新能源汽车车速的防抖功能—Anti jerk function介绍

发布时间:2023-07-18  

无论是新能源汽车,还是传统发动机车辆都使用到Anti-jerk 功能。只是传统车辆anti-jerk 功能是放在VCU或ECU里面实现,而新能汽车放在MCU或VCU里面实现。于新能源汽车而言,大部分OEM要求MCU具备Anti–Jerk 功能。汽车行驶时,驱动扭矩从动力系统产生,传递到车辆轮边,经历了多个环节。


由于部分环节存在弹性元件以及传动链间隙,让本来复杂的动力输出变得更加扑朔迷离。整车驾驶标定过程常会遇到好多驾驶性问题,例如:Tip in Bump、Tip in Shock、Tip in Hesitation、Tip in surge 、Tip in Stumble、Tip in retard 、Tip out Shock、 Tip out Surge等,特别在低附着系数的路面,例如:冰面,更易发生这些问题。


然而,这些问题或多或少都牵涉到anti-jerk功能,这是一个神奇的功能,专制各种不服。不过,你若不熟悉它的脾气,它将带给你各种不服、各种意外的惊吓。下面就来介绍Anti-jerk 功能。


1. 防抖的概念

动力传动系统输出扭矩的突变,引起了车速的抖动。为了搞清楚车速怎样抖动的,我们做如下分析,如图1所示,车速的分成:车速恒定量、加速度量和车速抖动量。

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图1. 车速的成分

若还未能理解车速的成分的话,那就把车速理解成一种波,是由车速恒定量波、加速度量波和车速抖动量波的三个波形叠加组成。如图2所示。

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图2.车速的成分示意图

当防抖功能检测到车速的抖动时,将车速抖动量部分筛选出来,再根据车速抖动量的大小,在参考扭矩上叠加一定量的消抖扭矩,以达到消除速度抖动。如图3所示 。

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基于上述框图,可将防抖功能理解成:将车速进行滤波,再乘以系数K,得到“消抖扭矩”。因此,防抖功能的关键点在于:

  • 车速的滤波,提取“车速抖动量”;

  • “车速抖动量”转化成“消抖扭矩”的系数K。

2. 防抖功能的各模块

根据上述防抖功能的概念,我们进一步细分下去,得到防抖功能的各模块,如图4所示。

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1). **低通滤波器_1 **是为了过滤掉测量信号(即:车速信号)的随机噪声,这也是低通滤波的常用法;

2). 高通滤波器_1 是为了过滤掉车速的恒定量成分;

3). **高通滤波器_2 **是为了过滤掉车速的加速度量成分;

4). 转换器是为了将速度抖动量转化成消抖扭矩,其转换系数K的单位为:Nm/rpm;

5). **低通滤波器_2 **是为了使得经过高通滤波后的信号更加Smoothly, 避免高通滤波器造成的尖峰波出现;

6). 延时触发器是为了确保消抖扭矩在正确的时间点起作用,也避免采样、运算等过程造成的时间延时。通俗地讲:就是让最大的消抖扭矩,每次尽可能正对着速度波形的波峰起作用,以达到更好地消抖效果。

7). 限扭矩模块是据于安全考虑,设置了消抖扭矩的最大阀值,避免某些极特殊的工况下,参考扭矩与目标扭矩相差太大,造成安全事故。

另外,建模时,还需考虑以下因素:

不同档位,其速比不同,齿轮间隙也不同;离合器滑磨接触引起的速差等因素,都将导致输入信号(即:速信号)被放大或缩小倍率不同,同时带来速度抖动量的放大或缩小倍率不同,故需相应地调整高通滤波器输入信号的放大或缩小倍率。

**3. **事例

下面提一个我们遇到的车速抖动工况:车辆行驶在低附着系数路面上,驾驶员急踩油门,TCS系统检测到轮胎出现打滑现象,立刻限制了请求扭矩,这个过程车速出现很大的抖动,如图5所示。稍作标定后车速抖动得到很大改善。

针对anti-jerk功能稍作标定的项目:

  • 调整高通滤波器输入信号的放大倍率的系数;

  • 调整触发器内消抖扭矩介入作用的时间点。

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图5.防抖功能标定前后的事例

正如文章开头提到:Anti-jerk function 是个神奇的功能,你若不熟悉它的脾气,它将带给你各种不服、各种意外的惊吓。没有用好它,在某些工况下,反而起到负作用,如图5标定前的效果所示。


文章来源于:电子工程世界    原文链接
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