DE102019206141B4

DE102019206141B4 - Computerimplementiertes Verfahren zur Schwingungsdämpfung von Geräuschen für Fahrzeuge umfassend einen elektrischen Antrieb, Steuergerät für ein Fahrzeug und Verfahren, Computerprogramm und Vorrichtung zur Schwingungsdämpfung von Geräuschen für Fahrzeuge umfassend einen elektrischen Antrieb

Info

Publication number: DE102019206141B4
Application number: DE102019206141.9A
Authority: DE
Inventors: Markus Krapf; Stephan Koch
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2019-04-30
Filing date: 2019-04-30
Publication date: 2024-03-07
Anticipated expiration: 2039-05-01
Also published as: DE102019206141A1

Abstract

Computerimplementiertes Verfahren zur Schwingungsdämpfung von Geräuschen für Fahrzeuge (2) umfassend einen elektrischen Antrieb (1), das Verfahren umfassend die Schritte
• Fahren des Fahrzeuges (2) bei verschiedenen Ansteuergrößen des elektrischen Antriebs (1) (L1),
• während dem Fahren
◯ Messen der Ansteuergrößen (L2),
◯ Messen der Geräusche in einem Innenraum (3) des Fahrzeuges (2) für jede Ansteuergröße des elektrischen Antriebs (1) (L3) und Bestimmen eines Signals zur Kompensation des jeweiligen Geräusches (L4) und
◯ Erhalten von Paaren umfassend eine der Ansteuergrößen und das zugehörige Signal (L6) und
• Prozessieren dieser Paare mit einem Algorithmus aus dem Bereich des maschinellen Lernens, um zu einer in den Algorithmus eingegebenen Ansteuergröße ein zugehöriges Signal zur Geräuschkompensation zu lernen (L7).

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein computerimplementiertes Verfahren zur Schwingungsdämpfung von Geräuschen für Fahrzeuge umfassend einen elektrischen Antrieb. Ferner bezieht sich die Erfindung auf ein Steuergerät für ein Fahrzeug. Außerdem bezieht sich die Erfindung auf ein Verfahren, Computerprogramm und Vorrichtung zur Schwingungsdämpfung von Geräuschen für Fahrzeuge umfassend einen elektrischen Antrieb.
Geräusche von elektrischen Antrieben, beispielsweise Traktionsmaschinen, Klimakompressoren oder Stellmotoren, sind im Automobil- und Industriebereich ein allgegenwärtiges Thema. Während Geräuschbelastung im Automobilbereich meist ein Komfortthema ist, geht es im Industriebereich zusätzlich um Gesundheitsschutz. Als Stand der Technik werden Antriebe bereits während der Entwicklung geräuscharm entwickelt und konstruiert. Kommt es im Betrieb trotzdem zu störenden Vibrationen, Körperschallanregungen oder Geräuschen, auch noise vibration harshness, abgekürzt NVH, genannt, wird meist mit passiven Mitteln, beispielswiese Tilger, Dämpfer oder Änderung des Übertragungspfades, versucht die Weiterleitung der Anregungen zu unterbinden. Dies ist jedoch nicht immer möglich und oftmals mit enormen Zeit- und Ressourceneinsatz verbunden. Varianten zur aktiven Schwingungskompensation sind im Bereich der Aggregatelagerung über aktive Motorlager bekannt. Hierbei wird über eine Ansteuerung der Lager ein Wegausgleich geschaffen, wodurch Motorschwingungen an der Einleitungsstelle auf das Fahrzeug minimiert werden. Ebenfalls sind Lösungen der aktiven Schwingungsdämpfung im Fahrzeuginneren bekannt, bei denen mittels Mikrofon die Geräusche erfasst werden und über sog. „Gegenschall“ eliminiert werden. Beispielsweise offenbart die DE 10 2010 005 802 A1 eine Vorrichtung zur aktiven Geräuschkompensation eines Störschalls in einem Kraftfahrzeuginnenraum.
Die DE102014218880 A1 betrifft ein Verfahren zur Reduzierung einer Schallemission eines elektromotorisch betriebenen Antriebsstranges, insbesondere in einem Kraftfahrzeug, bei welchem ein korrigierendes Signal zur Abschwächung der Schallemission erzeugt wird. Bei einem Verfahren zur Reduzierung einer Schallemission eines elektromotorisch betriebenen Antriebsstranges, bei welchem auf komplexe teure Sensoren verzichtet werden kann, wird das korrigierende Schallsignal mit zu der Schallemission entgegengesetzter Polarität zum Zeitpunkt des Auftretens der Schallemission des elektromotorisch betriebenen Antriebsstranges erzeugt.
Weiterer Stand der Technik ist in US 2018 /0 286 372 A1 , DE 37 15016 C1 und DE 19531 402 A1 offenbart.
Der Erfindung hat die Aufgabe zugrunde gelegen, die Schwingungsdämpfung von Geräuschen, insbesondere für Fahrzeuge mit elektrischem Antrieb, zu verbessen.
Das erfindungsgemäße computerimplementierte Verfahren zur Schwingungsdämpfung von Geräuschen für Fahrzeuge umfassend einen elektrischen Antrieb löst diese Aufgabe durch folgende Verfahrensschritte:

• Fahren des Fahrzeuges bei verschiedenen Ansteuergrößen des elektrischen Antriebs
• während dem Fahren
- ◯ Messen der Ansteuergrößen,
- ◯ Messen der Geräusche in einem Innenraum des Fahrzeuges für jede Ansteuergröße des elektrischen Antriebs und Bestimmen eines Signals zur Kompensation des jeweiligen Geräusches und
- ◯ Erhalten von Paaren umfassend eine der Ansteuergrößen und das zugehörige Signal und
• Prozessieren dieser Paare mit einem Algorithmus aus dem Bereich des maschinellen Lernens, um zu einer in den Algorithmus eingegebenen Ansteuergröße ein zugehöriges Signal zur Geräuschkompensation zu lernen.

Phasenlage, Amplitude und/oder Frequenz der akustischen Anregung im Innenraum sind vorteilhafterweise für verschiedene Betriebsbereiche des elektrischen Antriebs einmalig mit dem Fahrzeug abzufahren. Mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens werden dann die Ansteuergrößen mit den Geräuschmessungen in einer Lernphase des Algorithmus derart korreliert, dass der ausgelernte Algorithmus nur durch Analyse der aktuellen Ansteuerung des elektrischen Antriebs akustische Effekte aus dem Antriebsstrang, selbst wenn diese erst über die Laufzeit des Fahrzeuges entstehen, gezielt zu reduzieren. Mit dem Verfahren werden beispielsweise Schwingungen in einem Bereich von 50 Hz bis 15 kHz gedämpft.
Fahrzeuge sind Maschinen mit einem Antrieb, insbesondere Maschinen aus dem Automobilbereich, beispielsweise Straßenfahrzeuge wie PKW oder LKW, oder Maschinen aus dem Industriebereich, beispielsweise Flurförderfahrzeuge wie Hubstapler oder Industrieroboter wie Gelenkarmroboter. Ein Innenraum eines Fahrzeuges ist der Raum, in dem ein Fahrzeug bedient wird. Beispielsweise ist die Fahrgastzelle der Innenraum eines Fahrzeuges.
Elektrische Antriebe treiben Komponenten des Fahrzeuges oder das Fahrzeug selbst mittels elektrischer Energie an. Ein elektrischer Antrieb ist beispielsweise ein elektrisch angetriebener Stellmotor oder ein elektrischer Achsantrieb des Fahrzeuges. Elektrische Antriebe sind auch Elektromotoren von Hybridelektrofahrzeugen. Mit der Erfindung werden damit Vorteile insbesondere im Premiumsegment des Automobilbereichs, wo die Erwartungshaltung hinsichtlich NVH in den letzten Jahren deutlich angestiegen ist, erreicht. Dies wird insbesondere verstärkt durch den aktuellen Trend hin zur elektrischen Antriebstechnik, da die gewohnte Maskierung durch Verbrennungsmotoren entfällt und erwartet wird, dass von elektrischen Antrieben nichts zu hören ist.
Ansteuergrößen sind beispielsweise Stromstärke oder Spannung. Die Ansteuergrö-ßen werden beispielsweise in Amplitude, Phasenlage und/oder Frequenz, insbesondere bei Wechselspannung, variiert. Mit den Ansteuergrößen werden insbesondere Motordrehzahl und/oder Getriebedrehzahl des elektrischen Antriebes variiert. Gemessen werden die Ansteuergrößen beispielsweise mittels einer elektronischen Steuerung, die die Ansteuergrößen des elektrischen Antriebs analysiert.
Der elektrische Antrieb ist gemäß einem Fahrzeug spezifischen Kopplungsweg mit dem Innenraum des Fahrzeuges verbunden. Dadurch ergeben Schwingungen des elektrischen Antriebs eine bestimmte Innenraumakustik. Die im Innenraum des Fahrzeuges erfassbaren Geräusche hängen ab von Raumübertragungsfunktionen oder einem durch den Kopplungsweg bedingten Frequenzgang. Gemessen werden die Geräusche beispielsweise mit im Innenraum angeordneten Mikrofonen. Diese Mikrofonmessungen sind aber nur einmalig während der Lernphase des Algorithmus erforderlich und nicht mehr im regulären Fahrzeugbetrieb.
Das bestimmte Signal zu Kompensation der gemessenen Geräusche ist den gemessenen Geräuschen beispielsweise in Phasenlage, Amplitude und/oder Frequenz entgegengesetzt. Die aktive Schwingungsdämpfung wird damit mittels destruktiver Interferenz erreicht.
Maschinelles Lernen bezeichnet den Lernprozess eines künstlichen Systems, Muster oder Gesetzmäßigkeiten anhand von Lerndaten zu erkennen ist inspiriert am Lernvorgang des menschlichen Gehirns, um insbesondere auf neue Informationen zweckgerichtet reagieren zu können. Das künstliche System ist der Algorithmus. Die Paare umfassend eine der Ansteuergröße und das zugehörige Signal sind die Lerndaten. Nach der Lernphase können unbekannte Daten vorteilhafterweise beurteilt werden, ohne zunächst auswendig gelernt werden zu müssen. Mittels maschinellen Lernens werden sämtliche akustische Phänomene identifiziert, die einen festen Bezug zu Motordrehzahl und/oder Getriebedrehzahl haben.
Nach einem Aspekt der Erfindung werden Phasenlage, Amplitude und/oder Frequenz der Ansteuergrößen und/oder der Geräusche gemessen werden. Werden für die Ansteuergrößen und die Geräusche jeweils Phasenlage, Amplitude und Frequenz gemessen, wird eine genaue Korrelation zwischen den Ansteuergrößen und den Geräuschen erreicht.
Nach einem weiteren Aspekt der Erfindung werden die Fahrten des Fahrzeuges auf einem Rollenprüfstand als ein Fertigungsendprozess des Fahrzeuges durchgeführt.
Ein Rollenprüfstand ist ein Funktionsprüfstand für Fahrzeuge, bei dem die Leistungsmessung durch die Übertragung der Räder auf eine Rolle erfolgt. Gemessen wird insbesondere die Antriebsleistung am Rad. Das Fahrzeug wird dabei auf eigener Achse auf den Prüfstand gebracht. Damit werden verschiedene Betriebszustände des elektrischen Antriebs abgefahren. Der Rollenprüfstand ist beispielsweise an einem Bandende der Fahrzeugfertigung angeordnet. Damit wird der Lernvorgang noch während der Fertigung abgeschlossen.
Nach einem weiteren Aspekt der Erfindung werden die Fahrten des Fahrzeuges in einem Akustikmessraum durchgeführt.
Ein Akustikmessraum ist ein Messraum zur Geräuschoptimierung von Fahrzeugen und anderen Maschinen oder auch nur einzelner Komponenten dieser. Akustikmessräume umfassen eine Schalldämmungseinrichtung. Durch Messungen in einem Akustikmessraum werden Störgeräusche eliminiert.
Nach einem weiteren Aspekt der Erfindung ist der Algorithmus ein künstliches neuronales Netzwerk.
Ein künstlich neuronales Netzwerk ist eine Ansammlung von einzelnen Informationsverarbeitungseinheiten, Neuronen genannt, die schichtweise in einer Netzarchitektur angeordnet sind. Zu Beginn der Lernphase hat jedes Neuron ein zufälliges Anfangsgewicht. Lerndaten werden in das künstliche neuronale Netzwerk in einem sogenannten forward pass eingespeist. Jedes Neuron gewichtet seine Eingangs-Signale mit seinem Gewicht und gibt das Ergebnis weiter an Neuronen anderer Schichten. In der Ausgangsschicht wird das Gesamtergebnis berechnet. Der Unterschied zwischen erhaltenen Ist-Daten und Soll-Daten wird berechnet in einer Rückwärtsspeisung, dem sogenannten backward pass. Dabei wird auch der Anteil berechnet, den jedes Neuron an diesem Unterschied hat, und dann das Gewicht jedes Neurons in die Richtung verändert, die den Fehler minimiert. Der Unterschied ist eine Funktion der Gewichte. Der Unterschied zwischen Ist-Daten und Soll-Daten wird durch eine Kostenfunktion bewertet. Bei der Rückwärtsspeisung wird der Gradient des Fehlers nach den einzelnen Gewichten rückwärtsgespeist. So weiß man, ob und wie stark sich der Unterschied zwischen Ist-Daten und Soll-Daten minimiert, wenn man das jeweilige Gewicht vergrößert oder verkleinert. Durch Minimierung des Unterschieds in der Lernphase, zum Beispiel mittels der Methode der kleinsten Quadrate, der aus der Informationstheorie bekannten Kreuz-Entropie oder dem Gradientenabstiegsverfahren, werden damit die Gewichte geändert. Dann erfolgt der nächste Durchlauf, eine erneute Messung des Fehlers und Anpassung der Gewichte und so weiter. Damit lernt das künstliche neuronale Netzwerk zunehmend besser. Das künstliche neuronale Netzwerk ist zum Beispiel ein vollständig verbundenes Netzwerk, im Englischen als Fully Connected Network bezeichnet. In einem vollständig verbundenen Netzwerk ist jedes Neuron einer Schicht mit allen Neuronen der vorausgehenden Schicht verbunden. Jede Verbindung hat ihr eigenes Gewicht. Vorzugsweise ist das künstliche neuronale Netzwerk ein Fully Convolutional Network. In einem konvolutionalen neuronalen Netzwerk wird ein Filter auf eine Schicht von Neuronen unabhängig von der Position mit den gleichen Gewichten angewendet. Das konvolutionale neuronale Netzwerk umfasst mehrere Poolingschichten zwischen den konvolutionalen Schichten. Poolingschichten verändern die Dimension einer zweidimensionalen Schicht in Breite und Höhe. Poolingschichten werden auch für höherdimensionale Schichten verwendet. Alternativ umfasst das künstliche neuronale Netzwerk eine dem Fachmann bekannte rekurrente Struktur mit einem long short term memory Aufbau.
Das erfindungsgemä0ße Verfahren zur Schwingungsdämpfung von Geräuschen für Fahrzeuge umfassend einen elektrischen Antrieb umfasst die folgenden Verfahrensschritte:

• Erhalten von Ansteuergrößen des elektrischen Antriebs und
- ◯ Bestimmen eines Signals zur Kompensation der durch die Ansteuerung des elektrischen Antriebs bedingten Geräusche in einem Innenraum des Fahrzeuges mittels eines Algorithmus aus dem Bereich des maschinellen Lernens, wobei der Algorithmus während Fahrten des Fahrzeuges bei verschiedenen Ansteuergrößen des elektrischen Antriebs folgendermaßen angelernt wurde: während dem Fahren Messen der Ansteuergrößen, Messen der Geräusche in einem Innenraum des Fahrzeuges für jede Ansteuergröße des elektrischen Antriebs und Bestimmen eines Signals zur Kompensation des jeweiligen Geräusches und Erhalten von Paaren umfassend eine der Ansteuergrößen und das zugehörige Signal und Prozessieren dieser Paare mit einem Algorithmus aus dem Bereich des maschinellen Lernens, um zu einer in den Algorithmus eingegebenen Ansteuergröße ein zugehöriges Signal zur Geräuschkompensation zu lernen.

Da der Algorithmus bereits angelernt ist, kann er zu aus der Lernphase bekannten als auch zu zuvor noch nicht prozessierten Ansteuergrößen ein Signal zur Kompensation berechnen. Eine Mikrofonmessung im Innenraum, um das durch die Ansteuergrößen bedingte Geräusch zu erfassen, ist nicht mehr erforderlich. Der Algorithmus weiß anhand der erhaltenen Ansteuergrößen als Eingangsdaten, wie das Signal zur Kompensation der durch die Ansteuerung des elektrischen Antriebs bedingten Geräusche in dem Innenraum des Fahrzeuges auszusehen hat und stell dieses als Ausgangsdaten bereit.
Das erfindungsgemäße Steuergerät für ein Fahrzeug umfassend einen elektrischen Antrieb umfasst

• eine erste Schnittstelle, um eine Ansteuergröße des elektrischen Antriebs zu erhalten,
• eine Recheneinheit, die ausgeführt ist, einen nach einem erfindungsgemäßen Verfahren angelernten Algorithmus auszuführen, um in Abhängigkeit der Ansteuergröße ein Signal zu bestimmen zur Kompensation der durch die Ansteuerung des elektrischen Antriebs bedingten Geräusche in einem Innenraum des Fahrzeuges, und
• eine zweite Schnittstelle, um das Signal einer Stelleinheit bereitzustellen zur Geräuschkompensation.

Ein Steuergerät bereitet die Daten von Sensoren als Eingangssignale auf, verarbeitet diese mittels einer Recheneinheit, beispielsweise einem FGPA oder ASIC Baustein oder einer Computerplattform umfassend ein jeweils ein Speichermodul, beispielsweise RAM, DRAM SDRAM oder SRAM, wobei die Computerplattform CPUs und /oder GPUs, insbesondere als Mehrkernprozessoren, umfasst, und stellt Logik- und/oder Leistungspegel als Regel- oder Steuersignale bereit. Das bestimmte Signal ist ein Regel- oder Steuersignal. Mit dem bestimmten Signal werden über die zweite Schnittstelle Stelleinheiten geregelt und gesteuert. Das Steuergerät ist signaltechnisch mit Ansteuerungseinheiten des elektrischen Antriebs über die erste Schnittstelle verbunden. Der Datenaustausch erfolgt kabelgebunden oder kabellos, zum Beispiel über Funktechnologie, beispielsweise über einen WLAN Standard. Das Steuergerät ist nach einem weiteren Aspekt der Erfindung in ein Bordnetz des Fahrzeuges integriert, beispielsweise in einen CAN-Bus. Dies hat den Vorteil, dass für die Schwingungsdämpfung auf weitere Fahrzeuggrößen zugegriffen werden kann. Beispielsweise kann auf die Temperatur des elektrischen Antriebs zugegriffen werden. Die Recheneinheit kann dann eine Kompensation eines Temperatureinflusses berechnen. So wird die Reglergüte verbessert. Das Steuergerät ist insbesondere ein elektronisches Steuergerät für automatisierte Fahrfunktionen, im Englischen Domain ECU genannt, insbesondere eine ADAS/AD Domain ECU für assistiertes bis vollautomatisiertes, das heißt autonomes, Fahren.
Die zweite Schnittstelle ist beispielsweise eine Schnittstelle zu einer Musikanlage des Fahrzeuges und die Stelleinheit ein Lautsprecher der Musikanlage. Nach einem weiteren Aspekt der Erfindung ist die zweite Schnittstelle eine Schnittstelle zu einer Leistungselektronik des elektrischen Antriebs. Das Signal zur Kompensation der durch die Ansteuerung des elektrischen Antriebs bedingten Geräusche ist dann ein Leistungspegel, der direkt in die Leistungselektronik eingegeben wird.
Das erfindungsgemäße Computerprogramm zur Schwingungsdämpfung von Geräuschen für Fahrzeuge umfassend einen elektrischen Antrieb umfasst Befehle, die bewirken, dass ein erfindungsgemäßes Steuergerät ein erfindungsgemäßes Verfahren ausführt, wenn das Computerprogramm auf dem Steuergerät läuft. Die Befehle sind beispielsweise in Softwarecodeabschnitte implementiert. Das Computerprogramm ruft einen technischen Effekt hervor, wenn es auf dem Steuergerät läuft, nämlich die Schwindungsdämpfung von Geräuschen, die durch den elektrischen Antrieb im Innenraum des Fahrzeuges hervorgerufen werden.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Schwingungsdämpfung von Geräuschen für Fahrzeuge umfassend einen elektrischen Antrieb umfasst

• ein erfindungsgemäßes Steuergerät und
• eine Musikanlage des Fahrzeuges und/oder Lager des elektrischen Antriebs als Stelleinheit zur Geräuschkompensation.

Das Steuergerät ist über die zweite Schnittstelle des Steuergeräts mit der Musikanalage und/oder den Lagern signaltechnisch verbunden. Damit werden Geräusche mittels eines akustischen Systems des Fahrzeuges und/oder einer Aggregatlagerung kompensiert.
Die Erfindung wird anhand der in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiele erläutert. Es zeigen:

1 ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung,
2 ein weiteres Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung,
3 ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßes Steuergeräts,
4 ein Ausführungsbeispiel eines Rollenprüfstandes,
5 ein Ausführungsbeispiel eines Akustikmessraums,
6 ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen computerimplementierten Verfahrens,
7 ein weiteres Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen computerimplementierten Verfahrens und
8 ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Verfahrens.

In den Figuren bezeichnen gleiche Bezugszeichen gleiche oder funktionsähnliche Bezugsteile. In den Figuren werden übersichtshalber nur die jeweils relevanten Bezugsteile gekennzeichnet.
1 zeigt schematisch ein Fahrzeug 2. Das Fahrzeug 2 ist ein PKW. Das Fahrzeug 2 ist ein rein elektrisch angetriebenes Fahrzeug 2. Ein elektrischer Antrieb 1 ist ein Achsantrieb für die Vorderachse des Fahrzeuges 2. Eine Antriebswelle des elektrischen Antriebs 1 ist über Lager 22 gelagert. Das Fahrzeug 2 umfasst einen Innenraum 3. Der Innenraum 3 bietet Platz für fünf Fahrgäste. Das Fahrzeug 2 umfasst eine Vorrichtung 20 zur Schwingungsdämpfung von Schwingungen, die von dem elektrischen Antrieb 1 verursacht werden. Die Vorrichtung 20 umfasst ein Steuergerät 10 und eine Musikanlage 21. Das Steuergerät 10 ist signaltechnisch mit der Musikanlage 21 gekoppelt.
2 zeigt ein Fahrzeug 2. Im Unterschied zu 1 ist das Fahrzeug 2 ein Hybridelektrofahrzeug. Der elektrische Antrieb 1 ist ein Achsantrieb für eine Hinterachse des Fahrzeuges 2. Eine Verbrennungsmaschine 6 ist ein Achsantrieb für eine Vorderachse des Fahrzeuges 2. Das Steuergerät 10 ist signaltechnisch mit den Lagern 22 des elektrischen Achsantriebs gekoppelt.
3 zeigt ein Steuergerät 10, wie es beispielsweise bei den Fahrzeugen 2 in 1 und 2 verwendet wird. Das Steuergerät 10 ist in ein Bordnetz des Fahrzeuges 2 integriert. Das Steuergerät 10 umfasst eine erste Schnittstelle 11. Über die erste Schnittstelle 11 werden Ansteuergrößen des elektrischen Antriebs 1 erhalten. Das Steuergerät 10 umfasst ferner eine Recheneinheit 12. Die Recheneinheit 12 ist eine programmierbare elektronische Schaltung mit einem Speichermodul. Die Recheneinheit 12 umfasst eine Computerplattform. Die Recheneinheit 12 erhält als Eingangsdaten Ansteuergrößen des elektrischen Antriebs 1. Mit diesen Eingangsdaten wird ein künstliches neuronales Netzwerk gespeist. Das künstliche neuronale Netzwerk hat gelernt, in Abhängigkeit der Ansteuergrößen ein Signal zur Kompensation der durch die Ansteuerung des elektrischen Antriebs 1 bedingten Geräusche in dem Innenraum 3 des Fahrzeuges 2 zu berechnen. Das Steuergerät 10 umfasst eine zweite Schnittstelle 13. Die zweite Schnittstelle 13 leitet das Signal zu Stelleinheiten, beispielsweise der Musikanlage 21 und/oder den Lagern 22.
4 zeigt das Fahrzeug 2 auf einem Rollenprüfstand 4. Mit dem Rollenprüfstand 4 werden verschiedene Betriebszustände des elektrischen Antriebs 1 abgefahren. Der Rollenprüfstand 4 ist beispielsweise ein Allrad-Rollenprüfstand.
5 zeigt das Fahrzeug 2 in einem Akustikmessraum 5 zur Messung der durch die Ansteuerung des elektrischen Antriebs 1 bedingten Geräusche in dem Innenraum 3 des Fahrzeuges 2.
6 zeigt das erfindungsgemäße Lernverfahren. In einem Verfahrensschritt L1 wird das Fahrzeug 2 bei verschiedenen Ansteuergrößen des elektrischen Antriebs 1 gefahren, beispielsweise in einem realen Straßenverkehr oder auf dem Rollenprüfstand 4. Während der Fahrten werden in einem Verfahrensschritt L2 die Ansteuergrößen des elektrischen Antriebs 1 gemessen. In einen Verfahrensschritt L3 werden die Geräusche in dem Innenraum 3 des Fahrzeuges 2 für jede Ansteuergröße des elektrischen Antriebs 1 gemessen. Die Geräuschmessung wird in dem Akustikmessraum 5 mit in dem Fahrzeug angeordneten Mikrofonen durchgeführt. In einem Verfahrensschritt L4 wird ein Signal zur Kompensation des jeweiligen Geräusches bestimmt. Es werden so Paare umfassend eine der Ansteuergröße und das zugehörige Signal erhalten in Verfahrensschritten L6. Diese Paare werden in einem Verfahrensschritt L7 mit einem Algorithmus aus dem Bereich des maschinellen Lernens prozessiert, um zu einer in den Algorithmus eingegebenen Ansteuergröße ein zugehöriges Signal zur Geräuschkompensation zu lernen.
In dem in 7 dargestellten Lernverfahren werden in einem Verfahrensschritt L5 Phasenlage, Amplitude und/oder Frequenz der Ansteuergrößen und der Geräusche gemessen.
8 zeigt das erfindungsgemäße Verfahren zur Schwingungsdämpfung von Geräuschen für Fahrzeuge 2 umfassend einen elektrischen Antrieb 1. In einem Verfahrensschritt V1 werden Ansteuergrößen des elektrischen Antriebs 1 erhalten. In einem Verfahrensschritt V2 wird ein Signal zur Kompensation der durch die Ansteuerung des elektrischen Antriebs 1 bedingten Geräusche in einem Innenraum 3 des Fahrzeuges 2 berechnet. Die Recheneinheit 12 des Steuergeräts 10 berechnet das Signal zur Kompensation. Die Recheneinheit führt zu der Berechnung ein erfindungsgemäß angelerntes künstliches neuronales Netzwerk aus.
Bezugszeichen

L1-L7: Verfahrensschritte
V1-V2: Verfahrensschritte
1: elektrischer Antrieb
2: Fahrzeug
3: Innenraum
4: Rollenprüfstand
5: Akustikmessraum
6: Verbrennungsmaschine
10: Steuergerät
11: erste Schnittstelle
12: Recheneinheit
13: zweite Schnittstelle
20: Vorrichtung
21: Musikanlage
22: Lager

Claims

Computerimplementiertes Verfahren zur Schwingungsdämpfung von Geräuschen für Fahrzeuge (2) umfassend einen elektrischen Antrieb (1), das Verfahren umfassend die Schritte • Fahren des Fahrzeuges (2) bei verschiedenen Ansteuergrößen des elektrischen Antriebs (1) (L1), • während dem Fahren ◯ Messen der Ansteuergrößen (L2), ◯ Messen der Geräusche in einem Innenraum (3) des Fahrzeuges (2) für jede Ansteuergröße des elektrischen Antriebs (1) (L3) und Bestimmen eines Signals zur Kompensation des jeweiligen Geräusches (L4) und ◯ Erhalten von Paaren umfassend eine der Ansteuergrößen und das zugehörige Signal (L6) und • Prozessieren dieser Paare mit einem Algorithmus aus dem Bereich des maschinellen Lernens, um zu einer in den Algorithmus eingegebenen Ansteuergröße ein zugehöriges Signal zur Geräuschkompensation zu lernen (L7).
Verfahren nach Anspruch 1, wobei Phasenlage, Amplitude und/oder Frequenz der Ansteuergrößen und/oder der Geräusche gemessen werden (L5).
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Fahrten des Fahrzeuges (2) auf einem Rollenprüfstand (4) als ein Fertigungsendprozess des Fahrzeuges (2) durchgeführt werden.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Fahrten des Fahrzeuges (2) in einem Akustikmessraum (5) durchgeführt werden.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei der Algorithmus ein künstliches neuronales Netzwerk ist.
Verfahren zur Schwingungsdämpfung von Geräuschen für Fahrzeuge (2) umfassend einen elektrischen Antrieb (1), das Verfahren umfassend die Schritte • Erhalten von Ansteuergrößen des elektrischen Antriebs (1) (V1) und ◯ Bestimmen eines Signals zur Kompensation der durch die Ansteuerung des elektrischen Antriebs (1) bedingten Geräusche in einem Innenraum (3) des Fahrzeuges (2) mittels eines Algorithmus aus dem Bereich des maschinellen Lernens (V2), wobei der Algorithmus während Fahrten des Fahrzeuges (2) bei verschiedenen Ansteuergrößen des elektrischen Antriebs (1) (L1) folgendermaßen angelernt wurde: während dem Fahren Messen der Ansteuergrößen (L2), Messen der Geräusche in einem Innenraum (3) des Fahrzeuges (2) für jede Ansteuergröße des elektrischen Antriebs (1) (L3) und Bestimmen eines Signals zur Kompensation des jeweiligen Geräusches (L4) und Erhalten von Paaren umfassend eine der Ansteuergrößen und das zugehörige Signal (L6) und Prozessieren dieser Paare mit dem Algorithmus aus dem Bereich des maschinellen Lernens, um zu einer in den Algorithmus eingegebenen Ansteuergröße ein zugehöriges Signal zur Geräuschkompensation zu lernen (L7).
Steuergerät (10) für ein Fahrzeug (2) umfassend einen elektrischen Antrieb (1), das Steuergerät (10) umfassend • eine erste Schnittstelle (11), um eine Ansteuergröße des elektrischen Antriebs (1) zu erhalten, • eine Recheneinheit (12), die ausgeführt ist, einen nach den Ansprüche 1 bis 5 angelernten Algorithmus auszuführen, um in Abhängigkeit der Ansteuergröße ein Signal zu bestimmen zur Kompensation der durch die Ansteuerung des elektrischen Antriebs (1) bedingten Geräusche in einem Innenraum (3) des Fahrzeuges (2), und • eine zweite Schnittstelle (13), um das Signal einer Stelleinheit bereitzustellen zur Geräuschkompensation.
Computerprogramm zur Schwingungsdämpfung von Geräuschen für Fahrzeuge (2) umfassend einen elektrischen Antrieb (1), das Computerprogramm umfassend Befehle, die bewirken, dass ein Steuergerät (10) nach Anspruch 7 ein Verfahren nach Anspruch 6 ausführt, wenn das Computerprogramm auf dem Steuergerät (10) läuft.
Vorrichtung (20) zur Schwingungsdämpfung von Geräuschen für Fahrzeuge (2) umfassend einen elektrischen Antrieb (1), die Vorrichtung (20) umfassend • ein Steuergerät (10) nach Anspruch 7 und • eine Musikanlage (21) des Fahrzeuges (2) und/oder Lager (22) des elektrischen Antriebs als Stelleinheit zur Geräuschkompensation.