一种电驱系统防抖控制方法、装置和车辆与流程

本发明涉及新能源汽车领域，尤其涉及一种电驱系统防抖控制方法、装置和车辆。

背景技术：

新能源汽车以其环保节能的特性而受到广泛关注，其中，纯电动汽车或者混动汽车已经投入到实际应用中。对于电力驱动的新能源汽车来说，电池和驱动电机是其重要的组成部分。所述电池和驱动电机能够进行整车启动，在驱动电机的电动模式下，电池和驱动电机能够为车辆提供动力，驱动车辆行驶。所述驱动电机同时也可以切换到发电模式，通过驱动电机给电池进行充电，或者回收多余的能量。

由电机驱动的新能源汽车与传统汽车相比，由于以电机作为驱动系统，扭矩响应快，电机工作状态在电动模式和发电模式之间切换频繁，电机、减速箱及驱动轴构成的传动系统表现为惯性与弹性为主的欠阻尼系统。车辆在低速启动、加速以及工况切换的情况时，电机转速变化较大，因此会出现抖动的现象，这种抖动严重影响车乘人员的驾驶感受，同时也会导致电驱系统的损伤。

电驱系统的抖动问题，一方面会因为抖动和驱动系统的噪声，而影响到驾驶平顺性和乘坐舒适性，另一方面，驱动系统持续的抖动还会增加轴的疲劳损伤，降低驱动系统的寿命。因此需要在电机转速变化较大，电驱系统发生抖动时，对输出扭矩进行适当的调节，抑制转速的波动，从而改善驾驶感受和对轴的应力伤害。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题是电驱系统抖动的问题。为了解决上述问题，本发明提出了一种电驱系统防抖控制方法、装置和车辆。本发明具体是以如下技术方案实现的：

本发明的第一个方面提出了一种电驱系统防抖控制方法，所述方法包括：

根据预设的时间间隔，对电机转速信号进行采样以获得各个采样时刻的电机转速；

计算各个采样时刻对应的第一差值，所述第一差值为所述采样时刻的电机转速与前一采样时刻的电机转速之间的差值；

计算各个采样时刻对应的第二差值，所述第二差值为所述采样时刻的第一差值与前一采样时刻的第一差值之间的差值；

根据所述各个采样时刻的第一差值和第二差值，计算转速波动值；

判断所述转速波动值是否大于波动阈值；

若是，则计算补偿扭矩；

根据所述补偿扭矩，对需求扭矩进行调整。

进一步地，所述根据所述各个采样时刻的第一差值和第二差值，计算转速波动值还包括：

计算所述各个采样时刻的第一差值的平均值以得到第一平均差值；

计算所述各个采样时刻的第二差值的平均值以得到第二平均差值；

根据所述第一平均差值和所述第二平均差值，计算转速波动值。

进一步地，所述计算补偿扭矩之后，还包括：

判断补偿扭矩是否大于预设阈值；

若是，则按照预设阈值输出补偿扭矩。

进一步地，所述根据预设的时间间隔，对电机转速信号进行采样之前，还包括：

根据预设的滤波参数，对电机转速信号进行低通滤波。

具体地，根据预设的采样周期进行电机转速信号的采样。并在采样之前进行滤波，所述电机转速信号的滤波参数需要调试。

计算各个采样时刻的电机转速信号与前一采样时刻的电机转速信息之间的差值，获得各个采样时刻的第一差值。计算各个采样时刻的第一差值与前一采样时刻的第一差值之间的差值，获得各个采样时刻的第二差值。

根据预设采样次数对各个采样时刻的第一差值进行多次累加求平均，获得第一平均差值，根据预设次数对各个采样时刻的第二差值进行多次累加求平均，获得第二平均差值。

根据所述转速波动值，判断转速波动值是否大于波动阈值。所述波动阈值为预先标定的阈值

若转速波动值大于波动阈值，则开启主动阻尼功能开关，所述主动阻尼开关不开启时，对于普通的可接受的小幅转速波动，不进行扭矩补偿，防止频繁的扭矩调节对系统造成一定的震荡。并根据转速波动值，计算补偿扭矩。

当转速波动值为正值时，补偿扭矩为正值，即转速上升过快，需求扭矩减去补偿扭矩，减小实际输出的扭矩。当转速波动值为负值时，补偿扭矩为负值，即转速下降过快，需求扭矩减去补偿扭矩，增大实际输出的扭矩。

本发明的第二个方面提出了一种电驱系统防抖控制装置，所述装置包括：转速信号采样模块、第一差值计算模块、第二差值计算模块、转速波动判断模块和补偿扭矩计算模块；

所述转速信号采样模块用于根据预设的时间间隔，对电机转速信号进行采样以获得电机转速；

所述第一差值计算模块用于计算各个时刻的第一差值，所述第一差值为各个采样时刻的第一差值与前一采样时刻的第一差值之间的差值；

所述第二差值计算模块用于计算各个时刻的第二差值，所述第二差值为各个采样时刻的第一差值与前一采样时刻的第一差值之间的差值；

所述转速波动判断模块用于根据所述第一差值和所述第二差值，判断转速波动是否超过预设阈值；

所述补偿扭矩计算模块用于在转速波动超过预设阈值时，计算补偿扭矩。

进一步地，所述第一差值计算模块还包括：第一平均差值计算单元

所述第一平均差值计算单元用于计算各个采样时刻的第一差值的平均值，获得第一平均差值；

所述第二差值计算模块还包括：第一平均差值计算单元

所述第二平均差值计算单元用于计算各个采样时刻的第二差值的平均值，获得第二平均差值。

进一步地，所述转速波动判断模块包括转速波动值计算单元和转速波动值比较单元；

所述转速波动值计算单元用于根据第一平均差值和第二平均差值，计算转速波动值；

所述转速波动值比较单元用于比较所述转速波动值是否大于预设的波动阈值。

进一步地，所述装置还包括转速信号滤波模块，所述转速信号滤波模块用于对电机转速信号进行滤波。

进一步地，所述装置还包括补偿扭矩限幅模块；

所述补偿扭矩限幅模块用于判断补偿扭矩是否超过预设阈值，并在判断补偿扭矩超过预设阈值时，按照预设阈值输出补偿扭矩。

具体地，根据预设的采样周期进行电机转速信号的采样。并在采样之前进行滤波，所述电机转速信号的滤波参数需要调试。

计算各个采样时刻的电机转速信号与前一采样时刻的电机转速信息之间的差值，获得各个采样时刻的第一差值。计算各个采样时刻的第一差值与前一采样时刻的第一差值之间的差值，获得各个采样时刻的第二差值。

根据预设采样次数对各个采样时刻的第一差值进行多次累加求平均，获得第一平均差值，根据预设次数对各个采样时刻的第二差值进行多次累加求平均，获得第二平均差值。

根据所述转速波动值，判断转速波动值是否大于波动阈值。所述波动阈值为预先标定的阈值。

若转速波动值大于波动阈值，则开启主动阻尼功能开关，所述主动阻尼开关不开启时，对于普通的可接受的小幅转速波动，不进行扭矩补偿，防止频繁的扭矩调节对系统造成一定的震荡。并根据转速波动值，计算补偿扭矩。

当转速波动值为正值时，补偿扭矩为正值，即转速上升过快，需求扭矩减去补偿扭矩，减小实际输出的扭矩。当转速波动值为负值时，补偿扭矩为负值，即转速下降过快，需求扭矩减去补偿扭矩，增大实际输出的扭矩。

本发明的第三个方面提出了一种车辆，所述车辆包括上述所述的电驱系统防抖控制装置。

采用上述技术方案，本发明所述的一种电驱系统防抖控制方法、装置和车辆，具有如下有益效果：

1)本发明提出的一种电驱系统防抖控制方法，所述电驱系统防抖控制方法采样电机转速，通过计算两次差值的方式，判断电驱系统的抖动是否超过预设阈值，从而进行扭矩补偿，所述第一差值为各个采样时刻的电机转速与前一采样时刻的电机转速之间的差值，所述第二差值为各个采样时刻的第一差值与前一采样时刻的第一差值之间的差值，引入第二差值能够对大幅度波动的快速响应，并及时抑制波动，同时避免了对误差范围内的转速波动的误判；

2)本发明提出的一种电驱系统防抖控制方法，所述电驱系统防抖控制方法在采样电机转速之前，对电机转速信号进行滤波处理，既保证计算的转速的实时性，又保证能过滤掉高频的转速波动；

3)本发明提出的一种电驱系统防抖控制装置，所述装置具有主动阻尼开关，当抖动程度超过预设阈值时，主动阻尼开关开启，启动主动阻尼功能，对于普通的可接受的小幅转速波动，可以设置不进行扭矩补偿，防止频繁的扭矩调节对系统造成一定的震荡。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的一种电驱系统防抖控制方法的流程图；

图2为本发明实施例提供的一种电驱系统防抖控制装置的结构示意图；

图3为本发明实施例提供的一种电驱系统防抖控制装置的转速波动判断模块的结构示意图。

以下对附图作补充说明：

201-转速信号采样模块，202-第一差值计算模块，203-第二差值计算模块，204-转速波动判断模块，205-补偿扭矩计算模块，2001-转速波动值计算单元，2002-转速波动值比较单元。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本申请所提供的几个实施例中，所描述的系统实施例仅仅是示意性的，例如所述模块的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个模块或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，模块或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性或其它的形式。

所述作为分离部件说明的模块可以是或者也可以不是物理上分开的，作为模块显示的部件可以是或者也可以不是物理模块，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络模块上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理模块中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个模块中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。

实施例1：

本发明实施例中提供了一种电驱系统防抖控制方法，如图1所示，所述方法包括：

s1.根据预设的时间间隔，对电机转速信号进行采样以获得各个采样时刻的电机转速；

s2.计算各个采样时刻的第一差值，所述第一差值为各个采样时刻的电机转速与前一采样时刻的电机转速之间的差值；

s3.对所述各个采样时刻的第一差值进行多次累加求平均，获得第一平均差值。

s4.计算各个采样时刻的第二差值，所述第二差值为各个采样时刻的第一差值与前一采样时刻的第一差值之间的差值；

s5.对所述各个采样时刻的第二差值进行多次累加求平均，获得第二平均差值；

s6.根据所述第一平均差值和所述第二平均差值，计算转速波动值，判断转速波动值是否大于波动阈值；

s7.若是，则计算补偿扭矩，根据所述补偿扭矩，对需求扭矩进行调整。

进一步地，在获得各个时刻的电机转速之前，对电机转速信号进行低通滤波。选择合适的参数，对电机转速信号进行一定条件的低通滤波。

进一步地，在计算补偿扭矩之后，对补偿扭矩进行限幅，防止补偿扭矩超过电驱系统的极限。

进一步地，当转速波动值为正值时，补偿扭矩为正值，即转速上升过快，需求扭矩减去补偿扭矩，减小实际输出的扭矩。当转速波动值为负值时，补偿扭矩为负值，即转速下降过快，需求扭矩减去补偿扭矩，增大实际输出的扭矩。

具体地，根据预设的采样周期进行电机转速信号的采样。每经过预设的时间间隔，获取采样时刻的电机转速信号。所述电机转速信号的滤波参数需要调试，所述滤波参数要保证滤掉一些高频的转速波动，同时又要保持转速的实时性，防止补偿的扭矩滞后。

计算各个采样时刻的电机转速信号与前一采样时刻的电机转速信息之间的差值，获得各个采样时刻的第一差值。计算各个采样时刻的第一差值与前一采样时刻的第一差值之间的差值，获得各个采样时刻的第二差值。根据所述第二差值能够判断电机转速上升的趋势，保证了对大幅度波动的快速响应，并及时抑制波动。且所述第二差值的引入可以避免对普通的电机转速波动的误判，所述普通的电机转速波动可以是因为电机转速本身不平滑导致的波动，也可能是主动阻尼功能调节时导致的波动。

根据预设采样次数对各个采样时刻的第一差值进行多次累加求平均，获得第一平均差值，根据预设次数对各个采样时刻的第二差值进行多次累加求平均，获得第二平均差值。通过求取第一平均差值和第二平均差值的方式对第一差值和第二差值进行处理，可以滤掉普通的小幅波动，避免误判。

根据所述第一平均差值和所述第二平均差值，计算转速波动值。所述转速波动值的公式如下：

s＝davg1*a+davg2*b

其中，s为转速波动值，davg1为第一平均差值，davg2为第二平均差值，a为标定参数，b为标定参数。

根据所述转速波动值，判断转速波动值是否大于波动阈值。所述波动阈值为预先标定的阈值

若转速波动值大于波动阈值，则开启主动阻尼功能开关，所述主动阻尼开关不开启时，对于普通的可接受的小幅转速波动，不进行扭矩补偿，防止频繁的扭矩调节对系统造成一定的震荡。并根据转速波动值，计算补偿扭矩。所述补偿扭矩的计算公式为：

tadd＝davg1*c+davg2*d

其中，tadd为补偿扭矩，davg1为第一平均差值，davg2为第二平均差值，c为标定参数，d为标定参数。此参数属于可标定参数，可在不同车型项目上进行快速验证，加快调试进度。所述补偿扭矩也可以采取其他的计算方法计算得到。

对补偿扭矩进行限幅，防止补偿扭矩超过系统的限制条件。

将补偿扭矩补偿到需求扭矩上，所述需求扭矩通过整车控制器输入到电机控制器中，所述电机控制器可以根据需求扭矩控制电机转动。当转速波动值为正时，即转速上升过快时，补偿扭矩也是正的，需求扭矩减补偿扭矩，减小了实际输出的扭矩，抑制转速快速的上升。当转速波动值为负时，即转速下降过快时，补偿扭矩也是负的，需求扭矩减补偿扭矩，增大了实际输出的扭矩，抑制转速快速的下降。

本发明实施例所述的一种电驱系统防抖控制方法，所述方法通过转速差值和各个时刻转速差值与上一时刻转速差值之间的差值，计算转速波动值，判断是否超过波动阈值。当超过波动阈值时，则计算补偿扭矩，对需求扭矩进行补偿。所述方法中引入了各个时刻转速差值与上一时刻转速差值之间的差值，能够对大幅度波动的快速响应，并及时抑制波动，同时避免了对误差范围内的转速波动的误判。此外，在获得差值之前，所述方法对电机转速信号进行滤波处理，既保证计算的转速的实时性，又保证能过滤掉高频的转速波动。

实施例2：

本发明实施例中提供了一种电驱系统防抖控制装置，如图2所示，所述装置包括：转速信号采样模块201、第一差值计算模块202、第二差值计算模块203、转速波动判断模块204和补偿扭矩计算模块205。

所述转速信号采样模块201用于根据预设的时间间隔对电机转速信号进行采样，获得各个时刻的电机转信号。

所述第一差值计算模块202用于计算各个时刻的第一差值，所述第一差值为各个时刻电机转速与前一时刻电机转速的差值。所述第一差值计算模块还包括第一平均差值计算单元，所述第一平均差值计算单元用于对各个时刻的第一差值进行多次累加求平均，获得第一平均差值。

所述第二差值计算模块203用于计算各个时刻的第二差值，所述第二差值为各个时刻的第一差值与前一时刻的第一差值之间的差值。所述第二差值计算模块还包括第二平均差值计算单元，所述第二平均差值计算单元用于对各个时刻的第二差值进行多次累加求平均，获得第二平均差值。

所述转速波动判断模块204包括转速波动值计算单元2001和转速波动值比较单元2002。所述转速波动值计算单元用于根据第一平均差值和第二平均差值，计算转速波动值。所述转速波动值比较单元用于比较所述转速波动值是否大于预设的波动阈值。

所述补偿扭矩计算模块205用于当转速波动值大于预设的波动阈值时，计算补偿扭矩。

进一步地，所述装置还包括转速信号滤波模块，所述转速信号滤波模块用于对电机转速信号进行滤波。通过滤波滤掉一些高频的转速波动，同时保持转速的实时性，防止补偿的扭矩滞后。

具体地，根据预设的采样周期进行电机转速信号的采样。每经过预设的时间间隔，获取采样时刻的电机转速信号。所述电机转速信号的滤波参数需要调试，所述滤波参数要保证滤掉一些高频的转速波动，同时又要保持转速的实时性，防止补偿的扭矩滞后。

计算各个采样时刻的电机转速信号与前一采样时刻的电机转速信息之间的差值，获得各个采样时刻的第一差值。计算各个采样时刻的第一差值与前一采样时刻的第一差值之间的差值，获得各个采样时刻的第二差值。根据所述第二差值能够判断电机转速上升的趋势，保证了对大幅度波动的快速响应，并及时抑制波动。且所述第二差值的引入可以避免对普通的电机转速波动的误判，所述普通的电机转速波动可以是因为电机转速本身不平滑导致的波动，也可能是主动阻尼功能调节时导致的波动。

根据预设次数对各个采样时刻的第一差值进行多次累加求平均，获得第一平均差值，根据预设次数对各个采样时刻的第二差值进行多次累加求平均，获得第二平均差值。通过求取第一平均差值和第二平均差值的方式对第一差值和第二差值进行处理，可以滤掉普通的小幅波动，避免误判。

根据所述第一平均差值和所述第二平均差值，计算转速波动值。所述转速波动值的公式如下：

s＝davg1*a+davg2*b

其中，s为转速波动值，davg1为第一平均差值，davg2为第二平均差值，a为标定参数，b为标定参数。

根据所述转速波动值，判断转速波动值是否大于波动阈值。所述波动阈值为预先标定的阈值

若转速波动值大于波动阈值，则开启主动阻尼功能开关，所述主动阻尼功能对于普通的可接受的小幅转速波动，不进行扭矩补偿，防止频繁的扭矩调节对系统造成一定的震荡。并根据转速波动值，计算补偿扭矩。所述补偿扭矩的计算公式为：

tadd＝davg1*c+davg2*d

其中，tadd为补偿扭矩，davg1为第一平均差值，davg2为第二平均差值，c为标定参数，d为标定参数。此参数属于可标定参数，可在不同车型项目上进行快速验证，加快调试进度。所述补偿扭矩也可以采取其他的计算方法计算得到。

对补偿扭矩进行限幅，防止补偿扭矩超过系统的限制条件。

将补偿扭矩加到需求扭矩上，所述需求扭矩通过整车控制器输入到电机控制器中，所述电机控制器可以根据需求扭矩控制电机转动。当转速波动值为正时，即转速上升过快时，补偿扭矩也是正的，需求扭矩减补偿扭矩，减小了实际输出的扭矩，抑制转速快速的上升。当转速波动值为负时，即转速下降过快时，补偿扭矩也是负的，需求扭矩减补偿扭矩，增大了实际输出的扭矩，抑制转速快速的下降。

本发明实施例所述的一种电驱系统防抖控制装置，所述装置通过转速差值和各个时刻转速差值与上一时刻转速差值之间的差值，计算转速波动值，判断是否超过波动阈值。当超过波动阈值时，则计算补偿扭矩，对需求扭矩进行补偿。所述方法中引入了各个时刻转速差值与上一时刻转速差值之间的差值，能够对大幅度波动快速响应，并及时抑制波动，同时避免了对误差范围内的转速波动的误判。此外，在获得差值之前，所述装置对电机转速信号进行滤波处理，既保证计算的转速的实时性，又保证能过滤掉高频的转速波动。所述装置还增加了主动阻尼开关，对于普通的可接受的小幅转速波动，可以设置不进行扭矩补偿，防止频繁的扭矩调节对系统造成一定的震荡。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。