CN111605409B - 一种新能源汽车驱动系统齿系控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提出的一种新能源汽车驱动系统齿系控制方法，首先标定加速踏板开度、制动踏板开度和车速值与扭矩变化率的对应关系；然后结合当前采集到的加速踏板开度、制动踏板开度和车速值确定可用扭矩变化率；再结合上一时刻的扭矩指令和可用扭矩变化率计算当前扭矩指令，并根据当前扭矩指令控制电机工作。本发明中，在计算当前扭矩时，考虑到了上一时刻的扭矩指令以及当前的运动状态，保证了计算获得的当前扭矩指令相对于汽车运动状态的安全可靠。同时通过加速踏板开度、制动踏板开度和车速值与扭矩变化率的对应关系的预存储，避免了花费大量的时间根据驱动电机参数进行标定，提高了当前扭矩指令的计算效率，具有实时性，且实现了更好的鲁棒性。

Description

一种新能源汽车驱动系统齿系控制方法
技术领域
本发明涉及新能源汽车技术领域，尤其涉及一种新能源汽车驱动系统齿系控制方法。
背景技术
目前，受环境和能源等因素的影响。燃油车在汽车领域的占比较之前有所下降，新能源汽车已经成为汽车发展的必然趋势，电动汽车的高效节能等优势备受市场的青睐，极具市场化前景。
新能源汽车的驱动系统多采用电机以及减速箱，相比于传统燃油车的发动机有效率高，节约能源等优点，但是由于电机和减速箱等机械部件设计精度的原因，无法保证每一台齿轮之间的间隙都为一固定值，当齿隙存在时，驾驶人员在驾驶过程中由于扭矩的突变，会出现车辆需要控制程序方面做出一定的算法来解决此问题。
新能源汽车驱动系统齿隙控制一般采用以下方式：
在电机高压上电完成后，电机控制器让电机线运行于一个小扭矩的情况下，保证在正常车辆运行时两端的齿轮保持在一个充分接触的状况下。此种方法需要针对具体车辆进行具体标定，若标定不当会导致每次运行车辆本身会发生抖动。
发明内容
基于背景技术存在的技术问题，本发明提出了一种新能源汽车驱动系统齿系控制方法。
本发明提出的一种新能源汽车驱动系统齿系控制方法，首先标定加速踏板开度、制动踏板开度和车速值与扭矩变化率的对应关系；然后结合当前采集到的加速踏板开度、制动踏板开度和车速值确定可用扭矩变化率；再结合上一时刻的扭矩指令和可用扭矩变化率计算当前扭矩指令，并根据当前扭矩指令控制电机工作。
优选的，扭矩计算模型为：
其中Tn表示当前扭矩指令；Tn-1表示上一时刻的扭矩指令；Fac表示扭矩变化率；IncThd表示预设的扭矩上升率门限值。
优选的，当前扭矩指令的获得包括以下步骤：
S1、建立映射表，映射表中以加速踏板开度、制动踏板开度和车速值的组合为原象，每一个原象对应的象包含第一扭矩变化率和第二扭矩变化率，第一扭矩变化率大于第二扭矩变化率；
S2、获取加速踏板当前开度、制动踏板当前开度和当前车速值组成标定条件；
S3、结合上一时刻的扭矩指令和标定条件对应的第一扭矩变化率计算模拟扭矩；
S4、判断模拟扭矩与上一时刻的扭矩指令是否正负交替；
S5、否，则以模拟扭矩作为当前扭矩指令；
S6、是，则结合上一时刻的扭矩指令和标定条件对应的第二扭矩变化率计算当前扭矩指令。
优选的，还包括以下步骤：
S7、判断步骤S6中获得的当前扭矩指令是否达到预设的指令切换门限值；
S8、是，则将当前扭矩指令作为上一时刻的扭矩指令，并返回步骤S2；
S9、否，则将当前扭矩指令作为上一时刻的扭矩指令，并返回步骤S6。
优选的，步骤S4中，判断模拟扭矩与上一时刻的扭矩指令是否正负交替的方式为：判断模拟扭矩与上一时刻的扭矩指令的乘积是否小于0。
本发明提出的一种新能源汽车驱动系统齿系控制方法，在计算当前扭矩时，考虑到了上一时刻的扭矩指令以及当前的运动状态，保证了计算获得的当前扭矩指令相对于汽车运动状态的安全可靠。同时，本发明中，通过加速踏板开度、制动踏板开度和车速值与扭矩变化率的对应关系的预存储，避免了花费大量的时间根据驱动电机参数进行标定，提高了当前扭矩指令的计算效率，具有实时性，且实现了更好的鲁棒性。
通过本发明，在出现正负扭矩交替时，例如档位切换过程中，例如空挡切换至前进或后退档，先给定一个较小的扭矩变化率，保证电机能在一个较小的扭矩驱动下保持运动状态，使得电机的轴端转动，使得电机轴端齿轮与减速箱之间齿轮能够充分接触，避免在扭矩快速上升过程中两个齿轮由于不接触导致打齿问题；待扭矩上升至一定门限值时，切换扭矩变化率，提高扭矩上升速度，以保证能够及时响应车辆加速的需求。
附图说明
图1为本发明提出的一种新能源汽车驱动系统齿系控制方法流程图；
图2为本发明提出的另一种新能源汽车驱动系统齿系控制方法流程图；
图3为本发明提出的又一种新能源汽车驱动系统齿系控制方法流程图。
具体实施方式
参照图1，本发明提出的一种新能源汽车驱动系统齿系控制方法，首先标定加速踏板开度、制动踏板开度和车速值与扭矩变化率的对应关系；然后结合当前采集到的加速踏板开度、制动踏板开度和车速值确定可用扭矩变化率；再结合上一时刻的扭矩指令和可用扭矩变化率计算当前扭矩指令，并根据当前扭矩指令控制电机工作。
具体的，本实施方式中，加速踏板开度、制动踏板开度和车速值与扭矩变化率的对应关系可以映射表的形式统计。
本实施方式中，在计算当前扭矩时，考虑到了上一时刻的扭矩指令以及当前的运动状态，保证了计算获得的当前扭矩指令相对于汽车运动状态的安全可靠。同时，本实施方式中，通过加速踏板开度、制动踏板开度和车速值与扭矩变化率的对应关系的预存储，避免了花费大量的时间根据驱动电机参数进行标定，提高了当前扭矩指令的计算效率，具有实时性，且实现了更好的鲁棒性。
本实施方式中，扭矩计算模型为：
其中Tn表示当前扭矩指令；Tn-1表示上一时刻的扭矩指令；Fac表示扭矩变化率；IncThd表示预设的扭矩上升率门限值。
参照图2，本实施方式中，当前扭矩指令的获得包括以下步骤。
S1、建立映射表，映射表中以加速踏板开度、制动踏板开度和车速值的组合为原象，每一个原象对应的象包含第一扭矩变化率和第二扭矩变化率，第一扭矩变化率大于第二扭矩变化率。
具体的，本步骤中建立的映射关系可记作：(Facmax,Facmin)＝f(sp1,sp2,v)，其中，Facmax为第一扭矩变化率，Facmin为第二扭矩变化率，sp1为加速踏板开度，sp2为制动踏板开度，v为车速值。
S2、获取加速踏板当前开度、制动踏板当前开度和当前车速值组成标定条件。
S3、结合上一时刻的扭矩指令和标定条件对应的第一扭矩变化率计算模拟扭矩。
具体的，本步骤中，首先根据加速踏板当前开度和制动踏板当前开度确定汽车加减速状态，然后结合加减速状态和扭矩计算模型计算模拟扭矩。
具体的，
S4、判断模拟扭矩与上一时刻的扭矩指令是否正负交替。
具体的，本实施方式中，通过判断模拟扭矩与上一时刻的扭矩指令的乘积是否小于0来实现正负交替判断。当Tn'×Tn-1＜0，则表示模拟扭矩与上一时刻的扭矩指令出现正负交替。
S5、否，则以模拟扭矩作为当前扭矩指令。即，当Tn'×Tn-1≥0，则Tn＝Tn'。
S6、是，则结合上一时刻的扭矩指令和标定条件对应的第二扭矩变化率计算当前扭矩指令。
即，当Tn'×Tn-1＜0，则
本实施方式中，在计算扭矩时，以标定条件对应的第一扭矩变化率为默认参数。步骤S6中采用第二扭矩变化率计算当前扭矩指令，实现了在出现正负扭矩交替时，先给定一个较小的扭矩上升系数，保证电机能在一个较小的扭矩下齿轮与减速箱齿轮完全贴合，避免在扭矩快速上升过程中两个齿轮由于不接触导致打齿问题。
参照图3，本实施方式进一步实现时，还包括以下步骤。
S7、判断步骤S6中获得的当前扭矩指令是否达到预设的指令切换门限值。
S8、是，则将当前扭矩指令作为上一时刻的扭矩指令，并返回步骤S2。
通过设置指令切换门限值，使得扭矩上升到门限时，切换扭矩变化率，提高扭矩上升速度，以保证能够及时响应车辆加速的需求。
S9、否，则将当前扭矩指令作为上一时刻的扭矩指令，并返回步骤S6。
以上所述，仅为本发明涉及的较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种新能源汽车驱动系统齿系控制方法，其特征在于，首先标定加速踏板开度、制动踏板开度和车速值与扭矩变化率的对应关系；然后结合当前采集到的加速踏板开度、制动踏板开度和车速值确定可用扭矩变化率；再结合上一时刻的扭矩指令和可用扭矩变化率计算当前扭矩指令，并根据当前扭矩指令控制电机工作；
当前扭矩指令的获得包括以下步骤：
S1、建立映射表，映射表中以加速踏板开度、制动踏板开度和车速值的组合为原象，每一个原象对应的象包含第一扭矩变化率和第二扭矩变化率，第一扭矩变化率大于第二扭矩变化率；
S2、获取加速踏板当前开度、制动踏板当前开度和当前车速值组成标定条件；
S3、结合上一时刻的扭矩指令和标定条件对应的第一扭矩变化率计算模拟扭矩；
S4、判断模拟扭矩与上一时刻的扭矩指令是否正负交替；
S5、否，则以模拟扭矩作为当前扭矩指令；
S6、是，则结合上一时刻的扭矩指令和标定条件对应的第二扭矩变化率计算当前扭矩指令；
还包括以下步骤：
S7、判断步骤S6中获得的当前扭矩指令是否达到预设的指令切换门限值；
S8、是，则将当前扭矩指令作为上一时刻的扭矩指令，并返回步骤S2；
S9、否，则将当前扭矩指令作为上一时刻的扭矩指令，并返回步骤S6。
2.如权利要求1所述的新能源汽车驱动系统齿系控制方法，其特征在于，扭矩计算模型为：
其中Tn表示当前扭矩指令；Tn-1表示上一时刻的扭矩指令；Fac表示扭矩变化率；IncThd表示预设的扭矩上升率门限值。
3.如权利要求1所述的新能源汽车驱动系统齿系控制方法，其特征在于，步骤S4中，判断模拟扭矩与上一时刻的扭矩指令是否正负交替的方式为：判断模拟扭矩与上一时刻的扭矩指令的乘积是否小于0。
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