CN110395117B - 抑制电动客车驱动系统振动的制动能量回收控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开的是抑制电动客车驱动系统振动的制动能量回收控制方法，所述制动能量回收控制方法包括以下具体步骤：步骤一：判断是否进入制动模式，步骤二：判断是否进入滑行工况，若无进入滑行工况则进入步骤三，若进入滑行工况则进入步骤四，步骤三：发送非滑行工况的电机扭矩指令，步骤四：发送滑行工况的电机扭矩指令。本发明基于整车控制器VCU的控制，通过标定非滑行区域的制动map表与标定电机扭矩变化率限制曲线，以实现最大程度的制动能量回收；并针对驱动系统振动问题，通过标定滑行工况制动map表与标定电机扭矩变化率限制曲线来降低驱动系统的振动。

Description

抑制电动客车驱动系统振动的制动能量回收控制方法
技术领域
本发明涉及的是电动汽车的生产与设计技术领域，更具体地说是一种抑制电动客车驱动系统振动的制动能量回收控制方法。
背景技术
随着环境问题和能源问题的日益突出，节能、环保成为可持续发展的主题。电动汽车具有零排放、噪声低等优点，是现阶段节能与新能源汽车发展的重要组成部分。纯电客车在驱动模式时,电机处于驱动状态，输出正扭矩，带动传动轴运动；制动模式时，电机处于发电状态，输出负扭矩，将制动过程中产生的机械能以电能的形式储存至电池中，同时对驱动轮产生制动力；停车状态时，电机没有扭矩输出。
纯电动客车的电机为驱动源，即为电机－减速器／差速器驱动系统。由于差减存在齿轮间隙，造成起步与停车时电机轴端负载突变，进而引起转速波动，且由于驱动轴的柔性，造成波动的振荡，导致车辆振动，并发出轻微的异响。滑行工况时，车辆由行驶趋于停止状态，电机输出轴由啮合转向分离，就会出现上述由于驱动轴柔性和齿轮间隙的存在所导致的轻微振动现象。同时，整车在正常行驶过程中，制动与驱动状态是来回切换的，当整车从制动状态切换到驱动状态时，电机的扭矩指令由负-正变化，电机的输出转矩命令突变，电机及其控制器组成的动力系统无法及时响应，会引起实际转矩超调波动，从而出现振动现象。
制动能量回收对于提高整车经济性及增加整车续驶里程具有关键作用，因此有必要研究能有效降低电动客车驱动系统振动的制动能量回收控制策略和方法。
发明内容
本发明公开的是一种抑制电动客车驱动系统振动的制动能量回收控制方法，其主要目的在于克服现有技术存在的上述不足和缺点。
本发明基于整车控制器VCU的控制，通过标定非滑行区域的制动map表与标定电机扭矩变化率限制曲线，以实现最大程度的制动能量回收；并针对驱动系统振动问题，通过标定滑行工况制动map表（即，低速时发送的是较小的电机正扭矩，提前施加转矩驱动电机旋转消除齿轮间隙，无制动能量回收；中高车速时，发送电机负扭矩指令，有制动能量回收）与标定电机扭矩变化率限制曲线（针对转矩命令突变，降低驱动系统的冲击）来降低驱动系统的振动。
本发明采用的技术方案如下：
抑制电动客车驱动系统振动的制动能量回收控制方法，所述制动能量回收控制方法包括以下具体步骤：
步骤一：判断是否进入制动模式，整车控制器VCU根据油门踏板开度信号、制动踏板开度信号以及当前的车速，判断车辆是否进入制动模式，若不进入制动模式，整车控制器VCU不发送电机制动扭矩指令；若进入制动模式则进入步骤二；
步骤二：判断是否进入滑行工况，进入制动模式后，整车控制器VCU获取制动踏板开度信号，判断车辆是否进入滑行工况，若无进入滑行工况则进入步骤三，若进入滑行工况则进入步骤四；
步骤三：发送非滑行工况的电机扭矩指令，整车控制器VCU根据当前制动踏板的开度信号与当前车速,插值标定的非滑行区域的制动map表，同时结合当前电池soc值的大小，计算出电机在非滑行工况下的制动扭矩值，然后根据标定的电机制动扭矩变化率限制曲线，向电机控制器MCU发送非滑行工况电机扭矩指令，最终实现车辆制动能量回收；
步骤四：发送滑行工况的电机扭矩指令，整车控制器VCU根据当前车速,插值标定的滑行区域的制动map表，同时结合当前电池soc值的大小，计算出电机在滑行工况下的电机扭矩值，然后根据标定的电机制动扭矩变化率限制曲线，向电机控制器MCU发送滑行工况电机扭矩指令，最终实现车辆制动能量回收。
更进一步，所述步骤一中的制动踏板为开关量踏板，该制动踏板设置有三个档位的制动信号，相对应的制动信号为0、1、2、3；所述油门踏板开度的变化区间为0-100%。
更进一步，所述步骤一中进入制动状态的判断条件为：制动踏板信号>1，或者制动踏板信号≤1&&油门踏板开度<2%&&车速>10km/h。
更进一步，所述步骤二中是否进入滑行工况的判断条件为：制动踏板信号为0。
更进一步，所述步骤三中所插值的非滑行区域的制动map表和所述步骤四中所插值的滑行区域的制动map表分别为结合整车所匹配电机的特性与实车调试标定所得，是个关于制动踏板信号与车速信号的二维表格。
更进一步，所述步骤三中的标定的电机制动扭矩变化率限制曲线是结合整车所匹配电机的特性及实车调试标定所得。
通过上述对本发明的描述可知，和现有技术相比，本发明的优点在于：
本发明基于VCU控制，通过标定非滑行区域的制动map表与标定电机扭矩变化率限制曲线，以实现最大程度的制动能量回收；并针对电动客车驱动系统振动的问题，基于VCU控制，通过标定滑行工况制动map表（即，低速时发送的是较小的电机正扭矩，提前施加转矩驱动电机旋转消除齿轮间隙，无制动能量回收；中高车速时，发送电机负扭矩指令，有制动能量回收）与标定电机扭矩变化率限制曲线（针对转矩命令突变，降低驱动系统的冲击）可以有效的降低驱动系统的振动，既不需要增加成本，又可以简单、有效地实施实现。
附图说明
图1是本发明的控制流程的结构示意示意图。
具体实施方式
下面参照附图说明来进一步地说明本发明的具体实施方式。
如图1所示，一种抑制电动客车驱动系统振动的制动能量回收控制方法，所述制动能量回收控制方法包括以下具体步骤：
步骤一：判断是否进入制动模式，整车控制器VCU根据油门踏板开度信号、制动踏板开度信号以及当前的车速，判断车辆是否进入制动模式，若不进入制动模式，整车控制器VCU不发送电机制动扭矩指令；若进入制动模式则进入步骤二；
步骤二：判断是否进入滑行工况，进入制动模式后，整车控制器VCU获取制动踏板开度信号，判断车辆是否进入滑行工况，若无进入滑行工况则进入步骤三，若进入滑行工况则进入步骤四；
步骤三：发送非滑行工况的电机扭矩指令，整车控制器VCU根据当前制动踏板的开度信号与当前车速,插值标定的非滑行区域的制动map表，同时结合当前电池soc值的大小，计算出电机在非滑行工况下的制动扭矩值，然后根据标定的电机制动扭矩变化率限制曲线，向电机控制器MCU发送非滑行工况电机扭矩指令，最终实现车辆制动能量回收；
步骤四：发送滑行工况的电机扭矩指令，整车控制器VCU根据当前车速,插值标定的滑行区域的制动map表，同时结合当前电池soc值的大小，计算出电机在滑行工况下的电机扭矩值，然后根据标定的电机制动扭矩变化率限制曲线，向电机控制器MCU发送滑行工况电机扭矩指令，最终实现车辆制动能量回收。
更进一步，所述步骤一中的制动踏板为开关量踏板，该制动踏板设置有三个档位的制动信号，相对应的制动信号为0、1、2、3；所述油门踏板开度的变化区间为0-100%。
更进一步，所述步骤一中进入制动状态的判断条件为：制动踏板信号>1，或者制动踏板信号≤1&&油门踏板开度<2%&&车速>10km/h。
更进一步，所述步骤二中是否进入滑行工况的判断条件为：制动踏板信号为0。
更进一步，所述步骤三中所插值的非滑行区域的制动map表和所述步骤四中所插值的滑行区域的制动map表分别为结合整车所匹配电机的特性与实车调试标定所得，是个关于制动踏板信号与车速信号的二维表格。
更进一步，所述步骤三中的标定的电机制动扭矩变化率限制曲线是结合整车所匹配电机的特性及实车调试标定所得。
通过上述对本发明的描述可知，和现有技术相比，本发明的优点在于：
本发明基于VCU控制，通过标定非滑行区域的制动map表与标定电机扭矩变化率限制曲线，以实现最大程度的制动能量回收；并针对电动客车驱动系统振动的问题，基于VCU控制，通过标定滑行工况制动map表（即，低速时发送的是较小的电机正扭矩，提前施加转矩驱动电机旋转消除齿轮间隙，无制动能量回收；中高车速时，发送电机负扭矩指令，有制动能量回收）与标定电机扭矩变化率限制曲线（针对转矩命令突变，降低驱动系统的冲击）可以有效的降低驱动系统的振动，既不需要增加成本，又可以简单、有效地实施实现。
上述仅为本发明的具体实施方式，但本发明的设计构思并不仅局限于此，凡是利用此构思对本发明进行非实质性地改进，均应该属于侵犯本发明保护范围的行为。

Claims (6)

1.抑制电动客车驱动系统振动的制动能量回收控制方法，其特征在于：所述制动能量回收控制方法包括以下具体步骤：
步骤一：判断是否进入制动模式，整车控制器VCU根据油门踏板开度信号、制动踏板开度信号以及当前的车速，判断车辆是否进入制动模式，若不进入制动模式，整车控制器VCU不发送电机制动扭矩指令；若进入制动模式则进入步骤二；
步骤二：判断是否进入滑行工况，进入制动模式后，整车控制器VCU获取制动踏板开度信号，判断车辆是否进入滑行工况，若无进入滑行工况则进入步骤三，若进入滑行工况则进入步骤四；
步骤三：发送非滑行工况的电机扭矩指令，整车控制器VCU根据当前制动踏板的开度信号与当前车速，插值标定的非滑行区域的制动map表，同时结合当前电池soc值的大小，计算出电机在非滑行工况下的制动扭矩值，然后根据标定的电机制动扭矩变化率限制曲线，向电机控制器MCU发送非滑行工况电机扭矩指令，最终实现车辆制动能量回收；
步骤四：发送滑行工况的电机扭矩指令，整车控制器VCU根据当前车速，插值标定的滑行区域的制动map表，同时结合当前电池soc值的大小，计算出电机在滑行工况下的电机扭矩值，然后根据标定的电机制动扭矩变化率限制曲线，向电机控制器MCU发送滑行工况电机扭矩指令，低速时发送的是较小的电机正扭矩，提前施加转矩驱动电机旋转消除齿轮间隙，无制动能量回收；中高车速时，发送电机负扭矩指令，有制动能量回收，最终实现车辆制动能量回收。
2.根据权利要求1所述的抑制电动客车驱动系统振动的制动能量回收控制方法，其特征在于：所述步骤一中的制动踏板为开关量踏板，该制动踏板设置有三个档位的制动信号，相对应的制动信号为0、1、2、3；所述油门踏板开度的变化区间为0-100%。
3.根据权利要求2所述的抑制电动客车驱动系统振动的制动能量回收控制方法，其特征在于：所述步骤一中进入制动状态的判断条件为：制动踏板信号>1，或者制动踏板信号≤1&&油门踏板开度<2%&&车速>10km/h。
4.根据权利要求2所述的抑制电动客车驱动系统振动的制动能量回收控制方法，其特征在于：所述步骤二中是否进入滑行工况的判断条件为：制动踏板信号为0。
5.根据权利要求1所述的抑制电动客车驱动系统振动的制动能量回收控制方法，其特征在于：所述步骤三中所插值的非滑行区域的制动map表和所述步骤四中所插值的滑行区域的制动map表分别为结合整车所匹配电机的特性与实车调试标定所得，是个关于制动踏板信号与车速信号的二维表格。
6.根据权利要求1所述的抑制电动客车驱动系统振动的制动能量回收控制方法，其特征在于：所述步骤三中的标定的电机制动扭矩变化率限制曲线是结合整车所匹配电机的特性及实车调试标定所得。
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