CN1963171A - 发动机振动消除装置及其消除方法 - Google Patents
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Abstract
控制器(20)根据发动机(1)的操作状态推算发动机(1)的气缸内部压力,根据推算出来的气缸内部压力计算发动机(1)中的扭矩变动,以及计算发动机(1)中的扭矩变动的反向扭矩作为扭矩校正量。控制器(20)然后通过将扭矩校正量与用于驱动电动发电机(2)使之转动的基本扭矩值相加来计算电动发电机(2)的扭矩指令值,以及进行扭矩控制使得电动发电机(2)的扭矩等于扭矩指令值。
Description
技术领域
本发明涉及一种消除发动机振动的装置,而更为具体地涉及一种消除横摇振动的装置。
背景技术
在其中车辆由发动机和电动机的组合予以驱动的复合车辆中,为降低油耗,执行发动机暂时停止而车辆静止不动的怠速停止。当车辆在执行怠速停止之后再次起动时,发动机由电动机起动并从而重新起动。不过,当发动机重新起动时,当进入空气被压缩和膨胀时会产生扭矩变动,导致发动机安装系统中的共振并造成强烈振动。
如果此时由电动机产生与此扭矩变动反相的扭矩变动,则此扭矩变动可以消去,使振动能够减小,并因此在JP11-336581A中,发动机中的扭矩振动由与曲轴转角相关的第三阶正弦波予以近似,且与之相反相位的扭矩变动由电动机施加。
不过,在发动机起动时的扭矩变动是随发动机的操作状态而变化的,而且不能单从曲轴转角进行精确地计算。比如,在稳态操作期间,发动机进气冲程期间吸入的空气继进气门关闭之后在压缩/膨胀冲程中被压缩和膨胀,致使气缸内部压力上升和下降,结果,周期性地发生扭矩变动。不过,在发动机起动期间,如果当车辆停止时气缸之一处在压缩冲程的中间,则起动时的压缩在此气缸中始自停驻点开始而不在进气门关闭时开始,并因此此气缸的内部压力较通常为小,导致扭矩变动减小。
其次,当进入空气由节流阀予以节流时,进入空气压力紧接着起动之后大约是1个大气压,但随着转动增大,负压逐渐形成,导致进入空气压力降低,并因而扭矩变动相应减小。
再者,当进气门的开启和关闭两项正时作成可变的并利用减压机构通过推后进气门关闭正时来减小实际压缩比从而减小扭矩变动时,扭矩变动随进气门关闭正时而变化。
由于扭矩变动随操作状态变化,且特别是在发动机起动期间,所以不可能用JP11-336581A中所述的方法精确地计算扭矩变动,在此方法中,扭矩变动唯独基于曲轴转角进行计算,并因此,不能完全防止与发动机安装系统的共振相伴随的车体振动加大。
发明内容
本发明考虑到现有技术中的这类技术问题进行设计,而其目的是更有效地消除由扭矩变动造成的发动机横摇振动,并因而消除由扭矩变动造成的车体振动。
根据本发明一个方面,提供了一种发动机消振装置,用于旋转电机连接于输出轴的发动机。所述装置包括连接于旋转电机的控制器,其根据发动机的操作状态推算发动机的气缸内部压力;根据推算的气缸内部压力计算发动机中的扭矩变动;计算发动机中的扭矩变动的反相扭矩将其作为扭矩校正量;通过将扭矩校正量与用于驱动旋转电机使之转动的基本扭矩值相加来计算旋转电机的扭矩指令值;以及对旋转电机进行扭矩控制使得旋转电机的扭矩等于扭矩指令值。
按照本发明一个方面,还提供了一种发动机消振方法,用于旋转电机连接于发动机输出轴的发动机。此方法包括:根据发动机的操作状态推算发动机的气缸内部压力;根据推算的气缸内部压力计算发动机的扭矩变动;计算发动机中的扭矩变动的反相扭矩将其作为扭矩校正量;通过将扭矩校正量与用于驱动旋转电机使之转动的基本扭矩值相加来计算旋转电机的扭矩指令值;以及对旋转电机进行扭矩控制使得旋转电机的扭矩等于扭矩指令值。
附图说明
本发明的细节以及其他特点和优点阐述于说明书的其余部分并图示于附图之中。
图1是符合第一实施例的复合车辆的示意图;
图2是表明曲轴转角与发动机的气缸内部压力之间关系的曲线图;
图3是发动机扭矩变动的实测值与计算值的对比曲线图;
图4是表明第一实施例中由控制器执行的横摇振动消除控制的内容的流程图;
图5是图示第一实施例作用与效果的时间图;
图6是表明发动机起动期间发动机转速变化方式的曲线图;
图7是表明发动机起动期间发动机横摇角度变化方式的曲线图;
图8是表明发动机停转期间发动机转速变化方式的曲线图;
图9是表明发动机停转期间发动机横摇角度变化方式的曲线图;
图10是符合第二实施例的复合车辆的示意图;
图11是表明第二实施例证由控制器执行的横摇振动消除控制的内容的流程图;
图12是表明横摇振动消除控制期间电动发电机2产生的扭矩的实例的曲线图;
图13是图示第二实施例作用和效果的时间图;
图14是表明发动机起动期间发动机转速变化方式的曲线图;
图15是表明发动机起动期间发动机横摇角度变化的曲线图;
图16是表明扭矩变动波形与其他波形之间关系的曲线图;
图17是表明第三实施例中由控制器执行的横摇振动消除控制的内容的流程图;
图18是图示第三实施例作用和效果的时间图;
图19是表明发动机起动期间发动机转速变化方式的曲线图;
图20是表明发动机起动期间发动机横摇角度变化方式的曲线图。
具体实施方式
下面将参照附图说明本发明的各项实施例。
第一实施例
图1表明应用本发明的复合车辆的示意性结构。车辆是一种复合车辆,其中车轮由两种形式的动力源驱动,即柴油发动机1和电动发电机(旋转电机(rotating electrical machine))2、3。
电动发电机2主要进行发电和起动发动机1,而电动发电机3为发动机1提供辅助动力并在减速期间执行再生。
发动机1是一种六缸四冲程发动机,而其输出轴连接于电动发电机2的转子。电动发电机2转子的输出轴连接于离合器4的输入轴。离合器4的输出轴连接于电动发电机3的转子,电动发电机3的输出轴连接于变速器5的输入轴,而变速器5的输出轴经由差速器6连接于驱动轴7。各车轮8连接于驱动轴7。在此应当指出,电动发电机2的转子直接连接于发动机1的输出轴,但也可以经由动力传动件,诸如齿轮或皮带,进行连接。其次,离合器4是盘式摩擦离合器或电磁离合器,其接合和脱开由离合作动器9控制。
发动机1、电动发电机2、3和变速器5结合于其中的动力装置经由发动机架弹性支承在车体上。
电池13连接于逆变器11、12,逆变器11、12分别连接于电动发电机2、3。电动发电机2、3的三相绕组经由逆变器11、12被供以驱动电流用于获得随时所需的扭矩。
用作车辆控制中心的控制器20执行发动机1、离合作动器9、逆变器11和12以及在发动机1中执行燃料喷射的燃料喷射装置14的全面控制。
用于检测发动机1的曲轴转角(输出轴转角)θ的曲轴转角传感器21、用于检测发动机1转速Ne的转速传感器22、以及用于检测发动机1的冷却水温度Tw的水温传感器23装接于发动机1而作为用于检测发动机1操作状态的传感器。来自每一传感器的检测信号都在需要时输入控制器20。
此外,来自检测电池13的充电状态C的充电状态传感器24和来自用于检测司机造成的油门踏板位置的油门传感器25的检测信号输入控制器20。用于检测油门操作的油门开关装设在油门传感器25中。
根据来自上述每一传感器的检测信号,控制器20向对于发动机1执行燃料喷射的燃料喷射装置14输出燃料喷射量控制信号。控制器20还向逆变器11、12输出用于控制电动发电机2、3的输出扭矩的场电流控制信号给。
这里,横摇共振-发动机主体以支承发动机1的发动机架作为弹簧围绕输出轴以转动方式振动-出现在发动机1之中。当转动基阶组分(rotationbasic order component)(在6缸情况下为转动三阶)—表述为(缸数/2)阶扭矩变动—基本上与横摇共振频率相吻合时,产生大的横摇振动,而当此横摇振动经由发动机架传递给车体时,则出现大的车体振动。
一般,为了从发动机的正常驱动区域排除横摇共振频率,发动机架的弹簧常数如此设定,使得横摇共振频率低于怠速转速的转动基阶。不过,在发动机1的起动或停转期间,发动机1的转速在零与怠速转速之间变化,从而经过一个转速,在此转速下转动基阶组分与横摇共振频率吻合,而结果是,发动机1中出现横摇振动,致使车体振动。
因此,控制器20利用电动发电机2来执行诸如以下所述的横摇振动消除控制。
在横摇振动消除控制期间,考虑到当气缸内部压力转换为扭矩时出现扭矩变动这一事实,对发动机1的气缸内部压力进行计算,并根据算出的气缸内部压力针对每一气缸计算扭矩变动。
首先,说明一下计算气缸内部压力的方法。在一部4冲程发动机中,在诸如起动等用电动机带动发动机空转期间(在各无燃烧周期期间),气缸的内部压力通过在发动机转动时压缩和膨胀空气而升高和降低。
更为具体地说,当进气门在曲轴转角θ处于零度(排气上止点)附近的情况下开启时,如图2之中所示,空气随着活塞下落而被吸入,而在此时,气缸内部压力基本上等于进气管的内部压力(进气冲程)。当超过θ=180度而进气门关闭时,空气随着活塞上升而被压缩,导致气缸内部压力的突然增高(压缩冲程)。当在θ=360度处达到压缩上止点时,气缸内部压力达到最大值,而后,气缸内部压力随着活塞下落而下降(膨胀冲程)。当排气门在稍前于θ=540度开启时,气缸中的空气随着活塞上升而被排放到排气管,并因此气缸内部压力变得基本上等于排气管中的压力(排气冲程)。然后,在θ=720度=零度附近,排气门关闭。当排气完成时,进气门开启而进气冲程重新开始。
因此,进气冲程中气缸内部压力P可以通过检测进气管中的压力来确定,而排气冲程中气缸内部压力P可以通过检测排气管中的压力来确定。至于进气管中的压力,在柴油发动机中,吸入空气通常不由节流阀予以节流,而此项实施例的柴油发动机是自然吸气的,所以,吸入空气压力可以总是设定为一个大气压而勿需检测。同样,排气管中的压力基本上恒定在一个大气压上,并因此可以设定在一个大气压上而勿需检测。
在压缩/膨胀冲程中气缸内部压力P可以利用如下事实来确定,即当多变性指数设定为γ时,在气缸内部容积V与气缸内部压力P之间可建立以下方程(1)所表述的关系。
PVγ=常量 ...(1)
换句话说,气缸内部容积V可以根据曲轴转角θ来确定,并因此压缩/膨胀冲程的气缸内部压力P可以利用以下方程(2)根据压缩开始时的气缸内部容积V0和气缸内部压力P0来确定。
P=P0[V0/V]γ ...(2)
压缩开始时间通常设定为进气门的关闭正时,但当发动机起动期间活塞在压缩冲程度的中间开始转动时,压缩开始于转动开始时间。其原因是,当发动机1停转时,气缸内部压力下降到进气管中或排气管中的压力,而压缩自这一状态恢复。其次,此项实施例的发动机1不具有可变气门机构,而进气门开启和关闭正时相对于曲轴转角θ是固定的,因此,进气门开启和关闭正时可以根据曲轴转角θ来确定。
多变性指数γ在正常运转等期间取一基本上恒定的数值,但当在起动或类似情况期间转速变化时,多变性指数γ随着转速增大而取较大的数值。其原因是,压缩和膨胀所需的时间随着转速增大而减少,以及因此经由气缸缸壁等逸出到外面的热量减少了。同样,就由发动机水温所表明的发动机温度而言,逸出到外面的热量随着发动机温度上升而下降,以及因此多变性指数γ减小。因此,在此项实施例中,事先制备了多变性指数γ与发动机转速和发动机水温的相关图表,而多变性指数γ通过参照此图表进行计算。
气缸内部容积V也可以相对于曲柄转角θ陆续地计算出来,但在此项实施例中,为减小控制器20的计算工作量,事先制备了预先算出的气缸内部容积V与曲轴转角θ的相关表格,而气缸内部容积V通过参照此表格进行计算。
相关于气缸内部压力P的扭矩可以通过由气缸内部压力P乘以曲轴转角θ处的系数α来确定,系数α根据曲柄和连杆的几何形状确定。类似于气缸内部容积V,为减少控制器20的计算量,事先制备了预先算出的系数α与曲轴转角θ的相关表格,而系数α通过参照此表格进行计算。
因此,通过根据利用方程(2)所确定的气缸内部压力P来确定气缸内部压力的变动量,并以系数α乘以该变动量,可以算出发动机1某一气缸中的扭矩变动。通过计算相应于每一气缸的扭矩变动并将各计算结果加在一起,可以算出发动机1的扭矩变动。
图3表明发动机1扭矩变动的实测值和利用上述计算方法确定的扭矩变动的计算值。计算值基本上符合实测值,并因此按照上述计算方法,可以以很高的精度算出发动机1的扭矩变动。
一旦以此方式算出发动机1的扭矩变动,该扭矩变动乘以-1以获得其反相,且其设定为电动发电机2的扭矩校正量。驱动电动发电机2使之转动所需的基本扭矩值T0随后添加于所述扭矩校正量,其结果设定为扭矩指令值T,此值用以控制电动发电机2的扭矩。结果,发动机1的扭矩变动被消去,而起动和停转期间横摇振动的加大得以防止。
图4表明由控制器20执行的发动机1横摇振动消除控制的内容。这一流程由控制器20以预定时间间隔(比如10msec)反复执行。
首先,在步骤S1中,确定是否已经成立了进行横摇振动消除控制的实施条件。当比如发动机1的转速Ne大于0rpm而燃料喷射没在发动机1中进行时,实施条件得以成立。发动机1的转速Ne不大于预定转速(比如800rpm)的条件可以用来代替燃料喷射没有进行的条件。
当所述条件成立之后,流程前行至步骤S2,而当条件未成立时,流程行至步骤S11,用于驱动电动发电机2使之转动的基本扭矩值T0不作修正地被设定为电动发电机2的扭矩指令值T。
在步骤S2中,检测发动机1的转速Ne、曲轴转角θ和冷却水温Tw,它们是进行横摇振动消除控制所需要的。这里,曲轴转角θ是在第一气缸的排气上止点设定在零度的情况下进行检测的。
在步骤S3至S9中,计算每一气缸中的扭矩变动T1至T6。首先,为计算第一气缸的扭矩变动T1,表明气缸编号的参数n在步骤S3中设定为1。
在步骤S4中,计算第一气缸的曲轴转角θ1。第n个气缸的曲轴转角θn可以利用以下方程(3)进行计算。
θn=θ+120×(n-1) ...(3)
于是,第一气缸的曲轴转角θ1可以通过将n=1置入方程(3)来计算。
接着,在步骤S5中,多变性指数γ根据所检测的发动机1的水温Tw和转速Ne通过参照前述图表来确定。其次,气缸容积V和系数α根据曲轴转角θ通过参照前述表格来确定。图表和表格通过计算、实验等事先确定并储存在控制器20内的存储器中。
在步骤S6中,根据这些值计算气缸内部压力P1,而在步骤S7中,用系数α乘以气缸内部压力P1的变动量以计算第一气缸的扭矩变动T1。
在步骤S8中,递增参数n,而在步骤S9中,确定是否参数n已经超过6。如否,则流程返回步骤S4,在此计算下一气缸的扭矩变动。
通过重复步骤S4至S9的处理直至第6气缸,所有气缸的扭矩变动T1至T6得以确定,并计算所确定的扭矩变动T1至T6的总合∑Tn作为发动机1的扭矩变动。
在步骤S10中,通过从用于驱动电动发电机2使之转动的基本扭矩值T0中减去发动机1的扭矩变动∑Tn而获得的数值设定为电动发电机2的扭矩指令值T。
在步骤S12中,在步骤S10或S11中设定的扭矩指令值T传送给逆变器11。逆变器11向电动发电机2供给用于产生对应于扭矩指令值T的扭矩的场电流,并因而控制电动发电机2的扭矩。
图5是时间图,表明车辆从静止不动的状态开始运动时起始和车辆重新停止时终止的一个过程。假定在时刻t11之前,车辆处在发动机1停止和离合器4脱开的静止不动的状态。
在时刻t11处,油门踏板被压下而油门开关接通。于是,发动机1由电动发电机2驱动旋转,使得发动机1被起动。结果,发动机1和电动发电机2的转速增大。
同时,根据油门踏板位置计算电动发电机3的扭矩指令值,并使电动发电机3产生对应于扭矩指令值的扭矩。结果,车辆被驱动而车速逐渐提高。
在时刻t11与时刻t12之间,发动机1的转速不大于800rpm而燃料喷射没有进行,因此成立了用于横摇振动消除控制的实施条件。因此,横摇振动消除控制被进行。更具体地说,通过计算发动机1处于由电动机带动的空转状态时发动机输出轴上产生的扭矩变动,并将与扭矩变动的反相相对应的扭矩校正量与用于驱动电动发电机2使之转动的基本扭矩值T0相加,相关于电动发电机2的扭矩指令值T得以校正,并因而电动发电机2的扭矩得以控制。
当发动机1的转速Ne在时刻t12处达到预定值(比如800rpm)时,来自燃料喷射装置的燃料喷射开始。当燃料喷射开始时,用于横摇振动消除控制的实施条件不再成立,因此横摇振动消除控制停止。
在时刻t13处,离合器4接合,而从时刻t13至时刻t14,车辆利用发动机1和电动发电机3二者的输出加速。从时刻t14至时刻t15,车辆以恒速行驶。此时,发动机1在高效区域内被驱动而由电动发电机2执行发电以便在电池13中储存富余的电能。
当油门开关在时刻t15处断开时,燃料喷射停止,由电动发电机3产生再生扭矩,车辆减速,并因此产生的减速能量作为电能给电池13充电。
当车速在时刻t16处下降到预定值(比如10Km/h)时,离合器4脱开。在时刻t17处,发动机1停转,而在时刻t18处,车辆停驶。
从时刻t16至时刻t17,发动机转速不大于800rpm而燃料喷射没有进行。因此,用于横摇振动消除控制的实施条件成立,并类似于从时刻t11延伸至时刻t12的时段,利用电动发电机2执行横摇振动消除控制。
图6和7表明发动机起动期间发动机1的转速和横摇角度变化的方式。当未进行横摇振动消除控制时,发动机1的横摇角度由于发动机1的扭矩变动在起动期间变化很大,但当进行横摇振动消除控制时,与未进行控制的情况相比,横摇角度被消除,并进而,发动机转速平稳而快速地提高,使起动时间减少。
图8和9表明当发动机停转时发动机1的转速和横摇角度变化的方式。类似于起动,当未进行横摇振动消除控制时,就在发动机1停转之前,横摇角度变化很大,但通过进行横摇振动消除控制,横摇角度的变动可以大为消除而发动机1可以停转而不产生车体振动。
第一实施例的作用和效果现在予以综述。
在第一实施例中,发动机1的气缸内部压力基于发动机1的运转条件进行推算,发动机1的扭矩变动根据推算出的气缸内部压力进行计算,以及发动机1扭矩变动的反相扭矩作为扭矩校正量。电动发电机2的扭矩指令值T然后通过将扭矩校正量与用于驱动电动发动机2使之转动的基本扭矩值T0相加来进行计算,且进行扭矩控制使得电动发电机2的扭矩等于扭矩指令值T。结果,发动机1的扭矩变动由电动发电机2的扭矩校正量消去,而由转动变动造成的车体振动可以消除。
发动机1的气缸内部压力根据曲轴转角和发动机1的吸入空气压力以及压缩冲程的压缩开始正时进行计算。更为具体地说,压缩/膨胀冲程中的气缸内部压力根据发动机1的曲轴转角和压缩冲程的压缩开始时刻的吸入空气压力进行计算。通过这样作,起动时刻发动机1的气缸内部压力可以以高精度计算出来,以及发动机1的扭矩变动可以精确地计算出来。
通常,压缩开始时刻设定为进气门的关闭正时,但当起动期间转动从压缩冲程的中途点开始时,转动开始时刻可以设定为压缩开始时刻,而通过这样作,起动时的发动机1的气缸内部压力可以以甚至更高的精度推算出来。
再者,气缸内部压力根据发动机1的温度和转速二者之中的至少一项来校正。更为具体地说,通过按照发动机1的温度和转速来校正多变性指数γ,发动机1的气缸内部压力,并因此发动机1的扭矩变动,可以甚至更为精确地计算出来。
其次,当发动机1的转速低于预定转速时,扭矩指令值通过将扭矩校正量与基本扭矩值相加来进行计算,并因此当与气缸内部的压缩和膨胀相伴随的扭矩变动的影响大时,扭矩变动得以消除。
再者,当发动机1中燃烧没有进行时,或换句话说,当气缸内部压力按照气缸中的压缩和膨胀而被固定下来并因此可以精确确定时,扭矩指令值T通过将扭矩校正量与基本扭矩值T0相加进行计算,并因此扭矩变动可以以很高的精度予以消除。
第二实施例
图10表明符合第二实施例的复合车辆的示意性结构。与第一实施例的那些等同的构成部分配被赋以等同的附图标记,而在适当时略去其说明。
在第二实施例中,电动发电机2具有的输出低于第一实施例的电动发电机以实现尺寸和重量的减小。再者,设置减压机构以通过在发动机起动期间延迟进气门的相位角使得压缩比降低来改善燃料经济性并减小扭矩变动,并因此降低发动机1的扭矩变动。
其次,为了净化用于排气净化目的的催化净化装置,节流阀(未画出)设置在进气系统中用于当催化剂劣化时进行控制以通过将空气-燃料比控制至富油侧来提高排气温度。节流阀的开启由节流作动器32进行调整。
减压机构通过在起动期间使可变气门作动器31相对于一基准角度转动进气凸轮轴30以便改变进气门的相位角、并在压缩冲程的中间阶段关闭在压缩冲程的初始阶段通常关闭的进气门、使得压缩冲程期间空气压缩量减小来减小扭矩变动。
在起动期间,发动机1的转速经过发动机架的共振点,并因此利用减压机构来推后进气门的相位角并减小扭矩变动。当发动机1的转速经过共振点而达到预定的转速时,电动发电机2将发动机1的转速保持在一恒定速度上并使进气门的被推后的相位角向超前一侧返回。当气缸内部压力已经充分提高到使燃烧成为可能时,开始燃料喷射,从而开始发动机1中的燃烧。
因此,在第二实施例中,起动期间的扭矩变动由减压机构减小。不过,减压机构不能充分地减小发动机1中大的扭矩变动,并因此,类似于第一实施例,起动期间也采用了横摇振动消除控制。
在横摇振动消除控制期间,类似于第一实施例,发动机1的转速Ne、曲轴转角θ和发动机水温Tw予以检测。不过,进气门的相位角由减压机构使之改变,而为了规定通过关闭进气门而开始压缩的正时,凸轮转角传感器26装接于进气凸轮轴并借以检测凸轮转角θc。凸轮转角传感器26当每一气缸的进气门关闭时产生一脉冲。
再者,在第二实施例中,进入空气可以由上述的节流阀予以节流,并因此,进入空气压力并不总是固定在一个大气压上。因此,进入空气压力由进入空气压力传感器27予以检测。
以类似于第一实施例的方式,控制器20根据这些检测出的值计算发动机1的扭矩变动并按照计算出的扭矩变动对电动发电机2进行扭矩控制。不过,在第二实施例中,电动发电机2的输出较小,如以上指出,并因此,如果采用与第一实施例中相同的方法,扭矩指令值T可能超过可以由电动发电机2产生的最大扭矩值Tmax。
当扭矩指令值T超过可以产生的最大扭矩值Tmax时,电动发电机2不能够产生对应于扭矩指令值T的扭矩,结果是,由电动发电机2产生的扭矩的平均值下降到低于基本扭矩,使得不能够获得所需的转动增加速度并导致起动时间增加。
因此,在第二实施例中,为了确保扭矩指令值不超过可以由电动发电机2产生的最大扭矩值Tmax,通过扭矩变动乘以校正系数K获得的值的反相设定为扭矩校正量(最大扭矩校正)。校正系数K是以如下方式确定的。
至于继进气门关闭之后的扭矩,气缸内部压力可以利用方程(2)予以确定,且通过确定进气门关闭时的P0、V0,可以算出伴随随后膨胀和压缩的扭矩变动。因此,在出现扭矩变动的最大值和最小值的上止点之前和之后60度处的扭矩变动可以算出,且其最大值和最大值可以确定。通过从基本扭矩值T0中减去最大值和最小值获得的两个差值成为用于消去扭矩变动的扭矩指令值的最大值和最小值,而当或是最大值或是最小值的绝对值|Ta0|超过可以由电动发电机2产生的最大扭矩值Tmax时,利用以下方程(4)确定校正系数K。
通过由随后算出的扭矩变动乘以校正系数K并用-1乘以所得到的结果而获得的值于是计算出来作为扭矩校正量T。通过这样作,扭矩指令值T可以算出而绝不超过所能产生的最大扭矩值Tmax。
这里,可以产生的最大扭矩值Tmax不仅考虑电动发电机2的最大扭矩(额定扭矩),而且还考虑电池13那时的充电状态C来进行确定。更为具体地说,当电池13充分充电时,产生的扭矩可达电动发电机2的最大扭矩,但当电池13的充电状态C下降到预定值以下(比如60%或更低)使得电池13的电力必须节省时,可以产生的最大扭矩值Tmax的值则按照电池13的充电状态C降低。
其次,为了防止当变换校正系数K时扭矩指令值T(电动发电机2的扭矩)出现跃变(step),校正系数K在发动机1的扭矩变动为零时,特别是当扭矩变动从正值变换为负值时进行变换。
图11表明由控制器20执行的发动机1的横摇振动消除控制的内容。此流程由控制器20以预定的时间间隔(比如10msec)反复执行。
首先,在步骤S21中,确定是否已经成立用于横摇振动消除控制的实施条件。比如当发动机1的转速Ne不小于0rpm和不大于800rpm时,实施条件被确定为已经成立。发动机1中没有进行燃料喷射的条件可以用以代替发动机1的转速Ne不大于800rpm的条件。
在条件成立之后,流程前行至步骤S22,而当条件未成立时,流程前行至步骤S32,在此用于驱动电动发电机2使之转动的基本扭矩值T0不作修正地设定为电动发电机2的扭矩指令值T。
在步骤S22中,检测进行横摇振动消除控制所需的发动机1的转速Ne、曲轴转角θ、冷却水温Tw、进气压力P1和曲轴转角θc以及电池13的充电状态C。曲轴转角θ在第一气缸的排气上止点设置在零度的情况下进行检测。
在步骤S23中,根据曲轴转角θc确定是否已经达到进气门关闭正时。如果确定结果是否定的,则流程前行至步骤S27。如果已经达到进气门关闭正时,流程前行至步骤S24,在此计算发动机1扭矩变动的最大值和最小值。
在步骤S25中,可以由电动发电机2产生的最大扭矩值Tmax根据电池充电状态C予以确定,而在步骤S26中,校正系数K根据可以产生的最大扭矩值Tmax和基本扭矩值T0利用方程(4)进行计算。算出的校正系数设定为K1。
在步骤S27中,计算发动机1的扭矩变动Ta。发动机1的扭矩变动Ta利用与第一实施例中步骤S13至S19的类似作法进行计算,亦即,根据气缸内部压力的变动计算相应于每一气缸的扭矩变动并将获得的结果加在一起。
在步骤S28中,根据扭矩变动Ta的符号是否已从正变换到负来确定扭矩变动Ta是否为零。如果扭矩变动Ta为零,则校正系数K更新为步骤S26中算出的K1,否则,校正系数K不作更新。
在步骤S31中,电动发电机2的扭矩指令值T借助于以下方程(5)利用校正系数K进行计算。
T=T0-K×Ta ...(5)
在步骤S32中,在步骤S31或S32中算出的扭矩指令值T传送给逆变器11。逆变器11向电动发电机2供给用于产生对应于扭矩指令值T的扭矩的场电流,并因而电动发电机2的扭矩得以控制。
图12表明在横摇振动消除控制期间由电动发电机2产生的扭矩的一项实例。当把不作修正的发动机1扭矩变动的反相与基本扭矩值相加获得的数值用作扭矩指令值T时,扭矩指令值T超过了可以产生的最大扭矩值Tmax,而此扭矩在可以产生的最大扭矩值Tmax处被截止。不过,在第二实施例中,扭矩指令值T是根据通过将发动机1的扭矩变动乘以校正系数K而获得的数值进行计算的,因此电动发电机2的指令值T可以总是保持在可以产生的最大扭矩值Tmax以内。
图13是时间图,表明当车辆从静止不动状态开始运动时起始和当车辆再次停止时终止的一个过程。假定在时刻t21之前,车辆处在而发动机1停止和离合器4脱开的静止不动的状态下。
在时刻t21处,油门踏板被压下而油门开关接通。于是,发动机1由电动发电机2驱动旋转,使得发动机1被起动。结果,发动机1和电动发电机2的转速增大。
同时,根据油门踏板位置计算用于电动发电机3的扭矩指令值,而对应于扭矩指令值的电动机扭矩由电动发电机3产生。结果,车辆被驱动而车速逐渐增大。
当发动机1的转速Ne在时刻t22处达到预定值(比如800rpm)时,燃料喷射装置的燃料喷射开始。在时刻t21与时刻t23之间,发动机1的转速不大于800rpm,因此成立了用于横摇振动消除控制的实施条件。于是,进行横摇振动消除控制。
在时刻t23处,离合器4接合,而在时刻t23与时刻t24之间,车辆利用发动机1和电动发电机3二者的输出得以加速。
从时刻t24至时刻t25,车辆以恒定的速度行驶。此时,发动机1在高效区域内被驱动并由电动发电机2进行发电以便在电池13中储存富余电能。
当油门开关在时刻t25处断开时,燃料喷射停止,由电动发电机3产生再生扭矩,车辆减速,而由此产生的减速能量作为电能充电给电池13。
当车速在时刻t26处下降到预定值(比如10Km/h)时,离合器4脱开。在时刻t27处,发动机1停转,而在时刻t28处,车辆停驶。
从时刻t26至时刻t27,发动机转速不大于800rpm,因此成立了用于横摇振动消除控制的实施条件。因此,类似于从时刻t21延展到时刻t23的时段,利用电动发电机2进行横摇振动消除控制。
图14和15表明在发动机起动期间发动机1的转速和横摇角度变化的方式。如图中所示,当进行横摇振动消除控制时,在起动和随后怠速运转期间发动机中的横摇振动比不进行横摇振动消除控制时可以更为有效地予以消除,并进而,发动机1的转速可以平稳而迅速地予以提高。
特别是在此实施例中,电动发电机2的扭矩校正量由校正系数K予以校正以确保电动发电机2的扭矩指令值T不超过可以产生的最大扭矩值Tmax(最大扭矩校正)。因此,避免了电动发电机2不能产生对应于指令值的扭矩的情形。而可以获得,较之不进行这种校正可以实现更高的振动消除效果。
其次,即使在继燃烧开始之后的发动机1的怠速运转期间,横摇振动消除控制也继续进行,并因此即使在怠速运转期间也获得了减振效果。
第二实施例的作用和效果现在予以综述。
除了第一实施例的作用和效果以外,在第二实施例中,通过由发动机1的扭矩变动乘以校正系数K而获得的扭矩的反相扭矩被用作扭矩校正量,而校正系数K被设定为不大于1的值,以确保扭矩校正量与基本扭矩值T0而相加获得的值的绝对值不超过可以由电动发电机2产生的最大扭矩值Tmax。结果,可以防止这样的情形:电动发电机2不能产生对应于扭矩指令值T的扭矩,导致由电动发电机2实际产生的扭矩的平均值下降到低于基本扭矩T0致使所需的转动增大速度不能获得而起动所需的时间增加。
再者,校正系数K当发动机1的扭矩变动达到零时予以更新,并因此可以消除扭矩校正量跃变的出现。结果,防止出现因扭矩校正量的不连续变化所致的扭矩变动。
其次,可由电动发电机2产生的最大扭矩值Tmax根据电池13的充电状态C继续确定,并因此当电池13的充电状态C较低时,电动发电机2的能耗可以抑制而电池13的电力可以节省。
第三实施例
符合第三实施例的复合车辆的结构等同于示于图1之中的第一实施例,例外的是,第一实施例的电动发电机2由较小的电动发电机2代替。于是,可以由电动发电机2产生的扭矩大小受到限制,而如果类似于第一实施例那样通过将扭矩校正量,亦即扭矩变动的反相,不作修正地与用于驱动电动发电机2使之转动的基本扭矩相加来计算扭矩指令值T,则扭矩指令值T可能超过可以由电动发电机2产生的最大扭矩值Tmax。如第二实施例之中所述,如果扭矩指令值T超过可以由电动发电机2产生的最大扭矩值Tmax,则预期的转动增大速度不能获得且起动所需的时间加长了。
因此在第三实施例中,电动发电机2的扭矩校正量的波形适当地改变,使得扭矩指令值不超过可以由电动发电机2产生的最大扭矩值Tmax。
示于图16之中的各波形相对于转动基阶分量全都具有相同的波幅和相位。通过改变波形,可以改变波幅,即使相对于相同的转动基阶分量,使得成立以下的波幅关系:发动机1扭矩变动的波形>正弦波>梯形正弦波>矩形波。这里,线性峰值扭矩(linear peak torque)由半周期正弦波连接的波形称作梯形正弦波。
扭矩变动可以通过由电动发电机2产生与扭矩变动的转动基阶分量具有相同波幅的反相扭矩而有效地减小。通过改变波形,可以只减小波形的波幅而不改变转动基阶分量。第三实施例着重于此项以通过有效地利用这四种波形以有限的扭矩获得最大的扭矩变动降低效果。
至于继进气门关闭之后的扭矩,气缸内部压力利用方程(2)予以确定,且通过确定进气门关闭时刻的P0、V0,可以算出伴随随后压缩和膨胀的扭矩变动。因此,通过计算在出现扭矩变动的最大值和最小值的上止点之前和之后60度处的扭矩变动、确定最大值T1和最小值T2、以及使其扭矩变动波形经受频率分析,可以确定发动机1扭矩变动的转动基阶分量的波幅Tb和相位Pb。
波形选则根据可以由电动发电机2产生的最大扭矩值Tmax和基本扭矩值T0、发动机1扭矩变动的最大值T1和最小值T2以及转动基阶分量的波幅Tb和相位Pb按照以下程序来进行。
首先,当通过从基本扭矩值T0分别减去最大值T1和最小值T2所获得的各值的绝对值中的较大者小于可以由电动发电机2产生的最大扭矩值Tmax时,或者换句话说,当以下方程(6)的关系成立时,通过用-1乘以扭矩变动所获得的值的反相不作修正地设定为扭矩校正量,而通过将扭矩校正量与基本扭矩值T0相加所获得的值设定为扭矩指令值T(如第一实施例中那样)。
max(|T0-T1|,|T0-T2|)≤Tmax ...(6)
不过,如果当方程(6)的关系不成立时扭矩指令值T利用与第一实施例一样的方法进行计算,扭矩指令值T超过可以产生的最大扭矩值Tmax。因此,在此情况下,确定以下方程(7)的关系是否成立。
T0+Tb≤Tmax ...(7)
如果此关系成立,正弦波可选作扭矩校正量的波形。更为具体地说,转动基阶分量的波幅和相位等于扭矩变动的转动基阶分量的波幅Tb和相位Pb的正弦波被确定,而此正弦波的反相被设定为扭矩校正量。通过这样作,可以施加消除扭矩变动的转动基阶分量的扭矩校正量,使得能够降低扭矩变动。
当方程(7)的关系不成立时,根据矩形波的波幅及其基阶分量的比π/4进一步确定是否以下方程(8)的关系成立。
T0+(π/4)Tb≤Tmax ...(8)
如果此关系成立,梯形正弦波被选作扭矩校正量的波形,而转动基阶分量的波幅和相位等于扭矩变动的转动基阶分量的波幅Tb和相位Pb的梯形正弦波被确定。此梯形正弦波的反相于是被设定为扭矩校正量。
以下关系
其中,as:1/4周期正弦波相位角存在于示于图16中的梯形正弦波的波幅Ts与转动基阶分量Tb之间,因此,通过当
Ts=Tmax-|T0| ...(10)
成立时确定1/4周期正弦波相位角as,可以确定具有转动基阶分量Tb的梯形正弦波。然后,通过进一步确定具有相位Pb的梯形正弦波,其中转动基阶分量的波幅和相位等于扭矩变动的转动基阶分量的波幅T0和相位Pb的梯形正弦波得以确定。梯形正弦波比矩形波具有更小的高频分量,因此,通过选定梯形正弦波,可以获得减小转动基阶分量的效果,同时将高频分量的劣化消减到最小。
另一方面,当方程(8)的关系不成立时,具有波幅Tmax-|T0|和相位Pb的矩形波的反相被用于扭矩校正。在此情况下,转动基阶分量的波幅小于扭矩变动的转动基阶分量的波幅Tb。不过,矩形波具有与波幅有关的最大转动基阶分量,因此,扭矩变动可以以电动发电机2的有限扭矩最大可能程度地予以消除。
在此,可以由电动发电机2产生的最大扭矩值Tmax不仅考虑电动发电机2的最大扭矩(额定扭矩),而且还考虑电池13那时的充电状态C来进行确定。更为具体地说,当电池13充分充电时,产生的扭矩可达电动发电机2的最大扭矩,但当电池13的充电状态C下降到预定值以下(比如60%或更低)使得电池13的电力必须节省时,可以产生的最大扭矩值Tmax的值则按照电池13的充电状态C降低。
图17表明由控制器20执行的发动机1的横摇振动消除控制的内容。此流程由控制器20于预定的时间间隔(比如10msec)反复执行。
首先,在步骤S41中,确定进行横摇振动消除控制的实施条件是否已经成立。比如,当发动机1的转速Ne不小于0rpm和燃料喷射没有在发动机1中进行时,实施条件被确定为已经成立。发动机1的转速Ne不大于预定转速(比如800rpm)的条件可以用以代替燃料喷射没有进行的条件。
当条件成立之后,流程前行至步骤S42,而当条件不成立时,流程前行至步骤S54,在此将用于驱动电动发电机2使之转动的基本扭矩值T0不作修正地设定为电动发电机2的扭矩指令值T。
在步骤S42中,对进行横摇振动消除控制所需的发动机1的转速Ne、曲轴转角θ和发动机水温Tw以及电池13的充电状态C进行检测。曲轴转角θ在第一气缸的排气上止点设置在零度的情况下进行检测。
在步骤S43中,确定是否已经到达进气门关闭正时。如果没有,则流程前行至步骤S53,在此利用与先前所用的相同的波形计算扭矩校正量。扭矩指令值T然后通过将扭矩校正量与基本扭矩值T0相加进行计算。
当进气门关闭正时已经到达时,流程前行至步骤S44,在此计算发动机1扭矩变动的最大值T1和最小值T2以及扭矩变动的转动基阶分量的波幅Tb和相位Pb。
在步骤S45中,可以由电动发电机2产生的最大扭矩值Tmax根据电池13的充电状态C进行确定。
在步骤S46中,确定方程(6)的关系是否已经成立,如果成立,则流程前行至步骤S47,在此将扭矩校正量的波形设定为发动机1扭矩变动的反相。
当关系尚未成立时,流程前行至步骤S48,在此确定方程(7)的关系是否已经成立。如果成立,则流程前行至步骤S49,在此正弦波被选作扭矩校正量的波形。
当关系不成立时,流程前行至步骤S50,在此确定方程(8)的关系是否已经成立。如果成立,则流程前行至步骤S51,在此梯形正弦波被选作扭矩校正量的波形。如果关系不成立,则流程前行至步骤S52,在此矩形波被选定为扭矩校正量的波形。
一旦在步骤S47至S52中选定了扭矩校正量的波形,流程前行至步骤S53,在此按照相应扭矩变动波形计算扭矩校正量,并通过将扭矩校正量与基本扭矩值T0相加来计算扭矩指令值T。
在步骤S55中,在步骤S53或S54中算出的扭矩指令值T被传送给逆变器11。逆变器11向电动发电机2供给用于产生对应于扭矩指令值T的扭矩的场电流,因而控制电动发电机2的扭矩。
图18是时间图,表明车辆从静止不动的状态开始运动起始和车辆重新停驶时终止的过程。假定在时刻t31之前,车辆处在发动机1停止和离合4脱开的静止不动的状态下。
在时刻t31处,油门踏板被压下而油门开关接通。于是,发动机1由电动发电机2驱动旋转,使得发动机1起动。结果,发动机1和电动发电机2的转速增加。
同时,根据油门踏板位置算出用于电动发电机3的扭矩指令值,并使电动发电机3产生对应于扭矩指令值的扭矩。结果,车辆被驱动而车速逐渐提高。
在时刻t31与时刻t32之间,发动机1的转速不大于800rpm而燃料喷射没有进行,因此成立了进行横摇振动消除控制的实施条件。因此进行横摇振动消除控制。更为具体地说,通过计算当发动机1处在电动机带动的空转状态时发动机输出轴上产生的扭矩变动,并将与其反相相对应的扭矩校正量与用于驱动电动发电机2使之转动的基本扭矩值T0相加,用于电动发电机2的扭矩指令值得以校正,而电动发电机2的扭矩得以控制。此时,扭矩指令值T的波形选自扭矩变动波形、正弦波、梯形正弦波和矩形波以确保扭矩指令值T不超过可以由电动发电机2产生的最大扭矩值Tmax。
当发动机1的转速Ne在时刻t32达到预定值(比如800rpm)时,燃料喷射装置开始燃料喷射。当燃料喷射开始时,进行横摇振动消除控制的实施条件不再成立,因此横摇振动消除控制停止。
在时刻t33处,离合器4接合,且从时刻t33至时刻t34,车辆利用发动机1和电动发电机3二者的输出加速。从时刻t34至时刻t35,车辆以恒定的速度行驶。此时,发动机1在高效区域内被驱动且由电动发电机2进行发电以便将富余电能储存在电池之中。
当油门开关在时刻t35处断开时,燃料喷射停止,由电动发电机3产生再生扭矩,车辆减速,而由此产生的减速能量作为电能向电池13充电。
当车速在时刻t36处下降到预定值(比如10Km/h)时,离合器4脱开。在时刻t37处,发动机1停转,而在时刻t38处,车辆停驶。
从时刻t36至时刻t37,发动机1转速不大于800rpm和燃料喷射没有进行。因此,进行横摇振动消除控制的实施条件成立,并类似于从时刻t31延伸到时刻t32的时段,执行横摇振动消除控制。
图19和20表明第三实施例中发动机起动期间发动机1的转速和横摇角度变化的方式。在第三实施例中,电动发电机2的尺寸和重量减小,因此可以产生的扭矩受到限制。不过,如上述,可以选定扭矩校正量的波形以确保扭矩指令值T不超过可以产生的最大扭矩值Tmax,因此起动期间发动机振动可以在不降低转动增大速度的情况下予以减小。结果,发动机转速可在必要的起动时段之内提高。
第三实施例的作用和效果现在予以综述。
除了第一实施例的作用和效果以外,当发动机1扭矩变动的最大值T1或最小值T2与基本扭矩值T0之差的绝对值大于可以由电动发电机2产生的最大扭矩值Tmax时,扭矩校正量的波形按照发动机1和电动发电机2的运转条件进行改变,以确保扭矩指令值T不超过可以由电动发电机2产生的最大扭矩值Tmax。更为具体地说,当电动发电机2的扭矩不足时,通过利用一种波形-此种波形中转动基阶分量的相位等于发动机扭矩变动的转动基阶分量的相位Pb而波形的波幅小于转动基阶分量的波幅-的反相作为扭矩校正量波形,扭矩变动的转动基阶分量可以受到抑制同时将电动机指令值T抑制于或低于可由电动机产生的扭矩的最大值。通过这样作,可以期望良好的振动消除效果。
此时,当发动机1扭矩变动的最大值T1或最小值T2与基本扭矩值T0之差的绝对值大于可以由电动发电机2产生的最大扭矩值Tmax,但通过将发动机1扭矩变动的转动基阶分量的波幅Tb与基本扭矩值T0相加所获得的数值小于可以由电动发电机2产生的最大扭矩值Tmax时,与发动机1扭矩变动的转动基阶分量具有相同波幅的正弦波的反相用作扭矩校正量的波形。当通过将发动机1扭矩变动的转动基阶分量的波幅Tb与基本扭矩值T0相加而获得的数值大于可以由电动发电机2产生的最大扭矩值Tmax,但通过将发动机1扭矩变动的转动基阶分量的波幅的π/4倍与基本扭矩值T0相加而获得的数值小于可以由电动发电机2产生的最大扭矩值Tmax时,与发动机1扭矩变动的转动基阶分量具有相同波幅的梯形正弦波的反相用作扭矩校正量的波形。通过这样作,扭矩变动的转动基阶分量可以充分地抑制,同时防止其他频率分量的劣化,并因此在电动发电机2的有限扭矩的情况下可以期望良好的振动消除效果。
当通过将发动机1扭矩变动的转动基阶分量的波幅的π/4倍与基本扭矩值T0相加而获得的数值大于可以由电动发电机2产生的最大扭矩值Tmax时,波幅等于通过从可以由电动发电机2产生的最大扭矩值Tmax减去基本扭矩值T0而获得的数值的矩形波的反相用作扭矩校正量的波形。矩形波具有相关于波幅的最大转动基阶分量,因此扭矩变动的转动基阶分量在电动发电机2的有限扭矩的情况下可以最大可能程度地受到抑制。
应当指出,在第三实施例中,由于可以由电动发电机2产生的扭矩相对于发动机1扭矩变动的允许偏离范围(leeway)变得越来越小,波形从对应于扭矩变动的波形向正弦波、梯形正弦波和矩形波顺序改变。不过,改变成的波形及其改变顺序可以适当变动。比如,继正弦波之后的波形可以是矩形波而非梯形正弦波,或者波形可以从对应于扭矩变动的波形平滑地变形为矩形波形。
再者,类似于第二实施例,可以由电动发电机2产生的最大扭矩值Tmax可以根据电池13的充电状态C来确定,使得当电池13的充电状态C较低时,电动发电机2的能耗可以消减而电池13的电能可以节省。
日本专利申请编号2005-322059(2005年11月7日提交)的全部内容都纳入在此作为参考。
虽然本发明已经参照本发明的特定实施例在上面作了说明,但本发明并不局限于上述的实施例。在上面给出的各种教益的基础上,本领域技术人员可以对上述各项实施例作出改进和变型。本发明的范围参照以下各项权利要求予以限定。
Claims (20)
1.一种发动机振动消除装置,用于旋转电机连接于发动机输出轴的发动机,所述发动机振动消除装置包括:
用于根据所述发动机的操作状态推算所述发动机的气缸内部压力的装置;
用于根据推算出的所述气缸内部压力计算所述发动机中的扭矩变动的装置;
用于计算所述发动机中的所述扭矩变动的反相扭矩的装置,所述反相扭矩用作扭矩校正量;
用于通过将所述扭矩校正量与用于驱动所述旋转电机使之转动的基本扭矩值相加来计算所述旋转电机的扭矩指令值的装置;以及
用于对所述旋转电机进行扭矩控制使得所述旋转电机的扭矩等于所述旋转扭矩指令值的装置。
2.按照权利要求1所述的发动机振动消除装置,其中,所述用于推算所述气缸内部压力的装置根据曲轴转角、进入空气压力和所述发动机的压缩冲程的压缩开始时刻计算所述发动机的气缸内部压力。
3.按照权利要求2所述的发动机振动消除装置,其中,所述用于推算所述气缸内部压力的装置根据所述曲轴转角和所述发动机压缩冲程的所述压缩开始时刻的所述进入空气压力计算压缩/膨胀冲程中的所述气缸内部压力。
4.按照权利要求2或3所述的发动机振动消除装置,其中,所述用于推算所述气缸内部压力的装置将所述发动机的进气门关闭时刻设定为所述压缩开始时刻。
5.按照权利要求2至4中任一项所述的发动机振动消除装置,其中,在发动机起动期间当所述发动机从所述压缩冲程的中途点开始转动时,所述用于推算所述气缸内部压力的装置将所述发动机的转动开始时刻设定为所述压缩开始时刻。
6.按照权利要求1至5中任一项所述的发动机振动消除装置,其中,所述用于推算所述气缸内部压力的装置根据所述发动机的温度和转速中的至少一项校正所述气缸内部压力。
7.按照权利要求1至6中任一项所述的发动机振动消除装置,其中,所述用于计算所述发动机中的所述扭矩变动的反相扭矩的装置计算通过将所述发动机中的扭矩变动与校正系数相乘所获得的数值的反相并将其作为所述扭矩校正量,以及
将所述校正系数设定为不大于1的数值,以确保通过将所述扭矩校正量与所述基本扭矩值相加所获得的数值的绝对值不超过可以由所述旋转电机产生的扭矩的最大值。
8.按照权利要求7所述的发动机振动消除装置,其中,当所述发动机中的所述扭矩变动达到零时,所述用于计算所述发动机中的所述扭矩变动的反相扭矩的装置对所述校正系数进行更新。
9.按照权利要求1至6中任一项所述的发动机振动消除装置,其中,包括当所述发动机中的所述扭矩变动的最大值或最小值与所述基本扭矩之差的绝对值大于可以由所述旋转电机产生的所述扭矩的最大值时,用于按照所述发动机和所述旋转电机的操作状态改变所述扭矩校正量的波形的装置,使得所述扭矩指令值不超过可以由所述旋转电机产生的所述扭矩的最大值。
10.按照权利要求9所述的发动机振动消除装置,其中,所述用于改变所述扭矩校正量的波形的装置将所述扭矩校正量的所述波形改变为一种波形的反相,在该种波形中转动基阶分量的相位等于所述发动机中的所述扭矩变动的转动基阶分量的相位,以及此波形的波幅小于所述转动基阶分量的波幅。
11.按照权利要求10所述的发动机振动消除装置,其中,所述用于改变所述扭矩校正量的波形的装置将所述扭矩校正量的所述波形改变为正弦波的反相,所述正弦波与所述发动机中的所述扭矩变动的所述转动基阶分量具有相同的波幅。
12.按照权利要求11所述的发动机振动消除装置,其中,当所述发动机中的所述扭矩变动的所述最大值或所述最小值与所述基本扭矩之差的绝对值大于可以由所述旋转电机产生的所述扭矩的最大值,以及通过将所述发动机中的所述扭矩变动的所述转动基阶分量的波幅与所述基本扭矩值相加所获得的数值小于可以由所述旋转电机产生的所述扭矩的最大值时,所述用于改变所述扭矩校正量的波形的装置将所述扭矩校正量的所述波形改变为所述正弦波的所述反相。
13.按照权利要求9所述的发动机振动消除装置,其中,所述用于改变所述扭矩校正量的波形的装置将所述扭矩校正量的所述波形改变为梯形正弦波的反相,所述梯形正弦波与所述发动机中的所述扭矩变动的所述转动基阶分量具有相同的波幅。
14.按照权利要求12或13所述的发动机振动消除装置,其中,当通过将所述发动机中的所述扭矩变动的所述转动基阶分量的所述波幅与所述基本扭矩值相加所获得的数值大于可以由所述旋转电机产生的所述扭矩的最大值,以及通过将所述发动机中的所述扭矩变动的所述转动基阶分量的所述波幅的π/4倍与所述基本扭矩值相加所获得的数值小于可以由所述旋转电机产生的所述扭矩的最大值时,所述用于改变所述扭矩校正量的波形的装置将所述扭矩校正量的所述波形改变为所述梯形正弦波的所述反相。
15.按照权利要求9所述的发动机振动消除装置,其中,所述用于改变所述扭矩校正量的波形的装置将所述扭矩校正量的所述波形改变为矩形波的反相,该矩形波具有与通过从可以由所述旋转电机产生的所述扭矩的最大值中减去所述基本扭矩值所获得的数值相等的波幅。
16.按照权利要求12、14或15所述的发动机振动消除装置,其中,当通过将所述发动机中的所述扭矩变动的所述转动基阶分量的所述波幅的π/4倍与所述基本扭矩值相加所获得的数值大于可以由所述旋转电机产生的所述扭矩的最大值时,所述用于改变所述扭矩校正量的波形的装置将所述扭矩校正量的所述波形改变为所述矩形波的所述反相。
17.按照权利要求7至16中任一项所述的发动机振动消除装置,其中,向所述旋转电机供电的电池连接于所述旋转电机,以及
可以由所述旋转电机产生的所述扭矩的所述最大值根据所述电池的充电状态确定。
18.按照权利要求1至17中任一项所述的发动机振动消除装置,其中,当所述发动机的转速低于预定转速时,所述用于计算所述旋转电机的扭矩指令值的装置通过将所述扭矩校正量与所述基本扭矩值相加来计算所述扭矩指令值。
19.按照权利要求1至18中任一项所述的发动机振动消除装置,其中,当所述发动机中没有进行燃烧时,所述用于计算所述旋转电机的扭矩指令值的装置通过将所述扭矩校正量与所述基本扭矩值相加来计算所述扭矩指令值。
20.一种发动机振动消除方法,用于旋转电机连接于发动机输出轴的发动机,所述发动机振动消除方法包括:
根据所述发动机的操作状态推算所述发动机的气缸内部压力;
根据推算出来的所述气缸内部压力计算所述发动机中的扭矩变动;
计算所述发动机中的所述扭矩变动的反相扭矩,所述反相扭矩用作扭矩校正量;
通过将所述扭矩校正量与用于驱动所述旋转电机使之转动的基本扭矩值相加计算所述旋转电机的扭矩指令值;以及
对所述旋转电机进行扭矩控制,使得所述旋转电机的扭矩等于所述扭矩指令值。
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