[发明专利]用于对机电系统中的机电振荡进行减振的方法及采用该方法的振荡减振系统

说明书

技术领域

本发明涉及用于对机电系统中的机电振荡进行减振的方法，具体地，涉及用于对自动化电动系统或混合动力驱动系统(诸如混合动力车辆)中的机电振荡进行减振的方法，以及采用这样的方法的振荡减振系统。

背景技术

机电系统经常易于表现出可能导致扭转振荡的扭转共振。主要原因通常是应当减轻较高频扭矩变更以在整个系统中传播的机械弹簧减振器。然而，接合由连接到电气系统的电气设备所控制的电动装置，机械系统可能与电气系统及其控制发生干扰。这可能降低了机械系统的减振特性。为了减轻这样的振荡，通常通过利用电动装置的控制设备来施加减振控制。

车辆的驱动系统中的振荡可能对车辆产生不利的影响。

在例如包括内燃发动机和电动装置的混合动力车辆中，内燃发动机以及电动装置可以用作驱动源。当从纯电动驱动模式切换到利用内燃发动机的驱动模式时，发动机接合由于在发动机点火之前的发动机摩擦力以及发动机点火之后的颤动而引起严重的振荡。这些振荡通过传动系来传递，并且最终被车辆的乘客感受到。

振荡控制系统用于对这样的或类似的振荡进行减振。

例如，US 5537967公开了一种用于包括扭矩生成器和操作时序控制器的车辆的振荡减振系统，该扭矩生成器具有给定的操作时序以产生预先选择的频率的扭矩振荡。操作时序控制器初始地确定发动机回转与由合成矢量形成的车辆振荡的频率之间的相位差，该合成矢量由通过发动机的曲轴的运动而引起的第一振荡分量以及通过发动机的活塞运动而引起的第二振荡分量来定义。然后，控制器基于这两个振荡之间的并且被确定为补偿车辆振荡的相位差来修改扭矩生成器的操作时序，以相对于车辆振荡的相反的相位来提供扭矩振荡。

GB 2346351公开了一种具有包括电动装置的内燃发动机的机动车辆，其用于主动地对由于内燃发动机和由于离合器的接合所导致的扭矩改变而引起的振荡进行减振。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于对机电系统中的机电振荡进行减振的改进的方法，特别是一种用于对电动或混合动力车辆中的机电振荡进行减振的改进的方法，该方法可以用于在饱和状态下操作的电动装置。本发明的另一目的在于提供一种用于对这样的机电系统中的机电振荡进行减振的改进的振荡减振系统。

该目的由独立权利要求中的特征来实现。其他权利要求和描述公开了本发明的有利实施例。

提出了一种用于对机电系统特别是自动化电动或混合动力驱动系统中的机电振荡进行减振的方法，该机电系统包括：至少一个电动装置，该至少一个电动装置可利用角速度和所述角速度的相位来进行操作，并且被耦接到至少一个扭矩负载并且产生电动势，该方法包括下述步骤：得到电动势的实际值；基于得到的电动势的实际值，在所述电动装置的振荡行为被减小的方向上调整角速度的相位。

典型地，不期望的机电振荡对连接到电气驱动系统的机械系统具有主要影响。

电动势是根据电动装置的电气角速度和磁通量得到的，并且是用于表征诸如电气生成器的电气设备的术语。对于给定设备，如果电荷通过该设备并获得能量，则该设备的净电动势是每单位电荷获得的能量。对于电动装置，电动势的来源是电磁感应。因为电气角速度是在电动装置的磁极数目和机械角速度之间的关系，所以在电动势中也可以观察到机械角速度中明显的任何振荡。电动势可以根据电气角速度和磁极数目来计算，或者可以经由系统中的状态观测器来测量或估算。

本发明利用用于更改共振机电系统的电动装置电流控制的内部特性。有利地，可以对电动装置系统中的机电振荡进行减振。该系统可以包括至少一个可控制电动装置和至少一个扭矩负载，该至少一个扭矩负载通过可以具有减振特性的机械弹簧减振器系统来连接到电动装置。

本发明特别有助于对以由于扭矩限制和/或电压限制而导致的饱和进行操作的电动装置的控制。更具体地，本发明涉及包括控制单元和机械系统的通常未经减振或较差减振的固有机电共振，该控制单元包括电动装置的扭矩控制和电流控制，该机械系统包括通过可以表现出减振特性的弹簧系统进行相互连接的至少两个惯性系统。在该情况下，电动装置包括描述电气特性的电气系统(特别是电气电路)以及描述机电的惯性的机械惯性系统。另一惯性系统可以包括发动机和/或其他种类的扭矩负载，诸如轮胎、传动装置等。