DE102021109721A1 - Electric propulsion system, method for controlling an electric propulsion system, computer program product and control unit - Google Patents

Electric propulsion system, method for controlling an electric propulsion system, computer program product and control unit Download PDF

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Inventor
Peter Greb
Laszlo Man
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62MRIDER PROPULSION OF WHEELED VEHICLES OR SLEDGES; POWERED PROPULSION OF SLEDGES OR SINGLE-TRACK CYCLES; TRANSMISSIONS SPECIALLY ADAPTED FOR SUCH VEHICLES
    • B62M6/00Rider propulsion of wheeled vehicles with additional source of power, e.g. combustion engine or electric motor
    • B62M6/40Rider propelled cycles with auxiliary electric motor
    • B62M6/45Control or actuating devices therefor
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B62MRIDER PROPULSION OF WHEELED VEHICLES OR SLEDGES; POWERED PROPULSION OF SLEDGES OR SINGLE-TRACK CYCLES; TRANSMISSIONS SPECIALLY ADAPTED FOR SUCH VEHICLES
    • B62M19/00Transmissions characterised by use of non-mechanical gearing, e.g. fluid gearing

Abstract

Die Erfindung betrifft ein elektrisches Antriebssystem (1) für ein mit Muskelkraft betreibbares Fahrzeug (100), umfassend, eine erste, motorisch betreibbare, elektrische Maschine (2), welche zum Zwecke des Antriebs auf ein Antriebsrad (101) des Fahrzeugs (100) wirkt, eine zweite, generatorisch betreibbare, elektrische Maschine (3), welche eingerichtet ist eine von einem Fahrer des Fahrzeugs (100) über eine pedalierbare Betätigungseinrichtung (15) eingebrachte mechanische Energie in elektrische Energie umzuwandeln, sowie eine zentrale Steuereinheit (5) zur Ansteuerung der ersten elektrischen Maschine (3) und zur Ansteuerung der zweiten elektrischen Maschine (2) in der Art, dass durch eine muskelkraftbewirkte Drehung der Betätigungseinrichtung (15) eine elektrisch bewirkte Drehung des Antriebsrads (101) erzeugbar ist, indem aus dem durch Muskelkraft auf die Betätigungseinrichtung (15) einwirkenden Antriebsdrehmoment (7) eine Stellgröße (9) für ein Motor-Soll-Moment (8) berechnet wird, wobei die Steuereinheit (5) ferner eingerichtet ist, innerhalb der ersten halben Umdrehung der Betätigungseinrichtung (15) den Phasenversatz (6) zwischen dem an der zweiten elektrischen Maschine (3) durch Muskelkraft aufgebrachten Antriebsdrehmoment (7) und dem daraus berechneten sowie zeitlich versetzten Motor-Soll-Drehmoment (8) zu ermitteln, wobei in einer zweiten halben Umdrehung der Betätigungseinrichtung (15), das Motor-Soll-Drehmoment (8) um den ermittelten Phasenversatz (6) verschoben ist, so dass das Motor-Soll-Drehmoment (8) und das Antriebsdrehmoment (7) zeitlich im Wesentlichen synchron verlaufen.The invention relates to an electric drive system (1) for a vehicle (100) that can be operated with muscle power, comprising a first electric machine (2) that can be operated as a motor and acts on a drive wheel (101) of the vehicle (100) for the purpose of driving , a second electrical machine (3) that can be operated as a generator, which is set up to convert mechanical energy introduced by a driver of the vehicle (100) via a pedal-operated actuating device (15) into electrical energy, and a central control unit (5) for controlling the first electrical machine (3) and for controlling the second electrical machine (2) in such a way that an electrically induced rotation of the drive wheel (101) can be generated by muscle power-induced rotation of the actuating device (15) by using muscle power to act on the actuating device (15) acting drive torque (7) a manipulated variable (9) for a motor target torque (8) is calculated, where in which the control unit (5) is also set up, within the first half rotation of the actuating device (15), the phase offset (6) between the drive torque (7) applied to the second electrical machine (3) by muscle power and the motor calculated therefrom and offset in time - to determine the target torque (8), wherein in a second half rotation of the actuating device (15), the motor target torque (8) is shifted by the determined phase offset (6), so that the motor target torque ( 8) and the drive torque (7) are essentially synchronous in time.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein elektrisches Antriebssystem für ein mit Muskelkraft betreibbares Fahrzeug, umfassend, eine erste, zumindest motorisch betreibbare, elektrische Maschine, welche zum Zwecke des Antriebs auf ein Antriebsrad des Fahrzeugs wirkt, eine zweite, zumindest generatorisch betreibbare, elektrische Maschine, welche eingerichtet ist eine von einem Fahrer des Fahrzeugs über eine pedalierbare Betätigungseinrichtung eingebrachte mechanische Energie in elektrische Energie umzuwandeln, eine Energiespeichereinrichtung zur Speicherung und zur Abgabe elektrischer Energie, sowie eine zentrale Steuereinheit zur Ansteuerung der ersten elektrischen Maschine und zur Ansteuerung der zweiten elektrischen Maschine in der Art, dass durch eine muskelkraftbewirkte Drehung der Betätigungseinrichtung eine elektrisch bewirkte Drehung des Antriebsrads erzeugbar ist, indem aus dem durch Muskelkraft auf die Betätigungseinrichtung einwirkenden Antriebsdrehmoment eine Stellgröße für ein Motor-Soll-Moment berechnet wird. Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zur Steuerung eines elektrischen Antriebssystems, ein Computerprogrammprodukt und eine Steuereinheit.The present invention relates to an electrical drive system for a vehicle that can be operated with muscle power, comprising a first electrical machine that can be operated at least as a motor and acts on a drive wheel of the vehicle for the purpose of driving, a second electrical machine that can be operated at least as a generator, which is set up mechanical energy introduced by a driver of the vehicle via a pedal-operated actuating device is to be converted into electrical energy, an energy storage device for storing and delivering electrical energy, and a central control unit for activating the first electric machine and for activating the second electric machine of the type that an electrically induced rotation of the drive wheel can be generated by a muscle power-induced rotation of the actuating device by a manipulated variable for a from the muscle power acting on the actuating device drive torque Motor target torque is calculated. The invention also relates to a method for controlling an electric drive system, a computer program product and a control unit.

Neben konventionellen Kraftfahrzeugen, insbesondere Personenkraftwagen, rücken zunehmend Kleinstfahrzeuge in den Fokus der Gesellschaft, um die sich verändernden Mobilitätsanforderungen zukunftssicher zu erfüllen. Die Kleinstfahrzeuge haben den Vorteil, dass diese zum einen einen geringeren Raum als Parkplatz beanspruchen. Zum anderen können die Kleinstfahrzeuge so ausgelegt sein, dass diese sich maßgeblich im Stadtverkehr bewegen können, sodass die Anforderungen an mögliche Höchstgeschwindigkeiten sehr gering sind.In addition to conventional motor vehicles, especially passenger cars, society is increasingly focusing on small vehicles in order to meet changing mobility requirements in a future-proof manner. The small vehicles have the advantage that, on the one hand, they take up less space than a parking space. On the other hand, the smallest vehicles can be designed in such a way that they can move significantly in city traffic, so that the requirements for possible maximum speeds are very low.

Zu dieser Gruppe von Kleinstfahrzeigen gehören traditionell auch beispielsweise Fahrräder, welche üblicherweise mit Muskelkraft betrieben wurden und werden. Neben den muskelbetriebenen Fahrrädern wurden auch Fahrräder mit Hilfsmotoren entwickelt. Mit der Entwicklung von leistungsfähigen Akkus wurden die Hilfsmotoren umweltschonend als Elektromotoren realisiert. Derartige Elektrofahrräder sind mittlerweile ein fester Bestandteil im Straßenbild geworden. Diese muskel- oder tretkraftunterstützten Fahrzeuge sind insbesondere unter den Namen Pedelec (Pedal Electric Cycle), E-Bike oder Elektrofahrrad bekannt.Traditionally, this group of small vehicles also includes, for example, bicycles, which were and are usually operated with muscle power. In addition to the human-powered bicycles, bicycles with auxiliary motors were also developed. With the development of powerful batteries, the auxiliary motors were implemented as environmentally friendly electric motors. Such electric bicycles have now become an integral part of the street scene. These muscle-assisted or pedal-assisted vehicles are known in particular under the names pedelec (pedal electric cycle), e-bike or electric bicycle.

Aus der DE 10 2013 012 208 A1 ist bereits ein derartiges elektrisches Antriebssystem für ein mit Muskelkraft betriebenes Fahrzeug bekannt, wobei das elektrische Antriebssystem mindestens einen mit einer Antriebskurbel mechanisch verbundenen elektrischen Generator, einen elektrischen Antriebsmotor, einen elektrischen Energiespeicher und eine elektrische Schaltungsanordnung zur elektrischen Verkopplung des Generators mit dem Antriebsmotor und dem Energiespeicher umfasst.From the DE 10 2013 012 208 A1 such an electrical drive system for a vehicle operated with muscle power is already known, the electrical drive system having at least one electrical generator mechanically connected to a drive crank, an electrical drive motor, an electrical energy store and an electrical circuit arrangement for electrically coupling the generator to the drive motor and the energy store includes.

Es existieren ferner verschiedene Konzepte, auf die, einem mechanischen Verschleiß unterliegenden Endloszugmittel zur Übertragung der Muskelkraft in elektrifizierten Antriebssträngen zu verzichten. Diese Konzepte sind auch unter dem Namen Chainless-Drive (CLD) bekannt, in denen beispielsweise vollständig auf eine Fahrradkette verzichtet wird.There are also various concepts for dispensing with the endless traction means, which are subject to mechanical wear, for transmitting muscle power in electrified drive trains. These concepts are also known under the name chainless drive (CLD), in which, for example, a bicycle chain is completely dispensed with.

Bei konventionellen Chainless-Drive (CLD) Systemen wird mit dem von den Kurbeln durch den Fahrer angetriebenen Generator mittels Elektronik ein Gleichstrom erzeugt, mittels welchem eine Batterie geladen werden kann und/oder ein Antriebsmotor mit steuerbarem/regelbarem Strom unabhängig von der Generatordrehzahl angetrieben werden kann. Da eine direkte mechanische Verbindung zwischen dem Fahrer und dem angetriebenen Rad bei einem Chainless-Drive nicht mehr vorhanden ist, muss das Fahrgefühl eines mechanischen Antriebsstrangs durch das Chainless-Drive-System elektronisch nachgebildet werden.In conventional chainless drive (CLD) systems, the generator, which is driven by the driver via the cranks, uses electronics to generate a direct current, which can be used to charge a battery and/or drive a drive motor with controllable/adjustable current independently of the generator speed . Since there is no longer a direct mechanical connection between the driver and the driven wheel with a chainless drive, the driving experience of a mechanical drive train must be electronically simulated by the chainless drive system.

Hierzu wird in der Regel durch eine Steuereinheit und Regelungssoftware des Chainless-Drive-Systems auf der Basis von Eingangsparametern aus dem CLD-Tretlagermodul, wie beispielsweise Drehwinkel, Drehzahl, Drehmoment, Beschleunigungssignalen etc. ein Drehmoment- bzw. Drehzahlwert berechnet, welcher durch den Antriebsmotor in Fahrzeugvorschub umgesetzt wird. Die Berechnung der erforderlichen Parameter und die Umsetzung des Antriebsmotors in für den Fahrer fühlbaren Vorschub benötigt jedoch eine gewisse Zeit, so dass das durch muskelgraft eingebrachte Antriebsdrehmoment an einer Pedaliereinheit und das auf die Straße gebrachte Motor-Drehmoment einen Phasenverschub aufweisen. Ist diese Phasen-Verschiebung groß, so wird der zeit- bzw. winkelversetzte Vorschub vom Fahrer als unangenehm oder zumindest ungewohnt empfunden.For this purpose, a torque or speed value is usually calculated by a control unit and control software of the chainless drive system on the basis of input parameters from the CLD bottom bracket module, such as angle of rotation, speed, torque, acceleration signals, etc converted into vehicle propulsion. However, the calculation of the required parameters and the conversion of the drive motor into thrust that the driver can feel takes a certain amount of time, so that the drive torque introduced by muscle graft on a pedaling unit and the motor torque brought onto the road show a phase shift. If this phase shift is large, the time or angle-delayed feed is perceived by the driver as unpleasant or at least unfamiliar.

Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein elektrisches Antriebssystem für ein mit Muskelkraft betreibbares Fahrzeug bereitzustellen, dass ein sehr natürliches, an einem mechanischen Antriebssystem orientiertes Fahrgefühl realisiert. Es ist ferner die Aufgabe der Erfindung ein verbessertes Verfahren zur Steuerung eines entsprechenden Antriebssystems zu realisieren. Schließlich ist es auch die Aufgabe der Erfindung ein Computerprogrammprodukt und einer Steuereinheit des verbesserten Verfahrens bereitzustellen.It is therefore the object of the present invention to provide an electric drive system for a vehicle that can be operated with muscle power, which implements a very natural driving feel oriented towards a mechanical drive system. It is also the object of the invention to implement an improved method for controlling a corresponding drive system. Finally, it is also the object of the invention to provide a computer program product and a control unit of the improved method.

Diese Aufgabe wird gelöst durch ein elektrisches Antriebssystem für ein mit Muskelkraft betreibbares Fahrzeug, umfassend, eine erste, zumindest motorisch betreibbare, elektrische Maschine, welche zum Zwecke des Antriebs auf ein Antriebsrad des Fahrzeugs wirkt, eine zweite, zumindest generatorisch betreibbare, elektrische Maschine, welche eingerichtet ist eine von einem Fahrer des Fahrzeugs über eine pedalierbare Betätigungseinrichtung eingebrachte mechanische Energie in elektrische Energie umzuwandeln, eine Energiespeichereinrichtung zur Speicherung und zur Abgabe elektrischer Energie, sowie eine zentrale Steuereinheit zur Ansteuerung der ersten elektrischen Maschine und zur Ansteuerung der zweiten elektrischen Maschine in der Art, dass durch eine muskelkraftbewirkte Drehung der Betätigungseinrichtung eine elektrisch bewirkte Drehung des Antriebsrads erzeugbar ist, indem aus dem durch Muskelkraft auf die Betätigungseinrichtung einwirkenden Antriebsdrehmoment eine Stellgröße für ein Motor-Soll-Moment berechnet wird, wobei die Steuereinheit ferner eingerichtet ist, wenigstens eine halbe Umdrehung der mit der zweiten elektrischen Maschine verbundenen Betätigungseinrichtung zu ermitteln und den Phasenversatz zwischen dem an der zweiten elektrischen Maschine durch Muskelkraft aufgebrachten Antriebsdrehmoment und dem daraus berechneten sowie zeitlich versetzten Motor-Soll-Drehmoment bereitzustellen, wobei das Motor-Soll-Drehmoment um den bereitgestellten Phasenversatz verschoben ist, so dass das Motor-Soll-Drehmoment und das Antriebsdrehmoment zeitlich im Wesentlichen synchron verlaufen.This object is achieved by an electrical drive system for a vehicle that can be operated with muscle power, comprising a first electrical machine that can be operated at least as a motor, which acts on a drive wheel of the vehicle for the purpose of driving, a second electrical machine that can be operated at least as a generator, which is set up to convert mechanical energy introduced by a driver of the vehicle via a pedal-operated actuating device into electrical energy, an energy storage device for storing and delivering electrical energy, and a central control unit for actuating the first electrical machine and for actuating the second electrical machine of the type that an electrically induced rotation of the drive wheel can be generated by muscle power-induced rotation of the actuating device by a manipulated variable for a mot from the muscle power acting on the actuating device drive torque pre-desired torque is calculated, the control unit also being set up to determine at least half a revolution of the actuating device connected to the second electric machine and the phase offset between the drive torque applied to the second electric machine by muscle power and the time-staggered drive torque calculated therefrom Provide motor target torque, wherein the motor target torque is shifted by the provided phase offset, so that the motor target torque and the drive torque are substantially synchronous in time.

Das erfindungsgemäße elektrische Antriebssystem kann ein besonders natürliches Fahrgefühl vermitteln, indem die Drehmomentverläufe des Antriebs und des Motors synchronisiert sind.The electric drive system according to the invention can impart a particularly natural driving experience in that the torque curves of the drive and the motor are synchronized.

Die Bereitstellung des Phasenversatzes kann beispielsweise dadurch erfolgen, dass der Phasenversatz in der Steuereinheit gespeichert ist. Es wäre jedoch auch denkbar, den Phasenversatz dynamisch im Betrieb des elektrischen Antriebssystems zu ermitteln. Hierzu kann die Steuereinheit dann so eingerichtet sein, eine erste halbe Umdrehung der mit der zweiten elektrischen Maschine verbundenen Betätigungseinrichtung zu ermitteln und innerhalb der ersten halben Umdrehung der Betätigungseinrichtung den Phasenversatz zwischen dem an der zweiten elektrischen Maschine durch Muskelkraft aufgebrachten Antriebsdrehmoment und dem daraus berechneten sowie zeitlich versetzten Motor-Soll-Drehmoment zu ermitteln, wobei ab einer zweiten halben Umdrehung der Betätigungseinrichtung, das Motor-Soll-Drehmoment um den ermittelten Phasenversatz verschoben ist, so dass das Motor-Soll-Drehmoment und das Antriebsdrehmoment zeitlich im Wesentlichen synchron verlaufen.The phase offset can be provided, for example, by the phase offset being stored in the control unit. However, it would also be conceivable to determine the phase offset dynamically during operation of the electric drive system. For this purpose, the control unit can then be set up to determine a first half rotation of the actuating device connected to the second electric machine and, within the first half rotation of the actuating device, to determine the phase offset between the drive torque applied to the second electric machine by muscle power and the calculated from it, as well as temporally offset motor target torque to determine, from a second half revolution of the actuator, the motor target torque is shifted by the determined phase offset, so that the motor target torque and the drive torque are substantially synchronous in time.

Es wird somit vorgeschlagen, nur jeweils den ersten Tretimpuls, repräsentiert durch erste halbe Umdrehung der Betätigungseinrichtung, nach einer Tretpause (also z.B. auch bei Fahrtantritt) direkt zu berechnen und am Antriebsmotor über eine entsprechend berechnete Stellgröße für ein Motor-Soll-Drehmoment mit einem entsprechendem Phasenversatz umzusetzen, ab dem darauf folgenden Tretimpuls diesen dann jeweils auf Basis der im ersten Tretimpuls berechneten Phasenverschiebung des Systems zeitlich vorher in eine Stellgröße für ein Motor-Soll-Drehmoment am Antriebsmotor umzusetzen, so dass das Motor-Soll-Drehmoment und das Antriebsdrehmoment an der Betätigungseinrichtung zeitlich im Wesentlichen synchron verlaufen.It is therefore proposed to calculate only the first pedaling impulse, represented by the first half turn of the actuating device, directly after a pedaling break (e.g. also when starting a journey) and on the drive motor via a correspondingly calculated manipulated variable for a target motor torque with a corresponding To implement the phase shift, from the subsequent pedaling impulse, this is then converted into a manipulated variable for a target motor torque on the drive motor based on the phase shift of the system calculated in the first pedaling impulse, so that the target motor torque and the drive torque on the Actuator essentially run synchronously in time.

Das Fahrzeug kann als ein Fahrrad, insbesondere als ein Elektrofahrrad, z.B. als ein Pedelec oder als ein E-Bike ausgebildet sein. Beispielsweise kann das Fahrzeug ein Transport- oder Lastenrad, insbesondere ein motorisiertes bzw. elektrisch angetriebenes Transport- oder Lastenrad, im Speziellen ein Dreirad- oder Vierrad-Pedelec oder eine Rikscha, insbesondere mit oder ohne Dach, oder ein Kabinenroller sein.The vehicle can be designed as a bicycle, in particular as an electric bicycle, e.g. as a pedelec or as an e-bike. For example, the vehicle can be a transport or cargo bike, in particular a motorized or electrically driven transport or cargo bike, in particular a three-wheel or four-wheel pedelec or a rickshaw, in particular with or without a roof, or a cabin scooter.

Grundsätzlich wäre es natürlich auch denkbar, dass eine Mehrzahl von motorisch betreibbaren elektrischen Maschinen an eine generatorisch betreibbaren Maschine gekoppelt sind. Hierdurch ließe sich beispielsweise ein mehrachsiges Antriebskonzept oder ein Allradantrieb bei einem mehrspurigen Fahrzeug realisieren. Ebenso wäre es möglich, dass mehrere generatorisch betreibbare Maschinen mit einer elektrisch betreibbaren Maschine gekoppelt sind, so dass sich hierdurch beispielsweise Tandem-Antriebskonzepte, bei denen beispielsweise zwei Personen Muskelkraft in das Antriebssystem einspeisen, realisiert werden können. Schließlich ist es auch möglich, das Antriebskonzept zu weiterzuentwickeln, dass mehrere generatorisch betreibbare elektrische Maschinen mit mehreren motorisch betreibbaren elektrischen Maschinen gekoppelt sind.In principle, it would of course also be conceivable for a plurality of electrical machines that can be operated as motors to be coupled to a machine that can be operated as a generator. In this way, for example, a multi-axle drive concept or all-wheel drive could be implemented in a multi-lane vehicle. It would also be possible for several machines that can be operated as a generator to be coupled with one machine that can be operated electrically, so that tandem drive concepts, for example, in which, for example, two people feed muscle power into the drive system, can be implemented. Finally, it is also possible to further develop the drive concept by coupling a plurality of electrical machines that can be operated as generators with a plurality of electrical machines that can be operated as motors.

Die Aufgabe der Erfindung wird ferner gelöst durch ein s Verfahren zur Steuerung eines elektrischen Antriebssystems für ein mit Muskelkraft betreibbares Fahrzeug, umfassend,
eine erste, zumindest motorisch betreibbare, elektrische Maschine, welche zum Zwecke des Antriebs auf ein Antriebsrad des Fahrzeugs wirkt, eine zweite, zumindest generatorisch betreibbare, elektrische Maschine, welche eingerichtet ist eine von einem Fahrer des Fahrzeugs über eine pedalierbare Betätigungseinrichtung eingebrachte mechanische Energie in elektrische Energie umzuwandeln, eine Energiespeichereinrichtung zur Speicherung und zur Abgabe elektrischer Energie, sowie eine zentrale Steuereinheit zur Ansteuerung der ersten elektrischen Maschine und zur Ansteuerung der zweiten elektrischen Maschine in der Art, dass durch eine muskelkraftbewirkte Drehung der Betätigungseinrichtung eine elektrisch bewirkte Drehung des Antriebsrads erzeugbar ist, indem aus dem durch Muskelkraft auf die Betätigungseinrichtung einwirkenden Antriebsdrehmoment eine Stellgröße für ein Motor-Soll-Moment berechnet wird, umfassend die folgenden Schritte:

  1. a. Ermittlung einer halben Umdrehung der mit der zweiten elektrischen Maschine verbundenen Betätigungseinrichtung,
  2. b. Ermittlung des Phasenversatzes innerhalb der ersten halben Umdrehung der Betätigungseinrichtung zwischen dem an der zweiten elektrischen Maschine durch Muskelkraft aufgebrachten Antriebsdrehmoment und dem daraus berechneten sowie zeitlich versetzten Motor-Soll-Drehmoment,
  3. c. Verschieben des Motor-Soll-Drehmoments um den ermittelten Phasenversatz, so dass das Motor-Soll-Drehmoment und das Antriebsdrehmoment zeitlich im Wesentlichen synchron verlaufen.
The object of the invention is also achieved by a method for controlling an electric drive system for a vehicle that can be operated with muscle power, comprising
a first electrical machine that can be operated at least as a motor, which acts on a drive wheel of the vehicle for the purpose of driving, a second electrical machine that can be operated at least as a generator, which is set up to convert mechanical energy introduced by a driver of the vehicle via a pedal-operated actuating device into electrical energy To convert energy, an energy storage device for storage and for Delivery of electrical energy, as well as a central control unit for controlling the first electric machine and for controlling the second electric machine in such a way that a muscle-powered rotation of the actuating device can be used to generate an electrically-induced rotation of the drive wheel by using the muscle power acting on the actuating device Drive torque, a manipulated variable for a target engine torque is calculated, comprising the following steps:
  1. a. Determination of half a revolution of the actuating device connected to the second electrical machine,
  2. b. Determination of the phase offset within the first half revolution of the actuating device between the drive torque applied to the second electric machine by muscle power and the motor target torque calculated from this and offset in time,
  3. c. Shifting the target motor torque by the determined phase offset, so that the target motor torque and the drive torque are substantially synchronous in time.

Das Verfahren kann auch so weiterentwickelt sein, dass die Verfahrensschritte a-c wie folgt modifiziert sind:

  1. a. Ermittlung einer ersten halben Umdrehung der mit der zweiten elektrischen Maschine verbundenen Betätigungseinrichtung,
  2. b. Ermittlung eines Phasenversatzes innerhalb der ersten halben Umdrehung der Betätigungseinrichtung zwischen dem an der zweiten elektrischen Maschine durch Muskelkraft aufgebrachten Antriebsdrehmoment und dem daraus berechneten sowie zeitlich versetzten Motor-Soll-Drehmoment,
  3. c. Verschieben des Motor-Soll-Drehmoments ab einer zweiten halben Umdrehung der Betätigungseinrichtung, um den ermittelten Phasenversatz, so dass das Motor-Soll-Drehmoment und das Antriebsdrehmoment zeitlich im Wesentlichen synchron verlaufen.
The method can also be further developed in such a way that method steps ac are modified as follows:
  1. a. Determination of a first half revolution of the actuating device connected to the second electrical machine,
  2. b. Determination of a phase offset within the first half rotation of the actuating device between the drive torque applied to the second electric machine by muscle power and the motor target torque calculated therefrom and offset in time,
  3. c. Shifting the target engine torque from a second half revolution of the actuating device by the determined phase offset, so that the target engine torque and the drive torque are substantially synchronous in time.

Es kann gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterentwicklung der Erfindung auch vorgesehen sein, dass nach dem Verfahrensschritt b. in einem nachfolgenden Verfahrensschritt b1. der zeitliche Verlauf des Antriebsdrehmoments der ersten halben Umdrehung der Betätigungseinrichtung in der Steuereinheit gespeichert wird. Es kann hierdurch erreicht werden, dass der zeitliche Verlauf des Antriebsdrehmoments der ersten halben Umdrehung der Betätigungseinrichtung als Referenzkurve zur Verfügung gestellt werden kann, welche für die nachfolgenden Tretimpulse zur Berechnung einer Stellgröße für das Motor-Soll-Drehmoment verwendet werden kann.According to a further preferred further development of the invention, it can also be provided that after method step b. in a subsequent process step b1. the time profile of the drive torque of the first half revolution of the actuating device is stored in the control unit. In this way, the time profile of the drive torque of the first half revolution of the actuating device can be made available as a reference curve, which can be used for the subsequent pedaling impulses to calculate a manipulated variable for the motor target torque.

Des Weiteren kann es gemäß einer ebenfalls vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen sein, dass ab der zweiten halben Umdrehung der Betätigungseinrichtung die Steigung des jeweils aktuellen Antriebsdrehmoments mit der Steigung des in der Steuereinheit gespeicherten Antriebsdrehmoments verglichen wird und bei Vorliegen einer Abweichung eine entsprechend angepasste Stellgröße für ein größeres oder kleineres Motor-Soll-Drehmoment erzeugt wird. Da die im normalen Fahrbetrieb auftretende Drehmomentschwankung, beispielsweise aufgrund der Kurbel-Kinematik der Betätigungseinrichtung und der menschlichen Physiologie, qualitativ bekannt ist, kann besonders bevorzugt aus dem Anstieg eines nach der ersten halben Umdrehung an der Betätigungseinrichtung anliegenden Antriebsdrehmoments ungefähr vorherberechnet werden, ob der entsprechende Tretimpuls stärker, gleich oder geringer ausfallen wird und die Stellgröße für das Motor-Soll-Moment kann entsprechend angepasst werden, so dass für den Fahrer der Antriebsschub ohne Phasenversatz spürbar ist und bezüglich Quantität in guter Übereinstimmung mit der durch den Tretimpuls eigentlich gewünschten, aber „zu spät“ berechneten Stellgröße für das Motor-Soll-Moment ist.Furthermore, according to a likewise advantageous embodiment of the invention, it can be provided that from the second half revolution of the actuating device, the gradient of the current drive torque is compared with the gradient of the drive torque stored in the control unit and, if there is a deviation, a correspondingly adapted manipulated variable for a larger or smaller engine target torque is generated. Since the torque fluctuation that occurs during normal driving operation, for example due to the crank kinematics of the actuating device and human physiology, is qualitatively known, it is particularly preferred to be able to use the increase in a drive torque applied to the actuating device after the first half rotation to calculate in advance whether the corresponding pedaling impulse will be stronger, the same or lower and the manipulated variable for the motor target torque can be adjusted accordingly, so that the driver can feel the drive thrust without phase shift and in terms of quantity in good agreement with the actually desired by the pedaling impulse, but "too late" calculated manipulated variable for the engine target torque.

Gemäß einer weiteren besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung kann es vorgesehen sein, dass ab der zweiten halben Umdrehung der Betätigungseinrichtung das Pedalieren der Betätigungseinrichtung derart überwacht wird, dass beim Vorliegen einer vordefinierten Zeitspanne, in der die Betätigungseinrichtung nicht pedaliert wurde, das Verfahren zurückgesetzt wird und erneut mit dem Verfahrensschritt a. beginnt.According to a further particularly preferred embodiment of the invention, it can be provided that from the second half rotation of the actuating device, the pedaling of the actuating device is monitored in such a way that if there is a predefined period of time in which the actuating device has not been pedaled, the method is reset and repeated again with process step a. begins.

Ferner kann die Aufgabe der Erfindung gelöst werden durch ein Computerprogrammprodukt, das auf einem maschinenlesbaren Träger gespeichert ist, oder Computer-Datensignal, verkörpert durch eine elektromagnetische Welle, mit Programmcode, der geeignet ist zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 3-7.Furthermore, the object of the invention can be achieved by a computer program product stored on a machine-readable carrier, or computer data signal embodied by an electromagnetic wave, with program code suitable for carrying out the method according to any one of claims 3-7.

Schließlich wird die Aufgabe der Erfindung auch gelöst durch eine Steuereinheit zur Steuerung eines elektrischen Antriebssystems für ein mit Muskelkraft betreibbares Fahrzeug, umfassend einen Prozessor und einen Speicher, der einen Computerprogrammcode enthält, wobei der Speicher und der Computerprogrammcode konfiguriert sind, mit dem Prozessor, die Steuereinheit zur Durchführung eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 3-7 zu veranlassen.Finally, the object of the invention is also achieved by a control unit for controlling an electric drive system for a vehicle that can be operated with muscle power, comprising a processor and a memory containing computer program code, the memory and the computer program code being configured with the processor, the control unit to carry out a method according to one of Claims 3-7.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand von Figuren ohne Beschränkung des allgemeinen Erfindungsgedankens näher erläutert werden.The invention will be explained in more detail below with reference to figures without restricting the general inventive idea.

Es zeigen:

  • 1 ein schematisches Blockschaltbild eines elektrischen Antriebssystems 1 für ein mit Muskelkraft betreibbares Fahrzeug,
  • 2 zeitlicher Verlauf des Antriebsdrehmoments und des Motor-Soll-Moments nach dem Stand der Technik, und
  • 3 zeitlicher Verlauf des Antriebsdrehmoments und des Motor-Soll-Moments gemäß der Erfindung.
Show it:
  • 1 a schematic block diagram of an electric drive system 1 for a vehicle that can be operated with muscle power,
  • 2 Time course of the drive torque and the engine target torque according to the prior art, and
  • 3 Time course of the drive torque and the motor target torque according to the invention.

Die Figur zeigt 1 ein elektrisches Antriebssystem 1 für ein mit Muskelkraft betreibbares Fahrzeug 100, umfassend eine erste motorisch betreibbare elektrische Maschine 2, welche zum Zwecke des Antriebs auf ein Antriebsrad 101 des Fahrzeugs 100 wirkt sowie eine zweite generatorisch betreibbare elektrische Maschine 3, welche eingerichtet ist, eine von einem Fahrer des Fahrzeugs 100 über eine pedalierbare Betätigungseinrichtung 15 eingebrachte mechanische Energie in elektrische Energie umzuwandeln. Das gezeigte Antriebssystem 1 ist als ein Chainless-Drive-System ausgeführt, d.h. es erfolgt keine mechanische Kraft- und/oder Drehmomentübertragung zwischen der Betätigungseinrichtung 15 und der motorisch betreibbaren elektrischen Maschine 2.The figure shows 1 an electrical drive system 1 for a vehicle 100 that can be operated with muscle power, comprising a first electrical machine 2 that can be operated as a motor, which acts on a drive wheel 101 of the vehicle 100 for the purpose of driving, and a second electrical machine 3 that can be operated as a generator, which is set up to convert mechanical energy introduced by a driver of vehicle 100 via a pedal-operated actuating device 15 into electrical energy. The drive system 1 shown is designed as a chainless drive system, i.e. there is no mechanical transmission of force and/or torque between the actuating device 15 and the electric machine 2 that can be operated as a motor.

Das Antriebssystem 1 besitzt ferner eine Energiespeichereinrichtung 4, wie eine aufladbare elektrische Batterie, zur Speicherung und zur Abgabe elektrischer Energie, wobei die Energiespeichereinrichtung 4 zur Abgabe und/oder Aufnahme elektrischer Energie, elektrisch mit der Steuerung/Reglung der ersten elektrischen Maschine 2 und der Steuerung/Reglung der zweiten elektrischen Maschine 3 verbunden ist.The drive system 1 also has an energy storage device 4, such as a chargeable electric battery, for storing and delivering electrical energy, the energy storage device 4 for delivering and/or receiving electrical energy being electrically connected to the control/regulation of the first electrical machine 2 and the controller / Regulation of the second electrical machine 3 is connected.

Ferner weist das Antriebssystem 1 eine zentrale Steuereinheit 5 zur Ansteuerung der ersten elektrischen Maschine 3 und zur Ansteuerung der zweiten elektrischen Maschine 2 in der Art auf, dass durch eine muskelkraftbewirkte Drehung der Betätigungseinrichtung 15 eine elektrisch bewirkte Drehung des Antriebsrads 101 erzeugbar ist, indem aus dem durch Muskelkraft auf die Betätigungseinrichtung 15 einwirkenden Antriebsdrehmoment 7 eine Stellgröße 9 für ein Motor-Soll-Moment 8 berechnet wird.Furthermore, the drive system 1 has a central control unit 5 for activating the first electric machine 3 and for activating the second electric machine 2 in such a way that a muscle-induced rotation of the actuating device 15 can generate an electrically induced rotation of the drive wheel 101 by using the by muscle power acting on the actuating device 15 drive torque 7, a manipulated variable 9 for a motor target torque 8 is calculated.

Die Steuereinheit 5 zur Steuerung des elektrischen Antriebssystems 1 für ein mit Muskelkraft betreibbares Fahrzeug 100, umfasst einen Prozessor 21 und einen Speicher 22, der einen Computerprogrammcode enthält, wobei der Speicher 22 und der Computerprogrammcode konfiguriert sind, mit dem Prozessor 21, die Steuereinheit 5 zur Durchführung des nachfolgend noch beschriebenen Verfahrens zu veranlassen.The control unit 5 for controlling the electric drive system 1 for a vehicle 100 that can be operated with muscle power comprises a processor 21 and a memory 22, which contains a computer program code, the memory 22 and the computer program code being configured with the processor 21, the control unit 5 for to initiate the procedure described below.

Hierbei führt diese Berechnung der Stellgröße 9, durch die Dauer der Berechnung verursacht, zu einem Phasenversatz 6 zwischen dem durch Muskelkraft aufgebrachten Antriebsdrehmoment 7 und dem daraus berechneten sowie zeitlich versetzten Motor-Soll-Drehmoment 8, dass über den die erste elektrische Maschine 2 an das Antriebsrad 101 übertragen wird. Dies ist in der 2 gezeigt, in der die entsprechenden Momentenverläufe gegenüber der Zeit (T) bzw. einer Drehwinkelstellung (a) der Betätigungseinrichtung 15 dargestellt sind. Man erkennt, die beiden Spitzen des Antriebsdrehmoments 7, die durch das maximale muskelkraftbewirkte Antriebsdrehmoment 7, beispielsweise an einem linken und einem rechten Pedal einer Betätigungseinrichtung 15, anliegen. Diese Drehmomentverläufe 7,8 sind zum Zwecke der Veranschaulichung vereinfacht dargestellt. Das elektrisch verstärkte Motor-Soll-Drehmoment 8 ist zu dem Antriebsdrehmoment 7 stets um eine Zeitspanne versetzt, was als Phasenversatz 6 bezeichnet ist. Durch diesen Phasenversatz 6 kann es zu einem von einem Fahrer als „unnatürlich“ empfundenes Fahrgefühl beim Pedalieren kommen.This calculation of the manipulated variable 9, caused by the duration of the calculation, leads to a phase offset 6 between the drive torque 7 applied by muscle power and the motor target torque 8 calculated from it and offset in time, that via which the first electric machine 2 is connected to the Drive wheel 101 is transmitted. This is in the 2 shown, in which the corresponding torque curves versus time (T) or a rotational angle position (a) of the actuating device 15 are shown. It can be seen that the two peaks of the drive torque 7, which are applied by the maximum muscle power-induced drive torque 7, for example on a left and a right pedal of an actuating device 15. These torque curves 7.8 are shown in simplified form for the purpose of illustration. The electrically amplified engine setpoint torque 8 is always offset from the drive torque 7 by a period of time, which is referred to as phase offset 6 . This phase offset 6 can lead to a driving experience that a driver perceives as “unnatural” when pedaling.

Die aus der 1 bekannte Steuereinheit 5 ist nun eingerichtet, eine erste vollständige Umdrehung 11 der mit der zweiten elektrischen Maschine 3 verbundenen Betätigungseinrichtung 15 zu ermitteln. Dies wird anhand der 3 näher erläutert.The ones from the 1 Known control unit 5 is now set up to determine a first complete revolution 11 of actuating device 15 connected to second electrical machine 3 . This is based on the 3 explained in more detail.

Wurde die erste vollständige Umdrehung 11 festgestellt, wird der innerhalb der ersten vollständigen Umdrehung der Betätigungseinrichtung 15 auftretende Phasenversatz 6 zwischen dem an der zweiten elektrischen Maschine 3 durch Muskelkraft aufgebrachten Antriebsdrehmoment 7 und dem daraus berechneten sowie zeitlich versetzten Motor-Soll-Drehmoment 8 ermittelt.If the first complete revolution 11 has been determined, the phase offset 6 occurring within the first complete revolution of the actuating device 15 between the drive torque 7 applied to the second electric machine 3 by muscle power and the motor setpoint torque 8 calculated therefrom and offset in time is determined.

Grundsätzlich ist es natürlich auch denkbar, dass der Phasenversatz 6 bereits in der Steuereinheit 5 gespeichert ist und nicht zu Beginn eines Pedalierens zunächst ermittelt wird, da der Phasenversatz 6 in der Regel ein konstante Größe ist, welche im Wesentlichen von der Prozessorleistung der Steuereinheit 5 und der Komplexität des Steuer- bzw. Reglungsalgorithmus abhängen. Insofern kann bei bereits bekanntem Phasenversatz 6 das Verfahren bereits auch bei einer ersten vollständigen Umdrehung der Betätigungseinrichtung 15 angewendet werden.In principle, it is of course also conceivable that the phase offset 6 is already stored in the control unit 5 and is not initially determined at the beginning of pedaling, since the phase offset 6 is usually a constant value which essentially depends on the processor performance of the control unit 5 and depend on the complexity of the control or regulation algorithm. In this respect, if the phase offset 6 is already known, the method can already be used during a first complete rotation of the actuating device 15 .

Ab der zweiten vollständigen Umdrehung der Betätigungseinrichtung 15 wird das Motor-Soll-Drehmoment 8 um den ermittelten Phasenversatz 6 verschoben, also zeitlich vorgezogen, so dass das Motor-Soll-Drehmoment 8 und das Antriebsdrehmoment 7 zeitlich im Wesentlichen synchron verlaufen, wie es im rechten Teil des Diagramms der 3 gezeigt ist.From the second complete revolution of the actuating device 15, the engine target rotation Torque 8 shifted by the determined phase offset 6, ie advanced in time, so that the motor target torque 8 and the drive torque 7 are substantially synchronous in time, as is shown in the right-hand part of the diagram 3 is shown.

Der zeitliche Verlauf des Antriebsdrehmoments 7 der ersten vollständigen Umdrehung 11 der Betätigungseinrichtung 15 wird hierzu in der Steuereinheit 5 gespeichert. Ab der zweiten vollständigen Umdrehung der Betätigungseinrichtung 15 wird dann die Steigung des jeweils aktuellen Antriebsdrehmoments 7 mit der Steigung des in der Steuereinheit 5 gespeicherten Antriebsdrehmoments 7 verglichen und bei Vorliegen einer Abweichung eine entsprechend angepasste Stellgröße 9 für ein größeres oder kleineres Motor-Soll-Drehmoment 8 erzeugt. Dies wird fortlaufend entlang der ansteigenden Flanke des aktuellen Antriebsdrehmoments 7 überwacht und so geregelt bzw. gesteuert, dass der Scheitelpunkt der Antriebsdrehmomentenkurve und der Motor-Soll-Drehomentkurve zeitlich synchron durchschritten wird.For this purpose, the time course of the drive torque 7 of the first complete revolution 11 of the actuating device 15 is stored in the control unit 5 . From the second complete revolution of the actuating device 15, the gradient of the respective current drive torque 7 is then compared with the gradient of the drive torque 7 stored in the control unit 5 and, if there is a deviation, a correspondingly adapted manipulated variable 9 for a larger or smaller engine setpoint torque 8 generated. This is continuously monitored along the rising edge of the current drive torque 7 and is regulated or controlled in such a way that the apex of the drive torque curve and the motor target torque curve are passed synchronously in terms of time.

Ab der zweiten vollständigen Umdrehung der Betätigungseinrichtung 15 wird das Pedalieren der Betätigungseinrichtung 15 derart überwacht, dass beim Vorliegen einer vordefinierten Zeitspanne, in der die Betätigungseinrichtung 15 nicht pedaliert wurde, das Verfahren zurückgesetzt wird und erneut mit der Ermittlung einer ersten vollständigen Umdrehung 11 der mit der zweiten elektrischen Maschine 3 verbundenen Betätigungseinrichtung 15 beginnt.From the second complete revolution of the actuating device 15, the pedaling of the actuating device 15 is monitored in such a way that if there is a predefined period of time in which the actuating device 15 has not been pedaled, the method is reset and once a first complete revolution 11 has been determined, the second electrical machine 3 associated actuating device 15 begins.

Die Erfindung ist nicht auf die in den Figuren dargestellten Ausführungsformen beschränkt. Die vorstehende Beschreibung ist daher nicht als beschränkend, sondern als erläuternd anzusehen. Die nachfolgenden Patentansprüche sind so zu verstehen, dass ein genanntes Merkmal in zumindest einer Ausführungsform der Erfindung vorhanden ist. Dies schließt die Anwesenheit weiterer Merkmale nicht aus. Sofern die Patentansprüche und die vorstehende Beschreibung ‚erste‘ und ‚zweite‘ Merkmal definieren, so dient diese Bezeichnung der Unterscheidung zweier gleichartiger Merkmale, ohne eine Rangfolge festzulegen.The invention is not limited to the embodiments shown in the figures. The foregoing description is therefore not to be considered as limiting but as illustrative. The following patent claims are to be understood in such a way that a mentioned feature is present in at least one embodiment of the invention. This does not exclude the presence of other features. If the patent claims and the above description define 'first' and 'second' feature, this designation serves to distinguish between two similar features without establishing a ranking.

BezugszeichenlisteReference List

11
Antriebssystemdrive system
22
elektrische Maschineelectric machine
33
elektrische Maschineelectric machine
44
Energiespeichereinrichtungenergy storage device
55
Steuereinheitcontrol unit
66
Phasenversatzphase shift
77
Antriebsdrehmomentdrive torque
88th
Motor-Soll-MomentMotor Target Torque
99
Stellgrößemanipulated variable
1010
Fahrzeugvehicle
1111
Umdrehung revolution
1515
Betätigungseinrichtung actuating device
2121
Prozessorprocessor
2222
Speicher Storage
100100
Fahrzeugvehicle
101101
Antriebsraddrive wheel

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturPatent Literature Cited

  • DE 102013012208 A1 [0004]DE 102013012208 A1 [0004]

Claims (9)

Elektrisches Antriebssystem (1) für ein mit Muskelkraft betreibbares Fahrzeug (100), umfassend, • eine erste, zumindest motorisch betreibbare, elektrische Maschine (2), welche zum Zwecke des Antriebs auf ein Antriebsrad (101) des Fahrzeugs (100) wirkt, • eine zweite, zumindest generatorisch betreibbare, elektrische Maschine (3), welche eingerichtet ist eine von einem Fahrer des Fahrzeugs (100) über eine pedalierbare Betätigungseinrichtung (15) eingebrachte mechanische Energie in elektrische Energie umzuwandeln, • eine Energiespeichereinrichtung (4) zur Speicherung und zur Abgabe elektrischer Energie, sowie • eine zentrale Steuereinheit (5) zur Ansteuerung der ersten elektrischen Maschine (3) und zur Ansteuerung der zweiten elektrischen Maschine (2) in der Art, dass durch eine muskelkraftbewirkte Drehung der Betätigungseinrichtung (15) eine elektrisch bewirkte Drehung des Antriebsrads (101) erzeugbar ist, indem aus dem durch Muskelkraft auf die Betätigungseinrichtung (15) einwirkenden Antriebsdrehmoment (7) eine Stellgröße (9) für ein Motor-Soll-Moment (8) berechnet wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit (5) ferner eingerichtet ist, • wenigstens eine halbe Umdrehung (11) der mit der zweiten elektrischen Maschine (3) verbundenen Betätigungseinrichtung (15) zu ermitteln und • den Phasenversatz (6) zwischen dem an der zweiten elektrischen Maschine (3) durch Muskelkraft aufgebrachten Antriebsdrehmoment (7) und dem daraus berechneten sowie zeitlich versetzten Motor-Soll-Drehmoment (8) bereitzustellen, wobei • das Motor-Soll-Drehmoment (8) um den Phasenversatz (6) verschoben ist, so dass das Motor-Soll-Drehmoment (8) und das Antriebsdrehmoment (7) zeitlich im Wesentlichen synchron verlaufen.Electrical drive system (1) for a vehicle (100) that can be operated with muscle power, comprising • a first electrical machine (2) that can be operated at least as a motor and acts on a drive wheel (101) of the vehicle (100) for the purpose of driving, • a second electrical machine (3) that can be operated at least as a generator and is set up to convert mechanical energy introduced by a driver of the vehicle (100) via a pedal-operated actuating device (15) into electrical energy, • an energy storage device (4) for storing and for Output of electrical energy, and • a central control unit (5) for controlling the first electric machine (3) and for controlling the second electric machine (2) in such a way that a muscle-powered rotation of the actuating device (15) causes an electrically-induced rotation of the Drive wheel (101) can be generated by using muscle power acting on the actuating device (15) to produce A drive torque (7) a manipulated variable (9) for a motor target torque (8) is calculated, characterized in that the control unit (5) is further set up, • at least half a revolution (11) with the second electrical machine ( 3) to determine the connected actuating device (15) and • to provide the phase offset (6) between the drive torque (7) applied to the second electrical machine (3) by muscle power and the motor setpoint torque (8) calculated therefrom and offset in time, where • the target motor torque (8) is shifted by the phase offset (6), so that the target motor torque (8) and the drive torque (7) are substantially synchronous in time. Elektrischen Antriebssystem (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit (5) ferner eingerichtet ist, • eine erste halbe Umdrehung (11) der mit der zweiten elektrischen Maschine (3) verbundenen Betätigungseinrichtung (15) zu ermitteln und • innerhalb der ersten halben Umdrehung (11) der Betätigungseinrichtung (15) den Phasenversatz (6) zwischen dem an der zweiten elektrischen Maschine (3) durch Muskelkraft aufgebrachten Antriebsdrehmoment (7) und dem daraus berechneten sowie zeitlich versetzten Motor-Soll-Drehmoment (8) zu ermitteln, wobei • ab einer zweiten halben Umdrehung der Betätigungseinrichtung (15), das Motor-Soll-Drehmoment (8) um den ermittelten Phasenversatz (6) verschoben ist, so dass das Motor-Soll-Drehmoment (8) und das Antriebsdrehmoment (7) zeitlich im Wesentlichen synchron verlaufen.Electric drive system (1) according to claim 1 , characterized in that the control unit (5) is further set up • to determine a first half revolution (11) of the actuating device (15) connected to the second electrical machine (3) and • within the first half revolution (11) of the actuating device (15) to determine the phase offset (6) between the drive torque (7) applied to the second electrical machine (3) by muscle power and the motor target torque (8) calculated therefrom and offset in time, where • from a second half revolution the actuating device (15), the target motor torque (8) is shifted by the determined phase offset (6), so that the target motor torque (8) and the drive torque (7) are essentially synchronous in time. Verfahren zur Steuerung eines elektrischen Antriebssystems (1) für ein mit Muskelkraft betreibbares Fahrzeug (100), umfassend, • eine erste, zumindest motorisch betreibbare, elektrische Maschine (2), welche zum Zwecke des Antriebs auf ein Antriebsrad (101) des Fahrzeugs (100) wirkt, • eine zweite, zumindest generatorisch betreibbare, elektrische Maschine (3), welche eingerichtet ist eine von einem Fahrer des Fahrzeugs (100) über eine pedalierbare Betätigungseinrichtung (15) eingebrachte mechanische Energie in elektrische Energie umzuwandeln, • eine Energiespeichereinrichtung (4) zur Speicherung und zur Abgabe elektrischer Energie, sowie • eine zentrale Steuereinheit (5) zur Ansteuerung der ersten elektrischen Maschine (3) und zur Ansteuerung der zweiten elektrischen Maschine (2) in der Art, dass durch eine muskelkraftbewirkte Drehung der Betätigungseinrichtung (15) eine elektrisch bewirkte Drehung des Antriebsrads (101) erzeugbar ist, indem aus dem durch Muskelkraft auf die Betätigungseinrichtung (15) einwirkenden Antriebsdrehmoment (7) eine Stellgröße (9) für ein Motor-Soll-Moment (8) berechnet wird, umfassend die folgenden Schritte: a. Ermittlung wenigstens einer halben Umdrehung (11) der mit der zweiten elektrischen Maschine (3) verbundenen Betätigungseinrichtung (15), b. Ermittlung eines Phasenversatzes (6) zwischen dem an der zweiten elektrischen Maschine (3) durch Muskelkraft aufgebrachten Antriebsdrehmoment (7) und dem daraus berechneten sowie zeitlich versetzten Motor-Soll-Drehmoment (8), c. Verschieben des Motor-Soll-Drehmoments (8), um den ermittelten Phasenversatz (6), so dass das Motor-Soll-Drehmoment (8) und das Antriebsdrehmoment (7) zeitlich im Wesentlichen synchron verlaufen.Method for controlling an electric drive system (1) for a vehicle (100) that can be operated with muscle power, comprising, • a first electrical machine (2) which can be operated at least as a motor and which acts on a drive wheel (101) of the vehicle (100) for the purpose of driving, • a second electrical machine (3) that can be operated at least as a generator and is set up to convert mechanical energy introduced by a driver of the vehicle (100) via a pedal-operated actuating device (15) into electrical energy, • an energy storage device (4) for storing and delivering electrical energy, and • a central control unit (5) for controlling the first electrical machine (3) and for controlling the second electrical machine (2) in such a way that the drive wheel (101) can be rotated electrically by means of a muscle-powered rotation of the actuating device (15). by calculating a manipulated variable (9) for a target engine torque (8) from the drive torque (7) acting on the actuating device (15) by muscle power, comprising the following steps: a. Determining at least half a revolution (11) of the actuating device (15) connected to the second electrical machine (3), b. Determination of a phase offset (6) between the drive torque (7) applied to the second electrical machine (3) by muscle power and the motor setpoint torque (8) calculated therefrom and offset in time, c. Shifting the motor target torque (8) to the determined phase offset (6), so that the motor target torque (8) and the drive torque (7) are substantially synchronous in time. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Verfahrensschritte a-c wie folgt modifiziert sind: a. Ermittlung einer ersten halben Umdrehung (11) der mit der zweiten elektrischen Maschine (3) verbundenen Betätigungseinrichtung (15), b. Ermittlung eines Phasenversatzes (6) innerhalb der ersten halben Umdrehung (11) der Betätigungseinrichtung (15) zwischen dem an der zweiten elektrischen Maschine (3) durch Muskelkraft aufgebrachten Antriebsdrehmoment (7) und dem daraus berechneten sowie zeitlich versetzten Motor-Soll-Drehmoment (8), c. Verschieben des Motor-Soll-Drehmoments (8) ab einer zweiten halben Umdrehung der Betätigungseinrichtung (15), um den ermittelten Phasenversatz (6), so dass das Motor-Soll-Drehmoment (8) und das Antriebsdrehmoment (7) zeitlich im Wesentlichen synchron verlaufen.procedure after claim 3 , characterized in that the method steps ac are modified as follows: a. Determining a first half revolution (11) of the actuating device (15) connected to the second electrical machine (3), b. Determination of a phase offset (6) within the first half rotation (11) of the actuating device (15) between the drive torque (7) applied to the second electrical machine (3) by muscle power and the motor target torque (8 ), c. Shifting the motor target torque (8) from a second half revolution of the actuating device (15) to the determined phase offset (6), so that the motor target torque (8) and the drive torque (7) run substantially synchronously over time. Verfahren nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass nach dem Verfahrensschritt b. in einem nachfolgenden Verfahrensschritt b1. der zeitliche Verlauf des Antriebsdrehmoments (7) der ersten halben Umdrehung (11) der Betätigungseinrichtung (15) in der Steuereinheit (5) gespeichert wird.procedure after claim 3 or 4 , characterized in that after process step b. in a subsequent method step b1. the time profile of the drive torque (7) of the first half revolution (11) of the actuating device (15) is stored in the control unit (5). Verfahren nach Anspruch 3,4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass ab der zweiten halben Umdrehung der Betätigungseinrichtung (15) die Steigung des jeweils aktuellen Antriebsdrehmoments (7) mit der Steigung des in der Steuereinheit (5) gespeicherten Antriebsdrehmoments (7) verglichen wird und bei Vorliegen einer Abweichung eine entsprechend angepasste Stellgröße (9) für ein größeres oder kleineres Motor-Soll-Drehmoment (8) erzeugt wird.procedure after claim 3 , 4 or 5, characterized in that from the second half revolution of the actuating device (15) the slope of the current drive torque (7) is compared with the slope of the drive torque (7) stored in the control unit (5) and if there is a deviation a correspondingly adapted manipulated variable (9) for a larger or smaller engine target torque (8) is generated. Verfahren nach einem der Ansprüche 3-6, dadurch gekennzeichnet, dass ab der zweiten halben Umdrehung der Betätigungseinrichtung (15) das Pedalieren der Betätigungseinrichtung (15) derart überwacht wird, dass beim Vorliegen einer vordefinierten Zeitspanne, in der die Betätigungseinrichtung (15) nicht pedaliert wurde, das Verfahren zurückgesetzt wird und erneut mit dem Verfahrensschritt a. beginnt.Procedure according to one of claims 3 - 6 , characterized in that from the second half revolution of the actuating device (15) the pedaling of the actuating device (15) is monitored in such a way that if there is a predefined period of time in which the actuating device (15) was not pedaled, the method is reset and again with the method step a. begins. Computerprogrammprodukt, das auf einem maschinenlesbaren Träger gespeichert ist, oder Computer-Datensignal, verkörpert durch eine elektromagnetische Welle, mit Programmcode, der geeignet ist zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 3-7.Computer program product stored on a machine-readable medium, or computer data signal embodied by an electromagnetic wave, with program code suitable for carrying out the method according to one of claims 3 - 7 . Steuereinheit (5) zur Steuerung eines elektrischen Antriebssystems (1) für ein mit Muskelkraft betreibbares Fahrzeug (100), umfassend einen Prozessor (21) und einen Speicher (22), der einen Computerprogrammcode enthält, wobei der Speicher (22) und der Computerprogrammcode konfiguriert sind, mit dem Prozessor (21), die Steuereinheit (5) zur Durchführung eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 3-7 zu veranlassen.Control unit (5) for controlling an electric drive system (1) for a human-powered vehicle (100), comprising a processor (21) and a memory (22) containing computer program code, the memory (22) and the computer program code being configured are, with the processor (21), the control unit (5) for carrying out a method according to one of claims 3 - 7 to cause.
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