CN106143209A - 车辆扭转振动控制方法、装置及系统 - Google Patents

Abstract

一种车辆扭转振动控制方法、装置及系统，其中，所述方法包括：接收整车控制器发出的扭矩信号；检测所述车辆当前的实际转速，提取车辆的扭转振动分量；根据所述扭转振动分量，计算与所述扭矩信号成反相位的补偿扭矩信号；根据所述补偿扭矩信号，对所述扭矩信号进行补偿处理。通过所述方法、装置及系统，可以减小电动汽车传动系统的扭转振动，提高车辆驾驶的平顺性。

Description

车辆扭转振动控制方法、装置及系统

技术领域

本发明涉及车辆动力控制技术领域，尤其涉及一种车辆扭转振动控制方法、装置及系统。

背景技术

电动汽车是以电能为动力的汽车，通常采用高效率充电电池或燃料电池作为动力源。电动汽车无需内燃机，其电动机相当于传统汽车的发动机，蓄电池相当于原来的油箱。由于对环境影响相对传统汽车较小，因此其前景被广泛看好。

电动汽车的动力传动系统主要由动力电池、燃料电池、储能电容等能量源、功率电子器件、驱动电机、减速箱、传动轴等部分组成。与内燃机汽车相比，电动汽车动力传动系统结构简单、转动惯量小、转矩响应快、冲击大。

在电动汽车的各组成部分中，驱动电机的扭矩加载作用在传动系统上会引起传动系统轴系扭转振动。例如，电动汽车在实际运行过程中，当车辆起步或者扭矩存在较大阶跃响应时，传动系统会产生固定频率的扭转振动，表现为传动系统轴系转速作周期性波动，远远超过车轮转速的波动幅度，因此给整车带来前后抖动的感觉，影响整车驾驶平顺性和乘客舒适感。

发明内容

本发明实施例解决的问题是如何减小电动汽车传动系统的扭转振动。

为解决上述问题，本发明实施例提供一种车辆扭转振动的控制方法，包括：接收整车控制器发出的扭矩信号；检测所述车辆当前的实际转速，提取车辆的扭转振动分量；根据所述扭转振动分量，计算与所述扭矩信号成反相位的补偿扭矩信号；根据所述补偿扭矩信号，对所述扭矩信号进行补偿处理。

可选的，所述检测所述车辆当前的实际转速，提取车辆的扭转振动分量，包括：获取所述车辆在所述扭矩信号下对应的理论转速；将所述理论转速和所述实际转速的差值作为车辆的扭转振动分量。

可选的，所述获取所述车辆在所述扭矩信号下对应的理论转速，包括：基于预设的整车模型下扭矩信号与转速的对应关系，获取所述扭矩信号所对应的理论转速。

可选的，所述根据所述扭转振动分量，计算与所述扭矩信号成反相位的补偿扭矩信号，包括：采用比例积分调节器获取所述扭转振动分量，并计算与所述扭矩信号反相位的补偿扭矩信号。

可选的，所述检测所述车辆当前的实际转速，提取车辆的扭转振动分量，包括：计算所述实际转速的变化率，并将所述实际转速的变化率作为所述扭转振动分量。

可选的，在对所述扭矩信号进行补偿处理之前，还包括：对所述计算与所述扭矩信号成反相位的补偿扭矩信号进行限幅处理。

可选的，所述车辆扭转振动的控制方法还包括：当接收到整车控制器发出的扭矩信号时，对所述扭矩信号执行延时操作。

为了解决上述的技术问题，本发明实施例还提供了一种车辆扭转振动的控制装置，包括：接收单元，适于接收整车控制器发出的扭矩信号；检测单元，适于检测所述车辆当前的实际转速；提取单元，适于根据所述实际转速，提取出车辆的扭转振动分量；计算单元，适于根据所述扭转振动分量，计算与所述扭矩信号成反相位的补偿扭矩信号；补偿单元，适于根据所述补偿扭矩信号，对所述扭矩信号进行补偿处理。

可选的，所述提取单元包括：获取子单元，适于获取所述车辆在所述扭矩信号下对应的理论转速；第一计算子单元，适于将所述理论转速和所述实际转速的差值作为车辆的扭转振动分量。

可选的，所述获取子单元基于预设的整车模型下扭矩信号与理论转速的对应关系，获取所述扭矩信号所对应的理论转速。

可选的，所述计算单元采用比例积分调节器获取所述扭转振动分量，并计算与所述扭矩信号反相位的补偿扭矩信号。

可选的，所述提取单元包括：第二计算子单元，适于计算所述实际转速的变化率，并将所述实际转速的变化率作为所述扭转振动分量。

可选的，所述车辆扭转振动的控制装置还包括限幅单元，适于对计算与所述扭矩信号成反相位的补偿扭矩信号进行限幅处理。

可选的，所述车辆扭转振动的控制装置还包括：延时单元，适于当接收到整车控制器发出的扭矩信号时，对所述扭矩信号执行延时操作。

为了解决上述的技术问题，本发明实施例还公开了一种车辆扭转振动的控制系统，包括：整车控制器，适于发出扭矩信号；如上述的车辆扭转振动的控制装置，适于对所述扭矩信号进行补偿；电机控制器，适于根据经过补偿的所述扭矩信号，控制驱动电机进行输出。

与现有技术相比，本发明实施例的技术方案具有以下优点：

通过计算车辆的理论转速以及检测实际转速，从中提取出扭矩分量信号，进而实现对整车控制器输出扭矩信号的补偿，对传动系统的扭转振动起到很好的抑制效果，从而降低了传动系统的轴系转速波动，因此改善了驾驶平顺性能，提高了乘员舒适性。

附图说明

图1是本发明实施例中一种车辆扭转振动的控制方法的流程图；

图2是本发明实施例中另一种车辆扭转振动的控制方法的流程图；

图3是本发明实施例中再一种车辆扭转振动的控制方法的流程图；

图4是本发明实施例中一种车辆扭转振动的控制装置的结构示意图；

图5是本发明实施例中另一种车辆扭转振动的控制装置的结构示意图；

图6是本发明实施例中再一种车辆扭转振动的控制装置的结构示意图；

图7是本发明实施例中一种车辆扭转振动的控制系统的结构示意图。

具体实施方式

车辆驱动电机的扭矩加载作用在传动系统上时，会引起传动系统的轴系扭转振动。例如，电动汽车在实际运行过程中，当车辆起步或者扭矩存在较大阶跃响应时，传动系统会产生固定频率的扭转振动，表现为传动系统轴系转速作周期性波动，远远超过车轮转速的波动幅度，因此给整车带来前后抖动的感觉，影响整车驾驶平顺性和乘客舒适感。

在现有技术中，针对电动车系统的扭转振动，主要采取的方法是降低电机扭矩的加载斜率。但过低的加载斜率会降低整车的扭转振动，因此无法有效兼顾整车扭矩加载速度和动态响应的需要与整车驾驶平顺性以及乘客舒适感的需要。

本发明实施例通过计算车辆的理论转速以及检测实际转速，从中提取出扭矩分量信号，进而实现对整车控制器输出扭矩信号的补偿，对传动系统的扭转振动起到很好的抑制效果，从而降低了传动系统的轴系转速波动，因此改善了驾驶平顺性能，提高了乘员舒适性。

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施例做详细的说明。

图1示出了本发明实施例中的一种车辆扭转振动的控制方法的流程图。如图1所示的车辆扭转振动的控制方法，可以包括：

步骤S101，接收整车控制器发出的扭矩信号。

所述整车控制器是整车控制的核心部件，可控制电机控制器的扭矩。在实际应用中，所述整车控制器通过监测加速踏板、刹车踏板等汽车部件发出的油门信号以及刹车信号，以及车速、档位等相关车辆信息，进行综合计算，得到所需要的整车总扭矩，然后将该整车总扭矩指令发送到电机控制器，控制驱动电机的执行输出。根据电机控制器的控制指令，驱动电机可以四相象运行，正向运转驱动车轮前进，或反向运转驱动车轮后退。驱动电机扭矩快速的动态响应可保证整车的动力性能。

在具体实施中，还可以在接收到所述扭矩信号后，对所述扭矩信号执行延时操作，使其被延迟发送到电机控制器中以对所述扭矩信号进行相应处理，在具体实施中，延迟时间可以设置为几微秒，因此并不会对整车的响应速度造成影响。

步骤S102，检测所述车辆当前的实际转速，提取车辆的扭转振动分量。

上述扭转振动分量为所述整车控制器发出的扭矩信号中会引起车辆转速波动，进而影响车辆驾驶平顺性的部分。通过检测车辆实际转速的情况，能够得到引起车辆转速波动的扭转振动分量，进而对所述扭矩信号进行负反馈控制。

在具体实施中，可以通过车辆的转速传感器获得当前的实际转速。具体来说，所述车辆的转速传感器可以是光电编码器、霍尔传感器或者旋转变压器中的一种。

步骤S103，根据所述扭转振动分量，计算与所述扭矩信号成反相位的补偿扭矩信号。

在具体实施中，可以通过比例积分调节器，即PI调节器实现负反馈的闭环控制，例如可以对所述扭转振动分量按预设比例系数进行调整，从而计算与所述扭矩信号成反相位的补偿扭矩信号。

步骤S104，根据所述补偿扭矩信号，对所述扭矩信号进行补偿处理。

在具体实施中，可以将得到的所述补偿扭矩信号发送到电机控制器的反馈端，由电机控制器根据所述补偿扭矩信号对所述扭矩信号进行补偿处理，得到经过补偿后的扭矩信号，从而控制驱动电机进行输出。

本发明实施例的一种车辆扭振的抑制方法，通过对整车控制器根据油门和刹车踏板输出的扭矩进行补偿，降低了传动系统轴系的转速波动，改善了驾驶平顺性能，提高了乘员舒适性。本发明实施例利用现有的车辆系统资源，无需增加额外传感器，结构简单，节省成本，且便于实现。

图2示出了本发明实施例另一种车辆扭转振动的控制方法的流程图。如图2所示的车辆扭转振动的控制方法，可以包括：

步骤S201，接收整车控制器发出的扭矩信号。

步骤S202，检测所述车辆当前的实际转速。

步骤S203，获取所述车辆在所述扭矩信号下对应的转速。

在具体实施中，车辆的扭矩信号与转速之间的对应关系，可以是基于预设的理想整车模型获取的。根据不同的车型，所述整车模型也不同。所述整车模型定义了在输入扭矩信号下，驱动电机控制车轮转动所能获得的理想转速，即上述的转速。根据所述整车模型，即可获取当前扭矩信号下的理论转速。

步骤S204，将所述理论转速和所述实际转速的差值作为车辆的扭转振动分量。

在具体应用中，当受驱动电机的扭矩作用时，由于传动系统会产生固定频率的扭转振动，从而造成车轮转速波动。因此理论转速和实际转速并不相同，两者之间存在一定差值。

步骤S205，根据所述扭转振动分量，计算与所述扭矩信号成反相位的补偿扭矩信号。

在具体实施中，可以通过比例积分调节器，即PI调节器计算与所述扭矩信号成反相位的补偿扭矩信号，实现闭环控制。所述比例积分调节器是由放大器与比例积分环节构成的调节器。其作用是能够将所述实际转速的反馈信号经分压和滤波后与所述理论转速进行比较，再将两者的差值由调节器放大、调节，得到与所述扭矩信号反相位的补偿扭矩信号，从而实现对所述扭矩信号的补偿，保证车辆实际转速的变化能够跟随理论转速的变化曲线，防止出现尖峰转速，影响车辆驾驶的顺畅性。

在具体实施中，可以在计算与所述扭矩信号成反相位的补偿扭矩信号后，对所述补偿扭矩信号进行限幅操作，即对所述补偿扭矩信号的最大值进行限定，防止所述补偿扭矩信号过大，影响车辆正常行驶中所需要的扭矩。

步骤S206，根据所述补偿扭矩信号，对所述扭矩信号进行补偿处理。

在具体实施中，可以将得到的所述补偿扭矩信号发送到电机控制器的反馈端，由电机控制器根据所述补偿扭矩信号对所述扭矩信号进行补偿处理，得到经过补偿后的扭矩信号，从而控制驱动电机进行输出。

可以理解的是，本发明实施例与图1所述实施例属于同一技术思想，因此关于本实施例的内容可以参考上一实施例的相应部分，此处不再赘述。

本发明实施例还公开了另一种车辆扭转振动的控制方法。图3示出了本发明实施例中另一种车辆扭转振动的控制方法的流程图。如图3所示的车辆扭转振动的控制方法，可以包括：

步骤S301，接收整车控制器发出的扭矩信号。

步骤S302，检测车辆的实际转速。

步骤S303，计算所述实际转速的变化率，作为车辆的扭转振动分量。

步骤S304，根据所述扭转振动分量，计算与所述扭矩信号成反相位的补偿扭矩信号。

步骤S305，根据所述补偿扭矩信号，对所述扭矩信号进行补偿处理。

与本发明上一实施例中的车辆扭转振动的控制方法相比，本实施例的区别在于，并不是通过将车辆的实际转速与理论转速的差值通过比例积分调节器调节出补偿扭矩信号，从而对整车控制器发出扭转信号进行补偿，而是通过检测车辆的实际转速，并且计算出车辆的实际转速在单位时间内的变化率，将其作为车辆的扭转振动分量，进而通过所述步骤S304，得到与所述扭矩信号反相位的补偿扭矩信号。

在具体实施中，所述步骤S302，可以通过车辆的转速传感器获得当前的实际转速。具体来说，所述车辆的转速传感器可以是光电编码器、霍尔传感器或者旋转变压器中的一种。

在具体实施中，所述步骤S304，可以通过比例积分调节器，即PI调节器调节所述实际转速的变化率，计算与所述扭矩信号成反相位的补偿扭矩信号，实现闭环控制。

本发明实施例还公开了一种与第一实施例中车辆扭转振动的控制方法相应的车辆扭转振动的控制装置。如图4所示，所述车辆扭转振动的控制装置40可以包括：接收单元401，适于接收整车控制器发出的扭矩信号；检测单元402，适于检测所述车辆当前的实际转速；提取单元403，适于根据所述实际转速，提取出车辆的扭转振动分量；计算单元404，适于根据所述扭转振动分量，计算与所述扭矩信号成反相位的补偿扭矩信号；补偿单元405，适于根据所述补偿扭矩信号，对所述扭矩信号进行补偿处理。

在具体实施中，所述计算单元404采用比例积分调节器获取所述扭转振动分量，并计算与所述扭矩信号成反相位的补偿扭矩信号。

在具体实施中，所述车辆扭转振动的控制装置50还可以包括限幅单元，适于对所述计算得到与所述扭矩信号反相位的补偿扭矩信号进行限幅处理。

在具体实施中，所述车辆扭转振动的控制装置50还可以包括延时单元，适于当接收到整车控制器发出的扭矩信号时，对所述扭矩信号执行延时操作。

本发明实施例还公开了一种与图2所示实施例相应的车辆扭转振动的控制装置。与图4所示实施例相比，本实施例中所述提取单元403具体包括，获取子单元和第一计算子单元。

如图5所示，所述车辆扭转振动的控制装置50可以包括：延时单元501，适于当接收整车控制器发出的扭矩信号，对所述扭矩信号执行延时操作；检测单元502，适于检测所述车辆当前的实际转速；获取子单元503，适于获取所述车辆在所述扭矩信号下对应的转速；第一计算子单元504，适于将所述理论转速和所述实际转速的差值作为车辆的扭转振动分量；计算单元505，适于根据所述扭转振动分量，计算与所述扭矩信号成反相位的补偿扭矩信号；补偿单元506，适于根据所述补偿扭矩信号，对所述扭矩信号进行补偿处理。

本发明实施例还公开了一种与图3所示实施例相应的车辆扭转振动的控制装置。与图4所示实施例相比，本实施例中所述提取单元具体包括第二计算子单元。

如图6所示，所述车辆扭转振动的控制装置60可以包括：延时单元601，适于当接收整车控制器发出的扭矩信号，对所述扭矩信号执行延时操作；检测单元602，适于检测所述车辆当前的实际转速；第二计算子单元603，适于计算所述实际转速的变化率，并将所述实际转速的变化率作为所述扭转振动分量；计算单元604，适于根据所述扭转振动分量，计算与所述扭矩信号成反相位的补偿扭矩信号；补偿单元605，适于根据所述补偿扭矩信号，对所述扭矩信号进行补偿处理。

本发明实施例还公开了一种车辆扭转振动的控制系统，如图7所示，所述车辆扭转振动的控制系统可以包括：整车控制器701，适于发出扭矩信号；上述的车辆扭转振动的控制装置702，适于对所述扭矩信号进行补偿，实现负反馈控制；电机控制器703，适于根据经过补偿的所述扭矩信号，控制驱动电机704进行输出。

本领域普通技术人员可以理解上述实施例的各种方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成，该程序可以存储于计算机可读存储介质中，存储介质可以包括：ROM、RAM、磁盘或光盘等。

虽然本发明披露如上，但本发明并非限定于此。任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，均可作各种更动与修改，因此本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。

Claims (15)

1.一种车辆扭转振动的控制方法，其特征在于，包括：

接收整车控制器发出的扭矩信号；

检测所述车辆当前的实际转速，提取车辆的扭转振动分量；

根据所述扭转振动分量，计算与所述扭矩信号成反相位的补偿扭矩信号；

根据所述补偿扭矩信号，对所述扭矩信号进行补偿处理。

2.如权利要求1所述的车辆扭转振动的控制方法，其特征在于，所述检测所述车辆当前的实际转速，提取车辆的扭转振动分量，包括：

获取所述车辆在所述扭矩信号下对应的理论转速；

将所述理论转速和所述实际转速的差值作为车辆的扭转振动分量。

3.如权利要求2所述的车辆扭转振动的控制方法，其特征在于，所述获取所述车辆在所述扭矩信号下对应的理论转速，包括：基于预设的整车模型下扭矩信号与转速的对应关系，获取所述扭矩信号所对应的理论转速。

4.如权利要求1所述的车辆扭转振动的控制方法，其特征在于，所述根据所述扭转振动分量，计算与所述扭矩信号成反相位的补偿扭矩信号，包括：采用比例积分调节器获取所述扭转振动分量，并计算与所述扭矩信号反相位的补偿扭矩信号。

5.如权利要求1所述的车辆扭转振动的控制方法，其特征在于，所述检测所述车辆当前的实际转速，提取车辆的扭转振动分量，包括：计算所述实际转速的变化率，并将所述实际转速的变化率作为所述扭转振动分量。

6.如权利要求1所述的车辆扭转振动的控制方法，其特征在于，在对所述扭矩信号进行补偿处理之前，还包括：对所述计算与所述扭矩信号成反相位的补偿扭矩信号进行限幅处理。

7.如权利要求1所述的车辆扭转振动的控制方法，其特征在于，还包括：当接收到整车控制器发出的扭矩信号时，对所述扭矩信号执行延时操作。

8.一种车辆扭转振动的控制装置，其特征在于，包括：

接收单元，适于接收整车控制器发出的扭矩信号；

检测单元，适于检测所述车辆当前的实际转速；

提取单元，适于根据所述实际转速，提取出车辆的扭转振动分量；

计算单元，适于根据所述扭转振动分量，计算与所述扭矩信号成反相位的补偿扭矩信号；

补偿单元，适于根据所述补偿扭矩信号，对所述扭矩信号进行补偿处理。

9.如权利要求8所述的车辆扭转振动的控制装置，其特征在于，所述提取单元包括：

获取子单元，适于获取所述车辆在所述扭矩信号下对应的理论转速；

第一计算子单元，适于将所述理论转速和所述实际转速的差值作为车辆的扭转振动分量。

10.如权利要求9所述的车辆扭转振动的控制装置，其特征在于，所述获取子单元基于预设的整车模型下扭矩信号与理论转速的对应关系，获取所述扭矩信号所对应的理论转速。

11.如权利要求8所述的车辆扭转振动的控制装置，其特征在于，所述计算单元采用比例积分调节器获取所述扭转振动分量，并计算与所述扭矩信号反相位的补偿扭矩信号。

12.如权利要求8所述的车辆扭转振动的控制装置，其特征在于，所述提取单元包括：第二计算子单元，适于计算所述实际转速的变化率，并将所述实际转速的变化率作为所述扭转振动分量。

13.如权利要求8所述的车辆扭转振动的控制装置，其特征在于，还包括限幅单元，适于对计算与所述扭矩信号成反相位的补偿扭矩信号进行限幅处理。

14.如权利要求8所述的车辆扭转振动的控制装置，其特征在于，还包括：延时单元，适于当接收到整车控制器发出的扭矩信号时，对所述扭矩信号执行延时操作。

15.一种车辆扭转振动的控制系统，其特征在于，包括：

整车控制器，适于发出扭矩信号；

如权利要求8-14任一项所述的车辆扭转振动的控制装置，适于对所述扭矩信号进行补偿；

电机控制器，适于根据经过补偿的所述扭矩信号，控制驱动电机进行输出。