CN110422057B - 一种纯电动汽车起步防抖动控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种纯电动汽车起步防抖动控制方法，包括：步骤1、整车控制器VCU采集高压继电器状态、电机工作模式信息和整车当前的作动信息；步骤2、所述整车控制器VCU根据采集的高压继电器状态判断当前整车状态；步骤3、所述整车控制器VCU根据采集的电机工作模式信息判断电机系统的驱动状态；步骤4、所述整车控制器VCU根据当前整车状态、电机系统的驱动状态和采集到的整车当前的作动信息向电机系统发起对应的请求扭矩T；步骤5、所述电机系统收到该请求扭矩T后，直接执行该请求扭矩T，通过电机系统输出对应的扭矩来对齿轮的贴合情况进行控制。本发明保证传动系统齿轮贴合过程平顺，降低起步过程中的冲击。

Description

一种纯电动汽车起步防抖动控制方法

技术领域

本发明涉及汽车技术领域，尤其涉及一种纯电动汽车起步防抖动控制方法。

背景技术

由于车辆传动系统中齿轮间隙的存在，纯电动汽车整车从静止到起步，齿轮在贴合过程中有冲击，导致整车在起步过程中有抖动感，降低了整车舒适性，影响客户驾驶体验。

在2015年10月14日申请的申请号为201510662301.5的中国发明，保护一种混合动力汽车纯电驱动起步控制方法，所述方法是当整车进行纯电动起步时，控制驱动电机进行转速闭环控制，要求驱动电机的转速保持在目标转速，控制变速箱中的离合器缓慢结合，由驱动电机通过变速箱控制整车缓慢起步，整车进入蠕行工况行驶；当系统在蠕行行驶过程中，驾驶员进行踩油门加速时，控制驱动电机退出转速闭环控制，对驱动电机进行扭矩控制，驱动电机执行的扭矩为驱动电机在蠕行工况下的实际扭矩与驾驶员需求扭矩的叠加。该方法能够较好地控制驱动电机的转速以及扭矩，防止造成整车的抖动。

发明内容

本发明要解决的技术问题，在于提供一种纯电动汽车起步防抖动控制方法，通过对纯电动汽车在起步过程中电机输出扭矩的分段控制及步长控制，保证传动系统齿轮贴合过程平顺，降低起步过程中的冲击，同时兼顾起步加速性，提升整车舒适性和驾驶性。

本发明的问题是这样实现的：

一种纯电动汽车起步防抖动控制方法，包括如下步骤：

步骤1、整车控制器VCU采集高压继电器状态、电机工作模式信息和整车当前的作动信息；

步骤2、所述整车控制器VCU根据采集的高压继电器状态判断当前整车状态；

步骤3、所述整车控制器VCU根据采集的电机工作模式信息判断电机系统的驱动状态；

步骤4、所述整车控制器VCU根据当前整车状态、电机系统的驱动状态和采集到的整车当前的作动信息向电机系统发起对应的请求扭矩T；

步骤5、所述电机系统收到该请求扭矩T后，直接执行该请求扭矩T，通过电机系统输出对应的扭矩来对齿轮的贴合情况进行控制。

进一步地，所述步骤1具体为：

所述整车控制器VCU通过CAN总线采集高压继电器状态和电机工作模式信息；所述整车控制器VCU通过硬线I/O口采集整车当前的作动信息，包括挡位信号、制动踏板信号及油门踏板开度信号。

进一步地，所述步骤2具体为：

所述整车控制器VCU根据该高压继电器状态判断当前整车是否上高压，若所述高压继电器处于闭合状态，说明整车已上高压，则进入步骤3；若所述高压继电器处于打开状态，说明整车未上高压，则直接结束流程。

进一步地，所述步骤3具体为：

所述整车控制器VCU根据采集的电机工作模式信息判断电机系统是否处于驱动模式，若电机工作模式信息显示电机正在驱动，说明电机系统处于驱动模式，则进入步骤4；若电机工作模式信息显示电机未驱动，说明电机系统处于非驱动模式，则直接结束流程。

进一步地，所述步骤4具体为：

所述整车控制器VCU监测到整车已上高压且电机系统处于驱动模式时，根据采集到的整车当前的档位信号判断档位是否为D挡或R挡，若否，则直接结束流程；若是，则继续根据采集到的整车当前的制动踏板信号判断整车是否处于踩制动状态，若整车是踩制动踏板，则所述整车控制器VCU通过CAN总线输出一个请求扭矩T给电机系统，此时该请求扭矩T等于贴合扭矩T1，则设置步长为S0，请求扭矩T以步长S0从0增长到贴合扭矩T1，进入步骤5；若整车是不踩制动踏板，则所述整车控制器VCU根据油门踏板的开度情况，并通过CAN总线输出一个请求扭矩T给电机系统，并判断该请求扭矩T的大小，若贴合扭矩T1＜请求扭矩T≤贴合保持扭矩T2，则设置请求扭矩T的增加步长为S1，以步长S1从T1增长到请求扭矩T；若请求扭矩T＞贴合保持扭矩T2，则先按照步长S1从T1增加T2，此时齿轮已完全贴合，后增加步长变为S2，按照步长S2从T2增加到请求扭矩T，S2＞S1。

本发明的优点在于：无需追加硬件开发成本，通过整车控制器VCU软件实现，通过对纯电动汽车在起步过程中电机输出扭矩的分段控制及步长控制，保证纯电动汽车在起步过程中齿轮贴合平稳，同时降低传动系统在起步过程中的冲击磨损，同时兼顾起步加速性，提升整车舒适性和驾驶性，提升客户使用体验。

附图说明

下面参照附图结合实施例对本发明作进一步的说明。

图1为本发明的系统的示意图。

图2为本发明一种纯电动汽车起步防抖动控制方法的执行流程图。

图3为本发明一种纯电动汽车起步防抖动控制方法中一具体实施例的流程图。

图4为典型的整车起步扭矩及步长控制过程的效果图。

具体实施方式

为使得本发明更明显易懂，现以一优选实施例，并配合附图作详细说明如下。

如图1所示，系统包括整车控制器VCU(包括状态转换模块和扭矩处理模块)和电机系统(如：电机控制器MCU)，整车控制器VCU的状态转换模块通过采集硬线I/O口信息，包括制动、油门、挡位、充电枪等，并通过CAN总线采集电机、电池系统的高压继电器等信息，综合判断设定整车进入驱动、能量回收、充电等状态；整车控制器VCU的扭矩处理模块根据状态转换模块收集到的信息并结合整车工作状态，请求扭矩，并发送给电机系统，电机系统执行整车控制器VCU的扭矩请求。

如图2所示，本发明的一种纯电动汽车起步防抖动控制方法，包括如下步骤：

步骤1、整车控制器VCU采集高压继电器状态、电机工作模式信息和整车当前的作动信息；

步骤2、所述整车控制器VCU根据采集的高压继电器状态判断当前整车状态；

步骤3、所述整车控制器VCU根据CAN总线采集的电机工作模式信息判断电机系统的驱动状态；

步骤4、所述整车控制器VCU根据当前整车状态、电机系统的驱动状态和硬线I/O口采集到的整车当前的作动信息向电机系统发起对应的请求扭矩T；

步骤5、所述电机系统收到该请求扭矩T后，直接执行该请求扭矩T，通过电机系统输出对应的扭矩来对齿轮的贴合情况进行控制。

一较佳实施例为：

如图3所示，本发明的一种纯电动汽车起步防抖动控制方法，包括如下步骤：

步骤P1、整车控制器VCU通过CAN总线采集高压继电器状态和电机工作模式信息；所述整车控制器VCU通过硬线I/O口采集整车当前的作动信息，包括挡位信号、制动踏板信号及油门踏板开度信号；

步骤P2、所述整车控制器VCU根据CAN总线采集到的该高压继电器状态判断当前整车是否上高压，若所述高压继电器(如：PTC、BMS、MCU等高压继电器)处于闭合状态，说明整车已上高压，则进入步骤P3；若所述高压继电器处于打开状态，说明整车未上高压，则直接结束流程；

步骤P3、所述整车控制器VCU根据CAN总线采集的电机工作模式信息判断电机系统是否处于驱动模式，若电机工作模式信息显示电机正在驱动，说明电机系统处于驱动模式，则进入步骤P4；若电机工作模式信息显示电机未驱动，说明电机系统处于非驱动模式，则直接结束流程；

步骤P4、所述整车控制器VCU监测到整车已上高压且电机系统处于驱动模式时，根据硬线I/O口采集到的整车当前的档位信号判断档位是否为D挡或R挡，若否，则直接结束流程；若是，则继续根据采集到的整车当前的制动踏板信号判断整车是否处于踩制动状态，若整车是踩制动踏板，则所述整车控制器VCU通过CAN总线输出一个请求扭矩T给电机系统，此时该请求扭矩T等于贴合扭矩T1，并设置步长为S0，请求扭矩T以步长S0从0增长到贴合扭矩T1，进入步骤P5，踩刹车请求贴合扭矩主要作用是保证整车在静止状态齿轮平顺贴合，T1为小扭矩，确保整车在起步过程中无冲击，且不会因扭矩过大造成电机堵转，具体值可标定，T1的初始值可设定为2N.m，初始扭矩从0上升到贴合扭矩T1按步长S0增加，S0初始值可设定为2N.m/10ms，则此过程是10ms后就能到达贴合扭矩T1的扭矩值；若整车松开刹车而踩油门踏板或者进入蠕行(不踩油门不踩刹车)，若要响应油门踏板或者蠕行扭矩，首先必须保证挡位有效，则换挡的时候必须踩刹车，所以响应油门的时候请求扭矩已经到达T1，也就是说，此时已经经历了以S0步长从0增长到T1的过程，所述整车控制器VCU再根据油门踏板的开度情况，或者根据蠕行车速判断请求扭矩，并通过CAN总线输出一个相应扭矩值的请求扭矩T给电机系统，并判断该请求扭矩T的大小，若贴合扭矩T1＜请求扭矩T≤贴合保持扭矩T2，则设置请求扭矩T的增加步长为S1，该S1值应为一小值，主要作用是保证齿轮贴合完全不打齿，其中T2为贴合保持扭矩，该值可标定，初始值可设定为20N.m，贴合扭矩T1值很小，一般也就2N.m左右，贴合保持扭矩T2也不大，20N.m左右，但是具体的这两个值要通过标定，不同车重，齿轮间隙不一样，标定出来的值也不一样；S1的初始值可设定为0.8N.m/10ms，以步长S1从T1增长到请求扭矩T，比如：在T1＜T≤T2时，已知T1＝2N.m，T2＝20N.m，S1＝0.8N.m/10ms，若此时T＝10N.m，则从2N.m到10N.m的过程是以0.8N.m/10ms的步长进行增长的，则此过程是100ms后就能到达请求扭矩T的扭矩值；若请求扭矩T＞贴合保持扭矩T2，则先按照步长S1从T1增加T2，此时齿轮已完全贴合，为了兼顾动力性，扭矩按照较大的加步长S2增加，后增加步长变为S2，按照步长S2从T2增加到请求扭矩T，S2＞S1，步长S1比S2小，这样做会牺牲一点加速性，但是能确保齿轮贴合住不打齿，S2是正常的步长，主要是保证加速性及舒适性；S2的初始值可设定为4N.m/10ms；比如：在T＞T2时，已知T1＝2N.m，T2＝20N.m，S1＝0.8N.m/10ms，S2＝4N.m/10ms，若此时T＝30N.m，则从2N.m到20N.m的过程是以0.8N.m/10ms的步长进行增长的，则此过程是225ms后就能到达20N.m的扭矩值；然后再从20N.m到30N.m的过程是以4N.m/10ms的步长进行增长的，则此过程是25ms后就能到达30N.m的扭矩值；

步骤P5、所述电机系统收到该请求扭矩T后，直接执行该请求扭矩T，通过电机系统输出对应的扭矩来对齿轮的贴合情况进行控制；一段典型的整车起步扭矩及步长控制过程如图4所示：

本发明的优点如下：

本发明无需追加硬件开发成本，通过整车控制器VCU软件实现，本发明主要是根据踩刹车时具有贴合扭矩；对扭矩分段控制；以及不同扭矩段步长不一样，通过对纯电动汽车在起步过程中电机输出扭矩的分段控制及步长控制，保证纯电动汽车在起步过程中齿轮贴合平稳，同时降低传动系统在起步过程中的冲击磨损，同时兼顾起步加速性，提升整车舒适性和驾驶性，提升客户使用体验。

虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是熟悉本技术领域的技术人员应当理解，我们所描述的具体的实施例只是说明性的，而不是用于对本发明的范围的限定，熟悉本领域的技术人员在依照本发明的精神所作的等效的修饰以及变化，都应当涵盖在本发明的权利要求所保护的范围内。

Claims (4)

1.一种纯电动汽车起步防抖动控制方法，其特征在于：包括如下步骤：

步骤1、整车控制器VCU采集高压继电器状态、电机工作模式信息和整车当前的作动信息；

步骤2、所述整车控制器VCU根据采集的高压继电器状态判断当前整车状态；

步骤3、所述整车控制器VCU根据采集的电机工作模式信息判断电机系统的驱动状态；

步骤4、所述整车控制器VCU根据当前整车状态、电机系统的驱动状态和采集到的整车当前的作动信息向电机系统发起对应的请求扭矩T；所述步骤4具体为：

所述整车控制器VCU监测到整车已上高压且电机系统处于驱动模式时，根据采集到的整车当前的档位信号判断档位是否为D挡或R挡，若否，则直接结束流程；若是，则继续根据采集到的整车当前的制动踏板信号判断整车是否处于踩制动状态，若整车是踩制动踏板，则所述整车控制器VCU通过CAN总线输出一个请求扭矩T给电机系统，此时该请求扭矩T等于贴合扭矩T1，则设置步长为S0，请求扭矩T以步长S0从0增长到贴合扭矩T1，进入步骤5；若整车是不踩制动踏板，则所述整车控制器VCU根据油门踏板的开度情况，并通过CAN总线输出一个请求扭矩T给电机系统，并判断该请求扭矩T的大小，若贴合扭矩T1＜请求扭矩T≤贴合保持扭矩T2，则设置请求扭矩T的增加步长为S1，以步长S1从T1增长到请求扭矩T；若请求扭矩T＞贴合保持扭矩T2，则先按照步长S1从T1增加到T2，此时齿轮已完全贴合，后增加步长变为S2，按照步长S2从T2增加到请求扭矩T，S2＞S1；

步骤5、所述电机系统收到该请求扭矩T后，直接执行该请求扭矩T，通过电机系统输出对应的扭矩来对齿轮的贴合情况进行控制。

2.如权利要求1所述的一种纯电动汽车起步防抖动控制方法，其特征在于：所述步骤1具体为：

所述整车控制器VCU通过CAN总线采集高压继电器状态和电机工作模式信息；所述整车控制器VCU通过硬线I/O口采集整车当前的作动信息，包括挡位信号、制动踏板信号及油门踏板开度信号。

3.如权利要求1所述的一种纯电动汽车起步防抖动控制方法，其特征在于：所述步骤2具体为：

所述整车控制器VCU根据该高压继电器状态判断当前整车是否上高压，若所述高压继电器处于闭合状态，说明整车已上高压，则进入步骤3；若所述高压继电器处于打开状态，说明整车未上高压，则直接结束流程。

4.如权利要求1所述的一种纯电动汽车起步防抖动控制方法，其特征在于：所述步骤3具体为：

所述整车控制器VCU根据采集的电机工作模式信息判断电机系统是否处于驱动模式，若电机工作模式信息显示电机正在驱动，说明电机系统处于驱动模式，则进入步骤4；若电机工作模式信息显示电机未驱动，说明电机系统处于非驱动模式，则直接结束流程。

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