專利名稱：一種電動車增程器調速的實現方法
技術領域：
本發(fā)明涉及電動車控制技術領域，尤其是涉及一種電動車增程器調速的實現方法。
背景技術：
隨著社會進步，人們環(huán)保意識增強，“低碳、環(huán)保、綠色”的出行方式逐漸引起高度關注。高效、環(huán)保、節(jié)能的電動車的研究已經引起了世界各汽車廠商的高度關注。
傳統(tǒng)的純電動車由于動力電池能量密度的缺陷，續(xù)駛里程不足成為傳統(tǒng)純電動車市場推廣的障礙。增程式電動車在傳統(tǒng)電動車基礎上增加了由發(fā)動機和發(fā)電機組成的增程器，有效的彌補了傳統(tǒng)電動車續(xù)駛里程不足的缺陷。增程式電動車是傳統(tǒng)內燃機車、純電動車結合的產物，除具有傳統(tǒng)電動車的特點外，還具有以下的特點高燃油利用率，增程器除短暫工作在怠速區(qū)內，大部分時間工作在經濟區(qū)，提高了燃油利用率；增加續(xù)駛里程，若動力電池電量偏低，駕駛請求較大時，增程器自動啟動，滿足整車負載和駕駛請求的需求；良好的人機交互，駕駛員通過模式開關可以強制請求增程器啟動，滿足不同的駕駛需求，如在城市郊區(qū)強制啟動增程器為動力電池充電，為擁堵、吵雜城區(qū)的行駛提供足夠的電能。
增程器調速控制是整車控制中比較重要的部分，其控制是否合理影響到整車的經濟性、動力性和NVH?，F有的增程式電動車調速，基本采用發(fā)電機控制速度，實現增程器的速度快速調節(jié)，滿足整車發(fā)電需求。但這種調速方法中的發(fā)電機的扭矩和電流以及輸出功率波動大。發(fā)明內容
本發(fā)明所要解決的技術問題是提供一種電動車增程器調速的實現方法，其通過協調控制發(fā)動機和發(fā)電機的扭矩來實現目標轉速的響應，發(fā)電機的扭矩和電流以及輸出功率波動小。
為了解決上述技術問題，本發(fā)明所采用的技術方案為一種電動車增程器調速的實現方法，所述的增程器包括發(fā)動機和發(fā)電機以及相對應的發(fā)動機控制器和發(fā)電機控制器，發(fā)電機和驅動電機以及動力電池共直流母線，發(fā)動機控制器和發(fā)電機控制器均與整車控制器相連接，在增程器接收到整車控制器發(fā)出的功率請求時，整車控制器發(fā)送相應的請求扭矩至發(fā)動機控制器上，通過發(fā)動機控制器控制發(fā)動機輸出請求扭矩，根據整車控制器發(fā)送至發(fā)動機控制器的請求扭矩作為前饋，發(fā)電機控制器控制調節(jié)發(fā)電機的扭矩，使增程器工作于目標轉速，實現增程器的調速控制。
在增程器接收整車控制器發(fā)送的啟動指令后，整車控制器控制發(fā)電機啟動發(fā)動機。
發(fā)動機啟動，當發(fā)動機轉速超過設定轉速，整車控制器控制發(fā)電機為零扭矩，發(fā)電機退出發(fā)動機啟動過程。
發(fā)電機退出發(fā)動機啟動過程后，發(fā)動機進入怠速狀態(tài)。
所述的設定轉速由發(fā)動機的水溫確定。
當發(fā)電機的轉速和目標轉速差值大于零時,增加作為負載的發(fā)電機扭矩,使發(fā)電機的轉速降低至目標轉速。
當發(fā)電機的轉速和目標轉速差值小于零時，減小作為負載的發(fā)電機扭矩，使發(fā)電機的轉速上升至目標轉速。
本發(fā)明與現有技術相比，具有以下優(yōu)點利用整車控制器控制請求的發(fā)動機的扭矩作為調節(jié)控制的前饋，控制調節(jié)發(fā)電機的扭矩，實現增程器目標轉速，滿足整車發(fā)電需求，協調控制發(fā)動機和發(fā)電機的扭矩來實現目標轉速的響應，發(fā)電機的扭矩和電流以及輸出功率波動小。


下面對本說明書各幅附圖所表達的內容及圖中的標記作簡要說明
圖I為本發(fā)明增程式電動車原理框圖。
圖2為本發(fā)明發(fā)動機啟動過程示意圖。
圖3為本發(fā)明設定轉速與發(fā)動機水溫關系示意圖。
圖4為本發(fā)明發(fā)電機工作于扭矩模式示意圖。
圖5為發(fā)電機工作于速度模式示意圖。
圖中1.增程器、2.發(fā)動機、3.發(fā)電機、4.發(fā)動機控制器、5.發(fā)電機控制器、6.動力電池、7.電池管理單元、8. D⑶C模塊、9.低壓電池組、10.驅動電機、11.電機控制器、 12.整車控制器。
具體實施方式
下面對照附圖，通過對實施例的描述，對本發(fā)明的具體實施方式
作進一步詳細的說明。
如圖I所示，一種電動車增程器調速的實現方法，其增程器I包括發(fā)動機2和發(fā)電機3以及與發(fā)動機相對應的發(fā)動機控制器4、與發(fā)電機相對應的發(fā)電機控制器5,發(fā)電機3 和電動車的驅動電機10以及動力電池6共直流母線，并且直流母線還通過DCDC模塊8與低壓電池組9連接；發(fā)動機控制器4和發(fā)電機控制器5均與整車控制器12相連接，其中，發(fā)動機控制器4和整車控制器12通過轉速接口相連接，發(fā)電機控制器5和整車控制器12通過扭矩接口相連接；動力電池6與電池管理單元7連接，電動車的驅動電機10連接有電機控制器11，其中，電池管理單元7和電機控制器11均與整車控制器12相連接，通過整車控制器集成控制。該實現方法為在增程器接收到整車控制器發(fā)出的功率請求時，整車控制器發(fā)送相應的請求扭矩至發(fā)動機控制器，通過發(fā)動機控制器控制發(fā)動機輸出請求扭矩，根據整車控制器發(fā)送至發(fā)動機控制器上的請求扭矩作為前饋，發(fā)電機控制器中的PI調節(jié)器調節(jié)控制發(fā)電機的扭矩，實現發(fā)電機的轉速調控至目標轉速，使增程器工作于目標轉速，實現增程器的調速控制。
如圖2所示，在增程器接收整車控制器發(fā)送的啟動指令后，整車控制器控制發(fā)電機為速度模式啟動發(fā)電機，整車控制器控制發(fā)電機啟動發(fā)動機，即拖動發(fā)動機至設定速度， 其中設定速度由發(fā)動機水溫確定，設定轉速與發(fā)動機水溫關系曲線如圖3所示。發(fā)動機啟動，當發(fā)動機轉速超過設定轉速，整車控制器控制發(fā)電機為零扭矩模式，發(fā)電機退出發(fā)動機啟動過程。優(yōu)選的，還設定有退出轉速，退出轉速大于設定轉速，只有當發(fā)動機轉速超過退出轉速，發(fā)電機才退出發(fā)動機啟動過程，設有一定范圍的緩沖轉速。這種啟動省掉傳統(tǒng)發(fā)動機的啟動機，節(jié)省了整車的布置空間。
發(fā)電機退出發(fā)動機啟動過程后，發(fā)動機進入怠速狀態(tài)，等待整車控制器的功率請求，工作于低油耗率轉速點，降低增程器的油耗，減少排放，提高燃油利用率。
該實現方法具體為，當增程器接收到整車控制器的功率請求時，整車控制器與發(fā)動機控制器進行扭矩通信，發(fā)動機控制器依據整車控制器的請求扭矩，分別計算出節(jié)氣門的開度、噴油量、噴油脈寬參數，發(fā)動機輸出整車控制器請求的扭矩，整車控制器可以請求速度模式和扭矩模式中的一種與發(fā)電機控制器進行通信，將增程器的轉速達到整車控制器請求增程器的高燃油消耗率的目標轉速。
整車控制器與發(fā)動機控制器進行扭矩通信，同時，整車控制器請求發(fā)電機控制器進行扭矩模式通信。
整車控制器同時控制發(fā)電機控制器和發(fā)動機控制器的扭矩，需對二者控制扭矩進行協調，以達到目標轉速。依據整車控制器發(fā)送至發(fā)動機控制器上的請求扭矩作為前饋，發(fā)電機控制器中的PI調節(jié)器調節(jié)控制發(fā)電機的扭矩，控制發(fā)電機的扭矩使增程器達到目標轉速。以發(fā)電機的轉速和目標轉速的差值作為PI調節(jié)的控制量，調節(jié)參數隨著控制量變化，主要是減小接近目標轉速時的超調量。當發(fā)電機的轉速和目標轉速差值大于零時，增加作為負載的發(fā)電機扭矩，使發(fā)電機的轉速降低至目標轉速。當發(fā)電機的轉速和目標轉速差值小于零時，減小作為負載的發(fā)電機扭矩，使發(fā)電機的轉速上升至目標轉速。由于增程器的工作轉速由整車控制器控制發(fā)電機的扭矩實現，控制發(fā)電機的扭矩增幅大于發(fā)動機的扭矩增幅，這樣可以實現目標轉速的快速跟蹤。發(fā)動機的請求扭矩和發(fā)電機的負載扭矩由整車控制器協調控制，所以發(fā)電機扭矩變化范圍不大，輸出功率和電池充電電流波動小，如圖4 所示。
如采用傳統(tǒng)的整車控制器請求發(fā)電機控制器進行速度模式通信，發(fā)電機控制器控制增程器工作于設定的目標轉速，發(fā)電機控制器對發(fā)電機速度控制雖然具有快速、穩(wěn)定的特點，在調節(jié)過程中，發(fā)電機控制器對發(fā)電機實現電流和扭矩的閉環(huán)控制，為了達到穩(wěn)定工作于目標轉速，運行在目標轉速，發(fā)電機控制器快速、較大范圍的調節(jié)扭矩，所以發(fā)電機的輸出功率和電池充電電流波動大，如圖5所示。
上面結合附圖對本發(fā)明進行了示例性描述，顯然本發(fā)明具體實現并不受上述方式的限制，只要采用了本發(fā)明的方法構思和技術方案進行的各種非實質性的改進，或未經改進將本發(fā)明的構思和技術方案直接應用于其它場合的，均在本發(fā)明的保護范圍之內。
權利要求
1.一種電動車增程器調速的實現方法，所述的增程器包括發(fā)動機和發(fā)電機以及相對應的發(fā)動機控制器和發(fā)電機控制器，發(fā)電機和電動車的驅動電機以及動力電池共直流母線，發(fā)動機控制器和發(fā)電機控制器均與整車控制器相連接，其特征在于在增程器接收到整車控制器發(fā)出的功率請求時，整車控制器發(fā)送相應的請求扭矩至發(fā)動機控制器上，通過發(fā)動機控制器控制發(fā)動機輸出請求扭矩，根據整車控制器發(fā)送至發(fā)動機控制器上的請求扭矩作為前饋，發(fā)電機控制器控制調節(jié)發(fā)電機的扭矩，使增程器工作于目標轉速，實現增程器的調速控制。
2.如權利要求I所述的電動車增程器調速的實現方法，其特征在于在增程器接收整車控制器發(fā)送的啟動指令后，整車控制器控制發(fā)電機啟動發(fā)動機。
3.如權利要求2所述的電動車增程器調速的實現方法，其特征在于發(fā)動機啟動，當發(fā)動機轉速超過設定轉速，整車控制器控制發(fā)電機為零扭矩，發(fā)電機退出發(fā)動機啟動過程。
4.如權利要求3所述的電動車增程器調速的實現方法，其特征在于發(fā)電機退出發(fā)動機啟動過程后，發(fā)動機進入怠速狀態(tài)。
5.如權利要求3所述的電動車增程器調速的實現方法，其特征在于所述的設定轉速由發(fā)動機的水溫確定。
6.如權利要求I所述的電動車增程器調速的實現方法，其特征在于當發(fā)電機的轉速和目標轉速差值大于零時，增加作為負載的發(fā)電機扭矩，使發(fā)電機的轉速降低至目標轉速。
7.如權利要求I所述的電動車增程器調速的實現方法，其特征在于當發(fā)電機的轉速和目標轉速差值小于零時，減小作為負載的發(fā)電機扭矩，使發(fā)電機的轉速上升至目標轉速。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種電動車增程器調速的實現方法，其增程器包括發(fā)動機和發(fā)電機以及相對應的發(fā)動機控制器和發(fā)電機控制器，發(fā)電機和驅動電機以及動力電池共直流母線，發(fā)動機控制器和發(fā)電機控制器均與整車控制器相連接，在增程器接收到整車控制器發(fā)出的功率請求時，整車控制器發(fā)送相應的請求扭矩至發(fā)動機控制器上，通過發(fā)動機控制器控制發(fā)動機輸出請求扭矩，根據整車控制器發(fā)送至發(fā)動機控制器上的請求扭矩作為前饋，發(fā)電機控制器控制調節(jié)發(fā)電機的扭矩，使增程器工作于目標轉速，實現增程器的調速控制，滿足整車發(fā)電需求，協調控制發(fā)動機和發(fā)電機的扭矩來實現目標轉速的響應，發(fā)電機的扭矩和電流以及輸出功率波動小。
文檔編號B60L11/02GK102975625SQ20121044880
公開日2013年3月20日 申請日期2012年11月12日 優(yōu)先權日2012年11月12日
發(fā)明者肖小城, 劉小飛 申請人:奇瑞汽車股份有限公司