DE102014211152A1 - Verfahren zur Betätigung eines Planetengetriebes - Google Patents

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Erhard Hodrus
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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Betätigung eines Planetengetriebes mit einem mit einer ersten Welle verbundenen Sonnenrad, einem Hohlrad und einem zwischen Sonnenrad und Hohlrad kämmende Planeten verdrehbar aufnehmenden, mit einer zweiten Welle verbundenen Planetenträger, einem elektrisch betriebenen Aktor mit einem axial verlagerbaren Betätigungselement, welches durch Verlagerung entlang einer Wegstrecke eine Bremse zwischen einem Hohlrad und einem Festbauteil betätigt, wobei die Wegstrecke mittels eines relative Wegänderungen erfassenden Wegsensors von einer Steuereinheit ermittelt wird und die Bremse von dem Betätigungselement entlang der Wegstrecke zwischen einer Öffnungsposition mit frei drehendem Hohlrad und einer Schließposition mit gegen das Festbauteil gebremstem Hohlrad verlagert wird, sowie einer Recheneinrichtung zur Zuordnung einer erfassten relativen Wegposition zu einer absoluten Referenzposition der Wegstrecke. Zur vorteilhaften Ermittlung der Referenzposition wird das Betätigungselement bei geöffneter Bremse gegen einen einem harten Anschlag vorgelagerten Energiespeicher mit gegen den harten Anschlag ansteigender Kennlinie mit einer kleineren Kraft als eine Federkraft des Energiespeichers verlagert und bei Erreichen des Energiespeichers die Referenzposition festgelegt.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Betätigung eines Planetengetriebes mit einem mit einer ersten Welle verbundenen Sonnenrad, einem Hohlrad und einem zwischen Sonnenrad und Hohlrad kämmende Planeten verdrehbar aufnehmenden, mit einer zweiten Welle verbundenen Planetenträger, einem elektrisch betriebenen Aktor mit einem axial verlagerbaren Betätigungselement, welches durch Verlagerung entlang einer Wegstrecke eine Bremse zwischen einem Hohlrad und einem Festbauteil betätigt, wobei die Wegstrecke mittels eines relative Wegänderungen erfassenden Wegsensors von einer Steuereinheit ermittelt wird und die Bremse von dem Betätigungselement entlang der Wegstrecke zwischen einer Öffnungsposition mit frei drehendem Hohlrad und einer Schließposition mit gegen das Festbauteil gebremstem Hohlrad verlagert wird, sowie einer Recheneinrichtung zur Zuordnung einer erfassten relativen Wegposition zu einer absoluten Referenzposition der Wegstrecke.
  • Planetengetriebe mit einem Sonnenrad, Planeten, einem diese verdrehbar aufnehmenden Planetenträger und einem Hohlrad bilden in einfacher Weise ein Umlaufgetriebe zwischen zwei Wellen. Ein derartiges Umlaufgetriebe kann schaltbar ausgebildet werden, wenn beispielsweise Sonnenrad und Planetenträger jeweils einer Welle zugeordnet sind und das Hohlrad frei dreht oder gehäusefest gebremst wird. Auf diese Weise entstehen zwei schaltbare Übersetzungen zwischen den Wellen. Aus der DE 10 2011 087 697 A1 ist beispielsweise in einem hybridischen Antriebsstrang zwischen einer Kurbelwelle einer Brennkraftmaschine und einer Riemenscheibenebene ein derart schaltbares Planetengetriebe angeordnet, bei dem das Hohlrad mittels eines elektrischen Aktors automatisiert betätigt wird, um beispielsweise eine Elektromaschine als Starter der Brennkraftmaschine, von dieser angetriebener Generator und als Antrieb für Nebenaggregate bei stillstehender Brennkraftmaschine mit unterschiedlichen Übersetzungen gegenüber der Kurbelwelle betreiben zu können. Desweiteren sorgt ein zwischen den Wellen wirksam angeordneter Freilauf für eine abhängig von der Differenzdrehzahl von der Brennkraftmaschine abkoppelbare Elektromaschine.
  • Die Wegstrecke eines Betätigungselements des Aktors zur Betätigung der Bremse wird dabei mittels eines relative Wegstreckenabschnitte erfassenden Wegsensors, beispielsweise eines Inkrementalgebers ermittelt. Eine Absolutposition kann somit nicht ohne Weiteres gemessen werden. Da sich die Absolutposition beispielsweise bei einem abgestellten Aktor ändern kann, ohne dass dies über den Inkrementalgeber festgestellt werden kann, ist die Bestimmung einer absoluten Wegposition nur durch den Inkrementalgeber nicht ausreichend. Es muss zusätzlich dazu eine Referenzposition sicher ermittelt werden. Das von den relativen Wegsignalen des Inkrementalgebers ermittelte Weg-Koordinatensystem wird nach Ermittlung einer Referenzposition anschließend so verschoben, dass sich die Referenzposition mit einer vorgegebenen Absolutposition deckt und auf diese Weise mögliche Fehler, beispielsweise ein Verlieren von Inkrementen oder einem fehlerhaften Erkennen von Inkrementen eliminiert werden und nach jedem korrekten Ermitteln der Referenzposition die relativen Wegsignale absoluten Wegpositionen zugeordnet werden können. Hierzu ist beispielsweise aus der DE 10 2012 220 712 A1 ein Verfahren zur Steuerung eines ein Planetengetriebe mit einer Referenzierung des das Planetengetriebe schaltenden Aktors bekannt.
  • Aufgabe der Erfindung ist die vorteilhafte Weiterbildung eines Verfahrens zur Betätigung eines Planetengetriebes, insbesondere zur Referenzierung eines anhand relativer Wegsignale gesteuerten Aktors.
  • Die Aufgabe wird durch die Merkmale des Verfahrens gemäß Anspruch 1 gelöst. Die von diesem abhängigen Unteranspruche geben vorteilhafte Ausführungsformen des Verfahrens wieder.
  • Das vorgeschlagene Verfahren ist zur Betätigung eines Planetengetriebes mit einem mit einer ersten Welle verbundenen Sonnenrad, einem Hohlrad und einem zwischen Sonnenrad und Hohlrad kämmende Planeten verdrehbar aufnehmenden, mit einer zweiten Welle verbundenen Planetenträger vorgesehen. Hierbei verlagert ein elektrisch beispielsweise mittels eines Elektromotors betriebener Aktor ein axial verlagerbares, bevorzugt selbsthemmend ausgebildetes Betätigungselement, so dass eine eingestellte Wegposition ohne Bestromung des elektrischen Antriebs gehalten werden kann. Das Betätigungselement kann beispielsweise eine axial auf einer von einem Elektromotor angetriebenen Spindel verlagernde Spindelmutter sein. Das Betätigungselement betätigt durch dessen Verlagerung mittels des Aktors entlang einer Wegstrecke eine zwischen einem Hohlrad und einem Festbauteil angeordnete Bremse, wobei die Wegstrecke mittels eines relative Wegänderungen erfassenden Wegsensors, beispielsweise eines Inkrementalgebers, der in vorteilhafter Weise in dem elektrischen Antrieb in Form eines Elektromotors in diesen integriert sein kann und zugleich dessen elektronischer Kommutierung dienen kann, von einer Steuereinheit ermittelt wird und die Bremse von dem Betätigungselement entlang der Wegstrecke zwischen einer Öffnungsposition mit frei drehendem Hohlrad und einer Schließposition mit gegen das Festbauteil gebremstem Hohlrad verlagert wird. Die erfassten, relativen Wegsignale werden in einer beispielsweise in die Steuereinheit integrierten Recheneinrichtung während einer Referenzierung einer absoluten Referenzposition der Wegstrecke zugeordnet, indem beispielsweise ein Verhalten einer elektrischen Betriebsgröße, beispielsweise des Betriebsstroms, einer Betriebsspannung, eine Lastentwicklung und/oder dergleichen auf Änderungen untersucht und bei einer entsprechenden Änderung dieser eine Referenzposition erkannt wird, wenn beispielsweise das Betätigungselement an der Referenzposition durch Auflaufen auf ein Hindernis mehr elektrische Energie benötigt und damit mehr Strom benötigt, eine Versorgungsspannung einbricht. Alternativ oder zusätzlich kann das Verhalten der relativen Wegsignale selbst bei konstantem Betrieb des Aktors ausgewertet werden und ein Erreichen des Energiespeichers erkannt werden, wenn keine Änderung der relativen Wegsignale mehr auftritt. In dem vorgeschlagenen Verfahren wird zur Ermittlung der Referenzposition das Betätigungselement bei geöffneter Bremse gegen einen einem harten Anschlag vorgelagerten Energiespeicher mit gegen den harten Anschlag ansteigender Kennlinie mit einer kleineren Kraft als eine Federkraft des Energiespeichers verlagert und bei Erreichen des Energiespeichers die Referenzposition festgelegt wird. Durch Vorschalten eines unter Vorspannung gehaltenen Energiespeichers wird insbesondere ein Verklemmen eines selbsthaltenden wie selbsthemmenden Aktors an einem harten Anschlag vermieden.
  • Die gesamte zur Verfügung stehende Wegstrecke zur Betätigung der Bremse mit einer sich über diese erstreckenden Lastkennlinie ist dabei von einem harten Anschlag bei kleinen Betätigungswegen bei geöffneter Bremse, dem „unteren“ Anschlag gebildet, dem der vorgespannte axial wirksame Energiespeicher vorgeschaltet ist und den sogenannten „oberen“ Anschlag begrenzt, bei der die Bremse maximal geschlossen ist. Aufgrund von Verschleiß der Bremsbeläge der Bremse kann sich die Wegstrecke verlängern. An dem „oberen“ Anschlag ist in vorteilhafter Weise hierzu eine Verschleißkompensationseinrichtung vorgesehen, die auftretenden Verschleiß automatisiert. Zwischen diesen beiden Anschlägen ergeben sich daher gegenüber einer in einem mittleren Bereich der Wegstrecke auftretenden Grundlast zwei ansteigende Bereiche der Lastkennlinie, nämlich ein Bereich in Schließrichtung der Bremse nach Überwindung der Tastposition, bei dem die Bremse beginnt Moment zu übertragen und ein diesem gegenüber liegender Bereich bei abnehmender Wegstrecke mit steil ansteigende Last bei Berühren des vorgespannten Energiespeichers zur Überwindung dessen Vorspannkraft. Wird diese Vorspannkraft überwunden, steigt mit weiterer abnehmender Wegstrecke die Last weiter, bis der „untere“ Anschlag erreicht wird, an dem die Last am harten Anschlag steil ansteigt und gegen den das Betätigungselement nicht verlagert werden soll. Vielmehr wird bei einem Anfahren der Referenzposition das Betätigungselement mit einer kleineren Kraft, beispielsweise durch Regelung auf eine entsprechend geringe Spannung, als die Vorspannkraft gegen den Energiespeicher verlagert, so dass das Betätigungselement an diesem zum Stehen kommt und aufgrund im Wesentlichen gleichbleibender Wegsignale des relativen Wegsensors und/oder sich beispielsweise erhöhendem Betriebsstrom die Referenzposition an dem Energiespeicher erkannt wird.
  • Um Fehlbestimmungen der Referenzposition zu verhindern, beispielsweise bei der Vorspannkraft entsprechende Reibungen und dergleichen im Bereich der Grundlast der Lastkennlinie, wird bevorzugt nach einer Ermittlung der Referenzposition eine Plausibilisierung der ermittelten Referenzposition vorgenommen. Hierzu kann die Referenzposition plausibilisiert werden, indem das Betätigungselement geschwindigkeitsgeregelt gegen den Energiespeicher betätigt wird und anhand des Verhaltens einer elektrischen Lastgröße eine Korrelation mit der Kennlinie des Energiespeichers ausgewertet wird. Aufgrund der bevorzugt linear gegen den harten Anschlag ansteigenden Kennlinie des Energiespeichers kann aufgrund einer Auswertung einer beispielsweise abfallenden Betriebsspannung oder eines steigenden Betriebsstroms, verlängerter Pulsweiten eines mittels Pulsweiten gesteuerten Elektromotors, Erreichen einer maximalen Wegstreckendifferenz der Kennlinie des Energiespeichers und/oder dergleichen erkannt werden, dass das Betätigungselement unter Komprimierung des Energiespeichers in Öffnungsrichtung der Bremse, also gegen den „unteren“ Anschlag verlagert wird. Die ermittelte Referenzposition ist damit plausibilisiert. Stimmt die Korrelation nicht überein, weil beispielsweise vor der Verlagerung des Betätigungselements sich dieses bereits an einer den Energiespeicher komprimierenden Wegposition befindet, wird das Betätigungselement um eine sich aus dieser Wegposition sichere, nicht zu einer Betätigung der Bremse führende Wegstrecke in Schließrichtung in eine nicht der Referenzposition entsprechende Position verlagert und die Referenzposition wird erneut ermittelt. Hierbei kann eine gesicherte Position anhand einer Auswertung einer über eine Wegstrecke konstanten elektrischen Lastgröße, beispielsweise Betriebsstrom oder -spannung des Aktors ermittelt werden. Alternativ oder zusätzlich kann eine gesicherte Position erkannt werden, wenn eine zurückgelegte Wegstrecke größer als eine Wegstrecke des zwischen nicht von dem Betätigungselement belasteten und vollständig belasteten Energiespeichers ist. Weiterhin kann eine gesicherte Position erkannt werden, wenn eine Laufzeit des Betätigungselements größer als eine Laufzeit zur vollständigen Komprimierung des Energiespeichers ist.
  • Nach einer erfolgreichen Ermittlung und Plausibilisierung der Referenzposition des Betätigungselements wird das bestehende Koordinatensystem auf das aktuelle, auf die Referenzposition abgestimmte Koordinatensystem abgebildet, so dass eine aktualisierte Wegstrecke vorliegt, anhand der eindeutige Positionen voraussehbar einstellbar sind. Dabei wird das Betätigungselement zur Vorbereitung des nächsten Schließvorgangs der Bremse an einen in einem vorgegebenen Abstand zu der Referenzposition vorgesehenen Nullpunkt verlagert. Von diesem Nullpunkt ist bei noch plausibler Tastposition ein eindeutiges Lastkennfeld des über die Bremse zu übertragenden Bremsmoments im Voraus berechenbar. Der Tastpunkt befindet sich dabei in einem vorgegebenen Abstand zum Nullpunkt. Die Momentenkennlinie zwischen Tastposition und maximal übertragbarem Bremsmoment kann in der Steuereinheit wegabhängig, temperaturabhängig, betriebszeitabhängig und/oder abhängig von weiteren Betriebsparametern hinterlegt sein und laufend adaptiert werden. Eine Änderung der Tastposition kann in gleicher Weise laufend adaptiert werden.
  • Um eine unbeabsichtigte Übertragung von Bremsmoment während einer Ermittlung der Referenzposition zu vermeiden, kann eine Verlagerung des Betätigungselements während einer Ermittlung der Referenzposition in Richtung Schließposition der Bremse spannungsbegrenzt erfolgen, wobei eine Spannungsgrenze derart eingestellt wird, dass ein Übertragen eines vorgegebenen Bremsmoments der Bremse ausgeschlossen wird. Dabei kann eine Verlagerung des Betätigungselements während einer Ermittlung der Referenzposition in Richtung Schließposition der Bremse ausschließlich erfolgen, wenn eine von der Betriebsweise des Planetengetriebes abhängige Einstellung einer Schließposition der Bremse indifferent ist. Dies bedeutet, dass ein gegebenenfalls erfolgendes Schließen der Bremse für den Betriebsablauf des Planetengetriebes unschädlich und unkritisch ist.
  • Das von dem Verfahren betätigte Planetengetriebe kann mit einem zwischen den beiden Wellen beispielsweise zwischen Sonnenrad und Welle wirksam angeordneten Freilauf versehen sein. Hierbei kann die Referenzposition während eines Umschaltens des Freilaufs zwischen einer Sperr- und einer Überrollfunktion ermittelt werden. Es versteht sich, dass die von dem vorgeschlagenen Verfahren betätigten Vorrichtungen, beispielsweise Planetengetriebe mit oder ohne Freilauf, hybridische Antriebsstränge entsprechend den Merkmalen der DE 10 2011 087 697 A1 und DE 10 2012 220 712 A1 und dergleichen in Verbindung und im Umfang von für die Durchführung des Verfahrens notwendiger Vorrichtungsmerkmale von der Erfindung umfasst sind.
  • Zusammenfassend ausgedrückt ist bei einem Aktor zur Betätigung eines Planetengetriebes (Planetengetriebeaktor) das Anfahren des „oberen“ mechanischen Aktoranschlags zum Plausibilisieren der Referenzposition nicht möglich, da dies zu einer ungewollten Nachstellung der Momentenkennlinie führen würde. Zudem wäre die dazu benötigte Aktorkraft nicht vom Aktor aufbringbar. Würde man mit Bewegung den Aktor so weit schließen wie möglich, so stiege die Wahrscheinlichkeit einer Verklemmung enorm, da in der Regel die erlaubten Betriebsströme bei feststehendem Aktor und damit die Kräfte zum Wiederlosreißen in Bezug auf Kräfte die bei einem sich bewegenden Aktor entstehen, der durch eine Momentenkennlinie oder einen elastischen Anschlag abgebremst wird, deutlich überschreiten. Das Plausibilisieren der Referenzposition muss daher die Eigenheiten des Planetengetriebeaktors berücksichtigen.
  • Die Erfindung wird anhand der einzigen Figur näher erläutert. Diese zeigt eine Lastkennlinie 1 der Betätigungskraft F über den Betätigungsweg s eines Betätigungselements zur Betätigung einer Bremse des Hohlrads eines Planetengetriebes gegen ein Festbauteil. Zur konstruktiven Ausbildung eines entsprechenden Planetengetriebes wird auf die DE 10 2011 087 697 A1 und die DE 10 2012 220 712 A1 verwiesen.
  • Hierzu ist im „unteren“ Betätigungswegbereich, also bei Wegstrecken kleiner der Tastposition Tp, bei beginnender Momentübertragung der Bremse im Bereich vollständig geöffneter Bremse, ein zwischen dem harten Anschlag A1 und dem Nullposition P0 vorgespannter Energiespeicher, beispielsweise eine vorgespannte Feder mit der in Richtung des Anschlags A1 ansteigenden Kennlinie 2 mit der Kraftdifferenz ΔFP angebracht, der zu dem Kraftsprung 3 in der Lastkennlinie 1 mit anschließender linear ansteigender Kraftdifferenz ΔFR führt. Die Referenzposition Pr ist somit bei diesem Aktor die Position, an dem die vorgespannte Feder berührt wird und dies zum Kraftsprung 3 in der Lastkennlinie 1 führt. Die Referenzposition Pr wird mit einer definierten Spannung von größeren Wegstrecken in Öffnungsrichtung der Bremse angefahren, die nicht ausreicht, um das Betätigungselement in den Energiespeicher zu verlagern und damit diesen zu komprimieren. Der so ermittelte Anschlag wird dann als Referenzposition Pr erkannt und übernommen.
  • Diese Referenzposition Pr wird anschließend plausibilisiert. Hierzu wird das Betätigungselement des Planetengetriebeaktors weiter in Richtung des „unteren“ mechanischen Anschlags A1 geschwindigkeitsgeregelt mit einer Kraftbegrenzung verlagert. Die Wegstreckendifferenz Δsf zwischen der ermittelten Referenzposition Pr und der maximalen Plausibilisierungsposition Ppmax im Bereich des „unteren“ Anschlags A1 wird zum Plausibilisieren der Referenzposition Pr ausgewertet. Korreliert das Lastverhalten des Aktors mit der Kennlinie 2 des Energiespeichers, wird die Referenzposition Pr als erfolgreich plausibilisiert angesehen.
  • Besonderheiten beim Planetengetriebeaktor sind zum einen die Tatsache, dass die Referenzposition kein fester mechanischer Anschlag, wie z. B. beim Hebelaktor ist, sondern durch eine vorgespannte Feder gebildet wird. Das Anfahren dieser Feder darf somit nur in einer Weise erfolgen, die sicherstellt, dass nur die für das Referenzieren vorgesehene Position angefahren wird und nicht ungewünscht die Feder durch das Anfahren weiter eingedrückt wird und somit eine zu niedrige Referenzposition ermittelt wird.
  • Eine Fehbestimmung der Referenzposition Pr kann auftreten, wenn sich das Betätigungselement in ungewollter Weise in der Wegstreckendifferenz Δsf und damit jenseits der Referenzposition Pr befindet. Sollte in diesem Fall eine neue Bestimmung der Referenzposition Pr durchgeführt werden, so würde zwar die aktuelle Position innerhalb der Wegstreckendifferenz Δsf als neue Referenzposition Pr ermittelt werden, da das Referenzieren wie dargestellt mit einer Spannung erfolgt, die nicht ausreichend hoch ist, um das Betätigungselement innerhalb der Kennlinie 2 in Richtung des Anschlags A1 zu verlagern. Das hierauf folgende Plausibilisieren dieser fehlerhaften Referenzposition Pr durch Anfahren und Ermitteln des „unteren“ mechanischen Anschlags A1 würde dann korrekterweise fehlschlagen, da die Wegstreckendifferenz Δsf selbst und/oder ein Lastverhalten des Aktors nicht mit vorgegebenen Werten korrelieren würde. Jedes weitere Referenzieren und Plausibilisieren würde nun ebenfalls fehlschlagen, da das Betätigungselement weiterhin in der Wegstreckendifferenz Δsf verbliebe. Um dennoch eine gültige Referenzierung und Plausibilisierung sicher zu stellen, wird nach einer Ermittlung der Referenzposition Pr das Betätigungselement an eine Endposition außerhalb der Wegstreckendifferenz Δsf verlagert. In dem Falle, dass eine Plausibilisierung der Referenzposition Pr als erfolgreich angesehen wird, dass also beispielsweise eine Wegstreckendifferenz Δsf zwischen der Referenzposition Pr und der maximalen Plausibilisierungsposition Ppmax wie erwartet ist, so wird das Betätigungselement nach dem erfolgreichen Plausibilisieren positionsgeregelt an die Nullposition P0 verlagert.
  • Sollte eine zu niedrige, also bereits innerhalb der Wegstreckendifferenz Δsf liegende Referenzposition ermittelt worden sein, wird das Plausibilisieren fehlschlagen und die Wegstreckendifferenz Δsf kleiner als erwartet sein oder in anderer Weise nicht mit vorgegebenen Werten korrelieren. In diesem Fall wird das Betätigungselement in Schließrichtung der Bremse verlagert, bis ein Positionsunterschied größer einer vorgegebenen Schwelle erkannt wird oder eine Maximalzeit für eine derartige Verlagerung diese Aktion erreicht wird, wobei die Schwelle beispielsweise größer als die Wegstreckendifferenz Δsf ist.
  • Das Schließen der Bremse erfolgt hierbei spannungsgesteuert mit einer Spannung, die das Verlagern des Betätigungselements aus der Wegstreckendifferenz Δsf zwar ermöglicht, jedoch kleiner als eine Schwelle für eine Betätigung der Bremse über ein vorgegebenes Bremsmoment hinaus ist. Weiterhin kann auf Zustände des Planetengetriebes beschränkt werden, bei denen ein Schließen der Bremse unschädlich oder unkritisch ist, beispielsweise wenn beide Wellen, beispielsweise eine Kurbelwelle und eine Generatorwelle eines hybridischen Antriebsstrangs des Planetengetriebes stillstehen.
  • Das Schließen der Bremse im Falle eines fehlgeschlagenen Plausibilisierens kann alternativ bis zu einer vorgegebenen, kleineren Schwelle über die ermittelte Referenzposition Pr hinaus erfolgen. Bei einer fehlerhaften, zu niedrigen Referenzposition, die innerhalb der Wegstreckendifferenz Δsf liegt, ist durch das Schließen in Abhängigkeit von der Referenzposition Pr zwar nicht garantiert, dass das Betätigungselement vollständig aus der Wegstreckendifferenz Δsf heraus verlagert wird. Bei einem hierauf folgenden Referenzierungsvorgang würde allerdings eine höhere Referenzposition bestimmt werden, so dass das Betätigungselement durch sukzessives Referenzieren nach und nach aus der Wegstreckendifferenz Δsf heraus bewegt wird, bis ein Referenzieren mit einem Startpunkt außerhalb der Wegstreckendifferenz Δsf wieder erfolgreich plausibilisiert werden kann.
  • Um das Betätigungselement aus der Wegstreckendifferenz Δsf heraus zu verlagern, kann weiterhin vorgesehen werden, dass eine Referenzierung nur dann erfolgreich ist, wenn vor dem Referenzierungsvorgang zuerst eine Bewegung des Betätigungsvorgangs erkannt wird. Steht das Betätigungselement beispielsweise direkt vor dem Kraftsprung 3 oder innerhalb der Wegstreckendifferenz Δsf, wird keine Verlagerung des Betätigungselements erkannt, so dass an dieser Stelle des Verfahrens der Referenzierungsvorgang bereits abgebrochen werden kann ohne zu plausibilisieren. Im Anschluss an einen derart fehlgeschlagenen Referenzierungsvorgang wird das Betätigungselement um eine kleine Wegstrecke, beispielsweise wenige Inkremente in Schließrichtung der Bremse verlagert und gegebenenfalls durch Wiederholen des Vorgangs schließlich ein Referenzierungsvorgang mit vor dem Kraftsprung 3 stehendem Betätigungselement eingeleitet. Hierdurch müssen die Verarbeitungsvorgänge des Referenzierens und Plausibilisierens lediglich einmal durchgeführt werden.
  • Auf der anderem Seite der Lastkennlinie 1 bei in Schließrichtung größeren Betätigungswegen s verlagertem Betätigungselement erreicht dieses nach Zurücklegen der Wegstreckendifferenz Δsg von der Nullposition P0 die Tastposition Tp. Innerhalb der Wegstreckendifferenz Δsm erfolgt die Übertragung des Bremsmoments entlang der das Bremsmoment bis zu einem maximalen Moment bei maximaler Betätigungskraft Fmax einstellenden Kennlinie 4 am „oberen“ Anschlag A2 des Betätigungselements. Die Lage der Kraftkennlinie 4 ist abhängig vom Verschleiß der Bremsbeläge der Bremse, so dass sich diese entlang der Wegstreckendifferenz Δsf bis zur gestrichelt dargestellten Kraftkennlinie 4‘ verlagern kann. Hierbei kann eine Verschleißkompensationseinrichtung vorgesehen sein, welche vor Erreichen der Kraftkennlinie 4‘ die Wegstreckendifferenz Δsf wieder verringert. Dementsprechend ergibt sich die maximale Wegstreckendifferenz Δs des Betätigungselements zur Betätigung der Bremse ausgehend von der Nullposition P0. Das Betätigungselement kann dabei innerhalb der Wegstreckendifferenz Δss sicher verlagert werden, ohne die Bremse zu betätigen, während innerhalb der Wegstreckendifferenz Δsk die Bremse betätigt wird, während einer Referenzierung und Plausibilisierung bei drehenden Wellen also nicht gefahrlos angefahren werden kann.
  • Weist das Planetengetriebe einen zwischen den beiden wirksam angeordneten Freilauf auf, kann vorgesehen sein, dass der Freilauf innerhalb der Wegstreckendifferenz Δsf umschaltet.
  • Bezugszeichenliste
    • 1
    Lastkennlinie
    2
    Kennlinie
    3
    Kraftsprung
    4
    Kraftkennlinie
    4‘
    Kraftkennlinie
    A1
    Anschlag
    A2
    Anschlag
    F
    Betätigungskraft
    Fmax
    maximale Betätigungskraft
    P0
    Nullposition
    Ppmax
    maximale Plausibilisierungsposition
    Pr
    Referenzposition
    s
    Betätigungsweg
    Tp
    Tastposition
    ΔFp
    Kraftdifferenz
    ΔFR
    Kraftdifferenz
    Δs
    Wegstreckendifferenz
    Δsf
    Wegstreckendifferenz
    Δsg
    Wegstreckendifferenz
    Δsk
    Wegstreckendifferenz
    Δsm
    Wegstreckendifferenz
    Δsn
    Wegstreckendifferenz
    Δss
    Wegstreckendifferenz
    Δst
    Wegstreckendifferenz
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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    • DE 102012220712 A1 [0003, 0011, 0013]

Claims (10)

  1. Verfahren zur Betätigung eines Planetengetriebes mit einem mit einer ersten Welle verbundenen Sonnenrad, einem Hohlrad und einem zwischen Sonnenrad und Hohlrad kämmende Planeten verdrehbar aufnehmenden, mit einer zweiten Welle verbundenen Planetenträger, einem elektrisch betriebenen Aktor mit einem axial verlagerbaren Betätigungselement, welches durch eine Verlagerung entlang eines Betätigungswegs (s) eine Bremse zwischen einem Hohlrad und einem Festbauteil betätigt, wobei der Betätigungsweg (s) mittels eines relative Wegänderungen erfassenden Wegsensors von einer Steuereinheit ermittelt wird und die Bremse von dem Betätigungselement entlang des Betätigungswegs (s) zwischen einer Öffnungsposition mit frei drehendem Hohlrad und einer Schließposition mit gegen das Festbauteil gebremstem Hohlrad verlagert wird, sowie einer Recheneinrichtung zur Zuordnung einer erfassten relativen Wegposition zu einer absoluten Referenzposition (Pr) des Betätigungswegs (s), dadurch gekennzeichnet, dass das Betätigungselement bei geöffneter Bremse gegen einen einem harten Anschlag (A1) vorgelagerten Energiespeicher mit gegen den harten Anschlag ansteigender Kennlinie (2) mit einer kleineren Kraft als einem Kraftsprung (3) des Energiespeichers verlagert und bei Erreichen des Energiespeichers die Referenzposition (Pr) festgelegt wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Referenzposition (Pr) plausibilisiert wird, indem das Betätigungselement geschwindigkeitsgeregelt gegen den Energiespeicher betätigt wird und anhand des Verhaltens einer elektrischen Lastgröße und/oder einer Wegstreckendifferenz (Δsf) entlang der Kennlinie (2) eine Korrelation mit der Kennlinie des Energiespeichers ausgewertet wird.
  3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass bei einer eine vorgegebene Korrelation unterschreitenden Ermittlung der Korrelation das Betätigungselement in Schließrichtung in eine gesichert nicht der Referenzposition (Pr) entsprechenden Position verlagert und die Referenzposition (Pr) erneut ermittelt wird.
  4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass eine gesicherte Position anhand einer Auswertung über eine Wegstreckendifferenz konstante elektrische Lastgröße ermittelt wird.
  5. Verfahren nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass eine gesicherte Position erkannt wird, wenn eine zurückgelegte Wegstrecke größer als eine Wegstrecke zwischen nicht von dem Betätigungselement belasteten und vollständig belasteten Energiespeicher ist.
  6. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass eine gesicherte Position erkannt wird, wenn eine Laufzeit des Betätigungselements größer als eine Laufzeit zur vollständigen Komprimierung des Energiespeichers ist.
  7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Betätigungselement nach erfolgreicher Ermittlung und Plausibilisierung der Referenzposition (Pr) positionsgeregelt an einer in einem vorgegebenen Abstand zu der Referenzposition (Pr) vorgesehenen Nullposition (P0) verlagert wird.
  8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass eine Verlagerung des Betätigungselements während einer Ermittlung der Referenzposition (Pr) in Richtung Schließposition der Bremse spannungsbegrenzt erfolgt, wobei eine Spannungsgrenze derart eingestellt wird, dass ein Übertragen eines vorgegebenen Bremsmoments der Bremse ausgeschlossen wird.
  9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass eine Verlagerung des Betätigungselements während einer Ermittlung der Referenzposition (Pr) in Richtung Schließposition der Bremse ausschließlich erfolgt, wenn eine von der Betriebsweise des Planetengetriebes abhänge Einstellung einer Schließposition der Bremse indifferent ist.
  10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass bei Planetengetrieben mit einem zwischen den beiden Wellen wirksam angeordneten Freilauf die Referenzposition (Pr) während eines Umschaltens des Freilaufs zwischen einer Sperr- und einer Überrollfunktion erfolgt.
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