DE10038281B4 - Verfahren und Vorrichtung zur Reduktion von Schwingungen in einem Antriebssystem - Google Patents

Verfahren und Vorrichtung zur Reduktion von Schwingungen in einem Antriebssystem Download PDF

Info

Publication number
DE10038281B4
DE10038281B4 DE2000138281 DE10038281A DE10038281B4 DE 10038281 B4 DE10038281 B4 DE 10038281B4 DE 2000138281 DE2000138281 DE 2000138281 DE 10038281 A DE10038281 A DE 10038281A DE 10038281 B4 DE10038281 B4 DE 10038281B4
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
torque
internal combustion
combustion engine
impressed
drive
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
DE2000138281
Other languages
English (en)
Other versions
DE10038281A1 (de
Inventor
Manfred Dipl.-Ing. Röder
Detlef Dipl.-Ing. Ebert
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
ZF Friedrichshafen AG
Original Assignee
ZF Sachs AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by ZF Sachs AG filed Critical ZF Sachs AG
Priority to DE2000138281 priority Critical patent/DE10038281B4/de
Publication of DE10038281A1 publication Critical patent/DE10038281A1/de
Application granted granted Critical
Publication of DE10038281B4 publication Critical patent/DE10038281B4/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16FSPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
    • F16F15/00Suppression of vibrations in systems; Means or arrangements for avoiding or reducing out-of-balance forces, e.g. due to motion
    • F16F15/10Suppression of vibrations in rotating systems by making use of members moving with the system
    • F16F15/18Suppression of vibrations in rotating systems by making use of members moving with the system using electric, magnetic or electromagnetic means

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Acoustics & Sound (AREA)
  • Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Hybrid Electric Vehicles (AREA)
  • Control Of Vehicle Engines Or Engines For Specific Uses (AREA)
  • Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)

Abstract

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, wobei das entgegengesetzt gerichtete Drehmoment in Abhängigkeit von einer absoluten Kurbelwellenposition des Verbrennungsmotors (11) periodisch mit einer Frequenz aufgeprägt wird, die in einem festen Verhältnis zur Drehzahl des Verbrennungsmotors (11) steht, dadurch gekennzeichnet, dass die Kurbelwellenposition aus einem Oberer-Totpunkt-Signal des Verbrennungsmotors (11) ermittelt wird und/oder von einem Zündsignal abgeleitet wird.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Reduktion von Schwingungen in einem Antriebssystem gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 1 und eine Vorrichtung zur Reduktion von Schwingungen in einem Antriebssystem gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 6.
  • 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 Torsionsschwingungen verursacht. So wird z. B. bei Hubkolben-Brennkraftmaschinen die im Arbeitszylinder bei der Verbrennung frei werdende Energie in eine Hubbewegung eines Kolbens umgewandelt und diese wird wiederum über ein Getriebe in Rotationsenergie gewandelt. Diese Rotationsenergie steht an der Antriebsseite der Brennkraftmaschine als Produkt von Drehzahl und Drehmoment zur Verfügung. Bei der zyklischen Arbeitsweise von derartigen Brennkraftmaschinen entstehen oftmals ungleichförmige Gaskräfte, die Ungleichförmigkeiten des Drehmoments im Betrieb hervorrufen, 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 Ungleichförmigkeiten 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 herabsetzen.
  • Die Ungleichförmigkeiten bzw. Schwingungen verursachen Torsionsschwingungen in Antriebssträngen bzw. Antriebssystemen. Diese haben eine besonders starke Wirkung, 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. Beispielsweise wird versucht, durch Kupplungs-Torsionsdämpfer oder durch ein Zweimassenschwungrad die Schwingungen zu reduzieren. Eine weitere bekannte Möglichkeit besteht darin, an Antriebswellen Tilger vorzusehen, oder an einer Kardanwelle Gummi- oder Federdämpfungen bzw. Dämpferscheiben anzubringen.
  • All diese Elemente bedürfen einer sehr sorgfältigen Abstimmung auf einen gegebenen 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 Torsionsschwingung 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 mechanisch mit der Hubkolben-Brennkraftmaschine verbunden ist. Bei einem periodischen 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 Antriebsmoment 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.
  • In der DE 32 30 607 A1 wird ein weiteres Verfahren zur Verringerung einer von einer Verbrennungskraftmaschine hervorgerufenen Drehungleichförmigkeit beschrieben, wobei der Ausgangsstrom einer Fahrzeug-Lichtmaschine kurbelwinkelabhängig so geregelt wird, dass die Lichtmaschine eine dem Ungleichförmigkeitsgrad entgegenwirkende kurbelwinkelabhängige Belastung der Brennkraftmaschine darstellt.
  • Das Verfahren sieht dabei vor, auf der Basis von Drehzahlmesswerten eines Drehzahlsensors den Drehmomentverlauf der Kurbelwelle der Verbrennungskraftmaschine laufend, d.h. über eine volle Umdrehung zu analysieren und in Echtzeit ein dazu korrespondierendes Kompensationsdrehmoment zu berechnen, welches durch die Lichtmaschine der Antriebswelle der Verbrennungskraftmaschine aufgeprägt wird.
  • Auch bei diesem Verfahren ist eine aufwändige und kostenintensive, äußerst schnelle Sensorik und eine ebensolche Auswerteschaltung erforderlich.
  • Die gegenüber der vorliegenden Patentanmeldung nachveröffentlichte DE 199 13 015 A1 offenbart ein noch weiteres Verfahren und eine Vorrichtung zur Verringerung von Drehungleichförmigkeiten eines Verbrennungsmotors in einem Fahrzeugantriebsstrang mittels einer gleichfalls in dem Antriebsstrang angeordneten elektrischen Maschine, welche ein Gegenmoment auf der Basis von aktuellen Betriebparametern des Verbrennungsmotors erzeugt. Zusätzlich zu der Amplitude und Frequenz des in den Stator der elektrischen Maschine eingeprägten Stroms kann dabei auch die Phasenlage des Stroms bezüglich einer Drehlage der Antriebswelle, d.h. der Kurbelwelle des Verbrennungsmotors, aus einem gespeicherten Kennfeld abgerufen werden, so dass auf einer von einem Sensor erfassten Drehlage eine zeitliche Zuordnung zwischen dem über die Statorwicklungen fließenden Strom und der zu erwartenden oder auftretenden Schwingungsanregung erfolgen kann.
  • Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zur Reduzierung von Schwingungen in einem Antriebssystem anzugeben, das einen geringeren Aufwand erfordert und mit einfachen Mitteln und somit kostengünstig durchführbar ist, wobei dennoch eine wirksame bzw. annähernd vollständige Reduktion der Drehschwingungen erzielt werden kann. Weiterhin soll eine Vorrichtung und eine Steuereinheit 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 und die Vorrichtung zur Reduktion von Schwingungen gemäß Patentanspruch 7. Weitere vorteilhafte Merkmale, Aspekte und Details der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen, der Beschreibung und der Zeichnung.
  • Vorteile und Merkmale, die im folgenden mit Bezug auf das Verfahren beschrieben sind, gelten auch für die Vorrichtung. Ebenso gelten Vorteile und Merkmale, die mit Bezug auf die Vorrichtung beschrieben 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 entgegengesetzte Drehmoment dem Antriebsmoment bzw. Drehmoment des Verbrennungsmotors aufgeprägt wird, und wobei das entgegengesetzt gerichtete Drehmoment in Abhängigkeit von einer absoluten Kurbelwellenposition des Verbrennungsmotors periodisch mit einer Frequenz aufgeprägt wird, die in einem festen Verhältnis zur Drehzahl des Verbrennungsmotors steht. Die Kurbelwellenposition wird dabei aus einem Oberer-Totpunkt-Signal des Verbrennungsmotors ermittelt und/oder von einem Zündsignal abgeleitet. Dadurch kann die absolute Kurbelwellenposition auf einfache Weise ermittelt bzw. ein Kurbelwellenpositionssignal bereitgestellt werden, das in vielen Fällen ohnehin bereits im System verfügbar ist.
  • Dadurch kann auf besonders einfache Weise eine sehr wirksame Reduktion der störenden 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 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 berücksichtigt, der durch den sinusförmigen Verlauf des Gegendrehmoments bzw. aufgeprägten Moments besonders gut ausgeglichen bzw. in seiner Amplitude fast vollständig 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 Abhängigkeit von Betriebsparametern und abgespeicherten Tabellenwerten gesteuert werden. Insbesondere können Amplitude und/oder Phase des aufgeprägten Drehmoments in Abhängigkeit von einem oder mehreren der Betriebsparameter „Aktuelle Drehzahl, Aktuelles Drehmoment, Lastzustand, Temperatur" gesteuert werden. Diese 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 angewendet, 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 Maschine, die an einen Verbrennungsmotor gekoppelt oder koppelbar ist um ein Drehmoment 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 aufgeprägt wird, mit einer Frequenz, die in einem festen Verhältnis zur Drehzahl des Verbrennungsmotors steht und wobei die Kurbelwellenposition aus einem Oberer-Totpunkt-Signal des Verbrennungsmotors ermittelt wird und/oder von einem Zündsignal abgeleitet wird. 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 erfindungsgemäße Verfahren mit seinen Vorteilen durchzuführen.
  • Bevorzugt hat das aufzuprägende Drehmoment einen sinusförmigen Verlauf. Weiterhin 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 verursacht nur geringe Kosten, wobei dennoch eine optimale Reduktion der Schwingungen, je nach den aktuell vorliegenden Betriebsparametern, erfolgt.
  • Durch die Erfindung wird erreicht, dass Dreh- bzw. Torsionsschwingungen wirksam verhindert bzw. reduziert werden, wodurch sich die Lebensdauer aller Antriebsstrangkomponenten erhöht. Durch die Erfindung können weichere Motorlager reali siert werden, was den Geräuschkomfort erheblich erhöht. Torsionsdämpfer herkömmlicher Bauart können unter Umständen entfallen. Die spezifischen Belastungen des Antriebsstranges werden verringert und es werden unerwünschte Schwingungen verhindert.
  • Die Erfindung ermöglicht eine besonders kosterngüstige Dämpfung bzw. Verhinderung von Drehschwingungen. Beispielsweise kann durch geeignete Softwaremaßnahnien eine aktive, erfindungsgemäße Bekämpfung der auftretenden Torsionsschwingungen erfolgen. Auch können zumindest teilweise bereits vorhandene Komponenten oder Maschinen ohne hohen Kosten zur erfindungsgemäßen Drehschwingungsdämpfung verwendet werden.
  • Es kann dabei eine elektrische Maschine verwendet werden, die z. B in einem parallelen 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 angekoppelt ist und ein weiterer Leistungsfluss elektrisch zum Elektroantrieb erfolgt.
  • Es ist aber auch möglich, die elektrische Maschine zusätzlich zu installieren, beispielsweise 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
  • 1 einen Antrieb, der gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ausgestaltet ist, mit einem Verbrennungsmotor und einer Elektromaschine.
  • 1 zeigt in stark schematisierter Darstellung einen Antrieb 10 mit einem Verbrennungsmotor 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 dergleichen bei einem Verbrennungsmotor-Antrieb, oder ein Elektromotor, beispielsweise bei einem Hybridantrieb.
  • Ein Signalgeber 16 zur Erzeugung eines Kurbelwellenpositionssignals des Verbrennungsmotors 11 ist an eine Steuereinrichtung 17 gekoppelt. Das Kurbelwellenpositionssignal 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 Sensor oder durch die Motorsteuerung ermittelt bzw. übertragen wird.
  • Die Steuereinrichtung 17 umfasst einen Prozessor bzw. Mikroprozessor, der in Abhängigkeit von der absoluten Kurbelwellenposition das Aufprägen eines sinusförmigen 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 beispielsweise 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 Kurbelwellenposition bzw. dem Kurbelwellenpositionssignal verknüpft. Die elektrische Maschine 12 wird durch die Steuereinrichtung 17 periodisch angesteuert. Da die Ungleichförmigkeit des Drehmoments des Verbrennungsmotors 11 bzw. das störende Drehmoment sinusähnlichen Charakter hat, weist die Steuerung des Gegenmoments ebenfalls 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 Elektromaschine abgestimmt. Die Amplitude des Gegendrehmoments bzw. aufgeprägten Drehmoments ist abhängig von unterschiedlichen Randbedingungen, wie z.B. aktuelle Drehzahl, aktuelles Drehmoment bzw. Lastzustand, Temperatur und Ähnliches. Ebenso ist die Phase des sinusförmigen Gegendrehmoments abhängig von unterschiedlichen Randbedingungen, wie sie z.B. oben genannt sind. Um die Amplitude und Phase des Gegendrehmoments in Abhängigkeit von den verschiedenen Parametern 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 sinusförmige Gegendrehmoment in Abhängigkeit von der absoluten Kurbelwellenposition erzeugt. Es erfolgt also eine sinusförmige Steuerung, die auf die absolute Kurbelwellenposition 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 Batterie 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 entnommen. Dabei steuert die Steuereinrichtung 17 periodisch die Stromstärke und die Richtung des Stromes und damit die jeweils notwendige Energie, um die sinusförmige Ungleichförmigkeit des Antriebsmoments auszugleichen.
  • Zusammengefasst wird also bei dem Verfahren ständig das Auftreten einer absoluten Kurbelwellenposition erfasst und damit das sinusförmige Aufprägen eines Gegendrehmoments gesteuert, dessen Frequenz fest an die Motordrehzahl gekoppelt ist. Dadurch wird erreicht, das im Antriebsstrang ein gleichmaßiges Drehmoment ohne unerwünschte Schwingungen bzw. mit einer starken Reduktion derartiger Störschwingungen erzeugt wird.
  • Mit der vorliegenden Erfindung können Drehschwingungen in Antriebssystemen bzw. Antriebssträngen aktiv gedämpft werden, wobei eine besonders wirksame und effektive 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 keine großen Massen erforderlich sind.
  • 10
    Antriebssystem
    11
    Verbrennungsmotor
    12
    Elektrische Maschine
    12a
    Rotor
    12b
    Stator
    13
    Getriebe
    14
    Kupplung
    15a
    Welle
    15b
    Welle
    15c
    Welle
    16
    Signalgeber für Kurbelwellenposition
    17
    Steuereinrichtung
    18
    Batterie

Claims (8)

  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, wobei das entgegengesetzt gerichtete Drehmoment in Abhängigkeit von einer absoluten Kurbelwellenposition des Verbrennungsmotors (11) periodisch mit einer Frequenz aufgeprägt wird, die in einem festen Verhältnis zur Drehzahl des Verbrennungsmotors (11) steht, dadurch gekennzeichnet, dass die Kurbelwellenposition aus einem Oberer-Totpunkt-Signal des Verbrennungsmotors (11) ermittelt wird und/oder von einem Zündsignal abgeleitet wird.
  2. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das aufgeprägte Drehmoment einen sinusförmigen Verlauf aufweist und durch Einprägen eines elektrischen Stromes bewirkt wird.
  3. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Amplitude und/oder Phase des aufgeprägten Drehmoments in Abhängigkeit von Betriebsparametern und abgespeicherten Tabellenwerten gesteuert werden.
  4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Amplitude und/oder Phase des aufgeprägten Drehmoments in Abhängigkeit von einem oder mehreren der Betriebsparameter Aktuelle Drehzahl, Aktuelles Drehmoment, Lastzustand, Temperatur gesteuert werden.
  5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Verhältnis Frequenz zu Motordrehzahl halb so groß ist wie die Anzahl der Zylinder des Verbrennungsmotors.
  6. Vorrichtung zur Reduktion von Schwingungen in einem Antriebssystem, mit einer elektrischen Maschine (12), die an einen Verbrennungsmotor (11) gekoppelt oder koppelbar ist, um ein Drehmoment aufzuprägen, das entgegengesetzt zu einer auftretenden Schwankung im Antriebsmoment des Verbrennungsmotors (11) gerichtet ist, und mit einer 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 Verbrennungsmotors (11) steht, dadurch gekennzeichnet, dass die Kurbelwellenposition aus einem Oberer-Totpunkt-Signal des Verbrennungsmotors (11) ermittelt wird und/oder von einem Zündsignal abgeleitet wird.
  7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das aufzuprägende Drehmoment einen sinusförmigen Verlauf hat.
  8. Vorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, gekennzeichnet durch einen elektronischen Speicher, in dem Tabellenwerte zur Bestimmung von Amplitude und/oder Phase des aufzuprägenden Drehmoments in Abhängigkeit von Betriebsparametern abgelegt sind.
DE2000138281 2000-08-04 2000-08-04 Verfahren und Vorrichtung zur Reduktion von Schwingungen in einem Antriebssystem Expired - Fee Related DE10038281B4 (de)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE2000138281 DE10038281B4 (de) 2000-08-04 2000-08-04 Verfahren und Vorrichtung zur Reduktion von Schwingungen in einem Antriebssystem

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE2000138281 DE10038281B4 (de) 2000-08-04 2000-08-04 Verfahren und Vorrichtung zur Reduktion von Schwingungen in einem Antriebssystem

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE10038281A1 DE10038281A1 (de) 2002-02-14
DE10038281B4 true DE10038281B4 (de) 2006-08-17

Family

ID=7651444

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE2000138281 Expired - Fee Related DE10038281B4 (de) 2000-08-04 2000-08-04 Verfahren und Vorrichtung zur Reduktion von Schwingungen in einem Antriebssystem

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE10038281B4 (de)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102008018052A1 (de) * 2008-04-09 2009-10-15 Volkswagen Ag Verfahren und Vorrichtung zur Reduzierung eines Wechselmoments eines Antriebsstrangs eines Fahrzeugs und entsprechend ausgestaltetes Fahrzeug

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10223426A1 (de) * 2002-05-25 2003-12-04 Bayerische Motoren Werke Ag Verfahren zur Bedämpfung von Drehmomentschwankungen im Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs
DE102017218686A1 (de) * 2017-10-19 2019-04-25 Zf Friedrichshafen Ag Dämpfungsanordnung zum Dämpfen von Drehungleichförmigkeiten in einem Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs
CN109683639B (zh) * 2018-12-06 2021-08-10 中国电子工程设计院有限公司 一种主动隔振的控制方法及装置

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3230607A1 (de) * 1982-08-18 1984-02-23 Volkswagenwerk Ag Antriebsanordnung mit einer brennkraftmaschine, die ein einen ungleichfoermigkeitsgrad aufweisendes drehmoment abgibt
DE4015701A1 (de) * 1989-05-26 1990-11-29 Volkswagen Ag Antriebssystem fuer ein fahrzeug
DE19913015A1 (de) * 1999-03-23 2000-09-28 Mannesmann Sachs Ag Schwingungsdämpfungssystem

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3230607A1 (de) * 1982-08-18 1984-02-23 Volkswagenwerk Ag Antriebsanordnung mit einer brennkraftmaschine, die ein einen ungleichfoermigkeitsgrad aufweisendes drehmoment abgibt
DE4015701A1 (de) * 1989-05-26 1990-11-29 Volkswagen Ag Antriebssystem fuer ein fahrzeug
DE19913015A1 (de) * 1999-03-23 2000-09-28 Mannesmann Sachs Ag Schwingungsdämpfungssystem

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102008018052A1 (de) * 2008-04-09 2009-10-15 Volkswagen Ag Verfahren und Vorrichtung zur Reduzierung eines Wechselmoments eines Antriebsstrangs eines Fahrzeugs und entsprechend ausgestaltetes Fahrzeug
DE102008018052B4 (de) 2008-04-09 2022-09-22 Volkswagen Ag Verfahren und Vorrichtung zur Reduzierung eines Wechselmoments eines Antriebsstrangs eines Fahrzeugs und entsprechend ausgestaltetes Fahrzeug

Also Published As

Publication number Publication date
DE10038281A1 (de) 2002-02-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE68918320T2 (de) Einrichtung zur Glättung des Momentes bei Brennkraftmaschinen.
DE4027664C2 (de)
DE102004032173B4 (de) Verfahren zum Betreiben eines Hybrid-Kraftfahrzeuges
EP2726353B1 (de) Hybridischer antriebsstrang mit aktiver drehschwingungsdämpfung und verfahren zur durchführung der aktiven drehschwingungsdämpfung
EP0847486B1 (de) Antriebssystem, insbesondere für ein kraftfahrzeug
DE19709134C2 (de) Antriebssystem, insbesondere für ein Kraftfahrzeug und Verfahren zur Steuerung der Leerlaufdrehzahl eines Verbrennungsmotors
DE69822418T2 (de) Kraftstoffeinspritz-Regelvorrichtung für eine Brennkraftmaschine
DE102008021426A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Steuern des Maschinenneustarts für ein Hybridantriebsstrangsystem
EP2609411B1 (de) Verfahren zum detektieren von fehlzündungen in verbrennungsmotoren und detektierungsvorrichtung
DE60110528T2 (de) Gerät und Methode zur Unterdrückung der Erschütterungen, die durch den Start eines Innenverbrennungsmotors verursacht wurden
DE102008054704A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Betreiben eines Hybridfahrzeuges
DE102008050287A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Steuerung einer Brennkraftmaschine
DE102004039756A1 (de) Verfahren zum Betreiben eines Antriebssystems, sowie Computerprogramm, elektrisches Speichermedium, Steuer- und Regeleinrichtung und Brennkraftmaschine
DE102015013541B4 (de) Verfahren zum Betrieb einer Elektromaschine
DE69017369T2 (de) Prüfgerät für motorbetriebene Fahrzeugkomponente mit der Möglichkeit der genauen Simulation des Motorübergangszustandes.
DE10038281B4 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Reduktion von Schwingungen in einem Antriebssystem
EP1365170A1 (de) Verfahren zur Bedämpfung von Drehmomentschwankungen im Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs
DE10005178A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Dämpfung von Drehschwingungen in einem Antriebssystem, sowie Steuereinrichtung und Antriebssystem
DE102013100964B4 (de) Verfahren zum aktiven Dämpfen von Drehschwingungen einer Welle einer Maschine, insbesondere einer Kurbelwelle einer Hubkolbenmaschine,
DE10063457A1 (de) Verfahren zur Erkennung von Verbrennungsaussetzern
EP1128044A2 (de) Fahrzeug-Antriebssystem und Verfahren zum Betrieben eines Fahrzeug-Antriebssystems
WO2015128078A1 (de) Verfahren zum betreiben eines antriebsstrangs für ein kraftfahrzeug, antriebsstrang und kraftfahrzeug
DE102007043736A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Betreiben eines einen Verbrennungsmotor und einen Elektromotor umfassenden Antriebsstranges eines Kraftfahrzeugs
DE102009001128A1 (de) Verfahren zur Drehmomentbestimmung einer Brennkraftmaschine
DE102004002456B4 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Motorsteuerung in einer Verbrennungskraftmaschine sowie Sensorelement

Legal Events

Date Code Title Description
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

8364 No opposition during term of opposition
R119 Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee

Effective date: 20120301