新能源汽车车速的防抖功能—Anti jerk function介绍

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。

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。

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 。

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。

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。

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。