CN111559250A - 一种氢能汽车驱动电机系统的电机转速消抖方法 - Google Patents

一种氢能汽车驱动电机系统的电机转速消抖方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及氢能汽车技术领域，尤其涉及一种氢能汽车驱动电机系统的电机转速消抖方法，主要包括S1、整车启动后，整车控制器识别整车的驱动状态，并判断整车是否进入电机转速消抖预备状态；S2、若S1中整车未进入电机转速消抖预备状态，则重复S1的操作；若S1中整车进入电机转速消抖预备状态，则根据档位状态信息和整车驱动状态信息，对应的执行电机转速消抖命令。本发明所述的一种氢能汽车驱动电机系统的电机转速消抖方法，其可根据整车处于不同的驱动模式下，采用不同的扭矩加载方式来实现削弱或者消除驱动电机系统抖动问题，该种方法在驱动电机系统驱动时可消除驱动电机系统之间的机械间隙，使得电机转速消抖控制更加简单、安全和可靠。

Description

一种氢能汽车驱动电机系统的电机转速消抖方法
技术领域
本发明涉及氢能汽车技术领域，尤其涉及一种氢能汽车驱动电机系统的电机转速消抖方法。
背景技术
电机与减速器是氢能汽车驱动电机系统的重要部件，而电机与减速器的特殊连接结构，使得氢能汽车在行驶过程中扭矩发生大范围变化，并产生车辆抖动的现象，这严重影响了氢能汽车的舒适性。现有技术中存在一些电机转速消抖方法，但现有的一些电机转速消抖方法具有扭矩加载速度太慢和电机转速消抖效果不明显等问题。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种氢能汽车驱动电机系统的电机转速消抖方法。
本发明提供一种氢能汽车驱动电机系统的电机转速消抖方法，主要包括以下步骤：
S1、整车启动后，整车控制器识别整车的驱动状态，并判断整车是否进入电机转速消抖预备状态；
S2、若S1中整车未进入电机转速消抖预备状态，则重复S1的操作；若S1中整车进入电机转速消抖预备状态，则根据档位状态信息和整车驱动状态信息，对应的执行电机转速消抖命令，其中，所述电机转速消抖命令主要包括：
命令一：当档位处于N档时，不进行电机转速消抖操作；
命令二：当档位处于D档时，扭矩由零加载到正值；
命令三：当档位处于R档时，扭矩由零加载到负值；
命令四：整车处于滑行能量回收状态时，扭矩由正值加载到负值；
命令五：整车处于制动能量回收状态时，扭矩由正值加载到负值；
命令六：整车处于踩油门退出滑行能量回收状态时，扭矩由负值加载到正值。
进一步地，所述S1具体包括以下步骤：
S11、整车启动后，所述整车控制器通过采集油门开度信号、刹车踏板深度、档位状态信号、手刹状态信号和整车其它状态等信息，判断整车是否处于可行驶高压状态，若不是，则不进入电机转速消抖预备状态，若是，则执行下一个命令；
S12、当整车处于可行驶高压状态时，所述整车控制器判断手刹开关处于拉起状态，则不进入电机转速消抖预备状态；
若判断手刹开关位于放下状态，且刹车踏板深度信号＞10％时，或档位状态为N档或处于档位故障状态时，则不进入电机转速消抖预备状态；
若判断手刹开关位于放下状态、刹车踏板深度信号≤10％时，且档位状态为D档或R档时，则进入执行电机转速消抖预备状态。
进一步地，S2中执行命令二的具体步骤为：若档位处于D档时，整车控制器开始计时500ms，并同时执行扭矩加载命令，其中，在计时的前200ms内，扭矩加载至T1，而后200ms内，扭矩每10ms加载0.1NM，最后100ms内，扭矩恒为为T1+2，其中，所述T1为电机处于零转速条件下的正转空载阻力矩。
进一步地，S2中执行命令三的具体步骤为：若档位处于R档时，整车控制器开始计时500ms，并同时执行扭矩加载命令，其中，在计时的前200ms内，扭矩加载至T2，而后200ms内，扭矩每10ms加载-0.1NM，最后100ms内，扭矩恒为T2-2，其中，所述T2为电机处于零转速条件下的反转空载阻力矩。
进一步地，S3中执行命令四的具体步骤为：若整车处于滑行能量回收状态时，扭矩先加载至T3后，整车控制器开始计时500ms，并同时执行扭矩加载命令，其中，在计时的前200ms内，扭矩恒为T3，而后100ms内，扭矩10ms加载-0.1NM，而后100ms内，扭矩保持在0NM，最后100ms内，扭矩每10ms加载-0.1NM，直至扭矩加载至-1NM，其中，所述T3为电机当前转速条件下的正转空载阻力矩。
进一步地，S3中执行命令五的具体步骤为：若整车处于制动能量回收状态时，扭矩先加载至T4后，整车控制器开始计时500ms，并同时执行扭矩加载命令，其中，在计时的前200ms内，扭矩恒为T4，而后100ms内，扭矩每10ms加载-0.1NM，而后100ms，扭矩保持在0NM，最后100ms内，扭矩每10ms加载-0.1NM，直至扭矩加载至-1NM，其中，所述T4为电机当前转速条件下的正转空载阻力矩。
进一步地，S3中执行命令六的具体步骤为：若整车处于踩油门退出滑行能量回收时，扭矩先加载至T5后，整车控制器开始计时500ms，并同时执行扭矩加载命令，其中，前200ms内，扭矩恒为T5，而后200ms内，扭矩每10ms加载0.1NM，最后100ms内，扭矩恒为T5+2，其中，所述T5为电机当前转速条件下的正转空载阻力矩。
本发明提供的技术方案带来的有益效果是：本发明所述的一种氢能汽车驱动电机系统的电机转速消抖方法，其可根据整车处于不同的驱动模式下，采用不同的扭矩加载方式来实现削弱或者消除驱动电机系统抖动问题，该种方法在驱动电机系统驱动时可消除驱动电机系统之间的机械间隙，使得电机转速消抖控制更加简单、安全和可靠。
附图说明
图1是本发明所述一种氢能汽车驱动电机系统的电机转速消抖方法的流程图；
图2是本发明电机转速消抖方法命令二的扭矩加载图；
图3为本发明电机转速消抖方法命令三的扭矩加载图；
图4为本发明电机转速消抖方法命令四的扭矩加载图；
图5为本发明电机转速消抖方法命令五的扭矩加载图；
图6为本发明电机转速消抖方法命令六的扭矩加载图
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地描述。
请参考图1-3，一种氢能汽车的驱动电机系统，包括整车控制器(VCU)、电机控制器(MCU)、电机(Motor)和减速器，其中，VCU作为控制器件，其可对油门开度信号、刹车踏板深度信号、档位状态信号和手刹状态信号，识别驾驶员的驱车意图，并根据档位状态信息和整车的驱动状态，执行对应的执行电机转速消抖命令；MCU作为执行器件，其与VUC之间通过CAN通讯网络进行信息的交互，并共同执行对应的电机转速消抖命令，最终实现驱动电机系统的电机转速消抖。
一种氢能汽车驱动电机系统的电机转速消抖方法，其主要包括以下步骤：
S1、整车启动后，整车控制器通过采集油门开度信号、刹车踏板深度、档位状态信号和手刹状态信号信息，识别整车的驱动状态，并判断是否进入电机转速消抖预备状态；
在S1中，判断整车是否进入电机转速消抖预备状态的具体方法为：整车控制器通过CAN通讯和自身的硬件接口获取整车的采集油门开度信号、刹车踏板深度、档位状态信号、手刹状态信号和整车其它状态等信息，首先判定整车是否处于可行驶高压状态，若不是，则不进入电机转速消抖预备状态；如是，则将整车可行驶Ready状态置为有效，整车控制器再判断手刹开关状态是否处于放下状态，若手刹状态放下，则判断刹车踏板深度信号，若刹车踏板深度信号＞10％，或档位状态为N档或处于档位故障状态时，则此时整车处于驻车状态，无需执行电机转速消抖命令；若刹车踏板深度信号≤10％时，且档位状态为D档或R档时，则表明此时整车处于驱动状态，则进入执行电机转速消抖预备状态；若手刹状态为拉起，则认为整车处于驻车状态，则不进入电机转速消抖预备状态。
本发明通过在执行电机转速消抖命令之前，先通过识别整车的状态，确定是否需要执行电机转速消抖命令，这有利于避免能量的浪费，保证驱动电机系统电机转速消抖命令的可靠性和有效性。
S2、若S1中整车未进入电机转速消抖预备状态，则重复S1的操作；若S1中整车进入电机转速消抖预备状态，则根据档位状态信息和整车驱动状态信息，对应的执行电机转速消抖命令，其中，所述电机转速消抖命令主要包括：
命令一：当档位处于N档时，不进行电机转速消抖操作；
命令二：当档位处于D档时，扭矩由零加载到正值；
命令三：当档位处于R档时，扭矩由零加载到负值；
命令四：整车处于滑行能量回收状态时，扭矩由正值加载到负值；
命令五：整车处于制动能量回收状态时，扭矩由正值加载到负值；
命令六：整车处于踩油门退出滑行能量回收状态时，扭矩由负值加载到正值。
其中，需要说明的是，若当前档位为N档时，此时认识驾驶员无驱动车辆意图，则表明驱动电机系统不需要进行电机转速消抖操作；
如图2所示，若当前档位为D档状态，认为整车处于驱动状态，驱动电机系统需要进行电机转速消抖操作，此时，整车控制器开始计时，在整车控制器计时的500ms内，扭矩加载的过程具体为：前200ms内，扭矩加载至T1，而后200ms内，扭矩每10ms加载0.1NM，最后100ms内，扭矩恒为为T1+2，且电机转速消抖命令执行完毕，随后扭矩加载至油门处于正常状态的响应扭矩值。在本发明中，T1为电机处于零转速条件下的正转空载阻力矩，其可由电机拖动测试台架测试得到，并根据电机的类型、电机的电气参数、转速和极对数不同而不同；
如图3所示，若当前档位为R档状态，认为整车处于驱动状态，驱动电机系统需要进行电机转速消抖操作，此时，整车控制器开始计时，在整车控制器计时的500ms内，扭矩加载的过程具体为：前200ms内，扭矩加载至T2，而后200ms内，扭矩每10ms加载-0.1NM，最后100ms内，扭矩恒为T2-2，且电机转速消抖命令执行完毕，随后按照正常油门响应扭矩进行加载。在本发明中，T2为电机处于零转速条件下的反转空载阻力矩，其可由电机拖动测试台架测试得到，并根据电机的类型、电机的电气参数、转速和极对数不同而不同；
如图4所示，若整车处于滑行能量回收(即车速＞10㎞/h，且油门开度和制动踏板深度均＜3％)时，驱动电机系统需要进行电机转速消抖操作，此时，扭矩先加载至T3后，整车控制器开始计时，在整车控制器计时的500ms内，扭矩加载的过程具体为：前200ms内，扭矩恒为T3，而后100ms内，扭矩每10ms加载-0.1NM，若在该时间段内扭矩减小至0NM以下，则直接发送0NM至电机控制器至电机控制器，而后100ms内，扭矩保持在0NM，最后100ms内，扭矩每10ms加载-0.1NM，直至扭矩加载至-1NM后，即完成扭矩加载操作，且电机转速消抖命令执行完毕，随后，扭矩加载至整车处于正常整车处于滑行能量回收状态时的响应扭矩值。在本发明中，T3为电机当前转速条件下(即处于整车处于滑行能量回收状态时电机对应的转速)的正转空载阻力矩，其可由电机拖动测试台架测试得到，并根据电机的类型、电机的电气参数、转速和极对数不同而不同；
如图5所示，若整车处于制动能量回收(即车速＞10㎞/h，且制动踏板深度均＞10％)时，驱动电机系统需要进行电机转速消抖操作，此时，扭矩先加载至T4后，整车控制器开始计时，在整车控制器计时的500ms内，扭矩加载的过程具体为：前200ms内，扭矩恒为T4，而后100ms内，扭矩每10ms加载-0.1NM，若在该时间段内扭矩减小至0NM以下，则直接发送0NM至电机控制器，而后100ms，扭矩保持在0NM，最后100ms内，扭矩每10ms加载-0.1NM，直至扭矩加载至-1NM后，且电机转速消抖命令执行完毕，随后，扭矩加载至整车处于制动能量回收状态时的响应扭矩值。在本发明中，T4为电机当前转速条件下(即处于整车处于制动能量回收状态时电机对应的转速)的正转空载阻力矩，其可由电机拖动测试台架测试得到，并根据电机的类型、电机的电气参数、转速和极对数不同而不同；
如图6所示，若整车处于踩油门退出滑行能量回收状态时(即车速＞10㎞/h，且油门开度均＞10％，或车速＜10㎞/h，或车速＞10㎞/h，且制动踏板深度均＞10％)时，驱动电机系统需要进行电机转速消抖操作，此时，扭矩有负转正并加载至T5后，整车控制器开始计时，在整车控制器计时的500ms内，扭矩加载的过程具体为：前200ms内，扭矩恒为T5，而后200ms内，扭矩每10ms加载0.1NM，最后100ms内，扭矩恒为T5+2，且电机转速消抖命令执行完毕，随后，扭矩加载至整车处于踩油门退出整车处于滑行能量回收状态时的响应扭矩值。在本发明中，T5为电机当前转速条件下(即处于踩油门退出整车处于滑行能量回收状态时电机对应的转速)的正转空载阻力矩，其可由电机拖动测试台架测试得到，并根据电机的类型、电机的电气参数、转速和极对数不同而不同；
在此，需要说明的是，电机转速消抖时的扭矩加载过程可以选择在挂档之后且踩油门之前进行加载，也可以选择在挂档之后且踩油门之后进行加载。若是在挂档之后且踩油门之前进行加载，则驱动电机系统的电机转速消抖方案对整车的动力性无任何影响，但会增加能耗；若是在挂档之后且踩油门之后进行加载，则整车的动力性会因为驱动电机系统的电机转速消抖方案扭矩加载慢500ms，动力性能稍有减弱，但能耗降低。
在本文中，所涉及的前、后、上、下等方位词是以附图中零部件位于图中以及零部件相互之间的位置来定义的，只是为了表达技术方案的清楚及方便。应当理解，所述方位词的使用不应限制本申请请求保护的范围。
在不冲突的情况下，本文中上述实施例及实施例中的特征可以相互结合。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种氢能汽车驱动电机系统的电机转速消抖方法，其特征在于，主要包括以下步骤：
S1、整车启动后，整车控制器识别整车的驱动状态，并判断整车是否进入电机转速消抖预备状态；
S2、若S1中整车未进入电机转速消抖预备状态，则重复S1的操作；若S1中整车进入电机转速消抖预备状态，则根据档位状态信息和整车驱动状态信息，对应的执行电机转速消抖命令，其中，所述电机转速消抖命令主要包括：
命令一：当档位处于N档时，不进行电机转速消抖操作；
命令二：当档位处于D档时，扭矩由零加载到正值；
命令三：当档位处于R档时，扭矩由零加载到负值；
命令四：整车处于滑行能量回收状态时，扭矩由正值加载到负值；
命令五：整车处于制动能量回收状态时，扭矩由正值加载到负值；
命令六：整车处于踩油门退出滑行能量回收状态时，扭矩由负值加载到正值。
2.根据权利要求1所述的一种氢能汽车驱动电机系统的电机转速消抖方法，其特征在于，所述S1具体包括以下步骤：
S11、整车启动后，所述整车控制器通过采集油门开度、刹车踏板深度、档位状态信号和手刹状态信号信息，判断整车是否处于可行驶高压状态，若不是，则不进入电机转速消抖预备状态，若是，则执行下一个命令；
S12、当整车处于可行驶高压状态时，若所述整车控制器判断手刹开关处于拉起状态，则不进入电机转速消抖预备状态；
若整车控制器判断手刹开关位于放下状态，且刹车踏板深度信号＞10％时，或档位状态为N档或处于档位故障状态时，则不进入电机转速消抖预备状态；
若整车控制器判断手刹开关位于放下状态、刹车踏板深度信号≤10％时，且档位状态为D档或R档时，则进入执行电机转速消抖预备状态。
3.根据权利要求1所述的一种氢能汽车驱动电机系统的电机转速消抖方法，其特征在于，S2中执行命令二的具体步骤为：若档位处于D档时，整车控制器开始计时500ms，并同时执行扭矩加载命令，其中，在计时的前200ms内，扭矩加载至T1，而后200ms内，扭矩每10ms加载0.1NM，最后100ms内，扭矩恒为为T1+2，其中，所述T1为电机处于零转速条件下的正转空载阻力矩。
4.根据权利要求1所述的一种氢能汽车驱动电机系统的电机转速消抖方法，其特征在于，S2中执行命令三的具体步骤为：若档位处于R档时，整车控制器开始计时500ms，并同时执行扭矩加载命令，其中，在计时的前200ms内，扭矩加载至T2，而后200ms内，扭矩每10ms加载-0.1NM，最后100ms内，扭矩恒为T2-2，其中，所述T2为电机处于零转速条件下的反转空载阻力矩。
5.根据权利要求1所述的一种氢能汽车驱动电机系统的电机转速消抖方法，其特征在于，S3中执行命令四的具体步骤为：若整车处于滑行能量回收状态时，扭矩先加载至T3后，整车控制器开始计时500ms，并同时执行扭矩加载命令，其中，在计时的前200ms内，扭矩恒为T3，而后100ms内，扭矩10ms加载-0.1NM，而后100ms内，扭矩保持在0NM，最后100ms内，扭矩每10ms加载-0.1NM，直至扭矩加载至-1NM，其中，所述T3为电机当前转速条件下的正转空载阻力矩。
6.根据权利要求1所述的一种氢能汽车驱动电机系统的电机转速消抖方法，其特征在于，S3中执行命令五的具体步骤为：若整车处于制动能量回收状态时，扭矩先加载至T4后，整车控制器开始计时500ms，并同时执行扭矩加载命令，其中，在计时的前200ms内，扭矩恒为T4，而后100ms内，扭矩每10ms加载-0.1NM，而后100ms，扭矩保持在0NM，最后100ms内，扭矩每10ms加载-0.1NM，直至扭矩加载至-1NM，其中，所述T4为电机当前转速条件下的正转空载阻力矩。
7.根据权利要求1所述的一种氢能汽车驱动电机系统的电机转速消抖方法，其特征在于，S3中执行命令六的具体步骤为：若整车处于踩油门退出滑行能量回收时，扭矩先加载至T5后，整车控制器开始计时500ms，并同时执行扭矩加载命令，其中，前200ms内，扭矩恒为T5，而后200ms内，扭矩每10ms加载0.1NM，最后100ms内，扭矩恒为T5+2，其中，所述T5为电机当前转速条件下的正转空载阻力矩。
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