[发明专利]一种电动汽车动力总成震荡辨识与抑制方法

说明书

本发明属于电机控制技术领域，涉及一种利用电机控制器对电动汽车动力总成震荡的辨识与抑制方法，针对由电动汽车传动系固有频率引发的、启停与小油门行驶时的动力总成震荡问题，提出一种利用电机控制器实现电动汽车的主动阻尼功能，该方法能有效减小电动汽车动力总成的震荡，进而抑制整个传动系乃至车身的震荡，本发明无需人为设定阻尼频率，可以主动辨识出驱动电机轴端震荡幅值最大的频率点，能够实时重构出可靠的转速震荡信号，并依据该信号进行主动阻尼转矩补偿，抑制动力总成的震荡。

技术领域

本发明属于电机控制技术领域，涉及一种电动汽车动力总成震荡进行辨识与抑制的方法。

背景技术

电动汽车的传动系经由驱动电机、变速箱、主减速器、差速器至半轴，最后连接至车轮，整个动力总成悬挂在悬置上。由于传动系中各零部件的质量、弹性不同，则将导致电动汽车动力总成系统含有一个固有频率点。该固有频率在系统频谱上是一个谐振峰值，若设计不优使得该频率点较低，将难以被悬置阻尼掉，进而在启停过程和小油门行驶时引发车身晃动，驾驶感受变差。

这一问题本质上是动力总成震荡问题。业界已有的方法或是增大整个悬置系统的阻尼系数，或是人为提高这一谐振频率。但已有的方法只是对问题的规避，同时增加了整个悬置系统的承受应力，对设备寿命造成损失。

发明内容

本发明针对现有技术所存在的若干问题，提出一种利用电机控制器对电动汽车动力总成震荡的辨识与抑制方法。该方法利用电机控制器能实时重构出可靠的转速震荡信号，并依据此信号施加主动阻尼控制，能有效减小电动汽车动力总成的震荡。本发明无需人为设定阻尼频率，可以主动辨识出动力总成震荡幅值最大的频率点。具体步骤如下：

步骤1：以电机速度反馈计算频率f_s对驱动电机速度传感器信号进行采样，并存储至内存，连续存储2^N个采样点，形成速度信号序列Spd[n]；

步骤2：对速度信号序列Spd[n]进行快速傅里叶变换，得到一组频域下速度复数序列SPD[n][2]；

步骤3：对复数序列SPD[n][2]求解模值，得到一组模值序列Mag[n]；

步骤4：在模值序列Mag[n]中，找到最大值及其脚标Mag[k]；

步骤5：在模值序列Mag[n]中，找到次大值及其脚标Mag[j]；

步骤6：计算得到驱动电机轴端震荡频率Freq，若k≠0，则Freq＝kf_s/2^N，否则Freq＝jf_s/2^N；

步骤7：设定陷波滤波器的中心频率、陷波带宽带与陷波深度参数；

步骤8：对驱动电机轴端速度源信号Spd进行陷波滤波，得到不含有震荡频率的速度无损信号SpdBsf；

步骤9：利用速度源信号Spd和速度无损信号SpdBsf，构成震荡信号重构系统，得到电机轴端的速度震荡信号SpdNorth；

步骤10：针对速度震荡信号SpdNorth，施加主动阻尼控制，控制器的补偿增益K_damp，得到主动阻尼转矩命令T_damp；

步骤11：主动阻尼转矩命令T_damp与整车控制器命令T_cmd一起构成电机控制器的转矩指令T_ref，该命令被电机控制器的电流闭环执行。

本发明的步骤1至步骤6为电动汽车动力总成震荡频率的辨识过程。在快速傅里叶变换后，将使用两次最大值计算比较，能够可靠地得到震荡频率。如果只进行一次最大值计算，则可能做出将真实的电机转速当做震荡频率的误判断。这一辨识过程属于离线辨识过程。