Verfahren zum Steuern eines Hybrid-Antriebs, Hybrid-Antrieb, Steuergerät, Fahrzeug

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Hybrid-Antriebs gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1, wobei der Hybrid- Antrieb eine Brennkraftmaschine und eine elektrische Maschine aufweist. Die Erfindung betrifft auch einen Hybrid-Antrieb, ein Steuergerät und ein Fahrzeug.

Der eingangs genannte Hybrid- Antrieb weist dabei auf:

- eine Brennkraftmaschine mit einem Verbrennungsmotor, und

- eine elektrische Maschine, an die ein Umrichter elektrisch angeschlossen ist, wobei

- der Verbrennungsmotor und die elektrische Maschine über eine Antriebswelle drehmomentübertragend aneinander angebunden sind, wobei ein der Antriebswelle zugeordnetes Drehbewegungssignal bestimmt wird.

Verfahren zum Steuern von Antrieben mit Verbrennungsmotoren, insbesondere zum Erkennen von Betriebsereignissen wie z. B. Zündaussetzern, sind allgemein bekannt. Bewährt hat sich das Konzept einer Erkennung von Betriebsereignissen auf Basis eines Drehzahl signals, das eine Möglichkeit des vorgenannten Drehbewegungssignals darstellt.

So beschreibt die DE 10 2014 219 043 Al ein Verfahren, um bei einer Brennkraftmaschine, welche mit dem Antrieb sstrang gekoppelt ist, Zündaussetzer zu detektieren. Dazu werden auf einer Eingangsseite und einer Ausgangsseite des Zweimassenschwungrads ein erster Drehzahl sensor bzw. ein zweiter Drehzahl sensor angeordnet, wobei zumindest der zweite Drehzahl sensor hochauflösend ausgebildet ist.

Die DE 10 2017 127 725 Al beschreibt ein Verfahren zur Erkennung von Zündaussetzern eines Verbrennungsmotors mit einem Zweimassenschwungrad mit einem Zahnkranz an der Primärschwungmasse, mit einer Vorrichtung zur Überwachung der Zahn-zu-Z ahn-Drehzahl der Primärschwungmasse aufgrund der Überwachung der Zähne des Zahnkranzes, wobei das Signal der Zahn-zu-Zahn-Drehzahl analysiert wird, wobei der Gradient der Zahn-zu-Zahn-Drehzahl in einer Anstiegsphase der Zahn-zu-Zahn-Drehzahl bestimmt wird und mit einem vorgebbaren Grenzwert für den Gradienten verglichen wird.

Obwohl die beschriebenen Ansätze mit, insbesondere hochauflösenden, Drehzahl sensoren bereits grundsätzlich vorteilhaft eine Diagnose von Betriebsereignissen und insbesondere eine Erkennung von Zündaussetzern ermöglichen, sind derartige Ansätze weiter verbesserungswürdig, insbesondere was einen reduzierten apparativen Aufwand betrifft. Eine Diagnosemöglichkeit sollte insbesondere für einen Hybrid- Antrieb verbessert werden.

Wünschenswert wäre es daher insbesondere, eine zuverlässige Erkennung von Zündaussetzern unter relativ geringem bzw. vereinfachtem apparativen Aufwand zu ermöglichen.

An dieser Stelle setzt die Erfindung an, deren Aufgabe es ist, ein verbessertes Verfahren anzugeben, bei dem die oben genannten Nachteile zumindest teilweise behoben sind. Insbesondere soll eine verbesserte Diagnose von Betriebsereignissen, vorzugsweise eine zuverlässige Erkennung von Zündaussetzern, unter relativ geringem bzw. vereinfachtem apparativen Aufwand ermöglicht werden.

Die Aufgabe, betreffend das Verfahren, wird durch die Erfindung in einem ersten Aspekt mit einem Verfahren des Anspruchs 1 gelöst.

Die Erfindung geht aus von einem Verfahren zum Betreiben eines Hybrid-Antriebs, der aufweist: eine Brennkraftmaschine mit einem Verbrennungsmotor und eine elektrische Maschine, an die ein Umrichter, insbesondere ein Wechselstromumrichter, elektrisch angeschlossen ist, wobei

- der Verbrennungsmotor und die elektrische Maschine über eine Antriebswelle drehmomentübertragend aneinander angebunden sind, wobei ein der Antriebswelle zugeordnetes Drehbewegungssignal bestimmt wird.

Erfindungsgemäß ist bei dem Verfahren vorgesehen, dass das Drehbewegungssignal mittels einer elektrischen Umrichtergröße des Umrichters bestimmt wird, und eine Signalkennzeichnung eines Momentanverlaufs der Umrichtergröße bestimmt wird, wobei die Signalkennzeichnung ausgebildet ist, einen Zylinderaussetzerbetrieb des Verbrennungsmotors anzuzeigen. Die Erfindung geht von der Überlegung aus, dass sich Betriebsereignisse in einer Brennkraftmaschine, die einen Verbrennungsmotor umfasst, im Rahmen eines Hybrid-Antriebs mittels einer Beobachtung und/oder Überprüfung einer Drehbewegung der Antriebswelle feststellen lassen, ohne dass diese direkt gemessen werden muss. Der Verbrennungsmotor und die elektrische Maschine sind im Rahmen des Hybrid-Antriebs über die Antriebswelle drehmomentübertragend aneinander angebunden.

Änderungen und/oder Abweichungen zu einer als normal anzusehenden Drehbewegung der Antriebswelle können auch in einem ermittelten Drehbewegungssignal feststellbar sein, das der Antriebswelle zugeordnet ist; sich insofern zwar ursächlich auf die Drehbewegung der Antriebswelle zurückführen lässt, aber ohne dass diese direkt gemessen wird.

Unter einer Antriebswelle ist allgemein ein drehmomentübertragender Strang zwischen Verbrennungsmotor und elektrischer Maschine zu verstehen; dieser kann weiterbildend aus Motorwelle des Verbrennungsmotors und Rotorwelle des Rotors, ggfs. mit einer Kopplung, als Antriebswelle gebildet sein.

Eine Bestimmung des Drehbewegungssignals ermöglicht insbesondere eine verbesserte Diagnose von Betriebsereignissen, vorzugsweise eine zuverlässige Erkennung von Zündaussetzern bzw. eine Feststellung eines Zylinderaussetzerbetriebs des Verbrennungsmotors. Ein Zündausssetzer ist regelmäßig die Ursache für einen Zylinderaussetzerbetrieb. Grundsätzlich ist darüber hinaus vorliegend unter einem Zylinderaussetzerbetrieb allgemein eine wesentliche unnormale Änderung und/oder Abweichung im Zylinderspiel zu verstehen.

Eine Hybrid-Brennkraftmaschine weist eine Brennkraftmaschine auf, die einen Verbrennungsmotor umfasst und die eine elektrische Maschine umfasst. Eine elektrische Maschine ist insbesondere als ein Motor/Generator realisierbar, insbesondere aber als ein Generator. Mit besonderem Vorteil bezieht sich eine hervorzuhebende Weiterbildung der Erfindung diesbezüglich auf eine Synchronmaschine, insbesondere auf einen Synchrongenerator.

Die elektrische Maschine ist an einen Umrichter elektrisch angeschlossen. Dieser kann gemäß der Erkenntnis der Erfindung genutzt werden, ein der Antriebswelle zugeordnetes Drehbewegungssignal zu bestimmen. Die Erfindung geht insbesondere von der Überlegung aus, dass eine Steuer- und Leistungselektronik der elektrischen Maschine vorteilhaft auch zur Verbesserung des Betriebs des Verbrennungsmotors genutzt werden kann; insbesondere kann mittels einer Steuerung und/oder Regelung der elektrischen Maschine auch die Steuerung und/oder Regelung des Verbrennungsmotors verbessert werden - dies kann bereits dadurch erreicht werden, dass Steuer- und/oder Regelinformationen der elektrischen Maschine genutzt werden für die Steuerung und/oder Regelung des Verbrennungsmotors bzw. im einfachsten Fall für die Überwachung des Verbrennungsmotors.

Die Erfindung geht weiter von der Überlegung aus, dass über eine drehmomentübertragende Antriebswelle zwischen dem Verbrennungsmotor und der elektrischen Maschine, insbesondere als drehstarre Verbindung oder mit einer Kopplung, beispielsweise über eine Kupplung und/oder ein Getriebe ein Drehbewegungssignal der elektrischen Maschine und ein Motor- Drehbewegungssignal des Verbrennungsmotors generell in einem vorbekannten oder bestimmbaren, insbesondere konstanten, Verhältnis zueinanderstehen.

Das der Antriebswelle zuzuordnende Drehbewegungssignal wird gemäß der Erkenntnis der Erfindung aber mittels einer elektrischen Umrichtergröße des Umrichters bestimmt. Infolge der Anbindung der Antriebswelle an die elektrische Maschine und den Verbrennungsmotor, kann das mittels einer elektrischen Umrichtergröße des Umrichters bestimmte Drehbewegungssignal der Antriebswelle zugeordnet werden und ist damit gemäß der Erkenntnis der Erfindung ausgebildet, einen Zylinderaussetzerbetrieb des Verbrennungsmotors anzuzeigen.

Die Erfindung hat erkannt, dass an eine elektrische Maschine eines Hybrid-Antriebs regelmäßig ein Umrichter elektrisch angeschlossen ist. Insbesondere kann der Umrichter ein Teil der elektrischen Maschine sein; die elektrische Maschine umfasst in dem Fall einen Umrichter. Der Umrichter ist insofern ausgebildet Ströme und/oder Spannungen der elektrischen Maschine jedenfalls teilweise aufzunehmen, insbesondere des Rotors und/oder des Stators der elektrischen Maschine. Insofern ergibt sich das Drehbewegungssignal ursächlich aus dem momentanen Drehwinkel eines Rotors der elektrischen Maschine bzw. umfasst wenigstens eine Information zum momentanen Drehwinkel des Rotors der elektrischen Maschine.

Der Umrichter kann mit einem Steuergerät kombiniert und/oder der Umrichter kann im Rahmen eines Steuergeräts eingebunden sein. Für den Umrichter und/oder das Steuergerät stehen wiederum regelmäßig leistungsfähige Rechen- und/oder Signalverarbeitungskomponenten, insbesondere digitale Signalprozessoren, sowie optional Sensoren, zur Verfügung, die ohnehin zum Steuern der elektrischen Maschine und/oder zum Um- bzw. Wechselrichten des Stroms der elektrischen Maschine benötigt werden.

Derartige Rechen- und/oder Signalverarbeitungskomponenten, insbesondere Steuer- und/oder Signalverarbeitungsgeräte und/oder Sensoren für den Umrichter sind ausgebildet bzw. können ausgebildet und insbesondere genutzt werden, ein Drehbewegungssignal der elektrischen Maschine, das den momentanen Drehwinkel eines Rotors der elektrischen Maschine beschreibt, mit relativ hoher Auflösung zu bestimmen.

Der Umrichter weist beispielsweise eine Signaleinheit auf, mittels der ein Drehbewegungssignal mittels einer elektrischen Umrichtergröße bereitgestellt werden kann.

Anders ausgedrückt ist das Drehbewegungssignal der elektrischen Maschine -das den momentanen Drehwinkel eines Rotors der elektrischen Maschine beschreibt bzw. wenigstens eine Information zum momentanen Drehwinkel des Rotors der elektrischen Maschine umfasst— auch am Umrichter mittels der elektrischen Umrichtergröße verfügbar.

Unter dem Momentanverlauf eines Signals ist vorliegend ein zeit- oder winkel-aufgelöster Verlauf eines Signals zu verstehen; die Auflösung des Signals des insofern transienten Verlaufs ist dementsprechend deutlich kleiner verglichen mit den zu erkennenden Betriebsereignissen, insbesondere ausgebildet zur Auflösung eines Arbeitsspiels des Verbrennungsmotors, nämlich wenigstens eines Zünd- oder Zylindertaktes im Arbeitsspiel, derart, dass eine

Signalkennzeichnung abweichend vom Normalverlauf eines Zünd- oder Zylindertaktes erkennbar ist. Die Signalkennzeichnung ist insbesondere ausgebildet, einen

Zylinderaussetzerbetrieb des Verbrennungsmotors anzuzeigen.

Das Drehbewegungssignal beschreibt zwar zunächst mittelbar oder unmittelbar eine Drehbewegung des Rotors bzw. einer Rotorwelle der elektrischen Maschine, da der Umrichter Ströme und/oder Spannungen der elektrischen Maschine aufnimmt, insbesondere des Rotors und/oder des Stators der elektrischen Maschine. Da der Rotor aber über eine Rotorwelle des Rotors der elektrischen Maschine drehstarr oder mit einem festen Über- oder Unter-Setzungsverhältnis mit der Motorwelle des Verbrennungsmotors verbunden ist, beschreibt dieses vorgenannte Drehbewegungssignal mittelbar oder unmittelbar insgesamt auch eine Drehbewegung der Antriebswelle und somit auch der Motorwelle des Verbrennungsmotors.

Unter Antriebswelle ist insofern allgemein ein drehmomentübertragender Strang zu verstehen; dieser kann weiterbildend aus Motorwelle des Verbrennungsmotors und Rotorwelle des Rotors gebildet sein. Das Betriebsverhalten, nämlich insbesondere die Drehbewegung, der Motorwelle des Verbrennungsmotors wiederum enthält Information über einen eventuellen vorgenannten Zylinderaussetzerbetrieb des Verbrennungsmotors.

Im Kontext eines Verbrennungsmotors kann dieses —mittels einer elektrischen Umrichtergröße bereitgestellte— Drehbewegungssignal also aufgrund der drehmomentübertragenden Verbindung über die Antriebswelle in ein Motor-Drehbewegungssignal jedenfalls umgewandelt, insbesondere umgerechnet, werden. Das insofern mittels des Umrichters bestimmte aber der Antriebswelle zugeordnete Drehbewegungssignal kann als Motor-Drehbewegungssignal interpretiert und vorteilhaft für Diagnosezwecke, insbesondere zum Erkennen von Betriebsereignissen wie z. B. Zündaussetzern, des Verbrennungsmotors eingesetzt werden.

Durch ein derartiges Verfahren gemäß dem Konzept der Erfindung kann somit die Abhängigkeit von aufwändigen Sensoren verringert werden. Insbesondere kann ein Drehzahl sensor an der Verbrennungsmaschine für derartige Diagnosezwecke eingespart werden.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind den Unteransprüchen zu entnehmen und geben im Einzelnen vorteilhafte Möglichkeiten an, das oben erläuterte Konzept im Rahmen der Aufgabenstellung sowie hinsichtlich weiterer Vorteile zu realisieren.

Die Drehbewegung der Antriebswelle ist zu verstehen als eine die Drehbewegung der Antriebswelle charakterisierende Größe, insbesondere eine Drehzahl und/oder ein Drehmoment. Entsprechend ist ein Drehbewegungssignal ein die Drehbewegung beschreibendes Signal.

Bevorzugt charakterisiert das Drehbewegungssignal eine Drehposition und/oder eine Drehzahl und/oder ein Drehmoment. Vorteilhaft kann aus einer der Größen Drehposition, Drehzahl und Drehmoment durch Ableitung und/oder Integration eine jeweils andere abgeleitete Größe aus diesen Größen gebildet werden.

Eine „Signalkennzeichnung“ umfasst insbesondere einen von einem, insbesondere quasiperiodischen, Soll-Momentanverlauf abweichenden Momentanverlauf des Drehbewegungssignals und/oder eine ausbleibende Soll-Drehbeschleunigung. Insbesondere umfasst ein von einem Soll-Momentanverlauf abweichender Momentanverlauf einen aperiodischen Momentanverlauf des Drehbewegungssignals. Der Soll-Momentanverlauf beschreibt den in einem normalen Betrieb des Verbrennungsmotors zu erwartenden Verlauf des Drehbewegungssignals, insbesondere der Drehzahl, d.h. der Drehgeschwindigkeit. Der Soll- Momentanverlauf ist insbesondere gekennzeichnet durch einen, um eine Durchschnittsdrehzahl oszillierenden Drehzahl-Momentanverlauf, wobei insbesondere die Oszillationen im Zündungstakt auftreten und jeweils hervorgerufen werden von einer durch eine Zündung verursachte Beschleunigung der Kurbelwelle. Bei einem Zündaussetzer oder dergleichen Abweichung im Betrieb des Verbrennungsmotors weicht daher der Momentanverlauf des Drehbewegungssignals von einem Soll-Momentanverlauf ab, insbesondere bleibt eine Soll- Drehbeschleunigung aufgrund der nicht ordnungsgemäß erfolgten Zündung aus. Eine „Signalkennzeichnung“ umfasst somit insbesondere eine abbeschleunigte, sub-optimale oder fehlende Drehbeschleunigung, d.h. Winkelgeschwindigkeitserhöhung, im Momentanverlauf des Drehbewegungssignals, insbesondere im Vergleich zu einem quasiperiodischen Soll- Momentanverlauf gemäß dem Zündverhalten.

Bevorzugt kann die Drehzahl und/oder eine Drehgeschwindigkeit auf Basis der zeitlichen Änderung der Drehposition bestimmt werden.

Bevorzugt kann das Drehmoment und/oder eine Drehbeschleunigung auf Basis der zeitlichen Änderung der Drehzahl bestimmt werden.

Insbesondere umfasst die Drehbewegung sowohl die Drehbewegung eines Rotors der elektrischen Maschine, als auch die Drehbewegung einer Motorwelle der Brennkraftmaschine. Im Rahmen einer bevorzugten Weiterbildung ist der Rotor der elektrischen Maschine mit der Motorwelle der Brennkraftmaschine, besonders bevorzugt über eine gemeinsame Antriebswelle, drehstarr verbunden oder aneinander angebunden, insbesondere angekoppelt. In der zuletzt genannten Abwandlung kann der Rotor der elektrischen Maschine mit der Motorwelle über ein Getriebe oder dergleichen Übersetzungseinrichtung oder Kupplung momentenübertragend aneinander angebunden und insofern aneinander gekoppelt sein. Sofern die elektrische Maschine und die Brennkraftmaschine über ein Getriebe oder dergleichen Übersetzungseinrichtung aneinander angebunden sind, ist die Drehbewegung der Motorwelle insbesondere von der Drehbewegung des Rotors ableitbar, steht also in einem festen Übersetzungs- oder Untersetzungsverhältnis.

Im Rahmen einer bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass die elektrische Umrichtergröße ein Umrichterstrom und/oder eine Umrichterspannung ist, oder den Umrichterstrom und/oder die Umrichterspannung umfasst.

Die elektrische Umrichtergröße kann auch ein Leiterstrom und/oder eine Leiterspannung des Umrichters sein oder diese umfassen.

Besonders bevorzugt ist die Leiterspannung die Folge von oder beeinflusst von einer Gegenspannung oder steht anderweitig im Zusammenhang mit einer Gegenspannung, die vom Rotor in den Stator der elektrischen Maschine induziert wird. Bevorzugt ist vorgesehen, dass der Momentanverlauf der elektrischen Umrichtergröße ein Momentanverlauf eines Umrichterstroms und/oder einer Umrichterspannung, insbesondere eines Leiterstroms und/oder einer Leiterspannung des Umrichters ist.

Im Rahmen einer bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass das Drehbewegungssignal anhand eines Betrags des Leiterstroms und einer Phasenlage des Leiterstroms, bevorzugt in Bezug zu einer Momentanspannung des Umrichters, bestimmt wird.

Bevorzugt ist vorgesehen, dass die elektrische Maschine durch den Umrichter mittels einer Vektorregelung gesteuert wird. Bevorzugt ist vorgesehen, dass die elektrische Maschine durch den Umrichter mittels einer sensorlosen Regelung gesteuert wird. Besonders bevorzugt ist vorgesehen, dass die elektrische Maschine durch den Umrichter mittels einer sensorlosen Vektorregelung gesteuert wird. Bei einer sensorlosen Steuerung der elektrischen Maschine ist der Umrichter vorteilhaft ausgebildet, ein Drehbewegungssignal bereitzustellen, ohne dabei von einem Drehsensor abhängig zu sein. Dadurch wird der apparative Aufwand zum Bereitstellen des Drehbewegungssignals vorteilhaft weiter reduziert. Vorteilhaft wird bei einer sensorlosen Steuerung das Drehbewegungssignal durch Messung elektrischer Parameter des Umrichters und/oder an den Spulen der elektrischen Maschine, bevorzugt an mindestens einer Statorspule der elektrischen Maschine, bestimmt.

Im Rahmen einer bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass die Drehbewegung und/oder die Signalkennzeichnung anhand des Momentanverlaufs der elektrischen Umrichtergröße und anhand eines mathematischen Maschinenmodells bestimmt wird. Ein mathematisches Maschinenmodell umfasst vorteilhaft Sollwerte der elektrischen Umrichtergröße, bevorzugt der Leiterströme und/oder der Leiterspannung, für definierte Zustände der elektrischen Maschine, insbesondere für definierte Drehpositionen des Rotors. Bevorzugt umfasst das mathematische Maschinenmodell eine Anzahl von Referenzwerten für die elektrische Umrichtergröße, die jeweils einem Wert für eine berechnete Drehposition des Rotors zugeordnet sind. Die berechnete Drehposition wird bevorzugt bestimmt, indem die elektrische Umrichtergröße einem geeigneten Referenzwert für die elektrische Umrichtergröße zugeordnet wird.

Im Rahmen einer bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass die elektrische Umrichtergröße eine, bevorzugt im Stator ausgelöste, Gegenspannung ist, wobei bevorzugt das mathematische Maschinenmodell eine Anzahl von Referenz-Gegenspannungswerten umfasst, die jeweils einem Wert für eine berechnete Drehposition zugeordnet sind, wobei die berechnete Drehposition bestimmt wird, indem die Gegenspannung einem geeigneten Referenz- Gegenspannungswert zugeordnet wird.

Im Rahmen einer weiteren bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass die elektrische Umrichtergröße ein Leiterstrom ist, wobei bevorzugt das mathematische Maschinenmodell eine Anzahl von Referenzstromwerten umfasst, die jeweils einem Wert für eine berechnete Drehposition zugeordnet sind, wobei die berechnete Drehposition bestimmt wird, indem der Leiterstrom einem geeigneten Referenzstromwert zugeordnet wird.

„Geeignet“ bedeutet insbesondere, dass der Referenzstromwert mit der geringsten Abweichung vom gemessenen Leiterstrom aus der Anzahl von Referenzstromwerten gewählt wird, und von diesem Referenzstromwert die zugeordnete berechnete Drehposition ausgewählt wird. Analoges gilt für die Referenzwerte anderer elektrischer Umrichtergrößen, insbesondere den Referenz- Gegenspannungswert. Die Funktionsweise bei sämtlichen hier beschriebenen Ansätzen zur Zuordnung eines geeigneten Referenzwerts entspricht bevorzugt im Wesentlichen einem Look- Up-Table. Bevorzugt wird der Leiterstrom und/oder die Leiterspannung und/oder die Gegenspannung an mindestens zwei Leitern, bevorzugt zwei oder drei Leitern, gemessen. Bevorzugt sind die Leiter als elektrische Leiter im Umfeld des Umrichters oder am bzw. im Umrichter gebildet. Insbesondere können die Leiter diejenigen einer elektrischen Zuleitung zum Umrichter sein. Die Leiter können in einer abgewandelten Weiterbildung auch grundsätzlich die Leiter eines Stators der elektrischen Maschine mit umfassen.

In einer besonders bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass der Umrichter eine Inverterschaltung mit einem Inverter (Wechselstrom-Umrichter) umfasst, die eine Anzahl von leistungselektronischen Schaltern (gesteuerte Brücken) oder dergleichen leistungselektronische Bauelemente umfasst. Diese können unter anderem Leistungstransistoren umfassen oder sein, wie Metall-Oxid-Halbleiter-Feldtransistoren (MOSFET), Insulated Gate Bipolar Transistoren, also insbesondere mit isolierter Gate-Elektrode (IGBT) oder IGC-Thyristoren (IGCT); diese können durch Pulsweitenmodulation (PWM) eine veränderliche Spannung erzeugen. Ein oder die leistungselektronischen Schalter können anhand der Drehbewegung, bevorzugt einer Drehzahl, getaktet werden.

Bevorzugt kann das Taktungssignal vom Leiterstrom eines Leiters, insbesondere einer Zuleitung im Umfeld des Umrichters oder am bzw. im Umrichter und/oder am Leiter eines Stators der elektrischen Maschine abgegriffen werden. Insbesondere werden Leistungstransistoren wie Metall-Oxid-Halbleiter-Feldtransistoren (MOSFET), Insulated Gate Bipolar Transistoren (IGBT) oder IGC-Thyristoren (IGCT) anhand des Drehbewegungssignals getaktet. Insbesondere ist das Taktungssignal des leistungselektronischen Schalters (gesteuerte Brücken) oder dergleichen leistungselektronische Bauelements das die Drehzahl charakterisierende Drehbewegungssignal.

Als Beispiel einer besonders bevorzugten Weiterbildung kann in einem Hybridsystem in der elektrischen Maschine oder in der Peripherie der elektrischen Maschine, insbesondere eines Generators, ein Umrichter mit leistungselektronischen Schaltern zur Bildung der Inverterschaltung (Wechselstrom-Umrichter) eingesetzt werden. Der Umrichter bzw. die Inverterschaltung (Wechselstrom-Umrichter) misst sehr genau die Drehzahl der Antriebswelle, um ihre Leistungstransistoren, z.B. IGBTs (insulated-gate bipolar transistor), genau takten zu können. Der Zylinderaussetzerbetrieb könnte bei der Messung detektiert werden und mit Hilfe eines Systemsteuergerätes verarbeitet werden. Es ist dann möglich die Leistung der Brennkraftmaschine bzw. des Verbrennungsmotors, bevorzugt eines Dieselmotors der Brennkraftmaschine, innerhalb eines aktzeptablen Bereichs zu senken, damit der Motor und eine Kupplung an der Antriebswelle zwischen Verbrennungsmotor und Generator nicht übermäßig belastet wird. Im Rahmen einer besonders bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass im Fall eines Vorliegens, insbesondere einer Anzeige, der Signalkennzeichnung ein Fail-Safe- Betriebsmodus der Brennkraftmaschine, insbesondere mit reduzierter Leistung, aktiviert wird.

Durch einen derartigen Fail-Safe-Betriebsmodus können vorteilhaft Schäden an der Brennkraftmaschine, die bei einem Zylinderaussetzerbetrieb auftreten könnten, vermieden werden. Die Brennkraftmaschine kann vorteilhaft bis zur einer Reparatur in dem sicheren Fail- Safe-Betriebsmodus weiterbetrieben werden.

Die Erfindung fuhrt zur Lösung der Aufgabe in einem zweiten Aspekt auf einen Hybrid- Antrieb aufweisend:

- eine Brennkraftmaschine mit einem Verbrennungsmotor, und

- eine elektrische Maschine, an die ein Umrichter elektrisch angeschlossen ist, wobei der Verbrennungsmotor und die elektrische Maschine über eine Antriebswelle drehmomentübertragend aneinander angebunden sind, wobei der Hybrid-Antrieb ausgebildet ist zum Bestimmen eines der Antriebswelle zugeordneten Drehbewegungssignals.

Bei dem Hybrid-Antrieb gemäß dem zweiten Aspekt der Erfindung ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass der Hybrid-Antrieb, bevorzugt der Umrichter und/oder eine Signaleinheit, ausgebildet ist zum Bestimmen eines Drehbewegungssignals mittels einer elektrischen Umrichtergröße des Umrichters, und der Hybrid-Antrieb weiter eine Erkennungseinheit aufweist, die ausgebildet ist zum Bestimmen einer Signalkennzeichnung eines Momentanverlaufs der elektrischen Umrichtergröße, und zum Anzeigen eines Zylinderaussetzerbetriebs des Verbrennungsmotors in Abhängigkeit der Signalkennzeichnung.

In einer Weiterbildung des Hybrid- Antriebs ist vorgesehen, dass die elektrische Maschine durch den Umrichter mittels einer sensorlosen Regelung, insbesondere mittels einer sensorlosen Vektorregelung, steuerbar ist.

In einer Weiterbildung des Hybrid-Antriebs ist vorgesehen, dass die elektrische Umrichtergröße ein Umrichterstrom und/oder eine Umrichterspannung ist. Insbesondere kann die elektrische Umrichtergröße einen Leiterstrom und/oder eine, bevorzugt im Stator ausgelöste, Gegenspannung sein. Die elektrische Umrichtergröße kann auch eine oder mehrere der vorgenannten Größen umfassen.

Die Erfindung fuhrt zur Lösung der Aufgabe in einem dritten Aspekt auf ein Steuergerät für einen Hybrid-Antrieb gemäß dem zweiten Aspekt der Erfindung. Bei dem Steuergerät gemäß dem dritten Aspekt der Erfindung ist vorgesehen, dass das Steuergerät ausgebildet ist zum Durchführen des Verfahrens gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung und/oder eine Erkennungseinheit aufweist, die ausgebildet ist zum Bestimmen einer Signalkennzeichnung eines Momentanverlaufs einer elektrischen Umrichtergröße, und zum Anzeigen eines Zylinderaussetzerbetriebs des Verbrennungsmotors in Abhängigkeit der Signalkennzeichnung.

Die Erfindung führt zur Lösung der Aufgabe in einem vierten Aspekt auf ein Fahrzeug, insbesondere Wasserfahrzeug, Landfahrzeug oder Luftfahrzeug, aufweisend einen Hybrid- Antrieb gemäß dem zweiten Aspekt der Erfindung und/oder ein Steuergerät gemäß dem dritten Aspekt der Erfindung und/oder ausgebildet zum Durchführen eines Verfahrens gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung.

Es soll verstanden werden, dass das Verfahren gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung, der Hybridantrieb gemäß dem zweiten Aspekt der Erfindung, das Steuergerät gemäß dem dritten Aspekt der Erfindung und das Fahrzeug gemäß dem vierten Aspekt der Erfindung gleiche und ähnliche Unteraspekte aufweisen, wie sie insbesondere in den abhängigen Ansprüchen niedergelegt sind. Insofern wird für die Weiterbildung eines Aspekts der Erfindung auch auf die Weiterbildungen der anderen Aspekte der Erfindung verwiesen.

Ausführungsformen der Erfindung werden nun nachfolgend anhand der Zeichnung im Vergleich zum Stand der Technik, welcher zum Teil ebenfalls dargestellt ist, beschrieben. Diese soll die Ausführungsformen nicht notwendigerweise maßstäblich darstellen, vielmehr ist die Zeichnung, wo zur Erläuterung dienlich, in schematisierter und/oder leicht verzerrter Form ausgeführt. Im Hinblick auf Ergänzungen der aus der Zeichnung unmittelbar erkennbaren Lehren wird auf den einschlägigen Stand der Technik verwiesen. Dabei ist zu berücksichtigen, dass vielfältige Modifikationen und Änderungen betreffend die Form und das Detail einer Ausführungsform vorgenommen werden können, ohne von der allgemeinen Idee der Erfindung abzuweichen. Die in der Beschreibung, in der Zeichnung sowie in den Ansprüchen offenbarten Merkmale der Erfindung können sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination für die Weiterbildung der Erfindung wesentlich sein. Zudem fallen in den Rahmen der Erfindung alle Kombinationen aus zumindest zwei der in der Beschreibung, der Zeichnung und/oder den Ansprüchen offenbarten Merkmale. Die allgemeine Idee der Erfindung ist nicht beschränkt auf die exakte Form oder das Detail der im Folgenden gezeigten und beschriebenen bevorzugten Ausführungsform oder beschränkt auf einen Gegenstand, der eingeschränkt wäre im Vergleich zu dem in den Ansprüchen beanspruchten Gegenstand. Bei angegebenen Bemessungsbereichen sollen auch innerhalb der genannten Grenzen liegende Werte als Grenzwerte offenbart und beliebig einsetzbar und beanspruchbar sein. Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen sowie anhand der Zeichnung; diese zeigt in:

FIG. 1 eine bevorzugte Ausführungsform eines Hybrid- Antriebs gemäß dem Konzept der Erfindung,

FIG. 2 einen beispielhaften Momentanverlauf eines Drehbewegungssignals als elektrische Umrichtergröße, wobei das Drehbewegungssignals eine Drehzahl charakterisiert,

FIG. 3 eine schematische, ausschnittsweise Darstellung einer Hybrid-Brennkraftmaschine gemäß dem Konzept der Erfindung mit einer detaillierten Darstellung eines Umrichters und eines Steuergeräts.

FIG. 1 zeigt eine bevorzugte Ausführungsform eines Hybrid- Antriebs 1000 gemäß dem Konzept der Erfindung. Der Hybrid- Antrieb 1000 weist eine Brennkraftmaschine 1200 mit einem Verbrennungsmotor 1210 auf. Der Hybrid-Antrieb 1000 weist auch eine elektrische Maschine 1400 auf.

Die elektrische Maschine 1400 kann sowohl in einem Motor-Modus MM als auch in einem Generator-Modus MG betrieben werden. Die Brennkraftmaschine 1200 und die elektrische Maschine 1400 sind über eine Antriebswelle 1100 drehmomentübertragend verbunden. Vorliegend ist die Antriebswelle 1100 als eine gemeinsame Welle ausgebildet und umfasst somit sowohl eine Rotorwelle eines Rotors 1418 der elektrischen Maschine 1400, als auch eine drehstarr mit der Rotorwelle bzw. mit dem Rotor 1418 verbundene Motorwelle 1220 des Verbrennungsmotors 1210, bevorzugt wie hier gezeigt eine Kurbelwelle 1222. In anderen Ausführungsformen können die elektrische Maschine 1400 und die Brennkraftmaschine 1200 auch auf andere Weise drehmomentübertragend verbunden sein, beispielsweise über ein Getriebe, solange der Rotor 1480 und die Motorwelle 1220 in einem festen Drehzahl Verhältnis zueinanderstehen, das heißt drehstarr miteinander verbunden sind.

Der Hybrid- Antrieb 1000 weist einen Umrichter 1650 auf, der zum Steuern der elektrischen Maschine 1400, insbesondere zum Bereitstellen eines Leiterstroms IM und/oder einer Leiterspannung UM ausgebildet ist.

Der Umrichter 1650 weist eine Signal einheit 1430 auf, mittels der ein Drehbewegungssignal DBS als elektrische Umrichtergröße GSR bereitgestellt werden kann. Das Drehbewegungssignal DBS beschreibt mittelbar oder unmittelbar eine Drehbewegung DB des Rotors 1418, da der Umrichter Ströme und/oder Spannungen der elektrischen Maschine 1400 aufnimmt, insbesondere des Rotors 1418 und/oder des Stators 1408 der elektrischen Maschine 1400.

Da der Rotor 1418 über eine Rotorwelle des Rotors 1418 der elektrischen Maschine 1400 drehstarr oder mit einem festen Über- oder Unter-Setzungsverhältnis mit der Motorwelle 1220 des Verbrennungsmotors 1210 verbunden ist, beschreibt das Drehbewegungssignal DBS mittelbar oder unmittelbar eine Drehbewegung DB der Antriebswelle 1100 und somit auch der Motorwelle 1220 des Verbrennungsmotors 1210. Das Betriebsverhalten, nämlich insbesondere die Drehbewegung, der Motorwelle 1220 des Verbrennungsmotors 1210 wiederum enthält Information über einen eventuellen Zylinderaussetzerbetrieb BZA des Verbrennungsmotors 1200.

In einer Ausführungsform kann das Drehbewegungssignal DBS auf andere Weise bereitgestellt werden. In einer Ausführungsform kann die Signaleinheit 1430 außerhalb des Umrichters 1650 angeordnet sein oder als Teil einer anderen Steuereinheit.

Das Drehbewegungssignal DBS kann auf unterschiedliche Weise generiert werden.

In Ausführungsformen kann das Drehbewegungssignal DBS als gemessenes Drehbewegungssignal DBS MEAS mittels eines Drehsensors 1470 bereitgestellt werden. In anderen bevorzugten Ausführungsformen kann das Drehbewegungssignal DBS als berechnetes Drehbewegungssignal DBS CALC, bevorzugt auf Basis des Leiterstroms IM und/oder einer Leiterspannung UM und/oder einer induzierten Gegenspannung UG, generiert werden.

„Berechnet“ bedeutet insbesondere, dass das derartig bestimmte berechnete Drehbewegungssignal DBS CALC auf Basis eines anderen Werts, bevorzugt auf Basis des Leiterstroms IM und/oder einer Leiterspannung UM und/oder einer induzierten Gegenspannung UG, bestimmt bzw. umgerechnet wird.

Bevorzugt ist die Signal einh eit 1430 ausgebildet, das berechnete Drehbewegungssignal DBS CALC auf Basis eines mathematisches Maschinenmodells 1440, besonders bevorzugt mittels eines Vergleichs mit Referenz-Gegenspannungswerten UG-REF und/oder Referenz- Stromwerten I REF, zu bestimmen.

Als eine erste beispielhafte Möglichkeit sei hier genannt, dass sensorlose Regelungen bei Blockkommutierung durch das Zurückmessen der im Motor induzierten Gegenspannung realisiert werden können. Bei der sensorlosen Kommutierung werden keine eigenen Sensoren zur Erfassung der aktuellen Rotorposition eingesetzt, sondern die Information wird indirekt durch die Messung von elektrischen Parametern an den Spulen gewonnen. Es stehen dazu mehrere Verfahren zu Verfügung wie die Erfassung der Rotorposition über die in den Spulen des Stators ausgelöste Gegenspannung, welche von der elektronischen Steuerschaltung ausgewertet wird. Dies ist ein Beispiel wie ein Drehbewegungssignal DBS der Antriebswelle 1100 mittels einer elektrischen Umrichtergröße GSR des Umrichters 1650 bestimmt werden kann. Eine aussetzende Signalkennzeichnung KS eines Momentanverlaufs VM der elektrischen Umrichtergröße GSR kann so bestimmt werden.

Aus der gemessenen Gegenspannung kann der Drehzahl verlauf berechnet werden und damit auch der Drehzahleinbruch des Zylinders erkannt werden. Es kann auch direkt das Spannungssignal zur Erkennung des Aussetzers genommen werden und dort nach dem Muster gesucht werden, welches dem Drehzahleinbruch entspricht. Ein Muster könnte zum Beispiel ein Einbruch der Gegenspannung sein, der einen Zylinderaussetzerbetrieb BZA des Verbrennungsmotors 1200 anzeigt. Als eine zweite beispielhafte weitere Möglichkeit sei hier genannt, dass eine Synchronmaschine sensorlos mittels Vektorregelung betrieben werden kann; dieses basiert vorteilhaft auf einer mathematischen Berechnung der benötigten Regelparameter. Ausschlaggebend hierfür ist ein realistisches und möglichst genaues Softwaremodell der elektrischen Maschine. Ein digitaler Signalprozessor schätzt mithilfe dieses Maschinenmodells die zur Vektorregelung benötigten Parameter wie beispielsweise den Rotorwinkel und die Drehzahl. Die maßgeblichen bzw. ggfs. einzigen bei dieser Methode benötigten Messgrößen sind die drei Statorströme der Maschine. Dies ist ein weiteres Beispiel wie ein Drehbewegungssignal DBS der Antriebswelle 1100 mittels einer elektrischen Umrichtergröße GSR des Umrichters 1650 bestimmt werden kann. Eine aussetzende Signalkennzeichnung KS eines Momentanverlaufs VM der elektrischen Umrichtergröße GSR kann so bestimmt werden.

Mit Hilfe des mathematischen Modells kann die Drehzahl berechnet werden. Somit ist es auch möglich in den Stromsignalen das Muster zu identifizieren, welches einem Drehzahleinbruch zuzuordnen ist, der einen Zylinderaussetzerbetrieb BZA des Verbrennungsmotors 1200 anzeigt.

Allgemein weist der Hybridantrieb 1000 eine Erkennungseinheit 1900 auf, die ausgebildet ist, auf Basis des Drehbewegungssignals DBS eine aussetzende Signalkennzeichnung KS zu detektieren und beim Vorliegen einer solchen Signalkennzeichnung KS einen Zylinderaussetzerbetrieb BZA des Verbrennungsmotors 1210 anzuzeigen. Der Zylinderaussetzerbetrieb BZA kann beispielsweise als Warnmeldung einem Bediener des Hybridantriebs 1000 angezeigt werden und/oder wie hier gezeigt als ein Zylinderaussetzer- Signal SZA für ein Motorsteuergerät 1700 der Brennkraftmaschine 1200 bereitgestellt werden. Das Motorsteuergerät 1700 ist bevorzugt ausgebildet, in Abhängigkeit des Zylinderaussetzer- Signals SZA einen Fail-Safe-Modus FSM der Brennkraftmaschine 1200 zu aktivieren. Insbesondere kann in einem derartigen Fail-Safe-Modus FSM die Leistung der Brennkraftmaschine 1200 reduziert werden, um bei einem detektierten Zylinderaussetzerbetrieb BZA Schäden an der Brennkraftmaschine 1200, insbesondere am Verbrennungsmotor 1210, zu vermeiden.

FIG. 2 zeigt beispielhaft einen Momentanverlauf VM eines Drehbewegungssignals DBS als elektrische Umrichtergröße GSR über die Zeit T; es könnte auch eine Auftragung über einen Kurbelwellenwinkel 1222w oder einen Motorwellenwinkel 1220w erfolgen, insbesondere vorliegend einen Antriebswellenwinkel HOOw -also einen Drehwinkel der Antriebswelle 1100- erfolgen. Das brächte bei gleicher Auflösung lediglich eine andere Einheit als die hier gewählte Einheit der Zeit T mit sich.

Das Drehbewegungssignal DBS charakterisiert vorliegend also eine Drehzahl N der Antriebswelle 1100 über die Zeit T respektive einen vorgenannten Drehwinkel HOOw, 1220w, 1222w. In Fig. 2 ist zunächst eine Durchschnittsdrehzahl N_AV als weitgehende Konstante bzw. sich nur langsam ändernde Größe gezeigt; also eine Durchschnittsdrehzahl N_AV, die sich ergibt als gemittelt über mehrere volle Perioden des Drehwinkels HOOw, 1220w, 1222w.

In FIG. 2 ist weiter das Drehbewegungssignals DBS dargestellt mit einer Auflösung über mehrere volle Perioden des Drehwinkels, wobei auch das gesamte Arbeitsspiel der Zylinder Z des Motors 1210 bzw. der Brennkraftmaschine 1200 innerhalb einer vollen Periode des Drehwinkels aufgelöst wird. Ein periodisches Schwingen des Drehbewegungssignals DBS um die Durchschnittsdrehzahl N_AV ist somit sichtbar. Die einzelnen Schwingungen des Drehbewegungssignals DBS werden jeweils durch Zündungen in den Zylindern Z der Brennkraftmaschine 1200 hervorgerufen; konkret wird regelmäßig ein Drehzahlanstieg verzeichnet, wenn ein Zylinder „gezündet“ wird; dies führt zu einer hier dargestellten aufsteigenden Phase des Drehbewegungssignals DBS nach der Zündung mit einer hier so dargestellten Soll-Drehbeschleunigung N_AS als Anstiegssteigung. Zu einem Zeitpunkt TI ist gestrichelt eine aussetzende Signalkennzeichnung KS dargestellt, wie sie durch eine aussetzende Zündung eines Zylinders Z hervorgerufen würde. Aufgrund der fehlenden Zündung erfolgt ein temporäres Abfallen der Drehzahl N, was erst durch die danach folgenden Zündungen wieder kompensiert werden kann. Die aussetzende Zündung am Zeitpunkt TI leitet somit einen Zylinderaussetzerbetrieb BZA ein. Allgemein kann eine Signalkennzeichnung“ KS insbesondere einen von einem, insbesondere quasiperiodischen, Soll-Momentanverlauf abweichenden Momentanverlauf des Drehbewegungssignals DBS aufweisen; insbesondere einen Verlauf mit einer ausbleibenden Soll-Drehbeschleunigung umfasst. Insbesondere umfasst ein von einem Soll-Momentanverlauf abweichender Momentanverlauf einen aperiodischen Momentanverlauf des Drehbewegungssignals.

Eine „Signalkennzeichnung“ umfasst somit insbesondere eine abbeschleunigte, sub-optimale oder fehlende Drehbeschleunigung N A, d.h. Winkelgeschwindigkeitserhöhung, im Momentanverlauf VM des Drehbewegungssignals DBS, insbesondere im Vergleich zu einem quasiperiodischen Soll-Momentanverlauf VMS gemäß dem Zündverhalten. Die Erkennung der Signalkennzeichnung KS durch die Erkennungseinheit 1900 kann insofern auf unterschiedliche Weise erfolgen. Im einfachsten Fall kann eine Abweichung des Momentanverlaufs VM des Drehbewegungssignals DBS von dem erwähnten Sollverlauf VMS festgestellt werden, der als ein - hier punktiert schematisch dargestellter - Korridor den Momentanverlauf VM umgibt.

Auch kann -wie oben bereits erwähnt- eine Drehbeschleunigung N A bzw. Winkelbeschleunigung auf Basis des Drehzahl signals N gebildet werden, indem die Ableitung des hier dargestellten Drehbewegungssignals DBS gebildet wird. Auf diese Weise kann ebenfalls durch einen Soll-Ist-Vergleich eine Abweichung und somit eine aussetzende Signalkennzeichnung KS bestimmt werden. Vorliegend ist beispielhaft eine erste, tatsächliche Drehbeschleunigung N A dargestellt, die von einer oben genannte Soll-Drehbeschleunigung N_AS abweicht, die nach der Zündung zu erwarten gewesen wäre. Die tatsächliche Drehbeschleunigung N A weist einen Verlauf auf, bei dem die aufsteigende Phase des Drehbewegungssignals DBS erkennbar fehlt, d.h. eine Soll-Drehbeschleunigung N_AS als Anstiegssteigung fehlt - vorliegend ist die Steigung der Drehbeschleunigung N_A nach dem Zeitpunkt TI negativ; d.h. abfallend - also entgegengesetzt zur Erwartung einer Anstiegssteigung der Soll-Drehbeschleunigung N_AS nach Zündung; es fehlt erkennbar die aufsteigende Phase des Drehbewegungssignals DBS.

Auch andere, dem Fachmann bekannte Methoden der Mustererkennung und/oder der Signal Verarbeitung können zur Erkennung der Signalkennzeichnung KS eingesetzt werden, dies umfasst insbesondere einen von einem, insbesondere quasiperiodischen, Soll-Momentanverlauf abweichenden Momentanverlauf des Drehbewegungssignals DBS und/oder eine ausbleibende Soll-Drehbeschleunigung N_AS.

Vorrausetzung ist —wie hier gezeigt— ein zeitlich ausreichend aufgelöstes Drehbewegungssignal DBS zum Erkennen derartiger Signalkennzeichnungen KS. An den Umrichter 1650 werden zum Zwecke der Kommutierung hohe Anforderungen diesbezüglich gestellt. Daher ist durch die elektrische Umrichtergröße GSR eine derartige zeitliche Auflösung, insbesondere Abtastfrequenz, die —wie in FIG. 2 sichtbar— vorzugsweise ein Vielfaches der Drehfrequenz bzw. Drehzahl ist, vorteilhaft gegeben, um das gesamte Arbeitsspiel der Zylinder Z des Motors 1210 bzw. der Brennkraftmaschine 1200 innerhalb einer vollen Periode des Drehwinkels aufzulösen. FIG. 3 zeigt eine schematische, ausschnittsweise Darstellung eines Hybrid- Antriebs 1000 gemäß dem Konzept der Erfindung mit einer detaillierten Darstellung eines Umrichters 1650 und eines Steuergeräts 1800. Dabei kann das Steuergerät 1800 insbesondere als Teil des Umrichters 1650 gebildet sein.

Vorliegend weist der Umrichter 1650 einen Vierquadrantensteiler 1660 auf, welcher über einen ersten Leiter 1411, einen zweiten Leiter 1412 und einen dritten Leiter 1413 elektrisch mit einem Stator 1408 der elektrischen Maschine 1400 verbunden ist. Über einen mittels der Leiter 1411, 1412, 1413 geleiteten Leiterstrom IM, nämlich einem ersten Leiterstrom IM_U, einem zweiten Leiterstrom IM_V und einem dritten Leiterstrom IM_W wird ein zeitlich veränderliches physikalisches Feld FP durch den Stator 1408 zum Antreiben eines Rotors 1418 erzeugt.

Bevorzugt wird ein Leiterstrom und/oder die Leiterspannung und/oder die Gegenspannung an mindestens zwei Leitern, bevorzugt zwei oder drei Leitern, gemessen. Bevorzugt sind die Leiter -wie vorliegend- elektrische Leiter wie die vorgenannten Leiter 1411, 1412, 1413 im Umfeld des Umrichters oder am bzw. im Umrichter. Insbesondere können die Leiter diejenigen einer elektrischen Zuleitung zum Umrichter sein.

Die Leiter können in einer abgewandelten Weiterbildung auch grundsätzlich die Leiter eines Stators der elektrischen Maschine mit umfassen. Bevorzugt kann ein Taktungssignal vom Leiterstrom eines Leiters, insbesondere einer Zuleitung im Umfeld des Umrichters oder am bzw. im Umrichter und/oder am Leiter eines Stators der elektrischen Maschine abgegriffen werden.

Das Steuergerät 1800 weist eine Wandeleinheit 1420 auf mit einem Clarke-Transformator 1422. Der Clarke-Transformator 1422 ist ausgebildet, die an den Leitern 1411, 1412, 1413 gemessenen Leiterströme IM_U, IM_V, IM_W, welche ein dreiachsiges, auf den Stator 1420 bezogenes Koordinatensystem repräsentieren, in ein zweiachsiges System umzuwandeln. Insbesondere werden aufgrund der Tatsache, dass die Summe der drei Leiterströme IM_U, IM_V, IM_W zu jedem Zeitpunkt gleich null ist, von der Wandeleinheit 1420 lediglich zwei der drei Leiterströme IM_U, IM_V, IM_W für die weitere Berechnung benötigt.

Der Clarke-Transformator 1422 stellt als Ergebnis dieser Umwandlung den Leiterstrom IM in Form eines ersten Zweiachs- Stromwerts I ALPHA und eines zweiten Zweiachs-Stromwert I BETA bereit. Die Wandeleinheit 1420 weist weiter einen Park-Transformator 1424 auf, welcher ausgebildet ist, auf Basis der beiden Zweiachs- Stromwerte I ALPHA, I BETA einen ersten Zeiger- Stromwert ISD, und einen zweiten Zeiger- Stromwert ISQ bereitzustellen. Die beiden durch den Park-Transformator 1424 berechneten Zeiger- Stromwerte ISD, ISQ werden insbesondere als Eingang für einen ersten PI-Regler 1482 und einen zweiten PI-Regler 1484 bereitgestellt.

Von den PI-Reglern 1482, 1484 wird ein Sollvektor VS bereitgestellt, welcher von einem inversen Park-Transformator 1486 und anschließend von einem inversen Clarke-Transformator 1488 - analog zu der oben beschriebenen Wandeleinheit 1420 - zu einem transformierten Sollvektor VST für den Vierquadrantensteiler 1660 bereitgestellt wird.

Die Wandeleinheit 1420 ist ausgebildet, die dreiphasig vorliegenden Leiterströme IM_U, IM_V, IM_W der elektrischen Maschine 1400 in eine zweiachsige Form, insbesondere in ein zweiachsiges Koordinatensystem, das sich mit der Drehbewegung des Rotors 1418 dreht, umzuwandeln. Für diese Umwandlung, und insbesondere für die Kommutierung, wird die Kenntnis über die genaue Drehposition DP des Rotors 1418 benötigt. Zur Bestimmung der Drehposition DP kann die Steuereinheit 1800 eine Signaleinheit 1430 aufweisen. Die Signaleinheit 1430 ist ausgebildet, durch die Auswertung einer elektromotorischen Kraft an einer Wicklung des Stators 1408 und/oder über die Zweiachs-Stromwerte I ALPHA, I BETA und/oder mittels der Bestimmung der Leiterströme IM und/oder mittels der Bestimmung einer, bevorzugt vom Rotor 1418 in den Stator 1408 induzierten, Gegenspannung UG und/oder durch das Bestimmen der Wicklungsinduktivität LS einer Statorwicklung 1450, die Drehposition DP rechnerisch, vorteilhaft ohne einen Drehsensor 1470, zu bestimmen und als elektrische Umrichtergröße GSR in Form eines berechneten Drehbewegungssignals DBS CALC bereitzustellen. Alternativ oder zusätzlich kann der Umrichter 1650 auch einen Drehsensor 1470 oder dergleichen Sensor zum Bestimmen eines gemessenen Drehbewegungssignals DBS MEAS aufweisen.

Unabhängig von einer bestimmten, hier oben beispielhaft beschriebenen Funktionsweise des Umrichters 1650 wird für die Kommutierung ein Drehbewegungssignal DB, bevorzugt ein berechnetes Drehbewegungssignal DBS CALC, benötigt. Das Drehbewegungssignal DBS wird als elektrische Umrichtergröße GSR bereitgestellt. BEZUGSZEICHENLISTE

Hybrid-Antrieb

1100, 1 lOOw Antriebswelle, Drehwinkel der Motorwelle

1200 Brennkraftmaschine

1210 Verbrennungsmotor

1220, 1220w Motorwelle, Drehwinkel der Motorwelle

1222, 1222w Kurbelwelle, Drehwinkel der Kurbelwelle

1400 elektrische Maschine

1408 Stator der elektrischen Maschine

1410 elektrischer Leiter, Statorleiter der elektrischen Maschine

1411 erster Leiter des Stators der elektrischen Maschine

1412 zweiter Leiter des Stators der elektrischen Maschine

1413 dritter Leiter des Stators der elektrischen Maschine

1418 Rotor der elektrischen Maschine

1420 Wandeleinheit

1422 Clark-Transformator

1424 Park-Transformator

1430 Signal einheit

1440 mathematisches Maschinenmodell

1450 Statorwicklung

1470 (externer) Drehsensor

1480 Rotor der elektrischen Maschine

1482 erster PI-Regler

1484 zweiter PI-Regler

1650 Umrichter

1660 Vierquadrantensteiler 1700 Motorsteuergerät der Brennkraftmaschine

1800 Steuergerät

1900 Erkennungseinheit

3000 Fahrzeug 3010 Wasserfahrzeug

3020 Landfahrzeug

3030 Luftfahrzeug

BZA Zylinderaussetzerbetrieb DB Drehbewegung

DBS Drehbewegungssignal

DBS CALC berechnetes Drehbewegungssignal

DBS MEAS gemessenes Drehbewegungssignal

DP Drehposition, Drehposition der Antriebswelle FP physikalisches Feld

FSM Fail-Safe-Modus

GSR elektrische Umrichtergröße

IM Leiterstrom

ISD erster Zeiger- Stromwert ISQ zweiter Zeiger- Stromwert

I ALPHA erster Zweiachs-Stromwert

I BETA zweiter Zweiachs-Stromwert

IM Leiterstrom

KS Signalkennzeichnung LS Wicklungsinduktivität

MG Generator-Modus der elektrischen Maschine

MM Motor-Modus der elektrischen Maschine N Drehzahl

N_A Drehbeschleunigung, Winkelbeschleunigung

N_AS Soll-Drehbeschleunigung

N AV Durchschnittsdrehzahl ST Taktungssignal

SZA Zylinderaussetzer-Signal

UG Gegenspannung

UM Leiterspannung

VM Momentanverlauf VMS Sollverlauf

VS Sollvektor

VST transformierter Sollvektor

Z Zylinder der Brennkraftmaschine