一种抑制电动车辆驱动轮腾空时转速飙升的方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及电动车辆控制技术领域，具体涉及一种抑制电动车辆驱动轮腾空时转速飙升的方法及装置，包括锁相环，所述锁相环用于对电机转子相位的跟踪，锁相环包括相位比较器、低通滤波器、压控振荡器；所述相位比较器的一个输入为由旋转变压器获取的实时电机转子位置θr，另一输入为压控振荡器输出θPLL，比较后产生相位误差Δθ；所述低通滤波器对相位误差Δθ进行平滑滤波以消除高频干扰和其它不稳定因素的影响，低通滤波器采用PI调节器，对Δθ进行PI调节器调节后输出电机转速ωr。本发明专利技术，避免驱动轮转速飙升引起的控制故障，以及减小传动轴断轴风险，无需涉及到获取加速度的微分计算，稳定可靠且灵敏快速。稳定可靠且灵敏快速。稳定可靠且灵敏快速。

【技术实现步骤摘要】
一种抑制电动车辆驱动轮腾空时转速飙升的方法及装置


[0001]本专利技术涉及电动车辆控制
，尤其涉及一种抑制电动车辆驱动轮腾空时转速飙升的方法及装置。

技术介绍

[0002]电动车辆在通过坑洼路面或减速带时，容易出现车轮短时间腾空然后落地的过程，如果此时正处于大油门且腾空的是驱动轮，驱动电机在大扭矩输出状态下瞬间失去阻力负载，转速将迅速飙升，当车轮落地时，升高的车轮速度瞬间恢复到腾空前的状态，此时车辆传动轴将承受非正常的高扭矩负荷，极端情况下会有断轴风险，同时，由于电机转速升高和回落过程过于急剧，容易出现电机短时控制不稳定并引发过电流故障，危害到行车安全，因此，需要针对这一工况制定相应的控制策略，避免出现控制故障，并减小传动轴断轴风险，牵引力控制系统(TCS)通常会采集4个车轮的速度，并通过计算驱动轮和非驱动轮的速差来判断并调节驱动力矩，TCS的控制周期通常在20mS左右，针对车轮腾空这种转速剧变的工况其控制速度偏慢，并且存在误触发的可能。
[0003]经检索CN 112721657 A公开了一种纯电动汽车车轮防打滑控制方法，该纯电动汽车车轮防打滑控制方法，通过设备的整体结构，检测一定时间(10mS)内电机转速变化量来判断车轮是否在腾空或者打滑状态，并依此进行降扭，此专利只需电机控制器采集电机转速数据，简单易实现。
[0004]但是经本专利技术人探索发现该技术方案仍然存在至少以下缺陷：
[0005]上述专利计算本质是对速度进行微分获取电机加速度，由于腾空过程比车轮打滑更为短暂，采用电机加速度作为判断依据，需要更短的采样周期更快地获取加速度值，10mS的检测周期偏长，但采样周期越短，获取的加速度值越不稳定，以它作为依据就很容易引起误判。

技术实现思路

[0006]有鉴于此，本专利技术的目的在于提出一种抑制电动车辆驱动轮腾空时转速飙升的方法及装置，以解决采用电机加速度作为判断依据，需要更短的采样周期更快地获取加速度值，10mS的检测周期偏长，但采样周期越短，获取的加速度值越不稳定，以它作为依据就很容易引起误判的问题。
[0007]基于上述目的，本专利技术提供了一种抑制电动车辆驱动轮腾空时转速飙升的方法及装置。
[0008]一种抑制电动车辆驱动轮腾空时转速飙升的方法，包括锁相环，所述锁相环用于对电机转子相位的跟踪，锁相环包括相位比较器、低通滤波器、压控振荡器；
[0009]所述相位比较器的一个输入为由旋转变压器获取的实时电机转子位置θr，另一输入为压控振荡器输出θPLL，比较后产生相位误差Δθ；
[0010]所述低通滤波器对相位误差Δθ进行平滑滤波以消除高频干扰和其它不稳定因素
的影响，低通滤波器采用PI调节器，对Δθ进行PI调节器调节后输出电机转速ωr，调节后的结果作为压控振荡器的控制信号；
[0011]所述压控振荡器对相位进行调节，使得其输出θPLL，和输入信号θr保持一致，压控振荡器采用积分器来实现，θPLL为通过锁相环获取的电机转子相位，用于进行电机控制和发波。
[0012]进一步的，所述锁相环的传递函数为：
[0013]F(S)＝(Kp
·
S+Ki)/(S2+Kp
·
S+Ki)
[0014]所述传递函数是一个二阶控制系统，存在响应时间特征，当锁相环内PI调节器参数设计合理时，在输入信号的频率变化率在一定范围之内都能保持很好的同步锁定状态，当输入信号频率变化太快，超出锁相环捕获带范围时，锁相环不能正常跟踪信号频率的快速变化，存在较大的锁相误差。
[0015]进一步的，所述锁相环通过响应时间，合理设定PI调节器的参数，使车辆在驱动轮未腾空的正常行驶状态时，包括全速度段以及最快加速和制动时，锁相环均能正常锁定跟踪电机转子相位，PI调节器的参数可在车辆路试时标定，当驱动轮腾空引起电机转速急剧飙升时，电机转子的速度变化率超过锁相环捕获带范围，此时出现较大的锁相误差，即θPLL与θr之间的相位误差Δθ超出正常范围。
[0016]进一步的，实时检测旋转变压器检测的θr与锁相环模块输出θPLL的偏差Δθ，并事先设定判断阈值θref，当Δθ大于阈值θref时，可判定驱动电机失去阻力负载，电机转速急剧上升，锁相环跟踪滞后出现角度偏差增大，此时降扭调节器开始调节，将θref作为给定，Δθ作为反馈，降扭调节器输出扭矩变化量，扭矩变化量经过限幅模块限幅后输出为ΔT，ΔT和从VCU(整车控制器)接收到的力矩指令值Tref叠加后形成Tref1，将Tref1作为调节后的转矩指令值对电机进行驱动，当Δθ小于阈值θref时，此时锁相环正常锁相，逐步退出限扭，ΔT恢复为零，所述降扭调节器包括比例积分调节、单独积分调节或者单独比例调节，所述限幅模块对降扭调节器输出进行限幅，上限限幅值为0，下限限幅值为
‑
Tref。
[0017]一种抑制电动车辆驱动轮腾空时转速飙升的装置，包括微控制器MCU单元、内部总线、存储器、网络接口单元、检测单元，所述微控制器MCU单元用于对锁相环模块和降扭模块进行运算，输出检测位置和指令转矩，所述微处理器MCU单元包括JTAG电路、复位电路、外部晶振电路，所述检测单元用于检测电机转子位置，输出激励信号至旋转变压器，并接受旋转变压器输出的正弦和余弦信号，进行处理及计算，得到电机转子检测位置θr，所述网络接口单元通过CAN总线，接收VCU发送的转矩指令Tref以及其它交互信息，所述存储器包括内存和非易失性存储器，用于存放程序代码和数据，所述MCU单元、存储器、网络接口单元、检测单元通过内部总线连接，所述内部总线包括数据总线、地址总线和控制总线。
[0018]本专利技术的有益效果：
[0019]本专利技术，由电机控制器实现，仅需通过由旋转变压器获取的电机转子位置信息即可快速做出腾空判断及降扭处理，避免驱动轮转速飙升引起的控制故障，以及减小传动轴断轴风险，无需涉及到获取加速度的微分计算，稳定可靠且灵敏快速。
附图说明
[0020]为了更清楚地说明本专利技术或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术
描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0021]图1为本专利技术实施例的示意图；
[0022]图2为本专利技术实施例的示意图。
具体实施方式
[0023]为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，对本专利技术进一步详细说明。
[0024]需要说明的是，除非另外定义，本专利技术使用的技术术语或者科学术语应当为本专利技术所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本专利技术中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种抑制电动车辆驱动轮腾空时转速飙升的方法，包括锁相环，其特征在于，所述锁相环用于对电机转子相位的跟踪，锁相环包括相位比较器、低通滤波器、压控振荡器；所述相位比较器的一个输入为由旋转变压器获取的实时电机转子位置θr，另一输入为压控振荡器输出θPLL，比较后产生相位误差Δθ；所述低通滤波器对相位误差Δθ进行平滑滤波以消除高频干扰和其它不稳定因素的影响，低通滤波器采用PI调节器，对Δθ进行PI调节器调节后输出电机转速ωr，调节后的结果作为压控振荡器的控制信号；所述压控振荡器对相位进行调节，使得其输出θPLL，和输入信号θr保持一致，压控振荡器采用积分器来实现，θPLL为通过锁相环获取的电机转子相位，用于进行电机控制和发波。2.根据权利要求1所述的一种抑制电动车辆驱动轮腾空时转速飙升的方法，其特征在于，所述锁相环的传递函数为：F(S)＝(Kp
·
S+Ki)/(S2+Kp
·
S+Ki)所述传递函数是一个二阶控制系统，存在响应时间特征，当锁相环内PI调节器参数设计合理时，在输入信号的频率变化率在一定范围之内都能保持很好的同步锁定状态，当输入信号频率变化太快，超出锁相环捕获带范围时，锁相环不能正常跟踪信号频率的快速变化，存在较大的锁相误差。3.根据权利要求2所述的一种抑制电动车辆驱动轮腾空时转速飙升的方法，其特征在于，所述锁相环通过响应时间，合理设定PI调节器的参数，使车辆在驱动轮未腾空的正常行驶状态时，包括全速度段以及最快加速和制动时，锁相环均能正常锁定跟踪电机转子相位，PI调节器的参数可在车辆路试时标定，当驱动轮腾空引起电机转速急剧飙升时，电机转子的速度变化率超过锁相环捕获带范围，此时出现较大的锁相误差，即θP...

【专利技术属性】
技术研发人员：夏劲雄，熊小兵，
申请(专利权)人：江苏吉泰科电气有限责任公司，
类型：发明
国别省市：