DE102019205468A1 - Verfahren zur aktiven Dämpfung von Schwingungen in einem Antriebsstrang eines Elektrofahrzeugs - Google Patents

Verfahren zur aktiven Dämpfung von Schwingungen in einem Antriebsstrang eines Elektrofahrzeugs Download PDF

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur aktiven Dämpfung von Schwingungen in einem Antriebsstrang (1) eines Elektrofahrzeugs, wobei ein Drehmomentwechsel im Antriebsstrang des Elektrofahrzeugs von einem Ist-Drehmoment (2) zu einem Soll-Drehmoment (3) eingeleitet wird, dadurch gekennzeichnet, dass der Drehmomentwechsel von dem Ist-Drehmoment (2) zu dem Soll-Drehmoment (3) in einem Zeitfenster (4), bestehend aus mindestens einer ganzzahligen Periodendauer einer Eigenschwingung des Antriebsstrangs (1) und einer Abweichung von höchstens 10% von genau einer Periodendauer der Eigenschwingung des Antriebsstrangs (1), vorgenommen wird. Ferner betrifft die Erfindung auch einen Antriebsstrang (1) für ein Elektrofahrzeug.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur aktiven Dämpfung von Schwingungen in einem Antriebsstrang eines Elektrofahrzeugs. Ferner betrifft die Erfindung auch einen Antriebsstrang für ein Elektrofahrzeug.
  • Elektrofahrzeuge weisen üblicherweise mindestens einen Elektromotor auf, mittels welchem das Elektrofahrzeug rein elektrisch angetrieben wird. Mit anderen Worten ist keine Brennkraftmaschine im Antriebsstrang des Elektrofahrzeugs vorgesehen. Damit die Drehzahl und das Drehmoment des Elektromotors an den jeweiligen Fahrbetrieb des Elektrofahrzeugs anpassbar sind, wird in der Regel ein Getriebe dem Elektromotor nachgeschaltet.
  • Beispielsweise offenbart die DE 101 26 348 A1 ein Verfahren zur Lieferung einer Vortriebskraft für ein Hybridfahrzeug. Ein Hybridfahrzeug ist ein Fahrzeug, das zumindest zwei Energiequellen aufweist, wobei ein elektrisches Hybridfahrzeug eine elektrische Maschine und einen Verbrennungsmotor aufweist. Der Verbrennungsmotor und die elektrische Maschine, nachfolgend Motor/Generator System genannt, arbeiten zusammen, um eine Eingangswellendrehzahl auf eine Zieldrehzahl für einen neuen Gang zu ändern. Während dieser Periode werden hohe Verstärkungen dazu verwendet, um die Zieldrehzahl so schnell wie möglich zu erreichen. Wenn das Motor/Generator-System und der Verbrennungsmotor die Zieldrehzahl erreichen und sich dort stabilisieren, wird ein gefilterter Wert eines Summendrehmoments gemessen. Dieser Wert ist eine Kombination von Drehmomentfehlern und der Größe des Drehmoments, die erforderlich ist, um die Eingangswelle bei dieser Drehzahl zu drehen. Dieser Wert kann dazu verwendet werden, Drehmomentkarten zu korrigieren, wird aber hauptsächlich für einen Offsetwert und ein Startdrehmoment bei Eingriff des Ganges verwendet. Auf diese Art und Weise kann, wenn der Gang eingerückt ist, ein Drehmoment von wirklich Null an der Eingangswelle gehalten werden, und anschließend, nachdem der Gang eingerückt ist, kann ein neues Drehmomentprofil ausgehend von der wirklichen Null dazu verwendet werden, das Drehmoment auf die Eingangswelle rampenartig zu erhöhen. Dies steigert die Ruckfreiheit des Schaltens merklich.
  • Der Antriebsstrang eines Elektrofahrzeugs ist gegenüber dem Antriebsstrang eines Hybridfahrzeugs direkter und weniger träge. Insbesondere ist eine elektrische Maschine im Antriebsstrang eines Elektrofahrzeugs starr mit dem Getriebe gekoppelt, wobei in der Regel formschlüssige Verbindungselemente und Schaltelemente in Form von Klauen verwendet werden. Im Antriebsstrang ist ein gewisses Spiel notwendig und somit auch vorhanden. Aufgrund des Spiels im Antriebsstrangs treten bei einem Drehmomentwechsel im Antriebsstrang des Elektrofahrzeugs von einem Ist-Drehmoment, also von einem aktuell eingestellten Antriebsdrehmoment, zu einem Soll-Drehmoment, also zu einem gewünschten Antriebsdrehmoment, das eingestellt werden soll, ungewünschte Schwingungen und Schlaggeräusche auf. Diese Schwingungen und Schlaggeräusche sind vorzeichen- sowie lastwechselunabhängig und nehmen in der Regel mit einem Drehmomenthub zwischen dem Ist-Drehmoment und dem Soll-Drehmoment zu.
  • Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Verfahren zur aktiven Dämpfung von Schwingungen und Schlaggeräuschen in einem Antriebsstrang eines Elektrofahrzeugs zu schaffen. Die Aufgabe wird gelöst durch den Gegenstand von Patentanspruch 1. Bevorzugte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
  • Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren zur aktiven Dämpfung von Schwingungen in einem Antriebsstrang eines Elektrofahrzeugs wird ein Drehmomentwechsel im Antriebsstrang des Elektrofahrzeugs von einem Ist-Drehmoment zu einem Soll-Drehmoment eingeleitet, wobei der Drehmomentwechsel von dem Ist-Drehmoment zu dem Soll-Drehmoment in einem Zeitfenster, bestehend aus mindestens einer ganzzahligen Periodendauer einer Eigenschwingung des Antriebsstrangs und einer Abweichung von höchstens 10% von genau einer Periodendauer der Eigenschwingung des Antriebsstrangs, vorgenommen wird.
  • Mit anderen Worten wird ein Verfahren zum Betrieb des Antriebsstrangs, insbesondere zum Betrieb der elektrischen Maschine im Antriebsstrang vorgeschlagen, das zur aktiven Dämpfung von Schwingungen im Antriebsstrang des Elektrofahrzeugs geeignet ist. Das Ist-Drehmoment ist ein Antriebsdrehmoment mit dem das Elektrofahrzeug zu einem aktuellen Zeitpunkt betrieben wird. Das Ist-Drehmoment kann sowohl positiv als auch negativ sein. Demgegenüber ist das Soll-Drehmoment als Zieldrehmoment zu verstehen, das durch Einleitung eines Drehmomenthubs, der positiv oder negativ sein kann, erreichbar ist. Beispielsweise erhöht ein positiver Drehmomenthub das Antriebsdrehmoment des Elektrofahrzeugs ausgehend von einem positiven Ist-Drehmoment zu einem höheren Soll-Drehmoment. Demgegenüber senkt ein negativer Drehmomenthub das Antriebsdrehmoment des Elektrofahrzeugs ausgehend von einem positiven Ist-Drehmoment zu einem geringeren Soll-Drehmoment.
  • Insbesondere kann der Drehmomenthub auch zu einer Vorzeichenänderung führen, wenn ein Lastwechsel, also ein Nulldurchgang von einem positiven zu einem negativen oder von einem negativen zu einem positiven Antriebsdrehmoment erfolgt. Beispielsweise wird ein Lastwechsel eingeleitet, wenn das Ist-Drehmoment positiv ist und das Soll-Drehmoment negativ sein soll. Ebenso wird ein Lastwechsel eingeleitet, wenn das Ist-Drehmoment negativ ist und das Soll-Drehmoment positiv sein soll. Der Lastwechsel geht stehts mit einem Umschlagen der rotierenden bzw. drehmomentübertragenden Elemente im Antriebsstrang des Elektrofahrzeugs einher. Dies ist bekanntlich auch mit Schwingungen bzw. Vibrationen sowie Schlaggeräuschen verbunden.
  • Erfindungsgemäß werden die Schwingungen und Schlaggeräusche dadurch reduziert, dass der Drehmomentwechsel von dem Ist-Drehmoment zu dem Soll-Drehmoment in einem bestimmten Zeitfenster vorgenommen wird. Unter einem Zeitfenster ist die Dauer zu verstehen, die eingestellt wird, um den Drehmomenthub von dem Ist-Drehmoment zum Soll-Drehmoment auszuführen. Dieses Zeitfenster besteht aus mindestens einer ganzzahligen Periodendauer einer Eigenschwingung des Antriebsstrangs des Elektrofahrzeugs und einer Abweichung von höchstens 10% von genau einer Periodendauer der Eigenschwingung des Antriebsstrangs des Elektrofahrzeugs. Unter einer ganzzahligen Periodendauer einer Eigenschwingung des Antriebsstrangs ist zu verstehen, dass die Periodendauer der Eigenschwingung des Antriebsstrangs nur ganzzahlige Werte annimmt, somit 1, 2, 3 usw. Ferner ist unter einer Abweichung von höchstens 10% von genau einer Periodendauer der Eigenschwingung des Antriebsstrangs zu verstehen, dass sowohl positive als auch negative Abweichungen von höchstens 10% von einer einzigen Periodendauer der Eigenschwingung des Antriebsstrangs möglich sind. Somit weist das Zeitfenster eine Dauer von beispielsweise 0,9 bis 1,1 Periodendauern der Eigenschwingung des Antriebsstrangs oder 1,9 bis 2,1 Periodendauern der Eigenschwingung des Antriebsstrangs oder 2,9 bis 3,1 Periodendauern der Eigenschwingung des Antriebsstrangs usw. auf.
  • Die Periodendauer der Eigenschwingung des Antriebsstrangs kann über Sensoren, die zum Erfassen von Schwingungen vorgesehen sind, ermittelt werden. Unter der Periodendauer ist das kleinste örtliche oder zeitliche Intervall, nach dem sich ein regelmäßiger Vorgang, nämlich die Schwingung wiederholt. Die Periodendauer der Schwingung entspricht dem Kehrwert der Frequenz dieser Schwingung.
  • Vorzugsweise besteht das Zeitfenster höchstens aus drei ganzzahligen Periodendauern der Eigenschwingung des Antriebsstrangs und der Abweichung von höchstens 10% von der genau einen Periodendauer der Eigenschwingung des Antriebsstrangs. Mithin beträgt demnach das größtmögliche Zeitfenster, also die Maximaldauer für den Drehmomentwechsel zwischen Ist-Drehmoment und Soll-Drehmoment, drei Periodendauern der Eigenschwingung des Antriebsstrangs plus 10% von einer einzigen Periodendauer der Eigenschwingung des Antriebsstrangs, also 3,1 Periodendauern der Eigenschwingung des Antriebsstrangs. Demgegenüber beträgt das kleinstmögliche Zeitfenster, also die Minimaldauer für den Drehmomentwechsel zwischen Ist-Drehmoment und Soll-Drehmoment, eine einzige Periodendauer der Eigenschwingung des Antriebsstrangs minus 10% von einer einzigen Periodendauer der Eigenschwingung des Antriebsstrangs, also 0,9 Periodendauern der Eigenschwingung des Antriebsstrangs.
  • Bevorzugt besteht das Zeitfenster höchstens aus zwei ganzzahligen Periodendauern der Eigenschwingung des Antriebsstrangs und der Abweichung von höchstens 10% von der genau einen Periodendauer der Eigenschwingung des Antriebsstrangs. Mithin beträgt demnach das größtmögliche Zeitfenster, also die Maximaldauer für den Drehmomentwechsel zwischen Ist-Drehmoment und Soll-Drehmoment, zwei Periodendauern der Eigenschwingung des Antriebsstrangs plus 10% von einer einzigen Periodendauer der Eigenschwingung des Antriebsstrangs, also 2,1 Periodendauern der Eigenschwingung des Antriebsstrangs. Demgegenüber beträgt das kleinstmögliche Zeitfenster, also die Minimaldauer für den Drehmomentwechsel zwischen Ist-Drehmoment und Soll-Drehmoment, eine einzige Periodendauer der Eigenschwingung des Antriebsstrangs minus 10% von einer einzigen Periodendauer der Eigenschwingung des Antriebsstrangs, also 0,9 Periodendauern der Eigenschwingung des Antriebsstrangs.
  • Ferner bevorzugt besteht das Zeitfenster aus genau einer Periodendauer der Eigenschwingung des Antriebsstrangs und der Abweichung von höchstens 10% von der genau einen Periodendauer der Eigenschwingung des Antriebsstrangs. Mithin beträgt demnach das größtmögliche Zeitfenster, also die Maximaldauer für den Drehmomentwechsel zwischen Ist-Drehmoment und Soll-Drehmoment, eine einzige Periodendauer der Eigenschwingung des Antriebsstrangs plus 10% von einer einzigen Periodendauer der Eigenschwingung des Antriebsstrangs, also 1,1 Periodendauern der Eigenschwingung des Antriebsstrangs. Demgegenüber beträgt das kleinstmögliche Zeitfenster, also die Minimaldauer für den Drehmomentwechsel zwischen Ist-Drehmoment und Soll-Drehmoment, eine einzige Periodendauer der Eigenschwingung des Antriebsstrangs minus 10% von einer einzigen Periodendauer der Eigenschwingung des Antriebsstrangs, also 0,9 Periodendauern der Eigenschwingung des Antriebsstrangs.
  • Vorzugsweise beträgt der Drehmomenthub von dem Ist-Drehmoment zu dem Soll-Drehmoment mindestens 10% des maximalen Antriebsdrehmoments des Elektrofahrzeugs. Beispielsweise beträgt das maximale Antriebsdrehmoment des Elektrofahrzeugs 400 Nm (Newtonmeter). Dann sind 10% des maximalen Antriebsdrehmoment des Elektrofahrzeugs 40 Nm. Mithin wird vorzugsweise vorgeschlagen, erst ab einem Drehmomenthub von 10% des maximalen Antriebsdrehmoments des Elektrofahrzeugs, also ab 40 Nm gemäß dem vorgenannten Beispiel, das erfindungsgemäße Verfahren anzuwenden, um Schwingungen im Antriebsstrang des Elektrofahrzeugs aktiv zu dämpfen. Bevorzugt beträgt ein Drehmomenthub von dem Ist-Drehmoment zu dem Soll-Drehmoment mindestens 20% des maximalen Antriebsdrehmoments des Elektrofahrzeugs. Mit zunehmendem Drehmomenthub wächst der Impuls bei einem Drehmomentwechsel im Antriebsstrang des Elektrofahrzeugs, wobei damit einhergehend auch die Schwingungen im Antriebsstrang des Elektrofahrzeugs zunehmen können. Je höher der Drehmomenthub von dem Ist-Drehmoment zu dem Soll-Drehmoment ist, umso wichtiger ist die Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens zur aktiven Schwingungsdämpfung im Antriebsstrang.
  • Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist der Drehmomentverlauf in dem Zeitfenster zwischen dem Ist-Drehmoment und dem Soll-Drehmoment zumindest abschnittsweise linear. Mit anderen Worten ist zumindest ein Abschnitt einer Drehmomentkurve, die über die Zeit aufgetragen ist, linear. Insbesondere kann der Drehmomentverlauf in dem Zeitfenster zwischen dem Ist-Drehmoment und dem Soll-Drehmoment quadratisch, exponentiell, logarithmisch sein oder einen anderen Verlauf aufweisen.
  • Bevorzugt weist der Drehmomentverlauf in dem Zeitfenster zumindest eine Anfahrrampe zwischen dem Ist-Drehmoment und dem Soll-Drehmoment auf. Die Anfahrrampe ist dazu vorgesehen, einen weichen bzw. verschliffenen Übergang zwischen dem Ist-Drehmoment und dem Soll-Drehmoment zu realisieren, sodass der Übergang vom Ist-Drehmoment nicht schlagartig, sondern im Wesentlichen kontinuierlich erfolgt. Insbesondere weist die Anfahrrampe einen kurvenförmigen Verlauf auf, wobei der Betrag der Drehmomentänderungsrate ansteigt.
  • Vorzugsweise weist der Drehmomentverlauf in dem Zeitfenster zumindest eine Ausklingrampe zwischen dem Ist-Drehmoment und dem Soll-Drehmoment auf. Die Ausklingrampe ist dazu vorgesehen, einen weichen bzw. verschliffenen Übergang zwischen dem Ist-Drehmoment und dem Soll-Drehmoment zu realisieren, sodass der Übergang hin zum Soll-Drehmoment nicht schlagartig, sondern im Wesentlichen kontinuierlich erfolgt. Insbesondere weist die Ausklingrampe einen kurvenförmigen Sättigungsverlauf auf, wobei der Betrag der Drehmomentänderungsrate abnimmt.
  • Bevorzugt weist die Anfahrrampe ebenso wie die Ausklingrampe eine betragsmäßig geringere Drehmomentänderungsrate als ein Bereich zwischen der Anfahrrampe und der Ausklingrampe auf. Mithin ist zwischen der Anfahrrampe und der Ausklingrampe ein Bereich mit einer maximalen Drehmomentänderungsrate vorgesehen. Insbesondere ist der Bereich zwischen der Anfahrrampe und der Ausklingrampe linear und weist eine konstante Drehmomentänderungsrate auf.
  • Ein erfindungsgemäßer Antriebsstrang für ein Elektrofahrzeug umfasst mindestens eine elektrische Maschine, ein Getriebe und eine Steuereinrichtung, wobei die mindestens eine elektrische Maschine mit dem Getriebe wirkverbunden ist, und wobei die Steuereinrichtung zum Betrieb der mindestens einen elektrischen Maschine nach dem erfindungsgemäßen Verfahren eingerichtet ist. Ferner umfasst der Antriebsstrang auch eine Sensoreinrichtung mit mehreren Sensoren zum Ermitteln der Eigenschwingungen des Antriebsstrangs.
  • Im Folgenden werden vier Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnungen näher erläutert. Hierbei zeigt
    • 1 eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Antriebsstrangs für ein Elektrofahrzeug,
    • 2 ein vereinfachtes Diagramm zur Veranschaulichung eines erfindungsgemäßen Verfahrens zur aktiven Dämpfung von Schwingungen in einem Antriebsstrang eines Elektrofahrzeugs gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel,
    • 3 ein vereinfachtes Diagramm zur Veranschaulichung eines erfindungsgemäßen Verfahrens zur aktiven Dämpfung von Schwingungen in einem Antriebsstrang eines Elektrofahrzeugs gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel,
    • 4 ein vereinfachtes Diagramm zur Veranschaulichung eines erfindungsgemäßen Verfahrens zur aktiven Dämpfung von Schwingungen in einem Antriebsstrang eines Elektrofahrzeugs gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel, und
    • 5 ein vereinfachtes Diagramm zur Veranschaulichung eines erfindungsgemäßen Verfahrens zur aktiven Dämpfung von Schwingungen in einem Antriebsstrang eines Elektrofahrzeugs gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel.
  • Gemäß 1 umfasst ein erfindungsgemäßer Antriebsstrang 1 für ein Elektrofahrzeug eine elektrische Maschine 8, ein Getriebe 9 und eine Steuereinrichtung 10. Die elektrische Maschine 8 ist über eine Antriebswelle 11 mit dem Getriebe 9 wirkverbunden, wobei das Getriebe 9 über eine Abtriebswelle 12 mit einem Fahrzeugabtrieb 13 wirkverbunden ist. Die Steuereinrichtung 10 ist zum Betrieb der elektrischen Maschine 8 nach einem erfindungsgemäßen Verfahren zur aktiven Dämpfung von Schwingungen im Antriebsstrang 1 des Elektrofahrzeugs eingerichtet. Eine Periodendauer der Eigenschwingung des Antriebsstrangs 1 wird über eine dafür vorgesehene Sensoreinrichtung 14 im Antriebsstrang 1 ermittelt. Dazu ist die Steuereinrichtung 10 über eine erste elektrische Leitung 15a mit der elektrischen Maschine 8 und über eine zweite elektrische Leitung 15b mit der Sensoreinrichtung 14 verbunden.
  • Gemäß 2, 3, 4 und 5 ist das erfindungsgemäße Verfahren in vier unterschiedlichen Ausführungsbeispielen dargestellt, wobei die vier Diagramme zur Veranschaulichung des jeweiligen Verfahrens zur aktiven Dämpfung von Schwingungen im Antriebsstrang 1 des Elektrofahrzeugs vorgesehen sind. Auf der Ordinate Y ist das Antriebsdrehmoment des Elektrofahrzeugs in Newtonmeter aufgetragen, wobei auf der Abszisse X die Zeit in Millisekunden aufgetragen ist.
  • Unabhängig von dem jeweiligen Ausführungsbeispiel wird ein Drehmomentwechsel im Antriebsstrang 1 des Elektrofahrzeugs von einem Ist-Drehmoment 2 zu einem Soll-Drehmoment 3 eingeleitet, wobei der Drehmomentwechsel von dem Ist-Drehmoment 2 zu dem Soll-Drehmoment 3 in einem Zeitfenster 4, bestehend aus mindestens einer ganzzahligen Periodendauer einer Eigenschwingung des Antriebsstrangs 1 und einer Abweichung von höchstens 10% von genau einer Periodendauer der Eigenschwingung des Antriebsstrangs 1, vorgenommen wird. Dadurch werden die Schwingungen beim Drehmomentwechsel des Antriebsdrehmoments minimiert.
  • In den vorliegenden Ausführungsbeispielen besteht das Zeitfenster 4 höchstens aus drei ganzzahligen Periodendauern der Eigenschwingung des Antriebsstrangs 1 und einer Abweichung von höchstens plus/minus 10% von der genau einen Periodendauer der Eigenschwingung des Antriebsstrangs 1. Die Periodendauer der Eigenschwingung des Antriebsstrangs 1 wird über die Sensoreinrichtung 14 im Antriebsstrang 1 ermittelt. Eine Drehmomentänderungsrate wird aus einem Quotienten des Drehmomenthubs 16 und dem Zeitfenster 4 gebildet. Der Drehmomenthub 16 wird aus der Differenz zwischen dem Soll-Drehmoment 3 und dem Ist-Drehmoment 2 gebildet.
  • Gemäß 2 besteht das Zeitfenster 4 aus zwei ganzzahligen Periodendauern der Eigenschwingung des Antriebsstrangs 1 plus einer Abweichung von 10% von der genau einen Periodendauer der Eigenschwingung des Antriebsstrangs 1. Der Drehmomenthub 16 von dem Ist-Drehmoment 2 zu dem Soll-Drehmoment 3 beträgt vorliegend 50% des maximalen Antriebsdrehmoments des Elektrofahrzeugs. Sowohl das Ist-Drehmoment 2 als auch das Soll-Drehmoment 3 weisen positive Werte auf, wobei das Soll-Drehmoment 3 größer als das Ist-Drehmoment 2 ist. Der Drehmomentverlauf in dem Zeitfenster 4 zwischen dem Ist-Drehmoment 2 und dem Soll-Drehmoment 3 ist linear. Mithin wird eine Drehmomentänderungsrate eingestellt, die dem Quotienten von 50% des maximalen Antriebsdrehmoments des Elektrofahrzeugs und 2,1 Periodendauern der Eigenschwingung des Antriebsstrangs 1 entspricht.
  • Nach 3 besteht das Zeitfenster 4 aus genau einer Periodendauer der Eigenschwingung des Antriebsstrangs 1 minus der Abweichung von 2% von der genau einen Periodendauer der Eigenschwingung des Antriebsstrangs 1. Dadurch ergibt sich eine annähernd maximale Schwingungsdämpfung in kürzester Zeit. Der Drehmomenthub 16 von dem Ist-Drehmoment 2 zu dem Soll-Drehmoment 3 beträgt vorliegend 60% des maximalen Antriebsdrehmoments des Elektrofahrzeugs. Das Ist-Drehmoment 2 ist negativ und das Soll-Drehmoment 3 ist positiv. Das Soll-Drehmoment 3 ist größer als das Ist-Drehmoment 2. Der Drehmomentverlauf in dem Zeitfenster 4 zwischen dem Ist-Drehmoment 2 und dem Soll-Drehmoment 3 ist linear. Mithin wird eine Drehmomentänderungsrate eingestellt, die dem Quotienten von 60% des maximalen Antriebsdrehmoments des Elektrofahrzeugs und 0,98 Periodendauern der Eigenschwingung des Antriebsstrangs 1 entspricht. Eine ideale Schwingungsdämpfung der Eigenschwingung des Antriebsstrangs 1 würde bei einem Zeitfenster 4, das genau eine einzige Periodendauer der Eigenschwingung des Antriebsstrangs 1 aufweist, vorgenommen werden.
  • In 4 besteht das Zeitfenster 4 aus drei ganzzahligen Periodendauern der Eigenschwingung des Antriebsstrangs 1 minus der Abweichung von 5% von der genau einen Periodendauer der Eigenschwingung des Antriebsstrangs 1. Der Drehmomenthub 16 von dem Ist-Drehmoment 2 zu dem Soll-Drehmoment 3 beträgt vorliegend 30% des maximalen Antriebsdrehmoments des Elektrofahrzeugs. Sowohl das Ist-Drehmoment 2 als auch das Soll-Drehmoment 3 weisen negative Werte auf, wobei das Soll-Drehmoment 3 betragsmäßig größer als das Ist-Drehmoment 2 ist. Der Drehmomentverlauf in dem Zeitfenster 4 zwischen dem Ist-Drehmoment 2 und dem Soll-Drehmoment 3 ist linear. Mithin wird eine Drehmomentänderungsrate eingestellt, die dem Quotienten von 30% des maximalen Antriebsdrehmoments des Elektrofahrzeugs und 2,95 Periodendauern der Eigenschwingung des Antriebsstrangs 1 entspricht.
  • Gemäß 5 besteht das Zeitfenster 4 aus genau einer Periodendauer der Eigenschwingung des Antriebsstrangs 1. Dadurch ergibt sich eine maximale Schwingungsdämpfung in kürzester Zeit. Der Drehmomenthub 16 von dem Ist-Drehmoment 2 zu dem Soll-Drehmoment 3 beträgt vorliegend 40% des maximalen Antriebsdrehmoments des Elektrofahrzeugs. Sowohl das Ist-Drehmoment 2 als auch das Soll-Drehmoment 3 weisen positive Werte auf, wobei das Soll-Drehmoment 3 größer ist als das Ist-Drehmoment 2. Der Drehmomentverlauf in dem Zeitfenster 4 weist eine Anfahrrampe 5 zwischen dem Ist-Drehmoment 2 und dem Soll-Drehmoment 3 auf. Ferner weist der Drehmomentverlauf in dem Zeitfenster 4 auch eine Ausklingrampe 6 zwischen dem Ist-Drehmoment 2 und dem Soll-Drehmoment 3 auf. Die Anfahrrampe 5 und die Ausklingrampe 6 sind dazu vorgesehen, einen weichen bzw. verschliffenen Übergang zwischen dem Ist-Drehmoment 2 und dem Soll-Drehmoment 3 zu realisieren. Vorliegend weist sowohl die Anfahrrampe 5 als auch die Ausklingrampe 6 einen kurvenförmigen Verlauf auf. Die Anfahrrampe 5 und die Ausklingrampe 6 weisen eine geringere Drehmomentänderungsrate als ein Bereich 7 zwischen der Anfahrrampe 5 und der Ausklingrampe 6 auf. Der Drehmomentverlauf in dem Zeitfenster 4 zwischen der Anfahrrampe 5 und der Ausklingrampe 6 ist linear.
  • Bezugszeichenliste
    • 1
    Antriebsstrang
    2
    Ist-Drehmoment
    3
    Soll-Drehmoment
    4
    Zeitfenster
    5
    Anfahrrampe
    6
    Ausklingrampe
    7
    Bereich
    8
    elektrische Maschine
    9
    Getriebe
    10
    Steuereinrichtung
    11
    Antriebswelle
    12
    Abtriebswelle
    13
    Fahrzeugabtrieb
    14
    Sensoreinrichtung
    15a
    erste elektrische Leitung
    15b
    zweite elektrische Leitung
    16
    Drehmomenthub
    X
    Abszisse
    Y
    Ordinate
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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  • Zitierte Patentliteratur
    • DE 10126348 A1 [0003]

Claims (11)

  1. Verfahren zur aktiven Dämpfung von Schwingungen in einem Antriebsstrang (1) eines Elektrofahrzeugs, wobei ein Drehmomentwechsel im Antriebsstrang des Elektrofahrzeugs von einem Ist-Drehmoment (2) zu einem Soll-Drehmoment (3) eingeleitet wird, dadurch gekennzeichnet, dass der Drehmomentwechsel von dem Ist-Drehmoment (2) zu dem Soll-Drehmoment (3) in einem Zeitfenster (4), bestehend aus mindestens einer ganzzahligen Periodendauer einer Eigenschwingung des Antriebsstrangs (1) und einer Abweichung von höchstens 10% von genau einer Periodendauer der Eigenschwingung des Antriebsstrangs (1), vorgenommen wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Zeitfenster (4) höchstens aus drei ganzzahligen Periodendauern der Eigenschwingung des Antriebsstrangs (1) und der Abweichung von höchstens 10% von der genau einen Periodendauer der Eigenschwingung des Antriebsstrangs (1) besteht.
  3. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Zeitfenster (4) höchstens aus zwei ganzzahligen Periodendauern der Eigenschwingung des Antriebsstrangs (1) und der Abweichung von höchstens 10% von der genau einen Periodendauer der Eigenschwingung des Antriebsstrangs (1) besteht.
  4. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Zeitfenster (4) aus genau einer Periodendauer der Eigenschwingung des Antriebsstrangs (1) und der Abweichung von höchstens 10% von der genau einen Periodendauer der Eigenschwingung des Antriebsstrangs (1) besteht.
  5. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Drehmomenthub (16) von dem Ist-Drehmoment (2) zu dem Soll-Drehmoment (3) mindestens 10% des maximalen Antriebsdrehmoments des Elektrofahrzeugs beträgt.
  6. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Drehmomenthub (16) von dem Ist-Drehmoment (2) zu dem Soll-Drehmoment (3) mindestens 20% des maximalen Antriebsdrehmoments des Elektrofahrzeugs beträgt.
  7. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Drehmomentverlauf in dem Zeitfenster (4) zwischen dem Ist-Drehmoment (2) und dem Soll-Drehmoment (3) zumindest abschnittsweise linear ist.
  8. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Drehmomentverlauf in dem Zeitfenster (4) zumindest eine Anfahrrampe (5) zwischen dem Ist-Drehmoment (2) und dem Soll-Drehmoment (3) aufweist.
  9. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Drehmomentverlauf in dem Zeitfenster (4) zumindest eine Ausklingrampe (6) zwischen dem Ist-Drehmoment (2) und dem Soll-Drehmoment (3) aufweist.
  10. Verfahren nach den Ansprüchen 8 und 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Anfahrrampe (5) ebenso wie die Ausklingrampe (6) eine betragsmäßig geringere Drehmomentänderungsrate als ein Bereich (7) zwischen der Anfahrrampe (5) und der Ausklingrampe (6) aufweisen.
  11. Antriebsstrang (1) für ein Elektrofahrzeug, umfassend mindestens eine elektrische Maschine (8), ein Getriebe (9) und eine Steuereinrichtung (10), wobei die mindestens eine elektrische Maschine (8) mit dem Getriebe (9) wirkverbunden ist, und wobei die Steuereinrichtung (10) zum Betrieb der mindestens einen elektrischen Maschine (8) nach einem Verfahren der vorstehenden Ansprüche eingerichtet ist.
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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1993012477A1 (de) * 1991-12-18 1993-06-24 Siemens Aktiengesellschaft Verfahren und anordnung zur verringerung von schwingungen bei laststössen bei antrieben mit schwingungsfähiger mechanischer anordnung
DE10126348A1 (de) * 2000-05-31 2002-01-24 Gen Motors Corp Vorrichtung und Verfahren zur aktiven Antriebsstrangdämpfung

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1993012477A1 (de) * 1991-12-18 1993-06-24 Siemens Aktiengesellschaft Verfahren und anordnung zur verringerung von schwingungen bei laststössen bei antrieben mit schwingungsfähiger mechanischer anordnung
DE10126348A1 (de) * 2000-05-31 2002-01-24 Gen Motors Corp Vorrichtung und Verfahren zur aktiven Antriebsstrangdämpfung

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