一种纯电动汽车急加速抖动的自适应抑制方法技术

本发明专利技术公开了一种纯电动汽车急加速抖动的自适应抑制方法，包括：整车控制器计算出驾驶员需求扭矩；整车控制器接收电机反馈的实际转速信号并通过高阶帯通滤波器进行滤波；将控制目标零转速与滤波后的电机转速做差值得到偏差转速；根据偏差转速利用PID控制算法得到PID控制器输出的自适应防抖动态扭矩；将PID控制器输出的自适应防抖动态扭矩做最大最小的饱和值限制最后得到自适应防抖动态扭矩；将驾驶员需求扭矩与自适应防抖动态扭矩相加，得到最后发送给电机控制器的目标扭矩值。与限制扭矩增长斜率以及利用电机转速滤波值为目标的PID控制方式相比，该方法自适应能力强、易标定验证，同时兼顾整车舒适性能和加速性能。

【技术实现步骤摘要】
一种纯电动汽车急加速抖动的自适应抑制方法
本专利技术涉及电动汽车驱动控制
，具体是一种纯电动汽车急加速抖动的自适应抑制方法。
技术介绍
随着全球石油资源的逐渐匮乏和环境问题的日益突出，纯电动汽车以其低噪声、零排放等优势逐步迈入产业化阶段，相对研究对其性能的关注也从单纯行驶功能的实现而越来越倾向于动力性、经济性、操纵稳定性、驾驶舒适性等性能的全面提高。目前纯电动汽车的动力传动系统多采用驱动电机结合单级减速器的结构形式,由于传动系采用刚性连接，同时齿轮间存在较大间隙，并且牵引电机本身转动惯量也较小，急加速过程中扭矩上升很快，会导致传动系统的弹性形变，传动系统在动力传递的瞬态过渡过程中，整车牵引力矩和电机输出力矩存在非线性关系，出现抖动现象。同时如果出现抖动的频率和整车传动系统的频率在同一个频率范围内会加剧问题的发生。传动系统在动力传递的稳态过程中，整车牵引力矩和电机输出力矩存在线性关系，抖动消失。专利文献1(CN102887080A)中主要通过增加力矩平滑环节，通过限制电机输出扭矩瞬间跳变的步长和采用滤波的方式控制电机扭矩逐步逼近期望扭矩，减小电机输出扭矩对传动系统的影响，使抖动现象得到改善。但是由于对需求期望扭矩进行了限制导致急踩加速踏板时电机扭矩响应变慢，影响车辆的加速性能。专利文献2(CN104228606A)中是对实际电机转速信号进行滤波，消除电机转速信号的抖动，控制实际电机转速信号趋近于滤波后的转速信号，达到消除电机转速短时间的上下波动，从而达到消除车辆抖动的问题。但是由于将电机转速滤波值作为控制目标值，而实际车辆在行驶时的电机转速随行驶工况变化是动态变化的，如果将滤波后的电机转速作为目标值很难满足驾驶员的驾驶意图。另外，转速滤波通过一阶滤波的方式来计算，滤波所需的时间常数与转速差的对应关系，通过实车标定获得工作量很大或者很难实现。因此，现有的纯电动急加速抖动的抑制方法无法同时兼顾整车舒适性和加速性，同时没有考虑到由于车辆一致性的差异对控制方法的影响。
技术实现思路
针对上述技术问题，本专利技术提供一种纯电动汽车急加速抖动的自适应抑制方法，该方法是基于高阶帯通转速滤波和根据电机转速波动峰峰值来实现的自适应防抖控制方法，使电机转速波动峰峰值处于可接受的一定范围之内，通过该方法能够很好的解决纯电动汽车急加速时的抖动问题，同时兼顾整车舒适性能和加速性能。本专利技术采用的技术方案为：本专利技术的实施例提供一种纯电动汽车急加速抖动的自适应抑制方法，包括以下步骤：(1)整车控制器基于采集加速踏板信号、制动踏板信号、档位信号以及车速信号，实时计算出当前驾驶员需求扭矩；(2)整车控制器接收电机反馈的实际转速信号，将接收的电机转速信号通过高阶带通滤波器进行滤波后反馈至PID控制器；(3)将控制目标零转速与高阶带通滤波器反馈的电机转速反馈值做差值得到偏差转速；(4)PID控制器根据初始P、I、D项的参数以及偏差转速计算得到防抖动态扭矩并进行输出；(5)将PID控制器输出的防抖动态扭矩做最大最小饱和值限制，以得到最终的防抖动态扭矩。可选地，在步骤(5)中，如果PID控制器输出的防抖动态扭矩在实车标定的最大防抖扭矩饱和值范围内，则将PID控制器输出的防抖动态扭矩作为最终的防抖动态扭矩，否则，则将最大防抖扭矩饱和值作为最终的防抖动态扭矩。可选地，还包括：(6)在满足预设条件下，将所述最终的防抖动态扭矩与所述驾驶员需求扭矩相加，得到最后发送给电机控制器的扭矩需求值，电机控制器将该扭矩需求值转化为相应的三相交流电来控制电机输出扭矩。可选地，所述预设条件包括：除抖控制使能为真、当前档位为D挡或R挡、ABS/ASR/MSR未介入、电机转速小于预设值。可选地，还包括对PID控制器的P、I、D项的参数值进行动态调整，其中，当在预设时间内计算的电机转速波动峰峰值超过实车标定准许的电机转速波动峰峰值时，则增加P、I、D项的参数值；当PID控制器输出的防抖动态扭矩超过实车标定的最大防抖扭矩饱和值时，则减少P、I、D项的参数值。可选地，所述初始P、I、D项的参数为设置为使得电机转速波动峰峰值位于实车标定准许的电机转速波动峰峰值内的值。与现有技术相比，本专利技术的有益效果包括：利用高阶带通滤波计算反馈的实际电机转速，保证整车行驶时只有车辆抖动时的电机转速会通过高阶帯通滤波器反馈到PID控制器，而整车正常行驶时PID控制器不起作用，保证车辆行驶的安全性；考虑到由于车辆生产一致性的差异对控制方法的影响，直接选取能反应驾驶性能的电机转速参数作为反馈，利用电机转速波动峰峰值和实车准许的电机转速波动峰峰值做比较来动态调节PID的参数，实现自适应防抖控制。附图说明图1为本专利技术的纯电动急加速抖动的抑制方法的示意图。图2为本专利技术的PID控制器的控制参数的动态调整示意图。图3为本专利技术的防抖策略执行示意图。具体实施方式为使本专利技术要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。图1为本专利技术的纯电动急加速抖动的抑制方法的示意图。图2为本专利技术的PID控制器的控制参数的动态调整示意图。图3为本专利技术的防抖策略执行示意图。如图1所示，本专利技术的纯电动急加速抖动的抑制方法包括：整车控制器根据采集的信号计算出驾驶员需求扭矩；整车控制器接收电机反馈的实际转速信号并通过高阶帯通滤波器进行滤波；将控制目标零转速与滤波后的电机转速做差值得到偏差转速；根据偏差转速利用PID控制算法得到PID控制器输出的自适应防抖动态扭矩；将PID控制器输出的自适应防抖动态扭矩做最大最小的饱和值限制，最后得到自适应防抖动态扭矩；将驾驶员需求扭矩与做饱和值限制后的自适应防抖动态扭矩进行相加，得到最后发送给电机控制器的目标扭矩值。具体控制步骤如下：(1)整车控制器采集加速踏板信号、制动踏板信号、档位信号以及车速信号，并基于采集的这些信号实时计算出当前驾驶员需求扭矩；驱动扭矩可利用加速踏板和车速通过查表得到，制动扭矩可利用制动踏板和车速通过查表得到。(2)整车控制器接收电机反馈的实际转速信号，将接收的电机转速信号通过高阶带通滤波器进行滤波后反馈至PID控制器。具体地，整车控制器将对应于计算出的当前驾驶员需求扭矩的控制指令通过CAN信号发送给电机控制器，电机控制器根据整车控制器发送的控制指令控制电机输出与该控制指令相对应的扭矩，并采集电机反馈的实际转速信号，将采集的电机的实际转速信号通过CAN网络发送给整车控制器。整车控制器接收的电机转速信号经高阶带通滤波器进行滤波后反馈至PID控制器。车辆正常行驶时由于没有抖动信号，因此电机转速信号通过带通滤波器后的转速接近零转速，与控制目标值一致，PID控制器不会进行工作，以保证车辆的安全。当车辆有抖动时，因为抖动信号的干扰，电机转速信号通过高阶带通滤波器进行滤波后不会接近控制目标零转速，滤波后的电机转速信号会被反馈至PID控制器，PID控制器进行工作。本专利技术对高阶带通滤波器的型号没有特别限制，可以使用现有的标准高阶带通滤波器。(3)将控制目标零转速与高阶带通滤波器反馈的电机转速反馈值做差值得到偏差转速。PID控制器将控制目标零转速与高阶带通滤波器反馈的电机转速反馈值进行比较，将它们进行做差处理得到偏差转速。(4)PID控制器根据初始P、I、D项的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种纯电动汽车急加速抖动的自适应抑制方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)整车控制器基于采集加速踏板信号、制动踏板信号、档位信号以及车速信号，实时计算出当前驾驶员需求扭矩；(2)整车控制器接收电机反馈的实际转速信号，将接收的电机转速信号通过高阶带通滤波器进行滤波后反馈至PID控制器；(3)将控制目标零转速与高阶带通滤波器反馈的电机转速反馈值做差值得到偏差转速；(4)PID控制器根据初始P、I、D项的参数以及偏差转速计算得到防抖动态扭矩并进行输出；(5)将PID控制器输出的防抖动态扭矩做最大最小饱和值限制，以得到最终的防抖动态扭矩。

【技术特征摘要】
1.一种纯电动汽车急加速抖动的自适应抑制方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)整车控制器基于采集加速踏板信号、制动踏板信号、档位信号以及车速信号，实时计算出当前驾驶员需求扭矩；(2)整车控制器接收电机反馈的实际转速信号，将接收的电机转速信号通过高阶带通滤波器进行滤波后反馈至PID控制器；(3)将控制目标零转速与高阶带通滤波器反馈的电机转速反馈值做差值得到偏差转速；(4)PID控制器根据初始P、I、D项的参数以及偏差转速计算得到防抖动态扭矩并进行输出；(5)将PID控制器输出的防抖动态扭矩做最大最小饱和值限制，以得到最终的防抖动态扭矩。2.根据权利要求1所述的纯电动汽车急加速抖动的自适应抑制方法，其特征在于，在步骤(5)中，如果PID控制器输出的防抖动态扭矩在实车标定的最大防抖扭矩饱和值范围内，则将PID控制器输出的防抖动态扭矩作为最终的防抖动态扭矩，否则，则将最大防抖扭矩饱和值作为最终的防抖动态扭矩。3.根据权利要求1所述的纯电动汽车急加速抖动的自适应抑制方法，其特征在于...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭洪江，辛明，
申请(专利权)人：中国第一汽车股份有限公司，
类型：发明
国别省市：吉林,22