新能源汽車車速的防抖功能—Anti jerk function介紹

無論是新能源汽車，還是傳統(tǒng)發(fā)動機車輛都使用到Anti-jerk 功能。只是傳統(tǒng)車輛anti-jerk 功能是放在VCU或ECU里面實現(xiàn)，而新能汽車放在MCU或VCU里面實現(xiàn)。于新能源汽車而言，大部分OEM要求MCU具備Anti–Jerk 功能。汽車行駛時，驅(qū)動扭矩從動力系統(tǒng)產(chǎn)生，傳遞到車輛輪邊，經(jīng)歷了多個環(huán)節(jié)。

由于部分環(huán)節(jié)存在彈性元件以及傳動鏈間隙，讓本來復雜的動力輸出變得更加撲朔迷離。整車駕駛標定過程常會遇到好多駕駛性問題，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，特別在低附著系數(shù)的路面，例如：冰面，更易發(fā)生這些問題。

然而，這些問題或多或少都牽涉到anti-jerk功能，這是一個神奇的功能，專制各種不服。不過，你若不熟悉它的脾氣，它將帶給你各種不服、各種意外的驚嚇。下面就來介紹Anti-jerk 功能。

1. 防抖的概念

動力傳動系統(tǒng)輸出扭矩的突變，引起了車速的抖動。為了搞清楚車速怎樣抖動的，我們做如下分析，如圖1所示，車速的分成：車速恒定量、加速度量和車速抖動量。

圖1. 車速的成分

若還未能理解車速的成分的話，那就把車速理解成一種波，是由車速恒定量波、加速度量波和車速抖動量波的三個波形疊加組成。如圖2所示。

圖2.車速的成分示意圖

當防抖功能檢測到車速的抖動時，將車速抖動量部分篩選出來，再根據(jù)車速抖動量的大小，在參考扭矩上疊加一定量的消抖扭矩，以達到消除速度抖動。如圖3所示 。

基于上述框圖，可將防抖功能理解成：將車速進行濾波，再乘以系數(shù)K，得到“消抖扭矩”。因此，防抖功能的關(guān)鍵點在于：

• 車速的濾波，提取“車速抖動量”；
• “車速抖動量”轉(zhuǎn)化成“消抖扭矩”的系數(shù)K。

2. 防抖功能的各模塊

根據(jù)上述防抖功能的概念，我們進一步細分下去，得到防抖功能的各模塊，如圖4所示。

1). **低通濾波器_1 **是為了過濾掉測量信號（即：車速信號）的隨機噪聲，這也是低通濾波的常用法；

2). 高通濾波器_1 是為了過濾掉車速的恒定量成分;

3). **高通濾波器_2 **是為了過濾掉車速的加速度量成分；

4). 轉(zhuǎn)換器是為了將速度抖動量轉(zhuǎn)化成消抖扭矩，其轉(zhuǎn)換系數(shù)K的單位為：Nm/rpm；

5). **低通濾波器_2 **是為了使得經(jīng)過高通濾波后的信號更加Smoothly, 避免高通濾波器造成的尖峰波出現(xiàn)；

6). 延時觸發(fā)器是為了確保消抖扭矩在正確的時間點起作用，也避免采樣、運算等過程造成的時間延時。通俗地講：就是讓最大的消抖扭矩，每次盡可能正對著速度波形的波峰起作用，以達到更好地消抖效果。

7). 限扭矩模塊是據(jù)于安全考慮，設置了消抖扭矩的最大閥值，避免某些極特殊的工況下，參考扭矩與目標扭矩相差太大，造成安全事故。

另外，建模時，還需考慮以下因素：

不同檔位，其速比不同，齒輪間隙也不同；離合器滑磨接觸引起的速差等因素，都將導致輸入信號（即：速信號）被放大或縮小倍率不同，同時帶來速度抖動量的放大或縮小倍率不同，故需相應地調(diào)整高通濾波器輸入信號的放大或縮小倍率。

**3. **事例

下面提一個我們遇到的車速抖動工況：車輛行駛在低附著系數(shù)路面上，駕駛員急踩油門，TCS系統(tǒng)檢測到輪胎出現(xiàn)打滑現(xiàn)象，立刻限制了請求扭矩，這個過程車速出現(xiàn)很大的抖動，如圖5所示。稍作標定后車速抖動得到很大改善。

針對anti-jerk功能稍作標定的項目：

• 調(diào)整高通濾波器輸入信號的放大倍率的系數(shù)；
• 調(diào)整觸發(fā)器內(nèi)消抖扭矩介入作用的時間點。

圖5.防抖功能標定前后的事例

正如文章開頭提到：Anti-jerk function 是個神奇的功能，你若不熟悉它的脾氣，它將帶給你各種不服、各種意外的驚嚇。沒有用好它，在某些工況下，反而起到負作用，如圖5標定前的效果所示。