CN108583365A - 一种电动汽车齿面换向防抖控制方法 - Google Patents

一种电动汽车齿面换向防抖控制方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种电动汽车齿面换向防抖控制方法，包括以下步骤，换向信号获取步骤、扭矩获取步骤、换向步骤、换向后扭矩处理步骤、换向后扭矩大小判断步骤，判断经换向后扭矩处理步骤处理后的输出扭矩是否达到换向后的扭矩预设值，若是，则完成换向，并返回换向信号获取步骤，若否，则返回换向后扭矩处理步骤。本发明的电动汽车齿面换向防抖控制方法，实现了更为平顺的行车中齿面换向，更加符合纯电动物流车的特点，提高了整车的舒适性。

Description

一种电动汽车齿面换向防抖控制方法
技术领域
本发明涉及电动汽车换向等领域，具体为一种电动汽车齿面换向防抖控制方法。
背景技术
在当前的大环境下，新能源汽车越来越普及，而其中纯电动汽车以其技术难点相对单一，整车结构较为简单的成本优势，在各个行业开始越来越多的使用，物流车就是其中之一。
纯电物流车动力总车的主流结构为，驱动电机经一级速比再经主减速器将动力传递至车轮；与传统使用内燃机的物流车相比，纯电动物流车去掉了离合器，驱动电机和主减速器之间刚性连接；这种结构的优点是节省了成本，缩减了空间便于布置；而缺点就是没有离合器去吸收因转速抖动产生的能量，会导致整车平顺性受到影响；此外，纯电动物流车动力总成的传递方式均为齿轮副，而齿轮副啮合时，不可避免的在齿与齿之间存在齿面间隙；而纯电动相对传统内燃机汽车的优势之一就是能量回收功能，在能量回收过程中驱动电机出负扭矩给电池进行充电，以提升续驶里程；因此，基于上述分析，纯电动物流车在行车过程中，由于能量回收的需求，会出现驱动机电由正扭矩向负扭矩变化，或者负扭矩向正扭矩变化的过程，称为扭矩过零，扭矩过零时，啮合齿轮的齿面会转过齿面间隙发生齿面换向现象；在上述过程中，齿面与齿面的撞击会引发转速波动，在没有离合器吸能的情况下，驾驶员极易感受到整车的抖动，影响平顺性。
而驱动电机本身具有的扭矩快速响应特性，让电机可以在很短的时间内响应需求扭矩，这使得控制上可以对扭矩过零过程进行精细的控制，减小齿面齿面换向造成的抖动，从而使整车起步过程平顺。
发明内容
本发明的目的是：根据驱动电机本身具有的扭矩快速响应特性，提供一种电动汽车齿面换向防抖控制方法，以解决现有技术中至少一技术问题。
实现上述目的的技术方案是：一种电动汽车齿面换向防抖控制方法，包括以下步骤，换向信号获取步骤，用以获取换向信号，所述换向信号为加速踏板的下踩信号或松开信号；扭矩获取步骤，实时获取驱动电机的当前输出扭矩；换向前扭矩处理步骤，将当前输出扭矩按照换向前的预设扭矩变化斜率减小至0；换向步骤，在预设时间内，提供预设换向扭矩并根据预设换向扭矩换向，换向扭矩与换向前的扭矩方向相反；换向后扭矩处理步骤，撤销所述预设换向扭矩，并按照换向后的预设扭矩变化斜率从0开始增大经换向步骤处理后的输出扭矩；换向后扭矩大小判断步骤，判断经换向后扭矩处理步骤处理后的输出扭矩是否达到换向后的扭矩预设值，若是，则完成换向，并返回换向信号获取步骤，若否，则返回换向后扭矩处理步骤。
在本发明一较佳的实施例中，所述换向前扭矩处理步骤包括当前输出扭矩大小判断步骤，判断所述当前输出扭矩是否达到换向前扭矩预设值，若是，则进入换向前扭矩变化斜率减缓步骤，若否，则返回扭矩获取步骤；换向前扭矩变化斜率减缓步骤，减缓扭矩变化斜率，扭矩越接近0，斜率越小，但斜率不能为0，至少保持动力源扭矩能够正常下降，直至所述当前输出扭矩为0。
在本发明一较佳的实施例中，在完成换向后，还包括通过扭矩变化斜率的标定值，逐渐加大因换向而变小的整车扭矩变化斜率，直至正常动力响应正常。
在本发明一较佳的实施例中，所述换向前扭矩预设值为标定经验值。
在本发明一较佳的实施例中，所述换向前的预设扭矩变化斜率为标定经验值，换向要求至少在1s内完成，根据实际扭矩大小和换向时间，计算所需斜率。
在本发明一较佳的实施例中，所述预设换向扭矩为根据车辆测试状况选定的标定经验值。
在本发明一较佳的实施例中，所述预设时间为根据车辆测试状况选定的标定经验值。
在本发明一较佳的实施例中，所述换向后的预设扭矩变化斜率为根据换向时间和换向后电机需求扭矩大小设定。
在本发明一较佳的实施例中，所述换向后的扭矩预设值为标定经验值，不超过10Nm，若达到10Nm即判定换向完成，恢复扭矩过程。
本发明的优点是：本发明的电动汽车齿面换向防抖控制方法，实现了更为平顺的行车中齿面换向，更加符合纯电动物流车的特点，提高了整车的舒适性，同时有效防止了齿面因快速啮合产生撞击造成齿轮的损伤，加速齿轮使用寿命的衰减的问题，提高了齿轮的使用期限，更加安全可靠，车辆换向时，更加平稳。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明作进一步解释。
图1是本发明实施例的电动汽车齿面换向时扭矩变化示意图。
图2是本发明实施例的电动汽车齿面换向防抖控制方法步骤流程图。
图3是本发明实施例的换向前扭矩处理步骤流程图。
具体实施方式
实施例，如图1所示，一种电动汽车齿面换向防抖控制方法，应用于电动汽车，实现该方法，需要用到电动汽车中的驱动电机、齿轮副、加速踏板、整车控制器。其中，驱动电机、齿轮副、加速踏板、整车控制器的具体结构和连接关系均为现有技术，对此不再赘述。本实施例公开的齿面换向防抖控制方法是针对行车过程中的换向控制，包括：当整车控制器判断车辆需要从驱动工况切换至能量回收或者从能量回收切换至驱动工况时，开始齿面换向控制：首先在齿面换向前，减小扭矩变换斜率，直至扭矩为零；而后在换向中，发出一个小的反向过零扭矩且持续一定时间，判断齿面换向即将完成时，撤掉该扭矩；最后为换向后，以一个较小的斜率增加扭矩到指定扭矩值，整个齿面换向控制过程结束。
如图2所示，具体包括步骤S1）-步骤S7。
步骤S1）换向信号获取步骤，用以获取换向信号，所述换向信号为加速踏板的下踩信号或松开信号。本实施例中，换向信号获取由整车控制器根据加速踏板判断：踩下加速踏板判断会驱动，完全松掉加速踏板判断为能量回收。
步骤S2）扭矩获取步骤，实时获取驱动电机的当前输出扭矩T。即整车控制器可以从驱动电机直接读取该驱动电机的当前输出扭矩T。
步骤S3）换向前扭矩处理步骤，将当前输出扭矩按照换向前的预设扭矩变化斜率减小至0。在本实施例中，所述预设换向扭矩为根据车辆测试状况选定的标定经验值。所述预设时间为根据车辆测试状况选定的标定经验值。所述换向后的预设扭矩变化斜率为根据换向时间和换向后电机需求扭矩大小设定。
具体的，所述换向前扭矩处理步骤包括步骤S31）-步骤S32），如图3所示，步骤S31）当前输出扭矩大小判断步骤，判断所述当前输出扭矩T是否达到换向前扭矩预设值（T1），所述换向前由当前输出扭矩大小判断：当前输出扭矩无限接近零时，即换向前扭矩预设值（T1）时，判断为换向前,即当前输出扭矩T是否在0-T1范围内，（T一般小于10Nm），若是，则进入换向前扭矩变化斜率减缓步骤，若否，则返回扭矩获取步骤；步骤S32）换向前扭矩变化斜率减缓步骤，减缓扭矩变化斜率，扭矩越接近0，斜率越小，但斜率不能为0，至少保持动力源扭矩能够正常下降，直至所述当前输出扭矩为0。所述换向前扭矩预设值为标定经验值。所述换向前的预设扭矩变化斜率为标定经验值，换向要求至少在1s内完成，根据实际扭矩大小和换向时间，计算所需斜率。
步骤S4）换向步骤，在预设时间内，提供预设换向扭矩并根据预设换向扭矩换向，换向扭矩与换向前的扭矩方向相反。换向中，由预设时间（t1）、预设换向扭矩（T2）判断：驱动电机扭矩为零后预设时间（t1）时间内，判断为换向中。预设换向扭矩（T2）保证齿轮能够克服阻力开始转动，从而开始齿面换向过程；在经过预设时间（t1）时间后，撤掉预设换向扭矩（T2）。预设时间（t1）由实车标定情况而定，需保证齿面间隙能够消除，使齿面换向能够完成。预设换向扭矩（T2）需大小合适，既保证齿面间隙能够顺利消除，由不能因此导致齿面撞击产生抖动。
步骤S5）换向后扭矩处理步骤，撤销所述预设换向扭矩，并按照换向后的预设扭矩变化斜率从0开始增大经换向步骤处理后的输出扭矩。以一个较小的换向后的预设扭矩变化斜率使驱动电机扭矩T逐渐远离零。
步骤S6）换向后扭矩大小判断步骤，判断经换向后扭矩处理步骤处理后的输出扭矩是否达到换向后的扭矩预设值，若是，则进入步骤S7）完成换向，并返回换向信号获取步骤，若否，则返回换向后扭矩处理步骤。所述换向后的扭矩预设值为标定经验值，不超过10Nm，若达到10Nm即判定换向完成，恢复扭矩过程。
在完成换向后，还包括恢复整车扭矩变化斜率；整车正常行驶的斜率会因为换向需求而被减小，因此换向结束后，需要恢复到减小前的斜率而保证整车驾驶性能及动力响应。所述换向前扭矩预设值（T1）和换向后扭矩预设值（T3）需大小合适，既保证换向过程平顺，又不影响工况切换时间。
在完成换向后，还包括通过扭矩变化斜率的标定值，逐渐加大因换向而变小的整车扭矩变化斜率，直至正常动力响应正常。
以上仅为本发明的较佳实施例而已，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、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种电动汽车齿面换向防抖控制方法，其特征在于，包括以下步骤，
换向信号获取步骤，用以获取换向信号，所述换向信号为加速踏板的下踩信号或松开信号；
扭矩获取步骤，实时获取驱动电机的当前输出扭矩；
换向前扭矩处理步骤，将当前输出扭矩按照换向前的预设扭矩变化斜率减小至0；
换向步骤，在预设时间内，提供预设换向扭矩，该扭矩值根据经验设定，一般不超过10Nm，并根据预设换向扭矩换向，换向扭矩与换向前的扭矩方向相反；
换向后扭矩处理步骤，撤销所述预设换向扭矩，并按照换向后的预设扭矩变化斜率从0开始增大经换向步骤处理后的输出扭矩；
换向后扭矩大小判断步骤，判断经换向后扭矩处理步骤处理后的输出扭矩是否达到换向后的扭矩预设值，若是，则完成换向，并返回换向信号获取步骤，若否，则返回换向后扭矩处理步骤。
2.根据权利要求1所述的电动汽车齿面换向防抖控制方法，其特征在于，所述换向前扭矩处理步骤包括
当前输出扭矩大小判断步骤，判断所述当前输出扭矩是否达到换向前扭矩预设值，该值根据经验设定，一般小于10Nm；若是，则进入换向前扭矩变化斜率减缓步骤，若否，则返回扭矩获取步骤；
换向前扭矩变化斜率减缓步骤，通过标定值逐渐减缓扭矩变化斜率，扭矩越接近0，斜率越小，但斜率不能为0，至少保持动力源扭矩能够正常下降，直至所述当前输出扭矩为0。
3.根据权利要求1所述的电动汽车齿面换向防抖控制方法，其特征在于，在完成换向后，还包括通过扭矩变化斜率的标定值，逐渐加大因换向而变小的整车扭矩变化斜率，直至正常动力响应正常。
4.根据权利要求2所述的电动汽车齿面换向防抖控制方法，其特征在于，所述换向前扭矩预设值为标定经验值。
5.根据权利要求1所述的电动汽车齿面换向防抖控制方法，其特征在于，所述换向前的预设扭矩变化斜率为标定经验值，换向要求至少在1s内完成，根据实际扭矩大小和换向时间，计算所需斜率。
6.根据权利要求1所述的电动汽车齿面换向防抖控制方法，其特征在于，所述预设换向扭矩为根据车辆测试状况选定的标定经验值。
7.根据权利要求1所述的电动汽车齿面换向防抖控制方法，其特征在于，所述预设时间为根据车辆测试状况选定的标定经验值。
8.根据权利要求1所述的电动汽车齿面换向防抖控制方法，其特征在于，所述换向后的预设扭矩变化斜率为根据换向时间和换向后电机需求扭矩大小设定。
9.根据权利要求1所述的电动汽车齿面换向防抖控制方法，其特征在于，所述换向后的扭矩预设值为标定经验值，不超过10Nm，若达到10Nm即判定换向完成，恢复扭矩过程。
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