本發(fā)明涉及采用非燃燒轉(zhuǎn)矩機(jī)械和其控制的車輛。

背景技術(shù)：

以電動(dòng)車輛模式操作的車輛所發(fā)出的可聽噪聲可能比采用內(nèi)燃機(jī)推進(jìn)動(dòng)力的車輛所發(fā)出的可聽噪聲少。車輛中的噪聲排放可用于以可聽地定位車輛，并且提供關(guān)于車輛的加速度、減速度和/或行駛方向的信息。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

描述了包括具有電連接至功率逆變器的電機(jī)的動(dòng)力系系統(tǒng)的車輛，其中該動(dòng)力系系統(tǒng)以電動(dòng)車輛模式操作以產(chǎn)生推進(jìn)轉(zhuǎn)矩。一種用于控制動(dòng)力系系統(tǒng)的方法包括確定車速以及確定當(dāng)以電動(dòng)車輛模式在該車速下操作時(shí)由該動(dòng)力系系統(tǒng)產(chǎn)生的優(yōu)選可聽聲音。確定用于功率逆變器的控制信號(hào)，且該控制信號(hào)與以電動(dòng)車輛模式在該車速下操作該動(dòng)力系系統(tǒng)相關(guān)聯(lián)。將優(yōu)選可聽聲音結(jié)合至用于功率逆變器的控制信號(hào)中，且采用控制信號(hào)和優(yōu)選可聽聲音控制功率逆變器來(lái)操作電機(jī)。

上述特征和優(yōu)點(diǎn)以及本教導(dǎo)的其它特征和優(yōu)點(diǎn)從某些最佳模式的以下詳述和用于實(shí)行如所附權(quán)利要求書中限定、結(jié)合附圖取得的本教導(dǎo)的其它實(shí)施例將容易地顯而易見(jiàn)。

附圖說(shuō)明

現(xiàn)在將通過(guò)實(shí)例方式參考附圖描述一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例，在附圖中：

圖1示意地示出了根據(jù)本發(fā)明的能夠以電動(dòng)車輛(ev)模式操作的車輛的實(shí)施例，該車輛包括具有聯(lián)接至傳動(dòng)系的非燃燒轉(zhuǎn)矩機(jī)械的動(dòng)力系系統(tǒng)：

圖2示意地示出了根據(jù)本發(fā)明的電動(dòng)車輛可聽音調(diào)注入例程，其可以執(zhí)行為控制能夠以ev模式操作的車輛的實(shí)施例的操作；

圖3示意地示出了繼續(xù)參考圖1根據(jù)本發(fā)明的用于控制以ev模式操作的車輛的實(shí)施例的逆變器模塊的電動(dòng)馬達(dá)控制系統(tǒng)；

圖4-1示意地示出了根據(jù)本發(fā)明的在車輛上供應(yīng)推進(jìn)轉(zhuǎn)矩的電動(dòng)馬達(dá)的特征操作的實(shí)例，包括用于相對(duì)于車速控制電動(dòng)馬達(dá)的pwm切換頻率；

圖4-2示意地示出了根據(jù)本發(fā)明的在選擇切換頻率和相關(guān)聲壓級(jí)(spl)的背景下圖4-1的電動(dòng)馬達(dá)的特征操作；以及

圖4-3示意地示出了根據(jù)本發(fā)明的在選擇切換頻率和相關(guān)聲壓級(jí)(spl)的背景下圖4-1的電動(dòng)馬達(dá)的特征操作，其中施用切換頻率的抖動(dòng)以實(shí)現(xiàn)目標(biāo)聲音。

具體實(shí)施方式

現(xiàn)在參考附圖，其中顯示僅為了說(shuō)明某些示例性實(shí)施例而非為了限制該實(shí)施例，圖1示意地示出了包括聯(lián)接至傳動(dòng)系60并且由控制系統(tǒng)10控制的多模式動(dòng)力系系統(tǒng)20的車輛100的實(shí)施例，其中可再充電車載高電壓電能存儲(chǔ)裝置(dc電源)25供應(yīng)能量以產(chǎn)生推進(jìn)動(dòng)力的至少一部分。在某些實(shí)施例中，dc電源25可以經(jīng)由車載電池充電器24電連接至遠(yuǎn)程車輛外接電源用于在車輛100固定時(shí)充電。整個(gè)說(shuō)明書中的相同數(shù)字指代相同元件。本文所述的概念適用于包括可操作以產(chǎn)生推進(jìn)動(dòng)力的非燃燒轉(zhuǎn)矩機(jī)械的任何車輛動(dòng)力系系統(tǒng)。這包括(通過(guò)非限制性實(shí)例的方式)插電式混合動(dòng)力車輛、電動(dòng)車輛和非插電式混合動(dòng)力車輛。如本文所使用，術(shù)語(yǔ)“車輛”指代任何移動(dòng)平臺(tái)，并且可以包括(通過(guò)非限制性實(shí)例的方式)客車、輕型或重型載貨卡車、多用途車輛、農(nóng)用車、工業(yè)車輛或庫(kù)用車，或游覽越野車輛。

所說(shuō)明的動(dòng)力系系統(tǒng)20包括多個(gè)轉(zhuǎn)矩產(chǎn)生裝置，其包括內(nèi)燃機(jī)(發(fā)動(dòng)機(jī))40以及分別可旋轉(zhuǎn)地聯(lián)接至齒輪系50的第一電動(dòng)轉(zhuǎn)矩機(jī)械(電機(jī))34和第二電動(dòng)轉(zhuǎn)矩機(jī)械(電機(jī))36。在一個(gè)實(shí)施例中，齒輪系50是包括太陽(yáng)齒輪52、聯(lián)接至行星架54的多個(gè)行星齒輪以及環(huán)形齒輪56的簡(jiǎn)易行星齒輪組。輸出構(gòu)件62聯(lián)接在齒輪系50與傳動(dòng)系60之間。因此，發(fā)動(dòng)機(jī)40以及第一電機(jī)34和第二電機(jī)36聯(lián)接至齒輪系50并且可控制以產(chǎn)生推進(jìn)動(dòng)力，其響應(yīng)于加速請(qǐng)求而作為車輛100的推進(jìn)轉(zhuǎn)矩或響應(yīng)于制動(dòng)請(qǐng)求作為車輛100的制動(dòng)轉(zhuǎn)矩而傳輸至傳動(dòng)系60。動(dòng)力系系統(tǒng)20可以電動(dòng)車輛(ev)模式、電控變速器(evt)模式或固定齒輪模式操作。當(dāng)動(dòng)力系系統(tǒng)20是以ev模式操作時(shí)，第一電機(jī)34和第二電機(jī)36中的一個(gè)或兩個(gè)產(chǎn)生推進(jìn)動(dòng)力且發(fā)動(dòng)機(jī)40處于關(guān)閉(off)狀態(tài)中。

現(xiàn)在描述發(fā)動(dòng)機(jī)40以及聯(lián)接至齒輪系50并且產(chǎn)生輸出轉(zhuǎn)矩的第一電機(jī)34和第二電機(jī)36的一個(gè)實(shí)施例，該輸出轉(zhuǎn)矩被傳輸至傳動(dòng)系60以產(chǎn)生推進(jìn)轉(zhuǎn)矩。發(fā)動(dòng)機(jī)40的曲柄軸44經(jīng)由第三離合器55聯(lián)接至輸入構(gòu)件41，該輸入構(gòu)件聯(lián)接至第一電機(jī)34的轉(zhuǎn)子。在一個(gè)實(shí)施例中并且如所示，第一電機(jī)34的轉(zhuǎn)子中的輸出構(gòu)件經(jīng)由第二離合器53聯(lián)接至環(huán)形齒輪56，第二電機(jī)36可旋轉(zhuǎn)地聯(lián)接至太陽(yáng)齒輪52，且行星齒輪架54經(jīng)由輸出構(gòu)件62聯(lián)接至傳動(dòng)系60。環(huán)形齒輪56可經(jīng)由第一離合器/制動(dòng)器51聯(lián)接至底盤接地。變速器控制器(tcm)監(jiān)測(cè)各種旋轉(zhuǎn)構(gòu)件的轉(zhuǎn)速并且控制第一離合器51、第二離合器53和第三離合器55的啟動(dòng)。

發(fā)動(dòng)機(jī)40優(yōu)選地為多汽缸內(nèi)燃機(jī)，其通過(guò)熱力學(xué)燃燒工藝將烴基燃料或另一種燃料轉(zhuǎn)換為機(jī)械轉(zhuǎn)矩。發(fā)動(dòng)機(jī)40配備有多個(gè)致動(dòng)器和感測(cè)裝置用于監(jiān)測(cè)操作并且輸送燃量以在汽缸中形成產(chǎn)生膨脹力的燃燒充氣，該膨脹力經(jīng)由活塞和連桿傳輸至曲柄軸44以產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩。發(fā)動(dòng)機(jī)40的操作受發(fā)動(dòng)機(jī)控制器(ecm)45控制。發(fā)動(dòng)機(jī)40可以配置成在動(dòng)力系系統(tǒng)20的正在進(jìn)行的操作期間執(zhí)行自動(dòng)啟動(dòng)和自動(dòng)停車控制例程、燃料中斷(fco)控制例程和汽缸停用控制例程。發(fā)動(dòng)機(jī)40在其未旋轉(zhuǎn)時(shí)被視為處于關(guān)閉(off)狀態(tài)中。發(fā)動(dòng)機(jī)40在其旋轉(zhuǎn)時(shí)被視為處于開啟(on)狀態(tài)中，該開啟狀態(tài)包括其中車輛自旋并且未供應(yīng)燃料的一個(gè)或多個(gè)fco狀態(tài)。

第一電機(jī)34和第二電機(jī)36優(yōu)選地是高電壓多相電動(dòng)馬達(dá)/發(fā)電機(jī)，其分別經(jīng)由第一逆變器模塊33和第二逆變器模塊35電連接至dc電源25。第一電機(jī)34和第二電機(jī)36配置成將存儲(chǔ)的電能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能并且將機(jī)械能轉(zhuǎn)換為可以存儲(chǔ)在dc電源25中的電能。dc電源25可以是任何高電壓能量存儲(chǔ)裝置，例如(不限于)多鋰離子電池裝置、超級(jí)電容器或另一種合適裝置。dc電源25可以其能量容量(例如，電量狀態(tài)(soc))來(lái)特征化，該電量狀態(tài)可表達(dá)為安培-小時(shí)(ah)或最大充電百分比(％)。電池或另一種能量存儲(chǔ)裝置的能量容量(例如，soc)的確定為本領(lǐng)域技術(shù)人員所已知并且不會(huì)在本文加以詳述。在一個(gè)實(shí)施例中，dc電源25可以經(jīng)由車載電池充電器24電連接至遠(yuǎn)程車輛外接電源用于在車輛100固定時(shí)充電，其中車載電池充電器24受充電器控制器21控制。dc電源25經(jīng)由高電壓dc總線29電連接至第一逆變器模塊33，以響應(yīng)于控制系統(tǒng)10中產(chǎn)生的控制信號(hào)而將高電壓dc電功率傳送至第一電機(jī)34。同樣地，dc電源25經(jīng)由高電壓dc總線29電連接至第二逆變器模塊35以響應(yīng)于控制系統(tǒng)10中產(chǎn)生的控制信號(hào)而將高電壓dc電功率傳輸至第二電機(jī)36。遠(yuǎn)程車輛外接電源可以是任何公共/商用電源或?qū)Ｓ秒娫矗T如家用電源。

第一電機(jī)34和第二電機(jī)36中的每一個(gè)均包括轉(zhuǎn)子和定子，并且分別經(jīng)由對(duì)應(yīng)的第一逆變器模塊33和第二逆變器模塊35以及高電壓dc總線29電連接至dc電源25。第一逆變器模塊33和第二逆變器模塊35二者均配置有合適的控制電路，該控制電路包括呈功率晶體管的形式(例如，絕緣柵雙極晶體管(igbt))的互補(bǔ)成對(duì)開關(guān)裝置，其用于將高電壓dc電功率變換為高電壓ac電功率并且將高電壓ac電功率變換為高電壓dc電功率?；蛘撸梢圆捎脠?chǎng)效應(yīng)晶體管(fet)、mosfet或其它功率晶體管。

第一逆變器模塊33和第二逆變器模塊35優(yōu)選地配置為電壓源逆變器(vsi)，其可以脈寬調(diào)制(pwm)vsi模式或六步vsi模式操作以將產(chǎn)生在dc電源25中的存儲(chǔ)的dc電功率轉(zhuǎn)換為ac電功率以驅(qū)動(dòng)相應(yīng)的第一電機(jī)34和第二電機(jī)36來(lái)產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩。類似地，第一逆變器模塊33和第二逆變器模塊35中的每一個(gè)均將傳輸至相應(yīng)的第一電機(jī)34和第二電機(jī)36的機(jī)械能轉(zhuǎn)換為dc電功率以產(chǎn)生可存儲(chǔ)在dc電源25中的電能，包括作為再生功率控制策略的部分。第一逆變器模塊33和第二逆變器模塊35二者均配置成接收馬達(dá)控制命令并且控制逆變器狀態(tài)以通過(guò)第一電機(jī)34和第二電機(jī)36提供馬達(dá)驅(qū)動(dòng)和再生制動(dòng)操作。在一個(gè)實(shí)施例中，dc/dc電功率轉(zhuǎn)換器23電連接至低電壓總線28和低電壓電池27并且電連接至高電壓dc總線29。這樣的電功率連接是已知的并且不會(huì)加以詳述。低電壓電池27電連接至輔助功率系統(tǒng)26以向車輛上的低電壓系統(tǒng)(包括，例如電動(dòng)窗戶、hvac風(fēng)扇、座部和其它裝置)提供低電壓電功率。第一逆變器模塊33和第二逆變器模塊35中的每一個(gè)還可以均包括其它電路元件，諸如高電壓dc電路電容器、電阻器和有源dc總線放電電路。

第一逆變器模塊33和第二逆變器模塊35包括柵極驅(qū)動(dòng)模塊。每個(gè)柵極驅(qū)動(dòng)模塊均包括多個(gè)成對(duì)柵極驅(qū)動(dòng)電路，其各自單獨(dú)地信號(hào)連接至第一逆變器模塊33和第二逆變器模塊35中的相應(yīng)模塊的一個(gè)相的互補(bǔ)成對(duì)開關(guān)裝置中的一個(gè)。當(dāng)對(duì)應(yīng)的電機(jī)是三相裝置時(shí)，每個(gè)柵極驅(qū)動(dòng)模塊中均存在三個(gè)成對(duì)柵極驅(qū)動(dòng)電路或總共六個(gè)柵極驅(qū)動(dòng)電路。柵極驅(qū)動(dòng)模塊經(jīng)由通信總線18從控制器12接收操作命令，并且經(jīng)由柵極驅(qū)動(dòng)電路控制每個(gè)開關(guān)裝置的啟動(dòng)和停用以提供響應(yīng)于操作命令的馬達(dá)驅(qū)動(dòng)或發(fā)電功能性。在操作期間，每個(gè)柵極驅(qū)動(dòng)模塊均響應(yīng)于源自于控制器12的控制信號(hào)而產(chǎn)生脈沖，該脈沖啟動(dòng)一個(gè)開關(guān)裝置并且誘導(dǎo)電流通過(guò)相應(yīng)電機(jī)的半相。第一和第二柵極驅(qū)動(dòng)模塊操作以定期地和重復(fù)地循序啟動(dòng)互補(bǔ)成對(duì)開關(guān)裝置，以在高電壓dc功率總線29的正軌和負(fù)軌中的一個(gè)與關(guān)聯(lián)于對(duì)應(yīng)的第一轉(zhuǎn)矩機(jī)械34和第二轉(zhuǎn)矩機(jī)械36的一個(gè)相之間傳輸電功率，以將電功率變換為機(jī)械轉(zhuǎn)矩或?qū)C(jī)械轉(zhuǎn)矩變換為電功率。

傳動(dòng)系60可以包括差速器齒輪裝置65，其機(jī)械地聯(lián)接至在一個(gè)實(shí)施例中機(jī)械地聯(lián)接至車輪66的車軸、驅(qū)動(dòng)橋或半軸64。傳動(dòng)系60在齒輪系50與路面之間傳輸推進(jìn)轉(zhuǎn)矩。

車輛100的操作者界面14包括以信號(hào)連接至多個(gè)人/機(jī)界面裝置的控制器，通過(guò)該人/機(jī)界面裝置命令車輛100的操作。人/機(jī)界面裝置優(yōu)選地包括(例如)加速器踏板15、制動(dòng)器踏板16和諸如圖形用戶界面(ui)17的用戶界面。其它人/機(jī)界面裝置可以包括用于使得操作者能夠操作車輛100的點(diǎn)火開關(guān)、方向盤、變速器范圍選擇器和頭燈開關(guān)。加速器踏板15提供指示加速器踏板位置的信號(hào)輸入，且制動(dòng)器踏板16提供指示制動(dòng)器踏板位置的信號(hào)輸入。加速器踏板位置對(duì)應(yīng)于操作者以推進(jìn)轉(zhuǎn)矩的形式請(qǐng)求加速，該推進(jìn)轉(zhuǎn)矩可以通過(guò)控制第一電機(jī)34和第二電機(jī)36以及發(fā)動(dòng)機(jī)40中的一個(gè)或多個(gè)的控制而產(chǎn)生。制動(dòng)器踏板位置對(duì)應(yīng)于操作者對(duì)制動(dòng)轉(zhuǎn)矩的請(qǐng)求，該制動(dòng)轉(zhuǎn)矩可以通過(guò)控制第一電機(jī)34和第二電機(jī)36以及車輪制動(dòng)器中的一個(gè)或多個(gè)的控制而產(chǎn)生。在某些實(shí)施例中，在車輛100上采用具有車載gps的導(dǎo)航系統(tǒng)。

控制系統(tǒng)10包括以信號(hào)連接至操作者界面14的控制器12?？刂破?2優(yōu)選地包括多個(gè)分立裝置，其與動(dòng)力系系統(tǒng)20的個(gè)別元件位于相同位置處以響應(yīng)于操作者命令和動(dòng)力系需求而實(shí)現(xiàn)動(dòng)力系系統(tǒng)20的個(gè)別元件的操作控制?？刂破?2還可以包括提供其它控制裝置的分級(jí)控制的控制裝置?？刂破?2直接或經(jīng)由通信總線18通信地連接至dc電源25、第一逆變器模塊33和第二逆變器模塊35、ecm45以及tcm中的每一個(gè)以監(jiān)測(cè)和控制其操作?？刂破?2命令動(dòng)力系系統(tǒng)20的操作，包括選擇和命令多種操作模式中的一種模式中的操作，以在轉(zhuǎn)矩產(chǎn)生裝置(例如，發(fā)動(dòng)機(jī)40以及第一電機(jī)34和第二電機(jī)36以及傳動(dòng)系60)之間產(chǎn)生和傳輸轉(zhuǎn)矩。

術(shù)語(yǔ)控制器、控制模塊、模塊、控制、控制單元、處理器和類似術(shù)語(yǔ)指代專用集成電路(asic)、電子電路、中央處理單元(例如，微處理器)以及呈存儲(chǔ)器和存儲(chǔ)裝置(只讀、可編程只讀、隨機(jī)訪問(wèn)、硬盤等)的形式的相關(guān)非暫時(shí)性存儲(chǔ)器部件的任何一個(gè)或各種組合。非暫時(shí)性存儲(chǔ)器部件能夠存儲(chǔ)呈一個(gè)或多個(gè)軟件或固件程序或例程的形式的機(jī)器可讀指令，是組合邏輯電路、輸入/輸出電路和裝置、信號(hào)調(diào)節(jié)和緩沖電路，以及可由提供所描述功能性的一個(gè)或多個(gè)處理器訪問(wèn)的其它部件。輸入/輸出電路和裝置包括模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器以及監(jiān)測(cè)來(lái)自傳感器的輸入的相關(guān)裝置，其中這些輸入以預(yù)設(shè)采樣頻率或響應(yīng)于觸發(fā)事件而監(jiān)測(cè)。軟件、固件、程序、指令、控制例程、代碼、算法和類似術(shù)語(yǔ)意味著包括校準(zhǔn)和查找表的任何控制器可執(zhí)行指令集。每個(gè)控制器執(zhí)行控制例程以提供期望功能，該功能包括監(jiān)測(cè)來(lái)自感測(cè)裝置和其它聯(lián)網(wǎng)控制器的輸入以及執(zhí)行控制和診斷例程以控制致動(dòng)器的操作。例程可以有規(guī)則的時(shí)間間隔定期執(zhí)行，例如在正在進(jìn)行的操作期間每100微秒或3.125、6.25、12.5、25和100微秒執(zhí)行一次例程。或者，例程可能響應(yīng)于事件的發(fā)生而執(zhí)行。

動(dòng)力系系統(tǒng)20采用一個(gè)或多個(gè)通信系統(tǒng)和裝置在控制系統(tǒng)10、車輛100和動(dòng)力系系統(tǒng)20之間傳送傳感器信號(hào)和致動(dòng)器命令信號(hào)以實(shí)現(xiàn)信息傳輸，該通信系統(tǒng)和裝置包括(例如)通信總線18、直接連接、局域網(wǎng)總線、串行外圍接口總線和/或無(wú)線鏈路?？刂破髦g和控制器、致動(dòng)器和/或傳感器之間的通信可以使用直接有線鏈路、聯(lián)網(wǎng)通信總線鏈路、無(wú)線鏈路或任何另一種合適的通信鏈路而實(shí)現(xiàn)。通信包括以任何合適形式交換數(shù)據(jù)信號(hào)，包括(例如)經(jīng)由導(dǎo)電介質(zhì)交換電信號(hào)、經(jīng)由空氣交換電磁信號(hào)、經(jīng)由光學(xué)波導(dǎo)交換光學(xué)信號(hào)等。數(shù)據(jù)信號(hào)可以包括表示來(lái)自傳感器的輸入的信號(hào)、表示致動(dòng)器命令的信號(hào)和控制器之間的通信信號(hào)。術(shù)語(yǔ)‘模型’指代基于處理器或處理器可執(zhí)行代碼以及模擬裝置或物理過(guò)程的物理存在的相關(guān)校準(zhǔn)。如本文所使用，術(shù)語(yǔ)‘動(dòng)態(tài)的’和‘動(dòng)態(tài)地’描述了實(shí)時(shí)執(zhí)行并且以監(jiān)測(cè)或以其它方式確定參數(shù)的狀態(tài)和在例程的執(zhí)行期間或例程執(zhí)行的迭代之間規(guī)則地或定期地更新參數(shù)的狀態(tài)為特征的步驟或程序。

圖2示意地示出了根據(jù)本發(fā)明的電動(dòng)車輛可聽音調(diào)注入例程(例程200)，其可以執(zhí)行為控制能夠以ev模式操作的車輛的實(shí)施例的操作。此車輛的一個(gè)實(shí)施例是參考圖1描述的車輛100。此例程200可以有利地在以ev模式操作并且采用高電壓電氣系統(tǒng)來(lái)產(chǎn)生推進(jìn)轉(zhuǎn)矩的各種車輛系統(tǒng)上采用。表1提供作為圖解，其中以數(shù)字標(biāo)記的框和對(duì)應(yīng)的功能如下對(duì)應(yīng)于例程200進(jìn)行闡述。

表1

在車輛操作期間，例程200定期監(jiān)測(cè)操作，包括確定動(dòng)力系操作模式和監(jiān)測(cè)車速。當(dāng)動(dòng)力系操作模式包括操作開啟狀態(tài)中的發(fā)動(dòng)機(jī)時(shí)或當(dāng)車輛正以大于上限閾值速度的速度操作時(shí)(例如，當(dāng)車速大于20km/h時(shí))或當(dāng)車速小于下限閾值時(shí)(例如，當(dāng)車速小于4km/h時(shí))(202)(1)，例程200的當(dāng)前迭代結(jié)束執(zhí)行而無(wú)進(jìn)一步動(dòng)作(220)。

當(dāng)動(dòng)力系操作模式是ev模式時(shí)(例如，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)處于關(guān)閉狀態(tài)中時(shí))且當(dāng)車輛正以介于上限閾值與下限閾值之間的速度操作時(shí)(220)(0)，例程200進(jìn)行操作以按照產(chǎn)生可聽聲音的方式控制電機(jī)34、36中的一個(gè)或多個(gè)的操作。這包括確定車速(204)以及確定由該車速下的動(dòng)力系系統(tǒng)產(chǎn)生的優(yōu)選可聽聲音(206)。優(yōu)選可聽聲音可以描述為目標(biāo)聲音的形式，該目標(biāo)聲音是呈復(fù)雜的聲音音調(diào)的形式，該聲音音調(diào)包括由多個(gè)頻率下的多個(gè)同時(shí)產(chǎn)生的音調(diào)貢獻(xiàn)構(gòu)成的可聽聲音。復(fù)雜的聲音音調(diào)可以圖形表達(dá)并且指示為相對(duì)于聲音頻率(hz)的功率或壓力(以分貝(db)表示)。為了本發(fā)明的目的，可聽頻率范圍包括從20hz至20khz的頻率。在某些實(shí)施例中，優(yōu)選可聽聲音取決于車速。可以預(yù)校準(zhǔn)提供多個(gè)優(yōu)選目標(biāo)聲音的查找表，其中車速或速度范圍具有與其相關(guān)聯(lián)的唯一目標(biāo)聲音。查找表可以存儲(chǔ)在一個(gè)控制器的存儲(chǔ)器裝置中并且可以由例程200詢問(wèn)?；蛘?，目標(biāo)聲音可以由確定相對(duì)于車速的優(yōu)選可聽聲音的可執(zhí)行算法或公式產(chǎn)生。

優(yōu)選可聽聲音如下結(jié)合至電機(jī)的控制中(207)。優(yōu)選可聽聲音可以實(shí)現(xiàn)作為執(zhí)行第一電機(jī)34和第二電機(jī)36中的一個(gè)或兩個(gè)的控制的部分以產(chǎn)生響應(yīng)于當(dāng)前車速下的輸出轉(zhuǎn)矩請(qǐng)求的推進(jìn)轉(zhuǎn)矩。這可以包括確定使操作抖動(dòng)以產(chǎn)生總基準(zhǔn)寬帶聲音的一個(gè)或多個(gè)逆變器pwm頻率(208)以及確定誘導(dǎo)理想瞬時(shí)頻率產(chǎn)生與當(dāng)前車速下的優(yōu)選可聽聲音相關(guān)聯(lián)的復(fù)雜聲音音調(diào)的電流控制和電流紋波大小(210)。

執(zhí)行pwm控制頻率的抖動(dòng)以實(shí)現(xiàn)寬帶底噪聲并且執(zhí)行電流注入以誘導(dǎo)電流紋波而實(shí)現(xiàn)取決于車速的音高偏移音調(diào)優(yōu)選地在第一電機(jī)34和第二電機(jī)36的操作中誘導(dǎo)優(yōu)選可聽聲音?？梢员O(jiān)測(cè)第一電機(jī)34和第二電機(jī)36的操作以驗(yàn)證實(shí)現(xiàn)理想操作(212)。

繼續(xù)參考圖1，圖3示意地示出了用于控制第二電機(jī)36的第二逆變器模塊35的電動(dòng)馬達(dá)控制系統(tǒng)110，其可以包括執(zhí)行馬達(dá)抖動(dòng)以實(shí)現(xiàn)寬帶底噪聲以及執(zhí)行電流注入以實(shí)現(xiàn)優(yōu)選地取決于車速的音高偏移音調(diào)。在某些實(shí)施例中，電動(dòng)馬達(dá)控制系統(tǒng)110可以執(zhí)行為硬件部件、集成電路、軟件控制例程和/或設(shè)置在第二逆變器模塊35中的其它元件?；蛘撸妱?dòng)馬達(dá)控制系統(tǒng)110的某些元件可以設(shè)置在車輛100中的其它地方。電動(dòng)馬達(dá)控制系統(tǒng)110包括控制器150和逆變器120?？刂破?50的信號(hào)輸入包括操作者對(duì)推進(jìn)轉(zhuǎn)矩和制動(dòng)轉(zhuǎn)矩152的請(qǐng)求、當(dāng)前車速154、發(fā)動(dòng)機(jī)狀態(tài)156(其可以為開啟或關(guān)閉)、電機(jī)36的轉(zhuǎn)速以及來(lái)自電機(jī)36的每個(gè)相115的電流信號(hào)。

如所示，逆變器120設(shè)置成提供對(duì)電機(jī)36的電控制，并且連接在dc電源25的直流(dc)總線29之間。逆變器120包括開關(guān)122、123、124、125、126、127，其中每個(gè)開關(guān)均包括與反并聯(lián)二極管并聯(lián)連接的晶體管，諸如igbt。開關(guān)122、123、124、125、126、127響應(yīng)于從控制器150供應(yīng)至其晶體管的柵極以向電機(jī)36的每個(gè)相115提供電壓的信號(hào)而操作。每個(gè)開關(guān)對(duì)122/125、123/126和124/127形成逆變器120的相腳。

速度檢測(cè)電路160測(cè)量電機(jī)36的轉(zhuǎn)子位置和速度并且包括分解器162或聯(lián)接至電機(jī)36以檢測(cè)電機(jī)36的轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)位置并且由此確定電機(jī)36的速度的其它速度感測(cè)裝置。速度檢測(cè)電路160還可以包括分解器-數(shù)字轉(zhuǎn)換器164或?qū)?lái)自分解器162的信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)(例如，數(shù)字馬達(dá)速度信號(hào)和數(shù)字轉(zhuǎn)子角位置信號(hào))的另一種分析方案。分解器-數(shù)字轉(zhuǎn)換器164向控制器150提供電機(jī)36的轉(zhuǎn)子的角位置和速度的數(shù)字表示。

控制器150包括第一轉(zhuǎn)矩命令模塊172，其響應(yīng)于操作者對(duì)推進(jìn)轉(zhuǎn)矩和制動(dòng)轉(zhuǎn)矩的請(qǐng)求而產(chǎn)生命令電壓173，這考慮了電機(jī)36的轉(zhuǎn)速和來(lái)自電機(jī)36的每個(gè)相115的電流信號(hào)。這可以包括采用從三相至旋轉(zhuǎn)dq坐標(biāo)系統(tǒng)的派克變換(park’stransformation)以產(chǎn)生直流笛卡爾命令電壓，其包括d軸同步幀命令電壓和q軸同步幀命令電壓。

控制器150包括產(chǎn)生第二命令電壓183的第二轉(zhuǎn)矩命令模塊182，該第二命令電壓可以在加法器174中與第一命令電壓173中的對(duì)應(yīng)命令電壓相加，從而提供最終命令電壓175。向變換模塊176展示最終命令電壓175以產(chǎn)生三相電壓命令，其在變換模塊190中采用來(lái)產(chǎn)生用于開關(guān)122、123、124、125、126、127的控制命令。第二轉(zhuǎn)矩命令模塊182配置成僅當(dāng)車速154小于閾值速度(例如，20km/r)時(shí)且當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)狀態(tài)156為關(guān)閉時(shí)才能產(chǎn)生第二命令電壓183，指示車輛正以ev模式操作。第二轉(zhuǎn)矩命令模塊182詢問(wèn)聲譜校準(zhǔn)表185，其優(yōu)選地在旋轉(zhuǎn)dq坐標(biāo)系統(tǒng)中提供車速特有的預(yù)定馬達(dá)轉(zhuǎn)矩命令，該命令使得第二電機(jī)36產(chǎn)生與優(yōu)選可聽聲音相關(guān)聯(lián)的復(fù)雜聲音音調(diào)。

因而，當(dāng)啟動(dòng)第二轉(zhuǎn)矩命令模塊182時(shí)，控制器150使用加法器174結(jié)合第一命令電壓173與第二命令電壓183以確定最終命令電壓175。向變換模塊176展示最終命命電壓175以產(chǎn)生三相電壓命令，其在變換模塊190中采用來(lái)產(chǎn)生用于開關(guān)122、123、124、125、126、127的控制命令。第二電機(jī)36響應(yīng)于用于開關(guān)122、123、124、125、126、127的控制命令進(jìn)行的操作使得第二電機(jī)36以產(chǎn)生與聲譜校準(zhǔn)表185相關(guān)聯(lián)的優(yōu)選可聽聲音的方式操作。

聲譜校準(zhǔn)表185包括多個(gè)取決于車速的目標(biāo)聲音?？梢灶A(yù)校準(zhǔn)提供多個(gè)優(yōu)選目標(biāo)聲音的查找表，其中車速或速度范圍具有與其相關(guān)聯(lián)的唯一目標(biāo)聲音。查找表可以存儲(chǔ)在一個(gè)控制器的存儲(chǔ)器裝置中并且可以由例程200詢問(wèn)。

第二命令電壓183提供設(shè)計(jì)成將電流注入定子中以在電機(jī)中產(chǎn)生對(duì)應(yīng)于與優(yōu)選可聽聲音相關(guān)聯(lián)的優(yōu)選諧波的聲音噪聲的操作控制信號(hào)。

圖4-1示意地示出了在車輛上供應(yīng)推進(jìn)轉(zhuǎn)矩的電動(dòng)馬達(dá)的特征操作的實(shí)例，包括垂直軸上用于相對(duì)于水平軸上的車速410控制電動(dòng)馬達(dá)的pwm切換頻率405。示出了正線性關(guān)系415，且其指示pwm切換頻率405線性增加以實(shí)現(xiàn)車速410的增加。

圖4-2示意地示出了在選擇切換頻率和相關(guān)聲壓級(jí)(spl)的背景下圖4-1的電動(dòng)馬達(dá)的特征操作，其中pwm切換頻率405示出在水平軸上且spl420示出在垂直軸上。spl420是有效聲壓相對(duì)于參考值的對(duì)數(shù)測(cè)量值并且可以分貝(db)測(cè)量。如所指示，spl420在選定pwm切換頻率407下為最大峰值強(qiáng)度425，且在其它pwm切換頻率405下為零或接近零。

圖4-3示意地示出了在選擇切換頻率和相關(guān)聲壓級(jí)(spl)的背景下圖4-1的電動(dòng)馬達(dá)的特征操作，其中pwm切換頻率405示出在水平軸上且spl420示出在垂直軸上，其中施用pwm切換頻率405的抖動(dòng)以實(shí)現(xiàn)目標(biāo)聲音427。抖動(dòng)包括介于下限pwm切換頻率403與上限pwm切換頻率409(優(yōu)選地約選定切換頻率407)之間的頻率范圍。如所指示，產(chǎn)生具有寬帶聲譜的目標(biāo)聲音427，其中目標(biāo)聲音427的spl在下限pwm切換頻率403與上限pwm切換頻率409之間的頻率范圍內(nèi)是或接近峰值強(qiáng)度。抖動(dòng)是用于將量化誤差和模糊音調(diào)隨機(jī)化為白噪聲的噪聲的有意施用形式，因此防止諸如可以由峰值強(qiáng)度425示出的大量聲音模式。目標(biāo)聲音427可以通過(guò)施用抖動(dòng)至選定切換頻率407和注入電流而產(chǎn)生。目標(biāo)聲音427與車輛上的電機(jī)的操作相關(guān)聯(lián)，例如，如參考圖2中所示的電動(dòng)車輛可聽音調(diào)產(chǎn)生例程200所述。

本文所述的概念使得能夠使用電機(jī)產(chǎn)生動(dòng)力系聲音，包括使用音調(diào)和隨機(jī)紋波電流注入策略來(lái)發(fā)出理想的寬帶和音調(diào)聲音?？梢圆捎矛F(xiàn)有車載控制器來(lái)控制和影響馬達(dá)噪聲。這可以包括基于電流注入特征化電機(jī)的聲音曲線以及形成校準(zhǔn)來(lái)調(diào)諧馬達(dá)控制以產(chǎn)生不同頻率下的所需理想音調(diào)強(qiáng)度。在某些實(shí)施例中，通過(guò)執(zhí)行馬達(dá)抖動(dòng)以實(shí)現(xiàn)寬帶底噪聲并且執(zhí)行電流注入以實(shí)現(xiàn)頻率隨車速變化的音高偏移音調(diào)來(lái)完成該寬帶底噪聲結(jié)合該音高偏移音調(diào)。

流程圖和流程圖中的框圖說(shuō)明了根據(jù)本發(fā)明的各個(gè)實(shí)施例的系統(tǒng)、方法和計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品的可能實(shí)施方案的架構(gòu)、功能性和操作。關(guān)于這一點(diǎn)，流程圖或框圖中的每個(gè)框可以表示模塊、代碼段或部分，其包括用于實(shí)施指定邏輯功能的一個(gè)或多個(gè)可執(zhí)行指令。還應(yīng)當(dāng)注意的是，流程圖和/或流程圖說(shuō)明中的每個(gè)框以及框圖和/或流程圖說(shuō)明中的框的組合可以由執(zhí)行指定功能或作用的基于專用硬件的系統(tǒng)或?qū)Ｓ糜布c計(jì)算機(jī)指令的組合來(lái)實(shí)施。這些計(jì)算機(jī)程序指令還可以被存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)中，該計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)可指導(dǎo)計(jì)算機(jī)或其它可編程數(shù)據(jù)處理設(shè)備以按照特定方式運(yùn)作，使得存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)中的指令產(chǎn)生包括實(shí)施流程圖中指定的功能或作用的指令的制品。

詳述和圖或圖式支持并且描述本教導(dǎo)，但是本教導(dǎo)的范圍僅僅是由權(quán)利要求限定。雖然已詳細(xì)地描述了用于實(shí)行本教導(dǎo)的某些最佳模式和其它實(shí)施例，但是存在用于實(shí)踐隨附權(quán)利要求書中限定的本教導(dǎo)的各種替代設(shè)計(jì)和實(shí)施例。