WO2024256541A1 - Verfahren zum betrieb einer vorrichtung mit einem elektromotor und mit einem soundmodul - Google Patents

Verfahren zum betrieb einer vorrichtung mit einem elektromotor und mit einem soundmodul Download PDF

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WO2024256541A1
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Thomas Liedtke
Bernd Herthan
Lutz Wulf
Leonhard Angerpointner
Bernd STEGBAUER
Bertram Bopp
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    • H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P6/00—Arrangements for controlling synchronous motors or other dynamo-electric motors using electronic commutation dependent on the rotor position; Electronic commutators therefor
    • H02P6/08—Arrangements for controlling the speed or torque of a single motor
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B06—GENERATING OR TRANSMITTING MECHANICAL VIBRATIONS IN GENERAL
    • B06B—METHODS OR APPARATUS FOR GENERATING OR TRANSMITTING MECHANICAL VIBRATIONS OF INFRASONIC, SONIC, OR ULTRASONIC FREQUENCY, e.g. FOR PERFORMING MECHANICAL WORK IN GENERAL
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    • B60Q5/00—Arrangement or adaptation of acoustic signal devices
    • B60Q5/005—Arrangement or adaptation of acoustic signal devices automatically actuated

Definitions

  • the invention relates to a method for operating a device that has an electric motor, a control unit for generating a PWM signal for the electric motor, and a sound module.
  • the invention also relates to such a device.
  • US 2010/0134058 A1 discloses a method and a system for operating a motor vehicle electric motor with first and second components.
  • a desired vibration frequency for the electric motor is selected.
  • a current is caused to flow through at least one of the first and second components so that the second component moves relative to the first component.
  • the current is modulated so that the motor vibrates at the desired frequency.
  • EP 3 145 792 B1 describes a method for noise modulation of a three-phase synchronous motor which is driven using vector control by means of a motor control unit, wherein a current component forming a magnetizing current is adapted to a desired acoustic state depending on a measured acoustic state.
  • WO 2019/214777 A1 describes a method for generating and/or compensating vibrations using electrical machines. Actual values for current components are compared with specified reference variables, and the electric motor is controlled by at least one torque-forming current component depending on an operating state of the electric motor for generating and/or compensating vibrations. According to a preset function, a current variable and/or an actual value of a current variable is fed to a pre-control. The resulting control variables are fed directly to a control unit for the torque-forming current components and then as voltage variables to power electronics and transformation stage.
  • acoustic warning systems for low-noise vehicles are known.
  • Such a system known as an Acoustic Vehicle Alert System (AVAS)
  • AVAS Acoustic Vehicle Alert System
  • Such a system known as an Acoustic Vehicle Alert System (AVAS)
  • AVAS Acoustic Vehicle Alert System
  • the invention is based on the object of specifying an alternative and/or particularly suitable method for operating a device with an electric motor, in which a noise is generated by means of the electric motor. Furthermore, a corresponding device, a computer program intended for such operation and a computer-readable medium with the computer program are to be specified.
  • the object is achieved according to the invention with the features of claim 1.
  • the object is achieved according to the invention with the features of claim 5, with regard to the computer program with the features of claim 9 and with regard to the computer-readable medium with the features of claim 10.
  • Advantageous embodiments and further developments are the subject of the subclaims.
  • the statements in connection with the method also apply mutatis mutandis to the device, the computer program and the computer-readable medium, and vice versa.
  • the method is used to operate a device that has an electric motor, a sound module and a first control unit.
  • the first control unit is designed and configured to generate PWM signals and to output them to the electric motor, in particular to the semiconductor switch of its inverter.
  • the first control unit is or expediently comprises a PWM generator.
  • voltage reference signals for the phases of the electric motor are first provided using a motor current control.
  • the voltage reference signals are then fed to the first control unit to generate the PWM signals for controlling the motor.
  • the motor current is expediently controlled using a second control unit, so the voltage reference signals are provided by the second control unit to the first control unit.
  • a PWM variation signal is fed to the first control unit, in particular directly, from the sound module.
  • the first control unit generates the PWM signals for the phases of the electric motor depending on both the voltage reference signals and the PWM variation signal.
  • the PWM variation signal is used to control the electric motor, also referred to as the motor, in such a way that its rotor performs a vibration, preferably a rotary vibration (rotational vibration). This vibration results in the generation and emission of a corresponding noise from the electric motor.
  • the method causes the electric motor, in particular its rotor, to vibrate, in particular a rotary vibration.
  • the method therefore serves to generate a noise using the electric motor.
  • the noise is preferably an acoustic noise that can be perceived by a person outside the device.
  • PWM intermediate signals are first determined that correspond to the voltage reference signals. These PWM intermediate signals are then changed, i.e. varied, depending on the PWM variation signal. In particular, the duty cycle is adjusted. This means that the PWM intermediate signals are modulated. The modulation takes place in such a way that the rotor is excited to vibrate in accordance with the PWM variation signal.
  • the PWM variation signal is preferably designed such that a predetermined sound, for example a melody or the sound of an internal combustion engine, is generated by the vibration.
  • the PWM variation signal contains, for example, information about the frequencies and amplitudes of the noise to be generated, wherein the first control unit varies the PWM intermediate signals such that the noise generated by the vibration of the rotor has these frequencies and amplitudes.
  • the PWM variation signal directly includes instructions on how the PWM intermediate signals are varied.
  • the PWM variation signal includes values for changing the amount of the duty cycle to generate the vibration.
  • a torque-generating motor current is determined in the motor current control and this is controlled using a first controller, in particular designed as a PI controller.
  • a magnetizing current is determined and controlled using a second controller, in particular designed as a PI controller.
  • the phase currents of the electric motor are expediently recorded and these are converted into the magnetizing current and the torque-generating current using a transformation, in particular using a Clarke transformation and/or using a Park transformation. Motor current is transformed.
  • a first reference variable for regulating the torque-generating motor current is determined on the basis of a first current variation signal output by the device in order to generate the noise.
  • the sum of a predetermined target value for the torque-generating motor current and the first current variation signal is used as the first reference variable.
  • a second reference variable for controlling the magnetizing current is determined using a second current variation signal output by the sound module.
  • the sum of a predetermined target value for the magnetizing current and the second current variation signal is used as the second reference variable.
  • the voltage reference signals are determined both as a function of a first voltage component which is output by the first controller, as a function of a second voltage component which is output by the second controller, and as a function of a first voltage variation signal and/or a second voltage variation signal.
  • the first voltage variation signal and/or the second voltage variation signal are provided, i.e. output, by the sound module.
  • a first sum is formed from the first voltage variation signal and the first voltage component and/or a second sum is formed from the second voltage variation signal and the second voltage component.
  • a transformation in particular an inverse Park transformation and/or an inverse Clarke transformation, of the first voltage component is carried out, the second voltage components, the first sum and/or the second sum.
  • the first and second embodiments provide additional intervention points for the generation of the noise.
  • the PWM frequency is more than twice the controller clock for the motor current control.
  • the PWM frequency is suitably greater than 10 kHz, for example greater than 10 kHz and less than or equal to 100 kHz, preferably up to 50 kHz, in particular between 15 kHz and 25 kHz, for example 20 kHz.
  • a controller clock for the motor current control in particular the controller clock of the first controller and/or the second controller, is less than 2 kHz, in particular between 0.5 kHz and 1.5 kHz, for example 1 kHz.
  • noises can be generated whose frequency is higher than the controller clock.
  • a position signal about the position of the rotor is fed to the first control unit.
  • the position signal therefore contains information about the rotational position (angular position) of the rotor with respect to a reference point, in particular with respect to the stator.
  • the PWM signal for at least one of the phases of the electric motor is generated depending on the position signal.
  • the position of the rotor can thus be taken into account when generating the noise. It is therefore possible to generate the PWM signals in such a way that only predetermined phases are used to generate the noise and/or the predetermined phases are varied at a predetermined (rotational) position or in a predetermined position range, i.e. depending on the PWM variation signal.
  • the other phases and/or the PWM signals in the other positions are then generated, for example, only in accordance with the voltage reference signals.
  • phase A is varied in a position range of 0° to 10° to generate the noise. This means that the corresponding excitation always occurs in the same (rotational) direction.
  • a further aspect of the invention relates to a device which has an electric motor, a sound module and a control and regulating device for carrying out the method in one of the variants presented above.
  • the device comprises the electric motor and means which are adapted to carry out the steps of the method in one of the variants presented above.
  • the means comprise the sound module and the control and regulating device, which in turn has the first control unit.
  • the device is therefore operable according to the method and/or is operated according to the method.
  • the regulating and control device comprises the first control unit, in particular designed as a PWM generator or comprising such a generator, for generating PWM signals, and a second control unit, in particular designed as a p-controller or comprising such a generator, for regulating the motor currents.
  • the first control unit and the second control unit are separate from one another.
  • the first and second control units are functionally and mechanically separated from one another.
  • the PWM variation signal output by the sound module is therefore not first sent to the second control unit and processed there to generate the sound, in particular based on the motor current control, but is sent directly to the first control unit (which is close to the motor in terms of control technology). This means that the electric motor can be controlled relatively quickly and/or with relatively little effort to generate the sound.
  • this makes it possible to integrate a safety function for the electric motor, in particular for the bridge circuit of its inverter, into a first control unit that is separate from the second control unit.
  • a safety function for the electric motor in particular for the bridge circuit of its inverter
  • the PWM signals can be adjusted directly using the first control unit in order to reduce the motor current. Consequently, a comparatively quick intervention is possible in the event of a fault and damage to the device is avoided.
  • the sound module is an AVAS sound module.
  • the sound module is intended and set up to control the first and/or the second control unit in such a way that a warning sound is generated by the electric motor, wherein the sound preferably corresponds to the sound of an internal combustion engine.
  • the vibration of the rotor is thus adjusted using the PWM variation signal in such a way that such a sound is generated.
  • the first and/or the second control unit is controlled to generate such a sound when a speed value fed to the sound module, which represents the speed of a motor vehicle having the device, falls below a predetermined threshold value, for example 20 km/h or 30 km/h.
  • the electric motor is a radiator fan motor for a motor vehicle.
  • a radiator fan motor for a motor vehicle.
  • noise is generated by such a radiator fan motor, due to its connection to a holding device, this also stimulated to vibrate. This structure-borne sound is radiated into the air, so that the noise is particularly easily perceptible by passers-by.
  • the radiator fan motor is used to generate a sound for AVAS applications. Due to this, it is possible to replace at least one loudspeaker of an Acoustic Vehicle Alert System with the device.
  • a further aspect of the invention comprises a computer program, in particular for the first control unit of the device. This comprises instructions which cause the first control unit to generate the PWM signal as a function of the voltage reference signals transmitted by the second control unit and the PWM variation signal transmitted by the sound module.
  • the computer program further comprises instructions causing the PWM signal to be generated in dependence on the position signal.
  • a further aspect of the invention relates to a computer-readable medium on which the computer program is stored.
  • the computer-readable medium is preferably a non-volatile memory, for example a flash memory and/or a hard disk.
  • the computer-readable medium is a memory of the first control unit.
  • the single figure shows a schematic block diagram of a device which has an electric motor, a sound module and a regulating and control device with a first and a second control unit.
  • the device 2 has an electric motor 4.
  • This is preferably a radiator fan motor for a motor vehicle, in particular an electrically driven one.
  • the electric motor 4 comprises, in a manner not shown in detail, a rotor and a stator which has a stator winding with a number of phases a, b, c, here for example three.
  • the electric motor 4 also comprises an inverter which is connected to a direct voltage source (not shown).
  • the inverter comprises a bridge circuit with switches, in particular semiconductor switches.
  • the PWM signals Sa, Sb, Sc are provided by a first control unit 6a and transmitted to the electric motor 4.
  • a frequency of the PWM signals is preferably greater than 10 kHz and/or less than 150 kHz.
  • the device 2 further comprises a sound module 8.
  • the sound module 8 is an AVAS sound module. This is intended and configured to control the first control unit 6a and/or the second control unit 6b in such a way that a warning noise is generated by the electric motor 4 through rotary vibration of its rotor, wherein the noise preferably corresponds to the noise of an internal combustion engine.
  • the sound module 8 is directly connected to the first control device 6a in terms of signal and/or data transmission, so that a PWM variation signal Sv can be transmitted from the sound module 8 to the first control device 6a.
  • the first control device 6a is supplied with voltage reference signals lla, llb, Uc from a second control device 6b, which, as shown below, is provided in particular for motor current control, and the PWM variation signal Sv from the sound module 8.
  • the first control unit 6a generates the PWM signals Sa, Sb, Sc for the electric motor depending on the voltage reference signals lla, llb, Uc and the PWM variation signal Sv.
  • PWM intermediate signals are initially determined in a known manner based on the voltage reference signals Ua, Ub, Uc.
  • PWM signals for controlling the electric motor 4 are determined as PWM intermediate signals in accordance with the voltage reference signals Ua, Ub, Uc.
  • These PWM intermediate signals are then changed depending on the PWM variation signal.
  • the duty cycle is Cycle is adjusted in such a way that the rotor is set into a corresponding vibration in order to emit a predetermined sound.
  • a computer program 12 is stored on a computer-readable medium designed as a memory 10. This includes commands which, according to the embodiments presented above, cause the PWM signals Sa, Sb, Sc to be generated by the first control unit 6a as a function of the voltage reference signals lla, Ub, Uc and as a function of the PWM variation signal Sv.
  • the device 2 further comprises a current sensor 14, by means of which phase currents la, Ib, and Ic of the phases of the electric motor 4 are measured, i.e. recorded.
  • the current sensor 14 is connected to the second control unit 6b by means of signal and/or data transmission.
  • the measured values of the current sensor 14 for the phase currents la, Ib, and Ic are fed to a first transformation unit 16 of the second control unit 6b.
  • the transformation unit 16 is used to perform a Clark transformation of the supplied measured values of the phase currents la, Ib, and Ic, as well as a Park transformation of the result of the Clarke transformation.
  • a (rotational angle) position p of the rotor provided by a rotor position sensor 18 of the device 2 is used for the Park transformation.
  • the first transformation unit 16 provides the current torque-generating motor current Iq st and the current magnetization current Id as a result of these transformations.
  • the second control unit 6b has a controller, namely a first controller 20, designed here as a PI controller, and a second controller 22, designed here as a PI controller, for example.
  • a controller clock of the first and/or the second controller is, for example, less than 2 kHz, suitably selected between 0.5 kHz and 1.5 kHz. At most, the controller clock is less than half the PWM frequency.
  • a difference is formed between a first reference variable and the actual value of the torque-generating motor current Iq st. This difference is fed to the first controller 20 as a control difference.
  • a target value Iq.soii for the torque-generating motor current Iq st is specified as the reference variable, which is intended for operating the electric motor (without generating noise).
  • a difference is formed between a second reference variable and the actual value of the magnetizing current Idjst. This difference is fed to the second controller 22 as a control difference.
  • a target value Id.soii for the magnetizing current Idjst is specified as the reference variable, which is intended for operating the electric motor (without generating noise).
  • a first current variation signal l q ,v and/or a second current variation signal ld,v is output to the second control unit 6b to generate the sound from the sound module.
  • the first command variable is formed based on a sum of the setpoint value Iq.soii and the first current variation signal l q , v
  • the second command variable is formed based on a sum of the setpoint value Id,son and the second current variation signal ld,v.
  • the rotor of the electric motor 4 can and/or will be excited to vibrate accordingly.
  • the first controller 20 outputs a first voltage component llq and the second controller 22 outputs a second voltage component Lid.
  • These two voltage components U q , Lid are fed as the first and second input variables to a second transformation unit 24.
  • the second transformation unit 24 performs an inverse Park transformation of these two voltage components Uq, Ud and then an inverse Clarke transformation of the result of the inverse Park transformation.
  • the second transformation unit 24 provides the voltage reference signals 11a, Ub, Uc and/or outputs them to the first control unit 6a.
  • the sound module 8 outputs a first voltage variation signal U q ,v for the first voltage component U q and/or a second voltage variation signal (Ud,v) for the second voltage component Lid to the second control unit 6b.
  • the first input variable is changed by adding the first voltage variation signal U q ,v to the first voltage component U q and/or the second input variable is changed by adding the second voltage variation signal Ud,v to the second voltage component Lid.
  • the possibly changed first input variable and the possibly changed second input variable are fed to the input side of the second transformation unit 24.
  • the voltage reference signals (11a, Ub, U) are determined as a function of the first voltage component U q , the second voltage component Ud and as a function of the first voltage variation signal Ud,v and/or the second voltage variation signal U q ,v.
  • the rotor of the electric motor 4 can and/or is excited to vibrate accordingly.
  • the second control unit 6b is intended to regulate the motor currents.
  • the determined position p is fed to the first control unit 6a, whereby the respective PWM signal Sa, Sb, Sc is generated depending on the position.
  • the PWM intermediate signals are varied, in particular depending on the position for generating the noise.
  • the PWM intermediate signals are varied only for a predefined range of the position p.
  • the first and second control units 6a and 6b are collectively referred to as the regulating and control device 6.
  • the first and second control units are separate devices from one another. In this way, a sound can be output relatively quickly by the sound module through a control process of the first control unit.
  • a safety function for the electric motor 4 is integrated into the first control unit.
  • the measured values of the phase currents la, Ib, Ic and/or a temperature value ST of the motor temperature detected by a temperature sensor 26 are fed to the first control unit 6a. If a corresponding temperature threshold value of the motor temperature and/or a corresponding current threshold value is exceeded, the motor current can be reduced comparatively quickly by generating the PWM signals accordingly by the separate first control unit 6a.
  • Id is the actual value of the magnetizing current

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb einer Vorrichtung (2), die einen Elektromotor (4), ein Soundmodul (8) sowie eine erste Steuereinheit (6a) für die Erzeugung eines PWM-Signals (Sa, Sb, Sc) für den Elektromotor (4) aufweist, wobei Spannungs-Referenzsignale (Ua, Ub, Uc) für die Phasen des Elektromotors (4) bestimmt werden, und diese der ersten Steuereinheit (6a) zugeführt werden, wobei der ersten Steuereinheit (6a) zur Erzeugung eines Geräusches durch Vibration eines Rotors des Elektromotors (4) vom Soundmodul (8) ein PWM-Variationssignal (SV) zugeführt wird, und wobei die erste Steuereinheit (6a) in Abhängigkeit der Spannungs-Referenzsignale (Ua, Ub, Uc) und des PWM-Variationssignals (SV) das PWM-Signal (Sa, Sb, Sc) für die jeweilige Phase des Elektromotors (4) erzeugt. Des Weiteren betrifft die Erfindung eine derartige Vorrichtung (2).

Description

Verfahren zum Betrieb einer Vorrichtung mit einem Elektromotor und mit einem Soundmodul
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb einer Vorrichtung, die einen Elektromotor, eine Steuereinheit zur Erzeugung eines PWM-Signals für den Elektromotor, sowie ein Soundmodul aufweist. Des Weiteren betrifft die Erfindung eine solche Vorrichtung.
Aus dem Stand der Technik ist es bekannt, einen Elektromotor derart anzusteu- ern, dass dieser für die Erzeugung eines vorgegebenen Geräusches in Vibration versetzt wird.
So ist beispielsweise aus der US 2010/0134058 A1 ein Verfahren und ein System zum Betreiben eines Kraftfahrzeugelektromotors mit ersten und zweiten Komponenten bekannt. Eine gewünschte Vibrationsfrequenz für den Elektromotor wird ausgewählt. Es wird bewirkt, dass ein Strom durch mindestens eine der ersten und zweiten Komponenten fließt, so dass sich die zweite Komponente relativ zur ersten Komponente bewegt. Der Strom wird so moduliert, dass der Motor mit der gewünschten Frequenz vibriert.
Weiterhin ist in der EP 3 145 792 B1 ein Verfahren zur Geräuschmodulation dreiphasigen Synchronmotors beschrieben, der unter Verwendung einer Vektorregelung mittels eines Motorsteuergeräts angetrieben ist, wobei eine Magnetisierungsstrom bildende Stromkomponente in Abhängigkeit von einem gemessenen akustischen Zustand an einen gewünschten akustischen Zustand angepasst wird.
In der WO 2019/214777 A1 ist ein Verfahren zur Erzeugung und/oder Kompensation von Schwingungen mittels elektrischer Maschinen dargestellt. Dabei werden Istwerte für Stromkomponenten mit vorgegebenen Führungsgrößen verglichen, und der Elektromotor durch wenigstens eine Drehmoment bildende Stromkomponente in Abhängigkeit von einem Betriebszustand des Elektromotors zur Erzeugung und/oder Kompensation von Schwingungen gesteuert. Entsprechend einer Vorgabefunktion wird eine Stromgröße und/oder ein Istwert einer Stromgröße einer Vorsteuerung zugeführt. Die daraus entstehenden Steuergrößen werden für die eine Drehmoment bildenden Stromkomponenten direkt einer Steuereinheit und dann als Spannungsgrößen einer Leistungselektronik und Transformationsstufe zugeführt.
Weiterhin sind akustische Warnsysteme für geräuscharme Fahrzeuge, insbesondere für elektrisch angetriebene Kraftfahrzeuge, bekannt. Ein solches, sogenanntes Acoustic Vehicle Alert System (AVAS) erzeugt Geräusche, welches demjenigen eines Verbrennungsmotors ähnelt, wenn das Fahrzeug eine vorgeschriebene Geschwindigkeit, z.B. 20 km/h oder 30km/h unterschreitet, so dass Passanten das Fahrzeug leichter akustisch wahrnehmen können.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde ein alternatives und/oder besonders geeignetes Verfahren zum Betrieb einer Vorrichtung mit einem Elektromotor anzugeben, bei dem anhand des Elektromotors ein Geräusch erzeugt wird. Weiterhin soll eine entsprechende Vorrichtung, ein für einen solchen Betrieb vorgesehenes Computerprogramm und ein computerlesbares Medium mit dem Computerprogramm angegeben werden.
Hinsichtlich des Verfahrens wird die Aufgabe mit den Merkmalen des Anspruchs 1 erfindungsgemäß gelöst. Bezüglich der Vorrichtung wird die Aufgabe mit den Merkmalen des Anspruchs 5, bezüglich des Computerprogramms mit den Merkmalen des Anspruchs 9 und bezüglich des computerlesbaren Mediums mit den Merkmalen der Anspruchs 10 erfindungsgemäß gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche. Dabei gelten die Ausführungen im Zusammenhang mit dem Verfahren sinngemäß auch für die Vorrichtung, für das Computerprogramm sowie für das computerlesbare Medium, und umgekehrt. Das Verfahren dient dem Betrieb einer Vorrichtung, welch einen Elektromotor, ein Soundmodul sowie eine erste Steuereinheit aufweist. Die erste Steuereinheit ist dabei dazu vorgesehen und eingerichtet PWM-Signale zu erzeugen und an den Elektromotor, insbesondere an Halbleiterschalter dessen Wechselrichter, auszugeben. Die erste Steuereinheit ist oder umfasst zweckmäßig einen PWM- Generator.
Verfahrensgemäß werden zunächst Spannungsreferenzsignale für die Phasen des Elektromotors anhand einer Motorstromregelung bereitgestellt. Die Spannungsreferenzsignale werden anschließend für die Erzeugung der PWM-Signale zur Ansteuerung des Motors der ersten Steuereinheit zugeführt. Zweckmäßig wird erfolgt dabei die Motorstromregelung anhand einer zweiten Steuereinheit, also werden die Spannungsreferenzsignale hierbei von der zweiten Steuereinheit an die erste Steuereinheit bereitgestellt.
Weiterhin werden der ersten Steuereinheit, insbesondere direkt, vom Soundmodul ein PWM-Variationssignal zugeführt.
Die erste Steuereinheit erzeugt die PWM-Signale für die Phasen des Elektromotors in Abhängigkeit sowohl der Spannungsreferenzsignale als auch des PWM- Variationssignals.
Das PWM-Variationssignal dient dazu den kurz auch als Motor bezeichneten Elektromotor derart anzusteuern, dass dessen Rotor, eine Vibration, vorzugsweise eine rotatorische Vibration (Rotationsvibration), durchführt. Diese Vibration resultiert in der Erzeugung und der Abgabe eines entsprechenden Geräusches vom Elektromotor.
Zusammenfassend wird beim Verfahren der Elektromotor, insbesondere dessen Rotor zu einer Vibration, insbesondere einer rotatorischen Vibration, angeregt. Also dient das Verfahren zur Erzeugung eines Geräusches anhand des Elektromotors. Das Geräusch ist dabei vorzugsweise ein vorrichtungsextern durch eine Person wahrnehmbares akustisches Geräusch. Bevorzugt werden zur der Erzeugung der PWM-Signale, zunächst PWM- Zwischensignale bestimmt, die den Spannungs-Referenzsignale entsprechen. Diese PWM-Zwischensignale werden anschließend in Abhängigkeit des PWM- Variationssignals geändert, also variiert. Insbesondere wird hierbei der (Tastgrad) Duty-cycle angepasst. Es erfolgt also eine Modulation der PWM-Zwischensignale. Die Modulation erfolgt dabei derart, dass der Rotor zu einer Vibration entsprechend des PWM-Variationssignals angeregt wird.
Das PWM-Variationssignals ist bevorzugt derart ausgebildet, dass ein vorgegebenes Geräusch, beispielsweise eine Melodie, oder das Geräusch eines Verbrennungsmotors, durch die Vibration erzeugt wird.
Das PWM-Variationssignal enthält beispielsweise Informationen über die Frequenzen und Amplituden des zu erzeugenden Geräusches, wobei die erste Steuereinheit die PWM-Zwischensignale derart variiert, dass das durch die Vibration des Rotors erzeugte Geräusch diese Frequenzen und Amplituden aufweist.
Alternativ und bevorzugt umfasst das PWM-Variationssignal direkt Anweisungen, wie die PWM-Zwischensignale variiert werden. Beispielsweise umfasst das PWM- Variationssignal hierbei Werte für die Änderung des Betrags des Tastgrads zur Erzeugung der Vibration.
Gemäß einer geeigneten Ausgestaltung wird bei der Motorstromregelung ein drehmomentbildender Motorstrom bestimmt und dieser anhand eines ersten, insbesondere als PI-Regler ausgebildeten, Reglers geregelt. Zudem wird ein Magnetisierungsstrom bestimmt und anhand eines, insbesondere als PI-Regler ausgebildeten, zweiten Reglers geregelt. Für die Bestimmung des Magnetisierungsstroms und des drehmomentbildenden Motorstroms werden zweckmäßig die Phasenströme des Elektromotors erfasst und diese anhand einer Transformation, insbesondere anhand einer Clarke-Transformation und/oder anhand einer Park-Transformation, in den Magnetisierungsstrom und in den drehmomentbildenden Motorstrom transformiert. Der Magnetisierungsstrom und der drehmomentbildende
Motorstrom bildet also die Regelgröße für den jeweiligen Regler.
Gemäß einer ersten Ausgestaltung wird zur Erzeugung des Geräusches eine erste Führungsgröße für die Regelung des drehmomentbildenden Motorstroms anhand eines vom ausgegebenen ersten Stromvariationssignals bestimmt. Als erste Führungsgröße wird insbesondere die Summe aus einem vorgegebenen Soll-Wert für den drehmomentbildenden Motorstrom und dem ersten Stromvariationssignal verwendet.
Zusätzlich oder alternativ hierzu wird eine zweite Führungsgröße für die Regelung des Magnetisierungsstroms anhand eines vom Soundmodul ausgegebenen zweiten Stromvariationssignals bestimmt. Als zweite Führungsgröße wird insbesondere die Summe aus einem vorgegebenen Soll-Wert für den Magnetisierungsstrom und dem zweiten Stromvariationssignal verwendet.
Gemäß einer zweiten Ausgestaltung werden zusätzlich oder alternativ zur ersten Ausgestaltung die Spannungs-Referenzsingale sowohl in Abhängigkeit einer ersten Spannungskomponente, welche vom ersten Regler ausgegeben wird, in Abhängigkeit einer zweiten Spannungskomponente, welche vom zweiten Regler ausgegeben wird, als auch in Abhängigkeit eines ersten Spannungsvariationssignals und/oder eines zweiten Spannungsvariationssignals bestimmt. Das erste Spannungsvariationssignal und/oder das zweite Spannungsvariationssignal werden dabei vom Soundmodul bereitgestellt, also ausgegeben.
Zweckmäßiger weise wird eine erste Summe aus dem ersten Spannungsvariationssignals und der ersten Spannungskomponente und/oder eine zweite Summe aus der dem zweiten Spannungsvariationssignals und der zweiten Spannungskomponente gebildet.
Anschließend erfolgt zweckmäßig zur Bestimmung der Spannungs-Referenzsingale eine Transformation, insbesondere eine inverse Park-Transformation und/oder eine inverse Clarke-Transformation, der ersten Spannungskomponente, der zweiten Spannungskomponenten, der ersten Summe und/oder der zweiten Summe.
Auf diese Weise ist es vorteilhaft ermöglicht den zur Erzeugung des Geräusches notwendigen Rechenaufwand des ersten und/oder der zweiten Steuereinheit beeinflusst werden. So ist die Erzeugung des Geräusches auf die beiden Steuereinheiten aufgeteilt oder aufteilbar.
Zusammenfassend werden bei der ersten und bei der zweiten Ausgestaltung zusätzliche Eingriffspunkte für die Erzeugung des Geräuschs bereitgestellt.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung beträgt die PWM-Frequenz mehr als das Doppelte als der Reglertakt für die Motorstromregelung. Geeigneter Weise ist die PWM-Frequenz größer als 10 kHz, beispielsweise größer als 10 kHz und kleiner oder gleich 100 kHz, vorzugsweise bis zu 50 kHz, insbesondere zwischen 15 kHz und 25 kHz, beispielswiese 20 kHz. Alternativ oder vorzugsweise zusätzlich ist ein Reglertakt für die Motorstromregelung, insbesondere der Reglertakt des ersten Reglers und/oder des zweiten Reglers, kleiner als 2 kHz, insbesondere zwischen 0,5 kHz und 1 ,5 kHz, beispielsweise 1 kHz.
Auf diese Weise ist es vorteilhaft ermöglicht ein Geräusch mit vergleichsweise hoher Frequenz, insbesondere mit einer Frequenz, die der Hälfte der PWM- Frequenz entspricht, zu erzeugen. Zusammenfassend können Geräusche erzeugt werden, deren Frequenz größer als der Reglertakt ist.
Gemäß einer zweckmäßigen Ausgestaltung des Verfahrens wird der ersten Steuereinheit ein Positionssignal über die Position des Rotors zugeführt. Das Positionssignal enthält also eine Information über die Drehposition (Winkelposition) des Rotors bezüglich eines Referenzpunkts, insbesondere bezüglich des Stators. Das PWM-Signal für zumindest eine der Phasen des Elektromotors wird in Abhängigkeit des Positionssignals erzeugt. Bei der Erzeugung des Geräusches kann somit die Position des Rotors berücksichtigt werden. Also ist ermöglicht die PWM-Signale derart zu erzeugen, zur Erzeugung des Geräusches lediglich vorbestimmte Phasen und/oder die vorbestimmten Phasen bei einer vorgegebenen (Dreh)Position oder in einem vorgegebenen Positionsbereich variiert, also in Abhängigkeit des PWM-Variationssignals erzeugt werden. Die anderen Phasen und/oder in den anderen Positionen werden die PWM-Signale dann beispielsweise lediglich entsprechend der Spannungs-Referenzsignale erzeugt.
Folglich kann ein Einfluss der Erzeugung des Geräusches auf den Betrieb des Motors eingestellt, insbesondere minimiert, werden. Wird beispielsweise lediglich die Phase A in einem Positionsbereich von 0° bis 10° für die Erzeugung des Geräusches variiert. Somit erfolgt eine entsprechende Anregung immer in dieselbe (Dreh-)Richtung.
Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft eine Vorrichtung, die einen Elektromotor, ein Soundmodul und eine Regel- und Steuereinrichtung zur Durchführung des Verfahrens in einer der oben dargestellten Varianten aufweist. Mit anderen Worten umfasst die Vorrichtung den Elektromotor und Mittel, die so angepasst sind, dass sie die Schritte des Verfahrens in einer der oben dargestellten Varianten ausführen. Insbesondere umfassen die Mittel dabei das Soundmodul sowie die Regelund Steuereinrichtung, welche wiederum die die erste Steuereinheit aufweist.
Die Vorrichtung ist also gemäß dem Verfahren betreibbar und/oder wird gemäß dem Verfahren betrieben.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Vorrichtung umfasst die Regel- und Steuereinrichtung die, insbesondere als PWM-Generator ausgebildete oder einen solchen umfassende, erste Steuereinheit für die Erzeugung von PWM-Signale sowie eine, insbesondere als p-Controller ausgebildete oder einen solchen umfassende, zweite Steuereinheit für die Regelung der Motorströme. Dabei sind die erste Steuereinheit und die zweite Steuereinheit separat zueinander. Mit anderen Worten ist die erste und die zweite Steuereinheit funktional und mechanisch voneinander getrennt. Das vom Soundmodul ausgegebene PWM-Variationssignal wird also nicht erst an die zweite Steuereinheit ausgegeben und dort zur Erzeugung des Geräusches, insbesondere anhand der Motorstromregelung, verarbeitet, sondern es wird direkt an die (steuerungstechnisch motornahe) erste Steuereinheit ausgegeben. Somit ist eine vergleichsweise schnelle und/oder vergleichsweise aufwandsarme Steuerung des Elektromotors für die Geräuscherzeugung realisiert.
Zusätzlich ist es auf diese Weise ermöglicht, eine Sicherheitsfunktion für den Elektromotor, insbesondere für die Brückenschaltung dessen Wechselrichters, in eine die von der zweiten Steuereinheit separate erste Steuereinheit zu integrieren. Beispielsweise können bei einem Fehlerfall, bei dem ein Temperaturschwellenwert der Motortemperatur und/oder ein Stromschwellenwert der Motorströme überschritten wird, die PWM-Signale direkt anhand der ersten Steuereinheit eingestellt werden, um den Motorstrom zu reduzieren. Folglich ist ein vergleichsweise schneller Eingriff im Fehlerfall ermöglicht und eine Beschädigung der Vorrichtung vermieden.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung das Soundmodul ein AVAS- Soundmodul. Mit anderen Worten ist das Soundmodul dazu vorgesehen und eingerichtet ist, die erste und/oder die zweite Steuereinheit derart anzusteuern, dass ein Warngeräusch vom Elektromotor erzeugt wird, wobei das Geräusch vorzugsweise dem Geräusch eines Verbrennungsmotors entspricht. Die Vibration des Rotors wird also anhand des PWM-Variationssignals derart eingestellt, dass ein solches Geräusch erzeugt wird. Vorzugsweise wird die erste und/oder die zweite Steuereinheit zur Erzeugung eines solchen Geräusches angesteuert, wenn ein dem Soundmodul zugeführter Geschwindigkeitswert, welcher die Geschwindigkeit eines die Vorrichtung aufweisenden Kraftfahrzeugs repräsentiert, einen vorgegebenen Schwellenwert, beispielsweise 20 km/h oder 30 km/h, unterschreitet.
Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung ist der Elektromotor ein Kühlerlüftermotor für ein Kraftfahrzeug. Bei der Geräuscherzeugung durch einen solchen Kühlerlüftermotor wird aufgrund dessen Fügung mit einer Halteeinrichtung diese ebenfalls zur Vibration angeregt. Dieser Körperschall wird entsprechend in Luft abgestrahlt, so das Geräusch besonders gut von Passanten wahrnehmbar ist.
Also wird der Kühlerlüftermotor zur Erzeugung eines Geräusches für AVAS- Anwendungen verwendet. Aufgrund dessen ist es ermöglicht, zumindest einen Lautsprecher eines Acoustic Vehicle Alert System durch die Vorrichtung zu ersetzten.
Ein weiterer Aspekt der Erfindung umfasst ein Computerprogramm, insbesondere für die erste Steuereinheit der Vorrichtung. Dieses umfasst Befehle, die bewirken, dass die erste Steuereinheit das PWM-Signal in Abhängigkeit der von der zweiten Steuereinheit übertragenen Spannungsreferenzsignale und des vom Soundmodul übertragenen PWM-Variationssignals erzeugt.
Vorzugsweise umfasst das Computerprogramm weiterhin Befehle, die bewirkend, dass das PWM-Signal in Abhängigkeit des Positionssignals erzeugt wird.
Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft ein computerlesbares Medium, auf dem das Computerprogramm gespeichert ist. Das computerlesbare Medium ist vorzugsweise ein nichtflüchtiger Speicher, beispielsweise ein Flash-Speicher und/oder eine Festplatte. Vorzugsweise ist das computerlesbare Medium ein Speicher der ersten Steuereinheit.
Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand einer Zeichnung näher erläutert. Darin zeigt die einzige Figur schematisch ein Blockdiagramm einer Vorrichtung, die einen Elektromotor, ein Soundmodul sowie eine Regel- und Steuereinrichtung mit einer ersten und mit einer zweiten Steuereinheit aufweist.
Die Vorrichtung 2 weist einen Elektromotor 4 auf. Dieser ist vorzugsweise ein Kühlerlüftermotor für ein, insbesondere elektrisch angetriebenes, Kraftfahrzeug. Der Elektromotor 4 umfasst in nicht näher dargestellter Weise einen Rotor und sowie einen Stator, der eine Statorwicklung mit einer Anzahl an Phasen a, b, c, hier beispielsweise drei, aufweist. Der Elektromotor 4 umfasst weiterhin einen Wechselrichter, welcher mit einer Gleichspannungsquelle verbunden ist (nicht dargestellt). Der Wechselrichter umfasst eine Brückenschaltung mit einer Schaltern, insbesondere Halbleiterschaltern. Zur Erzeugung und zum Einstellen eines (Phasen-)Stro- mes la, lb, lc durch die jeweilige Phase a, b, c des Elektromotors werden die Halbleiterschalter des Elektromotors 4 anhand von PWM-Signalen Sa, Sb, Sc angesteuert. Die PWM-Signale Sa, Sb, Sc werden von einer ersten Steuereinheit 6a bereitgestellt und an den Elektromotor 4 übertragen. Dabei ist eine Frequenz der PWM- Signale vorzugsweise größer als 10 kHz und/oder kleiner als 150 kHz.
Die Vorrichtung 2 weist weiterhin ein Soundmodul 8 auf. Das Soundmodul 8 ist ein AVAS-Soundmodul. Dieses ist dazu vorgesehen und eingerichtet ist, die erste Steuereinheit 6a und/oder die zweite Steuereinheit 6b derart anzusteuern, dass ein Warngeräusch vom Elektromotor 4 durch rotatorische Vibration dessen Rotors erzeugt wird, wobei das Geräusch vorzugsweise dem Geräusch eines Verbrennungsmotors entspricht.
Hierzu ist das Soundmodul 8 signal- und/oder datenübertragungstechnisch direkt mit der ersten Steuereinrichtung 6a verbunden, so dass ein PWM-Variationssignal Sv vom Soundmodul 8 an die ersten Steuereinrichtung 6a übertragbar ist. Für die Erzeugung eines Geräusches werden der ersten Steuereinrichtung 6a von einer zweiten Steuereinrichtung 6b, welche wie weiter unten dargestellt wird, insbesondere für die Motorstromregelung vorgesehen ist, Spannungs-Referenzsignale lla, llb, Uc sowie vom Soundmodul 8 das PWM-Variationssignal Sv zugeführt. Die erste Steuereinheit 6a erzeugt die PWM-Signale Sa, Sb, Sc für den Elektromotor in Anhängigkeit der Spannungs-Referenzsignale lla, llb, Uc und des PWM- Variationssignals Sv.
Beispielsweise werden hierzu zunächst anhand der Spannungs-Referenzsignale Ua, Ub, Uc in bekannter Weise PWM-Zwischensignale bestimmt. Mit anderen Worten werden als PWM-Zwischensignale PWM-Signale für eine Ansteuerung des Elektromotors 4 entsprechend der Spannungs-Referenzsignale Ua, Ub, Uc bestimmt. Diese PWM-Zwischensignale werden anschließend in Abhängigkeit des PWM-Variationssignals geändert. Insbesondere wird hierbei der (Tastgrad) Duty- Cycle derart angepasst, dass der Rotor zur Ausgabe eines vorgegebenen Geräuschs in eine entsprechende Vibration versetzt wird.
Auf einem als Speicher 10 ausgebildeten computerlesbaren Medium ist ein Computerprogramm 12 gespeichert. Dieses umfasst Befehle, die entsprechend der oben dargestellte Ausführungen bewirken, dass die PWM-Signale Sa, Sb, Sc in Abhängigkeit der Spannungs-Referenzsignale lla, Ub, Uc und in Abhängigkeit des PWM-Variationssignals Sv anhand der ersten Steuereinheit 6a erzeugt werden.
Die Vorrichtung 2 umfasst des Weiteren einen Stromsensor 14, anhand dessen Phasenströme la, Ib, und Ic der Phasen des Elektromotors 4 gemessen, also erfasst werden. Der Stromsensor 14 ist signal- und/oder datenübertragungstechnisch mit der zweiten Steuereinheit 6b verbunden. Die Messwerte des Stromsensors 14 für die Phasenströme la, Ib, und Ic werden einer ersten Transformationseinheit 16 der zweiten Steuereinheit 6b zugeführt.
Anhand der Transformationseinheit 16 erfolgt eine Clark-Transformation der zugeführten Messwerte der Phasenströme la, Ib, und Ic sowie eine Parktransformation des Ergebnisses der Clarke-Transformation. Für die Park-Transformation wird dabei eine von einer Rotorlagensensor 18 der Vorrichtung 2 bereitgestellte (Dreh- Winkel-)Position p des Rotors verwendet. Die erste Transformationseinheit 16 stellt den aktuellen drehmomentbildenden Motorstrom Iq st sowie den aktuellen Magnetisierungsstrom Id, ist als Ergebnis dieser Transformationen bereit.
Für eine Motorstromregelung, also für die Regelung des drehmomentbildenden Motorstroms Iq st und für die Regelung des Magnetisierungsstroms Id, ist weist die zweite Steuereinheit 6b jeweils einen Regler, nämlich einen, hier beispielhaft als PI-Regler ausgebildeten ersten Regler 20 bzw. einen, hier beispielhaft als PI- Regler ausgebildeten, zweiten Regler 22 auf. Ein Reglertakt des ersten und/oder des zweiten Reglers ist beispielsweise kleiner als 2 kHz, geeigneter Weise zwischen 0,5 kHz und 1 ,5 kHz gewählt. Allenfalls beträgt der Reglertakt weniger als die Hälfte der PWM-Frequenz. Für die Regelung des aktuellen drehmomentbildenden Motorstroms Iq st wird eine Differenz aus einer ersten Führungsgröße und dem Ist-Wert des drehmomentbildenden Motorstroms Iq st gebildet. Diese Differenz wird als Regeldifferenz dem ersten Regler 20 zugeführt. Als Führungsgröße ist hierbei ein Soll-Wert Iq.soii für den drehmomentbildenden Motorstroms Iq st vorgegeben, welcher zum Betrieb des Elektromotors (ohne die Geräuscherzeugung) vorgesehen ist.
Für die Regelung des aktuellen Magnetisierungsstroms Idjst wird eine Differenz aus einer zweiten Führungsgröße und dem Ist-Wert des Magnetisierungsstroms Idjst gebildet. Diese Differenz wird als Regeldifferenz dem zweiten Regler 22 zugeführt. Als Führungsgröße ist hierbei ein Soll-Wert Id.soii für den Magnetisierungsstroms Idjst vorgegeben, welcher zum Betrieb des Elektromotors (ohne die Geräuscherzeugung) vorgesehen ist.
Optional wird zur Erzeugung des Geräusches vom Soundmodul ein ersten Stromvariationssignal lq,v und/oder ein zweites Stromvariationssignals ld,v an die zweite Steuereinheit 6b ausgegeben. In diesem Fall wird die erste Führungsgröße anhand einer Summe des Soll-Wert Iq.soii und des ersten Stromvariationssignal lq,v gebildet, und/oder die zweite Führungsgröße wird anhand einer Summe des Soll- Wert Id, son und des zweiten Stromvariationssignal ld,v gebildet.
Anhand einer solchen Variation der ersten und/oder zweiten Führungsgröße kann und/oder wird der Rotor des Elektromotors 4 entsprechend zu einer Vibration angeregt.
Als Ergebnis der Motorstromregelung gibt der erste Regler 20 eine erste Spannungskomponente llq und der zweite Regler 22 eine zweite Spannungskomponente Lid aus. Diese beiden Spannungskomponenten Uq, Lid werden als erste bzw. als zweite Eingangsgröße einer zweiten Transformationseinheit 24 zugeführt. Anhand der zweiten Transformationseinheit 24 erfolgt eine inverse Park-Transformation dieser beiden Spannungskomponenten Uq, Ud und anschließend eine inverse Clarke-Transformation des Ergebnisses der inversen Park-Transformation. Ausgangsseitig stellt die zweite Transformationseinheit 24 die Spannungs-Referenzsignale lla, Ub, Uc bereit und/oder gibt diese an die erste Steuereinheit 6a aus.
Optional werden vom Soundmodul 8 ein erstes Spannungsvariationssignal Uq,v für die erste Spannungskomponente Uq und/oder ein zweites Spannungsvariationssignals (Ud,v) für die zweite Spannungskomponente Lid an die zweite Steuereinheit 6b ausgegeben. In diesem Fall werden die erste Eingangsgröße dadurch geändert, dass zur ersten Spannungskomponente Uq das erste Spannungsvariationssignals Uq,v addiert wird, und/oder die zweite Eingangsgröße wird dadurch geändert, dass zur zweiten Spannungskomponente Lid das zweiten Spannungsvariationssignals Ud,v addiert wird. Die, gegebenenfalls geänderte, erste Eingangsgröße und die gegebenenfalls geänderte, zweite Eingangsgröße wird der zweiten Transformationseinheit 24 eingangsseitig zugeführt.
Zusammenfassend werden in diesem optionalen Fall die Spannungs-Referenzsignale lla, Ub, U) in Abhängigkeit der ersten Spannungskomponente Uq, der zweiten Spannungskomponente Ud sowie in Abhängigkeit der ersten Spannungsvariationssignals Ud,v und/oder der zweiten Spannungsvariationssignals Uq,v bestimmt.
Anhand einer solchen Änderung zumindest einer der Eingangsgrößen der zweiten Transformationseinheit 24 kann und/oder wird der Rotor des Elektromotors 4 entsprechend zu einer Vibration angeregt.
Zusammenfassend ist die zweite Steuereinheit 6b zur Regelung der Motorströme vorgesehen.
Optional wird der ersten Steuereinheit 6a die ermittelte Position p zugeführt, wobei das jeweilige PWM-Signal Sa, Sb, Sc in Abhängigkeit der Position erzeugt wird. Insbesondere werden die PWM-Zwischensignale, insbesondere in Abhängigkeit der Position für die Erzeugung des Geräusches variiert. So erfolgt eine Variation der PWM-Zwischensignale beispielsweise lediglich für einen vordefinierten Bereich der Position p. Die erste und die zweite Steuereinheit 6a und 6b werden zusammenfassend als Regel- und Steuereinrichtung 6 bezeichnet. Jedoch sind die erste und die zweite Steuereinheit zueinander separate Einrichtungen. Auf diese Weise ist ein Geräusch vergleichsweise schnell durch einen Steuervorgang der ersten Steuereinheit durch das Soundmodul ausgebbar.
Weiterhin ist eine Sicherheitsfunktion für den Elektromotor 4 in die erste Steuereinheit integriert. Hierzu werden der ersten Steuereinheit 6a die Messwerte der Phasenströme la, Ib, Ic und/oder ein von einem Temperatursensor 26 erfasster Temperaturwert ST der Motortemperatur zugeführt. Bei überschreiten eines entsprechenden Temperaturschwellenwert der Motortemperatur und/oder eines entsprechenden Stromschwellenwerts, kann anhand einer entsprechenden Erzeugung der PWM-Signale durch die separate erste Steuereinheit 6a der Motorstrom vergleichsweise schnell reduziert werden.
Die Erfindung ist nicht auf die vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt. Vielmehr können hieraus im Rahmen der Ansprüche auch andere Varianten der Erfindung vom Fachmann abgeleitet werden, ohne den Gegenstand der Erfindung zu verlassen. Insbesondere sind ferner alle im Zusammenhang mit den Ausführungsbeispielen und/oder in den Ansprüchen beschriebenen Einzelmerkmale auch auf andere Weise miteinander kombinierbar, ohne den Gegenstand der Erfindung zu verlassen.
Bezugszeichenliste
2 Vorrichtung
4 Elektromotor
6 Steuereinrichtung
6a erste Steuereinheit
6b zweite Steuereinheit
8 Soundmodul
10 computerlesbares Medium
12 Computerprogramm
14 Stromsensor
16 erste Transformationseinheit
18 Rotorlagensensor
20,22 Regler
24 zweite Transformationseinheit
26 Temperatursensor la, lb, lc Phasenstrom
Id, ist Ist-Wert des Magnetisierungsstroms
Id, son Soll-Wert des Magnetisierungsstroms ld,v Stromvariationssignals für den Magnetisierungsstrom
Iq st Ist-Wert des drehmomentbildenden Motorstrom
Iq.soii Soll-Wert des drehmomentbildenden Motorstrom lq,v Stromvariationssignals für den drehmomentbildenden Motorstrom p Position
Sa, Sb, Sc PWM-Signal für eine Phase
ST Temperaturwert
Sv PWM-Variationssignal
Ua, Ub, Uc Spannungs-Referenzsignale
Lid zweite Spannungskomponente
Ud,v zweites Spannungsvariationssignal llq erste Spannungskomponente
Uq,v erstes Spannungsvariationssignal

Claims

Ansprüche
1 . Verfahren zum Betrieb einer Vorrichtung (2), die einen Elektromotor (4), ein Soundmodul (8) sowie eine erste Steuereinheit (6a) für die Erzeugung eines PWM-Signals (Sa, Sb, Sc) für die jeweilige Phase des den Elektromotor (4) aufweist, wobei Spannungs-Referenzsignale (lla, Ub, Uc) für die Phasen des Elektromotors (4) anhand einer Motorstromregelung bestimmt werden, und diese der ersten Steuereinheit (6a) zugeführt werden, wobei der ersten Steuereinheit (6a) zur Erzeugung eines Geräusches durch Vibration eines Rotors des Elektromotors (4), insbesondere direkt, vom Soundmodul (8) ein PWM-Variationssignal (Sv) zugeführt wird, wobei die erste Steuereinheit (6a) in Abhängigkeit der Spannungs- Referenzsignale (lla, Ub, Uc) und des PWM-Variationssignals (Sv) die PWM-Signale (Sa, Sb, Sc) für die Phasen des Elektromotors (4) erzeugt.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass ein drehmomentbildender Motorstrom (Iq st) bestimmt und anhand eines ersten Reglers (20) geregelt wird, und dass ein Magnetisierungsstrom (Id, ist) bestimmt und anhand zweiten Reglers (22) geregelt wird, wobei eine erste Führungsgröße für die Regelung des drehmomentbildenden Motorstroms (Iq st) anhand eines vom Soundmodul (8) ausgegebenen ersten Stromvariationssignals (lq,v) bestimmt wird, und/oder wobei eine zweite Führungsgröße für die Regelung des Magnetisierungsstroms (Id, ist) anhand eines vom Soundmodul (8) ausgegebenen zweiten Stromvariationssignals (ld,v) bestimmt wird, und/oder wobei der erste Regler (20) eine erste Spannungskomponente (Uq) und der zweite Regler (22) eine zweite Spannungskomponente (Ud) ausgibt, wobei die Spannungs-Referenzsignale (Ua, Ub, Uc) in Abhängigkeit der ersten Spannungskomponente (Uq), der zweiten Spannungskomponente (Lid) sowie in Abhängigkeit eines vom Soundmodul (8) ausgegebenen ersten Spannungsvariationssignals (Uq,v) für die erste Spannungskomponente (Ud,v) und/oder eines vom Soundmodul (8) ausgegebenen zweiten Spannungsvariationssignals (Ud,v) für die zweite Spannungskomponente (Uq) bestimmt werden.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die PWM-Frequenz mehr als das Doppelte eines Reglertakts für die Stromregelung beträgt.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der ersten Steuereinheit (6a) ein Positionssignal (p) über die Position eines Rotors zugeführt wird, und dass das PWM-Signal (Sa, Sb, Sc) in Abhängigkeit des Positionssignals (p) erzeugt wird.
5. Vorrichtung (2), mit einem Elektromotor (4), mit einem Soundmodul (8) sowie mit einer Regel- und Steuereinrichtung (6) zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 4.
6. Vorrichtung (2) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung (6) die erste Steuereinheit (6a) für die Erzeugung des PWM-Signals (Sa, Sb, Sc), und eine hierzu separate zweite Steuereinheit (6b) für die Regelung der Motorströme (Id, lq) aufweist.
7. Vorrichtung (2) nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Soundmodul (8) ein AVAS-Soundmodul ist.
8. Vorrichtung (2) nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Elektromotor (4) ein Kühlerlüftermotor für ein Kraftfahrzeug ist.
9. Computerprogramm (12), umfassend Befehle, die bewirken, dass die erste
Steuereinheit (6a) der Vorrichtung (2) nach einem der Ansprüche 5 bis 8 das PWM-Signal (Sa, Sb, Sc) in Abhängigkeit der von der zweiten Steuereinheit (6b) übertragenen Spannungsreferenzsignale (lla, Ub, Uc) und des vom Soundmodul (8) übertragenen PWM-Variationssignals (Sv) erzeugt.
10. Computerlesbares Medium (10), auf dem das Computerprogramm (12) nach Anspruch 9 gespeichert ist.
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