CN107600063B - 用于混合电动车辆的主动减振控制装置及其方法 - Google Patents

用于混合电动车辆的主动减振控制装置及其方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及用于混合电动车辆的主动减振控制装置及其方法，该装置包括：参考信号发生单元，基于第一电动机的第一旋转角生成参考信号和第一相位；振动提取单元，从第二电动机提取振动信号；系数确定器，确定使参考信号与振动信号之间的相位差最小化的滤波器系数；相位确定单元，使用第一电动机的第一速度信号和滤波器系数来检测与相位差对应的第二相位；相位偏移量检测器，检测用于对相位延迟进行补偿的第三相位；以及同步信号发生器，生成实际振动的形状的反相信号，以便确定第一电动机的补偿力。

Description

用于混合电动车辆的主动减振控制装置及其方法
相关申请的引证
本申请基于并要求于2016年7月11日向韩国知识产权局提交的韩国专利申请第10-2016-0087514号的优先权的权益，其全部内容通过引证结合于此。
技术领域
本公开涉及用于混合电动车辆的主动减振控制装置及其方法，并且更具体地，涉及能够主动减少由于发动机的爆燃(explosion)而生成的振动的混合电动车辆用的主动减振控制装置及其方法。
背景技术
发动机在气缸的爆燃冲程(explosion stroke，爆发冲程)期间通过燃烧压力产生扭矩。发动机的扭矩通常包括与由于燃烧压力的快速变化而导致的每个轴旋转的气缸的爆燃的数量成比例的振动分量。这种振动分量通过发动机机架和驱动轴传递到车身，这引起振动和噪声并且降低乘坐舒适性。
为了解决上述问题，包括电动机的充电车辆(诸如环保车辆)等使用了主动减小使用电动机的传动系中产生的振动的方法，并且具体地，使用一种用于通过在内燃机的爆燃冲程时测量通过传动系传递的振动分量并且对安装在传动系中的电动机施加针对该振动的反相扭矩来减小振动的方法。这里，反相扭矩的参考信号主要使用正弦波形式，并且确定有源滤波器的系数，使得所产生的振动与参考正弦波之间的误差最小。这里，由于反相扭矩的参考信号(参见图1中的110)与发动机的实际爆燃的振动形状(参见图1中的120)不同，因此在实际振动的峰值与参考正弦波的峰值之间存在相差，这降低了减振控制的性能。
发明内容
已作出本公开以解决现有技术中出现的上述问题，同时完整保持由现有技术实现的优点。
本公开的一个方面提供了用于混合电动车辆的主动减振控制装置及其方法，其能够通过生成实际振动形状的，而不是正弦波形式的正弦波的反相扭矩的参考信号来提高实际振动与参考信号之间的相位同步性能，以便确定反相的电动机的补偿力，并且通过直接调节频域而不是时域中的相位来主动且有效地减小由发动机的爆燃产生的振动。
根据本公开的示例性实施方式，一种用于混合电动车辆的主动减振控制装置包括：参考信号发生单元，基于第一电动机的第一旋转角生成参考信号和第一相位，第一电动机耦接至发动机的一侧；振动提取单元，从耦接至发动机的另一侧的第二电动机提取振动信号；系数确定器，确定使参考信号与振动信号之间的相位差最小化的滤波器系数；相位确定单元，使用第一电动机的第一速度信号和滤波器系数，检测对应于参考信号与振动信号之间的相位差的第二相位；相位偏移量检测器，使用第一电动机的速度信号检测用于补偿相位延迟的第三相位；以及同步信号发生器，使用第一相位、第二相位或第三相位生成实际振动的形状的反相信号，以便确定第一电动机的补偿力。
主动减振控制装置可以进一步包括：扭矩生成器，通过将参考扭矩与反相信号相乘生成反相扭矩，并且然后将所生成的反相扭矩与指令扭矩求和来生成减振扭矩。
同步信号发生器可以包括：相位合成器，根据通过将第三相位与从第一相位减去第二相位获得的结果相加而获得的相位，生成与实际振动的形状相对应的相位合成信号；以及反相信号发生器，生成相位合成信号的反相信号。
同步信号发生器可以使用针对各相位值的信号振幅的查找表，针对使用第一相位、第二相位或第三相位所确定的相位来生成实际振动的形状的反相信号。同步信号发生器可以使用线性插值法计算与查找表的相位值之间的精细相位(detailed phase)对应的信号振幅。
同步信号发生器可以基于与发动机的吸气、压缩、爆燃以及排气冲程相关联的发动机或曲轴扭矩模型，使用第一相位、第二相位或第三相位来计算并输出实际振动的形状的反相信号。
振动提取单元可以包括：位置测量器，测量第二电动机的第二旋转角；速度计算器，通过对由位置测量器测量的第二旋转角进行微分来计算第二速度信号；以及振动提取单元，通过对第二速度信号进行滤波来提取振动信号。
参考信号发生单元可以包括：位置测量器，测量第一电动机的第一旋转角；计算器，通过将由位置测量器测量的第一电动机的第一旋转角乘以2来计算作为第二相位的第三旋转角；以及参考信号发生单元，使用第三旋转角生成参考信号。
相位确定单元可以包括：速度计算器，通过对由位置测量器测量的第二旋转角进行微分来计算第一速度信号；以及相位确定单元，使用由速度计算器计算的第一速度信号和所确定的滤波器系数来检测参考信号与振动信号之间的相位差。
系数确定器可以包括：滤波器系数更新器；可变滤波器，使用由滤波器系数更新器更新的滤波器系数对由参考信号发生单元生成的参考信号进行滤波；以及相位差计算器，计算由参考信号发生单元生成的参考信号与由振动提取单元提取的振动信号之间的相位差，并且滤波器系数更新器更新滤波器系数，使得由相位差计算器计算的相位差被最小化。
根据本公开的另一示例性实施方式，一种用于混合电动车辆的主动减振控制方法包括以下步骤：基于第一电动机的第一旋转角生成参考信号和第一相位，第一电动机耦接至发动机的一侧；从耦接至发动机的另一侧的第二电动机提取振动信号；确定使参考信号与振动信号之间的相位差最小化的滤波器系数；使用第一电动机的第一速度信号和滤波器系数检测对应于参考信号与振动信号之间的相位差的第二相位；使用第一电动机的速度信号检测用于补偿相位延迟的第三相位；以及使用第一相位、第二相位或第三相位生成具有实际振动的形状而不是正弦波的反相信号，以确定第一电动机的补偿力。
主动减振控制方法可以进一步包括通过将参考扭矩与反相信号相乘生成反相扭矩，并且然后将所生成的反相扭矩与指令扭矩求和来生成减振扭矩。
反相信号的生成可以包括：根据通过将第三相位与从第一相位减去第二相位获得的结果相加而获得的相位，生成与实际振动的形状对应的相位合成信号；以及生成相位合成信号的反相信号。
反相信号的生成可以包括：使用针对相位值中的每一个的信号振幅的查找表，针对使用第一相位、第二相位或第三相位所确定的相位来生成实际振动的形状的反相信号。在反相信号的生成中，可以使用线性插值法来计算与查找表的相位值之间的精细相位对应的信号振幅。
反相信号的生成可以包括：基于与发动机的吸气、压缩、爆燃以及排气冲程相关联的发动机或曲轴扭矩模型，使用第一相位、第二相位或第三相位，计算并输出实际振动的形状的反相信号。
振动信号的提取可以包括：测量第二电动机的第二旋转角；通过对第二旋转角进行微分来计算第二速度信号；以及通过对速度信号进行滤波来提取振动信号。
参考信号和第一相位的生成可以包括：测量第一电动机的第一旋转角；通过将第一电动机的第一旋转角乘以2来计算作为第一相位的第三旋转角；以及使用第三旋转角生成参考信号。
第二相位的检测可以包括：通过对第一电动机的第一旋转角进行微分来计算第一速度信号；以及使用速度信号和滤波器系数来检测参考信号与振动信号之间的相位差，作为第二相位。
滤波器系数的确定可以包括：通过可变滤波器使用滤波器系数对参考信号进行滤波；计算参考信号与振动信号之间的相位差；以及更新要提供给可变滤波器的滤波器系数，使得参考信号与振动信号之间的相位差被最小化。
附图说明
结合附图，从以下详细描述中，本公开的以上和其它目的、特征和优点将更加明显。
图1是示出根据使用反相扭矩的现有技术的减振方法的视图。
图2是示出应用了根据本公开的主动减振控制装置的混合电动车辆的视图。
图3是示出根据本公开的生成用于车辆的减振的反相扭矩的构思的视图。
图4是示出根据本公开的示例性实施方式的用于混合电动车辆的主动减振控制装置的视图。
图5是示出根据本公开的示例性实施方式的用于混合电动车辆的主动减振控制装置的操作的流程图。
图6是示出根据本公开的示例性实施方式的同步信号发生器260的视图。
图7是示出根据本公开的用于生成对应于实际振动的形状的相位合成信号的查找表的实例的视图。
图8A是根据本公开的用于计算对应于实际振动的形状的相位合成信号的视图。
图8B是示出根据本公开的使用发动机建模用于生成对应于实际振动的形状的相位合成信号的方法的视图。
图9是示出根据本公开的示例性实施方式的实现用于混合电动车辆的主动减振控制装置的方法的实例的视图。
具体实施方式
在下文中，将参照附图详细描述本公开。这里，在各个附图中相同的参考标号表示相同的元件。另外，将省略已知的功能和/或配置的详细描述。以下公开的内容主要描述理解根据各种示例性实施方式的操作必不可少的部分，并且将省略可能模糊描述的要点的元件的描述。另外，附图中所示的一些部件可被放大、省略或示意性地示出。每个部件的尺寸并不精确地反映其实际尺寸，并且因此，本说明书中描述的内容不限于各个附图中所示的部件的相对尺寸或间隔。
图2是示出应用了根据本公开的主动减振控制装置的混合电动车辆的视图。
如图2所示，应用了本公开的混合电动车辆是以下一种安装电气装置的变速器(TMED，transmission-mounted electric device)型的混合电动车辆，其中，发动机114与第一电动机112通过扭振减振器113彼此连接，并且混合电动车辆的传动系包括变速器111、第一电动机112、扭振减振器113、发动机114、皮带轮115、第二电动机116、变速器控制单元(TCU)117、发动机控制单元(ECU)118、电动机控制单元(MCU)(包括逆变器)119、第一电池120、第一电池管理系统(BMS)121、第二电池122、电压转换器123、混合控制单元(HCU)124。
这里，第一电动机112通过扭振减振器113和发动机离合器(未示出)连接至发动机114，并且第一电动机112基本上基于来自第一电池120的高压驱动车辆，并根据驱动时的驱动力和减速时的再生制动要求，通过耦接或释放(断开)发动机离合器来支持混合电动车辆(HEV)模式驱动和电动车辆(EV)模式驱动。具体地，根据本公开，第一电动机112用作减小振动的对象。也就是说，第一电动机112防止振动被传递到变速器111级。第二电动机116通过作为连接器的皮带轮115连接至发动机114，并且使用发动机114的动力对第一电池120充电，或者向第一电动机112提供动力。第一电池管理系统(BMS)121管理提供高压的第一电池120。第二电池122向电子负载供电。电压转换器123将第一电池120的电压转换为第二电池122的额定电压。混合控制单元124执行车辆的整体控制，诸如确定车辆的驱动点等。另外，混合控制单元124是执行各个控制单元的驱动控制、混合驱动模式的设定以及车辆的整体控制的最高级控制单元。基于作为最高级控制单元的混合控制单元124，各个控制单元通过高速控制器局域网(CAN)通信线路彼此连接。因此，在控制单元之间发送和接收信息的同时，高级控制单元向低级控制单元传送命令。
在下文中，将提供额外描述以清楚地理解本公开的要点。
作为根据本公开的用于混合电动车辆的主动减振控制的关键技术，反相检测使用传动系的频率响应特性来实现。通过向传动系施加激振力而发生的振动可以建模为系统传递函数，输入振动和输出振动之间的振幅和相位关系可以由传递函数的频率响应表示。
图3是示出根据本公开的生成用于车辆的减振的反相扭矩的构思的视图。
从发动机114出现的激振力传递至连接至传动系的各个元件，例如变速器111、第二电动机116(或混合动力起动发电机(HSG))、驱动轴(DS)158、车轮罩(WH)159等，以引起车身160的各个部位的振动。对于各个传递路径中的每一个存在单独的传递函数，并且各个部位的振动的振幅和相位与激振源的振幅和相位之差不同。振幅和相位差的值根据机械系统的参数(诸如惯性矩、刚度、阻尼系数等)来确定。当发动机的激振力传递至减小的目标部位(例如第一电动机112)时，通过使用基于第二电动机116测量的速度振动信号调节相位和振幅，以将作为发动机的激振力的反相的补偿力施加至目标部位来抵消目标部位处的振动，从而使得可以减振。
由于在如图2或图3所示的传动系的特定部位处测量的发动机的振动和激振力以及减振目标部位的振动均具有恒定的频率响应关系，则可以使用传动系的频率响应特性来估计目标部位的反相。由于恒定的频率响应，即相位和振幅差存在于通过对第二电动机116的位置信号(例如HSG转子的位置)进行微分(或观测器(observer))来测量速度并且然后执行滤波所提取的速度的振动分量与发动机的激振力之间，并且恒定频率响应存在于从发动机的激振力到减振目标部位(例如第一电动机)，恒定频率响应关系存在于所测量的振动信号与目标部位之间。另外，由于从电动机的生成力到目标部位也存在恒定频率关系，因此，在提取的振动信号与要由目标部位(例如第一电动机)生成的补偿力之间建立恒定的频率响应关系，以便减小目标部位处的反相振动。
为了确定减小实际振动并且是减振目标部位的第一电动机112的补偿力，上述混合电动车辆通过生成与从第二电动机116的速度信号提取的振动信号同步的参考信号，并且然后根据传动系的传递函数的预先检测的频率特性执行振幅调节和相位偏移，来确定用于减振的反相的补偿力。这里，补偿力的振幅还可以通过使用由发动机控制单元(ECU)118提供的发动机扭矩来确定。根据本公开，可以通过生成具有实际振动的形状的反相信号，而不是具有用于基于第一电动机112的相位信息的典型的主动减振技术的正弦形式的正弦波的反相信号，来具体改善实际振动与参考信号之间的相位同步性能。
根据本公开的反相检测通过使用传动系的传递函数的频率响应实现，其中，使用从能够提取振动的传感器附接至的点到目标为减振的点的传递函数。将描述上述反相检测的操作。通过从由传感器测量的速度(或位置)信息中提取正弦波形式的振动分量，并且然后生成具有尽可能调节为对应路径的传递函数的频率响应(即振幅响应和相位响应)的振幅和相位的正弦波，来估计遵循传递至振动测量部位的作用力的正弦波。接下来，关于所估计的正弦波，第一电动机112生成通过根据到减振目标点的传递函数调节所估计的作用力的振幅和相位并且然后反转所调节的振幅和相位而获得的动力，目标点的振动被抵消。根据本公开的调节反相的操作不使用时域中的滤波器，并且可以通过对参考信号的位置角的相位求和的运算在频域中执行。
图4是示出根据本公开的示例性实施方式的用于混合电动车辆的主动减振控制装置500的视图。
如图4所示，根据本公开的用于混合电动车辆的主动减振控制装置500包括振动提取单元210、参考信号发生单元220、系数确定器230、相位确定单元240、相位偏移量检测器250、同步信号发生器260以及扭矩生成器270。根据本公开的示例性实施方式的用于混合电动车辆的主动减振控制装置500的各个部件可以通过硬件(诸如半导体处理器)、软件(诸如应用程序)或其组合实现。
图5是示出根据本公开的示例性实施方式的用于混合电动车辆的主动减振控制装置500的操作的流程图。
首先，振动提取单元210从正在运转的第二电动机116提取振动信号(振动分量)(501)。根据本公开，当扭振减振器113布置在作为减振的对象的第一电动机112与产生振动的发动机114之间时，由发动机的爆燃产生的振动在通过扭振减振器113的同时被显著抵消。结果，由于难以从第一电动机112提取振动信号，因此从第二电动机116提取由发动机的爆燃产生的振动信号。
这种振动提取单元210包括：位置测量器(旋转变压器)211，测量第二电动机116内的转子的位置(例如HSG转子的旋转角)(θm2)；速度计算器212，通过对由位置测量器211测量的旋转角(θm2)进行微分而计算速度信号(W2m)；以及振动提取单元213，通过对由速度计算器212计算的速度信号进行滤波来提取振动信号(Wd)。
这里，振动提取单元213可以实现为仅使由发动机的爆燃产生的振动分量通过的带通型的数字滤波器。在这种情况下，还可以通过预先确定期望的区域来使用数字滤波器的截止频率，并且还可以通过基于发动机的转数改变截止频率来使用该截止频率。例如，由于四气缸和四冲程内燃机在其机械旋转一次时产生两次爆燃，观察到作为发动机的转速的两倍的频率的爆燃分量，并且可以通过考虑观察到的爆燃分量来确定截止频率。
接下来，参考信号发生单元220基于第一电动机112的旋转角(相位)(θm1)生成参考信号(Wx)(502)。也就是说，参考信号发生单元220生成具有振幅为1的单位正弦波作为参考信号。另外，参考信号发生单元220生成通过将第一电动机112的旋转角(θm1)乘以参考值获得的结果(例如发动机爆燃周期的两倍，即两倍的旋转角)(θ1m2)(502)。这里，由于通过实例的方式描述了每当曲轴旋转一次时生成两次爆燃的四气缸和四冲程内燃机，因此乘以2，但是如果内燃机不同，那么乘数值也变化。这种参考信号发生单元220包括：位置测量器(旋转变压器)221，测量第一电动机112的旋转角(θm1)；以及发生器222，基于由位置测量器221测量的旋转角(θm1)，生成两倍的旋转角(θ1m2)和具有振幅为1的对应于旋转角(θm1)的单位正弦波形的参考信号(Wx)。
接下来，系数确定器230确定使参考信号发生单元220生成的参考信号(Wx)与由振动提取单元210提取的振动信号(Wd)之间的相位差最小的滤波器系数(503)。这里，由参考信号发生单元220生成的参考信号与由振动提取单元210提取的振动信号具有彼此相同的频率。这样的系数确定器230包括可变滤波器231、相位差计算器232以及滤波器系数更新器233。如上所述的自适应滤波器形式的系数确定器230可以确定接近于最佳的滤波器系数，使得两个信号(Wd与Wx)之间的误差最小。
有限脉冲响应(FIR)型或无限脉冲响应(IIR)型的可变滤波器231使用由滤波器系数更新器233更新的滤波器系数，对参考信号发生单元220生成的参考信号(Wx)进行滤波。在这种情况下，使用FIR滤波器的滤波结果(Wy)如以下等式1。
[等式1]
Wy＝H(z)Wx，H(z)＝b1z-1+b0
这里，H(z)是具有变量z的函数形式的FIR滤波器。虽然本公开的示例性实施方式描述了其中H(z)是线性可变滤波器的实例，但是根据需要也可以使用二次以上可变滤波器。相位差计算器232计算从参考信号(Wx)生成的滤波结果(Wy)与由振动提取单元210提取的振动信号(Wd)之间的相位差E。滤波器系数更新器233使用递归最小平方(RLS)类型的算法，计算使从参考信号(Wx)生成的滤波结果(Wy)与由振动提取单元210提取的振动信号之间的相位差E最小的滤波器系数(b0、b1...)。
当在第一电动机112与发动机114之间布置诸如离合器的输出断开单元(未示出)时，当输出被离合器断开时，滤波器系数更新器233可以停止系数更新，并且仅在输出连接时执行系数更新。
接下来，相位确定单元240通过对由位置测量器221测量的第一电动机112的旋转角(θm1)进行微分来计算速度信号(W1m)，并且使用所计算的速度信号(W1m)和由系数确定器230确定的系数，确定由参考信号发生单元220生成的参考信号(Wx)与由振动提取单元210提取的振动信号(Wd)之间的相位差(θd)(504)。相位确定单元240包括速度计算器241和相位确定单元242，速度计算器241通过对由位置测量器221测量的第一电动机112的旋转角(θm1)进行微分来计算速度信号(W1m)，相位确定单元242使用由速度计算器241计算的速度信号(W1m)和由系数确定器230确定的系数，检测由参考信号发生单元220生成的参考信号(Wx)与由振动提取单元210提取的振动信号(Wd)之间的相位差(θd)。这里，相位确定单元242可以如以下等式2那样确定相位差(θd)。这里，w对应于角速度，并且Ts对应于时间。
[等式2]
Figure GDA0002770524420000141
接下来，相位偏移量检测器250使用第一电动机112的速度信号(W1m)，检测用于补偿根据从振动提取单元213(或振动提取单元210)到第一电动机112的传递延迟的相位差的补偿值(θp)。另外，相位偏移量检测器250还可以检测用于补偿由振动提取单元213生成的相位延迟的补偿值(θv)。这里，相位延迟意味着由振动提取单元213(即带通滤波器)生成的相位延迟。
接下来，同步信号发生器260使用由参考信号发生单元220的发生器222生成的相位(θ1m2)、由相位确定单元240检测的相位(θd)以及由相位偏移量检测器250检测的补偿值(θp/θv)，生成反相信号(506)。根据本公开，同步信号发生器260可以通过生成实际振动的形状的反相信号，而不是生成具有用于基于来自参考信号发生单元220的第一电动机112的相位信息(θ1m2)的典型的主动减振技术的正弦形式的正弦波的反相信号，来具体改善实际振动与参考信号之间的相位同步性能。
接下来，扭矩生成器270通过由乘法器272将由同步信号发生器260生成的反相信号乘以由振幅比确定器271确定的参考扭矩T，生成反相扭矩，并且然后通过求和器273将反相扭矩与指令扭矩相加，从而生成减振扭矩(507)。基于减振扭矩，在目标部位(例如第一电动机)处出现补偿力。这里，参考扭矩也可以是预设常数，也可以是恒定比率的发动机扭矩或施加至传动系的扭矩的总和，并且还可以是通过将发动机扭矩或施加至传动系的扭矩的总和乘以频域中的振幅比而得到的值。指令扭矩可以是来自高级控制单元(例如混合控制单元124或加速踏板(未示出))的指令扭矩。
图6是示出根据本公开的示例性实施方式的同步信号发生器260的视图。
参考图6，根据本公开的示例性实施方式的同步信号发生器260包括相位合成器610和反相信号发生器620。
根据本公开，当参考信号发生单元220根据第一电动机112的相位信息生成施加了发动机的爆燃的周期的倍数的变化相位(θ1m2)时，相位合成器610生成通过适当地合成相位而获得的信号，以便反映相位(θ1m2)和几个补偿相位(θd、θp/θv)，并且反相信号发生器620生成对应的相位合成信号(参见图3)的反相(例如180°的相位差)信号。
例如，相位合成器610根据通过将由相位偏移量检测器250检测到的补偿值(θp)相加到从由参考信号发生单元220生成的相位(θ1m2)减去由相位确定单元240检测的相位(θd)所得到的结果而得到的相位，生成与实际振动的形状对应的相位合成信号。这里，相位合成器610还可以通过进一步加上用于补偿由振动提取单元213生成的相位延迟的补偿值(θv)，而生成与实际振动的形状对应的相位合成信号。反相信号发生器620生成对应的相位合成信号的反相(例如180°的相位差)信号。
作为实例，为了使用如上所述的相位信息(θ1m2、θd、θp/θv)生成与实际振动的形状对应的相位合成信号，可以使用如图7所示的针对相位值(例如合成相位)中的每一个的信号振幅(例如在-1与1之间)的查找表(LUT)。例如，在启动发动机之后测量实际振动，并且测量要与实际振动的形状匹配的预定相位值(例如合成相位)中的每一个的信号振幅并且将该信号振幅预先存储在查找表中，从而使得可以使用预存储的信号振幅针对使用相位信息(θ1m2、θd、θp/θv)确定的相位(例如合成相位)来生成相位合成信号。相位合成器610可以通过线性插值法计算对应于查找表的相位值之间的精细相位的信号振幅，并且还可以使用所计算的信号振幅以便生成精确的相位合成信号。
作为另一实例，为了使用如上所述的相位信息(θ1m2、θd、θp/θv)生成与实际振动的形状对应的相位合成信号，如图8A和图8B所示，可以使用与具有目标发动机的车辆系统的吸气、压缩、爆燃以及排气冲程相关联的发动机或曲轴扭矩模型。由于典型的发动机或曲轴扭矩模型是公知的，因此以下将简要提供其描述。
例如，如图8A所示，对于具有预定气缸(例如4、6、8、14等)的发动机车辆，相位合成器610可以基于考虑气缸冲程L、活塞的内径D、连杆长度l、活塞位置x、压缩比c、空气系数(a＝103.25kN/m2)、曲轴的旋转角(θ)、曲轴的半径r等的发动机或曲轴扭矩模型，使用如上所述的相位信息(θ1m2、θd、θp/θv)计算并输出与实际振动的形状相对应的相位合成信号。这里，如图8B所示，在奥拓(otto)循环压力-容积(P-V)图中，可以使用与发动机的吸气、压缩、爆燃以及排气冲程相关联的信息，诸如针对各个冲程的活塞位置x、气缸容积V、气缸压力(例如P＝1/V)、曲轴的扭矩、发动机扭矩、压力或旋转角(θ)范围等。
图9是示出根据本公开的示例性实施方式的实现用于混合电动车辆的主动减振控制装置500的方法的实例的视图。根据本公开的示例性实施方式的用于混合电动车辆的主动减振控制装置500可以通过硬件、软件或其组合来实现。例如，用于混合电动车辆的主动减振控制装置500可以通过如图9所示的计算系统1000来实现。
计算系统1000可以包括通过总线1200连接的至少一个处理器1100、存储器1300、用户界面输入1400、用户界面输出1500、储存器1600以及网络接口1700。处理器1100可以是对存储在存储器1300和/或储存器1600中的指令执行处理的中央处理单元(CPU)或半导体器件。存储器1300和储存器1600可以包括各种易失性或非易失性存储介质。例如，存储器1300可以包括只读存储器(ROM)1310和随机存取存储器(RAM)1320。
因此，结合本说明书中公开的示例性实施方式所描述的方法或算法的各步骤，可以直接以由处理器1100执行的硬件模块、软件模块或其组合来实现。软件模块可以驻留在诸如随机存取存储器(RAM)存储器、闪存、只读存储器(ROM)存储器、可擦除可编程只读存储器(EPROM)存储器、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)存储器、寄存器、硬盘、可移动硬盘或光盘只读存储器(CD-ROM)的存储介质(即存储器1300和/或储存器1600)上。例示的存储介质可以耦接至处理器1100，并且处理器1100可以从存储介质读取信息并将信息写入存储介质。可替换地，存储介质也可以与处理器1100集成。处理器和存储介质也可以驻留在专用集成电路(ASIC)内。ASIC也可以驻留在用户终端内。可替换地，处理器和存储介质还可以作为单独部件驻留在用户终端内。
如上所述，根据本公开的示例性实施方式，用于混合电动车辆的主动减振控制装置及其方法可以确定反相的电动机的电动机补偿力，使得通过生成具有实际振动的形状而不是正弦波形式的正弦波的反相扭矩的参考信号，提高了实际振动与参考信号之间的相位同步性能，并且通过直接在频域中而不是时域中调节相位，可以主动且有效地减小由于发动机的爆燃产生的振动。
进一步，通过使用有限脉冲响应形式、无限脉冲响应形式等的自适应滤波器，确定接近最佳值的滤波器系数，使得目标信号与参考信号之间的误差最小，可以提高实际振动与参考信号之间的相位同步性能，并且可以有效地减小由发动机的爆燃产生的振动。
在上文中，尽管已参考示例性实施方式和附图描述了本公开，但是本公开不限于此，而是在不偏离所附权利要求中要求保护的本公开的精神和范围的情况下，可以由本公开所属领域的普通技术人员对本公开进行各种修改和改变。
附图中各元件的附图标记
111：变速器
112：第一电动机
113：扭振减振器
114：发动机
115：皮带轮
116：第二电动机
117：变速器控制单元
118：发动机控制单元
119：电动机控制单元
120：第一电池
121：第一电池管理系统
122：第二电池
123：电压转换器
124：混合控制单元。

Claims (18)

1.一种用于混合电动车辆的主动减振控制装置，所述主动减振控制装置包括：
参考信号发生单元，基于耦接至发动机的一侧的第一电动机的第一旋转角来生成参考信号和第一相位；
振动提取单元，从耦接至所述发动机的另一侧的第二电动机提取振动信号；
系数确定器，确定使所述参考信号与所述振动信号之间的相位差最小化的滤波器系数；
相位确定单元，使用所述第一电动机的第一速度信号和所述滤波器系数，来检测与所述参考信号和所述振动信号之间的相位差对应的第二相位；
相位偏移量检测器，使用所述第一电动机的所述第一速度信号检测用于对相位延迟进行补偿的第三相位；以及
同步信号发生器，使用所述第一相位、所述第二相位或所述第三相位生成实际振动的形状的反相信号，以便确定所述第一电动机的补偿力，
其中，所述同步信号发生器使用针对各相位值的信号振幅的查找表，针对使用所述第一相位、所述第二相位或所述第三相位确定出的相位，生成所述实际振动的形状的所述反相信号。
2.根据权利要求1所述的主动减振控制装置，进一步包括扭矩生成器，所述扭矩生成器通过将参考扭矩与所述反相信号相乘生成反相扭矩，并且然后将所生成的反相扭矩与指令扭矩求和来生成减振扭矩。
3.根据权利要求1所述的主动减振控制装置，其中，所述同步信号发生器包括：
相位合成器，根据通过将所述第三相位与通过从所述第一相位减去所述第二相位获得的结果相加而获得的相位，生成与所述实际振动的形状对应的相位合成信号；以及
反相信号发生器，生成所述相位合成信号的反相信号。
4.根据权利要求1所述的主动减振控制装置，其中，所述同步信号发生器使用线性插值法计算与所述查找表的所述相位值之间的精细相位对应的信号振幅。
5.根据权利要求1所述的主动减振控制装置，其中，所述同步信号发生器基于与所述发动机的吸气、压缩、爆燃和排气冲程相关联的发动机或曲轴扭矩模型，使用所述第一相位、所述第二相位或所述第三相位计算并输出所述实际振动的形状的所述反相信号。
6.根据权利要求1所述的主动减振控制装置，其中，所述振动提取单元包括：
位置测量器，测量所述第二电动机的第二旋转角；
速度计算器，通过对所述第二旋转角进行微分来计算第二速度信号；以及
振动提取单元，通过对由所述速度计算器计算出的所述第二速度信号进行滤波来提取振动信号。
7.根据权利要求1所述的主动减振控制装置，其中，所述参考信号发生单元包括：
位置测量器，测量所述第一电动机的所述第一旋转角；
计算器，通过将由所述位置测量器测量的所述第一电动机的所述第一旋转角乘以2来计算第三旋转角，作为所述第一相位；以及
参考信号发生单元，使用所述第三旋转角生成所述参考信号。
8.根据权利要求7所述的主动减振控制装置，其中，所述相位确定单元包括：
速度计算器，通过对由所述位置测量器测量的所述第一旋转角进行微分来计算所述第一速度信号；以及
相位确定单元，使用所述第一速度信号和确定出的所述滤波器系数来检测所述参考信号与所述振动信号之间的相位差。
9.根据权利要求1所述的主动减振控制装置，其中，所述系数确定器包括：
滤波器系数更新器；
可变滤波器，使用由所述滤波器系数更新器更新的所述滤波器系数对由所述参考信号发生单元生成的所述参考信号进行滤波；以及
相位差计算器，计算由所述参考信号发生单元生成的所述参考信号与由所述振动提取单元提取的所述振动信号之间的相位差，并且
所述滤波器系数更新器更新并且计算所述滤波器系数，使得由所述相位差计算器计算出的相位差被最小化。
10.一种用于混合电动车辆的主动减振控制方法，所述主动减振控制方法包括以下步骤：
由参考信号发生单元基于耦接至发动机的一侧的第一电动机的第一旋转角来生成参考信号和第一相位；
由振动提取单元从耦接至所述发动机的另一侧的第二电动机提取振动信号；
由系数确定器确定使所述参考信号与所述振动信号之间的相位差最小化的滤波器系数；
由相位确定单元使用所述第一电动机的第一速度信号和所述滤波器系数，来检测与所述参考信号和所述振动信号之间的相位差对应的第二相位；
由相位偏移量检测器使用所述第一电动机的所述第一速度信号来检测用于对相位延迟进行补偿的第三相位；以及
由同步信号发生器使用所述第一相位、所述第二相位或所述第三相位，生成实际振动的形状的反相信号，以便确定所述第一电动机的补偿力，
其中，生成所述反相信号的步骤包括：使用针对各相位值的信号振幅的查找表，针对使用所述第一相位、所述第二相位或所述第三相位确定出的相位，生成所述实际振动的形状的所述反相信号。
11.根据权利要求10所述的主动减振控制方法，进一步包括以下步骤：通过将参考扭矩与所述反相信号相乘生成反相扭矩，并且然后将所生成的反相扭矩与指令扭矩求和来生成减振扭矩。
12.根据权利要求10所述的主动减振控制方法，其中，生成所述反相信号的步骤包括：
根据通过将所述第三相位与通过从所述第一相位减去所述第二相位而获得的结果相加获得的相位，生成与所述实际振动的形状对应的相位合成信号；以及
生成所述相位合成信号的反相信号。
13.根据权利要求10所述的主动减振控制方法，其中，在生成所述反相信号的步骤中，使用线性插值法计算与所述查找表的所述相位值之间的精细相位对应的信号振幅。
14.根据权利要求10所述的主动减振控制方法，其中，生成所述反相信号的步骤包括：基于与所述发动机的吸气、压缩、爆燃和排气冲程相关联的发动机或曲轴扭矩模型，使用所述第一相位、所述第二相位或所述第三相位计算并且输出所述实际振动的形状的所述反相信号。
15.根据权利要求10所述的主动减振控制方法，其中，提取所述振动信号的步骤包括：
测量所述第二电动机的第二旋转角；
通过对所述第二旋转角进行微分来计算第二速度信号；以及
通过对所述第二速度信号进行滤波来提取振动信号。
16.根据权利要求10所述的主动减振控制方法，其中，生成所述参考信号和所述第一相位的步骤包括：
测量所述第一电动机的所述第一旋转角；
通过将所述第一电动机的所述第一旋转角乘以2来计算第三旋转角，作为所述第一相位；以及
使用所述第三旋转角生成所述参考信号。
17.根据权利要求16所述的主动减振控制方法，其中，检测所述第二相位的步骤包括：
通过对所述第一电动机的所述第一旋转角进行微分来计算第一速度信号；以及
使用所述第一速度信号和所述滤波器系数来检测所述参考信号与所述振动信号之间的相位差，作为所述第二相位。
18.根据权利要求10所述的主动减振控制方法，其中，确定所述滤波器系数的步骤包括：
通过可变滤波器使用所述滤波器系数对所述参考信号进行滤波；
计算所述参考信号与所述振动信号之间的相位差；以及
更新用于所述可变滤波器的所述滤波器系数，使得所述参考信号与所述振动信号之间的相位差被最小化。
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