CN110758114A - 一种四驱电动汽车在加速过程中的抖动抑制方法 - Google Patents

一种四驱电动汽车在加速过程中的抖动抑制方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种四驱电动汽车在加速过程中的抖动抑制方法，根据四驱电动汽车的传动系统的固有频率设置前电机转速的防抖区间，并且，当检测到前电机转速上升到防抖区间的下限值时，关闭前电机、启动后电机，当检测到后电机转速上升到防抖区间的上限值对应的后电机转速时，关闭后电机、启动前电机，从而，在四驱电动汽车在D档档位下的加速过程中，前电机的扭矩输出频率对传动系统固有频率形成有效避让，进而达到有效抑制车辆在加速过程中的抖动和震颤的目的。

Description

一种四驱电动汽车在加速过程中的抖动抑制方法
技术领域
本发明涉及汽车技术领域，特别涉及一种四驱电动汽车在加速过程中的抖动抑制方法、一种四驱电动汽车在加速过程中的抖动抑制装置、一种四驱电动汽车在加速过程中的抖动抑制系统以及一种非瞬时计算机可读存储介质。
背景技术
与传统汽车相比，电动汽车有着众多的优势：1、电动汽车的控制性、稳定性和安全性更好；2、电动汽车所需的能源结构可实现多样化；3、纯电动汽车是零排放、无污染；4、电动汽车起步快，在低速时就可以爆发大扭矩；5、电动汽车在运行过程中噪音小等优势。
相比传统汽车电动汽车有着许许多多的优势使得国家大力推广，更多的消费者也开始购买电动汽车。虽然电动汽车优势很多，但是也有自身的一些问题：比如适时四驱车辆在D档档位下(两驱模式)加速过程中，前电机的某个速度段扭矩输出频率与传动系统固有频率比较接近时，车辆会出现抖动和震颤现象，影响了驾驶员的舒适性和驾驶体验。
因此，提供一种能够有效抑制四驱电动汽车在加速过程中的抖动和震颤现象的抖动抑制方法，成为现有技术有待解决的技术问题。
发明内容
本申请的一个实施例提供了一种四驱电动汽车在加速过程中的抖动抑制方法，包括：
根据四驱电动汽车的传动系统的固有频率设置前电机转速的防抖区间；
当检测到前电机转速上升到防抖区间的下限值时，关闭前电机、启动后电机；
当检测到后电机转速上升到防抖区间的上限值对应的后电机转速时，关闭后电机、启动前电机。
可选地，根据四驱电动汽车的传动系统的固有频率设置前电机转速的防抖区间包括：
将四驱电动汽车的传动系统的固有频率设置为前电机的共振频率；
根据共振频率计算前电机的共振转速；
利用求得的共振转速为基准左右各扩展预设转速以形成前电机转速的防抖区间。
可选地，利用求得的共振转速为基准左右各扩展预设转速以形成前电机转速的防抖区间包括：
利用求得的共振转速减去100r/min～300r/min求得防抖区间的下限值；
利用求得的共振转速加上100r/min～300r/min求得防抖区间的上限值。
可选地，当检测到前电机转速上升到防抖区间的下限值时，关闭前电机、启动后电机包括：
当检测到前电机转速上升到防抖区间的下限值时，关闭前电机；
以当前前电机的输出扭矩启动后电机。
可选地，当检测到后电机转速上升到防抖区间的上限值对应的后电机转速时，关闭后电机、启动前电机包括：
根据上限值计算前电机的输出扭矩；
根据计算得到的前电机的输出扭矩折算后电机的转速；
当检测到的后电机转速上升到折算得到的后电机的转速时，关闭后电机、并以当前后电机的输出扭矩启动前电机。本申请的另一个实施例提供了一种四驱电动汽车在加速过程中的抖动抑制装置，包括：
计算模块，根据四驱电动汽车的传动系统的固有频率设置前电机转速的防抖区间；
检测模块，实时检测前电机转速和后电机转速；
执行模块，当检测到前电机转速上升到防抖区间的下限值时，关闭前电机、启动后电机；当检测到后电机转速上升到防抖区间的上限值对应的后电机转速时，关闭后电机、启动前电机。
可选地，进一步包括：
输入模块，输入四驱电动汽车的传动系统的固有频率和输入用于形成前电机转速的防抖区间的预设转速。
本申请的又一个实施例提供了一种四驱电动汽车在加速过程中的抖动抑制系统，包括：
FMCU；
RMCU；
VCU，接收来自所述FMCU的前电机转速信号和所述RMCU的后电机转速信号，其中：
当检测到前电机转速上升到防抖区间的下限值时，向所述FMCU发送前电机关闭信号、向所述RMCU发送后电机启动信号，所述FMCU响应于所述前电机关闭信号关闭前电机、所述RMCU响应于所述后电机启动信号启动后电机；
当检测到后电机转速上升到防抖区间的上限值对应的后电机转速时，向所述RMCU发送后电机关闭信号、向所述FMCU发送前电机启动信号，所述RMCU响应于所述后电机关闭信号关闭后电机、所述FMCU响应于所述前电机启动信号启动前电机。
可选地，进一步包括前电机速度传感器和后电机速度传感器，其中，所述前电机速度传感器用于实时向所述FMCU发送前电机转速信号，所述后电机速度传感器用于实时向所述RMCU发送后电机转速信号。
本申请的再一个实施例提供了一种非瞬时计算机可读存储介质，所述非瞬时计算机可读存储介质存储有指令，所述指令在由VCU执行时使得所述VCU执行如本申请的一个实施例提供的抖动抑制方法中的步骤。
基于上述的实施例，根据四驱电动汽车的传动系统的固有频率设置前电机转速的防抖区间，并且，当检测到前电机转速上升到防抖区间的下限值时，关闭前电机、启动后电机，当检测到后电机转速上升到防抖区间的上限值对应的后电机转速时，关闭后电机、启动前电机，从而，在四驱电动汽车在D档档位下的加速过程中，前电机的扭矩输出频率对传动系统固有频率形成有效避让，进而达到有效抑制车辆在加速过程中的抖动和震颤的目的。
附图说明
以下附图仅对本发明做示意性说明和解释，并不限定本发明的范围。
图1为本申请的一个实施例提供的一种四驱电动汽车在加速过程中的抖动抑制方法的流程示意图；
图2为如图1所示的抖动抑制方法的一种扩展流程示意图；
图3为如图2所示的抖动抑制方法的一种扩展流程示意图；
图4为如图1所示的抖动抑制方法的另一种扩展流程示意图；
图5为如图1所示的抖动抑制方法的又一种扩展流程示意图；
图6为本申请的另一个实施例提供的一种四驱电动汽车在加速过程中的抖动抑制装置；
图7为本申请的又一个实施例提供的一种四驱电动汽车在加速过程中的抖动抑制系统的结构示意图。
附图说明：
100 抖动抑制装置
110 计算模块
120 检测模块
130 执行模块
140 输入模块
200 抖动抑制系统
210 FMCU
220 RMCU
230 VCU
具体实施方式
为了对发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图说明本发明的具体实施方式，在各图中相同的标号表示相同的部分。
在本文中，“示意性”表示“充当实例、例子或说明”，不应将在本文中被描述为“示意性”的任何图示、实施方式解释为一种更优选的或更具优点的技术方案。
为使图面简洁，各图中的只示意性地表示出了与本发明相关部分，而并不代表其作为产品的实际结构。另外，以使图面简洁便于理解，在有些图中具有相同结构或功能的部件，仅示意性地绘示了其中的一个，或仅标出了其中的一个。
在本文中，“第一”、“第二”等仅用于彼此的区分，而非表示重要程度及顺序、以及互为存在的前提等。
在本文中，“电机转速上升到某一临界值”表示电机转速达到大于等于某一临界值的转速区间。
适时四驱车辆在D档档位下(两驱模式)加速过程中，只有前电机作为动力输出工作，后电机不工作。但是，当前电机的某个速度段扭矩输出频率与传动系统固有频率比较接近时，前电机与传动系统会发生共振，车辆会出现抖动和震颤现象，影响了驾驶员的舒适性和驾驶体验。
图1为本申请的一个实施例提供的一种四驱电动汽车在加速过程中的抖动抑制方法的流程示意图。
请参见图1，基于上述的需求，本申请的一个实施例提供了一种四驱电动汽车在加速过程中的抖动抑制方法，包括：
S110、根据四驱电动汽车的传动系统的固有频率设置前电机转速的防抖区间。
在实际车辆的传动系统确定之后，由材质、重量、结构等因素决定的传动系统的固有频率也就能够通过实验的方法得到。为了防止前电机与传动系统发生共振，就要使前电机的扭矩输出频率对传动系统的固有频率形成避让。并且，电机转速与扭矩存在反比的对应关系，因此，前电机转速的防抖区间对应于前电机的扭矩输出频率接近传动系统的固有频率时的前电机转速的区间值。
S120、当检测到前电机转速上升到防抖区间的下限值时，关闭前电机、启动后电机。
由于电动汽车的加速过程是电机输出功率不断上升的过程，前电机转速不断上升，前电机的扭矩输出频率也不断上升，当前电机转速上升到防抖区间的下限值时，电机的扭矩输出频率也快接近传动系统的固有频率形成共振，因此，关闭前电机的扭矩输出，启动后电机进行扭矩补偿，使得力矩输出平顺，车辆不会出现顿挫的感觉。
在本实施例中，四驱电动汽车的前电机和后电机选择不同额定功率的电机，因此，可以有效错开前后电机与传动系统发生共振时的转速，实现前电机与后电机在加速过程中的切换而不会发生与传动系统发生共振。
S130、当检测到后电机转速上升到防抖区间的上限值对应的后电机转速时，关闭后电机、启动前电机。
随着后电机转速的不断上升，对应于前电机的转速达到防抖区间的上限值以上时，关闭后电机，重新启动前电机进行扭矩输出。
并且，虽然本实施例提供的抖动抑制方法中，关闭后电机、启动前电机的条件为后电机转速越过防抖区间的上限值对应的后电机转速，但是，本申请并不排斥其他后电机转速大于防抖区间的上限值对应的后电机转速的电机切换条件。
从而，本实例提供的一种四驱电动汽车在加速过程中的抖动抑制方法，通过利用后电机替换前电机进行驱动的方法使得前电机的扭矩输出频率对传动系统固有频率形成有效避让，进而达到有效抑制车辆在加速过程中的抖动和震颤的目的。
可以理解的是，对于适时四驱车辆在D档档位下(两驱模式)加速过程中，只有后电机作为动力输出工作，前电机不工作的情况，本实施例提供的抖动抑制方法同样适用。
图2为如图1所示的抖动抑制方法的一种扩展流程示意图。
请参见图2，根据四驱电动汽车的传动系统的固有频率设置前电机转速的防抖区间包括：
S211、将四驱电动汽车的传动系统的固有频率设置为前电机的共振频率。
共振频率即为前电机的扭矩输出频率。
S212、根据共振频率计算前电机的共振转速。
其中，功率＝K×扭矩×转速，K为常数，因此，根据扭矩输出频率和前电机的功率计算前电机对应于共振频率的共振转速。
S213、利用求得的共振转速为基准左右各扩展预设转速以形成前电机转速的防抖区间。其中，左右各扩展预设转速包括左右各扩展相同的转速和左右扩展不同的转速。
为了使前电机的扭矩输出频率不至于接近传动系统的固有频率，可以根据前电机的共振转速设置前电机转速的防抖区间，其中，防抖区间的下限值等于共振转速减去预设转速，防抖区间的上限值等于共振转速加上预设转速。
由于电机的转速提升速率非常快，并且，当后电机的共振频率大于前电机的共振频率时，与防抖区间的上限值对应的后电机的转速要小于根据后电机的共振频率计算得到的后电机的共振转速。同理，当后电机的共振频率小于前电机的共振频率时，与防抖区间的下限值对应的后电机的转速要大于根据后电机的共振频率计算得到的后电机的共振转速。因此，预设转速要结合前电机的共振频率和后电机的共振频率设定，取值范围可以为100r/min～300r/min，优选地，预设转速的取值为100r/min～200r/min范围内的值，例如180r/min、195r/min、200r/min等。
相应地，如图1所示的抖动抑制方法可以扩展为：
S211、将四驱电动汽车的传动系统的固有频率设置为前电机的共振频率；
S212、根据共振频率计算前电机的共振转速；
S213、利用求得的共振转速为基准左右各扩展预设转速以形成前电机转速的防抖区间；
S220、当检测到前电机转速上升到防抖区间的下限值时，关闭前电机、启动后电机；
S230、当检测到后电机转速上升到防抖区间的上限值对应的后电机转速时，关闭后电机、启动前电机。
图3为如图2所示的抖动抑制方法的一种扩展流程示意图。
请参见图3，当预设转速为100r/min～300r/min时，如图2所示的抖动抑制方法可以扩展为：
S311、将四驱电动汽车的传动系统的固有频率设置为前电机的共振频率；
S312、根据共振频率计算前电机的共振转速；
S3131、利用求得的共振转速减去100r/min～300r/min求得防抖区间的下限值；
S3132、利用求得的共振转速加上100r/min～300r/min求得防抖区间的上限值；
S320、当检测到前电机转速上升到防抖区间的下限值时，关闭前电机、启动后电机；
S330、当检测到后电机转速上升到防抖区间的上限值对应的后电机转速时，关闭后电机、启动前电机。
可以理解的是，本实施例以预设转速为100r/min～300r/min为例，但并不排斥其他数值的预设转速。
图4为如图1所示的抖动抑制方法的另一种扩展流程示意图。
请参见图4，当检测到前电机转速上升到防抖区间的下限值时，关闭前电机、启动后电机包括：
S421、当检测到前电机转速上升到防抖区间的下限值时，关闭前电机；
S422、以当前前电机的输出扭矩启动后电机。以前电机的当前输出扭矩启动后电机，可以保证扭矩输出的平顺性，保证车辆不会出现由于电机切换而造成顿挫感。
相应地，如图1所示的抖动抑制方法可以扩展为：
S410、根据四驱电动汽车的传动系统的固有频率设置前电机转速的防抖区间；
S421、当检测到前电机转速上升到防抖区间的下限值时，关闭前电机；
S422、以当前前电机的输出扭矩启动后电机；
S430、当检测到后电机转速上升到防抖区间的上限值对应的后电机转速时，关闭后电机、启动前电机。
图5为如图1所示的抖动抑制方法的又一种扩展流程示意图。
请参见图5，当检测到后电机转速上升到防抖区间的上限值对应的后电机转速时，关闭后电机、启动前电机包括：
S531、根据上限值计算前电机的输出扭矩；
S532、根据计算得到的前电机的输出扭矩折算后电机的转速；
S533、当检测到的后电机转速上升到折算得到的后电机的转速时，关闭后电机、并以当前后电机的输出扭矩启动前电机。相应地，如图1所示的抖动抑制方法可以扩展为：
S510、根据四驱电动汽车的传动系统的固有频率设置前电机转速的防抖区间；
S520、当检测到前电机转速上升到防抖区间的下限值时，关闭前电机、启动后电机；
S531、根据上限值计算前电机的输出扭矩；
S532、根据计算得到的前电机的输出扭矩折算后电机的转速；
S533、当检测到的后电机转速上升到折算得到的后电机的转速时，关闭后电机、并以当前后电机的输出扭矩启动前电机。图6为本申请的另一个实施例提供的一种四驱电动汽车在加速过程中的抖动抑制装置。
请参见图6，本申请的另一个实施例提供了一种四驱电动汽车在加速过程中的抖动抑制装置100，包括：计算模块110、检测模块120以及执行模块130。
其中，计算模块110根据四驱电动汽车的传动系统的固有频率设置前电机转速的防抖区间；检测模块120用于实时检测前电机转速和后电机转速；当检测到前电机转速上升到防抖区间的下限值时，执行模块130关闭前电机、启动后电机；当检测到后电机转速上升到防抖区间的上限值对应的后电机转速时，执行模块130关闭后电机、启动前电机。
抖动抑制装置100进一步包括：输入模块140，用于输入四驱电动汽车的传动系统的固有频率和输入用于形成前电机转速的防抖区间的预设转速。
图7为本申请的又一个实施例提供的一种四驱电动汽车在加速过程中的抖动抑制系统的结构示意图。
请参见图7，本申请的又一个实施例提供了一种四驱电动汽车在加速过程中的抖动抑制系统200，包括：FMCU(Front Motor Control Unit，前电机控制器)210、RMCU(RareMotor Control Unit，后电机控制器)220以及VCU(Vehicle Control Unit，整车控制器)230。
其中，VCU 230用于接收来自FMCU 210的前电机转速信号和RMCU 220的后电机转速信号，并且：
当检测到前电机转速上升到防抖区间的下限值时，向FMCU 210发送前电机关闭信号、向RMCU 220发送后电机启动信号，FMCU 210响应于前电机关闭信号关闭前电机、RMCU220响应于后电机启动信号启动后电机；
当检测到后电机转速上升到防抖区间的上限值对应的后电机转速时，向RMCU 220发送后电机关闭信号、向FMCU 210发送前电机启动信号，RMCU 220响应于后电机关闭信号关闭后电机、FMCU 210响应于所述前电机启动信号启动前电机。
抖动抑制系统200进一步包括前电机速度传感器和后电机速度传感器(图中未示出)，其中，前电机速度传感器用于实时向FMCU 210发送前电机转速信号，后电机速度传感器用于实时向RMCU 220发送后电机转速信号。
本申请的再一个实施例提供了一种非瞬时计算机可读存储介质，非瞬时计算机可读存储介质存储有指令，指令在由VCU执行时使得VCU执行如本申请的一个实施例提供的抖动抑制方法中的步骤。
上文所列出的一系列的详细说明仅仅是针对本发明的可行性实施方式的具体说明，而并非用以限制本发明的保护范围，凡未脱离本发明技艺精神所作的等效实施方案或变更，如特征的组合、分割或重复，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种四驱电动汽车在加速过程中的抖动抑制方法，其特征在于，包括：
根据四驱电动汽车的传动系统的固有频率设置前电机转速的防抖区间；
当检测到前电机转速上升到防抖区间的下限值时，关闭前电机、启动后电机；
当检测到后电机转速上升到防抖区间的上限值对应的后电机转速时，关闭后电机、启动前电机。
2.根据权利要求1所述的抖动抑制方法，其特征在于，根据四驱电动汽车的传动系统的固有频率设置前电机转速的防抖区间包括：
将四驱电动汽车的传动系统的固有频率设置为前电机的共振频率；
根据共振频率计算前电机的共振转速；
利用求得的共振转速为基准左右各扩展预设转速以形成前电机转速的防抖区间。
3.根据权利要求2所述的抖动抑制方法，其特征在于，利用求得的共振转速为基准左右各扩展预设转速以形成前电机转速的防抖区间包括：
利用求得的共振转速减去100r/min～300r/min求得防抖区间的下限值；
利用求得的共振转速加上100r/min～300r/min求得防抖区间的上限值。
4.根据权利要求1所述的抖动抑制方法，其特征在于，当检测到前电机转速上升到防抖区间的下限值时，关闭前电机、启动后电机包括：
当检测到前电机转速上升到防抖区间的下限值时，关闭前电机；
以当前前电机的输出扭矩启动后电机。
5.根据权利要求1所述的抖动抑制方法，其特征在于，当检测到后电机转速上升到防抖区间的上限值对应的后电机转速时，关闭后电机、启动前电机包括：
根据上限值计算前电机的输出扭矩；
根据计算得到的前电机的输出扭矩折算后电机的转速；
当检测到的后电机转速上升到折算得到的后电机的转速时，关闭后电机、并以当前后电机的输出扭矩启动前电机。
6.一种四驱电动汽车在加速过程中的抖动抑制装置，其特征在于，包括：
计算模块，根据四驱电动汽车的传动系统的固有频率设置前电机转速的防抖区间；
检测模块，实时检测前电机转速和后电机转速；
执行模块，当检测到前电机转速上升到防抖区间的下限值时，关闭前电机、启动后电机；当检测到后电机转速上升到防抖区间的上限值对应的后电机转速时，关闭后电机、启动前电机。
7.根据权利要求6所述的抖动抑制装置，其特征在于，进一步包括：
输入模块，输入四驱电动汽车的传动系统的固有频率和输入用于形成前电机转速的防抖区间的预设转速。
8.一种四驱电动汽车在加速过程中的抖动抑制系统，其特征在于，包括：
FMCU；
RMCU；
VCU，接收来自所述FMCU的前电机转速信号和所述RMCU的后电机转速信号，其中：
当检测到前电机转速上升到防抖区间的下限值时，向所述FMCU发送前电机关闭信号、向所述RMCU发送后电机启动信号，所述FMCU响应于所述前电机关闭信号关闭前电机、所述RMCU响应于所述后电机启动信号启动后电机；
当检测到后电机转速上升到防抖区间的上限值对应的后电机转速时，向所述RMCU发送后电机关闭信号、向所述FMCU发送前电机启动信号，所述RMCU响应于所述后电机关闭信号关闭后电机、所述FMCU响应于所述前电机启动信号启动前电机。
9.根据权利要求8所述的抖动抑制系统，其特征在于，进一步包括前电机速度传感器和后电机速度传感器，其中，所述前电机速度传感器用于实时向所述FMCU发送前电机转速信号，所述后电机速度传感器用于实时向所述RMCU发送后电机转速信号。
10.一种非瞬时计算机可读存储介质，其特征在于，所述非瞬时计算机可读存储介质存储有指令，所述指令在由VCU执行时使得所述VCU执行如权利要求1至5中任一项所述的抖动抑制方法中的步骤。
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