减小尖峰电流的电子驻车控制方法与流程

1.本发明涉及的是一种电动汽车控制领域的技术，具体是一种减小尖峰电流的电子驻车控制方法。


背景技术：

2.电动汽车中的电子驻车机构(epp)作为整车的一个零部件，由cdd供电，在mcu电机控制器电路中集成相关的控制电路，具有驻车(入p)和非驻车(出p)两种常态，如图1所示。
3.现有的epp多采用直流有刷电机，其控制方法一般是以位置闭环的pi控制epp实现出入p功能。该方法的特点是启动瞬间拉满占空比，使epp执行电机迅速加速，凸轮快速接近预期位置，之后反向输出占空比，使电机减速，然后正向输出较小的占空比，使凸轮缓慢转到入p参考点。但该技术直接造成启动瞬时电流和减速时反向输出电流的峰值非常大，峰值持续时间较短，对控制器造成冲击，会减短控制器寿命。此外，电压高时，峰值电流会更大，极易造成过流，或者具有冲击保险丝等的风险。因此，降低epp启动瞬时电流是十分有必要的。如图2，位置闭环epp启动峰值电流。


技术实现要素：

4.本发明针对现有技术存在的上述不足，提出一种减小尖峰电流的电子驻车控制方法，能够有效降低位置闭环控制下epp启动时造成峰值电流，可以降低控制器在电流承载能力选型方面的成本，提高epp的响应时间。
5.本发明是通过以下技术方案实现的：
6.本发明涉及一种减小尖峰电流的电子驻车控制方法，通过状态管理模型进行双环控制模型和位置闭环控制模型的切换，再将三个模型生成代码后刷写至控制器，实现电子驻车控制，其中：双环控制模型以电流环为内环、以位置闭环为外环并进行内外环的pi参数调节；位置闭环控制模型只有位置闭环并进行位置闭环pi参数调节。
7.所述的双环控制模型为：i(k)＝i(k-1)+kp1*[epos(k)-epos(k-1)]+ki1*epos(k)，dty(k)＝dty(k-1)+kp2*[ei(k)-ei(k-1)]+ki2*ei(k)，其中：i(k)为双环控制中根据位置环调节得到的参考电流值，k为当前采样时刻，epos(k)为参考位置与反馈位置的误差，参考位置是指：由机械安装决定的p档或np档的棘爪所处的理想位置常量；反馈位置是指：当前采样时刻棘爪所处的实际位置；kp1、ki1分别为位置环pi参数；dty(k)为双环控制输出占空比，ei(k)为参考电流与反馈电流的误差，参考电流是指：当前采样时刻计算得到的系统需要输出的电流；反馈电流是指：当前采样时刻系统实际输出的电流；kp2、ki2分别为电流环pi参数。
[0008]
所述的位置环pi参数，通过在线标定获取，通过参数的设定可以实现对参考位置的稳定的控制。
[0009]
所述的电流环pi参数，通过在线标定获取，通过参数的设定可以实现对参考电流的稳定的控制。
[0010]
所述的位置闭环控制模型为：dty(k)＝dty(k-1)+kp3*[epos(k)-epos(k-1)]+ki3*epos(k)，其中：dty(k)为位置闭环控制输出占空比，epos(k)为参考位置与反馈位置的误差，kp3、ki3分别为位置环pi参数。
[0011]
所述的位置环pi参数，通过在线标定获取，通过参数的设定可以实现对参考位置的稳定的控制。
[0012]
所述的切换是指：当epp开关后，先以双环控制模型控制策略运行t1时间后，再切换为位置闭环控制模型运行策略进行运行，直至凸轮运行至预期位置。
[0013]
所述的t1时间通过在线标定获取：当仅有位置闭环时，电机加速度减小的时刻为控制策略进行切换的时刻。技术效果
[0014]
本发明通过减小epp电机的启动峰值电流，整体解决峰值电流过大造成的控制系统冲击问题。实现在相同电压下，显著减少出入p动作完成时间减少、在相同硬件设施下显著提高系统速率。
附图说明
[0015]
图1为现有epp执行器结构示意图；
[0016]
图2为仅位置闭环反馈电流示波器图；
[0017]
图3为本发明流程图；
[0018]
图4为实施例控制策略示意图；
[0019]
图5为实施例反馈电流示波器图。
具体实施方式
[0020]
如图3所示，为本实施例涉及一种减小尖峰电流的电子驻车控制方法，针对的硬件实现环境为：电机、电机控制器、带有epp的减速箱组合的三合一总成电驱动系统。
[0021]
所述的方法，具体包括以下步骤：
[0022]
步骤1：设计以电流环为内环，以位置闭环为外环的双环控制模型，并进行内外环的pi参数调节。
[0023]
步骤2：设计位置闭环控制模型进行位置闭环pi参数调节。
[0024]
步骤3：设计状态管理模型，实现双环控制模型与位置闭环控制模型的切换。
[0025]
步骤4：设定时间参数t1，当epp开关后，先以双环控制模型1控制策略运行t1时间后，在切换为位置闭环控制模型2运行策略进行运行，直至凸轮，运行至预期位置。
[0026]
对步骤1-4进行说明，步骤1中设计双环控制模型1，原因是电流闭环可以有效的保证反馈电流可以跟随最大设定电流，从而可以实现消除峰值电流的目标。位置闭环又可以实现对凸轮转动角度的调节，但是由于epp电机为直流有刷电机，运行一段时间后会存在电流饱和现象。而电流饱和会导致输出占空比一直为1，epp的电机会一直加速运行至预期位置，所以在入p点会导致凸轮过冲，回调后稳定在入p点，这种情况下，虽然未出现峰值电流，但是会导致调节时间过长，无法满足设计需求。因此，需要epp电机存在先加速后减速的过程。而仅位置闭环的控制恰好满足电机先加速后减速的运行过程。所以考虑在开管前期，t1时间内使用双环控制模型1来使电流跟随，在t1时刻，使用状态管理模型，切换位置闭环控
制模型2来进行占空比减小调节，即减速调节。如图3控制策略流程图，如图4为控制策略示意图。
[0027]
将控制策略模型生成代码后集成为hex文件，刷写到控制器后进行调试，如图4，出入p电流波形图。可以看出，在epp整个运行过程中，电流一直稳定的跟随预期，未出现峰值电流；并且入p时间短，未出现凸轮过冲的现象。在本实施例所设计的控制策略下，进行数次出入p实验，结果发现，epp运行稳定，响应迅速，电流反馈平稳。
[0028]
经过具体实际实验，硬件设施为三合一电驱总成，通过低压线束给电机控制器上电，通过can设备模拟整车发送控制epp出入p指令，在以上述三组pi参数与t1参数下，能够得到的实验数据如图5所示。
[0029]
与现有技术相比，本方法能够大幅减小epp电机启动时刻的峰值电流，进而可以减小芯片选型中对电流的限值，具有节省成本的作用并且可以减小对于控制系统的冲击。相同硬件设施条件下，减小出入p动作完成时间，对于提升产品竞争力具有十分重要意义。
[0030]
上述具体实施可由本领域技术人员在不背离本发明原理和宗旨的前提下以不同的方式对其进行局部调整，本发明的保护范围以权利要求书为准且不由上述具体实施所限，在其范围内的各个实现方案均受本发明之约束。

技术特征：
1.一种减小尖峰电流的电子驻车控制方法，其特征在于，通过状态管理模型进行双环控制模型和位置闭环控制模型的切换，再将三个模型生成代码后刷写至控制器，实现电子驻车控制，其中：双环控制模型以电流环为内环、以位置闭环为外环并进行内外环的pi参数调节；位置闭环控制模型只有位置闭环并进行位置闭环pi参数调节；所述的双环控制模型为：i(k)＝i(k-1)+kp1*[epos(k)-epos(k-1)]+ki1*epos(k)，dty(k)＝dty(k-1)+kp2*[ei(k)-ei(k-1)]+ki2*ei(k)，其中：i(k)为双环控制中根据位置环调节得到的参考电流值，k为当前采样时刻，epos(k)为参考位置与反馈位置的误差，参考位置是指：由机械安装决定的p档或np档的棘爪所处的理想位置常量；反馈位置是指：当前采样时刻棘爪所处的实际位置；kp1、ki1分别为位置环pi参数；dty(k)为双环控制输出占空比，ei(k)为参考电流与反馈电流的误差，参考电流是指：当前采样时刻计算得到的系统需要输出的电流；反馈电流是指：当前采样时刻系统实际输出的电流；kp2、ki2分别为电流环pi参数；所述的位置闭环控制模型为：dty(k)＝dty(k-1)+kp3*[epos(k)-epos(k-1)]+ki3*epos(k)，其中：dty(k)为位置闭环控制输出占空比，epos(k)为参考位置与反馈位置的误差，kp3、ki3分别为位置环pi参数。2.根据权利要求1所述的减小尖峰电流的电子驻车控制方法，其特征是，所述的位置环pi参数，通过在线标定获取，通过参数的设定可以实现对参考位置的稳定的控制。3.根据权利要求1所述的减小尖峰电流的电子驻车控制方法，其特征是，所述的电流环pi参数，通过在线标定获取，通过参数的设定可以实现对参考电流的稳定的控制。4.根据权利要求1所述的减小尖峰电流的电子驻车控制方法，其特征是，所述的位置环pi参数，通过在线标定获取，通过参数的设定可以实现对参考位置的稳定的控制。5.根据权利要求1所述的减小尖峰电流的电子驻车控制方法，其特征是，所述的切换是指：当epp开关后，先以双环控制模型控制策略运行t1时间后，再切换为位置闭环控制模型运行策略进行运行，直至凸轮运行至预期位置。6.根据权利要求5所述的减小尖峰电流的电子驻车控制方法，其特征是，所述的t1时间通过在线标定获取：当仅有位置闭环时，电机加速度减小的时刻为控制策略进行切换的时刻。

技术总结
一种减小尖峰电流的电子驻车控制方法，通过状态管理模型进行双环控制模型和位置闭环控制模型的切换，再将三个模型生成代码后刷写至控制器，实现电子驻车控制，其中：双环控制模型以电流环为内环、以位置闭环为外环并进行内外环的PI参数调节；位置闭环控制模型只有位置闭环并进行位置闭环PI参数调节。本发明能够有效降低位置闭环控制下EPP启动时造成峰值电流，可以降低控制器在电流承载能力选型方面的成本，提高EPP的响应时间。提高EPP的响应时间。提高EPP的响应时间。


技术研发人员：袁文莉 罗继涛 郭瑞涛 刘海茹 李育
受保护的技术使用者：上海汽车变速器有限公司
技术研发日：2020.11.23
技术公布日：2022/5/25