梁崇寧

摘 要：文章分析了某款純電動乘用車在駕駛性標定時，升扭階段轉(zhuǎn)速超調(diào)幅度過大是引起乘員主觀感受加速沖擊偏大的原因，以整車控制器降低扭矩變化率達到降低齒輪嚙合扭矩以及電機控制器提高扭矩控制精度的方法，降低了轉(zhuǎn)速變化幅度，改善了主觀感受的加速沖擊感，實驗結(jié)果表明該標定方法對低速小油門工況下的車輛平順性有較好的提升效果。

關(guān)鍵詞：標定;駕駛性;電動汽車

中圖分類號：U469.72 ?文獻標識碼：A? 文章編號：1671-7988（2020）03-05-03

前言

駕駛性標定按照速度段來標定的方法，分為低速，中速，高速標定，其中每一個速度段又細分為油門踏板解析，能量回收標定。駕駛性的結(jié)果評價一般分為主觀評價和客觀評價兩方面。主觀評價要達成在測試工況下主觀評價達到可接受的評分目標，客觀評價要達成轉(zhuǎn)速和扭矩振幅和響應(yīng)時間不超過特定預(yù)設(shè)值的目標，本文主要闡述駕駛性主客觀評價的判定方法，以及某車型低速小油門標定中遇到的加速沖擊偏大的問題以及實際解決方法。

1 駕駛性主客觀評價標準

1.1 主觀評價標準

目前對車輛駕駛性評估一般采用主觀評價方法，主觀評價方法采用打分法，如下所示：

執(zhí)行主觀評價需要在特定工況下進行，一般分為瞬態(tài)工況和穩(wěn)態(tài)工況，再根據(jù)各個工況的加權(quán)取平均得到總的駕駛性主觀評分。就本文而言，執(zhí)行的評價工況為低速小油門工況。

1.2 客觀評價標準

客觀評價指標包括電機轉(zhuǎn)速超調(diào)n₀和轉(zhuǎn)速下沖，電機實際扭矩和整車控制器扭矩指令差值T_diff，電機扭矩響應(yīng)時間。低速小油門工況下的電機轉(zhuǎn)速形態(tài)如圖1所示，扭矩曲線形態(tài)如圖2所示。其中為轉(zhuǎn)速超調(diào)n₀主要是由于電機轉(zhuǎn)子和減速器間存在齒間間隙，當扭矩從零開始上升時，轉(zhuǎn)子由原位置經(jīng)過齒間間隙加速，轉(zhuǎn)速快速上升，和前方齒輪接觸瞬間達到最大，在完全嚙合后由于受到阻力轉(zhuǎn)速會下降，但是扭矩持續(xù)上升，轉(zhuǎn)速又開始上升。

2 低速駕駛性標定以及問題

2.1 扭矩控制以及標定方法

該車型使用經(jīng)典的轉(zhuǎn)速-扭矩控制方法，如圖3 所示。VCM以油門踏板和電機轉(zhuǎn)速信號作為輸入，經(jīng)過查表計算得到目標扭矩和扭矩變化率，當前扭矩按照變化率逐漸上升或下降到目標扭矩，VCM將實時計算得到的扭矩發(fā)送給MCU，MCU使用直接轉(zhuǎn)矩控制技術(shù)按照此目標扭矩調(diào)節(jié)電機扭矩輸出。駕駛性的標定即標定VCM的油門踏板解析值和扭矩變化率，而MCU的則盡量減小輸出扭矩和目標扭矩的誤差，即提高扭矩控制精度。

2.2 加速沖擊問題的產(chǎn)生

在實際標定時，需要先標定油門踏板解析值再標定扭矩變化率。

為了保證動力性的主觀體驗，低速時的油門較小時的解析值不能給得太小，從而輸出扭矩足夠大，才能做到輕踩油門就有動力輸出的駕乘體驗。使用預(yù)設(shè)的油門踏板和扭矩變化率，在車速為10km/h～20km/h時，反復(fù)間歇松踩油門踏板，每次開度區(qū)間在5%～20%，在每次踩下油門踏板瞬間，乘員都會感受到明顯的加速沖擊，該工況下的主觀評價僅為及格。查看CAN總線上的數(shù)據(jù)，在升扭階段，轉(zhuǎn)速超調(diào)量已經(jīng)達到100rpm左右，同時在轉(zhuǎn)速超調(diào)產(chǎn)生時，MCU的扭矩跟隨精度較差，和VCM的指令最大絕對誤差達到7.2N·m，數(shù)據(jù)如圖4所示。

顯而易見，轉(zhuǎn)速突變帶來的沖擊會通過傳動系統(tǒng)以及車身等部件傳遞給乘員，對于同一個車而言，超調(diào)量越大，沖擊越明顯。在機械間隙不變的前提下，降低嚙合時的扭矩可以減小超調(diào)量，即為降低扭矩變化率。另一方面，MCU使用直接轉(zhuǎn)矩控制技術(shù)，轉(zhuǎn)矩和指令的差值越大則意味著轉(zhuǎn)矩波動越大，則轉(zhuǎn)速波動越大，因此減小差值也可以減小超調(diào)量。

由前述分析可知，乘員感受到的加速沖擊時由于轉(zhuǎn)速超調(diào)產(chǎn)生的，能夠調(diào)節(jié)的部分為油門踏板解析值，扭矩變化率以及MCU 輸出扭矩和目標扭矩的差值。由于踏板解析值對乘員動力主觀感受影響較大，一般不會調(diào)整該值，因此需要從扭矩變化率和扭矩精度著手。

3 解決方案以及驗證

3.1 降低VCM控制變化率

首先從扭矩變化率著手，產(chǎn)生轉(zhuǎn)速超調(diào)對應(yīng)的轉(zhuǎn)速約為1000rpm，扭矩約為10N·m，當前使用的扭矩變化率如表2所示。

經(jīng)過反復(fù)試驗和驗證，在保證扭矩響應(yīng)時間的前提下，將扭矩變化率略微降低，得到表3的扭矩變化率，在同樣的工況下，轉(zhuǎn)速超調(diào)量有所降低，達到86rpm，MCU扭矩和VCM的指令最大絕對誤差為4.2N·m，如圖5所示。主觀評價加速沖擊感略有降低但并不能達到可接受的評級。

3.2 提高MCU扭矩控制精度

在降低扭矩變化率的前提下，MCU通過提高控制精度

減小MCU輸出扭矩和VCM扭矩指令的差值，經(jīng)過試驗和驗證，同樣工況下，轉(zhuǎn)速超調(diào)量降低到了60rpm，MCU扭矩和VCM的指令最大絕對誤差為4.2N·m，如圖6所示。主觀評價加速沖擊感大幅度降低，評分達到可接受評級，提高了駕駛舒適性。

4 結(jié)論

本文研究了純電動車低速小油門工況下乘員主觀感受加速沖擊偏大的現(xiàn)象，結(jié)論如下。

升扭階段轉(zhuǎn)速變化幅度過大是引起乘員主觀感受加速沖擊偏大的原因。

整車控制器降低升扭階段的扭矩變化率，進而降低了齒輪嚙合時的扭矩，可以略微降低轉(zhuǎn)速超調(diào)幅度。

在降低變化率的基礎(chǔ)上，電機控制器提高扭矩控制精度，降低了扭矩波動幅度，進而可以降低轉(zhuǎn)速超調(diào)量，達到了改善加速沖擊感的目的，進而提高駕駛平順性。

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