Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine entsprechende Vorrichtung zur Kompensation von Variationen der Zahnkraft eines Getriebes, insbesondere um Schwingungen der elektrischen Antriebseinheit eines Fahrzeugs zu reduzieren.

Ein zumindest teilweise elektrisch angetriebenes Fahrzeug weist eine elektrische Maschine auf, die eingerichtet ist, das Fahrzeugs anzutreiben und/oder zu verzögern. Während des Betriebs des Fahrzeugs kann es, insbesondere aufgrund des Antriebsstrangs des Fahrzeugs, zu Schwingungen und Luftschallabstrahlungen von ein oder mehreren Komponenten des Fahrzeugs kommen, die von einem Nutzer des Fahrzeugs ggf. als unangenehm empfunden werden.

Das vorliegende Dokument befasst sich mit der technischen Aufgabe, Schwingungen und Luftschallabstrahlungen von ein oder mehreren Fahrzeug- Komponenten, die durch den Antrieb sstrang, insbesondere durch das Getriebe, eines elektrisch angetriebenen Fahrzeugs verursacht werden, in effizienter und zuverlässiger Weise zu reduzieren.

Die Aufgabe wird durch jeden der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen werden u.a. in den abhängigen Ansprüchen beschrieben. Es wird darauf hingewiesen, dass zusätzliche Merkmale eines von einem unabhängigen Patentanspruch abhängigen Patentanspruchs ohne die Merkmale des unabhängigen Patentanspruchs oder nur in Kombination mit einer Teilmenge der Merkmale des unabhängigen Patentanspruchs eine eigene und von der Kombination sämtlicher Merkmale des unabhängigen Patentanspruchs unabhängige Erfindung bilden können, die zum Gegenstand eines unabhängigen Anspruchs, einer Teilungsanmeldung oder einer Nachanmeldung gemacht werden kann. Dies gilt in gleicher Weise für in der Beschreibung beschriebene technische Lehren, die eine von den Merkmalen der unabhängigen Patentansprüche unabhängige Erfindung bilden können.

Gemäß einem Aspekt wird eine Vorrichtung zur Reduzierung einer Schwingung einer elektrischen Antriebseinheit eines (Kraft-) Fahrzeugs beschrieben. Das Fahrzeug kann eine Insassenkabine für ein oder mehrere Insassen aufweisen. Durch die Schwingung der Antriebseinheit kann eine Schwingung einer Fahrzeug-Komponente bewirkt werden, die für einen Insassen der Insassenkabine wahrnehmbar, insbesondere hörbar, sein kann. Die Fahrzeug-Komponente kann z.B. eine schwingungsfähige Fläche (etwa ein Blech oder eine Kunststoffplatte) aufweisen. Die Fahrzeug -Komponente kann an der Karosserie des Fahrzeugs angeordnet und/oder befestigt sein.

Die elektrische Antriebseinheit umfasst zumindest eine elektrische Antriebsmaschine und ein Getriebe (wobei die Schwingung der Antriebseinheit durch das Getriebe bewirkt werden kann). Die Antriebseinheit kann ein Gehäuse aufweisen, in dem die Antriebsmaschine und das Getriebe angeordnet sind. Die Antriebseinheit kann ggf. direkt an der Karosserie des Fahrzeugs gelagert sein. Alternativ kann die Antriebseinheit an einem Achsträger gelagert sein, wobei der Achsträger an der Karosserie des Fahrzeugs gelagert ist. Alternativ kann die Antriebseinheit an einem Radträger eines mit der Antriebsmaschine gekoppelten Rades gelagert sein, wobei der Radträger typischerweise an der Karosserie des Fahrzeugs gelagert ist. Insbesondere kann der Radträger über die Radaufhängung und dem Achsträger zur Karosserie des Fahrzeugs gelagert sein. Die mechanische Kopplung zwischen der Antriebseinheit und dem Rad kann die Übertragung eines Drehmoments von der Antriebsmaschine auf das Rad (und/oder in umgekehrter Richtung) ermöglichen. Die Antriebseinheit kann derart im Fahrzeug angeordnet sein, dass die Welle der Antriebsmaschine und/oder des Getriebes entlang der Querachse des Fahrzeugs verläuft (z.B. zwischen einem rechten und einem linken Rad des Fahrzeugs). Die Querachse des Fahrzeugs ist typischerweise senkrecht zu der Längsachse des Fahrzeugs und senkrecht zu der Hochachse des Fahrzeugs angeordnet.

Die Vorrichtung ist eingerichtet, Schwingungsdaten in Bezug auf die Schwingung der Antriebseinheit zu ermitteln. Die Schwingungsdaten können die Amplitude und/oder die Frequenz und/oder die Phase der Schwingung der Antriebseinheit anzeigen.

Die Schwingungsdaten können anhand von ein oder mehreren Fahrzeugsensoren erfasst werden. Ein beispielhafter Fahrzeugsensor ist ein Mikrofon, das in oder an der Antriebseinheit, insbesondere in oder an dem Gehäuse der Antriebseinheit, angeordnet ist. Ein weiterer beispielhafter Fahrzeugsensor ist ein Beschleunigungssensor, der in oder an der Antriebseinheit, insbesondere in oder an dem Gehäuse der Antriebseinheit, angeordnet ist. Ein weiterer beispielhafter Fahrzeugsensor ist ein Torsionsmomentsensor, der an zumindest einer Welle (z.B. an der ersten und/oder der zweiten Welle) des Getriebes der elektrischen Antriebseinheit angeordnet ist. Die Vorrichtung ist ferner eingerichtet, auf Basis der Schwingungsdaten ein Kompensationsmoment zur Reduzierung der Schwingung der Fahrzeug- Komponente zu ermitteln. Dabei können insbesondere ein oder mehrere Parameter des Kompensationsmoments auf Basis der Schwingungsdaten ermittelt werden. Die ein oder mehreren Parameter des Kompensationsmoments können die Amplitude und/oder die Frequenz (oder die Periodendauer) und/oder die Phase des Kompensationsmoments umfassen.

Des Weiteren ist die Vorrichtung eingerichtet, zu bewirken, dass von der Antriebsmaschine ein Gesamtmoment erbracht wird, wobei das Gesamtmoment das für den Fährbetrieb des Fahrzeugs zu erbringende Fahrbetriebsmoment umfasst, das mit dem Kompensationsmoment überlagert ist. Das von der Antriebsmaschine erbrachte Gesamtmoment kann insbesondere der Summe bzw. der Überlagerung aus dem Fahrbetriebsmoment und dem Kompensationsmoment entsprechen. Dabei kann durch das Kompensationsmoment eine relativ hochfrequente Oszillation des Fahrbetriebsmoments bewirkt werden. Insbesondere kann das Kompensationsmoment einen zeitlichen Mittelwert von Null aufweisen, und kann ausgebildet sein, mit einer bestimmten Frequenz um den Nullwert zu oszillieren. Das Kompensationsmoment kann z.B. eine Frequenz von 100Hz oder mehr, oder 300Hz oder mehr, oder 500Hz oder mehr, z.B. zwischen 300Hz und 5kHz, aufweisen.

Das Fahrbetriebsmoment kann von dem Fahrer über ein Steuerelement, insbesondere über ein Fahrpedal, und/oder von einer Fahrfunktion zur automatisierten Längsführung des Fahrzeugs vorgegeben worden sein. Ferner kann das Fahrbetriebsmoment ein Antriebsmoment zum Antrieb des Fahrzeugs und/oder ein Rekuperationsmoment zur Verzögerung des Fahrzeugs umfassen.

Es wird somit eine Vorrichtung beschrieben, die ausgebildet ist, während des Fährbetriebs des Fahrzeugs das für den Fährbetrieb (zur Beschleunigung oder zur Verzögerung) bewirkte Fahrbetriebsmoment der ein oder mehreren elektrischen Antriebsmaschinen des Fahrzeugs mit einem Kompensationsmoment zu überlagern, um eine erkannte Schwingung der Antriebseinheit des Fahrzeugs zu reduzieren (z.B. zu dämpfen und/oder zu tilgen). Die Vorrichtung ermöglicht es somit, die ein oder mehreren elektrischen Antriebsmaschinen des Fahrzeugs als aktive Schwingungstilger zu verwenden (ohne dabei die auf den Fährbetrieb des Fahrzeugs gerichtete Aufgabe der ein oder mehreren Antriebsmaschinen zu beeinträchtigen). So kann eine besonders effiziente und zuverlässige Reduktion von Schwingungen der Antriebseinheit eines Fahrzeugs bewirkt werden.

Die Vorrichtung kann eingerichtet sein, wiederholt, an einer Sequenz von aufeinanderfolgenden Zeitpunkten, jeweils aktuelle Schwingungsdaten zu ermitteln. Das Kompensationsmoment kann dann wiederholt an die jeweils aktuellen Schwingungsdaten angepasst werden. So kann eine dauerhafte Reduzierung der Fahrzeug-Schwingungen bewirkt werden.

Die Vorrichtung kann eingerichtet sein, auf Basis der Schwingungsdaten ein oder mehrere Istwerte (z.B. einen Istpegel) der Schwingung der Antriebseinheit zu ermitteln und mit ein oder mehreren entsprechenden Sollwerten (z.B. einem Sollpegel) zu vergleichen, um einen Regelfehler zu ermitteln. Die Vorrichtung kann ferner eingerichtet sein, auf Basis des Regelfehlers anhand eines (P, I und/oder D-) Reglers Parameterwerte für die ein oder mehrere Parameter des Kompensationsmoments zu ermitteln. Dies kann an einer Sequenz von aufeinanderfolgenden Zeitpunkten wiederholt werden.

Es kann somit ein Regelkreis verwendet werden, um das Kompensationsmoment an die jeweils erfasste Schwingung der Antriebseinheit anzupassen. So kann eine besonders robuste und zuverlässige Reduzierung von Schwingungen der Antriebseinheit bewirkt werden.

Das Getriebe kann zumindest ein Paar von ineinandergreifenden Zahnrändem umfassen. Die Schwingung der elektrischen Antriebseinheit kann durch die ineinandergreifenden Zahnräder bewirkt worden sein. Insbesondere kann die Schwingung der Antriebseinheit von Variationen der Zahnkraft zwischen Zähnen der ineinandergreifenden Zahnräder abhängen. Die Vorrichtung ermöglicht es somit, in effizienter und zuverlässiger Weise zumindest teilweise oder vollständig Zahnkraft-Variationen des Getriebes der Antriebseinheit zu kompensieren.

Die Vorrichtung kann eingerichtet sein, die Drehzahl einer (Antriebs- oder Abtriebs-) Welle und/oder eines (Antriebs- oder Abtriebs-) Zahnrads des Getriebes zu ermitteln. Alternativ oder ergänzend kann das Drehmoment bzw. die Kraft ermittelt werden, das bzw. die an der jeweiligen Welle und/oder an dem jeweiligen Zahnrad des Getriebes anliegt. Die Schwingungsdaten und/oder das Kompensationsmoment können dann in besonders präziser und robuster Weise in Abhängigkeit von der Drehzahl und/oder dem Drehmoment ermittelt werden.

Die Vorrichtung kann eingerichtet sein, (im Vorfeld ermittelte) Kenndaten in Bezug auf den Verlauf des an einem Paar von ineinandergreifenden Zahnrändern des Getriebes bewirkten Drehwegfehlers zu ermitteln. Dabei können die Kenndaten von der Drehzahl eines der ineinandergreifenden Zahnräder und/oder von einem an zumindest einem der ineinandergreifenden Zahnräder anliegenden Drehmoment abhängen (oder in Abhängigkeit von der Drehzahl und/oder dem Drehmoment ermittelt bzw. ausgewählt werden). Die Schwingungsdaten und/oder das Kompensationsmoment können dann in besonders präziser und robuster Weise in Abhängigkeit von den Kenndaten ermittelt werden.

Gemäß einem weiteren Aspekt wird ein (Straßen-) Kraftfahrzeug (insbesondere ein Personenkraftwagen oder ein Lastkraftwagen oder ein Bus oder ein Motorrad) beschrieben, das die in diesem Dokument beschriebene Vorrichtung umfasst.

Gemäß einem weiteren Aspekt wird ein Verfahren zur Reduzierung einer Schwingung einer elektrischen Antriebseinheit eines (Kraft-) Fahrzeugs beschrieben, wobei die Antriebseinheit zumindest eine elektrische Antriebsmaschine und ein Getriebe zum Antrieb (von ein oder mehreren Rädern) des Fahrzeugs umfasst.

Das Verfahren umfasst das Ermitteln von Schwingungsdaten in Bezug auf die Schwingung der elektrischen Antriebseinheit, sowie das Ermitteln, auf Basis der Schwingungsdaten, eines Kompensationsmoments zur Reduzierung der Schwingung der Antriebseinheit. Außerdem umfasst das Verfahren das Bewirken, dass von der Antriebsmaschine ein Gesamtmoment erbracht wird, welches das für den Fährbetrieb des Fahrzeugs zu erbringende Fahrbetriebsmoment umfasst, das mit dem Kompensationsmoment überlagert ist.

Gemäß einem weiteren Aspekt wird ein Software (SW) Programm beschrieben. Das SW Programm kann eingerichtet werden, um auf einem Prozessor (z.B. auf einem Steuergerät eines Fahrzeugs) ausgeführt zu werden, und um dadurch das in diesem Dokument beschriebene Verfahren auszuführen.

Gemäß einem weiteren Aspekt wird ein Speichermedium beschrieben. Das Speichermedium kann ein SW Programm umfassen, welches eingerichtet ist, um auf einem Prozessor ausgeführt zu werden, und um dadurch das in diesem Dokument beschriebene Verfahren auszuführen.

Es ist zu beachten, dass die in diesem Dokument beschriebenen Verfahren, Vorrichtungen und Systeme sowohl alleine, als auch in Kombination mit anderen in diesem Dokument beschriebenen Verfahren, Vorrichtungen und Systemen verwendet werden können. Des Weiteren können jegliche Aspekte der in diesem Dokument beschriebenen Verfahren, Vorrichtungen und Systemen in vielfältiger Weise miteinander kombiniert werden. Insbesondere können die Merkmale der Ansprüche in vielfältiger Weise miteinander kombiniert werden. Ferner sind in Klammern aufgeführte Merkmale als optionale Merkmale zu verstehen. Im Weiteren wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen näher beschrieben. Dabei zeigen

Figur 1 ein beispielhaftes Fahrzeug mit einer elektrischen Antriebsmaschine; Figur 2a eine beispielhafte Lagerung einer elektrischen Antriebseinheit eines Fahrzeugs;

Figur 2b eine beispielhafte elektrische Antriebseinheit mit einem Getriebe;

Figur 2c eine beispielhafte Verzahnung von Zahnrädern des Getriebes;

Figur 2d einen beispielhaften Verlauf des Drehwegfehlers als Funktion der Eingriffszeit bzw. des Eingriffsorts der Zähne einer Verzahnung;

Figur 3a beispielhafte (Torsions-) Schwingungen einer elektrischen Antriebsmaschine um die Motorachse;

Figur 3b eine beispielhafte Überlagerung des Antriebsmoments mit einem Kompensationsmoment;

Figur 3c einen beispielhaften Regelkreis zur Einstellung des Kompensationsmoments; und

Figur 4 ein Ablaufdiagramm eines beispielhaften Verfahrens zur Reduzierung der Schwingungen einer elektrischen Antriebseinheit.

Wie eingangs dargelegt, befasst sich das vorliegende Dokument mit der effizienten und zuverlässigen Reduzierung von Schwingungen einer elektrischen Antriebseinheit eines zumindest teilweise elektrisch angetriebenen Fahrzeugs. In diesem Zusammenhang zeigt Fig. 1 ein beispielhaftes Fahrzeug 100 mit einer elektrischen Antriebsmaschine 102, die eingerichtet ist, ein oder mehrere Räder 104 des Fahrzeugs 100 anzutreiben. Der Nutzer, insbesondere der Fahrer, des Fahrzeugs 100 kann über ein Steuerelement 103, z.B. über ein Fahrpedal, ein bestimmtes Antriebsmoment anfordern. Das von dem Steuerelement 103 generierte Steuersignal kann von einer (Steuer-) Vorrichtung 101 des Fahrzeugs 100 ausgewertet werden, und es kann von der Vorrichtung 101 veranlasst werden, dass die elektrische Maschine 102 das angeforderte Antriebsmoment erzeugt. Die elektrische Maschine 102 kann betrieben werden, um das Fahrzeug 100 anzutreiben und/oder um im Rahmen der Fahrzeug- Verzögerung elektrische Energie zu rekuperieren.

Während des Betriebs des Fahrzeugs 100 kann es zu Schwingungen und/oder Effekten kommen, die für den Fahrer und/oder für einen Passagier des Fahrzeugs 100 wahrnehmbar und/oder hörbar sind. Dabei können die wahrnehmbaren Schwingungen durch Schwingungen der Antriebseinheit des Fahrzeugs 100 bewirkt werden.

Fig. 2a zeigt die Karosserie 200 eines Fahrzeugs 100 in einer Draufsicht. Die elektrische Maschine 102, allgemein die elektrische Antriebseinheit (die zusätzlich ein Getriebe aufweist), kann über einen (Hinter-) Achsträger 210 mechanisch an der Karosserie 200 angebunden sein. Dabei kann die elektrische Maschine 102 über ein oder mehrere erste Lager 211 an dem Achsträger 210 angebunden sein (z.B. in alle drei Raumrichtungen). Ferner kann der Achsträger 210 über ein oder mehrere zweite Lager 212 an der Karosserie 200 angebunden sein (z.B. in alle drei Raumrichtungen). Die ein oder mehreren Räder 104 des Fahrzeugs 100 sind über jeweils eine Radaufhängung 205 an dem Achsträger 210 befestigt. Ferner sind die ein oder mehreren Räder 104 über eine Radachse 204 mit der elektrischen Maschine 102 (allgemein mit der elektrischen Antriebseinheit) mechanisch gekoppelt, sodass über die Radachse 204 ein Antriebsmoment an die ein oder mehreren Räder 104 übertragen werden kann und/oder sodass über die Radachse 204 ein Rekuperationsmoment an die elektrische Maschine 102 übertragen werden kann.

Das Fahrzeug 100 kann ein oder mehrere Schwingungssensoren 201, 202, 203 umfassen, die eingerichtet sind, Schwingungsdaten in Bezug auf eine Schwingung einer Fahrzeug-Komponente (z.B. eines Blech- oder Kunststoffteils) zu erfassen. Beispielhafte Schwingungssensoren 201, 202, 203 sind ein Mikrofon 201 und/oder ein Beschleunigungssensor 202 und/oder ein Torsionsmomentsensor 203. Das Mikrofon 201 kann z.B. in oder an der Insassenkabine des Fahrzeugs 100 und/oder in oder an dem Gehäuse einer elektrischen Antriebseinheit des Fahrzeugs 100 angeordnet sein. Ein Beschleunigungssensor 202 kann z.B. an dem Achsträger 210 und/oder an einer Radaufhängung 205 und/oder an der elektrischen Maschine 102 angeordnet sein. Ein Torsionsmomentsensor 203 kann an einer Welle der elektrischen Antriebseinheit, insbesondere des Getriebes der elektrischen Antriebseinheit, angeordnet sein.

Die (Steuer-) Vorrichtung 101 kann eingerichtet sein, die elektrische Maschine 102 in Abhängigkeit von den Schwingungsdaten zu betreiben. Dabei kann insbesondere ein von der elektrischen Maschine 102 zu erbringendes Kompensationsmoment ermittelt werden, das ausgelegt ist, die durch die Schwingungsdaten angezeigte Schwingung einer Fahrzeug-Komponente zu reduzieren und/oder zumindest teilweise zu kompensieren. Das Kompensationsmoment kann eine bestimmte Amplitude und/oder eine bestimmte Frequenz und/oder eine bestimmte Phase aufweisen, mit denen das Kompensationsmoment um einen Nullpunkt oszilliert. Die Frequenz des Kompensationsmoments kann dabei von der Frequenz der Schwingung der Fahrzeug-Komponente abhängen.

Fig. 2b zeigt eine beispielhafte elektrische Antriebseinheit 250 mit einer elektrischen Maschine 102, die ausgebildet ist, eine erste Welle 251 eines Getriebes 260 der Antriebseinheit 250 anzutreiben. Das Getriebe 260 umfasst zumindest ein Paar von Zahnrädern 261, 262 (insbesondere ein erstes Zahnrad 261 und ein zweites Zahnrad 262), die über eine Verzahnung ineinandergreifen, um ein Drehmoment zu übertragen. Über das Zahnrad-Paar kann insbesondere das von der elektrischen Maschine 102 bewirkte Drehmoment auf die Radachse 204 (bzw. allg. auf eine zweite Welle des Getriebes 260) übertragen werden. In umgekehrter Richtung kann über das Zahnrad-Paar im Rekuperationsbetrieb ein Drehmoment von der zweiten Welle 204 des Getriebes 260 auf die erste Welle 251 des Getriebes 260 übertragen werden, sodass von der elektrischen Maschine 102 elektrischer Strom rekuperiert werden kann. Die Verzahnung zwischen den Zahnrädern 261, 262 des Zahnrad-Paars weist typischerweise Variationen in Bezug auf die Zahnkraft zwischen den ineinandergreifenden Zähnen auf, wie beispielhaft in den Figuren 2c und 2d dargestellt. Fig. 2c zeigt eine beispielhafte Verzahnung zwischen Zähnen 271 des ersten Zahnrads 261und entsprechenden Zähnen 272 des zweiten Zahnrads 262. Die an dem Kontaktpunkt 270 zwischen zwei Zähnen 271, 272 wirkende Kraft kann aufgrund der jeweiligen Form und/oder Ausrichtung der Zähne 271, 272 zueinander variieren. Die variierende Kraft kann durch die Verläufe 280 des Drehwegfehlers 282 in Fig. 2d veranschaulicht werden. Fig. 2d zeigt unterschiedliche Verläufe 280 für unterschiedlich hohe Drehmomente bzw. Kräfte, die über die Verzahnung übertragen werden. Dabei zeigt ein Verlauf 280 den Drehwegfehler 282 als Funktion des Eingriffszeitpunkts bzw. der Eingriffsstelle 281 zwischen zwei Zähnen 271, 272 an.

Wie aus Fig. 2d ersichtlich ist, ergeben sich (insbesondere bei relativ hohen Drehmomenten) relativ starke Schwankungen des Drehwegfehlers 282 bei dem Eingriff zwischen zwei Zähnen 271, 272. Derartige Schwankungen ergeben sich für jedes Paar von Zähnen 271, 272 der beiden ineinandergreifenden Zahnräder 261, 262 des Getriebes 260, was zu einer Torsionswelligkeit der zweiten Welle 204 führt, durch die Schwingungen der elektrischen Antriebseinheit 250 und basierend darauf Schwingungen von ein oder mehreren anderen Fahrzeug- Komponenten angeregt werden können, die für einen Nutzer des Fahrzeugs 100 spürbar sind.

Die (Steuer-) Vorrichtung 101 kann eingerichtet sein, Schwingungsdaten in Bezug eine Schwingung der Antriebseinheit 205, insbesondere in Bezug auf die Torsionswelligkeit der ein oder mehreren Wellen 204, 251 des Getriebes 260, zu ermitteln. Die Schwingungsdaten können anhand eines (Beschleunigungs-) Sensors 202 an dem Getriebe 260, insbesondere an dem Gehäuse der elektrischen Antriebseinheit 250, ermittelt werden. Alternativ oder ergänzend können die Schwingungsdaten anhand eines Torsionsmomentsensors 203 erfasst werden, der z.B. an der ersten und/oder an der zweiten Welle 251, 204 angeordnet ist. Alternativ oder ergänzend können vor-definierte Kenndaten in Bezug auf die Verzahnung, insbesondere in Bezug auf ein oder mehrere Verläufe 280 des Drehwegfehlers 282 des Getriebes 260, im Rahmen der Schwingungsdaten berücksichtigt werden

Fig. 3a zeigt die elektrische Maschine 102 in einer Seitenansicht entlang der Motorachse 251 (z.B. entlang der Querachse des Fahrzeugs 100). Durch ein zeitlich variierendes Kompensationsmoment kann eine Drehschwingung 304 einer Welle 204, 251 angeregt werden, um die Torsionswelligkeit einer Welle 204, 251 und/oder um die Schwingung der Antriebseinheit 250 zu reduzieren.

Fig. 3b zeigt das von der elektrischen Maschine 102 bewirkte (Gesamt-) Moment

312 als Funktion der Zeit 311. Die elektrische Maschine 102 kann ausgebildet sein, für den Fährbetrieb des Fahrzeugs 100 ein bestimmtes Fahrbetriebsmoment

313 zu bewirken. Das Fahrbetriebsmoment 313 kann in einer Antriebsphase des Fahrzeugs 100 einem (von dem Fahrer oder von einer Fahrfunktion zur automatisierten Längsführung des Fahrzeugs 100) angeforderten) (positiven) Antriebsmoment entsprechen. In einer Rekuperationsphase kann das Fahrbetriebsmoment 313 einem (negativen) Rekuperationsmoment entsprechen, um das Fahrzeug 100 zu verzögern.

Das Fahrbetriebsmoment 313 kann mit einem Kompensationsmoment 314 überlagert werden, wobei das Kompensationsmoment 314 mit einer bestimmten Amplitude 316 und/oder mit einer bestimmten Periodendauer 315 (bzw. Frequenz) um das Fahrbetriebsmoment 313 schwingt. Ferner kann das Kompensationsmoment 314 eine bestimmte Phase aufweisen. Durch das überlagerte Kompensationsmoment 314 kann eine Dreh- und/oder Nickschwingung 304 der elektrischen Maschine 102 bewirkt werden, um eine erkannte Schwingung der Antriebseinheit 250 zu reduzieren. Fig. 3c zeigt einen beispielhaften Regelkreis 320 zur Einstellung von ein oder mehreren Parametern 315, 316 (insbesondere der Amplitude 316 und/oder der Periodendauer bzw. Frequenz 315 und/oder der Phase) des Kompensationsmoments 314. Die Vorrichtung 101 kann eingerichtet sein, Sollwerte 321 für ein oder mehrere Eigenschaften (wie z.B. die Amplitude und/oder die Schwingungsenergie) einer erkannten Schwingung der Antriebseinheit 250 vorzugeben. Auf Basis der Schwingungsdaten können Istwerte 327 für die ein oder mehreren Eigenschaften der Schwingung der Antriebseinheit 250 ermittelt werden. Durch Vergleich der Istwerte 327 mit den Sollwerten 321 der ein oder mehreren Schwingungseigenschaften kann ein Regelfehler 322 ermittelt werden.

Basierend auf dem Regelfehler 322 können anhand eines Reglers 323 (z.B. eines P(roportional), I(ntegral) und/oder D(ifferential) Reglers oder eines anderen Reglertyps) ein oder mehrere Stellgrößen 324 ermittelt werden. Die ein oder mehreren Stellgrößen 324 können Parameterwerte für die ein oder mehreren Parameter 315, 316 des Kompensationsmoments 314 umfassen bzw. sein. Die elektrische Maschine 102 kann dann in Abhängigkeit von den ein oder mehreren Stellgrößen 324 betrieben werden. Insbesondere kann die elektrische Maschine 102 veranlasst werden (z.B. durch einen entsprechenden Statorstrom), ein Kompensationsmoment 314 zu bewirken, das die ermittelten Parameterwerte für die ein oder mehreren Parameter 315, 316 aufweist.

Das von der elektrischen Maschine 102 bewirkte Kompensationsmoment 314 hat einen Einfluss auf das Übertragungssystem „erste Welle 251 - zweite Welle 204“ der Antriebseinheit 250 (d.h. auf die Regelstrecke 325), auf das ein oder mehrere Störgrößen 326 einwirken können, und bewirkt so die Istwerte 327 für die ein oder mehreren Eigenschaften der Schwingung der Antriebseinheit 250. Die in Fig. 3c dargestellte Regelung kann wiederholt, insbesondere periodisch, mit einer bestimmten Reglerfrequenz ausgeführt werden, um eine dauerhafte Reduzierung von Schwingungen zu bewirken.

Die Frequenz des von der elektrischen Maschine 102 bewirkten Kompensationsmoments entspricht bevorzugt der Frequenz der Torsionswelligkeit, die typischerweise von der Drehzahl der ersten Welle 251 und/oder der zweiten Welle 204 abhängt.

Fig. 4 zeigt ein Ablaufdiagramm eines (ggf. Computer-implementierten) Verfahren 400 zur Reduzierung einer Schwingung einer Antriebseinheit 250 eines Fahrzeugs 100. Durch die Schwingung der Antriebseinheit 250 kann eine Schwingung einer anderen Fahrzeug-Komponente bewirkt werden, die von einem Nutzer des Fahrzeugs 100 wahrnehmbar, insbesondere hörbar, ist.

Die Antriebseinheit 250 umfasst zumindest eine elektrische Antriebsmaschine 102 und ein Getriebe 260 (mit ineinandergreifenden Zahnrädern 261, 262). Die elektrische Maschine 102 kann an einem Achsträger 210 oder an einem Radträger des Fahrzeugs 100 gelagert sein. Ferner kann die elektrische Maschine 102 ausgebildet sein, eine Schwingung (insbesondere ein Nick- oder Drehschwingung 304 um die Welle 251 der Maschine 102) über den jeweiligen Träger 210 an die Karosserie 200 des Fahrzeugs 100 zu übertragen. Alternativ oder ergänzend kann die elektrische Maschine 102 ausgebildet sein, auf das Getriebe 260 einzuwirken.

Das Verfahren 400 umfasst das Ermitteln 401 von Schwingungsdaten in Bezug auf die Schwingung der Antriebseinheit 250 (anhand von ein oder mehreren Fahrzeugsensoren 201, 202, 203). Die Schwingungsdaten können die Amplitude und/oder die Frequenz und/oder die Phase der Schwingung der Antriebseinheit 250 anzeigen. Das Verfahren 400 umfasst ferner das Ermitteln 402, auf Basis der Schwingungsdaten, eines Kompensationsmoments 314 zur Reduzierung der Schwingung der Antriebseinheit 250. Das Kompensationsmoment 314, insbesondere ein oder mehrere Parameter 315, 316 des Kompensationsmoments 314, kann anhand eines Reglers 323 ermittelt und/oder eingestellt werden. Dabei kann die Regelung darauf ausgelegt sein, die Amplitude und/oder den Pegel der durch die Schwingungsdaten angezeigten Schwingung der Antriebseinheit 250 zu reduzieren.

Des Weiteren umfasst das Verfahren 400 das Bewirken 403, dass von der Antriebsmaschine 102 ein Gesamtmoment erbracht wird, welches das für den Fährbetrieb des Fahrzeugs 100 zu erbringende Fahrbetriebsmoment 313 umfasst, das mit dem Kompensationsmoment 314 überlagert ist. Das Gesamtmoment kann insbesondere die Überlagerung und/oder die Summe des Fahrbetriebsmoments 313 und des Kompensationsmoments 314 sein.

Durch die in diesem Dokument beschriebenen Maßnahmen können Schwingungen der elektrischen Antriebseinheit 250 eines Fahrzeugs 100 in effizienter und zuverlässiger Weise gedämpft und/oder getilgt werden.

Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die gezeigten Ausführungsbeispiele beschränkt. Insbesondere ist zu beachten, dass die Beschreibung und die Figuren nur beispielhaft das Prinzip der vorgeschlagenen Verfahren, Vorrichtungen und Systeme veranschaulichen sollen.