CN105799544B - 纯电动汽车起步抖动及电刹车噪声的解决方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种纯电动汽车起步抖动及电刹车噪声的解决方法，即本方法分别定义油门给定力矩、电机反馈力矩、上升力矩步长、下降力矩步长和稳态力矩步长；同时标记电机力矩调整状态分别为上升力矩步长调整状态、下降力矩步长调整状态和平衡力矩步长调整状态以及对应的车辆运行状态；分别设定各力矩步长调整状态下的力矩步长调整策略，实现各状态下电机力矩的渐变调整。本方法可使电机的加力过程和撤力过程平稳顺畅，减小电机的机械冲击，有效抑制整车起步抖动，以及消除或降低电回馈过程中的电刹车噪声。

Description

纯电动汽车起步抖动及电刹车噪声的解决方法

技术领域

本发明涉及一种纯电动汽车起步抖动及电刹车噪声的解决方法。

背景技术

纯电动汽车采用电机驱动，相对整车质量来讲，电机转子惯量很小，但电磁力矩响应快，两者配合时，尤其表现在起步阶段、倒车以及低速回收电能时，会存在一段时间内齿轮打齿现象，造成整车抖动和机械异响。现有的抑制抖动和噪声的方法，大都对油门开度和变化率进行钝化处理。

专利文献CN103552469A公开了一种考虑驾驶员意图的油门钝化方法，其包含了对油门开度变化率的合理性辨识，剔除路面颠簸引起的油门开度变化，然后对油门变化率较大的区段进行限制，使油门给定缓和，目的是实现平稳换挡；该技术方案具有一定的抑制车辆起步抖动的效果。但是，该方法存在一定的缺陷，识别油门变化需要时间，针对已经发生的不理想结果进行调节，是一种滞后控制方法，而且这种控制会在整个行驶过程中一直存在，不能准确反应驾驶员的真实驾驶意图，也会牺牲车辆动力性能。

中国专利CN203358355U公开了一种减小电动汽车动力系统异响的控制系统，其核心内容是油门开度为0时，通过电机施加1～10NM的小力矩，使减速器上齿轮不分开，仍保持驱动时的状态。这种方法使得电机一直处于工作状态，提高整车电耗，影响车辆续航里程，无法实现滑行时电能回馈的功能；在车辆由驱动转为刹车电能回馈时，也无法阻止车辆抖动和噪声的产生。

专利文献CN102943873A公开了一种油门的控制方法，通过连续采集油门开度，计算当前时刻的油门变化率，当油门变化率过大时，限制变化率到设定值，给出当前时刻的油门有效修正值，防止离合器等相关硬件的损耗。这种限制油门的方法也是一种简单的钝化油门的思路，可以弱化抖动幅度，但无法降低抖动频率，另外对车辆动力性能也有牺牲。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种纯电动汽车起步抖动及电刹车噪声的解决方法，本方法可使电机的加力过程和撤力过程平稳顺畅，减小电机的机械冲击，有效抑制整车起步抖动，以及消除或降低电回馈过程中的电刹车噪声。

为解决上述技术问题，本发明纯电动汽车起步抖动及电刹车噪声的解决方法包括如下步骤：

步骤一、定义油门给定力矩为油门踏板开度解析后的电机力矩设定值，电机反馈力矩为在执行力矩控制过程中，电机实际已达到的力矩值，上升力矩步长为电机反馈力矩绝对值增大过程中，单次调整的最大力矩值，下降力矩步长为电机反馈力矩绝对值减小过程中，单次调整的最大力矩值，稳态力矩步长为在静止或电机力矩平衡状态下，单次调整的最大力矩值；

步骤二、标记电机力矩调整状态分别为上升力矩步长调整状态、下降力矩步长调整状态和平衡力矩步长调整状态；

步骤三、在车辆起步阶段，油门给定力矩绝对值大于电机反馈力矩绝对值，电机反馈力矩绝对值有一个增大过程，车辆起步阶段对应为上升力矩步长调整状态；刹车起始阶段，电机反馈力矩绝对值也有一个增大过程，同样划分为上升力矩步长调整状态；在松油门或松刹车时，电机反馈力矩绝对值是一个减小过程，该过程对应为下降力矩步长调整状态；车辆静止、均速行驶、均加速和均减速阶段对应为平衡力矩步长调整状态；

步骤四、在上升力矩步长调整状态时，计算电机在加力矩过程中的上升力矩步长首次进行上升力矩步长调整时，上升力矩步长等于最小力矩步长；设置上升力矩步长调整计时器并且设定计时周期，控制电机按计时周期和上升力矩步长取值进行上升力矩调整；上升力矩步长调整过程中预判调整后的力矩步长是否超出最大力矩步长，若超出，则限制到最大力矩步长，否则，在原力矩步长的基础上增加一个最小力矩步长；其中，最小力矩步长按电机额定力矩的20～60%选取，最大力矩步长≥N*最小力矩步长，N是整倍数；

步骤五、在下降力矩步长调整状态时，计算电机在减力矩过程中的下降力矩步长首次进行下降力矩步长调整时，下降力矩步长等于最小力矩步长；设置下降力矩步长调整计时器并且设定计时周期，控制电机按计时周期和下降力矩步长取值进行下降力矩调整；下降力矩步长调整过程中预判调整后的力矩步长是否超出最大力矩步长，若超出，则限制到最大力矩步长，否则，在原力矩步长的基础上增加一个最小力矩步长；

步骤六、在平衡力矩步长调整状态时，上升力矩步长和下降力矩步长设置为最小力矩步长。

由于本发明纯电动汽车起步抖动及电刹车噪声的解决方法采用了上述技术方案，即本方法分别定义油门给定力矩、电机反馈力矩、上升力矩步长、下降力矩步长和稳态力矩步长；同时标记电机力矩调整状态分别为上升力矩步长调整状态、下降力矩步长调整状态和平衡力矩步长调整状态以及对应的车辆运行状态；分别设定各力矩步长调整状态下的力矩步长调整策略，实现各状态下电机力矩的渐变调整。本方法可使电机的加力过程和撤力过程平稳顺畅，减小电机的机械冲击，有效抑制整车起步抖动，以及消除或降低电回馈过程中的电刹车噪声。

附图说明

下面结合附图和实施方式对本发明作进一步的详细说明：

图1为本方法电机力矩步长调整的逻辑框图。

具体实施方式

本发明纯电动汽车起步抖动及电刹车噪声的解决方法包括如下步骤：

步骤一、定义油门给定力矩为油门踏板开度解析后的电机力矩设定值，电机反馈力矩为在执行力矩控制过程中，电机实际已达到的力矩值，上升力矩步长为电机反馈力矩绝对值增大过程中，单次调整的最大力矩值，下降力矩步长为电机反馈力矩绝对值减小过程中，单次调整的最大力矩值，稳态力矩步长为在静止或电机力矩平衡状态下，单次调整的最大力矩值；

步骤二、标记电机力矩调整状态分别为上升力矩步长调整状态、下降力矩步长调整状态和平衡力矩步长调整状态；

步骤三、在车辆起步阶段，油门给定力矩绝对值大于电机反馈力矩绝对值，电机反馈力矩绝对值有一个增大过程，车辆起步阶段对应为上升力矩步长调整状态；刹车起始阶段，电机反馈力矩绝对值也有一个增大过程，同样划分为上升力矩步长调整状态，车辆起步阶段包含车辆倒车起步；在松油门或松刹车时，电机反馈力矩绝对值是一个减小过程，该过程对应为下降力矩步长调整状态；车辆静止、均速行驶、均加速和均减速阶段对应为平衡力矩步长调整状态；

步骤四、在上升力矩步长调整状态时，计算电机在加力矩过程中的上升力矩步长首次进行上升力矩步长调整时，上升力矩步长等于最小力矩步长；设置上升力矩步长调整计时器并且设定计时周期，控制电机按计时周期和上升力矩步长取值进行上升力矩调整；上升力矩步长调整过程中预判调整后的力矩步长是否超出最大力矩步长，若超出，则限制到最大力矩步长，否则，在原力矩步长的基础上增加一个最小力矩步长；其中，最小力矩步长按电机额定力矩的20～60%选取，最大力矩步长≥N*最小力矩步长，N是整倍数；

最小力矩步长和最大力矩步长是一组相对概念，两者可根据具体应用车辆半载起步性能较佳点而定，单位是NM/S；如在10~12m直驱大巴车上，最小力矩步长为750NM/S，最大力矩步长为3000NM/S；两者数值由实际调试效果得到，但最大力矩步长上限取值不能超出电机力矩动态响应自然特性；

步骤五、在下降力矩步长调整状态时，计算电机在减力矩过程中的下降力矩步长首次进行下降力矩步长调整时，下降力矩步长等于最小力矩步长；设置下降力矩步长调整计时器并且设定计时周期，控制电机按计时周期和下降力矩步长取值进行下降力矩调整；下降力矩步长调整过程中预判调整后的力矩步长是否超出最大力矩步长，若超出，则限制到最大力矩步长，否则，在原力矩步长的基础上增加一个最小力矩步长；

步骤六、在平衡力矩步长调整状态时，上升力矩步长和下降力矩步长设置为最小力矩步长。

本方法提出一种变力矩步长的电机控制方式，如图1所示，在电机状态切换的过渡期内，力矩受控渐变式变化，初次力矩步长调整按最小力矩步长进行，然后通过计时器设定力矩步长的调整周期，在调整周期内步长取值进行力矩调整并作力矩步长限幅，从而使动力传动齿轮先咬合后发力，齿轮咬合面上的力可以由小及大，先结合紧密再发力或撤力，缓和力矩突变带来的抖动和噪声，实现电机状态平顺过渡；并且电机力矩步长和变化周期均可标定，标定后的车辆整体动力性基本不会受到影响。变力矩步长算法从电机控制角度出发，通过识别电机状态划分上升步长调整区间和下降步长区间，实现力矩渐变过程，可有效避免电机机械冲击，又能使电机最大程度地跟随油门或刹车指令运行。应用本方法的纯电动车辆在起步阶段以及刹车电回馈阶段，可大大降低电机力矩突变带来的车辆抖动及噪声，提升驾乘舒服度，并延长传动机构的使用寿命。

Claims (1)

1.一种纯电动汽车起步抖动及电刹车噪声的解决方法，其特征在于本方法包括如下步骤：

步骤一、定义油门给定力矩为油门踏板开度解析后的电机力矩设定值，电机反馈力矩为在执行力矩控制过程中，电机实际已达到的力矩值，上升力矩步长为电机反馈力矩绝对值增大过程中，单次调整的最大力矩值，下降力矩步长为电机反馈力矩绝对值减小过程中，单次调整的最大力矩值，稳态力矩步长为在静止或电机力矩平衡状态下，单次调整的最大力矩值；

步骤二、标记电机力矩调整状态分别为上升力矩步长调整状态、下降力矩步长调整状态和平衡力矩步长调整状态；

步骤三、在车辆起步阶段，油门给定力矩绝对值大于电机反馈力矩绝对值，电机反馈力矩绝对值有一个增大过程，车辆起步阶段对应为上升力矩步长调整状态；刹车起始阶段，电机反馈力矩绝对值也有一个增大过程，同样划分为上升力矩步长调整状态；在松油门或松刹车时，电机反馈力矩绝对值是一个减小过程，该过程对应为下降力矩步长调整状态；车辆静止、均速行驶、均加速和均减速阶段对应为平衡力矩步长调整状态；

步骤四、在上升力矩步长调整状态时，计算电机在加力矩过程中的上升力矩步长首次进行上升力矩步长调整时，上升力矩步长等于最小力矩步长；设置上升力矩步长调整计时器并且设定计时周期，控制电机按计时周期和上升力矩步长取值进行上升力矩调整；上升力矩步长调整过程中预判调整后的力矩步长是否超出最大力矩步长，若超出，则限制到最大力矩步长，否则，在原力矩步长的基础上增加一个最小力矩步长；其中，最小力矩步长按电机额定力矩的20～60%选取，最大力矩步长≥N*最小力矩步长，N是整倍数；

步骤五、在下降力矩步长调整状态时，计算电机在减力矩过程中的下降力矩步长首次进行下降力矩步长调整时，下降力矩步长等于最小力矩步长；设置下降力矩步长调整计时器并且设定计时周期，控制电机按计时周期和下降力矩步长取值进行下降力矩调整；下降力矩步长调整过程中预判调整后的力矩步长是否超出最大力矩步长，若超出，则限制到最大力矩步长，否则，在原力矩步长的基础上增加一个最小力矩步长；

步骤六、在平衡力矩步长调整状态时，上升力矩步长和下降力矩步长设置为最小力矩步长。

Images