一种纯电动汽车消除车辆抖动的控制方法
【专利摘要】一种纯电动汽车消除车辆抖动的控制方法，整车控制器通过采集加速踏板信号、档位信号以及制动踏板信号，解析出驾驶员的真正驾驶意图，从而计算出驾驶员需求扭矩TqDrvReq；电机控制器反馈回整车控制器的电机实际转速信号MotSpd，整车控制器对MotSpd进行滤波得到MotSpdFil。通过MotSpdFil与MotSpd的差值，用PID算法计算出修正扭矩TqCorr，对驾驶员需求扭矩进行修正。通过，TqDrvReq与TqCorr的叠加得到最终的需求扭矩TqReq，将其发送给电机控制器，让其执行该扭矩。本方法可以消除车辆的抖动，与减小齿轮间隙以及优化传动结构的传统方式相比，具有成本低、实施简单、易验证和效果好等优点。
【专利说明】 一种纯电动汽车消除车辆抖动的控制方法
【技术领域】
[0001]本发明属于新能源汽车电控系统的控制策略领域，涉及对新能源纯电动汽车消除车辆抖动的控制方法。
[0002]
【背景技术】
[0003]当今世界，汽车工业高速发展，传统汽车的数量急剧上升。目前，传统汽车已经对气候变化、环境污染、能源紧缺等方面产生了巨大的影响。针对以上问题，纯电动汽车应运而生，它可以有效的解决上述一系列问题。但是，基于纯电动汽车与传统汽车传动结构的不同，纯电动汽车没有离合器以及传统的变速箱，只有一个减速器，基本上属于刚性连接。由于这种特性，在行驶过程中扭矩发生大范围变化时，车辆会出现抖动。因此，纯电动汽车的舒适性受到了影响。
[0004]
【发明内容】
[0005]本发明提供一种纯电动汽车消除车辆抖动的控制方法，该方法是基于转速滤波与变参数PID控制算法来解决纯电动汽车车辆抖动问题，使车辆的舒适性满足要求。
[0006]纯电动汽车的抖动，主要反映在电机转速的变化上。当电机转速出现反复波动时，且在一定时间内转速上下变化超过一定值时，驾驶员就会感觉到车辆出现抖动。所以，消除抖动的本质就是通过控制电机的扭矩来控制电机的转速，使电机的转速波动处于一定的范围之内，让驾驶员感觉不到电机转速波动就达到了控制目的。其方法是对电机转速信号进行滤波，消除电机转速信号的抖动，控制实际电机转速信号趋近于滤波后的转速信号，达到消除电机转速短时间的上下波动，从而达到消除车辆抖动的问题。
[0007]因此本发明采用的技术方案如下:
一种纯电动汽车消除车辆抖动的控制方法，其步骤如下:
(I)整车控制器采集加速踏板信号、档位信号以及制动踏板信号，计算出驾驶员当前需求的扭矩TqDrvReq ；
(2 )整车控制器接收电机反馈的电机实际转速MotSpd，通过MotSpd值计算得到滤波后的电机转速反馈值MotSpdFilFB,再取其两个转速差值的绝对值I MotSpd-MotSpdFiIFB I，得到偏差转速DeltaSpd ；
(3)利用DeltaSpd值，通过线性差值查表的方式计算一阶RC滤波所需的时间常数值；
(4)一阶RC滤波通过得到的时间常数值和滤波前的电机转速值，计算得到滤波后的转速值 MotSpdFil ；
(5)通过滤波前后转速差值，进行线性差值查表计算得到PID控制所需求的P、1、D项的参数；
(6)PID控制程序根据计算得到的P、1、D项的参数以及转速的偏差计算得到所需的校正扭矩；当实际转速大于滤波转速时，得到负的校正扭矩，用于降低转速；同理，反之得到正的扭矩，用于增大转速，从而达到滤除电机转速波动的目的。校正扭矩的大小，需经过上下限值进行限制，以满足驾驶员驾驶的扭矩需求；最终，得到校正扭矩TqCorr ；
(7)将TqDevReq与TqCorr进行相加，得到最后发送给电机控制器的扭矩需求值，电机控制器将其转化为相应的三相交流电控制电机输出扭矩。
[0008]本方法基于转速滤波与变参数PID控制算法来解决纯电动汽车车辆抖动问题，与减小齿轮间隙以及优化传动结构的传统方式相比，具有成本低、实施简单、易验证和效果好等优点。通过本技术方案，可以控制电机实际转速的波动在90rpm/60ms之内，驾驶员对此波动无感觉。
[0009]
【专利附图】
【附图说明】
[0010]图1是抖动消除控制系统框图；
图2是转速滤波控制框图；
图3是抖动消除控制框图。
[0011]
【具体实施方式】
[0012]以下结合附图详细说明本发明的技术方案:
如图1所示，整车控制器通过采集加速踏板信号、档位信号以及制动踏板信号，解析出驾驶员的真正驾驶意图，从而计算出驾驶员需求扭矩TqDrvReq;电机控制器反馈回整车控制器的电机实际转速信号MotSpd，整车控制器对MotSpd进行滤波得到MotSpdFil。通过MotSpdFil与MotSpd的差值，用PID算法计算出修正扭矩TqCorr，对驾驶员需求扭矩进行修正。通过，TqDrvReq与TqCorr的叠加得到最终的需求扭矩TqReq，将其发送给电机控制器，让其执行该扭矩。其中，TqCorr通过标定限制其最大与最小修正扭矩。
[0013]具体控制步骤如下:
1、整车控制器负责采集加速踏板信号、档位信号以及制动踏板信号。如图3所示，驾驶员需求扭矩计算程序通过解析以上信号，解释驾驶员的扭矩需求，计算出驾驶员当前需求的扭矩TqDrvReq ；
2、如图2所示，整车控制器接收到电机反馈的电机实际转速MotSpd，整车控制器通过MotSpd值计算得到滤波后的电机转速反馈值MotSpdFi IFB，再取其两个转速差值的绝对值
MotSpd-MotSpdFilFB I，得到偏差转速 DeltaSpd ；
3、利用DeltaSpd值，通过线性差值查表的方式计算一阶RC滤波程序所需的时间常数值。其中，查表所需的时间常数与DeltaSpd的对应关系，通过实车标定获得。当DetlSpd偏大时，减小时间常数，增强跟随性能；当DetalSpd偏小时，增大时间常数，达到滤除波动转速的目的；最终，标定出转速跟随性能与滤波性相平衡能平衡的一组对应关系。
[0014]4、一阶RC滤波程序通过得到的时间常数值和滤波前的电机转速值，计算得到滤波后的转速值MotSpdFil ；
5、如图3所示，通过滤波前后转速差值，进行线性差值查表计算得到PID控制程序的所需求的P、1、D项的参数，同样，它们之间的对应关系通过实车标定得到，标定出一组可以满足PID控制的稳定性与快速响应性要求的对应关系；
6、PID控制程序根据计算得到的P、1、D项的参数以及转速的偏差计算得到所需的校正扭矩。当实际转速大于滤波转速时，得到负的校正扭矩，用于降低转速；同理，反之得到正的扭矩，用于增大转速，从而达到滤除电机转速波动的目的。校正扭矩的大小，需经过上下限值进行限制，以满足驾驶员驾驶的扭矩需求；最终，得到校正扭矩TqCorr ；
最后，将TqDevReq与TqCorr进行相加，就得到了最后发送给电机控制器的扭矩需求值。然后，电机控制器将其转化为相应的三相交流电控制电机输出扭矩。
【权利要求】
1.一种纯电动汽车消除车辆抖动的控制方法，其步骤如下: (I)整车控制器采集加速踏板信号、档位信号以及制动踏板信号，计算出驾驶员当前需求的扭矩TqDrvReq ； (2 )整车控制器接收电机反馈的电机实际转速MotSpd，通过MotSpd值计算得到滤波后的电机转速反馈值MotSpdFilFB,再取其两个转速差值的绝对值I MotSpd-MotSpdFiIFB I，得到偏差转速DeltaSpd ； (3)利用DeltaSpd值，通过线性差值查表的方式计算一阶RC滤波所需的时间常数值； (4)一阶RC滤波通过得到的时间常数值和滤波前的电机转速值，计算得到滤波后的转速值 MotSpdFil ； (5)通过滤波前后转速差值，进行线性差值查表计算得到PID控制所需求的P、1、D项的参数； (6)PID控制程序根据计算得到的P、1、D项的参数以及转速的偏差计算得到所需的校正扭矩；当实际转速大于滤波转速时，得到负的校正扭矩，用于降低转速；同理，反之得到正的扭矩，用于增大转速，从而达到滤除电机转速波动的目的； 校正扭矩的大小，需经过上下限值进行限制，以满足驾驶员驾驶的扭矩需求；最终，得到校正扭矩TqCorr ； (7)将TqDevReq与TqCorr进行相加，得到最后发送给电机控制器的扭矩需求值，电机控制器将其转化为相应的三相交流电控制电机输出扭矩。
2.根据权利要求1所述的纯电动汽车消除车辆抖动的控制方法，其特征在于，所述步骤(3)的查表所需的时间常数与DeltaSpd的对应关系，通过实车标定获得，当DetlSpd偏大时，减小时间常数，增强跟随性能；当DetalSpd偏小时，增大时间常数，达到滤除波动转速的目的；最终，标定出转速跟随性能与滤波性相平衡能平衡的一组对应关系。
【文档编号】B60L15/20GK104228606SQ201410435003
【公开日】2014年12月24日 申请日期:2014年8月30日 优先权日:2014年8月30日
【发明者】刘宇, 冯超, 戴军, 吕玉华 申请人:重庆长安汽车股份有限公司, 重庆长安新能源汽车有限公司