CN111376737A - 驱动电机的抖动控制方法、装置和车辆 - Google Patents
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Abstract
本公开涉及一种驱动电机的抖动控制方法、装置和车辆,该方法包括:根据驱动电机在车辆启动后的预设时长内的多个时刻的实时转速和对基础平均转速进行补偿获取到的目标转速,获取该驱动电机在上述多个时刻的多个电机转速差;根据上述多个电机转速差、上述多个电机转速差的转速方差以及上述多个电机转速差的波形曲线确定该驱动电机是否处于抖动状态;当确定该驱动电机处于抖动状态时,根据该驱动电机的稳态转矩和补偿转矩,确定该驱动电机在当前时刻输出的目标转矩,以对该驱动电机的抖动状态进行控制。能够根据实时转速与目标转速的差值对驱动电机的抖动情况进行实时监测和转矩补偿,在不增加制造成本和能耗的基础上,提高车辆抖动控制的精确度。
Description
技术领域
本公开涉及电动车辆技术领域,具体地,涉及一种驱动电机的抖动控制方法、装置和车辆。
背景技术
随着世界经济的发展,能源问题日益凸显,纯电动车辆是现阶段有效的解决方案。纯电动车辆在行驶过程中,由于动力系统具有挠性特征,驱动电机输出转矩时,会在起步阶段、匀速阶段以及加速阶段引起整个动力系统的抖动,并传递至整个车辆,严重影响驾乘人员的舒适度。
相关技术中,对车辆抖动的处理方法多集中于通过增加对离合器的滑摩控制,并通过滑摩控制阻断驱动电机的转速波动的传递,实现减轻车辆抖动的目的。但是,该技术方案需要为离合器增加额外的装置,增加了纯电动车辆的机械结构以及控制系统的复杂程度,进而增加了车辆的制造成本。另外,上述技术方案只是阻断驱动电机的转速波动,使抖动无法传递到车辆整体,但并没有在根本上消除驱动电机的转速波动。并且,这个阻断的过程不仅影响车辆动力的传输,提高了能耗,而且抖动控制的精准度也较低。
发明内容
本公开的目的是提供一种驱动电机的抖动控制方法、装置和车辆,用于解决在行驶过程中纯电动车辆的驱动电机存在的抖动问题。
根据本公开实施例的第一方面,提供一种驱动电机的抖动控制方法,应用于纯电动车辆的动力系统,所述动力系统包括驱动电机和减速器,所述方法包括:
根据驱动电机在所述车辆启动后的预设时长内的多个时刻的实时转速和所述多个时刻的第一目标转速,获取所述驱动电机在所述多个时刻的多个电机转速差;
根据所述多个电机转速差、所述多个电机转速差的转速方差以及所述多个电机转速差的波形曲线确定所述驱动电机是否处于抖动状态;
当确定所述驱动电机处于抖动状态时,根据所述驱动电机的稳态转矩和补偿转矩,确定所述驱动电机在当前时刻输出的目标转矩,以对所述驱动电机的抖动状态进行控制。
可选的,所述根据驱动电机在所述车辆启动后的预设时长内的多个时刻的实时转速和第一目标转速,获取所述驱动电机在所述多个时刻的多个电机转速差,包括:
在目标时刻之前的一个抖动周期内根据所述驱动电机的基础平均转速和补偿转速计算所述驱动电机在所述目标时刻的第一目标转速,所述抖动周期包含n个采样周期,所述基础平均转速为所述n个采样周期内的转速平均值,所述补偿转速为在所述驱动电机的转速达到所述转速平均值前的n/2个采样周期内所述驱动电机的转速增加值,所述目标时刻为所述多个时刻中的任一时刻;
获取所述驱动电机在所述目标时刻的实时转速;
计算所述驱动电机在所述多个时刻中的每个时刻的第一目标转速和实时转速的差值,以获取所述多个电机转速差。
可选的,所述在目标时刻之前的所述n个采样周期内根据所述驱动电机的基础平均转速和补偿转速计算所述驱动电机在所述目标时刻的第一目标转速,包括:
对所述n个采样周期中每个采样周期内的实时转速进行检测,以获取n个转速值;
获取所述n个转速值的转速平均值,作为所述基础平均转速;
根据所述车辆在所述n/2个采样周期内的电机驱动力、行驶速度以及车辆阻力确定所述n/2个采样周期内的车辆加速度;
根据所述车辆的车轮半径、所述减速器的减速器速比以及所述车辆加速度,获取所述n/2个采样周期内的电机转速加速度;
计算所述n/2个采样周期的总时长与所述电机转速加速度的乘积,作为所述补偿转速;
计算所述基础平均转速和所述补偿转速的和,作为所述第一目标转速。
可选的,所述根据所述多个电机转速差以及所述多个电机转速差的方差的波形曲线确定所述驱动电机是否处于抖动状态,包括:
计算所述多个电机转速差的转速方差;
根据所述多个电机转速差或所述转速方差,确定所述驱动电机是否出现抖动现象;
当确定所述驱动电机出现抖动现象时,对所述多个电机转速差组成的波形曲线进行滤波和滞回处理,以确定所述驱动电机是否处于抖动状态。
可选的,所述根据所述多个电机转速差、所述多个电机转速差的转速方差以及所述多个电机转速差的波形曲线确定所述驱动电机是否处于抖动状态,包括:
将所述多个电机转速差中的任一转速差与预设的转速差阈值进行对比;
将所述转速方差与预设的方差阈值进行对比;
当所述多个电机转速差中的任一电机转速差大于所述转速差阈值,或者所述转速方差中大于所述方差阈值时,确定所述驱动电机出现抖动现象。
可选的,所述驱动电机为所述车辆的前电机或后电机,所述车辆中设置有转矩分配策略表,所述转矩分配策略表用于记录所述前电机与所述后电机为所述车辆提供转矩时的分配比例,所述当确定所述驱动电机处于抖动状态时,根据所述驱动电机的稳态转矩和补偿转矩,确定所述驱动电机最终输出的目标转矩,包括:
当确定所述驱动电机处于抖动状态时,获取所述驱动电机在所述当前时刻的当前转速;
获取所述驱动电机在所述当前时刻的第二目标转速,所述第二目标转速为在所述当前时刻之前的一个抖动周期内根据所述驱动电机的基础平均转速和补偿转速计算出的转速;
将所述当前转速与所述第二目标转速的差值作为比例-积分-微分PID调节公式的输入,以获取所述PID调节公式输出的补偿转矩;
根据车辆当前的动力需求和所述转矩分配策略表,确定所述稳态转矩;
计算所述补偿转矩与所述稳态转矩的和,作为所述目标转矩。
根据本公开实施例的第二方面,提供一种驱动电机的抖动控制装置,应用于纯电动车辆的动力系统,所述动力系统包括驱动电机和减速器,所述装置包括:
转速差获取模块,用于根据驱动电机在所述车辆启动后的预设时长内的多个时刻的实时转速和所述多个时刻的第一目标转速,获取所述驱动电机在所述多个时刻的多个电机转速差,所述第一目标转速为根据所述驱动电机在抖动周期内的转速增加值对所述驱动电机在所述抖动周期内的基础平均转速进行补偿所获取到的转速;
抖动确定模块,用于根据所述多个电机转速差、所述多个电机转速差的转速方差以及所述多个电机转速差的波形曲线确定所述驱动电机是否处于抖动状态;
抖动控制模块,用于当确定所述驱动电机处于抖动状态时,根据所述驱动电机的稳态转矩和补偿转矩,确定所述驱动电机在当前时刻输出的目标转矩,以对所述驱动电机的抖动状态进行控制,所述稳态转矩为根据车辆当前的动力需求和预设的转矩分配策略表确定的转矩,所述补偿转矩为通过比例-积分-微分PID调节公式对该驱动电机在该当前时刻的当前转速和第二目标转速进行处理获取到的转矩。
可选的,所述转速差获取模块,包括:
转速计算子模块,用于在目标时刻之前的一个抖动周期内根据所述驱动电机的基础平均转速和补偿转速计算所述驱动电机在所述目标时刻的第一目标转速,所述抖动周期包含n个采样周期,所述基础平均转速为所述n个采样周期内的转速平均值,所述补偿转速为在所述驱动电机的转速达到所述转速平均值前的n/2个采样周期内所述驱动电机的转速增加值,所述目标时刻为所述多个时刻中的任一时刻;
第一转速获取子模块,用于获取所述驱动电机在所述目标时刻的实时转速;
转速差获取子模块,用于计算所述驱动电机在所述多个时刻中的每个时刻的第一目标转速和实时转速的差值,以获取所述多个电机转速差。
可选的,所述第一转速计算子模块,用于:
对所述n个采样周期中每个采样周期内的实时转速进行检测,以获取n个转速值;
获取所述n个转速值的转速平均值,作为所述基础平均转速;
根据所述车辆在所述n/2个采样周期内的电机驱动力、行驶速度以及车辆阻力确定所述n/2个采样周期内的车辆加速度;
根据所述车辆的车轮半径、所述减速器的减速器速比以及所述车辆加速度,获取所述n/2个采样周期内的电机转速加速度;
计算所述n/2个采样周期的总时长与所述电机转速加速度的乘积,作为所述补偿转速;
计算所述基础平均转速和所述补偿转速的和,作为所述第一目标转速。
可选的,所述抖动确定模块,包括:
方差计算子模块,用于计算所述多个电机转速差的转速方差;
抖动检测子模块,用于根据所述多个电机转速差或所述转速方差,确定所述驱动电机是否出现抖动现象;
抖动确定子模块,用于当确定所述驱动电机出现抖动现象时,对所述多个电机转速差组成的波形曲线进行滤波和滞回处理,以确定所述驱动电机是否处于抖动状态。
可选的,所述抖动检测子模块,用于:
将所述多个电机转速差中的任一转速差与预设的转速差阈值进行对比;
将所述转速方差与预设的方差阈值进行对比;
当所述多个电机转速差中的任一电机转速差大于所述转速差阈值,或者所述转速方差中大于所述方差阈值时,确定所述驱动电机出现抖动现象。
可选的,所述驱动电机为所述车辆的前电机或后电机,所述车辆中设置有转矩分配策略表,所述转矩分配策略表用于记录所述前电机与所述后电机为车辆提供转矩时的分配比例,所述抖动控制模块,包括:
第二转速获取子模块,用于当确定所述驱动电机处于抖动状态时,获取所述驱动电机在所述当前时刻的当前转速;
第三转速获取子模块,用于获取所述驱动电机在所述当前时刻的第二目标转速,所述第二目标转速为在所述当前时刻之前的一个抖动周期内根据所述驱动电机的基础平均转速和补偿转速计算出的转速;
第一转矩获取子模块,用于将所述当前转速与所述第二目标转速的差值作为比例-积分-微分PID调节公式的输入,以获取所述PID调节公式输出的补偿转矩;
第二转矩获取子模块,用于根据车辆当前的动力需求和所述转矩分配策略表,确定所述驱动电机的稳态转矩;
第三转矩获取子模块,用于计算所述补偿转矩与所述稳态转矩的和,作为所述驱动电机的目标转矩。
根据本公开实施例的第三方面,提供一种车辆,包括上述第二方面所述的驱动电机的抖动控制装置。
本公开所提供的技术方案,根据驱动电机在该车辆启动后的预设时长内的多个时刻的实时转速和上述多个时刻的第一目标转速,获取该驱动电机在上述多个时刻的多个电机转速差;根据上述多个电机转速差、上述多个电机转速差的转速方差以及上述多个电机转速差的波形曲线确定该驱动电机是否处于抖动状态;当确定该驱动电机处于抖动状态时,根据该驱动电机的稳态转矩和补偿转矩,确定该驱动电机在当前时刻输出的目标转矩,以对该驱动电机的抖动状态进行控制。能够从纯电动车辆的动力部件本身出发,根据实时转速与目标转速的差值对驱动电机的抖动情况进行实时监测并进行转矩补偿,在不增加制造成本和能耗的基础上,提高纯电动车辆抖动控制的精确度。
本公开的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
附图是用来提供对本公开的进一步理解,并且构成说明书的一部分,与下面的具体实施方式一起用于解释本公开,但并不构成对本公开的限制。在附图中:
图1是根据一示例性实施例示出的一种驱动电机的抖动控制方法的流程图;
图2是根据图1所示实施例示出的一种驱动电机的电机转速差计算方法的流程图;
图3a是根据图2所示实施例示出的一种驱动电机的目标转速计算方法的流程图;
图3b是根据一示例性实施例示出的一种驱动电机的目标转速计算方法的示意图;
图4是根据图1所示实施例示出的一种驱动电机的抖动确定方法的流程图;
图5是根据图1所示实施例示出的一种驱动电机的转矩补偿方法的流程图;
图6是根据一示例性实施例示出的一种驱动电机的抖动控制装置的框图;
图7是根据图6所示实施例示出的一种转速差获取模块的框图;
图8是根据图6所示实施例示出的一种抖动确定模块的框图;
图9是根据图6所示实施例示出的一种抖动控制模块的框图;
图10是根据一示例性实施例示出的一种纯电动车辆的动力系统结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本公开的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是,此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本公开,并不用于限制本公开。
图1是根据一示例性实施例示出的一种驱动电机的抖动控制方法的流程图,如图1所示,应用于纯电动车辆的动力系统,该动力系统包括驱动电机和减速器,该方法包括以下步骤:
步骤101,根据驱动电机在该车辆启动后的预设时长内的多个时刻的实时转速和上述多个时刻的第一目标转速,获取该驱动电机在上述多个时刻的多个电机转速差。
其中,该第一目标转速为根据该驱动电机在抖动周期内的转速增加值对该驱动电机在该抖动周期内的基础平均转速进行补偿所获取到的转速。
示例地,在车辆启动后,控制系统开始不断地以抖动周期为单位时间计算驱动电机的目标转速,每个抖动周期的包含同样数量的采集周期并且可以互相叠加,并且每个采集周期的时长相同。例如,一个抖动周期包含n个采集周期,那么在车辆启动之后的第一抖动周期为第1个采集周期到第n个采集周期,第二个抖动周期为第2个采集周期到第n+1个采集周期,以此类推。可以理解的是,该抖动周期的时长小于上述多个时刻之间的时间间隔,因此,对于上述多个时刻中的每个时刻,都可以计算出一个目标转速。并且,对于上述多个时刻中的每个时刻,在该时刻检测到的实时转速减去目标转速的差值即为该时刻的电机转速差。
步骤102,根据上述多个电机转速差、上述多个电机转速差的转速方差以及上述多个电机转速差的波形曲线确定所述驱动电机是否处于抖动状态。
示例地,可以通过预设的转速差阈值和方差阈值对上述多个电机转速差和上述转速方差进行判断,当上述多个电机转速差和上述转速方差中的一者无法达到对应的阈值要求时,可以认为该驱动电机的转速出现了抖动现象。但是如果驱动电机只是偶尔的一次抖动后归于正常,那么就没有必要在步骤103中对驱动电机的转矩进行大规模的调整和补偿(甚至该转矩补偿操作反而引起了驱动电机更长时间的抖动),因此需要通过对该波形曲线进行识别和处理以排除偶然的一次抖动对整体的抖动状态判断的干扰。
步骤103,当确定该驱动电机处于抖动状态时,根据该驱动电机的稳态转矩和补偿转矩,确定该驱动电机在当前时刻输出的目标转矩,以对该驱动电机的抖动状态进行控制。
其中,该稳态转矩为根据车辆当前的动力需求和预设的转矩分配策略表确定的转矩,该补偿转矩为通过PID(比例-积分-微分,Proportion–Integral-Differential)调节公式对该驱动电机在该当前时刻的当前转速和第二目标转速进行处理获取到的转矩。该车辆包括:前电机和后电机,该动力需求为车辆的驾驶员的加速需求,即车辆加速所需的总的转矩。该总的转矩由该前电机和该后电机一同提供,即该总的转矩等于该前电机提供的稳态转矩与该后电机提供的稳态转矩的和。该转矩分配策略表用于定义该前电机和该后电机所提供的稳态转矩的分配比例。对每个驱动电机,该目标转矩等于该电机的稳态转矩和补偿转矩的和,通过输出该目标转矩,可以对该驱动电机的抖动状态进行控制。
综上所述,本公开所提供的驱动电机的抖动控制方法,根据驱动电机在该车辆启动后的预设时长内的多个时刻的实时转速和上述多个时刻的第一目标转速,获取该驱动电机在上述多个时刻的多个电机转速差;根据上述多个电机转速差、上述多个电机转速差的转速方差以及上述多个电机转速差的波形曲线确定该驱动电机是否处于抖动状态;当确定该驱动电机处于抖动状态时,根据该驱动电机的稳态转矩和补偿转矩,确定该驱动电机在当前时刻输出的目标转矩,以对该驱动电机的抖动状态进行控制。能够从纯电动车辆的动力部件本身出发,根据实时转速与目标转速的差值对驱动电机的抖动情况进行实时监测并进行转矩补偿,在不增加制造成本和能耗的基础上,提高纯电动车辆抖动控制的精确度。
图2是根据图1所示实施例示出的一种驱动电机的电机转速差计算方法的流程图,如图2所示,上述步骤101可以包括以下步骤:
步骤1011,在目标时刻之前的一个抖动周期内根据该驱动电机的基础平均转速和补偿转速计算该驱动电机在该目标时刻的第一目标转速。
其中,该抖动周期包含n个采样周期,该基础平均转速为该n个采样周期内的转速平均值,该补偿转速为在该驱动电机的转速达到该转速平均值前的n/2个采样周期内该驱动电机的转速增加值,该目标时刻为上述多个时刻中的任一时刻。
示例地,可以根据车辆的性能对采样周期的时长进行设定,以使得一个抖动周期内部的基础平均转速等于前n/2-1个采样周期后驱动电机的目标转速。如此,在获取到该基础平均转速后,可以通过驱动电机的转速加速度和n/2个采样周期的总时长,确定该驱动电机在该n个采样周期之后(也就是目标时刻)的第一目标转速。
步骤1012,获取该驱动电机在该目标时刻的实时转速。
步骤1013,计算该驱动电机在上述多个时刻中的每个时刻的第一目标转速和实时转速的差值,以获取上述多个电机转速差。
图3a是根据图2所示实施例示出的一种驱动电机的目标转速计算方法的流程图,如图3a所示,上述步骤1011可以包括以下步骤:
步骤10111,对该n个采样周期中每个采样周期内的实时转速进行检测,以获取n个转速值。
步骤10112,获取该n个转速值的转速平均值,作为该基础平均转速。
步骤10113,根据该车辆在该n/2个采样周期内的电机驱动力、行驶速度以及车辆阻力确定该n/2个采样周期内的车辆加速度。
步骤10114,根据该车辆的车轮半径、该减速器的减速器速比以及该车辆加速度,获取该n/2个采样周期内的电机转速加速度。
步骤10115,计算该n/2个采样周期的总时长与该电机转速加速度的乘积,作为该补偿转速;
步骤10116,计算该基础平均转速和该补偿转速的和,作为该第一目标转速。
示例地,可以通过车辆内部得相应的传感器对上述的电机驱动力、行驶速度、车辆阻力、车轮半径以及减速器的减速器速比等变量进行采集,在将其发送至车辆的控制系统完成上述计算。
图3b是根据一示例性实施例示出的一种驱动电机的目标转速计算方法的示意图,其中,曲线A为驱动电机在多个时刻的目标转速的数据曲线,曲线B为驱动电机在多个时刻的基础平均转速的数据曲线,曲线C为多个时刻的车辆加速度的数据曲线,根据该曲线C、车轮半径以及减速器的减速器速比可以确定图中所标注出的n/2个采样周期内的电机转速加速度,该曲线C可以根据上述多个时刻收集到的驱动电机驱动力、行驶速度以及车辆阻力等变量进行确定。
如图3b所示,在获取该第一目标转速时,首先需要以当前时刻为基准,获取当前时刻之前的n个采样周期(即,一个抖动周期)内的驱动电机的转速平均值,也就是该基础平均转速(即数据点2)。此处可以根据车辆的性能对采样周期的时长进行设定,以使得该基础平均转速(数据点2)等于前n/2个采样周期后的驱动电机的目标转速(即数据点1)。如此,为了获取驱动电机在当前时刻的第一目标转速,需要在该数据点1(也就是数据点2)的基础上加上根据上述的电机转速加速度以及图中所标注出的n/2个采样周期的总时长计算出的该补偿转速D,获取该数据点3,作为该第一目标转速。
图4是根据图1所示实施例示出的一种驱动电机的抖动确定方法的流程图,如图4所示,上述步骤102可以包括以下步骤:
步骤1021,计算上述多个电机转速差的转速方差。
步骤1022,根据上述多个电机转速差或该转速方差,确定该驱动电机是否出现抖动现象。
示例地,该步骤1022可以包括:将上述多个电机转速差中的任一转速差与预设的转速差阈值进行对比;将该转速方差与预设的方差阈值进行对比;当上述多个电机转速差中的任一电机转速差大于该转速差阈值,或者该转速方差中大于该方差阈值时,确定该驱动电机出现抖动现象。为了确认该抖动现象是在该预设时长内持续出现的,而不是偶然出现一次的,需要在下列步骤1023中通过滤波操作和滞回操作对预设时长内的电机转速差的整体波形曲线进行判断,以确定该驱动电机是否在一段时间内都处于抖动状态。在确定该驱动电机处于抖动状态时,可以输出抖动标志位,以触发控制系统的转矩补偿操作,对该抖动状态进行抑制。
步骤1023,当确定该驱动电机出现抖动现象时,对上述多个电机转速差组成的波形曲线进行滤波和滞回处理,以确定该驱动电机是否处于抖动状态。
图5是根据图1所示实施例示出的一种驱动电机的转矩补偿方法的流程图,如图5所示,该驱动电机为上述车辆的前电机或后电机,该转矩分配策略表用于记录该前电机与该后电机为车辆提供转矩时的分配比例,上述步骤103可以包括:
步骤1031,当确定该驱动电机处于抖动状态时,获取该驱动电机在该当前时刻的当前转速。
步骤1032,获取该驱动电机在该当前时刻的第二目标转速。
其中,该第二目标转速为在该当前时刻之前的一个抖动周期内根据该驱动电机的基础平均转速和补偿转速计算出的转速。除了时间点不同以外,该第二目标转速的计算过程与步骤10111-10115中的第一目标转速计算过程相同,因此此处不再赘述。
步骤1033,将该当前转速与该第二目标转速的差值作为PID调节公式的输入,以获取该PID调节公式输出的补偿转矩。
示例地,通过PID调节方式能够更加精确的感知驱动电机的转速波动情况,进而对其做出补偿。该PID调节公式如下列公式(1)所示:
其中,kp为比例系数,TI为积分时间常量,TD为微分时间常量,e(t)在当前时刻t该当前转速与该第二目标转速的差值,u(t)当前时刻t的补偿转矩。
步骤1034,根据车辆当前的动力需求和该转矩分配策略表,确定该稳态转矩。
步骤1035,计算该补偿转矩与该稳态转矩的和,作为该目标转矩。
示例地,在车辆行驶过程中,需要通过本公开实施例提供的驱动电机的抖动控制方法同时为该车辆的前电机和后电机输出其对应的目标转矩,以同时对该前电机和该后电机进行抖动控制。可以理解的是,当对该车辆的前电机进行抖动控制时,在上述步骤1034中只关注该转矩分配策略表中定义的前电机所需要提供的稳态转矩。同样地,当对该车辆的后电机进行控制时,在该步骤1034中只关注该转矩分配策略表中定义的后电机所需要提供的稳态转矩。
综上所述,本公开所提供的驱动电机的抖动控制方法,根据驱动电机在该车辆启动后的预设时长内的多个时刻的实时转速和上述多个时刻的第一目标转速,获取该驱动电机在上述多个时刻的多个电机转速差;根据上述多个电机转速差、上述多个电机转速差的转速方差以及上述多个电机转速差的波形曲线确定该驱动电机是否处于抖动状态;当确定该驱动电机处于抖动状态时,根据该驱动电机的稳态转矩和补偿转矩,确定该驱动电机在当前时刻输出的目标转矩,以对该驱动电机的抖动状态进行控制。能够从纯电动车辆的动力部件本身出发,根据实时转速与目标转速的差值对驱动电机的抖动情况进行实时监测并进行转矩补偿,在不增加制造成本和能耗的基础上,提高纯电动车辆抖动控制的精确度。
图6是根据一示例性实施例示出的一种驱动电机的抖动控制装置的框图。参照图6,应用于纯电动车辆的动力系统,该动力系统包括驱动电机和减速器,该装置600包括:
转速差获取模块610,用于根据驱动电机在该车辆启动后的预设时长内的多个时刻的实时转速和上述多个时刻的第一目标转速,获取该驱动电机在上述多个时刻的多个电机转速差;
抖动确定模块620,用于根据所述多个电机转速差、所述多个电机转速差的转速方差以及所述多个电机转速差的波形曲线确定所述驱动电机是否处于抖动状态;
抖动控制模块630,用于当确定该驱动电机处于抖动状态时,根据该驱动电机的稳态转矩和补偿转矩,确定该驱动电机在当前时刻输出的目标转矩,以对该驱动电机的抖动状态进行控制。
图7是根据图6所示实施例示出的一种转速差获取模块的框图。参照图7,该转速差获取模块610,包括:
转速计算子模块611,用于在目标时刻之前的一个抖动周期内根据该驱动电机的基础平均转速和补偿转速计算该驱动电机在该目标时刻的第一目标转速,该抖动周期包含n个采样周期,该基础平均转速为该n个采样周期内的转速平均值,该补偿转速为在该驱动电机的转速达到该转速平均值前的n/2个采样周期内该驱动电机的转速增加值,该目标时刻为上述多个时刻中的任一时刻;
第一转速获取子模块612,用于获取该驱动电机在该目标时刻的实时转速;
转速差获取子模块613,用于计算该驱动电机在上述多个时刻中的每个时刻的第一目标转速和实时转速的差值,以获取上述多个电机转速差。
可选的,该转速计算子模块611,用于:
对该n个采样周期中每个采样周期内的实时转速进行检测,以获取n个转速值;
获取该n个转速值的转速平均值,作为该基础平均转速;
根据该车辆在该n/2个采样周期内的电机驱动力、行驶速度以及车辆阻力确定该n/2个采样周期内的车辆加速度;
根据该车辆的车轮半径、该减速器的减速器速比以及该车辆加速度,获取该n/2个采样周期内的电机转速加速度;
计算该n/2个采样周期的总时长与该电机转速加速度的乘积,作为该补偿转速;
计算所述基础平均转速和该补偿转速的和,作为该第一目标转速。
图8是根据图6所示实施例示出的一种抖动确定模块的框图。参照图8,该抖动确定模块620,包括:
方差计算子模块621,用于计算上述多个电机转速差的转速方差;
抖动检测子模块622,用于根据上述多个电机转速差或该转速方差,确定该驱动电机是否出现抖动现象;
抖动确定子模块623,用于当确定该驱动电机出现抖动现象时,对上述多个电机转速差组成的波形曲线进行滤波和滞回处理,以确定该驱动电机是否处于抖动状态。
可选的,该抖动检测子模块622,用于:
将上述多个电机转速差中的任一转速差与预设的转速差阈值进行对比;
将该转速方差与预设的方差阈值进行对比;
当上述多个电机转速差中的任一电机转速差大于该转速差阈值,或者该转速方差中大于该方差阈值时,确定该驱动电机出现抖动现象。
图9是根据图6所示实施例示出的一种抖动控制模块的框图。参照图9,该驱动电机为所述车辆的前电机或后电机,该车辆中设置有转矩分配策略表,该转矩分配策略表用于记录该前电机与该后电机为车辆提供转矩时的分配比例,该抖动控制模块630,包括:
第二转速获取子模块631,用于当确定该驱动电机处于抖动状态时,获取该驱动电机在该当前时刻的当前转速;
第三转速获取子模块632,用于获取该驱动电机在该当前时刻的第二目标转速,该第二目标转速为在该当前时刻之前的一个抖动周期内根据该驱动电机的基础平均转速和补偿转速计算出的转速;
第一转矩获取子模块633,用于将该当前转速与该第二目标转速的差值作为比例-积分-微分PID调节公式的输入,以获取该PID调节公式输出的补偿转矩;
第二转矩获取子模块634,用于根据车辆当前的动力需求和该转矩分配策略表,确定该驱动电机的稳态转矩;
第三转矩获取子模块635,用于计算该补偿转矩与该稳态转矩的和,作为该驱动电机的目标转矩。
综上所述,本公开所提供的驱动电机的抖动控制装置,根据驱动电机在该车辆启动后的预设时长内的多个时刻的实时转速和上述多个时刻的第一目标转速,获取该驱动电机在上述多个时刻的多个电机转速差;根据上述多个电机转速差、上述多个电机转速差的转速方差以及上述多个电机转速差的波形曲线确定该驱动电机是否处于抖动状态;当确定该驱动电机处于抖动状态时,根据该驱动电机的稳态转矩和补偿转矩,确定该驱动电机在当前时刻输出的目标转矩,以对该驱动电机的抖动状态进行控制。能够从纯电动车辆的动力部件本身出发,根据实时转速与目标转速的差值对驱动电机的抖动情况进行实时监测并进行转矩补偿,在不增加制造成本和能耗的基础上,提高纯电动车辆抖动控制的精确度。
关于上述实施例中的装置,其中各个模块执行操作的具体方式已经在有关该方法的实施例中进行了详细描述,此处将不做详细阐述说明。
本公开实施例还提供一种车辆,该车辆包括如图6至图9任一实施例所示的驱动电机的抖动控制装置600。该车辆为纯电动车辆,包括动力系统100,如图10所示,该动力系统100包括:前驱动桥110和后驱动桥120,在该前驱动桥110和该后驱动桥120中,前电机111和后电机121分别通过减速器112和122与车轮113、114、123和124的传动装置连接。
以上结合附图详细描述了本公开的优选实施方式,但是,本公开并不限于上述实施方式中的具体细节,在本公开的技术构思范围内,可以对本公开的技术方案进行多种简单变型,这些简单变型均属于本公开的保护范围。
另外需要说明的是,在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征,在不矛盾的情况下,可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复,本公开对各种可能的组合方式不再另行说明。
此外,本公开的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合,只要其不违背本公开的思想,其同样应当视为本公开所公开的内容。
Claims (10)
1.一种驱动电机的抖动控制方法,其特征在于,应用于纯电动车辆的动力系统,所述动力系统包括驱动电机和减速器,所述方法包括:
根据驱动电机在所述车辆启动后的预设时长内的多个时刻的实时转速和所述多个时刻的第一目标转速,获取所述驱动电机在所述多个时刻的多个电机转速差;
根据所述多个电机转速差、所述多个电机转速差的转速方差以及所述多个电机转速差的波形曲线确定所述驱动电机是否处于抖动状态;
当确定所述驱动电机处于抖动状态时,根据所述驱动电机的稳态转矩和补偿转矩,确定所述驱动电机在当前时刻输出的目标转矩,以对所述驱动电机的抖动状态进行控制。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述根据驱动电机在所述车辆启动后的预设时长内的多个时刻的实时转速和第一目标转速,获取所述驱动电机在所述多个时刻的多个电机转速差,包括:
在目标时刻之前的一个抖动周期内根据所述驱动电机的基础平均转速和补偿转速计算所述驱动电机在所述目标时刻的第一目标转速,所述抖动周期包含n个采样周期,所述基础平均转速为所述n个采样周期内的转速平均值,所述补偿转速为在所述驱动电机的转速达到所述转速平均值前的n/2个采样周期内所述驱动电机的转速增加值,所述目标时刻为所述多个时刻中的任一时刻;
获取所述驱动电机在所述目标时刻的实时转速;
计算所述驱动电机在所述多个时刻中的每个时刻的第一目标转速和实时转速的差值,以获取所述多个电机转速差。
3.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,所述在目标时刻之前的所述n个采样周期内根据所述驱动电机的基础平均转速和补偿转速计算所述驱动电机在所述目标时刻的第一目标转速,包括:
对所述n个采样周期中每个采样周期内的实时转速进行检测,以获取n个转速值;
获取所述n个转速值的转速平均值,作为所述基础平均转速;
根据所述车辆在所述n/2个采样周期内的电机驱动力、行驶速度以及车辆阻力确定所述n/2个采样周期内的车辆加速度;
根据所述车辆的车轮半径、所述减速器的减速器速比以及所述车辆加速度,获取所述n/2个采样周期内的电机转速加速度;
计算所述n/2个采样周期的总时长与所述电机转速加速度的乘积,作为所述补偿转速;
计算所述基础平均转速和所述补偿转速的和,作为所述第一目标转速。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的方法,其特征在于,所述根据所述多个电机转速差、所述多个电机转速差的转速方差以及所述多个电机转速差的波形曲线确定所述驱动电机是否处于抖动状态,包括:
计算所述多个电机转速差的转速方差;
根据所述多个电机转速差或所述转速方差,确定所述驱动电机是否出现抖动现象;
当确定所述驱动电机出现抖动现象时,对所述多个电机转速差组成的波形曲线进行滤波和滞回处理,以确定所述驱动电机是否处于抖动状态。
5.根据权利要求4所述的方法,其特征在于,所述根据所述多个电机转速差或所述转速方差,确定所述驱动电机是否出现抖动现象,包括:
将所述多个电机转速差中的任一转速差与预设的转速差阈值进行对比;
将所述转速方差与预设的方差阈值进行对比;
当所述多个电机转速差中的任一电机转速差大于所述转速差阈值,或者所述转速方差中大于所述方差阈值时,确定所述驱动电机出现抖动现象。
6.根据权利要求1-3中任一项所述的方法,其特征在于,所述驱动电机为所述车辆的前电机或后电机,所述车辆中设置有转矩分配策略表,所述转矩分配策略表用于记录所述前电机与所述后电机为所述车辆提供转矩时的分配比例,所述当确定所述驱动电机处于抖动状态时,根据所述驱动电机的稳态转矩和补偿转矩,确定所述驱动电机最终输出的目标转矩,包括:
当确定所述驱动电机处于抖动状态时,获取所述驱动电机在所述当前时刻的当前转速;
获取所述驱动电机在所述当前时刻的第二目标转速,所述第二目标转速为在所述当前时刻之前的一个抖动周期内根据所述驱动电机的基础平均转速和补偿转速计算出的转速;
将所述当前转速与所述第二目标转速的差值作为比例-积分-微分PID调节公式的输入,以获取所述PID调节公式输出的补偿转矩;
根据车辆在所述当前时刻的动力需求和所述转矩分配策略表,确定所述稳态转矩;
计算所述补偿转矩与所述稳态转矩的和,作为所述目标转矩。
7.一种驱动电机的抖动控制装置,其特征在于,应用于纯电动车辆的动力系统,所述动力系统包括驱动电机和减速器,所述装置包括:
转速差获取模块,用于根据驱动电机在所述车辆启动后的预设时长内的多个时刻的实时转速和所述多个时刻的第一目标转速,获取所述驱动电机在所述多个时刻的多个电机转速差;
抖动确定模块,用于根据所述多个电机转速差、所述多个电机转速差的转速方差以及所述多个电机转速差的波形曲线确定所述驱动电机是否处于抖动状态;
抖动控制模块,用于当确定所述驱动电机处于抖动状态时,根据所述驱动电机的稳态转矩和补偿转矩,确定所述驱动电机在当前时刻输出的目标转矩,以对所述驱动电机的抖动状态进行控制。
8.根据权利要求7所述的装置,其特征在于,所述转速差获取模块,包括:
转速计算子模块,用于在目标时刻之前的一个抖动周期内根据所述驱动电机的基础平均转速和补偿转速计算所述驱动电机在所述目标时刻的第一目标转速,所述抖动周期包含n个采样周期,所述基础平均转速为所述n个采样周期内的转速平均值,所述补偿转速为在所述驱动电机的转速达到所述转速平均值前的n/2个采样周期内所述驱动电机的转速增加值,所述目标时刻为所述多个时刻中的任一时刻;
第一转速获取子模块,用于获取所述驱动电机在所述目标时刻的实时转速;
转速差获取子模块,用于计算所述驱动电机在所述多个时刻中的每个时刻的第一目标转速和实时转速的差值,以获取所述多个电机转速差。
9.根据权利要求8所述的装置,其特征在于,所述转速计算子模块,用于:
对所述n个采样周期中每个采样周期内的实时转速进行检测,以获取n个转速值;
获取所述n个转速值的转速平均值,作为所述基础平均转速;
根据所述车辆在所述n/2个采样周期内的电机驱动力、行驶速度以及车辆阻力确定所述n/2个采样周期内的车辆加速度;
根据所述车辆的车轮半径、所述减速器的减速器速比以及所述车辆加速度,获取所述n/2个采样周期内的电机转速加速度;
计算所述n/2个采样周期的总时长与所述电机转速加速度的乘积,作为所述补偿转速;
计算所述基础平均转速和所述补偿转速的和,作为所述第一目标转速。
10.一种车辆,其特征在于,包括权利要求7-9中任一项所述的驱动电机的抖动控制装置。
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