CN109314487A - 用于减小驱动系中的机械负荷的方法和装置 - Google Patents

Abstract

用于减小驱动系（100）中的机械负荷的方法（300）和装置（170）。把电机（130）设置成所述驱动系（100）的驱动设备，并且将逆变器（110）设置用于输出多相的输出电压，以便给所述电机（130）供电。该方法（300）包括如下步骤：确定（320）用于运行所述电机（130）的多相的输出电压（UA）；把可预先给定的电压（VU）与所确定的输出电压（UA）相累加（340）；输出（350）由多相的输出电压（UA）与可预先给定的电压（VU）构成的总和（SU），以便给所述电机（130）供电。

Description

用于减小驱动系中的机械负荷的方法和装置

技术领域

本发明涉及用于减小驱动系中的机械负荷的一种方法和一种装置。本发明还涉及一种具有相应的装置的驱动系、和一种具有驱动系的车辆以及一种计算机程序和一种机器可读的存储介质。

背景技术

由于在驱动系的生产和安装时的制造公差，例如转子轴在电机的定子内部并非理想地居中，而是略微偏心，或者转子在定子中略微偏心地移位或者斜置。在驱动系内部有另外的区域，所述另外的区域不能理想地被设计而是只能在一定的公差内被设计，例如，比如在电机和变速器之间的法兰（Flanschen）处配合精度有缺陷，但是或者变速器齿轮相互间也有间隙或者在各个齿轮与轴的支承部处也有间隙。这种不精确性导致邻接的构件、比如轴承或者所述构件的其他连接件相互间的负荷不均匀。通过减小在制造和安装时的公差来减小这些机械的不精确性十分破费。因此，对用于减小驱动系中的不均匀的机械负荷的替代方法存在需求。

发明内容

提出了一种用于减小驱动系中的机械负荷的方法。电机被设置成驱动系的驱动设备，并且逆变器（Wechselrichter）被设置用于输出多相的输出电压，以便给电机供电。该方法包括如下步骤：确定用于运行所述电机的多相的输出电压；把可预先给定的电压与所确定的输出电压相累加；输出由多相的输出电压与可预先给定的电压构成的总和，以便给电机供电。

提出了一种用于减小电驱动系中的机械负荷的方法。该电驱动系包括电机作为驱动设备，该电机特别是通过变速器驱动至少一个驱动轴和尤其是至少一个驱动轮。此外，设置了逆变器，该逆变器输出多相的输出电压，以便给电机供电。该方法包括确定用于运行所述电机的多相的输出电压。该多相的输出电压特别是根据希望转矩来确定。附加地，根据驱动系的个别的机械负荷来预先给定另一可预先给定的电压，该电压累加或叠加到所确定的多相的输出电压上。对个别的机械负荷的考虑可以特别是借助于应用（Applikation）在驱动系投入运行之前进行或者在驱动系运行期间进行，其方式为，获取表征机械负荷的物理参数。由累加得到多相的输出电压与可预先给定的电压的总和。可预先给定的电压的相数特别是相当于所确定的多相的输出电压的相数。所累加的电压曲线被输出用来给电机多相地供电。有利地，提出一种用于减小驱动系的个别的机械负荷的方法。同时，伴随着机械负荷的减小，也出现了驱动系的声音发射的减小。

在本发明的另一设计中，多相的输出电压的基本频率明显大于可预先给定的电压的频率，并且特别地，多相的输出电压的基本频率与可预先给定的电压的频率之间的差随着电机的极对数的增加而增大。

提出了一种用于减小驱动系中的机械负荷的方法，其中，为了给电机供电，输出由多相的输出电压与可预先给定的电压构成的总和。多相的输出电压的基本频率在此大于可预先给定的电压的频率。多相的输出电压的基本频率在此相当于电机的电频率，特别是相当于电机的电的定子频率。多相的输出电压的基本频率的大小相当于通常的大约0Hz至大约15kHz的运行频率。待累加的可预先给定的电压的频率相当于比基本频率小的频率，并且也处于大约0Hz和15kHz之间的范围内。特别地，多相的输出电压的基本频率与可预先给定的电压的频率之间的差随着电机的极对数的增加而增大。特别地，多相的输出电压的基本频率相当于可预先给定的电压的频率的2至6倍。特别地，可预先给定的电压的频率处于由于电机和驱动系的运行而机械地激发的振动的范围内。有利地，提供用于调节电压的参数，以用于实施该方法。

在本发明的另一设计中，该方法包括如下附加的步骤：确定驱动系的转速，并根据所确定的转速来预先给定可预先给定的电压的频率、幅度或相位。

确定驱动系的转速，并根据所确定的转速来预先给定可预先给定的电压的频率、幅度或相位。随着驱动系内的轴或齿轮的转速的升高，各个轴承处的机械负荷不同地改变。通过相应地调整或预先给定可预先给定的电压的频率、幅度或相位，抑制变化的机械负荷。有利地，提出了一种用于减小驱动系中的机械负荷的进一步改善的方法。

在本发明的另一设计中，就像针对可预先给定的电压的频率预先给定频率一样，预先给定电机的转子的转速、驱动系的驱动轴的转速或驱动系的驱动轮的转速。

获取电机的转子的转速、驱动系的驱动轴的转速或驱动系的驱动轮的转速，并且以针对可预先给定的电压的频率预先给定频率的方式将其预先给定。对转速的获取特别是借助于转速传感器或另一传感器来进行，该另一传感器获取表征相应转速的参数。有利地，提出了一种用于减小机械负荷的改善的方法。

在本发明的另一设计中，该方法包括如下其他的步骤：获取驱动系的固体声信号，并根据所获取的固体声信号预先给定可预先给定的电压的频率、幅度或相位。

由于驱动系的变化的机械负荷，其固体声信号也改变。因此，根据所获取的固体声信号预先给定可预先给定的电压的频率、幅度或相位。有利地，提出了一种用于减小驱动系中的机械负荷的改善的方法。

在本发明的另一设计中，为了获取固体声信号，在驱动系处设置了加速度传感器或麦克风。该加速度传感器特别是安置在电机、变速器处或其上，安置在驱动轮悬架、驱动轴上，安置在驱动轴的轴承、功率电子器件、逆变器、整流器或特别是用于驱动所述电机的电池上。

为了获取固体声信号，在驱动系处设置了加速度传感器或麦克风。固体声沿着整个驱动系传播，从而借助于加速度传感器或者麦克风可以在驱动系的几乎任意的位置处进行感测。这种传感器特别是可以安置在电机上或其处，安置在驱动系的特别是法兰连接的变速器处，安置在驱动轴处，安置在驱动轮悬架上或驱动轴的支承部上。针对这种传感器的其他安置地点可以例如是功率电子器件、逆变器、整流器或电池，该电池特别是被设置用于驱动所述电机。有利地，针对用于减小机械负荷的方法，提出了用来获取固体声信号的一些可行方案。

在本发明的另一设计中，该方法包括如下其他的步骤：获取电机的所产生的相电压或相电流，并根据所获取的相电压或相电流预先给定可预先给定的电压的频率、幅度或相位。

驱动系中的变化的机械负荷也导致电机的不均匀的相电压或相电流。因此，基于所获取的所产生的相电压或相电流预先给定可预先给定的电压的频率、幅度或相位，以便减小机械负荷。有利地，提出了一种用于减小机械负荷的改善的方法。

在本发明的另一设计中，为了确定电机的所产生的相电压或相电流，设置了电压或电流传感器。该电压或电流传感器特别是安置在电机处。

有益地，尽可能接近地直接在电机处检测所产生的相电压或相电流。为此，设置了特别是直接安装在电机处或内的电压或电流传感器。有利地，提出了用来获取所产生的相电压或相电流的一些可行方案。

本发明还涉及一种被设计用于实施所述方法的计算机程序。

本发明还涉及一种机器可读的存储介质，在该机器可读的存储介质上存储着所述的计算机程序。

本发明还涉及一种用于减小驱动系中的机械负荷的装置。设置电机作为驱动系的驱动设备，并且设置逆变器用于输出多相的输出电压，以便给电机供电。该装置被设计用于：确定用于运行所述电机的多相的输出电压；把可预先给定的电压累加到所确定的输出电压上；并且为了给电机供电，把由多相的输出电压、可预先给定的电压构成的总和作为目标参数输出给逆变器，特别是用于给电机供电。

提出了一种用于减小驱动系中的机械负荷的装置。电机用作驱动系的驱动设备，该电机为了供电而接收逆变器的多相的输出电压。该装置例如根据驾驶员希望来确定用于运行所述电机的多相的输出电压。此外，该装置把可预先给定的电压累加到所确定的输出电压上。由多相的输出电压与可预先给定的电压构成的总和作为目标参数由该装置输出给逆变器，该逆变器根据该目标参数输出多相的输出电压，以用于给电机供电。有利地，提出了一种用于减小驱动系中的机械负荷的装置。

本发明还涉及一种带有逆变器、电机和所述装置的驱动系。

提出了一种电驱动系，其包括逆变器和电机和所述装置。有利地，提出了一种驱动系，其带有减小驱动系中的机械负荷的装置。

本发明还涉及一种带有所述驱动系的车辆。因而有利地提出了一种车辆，其包括用于减小驱动系中的机械负荷的装置。

不言而喻，根据本发明的方法的特征、特性和优点相应地适用于或可用于所述装置或所述驱动系和所述车辆，并且反之亦然。

本发明的实施方式的其他特征和优点由参照附图的下述说明得到。

附图说明

下面要借助于一些附图来详述本发明。为此：

图1示意性地示出了带有一驱动系和一装置的车辆；

图2示意性地示出了电压曲线图；

图3示意性地示出了用于减小驱动系中的机械负荷的方法的流程图。

具体实施方式

图1示意性地示出了带有例如四个车轮150的车辆。该车辆包括驱动系100。该驱动系包括电机130，该电机通过变速器160与驱动轴和驱动轮连接。逆变器110把来自电池140、特别是高压电池的电能转变为多相的输出电压，电机130被供应以该输出电压。驱动系100还包括操控所述逆变器110的装置170。特别地，该装置170集成到逆变器110中作为功能单元。用于减小驱动系中的机械负荷的该装置170被设计用来：确定用于运行所述电机130的多相的输出电压UA，并把可预先给定的电压VU累加到所确定的多相的输出电压UA上。所述装置170把由多相的输出电压UA与可预先给定的电压VU构成的总和SU作为目标参数输出至逆变器110，以便给电机130供电。逆变器110给电机130供应一电压，该电压相当于由多相的输出电压UA与可预先给定的电压VU构成的总和SU。

图2示出了三个曲线图，这些曲线图分别示出了关于时间t的电压曲线。曲线图2a例如示出了多相的输出电压UA的一相的电压曲线，所述多相的输出电压借助于所述装置170特别是根据希望力矩而确定，以用于运行所述电机。输出电压UA是具有相对高的基本频率GF的交流电压。图2b示出了可预先给定的电压VU关于时间t和角度φ的电压曲线。电压VU是具有频率VF、相位VP和幅度VA的交流电压。可预先给定的电压VU的这些参数借助装置170被预先给定，且可以特别是根据例如驱动系的转速或固体声信号或所获取的相电压和相电流而被调整。如此应用或调整这些参数，从而减小在驱动系运行时的机械负荷。为了运行所述电机130，现在把特别是具有调整了的相位的可预先给定的电压VU累加到输出电压UA上。作为输出电压UA与可预先给定的电压VU的总和SU，得到了在曲线图2c中所示的电压曲线。通过由逆变器110上的装置170预先给定这些参数，以所示的电压曲线给电机130通电。由此实现了驱动系中的机械负荷的减小。

图3示意性地示出了用于减小驱动系100中的机械负荷的方法300的流程图。该方法以步骤310开始。在步骤320中，特别是根据希望力矩确定出用于运行所述电机130的多相的输出电压。在后续的示范性地示出的步骤322、326和332中，例如借助传感器获取驱动系的至少一个参数，例如驱动系的转速、驱动系的固体声信号或驱动系的所产生的相电压或相电流。在后续的各步骤324、328或334中，分别根据所获取的参数，确定可预先给定的电压VU的频率VF、幅度VA或相位VP。在后续的步骤340中，把输出电压UA与可预先给定的电压VU相累加。得到了总和SU。在步骤350中，把由多相的输出电压UA与可预先给定的电压VU构成的总和SU作为目标参数输出给逆变器110，以便给电机130供电。逆变器110产生相应于目标参数的电压曲线，以用于给电机130供电，该电机相应地驱动具有减小的机械负荷的驱动系。该方法以步骤360结束。

Claims (13)

1.一种用于减小驱动系（100）中的机械负荷的方法（300），其中，把电机（130）设置成所述驱动系（100）的驱动设备，并且将逆变器（110）设置用于输出多相的输出电压，以便给所述电机（130）供电，该方法具有如下步骤：

确定（320）用于运行所述电机（130）的多相的输出电压（UA）；

把可预先给定的电压（VU）与所确定的输出电压（UA）相累加（340）；

输出（350）由多相的输出电压（UA）与可预先给定的电压（VU）构成的总和（SU），以便给所述电机（130）供电。

2.如权利要求1所述的方法（300），其中，所述多相的输出电压（UA）的基本频率（GF）大于所述可预先给定的电压的频率（VF），并且特别地，所述多相的输出电压（UA）的基本频率（GF）与所述可预先给定的电压的频率（VF）之间的差随着所述电机（130）的极对数的增加而增大。

3.如前述权利要求中任一项所述的方法（300），其中，该方法包括如下附加的步骤：

确定所述驱动系（100）的转速（322），并根据所确定的转速来预先给定（324）所述可预先给定的电压（VU）的频率（VF）、幅度（VA）或相位（VP）。

4.如权利要求3所述的方法（300），其中，以针对所述可预先给定的电压的频率（VF）预先给定频率的方式，预先给定所述电机（130）的转子的转速、所述驱动系（100）的驱动轴的转速或所述驱动系（100）的驱动轮（150）的转速。

5.如前述权利要求中任一项所述的方法（300），其中，该方法包括如下其他的步骤：

获取所述驱动系（100）的固体声信号（326），并根据所获取的固体声信号预先给定（328）所述可预先给定的电压（VU）的频率（VF）、幅度（VA）或相位（VP）。

6.如权利要求5所述的方法（300），其中，为了获取所述固体声信号（326），在所述驱动系（100）处，特别是在所述电机（130）、所述驱动系（100）的变速器（160）上，在驱动轮悬架上，在驱动轴上，在所述驱动轴的支承部上，在功率电子器件、逆变器（110）、整流器或用于驱动所述电机（130）的电池（140）上，设置了加速度传感器或麦克风。

7.如前述权利要求中任一项所述的方法（300），其中，该方法包括如下其他的步骤：

获取所述电机（130）的所产生的相电压或相电流（332），并根据所获取的相电压或相电流预先给定（334）所述可预先给定的电压（VU）的频率（VF）、幅度（VA）或相位（VP）。

8.如权利要求7所述的方法（300），其中，为了获取所述电机（130）的所产生的相电压或相电流，特别是在所述电机（130）处设置了电压或电流传感器。

9.一种计算机程序，该计算机程序被设计用于实施根据权利要求1至8中任一项的方法（300）。

10.一种机器可读的存储介质，在该机器可读的存储介质上存储着根据权利要求9的计算机程序。

11.一种用于减小驱动系（100）中的机械负荷的装置（170），其中，设置电机（130）作为所述驱动系（100）的驱动设备，并且设置逆变器（110）用于输出多相的输出电压（UA），以便给所述电机（130）供电，

其中，所述装置（170）被设计用于：确定用于运行所述电机（130）的多相的输出电压（UA）；把可预先给定的电压（VU）与所确定输出电压（UA）相累加；并且为了给所述电机（130）供电，把由多相的输出电压（UA）和可预先给定的电压（VU）构成的总和（SU）作为目标参数输出给所述逆变器（110）。

12.一种驱动系（100），其带有逆变器（110）、电机（130）和根据权利要求11的装置（170）。

13.一种车辆（200），其带有根据权利要求12的驱动系（100）。