引擎減振控制裝置與方法

引擎減振控制裝置與方法
【專利摘要】一種引擎減振控制裝置與方法，所述引擎減振控制裝置連接于引擎與馬達(dá)，包括頻域?yàn)V波器、處理器、轉(zhuǎn)換器及控制器。頻域?yàn)V波器接收引擎所產(chǎn)生的振動(dòng)信號并將振動(dòng)信號轉(zhuǎn)換為頻率域信號，其中頻率域信號包括有振動(dòng)位置信息。處理器連接于頻域?yàn)V波器且接收頻率域信號并依據(jù)振動(dòng)位置信息計(jì)算出減振控制信號。轉(zhuǎn)換器連接于處理器且接收減振控制信號并將減振控制信號轉(zhuǎn)換為時(shí)域信號?？刂破鬟B接于轉(zhuǎn)換器且接收時(shí)域信號并依據(jù)時(shí)域信號控制馬達(dá)對引擎輸出反向力矩。
【專利說明】
引擎減振控制裝置與方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明設(shè)及一種控制裝置與方法，特別設(shè)及一種引擎減振控制裝置與方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 一般引擎在運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)通常會(huì)伴隨著強(qiáng)烈的振動(dòng)，而目前減振的方式大多都是通過附 加被動(dòng)元件于引擎來達(dá)成，例如：加裝減振框架、減振桿或減振橡皮塊等，但上述作法除了 會(huì)導(dǎo)致制造成本與車體重量的增加之外，被動(dòng)元件也會(huì)有損耗的問題而必須維修汰換，造 成車主的不便與負(fù)擔(dān)。
[0003] 近年來，隨著環(huán)保意識的抬頭，混合動(dòng)力車（或稱復(fù)合動(dòng)力車）的發(fā)展逐漸獲得重 視。所述混合動(dòng)力車是使用超過一種動(dòng)力來源，而在推動(dòng)系統(tǒng)上能夠有不同的輸出功率而 達(dá)到更高的效率。目前所指的混合動(dòng)力車大多為油電混合車（肥V)，是指同時(shí)裝備熱動(dòng)力 源（由傳統(tǒng)的內(nèi)燃機(jī)引擎產(chǎn)生）與電動(dòng)力源（電池與電動(dòng)機(jī)）的汽車，電池及電動(dòng)機(jī)（或 稱馬達(dá)，如皮帶式啟動(dòng)馬達(dá)或集成式啟動(dòng)馬達(dá)），其中電動(dòng)機(jī)是與內(nèi)燃機(jī)引擎連接而可直接 驅(qū)動(dòng)內(nèi)燃機(jī)引擎運(yùn)作。所W，是目前相關(guān)業(yè)界亟待研究的課題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 有鑒于上述問題，本發(fā)明的目的在于提供一種引如何在原有的架構(gòu)下，通過較佳 的方式控制電動(dòng)機(jī)來消除引擎的振動(dòng)擎減振控制裝置與方法。 陽〇化]本發(fā)明提供一種引擎減振控制裝置連接于引擎與馬達(dá)，包括頻域?yàn)V波器、處理器、 轉(zhuǎn)換器及控制器。頻域?yàn)V波器接收引擎所產(chǎn)生的振動(dòng)信號并將振動(dòng)信號轉(zhuǎn)換為頻率域信 號，其中頻率域信號包括有振動(dòng)位置信息。處理器連接于頻域?yàn)V波器且接收頻率域信號并 依據(jù)振動(dòng)位置信息計(jì)算出減振控制信號。轉(zhuǎn)換器連接于處理器且接收減振控制信號并將減 振控制信號轉(zhuǎn)換為時(shí)域信號?？刂破鬟B接于轉(zhuǎn)換器且接收時(shí)域信號并依據(jù)時(shí)域信號控制馬 達(dá)對引擎輸出反向力矩。其中馬達(dá)可連接于引擎的輸出軸，W直接對輸出軸輸出反向力矩。
[0006] 藉此，本發(fā)明通過頻域?yàn)V波器將引擎的振動(dòng)信號轉(zhuǎn)換為頻率域信號，能夠?qū)⒄駝?dòng) 信號的時(shí)間域與位置域分離，因此可不受時(shí)間的影響而能夠直接取得引擎振動(dòng)的位置（即 振動(dòng)位置信息）。再藉由處理器依據(jù)引擎振動(dòng)的位置去計(jì)算出減振控制信號（也就是針對 發(fā)生振動(dòng)的位置算出需要控制的參數(shù)），之后轉(zhuǎn)換器再將減振控制信號轉(zhuǎn)換為時(shí)域信號W 符合原有車輛的控制架構(gòu)，控制器即可直接依據(jù)時(shí)域信號控制馬達(dá)對引擎輸出反向力矩， 而產(chǎn)生主動(dòng)阻尼的效果，W對引擎扭力振動(dòng)進(jìn)行緩和與消除，達(dá)到改善或消除引擎振動(dòng)的 功能與目的而增加行車舒適性。且使引擎扭力能夠平穩(wěn)輸出而提升動(dòng)力輸出性能的功效。 除此之外，此種架構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)在于，可適用于各種諧波所組成的振動(dòng)信號，且可在不改變原有 車輛控制架構(gòu)下實(shí)現(xiàn)。
[0007] 于一實(shí)施例中，頻域?yàn)V波器可W頻域轉(zhuǎn)換方程式將引擎的振動(dòng)信號轉(zhuǎn)換為頻率域 信號，所述頻域轉(zhuǎn)換方程式可為： 陽00引 I n 似=Hn (Z) e 化）=N/2 ( a n+j 0 n)，
[0009] 其中
[0010] N為欲重建的點(diǎn)數(shù)，n為設(shè)定階數(shù)。其中n是大于或等于1，例如n可W是1、5、10 或20等。而設(shè)定階數(shù)越高（也就是n越大），則運(yùn)算數(shù)據(jù)會(huì)增加，相對振動(dòng)位置信息的精確 性與引擎減振效果也會(huì)提升。另外，不同的階數(shù)之間可進(jìn)行疊加組合，例如將0階與2階疊 加，或者將0階與兩個(gè)1階疊加組合，此部分并不局限，本發(fā)明允許任何階數(shù)的疊加組合。
[0011] 于一實(shí)施例中，上述設(shè)定階數(shù)n可為多個(gè)1階所組成。也就是說，若已知振動(dòng)信號 的設(shè)定階數(shù)為2 (即n = 2)，則n可W由兩個(gè)1階所組成，也就是n = 1，重建點(diǎn)數(shù)N為4點(diǎn)， 相較于n = 2的重建點(diǎn)數(shù)6點(diǎn)的運(yùn)算量少，最后將兩個(gè)1階進(jìn)行疊加，即可有相同的減震效 果。若設(shè)定的階數(shù)為4(即n = 4)則n可W由四個(gè)1階疊加組合。或者上述設(shè)定階數(shù)n也 可為多個(gè)多階所組成，例如若設(shè)定階數(shù)為6 (即n = 6)，則n可W由=個(gè)2階或兩個(gè)3階疊 加組合，W此類推。通過上述疊加組合的優(yōu)點(diǎn)舉例說明如下，概因Wn= 1計(jì)算上述頻域轉(zhuǎn) 換方程式的運(yùn)算量會(huì)小于W n = 2計(jì)算上述頻域轉(zhuǎn)換方程式的運(yùn)算量，亦可達(dá)成同樣的減 震效果，W達(dá)到加快運(yùn)算的速度，也就所W n = 1計(jì)算上述頻域轉(zhuǎn)換方程式兩次的速度會(huì)相 較于W n = 2計(jì)算上述頻域轉(zhuǎn)換方程式一次快速（因n = 1的運(yùn)算量遠(yuǎn)小于n = 2的運(yùn)算 量，即使疊加兩次的運(yùn)算速度也較n = 2快）。此進(jìn)一步解釋如下，上述重建的點(diǎn)數(shù)N指的 是將振動(dòng)信號轉(zhuǎn)換為頻率域信號的重建點(diǎn)數(shù)（點(diǎn)數(shù)越大代表須計(jì)算的量越多），而N的大小 是取決于n，例如：N = 2n+2,因此，n = 1時(shí)，N = 4,表示只需要使用過去3次的歷史數(shù)據(jù)， 而n = 3時(shí)，N = 8,表示需要使用過去7次的歷史數(shù)據(jù)，故多個(gè)1階的運(yùn)算量可低于單個(gè)多 階的運(yùn)算量。
[0012] 于一實(shí)施例中，處理器所W適應(yīng)性控制方程式計(jì)算出減振控制信號（適應(yīng)性控制 方程式可內(nèi)律于化理器中），所沐適應(yīng)忡特制方巧式可為：
[0013]
[0014]
[0015] 于一實(shí)施例中，轉(zhuǎn)換器W時(shí)域轉(zhuǎn)換方程式將減振控制信號轉(zhuǎn)換為時(shí)域信號（時(shí)域 轉(zhuǎn)換方程式可內(nèi)建于轉(zhuǎn)換器中），所述時(shí)域轉(zhuǎn)換方程式可為：
[0016] V (t) = X〇+XiCOS W it+YiSin W it+XzCOS W zt+YzSin W 2化..+DnCOS W nt+YnSin W nt。
[0017] 另外，本發(fā)明更提供一種引擎減振控制方法，包括下列步驟：接收引擎所產(chǎn)生的振 動(dòng)信號；轉(zhuǎn)換振動(dòng)信號為頻率域信號，頻率域信號包括振動(dòng)位置信息；依據(jù)振動(dòng)位置信息 計(jì)算出減振控制信號；轉(zhuǎn)換減振控制信號為時(shí)域信號；及依據(jù)時(shí)域信號控制馬達(dá)對引擎輸 出反向力矩。
[0018] W下結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)描述，但不作為對本發(fā)明的限定。
【附圖說明】
[0019] 圖1本發(fā)明引擎減振控制裝置的裝置方框圖；
[0020] 圖2本發(fā)明引擎減振控制方法的步驟流程圖；
[0021] 圖3本發(fā)明引擎的力矩在不同轉(zhuǎn)速下對角度的波形圖；
[0022] 圖4本發(fā)明控制后的引擎速度輸出特性圖；
[0023] 圖5本發(fā)明控制誤差的特性曲線圖；
[0024] 圖6本發(fā)明控制后馬達(dá)力矩與引擎力矩的比較圖。 陽0對其中，附圖標(biāo)記
[0026] 1 引擎減振控制裝置
[0027] 2 引擎
[0028] 3 馬達(dá)
[0029] 10 頻域?yàn)V波器
[0030] 20 處理器 陽03U 30 轉(zhuǎn)換器 陽03引 40 控制器 陽〇3引 Sl 振動(dòng)信號
[0034] S2 頻率域信號
[0035] S3 減振控制信號
[0036] S4 時(shí)域信號
[0037] SOl接收引擎所產(chǎn)生的振動(dòng)信號
[0038] S02轉(zhuǎn)換振動(dòng)信號為頻率域信號，頻率域信號包括振動(dòng)位置信息
[0039] S03依據(jù)振動(dòng)位置信息計(jì)算出減振控制信號
[0040] S04轉(zhuǎn)換減振控制信號為時(shí)域信號
[0041] S05依據(jù)時(shí)域信號控制馬達(dá)對引擎輸出反向力矩
【具體實(shí)施方式】
[0042] 下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的結(jié)構(gòu)原理和工作原理作具體的描述：
[0043] 如圖1所示，為本發(fā)明引擎減振控制裝置的裝置方框圖。所述引擎減振控制裝置 1是連接于引擎2與馬達(dá)3, W驅(qū)動(dòng)馬達(dá)3來達(dá)成引擎2減振的目的。所述引擎減振控制裝 置1包括有頻域?yàn)V波器10、處理器20、轉(zhuǎn)換器30及控制器40。上述馬達(dá)3可W是皮帶式啟 動(dòng)馬達(dá)度elt-alternator Starter Generator)或集成式啟動(dòng)馬達(dá)（Integrated Starter Generator)。
[0044] 上述頻域?yàn)V波器10(化equen巧sampling filter)接收引擎2所產(chǎn)生的振動(dòng)信號 Sl并將振動(dòng)信號Sl轉(zhuǎn)換為頻率域信號S2,其中頻率域信號S2包括有振動(dòng)位置信息，所述 振動(dòng)信號Sl是引擎2振動(dòng)所產(chǎn)生的信號，而引擎2產(chǎn)生振動(dòng)的原因可能為速度、加速度或 轉(zhuǎn)速變化所產(chǎn)生，或者也可能是外在因素所導(dǎo)致，如引擎2積碳或汽缸異常。一般來說，引 擎2的振動(dòng)信號Sl通常為時(shí)域的信號，其所顯示的時(shí)域波形是隨時(shí)間變化，而本發(fā)明通過 頻域?yàn)V波器10將引擎2的振動(dòng)信號Sl轉(zhuǎn)換為頻率域信號S2,可將振動(dòng)信號Sl與時(shí)間解 禪，達(dá)到將時(shí)間域與位置域分離，而能夠不受時(shí)間的影響取得引擎2振動(dòng)的位置（即上述振 動(dòng)位置信息）。
[0045] 此可參圖3所示，為引擎2的力矩在不同轉(zhuǎn)速下對角度的波形圖。其中引擎2力 矩的波動(dòng)為產(chǎn)生振動(dòng)與噪音的直接因素，由于通過頻域?yàn)V波器10將振動(dòng)信號SI與時(shí)間解 禪，因此引擎2的力矩在不同轉(zhuǎn)速下對角度的波形與時(shí)間無關(guān)而跟位置相關(guān)。于本圖可看 出，引擎2力矩波形的峰值發(fā)生的位置隨轉(zhuǎn)速的變化并不大，也就是說，引擎2在lOOOrpm、 2000巧m、3000巧m及4000巧m時(shí)的力矩波形差不多（引擎2各轉(zhuǎn)速的力矩波形W不同形式 的虛線表示），而依據(jù)引擎2力矩波形的峰值可看出引擎2振動(dòng)發(fā)生的位置（即上述振動(dòng)位 置信息），也就是說只要緩和引擎2力矩波形的峰值即可改善輸出特性而達(dá)到減振效果。
[0046] 在一實(shí)施例中，上述頻域?yàn)V波器10可內(nèi)建有一頻域轉(zhuǎn)換方程式，而頻域?yàn)V波器10 能夠通過頻域轉(zhuǎn)換方程式將振動(dòng)信號Sl轉(zhuǎn)換為頻率域信號S2,所述頻域轉(zhuǎn)換方程式可為： 寫 n 似=Hn (Z) e 化）=N/2 ( a n+j 0 n)。
[0047]
W48] 其中N為欲重建的點(diǎn)數(shù)，n為設(shè)定階數(shù)。其中n是大于或等于1，例如n可W是1、 4、8、10或20等，而設(shè)定階數(shù)越高（也就是n越大），運(yùn)算數(shù)據(jù)會(huì)越多，但相對振動(dòng)位置信息 的精確性與引擎2減振效果也會(huì)提升。另外，不同的階數(shù)之間可進(jìn)行疊加組合，例如將0階 與2階疊加，或者將0階與兩個(gè)1階疊加組合，此部分并不局限，本發(fā)明允許任何階數(shù)的疊 加組合。
[0049] 請參圖3所示，是本發(fā)明W 0階與2階疊加的實(shí)施例。于此，引擎2的力矩干擾大 致為直流值加上二階諧波值，本發(fā)明針對力矩對角度的分析，將控制架構(gòu)簡化成0階與2階 疊加（如實(shí)線波形Ll所示，也就是2階諧波），由圖可看出，0階與2階疊加的波形大致上 符合引擎2在各轉(zhuǎn)速的力矩波形。另外，由于引擎2的力矩干擾尚包括有其它諧波成分，若 要考慮所有諧波成分則可藉由增加階數(shù)W提高精確度（由于越高階數(shù)運(yùn)算量越大，相對精 確度較高），例如：通過0階與10階疊加，或0階與20階疊加，因此，本發(fā)明可適用于各種 諧波所組成的振動(dòng)信號S1。但于此實(shí)施例中，所WO階與2階疊加為例。藉此，本發(fā)明是針 對引擎2力矩干擾的諧波進(jìn)行分析，W判斷諧波的分布，進(jìn)而挑選合適的階數(shù)，W達(dá)成最小 運(yùn)算量與最大的減振效果。W下各圖顯示的結(jié)果亦所W 0階與2階疊加計(jì)算及控制后的結(jié) 果，先此敘明。
[0050] 另外，于較佳實(shí)施例中，通過頻域轉(zhuǎn)換方程式將振動(dòng)信號Sl轉(zhuǎn)換為頻率域信號S2 所選擇的設(shè)定階數(shù)（如2階或10階），后續(xù)的進(jìn)行控制或轉(zhuǎn)換流程也會(huì)W相同的設(shè)定階數(shù) 作運(yùn)算。換言之，將頻域轉(zhuǎn)換方程式所運(yùn)算的階數(shù)即決定后續(xù)運(yùn)算所采用的階數(shù)?；蛘撸?另一些實(shí)施例中，后續(xù)的進(jìn)行控制或轉(zhuǎn)換流程也可視需求采用與頻域轉(zhuǎn)換方程式所選擇的 設(shè)定階數(shù)不同。舉例來說，若頻域轉(zhuǎn)換方程式所采用的設(shè)定階數(shù)為3階，后續(xù)的進(jìn)行控制或 轉(zhuǎn)換流程所采用的階數(shù)可為數(shù)個(gè)1階疊加組合，W加快運(yùn)算速度，此部分并不局限。
[0051] 于一實(shí)施例中，上述設(shè)定階數(shù)可為多個(gè)1階所組成，也就是說，若設(shè)定的階數(shù)為 2 (即n = 2)，則n可W由兩個(gè)1階所疊加組成，也就是n = 1，重建點(diǎn)數(shù)N為4點(diǎn)，相較于 n = 2的重建點(diǎn)數(shù)6點(diǎn)的運(yùn)算量少，最后將兩個(gè)1階進(jìn)行疊加，即可有相同的減震效果。若 設(shè)定的階數(shù)為4(即n = 4)則n可W由四個(gè)1階疊加組合，W此類推?；蛘呱鲜鲈O(shè)定階數(shù) n也可為多個(gè)多階所組成，例如若設(shè)定的階數(shù)為6 (即n = 6)，則n可W由=個(gè)2階或兩個(gè) 3階疊加組合，W此類推。通過上述疊加組合的優(yōu)點(diǎn)舉例說明如下，概因W n = 1計(jì)算上述 頻域轉(zhuǎn)換方程式的運(yùn)算量會(huì)小于W n = 2計(jì)算上述頻域轉(zhuǎn)換方程式的運(yùn)算量，亦可達(dá)成同 樣的減震效果，W達(dá)到加快運(yùn)算的速度，也就所W n = I計(jì)算上述頻域轉(zhuǎn)換方程式兩次的速 度會(huì)相較于W n = 2計(jì)算上述頻域轉(zhuǎn)換方程式一次快速（因n = 1的運(yùn)算量遠(yuǎn)小于n = 2 的運(yùn)算量，即使疊加兩次的運(yùn)算速度也較n = 2快）。此進(jìn)一步解釋如下，上述重建的點(diǎn)數(shù) N指的是將振動(dòng)信號轉(zhuǎn)換為頻率域信號的重建點(diǎn)數(shù)（點(diǎn)數(shù)越大代表須計(jì)算的量越多），而N 的大小是取決于n，例如：N = 2n+2,因此，n = 1時(shí)，N = 4,表示只需要使用過去3次的歷 史數(shù)據(jù)，而n = 3時(shí)，N = 8,表示需要使用過去7次的歷史數(shù)據(jù)，因此多個(gè)1階的運(yùn)算量可 低于單個(gè)多階的運(yùn)算量。
[0052] 上述處理器20 (可為CPU)是連接于頻域?yàn)V波器10,處理器20接收頻率域信號S2 并依據(jù)振動(dòng)位置信息計(jì)算出減振控制信號S3。也就是說，處理器20是針對引擎2振動(dòng)信號 Sl在頻率域所萃取出的振動(dòng)位置計(jì)算出減振控制信號S3。也可W說是，處理器20是針對 頻率域信號S2的波形特征（即角度的變化）去計(jì)算出減振控制信號S3。
[0053] 在一實(shí)施例中，處理器20可內(nèi)建一適應(yīng)性控制方程式，而能夠通過適應(yīng)性控制方 程式依據(jù)頻率域信號S2的振動(dòng)位置信息計(jì)算出減振控制信號S3,此計(jì)算過程W下簡稱適 應(yīng)性控制（adaptive control),于一些實(shí)施態(tài)樣中，處理器20也可通過其它運(yùn)算控制（如 化uro-fuzzy control或Sliding-mode control)計(jì)算出減振控制信號S3,此并不局限。而 上述適巧忡梓制方巧式為：
[0054] 陽化引
[0056] 上述轉(zhuǎn)換器30連接于處理器20,轉(zhuǎn)換器30接收減振控制信號S3并將減振控制信 號S3轉(zhuǎn)換為時(shí)域信號S4。也就是說，轉(zhuǎn)換器30是將處理器20在頻域運(yùn)算的結(jié)果（即減振 控制信號S3,為位置域特性）轉(zhuǎn)換到時(shí)間域。
[0057] 在一實(shí)施例中，轉(zhuǎn)換器30可內(nèi)建有時(shí)域轉(zhuǎn)換方程式，而能夠通過時(shí)域轉(zhuǎn)換方程式 將減振控制信號S3轉(zhuǎn)換為時(shí)域信號S4,所述時(shí)域轉(zhuǎn)換方程式為：
[0058] V (t) = x〇+XiC〇s W it+Yisin W it+XzCos W zt+Yzsin W 2化..+XnCOS W nt+YnSin W nt。。
[0059] 控制器40(可為PI反饋控制器或PID反饋控制器，但并不局限于上述控制器）連 接于轉(zhuǎn)換器30,控制器40接收時(shí)域信號S4并依據(jù)時(shí)域信號S4控制馬達(dá)3對引擎2輸出反 向力矩，上述馬達(dá)3可連接于引擎2的輸出軸，而直接對輸出軸注入反向力矩，且馬達(dá)3可 達(dá)到對引擎2產(chǎn)生主動(dòng)阻尼而減振W及同時(shí)發(fā)電的雙重效果。值得一提的是，通過轉(zhuǎn)換器 30將減振控制信號S3 (也就是處理器20在頻域運(yùn)算的結(jié)果）轉(zhuǎn)換為時(shí)域信號S4,能夠直 接與原有的控制架構(gòu)進(jìn)行疊加，達(dá)到不需變更系統(tǒng)架構(gòu)直接導(dǎo)入的優(yōu)點(diǎn)。也就是說，控制器 40會(huì)將時(shí)域信號S4與引擎2直接傳給控制器40的信號作疊加計(jì)算，W判斷出控制馬達(dá)3 對引擎2輸出的反向力矩。
[0060] 詳言之，請參圖1所示，在原有的控制架構(gòu)中（即沒有本發(fā)明的頻域?yàn)V波器10、處 理器20及轉(zhuǎn)換器30)，由于引擎2的振動(dòng)信號Sl為時(shí)間域，因此，原有的控制架構(gòu)中都是針 對時(shí)間域的振動(dòng)信號Sl進(jìn)行控制，而本發(fā)明通過頻域?yàn)V波器10、處理器20及轉(zhuǎn)換器30,將 振動(dòng)信號Sl轉(zhuǎn)換為頻率域運(yùn)算后再轉(zhuǎn)回時(shí)間域，可直接導(dǎo)入原有處理時(shí)間域的架構(gòu)，達(dá)到 上述不需變更原系統(tǒng)架構(gòu)而能直接導(dǎo)入的優(yōu)點(diǎn)。簡而言之，本發(fā)明是在不更動(dòng)原控制架構(gòu) 的前提下，W外加的方式實(shí)現(xiàn)。
[0061] 如圖2所示，本發(fā)明更提供一種引擎減振控制方法，包括下列步驟：
[0062] 步驟SOl :接收引擎所產(chǎn)生的振動(dòng)信號。步驟S02 :轉(zhuǎn)換振動(dòng)信號為頻率域信號，頻 率域信號包括振動(dòng)位置信息，可藉由上述頻域轉(zhuǎn)換方程式轉(zhuǎn)換振動(dòng)信號為頻率域信號。步 驟S03 :依據(jù)振動(dòng)位置信息計(jì)算出減振控制信號，可藉由上述適應(yīng)性控制方程式計(jì)算出減 振控制信號。步驟S04 :轉(zhuǎn)換減振控制信號為時(shí)域信號，可藉由上述時(shí)域轉(zhuǎn)換方程式轉(zhuǎn)換減 振控制信號為時(shí)域信號。步驟S05 :依據(jù)時(shí)域信號控制馬達(dá)對引擎輸出反向力矩。
[0063] 如圖4所示，是通過本發(fā)明引擎減振控制裝置或方法控制后的引擎速度輸出特性 圖。其中的實(shí)線是表示未受到本發(fā)明控制（也就是未經(jīng)過適應(yīng)性控制）的引擎2行程的力 矩振蕩，而虛線是表示受到本發(fā)明控制后（也就是有經(jīng)過適應(yīng)性控制）引擎2行程的力矩 振蕩，由圖可看出，在通過本發(fā)明引擎減振控制裝置或方法控制后，引擎2行程的力矩振蕩 幅度明顯緩和，達(dá)到穩(wěn)定引擎2輸出轉(zhuǎn)速而減振的效果。
[0064] 如圖5所示，是本發(fā)明控制誤差的特性曲線圖。其中實(shí)線是表示未受到本發(fā)明控 制后（也就是未經(jīng)過適應(yīng)性控制）的控制誤差，而虛線是表示受到本發(fā)明控制后（也就是 有經(jīng)過適應(yīng)性控制）的控制誤差，相較之下，本發(fā)明有效減少控制誤差的范圍，而達(dá)到較佳 的減振效果。
[0065] 如圖6所示，為本發(fā)明控制后馬達(dá)力矩與引擎力矩的比較圖。其中實(shí)線為引擎2力 矩的波形（為正扭力），虛線部分為馬達(dá)3力矩（為負(fù)扭力），需要解釋的是，馬達(dá)3力矩所 W多數(shù)虛線相互疊加而形成的波形為主，因引擎2啟動(dòng)時(shí)會(huì)處于不穩(wěn)定狀態(tài)，因此會(huì)有一 些虛線是落于馬達(dá)3力矩的波形外，而引擎2力矩波形與馬達(dá)3力矩波形兩者的交集區(qū)域 越多，表示主動(dòng)阻尼的效果越好。由圖中顯示，引擎2力矩的波形與馬達(dá)3力矩的波形大致 上相符（尤其是引擎2力矩波形的第二個(gè)波峰），已可有效消除引擎2的振動(dòng)。然而，此圖 是W 0階與2階疊加計(jì)算并控制后所得到的結(jié)果，若上述頻域轉(zhuǎn)換方程式所設(shè)定階數(shù)越高 效果則會(huì)更佳，此可藉由圖3所示的引擎2力矩干擾的諧波進(jìn)行分析，W判斷諧波的分布， 進(jìn)而挑選合適的設(shè)定階數(shù)。
[0066] 綜上所述，本發(fā)明通過頻域?yàn)V波器將引擎的振動(dòng)信號轉(zhuǎn)換為頻率域信號，能夠?qū)?振動(dòng)信號的時(shí)間域與位置域分離，因此可不受時(shí)間的影響而能夠直接取得引擎振動(dòng)的位 置（即振動(dòng)位置信息），再藉由處理器依據(jù)引擎振動(dòng)的位置去計(jì)算出減振控制信號（也就 是針對發(fā)生振動(dòng)的位置算出需要控制的參數(shù)），之后轉(zhuǎn)換器再將減振控制信號轉(zhuǎn)換為時(shí)域 信號W符合原有車輛的控制架構(gòu)，控制器即可直接依據(jù)時(shí)域信號控制馬達(dá)對引擎輸出反向 力矩，而產(chǎn)生主動(dòng)阻尼的效果，W對引擎扭力振動(dòng)進(jìn)行緩和與消除，達(dá)到改善或消除引擎振 動(dòng)的功能與目的而增加行車舒適性，且使引擎扭力能夠平穩(wěn)輸出而提升動(dòng)力輸出性能的功 效。除此之外，此種架構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)在于，可適用于各種諧波所組成的振動(dòng)信號（也就是可適用 于任何形式的引擎振動(dòng)特性），且可在不改變原有車輛控制架構(gòu)下實(shí)現(xiàn)。
[0067] 當(dāng)然，本發(fā)明還可有其他多種實(shí)施例，在不背離本發(fā)明精神及其實(shí)質(zhì)的情況下，熟 悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員當(dāng)可根據(jù)本發(fā)明作出各種相應(yīng)的改變和變形，但運(yùn)些相應(yīng)的改變和變 形都應(yīng)屬于本發(fā)明所附的權(quán)利要求的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種引擎減振控制裝置，連接于一引擎與一馬達(dá)，其特征在于，該引擎減振控制裝置 包括： 一頻域?yàn)V波器，接收該引擎所產(chǎn)生的一振動(dòng)信號并將該振動(dòng)信號轉(zhuǎn)換為一頻率域信 號，其中該頻率域信號包括有一振動(dòng)位置信息； 一處理器，連接于該頻域?yàn)V波器，該處理器接收該頻率域信號并依據(jù)該振動(dòng)位置信息 計(jì)算出一減振控制信號； 一轉(zhuǎn)換器，連接于該處理器，該轉(zhuǎn)換器接收該減振控制信號并將該減振控制信號轉(zhuǎn)換 為一時(shí)域信號；及 一控制器，連接于該轉(zhuǎn)換器，該控制器接收該時(shí)域信號并依據(jù)該時(shí)域信號控制該馬達(dá) 對該引擎輸出一反向力矩。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的引擎減振控制裝置，其特征在于，該頻域?yàn)V波器以一頻域轉(zhuǎn) 換方程式將該振動(dòng)信號轉(zhuǎn)換為該頻率域信號，該頻域轉(zhuǎn)換方程式為： ξ n (k) = Hn (z) e (k) = N/2 ( a n+j β n),N為欲重建的一點(diǎn)數(shù)，n為一設(shè)定階數(shù)。3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的引擎減振控制裝置，其特征在于，該設(shè)定階數(shù)為多個(gè)1階所組 成，或者該設(shè)定階數(shù)為多個(gè)多階所組成。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的引擎減振控制裝置，其特征在于，該處理器是以一適應(yīng)性控 制方程式計(jì)算出該減振控制信號，該適應(yīng)性控制方程式為：5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的引擎減振控制裝置，其特征在于，該轉(zhuǎn)換器以一時(shí)域轉(zhuǎn)換方 程式將該減振控制信號轉(zhuǎn)換為該時(shí)域信號，該時(shí)域轉(zhuǎn)換方程式為： V (t) = Xo+x^os ω jt+YiSin ω 1t+x2cos ω 2t+y2sin ω 2t+··· +xncos ω nt+ynsin ω nt〇6. -種引擎減振控制方法，其特征在于，包括下列步驟： (a) 接收一引擎所產(chǎn)生的一振動(dòng)信號； (b) 轉(zhuǎn)換該振動(dòng)信號為一頻率域信號，該頻率域信號包括一振動(dòng)位置信息； (c) 依據(jù)該振動(dòng)位置信息計(jì)算出一減振控制信號； (d) 轉(zhuǎn)換該減振控制信號為一時(shí)域信號；及 (e) 依據(jù)該時(shí)域信號控制一馬達(dá)對該引擎輸出一反向力矩。7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的引擎減振控制方法，其特征在于，于步驟（b)中更包括：以一 頻域轉(zhuǎn)換方程式轉(zhuǎn)換該振動(dòng)信號為該頻率域信號，該頻域轉(zhuǎn)換方程式為： ξ n (k) = Hn (z) e (k) = N/2 ( a n+j β n),N為欲重建的一點(diǎn)數(shù)，η為一設(shè)定階數(shù)。8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的引擎減振控制方法，其特征在于，該設(shè)定階數(shù)為多個(gè)1階所組 成，或者該設(shè)定階數(shù)為多個(gè)多階所組成。9. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的引擎減振控制方法，其特征在于，于步驟（c)中更包括：以一 適應(yīng)性控制方程式計(jì)算出該減振控制信號，該適應(yīng)性控制方程式為：10. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的引擎減振控制方法，其特征在于，于步驟（d)中更包括：以 一時(shí)域轉(zhuǎn)換方程式轉(zhuǎn)換該減振控制信號為該時(shí)域信號，該時(shí)域轉(zhuǎn)換方程式為： V (t) = Xq+x^os ω ω 1t+x2cos ω 2t+y2sin ω 2t+··· +xncos ω nt+ynsin ω nt 〇
【文檔編號】F16F15/00GK105822718SQ201510002964
【公開日】2016年8月3日
【申請日】2015年1月5日
【發(fā)明人】劉建章, 胡聰賢, 涂凱翔, 陳垣圻
【申請人】華擎機(jī)械工業(yè)股份有限公司