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Stand der Technik
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Die
Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Betreiben
eines Fahrzeuges, wobei eine Drehzahlinformation einer ersten, sich
drehenden Antriebsstrangkomponente eines Fahrzeuges, in Abhängigkeit
wenigstens einer weiteren Drehzahlinformation einer zweiten, sich
drehenden Antriebsstrangkomponente, ermittelt wird.
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Viele
Funktionen und Anwendungen für den Betrieb von Kraftfahrzeugsystemen
benötigen die aktuellen Raddrehzahlen als Information (z.
B. Berechnung der Fahrzeuggeschwindigkeit, Grundlage für Regelsysteme
wie z. B. ABS und/oder ESP, usw.). Zu diesem Zweck werden Raddrehzahlsensoren
eingesetzt, die beispielweise über magnetische Codierscheiben
und Hallsensoren funktionieren. Diese sind im Kraftfahrzeugbereich
Standardkomponenten und werden je nach zu realisierendem System
und dem jeweiligen Systemkonzept an zwei bis vier der Fahrzeugräder
angebracht, vgl.
7 bis
9. Wichtige Größen
der Raddrehzahlsensorik für die Funktionalität
der Systeme sind z. B. die Raddrehzahl, die Drehrichtung des Rades
und/oder die Verzögerung/Beschleunigung des Rades. Fahrzeuge
mit elektrischen Antriebssystemen kommen zunehmend auf den Markt.
Dabei finden beispielsweise eine oder mehrere Antriebsaggregate,
insbesondere elektrische Maschinen, Hydraulikmotoren und/oder Brennkraftmaschinen,
in unterschiedlichen Anordnungen Anwendung. Die in den
3 bis
6 abgebildeten
und beschriebenen Antriebskonzepte stellen nur einen Auszug der
möglichen Konzepte dar. Das bedeutet, dass die einzelnen
dargestellten Komponenten des Antriebsstranges (Räder des
Fahrzeuges, Antriebsaggregate, Getriebe und/oder Differenziale)
beliebig kombiniert werden können, um mindestens ein Rad eines
Fahrzeuges anzutreiben. So sind zum Beispiel auch die dargestellten
Antriebskonzepte in
3 bis
5 auch als
Frontantrieb umsetzbar. Aufgrund der Eigenschaften der elektrischen
Maschinen werden diese direkt oder oftmals mit einer festen Getriebeübersetzung
mit den Rädern verbunden. Bei bekannter Getriebeübersetzung
ist somit bei bekannter Drehzahl der Maschine auch die Raddrehzahl
des angeschlossenen Rades oder umgekehrt bekannt. Elektrische Maschinen
kommen zunehmend im Antriebsstrang von Fahrzeugen zum Einsatz. Typische Antriebskonzepte
sind dabei z. B. Fahrzeuge mit Radnabenantrieb (z. B. zwei oder
vier angetriebene Räder, vgl. auch
3), Fahrzeuge
mit Einzelradantrieb (z. B. zwei oder vier angetriebene Räder,
vgl. auch
4), Fahrzeuge mit Zentralantrieben
(z. B. mit/ohne Getriebe, ein oder zwei Zentralantriebe, vgl. auch
5/
6)
und/oder Fahrzeuge mit einer Kombination aus Zentralantrieb (z.
B. mit/ohne Getriebe) und/oder Radnabenantrieb/Einzelradantrieb. Zur
Regelung der elektrischen Maschinen (z. B. permanentmagneterregte
Synchronmaschinen) benötigt die Ansteuerelektronik und/oder
der Inverter in der Regel die Winkel- und Geschwindigkeitsinformationen
des Rotors der Maschine in hoher Genauigkeit. Zu diesem Zweck wird
in den Maschinen eine entsprechende Sensorik eingebaut (z. B. ein
Winkelsensor und/oder Geschwindigkeitssensor). Die Sensorik mit
der geforderten Güte ist teuer. Deshalb werden Lösungen
gesucht, um eine aufwendige Sensorik durch eine einfache und damit
kostengünstige zu ersetzen und/oder eine Regelung ohne
Winkelsensor und/oder Geschwindigkeitssensor zu integrieren. Aus
der
DE 40 11 291 ist
ein Fahrzeug mit mindestens zwei Antriebselektromotoren bekannt,
welche über eine Motorsteuerung angesteuert werden, wobei
die Motorsteuerung die momentane elektrische Ist-Leistung und/oder
die momentane Ist-Drehzahl der beiden Elektromotoren zur Vorgabe
der momentanen Soll-Leistung und/oder der momentanen Soll-Drehzahl,
berücksichtigt.
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Offenbarung der Erfindung
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Das
erfindungsgemäße Verfahren zur Ermittlung einer
Drehzahlinformation und/oder einer Winkelinformation einer ersten,
sich drehenden Antriebsstrangkomponente eines Fahrzeuges, ermittelt
die Drehzahlinformation und/oder die Winkelinformation in Abhängigkeit
wenigstens einer weiteren Drehzahlinformation und/oder Winkelinformation,
wobei die weitere Drehzahlinformation und/oder Winkelinformation
die Drehzahl und/oder die Winkellage wenigstens einer zweiten sich
drehenden Antriebsstrangkomponente repräsentiert und die
zweite sich drehende Antriebsstrangkomponente mechanisch mit der
ersten sich drehenden Antriebsstrangkomponente gekoppelt ist. Technischer
Hintergrund des Verfahrens ist, dass in dem Fahrzeug nicht alle
Drehzahlen und/oder Winkelinformation der unterschiedlichen Antriebsstrangkomponenten
mit einem jeweiligen Sensor ermittelt werden, sondern dass die Drehzahlinformation
und/oder Winkelinformation, aufgrund einer mechanischen Kopplung
mit einer weiteren Drehzahlinformation und/oder Winkelinformation,
aus dieser weiteren Drehzahlinformation und/oder Winkelinformation
ermittelt wird. Vorteilhaft werden so erfindungsgemäß notwendige
Raddrehzahlinformationen bereitgestellt ohne, bzw. mit einer reduzierten
Anzahl an Sensoren zur Ermittlung der Drehzahl oder der Winkellage
von Antriebsstrangkomponenten. Vorteilhaft können so vorhandene
Regelgrößen der elektrischen Maschine, beispielsweise
zur Generierung der notwendigen Signale für Fahrzeugsysteme
(z. B. ABS, ESP und/oder Reifenpannenanzeige etc.) verwendet werden.
Somit wird die Anzahl der Raddrehzahlsensoren eines Fahrzeuges reduziert.
Die dabei erzielte Signalauflösung/Genauigkeit ist vergleichbar mit
den Signalen von Raddrehzahlsensoren. Umgekehrt könnten
die durch die vorhandenen Raddrehzahlsensoren generierten Informationen
zur optimierten Regelung der jeweils mit dem Rad gekoppelten elektrischen
Maschine eingesetzt werden. Gestützt durch diese Informationen
kann die bislang in der elektrischen Maschine eingesetzte Sensorik
vereinfacht oder sogar komplett ersetzt werden. Außerdem kann
die Güte und Robustheit von einer sensorreduzierten oder
einer Regelung ohne Winkelsensor und/oder Geschwindigkeitssensor
durch die Raddrehzahlsensorinformation verbessert werden. Durch
Verwendung einer geringeren Anzahl an Einzelkomponenten steigt die
Verfügbarkeit des gesamten Fahrzeugsystems.
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Eine
Weiterbildung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass die
weitere Drehzahlinformation der wenigstens einen zweiten sich drehenden
Antriebsstrangkomponente mittels Sensoren ermittelt wird. Technischer
Hintergrund dieser Weiterbildung ist, dass die weitere Drehzahlinformation
der wenigstens einen zweiten sich drehenden Antriebsstrangkomponente
mittels eines Drehzahlsensors erfasst wird. Dieser Drehzahlsensor
erfasst die Drehzahl einer sich drehenden Antriebsstrangkomponente,
z. B. eines Rades, einer Antriebswelle und/oder des Rotors einer
elektrischen Maschine, einer Antriebswelle eines Hydraulikmotors
und/oder einer Kurbelwelle einer Brennkraftmaschine. Vorteilhaft
wird somit mittels eines Sensors die Drehzahlinformation einer Antriebsstrangkomponente
ermittelt und mittels des Verfahrens die Drehzahl einer anderen
Antriebsstrangkomponente in Abhängigkeit der Art und Weise der
mechanischen Kopplung ermittelt.
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Eine
Weiterbildung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass die
weitere Drehzahlinformation der wenigstens einen zweiten sich drehenden
Antriebsstrangkomponente mittels Ersatzparameter mindestens eines
Antriebsaggregates ermittelt wird. Als Antriebsaggregate werden
beispielsweise elektrische Maschinen, Hydraulikmotoren und/oder
Brennkraftmaschinen eingesetzt. Technischer Hintergrund dieser Weiterbildung
ist, dass die benötigten Größen (z. B.
Winkellage, Winkelgeschwindigkeiten und/oder Drehzahl) aus Ersatzgrößen
gewonnen werden. Als Ersatzgrößen werden hierzu
insbesondere der aktuell anliegende elektrische Strom und/oder die
elektrische Spannung an der elektrischen Maschine, und/oder der
anliegende Druck und/oder die Geschwindigkeit des Hydraulikmediums
des Hydraulikmotors und/oder Parameter einer Brennkraftmaschine,
verwendet. Vorteilhaft wird somit die Drehzahlinformation einer
zweiten sich drehenden Antriebsstrangkomponente ermittelt, ohne
dass ein Sensor vorhanden ist, der explizit diese Drehzahlinformation erfasst.
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Eine
Weiterbildung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass die
mechanische Kopplung zwischen der ersten und wenigstens einer zweiten Antriebsstrangkomponente
wenigstens ein Getriebe und/oder ein Differenzial umfasst. Technischer
Hintergrund dieser Weiterbildung ist, dass die Art der mechanischen
Kopplung zwischen der ersten und der wenigstens zweiten Antriebsstrangkomponente bei
der Ermittlung der Drehzahlinformationen der ersten sich drehenden
Antriebsstrangkomponente berücksichtigt wird. Dabei ist
für die Ermittlung der Drehzahlinformation, bei Vorliegen
eines Getriebes zwischen den beiden Antriebsstrangkomponenten, die
aktuelle Getriebeübersetzung zu berücksichtigen. Wenn
die beiden Antriebsstrangkomponenten mit einem Differential gekoppelt
sind, so ist das Übertragungsverhalten des Differenzials
zu berücksichtigen. Mittels eines Differenzials werden
3 sich drehende Antriebsstrangkomponenten miteinander gekoppelt, welche
alle eine unterschiedliche Drehzahl aufweisen kön nen. Sind
jedoch zwei Drehzahlen bekannt, kann aufgrund der Zahnradübersetzungsverhältnisse auf
die dritte Drehzahl geschlossen werden. Vorteil dieser Weiterbildung
ist, dass die mechanische Kopplung bei der Ermittlung einer Drehzahlinformation
berücksichtigt wird und somit aus zwei Drehzahlinformationen
eine dritte ermittelt wird.
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Eine
Weiterbildung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass bei
zusätzlicher Ermittlung einer Drehzahlinformation der ersten
sich drehenden Antriebsstrangkomponente mittels eines Sensors und/oder
mittels Ersatzgrößen einer Maschine, die Drehzahlinformation
der ersten sich drehenden Antriebsstrangkomponente plausibilisiert
wird. Technischer Hintergrund dieser Weiterbildung ist, dass die Drehzahlinformation
der ersten sich drehenden Antriebsstrangkomponente auf mindestens
zwei unterschiedliche Weisen ermittelt wird und somit eine Plausibilisierung
der Drehzahlinformation ermöglicht wird. Werden dabei gleichzeitig
zwei unterschiedliche Drehzahlinformationen ermittelt, so muss das
eine Drehzahlinformationssignal fehlerhaft sein. Vorteil dieser
Ausgestaltung ist, dass bei einem solchen vorliegenden Fehler ein
entsprechender Notlauf eingeleitet wird. Alternativ wird, wenn festgestellt
werden kann, welcher Sensor defekt ist, der normale Betrieb im Wesentlichen
aufrecht erhalten und nur das nicht defekte Sensorsignal, bis zur
Behebung des Defekts, verwendet.
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Eine
Weiterbildung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass die
Drehzahlinformation und/oder die Winkellage des Rotors einer elektrischen
Maschine in Abhängigkeit der Drehzahl und/oder der Winkellage
wenigstens eines Antriebsrades ermittelt wird, wobei die Drehzahlinformation und/oder
die Winkellage des Rotors in Abhängigkeit der mechanischen
Kopplung des Antriebsrades und der elektrischen Maschine ermittelt
wird, oder umgekehrt. Technischer Hintergrund dieser Weiterbildung ist,
dass die elektrische Maschine selbst nicht mit einem Sensor zur
Ermittlung der Drehzahlinformationen der Rotorwelle ausgestattet
ist, sondern dass die Drehzahlinformationen die an einem Antriebsrad
mittels eines Sensors ermittelt wird, zur Regelung der elektrischen
Maschine verwendet wird. Dabei wird aus der Drehzahlinformation
des Antriebsrades in Abhängigkeit der mechanischen Kopplung
zwischen dem Antriebsrad und der elektrischen Maschine auf die aktuelle
Drehzahlinformation der elektrischen Maschine geschlossen. Vorteilhaft
wird somit eine Regelung der elektrischen Maschine ermöglicht, ohne
dass ein Sensor zur Erfassung der Drehzahlinformation an der elektrischen
Maschine vorgesehen ist. Insbesondere durch initiale Bestimmung
der Anfangsposition oder der Winkellage des Rotors der elektrischen
Maschine, beispielsweise mittels Testströmen, wird unter
Berücksichtigung der Winkelinkremente des Raddrehzahlsensors
und der mechanischen Kopplung auf die Winkellage des Rotors der elektrischen
Maschine im Betrieb geschlossen. Somit wird ein Betrieb ohne Winkelsensor
ermöglicht.
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Eine
Weiterbildung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass die
Drehzahlinformation in Abhängigkeit wenigstens zweier weiteren
Drehzahlinformationen ermittelt wird, wobei die weiteren Drehzahlinformationen
die Drehzahlen wenigstens einer zweiten und einer dritten sich drehenden
Antriebsstrangkomponente repräsentieren und die zweite und
dritte sich drehende Antriebsstrangkomponente mechanisch mit der
ersten sich drehenden Antriebsstrangkomponente gekoppelt sind. Technischer
Hintergrund dieser Weiterbildung der Erfindung ist, dass die erste
sich drehende Antriebsstrangkomponente mit zwei weiteren sich drehenden
Antriebsstrangkomponenten mittels eines Differenzials miteinander mechanisch
gekoppelt sind. Dadurch ergibt sich die Drehzahlinformation der
ersten Antriebsstrangkomponente rechnerisch aus den Drehzahlen der
zweiten und dritten sich drehenden Antriebsstrangkomponente und
dem vorhandenen Übersetzungsverhältnis des Differenzials.
Vorteilhaft wird somit die elektrische Maschine geregelt ohne dass
ein Sensor zur Erfassung der Drehzahlinformation an der elektrischen Maschine
benötigt wird. Insbesondere durch initiale Bestimmung der
Anfangsposition oder der Winkellage des Rotors der elektrischen
Maschine, beispielsweise mittels Testströmen, wird unter
Berücksichtigung der Winkelinkremente des Raddrehzahlsensors und
der mechanischen Kopplung auf die Winkellage des Rotors der elektrischen
Maschine im Betrieb geschlossen. Somit wird ein Betrieb ohne Winkelsensor ermöglicht.
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Die
erfindungsgemäße Vorrichtung zur Ermittlung einer
Drehzahlinformation und/oder einer Winkelinformation einer ersten
sich drehenden Antriebsstrangkomponente eines Fahrzeugs weist Mittel
auf, die die Drehzahlinformation und/oder die Winkelinformation
in Abhängigkeit wenigstens einer weiteren Drehzahlinformation
und/oder Winkelinformation ermitteln, wobei die weitere Drehzahlinformation und/oder
die Winkelinformation die Drehzahl oder die Winkellage wenigstens
einer zweiten sich drehenden Antriebsstrangkomponente repräsentiert
und die zweite sich drehende Antriebsstrangkomponente mechanisch
mit der ersten sich drehenden Antriebsstrangkomponente gekoppelt
ist. Technischer Hintergrund dieser Vorrichtung zur Ermittlung einer
Drehzahlinformation ist, dass zwei sich drehende Antriebsstrangkomponenten
eines Fahrzeugs mechanisch miteinander gekoppelt sind, wobei die
Drehzahlinformation der einen Antriebsstrangkomponente bekannt ist
und die Drehzahlinformation der ersten Antriebsstrangkomponente
in Abhängigkeit der bekannten Drehzahlinformation ermittelt
wird. Dabei wird die Art und Weise der mechanischen Kopplung zwischen
der ersten und der zweiten sich drehenden Antriebsstrangkomponente
berücksichtigt. Vorteil dieser erfindungsgemäßen
Vorrichtung ist, dass ein Sensor zur Ermittlung einer Drehzahlinformation
ausreichend ist, um die Drehzahlinformation für zwei sich drehende
Antriebsstrangkomponenten zu ermitteln. Dabei sind Mittel vorgesehen,
insbesondere ein Steuergerät, welches aus der bekannten
Drehzahlinformation und dem bekannten Übersetzungsverhältnis
der mechanischen Kopplung, zwischen der ersten und der zweiten sich
drehenden Antriebsstrangkomponente, die Drehzahlinformation der
zweiten Antriebsstrangkomponente ermittelt. Vorteil dieser erfindungsgemäßen
Vorrichtung ist, dass die Drehzahlinformation für zwei
sich drehende Antriebsstrangkomponenten mit Hilfe nur eines Sensors,
zur Ermittlung der Drehzahl einer Antriebsstrangkomponente, ermittelt
wird.
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In
einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass Mittel vorhanden
sind, die die ermittelte Drehzahlinformation an eine Regelungseinrichtung übermitteln,
wobei die Regelungseinrichtung z. B. die Antriebsleistung- und/oder
Bremsleistung an wenigstens einem Antriebsrad, insbesondere für fahrdynamische
Regelungen, in Abhängigkeit der Drehzahlinformation ansteuert.
Technischer Hintergrund dieser Weiterbildung ist, dass die ermittelten Drehzahlinformationen
zur Regelung z. B. der Antriebsleistung und/oder Bremsleistung,
insbesondere für fahrdynamische Regelungen, verwendet wird. Vorteilhaft
werden so fahrdynamische Regelungen eines Fahrzeuges, bei reduzierter
Anzahl an Sensorik zur Erfassung von Drehzahlinformationen, ermöglicht.
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In
einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass Mittel vorhanden
sind, die die elektrische Maschine in Abhängigkeit der
ermittelten Drehzahlinformation und/oder Winkelinformation der ersten
Antriebsstrangkomponente ansteuern. Technischer Hintergrund dieser
Weiterbildung der Erfindung ist, dass die elektrische Maschine nicht
in Abhängigkeit einer Drehzahlinformation, welche direkt
an der elektrischen Maschine ermittelt worden ist, geregelt und
gesteuert wird, sondern dass die elektrische Maschine in Abhängigkeit
einer Drehzahlinformation gesteuert wird, die an einer anderen sich
drehenden Antriebsstrangkomponente ermittelt wurde. Vorteil dieser
Weiterbildung der Erfindung ist, dass eine Steuerung der elektrischen
Maschine ermöglicht wird, ohne dass ein Sensor zur Erfassung
einer Drehzahlinformation direkt an der elektrischen Maschine vorgesehen
ist. Insbesondere durch initiale Bestimmung der Anfangsposition
oder der Winkellage des Rotors der elektrischen Maschine, beispielsweise mittels
Testströmen, wird unter Berücksichtigung der Winkelinkremente
des Raddrehzahlsensors und der mechanischen Kopplung auf die Winkellage
des Rotors der elektrischen Maschine im Betrieb geschlossen. Somit
wird ein Betrieb ohne Winkelsensor ermöglicht.
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Ausführungsbeispiele
der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und in der nachfolgenden
Beschreibung näher erläutert.
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Es
zeigen
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1 ein
Fahrzeug mit Zentralantrieb mit Differenzial,
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2 ein
Fahrzeug mit Zentralantrieb mit Differenzial und Getriebe,
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3 ein
Fahrzeug mit Radnabenantrieben,
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4 ein
Fahrzeug mit Einzelradantrieben mit Getrieben,
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5 ein
Fahrzeug mit Zentralantrieb mit Getriebe und Differenzial,
-
6 ein
Fahrzeug mit einer Kombination aus Zentralantrieb und Einzelradantrieb,
-
7 zeigt
ein Fahrzeug mit Raddrehzahlsensoren zur Erfassung der Drehzahlinformation der
vier Räder,
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8 zeigt
ein Fahrzeug mit zwei Drehzahlsensoren zur Erfassung der Raddrehzahlinformation
der Räder,
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9 zeigt
ein Fahrzeug mit zwei Drehzahlsensoren zur Erfassung der Drehzahlinformation der
Räder.
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Ausführungsformen
der Erfindung
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1 zeigt
ein Fahrzeug 100 mit Zentralantrieb mit Differenzial 102.
Die elektrische Maschine 101 ist über die Antriebswelle 105 mit
dem Differenzial 102 mechanisch gekoppelt. Die Antriebsräder 108 und 109 sind über
die Antriebswellen 106 und 107 ebenfalls mit dem
Differenzial 102 gekoppelt. Ein Steuergerät 110 wertet
die Drehzahlinformationen der Sensoren 103 und 104 zur
Erfassung der Drehzahlinformation der Antriebsräder 108 und 109 aus. Das
Steuergerät 110 tauscht Daten mit der elektrischen
Maschine 101 aus und regelt diese. Zur Regelung der Drehzahl
der elektrischen Maschine 101 werden die Drehzahlinformationen
und ggf. die Winkelinkremente der Sensoren 103 und 104 ausgewertet,
indem anhand der Drehzahlinformationen, ggf. der Winkelinkremente,
und dem bekannten Übersetzungsverhältnis des Differenzials 102 auf
die Drehzahl der Antriebswelle 105 und damit auf die Drehzahl
und ggf. auf die Winkellage des Rotors der elektrischen Maschine 101 geschlossen
wird. Somit wird die elektrische Maschine geregelt, ohne dass Sensorik
an der elektrischen Maschine zur Erfassung der Drehzahlinformation
und ggf. der Winkellage des Rotors vorgesehen ist. Bei diesem Fahrzeug
werden die vorderen Räder 112 und 111 nicht
angetrieben.
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2 zeigt
ein Fahrzeug 200 mit Zentralantrieb mit Differenzial 202 und
einem Getriebe 213. Bei diesem Fahrzeug werden die Räder 208 und 209 angetrieben,
die Vorderräder 212 und 211 werden nicht angetrieben.
Die elektrische Maschine 201 ist über die Antriebswelle 214 mit
dem Getriebe 213 mechanisch gekoppelt, welches wiederum über
eine weitere Antriebswelle 205 mit dem Differenzial 202 über die
Antriebswellen 206 und 207 mit den Antriebsrädern 208 und 209 gekoppelt
ist. An den Antriebsrädern 208 und 209 sind
jeweils ein Sensor zur Erfassung der Drehzahlinformation der Antriebsräder 208 und 209 angebracht.
Das Steuergerät 210 liest die Drehzahlinformation
und ggf. die Winkelinkremente der Sensoren 203 und 204 sowie
das aktuelle Übersetzungsverhältnis des Getriebes 213 aus
und errechnet daraus bei bekanntem Übersetzungsverhältnis
des Differenzials 202 die Drehzahl und ggf. die Winkellage
des Rotors der elektrischen Maschine 201 oder der Antriebswelle 214.
Wiederum kann die elektrische Maschine 201 mittels des
Steuergerätes 210 in Abhängigkeit der
an den Rädern 208 und 209 erfassten Drehzahlinformationen
gesteuert werden und es wird keine eigene Sensorik zur Erfassung
der Drehzahl und ggf. der Winkellage des Rotors der elektrischen
Maschine 201 benötigt.
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3 zeigt
ein Fahrzeug 300 mit Radnabenantrieben 301 und 302 an
den Hinterrändern des Fahrzeugs. Radnabenantriebe eignen
sich für den Antrieb jedes einzelnen Rades eines Fahrzeuges,
es ist aber auch möglich nur in einem Rad einen Radnabenantrieb
vorzusehen. Bei einem Radnabenmotor entspricht die Drehzahl des
Radnabenmotors der Raddrehzahl. Die Drehzahlinformationen des Rades kann
entweder mittels eines Sensors zur Erfassung der Drehzahlinformation
erfasst werden oder über die elektrischen Größen
der elektrischen Maschine des Radnabenantriebs ermittelt werden.
Werden beide Varianten zur Ermittlung der Drehzahlinformation des
Rades verwendet, kann das Signal plausibilisiert werden und bei
vorliegenden unterschiedlichen Drehzahlinformationen ein entsprechender
Notlauf eingeleitet werden.
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4 zeigt
ein Fahrzeug 400 mit Einzelradantrieben. Die nicht miteinander
gekoppelten elektrischen Maschinen 401 und 402 sind
jeweils über Wellen mit den Getrieben 403 und 404 jeweils
mit einem einzelnen Antriebsrad gekoppelt. Fahrzeuge können an
jedem Rad mit einem Einzelradantrieb ausgestattet sein. Bei diesem
Antriebskonzept mit Einzelradantrieb, bei dem die elektrische Maschine 401 bzw. 402 über
ein Getriebe 403 bzw. 404 mit dem jeweiligen Einzelrad
gekoppelt ist, ergibt sich die Drehzahlinfor mation der elektrischen
Maschine in Verbindung mit der bekannten Übersetzung des
Getriebes aus der Raddrehzahl. Die Ermittlung der Drehzahlinformation
kann entweder direkt mittels eines Sensors an einer sich drehenden
Komponente ermittelt werden oder über die elektrischen
Größen der elektrischen Maschine 401 bzw. 402.
Bei Vorliegen beider Drehzahlinformationen kann auch hier die ermittelte
Drehzahlinformation plausibilisiert werden und bei gleichzeitig
unterschiedlichen ermittelten Werten ein Notlauf eingeleitet werden.
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5 zeigt
ein Fahrzeug 500 mit einem Zentralantrieb. Eine elektrische
Maschine 501 ist über eine Antriebswelle mit einem
Getriebe 502 gekoppelt, welches wiederum über
das Differenzial 503 mit den beiden Antriebsrädern
gekoppelt ist. Bei diesem Antriebskonzept ergibt sich die Drehzahl
und ggf. die Winkellage des Rotors der elektrischen Maschine 501 aus
den Drehzahlen und ggf. aus den Winkelinkrementen der Antriebsräder
in Abhängigkeit des Übersetzungsverhältnisses
des Differenzials 503 und des Übersetzungsverhältnisses
des Getriebes 502. Die Drehzahlen der sich drehenden Komponenten
können dabei mittels Sensoren an den sich drehenden Komponenten
ermittelt werden oder mittels der elektrischen Größen
der elektrischen Maschine 501 ermittelt werden. Werden
beide Variante zur Ermittlung der Drehzahlinformation benutzt, kann
das Signal plausibilisiert werden und bei gleichzeitig unterschiedlichen
ermittelten Werten ein Notlauf eingeleitet werden.
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6 zeigt
ein Fahrzeug 600 mit einer Kombination aus Zentralantrieb
und Einzelradantrieb. Die Vorderräder werden über
die elektrischen Maschinen 601 und 602 jeweils über
das Getriebe 604 und 605 angetrieben. Die Hinterräder
werden über den Zentralantrieb mittels der elektrischen
Maschine 603 und über das Differenzial 606 angetrieben.
Die Drehzahlen und ggf. die Winkellage der sich drehenden Komponenten
können wiederum mittels Sensoren direkt an den sich drehenden
Komponenten ermittelt werden oder aber über die elektrischen
Größen der elektrischen Maschinen. Liegen für
einen in sich geschlossenen Teil des Antriebsstrang beide bzw. alle drei
Drehzahlinformationen vor, so kann die Drehzahlinformation plausibilisiert
werden und bei gleichzeitig unterschiedlichen ermittelten Werten
ein Notlauf eingeleitet werden.
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Die
dargestellten und beschriebenen Antriebskonzepte stellen nur einen
Teil der sinnvollen und möglichen Antriebskonzepte dar.
Insbesondere sind auch die Antriebskonzepte der 3 bis 5 auch
als Frontantrieb umsetzbar.
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7 zeigt
ein Fahrzeug 700 mit einzelnen Sensoren 701, 702, 703 und 704 zur
Erfassung der Drehzahlinformation und ggf. der Winkelinkremente an
den Rädern des Fahrzeugs. Die Drehzahlinformationen und
ggf. die Winkelinkremente die mit diesem Sensoren erfasst werden,
werden typischerweise von einem Steuergerät, z. B. einem
ESP-Steuergerät eingelesen und ausgewertet. Diese Drehzahlinformationen
und ggf. die Winkelinkremente können je nach Ausgestaltung
des Antriebsstrangs auch zur Regelung eines Antriebsaggregates (z.
B. elektrische Maschine, Hydraulikmotor und/oder Brennkraftmaschine)
benutzt werden. Diese Drehzahlinformationen und ggf. die Winkelinkremente
werden einem Antriebssteuergerät und/oder einem Inverter
zur Verfügung gestellt. Alternativ werden die Drehzahlinformationen
und ggf. die Winkelinkremente direkt von dem Antriebssteuergerät
ausgelesen und ausgewertet.
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8 zeigt
ein Fahrzeug 800 mit vier Rädern, wobei an zwei
Rädern Antriebssensoren 801 und 802 vorgesehen
sind, zur Ermittlung von Drehzahlinformationen. Die Verwendung der
Drehzahlinformationen entspricht der im vorhergehenden Absatz beschriebenen
Verwendung.
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9 zeigt
ein Fahrzeug 900 mit vier Rädern, wobei an zwei
Rädern Sensoren 901 und 902 zur Erfassung
von Drehzahlinformationen vorgesehen sind. Die Verwendung der Drehzahlinformationen
entspricht der im vorhergehenden Absatz beschriebenen Verwendung.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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