一种改善纯电动汽车行驶平顺性的方法与流程

本发明涉及一种改善纯电动汽车行驶平顺性的方法，属于电动汽车制造技术领域。

背景技术：

随着电动汽车技术的不断提高，对电动汽车各方面性能的要求也日益提高，行驶平顺性成为电动汽车总体性能的一个重要指标。电动汽车行驶平顺性影响司乘人员的驾驶体验，以及乘坐舒适性体验。纯电动汽车与传统汽车不同，其中一个重要方面是其驱动力来源于驱动电机，因此，电机控制策略的优劣直接影响车辆的行驶体验。在踩下油门，车辆起步，加速行驶，以及松开油门或踩下刹车，车辆减速，停下的过程，由于输出动力瞬间变化，而导致有明显的耸车感，车辆行驶平顺性极差，严重影响用户体验。另外，在车辆正常行驶过程中，由于行驶工况的复杂性，也会出现轻微的耸车感，车辆行驶平顺性较差。

为解决以上问题，目前国内的电动汽车厂商进行了大量的研究，但这些研究主要是从电动汽车整车集成方案，以及机械系统方面解决问题，需额外增加机械部件，方案通用性差，成本较高。

技术实现要素：

本发明目的在于解决现有技术中的上述问题，提供一种改善纯电动汽车行驶平顺性的方法，从电动汽车驱动电机控制方面，提出新的控制策略，改善电动汽车行驶平顺性，无需改变车辆机械结构，效果显著，通用性强，缩短了开发周期，成本低。

本发明为达到上述目的，所采用的技术手段是：一种改善纯电动汽车行驶平顺性的方法，从改善电机转矩响应策略，以及抑制电机转速波动策略两方面改善车辆行驶平顺性；一方面，在电机控制系统中加入转矩指令平顺响应模块，改进电机转矩响应策略，低转矩段的转矩响应步长以近似s曲线型渐变，高转矩段的转矩响应步长为恒定值；另一方面，在电机控制系统中加入转速波动抑制模块，根据前后两个控制周期的转速变化，实时随动调节补偿转矩，补偿转矩与转矩指令之和作为电机目标输出转矩。

进一步的，所述转矩指令平顺响应模块接收整车控制器vcu通过can总线发给电机控制器mcu的转矩指令，改进电机转矩响应策略步骤如下：

当vcu通过can总线向mcu发送转矩指令torquecmd时，设置控制周期t=0.1ms，在每个控制周期，mcu将当前的目标输出转矩torque与来自vcu的转矩指令torquecmd作比较，

若torque<torquecmd，则torque=torque+torquestep，

式中torque：当前控制周期的输出转矩，torquestep：转矩响应步长；

若torque>torquecmd，则torque=torque-torquestep，

以线性平稳逼近转矩指令，直至torque=torquecmd；

转矩响应步长torquestep采用以下分段函数：

若torque<torque1，torquestep=c-k/torque，

其中torque1：转矩响应步长值转折的转矩阈值，c：常数，k：比例系数；

若torque>=torque1，则torquestep=c。

进一步的，所述抑制电机转速波动策略，步骤如下：

根据前后两个测速周期的电机转速变化量speeddif，在电机控制系统中，运用数字pi调节器，根据当前电机转速，分段设置pi参数，调节补偿转矩torquerec，并对补偿转矩进行限幅，确保补偿转矩值小于限幅值；

speeddif<speed1，不补偿转矩；speeddif>=speed1，补偿转矩；

将补偿转矩torquerec与输出转矩torque进行求和运算，作为最终的目标输出转矩torqueaim。

本发明有益效果在于：由于增加了转矩指令平顺响应模块和转速波动抑制模块，从驱动电机控制上提出新的控制策略，改善电动汽车行驶平顺性，无需改变车辆机械结构，效果显著，通用性强，缩短了开发周期，成本低。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明做进一步的阐述。

图1为本发明电动汽车系统控制结构示意图；

图2为本发明改进电机转矩响应策略的流程图；

图3为本发明抑制电机转速波动策略的流程图。

具体实施方式

如图1所示，一种改善纯电动汽车行驶平顺性的方法，从改善电机转矩响应策略，以及抑制电机转速波动策略两方面改善车辆行驶平顺性；一方面，在电机控制系统中加入转矩指令平顺响应模块，改进电机转矩响应策略，低转矩段的转矩响应步长以近似s曲线型渐变，高转矩段的转矩响应步长为恒定值；另一方面，在电机控制系统中加入转速波动抑制模块，根据前后两个控制周期的转速变化，实时随动调节补偿转矩，补偿转矩与转矩指令之和作为电机目标输出转矩。

如图2所示，所述转矩指令平顺响应模块接收整车控制器vcu通过can总线发给电机控制器mcu的转矩指令，改进电机转矩响应策略步骤如下：

当vcu通过can总线向mcu发送转矩指令torquecmd时，设置控制周期t=0.1ms，在每个控制周期，mcu将当前的目标输出转矩torque与来自vcu的转矩指令torquecmd作比较，

若torque<torquecmd，则torque=torque+torquestep，

式中torque：当前控制周期的输出转矩，torquestep：转矩响应步长；

若torque>torquecmd，则torque=torque-torquestep，

以线性平稳逼近转矩指令，直至torque=torquecmd；

转矩响应步长torquestep采用以下分段函数：

若torque<torque1，torquestep=c-k/torque，

其中torque1：转矩响应步长值转折的转矩阈值，c：常数，k：比例系数；

若torque>=torque1，则torquestep=c。

如图3所示，所述抑制电机转速波动策略，步骤如下：

根据前后两个测速周期的电机转速变化量speeddif，在电机控制系统中，运用数字pi调节器，根据当前电机转速，分段设置pi参数，调节补偿转矩torquerec，并对补偿转矩进行限幅，确保补偿转矩值小于限幅值；

speeddif<speed1，不补偿转矩；speeddif>=speed1，补偿转矩；

将补偿转矩torquerec与输出转矩torque进行求和运算，作为最终的目标输出转矩torqueaim。

将上述模块安装在一款纯电动轿车上进行试验，验证车辆行驶平顺性改善效果。在使用本发明之前，电机转速最大波动峰-峰值300rpm，有明显的耸车感，使用本发明之后，转速波动明显减小，最大波动峰-峰值80rpm，无明显耸车感。

以上试验结果来看，使用本发明可有效改善纯电动汽车行驶平顺性。

本发明适用于电机直驱或电机带减速器驱动的纯电动汽车。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。