一種純電動汽車急加速抖動的自適應抑制方法技術

本發明專利技術公開了一種純電動汽車急加速抖動的自適應抑制方法，包括：整車控制器計算出駕駛員需求扭矩；整車控制器接收電機反饋的實際轉速信號并通過高階帯通濾波器進行濾波；將控制目標零轉速與濾波后的電機轉速做差值得到偏差轉速；根據偏差轉速利用PID控制算法得到PID控制器輸出的自適應防抖動態扭矩；將PID控制器輸出的自適應防抖動態扭矩做最大最小的飽和值限制最后得到自適應防抖動態扭矩；將駕駛員需求扭矩與自適應防抖動態扭矩相加，得到最后發送給電機控制器的目標扭矩值。與限制扭矩增長斜率以及利用電機轉速濾波值為目標的PID控制方式相比，該方法自適應能力強、易標定驗證，同時兼顧整車舒適性能和加速性能。

【技術實現步驟摘要】
一種純電動汽車急加速抖動的自適應抑制方法
本專利技術涉及電動汽車驅動控制
，具體是一種純電動汽車急加速抖動的自適應抑制方法。
技術介紹
隨著全球石油資源的逐漸匱乏和環境問題的日益突出，純電動汽車以其低噪聲、零排放等優勢逐步邁入產業化階段，相對研究對其性能的關注也從單純行駛功能的實現而越來越傾向于動力性、經濟性、操縱穩定性、駕駛舒適性等性能的全面提高。目前純電動汽車的動力傳動系統多采用驅動電機結合單級減速器的結構形式,由于傳動系采用剛性連接，同時齒輪間存在較大間隙，并且牽引電機本身轉動慣量也較小，急加速過程中扭矩上升很快，會導致傳動系統的彈性形變，傳動系統在動力傳遞的瞬態過渡過程中，整車牽引力矩和電機輸出力矩存在非線性關系，出現抖動現象。同時如果出現抖動的頻率和整車傳動系統的頻率在同一個頻率范圍內會加劇問題的發生。傳動系統在動力傳遞的穩態過程中，整車牽引力矩和電機輸出力矩存在線性關系，抖動消失。專利文獻1(CN102887080A)中主要通過增加力矩平滑環節，通過限制電機輸出扭矩瞬間跳變的步長和采用濾波的方式控制電機扭矩逐步逼近期望扭矩，減小電機輸出扭矩對傳動系統的影響，使抖動現象得到改善。但是由于對需求期望扭矩進行了限制導致急踩加速踏板時電機扭矩響應變慢，影響車輛的加速性能。專利文獻2(CN104228606A)中是對實際電機轉速信號進行濾波，消除電機轉速信號的抖動，控制實際電機轉速信號趨近于濾波后的轉速信號，達到消除電機轉速短時間的上下波動，從而達到消除車輛抖動的問題。但是由于將電機轉速濾波值作為控制目標值，而實際車輛在行駛時的電機轉速隨行駛工況變化是動態變化的，如果將濾波后的電機轉速作為目標值很難滿足駕駛員的駕駛意圖。另外，轉速濾波通過一階濾波的方式來計算，濾波所需的時間常數與轉速差的對應關系，通過實車標定獲得工作量很大或者很難實現。因此，現有的純電動急加速抖動的抑制方法無法同時兼顧整車舒適性和加速性，同時沒有考慮到由于車輛一致性的差異對控制方法的影響。
技術實現思路
針對上述技術問題，本專利技術提供一種純電動汽車急加速抖動的自適應抑制方法，該方法是基于高階帯通轉速濾波和根據電機轉速波動峰峰值來實現的自適應防抖控制方法，使電機轉速波動峰峰值處于可接受的一定范圍之內，通過該方法能夠很好的解決純電動汽車急加速時的抖動問題，同時兼顧整車舒適性能和加速性能。本專利技術采用的技術方案為：本專利技術的實施例提供一種純電動汽車急加速抖動的自適應抑制方法，包括以下步驟：(1)整車控制器基于采集加速踏板信號、制動踏板信號、檔位信號以及車速信號，實時計算出當前駕駛員需求扭矩；(2)整車控制器接收電機反饋的實際轉速信號，將接收的電機轉速信號通過高階帶通濾波器進行濾波后反饋至PID控制器；(3)將控制目標零轉速與高階帶通濾波器反饋的電機轉速反饋值做差值得到偏差轉速；(4)PID控制器根據初始P、I、D項的參數以及偏差轉速計算得到防抖動態扭矩并進行輸出；(5)將PID控制器輸出的防抖動態扭矩做最大最小飽和值限制，以得到最終的防抖動態扭矩。可選地，在步驟(5)中，如果PID控制器輸出的防抖動態扭矩在實車標定的最大防抖扭矩飽和值范圍內，則將PID控制器輸出的防抖動態扭矩作為最終的防抖動態扭矩，否則，則將最大防抖扭矩飽和值作為最終的防抖動態扭矩。可選地，還包括：(6)在滿足預設條件下，將所述最終的防抖動態扭矩與所述駕駛員需求扭矩相加，得到最后發送給電機控制器的扭矩需求值，電機控制器將該扭矩需求值轉化為相應的三相交流電來控制電機輸出扭矩。可選地，所述預設條件包括：除抖控制使能為真、當前檔位為D擋或R擋、ABS/ASR/MSR未介入、電機轉速小于預設值。可選地，還包括對PID控制器的P、I、D項的參數值進行動態調整，其中，當在預設時間內計算的電機轉速波動峰峰值超過實車標定準許的電機轉速波動峰峰值時，則增加P、I、D項的參數值；當PID控制器輸出的防抖動態扭矩超過實車標定的最大防抖扭矩飽和值時，則減少P、I、D項的參數值。可選地，所述初始P、I、D項的參數為設置為使得電機轉速波動峰峰值位于實車標定準許的電機轉速波動峰峰值內的值。與現有技術相比，本專利技術的有益效果包括：利用高階帶通濾波計算反饋的實際電機轉速，保證整車行駛時只有車輛抖動時的電機轉速會通過高階帯通濾波器反饋到PID控制器，而整車正常行駛時PID控制器不起作用，保證車輛行駛的安全性；考慮到由于車輛生產一致性的差異對控制方法的影響，直接選取能反應駕駛性能的電機轉速參數作為反饋，利用電機轉速波動峰峰值和實車準許的電機轉速波動峰峰值做比較來動態調節PID的參數，實現自適應防抖控制。附圖說明圖1為本專利技術的純電動急加速抖動的抑制方法的示意圖。圖2為本專利技術的PID控制器的控制參數的動態調整示意圖。圖3為本專利技術的防抖策略執行示意圖。具體實施方式為使本專利技術要解決的技術問題、技術方案和優點更加清楚，下面將結合附圖及具體實施例進行詳細描述。圖1為本專利技術的純電動急加速抖動的抑制方法的示意圖。圖2為本專利技術的PID控制器的控制參數的動態調整示意圖。圖3為本專利技術的防抖策略執行示意圖。如圖1所示，本專利技術的純電動急加速抖動的抑制方法包括：整車控制器根據采集的信號計算出駕駛員需求扭矩；整車控制器接收電機反饋的實際轉速信號并通過高階帯通濾波器進行濾波；將控制目標零轉速與濾波后的電機轉速做差值得到偏差轉速；根據偏差轉速利用PID控制算法得到PID控制器輸出的自適應防抖動態扭矩；將PID控制器輸出的自適應防抖動態扭矩做最大最小的飽和值限制，最后得到自適應防抖動態扭矩；將駕駛員需求扭矩與做飽和值限制后的自適應防抖動態扭矩進行相加，得到最后發送給電機控制器的目標扭矩值。具體控制步驟如下：(1)整車控制器采集加速踏板信號、制動踏板信號、檔位信號以及車速信號，并基于采集的這些信號實時計算出當前駕駛員需求扭矩；驅動扭矩可利用加速踏板和車速通過查表得到，制動扭矩可利用制動踏板和車速通過查表得到。(2)整車控制器接收電機反饋的實際轉速信號，將接收的電機轉速信號通過高階帶通濾波器進行濾波后反饋至PID控制器。具體地，整車控制器將對應于計算出的當前駕駛員需求扭矩的控制指令通過CAN信號發送給電機控制器，電機控制器根據整車控制器發送的控制指令控制電機輸出與該控制指令相對應的扭矩，并采集電機反饋的實際轉速信號，將采集的電機的實際轉速信號通過CAN網絡發送給整車控制器。整車控制器接收的電機轉速信號經高階帶通濾波器進行濾波后反饋至PID控制器。車輛正常行駛時由于沒有抖動信號，因此電機轉速信號通過帶通濾波器后的轉速接近零轉速，與控制目標值一致，PID控制器不會進行工作，以保證車輛的安全。當車輛有抖動時，因為抖動信號的干擾，電機轉速信號通過高階帶通濾波器進行濾波后不會接近控制目標零轉速，濾波后的電機轉速信號會被反饋至PID控制器，PID控制器進行工作。本專利技術對高階帶通濾波器的型號沒有特別限制，可以使用現有的標準高階帶通濾波器。(3)將控制目標零轉速與高階帶通濾波器反饋的電機轉速反饋值做差值得到偏差轉速。PID控制器將控制目標零轉速與高階帶通濾波器反饋的電機轉速反饋值進行比較，將它們進行做差處理得到偏差轉速。(4)PID控制器根據初始P、I、D項的本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種純電動汽車急加速抖動的自適應抑制方法，其特征在于，包括以下步驟：(1)整車控制器基于采集加速踏板信號、制動踏板信號、檔位信號以及車速信號，實時計算出當前駕駛員需求扭矩；(2)整車控制器接收電機反饋的實際轉速信號，將接收的電機轉速信號通過高階帶通濾波器進行濾波后反饋至PID控制器；(3)將控制目標零轉速與高階帶通濾波器反饋的電機轉速反饋值做差值得到偏差轉速；(4)PID控制器根據初始P、I、D項的參數以及偏差轉速計算得到防抖動態扭矩并進行輸出；(5)將PID控制器輸出的防抖動態扭矩做最大最小飽和值限制，以得到最終的防抖動態扭矩。

【技術特征摘要】
1.一種純電動汽車急加速抖動的自適應抑制方法，其特征在于，包括以下步驟：(1)整車控制器基于采集加速踏板信號、制動踏板信號、檔位信號以及車速信號，實時計算出當前駕駛員需求扭矩；(2)整車控制器接收電機反饋的實際轉速信號，將接收的電機轉速信號通過高階帶通濾波器進行濾波后反饋至PID控制器；(3)將控制目標零轉速與高階帶通濾波器反饋的電機轉速反饋值做差值得到偏差轉速；(4)PID控制器根據初始P、I、D項的參數以及偏差轉速計算得到防抖動態扭矩并進行輸出；(5)將PID控制器輸出的防抖動態扭矩做最大最小飽和值限制，以得到最終的防抖動態扭矩。2.根據權利要求1所述的純電動汽車急加速抖動的自適應抑制方法，其特征在于，在步驟(5)中，如果PID控制器輸出的防抖動態扭矩在實車標定的最大防抖扭矩飽和值范圍內，則將PID控制器輸出的防抖動態扭矩作為最終的防抖動態扭矩，否則，則將最大防抖扭矩飽和值作為最終的防抖動態扭矩。3.根據權利要求1所述的純電動汽車急加速抖動的自適應抑制方法，其特征在于...

【專利技術屬性】
技術研發人員：郭洪江，辛明，
申請(專利權)人：中國第一汽車股份有限公司，
類型：發明
國別省市：吉林,22