减小环保车辆的驱动轴的振动的方法技术

本发明专利技术提供一种减小环保车辆驱动轴振动的方法，包括：获得输出驱动车辆的驱动电动机的转矩的驱动轴的实际速度；计算驱动轴的模型速度；基于获得的驱动轴的实际速度和计算的模型速度之间的偏差获得振动分量；和根据振动分量来产生减小驱动轴的振动的减振补偿转矩。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种减小环保车辆驱动轴振动的方法。具体地说，本专利技术涉及一种减小环保车辆驱动轴振动的控制方法，在该方法中利用机械连接至驱动轴的电动机减小驱动轴产生的振动。
技术介绍
通常情况下，环保车辆，比如，纯电动车辆(EV：electricvehicle)或混合动力电动车辆(HEV：hybridelectricvehicle)，利用电动机作为驱动源进行驱动。纯电动车辆(EV)仅利用由电池电源供电的电动机的动力进行驱动，HEV有效地结合发动机动力和电动机动力进行驱动。环保车辆的另一实例包括通过用燃料电池产生的动力运行电动机进行驱动的燃料电池电动车辆(FCEV：fuelcellelectricvehicle)。FCEV也是利用电动机驱动的车辆，其一般与纯电动车辆(EV)和HEV一起广义上分类为由电力驱动的电动车辆(EV)。图1示出了EV的系统配置。如图所示，驱动电动机(MG1)13和驱动轴之间彼此机械连接，EV包括含有驱动和控制驱动电动机13的逆变器16的电动机控制单元(MCU：motorcontrolunit)17、向驱动电动机13供应驱动力的高压电池18和控制电池18的电池管理系统(BMS：batterymanagementsystem)19。此处，电池18用作车辆的驱动源(电源)并通过逆变器16以可充放电的方式连接至驱动电动机13，并且逆变器16将电池的直流电逆变为三相交流电并将逆变的电流用于驱动电动机13以驱动驱动电动机13。电池管理系统(BMS)19收集电池18的电池状态信息，比如电压、电流、温度、荷电状态(SOC)(％)等。此处，BMS19将收集的电池状态信息提供给车辆的另一控制器，或者直接用电池状态信息控制电池充放电。图2示出了HEV的系统配置，并示出了利用安装有变速器的电气装置(TMED：transmissionmountedelectricdevice)的传动系配置，在安装有变速器的电气装置中，变速器14配置在驱动电动机13的输出侧。如图所示，HEV包括串列设置以用作用于车辆驱动的驱动源的发动机11和驱动电动机13、设置在发动机11和驱动电动机13之间以连接或断开动力的发动机离合器12、切换发动机11和驱动电动机13的动力并将切换的动力传输至驱动轴的变速器14、和直接连接至发动机11以传递动力的起动发电机(MG2)15。发动机离合器12通过锁定或开放操作连接或断开两个驱动源，即驱动车辆的发动机11和驱动电动机13之间的动力。此外，用作车辆电源的电池18通过逆变器16以可充放电的方式连接至驱动电动机13和起动发电机15。逆变器16将电池的直流电逆变成三相交流电并将逆变的电流用于驱动电动机13和起动发电机15以驱动驱动电动机13和起动发电机15。起动发电机15执行起动电动机和发电机的集成功能。当驱动时起动发电机15通过将其中的动力通过动力传输机构(比如，皮带和滑轮)传输至发动机11或通过接收从发动机11传输来的旋转力产生电力，并用发电运行期间产生的电能为电池18充电。然而，在上述传统环保车辆中，其缺点在于不能获得现有转矩变换器的机械减振效果。因此，由于与当速度改变时、当进行按压/释放操作(按压或释放加速踏板操作)或当发动机离合器有问题时出现的驱动轴振动一起出现的振动现象，比如，震动(shock)或颤动(jerk)(瞬时或快速运动)，导致舒服度和可操作性降低的问题。那就是说，由于安置在转矩源和驱动系统之间的减振器几乎未被使用，转矩源(发动机或电动机)振动或外部振动很少衰减。需要提取驱动轴的振动分量以减小驱动轴振动。减振性能根据振动分量的提取精确性变化，因此精确地提取振动分量是非常重要的。在作为一种为解决上述问题而抑制驱动轴振动方法的常规防振控制技术中，电动机的模型速度和实际速度之间的偏差被视为振动，速度之间的偏差乘以一定值并对所得乘积值进行反馈，从而抑制振动。例如，已对控制防振动的装置和方法进行了研究，在该研究中基准速度偏差和速度偏差平均值可由电动机的模型速度和实际速度之间的速度偏差计算得到，进而确定是否出现驱动轴振动。当确定驱动轴出现振动时，计算用于减小驱动轴振动的防振电动机校正所需的转矩幅度以控制电动机转矩。在该技术中，设计了理想的驱动轴模型，即，可以计算忽略振动的驱动轴理想速度(模型速度)的模型，并且通过将电动机转矩指令减去阻力矩所得的驱动轴净转矩输入到该模型，进而获得排除振动分量的驱动轴速度(以下简称为模型速度)。此处，用于计算模型速度的模型不能精确考虑实际车辆产生的负载转矩等，因此计算的模型速度有误差。为纠正误差，电动机的模型速度和实际速度之间的差乘以给定增益值以计算校正转矩，然后驱动轴的净转矩便被校正。然而，只有当模型速度和实际速度之差存在时才可以进行校正，因此精确性是低的。此外，已经控制防振(anti-jerk)的方法和系统的进行了研究，在该研究中，用机械连接至驱动电动机的车轮速度计算模型速度。当用上面所述的车轮速度计算模型速度时，由于车轮负载是大的，其可以精确地计算模型速度，进而驱动轴振动衰减。此外，由于车轮速度是驱动轴振动衰减产生的分量，因此可精确地计算出模型速度。由于模型速度是仅使用用于车轮速度的信号处理来计算的，因此负载系数是低的。然而，即使当车轮机械连接到驱动轴，车轮速度在动力学关系中与驱动轴的速度相比时也是延迟的。当车辆状态快速变化时，比如，当车辆加速或减速时，延迟分量增加，因此错误的振动分量可能会被提取。当因上述延迟振动分量是被错误提取时，可以输出用于减小由错误提取的振动分量确定的减振补偿转矩以便阻止车辆加速/减速。获得模型速度的方法已被开发，在该方法中为驱动轴设计了理想模型，且计算的驱动轴净转矩输入到该模型。此处，获得的模型速度中所包含的误差被假定为施加于车辆的扰动转矩所产生的误差。估计误差后，由驱动轴的净转矩分量补偿扰动转矩以计算模型速度。因此，与现存的利用转矩的模型速度计算方案相比，可以更精确地计算模型速度。通过将测量的驱动轴转速输入到设计的驱动轴模型的倒数来估计输入到驱动轴的转矩，然后将估计的转矩与驱动轴的输入净转矩相比较，来计算扰动转矩。在驱动轴模型的传递函数的倒数中，分子的阶次大于分母的阶次，从数学意义上来说这与微分相对应。当使用传递函数时，出现所测量的驱动轴转速的信号噪声。
技术实现思路
本专利技术旨在解决上述现有技术相关的问题。本专利技术的一方面提供了一种减小环保车辆驱动轴振动的方法。该方法能够通过提高模型速度计算以提取精确的振动分量进而有效地减小驱动轴振动。根据本专利技术的一个实施例，一种减小环保车辆的驱动轴的振动的方法，所述方法包括以下步骤：获得输出驱动车辆的驱动电动机的转矩的驱动轴的实际速度；计算驱动轴的模型速度；基于获得的驱动轴的实际速度和计算的模型速度之间的偏差获得振动分量；和根据振动分量来产生减小驱动轴的振动的减振补偿转矩，其中计算的步骤包括：基于传递至驱动轴的转矩计算驱动轴输出所需转矩；利用驱动轴的实际速度估计输入至驱动轴的驱动轴输入转矩；利用驱动轴输出所需转矩和驱动轴输入转矩估计扰动转矩；利用估计的扰动转矩计算通过将扰动转矩和驱动轴输出所需转矩相加而获得的驱动轴模型输入转矩；和利用作为输本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种减小环保车辆的驱动轴的振动的方法，所述方法包括以下步骤：获得输出驱动车辆的驱动电动机的转矩的驱动轴的实际速度；计算驱动轴的模型速度；基于获得的驱动轴的实际速度和计算的模型速度之间的偏差获得振动分量；和根据振动分量来产生减小驱动轴的振动的减振补偿转矩，其中计算的步骤包括：基于传递至驱动轴的转矩计算驱动轴输出所需转矩；利用驱动轴的实际速度估计输入至驱动轴的驱动轴输入转矩；利用驱动轴输出所需转矩和驱动轴输入转矩估计扰动转矩；利用估计的扰动转矩计算通过将扰动转矩和驱动轴输出所需转矩相加而获得的驱动轴模型输入转矩；和利用作为输入接收驱动轴模型输入转矩的驱动轴模型计算模型速度。

【技术特征摘要】
2015.08.12 KR 10-2015-01136311.一种减小环保车辆的驱动轴的振动的方法，所述方法包括以下步骤：获得输出驱动车辆的驱动电动机的转矩的驱动轴的实际速度；计算驱动轴的模型速度；基于获得的驱动轴的实际速度和计算的模型速度之间的偏差获得振动分量；和根据振动分量来产生减小驱动轴的振动的减振补偿转矩，其中计算的步骤包括：基于传递至驱动轴的转矩计算驱动轴输出所需转矩；利用驱动轴的实际速度估计输入至驱动轴的驱动轴输入转矩；利用驱动轴输出所需转矩和驱动轴输入转矩估计扰动转矩；利用估计的扰动转矩计算通过将扰动转矩和驱动轴输出所需转矩相加而获得的驱动轴模型输入转矩；和利用作为输入接收驱动轴模型输入转矩的驱动轴模型计算模型速度。2.根据权利要求1所述的方法，其中通过从使用驱动电动机和发动机作为车辆的驱动源的环保车辆的混合动力电动车辆(HEV)中的驱动电动机、发动机和直接连接至发动机的起动发电机各自所需的转矩的总和减去车辆负载转矩和驱动轮的制动器所需的制动转矩的总和，来计算驱动轴输出所需转矩。3.根据权利要求1所述的方法，其中通过从利用驱动电动机作为车辆驱动源的环保车辆的电动车辆(EV)中的驱动电动机所需的转矩减去车辆负载转矩和驱动轮的制动器所需的制动转矩的总和，来计算驱动轴输出所需转矩。4.根据权利要求1所述的方法，其中估计驱动轴输入转矩的步骤包括：用驱动轴模型的传递函数和驱动轴的实际速度(ω)估计驱动轴输
\t入转矩，其中所述驱动轴输入转矩(Tacc')是利用以下公式进行估计的：Tacc'＝Q(s)×ω/Gm(s)，其中Q(s)是滤波器的传递函数，Gm(s)是驱动轴模型的传递函数。5.根据权利要求4所述的方法，其中所述滤波器的传递函数Q(s)是被设置成在Q(s)/Gm(s)中分子的阶次小于或等于分母的阶次。6.根据权利要求4所述的方法，其中作为滤波器使用一阶低通滤波器(LPF)，和滤波器的传递函数为Q(s)＝1/(τs+1)，其中τ是指滤波器的时间常数。7.根据权利要求4所述的方法，其中所述驱动轴模型的传递函数为Gm(s)＝1/Jms，其中Jm是指驱动轴的惯性矩。8.根据权利要求4所述的方法，其中所述扰动转矩(d')是通过利用滤波器(Q)并利用以下公式进行估计的：d'＝Q(s)×Tnet'-Tacc'，其中Q(s)指滤波器的传递函数，Tnet'指驱动轴输出所需转矩，Tacc'指驱动轴输入转矩，和具有与用于估计驱动轴输入转矩的滤波器的传递函数相同的传递函数的滤波器应用于估计扰动转矩(d')的滤波器(Q)。9.根据权利要求1所述的方法，其中估计扰动转矩的步骤包括：通过驱动轴输出所需转矩和驱动轴输入转矩之间的差值来计算扰动转矩。10.根据权利要求9所述的方法，其中估计噪声分量的滤波器用于驱动轴输出所需转矩以使用以下公式估计扰动转矩(d')：d'＝Q(s)×Tnet'-Tacc'，其中Q(s)指滤波器的传递函数，Tnet'指驱动轴输出所需转矩，Tacc'指驱动轴输入转矩。11.根据权利要求10所述的方法，其中作为滤波器使用一阶低通滤波器(LPF)，和滤波器的传递函数为Q(s)＝1/(τs+1)，其中τ是指滤波器的时间常数。12.根据权利要求1所述的方法，其中计算模型速度的步骤包括：用以下公式计算模型速度(ωm)：ωm＝Gm(s)×Tm，其中Gm(s)指驱动轴模型的传递函数...

【专利技术属性】
技术研发人员：高永宽，丁泰荣，
申请(专利权)人：现代自动车株式会社，
类型：发明
国别省市：韩国;KR