用于动力总成系统中的振动衰减的方法和设备技术方案

描述了一种包括电机的动力传动系统，该电机经由皮带被可旋转地联接至内燃机的曲轴，其中，该电机被设置成用于产生扭矩。一种用于控制电机的方法包括：监测电机的旋转位置，以及周期性地执行速度观测器以基于监测的电机的旋转位置来确定电机的旋转速度。周期性地执行加速度观测器以确定加速速率，其中，基于电机的所述旋转速度的基于时间的变化来确定该加速速率。基于该加速速率来确定虚拟惯性项，以及基于该虚拟惯性项和加速速率来确定扭矩补偿项。基于该扭矩补偿项来控制电机以产生扭矩。

Method and apparatus for Powertrain vibration attenuation in the system

A power train including an electric motor is described. The motor is rotatably connected to the crankshaft of an internal combustion engine through a belt, where the motor is set up to generate torque. A method for controlling the motor includes: monitoring the rotation position of the motor, and periodically executing the speed observer to determine the rotation speed of the motor based on the rotation position of the monitoring motor. The acceleration observer is periodically executed to determine the acceleration rate, in which the acceleration rate is determined based on the time variation of the rotational speed of the motor. The virtual inertia term is determined based on the acceleration rate, and the torque compensation term is determined based on the virtual inertia term and acceleration rate. The torque compensation to control the motor to generate torque based on.

【技术实现步骤摘要】
用于动力总成系统中的振动衰减的方法和设备
本专利技术涉及用于车辆的动力总成系统，以及与其相关的控制。
技术介绍
已知的车辆动力总成系统包括内燃机和电动机/发电机，其可被联接至传动装置，以将扭矩传递至车辆的动力传动系，用于牵引作用。已知的电动机/发电机被从高压能量存储系统供应电能。动力总成系统可采用再生控制系统，以回收电能，用于充电高压能量储存系统，作为对包括制动和/或滑行的操作员命令的响应。在一个实施例中，在发动机与电动机/发电机之间经由皮带驱动机构可传递扭矩，该皮带驱动机构可旋转地联接发动机曲轴和电动机/发电机的转子。由于各种设计和操作特性，在发动机与电动机/发电机之间的扭矩传递过程中可产生机械振动。机械振动可包括可产生声学噪声的周期性波纹。
技术实现思路
描述了一种包括电机的动力总成系统，该电机经由皮带被可旋转地联接至内燃机的曲轴，其中，该电机被设置成用于产生扭矩。用于控制电机的方法包括：监测电机的旋转位置，以及周期性地执行速度观测器以基于监测的电机的旋转位置来确定电机的旋转速度。加速度观测器被周期性地执行以确定加速速率，其中，基于电机旋转速度的基于时间的变化来确定加速速率。基于加速速率来确定虚拟惯性项，以及基于虚拟惯性项和加速速率来确定扭矩补偿项。基于扭矩补偿项来控制电机以产生扭矩。从以下结合附图对实现本专利技术的最佳模式和其它实施例中的一些的详细描述中，如所附权利要求书限定，将很容易清楚本专利技术的上述特征和优点以及其它特征和优点。附图说明现在通过实例，参考附图将描述一个或多个实施例，其中：图1示意性地示出了根据本专利技术的包括动力总成系统的车辆，该动力总成系统包括具有曲轴的内燃机，该曲轴经由滑轮机构联接至电机，该滑轮机构包括蛇形皮带；图2-1示意性地示出了根据本专利技术的用于确定电机的旋转速度和加速速率的电动机速度监测例程的流程图，其可在参考图1所描述的动力总成系统的实施例上采用；图2-2示意性地示出了根据本专利技术的用于确定用于电机的一实施例的扭矩确定例程的流程图，其可在参考图1所描述的动力总成系统的实施例上采用；以及图3示意性地示出了根据本专利技术的可由参考图2-1所描述的电动机速度监测例程所采用的分析过程的细节，以基于电动机位置来确定电动机速度，其中，电动机速度为基于电动机位置所评估的电动机速度，且电动机加速速率为基于评估的电动机速度所评估的电动机加速速率。具体实施方式现在参考附图，它们仅仅用于示出某些示例性实施例的目的而不是为了限制该实施例。图1示意性地示出了包括动力总成系统20的车辆100，该动力总成系统包括具有曲轴36的内燃机40，该曲轴经由滑轮机构38联接至电力扭矩机器(电机)35，该滑轮机构包括蛇形皮带并由控制系统10来控制。内燃机40的曲轴36还经由扭矩变换器44可旋转地联接至传动装置50，该传动装置被联接至动力传动系60。在整个说明书中，相同的附图标记指示相同的元件。电机35和内燃机40为扭矩产生装置。电机35包括经由滑轮机构38而机械地可旋转地联接至发动机40的曲轴36的输出构件，这提供了电机与发动机之间的机械动力路径。滑轮机构38被配置成用于产生发动机40与电机35之间的扭矩传递，包括从电机35传递扭矩至发动机40，用于发动机自动启动/自动停车操作、牵引扭矩辅助、和再生制动，以及从发动机40传递扭矩至电机35，用于高压充电。在一个实施例中，滑轮机构38包括在附接至发动机40的曲轴36的滑轮与附接至电机35的输出构件的另一滑轮之间缠绕的蛇形皮带，其中，电机35的输出构件可以为联接至电机35的转子的可旋转轴。例如，系统可以被称作为皮带发电机起动器(BAS)系统。可选地，滑轮机构38可包括任何适当的扭矩联接机构，例如容积式齿轮机构或柔性链条。传动装置50包括联接至动力传动系60的输出构件62。在一个实施例中，发动机40可包括低压电磁致动电起动器42，用于响应于在一个实施例中的关键曲柄事件而起动。发动机40优选地为多汽缸内燃机，该多汽缸内燃机通过燃烧过程将燃料转换成机械能。发动机40配备有多个致动器和感测装置，用于监测操作并输送燃料来形成燃烧装料，以产生响应于输出扭矩需求的扭矩。感测装置可包括曲轴位置传感器41，其可为任何适当的旋转位置感测系统，且优选地经由导线束13直接地通信至控制模块12，并经由通信总线18通信至逆变器控制器11。可选地，曲轴位置传感器41经由导线束13直接地通信至控制模块12，且经由第二导线束直接地通信至逆变器控制器11。电机35优选地为高压多相电动机/发电机，其被配置成用于将储存的电能转换成机械能以及将机械能转换成电能，该电能可被储存在高压DC电源(电池)25内。电机35包括转子和定子以及所附的电动机位置传感器37，其可为分解器、霍尔效应传感器、或另一适当的旋转位置感测机构。电动机位置传感器37经由线束33直接地通信至逆变器控制器11，且被采用来监测电机35的转子的旋转位置，即电动机位置(θm)302。电机35的电动机位置(θm)302在逆变器控制器11中被解析，以控制逆变器模块32的控制电机35操作，参考图2-1、2-2和3来描述这种解析。逆变器控制器11优选地共同位于逆变器模块32(如所示)内，或可选地可遥远地位于例如控制模块12内。高压电池25经由高压DC总线29电连接至逆变器模块32，以传输高压DC电能至电机35，来响应于源于控制系统10中的控制信号。逆变器模块32经由多相电动机控制电源总线31电连接至电机35。逆变器模块32配置有适当的控制电路，该控制电路包括功率晶体管，例如用于将高压DC电能转换成高压AC电能以及将高压AC电能转换成高压DC电能的绝缘栅双极型晶体管(IGBT)。逆变器模块32优选地采用脉冲宽度调制(PWM)控制来将储存的源于高压电池25中的DC电能变换成AC电能，以驱动电机35来产生扭矩。类似地，逆变器模块32将传递至电机35的机械能变换成DC电能，以产生可储存在高压电池25内的电能，包括作为再生控制策略的一部分。可理解的是，逆变器模块32被配置成用于接收电动机控制命令并控制逆变器状态来提供发动机驱动和再生功能。在一个实施例中，DC/DC电能变换器34电连接至低压总线28和低压电池27，以及电连接至高压总线29。这种电能连接是公知的且并未详细描述。在一个实施例中，低压电池27可电连接至辅助动力系统45，以提供低压电能至车辆上的低压系统，包括例如电动窗户、HVAC风扇、座椅、和低压电磁致动电起动器42。可选地，电能变换器34可提供低压电能至车辆上的低压系统，因而代替辅助动力系统45。扭矩变换器44为在发动机40与传动装置50之间布置的可旋转扭矩联接装置。扭矩变换器44优选地包括经由内部泵和叶片的流体扭矩联接器以及经由可控的离合器机构的机械扭矩联接器。传动装置50可以以步进齿轮配置被布置，且可包括一或多个差速齿轮组和可激活的离合器，该离合器被配置成用于产生在多个步进齿轮状态中的一个下的在一速度比范围内的发动机40与输出构件62之间的扭矩传递。传动装置50包括任何适当的配置，且可被配置为自动传动装置，以在步进齿轮状态中自动地变换，以在一齿轮比下操作，其获得输出扭矩需求与发动机操作点之间的优选匹配。传动装置的操作可由传动装置控制器55来控制，该传动装本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于控制在动力传动系统中被设置成用于产生扭矩的电机的方法，其中，所述动力传动系统包括可旋转地联接至内燃机的曲轴的所述电机，所述方法包括：监测所述电机的旋转位置；经由控制器周期性地执行速度观测器，以基于所述电机的所述监测的旋转位置来确定所述电机的旋转速度；周期性地执行加速度观测器以确定加速速率，其中，基于所述电机的所述旋转速度的基于时间的变化来确定所述加速速率；经由所述控制器基于所述加速速率来确定虚拟惯性项；基于所述虚拟惯性项和所述加速速率来确定扭矩补偿项；以及基于所述扭矩补偿项来控制所述电机以产生扭矩。

【技术特征摘要】
2016.04.27 US 15/1397231.一种用于控制在动力传动系统中被设置成用于产生扭矩的电机的方法，其中，所述动力传动系统包括可旋转地联接至内燃机的曲轴的所述电机，所述方法包括：监测所述电机的旋转位置；经由控制器周期性地执行速度观测器，以基于所述电机的所述监测的旋转位置来确定所述电机的旋转速度；周期性地执行加速度观测器以确定加速速率，其中，基于所述电机的所述旋转速度的基于时间的变化来确定所述加速速率；经由所述控制器基于所述加速速率来确定虚拟惯性项；基于所述虚拟惯性项和所述加速速率来确定扭矩补偿项；以及基于所述扭矩补偿项来控制所述电机以产生扭矩。2.如权利要求1所述的方法，其中，周期性地执行所述加速度观测器来确定所述加速速率包括基于来自前述迭代的所述电机的所述旋转速度的基于时间的变化来确定所述加速速率。3.如权利要求1所述的方法，所述方法还包括基于所述扭矩补偿项和电动机扭矩命令来控制所述电机以产生扭矩。4.如权利要求1所述的方法，其中，监测所述电机的旋转位置包括监测来自布置成用于监测所述电机的转子的旋转位置的位置传感器的信号输出。5.如权利要求1所述的方法，其中，基于所述加速速率来确定所述虚拟惯性项包括从基于所述加速速率确定的用于所述电机的惯性项阵列选择所述虚拟惯性项。6.如权...

【专利技术属性】
技术研发人员：Y·J·李，B·H·裴，Y·C·孙，
申请(专利权)人：通用汽车环球科技运作有限责任公司，
类型：发明
国别省市：美国,US