DE112007002509B4

DE112007002509B4 - Hydraulische Steuerung für ein Doppelkupplungsgetriebe

Info

Publication number: DE112007002509B4
Application number: DE112007002509.3T
Authority: DE
Inventors: Martin Staudinger; Marco Grethel
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2006-10-30
Filing date: 2007-09-28
Publication date: 2016-12-08
Anticipated expiration: 2027-09-29
Also published as: US20090211866A1; DE112007002509A5; WO2008052502A1; US7740119B2

Abstract

Doppelkupplungsgetriebe (10) mit: – einem ersten Volumenstromventil (22) zur Ansteuerung einer nachgeschalteten ersten Kupplung (16), – einem zweiten Volumenstromventil (31) zur Ansteuerung einer nachgeschalteten zweiten Kupplung (18) und – einer ersten hydraulischen Energiequelle (80) zur Versorgung der Volumenstromventile (22, 31) und der Kupplungen (16, 18) mit einem Systemdruck, wobei die Kupplungen (16, 18) eine Flüssigkeitskühlung (63) aufweisen, die dem ersten Volumenstromventil (22) nachgeschaltet ist, der ersten hydraulischen Energiequelle (26) ein Druckspeicher (24) nachgeschaltet ist, wobei in einer ersten Schaltstellung des ersten Volumenstromventils (22) die erste hydraulische Energiequelle (80) nur mit dem Druckspeicher (24) verbunden ist, wobei dieser mit dem Systemdruck beaufschlagbar ist, und in einer zweiten Schaltstellung des ersten Volumenstromventils (22) die erste hydraulische Energiequelle (80) mit der Flüssigkeitskühlung (63) verbunden ist, wobei die Flüssigkeitskühlung (63) zur Kühlung der Kupplungen (16, 18) mittels der ersten hydraulischen Energiequelle (80) mit einem vergleichsweise niedrigen Kühldruck versorgbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass in einer dritten Schaltstellung des ersten Volumenstromventils (22) die erste Kupplung (16) mit der ersten hydraulischen Energiequelle (80) und dem Druckspeicher (24) verbunden ist und mittels der hydraulischen Energiequelle (26) und/oder mittels des Druckspeichers (24) mit dem Systemdruck versorgbar ist.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Doppelkupplungsgetriebe mit einem ersten Volumenstromventil zur Ansteuerung einer nachgeschalteten ersten Kupplung, einem zweiten Volumenstromventil zur Ansteuerung einer nachgeschalteten zweiten Kupplung und einer ersten hydraulischen Energiequelle zur Versorgung der Volumenstromventile und der Kupplungen mit einem Systemdruck.
Doppelkupplungsgetriebe der eingangs genannten Art sind bekannt. Sie können beispielsweise in einem Triebstrang eines Kraftfahrzeuges mit einem Verbrennungsmotor vorgesehen sein. Ferner ist es möglich, solche Doppelkupplungsgetriebe in einem Triebstrang von Kraftfahrzeugen mit einem Hybridantrieb vorzusehen.
Aus der Auslegeschrift DE 23 14 226 B2 ist eine als Doppelkupplung ausgebildete Fahr- und Zapfwellenkupplung eines Schleppers bekannt, wobei ein erstes Volumenstromventil zur Ansteuerung einer ersten Kupplung und ein zweites Volumenstromventil zur Ansteuerung einer zweiten Kupplung sowie eine hydraulische Energiequelle zur Versorgung der Volumenstromventile mit einem Systemdruck vorgesehen sind. Die Kupplungen werden mittels einer Flüssigkeitskühlung geschmiert und gekühlt, welche dem ersten Volumenstromventil nachgeschaltet ist.
Die deutsche Offenlegungsschriften DE 101 48 424 A1 und DE 103 16 215 A3 offenbaren ebenfalls hydraulische Ansteuerungen für Doppelkupplungen. Dabei kann einer ersten hydraulischen Energiequelle ein Druckspeicher nachgeschaltet sein, oder die hydraulische Energiequelle mit der Flüssigkeitskühlung zur Kühlung der Kupplungen mit einem vergleichsweise niedrigen Kühldruck verbunden sein.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein verbessertes Doppelkupplungsgetriebe, insbesondere für eine Anwendung in Kraftfahrzeugen mit einem Hybridantrieb, insbesondere mit einer einfacher aufgebauten Flüssigkeitskühlung, bereitzustellen.
Die Aufgabe ist mit einem Doppelkupplungsgetriebe mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Das Doppelkupplungsgetriebe weist ein erstes Volumenstromventil zur Ansteuerung einer nachgeschalteten ersten Kupplung, ein zweites Volumenstromventil zur Ansteuerung einer nachgeschalteten zweiten Kupplung und eine erste hydraulische Energiequelle zur Versorgung der Volumenstromventile und der Kupplungen mit einem Systemdruck auf, wobei die Kupplungen eine Flüssigkeitskühlung aufweisen, die dem ersten Volumenstromventil nachgeschaltet ist. Über das erste Volumenstromventil kann die Flüssigkeitskühlung mittels der vorgeschalteten ersten hydraulischen Energiequelle mit hydraulischer Energie beziehungsweise mit einem entsprechenden Hydraulikmedium zur Kühlung der Kupplungen versorgt werden.
Dabei ist der ersten hydraulischen Energiequelle ein Druckspeicher nachgeschaltet ist, wobei in einer ersten Schaltstellung des ersten Volumenstromventils die hydraulische Energiequelle nur mit dem Druckspeicher verbunden ist, wobei dieser mit dem Systemdruck beaufschlagbar ist. In dieser ersten Schaltstellung kann vorteilhaft der Druckspeicher zur Speicherung mit der hydraulischen Energie auf dem vergleichsweise hohen Druckniveau des Systemdrucks befüllt werden.
Weiterhin ist in einer zweiten Schaltstellung des ersten Volumenstromventils die hydraulische Energiequelle mit der Flüssigkeitskühlung verbunden, wobei die Flüssigkeitskühlung zur Kühlung der Kupplungen mittels der hydraulischen Energiequelle mit einem vergleichsweise niedrigen Kühldruck versorgbar ist. Die hydraulische Energiequelle kann einen Elektromotor und eine entsprechend zugeordnete Pumpe zur Förderung des Hydraulikmediums aufweisen. Die zur Förderung des Hydraulikmediums notwendige Wellenleistung ist von dem zu fördernden Volumenstrom und der dabei zu überwindenden Druckdifferenz abhängig. Vorteilhaft ist die Wellenleistung aufgrund des vergleichsweise niedrigen Kühldrucks ebenfalls verhältnismäßig niedrig, so dass bei verhältnismäßig geringer Wellenleistung ein ausreichender Volumenstrom zur Kühlung der Kupplungen darstellbar ist. Der Kühldruck kann auch als Kühlmediumdruck, insbesondere Kühlöldruck, bezeichnet werden und beträgt zum Beispiel während des reinen Kühlbetriebs nur ein bar. Vorteilhaft kann der Elektromotor vergleichsweise klein ausgelegt werden. Zur Förderung des vergleichsweise großen Systemdrucks kann diese verhältnismäßig klein ausgelegte Anordnung aus Elektromotor und Pumpe ebenfalls verwendet werden, da nur verhältnismäßig geringe Volumenströme und/oder Einschaltzeiten notwendig sind, insbesondere aufgrund der Verwendung des Druckspeichers.
Das Doppelkupplungsgetriebe ist dadurch gekennzeichnet, dass in einer dritten Schaltstellung des ersten Volumenstromventils die erste Kupplung mit der hydraulischen Energiequelle und dem Druckspeicher verbunden ist und mittels der hydraulischen Energiequelle und/oder mittels des Druckspeichers mit dem Systemdruck versorgbar ist. In der dritten Schaltstellung dient also das Volumenstromventil zur Ansteuerung der ersten Kupplung. Sobald diese mittels des ersten Volumenstromventils in der dritten Schaltstellung mit dem Systemdruck beaufschlagt wird, kann die Kupplung sich schließen.
Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Doppelkupplungsgetriebes ist dadurch gekennzeichnet, dass in der ersten und in der zweiten Schaltstellung des ersten Volumenstromventils die erste Kupplung drucklos geschaltet und mit einem Tank verbunden ist. Auch in der ersten und der zweiten Schaltstellung kann das Volumenstromventil zur Ansteuerung der ersten Kupplung hergenommen werden, wobei in der ersten und zweiten Schaltstellung die erste Kupplung sich öffnen kann beziehungsweise offen ist.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Doppelkupplungsgetriebes ist dadurch gekennzeichnet, dass die Flüssigkeitskühlung einer zweiten hydraulischen Energiequelle nachgeschaltet ist, die von einem Verbrennungsmotor angetrieben ist. Das Doppelkupplungsgetriebe kann einem Verbrennungsmotor zum Schalten von Gängen nachgeschaltet sein. Vorteilhaft kann der Verbrennungsmotor die zweite hydraulische Energiequelle beziehungsweise eine Pumpe der zweiten hydraulischen Energiequelle antreiben. Es ist vorteilhaft möglich, diese zweite hydraulische Energiequelle zur Förderung des Kühlölvolumenstroms für die Kupplungen zu verwenden. Vorteilhaft kann bei abgeschaltetem Verbrennungsmotor, beispielsweise beim Einsatz des Doppelkupplungsgetriebes in einem Kraftfahrzeug mit Hybridantrieb, die erste hydraulische Energiequelle zur Kühlung der Kupplungen verwendet werden. Dazu kann das erste Volumenstromventil in die zweite Schaltstellung gebracht werden.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Doppelkupplungsgetriebes ist dadurch gekennzeichnet, dass die erste hydraulische Energiequelle von einem Elektromotor angetrieben ist. Der Elektromotor kann vorteilhaft auch bei stillstehendem Verbrennungsmotor die Pumpe der ersten hydraulischen Energiequelle zur Förderung des Hydraulikmediums antreiben.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Doppelkupplungsgetriebes ist dadurch gekennzeichnet, dass die Flüssigkeitskühlung auch bei stillstehendem Verbrennungsmotor mittels der ersten hydraulischen Energiequelle versorgbar ist. Vorteilhaft ist gewährleistet, dass die Kupplungen des Doppelkupplungsgetriebes auch in den unterschiedlichen Betriebszuständen, also beispielsweise bei abgeschaltetem Verbrennungsmotor und angeschaltetem Hybridelektromotor gekühlt werden können.
Die Aufgabe ist außerdem durch die Verwendung eines Doppelkupplungsgetriebes wie oben beschrieben in einem Kraftfahrzeug mit Hybridantrieb gelöst.
Ferner ist die Aufgabe mit einem Hydrauliksystem mit einem Merkmal oder einer Merkmalskombination wie oben beschrieben gelöst.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der unter Bezug auf die Zeichnung ein Ausführungsbeispiel im Einzelnen beschrieben ist. Gleiche, ähnliche und/oder funktionsgleiche Teile sind mit gleichen Bezugszeichen versehen. Es zeigen:
1 eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Doppelkupplungsgetriebes;
2 ein Schaltbild eines ersten Volumenstromventils des Doppelkupplungsgetriebes;
3 eine schematische Schnittansicht des in 2 symbolisierten ersten Volumenstromventils in einer ersten Schaltstellung;
4 das in 3 gezeigte erste Volumenstromventil in einer zweiten Schaltstellung und
5 das in den 3 und 4 gezeigte erste Volumenstromventil in einer dritten Schaltstellung.
1 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Doppelkupplungsgetriebes 10, das hier nur schematisch dargestellt ist. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel wird von einem 8-Gang Getriebe ausgegangen mit sieben Vorwärtsgängen und einem Rückwärtsgang. Die einzelnen Gänge werden von Schaltzylindern 11, 12, 13 sowie 14 geschaltet. Grundsätzlich ist es möglich, mehr oder weniger Schaltzylinder vorzusehen. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel schaltet der Schaltzylinder 11 die Gänge zwei und vier, der Schaltzylinder 12 den Rückwärtsgang sowie Gang sechs, der Schaltzylinder 13 die Gänge fünf und sieben und der Schaltzylinder 14 die Gänge eins und drei. Die Schaltzylinder sind jeweils hydraulisch betätigt und besitzen zwei Endstellungen, die jeweils einem der beiden Gänge entsprechen, sowie eine Mittelstellung, in der keiner der beiden Gänge eingelegt ist. Die Gänge zwei, drei, fünf und sieben, mithin alle ungeraden Gänge, können mit einer nicht dargestellten ersten Getriebeeingangswelle zusammenwirken, die mit einer ersten hydraulisch betätigten Kupplung 16 (Hydraulikkupplung) mit der Kurbelwelle einer Brennkraftmaschine 17 ein- beziehungsweise ausgekuppelt werden kann. Entsprechend können die Gänge zwei, vier, sechs und der Rückwärtsgang mit einer zweiten ebenfalls nicht dargestellten Getriebeeingangswelle zusammenwirken, die mit einer zweiten hydraulisch betätigten Kupplung 18 mit der Kurbelwelle der Brennkraftmaschine 17 ein- beziehungsweise ausgekuppelt werden kann. Die Kupplungen 16 und 18 sind hier nur schematisch dargestellt, es handelt sich um hydraulisch betätigte Nasskupplungen des Typs, die im drucklosen Zustand geöffnet sind. Denkbar ist auch, die Kupplungen so auszuführen, dass diese im drucklosen Zustand geschlossen sind. Die erste Kupplung 16 wird dazu von einem ersten Hydraulikzylinder 19 betätigt, die zweite Kupplung 18 wird von einem zweiten Hydraulikzylinder 20 betätigt. Der erste Hydraulikzylinder 19 ist über eine Hydraulikleitung 21 mit einem ersten Volumenstromventil 22 verbunden. Das erste Volumenstromventil 22 ist über einen Sicherheitsventilblock 23, welcher mehrere weiter unten erläuterte Ventile umfasst, und eine Druckspeicherleitung 56 mit einem Druckspeicher 24 verbunden. Der Druckspeicher 24 ist über ein Rückschlagventil 25, eine Pumpe 26 sowie über einen Ölfilter 27 mit einem Tank 28 verbunden. Die Pumpe 26 fördert aus dem Tank 28 über den Ölfilter 27 Hydrauliköl in den Druckspeicher 24. In der Nähe des Druckspeichers 24 ist des Weiteren ein Überdruckventil 29 angeordnet, das den Maximaldruck in dem Druckspeicher 24 und den nachgeordneten Komponenten begrenzt. Der Druckspeicher 24, Rückschlagventil 25, Pumpe 26, Ölfilter 27, Tank 28 und Überdruckventil 29 sind Teile einer Druckeinrichtung.
Der zweite Hydraulikzylinder 20 ist über eine Hydraulikleitung 30 mit einem zweiten Volumenstromventil 31 verbunden.
Zur Regelung eines Schaltdrucks zum Einlegen der Gänge mittels der Schaltzylinder 11 bis 14 ist ein Schaltdruckregelventil 32 mit einem Eingang 34 vorgesehen. Ein Ausgang 35 des Schaltdruckregelventils 32 ist mit einem Drehschieberventil 33 als Umschaltventil verbunden. Das Drehschieberventil 33 hat einen Eingang 36, der hydraulisch mit Ausgängen 38, 39, 40 und 41 verbunden werden kann. Das Drehschieberventil 33 verfügt neben dem ersten Eingang 36 über einen zweiten Eingang 37, wobei sämtliche Ausgänge 38, 39, 40 oder 41, die nicht mit dem Eingang 36 verbunden sind, jeweils mit dem zweiten Eingang 37 verbunden sind. Es ist also immer genau ein Ausgang 38 oder 39 oder 40 oder 41 mit dem Eingang 36 verbunden, alle anderen Ausgänge sind mit dem zweiten Eingang 37 verbunden. Das Drehschieberventil 33 wird von einem elektrischen Schrittmotor 50 betätigt. Das Drehschieberventil 33 und das Schaltdruckregelventil 32 werden zusammen als Schaltventilanordnung 51 bezeichnet.
In der Darstellung der 1 ist der Ausgang 38 mit dem Schaltzylinder 11 an der Seite verbunden, die zum Schalten des zweiten Ganges dient. Der Ausgang 39 ist mit dem Schaltzylinder 12 an der Seite verbunden, die zum Schalten des Rückwärtsganges dient. Der Ausgang 40 ist mit dem Schaltzylinder 13 an der Seite verbunden, die zum Schalten des fünften Ganges dient und der Ausgang 41 ist mit dem Schaltzylinder 14 an der Seite verbunden, die zum Schalten des ersten Ganges dient. Die jeweils anderen Seiten der Schaltzylinder 11, 12, 13 und 14 sind gemeinsam mit einem Ausgang 42 des Schaltdruckregelventils 32 verbunden. Das Schaltdruckregelventil 32 hat drei Schaltstellungen, wobei in der ersten Schaltstellung der Eingang 34 mit dem Ausgang 35 verbunden und wobei gleichzeitig der Ausgang 42 über eine erste Rückführleitung 43 mit dem Tank 28 verbunden ist. In der zweiten Ventilstellung ist der Eingang 34 mit dem Ausgang 42 verbunden, wobei gleichzeitig der Ausgang 35 über eine Rückführleitung 44 mit dem Tank 28 verbunden ist. Es werden also wechselweise die Ausgänge 35 und 42 mit Druck beaufschlagt, wobei der jeweils andere Ausgang drucklos gemacht wird. Die dritte Schaltstellung befindet sich genau zwischen der ersten und der zweiten. Hier werden sowohl Ausgang 35 als auch Ausgang 42 über die Kanäle 43 und 44 mit dem Tank verbunden, und somit gewährleistet, dass kein Druck in die Schaltzylinder gelangt. Als erster Druck p1 und zweiter Druck p2 werden hier der (hohe) Druck bei einer Verbindung mit dem Druckspeicher 24 beziehungsweise der Druckseite der Pumpe 26 und der (niedrige) Druck bei einer Verbindung mit dem Tank 28 beziehungsweise der Saugseite der Pumpe 26 bezeichnet.
Der Sicherheitsventilblock 23 umfasst ein erstes Sicherheitsventil 52 um die Verbindung einer Zufuhrleitung 45 mit der Druckspeicherleitung 56 zu schließen oder zu öffnen (unterbrechen). Bei geöffnetem erstem Sicherheitsventil 52 sind die Volumenstromventile 22, 31 sowie das Schaltdruckregelventil 32 von dem Druckspeicher 24 beziehungsweise der Pumpe 26 abgekoppelt. Der Sicherheitsventilblock 23 umfasst weiter ein zweites Sicherheitsventil 53, mit dem ein Leitungsteil 21.1 und der Leitungsteil 21 mit einer Zuleitung 55 zum Tank 28 verbunden wird. Der Sicherheitsventilblock 23 umfasst weiter ein drittes Sicherheitsventil 54, mit dem ein Leitungsteil 30.1 und der Leitungsteil 30 mit der Zuleitung 55 zum Tank 28 verbunden wird. Der Sicherheitsventilblock 23 hat eine Betriebsstellung, bei der das erste Volumenstromventil 22, das zweite Volumenstromventil 31 sowie das Schaltdruckregelventil 32 mit dem Druckspeicher 24 verbunden sind. In dieser Stellung sind auch die Hydraulikleitungen 21 und 30 druckdicht geschaltet. In der anderen Stellung, der Notstellung, sind die Hydraulikleitungen 21 und 30 auf Tank geschaltet, die Verbindung des ersten Volumenstromventils 22, des zweiten Volumenstromventils 31 sowie des Schaltdruckregelventils 32 mit dem Druckspeicher ist dabei unterbrochen. Das erste und zweite Volumenstromventil 22, 31 ermöglichen es jeweils, die jeweils zugeordnete Hydraulikleitung 21 beziehungsweise 30 mit Druck zu beaufschlagen, indem eine Verbindung zu der Zufuhrleitung 45, die über den Sicherheitsventilblock 23 mit dem Druckspeicher 24 verbunden ist, hergestellt wird.
Die Volumenstromventile 22 und 31 können in einer beliebigen (Zwischen-)Stellung geöffnet werden, es handelt sich also um Stetigventile, die einen Volumenstrom steuern können. Beide Volumenstromventile 22, 31 verfügen über eine Stellung, bei der die Hydraulikleitungen 21 beziehungsweise 30 direkt mit dem Tank 28 verbunden werden, so dass der jeweils zugeordnete Hydraulikzylinder 19, 20 komplett drucklos ist.
Der Volumenstrom von Pumpe 26 und Druckspeicher 24 gelangt direkt zum Sicherheitsventilblock 23 und wird von hier aus weiter an die beiden Volumenstromventile 22, 31 sowie das Schaltdruckregelventil 32 geführt. Bei einer Schaltung des Sicherheitsventilblockes 23 werden alle Systemkomponenten von der Druckzufuhr getrennt, die Füllung des Druckspeichers 24 bleibt jedoch erhalten. Die Ansteuerung des ersten Hydraulikzylinders 19 und des zweiten Hydraulikzylinders 20 werden mittels der Volumenstromventile 22, 31 realisiert.
Zwischen den Volumenstromventilen 22, 31 und den Hydraulikzylindern 19, 20 wird das Hydrauliköl noch einmal durch den Sicherheitsventilblock 23 geleitet, und zwar dergestalt, dass bei Betätigung des Sicherheitsventilblockes 23 die Restdrücke der Hydraulikzylinder 19, 20 direkt vom Sicherheitsventilblock 23 in den Tank 28 geleitet werden. Der Sicherheitsventilblock 23 erfüllt demnach drei Funktionen, es schließt den Speicher 24, so dass kein großer Volumenstrom in den Tank 28 abgelassen werden muss, es legt das System und darin eventuell enthaltene Restdrücke direkt auf den Tank 28 und es entleert die beiden Hydraulikzylinder 19, 20 auf direktem Weg in den Tank 28. Die Ansteuerung der Schaltzylinder erfolgt mit Hilfe des Schaltdruckregelventils 32 und des Drehschieberventils 33, der von dem Schrittmotor 50 betätigt wird.
Schaltet das Schaltdruckregelventil 32 auf den Tank 28, so sind sieben Zylinder auf den Tank geschaltet und ein Zylinder ist mit Druck beaufschlagt. Dieser wird sich dann entsprechend bewegen. In 1 ist beispielsweise der Ausgang 40 mit Druck beaufschlagt, so dass sich dieser entsprechend so bewegen wird, dass Gang fünf eingelegt wird. Schaltet das Schaltdruckregelventil 32 um, so befinden sich die sieben Zylinder unter Druck und der achte liegt am Tank 28 und weicht daher in diese Richtung aus. Dies bedeutet in der in 1 gezeigten Stellung des Drehschieberventils 33 ein Auslegen von Gang fünf und ein Einlegen von Gang sieben. Das Umschalten des Schaltdruckregelventils 32 bedeutet, dass der Ausgang 41 des Schaltdruckregelventils mit dem Druckspeicher 24 verbunden ist und der Ausgang 35 mit dem Tank 28 verbunden ist.
Die Sicherheitsventilanordnung 23, die Volumenstromventile 22 und 31 sowie das Schaltdruckregelventil 32 sind durch elektrische Aktuatoren 57.1 beziehungsweise 57.2 beziehungsweise 57.3 beziehungsweise 57.4 betätigt. Das in 1 dargestellte System kann ohne Drucksensoren betrieben werden. Dies ist möglich, da die Positionen der Schaltgabeln und der Zustand der Kupplungen mittels hier nicht dargestellter Wegsensoren erfasst werden. Es kann also über das Wegsignal eine ausreichende Information für die Ventilregelung an eine Regelelektronik gegeben werden. Ein Systemdrucksensor kann durch einen kostengünstigeren Wegsensor am Druckspeicher ersetzt werden. Da der Druckspeicher nach einem Tellerfederprinzip funktioniert, kann die Position der Tellerfeder zum Beispiel mit einem Hallsensor aufgenommen werden und so die Ein- beziehungsweise Ausschaltpunkte der Pumpe ermittelt werden. Sollte dies durch einen Sensordefekt oder ein Fehlverhalten der elektronischen Steuerung nicht mehr gewährleistet sein, so ist der Druckspeicher durch das Überdruckventil 29 (Druckbegrenzungsventil) vor einer Überlastung geschützt.
2 zeigt ein Schaltbild des ersten Volumenstromventils 22, ausgebildet als 5/3 Wegeventil. Die 3 bis 5 zeigen eine schematische Schnittansicht des zweiten Volumenstromventils 22 in einer ersten, zweiten und dritten Schaltstellung.
Wie in 2 ersichtlich, weist das erste Volumenstromventil 22 fünf Anschlüsse auf, wobei ein erster Anschluss 58 zu einer in 1 dargestellten Flüssigkeitskühlung 63 führt. Ein zweiter Anschluss 59 führt zu der ersten Kupplung 16. Ein dritter Anschluss 60 führt zu dem Rückschlagventil 25 und zu dem Druckspeicher 24. Im Unterschied zur Darstellung gemäß 1 ist das Sicherheitsventil zwischen dem Volumenstromventil und der Druckversorgungseinheit, bestehend aus Rückschlagventil 25, Pumpe 26 und Druckspeicher 24 nicht dargestellt. Ein vierter Anschluss 61 des ersten Volumenstromventils 22 führt zu dem Tank 28. Ein fünfter Anschluss 62 führt direkt zu der Pumpe 26. In 2 ist das erste Volumenstromventil 22 in einer ersten Schaltstellung gezeigt, die der Schaltstellung gemäß 3 entspricht. Im Folgenden wird anhand der 3 bis 5 die Funktion des ersten Volumenstromventils 22 näher erläutert. Das erste Volumenstromventil 22 weist insgesamt sieben Lamellen 1 bis 7, einen Steuerkolben 64, die Magnetbetätigung 57.4, die durch einen Pfeil 65 angedeutet ist, sowie eine eine Gegenkraft aufbringende Rückstellfeder 66, die auf dem Steuerkolben 64 einer Magnetkraft gemäß des Pfeils 65 entgegenwirkt. Der Stellkolben 64 weist eine erste Steuerflanke 67, eine zweite Steuerflanke 68, eine dritte Steuerflanke 69 und eine vierte Steuerflanke 70 auf.
Die Lamellen 1 und 7 sind für die eigentliche Schaltfunktion des ersten Volumenstromventils 22 nur von untergeordneter Bedeutung. Die Lamelle 2 entspricht dem Anschluss 61, die Lamelle 3 dem Anschluss 59, die Lamelle 4 dem Anschluss 60, die Lamelle 5 dem Anschluss 62 und die Lamelle 6 dem Anschluss 58.
In 3 ist durch einen geschwungenen Pfeil 71 angedeutet, dass in der ersten Schaltstellung die Lamelle 3 und die Lamelle 2 fluidig miteinander verbunden sind, so dass das Hydraulikmedium von der ersten Kupplung 16 in den Tank 28 zurückfließen kann, also die erste Kupplung 16 drucklos geschaltet ist. Die Lamellen 4, 5 und 6 sind jeweils durch den Steuerkolben 64 blockiert.
In der Darstellung gemäß 4 ist durch den ersten Pfeil 71 angedeutet, dass auch in der zweiten Schaltstellung die Lamellen 2 und 3 fluidig miteinander verbunden sind. In der Darstellung gemäß 4 ist der Steuerkolben 64 durch die Magnetkraft nach rechts verstellt, so dass die vierte Steuerflanke 70 des Steuerkolbens 64 die Lamelle 6 freigibt. Außerdem ist dabei die dritte Steuerflanke 69 immer noch so eingestellt, dass diese die Lamelle 5 immer noch freigibt. Die Lamellen 5 und 6 sind also fluidig miteinander verbunden, was durch einen zweiten geschwungenen Pfeil 72 in 4 angedeutet ist. In der zweiten Schaltstellung, wie in 4 dargestellt, kann also über die Lamellen 5 und 6 die Flüssigkeitskühlung 63 auf dem niedrigen Druckniveau mit dem Hydraulikmedium versorgt werden. Außerdem ist in dieser Schaltstellung die erste Kupplung 16 noch drucklos geschaltet.
In der dritten Schaltstellung, wie in 5 ersichtlich, ist der Steuerkolben 64 noch weiter, in Ausrichtung der 5 gesehen, nach rechts verstellt. Dabei rückt die erste Steuerflanke 67 so weit nach rechts, dass diese die Lamelle 2 absperrt. Außerdem ist die zweite Steuerflanke 68 des Steuerkolbens 64 ebenfalls so weit nach rechts verrückt, dass die Lamelle 4 freigegeben ist. Ferner sind die Lamellen 5 und 6 durch die Steuerflanken 69 und 70 blockiert. Durch einen dritten geschwungenen Pfeil 73 ist angedeutet, dass in dieser dritten Schaltstellung die erste Kupplung 16 beziehungsweise deren erster Hydraulikzylinder 19 mit dem in dem Druckspeicher 24 und/oder von der Pumpe 26, geförderten Systemdruck beaufschlagt ist. Hierzu sind die Lamellen 3 und 4 fluidig miteinander verbunden.
In 1 ist ersichtlich, dass das Doppelkupplungsgetriebe 10 die Flüssigkeitskühlung 63, wie durch ein Rechteck symbolisiert, aufweist. Die Flüssigkeitskühlung 63 weist eine Pumpe 75 zur Förderung eines Kühlmediums, beispielsweise des Hydraulikmediums auf. Die Pumpe 75 ist dazu dem Tank über einen Saugfilter 76 nachgeschaltet. Ein elektromagnetisch betätigtes Ventil 77 ist zwischen die Pumpe 75 und den Saugfilter 76 geschaltet.
Der Pumpe 75 ist ein Kühler 74 und ein diesem parallel geschaltetes Rückschlagventil 78 nachgeschaltet. Bei vergleichsweise zähflüssigem Kühlmedium, also für den Fall, dass keine Kühlung benötigt wird, entsteht aufgrund der größeren Viskosität ein höherer Druck, so dass sich das Rückschlagventil 78 automatisch öffnet, also vergleichsweise wenig Medium durch den Kühler geführt wird. Bei vergleichsweise flüssigem Kühlmedium ist der Druck relativ gering, so dass das Rückschlagventil 78 geschlossen bleiben kann, also das gesamte Kühlmedium durch den Kühler 74 geführt wird. Dem Kühler 74 und dem Rückschlagventil 78 sind die zwei Kupplungen 16 und 18 beziehungsweise nicht näher dargestellte Kühlkanäle der zwei Kupplungen 16 und 18 nachgeschaltet.
Ferner ist in 1 ersichtlich, dass die Druckeinrichtung einen der Pumpe 26 zugeordneten Elektromotor 79 aufweist. Die Pumpe 26 und der zugeordnete Elektromotor bilden eine erste hydraulische Energiequelle 80. Der Verbrennungsmotor 17 und die zugeordnete Pumpe 75 bilden eine zweite hydraulische Energiequelle 81.
Um die Kühlung der Kupplungen 16 und 18 bei stillstehendem Verbrennungsmotor 17 zu gewährleisten, kann die separate Pumpe 26 mit dem Elektromotor 79 verwendet werden. Wird die Steuerung des Getriebes 10 mittels eines Powerpacks realisiert, so besteht die Möglichkeit, die Pumpe 26 und den Elektromotor 79 des Powerpacks für die Kühlung dann zu verwenden, wenn der Speicher 24 des Powerpacks gefüllt ist und die Pumpe 26 somit nicht gebraucht wird.
Der Motor 79 des Powerpacks kann so ausgelegt sein, dass er die nominale Wellenleistung nur kurzzeitig für die Dauer der Speicherbefüllung des Speichers 24 abdeckt. Will man ihn jedoch zur Kühlung der Kupplungen mit verwenden, so ist es erforderlich ihn im Dauerbetrieb zu betreiben.
Um den Motor 79 dabei nicht zu überlasten, ist es vorteilhaft möglich, nur während der Speicherbefüllung die Pumpe 26 auf Systemdruckniveau zu bringen und während des reinen Kühlbetriebs lediglich circa 1 bar zu fördern. Die hierfür benötigte Wellenleistung ist so gering, dass der Motor 79 der Belastung standhält. Es wurde ein Weg gefunden, die Kühlung nicht aus dem Steuerungssystem heraus zu betreiben, sondern den Kühlölbedarf direkt nach der Pumpe 79, noch vor dem Hauptsystemdruck, über das erste Volumenstromventil 22 abzugreifen.
Dieses sorgt vorteilhaft für diese Umschaltung. Um mit möglichst wenig zusätzlichen Teilen diese Ventilfunktion zu realisieren, ist diese Kühlumschaltfunktion mit dem ersten Volumenstromventil 22 zu verbunden.
So wurde ein Weg gefunden, das erste Volumenstromventil 22 dergestalt auszuführen, dass bei geringer Ventilbetätigung zunächst die Pumpe 26 direkt mit der Kupplungskühlung verbunden wird. Bei weiterer Bestromung schließt diese Verbindung wieder, und die erste Kupplung 16 wird normal betätigt. Es handelt sich also um ein 5/3 Wegeventil.
So ist es möglich, die Kühlungsfunktion der Kupplungen 16 und 18 ohne zusätzliches Ventil, mit lediglich 2 Lamellen mehr an dem ersten Volumenstromventil 22 zu realisieren.
Lamelle 4 ist der Anschluss des ersten Volumenstromventils 22 an den Systemdruck der Steuerung. Lamelle 3 ist der Zulauf zum Kupplungskolben 19. Lamelle 5 ist direkt mit der Pumpe 26 und dem Speicher 24 verbunden und Lamelle 6 geht zur Kupplungskühlung.
Der Motor 79 der Hydrauliksteuerung übernimmt also zusätzlich die Kupplungskühlung während die Kühlölpumpe 75 stillsteht, weil der Verbrennungsmotor 17 ausgeschaltet ist. Die Steuerung dieser Zusatzfunktion übernimmt eines der Kupplungsventile, hier das erste Volumenstromventil 22 durch eine hinzugefügte Schaltstellung.
Bezugszeichenliste

10: Doppelkupplungsgetriebe
11: Schaltzylinder
12: Schaltzylinder
13: Schaltzylinder
14: Schaltzylinder
16: Erste Kupplung
17: Brennkraftmaschine
18: Zweite Kupplung
19: Erster Hydraulikzylinder
20: Zweiter Hydraulikzylinder
21: Hydraulikleitung
22: Erstes Volumenstromventil
23: Sicherheitsventilblock
24: Druckspeicher
25: Rückschlagventil
26: Pumpe
27: Ölfilter
28: Tank
29: Überdruckventil
30: Hydraulikleitung
31: Zweites Volumenstromventil
32: Schaltdruckregelventil
33: Drehschieberventil
34: Eingang
35: Ausgang
36: Erster Eingang des Drehschieberventils 33
37: Zweiter Eingang des Drehschieberventils 33
38: Ausgang
39: Ausgang
40: Ausgang
41: Ausgang
42: Ausgang
43: Erste Rückführleitung
44: Zweite Rückführleitung
45: Zufuhrleitung
46
47
48
49
50: Schrittmotor
51: Schaltventilanordnung
52: Erstes Sicherheitsventil
53: Zweites Sicherheitsventil
54: Drittes Sicherheitsventil
55: Zuleitung zum Tank 28
56: Druckspeicherleitung
57.1, 57.2, 57.3, 57.4: Aktuatoren
58: erster Anschluss
59: zweiter Anschluss
60: dritter Anschluss
61: Vierter Anschluss
62: Fünfter Anschluss
63: Flüssigkeitskühlung
64: Steuerkolben
65: Pfeil
66: Rückstellfeder
67: erste Steuerflanke
68: Zweite Steuerflanke
69: dritte Steuerflanke
70: vierte Steuerflanke
71: Pfeil
72: Pfeil
73: Pfeil
74: Kühler
75: Pumpe
76: Saugfilter
77: Sperrventil
78: Rückschlagventil
79: Elektromotor
80: Erste hydraulische Energiequelle
81: Zweite hydraulische Energiequelle

Claims

Doppelkupplungsgetriebe (10) mit: – einem ersten Volumenstromventil (22) zur Ansteuerung einer nachgeschalteten ersten Kupplung (16), – einem zweiten Volumenstromventil (31) zur Ansteuerung einer nachgeschalteten zweiten Kupplung (18) und – einer ersten hydraulischen Energiequelle (80) zur Versorgung der Volumenstromventile (22, 31) und der Kupplungen (16, 18) mit einem Systemdruck, wobei die Kupplungen (16, 18) eine Flüssigkeitskühlung (63) aufweisen, die dem ersten Volumenstromventil (22) nachgeschaltet ist, der ersten hydraulischen Energiequelle (26) ein Druckspeicher (24) nachgeschaltet ist, wobei in einer ersten Schaltstellung des ersten Volumenstromventils (22) die erste hydraulische Energiequelle (80) nur mit dem Druckspeicher (24) verbunden ist, wobei dieser mit dem Systemdruck beaufschlagbar ist, und in einer zweiten Schaltstellung des ersten Volumenstromventils (22) die erste hydraulische Energiequelle (80) mit der Flüssigkeitskühlung (63) verbunden ist, wobei die Flüssigkeitskühlung (63) zur Kühlung der Kupplungen (16, 18) mittels der ersten hydraulischen Energiequelle (80) mit einem vergleichsweise niedrigen Kühldruck versorgbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass in einer dritten Schaltstellung des ersten Volumenstromventils (22) die erste Kupplung (16) mit der ersten hydraulischen Energiequelle (80) und dem Druckspeicher (24) verbunden ist und mittels der hydraulischen Energiequelle (26) und/oder mittels des Druckspeichers (24) mit dem Systemdruck versorgbar ist.
Doppelkupplungsgetriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in der ersten und der zweiten Schaltstellung des ersten Volumenstromventils (22) die erste Kupplung (16) drucklos geschaltet und mit einem Tank (28) verbunden ist.
Doppelkupplungsgetriebe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Flüssigkeitskühlung (63) einer zweiten hydraulischen Energiequelle (81) nachgeschaltet ist, die von einem Verbrennungsmotor (17) angetrieben ist.
Doppelkupplungsgetriebe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste hydraulische Energiequelle (80) von einem Elektromotor (79) angetrieben ist.
Doppelkupplungsgetriebe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Flüssigkeitskühlung (63) auch bei stillstehendem Verbrennungsmotor (17) mittels der ersten hydraulischen Energiequelle (80) versorgbar ist.
Verwendung des Doppelkupplungsgetriebes (10) nach einem der Ansprüche 1–5 in einem Kraftfahrzeug mit Hybridantrieb.
Hydraulisches System zur Betätigung und/oder Steuerung und/oder Versorgung eines Doppelkupplungsgetriebes (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 5.