Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung eines Riementriebs eines Antriebsstrangs eines Kraftfahrzeugs mit einem eine Übersetzung zwischen einem Startergenerator und einer Brenn kraftmasch ine schaltenden Planetengetriebe mit einem gehäusefest mittels einer Bremse verbindbaren Hohlrad, einem mit einer Kurbelwelle der Brennkraftmaschine des Antriebsstrangs verbundenen Steg mit über den Umfang angeordneten Planeten rädern und einem mit einem Rotor des Startergenerators und zumindest einem Nebenaggregat drehschlüssig verbundenen Sonnenrad sowie einem ersten in Drehmomentrichtung vom Rotor zur Kurbelwelle sperrenden, schaltbaren Freilauf und einem zweiten, in Drehmomentrichtung von der Kurbelwelle zum Rotor sperrenden, schaltbaren Freilauf.

Riementriebe in einem Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs, insbesondere an der der Getriebeseite entgegengesetzten Riemenscheibenebene einer Brennkraftmaschine sind seit langem bekannt. Hierbei treibt die Kurbelwelle über den Riementrieb Nebenaggregate, beispielsweise einen Stromgenerator, einen Klimakompressor, Öl- und/oder Wasserpumpen und dergleichen an. Um einen sogenannten, als Stromgenerator und Startermotor einzusetzenden Startergenerator bezüglich seiner Größe und Leistung für beide Funktionen auslegen zu können, werden in der DE 10 2004 060 991 A1 und DE 10 2007 021 233 A1 Riementriebe mit Planetengetrieben vorgeschlagen, die abhängig vom Drehmomentfluss zwischen dem Rotor des Startergenerators und der Kurbelwelle der Brennkraftmaschine unterschiedliche Übersetzungen einstellen. So wird beispielsweise während des Startvorgangs der Brennkraftmaschine die Drehzahl des Startergenerators ins Langsame übersetzt, um einen notwendigen Drehimpuls für einen Impulsstart zu erzielen, während im Generatorbetrieb eine geringe beziehungsweise keine Übersetzung zwischen Rotor und Kurbelwelle vorgesehen wird.

Die Schaltung der Übersetzungen und des Drehmomentflusses erfolgt mittels eines oder mehrerer Aktoren, wobei zum Einen die Übersetzung mittels einer das Hohlrad gehäusefest verbindenden Bremse und zum Anderen der Drehmomentfluss mittels zweier entgegengerichteter, schaltbarer Freiläufe erfolgt, die gegeneinander geschaltet sind, so dass je nach sperrender Schaltung eines der beiden Freiläufe der Rotor die Kurbelwelle oder die Kurbelwelle

BESTÄTIGUNGSKOPIE den Rotor überrollen kann. Auf diese Weise kann mit Untersetzung die stillstehende Brennkraftmaschine gestartet und mit gleicher Übersetzung mit Drehmomentunterstützung des Startergenerators betrieben werden (Boost-Betrieb). Weiterhin kann der Startergenerator als Generator bei beiden Übersetzungen von der Brennkraftmaschine angetrieben werden. Zudem kann eine Standklimatisierung des Kraftfahrzeugs bei stillstehender Brennkraftmaschine vorgesehen werden, indem ein als Klimakompressor vorgesehenes Nebenaggregat bei überrollter Kurbelwelle von dem Startergenerator bevorzugt ohne Übersetzung angetrieben wird.

Die Steuerung der die Übersetzungen schaltenden Bremse ist dabei schwierig und muss exakt erfolgen, um ruckartige Momentenänderungen, die zu Materialverschleiß und Komforteinbußen führen können, zu vermeiden.

Aufgabe der Erfindung ist daher ein Verfahren zur Steuerung des Riementriebs, bei dem die Bremse in verbesserter Weise geschaltet werden kann.

Die Aufgabe wird durch ein Verfahren zur Steuerung eines Riementriebs eines Antriebsstrangs eines Kraftfahrzeugs mit einem eine Übersetzung zwischen einem Startergenerator und einer Brennkraftmaschine schaltenden Planetengetriebe mit einem gehäusefest mittels einer Bremse verbindbaren Hohlrad, einem mit einer Kurbelwelle der Brennkraftmaschine des Antriebsstrangs verbundenen Steg mit über den Umfang angeordneten Planetenrädern und einem mit einem Rotor des Startergenerators und zumindest einem Nebenaggregat drehschlüssig verbundenen Sonnenrad sowie einem ersten in Drehmomentrichtung vom Rotor zur Kurbelwelle sperrenden, schaltbaren Freilauf und einem zweiten, in Drehmomentrichtung von der Kurbelwelle zum Rotor sperrenden, schaltbaren Freilauf gelöst, wobei eine Kennlinie des über die Bremse übertragbaren Moments über deren Betätigungsweg adaptiert wird. Durch Verwendung einer derartigen Kennlinie ist das Momentenverhalten der Bremse über den Betätigungsweg festgelegt und kann erfindungsgemäß laufend adaptiert werden. Hierdurch wird eine zuverlässige Beaufschlagung des die Bremse entlang des Betätigungswegs schließenden und öffnenden Aktors ermöglicht. Es hat sich dabei gezeigt, dass die Form der Kennlinie beispielsweise algorithmisch oder empirisch mittels entsprechender Kenndaten vorgegeben werden kann und anhand eines oder mehrerer Stützpunkte, die an das aktuell vorliegende Betriebsverhalten der Bremse anpassbar sind. Beispielsweise kann die Kennlinie durch Adaption des Reibwerts und des Tastpunktes, bei dem die Bremse beginnt Moment zu übertragen, a- daptiert werden. Hierbei ist insbesondere eine regelmäßige Anpassung des Tastpunktes von besonders großem Vorteil.

Gemäß dem erfinderischen Gedanken kann die Adaption des Tastpunktes bei mehreren, bevorzugt bei allen Betriebszuständen des Startergenerators durchgeführt werden, um regelmäßige Adaptionen vornehmen zu können. In einem vorteilhaft ausgeführten Verfahren kann die Kennlinie bei sperrend geschaltetem erstem Freilauf erfolgen. Hierbei wird der Tastpunkt durch positionsgesteuertes Schließen der Bremse unter Auswertung von Betriebsdaten des Startergenerators ermittelt. Dies bedeutet, dass während des Schließens der Bremse bei Beginn der Momentenübertragung das Verhalten des Startergenerators ausgewertet und dadurch der Tastpunkt der Bremse erkannt, als Adaptionswert abgespeichert und bis zur nächsten Tastpunktermittlung zur Adaption der Kennlinie verwendet wird.

Die Ermittlung des Tastpunkts bei sperrendem erstem Freilauf kann bei stillstehender Kurbelwelle der Brennkraftmaschine erfolgen, indem der Startergenerator unter konstanten Bedingungen während des Schließens der Bremse zumindest bis zur Feststellung des Tastpunktes durch Reaktion des Startergenerators betrieben wird. Als besonders vorteilhaft hat sich bei stillstehender Brennkraftmaschine und drehendem, die Kurbelwelle überrollendem Rotor des Startergenerators der Betrieb eines Klimakompressors erwiesen. Dennoch kann bei entsprechender Berücksichtigung der Last des Klimakompressors, die beispielsweise durch ein analysiertes Verhalten vorausgesagt beziehungsweise prädiziert geschätzt werden kann, und der Kompensation deren Auswirkung auf den Startergenerator in diesem Betriebszustand der Standklimatisierung des Kraftfahrzeugs in ausreichender Genauigkeit der Tastpunkt bestimmt werden. Alternativ kann bei erkannter oder abgeschätzter Fluktuation der Last des Klimakompressors eine geplante Tastpunktermittlung kurzzeitig abgebrochen oder ausgesetzt werden.

Weiterhin kann der Tastpunkt im Generatorbetrieb bei offener Bremse erfolgen, indem diese - wie zuvor - mit geringer Geschwindigkeit geschlossen wird, wobei der Startergenerator in bevorzugter Weise mit einer Zieldrehzahl knapp über der Drehzahl der Kurbelwelle drehzahlgeregelt betrieben wird und die Betriebsdaten des Startergenerators zur Ermittlung des Tastpunktes ausgewertet werden. Eine Last von Nebenaggregaten, insbesondere eines Klimakompressors kann wie zuvor beschrieben ermittelt und kompensiert werden. Bei geschlossener Bremse kann der Reibwert durch positionsgesteuertes Öffnen der Bremse bei mit maximaler Last geschaltetem Startergenerator, abgeglichenen Drehzahlen von Rotor und Kurbelwelle und Berücksichtigung der zur Änderungen der kinetischen Energie erforderlichen Momentenanteile unter Auswertung von Betriebsdaten des Startergenerators und gegebenenfalls einer Berücksichtigung einer Last des zumindest einen Nebenaggregats ermittelt werden. Dabei kann eine Last des Generators maximal eingestellt sein, eine Last des Klimakompressors berücksichtigt werden und die Drehzahlen des Rotors und der Kurbelwelle bevorzugt aufeinander abgeglichen sind, so dass die Momentenanteile, die zu einer Änderung der kinetischen Energie beitragen, ermittelt und kompensiert werden können. Die Auswertung der unter diesen Umständen ermittelten Betriebsdaten des Startergenerators können mit ausreichender Genauigkeit zur Ermittlung des Reibwerts herangezogen werden.

Beispielsweise bei einem Impulsstart bei drehendem Startergenerator und angetriebenem Klimakompressor kann bei sperrend geschaltetem zweitem Freilauf die Bremse geschlossen und der Reibwert, indem beispielsweise die Betriebsdaten wie Gradienten der Drehzahl des Startergenerators überwacht werden und gemäß der aktuell ermittelten Momente der Kennlinie und den Bewegungsgleichungen des Startergenerators abgeglichen werden. Die Last des Klimakompressors kann dabei berücksichtigt werden. Nach Erreichen eines nicht schlupfenden Zustands der Bremse kann diese um einen vorgegebenen Anteil des Betätigungswegs weiter geschlossen werden, um einen Schlupfzustand zu vermeiden.

Die Betriebsdaten des Startergenerators können beispielsweise eine Drehzahl des Rotors und/oder ein an dem Rotor anliegendes Drehmoment und/oder Gradienten dieser sein.

Es versteht sich, dass die Erfindung einen Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs mit einem Riementrieb umfasst, der ein eine Übersetzung zwischen einem Startergenerator und einer Brennkraftmaschine schaltendes Planetengetriebe mit einem gehäusefest mittels einer Bremse verbindbaren Hohlrad, einem mit einer Kurbelwelle der Brennkraftmaschine des Antriebsstrangs verbundenen Steg mit über den Umfang angeordneten Planetenrädern und einem mit einem Rotor des Startergenerators und zumindest einem Nebenaggregat drehschlüssig verbundenen Sonnenrad sowie einem ersten in Drehmomentrichtung vom Rotor zur Kurbelwelle sperrenden, schaltbaren Freilauf und einem zweiten, in Drehmomentrichtung von der Kurbelwelle zum Rotor sperrenden, schaltbaren Freilauf enthält und mittels des vorgeschlagenen Verfahrens gesteuert wird, umfasst. Die Erfindung wird anhand des in den Figuren 1 bis 6 dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Dabei zeigen:

Figur 1 einen schematisch dargestellten Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs mit

einem Riementrieb,

Figur 2 den Riementrieb der Figur 1 im untersetzten Generatorbetrieb in schematischer Darstellung,

Figur 3 den Riementrieb der Figur 1 im nicht übersetzten Generatorbetrieb in schematischer Darstellung,

Figur 4 den Riementrieb der Figur 1 bei stillgelegter Brennkraftmaschine und Standklimatisierung in schematischer Darstellung,

Figur 5 den Riementrieb der Figur 1 beim Start der Brennkraftmaschine in schematischer Darstellung

und

Figur 6 den Riementrieb der Figur 1 bei durch den Startergenerator unterstützter

Brennkraftmaschine in schematischer Darstellung.

Die Figur 1 zeigt in schematischer Darstellung den Antriebsstrang 1 eines Kraftfahrzeugs mit der Brennkraftmaschine 2, dem Riementrieb 3, der Reibungskupplung 4, dem Getriebe 5 und dem Antriebsrad 6.

Die Brennkraftmaschine treibt mit ihrer Kurbelwelle 8 sowohl das Getriebe 5, das als Schaltgetriebe, automatisiertes Schaltgetriebe, Doppelkupplungsgetriebe und dergleichen ausgebildet sein kann, als auch den Riementrieb 3 an. Der Riementrieb 3 enthält den Startergenerator 7 dessen Rotor 9 drehschlüssig, beispielsweise koaxial oder mittels - nicht dargestellter - Riemenscheiben und Riemen mit der Kurbellwelle 8 der Brennkraftmaschine mittels der entgegengesetzt wirksam und mittels eines nicht dargestellten Aktors geschalteten Freiläufe 10, 11 verbindbar vorgesehen ist. Der erste Frei lauf 10 schaltet dabei den Drehmo- mentfluss von der Kurbelwelle 8 zum Rotor 9 und sperrt in umgekehrter Richtung, während der zweite Freilauf 1 den Drehmomentfluss vom Rotor 9 zur Kurbelwelle 8 freischaitet und in die umgekehrte Richtung sperrt. Die Freiläufe 10, 11 werden alternativ geschaltet. Zwischen dem Rotor 9 und der Kurbelwelle 8 ist im Weiteren das Planetengetriebe 12 geschaltet, dessen Hohlrad 13 mittels der Bremse 14 gehäusefest, beispielsweise mit dem Motorgehäuse 21 der Brennkraftmaschine 2 verbunden werden kann. Das Sonnenrad 15 ist drehschlüssig mit dem Rotor 9 verbunden. Die zwischen Hohlrad 13 und Sonnenrad 15 kämmenden Planeten- räder 16 sind an dem Steg 17 aufgenommen. Der Steg 17 ist drehschlüssig mit der Kurbelwelle 8 verbunden.

Weiterhin ist mit dem Rotor 9 zumindest ein Nebenaggregat 18 drehschlüssig verbunden, beispielsweise mittels einer Riemenscheibe in den Riemen des Riementriebs 3 eingebunden. In dem gezeigten Ausführungsbeispiel ist das Nebenaggregat 18 durch den Klimakompressor 19 gebildet, der ohne oder mit fester Übersetzung mit dem Rotor 9 drehschlüssig verbunden ist.

Der Kurbelwelle 8 drehschlüssig ist der Riemenscheibendämpfer 20 zugeordnet?, der als Tilger und/oder Dämpfer ausgebildet sein kann.

Durch entsprechende Betätigung der Freiläufe 10, 11 und der Bremse 14 mittels der nicht dargestellten Aktoren oder eines einzigen alle Betätigungsfunktionen steuernden Aktors werden entsprechende Betriebszustände des Antriebsstrangs 1 gesteuert. Hierbei steuern die Bremse 14 die Übersetzung des Planetengetriebes 12 und die Freiläufe die Drehmomentflüsse zwischen Rotor 9 und Kurbelwelle 8. Abhängig vom Betriebszustand der Brennkraftmaschine 2 und des Startergenerators 7 ergeben sich mehrere vorteilhafte Betriebszustände des Antriebsstrangs 1 , auf die in den nachfolgenden Figuren 2 bis 6 detailliert eingegangen wird. Bei Einstellung der Betriebszustände kommt der Bremse 14 zur lastschaltenden Funktion des Planetengetriebes 12 eine entscheidende Funktion zu. Zur Vermeidung von ruckartigen Momentenverteilungen zwischen den beiden Übersetzungsstufen des Planetengetriebes 12 wird die Bremse 14 über einen Betätigungsweg vom vollständig übertragenden Moment, also das Hohlrad 13 schlupffrei gehäusefest verbindendem Zustand zu einer freien Verdrehbarkeit des Hohlrads 13 von einer hinterlegten Kennlinie abhängig betätigt. Diese Kennlinie gibt den Zusammenhang zwischen Betätigungsweg und über die Bremse 14 ü- bertragenem Moment wieder und ist insbesondere durch Ermittlung des Tastpunkts, an deren Betätigungsposition die Bremse 14 gerade beginnt Moment zu übertragen, adaptierbar. Nachfolgend werden vorteilhafte, abhängig von den Betriebszuständen erfolgende Tastpunktadaptionen erläutert.

Figur 2 zeigt den Riementrieb 3 im Generatorbetrieb bei geschlossener Bremse 14 und geschaltetem erstem Freilauf 10. Die drehende Kurbelwelle 8 überträgt Drehmoment auf den Steg 17. Das gehäusefest gebremste Hohlrad 13 bewirkt einen beispielsweise im Überset- zungsverhältnis 3:1 drehzahlübersetzten Drehmomentfluss über die Planetenräder 16 und das Sonnenrad 15. Hierdurch wird insbesondere bei kleinen Drehzahlen der Kurbelwelle 8 eine höhere Drehzahl des Rotors 9 und damit ein besserer Wirkungsgrad des Startergenerators erzielt.

Ausgehend von diesem Betriebszustand wird eine Reibwertadaption nach folgenden

Verfahrensschritten durchgeführt:

hohe bis maximale Einstellung der Last des Startergenerators, gegebenenfalls mit einer Drehzahlregelung des Startergenerators, um hohe Energieeinträge zu

vermeiden,

über den Betätigungsweg positionsgesteuertes Öffnen der Bremse 14,

Abgleich der Koppelung der Drehzahlen des Rotors 9 und der Kurbelwelle 8,

Auswertung der Momente des Startergenerators mit Ermitteln des Reibwerts bei entsprechender Reaktion des Moments während des Öffnens der Bremse 14 unter

Berücksichtigung der Momentenanteile durch Änderung der kinetischen Energie und der Last des Klimakompressors.

Figur 3 zeigt den Riementrieb 3 im Generatorbetrieb bei geöffneter Bremse 14 und geschaltetem erstem Freüauf 10. Das frei drehende Hohlrad 13 bewirkt eine unübersetzte Ü- bertragung im Verhältnis 1 :1 des Drehmoments von der Kurbelwelle 8 auf den Rotor 9 über den ersten Freilauf 10.

Ausgehend von diesem Betriebszustand wird eine Tastpunktadaption nach folgenden

Verfahrensschritten durchgeführt:

Betrieb des Startergenerators in Drehzahl regelung mit einer bevorzugten Zieldrehzahl des Rotors 9 knapp über der Drehzahl der Kurbelwelle 8,

über den Betätigungsweg positionsgesteuertes Schließen der Bremse 14,

Auswertung des Moments des Startergenerators und/oder der Drehzahl des Rotors 9 und Ermitteln des Tastpunktes bei entsprechender Reaktion des Moments bei beginnender Übertragung von Moment über die Bremse 14 unter Berücksichtigung der Last des Klimakompressors.

Die Figur 4 zeigt den Riementrieb 3 bei stillgelegter Brennkraftmaschine mit stillstehender Kurbelwelle 8, geöffneter Bremse 14 und geschaltetem erstem Freilauf 10. Der Startergene- rator wird zum Antrieb des Klimakompressors 19 (Figur 1 ) zur Stillstandsklimatisierung des Kraftfahrzeugs betrieben, der Rotor 9 überrollt die Kurbelwelle 8.

Ausgehend von diesem Betriebszustand wird eine Tastpunktadaption nach folgenden

Verfahrensschritten durchgeführt:

über den Betätigungsweg positionsgesteuertes Schließen der Bremse 14,

Auswertung des Moments des Startergenerators und/oder der Drehzahl des Rotors 9 und Ermitteln des Tastpunktes bei entsprechender Reaktion des Riementriebs 3 infolge des über die Bremse 14 übertragenen Moments unter Berücksichtigung der Last des Klimakompressors.

Bei ausgeschalteter Stillstandsklimatisierung steht im Unterschied zu vorhergehenden Verfahrensschritten der Startergenerator ebenfalls. Um in diesem Betriebszustand eine Adaption des Tastpunktes durchzuführen, werden in Abänderung der vorhergehenden Verfahrensschritte folgende Verfahrensschritte durchgeführt:

Umschaltung in Generatorbetrieb mit gegebenenfalls Öffnen der Bremse 14,

Drehzahlregelung des Startergenerators, beispielsweise auf 300 1/min,

über den Betätigungsweg positionsgesteuertes Schließen der Bremse 14,

Auswertung des Moments des Startergenerators und/oder der Drehzahl des Rotors 9 und Ermitteln des Tastpunktes bei entsprechender Reaktion des Moments bei beginnender Übertragung von Moment über die Bremse 14 unter Berücksichtigung der Last des Klimakompressors.

Figur 5 zeigt den Riementrieb 3 im Betriebszustand eines Impulsstarts der Brennkraftmaschine durch den Startergenerator bei sich schließender Bremse 14 und geschaltetem erstem Freilauf 10. Der Rotor 8 dreht dabei bei höherer Drehzahl der Übersetzung 3:1 gegenüber der Kurbelwelle 8 und reißt diese während des Schließens der Bremse 14 mit, wodurch die Brennkraftmaschine gestartet wird.

Ausgehend von diesem Betriebszustand wird eine Adaption der Kennlinie nach folgenden

Verfahrensschritten durchgeführt:

über den Betätigungsweg positionsgesteuertes Schließen der Bremse 14, bevorzugt schnelles Schließen im flachen Kennlinienbereich, nach Überschreiten des abgespeicherten Tastpunktes verzögertes Schließen, Überwachen der Gradienten wie Momentengradient und/oder Drehzahlgradient des Startergenerators, Erstellung einer aktuellen Kennlinie, insbesondere Tastpunkt aus den überwachten Gradienten aus der abgespeicherten Kennlinie und einer Bewegungsgleichung über den Betätigungsweg unter Berücksichtigung der Last des Klimakompressors,

gegebenenfalls abhängig vom Startvorgang verlangsamtes Schließen oder Anhalten des Betätigungsvorgangs der Bremse 14,

Schließen der Bremse 14 nach Beendigung eines Schlupfvorgangs der Bremse 14.

Figur 6 zeigt den Riementrieb 3 in dem Betriebszustand des die Brennkraftmaschine unterstützenden Startergenerators (Boost-Betrieb) mit geöffneter Bremse 14 und geschlossenem zweitem Freilauf 11. Der Rotor 9 überträgt unübersetzt Drehmoment auf die Kurbelwelle 8 und unterstützt diese beim Antrieb des Kraftfahrzeugs.

Bezuqszeichenliste

Antriebsstrang

B re n n kraftmasch ine

Riementrieb

Reibungskupplung

Getriebe

Antriebsrad

Startergenerator

Kurbelwelle

Rotor

Freilauf

Freilauf

Planetengetriebe

Hohlrad

Bremse

Sonnenrad

Planetenrad

Steg

Nebenaggregat

Klimakompressor

Riemenscheibendämpfer

Motorgehäuse