WO2013053547A1 - Aktive dämpfungsregelung für ein elektro- oder hybridfahrzeug - Google Patents

Aktive dämpfungsregelung für ein elektro- oder hybridfahrzeug Download PDF

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motor drive
drive element
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Michael Mecks
Markus Kretschmer
Gunther Goetting
Mykhaylo Klymenko
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Robert Bosch Gmbh
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    • Y02T10/72—Electric energy management in electromobility

Definitions

  • the present invention relates to drive technology in vehicles.
  • the present invention relates to the damping of a vibration behavior of an electric motor drive element.
  • the present invention relates to a method for active damping control for an electric or hybrid vehicle with a
  • Electric motor drive element and a control unit and a vehicle Electric motor drive element and a control unit and a vehicle.
  • Electric motors are increasingly used as at least one drive component in motor vehicles.
  • Electric motor especially in dynamic load changes, despite a substantially smooth course of a propulsion torque of the electric motor can swing significantly.
  • One aspect of the present invention can thus be seen in the preferred damping of a vibration behavior of an electric motor of a vehicle.
  • Vehicle set up for carrying out the method according to the invention and a vehicle, comprising a control device according to the invention indicated according to the independent claims. Preferred embodiments will be apparent from the dependent claims.
  • the vibration behavior or the tendency to oscillations can be reduced or completely avoided by the use of a so-called observer element, which estimates the vibration behavior of a downstream vehicle drivetrain from a calculated or given torque and a measured rotational speed of an electric motor element and superimposes a vibration compensation torque on the predefined target torque ,
  • rTSM reduced drivetrain model
  • the electric motor drive element is a first
  • Angular velocity or speed ⁇ its rotor and the vehicle or its mass has a second angular velocity / speed ⁇ 2 .
  • the second speed can be represented for example by the slip-free rotation of the drive wheels, but the mass of the drive wheels has been compensated so that they relate essentially to a replacement vehicle mass, thus representing as if the entire vehicle mass in the drive wheels united or to be found there.
  • 001 is ⁇ 2 , it means that, at least at the moment, no
  • Vibration behavior is found in the reduced drive train model.
  • Vibration behavior ooosc of the vehicle drive train is thus as follows:
  • Drivetrain is a non-constant design of the factor k Dmp preferred to obtain a preferred damping of a drive train.
  • the internal damping of a drive train may vary depending on the vehicle speed, for example, the internal damping of the drive train may increase with increasing vehicle speed, while on the other hand may decrease the dynamics of a torque control of an electric machine.
  • Electric motor drive element or the estimated speed ⁇ 2 is to design.
  • the compensation torque tq Dmp can not be implemented in its maximum possible bandwidth.
  • Compensation torque tq Dmp be limited to a value tq Dmpmax , since it is firstly not necessary to compensate for a tendency to vibrate a drive train with a maximum possible torque of an electric motor drive element and on the other hand, an unnecessarily high torque mechanical components such as axle shafts or transmission elements can unnecessarily burden.
  • Sensor information especially in a low speed range of the vehicle, can be avoided by an activation threshold.
  • a compensation torque is effectively applied to the driveline only when the compensation torque tq Dmp has exceeded a certain activation threshold tqDm min. Below this activation threshold becomes
  • Activation point tq Dmpmin created and further limited to a maximum value tq Dmpmax .
  • the compensation torque tq Dmp can still be applied to the
  • Triebstrangmodell (rTSM) is spoken, this is in particular the reduced driveline model according to Figure 3 to understand.
  • Figures 1 a, b an exemplary vibration behavior of a drive train
  • Figure 2 is a modeling of a vehicle drive train according to the
  • FIG. 3 shows an exemplary embodiment of a reduced drive train model rTSM according to the present invention.
  • FIG. 4 shows an exemplary flow diagram of the method for active
  • FIG. 2 shows a modeling of a vehicle drive train according to the present invention.
  • Electric vehicle has electric motor drive element 4, coupled below
  • Electric motor 4 when driving the drive wheels 12 in vibration.
  • FIG. 3 shows an exemplary embodiment of a reduced drive train model rTSM according to the present invention, in particular an equivalent circuit diagram or a reduced modeling using a reduced drive train model rTSM of FIG. 2.
  • the connection of the electric motor drive element 4 to the drive wheels 12 and the vehicle 14 takes place in Figure 3 using a replacement elasticity of the drive train, thus a mathematical model of the physical behavior of the drive train, in particular the elements drive shaft 8, gear 6 and side shafts 10 of the vehicle drive train 2 according to FIG. 2.
  • the mathematical modeling of the drive train here consists of mutually parallel spring element 16 and damping element 18.
  • Spring element 16 in this case has equivalent spring stiffness c, damping element 18th
  • Electric motor drive element 4 uses a system excitation u, for example, the torque of the electric motor drive element 4.
  • u the torque of the electric motor drive element 4.
  • J 2 load torque tq Las t of the vehicle acts, for example, a friction.
  • the angular acceleration ⁇ of the rotor of the electric motor drive element 4 and ⁇ 2 can represent the angular acceleration of the vehicle mass, converted to a rotational movement using the replacement vehicle mass:
  • c equivalent spring stiffness of the vehicle drive train according to rTSM
  • d replacement damping constant of the vehicle drive train according to rTSM
  • ⁇ angular acceleration of the rotor of the electric motor drive element
  • ⁇ 2 angular acceleration of the replacement vehicle mass
  • ⁇ - ⁇ angular velocity / rotational speed of the rotor of the electric motor drive element
  • ⁇ 2 angular velocity / rotational speed of the replacement vehicle mass
  • ⁇ current angle of rotation of the rotor of the electric motor drive element
  • ⁇ 2 current rotation angle of the rotor of the spare vehicle mass. ooi corresponds to the angular velocity or rotational speed of the rotor of the
  • Electric motor drive element 4 and ⁇ 2 the angular velocity / speed of the replacement vehicle mass of the vehicle 14th
  • ⁇ - ⁇ or ⁇ 2 respectively form the angle of rotation of the rotor of the electric motor drive element 4 and the replacement vehicle mass, based on the drive wheels 12th
  • the oscillation behavior ooosc is a difference of ⁇ and ⁇ 2 ⁇ 2 .
  • FIG. 4 an exemplary flowchart of the FIG.
  • Method 30 for active damping control for an electric or hybrid vehicle with an electric motor drive element uses a current setpoint torque value tqEimDes, which is predetermined by a driver of a vehicle using an accelerator pedal 20, for example. Using the reduced
  • Triebstrangmodells rTSM according to Figure 3, taking into account the equivalent spring stiffness c of the vehicle drive train, the replacement damping constant d of
  • Vehicle driveline and the current rotational angle of the machine ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ can determine a current damping torque value tq Dmp .
  • the current angle of rotation ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ of the electric motor drive element 4 may be determined, for example, by a measurement on the same.
  • ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ corresponds to ⁇ of equations 1 and 2.
  • the desired torque tq E i m Des corresponds to u (t). In particular, that can
  • tq Dmp is represented as oo 0s c multiplied by factor element k Dmp .
  • Factor element k Dmp can firstly be a constant factor as described above, but should in particular be adapted dynamically to the vehicle speed v, a wheel speed n wheel or a rotor speed of the electric motor drive element 4 or else to the estimated speed ⁇ 2 of the replacement vehicle mass to be dependent on this.
  • Attenuation moment tq Dmp can be determined below using a
  • the reduced drive train model provides the estimated rotation angle (pEimEst, which signal can be used instead of (pEimAct) as a signal for a current control of the electric motor drive element 4. Due to the use of the rotation angle ⁇ 2 with respect to ⁇ - ⁇ or ⁇ 2 with respect to ⁇ , a Direct compensated control of electric motor drive element 4. This allows the signal quality of the rotation angle used for the control in comparison to the directly determined from a sensor rotation angle (pEimAct usually be significantly improved.
  • Vehicle speed v determined and to calculate a

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Abstract

Verfahren (30) zur aktiven Dämpfungsregelung für ein Elektro- oder Hybridfahrzeug mit einem Elektromotor-Antriebselement (4), aufweisend Erhalten eines aktuellen Soll-Drehmomentwertes (tqElmDes) des Elektromotor-Antriebselementes 4; Bestimmen eines aktuellen Drehwinkelwertes (ΦElmAct) des Elektromotor-Antriebselementes (4) und Bestimmen eines aktuellen Dämpfungs-Drehmomentwertes (tqDmp), dadurch gekennzeichnet, dass der aktuelle Dämpfungsdrehmomentwert (tqDmp) unter Verwendung eines reduzierten Triebstrangmodells (rTSM) bestimmt wird.

Description

Beschreibung Titel
Aktive Dämpfungsregelung für ein Elektro- oder Hvbridfahrzeug
Die vorliegende Erfindung betrifft Antriebstechnik in Fahrzeugen. Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung die Dämpfung eines Schwingverhaltens eines Elektromotor- Antriebselementes. Weiter insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur aktiven Dämpfungsregelung für ein Elektro- oder Hybridfahrzeug mit einem
Elektromotor-Antriebselement sowie ein Steuergerät und ein Fahrzeug.
Stand der Technik
Elektromotoren werden immer häufiger als zumindest eine Antriebskomponente in Kraftfahrzeugen verwendet. Eine Eigenschaft eines Fahrzeugantriebsstranges, aufweisend einen Elektromotor als Antriebsmotor, ist hierbei jedoch dessen
Schwingungsfähigkeit. Dadurch kann es möglich sein, dass die Drehzahl eines
Elektromotors, insbesondere bei dynamischen Lastwechseln, trotz eines im Wesentlichen glatten Verlaufs eines Vortriebsmomentes des Elektromotors, signifikant schwingen kann.
Die Abbildung der Figur 1 a,b zeigen hierbei das Drehmoment tqEim zum Zeitpunkt t=1 s als einen im Wesentlichen sprunghaften Anstieg von 0 Nm zu exemplarisch 50 Nm, während jedoch die Drehzahl des Elektromotors nEim in Umdrehungen/Minute im Zeitbereich zwischen t=1 s und t=1 ,5s bis zu t=2s ein gewisses Schwingungsverhalten aufweist. Ab t=2s ergibt das anliegende Drehmoment tqEim einen im Wesentlichen linearen Anstieg der Drehzahl nEim- In diesem Zusammenhang tritt ein solches Verhalten regelmäßig unabhängig von einer speziellen Implementierung eines Antriebsstranges auf, wodurch es sich als irrelevant darstellen kann, ob es sich bei dem Antriebsstrang um eine sogenannte elektrische Achse, eine Kombination eines Elektromotors mit einem Differentialgetriebe, um einen konventionellen Triebstrang oder um einen Radnabenantrieb handelt. Derartig auftretende Schwingungen bedeuten neben Komforteinbußen auch eine deutlich erhöhte mechanische Belastung des Antriebsstranges.
Offenbarung der Erfindung
Ein Aspekt der vorliegenden Erfindung kann somit in der bevorzugten Dämpfung eines Schwingungsverhaltens eines Elektromotors eines Fahrzeuges gesehen werden.
Demgemäß wird ein Verfahren zur aktiven Dämpfungsregelung für ein Elektro- oder Hybridfahrzeug mit einem Elektromotor-Antriebselement, ein Steuergerät für ein
Fahrzeug, eingerichtet zum Ausführen des erfindungsgemäßen Verfahrens sowie ein Fahrzeug, aufweisend ein erfindungsgemäßes Steuergerät gemäß den unabhängigen Patentansprüchen angezeigt. Bevorzugte Ausgestaltungen ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.
Das Schwingungsverhalten bzw. die Neigung zu Schwingungen lässt sich durch den Einsatz eines sogenannten Beobachterelementes, welches aus einem berechneten bzw. gegebenen Drehmoment sowie einer gemessenen Drehzahl eines Elektromotorelementes das Schwingungsverhalten eines nachgeschalteten Fahrzeugantriebsstranges schätzt und dem vorgegebenen Solldrehmoment ein Schwingungskompensationsdrehmoment überlagert, reduzieren bzw. gänzlich vermeiden.
Im Weiteren wird das erfindungsgemäße Verfahren unter Bezugnahme auf ein
sogenanntes reduziertes Triebstrangmodell (rTSM), im Wesentlichen ein Zwei- Massenschwinger, welcher die Triebstrangdynamik ausreichend genau nachbildet, beschrieben.
Wesentlich ist hierbei, dass das Elektromotor-Antriebselement eine erste
Winkelgeschwindigkeit bzw. Drehzahl ωι seines Rotors aufweist sowie das Fahrzeug bzw. dessen Masse eine zweite Winkelgeschwindigkeit/Drehzahl ω2 aufweist. Die zweite Drehzahl lässt sich beispielsweise durch die schlupffreie Rotation der Antriebsräder darstellen, wobei jedoch die Masse der Antriebsräder derart kompensiert wurde, so dass sie sich im Wesentlichen auf eine Ersatz-Fahrzeugmasse beziehen, sich somit derart darstellen, als wäre die gesamte Fahrzeugmasse in den Antriebsrädern vereint bzw. dort vorzufinden. Im Falle, dass 001 gleich ω2 ist, bedeutet dies, dass, zumindest momentan, kein
Schwingungsverhalten im reduzierten Triebstrangmodell aufzufinden ist. Ein
Schwingungsverhalten ooosc des Fahrzeugtriebstranges stellt sich somit wie folgt dar:
Im Falle, dass oo0sc ungleich 0 ist, weist das reduzierte Triebstrangmodell ein
Schwingungsverhalten auf. Aus dem Schwingungsverhalten ooosc kann nachfolgend in einem weiteren Schritt ein Kompensationsdrehmoment bzw. Dämpfungsdrehmoment tqDm ermittelt werden.
Der Dämpfungsdrehmomentwert tqDmp lässt sich zunächst unter Verwendung eines konstanten Faktors bzw. Multiplikators kDmp aus dem Schwingungsverhalten ooosc gemäß tqDm = kDmp * ooosc bestimmen. Für eine möglichst ideale Berechnung des Dämpfungs-Drehmomentwertes tqDmp, im Weiteren auch Kompensationsdrehmoment bzw. Kompensationsmoment bezeichnet, muss dieses unter Beeinflussung des gewöhnlich konstanten Faktors kDmp für einen effektiven Einsatz in Hybrid- und/oder Elektrofahrzeugen angepasst werden. Aufgrund des von verschiedenen Faktoren abhängigen Schwingungsverhaltens eines
Antriebsstranges, ist eine nicht konstante Ausgestaltung des Faktors kDmp zum Erhalt einer bevorzugten Dämpfung eines Antriebsstranges zu bevorzugen.
Zum Beispiel kann sich die Eigendämpfung eines Antriebsstranges abhängig von der Fahrzeuggeschwindigkeit verändern, beispielsweise kann die Eigendämpfung des Antriebsstranges mit steigender Fahrzeuggeschwindigkeit zunehmen, während andererseits die Dynamik einer Drehmomentregelung einer elektrischen Maschine abnehmen kann. Somit lässt sich eine bevorzugte Reduktion eines
Schwingungsverhaltens dadurch erzielen, dass der Skalierungsfaktor kDmp abhängig von der Fahrzeuggeschwindigkeit, der Raddrehzahl bzw. Drehzahl des Rotors des
Elektromotor-Antriebselementes oder der geschätzten Drehzahl ω2 auszugestalten ist.
Auch kann das Kompensationsdrehmoment tqDmp nicht in seiner maximal möglichen Bandbreite implementiert werden. Hierbei kann die Größe des
Kompensationsdrehmomentes tqDmp auf einen Wert tqDmpmax begrenzt werden, da es zum einen nicht notwendig ist eine Schwingungsneigung eines Antriebsstranges mit einem maximal möglichen Drehmoment eines Elektromotor-Antriebselementes zu kompensieren und andererseits auch ein unnötig hohes Drehmoment mechanische Komponenten beispielsweise Achswellen oder Getriebeelemente unnötig belasten kann.
Weiterhin können in bestimmten Fahrsituationen fehlerhafte bzw. gestörte
Sensorinformationen in einer Schwingungsanregung des Fahrzeugantriebsstranges resultieren. In anderen Worten können z.B. ungenau oder fehlerhaft bestimmte
Sensorinformationen zu einer effektiven Verschlechterung der Situation führen. Derartige fehlerbehaftete Triebstranganregungen durch ungenaue oder fehlerhafte
Sensorinformationen, insbesondere in einem Niedrigstgeschwindigkeitsbereich des Fahrzeuges, können durch eine Aktivierungsschwelle vermieden werden. In anderen Worten wird ein Kompensationsdrehmoment erst dann effektiv an den Triebstrang angelegt, wenn das Kompensationsdrehmoment tqDmp eine gewisse Aktivierungsschwelle tqDm min überschritten hat. Unterhalb dieser Aktivierungsschwelle wird ein
Kompensationsdrehmoment tqDmp = 0 realisiert.
Somit wird ein Kompensationsdrehmoment tqDmp nur bei Überschreiten einer
Aktivierungsstelle tqDmpmin angelegt und im Weiteren auf einen maximalen Wert tqDmpmax begrenzt. Das Kompensationsdrehmoment tqDmp lässt sich weiterhin an die
Fahrzeuggeschwindigkeit anpassen, indem der Skalierungsfaktor kDmp als eine Funktion der Fahrzeuggeschwindigkeit (kDmp = f(v)), eine Funktion der Raddrehzahl (kDmp = f(nRad)) bzw. Rotordrehzahl (kDmp = f(oo-i)) der elektrischen Maschine oder die geschätzte Drehzahl (kDm = ί(ω2)) der Ersatzfahrzeugmasse dargestellt wird.
Wenn im Kontext der vorliegenden Beschreibung von einem reduzierten
Triebstrangmodell (rTSM) gesprochen wird, so ist hierunter insbesondere das reduzierte Triebstrangmodell gemäß Figur 3 zu verstehen.
Ausführungsformen der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und
nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.
Es zeigen
Figuren 1 a,b ein exemplarisches Schwingungsverhalten eines Antriebsstranges;
Figur 2 eine Modellierung eines Fahrzeugantriebsstranges gemäß der
vorliegenden Erfindung; Figur 3 eine exemplarische Ausgestaltung eines reduzierten Antriebsstrangmodells rTSM gemäß der vorliegenden Erfindung; und
Figur 4 ein exemplarisches Ablaufdiagramm des Verfahrens zur aktiven
Dämpferregelung gemäß der vorliegenden Erfindung.
Ausführungsformen der Erfindung
Figur 2 zeigt eine Modellierung eines Fahrzeugantriebsstranges gemäß der vorliegenden Erfindung.
Der modellierte Fahrzeugantriebsstrang 2 für ein Hybridelektrofahrzeug oder ein
Elektrofahrzeug weist Elektromotor-Antriebselement 4 auf, angekoppelt unter
Verwendung einer Antriebswelle 8 an ein Getriebe 6. Ausgehend vom Getriebe 6 sind über Seitenwellen 10 exemplarisch zwei Antriebsräder 12 an Elektromotor 4 angebunden. Eine Rotation des Elektromotors 4 wird somit über Antriebswelle 8, Getriebe 6 sowie Seitenwellen 10 auf eine Rotation der Antriebsräder 12 übertragen.
Aufgrund der Übertragung der Drehbewegung von Elektromotor-Antriebselement 4 auf die Antriebsräder 12 unter Verwendung von mehreren Zwischengeordneten Elementen, insbesondere durch deren vorherrschende Elastizitäten und Dämpfungen, kann
Elektromotor 4 bei Antrieb der Antriebsräder 12 in Schwingung geraten.
Figur 3 zeigt eine exemplarische Ausgestaltung eines reduzierten Antriebsstrangmodells rTSM gemäß der vorliegenden Erfindung, insbesondere ein Ersatzschaltbild bzw. eine reduzierte Modellierung unter Verwendung eines reduzierten Triebstrangmodells rTSM der Figur 2.
Im reduzierten Modell der Figur 3 wird die Rotation des Elektromotor-Antriebselementes 4 bzw. dessen Rotordrehung auf die Drehung des Fahrzeuges 14, insbesondere seiner Antriebsräder 12 übertragen. Hierbei wird als Trägheitsmoment des Elektromotors 4 J-i , als Trägheitsmoment des Fahrzeuges inklusiv aller Fahrwiderstände ein
Ersatzträgheitsmoment J2, welches insbesondere eine Ersatzfahrzeugmasse
berücksichtigt, die letztendlich die Fahrzeugmasse auf eine Rotation der Antriebsräder 12 umlegt, verwendet. Somit lässt sich die Antriebs- bzw. Vorwärtsbewegung des
Fahrzeuges 14 in eine Rotation der Antriebsräder 12 unter Berücksichtigung einer entsprechenden Ersatzfahrzeugmasse umbilden. Die Anbindung des Elektromotor-Antriebselementes 4 an die Antriebsräder 12 bzw. das Fahrzeug 14 erfolgt in Figur 3 unter Verwendung einer Ersatzelastizität des Triebstranges, mithin eines mathematisches Modell des physikalischen Verhaltens des Antriebsstranges, insbesondere der Elemente Antriebswelle 8, Getriebe 6 sowie Seitenwellen 10 des Fahrzeugantriebsstranges 2 gemäß Fig. 2.
Die mathematische Modellierung des Antriebsstranges besteht hierbei aus parallel zueinander angeordnetem Federelement 16 sowie Dämpfungselement 18. Federelement 16 weist hierbei Ersatzfedersteifigkeit c, Dämpfungselement 18
Ersatzdämpfungskonstante d auf.
Elektromotor-Antriebselement 4 verwendet eine Systemanregung u, beispielsweise das Drehmoment des Elektromotor-Antriebselementes 4. Auf das Trägheitsmoment des Fahrzeuges J2 wirkt Lastmoment tqLast des Fahrzeuges, zum Beispiel eine Reibung. Durch die beiden nachfolgenden Gleichungen lassen sich jeweils die Winkelbeschleunigung ωι des Rotors des Elektromotor-Antriebselementes 4 sowie ω2 die Winkelbeschleunigung der Fahrzeugmasse, umgerechnet auf eine Drehbewegung unter Verwendung der Ersatzfahrzeugmasse darstellen:
Figure imgf000008_0001
Gleichung 1
( u>i(t) - u>2(t)) - — ■ tqLast(t)
Figure imgf000008_0002
Gleichung 2 mit
Trägheitsmoment des Elektromotor-Antriebselementes;
Trägheitsmoment des Fahrzeuges;
c: Ersatzfedersteifigkeit des Fahrzeugtriebstranges gemäß rTSM;
d: Ersatzdämpfungskonstante des Fahrzeugtriebstranges gemäß rTSM;
u: Systemanregung/Drehmoment des Elektromotor-Antriebselementes;
tqi_ast Lastmoment des Fahrzeuges; ώι: Winkelbeschleunigung des Rotors des Elektromotor-Antriebselementes;
ώ2: Winkelbeschleunigung der Ersatz-Fahrzeugmasse;
ω-ι: Winkelgeschwindigkeit/Drehzahl des Rotors des Elektromotor- Antriebselementes;
ω2: Winkelgeschwindigkeit/Drehzahl der Ersatz-Fahrzeugmasse;
Φι: aktueller Drehwinkel des Rotors des Elektromotor-Antriebselementes; und
Φ2: aktueller Drehwinkel des Rotors der Ersatz-Fahrzeugmasse. ooi entspricht hierbei der Winkelgeschwindigkeit bzw. Drehzahl des Rotors des
Elektromotor-Antriebselementes 4 sowie ω2 die Winkelgeschwindigkeit/Drehzahl der Ersatzfahrzeugmasse des Fahrzeugs 14.
Φ-ι bzw. Φ2 bilden jeweils den Drehwinkel des Rotors des Elektromotor-Antriebselementes 4 bzw. der Ersatzfahrzeugmasse, bezogen auf die Antriebsräder 12.
Das Schwingungsverhalten ooosc stellt sich als Differenz von ωι und ω2ω2 dar.
Weiter Bezug nehmend auf Figur 4 wird ein exemplarisches Ablaufdiagramm des
Verfahrens zur aktiven Dämpferregelung gemäß der vorliegenden Erfindung dargestellt.
Verfahren 30 zur aktiven Dämpfungsregelung für ein Elektro- oder Hybridfahrzeug mit einem Elektromotor-Antriebselement verwendet einen aktuellen Soll-Drehmomentwert tqEimDes, welcher beispielsweise von einem Fahrer eines Fahrzeuges unter Verwendung eines Gaspedals 20 vorgegeben wird. Unter Verwendung des reduzierten
Triebstrangmodells rTSM gemäß Figur 3 unter Berücksichtigung der Ersatzfedersteifigkeit c des Fahrzeugantriebsstranges, der Ersatzdämpfungskonstante d des
Fahrzeugantriebsstranges sowie des aktuellen Drehwinkels der Maschine ΦΕΙΓΠΑΟΙ lässt sich ein aktueller Dämpfungs-Drehmomentwert tqDmp bestimmen. Der aktuelle Drehwinkel ΦΕΙΓΠΑΟΙ des Elektromotor-Antriebselementes 4 mag beispielsweise durch eine Messung an demselben bestimmt werden. ΦΕΙΓΠΑΟΙ entspricht hierbei Φι der Gleichungen 1 und 2.
Das Soll-Drehmoment tqEimDes entspricht hierbei u(t). Insbesondere kann das
Dämpfungsmoment tqDmp aus ooosc, somit zu ooi - ω2 bestimmt werden. Weiter insbesondere stellt sich tqDmp als oo0sc multipliziert mit Faktorelement kDmp dar. Faktorelement kDmp kann zunächst wie zuvor dargelegt ein konstanter Faktor sein, sollte insbesondere jedoch dynamisch an die Fahrzeuggeschwindigkeit v, eine Raddrehzahl nRad bzw. eine Rotordrehzahl des Elektromotor-Antriebselementes 4 oder aber an die geschätzte Drehzahl ω2 der Ersatzfahrzeugmasse angepasst sein bzw. von dieser abhängig sein.
Dämpfungsträgheitsmoment tqDmp kann nachfolgend unter Verwendung eines
Sättigungsblockes 22 in seinem Maximalwert begrenzt tqDmpmax werden sowie eine Aktivierungsschwelle tqDmpmin aufweisen. Eine entsprechende Realisierung eines
Kurvenverlaufs zwischen tqDrnpEiri sowie tqDmpAus des Sättigungsblocks ist Figur 4 zu entnehmen.
Nach dem Sättigungsblock 22 erfolgt die Berechnung des geforderten Drehmomentes des Elektromotors tqEimAct zu tqEimAct = tq ElmDes tqDm A
Das derart bestimmte Drehmoment des Elektromotor-Antriebselementes 4 wird wiederum in das reduzierte Triebstrangmodell der Figur 3 eingekoppelt. Eine entsprechende Berechnung kann nun in ihrer nächsten Iteration fortgesetzt werden. Gleichzeitig liefert das reduzierte Triebstrangmodell den geschätzten Drehwinkel (pEimEst, welches Signal anstelle von (pEimAct als Signal für eine Stromregelung des Elektromotor- Antriebselementes 4 verwendet werden kann. Aufgrund der Verwendung des Drehwinkels Φ2 gegenüber Φ-ι bzw. ω2 gegenüber ωι erfolgt eine direkte kompensierte Ansteuerung von Elektromotor-Antriebselement 4. Dadurch kann die Signalgüte des für die Regelung verwendeten Drehwinkels im Vergleich zum unmittelbar aus einem Sensor ermittelten Drehwinkel (pEimAct in der Regel deutlich verbessert werden.
Insbesondere wird beim Verfahren der vorliegenden Erfindung somit nicht eine
Fahrzeuggeschwindigkeit v bestimmt und zur Berechnung eines
Kompensationsdrehmomentes verwendet, sondern vielmehr eine aktuelle Drehzahl des Rotors eines Elektromotor-Antriebselementes. Hierdurch mag im Weiteren eine geschwindigkeitsabhängige Parametrisierung einer Antriebssteuerung durchzuführen sein. Alternativ kann auch eine geschätzte Drehzahl ω2 des Elektromotor- Antriebselementes 4 bzw. eines Antriebsrades 12 verwendet werden. Im Weiteren ist festzustellen, dass das erfindungsgemäße Verfahren nicht in die
Drehzahlregelung eingreift, sondern vielmehr in die Drehmomentkontrolle. Somit ist der erfindungsgemäße Erfolg auch bei Anfahren aus einem Fahrzeugstillstand realisierbar. Das Schwingungsverhalten wird somit einzig durch ein Drehzahl- bzw. Lagerwinkelsignal eines Elektromotor-Antriebselementes 4 und insbesondere nicht aus einer
Differenzmessung zwischen einer Soll- und Ist-Drehzahl bestimmt. Die Stromregelung eines Elektromotor-Antriebselementes 4 bleibt hierdurch unberührt und muss nicht adaptiert werden. Die einzige Aufgabe der Stromregelung ist das Einstellen des
Drehmomentes tqEimAct ist.

Claims

Ansprüche 1 . Verfahren (30) zur aktiven Dämpfungsregelung für ein Elektro- oder Hybridfahrzeug mit einem Elektromotor-Antriebselement, aufweisend
erhalten eines aktuellen Soll-Drehmomentwertes (tqEimDes) des Elektromotor- Antriebselementes (4);
bestimmen eines aktuellen Drehwinkelwertes (<J>BmAct) des Elektromotor- Antriebselementes (4); und
bestimmen eines aktuellen Dämpfungs-Drehmomentwertes (tqDm )
dadurch gekennzeichnet, dass
der aktuelle Dämpfungs-Drehmomentwert (tqDm ) unter Verwendung eines reduzierten Triebstrangmodells (rTSM) bestimmt wird.
2. Verfahren gemäß Anspruch 1 ,
wobei der aktuelle Dämpfungs-Drehmomentwert (tqDm ) auf einen Maximalwert (tqDmpmax) begrenzt wird; und/oder
wobei der aktuelle Dämpfungs-Drehmomentwert (tqDmp) unterhalb einer
Aktivierungsschwelle (tqDmpmin) auf Null gesetzt wird.
3. Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, weiterhin aufweisend bestimmen eines aktuellen Antriebs-Drehmomentwertes (tqEimAct) zur Ansteuerung des Elektromotor-Antriebselementes (4) aus der Differenz des aktuellen Soll- Drehmomentwertes (tqEimDes) und des aktuellen Dämpfungs-Drehmomentwertes (tqDmp) zu tqEimAct = tq ElmDes " tqDmP-
4. Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, weiterhin aufweisend bestimmen eines geschätzten Drehwinkelwertes (ΦΕΙΠΕ ) aus dem aktuellen Soll- Drehmomentwert (tqEimDes) und dem aktuellen Drehwinkelwert (<t>EimAct) unter Verwendung des reduzierten Triebstrangmodells (rTSM); und
ansteuern des Elektromotor-Antriebselementes unter Verwendung des geschätzten Drehwinkelwertes (<J>BmEst)-
5. Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, weiterhin aufweisend bestimmen, unter Verwendung des reduzierten Triebstrangmodells (rTSM), eines Schwingungsverhalten (oo0sc) aus der Winkelgeschwindigkeit (ω-ι) des Rotors des Elektromotor-Antriebselementes sowie der Winkelgeschwindigkeit (ω2) einer Ersatz- Fahrzeugmasse zu ooosc = U)I - U)2 aus c
u>i(t) = (Φι(ί) - Φ2(ί)) - -■ (ωι(ί) - ω2(ί)) + 1 ■ u(t) Gleichung 1 u>2(t) = — - (Φι(ί) - Φ2(ί)) + — ( ωι(ί) - ω2(ί))
J2 J2
Gleichung 2 mit J-i : Trägheitsmoment des Elektromotor-Antriebselementes;
J2: Trägheitsmoment des Fahrzeuges;
c: Ersatzfedersteifigkeit des Fahrzeugtriebstranges gemäß rTSM;
d: Ersatzdämpfungskonstante des Fahrzeugtriebstranges gemäß rTSM;
u: Systemanregung/Drehmoment des Elektromotor-Antriebselementes;
tqLast: Lastmoment des Fahrzeuges;
Winkelbeschleunigung des Rotors des Elektromotor-Antriebselementes;
ώ2 Winkelbeschleunigung der Ersatz-Fahrzeugmasse;
ω-\ Winkelgeschwindigkeit/Drehzahl des Rotors des Elektromotor- Antriebselementes;
ω2 Winkelgeschwindigkeit/Drehzahl der Ersatz-Fahrzeugmasse;
Φι aktueller Drehwinkel des Rotors des Elektromotor-Antriebselementes; und Φ2 aktueller Drehwinkel des Rotors der Ersatz-Fahrzeugmasse.
6. Verfahren gemäß Anspruch 5,
wobei der aktuelle Dämpfungs-Drehmomentwert (tqDmp) aus dem Schwingungsverhalten (ooosc) unter Verwendung eines Faktors kDmp bestimmt wird zu tqDmp = kDmp * ωθ5ε-
7. Verfahren gemäß Anspruch 6,
wobei der Faktor kDmp ein nicht konstanter Faktor ist.
8. Verfahren gemäß Anspruch 7,
wobei der Faktor kDmp eine funktionale Abhängigkeit aufweist von zumindest einem Wert aus der Gruppe bestehend aus Fahrzeuggeschwindigkeit v - (kDmp = f(vFahrzeug)),
Raddrehzahl n - (kDmp = f(nRad)) bzw. Rotorgeschwindigkeit des Elektromotor- Antriebselementes (kDmp = f(oo-i)) und Winkelgeschwindigkeit ω2 einer Ersatz- Fahrzeugmasse - (kDmp = f(oo2)).
9. Steuergerät für ein Fahrzeug, insbesondere ein Elektro- oder Hybridfahrzeug, eingerichtet zum Ausführen des Verfahrens (30) gemäß zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche.
10. Fahrzeug, aufweisend ein Steuergerät gemäß Anspruch 9.
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