用于电动车或者混合动力车的主动的减震调节的制作方法
【专利摘要】本发明涉及一种用于为具有电动机驱动元件（4）的电动车或者混合动力车进行主动的减震调节的方法（30），该方法具有以下步骤：获得所述电动机驱动元件（4）的当前的额定转矩值（tqElmDes）；确定所述电动机驱动元件（4）的当前的旋转角度值（φElmAct）；并且确定当前的减震转矩值（tqDmp），其特征在于，在使用简化的动力系统模型（rTSM）的情况下，确定所述当前的减震转矩值（tqDmp）。
【专利说明】用于电动车或者混合动力车的主动的减震调节
【技术领域】
[0001]本发明涉及用在车辆中的驱动技术。本发明尤其涉及对于电动机驱动元件的振动特性的抑制。此外，本发明尤其涉及一种用于为具有电动机驱动元件的电动车或者混合动力车进行主动的减震调节的方法以及一种控制器和一种车辆。
【背景技术】
[0002]电动机越来越频繁地用作在机动车中的至少一个驱动组件。但是，具有用作的驱动马达的电动机的、车辆动力传动系的特性在此是其振动能力。因此可能的情况是，电动机的转速尤其在进行动态的负荷变换时尽管所述电动机的、牵引力矩的基本上平滑的曲线也可能显著地振动。
[0003]图la、b的插图在此作为基本上跳跃性的、从ONm到示例性的50Nm的上升示出了在时刻t=ls时的转矩tqElm,而所述电动机的以转/分钟计的转速!!.在t=ls与t=l.5s直至t=2s的时间范围内具有某种振动特性。自t=2s起,所加载的转矩tqElm表明转速nElm基本上线性地上升。
[0004]在这方面，在不取决于动力传动系的特殊的实施方式的情况下有规律地出现这样的特性，由此可能显示为无关紧要的是，所述动力传动系是所谓的电的轴、电动机与差速机构的组合、常规的动力系统还是轮毂驱动装置。
[0005]这种出现的振动除了舒适性损失之外也意味着所述动力传动系的机械的负荷的明显提闻。
【发明内容】
[0006]本发明的一方面由此可以在于对于车辆的电动机的振动特性的优选的抑制。
[0007]因此显示按独立权利要求所述的、一种用于为具有电动机驱动元件的电动机或者混合动力车进行主动的减震调节的方法、一种用于车辆的、设置用于执行所述按本发明的方法的控制器以及一种具有按本发明的控制器的车辆。优选的设计方案从从属权利要求中获得。
[0008]所述振动特性或者易于振动性可以通过所谓的观测元件的使用来降低或者完全避免，所述观测元件从电动机元件的、所计算的或者所给定的转矩以及所测量的转速中对布置在后面的车辆动力传动系的振动特性进行估计并且在预先给定的额定转矩上叠加振动补偿转矩。
[0009]此外，在参照所谓的简化的动力系统模型(rTSM)、主要是足够精确地对动力系统动力进行模仿的双质量振动器(Zwe1-Massenschwinger)的情况下来对所述按本发明的方法进行说明。
[0010]在此重要的是，所述电动机驱动元件具有其转子的第一角速度或者转速CO1并且所述车辆或者其质量具有第二角速度/转速ω2。所述第二转速比如可以通过所述驱动轮的无滑转的旋转来描述，但是其中如此对所述驱动轮的质量进行了补偿，使得其主要涉及等效车辆质量，由此如此来描述，好像整个车辆质量都被统一在所述驱动轮中或者可以在那里存在。
[0011]在ω1等于ω2的情况下，这意味着，至少当前在所述简化的动力系统模型中找不到振动特性。所述车辆动力系统的振动特性ω0sc由此表达如下=ω0sc=ω1-ω2。
[0012]在ω0sc不等于O的情况下，所述简化的动力系统模型具有振动特性。接下来可以在下一个步骤中从所述振动特性Q0sc中求得补偿转矩或者减震转矩tqDmp。
[0013]首先可以在使用恒定的因数或者乘数kDmp的情况下按照切_=kdep*ω0sc。从所述振动特性ω0sc中确定所述减震转矩值tqDmp。
[0014]为了尽可能理想地计算所述减震转矩值tqDmp，下面也称为补偿转矩或者补偿力矩，必须在通常恒定的因数kDmp的影响下为了有效地在混合动力车和/或电动车中使用而对所述减震转矩tqDmp进行调整。由于动力传动系的、取决于不同的因数的振动特性，为了得到动力传动系的优选的减震效果，优选使用所述因数kDmp的非恒定的设计方案。
[0015]比如动力传动系的自减震可以在取决车速的情况下变化，比如所述动力传动系的自减震可能随着车速的上升而增加，而另一方面电机的转矩调节的动力则会减小。由此，振动特性的优选的降低可以通过以下方式来实现:应该在取决于车速、车轮转速或者电动机驱动元件的转子的转速或者所估计的转速ω2的情况下来设计所述缩放因数kDmp。
[0016]也不能在所述补偿转矩tqDmp的最大可能的带宽中实现所述补偿转矩tqDmp。在此，可以将所述补偿转矩tqDmp的大小限制到数值tqDmpmax，因为一方面没有必要用电动机驱动元件的、最大可能的转矩对动力传动系的振动倾向进行补偿，并且另一方面不必要高的转矩可以不必要向机械的组件比如车轴或者传动机构元件加荷。
[0017]此外，在特定的行驶情况中，有错误的或者受到干扰的传感器信息可能引起车辆动力传动系的振动激励。换句话说，比如不精确地或者错误地确定的传感器信息可能导致情况的实际上的变差。这样的、有缺陷的、通过不精确的或者错误的传感器信息引起的、尤其在车辆的最低速度范围内的动力系统激励可以通过激活阈值来避免。换句话说，只有在所述补偿转矩tqDmp已经超过某种激活阈值tqDmpmin时，才将补偿转矩tqDmp有效地加载到所述动力系统上。在这个激活阈值之下，实现补偿转矩tqDmp=0。
[0018]由此，只有在超过激活阈值tqDnipniin时才加载所述补偿转矩tqDnip并且此外将所述补偿转矩tqDmp限制到最大的数值tqDmpmax。此外,所述补偿转矩tqDmp可以与车速相适应,方法是:作为车速的函数(kDmp=f(v))、车轮转速的函数(kDmp=f(nKad))或者电机的转子转速的函数(kDmp=f (ω 1))或者所述等效车辆质量的所估计的转速(kDmp=f (ω2))来描述所述缩放因数 kDmp。
[0019]如果在本说明书的上下文中谈及简化的动力系统模型(rTSM)，那么其尤其是指按图3的简化的动力系统模型。
【专利附图】
【附图说明】
[0020]本发明的实施方式在附图中示出并且在下面的描述中进行详细解释。附图示出: 图la、b是动力传动系的示例性的振动特性；
图2是按本发明的车辆动力传动系的建模结构；
图3是按本发明的、简化的动力传动系模型rTSM的一种示例性的设计方案；并且图4是按本发明的、用于进行主动的减震调节的方法的、示例性的流程图。
【具体实施方式】
[0021]图2不出了按本发明的车辆动力传动系的一种建模。
[0022]用于混合电动车或者电动车的模块化的车辆动力传动系2具有电动机驱动元件4，该电动机驱动元件在使用传动轴8的情况下耦合到传动机构6上。由所述传动机构6出发，两个驱动轮12通过半轴10示例性地连接到电动机4上。所述电动机4的旋转由此通过传动轴8、传动机构6以及半轴10传递到所述驱动轮12的旋转上。
[0023]由于在使用多个中间布置的元件的情况下，尤其通过所述元件的占优势的弹性和减震性能而将所述电动机驱动元件4的旋转运动传递到所述驱动轮12上,所述电动机4会在驱动所述驱动轮12时陷于振动之中。
[0024]图3示出了按本发明的、简化的动力传动系模型rTSM的、一种示例性的设计方案，尤其是在使用图2的简化的传动系统模型rTSM的情况下的等效接线图或者简化的模块化结构。
[0025]在图3的简化的模型中，将所述电动机驱动元件4的旋转或者其转子旋转传递到所述车辆14的、尤其是其驱动轮12的旋转上。在此，作为所述电动机4的惯性矩J1、作为所述车辆的惯性矩包括所有行驶阻力，使用尤其对等效车辆质量加以考虑的等效惯性矩J2,所述等效车辆质量最终将所述车辆质量移置到所述驱动轮12的旋转上。由此可以在考虑到相应的等效车辆质量的情况下将所述车辆14的驱动运动或者前进运动转变为所述驱动轮12的旋转。
[0026]在图3中在使用动力系统的等效弹性进而所述动力传动系的、尤其是按图2的车辆动力传动系2的传动轴8、传动机构6以及半轴10这些元件的物理特性的数学模型的情况下，将所述电动机驱动元件4连接到所述驱动轮12或者所述车辆14上。
[0027]所述动力传动系的数学的建模结构成在此由彼此并联地布置的弹簧元件16和衰减元件18所构成。弹簧元件16在此具有等效弹簧刚性C，减震元件18具有等效减震常数d0
[0028]电动机驱动元件4使用系统激励U，比如所述电动机驱动元件4的转矩。所述车辆的负载力矩t%ast、比如摩擦作用于所述车辆的惯性矩J2。通过下面两个方程式，以换算到旋转运动上的方式在使用所述等效车辆质量的情况下可以分别描述所述电动机驱动元件4的转子的角加速度O1以及所述车辆质量的角加速度ω2:
【权利要求】
1.用于为具有电动机驱动元件的电动车或者混合动力车进行主动的减震调节的方法(30)，所述方法具有以下步骤: 获得所述电动机驱动元件(4)的当前的额定转矩值(tqE1.s)； 确定所述电动机驱动元件(4)的当前的旋转角度值(ΦΕ1ηΛε?);并且 确定当前的减震转矩值(tqDmp ), 其特征在于， 在使用简化的动力系统模型(rTSM)的情况下，确定所述当前的减震转矩值(tqDmp)。
2.按权利要求1所述的方法， 其中，将当前的减震转矩值(tqDmp)限制到最大值(tqDmpmax);并且/或者 其中，将当前的、低于激活阈值(tqDmpmin)的减震转矩值(tqDmp)设置到零。
3.按前述权利要求中任一项所述的方法，此外具有以下步骤: 从所述当前的额定转矩值(tqElmItes)与所述当前的减震转矩值(tqDmp)的差中以tqE1-t=tqE1.s-tqDmp来确定用于对所述电动机驱动元件(4 )进行触发的、当前的驱动转矩值(t QElmAct )。
4.按前述权利要求中 任一项所述的方法，此外具有以下步骤: 在使用所述简化的动力系统模型(rTSM)的情况下，从所述当前的额定转矩值(tqElmItes)和所述当前的旋转角度值(ΦΕ1πΑ。,)中确定所估计的旋转角度值(ΦΕ1πΕ3?);并且 在使用所估计的旋转角度值(ΦΕ1ωΕ3?)的情况下，对所述电动机驱动元件进行触发这些步骤。
5.按前述权利要求中任一项所述的方法，此外具有在使用所述简化的动力系统模型(rTSM)的情况下从所述电动机驱动元件的转子的角速度(Q1)以及等效车辆质量的角速度(ω2)中以COqsc=CO1-CO2从以下方程式中确定振动特性(C0Qs。)的步骤:
6.按权利要求5所述的方法， 其中在使用因数kDmp的情况下，从所述振动特性(ω 。冲以tqDmp=kDmp* ω 0sc来确定所述当前的减震转矩值(tqDmp)。
7.按权利要求6所述的方法， 其中所述因数kDmp是非恒定的因数。
8.按权利要求7所述的方法， 其中所述因数kDmp与由以下参数构成的组中的至少一个数值存在函数上的相关性:车速V - (kDmp=f (vFahrzeug))、车轮转速η - (kDmp=f (nEad))或者电动机驱动元件的转子速度(kDmp=f(o D )和等效车辆质量的角速度ω2 - (kDmp=f (ω2))。
9.用于车辆、尤其是电动车或者混合动力车的控制器，设置所述控制器以执行按前述权利要求中至少一项所述的方法(30 )。
10.具有按权利要求9所述的`控制器的车辆。
【文档编号】B60L15/24GK103889807SQ201280050136
【公开日】2014年6月25日 申请日期:2012年9月4日 优先权日:2011年10月14日
【发明者】M.梅克斯, M.克雷切默, G.格廷, M.克利门科 申请人:罗伯特·博世有限公司