CN116587883A - 抑制车速振荡的主动阻尼控制***及方法 - Google Patents
抑制车速振荡的主动阻尼控制***及方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN116587883A CN116587883A CN202310552864.3A CN202310552864A CN116587883A CN 116587883 A CN116587883 A CN 116587883A CN 202310552864 A CN202310552864 A CN 202310552864A CN 116587883 A CN116587883 A CN 116587883A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- vehicle speed
- torque
- information
- control
- vehicle
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 38
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 title claims abstract description 38
- 238000013016 damping Methods 0.000 title claims abstract description 25
- 230000000452 restraining effect Effects 0.000 title claims abstract description 23
- 230000001629 suppression Effects 0.000 claims abstract description 38
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 claims abstract description 10
- 230000033228 biological regulation Effects 0.000 claims abstract description 8
- 238000001914 filtration Methods 0.000 claims abstract description 7
- 230000008859 change Effects 0.000 claims description 29
- 230000005764 inhibitory process Effects 0.000 claims description 28
- 238000013507 mapping Methods 0.000 claims description 18
- 238000012937 correction Methods 0.000 claims description 9
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 claims description 8
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 8
- 230000000630 rising effect Effects 0.000 claims description 7
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 claims description 6
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 claims description 6
- 230000001174 ascending effect Effects 0.000 claims description 4
- 230000009467 reduction Effects 0.000 claims description 4
- 230000004913 activation Effects 0.000 claims description 3
- 230000002572 peristaltic effect Effects 0.000 claims description 2
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 8
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 4
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 4
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 4
- 230000004044 response Effects 0.000 description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 230000009977 dual effect Effects 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 2
- NAWXUBYGYWOOIX-SFHVURJKSA-N (2s)-2-[[4-[2-(2,4-diaminoquinazolin-6-yl)ethyl]benzoyl]amino]-4-methylidenepentanedioic acid Chemical compound C1=CC2=NC(N)=NC(N)=C2C=C1CCC1=CC=C(C(=O)N[C@@H](CC(=C)C(O)=O)C(O)=O)C=C1 NAWXUBYGYWOOIX-SFHVURJKSA-N 0.000 description 1
- 230000004075 alteration Effects 0.000 description 1
- 230000009347 mechanical transmission Effects 0.000 description 1
- 238000005457 optimization Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
- B60L15/00—Methods, circuits, or devices for controlling the traction-motor speed of electrically-propelled vehicles
- B60L15/20—Methods, circuits, or devices for controlling the traction-motor speed of electrically-propelled vehicles for control of the vehicle or its driving motor to achieve a desired performance, e.g. speed, torque, programmed variation of speed
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
- B60L15/00—Methods, circuits, or devices for controlling the traction-motor speed of electrically-propelled vehicles
- B60L15/20—Methods, circuits, or devices for controlling the traction-motor speed of electrically-propelled vehicles for control of the vehicle or its driving motor to achieve a desired performance, e.g. speed, torque, programmed variation of speed
- B60L15/2009—Methods, circuits, or devices for controlling the traction-motor speed of electrically-propelled vehicles for control of the vehicle or its driving motor to achieve a desired performance, e.g. speed, torque, programmed variation of speed for braking
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
- B60L2240/00—Control parameters of input or output; Target parameters
- B60L2240/10—Vehicle control parameters
- B60L2240/12—Speed
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
- B60L2240/00—Control parameters of input or output; Target parameters
- B60L2240/40—Drive Train control parameters
- B60L2240/42—Drive Train control parameters related to electric machines
- B60L2240/423—Torque
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
- B60L2260/00—Operating Modes
- B60L2260/40—Control modes
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
- Y02T10/72—Electric energy management in electromobility
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Transportation (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
Abstract
本发明涉及抑制车速振荡的主动阻尼控制***，包含信号采集模块、整车驱动‑制动需求扭矩计算模块、前馈控制模块、抑制模式判断模块、反馈控制模块、输出扭矩协调控制模块、电机扭矩控制模块。本发明还涉及抑制车速振荡的主动阻尼控制方法，包含步骤：采集油门踏板开度信息、制动踏板开度信息、轮速信息、转速信息、档位信息、车辆质量信息、车速信息、车辆控制模式；得到整车驱动‑制动需求扭矩；得到前馈滤波扭矩；前馈调节控制；判断并输出车速抑制模式；转速反馈环控制、车速反馈环控制；输出协调控制；电机目标扭矩。本发明有效提高车速振荡抑制控制效果及驾乘感受；针对商用的载荷变化剧烈的情况、有效改善振荡。
Description
技术领域
本发明涉及电动汽车控制技术领域，具体地涉及抑制车速振荡的主动阻尼控制***及方法。
背景技术
在车辆工程中，车辆运行过程中的非预期纵向加速度振荡常造成车辆的驾乘体验及舒适性不佳。这种振荡通常由驱动或制动扭矩的突然激烈变化、换档过程中离合器和动力系致动引起的车轮扭矩振荡、车辆模式转换等因素引起。
电动汽车由于电机扭矩具有更精确、更快响应的特征，通常比传统动力***更容易控制。但是，由于电动汽车没有离合器阻尼器或双质量飞轮，快速的电机扭矩变化会激发更显著的扭转传动系振荡。
行业上，现有对抑制车速振荡的技术主要通过采集电机的测量转速并以其为参考，通过建立电机目标转速估算模型以及目标转速与测量转速的误差进行比例校正扭矩标定来实现振荡的抑制。
为了解决上述问题，现有的抑制车速振荡技术，由于主要考虑电机***的测量转速为单一参考，未考虑整车的其他因素影响，因此存在以下不足：
1.由于现有技术以电机测量转速为参考，对电机当前转速进行滤波建立目标控制转速，并对目标转速与电机转速差进行开环的扭矩校正，从而导致其控制精度及效果无法实现最佳控制；
2.由于现有技术是通过对动力传动***数学建模，计算电机目标转速来实现扭矩校正，但又由于动力传动系部件间动力机械特性难以量化，机械传动间隙无法预估，从而很难建立整车传动系准确模型来确定电机的目标转速。
发明内容
本发明针对上述问题，提供抑制车速振荡的主动阻尼控制***及方法，其目的在于有效提高车速振荡抑制控制效果及驾乘感受；有效改善不同车速段、驾驶模式下的振荡，针对商用车的载荷变化剧烈的情况，提高驾乘舒适性效果十分明显。
为解决上述问题，本发明提供的技术方案为：
一种抑制车速振荡的主动阻尼控制***，包含信号采集模块、整车驱动-制动需求扭矩计算模块、前馈控制模块、抑制模式判断模块、反馈控制模块、输出扭矩协调控制模块、电机扭矩执行控制模块；其中：
所述整车驱动-制动需求扭矩计算模块用于计算整车驱动-制动需求扭矩；
所述前馈控制模块用于计算前馈滤波扭矩，并对所述整车驱动-制动需求扭矩进行前馈调节控制；
所述抑制模式判断模块用于判断是否激活车速抑制模式，以及判断具体的所述车速抑制模式；
所述反馈控制模块用于执行转速反馈环控制、车速反馈环控制。
优选地，所述信号采集模块用于采集油门踏板开度信息、制动踏板开度信息、轮速信息、转速信息、档位信息、车辆质量信息；所述轮速信息通过轮速传感器获得；所述转速信息通过转速传感器获得；
所述电机扭矩执行控制模块用于输出电机目标扭矩；
所述输出扭矩协调控制模块用于协调所述前馈控制模块和所述反馈控制模块的输出。
优选地，还包含***子***；所述***子***包含油门踏板、制动踏板、换挡手柄、车速采集模块、电机***、变速箱、驱动桥；所述车速采集模块用于采集车速信息；
所述整车驱动-制动需求扭矩包含驱动需求扭矩、制动需求扭矩；所述车速抑制模式包含Tip-in/Tip-out控制模式、蠕动控制模式、换挡控制模式、制动控制模式。
一种利用抑制车速振荡的主动阻尼控制***的抑制车速振荡的主动阻尼控制方法，包含以下步骤：
S100.采集所述油门踏板开度信息、所述制动踏板开度信息、所述轮速信息、所述转速信息、所述档位信息、所述车辆质量信息、所述车速信息、车辆控制模式；所述车辆控制模式包含动力性模式、经济性模式、智能模式；
S200.得到所述整车驱动-制动需求扭矩；
S300.计算得到所述前馈滤波扭矩；
S400.根据所述前馈滤波扭矩，对所述整车驱动-制动需求扭矩执行所述前馈调节控制；所述前馈调节控制包含扭矩变化率控制和正负反向过零控制；
S500.判断是否激活所述车速抑制模式；然后根据判断结果做出如下操作如果判定不激活所述车速抑制模式，则返回并再次从头执行S500；
如果判定激活所述车速抑制模式，则进一步判断并输出所述车速抑制模式；S600.执行所述转速反馈环控制和所述车速反馈环控制；
S700.执行输出协调控制；
S800.执行所述电机目标扭矩。
优选地，S200中通过查找整车驱动-制动需求扭矩映射表获得所述整车驱动-制动需求扭矩；所述整车驱动-制动需求扭矩映射表由人工预设，包含整车驱动需求扭矩映射表和整车制动需求扭矩映射表；其中：
所述整车驱动需求扭矩映射表为一张二维表，其中每一行表征一个所述车速信息的值，每一列表征一个所述油门踏板开度信息的值，行与列交叉的单元表征这一行与这一列所对应的所述驱动需求扭矩的值；
所述整车制动需求扭矩映射表为一张二维表，其中每一行表征一个所述车速信息的值，每一列表征一个所述制动踏板开度信息的值，行与列交叉的单元表征这一行与这一列所对应的所述制动需求扭矩的值。
优选地，S300具体包含以下步骤：
S310.获取所述转速信息、所述档位信息；
S320.根据所述转速信息、所述档位信息查表获得截至频率，具体按下式表达：
τ＝f(N,θm)
其中：τ为所述截至频率；N为所述档位信息；θm为所述转速信息；f()为转速-档位-截止频率对应函数，由人工预设在ECU中；
S330.根据所述截至频率计算得到输出信号曲线，具体按下式表达：
其中：y(t)为所述输出信号曲线；t为时间；dT为运行步长；T为时间常数；u(t)为输入信号曲线。
优选地，S400中所述扭矩变化率控制具体包含以下步骤：
S410.获取需求扭矩区间划分信息；所述需求扭矩区间划分信息包含多个串行连接的需求扭矩区间，由人工预设；每个所述需求扭矩区间包含一个最高扭矩值、一个最低扭矩值、一个上升变化率、一个下降变化率；
S420.将所述前馈滤波扭矩逐一与所述需求扭矩区间划分信息中的每个所述需求扭矩区间进行比较，直至所述前馈滤波扭矩落入其中一个所述需求扭矩区间中；
S430.以这个被所述前馈滤波扭矩落入的所述需求扭矩区间的所述上升变化率和所述下降变化率对所述前馈滤波扭矩进行修正，得到处理后的所述前馈滤波扭矩。
优选地，S500具体包含以下步骤：
S510.判断是否激活所述车速抑制模式，具体包含以下步骤：
S511.获取所述油门踏板开度信息、所述制动踏板开度信息、所述档位信息、所述车速信息、换挡手柄状态信息、TSC牵引力干预状态信息、ABS防抱死状态信息；
S512.根据所述油门踏板开度信息、所述制动踏板开度信息、所述换挡手柄状态信息、所述TSC牵引力干预状态信息、所述ABS防抱死状态信息做出如下判断：
如果所述TSC牵引力干预状态信息为被激活，或所述ABS防抱死状态信息未被激活，则判定不激活所述车速抑制模式；然后执行S520；
如果所述车速信息大于人工预设的车速激活判断阈值，则判定激活所述车速抑制模式；然后执行S520；
S520.根据S512的判断结果做出如下操作：
如果判定不激活所述车速抑制模式，则返回并再次从头执行S500；
如果判定激活所述车速抑制模式，则执行S530；
S530.根据所述换挡手柄状态信息、所述油门踏板开度信息、所述制动踏板开度信息做出如下操作：
如果所述换挡手柄状态信息为处于换挡过程中，则判定所述车速抑制模式为所述换挡控制模式；
如果所述制动踏板开度信息为处于制动过程中，则判定所述车速抑制模式为所述制动控制模式；
如果所述油门踏板开度信息大于人工预设的车速抑制油门开度阈值，则判定所述车速抑制模式为所述Tip-in/Tip-out控制模式；
否则，判定所述车速抑制模式为所述蠕动控制模式；
S540.输出所述车速抑制模式。
优选地，S600中所述转速反馈环控制具体包含以下步骤：
Sa610.采集所述轮速信息、所述转速信息；
Sa620.根据所述轮速信息、所述转速信息，计算得到转速误差；具体按下式表达：
其中：为所述转速误差；/>为电机角加速度，通过对所述转速信息θm求导获得；/>为车轮旋转角加速度，通过对所述轮速信息求导获得；所述轮速信息用符号θw表达；i0为后桥主减速比；ig为变速箱速比；
Sa630.根据所述转速误差、所述车速抑制模式进行比例微分控制计算，获得第一反馈控制扭矩；具体按下式表达：
其中：ΔTloop1为所述第一反馈控制扭矩；Kp1为第一比例系数；Kd为微分系数；
所述第一比例系数与所述微分系数根据所述车速抑制模式和车辆载荷进行修正；具体按下式表达：
M1＝g1(Mod,m)
其中：M1为第一参数矩阵；g1()为第一修正函数，由人工预设；Mod为所述车速抑制模式；m为所述车辆载荷，通过车辆载荷传感器采集获得；
S600中所述车速反馈环控制具体包含以下步骤：
Sb610.采集所述车速信息；
Sb620.通过一个人工预设的低通滤波器，根据所述车速信息的随机噪声过滤，获得目标车速；
Sb630.计算车速误差；具体按下式表达：
Δυ＝υt-υw
其中：Δυ为所述车速误差；υt为所述目标车速；υw为所述车速信息；
Sb640.根据所述车速误差计算得到第二反馈控制扭矩；具体按下式表达：
ΔTloop2＝Kp2*Δυ
其中：ΔTloop2为所述第二反馈控制扭矩；Kp2为第二比例系数；
所述第二比例系数根据所述车速抑制模式和所述车辆载荷进行修正；具体按下式表达：
M2＝g2(Mod,m)
其中：M2为第一参数矩阵；g2()为第一修正函数，由人工预设。
优选地，S700中所述输出协调控制具体包含以下步骤：
S710.对所述第一反馈控制扭矩和所述第二反馈控制扭矩进行协调仲裁，获得反馈控制总扭矩；具体按下式表达：
Tfb＝ΔTloop1+ηΔTloop2
其中：Tfb为所述反馈控制总扭矩；η为调节因子，通过工程标定，且η∈[0,1]；
S800中的所述电机目标扭矩具体按下式表达：
Tcmd＝Tff+Tfb
其中：Tcmd为所述电机目标扭矩；Tff为S430中获得的所述处理后的所述前馈滤波扭矩。
本发明与现有技术对比，具有以下优点：
1.由于本发明建立了一套完善的抑制车速振荡的主动阻尼控制方法及***，并通过建立整车驱动-制动需求扭矩前馈控制、基于车速及电机转速的双闭环反馈控制，并综合车辆的驾驶工况、判断车速抑制控制模式，在不同模式下、车辆载荷补偿，调节不同的算法参数，从而有效提高了车速振荡抑制控制效果及驾乘感受；
2.由于本发明建立了完善的主动阻尼控制方法及***，量化了动力传动系部件间动力机械特性，综合考虑了转速、车速，并进行了前馈预调整和双环反馈，从而有效改善了不同车速段、驾驶模式下的振荡，针对商用车的载荷变化剧烈的情况，提高驾乘舒适性效果十分明显。
附图说明
图1为本发明具体实施例的***结构示意图；
图2为本发明具体实施例的参数传递示意图；
图3为本发明具体实施例的方法流程示意图；
图4为本发明具体实施例的车速抑制模式判定流程示意图。
具体实施方式
下面结合具体实施例，进一步阐明本发明，应理解这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围，在阅读了本发明之后，本领域技术人员对本发明的各种等价形式的修改均落于本申请所附权利要求所限定的范围。
如图1所示，一种抑制车速振荡的主动阻尼控制***，包含信号采集模块、整车驱动-制动需求扭矩计算模块、前馈控制模块、抑制模式判断模块、反馈控制模块、输出扭矩协调控制模块、电机扭矩执行控制模块；其中：
本具体实施例中，信号采集模块用于采集油门踏板开度信息、制动踏板开度信息、轮速信息、转速信息、档位信息、车辆质量信息；轮速信息通过轮速传感器获得；转速信息通过转速传感器获得。
电机扭矩执行控制模块用于输出电机目标扭矩。
输出扭矩协调控制模块用于协调前馈控制模块和反馈控制模块的输出。
整车驱动-制动需求扭矩计算模块用于计算不同模式下的整车驱动-制动需求扭矩；
前馈控制模块用于计算前馈滤波扭矩，并对整车驱动-制动需求扭矩进行前馈调节控制。
需要说明的是，对整车驱动-制动需求扭矩进行前馈调节控制的目的在于减少***扰动误差。
抑制模式判断模块用于判断是否激活车速抑制模式，以及判断具体的车速抑制模式；
反馈控制模块用于执行转速反馈环控制、车速反馈环控制。
如图2所示，需要说明的是，执行转速反馈环控制、车速反馈环控制的目的在于实现转速误差及车速误差的抑制补偿扭矩的计算。
需要进一步说明的是，前馈调节是针对预调节扭矩，反馈控制是针对补偿扭矩；这就需要上述输出扭矩协调控制模块进行协调输出。
本具体实施例中，还包含***子***；***子***包含油门踏板、制动踏板、换挡手柄、车速采集模块、电机***、变速箱、驱动桥；车速采集模块用于采集车速信息。
整车驱动-制动需求扭矩包含驱动需求扭矩、制动需求扭矩；车速抑制模式包含Tip-in/Tip-out控制模式、蠕动控制模式、换挡控制模式、制动控制模式。
如图3所示，一种利用抑制车速振荡的主动阻尼控制***的抑制车速振荡的主动阻尼控制方法，包含以下步骤：
S100.采集油门踏板开度信息、制动踏板开度信息、轮速信息、转速信息、档位信息、车辆质量信息、车速信息、车辆控制模式；车辆控制模式包含动力性模式、经济性模式、智能模式。
S200.得到整车驱动-制动需求扭矩。
本具体实施例中，S200中通过查找整车驱动-制动需求扭矩映射表获得整车驱动-制动需求扭矩；整车驱动-制动需求扭矩映射表由人工预设，包含整车驱动需求扭矩映射表和整车制动需求扭矩映射表；其中：
整车驱动需求扭矩映射表为一张二维表，其中每一行表征一个车速信息的值，每一列表征一个油门踏板开度信息的值，行与列交叉的单元表征这一行与这一列所对应的驱动需求扭矩的值。
整车制动需求扭矩映射表为一张二维表，其中每一行表征一个车速信息的值，每一列表征一个制动踏板开度信息的值，行与列交叉的单元表征这一行与这一列所对应的制动需求扭矩的值。
如表1所示，给出了一种整车驱动需求扭矩映射表作为实例。
需要说明的是，表1是本具体实施例作为实现本发明方法的实例展示给出的，其中的数值不构成对于权利要求范围的判定影响；另一方面，在实际应用中，应根据实际工况、环境等因素，适当调整表格中的数据。
表1.整车驱动需求扭矩映射表例表
S300.计算得到前馈滤波扭矩。
需要说明的是，本发明中前馈控制模块通过接收整车驱动-制动需求扭矩，通过低通滤波方式对进行前馈调节。
需要进一步说明的是，实现低通滤波的技术有很多种，本具体实施例中采用一阶RC滤波器进行前馈调节；这是由于低通滤波器可以有效改善车辆纵向加速度振荡，但也会导致扭矩传递延迟。因此低通滤波器时间常数应选取合适的范围，需兼顾避免振荡及响应实时性。
本具体实施例中，S300具体包含以下步骤：
S310.获取转速信息、档位信息。
S320.根据转速信息、档位信息查表获得截至频率，具体按式(1)表达：
τ＝f(N,θm) (1)
其中：τ为截至频率；N为档位信息；θm为转速信息；f()为转速-档位-截止频率对应函数，由人工预设在ECU中。
需要说明的是，本具体实施例中，考虑变速箱的档位N和电机转速(测量值)θm，将低通滤波器时间常数，即截至频率τ，设置为关于N和θm的函数，即时间常数τ＝f(N,θm)以调节响应的最佳状态，同时设置合适的截止频率τ。
需要进一步说明的是，在对整车驱动-制动需求扭矩进行平滑处理，以避免非预期的突变尖峰。
为了进一步展示本发明的应用过程，本具体实施例还在此给出了一个转速-档位-截止频率对应函数f()的具体实例如下。
需要说明的是，下面给出的f()是本具体实施例作为实现本发明方法的实例展示给出的，其中的数值不构成对于权利要求范围的判定影响；另一方面，在实际应用中，应根据实际工况、环境等因素，适当调整公式中的数据。
需要进一步说明的是，本实例是基于一个低速电机加4挡AMT的配置车型；其τ选择的转速-档位-截止频率对应函数f()按式(2)表达：
S330.根据截至频率计算得到输出信号曲线，具体按式(3)表达：
其中：y(t)为输出信号曲线；t为时间；dT为运行步长，由人工预设；T为时间常数；u(t)为输入信号曲线。
本具体实施例中，dT＝0.01s。
需要说明的是，T为时间常数，也就是截至频率τ的倒数；而工程实践中通过调整T，来改变低通滤波效果。
S400.根据前馈滤波扭矩，对整车驱动-制动需求扭矩执行前馈调节控制；前馈调节控制包含扭矩变化率控制和正负反向过零控制。
本具体实施例中，S400中扭矩变化率控制具体包含以下步骤：
S410.获取需求扭矩区间划分信息；需求扭矩区间划分信息包含多个串行连接的需求扭矩区间，由人工预设；每个需求扭矩区间包含一个最高扭矩值、一个最低扭矩值、一个上升变化率、一个下降变化率。
S420.将前馈滤波扭矩逐一与需求扭矩区间划分信息中的每个需求扭矩区间进行比较，直至前馈滤波扭矩落入其中一个需求扭矩区间中。
S430.以这个被前馈滤波扭矩落入的需求扭矩区间的上升变化率和下降变化率对前馈滤波扭矩进行修正，得到处理后的前馈滤波扭矩。
为了进一步展示本发明的应用过程，本具体实施例还在此给出了一个需求扭矩区间划分信息以及上升变化率和下降变化率的选取过程。
需要说明的是，下面给出的实例是本具体实施例作为实现本发明方法的实例展示给出的，其中的数值不构成对于权利要求范围的判定影响；另一方面，在实际应用中，应根据实际工况、环境等因素，适当调整涉及的数据。
需求扭矩区间划分信息中，划分为3个需求扭矩区间：
第一需求扭矩区间：[-1000Nm,-200Nm]。
第二需求扭矩区间：(-200Nm,200Nm]。
第三需求扭矩区间：(200Nm,1000Nm]。
如果前馈滤波扭矩落入第一需求扭矩区间，则第一上升变化率为r_Rate1＝500Nm/s，第一下降变化率为f_Rate1＝-500Nm/s。
如果前馈滤波扭矩落入第二需求扭矩区间，则第二上升变化率为r_Rate2＝100Nm/s，第二下降变化率为f_Rate2＝-100Nm/s。
如果前馈滤波扭矩落入第三需求扭矩区间，则第三上升变化率为r_Rate3＝400Nm/s，第三下降变化率为f_Rate3＝-400Nm/s。
需要再次说明的是，上升变化率和下降变化率在不同的工况下可以根据标定选择不同的设置值。
S500.判断是否激活车速抑制模式；然后根据判断结果做出如下操作：
如果判定不激活车速抑制模式，则返回并再次从头执行S500。
如果判定激活车速抑制模式，则进一步判断并输出车速抑制模式。
如图4所示，本具体实施例中，S500具体包含以下步骤：
S510.判断是否激活车速抑制模式，具体包含以下步骤：
S511.获取油门踏板开度信息、制动踏板开度信息、档位信息、车速信息、换挡手柄状态信息、TSC牵引力干预状态信息、ABS防抱死状态信息。
S512.根据油门踏板开度信息、制动踏板开度信息、换挡手柄状态信息、TSC牵引力干预状态信息、ABS防抱死状态信息做出如下判断：
如果TSC牵引力干预状态信息为被激活，或ABS防抱死状态信息未被激活，则判定不激活车速抑制模式；然后执行S520。
如果车速信息大于人工预设的车速激活判断阈值，则判定激活车速抑制模式；然后执行S520。
S520.根据S512的判断结果做出如下操作：
如果判定不激活车速抑制模式，则返回并再次从头执行S500。
如果判定激活车速抑制模式，则执行S530。
S530.根据换挡手柄状态信息、油门踏板开度信息、制动踏板开度信息做出如下操作：
如果换挡手柄状态信息为处于换挡过程中，则判定车速抑制模式为换挡控制模式。
如果制动踏板开度信息为处于制动过程中，则判定车速抑制模式为制动控制模式。
如果油门踏板开度信息大于人工预设的车速抑制油门开度阈值，则判定车速抑制模式为Tip-in/Tip-out控制模式。
否则，判定车速抑制模式为蠕动控制模式。
S540.输出车速抑制模式。
S600.执行转速反馈环控制和车速反馈环控制。
本具体实施例中，S600中转速反馈环控制具体包含以下步骤：
Sa610.采集轮速信息、转速信息。
Sa620.根据轮速信息、转速信息，计算得到转速误差；具体按式(4)表达：
其中：为转速误差；/>为电机角加速度，通过对转速信息θm求导获得；/>为车轮旋转角加速度，通过对轮速信息求导获得；轮速信息用符号θw表达；i0为后桥主减速比；ig为变速箱速比；
需要说明的是，如上所述，本实例是基于一个低速电机加4挡AMT的配置车型；
本具体实施例中，后桥主减速比i0＝5.6；在3挡上的变速箱速比ig＝1.89
Sa630.根据转速误差、车速抑制模式进行比例微分控制计算，获得第一反馈控制扭矩；具体按式(5)表达：
其中：ΔTloop1为第一反馈控制扭矩；Kp1为第一比例系数；Kd为微分系数。
第一比例系数与微分系数根据车速抑制模式和车辆载荷进行修正；具体按式(6)表达：
M1＝g1(Mod,m) (6)
其中：M1为第一参数矩阵；g1()为第一修正函数，由人工预设；Mod为车速抑制模式；m为车辆载荷，通过车辆载荷传感器采集获得。
S600中车速反馈环控制具体包含以下步骤：
Sb610.采集车速信息。
Sb620.通过一个人工预设的低通滤波器，根据车速信息的随机噪声过滤，获得目标车速。
Sb630.计算车速误差；具体按式(7)表达：
Δυ＝υt-υw (7)
其中：Δυ为车速误差；υt为目标车速；υw为车速信息。
Sb640.根据车速误差计算得到第二反馈控制扭矩；具体按式(8)表达：
ΔTloop2＝Kp2*Δυ (8)
其中：ΔTloop2为第二反馈控制扭矩；Kp2为第二比例系数。
需要说明的是，为了简化双闭环反馈控制带来参数优化工作，工程应用中一般将该闭环设计为纯比例。
第二比例系数根据车速抑制模式和车辆载荷进行修正；具体按式(9)表达：
M2＝g2(Mod,m) (9)
其中：M2为第一参数矩阵；g2()为第一修正函数，由人工预设。
S700.执行输出协调控制。
本具体实施例中，S700中输出协调控制具体包含以下步骤：
S710.对第一反馈控制扭矩和第二反馈控制扭矩进行协调仲裁，获得反馈控制总扭矩；具体按式(10)表达：
Tfb＝ΔTloop1+ηΔTloop2 (10)
其中：Tfb为反馈控制总扭矩；η为调节因子，通过工程标定，且η∈[0,1]，以提高控制***稳定性。
S800中的电机目标扭矩具体按式(11)表达：
Tcmd＝Tff+Tfb(11)
其中：Tcmd为电机目标扭矩；Tff为S430中获得的处理后的前馈滤波扭矩。
S800.执行电机目标扭矩。
需要说明的是，Tcmd就是本方法最终控制电机的结果。电机控制器MCU接收包含Tcmd的扭矩请求后，按控制目标值进行执行响应。
需要说明的是，上述的反馈控制方式采用的工程中经典的PID控制，不限于本具体实施例所展示的技术方法，也可以采用其他技术方案，如MPC(模型预测控制)等其他控制方式也是能达到相同的发明效果的。
在上述的详细描述中，各种特征一起组合在单个的实施方案中，以简化本公开。不应该将这种公开方法解释为反映了这样的意图，即，所要求保护的主题的实施方案需要比清楚地在每个权利要求中所陈述的特征更多的特征。相反，如所附的权利要求书所反映的那样，本发明处于比所公开的单个实施方案的全部特征少的状态。因此，所附的权利要求书特此清楚地被并入详细描述中，其中每项权利要求独自作为本发明单独的优选实施方案。
为使本领域内的任何技术人员能够实现或者使用本发明，上面对所公开实施例进行了描述。对于本领域技术人员来说；这些实施例的各种修改方式都是显而易见的，并且本文定义的一般原理也可以在不脱离本公开的精神和保护范围的基础上适用于其它实施例。因此，本公开并不限于本文给出的实施例，而是与本申请公开的原理和新颖性特征的最广范围相一致。
上文的描述包括一个或多个实施例的举例。当然，为了描述上述实施例而描述部件或方法的所有可能的结合是不可能的，但是本领域普通技术人员应该认识到，各个实施例可以做进一步的组合和排列。因此，本文中描述的实施例旨在涵盖落入所附权利要求书的保护范围内的所有这样的改变、修改和变型。此外，就说明书或权利要求书中使用的术语“包含”，该词的涵盖方式类似于术语“包括”，就如同“包括，”在权利要求中用作衔接词所解释的那样。此外，使用在权利要求书的说明书中的任何一个术语“或”是要表示“非排它性的或者”。
以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种抑制车速振荡的主动阻尼控制***，其特征在于：包含信号采集模块、整车驱动-制动需求扭矩计算模块、前馈控制模块、抑制模式判断模块、反馈控制模块、输出扭矩协调控制模块、电机扭矩执行控制模块；其中：
所述整车驱动-制动需求扭矩计算模块用于计算整车驱动-制动需求扭矩；
所述前馈控制模块用于计算前馈滤波扭矩，并对所述整车驱动-制动需求扭矩进行前馈调节控制；
所述抑制模式判断模块用于判断是否激活车速抑制模式，以及判断具体的所述车速抑制模式；
所述反馈控制模块用于执行转速反馈环控制、车速反馈环控制。
2.根据权利要求1所述的抑制车速振荡的主动阻尼控制***，其特征在于：
所述信号采集模块用于采集油门踏板开度信息、制动踏板开度信息、轮速信息、转速信息、档位信息、车辆质量信息；所述轮速信息通过轮速传感器获得；所述转速信息通过转速传感器获得；
所述电机扭矩执行控制模块用于输出电机目标扭矩；
所述输出扭矩协调控制模块用于协调所述前馈控制模块和所述反馈控制模块的输出。
3.根据权利要求2所述的抑制车速振荡的主动阻尼控制***，其特征在于：还包含***子***；所述***子***包含油门踏板、制动踏板、换挡手柄、车速采集模块、电机***、变速箱、驱动桥；所述车速采集模块用于采集车速信息；
所述整车驱动-制动需求扭矩包含驱动需求扭矩、制动需求扭矩；所述车速抑制模式包含Tip-in/Tip-out控制模式、蠕动控制模式、换挡控制模式、制动控制模式。
4.一种利用权利要求3所述的抑制车速振荡的主动阻尼控制***的抑制车速振荡的主动阻尼控制方法，其特征在于：包含以下步骤：
S100.采集所述油门踏板开度信息、所述制动踏板开度信息、所述轮速信息、所述转速信息、所述档位信息、所述车辆质量信息、所述车速信息、车辆控制模式；所述车辆控制模式包含动力性模式、经济性模式、智能模式；
S200.得到所述整车驱动-制动需求扭矩；
S300.计算得到所述前馈滤波扭矩；
S400.根据所述前馈滤波扭矩，对所述整车驱动-制动需求扭矩执行所述前馈调节控制；所述前馈调节控制包含扭矩变化率控制和正负反向过零控制；
S500.判断是否激活所述车速抑制模式；然后根据判断结果做出如下操作
如果判定不激活所述车速抑制模式，则返回并再次从头执行S500；
如果判定激活所述车速抑制模式，则进一步判断并输出所述车速抑制模式；
S600.执行所述转速反馈环控制和所述车速反馈环控制；
S700.执行输出协调控制；
S800.执行所述电机目标扭矩。
5.根据权利要求4所述的抑制车速振荡的主动阻尼控制方法，其特征在于：S200中通过查找整车驱动-制动需求扭矩映射表获得所述整车驱动-制动需求扭矩；所述整车驱动-制动需求扭矩映射表由人工预设，包含整车驱动需求扭矩映射表和整车制动需求扭矩映射表；其中：
所述整车驱动需求扭矩映射表为一张二维表，其中每一行表征一个所述车速信息的值，每一列表征一个所述油门踏板开度信息的值，行与列交叉的单元表征这一行与这一列所对应的所述驱动需求扭矩的值；
所述整车制动需求扭矩映射表为一张二维表，其中每一行表征一个所述车速信息的值，每一列表征一个所述制动踏板开度信息的值，行与列交叉的单元表征这一行与这一列所对应的所述制动需求扭矩的值。
6.根据权利要求5所述的抑制车速振荡的主动阻尼控制方法，其特征在于：S300具体包含以下步骤：
S310.获取所述转速信息、所述档位信息；
S320.根据所述转速信息、所述档位信息查表获得截至频率，具体按下式表达：
τ＝f(N,θm)
其中：τ为所述截至频率；N为所述档位信息；θm为所述转速信息；f()为转速-档位-截止频率对应函数，由人工预设在ECU中；
S330.根据所述截至频率计算得到输出信号曲线，具体按下式表达：
其中：y(t0为所述输出信号曲线；t为时间；dT为运行步长；T为时间常数；u(t0为输入信号曲线。
7.根据权利要求6所述的抑制车速振荡的主动阻尼控制方法，其特征在于：S400中所述扭矩变化率控制具体包含以下步骤：
S410.获取需求扭矩区间划分信息；所述需求扭矩区间划分信息包含多个串行连接的需求扭矩区间，由人工预设；每个所述需求扭矩区间包含一个最高扭矩值、一个最低扭矩值、一个上升变化率、一个下降变化率；
S420.将所述前馈滤波扭矩逐一与所述需求扭矩区间划分信息中的每个所述需求扭矩区间进行比较，直至所述前馈滤波扭矩落入其中一个所述需求扭矩区间中；
S430.以这个被所述前馈滤波扭矩落入的所述需求扭矩区间的所述上升变化率和所述下降变化率对所述前馈滤波扭矩进行修正，得到处理后的所述前馈滤波扭矩。
8.根据权利要求7所述的抑制车速振荡的主动阻尼控制方法，其特征在于：S500具体包含以下步骤：
S510.判断是否激活所述车速抑制模式，具体包含以下步骤：
S511.获取所述油门踏板开度信息、所述制动踏板开度信息、所述档位信息、所述车速信息、换挡手柄状态信息、TSC牵引力干预状态信息、ABS防抱死状态信息；
S512.根据所述油门踏板开度信息、所述制动踏板开度信息、所述换挡手柄状态信息、所述TSC牵引力干预状态信息、所述ABS防抱死状态信息做出如下判断：
如果所述TSC牵引力干预状态信息为被激活，或所述ABS防抱死状态信息未被激活，则判定不激活所述车速抑制模式；然后执行S520；
如果所述车速信息大于人工预设的车速激活判断阈值，则判定激活所述车速抑制模式；然后执行S520；
S520.根据S512的判断结果做出如下操作：
如果判定不激活所述车速抑制模式，则返回并再次从头执行S500；
如果判定激活所述车速抑制模式，则执行S530；
S530.根据所述换挡手柄状态信息、所述油门踏板开度信息、所述制动踏板开度信息做出如下操作：
如果所述换挡手柄状态信息为处于换挡过程中，则判定所述车速抑制模式为所述换挡控制模式；
如果所述制动踏板开度信息为处于制动过程中，则判定所述车速抑制模式为所述制动控制模式；
如果所述油门踏板开度信息大于人工预设的车速抑制油门开度阈值，则判定所述车速抑制模式为所述Tip-in/Tip-out控制模式；
否则，判定所述车速抑制模式为所述蠕动控制模式；
S540.输出所述车速抑制模式。
9.根据权利要求8所述的抑制车速振荡的主动阻尼控制方法，其特征在于：S600中所述转速反馈环控制具体包含以下步骤：
Sa610.采集所述轮速信息、所述转速信息；
Sa620.根据所述轮速信息、所述转速信息，计算得到转速误差；具体按下式表达：
其中：为所述转速误差；/>为电机角加速度，通过对所述转速信息θm求导获得；为车轮旋转角加速度，通过对所述轮速信息求导获得；所述轮速信息用符号θw表达；i0为后桥主减速比；ig为变速箱速比；
Sa630.根据所述转速误差、所述车速抑制模式进行比例微分控制计算，获得第一反馈控制扭矩；具体按下式表达：
其中：ΔTloop1为所述第一反馈控制扭矩；Kp1为第一比例系数；Kd为微分系数；
所述第一比例系数与所述微分系数根据所述车速抑制模式和车辆载荷进行修正；具体按下式表达：
M1＝g1(Mod,m(
其中：M1为第一参数矩阵；g1()为第一修正函数，由人工预设；Mod为所述车速抑制模式；m为所述车辆载荷，通过车辆载荷传感器采集获得；
S600中所述车速反馈环控制具体包含以下步骤：
Sb610.采集所述车速信息；
Sb620.通过一个人工预设的低通滤波器，根据所述车速信息的随机噪声过滤，获得目标车速；
Sb630.计算车速误差；具体按下式表达：
Δυ＝υt-υw
其中：Δυ为所述车速误差；υt为所述目标车速；υw为所述车速信息；
Sb640.根据所述车速误差计算得到第二反馈控制扭矩；具体按下式表达：
ΔTloop2＝Kp2*Δυ
其中：ΔTloop2为所述第二反馈控制扭矩；Kp2为第二比例系数；
所述第二比例系数根据所述车速抑制模式和所述车辆载荷进行修正；具体按下式表达：
其中：M2为第一参数矩阵；g2()为第一修正函数，由人工预设。
10.根据权利要求9所述的抑制车速振荡的主动阻尼控制方法，其特征在于：
S700中所述输出协调控制具体包含以下步骤：
S710.对所述第一反馈控制扭矩和所述第二反馈控制扭矩进行协调仲裁，获得反馈控制总扭矩；具体按下式表达：
Tfb＝ΔTloop1+ηΔTloop2
其中：Tfb为所述反馈控制总扭矩；η为调节因子，通过工程标定，且η∈[0,1]；
S800中的所述电机目标扭矩具体按下式表达：
Tcmd＝Tff+Tfb
其中：Tcmd为所述电机目标扭矩；Tff为S430中获得的所述处理后的所述前馈滤波扭矩。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202310552864.3A CN116587883A (zh) | 2023-05-17 | 2023-05-17 | 抑制车速振荡的主动阻尼控制***及方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202310552864.3A CN116587883A (zh) | 2023-05-17 | 2023-05-17 | 抑制车速振荡的主动阻尼控制***及方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN116587883A true CN116587883A (zh) | 2023-08-15 |
Family
ID=87598626
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202310552864.3A Pending CN116587883A (zh) | 2023-05-17 | 2023-05-17 | 抑制车速振荡的主动阻尼控制***及方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN116587883A (zh) |
-
2023
- 2023-05-17 CN CN202310552864.3A patent/CN116587883A/zh active Pending
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US6708088B2 (en) | Vehicle behavior control apparatus | |
| JP5333379B2 (ja) | 車両の制御装置 | |
| JP4600381B2 (ja) | 車両の車輪トルク推定装置及び制振制御装置 | |
| CN102036868B (zh) | 车辆转弯运行状况控制设备/方法 | |
| US6922617B2 (en) | Vehicle control device and vehicle control method | |
| US20080027613A1 (en) | Automatic Transmission Shift Point Control System and Method of Use | |
| US8332117B2 (en) | Acceleration control apparatus for vehicle | |
| US9809079B2 (en) | Suspension controlling apparatus for vehicle | |
| US20120253630A1 (en) | Control device for controlling drive force that operates on vehicle | |
| US8219296B1 (en) | Control device for controlling drive force that operates on vehicle | |
| US8744710B2 (en) | Control device for controlling drive force that operates on vehicle | |
| CN116587883A (zh) | 抑制车速振荡的主动阻尼控制***及方法 | |
| CN114475600B (zh) | 全速域acc跟车控制方法和*** | |
| JP5918564B2 (ja) | 車両に働く駆動力を制御する制御装置 | |
| EP1711365B1 (en) | Automobile and control method of automobile | |
| US8725377B2 (en) | Control device for controlling drive force that operates on vehicle | |
| US8548642B2 (en) | Control device for controlling drive force that acts on vehicle | |
| JP2014024547A (ja) | 車両の制御装置 | |
| KR20220048144A (ko) | 차량의 구동력 제어 방법 | |
| JP2726896B2 (ja) | ４輪駆動車の駆動力制御方法及び装置 | |
| CN114684141A (zh) | 车辆驱动装置的扭矩控制方法 | |
| JP3713995B2 (ja) | 車両用走行制御装置 | |
| JP4397760B2 (ja) | 路面摩擦係数の推定方法 | |
| JP2009226985A (ja) | 車体姿勢制御装置 | |
| US8386143B2 (en) | Control device for controlling drive force that operates on vehicle |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination |