssen die Aktivierungsbedingungen 35a, insbesondere ein Fahrzustand, insbesondere ein Maximalwert einer Quer- und Längsbeschleunigung eingehalten werden. Es erfolgt in einem ersten Verfahrensschritt eine Ansteuerung der Trockensumpfpumpe im stromgeregelten Betrieb. Vorzugsweise wird die Trockensumpfpumpe mit einer Solldrehzahl, insbesondere von zumindest 4000 U/min und höchstens 6000 U/min, betrieben. Hierzu wird insbesondere die Trockensumpfpumpe mit einem Vorgabestrom 17a zu einer Erzielung der Solldrehzahl angesteuert. Anschließend erfolgt eine initiale Luftsaugerkennung 26a. Es folgt eine Wiederholung 47a der Luftsaugerkennung 26a nach definierten zeitlichen Abständen. Eine Wiederholung 47a des Erfassungsschritts und des Auswerteschritts erfolgt nach einer definierten Zeitdauer und/oder bei einer Abweichung von dem Messbetriebszustand.
6 zeigt schematisch, dass der Erfassungsschritt und der Auswerteschritt in einem definierten Betriebszustand permanent während des stromgeregelten Betriebs zu einer permanenten Regelung 27b der Trockensumpfpumpe durchgeführt werden. Während des definierten Betriebszustands befindet sich das Doppelkupplungsgetriebe in einem Fahrzustand, in welchem eine Luftsaugerkennung erforderlich ist. Der definierte Betriebszustand bildet einen Betriebszustand, in welchem aufgrund besonderer Betriebsbedingungen ein Luftsaugen möglich ist. Der definierte Betriebszustand wird durch die Aktivierungsbedingungen 35a gestartet. Es erfolgt in einem ersten Verfahrensschritt eine Ansteuerung der Trockensumpfpumpe nach einer Solldrehzahl, wobei die Trockensumpfpumpe mit einem Vorgabestrom 17b zu einer Erzielung der Solldrehzahl angesteuert wird. Wird ein Übergang von einem Ölsaugen zu einem Luftsaugen 36b detektiert, erfolgt eine Reduzierung 48a eines Sollphasenstroms 50b. Wird ein Ölsaugen 37b detektiert, erfolgt eine Erhöhung 49a des Sollphasenstroms 46b. Der Erfassungsschritt und der Auswerteschritt werden permanent durchgeführt, bis eine Abweichung von dem Messbetriebszustand erfolgt, was eine Abbruchsbedingung erfüllt und zu einem sofortigen Abbruch des Verfahrens führt.
Bezugszeichenliste

10: Doppelkupplungsgetriebe
11: Getriebegehäuse
12: elektrohydraulische Steuereinheit
13: Radsatzraum
14: Getriebegehäusebodenbereich
15: Getriebeölspeicher
16: Trockensumpfpumpe
17: Vorgabestrom
18: Erfassungsschritt
19: Drehzahlverlauf
20: Minimalwert
21: Drehzahl
22: Maximalwert
23: Auswerteschritt
24: Differenz/ Mittelwert Peak-to-Peak
25: Grenzwert
26: initiale Luftsaugerkennung
27: permanente Regelung
28: Peak-to-Peak
29: Ordinatenachse
30: Abszissenachse
31: erster Verfahrensschritt
32: zweiter Verfahrensschritt
33: dritter Verfahrensschritt
34: vierter Verfahrensschritt
35: Aktivierungs- und Abbruchsbedingungen
36: Luftsaugen
37: Ölsaugen
38: Ölfilter
39: Trockensumpfpumpenansaugöffnung
41: Radsatz
42: Volumenstrom
43: Ölstand im Radsatzraum
44: Ölstand im Getriebeölspeicher
45: Getriebeölpumpe
46: Sollphasenstrom
47: Wiederholung
48: Reduzierung Sollphasenstrom
49: Erhöhung Sollphasenstrom

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 112014003376 T5 [0002]

Claims

Verfahren zum Betrieb eines Doppelkupplungsgetriebes (10), wobei das Doppelkupplungsgetriebe (10) ein Getriebegehäuse (11), ein Kupplungsgehäuse, eine innerhalb des Kupplungsgehäuses angeordnete Doppelkupplung, einen hohlzylindrischen Kupplungsraum, welcher die Doppelkupplung zumindest teilweise umschließt, eine elektrohydraulische Steuereinheit (12), einen Radsatzraum (13), welcher einen Getriebegehäusebodenbereich (14) umfasst, einen Getriebeölspeicher (15), welcher zur Aufnahme eines Getriebeöls für das Doppelkupplungsgetriebe (10) vorgesehen ist und eine Trockensumpfpumpe (16), welche zu einer Absaugung des Getriebeöls aus dem Radsatzraum (13) und einer Rückführung des Getriebeöls in den Getriebeölspeicher (15) vorgesehen ist, umfasst, wobei die Trockensumpfpumpe (16) in einem stromgeregelten Betrieb mittels eines Vorgabestroms (17) angesteuert wird, wobei in zumindest einem Erfassungsschritt (18) des stromgeregelten Betriebs zu einer Luftsaugerkennung ein Drehzahlverlauf (19) der Trockensumpfpumpe (16) zumindest teilweise erfasst wird, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Erfassungsschritt (18) ein Minimalwert (20) einer Drehzahl (21) der Trockensumpfpumpe (16) und ein Maximalwert (22) der Drehzahl (21) der Trockensumpfpumpe (16) zumindest über einen definierten Zeitraum erfasst wird, wobei in einem anschließenden Auswerteschritt (23) zu einer Luftsaugerkennung eine Differenz (24) zwischen dem Minimalwert (20) und dem Maximalwert (22) mit einem definierten, von einer Öltemperatur und einem Vorgabestrom abhängenden Grenzwert (25) verglichen wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Erfassungsschritt (18a) und der Auswerteschritt (23a) in einem definierten Betriebszustand zumindest initial, insbesondere vor einem drehzahlgeregelten Betrieb, zu einer initialen Luftsaugerkennung (26) erfolgen.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Erfassungsschritt (18b) und der Auswerteschritt (23b) in einem definierten Betriebszustand permanent während des stromgeregelten Betriebs zu einer permanenten Regelung (27) der Trockensumpfpumpe (16b) durchgeführt werden.