Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine entsprechende Vorrichtung zur aktiven Steuerung von Schwingungen in einem Fahrzeug, das zwei oder mehr gekoppelte elektrische Maschineneinheiten aufweist, insbesondere um Störgeräusche, Vibrationen und/oder elektromagnetische Strahlung in dem Fahrzeug zu reduzieren bzw. zu unterdrücken.

Ein Fahrzeug kann eine Geräuschunterdrückungseinheit aufweisen. Aktive Geräuschunterdrückung („Active Noise Cancelling“, ANC) kann dazu verwendet werden, z.B. Motorengeräusche und/oder Abrollgeräusche zu reduzieren, die von einem Fahrzeuginsassen im Fahrzeuginnenraum des Fahrzeugs als störend wahrgenommen werden können.

Der Verbau eines ANC-Systems in einem Fahrzeug ist mit relativ hohen Kosten und mit zusätzlichen Bauraum-Anforderungen verbunden (insbesondere für die zu verbauenden Lautsprecher). Das vorliegende Dokument befasst sich mit der technischen Aufgabe, Schwingungen (insbesondere Störgeräusche und/oder Körperschall und/oder ggf. elektromagnetische Schwingungen) in einem Fahrzeug, das mit mehreren elektrischen Maschinen betrieben wird, in effizienter und zuverlässiger Weise zu reduzieren und/oder aktiv auf eine Ziel-Schwingung einzustellen.

Die Aufgabe wird durch jeden der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen werden u.a. in den abhängigen Ansprüchen beschrieben. Es wird darauf hingewiesen, dass zusätzliche Merkmale eines von einem unabhängigen Patentanspruch abhängigen Patentanspruchs ohne die Merkmale des unabhängigen Patentanspruchs oder nur in Kombination mit einer Teilmenge der Merkmale des unabhängigen Patentanspruchs eine eigene und von der Kombination sämtlicher Merkmale des unabhängigen Patentanspruchs unabhängige Erfindung bilden können, die zum Gegenstand eines unabhängigen Anspruchs, einer Teilungsanmeldung oder einer Nachanmeldung gemacht werden kann. Dies gilt in gleicher Weise für in der Beschreibung beschriebene technische Lehren, die eine von den Merkmalen der unabhängigen Patentansprüche unabhängige Erfindung bilden können.

Gemäß einem Aspekt wird eine Vorrichtung zur Steuerung der von elektrischen Maschineneinheiten eines Fahrzeugs bewirkten Schwingungen beschrieben. Die Schwingungen können dabei mechanische Schwingungen, akustische Schwingungen, insbesondere Störgeräusche und/oder Körperschall, und/oder elektromagnetische Schwingungen umfassen, die durch den Betrieb der elektrischen Maschineneinheiten bewirkt werden.

Das Fahrzeug kann eine erste elektrische Maschineneinheit zum Antrieb eines ersten Rads (z.B. des linken Rads einer Achse) und eine zweite elektrische Maschineneinheit zum Antrieb eines zweiten Rads (z.B. des rechten Rads der Achse) des Fahrzeugs umfassen.

Die erste elektrische Maschineneinheit kann eine erste elektrische Maschine (zum Antrieb des ersten Rads) und einen ersten Wechselrichter umfassen, wobei der erste Wechselrichter eingerichtet ist, erste Wechsel Spannungen (insbesondere für ein elektromagnetisches Drehfeld) für den Betrieb der ersten elektrischen Maschine zu generieren (auf Basis einer Gleichspannung).

In entsprechender Weise kann die zweite elektrische Maschineneinheit eine zweite elektrische Maschine (zum Antrieb des zweiten Rads) und einen zweiten Wechselrichter umfassen, wobei der zweite Wechselrichter eingerichtet ist, zweite Wechsel Spannungen (insbesondere für ein elektromagnetisches Drehfeld) für den Betrieb der zweiten elektrischen Maschine zu generieren (auf Basis einer Gleichspannung). Die Gleichspannung für beide Wechselrichter kann aus einem Gleichspannungs-Bordnetz (insbesondere aus einem Hochvolt-Bordnetz mit einer Nennspannung von z.B. 60V oder mehr, oder 100V oder mehr, oder 300V oder mehr) des Fahrzeugs bereitgestellt werden.

Die erste elektrische Maschineneinheit kann eingerichtet sein, während des Betriebs und/oder durch den Betrieb der ersten elektrischen Maschineneinheit erste Schwingungen zu generieren (z.B. an dem gemeinsamen Gehäuse oder an einem verbundenen Gehäuse der beiden Maschineneinheiten). In entsprechender Weise kann die zweite elektrische Maschineneinheit eingerichtet sein, während des Betriebs und/oder durch den Betrieb der zweiten elektrischen Maschineneinheit zweite Schwingungen (an dem gemeinsamen Gehäuse oder an dem verbundenen Gehäuse) zu generieren. Die Schwingungen können dabei durch Schaltvorgänge von Schaltelementen des jeweiligen Wechselrichters und/oder durch die Bewegung des Rotors und/oder durch den Stator der jeweiligen elektrischen Maschine bewirkt werden.

Die erste elektrische Maschineneinheit und die zweite elektrische Maschineneinheit können mechanisch miteinander gekoppelt sein, so dass sich die ersten Schwingungen und die zweiten Schwingungen gegenseitig beeinflussen können und/oder überlagern. Beispielsweise können die erste und zweite elektrische Maschineneinheit in einem gemeinsamen Gehäuse angeordnet sein (und können sich ggf. direkt berühren). Alternativ können die Gehäuse der beiden elektrischen Maschineneinheiten miteinander verbunden sein.

Die Vorrichtung kann eingerichtet sein, die erste elektrische Maschineneinheit in Abhängigkeit von einem, an dem ersten Rad zu bewirkenden, ersten Drehmoment zu betreiben. Des Weiteren kann die Vorrichtung eingerichtet sein, die zweite elektrische Maschineneinheit in Abhängigkeit von einem, an dem zweiten Rad zu bewirkenden, zweiten Drehmoment zu betreiben. Die Drehmomente können dabei von einer Vorgabe des Fahrers des Fahrzeugs abhängen (die z.B. über die Auslenkung des Fahrpedals und/oder des Bremspedals vorgegeben wird). Die beiden Drehmomente können dabei unterschiedlich sein (z.B. aufgrund von unterschiedlichen Reibwerten der Räder zu der Fahrbahn und/oder bei einer Kurvenfahrt).

Die Vorrichtung kann somit eingerichtet sein, die elektrischen Maschineneinheiten für den Antrieb des Fahrzeugs zu betreiben. Der Betrieb der elektrischen Maschineneinheiten kann dabei in koordinierter und/oder abgestimmter Weise erfolgen, um die effektiv und/oder in Summe bewirkten Schwingungen (an dem gemeinsamen Gehäuse oder an dem verbundenen Gehäuse der beiden elektrischen Maschineneinheiten) zu steuern. Insbesondere kann die Vorrichtung eingerichtet sein, die erste elektrische Maschineneinheit und die zweite elektrische Maschineneinheit derart abgestimmt aufeinander und/oder derart koordiniert und/oder synchronisiert zu betreiben, dass durch die Überlagerung der ersten Schwingungen, die durch den Betrieb der ersten elektrischen Maschineneinheit verursacht werden, und der zweiten Schwingungen, die durch den Betrieb der zweiten elektrischen Maschineneinheit verursacht werden, vordefinierte Ziel-Schwingungen (an dem gemeinsamen oder an dem verbundenen Gehäuse) bewirkt werden.

Die Vorrichtung kann somit eingerichtet sein, (unter Berücksichtigung des jeweils zu stellenden Drehmoments) die elektrischen Maschineneinheiten derart in koordinierter Weise zu betreiben, dass durch den Betrieb der elektrischen Maschineneinheiten in Kombination vordefinierte Ziel-Schwingungen (an dem gemeinsamen oder an dem verbundenen Gehäuse) bewirkt werden. So kann in effizienter und zuverlässiger Weise eine aktive Geräusch- und/oder Schwingungsreduktion bewirkt werden. Alternativ oder ergänzend kann so in effizienter und zuverlässiger Weise ein Design von Fahr- und/oder Motorgeräuschen bewirkt werden. Alternativ oder ergänzend können so in effizienter Weise EMV Anforderungen erfüllt werden. Ferner kann eine Reduktion der Schaltfrequenz der Schaltelemente der Wechselrichter ermöglicht werden, wodurch die Schaltverluste reduziert und die Lebensdauer der Schaltelemente erhöht werden können.

Die Vorrichtung kann eingerichtet sein, auf Kenndaten (z.B. in Form einer Look- Up Tabelle) zuzugreifen, die im Vorfeld ermittelt wurden. Die Kenndaten können in Abhängigkeit von dem ersten Drehmoment und in Abhängigkeit von dem zweiten Drehmoment (und ggf. in Abhängigkeit von der ersten Drehzahl der ersten elektrischen Maschineneinheit und der zweiten Drehzahl der zweiten elektrischen Maschineneinheit) jeweils Steueranweisungen für den Betrieb der ersten elektrischen Maschineneinheit und für den Betrieb der zweiten elektrischen Maschineneinheit anzeigen, wobei durch die Steueranweisungen ein Betrieb der beiden Maschineneinheiten ermöglicht wird, mit dem die vordefinierten Ziel- Schwingungen bewirkt werden. Die Kenndaten können im Vorfeld experimentell ermittelt worden sein.

Alternativ oder ergänzend kann eine maschinen-erl ernte Einheit, z.B. mit einem angelernten neuronalen Netz, bereitgestellt und von der Vorrichtung verwendet werden, wobei die maschinen-erlemte Einheit angelernt wurde, um in Abhängigkeit von dem zu stellenden ersten und zweiten Drehmoment (und ggf. in Abhängigkeit von der ersten Drehzahl der ersten elektrischen Maschineneinheit und der zweiten Drehzahl der zweiten elektrischen Maschineneinheit) die Steueran Weisungen für den Betrieb der ersten elektrischen Maschineneinheit und für den Betrieb der zweiten elektrischen Maschineneinheit zu ermitteln (insbesondere als Ausgangwerte des neuronalen Netzes bereitzustellen). Die Vorrichtung kann somit eingerichtet sein, die erste elektrische Maschineneinheit und die zweite elektrische Maschineneinheit in Abhängigkeit von Kenndaten und/oder in Abhängigkeit von einem angelernten neuronalen Netz zu betreiben. Dabei können die Kenndaten und/oder das neuronale Netz im Vorfeld (experimentell) ermittelt und/oder angelernt worden sein. Die Kenndaten und/oder das neuronale Netz können ausgebildet sein, in Abhängigkeit von dem ersten Drehmoment und dem zweiten Drehmoment Steueran Weisungen für die erste elektrische Maschineneinheit und für die zweite elektrische

Maschineneinheit anzuzeigen, durch die ein Betrieb der ersten elektrischen Maschineneinheit und der zweiten elektrischen Maschineneinheit mit den Ziel- Schwingungen (an dem gemeinsamen oder an dem verbundenen Gehäuse) bewirkt wird.

Durch die Verwendung von Kenndaten und/oder von einem angelernten neuronalen Netz kann in robuster und zuverlässiger Weise ein koordinierter Betrieb der elektrischen Maschineneinheiten erfolgen, um zu bewirken, dass während des (Fahr-) Betriebs der elektrischen Maschineneinheiten die (effektiven) Ziel-Schwingungen generiert werden.

Wie bereits oben dargelegt, kann der koordinierte Betrieb der elektrischen Maschineneinheiten erfolgen, um das Ausmaß der insgesamt erzeugten Schwingungen zu reduzieren. Die Vorrichtung kann zu diesem Zweck eingerichtet sein, die erste elektrische Maschineneinheit und die zweite elektrische Maschineneinheit derart abgestimmt aufeinander und/oder koordiniert zu betreiben, dass Ziel-Schwingungen (an dem gemeinsamen oder an dem verbundenen Gehäuse) bewirkt werden, die eine geringere Intensität und/oder Amplitude aufweisen, als die ersten Schwingungen und die zweiten Schwingungen (in jeweils isolierter Weise). Der abgestimmte Betrieb der elektrischen Maschineneinheiten kann insbesondere derart erfolgen, dass sich die ersten Schwingungen und die zweiten Schwingungen zumindest teilweise gegenseitig auslöschen, und/oder dass die ersten Schwingungen und die zweiten Schwingungen zumindest teilweise gegenphasig zueinander sind.

Wie bereits oben dargelegt, können die Schwingungen akustische Schwingungen, insbesondere Störgeräusche, umfassen. Die Vorrichtung kann eingerichtet sein, die erste elektrische Maschineneinheit und die zweite elektrische Maschineneinheit derart abgestimmt aufeinander und/oder koordiniert zu betreiben, dass durch den aufeinander abgestimmten Betrieb der ersten elektrischen Maschineneinheit und der zweiten elektrischen Maschineneinheit eine aktive Geräuschunterdrückung von Störgeräuschen bewirkt wird, die von der ersten elektrischen Maschineneinheit und von der zweiten elektrischen Maschineneinheit bewirkt werden. Der koordinierte Betrieb der elektrischen Maschineneinheiten kann somit erfolgen, um in effizienter und zuverlässiger Weise eine aktive Geräuschunterdrückung der Störgeräusche der einzelnen elektrischen Maschineneinheiten zu bewirken.

Die Vorrichtung kann eingerichtet sein, die erste elektrische Maschineneinheit und die zweite elektrische Maschineneinheit phasenverschoben, insbesondere gegenphasig, zueinander zu betreiben, um die Ziel-Schwingungen zu bewirken. Der Betrieb der elektrischen Maschineneinheiten kann somit derart erfolgen, dass die Maschineneinheiten (insbesondere die Drehfelder für den Betrieb der elektrischen Maschinen) eine bestimmte Phasendifferenz (z.B. von 180°) zueinander aufweisen. So kann in zuverlässiger Weise bewirkt werden, dass sich die ersten und zweiten Schwingungen zumindest teilweise gegenseitig kompensieren.

Die Vorrichtung kann eingerichtet sein, den ersten Wechselrichter und den zweiten Wechselrichter derart abgestimmt aufeinander zu betreiben, dass die Ziel- Schwingungen (an dem gemeinsamen oder an dem verbundenen Gehäuse) bewirkt werden. Insbesondere können die von den Schaltelementen des ersten Wechseltrichters bewirkten Schaltvorgänge mit den von den Schaltelementen des zweiten Wechselrichters bewirkten Schaltvorgänge (zeitlich) abgestimmt werden. B ei spiels weise können die Schaltvorgänge des ersten Wechselrichters eine definierte Phasenverschiebung (z.B. von 180°) zu den Schaltvorgängen des zweiten Wechselrichters aufweisen. Durch den koordinierten Betrieb der Wechselrichter können die effektiven Ziel-Schwingungen (an dem gemeinsamen oder an dem verbundenen Gehäuse) in besonders zuverlässiger Weise bewirkt werden.

Die Vorrichtung kann eingerichtet sein, eine erste PWM (Pulsweiten-Modulation) Ansteuerung von Schaltelementen des ersten Wechselrichters zu bewirken, um die ersten Wechselspannungen für den Betrieb der ersten elektrischen Maschine zu generieren. Des Weiteren kann die Vorrichtung eingerichtet sein, eine zweite PWM- Ansteuerung von Schaltelementen des zweiten Wechselrichters zu bewirken, um die zweiten Wechsel Spannungen für den Betrieb der zweiten elektrischen Maschine zu generieren.

Es können dann die erste PWM-Ansteuerung und die zweite PWM-Ansteuerung derart aufeinander abgestimmt werden, dass die Ziel-Schwingungen bewirkt werden. Die erste PWM-Ansteuerung hängt typischerweise von dem von der ersten elektrischen Maschine zu stellenden ersten Drehmoment ab und die zweite PWM-Ansteuerung hängt typischerweise von dem von der zweiten elektrischen Maschine zu stellenden zweiten Drehmoment ab. Wie bereits oben dargelegt können (in Abhängigkeit von dem ersten und zweiten Drehmoment) anhand von Kenndaten und/oder anhand eines angelernten neuronalen Netzes

Steueran Weisungen für den Betrieb der elektrischen Maschineneinheiten ermittelt werden. Die Steueranweisungen können insbesondere die erste und die zweite PWM-Ansteuerung anzeigen. So können die Ziel-Schwingungen (an dem gemeinsamen oder an dem verbundenen Gehäuse) in besonders zuverlässiger Weise bewirkt werden.

Durch die erste PWM-Ansteuerung von Schaltelementen des ersten Wechselrichters kann eine erste elektromagnetische Strahlung (d.h. erste (elektromagnetische) Schwingungen) bewirkt werden. Ferner kann durch die zweite PWM-Ansteuerung von Schaltelementen des zweiten Wechselrichters eine zweite elektromagnetische Strahlung (d.h. zweite (elektromagnetische) Schwingungen) bewirkt werden. Die elektromagnetische Strahlung kann Auswirkungen auf die elektromagnetische Verträglichkeit (EMV) der elektrischen Maschineneinheiten und/oder des Fahrzeugs haben.

Die Vorrichtung kann eingerichtet sein, die erste PWM-Ansteuerung und die zweite PWM-Ansteuerung derart aufeinander abzustimmen, dass sich die erste elektromagnetische Strahlung und die zweite elektromagnetische Strahlung zumindest teilweise gegenseitig auslöschen. Es kann somit ein derart abgestimmter Betrieb der elektrischen Maschineneinheiten erfolgen, dass die insgesamt von den elektrischen Maschineneinheiten (insbesondere von den Wechselrichtern) abgestrahlte elektromagnetische Strahlung (d.h. die (elektromagnetischen) Ziel-Schwingungen) geringer ist (insbesondere eine geringere Intensität aufweist) als die von den elektrischen Maschineneinheiten jeweils separat abgestrahlte elektromagnetische Strahlung (d.h. die ersten bzw. die zweiten Schwingungen). So kann die EMV Verträglichkeit der elektrischen Maschineneinheiten in effizienter und zuverlässiger Weise verbessert werden.

Die Vorrichtung kann eingerichtet sein, Sensordaten in Bezug auf Schwingungen des gemeinsamen Gehäuses der ersten elektrischen Maschineneinheit und der zweiten elektrischen Maschineneinheit zu ermitteln. Wie bereits oben dargelegt, können sich die Ziel-Schwingungen auf die Schwingungen des gemeinsamen Gehäuses beziehen.

Die erste elektrische Maschineneinheit und die zweite elektrische Maschineneinheit können dann (in koordinierter Weise) in Abhängigkeit von den Sensordaten betrieben werden, um die Ziel-Schwingungen des gemeinsamen Gehäuses zu bewirken. Dabei kann insbesondere eine Regelung des Betriebs der elektrischen Maschineneinheiten auf Basis der (rückgekoppelten) Sensordaten erfolgen, um zu bewirken, dass das Gehäuse die Ziel-Schwingungen aufweist. Durch die Berücksichtigung von Sensordaten in Bezug auf die tatsächlich erzeugten Schwingungen können die Ziel-Schwingungen mit besonders hoher Zuverlässigkeit und Robustheit bewirkt werden.

Gemäß einem weiteren Aspekt wird ein (Straßen-)Kraftfahrzeug (insbesondere ein Personenkraftwagen oder ein Lastkraftwagen oder ein Bus oder ein Motorrad) beschrieben, das die in diesem Dokument beschriebene Vorrichtung umfasst.

Gemäß einem weiteren Aspekt wird ein Verfahren zur Steuerung der von elektrischen Maschineneinheiten eines Fahrzeugs bewirkten Schwingungen beschrieben. Das Verfahren kann darauf ausgerichtet sein, das Ausmaß, insbesondere die Amplitude und/oder die Intensität, der bewirkten Schwingungen zu reduzieren (im Vergleich zu den Schwingungen, die von den einzelnen Maschineneinheiten in isolierter Weise erzeugt werden). Alternativ oder ergänzend kann das Verfahren darauf ausgerichtet sein, ein bestimmtes Ziel- Design der Schwingungen zu bewirkten (z.B. um bestimmte Fahrgeräusche des Fahrzeugs zu generieren).

Das Fahrzeug umfasst eine erste elektrische Maschineneinheit zum Antrieb eines ersten Rads und eine zweite elektrische Maschineneinheit zum Antrieb eines zweiten Rads des Fahrzeugs. Die erste elektrische Maschineneinheit kann in Abhängigkeit von einem, an dem ersten Rad zu bewirkenden, ersten Drehmoment betrieben werden, und die zweite elektrische Maschineneinheit kann in Abhängigkeit von dem, an dem zweiten Rad zu bewirkenden, zweiten Drehmoment betrieben werden. Die elektrischen Maschineneinheiten können somit betrieben werden, um das Fahrzeug, insbesondere um unterschiedliche Räder des Fahrzeugs, anzutreiben.

Das Verfahren umfasst das Betreiben der ersten elektrischen Maschineneinheit und der zweiten elektrischen Maschineneinheit (während einer Fahrt des Fahrzeug, d.h. während die Maschineneinheiten für den Antrieb des Fahrzeugs genutzt werden) derart abgestimmt zueinander und/oder derart koordiniert, dass durch die Überlagerung von ersten Schwingungen, die durch den Betrieb der ersten elektrischen Maschineneinheit verursacht werden, und von zweiten Schwingungen, die durch den Betrieb der zweiten elektrischen Maschineneinheit verursacht werden, vordefinierte Ziel-Schwingungen bewirkt werden.

Die Ziel-Schwingungen können dabei anzeigen,

• eine (gewünschte und/oder vordefinierte) Amplitude und/oder Intensität der effektiv bewirkten Schwingungen;

• eine (gewünschte und/oder vordefinierte) Frequenz der effektiv bewirkten Schwingungen; und/oder

• einen (gewünschten und/oder vordefinierten) zeitlichen Verlauf der Amplitude und/oder Frequenz der effektiv bewirkten Schwingungen.

Gemäß einem weiteren Aspekt wird ein Software (SW) Programm beschrieben. Das SW Programm kann eingerichtet werden, um auf einem Prozessor (z.B. auf einem Steuergerät eines Fahrzeugs) ausgeführt zu werden, und um dadurch das in diesem Dokument beschriebene Verfahren auszuführen.

Gemäß einem weiteren Aspekt wird ein Speichermedium beschrieben. Das Speichermedium kann ein SW Programm umfassen, welches eingerichtet ist, um auf einem Prozessor ausgeführt zu werden, und um dadurch zumindest das in diesem Dokument beschriebene Verfahren auszuführen.

Es ist zu beachten, dass die in diesem Dokument beschriebenen Verfahren, Vorrichtungen und Systeme sowohl alleine, als auch in Kombination mit anderen in diesem Dokument beschriebenen Verfahren, Vorrichtungen und Systemen verwendet werden können. Des Weiteren können jegliche Aspekte der in diesem Dokument beschriebenen Verfahren, Vorrichtungen und Systemen in vielfältiger Weise miteinander kombiniert werden. Insbesondere können die Merkmale der Ansprüche in vielfältiger Weise miteinander kombiniert werden.

Im Weiteren wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen näher beschrieben. Dabei zeigen Figur la ein beispielhaftes Fahrzeug mit zwei elektrischen Maschineneinheiten; Figur 1b einen beispielhaften Wechselrichter für eine elektrische Antriebsmaschine eines Fahrzeugs;

Figur 1c einen beispielhaften Verlauf einer Phasenspannung;

Figur 2 ein beispielhaftes System mit zwei elektrischen Maschineneinheiten; und Figur 3 ein Ablaufdiagramm eines beispielhaften Verfahrens zur aktiven Steuerung von Schwingungen.

Wie eingangs dargelegt, befasst sich das vorliegende Dokument mit der effizienten und zuverlässigen Einstellung (insbesondere Reduzierung) von Schwingungen in einem System das zumindest zwei elektrische Maschinen aufweist. In diesem Zusammenhang zeigt Fig. la ein Fahrzeug 100 als Beispiel für ein System, wobei das Fahrzeug 100 eine erste elektrische Maschine 111 (zum Antrieb eines ersten Rads 131 des Fahrzeugs 100) und eine zweite elektrische Maschine 112 (zum Antrieb eines zweiten Rads 132 des Fahrzeugs 100) umfasst. Die erste elektrische Maschine 111 und die zweite elektrische Maschine 112 können dabei mechanisch miteinander gekoppelt sein, z.B. über ein gemeinsames Gehäuse. Die in diesem Dokument für ein Fahrzeug 100 beschriebenen Aspekte sind allgemein auf ein System mit mindestens zwei elektrischen Maschinen 111, 112 anwendbar.

Das Fahrzeug 100 (allgemein das System) umfasst ferner einen ersten Wechselrichter 121 für die erste elektrische Maschine 111 und einen zweiten Wechselrichter 122 für die zweite elektrische Maschine 112. Dabei können der erste Wechselrichter 121 und der zweite Wechselrichter 122 ggf. auf einer gemeinsamen Leiterplatte implementiert sein. Die Kombination aus einem Wechselrichter 121, 122 und der damit assoziierten elektrischen Maschine 111, 112 wird in diesem Dokument auch als elektrische Maschineneinheit bezeichnet.

Eine (Steuer-) Vorrichtung 101 des Fahrzeugs 100 (z.B. als Teil von zumindest einem Wechselrichter 121, 122) kann eingerichtet sein, die erste elektrische Maschineneinheit 111, 121 zu betreiben, um das erste Rad 131 des Fahrzeugs 100 anzutreiben (oder ggf. um ein Bremsmoment an dem ersten Rad 131 zu bewirken), und/oder die zweite elektrische Maschineneinheit 112, 122 zu betreiben, um das zweite Rad 132 des Fahrzeugs 100 anzutreiben (oder ggf. um ein Bremsmoment an dem zweiten Rad 132 zu bewirken). So können in effizienter und präziser Weise unterschiedliche Räder 131, 132 (z.B. ein rechtes und ein linkes Rad) angetrieben werden.

Fig. 1b zeigt einen beispielhaften Wechselrichter 121, 122, der eingerichtet ist, auf Basis einer Bordnetzspannung UDC 160 (d.h. einer Gleichspannung) Phasenspannungen 161 (d.h. Wechsel Spannungen) für die unterschiedlichen Spulen einer elektrischen Antriebsmaschine 111, 112 zu generieren. Fig. 1b zeigt beispielhaft die Erzeugung einer drei-phasigen Spannung bzw. eines dreiphasigen Stroms. Die in diesem Dokument beschriebenen Aspekte sind allgemein auf mehrphasige (z.B. auch sechs-phasige) Maschinen 111, 122 anwendbar.

Der Wechselrichter 150 (bzw. Inverter) umfasst mehrere Schalter bzw. Schaltelement 152, die in dem dargestellten Beispiel für jede Phase jeweils in einer Halbbrücke angeordnet sind. Die Schaltelemente 152 werden durch eine (Steuer-) Vorrichtung 101 angesteuert, um die Phasenspannungen 161 für die elektrische Maschine 111, 112, insbesondere für den Stator der elektrischen Maschine 111, 112, zu generieren.

Fig. 1c zeigt eine beispielhafte Phasenspannung 161, die durch die Schaltelemente 152 einer Halbbrücke generiert werden kann. Wie aus Fig. 1c ersichtlich, werden die Schaltelemente 152 mit einem bestimmten Pulsmuster, d.h. mit einer PMW (pulsweitenmodulierten) Ansteuerung, geschaltet (d.h. geöffnet bzw. geschlossen), um eine (sinusförmige) Wechsel Spannung 161 zu generieren. Das Pulsmuster für einen bestimmten (statischen) Betriebspunkt der elektrischen Maschine 111, 112 (z.B. für ein zu bewirkendes Ziel -Drehmoment) kann im Vorfeld ermittelt werden, z.B. mittels eines Optimierungsverfahrens wie SOPWM (Synchronous optimal pulse width modulation), durch das ein bestimmtes Optimierungskriterium (z.B. die harmonische Verzerrung der Phasenströme 162) optimiert, insbesondere minimiert, werden kann. Die ermittelten Pulsmuster für unterschiedliche Betriebspunkte (z.B. für unterschiedliche Ziel-Drehmomente) der elektrischen Maschine 111, 112 können abgespeichert werden, z.B. in einer Look- Up Tabelle (LUT) und/oder in Kenndaten. Die einzelnen Pulsmuster weisen dabei für jede Welle bzw. Halbwelle der zu generierenden Wechsel Spannung 161 jeweils eine bestimmte Anzahl N von Pulsen auf, wobei N eine ganze Zahl ist (z.B. N=l, 2, 3, 4, 5, 6 oder mehr). Die unterschiedlichen Betriebspunkte der elektrischen Maschine 111, 112 können z.B. unterschiedliche zu stellende Drehmomente und/oder unterschiedliche Drehgeschwindigkeiten aufweisen.

Die Steuereinheit bzw. Vorrichtung 101 kann eingerichtet sein, eine Regelung der Phasenströme 162 durchzuführen, z.B. um zu bewirken, dass die elektrische Maschine 111, 112 ein bestimmtes (ggf. konstantes) Ziel-Drehmoment bereitstellt.

Eine elektrische Maschine 111, 112 verursacht während des Betriebs typischerweise Schwingungen im spürbaren und/oder hörbaren Frequenzbereich. Ferner verursachen auch die Schaltelemente 152 eines Wechselrichters 121, 122 typischerweise bei den Schaltvorgängen Störgeräusche und/oder elektromagnetische Strahlung. Diese (spürbaren und/oder hörbaren) Schwingungen können von einem Nutzer eines Fahrzeugs 100 und/oder von der Umgebung eines Fahrzeugs 100 als unangenehm empfunden werden. Ferner kann die bewirkte elektromagnetische Strahlung zu EMV Problemen führen.

Mittels Active Noice Cancelling (ANC) können Störgeräusche zumindest teilweise kompensiert werden. Dabei können die Störgeräusche durch ein oder mehrere Mikrofone erfasst werden, und es kann über ein oder mehrere Lautsprecher ein Kompensationsschall ausgegeben werden, der ausgebildet ist, die Störgeräusche zumindest teilweise auszulöschen. Die Verwendung von ANC erfordert jedoch den zusätzlichen Verbau von Lautsprechern in einem Fahrzeugs 100. Die Vorrichtung 101 kann eingerichtet sein, den Betrieb der ersten Maschineneinheit 111, 121 und den Betrieb der zweiten Maschineneinheit 112, 122 derart aufeinander abzustimmen, dass die von der ersten Maschinen einheit 111, 121 generierten Schwingungen (insbesondere Störgeräusche) mit den von der zweiten Maschineneinheit 112, 122 generierten Schwingungen (insbesondere Störgeräusche) abgestimmt sind, z.B. um eine bestimmte kombinierte Schwingung (insbesondere ein bestimmtes kombiniertes Geräusch) zu bewirken und/oder um zu bewirken, dass sich die jeweils generierten Schwingungen (insbesondere Störgeräusche) zumindest teilweise auslöschen.

Beispielsweise kann die Vorrichtung 101 eingerichtet sein, die erste Maschineneinheit 111, 121 gegenphasig zu der zweiten Maschinen einheit 112, 122 zu betreiben, insbesondere um zu bewirken, dass die von der jeweiligen Maschineneinheit 111, 121, 112, 122 bewirkten Schwingungen gegenphasig zueinander sind und sich zumindest teilweise auslöschen.

Fig. 2 zeigt ein beispielhaftes System 200, das (z.B. in einem gemeinsamen Gehäuse 202) eine erste Maschineneinheit 111, 121 (mit einer ersten elektrischen Maschine 111 und einem ersten Wechselrichter 121) und eine zweite Maschineneinheit 112, 122 (mit einer zweiten elektrischen Maschine 112 und einem zweiten Wechselrichter 122) umfasst. Die (Steuer-) Vorrichtung 101 kann in dem Gehäuse 202 integriert sein oder kann außerhalb des Gehäuses 202 angeordnet sein. Das System 200 kann ferner ein oder mehrere Sensoren 201 umfassen, die eingerichtet sind, Sensordaten in Bezug auf Schwingungen (insbesondere Störgeräusche, Vibrationen und/oder elektromagnetische Strahlung) des Systems 200 zu erfassen.

Die Vorrichtung 101 kann eingerichtet sein, den ersten Wechselrichter 121 und den zweiten Wechselrichter 122 derart zu betreiben, dass die von den beiden Wechselrichtern 121, 122 generierten Phasenspannungen 161 eine bestimmte Beziehung (z.B. eine gegenphasige Beziehung) zueinander aufweisen. Dies kann durch eine geeignete PWM- Ansteuerung der einzelnen Schaltelemente 152 der Wechselrichter 121, 122 bewirkt werden. Durch die gegenseitige Abstimmung der Phasenspannungen 161 für die unterschiedlichen elektrischen Maschinen 111, 112 können die von den unterschiedlichen elektrischen Maschinen 111, 112 jeweils bewirkten Schwingungen aufeinander abgestimmt werden, insbesondere um eine zumindest teilweise Kompensation der Schwingungen zu bewirken.

Die PWM-Ansteuerung für die Schaltelemente 152 der Wechselrichter 121, 122 kann, wie oben dargelegt, für eine Vielzahl von unterschiedlichen Betriebspunkten der elektrischen Maschineneinheiten 111, 112, 121, 122 jeweils anhand eines Optimierungsverfahrens (z.B. SOPWM) im Vorfeld ermittelt werden. Ein Betriebspunkt kann dabei das von der ersten elektrischen Maschine 111 zu bewirkende erste Drehmoment und das von der zweiten elektrischen Maschine 112 zu bewirkende zweite Drehmoment umfassen. Es kann somit im Vorfeld für unterschiedliche Kombinationen von zu bewirkenden Drehmomenten jeweils eine PWM-Ansteuerung für die Wechselrichter 121, 122 ermittelt und als Kenndaten gespeichert werden. Bei der Ermittlung der PWM-Ansteuerung können dabei die jeweils zu bewirkenden kombinierten Ziel-Schwingungen als Teil des Optimierungskriteriums aufgenommen werden.

Es wird somit ein System 200 beschrieben, das ausgebildet ist, die auftretenden Anregungen beider elektrischen Maschinen 111, 112 in definierter Weise destruktiv zu verwenden, um das Ausmaß der Schwingungen des Systems 200 zu reduzieren.

Die Taktfrequenz der PWM-Ansteuerung einer elektrischen Maschine 111, 112 ist typischerweise eine wesentliche Ursache für die elektrischen Verluste des Inverters bzw. des Wechselrichters 121, 122, für die EMV (elektromagnetische Verträglichkeit) Abstrahlung und/oder für die akustische Luftschallabstrahlung des Gehäuses 202 der elektrischen Maschine 111, 121.

Über die Ansteuerung zumindest zweier (mechanisch) miteinander gekoppelten Elektromotoren 111, 112 besteht die Möglichkeit, die Störgeräusche zu unterdrücken und/oder zusätzliche Funktionen für ein aktives Sounddesign zu gestalten. Über die gegenphasige Ansteuerung der PWM-Ansteuerung kann die individuelle Taktfrequenz (ohne Nachteile bezüglich der elektromagnetischen und/oder akustischen Abstrahlung) reduziert werden, da die elektromagnetische und/oder akustische Abstrahlungen zwischen den elektrischen Maschinen 111, 112 kompensierbar sind. Durch die Reduktion der Taktfrequenz können die Schaltverluste der Schaltelemente 152 reduziert und somit die Effizienz des Gesamtsystems 200 erhöht werden.

Durch die Verwendung eines Schwingungssensors 201 kann die akustische Anregung des Gesamtsystems 200 erfasst werden. Der Betrieb der elektrischen Maschineneinheiten 111, 121, 112, 122 kann dann derart in Abhängigkeit von den Sensordaten des Schwingungssensors 201 angepasst werden, dass die akustische Anregung des Gesamtsystems 200 verringert wird. Alternativ oder ergänzend kann durch die Verwendung von gezielt gegenphasigen PWM-Ansteuerungen für die Wechselrichter 121, 122 eine Reduktion der EMV Emissionen bewirkt werden. Des Weiteren kann der elektrische Wirkungsgrad des Gesamtsystems 200 gesteigert werden.

Fig. 3 zeigt ein Ablaufdiagramm eines beispielhaften (ggf. Computerimplementierten) Verfahrens 300 zur Steuerung der von elektrischen Maschineneinheiten 111, 121, 112, 122 eines Fahrzeugs 100 bewirkten Schwingungen (insbesondere akustischen Schwingungen und/oder Störgeräusche). Das Fahrzeug 100 umfasst eine erste elektrische Maschineneinheit 111, 121 zum Antrieb eines ersten Rads 131 (z.B. das linke Rad 131 der Vorder- oder Hinterachse des Fahrzeugs 100) und eine zweite elektrische Maschineneinheit 112, 122 zum Antrieb eines zweiten Rads 132 (z.B. das rechte Rad der Vorder- oder Hinterachse des Fahrzeugs 100).

Das Verfahren 300 umfasst das Betreiben 301 der ersten elektrischen Maschineneinheit 111, 121 in Abhängigkeit von dem, an dem ersten Rad 131 zu bewirkenden, ersten Drehmoment. Des Weiteren umfasst das Verfahren 300 das Betreiben 302 der zweiten elektrischen Maschineneinheit 112, 122 in Abhängigkeit von dem, an dem zweiten Rad 132 zu bewirkenden, zweiten Drehmoment.

Das an dem jeweiligen Rad 131, 132 zu bewirkende Drehmoment kann auf Basis der Stellung des Fahrpedals und/oder des Bremspedals des Fahrzeugs 100 ermittelt werden. Des Weiteren kann der Lenkwinkel des Fahrzeugs 100 bei der Ermittlung der Drehmomente berücksichtigt werden. Ferner kann die Vorgabe eines Fahrzeug-Stabilisierungssystems des Fahrzeugs 100 bei der Ermittlung des an dem ersten und/oder zweiten Rads 131, 132 zu bewirkenden Drehmoments berücksichtigt werden.

Die elektrischen Maschineneinheiten 111, 121, 112, 122 können somit betrieben werden, um das Fahrzeug 100 anzutreiben. Dabei können die elektrischen Maschineneinheiten 111, 121, 112, 122 mechanisch miteinander gekoppelt sein, so dass sich Schwingungen, die bei dem Betrieb der jeweiligen elektrischen Maschineneinheit 111, 121, 112, 122 generiert werden, gegenseitig beeinflussen (und sich insbesondere addieren oder zumindest teilweise kompensieren bzw. auslöschen können). Die elektrischen Maschineneinheiten 111, 121, 112, 122, insbesondere die Statoren der elektrischen Maschinen 111, 112, können sich berühren. Des Weiteren können die elektrischen Maschineneinheiten 111, 121, 112, 122 in einem gemeinsamen Gehäuse 202 angeordnet sein.

Das Verfahren 300 umfasst ferner das Betreiben 303 der ersten elektrischen Maschineneinheit 111, 121 und der zweiten elektrischen Maschineneinheit 112, 122 derart abgestimmt zueinander und/oder derart koordiniert, dass durch die Überlagerung der ersten Schwingungen, die durch den Betrieb der ersten elektrischen Maschineneinheit 111, 121 verursacht werden, und der zweiten Schwingungen, die durch den Betrieb der zweiten elektrischen Maschineneinheit 112, 122 verursacht werden, vordefinierte Ziel-Schwingungen bewirkt werden. Der Betreiben-Schritt 303 ist dabei typischerweise Teil der Betreiben-Schritte 301 und/oder 302. Mit anderen Worten, der koordinierte und/oder abgestimmte Betrieb der elektrischen Maschineneinheiten 111, 121, 112, 122 erfolgt typischerweise als Teil des Betriebs der einzelnen elektrischen Maschineneinheiten 111, 121, 112, 122 zum Stellen eines (ersten bzw. zweiten) Drehmoments an dem jeweiligen Rad 131, 132.

Die Ziel-Schwingungen können z.B. einem bestimmten Ziel-Geräusch entsprechen. Der abgestimmte Betrieb der elektrischen Maschineneinheiten 111, 121, 112, 122 (bei einer Fahrt des Fahrzeugs 100) kann somit dazu genutzt werden, ein bestimmte Fahrgeräusch zu erzeugen. Alternativ oder ergänzend können die Ziel-Schwingungen eine Amplitude und/oder Intensität aufweisen, die kleiner als die Amplitude und/oder die Intensität der ersten Schwingungen und/oder der zweiten Schwingungen sind. Es kann somit durch den abgestimmten Betrieb der elektrischen Maschineneinheiten 111, 121, 112, 122 (bei einer Fahrt des Fahrzeugs 100) eine gezielte Schwingungs- und insbesondere Geräuschreduktion bewirkt werden, um in effizienter Weise den Fahrkomfort des Fahrzeugs 100 zu erhöhen.

Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die gezeigten Ausführungsbeispiele beschränkt. Insbesondere ist zu beachten, dass die Beschreibung und die Figuren nur beispielhaft das Prinzip der vorgeschlagenen Verfahren, Vorrichtungen und Systeme veranschaulichen sollen.