DE102022100508A1 - Drive system for operating a vehicle - Google Patents

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Yilan Huang
Jose Alexander Lazo Zamalloa
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Abstract

Es ist ein Antriebssystem (10) zum Betrieb eines Fahrzeugs vorgesehen, mit einem mechanischen Stellelement (20) zur Einstellung eines Betriebsparameters des Fahrzeugs, einer ersten elektrischen Maschine (12) zur elektrischen Erzeugung einer Stellleistung zum Ansteuern des von dem Stellelement (20) eingestellten Betriebsparameters, einer zweiten elektrischen Maschine (14) zur elektrischen Erzeugung eines der Einstellung des Betriebsparameters entgegengerichteten Widerstandsmoments (T2) an dem Stellelement (20) und einer Steuereinrichtung (22) zur Vorgabe des von der zweiten elektrischen Maschine (14) erzeugten Widerstandsmoments (T2) in Abhängigkeit von einer aktuellen Stellung des Stellelements (20), einen aktuellen Wert des Betriebsparameters und dem aktuellen Lastpunkt der ersten elektrischen Maschine (12). Durch die Berücksichtigung der aktuellen Stellung des Stellelements (20), dem aktuellen Wert des Betriebsparameters und dem aktuellen Lastpunkt der ersten elektrischen Maschine (12) für das Widerstandsmoment (T2) kann ein intuitiv erfassbares haptisches Feedback generiert werden, das eine intuitive Steuerung eines elektrisch steuerbaren Fahrzeugs ermöglicht.A drive system (10) for operating a vehicle is provided, with a mechanical actuating element (20) for setting an operating parameter of the vehicle, a first electrical machine (12) for electrically generating an actuating power for controlling the operating parameter set by the actuating element (20). , a second electrical machine (14) for electrically generating a resistance torque (T2) in the opposite direction to the setting of the operating parameter on the actuating element (20) and a control device (22) for specifying the resistance torque (T2) generated by the second electrical machine (14) in Depending on a current position of the actuating element (20), a current value of the operating parameter and the current load point of the first electrical machine (12). By taking into account the current position of the actuating element (20), the current value of the operating parameter and the current load point of the first electrical machine (12) for the moment of resistance (T2), intuitively detectable haptic feedback can be generated, which enables intuitive control of an electrically controllable vehicle allows.

Description

Die Erfindung betrifft ein Antriebssystem zum Betrieb eines Fahrzeugs, mit dessen Hilfe das Fahrzeug über ein Steer-by-wire Konzept betrieben werden kann.The invention relates to a drive system for operating a vehicle, with the aid of which the vehicle can be operated via a steer-by-wire concept.

Aus DE 10 2007 050 552 B3 ist ein mit Hilfe einer elektrischen Maschine antreibbares Fahrzeug bekannt, bei dem ein Fahrer mit Hilfe einer Tretkurbel die Leistung der elektrischen Maschine steuert. Ein Bordrechner ermittelt in Abhängigkeit von der Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeugs eine Solldrehzahl für die Tretkurbel, wobei ein an der Tretkurbel angreifendes Bremsmoment erhöht wird, wenn die Solldrehzahl überschritten wird, und das an der Tretkurbel angreifende Bremsmoment verringert wird, wenn die Solldrehzahl unterschritten wird.Out of DE 10 2007 050 552 B3 a vehicle that can be driven using an electric machine is known, in which a driver controls the power of the electric machine using a pedal crank. An on-board computer determines a target speed for the pedal crank as a function of the driving speed of the vehicle, with a braking torque acting on the pedal crank being increased if the target speed is exceeded, and the braking torque acting on the pedal crank being reduced if the target speed is undershot.

Es besteht ein ständiges Bedürfnis ein über ein Steer-by-wire Konzept elektrisch steuerbares Fahrzeug intuitiv zu steuern.There is a constant need to intuitively control a vehicle that can be electrically controlled using a steer-by-wire concept.

Es ist die Aufgabe der Erfindung Maßnahmen aufzuzeigen, die eine intuitive Steuerung eines elektrisch steuerbaren Fahrzeugs ermöglichen.It is the object of the invention to indicate measures that enable an intuitive control of an electrically controllable vehicle.

Die Lösung der Aufgabe erfolgt durch ein Antriebssystem mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung angegeben, die jeweils einzeln oder in Kombination einen Aspekt der Erfindung darstellen können.The object is achieved by a drive system having the features of claim 1. Preferred refinements of the invention are specified in the subclaims and the following description, which can each individually or in combination represent an aspect of the invention.

Eine Ausführungsform betrifft ein Antriebssystem zum Betrieb eines Fahrzeugs, mit einem mechanischen Stellelement zur Einstellung eines Betriebsparameters des Fahrzeugs, einer ersten elektrischen Maschine zur elektrischen Erzeugung einer Stellleistung zum Ansteuern des von dem Stellelement eingestellten Betriebsparameters, einer zweiten elektrischen Maschine zur elektrischen Erzeugung eines der Einstellung des Betriebsparameters entgegengerichteten Widerstandsmoments an dem Stellelement und einer Steuereinrichtung zur Vorgabe des von der zweiten elektrischen Maschine erzeugten Widerstandsmoments in Abhängigkeit von einer aktuellen Stellung des Stellelements, einen aktuellen Wert des Betriebsparameters und dem aktuellen Lastpunkt der ersten elektrischen Maschine.One embodiment relates to a drive system for operating a vehicle, with a mechanical actuating element for setting an operating parameter of the vehicle, a first electrical machine for electrically generating an actuating power for controlling the operating parameter set by the actuating element, a second electrical machine for electrically generating one of the settings of the Operating parameters opposing moment of resistance on the actuating element and a control device for specifying the moment of resistance generated by the second electrical machine depending on a current position of the actuating element, a current value of the operating parameter and the current load point of the first electrical machine.

Ein Fahrer beziehungsweise eine Fahrerin des Fahrzeugs kann mit Hilfe des mechanischen Stellelements in einer herkömmlichen Weise, wie er bzw. sie das bei einem konventionell mechanisch gesteuerten Fahrzeug gewohnt ist, einen Betriebsparameter, beispielsweise einen Lenkwinkel, eine Fahrgeschwindigkeit, eine Bremskraft und/oder ähnliches, beeinflussen. Bei einem Steer-by-wire Konzept ist jedoch eine mechanische Verbindung zwischen dem mechanischen Stellelement und einer Fahrzeugkomponente, die von dem Stellelement beeinflusst werden soll, unterbrochen und durch eine elektrische Verbindung ersetzt. Das durch die Unterbrechung der mechanischen Verbindung weggefallene haptische Feedback kann mit Hilfe der zweiten elektrischen Maschine simuliert werden. Wenn die in Reaktion auf den Stelleingriff des mechanischen Stellelements an der Fahrzeugkomponente angreifende erste elektrische Maschine eine höhere elektrische Leistung bereitstellen muss, um den von dem Stellelement eingestellten Betriebsparameter zu erreichen, kann die Steuereinrichtung ein hierzu korrespondierendes, beispielsweise proportionales, Widerstandsmoment an dem mechanischen Stellelement anlegen. Dies entspricht im Wesentlichen dem haptischen Feedback bei einem konventionellen mechanisch gesteuerten Fahrzeug, bei dem das Widerstandsmoment an dem Stellelement größer wird, je größer der Aufwand ist, den gewünschten Betriebspunkt zu erreichen. Dies ermöglicht es ausgehend von einer Neutralstellung des Stellelements das Widerstandsmoment ansteigen zu lassen, wobei das Ausmaß der Änderung des Widerstandsmoment nicht allein von der aktuellen Stellung des Stellelements bezogen auf die Neutralstellung abhängt, sondern auch von dem Wert, insbesondere Betrag, des Betriebsparameters und dem Lastpunkt der ersten elektrischen Maschine. Dadurch kann berücksichtigt werden, dass beispielsweise bei einer hohen Fahrgeschwindigkeit ein Lenkereinschlag mit einem höheren Widerstandsmoment verbunden sein sollte als bei einer niedrigen Geschwindigkeit, was über den Lastpunkt der ersten elektrischen Maschine zum Einlenken des zugehörigen Fahrzeugrads gut abgebildet werden kann. Ein zu starker mechanischer Stelleingriff, der bei einem Steer-by-wire Konzept ansonsten zu befürchten wäre, kann dadurch intuitiv vermieden werden. Durch die Berücksichtigung der aktuellen Stellung des Stellelements, dem aktuellen Wert des Betriebsparameters und dem aktuellen Lastpunkt der ersten elektrischen Maschine für das Widerstandsmoment kann ein intuitiv erfassbares haptisches Feedback generiert werden, das eine intuitive Steuerung eines elektrisch steuerbaren Fahrzeugs ermöglicht.A driver of the vehicle can use the mechanical actuating element in a conventional manner, as he or she is used to in a conventional mechanically controlled vehicle, to set an operating parameter, for example a steering angle, a driving speed, a braking force and/or the like. influence. In a steer-by-wire concept, however, a mechanical connection between the mechanical actuating element and a vehicle component that is to be influenced by the actuating element is interrupted and replaced by an electrical connection. The haptic feedback that was lost due to the interruption of the mechanical connection can be simulated with the help of the second electrical machine. If the first electrical machine acting on the vehicle component in response to the actuating intervention of the mechanical actuating element has to provide higher electrical power in order to achieve the operating parameters set by the actuating element, the control device can apply a corresponding, for example proportional, resistance torque to the mechanical actuating element . This essentially corresponds to the haptic feedback in a conventional mechanically controlled vehicle, in which the moment of resistance on the actuating element increases the greater the effort involved in reaching the desired operating point. Starting from a neutral position of the actuating element, this allows the moment of resistance to increase, with the extent of the change in the moment of resistance not only depending on the current position of the actuating element in relation to the neutral position, but also on the value, in particular amount, of the operating parameter and the load point the first electrical machine. This means that it can be taken into account that, for example, at a high driving speed, a handlebar turn should be associated with a higher resistance torque than at a low speed, which can be well represented by the load point of the first electric machine for turning the associated vehicle wheel. Excessive mechanical control intervention, which would otherwise be a concern with a steer-by-wire concept, can thus be intuitively avoided. By taking into account the current position of the actuating element, the current value of the operating parameter and the current load point of the first electric machine for the moment of resistance, intuitively detectable haptic feedback can be generated, which enables intuitive control of an electrically controllable vehicle.

Die erste elektrische Maschine und/oder die zweite elektrische Maschine können insbesondere im Motorbetrieb betrieben werden. Vorzugsweise kann die erste elektrische Maschine und/oder die zweite elektrische Maschine auch im Generatorbetrieb betrieben werden, beispielsweise um bei angreifenden Rückstellkräften, die eine Neutralstellung der zugehörigen Fahrzeugkomponente beziehungsweise des Stellelements anstreben, elektrische Energie zu erzeugen. Die erste elektrische Maschine und/oder die zweite elektrische Maschine sind insbesondere mit einer wiederaufladbaren Batterie, insbesondere mit derselben Batterie, verbunden, aus der sie elektrische Energie zum Betrieb beziehen können.The first electrical machine and/or the second electrical machine can be operated in motor mode in particular. The first electrical machine and/or the second electrical machine can preferably also be operated in generator mode, for example in order to generate electrical energy when restoring forces are applied, which strive for a neutral position of the associated vehicle component or the actuating element. The first electrical machine and/or the second electrical machine are in particular connected to a rechargeable battery, in particular to the same battery from which they can obtain electrical energy for operation.

Das mechanische Stellelement kann von einem Fahrer oder einer Fahrerin unmittelbar betätigt werden, beispielsweise mit Hilfe einer Hand oder eines Fußes. Das Stellelement kann beispielsweise verdreht, verschwenkt und/oder verschoben werden, um den Betriebsparameter zu verändern.The mechanical actuating element can be actuated directly by a driver, for example using a hand or a foot. The actuating element can, for example, be rotated, pivoted and/or displaced in order to change the operating parameter.

Der Steuereinrichtung können von geeigneten Messeinrichtungen ermittelte Messwerte für die aktuelle Stellung des Stellelements, dem aktuellen Wert des Betriebsparameters und dem aktuellen Lastpunkt der ersten elektrischen Maschine zugeführt werden. Insbesondere können die der Steuereinrichtung zugeführten Daten zumindest teilweise über einen sowieso vorgesehenen Datenbus, beispielsweise einen CAN-Bus, zugeführt werden. Die Daten können einen Eingangsport der Steuereinrichtung zugeführt werden und in einer Rechnereinheit innerhalb der Steuereinrichtung verarbeitet werden. Das in der Rechnereinheit der Steuereinrichtung berechnete Widerstandsmoment kann über einen Ausgangsport der Steuereinrichtung der zweiten elektrischen Maschine beziehungsweise einer Regeleinrichtung der zweiten elektrischen Maschine zugeführt werden, um das von der Regeleinrichtung vorgegebene Widerstandsmoment ansteuern und/oder regeln zu können.Measured values determined by suitable measuring devices for the current position of the actuating element, the current value of the operating parameter and the current load point of the first electrical machine can be supplied to the control device. In particular, the data supplied to the control device can be supplied at least partially via a data bus that is provided anyway, for example a CAN bus. The data can be fed to an input port of the control device and processed in a computer unit within the control device. The resistance torque calculated in the computer unit of the control device can be supplied via an output port to the control device of the second electrical machine or to a control device of the second electrical machine in order to be able to control and/or regulate the resistance torque specified by the control device.

Insbesondere ist die Steuereinrichtung hergerichtet, zusätzlich ein Antriebsmoment für die erste elektrische Maschine in Abhängigkeit von der aktuellen Stellung des Stellelements, dem aktuellen Wert des Betriebsparameters und dem aktuellen Lastpunkt der ersten elektrischen Maschine vorzugeben. Dadurch kann die Steuereinrichtung nicht nur das von der zweiten elektrischen Maschine bereitzustellende Widerstandsmoment, sondern auch das von der ersten elektrischen Maschine bereitzustellende Antriebsmoment vorgeben. Der Lastpunkt der ersten elektrischen Maschine kann dadurch von der Steuereinrichtung aktiv an die aktuelle Stellung des Stellelements und den aktuellen Wert des Betriebsparameters angepasst werden, was wiederum Auswirkungen auf das von der Steuereinrichtung vorgegebene Widerstandsmoment der zweiten elektrischen Maschine hat. Dies ermöglicht es eine möglichst intuitive Steuerung für den Fahrer beziehungsweise die Fahrerin bereitzustellen.In particular, the control device is designed to additionally specify a drive torque for the first electric machine as a function of the current position of the actuating element, the current value of the operating parameter and the current load point of the first electric machine. As a result, the control device can specify not only the resistance torque to be provided by the second electrical machine, but also the drive torque to be provided by the first electrical machine. The load point of the first electrical machine can thus be actively adapted by the control device to the current position of the actuating element and the current value of the operating parameter, which in turn affects the resistance torque of the second electrical machine specified by the control device. This makes it possible to provide the most intuitive control possible for the driver.

Vorzugsweise ist in der Steuereinrichtung ein designierter Verlauf des Widerstandsmoments und/oder des Antriebsmoment in Abhängigkeit von einem Verlauf des Betriebsparameters vorgegeben. Dies ermöglicht eine einfache Regelstrategie in der Steuereinrichtung, bei der ein linearer Verlauf des Widerstandsmoments und/oder des Antriebsmoment in Abhängigkeit des Betriebsparameters lediglich von einem weiteren Parameter, beispielsweise eine über den aktuellen Lastpunkt der ersten elektrischen Maschine abgeschätzten Fahrgeschwindigkeit, korrigiert wird.A designated profile of the resistance torque and/or the drive torque is preferably specified in the control device as a function of a profile of the operating parameter. This enables a simple control strategy in the control device, in which a linear profile of the resistance torque and/or the drive torque as a function of the operating parameter is only corrected by one additional parameter, for example a driving speed estimated using the current load point of the first electrical machine.

Besonders bevorzugt sind das mechanische Stellelement und eine zur Einstellung des Betriebsparameters vorgesehene Fahrzeugkomponente mechanisch entkoppelt, wobei eine Koppelung des Stellelements mit der Fahrzeugkomponente ausschließlich über eine elektrische Verbindung, insbesondere über die Steuereinrichtung, vorgesehen ist. Das Antriebssystem ist dadurch als ein Steer-by-wire Konzept ausgestaltet. Verschleißbehaftete mechanische Verbindungen sind vermieden und durch elektrische Leitungen ersetzt, wobei mit Hilfe der Steuereinrichtung ein intuitives haptisches Feedback erhalten bleibt.Particularly preferably, the mechanical actuating element and a vehicle component provided for setting the operating parameter are mechanically decoupled, with the actuating element being coupled to the vehicle component exclusively via an electrical connection, in particular via the control device. The drive system is thus designed as a steer-by-wire concept. Wear-prone mechanical connections are avoided and replaced by electrical lines, with intuitive haptic feedback being retained with the help of the control device.

Insbesondere ist die Steuereinrichtung hergerichtet ein Verhältnis des Widerstandsmoments der zweiten elektrischen Maschine zu einem Antriebsmoment der ersten elektrischen Maschine bei einer niedrigen Geschwindigkeit des Fahrzeugs kleiner als bei einer hohen Geschwindigkeit des Fahrzeugs einzustellen. Dadurch kann berücksichtigt werden, dass ein großer Stelleingriff bei einer niedrigen Geschwindigkeit des Fahrzeugs weniger kritisch als bei einer hohen Geschwindigkeit ist. Beispielsweise ist dadurch ein harter Lenkereinschlag bei hoher Geschwindigkeit so stark erschwert, dass ein Ausbrechen des Kraftfahrzeugs vermieden ist, während ein harter Lenkereinschlag im Stillstand oder bei niedriger Geschwindigkeit, beispielsweise bei einem Einparken, problemlos zugelassen werden kann.In particular, the control device is designed to set a ratio of the resistance torque of the second electrical machine to a drive torque of the first electrical machine that is smaller at a low vehicle speed than at a high vehicle speed. As a result, it can be taken into account that a large control intervention is less critical at a low speed of the vehicle than at a high speed. For example, this makes a hard turn of the steering wheel at high speed so difficult that the motor vehicle is prevented from swerving, while a hard turn of the steering wheel when stationary or at low speed, for example when parking, can be permitted without any problems.

Vorzugsweise ist eine Fahrzeugsteuerung zum autonomen Betrieb des Fahrzeugs vorgesehen, wobei die Fahrzeugsteuerung hergerichtet ist einen mechanischen Eingriff an dem Stellelement anzufordern, wenn das von Steuereinrichtung vorgegebene Widerstandsmoments einen vorgegebenen Schwellwert übersteigt. Das Fahrzeug kann von der Fahrzeugsteuerung ohne einen Eingriff des Fahrers oder der Fahrerin betrieben, insbesondere gelenkt, werden. Falls die Steuereinrichtung ein besonders hohes Widerstandsmoment berechnet, das oberhalb des Schwellwerts liegt, kann dies eine kritische Situation indizieren, die möglicherweise von der Fahrzeugsteuerung nicht angemessen aufgelöst werden kann. In diesem Fall kann die Fahrzeugsteuerung eine Übernahme der Fahrzeugsteuerung durch den Fahrer beziehungsweise die Fahrerin anfordern, indem beispielsweise ein hierzu vorgesehenes Warnsignal erzeugt wird.A vehicle controller is preferably provided for autonomous operation of the vehicle, the vehicle controller being set up to request a mechanical intervention on the actuating element if the resistance torque predefined by the control device exceeds a predefined threshold value. The vehicle can be operated, in particular steered, by the vehicle controller without intervention by the driver. If the control device calculates a particularly high resistance torque that is above the threshold value, this can indicate a critical situation that may not be able to be adequately resolved by the vehicle control. In this case, the vehicle controller can request that the driver take over control of the vehicle, for example by generating a warning signal provided for this purpose.

In einer bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass das Stellelement als Lenkrad eines Kraftfahrzeugs ausgestaltet ist, als Betriebsparameter ein Lenkwinkel des Kraftfahrzeugs vorgesehen ist, die erste elektrische Maschine an mindestens einer Lenkeinrichtung zum Einlenken eines Kraftfahrzeugrads angreift und die zweite elektrische Maschine an dem Lenker und/oder einem mit dem Lenker verbunden Lenkerschaft angreift. Das Antriebssystem kann dadurch eine Steer-by-wire Lenkung des Kraftfahrzeugs unterstützen.In a preferred embodiment, it is provided that the actuating element is designed as a steering wheel of a motor vehicle, a steering angle of the motor vehicle is provided as an operating parameter, the first electric machine acts on at least one steering device for steering a motor vehicle wheel and the second electric machine on the handlebar and/or attacks a handlebar stem connected to the handlebars. As a result, the drive system can support steer-by-wire steering of the motor vehicle.

In einer bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass das Stellelement als Gaspedal eines Kraftfahrzeugs ausgestaltet ist, als Betriebsparameter eine Fahrgeschwindigkeit des Kraftfahrzeugs vorgesehen ist, die erste elektrische Maschine an einem Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugrads angreift und die zweite elektrische Maschine an dem Gaspedal und/oder einem mit dem Gaspedal verbunden Pedalstange angreift. Das Antriebssystem kann dadurch zusätzlich oder alternativ einen Steer-by-wire Antrieb des Kraftfahrzeugs unterstützen.In a preferred embodiment, it is provided that the actuating element is designed as an accelerator pedal of a motor vehicle, a driving speed of the motor vehicle is provided as an operating parameter, the first electric machine acts on a drive train of a motor vehicle wheel and the second electric machine on the accelerator pedal and/or one with the Accelerator connected pedal rod attacks. As a result, the drive system can additionally or alternatively support a steer-by-wire drive of the motor vehicle.

In einer bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass das Stellelement als Antriebskurbel eines durch Muskelkraft betätigten Fahrrads ausgestaltet ist, als Betriebsparameter eine Beschleunigung oder Geschwindigkeit des Fahrrads vorgesehen ist, die erste elektrische Maschine an mindestens einem Antriebsrad angreift und die zweite elektrische Maschine an der Antriebskurbel und/oder einer mit der Antriebskurbel verbunden Kurbelwelle angreift. Das Antriebssystem kann einen Steer-by-wire Antrieb des Fahrrads, insbesondere E-Bike, unterstützen.In a preferred embodiment it is provided that the actuating element is designed as a drive crank of a bicycle operated by muscle power, an acceleration or speed of the bicycle is provided as the operating parameter, the first electric machine acts on at least one drive wheel and the second electric machine on the drive crank and/or or a crankshaft connected to the drive crank attacks. The drive system can support a steer-by-wire drive of the bicycle, in particular an e-bike.

Nachfolgend wird die Erfindung unter Bezugnahme auf die anliegende Zeichnung anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels exemplarisch erläutert, wobei die nachfolgend dargestellten Merkmale sowohl jeweils einzeln als auch in Kombination einen Aspekt der Erfindung darstellen können. Es zeigt:

  • 1: eine schematische Prinzipdarstellung eines Antriebssystems.
In the following, the invention is explained by way of example with reference to the attached drawing using a preferred exemplary embodiment, it being possible for the features presented below to represent an aspect of the invention both individually and in combination. It shows:
  • 1 : a schematic representation of the principle of a drive system.

Das in 1 dargestellte Antriebssystem 10 weist eine erste elektrische Maschine 12 und eine zweite elektrische Maschine 14 auf, die aus einer gemeinsamen wiederaufladbaren Batterie 16 gespeist werden. Die erste elektrische Maschine 12 ist mit einer Fahrzeugkomponente 18, beispielsweise eine Lenkeinrichtung zum Einlenken eines Fahrzeugrads eines Kraftfahrzeugs, gekoppelt, um ein zum Betrieb der Fahrzeugkomponente 18 erforderliches Antriebsmoment T1 einzuleiten. Die zweite elektrische Maschine 14 ist mit einem von einem Fahrer oder einer Fahrerin betätigbaren mechanischen Stellelement 20, beispielsweise einem Lenkrad des Kraftfahrzeugs, gekoppelt, um ein einem Auslenken aus einer Neutralstellung entgegengerichtetes Widerstandsmoment T2 einzuleiten.This in 1 The drive system 10 shown has a first electric machine 12 and a second electric machine 14 which are fed from a common rechargeable battery 16 . The first electrical machine 12 is coupled to a vehicle component 18 , for example a steering device for steering a vehicle wheel of a motor vehicle, in order to introduce a drive torque T 1 required for operating the vehicle component 18 . The second electrical machine 14 is coupled to a mechanical actuating element 20, for example a steering wheel of the motor vehicle, which can be actuated by a driver, in order to initiate a resistance torque T 2 opposing deflection from a neutral position.

Die erste elektrische Maschine 12 und die zweite elektrische Maschine 14 sind mit einer Steuereinrichtung 22 verbunden, die von der erste elektrischen Maschine 12 ein erstes Messsignal S1 und von der zweiten elektrischen Maschine 14 ein zweites Messsignal S2 einlesen kann. Bei dem ersten Messignal S1 kann es sich beispielsweise um einen Lastpunkt der ersten elektrischen Maschine 12 handeln, während es sich bei dem zweiten Messsignal S2 um einen aktuellen Lenkereinschlag des als Stellelement 20 fungierenden Lenkers handelt. Die Steuereinrichtung 22 kann daraus ein geeignetes Widerstandsmoment T2 berechnen und der zweiten elektrischen Maschine 14 zuführen und gegebenenfalls auch ein geeignetes Antriebsmoment T1 berechnen und der ersten elektrischen Maschine 12 zuführen. Obwohl das Stellelement 20 von der Fahrzeugkomponente 18 mechanisch entkoppelt ist, kann dadurch ein intuitives haptisches Feedback an dem Stellelement 20 erzeugt werden, das zu der Situation in der Kraftfahrzeugkomponente 18 passt.The first electric machine 12 and the second electric machine 14 are connected to a control device 22 which can read in a first measurement signal S 1 from the first electric machine 12 and a second measurement signal S 2 from the second electric machine 14 . The first measurement signal S 1 can be, for example, a load point of the first electrical machine 12 , while the second measurement signal S 2 is a current handlebar lock of the handlebar acting as the actuating element 20 . From this, the control device 22 can calculate a suitable resistance torque T 2 and supply it to the second electrical machine 14 and, if necessary, also calculate a suitable drive torque T 1 and supply it to the first electrical machine 12 . Although the actuating element 20 is mechanically decoupled from the vehicle component 18, intuitive haptic feedback can be generated on the actuating element 20 that matches the situation in the motor vehicle component 18.

BezugszeichenlisteReference List

1010
Antriebssystemdrive system
1212
erste elektrische Maschinefirst electric machine
1414
zweite elektrische Maschinesecond electric machine
1616
Batteriebattery
1818
Fahrzeugkomponentevehicle component
2020
Stellelementactuator
2222
Steuereinrichtungcontrol device
S1S1
erstes Messsignalfirst measurement signal
S2S2
zweites Messsignalsecond measurement signal
T1T1
Antriebsmomentdrive torque
T2T2
WiderstandsmomentMoment of resistance

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturPatent Literature Cited

  • DE 102007050552 B3 [0002]DE 102007050552 B3 [0002]

Claims (9)

Antriebssystem (10) zum Betrieb eines Fahrzeugs, mit einem mechanischen Stellelement (20) zur Einstellung eines Betriebsparameters des Fahrzeugs, einer ersten elektrischen Maschine (12) zur elektrischen Erzeugung einer Stellleistung zum Ansteuern des von dem Stellelement (20) eingestellten Betriebsparameters, einer zweiten elektrischen Maschine (14) zur elektrischen Erzeugung eines der Einstellung des Betriebsparameters entgegengerichteten Widerstandsmoments (T2) an dem Stellelement (20) und einer Steuereinrichtung (22) zur Vorgabe des von der zweiten elektrischen Maschine (14) erzeugten Widerstandsmoments (T2) in Abhängigkeit von einer aktuellen Stellung des Stellelements (20), einen aktuellen Wert des Betriebsparameters und dem aktuellen Lastpunkt der ersten elektrischen Maschine (12).Drive system (10) for operating a vehicle, with a mechanical actuating element (20) for setting an operating parameter of the vehicle, a first electrical machine (12) for electrically generating an actuating power for controlling the operating parameter set by the actuating element (20), a second electrical machine Machine (14) for electrically generating a resistance torque (T 2 ) in the opposite direction to the setting of the operating parameter on the actuating element (20) and a control device (22) for specifying the resistance torque (T 2 ) generated by the second electrical machine (14) as a function of a current position of the actuating element (20), a current value of the operating parameter and the current load point of the first electrical machine (12). Antriebssystem (10) nach Anspruch 1, wobei die Steuereinrichtung (22) hergerichtet ist, zusätzlich ein Antriebsmoment (T1) für die erste elektrische Maschine (12) in Abhängigkeit von der aktuellen Stellung des Stellelements (20), dem aktuellen Wert des Betriebsparameters und dem aktuellen Lastpunkt der ersten elektrischen Maschine (12) vorzugeben.Drive system (10) after claim 1 , wherein the control device (22) is prepared, additionally a drive torque (T 1 ) for the first electric machine (12) depending on the current position of the actuating element (20), the current value of the operating parameter and the current load point of the first electric machine (12) to specify. Antriebssystem (10) nach Anspruch 1 oder 2, wobei in der Steuereinrichtung (22) ein designierter Verlauf des Widerstandsmoments (T2) und/oder des Antriebsmoment (T1) in Abhängigkeit von einem Verlauf des Betriebsparameters vorgegeben ist.Drive system (10) after claim 1 or 2 , wherein in the control device (22) a designated course of the resistance torque (T 2 ) and / or the drive torque (T 1 ) is specified as a function of a course of the operating parameter. Antriebssystem (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei das mechanische Stellelement (20) und eine zur Einstellung des Betriebsparameters vorgesehene Fahrzeugkomponente (18) mechanisch entkoppelt sind, wobei eine Koppelung des Stellelements (20) mit der Fahrzeugkomponente (18) ausschließlich über eine elektrische Verbindung, insbesondere über die Steuereinrichtung (22), vorgesehen ist.Drive system (10) according to one of Claims 1 until 3 , wherein the mechanical actuating element (20) and a vehicle component (18) provided for setting the operating parameter are mechanically decoupled, wherein a coupling of the actuating element (20) to the vehicle component (18) exclusively via an electrical connection, in particular via the control device (22) , is provided. Antriebssystem (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Steuereinrichtung (22) hergerichtet ist ein Verhältnis des Widerstandsmoments (T2) der zweiten elektrischen Maschine (14) zu einem Antriebsmoment (T1) der ersten elektrischen Maschine (12) bei einer niedrigen Geschwindigkeit des Fahrzeugs kleiner als bei einer hohen Geschwindigkeit des Fahrzeugs einzustellen.Drive system (10) according to one of Claims 1 until 4 , wherein the control device (22) is prepared a ratio of the resistance torque (T 2 ) of the second electric machine (14) to a drive torque (T 1 ) of the first electric machine (12) at a low speed of the vehicle is smaller than at a high speed of the vehicle. Antriebssystem (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei eine Fahrzeugsteuerung zum autonomen Betrieb des Fahrzeugs vorgesehen ist, wobei die Fahrzeugsteuerung hergerichtet ist einen mechanischen Eingriff an dem Stellelement (20) anzufordern, wenn das von Steuereinrichtung (22) vorgegebene Widerstandsmoments (T2) einen vorgegebenen Schwellwert übersteigt.Drive system (10) according to one of Claims 1 until 5 , wherein a vehicle control is provided for autonomous operation of the vehicle, wherein the vehicle control is prepared to request a mechanical intervention on the actuating element (20) when the control device (22) predetermined resistance torque (T 2 ) exceeds a predetermined threshold value. Antriebssystem (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei das Stellelement (20) als Lenkrad eines Kraftfahrzeugs ausgestaltet ist, als Betriebsparameter ein Lenkwinkel des Kraftfahrzeugs vorgesehen ist, die erste elektrische Maschine (12) an mindestens einer Lenkeinrichtung zum Einlenken eines Kraftfahrzeugrads angreift und die zweite elektrische Maschine (14) an dem Lenker und/oder einem mit dem Lenker verbunden Lenkerschaft angreift.Drive system (10) according to one of Claims 1 until 6 , wherein the actuating element (20) is designed as a steering wheel of a motor vehicle, a steering angle of the motor vehicle is provided as an operating parameter, the first electric machine (12) acts on at least one steering device for steering a motor vehicle wheel and the second electric machine (14) on the handlebar and/or attacks a handlebar stem connected to the handlebars. Antriebssystem (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei das Stellelement (20) als Gaspedal eines Kraftfahrzeugs ausgestaltet ist, als Betriebsparameter eine Fahrgeschwindigkeit des Kraftfahrzeugs vorgesehen ist, die erste elektrische Maschine (12) an einem Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugrads angreift und die zweite elektrische Maschine (14) an dem Gaspedal und/oder einem mit dem Gaspedal verbunden Pedalstange angreift.Drive system (10) according to one of Claims 1 until 6 , wherein the actuating element (20) is designed as an accelerator pedal of a motor vehicle, a driving speed of the motor vehicle is provided as an operating parameter, the first electric machine (12) acts on a drive train of a motor vehicle wheel and the second electric machine (14) acts on the accelerator pedal and/or a pedal rod connected to the gas pedal. Antriebssystem (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei das Stellelement (20) als Antriebskurbel eines durch Muskelkraft betätigten Fahrrads ausgestaltet ist, als Betriebsparameter eine Beschleunigung oder Geschwindigkeit des Fahrrads vorgesehen ist, die erste elektrische Maschine (12) an mindestens einem Antriebsrad angreift und die zweite elektrische Maschine (14) an der Antriebskurbel und/oder einer mit der Antriebskurbel verbunden Kurbelwelle angreift.Drive system (10) according to one of Claims 1 until 6 , wherein the actuating element (20) is designed as a drive crank of a bicycle operated by muscle power, acceleration or speed of the bicycle is provided as the operating parameter, the first electric machine (12) acts on at least one drive wheel and the second electric machine (14) on the Drive crank and / or connected to the drive crank crankshaft attacks.
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