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Title:
EMERGENCY OPERATION METHOD FOR A CONTINUOUSLY VARIABLE TRANSMISSION IN THE EVENT OF A DROP IN CONTACT PRESSURE, AND DRIVE TRAIN
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2021/069005
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to an emergency operating method for a continuously variable transmission (1) in the event of a drop in contact pressure, wherein the continuously variable transmission (1) has a motor-side cone pulley pair (2) and an output-side cone pulley pair (3) which are connected to one another in a torque-transmitting manner by means of a belt (6) axially pressed between each cone pulley pair (2, 3) by means of a desired contact pressure (4), the emergency operating method having at least the following steps: a. detecting a critical deviation of the applied contact pressure (5) from the desired contact pressure (4); b. detecting an output-side torque; and c. if there is a critical deviation of the applied contact pressure (5) from the desired contact pressure (4), aligning the motor-side torque with the detected output-side torque. The invention also relates to a drive train. The proposed emergency operation method and the correspondingly designed drive train make it possible to reliably prevent major damage to the continuously variable transmission caused by a drop in contact pressure without requiring excessive installation space.

Inventors:
EBERLE CHRISTIAN (DE)
Application Number:
PCT/DE2020/100614
Publication Date:
April 15, 2021
Filing Date:
July 14, 2020
Export Citation:
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Assignee:
SCHAEFFLER TECHNOLOGIES AG (DE)
International Classes:
F16H61/12; F16H61/662
Foreign References:
US20190040949A12019-02-07
EP3061994A12016-08-31
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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.

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