DE112011102434T5

DE112011102434T5 - Systeme und Verfahren zum Vermeiden von durch rotierende Komponenten erregten Resonanzen

Info

Publication number: DE112011102434T5
Application number: DE112011102434T
Authority: DE
Inventors: Dana Nicgorski
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2010-07-22
Filing date: 2011-07-14
Publication date: 2013-05-08
Also published as: CN103069124B; US8985068B2; CN103069124A; WO2012012272A1; US20120017856A1

Abstract

Ein System zum Betreiben einer rotierenden Komponente. Das System umfasst eine rotierende Komponente, einen Motor, der die rotierende Komponente antreibt, einen Sensor, der eine mit der rotierenden Komponente in Beziehung stehende Stimulanz detektiert, und eine Steuereinheit. Die Steuereinheit empfängt eine Angabe der Größe der Stimulanz von dem Sensor und ist konfiguriert, eine Drehzahl der rotierenden Komponente einzustellen, wenn die Stimulanz angibt, dass die rotierende Komponente bei einer Resonanzfrequenz arbeitet.

Description

HINTERGRUND
Rotierende Komponenten können ihre eigenen strukturellen Resonanzen oder strukturelle Resonanzen nahe gelegener Komponenten aufgrund einer Erregungskraft bei einigen Vielfachen der Drehzahl erregen. Diese Resonanzen können eine unerwünschte Vibration und ein unerwünschtes Geräusch hervorrufen, die für Personen in der Nähe unangenehm sein können und die Beständigkeit und die Leistungsfähigkeit der betroffenen Komponenten reduzieren können.
Daher sind Systeme dadurch charakterisiert, dass die Drehzahlen, die Resonanzen erregen, vermieden werden. Die Vermeidung der Resonanz vermeidet das Geräusch und die Vibration und eine daraus folgende Beschädigung der Maschinen. Aufgrund von Herstellungsschwankungen, der Verwendung von temperaturempfindlichen Kunststoffen in Umgebungen mit schwankender Temperatur oder einer fehlenden Kenntnis darüber, wo die rotierende Komponente letztendlich befestigt sein wird, können die Resonanzen vieler Systeme nicht vollständig charakterisiert werden, so das eine präventive Lösung zur Vermeidung von Resonanzen nicht erzielt werden kann.
ZUSAMMENFASSUNG
Viele Maschinenlüfter sind unter Verwendung von Kunststoffen hergestellt, die Materialeigenschaften haben, die sich mit Feuchtigkeits- und/oder Temperaturschwankungen ändern. Daher hat die Charakterisierung der Resonanzen dieser Lüfter bei festen Temperatur- und Feuchtigkeitspegeln eine Systemcharakterisierung zur Folge, die von dem tatsächlichen System verschieden ist, wenn die Lüfter unterschiedlichen Umgebungsbedingungen ausgesetzt sind.
Maschinenlüfter-Resonanzen können sich hinsichtlich Frequenz und akustischer Signifikanz verschieben, wenn sich die Temperatur, der Kunststofffeuchtigkeitsgehalt, die Herstellungsschwankung und/oder die dynamischen Eigenschaften des Kraftfahrzeugs ändern. Resonanzen können durch Umwuchtkräfte, Blockierdrehmomente, elektromagnetische Kräfte, Kommutationsphänomene und aerodynamische Schaufelkräfte erregt werden. Wenn ein Maschinenlüfter in Resonanz arbeitet, nehmen die Vibration, das Geräusch und der Verschleiß zu, was oftmals Kundenbeschwerden und Produktneugestaltungen zur Folge hat.
Der Lüfter kann nur so entworfen werden, dass er unter einer sehr spezifischen Menge von Umgebungsbedingungen strukturell ruhig ist. Aufgrund von sich ändernden Eigenschaften des Lüfters wird sich der Lüfter oftmals aufgrund der Steifigkeit und der Dämpfung des Kunststoffs unter tatsächlichen Betriebsbedingungen besser oder schlechter als das Entwurfsziel verhalten. Daher besteht ein Bedarf an Verfahren zum kontinuierlichen Bestimmen und Vermeiden der Resonanzdrehzahlen einer rotierenden Komponente, um Resonanzen im Normalbetrieb zu vermeiden und das Geräusch-, Vibrations- und/oder Beständigkeitsverhalten der Komponente zu verbessern.
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Systeme und Verfahren zum kontinuierlichen Bestimmen und Vermeiden von Resonanzfrequenzen, die durch eine rotierende Komponente in einer bestimmten Situation erregt werden (z. B. die Umgebung der Komponente, etwa die Temperatur, die Feuchtigkeit und dergleichen, und Beziehungen zu anderen Komponenten, etwa Kühler, Kraftfahrzeugrahmen und dergleichen).
In einer Ausführungsform schafft die Erfindung ein System zum Betreiben einer rotierenden Komponente. Das System enthält eine rotierende Komponente, einen Motor, der die rotierende Komponente antreibt, einen Sensor, der eine mit der rotierenden Komponente in Beziehung stehende Stimulanz detektiert, und eine Steuereinheit, die einen Speicher enthält. Die Steuereinheit speichert eine Darstellung einer Größe der Stimulanz für mehrere Betriebsdrehzahlen der rotierenden Komponente und empfängt eine Angabe der Größe der Stimulanz von dem Sensor. Die Steuereinheit bestimmt anhand der gespeicherten Größen, welche Betriebsdrehzahlen Resonanzfrequenzen darstellen, und stellt eine Drehzahl der rotierenden Komponente ein, wenn die Steuereinheit bestimmt, dass die rotierende Komponente bei einer Resonanzfrequenz arbeitet.
In einer weiteren Ausführungsform schafft die Erfindung ein Verfahren zum Betreiben einer rotierenden Komponente. Das Verfahren enthält das Drehen der rotierenden Komponente, Detektieren einer Stimulanz, wobei die Stimulanz mit Geräusch und/oder Vibration in Beziehung steht, Bestimmen einer Betriebsbedingung einer rotierenden Komponente, Aufzeichnen einer Größe der Stimulanz und der Betriebsbedingung der rotierenden Komponente, Bestimmen der Betriebsbedingung der rotierenden Komponente, die eine Resonanz erregt, und Einstellen der Betriebsbedingung der rotierenden Komponente, um die Resonanz zu vermeiden.
In einer weiteren Ausführungsform schafft die Erfindung ein Fahrzeug, das einen Maschinenlüfter enthält. Das Fahrzeug enthält ein Steuermodul, einen Maschinenlüfter, einen Motor, der den Maschinenlüfter antreibt, einen Sensor, der eine mit dem Maschinenlüfter in Beziehung stehende Stimulanz detektiert, und eine Motorsteuereinheit, die mit dem Steuermodul gekoppelt ist. Die Motorsteuereinheit steuert den Motor, damit er den Maschinenlüfter anhand einer Angabe von dem Steuermodul dreht. Die Motorsteuereinheit empfängt außerdem eine Angabe der Größe der Stimulanz von dem Sensor und stellt eine Drehzahl des Maschinenlüfters ein, wenn die Stimulanz angibt, dass der Maschinenlüfter bei einer Resonanzfrequenz arbeitet.
Andere Aspekte der Erfindung gehen aus der Betrachtung der genauen Beschreibung und der beigefügten Zeichnungen hervor.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist ein Blockschaltplan einer Ausführungsform eines Systems zum Vermeiden des Betriebs einer rotierenden Komponente bei einer Resonanzfrequenz.
2 ist ein Graph, der eine tiefpassgefilterte Größe einer gemessenen Stimulanz zeigt, die durch eine rotierende Komponente verursacht wird, wenn die Drehzahl der rotierenden Komponente mit der Zeit zunimmt.
3 ist ein Graph, der eine mittenfrequenz-bandpassgefilterte Größe einer gemessenen Stimulanz zeigt, die durch eine rotierende Komponente verursacht wird, wenn die Drehzahl der rotierenden Komponente mit der Zeit zunimmt.
4 ist ein Graph, der eine hochfrequenz-bandpassgefilterte Größe einer gemessenen Stimulanz zeigt, die durch eine rotierende Komponente verursacht wird, wenn die Drehzahl der rotierenden Komponente mit der Zeit zunimmt.
5 ist ein Graph einer Größe einer gemessenen Stimulanz, die durch eine rotierende Komponente verursacht wird, gegenüber einer Regressionskurve eines erwarteten Trends, der durch Erregungskräfte verursacht wird.
GENAUE BESCHREIBUNG
Bevor irgendwelche Ausführungsformen der Erfindung im Einzelnen erläutert werden, sollte verstanden sein, dass die Erfindung nicht auf ihre Anwendung auf die Einzelheiten der Konstruktion und der Anordnung von Komponenten, die in der folgenden Beschreibung angegeben oder in den folgenden Zeichnungen veranschaulicht werden, eingeschränkt ist. Die Erfindung ist für andere Ausführungsformen geeignet und kann auf verschiedene Weisen in die Praxis umgesetzt oder ausgeführt werden.
1 zeigt eine Ausführungsform eines Systems 100 zum Betreiben einer rotierenden Komponente 105 (z. B. eines Maschinenlüfters). Das System 100 bestimmt, ob die rotierende Komponente 105 bei einer Resonanzfrequenz arbeitet, und stellt eine Drehzahl der rotierenden Komponente 105 ein, wenn die rotierende Komponente 105 bei einer Resonanzfrequenz oder bei einer Drehzahl, die für andere Komponenten Resonanz erzeugt, arbeitet. In der gezeigten Ausführungsform umfasst das System 100 einen Maschinenlüfter 105, der durch einen Motor 110 angetrieben wird, eine Motorsteuereinheit 115 und einen Sensor 120. Der Sensor 120 ist ein Sensor, der Resonanzen detektieren kann, etwa ein Vibrationssensor (z. B. ein Beschleunigungsmesser), ein Drucksensor (z. B. Schalldrucksensor wie etwa MEMS-Mikrophon) oder ein Dehnungs-/Verlagerungssensor. Die Motorsteuereinheit 115 enthält einen Prozessor 125 (z. B. Mikroprozessor, Mikrocontroller, ASIC, DSP usw.) und einen Speicher 130 (z. B. Flash-Speicher, ROM, RAM, EEPROM usw.), die sich innerhalb des Prozessors 125 und/oder außerhalb des Prozessors 125 befinden können. Die Motorsteuereinheit 115 umfasst außerdem andere Schaltungen wie etwa Eingangs-/Ausgangsschaltungen und Kommunikationsschaltungen.
In der gezeigten Ausführungsform empfängt eine Maschinensteuereinheit 135 eine Angabe der Maschinentemperatur von einem Temperatursensor 140. Die Maschinensteuereinheit 135 stellt ein Signal für die Motorsteuereinheit 115 bereit, das angibt, dass eine Maschinenkühlung erforderlich ist (wenn z. B. die Temperatur der Maschine einen Schwellenwert übersteigt, eine Klimaanlage eingeschaltet wird, was zu der Maschine eine zusätzliche Last hinzufügt, und dergleichen). In einigen Ausführungsformen ist die Motorsteuereinheit 115 direkt mit dem Temperatursensor 140 gekoppelt und betreibt den Lüfter 105 anhand eines Signals, das von dem Temperatursensor 140 empfangen wird. In einigen Ausführungsformen gibt das Signal von der Maschinensteuereinheit 135 eine Betriebsdrehzahl zum Betreiben des Maschinenlüfters 105 an. Die Motorsteuereinheit 115 beschleunigt den Motor 110 auf eine Betriebsdrehzahl (z. B. von null zu der Betriebsdrehzahl), wodurch der Maschinenlüfter 105 gedreht wird und die Maschine gekühlt wird. Der Sensor 120 detektiert kontinuierlich eine Stimulanz (z. B. eine Vibration oder einen Druck) und stellt ein Signal bereit, das die Größe der detektierten Stimulanz für die Motorsteuereinheit 115 angibt. Die Motorsteuereinheit 115 zeichnet die detektierte Stimulanz und die entsprechende Drehzahl (z. B. Umdrehungen pro Minute) des Motors 110/des Lüfters 105 in dem Speicher 130 auf. Unter Verwendung der aufgezeichneten Daten bestimmt die Motorsteuereinheit 115, ob die Betriebsdrehzahl mit einer Resonanzfrequenz des Lüfters 105 übereinstimmt. Falls die Betriebsdrehzahl mit einer Resonanzfrequenz des Lüfters 105 übereinstimmt, stellt die Motorsteuereinheit 115 die Betriebsdrehzahl schneller oder langsamer ein, so dass der Lüfter 105 bei einer Drehzahl arbeitet, die nicht mit einer Resonanzfrequenz des Lüfters 105 übereinstimmt, wodurch Geräusch, Vibration und Verschleiß des Lüfters 105 und anderer Komponenten (z. B. eines Kühlers und dergleichen) reduziert werden.
In einigen Ausführungsformen ist die Drehzahl des Motors 110 nicht bekannt, beispielsweise bei einem Bürsten-Gleichstrommotor, der unter einer Impulsbreitenmodulations-Steuerung (PWM-Steuerung) arbeitet. In einer Ausführungsform, die die PWM-Steuerung des Motors 110 verwendet, werden Filter verwendet, um Beziehungen zwischen dem PWM-Tastgrad und Antwortamplituden für verschiedene kritische Frequenzbänder zu erhalten. Die kritischen Frequenzbänder können gewichtet werden, um die menschliche Wahrnehmung zu berücksichtigen (indem z. B. einem Frequenzband in einem für Menschen hörbaren Bereich mehr Gewicht verliehen wird). Somit können kritische Frequenzbänder, die Menschen nicht beeinträchtigen, einen reduzierten Korrekturgrad für Resonanz haben, wobei dennoch die Auswirkungen auf Verschleiß und Verhalten der Komponente berücksichtigt werden.
In einer Ausführungsform treten Umwuchtkräfte (z. B. erster Erregungsordnung) auf einen Lüfter 105 bei niedrigen Frequenzen auf. Die Motorsteuereinheit 115 detektiert eine Menge von Antwortamplituden des Sensors 120 unter Verwendung einer Tiefpass- oder Bandpassfilterung mit einer Kappungsfrequenz, die etwas höher ist als die maximale Betriebsdrehzahl des Lüfters 105. Das Verfolgen der Antwortamplituden gegenüber dem PWM-Tastgrad identifiziert die Tastgrade, für die eine Resonanz auftritt. Beispielsweise zeigt 2 einen Graphen eines tiefpassgefilterten Signals vom Sensor 120 im Lauf der Zeit (wobei der Lüfter beispielsweise bis zu der maximalen Drehzahl beschleunigt wird). Wie aus dem Graphen hervorgeht, trat bei etwa 45 Sekunden eine Resonanz auf. Der Tastgrad des PWM-Signals, das den Motor 110 zu diesem Zeitpunkt steuert, ist der Tastgrad, der eine Resonanz in dem System hervorruft. Wenn daher der Lüfter 105 bei niedriger Drehzahl betrieben wird, können die identifizierten Tastgrade durch Verändern der Lüfterdrehzahl, d. h. durch Erhöhen oder Erniedrigen des Tastgrades, vermieden werden.
Oftmals können eine oder mehrere Geräuschquellen aufgrund von Resonanzen des Lüfters 105, die durch den Motor 110 erregt werden, vorhanden sein. Oftmals fallen diese Geräuschquellen in einen Bereich von 250 bis 700 Hz. 3 zeigt ein Bandpassfilter, das verwendet wird, um Resonanzen in diesem Bereich zu identifizieren. Wiederum kann, wenn Resonanzen identifiziert werden, ein entsprechender PWM-Tastgrad vermieden werden.
Höherfrequente Geräuschquellen können aufgrund interner Motorresonanzen auftreten. Wiederum wird ein Bandpassfilter verwendet, um Resonanzen in diesem Bereich zu identifizieren. Beispielsweise zeigt 4 einen Graphen eines bandpassgefilterten Signals im Bereich von 1000 bis 1500 Hz von einem Sensor 120 im Verlauf der Zeit (wobei der Lüfter beispielsweise beschleunigt wird), um interne Motorresonanzen einzufangen. Wie aus dem Graphen ersichtlich ist, trat ein Resonanzpaar bei etwa 220 bzw. 240 Sekunden auf. Die Tastgrade des PWM-Signals, das den Motor 110 zu diesen Zeitpunkten steuert, waren Tastgrade, die eine Resonanz in dem System verursachten. Wenn daher der Lüfter 110 bei einer hohen Drehzahl betrieben wird, können identifizierte Tastgrade vermieden werden, indem die Lüfterdrehzahl verändert wird, wiederum durch Erhöhen oder Erniedrigen des Tastgrades.
In Ausführungsformen, in denen die Drehzahl des Lüfters 105 bekannt ist (z. B. elektronisch kommutierte Motoren) oder dann, wenn die Signalverarbeitungsfähigkeiten der Motorsteuereinheit die Lüfterdrehzahl vom Sensor 120 bestimmen können (beispielsweise unter Verwendung eines modellbasierten Filters, eines Kalman-Filters und dergleichen), wird die Ist-Drehzahl des Motors 110 eingestellt, um Resonanzen zu vermeiden, statt den Tastgrad eines PWM-Signals einzustellen.
In einigen Ausführungsformen werden Resonanzfrequenzen durch direkte Berechnungen wie etwa diskrete Fourier-Transformationen (DFT) bestimmt. Ein Vibrationspegel kann für eine einzige Frequenz unter Verwendung von DFT bestimmt werden. In einigen Ausführungsformen wird ein digitales Filter (z. B. ein Filter mit endlicher Impulsantwort) verwendet, um Vibrationspegel für eine bestimmte Frequenzbandbreite zu erhalten.
Vibrationspegel werden in einer Tabelle für gegebene Drehzahlen oder Tastgrade gespeichert. Die Vibrationspegel werden mit einem vorgegebenen Schwellenwert verglichen, um zu bestimmen, ob ein Vibrationspegel einer Resonanzfrequenz entspricht. Der vorgegebene Schwellenwert kann anhand eines Vergleichs mit einer bekannten Skalierung von Erregungskräften im Vergleich zu der Drehzahl des Lüfters 105 bestimmt werden. Somit wird eine Resonanzfrequenz identifiziert, wenn ein Vibrationspegel, der eine erwartete Antwort um einen vorgegebenen Betrag übersteigt, und die Drehzahl, bei der die Resonanz auftritt, vermieden werden können. Die Tabelle kann kontinuierlich aktualisiert werden oder kann jedesmal beim Start des Systems erzeugt werden. Die Daten, die für die Aktualisierung der Tabelle verwendet werden, können gefiltert, gewichtet oder roh sein. Zusätzlich können mehrere Tabellen anhand verschiedener Betriebsbedingungen (z. B. Temperatur, Feuchtigkeit und dergleichen) gehalten werden. In einigen Ausführungsformen können diese Tabellen modellbasierte Filter sein.
In einigen Ausführungsformen wird eine Steigung eines Vibrationspegels gegenüber der Drehzahl oder dem PWM-Tastgrad verwendet, um Resonanzfrequenzen zu identifizieren und um zu bestimmen, ob die Drehzahl der rotierenden Komponente 105 erhöht oder erniedrigt werden soll, um eine Resonanzfrequenz zu vermeiden. Wie wiederum in 2 gezeigt ist, zeigt der Graph die Größe einer detektierten Stimulanz, wenn die Drehzahl einer rotierenden Komponente 105 erhöht wird. Für jeden Zeitpunkt auf der x-Achse gibt es eine entsprechende Drehzahl. In dem Graphen von 2 arbeitet die rotierende Komponente 105 bei Resonanzfrequenzen für die Drehzahlen, die der Zeitperiode zwischen etwa 44 und etwa 46 Sekunden zugeordnet sind, wobei die Spitzenresonanzfrequenz bei der Drehzahl auftritt, die etwa 45 Sekunden zugeordnet ist. Während der Zeitperiode von etwa 44 Sekunden bis etwa 45 Sekunden ist die Steigung der Stimulanz signifikant positiv, hingegen ist die Steigung der Stimulanz während der Zeitperiode von etwa 45 Sekunden bis etwa 46 Sekunden negativ. Falls die rotierende Komponente 105 bei einer Drehzahl arbeitet, die der signifikant positiven Steigung zugeordnet ist (d. h. der Zeitperiode von etwa 44 Sekunden bis etwa 45 Sekunden), reduziert die Motorsteuereinheit 115 die Drehzahl der rotierenden Komponente 105, wodurch die Drehzahl von der Spitzenresonanzfrequenz wegbewegt wird. Falls auf ähnliche Weise die rotierende Komponente 105 bei einer Drehzahl arbeitet, die der negativen Steigung zugeordnet ist (d. h. die Zeitperiode von etwa 45 Sekunden bis etwa 46 Sekunden), erhöht die Motorsteuereinheit 115 die Drehzahl der rotierenden Komponente 105, wodurch die Drehzahl von der Spitzenresonanzfrequenz wegbewegt wird.
In einigen Ausführungsformen haben geringere Resonanz-Lüfterdrehzahlen Geräusch, Vibration und Verschleiß zur Folge, die für nicht signifikant gehalten werden. Bei diesen geringeren Drehzahlen werden Resonanzfrequenzen ignoriert, wobei der Lüfter 105 bei der Resonanzfrequenz arbeiten darf.
Zusätzlich zu Geräusch, Vibration und Verschleiß kann die Resonanz bewirken, dass andere psychoakustische Phänomene auftreten. Ein solches Phänomen ist das ”Schlagen”, das auftreten kann, wenn die Lüfterdrehzahl gleich oder annähernd gleich der Drehzahl oder der Zündrate der Maschine ist. Ein Schlagen kann auch auftreten, wenn kritische Lüfterordnungen in der Nähe einer kritischen Ordnung anderer rotierender Komponenten liegen. In einigen Ausführungsformen wird das Schlagen durch die Motorsteuereinheit 115 vermieden, die ein Signal von der Maschinensteuereinheit 120 empfängt, das die Drehzahl der Maschine angibt. Die Motorsteuereinheit 115 stellt dann sicher, dass die Drehzahl des Lüfters 105 nicht in einen kritischen Bereich der Drehzahl der Maschine oder einer kritischen Harmonischen der Maschinendrehzahl gelangt. Wenn die Drehzahl der Maschine nicht verfügbar ist oder wenn die Drehzahl des Lüfters 105 nicht bekannt ist, wird eine Signalverarbeitung des Signals des Sensors 120 verwendet, um die Schlagphänomene zu identifizieren und um den Tastgrad des Motors 110 einzustellen, um die Frequenz der Maschine zu vermeiden.
Erregungskräfte aufgrund von Umwucht skalieren mit dem Quadrat der Geschwindigkeit der rotierenden Komponente 105. In einigen Ausführungsformen wird eine Regressionskurve der erwarteten Erregungskräfte berechnet. Diese Regressionskurve wird mit der tatsächlichen gemessenen Antwort verglichen, wobei dann, wenn die gemessene Antwort die Regressionskurve signifikant überschreitet, die Drehzahl der rotierenden Komponente 105 als Resonanzfrequenz angesehen wird. 5 zeigt eine Regressionskurve des erwarteten Geräusches für einen Lüfter 105, die gegen das tatsächliche Rauschen aufgetragen ist, das durch einen Schalldrucksensor detektiert wird. Bei Drehzahlen im Bereich von etwa 2000 bis etwa 2250 min^–1 überschreitet das tatsächliche Geräusch das erwartete Geräusch. Daher sollten diese Drehzahlen vermieden werden. Wenn die Steigung der Kurve des tatsächlichen Geräusches verwendet wird, kann die Drehzahl des Lüfters nach oben oder nach unten eingestellt werden, um diese Frequenzen zu vermeiden. In einigen Ausführungsformen kann die Drehzahl des Lüfters 105 reduziert werden, wenn die Solldrehzahl im Bereich von etwa 2000 bis etwa 2150 min^–1 liegt (d. h. wenn die Steigung der Geräuschkurve signifikant positiv ist), während die Drehzahl des Lüfters 105 erhöht wird, wenn die Solldrehzahl im Bereich von etwa 2150 bis etwa 2250 min^–1 liegt (d. h. wenn die Steigung der Geräuschkurve negativ ist).
Somit schafft die Erfindung unter anderem Systeme und Verfahren zum Bestimmen, ob eine rotierende Komponente Resonanzen erregt, und zum Einstellen der Drehzahl einer rotierenden Komponente, um den Betrieb der rotierenden Komponente bei Resonanzfrequenzen zu vermeiden. Verschiedene Merkmale und Vorteile der Erfindung sind in den folgenden Ansprüchen angegeben.

Claims

System zum Betreiben einer rotierenden Komponente, wobei das System umfasst: eine rotierende Komponente; einen Motor, der die rotierende Komponente antreibt; einen Sensor, der eine Stimulanz, die mit der rotierenden Komponente in Beziehung steht, detektiert; und eine Steuereinheit, die einen Speicher enthält, wobei der Speicher eine Darstellung einer Größe der Stimulanz für mehrere Betriebsdrehzahlen der rotierenden Komponente speichert, wobei die Steuereinheit eine Angabe der Größe der Stimulanz von dem Sensor empfängt und anhand der gespeicherten Größen bestimmt, welche Betriebsdrehzahlen Resonanzfrequenzen darstellen, wobei die Steuereinheit eine Drehzahl des Motors einstellt, wenn die Steuereinheit bestimmt, dass die rotierende Komponente bei einer Resonanzfrequenz arbeitet.
System nach Anspruch 1, wobei die gespeicherten Größen der mehreren Drehzahlen durch Erhöhen einer Drehzahl der rotierenden Komponente von null auf eine Betriebsdrehzahl erzeugt werden, wobei die Steuereinheit die Angabe der Größe der Stimulanz für die mehreren Drehzahlen speichert, während die Drehzahl der rotierenden Komponente von null auf die Betriebsdrehzahl erhöht wird.
System nach Anspruch 1, wobei die Stimulanz unter Verwendung eines Tiefpassfilters und/oder eines Bandpassfilters und/oder eines Hochpassfilters und/oder eines digitalen Filters gefiltert wird.
System nach Anspruch 1, wobei die Resonanzfrequenz unter Verwendung einer diskreten Fourier-Transformation bestimmt wird.
System nach Anspruch 1, wobei die Steuereinheit die Größe der Stimulanz mit der gespeicherten Größe für eine Drehzahl der rotierenden Komponente vergleicht, wobei die Steuereinheit bestimmt, dass die rotierende Komponente mit einer Resonanzfrequenz arbeitet, wenn die Größe der Stimulanz die gespeicherte Größe bezüglich eines vorgegebenen Schwellenwerts überschreitet.
System nach Anspruch 5, wobei der vorgegebene Schwellenwert auf der Grundlage einer Umgebungsbedingung variiert.
System nach Anspruch 6, wobei die Umgebungsbedingung die Temperatur und/oder die Feuchtigkeit ist.
System nach Anspruch 2, wobei die Steuereinheit die Drehzahl der rotierenden Komponente höher einstellt, wenn bestimmt wird, dass die rotierende Komponente bei einer Resonanzfrequenz arbeitet und eine Steigung der gespeicherten Größen für die Betriebsdrehzahl der rotierenden Komponente negativ ist.
System nach Anspruch 2, wobei die Steuereinheit die Drehzahl der rotierenden Komponente niedriger einstellt, wenn bestimmt wird, dass die rotierende Komponente bei einer Resonanzfrequenz arbeitet und eine Steigung der gespeicherten Größen für die Betriebsdrehzahl der rotierenden Komponente positiv ist.
System nach Anspruch 1, wobei die gespeicherten Größen eine Regressionskurve erwarteter Stimulanzpegel enthalten, wobei die Steuereinheit bestimmt, dass die rotierende Komponente bei einer Resonanzfrequenz arbeitet, wenn die Größe der Stimulanz und/oder die Änderungsrate der Stimulanz größer sind als die erwarteten Stimulanzpegel.
Verfahren zum Betreiben einer rotierenden Komponente, wobei das Verfahren umfasst: Drehen der rotierenden Komponente; Detektieren einer Stimulanz, wobei die Stimulanz mit Geräusch und/oder Vibration in Beziehung steht; Bestimmen einer Betriebsbedingung der rotierenden Komponente; Aufzeichnen einer Größe der Stimulanz und der Betriebsbedingung der rotierenden Komponente; Bestimmen, dass die Betriebsbedingung der rotierenden Komponente eine Resonanz erregt; und Einstellen der Betriebsbedingung der rotierenden Komponente, um die Resonanz zu vermeiden.
Verfahren nach Anspruch 11, wobei die Betriebsbedingung eine Drehzahl der rotierenden Komponente ist.
Verfahren nach Anspruch 11, wobei die rotierende Komponente bei einer Drehzahl gedreht wird, die von null auf eine Betriebsdrehzahl ansteigt, wobei die Größe der Stimulanz bei mehreren Drehzahlen aufgezeichnet wird.
Verfahren nach Anspruch 11, das ferner das Erzeugen einer Regressionskurve anhand erwarteter Erregungskräfte umfasst, wobei bestimmt wird, dass die Betriebsbedingung der rotierenden Komponente eine Resonanz erzeugt, wenn die Größe der Stimulanz größer als die erwarteten Erregungskräfte bei der Betriebsdrehzahl ist.
Verfahren nach Anspruch 11, wobei die Betriebsbedingung erhöht wird, wenn eine Steigung der aufgezeichneten Größe der Stimulanz bei der Betriebsdrehzahl negativ ist, und die Betriebsbedingung verringert wird, wenn die Steigung der aufgezeichneten Größe der Stimulanz bei der Betriebsdrehzahl positiv ist.
Verfahren nach Anspruch 11, das ferner das Filtern der detektierten Stimulanz umfasst.
Fahrzeug, das einen Maschinenlüfter enthält, wobei das Fahrzeug umfasst: ein Steuermodul; einen Maschinenlüfter; einen Motor, der den Maschinenlüfter antreibt; einen Sensor, der eine mit dem Maschinenlüfter in Beziehung stehende Stimulanz detektiert; und eine Motorsteuereinheit, die mit dem Steuermodul gekoppelt ist und den Motor anhand einer Angabe von dem Steuermodul steuert, damit er den Maschinenlüfter dreht, wobei die Motorsteuereinheit eine Angabe der Größe der Stimulanz von dem Sensor empfängt und die Drehzahl des Maschinenlüfters einstellt, wenn die Stimulanz angibt, dass der Maschinenlüfter eine Resonanzfrequenz erregt.
Fahrzeug nach Anspruch 17, wobei die Motorsteuereinheit die Angabe der Größe der Stimulanz mit einer Regressionskurve, die auf erwarteten Erregungskräften beruht, vergleicht, wobei die Motorsteuereinheit bestimmt, dass der Maschinenlüfter bei einer Resonanzfrequenz arbeitet, wenn die Größe der Stimulanz größer als ein erwarteter Antwortpegel ist.
Fahrzeug nach Anspruch 17, wobei die Motorsteuereinheit die Drehzahl des Maschinenlüfters erhöht, wenn eine Steigung der aufgezeichneten Größe der Stimulanz bei einer Betriebsdrehzahl des Maschinenlüfters negativ ist, und die Drehzahl des Maschinenlüfters erniedrigt, wenn die Steigung der aufgezeichneten Größe der Stimulanz bei der Betriebsdrehzahl des Maschinenlüfters positiv ist.
Fahrzeug nach Anspruch 17, wobei die Motorsteuereinheit eine Angabe der Betriebsdrehzahl einer Maschine des Fahrzeugs von der Steuereinheit empfängt, wobei die Motorsteuereinheit die Drehzahl des Maschinenlüfters einstellt, wenn die Drehzahl des Maschinenlüfters in der Nähe einer kritischen Harmonischen der Betriebsdrehzahl der Maschine liegt.
Fahrzeug nach Anspruch 17, wobei die Motorsteuereinheit eine Betriebsdrehzahl einer Maschine des Fahrzeugs durch Signalverarbeitung der detektierten Stimulanz bestimmt, wobei die Motorsteuereinheit die Drehzahl des Maschinenlüfters einstellt, wenn die Drehzahl des Maschinenlüfters in der Nähe einer kritischen Harmonischen der Betriebsdrehzahl der Maschine liegt.