為什么要施加主動防抖控制?原因很簡單:新能源汽車的電機到車輪之間沒有傳統內燃機車上的扭轉阻尼減振器,所以傳動系上的抖動無法被阻斷和吸收,同時抖動通過殼體、懸置等耦合到車身,于是整車彌漫著農業重金屬氣息。With這種車,你無法步入新時代,因為你所有撩的套路都見光死,甚至連只想當個安靜的美男子的愿望也灰飛煙滅,因此,才有主動防抖控制來抑制抖動。
那么沒人車震,車里也沒有內心住著縫紉機的抖腿一族,為啥車會抖呢?工程師說電機經減速器過半軸最后到車輪,這樣一個傳動系可以等效為二階系統,見下圖,大小慣量、剛度和阻尼等是它的參量,在階躍扭矩輸入條件下或者運行在固有頻率區間,就會發生振動。
這么說有點抽象有點費腦細胞,舉個例子:60千克的小明,虎虎生風的推了一把動他最后一根辣條的熊孩子,啪,熊孩子倒在了兩米外;改天,他又去推了一把動他最后一根辣條的體重180千克隔壁老王,老王紋絲未動,而小明被彈了出去,踉踉蹌蹌幾乎摔倒。嗯,大概就是這個意思……
既然有抖動,那就想方法抑制它。抖動,其本質是傳動系中存在彈性勢能與機械能的交變,如上圖所示為二階系統上施加階躍扭矩后,小慣量端軸系存在最大約±30牛米的交變力,其波動周期在100ms左右,而E-Drive系統的扭矩響應周期為數十毫秒量級,快于波動速度數倍,因此,通過主動補償與轉速波動反相位的扭矩來抵消交變彈性勢能,進而抑制轉速波動就是可行的。
下圖是實踐后得到的進行主動防抖控制前后的結果對比圖(圖中為電機轉速曲線),可見,主動防抖是有效的,對得起工程師身體被掏空的付出。
會吃的小伙伴可能會有疑問:你告訴我這東西好吃,但是沒說怎么吃……這個就各家有各家的吃法了,依客官口味,是香煎、是糖醋,還是酸辣,都來噻。
在補償扭矩前,需要先獲得轉速波動量。可以采用模型法,類似于對照現實世界,建立虛擬的平行世界。現實世界中難以窺探的信號,在平行世界中可以觀測并輸出,這其中就包含轉速波動量。
也可以采用特定的頻率檢出法,下圖,為經過特定頻率檢出法后得到的波動轉速。
甚至可以采用傳感器實測波動的方法,但是這種方法涉及較大的硬件成本投入(硬線信號或高速CAN信號),故市場上幾無應用,不做深究。
基于上述方法得到轉速波動量之后,再經過一定的策略獲得補償扭矩,最終傳動系的抖動被抑制,抖動的無限可能坍塌為一種:平順輸出,新老司機盡開顏(享受絲滑的駕乘體驗)。
當然,以上控制套路可以搞定很多問題,但絕不是萬能的,實際車輛發生抖動的原因非常復雜,例如混動車上的發動機、多檔變速器等因素,需要具體情況具體分析。定位抖動源頭后,協調相關工程師,擼起袖子加油解決。如果解決不了,那就請大家吃一頓火鍋,一頓不行,那就兩頓……
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