[发明专利]用于电动汽车主动振动控制的系统和控制算法

说明书

本发明公开了一种用于电动汽车主动振动控制的系统和控制算法，整车控制器接收驾驶员转向信号和踏板信号输出初始参考扭矩信号；通过将初始参考扭矩信号进行波形叠加控制得到平稳上升并且有时间延迟的参考扭矩信号；通过极位移控制算法输出扭矩信号对系统振动进行补偿；将补偿后的电机扭矩信号输入电机控制器对电机进行控制，从而对电动车辆动力传动系统的扭转振动主动控制。本发明收敛性快，结合了波形叠加控制和极位移控制两种控制算法，控制效果好，适应性强。

技术领域

本发明属于电动车辆动力传动系统低频振动控制技术领域，具体涉及一种用于电动汽车主动振动控制的系统和控制算法。

背景技术

振动在是电动车辆在运动过程中普遍存在的一种现象，在电动车辆起步或者是刹车等工况中，动力传动系统会发生明显的扭转振动现象，表现整车的纵向抖动也就是汽车行业常说的“shuffle”问题。振动对电动车辆以及乘客的危害主要表现为以下几个方面：1)能量损耗增加，动力传动系统的传递效率大大降低；2)直接损害电机、传动轴、万向节等部件，降低了这些部件的使用寿命；3)由于振动产生即为引发噪声，污染环境的同时降低乘客的乘坐舒适性；4)由于纵向抖动频率在2-10Hz左右，与人体器官的跳动频率相似，会极大的危害人体健康。

目前常被用于控制的电动车辆类别主要包括以下几类：1)电机前置前驱式电动车；2)电机前置后驱电动车；3)轮边电机驱动式电动车；这三类电动车动力传动系统存在驱动轴，因为存在轴的质心不对中和低阻尼特性，在电机突然变化时其输出扭矩时将会引发动力传动系统扭转方向的振动，该振动通过悬架和电机悬置传递到车身表现为整车的低频抖动。再则由于电机的内部特性使电机输出扭矩存在谐波分量，其表现为电机的扭矩波动，该扭矩波动的存在也会引起动力传动系统的扭转振动。

目前采用的振动控制方法大多是被动控制或者半主动控制的方式，采用结构参数优化、隔振材料、扭转弹簧、双质量飞轮、橡胶减振器等方式，安装结构复杂，易老化，替换困难。而且这些被动和半主动减振技术对高频振动的抑制效果较好，而对低频振动抑制效果不是十分理想。原来的电动车辆动力传动系统多是在系统上附加一个辅助系统。当电动车辆动力传动系统振动时，这个辅助系统也随之振动，利用辅助系统的动力作用，使其产生的力(或力矩)与激振力(或力矩)抵消，使得动力传动系统的振动得到抑制，双质量飞轮、离心钟摆式吸振器等设备都是用此原理抑制动力传动系统的低频抖动的。

传统的控制系统，像是前馈-反馈控制、PID控制等虽然对动力传动系统的低频扭转振动有一定的抑制效果，但是其对振动的抑制程度还不够大，乘客乘坐的舒适性依旧很差。再则，传统的控制系统的收敛性较差，系统不能快速的趋于稳定。

发明内容

发明目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种用于电动汽车主动振动控制的系统和控制算法，该算法基于波形叠加控制算法和极位移控制算法，设计了一种改进的极位移控制算法。其优势如下：该算法不仅能够使电机输出扭矩能够平稳输出，同时能够通过极位移控制对动力传动系统的振动量进行扭矩补偿。该改进的极位移控制算法对电动车辆动力传动系统的低频扭转振动极好的控制效果。

技术方案：为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

本发明提供了一种用于电动汽车主动振动控制算法，算法可包括：整车控制器接收驾驶员转向信号和踏板信号输出初始参考扭矩信号T_m^*；通过将初始参考扭矩信号进行波形叠加控制得到平稳上升并且有时间延迟的参考扭矩信号；通过极位移控制算法输出扭矩信号对系统振动进行补偿；将补偿后的电机扭矩信号输入电机控制器对电机进行控制，从而对电动车辆动力传动系统的扭转振动主动控制。

整车控制器底层单元首先接收驾驶员转向信号和踏板信号，将其输送到应用层，应用层获得电机初始参考扭矩信号T_m^*。

所述电机初始参考扭矩信号T_m^*根据整车标定时这两个信号与电机输出扭矩的关系，查表获得。