DE102019123650A1 - Körperschallanpassung im Antriebsstrang eines Hybridfahrzeugs - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft Verfahren und eine Antriebssteuerung (16) zur Steuerung eines Kraftfahrzeugs, das einen Antriebsstrang (1) mit einem Verbrennungsmotor (2) und einer E-Maschine (8) aufweist, deren Rotor drehfest mit einer Kurbelwelle (5) des Verbrennungsmotors verbindbar und/oder verbunden ist, wobei der Antriebsstrang in einem Fahrbetrieb und in einem Rekuperationsbetrieb betrieben werden kann, wobei ein Schwellmoments (26, 36) mittels der E-Maschine auf die Kurbelwelle aufgebracht wird, sowie ein Kraftfahrzeug.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung eines Kraftfahrzeugs, eine Antriebssteuerung für ein Kraftfahrzeug sowie ein Kraftfahrzeug mit einer solchen Steuerung.
  • Rein elektrisches Fahren wird bei Fahrzeugnutzern unter anderem mit einem weitestgehend geräusch- und vibrationslosen Antrieb verknüpft. Bei PHEV-Fahrzeugen (Plug-in Hybrid Electric Vehicle), deren E-Maschine ohne eine Trennkupplung mit der Kurbelwelle eines Verbrennungsmotors verbunden ist, dreht die E-Maschine bei rein elektrischem Fahren den Verbrennungsmotor weiter mit.
  • Die Erfindung bezieht sich insbesondere auf HEV und PHEV, deren E-Maschine ohne Trennkupplung mit der Kurbelwelle eines Verbrennungsmotors verbunden ist (oder über eine Trennkupplung trennbar ist, die aber zugunsten eines schnellen und komfortablen Zustarts nicht geöffnet ist) und deren E-Maschine ein konstantes Moment zustellt (Fahrbetrieb, ggf. E-Fahrbetrieb) oder aufnimmt (Rekuperationsbetrieb).
  • Bei der beschriebenen Antriebsgattung kann auch eine Möglichkeit zur Deaktivierung einzelner oder aller Ein- und Auslassventile vorgesehen sein, wodurch - insbesondere bei einem rein elektrischen Fahren (E-Fahrbetrieb) - zwar Schleppmomente reduziert und Ladungswechselgeräusche vermieden werden, aber weiterhin Körperschall aus den noch vorhandenen Gas- und Massenkräften sowie Gas- und Massenmomenten erzeugt wird. Folglich resultieren auch im E-Fahrbetrieb bei mitgeschlepptem Verbrennungsmotor Drehungleichförmigkeiten, welche zu einem für einen Verbrennungsmotor typischen Klang- und Vibrationsverhalten führen.
  • Neben Ladungswechselgeräuschen, die bei nicht abgeschalteten Ein- und Auslassventilen auch ohne Einspritzung und Zündung entstehen und vor allem beim Parkieren von außen wahrgenommen werden, nehmen Fahrzeugnutzer beim rein elektrischen Fahren (E-Fahren) im Innenraum auch leichte Vibrationen und Luftschall wahr, wobei beides aus der Körperschallanregung durch Massenkräfte und - momente des mitgeschleppten Verbrennungsmotors herrührt. Dies führt zu einem eingeschränkten E-Fahrerlebnis, insbesondere weil die Fahrzeugnutzer das wahrgenommene Geräusch nicht mit E-Fahren verbinden.
  • Entgegen der Erwartungshaltung eines höherfrequenten Geräusches nimmt der Fahrzeugnutzer weiter ein Geräusch mit tieferen Frequenzanteilen wahr, wie er es vom Betrieb mit Verbrennungsmotor gewohnt ist. Dies widerspricht in gewissen Fahrsituationen beim PHEV - das zeitweise rein elektrisch angetrieben werden kann und sollte - besonders stark der Erwartungshaltung der Fahrzeugnutzer.
  • Vor diesem Hintergrund ist es eine Aufgabe der Erfindung, eine Steuerung eines Kraftfahrzeugs zu verbessern, das einen Antriebsstrang mit einem Verbrennungsmotor und einer E-Maschine aufweist, deren Rotor drehfest mit einer Kurbelwelle des Verbrennungsmotors verbindbar und/oder verbunden ist.
  • Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren zur Steuerung eines Kraftfahrzeugs mit den Merkmalen von Anspruch 1, eine Antriebssteuerung für ein Kraftfahrzeug mit den Merkmalen von Anspruch 10 sowie durch ein Kraftfahrzeug mit den Merkmalen von Anspruch 11.
  • Gemäß einem Aspekt der Erfindung wird ein Verfahren zur Steuerung eines Kraftfahrzeugs angegeben, das einen Antriebsstrang mit einem Verbrennungsmotor und einer E-Maschine aufweist, deren Rotor drehfest mit einer Kurbelwelle des Verbrennungsmotors verbindbar und/oder verbunden ist, wobei der Antriebsstrang in einem Fahrbetrieb und in einem Rekuperationsbetrieb betrieben werden kann.
  • Das Verfahren weist zumindest den folgenden Verfahrensschritt auf: Aufbringen, d.h. insbesondere Abgeben oder Aufnehmen, eines Schwellmoments auf die Kurbelwelle mittels der E-Maschine, wobei das Schwellmoment insbesondere dazu eingerichtet ist, Drehungleichförmigkeiten des Verbrennungsmotors zu verringern und/oder ausgleichen, und insbesondere einen Energieinhalt der verbleibenden Drehungleichförmigkeit in höhere Frequenzbereiche zu verlagern.
  • Unter einem Schwellmoment ist vorliegend insbesondere ein solches Drehmoment zu verstehen, welches an der Kurbelwelle in eine Drehrichtung aufgebracht wird und dessen Amplitude periodisch schwankt. Insbesondere wird das Schwellmoment in eine Drehrichtung aufgebracht, in welcher schon ein anderes Drehmoment, beispielsweise ein Grund-Antriebsmoment durch die E Maschine auf die Kurbelwelle aufgebracht wird. Unter einem Schwellmoment kann zusätzlich oder alternativ vorliegend auch verstanden werden, dass das zugehörige Drehmoment während der gesamten Aufbringung des Schwellmoments sich lediglich auf einer Seite eines Referenzwerts, insbesondere eines Nullwerts, entwickelt.
  • Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird eine Antriebssteuerung für ein Kraftfahrzeug angegeben, das einen Antriebsstrang mit einem Verbrennungsmotor und einer E-Maschine aufweist, deren Rotor drehfest mit einer Kurbelwelle des Verbrennungsmotors verbindbar und/oder verbunden ist, wobei der Antriebsstrang in einem Fahrbetrieb und in einem Rekuperationsbetrieb betrieben werden kann, wobei die Antriebssteuerung dazu eingerichtet ist, ein Verfahren gemäß einer Ausführung der Erfindung auszuführen.
  • Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird ein Kraftfahrzeug angegeben, das einen Antriebsstrang mit einem Verbrennungsmotor und einer E-Maschine aufweist, deren Rotor drehfest mit einer Kurbelwelle des Verbrennungsmotors verbindbar und/oder verbunden ist, wobei der Antriebsstrang in einem Fahrbetrieb und in einem Rekuperationsbetrieb betrieben werden kann, und wobei das Kraftfahrzeug eine Antriebssteuerung gemäß einer Ausführung der Erfindung aufweist.
  • Der Erfindung liegt unter anderem die Überlegung zugrunde, dass bei gegenwärtigen Kraftfahrzeugen mit der oben angegebenen Antriebskonfiguration der Unterschied zwischen rein elektrischem Fahren und Fahren mit minimaler Verbrennungsmotorlast (z.B. Konstantfahrt 30 km/h oder Parkieren) nicht wie von den meisten Fahrzeugnutzern erwünscht deutlich und damit eindeutig unterscheidbar wahrgenommen wird. Durch eine Deaktivierung der Ein- und Auslassventile im Fall rein elektrischen Fahrens kann zwar das von der E-Maschine zum „Mitschleppen“ des Verbrennungsmotors aufzubringende Moment wegen des Wegfalls der Ladungswechselarbeit deutlich verringert und der aus energetischer Sicht sinnvolle E-Fahrbereich ausgeweitet werden. Dies kann aber subjektiv bzw. emotional durch die Fahrzeugnutzer nicht entsprechend positiv wahrgenommen werden.
  • Die Erfindung basiert nun unter anderem auf der Idee, die E-Maschine derart anzusteuern, dass sie ein schwellendes Moment abgibt bzw.im Rekuperationsfall aufnimmt, das dazu führt, dass der vom Antriebsaggregat erzeugte Körperschalleintrag nicht mehr - oder zumindest nicht mehr als Körperschall Eintrag eines Verbrennungsmotors - wahrgenommen wird.
  • Dabei ist, insbesondere aus energetischer Sicht, ein Umsteuern der E-Maschine nicht sinnvoll und sollte vermieden werden.
  • In Betriebspunkten, in denen wegen eines notwendigen gegenphasigen Momentenanteils in der Frequenz beispielsweise einer 2. Motorordnung beim Reihenvierzylinder die E-Maschine umgesteuert werden müsste, wird gemäß einer Ausführung die E-Maschine so angesteuert, dass sie synchronisiert mit den Anregungsimpulsen aus dem Verbrennungsmotor zusätzliche Anregungen erzeugt, die als Überlagerung mit der Anregung aus dem befeuert oder unbefeuert betriebenem Verbrennungsmotor zu deutlich höheren Frequenzanteilen (z.B. 8. und 16. Motorordnung) führen. Diese Frequenzanteile lassen sich nicht nur besser isolieren und bedämpfen, sie werden, wenn noch wahrnehmbar, auch mit E-Fahrgeräuschen korreliert.
  • Obige Zusammenhänge können gemäß einer Ausführung auf den reinen Schubvorgang, also den Rekuperationsbetrieb, analog übertragen werden.
  • Gemäß einer Ausführung weist das Schwellmoment ein Kompensations-Schwellmoment auf, das, insbesondere zumindest im Wesentlichen, eine Frequenz der Drehungleichförmigkeit aufweist. Insbesondere wird das Kompensations-Schwellmoment phasenversetzt, insbesondere gegenphasig, zum Momenteneintrag, d.h. insbesondere bezüglich des Kurbelwinkels, insbesondere mittig, zwischen den Drehmomentmaxima des Momenteneintrags, des Verbrennungsmotors aufgebracht. Dadurch entsteht beim Fahrzeugnutzer weniger stark der Eindruck, Geräusche eines Verbrennungsmotors zu hören.
  • Es ist aber gemäß einer Ausführung der Erfindung auch möglich, den Eindruck eines elektromotorischen Geräusches noch stärker zu erwecken, in dem das aus dem Körperschall resultierende Geräusch noch stärker angepasst wird. Dazu weist gemäß einer Ausführung das Schwellmoment ein Anpassungs-Schwellmoment auf, das einen oder mehrere Frequenzanteile mit jeweils einem ganzzahligen Vielfachen der Frequenz der Drehungleichförmigkeit des Verbrennungsmotors aufweist.
  • Das Anpassungs-Schwellmoment ist in dieser Ausführung insbesondere dazu eingerichtet, synchronisiert mit den Anregungsimpulsen des Verbrennungsmotors und/oder dem Kompensations-Schwellmoment, Anregungen zu erzeugen, die zu höheren Frequenzanteilen, insbesondere der 4., der 8., der 12. und/oder der 16. Motorordnung im Körperschall und/oder in der Luftschallabstrahlung des Antriebsstrangs führen. Dadurch sind dann auch Frequenzen wahrnehmbar, die eindeutig dem Antriebsgeräusch einer E Maschine zugeordnet werden.
  • Zur Durchführung des Verfahrens in einem Fahrbetrieb, insbesondere in einem E-Fahrbetrieb, gibt die E-Maschine gemäß einer Ausführung das Schwellmoment an die Kurbelwelle ab, liefert also einen Beschleunigungsbeitrag.
  • Zur Durchführung des Verfahrens in einem Rekuperationsbetrieb des Kraftfahrzeugs das Schwellmoment nimmt die E-Maschine gemäß einer Ausführung das Schwellmoment von der Kurbelwelle auf, liefert also einen Bremsbeitrag.
  • Gemäß einer Ausführung wird das Verfahren während eines geschleppten Betriebs des Verbrennungsmotors durchgeführt, insbesondere während eines rein elektrischen Fahrens. Damit kann die Erfindung beispielsweise während einer langsamen Konstantfahrt oder auch während eines Parkvorgangs verwendet werden.
  • Um Ladungswechselverluste zu vermeiden, wird gemäß einer Ausführung der Verbrennungsmotor während der Durchführung des Verfahrens mit einem, mehreren oder vorteilhafterweise sämtlich deaktivierten Ventil(en) betrieben.
  • Gemäß einer Ausführung der Erfindung ist es auch möglich, in einem Betriebszustand, in welchem der Verbrennungsmotor einen Beitrag zum Antriebsdrehmoment leistet, akustisch den Eindruck elektrischen Fahrens zu vermitteln. Dazu wird in der Ausführung das Verfahren während einer Beschleunigungsphase mit einem Beschleunigungsbeitrag des Verbrennungsmotors oder während einer reinen Konstantfahrt durchgeführt, insbesondere wenn die rein elektrisch erzeugte Leistung nicht ausreicht.
  • Gemäß einer Ausführung wird das Schwellmoment einem, insbesondere nominalen, Grund-Antriebsmoment der E-Maschine überlagert. Damit wird sichergestellt, dass höherfrequent keine Energie in die Batterie zurückgespeist werden muss.
  • Weitere Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung im Zusammenhang mit den Figuren.
    • 1 zeigt in einer schematischen Ansicht einen Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs nach einer beispielhaften Ausführung der Erfindung mit einer Antriebssteuerung zur Durchführung eines Verfahrens nach einer beispielhaften Ausführung der Erfindung.
    • 2 zeigt zur Verdeutlichung eines Verfahrens nach einer ersten beispielhaften Ausführung der Erfindung a) im Zeitbereich eine Drehmomententwicklung an der Kurbelwelle des Antriebsstrangs über den Kurbelwinkel des Verbrennungsmotors aus 1 und b) im Frequenzbereich eine Ordnungsanalyse dieser Drehmomententwicklung (dargestellt sind nur Frequenzen ab einem bestimmten Energieanteil bzw. ab einer relevanten Amplitude).
    • 3 zeigt zur Verdeutlichung eines Verfahrens nach einer zweiten beispielhaften Ausführung der Erfindung a) im Zeitbereich eine Drehmomententwicklung an der Kurbelwelle des Antriebsstrangs über den Kurbelwinkel des Verbrennungsmotors aus 1 und b) im Frequenzbereich eine Ordnungsanalyse dieser Drehmomententwicklung (dargestellt sind nur Frequenzen ab einem bestimmten Energieanteil bzw. ab einer relevanten Amplitude).
  • In 1 ist ein Antriebsstrang 1 eines ansonsten nicht dargestellten Hybrid-Kraftfahrzeugs dargestellt. Der Antriebsstrang 1 weist ein Verbrennungsmotor 2 auf, welche im Ausführungsbeispiel als Vierzylinder-Ottomotor oder als Vierzylinder-Dieselmotor ausgebildet ist.
  • An einer Kurbelwelle 5 des Verbrennungsmotors 2 ist im Ausführungsbeispiel ein Drehungleichförmigkeits-Isolationselement 6 angeordnet, welches einen größeren Teil der Drehungleichförmigkeitsanregungen des Verbrennungsmotors 2 von der in der Darstellung rechts des DU-Isolationselements 6 angeordneten Rotorwelle 4 isoliert. Die Rotorwelle 4 ist - bis auf den Effekt des DU-Isolationselements 6 - drehfest mit der Kurbelwelle 5 verbunden. In einem analogen Ausführungsbeispiel der Erfindung kann der Antriebsstrang 1 aber bei ansonsten gleicher Bauform auch ohne ein DU-Isolationselement 6 ausgebildet sein.
  • Mit der Rotorwelle 4 verbunden (oder in einem analogen, nicht dargestellten Ausführungsbeispiel verbindbar) ist ein Rotor einer E-Maschine 8, die dazu eingerichtet ist, eine Abtriebswelle 14 in einem Fahrbetrieb mit einem Antriebsdrehmoment zu beaufschlagen und/oder in einem Rekuperationsbetrieb ein Rekuperationsdrehmoment von der Abtriebswelle 14aufzunehmen. Im Ausführungsbeispiel ist die E-Maschine 8 als Kurbelwellen-Starter-Generator ausgebildet.
  • Zudem ist die Rotorwelle 4, beispielsweise mittels eines Drehmomentwandlers 10, mit einer mechanischen Trennkupplung verbunden, über welchen eine Drehmomentübertragung zwischen dem Verbrennungsmotor 2 und/oder der E-Maschine 8 einerseits sowie einem Getriebe 12 und einer Abtriebswelle 14 andererseits hergestellt oder gelöst werden kann.
  • Der Antriebsstrang 1 weist also einen Verbrennungsmotor 2 und eine E-Maschine 8 auf, deren Rotor drehfest mit einer Kurbelwelle des Verbrennungsmotors verbindbar und/oder verbunden ist, wobei der Antriebsstrang 1 in einem Fahrbetrieb und in einem Rekuperationsbetrieb betrieben werden kann.
  • Dazu können die E-Maschine 8, der Verbrennungsmotor 2, gegebenenfalls der Drehmomentwandler 10 und/oder das Getriebe 12 mittels einer Antriebssteuerung 16 getrennt voneinander und/oder gemeinsam angesteuert werden, insbesondere zur Beeinflussung ihrer Betriebsparameter. Die Antriebssteuerung 16 weist eine Kurbelwinkelerfassung 17 auf, mittels der eine Phasenwinkel zwischen der Kurbelwelle 5 und dem Rotor der E-Maschine 8 erfasst werden kann.
  • Die Antriebssteuerung 16 ist dazu eingerichtet, Verfahren nach unterschiedlichen beispielhaften Ausführungen der Erfindung auszuführen, insbesondere indem Betriebsparameter der E-Maschine 8 und/oder des Verbrennungsmotors 2 beeinflusst werden.
  • In den 2 und 3 sind anhand jeweils eines Diagramms im Zeitbereich und Diagramms im Frequenzbereich unterschiedliche beispielhafte Verfahren näher erläutert.
  • Die 2 zeigt ein Ausführungsbeispiel, bei welchem zur Unterstützung des Verbrennungsmotors 2 ein Kompensations-Schwellmoment 26 aufgebracht wird.
  • In 2a sind die Drehmomentbeiträge M der unterschiedlichen Drehmomentquelten (Verbrennungsmotor 2 und E-Maschine 8) des Antriebsstrangs 1 aus 1 über den Kurbelwinkel KW, insbesondere eines Arbeitszyklus', des Vierzylinder-Verbrennungsmotors 2 in einem Diagramm 201 dargestellt. Gezeigt ist ein Fahrbetrieb des Antriebsstrangs 1, in welchem sowohl der Verbrennungsmotor 2 als auch die E-Maschine 8 einen Antriebs-Drehmomentbeitrag leisten.
  • Die mit einer punktierten Linie dargestellte Drehmomententwicklung zeigt den Drehmomentverlauf 20 des Verbrennungsmotors 2, wie er sein müsste, wenn die E-Maschine 8 keinen Drehmomentbeitrag leisten würde. Die positiven Drehmomentmaxima treten dabei immer nach der Zündung eines der Zylinder im Verbrennungsmotor 2 auf.
  • Die phasengleich dazu verlaufende Drehmomententwicklung (durchgezogene Linie) zeigt den Drehmomentverlauf 22 des Verbrennungsmotors 2, wenn dieser im Sinne der Erfindung durch die E-Maschine 8 unterstützt ist.
  • Die gestrichelte Linie stellt einen Drehmomentverlauf eines durch die E-Maschine 8, insbesondere zusätzlich zu dem Grund-Antriebsmoment 24 aufgebrachten, Kompensations-Schwellmoments 26 dar, das bezüglich des Abstandes zwischen den Drehmomentmaxima die Frequenz der Drehmomentverläufe 20 bzw. 22 des Verbrennungsmotors aufweist. Allerdings werden die Drehmomentmaxima durch die Antriebssteuerung 16 phasenrichtig zu den Drehmomentmaxima der Drehmomententwicklung 20 bzw. 22 des Verbrennungsmotors angesteuert, wobei die Antriebssteuerung 16 dabei auf Messwerte der Kurbelwinkelerfassung 17 zurückgreifen kann.
  • Die durchgezogene, horizontale Linie entspricht dem über die Zeit konstanten Drehmomentbeitrag, insbesondere eines Grund-Antriebsmoments 24, der E-Maschine ohne Ansteuerung nach einer beispielhaften Ausführung der Erfindung.
  • Der Vorteil dieser phasenrichtigen (d.h. um 90° Kurbelwinkel verschobenen) Ansteuerung der E-Maschine 8 wird aus der 2b ersichtlich, die eine fouriertransformierte Ordnungsanalyse 202 der Überlagerung der Drehmomentverläufe 20, 22, 26 aus 2a zeigt.
  • Ohne Unterstützung durch die E-Maschine 8 ergibt sich aus dem Betrieb des Verbrennungsmotors 2 entsprechend dem Drehmomentverlauf 20 eine dominante Amplitude 21 zweiter Motorordnung MO. Die Frequenz der Motorordnung ergibt sich aus dem zeitlichen Zündabstand der einzelnen Zylinder des Verbrennungsmotors 2 und beträgt beispielsweise 40Hz, wenn der Vierzylinder-Verbrennungsmotor 2 bei 1200 Umdrehungen pro Minute betrieben wird (2 Zündungen pro Umdrehung der Kurbelwelle = 2400 Zündungen pro Minute -> 40 Zündungen pro Sekunde = 40 Hz).
  • Durch die phasenrichtige (und im Ausführungsbeispiel amplitudengleiche) Unterstützung der E-Maschine 8 mit dem Drehmomentverlauf des Kompensations-Schwellmoments 26 kann die dominante Anregung zweiter Ordnung (entsprechend der Amplitude 21) ersetzt werden durch eine Anregung vierter Ordnung (entsprechend einer Amplitude 27).
  • Für den Fahrzeugnutzer oder umstehende Personen ist dann ein dominantes Geräusch vierter Ordnung mit einer Frequenz von 80 Hz wahrnehmbar, welches eher mit dem Betrieb einer E-Maschine 8 assoziiert wird als mit dem Betrieb eines Verbrennungsmotors 2.
  • Die 3 zeigt ein Ausführungsbeispiel, bei welchem zur Unterstützung des Verbrennungsmotors 2 ein Kompensations-Schwellmoment 26 und zusätzlich ein Anpassungs-Schwellmoment 36 aufgebracht wird. Das in 3 dargestellte Ausführungsbeispiel unterscheidet sich von dem der 2 lediglich durch das zusätzliche aufbringen des Anpassungs-Schwellmoments 36.
  • In 3a sind die Drehmomentbeiträge M der unterschiedlichen Drehmomentquellen (Verbrennungsmotor 2 und E-Maschine 8) des Antriebsstrangs 1 aus 1 über den Kurbelwinkel KW, insbesondere eines Arbeitszyklus', des Vierzylinder-Verbrennungsmotors 2 in einem Diagramm 301 dargestellt. Gezeigt ist ein Fahrbetrieb des Antriebsstrangs 1, in welchem sowohl der Verbrennungsmotor 2 als auch die E-Maschine 8 einen Antriebs-Drehmomentbeitrag leisten. Die punktierte Linie zeigt wie in 2 a den Drehmomentverlauf 20 des Verbrennungsmotors 2 ohne Unterstützung durch die E-Maschine 8. Die durchgezogene Linie zeigt wie in 2 a den Drehmomentverlauf 22 des Verbrennungsmotors 2, wenn dieser, insbesondere mit dem Kompensations-Schwellmoment 26, durch die E-Maschine 8 unterstützt wird. Die horizontale, lang gestrichelte Linie stellt wie in 2 a den über die Zeit konstanten Drehmomentbeitrag, insbesondere eines Grund-Antriebsmoments 24, der E-Maschine 8 ohne Ansteuerung nach einer beispielhaften Ausführung der Erfindung dar. Die kurz gestrichelte Linie stellt wie in 2 a das Kompensations-Schwellmoment 26 dar, das bezüglich des Abstandes zwischen den Drehmomentmaxima die Frequenz der Drehmomentverläufe 20 bzw. 22 des Verbrennungsmotors 2 aufweist, aber phasenversetzt angesteuert wird.
  • Zusätzlich steuert die Antriebssteuerung 16 in dem Ausführungsbeispiel nach 3 das Anpassungs-Schwellmoment 36 an, das in 3 a mit einer Strichpunktlinie dargestellt ist. Das Anpassungs-Schwellmoment 36 weist - bezüglich des Kurbelwinkels KW der Kurbelwelle 5 - zwischen jeweils einem Maximum des Drehmoments des Verbrennungsmotors 2 einem Maximum des Drehmoments des Kompensations-Schwellmoments 26 drei Drehmomentmaxima auf, die untereinander und zu dem jeweils benachbarten Drehmomentmaximum des Verbrennungsmotors 2 bzw. des Kompensations-Schwellmoments 26 mit einem identischen Kurbelwinkel (also äquidistant) beabstandet sind.
  • Der Vorteil der zusätzlichen Ansteuerung des Anpassungs-Schwellmoments 36 mittels der Antriebssteuerung 16 und der E-Maschine 8 wird aus der 3b ersichtlich, die eine fouriertransformierte Ordnungsanalyse 302 der Überlagerung der Drehmomentverläufe 22, 26 und 36 aus 3a zeigt.
  • Durch die zusätzliche Anregung der E-Maschine 8 mit dem Anpassungs-Schwellmoment 36 ergeben sich pro Umdrehung der Kurbelwelle 5 insgesamt 16 Drehmomentmaxima, anstatt der vier Drehmomentmaxima, die alleine durch das Zusammenspiel des Verbrennungsmotors 2 und des Kompensation-Schwellmoments 26 auftreten.
  • Dadurch kann die dominante vierte Motorordnung mit der Amplitude 27 (vergleiche auch 3 b) ersetzt werden durch eine weniger starke Anregung vierter Ordnung mit der Amplitude 37.1 und eine stärkere Anregung sechzehnter Ordnung mit der Amplitude 37.2. Die Kombination der Amplituden 37.1 und 37.2 ergibt sich aus der Überlagerung der Anregungen 22 des Verbrennungsmotors und der Anregungen 26 und 36 der E-Maschine.
  • Für den Fahrzeugnutzer oder umstehende Personen ist dann (im Ausführungsbeispiel nur noch ein schwacher Ton vierter Motorordnung mit einer Frequenz von 80 Hz wahrnehmbar, welcher durch ein relativ stärkeres Geräusch sechzehnter Motorordnung mit einer Frequenz von 320 Hz ergänzt ist, das bei Betriebssituationen mit einer entsprechenden Umdrehungszahl des Verbrennungsmotors 2 stark mit dem Betrieb einer E-Maschine 8 assoziiert wird.
  • Wenn der Antriebsstrang 1 kein Drehungleichförmigkeits-Isolationselement 6 aufweist, sind die mittels der E-Maschine 8 entsprechend der Ausführungsbeispiel nach 2 oder 3 auszugleichenden Drehungleichförmigkeiten beispielsweise um den Faktor 10 stärker ausgeprägt. Ansonsten können Verfahren nach beispielhaften Ausführungen der Erfindung aber ebenso wie zu den 2 oder 3 beschrieben durchgeführt werden.
  • Eine Anwendung der beispielhaften Verfahren nach 2 und/oder nach 3 in einem rein elektrischen Fahrbetrieb mit mitgeschlepptem Verbrennungsmotor 2 oder in einem Rekuperationsbetrieb anstatt einem Fahrbetrieb ergibt sich für Fachleute in einfacher Weise analog. Anstelle der Abgabe eines Schwellmoments an die Kurbelwelle 5 (über die Rotorwelle 4) mittels der Antriebssteuerung 16 und der E-Maschine 8 tritt dann die entsprechende Aufnahme eines solchen Schwellmoments von der Kurbelwelle 4.
  • Bezugszeichenliste
    • 1
    Antriebsstrang
    2
    Verbrennungsmotor
    4
    Rotorwelle
    5
    Kurbelwelle
    6
    Drehungleichförmigkeits-Isolationselement
    8
    E-Maschine
    10
    Drehmomentwandler
    12
    Getriebe
    14
    Abtriebswelle
    16
    Antriebssteuerung
    17
    Kurbelwinkelerfassung
    20
    Drehmomentverlauf des Verbrennungsmotors ohne Unterstützung durch die E-Maschine
    21
    Amplitude erster Ordnung
    22
    Drehmomentverlauf des Verbrennungsmotors mit Unterstützung durch die E-Maschine
    24
    Grund-Antriebsmoment der E-Maschine
    26
    Kompensations-Schwellmoment
    27
    Amplitude zweiter Ordnung
    36
    Anpassungs-Schwellmoment
    37.1
    Amplitude zweiter Ordnung
    37.2
    Amplitude achter Ordnung
    201
    Drehmoment-Kurbelwinkel-Diagramm
    202
    fouriertransformierte Ordnungsanalyse
    301
    Drehmoment-Kurbelwinkel-Diagramm
    302
    fouriertransformierte Ordnungsanalyse
    KW
    Kurbelwinkel
    M
    Drehmomententwicklung
    f
    Frequenz
    MO
    Motorordnung

Claims (11)

  1. Verfahren zur Steuerung eines Kraftfahrzeugs, das einen Antriebsstrang (1) mit einem Verbrennungsmotor (2) und einer E-Maschine (8) aufweist, deren Rotor drehfest mit einer Kurbelwelle (5) des Verbrennungsmotors verbindbar und/oder verbunden ist, wobei der Antriebsstrang in einem Fahrbetrieb und in einem Rekuperationsbetrieb betrieben werden kann, gekennzeichnet durch den Verfahrensschritt: Aufbringen eines Schwellmoments (26, 36) auf die Kurbelwelle mittels der E-Maschine, wobei das Schwellmoment dazu eingerichtet ist, Drehungleichförmigkeiten des Verbrennungsmotors zu verringern und/oder ausgleichen.
  2. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Schwellmoment ein Kompensations-Schwellmoment (26) aufweist, das eine Frequenz der Drehungleichförmigkeit aufweist.
  3. Verfahren gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Kompensations-Schwellmoment bezüglich des Kurbelwinkels zwischen den Drehmomentmaxima des Momenteneintrags (22) des Verbrennungsmotors aufgebracht wird.
  4. Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Schwellmoment ein Anpassungs-Schwellmoment (36) aufweist, das einen oder mehrere Frequenzanteile mit jeweils einem ganzzahligen Vielfachen der Frequenz der Drehungleichförmigkeit aufweist, wobei das Anpassungs-Schwellmoment insbesondere dazu eingerichtet ist, Anregungen zu erzeugen, die zu höheren Frequenzanteilen im Körperschall des Antriebsstrangs führen.
  5. Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in einem Fahrbetrieb des Kraftfahrzeugs die E-Maschine das Schwellmoment an die Kurbelwelle abgibt.
  6. Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in einem Rekuperationsbetrieb des Kraftfahrzeugs das Schwellmoment die E-Maschine das Schwellmoment von der Kurbelwelle aufnimmt.
  7. Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren während eines geschleppten Betriebs des Verbrennungsmotors durchgeführt wird.
  8. Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Verbrennungsmotor während der Durchführung des Verfahrens mit einem, mehreren oder sämtlich, deaktivierten Ventil(en) betrieben wird.
  9. Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren während einer Beschleunigungsphase mit einem Beschleunigungsbeitrag des Verbrennungsmotors oder während einer Konstantfahrt durchgeführt wird.
  10. Antriebssteuerung (16) für ein Kraftfahrzeug, das einen Antriebsstrang (1) mit einem Verbrennungsmotor (2) und einer E-Maschine (8) aufweist, deren Rotor drehfest mit einer Kurbelwelle (5) des Verbrennungsmotors verbindbar und/oder verbunden ist, wobei der Antriebsstrang in einem Fahrbetrieb und in einem Rekuperationsbetrieb betrieben werden kann, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebssteuerung dazu eingerichtet ist, ein Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche auszuführen.
  11. Kraftfahrzeug, das einen Antriebsstrang (1) mit einem Verbrennungsmotor (2) und einer E-Maschine (8) aufweist, deren Rotor drehfest mit einer Kurbelwelle (5) des Verbrennungsmotors verbindbar und/oder verbunden ist, wobei der Antriebsstrang in einem Fahrbetrieb und in einem Rekuperationsbetrieb betrieben werden kann, gekennzeichnet durch eine Antriebssteuerung (16) gemäß Anspruch 10.
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