專利名稱：增程式電動汽車的增程控制系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電動汽車技術(shù)，特別涉及一種用于增程式電動汽車的增程控制系統(tǒng)。
技術(shù)背景
驅(qū)動電機(jī)是純電動汽車行駛的唯一動力裝置，由于電池技術(shù)的局限，純電動汽車的續(xù)航里程受到限制，而油電混合動力技術(shù)則能很好的彌補這一不足。
使用點燃式發(fā)動機(jī)在電能不足的時候?qū)﹄姵剡M(jìn)行充電，但不作為直接動力輸出， 僅滿足“增程”的功能，這種增程式電動汽車結(jié)構(gòu)簡單，開發(fā)成本低，經(jīng)濟(jì)性好，必將得到越來越廣泛的應(yīng)用。
目前的增程式電動汽車的增程控制系統(tǒng)，是使用高端的發(fā)動機(jī)控制器及電子節(jié)氣門體對發(fā)動機(jī)的進(jìn)氣量進(jìn)行控制，從而控制發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速，達(dá)到增程控制的目的。
例如，中國專利申請201210119605. 3公開了一種增程式電動汽車控制系統(tǒng)，其包括一臺傳統(tǒng)節(jié)氣門控制的發(fā)動機(jī)、與發(fā)動機(jī)曲軸一體連接的驅(qū)動和發(fā)電功能一體的發(fā)電機(jī)、車載動力電池、整車控制器、增程器控制器、電池管理系統(tǒng)、電池直流電流傳感器、發(fā)動機(jī)控制器、發(fā)電機(jī)控制器、發(fā)電機(jī)端直流電流傳感器、永磁同步驅(qū)動電機(jī)、電機(jī)控制器、電機(jī)直流電流傳感器、電控節(jié)氣門、曲軸位置傳感器，發(fā)動機(jī)的飛輪和發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子通過機(jī)械裝置剛性連接，發(fā)電機(jī)控制器中集成逆變功率元件，發(fā)電機(jī)通過發(fā)電機(jī)控制器連接到高壓母線， 通過DC / DC可以對動力電池充電，通過電機(jī)控制器給驅(qū)動電機(jī)供電，驅(qū)動電機(jī)直接通過機(jī)械變速箱與車輪連接，其中發(fā)動機(jī)和發(fā)電機(jī)統(tǒng)稱為增程器，增程器控制器與發(fā)動機(jī)控制器和發(fā)電機(jī)控制器進(jìn)行通訊和發(fā)送控制指令，整車控制器判斷出增程器應(yīng)該的工作模式，增程器控制器根據(jù)整車控制器的模式指令進(jìn)行發(fā)動機(jī)和發(fā)電機(jī)的協(xié)調(diào)控制。
增程器控制系統(tǒng)的主要控制單元包括增程器控制器、發(fā)動機(jī)控制器和發(fā)電機(jī)控制器。發(fā)動機(jī)控制器接收來自增程器控制器的加速踏板模擬信號進(jìn)行節(jié)氣門控制，進(jìn)而實現(xiàn)發(fā)動機(jī)不同負(fù)荷控制。
目前的增程式電動汽車的增程控制系統(tǒng)，發(fā)動機(jī)均采用汽車多缸發(fā)動機(jī)，體積大， 成本高；需要使用電控節(jié)氣門控制發(fā)動機(jī)進(jìn)氣量來控制發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速，達(dá)到增程控制的目的， 進(jìn)氣節(jié)流損失大，發(fā)動機(jī)燃燒效率低，成本高；而且由于汽車多缸發(fā)動機(jī)、電控節(jié)氣門需要高端發(fā)動機(jī)控制器，控制功能復(fù)雜，控制部件成本也比較高。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種增程式電動汽車的控制系統(tǒng)，進(jìn)氣節(jié)流無損失，發(fā)動機(jī)燃燒效率高，成本低。
為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供的增程式電動汽車的增程控制系統(tǒng)采用的技術(shù)方案是，增程控制系統(tǒng)包括發(fā)動機(jī)、發(fā)電機(jī)/電動機(jī)、增程控制器、發(fā)動機(jī)控制器；
所述發(fā)動機(jī)，曲軸輸出端直接與所述發(fā)電機(jī)/電動機(jī)連接；
所述發(fā)電機(jī)/電動機(jī)，能夠用于電動驅(qū)動，并能用于發(fā)電；
所述增程控制器，用于發(fā)送發(fā)動機(jī)運轉(zhuǎn)需求信號到所述發(fā)動機(jī)控制器，并用于在接收到所述發(fā)動機(jī)控制器發(fā)送的外部扭矩需求后，控制所述發(fā)電機(jī)/電動機(jī)輸出相應(yīng)扭矩到發(fā)動機(jī)曲軸；
所述發(fā)動機(jī)控制器，在所述增程控制器發(fā)送的發(fā)動機(jī)運轉(zhuǎn)需求信號為真時，控制進(jìn)行噴油點火，并根據(jù)控制發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速需要計算外部扭矩需求，將該外部扭矩需求發(fā)送至所述增程控制器。
較佳的，所述增程式控制器，如果接收到整車控制器的發(fā)動機(jī)起動需求指令，則首先控制發(fā)動機(jī)控制器上電，并控制發(fā)動機(jī)的油泵總成進(jìn)行泵油，建立燃油噴射壓力；然后根據(jù)所述發(fā)動機(jī)控制器發(fā)送來故障狀態(tài)信號的狀態(tài)，發(fā)送真或假發(fā)動機(jī)運轉(zhuǎn)需求信號到所述發(fā)動機(jī)控制器，并控制所述發(fā)電機(jī)/電動機(jī)同動力電池接通或斷開；如果所述故障狀態(tài)信號的狀態(tài)符合運轉(zhuǎn)要求，則發(fā)送真發(fā)動機(jī)運轉(zhuǎn)需求信號到所述發(fā)動機(jī)控制器，并控制所述發(fā)電機(jī)/電動機(jī)同動力電池接通，使所述發(fā)電機(jī)/電動機(jī)運行拖動所述發(fā)動機(jī)起動；如果所述故障狀態(tài)信號的狀態(tài)不符合運轉(zhuǎn)要求，則發(fā)送假發(fā)動機(jī)運轉(zhuǎn)需求信號到所述發(fā)動機(jī)控制器，并控制所述發(fā)電機(jī)/電動機(jī)同動力電池斷開，使所述發(fā)電機(jī)/電動機(jī)停止運行；
所述發(fā)動機(jī)控制器，在上電后，首先對相關(guān)傳感器及執(zhí)行機(jī)構(gòu)進(jìn)行故障檢測，發(fā)送故障狀態(tài)到所述增程控制器。
較佳的，所述相關(guān)傳感器及執(zhí)行機(jī)構(gòu)，包括進(jìn)氣壓力溫度傳感器、噴油器、點火線圈、氧傳感器、發(fā)動機(jī)溫度傳感器、發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速傳感器、油泵總成中的一種或多種。
較佳的，所述發(fā)動機(jī)控制器，根據(jù)發(fā)動機(jī)當(dāng)前調(diào)節(jié)扭矩rl、倒拖扭矩r2、燃燒扭矩 r3及發(fā)動機(jī)曲軸目標(biāo)扭矩r4,計算控制發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速需要作用在曲軸上的外部扭矩需求r5 ； rl+r2+r3+r5=r4 ；
所述調(diào)節(jié)扭矩rl，為根據(jù)發(fā)動機(jī)實際轉(zhuǎn)速同目標(biāo)轉(zhuǎn)速的差值計算得到的扭矩；
所述倒拖扭矩r2，為發(fā)動機(jī)運行時內(nèi)部產(chǎn)生的阻力矩，根據(jù)發(fā)動機(jī)運行相關(guān)傳感器及相關(guān)執(zhí)行機(jī)構(gòu)狀態(tài)計算得到；
所述燃燒扭矩r3，為發(fā)動機(jī)燃油燃燒引起的扭矩；
所述發(fā)動機(jī)曲軸目標(biāo)扭矩r4，為設(shè)定的發(fā)動機(jī)曲軸輸出扭矩。
較佳的，所述發(fā)動機(jī)曲軸目標(biāo)扭矩，在發(fā)動機(jī)起動的轉(zhuǎn)速上升過程中，大于O ;發(fā)動機(jī)停機(jī)的轉(zhuǎn)速下降過程中，小于O ;在發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速穩(wěn)定在額定轉(zhuǎn)速時，等于O。
較佳的，發(fā)動機(jī)的目標(biāo)轉(zhuǎn)速，在發(fā)動機(jī)起動時由O漸變?yōu)轭~定轉(zhuǎn)速，在發(fā)動機(jī)停機(jī)時由額定轉(zhuǎn)速漸變?yōu)镺,在發(fā)動機(jī)穩(wěn)定運轉(zhuǎn)時固定為額定轉(zhuǎn)速；
在發(fā)動機(jī)起動時，當(dāng)發(fā)動機(jī)實際轉(zhuǎn)速高于第一設(shè)定轉(zhuǎn)速時，所述發(fā)動機(jī)控制器發(fā)出真的噴油點火信號，允許噴油點火；在發(fā)動機(jī)停機(jī)時，當(dāng)發(fā)動機(jī)實際轉(zhuǎn)速低于第二設(shè)定轉(zhuǎn)速時，所述發(fā)動機(jī)控制器發(fā)出假的噴油點火信號，停止噴油點火；
第一設(shè)定轉(zhuǎn)速及第二設(shè)定轉(zhuǎn)速大于O并且小于額定轉(zhuǎn)速。
較佳的，所述發(fā)動機(jī)控制器，在發(fā)動機(jī)從開始噴油點火至達(dá)到額定轉(zhuǎn)速的轉(zhuǎn)速上升過程中，控制點火角效率由最低漸變至最高；在發(fā)動機(jī)從額定轉(zhuǎn)速到停止噴油點火的轉(zhuǎn)速下降過程中，控制點火角效率由最高漸變至最低；在發(fā)動機(jī)穩(wěn)定運轉(zhuǎn)輸出額定轉(zhuǎn)速期間， 控制點火角效率為最高點火角效率。
較佳的，所述發(fā)動機(jī)控制器，在發(fā)動機(jī)從開始噴油點火至達(dá)到額定轉(zhuǎn)速的轉(zhuǎn)速上升過程中，控制廢氣再循環(huán)率由最高廢氣再循環(huán)率漸變至額定廢氣再循環(huán)率。
較佳的，在發(fā)動機(jī)起動時，所述發(fā)動機(jī)控制器，在開始發(fā)出真的噴油點火信號后的一時間內(nèi)，發(fā)送減小外部扭矩需求信號給增程控制器；
所述增程控制器，在接收到減小外部扭矩需求信號后，控制發(fā)電機(jī)/電動機(jī)空載運轉(zhuǎn)，使發(fā)電機(jī)/電動機(jī)輸出到發(fā)動機(jī)曲軸上的扭矩為O ;
所述時間，小于等于三個點火周期并且大于O。
較佳的，所述發(fā)動機(jī)控制器，當(dāng)發(fā)動機(jī)實際轉(zhuǎn)速減去目標(biāo)轉(zhuǎn)速的差值大于一設(shè)定正值，則判斷為發(fā)電機(jī)/電動機(jī)運行故障；當(dāng)發(fā)動機(jī)實際轉(zhuǎn)速減去目標(biāo)轉(zhuǎn)速的差值小于一設(shè)定負(fù)值，則判斷為發(fā)動機(jī)燃燒故障。
本發(fā)明的增程式電動汽車的增程控制系統(tǒng)，由發(fā)動機(jī)控制器對噴油器、點火線圈的工作進(jìn)行動態(tài)控制，發(fā)動機(jī)控制器并根據(jù)發(fā)動機(jī)當(dāng)前調(diào)節(jié)扭矩、倒拖扭矩、燃燒扭矩及發(fā)動機(jī)曲軸目標(biāo)扭矩，提前計算外部扭矩需求并發(fā)送到增程控制器，增程控制器及發(fā)電機(jī)/ 電動機(jī)響應(yīng)外部扭矩需求，通過曲軸扭矩的平衡控制實現(xiàn)發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速控制，使增程控制系統(tǒng)輸出的實際轉(zhuǎn)速與目標(biāo)轉(zhuǎn)速一致。本發(fā)明的增程式電動汽車的增程控制系統(tǒng)，不需要通過電控節(jié)氣門即可實現(xiàn)對增程控制系統(tǒng)輸出轉(zhuǎn)速的控制，發(fā)動機(jī)可以采用非節(jié)流進(jìn)氣模式，發(fā)動機(jī)控制器控制邏輯簡潔，可以使用單缸或雙缸摩托車發(fā)動機(jī)及經(jīng)濟(jì)型發(fā)動機(jī)控制器，實現(xiàn)效能成本最大化。


為了更清楚地說明本發(fā)明的技術(shù)方案，下面對本發(fā)明所需要使用的附圖作簡單的介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。〔0033〕 為了更清楚地說明本發(fā)明的技術(shù)方案，下面對本發(fā)明所需要使用的附圖作簡單的
介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人
員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
〔0034〕 圖1是本發(fā)明的增程式電動汽車的增程控制系統(tǒng)一實施例示意〔0035〕 圖2是本發(fā)明的增程式電動汽車的增程控制系統(tǒng)一實施例外部扭矩需求的計算
邏輯示意〔0036〕 圖3是本發(fā)明的增程式電動汽車的增程控制系統(tǒng)一實施例曲軸扭矩的平衡控制 示意〔0037〕 圖4是本發(fā)明的增程式電動汽車的增程控制系統(tǒng)一實施例發(fā)動機(jī)目標(biāo)轉(zhuǎn)速示意 〔0038〕 圖5是本發(fā)明的增程式電動汽車的增程控制系統(tǒng)一實施例點火角效率示意圖； 〔0039〕 圖6是本發(fā)明的增程式電動汽車的增程控制系統(tǒng)一實施例發(fā)動機(jī)起動時扭矩控 制曲線圖；具體實施方式
下面將結(jié)合附圖，對本發(fā)明中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整的描述，顯然，所描述的實施例是本發(fā)明的一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動的前提下所獲得的所有其它實施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
實施例一
如圖I所示，增程式電動汽車的增程控制系統(tǒng)，包括發(fā)動機(jī)、發(fā)電機(jī)/電動機(jī)、增程控制器、發(fā)動機(jī)控制器；
所述發(fā)動機(jī)的曲軸輸出端直接與所述發(fā)電機(jī)/電動機(jī)連接；
所述發(fā)電機(jī)/電動機(jī)，能夠用于電動驅(qū)動，并能用于發(fā)電，集電動驅(qū)動和發(fā)電功能于一體;
所述增程控制器，用于發(fā)送發(fā)動機(jī)運轉(zhuǎn)需求信號B_enfireXt到所述發(fā)動機(jī)控制器，并用于在接收到所述發(fā)動機(jī)控制器發(fā)送的外部扭矩需求后，控制所述發(fā)電機(jī)/電動機(jī)輸出相應(yīng)扭矩到所述發(fā)動機(jī)的曲軸；
所述發(fā)動機(jī)控制器，在所述增程控制器發(fā)送的發(fā)動機(jī)運轉(zhuǎn)需求信號為真B_ enfirext=TRUE時，發(fā)出噴油點火信號B_enfire到噴油器、點火線圈控制進(jìn)行噴油點火，并根據(jù)控制發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速需要計算外部扭矩需求，將該外部扭矩需求發(fā)送至所述增程控制器。
實施例一的增程式電動汽車的增程控制系統(tǒng)，在電動汽車的動力電池電量不足時，由整車控制器控制增程控制系統(tǒng)開始工作，由發(fā)電機(jī)/電動機(jī)電動驅(qū)動使發(fā)動機(jī)起動， 對動力電池進(jìn)行充電。當(dāng)動力電池電量滿足要求，由整車控制器控制增程控制系統(tǒng)停止工作。
實施例一的增程式電動汽車的增程控制系統(tǒng)，由發(fā)動機(jī)控制器對噴油器、點火線圈的工作進(jìn)行動態(tài)控制，發(fā)動機(jī)控制器并根據(jù)發(fā)動機(jī)當(dāng)前調(diào)節(jié)扭矩、倒拖扭矩、燃燒扭矩及發(fā)動機(jī)曲軸目標(biāo)扭矩，提前計算外部扭矩需求并發(fā)送到增程控制器，增程控制器及發(fā)電機(jī)/ 電動機(jī)響應(yīng)外部扭矩需求，通過曲軸扭矩的平衡控制實現(xiàn)發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速控制，使增程控制系統(tǒng)輸出的實際轉(zhuǎn)速與目標(biāo)轉(zhuǎn)速一致。實施例一的增程式電動汽車的增程控制系統(tǒng)，不需要通過電控節(jié)氣門即可實現(xiàn)對增程控制系統(tǒng)輸出轉(zhuǎn)速的控制，發(fā)動機(jī)可以采用非節(jié)流進(jìn)氣模式，發(fā)動機(jī)控制器控制邏輯簡潔，可以使用單缸或雙缸摩托車發(fā)動機(jī)及經(jīng)濟(jì)型發(fā)動機(jī)控制器，實現(xiàn)效能成本最大化。
實施例二
基于實施例一，所述增程式控制器，如果接收到整車控制器的發(fā)動機(jī)起動需求指令，則首先控制發(fā)動機(jī)控制器上電，并控制發(fā)動機(jī)的油泵總成進(jìn)行泵油，建立燃油噴射壓力；然后根據(jù)所述發(fā)動機(jī)控制器發(fā)送來故障狀態(tài)信號的狀態(tài)，發(fā)送真或假發(fā)動機(jī)運轉(zhuǎn)需求信號B_enfireXt到所述發(fā)動機(jī)控制器，并控制所述發(fā)電機(jī)/電動機(jī)同動力電池接通或斷開；
如果所述故障狀態(tài)信號的狀態(tài)符合運轉(zhuǎn)要求，則發(fā)送真發(fā)動機(jī)運轉(zhuǎn)需求信號B_ enfirext=TRUE到所述發(fā)動機(jī)控制器，并控制所述發(fā)電機(jī)/電動機(jī)同動力電池接通，使所述發(fā)電機(jī)/電動機(jī)運行拖動所述發(fā)動機(jī)起動；如果所述故障狀態(tài)信號的狀態(tài)不符合運轉(zhuǎn)要求，則發(fā)送假發(fā)動機(jī)運轉(zhuǎn)需求信號B_enf irext=FALSE到所述發(fā)動機(jī)控制器，并控制所述發(fā)電機(jī)/電動機(jī)同動力電池斷開，使所述發(fā)電機(jī)/電動機(jī)停止運行；
所述發(fā)動機(jī)控制器，在加電后，首先對相關(guān)傳感器及執(zhí)行機(jī)構(gòu)(如進(jìn)氣壓力溫度傳感器、噴油器、點火線圈、氧傳感器、發(fā)動機(jī)溫度傳感器、發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速傳感器、油泵總成中的一種或多種)進(jìn)行故障檢測，發(fā)送故障狀態(tài)到所述增程控制器；
較佳的，外部扭矩需求的計算邏輯如圖2所示，所述發(fā)動機(jī)控制器，根據(jù)發(fā)動機(jī)當(dāng)前調(diào)節(jié)扭矩rl、倒拖扭矩r2、燃燒扭矩r3及發(fā)動機(jī)曲軸目標(biāo)扭矩r4，計算控制動機(jī)轉(zhuǎn)速需要作用在曲軸上的外部扭矩需求r5 ；rl+r2+r3+r5=r4 ；
所述調(diào)節(jié)扭矩rl，為根據(jù)發(fā)動機(jī)實際轉(zhuǎn)速同目標(biāo)轉(zhuǎn)速的差值計算得到的扭矩(調(diào)節(jié)扭矩可以通過比例積分調(diào)節(jié)器計算);
所述倒拖扭矩r2，為發(fā)動機(jī)運行時內(nèi)部產(chǎn)生的阻力矩，表現(xiàn)為負(fù)扭矩，可以根據(jù)發(fā)動機(jī)運行相關(guān)傳感器(如發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速傳感器、發(fā)動機(jī)溫度傳感器)及相關(guān)執(zhí)行機(jī)構(gòu)狀態(tài)計算得到；
所述燃燒扭矩r3，為發(fā)動機(jī)燃油燃燒引起的扭矩；
所述發(fā)動機(jī)曲軸目標(biāo)扭矩r4，為設(shè)定的發(fā)動機(jī)曲軸輸出扭矩。
較佳的，曲軸扭矩的平衡控制如圖3所示，在發(fā)動機(jī)起動的轉(zhuǎn)速上升過程中，控制實際作用在發(fā)動機(jī)曲軸上的發(fā)動機(jī)曲軸目標(biāo)扭矩(增程控制系統(tǒng)凈扭矩)稍大于0，保持發(fā)動機(jī)實際轉(zhuǎn)速持續(xù)上升；發(fā)動機(jī)停機(jī)轉(zhuǎn)速下降過程中，控制實際作用在發(fā)動機(jī)曲軸上的發(fā)動機(jī)曲軸目標(biāo)扭矩稍小于0，保持發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速持續(xù)下降；發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速穩(wěn)定在額定轉(zhuǎn)速正常穩(wěn)定工作時，控制實際作用在發(fā)動機(jī)曲軸上的發(fā)動機(jī)曲軸目標(biāo)扭矩在O左右波動，保持發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速穩(wěn)定。
如圖3所示，發(fā)動機(jī)開始噴油點火及停止噴油和點火的瞬間，發(fā)動機(jī)燃燒扭矩會出現(xiàn)一個落差，該落差的大小為發(fā)動機(jī)最小燃燒扭矩。由于發(fā)動機(jī)控制器總是提前計算下一步的外部扭矩需求發(fā)送到增程控制器，此時發(fā)電機(jī)/電動機(jī)實際輸出到曲軸上扭矩相應(yīng)增加一個反向落差，保證增程控制系統(tǒng)實際輸出的凈扭矩不會出現(xiàn)扭矩突變，實現(xiàn)發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速平穩(wěn)上升和安靜停機(jī)。
實施例三
基于實施例二的增程式電動汽車的增程控制系統(tǒng)，發(fā)動機(jī)控制器設(shè)定發(fā)動機(jī)的目標(biāo)轉(zhuǎn)速，如圖4所示，在發(fā)動機(jī)起動時由O漸變?yōu)轭~定轉(zhuǎn)速，在發(fā)動機(jī)停機(jī)時由額定轉(zhuǎn)速漸變?yōu)?，發(fā)動機(jī)穩(wěn)定運轉(zhuǎn)時固定為額定轉(zhuǎn)速，在發(fā)動機(jī)起動時當(dāng)發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速高于第一設(shè)定轉(zhuǎn)速時，發(fā)動機(jī)控制器才發(fā)出允許噴油點火信號B_enfire=TRUE允許噴油點火，在發(fā)動機(jī)停機(jī)時當(dāng)發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速低于第二設(shè)定轉(zhuǎn)速時，發(fā)動機(jī)控制器才發(fā)出停止噴油點火信號B_ enfire=FALSE停止噴油點火。當(dāng)發(fā)動機(jī)穩(wěn)定運轉(zhuǎn)時，目標(biāo)轉(zhuǎn)速為固定值額定轉(zhuǎn)速。第一設(shè)定轉(zhuǎn)速及第二設(shè)定轉(zhuǎn)速大于O并且小于額定轉(zhuǎn)速。
實施例三中，發(fā)動機(jī)控制器在發(fā)動機(jī)從起動到穩(wěn)定運轉(zhuǎn)的過程，以及從穩(wěn)定運轉(zhuǎn)直至停機(jī)的過程中，對發(fā)動機(jī)的目標(biāo)轉(zhuǎn)速進(jìn)行漸進(jìn)控制，發(fā)動機(jī)實際轉(zhuǎn)速跟隨該目標(biāo)轉(zhuǎn)速運行，增程控制系統(tǒng)根據(jù)目標(biāo)轉(zhuǎn)速與實際轉(zhuǎn)速的差值進(jìn)行曲軸扭矩的平衡控制，使得實際轉(zhuǎn)速跟隨目標(biāo)轉(zhuǎn)速運行。
實施例四
基于實施例三的增程式電動汽車的增程控制系統(tǒng)，所述發(fā)動機(jī)控制器，如圖5所示，發(fā)動機(jī)起動時，在發(fā)動機(jī)從開始噴油點火至達(dá)到額定轉(zhuǎn)速的轉(zhuǎn)速上升過程中，控制點火角效率由最低漸變至最高；發(fā)動機(jī)停機(jī)時，在發(fā)動機(jī)從額定轉(zhuǎn)速至停止開始噴油點火的轉(zhuǎn)速下降過程中，控制點火角效率由最高漸變至最低；在發(fā)動機(jī)穩(wěn)定運轉(zhuǎn)輸出額定轉(zhuǎn)速期間， 控制點火角效率為最高點火角效率。所述最小點火角效率是保證發(fā)動機(jī)穩(wěn)定燃燒的點火角8效率的最小值，所述最高點火角效率終值是發(fā)動機(jī)運轉(zhuǎn)允許的點火角效率的最大值，點火角效率根據(jù)發(fā)動機(jī)的燃燒極限進(jìn)行標(biāo)定或自動計算，點火角效率最終轉(zhuǎn)換為發(fā)動機(jī)的實際點火角輸出，控制發(fā)動機(jī)實際扭矩的輸出。
實施例四的增程式電動汽車的增程控制系統(tǒng)，通過實施對點火角效率的變化速率與發(fā)動機(jī)目標(biāo)轉(zhuǎn)速相結(jié)合的漸變控制方式，實現(xiàn)發(fā)動機(jī)燃燒扭矩的漸變。通過與發(fā)電機(jī)扭矩相配合，實現(xiàn)實際發(fā)動機(jī)曲軸扭矩從發(fā)動機(jī)起動到正常工作以及到停止工作之間的平穩(wěn)過渡，避免較大的扭矩突變。
實施例五
基于實施例四的增程式電動汽車的增程控制系統(tǒng)，所述發(fā)動機(jī)控制器，發(fā)動機(jī)起動時，在發(fā)動機(jī)從開始噴油點火至達(dá)到額定轉(zhuǎn)速的轉(zhuǎn)速上升過程中，控制廢氣再循環(huán)率由最高廢氣再循環(huán)率漸變至額定廢氣再循環(huán)率(通過控制廢氣再循環(huán)控制閥實現(xiàn))。
實施例五中，發(fā)動機(jī)起動過程中，在發(fā)動機(jī)噴油點火初期，發(fā)動機(jī)控制器控制廢氣再循環(huán)率EGR的由大變小，輔助點火角效率抑制發(fā)動機(jī)燃燒扭矩的增大速率，保證發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速平穩(wěn)上升，使得發(fā)動機(jī)在催化器工作前原始排放減少，迅速提升排氣溫度及催化器溫度，優(yōu)化起動后排放。實現(xiàn)發(fā)動機(jī)起動過程中的扭矩的平穩(wěn)過渡以及催化器加熱控制。
實施例六
基于實施例五的增程式電動汽車的增程控制系統(tǒng)，在發(fā)動機(jī)起動時，所述發(fā)動機(jī)控制器，在開始發(fā)出真的噴油點火信號B_enfirext=TRUE后的一時間內(nèi)，發(fā)送減小外部扭矩需求信號給增程控制器；
所述增程控制器，在接收到減小外部扭矩需求信號后，控制發(fā)電機(jī)/電動機(jī)空載運轉(zhuǎn)，使發(fā)電機(jī)/電動機(jī)輸出到發(fā)動機(jī)曲軸上的扭矩為0，隨后發(fā)動機(jī)控制器發(fā)送外部扭矩需求到增程控制器，增程控制器根據(jù)發(fā)動機(jī)的外部需求扭矩逐漸恢復(fù)曲軸扭矩控制，重新實現(xiàn)曲軸扭矩平衡，控制發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速
實施例五中，如圖6所示，在發(fā)動機(jī)噴油點火開始，由于發(fā)電機(jī)/電動機(jī)輸出到發(fā)動機(jī)曲軸上的扭矩為0，因此發(fā)動機(jī)曲軸在發(fā)動機(jī)燃燒扭矩的作用下自由旋轉(zhuǎn)，避免了發(fā)動機(jī)點火噴油瞬間扭矩突變導(dǎo)致的扭矩沖擊。
較佳的，所述開始發(fā)出真的噴油點火信號B_enfirext=TRUE后的一時間內(nèi)，小于等于三個點火周期并且大于O。
實施例七
基于實施例六的增程式電動汽車的增程控制系統(tǒng)，所述發(fā)動機(jī)控制器，如圖7所示，當(dāng)發(fā)動機(jī)實際轉(zhuǎn)速減去發(fā)動機(jī)目標(biāo)轉(zhuǎn)速的差值大于一設(shè)定正值，則說明發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速超速，發(fā)電機(jī)/電動機(jī)運行故障，發(fā)動機(jī)控制器發(fā)出假的噴油點火信號B_enfire=FALSE，停止噴油點火，并發(fā)送減小外部扭矩需求信號給增程控制器，進(jìn)行系統(tǒng)保護(hù)；反之，當(dāng)發(fā)動機(jī)實際轉(zhuǎn)速與發(fā)動機(jī)目標(biāo)轉(zhuǎn)速的差值小于一設(shè)定負(fù)值，說明發(fā)動機(jī)扭矩不足，發(fā)動機(jī)存在燃燒故障，發(fā)動機(jī)控制器發(fā)出停止噴油點火信號B_enfire=FALSE停止噴油點火，并發(fā)送減小外部扭矩需求信號給增程控制器，進(jìn)行系統(tǒng)保護(hù)。
以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所做的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明保護(hù)的范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種增程式電動汽車的增程控制系統(tǒng)，其特征在于，增程控制系統(tǒng)包括發(fā)動機(jī)、發(fā)電機(jī)/電動機(jī)、增程控制器、發(fā)動機(jī)控制器； 所述發(fā)動機(jī)，曲軸輸出端直接與所述發(fā)電機(jī)/電動機(jī)連接； 所述發(fā)電機(jī)/電動機(jī)，能夠用于電動驅(qū)動，并能用于發(fā)電； 所述增程控制器，用于發(fā)送發(fā)動機(jī)運轉(zhuǎn)需求信號到所述發(fā)動機(jī)控制器，并用于在接收到所述發(fā)動機(jī)控制器發(fā)送的外部扭矩需求后，控制所述發(fā)電機(jī)/電動機(jī)輸出相應(yīng)扭矩到發(fā)動機(jī)曲軸； 所述發(fā)動機(jī)控制器，在所述增程控制器發(fā)送的發(fā)動機(jī)運轉(zhuǎn)需求信號為真時，控制進(jìn)行噴油點火，并根據(jù)控制發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速需要計算外部扭矩需求，將該外部扭矩需求發(fā)送至所述增程控制器。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的增程式電動汽車的增程控制系統(tǒng)，其特征在于， 所述增程式控制器，如果接收到整車控制器的發(fā)動機(jī)起動需求指令，則首先控制發(fā)動機(jī)控制器上電，并控制發(fā)動機(jī)的油泵總成進(jìn)行泵油，建立燃油噴射壓力；然后根據(jù)所述發(fā)動機(jī)控制器發(fā)送來故障狀態(tài)信號的狀態(tài)，發(fā)送真或假發(fā)動機(jī)運轉(zhuǎn)需求信號到所述發(fā)動機(jī)控制器，并控制所述發(fā)電機(jī)/電動機(jī)同動力電池接通或斷開；如果所述故障狀態(tài)信號的狀態(tài)符合運轉(zhuǎn)要求，則發(fā)送真發(fā)動機(jī)運轉(zhuǎn)需求信號到所述發(fā)動機(jī)控制器，并控制所述發(fā)電機(jī)/電動機(jī)同動力電池接通，使所述發(fā)電機(jī)/電動機(jī)運行拖動所述發(fā)動機(jī)起動；如果所述故障狀態(tài)信號的狀態(tài)不符合運轉(zhuǎn)要求，則發(fā)送假發(fā)動機(jī)運轉(zhuǎn)需求信號到所述發(fā)動機(jī)控制器，并控制所述發(fā)電機(jī)/電動機(jī)同動力電池斷開，使所述發(fā)電機(jī)/電動機(jī)停止運行； 所述發(fā)動機(jī)控制器，在上電后，首先對相關(guān)傳感器及執(zhí)行機(jī)構(gòu)進(jìn)行故障檢測，發(fā)送故障狀態(tài)到所述增程控制器。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的增程式電動汽車的增程控制系統(tǒng)，其特征在于， 所述相關(guān)傳感器及執(zhí)行機(jī)構(gòu)，包括進(jìn)氣壓力溫度傳感器、噴油器、點火線圈、氧傳感器、發(fā)動機(jī)溫度傳感器、發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速傳感器、油泵總成中的一種或多種。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的增程式電動汽車的增程控制系統(tǒng)，其特征在于， 所述發(fā)動機(jī)控制器，根據(jù)發(fā)動機(jī)當(dāng)前調(diào)節(jié)扭矩rl、倒拖扭矩r2、燃燒扭矩r3及發(fā)動機(jī)曲軸目標(biāo)扭矩r4，計算控制發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速需要作用在曲軸上的外部扭矩需求r5;rl+r2+r3+r5=r4 ； 所述調(diào)節(jié)扭矩rl，為根據(jù)發(fā)動機(jī)實際轉(zhuǎn)速同目標(biāo)轉(zhuǎn)速的差值計算得到的扭矩； 所述倒拖扭矩r2，為發(fā)動機(jī)運行時內(nèi)部產(chǎn)生的阻力矩； 所述燃燒扭矩r3，為發(fā)動機(jī)燃油燃燒引起的扭矩； 所述發(fā)動機(jī)曲軸目標(biāo)扭矩r4，為設(shè)定的發(fā)動機(jī)曲軸輸出扭矩。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的增程式電動汽車的增程控制系統(tǒng)，其特征在于， 所述發(fā)動機(jī)曲軸目標(biāo)扭矩，在發(fā)動機(jī)起動的轉(zhuǎn)速上升過程中，大于O ;發(fā)動機(jī)停機(jī)的轉(zhuǎn)速下降過程中，小于O ;在發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速穩(wěn)定在額定轉(zhuǎn)速時，等于O。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的增程式電動汽車的增程控制系統(tǒng)，其特征在于， 發(fā)動機(jī)的目標(biāo)轉(zhuǎn)速，在發(fā)動機(jī)起動時由O漸變?yōu)轭~定轉(zhuǎn)速，在發(fā)動機(jī)停機(jī)時由額定轉(zhuǎn)速漸變?yōu)?,在發(fā)動機(jī)穩(wěn)定運轉(zhuǎn)時固定為額定轉(zhuǎn)速； 在發(fā)動機(jī)起動時，當(dāng)發(fā)動機(jī)實際轉(zhuǎn)速高于第一設(shè)定轉(zhuǎn)速時，所述發(fā)動機(jī)控制器發(fā)出真的噴油點火信號，允許噴油點火；在發(fā)動機(jī)停機(jī)時，當(dāng)發(fā)動機(jī)實際轉(zhuǎn)速低于第二設(shè)定轉(zhuǎn)速時，所述發(fā)動機(jī)控制器發(fā)出假的噴油點火信號，停止噴油點火； 第一設(shè)定轉(zhuǎn)速及第二設(shè)定轉(zhuǎn)速大于O并且小于額定轉(zhuǎn)速。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的增程式電動汽車的增程控制系統(tǒng)，其特征在于， 所述發(fā)動機(jī)控制器，在發(fā)動機(jī)從開始噴油點火至達(dá)到額定轉(zhuǎn)速的轉(zhuǎn)速上升過程中，控制點火角效率由最低漸變至最高；在發(fā)動機(jī)從額定轉(zhuǎn)速到停止噴油點火的轉(zhuǎn)速下降過程中，控制點火角效率由最高漸變至最低；在發(fā)動機(jī)穩(wěn)定運轉(zhuǎn)輸出額定轉(zhuǎn)速期間，控制點火角效率為最高點火角效率。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的增程式電動汽車的增程控制系統(tǒng)，其特征在于， 所述發(fā)動機(jī)控制器，在發(fā)動機(jī)從開始噴油點火至達(dá)到額定轉(zhuǎn)速的轉(zhuǎn)速上升過程中，控制廢氣再循環(huán)率由最高廢氣再循環(huán)率漸變至額定廢氣再循環(huán)率。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的增程式電動汽車的增程控制系統(tǒng)，其特征在于， 在發(fā)動機(jī)起動時，所述發(fā)動機(jī)控制器，在開始發(fā)出真的噴油點火信號后的一時間內(nèi)，發(fā)送減小外部扭矩需求信號給增程控制器； 所述增程控制器，在接收到減小外部扭矩需求信號后，控制發(fā)電機(jī)/電動機(jī)空載運轉(zhuǎn)，使發(fā)電機(jī)/電動機(jī)輸出到發(fā)動機(jī)曲軸上的扭矩為O ; 所述時間，小于等于三個點火周期并且大于O。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的增程式電動汽車的增程控制系統(tǒng)，其特征在于， 所述發(fā)動機(jī)控制器，當(dāng)發(fā)動機(jī)實際轉(zhuǎn)速減去目標(biāo)轉(zhuǎn)速的差值大于一設(shè)定正值，則判斷為發(fā)電機(jī)/電動機(jī)運行故障；當(dāng)發(fā)動機(jī)實際轉(zhuǎn)速減去目標(biāo)轉(zhuǎn)速的差值小于一設(shè)定負(fù)值，則判斷為發(fā)動機(jī)燃燒故障。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種增程式電動汽車的增程控制系統(tǒng)，由發(fā)動機(jī)控制器對噴油器、點火線圈的工作進(jìn)行動態(tài)控制，發(fā)動機(jī)控制器并根據(jù)發(fā)動機(jī)當(dāng)前調(diào)節(jié)扭矩、倒拖扭矩、燃燒扭矩及發(fā)動機(jī)曲軸目標(biāo)扭矩，提前計算外部扭矩需求并發(fā)送到增程控制器，增程控制器及發(fā)電機(jī)/電動機(jī)響應(yīng)外部扭矩需求，通過曲軸扭矩的平衡控制實現(xiàn)發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速控制，使增程控制系統(tǒng)輸出的實際轉(zhuǎn)速與目標(biāo)轉(zhuǎn)速一致。本發(fā)明的增程式電動汽車的增程控制系統(tǒng)，不需要通過電控節(jié)氣門即可實現(xiàn)對增程控制系統(tǒng)輸出轉(zhuǎn)速的控制，發(fā)動機(jī)可以采用非節(jié)流進(jìn)氣模式，發(fā)動機(jī)控制器控制邏輯簡潔，可以使用單缸或雙缸摩托車發(fā)動機(jī)及經(jīng)濟(jì)型發(fā)動機(jī)控制器，實現(xiàn)效能成本最大化。
文檔編號B60L15/00GK102975624SQ20121043143
公開日2013年3月20日 申請日期2012年11月1日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月1日
發(fā)明者田良云, 汪斌, 盧萬成, 徐鵬磊 申請人:聯(lián)合汽車電子有限公司