EP1027546A1 - Vorrichtung zur schwingungsisolierung und verfahren zu deren betreiben - Google Patents

Vorrichtung zur schwingungsisolierung und verfahren zu deren betreiben

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Publication number
EP1027546A1
EP1027546A1 EP98955443A EP98955443A EP1027546A1 EP 1027546 A1 EP1027546 A1 EP 1027546A1 EP 98955443 A EP98955443 A EP 98955443A EP 98955443 A EP98955443 A EP 98955443A EP 1027546 A1 EP1027546 A1 EP 1027546A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
vibration isolation
torsion
torques
isolation device
electrical machine
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP98955443A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Thomas Pels
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Continental ISAD Electronic Systems GmbH and Co OHG
Original Assignee
ISAD Electronic Systems GmbH and Co KG
Continental ISAD Electronic Systems GmbH and Co KG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by ISAD Electronic Systems GmbH and Co KG, Continental ISAD Electronic Systems GmbH and Co KG filed Critical ISAD Electronic Systems GmbH and Co KG
Publication of EP1027546A1 publication Critical patent/EP1027546A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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Definitions

  • the invention relates to a device for vibration isolation, e.g. in the / drive train of a motor vehicle, according to the preamble of claim 1 and a method for operating such a device.
  • vibration isolation devices are therefore used which couple the drive side connected to the internal combustion engine and the output side leading to the transmission, for example, in a torsionally elastic manner.
  • Such a vibration isolation device leads to effective “isolation” of the output side from excitation torques of the drive side (and vice versa) if the resonance frequency of the vibration isolation device is less than the excitation frequency, in particular less than 0.7 times the excitation frequency. Since a low resonance frequency is achieved, among other things, by low spring stiffness, this operating range is also called the “soft tuning" range. According to the prior art, such a vibration isolation device can be structurally integrated in the conventional flywheel of a motor vehicle. If two flywheel masses are connected to one another via one or more elastic coupling elements, one speaks of a two-mass flywheel (DMF).
  • DMF two-mass flywheel
  • the known arrangement cannot meet these conflicting requirements.
  • the necessary compromise generally means that the natural frequency of the arrangement is chosen to be relatively high and, in the case of extremely high exciter amplitudes, torsion of the vibration isolation device up to the stop cannot be ruled out.
  • the aim of the invention is to provide a device for vibration isolation which behaves more advantageously in this regard and thus has a wider operating range. This includes specifying a corresponding procedure.
  • a device for vibration isolation e.g. for a motor vehicle, provided which comprises: at least one with a primary drive, z. ⁇ . an internal combustion engine of the motor vehicle, coupled drive train with an input shaft and an output shaft; a vibration isolating device coupling the input shaft and the output shaft in a torsionally elastic manner; an electrical machine, the rotor of which can be connected or connected in a rotationally fixed manner to the input shaft and the output shaft and whose stator can be fixed or fixed against rotation; and a control device which controls the electrical machine in such a way that it applies torques which vary over time to the input shaft or the output shaft in such a way that the torsion of the vibration isolation device which is induced by the other time (output shaft or input shaft) is reduced or increased.
  • the arrangement has the advantage that it can be adapted to different vibration situations with regard to the insulation or damping properties of the vibration isolation device.
  • the elastic coupling elements of the vibration isolation device have a fixed spring characteristic (material, geometry and dimension dependent) (so-called specific spring characteristic). Without control of the electrical machine in the invention The above-mentioned vibration isolation device would react to an excitation torque of the input or output shaft with an elastic deformation of these coupling elements which is dependent on the specific spring characteristic of the elastic coupling elements and thus a corresponding torsion of the vibration isolation device. In the case of periodically variable excitation torques, these are correspondingly periodically variable torsions of the vibration isolation device.
  • the stator of the electrical machine is preferably supported against a fixed reference point, for example a motor or a transmission housing.
  • a fixed reference point for example a motor or a transmission housing.
  • the additional torques that are applied by the electrical machine on the side of the vibration isolation device opposite the exciter side can in principle be changed as desired according to the amount and / or direction (in the available power range of the electrical machine).
  • the electrical machine can be controlled in such a way that the torques which it changes over time are proportional to the excitation torques on the exciter side of the vibration isolation device, ie the torques applied by the elastic vibration isolation device.
  • the additional torques then differ only by a constant factor and possibly by the sign. As a result, the shape of the effective spring characteristic remains unchanged, only the slope of the characteristic becomes steeper or flatter.
  • control as used herein is in accordance with the invention ⁇ He broadly understood and includes in particular and control operations.
  • the additional torques applied differ from the excitation torques by a non-constant factor, e.g. If the number increases with increasing torsion, the shape of the effective spring characteristic (spring stiffness) of the vibration isolation device is also changed, e.g. made flatter (softer), in particular linearized, or on the contrary, made steeper (harder) for large excitation moments.
  • a non-constant factor e.g. If the number increases with increasing torsion, the shape of the effective spring characteristic (spring stiffness) of the vibration isolation device is also changed, e.g. made flatter (softer), in particular linearized, or on the contrary, made steeper (harder) for large excitation moments.
  • the additional torques applied by the electrical machine have the same sign as the excitation torques and increase with increasing torsion of the vibration isolation device in such a way that the torsion does not exceed a predetermined limit value.
  • a limit value takes into account, for example, the state of the elastic coupling elements of the vibration isolation device, for example the achievement of a permissible load or stress, in particular the coupling elements striking.
  • the properties of the elastic coupling elements for example spring constant, spring length, maximum elongation, maximum compression, etc., must be taken into account in the control.
  • a maximum permissible value (limit value) for the torsion is determined for a specific vibration isolation device, at which the vibration isolation device is still functional as such, and an initiation value for the torsion (or a characteristic quantity) that is smaller in amount than the aforementioned limit value.
  • a control signal is generated to apply such a torque which varies over time that the torsion of the vibration isolation device approaches the predetermined limit value asymptotically.
  • the effective spring characteristic curve then has a comparatively "smooth" course.
  • a preferred arrangement for vibration isolation in a motor vehicle provides that the electrical machine is arranged in the drive train between the internal combustion engine and the transmission in front of the vibration isolation device, for example the rotor of the electric machine is non-rotatably connected on the drive side to the crankshaft and the vibration isolation device between the electric machine and a shaft leading to the gearbox. If a soft adjustment is selected in this case, ie a relatively low spring stiffness (flat characteristic) of the elastic coupling element (s), then a large-amplitude excitation torque on the output side, as occurs, for example, during a load change, causes the vibration isolation device to stop.
  • the total and relative torque to be transmitted by the vibration isolation device is reduced.
  • the torsion of the vibration isolation is also reduced, especially by an amount such that striking is prevented.
  • the insulating property of the vibration isolation device is retained even with soft tuning, even for high excitation torques.
  • the additional torques applied by the electrical machine therefore depend on the load applied to the vibration isolation device.
  • the torsion of the vibration isolation device or a quantity characterizing this torsion for example the torque of the input shaft and / or the output shaft or the difference between these two torques, is preferably used as the control variable for characterizing the applied load.
  • the control device preferably includes a rotation angle sensor assigned to the vibration isolation device for measuring the torsion of the vibration isolation device or one of the input shaft and / or the output shaft. ordered torque sensor. With the help of a suitable processing device, the manipulated variables necessary for controlling the electrical machine are then derived from the measured control variables.
  • the vibration isolation device used in the invention can in principle be of any type known to the person skilled in the art.
  • the vibration isolation device comprises at least two basic elements, of which one basic element is arranged on the drive side and the other basic element is arranged on the output side, and the two basic elements are coupled in a torsionally elastic manner via one or more elastic coupling elements, in particular helical, spiral or rubber springs.
  • flywheels are provided on one or each of the basic elements. In the case of two flywheel masses, this vibration isolation device then corresponds to the two-mass flywheel mentioned above.
  • the flywheels can also be torsionally flexible, e.g. be coupled to the respective base element via elastomer layers.
  • the vibration isolation device is arranged integrated in the rotor of the electrical machine.
  • the rotor of the electrical machine is designed, for example, as a hollow cylinder.
  • the cavity in the rotor then serves to accommodate the vibration isolation.
  • the electrical machine of the arrangement for vibration isolation according to the invention can also perform other functions, for example that of a person Starter for starting, especially direct start, egg ⁇ nes internal combustion engine;
  • FIG. 1 shows a schematic illustration of an exemplary device according to the invention for vibration isolation in the drive train of a motor vehicle
  • FIG. 2 shows a schematic torque-time diagram of an excitation torque on the output side of the arrangement according to FIG. 1 with and without the action of the device according to the invention
  • FIG. 3 and 4 are each a schematic torque-angle diagram, which illustrates how the effective characteristic of the vibration isolation device can be influenced with the device according to the invention.
  • FIG. 1 schematically shows an example of a device for vibration isolation according to the invention, as can be used in a motor vehicle.
  • the torque transmission path of the drive shown Stranges runs over a crankshaft 2 - driven by an internal combustion engine (not shown) - to an electrical machine 4, from there through a vibration isolation device 6 to a clutch 8 and via its clutch disc 9 to a transmission input shaft 10, which may have further elements leads to a (not shown here) transmission of the motor vehicle.
  • the electrical machine 4 has e.g. on the motor housing or on the vehicle body, a stator 12 which supports it in a rotationally fixed manner and a rotatable rotor 14 screwed to the crankshaft 2 on a hub 13.
  • the rotor 14 has approximately the shape of a hollow cylinder with a U-shaped cross section.
  • the electrically or magnetically effective part of the rotor 14 is located on the outside on the side of the hollow cylinder facing the stator 12.
  • the outer part 16 of the rotor 14 forms a short-circuit squirrel-cage rotor with cage bars running in the axial direction.
  • the vibration isolation device 6 is accommodated in the cavity of the U-shaped rotor 14.
  • This comprises an elastic coupling element 18 (shown schematically as a spring in FIG. 1) (consisting of several spiral or rubber springs), which is connected on the drive side to the rotor 14 and on the output side to a clutch input part 20 of the clutch 8.
  • the rotor 14 and the clutch input part 20 - consequently primary and secondary side of the vibration isolation device 6 - are therefore coupled to one another in a torsionally elastic manner via the elastic coupling element 18.
  • the drive side of the drive train is shielded from torque fluctuations on the output side (and vice versa), and the more effectively the coordination is selected, the more effectively, as already discussed in the introduction.
  • the input part 20 of the clutch 8 (at the same time the secondary side of the vibration isolation device 6) is freely rotatable about the same axis as the rotor 14, for example in a ball bearing 21 seated on the inner leg of the U-shaped rotor 14, as shown in FIG. 1 is indicated schematically.
  • the drive train shafts 2 and 10 in front of and behind the electrical machine 4 are guided in bearings.
  • a control device 24 for controlling the electrical machine 4 is provided.
  • This control device 24 also comprises a pulse-controlled inverter 26 for generating rotating fields with current, freely adjustable frequency, phase and / or amplitude, with which the stator 12 of the electrical machine 4 is supplied for generating a rotating field in order to apply a torque to the rotor 14 - and thus on crankshaft 2 - to exercise.
  • a rotary angle sensor 28 is e.g. arranged in the vicinity of the clutch input part 20 in order to continuously measure its current angle of rotation.
  • the relative angle of rotation ⁇ between the primary and secondary sides of the vibration insulation 6 can be determined by comparison with the current angle of rotation of the rotor 14 of the electrical machine 4 (which is measured by a similar angle encoder or determined from the currents back-induced in the stator 12).
  • an angle of rotation sensor integrated in the vibration isolation device 6 with a transmitting part, e.g. on the clutch input part 20 and an opposite receiving part on the inside of the rotor.
  • the electrical machine 4 is controlled in order to specifically influence the insulation behavior of the vibration isolation device 6.
  • the electrical machine 4 also transmits such torques with the same or opposite sign to the drive side in phase with any excitation torques on the output side Crankshaft 2 that the torsion of the vibration isolating device 6 induced by the excitation torques on the driven side is reduced or increased depending on the sign of the additional torques. If one then considers the relationship between excitation torques and the resulting torsion, the vibration isolation device 6 has a spring stiffness that is different from the specific characteristic of the elastic coupling element 18. This can be specifically coordinated by influencing the additional torques applied by the electrical machine 4, as the following examples show.
  • FIG. 2 shows an exemplary temporal course of a disturbance or excitation torque 30, as occurs on the output side of the arrangement according to FIG. 1, ie on the transmission input shaft 10 or on the clutch input part 20 (with clutch 8 open), for example when the load changes Internal combustion engine or in the event of an abrupt torque surge by the drive wheels.
  • the excitation torque 30 is superimposed on an essentially uniform output torque 32.
  • the excitation torque 30 on the output side is indeed “caught” by the vibration isolation device 6.
  • M_ ax which depends on the spring constants of the elastic coupling element 18, the elastic coupling element 18 of the vibration isolation device 6 is deformed up to its stop, so that there is no longer any insulating property.
  • the relative torque transmitted between the input side and output side of the vibration isolation device 6 is reduced, so that the torsion of the vibration isolation device 6 is also reduced.
  • the resulting torque applied to the vibration isolation device 6 is pressed below the maximum value M max and has, for example, the curve 36 shown in FIG. 2. As a result, this resembles a harder vibration isolation device 6.
  • the control device 24 in FIG. 1 determines the instantaneous rotation or relative angle ⁇ between the primary and secondary sides of the vibration isolation device 6, calculates the torque profile of the desired component 32 and the excitation component 30 from this and determines it with the aid of a Data stored in memory of M max whether there is a risk of striking. If this is the case, the pulse inverter 26 generates an actuating signal for controlling the electrical machine 4, which applies an additional torque to the crankshaft 2 to reduce the torsion of the vibration isolation device 6.
  • the solid line A corresponds to the specific spring characteristic of the elastic coupling element 18, which depends on the material, geometry, size, etc.
  • the elastic coupling element is chosen to be correspondingly soft, ie flat characteristic. If the electrical machine is now controlled in such a way that a positive or negative additional torque is superimposed in phase on an excitation torque on one side of the vibration isolation device, then the torsion of the vibration isolation device, and consequently the angle of rotation ⁇ between the primary and secondary side , enlarged or reduced depending on the sign of the additional torque.
  • the shape of the spring remains Characteristic curve A obtained, only the slope of the characteristic curve becomes steeper or flatter, as shown in FIG. 3 with dashed line B (same sign as the excitation moment) or line C (opposite sign to the excitation moment). If the additional torque applied differs from the excitation torque by a non-constant factor, the shape of the spring line A is also changed, as is illustrated in FIG. 4. The characteristic curve A in turn corresponds to the specific spring characteristic of the elastic coupling element 18.
  • the electrical machine 4 uses an increasing torsion of the vibration isolating device 6, ie with increasing angle of rotation ⁇ disproportionately increasing torque applied with the same sign as the excitation torque.
  • the effective spring characteristic curve then has the curve D shown in FIG. 4 and only asymptotically approaches the limit value ⁇ max .
  • an initiation value ⁇ x is also stored in the control device 24, which is smaller than the limit value and at which an actuating signal for the electrical machine 4 is already generated.
  • the vibration isolating device 6 is hereby tuned harder at a large angle of rotation ⁇ .
  • the electrical machine 4 can also be controlled so that it makes the characteristic curve linear. For this purpose, after reaching a predetermined initiation value in phase with an excitation moment, it applies such time-varying additional moments with opposite signs that the effective spring characteristic curve E shown in FIG. 4 results. Then the vibration isolating device 6 has a lower spring stiffness for large excitation amplitudes compared to the specific spring characteristic A of the elastic coupling element 18. As a result, the vibration isolating device 6 is then made softer.

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Abstract

Die Erfindung schafft eine Vorrichtung zur Schwingungsisolierung, z.B. dem Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs, bei welchem eine elktrische Maschine (4) im Antriebsstrang vor einer Schwingungsisolierichtung (6) angeordnet ist. Mit Hilfe der elektrischen Maschine (4) werden auf die Eingangswelle (2) bzw. Auf die Ausgangswelle (10) derartige Drehmomente aufgebracht, dass die Schwingungsisoliereinrichtung (6) für von der jeweils anderen Welle (10 bzw. 2) induzierte Drehmomente eine vergrösserte oder verkleinerte effektive Federsteifigkeit aufweist.

Description

VORRICHTUNG ZUR SCH INGUNGSISOLIERUNG UND VERFAHREN ZU DEREN BETREIBEN
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Schwingungs- isolierung, z.B. im /Antriebstrang eines Kraftfahrzeugs, nach dem Oberbegriff gemäß Anspruch 1 und ein Verfahren zum Betreiben einer derartigen Vorrichtung.
Aufgrund der diskontinuierlichen Arbeitsweise treten bei Verbrennungskolbenmotoren eine Vielzahl unterschiedlicher Schwingungserscheinungen auf . Besonders bemerkbar machen sich die durch Drehmomentschwankungen des Verbrennungsmotors verursachten Drehschwingungen im Antriebstrang eines Kraftfahrzeugs. Diese pflanzen sich über die übrigen Fahr- zeugkomponenten fort und führen zu einem für die Fahrzeuginsassen störenden Geräusch- und Vibrationspegel. Zur Vermeidung oder Verringerung der Schwingungsfortpflanzung im Antriebstrang werden daher Schwingungsisoliereinrichtungen eingesetzt, welche die mit dem Verbrennungsmotor verbundene Antriebseite und die z.B. zum Getriebe führende Abtriebseite drehelastisch koppeln. Eine solche Schwingungsisoliereinrichtung führt zu einer wirksamen "Isolierung" der Abtriebseite gegenüber Erregermomenten der Antriebseite (und umgekehrt) , wenn die Resonanzfrequenz der Schwingungsisoliereinrichtung kleiner als die Erregerfrequenz, insbesondere kleiner als das 0,7-fache der Erregerfrequenz, ist. Da man eine niedrige Resonanzfrequenz u.a durch geringe Federsteifigkeit erzielt, nennt man diesen Betriebsbereich auch den Bereich "weicher Abstimmung" . Nach dem Stand der Technik kann eine derartige Schwingungsisoliereinrichtung konstruktiv im herkömmlichen Schwungrad eines Kraftfahrzeugs eingebunden sein. Wenn dabei zwei Schwungmassen über ein oder mehrere elastische Koppelelemente miteinander verbunden sind, spricht man von einem Zwei-Massen-Schwungrad (ZMS) .
Ein Beispiel für eine Vorrichtung der eingangs genannten Art offenbart die deutsche Patentanmeldung 196 31 384.8 der Anmedlerin. Dort ist die Schwingungsisoliereinrichtung, z.B. in Form eines solchen Zwei -Massen-Schwungrades, im Rotor einer elektrischen Anlassermaschine integriert, wobei der Rotor direkt auf der Kurbelwelle des Verbrennungsmotors sitzt. Diese Anordnung dient der Abschirmung der Abtriebseite gegenüber DrehmomentSchwankungen auf der Antriebseite (und umgekehrt) . Diese Anordnung erfüllt dabei die ihr zugewiesenen Aufgaben zufriedenstellend. Bei der Abstimmung der Schwingungsisoliereinrichtung ist sie jedoch mit gegensätzlichen Anforderungen konfrontiert. Ei- nerseits wählt man zur Erzielung einer möglichst tiefen Eigenfrequenz - d.h. eine möglichst wirksame Dämpfung - eine möglichst weiche Abstimmung der Schwingungsisoliereinrichtung (d.h. eine geringe Federsteifigkeit) . Dabei besteht aber die Gefahr, daß bei großen Erreger- amplituden, z.B. bei einem Lastwechsel, die elastischen Koppelelemente der Schwingungsisoliereinrichtung bis zum ihrem Anschlag gegeneinander verdreht werden, so daß dann keine Schwingungsisoliereigenschaft mehr vorhanden ist. Um auch bei solchen großen Erregeramplituden noch im Bereich wirksamer Isolierung zu bleiben, d.h. nicht in einen Anschlag der Schwingungsisolierung zu kommen, wäre andererseits eine harte Abstimmung (hohe Federsteifigkeit) wünschenswert. Die bekannte Anordnung kann diesen gegenläufigen Anforderungen nicht gerecht werden. Der erforderliche Kompromiss bedeutet in der Regel, daß die Eigenfrequenz der Anordnung relativ hoch gewählt wird und bei extrem hohen Erregeramplituden dennoch eine Torsion der Schwingungsisoliereinrichtung bis zum Anschlag nicht ausgeschlossen ist . Ziel der Erfindung ist es, eine Vorrichtung zur Schwingungsisolierung bereitzustellen, die sich in dieser Hinsicht vorteilhafter verhält und so einen breiteren Betriebsbereich hat. Dazu gehört die Angabe eines entspre- chenden Verfahrens .
Die Erfindung erreicht dieses Ziel durch die Gegenstände der Ansprüche 1 und 10. Vorteile der Ausführungen der Erfindung sind in den jeweiligen abhängigen Ansprüchen be- schrieben.
Danach wird eine Vorrichtung zur Schwingungsisolierunσ, z.B. für ein Kraftfahrzeug, zur Verfügung gestellt, welche aufweist: mindestens einen mit einem Primärantrieb, z.Ξ. einem Verbrennungsmotor des Kraftfahrzeugs, gekoppelten Antriebstrang mit einer Eingangswelle und einer Ausgangs - welle; eine die Eingangswelle und die Ausgangswelle drehelastisch koppelnden Schwingungsisoliereinrichtung; eine elektrische Maschine, deren Rotor mit der Eingangswelle und der Ausgangswelle drehfest verbindbar oder verbunden ist und deren Stator gegen Drehung festiegbar oder festgelegt ist; und eine Steuerungseinrichtung, welche die elektrische Maschine so steuert, daß sie solche zeitlich veränderliche Drehmomente auf die Eingangswelle bzw. die Aus- gangswelle aufbringt, daß die von der jeweils anderen Weile (Ausgangswelle bzw. Eingangswelle) induzierte Torsion der Schwingungsisoliereinrichtung verkleinert oder vergrößert wird.
Mit Hilfe dieses Anordnung ist es möglich, die effektive Federsteifigkeit der Schwingungsisoliereinrichtung zu beeinflussen. Die Anordnung hat den Vorteil, daß sie hinsichtlich der Isolier- bzw. Dämpfungseigenschaften der Schwingungsisoliereinrichtung unterschiedlichen Schwin- gungssituationen anpaßbar ist. Zwar besitzen die elastischen Koppelelemente der Schwingungsisoliereinrichtung eine feste - material-, geometrie- und dimensionsabhängige - Federkennlinie (sog. spezifische Federkennlinie) . Ohne Steuerung der elektrischen Maschine in erfindungsgemäßεr Weise würde die vorgenannte Schwingungsisoliereinrichtung auf ein Erregerdrehmoment der Eingans- oder Ausgangswelle mit einer von der spezifischen Federkennlinie der elastischen Koppelelemente abhängigen elastischen Deformation dieser Koppelelemente und damit einer entsprechenden Torsion der Schwingungsisolierungeinrichtung reagieren. Bei periodisch veränderlichen Erregermomenten sind dies entsprechend periodisch veränderliche Torsionen der Schwingungsisoliereinrichtung. Die elektrische Maschine stützt sich mit ihrem Stator vorzugsweise gegen einen festen Bezugspunkt ab, z.B. ein Motor- oder ein Getriebegehäuse. Durch Betätigen der elektrischen Maschine in der Weise, daß diese zusätzlich in Phase mit dem Erregermoment ein Drehmoment auf der der Erregerseite gegenüberliegenden Seite der Schwingungsisoliereinrichtung aufbringt, wird dem Erregermoment ein positives oder negatives Drehmoment: überlagert, so daß die Torsion der Schwingungsisoliereinrichtung - je nach Vorzeichen des Zusatzdrehmoments - vergrößert oder verkleinert wird. Im Ergebnis ähnelt dies ei- ner weicher oder härter ausgelegten Schwingungsisoliereinrichtung. Mithin erscheint die effektive Federkennlinie der Schwingungsisoliereinrichtung als "variabel".
Die Zusatzdrehmomente, die durch die elektrische Maschine auf der der Erregerseite gegenüberliegenden Seite der Schwingungsisoliereinrichtung aufgebracht werden, sind grundsätzlich nach Betrag und/oder Richtung (im verfügbaren Leistungsbereich der elektrischen Maschine) beliebig veränderbar. Beispielsweise kann die elektrische Maschine so gesteuert werden, daß die von ihr aufgebrachten zeitlich veränderlichen Drehmomente proportional den Erregermomenten auf der Erregerseite der Schwingungsisoliereinrichtung, d.h. den von der elastischen Schwingungsisoliereinrichtung aufgebrachten Drehmomenten, sind. Die Zu- satzdrehmomente unterscheiden sich dann nur durch einen konstanten Faktor und ggf. durch das Vorzeichen. Als Folge bleibt die Form der effektiven Federkennlinie unverändert, nur die Steigung der Kennlinie wird steiler oder flacher. Der hier verwendete Begriff "Steuern" ist im Sinne der Er¬ findung weit gefaßt zu verstehen und umfaßt insbesondere Steuer- und Regelvorgänge .
Vorzugsweise unterscheiden sich aber die zusätzlich aufgebrachten Drehmomente von den Erregermomenten um einen nicht-konstanten Faktor, z.B. eine mit steigender Torsion zunehmende Zahl, so wird die effektive Federkennlinie (Federsteifigkeit) der Schwingungsisoliereinrichtung zu- sätzlich in ihrer Form verändert, z.B. flacher (weicher) gemacht, insbesondere linearisiert , oder im Gegenteil, bei großen Erregermomenten steiler (härter) gemacht .
Bei einer besonders bevorzugten Variante haben die von der elektrischen Maschine aufgebrachten Zusatzdrehmomente gleiches Vorzeichen wie die Erregermomente und nehmen mit steigender Torsion der Schwingungsisoliereinrichtung derart zu, daß die Torsion einen vorgegebenen Grenzwert nicht überschreitet. Ein solcher Grenzwert berücksichtigt bei- spielsweise den Zustand der elastischen Koppelelemente der Schwingungsisoliereinrichtung, etwa das Erreichen einer zulässigen Belastung bzw. Beanspruchung, insbesondere ein Anschlagen der Koppelelemente. Zu berücksichtigen bei der Steuerung sind hierbei die Eigenschaften der elastischen Koppelelemente, z.B. Federkonstante, Federlänge, maximale Elongation, maximale Kompression, etc.. Bevorzugt wird hierfür für eine bestimmte Schwingungsisoliereinrichtung ein maximal zulässiger Wert (Grenzwert) für die Torsion bestimmt, bei dem die Schwingungsisoliereinrichtung gerade noch als solche funktionsfähig ist, sowie ein Initiie- rungswert für die Torsion (oder einer hierfür charakteristischen Größen) , der betragsmäßig kleiner als der vorgenannte Grenzwert ist. Beim Überschreiten des Initiierungs- wertes wird ein Stellsignal zum Aufbringen eines solchen zeitlich veränderlichen Drehmoments erzeugt, daß sich die Torsion der Schwingungsisoliereinrichtung asymptotisch dem vorgegebenen Grenzwert annähert. Die effektive Federkennlinie weist dann einen vergleichsweise "glatten" Verlauf auf . Eine bevorzugte Anordnung zur Schwingungsisolierung in einem Kraftfahrzeug sieht vor, daß die elektrische Maschine im Antriebstrang zwischen Verbrennungsmotor und Getriebe vor der Schwingungsisoliereinrichtung angeordnet ist, z.B. der Rotor der elektrischen Maschine antriebsseitig mit der Kurbelwelle drehfest verbunden ist und die Schwingungs- isoliereinrichtung zwischen der elektrischen Maschine und einer zum Getriebe führenden Welle liegt. Wählt man in diesem Falle eine weiche Abstimmung, d.h. eine relativ geringe Federsteifigkeit (flache Kennlinie) des oder der elastischen Koppelelemente, so führt ein großamplitudiges Erregermoment auf der Abtriebsseite, wie es z.B. bei einem Lastwechsel auftritt, zu dem Anschlagen der Schwin- gungsisoliereinrichtung. Wird nun mit der elektrischen Maschine auch auf der Antriebseite ein Zusatzdrehmoment in Phase mit und mit selben Vorzeichen wie das Erregermoment auf der Abtriebseite aufgebracht, so wird das von der Schwingungsisoliereinrichtung zu übertragende Gesamt- und Relativmoment verringert. Als Folge davon wird die Torsion der Schwingungsisolierung ebenfalls verringert, insbesondere um einen solchen Betrag, daß ein Anschlagen verhindert wird. Im Ergebnis bleibt die Isoliereigenschaft der Schwingungsisoliereinrichtung auch bei weicher Abstimmung selbst für hohe Erregermomente erhalten.
Die von der elektrischen Maschine aufgebrachten zusätzlichen Drehmomente hängen demnach von der an der Schwingungsisoliereinrichtung anliegenden Belastung ab. Als Steuergröße zur Charakterisierung der anliegenden Belastung verwendet man vorzugsweise die Torsion der Schwingungsisoliereinrichtung oder eine diese Torsion charakterisierende Größe, z.B. das Drehmoment der Eingangswelie und/oder der Ausgangswelle oder die Differenz dieser bei- den Drehmomente. Zum Erfassen dieser Steuergrößen umfaßt die Steuerungseinrichtung vorzugsweise einen der Schwingungsisoliereinrichtung zugeordneten Drehwinkelgeber zum Messen der Torsion der Schwingungsisoliereinrichtung oder einen der Eingangswelle und/oder der Ausgangswelle zuge- ordneten Drehmomentsensor. Mit Hilfe einer geeigneten Verarbeitungseinrichtung werden dann aus den gemessenen Steuergrößen die zur Steuerung der elektrischen Maschine notwendigen Stellgrößen abgeleitet. Die bei der Erfindung verwendete Schwingungsisoliereinrichtung kann grundsätzlich beliebiger dem Fachmann bekannter Art sein. Bei einer bevorzugten Variante umfaßt die Schwingungsisoliereinrichtung mindestens zwei Grundelemente, von denen das eine Grundelement antriebseitig und das andere Grundelement abtriebseitig angeordnet ist, und die beiden Grundelemente über ein oder mehrere elastische Koppelelemente, insbesondere Schrauben-, Spiral- oder Gummifedern, drehelastisch gekoppelt sind.
Wie bereits vorstehend erwähnt, ist die dynamische Schwingungsisolierung vor allem wirksam im Bereich weicher Abstimmung, d.h. bei niedriger Resonanzfrequenz des Schwingungssystems. Eine solche Abstimmung wird vorzugsweise dadurch erreicht, daß an einem oder jedem der Grundelemente Schwungmassen vorgesehen sind. Im Fall zweier Schwungmassen entspricht diese Schwingungsisoliereinrichtung dann dem einleitend erwähnten Zwei-Massen-Schwungrad. Die Schwungmassen können auch drehelastisch, z.B. über Elastomerschichten, mit dem jeweiligen Grundelement gekoppelt sein.
Bei einer besonders kompakten und daher bevorzugten Bauweise der erfindungsgemäßen Anordnung ist die Schwingungsisoliereinrichtung im Rotor der elektrischen Maschine integriert angeordnet. Hierfür ist der Rotor der elektrischen Maschine beispielsweise hohlzylinderförmig ausgebildet . Der Hohlraum im Rotor dient dann der Aufnahme der Schwingungsisolierung .
Die elektrische Maschine der erfindungsgemäßen Anordnung zur Schwingungsisolierung kann - neben den zuvor beschriebenen Funktionen - auch sonstige Funktionen übernehmen, z.B. die eines/r Starters zum Starten, insbesondere Direktstarten, ei¬ nes Verbrennungsmotors;
Generators zur Versorgung elektrischer Verbraucher und/oder mindestens einer Fahrzeugbatterie; - generatorischen Fahrzeugbremse;
Antriebs eines Fahrzeugs, insbesondere als Antrieb zur Unterstützung neben dem Verbrennungsmotor; und/oder
Dämpfers für DrehmomentSchwankungen derjenigen Welle, mit welcher der Rotor der elektrischen Maschine verbunden ist. Dabei findet der Drehmomenteingriff der elektrischen Maschine auf der Seite der Schwingungsisoliereinrichtung statt, auf der die Drehmomen - Schwankung auftritt .
Weitere Vorteile und Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Aus- führungsbeispiele . In der Beschreibung wird auf die beigefügte schematische Zeichnung bezug genommen. In der Zeich- nung zeigen:
FIG. 1 eine schematische Darstellung einer beispielhaften erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Schwingungsisolierung im Antriebstrang eines Kraftfahrzeugs; FIG. 2 ein schematisches Drehmoment -Zeit -Diagramm eines abtriebsseitigen Erregermoments der Anordnung gemäß Fig. 1 mit und ohne Einwirkung der erfindungsgemäßen Vorrichtung; und FIG. 3 und 4 jeweils ein schematisches Drehmoment - Drehwinkel-Diagramm, das verdeutlicht, wie mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung die effektive Kennlinie der Schwingungsisoliereinrichtung beeinflußt werden kann.
Fig. 1 zeigt schematisch ein Beispiel für eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur Schwingungsisolierung, wie sie in einem Kraftfahrzeug zum Einsatz kommen kann.
Der Drehmomentübertragungsweg des dargestellten Antrieb- Stranges läuft über eine - von einem nicht dargestellten Verbrennungsmotor angetriebene - Kurbelwelle 2 zu einer elektrischen Maschine 4, von dort durch eine Schwingungs- isoliereinrichtung 6 hindurch weiter zu einer Kupplung 8 und über deren Kupplungsscheibe 9 auf eine Getriebeeingangswelle 10, welche ggf. über weitere Elemente zu einem (hier nicht dargestellten) Getriebe des Kraftfahrzeuges führt .
Die elektrische Maschine 4 weist einen sich z.B. am Motorgehäuse oder an der Fahrzeugkarosserie drehfest abstützenden Stator 12 sowie einen drehbeweglichen mit der Kurbelwelle 2 an einer Nabe 13 verschraubten Rotor 14 auf. Der Rotor 14 hat in etwa die Form eines Hohlzylinders mit U- förmigem Querschnitt. Der elektrisch bzw. magnetisch wirksame Teil des Rotors 14 sitzt außen an der dem Stator 12 zugewandten Seite des Hohlzylinders. Wählt man als elektrische Maschine 4 eine Drehstromasynchron-Maschine (obgleich auch eine Maschine vom Gleichstrom-, Wech- selstrom-, Drehstromsynchron- oder Lineartyp möglich wäre) so bildet der äußere Teil 16 des Rotors 14 einen Kurzschluß-Käfigläufer mit in Axialrichtung verlaufenden Käfigstäben .
Im Hohlraum des U-förmigen Rotors 14 ist die Schwingungsisoliereinrichtung 6 untergebracht. Diese umfaßt ein - in Fig. 1 schematisch als Feder dargestelltes - elastisches Koppelelement 18 (bestehend aus mehreren Spiral- oder Gummifedern) , das antriebseitig mit dem Rotor 14 und ab- triebseitig mit einem Kupplungseingangsteil 20 der Kupplung 8 verbunden ist . Der Rotor 14 und das Kupplungseingangsteil 20 - mithin Primär- und Sekundärseite der Schwingungsisoliereinrichtung 6 - sind demnach über das elastische Koppelelement 18 drehelastisch miteinander ge- koppelt. Auf diese Weise ist die Antriebsseite des An- triebsstranges vor DrehmomentSchwankungen der Abtriebsseite (und umgekehrt) abgeschirmt, und zwar umso wirksamer je weicher die Abstimmung gewählt wird, wie bereits einleitend diskutiert. Das Eingangsteil 20 der Kupplung 8 (gleichzeitig Sekundärseite der Schwingungsisoliereinrichtung 6) ist um dieselbe Achse wie der Rotor 14 frei drehbar gelagert, und zwar z.B. in einem auf dem inneren Schenkel des U-förmigen Rotors 14 sitzenden Kugellager 21, so wie es in Fig. 1 schematisch angedeutet ist. Die Antriebstrangwellen 2 und 10 vor und hinter der elektrischen Maschine 4 sind in Lagern geführt .
Ferner ist eine Steuerungseinrichtung 24 zur Steuerung der elektrischen Maschine 4 vorgesehen. Diese Steuerungseinrichtung 24 umfaßt auch einen Pulswechselrichter 26 zur Erzeugung von Drehfeldern mit Strom frei einstellbarer Frequenz, Phase und/oder Amplitude, mit welchem der Stator 12 der elektrischen Maschine 4 zur Erzeugung eines Drehfeldes gespeist wird, um ein Drehmoment auf den Rotor 14 - und damit auf die Kurbelwelle 2 - auszuüben. Zur Überwachung der aktuellen Torsion, d.h. der In-sich-Verdrehung der Schwingungsisoliereinrichtung 6, ist ein Drehwinkelgeber 28 z.B. in Nähe des Kupplungseingangsteils 20 angeordnet, um fortlaufend dessen momentanen Drehwinkel zu messen. Durch Vergleich mit dem aktuellen Drehwinkel des Rotors 14 der elektrischen Maschine 4 (der durch einen gleichartigen Drehwinkelgeber gemessen oder aus den in den Stator 12 rückinduzierten Strömen ermittelt wird) läßt sich der Relativdrehwinkel φ zwischen Primär- und Sekundärseite der Schwingungsisolierung 6 ermitteln. Denkbar ist aber ein in der Schwingungsisoliereinrichtung 6 inte- grierter Drehwinkelgeber mit einem Sendeteil z.B. auf dem Kupplungseingangsteils 20 und einem gegenüberliegenden Empfangsteil auf der Rotorinnenseite.
Erfindungsgemäß wird die elektrische Maschine 4 gesteuert, um das Isolierverhalten der Schwingungsisoliereinrichtung 6 gezielt zu beeinflussen. Dabei überträgt die elektrische Maschine 4 in Phase mit etwaigen Erregermomenten der Abtriebsseite zusätzlich solche Drehmomente mit gleichem oder entgegengesetztem Vorzeichen auf die antriebsseitige Kurbelwelle 2, daß die von den Erregermomenten der Abtriebsseite induzierte Torsion der Schwingungsisoliereinrichtung 6 je nach Vorzeichen der Zusatzdrehmomente verkleinert oder vergrößert wird. Betrachtet man dann das Verhältnis zwischen Erregermomenten und der resultierenden Torsion, so weist die Schwingungsisoliereinrichtung 6 eine gegenüber der spezifischen Kennlinie des elastischen Koppelelements 18 - veränderte Federsteifigkeit auf. Diese kann unter Beeinflussung der von der elektrischen Maschine 4 aufgebrachten Zusatzdrehmomente gezielt abgestimmt werden, wie die nachfolgenden Beispiele zeigen.
Figur 2 zeigt einen beispielhaften zeitlichen Verlauf eines Stör- bzw. Erregermoments 30, wie es an der Abtriebsseite der Anordnung gemäß Figur 1, d.h. an der Getriebeeingangswelle 10 bzw. an dem Kupplungseingangsteil 20 (bei geöffneter Kupplung 8) auftritt, etwa bei einem Lastwechsel des Verbrennungsmotors oder bei einem abrupten Drehmomentschub durch die Antriebsräder. Dabei ist das Er- regermoment 30 einem im wesentlichen gleichförmigen Abtriebsmoment 32 überlagert. Das abtriebsseitige Erregermoment 30 wird zwar von der Schwingungsisoliereinrichtung 6 "aufgefangen" . Erreicht die Amplitude des Erregermoments 30 jedoch einen - von den Federkonstanten des elastischen Koppelelements 18 abhängigen - Maximalwert M_ax, so wird das elastische Koppelelement 18 der Schwingungsisoliereinrichtung 6 bis zu seinem Anschlag deformiert, so daß dann keine Isoliereigenschaft mehr vorhanden ist.
Um ein solches Anschlagen zu vermeiden, wird die elektrische Maschine 4 erfindungsgemäß so gesteuert, daß sie auf die Kurbelwelle 2 zusätzlich in Phase mit dem Erregermoment 30 ein zeitlich veränderliches Drehmoment aufbringt, welches proportional dem abtriebsseitigen Erregermoment 30 ist, sich z.B. um einen Faktor k = 0,5 unterscheidet, und gleiches Vorzeichen hat. Als Folge davon wird das zwischen Eingangsseite und Ausgangsseite der Schwingungsisoliereinrichtung 6 übertragenen Relativmoment verkleinert, so daß die Torsion der Schwingungsisoliereinrichtung 6 ebenfalls verkleinert wird. Dadurch wird das resultierende an der Schwingungsisoliereinrichtung 6 anliegende Drehmoment unter den Maximalwert Mmax gedrückt und hat z.B. den in Fi- gur 2 eingezeichneten Verlauf 36. Im Ergebnis ähnelt dies einer härter ausgelegten Schwingungsisoliereinrichtung 6.
Die Steuerungseinrichtung 24 in Fig. 1 ermittelt hierbei wie vorstehend beschrieben den momentanen Dreh- bzw. Rela- tivwinkel φ zwischen Primär- und Sekundärseite der Schwingungsisoliereinrichtung 6, berechnet hieraus den Drehmomentverlauf des angestrebten Anteils 32 sowie des Erregeranteils 30 und ermittelt unter Zuhilfenahme von in einem Speicher abgelegten Daten von Mmax, ob ein Anschlagen droht. Sofern dies der Fall ist, wird von dem Pulswechselrichter 26 ein Stellsignal zur Steuerung der elektrischen Maschine 4 erzeugt, welche ein Zusatzmoment zur Verkleinerung der Torsion der Schwingungsisoliereinrichtung 6 auf die Kurbelwelle 2 aufbringt.
Weitere Steuerungsmöglichkeiten der Anordnung in Fig. 1 sollen anhand des Kennlinienverlaufes (Drehmoment über Drehwinkel) gemäß der nachfolgenden Figuren 3 und 4 veranschaulicht werden. Die durchgezogene Linie A entspricht der spezifischen Federkennlinie des elastischen Koppelelements 18, die von Material, Geometrie, Größe, etc. abhängt. Bei einer vorteilhaften weichen Abstimmung ist das elastische Koppelelement entsprechend weich gewählt, d.h. flache Kennlinie. Wird nun die elektrische Maschine so ge- steuert, daß einem Erregermoment auf einer Seite der Schwingungsisoliereinrichtung ein positives oder negatives Zusatzmoment auf der gegenüberliegenden Seite in Phase überlagert wird, so wird die Torsion der Schwingungsiso- liereinrichtung, mithin der Drehwinkel φ zwischen Primär- und Sekundärseite, je nach Vorzeichen des Zusatzdrehmo- ments vergrößert oder verkleinert. Ist das aufgebrachte Zusatzdrehmoment proportional dem an der Schwingungs- isoliereinrichtung 6 anliegenden Erregermoment (so wie oben in Figur 2 diskutiert) , so bleibt die Form der Feder- kennlinie A erhalten, lediglich die Steigung der Kennlinie wird steiler oder flacher, wie in Figur 3 mit gestrichelter Linie B (gleiches Vorzeichen wie das Erregermoment) bzw. Linie C (entgegengesetztes Vorzeichen zum Erregermo- ment) dargestellt. Unterscheidet sich das aufgebrachte Zu- satzdrehmoment von dem Erregermoment um einen nicht- konstanten Faktor, so wird die Federlinie A auch in ihrer Form verändert, wie anhand von Figur 4 veranschaulicht wird. Die Kennlinie A entspricht dort wiederum der spezi- fischen Federkennlinie des elastischen Koppelelements 18. Um zu vermeiden, daß die Schwingungsisoliereinrichtung 6 bei großen Erregeramplituden in den Anschlag kommt, wird mit der elektrischen Maschine 4 ein mit steigender Torsion der Schwingungsisoliereinrichtung 6, d.h. mit steigendem Drehwinkel φ überproportional zunehmendes Drehmoment mit gleichem Vorzeichen wie das Erregermoment aufgebracht . Die effektive Federkennlinie hat dann den in Figur 4 gezeigten Verlauf D und nähert sich nur noch asymptotisch dem Grenzwert φmax. Neben dem Grenzwert φmax für den maximal zulässi- gen Drehwinkel (Anschlagwinkel) ist in der Steuerungseinrichtung 24 auch ein Initiierungswert φx abgelegt, der betragsmäßig kleiner als der Grenzwert ist und bei welchem bereits ein Stellsignal für die elektrische Maschine 4 erzeugt wird. Im Ergebnis ist die Schwingungsisoliereinrich- tung 6 bei großem Drehwinkel φ hiermit härter abgestimmt .
Die elektrische Maschine 4 kann aber auch so gesteuert werden, daß sie den Kennlinienverlauf linear macht. Hierfür bringt sie nach Erreichen eines vorgegebenen Initiie- rungswertes in Phase mit einem Erregermoment solche zeitlich veränderliche Zusatzmomente mit entgegengesetztem Vorzeichen auf, daß sich die in Figur 4 eingezeichnete effektive Federkennlinie E ergibt. Dann weist die Schwingungsisoliereinrichtung 6 für große Erregeramplituden eine geringere Federsteifigkeit auf im Vergleich zur spezifischen Federkennlinie A des elastischen Koppelelements 18. Im Ergebnis ist die Schwingungsisoliereinrichtung 6 dann weicher abgestimmt.

Claims

PATENTANSPRÜCHE
1. Vorrichtung zur Schwingungsisolierung mit: - mindestens einem mit einem Primärantrieb gekoppelten Antriebstrang mit einer Eingangswelle (2) und einer Ausgangswelle (10) ; einer die Eingangswelle (2) und die Ausgangswelle (10) drehelastisch koppelnden Schwin- gungsisoliereinrichtung (6); einer elektrischen Maschine (4), deren Rotor (14) mit der Eingangswelle (2) oder der Ausgangswelle (10) drehfest verbindbar und deren Stator (12) gegen Drehung festlegbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß eine Steuerungseinrichtung (24) die elektrische
Maschine (4) so steuert, daß sie solche zeitlich veränderliche Drehmomente auf die Eingangswelle
(2) bzw. die Ausgangswelle (10) aufbringt, daß die von der jeweils anderen Welle (10 bzw. 2) induzierte Torsion der Schwingungsisoliereinrichtung (6) verkleinert oder vergrößert wird.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrische Maschine (4) im Antriebstrang eines Kraftfahrzeuges zwischen Verbrennungsmotor und Getriebe vor der Schwingungsisoliereinrichtung (6) angeordnet ist .
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerungseinrichtung (24) als Steuergröße die Torsion der Schwingungsisoliereinrichtung (6) selbst verwendet.
4. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerungseinrichtung (24) als Steuergröße eine die Torsion charakterisierende Größe, nämlich das Drehmoment der Eingangswelle (2) und/oder der Ausgangswelle (10) oder die Differenz dieser beiden Drehmomente verwendet .
5. Vorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekenn¬ zeichnet, daß die Steuerungseinrichtung aufweist: - mindestens einen Drehwinkelgeber (30) zum Messen der Torsion der Schwingungsisoliereinrichtung
(6) oder einen Drehmomentsensor zum Messen des Drehmoments der Eingangswelle und/oder der Ausgangswelle oder der Differenz dieser beiden Drehmomente; und eine Verarbeitungseinrichtung (26) zum Erzeugen von Stellgrößen für die elektrische Maschine
(4), die auf die Bewegung der Eingangswelle (2) bzw. der Ausgangswelle (10) einwirkt.
6. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwingungsisoliereinrichtung (6) mindestens zwei Grundelemente (14, 20) aufweist, von denen das eine Grundelement (14) antriebseitig und das andere Grundelement (20) ab- triebseitig angeordnet und die beiden Grundelemente (14, 20) über ein oder mehrere elastische Koppel - elemente (18), insbesondere Schrauben-, Spiral- oder Gummifedern, drehelastisch gekoppelt sind.
7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß eine oder mehrere Schwungmassen an einem oder jedem der Grundelemente (14, 20) angeordnet sind.
8. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwingungsisoliereinrichtung (6) im Rotor (14) der elektrischen Maschine (4) integriert ist.
9. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerungseinrichtung (24) die elektrische Maschine (4) so steuert, daß sie als Starter eines Verbrennungsmotors, als Generator, als generatorische Fahrzeugbremse, als Antrieb eines Fahrzeugs oder als aktiver Dämpfer für Drehmoment- Schwankungen derjenigen Welle (2 bzw. 10) , mit welcher der Rotor (14) verbunden ist, dient.
10. Verfahren zum Betreiben einer Vorrichtung zur Schwingungsisolierung nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei welchem die elektrische Maschine (4) auf die Eingangswelle (2) bzw. die Ausgangswelle (10) solche zeitlich veränderliche Drehmomente aufbringt, daß die Schwingungsisoliereinrichtung (6) für von der jeweils anderen Welle (10 bzw. 2) induzierten Drehmomente eine vergrößerte oder verkleinerte effektive Federsteifigkeit aufweist.
11. Verfahren nach Anspruch 10, wobei als Steuergröße zur Charakterisierung der an der Schwingungsisoliereinrichtung (6) anliegenden Belastung die Torsion der Schwingungsisoliereinrichtung (6) und/oder das Drehmoment der Eingangswelle (2) oder der Ausgangs - welle (10) oder die Differenz dieser beiden Drehmomente gemessen wird und daraus Stellgrößen zur Steuerung der elektrischen Maschine (4) abgeleitet werden.
12. Verfahren nach Anspruch 10 oder 11, wobei die von der elektrischen Maschine (4) auf die Eingangswelle (2) oder die Ausgangswelle (10) aufgebrachten Drehmomente proportional zu den Erregermomenten der jeweils anderen Welle (10 bzw. 2) sind und gleiches oder entge- gengesetztes Vorzeichen haben.
13. Verfahren nach Anspruch 10 oder 11, wobei die von der elektrischen Maschine (4) auf die Eingangswelle (2) oder die Ausgangswelle (10) aufgebrachten Drehmomente sich um einen von der momentanen Torsion abhängigen Faktor von den Erregermomenten der jeweils anderen Welle (10 bzw. 2) unterscheidet.
14. Verfahren nach Anspruch 13, wobei die von der elek¬ trischen Maschine (4) aufgebrachten Drehmomente mit steigender Torsion derart zunehmen und entgegengeset- zes Vorzeichen wie die Erregermomente haben, daß die Schwingungsisoliereinrichtung eine im wesentlichen lineare Federkennlinie aufweist.
15. Verfahren nach Anspruch 13, wobei die von der elektrischen Maschine (4) aufgebrachten Drehmomente mit steigender Torsion derart zunehmen und gleiches Vorzeichen wie die Erregermomente haben, daß die Torsion der Schwingungsisoliereinrichtung (6) einen vorgegebenen Grenzwert nicht überschreitet .
16. Verfahren nach Anspruch 15, ferner mit folgenden Schritten :
Ermitteln eines maximal zulässigen Wertes (Grenzwertes) für die Torsion der Schwingungs- isoliereinrichtung (6) oder für eine die Torsion charakterisierende Größe sowie eines entsprechenden Initiierungswertes, der betragsmäßig kleiner als der Grenzwert ist;
Erfassen von Ist-Werten der Torsion oder der die Torsion charakterisierenden Größe und Ver- gleichen der Ist-Werte mit dem entsprechenden
Initiierungswert ; und
Erzeugen eines Stellsignals zum Aufbringen solcher zeitlich veränderlicher Drehmomente bei Überschreiten des Initiierungswertes, daß sich die Torsion der Schwingungsisoliereinrichtung
(6) asymptotisch dem vorgegebenen Grenzwert annähert .
EP98955443A 1997-11-04 1998-10-13 Vorrichtung zur schwingungsisolierung und verfahren zu deren betreiben Withdrawn EP1027546A1 (de)

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