一種增程器功率輸出控制系統(tǒng)及其方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種增程器功率輸出控制系統(tǒng)及其方法，系統(tǒng)包括增程器和增程器控制器，增程器包括發(fā)動機(jī)和發(fā)電機(jī),所述發(fā)動機(jī)和所述發(fā)電機(jī)通過機(jī)械連接；增程器與增程器控制器相想通訊；其中：增程器對增程器控制器的輸入量包括：發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速、發(fā)電機(jī)的電壓以及電流信號；增程器控制器對增程器的輸出量包括：發(fā)動機(jī)的噴油量及點(diǎn)火角、節(jié)氣門開度、發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)矩信號。本發(fā)明通過對發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速、發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)矩以及增程器輸出功率進(jìn)行閉環(huán)控制，實(shí)現(xiàn)了增程器功率輸出可連續(xù)變化及階躍變化，滿足對整車對增程器功率輸出需求要求。
【專利說明】一種増程器功率輸出控制系統(tǒng)及其方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及電動汽車的增程器控制，具體涉及一種增程器功率輸出控制系統(tǒng)及其方法。

【背景技術(shù)】
[0002]增程器是應(yīng)用于增程式電動汽車的用于延長電動汽車?yán)m(xù)駛里程的發(fā)電設(shè)備，在電動車需要充電時(shí)增程器啟動，發(fā)動機(jī)驅(qū)動發(fā)電機(jī)發(fā)電，其發(fā)電功率根據(jù)整車需求確定。
[0003]當(dāng)前用于增程式電動汽車上的功率輸出控制主要是通過設(shè)計(jì)固定的單點(diǎn)或者幾個(gè)單點(diǎn)發(fā)電工況控制實(shí)現(xiàn)功率的變化控制，典型的增程器功率輸出控制方法如圖1所示?？梢钥闯?，發(fā)電功率呈階躍式變化，但整車在實(shí)際行駛時(shí)的發(fā)電功率需求是連續(xù)變化的，階躍式的功率輸出使得增程器無法跟隨需求功率變化要求，無法精確控制發(fā)電功率輸出；且調(diào)節(jié)過程中會造成沖擊，產(chǎn)生發(fā)電電流脈沖，振動噪聲大，影響整車的駕乘舒適性。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]有鑒于此，本發(fā)明提供一種增程器功率輸出控制系統(tǒng)及其方法，旨實(shí)現(xiàn)增程器功率輸出的靈活、精確的控制。
[0005]本發(fā)明采用的技術(shù)方案具體為:
[0006]一種增程器功率輸出控制系統(tǒng)，包括增程器和增程器控制器，增程器包括發(fā)動機(jī)和發(fā)電機(jī)，所述發(fā)動機(jī)和所述發(fā)電機(jī)通過機(jī)械連接；增程器與增程器控制器相想通訊；其中:增程器對增程器控制器的輸入量包括:發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速、發(fā)電機(jī)的電壓以及電流信號；增程器控制器對增程器的輸出量包括:發(fā)動機(jī)的噴油量及點(diǎn)火角、節(jié)氣門開度、發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)矩信號。
[0007]一種增程器功率輸出控制方法，包括對發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速的控制、對發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)矩的控制和對增程器的功率調(diào)節(jié)，其中:
[0008]對發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速的控制的具體步驟為:
[0009]整車對增程器輸入需求功率，增程器通過需求功率計(jì)算發(fā)動機(jī)的目標(biāo)轉(zhuǎn)速，計(jì)算發(fā)動機(jī)的目標(biāo)轉(zhuǎn)速與采集到的發(fā)動機(jī)的當(dāng)前轉(zhuǎn)速之間的轉(zhuǎn)速差，通過當(dāng)前轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)速差調(diào)節(jié)發(fā)動機(jī)的節(jié)氣門開度、噴油量和點(diǎn)火角，使當(dāng)前轉(zhuǎn)速向目標(biāo)轉(zhuǎn)速靠近；
[0010]對發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)矩的控制的具體步驟為:
[0011]通過需求功率計(jì)算發(fā)電機(jī)的目標(biāo)轉(zhuǎn)矩；
[0012]對發(fā)電機(jī)輸出的電壓和電流進(jìn)行濾波處理，并根據(jù)濾波處理后的電壓和電流值得到增程器的實(shí)際輸出功率；增程器的需求功率與實(shí)際輸出功率的差值乘以修正系數(shù)得到發(fā)電機(jī)的扭矩修正值；
[0013]目標(biāo)轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)矩修正值之和即輸出到發(fā)電機(jī)的實(shí)際轉(zhuǎn)矩；
[0014]對增程器的功率調(diào)節(jié)的具體步驟為:
[0015]當(dāng)需求功率與增程器的實(shí)際輸出功率差值較大時(shí)，表示功率需求為階躍變化，則以第一梯度水平調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)的目標(biāo)轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)矩修正值；
[0016]當(dāng)需求功率與增程器的實(shí)際輸出功率差值較小時(shí)，表示功率需求為連續(xù)緩慢變化，則以第二梯度水平調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)的目標(biāo)轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)矩修正值。
[0017]在上述增程器功率輸出控制方法中，所述修正系數(shù)的范圍為0-5。
[0018]在上述增程器功率輸出控制方法中，所述第一梯度水平具體為:
[0019]對所述目標(biāo)扭矩的調(diào)節(jié)梯度為8-15Nm/100ms，對所述轉(zhuǎn)矩修正值的調(diào)節(jié)梯度為0-5Nm/100mso
[0020]在上述增程器功率輸出控制方法中，所述第一梯度水平具體為:
[0021]對所述目標(biāo)扭矩的調(diào)節(jié)梯度為lONm/lOOms，對所述轉(zhuǎn)矩修正值的調(diào)節(jié)梯度為5Nm/100mso
[0022]在上述增程器功率輸出控制方法中，所述第二梯度水平具體為:
[0023]對所述目標(biāo)扭矩的調(diào)節(jié)梯度3-7Nm/100ms，對所述轉(zhuǎn)矩修正值的調(diào)節(jié)梯度為0-2Nm/100mso
[0024]在上述增程器功率輸出控制方法中，所述第一梯度水平具體為:
[0025]對所述目標(biāo)扭矩的調(diào)節(jié)梯度5Nm/ 100ms，對所述轉(zhuǎn)矩修正值的調(diào)節(jié)梯度為2Nm/100mso
[0026]本發(fā)明產(chǎn)生的有益效果是:
[0027]本發(fā)明的增程器功率輸出控制方法通過協(xié)調(diào)控制發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速和發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)矩輸出，可以同時(shí)實(shí)現(xiàn)增程器功率的連續(xù)輸出和階躍輸出實(shí)行閉環(huán)調(diào)節(jié)控制，滿足了整車對增程器的功率需求，轉(zhuǎn)速平穩(wěn)，無轉(zhuǎn)矩沖擊，發(fā)電電流輸出沖擊，避免對動力電池造成輸入沖擊，另外通過采用輸出功率閉環(huán)控制，實(shí)現(xiàn)了功率輸出的精確控制。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0028]當(dāng)結(jié)合附圖考慮時(shí)，能夠更完整更好地理解本發(fā)明。此處所說明的附圖用來提供對本發(fā)明的進(jìn)一步理解，實(shí)施例及其說明用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對本發(fā)明的不當(dāng)限定。
[0029]圖1為典型的增程器功率輸出控制方法的示意圖；
[0030]圖2為本發(fā)明一種增程器功率輸出控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0031]圖3為本發(fā)明一種增程器功率輸出控制方法的流程圖。
[0032]圖中:1、發(fā)動機(jī)2、發(fā)電機(jī)3、增程器控制器。

【具體實(shí)施方式】
[0033]下面結(jié)合附圖及實(shí)施例對本發(fā)明的技術(shù)方案作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。
[0034]增程器功率輸出控制系統(tǒng)如圖2所示，包括增程器和增程器控制器3，增程器由發(fā)動機(jī)1和發(fā)電機(jī)2通過機(jī)械連接組成，增程器與增程器控制器3相連接，增程器對增程器控制器3的輸入量包括:發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速、發(fā)電機(jī)的電壓以及電流信號；增程器控制器3對增程器的輸出量包括:發(fā)動機(jī)的噴油量及點(diǎn)火角、節(jié)氣門開度、發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)矩信號。
[0035]上述增程器功率輸出控制系統(tǒng)的控制方法如圖3所示，具體包括對發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速的控制、對發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)矩的控制和對增程器的功率調(diào)節(jié)，其中:
[0036]對發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速的控制的具體步驟為:
[0037]整車對增程器輸入功率需求，增程器通過需求功率計(jì)算發(fā)動機(jī)的目標(biāo)轉(zhuǎn)速，計(jì)算發(fā)動機(jī)的目標(biāo)轉(zhuǎn)速與采集到的發(fā)動機(jī)的當(dāng)前轉(zhuǎn)速之間的轉(zhuǎn)速差，通過當(dāng)前轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)速差調(diào)節(jié)發(fā)動機(jī)的節(jié)氣門開度、噴油量和點(diǎn)火角，使當(dāng)前轉(zhuǎn)速向目標(biāo)轉(zhuǎn)速靠近；
[0038]對發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)矩的控制的具體步驟為:
[0039]通過需求功率計(jì)算發(fā)電機(jī)的目標(biāo)轉(zhuǎn)矩；
[0040]對發(fā)電機(jī)輸出的電壓和電流進(jìn)行濾波處理，并根據(jù)濾波處理后的電壓和電流值得到發(fā)電機(jī)的輸出功率，即增程器的實(shí)際輸出功率；增程器的需求功率與實(shí)際輸出功率的差值乘以一定的修正系數(shù)得到發(fā)電機(jī)的扭矩修正值；其中，該修正系數(shù)根據(jù)當(dāng)前的發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速查表得到，基于大量的實(shí)驗(yàn)測試，修正系數(shù)的范圍一般設(shè)定為0-5之間。
[0041]目標(biāo)轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)矩修正值之和即輸出到發(fā)電機(jī)的實(shí)際轉(zhuǎn)矩，實(shí)現(xiàn)了對發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)矩輸入；
[0042]對增程器的功率調(diào)節(jié)的具體步驟為:
[0043]當(dāng)需求功率與增程器的實(shí)際輸出功率差值較大時(shí)，表示功率需求為階躍變化，則快速(目標(biāo)扭矩的調(diào)節(jié)梯度為8-15Nm/100ms，優(yōu)選為10Nm/100ms ;轉(zhuǎn)矩修正值的調(diào)節(jié)梯度為0-5Nm/100ms，優(yōu)選為5Nm/100ms。)調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)的目標(biāo)轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)矩修正值，抑制發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速的轉(zhuǎn)速波動化，以適應(yīng)增程器需求功率的階躍變化控制；
[0044]當(dāng)需求功率與增程器的實(shí)際輸出功率差值較小時(shí)，表示功率需求為連續(xù)緩慢變化，則緩慢(目標(biāo)扭矩的調(diào)節(jié)梯度為3-7Nm/100ms，優(yōu)選為5Nm/100ms ;轉(zhuǎn)矩修正值的調(diào)節(jié)梯度為0-2Nm/100ms，優(yōu)選為2Nm/100ms。)調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)的目標(biāo)轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)矩修正值，以適應(yīng)增程器需求功率連續(xù)緩慢控制，實(shí)現(xiàn)功率輸出的連續(xù)變化跟隨控制。
[0045]如上所述，對本發(fā)明的實(shí)施例進(jìn)行了詳細(xì)地說明，顯然，只要實(shí)質(zhì)上沒有脫離本發(fā)明的發(fā)明點(diǎn)及效果、對本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說是顯而易見的變形，也均包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種增程器功率輸出控制系統(tǒng)，其特征在于，包括增程器和增程器控制器，增程器包括發(fā)動機(jī)和發(fā)電機(jī)，所述發(fā)動機(jī)和所述發(fā)電機(jī)通過機(jī)械連接；增程器與增程器控制器相想通訊；其中: 增程器對增程器控制器的輸入量包括:發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速、發(fā)電機(jī)的電壓以及電流信號； 增程器控制器對增程器的輸出量包括:發(fā)動機(jī)的噴油量及點(diǎn)火角、節(jié)氣門開度、發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)矩信號。
2.—種增程器功率輸出控制方法，其特征在于，包括對發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速的控制、對發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)矩的控制和對增程器的功率調(diào)節(jié)，其中: 對發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速的控制的具體步驟為: 整車對增程器輸入需求功率，增程器通過需求功率計(jì)算發(fā)動機(jī)的目標(biāo)轉(zhuǎn)速，計(jì)算發(fā)動機(jī)的目標(biāo)轉(zhuǎn)速與采集到的發(fā)動機(jī)的當(dāng)前轉(zhuǎn)速之間的轉(zhuǎn)速差，通過當(dāng)前轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)速差調(diào)節(jié)發(fā)動機(jī)的節(jié)氣門開度、噴油量和點(diǎn)火角，使當(dāng)前轉(zhuǎn)速向目標(biāo)轉(zhuǎn)速靠近； 對發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)矩的控制的具體步驟為: 通過需求功率計(jì)算發(fā)電機(jī)的目標(biāo)轉(zhuǎn)矩； 對發(fā)電機(jī)輸出的電壓和電流進(jìn)行濾波處理，并根據(jù)濾波處理后的電壓和電流值得到增程器的實(shí)際輸出功率；增程器的需求功率與實(shí)際輸出功率的差值乘以修正系數(shù)得到發(fā)電機(jī)的扭矩修正值； 目標(biāo)轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)矩修正值之和即輸出到發(fā)電機(jī)的實(shí)際轉(zhuǎn)矩； 對增程器的功率調(diào)節(jié)的具體步驟為: 當(dāng)需求功率與增程器的實(shí)際輸出功率差值較大時(shí)，表示功率需求為階躍變化，則以第一梯度水平調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)的目標(biāo)轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)矩修正值； 當(dāng)需求功率與增程器的實(shí)際輸出功率差值較小時(shí)，表示功率需求為連續(xù)緩慢變化，則以第二梯度水平調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)的目標(biāo)轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)矩修正值。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的增程器功率輸出控制方法，其特征在于，所述修正系數(shù)的范圍為0-5。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的增程器功率輸出控制方法，其特征在于，所述第一梯度水平具體為: 對所述目標(biāo)扭矩的調(diào)節(jié)梯度為8-15Nm/100ms ； 對所述轉(zhuǎn)矩修正值的調(diào)節(jié)梯度為0-5Nm/10ms。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的增程器功率輸出控制方法，其特征在于，所述第一梯度水平具體為: 對所述目標(biāo)扭矩的調(diào)節(jié)梯度為lONm/lOOms ; 對所述轉(zhuǎn)矩修正值的調(diào)節(jié)梯度為5Nm/10ms。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的增程器功率輸出控制方法，其特征在于，所述第二梯度水平具體為: 對所述目標(biāo)扭矩的調(diào)節(jié)梯度3-7Nm/100ms ； 對所述轉(zhuǎn)矩修正值的調(diào)節(jié)梯度為0-2Nm/100ms。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的增程器功率輸出控制方法，其特征在于，所述第二梯度水平具體為:對所述目標(biāo)扭矩的調(diào)節(jié)梯度5Nm/100ms ；對所述轉(zhuǎn)矩修正值的調(diào)節(jié)梯度為2Nm/10msο
【文檔編號】B60W10/08GK104477166SQ201410677247
【公開日】2015年4月1日 申請日期:2014年11月21日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月21日
【發(fā)明者】易迪華, 黃殿輝, 尹穎, 張友煥 申請人:北京新能源汽車股份有限公司