專利名稱：一種電動車增程器調(diào)速的實現(xiàn)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電動車控制技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種電動車增程器調(diào)速的實現(xiàn)方法。
背景技術(shù)：
隨著社會進(jìn)步，人們環(huán)保意識增強(qiáng)，“低碳、環(huán)保、綠色”的出行方式逐漸引起高度關(guān)注。高效、環(huán)保、節(jié)能的電動車的研究已經(jīng)引起了世界各汽車廠商的高度關(guān)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(chǔ)上增加了由發(fā)動機(jī)和發(fā)電機(jī)組成的增程器，有效的彌補(bǔ)了傳統(tǒng)電動車?yán)m(xù)駛里程不足的缺陷。增程式電動車是傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)車、純電動車結(jié)合的產(chǎn)物，除具有傳統(tǒng)電動車的特點(diǎn)外，還具有以下的特點(diǎn)高燃油利用率，增程器除短暫工作在怠速區(qū)內(nèi)，大部分時間工作在經(jīng)濟(jì)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(fù)載和駕駛請求的需求；良好的人機(jī)交互，駕駛員通過模式開關(guān)可以強(qiáng)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(qiáng)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(diào)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(jīng)濟(jì)性、動力性和NVH?，F(xiàn)有的增程式電動車調(diào)速，基本采用發(fā)電機(jī)控制速度，實現(xiàn)增程器的速度快速調(diào)節(jié)，滿足整車發(fā)電需求。但這種調(diào)速方法中的發(fā)電機(jī)的扭矩和電流以及輸出功率波動大。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種電動車增程器調(diào)速的實現(xiàn)方法，其通過協(xié)調(diào)控制發(fā)動機(jī)和發(fā)電機(jī)的扭矩來實現(xiàn)目標(biāo)轉(zhuǎn)速的響應(yīng)，發(fā)電機(jī)的扭矩和電流以及輸出功率波動小。
為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案為一種電動車增程器調(diào)速的實現(xiàn)方法，所述的增程器包括發(fā)動機(jī)和發(fā)電機(jī)以及相對應(yīng)的發(fā)動機(jī)控制器和發(fā)電機(jī)控制器，發(fā)電機(jī)和驅(qū)動電機(jī)以及動力電池共直流母線，發(fā)動機(jī)控制器和發(fā)電機(jī)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(yīng)的請求扭矩至發(fā)動機(jī)控制器上，通過發(fā)動機(jī)控制器控制發(fā)動機(jī)輸出請求扭矩，根據(jù)整車控制器發(fā)送至發(fā)動機(jī)控制器的請求扭矩作為前饋，發(fā)電機(jī)控制器控制調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)的扭矩，使增程器工作于目標(biāo)轉(zhuǎn)速，實現(xiàn)增程器的調(diào)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(jī)啟動發(fā)動機(jī)。
發(fā)動機(jī)啟動，當(dāng)發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速超過設(shè)定轉(zhuǎn)速，整車控制器控制發(fā)電機(jī)為零扭矩，發(fā)電機(jī)退出發(fā)動機(jī)啟動過程。
發(fā)電機(jī)退出發(fā)動機(jī)啟動過程后，發(fā)動機(jī)進(jìn)入怠速狀態(tài)。
所述的設(shè)定轉(zhuǎn)速由發(fā)動機(jī)的水溫確定。
當(dāng)發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速和目標(biāo)轉(zhuǎn)速差值大于零時,增加作為負(fù)載的發(fā)電機(jī)扭矩,使發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速降低至目標(biāo)轉(zhuǎn)速。
當(dāng)發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速和目標(biāo)轉(zhuǎn)速差值小于零時，減小作為負(fù)載的發(fā)電機(jī)扭矩，使發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速上升至目標(biāo)轉(zhuǎn)速。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下優(yōu)點(diǎn)利用整車控制器控制請求的發(fā)動機(jī)的扭矩作為調(diào)節(jié)控制的前饋，控制調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)的扭矩，實現(xiàn)增程器目標(biāo)轉(zhuǎn)速，滿足整車發(fā)電需求，協(xié)調(diào)控制發(fā)動機(jī)和發(fā)電機(jī)的扭矩來實現(xiàn)目標(biāo)轉(zhuǎn)速的響應(yīng)，發(fā)電機(jī)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(dá)的內(nèi)容及圖中的標(biāo)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(jī)啟動過程示意圖。
圖3為本發(fā)明設(shè)定轉(zhuǎn)速與發(fā)動機(jī)水溫關(guān)系示意圖。
圖4為本發(fā)明發(fā)電機(jī)工作于扭矩模式示意圖。
圖5為發(fā)電機(jī)工作于速度模式示意圖。
圖中1.增程器、2.發(fā)動機(jī)、3.發(fā)電機(jī)、4.發(fā)動機(jī)控制器、5.發(fā)電機(jī)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(qū)動電機(jī)、11.電機(jī)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(jìn)一步詳細(xì)的說明。
如圖I所示，一種電動車增程器調(diào)速的實現(xiàn)方法，其增程器I包括發(fā)動機(jī)2和發(fā)電機(jī)3以及與發(fā)動機(jī)相對應(yīng)的發(fā)動機(jī)控制器4、與發(fā)電機(jī)相對應(yīng)的發(fā)電機(jī)控制器5,發(fā)電機(jī)3 和電動車的驅(qū)動電機(jī)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(jī)控制器4和發(fā)電機(jī)控制器5均與整車控制器12相連接，其中，發(fā)動機(jī)控制器4和整車控制器12通過轉(zhuǎn)速接口相連接，發(fā)電機(jī)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(qū)動電機(jī)10連接有電機(jī)控制器11，其中，電池管理單元7和電機(jī)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(xiàn)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(yīng)的請求扭矩至發(fā)動機(jī)控制器，通過發(fā)動機(jī)控制器控制發(fā)動機(jī)輸出請求扭矩，根據(jù)整車控制器發(fā)送至發(fā)動機(jī)控制器上的請求扭矩作為前饋，發(fā)電機(jī)控制器中的PI調(diào)節(jié)器調(diào)節(jié)控制發(fā)電機(jī)的扭矩，實現(xiàn)發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速調(diào)控至目標(biāo)轉(zhuǎn)速，使增程器工作于目標(biāo)轉(zhuǎn)速，實現(xiàn)增程器的調(diào)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(jī)為速度模式啟動發(fā)電機(jī)，整車控制器控制發(fā)電機(jī)啟動發(fā)動機(jī)，即拖動發(fā)動機(jī)至設(shè)定速度， 其中設(shè)定速度由發(fā)動機(jī)水溫確定，設(shè)定轉(zhuǎn)速與發(fā)動機(jī)水溫關(guān)系曲線如圖3所示。發(fā)動機(jī)啟動，當(dāng)發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速超過設(shè)定轉(zhuǎn)速，整車控制器控制發(fā)電機(jī)為零扭矩模式，發(fā)電機(jī)退出發(fā)動機(jī)啟動過程。優(yōu)選的，還設(shè)定有退出轉(zhuǎn)速，退出轉(zhuǎn)速大于設(shè)定轉(zhuǎn)速，只有當(dāng)發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速超過退出轉(zhuǎn)速，發(fā)電機(jī)才退出發(fā)動機(jī)啟動過程，設(shè)有一定范圍的緩沖轉(zhuǎn)速。這種啟動省掉傳統(tǒng)發(fā)動機(jī)的啟動機(jī)，節(jié)省了整車的布置空間。
發(fā)電機(jī)退出發(fā)動機(jī)啟動過程后，發(fā)動機(jī)進(jìn)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(zhuǎn)速點(diǎn)，降低增程器的油耗，減少排放，提高燃油利用率。
該實現(xiàn)方法具體為，當(dāng)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(jī)控制器進(jìn)行扭矩通信，發(fā)動機(jī)控制器依據(jù)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(shù)，發(fā)動機(jī)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(jī)控制器進(jìn)行通信，將增程器的轉(zhuǎn)速達(dá)到整車控制器請求增程器的高燃油消耗率的目標(biāo)轉(zhuǎn)速。
整車控制器與發(fā)動機(jī)控制器進(jìn)行扭矩通信，同時，整車控制器請求發(fā)電機(jī)控制器進(jìn)行扭矩模式通信。
整車控制器同時控制發(fā)電機(jī)控制器和發(fā)動機(jī)控制器的扭矩，需對二者控制扭矩進(jìn)行協(xié)調(diào)，以達(dá)到目標(biāo)轉(zhuǎn)速。依據(jù)整車控制器發(fā)送至發(fā)動機(jī)控制器上的請求扭矩作為前饋，發(fā)電機(jī)控制器中的PI調(diào)節(jié)器調(diào)節(jié)控制發(fā)電機(jī)的扭矩，控制發(fā)電機(jī)的扭矩使增程器達(dá)到目標(biāo)轉(zhuǎn)速。以發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速和目標(biāo)轉(zhuǎn)速的差值作為PI調(diào)節(jié)的控制量，調(diào)節(jié)參數(shù)隨著控制量變化，主要是減小接近目標(biāo)轉(zhuǎn)速時的超調(diào)量。當(dāng)發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速和目標(biāo)轉(zhuǎn)速差值大于零時，增加作為負(fù)載的發(fā)電機(jī)扭矩，使發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速降低至目標(biāo)轉(zhuǎn)速。當(dāng)發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速和目標(biāo)轉(zhuǎn)速差值小于零時，減小作為負(fù)載的發(fā)電機(jī)扭矩，使發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速上升至目標(biāo)轉(zhuǎn)速。由于增程器的工作轉(zhuǎn)速由整車控制器控制發(fā)電機(jī)的扭矩實現(xiàn)，控制發(fā)電機(jī)的扭矩增幅大于發(fā)動機(jī)的扭矩增幅，這樣可以實現(xiàn)目標(biāo)轉(zhuǎn)速的快速跟蹤。發(fā)動機(jī)的請求扭矩和發(fā)電機(jī)的負(fù)載扭矩由整車控制器協(xié)調(diào)控制，所以發(fā)電機(jī)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(jī)控制器進(jìn)行速度模式通信，發(fā)電機(jī)控制器控制增程器工作于設(shè)定的目標(biāo)轉(zhuǎn)速，發(fā)電機(jī)控制器對發(fā)電機(jī)速度控制雖然具有快速、穩(wěn)定的特點(diǎn)，在調(diào)節(jié)過程中，發(fā)電機(jī)控制器對發(fā)電機(jī)實現(xiàn)電流和扭矩的閉環(huán)控制，為了達(dá)到穩(wěn)定工作于目標(biāo)轉(zhuǎn)速，運(yùn)行在目標(biāo)轉(zhuǎn)速，發(fā)電機(jī)控制器快速、較大范圍的調(diào)節(jié)扭矩，所以發(fā)電機(jī)的輸出功率和電池充電電流波動大，如圖5所示。
上面結(jié)合附圖對本發(fā)明進(jìn)行了示例性描述，顯然本發(fā)明具體實現(xiàn)并不受上述方式的限制，只要采用了本發(fā)明的方法構(gòu)思和技術(shù)方案進(jìn)行的各種非實質(zhì)性的改進(jìn)，或未經(jīng)改進(jìn)將本發(fā)明的構(gòu)思和技術(shù)方案直接應(yīng)用于其它場合的，均在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種電動車增程器調(diào)速的實現(xiàn)方法，所述的增程器包括發(fā)動機(jī)和發(fā)電機(jī)以及相對應(yīng)的發(fā)動機(jī)控制器和發(fā)電機(jī)控制器，發(fā)電機(jī)和電動車的驅(qū)動電機(jī)以及動力電池共直流母線，發(fā)動機(jī)控制器和發(fā)電機(jī)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(yīng)的請求扭矩至發(fā)動機(jī)控制器上，通過發(fā)動機(jī)控制器控制發(fā)動機(jī)輸出請求扭矩，根據(jù)整車控制器發(fā)送至發(fā)動機(jī)控制器上的請求扭矩作為前饋，發(fā)電機(jī)控制器控制調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)的扭矩，使增程器工作于目標(biāo)轉(zhuǎn)速，實現(xiàn)增程器的調(diào)速控制。
2.如權(quán)利要求I所述的電動車增程器調(diào)速的實現(xiàn)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(jī)啟動發(fā)動機(jī)。
3.如權(quán)利要求2所述的電動車增程器調(diào)速的實現(xiàn)方法，其特征在于發(fā)動機(jī)啟動，當(dāng)發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速超過設(shè)定轉(zhuǎn)速，整車控制器控制發(fā)電機(jī)為零扭矩，發(fā)電機(jī)退出發(fā)動機(jī)啟動過程。
4.如權(quán)利要求3所述的電動車增程器調(diào)速的實現(xiàn)方法，其特征在于發(fā)電機(jī)退出發(fā)動機(jī)啟動過程后，發(fā)動機(jī)進(jìn)入怠速狀態(tài)。
5.如權(quán)利要求3所述的電動車增程器調(diào)速的實現(xiàn)方法，其特征在于所述的設(shè)定轉(zhuǎn)速由發(fā)動機(jī)的水溫確定。
6.如權(quán)利要求I所述的電動車增程器調(diào)速的實現(xiàn)方法，其特征在于當(dāng)發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速和目標(biāo)轉(zhuǎn)速差值大于零時，增加作為負(fù)載的發(fā)電機(jī)扭矩，使發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速降低至目標(biāo)轉(zhuǎn)速。
7.如權(quán)利要求I所述的電動車增程器調(diào)速的實現(xiàn)方法，其特征在于當(dāng)發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速和目標(biāo)轉(zhuǎn)速差值小于零時，減小作為負(fù)載的發(fā)電機(jī)扭矩，使發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速上升至目標(biāo)轉(zhuǎn)速。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種電動車增程器調(diào)速的實現(xiàn)方法，其增程器包括發(fā)動機(jī)和發(fā)電機(jī)以及相對應(yīng)的發(fā)動機(jī)控制器和發(fā)電機(jī)控制器，發(fā)電機(jī)和驅(qū)動電機(jī)以及動力電池共直流母線，發(fā)動機(jī)控制器和發(fā)電機(jī)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(yīng)的請求扭矩至發(fā)動機(jī)控制器上，通過發(fā)動機(jī)控制器控制發(fā)動機(jī)輸出請求扭矩，根據(jù)整車控制器發(fā)送至發(fā)動機(jī)控制器上的請求扭矩作為前饋，發(fā)電機(jī)控制器控制調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)的扭矩，使增程器工作于目標(biāo)轉(zhuǎn)速，實現(xiàn)增程器的調(diào)速控制，滿足整車發(fā)電需求，協(xié)調(diào)控制發(fā)動機(jī)和發(fā)電機(jī)的扭矩來實現(xiàn)目標(biāo)轉(zhuǎn)速的響應(yīng)，發(fā)電機(jī)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(quán)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