專利名稱：一種基于油電混合電動車的燃油發(fā)電機控制器及控制方法
技術領域：
本發(fā)明屬于油電混合電動車控制領域，具體涉及ー種基于油電混合電動車的燃油發(fā)電機控制器及控制方法。
背景技術：
隨著人類社會的發(fā)展，能源和環(huán)境對人類的壓力越來越大，要求盡快改善人類生存環(huán)境的呼聲越來越高，為了適應這個發(fā)展趨勢，世界各國都加大了對油電混合電動車開發(fā)的カ度。然而，現(xiàn)有的油電混合電動車不能準確的控制其燃油發(fā)電機的啟停以及發(fā)電量，燃油發(fā)電機在給蓄電池組充電時容易造成過充，損壞蓄電池，使蓄電池組充電后電動車行駛里程不夠長；燃油發(fā)電機不能根據(jù)電動車的上、下坡行駛狀況改變發(fā)電量，在電動車上坡行駛中一旦出現(xiàn)可用電量不足時會造成行駛困難，并且過度用電也會對蓄電池造成損壞，縮短蓄電池的壽命，甚至爆燃。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供ー種基于油電混合電動車的燃油發(fā)電機控制器及控制方法，以根據(jù)蓄電池組的剩余電量(即SOC值)，準確的控制燃油發(fā)電機對蓄電池組進行適宜的充電，防止蓄電池組過充和過放，延長其使用壽命。本發(fā)明所述的基于油電混合電動車的燃油發(fā)電機控制器，包括微處理器、用于米集電門鎖狀態(tài)的電門鎖狀態(tài)檢測器、A/D轉(zhuǎn)換器、用于采集蓄電池組動カ線電壓的直流電壓檢測器、用于采集蓄電池組動カ線電流的直流電流檢測器、用于采集蓄電池組溫度的溫度檢測器、發(fā)電機啟停驅(qū)動器、用于導通/斷開燃油發(fā)電機的啟動線以及停機線的電子開關模塊、用于改變?nèi)加桶l(fā)電機的油門調(diào)節(jié)器位置的油門調(diào)節(jié)執(zhí)行機構；所述電門鎖狀態(tài)檢測器與微處理器連接，將采集到的電門鎖狀態(tài)信號送入微處理器內(nèi)判斷，所述直流電壓檢測器、直流電流檢測器以及溫度檢測器都通過A/D轉(zhuǎn)換器與微處理器連接，將采集到的蓄電池組動カ線的電壓、電流以及蓄電池組的溫度通過AD轉(zhuǎn)換后送入微處理器內(nèi)判斷，所述發(fā)電機啟停驅(qū)動器與微處理器以及電子開關模塊連接，在微處理器的控制下通過驅(qū)動電子開關模塊內(nèi)與燃油發(fā)電機的啟動線或停機線連接的電子開關導通來啟停燃油發(fā)電機，所述油門調(diào)節(jié)執(zhí)行機構與微處理器連接，在微處理器的控制下通過改變?nèi)加桶l(fā)電機的油門調(diào)節(jié)器位置(油門調(diào)節(jié)器是用來調(diào)節(jié)油門供油量的大小，其位置不同相應的供油量不同)來控制燃油發(fā)電機的發(fā)電量。進ー步，為了節(jié)約控制器的成本，所述油門調(diào)節(jié)執(zhí)行機構包括步進電機驅(qū)動器和步進電機，所述步進電機驅(qū)動器與微處理器以及步進電機連接，在微處理器的控制下驅(qū)動步進電機旋轉(zhuǎn)，所述步進電機與燃油發(fā)電機的油門調(diào)節(jié)器連接，通過旋轉(zhuǎn)改變所述油門調(diào)節(jié)器位置。進ー步，為了在燃油發(fā)電機工作并對蓄電池組進行適宜充電的同時，又保證電動車驅(qū)動控制器能驅(qū)動電動車可靠、高效的運行，在電動車水平梁上安裝了用于采集電動車上、下坡行駛狀況的角度檢測器，該角度檢測器通過A/D轉(zhuǎn)換器與微處理器連接，將采集到的電動車上、下坡行駛狀況信息通過AD轉(zhuǎn)換后送入微處理器內(nèi)判斷，微處理器判斷后綜合蓄電池組的SOC值控制燃油發(fā)電機的發(fā)電量。采用上述燃油發(fā)電機控制器對燃油發(fā)電機進行控制的方法為微處理器根據(jù)蓄電池組的SOC值以及電動車的上、下坡行駛狀況來控制燃油發(fā)電機啟停以及發(fā)電量，具體包括如下步驟步驟I:電門鎖狀態(tài)檢測器采集電門鎖狀態(tài)信號，并將其送入微處理器，微處理器對該信號進行判斷，如果電門鎖未打開，則返回繼續(xù)采集電門鎖狀態(tài)信號，如果電門鎖已打開，則執(zhí)行步驟2;步驟2 :直流電壓檢測器采集蓄電池組動カ線電壓、直流電流檢測器采集蓄電池組動カ線電流、溫度檢測器采集蓄電池組溫度，經(jīng)AD轉(zhuǎn)換后送入微處理器，微處理器對電 流進行判斷，如果電流超限，則微處理器啟動發(fā)電機啟停驅(qū)動器，發(fā)電機啟停驅(qū)動器驅(qū)動電子開關模塊內(nèi)與燃油發(fā)電機的停機線連接的電子開關導通，關停燃油發(fā)電機并返回步驟I執(zhí)行，如果電流在正常范圍內(nèi)，則執(zhí)行步驟3 ;步驟3 :微處理器將送入的電壓、電流以及溫度按照SOC值計算公式計算出蓄電池組的SOC值并進行判斷，如果SOC值大于20%,則微處理器啟動發(fā)電機啟停驅(qū)動器，發(fā)電機啟停驅(qū)動器驅(qū)動電子開關模塊內(nèi)與燃油發(fā)電機的停機線連接的電子開關導通，關停燃油發(fā)電機并返回步驟I執(zhí)行，如果SOC值小于等于20%，則微處理器啟動發(fā)電機啟停驅(qū)動器，發(fā)電機啟停驅(qū)動器驅(qū)動電子開關模塊內(nèi)與燃油發(fā)電機的啟動線連接的電子開關導通，啟動燃油發(fā)電機工作，并執(zhí)行步驟4 ；步驟4 :在燃油發(fā)電機工作期間，角度檢測器采集電動車上、下坡行駛狀況信息，經(jīng)AD轉(zhuǎn)換后送入微處理器，微處理器實時接收從直流電壓檢測器、直流電流檢測器、溫度檢測器以及角度檢測器傳來的數(shù)據(jù)，并進行綜合分析判斷；如果電動車上坡行駛，則按照電動車上坡行駛需要的電量以及蓄電池組充電曲線控制步進電機驅(qū)動器驅(qū)動步進電機旋轉(zhuǎn)相應角度，改變油門調(diào)節(jié)器位置，増大燃油發(fā)電機的發(fā)電量，并對蓄電池組進行適宜的充電，如果電動車下坡行駛，則按照電動車下坡行駛需要的電量以及蓄電池組充電曲線控制步進電機驅(qū)動器驅(qū)動步進電機旋轉(zhuǎn)相應角度，改變油門調(diào)節(jié)器位置，減小燃油發(fā)電機的發(fā)電量，并對蓄電池組進行適宜的充電；在蓄電池組充電過程中其SOC值需要達到80%后才會停止充電，充電完成后返回步驟I重復執(zhí)行。本發(fā)明具有如下優(yōu)點(I)微處理器實時采集電壓、電流、溫度并進行蓄電池組的SOC值估算(即蓄電池組的剩余電量估算)，并根據(jù)SOC值控制燃油發(fā)電機的啟停以及發(fā)電量，從而有效的解決了蓄電池組的在線均衡問題，減小了極限工作條件下(即過充或過放)對蓄電池壽命的影響，提高了蓄電池的使用安全性，延長了蓄電池的使用壽命。(2)在對蓄電池組進行適宜充電時，微處理器又對電動車的上、下坡行駛狀況進行檢測，并按照電動車上、下坡行駛需要的電量以及蓄電池組充電曲線控制燃油發(fā)電機的發(fā)電量，從而在對蓄電池組進行有效的電量補充的同時，又保證了電動車驅(qū)動控制器驅(qū)動電動車可靠、高效的運行，從而提高了電動車的使用性能。


圖I為本發(fā)明對燃油發(fā)電機的控制示意圖(細連接線為信號線，粗連接線為動カ線)。圖2為本發(fā)明的控制流程圖。
具體實施例方式下面結合附圖對本發(fā)明作進ー步說明。如圖I所示的基于油電混合電動車的燃油發(fā)電機控制器，包括微處理器I、用于采集電門鎖狀態(tài)的電門鎖狀態(tài)檢測器2、A/D轉(zhuǎn)換器3、用于采集蓄電池組動カ線電壓的直流電壓檢測器4、用于采集蓄電池組動カ線電流的直流電流檢測器5、用于采集蓄電池組溫度的溫度檢測器6、用于采集電動車上、下坡行駛狀況的角度檢測器7、發(fā)電機啟停驅(qū)動器13、 用于導通/斷開燃油發(fā)電機的啟動線以及停機線的電子開關模塊14、報警模塊16、用于改變?nèi)加桶l(fā)電機的油門調(diào)節(jié)器位置的油門調(diào)節(jié)執(zhí)行機構。其中，直流電壓檢測器4和直流電流檢測器5連接在蓄電池組動カ線上，溫度檢測器6與蓄電池組8連接，角度檢測器7為ー個長條平衡游絲角度可變電阻裝置，安裝在電動車水平梁上且平行于車身，當電動車出現(xiàn)仰頭或低頭(即上坡或下坡)吋，角度檢測器7的電阻值會發(fā)生變化，根據(jù)其電阻值的變化即可知道電動車的上、下坡行駛狀況；電子開關模塊14具有兩個電子開關，一個電子開關與燃油發(fā)電機15的停機線連接，另ー個電子開關與燃油發(fā)電機15的啟動線連接；油門調(diào)節(jié)執(zhí)行機構包括步進電機驅(qū)動器11和步進電機12 ;電門鎖狀態(tài)檢測器2與微處理器I連接，將采集到的電門鎖狀態(tài)信號送入微處理器I內(nèi)判斷，直流電壓檢測器4、直流電流檢測器5以及溫度檢測器6都通過A/D轉(zhuǎn)換器3與微處理器I連接，將采集到的蓄電池組動カ線的電壓、電流以及蓄電池組的溫度通過AD轉(zhuǎn)換后送入微處理器I內(nèi)判斷，角度檢測器7通過A/D轉(zhuǎn)換器3與微處理器I連接，將采集到的電動車上、下坡行駛狀況信息通過AD轉(zhuǎn)換后送入微處理器I內(nèi)判斷，報警模塊16與微處理器I連接，在蓄電池組動カ線電流超限時發(fā)出報警信號，發(fā)電機啟停驅(qū)動器13與微處理器I以及電子開關模塊14連接，在微處理器I的控制下通過驅(qū)動上述兩個電子開關導通來啟停燃油發(fā)電機，步進電機驅(qū)動器11與微處理器I以及步進電機12連接，在微處理器I的控制下(該控制是以電動車上、下坡行駛需要的電量以及蓄電池組的SOC值為依據(jù))驅(qū)動步進電機12旋轉(zhuǎn)，步進電機12與燃油發(fā)電機15的油門調(diào)節(jié)器連接，通過旋轉(zhuǎn)改變該油門調(diào)節(jié)器位置，以控制燃油發(fā)電機15的發(fā)電量，燃油發(fā)電機15發(fā)出的電(交流電)經(jīng)整流濾波模塊10整流后變?yōu)橹绷麟姡o蓄電池組8充電，并同時提供給電動車驅(qū)動控制器9動力，保證電動車可靠、高效的運行。如圖2所示，采用上述燃油發(fā)電機控制器對燃油發(fā)電機進行控制的方法為微處理器I根據(jù)蓄電池組8的SOC值以及電動車的上、下坡行駛狀況來控制燃油發(fā)電機啟停以及發(fā)電量，具體包括如下步驟步驟I:電門鎖狀態(tài)檢測器2采集電門鎖狀態(tài)信號，并將其送入微處理器I，微處理器I對該信號進行判斷，如果電門鎖未打開，則返回繼續(xù)采集電門鎖狀態(tài)信號，如果電門鎖已打開，則執(zhí)行步驟2;步驟2 :直流電壓檢測器4采集蓄電池組動カ線電壓V、直流電流檢測器5采集蓄電池組動カ線電流I、溫度檢測器6采集蓄電池組溫度T，經(jīng)AD轉(zhuǎn)換后送入微處理器I，微處理器I對電流I進行判斷，如果電流超限(即負載短路)，則微處理器I啟動發(fā)電機啟停驅(qū)動器13，發(fā)電機啟停驅(qū)動器13驅(qū)動電子開關模塊14內(nèi)與燃油發(fā)電機15的停機線連接的電子開關導通，關停燃油發(fā)電機15，通過報警模塊16發(fā)出報警信號，并返回步驟I執(zhí)行，如果電流在正常范圍內(nèi)，則執(zhí)行步驟3 ；步驟3 :微處理器I將送入的電壓V、電流I以及溫度T按照SOC值計算公式計算出蓄電池組8的SOC值并進行判斷，如果SOC值大于20%，則微處理器I啟動發(fā)電機啟停驅(qū)動器13，發(fā)電機啟停驅(qū)動器13驅(qū)動電子開關模塊14內(nèi)與燃油發(fā)電機15的停機線連接的電子開關導通，關停燃油發(fā)電機15并返回步驟I執(zhí)行，如果SOC值小于等于20%，則微處理器I啟動發(fā)電機啟停驅(qū)動器13，發(fā)電機啟停驅(qū)動器13驅(qū)動電子開關模塊14內(nèi)與燃油發(fā)電機15的啟動線連接的電子開關導通，啟動燃油發(fā)電機15工作，并執(zhí)行步驟4 ;步驟4 :在燃油發(fā)電機15工作期間，角度檢測器7采集電動車上、下坡行駛狀況信息(該信息通過角度檢測器的電阻值A表示)，經(jīng)AD轉(zhuǎn)換后送入微處理器1，微處理器I實時接收從直流電壓檢測器4、直流電流檢測器5、溫度檢測器6以及角度檢測器7傳來的數(shù)據(jù)，并進行綜合分析判斷；如果電動車上坡行駛，則按照電動車上坡行駛需要的電量以及蓄 電池組充電曲線控制步進電機驅(qū)動器11驅(qū)動步進電機12旋轉(zhuǎn)相應角度，改變油門調(diào)節(jié)器位置，増大燃油發(fā)電機15的發(fā)電量，經(jīng)整流濾波模塊10整流后按照充電曲線給蓄電池組8充電，同時提供給電動車驅(qū)動控制器9相應的動力，如果電動車下坡行駛，則按照電動車下坡行駛需要的電量以及蓄電池組充電曲線控制步進電機驅(qū)動器11驅(qū)動步進電機12旋轉(zhuǎn)相應角度，改變油門調(diào)節(jié)器位置，減小燃油發(fā)電機15的發(fā)電量，經(jīng)整流濾波模塊10整流后按照充電曲線給蓄電池組8充電，同時提供給電動車驅(qū)動控制器9相應的動力；在蓄電池組8充電過程中其SOC值需要達到80%后才會停止充電(即關停燃油發(fā)電機)，充電完成后返回步驟I重復執(zhí)行。
權利要求
1.ー種基于油電混合電動車的燃油發(fā)電機控制器，其特征是包括微處理器(I)、用于采集電門鎖狀態(tài)的電門鎖狀態(tài)檢測器(2)、A/D轉(zhuǎn)換器(3)、用于采集蓄電池組動カ線電壓的直流電壓檢測器(4)、用于采集蓄電池組動カ線電流的直流電流檢測器(5)、用于采集蓄電池組溫度的溫度檢測器(6)、發(fā)電機啟停驅(qū)動器(13)、用于導通/斷開燃油發(fā)電機的啟動線以及停機線的電子開關模塊(14)、用于改變?nèi)加桶l(fā)電機的油門調(diào)節(jié)器位置的油門調(diào)節(jié)執(zhí)行機構；所述電門鎖狀態(tài)檢測器(2)與微處理器(I)連接，將采集到的電門鎖狀態(tài)信號送入微處理器內(nèi)判斷，所述直流電壓檢測器(4)、直流電流檢測器(5)以及溫度檢測器(6)都通過A/D轉(zhuǎn)換器(3)與微處理器(I)連接，將采集到的蓄電池組動カ線的電壓、電流以及蓄電池組的溫度通過AD轉(zhuǎn)換后送入微處理器內(nèi)判斷，所述發(fā)電機啟停驅(qū)動器(13)與微處理器(O以及電子開關模塊(14)連接，在微處理器的控制下通過驅(qū)動電子開關模塊內(nèi)與燃油發(fā)電機的啟動線或停機線連接的電子開關導通來啟停燃油發(fā)電機，所述油門調(diào)節(jié)執(zhí)行機構與微處理器(I)連接，在微處理器的控制下通過改變?nèi)加桶l(fā)電機的油門調(diào)節(jié)器位置來控制燃油發(fā)電機的發(fā)電量。
2.根據(jù)權利要求I所述的基于油電混合電動車的燃油發(fā)電機控制器，其特征是所述 油門調(diào)節(jié)執(zhí)行機構包括步進電機驅(qū)動器(11)和步進電機(12)，所述步進電機驅(qū)動器(11)與微處理器(I)以及步進電機(12)連接，在微處理器的控制下驅(qū)動步進電機旋轉(zhuǎn)，所述步進電機(12)與燃油發(fā)電機(15)的油門調(diào)節(jié)器連接，通過旋轉(zhuǎn)改變所述油門調(diào)節(jié)器位置。
3.根據(jù)權利要求2所述的基于油電混合電動車的燃油發(fā)電機控制器，其特征是一安裝在電動車水平梁上用于采集電動車上、下坡行駛狀況的角度檢測器(7)通過A/D轉(zhuǎn)換器(3)與微處理器(I)連接，將采集到的電動車上、下坡行駛狀況信息通過AD轉(zhuǎn)換后送入微處理器內(nèi)判斷。
4.采用權利要求3所述的基于油電混合電動車的燃油發(fā)電機控制器對燃油發(fā)電機進行控制的方法，其特征是微處理器(I)根據(jù)蓄電池組(8)的SOC值以及電動車的上、下坡行駛狀況來控制燃油發(fā)電機啟停以及發(fā)電量，包括如下步驟 步驟I:電門鎖狀態(tài)檢測器采集電門鎖狀態(tài)信號，并將其送入微處理器，微處理器對該信號進行判斷，如果電門鎖未打開，則返回繼續(xù)采集電門鎖狀態(tài)信號，如果電門鎖已打開，則執(zhí)行步驟2 ； 步驟2 :直流電壓檢測器采集蓄電池組動カ線電壓、直流電流檢測器采集蓄電池組動カ線電流、溫度檢測器采集蓄電池組溫度，經(jīng)AD轉(zhuǎn)換后送入微處理器，微處理器對電流進行判斷，如果電流超限，則微處理器啟動發(fā)電機啟停驅(qū)動器，發(fā)電機啟停驅(qū)動器驅(qū)動電子開關模塊內(nèi)與燃油發(fā)電機的停機線連接的電子開關導通，關停燃油發(fā)電機并返回步驟I執(zhí)行，如果電流在正常范圍內(nèi)，則執(zhí)行步驟3 ； 步驟3:微處理器將送入的電壓、電流以及溫度按照SOC值計算公式計算出蓄電池組的SOC值并進行判斷，如果SOC值大于20%，則微處理器啟動發(fā)電機啟停驅(qū)動器，發(fā)電機啟停驅(qū)動器驅(qū)動電子開關模塊內(nèi)與燃油發(fā)電機的停機線連接的電子開關導通，關停燃油發(fā)電機并返回步驟I執(zhí)行，如果SOC值小于等于20%，則微處理器啟動發(fā)電機啟停驅(qū)動器，發(fā)電機啟停驅(qū)動器驅(qū)動電子開關模塊內(nèi)與燃油發(fā)電機的啟動線連接的電子開關導通，啟動燃油發(fā)電機工作，并執(zhí)行步驟4; 步驟4 :在燃油發(fā)電機工作期間，角度檢測器采集電動車上、下坡行駛狀況信息，經(jīng)AD轉(zhuǎn)換后送入微處理器，微處理器實時接收從直流電壓檢測器、直流電流檢測器、溫度檢測器以及角度檢測器傳來的數(shù)據(jù)，并進行綜合分析判斷；如果電動車上坡行駛，則按照電動車上坡行駛需要的電量以及蓄電池組充電曲線控制步進電機驅(qū)動器驅(qū)動步進電機旋轉(zhuǎn)相應角度，改變油門調(diào)節(jié)器位置，増大燃油發(fā)電機的發(fā)電量，并對蓄電池組進行適宜的充電，如果電動車下坡行駛，則按照電動車下坡行駛需要的電量以及蓄電池組充電曲線控制步進電機驅(qū)動器驅(qū)動步進電機旋轉(zhuǎn)相應角度，改變油門調(diào)節(jié)器位置，減小燃油發(fā)電機的發(fā)電量，并對 蓄電池組進行適宜的充電；在蓄電池組充電過程中其SOC值需要達到80%后才會停止充電，充電完成后返回步驟I重復執(zhí)行。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種基于油電混合電動車的燃油發(fā)電機控制器及控制方法，該控制器包括微處理器、電門鎖狀態(tài)檢測器、A/D轉(zhuǎn)換器、直流電壓檢測器、直流電流檢測器、溫度檢測器、發(fā)電機啟停驅(qū)動器、電子開關模塊和油門調(diào)節(jié)執(zhí)行機構；所述電門鎖狀態(tài)檢測器與微處理器連接，所述直流電壓檢測器、直流電流檢測器以及溫度檢測器都通過A/D轉(zhuǎn)換器與微處理器連接，所述發(fā)電機啟停驅(qū)動器與微處理器以及電子開關模塊連接；微處理器根據(jù)蓄電池組的SOC值以及電動車的上、下坡行駛狀況來控制燃油發(fā)電機啟停以及發(fā)電量。該控制器能根據(jù)蓄電池組的SOC值，準確的控制燃油發(fā)電機對蓄電池組進行適宜的充電，防止蓄電池組過充和過放，延長其使用壽命。
文檔編號B60W20/00GK102849066SQ20121035844
公開日2013年1月2日 申請日期2012年9月24日 優(yōu)先權日2012年9月24日
發(fā)明者湯智鵬, 劉偉, 楊明建, 黃義, 羅偉, 湯捷 申請人:重慶長鵬實業(yè)(集團)有限公司