CN108291520B - 用于在机动车的驱动系中起动内燃机的电机的扭矩控制 - Google Patents

用于在机动车的驱动系中起动内燃机的电机的扭矩控制 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种用于机动车的驱动系，具有根据预设的工作原理工作的内燃机，所述内燃机包括曲轴和预设数量的汽缸，所述内燃机还具有通过所述工作原理以及汽缸的数量而预设的、具有激励频率的主振动阶次，所述驱动系还具有通过曲轴的旋转驱动在所述激励频率的转速区间内起动内燃机的起动装置(1)和置于所述曲轴之后、根据所述内燃机的主振动阶次配置的振动隔离装置，所述起动装置具有配备关于转速的扭矩曲线的电机(2)，所述驱动系具有在所述内燃机的空转转速以下的在第一转速区间(Δn2)内出现的共振区间内的共振曲线，其中，所述共振曲线在耦合所述电机的情况下移动到更低的第二转速区间(Δn1)内。为了克服起动困难，尤其在振动隔离装置移向更高频率的共振情况下的起动困难，所述电机(2)在超过所述第二转速区间(Δn1)的情况下提供有效的扭矩。

Description

用于在机动车的驱动系中起动内燃机的电机的扭矩控制
技术领域
本发明涉及一种用于机动车的驱动系，具有根据预设的工作原理工作的内燃机，所述内燃机包括曲轴和预设数量的汽缸，所述内燃机还具有通过所述工作原理以及汽缸的数量而预设的、具有激励频率的主振动阶次，所述驱动系还具有通过曲轴的旋转驱动在该激励频率的转速区间内起动内燃机的起动装置和置于曲轴之后的、根据所述内燃机的主振动阶次配置的振动隔离装置，该起动装置具有配备关于转速的扭矩曲线的电机，该驱动系具有在内燃机的空转转速以下的在第一转速区间内出现的共振区间内的共振曲线，其中，所述共振区间在耦合电机的情况下移动到更低的第二转速区间内。
背景技术
具有借助启动器，例如起动机起动的内燃机的驱动系是已知的。例如，具有永磁激励电动机的所谓的齿轮起动机被用于启动起动内燃机，其中，齿轮啮合在与曲轴转动接合的启动器齿圈中，其中，在电动机的转子和曲轴之间设置单向离合器，以便在起动内燃机之后避免电动机的高转速和发电机运行。此外，已知用于隔绝内燃机的旋转振动的振动隔离装置，例如，旋转振动阻尼器(例如双质量飞轮)，旋转振动减振器(例如离心摆)，或者类似装置，以及它们的组合。这种振动隔离装置的共振位置以优选的方式被设置在内燃机的空转转速以下的转速上，以便尽量避免在驱动系的常规运行期间的干扰。当然，在内燃机的每次起动时都必须消除这样的共振位置，其中，振动隔离装置能够使得内燃机的起动更困难，并且自身承受较大的荷载。
由DE 10 2011 117 395 A1已知一种设备，其中，在起动内燃机时借助卡锁装置使得双质量飞轮形式的振动隔离装置不作用。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，提供一种驱动系的有利的改进方案，该驱动系具有用于起动内燃机的起动装置和振动隔离系统。本发明所要解决的技术问题尤其是，在振动隔离装置与结构类型相关地移向更高共振的振动的情况下改进内燃机的起动机。本发明所要解决的技术问题尤其是，建议一种驱动系，其中，通过起动装置的结构设计补偿振动隔离装置的与结构类型相关的、趋向更高频率的共振偏移。
所述技术问题被权利要求1的技术方案所解决。从属的权利要求给出了权利要求1的技术方案的有利的实施方式。
所建议的用于机动车的驱动系具有根据预设的工作原理工作的内燃机，所述工作原理例如是两冲程原理或者汽油机或者柴油机的四冲程原理，该内燃机包括曲轴。内燃机具有预设数量的汽缸，例如一至八个汽缸。内燃机能够具有预设数量的尤其在起动期间或者在需要较少功率的运行状态下能关闭的汽缸。在有汽缸被关闭或者没有汽缸被关闭的情况下，在起动期间能够优选地有一个，两个或者三个汽缸在工作状态。内燃机因它的工作原理，例如依次通过扭矩冲击点燃汽缸而具有扭转振动，内燃机通过该工作原理和汽缸的数量产生具有激励频率的主振动阶次。
为了起动内燃机，设有起动装置，该起动装置通过在激励频率的转速区间内旋转驱动曲轴来起动内燃机。起动装置包括具有预设扭矩曲线的电机。所述电机能够是电动机，它的转子例如通过启动器齿圈(Anlasserzahnkranz)与曲轴转动接合式地啮合。起动装置能够包括单独的启动器，该启动器配备至少一个电动机或者起动发电机或者混动式接合在驱动系中的电机。
在曲轴后接入通过内燃机的转速起作用的振动隔离装置，优选的方式是双质量飞轮，单质量飞轮，离心摆或者类似装置以及必要时还包括它们的组合，这些装置以优选的方式根据内燃机的主振动阶次配置。振动隔离装置的共振曲线优选在转速小于空转转速的情况下起作用。在此，如果将电机解耦，在第一转速区间内会出现共振区间，其中，该共振区间在耦合电机的情况下能够移动到较低的第二转速区间内。为了改进共振固有属性，在起动期间，电机提供在超过第二转速区间的情况下作用的扭矩。该扭矩虽然能够等于零，但是可避免例如会形成起动装置的发电机模式的负向扭矩。
能够借助阻尼器件阻尼所提供的扭矩。这意味着，电机的转子的质量和惯性矩以及阻尼器件如此久地保持，直至共振曲线被降低到不会明显干扰起动过程。例如能够设置，电机必要时起阻尼作用的功能被如此久地保持，直至至少超过通过电机阻尼的共振曲线的最大值。能够设置相应的安全系数。
在有利的方式中，将起动装置设为用于驱动系的阻尼器件，只要起动装置与内燃机的曲线转动接合式地连接起动起动。为此，能够这样配置电机的扭矩曲线，使得电机超过决定共振特性的转速，例如至少超过第二转速区间并且必要时也超过第一转速区间提供剩余扭矩(Restmoment)，其中，电机的关于转速下降的扭矩实现阻尼功能，并且能够在一定程度上相当于粘性阻尼器。
为了在两个转动方向上转动接合式地连接起动装置与曲轴，能够例如将起动装置设计为没有单向离合器的齿轮起动机，它例如稍后会脱离相应的控制。为此，齿轮起动机能够借助离合器，例如换挡离合器或者摩擦离合器控制。起动发电机或者混合电机能够相应地在之后被切换到发电机模式起动。
所建议的驱动系能够通过起动装置在内燃机起动期间的阻尼作用配备这样的内燃机，内燃机因其性质需要振动隔离装置，该振动隔离装置的共振曲线移向更大的转速。这样的内燃机能够例如借助四冲程原理工作，该内燃机具有一至三个汽缸，或者在起动期间使得少于四个汽缸工作。
所述技术问题尤其被如此解决，起动装置或者说电机的扭矩曲线延展到更大的转速。被阻尼的或未被阻尼的起动装置因此在转速大于振动隔离装置的共振峰的最大值的情况下提供扭矩，并因此保持驱动系处于连接状态，直至超过所述最大值和必要时超过安全系数。
根据所建议的驱动系的有利实施方式，电机能够至少越过第二转速区间都在两个转动方向上转动接合式地与曲轴连接。在电机的转子和曲轴之间的转动接合能够设计为斜齿啮合或者直齿啮合。为此，转子的质量和与转子一起转动的构件保持作为关于共振曲线的重要部件的质量件，扭矩曲线移向更大的转速。
例如为了提供电气的单向传导(elektrische Freilauf)，能够阻止电机的电流流向电机的供电装置并且因此防止有害的电机发电式运行。例如，为此能够在供电装置，例如锂电池，起动电池或者类似装置之间的电路中接入二极管。
根据驱动系的另外的实施方式，扭矩曲线能够扩展到较大的转速，方法是，起动装置具有两个并联的、具有不同电机常数的电动机。
根据另外的实施方式，能够设置在内燃机的起动过程期间提高电源电压的供电装置，从而使得电机的扭矩曲线由于随着转速增加而升高的电机的运行电压扩展到更大的转速。运行电压能够例如借助接入电路中的DC/DC转换器升高。备选地或者附加地，能够设有他励的直流电动机，其中，能够借助弱磁降低电动机常数。为此，在降低电动机常数的情况下升高电压，由此总体上实现了虽然关于转速较小的，但被扩展到较大的转速区间的发动机扭矩。
备选地或者附加地，电机能够被设计为串励电动机，它在超过第二转速区间仍保持与曲轴的转动接合。
根据有利的实施方式，能够将电机设计为直流电动机或者具有变频器(Frequenzwandler)的三相同步电动机。
备选地，能够将电机设计为具有频率转换器(Frequenzumrichter)的异步电机。
换言之，电机的扭矩曲线由于预设的或者关于运行时间形成的阻尼必须直至更高的转速都提供剩余扭矩，从而在整个共振区间内在起动装置与曲轴转动接合式连接的情况下保证充分的阻尼。因此，只有在转速超过驱动系的共振区间而没有耦合起动装置的质量的情况下，才将起动装置和曲轴之间的脱离连接。为此，相应地配置起动装置的抗扭强度。所述脱离能够通过控制逻辑实现，该控制逻辑评估内燃机的实时转速，时间上的起动过程流程和/或类似参数。
为了阻尼振动或影响共振，起动装置在曲轴上的耦合能够在较高的转速下部分地导致在转动接合式连接上，例如啮合上的较高的扭矩。因此有意义的是，取代齿轮的轴向移动根据齿轮起动机借助牙嵌离合器设置起动装置的耦合和解耦。因此，能够动态地进行联接和脱离，因为只需要较短的行程。为此，能够如此选择牙形，使得在较高的负载或较高的扭矩下也能够实现脱离。
例如，能够如此进行起动过程，驾驶员或者控制设备要求起动内燃机。在所谓的齿轮起动机的情况下，如正常情况那样联接启动齿轮。备选地，能够永久地联接直齿轮或者优选联接斜齿轮，并且通过牙嵌离合器与电机相连接。
电机的转子开始转动，以便开始起动过程。这样配置起动装置的扭矩曲线，它能够使得起动过程支持所要出现的极端情况，例如不均匀性或者共振的影响。也就是说，扭矩曲线关于转速“足够长”。
这种必要的扭矩曲线能够(如上面所述以及结合附图所述)配置为和转化成不同类型和样式。为此设定，起动装置与起动信号无关地支持起动过程，直至起动过程完整地结束。
附图说明
结合图1至17所示的实施例进一步阐述本发明。附图为：
图1示出在内燃机的起动阶段驱动系的共振特性，
图2示出起动装置的简化电路图，
图3示出图1所示的起动装置的扭矩曲线的曲线图，
图4示出在图1所示的起动装置基础上进行扩展的起动装置的简化电路图，
图5示出图4所示的起动装置的扭矩曲线的曲线图，
图6示出与图1和图2所示的起动装置相比通过升高的电压驱动的起动装置的简化电路图，
图7示出图6所示的起动装置的扭矩曲线的曲线图，
图8示出具有两部件式电机的起动装置的简化电路图，
图9示出图8所示的起动装置的扭矩曲线的曲线图，
图10示出具有串励电动机的起动装置的简化电路图，
图11示出图10所示的起动装置的扭矩曲线的曲线图，
图12示出具有他励的直流电动机的起动装置的简化电路图，
图13示出图12所示的起动装置的扭矩曲线的曲线图，
图14示出具有同步控制的三相电动机的起动装置的简化电路图，
图15示出图14所示的起动装置的扭矩曲线的曲线图，
图16示出具有异步控制的三相电动机的起动装置的简化电路图，
以及
图17示出图16所示的起动装置的扭矩曲线的曲线图。
具体实施方式
图1示出在借助起动装置起动内燃机的起动过程中的共振特性R，例如内燃机的待传递扭矩与其余驱动系的叠加的扭矩峰值的共振特性，关于曲轴的转速n的曲线图100。共振曲线101，102，103描述了在不同条件下具有振动隔离装置的驱动系的共振特性。该振动隔离装置例如是双质量飞轮，它的共振位于空转转速nL之下。共振曲线101描述了在没有起动装置干预情况下的驱动系的共振特性。尤其在具有少于四个汽缸的根据四冲程原理工作的内燃机中，共振曲线101的最大值超出通过转速n1限定的转速区间Δn1，转移到更大的转速，在该转速区间内通常的起动装置的扭矩曲线不再满足进行安全可靠的起动，因为起动装置的单向离合器在所述转速区间Δn1内已经反转。
共振曲线102示出在耦合起动装置的情况下驱动系的特性。由于转子的质量或惯性矩或者起动装置的所有转动构件的质量或惯性矩，使得振动隔离装置的共振偏移并且移向较低的转速，从而共振曲线102的最大值保留在转速区间Δn1内。但是，一旦起动装置由于单向离合器反转而解耦，则共振曲线102过渡到共振曲线101。
共振曲线103示出在借助阻尼器件阻尼耦合的起动装置的情况下驱动系的共振特性。通过这种能够通过增加运行时间引起或加强的阻尼，能够降低共振曲线103的最大值，并且使得该共振曲线被拓宽，其中，该共振曲线的最大值移向更高的转速。
为了降低或避免所有这些对起动特性的影响，起动装置的有效区间应延长至转速区间Δn2。这意味着，所建议的起动装置的扭矩曲线与常规的起动装置(它已经在转速区间Δn1内例如通过在转子和曲轴之间的机械空转而与曲轴脱离)相比，直至第一转速区间Δn2或者甚至更高的转速都还提供扭矩，或者起动装置保持耦合在曲轴上，而不会切换到发电机模式。
图2,4,6,8,10,12,14,16分别示例性示出起动装置1,1a,1b,1c,1d,1e,1f,1g，该起动装置具有延长到更高转速的扭矩曲线。图3,5,7,9,11,13,15,17在此示出在起动过程中相应的关于曲轴的转速的所述扭矩曲线的曲线图。图4,6,8,10,12,14,16的起动装置1a,1b,1c,1d,1e,1f分别具有关于转速n1和必要时关于转速n2而被扩展的剩余扭矩，从而提供与粘性的阻尼相对应的阻尼器件，该粘性的阻尼以关于转速使得扭矩逐渐下降为基础，只要相应的起动装置1a,1b,1c,1d,1e,1f,1g转动接合地与曲轴相连接，该阻尼器件阻尼地作用在驱动系上，。
图2示出起动装置1与电机2的示意图，电机2被设计为以常规方式的永磁激励的电动机3。与常规的齿轮起动机的区别在于，电动机3直至超过转速n2都转动接合地、例如借助直齿轮或者斜齿轮与曲轴，例如与振动隔离装置(如双质量飞轮)的启动器齿圈相连接。随后，起动装置能够作为发电机运行，或者例如借助换挡离合器与曲轴分离，以便避免在高转速下错误的配置使得曲轴损坏。为了在起动内燃机时避免发电机运行，在起动装置1的导线4中在具有电压U的供电装置6之间接入二极管5，该二极管在某种程度上用作为阻止电动机3的发电机作用的电气的单向传导。
图3的曲线图104示出图2所示的起动装置1的扭矩关于转速n的扭矩曲线105。由于起动装置1的在超过转速n1和n2下仍转动连接式的耦合，电动机3的转子的质量保留在曲轴上并且因此与振动隔离装置耦合，从而在较小转速下保持驱动系的共振特性的最大值，并且尽管电动机3的扭矩M过早下降，仍可保证内燃机的安全可靠的起动。通过构造例如粘性摩擦装置和类似的阻尼器件的阻尼，能够额外降低共振特性的最大值。
在图2所示的起动装置1的修改方案中，图4所示的起动装置1a设有电机2a，该电机2a的永磁激励电动机3a具有较低的电动机电阻，其具有降低的电阻。在相同的起动力矩下这种设计会导致较高的起动电流和较高的空转转速。根据图5所示的具有扭矩曲线107的曲线图106，较高的功率会导致在转速n1和n2之间的剩余扭矩，从而保证安全可靠的起动。
在图2和4所示的起动装置1，1a的修改方案中，图6所示的起动装置1b在供电装置6b和电机2b，也可是相似的电动机3b之间设有接入导线4b的DC/DC转换器7b。DC/DC转换器7b在起动运行期间补偿在电动机3b上的电压降，从而实现较高的空转转速。
图7示出具有图6所示的起动装置1b的扭矩曲线109，110，111的曲线图108。扭矩曲线109示出电动机3b的原始特性。随着通过DC/DC转换器7b引起的电压的增加，电动机3b的空转转速，如扭矩曲线110，111所示，被升高，直至该转速在扭矩曲线111中超过转速n1为止。
在图8中示出起动装置1c，该起动装置由两部件式的电机2c构成，该电机由共同驱动曲轴、即例如在共同的转子轴上运行的永磁激励电动机3c1和3c2构成。在此，两个电动机3c1和3c2的导线4c设有二极管5。两个电动机3c1和3c2区别在于它们的电动机常数，从而实现不同的起动扭矩和空转转速。为此，图9示出具有图8所示的起动装置1c的扭矩曲线113的曲线图112。由于电动机3c1，3c2不同的电动机常数，扭矩曲线113被设计为两阶式，其中，具有较高起动扭矩的电动机基本上起动内燃机，并且具有较高空转转速的电动机促使扭矩曲线扩展超过转速n1。通过起动装置1c在超过转速n2的情况下的转动连接式的耦合，进一步改进内燃机的起动特性。
图10示出起动装置1d，它的电机2d被设计为串励电动机3d形式的电动机。串励电动机3d具有较高的起动扭矩。图11示出具有串励电动机3d的扭矩曲线115的曲线图114。关于转速n连续下降的扭矩曲线115具有剩余扭矩，该剩余扭矩在相应的配置串励电动机3d的情况下关于转速n1，n2延伸，从而借助起动装置1d实现内燃机的安全可靠的起动特性。
图12示出起动装置1e的示意图。电机2e包括他励的直流电动机3e，该直流电动机的电动机常数借助弱磁装置8e通过将电源装置的电压UA降低到激励的电压UE来控制。通过弱磁在较大的转速情况下实现剩余扭矩。具有图13所示的具有扭矩曲线117,118,119,120的曲线图116示出直流电机关于它的他励的特性。扭矩曲线117示出不受干扰的特性。激励的电压随着干扰的增长而降低，因此实现关于扭矩曲线118,119,120增长的、超过转速n1,n2的剩余扭矩。
图14示出起动装置1f，其中，电机2f包括三相同步电动机3f。三相同步电动机3f，例如电整流的电动机借助DC/AC转换器7f整流。通过整流，例如预整流的相应的与转速相关的移动能够在较高的转速下实现与弱磁相对应的功能。图15为此示出具有三相同步电动机3f的相应的扭矩曲线122,123,124,125的曲线图121。扭矩曲线122示出未干扰的整流。扭矩曲线123,124,125示出扭矩在预整流增加的情况下随着剩余扭矩的增长而超过转速n1,n2的曲线。
图16示出起动装置1g，其中，电机2g包括异步电动机3g。通过借助DC/AC转换器7g相应地调节三相交流电的振幅和频率，能够产生限定功率的电动机特性曲线，其在较大的转速下提供剩余扭矩。图17为此示出具有扭矩曲线127的曲线图126，该扭矩曲线具有超过转速n1,n2的剩余扭矩。
附图标记列表
1 起动装置
1a 起动装置
1b 起动装置
1c 起动装置
1d 起动装置
1e 起动装置
1f 起动装置
1g 起动装置
2 电机
2a 电机
2b 电机
2c 电机
2d 电机
2e 电机
2f 电机
2g 电机
3 电动机
3a 电动机
3b 电动机
3c1 电动机
3c2 电动机
3d 串励电动机
3e 直流电动机
3f 三相同步电动机
3g 三相异步电动机
4 导线
4b 导线
4c 导线
5 二极管
6 供电装置
6b 供电装置
7b DC/DC转换器
7f DC/AC转换器
7g DC-AC转换器
8e 弱磁装置
100 曲线图
101 共振曲线
102 共振曲线
103 共振曲线
104 曲线图
105 扭矩曲线
106 曲线图
107 扭矩曲线
108 曲线图
109 扭矩曲线
110 扭矩曲线
111 扭矩曲线
112 曲线图
113 扭矩曲线
114 曲线图
115 扭矩曲线
116 曲线图
117 扭矩曲线
118 扭矩曲线
119 扭矩曲线
120 扭矩曲线
121 曲线图
122 扭矩曲线
123 扭矩曲线
124 扭矩曲线
125 扭矩曲线
126 曲线图
127 扭矩曲线
M 扭矩
n 转速
n1 转速
n2 转速
nL 空转转速
R 共振特性
U 电压
UA 电压
UE 电压
Δn1 转速区间
Δn2 转速区间

Claims (10)

1.一种用于机动车的驱动系，具有根据预设的工作原理工作的内燃机，所述内燃机包括曲轴和预设数量的汽缸，所述内燃机还具有通过所述工作原理以及所述汽缸的数量而预设的、具有激励频率的主振动阶次，所述驱动系还具有通过所述曲轴的旋转驱动在所述激励频率的转速区间内起动所述内燃机的起动装置(1,1a,1b,1c,1d,1e,1f,1g)和置于所述曲轴之后的、根据所述内燃机的主振动阶次配置的振动隔离装置，所述起动装置具有配备关于转速(n)的扭矩曲线(105,107,109,111,113,115,117,118,119,120,122,123,124,125,127)的电机(2,2a,2b,2c,2d,2e,2f,2g)，所述驱动系具有在所述内燃机的空转转速(nL)以下的在第一转速区间(Δn2)内出现的共振区间内的共振曲线(101,102,103)，其中，所述共振区间在耦合所述电机(2,2a,2b,2c,2d,2e,2f,2g)的情况下移动到更低的第二转速区间(Δn1)内，其特征在于，所述电机(2,2a,2b,2c,2d,2e,2f,2g)提供在超过所述第二转速区间(Δn1)的情况下作用的扭矩。
2.根据权利要求1所述的驱动系，其特征在于，所述起动装置(1a,1b,1c,1d,1e,1f,1g)至少在所述第二转速区间(Δn1)内起到阻尼器件的作用。
3.根据权利要求1所述的驱动系，其特征在于，根据四冲程原理工作的内燃机至少在起动期间具有少于四个工作的汽缸。
4.根据权利要求1所述的驱动系，其特征在于，所述电机(2,2a,2b,2c,2d,2e,2f,2g)至少直至所述第一转速区间(Δn2)都在两个转动方向上转动接合式地与所述曲轴相连接。
5.根据权利要求4所述的驱动系，其特征在于，阻止所述电机(2,2a,2c)的电流流入所述电机(2,2a,2c)的供电装置(6,6b)中的一个。
6.根据权利要求5所述的驱动系，其特征在于，所述起动装置(1c)具有两个并联的、配备不同的电动机常数的电动机(3c1,3c2)。
7.根据权利要求1至5中任一项所述的驱动系，其特征在于，为了给所述电机提供电压，在所述内燃机的起动过程中设有至少补偿下降的电压的装置。
8.根据权利要求1至5中任一项所述的驱动系，其特征在于，所述电机(2d)被设计为串励电动机(3d)，所述串励电动机在超过所述第一转速区间(Δn2)的情况下保持与所述曲轴的转动连接。
9.根据权利要求1至5中任一项所述的驱动系，其特征在于，所述电机(2e)设有借助弱磁装置(8e)能改变的电动机常数。
10.根据权利要求1至5中任一项所述的驱动系，其特征在于，所述电机(2e,2f)被设计为直流电动机(3e)、具有变频器的三相同步电动机(3f)或者具有频率变换器的三相异步电动机(3g)。
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Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102019100968A1 (de) * 2019-01-16 2020-07-16 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Verfahren zur aktiven Dämpfung einer Startresonanz eines Torsionsdämpfers beim Start eines Verbrennungsmotors
DE102019202475A1 (de) * 2019-02-25 2020-08-27 Robert Bosch Gmbh Verfahren und Anordnung zur Unterstützung eines Startvorgangs eines Verbrennungsmotors
DE102019111481A1 (de) * 2019-05-03 2020-11-05 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Steuervorrichtung und Verfahren zum Betrieb eines Hybridantriebs
DE102019125740B3 (de) * 2019-09-25 2021-01-28 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Verfahren zum Bewerten eines akustischen Resonanzrisikos eines Elektromotors

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1810556A (zh) * 2005-01-26 2006-08-02 通用汽车公司 在转矩自然平衡状态下的发动机增速控制
JP2006315510A (ja) * 2005-05-12 2006-11-24 Toyota Motor Corp 動力出力装置およびその制御方法並びに自動車
CN101389517A (zh) * 2006-02-28 2009-03-18 丰田自动车株式会社 车辆及其控制方法
CN102612594A (zh) * 2010-11-08 2012-07-25 丰田自动车株式会社 发动机的起动装置
CN103597200A (zh) * 2011-09-07 2014-02-19 三菱电机株式会社 车辆用起动装置

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5303681A (en) * 1992-08-28 1994-04-19 Cummins Engine Company, Inc. Torsional tunable coupling for a diesel engine drive shaft
WO2000013927A2 (de) * 1998-09-09 2000-03-16 Luk Lamellen Und Kupplungsbau Gmbh Wirkverbindung zwischen antriebsstrang und elektromaschine mit mehreren sich selbstättig einstellenden übersetzungstufen
DE10035521B4 (de) * 2000-07-21 2006-04-20 Zf Sachs Ag Verfahren und Vorrichtung zur Reduzierung von Lastwechselschwingungen im Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs
DE10110671B4 (de) * 2001-03-06 2012-01-12 Zf Sachs Ag Verfahren zum Ermitteln wenigstens einer für die Betriebscharakteristik einer Schwingungsdämpfungseinrichtung relevanten Größe
JP4640236B2 (ja) * 2006-04-05 2011-03-02 日産自動車株式会社 内燃機関の始動装置
JP4733714B2 (ja) * 2008-03-07 2011-07-27 本田技研工業株式会社 能動型防振支持装置
JP5079030B2 (ja) 2010-02-08 2012-11-21 三菱電機株式会社 電力変換器の制御装置
DE102012205793A1 (de) * 2011-06-07 2012-12-13 Zf Friedrichshafen Ag Antriebssystem für ein Fahrzeug
DE102012205792A1 (de) 2011-06-07 2012-12-13 Zf Friedrichshafen Ag Antriebssystem für ein Fahrzeug
DE102011117395A1 (de) 2011-10-11 2013-04-11 GM Global Technology Operations LLC (n. d. Gesetzen des Staates Delaware) Zweimassenschwungrad
DE102014201726A1 (de) 2014-01-31 2015-08-06 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Vorrichtung und Verfahren zum Starten einer Brennkraftmaschine
DE102014205770A1 (de) 2014-03-27 2015-10-01 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Verfahren zur Verstellung von Steuerzeiten einer Brennkraftmaschine
US10023197B2 (en) * 2015-01-27 2018-07-17 Mazda Motor Corporation Control device for four-wheel drive vehicle

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1810556A (zh) * 2005-01-26 2006-08-02 通用汽车公司 在转矩自然平衡状态下的发动机增速控制
JP2006315510A (ja) * 2005-05-12 2006-11-24 Toyota Motor Corp 動力出力装置およびその制御方法並びに自動車
CN101389517A (zh) * 2006-02-28 2009-03-18 丰田自动车株式会社 车辆及其控制方法
CN102612594A (zh) * 2010-11-08 2012-07-25 丰田自动车株式会社 发动机的起动装置
CN103597200A (zh) * 2011-09-07 2014-02-19 三菱电机株式会社 车辆用起动装置

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