專(zhuān)利名稱(chēng)：用于有源隔振的振動(dòng)控制器以及控制其振動(dòng)的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一個(gè)振動(dòng)控制器以及用于有源隔振的一個(gè)控制方法，能夠有源地抑制車(chē)輛發(fā)動(dòng)機(jī)的振動(dòng)傳送出來(lái)的振動(dòng)控制器和方法。
背景技術(shù)：
在傳統(tǒng)上已經(jīng)熟知了這種用于有源隔振的振動(dòng)控制器。例如，如日本未審查專(zhuān)利出版(Japanese Unexamined Patent Publication(KOKAI))NO.11-259,147所公開(kāi)的，一個(gè)傳統(tǒng)的用于有源隔振的振動(dòng)控制器包括事先準(zhǔn)備的多個(gè)數(shù)據(jù)圖，依賴(lài)于車(chē)輛駕駛條件的幅度和相位數(shù)據(jù)，從數(shù)據(jù)圖中選擇一個(gè)適當(dāng)?shù)臄?shù)據(jù)圖，從選擇的數(shù)據(jù)圖中取回幅度和相位數(shù)據(jù)，并生成用于起動(dòng)一個(gè)傳動(dòng)器的信號(hào)，基于取回的幅度和相位數(shù)據(jù)來(lái)阻尼其振動(dòng)。
注意在這里車(chē)輛發(fā)動(dòng)機(jī)振動(dòng)依賴(lài)于移位位置，例如置于“駕駛”范圍或“空檔”范圍。此外，車(chē)輛發(fā)動(dòng)機(jī)振動(dòng)還依賴(lài)于空調(diào)開(kāi)或關(guān)的狀態(tài)。因此，對(duì)公開(kāi)于前述日本專(zhuān)利出版的傳統(tǒng)振動(dòng)控制器，需要準(zhǔn)備用于每個(gè)駕駛條件的數(shù)據(jù)圖，例如移位位置和空調(diào)狀態(tài)。從而，需要消耗大量工作來(lái)準(zhǔn)備這種數(shù)據(jù)圖。
此外，車(chē)輛發(fā)動(dòng)機(jī)振動(dòng)依賴(lài)于發(fā)動(dòng)機(jī)的類(lèi)型。因此，對(duì)公開(kāi)于前述日本專(zhuān)利出版的傳統(tǒng)振動(dòng)控制器，需要準(zhǔn)備用于每種類(lèi)型的發(fā)動(dòng)機(jī)的數(shù)據(jù)圖。即，傳統(tǒng)振動(dòng)控制器不能克服由各自發(fā)動(dòng)機(jī)之間的不同而導(dǎo)致的受控對(duì)象的波動(dòng)。
此外，傳統(tǒng)上已經(jīng)熟知了另一種振動(dòng)控制器。一種這樣的傳統(tǒng)振動(dòng)控制器取回一個(gè)脈沖信號(hào)，它用于從發(fā)動(dòng)機(jī)從動(dòng)軸周?chē)綔y(cè)一個(gè)曲軸位置，通過(guò)一個(gè)自適應(yīng)控制方法在一個(gè)預(yù)定的圈中計(jì)算轉(zhuǎn)矩的一個(gè)估計(jì)值，以及依賴(lài)于估計(jì)值的幅度產(chǎn)生一個(gè)用于起動(dòng)一個(gè)傳動(dòng)器的信號(hào)。然而，因?yàn)閭鹘y(tǒng)振動(dòng)控制器計(jì)算來(lái)找出轉(zhuǎn)矩的振動(dòng)，因此用于處理計(jì)算的裝配非常高。因此，傳統(tǒng)振動(dòng)控制器需要一個(gè)昂貴的控制設(shè)備，因?yàn)樗枰故靖哂?jì)算性能。從而，很難將傳統(tǒng)振動(dòng)控制器用于一般車(chē)輛，例如需要簡(jiǎn)單和便宜地除掉發(fā)動(dòng)機(jī)的振動(dòng)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是為了解決前述問(wèn)題而發(fā)展的。因此本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一個(gè)用于有源隔振的振動(dòng)控制器，以及一個(gè)控制其的振動(dòng)控制方法，振動(dòng)控制器和振動(dòng)控制方法，能夠?qū)?chē)輛發(fā)動(dòng)機(jī)主動(dòng)地以及簡(jiǎn)單和便宜地進(jìn)行減振。
為了獲得前述目的，根據(jù)本發(fā)明一個(gè)用于有源隔振的振動(dòng)控制器包括一個(gè)數(shù)據(jù)圖存儲(chǔ)器，用于存儲(chǔ)一個(gè)事先準(zhǔn)備的數(shù)據(jù)圖，該數(shù)據(jù)圖包括關(guān)于一個(gè)車(chē)輛發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩值的幅度和/或相位數(shù)據(jù)；用于探測(cè)車(chē)輛發(fā)動(dòng)機(jī)的實(shí)際轉(zhuǎn)矩值的部件；用于確定一個(gè)幅度和/或相位數(shù)據(jù)的部件，該數(shù)據(jù)是關(guān)于基于數(shù)據(jù)圖的實(shí)際轉(zhuǎn)矩值；一個(gè)信號(hào)發(fā)生器，用于產(chǎn)生一個(gè)控制信號(hào)，它是基于從車(chē)輛發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)射出的循環(huán)脈沖信號(hào)，控制信號(hào)包括一個(gè)幅度和一個(gè)相位，并且基于一個(gè)預(yù)定的幅度和/或相位數(shù)據(jù)更新控制信號(hào)的幅度和/或相位；以及一個(gè)傳動(dòng)器，用于基于更新的控制信號(hào)而起動(dòng)一個(gè)有源隔振的電磁傳動(dòng)器，由此通過(guò)由電磁傳動(dòng)器施加的振動(dòng)力，來(lái)抑制車(chē)輛發(fā)動(dòng)機(jī)的振動(dòng)傳送出來(lái)。
在本振動(dòng)控制器中，數(shù)據(jù)圖存儲(chǔ)關(guān)于一個(gè)車(chē)輛發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩值的幅度和/或相位數(shù)據(jù)。即與傳統(tǒng)振動(dòng)控制器相反，本振動(dòng)控制器不需要依賴(lài)于車(chē)輛駕駛條件的大量數(shù)據(jù)圖。原因?qū)⒃谙挛暮?jiǎn)單描述。一個(gè)車(chē)輛發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩值相應(yīng)于對(duì)該車(chē)輛發(fā)動(dòng)機(jī)的載荷。例如，當(dāng)移位位置變化時(shí)，或者當(dāng)空調(diào)打開(kāi)或關(guān)閉時(shí)，實(shí)際的車(chē)輛發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩值便變成依賴(lài)于駕駛條件的轉(zhuǎn)矩值。因此，本振動(dòng)控制器幾乎不需要依賴(lài)于移位位置和空調(diào)開(kāi)關(guān)狀態(tài)的數(shù)據(jù)圖。此外，對(duì)各種類(lèi)型的車(chē)輛發(fā)動(dòng)機(jī)分別不需要準(zhǔn)備數(shù)據(jù)圖。
結(jié)果，容易并便宜地準(zhǔn)備本振動(dòng)控制器使用的數(shù)據(jù)圖是可能的。此外，不像使用自適應(yīng)控制方法的傳統(tǒng)振動(dòng)控制器那樣，即使當(dāng)使用這樣一個(gè)數(shù)據(jù)圖的本振動(dòng)控制器不顯示這樣高的計(jì)算性能時(shí)，本振動(dòng)控制器也可以完全應(yīng)用于普通車(chē)輛。即，本振動(dòng)控制器可以顯著便宜地除掉車(chē)輛發(fā)動(dòng)機(jī)的振動(dòng)。
注意本振動(dòng)控制器可以進(jìn)一步包括用于探測(cè)實(shí)際車(chē)輛發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)數(shù)的部件，其中數(shù)據(jù)圖可以進(jìn)一步包括除了車(chē)輛發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩值以外，關(guān)于車(chē)輛發(fā)動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)(vehicle engine revolution)的幅度和/或相位數(shù)據(jù)；以及數(shù)據(jù)確定部件可以進(jìn)一步除了確定基于數(shù)據(jù)圖的一個(gè)實(shí)際轉(zhuǎn)矩值以外，還確定關(guān)于一個(gè)實(shí)際車(chē)輛發(fā)動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)的一個(gè)幅度和/或相位數(shù)據(jù)。當(dāng)使用數(shù)據(jù)圖進(jìn)一步包括除了轉(zhuǎn)矩值以外關(guān)于車(chē)輛發(fā)動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)的幅度和/或相位數(shù)據(jù)時(shí)，本振動(dòng)控制器可以更安全和容易地有源抑制車(chē)輛發(fā)動(dòng)機(jī)的振動(dòng)傳送出來(lái)。
此外，數(shù)據(jù)圖可以進(jìn)一步包括關(guān)于基準(zhǔn)轉(zhuǎn)矩值的幅度和/或相位數(shù)據(jù)；數(shù)據(jù)圖存儲(chǔ)器可以適合于選擇車(chē)輛發(fā)動(dòng)機(jī)上的多個(gè)基準(zhǔn)轉(zhuǎn)矩值；以及數(shù)據(jù)確定部件可以適合選擇在實(shí)際轉(zhuǎn)矩值的前和后選擇基準(zhǔn)轉(zhuǎn)矩值，可以適合選擇關(guān)于從數(shù)據(jù)圖中兩個(gè)選擇的基準(zhǔn)轉(zhuǎn)矩值的兩個(gè)幅度和/或相位數(shù)據(jù)，以及可以進(jìn)一步通過(guò)按比例分布插值確定關(guān)于一個(gè)實(shí)際轉(zhuǎn)矩值的一個(gè)幅度和/或相位數(shù)據(jù)，該插值基于除了兩個(gè)確定的幅度和/或相位數(shù)據(jù)以外還有兩個(gè)選擇的基準(zhǔn)轉(zhuǎn)矩值。
在如上述修改的本振動(dòng)控制器中，通過(guò)進(jìn)一步在一個(gè)可控的頻率范圍內(nèi)查找關(guān)于少量基準(zhǔn)轉(zhuǎn)矩值的幅度和/或相位數(shù)據(jù)，來(lái)準(zhǔn)備數(shù)據(jù)圖。此外，本振動(dòng)控制器完成基于數(shù)據(jù)圖的按比例分布插值，進(jìn)一步包括關(guān)于基準(zhǔn)轉(zhuǎn)矩值的幅度和/或相位數(shù)據(jù)，由此基于關(guān)于一個(gè)探測(cè)的實(shí)際轉(zhuǎn)矩值的一個(gè)幅度和/或相位數(shù)據(jù)，來(lái)確定一個(gè)幅度和/或相位數(shù)據(jù)。本振動(dòng)控制器這樣進(jìn)行按比例分布插值來(lái)查找幅度和/或相位數(shù)據(jù)，以及由此可以以高準(zhǔn)確度生成幅度和/或相位數(shù)據(jù)。本振動(dòng)控制器基于高準(zhǔn)確度的幅度和/或相位數(shù)據(jù)，更新控制信號(hào)的幅度和/或相位數(shù)據(jù)，由此很容易生成相應(yīng)于實(shí)際轉(zhuǎn)矩值的適當(dāng)控制信號(hào)。
本振動(dòng)控制器基于更新的控制信號(hào)起動(dòng)有源隔振的電磁傳動(dòng)器。結(jié)果，本振動(dòng)控制器可以抑制車(chē)輛發(fā)動(dòng)機(jī)的振動(dòng)傳送出來(lái)，通過(guò)由電磁傳動(dòng)器施加的振動(dòng)力，而不考慮車(chē)輛駕駛條件以及不考慮各自發(fā)動(dòng)機(jī)的波動(dòng)。此外，本振動(dòng)控制器可以使用已經(jīng)很容易準(zhǔn)備的數(shù)據(jù)圖，通過(guò)按比例分布來(lái)查找關(guān)于實(shí)際轉(zhuǎn)矩值的幅度和/或相位數(shù)據(jù)。因此，計(jì)算成本不是很昂貴。從而，本振動(dòng)控制器可以應(yīng)用到需要簡(jiǎn)單和便宜地排除發(fā)動(dòng)機(jī)的振動(dòng)的一般車(chē)輛上。
此外，數(shù)據(jù)圖可以進(jìn)一步包括關(guān)于基準(zhǔn)轉(zhuǎn)矩值的幅度和/或相位數(shù)據(jù)；數(shù)據(jù)圖存儲(chǔ)器可以適合于選擇車(chē)輛發(fā)動(dòng)機(jī)上的多個(gè)基準(zhǔn)轉(zhuǎn)矩值；以及數(shù)據(jù)確定部件可以適合于選擇圍繞實(shí)際轉(zhuǎn)矩值的基準(zhǔn)轉(zhuǎn)矩值，以及可以進(jìn)一步確定關(guān)于基于數(shù)據(jù)圖的一個(gè)基準(zhǔn)轉(zhuǎn)矩值的一個(gè)幅度和/或相位數(shù)據(jù)。
在如上述修改的本振動(dòng)控制器中，通過(guò)進(jìn)一步在一個(gè)可控的頻率范圍內(nèi)查找關(guān)于少量的基準(zhǔn)轉(zhuǎn)矩值的幅度和/或相位數(shù)據(jù)，來(lái)準(zhǔn)備數(shù)據(jù)圖。此外，本振動(dòng)控制器圍繞一個(gè)探測(cè)到的實(shí)際轉(zhuǎn)矩值來(lái)選擇一個(gè)基準(zhǔn)轉(zhuǎn)矩值，并由此確定相應(yīng)于一個(gè)選擇的基準(zhǔn)轉(zhuǎn)矩值的一個(gè)幅度和/或相位數(shù)據(jù)。本振動(dòng)控制器這樣來(lái)查找關(guān)于圍繞實(shí)際轉(zhuǎn)矩值的基準(zhǔn)轉(zhuǎn)矩值的幅度和/或相位數(shù)據(jù)，以及由此可以很容易地生成幅度和/或相位數(shù)據(jù)。結(jié)果，不但本振動(dòng)控制器可以安全地抑制車(chē)輛發(fā)動(dòng)機(jī)的振動(dòng)傳送出來(lái)，而且它可以應(yīng)用到需要簡(jiǎn)單和便宜地排除發(fā)動(dòng)機(jī)的振動(dòng)的一般車(chē)輛上。
此外，根據(jù)本發(fā)明用于控制有源隔振的振動(dòng)控制器的方法包括步驟存儲(chǔ)關(guān)于一個(gè)車(chē)輛發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩值的幅度和/或相位數(shù)據(jù)，事先作為一個(gè)數(shù)據(jù)圖；
探測(cè)車(chē)輛發(fā)動(dòng)機(jī)的實(shí)際轉(zhuǎn)矩值；確定一個(gè)幅度和/或相位數(shù)據(jù)，該數(shù)據(jù)是關(guān)于基于數(shù)據(jù)圖的實(shí)際轉(zhuǎn)矩值；基于從車(chē)輛發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)射出的循環(huán)脈沖信號(hào)產(chǎn)生一個(gè)控制信號(hào)，控制信號(hào)包括一個(gè)幅度和一個(gè)相位，并且基于一個(gè)預(yù)定的幅度和/或相位數(shù)據(jù)更新控制信號(hào)的幅度和/或相位；以及基于更新的控制信號(hào)而起動(dòng)一個(gè)有源隔振的電磁傳動(dòng)器，由此通過(guò)由電磁傳動(dòng)器施加的振動(dòng)力，來(lái)抑制車(chē)輛發(fā)動(dòng)機(jī)的振動(dòng)傳送出來(lái)。
在本振動(dòng)控制方法中，數(shù)據(jù)圖存儲(chǔ)關(guān)于一個(gè)車(chē)輛發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩值的幅度和/或相位數(shù)據(jù)。即與傳統(tǒng)振動(dòng)方法相反，本振動(dòng)控制方法不需要依賴(lài)于車(chē)輛駕駛條件的大量數(shù)據(jù)圖。因此，本振動(dòng)控制器幾乎不需要依賴(lài)于移位位置和空調(diào)開(kāi)關(guān)狀態(tài)的數(shù)據(jù)圖。此外，對(duì)各種類(lèi)型的車(chē)輛發(fā)動(dòng)機(jī)分別不需要準(zhǔn)備數(shù)據(jù)圖。
結(jié)果，容易并便宜地準(zhǔn)備本振動(dòng)控制方法使用的數(shù)據(jù)圖是可能的。此外，不像使用自適應(yīng)控制方法的傳統(tǒng)振動(dòng)控制方法那樣，即使當(dāng)使用這樣一個(gè)數(shù)據(jù)圖的本振動(dòng)控制方法不顯示這樣高的計(jì)算性能時(shí)，本振動(dòng)控制方法也可以完全應(yīng)用于普通車(chē)輛。即，本振動(dòng)控制方法可以顯著便宜地除掉車(chē)輛發(fā)動(dòng)機(jī)的振動(dòng)。


通過(guò)參考下面的詳述并結(jié)合考慮附圖和詳細(xì)的說(shuō)明書(shū)，將會(huì)很容易地獲得并且更好地理解本發(fā)明更完整的評(píng)價(jià)以及它的許多優(yōu)點(diǎn)，它們所有的都形成了本公開(kāi)的一部分。
圖1是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，粗略示出了用于抑制一個(gè)車(chē)輛M發(fā)動(dòng)機(jī)振動(dòng)的一個(gè)振動(dòng)控制器安排的示意圖。
圖2是用于示出發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩值和控制信號(hào)幅度之間的關(guān)系圖，該關(guān)系由根據(jù)本發(fā)明實(shí)例的振動(dòng)控制器顯示。
圖3用于示出發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩值和控制信號(hào)相位之間的關(guān)系圖，該關(guān)系由根據(jù)本發(fā)明實(shí)例的振動(dòng)控制器顯示。
具體實(shí)施例方式
已經(jīng)總體上描述了本發(fā)明，進(jìn)一步的理解可以參考具體的優(yōu)選實(shí)施例而得到，在此提供是僅僅用于示例的目的而不是限制附加的權(quán)利要求的范圍。
參考本發(fā)明的一個(gè)具體實(shí)例并使用附圖，本發(fā)明將在下文詳細(xì)描述。
(實(shí)例)圖1通過(guò)一個(gè)示意圖，粗略示出了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的振動(dòng)控制器的安排，振動(dòng)控制器用于抑制一個(gè)車(chē)輛M的發(fā)動(dòng)機(jī)振動(dòng)傳送出來(lái)。如附圖所示，振動(dòng)控制器包括一個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)固定架16，提供了一個(gè)傳動(dòng)器，一個(gè)有源隔振，(下文簡(jiǎn)單指為“發(fā)動(dòng)機(jī)固定架”)，一個(gè)旋轉(zhuǎn)脈沖傳感器12，以及一個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)控制器單元14，一個(gè)控制器單元20，和一個(gè)傳動(dòng)器26。車(chē)輛M包括一個(gè)裝有發(fā)動(dòng)機(jī)固定架16的車(chē)體10。發(fā)動(dòng)機(jī)固定架16支持一個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)11，即一個(gè)振動(dòng)生成源?？刂破鲉卧?0產(chǎn)生控制信號(hào)。傳動(dòng)器26基于控制信號(hào)起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)固定架16的傳動(dòng)器。
發(fā)動(dòng)機(jī)固定架16包括一個(gè)圓柱形外殼(未示出)，一個(gè)放置在圓柱形外殼中的隔振橡膠(未示出)，以及一個(gè)放置在圓柱形外殼中的電磁傳動(dòng)器17。電磁傳動(dòng)器17可以為例如一個(gè)螺線(xiàn)管或一個(gè)電磁鐵，并通過(guò)隔振橡膠的位移來(lái)控制發(fā)動(dòng)機(jī)11的動(dòng)態(tài)位移。發(fā)動(dòng)機(jī)固定架16在下緊固軸處(未示出)緊固到車(chē)輛體10，并在上緊固軸處(未示出)安裝在發(fā)動(dòng)機(jī)11，由此支撐發(fā)動(dòng)機(jī)11。
旋轉(zhuǎn)脈沖傳感器12放置于靠近發(fā)動(dòng)機(jī)11的曲軸。旋轉(zhuǎn)脈沖傳感器12探測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)數(shù)，并將曲軸的旋轉(zhuǎn)脈沖信號(hào)輸出到控制器單元20。注意下面描述的控制器單元20基于旋轉(zhuǎn)脈沖信號(hào)確定輸入信號(hào)的一個(gè)基本頻率。
發(fā)動(dòng)機(jī)控制器單元14控制發(fā)動(dòng)機(jī)11的工作。發(fā)動(dòng)機(jī)控制器單元14計(jì)算發(fā)動(dòng)機(jī)11的一個(gè)實(shí)際轉(zhuǎn)矩值tqr，并將結(jié)果的實(shí)際轉(zhuǎn)矩值tqr輸出到控制器單元20。
控制器單元20包括一個(gè)頻率判定器21，一個(gè)數(shù)據(jù)圖存儲(chǔ)器22，一個(gè)數(shù)據(jù)判決器23，以及一個(gè)控制信號(hào)發(fā)生器24。頻率判定器21接收由旋轉(zhuǎn)脈沖傳感器12發(fā)射的旋轉(zhuǎn)脈沖信號(hào)，并判定接收的旋轉(zhuǎn)脈沖信號(hào)是否是一個(gè)可控制的頻率Fr。此外，頻率判定器21選擇一個(gè)關(guān)于可控制頻率Fr的控制信號(hào)，并將選擇的控制信號(hào)輸出到數(shù)據(jù)判決器23和控制信號(hào)發(fā)生器24。數(shù)據(jù)圖存儲(chǔ)器22存儲(chǔ)幅度和相位數(shù)據(jù)作為一個(gè)數(shù)據(jù)圖。幅度和相位數(shù)據(jù)事先以下面的方法準(zhǔn)備。選擇多個(gè)基準(zhǔn)轉(zhuǎn)矩(datum torque)值tqs0，tqs1，tqs2，tqs3和tqs4。這樣在本實(shí)例中基準(zhǔn)轉(zhuǎn)矩值的數(shù)目設(shè)為5。注意tqs0＜tqs1＜tqs2＜tqs3＜tqs4。然后，關(guān)于控制頻率Fr的幅度和相位數(shù)據(jù)被準(zhǔn)備，該頻率相應(yīng)于在每個(gè)基準(zhǔn)轉(zhuǎn)矩值tqs0-tqs4發(fā)動(dòng)機(jī)11的每次旋轉(zhuǎn)(every revolution)。此外，在本實(shí)例中，tqs0＝0％以及tqs4＝100％。此外，可控制頻率Fr的范圍在20-121Hz之間。
如下面的表1所示，數(shù)據(jù)圖存儲(chǔ)器22的數(shù)據(jù)圖包括一個(gè)幅度圖和一個(gè)相位圖。幅度和相位圖包括分別對(duì)從20-121Hz頻率范圍內(nèi)每個(gè)1Hz，在五個(gè)基準(zhǔn)轉(zhuǎn)矩值tqs0，tqs1，tqs2，tqs3和tqs4上建立的幅度和相位數(shù)據(jù)。注意在本實(shí)例中，對(duì)一個(gè)幅度ar，在一個(gè)實(shí)際轉(zhuǎn)矩tqr＝tqs0下，(Map.a0)f＝0％。此外，一個(gè)相位φr在實(shí)際轉(zhuǎn)矩tqr從tqs0-tqs4范圍內(nèi)不變化，因此是一個(gè)常量，(Map.φ0)f＝(Map.φ1)f。
表1(幅度圖)
(相位圖) 數(shù)據(jù)判決器23接收從發(fā)動(dòng)機(jī)控制器單元14輸出的一個(gè)實(shí)際轉(zhuǎn)矩值tqr和從頻率判定器21輸出的可控制頻率Fr，并基于接收的實(shí)際轉(zhuǎn)矩值tqr和可控制頻率Fr選擇一個(gè)幅度和相位數(shù)據(jù)。然后，數(shù)據(jù)判決器23根據(jù)后面描述的式(1)-(4)，計(jì)算一個(gè)幅度值ar和一個(gè)相位值φr，這相應(yīng)于輸入的實(shí)際轉(zhuǎn)矩值tqr。更具體而言，通過(guò)按比例分布插值，找到關(guān)于發(fā)動(dòng)機(jī)11的實(shí)際轉(zhuǎn)矩值tqr的計(jì)算幅度值ar和相位值φr。注意幅度值ar和相位值φr是基于實(shí)際數(shù)據(jù)值tqr以及幅度圖數(shù)據(jù)(Map.ar)f和相位圖數(shù)據(jù)(Map.φr)f前和后的基準(zhǔn)轉(zhuǎn)矩值tqs0-tqs4，這相應(yīng)于基準(zhǔn)轉(zhuǎn)矩值tqs0-tqs4并且它們從數(shù)據(jù)圖中選出。例如，圖2示出了發(fā)動(dòng)機(jī)11的轉(zhuǎn)矩值和幅度值ar之間的關(guān)系，對(duì)一個(gè)具體的可控制頻率Fr，分別對(duì)基準(zhǔn)轉(zhuǎn)矩值tqs0，tqs1，tqs2，tqs3和tqs4畫(huà)出圖形。注意圖2中的垂直軸代表控制器單元20的旋轉(zhuǎn)(revolution)。即，圖2中幅度值ar＝100％等效于控制器單元20的最大旋轉(zhuǎn)。此外，在圖中，空白圈(○)相應(yīng)于五個(gè)基準(zhǔn)轉(zhuǎn)矩值tqs0，tqs1，tqs2，tqs3和tqs4，實(shí)圈(●)相應(yīng)于任意實(shí)際轉(zhuǎn)矩值。
在本實(shí)例中，使用了五個(gè)基準(zhǔn)轉(zhuǎn)矩值tqs0，tqs1，tqs2，tqs3和tqs4。因此，下面的四個(gè)計(jì)算式，式(1)，(2)，(3)和(4)，定義了四個(gè)范圍，tqs0(或0)≤tqr≤tqs1，tqs1＜tqr≤tqs2，tqs2＜tqr≤tqs3，tqs3＜tqr≤tqs4(或100)。注意式中的下標(biāo)“f”表示一個(gè)頻率。
式(1)當(dāng)tqs0(或0)≤tqr≤tqs1時(shí)，ar＝(Map.a1)f×tqr/tqs1；以及
φr＝(Map.φ1)f式(2)當(dāng)tqs1＜tqr≤tqs2時(shí)，ar＝(Map.a1)f+(tqr-tqs1)×{(Map.a2)f-(Map.a1)f}/(tqs2-tqs1)；以及φr＝(Map.φ1)f+(tqr-tqs1)×{(Map.φ2)f-(Map.φ1)f}/(tqs2-tqs1)式(3)當(dāng)tqs2＜tqr≤tqs3時(shí)，ar＝(Map.a2)f+(tqr-tqs2)×{(Map.a3)f-(Map.a2)f}/(tqs3-tqs2)；以及φr＝(Map.φ2)f+(tqr-tqs2)×{(Map.φ3)f-(Map.φ2)f}/(tqs3-tqs2)式(4)當(dāng)tqs3＜tqr≤tqs4(或100)時(shí)，ar＝(Map.a3)f+(tqr-tqs3)×{(Map.a4)f-(Map.a3)f}/(100-tqs3)；以及φr＝(Map.φ3)f+(tqr-tqs3)×{(Map.φ4)f-(Map.φ3)f}/(100-tqs3)控制信號(hào)發(fā)生器24基于數(shù)據(jù)判決器23計(jì)算的幅度值ar和相位值φr，更新從頻率判定器21輸出的控制信號(hào)的幅度和相位。然后，控制信號(hào)發(fā)生器24將更新的控制信號(hào)輸出到一個(gè)傳動(dòng)器26作為一個(gè)控制信號(hào)。注意結(jié)果更新的控制信號(hào)包括一個(gè)元素為幅度和相位的循環(huán)信號(hào)。傳動(dòng)器26包括例如一個(gè)脈沖寬度調(diào)制的(下文簡(jiǎn)單指為“PWM”)信號(hào)發(fā)生器，以及一個(gè)傳動(dòng)電路。PWM信號(hào)發(fā)生器輸出由PWM調(diào)制的PWM信號(hào)，例如它將正弦波的幅度改變成脈沖寬度。傳動(dòng)電路包括一個(gè)所謂H橋電路。這樣，傳動(dòng)器26基于更新的控制信號(hào)產(chǎn)生一個(gè)起動(dòng)信號(hào)。起動(dòng)信號(hào)起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)固定架16的電磁傳動(dòng)器17。
振動(dòng)控制器如何根據(jù)本實(shí)例工作將在下文描述。
首先，旋轉(zhuǎn)脈沖傳感器12探測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)11的一個(gè)旋轉(zhuǎn)，并輸出一個(gè)旋轉(zhuǎn)脈沖信號(hào)給控制器單元20的頻率判定器21。此外，發(fā)動(dòng)機(jī)控制器單元14計(jì)算發(fā)動(dòng)機(jī)11的一個(gè)實(shí)際轉(zhuǎn)矩值tqr。另外，發(fā)動(dòng)機(jī)控制器單元14輸出發(fā)動(dòng)機(jī)11的實(shí)際轉(zhuǎn)矩值tqr到數(shù)據(jù)判決器23。然后，控制器單元20的頻率判定器21判決旋轉(zhuǎn)脈沖信號(hào)的頻率是否是可控制的頻率Fr。在這種情況下，頻率判定器21對(duì)可控制的頻率Fr產(chǎn)生一個(gè)控制信號(hào)，并輸出結(jié)果的控制信號(hào)到數(shù)據(jù)判決器23和控制信號(hào)發(fā)生器24。數(shù)據(jù)判決器23判決在tqs0-tqs4范圍哪一個(gè)的實(shí)際轉(zhuǎn)矩值tqr下降。然后，數(shù)據(jù)判決器23選擇在實(shí)際轉(zhuǎn)矩值tqr前和后的基準(zhǔn)轉(zhuǎn)矩值。此外，數(shù)據(jù)判決器23根據(jù)選擇的基準(zhǔn)轉(zhuǎn)矩值選擇一個(gè)上述的式(1)，(2)，(3)和(4)，并從數(shù)據(jù)圖存儲(chǔ)器22中，選擇相應(yīng)于可控制的頻率Fr的幅度圖數(shù)據(jù)(Map.ar)f和相位圖數(shù)據(jù)(Map.φr)f。另外，數(shù)據(jù)判決器23通過(guò)按比例分布插值，計(jì)算相應(yīng)于實(shí)際轉(zhuǎn)矩值tqr的一個(gè)幅度值ar和一個(gè)相位值φr。
頻率判定器21對(duì)可控制的頻率Fr生成的控制信號(hào)輸出到控制信號(hào)發(fā)生器24。另一方面，數(shù)據(jù)判決器23對(duì)實(shí)際轉(zhuǎn)矩值tqr所計(jì)算的幅度值ar和相位值φr輸出到控制信號(hào)發(fā)生器24?？刂菩盘?hào)發(fā)生器24更新控制信號(hào)的幅度值和相位值，并輸出更新的控制信號(hào)到傳動(dòng)器26。傳動(dòng)器26根據(jù)更新的控制信號(hào)生成一個(gè)起動(dòng)信號(hào)，并輸出結(jié)果的起動(dòng)信號(hào)到發(fā)動(dòng)機(jī)固定架16的電磁傳動(dòng)器17，以起動(dòng)電磁傳動(dòng)器17。這樣，電磁傳動(dòng)器17施加振動(dòng)力以適當(dāng)?shù)匾种瓢l(fā)動(dòng)機(jī)11的振動(dòng)傳送出來(lái)。
如上描述，根據(jù)本實(shí)例的振動(dòng)控制器使用實(shí)現(xiàn)存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)圖，并對(duì)每個(gè)控制信號(hào)比較幅度和相位數(shù)據(jù)，該控制信號(hào)相應(yīng)于發(fā)動(dòng)機(jī)11在五個(gè)基準(zhǔn)轉(zhuǎn)矩值tqs0，tqs1，tqs2，tqs3和tqs4下關(guān)于發(fā)動(dòng)機(jī)11的每次旋轉(zhuǎn)。從而，通過(guò)基于發(fā)動(dòng)機(jī)11實(shí)際轉(zhuǎn)矩值tqr前和后的基準(zhǔn)轉(zhuǎn)矩值以及相應(yīng)于基準(zhǔn)轉(zhuǎn)矩值的幅度和相位數(shù)據(jù)，對(duì)振動(dòng)控制器進(jìn)行按比例分布插值，得到一個(gè)包括關(guān)于實(shí)際轉(zhuǎn)矩值tqr的幅度值ar和相位值φr插值的值。注意通過(guò)查找在可控制的頻率Fr范圍內(nèi)地關(guān)于五個(gè)基準(zhǔn)轉(zhuǎn)矩值tqs0，tqs1，tqs2，tqs3和tqs4的幅度值ar和相位值φr，可以很容易地準(zhǔn)備在此使用的數(shù)據(jù)圖。然而，通過(guò)按比例分布插值查找插值的值，可能產(chǎn)生關(guān)于遍布很寬范圍的實(shí)際轉(zhuǎn)矩值tqr的高準(zhǔn)確度插值的值。從而，通過(guò)基于高可靠性插值的值而方便地更新控制信號(hào)的幅度和相位，可能產(chǎn)生相應(yīng)于實(shí)際轉(zhuǎn)矩值tqr的適當(dāng)控制信號(hào)。
這樣，本實(shí)例的振動(dòng)控制器基于適當(dāng)?shù)目刂菩盘?hào)起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)固定架16的電磁傳動(dòng)器17。因此，振動(dòng)控制器可以通過(guò)由電磁傳動(dòng)器17施加的振動(dòng)力來(lái)阻尼發(fā)動(dòng)機(jī)11的振動(dòng)，而不需考慮車(chē)輛駕駛條件以及不考慮各自發(fā)動(dòng)機(jī)的波動(dòng)。此外，振動(dòng)控制器可以通過(guò)使用已經(jīng)很容易準(zhǔn)備的數(shù)據(jù)圖的按比例分布，來(lái)容易地查找關(guān)于實(shí)際轉(zhuǎn)矩值的幅度和/或相位數(shù)據(jù)。因此，計(jì)算成本不是很昂貴。結(jié)果，該振動(dòng)控制器可以應(yīng)用到需要簡(jiǎn)單和便宜地排除發(fā)動(dòng)機(jī)的振動(dòng)的一般車(chē)輛上。
根據(jù)本實(shí)例的上述振動(dòng)控制器使用幅度數(shù)據(jù)圖和相位數(shù)據(jù)圖作為數(shù)據(jù)圖。然而，注意振動(dòng)控制器可以單獨(dú)使用幅度圖，這依賴(lài)于具體的應(yīng)用。此外，基準(zhǔn)轉(zhuǎn)矩值的范圍和數(shù)目并不局限于在振動(dòng)控制器中設(shè)置的值，但是可以依照具體的受控制目標(biāo)來(lái)適當(dāng)選擇。此外，注意該振動(dòng)控制器是本發(fā)明用于有源隔振的一個(gè)實(shí)例。從而，可能通過(guò)在不背離本發(fā)明的精神或范圍的范圍內(nèi)，以各種修改實(shí)現(xiàn)振動(dòng)控制器。
此外，根據(jù)本實(shí)例的上述振動(dòng)控制器中，數(shù)據(jù)判決器23通過(guò)按比例分布插值查找關(guān)于實(shí)際轉(zhuǎn)矩值tqr的幅度值ar和相位值φr。然而，并不局限于按比例分布插值，幅度值ar和相位值φr可以另外查找出。例如，數(shù)據(jù)判決器23可以通過(guò)以下方法確定幅度值ar和相位值φr。數(shù)據(jù)判決器23選擇圍繞發(fā)動(dòng)機(jī)11的實(shí)際轉(zhuǎn)矩值tqr選擇一個(gè)基準(zhǔn)轉(zhuǎn)矩值tqs0-tqs4。然后，數(shù)據(jù)判決器23基于選擇的基準(zhǔn)轉(zhuǎn)矩值和可控制的頻率Fr，選擇一個(gè)幅度圖數(shù)據(jù)(Map.ar)f和相位圖數(shù)據(jù)(Map.φr)f。最后，數(shù)據(jù)判決器23確定選擇的幅度圖數(shù)據(jù)(Map.ar)f和相位圖數(shù)據(jù)(Map.φr)f作為控制信號(hào)的幅度值ar和相位值φr。
當(dāng)這樣確定控制信號(hào)的幅度值ar和相位值φr時(shí)，根據(jù)本實(shí)例的振動(dòng)控制器可以確定很容易的、便宜地以及快速地確定控制信號(hào)的幅度值ar和相位值φr。
工業(yè)應(yīng)用性本發(fā)明使用每個(gè)控制信號(hào)的幅度和/或相位數(shù)據(jù)用于每個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)，幅度和/或相位數(shù)據(jù)事先存儲(chǔ)作為一個(gè)數(shù)據(jù)圖，并對(duì)關(guān)于發(fā)動(dòng)機(jī)的少量基準(zhǔn)轉(zhuǎn)矩值進(jìn)行查找。然后，本發(fā)明確定使用一個(gè)數(shù)據(jù)圖，確定控制信號(hào)關(guān)于發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)際轉(zhuǎn)矩的幅度值和相位值。從而，本發(fā)明可以容易且便宜地產(chǎn)生相應(yīng)于實(shí)際轉(zhuǎn)矩值的適當(dāng)控制信號(hào)。結(jié)果，本發(fā)明可以通過(guò)由電磁傳動(dòng)器施加的振動(dòng)力來(lái)阻尼發(fā)動(dòng)機(jī)的振動(dòng)，而不需考慮車(chē)輛駕駛條件以及不考慮各自發(fā)動(dòng)機(jī)的波動(dòng)。
現(xiàn)在已經(jīng)完整地描述了本發(fā)明，對(duì)該領(lǐng)域的技術(shù)人員將會(huì)很明顯，在不背離本發(fā)明的精神或范圍可以進(jìn)行許多變化和修改，如在此包括附加的權(quán)利要求書(shū)提出的。
權(quán)利要求
1.一種用于有源隔振的振動(dòng)控制器，該振動(dòng)控制器包括一個(gè)數(shù)據(jù)圖存儲(chǔ)器，用于存儲(chǔ)一個(gè)事先準(zhǔn)備的數(shù)據(jù)圖，該數(shù)據(jù)圖包括關(guān)于一個(gè)車(chē)輛發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩值的幅度和/或相位數(shù)據(jù)；用于探測(cè)車(chē)輛發(fā)動(dòng)機(jī)的實(shí)際轉(zhuǎn)矩值的部件；用于基于數(shù)據(jù)圖確定關(guān)于其中一個(gè)實(shí)際轉(zhuǎn)矩值的幅度和/或相位數(shù)據(jù)中的一個(gè)的部件；一個(gè)信號(hào)發(fā)生器，用于基于從車(chē)輛發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)射出的循環(huán)脈沖信號(hào)產(chǎn)生一個(gè)控制信號(hào)，該控制信號(hào)包括幅度和相位，并且基于確定的幅度和/或相位數(shù)據(jù)中的一個(gè)來(lái)更新控制信號(hào)的幅度和/或相位；以及一個(gè)傳動(dòng)器，用于基于更新的控制信號(hào)而起動(dòng)一個(gè)有源隔振的電磁傳動(dòng)器，由此通過(guò)由電磁傳動(dòng)器施加的振動(dòng)力，來(lái)抑制車(chē)輛發(fā)動(dòng)機(jī)的振動(dòng)傳送出來(lái)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的振動(dòng)控制器，進(jìn)一步包括用于探測(cè)實(shí)際車(chē)輛發(fā)動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)的部件，其中數(shù)據(jù)圖除了車(chē)輛發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩值以外，進(jìn)一步包括關(guān)于車(chē)輛發(fā)動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)的幅度和/或相位數(shù)據(jù)；以及數(shù)據(jù)確定部件除了基于數(shù)據(jù)圖確定一個(gè)實(shí)際轉(zhuǎn)矩值以外，還確定關(guān)于其中一個(gè)實(shí)際車(chē)輛發(fā)動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)的幅度和/或相位數(shù)據(jù)中的一個(gè)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的振動(dòng)控制器，其中數(shù)據(jù)圖進(jìn)一步包括關(guān)于基準(zhǔn)轉(zhuǎn)矩值的幅度和/或相位數(shù)據(jù)；數(shù)據(jù)圖存儲(chǔ)器能夠選擇車(chē)輛發(fā)動(dòng)機(jī)上的多個(gè)基準(zhǔn)轉(zhuǎn)矩值；以及數(shù)據(jù)確定部件能夠在實(shí)際轉(zhuǎn)矩值的前和后選擇基準(zhǔn)轉(zhuǎn)矩值，進(jìn)一步能夠相對(duì)于來(lái)自數(shù)據(jù)圖中的其中兩個(gè)基準(zhǔn)轉(zhuǎn)矩值選擇幅度和/或相位數(shù)據(jù)中的兩個(gè)，以及進(jìn)一步除了基于所確定的幅度和/或相位數(shù)據(jù)中的兩個(gè)以外還基于兩個(gè)選擇的基準(zhǔn)轉(zhuǎn)矩值，通過(guò)按比例分布插值來(lái)確定關(guān)于其中一個(gè)實(shí)際轉(zhuǎn)矩值的幅度和/或相位數(shù)據(jù)中的一個(gè)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1的振動(dòng)控制器，其中數(shù)據(jù)圖進(jìn)一步包括關(guān)于基準(zhǔn)轉(zhuǎn)矩值的幅度和/或相位數(shù)據(jù)；數(shù)據(jù)圖存儲(chǔ)器能夠選擇車(chē)輛發(fā)動(dòng)機(jī)上的多個(gè)基準(zhǔn)轉(zhuǎn)矩值；以及數(shù)據(jù)確定部件能夠選擇圍繞實(shí)際轉(zhuǎn)矩值的基準(zhǔn)轉(zhuǎn)矩值，以及進(jìn)一步基于數(shù)據(jù)圖確定關(guān)于其中一個(gè)基準(zhǔn)轉(zhuǎn)矩值的幅度和/或相位數(shù)據(jù)中的一個(gè)。
5.一種用于控制有源隔振的振動(dòng)控制器的方法，該方法包括步驟事先存儲(chǔ)關(guān)于車(chē)輛發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩值的幅度和/或相位數(shù)據(jù)，作為數(shù)據(jù)圖；探測(cè)車(chē)輛發(fā)動(dòng)機(jī)的實(shí)際轉(zhuǎn)矩值；基于數(shù)據(jù)圖確定關(guān)于其中一個(gè)實(shí)際轉(zhuǎn)矩值的幅度和/或相位數(shù)據(jù)中的一個(gè)；基于從車(chē)輛發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)射出的循環(huán)脈沖信號(hào)產(chǎn)生一個(gè)控制信號(hào)，該控制信號(hào)包括幅度和相位，并且基于確定的幅度和/或相位數(shù)據(jù)中的一個(gè)來(lái)更新控制信號(hào)的幅度和/或相位；以及基于更新的控制信號(hào)而起動(dòng)有源隔振的電磁傳動(dòng)器，由此通過(guò)由電磁傳動(dòng)器施加的振動(dòng)力，來(lái)抑制車(chē)輛發(fā)動(dòng)機(jī)的振動(dòng)傳送出來(lái)。
全文摘要
一種振動(dòng)控制器包括一個(gè)數(shù)據(jù)圖存儲(chǔ)器，一個(gè)探測(cè)器，一個(gè)決定器，一個(gè)信號(hào)發(fā)生器，以及一個(gè)傳動(dòng)器。數(shù)據(jù)圖存儲(chǔ)器存儲(chǔ)關(guān)于一個(gè)車(chē)輛發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩值的幅度和/或相位數(shù)據(jù)，事先作為一個(gè)數(shù)據(jù)圖。探測(cè)器探測(cè)車(chē)輛發(fā)動(dòng)機(jī)的實(shí)際轉(zhuǎn)矩值。決定器確定一個(gè)幅度和/或相位數(shù)據(jù)，該數(shù)據(jù)是關(guān)于基于數(shù)據(jù)圖的一個(gè)實(shí)際轉(zhuǎn)矩值。信號(hào)發(fā)生器基于從車(chē)輛發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)射出的循環(huán)脈沖信號(hào)產(chǎn)生一個(gè)控制信號(hào)，并且基于一個(gè)預(yù)定的幅度和/或相位數(shù)據(jù)更新控制信號(hào)的幅度和/或相位。傳動(dòng)器基于更新的控制信號(hào)而起動(dòng)一個(gè)有源隔振的電磁傳動(dòng)器，由此通過(guò)由電磁傳動(dòng)器施加的振動(dòng)力，來(lái)抑制車(chē)輛發(fā)動(dòng)機(jī)的振動(dòng)傳送出來(lái)。
文檔編號(hào)G01M3/00GK1684013SQ20051006501
公開(kāi)日2005年10月19日 申請(qǐng)日期2005年4月12日 優(yōu)先權(quán)日2004年4月13日
發(fā)明者市川浩幸, 村松篤, 安田恭宣 申請(qǐng)人:東海橡膠工業(yè)株式會(huì)社