[发明专利]用于主动发动机支座的集成的开环和闭环控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及主动发动机支座(AEM)和抵消发动机所产生的噪音和振动的方法。更具体地，本发明涉及改进的AEM系统，所述系统将开环控制算法与可调节闭环控制算法集成以获得快速响应的、自适应的和稳定的组合系统。

背景技术

很久以来已经发展了电动液压设备，如发动机主动悬置(AEM)系统，以抵消发动机所产生的噪音和振动力。最近以来，这些设备和系统变得日益重要，因为发动机设计已经试图以也增加产生的振动副产品为代价提供增加的燃料效率。例如，主动燃料管理(AFM)发动机，其用于自动地在巡航期间停用内燃机的一半汽缸，且与其相关的较高点火力和周期已经导致较高的转矩变化和继而结构振动的较高水平。

位于发动机和相邻结构之间的AEM系统通常包括被动弹簧和阻尼器组合，所述被动弹簧和阻尼器组合将相邻的结构从这些静态和动态载荷隔离。如现有技术图1所示，最近的AEM系统1还包括发生器2，如螺线管、音圈、和其它电磁设备。当起用时，发生器2接收指导信号且基于所述信号产生抵消输出(即，恢复力)。因而，所述输出隔离否则将从发动机传递给相邻结构的振动。

在一种常规的AEM系统中，信号通过开环控制器预先确定和产生，且通常是车辆和/或发动机特定特性的函数。这种系统提供快速响应的阻尼效果，如图2的示范性开环输出图所示。在该模拟中，开环AEM系统以0.5秒时间激励，以允许激励前后的比较。激励在控制之后获得的残余振动，造成模型误差，所述模型误差插入开环算法，以模拟未建模扰动、随着时间的车辆老化、和不同出品和型号之间的车辆间差异。应当理解，这些误差几乎总是导致开环控制系统内的可测量到的不准确性。

为了使得AEM系统能够更一致地实现它们的总体最终控制目的，已经发展了采用传感反馈来改进性能的闭环系统。这种系统通常包括多个传感器(每个发动机支座一个)，所述传感器感测并产生在发动机支座处发生的噪音和振动的相关信号。传感器反馈用于修正发生器2的输入信号，且因而使残余振动朝目标阈值收敛。因而，提出了更稳定和自适应的系统。

然而，虽然改进了隔离，常规的闭环AEM控制算法与开环系统相比存在较差的响应时间。这在图3的闭环模拟输出图示出。通过模型检测，导致高振动的起始激励周期，这重复地折中结构整体性且产生操作者不适。对于进一步的考虑，还应当理解，在rpm或发动机转矩每次改变期间将发生这种周期。

因而，AEM系统变成日益需要，然而，它们继续展现出分别与开环和闭环差异有关的自适应和响应性问题。因而，现有技术还需要提供稳定而自适应的控制能力的快速响应AEM系统。

发明内容

响应于这些问题，本发明提供集成的开环和闭环控制AEM系统，所述系统基于单音自适应前馈控制框架。其中，发明系统对抵消由发动机所产生的振动力等是有用的。发明系统相对于现有技术提供一定的优势和改进，包括快速响应的开环算法和自适应闭环系统两者的包含配置，所述系统使剩余残余振动朝目标阈值收敛。系统特征在于可编程的算法改进，且因而可以容易地用于现有的配备有AEM的车辆中。

本发明涉及一种抵消由发动机所产生的振动力的效果并将所述力从相邻的车身隔离的集成的闭环方法，其中发动机展现出歧管绝对压力、曲轴角(θ)、速度(ω)、和等于级数(p)的ω倍的点火频率。在初始步骤中，点火频率和歧管绝对压力输入开环控制算法，然后执行开环控制算法以确定开环控制输入。发动机特性数据，包括频率和压力，输入闭环控制算法，执行所述闭环控制算法以确定闭环控制输入。所述开环和闭环控制输入组合以实现合成控制输入信号。合成量然后传送给至少一个主动发动机支座，从而产生抵消输出，在支座中引起当前残余振动。最终，确定当前残余振动，修正特性数据以包含所述当前残余振动，且所述当前残余振动作为发动机特性数据反馈给所述闭环控制算法。

结构上，本发明涉及一种系统，所述系统包括可位于发动机和车身之间的至少一个主动发动机支座，且包括发生器。至少一个力(或加速度)传感器靠近所述至少一个支座中的每个，且设置为检测支座处的振动力(或加速度)且产生相应的当前振动信号。控制器通信地联接到发动机、支座和传感器，且设置为接收包括所述信号在内的发动机特性；执行集成的开环和闭环控制算法以确定控制输入；和将所述控制输入传递给所述发生器。优选的控制器还包括在其上存储具有查询表的存储设备。开环控制算法部分通过将发动机特性与所述表比较进行。最终，且更优选地，功率放大器位于控制器和所述至少一个支座中的每个之间且可操作。