专利名称：一种纯电动汽车急加速扭矩滤波的控制方法
技术领域：
本发明涉及纯电动汽车技术领域，尤其涉及一种纯电动汽车急加速扭矩滤波的控制方法。
背景技术：
随着国际上对能源安全和环境保护问题的重视不断提升，各国对汽车排放污染物要求越来越严格。减少对能源的依赖，实现节能减排，已成为世界经济持续发展迫切需要解决的问题。混合动力汽车、纯电动汽车已成为当今汽车业发展的趋势。纯电动汽车具有无污染，噪音小，结构简单，维修方面的优点。同时，纯电动汽车可回收制动，下坡时的能量，提高能量利用率。并且纯电动汽车可以在夜间利用廉价的“谷电”充电，起到平抑电网的峰谷差的作用。因此，纯电动汽车的研究，是我国和世界汽车行业的热门研究方向。
纯电动汽车中电机是动力源，整车控制器(V⑶)是整车扭矩控制的核心，通过采 集加速踏板，电机转速和车辆档位等信号，计算得到驾驶员的需求扭矩，并经过扭矩滤波和仲裁等，得到车辆目标需求扭矩，发给电机控制器，电机控制器控制电机实现该目标需求扭矩。通过VCU的扭矩控制，实现车辆良好的驾驶性能及能量最优化。其中，急加速扭矩滤波控制在纯电动汽车领域中也是关键技术之一，其也在不断发展进步。在纯电动汽车急加速过程中，踏板的解析扭矩上升很快，如果不对该扭矩进行合理滤波，急加速的车辆会出现较大的抖动，驾驶性较差。同时，如果电机的实际扭矩经过零扭矩附近时，如果请求扭矩变化过快，车辆顿挫感严重，驾驶性很差。因此，在急加速的扭矩滤波控制过程中，很容易造成车辆的冲击很大，需要合理控制目标需求扭矩的滤波过程，优化的控制策略及标定对于解决驾驶性问题非常重要。现有技术当中，针对纯电动车辆急加速过程当中一般采取简单的滤波处理，包括针对电机转矩的变化率限值或者采用滤波器的方式对该过程当中的电机转矩变化进行处理。然而上述方法当中对于电机的实际转矩经过零扭矩附近的转矩滤波处理没有单独提供特殊的滤波处理，在车辆的驾驶性方面有一定的提高空间。
发明内容
本发明的目的是提供一种纯电动汽车急加速扭矩滤波的控制方法，有效的避免在车辆急加速过程当中导致的电机转矩变化过快以及电机转矩在零转矩附近时的电机转矩变化，解决现有系统无法对纯电动车辆急加速过程进行复杂的滤波处理的问题。本发明的目的通过以下技术方案来实现
一种纯电动汽车急加速扭矩滤波的控制方法，包括以下步骤
1)当整车控制器判定车辆急加速条件满足后，电机请求扭矩由初始值变化为第一目标值，为了扭矩变化平顺，设定步长递增限值使电机滤波扭矩逐步的向第一目标值靠近，该过程为第一过程；
2)当所述滤波扭矩与第一目标值接近时，整车控制器判定系统进入急加速滤波过程的第二阶段，同时设定电机请求扭矩由第一目标值变化为第二目标值；以及
3)在第二阶段滤波过程中，设定滤波时间常数通过滤波功能控制电机的转矩指令逐步的向第二目标值靠近。其中所述的预定的急加速条件判断条件为
1)纯电动车辆行驶过程当中，从松开油门踏板变化为至油门踏板被大幅踩下的时刻，典型的，当油门踏板幅值大于50%时认为油门踏板被大幅踩下；
2)纯电动车辆的油门踏板信号经过一定的滤波防抖处理；
3)纯电动车辆系统正常运行，没有故障。其中所述的第一阶段中，电机转矩指令限值步长递增的设定方法如下典型的，等时间间隔的按照低于第一目标值10牛 米(N ·ι )，5Ν ·ι ，2· 5N*m, I. 2N *m,0. 6N *m,0N *m的转矩值作为电机转矩指令限值的设定值。需要说明的是，当电机的转扭矩指令不必要从IONm开始设定，而从高于且最接近于当前电机转矩指令的设定点开始执行第一阶段的转矩限值控制。电机转矩指令与第一目标值接近的判定条件为典型的，当与上述转矩值大小只相差在O. 5N · m以内时，认为第一阶段的电机转矩指令与第一目标接近。其中所述的第二阶段中，电机转矩指令的滤波时间常数的设定方法如下典型的，使用一阶滤波器对电机的转矩指令进行滤波；滤波时间常数从小变大将控制电机的目标转矩与第二目标值接近的速比由快变缓。本发明的有益效果为通过本方法控制的纯电动汽车急加速系统，能够有效的避免在车辆急加速过程当中导致的电机转矩变化过快以及电机转矩在零转矩附近时的电机转矩变化，对于车辆的驾驶性能够起到较好的控制效果，减小了车辆所受的冲击并提高了驾驶的舒适性。
图I为本发明实施例所述的纯电动汽车急加速扭矩滤波的控制方法的流程示意框 图2是图I所示急加速扭矩滤波控制过程的扭矩变化的曲线示意 图3是应用本发明前后的电机转矩和转速的变化曲线示意图。
具体实施例方式纯电动汽车的基本结构为本领域技术人员所悉知，在此不再一一赘述。本发明实施例所述的纯电动汽车急加速扭矩滤波的控制方法主要由纯电动汽车上的整车控制器(V⑶)来控制完成。图I是按照本发明所述的纯电动汽车急加速扭矩滤波的控制方法的流程示意框图，图2是图I所示急加速扭矩滤波控制过程的扭矩变化的曲线示意图，图3为是应用本发明前后的电机转矩和转速的变化曲线示意图。结合图1-3对该实施例急加速扭矩滤波控制方法进行说明。该实施例的急加速扭矩滤波控制方法中，电机目标扭矩控制分两个不同阶段过程，并分别设置不同的控制策略进行扭矩控制。在将要发生急加速前，纯电动汽车的操控者一般挂档滑行，保持进行车辆的再生制动状态。如图2所示，在h时刻前，电机的扭矩(电机的扭矩响应很快，在本说明中可以认为电机滤波扭矩，也是电机的目标扭矩和实际扭矩重合)维持在固定值，电机转速缓慢减小。在h时刻,驾驶员由于车辆加速需要,急加油门。在h至h时间段，电机目标扭矩从初始值变化为第一目标值的第一过程，典型地，所述第一目标值在-5-5牛·米，该过程维持的时间大约为O. 2秒。在该过程中，电机的请求扭矩从初始值很快的变化为第一目标值。典型的，第一目标值为零扭矩左右，可根据车辆的实际驾驶性试验时进行优化。电机的目标扭矩从初始值经过步长递增限值相对缓慢的变化为第一目标值，扭矩变化过程平顺。步长递增限值和电机目标扭矩的关系很大，当目标扭矩接近第一目标值时，步长递增限值很小。因此，该阶段的电机目标扭矩以先快后慢的曲线变化。通过该过程的目标扭矩的滤波，主要为了解决在急加油门一瞬间，防止由于车辆扭矩突升造成车辆的抖动。但如果步长递增限值过大，会造成车辆急加速过程，车辆的加速度过慢，对驾驶性不利。因此，需要综合平衡这两个方面，通过试验优化和标定，确定项目的步长递增限值，提高急加速车辆的驾驶性。
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在h至t2时间段，电机目标扭矩从第一目标值变化为第二目标值的第二过程，该过程维持的时间大约为O. 5秒。在该过程中，电机的请求扭矩从第一目标值很快的变化为第二目标值。典型的，第二目标值为_5'30牛.米左右，可根据车辆的实际驾驶性试验时进行优化。电机的目标扭矩从第一目标值经过滤波时间常数缓慢的变化为第二目标值，扭矩变化过程平顺。典型的，滤波时间常数的值为O. 3-0. 5左右。通过该过程的目标扭矩的滤波，主要为了解决在电机从正扭矩变化为负扭矩的那一瞬间，由于电机的特性而造成的车辆的抖动。但如果滤波时间常数的值过大，会造成电机到第二目标值的过程过长，车辆的加速性变差。因此，需要综合平衡这两个方面，通过试验优化和标定，确定项目的滤波时间常数，提高急加速过程车辆的驾驶性。通过试验优化和标定，提高电机过零扭矩时车辆的驾驶性。以上两个过程中Utl至&至t2)，通过该控制策略并对各时刻递增限值和滤波系数进行优化，整车的动力输出扭矩平顺变化，车辆的抖动很小，驾驶舒适性好。在该实施例中，较佳地，以电机实际扭矩为零扭矩时A作为参考点来使电机滤波扭矩进行第二过程滤波，以使电机实际扭矩在过零时，能够更加缓慢变化，保证车辆行驶的平顺性。虽然以上仅描述了本发明的具体实施方式
范例，但是本领域的技术人员应当理解，这些仅是举例说明，本发明的保护范围是由所附权利要求书限定的。本领域的技术人员在不背离本发明的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式做出多种变更或修改，但这些变更或修改均落入本发明的保护范围。
权利要求
1.一种纯电动汽车急加速扭矩滤波的控制方法，其特征在于，包括以下步骤 1)预定的急加速条件满足后，电机请求扭矩由急加速前的初始值变化为第一阶段转矩目标值，该过程为急加速扭矩滤波控制的第一阶段； 2)当所述电机目标扭矩与第一阶段转矩目标值接近至一限值时，第一阶段控制结束，电机请求扭矩由第一阶段转矩目标值变化为第二阶段转矩目标值，进入急加速转矩滤波控制的第二阶段；以及 3)通过设定和调整滤波功能的滤波时间常数使电机目标扭矩逐步的向第二阶段转矩目标值靠近，所述滤波时间常数常数根据发动机转速以及车辆档位设定。
2.根据权利要求I所述的纯电动汽车急加速扭矩滤波的控制方法，其特征在于步骤1)中，控制电机转矩指令为步长递增的方式向第一阶段最终电机转矩目标值靠近。
3.根据权利要求2所述的纯电动汽车急加速扭矩滤波的控制方法，其特征在于步骤2)中，以第一阶段结束时的电机转矩为初始值，以车辆的请求转矩为目标值的滤波处理后的电机转矩指令。
4.根据权利要求2所述的纯电动汽车急加速扭矩滤波的控制方法，其特征在于等时间间隔的按照低于第一目标值ION · m、5N · m、2. 5N · m、l. 2N · m、0. 6N · m和ON · m的转矩值作为电机转矩指令限值。
5.根据权利要求4所述的纯电动汽车急加速扭矩滤波的控制方法，其特征在于所述第一阶段转矩目标值在-5-5牛·米。
6.根据权利要求5所述的纯电动汽车急加速扭矩滤波的控制方法，其特征在于步骤2)中，所述限值与所述第一阶段转矩目标值相差为O.5牛 米以内。
7.根据权利要求1-6任一项所述的纯电动汽车急加速扭矩滤波的控制方法，其特征在于在所述第一阶段的过程中，目标扭矩的变化速率以先快后慢的形式变化，在所述第二阶段的过程中，目标扭矩的变化速率以先慢后快的形式变化；所述第一阶段过程的时间小于所述第二阶段过程的时间。
8.根据权利要求1-6任一项所述的纯电动汽车急加速扭矩滤波的控制方法，其特征在于所述第一阶段电机目标转矩为步长递增曲线，所述第二阶段电机目标转矩为近似光滑曲线形式。
9.根据权利要求8所述的纯电动汽车急加速扭矩滤波的控制方法，其特征在于所述第二阶段转矩目标值在_5—30牛 米。
10.根据权利要求9所述的纯电动汽车急加速扭矩滤波的控制方法，其特征在于步骤3)中，所述滤波时间常数的值为O.3-0. 5。
全文摘要
本发明涉及一种纯电动汽车急加速扭矩滤波的控制方法，包括以下步骤1)预定的急加速条件满足后，电机请求扭矩由急加速前的初始值变化为第一阶段转矩目标值；2)当所述电机目标扭矩与第一阶段转矩目标值接近至一限值时，第一阶段控制结束，电机请求扭矩由第一阶段转矩目标值变化为第二阶段转矩目标值；以及3)通过设定和调整滤波功能的滤波时间常数使电机目标扭矩逐步的向第二阶段转矩目标值靠近。本发明的有益效果通过本方法控制的纯电动汽车急加速系统，能够有效的避免在车辆急加速过程当中导致的电机转矩变化过快以及电机转矩在零转矩附近时的电机转矩变化，减小车辆所受的冲击并提高驾驶舒适性。
文档编号B60L15/02GK102887080SQ20121037578
公开日2013年1月23日 申请日期2012年9月29日 优先权日2012年9月29日
发明者崔海龙, 高史贵 申请人:北京智行鸿远汽车技术有限公司