DE19913015A1 - Schwingungsdämpfungssystem - Google Patents

Abstract

Ein Schwingungsdämpfungssystem, insbesondere für ein Antriebssystem eines Kraftfahrzeugs, umfaßt eine Elektro-Maschine (32), welche durch eine Ansteuervorrichtung (46) zum Ausüben eines Gegenmomentes auf eine rotierende Baugruppe (14, 20, 24) ansteuerbar ist. Dabei ist vorgesehen, daß an der rotierenden Baugruppe (14, 20, 24) eine Auslenkungsmassenanordnung (38) vorgesehen ist mit wenigstens einer Auslenkungsmasse (78) und der wenigstens einen Auslenkungsmasse zugeordnet, einer Auslenkungsbahn (74), entlang welcher die Auslenkungsmasse (78) sich bewegen kann, wobei die der wenigstens einen Auslenkungsmasse (78) zugeordnete Auslenkungsbahn (74) einen Scheitelbereich (80) und ausgehend vom Scheitelbereich jeweilige Auslenkungsbereiche aufweist und wobei der Scheitelbereich (80) ein Bereich größten radialen Abstands der Auslenkungsbahn (74) von einer Drehachse (a) der rotierenden Baugruppe (14, 20, 24) ist.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Schwingungsdämpfungssystem, insbesondere für ein Antriebssystem eines Kraftfahrzeugs, umfassend eine Elektro-Maschine, welche durch eine Ansteuervorrichtung zum Ausüben eines Gegenmomentes auf eine rotierende Baugruppe ansteuerbar ist.

Aus der DE 195 32 129 A1 ist ein Schwingungsdämpfungssystem bekannt, bei welchem durch entsprechende Ansteuerung einer elektrischen Maschine aktiv die Verringerung von Bewegungsungleichförmigkeiten einer Welle erzielt werden kann. Die Elektro-Maschine erhält von einer Steuereinrichtung Information, welche auf das Auftreten von Bewegungsungleichförmigkeiten hindeutet. Diese Information kann in Sekundärgrößen, wie z. B. der Maschinendrehzahl, der Drosselklappenstellung oder dergleichen enthalten sein, wobei bei bestimmten Betriebszuständen zwangsweise das Auftreten von Bewegungsungleichförmigkeiten zu erwarten ist. Aus einem Kennfeld wird dann den jeweiligen Betriebszuständen zugeordnet eine Ansteuergröße für die Elektro-Maschine entnommen und diese Elektro-Maschine dann entsprechend zur Erzeugung eines Gegenmomentes im Betrieb gesetzt. Auch ist es möglich, auftretende Bewegungsungleichförmigkeiten direkt zu erfassen und entsprechend in einem Regelvorgang deren Minimierung zu erzielen.

Die bei diesem bekannten System eingesetzte Elektro-Maschine dient gleichzeitig auch dazu, entweder eine Unterstützungskraft für eine Brennkraftmaschine bereitzustellen, oder als Generator zu wirken, so daß auch während der Schwingungsdämpfungsfunktion elektrische Energie erzeugt wird, um im Fahrzeug vorhandene Verbraucher zu speisen beziehungsweise eine Batterie zu laden.

Bei einem derartigen System ergeben sich mehrere Probleme. Zum einen besteht die Gefahr, daß bei relativ starken Schwingungsanregungen, d. h. Schwingungsanregungen mit großer Amplitude, die zur Schwingungs­ dämpfung derselben erforderliche Energie so groß ist, daß gleichzeitig die geeignete Energieversorgung elektrischer Verbraucher in einem Fahrzeug nicht mehr sichergestellt werden kann. Des weiteren weisen Elektro- Maschinen mit zunehmender Drehzahl einen Abfall ihres Drehmomentes auf, so daß vor allem bei höheren Drehzahlen auftretende Bewegungsungleich­ förmigkeiten möglicherweise nicht mehr geeignet gedämpft werden können. Um diesen beiden Problemen entgegenzutreten, müssen bei bekannten Systemen die Elektro-Maschinen so groß dimensioniert werden, daß sie auch in den auftretenden Extremfällen noch eine ausreichende Schwin­ gungsdämpfungsfunktion bei hoher Drehzahl beziehungsweise eine ausreichende Versorgung von Verbrauchern mit elektrischer Energie gewährleisten können. Des weiteren vermindert sich durch die aktive Schwingungsdämpfung insbesondere in den oben angegebenen Betriebs­ zuständen der Gesamtwirkungsgrad des Antriebsstrangs, d. h. bei üblichen Antriebssystemen von Kraftfahrzeugen erhöht sich der Kraftstoffverbrauch der Brennkraftmaschine.

Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Schwingungsdämpfungs­ system vorzusehen, das bei einfachem und kostengünstigem Aufbau vom Betriebszustand im wesentlichen unabhängig eine geeignete Schwingungs­ dämpfung erzeugen kann, bei gleichzeitig hohem Wirkungsgrad der Drehmomentübertragung beziehungsweise geringem Energieverbrauch der Antriebsquelle.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe gelöst durch ein Schwingungs­ dämpfungssystem, insbesondere für ein Antriebssystem eines Kraftfahr­ zeugs, umfassend eine Elektro-Maschine, welche durch eine Ansteuervor­ richtung zum Ausüben eines Gegenmomentes auf eine rotierende Baugruppe ansteuerbar ist.

Dabei ist ferner vorgesehen, daß an der rotierenden Baugruppe eine Auslenkungsmassenanordnung vorgesehen ist mit wenigstens einer Auslenkungsmasse und der wenigstens einen Auslenkungsmasse zu­ geordnet einer Auslenkungsbahn, entlang welcher die Auslenkungsmasse sich bewegen kann, wobei die der wenigstens einen Auslenkungsmasse zugeordnete Auslenkungsbahn einen Scheitelbereich und ausgehend vom Scheitelbereich jeweilige Auslenkungsbereiche aufweist und wobei der Scheitelbereich ein Bereich größten radialen Abstands der Auslenkungsbahn von einer Drehachse der rotierenden Baugruppe ist.

Das erfindungsgemäße Schwingungsdämpfungssystem enthält also zwei Bereiche, in welchen auftretenden Bewegungsungleichförmigkeiten entgegengewirkt wird. Dies ist zum einen die Elektro-Maschine, die insbesondere im niederen Drehzahlbereich ein hohes Gegenmoment bereitstellen kann und somit dort für geeignete Schwingungsdämpfung sorgt, und ist zum anderen die Auslenkungsmassenanordnung, die ihre Schwingungsdämpfungs- oder Tilungswirkung insbesondere dann entfalten kann, wenn die zur Schwingung angeregten Auslenkungsmassen in einem ausreichend starken Fliehpotential ausgelenkt werden, was letztendlich eine ausreichend hohe Drehzahl der rotierenden Baugruppe erfordert. Die beiden Systeme ergänzen sich bereits aus diesem Aspekt in besonders vorteilhafter Weise. Darüber hinaus kann durch das Bereitstellen der Auslenkungs­ massenanordnung auch bei geringeren Drehzahlen die zur Schwingungs­ dämpfung durch die Elektro-Maschine aufzubringende Energie gemindert werden. Von Bedeutung hierfür ist, daß eine Auslenkungsmassenanordnung grundsätzlich auch bei kleinerer Drehzahl, also kleiner Fliehkraft, eine Schwingungsdämpfungs- oder Tilgungsfunktion vorsehen kann, wobei hier aufgrund des schwächeren Fliehpotentials an sich die Gefahr besteht, daß die Auslenkungsmassen an die jeweiligen Endbereiche ihrer Auslenkungs­ bahnen gelangen und dort anschlagen. Dies würde grundsätzlich zu einer Verstimmung dieser Oszillatoren führen. Durch das Bereitstellen der Elektro- Maschine kann jedoch nunmehr in diesem Bereich, in dem das Anschlagen der Auslenkungsmassen zu erwarten ist, durch Erzeugen eines geeigneten Gegenmomentes einer auftretenden Schwingungsanregung in einem derartigen Ausmaß entgegengewirkt werden, daß die induzierten Schwin­ gungen zwar nicht vollständig bereits durch die Wirkung der Elektro- Maschine beseitigt werden, jedoch so weit abgeschwächt werden, daß die noch verbleibenden und auf die Auslenkungsmassenanordnung einwirken­ den Bewegungsungleichförmigkeiten nicht mehr dazu führen können, daß die Auslenkungsmassen an ihren Bahnenden zum Anschlag kommen. Das heißt, die Elektro-Maschine wird nur in einem derartigen Ausmaß betrieben, wie es erforderlich ist, um die Auslenkungsmassenanordnung in einem normalen Betriebsbereich zu halten, d. h. einem Betriebsbereich, in dem die zugeordneten Auslenkungsmassen nicht an ihren Bahnenden an jeweiligen Anschlagbereichen zum Anschlag kommen. Auf diese Art und Weise läßt sich auch im Bereich niederer Drehzahl die zum Bedämpfen von Schwingun­ gen aufzubringende Energie minimieren, so daß es einerseits möglich ist, Elektro-Maschinen geringerer Dimensionierung einzusetzen, und andererseits möglich ist, auch in diesem Betriebsbereich gegebenenfalls ausreichend elektrische Energie für weitere Verbraucher bereitzustellen. Des weiteren wird der Energieverbrauch vermindert.

Beispielsweise kann vorgesehen sein, daß die Ansteuervorrichtung Information betreffend bei der rotierenden Baugruppe zu erwartende oder auftretende Bewegungsungleichförmigkeiten empfängt und die Elektro- Maschine derart ansteuert, daß das durch diese ausgeübte Gegenmoment den zu erwartenden oder auftretenden Bewegungsungleichförmigkeiten entgegenwirkt. Es wird darauf hingewiesen, daß derartige Information sowohl unmittelbar aus im System erfaßten Bewegungsungleichförmigkeiten abgeleitet werden kann, als auch mittelbar aus dem Betriebspunkt beispielsweise der Brennkraftmaschine abgeleitet werden. Beispielsweise kann derartige Information die Drehzahl oder/und die Drosselklappenöffnung oder/und den Saugrohrdruck einer Brennkraftmaschine umfassen, wobei bekanntermaßen in bestimmten durch derartige Größen definierten Betriebszuständen zwangsweise Bewegungsungleichförmigkeiten auftreten.

Wie vorangehend bereits angesprochen, ist es möglich, daß die Ansteuer­ vorrichtung die Elektro-Maschine zum Erzeugen eines Bewegungsungleich­ förmigkeiten entgegenwirkenden Gegenmomentes nur in einem Bereich niederer Drehzahl, vorzugsweise von weniger als 1800 Umdrehungen/min. am meisten bevorzugt weniger als 1000 Umdrehungen/min. ansteuert.

Darüber hinaus kann jedoch auch vorgesehen sein, daß die Ansteuervor­ richtung die Elektro-Maschine zur Erzeugung des Gegenmomentes für vorgegebene Frequenzen oder vorgegebene Frequenzbereiche oder/und einer vorgegebenen Art der Bewegungsungleichförmigkeiten von der Drehzahl der rotierenden Baugruppe unabhängig ansteuert. Es wird bei einer derartigen Betriebsweise zwar grundsätzlich in Kauf genommen, daß vor allem bei höheren Drehzahlen die Wirksamkeit einer derartigen Elektro-Maschine bezüglich geringeren Drehzahlen gemindert ist. Es wird jedoch auf diese Art und Weise der Versuch unternommen, mit allen zur Verfügung stehenden Mitteln Schwingungsanregungen entgegenzutreten, die den Fahrkomfort oder das Fahrverhalten eines Fahrzeugs übermäßig beeinträchtigen würden.

Bei dem erfindungsgemäßen System kann ferner vorgesehen sein, daß die Elektro-Maschine vorzugsweise zur Versorgung des Bordnetzes ein Grund- Brems- oder Antriebsmoment erzeugt, wobei bei Auftreten von Bewegungs­ ungleichförmigkeiten der Erzeugung des Grund-Brems- oder Antriebs­ momentes die Erzeugung des Gegenmomentes überlagert ist.

Ferner kann die Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Schwingungs­ dämpfungssystems derart sein, daß die Auslenkungsbahn der wenigstens einen Auslenkungsmasse vom Scheitelbereich ausgehend sich entlang der Drehachse erstreckende Auslenkungsbereiche oder/und vom Scheitelbereich ausgehend sich in Umfangsrichtung erstreckende Auslenkungsbereiche aufweist.

Weiterhin kann das erfindungsgemäße Schwingungsdämpfungssystem so aufgebaut sein, daß die Elektro-Maschine einen mit der rotierenden Baugruppe sich drehenden Rotor und einen mit der rotieren den Baugruppe sich nicht drehenden, mit dem Rotor in Gegenmomentübertragungs­ wechselwirkung bringbaren Stator umfaßt.

Die Elektro-Maschine kann beispielsweise einen Synchronmotor, einen Asynchronmotor oder einen Reluktanzmotor umfassen.

Die Auslenkungsmassenanordnung kann wenigstens teilweise radial innerhalb der Elektro-Maschine angeordnet sein und die Auslenkungs­ massenanordnung und die Elektro-Maschine können sich in Achsrichtung wenigstens bereichsweise überlappen. Selbstverständlich kann die Auslenkungsmassenanordnung auch wenigstens teilweise außerhalb der Elektro-Maschine angeordnet sein.

Ferner kann vorgesehen sein, daß ein Stator der Elektro-Maschine radial zwischen einem Rotor der Elektro-Maschine und der Auslenkungsmassen­ anordnung angeordnet ist. Alternativ ist es möglich, daß ein Stator der Elektro-Maschine radial außerhalb eines Rotors und der Auslenkungsmassen­ anordnung angeordnet ist. Insbesondere dann, wenn die Elektro-Maschine und die Auslenkungsmassenanordnung in Achsrichtung aufeinanderfolgend angeordnet sind, kann die Dimensionierung der Auslenkungsbahnen oder/und der Auslenkungsmassen von der Ausgestaltung der Elektro- Maschine im wesentlichen unabhängig vorgenommen werden.

Vorzugsweise ist, wie vorangehend bereits ausgeführt, dabei vorgesehen, daß die Elektro-Maschine durch die Ansteuervorrichtung zum teilweisen Beseitigen von Bewegungsungleichförmigkeiten angesteuert wird, so daß ein verbleibender Teil der Bewegungsungleichförmigkeiten durch die Auslenkungsmassenanordnung gedämpft beziehungsweise getilgt werden kann.

Die vorliegende Erfindung betrifft ferner ein Antriebssystem mit einem Antriebsaggregat und einem erfindungsgemäßen Schwingungsdämpfungs­ system.

Wenn das Antriebsaggregat eine Brennkraftmaschine ist, dann kann vorteilhafterweise die Elektro-Maschine ferner eine Starter-Anordnung für die Brennkraftmaschine bilden. Ferner kann, wie vorangehend ausgeführt, die Elektro-Maschine eine Generator-Anordnung bilden, durch welche elektrische Energie zur Versorgung von Verbrauchern oder zum Laden einer Batterie bereitgestellt wird.

Beispielsweise kann vorgesehen sein, daß die Auslenkungsmassenanord­ nung in einem mit dem Antriebsaggregat des Antriebssystems drehfest verbundenen Bereich der rotierenden Baugruppe angeordnet ist. Die Auslenkungsmassenanordnung kann in einem Bereich eines Schwungrads einer Reibungskupplung des Antriebssystems angeordnet sein.

Die vorliegende Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zur Schwingungs­ dämpfung bei einem vorangehend definierten Antriebssystem, wobei das Verfahren die Schritte umfaßt:

• a) Erfassen von Information, welche auf das Auftreten von Bewegungs­ ungleichförmigkeiten hindeutet,
• b) Ansteuern der Elektro-Maschine derart, daß diese ein den Bewe­ gungsungleichförmigkeiten entgegenwirkendes Gegenmoment erzeugt.

Bei diesem Verfahren kann beispielsweise vorgesehen sein, daß die Information wenigstens eine der folgenden Größen umfaßt:

• - Drehzahl des Antriebsaggregats,
• - Temperatur des Kühlmittels des Antriebsaggregats,
• - Stellung wenigstens eines Leistungsstellgliedes des Antriebsaggre­ gats,
• - Leistungsabgabe des Antriebsaggregats.
• - Drehzahländerung im Bereich der rotierenden Baugruppe.

Um auftretenden Bewegungsungleichförmigkeiten in geeigneter Weise entgegentreten zu können, wird vorgeschlagen, daß der Schritt b) das Erzeugen eines Sollwertes für das durch die Elektro-Maschine zu erzeugende Gegenmoment oder eine mit dem Gegenmoment im Zusammenhang stehende Größe sowie das Einregeln eines Istwertes des durch die Elektro- Maschine erzeugten Gegenmomentes oder der mit dem Gegenmoment im Zusammenhang stehenden Größe auf den Sollwert umfaßt.

Wie bereits eingangs angeführt, kann bei einem derartigen Antriebssystem die Ansteuerung der Elektro-Maschine derart erfolgen, daß das durch diese erzeugte Gegenmoment auftretende Bewegungsungleichförmigkeiten im wesentlichen nur derart mindert, daß der verbleibende Teil der Bewegungs­ ungleichförmigkeiten durch die Auslenkungsmassenanordnung gedämpft beziehungsweise getilgt werden kann.

Die vorliegende Erfindung wird nachfolgend mit Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen anhand bevorzugter Ausgestaltungsformen detailliert beschrieben. Es zeigt:

Fig. 1 eine schematische Ansicht eines Antriebssystems mit einem erfindungsgemäßen Schwingungsdämpfungssystem;

Fig. 2 eine Teil-Längsschnittansicht eines erfindungsgemäßen Schwingungsdämpfungssystems;

Fig. 3 eine der Fig. 2 entsprechende Ansicht einer alternativen Ausgestaltungsform;

Fig. 4 eine Abwandlung der in Fig. 3 dargestellten Ausgestaltungs­ form;

Fig. 5 eine Axialansicht einer weiteren alternativen Ausgestaltungs­ form eines erfindungsgemäßen Schwingungsdämpfungs­ systems geschnitten längs einer Linie V-V in Fig. 6;

Fig. 6 eine Schnittansicht längs einer Linie VI-VI in Fig. 5;

Fig. 7 eine Schnittansicht längs einer Linie VII-VII in Fig. 5;

Fig. 8 eine Teil-Längsschnittansicht einer weiteren alternativen Ausgestaltungsform eines erfindungsgemäßen Schwingungs­ dämpfungssystems; und

Fig. 9 ein in der Art eines Kennfeldes aufgetragenes Diagramm, welches die Betriebscharakteristik der erfindungsgemäßen Schwingungsdämpfungsvorrichtung darstellt.

Die Fig. 1 zeigt ein allgemein mit 10 bezeichnetes Antriebssystem eines Kraftfahrzeugs. Dieses Antriebssystem 10 umfaßt ein Antriebsaggregat 12, beispielsweise eine Brennkraftmaschine, deren Ausgangswelle 14 mit einem allgemein mit 16 bezeichneten Schwingungsdämpfungssystem gekoppelt ist. Dieses Schwingungsdämpfungssystem 16 wiederum steht in Drehver­ bindung mit einer Reibungskupplung 18, und eine Ausgangswelle 20 der Reibungskupplung 18, d. h. eine Getriebeeingangswelle 20, führt zu einem Getriebe 22, dessen Ausgangswelle 24 über ein Differential 26 mit Antriebsrädern 28, 30 gekoppelt ist. Das Schwingungsdämpfungssystem umfaßt, wie nachfolgend noch detailliert beschrieben, eine Elektro-Maschine 32 mit einem feststehenden Stator 34 und einem mit dem Antriebssystem beziehungsweise den verschiedenen Wellen drehbaren Rotor 36. Ferner umfaßt das Schwingungsdämpfungssystem eine nachfolgend noch detailliert beschriebene Auslenkungsmassenanordnung 38.

Eine allgemein mit 40 bezeichnete Ansteuervorrichtung empfängt verschiedene, den Betriebszustand des Antriebssystems kennzeichnende Parameter oder Größen. So empfängt die Ansteuervorrichtung 40 beispiels­ weise Information über den Öffnungswinkel einer Drossel 42 und über einen Sensor 44 Information über die Drehzahl der Antriebswelle 14, d. h. die Drehzahl der Brennkraftmaschine 12. Ferner empfängt die Ansteuervor­ richtung 40 Information beispielsweise über den in dem Stator 34 fließen­ den Strom. Selbstverständlich empfängt die Steuervorrichtung 40 eine Vielzahl weiterer Informationen, um den Betrieb des Antriebssystems 10, insbesondere des Schwingungsdämpfungssystems 16, geeignet zu steuern. Eine dieser Informationen kann beispielsweise Information darüber sein, wie groß die von in einem Fahrzeug angeordneten Verbrauchern 46 momentan geforderte elektrische Energie ist, so daß durch entsprechende Ansteuerung die Elektro-Maschine 32 als Generator wirkend diese Energie bereitstellen kann. Es ist selbstverständlich, daß die Elektro-Maschine 32 auch zum Starten der Brennkraftmaschine 12 oder zum Erzeugen einer Unterstüt­ zungskraft genutzt werden kann.

Treten im Betrieb des Antriebssystems Bewegungsungleichförmigkeiten beziehungsweise Drehungleichförmigkeiten auf, so steuert die Ansteuervor­ richtung 40 die Elektro-Maschine 32, die beispielsweise durch einen Synchron-Motor, einen Asynchron-Motor oder einen Reluktanz-Motor gebildet sein kann, derart an, daß diesen Bewegungs- oder Drehungleichför­ migkeiten entgegengewirkt wird. Beispielsweise kann anhand der ihr zugeführten Informationen Drosselklappenöffnung, Drehzahl der Brenn­ kraftmaschine, Kühlmitteltemperatur usw. die Ansteuervorrichtung 40 aus einem beruhend auf diesen Größen gebildeten Kennfeld die Größe eines über die Wicklungen des Stators 34 fließenden Stromes bestimmen, um durch die Elektro-Maschine 32, d. h. durch die elektromagnetische Wechselwir­ kung zwischen Stator 34 und Rotor 36, ein geeignetes Gegenmoment zu erzeugen. Neben der Amplitude beziehungsweise Frequenz dieses über die Statorwicklungen fließenden Stroms 34 kann auch die Phasenlage dieses Stroms, d. h. der Amplitudenmaxima, bezüglich einer Drehlage der Antriebswelle 14 aus einem weiteren Kennfeld anhand der gleichen Eingangsgrößen ausgelesen werden, so daß beruhend auf der beispielsweise auch durch den Sensor 44 erfaßten Drehlage eine zeitliche Zuordnung zwischen dem über die Statorwicklungen fließenden Strom und der zu erwartenden oder auftretenden Schwingungsanregung erfolgen kann.

Durch das Entnehmen der Statorströme aus einem zuvor anhand von Versuchen für ein bestimmtes Antriebssystem erzeugten Kennfeld oder aus mehreren Kennfeldern wird eine Steuerung vorgenommen, der eine innere Regelung hinsichtlich des über die Statorwicklungen fließenden Stroms eingegliedert ist. Das heißt, es wird anhand der Auslesung aus dem oder den Kennfeldern in der Steuervorrichtung 40 ein Sollwert für den den Dreh- oder Bewegungsungleichförmigkeiten entgegenwirkenden Wechselstrom erzeugt, und die Ansteuervorrichtung 40 regelt dann den über die Stator­ wicklungen 34 fließenden Strom auf diesen Sollwert ein. Es sei darauf hingewiesen, daß gleichwohl auch eine Regelschleife mit Hinsicht auf die tatsächlich auftretenden Bewegungsungleichförmigkeiten vorgesehen sein kann, d. h. beispielsweise durch Ableiten des durch den Drehzahlsensor 44 bereitgestellten Drehzahlsignals kann auf momentan tatsächlich vorhandene Drehschwingungen geschlossen werden, und die Ansteuerung des Stators 34 vermittels der Steuervorrichtung 40 kann derart vorgenommen werden, daß die tatsächlich erfaßten Drehungleichförmigkeiten auf ein Minimum geregelt werden.

Dem zum Dämpfen der Schwingungen entgegenwirkenden Drehmoment oder Gegenmoment, d. h. dem diesem Gegenmoment zugeordneten Statorstrom, kann beispielsweise dann ein Stromanteil hinzugefügt werden, durch welchen letztendlich die verschiedenen Verbraucher 46 in einem Fahrzeug gespeist werden. Das heißt, einem normalen Generatorbetrieb der Elektro-Maschine 32 wird dann ein Schwingungsdämpfungsbetrieb mit einem entsprechenden Wechselstromanteil überlagert.

Das erfindungsgemäße Schwingungsdämpfungssystem 16 umfaßt ferner die im folgenden noch detailliert beschriebene Auslenkungsmassenanordnung 38, welche eine oder mehrere Auslenkungsmassen aufweist, die bei auftretenden Drehungleichförmigkeiten nach Art eines Oszillators im Fliehpotential ausgelenkt werden und somit eine der anregenden Schwin­ gung gegenphasige und entgegenwirkende Schwingung aufbauen. Durch diese Aufgliederung des Schwingungsdämpfungssystems 16 in einen durch elektromagnetische Wechselwirkung dämpfenden Teil und einen durch Massenoszillation dämpfenden Teil wird ein besonders vorteilhafter synergetischer Effekt bei der Schwingungsdämpfung erzielt. Um durch eine derartige Auslenkungsmassenanordnung 38 eine geeignete Schwingungs­ dämpfungsfunktion erzielen zu können, muß ein bestimmtes Verhältnis von Fliehkraft zu auslenkender Kraft erzielt sein. Das heißt, ist für eine vorgegebene auslenkende Kraft die Fliehkraft zu klein, so ist die Rückstell­ kraft der oszillierenden Massen zu gering mit der Folge, daß diese im Bereich ihrer Bahnenden an Anschlägen anstoßen, was zu einer Verstimmung der Oszillatoren führen kann. Dies ist im allgemeinen in einem Betriebszustand geringer Drehzahl zu erwarten, da bei diesen geringen Drehzahlen, beispielsweise im Bereich unter 1.800 Umdrehungen pro Minute, ins­ besondere im Bereich der Leerlaufdrehzahl von weniger als 1.000 Um­ drehungen pro Minute, die auftretenden Drehungleichförmigkeiten derart massiv sein können, daß die vorherrschenden Fliehkräfte noch nicht ausreichen, um die oszillierenden Massen am Erreichen ihrer an den Bahnenden vorgesehenen Anschläge zu hindern. Durch die Elektro-Maschine 32 kann jedoch insbesondere in diesem Bereich geringer Drehzahl mit besonders hohem Wirkungsgrad ein den auftretenden Schwingungen entgegenwirkendes Drehmoment erzeugt werden, mit der Folge, daß durch dieses Drehmoment die auftretenden Schwingungen so weit gemindert werden, daß die im Antriebssystem vorhandenen Dreh- oder Bewegungs­ ungleichförmigkeiten hinsichtlich der noch vorhandenen Amplituden nicht mehr ausreichen, um die oszillierenden Massen bis an die Bahnenden, also die maximale Auslenkung aus der Ruhelage, heranzubewegen. Es kann also für jede Drehzahl oder für jeden Drehzahlbereich eine derartige Abstimmung zwischen der Elektro-Maschine 32 und der Auslenkungsmassenanordnung 38 vorgenommen werden, daß die Elektro-Maschine 32 nur in derartigem Ausmaß wirksam wird, daß die noch verbleibenden Schwingungsamplituden durch die Auslenkungsmassenanordnung 38 ohne die Gefahr des An­ schlagens von deren oszillierenden Massen an jeweiligen Bahnendbereichen getilgt oder gedämpft werden können. Dies bedeutet, daß durch das Zusammenwirken der beiden Dämpfungsbereiche die im Bereich der Elektro- Maschine zur Schwingungsdämpfung auftretenden Anforderungen minimiert werden können, so daß diese kleiner dimensioniert werden kann bezie­ hungsweise für alle Betriebszustände sichergestellt ist, daß die im Fahrzeug vorhandenen elektrischen Verbraucher 46 weiterhin geeignet gespeist werden. Es sei jedoch darauf hingewiesen, daß dann, wenn die elektrischen Verbraucher keinen sehr hohen Energiebedarf vorgeben, die Elektro- Maschine 32 auch in stärkerem Ausmaß, beispielsweise mit ihrem gesamten Leistungsvermögen zur Schwingungsdämpfung eingesetzt werden kann.

Des weiteren ist bei einem derartigen Schwingungsdämpfungssystem grundsätzlich auch ein Betrieb möglich, bei dem, trotz des mit zunehmender Drehzahl abfallenden bereitstellbaren Gegenmomentes der Elektro-Maschine 32 auch bei höheren Drehzahlen diese zur Schwingungsdämpfung eingesetzt wird. Dies kann beispielsweise dann erfolgen, wenn aufgrund bestimmter Betriebszustände das Auftreten sehr starker Schwingungs­ anregungen zu erwarten ist, die durch die Auslenkungsmassenanordnung 38 alleine nicht oder nicht vollständig gedämpft werden können. Auch das Auftreten nichtzyklischer Schwingungsanregungen, insbesondere im höheren Drehzahlbereich, kann dann durch die Elektro-Maschine 32 gedämpft werden. Insbesondere auch im Fall von Lastwechselschwingun­ gen oder bei Durchführung von Schaltvorgängen mit kurzzeitiger Lastunter­ brechung ist es dann vorteilhaft, wenn bei höheren Drehzahlen auch die Elektro-Maschine zur Schwingungsdämpfung eingesetzt wird, da in diesen Zuständen Schwingungsanregungen mit Frequenzen auftreten können, auf welche die Auslenkungsmassenanordnung 38 nicht abgestimmt ist. Liegen insbesondere bei höheren Drehzahlen derartige auf das Auftreten von relativ starken Schwingungsanregung hindeutende Betriebszustände nicht vor, so kann dann die Elektro-Maschine 32 lediglich zur Erzeugung elektrischer Energie für die Verbraucher 46 betrieben werden, so daß die Zeit, während welcher die Elektro-Maschine bei höheren Drehzahlen zur Schwingungs­ dämpfung eingesetzt wird und dementsprechend möglicherweise nicht die geforderte Energie bereitstellen kann und somit die Verbraucher 46 beispielsweise durch Batterie zu speisen sind, minimiert werden kann.

Im Betrieb eines Antriebssystems, wie es in Fig. 1 dargestellt ist, läßt sich also die Wirkungscharakteristik des Schwingungsdämpfungssystems 16 im wesentlichen in drei Bereiche gliedern. Dies ist zum ersten ein in dem Wirkungsdiagramm der Fig. 9 als "aktiver Bereich" Bereich geringer Drehzahl beziehungsweise geringer Motorlast, in dem die Fliehkraft so gering ist, daß ein wirksamer Betrieb der Auslenkungsmassenanordnung nicht zu erwarten ist und deshalb die Schwingungsdämpfung im wesentlichen nur aktiv durch entsprechende Ansteuerung der Elektro-Maschine 32 erfolgt. Daran schließt sich ein Übergangsbereich an, in welchem durch eine Vordämpfung vermittels der Elektro-Maschine 32 die auftretenden Dreh- oder Bewegungs­ ungleichförmigkeiten bereits so weit gemindert werden können, daß ein verbleibender Teil durch die Auslenkungsmassenanordnung 38 gedämpft werden kann, ohne daß deren Auslenkungsmassen dabei ihre Endlagen erreichen. Bei noch höheren Drehzahlen findet dann ein Übergang in einen passiven Bereich statt, in dem aufgrund der relativ hohen Drehzahl der Wirkungsgrad der Elektro-Maschine so gering ist, daß die Schwingungs­ dämpfung durch die Auslenkungsmassenanordnung 38 vorgenommen wird, um vermittels der Elektro-Maschine weiterhin die Versorgung der Ver­ braucher 46 mit elektrischer Energie sicherzustellen. Gleichwohl kann auch in diesem passiven Bereich, wie vorangehend angesprochen, in außer­ ordentlichen Situationen, wie bei Auftreten von Lastwechselschwingungen oder bei Durchführung von Schaltvorgängen, kurzzeitig die Elektro-Maschine 32 zur Schwingungsdämpfung zugeschaltet werden, wobei während dieser Zeit dann die Verbraucher 46 aus der Batterie gespeist werden.

Nachdem vorangehend der prinzipielle Aufbau beziehungsweise die prinzipielle Wirkung einer erfindungsgemäßen Schwingungsdämpfungsvor­ richtung beziehungsweise eines erfindungsgemäßen Antriebssystems beschrieben worden ist, wird im folgenden mit Bezug auf die Fig. 2 bis 8 der Aufbau verschiedener Ausgestaltungsarten derartiger Schwingungs­ dämpfungssysteme beschrieben. So zeigt die Fig. 2 ein Schwingungs­ dämpfungssystem 16, bei dem der Stator 34 der Elektro-Maschine 32 an einem Motorblock 50 einer Brennkraftmaschine festgelegt ist. Der Stator 34 weist einen beispielsweise ringartig ausgebildeten Träger 52 auf, auf welchem das Statorjoch 54 mit den Statorwicklungen 56 getragen ist. Der Träger 52 weist ein durch einen Abdeckring 58 verschlossenes Kanalsystem 60 auf, welches durch den Motorblock 50 hindurch mit Kühlfluid versorgt werden kann. Der Rotor 36 der hier als Synchronmaschine aufgebauten Elektro-Maschine 32 ist radial außen an einem allgemein mit 62 bezeichne­ ten Schwungrad einer schematisch angedeuteten Kraftfahrzeug-Reibungs­ kupplung 64 getragen. Dieses Schwungrad 62 ist in seinem radial inneren Bereich durch eine Mehrzahl von Schraubbolzen 66 drehfest an einem Kurbelwellenflansch 68 einer als Antriebswelle fungierenden Kurbelwelle 14 der Brennkraftmaschine 12 (in Fig. 1) festgelegt. Im Bereich radial innerhalb der Elektro-Maschine 32, d. h. radial innerhalb des Statorträgers 52, ist die allgemein mit 38 bezeichnete Auslenkungsmassenanordnung angeordnet.

Das heißt, diese Auslenkungsmassenanordnung 38 liegt hier zwischen dem Motorgehäuse oder Motorblock 50 und dem Schwungrad 62 beziehungs­ weise der Reibungskupplung 64.

Die Auslenkungsmassenanordnung 38 umfaßt zwei in axialem Abstand zueinander angeordnete Bahnelemente 70, 72, welche unter Zwischen­ lagerung eines Abstandsringes 75 ebenfalls vermittels der Schrauben 66 mit der Kurbelwelle 14 fest gekoppelt sind. Die Bahnelemente 70, 72 weisen in Umfangsrichtung aufeinanderfolgend mehrere, beispielsweise durch einzelne Öffnungen gebildete Auslenkungsbahnen 74, 76 auf, entlang welchen jeweils zugeordnete Auslenkungsmassen 78 sich bewegen können. Die Auslenkungsbahnen 74, 76, die jeweils einer Auslenkungsmasse 78 zugeordnet sind, sind derart konfiguriert, daß sie in einem jeweiligen Scheitelbereich 80, 82 den größten radialen Abstand zu einer Drehachse A des Systems aufweisen, und ausgehend von diesem Scheitelbereich 80 beziehungsweise 82 in beiden Umfangsrichtungen jeweilige Auslenkungs­ bereiche aufweisen, die mit zunehmendem Abstand vom Scheitelbereich 80, 82 zunehmend näher an die Drehachse A heranführen. Das heißt, bei Bewegung der Auslenkungsmassen 78 entlang der zugeordneten Aus­ lenkungsbahnen 74, 76 nähern diese sich beim Entfernen von den Scheitelbereichen 80, 82 der Drehachse A zunehmend an, so daß im Fliehpotential eine Rückstellkraft in Richtung zur durch die Scheitelbereiche 80, 82 definierten Ruhelage erzeugt wird. Um hierbei eine von der Auslenkungsamplitude der jeweiligen Auslenkungsmassen 78 im wesentli­ chen unabhängige Eigenfrequenz der auf diese Art und Weise erzeugten Oszillatoren zu erhalten, weisen diese Auslenkungsbahnen 70, 76 im wesentlichen eine epizykloidenartige Bahnkonfiguration auf, wobei die Scheitelbereiche 80, 82 den Bereich geringster Bahnkrümmung bilden. Eine epizykloidenartige Bahnkonfiguration der Auslenkungsbahnen bedeutet, daß diese Bahnen derart gestaltet sind, daß die Massenschwerpunkte der sich entlang der Auslenkungsbahnen bewegenden Auslenkungsmassen sich auf epizykloidenförmigen Bahnen bewegen. Dies bedeutet letztendlich, daß die Auslenkungsbahnen zum Erhalt derartiger Bewegungsverläufe der Massen­ schwerpunkte an die Epizykloidenform angepaßt sein müssen.

Man erkennt, daß die Auslenkungsmassen 78 an ihren beiden axialen Endseiten jeweilige Führungsvorsprünge 84, 86 aufweisen, die in zugeord­ neten Führungsbahnen 88, 90 eines mit dem Bahnelement 70 fest verbundenen Führungselements 92 beziehungsweise in dem Schwungrad 62 mit geringem Bewegungsspiel in radialer Richtung geführt sind. Diese durch Öffnungen oder Ausnehmungen gebildeten Führungsbahnen 88, 90 folgen exakt dem Verlauf der Auslenkungsbahnen 74, 76, und bilden an ihren jeweiligen Umfangsendbereichen einen Endanschlag für die Aus­ lenkungsmassen 78. Das heißt, sind, wie vorangehend angesprochen, die anregenden Schwingung derart stark, daß die Auslenkungsmassen 78 sich von ihrer Ruhelage, definiert durch die Scheitelbereiche 80, 82, relativ weit entfernen, so wird durch Anschlagen der Führungsvorsprünge 84, 86 an Endbereichen der Führungsbahnen 88, 90 für eine Bewegungsbegrenzung der Auslenkungsmassen 78 gesorgt. Des weiteren haben die Führungs­ bahnen 88, 90 die Funktion, die Auslenkungsmassen 78 auch bei nicht vorhandener Fliehkraft in geeigneter Positionierung bezüglich ihrer Aus­ lenkungsbahnen 74, 76 zu halten, d. h. es wird verhindert, daß die Auslenkungsmassen 78 sich schwerkraftbedingt nach unten bewegen und dann in mehr oder weniger undefinierter Lage bezüglich der Bahnelemente 70, 72 und ohne Kontakt mit ihren Auslenkungsbahnen 74, 76 liegen würden. Würde in einem derartigen Zustand das System in Drehung versetzt, so würden bei ausreichender Fliehkraft die Auslenkungsmassen 78 sich spontan nach außen bewegen und an ihren jeweiligen Auslenkungs­ bahnen 74, 76 anschlagen.

Man erkennt, daß bei dem in Fig. 2 dargestellten System aufgrund der Positionierung der Auslenkungsmassenanordnung 38 radial innerhalb der Elektro-Maschine 32 durch relativ große, d. h. vor allem axial großbauende Auslenkungsmassen 78 bei relativ kleinem radialen Abstand der Aus­ lenkungsbahnen 74, 76 von der Drehachse A dennoch für ausreichende Fliehkräfte gesorgt werden kann.

Es sei darauf hingewiesen, daß die beiden Bahnelemente 70, 72 sowie das Führungselement 92 in vorteilhafter Weise durch Ausstanzen aus einem Blech gebildet werden können.

Ein besonderer Vorteil dieser Ausgestaltungsform ist, daß aufgrund der Positionierung der Auslenkungsmassenanordnung 38 innerhalb des durch die Elektro-Maschine 32 eingeschlossenen Raumes der gesamte erforder­ liche Bauraum sehr klein gehalten werden kann.

Eine Abwandlung des Schwingungsdämpfungssystems ist in Fig. 3 gezeigt. Komponenten, welche vorangehend beschriebenen Komponenten hinsicht­ lich Aufbau beziehungsweise Funktion entsprechen, sind mit dem gleichen Bezugszeichen unter Hinzufügung eines Anhangs "a" bezeichnet. Man erkennt, daß in dieser Ausgestaltungsform der Stator 34a der hier als Asynchronmotor ausgebildeten Elektro-Maschine 32a radial außerhalb des Rotors 36a positioniert ist und durch seinen Trägerring 52a wieder am Motorblock 50a gehalten ist. Der Rotor 36a ist nunmehr am Außenumfang des Schwungrads 62a festgelegt und liegt dem Stator 34a an dessen Innenumfangsfläche radial gegenüber. Das Schwungrad 62a ist hier zweiteilig aufgebaut und umfaßt ein erstes, mit der Kurbelwelle 14a verbundenes Scheibenteil 96a sowie ein zweites Scheibenteil 98a, welches mit dem ersten Scheibenteil 96a beispielsweise durch nicht dargestellte Schraubbolzen verbunden ist. Man erkennt, daß die beiden Scheibenteile 96a, 98a im radial äußeren Bereich zusammen eine Umfangsvertiefung 100a bilden, in welcher der Rotor 36a festgelegt ist. Die beiden Scheibenteile 96a, 98a weisen jeweils mehrere einander zugeordnete Ausnehmungen oder Vertiefungen 102a, 104a auf, die zusammen jeweils einen Aufnahmeraum für eine Auslenkungsmasse 78a bilden. Dieser Aufnahmeraum ist nach radial außen hin wieder durch eine Fläche begrenzt, welche eine Aus­ lenkungsbahn 74a bildet. Man erkennt in der Fig. 3 den Scheitelbereich 80a und die beiden Auslenkungsbereiche 106a, 108a, wobei hier diese Auslenkungsbereiche 106a, 108a sich nicht in Umfangsrichtung erstrecken, wie vorangehend beschrieben, sondern sich im wesentlichen in Richtung der Drehachse A vom Scheitelbereich 80a ausgehend erstrecken. In ent­ sprechender Weise ist hier also die Auslenkungsmasse 78a nicht in Umfangsrichtung, sondern im wesentlichen in axialer Richtung auslenkbar. Die Auslenkungsbahn 74a jeder Auslenkungsmasse 78a weist vorzugsweise wiederum eine epizykloidenartige Form auf. Die Auslenkungsmasse 78a kann beispielsweise eine kugel- oder eine scheibenartige Auslenkungsmasse sein, wobei dann durch die Ausnehmungen 104a, 102a in Umfangsrichtung begrenzenden Wandungen dafür gesorgt ist, daß dieses scheibenartige Bauteil nicht seitlich wegkippen kann.

Diese Ausgestaltungsform einer Auslenkungsmassenanordnung, bei welcher die Auslenkungsmassen in Richtung der Drehachse schwingen können, dient im wesentlichen dazu, im Betrieb auftretende Taumelschwingungen zu dämpfen, die im wesentlichen die erste Ordnung der Kurbelwellen­ drehzahl als Frequenz aufweisen. Derartige Schwingungen treten auf, wenn zwischen der Kurbelwelle 14a und einer nicht dargestellten Getriebeein­ gangswelle ein geringfügiger Achsversatz oder eine geringfügige Achs­ neigung entstehen oder bestehen, durch welche zwangsweise eine axiale Auslenkung im Bereich des Schwungrads 62a und der Kupplungsscheibe entsteht. Diese axialen Schwingungen oder Auslenkungen können durch gegenphasige in Achsrichtung beziehungsweise entlang der Auslenkungs­ bahnen 74a schwingende Auslenkungsmassen 78a gedämpft werden.

Eine derartige Ausgestaltungsform ist jedoch nicht auf die Dämpfung von Taumelschwingungen beschränkt. Es können ebenso Drehschwingungen gedämpft werden, d. h. in Umfangsrichtung auftretende Schwingungen, nämlich dadurch, daß die Auslenkungsbahnen 74a nicht nur sich in Achsrichtung erstreckende Auslenkungsbahnabschnitte 106a, 108a aufweisen, sondern vom Scheitelbereich 80a ebenso in Umfangsrichtung ausgehende Auslenkungsbahnbereiche. Das heißt, es ist eine dreidimensio­ nal gekrümmte Auslenkungsbahnfläche geschaffen, bei welcher eine kugelförmige Auslenkungsmasse letztendlich in beliebiger Richtung ausgelenkt werden kann. Treten beispielsweise überlagert Taumelschwin­ gungen und Drehschwingungen auf, so können die einzelnen Auslenkungs­ massen 78a eine näherungsweise kreisförmige Bahn um den Scheitelbereich 80a durchlaufen.

Insbesondere die Dämpfung von Taumelschwingungen im Bereich der Auslenkungsmassenanordnung 38a hat den Vorteil, daß der zwischen dem Stator 34a und dem Rotor 36a vorhandene Luftspalt näherungsweise konstant gehalten wird. Dieser Luftspalt ist eine äußerst wichtige Größe hinsichtlich der Leistungsfähigkeit der Elektro-Maschine 32a. Schwankungen im Luftspalt würden zu einer entsprechenden Schwankung im Gegen­ momentübertragungsvermögen und einer dementsprechenden Schwankung im Vermögen, elektrische Energie zu erzeugen oder ein Gegenmoment zu erzeugen, nach sich ziehen. Müßte zum Vermeiden eines gegenseitigen Anschlagens bei Taumelschwingungen der Luftspalt größer gemacht werden, so müßte entsprechend auch eine Überdimensionierung in den anderen Bereichen der Elektro-Maschine 32a vorgenommen werden. Dies kann durch eine derart aufgebaute Auslenkungsmassenanordnung 38a vermieden werden.

Es sei noch darauf verwiesen, daß die drehfeste Verbindung zwischen dem Schwungrad 62a, d. h. dem Teil 96a desselben und der Antriebswelle 14a durch eine in der Fig. 3 auch erkennbare Hirthverzahnung erfolgen kann.

Die in der Fig. 4 dargestellte Ausgestaltungsform entspricht im wesentlichen der in Fig. 3 dargestellten Ausgestaltungsform, wobei hier in die Aus­ nehmungen 102a, 104a ein ringartiges Element 110a eingelegt ist, das an seiner Innenumfangsfläche die Auslenkungsbahn 74a für die Auslenkungs­ masse 78a bildet. Der Vorteil dieser Ausgestaltungsform ist, daß bei der Herstellung der Ausnehmungen 102a, 104a nicht mit hoher Präzision auf die exakte Konfiguration der Auslenkungsbahnen 74a geachtet werden muß. Vielmehr kann die exakte Bahngeometrie durch Tiefziehen des ringartigen Teils 110a aus einem Blechrohling erzeugt werden. Eine derartige Ausgestaltungsform eignet sich besonders bei einer Auslenkungs­ massenanordnung 38a, bei welcher die Auslenkung der Auslenkungsmassen 78a lediglich in der zur Drehachse A näherungsweise gleichlaufenden Richtung erfolgt, da dann eine dreidimensionale Krümmung der Aus­ lenkungsbahnen 74a nicht erforderlich ist. Ansonsten entspricht der in Fig. 4 dargestellte Aufbau im wesentlichen der in Fig. 3 dargestellten Kon­ figuration.

Ein weiteres Ausgestaltungsbeispiel eines Schwingungsdämpfungssystems ist in den Fig. 5 bis 7 dargestellt, wobei hier im wesentlichen der Bereich der Auslenkungsmassenanordnung gezeigt ist. Der Bereich der Elektro- Maschine kann beispielsweise so wie in Fig. 2 dargestellt realisiert sein. Komponenten, welche vorangehend beschriebenen Komponenten hinsicht­ lich Aufbau beziehungsweise Funktion entsprechen, sind mit dem gleichen Bezugszeichen unter Hinzufügung eines Anhangs "b" bezeichnet.

Man erkennt, daß am Schwungrad 62b ein Bahnelement 114b beispiels­ weise durch eine Mehrzahl von Schraubbolzen oder Nieten 116b festgelegt ist. Dieses Bahnelement 114b ist beispielsweise durch Tiefziehen aus einem Blechrohling geformt und weist an seinem radial äußeren Bereich einen in Achsrichtung abgebogenen Bereich 118b auf, der an seiner Innenumfangs­ fläche die Auslenkungsbahnen 74b für die in Umfangsrichtung aufeinander folgenden Auslenkungsmassen 78b bildet. Man erkennt, daß die Aus­ lenkungsbahnen wieder Scheitelbereiche 80b aufweisen, von welchen in beiden Umfangsrichtungen nunmehr die Auslenkungsbereiche 106a, 108a ausgehen. Die einzelnen Auslenkungsmassen 78b sind wieder scheibenartig ausgebildet und sind axial zwischen dem Bahnelement 114b und einem ebenfalls mit dem Schwungrad 60b verbundenen Deckelement 120b gehalten. Dieses Deckelement 120b ist, wie in den Fig. 5 und 7 erkennbar, an einem zwischen zwei Auslenkungsbahnbereichen 74b liegenden axialen Ansatz 122b durch entsprechende Bolzen oder Niete festgelegt. Im radial äußeren Bereich ist das Deckelement 120b axial umgebogen und bildet dort einen Träger 124b für den Rotor 36b.

Die Fig. 6 zeigt, daß die Auslenkungsmassen 78b zumindest an einer axialen Seite wiederum einen Führungsvorsprung 86b aufweisen können, der in einer entsprechenden Führungsbahn 90b des Bahnelements 114b geführt ist. Eine entsprechende Konfiguration könnte an der anderen axialen Seite im Bereich des Deckelements 120b vorgesehen sein. Ferner erkennt man, daß das Deckelement 120b in seinem Übergangsbereich zu dem axial sich erstreckenden Abschnitt 124b in Umfangsrichtung verteilt liegende Einformungen oder Einprägungen 126b aufweist, die einerseits eine Versteifung dieses Deckelements erzielen, und andererseits eine axiale Anlagefläche für den Rotor 36b bilden. Es sei darauf hingewiesen, daß das Bahnelement 114b in seinem Bereich 118b noch axiale Vorsprünge aufweisen kann, die in entsprechende Ausnehmungen des Deckelements 120b eingreifen und dort z. B. durch Verrollen festgelegt sind. So kann auch radial außen eine Fixierung des Deckelements 120b erzielt werden. Ferner erkennt man insbesondere in der Fig. 7, daß ein allgemein mit 130b bezeichnetes Kupplungsgehäuse der Reibungskupplung 64b hier über das Schwungrad 62b nach radial außen verlängert sein kann und eine Ver­ zahnung 132b aufweist, der ein magnetischer Aufnehmer 134b gegenüber­ liegt. Dieser kann an der schematisch dargestellten Getriebeglocke 136b festgelegt sein. Auf diese Art und Weise kann zum einen die Drehzahl der Brennkraftmaschine erfaßt werden, zum anderen kann durch spezielle Zahnausgestaltung die Drehlage der Kurbelwelle ermittelt werden.

Eine weitere Ausgestaltungsform eines erfindungsgemäßen Schwingungs­ dämpfungssystems ist in Fig. 8 dargestellt. Komponenten, welche vorangehend beschriebenen Komponenten hinsichtlich Aufbau beziehungs­ weise Funktion entsprechen, sind mit dem gleichen Bezugszeichen bezeichnet. Bei der Ausgestaltungsform gemäß Fig. 8 sind, ebenso wie bei der Ausgestaltungsform gemäß den Fig. 5 bis 6, die Elektro-Maschine 32c und die Auslenkungsmassenanordnung 38c in Achsrichtung gestaffelt angeordnet. Die Auslenkungsmassenanordnung 38c weist wiederum das den Rotor 36c tragende Deckelement 114c auf. Die andere axiale Begren­ zung der die einzelnen Auslenkungsmassen 78c aufnehmenden Bereiche ist durch das Schwungrad 62c selbst vorgesehen. (m Schwungrad 62c und in dem Deckelement 114c sind wiederum jeweilige Führungsbahnen 90c, 88c gebildet, die entsprechende Führungsvorsprünge 86c, 84c aufnehmen. Da gegenüber den Ausgestaltungsformen gemäß den Fig. 2 bis 4 bei den Ausgestaltungsformen gemäß den Fig. 5 bis 8 die Auslenkungsbahnen 74c von der Drehachse A weiter entfernt liegen, können hier axial deutlich kürzere Auslenkungsmassen 78c eingesetzt werden, so daß auch bei der axialen Staffelung von Elektro-Maschine 32c und Auslenkungsmassenanord­ nung 38c eine kurze axiale Bauweise erhalten werden kann.

Bei der Ausgestaltungsform gemäß Fig. 8 sind die Führungsbahnen 74c an einem zentralen Scheibenelement 140c gebildet, das in Umfangsrichtung aufeinanderfolgend die jeweiligen die Führungsbahnen 74c bildenden Öffnungen aufweist, und an dem an einer axialen Seite das Deckelement 114c angebracht ist und an der anderen axialen Seite das Schwungrad 62c angebracht ist. Das Zentralscheibenelement 140c ist dann durch Schraub­ bolzen an der Kurbelwelle 14c unter Zwischenlagerung eines Distanzrings 142c festgelegt. Das Zentralscheibenelement 140c kann wiederum aus einem Blechrohling durch Ausstanzen erhalten werden.

Vorangehend sind mit Bezug auf die Fig. 2 bis 8 Ausgestaltungsformen jeweiliger Schwingungsdämpfungssysteme beschrieben worden, die alle dazu in der Lage sind, die vorangehend allgemein beschriebene Funktion bei der Dämpfung oder Tilgung auftretender Schwingungen in einem Antriebs­ system zu erfüllen. Es sei darauf hingewiesen, daß, wie vorangehend ausgeführt, diese Schwingungen Drehschwingungen sein können, oder auch Taumelschwingungen sein können, oder gegebenenfalls auch Radial­ schwingungen sein können. Bei allen Arten von Schwingungen kann durch geeignete Ansteuerung der Elektro-Maschine dafür Sorge getragen werden, daß die auftretenden Schwingungen zumindest so weit gedämpft werden, daß die Auslenkungsmassenanordnung in einem Auslenkungsbereich arbeiten kann, in welchem eine Verstimmung der einzelnen Oszillatoren durch Anschlagen der einzelnen Oszillationsmassen vermieden wird.

Die Abstimmung der Auslenkungsmassenanordnung auf bestimmte zu bedämpfende Frequenzen oder Frequenzordnungen erfolgt im allgemeinen durch geeignete Auswahl der Massen- beziehungsweise Trägheitsmomente der jeweiligen Auslenkungsmassen, der Anzahl an in Umfangsrichtung aufeinanderfolgenden Auslenkungsmassen sowie der Konfiguration der diesen Auslenkungsmassen zugeordneten Auslenkungsbahnen. Um gleichzeitig verschiedene Frequenzen oder Anregungen mit einer derartigen Auslenkungsmassenanordnung dämpfen zu können, können verschiedene Auslenkungsmassen hier verschiedene Parameter aufweisen. Das heißt, es können Auslenkungsmassen mit verschiedener Masse, verschiedener Massenverteilung oder diesen zugeordneten verschieden konfigurierten Auslenkungsbahnen vorgesehen sein.

Claims (23)

1. Schwingungsdämpfungssystem, insbesondere für ein Antriebssystem eines Kraftfahrzeugs, umfassend eine Elektro-Maschine (32), welche durch eine Ansteuervorrichtung (46) zum Ausüben eines Gegen­ momentes auf eine rotierende Baugruppe (14, 20, 24) ansteuerbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß an der rotierenden Baugruppe (14, 20, 24) eine Auslenkungs­ massenanordnung (38) vorgesehen ist mit wenigstens einer Aus­ lenkungsmasse (78) und der wenigstens einen Auslenkungsmasse zugeordnet einer Auslenkungsbahn (74), entlang welcher die Auslenkungsmasse (78) sich bewegen kann, wobei die der wenig­ stens einen Auslenkungsmasse (78) zugeordnete Auslenkungsbahn (74) einen Scheitelbereich (80) und ausgehend vom Scheitelbereich jeweilige Auslenkungsbereiche aufweist und wobei der Scheitelbe­ reich (80) ein Bereich größten radialen Abstands der Auslenkungs­ bahn (74) von einer Drehachse (A) der rotierenden Baugruppe (14, 20, 24) ist.

2. Schwingungsdämpfungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Ansteuervorrichtung (46) Information betreffend bei der rotierenden Baugruppe (14, 20, 24) zu erwartende oder auf­ tretende Bewegungsungleichförmigkeiten empfängt und die Elektro- Maschine (32) derart ansteuert, daß das durch diese ausgeübte Gegenmoment den zu erwartenden oder auftretenden Ungleichförmig­ keiten entgegenwirkt.

3. Schwingungsdämpfungssystem nach Anspruch 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Ansteuervorrichtung (40) die Elektro-Maschine (32) zum Erzeugen eines Bewegungsungleichförmigkeiten entgegen­ wirkenden Gegenmomentes nur in einem Bereich niederer Drehzahl, vorzugsweise von weniger als 1800 Umdrehungen/min. am meisten bevorzugt weniger als 1000 Umdrehungen/min. ansteuert.

4. Schwingungsdämpfungssystem nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Ansteuervorrichtung (40) die Elektro- Maschine (32) zur Erzeugung des Gegenmomentes für vorgegebene Frequenzen oder vorgegebene Frequenzbereiche oder/und einer vorgegebenen Art der Bewegungsungleichförmigkeiten von der Drehzahl der rotierenden Baugruppe (14, 20, 24) unabhängig ansteuert.

5. Schwingungsdämpfungssystem nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektro-Maschine (32) vorzugsweise zur Versorgung elektrischer Lasten ein Grund-Brems- oder Antriebs­ moment erzeugt, wobei bei Auftreten von Bewegungsungleichförmig­ keiten der Erzeugung des Grund-Brems- oder Antriebsmomentes die Erzeugung des Gegenmomentes überlagert ist.

6. Schwingungsdämpfungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Auslenkungsbahn (74; 74a; 74b; 74c) der wenigstens einen Auslenkungsmasse (78; 78a; 78b, 78c) vom Scheitelbereich (80a) ausgehend sich entlang der Drehachse (A) er streckende Auslenkungsbereiche (106a, 108a) oder/und vom Scheitelbereich (80; 80b; 80c) ausgehend sich in Umfangsrichtung erstreckende Auslenkungsbereiche (106b, 108b) aufweist.

7. Schwingungsdämpfungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektro-Maschine (32) einen mit der rotierenden Baugruppe (14, 20, 24) sich drehenden Rotor (36) und einen mit der rotierenden Baugruppe (14, 20, 24) sich nicht drehen­ den, mit dem Rotor (36) in Drehmomentübertragungswechselwirkung bringbaren Stator (34) umfaßt.

8. Schwingungsdämpfungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektro-Maschine (32) einen Synchronmotor, einen Asynchronmotor oder einen Reluktanzmotor umfaßt.

9. Schwingungsdämpfungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Auslenkungsmassenanordnung (38; 38a) wenigstens teilweise radial innerhalb der Elektro-Maschine (32; 32a) angeordnet ist.

10. Schwingungsdämpfungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Auslenkungsmassenanordnung (38; 38a) und die Elektro-Maschine (32; 32a) sich in Achsrichtung wenigstens bereichsweise überlappen.

11. Schwingungsdämpfungssystem nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß ein Stator (34) der Elektro-Maschine (32) radial zwischen einem Rotor (36) der Elektro-Maschine (32) und der Auslenkungsmassenanordnung (38) angeordnet ist.

12. Schwingungsdämpfungssystem nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß ein Stator (34a) der Elektro-Maschine (32a) radial außerhalb eines Rotors (36a) und der Auslenkungsmassen­ anordnung (38a) angeordnet ist.

13. Schwingungsdämpfungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektro-Maschine (32b; 32c) und die Auslenkungsmassenanordnung (38b; 38c) in Achsrichtung aufeinanderfolgend angeordnet sind.

14. Schwingungsdämpfungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektro-Maschine (32) durch die Ansteuervorrichtung (40) zum teilweisen Beseitigen von Bewegungs­ ungleichförmigkeiten angesteuert wird, so daß ein verbleibender Teil der Bewegungsungleichförmigkeiten durch die Auslenkungsmassen­ anordnung (38) gedämpft beziehungsweise getilgt werden kann.

15. Antriebssystem, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, umfassend ein Antriebsaggregat (12) und ein Schwingungsdämpfungssystem (16) nach einem der Ansprüche 1 bis 14.

16. Antriebssystem nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß das Antriebsaggregat (12) eine Brennkraftmaschine (12) ist und daß die Elektro-Maschine (32) eine Starter-Anordnung für die Brennkraftma­ schine (12) bildet.

17. Antriebssystem nach Anspruch 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektro-Maschine (12) eine Generator-Anordnung bildet.

18. Antriebssystem nach einem der Ansprüche 15 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Auslenkungsmassenanordnung (38) in einem mit dem Antriebsaggregat (12) des Antriebssystems (10) drehfest verbundenen Bereich (14) der rotierenden Baugruppe (14, 20, 24) angeordnet ist.

19. Antriebssystem nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Auslenkungsmassenanordnung (32) in einem Bereich eines Schwung­ rads (62) einer Reibungskupplung (64) des Antriebssystems (10) an­ geordnet ist.

20. Verfahren zur Schwingungsdämpfung bei einem Antriebssystem nach einem der Ansprüche 15 bis 19, umfassend die Schritte:

• a) Erfassen von Information, welche auf das Auftreten von Bewegungsungleichförmigkeiten hindeutet,
• b) Ansteuern der Elektro-Maschine (32) derart, daß diese ein den Bewegungsungleichförmigkeiten entgegenwirkendes Gegen­ moment erzeugt.

21. Verfahren nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß die information wenigstens eine der folgenden Größen umfaßt:

• - Drehzahl des Antriebsaggregats (12),
• - Temperatur des Kühlmittels des Antriebsaggregats (12),
• - Stellung wenigstens eines Leistungsstellgliedes (42) des Antriebsaggregats (12),
• - Leistungsabgabe des Antriebsaggregats (12).
• - Drehzahländerung im Bereich der rotierenden Baugruppe (14, 20, 24).

22. Verfahren nach Anspruch 20 oder 21, dadurch gekennzeichnet, daß der Schritt b) das Erzeugen eines Sollwertes für das durch die Elektro-Maschine (32) zu erzeugende Gegenmoment oder eine mit dem Gegenmoment im Zusammenhang stehende Größe sowie das Einregeln eines Istwertes des durch die Elektro-Maschine (32) erzeugten Gegenmomentes oder der mit dem Gegenmoment im Zusammenhang stehenden Größe auf den Sollwert umfaßt.

23. Verfahren nach einem der Ansprüche 20 bis 22, dadurch gekenn­ zeichnet, daß im Antriebssystem (10) auftretende Bewegungs­ ungleichförmigkeiten durch das durch die Elektro-Maschine (32) erzeugte Gegenmoment derart gemindert werden, daß ein ver­ bleibender Teil der Bewegungsungleichförmigkeiten durch die Auslenkungsmassenanordnung (38) gedämpft beziehungsweise getilgt werden kann.