DE102016221453A1

DE102016221453A1 - Reduzierung der Drehzahlwelligkeit einer an eine elektrische Maschine gekoppelte Brennkraftmaschine

Info

Publication number: DE102016221453A1
Application number: DE102016221453.5A
Authority: DE
Inventors: Paul Mehringer; Joerg Maas; Sebastian Paulus; Udo Schulz; Wolfgang Fischer
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2016-11-02
Filing date: 2016-11-02
Publication date: 2018-05-03
Also published as: WO2018082844A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Reduzierung der Drehzahlwelligkeit (128), eine an eine elektrische Maschine (114) gekoppelten Brennkraftmaschine (112), aufweisend die Schritte: Ermitteln eines zeitlichen Verlaufs einer Drehzahl (n) der elektrischen Maschine (114) oder der Brennkraftmaschine (112), Ermitteln einer durch die Brennkraftmaschine (112) bewirkten Drehzahlwelligkeit (128) aus dem zeitlichen Verlauf der Drehzahl (n), wobei die Drehzahlwelligkeit (128) eine zeitliche Abfolge aufsteigender Flanken (Fl) der Drehzahl (n), abfallender Flanken (Fl) der Drehzahl (n) und dazwischen angeordneter Plateaubereiche (P) aufweist, wobei die Plateaubereiche (P) Amplituden (A) aufweisen, die sich aus der Differenz der Plateaubereiche (P) gegenüber einem Referenzwert ergeben, wobei die elektrische Maschine (114) derart betrieben wird, dass das durch die elektrische Maschine (114) umgesetzte Drehmoment (M) zeitlich derart zu zumindest einem der Plateaubereiche (P) angeordnet ist, so dass die Amplitude (A) verkleinert wird. Ferner betrifft die Erfindung eine entsprechende Recheneinheit, die durch entsprechende Speichermittel und ein Computerprogramm dazu eingerichtet ist, das erfindungsgemäße Verfahren durchzuführen, sowie ein entsprechendes Computerprogramm.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Reduzierung der Drehzahlwelligkeit einer an eine elektrische Maschine gekoppelte Brennkraftmaschine sowie eine Recheneinheit, vorzugsweise ein Regler einer elektrischen Maschine sowie ein Computerprogramm zur Durchführung des Verfahrens.
Stand der Technik
Zur Regelung der Bordnetzspannung in Fahrzeugen können elektrische Maschinen, insbesondere fremderregte elektrische Maschinen, verwendet werden. Diese können entweder rein generatorisch zur Speisung des Bordnetzes des Fahrzeugs mit elektrischer Energie betrieben werden, aber auch motorisch betrieben werden, um die Brennkraftmaschine in gewissen Betriebszuständen durch ein von der elektrischen Maschine abgegebenes Drehmoment zu unterstützen. Die zuletzt genannte elektrische Maschine, die sowohl generatorisch als auch motorisch betreibbar ist, wird gemeinhin als Startergenerator oder als Boost-Rekuperationsmaschine bezeichnet.
Allgemein weisen derartige elektrische Maschinen einen Regler auf, der in Abhängigkeit von der Bordnetzspannung des Fahrzeugs den Erregerstrom der elektrischen Maschine regelt.
Die Brennkraftmaschine gibt bedingt durch die Arbeitstakte der jeweiligen Zylinder der Brennkraftmaschine das Drehmoment impulsartig an die Kurbelwelle ab. Hiermit einhergehend ist eine Drehzahlwelligkeit der Drehzahl der Brennkraftmaschine die sich entsprechend auf an die Brennkraftmaschine gekoppelte Elemente, wie z.B. eine mit der Brennkraftmaschine wirkverbundene elektrische Maschine, überträgt. Zur Dämpfung der Drehzahlschwingung ist es gemeinhin bekannt, Massendämpfungselemente, wie z.B. ein Zweimassenschwungrad mit der Kurbelwelle der Brennkraftmaschine zu verbinden, um, insbesondere in kritischen Betriebssituationen, wie z.B. dem Leerlaufzustand, Beschleunigungsphasen usw. der Brennkraftmaschine, die Drehzahlwelligkeit entsprechend abzumildern.
Hieran ist jedoch nachteilig, dass die Masse des Zweimassen-Schwungrads, die je nach Brennkraftmaschine eine mitunter erhebliche Masse aufweisen kann, stets bewegt werden muss und lediglich im Stande ist, eine passive Reduktion der Drehzahlwelligkeit über die Gesamtheit aller möglichen Betriebszustände der Brennkraftmaschine zu bewirken.
Grundsätzlich wäre es daher wünschenswert, eine Möglichkeit anzugeben, um die Drehzahlwelligkeit einer Brennkraftmaschine abhängig von den jeweiligen Betriebszuständen der Brennkraftmaschine selektiv zu bewirken. Ferner wäre es wünschenswert, eine Möglichkeit anzugeben, bei der ein derartiges massebehaftetes Dämpfungselement grundsätzlich entbehrlich würde.
Offenbarung der Erfindung
Es werden ein Verfahren zur Reduzierung der Drehzahlwelligkeit einer an eine elektrische Maschine gekoppelten Brennkraftmaschine sowie eine Recheneinheit und ein Computerprogramm zur Durchführung des Verfahrens mit den Merkmalen der jeweiligen unabhängigen Patentansprüche vorgeschlagen. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der Unteransprüche sowie der nachfolgenden Beschreibung
Vorteile der Erfindung
Das Verfahren dient der Reduzierung der Drehzahlwelligkeit einer an eine elektrische Maschine gekoppelten Brennkraftmaschine. Die elektrische Maschine wird in Ausführung des Verfahrens in ihre Eigenschaft als Generator und/oder Motor dazu verwendet, die durch die Brennkraftmaschine bewirkte Drehzahlwelligkeit zu reduzieren.
Hierzu ist es erforderlich, den zeitlichen Verlauf einer Drehzahl der elektrischen Maschine oder der Brennkraftmaschine zu ermitteln. Die Drehzahl der elektrischen Maschine bzw. der Brennkraftmaschine ist typischerweise direkt ineinander umrechenbar, da sich die Drehzahl der elektrischen Maschine üblicherweise durch Multiplikation der Drehzahl der Brennkraftmaschine mit einem Übersetzungsverhältnis ergibt, wobei das Übersetzungsverhältnis das Übersetzungsverhältnis der Ankopplung der elektrischen Maschine an die Brennkraftmaschine ist. Somit können grundsätzlich die Drehzahl der elektrischen Maschine, sowie die Drehzahl der Brennkraftmaschine in Alleinstellung oder beide in Kombination, verwendet werden. Eine entsprechende Umrechnung kann auch bei einer elektrischen Maschine mit Freilaufelement unter Berücksichtigung der Freilaufphasen erfolgen.
In einem weiteren Verfahrensschritt wird eine durch die Brennkraftmaschine bewirkte Drehzahlwelligkeit aus dem zeitlichen Verlauf der Drehzahl abgeleitet. Die Drehzahlwelligkeit weist ihrerseits eine zeitliche Abfolge aufsteigender Flanken der Drehzahl, abfallender Flanken der Drehzahl und dazwischen angeordnete Plateaubereiche auf, wobei die Plateaubereiche Amplituden aufweisen, die sich aus der Differenz der Plateaubereiche gegenüber einem Referenzwert ergeben. Bei dem Referenzwert kann es sich beispielsweise um einen Mittelwert der Drehzahl oder einen sonstigen Referenzwert handeln, der sich beispielsweise aus der Hälfte der betragsmäßigen Summen aus einem Maximalwert und einem direkt dazu benachbarten Minimalwert ergeben. Auch andere geeignete Referenzwertbildungen sind grundsätzlich möglich. Des Weiteren können die Plateaubereiche zwischen den aufsteigenden Flanken und den abfallenden Flanken einen entsprechend durch die Systemvoraussetzung gegebenen ausgeprägten oder weniger stark ausgeprägten, im Wesentlichen konstanten zeitlichen Verlauf aufweisen.
Zur Reduzierung der Drehzahlwelligkeit der elektrischen Maschine wird die elektrische Maschine nun derart betrieben, dass das durch die elektrische Maschine umgesetzte Drehmoment zeitlich derart zu zumindest einem der Plateaubereiche angeordnet ist, so dass die Amplitude verkleinert wird. Durch eine adaptive, also auf die jeweilige Drehzahlwelligkeit und deren aufsteigenden Flanken, abfallenden Flanken und dazwischen angeordneten Plateaubereichen angepasste Regelung, kann eine aktive Reduzierung der Drehzahlwelligkeit durch die Beaufschlagung der Brennkraftmaschine durch das Drehmoment der elektrischen Maschine nun derart gedämpft (generatorisch) oder adaptiv beschleunigt (motorisch) werden, um die durch die Brennkraftmaschine verursachte Drehzahlwelligkeit entsprechend zu reduzieren. Bei dem umgesetzten Drehmoment handelt es sich somit um das Drehmoment, das im Falle einer generatorisch betriebenen elektrischen Maschine von der Brennkraftmaschine an die elektrische Maschine abgegeben wird oder im Falle eines motorischen Betrieb der elektrischen Maschine, von der elektrischen Maschine an die Brennkraftmaschine abgegeben wird.
Grundsätzlich kann eine derartige Reduzierung der Drehzahlwelligkeit unter verschiedenen Systemvoraussetzungen betrieben werden. Beispielsweise kann hierzu entweder eine elektrische Maschine genutzt werden, die generatorisch und/oder motorisch betrieben werden kann. Eine derartige Regelung der elektrischen Maschine zur Dämpfung der Drehzahlwelligkeit der Brennkraftmaschine hat den Vorteil, dass durch die Ansteuerung der elektrischen Maschine und durch die Beaufschlagung der Brennkraftmaschine vermittelt durch die elektrische Maschine mit einem Antriebsmoment (motorischer Betrieb) bzw. Schlepp- oder Bremsmoment der elektrischen Maschine (generatorischer Betrieb) die Drehzahlwelligkeit in nahezu jedem beliebigen Betriebszustand der Brennkraftmaschine reduzierbar ist.
Dies ist insbesondere für die Betriebszustände der Brennkraftmaschine vorteilhaft, die sehr sensibel auf die Drehzahlwelligkeit reagieren, insbesondere der Leerlaufzustand. Darüber hinaus ist noch von Vorteil, dass passive Dämpfungselemente wie z.B. ein Zweimassen-Schwungrad, grundsätzlich in der Masse reduziert werden können oder sogar vollständig entbehrlich werden, was eine wesentliche Gewichtsersparnis der Brennkraftmaschine und darüber hinaus eine Reduzierung der bewegten Masse innerhalb der Brennkraftmaschine zur Folge hat. Dies verbessert die Dynamik des Gesamtsystems erheblich. Weiter können Koppelelemente wie z.B. ein Freilaufelement, das zwischen der elektrischen Maschine und der Brennkraftmaschine zur Reduzierung des Verschleißes eines Riemens angebracht ist, überflüssig werden, da der durch die Drehzahlwelligkeit ansonsten verursachte Abrieb, des die elektrische Maschine und Brennkraftmaschine verbindenden Koppelelements (Riemen) entsprechend durch eine gezielte Beaufschlagung der elektrischen Maschine und der damit einhergehenden Reduzierung der Drehzahlwelligkeit der Brennkraftmaschine, reduziert werden kann.
In einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens wird die elektrische Maschine im Zeitbereich zumindest einer aufsteigenden Flanke der Drehzahl generatorisch betrieben. Eine Ansteuerung der elektrischen Maschine derart, dass die elektrische Maschine im Zeitbereich einer aufsteigenden Flanke der Drehzahl generatorisch betrieben wird, hat den Vorteil, dass gezielt die Drehzahl bereits im Anstieg der Drehzahl, sprich in einer aufsteigenden Drehzahlflanke gezielt durch eine Schleppmomentbeaufschlagung der Brennkraftmaschine durch die elektrischen Maschine entsprechend reduziert wird.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens wird die elektrische Maschine im Zeitbereich zumindest einer abfallenden Flanke der Drehzahl, weiter vorzugsweise im Zeitbereich eines Plateaubereichs und im Zeitbereich zumindest einer abfallenden Flanke der Drehzahl, motorisch betrieben. Durch den motorischen Betrieb der elektrischen Maschine im Zeitbereich einer abfallenden Flanke, kann der abfallende Drehzahlgradient entsprechend abgeflacht werden, was zu einer Reduzierung der Drehzahlwelligkeit führt. Durch eine weitere motorische Beaufschlagung auch im Zeitbereich eines Plateaus kann das Plateau auch entsprechend abgeflacht werden.
Durch eine sowohl motorische als auch generatorische Beaufschlagung der Brennkraftmaschine durch die elektrische Maschine, insbesondere in den zuvor beschriebenen Zeitbereichen, kann eine besonders vorteilhafte Kombination beider Effekte bewirkt werden, was zu einer noch besseren Reduzierung der Drehzahlwelligkeit der Brennkraftmaschine führt.
Es ist ferner bevorzugt, dass der Betrag des durch die elektrische Maschine umgesetzten Drehmoments abhängig vom Gradienten der Drehzahl, insbesondere abhängig von der Steigung aufsteigenden Flanke und/oder der Steigung der abfallenden Flanke der Drehzahl, eingestellt wird. Hierdurch kann die Reduktion der Drehzahlwelligkeit entsprechend auf die tatsächlich vorhandene Welligkeit der Drehzahl angepasst werden. Gegenstand der Erfindung ist auch eine Recheneinheit, insbesondere ein Regler für eine elektrische Maschine, der vorzugsweise in der elektrischen Maschine angeordnet ist, aber auch extern zur elektrischen Maschine anordenbar sein kann. Der Regler ist durch eine entsprechende integrierte Schaltung, insbesondere durch einen ASIC (Application Specific Integrated Circuit) und/oder durch ein auf einem Speicher gespeichertes Computerprogramm dazu eingerichtet, ein Verfahren gemäß der vorstehenden und nachstehenden Ausführungsformen durchführen. Das Ausführen des Verfahrens in einem Regler der elektrischen Maschine ist überdies vorteilhaft, da sowohl die Auswertung der Drehzahlsignale und das entsprechende Regeln der elektrischen Maschine ohne eine zusätzliche externe Kommunikationsverbindung, beispielsweise mit einem externen Steuergerät, und unabhängig von einer externen Rechen-, Speicher- und/oder Regelarchitektur erfolgen kann.
In einer weiteren Ausgestaltung der Recheneinheit, weist die Recheneinheit eine Regler-Endstufe auf, die einen ersten Schalter und einen weiteren Schalter aufweist, wobei der erste Schalter und der weitere Schalter derart betätigt werden bzw. angeordnet sind, um eine besonders schnelle Endregung der Erregerwicklung der elektrischen Maschine zu bewirken. In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist der Regler-Endstufe der Recheneinheit ein Hochsetzsteller vorgeschaltet, wobei der Hochsetzsteller derart angesteuert wird bzw. angeordnet ist, insbesondere durch die Recheneinheit, um eine besonders schnelle Erregung der Erregerwicklung der elektrischen Maschine zu bewirken.
Um eine entsprechend effektive Unterdrückung der Drehzahlwelligkeit zu erreichen, ist es erforderlich, die Drehmoment- bzw. Bremsmomentbeaufschlagung der elektrischen Maschine entsprechend auf die Drehzahlwelligkeit, insbesondere die aufsteigenden Flanken, abfallenden Flanken und dazwischen angeordnete Plateaubereiche, zeitlich anzuordnen. Hierfür ist es erforderlich zum Aufbau eines Drehmoments bzw. Bremsmoments der elektrischen Maschine die Erregerwicklung der elektrischen Maschine entsprechend schnell zu erregen (Aufbau von Energie in der Spule) bzw. zu entregen (Abbau von Energie in der Spule). Hierfür sind insbesondere die Zeitkonstanten der Drehmomentbeaufschlagung der elektrischen Maschine entsprechend auf die Zeitkonstante der Drehzahlschwingung anzupassen. Eine derartige Anpassung ist jedoch in der Regel dadurch begrenzt, dass die Zeitkonstanten der Drehmomentbeaufschlagung der elektrischen Maschine stark durch die Impedanz der jeweiligen Spulen der Erregerwicklung bzw. der ständerseitigen Wicklungen beeinflusst sind. Hierfür ist im ersten Fall eine Kombination eines ersten und zweiten Schalters zur Schnellentregung der Erregerspule vorgesehen. Zur Erregung der Erregerwicklung kann zudem durch eine Erhöhung der Eingangsspannung mittels eines Hochsetzstellers, der Aufbau des Erregerfeldes entsprechend beschleunigt werden.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird zur Ermittlung der Drehzahl zumindest ein Phasensignal der mit der Brennkraftmaschine gekoppelten elektrischen Maschine ermittelt und der zeitliche Verlauf der Drehzahl der elektrischen Maschine wird aus dem Phasensignal ermittelt.
Eine derartige Ausführungsform ist vorteilhaft, da die Drehzahl bzw. der zeitliche Verlauf der Drehzahl und die hierauf basierende adaptive Ansteuerung der elektrischen Maschine zur Reduzierung der Drehzahlwelligkeit direkt aus in der elektrischen Maschine vorhandenen Messgrößen, in Form zumindest eines Phasensignals, ermittelbar sind bzw. bewirkt werden können. Daher ist ein weiterer Sensor zur Bestimmung der Drehzahl der elektrischen Maschine nicht zwingend erforderlich, wodurch insbesondere Kosten eingespart werden können. Das Phasensignal der elektrischen Maschine umfasst hierbei insbesondere zumindest eine der Phasenspannungen und/oder zumindest einen der Phasenströme der elektrischen Maschine.
Des Weiteren kann eine Ermittlung der Drehzahl aus mehreren Phasensignalen vorteilhaft sein, um die Genauigkeit der Drehzahlermittlung und die sichere Bereitstellung des Drehzahlsignals zu erhöhen. Die Phasensignale weisen typischerweise Pulse mit aufsteigenden und abfallenden Flanken auf. Durch ein heranzeihen sowohl der aufsteigenden als auch der abfallenden Flanken zumindest eines Phasensignals und/oder ein Heranziehen der jeweiligen Flanken mehrerer Phasensignale kann daher die zeitliche Auflösung der Drehzahlabtastung signifikant erhöht werden. Durch genauere Kenntnis des Drehzahlverlaufs kann die elektrische Maschine entsprechend besser angesteuert werden, um eine entsprechend verbesserte Reduzierung der Drehzahlwelligkeit der Brennkraftmaschine zu bewirken.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung kann der zeitliche Verlauf der Drehzahl der elektrischen Maschine alternativ oder kumulativ mittels eines Drehzahlsensors ermittelt werden. Insbesondere durch eine kumulative Verwendung des Drehzahlsensors ist eine redundante Ermittlung der Drehzahl der elektrischen Maschine möglich. Bei einem derartigen Drehzahlsensor, der zur Ermittlung der Drehzahl an der elektrischen Maschine angebracht ist oder auch an der Brennkraftmaschine, insbesondere an der Kurbelwelle angebracht sein kann, kann es sich beispielsweise um einen induktiven, kapazitiven oder optischen Sensor handeln, der das Drehzahlsignal vorzugsweise an die Recheneinheit der elektrischen Maschine übermittelt, aber auch an ein externes Steuergerät, z.B. ein Motorsteuergerät, übermitteln kann.
Auch die Implementierung des Verfahrens in Form eines Computerprogramms, das vorzugsweise auf einem Datenträger, insbesondere einem Speicher, in der Recheneinheit zur Ausführung des Verfahrens zur Verfügung steht, bzw. das Vorsehen einer entsprechenden integrierten Schaltung, insbesondere einem ASIC, ist vorteilhaft, da dies besonders geringe Kosten verursacht, insbesondere wenn ein ausführendes Steuergerät noch für weitere Aufgaben genutzt wird und daher ohnehin vorhanden ist. Geeignete Datenträger zur Bereitstellung des Computerprogramms sind insbesondere magnetisch, optische und elektrische Speicher, wie sie vielfach aus dem Stand der Technik bekannt sind. Weitere Vorteile und Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung und der beiliegenden Zeichnungen.
Figurenliste

1 zeigt eine an eine Brennkraftmaschine gekoppelte elektrische Maschine in schematischer Darstellung;
2 zeigt eine schematische Darstellung der elektrischen Maschine sowie deren Ansteuerung;
3 zeigt ein schematisches Ablaufdiagramm zur Ansteuerung der elektrischen Maschine;
4 zeigt einen zeitlichen Verlauf einer Phasenspannung der elektrischen Maschine, die hieraus an einigen Zeitpunkten abgeleitete Drehzahl einer elektrischen Maschine sowie die mittlere Drehzahl innerhalb eines Zeitintervalls;
5 zeigt eine schematische Darstellung eines auf eine elektrische Maschine übertragenen Drehmoments (a), das hierzu korrespondierende Abgabedrehmoment der Brennkraftmaschine (b) sowie der korrespondierende Drehzahlverlauf der elektrischen Maschine und der Brennkraftmaschine (c) gemäß dem Stand der Technik;
6 zeigt eine gemäß des Verfahrens geregelte Drehmomentaufnahme der elektrischen Maschine (a), die hierzu korrespondierende Drehmomentabgabe der Brennkraftmaschine (b) sowie den Drehzahlverlauf der Brennkraftmaschine mit entsprechend reduzierter Drehzahlwelligkeit (c);
7 zeigt eine schematische Ansteuerschaltung zur Entregung und Erregung der Erregerwicklung der elektrischen Maschine gemäß dem Stand der Technik (a) sowie den hierzu korrespondierenden Spannungsverlauf (b) und Stromverlauf (c);
8 zeigt eine schematische Ansteuerschaltung einer erfindungsgemäßen Reglereinheit zur Erregung einer Erregerwicklung einer elektrischen Maschine sowie einer Schnellentregung derselben (a), den hierzu korrespondierenden Spannungsverlauf (oben) und Stromverlauf (unten) (b) sowie eine schematische Darstellung einer Hochsetzstellerschaltung zur beschleunigten Erregung der Erregerspule aus Figur a) (c); und
9 zeigt eine erfindungsgemäß gesteuerte Drehmomentumsetzung der elektrischen Maschine wobei die elektrische Maschine hierbei generatorisch und motorisch betrieben wird (a), die Drehmomentabgabe der Brennkraftmaschine (b) sowie die Drehzahl der Brennkraftmaschine mit gegenüber 5 noch weiter reduzierter Drehzahlwelligkeit.

In 1 ist eine an eine Brennkraftmaschine 112 gekoppelte elektrische Maschine 114 gezeigt, die mittels eines an einer Riemenscheibe RS der elektrischen Maschine 114 angreifenden Kopplungselements 116 von der Brennkraftmaschine 112 angetrieben wird. Das Kopplungselement 116 ist auf Seiten der Brennkraftmaschine 112 mit der Kurbelwelle der Brennkraftmaschine 112 wirkverbunden. Die Brennkraftmaschine 112 gibt bedingt durch die Arbeitstakte der jeweiligen Zylinder der Brennkraftmaschine 112 das Drehmoment impulsartig an die Kurbelwelle 117 ab. Das impulsartig abgegebene Drehmoment der Brennkraftmaschine 112 überträgt sich entsprechend über das Kopplungselement 116 und die Riemenscheibe RS auf die elektrische Maschine 114, deren Drehfrequenz entsprechend einer Drehzahlwelligkeit unterworfen ist (vgl. hierzu 5, 6 und 9). Zur Schonung des Kopplungselements 116, insbesondere einem Riemen, kann ein Freilaufelement vorgesehen sein, durch das die aufgrund der Drehzahlwelligkeit schwankende Lastbeaufschlagung der elektrischen Maschine 114 durch das Kopplungselements 116 und der damit einhergehende Verschleiß des Kopplungselements 116 gelindert wird. Bei Vorhandensein eines Kopplungselements 116 wird die elektrische Maschine 114 in der Regel lediglich generatorisch betrieben, sofern das Kopplungselement 116 nicht sperrbar ist.
Zur Regelung der Spannung im Bordnetz 100 ist eine Recheneinheit 118 in Form eines Reglers 120 vorgesehen, der in Abhängigkeit von der Spannung des Bordnetzes 100 den Erregerstrom I_err der Erregerwicklung L_Err (vgl. 2) der elektrischen Maschine 114 entsprechend einregelt. Der zeitliche Drehzahlverlauf n_Gen der elektrischen Maschine 114 wird durch ein Phasensignal 121 der elektrischen Maschine ermittelt (vgl. hierzu 4). Zudem kann an der elektrischen Maschine ein Drehzahlsensor 119 angeordnet sein, der dazu eingerichtet ist, die Drehzahl n_gen der elektrischen Maschine 114 zu bestimmen und die Drehzahl an die Recheneinheit 118 zu übermitteln.
Bei einer Zwangskopplung der elektrischen Maschine 114 und der Brennkraftmaschine 112 über das Koppelelement 116, können die beiden Drehzahlen n_Gen und n_BKM durch ein Übersetzungsverhältnis, das dem Übersetzungsverhältnis der Riemenscheibe RS und der Aufnahme des das Koppelelements 116 an der Kurbelwelle 117 entspricht, direkt ineinander umgerechnet werden. Es versteht sich somit, dass auch die Drehzahl n_Bkm der Brennkraftmaschine 112 beispielsweise mittels eines Sensors an der Kurbelwelle 117 erfasst werden kann und entsprechend in eine Drehzahl n_Gen der elektrischen Maschine 114 umrechenbar ist (nicht dargestellt).
Lediglich für den Fall, dass ein Freilauf (nicht dargestellt) an der elektrischen Maschine 114 vorgesehen ist, kann sich in kurzen Zeitbereichen eine geringfügige Diskrepanz zwischen dem Drehzahlverlauf n_Gen der elektrischen Maschine 114 und dem Drehzahlverlauf n_Bkm der Brennkraftmaschine 112 durch das Vorhandensein von Freilaufphasen ergeben. Diese wären dann entsprechend zu berücksichtigen.
Zur Regelung und zur Ausführung des Verfahrens (vgl. 2a) weist die Recheneinheit 118 einen Speicher 118a und eine zur Regelung und zur Ausführung des Verfahrens geeignete Rechenarchitektur 118b auf. Der Speicher 118a und die Rechenarchitektur 118b können insbesondere in Form eines ASIC ausgeführt sein (nicht dargestellt). Zum Erfassen und Übertragen von Daten mit einer Motorsteuereinheit 122 kann zudem eine Kommunikationsverbindung 124 vorgesehen sein (gestrichelt dargestellt).
Es kann vorteilhaft sein, die Ausregelung bzw. Reduzierung der Drehmomentenfluktuationen, verursacht durch die Brennkraftmaschine 112, nur bis zu einer applizierbaren Drehzahl n_BKM und/oder Amplitude der Drehzahlschwingung durchzuführen, da oberhalb dieser Drehzahl n_BKM die Drehmomentenunterschiede kleiner werden und sehr viel Energie benötigt wird, um diese entsprechend zu kompensieren. Diese applizierbare Drehzahl hängt individuell von der jeweiligen Brennkraftmaschine ab und kann entsprechend eines Aktivierungsbereichs für die Regelung vorgegeben werden. Zudem ist unterhalb einer vorhandenen Amplitude keine Ausregelung mehr nötig, da die Amplitude bereits unterhalb eines Toleranzschwellwertes liegt.
Falls die Zylinderanzahl bekannt ist oder aus den Signalen, insbesondere dem Drehzahlsignal der elektrischen Maschine 114 oder der Brennkraftmaschine 112 geschätzt werden kann, kann mit Hilfe der mittleren Drehzahl und der dieser entsprechenden Frequenz über den generatorischen Betrieb und/oder den motorischen Betrieb gegenphasig die Drehmomentenschwingung der Brennkraftmaschine 112 ausgeregelt und damit kompensiert werden, wobei die Amplitude entsprechend der messbaren Amplitudendifferenz zwischen der zu kompensierenden Amplitude und der durch die elektrische Maschine aufgebrachte Amplitude entsprechend nachgeregelt wird. Optional kann auch die Phase der Frequenz der Kompensationsmodulation nachgeregelt werden.
In 2 ist die elektrische Maschine 114 schaltplanartig dargestellt. Die elektrische Maschine 114 ist in diesem speziellen Beispiel als eine fünfphasige elektrische Maschine dargestellt. Die elektrische Maschine 114 weist einen Ständer mit einer fünfphasigen Ständerwicklung 110a auf. Es ist zudem ein Stromrichter 106 vorgesehen, der je nach Betriebsmodus der elektrischen Maschine 114 als Gleichrichter (generatorischer Betrieb der elektrischen Maschine 114) oder als Wechselrichter (motorischer Betrieb der elektrischen Maschine 114) betrieben werden kann. In diesem Beispiel weist der Stromrichter 106 mehrere elektrische Schaltelemente auf, die in diesem Beispiel als MOSFETs 106a (Metall-Oxid-Halbeiter-Feldeffekttransistor) ausgebildet sind. MOSFETs entsprechen schaltungstechnisch einem Transistor und einer in Sperrrichtung geschalteten Invers-Diode. Die MOSFETs 106a sind beispielsweise einerseits über Stromschienen mit den Ständerwicklungen 110a und andererseits mit den Gleichspannungsanschlüssen 103 (nachfolgend auch als B+ bezeichnet) verbunden. Zudem ist noch die läuferseitige Erregerwicklung L_Err schematisch dargestellt, deren Stromdurchsetzung mittels des Erregerstroms I_Err durch die Recheneinheit 118, insbesondere durch den Regler 120, geregelt wird.
Wird die elektrische Maschine 114 in einem generatorischen Betrieb betrieben, wird in der Ständerwicklung 110a eine fünfphasige Wechselspannung, die sogenannte Phasenspannung, erzeugt. Durch zweckmäßiges, getaktetes Ansteuern der MOSFETs 106a wird diese fünfphasige Wechselspannung in eine Gleichspannung gerichtet. Diese kann dann entsprechend über das Fahrzeugbordnetz 100 (vgl. 1) in eine Batterie eingespeist werden (nicht abgebildet).
Wird die elektrische Maschine 114 in einem motorischen Betrieb betrieben, wird durch zweckmäßiges, getaktetes Ansteuern der MOSFETs 106a die Gleichspannung aus dem Kraftfahrzeugbordnetz 100 in die fünfphasige Phasenspannung mit einem umlaufenden Phasenspannungsvektor gewandelt. Das zweckmäßige, getaktete Ansteuern der MOSFETs 106a erfolgt dabei durch ein entsprechendes Steuergerät.
Es sei angemerkt, dass die vorliegende Erfindung nicht auf eine fünfphasige elektrische Maschine beschränkt sein soll, sondern für elektrische Maschinen mit einer zweckmäßigen Anzahl an Ständerphasen 110a geeignet ist. Auch die Verwendung einer elektrischen Maschine 114 mit passivem Stromrichter, bei dem insbesondere Leistungsdioden zum Einsatz kommen, ist grundsätzlich möglich.
Die Recheneinheit 118, insbesondere der Regler 120, kann zudem dazu vorgesehen sein, das nachfolgend beschriebene Verfahren zur Reduzierung der Drehzahlwelligkeit einer an eine elektrische Maschine 114 gekoppelten Brennkraftmaschine durchzuführen. Der Ablauf des Verfahrens ist in 3 als schematisches Flussdiagramm dargestellt. Im Schritt E1 wird der zeitliche Verlauf der Drehzahl n_Gen der elektrischen Maschine 114 ermittelt. Wie bereits eingangs erwähnt, besteht im Falle einer Zwangskopplung zwischen der elektrischen Maschine 114 und der Brennkraftmaschine 112 eine feste Beziehung der Drehzahl n_Bkm der Brennkraftmaschine 112 und n_Gen der elektrischen Maschine 114, wobei diese ohne weiteres ineinander umgerechnet werden können. Somit sind im Hinblick auf das Verfahren die Drehzahl n_BKM der Brennkraftmaschine 112 und die Drehzahl n_Gen der elektrischen Maschine 114 als äquivalent zu betrachten.
Entsprechend kann die Ermittlung der Drehzahl n_Gen der elektrischen Maschine 114 entweder mittels des Phasensignals 121 (vgl. 3) und/oder mittels eines Drehzahlsensors 119 (vgl. 1) ermittelt werden bzw. kann auch die Drehzahl der Brennkraftmaschine 112 ermittelt werden und diese entsprechend in die Drehzahl n_Gen der elektrischen Maschine 114 bei Kenntnis des Übertragungsverhältnisses umgerechnet werden. Im Schritt E2 wird eine durch die Brennkraftmaschine 112 bewirkte Drehzahlwelligkeit 128 aus dem zeitlichen Verlauf der Drehzahl n_Gen ermittelt, wobei die Drehzahlwelligkeit 128 eine zeitliche Abfolge aufsteigender Flanken Fl_u der Drehzahl n, abfallender Flanken FI_D der Drehzahl n und dazwischen angeordnete Plateaubereiche P aufweist, wobei die Plateaubereiche P Amplituden A aufweisen, die sich aus der Differenz der Plateaubereich P und einem Referenzwert D_MD ergeben. Der Referenzwert D_MD ist vorliegend der Mittelwert der Drehzahl D_MD. Des Weiteren wird in Schritt E3 die elektrische Maschine 114 durch die Recheneinheit 118 derart angesteuert, dass das durch die elektrische Maschine 114 umgesetzte Drehmoment M zeitlich derart zu zumindest einem Plateaubereich P angeordnet ist, so dass die Amplitude A verkleinert wird.
Die Ermittlung des Drehzahlsignals n_Gen aus dem Phasensignal 121 der elektrischen Maschine 114 ist in 4 näher beschrieben. Auf der linken Ordinate von 4 ist die Drehzahl n_Gen der elektrischen Maschine 114 in Umdrehungen pro Minute, auf der rechten Ordinate die Phasenspannung in beliebigen Einheiten und auf der Abszisse des Schaubilds die Zeit in Millisekunden (ms) aufgetragen. Diese Angaben haben lediglich erläuternden Charakter und sollen die Erfindung nicht auf die angegebenen Bereiche beschränken. Zudem sind die angegebenen Bereiche grundsätzlich entsprechend skalierbar.
Bei dem Phasensignal 121 handelt es sich vorliegend um eine der Phasenspannungen 121a der ständerseitigen Phasen 110 der elektrischen Maschine 114. Grundsätzlich versteht sich, dass hierzu jede beliebige Phasenspannung einer oder mehrerer Phasen 110a der elektrischen Maschine 114, aber auch die jeweiligen Phasenströme verwendbar sind, um hieraus das Drehzahlsignal n_Gen der elektrischen Maschine 114 zu ermitteln. Grundsätzlich kann bei einer Verwendung von mehr als einer Phasenspannung eine entsprechend höhere zeitliche Auflösung der Drehzahl n_Gen erreicht werden (nicht dargestellt). Die Phasenspannung 121a verläuft bei einem Generator mit Stromabgabe in erster Näherung rechteckförmig. Somit weist die Phasenspannung 121a Pulse P1, P2, ..., P_n auf, wobei zwischen den direkt benachbarten Pulsen P eine mittlere Phasenzeit bzw. Pulsbreite t_Phase erfasst werden kann, die typischerweise an den jeweils aufsteigenden A1, A2 oder abfallenden Dol, Do2 Flanken der Pulse P₁, P₂ ... P_n ermittelt werden. Es versteht sich, dass durch eine Ermittlung der Phasenzeit t_Phase sowohl anhand der aufsteigenden A1, A2 als auch der abfallenden Dol, Do2 Flanken der Pulse P die Auflösung der Drehzahl n_Gen entsprechend erhöht werden kann. Die Drehzahl n_Gen der elektrischen Maschine 114 ergibt sich demnach aus der Formel: $n_{G e n} = 60 / (t_{P h a s e} * P P Z),$
wobei n_Gen die Drehzahl der elektrischen Maschine 114 in Umdrehungen pro Minute ist und PPZ die Polpaarzahl der elektrischen Maschine 114. Die jeweils anhand der Phasenpulse P ermittelte Drehzahl n_Gen ist als zeitlich versetzte Anordnung einzelner Punkte und die mittlere Drehzahl D_MD innerhalb des Zeitintervalls, ist als durchgezogene Linie innerhalb des Schaubilds dargestellt. Die Drehzahl kann vorzugsweise digital ermittelt werden.
Mittels einer Messung der zeitlichen Abstände t_Phase der Amplituden in dem Phasensignal 122 der elektrischen Maschine 114, kann wie bereits beschrieben die Momentandrehzahl n_Gen ermittelt werden. Sofern Parameter wie Zylinderzahl, Übertragungsverhältnis und Polpaarzahl PPZ der elektrischen Maschine 114 im erfassten Zeitraum bekannt sind, kann der Regler eine fest Anzahl von Drehzahlwerten in einem Speicher, z.B. in einem Schieberegister (nicht dargestellt) einspeichern und zumindest innerhalb eines Schwingungszyklusses jeweils eine maximale und eine minimale Momentandrehzahl ermitteln. Durch Vergleich der lokalen Maxima bzw. Minima im Drehzahlverlauf n_Gen im Vergleich zum Mittelwert der Drehzahl D_MD kann die Amplitude A der Drehzahl bestimmt werden. Gleichermaßen ist auch bei Kenntnis der mittleren Drehzahl D_MD und der Momentandrehzahl n_Gen der elektrischen Maschine 114 die Drehzahlschwingung 128 ermittelbar.
In 5 ist der Drehzahlverlauf n_Gen der elektrischen Maschine 114, der Drehzahlverlauf n_Bkm der Brennkraftmaschine 112 (gestrichelt dargestellt) bei Einsatz eines Freilaufelements an der Riemenscheibe RS der elektrischen Maschine 114 dargestellt (5c). Das Abgabedrehmoment der jeweiligen Zylinder Z1 bis Z4 einer vier Zylinder aufweisenden Brennkraftmaschine 112 ist in 5b) und das durch die elektrische Maschine 114 aufgenommene Drehmoment M ist in 5a) dargestellt. Die hier dargestellte elektrische Maschine weist in diesem Spezialfall ein Freilaufelement auf, wobei n_Bkm von n_Gen in den jeweiligen Freilaufphasen abweicht und die elektrische Maschine 114 lediglich generatorisch betrieben wird. Die elektrische Maschine 114 nimmt entsprechend Drehmoment in einem Bereich zwischen 0 und M_max auf. Die Ordinaten der 5a) bis 5c) sind in beliebigen Einheiten und Skalen dargestellt. Alle drei Schaubilder 5a) bis 5c) weisen die gleiche Abszisse auf, in der die Zeit in Millisekunden (ms) aufgetragen ist. Bei Vergleich der Schaubilder 5a) bis 5c) lässt sich exemplarisch nachvollziehen, dass das durch die Zylinder Z1 bis z4 impulsartig abgegebene Drehmoment zu einer Drehzahlwelligkeit 128 mit aufsteigenden Flanken der Drehzahl Fl_u und absteigenden Flanken der Drehzahl Fl_D führt, wobei zwischen den aufsteigenden Flanken Fl_u und den absteigenden Flanken Fl_D ein Plateaubereich P liegt und die Drehzahlwelligkeit 128 eine Amplitude A aufweist, deren Betrag durch die Differenz der Maximaldrehzahl innerhalb eines lokalen Maximums mit einem Referenzwert, hier dem Mittelwert D_MD gegeben ist. Gleichermaßen nimmt die elektrische Maschine 114 das durch die Brennkraftmaschine 112 abgegebene Drehmoment der Zylinder Z1 bis Z4 auf, wobei die Frequenz der Drehzahlwelligkeit 128 der Frequenz der Drehmomentaufnahme M folgt.
In 6 ist in a) eine entsprechend erfindungsgemäße Drehmomentbeaufschlagung M* der elektrischen Maschine 114 gezeigt. Die Abbildungen b) und c) sind den Abbildungen zu 5 b) und c) grundsätzlich ähnlich, wobei in 6 c) lediglich die Drehzahl n_Bkm der Brennkraftmaschine 112 gezeigt ist und die Drehzahlwelligkeit 128* aufgrund der Ansteuerung und Drehmomentbeaufschlagung M* der elektrischen Maschine 114 entsprechend reduziert ist. Da die elektrische Maschine 114 vorliegend generatorisch betrieben wird, kann diese entweder mittels eines Freilaufs an die Brennkraftmaschine 112 gekoppelt sein (nicht dargestellt), aber auch direkt ohne Freilauf mit der Brennkraftmaschine 112 zwangsgekoppelt sein. Die elektrische Maschine 112 bzw. die rotorseitige Erregerwicklung L_Err wird vorliegend derart mit einem Erregerstrom I_Err beaufschlagt, dass die elektrische Maschine 114 im Zeitbereich der aufsteigenden Flanken Fl_u Drehmoment M* der Brennkraftmaschine 112 aufnimmt und der Erregerstrom I_Err der Erregerwicklung L_Err beim Erreichen eines Plateaubereichs P entsprechend zurückgefahren wird, wodurch die elektrische Maschine 112 lediglich Schleppmomentfrei mitläuft. Hierdurch kann durch die gezielte Drehmomentbeaufschlagung M* innerhalb der aufsteigenden Flanke Fl_u diese entsprechend abgeflacht werden, was zu einer Reduzierung der Amplitude A* der Drehzahlwelligkeit 128* führt. Die Amplitude A* wird gleichermaßen wieder im Bezug zu einem Referenzwert, hier der mittleren Drehzahl D_MD bestimmt. Hierbei ist von Vorteil, wenn der Erregerstrom I_Err im Anstieg der aufsteigenden Flanke Fl_u möglichst schnell auf einen Maximalwert des aufzunehmenden Drehmoments M_max der elektrischen Maschine 114 gebracht werden kann.
In 7 ist eine zu 4 korrespondierende Ansteuerung der Erregerspule L_Err gezeigt, bei der durch Schließen eines Schalters S1 eine Erregerspannung U_Err an der Spule L_Err1 anliegt und innerhalb der Erregerspule L_Err1de Erregerstrom I_Err fließt. Beim Öffnen des Schalters S1 wird der Erregerstrom I_Err innerhalb der Erregerspule L_Err1 jedoch aufgrund der typischerweise sehr hohen Induktivität der Erregerspule L_Err1 nur sehr langsam abgebaut, was zu einem verlangsamten Momentenaufbau (vgl. 4) führt. Da für ein selektives Beschalten der elektrischen Maschine 114 zur Reduktion der Drehzahlwelligkeit ein schneller Drehmomentaufbau M* der elektrischen Maschine 114 erforderlich ist, ist in 8 eine verbesserte erfindungsgemäße Ansteuerschaltung für eine Erregerspule L_Err2 gezeigt, die einen ersten Schalter S2 und einen weiteren Schalter S3 auf der gegenüberliegenden Seite der Erregerspule L_Err2 aufweist. Des Weiteren weist die Reglerendstufe R beidseitig noch Dioden D2 und D3 auf. Die hier gezeigte Schaltung wird als Reglerendstufe R bezeichnet. Beim Schließen des ersten Schalters S2 und des weiteren Schalters S3 wird die Erregerspule L_Err2 entsprechend angesteuert und wird mit einer Spannung U_Err2 und einem Strom I_Err2 beaufschlagt.
Beim Öffnen des ersten Schalters S2 und Schließen des weiteren Schalters S3 kommt es zu einem der Entregung in 7a) vergleichbaren Freilaufzustand, in dem die Energie innerhalb der Spule L_Err2 langsam abgebaut wird. Beim Öffnen sowohl des Schalters S2 als auch des weiteren Schalters S3 kommt es zu einer Schnellentregung der Erregerspule L_Err2, wodurch eine entsprechend schnell abfallende Drehmomentflanke M* bewirkbar ist. Hierdurch kann ein entsprechend schneller Drehmomentaufbau M* im jeweiligen Zeitbereich bewirkt werden. Zudem kann ein Hochsetzsteller H (vgl. 8c) vorgesehen sein, wobei der Hochsetzsteller der Reglerendstufe R derart vorgeschaltet ist, um die Erregerspannung U_Err entsprechend zu erhöhen und einen schnelleren Aufbau des Erregerstroms I_Err2 innerhalb der Erregerspule L_Err2 zu bewirken.
Der Hochsetzsteller H weist eine Spule L1 auf, die in Reihe mit einer Freilaufdiode D4 geschaltet ist. In der Schaltungsanordnung des Hochsetzstellers H nachgelagert ist ein Ladekondensator C1 angeordnet, der die Ausgangsspannung aufsummiert. Die Spule L1 wird durch einen geeigneten Schalter S4 (z.B. ein MOSFET) gegen ein Bezugspotenzial, insbesondere Masse, geschaltet. Bei geschlossenem Schalter S4 fällt nun an der Spule L1 die Eingangsspannung B+ ab und der Strom durch die Spule L1 und die damit im Magnetfeld gespeicherte Energie steigt an. Beim Öffnen des Schalters versucht die Spule L1 aufgrund ihrer Eigenschaft, dass sie der Stromänderung entgegenwirkt, den Stromfluss aufrechtzuerhalten. Die Spannung an der der Diode D4 zugewandten Seite der Spule L1 steigt daher schnell an, bis diese die am Kondensator Cl anliegende Spannung HV übersteigt und die Diode öffnet. Hierdurch wird der Kondensator Cl weiter aufgeladen und die im Magnetfeld der Spule L1 gespeicherte Energie abgebaut. Die in 8a) dargestellte Erregerspule L_Err2 liegt am Potenzial HV des Kondensators Cl an, wodurch eine schnellere Erregung der Erregerspule L_Err2 stattfinden kann.
In 9 ist vergleichbar zu 6 eine Drehmomentbeaufschlagung M** der elektrischen Maschine 114 gezeigt, wodurch die Drehzahlwelligkeit 128** der mit der elektrischen Maschine 114 gekoppelten Brennkraftmaschine 112 entsprechend reduziert wird. Damit einhergehend ist auch eine Reduzierung der Amplitude A**, die wiederum aus dem Maximum eines Drehzahl-Peaks und einem Referenzwert, hier wiederum dem Mittelwert der Drehzahl D_MD, bestimmt wird. Im vorliegenden Fall wird die elektrische Maschine 114, die vorliegend ohne bzw. mit einem gesperrten Freilaufelement über den Riemen an die Brennkraftmaschine 114 gekoppelt ist, generatorisch und motorisch betrieben, wobei die Drehmomentaufnahme von der Brennkraftmaschine durch die Differenz zwischen 0 und M_max gegeben ist und die Drehmomentabgabe an die Brennkraftmaschine 112 durch die elektrische Maschine 114 durch die Differenz zwischen 0 und M_min.
Der generatorische Betrieb der elektrischen Maschine 114 liegt zeitlich im Bereich der aufsteigenden Drehzahlflanken Fl_u, um diese entsprechend abzubremsen. Der motorische Betrieb der elektrischen Maschine 114 liegt im Bereich der Plateaus P und der abfallenden Flanken Fl_D, um die Plateaus entsprechend abzuflachen und den Drehzahlabfall in den abfallenden Flanken Fl_D durch den motorischen Betrieb der elektrischen Maschine 114 zu kompensieren. Dies reduziert den absoluten Hub bzw. die Amplitude A** der Drehzahlwelligkeit 128** der Brennkraftmaschine 112 zusätzlich. Die Ansteuerung der elektrischen Maschine kann auch in diesem Zusammenhang wiederum gemäß der in 8 beschriebenen Ansteuerung und gemäß der motorischen Ansteuerung der elektrischen Maschine 114 durch eine entsprechende Beaufschlagung der Ständerphasen 110a durch den Stromrichter 106 betrieben werden.

Claims

Verfahren zur Reduzierung der Drehzahlwelligkeit (128) einer an eine elektrische Maschine (114) gekoppelte Brennkraftmaschine (112), aufweisend die Schritte: a) Erfassen eines zeitlichen Verlaufs einer Drehzahl (n) der elektrischen Maschine (114) und/oder der Brennkraftmaschine (112); b) Ermitteln einer durch die Brennkraftmaschine (112) bewirkten Drehzahlwelligkeit (128) aus dem zeitlichen Verlauf der Drehzahl (n), wobei die Drehzahlwelligkeit (128) eine zeitliche Abfolge aufsteigender Flanken (Flu) der Drehzahl (n), abfallender Flanken (Fl_D) der Drehzahl (n) und dazwischen angeordneter Plateaubereiche (P) aufweist, wobei die Plateaubereiche (P) Amplituden (A) aufweisen, die sich aus der Differenz der Plateaubereiche (P) und einem Referenzwert ergeben, c) wobei die elektrische Maschine (114) derart betrieben wird, dass das durch die elektrische Maschine (114) umgesetzte Drehmoment (M) zeitlich derart zu zumindest einem Plateaubereich (P) angeordnet wird, so dass die Amplitude (A) verkleinert wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrische Maschine (114) im Zeitbereich zumindest einer aufsteigenden Flanke (Flu) der Drehzahl (n) generatorisch betrieben wird.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrische Maschine (114) im Zeitbereich zumindest einer abfallenden Flanke (Fl_D) der Drehzahl (n), vorzugsweise in einem Plateaubereich (P) und im Zeitbereich zumindest einer abfallenden Flanke (Fl_D) der Drehzahl (n), motorisch betrieben wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Betrag des umgesetzten Drehmoments (M) abhängig vom Gradienten der Drehzahl (n), insbesondere abhängig von der Steigung aufsteigenden Flanke (Flu) und/oder der Steigung der abfallenden Flanke (Fl_D) der Drehzahl (n), eingestellt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrische Maschine (114) eine Recheneinheit (118) mit einer Reglerendstufe (R) aufweist, die einen ersten Schalter (S2) und einen weiteren Schalter (S3) aufweist, wobei der erste Schalter (S2) und der weitere Schalter (S3) derart betätigt werden, um eine besonders schnelle Entregung einer Erregerwicklung (L_Err) der elektrischen Maschine (114) zu bewirken.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrische Maschine (114) eine Recheneinheit (118) mit einem der Recheneinheit (118) vorgeschalteten Hochsetzsteller (H) aufweist, wobei der Hochsetzsteller (H) derart angesteuert wird, insbesondere durch die Recheneinheit (118), um eine besonders schnelle Erregung einer Erregerwicklung (L_Err) der elektrischen Maschine (114) zu bewirken.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der zeitliche Verlauf zumindest eines Phasensignals (121) der mit der Brennkraftmaschine (112) gekoppelten elektrischen Maschine (114) ermittelt wird und der zeitliche Verlauf der Drehzahl (n) der elektrischen Maschine (114) aus dem Phasensignal (121) ermittelt wird.
Verfahren nach Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der zeitliche Verlauf der Drehzahl (n) der elektrischen Maschine (114) mittels eines Drehzahlsensors (119) ermittelt wird.
Recheneinheit (118), insbesondere Regler (120) für eine elektrische Maschine (114), die durch eine entsprechende integrierte Schaltung und/oder durch ein auf einem Speicher gespeichertes Computerprogramm dazu eingerichtet ist, ein Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche durchzuführen.
Recheneinheit (118) nach Anspruch 9, wobei die Recheneinheit (118) eine Reglerendstufe (R) aufweist, die einen ersten Schalter (S2) und einen weiteren Schalter (S) aufweist, wobei der erste Schalter (S2) und der weitere Schalter (S3) derart in der Reglerendstufe (R) angeordnet sind, um eine besonders schnelle Entregung einer Erregerwicklung (L_Err) der elektrischen Maschine (114) zu bewirken.
Recheneinheit (118) nach Anspruch 9 oder 10, wobei die Recheneinheit (118) einen Hochsetzsteller (H) aufweist, der dazu eingerichtet ist, eine besonders schnelle Erregung einer Erregerwicklung (L_Err) der elektrischen Maschine (114) zu bewirken.
Computerprogramm, das eine Recheneinheit (118) dazu veranlasst, ein Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche durchzuführen, wenn es auf der Recheneinheit (118) ausgeführt wird.
Maschinenlesbares Speichermedium mit einem darauf gespeicherten Computerprogramm nach Anspruch 12.