DE102017120175A1 - Method for the active damping of a wheel carrier and / or axle carrier of an axle - Google Patents

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Ulf Hintze
Norbert Schote
Martin Braun
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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren für die aktive Bedämpfung eines Radträgers und/oder Achsträgers (20) einer Achse (30) eines Fahrzeugs (10) mit einer elektrischen Antriebsvorrichtung (40), aufweisend die folgenden Schritte:
- Überwachen des Schwingungsverhaltens wenigstens eines Radträgers und/oder Achsträgers (20) des Fahrzeugs (10),
- Erzeugen eines zu einem Antriebsmoment (AM) zusätzlichen Zusatzmoments (ZM) mit der elektrischen Antriebsvorrichtung (40),
- Beaufschlagen des wenigstens einen Radträgers und/oder Achsträgers (20) mit dem Zusatzmoment (ZM) und dem Antriebsmoment (AM).

Figure DE102017120175A1_0000
The invention relates to a method for the active damping of a wheel carrier and / or axle carrier (20) of an axle (30) of a vehicle (10) having an electric drive device (40), comprising the following steps:
Monitoring the vibration behavior of at least one wheel carrier and / or axle carrier (20) of the vehicle (10),
Generating an additional torque (ZM) which is additional to a drive torque (AM) with the electric drive device (40),
- Applying the at least one wheel carrier and / or axle carrier (20) with the additional torque (ZM) and the drive torque (AM).
Figure DE102017120175A1_0000

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren für die aktive Bedämpfung eines Radträgers und/oder Achsträgers einer Achse eines Fahrzeugs mit einer elektrischen Antriebsvorrichtung sowie ein entsprechendes Fahrzeug.The present invention relates to a method for the active damping of a wheel carrier and / or axle carrier of an axle of a vehicle with an electric drive device and to a corresponding vehicle.

Es ist bekannt, dass Fahrzeuge mit elektrischen Antriebsvorrichtungen ausgestattet werden, um eine elektrische Antriebsmöglichkeit für die Radträger der Achsen des Fahrzeugs zur Verfügung zu stellen. Dabei kann es sich um Fahrzeuge mit rein elektrischem Antrieb, aber auch um Fahrzeuge mit kombinierten Antrieben aus elektrischen Antrieben und konventionellen Verbrennungsmotoren handeln. Bei den bekannten Fahrzeugen erfolgt beim Betrieb des Fahrzeugs durch das Abrollen der Reifen auf dem Untergrund eine Schwingung innerhalb der Radträger. Zusätzlich zu dieser Betriebsschwingung kommt noch eine Eigenschwingung in Abhängigkeit der aktuellen Betriebsfrequenz der Radträger hinzu. Um das Schwingungsverhalten eines Fahrzeugs positiv für den Insassen zu beeinflussen und gleichzeitig die Stabilität des Fahrzeugs beim Betrieb zu verbessern, weisen die bekannten Fahrzeuge mechanische Lösungen auf. Diese sind üblicherweise als Feder-Dämpfer-Kombination vorhanden und dienen dazu sowohl eine Federung, als auch eine Dämpfung der Horizontalbewegung der Radträger zur Verfügung zu stellen.It is known that vehicles are equipped with electric drive devices in order to provide an electrical drive possibility for the wheel carriers of the axles of the vehicle. These may be vehicles with purely electric drive, but also vehicles with combined drives from electric drives and conventional internal combustion engines. In the known vehicles takes place during operation of the vehicle by rolling the tires on the ground a vibration within the wheel. In addition to this operating oscillation, there is also a natural oscillation as a function of the current operating frequency of the wheel carriers. In order to positively influence the vibration behavior of a vehicle for the occupant and at the same time to improve the stability of the vehicle during operation, the known vehicles have mechanical solutions. These are usually available as a spring-damper combination and serve to provide both a suspension, as well as a damping of the horizontal movement of the wheel carrier available.

Insbesondere bei den Eigenschwingungen der einzelnen Achsen bzw. der einzelnen Radträger entstehen Eigenfrequenzen, welche von mechanischen Lösungen für die Dämpfung nur schwer erfassbar sind. Der Betriebsbereich mechanischer Dämpfungslösungen ist deshalb auf die Bedämpfung der Federwirkung bzw. des Einfederverhaltens des Radträgers und/oder Achsträgers fokussiert. Dies führt dazu, dass in bestimmten Betriebssituationen die Eigenschwingungen nachteilhaft vom Fahrer hinsichtlich der Stabilität des Fahrzeugs und/oder hinsichtlich des Komforts beim Fahren wahrgenommen werden können.In particular, in the natural oscillations of the individual axles or the individual wheel carrier arise natural frequencies, which are difficult to detect by mechanical solutions for damping. The operating range of mechanical damping solutions is therefore focused on the damping of the spring action or the deflection behavior of the wheel carrier and / or axle carrier. As a result, in certain operating situations, the natural oscillations can be disadvantageously perceived by the driver with regard to the stability of the vehicle and / or with regard to comfort when driving.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die voranstehend beschriebenen Nachteile zumindest teilweise zu beheben. Insbesondere ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, in kostengünstiger und einfacher Weise die Dämpfung eines Fahrzeugs zu verbessern und insbesondere dabei das Gewicht und den Aufwand für die Dämpfung gleich zu halten oder sogar zu reduzieren.It is an object of the present invention to at least partially overcome the disadvantages described above. In particular, it is an object of the present invention to improve in a cost effective and simple way the damping of a vehicle and in particular to keep the weight and the effort for the damping equal or even reduce.

Die voranstehende Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und ein Fahrzeug mit den Merkmalen des Anspruchs 8. Weitere Merkmale und Details der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen. Dabei gelten Merkmale und Details, die im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Verfahren beschrieben sind, selbstverständlich auch im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Fahrzeug und jeweils umgekehrt, so dass bezüglich der Offenbarung zu den einzelnen Erfindungsaspekten stets wechselseitig Bezug genommen wird bzw. werden kann. Erfindungsgemäß ist ein Verfahren für die aktive Bedämpfung eines Radträgers und/oder Achsträgers einer Achse eines Fahrzeugs mit einer elektrischen Antriebsvorrichtung vorgesehen. Ein solches Verfahren weist die folgenden Schritte auf.

  • - Überwachen des Schwingungsverhaltens wenigstens eines Radträgers und/oder Achsträgers des Fahrzeugs,
  • - Erzeugen eines zu einem Antriebsmoment zusätzlichen Zusatzmoments mit der elektrischen Antriebsvorrichtung,
  • - Beaufschlagung des wenigstens einen Radträgers und/oder Achsträgers mit dem Zusatzmoment und dem Antriebsmoment.
The above object is achieved by a method having the features of claim 1 and a vehicle having the features of claim 8. Further features and details of the invention will become apparent from the dependent claims, the description and the drawings. In this case, features and details that are described in connection with the method according to the invention, of course, also in connection with the vehicle according to the invention and in each case vice versa, so that with respect to the disclosure of the individual aspects of the invention always reciprocal reference is or can be. According to the invention, a method for the active damping of a wheel carrier and / or axle carrier of an axle of a vehicle with an electric drive device is provided. Such a method comprises the following steps.
  • Monitoring the vibration behavior of at least one wheel carrier and / or axle carrier of the vehicle,
  • Generating an additional torque which is additional to a drive torque with the electric drive device,
  • - Actuation of the at least one wheel carrier and / or axle carrier with the additional torque and the drive torque.

In erfindungsgemäßer Weise erfolgt also nun in einem ersten Schritt eine Überwachung des tatsächlichen Schwingungsverhaltens des wenigstens einen Radträgers und/oder Achsträgers. Dabei kann grundsätzlich das gesamte Schwingungsverhalten des Radträgers und/oder Achsträgers überwachbar sein. Insbesondere fokussiert sich das erfindungsgemäße Verfahren auf die Überwachung der Eigenschwingungen bzw. die Eigenfrequenzen des jeweiligen Radträgers und/oder Achsträgers. Für den normalen Antrieb des Fahrzeugs wird von der elektrischen Antriebsvorrichtung ein Antriebsmoment zur Verfügung gestellt. Über entsprechende mechanische Achsverbindungen wird von der elektrischen Antriebsvorrichtung dieses Antriebsmoment für den normalen Betrieb an die Achse und an die jeweiligen Radträger weitergegeben, so dass es als Drehmoment und entsprechende Längskraft an den einzelnen Rädern, welche mit den Radträgern verbunden sind, ankommt. Das Antriebsmoment dient also dazu, dass das Fahrzeug beschleunigt, gebremst oder auf konstanter Geschwindigkeit gehalten wird.In accordance with the invention, monitoring of the actual vibration behavior of the at least one wheel carrier and / or axle carrier takes place in a first step. In principle, the entire vibration behavior of the wheel carrier and / or axle carrier can be monitored. In particular, the method according to the invention focuses on monitoring the natural oscillations or the natural frequencies of the respective wheel carrier and / or axle carrier. For the normal drive of the vehicle, a drive torque is provided by the electric drive device. By means of corresponding mechanical axle connections, this drive torque for normal operation is forwarded to the axle and to the respective wheel carriers by the electric drive device, so that it arrives as torque and corresponding longitudinal force at the individual wheels, which are connected to the wheel carriers. The drive torque thus serves to accelerate, decelerate or maintain the vehicle at a constant speed.

Neben dem normal vorhandenen Antriebsmoment wird nun mithilfe der elektrischen Antriebsvorrichtung zusätzlich ein Zusatzmoment erzeugt. Dieses Zusatzmoment ist, wie dies später noch erläutert wird, insbesondere in Abhängigkeit von dem überwachten Schwingungsverhalten zu verstehen. Das Zusatzmoment wird nun dem Antriebsmoment überlagert und gemeinsam mit diesem Antriebsmoment auf den Radträger beaufschlagt. Im erfindungsgemäßen Verfahren erreicht also den Radträger nicht nur das Antriebsmoment alleine, sondern ein überlagertes Kombinationsmoment aus dem Antriebsmoment einerseits und dem Zusatzmoment andererseits. Das Zusatzmoment ist dabei hinsichtlich seiner Ausprägung und Stärke deutlich von dem Antriebsmoment zu unterscheiden. Insbesondere ist das Zusatzmoment frequenzbehaftet, wie dies ebenfalls später noch erläutert wird, um durch die Frequenzausbildung des Zusatzmoments eine aktive Bedämpfung entstehender Eigenfrequenzen im Schwingungsverhalten des Radträgers und/oder Achsträgers auffangen, minimieren oder sogar gänzlich vermeiden zu können.In addition to the normally existing drive torque, an additional torque is now additionally generated by means of the electric drive device. This additional torque is, as will be explained later, to be understood in particular as a function of the monitored vibration behavior. The additional torque is now superimposed on the drive torque and acted upon together with this drive torque on the wheel. In the method according to the invention thus reaches the wheel not only the drive torque alone, but a superimposed combination torque from the drive torque on the one hand and the additional torque on the other hand. The additional torque is to be distinguished clearly in terms of its severity and strength of the drive torque. In particular, the additional torque is frequency-sensitive, as will also be explained later, to catch by the frequency training of the additional torque an active damping emerging natural frequencies in the vibration behavior of the wheel carrier and / or axle carrier, minimize or even completely avoided.

Erfindungsgemäß ist die Antriebsvorrichtung insbesondere mit wenigstens einem Elektromotor bzw. wenigstens einer elektrischen Maschine ausgestattet. Unter einem Elektromotor bzw. einer elektrischen Maschine ist eine Vorrichtung zu verstehen, welche durch Bestromung ein Drehmoment zur Verfügung stellen kann. Selbstverständlich kann eine elektrische Antriebsvorrichtung auch zwei oder mehr entsprechende elektrische Maschinen bzw. Elektromotoren aufweisen. Dabei ist üblicherweise zumindest ein einziger Elektromotor für eine Achse, welche dann auch als Antriebsachse bezeichnet wird, vorhanden. Um mehrere Achsen anzutreiben, kann für jede Achse ein separater Elektromotor als Teil der elektrischen Antriebsvorrichtung vorgesehen sein. Selbstverständlich ist es auch denkbar, dass in Form von sogenannten Nabenmotoren einzelne Elektromotoren für einen einzelnen Radträger einer Achse angeordnet sind.According to the invention, the drive device is equipped in particular with at least one electric motor or at least one electric machine. Under an electric motor or an electric machine is a device to understand, which can provide torque by energizing. Of course, an electric drive device may also have two or more corresponding electrical machines or electric motors. In this case, usually at least a single electric motor for an axle, which is then also referred to as the drive axle, is present. To drive multiple axes, a separate electric motor may be provided as part of the electric drive device for each axis. Of course, it is also conceivable that individual electric motors for a single wheel carrier of an axle are arranged in the form of so-called hub motors.

Entscheidende Vorteile der vorliegenden Erfindung finden sich in der aktiven Bedämpfungsmöglichkeit des jeweiligen Radträgers und/oder Achsträgers. Das Zusatzmoment erzeugt also eine Gegenwirkung auf die Eigenfrequenz bzw. Eigenschwingung am jeweiligen Radträger. Erfolgt nun durch die Überwachung des Schwingungsverhaltens eines Radträgers und/oder Achsträgers die Erkenntnis, dass dieser Radträger durch Eigenschwingung belastet wird, so kann das Zusatzmoment dem Antriebsmoment derart überlagert werden, dass es die Eigenschwingung reduziert bzw. diese aufhebt. Insbesondere wird das Zusatzmoment dementsprechend mit einer Gegenfrequenz dem Antriebsmoment überlagert, welche der Eigenfrequenz des jeweiligen Radträgers und/oder Achsträgers entgegengesetzt ist, um das entsprechende aktive Dämpfungsverhalten auszubilden.Decisive advantages of the present invention can be found in the active damping possibility of the respective wheel carrier and / or axle carrier. The additional torque thus produces a counteracting effect on the natural frequency or natural vibration on the respective wheel carrier. If, by monitoring the vibration behavior of a wheel carrier and / or axle carrier, the knowledge that this wheel carrier is loaded by natural vibration, the additional torque can be superimposed on the drive torque in such a way that it reduces or eliminates the natural vibration. In particular, the additional torque is correspondingly superimposed on the drive torque with an opposing frequency, which is opposite to the natural frequency of the respective wheel carrier and / or axle carrier in order to form the corresponding active damping behavior.

Selbstverständlich kann dabei nicht nur die Eigenschwingung der jeweiligen Achse, sondern jegliche Schwingung der jeweiligen Achse bzw. des jeweiligen Radträgers und/oder Achsträgers in positiver Weise durch das Zusatzmoment beeinflusst werden. Neben den Eigenschwingungsproblemen der jeweiligen Achse ist hier insbesondere die sogenannte Trampelneigung zu nennen. Darunter ist ein Schwingungsverhalten der Achse in Längs- und Höhenrichtung zu verstehen. In der zusätzlichen aktiven Bedämpfung der Trampelneigung der Achse wirkt sozusagen das Zusatzmoment mit der mechanischen Dämpfungswirkung, insbesondere mit entsprechend schräg gestellten Dämpfern, zusammen. Eine Überwachung des Schwingungsverhaltens kann dabei vorzugsweise selektiv sowohl hinsichtlich der Eigenschwingung der Achse als auch hinsichtlich der Trampelsituation bzw. der Trampelneigung der Achse ausgebildet sein.Of course, not only the natural vibration of the respective axis, but any vibration of the respective axis or the respective wheel carrier and / or axle carrier can be influenced in a positive manner by the additional torque. In addition to the inherent vibration problems of the respective axis, the so-called trampling tendency in particular should be mentioned here. This is understood to mean a vibration behavior of the axis in the longitudinal and vertical directions. In the additional active damping of the trampling slope of the axle, so to speak, the additional torque with the mechanical damping effect, in particular with correspondingly inclined dampers, together. A monitoring of the vibration behavior can preferably be formed selectively both with respect to the natural vibration of the axle and with regard to the trampling situation or the tendency to trample the axle.

Es kann von Vorteil sein, wenn bei einem erfindungsgemäßen Verfahren bei der Überwachung des Schwingungsverhaltens des Radträgers und/oder Achsträgers eine qualitative und/oder quantitative Bestimmung der aktuellen Schwingung erfolgt, wobei das Erzeugen des Zusatzmoments auf Basis der bestimmten aktuellen Schwingung erfolgt. Das Schwingungsverhalten wird somit insbesondere qualitativ bzw. quantitativ in Form eines Schwingungsparameters als aktuelle Schwingung überwachbar bzw. bestimmbar. In Abhängigkeit eines solchen aktuellen Schwingungsparameters kann nun die Erzeugung des Zusatzmoments derart erfolgen, dass sie an diesen aktuellen Schwingungsparameter angepasst ist und diesem dämpfend entgegenwirkt. Die Anpassung in der Erzeugung ist dabei insbesondere auf die Ausrichtung des Zusatzmoments, die Qualität bzw. Quantität des Zusatzmoments und/oder die Beaufschlagungs- und Erzeugungsfrequenz des Zusatzmoments ausgerichtet. Damit wird sichergestellt, dass das Zusatzmoment in passender Weise beaufschlagt wird, und sich im notwendigen Rahmen bewegt. Zu starke oder zu geringe aktive Bedämpfung mit einem erfindungsgemäßen Verfahren kann auf diese Weise vermieden werden. Vielmehr ist es somit möglich, eine passgenaue Dämpfung in aktiver Weise für den jeweiligen Radträger in Abhängigkeit der aktuellen Schwingungssituation zur Verfügung zu stellen.It may be advantageous if in a method according to the invention in the monitoring of the vibration behavior of the wheel carrier and / or axle carrier, a qualitative and / or quantitative determination of the current vibration takes place, wherein the additional torque is generated on the basis of the determined current vibration. The oscillation behavior can thus be monitored or determined in particular qualitatively or quantitatively in the form of a vibration parameter as the current oscillation. Depending on such a current vibration parameter, the generation of the additional torque can now take place in such a way that it is adapted to this current vibration parameter and counters it in a damping manner. The adjustment in the generation is oriented in particular to the orientation of the additional torque, the quality or quantity of the additional torque and / or the application and generation frequency of the additional torque. This ensures that the additional torque is applied in a suitable manner, and moves within the necessary framework. Too much or too little active damping with a method according to the invention can be avoided in this way. Rather, it is thus possible to provide a precisely fitting damping in an active manner for the respective wheel carrier as a function of the current vibration situation available.

Ein weiterer Vorteil ist es, wenn bei einem erfindungsgemäßen Verfahren die Erzeugung des Zusatzmoments mit einer Zusatzmoment-Frequenz erfolgt, welches sich von der Antriebsmoment-Frequenz unterscheidet. Vorzugsweise ist die Zusatzmoment-Frequenz dabei in einem höheren Frequenzbereich angeordnet, als dies bei der Antriebsmoment-Frequenz der Fall ist. Während die Antriebsmoment-Frequenz sich dabei insbesondere in einem niedrigen Frequenzbereich befindet, kann die Zusatzmoment-Frequenz vorzugsweise sich in einem mittleren oder hohen Frequenzbereich angeordnet befinden.Another advantage is when, in a method according to the invention, the additional torque is generated with an additional torque frequency which differs from the drive torque frequency. Preferably, the additional torque frequency is arranged in a higher frequency range than is the case with the drive torque frequency. While the drive torque frequency is in particular in a low frequency range, the additional torque frequency may preferably be arranged in a medium or high frequency range.

Darüber hinaus kann es von Vorteil sein, wenn bei einem erfindungsgemäßen Verfahren durch das Zusatzmoment Zusatzkräfte im Radträger und/oder in einem am Radträger angebundenen Reifen erzeugt werden, welche entlang einer Längsrichtung des Fahrzeugs ausgerichtet sind. Die Längsrichtung des Fahrzeugs ist dabei insbesondere die Fahrtrichtung des Fahrzeugs und zu unterscheiden von der Querrichtung des Fahrzeugs, welche üblicherweise die Ausrichtung der Achsen des Fahrzeugs bezeichnet. Als dritte Richtung des Fahrzeugkoordinatensystems ist dabei die noch die nach oben gerichtete Höhenrichtung des Fahrzeugs zu nennen. Durch das Ausrichten der Zusatzmomente zur Erzeugung von Zusatzkräften entlang dieser Längsrichtung wird insbesondere eine vorteilhafte Korrelation mit mechanischen Dämpfungsvorrichtungen, also den bekannten Feder-Dämpfer-Kombinationen möglich. Insbesondere werden die Zusatzkräfte im Wesentlichen entlang der Längsrichtung ausgerichtet. Durch das Vermeiden oder Reduzieren von zusätzlichen Querkräften durch das Zusatzmoment am jeweiligen Reifen kann der Verschleiß reduziert und die Wirkung der Zusatzmomente optimiert werden.Moreover, it may be advantageous if, in a method according to the invention, additional forces are generated in the wheel carrier and / or in a tire connected to the wheel carrier by the additional torque, which are aligned along a longitudinal direction of the vehicle. The longitudinal direction the vehicle is in particular the direction of travel of the vehicle and to be distinguished from the transverse direction of the vehicle, which usually designates the orientation of the axles of the vehicle. The third direction of the vehicle coordinate system is still the elevation direction of the vehicle pointing upwards. By aligning the additional moments for generating additional forces along this longitudinal direction is particularly advantageous correlation with mechanical damping devices, ie the known spring-damper combinations possible. In particular, the additional forces are aligned substantially along the longitudinal direction. By avoiding or reducing additional lateral forces due to the additional torque on the respective tire wear can be reduced and the effect of the additional moments can be optimized.

Darüber hinaus kann es von Vorteil sein, wenn bei einem erfindungsgemäßen Verfahren die Überwachung des Schwingungsverhaltens für alle Radträger einer Achse und/oder für alle Radträger aller Achsen erfolgt. Insbesondere erfolgt das Verfahren für alle angetriebenen Achsen, welche mit dem entsprechenden Elektromotor der elektrischen Antriebsvorrichtung verbunden bzw. verbindbar sind. Eine spezifische Anpassung der Dämpfung ist dabei für die jeweilige spezifische Achse und/oder für den jeweils spezifischen Radträger möglich. Damit wird es möglich, dass einzelne Radträger und damit einzelne Reifen in unterschiedlichsten Situationen in spezifischer Weise aktiv bedämpft werden. Insbesondere bei Kurvendurchfahrten oder stabilitätsreduzierten Betriebsbedingungen des Fahrzeugs kann dies Vorteile mit sich bringen.In addition, it may be advantageous if, in a method according to the invention, the monitoring of the vibration behavior is carried out for all wheel carriers of one axle and / or for all wheel carriers of all axles. In particular, the method for all driven axles, which are connected to the corresponding electric motor of the electric drive device or connectable. A specific adaptation of the damping is possible for the respective specific axis and / or for the respective specific wheel carrier. This makes it possible for individual wheel carriers and thus individual tires to be actively damped in a specific manner in a wide variety of situations. In particular when cornering or stability-reduced operating conditions of the vehicle, this can bring advantages.

Ein weiterer Vorteil ist erzielbar, wenn bei einem erfindungsgemäßen Verfahren gemäß dem voranstehenden Absatz die elektrische Antriebsvorrichtung, insbesondere mit für einzelne Achsen und oder für einzelne Radträger spezifischen Elektromotoren, für einzelne Achsen und/oder einzelne Radträger spezifische Zusatzmomente erzeugt. Wie bereits im voranstehenden Absatz erläutert worden ist, ist es somit denkbar, dass der Radträger spezifisch und radträgergenau aktiv bedämpfbar ist. Gleiches gilt für spezifische Zusatzmomente, welche achsgenau eine spezifische Bedämpfung einzelner Achsen erlauben. Insbesondere bei Neigungswinkeln in Kurvendurchfahrten oder bei der Vermeidung entsprechender Kippverhältnisse für das Fahrzeug kann dies große Vorteile mit sich bringen.A further advantage can be achieved if the electric drive device, in particular with electric motors specific for individual axles and / or for individual wheel carriers, generates specific additional torques for individual axles and / or individual wheel carriers in a method according to the invention in the preceding paragraph. As has already been explained in the preceding paragraph, it is thus conceivable that the wheel carrier is specific and wheel carrier active actively damped. The same applies to specific additional moments, which allow exact axis specific attenuation of individual axes. Especially at angles of inclination in curves passages or in the avoidance of corresponding tilting conditions for the vehicle, this can bring great benefits.

Darüber hinaus ist es von Vorteil, wenn bei einem erfindungsgemäßen Verfahren für die Überwachung des Schwingungsverhaltens wenigstens einer der folgenden Parameter für wenigstens einen Radträger ermittelt wird:

  • - Drehzahl der elektrischen Antriebsvorrichtung
  • - Drehzahl eines ESP-Systems
  • - Höhenposition des Radträgers und/oder Achsträgers
  • - Beschleunigung des Radträgers und/oder Achsträgers
Moreover, it is advantageous if, in a method according to the invention for monitoring the vibration behavior, at least one of the following parameters is determined for at least one wheel carrier:
  • - Speed of the electric drive device
  • - Speed of an ESP system
  • - Height position of the wheel carrier and / or axle carrier
  • - Acceleration of the wheel carrier and / or axle carrier

Bei der voranstehenden Aufzählung handelt es sich um eine nicht abschließende Liste. Die Höhenposition kann dabei insbesondere bei der Verwendung einer aktiven Bedämpfung von sogenanntem Achtstrampeln Verwendung finden. Bei der Überwachung der Beschleunigung des Radträgers und/oder Achsträgers kann insbesondere eine ausrichtungsgenaue Beschleunigungsüberwachung erfolgen, welche zum Beispiel in axialer und/oder in Höhenausrichtung des Fahrzeugs eine entsprechende Beschleunigungsüberwachung erlaubt. Insbesondere sind sowohl direkte als auch indirekte Überwachungsmöglichkeiten und entsprechende direkte oder indirekte Parameter für die Überwachung der Frequenzen bzw. der Schwingungen einsetzbar.The list above is a non-exhaustive list. The height position can be used in particular when using an active damping of so-called eight-strokes. In monitoring the acceleration of the wheel carrier and / or axle carrier, in particular an alignment-accurate acceleration monitoring can take place, which, for example, permits a corresponding acceleration monitoring in the axial and / or vertical alignment of the vehicle. In particular, both direct and indirect monitoring options and corresponding direct or indirect parameters for monitoring the frequencies or the oscillations can be used.

Ebenfalls Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Fahrzeug mit einer elektrischen Antriebsvorrichtung zum Antrieb der Radträger wenigstens einer Achse. Ein solches Fahrzeug weist eine Kontrollvorrichtung mit einem Überwachungsmodul für ein Überwachen des Schwingungsverhaltens wenigstens eines Radträgers und/oder Achsträgers des Fahrzeugs auf. Weiter ist die Kontrollvorrichtung mit einem Erzeugungsmodul ausgestattet für ein Erzeugen eines zu einem Antriebsmoment zusätzlichen Zusatzmoments mit der elektrischen Antriebsvorrichtung. Darüber hinaus ist die Kontrollvorrichtung mit einem Beaufschlagungsmodul ausgestattet für ein Beaufschlagen des wenigstens einen Radträgers und/oder Achsträgers mit dem Zusatzmoment und dem Antriebsmoment. Die Kontrollvorrichtung eines erfindungsgemäßen Fahrzeugs ist vorzugsweise für die Durchführung eines erfindungsgemäßen Verfahrens ausgebildet. Damit bringt ein erfindungsgemäßes Fahrzeug die gleichen Vorteile mit sich, wie sie ausführlich mit Bezug auf ein erfindungsgemäßes Verfahren erläutert worden sind.Likewise provided by the present invention is a vehicle having an electric drive device for driving the wheel carriers of at least one axle. Such a vehicle has a control device with a monitoring module for monitoring the vibration behavior of at least one wheel carrier and / or axle carrier of the vehicle. Next, the control device is equipped with a generating module for generating an additional torque to the drive torque with the electric drive device. In addition, the control device is equipped with a Beaufschlagungsmodul for applying the at least one wheel carrier and / or axle carrier with the additional torque and the drive torque. The control device of a vehicle according to the invention is preferably designed for carrying out a method according to the invention. Thus brings a vehicle according to the invention with the same advantages as they have been explained in detail with reference to a method according to the invention.

Ein erfindungsgemäßes Fahrzeug lässt sich dahingehend weiterbilden, dass für das Überwachungsmodul wenigstens eine der folgenden Sensorvorrichtungen vorgesehen ist bzw. das Überwachungsmodul mit wenigstens einer der folgenden Sensorvorrichtungen signalübertragend verbunden ist:

  • - Beschleunigungssensoren an wenigstens einem Radträger
  • - Drehzahlsensoren eines ESP-Systems
  • - Höhenstandsensor wenigstens eines Radträgers und/oder Achsträgers
  • - Drehzahlsensor der elektrischen Antriebsvorrichtung
A vehicle according to the invention can be further developed such that at least one of the following sensor devices is provided for the monitoring module or the monitoring module is signal-transmittingly connected to at least one of the following sensor devices:
  • - Acceleration sensors on at least one wheel carrier
  • - Speed sensors of an ESP system
  • - Height sensor at least one wheel carrier and / or axle carrier
  • - Speed sensor of the electric drive device

Bei der voranstehenden Aufzählung handelt es sich um eine nicht abschließende Liste. Bevorzugt handelt es sich bei den Sensorvorrichtungen um bereits vorhandene Sensorvorrichtungen des Fahrzeugs, welche in Funktionseinheit auch für andere Funktionen des Fahrzeugs eingesetzt und verwendet werden können.The list above is a non-exhaustive list. Preferably, the sensor devices are already existing sensor devices of the vehicle, which can also be used and used in functional units for other functions of the vehicle.

Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der Bezugnahme auf die Zeichnungen Ausführungsbeispiele der Erfindung im Einzelnen beschrieben sind. Dabei können die in den Ansprüchen in der Beschreibung erwähnten Merkmale jeweils einzeln für sich oder in beliebiger Kombination erfindungswesentlich sein. Es zeigen schematisch:

  • 1 eine erste Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Fahrzeugs und
  • 2 eine weitere Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Fahrzeugs.
Further advantages, features and details of the invention will become apparent from the following description in which reference to the drawings embodiments of the invention are described in detail. The features mentioned in the claims in the description may each be essential to the invention individually or in any desired combination. They show schematically:
  • 1 A first embodiment of a vehicle according to the invention and
  • 2 a further embodiment of a vehicle according to the invention.

Die 1 und 2 zeigt ein erfindungsgemäßes Fahrzeug 10, bei welchem ein erfindungsgemäßes Verfahren angewendet werden kann. Die beiden Ausführungsformen der 1 und 2 unterscheiden sich durch die Anzahl der angetriebenen Achsen 30. Bei der Ausführungsform gemäß 1 ist ein Fahrzeug 10 mit zwei separat angetriebenen Achsen 30 vorgesehen, also ein sogenanntes Allradfahrzeug. Bei 2 handelt es sich um ein Fahrzeug 10 mit nur einer einzigen angetriebenen Achse 30, bei welcher es sich sowohl um die Hinterachse, als auch um die Vorderachse handeln kann.The 1 and 2 shows a vehicle according to the invention 10 in which a method according to the invention can be used. The two embodiments of the 1 and 2 differ by the number of driven axles 30 , In the embodiment according to 1 is a vehicle 10 with two separately driven axles 30 provided, so a so-called four-wheel drive vehicle. at 2 it is a vehicle 10 with only a single driven axle 30 which can be both the rear axle and the front axle.

Die beiden Ausführungsformen gemäß der 1 und 2 haben dahingehend eine Gemeinsamkeit, dass eine zentrale Kontrollvorrichtung 60 im Fahrzeug 10 angeordnet ist. Diese Kontrollvorrichtung 60 ist im Wesentlichen mit drei Modulen ausgestattet. Dabei handelt es sich um das Überwachungsmodul 62, das Erzeugungsmodul 64 und das Beaufschlagungsmodul 66. Nachfolgend wird kurz das Durchlaufen dieser Kontrollvorrichtung 60 näher erläutert.The two embodiments according to the 1 and 2 have a commonality that a central control device 60 in the vehicle 10 is arranged. This control device 60 is essentially equipped with three modules. This is the monitoring module 62 , the generation module 64 and the admission module 66 , The following is a brief passage through this control device 60 explained in more detail.

Beim Betrieb des Fahrzeugs 10 in rollender Weise entstehen Schwingungen an den Reifen 50 bzw. an den Radträgern 20 und der jeweiligen Achse 30. Mithilfe von Sensorvorrichtungen 70 können diese Schwingungen wahrgenommen und überwacht werden. Auf Basis dieser Schwingungen kann nun das Überwachungsmodul 62 einen Schwingungsparameter für die aktuelle Schwingungssituation erstellen und dem weiteren Ablauf des Verfahrens zur Verfügung stellen. Das Erzeugungsmodul 64 ist nun in der Lage, insbesondere auf Basis der Schwingungsparameter der aktuellen Schwingungssituation nicht nur das notwendige Antriebsmoment AM, sondern auch in überlagernder Weise ein Zusatzmoment ZM zu erzeugen und zur Anwendung an den jeweiligen Elektromotor 42 der elektrischen Antriebsvorrichtung 40 weitergeben. Die Übermittlung zu den beiden Elektromotoren 42 wird dabei durch das Beaufschlagungsmodul 66 zur Verfügung gestellt.When operating the vehicle 10 Rolling vibrations are generated on the tires 50 or on the wheel carriers 20 and the respective axis 30 , Using sensor devices 70 These vibrations can be perceived and monitored. Based on these vibrations, the monitoring module can now 62 create a vibration parameter for the current vibration situation and make the further course of the process available. The generation module 64 is now able, in particular based on the vibration parameters of the current vibration situation not only to generate the necessary drive torque AM, but also in superimposed manner an additional torque ZM and for application to the respective electric motor 42 the electric drive device 40 pass on. The transmission to the two electric motors 42 is thereby by the admission module 66 made available.

Basierend auf erkannten Schwingungen, welche zum Beispiel Eigenschwingungen oder Höhenschwankungen der jeweiligen Achse 30 bzw. des jeweiligen Radträgers und/oder Achsträgers 20 sein können, wird nun das Zusatzmoment ZM in angepasster Weise auf die jeweilige Achse 30 bzw. auf den jeweiligen Radträger 20 beaufschlagt. Damit kann zum Beispiel durch entsprechende Frequenzausbildung des Zusatzmoments ZM eine Kompensation oder Teilkompensation dieser unerwünschten Eigenschwingungen zur Verfügung gestellt werden. Eine weitere Stabilisierung sowie ein erhöhter Fahrkomfort für das Fahrzeug 10 ist auf diese Weise kostengünstig und einfach erzielbar.Based on detected vibrations, which, for example, natural oscillations or height fluctuations of the respective axis 30 or of the respective wheel carrier and / or axle carrier 20 can now be the additional torque ZM in an adapted manner to the respective axis 30 or on the respective wheel carrier 20 applied. This can be made available for example by appropriate frequency training of the additional torque ZM compensation or partial compensation of these unwanted natural oscillations. Further stabilization and increased ride comfort for the vehicle 10 is inexpensive and easy to achieve in this way.

Während bei der 2 eine einzelne Antriebsfunktion für die Hinterachse 30 des Fahrzeugs 10 vorgesehen ist, kann gemäß des Fahrzeugs 10 in 1 eine achsspezifische Ausbildung von Zusatzmomenten ZM erfolgen. Das bedeutet also, dass die beiden Achsen 30 unabhängig voneinander hinsichtlich ihrer Eigenschwingung überwachbar sind. Damit können auch unabhängig voneinander und spezifisch ausgerichtet auf die jeweilige Achse 30 eine Beeinflussung dieser Achse 30 durch ein spezifisches und sich voneinander unterscheidendes Zusatzmoment ZM durchgeführt werden. In einer dritten, nicht dargestellten Ausführungsform, sind zwei Antriebe an einer Achse vorgesehen. Das bedeutet jedes der Achse zugeordnete Rad weist seinen eigenen Antrieb auf. Bei dieser Ausführungsform können Zusatzmomente dergestalt eingesetzt werden, dass eine Rotationsbewegung bedämpft wird.While at the 2 a single drive function for the rear axle 30 of the vehicle 10 is provided, according to the vehicle 10 in 1 an axis-specific training additional moments ZM done. So that means that the two axes 30 independently controllable with respect to their natural vibration. This can also be independent of each other and specifically geared to the respective axis 30 an influence on this axis 30 be performed by a specific and mutually different additional moment ZM. In a third, not shown embodiment, two drives are provided on one axis. This means that each wheel assigned to the axle has its own drive. In this embodiment, additional moments can be used in such a way that a rotational movement is damped.

Die voranstehende Erläuterung der Ausführungsformen beschreibt die vorliegende Erfindung ausschließlich im Rahmen von Beispielen. Selbstverständlich können einzelne Merkmale der Ausführungsformen, sofern technisch sinnvoll, frei miteinander kombiniert werden, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.The above explanation of the embodiments describes the present invention solely by way of example. Of course, individual features of the embodiments, if technically feasible, can be combined freely with one another, without departing from the scope of the present invention.

Claims (10)

Verfahren für die aktive Bedämpfung eines Radträgers und/oder Achsträgers (20) einer Achse (30) eines Fahrzeugs (10) mit einer elektrischen Antriebsvorrichtung (40), aufweisend die folgenden Schritte: - Überwachen des Schwingungsverhaltens wenigstens eines Radträgers und/oder Achsträgers (20) des Fahrzeugs (10), - Erzeugen eines zu einem Antriebsmoment (AM) zusätzlichen Zusatzmoments (ZM) mit der elektrischen Antriebsvorrichtung (40), - Beaufschlagen des wenigstens einen Radträgers und/oder Achsträgers (20) mit dem Zusatzmoment (ZM) und dem Antriebsmoment (AM).Method for the active damping of a wheel carrier and / or axle carrier (20) of an axle (30) of a vehicle (10) with an electric drive device (40), comprising the following steps: Monitoring the vibration behavior of at least one wheel carrier and / or axle carrier (20) of the vehicle (10), - generating an additional torque (AM) additional torque (ZM) with the electric drive device (40), - applying the at least one wheel carrier and / or Axle carrier (20) with the additional torque (ZM) and the drive torque (AM). Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Überwachung des Schwingungsverhaltens des Radträgers und/oder Achsträgers (20) eine qualitative und/oder quantitative Bestimmung der aktuellen Schwingung erfolgt, wobei das Erzeugen des Zusatzmoments (ZM) auf Basis der bestimmten aktuellen Schwingung erfolgt.Method according to Claim 1 , characterized in that in the monitoring of the vibration behavior of the wheel carrier and / or axle carrier (20) is a qualitative and / or quantitative determination of the current vibration, wherein the generation of the additional torque (ZM) is based on the determined current vibration. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Erzeugung des Zusatzmoments (ZM) mit einer Zusatzmoment-Frequenz erfolgt, welche sich von der Antriebsmoment-Frequenz unterscheidet.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the generation of the additional torque (ZM) takes place with an additional torque frequency which differs from the drive torque frequency. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass durch das Zusatzmoment (ZM) Zusatzkräfte im Radträger (20) und/oder in einem am Radträger (20) angebundenen Reifen (50) erzeugt werden, welche entlang einer Längsrichtung (LR) des Fahrzeugs (10) ausgerichtet sind.Method according to one of the preceding claims, characterized in that additional forces are generated in the wheel carrier (20) and / or in a tire (50) connected to the wheel carrier (20) by the additional torque (ZM), which are along a longitudinal direction (LR) of the vehicle (10) are aligned. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Überwachung des Schwingungsverhaltens für alle Radträger (20) einer Achse (30) und/oder für alle Radträger (20) aller Achsen (30) erfolgt.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the monitoring of the vibration behavior for all wheel carriers (20) of an axle (30) and / or for all wheel carriers (20) of all axes (30). Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrische Antriebsvorrichtung (40), insbesondere mit für einzelne Achsen (30) und/oder für einzelne Radträger (20) spezifischen Elektromotoren (42), für einzelne Achsen (30) und/oder einzelne Radträger (20) spezifische Zusatzmomente (ZM) erzeugt.Method according to Claim 5 Specific, characterized in that the electric driving device (40), in particular for individual axes (30) and / or for individual wheel carrier (20) specific electric motors (42) for individual axes (30) and / or individual wheel carrier (20) Additional moments (ZM) generated. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass für die Überwachung des Schwingungsverhaltens wenigstens einer der folgenden Parameter für wenigstens einen Radträger (20) ermittelt wird: - Drehzahl der elektrischen Antriebsvorrichtung (40) - Drehzahl eines ESP-Systems - Höhenposition des Radträgers und/oder Achsträgers (20) - Beschleunigung des Radträgers und/oder Achsträgers (20)Method according to one of the preceding claims, characterized in that for monitoring the vibration behavior of at least one of the following parameters for at least one wheel carrier (20) is determined: - speed of the electric drive device (40) - speed of an ESP system - height position of the wheel carrier and / or axle carrier (20) - acceleration of the wheel carrier and / or axle carrier (20) Fahrzeug (10) mit einer elektrischen Antriebsvorrichtung (40) zum Antrieb der Radträger (20) wenigstens einer Achse (30), aufweisend eine Kontrollvorrichtung (60) mit einem Überwachungsmodul (62) für ein Überwachen des Schwingungsverhaltens wenigstens eines Radträgers und/oder Achsträgers (20) des Fahrzeugs (10), ein Erzeugungsmodul (64) für ein Erzeugen eines zu einem Antriebsmoment (AM) zusätzlichen Zusatzmoments (ZM) mit der elektrischen Antriebsvorrichtung (40) und ein Beaufschlagungsmodul (66) für ein Beaufschlagen des wenigstens einen Radträgers und/oder Achsträgers (20) mit dem Zusatzmoment (ZM) und dem Antriebsmoment (AM).Vehicle (10) with an electric drive device (40) for driving the wheel carriers (20) of at least one axle (30), comprising a control device (60) with a monitoring module (62) for monitoring the vibration behavior of at least one wheel carrier and / or axle carrier ( 20) of the vehicle (10), a generating module (64) for generating an additional driving torque (AM) additional torque (ZM) with the electric drive device (40) and a loading module (66) for applying the at least one wheel carrier and / or axle carrier (20) with the additional torque (ZM) and the drive torque (AM). Fahrzeug (10) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontrollvorrichtung (60) ausgebildet ist für eine Durchführung des Verfahrens mit den Merkmalen eines der Ansprüche 1 bis 7.Vehicle (10) to Claim 8 , characterized in that the control device (60) is designed for carrying out the method with the features of one of Claims 1 to 7 , Fahrzeug (10) nach einem der Ansprüche 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass für das Überwachungsmodul (62) wenigstens eine der folgenden Sensorvorrichtungen (70) enthält und/oder mit wenigstens einer der folgenden Sensorvorrichtungen (70) signalübertragend verbunden ist: - Beschleunigungssensoren an wenigstens einem Radträger (20) - Drehzahlsensoren eines ESP-Systems - Höhenstandssensor wenigstens eines Radträgers und/oder Achsträgers (20) - Drehzahlsensor der elektrischen Antriebsvorrichtung (40)Vehicle (10) after one of Claims 8 or 9 , characterized in that for the monitoring module (62) contains at least one of the following sensor devices (70) and / or is connected to at least one of the following sensor devices (70) signal transmitting: - acceleration sensors on at least one wheel carrier (20) - speed sensors of an ESP Systems - Level sensor of at least one wheel carrier and / or axle carrier (20) - Speed sensor of the electric drive device (40)
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