DE102023004076A1 - Method for noise suppression of engine noise of an at least partially electrically operated vehicle - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verfahren (1) zur Geräuschunterdrückung von Motorgeräuschen eines zumindest teilweise elektrisch betriebenen Fahrzeugs.Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass bei Erkennen einer Fahrt entlang oder innerhalb von Gebäuden eine Schaltfrequenz am Inverter des Fahrzeugs konstant gehalten wird, sodass eine variable Frequenzsteuerung des Motors verhindert wird.The invention relates to a method (1) for noise suppression of engine noise of an at least partially electrically operated vehicle. The invention is characterized in that when a journey along or within buildings is detected, a switching frequency on the inverter of the vehicle is kept constant, so that a variable frequency control of the engine is prevented.
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Geräuschunterdrückung von Motorgeräuschen eines zumindest teilweise elektrisch betriebenen Fahrzeugs. Bei derartigen Fahrzeugen wird eine Leistungselektronik benötigt, um im Stator der E-Maschine ein Drehfeld zu erzeugen. Dazu werden meist schnell schaltende elektrische Schalter verwendet.The invention relates to a method for noise suppression of engine noise of an at least partially electrically operated vehicle. In such vehicles, power electronics are required to generate a rotating field in the stator of the electric machine. Fast-switching electrical switches are usually used for this purpose.
Um eine hohe Leistung in geschwindigkeits- oder lagegeregelten Anwendungen zu erreichen, müssen die Reglerparameter sowie zusätzliche Filter sorgfältig abgestimmt werden. Wenn Regler- und Filterparameter zu defensiv eingestellt sind, geht die Leistung verloren, wohingegen zu aggressive Parameter negative Auswirkungen haben können, die von unerwünschten Schwingungen und verrauschten Drehmomentsignalen bis hin zu Instabilität und Schäden am System reichen.To achieve high performance in speed or position controlled applications, the controller parameters and additional filters must be carefully tuned. If controller and filter parameters are set too defensively, performance will be lost, whereas parameters that are too aggressive can have negative effects ranging from unwanted oscillations and noisy torque signals to instability and damage to the system.
Aus der
Die
Die Effizienz des Systems hängt dabei insbesondere von der Frequenz ab, mit welcher geschaltet wird. Es wird daher eine variable Schaltfrequenz eingesetzt, um den bestmöglichen Wirkungsgrad zu gewährleisten.The efficiency of the system depends in particular on the frequency at which switching takes place. A variable switching frequency is therefore used to ensure the best possible efficiency.
Bei zumindest teilweise elektrisch betriebenen Fahrzeugen oder allgemein Elektrofahrzeugen mit einer Batterie (BEV), die voll elektrisch betrieben werden, kommt es aufgrund von variablen Schaltfrequenzen zu Störgeräuschen, wenn sich das Fahrzeug in der elektrisch angetriebenen Fahrt befindet. Die Störgeräusche können von einem von der Leistungselektronik abgegebenen Ton her rühren, der für die Insassen des Fahrzeugs sowie Passanten störend empfunden werden kann.In at least partially electrically powered vehicles or generally electric vehicles with a battery (BEV) that are fully electrically operated, there is noise due to variable switching frequencies when the vehicle is in electrically powered motion. The disturbing noises can come from a tone emitted by the power electronics, which can be perceived as disturbing by the vehicle's occupants and passers-by.
Insbesondere wenn das Fahrzeug in der Nähe von Wänden oder Gebäuden fährt, welche den Ton reflektieren, kann dies zunehmend als unangenehm empfunden werden. Wahrgenommen wird dann ein hörbares „Heulgeräusch“, das insbesondere von der Drehzahl und dem Drehmoment abhängig ist. Bei einer variablen Schaltfrequenz ist es dabei akustisch wahrnehmbar, wie der Ton von einer hohen zu einer niedrigen Frequenz und wieder zurück wechselt.This can become increasingly unpleasant, especially if the vehicle drives near walls or buildings that reflect the sound. An audible “howling noise” is then perceived, which is particularly dependent on the speed and torque. With a variable switching frequency, it is acoustically perceptible as the tone changes from a high to a low frequency and back again.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht nun darin, ein Verfahren zur Geräuschunterdrückung von Motorgeräuschen anzugeben, welches die vorgenannten Nachteile überwindet. Insbesondere soll hierbei die Geräuschentwicklung bei einer Fahrt entlang oder innerhalb von Gebäuden vermieden werden.The object of the present invention is to provide a method for noise suppression of engine noise which overcomes the aforementioned disadvantages. In particular, the development of noise when driving along or within buildings should be avoided.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch ein Verfahren mit den Merkmalen im Anspruch 1, und hier insbesondere im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen ergeben sich aus den hiervon abhängigen Unteransprüchen.According to the invention, this object is achieved by a method with the features in
Im Kern des erfindungsgemäßen Verfahrens wird bei Erkennen einer Fahrt entlang oder innerhalb von Gebäuden eine Schaltfrequenz am Inverter des Fahrzeugs konstant gehalten, sodass eine variable Frequenzsteuerung des Motors verhindert wird. Durch Verhinderung der variablen Frequenzsteuerung bei der Steuerung des Motors können Geräusche vermieden werden.At the core of the method according to the invention, when a journey along or within buildings is detected, a switching frequency on the vehicle's inverter is kept constant, so that variable frequency control of the motor is prevented. By preventing variable frequency control when controlling the motor, noise can be avoided.
Das Verfahren zur Geräuschunterdrückung von Motorgeräuschen ist für ein zumindest teilweise elektrisch betriebenes Fahrzeug oder auch ein voll elektrisch betriebenes Fahrzeug ausgebildet und ist insbesondere abhängig von einem Betriebsfall des Fahrzeugs. Das beschriebene Verfahren betrifft daher insbesondere den Betriebsfall „innerhalb von Gebäuden“. Abhängig von diesem Betriebsfall kann eine besondere Auswahl der Ansteuermethoden erfolgen, wobei durch die Methode der Ansteuerung anhand von konstanten Frequenzen eine Geräuschentwicklung verhindert werden kann. Dadurch wird eine Vorbeifahrt an einer reflektierenden Wand, insbesondere einer Wand eines Gebäudes, sowie eine Durchfahrt durch ein Gebäude, wie beispielsweise innerhalb einer Parkgarage, einer Tiefgarage oder einer Unterführung, für den Insassen sowie für Passanten nicht mehr als störend wahrgenommen. Insbesondere können unangenehm wahrgenommene „Heulgeräusche“ des zumindest teilweise elektrisch betriebenen Fahrzeugs während der elektrischen Fahrt vermieden werden.The method for noise suppression of engine noise is designed for an at least partially electrically operated vehicle or a fully electrically operated vehicle and is particularly dependent on an operating situation of the vehicle. The procedure described therefore applies in particular to the operating situation “inside buildings”. Depending on this operating case, a special selection of control methods can be made, whereby the method of control using constant frequencies can prevent the development of noise. As a result, a drive past a reflecting wall, in particular a wall of a building, as well as a drive through a building, such as within a parking garage, an underground car park or an underpass, are no longer perceived as disturbing for the occupant or passers-by. In particular, unpleasant “howling noises” from the at least partially electrically powered vehicle can be avoided while driving electrically.
Der Betriebsmodus kann dabei anhand unterschiedlicher Bedingungen bzw. Gegebenheiten erkannt werden.The operating mode can be recognized based on different conditions or circumstances.
Bevorzugt kann die Fahrt entlang oder innerhalb von Gebäuden über Positionsdaten des Fahrzeugs erkannt werden. Dazu kann insbesondere GPS eingesetzt werden. Bei GPS-Karten ist insbesondere auch die Bebauung hinterlegt, sodass insbesondere Straßen beziehungsweise Fahrstrecken erkannt werden können, die nahe an Gebäuden vorbeiführen oder durch Unterführungen führen. Ebenso kann über die Positionsdaten festgestellt werden, ob sich das Fahrzeug innerhalb einer Parkgarage oder auf einem zwischen Gebäuden angeordneten Parkplatz, insbesondere in einem Wohngebiet, befindet. Ebenso können enge Gassen einer Innenstadt erkannt werden, wie beispielsweise verwinkelte Gassen eine Altstadt, die von beiden Seiten mit hohen Altstadthäusern bebaut sind.The journey along or within buildings can preferably be recognized via position data of the vehicle. GPS in particular can be used for this purpose. With GPS maps, the development is also stored, so that streets or routes that pass close to buildings or lead through underpasses can be identified. The position data can also be used to determine whether the vehicle is within a parking garage or in a parking space between buildings, especially in a residential area. Narrow streets in a city center can also be recognized, such as winding streets in an old town that are built on both sides with tall old town houses.
Gemäß einer sehr vorteilhaften Weiterbildung der Idee kann es dabei vorgesehen sein, dass die Fahrt entlang oder innerhalb von Gebäuden über eine Sensorik am Fahrzeug erkannt wird. Dazu können verschiedene, bereits verbaute Sensoren am Fahrzeug genutzt werden, um Abstände zu vorhandenen vertikalen Wänden festzustellen. Des Weiteren können Kameras des Fahrzeugs eingesetzt werden, um Gebäude bzw. senkrechte Wände zu erkennen.According to a very advantageous development of the idea, it can be provided that the journey along or within buildings is detected via a sensor system on the vehicle. Various sensors already installed on the vehicle can be used to determine distances to existing vertical walls. Furthermore, the vehicle's cameras can be used to detect buildings or vertical walls.
Dabei kann es gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung vorgesehen sein, dass bei Erkennen einer Fahrt innerhalb von Gebäuden eine Umluft-Funktion angepasst wird. So kann beispielsweise insbesondere innerhalb einer längeren Unterführung oder innerhalb einer Parkgarage auf Umluft umgeschaltet werden, sodass das Wohlbefinden im Fahrzeug weiter gesteigert werden kann.According to an advantageous embodiment, it can be provided that a recirculation function is adjusted when a journey within buildings is detected. For example, it is possible to switch to recirculated air, particularly within a long underpass or within a parking garage, so that the well-being in the vehicle can be further increased.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung kann es vorsehen, dass eine Fahrt innerhalb von Gebäuden durch einen Komfortfahrmodus des Fahrzeugs erkannt wird. So kann beispielsweise allein durch eine Voreinstellung des Fahrers, oder durch ein automatisches Erkennen des Fahrzeugs, das in einen „Komfortfahrmodus“ umgeschaltet werden muss, eine Deaktivierung der variablen Schaltfrequenzen erfolgen.A further advantageous embodiment can provide that a journey within buildings is recognized by a comfort driving mode of the vehicle. For example, the variable switching frequencies can be deactivated simply by presetting the driver or by automatically recognizing the vehicle that needs to be switched to a “comfort driving mode”.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Verfahrens ergeben sich auch aus dem Ausführungsbeispiel, welches nachfolgend unter Bezugnahme auf die Figur näher dargestellt ist.Further advantageous refinements of the method according to the invention also result from the exemplary embodiment, which is shown in more detail below with reference to the figure.
Dabei zeigt:
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1 eine schematische Darstellung des Ablaufs des Verfahrens in einer möglichen Ausführungsform.
-
1 a schematic representation of the process of the method in a possible embodiment.
In der Darstellung der
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- US 2005200327 A1 [0004]US 2005200327 A1 [0004]
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