CN110871806B

CN110871806B - 一种用于混合动力汽车的减振控制方法及装置

Info

Publication number: CN110871806B
Application number: CN201811014975.4A
Authority: CN
Inventors: 李涛; 苏常军; 刘国荣; 刘宗剑
Original assignee: Zhengzhou Yutong Bus Co Ltd
Current assignee: Yutong Bus Co Ltd
Priority date: 2018-08-31
Filing date: 2018-08-31
Publication date: 2021-03-26
Anticipated expiration: 2038-08-31
Also published as: CN110871806A

Abstract

本发明涉及一种用于混合动力汽车的减振控制方法及装置，该方法包括：采集车辆处于静止状态时在三个方向上的振动信号，并计算在三个方向上的振动信号的合相量振幅；判断该合相量振幅是否小于设定振幅阈值，若不小于设定振幅阈值，则判断发动机转速与车速是否相关；若发动机转速与车速不相关，选择至少一种功率调整策略进行功率调整，并找出在功率调整过程中使车辆在三个方向上的合相量振幅最小所对应的整车控制参数；采用该使车辆在三个方向上的合相量振幅最小所对应的整车控制参数对车辆动力系统进行控制。本发明通过将振动检测和优化控制有机结合在一体，形成了信号检测、控制优化的闭环控制，有益于缩短优化周期，提高了优化效果。

Description

一种用于混合动力汽车的减振控制方法及装置

技术领域

本发明涉及一种用于混合动力汽车的减振控制方法及装置，属于混合动力汽车振动控制技术领域。

背景技术

混合动力汽车利用两种或多种不同执行器来驱动车辆，与传统汽车相比，混合动力汽车在质量、结构、材料、工艺和动力输出的叠加方式等方面存在重大变化，整车的振动也表现出高维、时变、非线性的特点。单纯依靠建立系统的振动分析模型已无法解决多学科、多参数、高维的振动问题，在混合动力硬件配置固定的前提下，需要寻找一种高效的方法来降低系统的振动和噪声，以提升车辆的平顺性。

目前，为了降低车辆振动，通常利用NVH振动噪声设备测量动力系统不同工况下的振动频率和幅值，通过分析测量结果，再有针对性的优化控制系统的动力输出方式，最后采用NVH设备检测动力系统的振动问题是否得到改善。但是，由于动力系统的振动测量与控制优化相互独立，无法动态实时地根据检测结果直接控制被控对象来闭环检验优化的效果，存在优化周期长、优化效果差的问题。

申请公布号为CN107010072A的中国发明专利申请文件公开了一种用于混合动力车辆的主动振动控制的设备和方法，通过检测发动机或电机转速，计算发动机或电机的频率或振幅，并与参考值对比，进而调节发动机或电机的转速或扭矩。但是，由于通过发动机转速或电机转速无法获得车辆真实的振幅，影响了调试效果，导致振动控制效果不理想。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于混合动力汽车的减振控制方法及装置，用于解决车辆振动控制效果差的问题。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种用于混合动力汽车的减振控制方法，步骤如下：

采集车辆处于静止状态时在三个方向上的振动信号，并计算在三个方向上的振动信号的合相量振幅；

判断该合相量振幅是否小于设定振幅阈值，若不小于设定振幅阈值，则判断发动机转速与车速是否相关；

若发动机转速与车速不相关，选择至少一种功率调整策略进行功率调整，并找出在功率调整过程中使车辆在三个方向上的合相量振幅最小所对应的整车控制参数；

采用该使车辆在三个方向上的合相量振幅最小所对应的整车控制参数对车辆动力系统进行控制。

本发明的有益效果是：通过对车辆振动信号进行检测，当车辆在三个方向上的振动信号的合相量振幅不小于设定振幅阈值且发动机转速与车速不相关时，则通过选择功率调整策略进行功率调整，寻找出最优的整车控制参数；通过将振动检测和优化控制有机结合在一体，形成了信号检测、控制优化的闭环控制，提高了优化效果，且有益于缩短优化周期。

进一步的，为了进行功率调整，以调整动力系统功率分配，所述功率调整策略包括：

控制升高发动机转速并降低发动机负荷率，使得发动机功率的变化范围在第一设定功率变化范围内；

控制降低发动机转速并升高发动机负荷率，使得发动机功率的变化范围在第二设定功率变化范围内；

控制发动机转速维持不变并升高或降低发动机负荷率，使得发动机扭矩的变化范围在设定扭矩变化范围内。

进一步的，为了对动力系统功率调整的范围进行限定，第一设定功率变化范围为-20％～20％，第二设定功率变化范围为-20％～20％，设定扭矩变化范围为-30％～30％。

本发明还提供了一种用于混合动力汽车的减振控制装置，包括处理器和存储器，所述处理器用于处理存储在所述存储器中的指令以实现如下方法：

进一步的，所述功率调整策略包括：

进一步的，第一设定功率变化范围为-20％～20％，第二设定功率变化范围为-20％～20％，设定扭矩变化范围为-30％～30％。

附图说明

图1是本发明用于混合动力汽车的减振控制系统的结构示意图；

图2是本发明用于混合动力汽车的减振控制方法的流程图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及具体实施例对本发明进行进一步详细说明。

用于混合动力汽车的减振控制方法实施例：

本发明提供了一种用于混合动力汽车的减振控制方法，通过对车辆的振动信号进行采集，当振动信号超过一定的范围时，若发动机转速与车速不相关，对动力系统的功率进行重新分配，当调整后的功率使动力系统的振幅降低到最优范围内时，将对应的整车控制参数固化到控制器中，以对车辆动力系统进行控制。

为了实现该用于混合动力汽车的减振控制方法，本发明还提供了一种用于混合动力汽车的减振控制系统，该减振控制系统包括加速度传感器、整车控制器和混合动力系统，整车控制器采样连接加速度传感器，并控制连接混合动力系统，其结构示意图如图1所示。

其中，加速度传感器的数目N可以为一个或者是多个，至少能够对车辆混合动力系统X、Y、Z三个方向上的振动信号进行检测，其中X方向表示车辆行驶方向，Y方向表示水平垂直车辆行驶方向的方向，Z方向表示垂直于地面的方向。在能够直接测量出混合动力系统的振动特性的情况下，可以根据需要选择加速度传感器在车辆上的安装位置，例如，可以将加速度传感器布置在混合动力系统的附近合适位置。

下面结合该用于混合动力汽车的减振控制系统，对用于混合动力汽车的减振控制方法进行介绍。该控制方法的控制流程图如图2所示，包括以下步骤：

(1)采集车辆处于静止状态时在三个方向上的振动信号，并计算在三个方向上的振动信号的合相量振幅。

车辆处于静止状态时，加速度传感器对车辆混合动力系统X、Y、Z三个方向上的振动信号进行检测，并发送给整车控制器。整车控制器实时采集加速度传感器的振动信号(也可以称为加速度信号)，并根据加速度信号动态实时计算出混合动力系统沿X、Y、Z的合相量振幅，即

(2)判断该合相量振幅是否小于设定振幅阈值，若不小于设定振幅阈值，则判断发动机转速与车速是否相关。

整车控制器对计算出的合相量振幅进行判断，当该合相量振幅小于设定振幅阈值A0时，表示不需要控制优化，控制流程直接结束，不需要进行下面的步骤(3)和(4)；否则，需要进行控制优化，进而判断发动机转速与车速是否解耦，即判断发动机转速与车速是否相关，并根据判断结果，选择是否进入下面的步骤(3)。

在本实施例中，设定振幅阈值A0为2mm～5mm。其中，判断发动机转速与车速是否解耦的方法为：发动机转速与车速的比值是固定值，表示发动机转速与车速没有解耦；发动机转速与车速的比值不是固定值，表示发动机转速与车速无关，即解耦。

(3)若发动机转速与车速不相关，选择至少一种功率调整策略进行功率调整，并找出在功率调整过程中使车辆在三个方向上的合相量振幅最小所对应的整车控制参数。

当发动机转速与车速无法解耦，即发动机转速与车速成一定比例时，则控制流程结束。当发动机转速与车速解耦，即发动机转速与车速无关时，则控制调整动力系统功率分配，并寻找最优的整车控制参数。其中，整车控制参数包括发动机转速和发动机扭矩。也就是，当发动机转速与车速解耦时，以发动机的功率界定范围，其中发动机的扭矩除以9550为发动机的功率，发动机的扭矩等于转速×负荷率，将发动机的功率固定在一定范围内，在这个范围内自动寻优，具体过程如下：

a.整车控制器自动控制发动机在一定范围内升高转速、并控制降低发动机的负荷率，使得发动机功率的变化范围在第一设定功率变化范围内，计算此过程中车辆在三个方向上的最低合相量振幅A1及对应的整车控制参数。

b.整车控制器自动控制发动机在一定范围内降低转速、并控制升高发动机的负荷率，使得发动机功率的变化范围在第二设定功率变化范围内，计算此过程中车辆在三个方向上的最低合相量振幅A2及对应的整车控制参数。

c.整车控制器控制发动机转速维持不变、并控制升高或降低发动机的负荷率，使得发动机扭矩的变化范围在设定扭矩变化范围内，计算此过程中车辆在三个方向上的最低合相量振幅A3及对应的整车控制参数。

d.取A1、A2、A3中的最低值A01min，将A01min对应的整车控制参数作为最优控制参数。

其中，第一设定功率变化范围、第二设定功率变化范围和设定扭矩变化范围可以根据经验或者是实际情况进行设定，在本实施例中，第一设定功率变化范围为-20％～20％，第二设定功率变化范围为-20％～20％，设定扭矩变化范围为-30％～30％。

需要说明的是，本实施例仅仅是给出了上述步骤a、b和c中的三种功率调整策略，每种功率调整策略中的功率调整范围可以根据实际情况进行设定。并且，在寻找最优控制参数的过程中，也可以仅仅选择其中的一种或者是两种功率调整策略进行功率调整。

(4)采用该使车辆在三个方向上的合相量振幅最小所对应的整车控制参数对车辆动力系统进行控制。

将步骤(3)中获取的使车辆在三个方向上的合相量振幅最小所对应的整车控制参数A01min固化到整车控制器中，用于对车辆混合动力系统进行控制。

用于混合动力汽车的减振控制装置实施例：

本发明还提供了一种用于混合动力汽车的减振控制装置，包括处理器和存储器，该处理器用于处理存储在存储器中的指令，以实现上述的用于混合动力汽车的减振控制方法。在本实施例中，该处理器和存储器由整车控制器来实现。当然，作为其他的实施方式，该减振控制装置中的处理器也可以为在车辆上专门设置的PC机、通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备。

该用于混合动力汽车的减振控制方法已经在用于混合动力汽车的减振控制方法实施例中进行了详细介绍，对于本领域内的技术人员，可以根据该用于混合动力汽车的减振控制方法生成对应的计算机程序指令，进而得到用于混合动力汽车的减振控制装置，此处不再赘述。

本发明的用于混合动力汽车的减振控制方法及装置可以理解为车辆下线或新产品开发时的标定过程，该标定过程通过将车辆振动信号与整车控制程序结合在一起，并且可以自动进行。在具体应用时，把标定后的参数提取出来，在写批量程序时，直接把该标定参数固化，即使后续车辆的振幅大于A0，仍然不再标定。

本发明通过对车辆混合动力系统的振动信号进行检测，并根据该振动信号进行车辆振动控制，通过将振动检测和优化控制有机结合在一体，形成了信号检测、控制优化的闭环控制，有益于缩短优化周期。本发明通过将优化后的控制参数自动存储在控制器中，具有自学习功能，可以适用于发动机转速与车速解耦的所有动力系统构型中，适用性较广。

Claims

1.一种用于混合动力汽车的减振控制方法，其特征在于，步骤如下：

采用该使车辆在三个方向上的合相量振幅最小所对应的整车控制参数对车辆动力系统进行控制；

所述功率调整策略包括：

2.根据权利要求1所述的用于混合动力汽车的减振控制方法，其特征在于，第一设定功率变化范围为-20%~20%，第二设定功率变化范围为-20%~20%，设定扭矩变化范围为-30%~30%。

3.一种用于混合动力汽车的减振控制装置，其特征在于，包括处理器和存储器，所述处理器用于处理存储在所述存储器中的指令以实现如下方法：

所述功率调整策略包括：

4.根据权利要求3所述的用于混合动力汽车的减振控制装置，其特征在于，第一设定功率变化范围为-20%~20%，第二设定功率变化范围为-20%~20%，设定扭矩变化范围为-30%~30%。