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DE102024206501A1 - Reduction of vibrations in a drivetrain - Google Patents

Reduction of vibrations in a drivetrain

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Publication number
DE102024206501A1
DE102024206501A1 DE102024206501.3A DE102024206501A DE102024206501A1 DE 102024206501 A1 DE102024206501 A1 DE 102024206501A1 DE 102024206501 A DE102024206501 A DE 102024206501A DE 102024206501 A1 DE102024206501 A1 DE 102024206501A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
signal
gradient
speed signal
combustion engine
internal combustion
Prior art date
Legal status (The legal status 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 status listed.)
Pending
Application number
DE102024206501.3A
Other languages
German (de)
Inventor
Soham Kulkarni
Tobias Brand
Srinivas Agnihotram
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.)
ZF Friedrichshafen AG
Original Assignee
ZF Friedrichshafen AG
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 ZF Friedrichshafen AG filed Critical ZF Friedrichshafen AG
Priority to DE102024206501.3A priority Critical patent/DE102024206501A1/en
Publication of DE102024206501A1 publication Critical patent/DE102024206501A1/en
Pending legal-status Critical Current

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    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60WCONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W10/00Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function
    • B60W10/02Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function including control of driveline clutches
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B60W30/18Propelling the vehicle
    • B60W30/192Mitigating problems related to power-up or power-down of the driveline, e.g. start-up of a cold engine

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)

Abstract

Ein Antriebsstrang (10) weist einen Elektromotor (16) und einen Verbrennungsmotor (12) auf, die miteinander gekoppelt sind. Ein Verfahren zur Reduzierung von Schwingungen in dem Antriebsstrang (10) weist auf: Empfangen eines Motordrehzahlsignals (30) des Elektromotors (16); Bestimmen eines Solldrehzahlsignals (32) für den Verbrennungsmotor (12) durch Modifizieren des Motordrehzahlsignals (30) in ein Hüllkurvensignal (34); und Anlegen des Solldrehzahlsignals (32) an den Verbrennungsmotor (12) auf. Das Hüllkurvensignal (34) wird durch Detektieren lokaler Maxima (36) des Motordrehzahlsignals (30) berechnet und das Hüllkurvensignal (34) wird auf den Wert des lokalen Maximums (36) eingestellt, bis eine Zeitperiode (37) ab dem lokalen Maximum vergangen ist. A powertrain (10) comprises an electric motor (16) and an internal combustion engine (12) coupled together. A method for reducing vibrations in the powertrain (10) comprises: receiving a motor speed signal (30) from the electric motor (16); determining a target speed signal (32) for the internal combustion engine (12) by modifying the motor speed signal (30) into an envelope signal (34); and applying the target speed signal (32) to the internal combustion engine (12). The envelope signal (34) is calculated by detecting local maxima (36) of the motor speed signal (30), and the envelope signal (34) is adjusted to the value of the local maximum (36) until a time period (37) has elapsed since the local maximum.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren, ein Computerprogramm, ein computerlesbares Medium und eine Steuereinrichtung zur Reduzierung von Schwingungen in einem Antriebsstrang. Die Erfindung betrifft auch den Antriebsstrang.The invention relates to a method, a computer program, a computer-readable medium, and a control device for reducing vibrations in a drive train. The invention also relates to the drive train itself.

Bei Hybridfahrzeugen ist der Verbrennungsmotor meist über eine Kupplung mit dem Elektromotor gekoppelt. Der Elektromotor, der wie der Verbrennungsmotor zum Antrieb des Fahrzeugs dient, kann auch zum Starten des Verbrennungsmotors verwendet werden. Dazu wird die Kupplung geschlossen und wird der Verbrennungsmotor mit dem bereits laufenden Elektromotor angetrieben und synchronisiert. In dem Synchronisationsprozess wird aus einer Drehzahl des Elektromotors eine Solldrehzahl für den Verbrennungsmotor berechnet. Es kann jedoch sein, dass das Motordrehzahlsignal aufgrund der Übertragung über einen Datenkommunikationsbus und der Solldrehzahl verzögert wird. Somit muss die Motordrehzahl unter Berücksichtigung von ihrem eigenen Gradienten, multipliziert mit einem konstanten Faktor, verzögert werden. Wenn Schwingungen oder Rauschen in der Motordrehzahl vorhanden sind, verstärkt die Verzögerungskompensation die Schwingungen der Solldrehzahl des Verbrennungsmotors, was bewirkt, dass die Solldrehzahl die Motordrehzahl mehrfach kreuzt. In einem solchen Fall von sich kreuzenden Drehzahlen bewirkt ein Kupplungsalgorithmus ein Hin- und Herschalten der Kupplung, d. h. die Kupplung öffnet und schließt sich wiederholt aufgrund einer falschen Detektion einer Drehzahlsynchronisation. Dies kann zu Schwingungen im Antriebsstrang führen. Mit anderen Worten, die Verzögerungskompensation verstärkt die Schwingungen oder das Rauschen, die dem Elektromotor inhärent sind.In hybrid vehicles, the combustion engine is usually coupled to the electric motor via a clutch. The electric motor, which, like the combustion engine, powers the vehicle, can also be used to start the combustion engine. For this, the clutch is engaged, and the combustion engine is driven and synchronized by the already running electric motor. During the synchronization process, a target speed for the combustion engine is calculated from the electric motor's rotational speed. However, the engine speed signal may be delayed due to transmission over a data communication bus and the resulting target speed. Therefore, the engine speed must be delayed by taking into account its own gradient, multiplied by a constant factor. If oscillations or noise are present in the engine speed, the delay compensation amplifies the oscillations in the combustion engine's target speed, causing the target speed to cross the engine speed multiple times. In such a case of intersecting speeds, a clutch algorithm causes the clutch to engage and disengage repeatedly, i.e., the clutch opens and closes repeatedly due to a false detection of speed synchronization. This can lead to vibrations in the drivetrain. In other words, the delay compensation amplifies the vibrations or noise inherent in the electric motor.

Eine Lösung zur Reduzierung dieser Schwingungen besteht darin, den Abwärtsgradienten der Zielgeschwindigkeit für den Verbrennungsmotor während der Synchronisierung zu begrenzen. Diese Lösung erlaubt es jedoch nicht, die Abwärtsgradienten vollständig auf Null zu begrenzen. Somit haben die Solldrehzahlschwingungen zwar eine wesentlich geringere Amplitude als das Drehzahlsignal des Elektromotors, sind jedoch immer noch vorhanden.One solution to reduce these vibrations is to limit the downward gradient of the target speed for the combustion engine during synchronization. However, this solution does not allow the downward gradients to be completely eliminated. Thus, while the target speed vibrations have a significantly lower amplitude than the speed signal of the electric motor, they are still present.

Es ist eine Aufgabe der Erfindung, die Schwingungen und das Rauschen, die durch die vorstehend erwähnte Verzögerungskompensationsrechnung im Antriebsstrang bewirkt werden, weiter zu reduzieren.It is an object of the invention to further reduce the vibrations and noise caused by the aforementioned delay compensation calculation in the drive train.

Diese Aufgabe wird durch den Gegenstand der unabhängigen Ansprüche erreicht. Weitere beispielhafte Ausführungsformen ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen und der nachfolgenden Beschreibung.This objective is achieved by the subject matter of the independent claims. Further exemplary embodiments are described in the dependent claims and the following description.

Ein Aspekt der Erfindung betrifft ein Verfahren zur Reduzierung von Schwingungen in einem Antriebsstrang. Der Antriebsstrang weist einen Elektromotor und einen Verbrennungsmotor auf, die miteinander gekoppelt sind. Das Verfahren kann automatisch durch eine Steuereinrichtung oder ein Steuersystem des Antriebsstrangs durchgeführt werden. Der Antriebsstrang kann für den Antrieb eines Hybridfahrzeugs ausgebildet sein.One aspect of the invention relates to a method for reducing vibrations in a powertrain. The powertrain comprises an electric motor and an internal combustion engine coupled together. The method can be carried out automatically by a control device or control system of the powertrain. The powertrain can be configured to drive a hybrid vehicle.

Gemäß einer Ausführungsform weist das Verfahren Folgendes auf: Empfangen eines Motordrehzahlsignals des Elektromotors; Bestimmen eines Solldrehzahlsignals für den Verbrennungsmotor durch Modifizierung des Motordrehzahlsignals in ein Hüllkurvensignal; und Anlegen des Solldrehzahlsignals an den Verbrennungsmotor. Das Motordrehzahlsignal kann von einer Steuereinrichtung des Elektromotors bereitgestellt werden. Das Motordrehzahlsignal kann zum Beispiel mit einem Drehzahlsensor des Elektromotors gemessen werden. Das Solldrehzahlsignal kann mit einer weiteren Steuereinrichtung, z. B. eines mit dem Elektromotor und dem Verbrennungsmotor gekoppelten Getriebes, bestimmt werden. Das Sollsignal kann über eine weitere Steuereinrichtung an den Verbrennungsmotor angelegt werden, die die Drehzahl des Verbrennungsmotors weiter steuert. Es kann sein, dass diese Steuereinrichtungen Teile einer in Hardware umgesetzten Steuereinrichtung und/oder eines Steuersystems sind. Insbesondere können die Steuereinrichtungen über einen Datenkommunikationsbus miteinander verbunden sein, der das Motordrehzahlsignal und/oder das Solldrehzahlsignal verzögern kann.According to one embodiment, the method comprises the following: receiving a motor speed signal from the electric motor; determining a target speed signal for the internal combustion engine by modifying the motor speed signal into an envelope signal; and applying the target speed signal to the internal combustion engine. The motor speed signal can be provided by a control unit of the electric motor. The motor speed signal can be measured, for example, with a speed sensor of the electric motor. The target speed signal can be determined by another control unit, such as a transmission coupled to the electric motor and the internal combustion engine. The target signal can be applied to the internal combustion engine via another control unit, which further controls the speed of the internal combustion engine. These control units may be components of a hardware-implemented control unit and/or a control system. In particular, the control units may be interconnected via a data communication bus, which can delay the motor speed signal and/or the target speed signal.

Bei dem Motordrehzahlsignal und/oder dem Solldrehzahlsignal sowie bei allen hier genannten Signalen kann es sich um digitale Signale handeln, d. h. um eine Reihe von Werten, wobei jeder Wert einem Zeitpunkt zugeordnet ist.The engine speed signal and/or the target speed signal, as well as all signals mentioned here, can be digital signals, i.e., a series of values, where each value is assigned to a point in time.

Gemäß einer Ausführungsform wird das Hüllkurvensignal berechnet durch Detektieren eines lokalen Maximums des Motordrehzahlsignals, Einstellen des Hüllkurvensignals auf den Wert des lokalen Maximums nach dem lokalen Maximum und Rückstellen des Hüllkurvensignals auf das Motordrehzahlsignal, wenn eine Zeitperiode, die mit dem lokalen Maximum beginnt, vergangen ist.According to one embodiment, the envelope signal is calculated by detecting a local maximum of the engine speed signal, setting the envelope signal to the value of the local maximum after the local maximum, and resetting the envelope signal to the engine speed signal when a time period starting with the local maximum has elapsed.

Lokale Maxima des Geschwindigkeitssignals werden detektiert und das Hüllkurvensignal wird auf den Wert eines vorherigen lokalen Maximums eingestellt, bis eine Zeitperiode, die mit dem lokalen Maximum beginnt, vergangen ist. Andernfalls kann das Hüllkurvensignal auf das Motordrehzahlsignal eingestellt werden. Die Zeitperiode kann eine feste Länge haben und/oder in Bezug auf eine gemittelte Periode der zu erwartenden Schwingungen gewählt worden sein. Beispielsweise kann die Zeitperiode zwischen 50 µs und 400 µs liegen.Local maxima of the speed signal are detected, and the envelope signal is set to the value of a previous local maximum until a time period beginning with the local maximum has elapsed. Otherwise, the envelope signal can be set to the engine speed signal. The time period can be set to a fixed length and/or be chosen based on an average period of the expected oscillations. For example, the time period can be between 50 µs and 400 µs.

Ein lokales Maximum kann durch Vergleichen von Werten innerhalb eines Zeitfensters detektiert werden. Wenn der höchste Wert innerhalb eines Zeitfensters nicht an der Grenze des Zeitfensters liegt, kann der höchste Wert als lokales Maximum identifiziert werden.A local maximum can be detected by comparing values within a time window. If the highest value within a time window is not at the edge of the time window, the highest value can be identified as the local maximum.

Wenn ein lokales Maximum detektiert wird, werden die folgenden Werte des Hüllkurvensignals auf den Wert bei dem lokalen Maximum eingestellt. Dies führt zu einem Hüllkurvensignal mit Nullgradienten. Wenn eine Zeitperiode, die mit dem Zeitpunkt des lokalen Maximums beginnt, endet, wird das Hüllkurvensignal auf das Motordrehzahlsignal rückgestellt, d. h. der Wert des Hüllkurvensignals zu einem Zeitpunkt wird auf den Wert des Motordrehzahlsignals zu diesem Zeitpunkt eingestellt. Wenn ein neues lokales Maximum detektiert wird, wird das Hüllkurvensignal auf den Wert des Werts des neuen lokalen Maximums eingestellt.When a local maximum is detected, the subsequent values of the envelope signal are set to the value at the local maximum. This results in an envelope signal with zero gradients. When a time period beginning at the time of the local maximum ends, the envelope signal is reset to the engine speed signal; that is, the value of the envelope signal at a given time is set to the value of the engine speed signal at that time. If a new local maximum is detected, the envelope signal is set to the value of the new local maximum.

Auf diese Weise nehmen beim Vorhandensein von Schwingungen in dem Motordrehzahlsignal beim Start des Verbrennungsmotors, die eine kürzere Periode als die Zeitperiode haben, das Hüllkurvensignal und damit das Solldrehzahlsignal nur zu. Das reduziert die Schwingungen in der Solldrehzahl erheblich.In this way, if oscillations with a shorter period than the time period are present in the engine speed signal during engine start, the envelope signal, and therefore the target speed signal, only increase. This significantly reduces the oscillations in the target speed.

Gemäß einer Ausführungsform wird das Hüllkurvensignal auf das Motordrehzahlsignal eingestellt, wenn das Motordrehzahlsignal über das lokale Maximum ansteigt. Wenn der Wert des lokalen Maximums kleiner wird als der tatsächliche Wert des Motordrehzahlsignals, werden die Werte des Hüllkurvensignals danach auf die Werte des Motordrehzahlsignals eingestellt. Dies geschieht so lange, bis das nächste lokale Maximum detektiert wird. Auf diese Weise können Sprünge in dem Hüllkurvensignal vermieden werden, während das Hüllkurvensignal immer noch einen nicht negativen Gradienten aufweist.According to one embodiment, the envelope signal is adjusted to the motor speed signal when the motor speed signal rises above the local maximum. When the value of the local maximum becomes less than the actual value of the motor speed signal, the values of the envelope signal are subsequently adjusted to match the motor speed signal. This continues until the next local maximum is detected. In this way, jumps in the envelope signal can be avoided while the envelope signal still exhibits a non-negative gradient.

Gemäß einer Ausführungsform wird aus dem gefilterten Motordrehzahlsignal ein Gradientensignal bestimmt und können die lokalen Maxima entweder aus Nulldurchgängen des Gradientensignals oder durch Vergleichen alter Gradientenwerte (z. B. 2 oder 3 Zykluszeiten alt) mit dem momentanen Zykluswert des Gradienten bestimmt werden, d. h. wo der Gradient seine Richtung von einer steigenden Tendenz zu einer fallenden Tendenz ändert. Das Gradientensignal ist ein Indikator für einen Gradienten des Motordrehzahlsignals. Das Gradientensignal kann durch Bestimmen von Differenzen zwischen aufeinanderfolgenden Werten des Motordrehzahlsignals bestimmt werden. Wenn das Gradientensignal von positiven zu negativen Werten wechselt, kann ein lokales Maximum des Motordrehzahlsignals detektiert werden. Da die Filterung der Motordrehzahl typischerweise eine Verzögerung des Signals addiert (typischerweise z. B. 40 ms bis 50 ms), wird die Alternative der Detektion lokaler Maxima durch Gradientenänderungen bevorzugt gegenüber der Detektion von Nulldurchgängen ausgeführt, da die durch Nulldurchgang berechneten lokalen Maxima möglicherweise nicht mit den tatsächlichen lokalen Maxima der Motordrehzahl auf einer Zeitachse übereinstimmen.According to one embodiment, a gradient signal is determined from the filtered engine speed signal, and the local maxima can be determined either from zero crossings of the gradient signal or by comparing previous gradient values (e.g., 2 or 3 cycle times old) with the current cycle value of the gradient, i.e., where the gradient changes its direction from an increasing tendency to a decreasing tendency. The gradient signal is an indicator of a gradient in the engine speed signal. The gradient signal can be determined by measuring the differences between successive values of the engine speed signal. When the gradient signal changes from positive to negative values, a local maximum of the engine speed signal can be detected. Since filtering the motor speed typically adds a delay to the signal (typically e.g. 40 ms to 50 ms), the alternative of detecting local maxima by gradient changes is preferred over detecting zero crossings, as the local maxima calculated by zero crossings may not correspond to the actual local maxima of the motor speed on a time axis.

Gemäß einer Ausführungsform wird das Solldrehzahlsignal durch Addieren eines Offset-Signals zu dem Hüllkurvensignal bestimmt. Das Offset-Signal wird auf einen Offset-Wert eingestellt, wenn Schwingungen in dem Drehzahlsignal detektiert werden, und andernfalls wird das Offset-Signal auf Null eingestellt. Der Offset-Wert kann ein kalibrierter Wert sein, der in Bezug auf die erwarteten Amplituden des Motordrehzahlsignals ausgewählt wurde. Der Offset-Wert wird mit einem Multiplikationsfaktor für das Hüllkurvensignal berechnet bzw. kalibriert (z. B. 5 % des Signals; aus 100 rpm werden 105 rpm). Schwingungen können detektiert werden, wenn lokale Maxima, oder allgemeiner, lokale Extrema einen Abstand haben, der kleiner als ein Schwingungszeitfenster ist.According to one embodiment, the target speed signal is determined by adding an offset signal to the envelope signal. The offset signal is set to an offset value if oscillations are detected in the speed signal; otherwise, the offset signal is set to zero. The offset value can be a calibrated value selected with respect to the expected amplitudes of the engine speed signal. The offset value is calculated or calibrated using a multiplication factor for the envelope signal (e.g., 5% of the signal; 100 rpm becomes 105 rpm). Oscillations can be detected if local maxima, or more generally, local extrema, are spaced less than a oscillation time window apart.

Das zu dem Hüllkurvensignal addierte Offset gewährleistet, dass das Solldrehzahlsignal während der Schwingungen höher ist als das Motordrehzahlsignal, so dass selbst ein verzögertes Solldrehzahlsignal nicht zu einer Reduzierung der Drehzahl des Verbrennungsmotors durch die entsprechende Steuereinrichtung führt. Das Solldrehzahlsignal behält einen Abstand zu dem Motordrehzahlsignal bei, was zu einer gleichmäßigeren Synchronisierung des Verbrennungsmotors mit dem Elektromotor führt.The offset added to the envelope signal ensures that the target speed signal is higher than the engine speed signal during oscillations, so that even a delayed target speed signal does not lead to a reduction in the combustion engine speed by the corresponding control unit. The target speed signal maintains a distance from the engine speed signal, resulting in smoother synchronization of the combustion engine with the electric motor.

Gemäß einer Ausführungsform werden zum Detektieren von Schwingungen ein erstes Gradientensignal und ein zweites Gradientensignal aus dem Drehzahlsignal bestimmt, wobei das zweite Gradientensignal in Bezug auf ein breiteres gleitendes Zeitfenster als das erste Gradientensignal geglättet wurde. Das aus dem Motordrehzahlsignal bestimmte Gradientensignal kann mit zwei unterschiedlichen gleitenden Zeitfenstern geglättet werden. Zum Beispiel kann eine Mittelwertbildung mit einem entsprechenden gleitenden Zeitfenster durchgeführt werden. Das erste Zeitfenster kann wesentlich kürzer sein als das zweite Zeitfenster. Es kann auch sein, dass das erste Gradientensignal das Gradientensignal ist. Das zweite gleitende Zeitfenster für die Glättung kann mindestens fünfmal breiter sein als das erste gleitende Zeitfenster.According to one embodiment, to detect vibrations, a first gradient signal and a second gradient signal are determined from the speed signal, wherein the second gradient signal is smoothed with respect to a wider moving time window than the first gradient signal. The gradient signal determined from the motor speed signal can be smoothed with two different moving time windows. For example, averaging can be performed with a corresponding moving time window. The first time window can be significantly shorter than the second time window. It is also possible that the first gradient signal is the gradient signal. The second moving time window for The smoothing can be at least five times wider than the first sliding time window.

Das erste Gradientensignal kann mit einem Band um das zweite Gradientensignal verglichen werden, wobei das Band durch Addieren und Subtrahieren eines Schwellenwerts von dem zweiten Gradientensignal definiert werden kann. Wenn das erste Gradientensignal das Band innerhalb einer Schwingungszeitperiode verlässt und wieder eintritt, können Schwingungen detektiert werden. Dieser Bandschwellenwert kann von der tatsächlichen Getriebeübersetzung oder dem Motordrehzahlwert abhängen, d. h. je höher die Motordrehzahl, desto höher der Bandschwellenwert.The first gradient signal can be compared to a band around the second gradient signal, where the band can be defined by adding and subtracting a threshold value from the second gradient signal. If the first gradient signal leaves and re-enters the band within one oscillation time period, oscillations can be detected. This band threshold can depend on the actual gear ratio or the motor speed; that is, the higher the motor speed, the higher the band threshold.

Gemäß einer Ausführungsform werden Schwingungen detektiert, wenn erstens das erste Gradientensignal aus einem Band um das zweite Gradientensignal herausläuft und danach zweitens das erste Gradientensignal das zweite Gradientensignal innerhalb eines Schwingungszeitfensters, das mit dem ersten Kreuzen beginnt, kreuzt. Auf diese Weise kann eine Spitze einer Schwingung detektiert werden und/oder können Schwingungen schnell detektiert werden. Das Schwingungszeitfenster kann in Bezug auf eine erwartete Länge der Schwingungen gewählt worden sein. Das erste Gradientensignal kann aus einem Band um das zweite Gradientensignal herauslaufen, wenn der Absolutwert einer Differenz zwischen dem ersten Gradientensignal und dem zweiten Gradientensignal über einen Schwellenwert hinaus ansteigt. Der Schwellenwert kann in Bezug auf eine erwartete Amplitude des Gradientensignals bestimmt werden.According to one embodiment, oscillations are detected when, firstly, the first gradient signal drifts out of a band around the second gradient signal, and secondly, the first gradient signal crosses the second gradient signal within an oscillation time window that begins with the first crossing. In this way, a peak of an oscillation can be detected and/or oscillations can be detected rapidly. The oscillation time window can be chosen with respect to an expected oscillation length. The first gradient signal can drift out of a band around the second gradient signal if the absolute value of the difference between the first gradient signal and the second gradient signal exceeds a threshold. The threshold can be determined with respect to an expected amplitude of the gradient signal.

Gemäß einer Ausführungsform werden Schwingungen detektiert, wenn zusätzlich: drittens das erste Gradientensignal innerhalb der Schwingungszeitperiode aus dem Band um das zweite Gradientensignal auf der anderen Seite des Bandes herausläuft und das erste Gradientensignal innerhalb der Schwingungszeitperiode das zweite Gradientensignal minus den Schwellenwert kreuzt, und danach, viertens, das erste Gradientensignal das zweite Gradientensignal innerhalb der Schwingungszeitperiode erneut kreuzt. Das Herauslaufen aus dem Bandes auf der anderen Seite bedeutet, dass die Differenz des ersten Gradientensignals und des zweiten Gradientensignals das entgegengesetzte Vorzeichen im Vergleich zum vorherigen Fall hat.According to one embodiment, oscillations are detected if, in addition: thirdly, the first gradient signal drifts out of the band around the second gradient signal on the other side of the band within the oscillation time period, and the first gradient signal crosses the second gradient signal minus the threshold value within the oscillation time period; and then, fourthly, the first gradient signal crosses the second gradient signal again within the oscillation time period. Drifting out of the band on the other side means that the difference between the first gradient signal and the second gradient signal has the opposite sign compared to the previous case.

Immer wenn ein Verlassen des Bands oder ein Kreuzen detektiert wird, wird ein Zeitgeber gestartet, der nach der Schwingungszeitperiode endet. Wenn der Zeitgeber endet, bevor ein Verlassen des Bands oder ein Kreuzen detektiert wird, wird die Schwingungsdetektion rückgesetzt.Whenever a band outage or crossing is detected, a timer is started that ends after the oscillation period. If the timer ends before a band outage or crossing is detected, the oscillation detection is reset.

Gemäß einer Ausführungsform wird das Geschwindigkeitssignal vor der Berechnung des Hüllkurvensignals gefiltert, um Welligkeiten zu entfernen, d. h. um höhere Frequenzen zu dämpfen. Die Filterung kann mit einem Tiefpassfilter durchgeführt werden. Zum Beispiel kann eine Mittelwertbildung mit einem gleitenden Fenster durchgeführt werden.According to one embodiment, the velocity signal is filtered before the envelope signal is calculated to remove ripples, i.e., to attenuate higher frequencies. The filtering can be performed using a low-pass filter. For example, averaging can be carried out using a sliding window.

Gemäß einer Ausführungsform sind der Verbrennungsmotor und der Elektromotor mit einer Kupplung gekoppelt. Diese Verbindungskupplung kann teilweise geschlossen und/oder geöffnet werden, um den Verbrennungsmotor mit dem Elektromotor zu kuppeln.According to one embodiment, the combustion engine and the electric motor are coupled by a clutch. This coupling clutch can be partially closed and/or opened to couple the combustion engine to the electric motor.

Gemäß einer Ausführungsform wird das Verfahren während der Synchronisierung des Verbrennungsmotors mit dem Elektromotor durchgeführt, wenn die Kupplung während der Synchronisierung des Verbrennungsmotors mit dem Elektromotor teilweise geöffnet ist. Außerhalb der Synchronisation kann das Verfahren gestoppt werden und kann das gleiche Solldrehzahlsignal an den Elektromotor und den Verbrennungsmotor angelegt werden.According to one embodiment, the method is performed during the synchronization of the internal combustion engine with the electric motor, provided the clutch is partially disengaged during this process. Outside of synchronization, the method can be stopped, and the same target speed signal can be applied to both the electric motor and the internal combustion engine.

Gemäß einer Ausführungsform wird das Verfahren während des Starts des Verbrennungsmotors durchgeführt, z. B. während des Schließens der Kupplung. Das Verfahren kann durchgeführt werden, wenn die Drehzahl des Verbrennungsmotors auf die Drehzahl des Elektromotors hochgezogen wird. Das heißt, am Anfang ist die Drehzahl des Verbrennungsmotors gleich Null und ist die Kupplung vollständig geöffnet und am Ende ist die Drehzahl des Verbrennungsmotors gleich der Drehzahl des Elektromotors und ist die Kupplung vollständig geschlossen.According to one embodiment, the method is performed during the start-up of the internal combustion engine, e.g., during the engagement of the clutch. The method can be performed when the speed of the internal combustion engine is ramped up to the speed of the electric motor. That is, initially the speed of the internal combustion engine is zero and the clutch is fully open, and at the end the speed of the internal combustion engine is equal to the speed of the electric motor and the clutch is fully engaged.

Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft ein Computerprogramm mit Anweisungen, die, wenn das Programm von einem Prozessor ausgeführt wird, bewirken, dass der Prozessor das hier beschriebene Verfahren ausführt. Ein solcher Prozessor kann Teil eines Computers und/oder einer Steuereinrichtung des Antriebsstrangs sein. Es ist auch denkbar, dass das Verfahren von mindestens zwei Prozessoren durchgeführt wird, die Teil von mindestens zwei Steuereinrichtungen sein können.Another aspect of the invention relates to a computer program with instructions which, when executed by a processor, cause the processor to perform the method described herein. Such a processor can be part of a computer and/or a control unit of the powertrain. It is also conceivable that the method is carried out by at least two processors, which can be part of at least two control units.

Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft ein computerlesbares Medium, in dem ein solches Computerprogramm gespeichert ist. Ein computerlesbares Medium kann ein nicht-flüchtiges Medium sein, wie etwa eine Festplatte, eine USB (Universal Serial Bus)-Speichervorrichtung, ein RAM (Random Access Memory), ein ROM (Read Only Memory), ein EPROM (Erasable Programmable Read Only Memory) oder ein FLASH-Speicher. Ein computerlesbares Medium kann auch ein Datenkommunikationsnetz sein, z. B. das Internet, das das Herunterladen eines Programmcodes ermöglicht. Im Allgemeinen kann das computerlesbare Medium ein nichtflüchtiges oder flüchtiges Medium sein.Another aspect of the invention relates to a computer-readable medium in which such a computer program is stored. A computer-readable medium can be a non-volatile medium, such as a hard drive, a USB (Universal Serial Bus) storage device, RAM (Random Access Memory), ROM (Read Only Memory), EPROM (Erasable Programmable Read Only Memory), or FLASH memory. A computer-readable medium can also be a data communication network, e.g., the internet, which enables the downloading of data. Loading program code is possible. Generally, the computer-readable medium can be non-volatile or volatile.

Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft eine Steuereinrichtung für einen Antriebsstrang, die dazu ausgebildet ist, das hier beschriebene Verfahren durchzuführen. Die Steuereinrichtung kann einen oder mehrere Prozessoren und einen oder mehrere Speicher aufweisen, in denen das vorstehend beschriebene Computerprogramm gespeichert ist.Another aspect of the invention relates to a control unit for a drive train, which is configured to carry out the method described herein. The control unit can have one or more processors and one or more memories in which the computer program described above is stored.

Gemäß einer Ausführungsform handelt es sich bei der Steuereinrichtung um ein Steuereinrichtungssystem, das eine erste Steuereinrichtung zur Bereitstellung des Motordrehzahlsignals und eine zweite Steuereinrichtung zur Bestimmung des Solldrehzahlsignals aufweist. Die Steuereinrichtung kann über einen Datenkommunikationsbus, wie etwa einen CAN-Bus, verbunden sein, was zu einer Verzögerung des Motordrehzahlsignals und/oder des Solldrehzahlsignals führt, das von der ersten Steuereinrichtung an die zweite Steuereinrichtung und/oder von der zweiten Steuereinrichtung an die Steuereinrichtung des Verbrennungsmotors übertragen wird. Das Drehzahlsignal kann durch einen Datenkommunikationsbus zur Übertragung des Motordrehzahlsignals und/oder des Solldrehzahlsignals verzögert werden.According to one embodiment, the control unit is a control system comprising a first control unit for providing the engine speed signal and a second control unit for determining the target speed signal. The control unit can be connected via a data communication bus, such as a CAN bus, which results in a delay of the engine speed signal and/or the target speed signal transmitted from the first control unit to the second control unit and/or from the second control unit to the control unit of the internal combustion engine. The speed signal can be delayed by a data communication bus used to transmit the engine speed signal and/or the target speed signal.

Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft einen Antriebsstrang, der den Elektromotor, den Verbrennungsmotor und eine Steuereinrichtung, wie hier beschrieben, aufweist. Weitere Komponenten des Antriebsstrangs können die Kupplung und/oder ein Getriebe sein, das den Antriebsstrang mit Rädern des Fahrzeugs koppelt.Another aspect of the invention relates to a drivetrain comprising the electric motor, the internal combustion engine, and a control unit as described herein. Further components of the drivetrain may include the clutch and/or a transmission that couples the drivetrain to the vehicle's wheels.

Diese und andere Aspekte der Erfindung werden aus den nachfolgend beschriebenen Ausführungsformen ersichtlich und deutlich.These and other aspects of the invention will become apparent and clear from the embodiments described below.

Nachstehend werden Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung mit Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen näher beschrieben.

  • 1 zeigt schematisch einen Antriebsstrang gemäß einer Ausführungsform der Erfindung.
  • 2 zeigt ein Ablaufdiagramm für ein Verfahren zur Reduzierung von Schwingungen gemäß einer Ausführungsform der Erfindung.
  • 3 zeigt ein Diagramm, das die in dem Verfahren gemäß 2 verwendeten und erzeugten Signale darstellt.
  • 4 zeigt ein Diagramm, das darstellt, wie Schwingungen bei dem Verfahren gemäß 2 detektiert werden.
Embodiments of the present invention are described in more detail below with reference to the accompanying drawings.
  • 1 schematically shows a drive train according to one embodiment of the invention.
  • 2 shows a flowchart for a method for reducing vibrations according to an embodiment of the invention.
  • 3 shows a diagram that illustrates the procedure according to 2 represents the signals used and generated.
  • 4 shows a diagram illustrating how vibrations occur during the process according to 2 be detected.

Die in den Zeichnungen verwendeten Bezugszeichen und ihre Bedeutungen sind in der Liste der Bezugszeichen in zusammengefasster Form aufgeführt. Gleiche Teile sind in den Figuren grundsätzlich mit den gleichen Bezugszeichen versehen.The reference symbols used in the drawings and their meanings are listed in summary form in the list of reference symbols. Identical parts in the figures are generally marked with the same reference symbols.

1 zeigt einen Antriebsstrang 10, der z. B. eine Komponente eines Hybridfahrzeugs sein kann. Der Antriebsstrang weist einen Verbrennungsmotor 12, eine Verbindungskupplung 14, einen Elektromotor 16 und ein Getriebe 18 auf. Der Elektromotor 16 ist direkt, d. h. unabhängig von einem Öffnungszustand der Verbindungskupplung 14, mit dem Getriebe 18 verbunden. Der Verbrennungsmotor 12 ist über die Kupplung 14 mit dem Getriebe gekoppelt. Auf diese Weise ist der Verbrennungsmotor 12 über die Kupplung 14 mit dem Elektromotor 16 gekoppelt. 1 Figure 10 shows a powertrain 10, which can, for example, be a component of a hybrid vehicle. The powertrain comprises an internal combustion engine 12, a coupling 14, an electric motor 16, and a transmission 18. The electric motor 16 is directly connected to the transmission 18, i.e., independently of the open state of the coupling 14. The internal combustion engine 12 is coupled to the transmission via the coupling 14. In this way, the internal combustion engine 12 is coupled to the electric motor 16 via the coupling 14.

Der Elektromotor 16, der für den Antrieb des Fahrzeugs ausgebildet ist, wird zum Starten des Verbrennungsmotors 12 verwendet. Zu Beginn ist die Verbindungskupplung 14 geöffnet und ist der Verbrennungsmotor 12 nicht in Betrieb, d. h. hat null Drehzahl, während der Elektromotor 16 in Betrieb sein kann, d. h. eine positive Drehzahl hat. Zum Starten des Verbrennungsmotors 12 wird die Kupplung 14 teilweise geschlossen, so dass ein Drehmoment auf den Verbrennungsmotor 12 übertragen wird, der sich dann durch den Elektromotor 16 angetrieben zu drehen beginnt. Teilweise geschlossen bedeutet, dass die Kupplung 14 rutscht und/oder das Drehmoment nur teilweise übertragen wird. Wenn der Verbrennungsmotor 12 die gleiche Drehzahl wie der Elektromotor 16 hat, ist die Kupplung 14 vollständig geschlossen.The electric motor 16, designed to power the vehicle, is used to start the internal combustion engine 12. Initially, the coupling clutch 14 is open, and the internal combustion engine 12 is not running, i.e., it has zero rotational speed, while the electric motor 16 may be running, i.e., it has a positive rotational speed. To start the internal combustion engine 12, the clutch 14 is partially engaged, so that torque is transmitted to the internal combustion engine 12, which then begins to rotate, driven by the electric motor 16. Partially engaged means that the clutch 14 slips and/or the torque is only partially transmitted. When the internal combustion engine 12 reaches the same rotational speed as the electric motor 16, the clutch 14 is fully engaged.

In diesem Prozess muss der Verbrennungsmotor 12 (z. B. seine Ventile) so gesteuert werden, dass er mit der gleichen Drehzahl betrieben wird wie der Elektromotor 16, der beim Start ebenfalls auf eine höhere Drehzahl gesteuert wird. Es kann sein, dass aufgrund einer nicht optimalen Regelung im geschlossenen Regelkreis, insbesondere aufgrund der Verarbeitungszeiten eines Steuersystems 20 des Antriebsstrangs 10, Schwingungen erzeugt werden.In this process, the combustion engine 12 (e.g., its valves) must be controlled so that it operates at the same speed as the electric motor 16, which is also set to a higher speed during startup. Due to suboptimal control within the closed-loop system, particularly due to the processing times of a control system 20 of the drivetrain 10, vibrations may be generated.

Dieses Steuersystem 20 weist eine Verbrennungsmotorsteuereinrichtung 22, eine Motorsteuereinrichtung 24 und eine Getriebesteuereinrichtung 26 auf, die über einen Datenkommunikationsbus 28, wie etwa einen CAN-Bus, miteinander in Datenkommunikation stehen. Wie durch die Pfeile gezeigt, überträgt die Motorsteuereinrichtung 24 über den Bus 28 eine Ist-Motordrehzahl 30 des Elektromotors 16 an die Getriebesteuereinrichtung 26. Die Getriebesteuereinrichtung 26 berechnet eine Solldrehzahl 32 des Verbrennungsmotors 12, die über den Bus 28 an die Verbrennungsmotorsteuereinrichtung 22 übertragen wird. Dies alles erzeugt eine Latenz, die bei ungeeigneter Steuerung zu Schwingungen im Antriebsstrang führen kann.This control system 20 comprises an internal combustion engine control unit 22, an engine control unit 24, and a transmission control unit 26, which communicate with each other via a data communication bus 28, such as a CAN bus. As indicated by the arrows, the engine control unit 24 transmits the actual engine speed 30 of the electric motor 16 to the transmission control unit 26 via the bus 28. The transmission control unit 26 calculates a target speed 32 of the internal combustion engine 12, which is transmitted via the bus 28 to the internal combustion engine control unit 22. is transmitted. All of this creates a latency which, if not properly controlled, can lead to vibrations in the drivetrain.

2 zeigt ein Verfahren zur Reduzierung von Schwingungen in dem Antriebsstrang 10, das automatisch von dem Steuersystem 20 durchgeführt wird. Das Verfahren kann während einer Synchronisation des Verbrennungsmotors 12 mit dem Elektromotor 16 durchgeführt werden, insbesondere wenn die Kupplung 14 teilweise geöffnet ist. Eine solche Synchronisation kann während eines Starts des Verbrennungsmotors 12 und/oder während eines Schließens der Kupplung 14 durchgeführt werden. 2 Figure 1 shows a method for reducing vibrations in the drivetrain 10, which is carried out automatically by the control system 20. The method can be carried out during synchronization of the internal combustion engine 12 with the electric motor 16, particularly when the clutch 14 is partially open. Such synchronization can be carried out during a start of the internal combustion engine 12 and/or during the closing of the clutch 14.

In Schritt S10 wird ein Motordrehzahlsignal 30 des Elektromotors 16 in der Getriebesteuereinrichtung 26 empfangen. Das Motordrehzahlsignal wird von der Motorsteuereinrichtung 24 des Elektromotors 16 bereitgestellt, die das Motordrehzahlsignal 30 beispielsweise mit einem Drehzahlsensor des Elektromotors 16 bestimmt. Optional wird das Motordrehzahlsignal 30 in Schritt S10 gefiltert, um Welligkeiten zu entfernen. Die Filterung kann mit einem Tiefpassfilter durchgeführt werden. Zum Beispiel kann eine Mittelwertbildung mit einem gleitenden Fenster durchgeführt werden.In step S10, a motor speed signal 30 from the electric motor 16 is received by the transmission control unit 26. The motor speed signal is provided by the motor control unit 24 of the electric motor 16, which determines the motor speed signal 30, for example, using a speed sensor of the electric motor 16. Optionally, the motor speed signal 30 is filtered in step S10 to remove ripples. The filtering can be performed using a low-pass filter. For example, averaging can be performed using a sliding window.

In Schritt S12 bestimmt die Getriebesteuereinrichtung 26 aus dem Motordrehzahlsignal 30 ein Hüllkurvensignal 34 und aus dem Hüllkurvensignal 34 ein Solldrehzahlsignal 32 durch Addieren eines Offset-Signals 40 zu dem Hüllkurvensignal 34. Dies wird mit Bezugnahme auf 3 und 4 näher erläutert.In step S12, the transmission control unit 26 determines an envelope signal 34 from the engine speed signal 30 and a target speed signal 32 from the envelope signal 34 by adding an offset signal 40 to the envelope signal 34. This is done with reference to 3 and 4 explained in more detail.

In Schritt S14 sendet die Getriebesteuereinrichtung 26 das Solldrehzahlsignal 32 an die Verbrennungsmotorsteuereinrichtung 22 des Verbrennungsmotors 12, die das Solldrehzahlsignal 32 an den Verbrennungsmotor 12 anlegt.In step S14, the transmission control unit 26 sends the target speed signal 32 to the internal combustion engine control unit 22 of the internal combustion engine 12, which applies the target speed signal 32 to the internal combustion engine 12.

3 zeigt ein Diagramm mit dem Motordrehzahlsignal 30, dem Hüllkurvensignal 34 und dem Solldrehzahlsignal 32. Die Signale sind in Bezug auf Zeit dargestellt, die nach rechts verläuft. 3 Figure 1 shows a diagram with the motor speed signal 30, the envelope signal 34 and the target speed signal 32. The signals are shown in relation to time, running to the right.

Das Hüllkurvensignal 34 wird auf folgende Weise aus dem Motordrehzahlsignal 30 berechnet: Es wird ein lokales Maximum 36 des Motordrehzahlsignals 30 detektiert. Wenn ein lokales Maximum 36 detektiert wurde, wird das Hüllkurvensignal 34 auf den Wert des lokalen Maximums 36 eingestellt. Das Hüllkurvensignal 34 bleibt auf dem Wert des lokalen Maximums 36, bis das Motordrehzahlsignal 30 über das lokale Maximum 36 ansteigt oder bis eine Zeitperiode 37 ab dem lokalen Maximum 36 vergangen ist. Wie in 3 zu sehen ist, wird das Solldrehzahlsignal 32 vorzugsweise oberhalb des Motordrehzahlsignals 30 gehalten, so dass das Hüllkurvensignal 34 eine obere Begrenzung des Rohsignals ist und somit auch der Offset in positiver Richtung ist. Dies hat den Vorteil, dass die Synchronisation einfacher ist, wenn die Verbrennungsmotordrehzahl über der Motordrehzahl liegt, weshalb der Ansatz, ein lokales Maximum 36 zu wählen, besonders vorteilhaft ist.The envelope signal 34 is calculated from the engine speed signal 30 as follows: A local maximum 36 of the engine speed signal 30 is detected. When a local maximum 36 is detected, the envelope signal 34 is set to the value of the local maximum 36. The envelope signal 34 remains at the value of the local maximum 36 until the engine speed signal 30 rises above the local maximum 36 or until a time period 37 has elapsed since the local maximum 36. As in 3 As can be seen, the target speed signal 32 is preferably held above the engine speed signal 30, so that the envelope signal 34 is an upper limit of the raw signal and thus also the offset is in the positive direction. This has the advantage that synchronization is simpler when the internal combustion engine speed is above the engine speed, which is why the approach of selecting a local maximum 36 is particularly advantageous.

Wenn das Motordrehzahlsignal 30 über den Wert des lokalen Maximums 36 ansteigt, wird das Hüllkurvensignal 34 auf das Motordrehzahlsignal 30 eingestellt. Das Hüllkurvensignal 34 wird dann auf die Werte des Motordrehzahlsignals 30 eingestellt, bis das nächste lokale Maximum 36 detektiert wird. Auf diese Weise können Sprünge in dem Hüllkurvensignal 34 vermieden werden, während das Hüllkurvensignal immer noch einen nicht negativen Gradienten aufweist.When the motor speed signal 30 rises above the value of the local maximum 36, the envelope signal 34 is adjusted to the motor speed signal 30. The envelope signal 34 is then adjusted to the values of the motor speed signal 30 until the next local maximum 36 is detected. In this way, jumps in the envelope signal 34 can be avoided while the envelope signal still has a non-negative gradient.

Außerdem wird das Hüllkurvensignal 34 auf das Motordrehzahlsignal 30 eingestellt, wenn die Zeitperiode 37 ab dem lokalen Maximum 36 vergangen ist. Ein Zeitgeber wird immer dann gestartet, wenn ein lokales Maximum detektiert wird. Wenn der Zeitgeber nach der Zeitperiode 37 abgelaufen ist, wird das Hüllkurvensignal 34 auf das Motordrehzahlsignal 30 eingestellt. Die Zeitperiode 37 hat eine feste Länge und/oder wurde in Bezug auf eine gemittelte Periode der erwarteten Schwingungen gewählt.Furthermore, the envelope signal 34 is set to the motor speed signal 30 when time period 37 has elapsed since the local maximum 36. A timer is always started when a local maximum is detected. When the timer has expired after time period 37, the envelope signal 34 is set to the motor speed signal 30. Time period 37 has a fixed length and/or was chosen with respect to an averaged period of the expected oscillations.

Ein lokales Maximum kann durch Vergleichen von Werten des Motordrehzahlsignals 30 innerhalb eines Zeitfensters detektiert werden. Liegt der höchste Wert innerhalb des Zeitfensters nicht an der Grenze des Zeitfensters, so kann der höchste Wert als lokales Maximum 36 identifiziert werden.A local maximum can be detected by comparing values of the motor speed signal 30 within a time window. If the highest value within the time window is not at the edge of the time window, then the highest value can be identified as the local maximum 36.

Außerdem kann aus dem Motordrehzahlsignal 30 ein Gradientensignal 38 (siehe 4) bestimmt werden und werden die lokalen Maxima 36 aus den Nulldurchgängen des Gradientensignals 38 detektiert. Die Werte des Gradientensignals 38 zu einem Zeitpunkt sind die Gradientenwerte des Motordrehzahlsignals 30 zu diesem Zeitpunkt. Das Gradientensignal 38 kann durch Bestimmung von Differenzen zwischen aufeinanderfolgenden Werten des Motordrehzahlsignals 30 bestimmt werden. Wenn das Gradientensignal 38 von positiven Werten zu negativen Werten wechselt, kann ein lokales Maximum 36 des Motordrehzahlsignals detektiert werden.Furthermore, a gradient signal 38 can be generated from the motor speed signal 30 (see 4 The local maxima 36 are determined from the zero crossings of the gradient signal 38. The values of the gradient signal 38 at a given time are the gradient values of the engine speed signal 30 at that time. The gradient signal 38 can be determined by measuring the differences between successive values of the engine speed signal 30. When the gradient signal 38 transitions from positive to negative values, a local maximum 36 of the engine speed signal can be detected.

Wenn Schwingungen in dem Motordrehzahlsignal 30 detektiert werden, werden zusätzlich ein Offset 35 und/oder ein Offset-Signal 40 (siehe 4) zu dem Hüllkurvensignal 34 addiert. Das Offset-Signal 40 wird auf den Offset-Wert 35 eingestellt, wenn Schwingungen detektiert werden, und das Offset-Signal 40 wird andernfalls auf Null eingestellt. Der Offset-Wert 35 ist ein fester Wert und/oder wurde in Bezug auf die erwarteten Amplituden des Motordrehzahlsignals 30 ausgewählt. Beispielsweise werden Schwingungen detektiert, wenn lokale Maxima 36, oder allgemeiner, lokale Extrema einen Abstand aufweisen, der kleiner als ein Schwingungszeitfenster ist.If vibrations are detected in the motor speed signal 30, an additional offset 35 and/or an offset signal 40 are generated (see 4 ) is added to the envelope signal 34. The offset signal 40 is set to the offset value 35 when oscillations are detected, and the offset signal 40 is otherwise set to zero. The offset value 35 is a fixed value and/or was determined with respect to the expected amplitudes of the Motor speed signal 30 is selected. For example, vibrations are detected when local maxima 36, or more generally, local extrema, are spaced less than a vibration time window apart.

Das zu dem Hüllkurvensignal 34 addierte Offset 35 gewährleistet, dass das Solldrehzahlsignal 32 während der Schwingungen höher ist als das Motordrehzahlsignal 30, so dass selbst ein verzögertes Solldrehzahlsignal 32 nicht zu einer Reduzierung der Drehzahl des Verbrennungsmotors 12 führt. Das Solldrehzahlsignal 32 behält einen Abstand zu dem Motordrehzahlsignal 30 bei, was zu einer gleichmäßigeren Synchronisation des Verbrennungsmotors 12 mit dem Elektromotor 16 führt.The offset 35 added to the envelope signal 34 ensures that the target speed signal 32 is higher than the engine speed signal 30 during the oscillations, so that even a delayed target speed signal 32 does not lead to a reduction in the speed of the internal combustion engine 12. The target speed signal 32 maintains a distance from the engine speed signal 30, resulting in a smoother synchronization of the internal combustion engine 12 with the electric motor 16.

4 zeigt ein Diagramm, das darstellt, wie Schwingungen detektiert werden können. 4 zeigt ein Gradientensignal 38, ein zweites geglättetes Gradientensignal 42, ein Band 44 um das zweite Gradientensignal 42, einen Zeitgeber 46 und das Offset-Signal 40. Auch hier sind die Signale in Bezug auf Zeit dargestellt, die nach rechts verläuft. 4 shows a diagram illustrating how vibrations can be detected. 4 Figure 38 shows a gradient signal, a second smoothed gradient signal 42, a band 44 around the second gradient signal 42, a timer 46, and the offset signal 40. Again, the signals are shown in relation to time, which runs to the right.

Das erste Gradientensignal 38 und das zweite Gradientensignal 42 werden aus dem Motordrehzahlsignal 30 bestimmt, wobei das zweite Gradientensignal 42 in Bezug auf ein breiteres gleitendes Zeitfenster als das erste Gradientensignal 38 geglättet wurde. Beispielsweise kann das zweite Gradientensignal 42 das erste Gradientensignal 38 sein, das geglättet worden ist. Zur Glättung kann zum Beispiel eine Mittelwertbildung in Bezug auf ein gleitendes Zeitfenster durchgeführt werden.The first gradient signal 38 and the second gradient signal 42 are determined from the motor speed signal 30, with the second gradient signal 42 being smoothed over a wider moving time window than the first gradient signal 38. For example, the second gradient signal 42 could be the first gradient signal 38 that has been smoothed. Smoothing could, for example, be performed by averaging over a moving time window.

Das erste Gradientensignal 38 wird mit einem Band 44 um das zweite Gradientensignal 42 verglichen. Das Band 44 ist durch eine obere Bandgrenze 44a und eine untere Bandgrenze 44b definiert. Die obere Bandgrenze 44a ist das zweite Gradientensignal 42 plus einem Schwellenwert. Die untere Bandgrenze 44b ist das zweite Gradientensignal 42 minus dem Schwellenwert. Der Schwellenwert kann in Bezug auf eine erwartete Amplitude des Gradientensignals 38 bestimmt werden.The first gradient signal 38 is compared to a band 44 around the second gradient signal 42. Band 44 is defined by an upper band limit 44a and a lower band limit 44b. The upper band limit 44a is the second gradient signal 42 plus a threshold value. The lower band limit 44b is the second gradient signal 42 minus the threshold value. The threshold value can be determined with respect to an expected amplitude of the gradient signal 38.

Im Allgemeinen wird eine Spitze des ersten Gradientensignals 38 detektiert, wenn das erste Gradientensignal 38 innerhalb einer Schwingungszeitperiode 48 das Band 44 verlässt und das zweite Gradientensignal 42 kreuzt. Die Schwingungszeitperiode 48 wird mit einem Zeitgeber 46 bestimmt, der gestartet wird, wenn entweder das erste Gradientensignal 38 das Band 44 verlässt oder das erste Gradientensignal 38 das zweite Gradientensignal 42 kreuzt. Das Schwingungszeitfenster 48 kann in Bezug auf eine erwartete Länge der Schwingungen ausgewählt worden sein.Generally, a peak of the first gradient signal 38 is detected when the first gradient signal 38 leaves the band 44 and crosses the second gradient signal 42 within one oscillation time period 48. The oscillation time period 48 is determined by a timer 46, which is started when either the first gradient signal 38 leaves the band 44 or the first gradient signal 38 crosses the second gradient signal 42. The oscillation time period 48 may have been selected with respect to an expected oscillation length.

Schwingungen werden detektiert, wenn eine, zwei oder mehr Spitzen des ersten Gradientensignals 38 detektiert werden.Vibrations are detected when one, two or more peaks of the first gradient signal 38 are detected.

In einer ersten Ausführungsform werden Schwingungen detektiert, wenn innerhalb der Schwingungszeitperiode 48 das erste Gradientensignal 38 das Band 44 um das zweite Gradientensignal 42 verlässt und danach das erste Gradientensignal 38 das zweite Gradientensignal 42 kreuzt. Auf diese Weise kann eine Spitze einer Schwingung detektiert werden und/oder können Schwingungen schnell detektiert werden.In a first embodiment, vibrations are detected when, within the vibration time period 48, the first gradient signal 38 leaves the band 44 around the second gradient signal 42 and subsequently the first gradient signal 38 crosses the second gradient signal 42. In this way, a peak of a vibration can be detected and/or vibrations can be detected quickly.

In 4 zum Beispiel verlässt das erste Gradientensignal 38 das Band 44 an dem Punkt 50 und kreuzt das zweite Gradientensignal 42 an dem Punkt 52, bevor der Zeitgeber 46 abgelaufen ist. Somit wird eine erste Spitze detektiert und wird das Offset-Signal 40, wie durch die gestrichelte Linie gezeigt, auf das Offset 35 eingestellt.In 4 For example, the first gradient signal 38 leaves band 44 at point 50 and crosses the second gradient signal 42 at point 52 before the timer 46 has expired. Thus, a first peak is detected and the offset signal 40 is set to offset 35, as shown by the dashed line.

Als ein zweites Beispiel ist es zusätzlich erforderlich, dass das erste Gradientensignal 38 innerhalb der Schwingungsperiode 48 aus dem Band 44 um das zweite Gradientensignal 42 auf der anderen Seite herausläuft und danach das erste Gradientensignal 38 das zweite Gradientensignal 42 innerhalb der Schwingungsperiode 48 wieder kreuzt.As a second example, it is additionally required that the first gradient signal 38 within the oscillation period 48 runs out of the band 44 around the second gradient signal 42 on the other side and then the first gradient signal 38 crosses the second gradient signal 42 again within the oscillation period 48.

In 4 zum Beispiel verlässt das erste Gradientensignal 38 das Band 44 an dem Punkt 54, bevor der Zeitgeber 46 abgelaufen ist, und kreuzt das zweite Gradientensignal 42 an dem Punkt 56, bevor der Zeitgeber 46 abgelaufen ist. Somit wird eine zweite Spitze detektiert und wird das Offset-Signal 40, wie durch die durchgezogene Linie gezeigt, auf das Offset 35 eingestellt.In 4 For example, the first gradient signal 38 leaves band 44 at point 54 before the timer 46 has expired, and crosses the second gradient signal 42 at point 56 before the timer 46 has expired. Thus, a second peak is detected, and the offset signal 40 is set to offset 35, as shown by the solid line.

Bis auf diese Weise Spitzenwerte detektiert werden und der Zeitgeber 46 nicht abläuft, bleibt das Offset-Signal 40 bei dem Offset-Wert 35. Immer wenn der Zeitgeber abläuft, wie an dem Punkt 58 gezeigt, wird die Schwingungsdetektion rückgesetzt und wird das Offset-Signal auf 0 rückgesetzt.Until peak values are detected in this way and the timer 46 does not expire, the offset signal 40 remains at the offset value 35. Whenever the timer expires, as shown at point 58, the vibration detection is reset and the offset signal is reset to 0.

Auch wenn die Erfindung in den Zeichnungen und der vorstehenden Beschreibung im Detail dargestellt und beschrieben ist, sind diese Darstellungen und Beschreibungen als veranschaulichend oder beispielhaft und nicht als einschränkend zu betrachten; die Erfindung ist nicht auf die offenbarten Ausführungsformen beschränkt. Andere Variationen der offenbarten Ausführungsformen können vom Fachmann, der die beanspruchte Erfindung umsetzt, durch Studium der Zeichnungen, der Offenbarung und der beiliegenden Ansprüche zu verstehen sein und ausgeführt werden. In den Ansprüchen schließt das Wort „aufweisend“ andere Elemente oder Schritte nicht aus und schließt der unbestimmte Artikel „ein“ oder „eine“ eine Mehrzahl nicht aus. Ein einziger Prozessor, eine einzige Steuereinrichtung oder eine sonstige Einheit kann die Funktionen mehrerer in den Ansprüchen aufgeführter Elemente erfüllen. Die bloße Tatsache, dass gewisse Maßnahmen in verschiedenen abhängigen Ansprüchen aufgeführt sind, bedeutet nicht, dass eine Kombination dieser Maßnahmen nicht vorteilhaft sein kann. Etwaige Bezugszeichen in den Ansprüchen sind nicht als Einschränkung des Umfangs der Erfindung zu verstehen.Even though the invention is illustrated and described in detail in the drawings and the preceding description, these illustrations and descriptions are to be considered illustrative or exemplary and not limiting; the invention is not limited to the disclosed embodiments. Other variations of the disclosed embodiments can be understood and carried out by a person skilled in the art who implements the claimed invention by studying the drawings, the disclosure, and the accompanying claims. In the claims, the word "comprising" does not exclude other elements or steps, and the indefinite article does not exclude The use of "a" or "an" does not preclude a plurality. A single processor, a single control unit, or other unit can perform the functions of several elements listed in the claims. The mere fact that certain measures are listed in different dependent claims does not preclude the possibility of combining these measures being advantageous. Any reference numerals in the claims are not to be construed as limiting the scope of the invention.

BezugszeichenReference sign

1010
AntriebsstrangPowertrain
1212
Verbrennungsmotorinternal combustion engine
1414
Kupplungcoupling
1616
Elektromotorelectric motor
1818
Getriebetransmission
2020
Steuereinrichtung / SteuersystemControl unit / control system
2222
VerbrennungsmotorsteuereinrichtungInternal combustion engine control unit
2424
MotorsteuereinrichtungEngine control unit
2626
GetriebesteuereinrichtungTransmission control unit
2828
DatenkommunikationsbusData communication bus
3030
MotordrehzahlsignalEngine speed signal
3232
SolldrehzahlsignalTarget speed signal
3434
Hüllkurvensignalenvelope signal
3535
OffsetOffset
3636
lokales Maximumlocal maximum
3737
ZeitperiodeTime period
3838
(erstes) Gradientensignal(first) gradient signal
4040
Offset-SignalOffset signal
4242
zweites Gradientensignalsecond gradient signal
4444
Bandband
44a44a
obere Bandgrenzeupper band limit
44b44b
untere Bandgrenzelower band limit
4646
ZeitgeberTimer
4848
SchwingungszeitperiodeOscillation period

Claims (14)

Verfahren zur Reduzierung von Schwingungen in einem Antriebsstrang (10), wobei der Antriebsstrang (10) einen Elektromotor (16) und einen Verbrennungsmotor (12) aufweist, die miteinander gekoppelt sind, wobei das Verfahren Folgendes aufweist: Empfangen eines Motordrehzahlsignals (30) des Elektromotors (16); Bestimmen eines Solldrehzahlsignals (32) für den Verbrennungsmotor (12) durch Modifizierung des Motordrehzahlsignals (30) in ein Hüllkurvensignal (34); Anlegen des Solldrehzahlsignals (32) an den Verbrennungsmotor (12); wobei das Hüllkurvensignal (34) berechnet wird durch Detektieren eines lokalen Maximums (36) des Motordrehzahlsignals (30), Einstellen des Hüllkurvensignals (34) auf den Wert des lokalen Maximums (36) nach dem lokalen Maximum (36) und Rückstellen des Hüllkurvensignals (34) auf das Motordrehzahlsignal (30), wenn eine Zeitperiode (37), die mit dem lokalen Maximum (36) beginnt, vergangen ist.A method for reducing vibrations in a powertrain (10), wherein the powertrain (10) comprises an electric motor (16) and an internal combustion engine (12) coupled together, the method comprising: Receiving a motor speed signal (30) from the electric motor (16); Determining a target speed signal (32) for the internal combustion engine (12) by modifying the motor speed signal (30) into an envelope signal (34); Applying the target speed signal (32) to the internal combustion engine (12); wherein the envelope signal (34) is calculated by detecting a local maximum (36) of the engine speed signal (30), setting the envelope signal (34) to the value of the local maximum (36) after the local maximum (36) and resetting the envelope signal (34) to the engine speed signal (30) when a time period (37) starting with the local maximum (36) has elapsed. Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Hüllkurvensignal (34) auf das Motordrehzahlsignal (30) eingestellt wird, wenn das Motordrehzahlsignal (30) über das lokale Maximum (36) hinaus ansteigt.Procedure according to Claim 1 , wherein the envelope signal (34) is adjusted to the motor speed signal (30) when the motor speed signal (30) rises above the local maximum (36). Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei aus dem Motordrehzahlsignal (30) ein Gradientensignal (38) bestimmt wird und die lokalen Maxima (36) entweder aus Nulldurchgängen des Gradientensignals (38) oder durch Vergleichen alter Gradientenwerte mit dem momentanem Zykluswert des Gradienten detektiert werden, insbesondere wo der Gradient seine Richtung von einer steigenden Tendenz zu einer fallenden Tendenz ändert.Procedure according to Claim 1 or 2 , wherein a gradient signal (38) is determined from the motor speed signal (30) and the local maxima (36) are detected either from zero crossings of the gradient signal (38) or by comparing old gradient values with the current cycle value of the gradient, especially where the gradient changes its direction from an increasing tendency to a decreasing tendency. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Solldrehzahlsignal (32) durch Addieren eines Offset-Signals (40) zu dem Hüllkurvensignal (34) bestimmt wird; wobei das Offset-Signal (40) auf einen Offset-Wert eingestellt wird, wenn Schwingungen in dem Motordrehzahlsignal (30) detektiert werden, und andernfalls das Offset-Signal (40) auf Null eingestellt wird.Method according to one of the preceding claims, wherein the target speed signal (32) is determined by adding an offset signal (40) to the envelope signal (34); wherein the offset signal (40) is set to an offset value when vibrations are detected in the motor speed signal (30), and otherwise the offset signal (40) is set to zero. Verfahren nach Anspruch 4, wobei aus dem Motordrehzahlsignal (30) ein erstes Gradientensignal (38) und ein zweites Gradientensignal (42) bestimmt werden, wobei das zweite Gradientensignal (42) in Bezug auf ein breiteres gleitendes Zeitfensters als das erste Gradientensignal (38) geglättet wurde; wobei die Schwingungen detektiert werden, wenn: das erste Gradientensignal (38) aus einem Band (44) um das zweite Gradientensignal (42) herausläuft, und danach das erste Gradientensignal (38) das zweite Gradientensignal (42) innerhalb einer Schwingungszeitperiode (48) kreuzt.Procedure according to Claim 4 , wherein a first gradient signal (38) and a second gradient signal (42) are determined from the motor speed signal (30), wherein the second gradient signal (42) has been smoothed with respect to a wider sliding time window than the first gradient signal (38); wherein the oscillations are detected when: the first gradient signal (38) drifts out of a band (44) around the second gradient signal (42), and thereafter the first gradient signal (38) crosses the second gradient signal (42) within an oscillation time period (48). Verfahren nach Anspruch 5, wobei Schwingungen detektiert werden, wenn: das erste Gradientensignal (38) aus dem Band (44) um das zweite Gradientensignal (42) herausläuft, und danach das erste Gradientensignal (38) das zweite Gradientensignal (42) innerhalb der Schwingungszeitperiode (48) kreuzt, und danach das erste Gradientensignal (38) innerhalb der Schwingungszeitperiode (48) aus dem Band (44) um das zweite Gradientensignal (42) auf der anderen Seite herausläuft, und danach das erste Gradientensignal (38) das zweite Gradientensignal (42) innerhalb der Schwingungszeitperiode (48) erneut kreuzt.Procedure according to Claim 5 , where oscillations are detected when: the first gradient signal (38) drifts out of the band (44) around the second gradient signal (42), and then the first gradient signal (38) crosses the second gradient signal (42) within the oscillation period (48), and then the first gradient signal (38) runs out of the band (44) around the second gradient signal (42) on the other side within the oscillation period (48), and then the first gradient signal (38) crosses the second gradient signal (42) again within the oscillation period (48). Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei vor der Berechnung des Hüllkurvensignals (34) das Motordrehzahlsignal (30) gefiltert wird, um Welligkeiten zu entfernen.Method according to one of the preceding claims, wherein the motor speed signal (30) is filtered to remove ripples before calculating the envelope signal (34). Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Verfahren während einer Synchronisierung des Verbrennungsmotors (12) mit dem Elektromotor (16) durchgeführt wird; wobei der Verbrennungsmotor (12) und der Elektromotor (16) mit einer Kupplung (14) gekoppelt werden; wobei die Kupplung (14) während der Synchronisierung des Verbrennungsmotors (12) mit dem Elektromotor (16) teilweise geöffnet ist.Method according to one of the preceding claims, in which the method is carried out during synchronization of the internal combustion engine (12) with the electric motor (16); in which the internal combustion engine (12) and the electric motor (16) are coupled by a clutch (14); wherein the clutch (14) is partially open during synchronization of the internal combustion engine (12) with the electric motor (16). Verfahren nach Anspruch 8, wobei das Verfahren während eines Starts des Verbrennungsmotors (12) während des Schließens der Kupplung (14) durchgeführt wird.Procedure according to Claim 8 , wherein the procedure is carried out during the start of the internal combustion engine (12) while the clutch (14) is being closed. Computerprogramm mit Anweisungen, die, wenn das Programm von einem Prozessor ausgeführt wird, bewirken, dass der Prozessor das Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche ausführt.A computer program comprising instructions which, when the program is executed by a processor, cause the processor to execute the method according to any of the preceding claims. Computerlesbares Medium, in dem ein Computerprogramm nach Anspruch 10 gespeichert ist.Computer-readable medium in which a computer program can be executed according to Claim 10 is stored. Steuereinrichtung (20) für einen Antriebsstrang (10), die zum Durchführen des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 9 geeignet ist.Control device (20) for a drive train (10) for carrying out the procedure according to one of the Claims 1 until 9 is suitable. Steuereinrichtung (20) nach Anspruch 12, wobei die Steuereinrichtung (20) eine erste Steuereinrichtung (24) zur Bereitstellung des Motordrehzahlsignals (30) und eine zweite Steuereinrichtung (26) zur Bestimmung des Solldrehzahlsignals (32) aufweist, die über einen Datenkommunikationsbus (28) verbunden sind, was zu einer Verzögerung des Motordrehzahlsignals (30) und/oder des Solldrehzahlsignals (32) führt.Control unit (20) according to Claim 12 , wherein the control unit (20) comprises a first control unit (24) for providing the engine speed signal (30) and a second control unit (26) for determining the target speed signal (32), which are connected via a data communication bus (28), resulting in a delay of the engine speed signal (30) and/or the target speed signal (32). Antriebsstrang (10), aufweisend: einen Elektromotor (16); einen Verbrennungsmotor (12); eine Steuereinrichtung (20) nach Anspruch 12 oder 13.Powertrain (10) comprising: an electric motor (16); an internal combustion engine (12); a control device (20) according to Claim 12 or 13 .
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