用于主动控制在具有多个电机单元的车辆中的振动的方法和装置与流程

本发明涉及一种用于主动控制在具有两个或更多个耦联的电机单元的车辆中的振动的方法和相应的装置、特别是用于减少或抑制车辆中的干扰噪声、震动和/或电磁辐射。

背景技术：

1、车辆可具有噪声抑制单元。主动降噪(active noise cancelling，anc)可用于降低例如发动机噪声和/或滚动噪声，这些噪声可能被车辆内部空间中的车辆乘员感知为烦人的。

技术实现思路

1、在车辆中安装anc系统与相对较高的成本和额外的安装空间要求相关(特别是对于要安装的扬声器)。本文的技术任务在于，以高效且可靠的方式减少由多个电机运行的车辆中的振动(特别是干扰噪声和/或固体传声和/或也许可能电磁振动)和/或主动地将其调整到目标振动的技术任务。

2、所述任务由各独立权利要求中的每个独立权利要求解决。有利的实施形式尤其在从属权利要求中描述。需要指出的是，从属于独立专利权利要求的专利权利要求的附加特征在没有独立专利权利要求的特征或者仅与独立专利权利要求的特征的子集组合的情况下可以形成本身的、独立于独立专利权利要求的所有特征的组合的发明，其可以作为独立权利要求、分案申请或后续申请的技术方案。这同样适用于说明书中描述的技术教导，其可以形成独立于独立专利权利要求的特征的发明。

3、根据一个方面，描述了一种用于控制由车辆的电机单元引起的振动的装置。振动可以包括机械振动；声学振动、特别是干扰噪声和/或固体传声；和/或由电机单元的运行而引起的电磁振动。

4、所述车辆可以包括用于驱动车辆的第一车轮(例如车轴的左车轮)的第一电机单元和用于驱动车辆的第二车轮(例如车轴的右车轮)的第二电机单元。

5、所述第一电机单元可以包括第一电机(用于驱动第一车轮)和第一逆变器，其中，第一逆变器设置为(基于直流电压)生成用于运行第一电机的第一交流电压(特别是用于旋转电磁场)。

6、相应地，第二电机单元可以包括第二电机(用于驱动第二车轮)和第二逆变器，其中，第二逆变器设置为(基于直流电压)生成用于运行第二电机的第二交流电压(特别是用于旋转电磁场)。用于两个逆变器的直流电压可以从车辆的直流车载电网(特别是从具有例如60v或更高、或者100v或更高、或者300v或更高的标称电压的高压车载电网)提供。

7、第一电机单元可以设置为在运行期间和/或通过第一电机单元的运行而生成第一振动(例如在共同外壳上或在两个电机单元的连接的外壳上)。相应地，第二电机单元可以设置为在运行期间和/或通过第二电机单元的运行而生成第二振动(在共同外壳上或在连接的外壳上)。在这里所述振动可以由相应逆变器的开关元件的开关过程和/或由转子的运动和/或由相应电机的定子引起。

8、第一电机单元和第二电机单元可以相互机械地耦联，使得第一振动和第二振动可以相互影响和/或叠加。例如，第一电机单元和第二电机单元可以设在一个共同外壳中(并且可以必要时直接接触)。备选地，所述两个电机单元的外壳可以相互连接。

9、所述装置可以设置为根据要在第一车轮处引起的第一扭矩来运行第一电机单元。此外，所述装置可以设置为根据要在第二车轮处引起的第二扭矩来运行第二电机单元。在此，扭矩可以根据所述车辆的驾驶员的预定(所述预定例如通过加速踏板和/或制动踏板的偏转来预定)。这两个扭矩可以不同(例如基于车轮相对于路面之间和/或在转弯时的不同的摩擦值)。

10、因此，所述装置可以设置为运行用于驱动车辆的电机单元。电机单元的运行可以以匹配和/或协调的方式进行，以便控制(在所述两个电机单元的共同的外壳上或连接的外壳上)有效和/或总体上引起的振动。特别是，所述装置可以设置为彼此协调地和/或匹配地和/或同步地运行第一电机单元和第二电机单元，使得通过第一振动和第二振动的叠加(在共同的外壳上或连接的外壳上)引起预定义的目标振动，所述第一振动由第一电机单元的运行引起，所述第二振动由第二电机单元的运行引起。

11、因此，所述装置可以设置为(在考虑到相应要设置的扭矩的情况下)以匹配的方式运行电机单元，使得通过各电机单元的运行(在共同的外壳上或连接的外壳上)相组合地引起预定义的目标振动。这样可以以高效且可靠的方式实现主动降噪和/或减振。备选地或附加地，这样可以以高效且可靠的方式实现行驶和/或发动机噪声的设计。备选地或附加地，这样可以以高效的方式满足emv要求。此外，能实现降低逆变器的开关元件的开关频率，由此能够降低开关损耗并且能够增加开关元件的使用寿命。

12、所述装置可以设置为访问在准备阶段确定了的特征数据(例如以查找表的形式)。根据第一扭矩且根据第二扭矩(并且必要时根据第一电机单元的第一转速和第二电机单元的第二转速)，特征数据可以分别指示用于运行第一电机单元和用于运行第二电机单元的控制指令，其中，通过所述控制指令能够实现所述两个电机单元的运行，由此引起预定义的目标振动。所述特征数据可以在准备阶段中通过实验确定。

13、备选地或附加地，可以提供机器学习单元、例如具有经训练的神经网络的机器学习单元，并且所述机器学习单元由所述装置使用，其中，所述机器学习单元已被训练以便根据要设置的第一扭矩和第二扭矩(并且必要时根据第一电机单元的第一转速和第二电机单元的第二转速)来确定(特别是作为神经网络的输出值提供)用于运行第一电机单元和用于运行第二电机单元的控制指令。因此，所述装置可以设置为根据特征数据和/或根据经训练的神经网络来运行第一电机单元和第二电机单元。这里所述特征数据和/或神经网络可以已预先确定(通过实验)和/或训练。所述特征数据和/或神经网络可以设计为根据第一扭矩和第二扭矩指示用于第一电机单元和第二电机单元的控制指令，通过所述控制指令(在共同的或连接的外壳上)引起具有目标振动的第一电机单元和第二电机单元的运行。

14、通过使用特征数据和/或经训练的神经网络，可以以稳健且可靠的方式进行电机单元的匹配运行，以便引起在电机单元的(行驶)运行期间生成(有效的)目标振动。

15、如上所述，可以进行电机单元的匹配运行，以便降低总体产生的振动的程度。为了该目的，所述装置可以设置为彼此协调地和/或匹配地运行第一电机单元和第二电机单元，使得(在共同的或在连接的外壳上)引起具有比第一振动和第二振动(以分别孤立的方式)更低的强度和/或振幅的目标振动。电机单元的协调运行特别是可以这样进行，即第一振动和第二振动至少部分地相互抵消，和/或第一振动和第二振动至少部分地彼此反相。

16、如上所述，振动可以包括声学振动、特别是干扰噪声。所述装置可以设置为彼此协调地和/或匹配地运行第一电机单元和第二电机单元，使得通过第一电机单元和第二电机单元的彼此协调的运行引起对由第一电机单元和第二电机单元引起的干扰噪声的主动噪声抑制。因此可以进行电机单元的匹配运行，以便以高效且可靠的方式实现对各个电机单元的干扰噪声的主动噪声抑制。

17、所述装置可以设置为使第一电机单元和第二电机单元彼此有相移地、特别是彼此反相地运行，以便引起目标振动。因此可以这样进行电机单元的运行，即电机单元(特别是用于运行电机的旋转场)彼此具有确定的相位差(例如180°)。这样可以以可靠的方式引起第一振动和第二振动至少部分地相互补偿。

18、所述装置可以设置为以彼此协调的方式运行第一逆变器和第二逆变器，使得(在共同的或连接的外壳上)引起目标振动。特别是，由第一逆变器的开关元件引起的开关过程可以与由第二逆变器的开关元件引起的开关过程(在时间上)相协调。例如，第一逆变器的开关过程可以相对于第二逆变器的开关过程具有定义的相移(例如180°)。通过逆变器的匹配运行，可以以特别可靠的方式(在共同的或连接的外壳上)引起有效的目标振动。

19、所述装置可以设置为引起第一逆变器的开关元件的第一pwm(脉冲宽度调制)操控，以便因此用于第一电机的运行的第一交流电压。此外，所述装置可以设置为引起第二逆变器的开关元件的第二pwm操控，以便生成用于第二电机的运行的第二交流电压。

20、于是可以使第一pwm操控和第二pwm操控彼此协调，使得引起目标振动。第一pwm操控取决于典型地要由第一电机设置的第一扭矩，而第二pwm操控取决于典型地要由第二电机设置的第二扭矩。如上所述可以(根据第一扭矩和第二扭矩)借助特征数据和/或借助经训练的神经网络来确定用于运行电机单元的控制指令。特别是，控制指令可以指示第一pwm操控和第二pwm操控。这样可以以特别可靠的方式(在共同的或连接的外壳上)引起目标振动。

21、第一电磁辐射(即第一(电磁)振动)可以通过第一逆变器的开关元件的第一pwm操控引起。此外，第二电磁辐射(即第二(电磁)振动)可以通过第二逆变器的开关元件的第二pwm操控引起。电磁辐射可能影响电机单元和/或车辆的电磁兼容性(emv)。

22、所述装置可以设置为使第一pwm操控和第二pwm操控彼此协调，使得第一电磁辐射和第二电磁辐射至少部分地相互抵消。因此电机单元的运行可以这样协调地进行，使得总体由电机单元(特别是逆变器)辐射的电磁辐射(即(电磁)目标振动)比由各电机单元分别单独辐射的电磁辐射(即第一振动和第二振动)低(特别是具有更低的强度)。这样可以以以高效且可靠的方式改进电机单元的emv兼容性。

23、所述装置可以设置为确定与第一电机单元和第二电机单元的共同外壳的振动有关的传感器数据。如上所述，目标振动可以与共同外壳的振动有关。

24、第一电机单元和第二电机单元于是可以根据传感器数据而运行(以匹配的方式)以便引起共同外壳的目标振动。在这种情况下，特别是可以基于(反馈的)传感器数据来进行电机单元的运行的调节，以便引起外壳具有目标振动。通过考虑与实际生成的振动相关的传感器数据，可以以特别高的可靠性和稳健性引起目标振动。

25、根据另一方面，描述了一种包括在本文中描述的装置的(道路)机动车辆(特别是轿车或货车或公共汽车或摩托车)。

26、根据另一方面，描述了一种用于控制由车辆的电机单元引起的振动的方法。该方法可以旨在减小(与由各个电机单元以孤立方式产生的振动相比)所引起的振动的程度、特别是振幅和/或强度。备选地或附加地，所述方法可以旨在引起所述振动的特定目标设计(例如以便生成车辆的特定行驶噪声)。

27、所述车辆包括用于驱动车辆的第一车轮的第一电机单元和用于驱动车辆的第二车轮的第二电机单元。第一电机单元可根据要在第一车轮处引起的第一扭矩而运行，而第二电机单元可根据要在第二车轮处引起的第二扭矩而运行。因此可以运行电机单元以驱动车辆、特别是驱动所述车辆的不同车轮。

28、所述方法包括这样彼此协调和/或这样匹配地运行第一电机单元和第二电机单元(在车辆行驶时、即在电机单元用于驱动所述车辆时)，使得通过叠加第一振动和第二振动造成预定义的目标振动，所述第一振动由第一电机单元的运行造成，所述第二振动由第二电机单元的运行造成。

29、这里，所述目标振动可以指示

30、·有效引起的振动的(期望的和/或预定义的)振幅和/或强度；

31、·有效引起的振动的(期望的和/或预定义的)频率；和/或

32、·有效引起的振动的幅度和/或频率的(期望的和/或预定义的)时间曲线。

33、根据另一方面，描述了一种软件(sw)程序。sw程序可以设置为在处理器(例如在车辆的控制单元)上执行，使得实施本文中描述的方法。

34、根据另一方面，描述了一种存储介质。存储介质可以包括sw程序，其设置为用于在处理器上执行并且由此至少实施本文中描述的方法。

35、应当注意，本文中描述的方法、装置和系统既可以单独使用，也可以与本文中描述的其他方法、装置和系统结合使用。此外，本文中描述的方法、装置和系统的任意方面都可以以多种方式相互组合。特别是，各权利要求的特征可以以多种方式相互组合。