CN110435442A - 一种纯电动卡车低速行驶抖动的控制方法及装置 - Google Patents

一种纯电动卡车低速行驶抖动的控制方法及装置 Download PDF

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Abstract

本发明公开一种纯电动卡车低速行驶抖动的控制方法及装置，涉及纯电汽车技术领域，其中一种纯电动卡车低速行驶抖动的控制方法包括：当汽车行驶速度低于预设速度阈值时，取消电机控制器内置PID控制模块的积分项系数的调节权限；通过整车控制器实时采集当前电机转速信息，根据当前电机转速信息判断是否存在滑行抖动；若存在滑行抖动，触发辅助扭矩控制；判断所述滑行抖动是否消除；若滑行抖动消除，开放电机控制器内置PID控制模块的积分项系数的调节权限。通过结合消除机械部件干扰，从而更好的消除车辆低速行驶抖动的问题。

Description

一种纯电动卡车低速行驶抖动的控制方法及装置
技术领域
本发明涉及纯电汽车技术领域，特别涉及一种纯电动卡车低速行驶抖动的控制方法及装置。
背景技术
现有的技术方案中在消除车辆低速行驶的抖动时，并没有考虑到整个系统的机械部件干扰导致的低速行驶抖动，对某些车型的低速行驶抖动产生的机理没有完全掌握，仅仅局限于电子系统、控制装置自身的参数优化。因此往往控制不彻底，不能完全消除低速行驶抖动。有时会由于没有找到低速抖动问题的症结所在，盲目地调整控制装置的软件参数，往往适得其反。
纯电动卡车的低速行驶抖动产生原因，不光会由于电子系统干扰产生，还会因为一些机械部件干扰而产生，因此必须结合消除机械部件干扰才能最好的消除车辆低速行驶抖动的问题。
发明内容
本发明的主要目的是提出一种纯电动卡车低速行驶抖动的控制方法及装置，旨在结合消除机械部件干扰来更好的消除车辆低速行驶抖动的问题。
为实现上述目的，一方面，本发明提出一种纯电动卡车低速行驶抖动的控制方法，其包括：
当汽车行驶速度低于预设速度阈值时，取消电机控制器内置PID控制模块的积分项系数的调节权限；
通过整车控制器实时采集当前电机转速信息，根据所述当前电机转速信息判断是否存在滑行抖动；
若存在滑行抖动，触发辅助扭矩控制；
判断所述滑行抖动是否消除；
若所述滑行抖动消除，开放所述电机控制器内置PID控制模块的积分项系数的调节权限。
另一方面，本发明提出一种纯电动卡车低速行驶抖动的控制装置，其包括：
第一执行单元，用于当汽车行驶速度低于预设速度阈值时，取消电机控制器内置PID控制模块的积分项系数的调节权限；
第一判断单元，用于实时采集当前电机转速信息，根据所述当前电机转速信息判断是否存在滑行抖动；
第二执行单元，用于若存在滑行抖动，触发辅助扭矩控制；
第二判断单元，用于判断所述滑行抖动是否消除；
第三执行单元，用于若所述滑行抖动消除，开放所述电机控制器内置PID控制模块的积分项系数的调节权限。
本发明的技术方案中，通过当汽车行驶速度低于预设速度阈值时，取消电机控制器内置PID控制模块的积分项系数的调节权限，同时监测电机转速信息，判断是否存在机械干扰导致的滑行抖动，若存在滑行抖动则触发辅助扭矩控制对滑行抖动进行消除，待机械干扰消除后开放电机控制器内置PID控制模块的积分项系数的调节权限，进而通过修正积分项系数，降低系统的稳态误差，结合消除机械部件干扰，从而更好的消除车辆低速行驶抖动的问题。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。
图1为本发明提供的一种纯电动卡车低速行驶抖动的控制方法的流程示意图；
图2为本发明提供的另一种纯电动卡车低速行驶抖动的控制方法的流程示意图；
图3为本发明提供的一种纯电动卡车低速行驶抖动的控制装置的示意性框图；
图4为本发明提供的另一种纯电动卡车低速行驶抖动的控制装置的示意性框图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
需要说明，若本发明实施例中有涉及方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)，则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
另外，若本发明实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，全文中出现的“和/或”的含义，包括三个并列的方案，以“A和/或B”为例，包括A方案、或B方案、或A和B同时满足的方案。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。
请参阅图1，图1为本发明提供的一种纯电动卡车低速行驶抖动的控制方法的流程示意图，该纯电动卡车低速行驶抖动的控制方法包括步骤S101～S105：
步骤S101：当汽车行驶速度低于预设速度阈值时，取消电机控制器内置PID控制模块的积分项系数的调节权限。
具体地，可例如将预设速度阈值设置为150rpm，当车辆行驶转速低于150rpm时，则被判定为低速行驶，执行取消电机控制器内置PID控制模块的积分项系数的调节权限。首先由电机控制器(PCU)内置PID(比例(proportion)、积分(integral)、微分(differential))控制模块，对低速行驶时的驱动电机转速进行不断修正，使其稳定并与输入值相吻合，由于不确定整个系统是否存在由于机械干扰(如传动系统(轴承、减速器、差速器)齿轮间隙)的间隙导致的稳态误差，故在此阶段的PID调节中，限制积分项系数的调节，以防止超调。特别地，积分项系数的调节限制，可以被人为强制改变，即设置人为主动对积分项系数调节限制与否的选择开关，可由使用者自由选择何时停止对积分项系数的调节限制。
步骤S102：通过整车控制器(VCU)实时采集当前电机转速信息，根据当前电机转速信息判断是否存在滑行抖动。
具体地，VCU实时获取当前电机转速信息，并对转速信息进行储存以供调用来判断是否存在滑行抖动。
在具体实现中，根据当前电机转速信息判断是否存在滑行抖动包括以下子步骤：
(1)、获取第一预设时长内的转速值集合，将第一预设时长分割为第一预设个数第二预设时长，判断每个第二预设时长内的转速值是否存在波形变化；(2)、若第二预设时长内的转速值存在波形变化，判断存在波形变化的第二预设时长的个数是否大于第二预设个数；(3)、若存在波形变化的第二预设时长的个数大于第二预设个数，则判定为存在滑行抖动。
具体地，可例如将第一预设时长设置为3s，第一预设个数设为10个，第二预设时长则为0.3s，第二预设个数设为3个，即为获取3s内的转速值集合，并将3s内的转速值集合分割为10个时长0.3s的转速值分集合，判断每个0.3s的转速值分集合内是否存在转速值的波形变化，若存在，则判断存在波形变化的转速分集合的个数是否大于3个，如果大于3个，则判定为存在滑行抖动。
在具体实现中，判断每个所述第二预设时长内的转速值是否存在波形变化包括：
选取第二预设时长内等时间间隔的三个连续的转速值，判断位于中间的转速值是否大于或小于位于两端的转速值；
若位于中间的转速值大于或小于位于两端的转速值，则判定为存在波形变化。
具体地，例如VCU检测到的每个0.3s的分集合内的3个相邻(信号采集间隔0.1s)的转速值信号n1、n2、n3，满足其逻辑判断式：n1＞n2，n2＜n3或者n1＜n2，n2＞n3，则判定为存在波形变化。
步骤S103：若存在滑行抖动，触发辅助扭矩控制。
具体地，若判定为存在滑行抖动的问题，则触发辅助扭矩控制，通过输出辅助扭矩值来对滑行抖动进行抵消。
步骤S104：判断滑行抖动是否消除。
具体地，通过步骤S102中的判定步骤，发现滑行抖动以及消除，即出现存在波形变化的转速分集合的个数是不大于3个，则认定为抖动消除。在具体实现中，认定是否抖动的转速分集合个数的认定阈值不限定于3个，第一预设个数的数值也不限定为10个，第一预设时长也不限定为3S，即上述对于预设个数的限定不限于实施例中所提到的具体数值，均可以是根据设计需要设置的任意数值。
步骤S105：若滑行抖动消除，开放电机控制器内置PID控制模块的积分项系数的调节权限。
具体地，当“辅助扭矩控制”控制触发，并经VCU检测，滑行抖动已消除，此时放开对PCU中PID控制的积分项系数调节的权限，可以通过修正积分项系数，降低系统的稳态误差。
具体地，通过当汽车行驶速度低于预设速度阈值时，取消电机控制器内置PID控制模块的积分项系数的调节权限，同时监测电机转速信息，判断是否存在机械干扰导致的滑行抖动，若存在滑行抖动则触发辅助扭矩控制对滑行抖动进行消除，待机械干扰消除后开放电机控制器内置PID控制模块的积分项系数的调节权限，进而通过修正积分项系数，降低系统的稳态误差，结合消除机械部件干扰，从而更好的消除车辆低速行驶抖动的问题。
在一实施例中，触发辅助扭矩控制包括：整车控制器控制电机控制器输出预设正扭矩值。
具体地，PCU输出的辅助扭矩为输出预设正扭矩值，当触发辅助扭矩控制时，PCU主动输出微小的正扭矩(可例如将初始值设定为10N.m，正扭矩数值可以根据整车实际情况，进行标定)，使驱动电机及其之后的传动系统中主齿贴合被齿，消除主被齿之间的装配间隙，从而消除滑行过程中的“打齿”现象。
请参阅图2，图2为本发明提供的另一种纯电动卡车低速行驶抖动的控制方法的流程示意图，该纯电动卡车低速行驶抖动的控制方法包括步骤S201～S207：
步骤S201：当汽车行驶速度低于预设速度阈值时，取消电机控制器内置PID控制模块的积分项系数的调节权限。
具体地，可例如将预设速度阈值设置为150rpm，当车辆行驶转速低于150rpm时，则被判定为低速行驶，执行取消电机控制器内置PID控制模块的积分项系数的调节权限。首先由电机控制器(PCU)内置PID(比例(proportion)、积分(integral)、微分(differential))控制模块，对低速行驶时的驱动电机转速进行不断修正，使其稳定并与输入值相吻合，由于不确定整个系统是否存在由于机械干扰(如传动系统(轴承、减速器、差速器)齿轮间隙)的间隙导致的稳态误差，故在此阶段的PID调节中，限制积分项系数的调节，以防止超调。特别地，积分项系数的调节限制，可以被人为强制改变，即设置人为主动对积分项系数调节限制与否的选择开关，可由使用者自由选择何时停止对积分项系数的调节限制。
步骤S202：实时监测驻车制动器内置制动鼓的温度变化，判断制动鼓温度是否超过预设温度阈值。
具体地，在驻车制动器上增加温度传感器测量内置制动鼓的温度变化，当驻车制动器存在卡滞的情况(即驻车制动器内制动蹄片与制动鼓未完全脱离)，在车辆运行过程中会因摩擦发热，此时判断制动鼓的温度是否会超过预设温度阈值。
步骤S203：若制动鼓温度超过预设温度阈值，对驾驶员发出调整驻车制动器间隙的提醒信息。
具体地，当温度超过限值时，温度传感器会发出报警信号提醒驾驶员调整驻车制动器间隙。
步骤S204：通过整车控制器实时采集当前电机转速信息，根据当前电机转速信息判断是否存在滑行抖动。
具体地，VCU实时获取当前电机转速信息，并对转速信息进行储存以供调用来判断是否存在滑行抖动。
在具体实现中，根据当前电机转速信息判断是否存在滑行抖动包括以下子步骤：
(1)、获取第一预设时长内的转速值集合，将第一预设时长分割为第一预设个数第二预设时长，判断每个第二预设时长内的转速值是否存在波形变化；(2)、若第二预设时长内的转速值存在波形变化，判断存在波形变化的第二预设时长的个数是否大于第二预设个数；(3)、若存在波形变化的第二预设时长的个数大于第二预设个数，则判定为存在滑行抖动。
具体地，可例如将第一预设时长设置为3s，第一预设个数设为10个，第二预设时长则为0.3s，第二预设个数设为3个，即为获取3s内的转速值集合，并将3s内的转速值集合分割为10个时长0.3s的转速值分集合，判断每个0.3s的转速值分集合内是否存在转速值的波形变化，若存在，则判断存在波形变化的转速分集合的个数是否大于3个，如果大于3个，则判定为存在滑行抖动。
在具体实现中，判断每个所述第二预设时长内的转速值是否存在波形变化包括：
选取第二预设时长内等时间间隔的三个连续的转速值，判断位于中间的转速值是否大于或小于位于两端的转速值；
若位于中间的转速值大于或小于位于两端的转速值，则判定为存在波形变化。
具体地，例如VCU检测到的每个0.3s的分集合内的3个相邻(信号采集间隔0.1s)的转速值信号n1、n2、n3，满足其逻辑判断式：n1＞n2，n2＜n3或者n1＜n2，n2＞n3，则判定为存在波形变化。
步骤S205：若存在滑行抖动，触发辅助扭矩控制。
具体地，若判定为存在滑行抖动的问题，则触发辅助扭矩控制，通过输出辅助扭矩值来对滑行抖动进行抵消。
步骤S206：判断滑行抖动是否消除。
具体地，通过步骤S102中的判定步骤，发现滑行抖动以及消除，即出现存在波形变化的转速分集合的个数是不大于3个，则认定为抖动消除。在具体实现中，认定是否抖动的转速分集合个数的认定阈值不限定于3个，第一预设个数的数值也不限定为10个，第一预设时长也不限定为3S，即上述对于预设个数的限定不限于实施例中所提到的具体数值，均可以是根据设计需要设置的任意数值。
步骤S207：若滑行抖动消除，开放电机控制器内置PID控制模块的积分项系数的调节权限。
具体地，当“辅助扭矩控制”控制触发，并经VCU检测，滑行抖动已消除，此时放开对PCU中PID控制的积分项系数调节的权限，可以通过修正积分项系数，降低系统的稳态误差。
参见图3，为本发明实施例提供的一种纯电动卡车低速行驶抖动的控制装置的示意性框图，该纯电动卡车低速行驶抖动的控制装置包括：第一执行单元110、第一判断单元120、第二执行单元130、第二判断单元140以及第三执行单元150；
第一执行单元110用于当汽车行驶速度低于预设速度阈值时，取消电机控制器内置PID控制模块的积分项系数的调节权限；第一判断单元120用于实时采集当前电机转速信息，根据当前电机转速信息判断是否存在滑行抖动；第二执行单元130用于若存在滑行抖动，触发辅助扭矩控制；第二判断单元140用于判断滑行抖动是否消除；第三执行单元150用于若滑行抖动消除，开放电机控制器内置PID控制模块的积分项系数的调节权限。
第一判断单元120用于根据所述当前电机转速信息判断是否存在滑行抖动包括：
第一判断子单元121，用于获取第一预设时长内的转速值集合，将第一预设时长分割为第一预设个数第二预设时长，判断每个第二预设时长内的转速值是否存在波形变化；
第二判断子单元122，用于若所述第二预设时长内的转速值存在波形变化，判断存在所述波形变化的第二预设时长的个数是否大于第二预设个数；
第一判定单元123，用于若存在所述波形变化的第二预设时长的个数大于第二预设个数，则判定为存在滑行抖动。
第一判断子单元121用于判断每个第二预设时长内的转速值是否存在波形变化包括：
第三判断子单元124，用于选取所述第二预设时长内等时间间隔的三个连续的转速值，判断位于中间的转速值是否大于或小于位于两端的转速值；
第二判定单元125，用于若位于中间的转速值大于或小于位于两端的转速值，则判定为存在所述波形变化。
具体地，通过当汽车行驶速度低于预设速度阈值时，取消电机控制器内置PID控制模块的积分项系数的调节权限，同时监测电机转速信息，判断是否存在机械干扰导致的滑行抖动，若存在滑行抖动则触发辅助扭矩控制对滑行抖动进行消除，待机械干扰消除后开放电机控制器内置PID控制模块的积分项系数的调节权限，进而通过修正积分项系数，降低系统的稳态误差，结合消除机械部件干扰，从而更好的消除车辆低速行驶抖动的问题。
在一实施例中，触发辅助扭矩控制包括：整车控制器控制所述电机控制器输出预设正扭矩值。
具体地，PCU输出的辅助扭矩为输出预设正扭矩值，当触发辅助扭矩控制时，PCU主动输出微小的正扭矩(可例如将初始值设定为10N.m，正扭矩数值可以根据整车实际情况，进行标定)，使驱动电机及其之后的传动系统中主齿贴合被齿，消除主被齿之间的装配间隙，从而消除滑行过程中的“打齿”现象。
参见图4，为本发明实施例提供的另一种纯电动卡车低速行驶抖动的控制装置的示意性框图，该纯电动卡车低速行驶抖动的控制装置包括：第一执行单元210、第四判断单元220、提醒单元230、第一判断单元240、第二执行单元250、第二判断单元260以及第三执行单元270；
第一执行单元210用于当汽车行驶速度低于预设速度阈值时，取消电机控制器内置PID控制模块的积分项系数的调节权限；第四判断单元220用于实时监测驻车制动器内置制动鼓的温度变化，判断所述制动鼓温度是否超过预设温度阈值；提醒单元230用于若所述制动鼓温度超过预设温度阈值，对驾驶员发出调整驻车制动器间隙的提醒信息；第一判断单元240用于实时采集当前电机转速信息，根据当前电机转速信息判断是否存在滑行抖动；第二执行单元250用于若存在滑行抖动，触发辅助扭矩控制；第二判断单元260用于判断滑行抖动是否消除；第三执行单元270用于若滑行抖动消除，开放电机控制器内置PID控制模块的积分项系数的调节权限。
具体地，通过增加第四判断单元220测量内置制动鼓的温度变化，当驻车制动器存在卡滞的情况(即驻车制动器内制动蹄片与制动鼓未完全脱离)，在车辆运行过程中会因摩擦发热，此时判断制动鼓的温度是否会超过预设温度阈值。当温度超过限值时，通过提醒单元230发出报警信号提醒驾驶员调整驻车制动器间隙，从而避免因驻车制动气卡滞造成抖动发生。
以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的发明构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种纯电动卡车低速行驶抖动的控制方法，其特征在于，包括：
当汽车行驶速度低于预设速度阈值时，取消电机控制器内置PID控制模块的积分项系数的调节权限；
通过整车控制器实时采集当前电机转速信息，根据所述当前电机转速信息判断是否存在滑行抖动；
若存在滑行抖动，触发辅助扭矩控制；
判断所述滑行抖动是否消除；
若所述滑行抖动消除，开放所述电机控制器内置PID控制模块的积分项系数的调节权限。
2.根据权利要求1所述的纯电动卡车低速行驶抖动的控制方法，其特征在于，所述根据所述当前电机转速信息判断是否存在滑行抖动包括：
获取第一预设时长内的转速值集合，将所述第一预设时长分割为第一预设个数第二预设时长，判断每个所述第二预设时长内的转速值是否存在波形变化；
若所述第二预设时长内的转速值存在波形变化，判断存在所述波形变化的第二预设时长的个数是否大于第二预设个数；
若存在所述波形变化的第二预设时长的个数大于第二预设个数，则判定为存在滑行抖动。
3.根据权利要求2所述的纯电动卡车低速行驶抖动的控制方法，其特征在于，所述判断每个所述第二预设时长内的转速值是否存在波形变化包括：
选取所述第二预设时长内等时间间隔的三个连续的转速值，判断位于中间的转速值是否大于或小于位于两端的转速值；
若位于中间的转速值大于或小于位于两端的转速值，则判定为存在所述波形变化。
4.根据权利要求1所述的纯电动卡车低速行驶抖动的控制方法，其特征在于，所述触发辅助扭矩控制包括：所述整车控制器控制所述电机控制器输出预设正扭矩值。
5.根据权利要求1所述的纯电动卡车低速行驶抖动的控制方法，其特征在于，在执行所述整车控制器实时采集当前电机转速信息的步骤之前，所述方法还包括：
实时监测驻车制动器内置制动鼓的温度变化，判断所述制动鼓温度是否超过预设温度阈值；
若所述制动鼓温度超过预设温度阈值，对驾驶员发出调整驻车制动器间隙的提醒信息。
6.一种纯电动卡车低速行驶抖动的控制装置，其特征在于，包括：
第一执行单元，用于当汽车行驶速度低于预设速度阈值时，取消电机控制器内置PID控制模块的积分项系数的调节权限；
第一判断单元，用于实时采集当前电机转速信息，根据所述当前电机转速信息判断是否存在滑行抖动；
第二执行单元，用于若存在滑行抖动，触发辅助扭矩控制；
第二判断单元，用于判断所述滑行抖动是否消除；
第三执行单元，用于若所述滑行抖动消除，开放所述电机控制器内置PID控制模块的积分项系数的调节权限。
7.根据权利要求6所述的纯电动卡车低速行驶抖动的控制装置，其特征在于，所述第一判断单元用于根据所述当前电机转速信息判断是否存在滑行抖动包括：
第一判断子单元，用于获取第一预设时长内的转速值集合，将所述第一预设时长分割为第一预设个数第二预设时长，判断每个所述第二预设时长内的转速值是否存在波形变化；
第二判断子单元，用于若所述第二预设时长内的转速值存在波形变化，判断存在所述波形变化的第二预设时长的个数是否大于第二预设个数；
第一判定单元，用于若存在所述波形变化的第二预设时长的个数大于第二预设个数，则判定为存在滑行抖动。
8.根据权利要求7所述的纯电动卡车低速行驶抖动的控制装置，其特征在于，第一判断子单元用于判断每个所述第二预设时长内的转速值是否存在波形变化包括：
第三判断子单元，用于选取所述第二预设时长内等时间间隔的三个连续的转速值，判断位于中间的转速值是否大于或小于位于两端的转速值；
第二判定单元，用于若位于中间的转速值大于或小于位于两端的转速值，则判定为存在所述波形变化。
9.根据权利要求6所述的纯电动卡车低速行驶抖动的控制装置，其特征在于，所述触发辅助扭矩控制包括：所述整车控制器控制所述电机控制器输出预设正扭矩值。
10.根据权利要求6所述的纯电动卡车低速行驶抖动的控制装置，其特征在于，在执行所述整车控制器实时采集当前电机转速信息的步骤之前，所述方法还包括：
第四判断单元，用于实时监测驻车制动器内置制动鼓的温度变化，判断所述制动鼓温度是否超过预设温度阈值；
提醒单元，用于若所述制动鼓温度超过预设温度阈值，对驾驶员发出调整驻车制动器间隙的提醒信息。
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