WO2011154234A1 - Verfahren und vorrichtung zum reduzieren von schwingungen auf einer abtriebswelle eines antriebsmotors - Google Patents

Verfahren und vorrichtung zum reduzieren von schwingungen auf einer abtriebswelle eines antriebsmotors Download PDF

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WO2011154234A1
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drive
drive motor
output shaft
vibration
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Tilo Faul
Markus Michels
Maximilian Reger
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Robert Bosch Gmbh
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    • F02D41/1498—With detection of the mechanical response of the engine measuring engine roughness

Definitions

  • the invention relates to drive motors for motor vehicles, in particular methods and apparatus for reducing vibrations in the drive train of drive motors.
  • Control units for realizing a motor control of drive motors of motor vehicles are usually customized. This is done by control unit parameters that adjust or adjust the different software functions of the control unit. Some of the ECU parameters relate to the dynamic behavior of the motor vehicle such as e.g. the response of the vehicle when specifying a load change. These ECU parameters may relate to time constants for filtering, gradient limits of the torque curve and any time delays.
  • the torque shaping caused by the control unit parameters is independent of the response produced in the system.
  • the system reaction i. the oscillation on the output shaft caused by a specification of a change in the driver's desired torque may change as a result of aging and / or component tolerances of the engine system.
  • the control unit parameters selected during the application of the control unit functions are therefore not optimal for all vehicles, in particular not over the course of their entire service life.
  • the controller parameters affecting the dynamic response influence the torque build-up without taking into account the actual system response to the predetermined change in driver command torque.
  • a method of reducing vibration on an output shaft of a drive motor that provides a drive torque comprises the following steps:
  • the method may comprise the further steps:
  • One idea of the above method is to actuate the drive motor in accordance with the course of the drive torque in the event of a requested change in the setpoint torque, in which a change in the drive torque is demanded by a setpoint torque.
  • the required target torque is one of the
  • Target torque dependent control torque changed.
  • the control according to Due to a rapid change in the specification of the drive torque to the drive motor, the drive torque possibly leads to a corresponding system reaction in the form of a speed change.
  • a vibration is initiated on the output shaft of the drive motor having a certain oscillation frequency and a damping.
  • the drive motor is now delayed in time with an additional compensation torque.
  • the triggered by the control with the additional compensation torque on the output shaft oscillation now superimposed on the triggered by the control with the drive torque oscillation, so that the adjusting due to the time delay oscillations on the output shaft at least partially compensate, or at best extinguish. This results in a resulting vibration with a lower amplitude or the vibration on the output shaft is completely eliminated.
  • the above method is suitable, on the one hand, to achieve a high degree of spontaneity in the response, since the first part-torque request is implemented immediately, and, on the other hand, the negative effects in the case of a spontaneous response, e.g. Jerking of the vehicle, reduced or eliminated.
  • the Aufschaltzeittician can be determined as the time, which is defined by the transition from a first half-wave of the vibration on the output shaft to a second half-wave.
  • the operating variable of the drive motor may correspond to a rotational speed or a drive torque provided via the output shaft.
  • the additional compensation torque has an amount which is determined such that the amplitude of the oscillation on the output shaft resulting solely from the addition of the additional compensation torque essentially corresponds to the amplitude of the oscillation on the output shaft existing at the time of the connection.
  • a gradient of the course of the drive torque and the additional compensation torque are rectified.
  • the driving of the drive motor with the compensation torque of the drive motor can be controlled according to a predetermined time course of another partial torque change, wherein the predetermined time course of the further partial torque change approximates the course of the predetermined desired torque change.
  • the time profile of the drive torque has a positive change in the drive torque or a negative change in the drive torque.
  • an apparatus for reducing vibration on an output shaft of a drive motor that provides a drive torque is provided.
  • the device is designed:
  • an engine system in another aspect, includes the drive motor and the above device.
  • a computer program product includes program code that, when executed on a computing device, performs the above method.
  • Figure 1 is a schematic representation of a drive system for a motor vehicle
  • Figure 2 is an illustration of the course of the vehicle longitudinal acceleration with specification of a sudden change in the driver's desired torque to explain the spontaneity of the response;
  • FIGS. 3a and 3b are graphs of the driver's desired torque, the partial torques determined therefrom and the speed curve in response to the driver's desired torque or in response to the control with the partial torques;
  • FIGS. 4a and 4b are graphs of the driver's desired torque, the partial torques determined therefrom and the speed curve in response to the driver's desired torque or in response to the control with the partial torques;
  • Figure 5a and 5b curves of the driver's desired torque, the part of moments determined therefrom and the speed curve in response to the driver's desired torque or in response to the control with the partial torques.
  • FIG. 1 schematically shows a drive system 1 with a drive motor 2, which has an output shaft 3, which is connected directly or indirectly to a transmission 4. is pelt. On the output side of the transmission 4, this is coupled to a drive wheel 5 in order to drive a corresponding vehicle equipped with the drive system 1.
  • the method described below is also applicable to drive motors that directly drive drive wheels.
  • the drive motor 2 may be an internal combustion engine, such as an engine. an Otto engine or a diesel engine.
  • any type of drive motors may be provided in the present invention.
  • the use of any type of drive motor is conceivable, such as e.g. of electric motors and the like.
  • the drive motor 2 is controlled by a control unit 6 in that the control unit 6 predefines the drive motor 2 as torque control.
  • the control unit 6 is generally provided with a desired driver torque FWM as default variable.
  • the control unit 6 controls the drive motor 2 such that the drive torque output via the output shaft 3 corresponds as precisely as possible to the predetermined driver desired torque FWM and as accurately as possible to the time course of the driver's desired torque, or if the drive torque is as fast as possible. with a defined time course approaches the driver's desired torque FWM.
  • the driver of the motor vehicle can generally specify the driver's desired torque FWM as desired.
  • the control unit 6 generally converts the driver desired torque FWM into a desired torque, and usually controls the drive motor
  • the driver request torque FWM When preselecting the driver request torque FWM also rapid and even sudden changes are possible. If the requested desired torque, with which the drive motor is to be controlled, follows such a desired driver torque FWM without delay, this can lead to sudden or very rapid changes (high desired torque gradient) of the drive torque to be output by the drive motor. As a result, the output shaft 3 can be excited to vibrate. These vibrations are manifested, for example, in a periodic speed change or change of the actual drive torque on the output shaft and while driving the
  • Control unit parameters may therefore be provided in the control unit 6, which prescribe a maximum spontaneity of the response behavior. These control unit parameters essentially serve to limit the gradient of the setpoint torque so as to reduce the vibrations on the output shaft 3.
  • FIG. 2 shows a diagram of a change in the vehicle longitudinal acceleration a (t) in the event of a sudden change in the predetermined driver desired torque FWM. It can be seen a time course of an increase up to a predetermined value a S TAT, the slope and the height of the time course is a measure of the jump quality of the response. The faster the stationary end value of the acceleration 3STAT is reached in response to the specification of the sudden increase in the driver's desired torque FWM, the more spontaneously the driver perceives the vehicle behavior.
  • These relationships can also be found in the engine speed, since the vehicle acceleration corresponds to the derivation of the vehicle speed and the vehicle speed can be calculated from the engine speed by the gear ratio and the wheel radius.
  • the gradient and the amount of speed increase after a sudden change in the desired torque are also a measure of the spontaneity or the response of the vehicle.
  • control unit parameters which determine the spontaneity of the response are, as mentioned above, generally applied by the vehicle manufacturer and represent a compromise between the spontaneity of the response and the reduction of the vibrations on the output shaft 3.
  • the drive motor 2 is controlled by the control unit 6 according to the time profile of the change of the drive torque.
  • the control with the drive torque should provide a drive torque on the output shaft 3, which is perceived by the driver with the desired spontaneity.
  • the control with the control torque can correspond, for example, to a control of the drive motor, which leads to the delivery of a drive torque, which - in the steady state - increases the previous drive torque, ie the drive torque before the change in the driver's desired torque by the drive torque.
  • the change in the driver desired torque implemented by the control with the drive torque corresponds only to a portion of the requested change in the predetermined driver desired torque FWM and therefore, after its implementation, results in a correspondingly lower oscillation of the output shaft 3.
  • This component is referred to herein as a spontaneity factor.
  • the choice of a higher spontaneity factor, i. Proportion of the requested change of the predetermined driver desired torque FWM for the control with the control torque leads to a higher spontaneity of the response but also to a correspondingly stronger swinging on the output shaft 3.
  • the proportion of the setpoint torque that corresponds to the actuation torque, or the time values of the proportions of the setpoint torque that correspond to the time values of the actuation torque can be specified as a control device parameter or several control device parameters for setting the spontaneity and can vary depending on the operating point be applied.
  • the proportion can be set constant or temporally variable.
  • a compensation torque is applied with a time offset to the switching on of the change of the control torque to the previous control torque corresponding to the driver desired torque FWM 0 (compensatory torque control).
  • the change in particular the increase of the momentary drive torque by the additional compensation torque, is shifted in time, ie added to the request for the change of the drive torque. This is intended to reduce the amplitude of the change in the Drive torque when driving with the driving torque generated vibration on the output shaft 3 can be reduced or eliminated.
  • the magnitude of the applied compensation torque is dependent on the vibration generated by the driving of the drive motor 2 in accordance with the drive torque control and system characteristics which influence the natural frequency, the gain, the internal damping and the like.
  • the optimum amount of the compensation torque can also be calculated or estimated with the help of the system behavior after the start of the control with the control torque, or from the proportion and the system properties. Changing system properties are detected by analyzing the system response and can be adapted. This allows an always optimal extinction of the vibrations of the output shaft 3 can be achieved.
  • FIG. 3a shows the profile of the predetermined driver desired torque FWM and the resulting control of the drive motor 2 by the control unit 6.
  • the driver desired torque FWM changes abruptly to a maximum value FWM max .
  • the control unit 6 determines the activation torque for the operation of the drive motor from the maximum driver desired torque FWM max with the aid of the spontaneity factor.
  • the control torque M-1 is usually, but not necessarily smaller than the maximum driver command torque FWM max and leads to a system response, which is illustrated with reference to the speed curve, which is shown in Figure 3b.
  • a compensation torque control with a compensation torque M 2 is now applied to the drive motor 2 in addition to the control with the drive torque M-1, namely offset in time to at least partially extinguish the to achieve vibration caused by the control with the drive torque.
  • the compensation torque control ie the further increase of the specification of the drive torque by the compensation torque M 2 , preferably takes place at a time T k at which the curvature of the oscillation generated by the control with the drive torque M-1 has its first inflection point.
  • the time T k of the first inflection point can be determined by the second derivative of the speed curve in a known manner.
  • the control unit 6 monitors the speed curve and then performs the compensation torque control when the second derivative of the determined speed signal is 0.
  • the vibration caused by the compensation torque control on the output shaft 3 (curve K2, dashed) superimposes the oscillation caused by the control with the activation torque and is represented by the dotted rotational speed profile.
  • the resulting speed curve (see curve K3, dashed) results from the superposition of both damped oscillations, ie the vibrations that have been caused by the control with the driving torque and by the addition of the additional compensation torque. It can be seen that in the most favorable case with the aid of the described method the oscillation on the output shaft 3 can be eliminated after the first half-wave.
  • the magnitude of the compensation torque of the compensation torque driver is to be selected such that the amplitude of the oscillation resulting from the compensation torque drive is equal to the magnitude of the first minimum value n min1 of a first local minimum second half-wave corresponds to the vibration caused by the control with the drive torque.
  • the ratio between the drive torque Mi and the additional compensation torque M 2 of the compensation torque control is essentially determined by the damping curve during the instantaneous operating state of the drive system.
  • the further partial torque control provides for an increase of the existing specification of the drive torque by a further partial torque M 3 . This may be necessary to compensate for the difference between the instantaneous drive torque achieved after the activation of the compensation torque and that provided by the driver's desired torque FWM.
  • the time profile of the further partial torque for the further partial torque control is preferably dimensioned so that it causes no appreciable vibration on the output shaft 3.
  • the further partial torque control is specified with a small, for example, predetermined gradient or course, which satisfies the specification of the control torque continuously changes until the predetermined drive torque corresponds to the driver's desired torque FWM max .
  • the further partial-torque control can provide for a linear or otherwise shaped approach to the driver's desired torque FWM max , eg in the form of an asymptotically approaching curve to the driver's desired torque FWM max .
  • the further partial torque control serves to compensate for the difference between the currently required maximum driver desired torque FWM max and the drive torque resulting after the compensation torque control.
  • FIGS. 4a and 4b An example of a possible system behavior according to a further exemplary embodiment is shown graphically in FIGS. 4a and 4b.
  • 4a shows the course of the predetermined driver desired torque FWM and the resulting control of the drive motor 2 by the control unit 6.
  • the driver desired torque FWM changes with a predetermined slope of an output desired torque FWM 0 to a maximum driver desired torque FWM max .
  • This results in the course of the control torque by multiplying the curve of the desired torque with the spontaneity factor.
  • the respective control torque which indicates a change with respect to the driver desired torque FWM 0 , is determined by multiplying the instantaneous time value of the driver desired torque FWM by the spontaneity factor, which defines a proportion between 0 and 100%.
  • the control is switched on with the additional compensation torque, so that this to the momentary, achieved by the control with the drive torque drive torque added.
  • the compensation torque can be added as a (positive or negative) torque jump to the momentary drive torque.
  • a defined course of the compensation torque can be specified, which leads to a suitable compensation of the vibration caused by the activation with the activation torque.
  • the drive torque according to which the drive motor is driven can be activated with the aid of the further partial torque control a currently required driver command torque (here: FWM max ) are approximated, in the present case by an asymptotic shaping of the course of the further part torque, which is additionally applied to the drive torque achieved by the control with the control torque and the control with the compensation torque.
  • FWM max currently required driver command torque
  • the method has been applied to a load change based on a load application, i. an increase in the requested driver request torque FWM is explained, i. the driver requests a higher torque than the present one, which the engine control unit e.g. by increasing the injection.
  • the above method is analogously applicable to a load shutdown.
  • the driver requests a lower torque than the present moment, which makes the engine control unit e.g. by reducing or removing the injection.
  • FIGS. 5a and 5b show, analogously to FIGS. 4a and 4b, the curves of the predetermined driver desired torque FWM and the resulting control of the drive motor 2 by the control unit 6.
  • the driver's desired torque FWM changes with a predetermined negative gradient from an output desired torque FWM 0 to a predetermined minimum driver's desired torque FWM min . This results in the course of the control torque by multiplying the curve of the desired torque with the spontaneity factor.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Reduzieren einer Schwingung auf einer Abtriebswelle (3) eines Antriebsmotors (2), der ein Antriebsmoment bereitstellt, mit folgenden Schritten: Überwachen einer Betriebsgröße des Antriebsmotors (2), mit der eine Schwingung auf der Abtriebswelle (3) erkennbar ist; bei Erkennen der Schwingung auf der Abtriebswelle (3), Ermitteln eines Aufschaltzeitpunkts zum Ansteuern des Antriebsmotors (2) mit einem zusätzlichen Kompensationsantriebsmoments mit Hilfe der überwachten Betriebsgröße; Ansteuern des Antriebsmotors (2) zum ermittelten Aufschaltzeitpunkt (Tk) mit dem Kompensationsmoment, das ausgelegt ist, um die Amplitude der Schwingung auf der Abtriebswelle (3) zu reduzieren oder zu eliminieren.

Description

Beschreibung
Titel
Verfahren und Vorrichtung zum Reduzieren von Schwingungen auf einer Abtriebswelle eines Antriebsmotors
Technisches Gebiet
Die Erfindung betrifft Antriebsmotoren für Kraftfahrzeuge, insbesondere Verfahren und Vorrichtungen zur Reduzierung von Schwingungen im Antriebsstrang von Antriebsmotoren.
Stand der Technik
Steuergeräte zur Realisierung einer Motorsteuerung von Antriebsmotoren von Kraftfahrzeugen werden in der Regel kundenspezifisch angepasst. Dies erfolgt durch Steuergeräteparameter, die die unterschiedlichen Softwarefunktionen des Steuergerätes einstellen bzw. anpassen. Einige der Steuergeräteparameter betreffen das dynamische Verhalten des Kraftfahrzeuges wie z.B. das Ansprechverhalten des Fahrzeuges bei Vorgabe eines Lastwechsels. Diese Steuergeräteparameter können Zeitkonstanten für Filterungen, Gradientenbegrenzungen des Momentenverlaufs und etwaige Zeitverzögerungen betreffen.
Durch die Formung des Verlaufs des Abtriebsmomentes des Antriebsmotors bei einer vorgegebenen Änderung eines Fahrerwunschmoments soll vermieden werden, dass durch Vorgabe einer sprungförmigen oder in sonstiger Weise geformten Änderung des Fahrerwunschmoments die Abtriebswelle so angeregt wird, das unangenehme bzw. schädliche Schwingungen auftreten und auf das Fahrzeug übertragen werden. Diese könnten sich beispielsweise durch Ruckeln des Fahrzeugs äußern. Übliche Strategien zur Vermeidung eines solchen Verhaltens bestehen in der Formung des Momentenaufbaus, d.h. in einer Glättung bzw. Filterung der Momentenänderung des Fahrerwunschmoments. Nachteilig hierbei ist jedoch, dass der Vortrieb gehemmt wird. Dies wird vom Fahrer als unspontanes Ansprechverhalten empfunden. Bei der Festlegung der Steuergeräteparameter, die dieses dynamische Verhalten des Antriebsmotors beeinflussen, wird deshalb ein Kom- promiss zwischen spontanem Ansprechverhalten und geringer Schwingungsneigung der Abtriebswelle gesucht.
Da üblicher weise eine gewisse Spontanität des Ansprechverhaltens von allen Fahrzeugherstellern gewünscht und die Momentenänderung entsprechend geformt ist, treten in der Regel nicht vernachlässigbare Schwingungen auf der Abtriebswelle auf. Diese werden bislang aktiv durch Momenteneingriffe eliminiert. Bei Verbrennungsmotoren als Antriebsmotoren können sich diese aktiven Momenteneingriffe negativ auf Abgasemissionen und Systemdiagnosen auswirken.
Die durch die Steuergeräteparameter bewirkte Momentenformung ist unabhängig von der im System hervorgerufenen Reaktion. Die Systemreaktion, d.h. die aufgrund einer Vorgabe einer Änderung des Fahrerwunschmoments hervorgerufene Schwingung auf der Abtriebswelle, kann sich durch Alterung und/oder Bauteil- Toleranzen des Motorsystems ändern. Die bei der Applikation der Steuergerätefunktionen gewählten Steuergeräteparameter sind deshalb nicht für alle Fahrzeuge, insbesondere nicht im Verlauf ihrer gesamten Lebensdauer optimal. Die das dynamische Ansprechverhalten betreffenden Steuergeräteparameter beeinflussen den Momentenaufbau, ohne die tatsächliche Systemreaktion auf die vorgegebene Änderung des Fahrerwunschmoments zu berücksichtigen.
Es ist Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Verfügung zu stellen, wobei bei vorgegebener Spontanität des Ansprechverhaltens des Fahrzeugs und bei Vorgabe eines Fahrerwunschmoments betriebspunktabhängig die Schwingung auf einer Abtriebswelle eines Antriebsmotors reduziert bzw. eliminiert wird. Offenbarung der Erfindung
Diese Aufgabe wird durch das Verfahren zur Reduzierung von Schwingungen auf einer Abtriebswelle eines Antriebsmotors, insbesondere bei einem Kraftfahrzeug, gemäß Anspruch 1 , sowie durch die Vorrichtung, das Motorsystem und das
Computerprogrammprodukt gemäß den nebengeordneten Ansprüchen gelöst.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
Gemäß einem ersten Aspekt ist ein Verfahren zum Reduzieren einer Schwingung auf einer Abtriebswelle eines Antriebsmotors vorgesehen, der ein Antriebsmoment bereitstellt. Das Verfahren umfasst folgende Schritte:
- Überwachen einer Betriebsgröße des Antriebsmotors, mit der eine Schwingung auf der Abtriebswelle erkennbar ist;
- bei Erkennen der Schwingung auf der Abtriebswelle, Ermitteln eines Aufschaltzeitpunkts zum Ansteuern des Antriebsmotors mit einem zusätzlichen Kompensationsantriebsmoments mit Hilfe der überwachten Betriebsgröße;
- Ansteuern des Antriebsmotors zum ermittelten Aufschaltzeitpunkt mit dem Kompensationsmoment, das ausgelegt ist, um die Amplitude der Schwingung auf der Abtriebswelle zu reduzieren oder zu eliminieren.
Insbesondere kann das Verfahren die weiteren Schritte aufweisen:
- Bereitstellen einer Angabe eines Verlaufs einer Sollmomentenänderung, die ei- nen zeitlichen Verlauf eines Sollmoments angibt, um das das Antriebsmoment geändert werden soll;
- Ansteuern des Antriebsmotors gemäß dem zeitlichen Verlauf des Ansteuermoments, wobei die Zeitwerte des Verlaufs des Ansteuermoments jeweils einem Anteil der entsprechenden Zeitwerte des Verlaufs der Sollmomentenänderung entsprechen.
Eine Idee des obigen Verfahrens besteht darin, bei einer angeforderten Änderung des Sollmoments, bei der eine Änderung des Antriebsmomentes um ein Sollmoment gefordert wird, den Antriebsmotor gemäß dem Verlauf des Ansteu- ermoments anzusteuern. Dabei wird das geforderte Sollmoment um ein von dem
Sollmoment abhängiges Ansteuermoment geändert. Die Ansteuerung gemäß dem Ansteuermoment führt möglicherweise aufgrund einer schnellen Änderung der Vorgabe des Ansteuermoments an den Antriebsmotor zu einer entsprechenden Systemreaktion in Form einer Drehzahländerung.
Durch Vorgabe der Änderung des Ansteuermoments um das Ansteuermoment wird jedoch auf der Abtriebswelle des Antriebsmotors eine Schwingung initiiert, die eine bestimmte Schwingfrequenz und eine Dämpfung aufweist. Gemäß dem obigen Verfahren wird nun der Antriebsmotor zeitlich verzögert mit einem zusätzlichen Kompensationsmoment angesteuert. Die durch die Ansteuerung mit dem zusätzlichen Kompensationsmoment auf der Abtriebswelle ausgelöste Schwingung überlagert nun die durch die Ansteuerung mit dem Ansteuermoment ausgelöste Schwingung, so dass die sich aufgrund des zeitlichen Versatzes einstellenden Schwingungen auf der Abtriebswelle zumindest teilweise kompensieren oder bestenfalls auslöschen. Dadurch ergibt sich eine resultierende Schwingung mit geringerer Amplitude bzw. die Schwingung auf der Abtriebswelle wird vollständig eliminiert.
Das obige Verfahren eignet sich dazu, zum einen eine hohe Spontaneität im Ansprechverhalten zu erreichen, da die erste Teilmomentenanforderung sofort umgesetzt wird und zum anderen können die negativen Auswirkungen bei einem spontanem Ansprechverhalten, wie z.B. Ruckeln des Fahrzeugs, reduziert bzw. eliminiert werden.
Weiterhin kann der Aufschaltzeitpunkt als der Zeitpunkt ermittelt werden, der durch den Übergang von einer ersten Halbwelle der Schwingung auf der Abtriebswelle zu einer zweiten Halbwelle definiert ist.
Gemäß einer Ausführungsform kann die Betriebsgröße des Antriebmotors einer Drehzahl oder eines über die Abtriebswelle bereitgestellten Antriebsmoments entsprechen.
Es kann vorgesehen sein, dass das zusätzliche Kompensationsmoment einen Betrag aufweist, der so bestimmt ist, dass die Amplitude der sich lediglich durch die Aufschaltung des zusätzlichen Kompensationsmoments ergebenden Schwingung auf der Abtriebswelle im Wesentlichen der zum Aufschaltzeitpunkt bestehenden Amplitude der Schwingung auf der Abtriebswelle entspricht. Insbesondere kann vorgesehen sein, dass ein Gradient des Verlaufs des Ansteuermoments und das zusätzliche Kompensationsmoments gleichgerichtet sind.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform kann nach dem Ansteuern des Antriebsmotors mit dem Kompensationsmoment der Antriebsmotor gemäß einem vorgegebenen zeitlichen Verlauf einer weiteren Teilmomentenänderung angesteuert werden, wobei sich der vorgegebene zeitliche Verlauf der weiteren Teilmomentenänderung an den Verlauf der vorgegebenen Sollmomentenänderung annähert.
Es kann vorgesehen sein, dass der zeitliche Verlauf des Ansteuermomentes eine positive Änderung des Antriebsmoments oder eine negative Änderung des Antriebsmoments aufweist.
Um zu vermeiden, dass durch das Ansteuern des Antriebsmotors gemäß dem Verlauf der weiteren Teilmomentänderung eine zusätzliche Schwingung auf der Abtriebswelle angeregt wird, kann vorgesehen sein, dass ein Betrag eines Gradienten des vorgegebenen zeitlichen Verlaufs der weiteren Teilmomentenänderung einen vorgegebenen Gradientenschwellenwert bei einer positiven Änderung des Antriebsmoments nicht überschreitet bzw. bei einer negativen Änderung des Antriebsmoments nicht unterschreitet.
Gemäß einem weiteren Aspekt ist eine Vorrichtung zum Reduzieren einer Schwingung auf einer Abtriebswelle eines Antriebsmotors, der ein Antriebsmoment bereitstellt, vorgesehen. Die Vorrichtung ist ausgebildet:
- um den Antriebsmotor gemäß einem zeitlichen Verlauf eines Ansteuermoments anzusteuern;
- um eine Betriebsgröße des Antriebsmotors zu überwachen, mit der eine Schwingung auf der Abtriebswelle erkennbar ist;
- um bei Erkennen der Schwingung auf der Abtriebswelle einen Aufschaltzeitpunkts zum Ansteuern des Antriebsmotors mit einem zusätzlichen Kompensationsantriebsmoments mit Hilfe der überwachten Betriebsgröße zu ermitteln; und
- um den Antriebsmotor zum ermittelten Aufschaltzeitpunkt gemäß dem zusätzli- chen Kompensationsmoment anzusteuern, das ausgelegt ist, um die Amplitude der Schwingung auf der Abtriebswelle zu reduzieren oder zu eliminieren.
Gemäß einem weiteren Aspekt ist ein Motorsystem vorgesehen. Das Motorsystem umfasst den Antriebsmotor und die obige Vorrichtung.
Gemäß einem weiteren Aspekt ist ein Computerprogrammprodukt vorgesehen, das einen Programmcode enthält, der, wenn er auf einer Datenverarbeitungseinheit ausgeführt wird, das obige Verfahren durchführt. Kurzbeschreibung der Zeichnungen
Bevorzugte Ausführungsformen werden nachfolgend anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
Figur 1 eine schematische Darstellung eines Antriebssystems für ein Kraftfahrzeug;
Figur 2 eine Darstellung des Verlaufes der Fahrzeuglängsbeschleunigung bei Vorgabe einer sprunghaften Änderung des Fahrerwunschmoments zur Erläuterung der Spontanität des Ansprechverhaltens;
Figur 3a und 3b Verläufe des Fahrerwunschmomentes, der daraus ermittelten Teilmomente sowie des Drehzahlverlaufes als Reaktion auf das Fahrerwunschmoment bzw. als Reaktion auf die Ansteuerung mit den Teilmomenten;
Figur 4a und 4b Verläufe des Fahrerwunschmomentes, der daraus ermittelten Teilmomente sowie des Drehzahlverlaufes als Reaktion auf das Fahrerwunschmoment bzw. als Reaktion auf die Ansteuerung mit den Teilmomenten; und
Figur 5a und 5b Verläufe des Fahrerwunschmomentes, der daraus ermittelten Teilmomente sowie des Drehzahlverlaufes als Reaktion auf das Fahrerwunschmoment bzw. als Reaktion auf die Ansteuerung mit den Teilmomenten.
Beschreibung von Ausführungsformen Figur 1 zeigt schematisch ein Antriebsystem 1 mit einem Antriebsmotor 2, der eine Abtriebswelle 3 aufweist, die direkt oder indirekt mit einem Getriebe 4 gekop- pelt ist. Abtriebsseitig des Getriebes 4 ist dieses mit einem Antriebsrad 5 gekoppelt, um ein entsprechendes mit dem Antriebssystem 1 ausgestattetes Fahrzeug anzutreiben. Das nachfolgend beschriebene Verfahren ist auch anwendbar bei Antriebsmotoren, die direkt Antriebsräder antreiben.
Der Antriebsmotor 2 kann ein Verbrennungsmotor, wie z.B. ein Otto-Motor oder ein Diesel-Motor sein. Jedoch kann bei der vorliegenden Erfindung jegliche Art von Antriebsmotoren vorgesehen sein. Allgemein ist in Verbindung mit dem nachfolgend beschriebenen Verfahren die Verwendung jeglicher Art von An- triebsmotoren vorstellbar, wie z.B. von Elektromotoren und dergleichen.
Der Antriebsmotor 2 wird durch eine Steuereinheit 6 angesteuert, indem die Steuereinheit 6 dem Antriebsmotor 2 eine Momentenansteuerung als Stellgröße vorgibt. Der Steuereinheit 6 wird im Allgemeinen als Vorgabegröße ein Fahrer- wunschmoment FWM bereitgestellt. Abhängig von dem vorgegebenen Fahrerwunschmoment FWM steuert das Steuergerät 6 den Antriebsmotor 2 so an, dass das über die Abtriebswelle 3 abgegebene Antriebsmoment möglichst genau dem vorgegebenen Fahrerwunschmoment FWM und möglichst genau dem zeitlichen Verlauf des Fahrerwunschmoments entspricht oder dass sich das Antriebsmo- ment möglichst schnell bzw. mit definiertem Zeitverlauf dem Fahrerwunschmoment FWM annähert.
Der Fahrer des Kraftfahrzeugs kann das Fahrerwunschmoment FWM in der Regel beliebig vorgeben. Die Steuereinheit 6 setzt das Fahrerwunschmoment FWM in der Regel in ein Sollmoment um, und steuert üblicherweise den Antriebsmotor
2 zum schnellstmöglichen Erreichen des Sollmomentes an. Bei der Vorgabe des Fahrerwunschmomentes FWM sind auch schnelle und sogar sprunghafte Änderungen möglich. Folgt das angeforderte Sollmoment, mit dem der Antriebsmotor angesteuert werden soll, wie in der Regel gewünscht, unverzüglich einem sol- chen Fahrerwunschmoment FWM, so kann es dadurch zu sprunghaften oder sehr schnellen Änderungen (hoher Sollmomentengradient) des von dem Antriebsmotor auszugebenen Antriebsmomentes kommen. Dadurch kann die Abtriebswelle 3 zu Schwingungen angeregt werden. Diese Schwingungen äußern sich beispielsweise in einer periodischen Drehzahländerung oder Änderung des tatsächlichen Antriebsmoments auf der Abtriebswelle und beim Fahren des
Fahrzeugs durch Ruckeln. In dem Steuergerät 6 können daher Steuergeräteparameter vorgesehen sein, die eine maximale Spontaneität des Ansprechverhaltens vorgeben. Diese Steuergeräteparameter dienen im Wesentlichen dazu, den Gradienten des Sollmoments zu begrenzen, um so die Schwingungen auf der Abtriebswelle 3 zu reduzieren.
Figur 2 zeigt ein Diagramm einer Änderung der Fahrzeuglängsbeschleunigung a(t) bei einer sprunghaften Änderung des vorgegebenen Fahrerwunschmomentes FWM. Man erkennt einen zeitlichen Verlauf eines Anstiegs bis zu einem vorgegebenen Wert aSTAT, wobei die Steilheit und die Höhe des zeitlichen Verlaufs ein Maß für die Sprungqualität des Ansprechverhaltens darstellt. Umso schneller der stationäre Endwert der Beschleunigung 3STAT in Reaktion auf die Vorgabe des sprunghaften Anstiegs des Fahrerwunschmoments FWM erreicht wird, desto spontaner empfindet der Fahrer das Fahrzeugverhalten. Diese Zusammenhänge lassen sich ebenfalls in der Motordrehzahl finden, da die Fahrzeugbeschleunigung der Ableitung der Fahrzeuggeschwindigkeit entspricht und die Fahrzeuggeschwindigkeit sich aus der Motordrehzahl durch das Übersetzungsverhältnis und den Radradius berechnen lässt. Somit sind der Gradient und die Höhe des Drehzahlanstiegs nach einer sprunghaften Änderung des Sollmomentes ebenfalls ein Maß für die Spontanität bzw. des Ansprechverhaltens des Fahrzeuges.
Die Steuergerätparameter, die die Spontaneität des Ansprechverhaltens festlegen, werden wie oben erwähnt in der Regel vom Fahrzeughersteller appliziert und stellen einen Kompromiss zwischen der Spontanität des Ansprechverhaltens und der Reduzierung der Schwingungen auf der Abtriebswelle 3 dar.
Um die Schwingungen der Abtriebswelle 3 weiter zu reduzieren, wird nun ein Konzept vorgeschlagen, bei dem die Änderung bzw. die Erhöhung des Fahrerwunschmoments FWM ausgehend von einem Ausgangswunschmoment FWM0 in dem Steuergerät 6 zunächst reduziert in Form einer Änderung eines von dem geforderten Fahrerwunschmoment FWM (Sollmoment) abhängigen Ansteuermoments bzw. dessen zeitlichen Verlaufs umgesetzt wird. Mit anderen Worten wird dem bestehenden, dem Ausgangswunschmoment FWM0 entsprechenden Antriebsmoment, gemäß dem der Antriebsmotor 3 vor der Änderung des Fah- rerwunschmoments FWM betrieben wird, auf die entsprechende Änderung des
Fahrerwunschmoments das Ansteuermoment bzw. dessen Verlauf hinzugefügt. Der Antriebsmotor 2 wird von dem Steuergerät 6 gemäß dem zeitlichen Verlauf der Änderung des Ansteuermoments angesteuert. Die Ansteuerung mit dem Ansteuermoment soll ein Antriebsmoment auf der Abtriebswelle 3 bereitstellen, das vom Fahrer mit der gewünschten Spontanität wahrgenommen wird. Die Ansteuerung mit dem Ansteuermoment kann beispielsweise einer Ansteuerung des Antriebsmotors entsprechen, die zur Abgabe eines Antriebsmoments führt, das - im eingeschwungenen Zustand - das bisherige Antriebsmoment, d.h. das Antriebsmoment vor der Änderung des Fahrerwunschmoments um das Ansteuermoment erhöht.
Die durch die Ansteuerung mit dem Ansteuermoment umgesetzte Änderung des Fahrerwunschmoments entspricht jedoch nur einem Anteil der angeforderten Änderung des vorgegebenen Fahrerwunschmoments FWM und führt daher nach ihrer Umsetzung zu einem entsprechend geringeren Schwingen der Abtriebswelle 3. Dieser Anteil wird hierin als Spontaneitätsfaktor bezeichnet. Die Wahl eines höheren Spontaneitätsfaktors, d.h. Anteils der angeforderten Änderung des vorgegebenen Fahrerwunschmomentes FWM für die Ansteuerung mit dem Ansteuermoment führt zwar zu einer höheren Spontaneität des Ansprechverhaltens aber auch zu einem entsprechend stärkerem Schwingen auf der Abtriebswelle 3.
Der Anteil an dem Sollmoment, der dem Ansteuermoment entspricht, bzw. die Zeitwerte der Anteile an dem Sollmoment, die den Zeitwerten des Ansteuermoments entsprechen, kann als ein Steuergeräteparameter bzw. mehrere Steuerge- räteparamter zum Einstellen der Spontaneität vorgegeben werden und kann be- triebspunktabhängig unterschiedlich appliziert werden. Der Anteil kann konstant oder zeitlich variabel vorgegeben werden.
Um die hervorgerufene Schwingung auf der Abtriebswelle 3 zumindest teilweise zu kompensieren, wird zeitlich versetzt zu dem Aufschalten der Änderung des Ansteuermoments auf das bisherige, dem Fahrerwunschmoment FWM0 entsprechendes Ansteuermoment ein Kompensationsmoment aufgeschaltet (Kompensa- tionsmomentenansteuerung). Die Änderung, insbesondere die Erhöhung des momentanen Antriebsmoments um das zusätzliche Kompensationsmoment wird zeitlich versetzt aufgeschaltet, d.h. zu der Anforderung der Änderung des An- steuermoments addiert. Dadurch soll die Amplitude der durch die Änderung des Ansteuermoments bei der Ansteuerung mit dem Ansteuermoment erzeugten Schwingung auf der Abtriebswelle 3 reduziert oder eliminiert werden.
Die Höhe des aufgeschalteten Kompensationsmomentes ist abhängig von der Schwingung, die durch die Ansteuerung des Antriebsmotors 2 gemäß der Ansteuerung mit dem Ansteuermoment erzeugt wurde, und von Systemeigenschaften, die Einfluss auf die Eigenfrequenz, die Verstärkung, die Eigendämpfung und dergleichen haben. Mit einem fest vorgegebenen Kompensationsmoment erreicht man eine Reduzierung der Schwingung auf der Abtriebswelle 3. Die optimale Höhe des Kompensationsmomentes kann auch mit Hilfe des Systemverhaltens nach Beginn der Ansteuerung mit dem Ansteuermoment, bzw. aus dem Anteil und den Systemeigenschaften errechnet oder geschätzt werden. Sich ändernde Systemeigenschaften werden durch die Analyse der Systemantwort er- fasst und können adaptiert werden. Hierdurch kann eine stets optimale Auslöschung der Schwingungen der Abtriebswelle 3 erreicht werden.
In den Figuren 3a und 3b ist ein mögliches Systemverhalten gemäß einem Ausführungsbeispiel graphisch dargestellt. Figur 3a zeigt den Verlauf des vorgegebenen Fahrerwunschmomentes FWM sowie die resultierende Ansteuerung des Antriebsmotors 2 durch das Steuergerät 6. In dem gezeigten Beispiel ändert sich das Fahrerwunschmoment FWM sprungartig auf einen Maximalwert FWMmax. Das Steuergerät 6 ermittelt aus dem maximalen Fahrerwunschmoment FWMmax mit Hilfe des Spontaneitätsfaktors das Ansteuermoment für den Betrieb des Antriebsmotors. Das Ansteuermoment M-ι ist in der Regel, jedoch nicht notwendigerweise kleiner als das maximale Fahrerwunschmoment FWMmax und führt zu einer Systemantwort, die an Hand des Drehzahlverlaufes, der in Figur 3b dargestellt ist, veranschaulicht wird.
In Figur 3b ist der Verlauf der Drehzahl, die sich durch Aufschalten der Ansteuerung mit dem Ansteuermoment ergibt, als Drehzahlverlauf gemäß der Kurve K1 , angegeben durch die durchgezogene Linie, dargestellt. Man erkennt, dass in dem Bereich B1 eine erste Halbwelle einer durch die Ansteuerung mit dem Ansteuermoment hervorgerufenen Schwingung auf der Abtriebswelle 3 anhand des Drehzahlverlaufes zu erkennen ist. Beginnend mit einer Anfangsdrehzahl n0 zum Zeitpunkt des Beginns der Änderung des Fahrerwunschmoments FWM steigt die Drehzahl n bis auf einen ersten Maximalwert nmax eines ersten lokalen Maximums für die erste Halbwelle des Drehzahlsignals an. Anschließend sinkt die Drehzahl n wieder ab. Die Anregung, die aus der Ansteuerung mit dem Ansteuermoment resultiert, entspricht einer gedämpften Schwingung auf der Abtriebswelle 3, die sich in periodischen Schwingungen mit abnehmender Amplitude auswirkt. Die Dämpfung ist durch die Systemeigenschaften des Antriebssystems bestimmt. Diese Schwingung ist, wie oben erwähnt, störend, da sie sich durch Ruckeln beim Fahrverhalten des Fahrzeugs bemerkbar macht.
Um eine größtmögliche Reduktion bzw. Eliminierung der Schwingung auf der Antriebswelle zu erreichen, wird nun eine Kompensationsmomentenansteuerung mit einem Kompensationsmoment M2 zusätzlich zu der Ansteuerung mit dem Ansteuermoment M-ι an den Antriebsmotor 2 angelegt, und zwar zeitlich versetzt, um zumindest eine Teilauslöschung der durch die Ansteuerung mit dem Ansteuermoment bewirkten Schwingung zu erreichen. Vorzugsweise erfolgt die Kom- pensationsmomentenansteuerung, d.h. die weitere Erhöhung der Vorgabe des Ansteuermoments um das Kompensationsmoment M2, zu einem Zeitpunkt Tk, an dem die Krümmung der durch die Ansteuerung mit dem Ansteuermoment M-ι erzeugte Schwingung ihren ersten Wendepunkt hat. Der Zeitpunkt Tk des ersten Wendepunktes ist durch die zweite Ableitung des Drehzahlenverlaufes in bekannter Weise ermittelbar. Dazu kann vorgesehen sein, dass das Steuergerät 6 den Drehzahlverlauf überwacht und die Kompensationsmomentenansteuerung dann vornimmt, wenn die zweite Ableitung des ermittelten Drehzahlsignals 0 ist. Die durch die Kompensationsmomentenansteuerung bewirkte Schwingung auf der Abtriebswelle 3 (Kurve K2, gestrichelt) überlagert die durch die Ansteuerung mit dem Ansteuermoment bewirkte Schwingung und ist durch den gepunkteten Drehzahlverlauf dargestellt. Der resultierende Drehzahlverlauf (siehe Kurve K3, gestrichelt) ergibt sich durch die Überlagerung beider gedämpfter Schwingungen, d.h. den Schwingungen, die durch die Ansteuerung mit dem Ansteuermoment und durch das Aufschalten des zusätzlichen Kompensationsmoments bewirkt worden sind. Man erkennt, dass im günstigsten Fall mit Hilfe des beschriebenen Verfahrens die Schwingung auf der Abtriebswelle 3 nach der ersten Halbwelle eliminiert werden kann.
Zur vollständigen Eliminierung ist die Höhe des Kompensationsmoments der Kompensationsmomentenansteuerung so zu wählen, dass die Amplitude der aufgrund der Kompensationsmomentenansteuerung resultierenden Schwingung dem Betrag des ersten Minimumwerts nmin1 eines ersten lokalen Minimums der zweiten Halbwelle der durch die Ansteuerung mit dem Ansteuermoment bewirkten Schwingung entspricht. Das Verhältnis zwischen dem Ansteuermoment M-i und des zusätzlichen Kompensationsmoments M2 der Kompensationsmomente- nansteuerung ist im Wesentlichen durch den Dämpfungsverlauf beim momenta- nen Betriebszustand des Antriebsystems bestimmt. Das Momenten-Verhältnis ergibt sich bei bekannter Anfangs-Drehzahl n0 und Eigenfrequenz aus der Anfangsamplitude nmax und der Dämpfung, die durch einen exponentiellen Verlauf gemäß e~£t bestimmt ist, nach einer halben Periodendauer, d.h. der Dämpfung zum Zeitpunkt Tk. nit) = ηΰ + ·ί3.ϊ51ίΜΓ€ι- &ί3Ϊϊϊ (ωί + φα)
Es ist nicht unbedingt erforderlich, dass der Zeitpunkt der Kompensationsmo- mentenansteuerung zum Zeitpunkt Tk erfolgt. Davon abweichende Zeitpunkte zum Anlegen der Kompensationsmomentenanforderung führen jedoch im Allgemeinen zu einer nicht vollständigen Auslöschung der durch die Teilmomentenan- forderung hervorgerufenen Schwingung und stellen somit nicht optimale Lösungen dar.
Um als Sollmomentenanforderung das maximale Fahrerwunschmoment FWMmax an den Antriebsmotor 2 auszugeben, kann vorgesehen sein, dass nach der Kompensationsmomentenansteuerung und nach Abwarten einer durch das Ansprechverhalten des Antriebsmotors 2 benötigten Zeitdauer bis zur Aufschaltung des durch die Kompensationsmomentenansteuerung geforderten Antriebsmoments eine weitere Teilmomentenansteuerung durchgeführt wird. Die weitere Teilmomentenansteuerung sieht eine Erhöhung der bestehenden Vorgabe des Antriebsmomentes um ein weiteres Teilmoment M3 vor. Dies kann notwendig sein, um die Differenz des momentanen nach der Aufschaltung des Kompensationsmoments erreichte Antriebsmoment an das durch das Fahrerwunschmoment FWM auszugleichen.
Der zeitliche Verlauf des weiteren Teilmoments für die weitere Teilmomentenansteuerung wird vorzugsweise so bemessen, dass diese keine nennenswerte Schwingung auf der Abtriebswelle 3 hervorruft. Dazu kann vorgesehen sein, dass die weitere Teilmomentenansteuerung mit einem geringem z.B. vorgegebenen Gradienten bzw. Verlauf vorgegeben wird, der die Vorgabe des Ansteuer- moments kontinuierlich ändert, bis das vorgegebene Ansteuermoment dem Fahrerwunschmoment FWMmax entspricht. Beispielsweise kann die weitere Teilmo- mentenansteuerung eine lineare oder auf sonstige Weise geformte Annäherung an das Fahrerwunschmoment FWMmax , z.B. in Form eines sich asymptotisch an das Fahrerwunschmoment FWMmax annähernden Verlaufs vorsehen. Im Wesentlichen dient die weitere Teilmomentenansteuerung dazu, die Differenz zwischen dem momentan geforderten maximalen Fahrerwunschmoment FWMmax und das sich nach der Kompensationsmomentenansteuerung ergebende Ansteuermoment auszugleichen.
In den Figuren 4a und 4b ist ein Beispiel für ein mögliches Systemverhalten gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel graphisch dargestellt. Figur 4a zeigt den Verlauf des vorgegebenen Fahrerwunschmomentes FWM sowie die resultierende Ansteuerung des Antriebsmotors 2 durch das Steuergerät 6. In dem gezeigten Beispiel ändert sich das Fahrerwunschmoment FWM mit einer vorbestimmten Steigung von einem Ausgangswunschmoment FWM0 zu einem maximalen Fahrerwunschmoment FWMmax. Daraus ergibt sich der Verlauf des Ansteuermoments durch Multiplikation des Verlaufs des Sollmoments mit dem Spontaneitätsfaktor. Im konkreten Fall ermittelt sich so das jeweilige Ansteuermoment, das eine Änderung bezüglich des Fahrerwunschmoment FWM0 angibt, durch Multiplikation des momentanen Zeitwerts des Fahrerwunschmoments FWM mit dem Spontaneitätsfaktor, der einen Anteil zwischen 0 und 100% definiert. Zu dem Zeitpunkt TK, der, wie oben beschrieben, vorzugsweise dem Zeitpunkt des Übergangs von der ersten Halbwelle zu einer zweiten Halbwelle der durch die Teilmomentenansteuerung hervorgerufenen Schwingung auf dem Abtriebsstrang entspricht, wird die Ansteuerung mit dem zusätzlichen Kompensationsmoment aufgeschaltet, so dass sich dieser zu dem momentanen, durch die Ansteuerung mit dem Ansteuermoment erreichten Antriebsmoment hinzuaddiert. Das Kompensationsmoment kann als (positiver oder negativer) Momentensprung dem momentanen Antriebsmoment hinzugefügt werden. Alternativ kann ein definierter Verlauf des Kompensationsmomentes vorgegeben werden, der zu einer geeigneten Kompensation der durch die Ansteuerung mit dem Ansteuermoment hervorgerufenen Schwingung führt. Wie bereits oben dargestellt, kann mit Hilfe der weiteren Teilmomentenansteuerung das Antriebsmoment, gemäß dem der Antriebsmotor angesteuert wird, an ein momentan gefordertes Fahrerwunschmoment (hier: FWMmax) angenähert werden, im vorliegenden Fall durch eine asymptotischen Formgebung des Verlaufs des weiteren Teilmoments, mit dem das jeweils durch die Ansteuerung mit dem Ansteuermoment und die Ansteuerung mit dem Kompensationsmoment erreichte Antriebsmoment zusätzlich beaufschlagt wird.
Vorstehend wurde das Verfahren bei einem Lastwechsel anhand einer Lastaufschaltung, d.h. eine Erhöhung des geforderten Fahrerwunschmoment FWM erklärt d.h. der Fahrer fordert ein höheres Moment als das derzeit anstehende an, welches das Motorsteuergerät z.B. durch Erhöhung der Einspritzung umsetzt. Das obige Verfahren ist jedoch analog auch auf eine Lastabschaltung anwendbar. Dabei fordert der Fahrer ein niedrigeres Moment als das derzeit anstehende Moment an, was das Motorsteuergerät z.B. durch Erniedrigung oder Wegnahme der Einspritzung umsetzt.
In den Figuren 5a und 5b sind analog zu den Figuren 4a und 4b die Verläufe des vorgegebenen Fahrerwunschmomentes FWM sowie die resultierende Ansteuerung des Antriebsmotors 2 durch das Steuergerät 6 dargestellt. In dem gezeigten Beispiel ändert sich das Fahrerwunschmoment FWM mit einer vorbestimmten negativen Steigung von einem Ausgangswunschmoment FWM0 zu einem vorgegebenen minimalen Fahrerwunschmoment FWMmin. Daraus ergibt sich der Verlauf des Ansteuermoments durch Multiplikation des Verlaufs des Sollmoments mit dem Spontaneitätsfaktor.

Claims

Ansprüche
1 . Verfahren zum Reduzieren einer Schwingung auf einer Abtriebswelle (3) eines Antriebsmotors (2), der ein Antriebsmoment bereitstellt, mit folgenden Schritten:
- Ansteuern des Antriebsmotors (2) gemäß einem zeitlichen Verlauf eines Ansteuermoments;
- Überwachen einer Betriebsgröße des Antriebsmotors (2), mit der eine Schwingung auf der Abtriebswelle erkennbar ist;
- bei Erkennen der Schwingung auf der Abtriebswelle (3), Ermitteln eines Aufschaltzeitpunkts (Tk) zum Ansteuern des Antriebsmotors (2) mit einem zusätzlichen Kompensationsmoments (M2) mit Hilfe der überwachten Betriebsgröße;
- Ansteuern des Antriebsmotors (2) zum ermittelten Aufschaltzeitpunkt (Tk) mit dem zusätzlichen Kompensationsmoment (M2), das ausgelegt ist, um die Amplitude der Schwingung auf der Abtriebswelle (3) zu reduzieren oder zu eliminieren.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , wobei der Aufschaltzeitpunkt (Tk) als der Zeitpunkt ermittelt wird, der durch den Übergang von einer ersten Halbwelle der Schwingung auf der Abtriebswelle (3) zu einer zweiten Halbwelle definiert ist.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Betriebsgröße des Antriebmotors (2) einer Drehzahl oder eines über die Abtriebswelle (3) bereitgestellten Antriebsmoments entspricht.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei das zusätzliche Kompensationsmoment (M2) einen Betrag aufweist, der so bestimmt ist, dass die Amplitude der sich lediglich durch die Aufschaltung des Kompensationsmoments (M2) ergebenden Schwingung auf der Abtriebswelle (3) im Wesentlichen der zum Aufschaltzeitpunkt (Tk) bestehenden Amplitude der Schwingung auf der Abtriebswelle (3) entspricht. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, mit den weiteren Schritten:
- Bereitstellen einer Angabe eines Verlaufs einer Sollmomentenänderung, die einen zeitlichen Verlauf eines Sollmoments angibt, um das das Antriebsmoment geändert werden soll;
- Ansteuern des Antriebsmotors (2) gemäß dem zeitlichen Verlauf des Ansteuermoments, wobei die Zeitwerte des zeitlichen Verlaufs des Ansteuermoments jeweils einem Anteil der entsprechenden Zeitwerte des Verlaufs der Sollmomentenänderung entsprechen.
Verfahren nach Anspruch 5, wobei ein Gradient des Verlaufs des Ansteuermoments und das zusätzliche Kompensationsmoments (M2) gleichgerichtet sind.
Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, wobei nach dem Ansteuern des Antriebsmotors (2) mit dem zusätzlichen Kompensationsmoment (M2) der Antriebsmotor (2) gemäß einem vorgegebenen zeitlichen Verlauf einer weiteren Teilmomentenänderung angesteuert wird, wobei sich der vorgegebene zeitliche Verlauf der weiteren Teilmomentenänderung an den Verlauf der vorgegebenen Sollmomentenänderung annähert.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei der zeitliche Verlauf des Ansteuermomentes eine positive Änderung des Antriebsmoments oder eine negative Änderung des Antriebsmoments aufweist.
Verfahren nach Anspruch 8, wobei ein Betrag eines Gradienten des vorgegebenen zeitlichen Verlaufs der weiteren Teilmomentenänderung einen vorgegebenen Gradientenschwellenwert bei einer positiven Änderung des Antriebsmoments nicht überschreitet bzw. bei einer negativen Änderung des Antriebsmoments nicht unterschreitet.
0. Vorrichtung zum Reduzieren einer Schwingung auf einer Abtriebswelle (3) eines Antriebsmotors (2), der ein Antriebsmoment bereitstellt, die ausgebildet ist:
- um den Antriebsmotor gemäß einem zeitlichen Verlauf eines Ansteuermoments anzusteuern;
- um eine Betriebsgröße des Antriebsmotors (2) zu überwachen, mit der eine Schwingung auf der Abtriebswelle (3) erkennbar ist;
- um bei Erkennen der Schwingung auf der Abtriebswelle (3) einen Auf- schaltzeitpunkt (Tk) zum Ansteuern des Antriebsmotors (2) mit einem zusätzlichen Kompensationsantriebsmoments (M2) mit Hilfe der überwachten Betriebsgröße zu ermitteln; und
- um den Antriebsmotor (2) zum ermittelten Aufschaltzeitpunkt (Tk) gemäß dem zusätzlichen Kompensationsmoment (M2) anzusteuern, das ausgelegt ist, um die Amplitude der Schwingung auf der Abtriebswelle (3) zu reduzieren oder zu eliminieren.
1 1 . - Motorsystem (1 ), umfassend:
- einen Antriebsmotor (2);
- eine Vorrichtung nach Anspruch 9.
12. Computerprogrammprodukt, das einen Programmcode enthält, der, wenn er auf einer Datenverarbeitungseinheit ausgeführt wird, ein Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9 durchführt.
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