CN112848798A - 用于减小环保型车辆的驱动轴振动的控制系统和控制方法 - Google Patents

用于减小环保型车辆的驱动轴振动的控制系统和控制方法 Download PDF

Info

Publication number
CN112848798A
CN112848798A CN202010852106.XA CN202010852106A CN112848798A CN 112848798 A CN112848798 A CN 112848798A CN 202010852106 A CN202010852106 A CN 202010852106A CN 112848798 A CN112848798 A CN 112848798A
Authority
CN
China
Prior art keywords
drive shaft
speed
torque
forced vibration
vibration component
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202010852106.XA
Other languages
English (en)
Inventor
高永宽
安埈模
梁炳训
姜亨奭
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hyundai Motor Co
Kia Corp
Original Assignee
Hyundai Motor Co
Kia Motors Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hyundai Motor Co, Kia Motors Corp filed Critical Hyundai Motor Co
Publication of CN112848798A publication Critical patent/CN112848798A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W30/00—Purposes of road vehicle drive control systems not related to the control of a particular sub-unit, e.g. of systems using conjoint control of vehicle sub-units
    • B60W30/18—Propelling the vehicle
    • B60W30/20—Reducing vibrations in the driveline
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60B—VEHICLE WHEELS; CASTORS; AXLES FOR WHEELS OR CASTORS; INCREASING WHEEL ADHESION
    • B60B35/00—Axle units; Parts thereof ; Arrangements for lubrication of axles
    • B60B35/12—Torque-transmitting axles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K6/00—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00
    • B60K6/20—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs
    • B60K6/42—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs characterised by the architecture of the hybrid electric vehicle
    • B60K6/48—Parallel type
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W10/00—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function
    • B60W10/04—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function including control of propulsion units
    • B60W10/06—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function including control of propulsion units including control of combustion engines
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W10/00—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function
    • B60W10/04—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function including control of propulsion units
    • B60W10/08—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function including control of propulsion units including control of electric propulsion units, e.g. motors or generators
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W20/00—Control systems specially adapted for hybrid vehicles
    • B60W20/10—Controlling the power contribution of each of the prime movers to meet required power demand
    • B60W20/15—Control strategies specially adapted for achieving a particular effect
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K6/00—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00
    • B60K6/20—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs
    • B60K6/42—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs characterised by the architecture of the hybrid electric vehicle
    • B60K6/48—Parallel type
    • B60K2006/4825—Electric machine connected or connectable to gearbox input shaft
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W30/00—Purposes of road vehicle drive control systems not related to the control of a particular sub-unit, e.g. of systems using conjoint control of vehicle sub-units
    • B60W30/18—Propelling the vehicle
    • B60W30/20—Reducing vibrations in the driveline
    • B60W2030/206—Reducing vibrations in the driveline related or induced by the engine
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W50/00—Details of control systems for road vehicle drive control not related to the control of a particular sub-unit, e.g. process diagnostic or vehicle driver interfaces
    • B60W2050/0001—Details of the control system
    • B60W2050/0019—Control system elements or transfer functions
    • B60W2050/0028—Mathematical models, e.g. for simulation
    • B60W2050/0037—Mathematical models of vehicle sub-units
    • B60W2050/0039—Mathematical models of vehicle sub-units of the propulsion unit
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W50/00—Details of control systems for road vehicle drive control not related to the control of a particular sub-unit, e.g. process diagnostic or vehicle driver interfaces
    • B60W2050/0001—Details of the control system
    • B60W2050/0043—Signal treatments, identification of variables or parameters, parameter estimation or state estimation
    • B60W2050/0052—Filtering, filters
    • B60W2050/0054—Cut-off filters, retarders, delaying means, dead zones, threshold values or cut-off frequency
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W50/00—Details of control systems for road vehicle drive control not related to the control of a particular sub-unit, e.g. process diagnostic or vehicle driver interfaces
    • B60W2050/0001—Details of the control system
    • B60W2050/0043—Signal treatments, identification of variables or parameters, parameter estimation or state estimation
    • B60W2050/0052—Filtering, filters
    • B60W2050/0054—Cut-off filters, retarders, delaying means, dead zones, threshold values or cut-off frequency
    • B60W2050/0055—High-pass filters
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W50/00—Details of control systems for road vehicle drive control not related to the control of a particular sub-unit, e.g. process diagnostic or vehicle driver interfaces
    • B60W2050/0001—Details of the control system
    • B60W2050/0043—Signal treatments, identification of variables or parameters, parameter estimation or state estimation
    • B60W2050/0052—Filtering, filters
    • B60W2050/0054—Cut-off filters, retarders, delaying means, dead zones, threshold values or cut-off frequency
    • B60W2050/0056—Low-pass filters
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W2510/00—Input parameters relating to a particular sub-units
    • B60W2510/06—Combustion engines, Gas turbines
    • B60W2510/0638—Engine speed
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W2510/00—Input parameters relating to a particular sub-units
    • B60W2510/08—Electric propulsion units
    • B60W2510/081—Speed
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W2510/00—Input parameters relating to a particular sub-units
    • B60W2510/08—Electric propulsion units
    • B60W2510/083—Torque
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W2710/00—Output or target parameters relating to a particular sub-units
    • B60W2710/08—Electric propulsion units
    • B60W2710/081—Speed
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W2710/00—Output or target parameters relating to a particular sub-units
    • B60W2710/08—Electric propulsion units
    • B60W2710/083—Torque
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60Y—INDEXING SCHEME RELATING TO ASPECTS CROSS-CUTTING VEHICLE TECHNOLOGY
    • B60Y2200/00—Type of vehicle
    • B60Y2200/90—Vehicles comprising electric prime movers
    • B60Y2200/91—Electric vehicles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60Y—INDEXING SCHEME RELATING TO ASPECTS CROSS-CUTTING VEHICLE TECHNOLOGY
    • B60Y2200/00—Type of vehicle
    • B60Y2200/90—Vehicles comprising electric prime movers
    • B60Y2200/92—Hybrid vehicles
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/62—Hybrid vehicles

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
  • Hybrid Electric Vehicles (AREA)

Abstract

本公开涉及一种用于减小环保型车辆的驱动轴振动的控制系统。所述控制系统包括：驱动轴速度提取单元，提取马达的驱动轴的实际速度，并且提取去除由发动机传递到驱动轴的强制振动分量的驱动轴速度；模型速度计算单元，计算驱动轴的模型速度；自由振动计算单元，基于驱动轴速度与计算出的模型速度之间的偏差计算自由振动分量；以及第一扭矩补偿单元，从自由振动分量计算用于减小驱动轴振动的自由振动减小补偿扭矩。

Description

用于减小环保型车辆的驱动轴振动的控制系统和控制方法
技术领域
本公开涉及一种用于减小环保型车辆的驱动轴振动的控制系统和控制方法。更特别地，本公开涉及一种用于减小环保型车辆的驱动轴振动的控制系统和控制方法，所述控制系统和控制方法使用机械地连接到驱动轴的马达，同时减小驱动轴中产生的自由振动和由发动机产生的强制振动。
背景技术
诸如电动车辆(EV)和混合动力车辆(HEV)的环保型车辆使用电动马达作为驱动源而行驶。电动车辆仅使用基于电池电力操作的电动马达的动力而行驶。混合动力车辆通过有效组合发动机的动力和电动马达的动力来行驶。
另一方面，上述环保型车辆的缺点在于，不能获取传统的扭矩变换器具有的机械阻尼效果。因此，当驾驶员换挡或猛踩油门/猛松油门(tip-in/out，踩下加速器踏板或释放加速器踏板的操作)时，发动机离合器接合等时，驱动轴中产生振动，并且发生如震动和颤动(Shock&Jerk，瞬间发生的突然运动)的振动现象。换言之，因为存在于每个扭矩源(torque sorce)(发动机和马达)和驱动系统之间的阻尼装置被排除或较小，所以存在不能很好地衰减来自扭矩源的振动或来自外部的振动的问题。为了减小这种在驱动轴中产生的振动，需要提取驱动轴的振动分量。由于减振性能会根据振动分量的提取精度而变化，因此提取精确的振动分量很重要。
对驱动轴产生影响的因子大体上分为由驱动轴的旋转引起的自由振动和发动机传递到马达的强制振动。虽然存在分别减小自由振动和强制振动的控制，但是分别减小自由振动和强制振动的控制会引起相互干扰的问题。尤其是，为了减小自由振动而导出的扭矩对为了减小强制振动而导出的扭矩产生影响。因此产生用于减小振动的整体控制性能被减弱的问题。
发明内容
本公开的目的是提供一种用于减小环保型车辆的驱动轴振动的控制系统和控制方法，该控制系统和控制方法能够防止在用于减小自由振动的自由振动补偿扭矩与用于减小强制振动的强制振动补偿扭矩之间发生的干扰。
根据本公开的一方面，提供一种用于减小环保型车辆的驱动轴振动的控制系统。用于减小环保型车辆的驱动轴振动的控制系统包括：驱动轴速度提取单元，提取马达的驱动轴的实际速度，并且提取去除由发动机传递到驱动轴的强制振动分量的驱动轴速度；模型速度计算单元，计算驱动轴的模型速度；自由振动计算单元，基于驱动轴速度与计算出的模型速度之间的偏差计算自由振动分量；以及第一扭矩计算单元，从自由振动分量计算用于减小驱动轴振动的自由振动减小补偿扭矩。
根据本公开的一方面，在控制系统中，驱动轴速度提取单元可以基于强制振动频率提取去除强制振动分量的驱动轴速度，强制振动频率基于发动机轴的速度导出。
根据本公开的一方面，在控制系统中，强制振动频率可以是发动机的振动频率，发动机的振动频率基于发动机的汽缸数量和发动机的转数来计算。
根据本公开的一方面，在控制系统中，驱动轴速度提取单元可以包括：滤波单元，基于强制振动频率从驱动轴的实际速度提取强制振动分量；振幅补偿单元，补偿强制振动分量的振幅；以及强制振动去除单元，计算驱动轴速度，所述驱动轴速度是从驱动轴的实际速度减去补偿振幅的强制振动分量而得出的值。
根据本公开的一方面，在控制系统中，滤波单元配置有将强制振动频率设置为截止频率的低通滤波器和高通滤波器的组合。
根据本公开的一方面，在控制系统中，低通滤波器和高通滤波器可被设计为不改变驱动轴的实际速度的相位。
根据本公开的一方面，在控制系统中，模型速度计算单元可以包括：驱动轴输出要求扭矩计算单元，基于传递到驱动轴的扭矩计算驱动轴输出要求扭矩；驱动轴输入扭矩估计单元，使用驱动轴的实际速度估计输入到驱动轴的驱动轴输入扭矩；干扰扭矩计算单元，使驱动轴输出要求扭矩和驱动轴输入扭矩估计干扰扭矩；以及速度计算单元，使用计算出的干扰扭矩计算将干扰扭矩与驱动轴输出要求扭矩相加而得出的驱动轴模型输入扭矩，并且使用驱动轴模型计算模型速度，在驱动轴模型中驱动轴模型输入扭矩被设置为输入。
根据本公开的一方面，在控制系统中，模型速度可以指不包括自由振动分量的理想驱动轴速度，并且从驱动轴速度减去模型速度而得出的值可以指去除强制振动分量的自由振动分量。
根据本公开的另一方面，提供一种用于减小环保型车辆的驱动轴振动的控制方法。用于减小环保型车辆的驱动轴振动的控制方法包括：提取马达的驱动轴的实际速度；从驱动轴的实际速度去除由发动机传递到驱动轴的强制振动分量；计算驱动轴的模型速度；基于去除强制振动分量的驱动轴速度与计算出的模型速度之间的偏差计算自由振动分量；以及从自由振动分量计算用于减小驱动轴振动的自由振动减小补偿扭矩。
根据本公开的一方面，在控制方法中，从驱动轴的实际速度去除强制振动分量可以包括：基于强制振动频率滤波驱动轴的实际速度，强制振动频率基于发动机轴的速度导出。因此，可以提取去除强制振动分量的驱动轴速度。
根据本公开的一方面，在控制方法中，从驱动轴的实际速度去除强制振动分量可以包括：将强制振动频率设置为截止频率，并且从驱动轴的实际速度提取强制振动分量；补偿强制振动分量的振幅；以及计算驱动轴速度，该驱动轴速度是从驱动轴的实际速度减去补偿振幅的强制振动分量而得出的值。
根据本公开的一方面，在控制方法中，模型速度可以指不包括自由振动分量的理想驱动轴速度。从驱动轴速度减去模型速度而得出的值可以是去除强制振动分量的自由振动分量。
根据本公开实施例的用于减小环保型车辆驱动轴振动的控制系统防止用于减小自由振动的自由振动补偿扭矩与用于减小强制振动的强制振动补偿扭矩之间发生的干扰。
附图说明
图1为说明根据本公开实施例的混合动力车辆的系统构造的示图；
图2为说明根据本公开实施例的用于减小环保型车辆的驱动轴振动的控制系统的框图；
图3为说明根据本公开实施例的驱动轴速度提取单元的框图；
图4为说明根据本公开实施例的模型速度计算单元的框图；
图5为说明根据本公开实施例的用于减小环保型车辆的驱动轴振动的控制方法的流程图；以及
图6为说明根据本公开实施例的用于减小环保型车辆的驱动轴振动的控制系统的应用效果的曲线图。
具体实施方式
通过下文对实施例的详细描述并结合附图能够清楚理解本公开的优势与特征以及实现所述优势与特征的方法。然而，本公开不限制于下文公开的实施例。本公开的各种不同的实施例均可实现。提供实施例是为了完整地公开本公开的概念并且使本公开所属领域的普通技术人员充分了解本公开的范围。然而，本公开的范围应该仅由权利要求限定。在整个说明书中，相同的附图标记指代相同的组件。
在说明书中使用的术语“单元”、“模块”等表示执行至少一个功能或操作的单独组件并且可实施为硬件、软件或硬件与软件的结合。当本公开的组件、装置、控制器、单元、元件等被描述为具有用途或执行操作、功能等时，该组件、装置、控制器或元件在这本文应被视为“配置为”满足该用途或执行该操作或功能。此外，本文描述的各控制器、单元、模块等可包括经编程以满足所述用途或执行所述操作或功能的处理器。
此外，为了区分具有相同名称的组件，在本说明书中使用了第一、第二等术语。在下文描述中，无必要地对该顺序加以限制。
本公开以说明方式被详细描述。此外，上述的内容是针对本公开的实施例。本公开可以在各种不同的环境下结合各种不同的改变以各种不同的组合来实施。在本说明书所公开的创造性概念的范围内、本公开所描述内容的等同范围内和/或本领域的技术或知识的范围内，可对本公开的公开内容进行修改或替换。针对实施例描述了用于实现本公开的技术思想的优化需求。在应用本公开的领域中所需要的各种修改以及使用本公开所需要的各种修改均是可行的。因此，以上关于本公开的详细的描述并不旨在对所申请的实施例施加任何限制。此外，权利要求书也应被解释为涵盖其他实施例。
图1为描述根据本公开的实施例的混合动力车辆的系统构造的示图。
参照图1，示出了变速箱14设置在驱动马达13的输出侧的变速箱安装式电动装置(Transmission Mounted Electric Device,TMED)形式的传动系的构造。
用于驱动车辆的驱动源包括：串联布置的发动机11和驱动马达13；发动机离合器12，设置在发动机11和驱动马达13之间，以允许或禁止发动机11和驱动马达13之间的动力传递；变速箱14，将发动机11和驱动马达13的动力变速并传递到驱动轴；以及起动发电机15，直接连接到发动机11以实现动力传递。
发动机离合器12通过接合(lock-up)或分离(open)操作来允许或禁止在用于驱动车辆的两个驱动源，即发动机11和驱动马达13之间的动力传递。
作为车辆的动力源(电力源)的电池18通过逆变器16连接到驱动马达13和起动发电机15，从而能够充电/放电。电池18连接有电池管理系统(BMS)19。逆变器16将电池18的直流电流转换为用于驱动驱动马达13和起动发电机15的三相交流电流并将生成的交流电流施加到驱动马达13和起动发电机15。
起动发电机15是执行结合起动马达和发电机的各自功能所得功能的装置。起动发电机15在起动车辆时将其自身的动力通过动力传递机构(例如皮带或皮带轮)传递到发动机11，或从发动机11接收旋转力来进行发电。此外，起动发电机15使用在发电期间产生的电能对电池18进行充电。
图2为说明根据本公开实施例的用于减小环保型车辆的驱动轴振动的控制系统的框图。
参照图1和图2，用于减小环保型车辆的驱动轴振动的控制系统1包括自由振动补偿扭矩计算单元100，其用于计算用于减小自由振动的自由振动补偿扭矩。控制系统1还包括强制振动补偿扭矩计算单元200，其用于计算用于减小强制振动的强制振动补偿扭矩。根据本公开实施例的用于减小环保型车辆的驱动轴振动的控制系统1用于减小马达13的驱动轴中产生的自由振动和由发动机传递到马达13的驱动轴的强制振动。控制系统1还防止用于减小自由振动的自由振动补偿扭矩与用于减小强制振动的强制振动补偿扭矩之间发生的干扰。为此，在用于减小环保型车辆的驱动轴振动的控制系统1中，在计算自由振动补偿扭矩时，考虑强制振动频率。
自由振动补偿扭矩计算单元100计算用于减小驱动马达13的驱动轴中产生的自由振动的自由振动补偿扭矩。驱动轴是输出驱动马达13的扭矩的轴。因此，驱动轴可以是驱动马达输出轴和变速箱的输入。在这种情况下，驱动轴速度与驱动马达速度相同，因此，自由振动补偿扭矩计算单元100基于驱动轴速度而不是驱动马达速度来提取自由振动分量。驱动轴速度传感器51测量通过驱动马达的驱动而旋转的驱动轴的实际速度。驱动轴的实际速度在计算模型速度的过程中和在提取自由振动分量的过程中被用作变量。自由振动补偿扭矩计算单元100包括驱动轴速度提取单元110、模型速度计算单元120、自由振动计算单元130以及第一扭矩计算单元140。
驱动轴速度提取单元110从驱动轴的实际速度提取强制振动分量。由发动机传递到驱动马达的驱动轴的振动定义为强制振动。通过驱动马达的驱动轴的旋转产生的振动定义为自由振动。然而，由于为了用于控制以减小自由振动而导出的补偿扭矩包括用于减小发动机产生的强制振动的扭矩，因此该补偿扭矩与通过用于减小强制振动的单独的控制而计算出的补偿扭矩发生干扰。换言之，通过每个控制过程导出的自由振动补偿扭矩与强制振动补偿扭矩彼此发生干扰。因此，根据本公开实施例的驱动轴速度提取单元110使用从强制振动信号提取的强制振动频率，以便从自由振动补偿扭矩中去除强制振动分量。驱动轴速度提取单元110接收从强制振动提取单元210提取的强制振动信号的强制振动频率，这将在下文描述。具体地，强制振动频率是指在强制振动提取单元210中为了仅提取强制振动分量而使用的截止频率。在这种情况下，强制振动频率是指基于发动机的汽缸数量和发动机转数来计算出的发动机的振动频率。例如，在四缸四冲程内燃发动机的情况下，每当机械旋转一次时发生两次作工冲程(power stroke)。因此，可观测到发动机的转速的两倍的频率的作工冲程分量，并且考虑到这点来确定截止频率。从驱动轴的实际速度信号中去除强制振动分量而得出的信号为驱动轴速度的信号。换言之，从驱动轴的实际速度减去强制振动分量而得出的信号定义为驱动轴速度。
模型速度计算单元120使用车辆信号计算不包括振动分量的作为虚拟驱动轴速度的模型速度。车辆信号包括车辆速度、加速器踏板位置传感器(APS)的值和制动踏板传感器(BPS)的值中的至少一个。设计驱动轴的理想模型，即能够计算出忽略振动的理想驱动轴速度(模型速度)的模型，以便提取驱动轴的自由振动分量。使用设计的模型计算作为不包括自由振动分量的驱动轴速度的模型速度。使用计算出的模型速度与驱动轴速度之间的差提取自由振动分量。
此时，当模型速度作为不包括振动分量的理想驱动轴速度被精确计算时，通过计算两个值之间的差提取精确的振动分量。然而，与不包括振动分量的理想驱动轴速度相比，实际计算出的模型速度具有误差分量。为了消除这种误差，求出模型速度与驱动轴的实际速度之间的差，然后执行应用高通滤波器(HPF)等的误差消除控制。为此，需要确定适合于误差分量的形式(阶数)的误差消除控制器的阶数。在通常情况下，误差消除控制器的阶数与误差分量的阶数成比例地增加。随着误差消除控制器的阶数增加，相位延迟更频繁地发生。因此，提取与实际振动不同的振动分量。换言之，误差分量的阶数越低，能够提取更精确的自由振动分量。此外，为了减小误差消除控制器的阶数，需要将模型速度计算为尽可能接近不包括自由振动分量的理想驱动轴速度的值。
根据本公开实施例的模型速度计算单元120在计算模型速度时通过应用干扰观测器(Disturbance Observer)观测施加到车辆的干扰扭矩。模型速度计算单元120在计算模型速度时补偿干扰扭矩。因此，模型速度计算单元120使包括在模型速度中的误差分量的阶数最小化，从而提高自由振动分量的提取精度。
自由振动计算单元130基于驱动轴速度与通过模型速度计算单元120计算出的模型速度之间的偏差计算自由振动分量。自由振动计算单元130对模型速度与驱动轴速度之间的差值应用例如高通滤波器等的误差消除控制器来计算自由振动分量。在这种情况下，自由振动分量是去除强制振动分量的信号。
第一扭矩计算单元140基于自由振动分量计算用于减小驱动轴振动的自由振动减小补偿扭矩。具体地，第一扭矩计算单元140计算通过自由振动计算单元130提取的自由振动分量的反向相位信号。第一扭矩计算单元140通过将自由振动分量的反向相位信号乘以参考扭矩来计算自由振动减小补偿扭矩。参考扭矩是预设常数，或者是发动机扭矩或施加到驱动系统的总扭矩的预定比率。可选地，参考扭矩是指通过将发动机扭矩或施加到驱动系统的总扭矩乘以频域中的振幅比而获得的值。
强制振动补偿扭矩计算单元200计算用于减小由于发动机11的旋转或发动机轴的旋转而传递到驱动马达13的驱动轴的强制振动的强制振动补偿扭矩。强制振动补偿扭矩计算单元200包括强制振动提取单元210、参考信号生成单元220、滤波器系数确定单元230、相位确定单元240以及第二扭矩计算单元250。
强制振动提取单元210基于发动机轴的速度提取强制振动。强制振动提取单元210被实施为带通型(band-pass)数字滤波器，带通型数字滤波器仅允许发动机11中的作工冲程期间产生的强制振动分量通过。在这种情况下，数字滤波器的截止频率可以通过预先确定期望的频域来使用，或者可以通过基于发动机11的转数而改变来使用。例如，在四缸四冲程内燃发动机的情况下，每当机械旋转一次时发生两次作工冲程，因此观测到发动机11的转速的两倍的频率的作工冲程分量，并且考虑到这点来确定截止频率。应用确定的截止频率，以使驱动轴速度提取单元110从驱动轴的实际速度去除强制振动分量。
参考信号生成单元220基于驱动马达13的旋转角(相位)生成参考信号。驱动马达13的旋转角通过位置测量器52测量。例如，位置测量器52包括解角器(resolver)。例如，参考信号是具有幅值为1的单位正弦波。
作为示例，参考信号生成单元220生成将驱动马达13的旋转角乘以2的结果(以下称为两倍旋转角)。此时，在配备有四缸四冲程内燃发动机的车辆的情况下，每当曲轴旋转一次时发生两次作工冲程。因此驱动马达13的旋转角被乘以2，然而，对于不同的内燃发动机，乘数可以不同。
滤波器系数确定单元230确定使由参考信号生成单元220生成的参考信号与由强制振动提取单元210提取的强制振动信号之间的相位差最小化的滤波器系数。在这种情况下，由参考信号生成单元220生成的参考信号和由强制振动提取单元210提取的强制振动信号具有相同的频率。首先，滤波器系数确定单元230使用递归最小二乘(Recursive LeastSquare,RLS)方式的算法计算使由参考信号生成单元220生成的参考信号与由强制振动提取单元210提取的强制振动信号之间的相位差最小化的滤波器系数。滤波器系数确定单元230使用计算的滤波器系数来对由参考信号生成单元220生成的参考信号进行滤波。此外，滤波器系数确定单元230计算由参考信号生成单元220生成的参考信号与由强制振动提取单元210提取的强制振动信号之间的相位差。
相位确定单元240通过对由位置测量器52测量的驱动马达13的旋转角进行微分来计算速度信号。相位确定单元240通过使用计算出的速度信号和由滤波器系数确定单元230确定的滤波系数，检测由参考信号生成单元220生成的参考信号与由强制振动提取单元210提取的强制振动信号之间的相位差。此外，相位确定单元240检测用于补偿由从强制振动提取单元210到驱动马达13的传递延迟引起的相位差的补偿值。相位确定单元240还检测用于补偿，由强制振动提取单元引起的相位延迟的补偿值。在这种情况下，相位延迟是指由强制振动提取单元210，即带通滤波器引起的相位延迟。具体地，相位确定单元240基于用于补偿由从强制振动提取单元210到驱动马达13的传递延迟而引起的相位差的补偿值和用于补偿由强制振动提取单元210引起的相位延迟的补偿值，生成与由强制振动提取单元210提取的强制振动信号同步的同步信号。相位确定单元240生成具有相位的同步信号，该相位具有从由参考信号生成单元220生成的相位中减去由相位确定单元240检测的相位差而得出的值与由相位确定单元240检测的补偿值相加而得出的值。在这种情况下，相位确定单元240可进一步相加用于补偿由强制振动提取单元210引起的相位延迟的补偿值。
第二扭矩计算单元250使用由参考信号生成单元220生成的相位、由相位确定单元240检测的参考信号和强制振动信号之间的相位差以及由相位确定单元240检测的补偿值，来生成反向相位信号。第二扭矩计算单元250通过将生成的反向相位信号乘以参考扭矩来计算强制振动减小补偿扭矩。
马达控制器(MCU)17生成合成扭矩(integration torque)，合成扭矩是将自由振动减小补偿扭矩与强制振动减小补偿扭矩相加而得出的值。马达控制器17通过将命令扭矩与合成扭矩相加而计算施加到驱动马达13的输入扭矩。命令扭矩是指来自上位控制器(例如，混合动力控制器(未示出)，或者加速器踏板(未示出))的命令扭矩。例如，命令扭矩基于加速器踏板的位置和车辆的速度来确定。换言之，命令扭矩是指根据驾驶员的操纵而要求的驱动马达13的扭矩。在这种情况下，由自由振动补偿扭矩计算单元100计算出的自由振动补偿扭矩基于去除强制振动分量的信号而被导出。因此，自由振动补偿扭矩不与强制振动减小补偿扭矩发生干扰。
根据本公开实施例的用于减小环保型车辆驱动轴振动的控制系统1防止在用于减小自由振动的自由振动补偿扭矩与用于减小强制振动的强制振动补偿扭矩之间发生的干扰。因此，控制系统1防止用于振动补偿的控制性能的下降。
图3为说明根据本公开实施例的驱动轴速度提取单元的框图。
参照图2和图3，驱动轴速度提取单元110包括滤波单元111、振幅补偿单元113以及强制振动去除单元115。
滤波单元111基于强制振动频率从由驱动轴速度传感器51测量的驱动轴的实际速度提取强制振动分量。强制振动频率基于发动机轴的速度确定并且被用作滤波单元111的截止频率。滤波单元111通过组合低通滤波器与高通滤波器而配置，其中强制振动频率被设置为截止频率。换言之，滤波单元111是用于仅提取强制振动分量的带通滤波器。低通滤波器和高通滤波器被设计为不改变驱动轴的实际速度的相位。例如，低通滤波器和高通滤波器具有相同的阶数，其在一个示例中是二阶滤波器。当驱动轴的实际速度的信号通过滤波单元111时，只有信号的幅值(振幅)减小而其相位不变。
振幅补偿单元113补偿信号的幅值的减小。在这种情况下，幅值的减小必须被补偿的信号是通过滤波单元111的强制振动分量信号。
强制振动去除单元115从驱动轴的实际速度去除幅值已被补偿的强制振动分量信号。从驱动轴的实际速度减去幅值已被补偿的强制振动分量信号而得出的值被定义为驱动轴速度。
根据本公开实施例的驱动轴速度提取单元110计算从驱动轴的实际速度减去强制振动分量而得出的驱动轴的速度。因此，在用于补偿自由振动的自由振动减小扭矩的计算中无需考虑强制振动分量。因此计算的自由振动减小扭矩不与强制振动减小扭矩发生干扰。
根据本公开实施例的驱动轴速度提取单元110通过使用从为了计算强制振动减小转矩而测量的强制振动信号计算出的强制振动频率，从驱动轴的实际速度去除强制振动分量。
图4为说明根据本公开实施例的模型速度计算单元的框图。
参照图2和图4，模型速度计算单元120包括驱动轴输出要求扭矩计算单元121、驱动轴输入扭矩估计单元123、干扰扭矩计算单元125以及速度计算单元127。
驱动轴输出要求扭矩计算单元121基于传递到驱动轴的扭矩来计算驱动轴输出要求扭矩Tnet'。驱动轴输出要求扭矩Tnet'基于驱动马达13、发动机11、起动发电机15和制动系统(未示出)所需的扭矩和车辆载荷扭矩Tload来计算。驱动轴输出要求扭矩Tnet'是通过从将扭矩施加到驱动轴的车辆的扭矩源所需的扭矩Tbake减去车辆载荷扭矩Tload而得出的值。车辆的扭矩源是驱动马达13、发动机11、起动发电机15或制动系统。如载荷扭矩Tload一样，制动系统所需的扭矩Tbrake是负的扭矩。因此，驱动轴输出要求扭矩Tnet'使用以下等式计算。
Tnet′＝T1+T2+T3-(Tbrake+Tload)
在此，驱动马达13所需的扭矩T1是驱动马达的扭矩命令值。由发动机11、起动发动机15以及制动系统分别所需的扭矩T2、T3以及Tbrake全部是换算成驱动马达MG1的轴的扭矩而得出的扭矩值。
在这种情况下，发动机11和起动发电机15分别所需的扭矩T2和T3是将发动机扭矩命令和起动发电机扭矩命令的的值换算为驱动马达MG1的轴的扭矩而得出的值。制动系统所需的扭矩Tbrake是换算成需要由驱动轮的制动系统产生的制动扭矩而得出的值。
驱动轴输入扭矩估计单元123使用测量的驱动轴的实际速度来估计驱动轴输入扭矩Tacc'。当将实际驱动轴输入扭矩Tacc施加到驱动轴时，驱动轴旋转。当驱动轴的传递函数定义为G(s)时，驱动轴的实际速度ω和驱动轴输入扭矩Tacc由以下等式表示。
ω＝G(s)×Tacc
Tacc＝ω/G(s)
上述等式中的G(s)是实际驱动轴的传递函数。当定义该传递函数为建模的理想驱动轴模型的传递函数，即设计为能够计算忽略振动的理想模型速度ω的驱动轴模型的传递函数Gm(s)时，在上述等式中使用Gm(s)而不是的G(s)来估计驱动轴输入扭矩Tacc'。
根据本公开，当假设驱动轴是刚体并且驱动轴输入扭矩的估计值被定义为Tacc'时，驱动轴输入扭矩的估计值由以下等式表示。
Figure BDA0002645080640000141
在上述等式中，Jm是作为刚体的驱动轴的惯性矩。在用于从驱动轴的实际速度ω计算施加到驱动轴的驱动轴输入扭矩估计值Tacc'的传递函数Gm(s)中，分子的阶数高于分母的阶数。从数学角度上看，应用传递函数Gm(s)的系统具有易受驱动轴的实际速度的噪声分量影响的结构。这是因为执行计算时，驱动轴的实际速度被微分并乘以惯性矩。所以，通过应用滤波器Q，使分母和分子可以具有相同的阶数。根据本公开的实施例，当使用一阶低通滤波器或LPF时，使用以下等式估计驱动轴输入扭矩Tacc'。
Tacc＝Q(s)×ω/Gm(s)
其中Q(s)＝1/(τs+1)
在上述等式中，Q(s)是低通滤波器的传递函数。低通滤波器Q的时间常数τ被设置为大于要被衰减的振动分量的频率。因此去除了由振动分量估计的扭矩。根据本公开，滤波器的传递函数Q(s)被设置为使得Q(s)/Gm(s)的分子的阶数总是等于或低于分母的阶数。通过额外地应用这样的滤波器，使得用于从驱动轴的实际速度ω计算驱动轴输入扭矩估计值Tacc'的传递函数Q(s)/Gm(s)的分子的阶数总是等于或低于分母的阶数。因此，保证了对噪声分量的稳定性。
干扰扭矩计算单元125基于驱动轴输出要求扭矩Tnet'和驱动轴输入扭矩Tacc'计算干扰扭矩估计值d'。干扰扭矩估计值d'定义为在驱动轴输出要求扭矩计算单元121中计算出的驱动轴输出要求扭矩Tnet'与在驱动轴输入扭矩估计单元123中计算出的驱动轴输入扭矩Tacc'之间的差。与计算驱动轴输出要求扭矩Tnet'的处理中使用的滤波器相同的滤波器Q应用于计算干扰扭矩估计值d'的处理。因此，由滤波器产生的相位延迟和幅值改变也会出现于驱动轴输出要求扭矩。使用通过滤波器Q被低通滤波的驱动轴输出要求扭矩来计算干扰扭矩估计值d'。
根据本公开的实施例，当使用一阶低通滤波器时，使用以下等式估计干扰扭矩估计值d'。
Figure BDA0002645080640000151
如上所述，当估计干扰扭矩估计值d'时，速度计算单元127使用估计的干扰扭矩估计值d'和驱动轴输出要求扭矩Tnet'计算用于模型速度计算的驱动轴模型输入扭矩Tm。速度计算单元127使用估计的干扰扭矩估计值d'计算将干扰扭矩估计值d'与驱动轴输出要求扭矩Tnet'相加而得出的驱动轴模型输入扭矩Tm。在这种情况下，用于模型速度计算的驱动轴模型输入扭矩Tm的计算等式由以下等式表示。
Tm＝Tnet′+d′
速度计算单元127使用驱动轴模型输入扭矩Tm被设置为输入的驱动轴模型来计算模型速度ω，如上所述，当计算驱动轴模型输入扭矩Tm时，速度计算单元127计算模型速度ω。在这种情况下，根据以下等式，使用驱动轴模型的传递函数Gm(s)从驱动轴模型输入扭矩Tm计算模型速度ω。
Figure BDA0002645080640000152
图5为说明根据本公开实施例的用于减小环保型车辆驱动轴的控制方法的流程图。为了简要描述，将省略与上文重复的描述。
参照图5，驱动轴速度提取单元提取驱动轴的实际速度，并且从驱动轴的实际速度中去除强制振动分量。去除强制振动分量的驱动轴的实际速度被定义为驱动轴速度。在这种情况下，为了去除强制振动分量，带通滤波器被应用于驱动轴速度提取单元。带通滤波器是被设计为具有相同的阶数的低通滤波器和高通滤波器或HPF的组合。带通滤波器具有截止频率，并且截止频率通过基于发动机轴的速度提取的强制振动信号来确定。换言之，截止频率是强制振动信号的频率(S110)。
为了仅从驱动轴的速度信号提取自由振动分量，模型速度计算单元计算不包括振动分量的作为虚拟驱动轴速度的模型速度。车辆信号包括车辆速度、加速器踏板位置传感器(APS)的值和制动踏板传感器(BPS)的值中的至少一个。涉及驱动轴的理想模型，即能够计算出忽略振动的理想驱动轴速度(模型速度)的模型，以便提取驱动轴的自由振动分量。使用设计的模型计算作为不包括自由振动分量的驱动轴速度的模型速度(S120)。
自由振动计算单元使用计算出的模型速度与驱动轴速度之间的差计算自由振动分量。自由振动计算单元将例如高通滤波器等的误差消除控制器应用于驱动轴速度与模型速度之间的差值来计算自由振动分量(S130)。
第一扭矩计算单元计算自由振动分量的反向相位信号。第一扭矩计算单元通过将自由振动分量的反向相位信号乘以参考扭矩来计算自由振动减小补偿扭矩。自由振动减小补偿扭矩是未相加车辆所需的命令扭矩的值(S140)。
强制振动提取单元基于发动机轴的速度提取强制振动信号(S210)。
参考信号生成单元基于马达的旋转角生成参考信号(S220)。
相位确定单元使参考信号和强制振动信号的相位同步。相位确定单元也检测参考信号与强制振动信号之间的相位差。相位确定单元检测用于补偿由从强制振动提取单元到驱动马达的传递延迟引起的相位差的补偿值，并检测用于补偿由强制振动提取单元产生的相位延迟的补偿值。相位确定单元基于相位差和补偿值生成与由强制振动提取单元提取的强制振动信号同步的同步信号(S230和S240)。
第二扭矩计算单元使用由参考信号生成单元生成的相位、由相位确定单元检测的参考信号和强制振动信号之间的相位差以及由相位确定单元检测的补偿值来生成反向相位信号。第二扭矩计算单元通过将生成的反向相位信号乘以参考扭矩来计算强制振动减小补偿扭矩(S250)。
马达控制器生成合成扭矩，其是将自由振动减小补偿扭矩与强制振动减小补偿扭矩相加而得出的值。马达控制器通过将命令扭矩与合成扭矩相加而计算施加到马达的输入扭矩，该命令扭矩是在驱动车辆时所需的扭矩。命令扭矩是基于加速器踏板的位置和车辆的速度而实时改变的值(S300)。
根据本公开实施例的用于减小环保型车辆的驱动轴振动的控制方法，在计算用于减小自由振动的扭矩时，根据去除强制振动分量的驱动轴的速度来执行计算。因此，最终导出的自由振动减小补偿扭矩不与通过单独的计算过程导出的强制振动减小补偿扭矩发生干扰。总之，用于减小环保型车辆的驱动轴振动的控制方法提高用于减小马达的振动的控制的性能。
图6为说明根据本公开实施例的用于减小环保型车辆驱动轴的控制系统的应用效果的曲线图。
参照图2和图6，由自由振动补偿扭矩计算单元100计算出的自由振动减小扭矩与由强制振动补偿扭矩计算单元200计算出的强制振动减小扭矩具有不同的频率和幅值。然而，通过自由振动减小扭矩的相位与强制振动减小扭矩的相位，可以看出，自由振动减小扭矩的峰值出现的时间与强制振动减小扭矩的峰值出现的时间彼此相近。换言之，自由振动减小扭矩与强制振动减小扭矩不彼此发生干扰。因此，作为自由振动减小扭矩与强制振动减小扭矩相加而得出的值的合成扭矩的振幅大于强制振动减小扭矩的振幅。当自由振动减小扭矩与强制振动减小扭矩彼此发生干扰时，合成扭矩的振幅低于强制振动减小扭矩的振幅。
根据本公开的实施例，防止自由振动减小扭矩与强制振动减小扭矩之间的干扰现象，因此，驱动轴的强制振动的幅值可减少约20％。
在上文通过参考附图描述了本公开的实施例。对于本公开所属领域的普通技术人员，可以看出，在不改变本公开的技术思想和重要特征的情况下，本公开可被实施为其他实施例。因此，应该理解的是，上文所描述的实施例的各个方面是示例性而非限制性的。

Claims (12)

1.一种用于减小环保型车辆的驱动轴振动的控制系统，包括：
驱动轴速度提取单元，提取马达的驱动轴的实际速度，并且提取去除由发动机传递到驱动轴的强制振动分量的驱动轴速度；
模型速度计算单元，计算所述驱动轴的模型速度；
自由振动计算单元，基于所述驱动轴速度与计算出的所述模型速度之间的偏差计算自由振动分量；以及
第一扭矩计算单元，从所述自由振动分量计算用于减小所述驱动轴振动的自由振动减小补偿扭矩。
2.根据权利要求1所述的控制系统，其中，
所述驱动轴速度提取单元基于强制振动频率提取去除所述强制振动分量的所述驱动轴速度，所述强制振动频率基于发动机轴的速度导出。
3.根据权利要求2所述的控制系统，其中，
所述强制振动频率是所述发动机的振动频率，所述强制振动频率基于所述发动机的汽缸数量和所述发动机的转数来计算。
4.根据权利要求2所述的控制系统，其中，
所述驱动轴速度提取单元包括：
滤波单元，基于所述强制振动频率从所述驱动轴的实际速度提取所述强制振动分量；
振幅补偿单元，补偿所述强制振动分量的振幅；以及
强制振动去除单元，计算所述驱动轴速度，所述驱动轴速度是从所述驱动轴的实际速度减去补偿所述振幅的所述强制振动分量而得出的值。
5.根据权利要求4所述的控制系统，其中，
所述滤波单元配置有将所述强制振动频率设置为截止频率的低通滤波器和高通滤波器的组合。
6.根据权利要求4所述的控制系统，其中，
所述低通滤波器和所述高通滤波器设计为不改变所述驱动轴的实际速度的相位。
7.根据权利要求1所述的控制系统，其中，
所述模型速度计算单元包括：
驱动轴输出要求扭矩计算单元，基于传递到所述驱动轴的扭矩计算驱动轴输出要求扭矩；
驱动轴输入扭矩估计单元，使用所述驱动轴的实际速度估计输入到所述驱动轴的驱动轴输入扭矩；
干扰扭矩计算单元，使用所述驱动轴输出要求扭矩和所述驱动轴输入扭矩估计干扰扭矩；以及
速度计算单元，使用估计的所述干扰扭矩计算将所述干扰扭矩与所述驱动轴输出要求扭矩相加而得出的驱动轴模型输入扭矩，并且使用驱动轴模型计算模型速度，在驱动轴模型中所述驱动轴输入扭矩被设置为输入。
8.根据权利要求1所述的控制系统，其中，
所述模型速度是指不包括所述自由振动分量的理想驱动轴速度，并且
从所述驱动轴速度减去所述模型速度而得出的值是指去除所述强制振动分量的所述自由振动分量。
9.一种用于减小环保型车辆的驱动轴振动的控制方法，包括：
提取马达的驱动轴的实际速度；
从所述驱动轴的实际速度去除由发动机传递到驱动轴的强制振动分量；
计算所述驱动轴的模型速度；
基于去除所述强制振动分量的驱动轴速度与计算出的所述模型速度之间的偏差计算自由振动分量；以及
从所述自由振动分量计算用于减小所述驱动轴振动的自由振动减小补偿扭矩。
10.根据权利要求9所述的控制方法，其中，
从所述驱动轴的实际速度去除强制振动分量包括：
基于强制振动频率滤波所述驱动轴的实际速度以提取去除所述强制振动分量的所述驱动轴速度，所述强制振动频率基于发动机轴的速度导出。
11.根据权利要求10所述的控制方法，其中，
从所述驱动轴的实际速度去除强制振动分量包括：
将所述强制振动频率设置为截止频率，并且从所述驱动轴的实际速度提取所述强制振动分量；
补偿所述强制振动分量的振幅；以及
计算所述驱动轴速度，所述驱动轴速度是从所述驱动轴的实际速度减去补偿所述振幅的所述强制振动分量而得出的值。
12.根据权利要求9所述的控制方法，其中，
所述模型速度是指不包括所述自由振动分量的理想驱动轴速度，并且
从所述驱动轴速度减去所述模型速度而得出的值是去除了所述强制振动分量的所述自由振动分量。
CN202010852106.XA 2019-11-28 2020-08-21 用于减小环保型车辆的驱动轴振动的控制系统和控制方法 Pending CN112848798A (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020190155095A KR20210066965A (ko) 2019-11-28 2019-11-28 친환경자동차의 구동축 진동 저감 제어 시스템 및 방법
KR10-2019-0155095 2019-11-28

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN112848798A true CN112848798A (zh) 2021-05-28

Family

ID=75996145

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202010852106.XA Pending CN112848798A (zh) 2019-11-28 2020-08-21 用于减小环保型车辆的驱动轴振动的控制系统和控制方法

Country Status (3)

Country Link
US (1) US11292475B2 (zh)
KR (1) KR20210066965A (zh)
CN (1) CN112848798A (zh)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7338536B2 (ja) * 2020-04-01 2023-09-05 株式会社アイシン 車両の制振制御装置
KR102591063B1 (ko) * 2022-05-25 2023-10-18 현대트랜시스 주식회사 하이브리드 차량용 동력전달장치

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9067600B2 (en) * 2013-07-26 2015-06-30 Ford Global Technologies, Llc Engine speed control apparatus and method for a hybrid vehicle
KR101619663B1 (ko) 2014-12-09 2016-05-18 현대자동차주식회사 하이브리드 차량의 능동형 진동 저감 제어장치 및 그 방법
KR101704243B1 (ko) 2015-08-12 2017-02-22 현대자동차주식회사 친환경자동차의 구동축 진동 저감 제어 방법
KR20170124357A (ko) * 2016-05-02 2017-11-10 현대자동차주식회사 친환경 자동차의 안티-저크 제어 시스템 및 방법
JP6822886B2 (ja) * 2017-04-05 2021-01-27 トヨタ自動車株式会社 ハイブリッド車両の制御装置

Also Published As

Publication number Publication date
US20210163012A1 (en) 2021-06-03
KR20210066965A (ko) 2021-06-08
US11292475B2 (en) 2022-04-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6842285B2 (ja) ハイブリッド車の能動型振動低減制御装置及び方法
KR101704243B1 (ko) 친환경자동차의 구동축 진동 저감 제어 방법
JP6545560B2 (ja) ハイブリッド車両の能動型振動低減制御装置及びその方法
KR101448746B1 (ko) 전기자동차의 안티 저크 제어 방법 및 시스템
KR101000410B1 (ko) 하이브리드 차량의 능동형 진동 저감 제어 장치
US10414287B2 (en) Control apparatus for rotary electric machines
KR101957120B1 (ko) 하이브리드 차량의 제어 방법 및 하이브리드 차량의 제어 장치
JP2010023790A (ja) 電動機の制御装置
CN112848798A (zh) 用于减小环保型车辆的驱动轴振动的控制系统和控制方法
US10879827B2 (en) Apparatus for reducing belt slip
CN110091861A (zh) 车辆控制器
CN107933545B (zh) 混合动力车辆的减振装置及其方法
JP2015074308A (ja) 電動車両の発電制御装置
JP2016042774A (ja) 回転電機の制御装置
JP6011404B2 (ja) 内燃機関の始動制御装置
JP7200662B2 (ja) モータ制御装置
KR101684022B1 (ko) 하이브리드 차량의 제너레이터 토크 제어 시스템 및 방법
KR101855782B1 (ko) 하이브리드 차량의 진동 제어 장치 및 방법
CN108216192B (zh) 控制混合动力电动车辆的振动的方法和装置
JP2016002889A (ja) トルク制御装置
JP6299094B2 (ja) 電動車両の発電制御装置
JP7008488B2 (ja) ハイブリッド車両の振動制御装置および方法
JP2018016245A (ja) ハイブリッド車両のクランク角度推定方法、クランク角度制御方法およびクランク角度推定装置
EP3867115A1 (en) A hybrid drive module, and a method for improving performance of such hybrid drive module

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination