WO2012083919A1 - Verfahren zur steuerung eines schaltbaren planetengetriebes in einer riemenscheibenebene eines antriebsstrangs - Google Patents

Verfahren zur steuerung eines schaltbaren planetengetriebes in einer riemenscheibenebene eines antriebsstrangs Download PDF

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WO2012083919A1
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brake
crankshaft
rotor
starter generator
torque
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PCT/DE2011/002076
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Martin Dilzer
Dierk Reitz
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Schaeffler Technologies AG & Co. KG
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    • B60K2006/4841—Step up or reduction gearing driving generator, e.g. to operate generator in most efficient speed range the gear provides shifting between multiple ratios
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    • F02B67/06—Engines characterised by the arrangement of auxiliary apparatus not being otherwise provided for, e.g. the apparatus having different functions; Driving auxiliary apparatus from engines, not otherwise provided for of mechanically-driven auxiliary apparatus driven by means of chains, belts, or like endless members
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Definitions

  • the invention relates to a method for controlling a belt drive of a drive train of a motor vehicle with a translation between a starter generator and an internal combustion engine ine switching planetary gear with a housing fixed by a brake ring gear connected to a crankshaft of the internal combustion engine of the drive train web with over the circumference arranged planet gears and a rotatably connected to a rotor of the starter generator and at least one auxiliary sun gear and a first in the torque direction from the rotor to the crankshaft blocking, switchable freewheel and a second, in the torque direction of the crankshaft to the rotor blocking, switchable freewheel.
  • Belt drives in a drive train of a motor vehicle, in particular on the opposite side of the transmission pulley belt of an internal combustion engine have long been known.
  • the crankshaft drives via the belt drive ancillaries, such as a power generator, an air compressor, oil and / or water pumps and the like.
  • ancillaries such as a power generator, an air compressor, oil and / or water pumps and the like.
  • DE 10 2004 060 991 A1 and DE 10 2007 021 233 A1 propose belt drives with planetary gears which depend on the torque flow between the rotor set the starter generator and the crankshaft of the internal combustion engine different translations.
  • the speed of the starter generator translated slowly to achieve a necessary angular momentum for a pulse start, while in generator operation a small or no translation between the rotor and crankshaft is provided.
  • the circuit of the translations and the torque flow is effected by means of one or more actuators, on the one hand, the translation by means of a ring fixed to the housing fixed brake and on the other hand the torque flow by means of two opposite, switchable freewheels, which are connected against each other, so that depending on blocking circuit one of the two freewheels the rotor the crankshaft or the crankshaft
  • CONFIRMATION COPY can roll over the rotor. In this way can be started with gear reduction, the stationary internal combustion engine and operated with the same translation with torque assistance of the starter generator (boost mode). Furthermore, the starter generator can be driven as a generator in both translations of the internal combustion engine.
  • a stationary air conditioning of the motor vehicle can be provided with a stationary internal combustion engine by a provided as an air compressor auxiliary unit is preferably driven with overrun crankshaft of the starter generator without translation.
  • the object of the invention is therefore a method for controlling the belt drive, in which the brake can be switched in an improved manner.
  • the object is arranged by a method for controlling a belt drive of a drive train of a motor vehicle having a translation between a starter generator and an internal combustion engine planetary gear with a housing fixed by a brake connectable ring gear, connected to a crankshaft of the engine of the drive train web with over the circumference Planet wheels and a rotatably connected to a rotor of the starter generator and at least one auxiliary sun gear and a first in the torque direction from the rotor to the crankshaft blocking, switchable freewheel and a second, in the torque direction of the crankshaft to the rotor blocking, switchable freewheel, wherein a characteristic of the above the brake transmissible torque is adapted via the actuating travel.
  • the torque behavior of the brake is determined via the actuation path and can be continuously adapted according to the invention.
  • the shape of the characteristic curve can be predetermined, for example algorithmically or empirically, by means of corresponding characteristic data and by means of one or more interpolation points that are adaptable to the currently existing operating behavior of the brake.
  • the characteristic curve can be adjusted by adapting the coefficient of friction and the touch point at which the brake starts to transmit torque. be adapted. In this case, a regular adaptation of the touch point is particularly advantageous.
  • the adaptation of the touch point can be carried out at several, preferably in all operating states of the starter generator, in order to be able to carry out regular adaptations.
  • the characteristic can be carried out with the first freewheel switched off.
  • the touch point is determined by position-controlled closing of the brake under evaluation of operating data of the starter generator. This means that evaluated during the closing of the brake at the beginning of the torque transmission, the behavior of the starter generator and thereby detected the touch point of the brake, stored as an adaptation value and is used until the next detection point for adapting the characteristic.
  • the determination of the Tast Vietnameses with blocking first freewheel can be done with the crankshaft idle engine by the starter generator is operated under constant conditions during the closing of the brake at least until the detection of the touch point by reaction of the starter generator.
  • the operation of an air conditioning compressor has proved to be particularly advantageous when the internal combustion engine is stationary and the rotor of the starter generator rotating over the crankshaft has turned. Nevertheless, with appropriate consideration of the load of the air compressor, which can be predicted or predicted estimated by an analyzed behavior, for example, and the compensation of their effect on the starter generator in this operating condition of the stationary air conditioning of the motor vehicle with sufficient accuracy of the touch point can be determined.
  • a planned contact point determination can be interrupted or suspended for a short time.
  • the starter generator is preferably operated speed controlled with a target speed just above the speed of the crankshaft and the operating data of the starter generator to determine the touch point be evaluated.
  • a load of ancillary equipment, in particular an air conditioning compressor can be determined and compensated as described above.
  • a load of the generator can be set to a maximum, a load of the air compressor are taken into account and the rotational speeds of the rotor and the crankshaft are preferably matched to each other, so that the torque components that contribute to a change in the kinetic energy can be determined and compensated.
  • the evaluation of the operating data of the starter generator determined under these circumstances can be used with sufficient accuracy to determine the coefficient of friction.
  • the brake in a pulse start with rotating starter generator and driven air compressor, the brake can be closed and the coefficient of friction by, for example, the operating data such as gradients of the speed of the starter generator are monitored and adjusted according to the currently determined moments of the curve and the equations of motion of the starter generator , The load of the air conditioning compressor can be taken into account. After reaching a non-slipping state of the brake, this can be further closed by a predetermined proportion of the actuation path to avoid a slip condition.
  • the operating data of the starter generator can be, for example, a rotational speed of the rotor and / or a torque and / or gradient applied to the rotor.
  • the invention comprises a drive train of a motor vehicle with a belt drive, which is a translation between a starter generator and an internal combustion engine switching planetary gear with a housing fixed by a brake connectable ring gear, connected to a crankshaft of the internal combustion engine of the drive train with the bridge over Circumference planetary gears and one with a rotor of the starter generator and at least one auxiliary rotatably connected sun gear and a first in the torque direction from the rotor to the crankshaft blocking, switchable freewheel and a second, blocking in the torque direction of the crankshaft to the rotor, switchable freewheel and by means of the proposed Controlled method includes.
  • the invention will be explained in more detail with reference to the embodiment shown in Figures 1 to 6. Showing:
  • FIG. 1 with a schematically illustrated drive train of a motor vehicle
  • FIG. 2 is a schematic representation of the belt drive of FIG. 1 under reduced generator operation
  • FIG. 3 is a schematic representation of the belt drive of FIG. 1 in untranslated generator operation
  • FIG. 4 is a schematic representation of the belt drive of FIG. 1 when the internal combustion engine and the auxiliary air conditioning system are shut down;
  • Figure 5 shows the belt drive of Figure 1 at the start of the internal combustion engine in a schematic representation
  • FIG. 6 shows the belt drive of FIG. 1 assisted by the starter generator
  • FIG. 1 shows a schematic representation of the drive train 1 of a motor vehicle with the internal combustion engine 2, the belt drive 3, the friction clutch 4, the transmission 5 and the drive wheel. 6
  • the internal combustion engine drives with its crankshaft 8 both the transmission 5, which can be designed as a manual transmission, automated manual transmission, dual-clutch transmission and the like, as well as the belt drive 3.
  • the belt drive 3 contains the starter generator 7 whose rotor 9 rotationally, for example coaxially or by means - not shown - pulleys and belts with the crankshaft 8 of the internal combustion engine by means of the opposite effective and connected by an actuator, not shown freewheels 10, 11 is provided connectable.
  • the first free-running 10 switches the torque flow from the crankshaft 8 to the rotor 9 and locks in the reverse direction, while the second freewheel 1 grisschaitet the torque flow from the rotor 9 to the crankshaft 8 and locks in the reverse direction.
  • the freewheels 10, 11 are switched alternatively.
  • the planetary gear 12 is further connected, the ring gear 13 fixed to the housing by means of the brake 14, for example, with the motor housing 21 of the engine 2 can be connected.
  • the sun gear 15 is rotationally connected to the rotor 9.
  • the planetary gear meshing between ring gear 13 and sun gear 15 Wheels 16 are received on the web 17.
  • the web 17 is rotationally connected to the crankshaft 8.
  • At least one auxiliary unit 18 is rotationally connected to the rotor 9, for example, integrated by means of a pulley in the belt of the belt drive 3.
  • the auxiliary unit 18 is formed by the air conditioning compressor 19, which is rotationally connected with or without fixed translation with the rotor 9.
  • crankshaft 8 the pulley damper 20 is rotatably associated?, Which may be designed as a damper and / or damper.
  • This characteristic curve reproduces the relationship between the actuation travel and the torque transmitted via the brake 14 and can be adapted, in particular, by ascertaining the touch point, at the actuation position of which the brake 14 is just beginning to transmit torque.
  • FIG. 2 shows the belt drive 3 in generator operation with the brake 14 closed and the first freewheel 10 switched.
  • the rotating crankshaft 8 transmits torque to the web 17.
  • the ring gear 13 which is braked in the housing causes a transmission in the transmission gear, for example.
  • Ratio 3 1 speed-translated torque flow through the planetary gears 16 and the sun gear 15. In this way, especially at low speeds of the crankshaft 8, a higher speed of the rotor 9 and thus a better efficiency of the starter generator achieved.
  • FIG. 3 shows the belt drive 3 in generator operation with the brake 14 open and the first freewheel 10 switched.
  • the freely rotating ring gear 13 effects an untranslated transfer in the ratio 1: 1 of the torque from the crankshaft 8 to the rotor 9 via the first freewheel 10.
  • FIG. 4 shows the belt drive 3 when the internal combustion engine is at standstill with the crankshaft 8 stationary, the brake 14 open and the first freewheel 10 switched.
  • Rator is operated to drive the air conditioning compressor 19 (Figure 1) for stationary air conditioning of the motor vehicle, the rotor 9 rolls over the crankshaft eighth
  • Speed control of the starter generator for example to 300 1 / min
  • Figure 5 shows the belt drive 3 in the operating state of a pulse start of the engine by the starter with closing brake 14 and switched first freewheel 10.
  • the rotor 8 rotates at a higher speed of the translation 3: 1 relative to the crankshaft 8 and tears it during closing of the Brake 14 with, whereby the internal combustion engine is started.
  • FIG. 6 shows the belt drive 3 in the operating state of the starter generator assisting the internal combustion engine (boost operation) with the brake 14 open and the second clutch 11 closed.
  • the rotor 9 transmits torque to the crankshaft 8 in an untranslated manner and assists in driving the motor vehicle.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung eines Riementriebs eines Antriebsstrangs eines Kraftfahrzeugs mit einem eine Übersetzung zwischen einem Startergenerator und einer Brennkraftmaschine schaltenden Planetengetriebe mit einem gehäusefest mittels einer Bremse verbindbaren Hohlrad, einem mit einer Kurbelwelle der Brennkraftmaschine des Antriebsstrangs verbundenen Steg mit über den Umfang angeordneten Planetenrädern und einem mit einem Rotor des Startergenerators und zumindest einem Nebenaggregat drehschlüssig verbundenen Sonnenrad sowie einem ersten in Drehmomentrichtung vom Rotor zur Kurbelwelle sperrenden, schaltbaren Freilauf und einem zweiten, in Drehmomentrichtung von der Kurbelwelle zum Rotor sperrenden, schaltbaren Freilauf. Um die Schaltgenauigkeit der Bremse zu verbessern und damit hohe Momentenbelastungen beim Schließen der Bremse zu vermeiden, wird eine Kennlinie des über die Bremse übertragbaren Moments über deren Betätigungsweg adaptiert.

Description

Verfahren zur Steuerung eines schaltbaren Planetengetriebes in einer Riemenscheibenebene eines Antriebsstrangs
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung eines Riementriebs eines Antriebsstrangs eines Kraftfahrzeugs mit einem eine Übersetzung zwischen einem Startergenerator und einer Brenn kraftmasch ine schaltenden Planetengetriebe mit einem gehäusefest mittels einer Bremse verbindbaren Hohlrad, einem mit einer Kurbelwelle der Brennkraftmaschine des Antriebsstrangs verbundenen Steg mit über den Umfang angeordneten Planeten rädern und einem mit einem Rotor des Startergenerators und zumindest einem Nebenaggregat drehschlüssig verbundenen Sonnenrad sowie einem ersten in Drehmomentrichtung vom Rotor zur Kurbelwelle sperrenden, schaltbaren Freilauf und einem zweiten, in Drehmomentrichtung von der Kurbelwelle zum Rotor sperrenden, schaltbaren Freilauf.
Riementriebe in einem Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs, insbesondere an der der Getriebeseite entgegengesetzten Riemenscheibenebene einer Brennkraftmaschine sind seit langem bekannt. Hierbei treibt die Kurbelwelle über den Riementrieb Nebenaggregate, beispielsweise einen Stromgenerator, einen Klimakompressor, Öl- und/oder Wasserpumpen und dergleichen an. Um einen sogenannten, als Stromgenerator und Startermotor einzusetzenden Startergenerator bezüglich seiner Größe und Leistung für beide Funktionen auslegen zu können, werden in der DE 10 2004 060 991 A1 und DE 10 2007 021 233 A1 Riementriebe mit Planetengetrieben vorgeschlagen, die abhängig vom Drehmomentfluss zwischen dem Rotor des Startergenerators und der Kurbelwelle der Brennkraftmaschine unterschiedliche Übersetzungen einstellen. So wird beispielsweise während des Startvorgangs der Brennkraftmaschine die Drehzahl des Startergenerators ins Langsame übersetzt, um einen notwendigen Drehimpuls für einen Impulsstart zu erzielen, während im Generatorbetrieb eine geringe beziehungsweise keine Übersetzung zwischen Rotor und Kurbelwelle vorgesehen wird.
Die Schaltung der Übersetzungen und des Drehmomentflusses erfolgt mittels eines oder mehrerer Aktoren, wobei zum Einen die Übersetzung mittels einer das Hohlrad gehäusefest verbindenden Bremse und zum Anderen der Drehmomentfluss mittels zweier entgegengerichteter, schaltbarer Freiläufe erfolgt, die gegeneinander geschaltet sind, so dass je nach sperrender Schaltung eines der beiden Freiläufe der Rotor die Kurbelwelle oder die Kurbelwelle
BESTÄTIGUNGSKOPIE den Rotor überrollen kann. Auf diese Weise kann mit Untersetzung die stillstehende Brennkraftmaschine gestartet und mit gleicher Übersetzung mit Drehmomentunterstützung des Startergenerators betrieben werden (Boost-Betrieb). Weiterhin kann der Startergenerator als Generator bei beiden Übersetzungen von der Brennkraftmaschine angetrieben werden. Zudem kann eine Standklimatisierung des Kraftfahrzeugs bei stillstehender Brennkraftmaschine vorgesehen werden, indem ein als Klimakompressor vorgesehenes Nebenaggregat bei überrollter Kurbelwelle von dem Startergenerator bevorzugt ohne Übersetzung angetrieben wird.
Die Steuerung der die Übersetzungen schaltenden Bremse ist dabei schwierig und muss exakt erfolgen, um ruckartige Momentenänderungen, die zu Materialverschleiß und Komforteinbußen führen können, zu vermeiden.
Aufgabe der Erfindung ist daher ein Verfahren zur Steuerung des Riementriebs, bei dem die Bremse in verbesserter Weise geschaltet werden kann.
Die Aufgabe wird durch ein Verfahren zur Steuerung eines Riementriebs eines Antriebsstrangs eines Kraftfahrzeugs mit einem eine Übersetzung zwischen einem Startergenerator und einer Brennkraftmaschine schaltenden Planetengetriebe mit einem gehäusefest mittels einer Bremse verbindbaren Hohlrad, einem mit einer Kurbelwelle der Brennkraftmaschine des Antriebsstrangs verbundenen Steg mit über den Umfang angeordneten Planetenrädern und einem mit einem Rotor des Startergenerators und zumindest einem Nebenaggregat drehschlüssig verbundenen Sonnenrad sowie einem ersten in Drehmomentrichtung vom Rotor zur Kurbelwelle sperrenden, schaltbaren Freilauf und einem zweiten, in Drehmomentrichtung von der Kurbelwelle zum Rotor sperrenden, schaltbaren Freilauf gelöst, wobei eine Kennlinie des über die Bremse übertragbaren Moments über deren Betätigungsweg adaptiert wird. Durch Verwendung einer derartigen Kennlinie ist das Momentenverhalten der Bremse über den Betätigungsweg festgelegt und kann erfindungsgemäß laufend adaptiert werden. Hierdurch wird eine zuverlässige Beaufschlagung des die Bremse entlang des Betätigungswegs schließenden und öffnenden Aktors ermöglicht. Es hat sich dabei gezeigt, dass die Form der Kennlinie beispielsweise algorithmisch oder empirisch mittels entsprechender Kenndaten vorgegeben werden kann und anhand eines oder mehrerer Stützpunkte, die an das aktuell vorliegende Betriebsverhalten der Bremse anpassbar sind. Beispielsweise kann die Kennlinie durch Adaption des Reibwerts und des Tastpunktes, bei dem die Bremse beginnt Moment zu übertragen, a- daptiert werden. Hierbei ist insbesondere eine regelmäßige Anpassung des Tastpunktes von besonders großem Vorteil.
Gemäß dem erfinderischen Gedanken kann die Adaption des Tastpunktes bei mehreren, bevorzugt bei allen Betriebszuständen des Startergenerators durchgeführt werden, um regelmäßige Adaptionen vornehmen zu können. In einem vorteilhaft ausgeführten Verfahren kann die Kennlinie bei sperrend geschaltetem erstem Freilauf erfolgen. Hierbei wird der Tastpunkt durch positionsgesteuertes Schließen der Bremse unter Auswertung von Betriebsdaten des Startergenerators ermittelt. Dies bedeutet, dass während des Schließens der Bremse bei Beginn der Momentenübertragung das Verhalten des Startergenerators ausgewertet und dadurch der Tastpunkt der Bremse erkannt, als Adaptionswert abgespeichert und bis zur nächsten Tastpunktermittlung zur Adaption der Kennlinie verwendet wird.
Die Ermittlung des Tastpunkts bei sperrendem erstem Freilauf kann bei stillstehender Kurbelwelle der Brennkraftmaschine erfolgen, indem der Startergenerator unter konstanten Bedingungen während des Schließens der Bremse zumindest bis zur Feststellung des Tastpunktes durch Reaktion des Startergenerators betrieben wird. Als besonders vorteilhaft hat sich bei stillstehender Brennkraftmaschine und drehendem, die Kurbelwelle überrollendem Rotor des Startergenerators der Betrieb eines Klimakompressors erwiesen. Dennoch kann bei entsprechender Berücksichtigung der Last des Klimakompressors, die beispielsweise durch ein analysiertes Verhalten vorausgesagt beziehungsweise prädiziert geschätzt werden kann, und der Kompensation deren Auswirkung auf den Startergenerator in diesem Betriebszustand der Standklimatisierung des Kraftfahrzeugs in ausreichender Genauigkeit der Tastpunkt bestimmt werden. Alternativ kann bei erkannter oder abgeschätzter Fluktuation der Last des Klimakompressors eine geplante Tastpunktermittlung kurzzeitig abgebrochen oder ausgesetzt werden.
Weiterhin kann der Tastpunkt im Generatorbetrieb bei offener Bremse erfolgen, indem diese - wie zuvor - mit geringer Geschwindigkeit geschlossen wird, wobei der Startergenerator in bevorzugter Weise mit einer Zieldrehzahl knapp über der Drehzahl der Kurbelwelle drehzahlgeregelt betrieben wird und die Betriebsdaten des Startergenerators zur Ermittlung des Tastpunktes ausgewertet werden. Eine Last von Nebenaggregaten, insbesondere eines Klimakompressors kann wie zuvor beschrieben ermittelt und kompensiert werden. Bei geschlossener Bremse kann der Reibwert durch positionsgesteuertes Öffnen der Bremse bei mit maximaler Last geschaltetem Startergenerator, abgeglichenen Drehzahlen von Rotor und Kurbelwelle und Berücksichtigung der zur Änderungen der kinetischen Energie erforderlichen Momentenanteile unter Auswertung von Betriebsdaten des Startergenerators und gegebenenfalls einer Berücksichtigung einer Last des zumindest einen Nebenaggregats ermittelt werden. Dabei kann eine Last des Generators maximal eingestellt sein, eine Last des Klimakompressors berücksichtigt werden und die Drehzahlen des Rotors und der Kurbelwelle bevorzugt aufeinander abgeglichen sind, so dass die Momentenanteile, die zu einer Änderung der kinetischen Energie beitragen, ermittelt und kompensiert werden können. Die Auswertung der unter diesen Umständen ermittelten Betriebsdaten des Startergenerators können mit ausreichender Genauigkeit zur Ermittlung des Reibwerts herangezogen werden.
Beispielsweise bei einem Impulsstart bei drehendem Startergenerator und angetriebenem Klimakompressor kann bei sperrend geschaltetem zweitem Freilauf die Bremse geschlossen und der Reibwert, indem beispielsweise die Betriebsdaten wie Gradienten der Drehzahl des Startergenerators überwacht werden und gemäß der aktuell ermittelten Momente der Kennlinie und den Bewegungsgleichungen des Startergenerators abgeglichen werden. Die Last des Klimakompressors kann dabei berücksichtigt werden. Nach Erreichen eines nicht schlupfenden Zustands der Bremse kann diese um einen vorgegebenen Anteil des Betätigungswegs weiter geschlossen werden, um einen Schlupfzustand zu vermeiden.
Die Betriebsdaten des Startergenerators können beispielsweise eine Drehzahl des Rotors und/oder ein an dem Rotor anliegendes Drehmoment und/oder Gradienten dieser sein.
Es versteht sich, dass die Erfindung einen Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs mit einem Riementrieb umfasst, der ein eine Übersetzung zwischen einem Startergenerator und einer Brennkraftmaschine schaltendes Planetengetriebe mit einem gehäusefest mittels einer Bremse verbindbaren Hohlrad, einem mit einer Kurbelwelle der Brennkraftmaschine des Antriebsstrangs verbundenen Steg mit über den Umfang angeordneten Planetenrädern und einem mit einem Rotor des Startergenerators und zumindest einem Nebenaggregat drehschlüssig verbundenen Sonnenrad sowie einem ersten in Drehmomentrichtung vom Rotor zur Kurbelwelle sperrenden, schaltbaren Freilauf und einem zweiten, in Drehmomentrichtung von der Kurbelwelle zum Rotor sperrenden, schaltbaren Freilauf enthält und mittels des vorgeschlagenen Verfahrens gesteuert wird, umfasst. Die Erfindung wird anhand des in den Figuren 1 bis 6 dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Dabei zeigen:
Figur 1 einen schematisch dargestellten Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs mit
einem Riementrieb,
Figur 2 den Riementrieb der Figur 1 im untersetzten Generatorbetrieb in schematischer Darstellung,
Figur 3 den Riementrieb der Figur 1 im nicht übersetzten Generatorbetrieb in schematischer Darstellung,
Figur 4 den Riementrieb der Figur 1 bei stillgelegter Brennkraftmaschine und Standklimatisierung in schematischer Darstellung,
Figur 5 den Riementrieb der Figur 1 beim Start der Brennkraftmaschine in schematischer Darstellung
und
Figur 6 den Riementrieb der Figur 1 bei durch den Startergenerator unterstützter
Brennkraftmaschine in schematischer Darstellung.
Die Figur 1 zeigt in schematischer Darstellung den Antriebsstrang 1 eines Kraftfahrzeugs mit der Brennkraftmaschine 2, dem Riementrieb 3, der Reibungskupplung 4, dem Getriebe 5 und dem Antriebsrad 6.
Die Brennkraftmaschine treibt mit ihrer Kurbelwelle 8 sowohl das Getriebe 5, das als Schaltgetriebe, automatisiertes Schaltgetriebe, Doppelkupplungsgetriebe und dergleichen ausgebildet sein kann, als auch den Riementrieb 3 an. Der Riementrieb 3 enthält den Startergenerator 7 dessen Rotor 9 drehschlüssig, beispielsweise koaxial oder mittels - nicht dargestellter - Riemenscheiben und Riemen mit der Kurbellwelle 8 der Brennkraftmaschine mittels der entgegengesetzt wirksam und mittels eines nicht dargestellten Aktors geschalteten Freiläufe 10, 11 verbindbar vorgesehen ist. Der erste Frei lauf 10 schaltet dabei den Drehmo- mentfluss von der Kurbelwelle 8 zum Rotor 9 und sperrt in umgekehrter Richtung, während der zweite Freilauf 1 den Drehmomentfluss vom Rotor 9 zur Kurbelwelle 8 freischaitet und in die umgekehrte Richtung sperrt. Die Freiläufe 10, 11 werden alternativ geschaltet. Zwischen dem Rotor 9 und der Kurbelwelle 8 ist im Weiteren das Planetengetriebe 12 geschaltet, dessen Hohlrad 13 mittels der Bremse 14 gehäusefest, beispielsweise mit dem Motorgehäuse 21 der Brennkraftmaschine 2 verbunden werden kann. Das Sonnenrad 15 ist drehschlüssig mit dem Rotor 9 verbunden. Die zwischen Hohlrad 13 und Sonnenrad 15 kämmenden Planeten- räder 16 sind an dem Steg 17 aufgenommen. Der Steg 17 ist drehschlüssig mit der Kurbelwelle 8 verbunden.
Weiterhin ist mit dem Rotor 9 zumindest ein Nebenaggregat 18 drehschlüssig verbunden, beispielsweise mittels einer Riemenscheibe in den Riemen des Riementriebs 3 eingebunden. In dem gezeigten Ausführungsbeispiel ist das Nebenaggregat 18 durch den Klimakompressor 19 gebildet, der ohne oder mit fester Übersetzung mit dem Rotor 9 drehschlüssig verbunden ist.
Der Kurbelwelle 8 drehschlüssig ist der Riemenscheibendämpfer 20 zugeordnet?, der als Tilger und/oder Dämpfer ausgebildet sein kann.
Durch entsprechende Betätigung der Freiläufe 10, 11 und der Bremse 14 mittels der nicht dargestellten Aktoren oder eines einzigen alle Betätigungsfunktionen steuernden Aktors werden entsprechende Betriebszustände des Antriebsstrangs 1 gesteuert. Hierbei steuern die Bremse 14 die Übersetzung des Planetengetriebes 12 und die Freiläufe die Drehmomentflüsse zwischen Rotor 9 und Kurbelwelle 8. Abhängig vom Betriebszustand der Brennkraftmaschine 2 und des Startergenerators 7 ergeben sich mehrere vorteilhafte Betriebszustände des Antriebsstrangs 1 , auf die in den nachfolgenden Figuren 2 bis 6 detailliert eingegangen wird. Bei Einstellung der Betriebszustände kommt der Bremse 14 zur lastschaltenden Funktion des Planetengetriebes 12 eine entscheidende Funktion zu. Zur Vermeidung von ruckartigen Momentenverteilungen zwischen den beiden Übersetzungsstufen des Planetengetriebes 12 wird die Bremse 14 über einen Betätigungsweg vom vollständig übertragenden Moment, also das Hohlrad 13 schlupffrei gehäusefest verbindendem Zustand zu einer freien Verdrehbarkeit des Hohlrads 13 von einer hinterlegten Kennlinie abhängig betätigt. Diese Kennlinie gibt den Zusammenhang zwischen Betätigungsweg und über die Bremse 14 ü- bertragenem Moment wieder und ist insbesondere durch Ermittlung des Tastpunkts, an deren Betätigungsposition die Bremse 14 gerade beginnt Moment zu übertragen, adaptierbar. Nachfolgend werden vorteilhafte, abhängig von den Betriebszuständen erfolgende Tastpunktadaptionen erläutert.
Figur 2 zeigt den Riementrieb 3 im Generatorbetrieb bei geschlossener Bremse 14 und geschaltetem erstem Freilauf 10. Die drehende Kurbelwelle 8 überträgt Drehmoment auf den Steg 17. Das gehäusefest gebremste Hohlrad 13 bewirkt einen beispielsweise im Überset- zungsverhältnis 3:1 drehzahlübersetzten Drehmomentfluss über die Planetenräder 16 und das Sonnenrad 15. Hierdurch wird insbesondere bei kleinen Drehzahlen der Kurbelwelle 8 eine höhere Drehzahl des Rotors 9 und damit ein besserer Wirkungsgrad des Startergenerators erzielt.
Ausgehend von diesem Betriebszustand wird eine Reibwertadaption nach folgenden
Verfahrensschritten durchgeführt:
hohe bis maximale Einstellung der Last des Startergenerators, gegebenenfalls mit einer Drehzahlregelung des Startergenerators, um hohe Energieeinträge zu
vermeiden,
über den Betätigungsweg positionsgesteuertes Öffnen der Bremse 14,
Abgleich der Koppelung der Drehzahlen des Rotors 9 und der Kurbelwelle 8,
Auswertung der Momente des Startergenerators mit Ermitteln des Reibwerts bei entsprechender Reaktion des Moments während des Öffnens der Bremse 14 unter
Berücksichtigung der Momentenanteile durch Änderung der kinetischen Energie und der Last des Klimakompressors.
Figur 3 zeigt den Riementrieb 3 im Generatorbetrieb bei geöffneter Bremse 14 und geschaltetem erstem Freüauf 10. Das frei drehende Hohlrad 13 bewirkt eine unübersetzte Ü- bertragung im Verhältnis 1 :1 des Drehmoments von der Kurbelwelle 8 auf den Rotor 9 über den ersten Freilauf 10.
Ausgehend von diesem Betriebszustand wird eine Tastpunktadaption nach folgenden
Verfahrensschritten durchgeführt:
Betrieb des Startergenerators in Drehzahl regelung mit einer bevorzugten Zieldrehzahl des Rotors 9 knapp über der Drehzahl der Kurbelwelle 8,
über den Betätigungsweg positionsgesteuertes Schließen der Bremse 14,
Auswertung des Moments des Startergenerators und/oder der Drehzahl des Rotors 9 und Ermitteln des Tastpunktes bei entsprechender Reaktion des Moments bei beginnender Übertragung von Moment über die Bremse 14 unter Berücksichtigung der Last des Klimakompressors.
Die Figur 4 zeigt den Riementrieb 3 bei stillgelegter Brennkraftmaschine mit stillstehender Kurbelwelle 8, geöffneter Bremse 14 und geschaltetem erstem Freilauf 10. Der Startergene- rator wird zum Antrieb des Klimakompressors 19 (Figur 1 ) zur Stillstandsklimatisierung des Kraftfahrzeugs betrieben, der Rotor 9 überrollt die Kurbelwelle 8.
Ausgehend von diesem Betriebszustand wird eine Tastpunktadaption nach folgenden
Verfahrensschritten durchgeführt:
über den Betätigungsweg positionsgesteuertes Schließen der Bremse 14,
Auswertung des Moments des Startergenerators und/oder der Drehzahl des Rotors 9 und Ermitteln des Tastpunktes bei entsprechender Reaktion des Riementriebs 3 infolge des über die Bremse 14 übertragenen Moments unter Berücksichtigung der Last des Klimakompressors.
Bei ausgeschalteter Stillstandsklimatisierung steht im Unterschied zu vorhergehenden Verfahrensschritten der Startergenerator ebenfalls. Um in diesem Betriebszustand eine Adaption des Tastpunktes durchzuführen, werden in Abänderung der vorhergehenden Verfahrensschritte folgende Verfahrensschritte durchgeführt:
Umschaltung in Generatorbetrieb mit gegebenenfalls Öffnen der Bremse 14,
Drehzahlregelung des Startergenerators, beispielsweise auf 300 1/min,
über den Betätigungsweg positionsgesteuertes Schließen der Bremse 14,
Auswertung des Moments des Startergenerators und/oder der Drehzahl des Rotors 9 und Ermitteln des Tastpunktes bei entsprechender Reaktion des Moments bei beginnender Übertragung von Moment über die Bremse 14 unter Berücksichtigung der Last des Klimakompressors.
Figur 5 zeigt den Riementrieb 3 im Betriebszustand eines Impulsstarts der Brennkraftmaschine durch den Startergenerator bei sich schließender Bremse 14 und geschaltetem erstem Freilauf 10. Der Rotor 8 dreht dabei bei höherer Drehzahl der Übersetzung 3:1 gegenüber der Kurbelwelle 8 und reißt diese während des Schließens der Bremse 14 mit, wodurch die Brennkraftmaschine gestartet wird.
Ausgehend von diesem Betriebszustand wird eine Adaption der Kennlinie nach folgenden
Verfahrensschritten durchgeführt:
über den Betätigungsweg positionsgesteuertes Schließen der Bremse 14, bevorzugt schnelles Schließen im flachen Kennlinienbereich, nach Überschreiten des abgespeicherten Tastpunktes verzögertes Schließen, Überwachen der Gradienten wie Momentengradient und/oder Drehzahlgradient des Startergenerators, Erstellung einer aktuellen Kennlinie, insbesondere Tastpunkt aus den überwachten Gradienten aus der abgespeicherten Kennlinie und einer Bewegungsgleichung über den Betätigungsweg unter Berücksichtigung der Last des Klimakompressors,
gegebenenfalls abhängig vom Startvorgang verlangsamtes Schließen oder Anhalten des Betätigungsvorgangs der Bremse 14,
Schließen der Bremse 14 nach Beendigung eines Schlupfvorgangs der Bremse 14.
Figur 6 zeigt den Riementrieb 3 in dem Betriebszustand des die Brennkraftmaschine unterstützenden Startergenerators (Boost-Betrieb) mit geöffneter Bremse 14 und geschlossenem zweitem Freilauf 11. Der Rotor 9 überträgt unübersetzt Drehmoment auf die Kurbelwelle 8 und unterstützt diese beim Antrieb des Kraftfahrzeugs.
Bezuqszeichenliste
Antriebsstrang
B re n n kraftmasch ine
Riementrieb
Reibungskupplung
Getriebe
Antriebsrad
Startergenerator
Kurbelwelle
Rotor
Freilauf
Freilauf
Planetengetriebe
Hohlrad
Bremse
Sonnenrad
Planetenrad
Steg
Nebenaggregat
Klimakompressor
Riemenscheibendämpfer
Motorgehäuse

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zur Steuerung eines Riementriebs (3) eines Antriebsstrangs (1) eines Kraftfahrzeugs mit einem eine Übersetzung zwischen einem Startergenerator (7) und einer Brennkraftmaschine (2) schaltenden Planetengetriebe (12) mit einem gehäusefest mittels einer Bremse (14) verbindbaren Hohlrad (13), einem mit einer Kurbelwelle (8) der Brennkraftmaschine (2) des Antriebsstrangs (1 ) verbundenen Steg (17) mit über den Umfang angeordneten Planetenrädern (16) und einem mit einem Rotor (9) des Startergenerators (7) und zumindest einem Nebenaggregat (18) drehschlüssig verbundenen Sonnenrad (15) sowie einem ersten in Drehmomentrichtung vom Rotor (9) zur Kurbelwelle (8) sperrenden, schaltbaren Freilauf (10) und einem zweiten, in Drehmomentrichtung von der Kurbelwelle (8) zum Rotor (9) sperrenden, schaltbaren Freilauf (11 ), dadurch gekennzeichnet, dass eine Kennlinie des über die Bremse (14) übertragbaren Moments über deren Betätigungsweg adaptiert wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Kennlinie anhand einer Ermittlung des Tastpunktes und/oder des Reibwerts der Bremse (14) adaptiert wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Adaption der Kennlinie bei sperrend geschaltetem erstem Freilauf (10) erfolgt.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Adaption der Kennlinie durch positionsgesteuertes Schließen der Bremse (14) unter Auswertung von Betriebsdaten des Startergenerators (7) ermittelt wird.
5. Verfahren nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Adaption der Kennlinie bei stillstehender Kurbelwelle (8) der Brenn kraftmasch ine erfolgt.
6. Verfahren nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Adaption der Kennlinie bei drehender Kurbelwelle (8) und von dieser angetriebenem Startergenerator (7) erfolgt.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Adaption der Kennlinie während eines Betriebs eines Nebenaggregats (18), insbesondere eines Klimakompressors (19) erfolgt, wobei eine Last des Nebenaggregats (18) während der Adaption bei der Auswertung der Betriebsdaten des Startergenerators (7) berücksichtigt wird.
8. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Kennlinie durch positionsgesteuertes Öffnen der Bremse (14) bei mit maximaler Last geschaltetem Startergenerator (7) , abgeglichenen Drehzahlen von Rotor (9) und Kurbelwelle (8) und Berücksichtigung der zur Änderungen der kinetischen Energie erforderlichen
Momentenanteile unter Auswertung von Betriebsdaten des Startergenerators (7) und gegebenenfalls einer Berücksichtigung einer Last des zumindest einen Nebenaggregats (18) ermittelt wird.
9. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass bei sperrend geschaltetem zweitem Freilauf (11 ) die Bremse (14) bis zu einer vorgegebenen Position entlang der Kupplungskennlinie mit unterschiedlichen Schließgeschwindigkeiten und nach Erreichen eines nicht schlupfenden Zustande der Bremse (14) diese um einen vorgegebenen Anteil des Betätigungswegs weiter geschlossen wird.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Betriebsdaten des Startergenerators (7) eine Drehzahl des Rotors (9) und/oder ein an dem Rotor (9) anliegendes Drehmoment und/oder Gradienten dieser sind.
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