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Die vorliegende Erfindung betrifft ein System für einen elektrischen Antrieb insbesondere in Kraftfahrzeugen. Die Erfindung betrifft insbesondere bei einem elektrischen Antriebssystem verwendete Impulsbreitenmodulationsstrategien (PWM).
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Elektrische Maschinen, insbesondere elektrische oder hybridelektrische Fahrzeuge, können elektrische Energie für den Vortrieb über ein elektrisches Antriebssystem verwenden. Ein elektrisches Antriebssystem kann eine Anzahl von Komponenten einschließen, in der Regel mit mindestens einer Leistungsschaltung und einem Motor. Bei dieser Anordnung kann die Leistungsschaltung Leistung steuerbar von einer Stromquelle zu dem Motor übertragen, um eine Last anzutreiben. Leistungsschaltungen für elektrische Antriebssysteme, die für elektrische oder hybridelektrische Fahrzeuge ausgelegt sind, enthalten oftmals Wechselrichter, um Dreiphasen-Spannungswellen von einer Gleichspannungsquelle zu liefern. Ein Wechselrichter besteht in der Regel aus mehreren elektronischen Schaltern, die in verschiedenen Kombinationen steuerbar aus- und eingeschaltet werden, um gewünschte Wechselrichterausgangsspannungen zu liefern. Es ist übliche Praxis, zum Ein- und Ausschalten der Schalter Impulsbreitenmodulationstechniken (PWM) zu verwenden. Die Rate, mit der die Schalter ein- und ausgeschaltet werden, wird in der Regel durch die Motordrehzahl- oder Drehmomentanforderungen sowie Kraftstoffeinsparungsüberlegungen bestimmt. In vielen Fällen kann leider das Ein- und Ausschalten der verschiedenen elektronischen Einrichtungen mit einer bestimmten Frequenz ein für den Fahrzeugfahrer sowie seine Passagiere hörbares Geräusch erzeugen. Das Geräusch kann ablenken und stören und ist oftmals der Grund für Verbraucherbeschwerden.
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Es wurden verschiedene Versuche unternommen, störendes PWM-Schaltgeräusch bei einem elektrischen Fahrzeug zu reduzieren. Beispielsweise kann PWM-Schalten bei einer höheren Frequenz wie etwa 10 kHz ausgeführt werden, das außerhalb des menschlichen Hörbereichs liegt. Diese Lösung hat jedoch ihre Nachteile. Während die höhere Schaltfrequenz nicht länger ein von dem Bediener gehörtes Geräusch erzeugt, induziert es Leistungsverluste in dem System, die die Kraftstoffeinsparung reduzieren können, eine langfristige Priorität für Hybridfahrzeuge, und erhöht Leistungs- schaltungskosten.
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In der
US 2009 / 0 184 681 A1 wird ein elektrisch angetriebenes Fahrzeug beschrieben, das einen Elektromotor, einen Inverter, einen Energiespeicher und eine Steuerung aufweist, die den Inverter in einen ersten Modus, in dem der Elektromotor angetrieben wird, und in einen zweiten Modus schalten kann, in dem der Inverter als Spannungswandler betrieben wird, der elektrische Energie von einer Energiequelle oder einer externen Last an den Energiespeicher abgibt bzw. von diesem empfängt. Dabei ist vorgesehen, dass die Steuerung im zweiten Modus Geräusche des Inverters reduzieren kann, indem sie die Schaltfrequenz oder Schaltgeschwindigkeit eines Schaltelements des Inverters gegenüber der im Fahrmodus verändert.
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In der
JP 2006- 333 572 A wird ein Leistungswandler gezeigt, bei dem vorgesehen ist, dass ein Frequenzanpassungsmechanismus in Abhängigkeit von dem Signal eines Geräuschsensors gesteuert wird, das einen Geräuschpegel am Fahrzeug erfasst, wobei die Trägerfrequenz des Inverters automatisch umgekehrt zum erfassten Geräuschpegel gesteuert wird, so dass sie zur Geräuschreduzierung der Invertergeräusche angehoben wird, wenn der Geräuschsensor einen geringen Geräuschpegel am Fahrzeug detektiert, und zur Effizienzsteigerung verringert wird, so dass die Invertergeräusche lauter werden, wenn der Geräuschpegel beim Fahrzeug ohnehin hoch ist.
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Bei einem Ausführungsbeispiel ist ein Impulsbreitenmodulations- (PWM) Frequenzanpassungsmechanismus (PFAM) in einem elektrischen Antriebssystem (EDS) eines elektrischen oder hybridelektrischen Fahrzeugs enthalten. Ein Beispielsystem der Erfindung kann einen PFAM enthalten, der konfiguriert ist, eine Fahrzeugzustandseingabe und eine Benutzerpräferenzeingabe zu empfangen, wobei die Fahrzeugzustandseingabe eine einen aktuellen Status eines Fahrzeugs oder einer Komponente des Fahrzeugs betreffende Eingabe umfasst, und als Reaktion auf die empfangene Eingabe eine oder mehrere PWM-Parameter zu bezeichnen, und ein Benutzereingabemittel, das konfiguriert ist, Benutzereingabe zu empfangen und die Benutzereingabe an den PFAM zu liefern, wobei die Fahrzeugkomponente eine andere ist als ein Elektromotor in dem Fahrzeug und wobei die Benutzerpräferenzeingabe eine Betriebsmoduspräferenz für einen Geräuschreduktionsmodus betrifft, während sich das Fahrzeug in einem elektrischen Antriebslaufmodus befindet, und der PFAM konfiguriert ist, den Geräuschreduktionsmodus bereitzustellen, in dem der PWM-Parameter konfiguriert ist, hörbare Geräusche zu reduzieren, während sich das Fahrzeug in dem elektrischen Antriebslaufmodus befindet. Bei einem Ausführungsbeispiel kann ein System auch einen Mikroprozessor, einen Mikrocomputer, einen Mikrocontroller oder eine andere verarbeitende Einrichtung enthalten, die konfiguriert ist, mit dem PFAM zusammenzuarbeiten. Beispielsweise kann ein PFAM in der Form eines Softwaremoduls vorliegen, das an einem Fahrzeug installiert sein kann und von einem Mikroprozessor bei einem Fahrzeug ausgeführt werden kann. Ein Beispielsystem kann weiterhin eine Leistungsumwandlungsschaltung enthalten, die konfiguriert ist, unter Verwendung von elektronischen Einrichtungen, die durch Impulsbreitenmodulation ein- und ausgeschaltet werden, eine Ausgangsspannung zu liefern, gekennzeichnet durch den einen oder die mehreren, durch den PFAM spezifizierten PWM-Parameter. Bei mindestens einer Ausführungsform kann ein Beispielsystem ein Fahrzeugsteuersystem enthalten, das konfiguriert ist, Fahrzeugzustandsinformationen an den PFAM zu liefern.
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Ein Beispielverfahren beinhaltet das Empfangen einer Fahrzeugzustandseingabe und das Bezeichnen mindestens eines PWM-Parameters als Reaktion auf die empfangene Eingabe. Die Fahrzeugzustandseingabe kann eine Eingabe umfassen, die einen aktuellen Status von einem oder mehreren Fahrzeugsystemen oder Komponenten betrifft. Beispielsweise kann die Fahrzeugzustandseingabe einen Fahrzeugbewegungsstatus, einen Audiosystemstatus, einen Fensterstatus, einen Motorstatus, einen Ventilationssystemstatus sowie Statusinformationen für andere Komponenten oder Systeme beim Fahrzeug umfassen. Ein PWM-Parameter kann eine PWM-Schaltfrequenz und/oder -strategie wie etwa eine feste Frequenz oder eine Zufallsfrequenz umfassen. Bei mindestens einem Ausführungsbeispiel kann ein PWM-Parameter eine PWM-Strategie umfassen. Bei einem Ausführungsbeispiel kann eine PWM-Strategie unter Optionen ausgewählt werden, die kontinuierliche PWM, diskontinuierliche PWM und Zufalls-PWM beinhalten. Die Erfindung weicht von der herkömmlichen Praxis ab, Motordrehzahl- oder Motordrehmomentanforderungen zu verwenden, um die PWM-Schaltfrequenz zu bestimmen, und verwendet stattdessen Fahrzeugzustandsinformationen, um einen oder mehrere PWM-Parameter auszuwählen. Bei einem Ausführungsbeispiel wird ein PWM-Parameter spezifiziert, der PWM-betreffendes Geräusch gemäß Benutzerpräferenzen reduziert.
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Ein beispielhaftes Verfahren umfasst das Empfangen einer Fahrzeugbewegungseingabe, das Empfangen einer Motorzustandseingabe, das Empfangen einer Ventilationssystemszustandseingabe, das Empfangen einer Audiosystemzustandseingabe, das Empfangen einer Fahrzeugkarosseriezustandseingabe und das Auswählen eines PWM-Parameters als Reaktion auf die empfangene Eingabe. Ein beispielhaftes Verfahren kann weiterhin das Empfangen einer Benutzerpräferenzeingabe umfassen. Bei einem Ausführungsbeispiel kann eine PWM-Schaltfrequenz eine hohe Frequenz jenseits des Hörbereichs des Menschen oder eine niedrige Frequenz innerhalb des Hörbereichs des Menschen umfassen. Bei einem Ausführungsbeispiel, wenn die Fahrzeugzustandseingabe die Anwesenheit von einer oder mehreren Geräuschquellen anzeigt, umfasst ein PWM-Parameter eine niedrigere PWM-Standardschaltfrequenz, und wenn umgekehrt die Fahrzeugzustandseingabe die Abwesenheit von alternativen Geräuschquellen anzeigt, kann ein PWM-Parameter eine PWM-Frequenz umfassen, die höher liegt als die Standardfrequenz, so dass hörbares PWM-Geräusch reduziert werden kann. PWM-Geräusch kann jedoch selbst dann reduziert werden, wenn eine niedrige PWM-Frequenz eingesetzt wird, indem eine bestimmte Niederfrequenz-PWM-Strategie spezifiziert wird.
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Eine beispielhafte PFAM-Vorrichtung der Erfindung ist konfiguriert, eine Fahrzeugzustandseingabe zu empfangen und auf der Basis der empfangenen Eingabe einen PWM-Parameter zu bezeichnen. Bei einem Ausführungsbeispiel kann ein PFAM in Form eines Softwaremoduls vorliegen, das bei einem Mikroprozessor oder einer anderen Recheneinrichtung eines Fahrzeugs installiert ist. Die Ausführung der Software implementiert einen Algorithmus, der eine empfangene Eingabe verwendet, um eine PWM-Strategie zu bestimmen und/oder eine PWM-Frequenz auszuwählen, die bei der Leistungsumwandlungsschaltung des Fahrzeugs verwendet werden soll. Bei mindestens einem Ausführungsbeispiel kann ein PFAM in Form eines Moduls vorliegen, das bei einem Wechselrichtersystemsteuer- (ISC) Controller eines HEV installiert sein kann, wobei der ISC-Controller den Betrieb einer ISC steuert, die eine Spannung an einem Motor liefert. ISC-Schaltungselemente können durch Impulsbreitenmodulation ein- und ausgeschaltet werden, gekennzeichnet durch den spezifizierten PWM-Parameter. Bei mindestens einem Ausführungsbeispiel ist ein ISC-PFAM-Modul (IPFAM) bei einem ISC-Controller installiert, und ein Fahrzeugsteuersystem- (VCS - Vehicle Control System) PFAM-Modul (VPFAM) ist bei einem VCS-Controller eines Fahrzeugs installiert, wobei das IPFAM- und VPFAM-Modul konfiguriert sind, miteinander zusammenzuarbeiten, um mindestens einen PWM-Parameter für das elektrische Antriebssystem eines Fahrzeugs zu liefern.
- 1 ist ein Schemadiagramm eines mit einem PWM-Frequenzanpassungsmechanismus (PFAM) ausgestatteten Fahrzeugs.
- 2 ist ein Blockdiagramm eines beispielhaften, nicht beanspruchten Fahrzeugsteuersystems.
- 3A zeigt ein Blockdiagramm eines Ausführungsbeispiels.
- 3B zeigt ein Blockdiagramm eines Ausführungsbeispiels.
- 4 zeigt ein Flussdiagramm eines beispielhaften, nicht beanspruchten Verfahrens.
- 5 zeigt ein Blockdiagramm einer beispielhaften Vorrichtung.
- 6 zeigt ein Flussdiagramm eines beispielhaften Verfahrens.
- 7 zeigt ein Flussdiagramm eines beispielhaften Verfahrens.
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Ausführungsbeispiele der Erfindung werden hier vorgelegt; die Erfindung kann jedoch in einer Vielzahl von alternativen Formen verkörpert werden, wie für den Fachmann offensichtlich ist. Um das Verständnis der Erfindung zu erleichtern und eine Basis für die Ansprüche zu liefern, sind in der Beschreibung verschiedene Figuren enthalten. Die Figuren sind nicht maßstabsgetreu gezeichnet, und verwandte Elemente können ausgelassen sein, um die neuartigen Elemente der Erfindung hervorzuheben. In den Figuren dargestellte strukturelle und funktionale Details werden zum Zweck vorgelegt, den Fachmann die Ausübung der Erfindung zu lehren, und sind nicht als Beschränkungen auszulegen. Beispielsweise können Steuermodule für verschiedene Systeme unterschiedlich angeordnet und/oder kombiniert werden und sind nicht als auf die hier vorgelegten beispielhaften Konfigurationen beschränkt anzusehen.
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1 zeigt ein Schemadiagramm eines beispielhaften Fahrzeugs 100. Das Fahrzeug 100 kann von einem beliebigen geeigneten Typ sein, wie etwa ein elektrisches oder hybridelektrisches Fahrzeug. Bei mindestens einer Ausführungsform kann das Fahrzeug 100 einen ersten Radsatz 112, einen zweiten Radsatz 114, einen Motor 116, ein HEV-Achsgetriebe 118, ein elektrisches Antriebssystem (EDS) 120, eine Leistungsübertragungseinheit 130, ein Differenzial 140 und ein Fahrzeugsteuersystem (VCS) 150 enthalten.
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Das EDS 120 kann konfiguriert sein, ein Drehmoment an dem ersten und/oder zweiten Radsatz 112, 114 zu liefern. Beispielsweise kann das EDS 120 eine Hochspannungsbatterie (HVB - High Voltage Battery) 122 und einen Leistungselektronikwandler (PEC - Power Electronics Converter) 121 enthalten, an eine oder mehrere permanent erregte Synchronmaschinen (PMSM - Permanent Magnet Synchronous Machines) 126 gekoppelt. Die PMSM 126 kann an die Leistungsübertragungseinheit 130 oder das HEV-Achsgetriebe 118 gekoppelt sein, die wiederum an das Differenzial 140 gekoppelt sein können, um den Radsatz 114 zu steuern. Es wird in Betracht gezogen, dass die PMSM 126 als ein Motor fungieren kann, der elektrische Energie in kinetische Energie umwandelt, oder als ein Generator, der kinetische Energie in elektrische Energie umwandelt.
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Die Leistungsübertragungseinheit 130 kann selektiv an mindestens eine PMSM 126 gekoppelt sein. Die Leistungsübertragungseinheit 130 kann von einem beliebigen geeigneten Typ sein wie etwa ein Mehrgang- „Stufenverhältnis“ -Getriebe, ein stufenloses Getriebe oder ein elektronisches wandlerloses Getriebe, wie dem Fachmann bekannt ist.
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Die Leistungsübertragungseinheit 130 kann dafür ausgelegt sein, ein oder mehrere Fahrzeugräder anzutreiben. Bei der in 1 gezeigten Ausführungsform ist die Leistungsübertragungseinheit 130 auf eine beliebige geeignete Weise wie etwa über eine Antriebswelle oder eine andere mechanische Einrichtung mit einem Differenzial 140 verbunden.
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Bei einem Ausführungsbeispiel enthält der PEC 121 eine Wechselrichtersystemsteuerung (ISC - Inverter System Control) 123, die Hardware einschließlich Wechselrichterschaltungsanordnung umfasst, die konfiguriert ist, Leistung an die PMSM 126 zu liefern. Ein ISC-Controller 124 kann an die ISC 123 gekoppelt sein. Der ISC-Controller 124 kann eine mikroprozessorbasierte Einrichtung sein, die konfiguriert ist, den Betrieb der ISC 123 zu steuern, und umfasst Hardware, Software, Firmware oder eine gewisse Kombination davon. Bei einem Ausführungsbeispiel können Ströme und Spannungen der ISC 123 gesteuert werden, indem ISC-Schaltungselemente unter Verwendung von Impulsbreitenmodulation steuerbar geschaltet werden.
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Der ISC-Controller 124 kann elektrisch an das Fahrzeugsteuersystem (VCS) 150 gekoppelt sein, das konfiguriert ist, verschiedene Aspekte des Fahrzeugs 100 zu überwachen und/oder zu steuern. Das VCS 150 kann einen VCS-Controller umfassen, der kommunikativ an ein oder mehrere Steuermodule für ein oder mehrere bei einem Fahrzeug installierte Systeme und/oder an mit verschiedenen Fahrzeugsystemen assoziierte Sensoren und/oder an verschiedene Fahrzeugkomponenten oder Sensoren gekoppelt sein. 2 liefert ein Ausführungsbeispiel 200 eines VCS. Das VCS 200 enthält einen VCS-Controller in Form eines VCS-Steuermoduls (VCSM) 202, an ein Motorsteuermodul (ECM - Engine Control Module) 204 gekoppelt, um für eine Motorsteuerung zu sorgen und den Motorzustand zu überwachen, ein Klimasteuermodul (CCM - Climate Control Module) 204 zum Steuern der Fahrzeuginnentemperatur und des Ventilationssystemszustands, ein Audiosystemsteuermodul (ASCM) 206 zum Steuern und/oder Überwachen des Audiosystembetriebs und ein Karosseriesteuermodul (BCM - Body Control Module) 210 zum Steuern und/oder Überwachen von Aspekten der Fahrzeugkarosserie, wie etwa unter anderem Fensterbetrieb und -zustand. Das VCSM 202 kann auch kommunikativ an einen oder mehrere Sensoren wie etwa einen Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 212 gekoppelt sein.
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Bei einem Ausführungsbeispiel kann das VCSM 202 in Form eines Mikroprozessors oder Mikrocontrollers vorliegen, der konfiguriert ist, mit den verschiedenen, in 2 dargestellten Steuermodulen sowie mit anderen nicht gezeigten Steuermodulen oder Sensoren zu kommunizieren. Die Gruppe der in 2 gezeigten Steuermodule ist nicht erschöpfend. Beispielsweise kann ein VCS auch ein Achsgetriebesteuermodul zum Steuern eines Drehmoments enthalten, das an Fahrzeugtraktionsräder geliefert wird, ein Hochspannungsbatteriesteuermodul zum Steuern des Betriebs einer Hochspannungsbatterie, ein Traktionsbatteriesteuermodul zum Überwachen von Umgebungsattributen wie etwa Temperatur und Steuern von einer oder mehreren Stromquellen, ein Kraftübertragungssteuermodul und andere, mit verschiedenen anderen Fahrzeugsystemen assoziierte Module. Weiterhin wird in Betracht gezogen, dass ein oder mehrere Systeme, beispielhafterweise unter anderem ein Fahrzeugaudiosystem, möglicherweise nicht durch ein spezifisches Modul oder einen spezifischen Controller gesteuert werden, wobei dann ein VCSM- oder VCS-Controller eine Systemzustandseingabe über einen Sensor oder eine direkte Verbindung mit einer Systemkomponente empfangen kann. Es wird angemerkt, dass mit den in 2 dargestellten Steuermodulen und/oder Sensoren assoziierte Funktionen an anderen Fahrzeugmodulen oder Komponenten variabel kombiniert und/oder ausgeführt werden können.
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Wie in dem beispielhaften System 100 gezeigt, kann ein PWM-Frequenzeinstellungsmechanismus (PFAM) 125 an den ISC-Controller 124 und das VCS 150 gekoppelt sein. Der PFAM 125 kann konfiguriert sein, eine durch das VCS 150 erhaltene Fahrzeugzustandseingabe zu empfangen und als Reaktion auf die empfangene Eingabe mindestens einen PWM-Parameter zu bestimmen. Bei einem Ausführungsbeispiel kann der PFAM 125 den mindestens einen PWM-Parameter an den ISC-Controller 124 liefern, so dass der ISC 123 unter den vom PFAM 125 bezeichneten PWM-Parametern arbeiten kann. Der PFAM 125 kann Hardware, Software, Firmware oder eine beliebige Kombination davon umfassen und kann als eine unabhängige Einheit oder als ein Modul verkörpert sein, das in eine existierende Fahrzeugkomponente eingebaut oder integriert ist, wie etwa eine Mikroprozessoreinrichtung
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3A zeigt ein Ausführungsbeispiel 300, das einen bei einem ISC-Controller 302 installierten PFAM 304 enthält. Bei einem Ausführungsbeispiel liegt der PFAM 304 in Form eines bei dem ISC-Controller 302 installierten und ausführbaren Softwaremoduls vor. Der ISC-Controller 302 ist konfiguriert, den Betrieb des ISC 306 zu steuern. Ein Benutzereingabemittel 308 ist an den PFAM 304 gekoppelt und konfiguriert, Bedienerpräferenzen zu empfangen. Beispielsweise ziehen einige Fahrzeugbediener möglicherweise einen Geräuschreduktionsmodus vor, bei dem eine bezeichnete PWM-Frequenz und -Strategie PWM-Schaltgeräusch reduziert. Andere Bediener bevorzugen möglicherweise einen Standardbetriebsmodus, bei dem PWM-Parameter ohne Berücksichtigung des PWM-Geräuschs gewählt werden. Bei einem Ausführungsbeispiel kann das Benutzereingabemittel 308 als ein Knopf oder ein Schalter an einem Fahrzeuginstrumentenbrett verkörpert sein, bevorzugt leicht durch den Fahrzeugfahrer zugänglich, der von einem Benutzer gedrückt werden kann, um anzuzeigen, dass Geräuschreduktion gewünscht ist. Bei einem Ausführungsbeispiel ist das Benutzereingabemittel 308 konfiguriert, eine Benutzerpräferenzeingabe zu empfangen und sie an die PFAM 304 zu liefern.
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Bei einem Ausführungsbeispiel kann ein System einen PFAM enthalten, der einen ISC-PFAM-Abschnitt und einen VCS-PFAM-Abschnitt umfasst. Unter Bezugnahme auf 3B kann ein System 320 eine an einen ISC-Controller 324 gekoppelte ISC 322 enthalten. Ein ISC-PFAM-Abschnitt in Form eines IPFAM-Moduls 326 kann bei dem ISC-Controller 324 installiert sein und darauf ausgeführt werden. Das System 320 kann ein VCS 330 mit einem VCS-Controller 332 enthalten, mit einem darauf installierten und ausführbaren VCS-PFAM-Modul (VPFAM) 334. Ein Benutzereingabemittel 328 kann konfiguriert sein, eine Benutzereingabe an das VPFAM-Modul 334 zu liefern.
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Bei einem Ausführungsbeispiel kann das VPFAM 334 als ein Softwaremodul verkörpert und konfiguriert sein, Eingabe hinsichtlich einer Vielzahl von Fahrzeugsystem- und -vorrichtungszuständen über den VCS-Controller 332 zu empfangen. Beispielsweise kann der VCS-Controller 332 konfiguriert sein, Fahrzeuggeschwindigkeitsinformationen von dem Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 212 zu empfangen und sie an den VPFAM 334 zu liefern. Der VPFAM 334 kann konfiguriert sein, eine Fahrzeugzustandseingabe für den IPFAM 326 zu liefern, beispielsweise über die kommunikative Kopplung des VCS-Controller 332 und des ISC-Controller 324. Somit können der VPFAM 334 und der IPFAM 326 kooperieren, um mindestens einen Parameter des bei der ISC 322 praktizierten PWM zu bestimmen.
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4 zeigt ein Flussdiagramm eines beispielhaften, nicht beanspruchten Verfahrens 400. Bei Block 402 kann eine Fahrzeugzustandseingabe bei einem PFAM empfangen werden. Unter Bezugnahme auf 5 kann ein beispielhafter PFAM 500 Fahrzeugzustandseingaben 504-512 empfangen und eine Ausgabe 520 liefern. Bei einem Ausführungsbeispiel stehen die verschiedenen Eingaben 504-512 zu potenziellen Geräuschquellen in Beziehung, die von einem Fahrzeuginsassen gehört werden können. Bei mindestens einem Beispiel kann die Eingabe zu dem PFAM 502 eine Eingabe 504 bezüglich Fahrzeugbewegung enthalten, eine Eingabe 506 bezüglich eines Fahrzeugmotorzustands, eine Eingabe 508 bezüglich eines Fahrzeugklimaanlagenzustands, eine Eingabe 510 bezüglich eines Fahrzeugaudiosystemzustands, eine Eingabe 512 bezüglich eines Fahrzeugfensterzustands und eine Eingabe 514 bezüglich eines EDS-Zustands. Bei einem Ausführungsbeispiel liefert ein VCS die Eingaben 504-512 an den PFAM, während die Eingabe 514 von einem Sensor in dem EDS 120 empfangen werden kann. In der Regel kann ein VCS die in den Eingaben 504-512 ausgedrückten Fahrzeugzustandsdaten von den verschiedenen Fahrzeugsystemen erhalten, an die es kommunikativ gekoppelt ist, ohne dass zusätzliche Sensoren oder Hardware erforderlich sind/ist.
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Die Fahrzeugbewegungseingabe 504 kann Informationen umfassen, die die Geschwindigkeit kennzeichnen, mit der sich das Fahrzeug bewegt. Beispielsweise kann das VCS 150 Geschwindigkeitsinformationen von dem Geschwindigkeitssensor 212 an den PFAM 502 liefern. Bei dem PFAM 502 kann Fahrzeuggeschwindigkeit kategorisch als niedrige Geschwindigkeit oder hohe Geschwindigkeit, durch andere allgemeine Kategorien oder durch quantitative Ausdrücke wie etwa Meilen oder Kilometer pro Stunde gekennzeichnet werden. Bei hohen Geschwindigkeiten nehmen Motorgeräusch und Straßengeräusch in der Regel zu und können lauter sein als das die PWM betreffende Geräusch, wodurch ein Bediener von dem Geräusch des PWM-Schaltens abgeschirmt wird. Bei niedrigen Geschwindigkeiten jedoch sind das Motor- und Straßengeräusch in der Regel niedriger, was bewirkt, dass das die PWM betreffende Geräusch von einem Insassen, insbesondere einem Fahrer, stärker bemerkt wird, da sich ein ISC in der Regel auf der Fahrerseite eines Fahrzeugs befindet. Bei einem Ausführungsbeispiel umfasst eine Fahrzeugbewegungseingabe eine Fahrzeuggangwechseleingabe, die anzeigen kann, ob sich ein Fahrzeug in einem Fahrmodus befindet. Wenn sich ein Fahrzeug in einem Fahrmodus befindet, kann ein Geräuschreduktionsmodus ausgewählt werden, während, wenn sich das Fahrzeug nicht in einem Fahrmodus befindet, ein Standardmodus ausgewählt werden kann.
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Die Motorstatuseingabe 506 kann Informationen bezüglich eines Fahrzeugmotormodus umfassen. Ein Motor kann in mehreren verschiedenen Modi arbeiten. Bei einem Ausführungsbeispiel, wenn sich ein Motor in einem AUS-Modus befindet, kann ein Fahrzeug von einem Elektromotor angetrieben werden, was ein PWM-Schalten von Wechselrichterelementen erforderlich macht, die ein Geräusch produzieren können, das ein Benutzer möglicherweise vermeiden möchte. Weil der Motor sich in einem AUS-Modus befindet, erzeugt er zudem kein Geräusch und kann somit das PWM-Schaltgeräusch nicht maskieren. Wenn sich ein Motor in einem AUS-Modus befindet, kann somit ein Geräuschreduktionsmodus ausgewählt werden. Wenn sich ein Fahrzeugmotor in einem Anwerfmodus befindet, ist das vom Motor erzeugte Geräusch in der Regel hoch und kann PWM-Schaltgeräusch maskieren. Dementsprechend kann ein Nenn- oder Standard-PWM-Modus ausgewählt werden.
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Wenn sich ein Motor in einem Beschleunigungs- oder Verlangsamungsmodus befindet, wird im Allgemeinen ein Geräuschreduktionsmodus bevorzugt.
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Eine Klimaanlagenstatuseingabe 508 kann Informationen umfassen, die den Betrieb der Fahrzeugklimaanlage(n) kennzeichnet, einer weiteren potenziellen Geräuschquelle, die einen Fahrer vom Hören von PWM-betreffendem Geräusch abschirmen kann. Bei einem Ausführungsbeispiel umfasst die Klimaanlagenstatuseingabe 508 Daten, die kennzeichnen, ob die Fahrzeugklimaanlage eingeschaltet oder ausgeschaltet ist. Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel kann die Eingabe 508 Daten umfassen, die eine Klimaanlagengebläsegeschwindigkeit kennzeichnen, da ein Gebläse betrieben werden kann, den Wagen sowohl zu erwärmen als auch zu kühlen. Beispielhaft, aber nicht als Beschränkung, kann die Gebläsegeschwindigkeit in allgemeinen Kategorien oder nach spezifischen Drehzahlen ausgedrückt werden. Andere Möglichkeiten zum Kennzeichnen des Betriebs oder Zustands der Klimaanlage ergeben sich dem Fachmann.
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Die Audiosystemstatuseingabe 510 kann Informationen hinsichtlich des Fahrzeugaudiosystems umfassen, beispielsweise ob eine Quelle ein Audiosignal an einen Lautsprecher liefert. Ein Fahrzeugaudiosystem kann verschiedene audiovisuelle Geräte wie etwa ein Radio, einen CD-Player, einen MP3-Player, einen Videoplayer und dergleichen enthalten, die Audiosignale an einen oder mehrere, in dem Fahrzeug angebrachte Lautsprecher liefern können. Das von den Lautsprechern produzierte Audiosignal kann, falls es ausreichend laut ist, das durch die PWM-Schaltoperationen erzeugte Geräusch verbergen. Als ein Beispiel kann eine Audiosystemeingabe den aktuellen Betriebszustand eines Autoradios beinhalten.
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Bei einem Ausführungsbeispiel kann eine Audiosystemzustandseingabe eine Lautstärkeneinstellung für die Lautsprecher des Audiosystems umfassen, die mit verschiedenen Komponenten eines audiovisuellen Systems eines Fahrzeugs verwendet werden kann. In der Regel kann eine einzige Lautstärkensteuerung wie etwa ein Lautstärkensteuerknopf eines Radios die Lautsprecherlautstärke für einen Satz aus einem oder mehreren Lautsprechern steuern. Wenn dies jedoch nicht der Fall ist, wenn beispielsweise ein eingebauter Videoplayer eine getrennte Lautstärkensteuerung aufweist, oder wenn Passagiere auf dem Rücksitz eine getrennte Lautstärkensteuerung haben, kann eine Audiozustandseingabe 308 mehr als eine Lautstärkeneinstellung umfassen. Zusätzlich zu einer Lautstärkeneinstellung kann eine Audiosystemeingabe 510 beinhalten, ob ein Audio- oder ein audiovisueller Player tatsächlich ein Audiosignal liefert. Beispielsweise kann ein CD-Player eingeschaltet sein und ein Lautstärkensteuerknopf hochgedreht sein, doch liegt möglicherweise keine CD vor, sodass der CD-Player keinen Sound produzierten würde.
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Auch ein herunter gelassenes Fenster an einem Fahrzeug kann für die in dem Kraftfahrzeug Fahrenden als eine Geräuschquelle angesehen werden. Ein offenes Fenster kann zusätzlich dazu, dass es sein eigenes „Straßengeräusch“ generiert, einen Insassen verschiedenen Klängen und Geräuschen außerhalb des Fensters aussetzen. Zu der Fensterstatuseingabe 512 zählen Informationen hinsichtlich dessen, ob ein oder mehrere Fahrzeugfenster heruntergelassen sind; d.h., ob mindestens ein Fenster offen ist. Bei einem Ausführungsbeispiel kann die Fensterstatuseingabe 512 den Grad enthalten, in dem ein Fenster offen ist, und/oder das offene Fenster identifizieren. Beispielsweise kann ein hinten in einem Lieferwagen offenes kleines Belüftungsfenster weniger den Fahrer ablenkendes Geräusch verursachen als ein Fahrerfenster, das vollständig herunter gelassen ist.
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Bei einem Ausführungsbeispiel kann die EDS-Zustandseingabe 514 Informationen umfassen, die anzeigen, ob ein EDS vollständig belastet ist. Als Beispiel, aber nicht als Beschränkung, kann die Eingabe 514 Temperaturdaten von einem Sensor umfassen, der bei dem EDS positioniert ist, beispielsweise innerhalb des ISC 123 oder bei dem PMSM 126. Ein hoher Temperaturmesswert kann anzeigen, dass das EDS 120 vollständig belastet ist, wobei dann Leistungsanforderungen und/oder -verluste bei der Auswahl eines PWM-Parameters berücksichtigt werden können.
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Zur Verwendung der Eingaben 504-514 kann das PFAM 502 bei Block 404 einen PWM-Parameter bestimmen. Ein PWM-Parameter kann ein beliebiges Attribut sein, das eine PWM-Leistung kennzeichnet oder quantifiziert. Beispielsweise kann ein PWM-Parameter eine PWM-Schaltfrequenz, eine PWM-Strategie oder beides umfassen. Als Beispiel, aber nicht als Beschränkung, kann eine PWM-Strategie eine durchgehende, nicht durchgehende oder Zufallsstrategie umfassen. In der Vergangenheit wurde die PWM-Frequenz auf der Basis von Motorzustand oder Drehmomentanforderung ausgewählt. Die vorliegende Erfindung liefert Systeme und Verfahren zum Auslegen einer PWM-Frequenz auf der Basis von Fahrzeugzustandsinformationen. Bei einem Ausführungsbeispiel kann eine PWM-Frequenz ausgewählt werden, die Geräusch reduziert, während sie ISC und Fahrzeugleistung optimiert. Beispielsweise kann auf der Basis einer Fahrzeugzustandseingabe, die anzeigt, dass ein Satz bestimmter Bedingungen effektiv ist, eine PWM-Frequenz von 7,5 kHz - 10,0 kHz gegenüber einer Standardschaltfrequenz von 1,25 kHz - 5,0 kHz gewählt werden. Bei einem Ausführungsbeispiel kann eine PWM-Strategie bezeichnet werden, die die Leistung optimiert, unabhängig davon ob eine hohe oder niedrige PWM-Schaltfrequenz spezifiziert ist.
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Die Erfindung liefert ein Verfahren und ein System, bei dem Fahrzeugzustandsinformationen verwendet werden können, um zu bestimmen, ob PWM in einem Rauschreduktionsmodus oder in einem Standardmodus ausgeführt wird. Bei einem Ausführungsbeispiel, wenn ein Rauschreduktionsmodus ausgewählt ist, liefert ein PFAM einen oder mehrere PWM-Parameter, die das von einem Fahrer gehörte PWM-Schaltgeräusch reduzieren können. Als Beispiel, aber nicht als Beschränkung, wenn ein Standardmodus gewählt ist, wird eine Impulsbreitenmodulation ohne Berücksichtigung von PWM-Geräuscheffekten durchgeführt. Beispielsweise können PWM-Parameter auf der Basis der Kraftstoffeinsparung spezifiziert werden.
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6 zeigt ein Flussdiagramm eines beispielhaften Verfahrens 600. Bei Block 602 kann ein PFAM eine Benutzereingabe empfangen. Beispielsweise kann der PFAM 502 eine Benutzerpräferenzeingabe 516 empfangen. Unter Bezugnahme auf 3A und 5 kann die Benutzereingabe 516 über Benutzereingabemittel 308 empfangen und an den PFAM 304 geliefert werden. Bei einem Ausführungsbeispiel liegt das Benutzereingabemittel 308 in Form eines Knopfs oder Schalters oder eines anderen Hardwaremechanismus vor, der von einem Fahrer manipuliert werden kann, um einen Wunsch nach PWM-Rauschreduktion anzuzeigen. Als ein weiteres Beispiel kann eine Benutzereingabe programmiert werden, wodurch die Notwendigkeit für ein Hardwareeingabemittel entfällt und eine Benutzerpräferenz in Software entweder bei dem PFAM 304 oder bei einem anderen Softwaremodul in Kommunikation mit dem PFAM 304 gespeichert werden kann. Beispielsweise kann eine Benutzerpräferenz in dem VCS-Controller 332 oder bei einem Armaturenbrettinformationszentrum programmiert werden. Bei einem Ausführungsbeispiel umfasst die Benutzerpräferenzeingabe 516 eine Betriebsmoduspräferenz eines Fahrers; beispielsweise ob ein Geräuschreduktionsmodus oder ein Standardmodus bevorzugt wird. Einige Fahrer kümmern sich wenig oder überhaupt nicht um mit PWM zusammenhängendes Geräusch und bevorzugen möglicherweise tatsächlich, es zu hören. Andere Fahrer finden das PWM-Geräusch möglicherweise störend.
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Bei Block 606 kann ein PFAM auf der Basis von Benutzerpräferenz- und Fahrzeugstatuseingaben einen PWM-Betriebsmodus bezeichnen. Beispielsweise kann der PFAM 304 unter Verwendung der Benutzerpräferenz- und Fahrzeugzustandseingaben einen Algorithmus ausführen, um zu bestimmen, ob die Impulsbreitenmodulation bei einer ISC in einem Geräuschreduktionsmodus oder in einem Standardmodus ausgeführt werden sollte. Falls bei einem Ausführungsbeispiel ein Benutzer einen Standardmodus bevorzugt, wird bei dem PFAM 304 ein Standardmodus gewählt.
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Ein Geräuschreduktionsmodus und ein Standardmodus können bei mindestens einem Beispiel variabel definiert werden, ein Standardmodus kann durch eine Standardschaltfrequenz und/oder eine Standard-PWM-Strategie gekennzeichnet werden, und ein Geräuschreduktionsmodus kann als einer definiert werden, bei dem die PWM-Schaltfrequenz und/oder -strategie von denen des Standardmodus verschieden sind. Als ein weiteres Beispiel kann ein Standardmodus einer sein, bei dem eine PWM-Schaltfrequenz von 5,0 kHz oder weniger durch einen PFAM spezifiziert wird, während ein Geräuschreduktionsmodus einer sein kann, bei dem eine PWM-Schaltfrequenz größer als 7,5 kHz bezeichnet wird. Alternativ kann in einem Standardmodus eine PWM-Schaltfrequenz innerhalb des hörbaren Bandes verwendet werden, während bei einem Geräuschreduktionsmodus eine PWM-Schaltfrequenz außerhalb des hörbaren Bandes verwendet werden kann. Als ein weiteres Beispiel kann ein Standardmodus einen ersten Satz von PWM-Frequenzen und -strategien enthalten, während ein Geräuschreduktionsmodus einen anderen Satz von PWM-Frequenzen und -strategien enthalten kann. Andere Möglichkeiten zum Unterscheiden eines Standardmodus von einem Geräuschreduktionsmodus ergeben sich dem Fachmann. Als Beispiel, aber nicht als Beschränkung, wenn ein Standardmodus nicht von einem Benutzer bevorzugt oder von einem PFAM gewählt wird, kann ein PWM-Parameter gewählt werden, der Geräusch reduziert oder Leistungsverluste reduziert.
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Bei Block 608 wird mindestens ein PWM-Parameter gemäß dem gewählten Betriebsmodus spezifiziert. Falls beispielsweise auf der Basis der empfangenen Eingaben 504-514 ein Geräuschreduktionsmodus bezeichnet wird, kann die Ausgabe 330 einen PWM-Parameter umfassen, der das während des PWM-Schaltens generierte Geräusch reduzieren kann. Beispielsweise kann die Ausgabe 330 eine hohe PWM-Schaltfrequenz umfassen, die weniger hörbar ist als eine niedrigere Standardschaltfrequenz. Gleichermaßen kann die Ausgabe 330 eine PWM-Strategie wie etwa ein Zufallsfrequenzhüpfen um einen spezifizierte Frequenz herum (ob hoch oder niedrig) umfassen, die das von einem Bediener wahrgenommene Geräusch reduzieren kann. Bei einem Ausführungsbeispiel kann der PWM-Parameter an einen ISC-Controller geliefert werden, der den ISC-Betrieb steuert. Beispielsweise kann der PFAM 212 eine PWM-Strategie bezeichnen und sie an den ISC-Controller 210 liefern, sodass die ISC 216 die bezeichnete PWM-Strategie implementieren kann.
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Die 7 zeigt ein beispielhaftes Verfahren 700. Bei Block 702 wird in einen elektrischen Antriebslaufmodus eingetreten. Beim Entscheidungsblock 704 erfolgt eine Bestimmung dahingehend, ob ein Benutzer einen Standardmodus bevorzugt. Bei einem Ausführungsbeispiel kann ein Benutzer einen bevorzugten Betriebsmodus über Benutzereingabemittel 328 auswählen, die die Benutzerpräferenz an den IPFAM 326 liefern können. Als Beispiel, aber nicht als Beschränkung, führt eine aktive Auswahl eines Standardmodus und/oder ein Nichtbezeichnen eines bevorzugten Modus außer einem Standardmodus durch einen Benutzer zu der Auswahl eines Standardmodus, bei dem ein Standard-PWM-Parameter bei Block 726 gewählt wird. Beispielsweise kann die Ausgabe des IPFAM 326 eine vorbestimmte Standard-PWM-Strategie umfassen. Bei einem Ausführungsbeispiel kann der IPFAM 326 die Standard-PWM-Strategie an den ISC-Controller 324 liefern, sodass die Standardstrategie bei der ISC 322 implementiert werden kann.
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Falls kein Standardmodus gewählt wird, beispielsweise gibt ein Benutzer eine Präferenz für einen Geräuschreduktionsmodus an, fährt das Verfahren 700 mit Entscheidungsblocks bezüglich des Zustands von verschiedenen Fahrzeugsystemen oder -komponenten fort. Bevorzugt umfasst die Fahrzeugzustandseingabe Statusinformationen für andere Fahrzeugkomponenten als einen Fahrzeugmotor. Wenn bei einem Ausführungsbeispiel die Fahrzeugzustandsinformationen die Anwesenheit eines Geräuschs von einer anderen Quelle anzeigen, wird ein Standard-PWM-Parameter gewählt. Falls der Benutzer jedoch einen Geräuschreduktionsmodus wählt und die Fahrzeugzustandseingabe eine Abwesenheit eines anderen Geräuschs angibt, kann ein Geräuschreduktions-PWM-Parameter anstatt eines Standard-PWM-Parameters gewählt werden.
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Beispielsweise erfolgt bei Entscheidungsblock 706 eine Bestimmung dahingehend, ob ein Fahrzeugfenster offen ist. Als ein Beispiel kann der PFAM 304 von dem VCS-Controller 310 eine Ventilationszustandseingabe 508 empfangen, die Daten hinsichtlich des Zustands der Fahrzeugfenster enthalten kann. Falls mindestens ein Fenster offen ist, kann der PFAM 304 bei Block 726 ein Standard-PWM-Paramter als Ausgabe bezeichnen. Falls kein Fenster offen ist, kann das beispielhafte Verfahren 700 zu Entscheidungsblock 708 weitergehen, bei dem eine Bestimmung dahingehend erfolgt, ob die Fahrzeugklimaanlage eingeschaltet ist. Beispielsweise kann der PFAM 125 eine Ventilationssystemeingabe 508 empfangen, die in Form von Informationen vorliegen kann, die übermitteln, ob die Klimaanlage eingeschaltet ist. Weil das Betreiben einer Klimaanlage ein Gebläsegeräusch produzieren kann, das PWM-Schaltgeräusch maskieren kann, kann eine Bestimmung, dass die Klimaanlage eingeschaltet ist, zu Block 730 führen, bei dem ein Standard-PWM-Parameter spezifiziert wird. Eine durch den Standard-PWM-Parameter gekennzeichnete Impulsbreitenmodulation kann bei der ISC 123 ausgeführt werden.
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Falls die Klimaanlage nicht eingeschaltet ist, kann das Verfahren 700 zu Block 710 weitergehen, wo eine Bestimmung dahingehend erfolgt, ob das Fahrzeugradio eingeschaltet ist. Beispielsweise kann die Audiosystemeingabe 510, die durch den VCSM 202 erhalten und an den PFAM 304 geliefert werden kann, Informationen dahingehend umfassen, ob ein Autoradio eingeschaltet ist. Falls das Radio eingeschaltet ist, kann das beispielhafte Verfahren 700 zu Block 726 weitergehen, bei dem ein Standard-PWM-Parameter gewählt wird.
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Falls das Radio nicht eingeschaltet ist, kann das Verfahren 700 zu Entscheidungsblock 712 weitergehen, bei dem eine Bestimmung dahingehend erfolgt, ob sich das Fahrzeug in einem Fahrmodus befindet. Bei einem Ausführungsbeispiel erfolgt diese Bestimmung auf der Basis einer an einen PFAM gelieferten Fahrzeuggangwechseleingabe; beispielsweise kann die Fahrzeugbewegungseingabe 504 eine Fahrzeuggangwechseleingabe umfassen. Falls das Fahrzeug sich nicht im Fahrmodus befindet, kann das Verfahren 700 zu Block 726 weitergehen, wo ein Standard-PWM-Parameter spezifiziert wird.
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Falls sich das Fahrzeug im Fahrmodus befindet, kann das Verfahren zu einem Entscheidungsblock 714 weitergehen, wo eine Bestimmung dahingehend erfolgt, ob das Fahrzeug beschleunigt oder verlangsamt. Das auf PWM-Schalten zurückgehende Geräusch kann während Beschleunigungs- oder Verlangsamungsperioden ausgeprägter sein; deshalb ist es allgemein wünschenswert, während dieser Perioden einen Geräuschreduktionsmodus zu wählen. Dementsprechend kann das Verfahren 700 zu Block 716 weitergehen, wo ein Geräuschreduktions-PWM-Parameter gewählt wird. Als Beispiel kann ein Geräuschreduktions-PWM-Parameter eine hohe PWM-Schaltfrequenz umfassen. Außerdem kann ein Geräuschreduktions-PWM-Parameter als Beispiel eine unter Verwendung einer hohen PWM-Schaltfrequenz ausgeführte PWM-Strategie umfassen. Eine hohe Frequenz kann unterschiedlich definiert werden. Beispielsweise kann es sich um eine beliebige Frequenz handeln, die höher als die für die Standardfrequenz bei Block 726 verwendete Frequenz ist. Sie kann auch als eine Frequenz definiert werden, die über einem vorbestimmten Schwellwert ist, oder eine Frequenz innerhalb eines vorbestimmten Frequenzbereichs. Bevorzugt ist eine hohe PWM-Frequenz höher als das für das menschliche Ohr hörbare Band von Frequenzen. Bei einem Ausführungsbeispiel kann eine hohe Frequenz eine Frequenz von über 7,5 kHz sein. Bei einem Ausführungsbeispiel enthält ein PFAM eine Nachschlagetabelle aus niedrigen und hohen Frequenzen, aus denen eine PWM-Schaltfrequenz gewählt werden kann. Eine die bezeichnete hohe Frequenz verwendende PWM-Strategie kann dann bei der ISC 123 ausgeführt werden. Als ein Beispiel kann eine Zufalls-PWM-Strategie unter Verwendung einer hohen Frequenz praktiziert werden.
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Falls sich das Fahrzeug mit einer konstanten Geschwindigkeit bewegt, d.h. weder beschleunigt noch verlangsamt, kann das Verfahren zu Block 718 weitergehen, bei dem eine Bestimmung dahingehend erfolgt, ob sich das Fahrzeug mit einer niedrigen Geschwindigkeit bewegt. Die Fahrzeugbewegungseingabe 504 kann Fahrzeuggeschwindigkeitsinformationen umfassen, die von einem Fahrzeuggeschwindigkeitssensor, beispielsweise dem Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 212, empfangen werden können. Als Beispiel, aber nicht als Beschränkung, kann eine hohe Geschwindigkeit als eine Geschwindigkeit definiert werden, die über einem vorbestimmten Schwellwert liegt. Beispielsweise kann eine Geschwindigkeit über 40 mph als eine hohe Geschwindigkeit angesehen werden. Bei einer hohen Geschwindigkeit generiert der Motor in der Regel ausreichend Geräusch, um den Schall des PWM-Schaltens zu maskieren, weshalb das Verfahren 700 zu Block 726 weitergehen kann, wenn sich das Fahrzeug mit einer hohen Geschwindigkeit bewegt. Wenn sich alternativ ein Fahrzeug mit einer niedrigen Geschwindigkeit bewegt, kann das Verfahren 700 zu Entscheidungsblock 720 weitergehen, wo eine Bestimmung dahingehend erfolgt, ob der elektrische Antrieb schwer belastet ist. Eine Anzeige dafür, dass der elektrische Antrieb stark belastet ist, ist, dass die Temperatur innerhalb einer ISC und/oder bei einem PMSM steigt. Beispielsweise kann eine ISC-Temperatur um 110°C anzeigen, dass der elektrische Antrieb stark belastet ist. Bei einem Ausführungsbeispiel kann der ISC-Controller 124 die von einem Sensor innerhalb der ISC-Leistungsstufe und/oder Motorstatorwicklungen gelieferte Temperatur überwachen und eine EDS-Zustandseingabe 514 an den PFAM 502 liefern. Als weiteres Beispiel kann der PFAM 502 die Eingabe 514 direkt von einem Sensor innerhalb eines EDS empfangen. Wenn der elektrische Antrieb stark belastet ist, könnte die Verwendung einer hohen PWM-Frequenz ein Überhitzen der ISC verursachen, weshalb bei Block 722 ein Verlustreduktions-PWM-Parameter wie etwa eine niedrige PWM-Frequenz und/oder eine Zufalls-PWM-Strategie gewählt werden kann. Wenngleich allgemein eine niedrigere Frequenz beim Reduzieren von Geräusch weniger effektiv ist, weil eine niedrigere Frequenz immer noch innerhalb des hörbaren Bandes eines Insassen liegen kann, können die Geräuscheffekte einer niedrigen PWM-Frequenz durch eine entsprechende Wahl einer PWM-Strategie gemildert werden. Beispielsweise kann das Einsetzen einer Zufallsfrequenzhüpf-PWM-Strategie das Leistungsspektrum über einen Bereich von niedrigeren Frequenzen verteilen und dadurch das PWM-generierte Geräusch reduzieren. Falls der elektrische Antrieb nicht stark belastet ist, kann ein Geräuschreduktions-PWM-Parameter wie etwa eine Geräuschreduktions-PWM-Frequenz, beispielsweise eine hohe PWM-Schaltfrequenz, die eine bessere Geräuschreduktion liefert, von der ISC toleriert und deshalb bei Block 724 gewählt werden.
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Unabhängig davon ob die bezeichnete PWM-Frequenz hoch oder niedrig ist, kann eine Wahl eines PWM-Parameters eine Wahl einer bei der ISC 123 zu implementierenden PWM-Strategie beinhalten. Wie bereits erwähnt, kann eine PWM-Strategie kontinuierliche PWM, diskontinuierliche PWM oder Zufalls-PWM enthalten, muss aber nicht darauf beschränkt sein. Eine Zufalls-PWM kann implementiert werden, indem eine Frequenz zufällig aus einer Nachschlagetabelle gewählt wird. Alternativ kann eine Zufalls-PWM durch Frequenzhüpfen um die bezeichnete Frequenz herum praktiziert werden, um das Leistungsspektrum diffuser zu machen.
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Es werden hier beispielhafte Verfahren vorgelegt, die dazu dienen eine Fahrzeugzustandseingabe zu verwenden, um einen oder mehrere PWM-Parameter für Impulsbreitenmodulations-Schaltoperationen bei einer ISC zu bezeichnen. Die Verwendung einer Fahrzeugzustandseingabe und/oder einer Benutzerpräferenzeingabe zum Bestimmen der Charakteristika der bei einem elektrischen Antriebssystem eines Hybridfahrzeugs verwendeten Impulsbreitenmodulation steht in Kontrast zu Verfahren nach dem Stand der Technik, die Motordrehzahl- und Drehmomentanforderungen als eine Basis zum Bezeichnen von PWM-Schaltfrequenzen, Strategien oder anderen PWM-Charakteristika verwendeten. Bevorzugt umfasst die Fahrzeugzustandseingabe Informationen bezüglich potenzieller Geräuschquellen bei einem Fahrzeug, und die Benutzerpräferenzeingabe umfasst einen Benutzerwunsch für einen Geräuschreduktionsmodus. Die verschiedenen Eingaben können verwendet werden, um einen PWM-Parameter zu wählen, der auch PWM zurückzuführendes Geräusch reduzieren kann, wenn ein Benutzer dies wünscht. Weiterhin können Verfahren der Erfindung beinhalten, unter vorbestimmten Bedingungen Geräuschreduktionsmodi effizient einzugeben und anderweitig in Standardmodi zu arbeiten, wodurch die bei hohen Schaltfrequenzen entstehenden Verluste reduziert werden, im Vergleich zu Systemen nach dem Stand der Technik, die unabhängig vom Fahrzeugzustand oder der Benutzerpräferenz ständig hohe Schaltfrequenzen verwenden.
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Bevorzugte Ausführungsformen basieren auf Software zum Implementieren der Verfahren, wodurch die Notwendigkeit für zusätzliche oder kundenspezifische Hardware entfällt. Hierin enthaltene Flussdiagramme stellen eine Steuerlogik dar, die unter Verwendung von Hardware, Software oder einer Kombination aus Hardware und Software implementiert werden kann. Die Logik kann unter Verwendung einer beliebigen einer Reihe bekannter Programmier- oder Verarbeitungstechniken oder -strategien implementiert werden und ist nicht auf die dargestellte Reihenfolge oder Sequenz beschränkt. Verschiedene Funktionen können in der dargestellten Sequenz, im Wesentlichen zur gleichen Zeit oder in einer anderen Sequenz ausgeführt werden, während die Merkmale und Vorteile der Erfindung bewerkstelligt werden. Die dargestellten Funktionen können modifiziert werden oder in einigen Fällen entfallen, ohne von dem Gedanken oder Schutzbereich der vorliegenden Erfindung abzuweichen.
