一种电动车辆起步抖动抑制方法及装置
阅读说明：本技术 一种电动车辆起步抖动抑制方法及装置 (Method and device for suppressing starting jitter of electric vehicle ) 是由 刘斌 谢富科 于 2020-07-01 设计创作，主要内容包括：本发明涉及一种电动车辆起步抖动抑制方法及装置,属于汽车噪声抑制领域。本发明首先确定电动车辆中动力总成悬置系统绕扭矩轴的固有频率,从而确定电动车辆中动力总成悬置系统绕扭矩轴的固有周期,然后再根据电机冲击响应谱特性选择动载系数最小值所对应的扭矩稳定时间与固有周期的比值,根据该比值以及油门开度百分比来对扭矩稳定时间进行标定,根据标定所得扭矩稳定时间进行车辆起步控制,便可以使整车动力性和抖动抑制性达到最优。(The invention relates to a method and a device for suppressing starting jitter of an electric vehicle, and belongs to the field of automobile noise suppression. The method comprises the steps of firstly determining the natural frequency of a power assembly suspension system in the electric vehicle around a torque shaft, thereby determining the natural period of the power assembly suspension system in the electric vehicle around the torque shaft, then selecting the ratio of the torque stabilization time corresponding to the minimum value of the dynamic load coefficient to the natural period according to the characteristics of the motor impact response spectrum, calibrating the torque stabilization time according to the ratio and the percentage of the opening degree of an accelerator, and carrying out vehicle starting control according to the calibrated torque stabilization time, so that the power performance and the jitter suppression performance of the whole vehicle can be optimal.)
技术领域
本发明涉及一种电动车辆起步抖动抑制方法及装置，属于汽车噪声抑制领域。
背景技术
随着社会发展，人们的环保意识逐渐提高，电动汽车市场愈发受到欢迎。但电动汽车由于起步瞬间扭矩大、相应快，所以更容易产生电机抖动并引发传动系统撞响等问题。
目前针对电动汽车起步抖动和撞响问题，常规的解决方案是增加动力总成绕轴向的模态频率或者改变油门响应特性以降低油门响应速度。增加动力总成绕轴向的模态频率可通过提升悬置系统的抗冲击能力实现，具体如采用接近实心的橡胶悬置软垫，增大悬置软垫刚度并提升软垫限位能力；降低油门响应速度可通过增加电机扭矩上升的时间来实现，从而改善因扭矩大、变化快而引起的冲击。
但是，采用接近实心的该种过于刚硬的橡胶悬置软垫，牺牲了车辆悬置系统的隔振能力，不利于提高乘车舒适度；降低油门响应速度从而改变电机扭矩响应速度的该种方法，则会影响整车的动力和加速性能，而且为真正达到抑制整车起步抖动的效果，往往需要很大程度地牺牲动力性，整车动力性的缺失会直接影响行车安全。
可以看出，现有技术中的电动车辆起步抖动抑制方法均存在着明显的局限性，需提出一种可以克服上述局限性的新的电动车辆起步抖动抑制方法。
发明内容
本发明的目的是提供一种电动车辆起步抖动抑制方法和装置，以解决现有技术中的电动车辆起步抖动抑制方法均存在着明显的局限性的问题。
为实现上述目的，本发明提供了一种电动车辆起步抖动抑制方法，该方法包括以下步骤：
1)确定电动车辆中动力总成悬置系统绕扭矩轴的固有频率f，根据所述固有频率f计算得到动力总成悬置系统绕扭矩轴的固有周期T，T＝1/f；
2)获取电机冲击响应谱，确定电机冲击响应谱特性，进而选择动载系数最小值对应的n值；所述电机冲击响应谱特性为n值与动载系数的关系；所述n值为扭矩稳定时间t与固有周期T的比值；所述扭矩稳定时间t为电机启动后其扭矩从零达到稳定值的时间；
3)以整车动力性和抖动抑制性达到最优为目标，对扭矩稳定时间t进行标定，确定在设定的油门开度百分比、所选择的n值之下的扭矩稳定时间t；
4)根据所述扭矩稳定时间t进行车辆起步控制。
本发明的有益效果是：
本发明首先确定了动力总成悬置系统绕扭矩轴的固有频率f，从而确定了动力总成悬置系统绕扭矩轴的固有周期T，然后结合电机冲击响应谱特性，选择了动载系数最小值对应的n值，并根据所确定的n值以及油门开度百分比完成对扭矩稳定时间t的标定，利用标定所得的扭矩稳定时间t来完成车辆起步控制，便可以使整车动力性和抖动抑制性达到最优，在完成车辆起步抖动抑制的同时还保证了整车动力性。
进一步的，所述电机冲击响应谱特性的类型包括斜线阶跃型、正矢型以及摆线型。
进一步的，当所述电机冲击响应谱特性为斜线阶跃型，选择n＝1或2或3。
进一步的，当所述电机冲击响应谱特性为正矢型，选择n＝1.5或3。
进一步的，当所述电机冲击响应谱特性为摆线型，选择n＝2。
为实现上述目的，本发明还提供了一种电动车辆起步抖动抑制装置，包括存储器以及处理器，所述处理器用于执行存储于所述存储器中的计算机程序，以实现如下电动车辆起步抖动抑制方法：
1)确定电动车辆中动力总成悬置系统绕扭矩轴的固有频率f，根据所述固有频率f计算得到动力总成悬置系统绕扭矩轴的固有周期T，T＝1/f；
2)获取电机冲击响应谱，确定电机冲击响应谱特性，进而选择动载系数最小值对应的n值；所述电机冲击响应谱特性为n值与动载系数的关系；所述n值为扭矩稳定时间t与固有周期T的比值；所述扭矩稳定时间t为电机启动后其扭矩从零达到稳定值的时间；
3)以整车动力性和抖动抑制性达到最优为目标，对扭矩稳定时间t进行标定，确定在设定的油门开度百分比、所选择的n值之下的扭矩稳定时间t；
4)根据所述扭矩稳定时间t进行车辆起步控制。
本发明的有益效果是：
本发明首先确定了动力总成悬置系统绕扭矩轴的固有频率f，从而确定了动力总成悬置系统绕扭矩轴的固有周期T，然后结合电机冲击响应谱特性，选择了动载系数最小值对应的n值，并根据所确定的n值以及油门开度百分比完成对扭矩稳定时间t的标定，利用标定所得的扭矩稳定时间t来完成车辆起步控制，便可以使整车动力性和抖动抑制性达到最优，在完成车辆起步抖动抑制的同时还保证了整车动力性。
进一步的，所述电机冲击响应谱特性的类型包括斜线阶跃型、正矢型以及摆线型。
进一步的，当所述电机冲击响应谱特性为斜线阶跃型，选择n＝1或2或3。
进一步的，当所述电机冲击响应谱特性为正矢型，选择n＝1.5或3。
进一步的，当所述电机冲击响应谱特性为摆线型，选择n＝2。
附图说明
图1为本发明电动车辆起步抖动抑制方法的流程图；
图2为本发明实施例中斜线阶跃型冲击响应谱特性图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式做进一步的说明。
本发明提供的方法实施例：
如图1所示为本发明电动车辆起步抖动抑制方法的流程图，具体步骤如下所示：
1、确定动力总成悬置系统绕扭矩轴的固有频率，从而确定动力总成悬置系统绕扭矩轴的固有周期。
本实施例中，首先进行动力总成悬置系统设计，从而确定动力总成悬置系统绕扭矩轴的固有频率，得到动力总成悬置系统绕扭矩轴的固有周期。
通过三线摆或其它质心转动惯量试验台测试动力总成悬置系统的转动惯量和质心位置等参数，然后借助ADAMS等悬置设计软件确定合适的悬置中心点位置并优化悬置刚度参数，对动力总成悬置系统进行优化设计，使动力总成悬置绕扭矩轴方向(Roll X)的解耦率达到90％以上，并同时计算动力总成悬置绕扭矩轴的固有频率f，根据T＝1/f的关系计算动力总成悬置绕扭矩轴的固有周期T。
由于Roll X的固有频率f越高代表悬置系统抵抗动力总成扭转的能力越强，所以在对动力总成悬置系统进行优化设计时往往希望将固有频率f设计的越高越好，但是考虑到还希望悬置系统具备良好的隔振能力，所以本实施例将固有频率f的取值范围通过设计而限制在20Hz～40Hz之间。
另外，还可以通过选择悬置胶垫为实心橡胶软垫结构，从而提高固有频率f以提升悬置系统抗动力总成扭转的能力。
2、根据电动机的冲击响应谱特性，对电动机扭矩稳定时间进行标定。
在完成悬置系统设计之后，动力总成悬置系统结构便唯一确定，动力总成悬置系统绕扭矩轴的固有周期T也随之确定。在动力总成悬置系统绕扭矩轴的固有周期T确定后，便可以进行电动机扭矩稳定时间t的标定。所谓电动机扭矩稳定时间t，是指电动机扭矩从电动机启动后达到某一稳定值所需的时间。
电动机扭矩稳定时间t的具体标定内容包括：
首先通过电动机供应商提供的电动机信息，确定电动机的冲击响应谱特性属于斜线阶跃型、正矢型以及摆线型中的哪一种。如图2所示，本实施例以电动机的冲击响应谱特性属于斜线阶跃型为例：
当油门开度为100％时，则此时的期望目标是让扭矩稳定时间t与动力总成悬置绕扭矩轴的固有周期T的比值n取1，根据该期望值便可以对扭矩稳定时间t进行标定，扭矩稳定时间t在与固定周期T大致相等的设定范围内选择，使整车的动力性以及抖动抑制性能均可达到最优。
当油门开度为70％时，此时的期望目标是让扭矩稳定时间t与动力总成悬置绕扭矩轴的固有周期T的比值n取2，根据该期望值对扭矩稳定时间t进行标定，扭矩稳定时间t在与两倍的固定周期T大致相等的设定范围内选择。
当油门开度为50％时，此时的期望目标是让扭矩稳定时间t与动力总成悬置绕扭矩轴的固有周期T的比值n取3，根据该期望值对扭矩稳定时间t进行标定，扭矩稳定时间t在与三倍的固定周期T大致相等的设定范围内选择。
由于标定实验成本通常较高且十分耗时，所以很难对所有油门开度情况下的扭矩稳定时间t都进行标定，在本实施例中，在对若干典型开度百分比进行标定后，再通过差值方式获得其他开度百分比对应的稳定时间。从而得到如下表所示的油门开度与扭矩稳定时间t的对应关系表，用于车辆实际行驶中的驾驶控制。
将上表存储于存储器中，处理器在运行时即可根据当前的油门开度百分比来查表选择对应的t值，将该t值用于车辆起步控制过程中。
以表的形式存储、查表是实现控制的一种方式，作为其他实施方式，也可以根据标定的数据拟合出表征油门开度百分比与扭矩稳定时间t之间关系的函数，在起步控制时，根据当前的油门开度百分比和该函数计算得到相应的扭矩稳定时间t。
在本实施例的上述标定过程中，通过将比值n取小于等于3的值，来保证扭矩稳定时间t不至于过大，从而保证整车动力和加速性能。
另外，为了保证加速性能，也可以选择各个油门开度百分比对应的n值均取1。
本实施例中，通过对扭矩稳定时间t进行上述标定后便可实现对整车抖动的抑制以及传动系统撞响的原因为：
结合图2可知，本实施例在对扭矩稳定时间t进行标定时，通过使扭矩稳定时间t与固有频率T之间的比值n逼近1的整数倍，便可控制比值n(t/T)对应的动载系数Vmax/F(悬置系统最大响应Vmax与静力响应F的比值)逼近其最小取值。
动载系数Vmax/F在取到其最小取值时，动力总成悬置系统最大受力便等于静力工况，此时电动机向悬置系统传递的力最小，其引起的振动便也最低；同时，动力总成在t时刻恰好运动到平衡位置，此后保持静止，无剩余振动。由于电动机向悬置系统传递的力最小，且t时刻动力总成也恰好运动到平衡位置，由此便可以解决整车起步抖动以及传动系统撞响的问题。
上述标定过程以电动机的冲击响应谱特性属于斜线阶跃型进行了具体说明，而当电动机的冲击响应谱特性属于正矢型，同理，则为防止抖动，便需要控制扭矩稳定时间t与固有频率T之间的比值n为相应倍数，如1.5的整数倍；若电动机的冲击响应谱特性属于摆线型，则需要控制扭矩稳定时间t与固有频率T之间的比值n为2的整数倍。
除此之外，本发明还提供了装置实施例：
该电动车辆起步抖动抑制装置，包括存储器、处理器以及存储在存储器中并能够在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现上述方法实施例所述的电动车辆起步抖动抑制方法。
上述装置可以是整车处理器、平板电脑、手机或者个人电脑等智能设备。
而在进行具体的编程时，由于编程语言的语法等知识是本领域的公知常识，技术人员完全有能力依据本发明具体的基于电力设备红外测温图像的增强处理方法，使用现有的编程语言(例如C语言、JAVA、汇编语言、C#、C++等)进行相应的编程，这个过程在此不予以赘述。
以上给出了具体的实施方式，但本发明不局限于所描述的实施方式。本发明的基本思路在于上述基本方案，在不脱离本发明的原理和精神的情况下对实施方式进行的变化、修改、替换和变型仍落入本发明的保护范围内。