CN102941816B - 一种电动车辆的驱动电机转矩控制方法 - Google Patents

一种电动车辆的驱动电机转矩控制方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种电动车辆的驱动电机转矩控制方法，包括以下步骤：当整车控制器检测到驾驶员的车辆起步意图时，整车控制器计算出驾驶员需求的车辆驱动转矩；同时整车控制器通过查表计算出允许的驱动电机驱动转矩限值；比较驾驶员驱动车辆转矩的需求、当前电机允许的驱动转矩限值和电机驱动转矩限值，取三者之间的最小值，作为驱动电机的转矩目标值；整车控制器控制电机转矩从较小的电机转矩值按照一定的转矩斜率变化率变化至驱动电机的转矩目标值；当驱动电机的当前实际转矩值与车辆的驱动转矩需求值接近时，该控制过程完成。本发明的有益效果为：既保证了车辆的动力响应的及时，又解决了车辆起步过程当中车辆平顺性和电机偶发的碰撞异响问题。

Description

一种电动车辆的驱动电机转矩控制方法
技术领域
本发明涉及一种电动车辆的驱动电机转矩控制方法。
背景技术
随着国际原油资源的日益紧张和环境污染造成对车辆排放的要求日益严格，新能源车辆逐渐成为了各大汽车厂商的一大核心研发方向。目前市场中的新能源车辆中，油电混合动力车辆以及纯电动车辆是其中一大重要的发展区域。
混合动力车辆根据系统方案的不同，可以分为多种形式，常见的包括串联式混合动力系统、并联式混合动力系统和混联式混合动力系统；根据混合度的不同，可以分为微混方案、中混方案、强混方案；根据是否具有外接充电的方式，可以分为插电式混合动力和非插电式混合动力。
在上述混合动力系统当中，有一些混合动力方案同纯电动车辆一样具备纯电动驱动的功能，例如串联系统当中车辆的驱动完全由驱动电机实现。
纯电动驱动功能的车辆由于电机在低速区域具有平稳的转矩输出能力，一般电机与驱动轴的连接均不再需要额外的离合器控制。由于电机的特性，在车辆起步过程当中，电机转矩从零转矩变化到目标驱动转矩的过程，往往会造车辆起步过程中的平顺性能的缺憾；额外还会发生由于电机特性的问题而造成转矩从零到驱动转矩变化过程中的碰撞声音，给驾驶员带来了不舒适感觉，同时也给汽车行驶带来一定的安全隐患。
目前，现有的技术当中，在面对上述问题时，解决方案是通过滤波处理或者转矩变化率的限制使得在该过程当中转矩变化较为平顺，这在一定程度上满足了车辆平顺的要求，然而对于电机的偶发的碰撞异响基本无能为力。因为如果将该过程的转矩变化幅度限制的过低，会导致车辆驱动转矩响应的滞后甚至不能满足驾驶员正常的加速需求。
发明内容
本发明的目的是提供一种电动车辆的驱动电机转矩控制方法，其既能够保证车辆的动力响应的及时，同时也能够解决车辆起步过程当中车辆平顺性和电机偶发的碰撞异响问题。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现：
一种电动车辆的驱动电机转矩控制方法，具体情况如下：
当车辆处于电动驱动状态的车辆起步、驱动电机的转矩从零变化到驱动转矩时，按照以下步骤对电机转矩进行控制：
步骤1）、整车控制器通过整车CAN网络接收油门踏板、制动踏板幅值、车辆档位状态、车速、电机可用驱动转矩、电机当前实际转矩及电池荷电状态的信号；
步骤2）、当整车控制器检测车速为零时，判定当车辆处于静止状态；当整车控制器检测到换挡杆处于前进或者倒车档位并且驾驶员松开制动踏板时，判定驾驶员有车辆起步的控制意图；
步骤3）、当整车控制器检测到驾驶员的车辆起步意图时，整车控制器依据车辆加速踏板幅值和当前车速，计算出驾驶员需求的车辆驱动转矩，一般可以是依据车辆的加速踏板幅值和当前车速，通过查预设的车辆驱动转矩目标脉谱图，获得车辆当前状态下的车辆驱动转矩目标值；
步骤4）、整车控制器依据高压蓄电池的荷电状态，查表计算出允许的驱动电机驱动转矩限值，一般可以通过查预设的电池驱动转矩表获得当前电池SOC状态下，允许电机用于驱动的最大转矩限值；当电池SOC较高时，可用于驱动的最大转矩限值就会较大，当电池SOC较低时，可用于驱动的最大转矩限值就会较小；
步骤5）、整车控制器通过比较驾驶员驱动车辆转矩的需求、当前电机允许的驱动转矩限值和依据高压蓄电池核电状态计算获得的电机驱动转矩限值，取三者之间的最小值，作为驱动电机的转矩目标值；即依据车辆驱动转矩目标脉谱图查表获得的驾驶员转矩需求，需要受到来自高压蓄电池的驱动转矩限值的限制，以及电机自身的驱动转矩限值限制；
步骤6）、整车控制器控制电机从零转矩阶跃到一个较小的电机转矩值（典型的可设定为2牛米），并保持一段时间（典型的可设定为0.2秒），然后控制电机转矩从该值按照一定的转矩斜率变化率（典型的可以设定为1000牛米/秒）变化至驱动电机的转矩目标值；以及
步骤7）、当电机的驱动转矩设定值与车辆转矩需求值接近时（典型的两者之间的差值小于0.5牛米），该控制过程结束，驱动电机正常响应车辆的驱动转矩需求。
本发明的有益效果为：本发明可以使得电机在零转矩附近转矩变化幅值得到控制，相对平稳，不会对驾驶员形成较大的冲击；电机转矩设定在较小转矩设定点，持续时间较短，能够使得车辆的输出转矩得到较快速的响应，而不至因为零转矩附近变化导致对于驾驶员加速性能的无法接受；另外，由于扭矩是阶跃到较小的转矩后，才使电机转动部件快速转动到结合状态，从而能够有效的避免电机的撞击声音异响。
附图说明
下面根据附图对本发明作进一步详细说明。
图1是本发明实施例所述一种电动车辆的驱动电机转矩控制方法的控制流程图；
图2是本发明实施例所述一种电动车辆的驱动电机转矩控制方法在控制过程中的转矩设定示意图。
具体实施方式
如图1-2所示，本发明实施例所述一种电动车辆的驱动电机转矩控制方法，当车辆处于电动驱动状态的车辆起步、驱动电机的转矩从零变化到驱动转矩时，本发明实施例所述的一种电动车辆的驱动电机转矩控制方法，通过以下步骤实现：
步骤1）、在一款纯电动车辆上，整车控制器通过动力CAN网络接收高压蓄电池荷电状态、驱动电机当前驱动转矩、驱动电机当前实际转矩及车速的信息；整车控制器通过模拟量接口接收油门踏板幅值，通过数字量接口接收换挡位置信息和制动踏板状态信息；
步骤2）、当整车控制器检测车速为零时，判定当车辆处于静止状态；当整车控制器检测到换挡杆处于前进或者倒车档位并且驾驶员松开制动踏板时，判定驾驶员有车辆起步的控制意图；
步骤3）、当整车控制器检测到驾驶员的车辆起步意图时，整车控制器依据车辆的加速踏板幅值和当前车速，通过查预设的车辆驱动转矩目标脉谱图，获得车辆当前状态下的车辆驱动转矩目标值；
步骤4）、整车控制器依据高压蓄电池的荷电状态，通过查预设的电池驱动转矩表获得当前电池SOC状态下，允许电机用于驱动的最大转矩限值；当电池SOC较高时，可用于驱动的最大转矩限值就会较大，当电池SOC较低时，可用于驱动的最大转矩限值就会较小；
步骤5）、整车控制器通过比较驾驶员驱动车辆转矩的需求、当前电机允许的驱动转矩限值和依据高压蓄电池核电状态计算获得的电机驱动转矩限值，取三者之间的最小值，作为驱动电机的转矩目标值；即依据车辆驱动转矩目标脉谱图查表获得的驾驶员转矩需求，需要受到来自高压蓄电池的驱动转矩限值的限制，以及电机自身的驱动转矩限值限制；
步骤6）、整车控制器将电机转矩设定为2牛米，并保持0.2秒时间；之后按照1000牛米/秒的转矩变化率限值逐步提高驱动电机的转矩设定值，一直到电机转矩设定达到驾驶员的转矩目标值；以及
步骤7）、整车控制器实时检测驱动电机的当前实际转矩值，并与驾驶员的转矩目标进行比较，当两者的差值小于0.5牛米之后，整车控制器判定车辆起步的驱动转矩控制过程结束。
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。

Claims (5)

1.一种电动车辆的驱动电机转矩控制方法，其特征在于，当车辆处于电动驱动状态的车辆起步、驱动电机的转矩从零变化到驱动电机的转矩目标值时，按照以下步骤对电机转矩进行控制：
步骤1）、整车控制器通过整车CAN网络接收加速踏板幅值、制动踏板幅值、车辆档位状态、车速、电机可用驱动转矩、电机当前实际转矩及电池荷电状态的信号；
步骤2）、整车控制器判定当车辆处于静止状态、换挡位置处在驱动档位、驾驶员松开制动踏板时，判定驾驶员有车辆起步的控制意图；
步骤3）、整车控制器依据车辆加速踏板幅值和当前车速，计算出驾驶员需求的车辆驱动转矩，即车辆驱动转矩需求值；
步骤4）、整车控制器依据电池荷电状态，查表计算出允许的电机驱动转矩限值一；
步骤5）、整车控制器通过比较车辆驱动转矩需求值、当前电机允许的电机驱动转矩限值二和依据电池荷电状态计算获得的电机驱动转矩限值一，取三者之间的最小值，确定为驱动电机的转矩目标值；
步骤6）、整车控制器控制电机从零转矩阶跃到一个较小的电机转矩值，并保持一段时间，然后控制电机转矩从该值按照一定的转矩斜率变化率变化至驱动电机的转矩目标值；以及
步骤7）、当驱动电机的当前实际的电机转矩值与驱动电机的转矩目标值接近时，该控制过程完成。
2.根据权利要求1所述的一种电动车辆的驱动电机转矩控制方法，其特征在于：所述步骤3）中，整车控制器计算车辆驱动转矩需求值的方法是依据车辆的加速踏板幅值和当前车速，通过查预设的车辆驱动转矩目标脉谱图，获得车辆当前状态下的车辆驱动转矩需求值。
3.根据权利要求2所述的一种电动车辆的驱动电机转矩控制方法，其特征在于：所述步骤4）中，查表计算允许的电机驱动转矩限值一是指查预设的电池驱动转矩表获得当前电池荷电状态下，允许电机用于驱动的最大转矩限值。
4.根据权利要求3所述的一种电动车辆的驱动电机转矩控制方法，其特征在于：所述步骤6）中，较小的电机转矩值具体为2牛米；保持一段时间具体为0.2秒；一定的转矩斜率变化率具体为1000牛米/秒。
5.根据权利要求4所述的一种电动车辆的驱动电机转矩控制方法，其特征在于：所述步骤7）中，驱动电机的当前实际的电机转矩值与车辆的驱动电机的转矩目标值接近时的误差值小于0.5牛米。
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