CN116653628A - 一种电驱动汽车的主动阻尼控制方法 - Google Patents

一种电驱动汽车的主动阻尼控制方法 Download PDF

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蒋嘉焱
王其虎
陈大见
代涛
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Abstract

本发明公开了一种电驱动汽车的主动阻尼控制方法，包括以下步骤：S1，接收并处理输入信号，对电机转速信号进行高频率的低通滤波，对请求扭矩进行N个周期平均值滤波；S2，将电机转速信号经过二阶低通滤波器串联二阶高通滤波器后，计算出电机转速中的转速波动量；S3，根据滤波后电机转速和电机请求扭矩查二维表，输出相应的PI控制参数；S4，将S2中转速波动量通过公式Torqueout＝Kp·ΔSpd+Ki·(ΔSpd‑ΔSpdlast)进行PI控制计算，计算扭矩经过上下限限制，得到输出扭矩。本发明将根据电机转速信号的波动特征计算得到的主动阻尼补偿扭矩，附加到扭矩请求命令上，来抑制电机转速波动乃至车身抖动的情况，提升整车行驶舒适性。

Description

一种电驱动汽车的主动阻尼控制方法
技术领域
本发明涉及电驱电机控制技术领域，具体涉及到一种电驱动汽车的主动阻尼控制方法。
背景技术
电动汽车传动系统较为简单，没有装备离合器、液力变矩器等部件，传动系统刚性连接，呈现欠阻尼特性。同时，电机的转矩响应比发动机快10-50倍，在纯电动汽车加速起步过程中，电机产生的突加阶跃转矩会激发传动系统扭转振动，其低频振动频率在2-12Hz范围内。由于电驱传动系统的“欠阻尼”动力学特性，在某些特定的瞬态过渡工况，纯电动车容易发生传动系统的冲击噪声或整车抖动问题，严重地降低了车辆的驾驶舒适性，因此研究主动防抖的控制方法对提升纯电动汽车行驶品质尤为重要。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提供一种电驱动汽车的主动阻尼控制方法，本发明将根据电机转速信号的波动特征计算得到的主动阻尼补偿扭矩，附加到扭矩请求命令上，来抑制电机转速波动乃至车身抖动的情况，提升整车行驶舒适性。
解决上述技术问题的技术方案如下：
一种电驱动汽车的主动阻尼控制方法，包括以下步骤：
S1，接收并处理输入信号，对电机转速信号进行高频率的低通滤波，对请求扭矩进行N个周期平均值滤波；
S2，将电机转速信号经过二阶低通滤波器串联二阶高通滤波器后，计算出电机转速中的转速波动量；
S3，根据滤波后电机转速和电机请求扭矩查二维表，输出相应的PI控制参数；
S4，将S2中转速波动量通过公式Torqueout＝Kp·ΔSpd+Ki·(ΔSpd-ΔSpdlast)进行PI控制计算，计算扭矩经过上下限限制，得到输出扭矩；
上述公式中，ΔSpd为转速波动量，ΔSpdlast为上周期转速波动量，Kp、Ki为PI控制参数，Torqueout为计算扭矩；
S5，低通滤波后电机转速与转速阈值比较，判定是否触发转速条件标志位，同时整车下发主动阻尼使能，转速条件标志位与主动阻尼使能同时触发，得到主动阻尼触发的标志位；
S6，触发主动阻尼标志位并设置开启斜率，退出时设置退出斜率，同时计算得到主动阻尼扭矩系数；
S7，将S4中输出扭矩乘以S6中主动阻尼转矩系数得到主动阻尼补偿扭矩；
S8，根据请求扭矩与扭矩阈值比较，判定S7中主动阻尼补偿扭矩或者输出0。
进一步地，S1中周期个数N为在整车试验中根据驾驶感受及数据分析的经验值。
进一步地，所述S2中，将电机转速信号经过二阶低通滤波器串联二阶高通滤波器后，计算出电机转速信号中的频率一致、相移较小的转速波动量。
进一步地，所述S3中，根据滤波后电机转速和电机请求扭矩查二维表，区分不同工况的特定需求插值求取PI控制参数。
进一步地，所述S4中，将转速波动量和当前周期波动量差值进行PI计算，闭环控制电机转速波动量，得到输出扭矩。
进一步地，所述S7中，输出扭矩乘以S6中主动阻尼转矩系数得到主动阻尼补偿扭矩，即满足下列公式：TorqueADC＝Torqueout*TorqueCoeff，其中，TorqueADC为主动阻尼补偿扭矩，TorqueCoeff为扭矩系数。
本发明的有益效果是：
本发明利用电机扭矩快速响应的特性，采用电机做主动控制系统的执行器，可以直接将主动阻尼控制方法集成到电机控制器中，在不做变更、不增加系统成本的条件下，通过准确提取电机转速波动量来计算主动阻尼补偿扭矩，实现主动阻尼控制来抑制电机转速波动乃至车身抖动的情况，提升整车行驶舒适性。
附图说明
图1为本发明电驱动汽车的主动阻尼控制方法的流程图。
具体实施方式
下面结合附图以及具体实施方式对本发明作进一步地说明。
首先需要说明的是：为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面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更加详细的描述，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而非全部的实施例，下面通过参考附图描述的实施例为示例性的，旨在用于解释本发明，而不能简单地理解为对本发明的限制，基于本发明的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动的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。
如图1所示，一种电驱动汽车的主动阻尼控制方法，包括以下步骤：
S1，接收并处理输入信号，进行电机转速信号的高频率低通滤波和请求扭矩的N个周期平均值滤波(平均值滤波一般在5到10个周期，可根据标定经验结合驾驶效果标定)；
S2，将电机转速信号经过二阶低通滤波器串联二阶高通滤波器后，计算出电机转速中的转速波动量；
二阶低通、高通滤波器的连续域传递函数为：
将连续域传递函数转换到离散系统的传递函数：按照离散系统的传递函数搭建模型，五个标定量参数N2、N1、N0、D1、D0作为滤波器标定参数(需根据标定经验结合驾驶感受标定)，改变滤波器频率则改变这五个参数即可。
S3，根据滤波后电机转速和电机请求扭矩查二维表，输出相应的PI控制参数(如下表)：
转速/扭矩-PI参数二维表，需根据标定经验结合驾驶感受标定。
MotSpd为1*5转速表，ReqTrq为1*5扭矩表，KpTable为5*5的参数表。
S4，将S2中转速波动量通过公式进行PI控制计算，计算扭矩经过上下限限制，得到输出扭矩；
上述公式中，ΔSpd为转速波动量，ΔSpdlast为上周期转速波动量。
Kp、Ki为PI控制参数，Torqueout为计算扭矩。
S5，低通滤波后电机转速与转速阈值比较，判定是否触发转速条件标志位，同时整车下发主动阻尼使能，转速条件标志位与主动阻尼使能同时触发，得到主动阻尼触发的标志位；
S6，触发主动阻尼标志位并设置开启斜率，扭矩系数0-1上升，周期1s退出时设置退出斜率，扭矩系数1-0下降，周期2s同时计算得到主动阻尼扭矩系数；
S7，将S4中输出扭矩乘以S6中主动阻尼转矩系数得到主动阻尼补偿扭矩；
具体地，如公式：TorqueADC＝Torqueout*TorqueCoeff，其中，TorqueADC为主动阻尼补偿扭矩，TorqueCoeff为扭矩系数。
S8，根据请求扭矩与扭矩阈值比较，判定S7中主动阻尼补偿扭矩或者输出0。
优选地，S1中周期个数N为在整车试验中根据驾驶感受及数据分析的经验值。
优选地，所述S2中，将电机转速信号经过二阶低通滤波器串联二阶高通滤波器后，计算出电机转速信号中的频率一致、相移较小的转速波动量。
优选地，所述S3中，根据滤波后电机转速和电机请求扭矩查二维表，区分不同工况的特定需求插值求取PI控制参数。
优选地，所述S4中，将转速波动量和当前周期波动量差值进行PI计算，闭环控制电机转速波动量，得到输出扭矩。
优选地，所述S7中，输出扭矩乘以S6中主动阻尼转矩系数得到主动阻尼补偿扭矩，即满足下列公式：TorqueADC＝Torqueout*TorqueCoeff，其中，TorqueADC为主动阻尼补偿扭矩，TorqueCoeff为扭矩系数。
在本实施例中，根据请求扭矩与扭矩阈值(ReqTrqThreshold＝1.0Nm)比较，判定大于扭矩阈值输出S7中主动阻尼补偿扭矩，否则输出0Nm。
最后应当说明：以上所述实施方式仅仅是对本发明的较优实施例用以说明本发明的技术方案，而非对其限制，更不是限制本发明的保护范围；尽管参照前述各实施例对发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离权利要求的保护范围。

Claims (6)

1.一种电驱动汽车的主动阻尼控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1，接收并处理输入信号，对电机转速信号进行高频率的低通滤波，对请求扭矩进行N个周期平均值滤波；
S2，将电机转速信号经过二阶低通滤波器串联二阶高通滤波器后，计算出电机转速中的转速波动量；
S3，根据滤波后电机转速和电机请求扭矩查二维表，输出相应的PI控制参数；
S4，将S2中转速波动量通过公式Torqueout＝Kp·ΔSpd+Ki·(ΔSpd-ΔSpdlast)进行PI控制计算，计算扭矩经过上下限限制，得到输出扭矩；
上述公式中，ΔSpd为转速波动量，ΔSpdlast为上周期转速波动量，Kp、Ki为PI控制参数，Torqueout为计算扭矩；
S5，低通滤波后电机转速与转速阈值比较，判定是否触发转速条件标志位，同时整车下发主动阻尼使能，转速条件标志位与主动阻尼使能同时触发，得到主动阻尼触发的标志位；
S6，触发主动阻尼标志位并设置开启斜率，退出时设置退出斜率，同时计算得到主动阻尼扭矩系数；
S7，将S4中输出扭矩乘以S6中主动阻尼转矩系数得到主动阻尼补偿扭矩；
S8，根据请求扭矩与扭矩阈值比较，判定S7中主动阻尼补偿扭矩或者输出0。
2.根据权利要求1所述的一种电驱动汽车的主动阻尼控制方法，其特征在于，S1中周期个数N为在整车试验中根据驾驶感受及数据分析的经验值。
3.根据权利要求1所述的一种电驱动汽车的主动阻尼控制方法，其特征在于，所述S2中，将电机转速信号经过二阶低通滤波器串联二阶高通滤波器后，计算出电机转速信号中的频率一致、相移较小的转速波动量。
4.根据权利要求1所述的一种电驱动汽车的主动阻尼控制方法，其特征在于，所述S3中，根据滤波后电机转速和电机请求扭矩查二维表，区分不同工况的特定需求插值求取PI控制参数。
5.根据权利要求1所述的一种电驱动汽车的主动阻尼控制方法，其特征在于，所述S4中，将转速波动量和当前周期波动量差值进行PI计算，闭环控制电机转速波动量，得到输出扭矩。
6.根据权利要求1所述的一种电驱动汽车的主动阻尼控制方法，其特征在于，所述S7中，输出扭矩乘以S6中主动阻尼转矩系数得到主动阻尼补偿扭矩，即满足下列公式：
TorqueADC＝Torqueout*TorqueCoeff，其中，TorqueADC为主动阻尼补偿扭矩，TorqueCoeff为扭矩系数。
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