CN113771643B - 一种纯电动客车车辆扭矩过零时消抖的处理方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及车辆设计技术领域，尤其是一种纯电动客车车辆扭矩过零时消抖的处理方法，通过调控正负扭矩切换时的输出延时，使扭矩维持一定时间的零扭矩输出来缓解齿轮的啮合面冲击，以此增加车辆平顺性。本发明根据车辆当前的运行状况，调整车辆转矩输出的大小与时机，在确保纯电动客车驱动有效和制动回收的同时，可有效减少齿轮啮合冲击，提高车辆平顺性。
Description
技术领域
本发明涉及车辆设计技术领域，尤其是一种纯电动客车车辆扭矩过零时消抖的处理方法。
背景技术
目前，纯电动客车行车状态主要分为加速驱动和减速回馈，后者在满足一定的回馈条件下又可大致分为滑行回馈和制动回馈。车辆在行驶的过程中，基于不同的路况和司机各有的驾驶习惯，会经常发生不同行车状态之间的切换。实践发现在某些特定转速区间或力矩过零切换点，由于齿轮传动的啮合面会立即发生变化，从一侧转移到另外一侧，当齿轮间隙稍大时，由于扭矩驱动方向改变过程中会发生啮合冲击导致噪声产生，并使得车身发生抖动，影响整车NVH品质。
为了减缓或消除由于齿轮间隙的客观存在引起的力矩过零冲击，现有的车辆常见消抖方法有：(1)提高齿轮制造、装配精度以减小齿轮间隙；(2)限制力矩变化斜率，让主动轮缓慢贴合从动轮啮合面，减小冲击使力矩曲线平滑缓和；(3)对转速信号进行滤波消除毛刺处理，这样能得到一个较为稳定的转速值用于保证计算输出力矩值的平稳性。上述消抖方法的缺陷是：(1)提高齿轮制造、装配精度会大大提高生产成本且仍不能完全解决冲击问题；(2)限制力矩变化斜率受车桥技术参数限制，且对短时间内力矩的大变化响应较慢，不利于及时传递驾驶员意图；(3)对转速信号进行滤波则降低了该数据量的有效性与实时性。
发明内容
本发明的目的是克服上述背景技术中的不足，提供一种纯电动客车的车辆消除抖动的处理方法，根据车辆当前的运行状况，调整车辆转矩输出的大小与时机，在确保纯电动客车驱动有效和制动回收的同时，可有效减少齿轮啮合冲击，提高车辆平顺性。
本发明采用的技术方案如下：一种纯电动客车车辆扭矩过零时消抖的处理方法，该处理方法包括以下步骤：
(1)整车控制器基于加速踏板开度、车速与电机转速、刹车开关状态对驾驶员意图进行判断，根据判断结果对电机控制器发出需求扭矩的控制信号；需求扭矩分为正扭矩及负扭矩，正扭矩用于驱动车辆行进，踩油门踏板，正扭矩需求增加，汽车进入加速状态；负扭矩用于在车辆滑行或者制动时实现能量回收，踩制动踏板或松开油门踏板，负扭矩需求增加，汽车进入减速状态；
整车控制器全程采集电机实际输出的扭矩信号，并对该扭矩信号进行解析以获取当前扭矩；将当前扭矩与需求扭矩进行对比，如果当前扭矩的变化速度和变化趋势超过需求扭矩的变化范围时，整车控制器对其向电机控制器发出的需求扭矩的控制信号进行滤波调整；
(2)建立平面直角坐标系，横轴为时间，纵轴为需求扭矩，在平面直角坐标系中标定需求扭矩的数值；
在平面直角坐标系的第一象限，需求扭矩为正扭矩，K1为正常行驶状态下，正扭矩减小过程中的最大斜率；正常行驶状态下，车辆的正扭矩在最小时间单位内减小的数值只能小于或等于K1；
Δt1为需求扭矩由正扭矩转为负扭矩期间维持0扭矩输出的时间；
若在Δt1时间内，需求扭矩有正向增加的变化趋势，则在满足驱动标志位有效的条件下，整车控制器直接向电机控制器发出输出扭矩为正扭矩的控制信号，不再继续保持0扭矩直至Δt1时间结束，其中驱动标志位关联因素包括整车是否高压READY、手刹是否解除、前后门是否关闭、是否已换档至D或R、是否有触发制动优先工况、是否有触发油门防误踩功能；输出的正扭矩大小由当前可允许请求的最大驱动扭矩、油门踏板状态和开度、整车功率状态共同决定；
若在Δt1时间内，需求扭矩没有正向增加的变化趋势，则在Δt1时间内维持0力矩输出后，整车控制器向电机控制器发出输出扭矩为负扭矩的控制信号，负扭矩逐渐增大，回馈效果提升，需求扭矩进入第四象限；K2为负扭矩增大过程中的最大斜率的绝对值，正常行驶状态下，车辆的负扭矩在最小时间单位内增大的数值的绝对值只能小于或等于K2；
在第四象限，需求力矩为正常行驶状态下的负扭矩，k3为负扭矩减小过程中的最大斜率的绝对值，正常行驶状态下，车辆的负扭矩在最小时间单位内的减小数值的绝对值只能小于或等于k3；
Δt2为负扭矩转为正扭矩期间维持0扭矩输出的时间；
若在Δt2时间内，需求扭矩有负向增加的变化趋势，则在满足回馈标志位有效的条件下，整车控制器直接向电机控制器发出输出扭矩为负扭矩的控制信号，不再继续保持0扭矩直至Δt2时间结束，其中回馈标志位关联因素包括整车是否高压READY、手刹是否解除、是否处于前进档、电池SOC和允许最大充电电流是否满足回馈条件、ABS是否激活、电机是否存在严重故障，输出的负扭矩大小由当前可允许请求的最大回馈扭矩、当前电机转速、刹车踏板状态及其开度共同决定；
若在Δt2时间内需求扭矩没有负向增加的变化趋势，则在Δt2时间内维持0力矩输出后，需求扭矩输出正扭矩且正扭矩逐渐增大，驱动效果提升，需求扭矩又进入第一象限，K4为正扭矩增大过程中的最大斜率，正扭矩在最小时间单位内增大的数值只能小于或等于K4。
作为优选，Δt1的范围在0.3s—0.5s，Δt2的范围在0.1s—0.3s。
本发明具有的有益效果是：本发明通过对整车控制器输出的需求扭矩的调控，在保证实现驾驶员意图的基础上，与现有的车辆消抖方式协同，增强了对车辆的控制，有效减弱与消除车辆行驶过程中的车身振动，减少了驱动车桥齿轮损耗，提高车辆行车稳定性。另外，本发明适用于新能源纯电动、混合动力等各种客车，适用范围广。
附图说明
图1是本发明的平面直角坐标系示意图。
具体实施方式
为使本领域的普通技术人员更加清楚地理解本发明的目的、技术方案和优点，以下结合附图和实施例对本发明做进一步的阐述，但本发明并不局限于以下实施例。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解一般术语在本发明中的具体含义。
本发明提供的纯电动客车车辆扭矩过零时消抖的处理方法当中，整车控制器基于加速踏板开度、车速与电机转速、刹车开关状态对驾驶员意图进行判断，并且，根据判断结果对电机控制器发出需求扭矩的控制信号。需求扭矩分为正扭矩及负扭矩，正扭矩用于车辆驱动运行，例如，驾驶员踩油门踏板，正扭矩需求增加，对应汽车进入加速状态；负扭矩用于在车辆滑行或者制动时实现能量回收，如踩制动踏板或松开油门踏板，负扭矩需求增加，对应汽车进入减速状态。
整车控制器全程采集电机实际输出的扭矩信号，并对该扭矩信号进行解析以获取当前扭矩；将当前扭矩与需求扭矩进行对比，如果当前扭矩的变化速度和变化趋势超过需求扭矩的变化范围时，整车控制器对其向电机控制器发出的需求扭矩的控制信号进行滤波调整。
整车控制器采集电机输出的扭矩信号，并对该扭矩信号进行解析以获取电机的当前扭矩信号，将当前扭矩与需求扭矩进行对比，如果当前扭矩的变化速度和变化趋势超过需求扭矩的变化范围时，整车控制器对其向电机控制器发出的需求扭矩的控制信号进行滤波调整，改变整车控制器的扭矩输出曲线，使电机输出的扭矩更加符合驾驶员的需求。
如图1所示，整车控制器建立平面直角坐标系，横轴为时间，纵轴为需求扭矩，在平面直角坐标系中标定需求扭矩的数值。
在平面直角坐标系的第一象限，需求扭矩为正常行驶状态下驱动车辆行进的正扭矩。K1为正常行驶状态下，正扭矩减小过程中的最大斜率。正常行驶状态下，车辆的正扭矩在最小时间单位内减小的数值只能小于或等于K1。
Δt1为正扭矩转为负扭矩期间维持0扭矩输出的时间。
若在Δt1时间内，整车控制器检测到需求扭矩有正向增加的变化趋势，则在满足驱动标志位有效的条件下，整车控制器直接向电机控制器发出输出扭矩为正扭矩的控制信号，不再继续保持0扭矩直至Δt1时间结束，其中驱动标志位关联因素包括整车是否高压READY、手刹是否解除、前后门是否关闭、是否已换档至D或R、是否有触发制动优先工况、是否有触发油门防误踩功能。输出的正扭矩大小由当前可允许请求的最大驱动扭矩、油门踏板状态和开度、整车功率状态共同决定。
若在Δt1时间内，整车控制器没有检测到需求扭矩正向增加的变化趋势，则在Δt1时间内维持0力矩输出后，整车控制器向电机控制器发出输出扭矩为负扭矩的控制信号，负扭矩逐渐增大，回馈效果提升，需求扭矩进入第四象限。K2为负扭矩增大过程中的最大斜率的绝对值，正常行驶状态下，车辆的负扭矩在最小时间单位内增大的数值的绝对值只能小于或等于K2。
在第四象限，需求力矩为正常行驶状态下的负扭矩，k3为负扭矩减小过程中的最大斜率的绝对值，正常行驶状态下，车辆的负扭矩在最小时间单位内的减小数值的绝对值只能小于或等于k3。
若在Δt2时间内，整车控制器检测到需求扭矩有负向增加的变化趋势，则在满足回馈标志位有效的条件下，整车控制器直接向电机控制器发出输出扭矩为负扭矩的控制信号，不再继续保持0扭矩直至Δt2时间结束，其中回馈标志位关联因素包括整车是否高压READY、手刹是否解除、是否处于前进档、电池SOC和允许最大充电电流是否满足回馈条件、ABS是否激活、电机是否存在严重故障。输出的负扭矩大小由当前可允许请求的最大回馈扭矩、当前电机转速、刹车踏板状态(用于判断是制动回馈还是滑行回馈)及其开度共同决定。
若在Δt2时间内，整车控制器没有检测到需求扭矩负向增加的变化趋势，则在Δt2时间内维持0力矩输出后，整车控制器向电机控制器发出输出扭矩为正扭矩的控制信号，正扭矩逐渐增大，驱动效果提升，需求扭矩又进入第一象限。K4为正扭矩增大过程中的最大斜率，正扭矩在最小时间单位内增大的数值只能小于或等于K4。
以上，Δt1、Δt2的时间设置需综合考量不同车型配备的电机、车桥参数等，通过多次实验选取最优值，Δt1在0.3s—0.5s，Δt2在0.1s—0.3s。本发明中，负力矩的增大是指负力矩的绝对值增大，负力矩的减小是指其绝对值减小。
本发明提供的处理方法不仅适用于车辆正常行驶过程中的司机操作，同时适用于车辆出现异常状态的情况，如行驶过程中发生动力系统严重故障、一般故障，车辆对应执行主动停车断电和零功率驶停等。
本发明通过调控正负扭矩切换时的输出延时，使扭矩维持一定时间的零扭矩输出来缓解齿轮的啮合面冲击，以此增加车辆平顺性。
以上所述仅为本发明的优选实施例，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。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 (2)
1.一种纯电动客车车辆扭矩过零时消抖的处理方法，其特征在于，该处理方法包括以下步骤：
(1)整车控制器基于加速踏板开度、车速与电机转速、刹车开关状态对驾驶员意图进行判断，根据判断结果对电机控制器发出需求扭矩的控制信号；需求扭矩分为正扭矩及负扭矩，正扭矩用于驱动车辆行进，踩油门踏板，正扭矩需求增加，汽车进入加速状态；负扭矩用于在车辆滑行或者制动时实现能量回收，踩制动踏板或松开油门踏板，负扭矩需求增加，汽车进入减速状态；
整车控制器全程采集电机实际输出的扭矩信号，并对该扭矩信号进行解析以获取当前扭矩；将当前扭矩与需求扭矩进行对比，如果当前扭矩的变化速度和变化趋势超过需求扭矩的变化范围时，整车控制器对其向电机控制器发出的需求扭矩的控制信号进行滤波调整；
(2)建立平面直角坐标系，横轴为时间，纵轴为需求扭矩，在平面直角坐标系中标定需求扭矩的数值；
在平面直角坐标系的第一象限，需求扭矩为正扭矩，K1为正常行驶状态下，正扭矩减小过程中的最大斜率；正常行驶状态下，车辆的正扭矩在最小时间单位内减小的数值只能小于或等于K1；
Δt1为需求扭矩由正扭矩转为负扭矩期间维持0扭矩输出的时间；
若在Δt1时间内，需求扭矩有正向增加的变化趋势，则在满足驱动标志位有效的条件下，整车控制器直接向电机控制器发出输出扭矩为正扭矩的控制信号，不再继续保持0扭矩直至Δt1时间结束，其中驱动标志位关联因素包括整车是否高压READY、手刹是否解除、前后门是否关闭、是否已换档至D或R、是否有触发制动优先工况、是否有触发油门防误踩功能；输出的正扭矩大小由当前可允许请求的最大驱动扭矩、油门踏板状态和开度、整车功率状态共同决定；
若在Δt1时间内，需求扭矩没有正向增加的变化趋势，则在Δt1时间内维持0力矩输出后，整车控制器向电机控制器发出输出扭矩为负扭矩的控制信号，负扭矩逐渐增大，回馈效果提升，需求扭矩进入第四象限；K2为负扭矩增大过程中的最大斜率的绝对值，正常行驶状态下，车辆的负扭矩在最小时间单位内增大的数值的绝对值只能小于或等于K2；
在第四象限，需求力矩为正常行驶状态下负扭矩，k3为负扭矩减小过程中的最大斜率的绝对值，正常行驶状态下，车辆的负扭矩在最小时间单位内的减小数值的绝对值只能小于或等于k3；
Δt2为负扭矩转为正扭矩期间维持0扭矩输出的时间；
若在Δt2时间内，需求扭矩有负向增加的变化趋势，则在满足回馈标志位有效的条件下，整车控制器直接向电机控制器发出输出扭矩为负扭矩的控制信号，不再继续保持0扭矩直至Δt2时间结束，其中回馈标志位关联因素包括整车是否高压READY、手刹是否解除、是否处于前进档、电池SOC和允许最大充电电流是否满足回馈条件、ABS是否激活、电机是否存在严重故障，输出的负扭矩大小由当前可允许请求的最大回馈扭矩、当前电机转速、刹车踏板状态及其开度共同决定；
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2.根据权利要求1所述一种纯电动客车车辆扭矩过零时消抖的处理方法，其特征在于，Δt1的范围在0.3s—0.5s，Δt2的范围在0.1s—0.3s。
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Non-Patent Citations (1)
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|---|
| 纯电动汽车整车控制器开发及控制策略研究;刘永山;《中国优秀博硕士学位论文全文数据库(硕士) 工程科技辑》;20150415;全文 * |
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