DE10038281A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Reduktion von Schwingungen in einem Antriebssystem, sowie Steuereinrichtung für ein Antriebssystem - Google Patents
Verfahren und Vorrichtung zur Reduktion von Schwingungen in einem Antriebssystem, sowie Steuereinrichtung für ein AntriebssystemInfo
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Abstract
Bei einem Verfahren zur Reduktion von Schwingungen in einem Antriebssystem mit einem Verbrennungsmotor (11) wird mittels einer elektrischen Maschine (12) ein Drehmoment erzeugt, das entgegengesetzt zu einer auftretenden Schwankung im Antriebsmoment eines Verbrennungsmotors (11) gerichtet ist. Das entgegengesetzte Drehmoment wird dem Antriebsmoment in Abhängigkeit von einer absoluten Kurbelwellenposition des Verbrennungsmotors (11) sinusförmig und mit einer Frequenz aufgeprägt, die in einem festen Verhältnis zur Drehzahl des Verbrennungsmotors (11) steht.
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Reduktion von Schwingungen in
einem Antriebssystem gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 1, eine Vorrich
tung zur Reduktion von Schwingungen in einem Antriebssystem gemäß dem Ober
begriff von Patentanspruch 8, sowie eine Steuereinrichtung für ein Antriebssystem
gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 12.
In Antriebssystemen und insbesondere in Antriebssträngen von Kraftfahrzeugen
kommt es unter bestimmten Betriebssituationen zu Torsionsschwingungen. Diese
Torsionsschwingungen können verschiedene Ursachen haben. Beispielsweise kann
in einem Verbrennungsmotor eine Ungleichförmigkeit vorliegen, welche die Torsi
onsschwingungen verursacht. So wird z. B. bei Hubkolben-Brennkraftmaschinen die
im Arbeitszylinder bei der Verbrennung frei werdende Energie in eine Hubbewegung
eines Kolben umgewandelt und diese wird wiederum über ein Getriebe in Rotations
energie gewandelt. Diese Rotationsenergie steht an der Antriebsseite der Brenn
kraftmaschine als Produkt von Drehzahl und Drehmoment zur Verfügung. Bei der
zyklischen Arbeitsweise von derartigen Brennkraftmaschinen entstehen oftmals un
gleichförmige Gaskräfte, die Ungleichförmigkeiten des Drehmoments im Betrieb her
vorrufen, welche zu Drehzahlschwankungen führen.
Die hervorgerufenen Ungleichförmigkeiten des Drehmoments sind sehr störend, da
sie einen hohen Geräuschpegel verursachen, was sich negativ auf den Fahrkomfort
auswirkt. Hinzu kommen Vibrationen im Fahrgastraum, die durch die Ungleichför
migkeiten verursacht werden. Durch die Ungleichförmigkeiten entstehende Vibratio
nen, die im Bereich von Maschinen- und Gehäuseteilen auftreten, können weiterhin
Funktionsstörungen von Bauteilen verursachen und deren Lebensdauer herabset
zen.
Die Ungleichförmigkeiten bzw. Schwingungen verursachen Torsionsschwingungen in
Antriebssträngen bzw. Antriebssystemen. Diese haben eine besonders starke Wir
kung, wenn die rotierenden Massen reduziert sind. Eine Reduzierung der Massen ist
jedoch aus ökonomischen Gründen vorteilhaft, da hierdurch der Kraftstoffverbrauch
herabgesetzt werden kann.
Um derartige Schwingungen zu verhindern, werden bei konventionellen Fahrzeugen
mit Verbrennungsmotoren verschiedene Elemente zur Dämpfung eingesetzt. Bei
spielsweise wird versucht, durch Kupplungs-Torsionsdämpfer oder durch ein Zwei
massenschwungrad die Schwingungen zu reduzieren. Eine weitere bekannte Mög
lichkeit besteht darin, an Antriebswellen Tilger vorzusehen, oder an einer Kardanwel
le Gummi- oder Federdämpfungen bzw. Dämpferscheiben anzubringen.
All diese Elemente bedürfen einer sehr sorgfältigen Abstimmung auf einen gegebe
nen Antriebsstrang mit dessen Drehmassen, Federraten und Dämpfungen. Dies
führt zu einer sehr aufwendigen und kostenintensiven Konstruktionsweise, sowie zu
zusätzlichem Gewicht und damit zu einem erhöhten Kraftstoffverbrauch.
Eine andere bekannte Möglichkeit, die Torsionsschwingungen in Antriebssträngen
bzw. Antriebssystemen zu reduzieren, besteht darin, bei einer auftretenden Torsi
onsschwingung ein entgegengerichtetes Drehmoment zu erzeugen, welches durch
eine elektrische Maschine im Antriebsstrang hervorgebracht wird. In der
DE 40 15 701 A1 ist beispielsweise ein Antriebssystem für ein Fahrzeug beschrieben, das eine
Hubkolben-Brennkraftmaschine umfasst, sowie eine elektrische Maschine, die me
chanisch mit der Hubkolben-Brennkraftmaschine verbunden ist. Bei einem periodi
schen Wechsel des Antriebsmoments der Hubkolben-Brennkraftmaschine entnimmt
die elektrische Maschine nur dann Energie, wenn das momentane Antriebsmoment
der Hubkolben-Brennkraftmaschine größer oder gleich dem mittleren Antriebsmo
ment ist. Andererseits führt die elektrische Maschine der Hubkolben-
Brennkraftmaschine Energie zu, wenn deren momentanes Antriebsmoment kleiner
ist als das mittlere Antriebsmoment. Zu diesem Zweck wird die aktuelle Drehzahl mit
sehr hoher Genauigkeit bzw. Auflösung gemessen.
Dabei besteht jedoch das Problem, dass eine aufwendige und komplizierte Sensorik
notwendig ist, um Drehzahlen bzw. Drehzahländerungen mit der notwendigen, sehr
hohen Auflösung zu erfassen und damit die Energiezufuhr bzw. -abfuhr zu regeln.
Weiterhin werden die Schwingungen nur sehr unvollkommen gedämpft, da ein Teil
der störenden Amplitude bestehen bleibt.
Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zur Reduzierung
von Schwingungen in einem Antriebssystem anzugeben, das einen geringeren Auf
wand erfordert und mit einfachen Mitteln und somit kostengünstig durchführbar ist,
wobei dennoch eine wirksame bzw. annähernd vollständige Reduktion der Dreh
schwingungen erzielt werden kann. Weiterhin soll eine Vorrichtung und eine Steuer
einheit geschaffen werden, mit der das erfindungsgemäße Verfahren durchführbar
ist, die dabei jedoch besonders kostengünstig und trotzdem sehr wirksam ist.
Diese Aufgabe wird gelöst durch das Verfahren zur Reduktion von Schwingungen
gemäß Patentanspruch 1, die Vorrichtung zur Reduktion von Schwingungen gemäß
Patentanspruch 8 und die Steuereinrichtung gemäß Patentanspruch 12. Weitere vor
teilhafte Merkmale, Aspekte und Details der Erfindung ergeben sich aus den abhän
gigen Ansprüchen, der Beschreibung und der Zeichnung.
Vorteile und Merkmale, die im folgenden mit Bezug auf das Verfahren beschrieben
sind, gelten auch für die Vorrichtung und die Steuereinrichtung. Ebenso gelten Vor
teile und Merkmale, die mit Bezug auf die Vorrichtung und die Steuereinrichtung be
schrieben sind, auch für das erfindungsgemäße Verfahren.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Reduktion von Schwingungen in einem
Antriebssystem wird mittels einer elektrischen Maschine ein Drehmoment erzeugt,
das entgegengesetzt zu einer auftretenden Schwankung im Antriebsmoment eines
Verbrennungsmotors bzw. einer Brennkraftmaschine gerichtet ist, wobei das entge
gengesetzte Drehmoment dem Antriebsmoment bzw. Drehmoment des Verbren
nungsmotors aufgeprägt wird, und wobei das entgegengesetzt gerichtete Drehmo
ment in Abhängigkeit von einer absoluten Kurbelwellenposition des Verbrennungs
motors periodisch mit einer Frequenz aufgeprägt wird, die in einem festen Verhältnis
zur Drehzahl des Verbrennungsmotors steht.
Dadurch kann auf besonders einfache Weise eine sehr wirksame Reduktion der stö
renden Schwingungen bzw. Drehschwingungen erfolgen. Es ist insbesondere nicht
erforderlich, hochauflösende Sensoren vorzusehen, die ansonsten beispielsweise
die Drehzahl stets aktuell mit hoher Genauigkeit erfassen müssten. Insbesondere
kann auf den Einsatz eines hochauflösenden, schnellen Drehwinkelsensors verzich
tet werden.
Vorteilhafterweise wird die Kurbelwellenposition aus einem Oberer-Totpunkt-Signal
des Verbrennungsmotors ermittelt und/oder von einem Zündsignal abgeleitet. Da
durch kann die absolute Kurbelwellenposition auf einfache Weise ermittelt bzw. ein
Kurbelwellenpositionssignal bereitgestellt werden, das in vielen Fällen ohnehin be
reits im System verfügbar ist.
Bevorzugt wird das Oberer-Totpunkt-Signal durch einen Sensor erfasst und/oder
durch eine Motorsteuerung übertragen. Ein derartiger Sensor ist einfach und daher
kostengünstig verfügbar. Bei der Übertragung durch die Motorsteuerung kann auf
einen zusätzlichen Sensor sogar verzichtet werden.
Bei der Ableitung aus dem Zündsignal hat man den zusätzlichen Vorteil, dass sich
dieses Signal in Abhängigkeit von Drehzahl, Last und Temperatur ebenfalls ändert,
so dass diese Parameter bei der erfindungsgemäßen Steuerung mitberücksichtigt
werden.
Besonders bevorzugt hat das aufgeprägte Drehmoment einen sinusförmigen Verlauf.
Dabei wird in besonderer Weise der sinusförmige Verlauf der Ungleichförmigkeit be
rücksichtigt, der durch den sinusförmigen Verlauf des Gegendrehmoments bzw. auf
geprägten Moments besonders gut ausgeglichen bzw. in seiner Amplitude fast voll
ständig reduziert wird. Darüber hinaus ist das sinusförmige, entgegengesetzte
Drehmoment einfach bereitzustellen. Insbesondere kann es durch Einprägen eines
elektrischen Stromes, z. B. in eine an den Verbrennungsmotor gekoppelte elektrische
Maschine, bewirkt werden.
Weiterhin können Amplitude und/oder Phase des aufgeprägten Drehmoments in Ab
hängigkeit von Betriebsparametern und abgespeicherten Tabellenwerten gesteuert
werden. Insbesondere können Amplitude und/oder Phase des aufgeprägten Dreh
moments in Abhängigkeit von einem oder mehreren der Betriebsparameter "Aktuelle
Drehzahl, Aktuelles Drehmoment, Lastzustand, Temperatur" gesteuert werden. Die
se Maßnahmen tragen zu einer noch wirksameren Reduktion der Schwingungen bei.
Die Tabellenwerte können z. B. vorab in Versuchsreihen ermittelt worden sein.
Vorteilhafterweise ist das Verhältnis Frequenz zu Motordrehzahl halb so groß wie die
Anzahl der Zylinder des Verbrennungsmotors. Insbesondere kann z. B. bei einem 4-
Zylinder-Motor die Frequenz des aufgeprägten Signals doppelt so groß sein wie die
Motordrehzahl, bei einem 6-Zylinder-Motor dreimal so groß, usw. Durch derartige
fest eingestellte Werte bzw. Verhältnisse wird das Verfahren besonders wirksam
durchgeführt, wobei dennoch keine aufwendigen Schritte vorgenommen werden
müssen.
Vorzugsweise wird das Verfahren in einem reinen Verbrennungsmotorantrieb ange
wendet, wobei die elektrische Maschine z. B. eine Lichtmaschine, ein Starter-
Generator oder dergleichen ist. Es ist aber auch möglich, das Verfahren in einem
Hybridantrieb anzuwenden, der z. B. aus einem Verbrennungsmotor und einem
Elektromotor als elektrische Maschine besteht.
Gemäß einem anderen Aspekt der Erfindung wird eine Vorrichtung zur Reduktion
von Schwingungen in einem Antriebssystem geschaffen, mit einer elektrischen Ma
schine, die an einen Verbrennungsmotor gekoppelt oder koppelbar ist um ein Dreh
moment aufzuprägen, das entgegengesetzt zu einer auftretenden Schwankung im
Antriebsmoment des Verbrennungsmotors gerichtet ist, wobei eine Steuereinrichtung
vorgesehen ist, die so ausgestaltet ist, dass das Drehmoment in Abhängigkeit von
einer absoluten Kurbelwellenposition des Verbrennungsmotors periodisch aufge
prägt wird, mit einer Frequenz, die in einem festen Verhältnis zur Drehzahl des
Verbrennungsmotors steht. Die Vorrichtung ist besonders kostengünstig herstellbar,
was bei einer Serienfertigung entscheidende wirtschaftliche Vorteile bietet. Dennoch
arbeitet die Vorrichtung sehr effektiv bzw. wirksam, um insbesondere das erfin
dungsgemäße Verfahren mit seinen Vorteilen durchzuführen.
Bevorzugt hat das aufzuprägende Drehmoment einen sinusförmigen Verlauf Wei
terhin kann ein elektronischer Speicher vorgesehen sein, in dem Tabellenwerte zur
Bestimmung von Amplitude und/oder Phase des aufzuprägenden Drehmoments in
Abhängigkeit von Betriebsparametern abgelegt sind. Ein derartiger Speicher verur
sacht nur geringe Kosten, wobei dennoch eine optimale Reduktion der Schwingun
gen, je nach den aktuell vorliegenden Betriebsparametern, erfolgt.
Vorteilhafterweise umfasst die Vorrichtung einen Sensor zur Ermittlung der absolu
ten Kurbelwellenposition. Dieser lässt sich einfach und damit kostengünstig bereit
stellen.
Gemäss einem weiteren Aspekt der Erfindung wird eine Steuereinrichtung für ein
Antriebssystem geschaffen, die an eine elektrische Maschine koppelbar oder gekop
pelt ist um ein Drehmomentsignal zu erzeugen, das einer Ungleichförmigkeit im An
triebsmoment eines Verbrennungsmotors entgegenwirkt, wobei die Steuereinrich
tung so ausgestaltet ist, dass das Drehmoment in Abhängigkeit von einer absoluten
Kurbelwellenposition periodisch aufgeprägt wird, mit einer Frequenz, die in einem
festen Verhältnis zur Drehzahl des Verbrennungsmotors steht. Für die Steuereinrich
tung gelten dieselben Vorteile wie für das eingangs genannte Verfahren bzw. die
entsprechende Vorrichtung, insbesondere eine kostengünstige und dennoch sehr
wirksame Reduktion von Schwingungen im Verbrennungsmotor.
Bevorzugt hat das aufzuprägende Drehmoment einen sinusförmigen Verlauf. Die
Steuereinrichtung hat beispielsweise einen elektronischen Speicher, in dem Tabel
lenwerte zur Bestimmung von Amplitude und/oder Phase des aufzuprägenden
Drehmoments in Abhängigkeit von Betriebsparametern abgelegt sind.
Vorteilhafterweise hat die Steuereinrichtung weiterhin einen Prozessor zur Durchfüh
rung des erfindungsgemäßen Verfahrens. Die elektrische Maschine ist z. B. an einen
Antriebsstrang gekoppelt.
Vorteilhafterweise umfasst die Steuereinrichtung einen programmgesteuerten Pro
zessor. Dadurch können kostengünstige Elektronikbauteile verwendet werden. Bei
spielsweise kann in der Vorrichtung oder der Steuereinrichtung ein Computerpro
gramm vorgesehen sein, das in einem Speicher ablegbar ist um das oben beschrie
bene, erfindungsgemäße Verfahren durchzuführen.
Durch die Erfindung wird erreicht, dass Dreh- bzw. Torsionsschwingungen wirksam
verhindert bzw. reduziert werden, wodurch sich die Lebensdauer aller Antriebs
strangkomponenten erhöht. Durch die Erfindung können weichere Motorlager reali
siert werden, was den Geräuschkomfort erheblich erhöht. Torsionsdämpfer her
kömmlicher Bauart können unter Umständen entfallen. Die spezifischen Belastungen
des Antriebsstranges werden verringert und es werden unerwünschte Schwingungen
verhindert.
Die Erfindung ermöglicht eine besonders kostengünstige Dämpfung bzw. Verhinde
rung von Drehschwingungen. Beispielsweise kann durch geeignete Softwaremaß
nahmen eine aktive, erfindungsgemäße Bekämpfung der auftretenden Torsions
schwingungen erfolgen. Auch können zumindest teilweise bereits vorhandene Kom
ponenten oder Maschinen ohne hohen Kosten zur erfindungsgemäßen Drehschwin
gungsdämpfung verwendet werden.
Es kann dabei eine elektrische Maschine verwendet werden, die z. B. in einem paral
lelen Hybridantrieb vorhanden ist. Dabei ist z. B. ein Verbrennungsmotor in Reihe mit
einer elektrischen Maschine und einem Getriebe im Antriebsstrang angeordnet.
Weiterhin kann die elektrische Maschine in einem seriellen Hybridantrieb vorhanden
sein, wobei ein elektrischer Generator direkt an einen Verbrennungsmotor angekop
pelt ist und ein weiterer Leistungsfluss elektrisch zum Elektroantrieb erfolgt.
Es ist aber auch möglich, die elektrische Maschine zusätzlich zu installieren, bei
spielsweise bei einem Verbrennungsmotorantrieb, wie z. B. bei einem Diesel oder
Ottomotor, der in verschiedenen Varianten vorhanden sein kann.
Die vorliegende Erfindung wird nachfolgend anhand einer besonders bevorzugten
Ausführungsform beispielhaft beschrieben. Dabei zeigt
Fig. 1 einen Antrieb, der gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Er
findung ausgestaltet ist, mit einem Verbrennungsmotor und einer Elekt
romaschine.
Fig. 1 zeigt in stark schematisierter Darstellung einen Antrieb 10 mit einem Verbren
nungsmotor 11, der mit einer elektrischen Maschine 12 gekoppelt ist. Ein Getriebe
13 ist über eine Kupplung 14 an den Verbrennungsmotor 11 gekoppelt. Wellen 15a,
15b, 15c übertragen ein vom Verbrennungsmotor 11 und/oder von der elektrischen
Maschine 12 erzeugtes Drehmoment über die Kupplung 14 auf das Getriebe 13. Die
elektrische Maschine ist z. B. eine Lichtmaschine, ein Starter-Generator oder derglei
chen bei einem Verbrennungsmotor-Antrieb, oder ein Elektromotor, beispielsweise
bei einem Hybridantrieb.
Ein Signalgeber 16 zur Erzeugung eines Kurbelwellenpositionssignals des Verbren
nungsmotors 11 ist an eine Steuereinrichtung 17 gekoppelt. Das Kurbelwellenpositi
onssignal entspricht der absoluten Kurbelwellenposition des Verbrennungsmotors
11. In der bevorzugten Ausführungsform ist das Kurbelwellenpositionssignal ein
Oberer-Totpunkt-Signal des Verbrennungsmotors 11, das durch einen separaten Sen
sor oder durch die Motorsteuerung ermittelt bzw. übertragen wird.
Die Steuereinrichtung 17 umfasst einen Prozessor bzw. Mikroprozessor, der in Ab
hängigkeit von der absoluten Kurbelwellenposition das Aufprägen eines sinusförmi
gen Drehmoments auf die Kurbelwelle oder Antriebswelle steuert. Das sinusförmige
Drehmoment wird von der elektrischen Maschine 12 erzeugt und aufgeprägt. Dabei
steht die Frequenz des aufgeprägten Drehmoments in einem festen Verhältnis zur
Drehzahl des Verbrennungsmotors 11.
Bei einem 4-Zylindermotor ist die Frequenz des aufgeprägten Drehmoments bei
spielsweise doppelt so groß wie die Motordrehzahl. Bei einem 6-Zylindermotor ist sie
dreimal so groß, usw.
Die Phase des aufgeprägten Drehmoments ist also mit der absoluten Kurbelwellen
position bzw. dem Kurbelwellenpositionssignal verknüpft. Die elektrische Maschine
12 wird durch die Steuereinrichtung 17 periodisch angesteuert. Da die Ungleichför
migkeit des Drehmoments des Verbrennungsmotors 11 bzw. das störende Drehmo
ment sinusähnlichen Charakter hat, weist die Steuerung des Gegenmoments eben
falls einen sinusförmigen Verlauf auf. Durch die feste Ankopplung des Takts bzw. der
Periode des Gegendrehmoments an eine bestimmte, absolute Kurbelwellenposition
wird ein dem Schwingmoment bzw. störenden Drehmoment entgegengesetztes
Drehmoment erzeugt, das dieses weitgehend auslöscht.
Das Gegendrehmoment bzw. sein Betrag wird je nach Anwendung bzw. je nach den
Erfordernissen des jeweiligen Antriebsstrangs und je nach verwendeter Elektroma
schine abgestimmt. Die Amplitude des Gegendrehmoments bzw. aufgeprägten
Drehmoments ist abhängig von unterschiedlichen Randbedingungen, wie z. B. aktu
elle Drehzahl, aktuelles Drehmoment bzw. Lastzustand, Temperatur und Ähnliches.
Ebenso ist die Phase des sinusförmigen Gegendrehmoments abhängig von unter
schiedlichen Randbedingungen, wie sie z. B. oben genannt sind. Um die Amplitude
und Phase des Gegendrehmoments in Abhängigkeit von den verschiedenen Para
metern zu bestimmen, werden Versuchsreihen durchgeführt, beispielsweise am
Verbrennungsmotorenprüfstand und/oder im Fahrversuch. Die ermittelten Werte
werden in Tabellen abgespeichert und sind im Betrieb verfügbar.
Die Steuereinrichtung 17 ist an die elektrische Maschine 12 gekoppelt und steuert
diese mittels geeigneter Signale so an, dass die elektrische Maschine 12 das sinus
förmige Gegendrehmoment in Abhängigkeit von der absoluten Kurbelwellenposition
erzeugt. Es erfolgt also eine sinusförmige Steuerung, die auf die absolute Kurbelwel
lenposition bezogen ist bzw. fest mit der absoluten Kurbelwellenposition verknüpft
ist. Im vorliegenden Fall erfolgt die Steuerung der elektrischen Maschine 12 über
eine Schaltung, die die Stromzufuhr von der elektrischen Maschine 12 zu einer Bat
terie 18 und umgekehrt sinusförmig bzw. periodisch steuert.
Über einen Rotor 12a und einen Stator 12b der Elektromaschine 12 wird periodisch
elektrische Energie von der Batterie 18 zur Elektromaschine 12 zugeführt oder ent
nommen. Dabei steuert die Steuereinrichtung 17 periodisch die Stromstärke und die
Richtung des Stromes und damit die jeweils notwendige Energie, um die sinusförmi
ge Ungleichförmigkeit des Antriebsmoments auszugleichen.
Zusammengefasst wird also bei dem Verfahren ständig das Auftreten einer absolu
ten Kurbelwellenposition erfasst und damit das sinusförmige Aufprägen eines Ge
gendrehmoments gesteuert, dessen Frequenz fest an die Motordrehzahl gekoppelt
ist. Dadurch wird erreicht, das im Antriebsstrang ein gleichmäßiges Drehmoment
ohne unerwünschte Schwingungen bzw. mit einer starken Reduktion derartiger Stör
schwingungen erzeugt wird.
Mit der vorliegenden Erfindung können Drehschwingungen in Antriebssystemen bzw.
Antriebssträngen aktiv gedämpft werden, wobei eine besonders wirksame und effek
tive Schwingungsdämpfung auf besonders einfache Weise erfolgt. Belastungen des
Antriebsstrangs werden reduziert, die Lebensdauer von Bauteilen wird erhöht, und
der Fahrkomfort wird gesteigert. Zusätzlich kann Gewicht eingespart werden, da kei
ne großen Massen erforderlich sind.
10
Antriebssystem
11
Verbrennungsmotor
12
Elektrische Maschine
12
a Rotor
12
b Stator
13
Getriebe
14
Kupplung
15
a Welle
15
b Welle
15
c Welle
16
Signalgeber für Kurbelwellenposition
17
Steuereinrichtung
18
Batterie
Claims (15)
1. Verfahren zur Reduktion von Schwingungen in einem Antriebssystem, bei dem
mittels einer elektrischen Maschine (12) ein Drehmoment erzeugt wird, das
entgegengesetzt zu einer auftretenden Schwankung im Antriebsmoment eines
Verbrennungsmotors (11) gerichtet ist und diesem aufgeprägt wird, dadurch
gekennzeichnet, dass das entgegengesetzt gerichtete Drehmoment in Abhän
gigkeit von einer absoluten Kurbelwellenposition des Verbrennungsmotors (11)
periodisch mit einer Frequenz aufgeprägt wird, die in einem festen Verhältnis
zur Drehzahl des Verbrennungsmotors (11) steht.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kurbelwellen
position aus einem Oberer-Totpunkt-Signal des Verbrennungsmotors ermittelt
wird (11) und/oder von einem Zündsignal abgeleitet wird.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Oberer-
Totpunkt-Signal durch einen Sensor erfasst und/oder durch eine Motorsteue
rung übertragen wird.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeich
net, dass das aufgeprägte Drehmoment einen sinusförmigen Verlauf aufweist
und durch Einprägen eines elektrischen Stromes bewirkt wird.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeich
net, dass Amplitude und/oder Phase des aufgeprägten Drehmoments in Ab
hängigkeit von Betriebsparametern und abgespeicherten Tabellenwerten ge
steuert werden.
6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeich
net, dass Amplitude und/oder Phase des aufgeprägten Drehmoments in Ab
hängigkeit von einem oder mehreren der Betriebsparameter Aktuelle Drehzahl,
Aktuelles Drehmoment, Lastzustand, Temperatur gesteuert werden.
7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeich
net, dass das Verhältnis Frequenz zu Motordrehzahl halb so groß ist wie die
Anzahl der Zylinder des Verbrennungsmotors.
8. Vorrichtung zur Reduktion von Schwingungen in einem Antriebssystem, mit
einer elektrischen Maschine (12), die an einen Verbrennungsmotor (11) gekop
pelt oder koppelbar ist, um ein Drehmoment aufzuprägen, das entgegengesetzt
zu einer auftretenden Schwankung im Antriebsmoment des Verbrennungsmo
tors (11) gerichtet ist, gekennzeichnet durch eine Steuereinrichtung (17), die so
ausgestaltet ist, dass das Drehmoment in Abhängigkeit von einer absoluten
Kurbelwellenposition des Verbrennungsmotors (11) periodisch aufgeprägt wird,
mit einer Frequenz, die in einem festen Verhältnis zur Drehzahl des Verbren
nungsmotors (11) steht.
9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das aufzuprä
gende Drehmoment einen sinusförmigen Verlauf hat.
10. Vorrichtung nach Anspruch 8 oder 9, gekennzeichnet durch einen elektroni
schen Speicher, in dem Tabellenwerte zur Bestimmung von Amplitude
und/oder Phase des aufzuprägenden Drehmoments in Abhängigkeit von Be
triebsparametern abgelegt sind.
11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 10, gekennzeichnet durch einen
Sensor zur Ermittlung der absoluten Kurbelwellenposition.
12. Steuereinrichtung für ein Antriebssystem, die an eine elektrische Maschine
(12) koppelbar oder gekoppelt ist, um ein Drehmomentsignal zu erzeugen,
das einer Ungleichförmigkeit im Antriebsmoment eines Verbrennungsmotors
(11) entgegenwirkt, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung (17)
so ausgestaltet ist, dass das Drehmoment in Abhängigkeit von einer absolu
ten Kurbelwellenposition (11) periodisch aufgeprägt wird, mit einer Frequenz,
die in einem festen Verhältnis zur Drehzahl des Verbrennungsmotors (11)
steht.
13. Steuereinrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass das auf
zuprägende Drehmoment einen sinusförmigen Verlauf hat.
14. Steuereinrichtung nach Anspruch 12 oder 13, gekennzeichnet durch einen
elektronischen Speicher, in dem Tabellenwerte zur Bestimmung von Amplitu
de und/oder Phase des aufzuprägenden Drehmoments in Abhängigkeit von
Betriebsparametern abgelegt sind.
15. Steuereinrichtung nach einem der Ansprüche 12 bis 14, mit einem Prozessor
zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 7.
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Date | Code | Title | Description |
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OP8 | Request for examination as to paragraph 44 patent law | ||
8127 | New person/name/address of the applicant |
Owner name: ZF SACHS AG, 97424 SCHWEINFURT, DE |
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8364 | No opposition during term of opposition | ||
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Effective date: 20120301 |