WO2021069005A1 - Notbetriebsverfahren für ein umschlingungsgetriebe bei anpressdruckabfall, sowie antriebsstrang - Google Patents

Notbetriebsverfahren für ein umschlingungsgetriebe bei anpressdruckabfall, sowie antriebsstrang Download PDF

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WO2021069005A1
WO2021069005A1 PCT/DE2020/100614 DE2020100614W WO2021069005A1 WO 2021069005 A1 WO2021069005 A1 WO 2021069005A1 DE 2020100614 W DE2020100614 W DE 2020100614W WO 2021069005 A1 WO2021069005 A1 WO 2021069005A1
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torque
pressure
drive
output
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PCT/DE2020/100614
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Christian Eberle
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Schaeffler Technologies AG & Co. KG
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    • F16H2061/1232—Bringing the control into a predefined state, e.g. giving priority to particular actuators or gear ratios

Definitions

  • the invention relates to an emergency operating method for a belt drive in the event of a drop in contact pressure.
  • the invention also relates to a drive train, for example for carrying out such an emergency operating method, and a motor vehicle with such a drive train.
  • a pressure accumulator in order to store the hydrostatic energy and thus to transfer this stored energy to the belt transmission in the event of a failure of the supply pump in order to at least maintain the contact pressure To be maintained for a long time until the clutch between the drive machine and the belt drive is safely opened, i.e. a sufficiently small torque difference is then applied across the two pairs of conical disks.
  • a disadvantage of using a pressure accumulator is that it represents an additional component and this increases the costs and the space required.
  • the invention relates to an emergency operating method for a belt drive when there is a drop in contact pressure, the belt drive having a pair of conical pulleys on the engine side and a pair of conical pulleys on the output side, which are connected to one another in a torque-transmitting manner by means of a belt means that is axially compressed between the respective conical pulley pair by means of a desired contact pressure, with the following emergency operating method : a. Detecting a critical deviation of the applied contact pressure from the desired contact pressure; b. Detecting a torque on the output side; and c. if there is a critical deviation of the applied contact pressure from the desired contact pressure, adapting the engine-side torque to the detected output-side torque.
  • ordinal numbers used in the preceding and following description are only used for clear distinction and do not reflect any order or ranking of the components identified. An ordinal number greater than one does not necessarily mean that another such component must be present.
  • the belt drive is set up, for example, for conventional variable torque transmission between a torque source and a torque sink.
  • the torque source is, for example, at least one drive machine, for example one in a hydride drive train Internal combustion engine and at least one electric drive machine.
  • the torque sink is at least one drive wheel for propelling the motor vehicle and, for example, an air conditioning compressor and / or other, for example conventional, consumers.
  • Such a belt transmission is, for example, a so-called CVT [continuous variable transmission] with a belt operated by train or a push link belt transmission with a belt operated by pressure or thrust as a continuously switchable, i.e. continuously variable, transmission gear.
  • CVT continuously variable transmission
  • Such a belt transmission is also referred to as a variator for short.
  • the belt drive comprises a first pair of conical pulleys and a second pair of conical pulleys.
  • Each conical disk pair comprises two antagonistic conical disks, which can be moved axially relative to one another, so that an axial distance between the two conical disks of a conical disk pair can be changed.
  • one of the two conical disks (fixed disk) is axially fixed and the other conical disk (movable disk) is axially displaceable.
  • the conical disks are rotationally fixed to one another.
  • a (common) belt is received on the pairs of conical pulleys and transmits torque, and the belt forms a load run and a slack run between the cone pulley pairs.
  • a torque can thus be transmitted from one pair of conical disks to the other pair of conical disks. If the axial distance between the conical pulleys of a conical pulley pair is changed, the diameter of the looping circle on the respective conical pulley pair for the belting means changes and a transmission ratio can therefore be changed, preferably continuously.
  • the contact circles of the belt means i.e. the axial distances between the pairs of conical pulleys, are changed so that the circle of contact of one pair of conical pulleys is increased when the (other) circle of contact of the other pair of conical pulleys is reduced.
  • a required wrap length of the wrap means is constant held and an implicit tension of the belt can be kept permanently in operation without additional tensioning means.
  • the motor-side conical pulley pair of the belt drive is set up to absorb torque from the drive machines and the output-side cone pulley pair of the belt drive is set up for torque output of the (translated) motor torque of the drive machines to the torque sink, i.e. the consumer.
  • This by no means excludes that a torque runs in the opposite direction, for example for recuperation from the consumer to the first and / or second drive machine (then in generator mode).
  • This slip-related gearbox damage occurs when there is a (too large) torque difference between the pair of conical disks on the engine side and the pair of conical disks on the output side.
  • a torque difference occurs when, for example, the drive wheels in a motor vehicle continue to be driven by the vehicle inertia or are decelerated by braking and at least one of the drive machines, especially the internal combustion engine, outputs a different torque due to inertia, for example.
  • This condition occurs, for example, when the torque output of at least one of the drive machines has just been increased, for example to accelerate the motor vehicle, and no torque adjustment has yet taken place with the consumer, in the case of a motor vehicle the motor vehicle has not yet been accelerated.
  • a separating clutch between the torque source and the torque sink is closed in such a way that the torque difference runs over the belt drive.
  • the actuation pressure for actuating, for example opening, the separating clutch also drops in the event of a pressure drop on the belt drive and / or opening the separating clutch takes too long to avoid damaging slip on the belt drive.
  • step a a critical deviation from the desired contact pressure is detected.
  • This step a. is therefore carried out permanently as a monitoring of the contact pressure in the belt drive.
  • this contact pressure for a particularly economical mode of operation of the belt drive, it is advantageous to adapt this contact pressure to the torque applied in each case, so that such monitoring is also advantageous for regular operation
  • step b a torque on the output side, for example on the pair of conical pulleys on the output side, is recorded.
  • the absolute value of the torque on the output side is decisive as to whether step c. is performed.
  • the output-side torque is compared with the (then also recorded) engine-side torque, that is to say a current torque difference is determined. Then, for example, only if the torque difference exceeds a difference limit value, step c. executed.
  • step c If there is a critical deviation from the desired contact pressure, the engine-side torque, that is, the torque applied to the engine-side cone pulley pair, is adjusted to the detected output-side torque. An adjustment takes place up to a permissible torque difference or is set the same (exactly within the technical feasibility). This avoids at least a damaging slip on the belt drive that is thus torque-free.
  • the advantage of this emergency operation method is the rapid response to such a drop in contact pressure without the need for a pressure accumulator.
  • Another advantage is that in efficient operation of a drive train with a belt drive, no additional monitoring steps and measuring devices have to be provided. All that is required is a corresponding interconnection of the recorded values, for example at software level, and a control value input for adapting the engine-side torque, for example on one of the drive machines.
  • a critical deviation of the applied contact pressure from the desired contact pressure is detected by detecting a commutation error on an electric drive unit for generating the applied contact pressure.
  • an electric drive unit is provided, by means of which the desired contact pressure is generated.
  • the electric drive unit is set up, for example, to drive an electric supply pump or a direct drive, for example by means of a spindle drive, for the respective pair of conical pulleys.
  • a supply pump is, for example, a single (central) pump in a pressure circuit and / or a (decentralized) pump only for one of the two cone pulley pairs or jointly for both cone pulley pairs of the belt drive.
  • At least one of the conical disk pairs is hydraulically actuated, with at least one of the following pressures being monitored for the detection of a critical deviation of the applied contact pressure from the desired contact pressure:
  • one of the cone pulley pairs or the entire belt drive is hydraulically actuated, that is to say an applied contact pressure is generated by means of a liquid pressure, preferably an oil pressure.
  • the applied contact pressure results from a supply pressure directly in the supply pump or a control valve in the supply pump.
  • the applied contact pressure also results from a consumer pressure at the respective conical pulley pair or at an input of the respective conical pulley pair or the belt drive or a control valve at the consumer, i.e. the respective conical disk pair or the belt drive.
  • the applied contact pressure also results from a line pressure from a supply line and a line pressure in a discharge line results from the applied contact pressure.
  • the applied contact pressure can therefore be determined reliably or with a sufficiently high degree of certainty by means of an indirect measurement, for example by means of a corresponding (for example empirical) formula, a look-up table and / or a machine learning algorithm that learns the pressure relationships from previous events and continuously refined.
  • a critical deviation from a desired contact pressure is detected very early on. If the consumer pressure is monitored, a critical deviation from a desired contact pressure is detected very reliably because a measurement error probability or another cause of error can be almost ruled out.
  • the line pressure is monitored, a structural advantage can be achieved in particular because the course of a line can be flexibly adapted to individual installation space conditions without inadmissibly high pressure losses and without inadmissible extension of the response times.
  • a predetermined contact pressure limit value is reached by the applied contact pressure
  • the applied contact pressure changes in a predetermined time segment by more than a predetermined difference value
  • a critical deviation of the applied contact pressure from a desired contact pressure can be detected by means of various methods, the aforementioned merely representing a selection of the possibilities and in no way representing an exhaustive list.
  • the desired contact pressure in many applications is a dynamic value that is adapted to the torque to be transmitted.
  • the desired contact pressure is therefore increased if a greater torque is to be transmitted, and is reduced in the opposite case.
  • steps b. and c. of the emergency operation procedure are triggered as soon as a predetermined contact pressure limit value is reached, the contact pressure limit value being adapted accordingly in the case of a dynamic desired contact pressure, for example at a constant distance.
  • one (or two different) contact pressure limit values are set both below and above the desired contact pressure, whereby, for example, a malfunction of a control valve can be identified if the applied contact pressure deviates too much from the desired contact pressure. Admittedly, there is then initially no damage to the belt drive, but if the desired torque is increased, only too low a contact pressure could be generated. In the event of a critical deviation of the applied contact pressure above the desired contact pressure, only a more precise, different or additional monitoring of the applied contact pressure is preferably triggered.
  • a contact pressure limit value (possibly not monitored, but mentioned here purely for the sake of clarity) is not yet reached, but the applied contact pressure drops at an excessive (or too low) speed. That is, a detected negative (or also positive) difference value between the applied contact pressure at the beginning of the time segment and at the end of the time segment is greater than the (amount of) a predetermined difference value.
  • the predetermined time segment corresponds, for example, to a measuring interval, that is to say a sampling rate, or is set to a longer period of time.
  • the predetermined time segment is shortened, for example the sampling rate increased, in order to carry out a more precise measurement and to keep the energy and / or the measurement effort reduced in the other states.
  • the predetermined difference value can be changed during operation, for example in the event of a dynamic change in the desired contact pressure the predetermined difference value is correspondingly increased in comparison to a static state of the belt drive and / or the predetermined time segment is then shortened.
  • the supply for generating the applied contact pressure may be sufficient for a low pressure level, but if the desired contact pressure is increased, the applied contact pressure can no longer be adequately increased.
  • at least one of the two aforementioned methods absolute contact pressure limit value reached and / or different speed of the contact pressure change
  • steps b. and c. of the emergency operation procedure are then triggered.
  • a large number of measured variables are also recorded from outside the belt drive and / or drive train or other events, for example in connection with the driving behavior of a vehicle driver of the motor vehicle with the belt drive in the drive train.
  • limit values are adapted on the basis of previous events for a large number of different constellations, so that automated decisions based on an extremely complex look-up table and / or empirically adapted calculation formula can be found correctly.
  • the machine-learning system is additionally supplied with information from the outside, for example from another motor vehicle in which a (primarily damaging) slip has occurred, whereby the circumstances did not lead to the triggering of the emergency operating procedure or not in time, but the Constellation of the measured variables a discrete event result, so that this incident from now on by means of the now possible timely triggering of steps b. and c. of the emergency operation procedure can be prevented.
  • the flow of information is set up by means of an update during vehicle maintenance, a pushed individual update and / or a permanent or frequently repeated communication connection, for example wirelessly to an external server or directly to at least one other, for example, motor vehicle (the so-called cloud).
  • a cloud-based system is created, this not necessarily being used separately from other (for example conventional) methods by the emergency operating method and / or being set up for the emergency operating method.
  • a particularly prioritized and / or particularly fast communication channel is provided for the emergency operation method and released on request, and preferably blocked against other user requests.
  • the wireless communication link is, for example directly, by means of satellite communication, by means of mobile radio (for example a 5G network or slower standards), in, for example, vehicle-to-vehicle communication by means of a WLAN [wireless local area network] or WPAN [eng .: wireless personal area network], with, for example, an external device, such as a mobile user terminal, for example a so-called smartphone, being interposed.
  • mobile radio for example a 5G network or slower standards
  • WLAN wireless local area network
  • WPAN eng .: wireless personal area network
  • the emergency operating method is contained and executable in an on-board computer of a motor vehicle.
  • the on-board computer is set up to process measurement data from measurement sensors of the drive train and / or motor vehicle in such a way that they i. can be at least partially transmitted to a cloud-based system; and / or ii. can be processed in an internal processor so that the emergency operating method can be carried out and events determined in this context can be made available for other boron computers and / or can be received by other on-board computers or one or more central servers (the so-called cloud).
  • An on-board computer organizes the recorded data and / or carries out calculations relating to the preparation for an integrated or external user interface.
  • an on-board transceiver which is set up to transmit data, the on-board transceiver being preceded or integrated in particular by a communication unit which processes data accordingly for the transmission.
  • the on-board transceiver is preferably set up for wireless communication, for example as described above as a communication antagonist of a cloud-based system and / or to a mobile user terminal, for example a so-called smartphone.
  • a detachable for example by means of a USB connection, or a non-detachable cable connection to a mobile user terminal or to a display with an integrated imaging processor is created.
  • the emergency operating method is a computer program comprising computer program code or a computer program product on which the computer program code is stored, the computer program code being executable on a computer in such a way that the computer is prompted to execute this emergency operating method, the computer
  • - Is set up for communication with a drive train and / or motor vehicle.
  • the computer-implemented emergency operating method is realized, for example, by a computer program, the computer program comprising computer program code, the computer program code, when executed on a computer, causing the computer to carry out the emergency operating method according to the invention.
  • Computer program code is synonymous with one or more instructions or commands that cause a computer or processor to implement a Perform a series of operations such as an algorithm and / or other processing methods.
  • the computer program can preferably be partially or completely executed on a cloud computer of a cloud-based system, a mobile user terminal and / or on an on-board computer.
  • cloud computer or server denotes a computer which provides data and / or operational services for one or more other computerized devices or computers.
  • a medium such as RAM, ROM, an SD card, a memory card, a flash memory card or a disc, or stored on a server and downloadable, for example, is a computer program product containing computer program code. If the computer program is made readable via a readout unit, for example a drive and / or an installation, the computer program code and the method contained therein can be executed by a computer or in communication with a plurality of processing units, for example as described above.
  • the output-side torque is only monitored when there is a critical deviation of the applied contact pressure from a desired contact pressure.
  • This emergency operating method is particularly resource-saving in relation to, for example, an on-board computer or a special control device.
  • a belt drive and / or a drive train if the transmission ratio of the belt drive and, for example, the speed of the motor vehicle in question are known. Only when there is a critical deviation of the applied contact pressure from a desired contact pressure is it necessary to know the torque on the output side. The same applies to the torque on the motor side.
  • Both the output-side torque and preferably also the engine-side torque are preferably recorded by means of direct measurement, for example by means of detecting material deformation, for example by means of optical, magnetic detection or by means of resistance measurement.
  • the respective torque is a calculated value, for example the output side in a motor vehicle by detecting a torque at the at least one wheel bearing of a drive wheel, and for example the motor side by detecting the commutation of an electric drive machine and / or by means of a motor control of an internal combustion engine.
  • a friction clutch is interposed between the engine-side cone pulley pair and at least one connected drive machine, preferably in step c. the friction clutch is operated in slip.
  • the engine-side torque for example provided by a combustion shaft of an internal combustion engine
  • the engine-side torque is by means of slip operation interposed friction clutch can be dissipated before it is introduced into the belt transmission, so that a torque on the motor-side cone pulley pair is matched to the torque on the output-side cone pulley pair.
  • such a friction clutch is too slow in the event of damage, for example because the friction clutch is fed by the same supply pump as the belt drive.
  • a drive train having at least one drive machine with an output shaft, at least one torque consumer and a belt transmission, the belt transmission having at least the following components:
  • a pair of conical disks on the output side which is connected in a torque-transmitting manner to at least one of the torque consumers;
  • the drive train furthermore comprising an output-side torque detection device.
  • the drive train is primarily characterized in that the drive train further comprises a pressure measuring device for detecting the applied contact pressure of at least one of the cone pulley pairs, with a torque output from the at least one drive machine in the event of a critical deviation of the applied contact pressure from the desired contact pressure detected by means of the pressure measuring device the torque detected by means of the torque detection device on the output side can be adjusted.
  • a drive train which, in one embodiment, is set up to carry out the emergency operating method described above.
  • the drive train is also involved in regulating the torque output from the at least one drive machine to the detected (output-side) torque one of them
  • the drive train can be used, for example, in a motor vehicle to propel it.
  • the drive train has a belt transmission, which is connected for the, preferably continuously variable, ratio in the torque curve between the at least one drive machine (engine side) and at least one of the torque consumers (output side), for example the at least one drive wheel in a motor vehicle.
  • the drive machine is, for example, an electric drive machine and / or an internal combustion engine, with at least one electric drive machine being provided for a very fast reaction capability and thus excluding even minor damage to the belt drive.
  • the belt drive comprises a pair of conical pulleys on the motor side, which thus absorbs a torque via a shaft connection (indirectly via at least one separating clutch or directly) from the at least one drive machine or outputs it to at least one drive machine.
  • the belt drive Connected in a torque-transmitting manner by means of the belt (at least when a desired contact pressure is applied), the belt drive comprises a pair of conical pulleys on the output side, which absorbs a torque via a shaft connection (indirectly via at least one separating clutch or directly) from at least one of the torque consumers or outputs it to at least one of the torque consumers.
  • a slip-free or at least damage-free slipping operation of the belt drive it is necessary that the contact pressure applied to the cone pulley pairs corresponds to a desired contact pressure.
  • the desired contact pressure is a constant value or is dynamically adapted to the torque required or provided (on the motor side and / or on the output side) to be transmitted.
  • the drive train is set up in such a way that in the event of a critical deviation of the applied contact pressure from the desired contact pressure, including a highly likely critical deviation from the desired contact pressure, the belt drive can be shifted without torque.
  • a belt drive is torque-free when there is no torque difference between the two pairs of conical pulleys within a permissible tolerance. This means that no slip, or at least no damaging slip, occurs between the pairs of conical pulleys and the belt.
  • Torque detection device are connected in such a way that a torque on the engine side can be adapted to a torque on the output side.
  • the electric drive machine can be energized in such a way that the motor-side torque (for example in a PO configuration up to (with reference to the belt-drive motor-side) P3 configuration) or the output-side torque (for example in a (with reference to the belt-type transmission on the output side) P3 configuration and P4 configuration) is adapted to the other torque.
  • the electric drive machine can emit, for example, a negative, i.e. reverse, torque which reduces the torque of the internal combustion engine or of the torque consumer to such an extent that the belt drive is torque-free.
  • a friction clutch can be operated in slip, for example, in order to set the torque difference across the belt drive to zero by dissipating the engine-side torque in the friction clutch or to bring it close enough to zero to avoid damage.
  • a friction clutch can be operated as described above and / or at least one of the electric drive machines can be controlled in such a way that the torque difference across the belt drive is set to zero or is brought close enough to zero to avoid damage.
  • the output-side torque detection device is arranged at at least one of the following locations:
  • At least one of the relevant torque consumers for example in the wheel bearing and / or in the rim of a propulsion wheel of a motor vehicle.
  • a torque detection device on the engine side is also preferably provided, which is arranged, for example, behind a friction clutch and / or behind an electric drive machine (for example a so-called hybrid module) and in front of the engine-side shaft connection of the engine-side conical disk pair.
  • the torque on the output side and preferably also the torque on the motor side, are preferably recorded by means of direct measurement, for example by means of detecting material deformation, for example by means of optical, magnetic detection or by resistance measurement.
  • the respective torque is a calculated value, for example the output side in a motor vehicle by detecting a torque at the at least one wheel bearing of a drive wheel, and for example the motor side by detecting the commutation of an electric drive machine and / or by means of a motor control of an internal combustion engine.
  • a motor vehicle having at least one propulsion wheel, which can be driven by means of a drive train according to an embodiment according to the description above.
  • the installation space is particularly small in motor vehicles due to the increasing number of components and it is therefore particularly advantageous to use a drive train of small size. This problem is exacerbated in the case of passenger cars of the small car class according to the European classification, and in general in the case of hybrid vehicles with a plurality of drive machines and other assemblies.
  • the motor vehicle proposed here has a drive train with a compact and cost-effective design, it being possible to reliably avoid major gearbox damage as a result of a drop in contact pressure.
  • Passenger cars are assigned to a vehicle class according to, for example, size, price, weight and performance, this definition being subject to constant change according to the needs of the market.
  • vehicles in the subcompact car class are assigned to the subcompact car class according to the European classification, and in the British market they correspond to the supermini class or the city car class.
  • Examples of the small car class are a Volkswagen up! or a Renault Twingo.
  • Examples of the small car class are an Alfa Romeo Mito, Volkswagen Polo, Ford Fiesta or Renault Clio.
  • Well-known full hybrids in the small car class are the BMW i3 and the Toyota Yaris Hybrid.
  • Hybrid cars in the middle class are currently, for example, the BMW 330e iPerformance (plug-in hybrid) and the Prius 1.8 VVT i.
  • Hybrid cars of the upper class are currently, for example, the BMW740e (plug-in hybrid) and the Panamera Turbo S E-Hybrid from Porsche.
  • a step a. which here comprises, for example, three substeps (a.1; a.2; a.3), a critical deviation of the applied contact pressure 5 from the desired contact pressure 4 is initially recorded in substep a.1. For example, at least one of the following pressures is monitored for this purpose (see Fig. 2):
  • the determination that there is a critical deviation of the applied contact pressure 5 from the desired contact pressure 4 takes place in one of the substeps a.2 or a.3 or, for example, over both at the same time, running from one another.
  • sub-step a.2 it is checked whether the applied contact pressure 5 reaches a specified contact pressure limit value 12. If the contact pressure limit value 12 is not reached, then sub-step a.2 is repeated in an endless loop until there is a critical deviation of the applied contact pressure 5 from the desired contact pressure 4.
  • the endless loop is operated with a low clock rate (measurement frequency per time) with a pre-limit value and the timing is increased when the pre-limit value is reached.
  • sub-step a.3 it is examined whether the applied contact pressure 5 is reduced by more than a predetermined difference value 14 in a predetermined time segment 13.
  • the difference value 14 describes the change over time in the applied contact pressure 5 (pressure drop speed).
  • This process is also repeated in an endless loop until a critical deviation of the applied contact pressure 5 from the desired contact pressure 4 is determined.
  • a pre-difference value is set for low-paced monitoring, which is smaller than the predetermined difference value 14.
  • the timing is increased and thus the precision and / or speed of the emergency operation method is increased. If sub-step a.2 and sub-step a.3 run in parallel, a high level of security for the emergency operation procedure is guaranteed.
  • Step b becomes. active.
  • Step b. in this embodiment, it comprises a sub-step b.1, in which the output-side torque (indirectly or directly) on the output-side conical pulley pair 3 is determined.
  • the output-side torque is detected, for example in a motor vehicle 26, indirectly on a wheel (bearing) or, for example, on a differential 27 and / or on a cardan shaft.
  • the output-side torque is recorded directly on the output-side conical pulley pair 3. Because of the similarity here referred to as sub-step b.2, the engine-side torque is recorded therein, which is directly applied to the engine-side cone pulley pair 2 or indirectly to at least one of the
  • step c. the motor-side torque is transferred to the output-side torque adjusted so that the difference between the engine-side torque and the output-side torque is reduced, preferably the difference is zero.
  • the motor-side torque is matched to the output-side torque, for example, by the active emergency drive control of the electric drive machine 15, if necessary in reverse operation, i.e. with a reverse (negative) torque in order to neutralize a (inertia-related, positive) torque of the internal combustion engine 15.
  • This makes it possible to set the belt drive 1 torque-free so quickly that a torque difference between the two cone pulley pairs 2, 3 is small enough before the contact pressure 5 applied to the belt drive 1 has collapsed so far and therefore no damaging chain slippage can occur.
  • a pressure circuit 28, as can be used in a drive train 17, is shown schematically, only the section being shown which supplies one of the or both conical disk pairs 2, 3 or their displacement disk 29.
  • the further lines 30 are shown in section, these being used, for example, to supply a friction clutch 16, a camshaft and / or a power steering system.
  • a supply pressure 8 (taken in front of or behind an (optional) first pressure control valve 31) is generated via a pressure source, for example an actively and / or (as shown here by means of a first pressure control valve 31) passively pressure-controllable electrical supply pump 32 with an electric drive unit 7 and generated at least one feed line 33 is fed to the consumer, that is to say the belt drive 1.
  • the pressure is measured at at least one point in the pressure circuit 28 via at least one pressure measuring device 24, four points being shown here for the sake of clarity alone. Usually the measurement at a single point, for example a conventional measuring point, is sufficient. To ensure a high level of safety, a high pressure measurement speed and a precise measurement are advantageous. The measuring intervals of the pressure should be determined so that one fast error detection is guaranteed.
  • the pressure at the supply pump 32, in the supply line 33, in the discharge line 34 and / or at the belt drive 1 can be detected via a pressure measuring device 24.
  • a separate pressure circuit 28 is set up for the belt drive 1 or even for one moving disk 29 of a pair of conical disks 2, 3.
  • the pressure circuit 28 shown shows a common pressure circuit 28 in which a supply pump 32 generates a constant or controllable pressure, which is referred to here as the supply pressure 8.
  • the corresponding pressure measuring device 24 is, for example, integrated into the supply pump 32 and / or an indirect measurement via, for example, the operating voltage.
  • a first pressure control valve 31 is provided here (optionally), with which the supply pressure 8 is adjusted to a basic pressure before it reaches the supply line 33. If, for example, an unexpected drop in the supply pressure 8 is detected, which has not (yet) arrived in the supply line 33 as a result of the control by means of the first pressure control valve 31, i.e.
  • the emergency operation method is preferred, i.e. steps b. and c., triggered.
  • a second pressure regulating valve 35 which regulates the consumer pressure 9 or the applied contact pressure 4, is provided here (optionally) in the feed line 33 or subsequently thereto. If the pressure in the supply line 33 or in front of it (for example the supply pressure 8) is unexpectedly low, but this has not yet arrived in the pressure cylinder 36 (and / or in front of it) (pressure reserve can be compensated by opening the second pressure control valve 35), the emergency operating method is preferred, so the steps b. and c., triggered.
  • the applied contact pressure 5 acting axially is required in order to enable a (slip-free) torque transmission by means of the belt drive 1.
  • a contact force is applied to one (or two) axially movable ones Moving disk (s) 29 of the two conical disk pairs 2.3 exercised.
  • the schematically illustrated section of a belt drive 1 with belt 6 symbolically shows one of the cone pulley pairs 2, 3, which here has an axially fixed fixed disk 37 (left in the illustration) and an axially movable movable disk 29 (right in the illustration).
  • the movable disk 29 forms a pressure piston and is guided in a pressure cylinder 36 in which the (applied) contact pressure 5 can be generated so that the movable disk 29 can be moved axially (to the right as shown here).
  • the torque is transmitted between the cone pulley pairs 2, 3 of a belt transmission 1 via a belt 6, for example a link chain.
  • the applied contact pressure 5 is exerted both on the motor-side conical pulley pair 2 and on the output-side conical pulley pair 3.
  • a control pressure for changing the transmission ratio of the belt drive 1 is added to the contact pressure 5 (currently required or necessary) on the conical pulley pair 2, 3, at which the torque effective diameter is to be increased.
  • the (necessary) applied contact pressure 5 is (except in the event of a malfunction) always high enough to transmit an applied torque or an applied torque difference via the belt drive 1 (without slipping).
  • a pressure measuring device 24 directly next to or in the supply pump 32, because this enables rapid error detection of the main error source, precisely the (electrical) supply pump 32.
  • the pressure measuring device 24 can be positioned favorably.
  • a measurement directly on the belt drive 1 reproduces a reliable and calculation-free signal.
  • FIG. 3 shows a schematic pressure curve (applied contact pressure 5) in the event of a deviation (here a drop) of applied contact pressure 5 from desired contact pressure 4 in a pressure-time diagram 38.
  • the pressure-time diagram 38 has a horizontal time axis 39 and a vertical pressure axis 40 and should step a. visualize the emergency operation procedure. As described in FIG. 1, the substeps a.2 and a.3 are repeated until there is a critical deviation of the applied contact pressure 5 from the desired contact pressure 4.
  • an error message is output in substep a.2 and the following steps are triggered.
  • An error message is also or alternatively output in accordance with sub-step a.3 if the applied contact pressure 5 is reduced by a predetermined difference value 14 in a predetermined time segment 13. This means that there is an excessive rate of pressure change, which suggests a failure of the hydraulic system.
  • the acquisition using step a.3 is significantly earlier than using step a.2.
  • the desired contact pressure 5 is shown here as constant, but in some applications it is subject to fluctuations as a function of the torque. It follows from this that the contact pressure limit value 12 and the differential value 14 can change dynamically depending on the application. The control system constantly redesigns the contact pressure limit value 12 and the differential value 14 depending on the application, so that error-free functioning of the emergency operating method is guaranteed.
  • the pressure measuring device 24 does not only register the drop in the applied contact pressure 5 as an error. For example, a constant applied contact pressure can also be registered as an error if an increase in pressure is to be expected in the present application.
  • the pressure-time diagram 38 present in FIG. 3 is therefore only a simple example.
  • FIG. 4 shows a schematic representation of a motor vehicle 26 with a drive train 17 in an (optional) front-transverse arrangement.
  • the drive train 17 comprises an electric drive machine 18 and an internal combustion engine 15.
  • the internal combustion engine 15 transmits torque via a combustion shaft 20 with the belt transmission 1 connected.
  • a friction clutch 16 (KO clutch) is interposed between the belt drive 1 and the internal combustion engine 15.
  • a dual mass flywheel 41 (DMF) is interposed between the internal combustion engine 15 and the KO clutch 16 (optional).
  • a K2 clutch 42 is interposed between the belt drive 1 and the electric drive machine 18 (optionally, for example, for generating electricity in sailing mode).
  • the motor-side rotation axis 43 of the belt drive 1 and the motor axis 44 of the drive machines 18, 15 are (optionally here) arranged congruently to one another and are arranged in the main direction of travel in front of the driver's cab 45 of the motor vehicle 26 for driving the drive wheels, here the torque consumers 21, 22 .
  • the rear axle 46 is additionally or alternatively driven.
  • the motor axis 44 is optionally arranged transversely to the longitudinal axis 47 of the motor vehicle 26.
  • the belt drive 1 comprises a pair of conical pulleys 2 on the engine side with the rotational axis 43 on the engine side, which is connected to the rotor shaft 19 and (indirectly) with the combustion shaft 20 in a torque-transmitting manner, and a pair of cone pulleys 3 on the output side with the rotational axis 48 on the output side, which (here optional) by means of a spur gear 49 and a differential 27, preferably a spur gear differential, is connected to the left drive gear 21 and right drive gear 22 in a torque-transmitting manner.
  • An engine-side torque detection device 25 is (optionally) provided on the motor-side conical pulley pair 2 of the belt drive 1 and (optionally) on the output-side conical pulley pair 3 an output-side torque detection device 23 is provided.
  • the torque detection devices 25, 23 are set up to detect the output-side torque and the engine-side torque for substep b.1 or substep b.2 of the emergency operation method.
  • the supply pump 32 and the pressure circuit 28 are not shown here.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Notbetriebsverfahren für ein Umschlingungsgetriebe (1) bei Anpressdruckabfall, wobei das Umschlingungsgetriebe (1) ein motorseitiges Kegelscheibenpaar (2) und ein abtriebsseitiges Kegelscheibenpaar (3) aufweist, welche mittels eines zwischen dem jeweiligen Kegelscheibenpaar (2,3) mittels eines gewünschten Anpressdrucks (4) axial verpressten Umschlingungsmittels (6) drehmomentübertragend miteinander verbunden sind, wobei das Notbetriebsverfahren zumindest die folgenden Schritte aufweist: a. Erfassen einer kritischen Abweichung des anliegenden Anpressdrucks (5) von dem gewünschten Anpressdruck (4); b. Erfassen eines abtriebsseitigen Drehmoments; und c. bei Vorliegen einer kritischen Abweichung des anliegenden Anpressdrucks (5) von dem gewünschten Anpressdruck (4), Angleichen des motorseitigen Drehmoments an das erfasste abtriebsseitige Drehmoment. Die Erfindung betrifft weiterhin einen Antriebsstrang. Mit dem hier vorgeschlagenen Notbetriebsverfahren und entsprechend eingerichteten Antriebsstrang ist ohne übermäßige Bauraumforderung zuverlässig eine kapitale Beschädigung des Umschlingungsgetriebes infolge eines Anpressdruckabfalls verhinderbar.

Description

Notbetriebsverfahren für ein Umschlinqunqsqetriebe bei Anpressdruckabfall. sowie Antriebsstranq
Die Erfindung betrifft ein Notbetriebsverfahren für ein Umschlingungsgetriebe bei Anpressdruckabfall. Weiterhin betrifft die Erfindung einen Antriebsstrang, beispielsweise zum Ausführen eines solchen Notbetriebsverfahrens, sowie ein Kraftfahrzeug mit einem solchen Antriebsstrang.
In einem Antriebsstrang kann es bei einem Ausfall einer Versorgerpumpe, insbesondere bei einer elektrisch angetriebenen Ölpumpe aufgrund der im Vergleich zu einer mechanischen Ölpumpe erhöhten Ausfallwahrscheinlichkeit, für die Versorgung eines Umschlingungsgetriebes mit dem nötigen Anpressdruck Vorkommen, dass während der Fahrt der Druck an dem Umschlingungsgetriebe plötzlich zusammenbricht. An dem Umschlingungsgetriebe kann aufgrund des Druckabfalls ein Kettenschlupf auftreten, welcher zu einem kapitalen Getriebeschaden führen kann. Umschlingungsgetriebe in konventionellen Fahrzeugen weisen eine mechanisch angetriebene Versorgerpumpe auf, welche meist eine als ausreichend gering betrachtete Ausfallwahrscheinlichkeit aufweist. Für den Einsatz von einer (oder mehreren) elektrisch angetriebenen Versorgerpumpe(n) ist es denkbar, einen Druckspeicher einzusetzen, um die hydrostatische Energie zu speichern und so bei einem Ausfall der Versorgerpumpe diese gespeicherte Energie an das Umschlingungsgetriebe abzugeben, um so den Anpressdruck zumindest so lange aufrechtzuerhalten bis die Kupplung zwischen Antriebsmaschine und Umschlingungsgetriebe sicher geöffnet ist, also dann eine ausreichend geringe Drehmomentdifferenz über den beiden Kegelscheibenpaaren anliegt. Ein Nachteil des Einsatzes eines Druckspeichers ist, dass dieser ein zusätzliches Bauteil darstellt und dadurch die Kosten und der Bauraumbedarf erhöht werden.
Fliervon ausgehend liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, die aus dem Stand der Technik bekannten Nachteile zumindest teilweise zu überwinden. Die erfindungsgemäßen Merkmale ergeben sich aus den unabhängigen Ansprüchen, zu denen vorteilhafte Ausgestaltungen in den abhängigen Ansprüchen aufgezeigt werden. Die Merkmale der Ansprüche können in jeglicher technisch sinnvollen Art und Weise kombiniert werden, wobei hierzu auch die Erläuterungen aus der nachfolgenden Beschreibung sowie Merkmale aus den Figuren hinzugezogen werden können, welche ergänzende Ausgestaltungen der Erfindung umfassen.
Die Erfindung betrifft ein Notbetriebsverfahren für ein Umschlingungsgetriebe bei Anpressdruckabfall, wobei das Umschlingungsgetriebe ein motorseitiges Kegelscheibenpaar und ein abtriebsseitiges Kegelscheibenpaar aufweist, welche mittels eines zwischen dem jeweiligen Kegelscheibenpaar mittels eines gewünschten Anpressdrucks axial verpressten Umschlingungsmittels drehmomentübertragend miteinander verbunden sind, wobei das Notbetriebsverfahren zumindest die folgenden Schritte aufweist: a. Erfassen einer kritischen Abweichung des anliegenden Anpressdrucks von dem gewünschten Anpressdruck; b. Erfassen eines abtriebsseitigen Drehmoments; und c. bei Vorliegen einer kritischen Abweichung des anliegenden Anpressdrucks von dem gewünschten Anpressdruck, Angleichen des motorseitigen Drehmoments an das erfasste abtriebsseitige Drehmoment.
In der vorhergehenden und nachfolgenden Beschreibung verwendete Ordinalzahlen dienen, sofern nicht explizit auf das Gegenteilige hingewiesen wird, lediglich der eindeutigen Unterscheidbarkeit und geben keine Reihenfolge oder Rangfolge der bezeichneten Komponenten wieder. Eine Ordinalzahl größer eins bedingt nicht, dass zwangsläufig eine weitere derartige Komponente vorhanden sein muss.
Das Umschlingungsgetriebe ist beispielsweise zur konventionellen veränderbaren Drehmomentübersetzung zwischen einer Drehmomentquelle und einer Drehmomentsenke eingerichtet. Die Drehmomentquelle ist beispielsweise zumindest eine Antriebsmaschine, in einem Hydrid-Antriebsstrang beispielsweise eine Verbrennungskraftmaschine und zumindest eine elektrische Antriebsmaschine. Die Drehmomentsenke ist in einem Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs zumindest ein Vortriebsrad zum Vortrieb des Kraftfahrzeugs sowie beispielsweise ein Klimakompressor und/oder andere, beispielsweise konventionelle, Verbraucher.
Ein solches Umschlingungsgetriebe ist beispielsweise ein sogenanntes CVT [engl.: continuous variable transmission] mit einem auf Zug betriebenen Umschlingungsmittel oder ein Schubgliederbandgetriebe mit einem auf Druck beziehungsweise Schub betriebenen Umschlingungsmittel als stufenlos schaltbares, also stufenlos variables, Übersetzungsgetriebe. Ein solches Umschlingungsgetriebe wird auch kurz als Variator bezeichnet. Das Umschlingungsgetriebe umfasst ein erstes Kegelscheibenpaar und ein zweites Kegelscheibenpaar. Jedes Kegelscheibenpaar umfasst zwei antagonistische Kegelscheiben, welche axial relativ zueinander bewegbar sind, sodass ein axialer Abstand zwischen den beiden Kegelscheiben eines Kegelscheibenpaars veränderbar ist. Oftmals ist eine der beiden Kegelscheiben (Festscheibe) axial fixiert und die andere Kegelscheibe (Wegscheibe) axial verschiebbar gelagert. Die Kegelscheiben sind zueinander rotatorisch fixiert. Auf den Kegelscheibenpaaren ist ein (gemeinsames) Umschlingungsmittel drehmomentübertragend aufgenommen, und das Umschlingungsmittel bildet zwischen den Kegelscheibenpaaren ein Lasttrum und ein Leertrum. So ist ein Drehmoment von dem einen Kegelscheibenpaar auf das andere Kegelscheibenpaar übertragbar. Wird der axiale Abstand zwischen den Kegelscheiben eines Kegelscheibenpaars verändert, so ändert sich der Durchmesser des Umschlingungskreises an dem jeweiligen Kegelscheibenpaar für das Umschlingungsmittel und damit ist ein Übersetzungsverhältnis, bevorzugt kontinuierlich also stufenlos, veränderbar. Bevorzugt werden die Umschlingungskreise des Umschlingungsmittels, also die axialen Abstände der Kegelscheibenpaare aufeinander abgestimmt verändert, sodass der Umschlingungskreis des einen Kegelscheibenpaars vergrößert wird, wenn der (andere) Umschlingungskreis des anderen Kegelscheibenpaars verringert wird. Damit ist eine benötigte Umschlingungslänge des Umschlingungsmittels konstant gehalten und eine implizite Spannung des Umschlingungsmittels ohne zusätzliches Spannmittel dauerhaft im Betrieb vorhaltbar.
Das motorseitige Kegelscheibenpaar des Umschlingungsgetriebes ist zur Drehmomentaufnahme von den Antriebsmaschinen eingerichtet und das abtriebsseitige Kegelscheibenpaar des Umschlingungsgetriebes ist zur Drehmomentabgabe des (übersetzten) Motormoments der Antriebsmaschinen an die Drehmomentsenke, also den Verbraucher, eingerichtet. Dies schließt mitnichten aus, dass ein Drehmoment in umgekehrter Richtung verläuft, beispielsweise zur Rekuperation von dem Verbraucher auf die erste und/oder zweite Antriebsmaschine (dann im Generatorbetrieb).
Für eine Drehmomentübertragung mittels des Umschlingungsgetriebes ist es notwendig, dass das Umschlingungsmittel zwischen den beiden Kegelscheibenpaaren mit einer ausreichenden Anpressdruck gegeneinander gepresst sind, sodass das Umschlingungsmittel mit den Kegelscheibenpaaren mit einem ausreichend hohen Reibschluss für eine Übertragung eines gewünschten, also (meist motorseitig) bereitgestellten, Drehmoments verbunden ist. Dieser Anpressdruck wird hydrostatisch oder mittels eines elektrischen Antriebs bereitgestellt. Fällt der (anliegende) Anpressdruck ab beziehungsweise weicht der (anliegende) Anpressdruck von einem notwendigen Anpressdruck für ein (unter Umständen zu erhöhendes) gewünschtes Drehmoment ab, so kann es wie eingangs erläutert zu einem Schlupf zwischen dem Umschlingungsmittel und den Kegelscheibenpaaren kommen, wobei ein unbedingt zu vermeidender kapitaler Getriebeschaden auftreten kann. Dieser schlupfbedingte Getriebeschaden tritt dann auf, wenn zwischen dem motorseitigen Kegelscheibenpaar und dem abtriebsseitigen Kegelscheibenpaar eine (zu große) Drehmomentdifferenz anliegt. Eine solche Drehmomentdifferenz tritt auf, wenn beispielsweise in einem Kraftfahrzeug die Vortriebsräder von der Fahrzeugträgheit weiter angetrieben werden oder mittels Bremsen entschleunigt werden und zumindest eine der Antriebsmaschinen, vor allem die Verbrennungskraftmaschine, beispielsweise trägheitsbedingt ein abweichendes Drehmoment abgibt. Dieser Zustand tritt beispielsweise dann auf, wenn die Drehmomentabgabe zumindest einer der Antriebsmaschinen gerade erhöht worden ist, beispielsweise zum Beschleunigen des Kraftfahrzeugs, und noch keine Drehmomentangleichung mit dem Verbraucher, bei einem Kraftfahrzeug noch keine Beschleunigung des Kraftfahrzeugs, stattgefunden hat. Umgekehrt tritt ein solcher Fall auf, wenn der Verbraucher ein hohes Drehmoment einspeist und die zumindest eine Antriebsmaschine zum Entschleunigen eingesetzt ist, beispielsweise bei einer Talfahrt mit einem Kraftfahrzeug unter Einsatz der Motorbremse. In den Fällen ist eine Trennkupplung zwischen Drehmomentquelle und Drehmomentsenke derart geschlossen, dass die Drehmomentdifferenz über das Umschlingungsgetriebe läuft. In vielen Fällen fällt der Betätigungsdruck zum Betätigen, beispielsweise Öffnen, der Trennkupplung bei einem Anpressdruckabfall an dem Umschlingungsgetriebe ebenfalls ab und/oder ein Öffnen der Trennkupplung dauert zu lange, um einen schädigenden Schlupf an dem Umschlingungsgetriebe zu vermeiden.
Hier ist nun vorgeschlagen, dass in einem Notbetriebsverfahren für das Umschlingungsgetriebe in einem Schritt a. eine kritische Abweichung von dem gewünschten Anpressdruck erfasst wird. Dieser Schritt a. wird also dauerhaft als Überwachung des Anpressdrucks in dem Umschlingungsgetriebe durchgeführt. Es ist beispielsweise für eine besonders sparsame Betriebsweise des Umschlingungsgetriebes vorteilhaft, diesen Anpressdruck an das jeweils anliegende Drehmoment anzupassen, sodass eine solche Überwachung auch für den regulären Betrieb vorteilhaft ist
In Schritt b. wird zudem ein abtriebsseitiges Drehmoment, beispielsweise an dem abtriebsseitigen Kegelscheibenpaar, erfasst. In einer Ausführungsform ist der absolute Wert des abtriebsseitigen Drehmoments ausschlaggebend, ob Schritt c. ausgeführt wird. In einer Ausführungsform wird das abtriebsseitige Drehmoment mit dem (dann ebenfalls erfassten) motorseitigen Drehmoment verglichen, also eine aktuelle Drehmomentdifferenz ermittelt. Dann wird beispielsweise einzig, wenn die Drehmomentdifferenz einen Differenzgrenzwert überschreitet, der Schritt c. ausgeführt. ln Schritt c. wird bei Vorliegen einer kritischen Abweichung von dem gewünschten Anpressdruck das motorseitige Drehmoment, also das dem motorseitigen Kegelscheibenpaar anliegende Drehmoment, an das erfasste abtriebsseitige Drehmoment angeglichen. Ein Angleichen findet bis zu einer zulässigen Drehmomentdifferenz statt oder wird (innerhalb der technischen Machbarkeit exakt) gleich gesetzt. Damit ist, zumindest ein schädigender, Schlupf an dem so drehmomentfreigestellten Umschlingungsgetriebe vermieden.
Vorteil dieses Notbetriebsverfahrens ist die schnelle Reaktion auf einen solchen Anpressdruckabfall, ohne dass dazu ein Druckspeicher vorgesehen werden muss. Ein weiterer Vorteil ist, dass in einem effizienten Betrieb eines Antriebsstrangs mit einem Umschlingungsgetriebe keine zusätzlichen Überwachungsschritte und Messeinrichtungen vorgesehen werden müssen. Lediglich eine entsprechende Verschaltung der erfassten Werte, beispielsweise auf Softwareebene, und eine Regelwerteingabe zum Anpassen des motorseitigen Drehmoments, beispielsweise an einer der Antriebsmaschinen, ist notwendig.
Es wird weiterhin in einer vorteilhaften Ausführungsform des Notbetriebsverfahrens vorgeschlagen, dass eine kritische Abweichung des anliegenden Anpressdrucks von dem gewünschten Anpressdruck mittels Erfassen eines Fehlers der Kommutierung an einer elektrischen Antriebseinheit zum Erzeugen des anliegenden Anpressdrucks erfasst wird.
Bei dieser Ausführungsform ist eine elektrische Antriebseinheit vorgesehen, mittels welcher der gewünschte Anpressdruck erzeugt wird. Die elektrische Antriebseinheit ist beispielsweise zum Antreiben einer elektrischen Versorgerpumpe eingerichtet oder ein Direktantrieb, beispielsweise mittels eines Spindeltriebs, für das jeweilige Kegelscheibenpaar. Eine Versorgerpumpe ist eine, beispielsweise einzige (zentrale), Pumpe in einem Druckkreislauf und/oder eine (dezentrale) Pumpe einzig für eines der beiden Kegelscheibenpaare oder gemeinsam für beide Kegelscheibenpaare des Umschlingungsgetriebes. Indem auf die Kommutierung zum Erfassen des gewünschten Antriebsdrucks zugegriffen wird, ist ein Anpressdruckabfall sehr frühzeitig detektierbar. Damit ist das Umschlingungsgetriebe schon vor Auftreten eines Schlupfs und/oder bei einer langsamen Regelungsarchitektur zur Vermeidung einer Schädigung des Umschlingungsgetriebes drehmomentfreistellbar.
Es wird weiterhin in einer vorteilhaften Ausführungsform des Notbetriebsverfahrens vorgeschlagen, dass zumindest eines der Kegelscheibenpaare hydraulisch betätigt ist, wobei für das Erfassen einer kritischen Abweichung des anliegenden Anpressdrucks von dem gewünschten Anpressdruck zumindest einer der folgenden Drücke überwacht wird:
- Messen des Versorgerdrucks;
- Messen des Verbraucherdrucks; und
- Messen des Leitungsdrucks.
Bei dieser Ausführungsform ist eines der Kegelscheibenpaare oder das gesamte Umschlingungsgetriebe hydraulisch betätigt, also ein anliegender Anpressdruck mittels eines Flüssigkeitsdrucks, bevorzugt eines Öldrucks, erzeugt. Der anliegende Anpressdruck ergibt sich aus einem Versorgerdruck unmittelbar in der Versorgerpumpe beziehungsweise einem Steuerventil bei der Versorgerpumpe. Der anliegende Anpressdruck ergibt sich weiterhin aus einem Verbraucherdruck bei dem jeweiligen Kegelscheibenpaar oder an einem Eingang des jeweiligen Kegelscheibenpaars oder des Umschlingungsgetriebes beziehungsweise einem Steuerventil bei dem Verbraucher, also dem jeweiligen Kegelscheibenpaar oder dem Umschlingungsgetriebe. Der anliegende Anpressdruck ergibt sich auch aus einem Leitungsdruck aus einer Zuführleitung und ein Leitungsdruck in einer Abführleitung ergibt sich aus dem anliegenden Anpressdruck. Es lässt sich also mittels einer mittelbaren Messung der anliegende Anpressdruck sicher oder mit ausreichend hoher Sicherheit ermitteln, beispielsweise mittels einer entsprechenden (beispielsweise empirischen) Formel, einer Look-Up-Tabelle und/oder einem Maschinenlernen-Algorithmus, welcher aus früheren Ereignissen die Druckzusammenhänge erlernt und stetig weiter präzisiert. Wenn der Versorgerdruck überwacht wird, wird eine kritische Abweichung von einem gewünschten Anpressdruck sehr frühzeitig erfasst. Wenn der Verbraucherdruck überwacht wird, wird eine kritische Abweichung von einem gewünschten Anpressdruck sehr zuverlässig erkannt, weil eine Messfehlerwahrscheinlichkeit beziehungsweise eine andere Fehlerursache nahezu ausgeschlossen werden kann. Wenn der Leitungsdruck überwacht wird, ist vor allem ein baulicher Vorteil erzielbar, weil der Verlauf einer Leitung ohne unzulässig hohe Druckverluste und ohne eine unzulässige Verlängerung der Ansprechzeiten flexibel an individuelle Bauraumgegebenheiten anpassbar ist.
Es wird weiterhin in einer vorteilhaften Ausführungsform des Notbetriebsverfahrens vorgeschlagen, dass das Vorliegen einer kritischen Abweichung des anliegenden Anpressdrucks von dem gewünschten Anpressdruck festgestellt wird, wenn zumindest eines der folgenden Ereignisse auftritt:
- ein vorbestimmter Anpressdruckgrenzwert ist von dem anliegenden Anpressdruck erreicht;
- der anliegende Anpressdruck verändert sich in einem vorbestimmten Zeitabschnitt um mehr als einen vorbestimmten Differenzwert;
- der anliegende Anpressdruck bleibt unterhalb eines angehobenen gewünschten Anpressdrucks; und
- ein maschinell erlerntes Ereignis.
Um eine kritische Abweichung des anliegenden Anpressdrucks von einem gewünschten Anpressdruck ist mittels verschiedener Methoden erfassbar, wobei die zuvor genannten lediglich eine Auswahl der Möglichkeiten darstellt und keinesfalls eine abschließende Liste darstellt. Zunächst sei noch einmal darauf hingewiesen, dass der gewünschte Anpressdruck in vielen Anwendungen ein dynamischer Wert ist, welcher an das zu übertragende Drehmoment angepasst wird. Der gewünschte Anpressdruck wird also erhöht, wenn ein größeres Drehmoment übertragen werden soll, und verringert sich im umgekehrten Fall. Für die Sicherstellung des wirksamen Eingriffs des Notbetriebsverfahrens ist es in vielen Fällen ausreichend, wenn die Schritte b. und c. des Notbetriebsverfahrens ausgelöst werden, sobald ein vorbestimmter Anpressdruckgrenzwert erreicht wird, wobei der Anpressdruckgrenzwert bei einem dynamischen gewünschten Anpressdruck entsprechend angepasst wird, beispielsweise mit einem konstanten Abstand. In einer Ausführungsform ist ein (beziehungsweise zwei unterschiedliche) Anpressdruckgrenzwert(e) sowohl unterhalb als auch oberhalb des gewünschten Anpressdrucks festgelegt, wodurch beispielsweise eine Fehlfunktion eines Steuerventils erkennbar ist, wenn der anliegende Anpressdruck zu sehr nach oben von dem gewünschten Anpressdruck abweicht. Zwar tritt dann zunächst kein Schaden an dem Umschlingungsgetriebe auf, aber bei einer Erhöhung des gewünschten Drehmoments könnte nur ein zu niedriger Anpressdruck erzeugt werden. Bevorzugt wird bei einer kritischen Abweichung des anliegenden Anpressdrucks nach oberhalb des gewünschten Anpressdrucks lediglich eine genauere, andere oder zusätzliche Überwachung des anliegenden Anpressdrucks ausgelöst.
Für eine frühzeitige Reaktion ist es in einigen Anwendungsfällen vorteilhaft, wenn einzig oder zusätzlich die Geschwindigkeit der Anpressdruckänderung des anliegenden Anpressdrucks überwacht wird. Beispielsweise wird ein (unter Umständen nicht überwachter, sondern hier rein für die Verständlichkeit genannter) Anpressdruckgrenzwert noch nicht erreicht, aber der anliegende Anpressdruck fällt mit einer übermäßigen (oder auch zu geringen) Geschwindigkeit ab. Das heißt, ein erfasster negativer (oder auch positiver) Differenzwert zwischen dem anliegenden Anpressdruck zu Beginn des Zeitabschnitts und am Ende des Zeitabschnitts ist größer als der (Betrag eines) vorbestimmten Differenzwerts. Der vorbestimmte Zeitabschnitt entspricht beispielsweise einem Messintervall, also einer Abtastrate, oder ist auf einen längeren Zeitraum festgelegt. In einer vorteilhaften Ausführungsform wird nach Erfassen einer Überschreitung eines vorbestimmten Differenzwerts der vorbestimmte Zeitabschnitt verkürzt, beispielsweise die Abtastrate erhöht, um eine exaktere Messung durchzuführen und in den übrigen Zuständen Energie und/oder den Messaufwand reduziert zu halten. Es sei darauf hingewiesen, dass der vorbestimmte Differenzwert im Betrieb veränderbar ist, beispielsweise bei einer dynamischen Änderung des gewünschten Anpressdrucks der vorbestimmte Differenzwert im Vergleich zu einem statischen Zustand des Umschlingungsgetriebes entsprechend vergrößert wird und/oder der vorbestimmte Zeitabschnitt dann verkürzt wird.
In einem Anwendungsfall beziehungsweise Schadensfall kann die Versorgung zum Erzeugen des anliegenden Anpressdrucks zwar für ein geringes Druckniveau ausreichend sein, aber bei einer Erhöhung des gewünschten Anpressdrucks ist der anliegende Anpressdruck nicht mehr adäquat anhebbar. Beispielsweise zumindest einer der beiden vorgenannten Methoden (Absoluter Anpressdruckgrenzwert erreicht und/oder abweichende Geschwindigkeit der Anpressdruckänderung) ist eine solche Abweichung des anliegenden Anpressdrucks von dem (geänderten) gewünschten Anpressdruck erfassbar und die Schritte b. und c. des Notbetriebsverfahrens werden dann ausgelöst.
Für eine hohe Sicherheit und/oder eine besonders frühzeitige Reaktion des Systems, also besonders frühzeitiges Auslösen der Schritte b. und c. des Notbetriebsverfahrens, ist es vorteilhaft das sogenannte Maschinenlernen oder eine sogenannte künstliche Intelligenz einzusetzen. Hierbei wird beispielsweise eine Vielzahl von Messgrößen auch von außerhalb des Umschlingungsgetriebes und/oder Antriebsstrangs oder anderen Ereignissen erfasst, beispielsweise im Zusammenhang mit dem Fahrverhalten eines Fahrzeugführers des Kraftfahrzeugs mit dem Umschlingungsgetriebe in dem Antriebsstrang. Zusätzlich oder alternativ werden Grenzwerte aufgrund von früheren Ereignissen für eine große Anzahl unterschiedlicher Konstellationen angepasst, sodass automatisierte Entscheidungen auf Basis einer äußerst komplexen Look-Up-Tabelle und/oder empirisch angepassten Berechnungsformel zutreffend auffindbar sind.
In einer Ausführungsform wird das maschinell lernende System zusätzlich von außen mit Informationen gespeist, beispielsweise von einem anderen Kraftfahrzeug, bei welchen ein (vor allem schädigender) Schlupf aufgetreten ist, wobei also die Umstände nicht oder nicht rechtzeitig zum Auslösen des Notbetriebsverfahrens geführt haben, aber die Konstellation der Messgrößen ein diskretes Ereignis ergeben, sodass dieser Vorfall von nun an mittels nun möglichem rechtzeitigen Auslösen der Schritte b. und c. des Notbetriebsverfahren verhinderbar ist. Der Informationsfluss ist dabei mittels eines Updates bei der Fahrzeugwartung, ein gepushtes individuelles Update und/oder eine dauerhafte beziehungsweise häufig wiederholte Kommunikationsverbindung, beispielsweise drahtlos zu einem externen Server oder unmittelbarzu zumindest einem anderen beispielsweise Kraftfahrzeug eingerichtet (der sogenannten Cloud). Mit einer Mehrzahl solcher Kraftfahrzeuge, und bevorzugt zumindest einem Server, ist ein cloud-basiertes System geschaffen, wobei dieses von dem Notbetriebsverfahren nicht zwangsläufig separat von anderen (beispielsweise konventionellen) Verfahren genutzt und/oder für das Notbetriebsverfahren eingerichtet ist. Gleichwohl ist beispielsweise ein besonders priorisierter und/oder besonders schneller Kommunikationskanal für das Notbetriebsverfahren vorgehalten und auf Anfrage freigegeben, und bevorzugt gegen andere Nutzeranfragen geblockt. Die drahtlose Kommunikationsverbindung ist, beispielsweise unmittelbar, mittels Satellitenkommunikation, mittels Mobilfunk (beispielsweise ein 5G-Netz oder langsamere Standards), in beispielsweise einer Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Kommunikation mittels eines WLAN [engl.: wireless local area network] oder WPAN [engl.: wireless personal area network], wobei beispielsweise ein externes Gerät, wie beispielsweise ein mobiles Nutzerendgerät, beispielsweise ein sogenanntes Smartphone, zwischengeschaltet ist.
Das Notbetriebsverfahren ist in einer Ausführungsform gemäß der hier vorliegenden Erfindung in einem Bordcomputer eines Kraftfahrzeugs enthalten und ausführbar. Der Bordcomputer ist eingerichtet, Messdaten von Messsensoren des Antriebsstrangs und/oder Kraftfahrzeugs so zu verarbeiten, dass diese i. zumindest teilweise an ein cloud-basiertes System übermittelbar sind; und/oder ii. in einem internen Prozessor verarbeitbar sind, sodass das Notbetriebsverfahren ausführbar ist und in diesem Zusammenhang ermittelte Ereignisse für andere Borcomputer bereitstellbar sind und/oder von anderen Bordcomputern oder einem oder mehreren zentralen Server (der sogenannten Cloud) aufnehmbar sind. Ein Bordcomputer organisiert die erfassten Daten und/oder führt Berechnungen aus, welche die Aufbereitung für eine integrierte oder externe Benutzerschnittstelle betrifft. Hinsichtlich der Ausführung beziehungsweise Auslösung des Notbetriebsverfahrens wird auf die vorhergehende Beschreibung und dort aufgezeigte Varianten verwiesen. In einer Ausführungsform ist ein Bordtransceiver vorgesehen, welcher zum Übermitteln von Daten eingerichtet ist, wobei dem Bordtransceiver insbesondere eine Kommunikationseinheit vorgeschaltet beziehungsweise integriert ist, welche Daten für das Übermitteln entsprechend aufarbeitet. Der Bordtransceiver ist bevorzugt für eine drahtlose Kommunikation eingerichtet, beispielsweise wie oben beschrieben als Kommunikationsantagonist eines cloud-basierten Systems und/oder zu einem mobilen Nutzerendgerät, beispielsweise einem sogenannten Smartphone. Es ist aber auch möglich, dass eine lösbare, beispielsweise mittels USB-Anschluss, oder unlösbare Kabelverbindung zu einem mobilen Nutzerendgerät oder zu einem Display mit integriertem Bildgebungsprozessor geschaffen ist.
Das Notbetriebsverfahren ist in einer Ausführungsform gemäß der hier vorliegenden Erfindung ein Computerprogramm umfassend Computerprogrammcode beziehungsweise ein Computerprogrammprodukt, auf welchem der Computerprogrammcode abgespeichert ist, wobei der Computerprogrammcode, auf einem Computer derart ausführbar ist, dass der Computer dazu veranlasst ist, dieses Notbetriebsverfahren auszuführen, wobei der Computer
- in einem Antriebsstrang und/oder Kraftfahrzeug integriert ist; oder
- zur Kommunikation mit einem Antriebsstrang und/oder Kraftfahrzeug eingerichtet ist.
Das computerimplementierte Notbetriebsverfahren ist beispielsweise durch ein Computerprogramm verwirklicht, wobei das Computerprogramm Computerprogrammcode umfasst, wobei der Computerprogrammcode, wenn er auf einem Computer ausgeführt wird, den Computer dazu veranlasst, das Notbetriebsverfahren gemäß der Erfindung auszuführen. Als Computerprogrammcode werden gleichbedeutend eine oder mehrere Anweisungen oder Befehle bezeichnet, die einen Computer oder Prozessor veranlassen, eine Reihe von Operationen durchzuführen, die zum Beispiel einen Algorithmus und/oder andere Verarbeitungsmethoden darstellen. Das Computerprogramm ist bevorzugt teilweise oder vollständig auf einem Cloud-Computer eines cloud-basierten Systems, einem mobilen Nutzerendgerät und/oder auf einem Bordcomputer ausführbar.
Wie hierin verwendet, bezeichnet der Begriff Cloud-Computer oder Server einen Computer, welcher Daten und/oder operative Dienste oder Dienste für ein oder mehrere andere computergestützte Geräte oder Computer bereitstellt. Als Computerprogrammprodukt, aufweisend Computerprogrammcode, ist beispielsweise ein Medium wie beispielsweise RAM, ROM, eine SD-Karte, eine Speicherkarte, eine Flash-Speicherkarte oder eine Disc, oder auf einem Server abgespeichert und herunterladbar. Ist das Computerprogramm über eine Ausleseeinheit, beispielsweise ein Laufwerk und/oder eine Installation, auslesbar gemacht, so ist der enthaltende Computerprogrammcode und das darin enthaltene Verfahren durch einen Computer beziehungsweise in Kommunikation mit einer Mehrzahl von Recheneinheiten, beispielsweise gemäß obiger Beschreibung, ausführbar.
Es wird weiterhin in einer vorteilhaften Ausführungsform des Notbetriebsverfahrens vorgeschlagen, dass das abtriebsseitige Drehmoment erst bei Vorliegen einer kritischen Abweichung des anliegenden Anpressdrucks von einem gewünschten Anpressdruck überwacht wird.
Dieses Notbetriebsverfahren ist besonders Ressourcen schonend bezogen auf beispielsweise einen Bordcomputer oder eine spezielle Steuereinrichtung. In vielen Fällen ist es für den Betrieb eines Umschlingungsgetriebes und/oder eines Antriebsstrangs ausreichend, wenn die Übersetzung des Umschlingungsgetriebes und beispielsweise die Geschwindigkeit des betreffenden Kraftfahrzeugs bekannt sind. Erst bei einer kritischen Abweichung des anliegenden Anpressdrucks von einem gewünschten Anpressdruck ist es notwendig, das abtriebsseitige Drehmoment zu kennen. Gleiches gilt für das motorseitige Drehmoment. Sowohl das abtriebsseitige Drehmoment, und bevorzugt auch das motorseitige Drehmoment sind bevorzugt mittels direkter Messung erfasst, beispielsweise mittels Erfassung einer Materialverformung, beispielsweise mittels optischer, magnetischer Erfassung oder per Widerstandsmessung. Alternativ oder zusätzlich ist das jeweilige Drehmoment ein berechneter Wert, beispielsweise das abtriebsseitige in einem Kraftfahrzeug mittels Erfassen eines Drehmoments an dem zumindest einen Radlager eines Vortriebsrads, und beispielsweise das motorseitige mittels Erfassen der Kommutierung einer elektrischen Antriebsmaschine und/oder mittels einer Motorsteuerung einer Verbrennungskraftmaschine.
Es wird weiterhin in einer vorteilhaften Ausführungsform des Notbetriebsverfahrens vorgeschlagen, dass zwischen dem motorseitigen Kegelscheibenpaar und zumindest einer angeschlossenen Antriebsmaschine eine Reibkupplung zwischengeschaltet ist, wobei bevorzugt in Schritt c. die Reibkupplung im Schlupf betrieben wird.
Bei einem Notbetriebsverfahren, bei welchem keine gegenläufigen Drehmomente über dem Umschlingungsgetriebe anliegen, sondern einzig eine Drehmomentdifferenz von gleichläufigen Drehmomenten anliegt und zugleich das motorseitige Drehmoment größer ist als das abtriebsseitige Drehmoment, ist das motorseitige, beispielsweise von einer Verbrennerwelle einer Verbrennungskraftmaschine bereitgestellte, Drehmoment mittels Schlupfbetriebs der zwischengeschalteten Reibkupplung dissipierbar, bevor es in das Umschlingungsgetriebe eingeleitet wird, sodass damit ein Drehmoment an dem motorseitigen Kegelscheibenpaar an das Drehmoment an dem abtriebsseitigen Kegelscheibenpaar angeglichen ist. In vielen Fällen ist eine solche Reibkupplung jedoch in einem Schadensfall zu langsam, beispielsweise weil die Reibkupplung von der gleichen Versorgerpumpe wie das Umschlingungsgetriebe gespeist ist. Es wird jedoch vorgeschlagen, dass diese Reibkupplung parallel zu einem regulierenden Betrieb mittels einer elektrischen Antriebsmaschine entsprechend betätigt wird. Gemäß einem weiteren Aspekt wird ein Antriebsstrang vorgeschlagen, aufweisend zumindest eine Antriebsmaschine mit einer Abtriebswelle, zumindest einen Drehmomentverbraucher und ein Umschlingungsgetriebe, wobei das Umschlingungsgetriebe zumindest die folgenden Komponenten aufweist:
- ein motorseitiges Kegelscheibenpaar, welches mit der Abtriebswelle drehmomentübertragend verbunden ist;
- ein abtriebsseitiges Kegelscheibenpaar, welches mit zumindest einem der Drehmomentverbraucher drehmomentübertragend verbunden ist; und
- ein Umschlingungsmittel, mittels welchem das motorseitige Kegelscheibenpaar mit dem abtriebsseitigen Kegelscheibenpaar drehmomentübertragend verbunden ist, wobei der Antriebsstrang weiterhin eine abtriebsseitige Drehmomenterfassungseinrichtung umfasst.
Der Antriebsstrang ist vor allem dadurch gekennzeichnet, dass der Antriebsstrang weiterhin eine Druckmesseinrichtung zum Erfassen des anliegenden Anpressdrucks zumindest eines der Kegelscheibenpaare umfasst, wobei, bei mittels der Druckmesseinrichtung erfasster kritischer Abweichung des anliegenden Anpressdrucks von dem gewünschten Anpressdruck, eine Drehmomentabgabe von der zumindest einen Antriebsmaschine auf das mittels der abtriebsseitigen Drehmomenterfassungseinrichtung erfasste Drehmoment einregelbar ist.
Hier ist ein Antriebsstrang vorgeschlagen, welches in einer Ausführungsform zum Ausführen des zuvor beschriebenen Notbetriebsverfahren eingerichtet ist. Für eine solche Ausführungsform wird auf die zuvor erläuterten Zusammenhänge mit Bezug auf den Antriebsstrang verwiesen. Auch sind nachstehend genannte weitere Details zu dem Notbetriebsverfahren zumindest optional Bestandteil des hierin beschriebenen Notbetriebsverfahrens. Es sei darauf hingewiesen, dass der Antriebsstrang auch für ein Einregeln der Drehmomentabgabe von der zumindest einen Antriebsmaschine auf das erfasste (abtriebsseitige) Drehmoment auch mit einem davon Der Antriebsstrang ist beispielsweise in einem Kraftfahrzeug zu dessen Vortrieb einsetzbar.
Der Antriebsstrang weist ein Umschlingungsgetriebe auf, welches zur, bevorzugt stufenlos, veränderbaren Übersetzung in den Drehmomentverlauf zwischen die zumindest eine Antriebsmaschine (Motorseite) und zumindest einen der Drehmomentverbraucher (Abtriebsseite), beispielsweise in einem Kraftfahrzeug das zumindest eine Vortriebsrad, geschaltet ist. Die Antriebsmaschine ist beispielsweise eine elektrische Antriebsmaschine und/oder eine Verbrennungskraftmaschine, wobei für eine sehr schnelle Reaktionsfähigkeit und damit einem Ausschluss schon einer geringen Beschädigung des Umschlingungsgetriebes zumindest eine elektrische Antriebsmaschine vorgesehen ist. Das Umschlingungsgetriebe umfasst ein motorseitiges Kegelscheibenpaar, welches also ein Drehmoment über einen Wellenanschluss (mittelbar über zumindest eine Trennkupplung oder unmittelbar) von der zumindest einen Antriebsmaschine aufnimmt oder an zumindest eine Antriebsmaschine abgibt. Mittels des Umschlingungsmittels (zumindest bei Anliegen eines gewünschten Anpressdrucks) drehmomentübertragend verbunden umfasst das Umschlingungsgetriebe ein abtriebsseitiges Kegelscheibenpaar, welches also ein Drehmoment über einen Wellenanschluss (mittelbar über zumindest eine Trennkupplung oder unmittelbar) von zumindest einem der Drehmomentverbraucher aufnimmt oder an zumindest einen der Drehmomentverbraucher abgibt. Für einen schlupffreien oder zumindest schädigungsfrei schlupfenden Betrieb des Umschlingungsgetriebes ist es erforderlich, dass der anliegende Anpressdruck bei den Kegelscheibenpaaren einem gewünschten Anpressdruck entspricht. Der gewünschte Anpressdruck ist ein konstanter Wert oder wird dynamisch an das benötigte beziehungsweise (motorseitig und/oder abtriebsseitig) bereitgestellte zu übertragende Drehmoment angepasst. Wenn der anliegende Anpressdruck von dem gewünschten Anpressdruck zu sehr abweicht, also eine kritische Abweichung außerhalb eines (zulässigen) Toleranzbereichs vorliegt, tritt ein Schlupf zwischen zumindest einem der Kegelscheibenpaare und dem Umschlingungsmittel auf, wobei das Umschlingungsmittel und/oder die für den Reibschluss eingerichtete Oberfläche des betreffenden Kegelscheibenpaars beschädigt wird. Es ist daher hier vorgeschlagen, dass der Antriebsstrang derart eingerichtet ist, dass bei einer kritischen Abweichung des anliegende Anpressdruck von dem gewünschten Anpressdruck, umfassend auch ein mit hoher Wahrscheinlichkeit drohendes kritisches Abweichen von dem gewünschten Anpressdruck, das Umschlingungsgetriebe drehmomentfrei schaltbar ist. Drehmomentfrei ist ein Umschlingungsgetriebe dann, wenn innerhalb einer zulässigen Toleranz keine Drehmomentdifferenz an den beiden Kegelscheibenpaaren anliegt. Damit tritt zwischen den Kegelscheibenpaaren und dem Umschlingungsmittel kein Schlupf oder zumindest kein schädigender Schlupf auf. Dazu ist hier vorgeschlagen, dass eine Druckmesseinrichtung und eine abtriebsseitige
Drehmomenterfassungseinrichtung derart verschaltet sind, dass ein motorseitiges Drehmoment an ein abtriebsseitiges Drehmoment anpassbar ist. In einer Ausführungsform mit einem Hybrid-Antriebsstrang mit zumindest einer Verbrennungskraftmaschine und zumindest einer elektrischen Antriebsmaschine, beispielsweise in einer PO-Konfiguration bis P4-Konfiguration oder auch in einer P2/P3-Konfiguration (parallele Anordnung von einem Getriebe in P2-Konfiguration und einem Getriebe in P3-Konfiguration) ist die elektrische Antriebsmaschine derart bestrombar, dass das motorseitige Drehmoment (beispielsweise in einer PO-Konfiguration bis (bezogen auf das Umschlingungsgetriebe motorseitigen) P3-Konfiguration) oder das abtriebsseitige Drehmoment (beispielsweise in einer (bezogen auf das Umschlingungsgetriebe abtriebsseitigen) P3-Konfiguration und P4-Konfiguration) an das jeweils andere Drehmoment angepasst ist. Beispielsweise wird von der elektrischen Antriebsmaschine beispielsweise ein negatives, also rückwärtiges, Drehmoment abgebbar, welches das Drehmoment der Verbrennungskraftmaschine oder des Drehmomentverbrauchers soweit reduziert, dass das Umschlingungsgetriebe drehmomentfreigestellt ist. Bei einem Antriebsstrang mit ausschließlich zumindest einer Verbrennungskraftmaschine ist beispielsweise eine Reibkupplung im Schlupf betreibbar, um die Drehmomentdifferenz über dem Umschlingungsgetriebe mittels Dissipation des motorseitigen Drehmoments in der Reibkupplung auf null gesetzt oder auf für eine Vermeidung einer Schädigung ausreichend nahe an null herangeführt ist. Bei einem rein elektrischen Antriebsstrang ist eine Reibkupplung wie vorstehend beschrieben betreibbar und/oder zumindest eine der elektrischen Antriebsmaschinen derart ansteuerbar, dass die Drehmomentdifferenz über dem Umschlingungsgetriebe auf null gesetzt oder auf für eine Vermeidung einer Schädigung ausreichend nahe an null herangeführt ist.
Die abtriebsseitige Drehmomenterfassungseinrichtung ist an zumindest einer der folgenden Stellen angeordnet:
- an dem abtriebsseitigen Kegelscheibenpaar, bevorzugt der abtriebsseitigen Festscheibe;
- in dem abtriebsseitigen Bestandteil des Getriebes hin zu dem betreffenden Drehmomentverbraucher; und
- in dem Lager und/oder Träger zumindest eines der betreffenden Drehmomentverbraucher, beispielsweise in dem Radlager und/oder in der Felge eines Vortriebsrads eines Kraftfahrzeugs.
Bevorzugt ist weiterhin eine motorseitige Drehmomenterfassungseinrichtung vorgesehen, welche beispielsweise hinter einer Reibkupplung und/oder hinter einer elektrischen Antriebsmaschine (beispielsweise einem sogenannten Hybridmodul) und vor dem motorseitigen Wellenanschluss des motorseitigen Kegelscheibenpaars angeordnet ist.
Das abtriebsseitige Drehmoment, und bevorzugt auch das motorseitige Drehmoment, sind bevorzugt mittels direkter Messung erfasst, beispielsweise mittels Erfassung einer Materialverformung, beispielsweise mittels optischer, magnetischer Erfassung oder per Widerstandsmessung. Alternativ oder zusätzlich ist das jeweilige Drehmoment ein berechneter Wert, beispielsweise das abtriebsseitige in einem Kraftfahrzeug mittels Erfassen eines Drehmoments an dem zumindest einen Radlager eines Vortriebsrads, und beispielsweise das motorseitige mittels Erfassen der Kommutierung einer elektrischen Antriebsmaschine und/oder mittels einer Motorsteuerung einer Verbrennungskraftmaschine. Gemäß einem weiteren Aspekt wird ein Kraftfahrzeug vorgeschlagen, aufweisend zumindest ein Vortriebsrad, welches mittels eines Antriebsstrangs nach einer Ausführungsform gemäß der obigen Beschreibung antreibbar ist.
Der Bauraum ist gerade bei Kraftfahrzeugen aufgrund der zunehmenden Anzahl von Komponenten besonders gering und es ist daher besonders vorteilhaft, einen Antriebsstrang kleiner Baugröße zu verwenden. Verschärft wird diese Problematik bei Personenkraftwagen der Kleinwagenklasse nach europäischer Klassifizierung, sowie generell bei Hybrid-Fahrzeugen mit einer Mehrzahl von Antriebsmaschinen und weiteren Aggregaten. Das hier vorgeschlagene Kraftfahrzeug weist einen Antriebsstrang auf mit einer kompakten und kostengünstigen Bauweise auf, wobei ein kapitaler Getriebeschaden infolge eines Anpressdruckabfalls zuverlässig vermeidbar ist.
Personenkraftwagen werden einer Fahrzeugklasse nach beispielsweise Größe, Preis, Gewicht und Leistung zugeordnet, wobei diese Definition einem steten Wandel nach den Bedürfnissen des Marktes unterliegt. Im US-Markt werden Fahrzeuge der Klasse Kleinwagen und Kleinstwagen nach europäischer Klassifizierung der Klasse der Subcompact Car zugeordnet und im Britischen Markt entsprechen sie der Klasse Supermini beziehungsweise der Klasse City Car. Beispiele der Kleinstwagenklasse sind ein Volkswagen up! oder ein Renault Twingo. Beispiele der Kleinwagenklasse sind ein Alfa Romeo Mito, Volkswagen Polo, Ford Fiesta oder Renault Clio. Bekannte Voll-Hybride in der Kleinwagenklasse sind der BMW i3 oder der Toyota Yaris Hybrid. Hybridwagen der Mittelklasse (nach US-Definition: mid size car oder intermediate car) sind aktuell beispielsweise der BMW 330e iPerformance (Plug-in-Hybrid) und der Prius 1.8 VVT i. Hybridwagen der Oberklasse (nach US-Definition: full size car) sind aktuell beispielsweise der BMW740e (Plug-in-Hybrid) und der Panamera Turbo S E-Hybrid von Porsche.
Die oben beschriebene Erfindung wird nachfolgend vor dem betreffenden technischen Hintergrund unter Bezugnahme auf die zugehörigen Zeichnungen, welche bevorzugte Ausgestaltungen zeigen, detailliert erläutert. Die Erfindung wird durch die rein schematischen Zeichnungen in keiner Weise beschränkt, wobei anzumerken ist, dass die Zeichnungen nicht maßhaltig sind und zur Definition von Größenverhältnissen nicht geeignet sind. Es wird dargestellt in
Fig. 1: ein Flussdiagramm eines Notbetriebsverfahrens bei einem Anpressdruckabfall;
Fig. 2: eine schematische Darstellung eines Druckkreislaufs;
Fig. 3: ein Druck-Zeit-Diagramm mit einer Druckkurve eines Anpressdruckabfalls; und
Fig. 4: eine schematische Darstellung eines Kraftfahrzeugs mit einem Antriebsstrang.
In Fig. 1 ist ein Flussdiagramm gezeigt, welches eine mögliche Ausführungsform eines Notbetriebsverfahrens eines Umschlingungsgetriebes 1 bei einem Anpressdruckabfall beschreibt. In einem Schritt a., welcher hier beispielsweise drei Unterschritte (a.1;a.2;a.3) umfasst, wird zunächst in Unterschritt a.1 eine kritische Abweichung des anliegenden Anpressdrucks 5 von dem gewünschten Anpressdruck 4 erfasst. Beispielsweise wird dazu zumindest einer der folgenden Drücke überwacht (vergleiche Fig. 2):
- Versorgerdruck 8;
- Verbraucherdruck 9; und
- Leitungsdruck 10,11.
Die Feststellung, dass eine kritische Abweichung des anliegenden Anpressdrucks 5 von dem gewünschten Anpressdruck 4 vorliegt, findet in einem der Unterschritte a.2 oder a.3 oder beispielsweise über beide zugleich, voneinander verlaufend, statt. In Unterschritt a.2 wird geprüft, ob der anliegende Anpressdruck 5 einen festgelegten Anpressdruckgrenzwert 12 erreicht. Wird der Anpressdruckgrenzwert 12 nicht erreicht, so wird Unterschritt a.2 in einer Endlos-Schleife wiederholt bis eine kritische Abweichung des anliegenden Anpressdrucks 5 von dem gewünschten Anpressdruck 4 vorliegt. In einer Ausführungsform wird die Endlos-Schleife mit einer niedrigen Taktung (Messfrequenz pro Zeit) mit einem Vor-Grenzwert betrieben und die Taktung erhöht, wenn der Vor-Grenzwert erreicht ist. Damit ist der Messaufwand im ordentlichen Betrieb gering und dennoch bei Annäherung an eine Abweichung beim Anpressdruckgrenzwert 12 ausreichend präzise und/oder schnell. In Unterschritt a.3 wird dagegen untersucht, ob sich der anliegende Anpressdruck 5 in einem vorbestimmten Zeitabschnitt 13 um mehr als einen vorbestimmten Differenzwert 14 verringert. Der Differenzwert 14 beschreibt die zeitliche Änderung des anliegenden Anpressdrucks 5 (Druckabfallgeschwindigkeit). Dieser Vorgang wiederholt sich ebenfalls in einer Endlos-Schleife solange, bis eine kritische Abweichung des anliegenden Anpressdrucks 5 von dem gewünschten Anpressdruck 4 festgestellt wird. Auch hier ist beispielsweise ein Vor-Differenzwert bei einer gering getakteten Überwachung eingestellt, welcher kleiner ist, als der vorbestimmte Differenzwert 14. Bei Erreichen des Vor-Differenzwerts wird dann die Taktung erhöht und damit die Präzision und/oder Schnelligkeit des Notbetriebsverfahrens erhöht. Wenn Unterschritt a.2 und Unterschritt a.3 parallel ablaufen, ist eine hohe Sicherheit des Notbetriebsverfahrens gewährleistet.
Wenn in Unterschritt a.2 und/oder Unterschritt a.3 eine kritische Abweichung des anliegenden Anpressdrucks 5 von dem gewünschten Anpressdruck 4 festgestellt wird, so wird Schritt b. aktiv. Schritt b. umfasst in dieser Ausführungsform einen Unterschritt b.1, in welchem das abtriebsseitige Drehmoment (mittelbar oder unmittelbar) an dem abtriebsseitigen Kegelscheibenpaar 3 ermittelt wird. Das abtriebsseitige Drehmoment wird beispielsweise in einem Kraftfahrzeug 26 mittelbar an einem Rad (-lager) oder beispielsweise an einem Differential 27 und/oder an einer Kardanwelle erfasst. Alternativ wird das abtriebsseitige Drehmoment unmittelbar an dem abtriebsseitigen Kegelscheibenpaar 3 erfasst. Wegen der Ähnlichkeit hier als Unterschritt b.2 bezeichnet, wird darin das motorseitige Drehmoment erfasst, welches unmittelbar an dem motorseitigen Kegelscheibenpaar 2 oder mittelbar an zumindest einer der
Antriebsmaschinen 18,15 erfasst, beispielsweise über die jeweilige Motorsteuerung. Es sei darauf hingewiesen, dass Unterschritt b.2 mittelbar dauerhaft für andere Betriebsverfahren ausgeführt wird und das motorseitige Drehmoment also unabhängig von dem Notbetriebsverfahren bekannt ist oder zumindest zur Verfügung steht. In Schritt c. wird das motorseitige Drehmoment an das abtriebsseitige Drehmoment angeglichen, sodass die Differenz zwischen dem motorseitigen Drehmoment und dem abtriebsseitigen Drehmoment reduziert wird, bevorzugt die Differenz Null ist.
Das Angleichen des motorseitigen Drehmoments an das abtriebsseitige Drehmoment erfolgt beispielsweise durch die aktive Notfallantsteuerung der elektrischen Antriebsmaschine 15, nötigenfalls im Umkehrbetrieb, also mit einem rückwärtigen (negativen) Drehmoment, um ein (trägheitsbedingtes, positives) Drehmoment der Verbrennungskraftmaschine 15 zu neutralisieren. Hiermit ist es möglich, das Umschlingungsgetriebe 1 derart schnell drehmomentfrei zu stellen, sodass eine Drehmomentdifferenz zwischen den beiden Kegelscheibenpaaren 2,3 gering genug ist, bevor der an dem Umschlingungsgetriebe 1 anliegende Anpressdruck 5 soweit zusammengebrochen ist und somit kein schädigender Kettenschlupf auftreten kann.
In Fig. 2 ist schematisch ein Druckkreislauf 28, wie in einem Antriebsstrang 17 einsetzbar, gezeigt, wobei hier einzig der Ausschnitt gezeigt ist, welcher eines der oder beide Kegelscheibenpaare 2,3 beziehungsweise deren Wegscheibe 29 versorgt. Die weiteren Leitungen 30 sind geschnitten dargestellt, wobei diese beispielsweise zu einer Versorgung einer Reibkupplung 16, einer Nockenwelle und/oder einer Servolenkung. Ein Versorgerdruck 8 (abgenommen vor oder hinter einem (optionalen) ersten Druckregelventil 31) wird über eine Druckquelle, beispielsweise eine aktiv und/oder (wie hier gezeigt mittels eines ersten Druckregelventils 31) passiv druckregelbare elektrische Versorgerpumpe 32 mit einer elektrischen Antriebseinheit 7, erzeugt und zumindest eine Zuführleitung 33 dem Verbraucher, also dem Umschlingungsgetriebe 1, zugeführt. Über zumindest eine Druckmesseinrichtung 24 wird der Druck an zumindest einer Stelle des Druckkreislaufs 28 gemessen, wobei hier allein der Anschaulichkeit halber vier Stellen gezeigt sind. Meist ist die Messung an einer einzigen Stelle, beispielsweise einer konventionellen Messstelle ausreichend. Für eine hohe Sicherheit zu gewährleisten ist eine hohe Druckmessgeschwindigkeit und eine präzise Messung vorteilhaft. Die Messintervalle des Druckes sollten so bestimmt sein, dass eine schnelle Fehlererkennung gewährleistet ist. Über eine Druckmesseinrichtung 24 ist der Druck an der Versorgerpumpe 32, in der Zuführleitung 33, in der Abführleitung 34 und/oder bei dem Umschlingungsgetriebe 1 (bevorzugt hinter einem (optionalen) zweiten Druckregelventil 35) erfassbar. In einer Ausführungsform ist ein separater Druckkreislauf 28 für das Umschlingungsgetriebe 1 oder sogar für jeweils eine Wegscheibe 29 eines Kegelscheibenpaars 2,3 eingerichtet.
Bei dem gezeigten Druckkreislauf 28 ist ein gemeinsamer Druckkreislauf 28 gezeigt, bei welchem eine Versorgerpumpe 32 einen konstanten oder regelbaren Druck erzeugt, welcher hier als der Versorgerdruck 8 bezeichnet ist. Die entsprechende Druckmesseinrichtung 24 ist beispielsweise integriert in die Versorgerpumpe 32 und/oder eine mittelbare Messung über beispielsweise die Betriebsspannung. Daran anschließend ist hier (optional) ein erstes Druckregelventil 31 vorgesehen, womit der Versorgerdruck 8 bevor er die Zuführleitung 33 erreicht auf einen Grunddruck eingeregelt wird. Wird beispielsweise ein unerwarteter Abfall des Versorgerdrucks 8 festgestellt, welcher aber infolge der Regelung mittels des ersten Druckregelventils 31 in der Zuführleitung 33 (noch) nicht angekommen ist, also der erste Leitungsdruck 10 auf dem erwarteten Niveau bleibt (Druckreserve ist ausgleichbar mittels Öffnen des ersten Druckregelventils 31), wird bevorzugt das Notbetriebsverfahren, also die Schritte b. und c., ausgelöst. In der Zuführleitung 33 oder anschließend daran ist hier (optional) ein zweites Druckregelventil 35 vorgesehen, welches den Verbraucherdruck 9 beziehungsweise den anliegenden Anpressdruck 4 regelt. Ist der Druck in der Zuführleitung 33 oder davor (beispielsweise der Versorgerdruck 8) unerwartet gering, aber dies in dem Anpresszylinder 36 (und/oder davor) noch nicht angekommen (Druckreserve ist ausgleichbar mittels Öffnen des zweiten Druckregelventils 35), wird bevorzugt das Notbetriebsverfahren, also die Schritte b. und c., ausgelöst.
In dem Umschlingungsgetriebe 1 wird der axial wirkende anliegende Anpressdruck 5 benötigt, um eine (schlupffreie) Drehmomentübertragung mittels des Umschlingungsgetriebes 1 zu ermöglichen. Dabei wird mittels anliegenden Anpressdrucks 5 eine Anpresskraft auf eine (oder zwei) axial bewegliche Wegscheibe(n) 29 der beiden Kegelscheibenpaare 2,3 ausgeübt. Der schematisch dargestellte Ausschnitt eines Umschlingungsgetriebes 1 mit Umschlingungsmittel 6 zeigt symbolisch eines der Kegelscheibenpaare 2,3, welches hier eine axialfeste Festscheibe 37 (darstellungsgemäß links) und eine axial bewegliche Wegscheibe 29 (darstellungsgemäß rechts) aufweist. Die Wegscheibe 29 bildet einen Druckkolben und ist in einem Anpresszylinder 36 geführt, in welchem der (anliegende) Anpressdruck 5 erzeugbar ist, sodass die Wegscheibe 29 axial bewegbar ist (hier darstellungsgemäß nach rechts). Über ein Umschlingungsmittel 6, beispielsweise eine Laschenkette, erfolgt die Drehmomentübertragung zwischen den Kegelscheibenpaaren 2,3 eines Umschlingungsgetriebes 1. Es sei darauf hingewiesen, dass der anliegende Anpressdruck 5 sowohl an dem motorseitigen Kegelscheibenpaar 2 als auch an dem abtriebsseitigen Kegelscheibenpaar 3 ausgeübt wird. Ein Stelldruck zum Ändern der Übersetzung des Umschlingungsgetriebes 1 wird an dem Kegelscheibenpaar 2,3, an welchem der drehmomentwirksame Durchmesser vergrößert werden soll, zu dem (gerade gewünschten beziehungsweise notwendigen) anliegenden Anpressdruck 5 hinzuaddiert. Der (notwendige) anliegende Anpressdruck 5 ist (außer bei einer Störung) stets hoch genug, um ein anliegendes Drehmoment beziehungsweise eine anliegende Drehmomentdifferenz über dem Umschlingungsgetriebe 1 (schlupffrei) zu übertragen. Beispielsweise ist es vorteilhaft eine Druckmesseinrichtung 24 unmittelbar bei oder in der Versorgerpumpe 32 anzuordnen, weil so eine schnelle Fehlererkennung der Hauptfehlerquelle, eben der (elektrischen) Versorgerpumpe 32, ermöglicht ist. Beispielsweise ist bei einer Druckmessung in einer der Leitungen 33,34 eine effiziente Nutzung des Bauraums gewährleistet, weil die Druckmesseinrichtung 24 günstig positionierbar ist. Eine Messung direkt an dem Umschlingungsgetriebe 1 gibt ein sicheres und berechnungsfreies Signal wieder.
In Fig. 3 ist eine schematische Druckkurve (anliegender Anpressdruck 5) bei einer Abweichung (hier einen Abfall) des anliegenden Anpressdrucks 5 von dem gewünschten Anpressdruck 4 in einem Druck-Zeit-Diagramm 38 gezeigt. In dem Druck-Zeit-Diagramm 38 ist nur der für das Notbetriebsverfahren relevante Ausschnitt der Druckkurve dargestellt. Das Druck-Zeit-Diagramm 38 weist eine horizontale Zeitachse 39 und eine vertikale Druckachse 40 auf und soll Schritt a. des Notbetriebsverfahren visualisieren. Wie in Fig. 1 beschrieben, werden die Unterschritte a.2 und a.3 solange wiederholt bis eine kritische Abweichung des anliegenden Anpressdruck 5 von dem gewünschten Anpressdruck 4 vorliegt.
Erreicht der anliegende Anpressdruck 5 den Anpressdruckgrenzwert 12 (mit einer gestrichelten Linie dargestellt), so wird in Unterschritt a.2 eine Fehlermeldung ausgegeben und es werden die nachfolgenden Schritte ausgelöst. Es wird ebenfalls oder alternativ gemäß Unterschritt a.3 eine Fehlermeldung ausgegeben, wenn sich der anliegende Anpressdruck 5 in einem vorbestimmten Zeitabschnitt 13 um einen vorbestimmten Differenzwert 14 verringert. Das bedeutet, dass eine übergroße Druckänderungsgeschwindigkeit vorliegt, welche einen Ausfall der Hydraulik nahelegt. In diesem Beispiel ist die Erfassung mittels Schritt a.3 deutlich früher als mittels Schritt a.2.
Es sei darauf hingewiesen, dass der gewünschte Anpressdruck 5 hier zwar als konstant dargestellt ist, aber in einigen Anwendungsfällen drehmomentabhängig Schwankungen unterliegt. Daraus folgt, dass sich der Anpressdruckgrenzwert 12 und der Differenzwert 14 je nach Anwendungsfall dynamisch verändern können. Das Kontrollsystem legt von dem Anwendungsfall bedingt den Anpressdruckgrenzwert 12 und den Differenzwert 14 stetig neu aus, sodass eine fehlerfreie Funktionsweise des Notbetriebsverfahren gewährleistet ist. Eine wichtige Anmerkung ist, dass die Druckmesseinrichtung 24 nicht ausschließlich den Abfall des anliegenden Anpressdrucks 5 als Fehler registriert. Beispielsweise kann auch ein konstanter anliegender Anpressdruckruck als Fehler registriert werden, wenn in dem vorliegenden Anwendungsfall eine Druckerhöhung zu erwarten ist. Das in Fig. 3 vorliegende Druck-Zeit-Diagramm 38 ist somit nur ein einfaches Beispiel.
In Fig. 4 ist eine schematische Darstellung eines Kraftfahrzeugs 26 mit einem Antriebsstrang 17 in einer (optionalen) Front-Quer-Anordnung gezeigt. Der Antriebsstrang 17 umfasst eine elektrische Antriebsmaschine 18 und eine Verbrennungskraftmaschine 15. Die Verbrennungskraftmaschine 15 ist über eine Verbrennerwelle 20 mit dem Umschlingungsgetriebe 1 drehmomentübertragend verbunden. Zwischen dem Umschlingungsgetriebe 1 und der Verbrennungskraftmaschine 15 ist eine Reibkupplung 16 (KO-Kupplung) zwischengeschaltet. Um die Drehschwingungen beim Betrieb des Kraftfahrzeug 26 zu reduzieren ist zwischen der Verbrennungskraftmaschine 15 und der KO-Kupplung 16 (optional) ein Zweimassenschwungrad 41 (ZMS) zwischengeschaltet. Zwischen dem Umschlingungsgetriebe 1 und der elektrischen Antriebsmaschine 18 ist (optional beispielsweise für eine Stromerzeugung im Segelbetrieb) eine K2-Kupplung 42 zwischengeschaltet. Die motorseitige Rotationsachse 43 des Umschlingungsgetriebes 1 und die Motorachse 44 der Antriebsmaschinen 18,15 sind (hier optional) kongruent zueinander angeordnet und sind in Haupt-Fahrrichtung vor der Fahrerkabine 45 des Kraftfahrzeugs 26 zum Antreiben der Vortriebsräder, hier die Drehmomentverbraucher 21,22, angeordnet. Optional ist zusätzlich oder alternativ die Hinterachse 46 angetrieben. Optional ist die Motorachse 44 quer zu der Längsachse 47 des Kraftfahrzeugs 26 angeordnet. Das Umschlingungsgetriebe 1 umfasst ein motorseitiges Kegelscheibenpaar 2 mit der motorseitigen Rotationsachse 43, welches mit der Rotorwelle 19 und (mittelbar) mit der Verbrennerwelle 20 drehmomentübertragend verbunden ist, und ein abtriebsseitiges Kegelscheibenpaar 3 mit der abtriebsseitigen Rotationsachse 48, welches (hier optional) mittels eines Stirnradgetriebes 49 und eines Differentials 27, bevorzugt eines Stirnraddifferential, mit dem linken Vortriebsrad 21 und rechten Vortriebsrad 22 drehmomentübertragend verbunden ist. (Optional) an dem motorseitigen Kegelscheibenpaar 2 des Umschlingungsgetriebes 1 ist eine motorseitige Drehmomenterfassungseinrichtung 25 und (optional) an dem abtriebsseitigen Kegelscheibenpaar 3 ist eine abtriebsseitige Drehmomenterfassungseinrichtung 23 vorgesehen. Die Drehmomenterfassungseinrichtungen 25,23 sind dazu eingerichtet, für Unterschritt b.1 beziehungsweise Unterschritt b.2 des Notbetriebsverfahrens das abtriebsseitige Drehmoment und das motorseitige Drehmoment zu erfassen. Die Versorgerpumpe 32 und der Druckkreislauf 28 sind hier nicht dargestellt.
Mit dem hier vorgeschlagenen Notbetriebsverfahren und entsprechend eingerichteten Antriebsstrang ist ohne übermäßige Bauraumforderung zuverlässig eine kapitale Beschädigung des Umschlingungsgetriebes infolge eines Anpressdruckabfalls verhinderbar.
Bezuqszeichenliste Umschlingungsgetriebe 27 Differential motorseitiges Kegelscheibenpaar 28 Druckkreislauf abtriebsseitiges Kegelscheibenpaar 29 Wegscheibe gewünschter Anpressdruck 30 weitere Leitungen anliegender Anpressdruck 31 erstes Druckregelventil Umschlingungsmittel 32 Versorgerpumpe elektrische Antriebseinheit 33 Zuführleitung Versorgerdruck 34 Abführleitung Verbraucherdruck 35 zweites Druckregelventil erster Leitungsdruck 36 Anpresszylinder zweiter Leitungsdruck 37 Festscheibe Anpressdruckgrenzwert 38 Druck-Zeit-Diagramm Zeitabschnitt 39 Zeitachse Differenzwert 40 Druckachse Verbrennungskraftmaschine 41 Zweimassenschwungrad KO-Kupplung 42 K2-Kupplung Antriebsstrang 43 motorseitige Rotationsachse elektrische Antriebsmaschine 44 Motorachse Rotorwelle 45 Fahrerkabine Verbrennerwelle 46 Hinterachse linkes Vortriebsrad 47 Längsachse rechtes Vortriebsrad 48 abtriebsseitige Rotationsachse abtriebsseitige 49 Stirnradgetriebe Drehmomenterfassungseinrichtung Druckmesseinrichtung motorseitige
Drehmomenterfassungseinrichtung Kraftfahrzeug

Claims

Patentansprüche
1. Notbetriebsverfahren für ein Umschlingungsgetriebe (1 ) bei Anpressdruckabfall, wobei das Umschlingungsgetriebe (1) ein motorseitiges Kegelscheibenpaar (2) und ein abtriebsseitiges Kegelscheibenpaar (3) aufweist, welche mittels eines zwischen dem jeweiligen Kegelscheibenpaar (2,3) mittels eines gewünschten Anpressdrucks (4) axial verpressten Umschlingungsmittels (6) drehmomentübertragend miteinander verbunden sind, wobei das Notbetriebsverfahren zumindest die folgenden Schritte aufweist: a. Erfassen einer kritischen Abweichung des anliegenden Anpressdrucks (5) von dem gewünschten Anpressdruck (4); b. Erfassen eines abtriebsseitigen Drehmoments; und c. bei Vorliegen einer kritischen Abweichung des anliegenden Anpressdrucks (5) von dem gewünschten Anpressdruck (4), Angleichen des motorseitigen Drehmoments an das erfasste abtriebsseitige Drehmoment.
2. Notbetriebsverfahren nach Anspruch 1 , wobei eine kritische Abweichung des anliegenden Anpressdrucks (5) von dem gewünschten Anpressdruck (4) mittels Erfassen eines Fehlers der Kommutierung an einer elektrischen Antriebseinheit (7) zum Erzeugen des anliegenden Anpressdrucks (5) erfasst wird.
3. Notbetriebsverfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei zumindest eines der Kegelscheibenpaare (2,3) hydraulisch betätigt ist, wobei für das Erfassen einer kritischen Abweichung des anliegenden Anpressdrucks (5) von dem gewünschten Anpressdruck (4) zumindest einer der folgenden Drücke überwacht wird:
Messen des Versorgerdrucks (8); Messen des Verbraucherdrucks (9); und Messen des Leitungsdrucks (10,11).
4. Notbetriebsverfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Vorliegen einer kritischen Abweichung des anliegenden Anpressdrucks (5) von dem gewünschten Anpressdruck (4) festgestellt wird, wenn zumindest eines der folgenden Ereignisse auftritt: ein vorbestimmter Anpressdruckgrenzwert (12) ist von dem anliegenden Anpressdruck (5) erreicht; der anliegende Anpressdruck (5) verändert sich in einem vorbestimmten Zeitabschnitt (13) um mehr als einen vorbestimmten Differenzwert (14); der anliegende Anpressdruck (5) bleibt unterhalb eines angehobenen gewünschten Anpressdrucks (4); und ein maschinell erlerntes Ereignis.
5. Notbetriebsverfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das abtriebsseitige Drehmoment erst bei Vorliegen einer kritischen Abweichung des anliegenden Anpressdrucks (5) von einem gewünschten Anpressdruck (4) überwacht wird.
6. Notbetriebsverfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei zwischen dem motorseitigen Kegelscheibenpaar (2) und zumindest einer angeschlossenen Antriebsmaschine (15) eine Reibkupplung (16) zwischengeschaltet ist, wobei bevorzugt in Schritt c. die Reibkupplung (16) im Schlupf betrieben wird.
7. Antriebsstrang (17), aufweisend zumindest eine Antriebsmaschine (18,15) mit einer Abtriebswelle (19,20), zumindest einen Drehmomentverbraucher (21 ,22) und ein Umschlingungsgetriebe (1), wobei das Umschlingungsgetriebe (1) zumindest die folgenden Komponenten aufweist: ein motorseitiges Kegelscheibenpaar (2), welches mit der Abtriebswelle (19,20) drehmomentübertragend verbunden ist; ein abtriebsseitiges Kegelscheibenpaar (3), welches mit zumindest einem der Drehmomentverbraucher (21 ,22) drehmomentübertragend verbunden ist; und ein Umschlingungsmittel (6), mittels welchem das motorseitige Kegelscheibenpaar (2) mit dem abtriebsseitigen Kegelscheibenpaar (3) drehmomentübertragend verbunden ist, wobei der Antriebsstrang (17) weiterhin eine abtriebsseitige Drehmomenterfassungseinrichtung (23) umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass der Antriebsstrang (17) weiterhin eine Druckmesseinrichtung (24) zum Erfassen des anliegenden Anpressdrucks (5) zumindest eines der Kegelscheibenpaare (2,3) umfasst, wobei, bei mittels der Druckmesseinrichtung (24) erfasster kritischer
Abweichung des anliegenden Anpressdrucks (5) von dem gewünschten Anpressdruck (4), eine Drehmomentabgabe von der zumindest einen Antriebsmaschine (18) auf das mittels der abtriebsseitigen Drehmomenterfassungseinrichtung (23) erfasste Drehmoment einregelbar ist.
8. Kraftfahrzeug (26), aufweisend zumindest ein Vortriebsrad (21 ,22), welches mittels eines Antriebsstrangs (17) nach Anspruch 7 antreibbar ist.
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