專利名稱：一種串聯(lián)可插電式電動汽車增程控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于整車系統(tǒng)控制領(lǐng)域，具體涉及增程行駛模塊的啟動與運(yùn)行控制方法。
背景技術(shù)：
能源危機(jī)和環(huán)境惡化是制約經(jīng)濟(jì)發(fā)展的兩大因素。研究節(jié)能環(huán)保的新能汽車是 解決以上問題的有效手段之一，其中串聯(lián)可插電式電動汽車是目前研發(fā)的熱點。該電動車 的主要原理為通過鋰電池供給驅(qū)動電機(jī)能量來驅(qū)動車輛行駛，當(dāng)鋰電池的能量不足時，需 要啟動發(fā)動機(jī)帶動發(fā)電機(jī)發(fā)電，發(fā)出的電通過驅(qū)動電機(jī)使車輛持續(xù)行駛。其中發(fā)動機(jī)、發(fā)電 機(jī)、發(fā)動機(jī)控制單元EMS、發(fā)電機(jī)控制器IPU統(tǒng)稱為增程模塊。其中發(fā)動機(jī)不參與整車驅(qū)動， 僅帶動發(fā)電機(jī)發(fā)電。在現(xiàn)有技術(shù)中，大都是通過設(shè)定一個點作為發(fā)動機(jī)發(fā)電運(yùn)行的點，該點 的設(shè)定雖然經(jīng)濟(jì)性較好，但是不能滿足整車其它工況的扭矩需求。在整車有較大的扭矩需 求下，不能滿足整車的動力需求。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提出一種串聯(lián)可插電式電動汽車增程控制方法，主要解決的問 題是(1)增程模塊啟動，即整車運(yùn)行過程中，發(fā)動機(jī)如何啟動以及如何帶動發(fā)電機(jī)發(fā)電。 (2)增程模塊的運(yùn)行控制，即增程模塊啟動之后如何實現(xiàn)發(fā)動機(jī)多個工況點切換。為了實現(xiàn)上述控制方法，本發(fā)明采用的系統(tǒng)組成為發(fā)動機(jī)、發(fā)動機(jī)控制單元 EMS、發(fā)電機(jī)、發(fā)電機(jī)控制器IPU、整車控制器HCU。以上組件之間的連接方式為發(fā)動機(jī)的輸 出軸與發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子剛性連接；發(fā)動機(jī)控制單元監(jiān)控發(fā)動機(jī)運(yùn)行狀態(tài)，同時與整車控制器 HCU之間發(fā)生通訊關(guān)系；發(fā)電機(jī)控制器IPU監(jiān)控發(fā)電機(jī)狀態(tài)，同時與整車控制器HCU之間發(fā) 生通訊關(guān)系?？刂七^程如下
(1)設(shè)定增程模塊的啟動條件當(dāng)車輛在運(yùn)行的過程中，電池的剩余電量SOC信號發(fā)送 給整車控制器HCU判斷，當(dāng)SOC達(dá)到閥值A(chǔ)時，發(fā)動機(jī)才啟動；所述閥值A(chǔ)為下述三個限制 條件值中的最大值(1)本車電池的最低使用限度值；(2 )根據(jù)整車低壓用電器電平衡計算 所得到動力電池SOC需求值；(3)能滿足發(fā)動機(jī)順利啟動要求的電池放電功率向?qū)?yīng)的SOC 值；
(2)增程模塊啟動當(dāng)電池達(dá)到上述閥值A(chǔ)時，整車控制器HCU發(fā)送一個需求扭矩命令 給發(fā)電機(jī)控制器IPU，發(fā)電機(jī)控制器IPU控制發(fā)電機(jī)啟動發(fā)動機(jī)，發(fā)動機(jī)由停止?fàn)顟B(tài)進(jìn)入怠 速運(yùn)行狀態(tài)；
(3 )增程模塊運(yùn)行控制當(dāng)增程模塊啟動之后，整車進(jìn)入發(fā)動機(jī)帶動發(fā)電機(jī)發(fā)電供能模 式，通過駕駛員踩踏加速踏板，把整車的扭矩需求信號傳遞給整車控制器HCU，該信號為電 壓信號；整車控制器HCU根據(jù)所述電壓信號得到整車的需求扭矩，并將此需求扭矩發(fā)送給 發(fā)動機(jī)控制單元EMS，發(fā)動機(jī)控制單元EMS根據(jù)該需求扭矩控制發(fā)動機(jī)工作在工況點1-3之 一；所述工況點1對應(yīng)加速踏板深度在09Γ30%之間的整車需求扭矩，此時發(fā)動機(jī)發(fā)出的電
3量用于整車驅(qū)動，多余電量給電池充電；工況點2對應(yīng)加速踏板深度為309Γ60%時的整車需 求扭矩，此時發(fā)動機(jī)發(fā)出的電量只用于整車驅(qū)動；工況點3對應(yīng)加速踏板深度大于60%小 于80%時的整車需求扭矩，發(fā)動機(jī)發(fā)出的電能滿足整車最大爬坡度下的動力性需求；當(dāng)加 速踏板深度大于80%時，發(fā)動機(jī)控制單元EMS限制發(fā)動機(jī)輸出功率，發(fā)動機(jī)仍在工況點3下工作。本發(fā)明可以節(jié)省啟動發(fā)動機(jī)的小啟動電機(jī)，直接用發(fā)電機(jī)啟動發(fā)動機(jī)，更加高效， 降低了成本，節(jié)約了零部件的布置空間，同時通過HCU給IPU指令，讓發(fā)電機(jī)啟動發(fā)動機(jī)，一 次性啟動成功率更高，啟動效果、通訊指令較用小啟動電機(jī)啟動發(fā)動機(jī)更簡潔。同時，本發(fā) 明可以在發(fā)動機(jī)外特性曲線上，挑選幾個經(jīng)濟(jì)性更好的工況點，降低了能耗，同時也滿足整 車用電需求。


圖1增程模塊運(yùn)行控制框圖。圖2發(fā)動機(jī)工作點控制算法。
具體實施例方式以下結(jié)合

本發(fā)明的具體實施過程
本發(fā)明采用發(fā)動機(jī)、發(fā)動機(jī)控制單元EMS、發(fā)電機(jī)、發(fā)電機(jī)控制器IPU、整車控制器HCU 組成增程模塊。以上組件之間的連接方式為發(fā)動機(jī)的輸出軸與發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子剛性連接； 發(fā)動機(jī)控制單元監(jiān)控發(fā)動機(jī)運(yùn)行狀態(tài)，同時與整車控制器HCU之間發(fā)生通訊關(guān)系；發(fā)電機(jī) 控制器IPU監(jiān)控發(fā)電機(jī)狀態(tài)，同時與整車控制器HCU之間發(fā)生通訊關(guān)系。參見圖1，增程模塊啟動條件當(dāng)車輛在運(yùn)行的過程中，電池的剩余電量SOC信號 發(fā)送給HCU判斷，當(dāng)SOC達(dá)到閥值A(chǔ)時，發(fā)動機(jī)才會啟動。閥值A(chǔ)為下述三個限制條件值中 的最大值(1)本車電池的最低使用限度值；(2)根據(jù)整車低壓用電器電平衡計算所得到動 力電池SOC需求值；(3)能滿足發(fā)動機(jī)順利啟動要求的電池放電功率向?qū)?yīng)的SOC值。
當(dāng)電池達(dá)到上述閥值A(chǔ)時，整車控制器HCU發(fā)送一個需求扭矩命令給發(fā)電機(jī)控制 器IPU，發(fā)電機(jī)控制器IPU控制發(fā)電機(jī)啟動發(fā)動機(jī)，發(fā)動機(jī)由停止?fàn)顟B(tài)進(jìn)入怠速運(yùn)行狀態(tài)；
增程模塊運(yùn)行控制當(dāng)增程模塊啟動之后，整車進(jìn)入發(fā)動機(jī)帶動發(fā)電機(jī)發(fā)電供能模式。 駕駛員的加速踏板踩踏，把整車的扭矩需求信號傳遞給HCU，該信號為電壓信號。HCU根據(jù) 該信號得到整車的需求扭矩，該需求扭矩需要驅(qū)動電機(jī)控制器來執(zhí)行。為了滿足整車的需 求功率，同時又考慮到經(jīng)濟(jì)型，本發(fā)明設(shè)計讓發(fā)動機(jī)在工況1-3之中的某一特定的工況點 工作。其中，工況點1和工況點2的確定原則為該工況點下，發(fā)動機(jī)的燃油消耗率較低，經(jīng) 濟(jì)性較好；工況點3的確定原則為該工況點下發(fā)動機(jī)發(fā)出的電能可以滿足整車最大爬坡 度下的動力性需求。即工況點1、2的設(shè)定考慮經(jīng)濟(jì)性，工況點3的設(shè)定考慮動力性。參見圖2，工況1-3對應(yīng)的整車需求扭矩情況為
工況點1對應(yīng)踏板深度在09Γ30%時的整車需求扭矩，發(fā)動機(jī)以固定工況點1運(yùn)行，此 時發(fā)動機(jī)發(fā)出的電量用于整車驅(qū)動，多余電量給電池充電。工況2對應(yīng)當(dāng)踏板深度為309Γ60%時的整車需求扭矩，發(fā)動機(jī)以固定工況點2運(yùn) 行，此時發(fā)動機(jī)發(fā)出的電量只用于整車驅(qū)動。
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工況3對應(yīng)踏板深度大于60%并小于80%時的整車需求扭矩，發(fā)動機(jī)在工況點3 運(yùn)行，滿足整車較大的加速需求，此時的NVH以及排放較差。該點的設(shè)置作為備用工況點。 當(dāng)踏板深度大于80%時，發(fā)動機(jī)輸出功率被限制，仍在工況點3下工作。圖中，虛線表述驅(qū)動電機(jī)實際需求功率，實線表示發(fā)動機(jī)發(fā)電功率。
權(quán)利要求
一種串聯(lián)可插電式電動汽車增程控制方法，所述控制方法通過由發(fā)動機(jī)、發(fā)動機(jī)控制單元EMS、發(fā)電機(jī)、發(fā)電機(jī)控制器IPU、整車控制器HCU組成的增程模塊實現(xiàn)，各組件之間的連接方式為發(fā)動機(jī)的輸出軸與發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子剛性連接；發(fā)動機(jī)控制單元監(jiān)控發(fā)動機(jī)運(yùn)行狀態(tài)，同時與整車控制器HCU之間發(fā)生通訊關(guān)系；發(fā)電機(jī)控制器IPU監(jiān)控發(fā)電機(jī)狀態(tài)，同時與整車控制器HCU之間發(fā)生通訊關(guān)系；控制過程如下 (1)設(shè)定增程模塊的啟動條件當(dāng)車輛在運(yùn)行的過程中，電池的剩余電量SOC信號發(fā)送給整車控制器HCU判斷，當(dāng)SOC達(dá)到閥值A(chǔ)時，發(fā)動機(jī)才啟動；所述閥值A(chǔ)為下述三個限制條件值中的最大值(1)本車電池的最低使用限度值；(2)根據(jù)整車低壓用電器電平衡計算所得到動力電池SOC需求值；(3)能滿足發(fā)動機(jī)順利啟動要求的電池放電功率向?qū)?yīng)的SOC值； (2)增程模塊啟動當(dāng)電池達(dá)到上述閥值A(chǔ)時，整車控制器HCU發(fā)送一個需求扭矩命令給發(fā)電機(jī)控制器IPU，發(fā)電機(jī)控制器IPU控制發(fā)電機(jī)啟動發(fā)動機(jī)，發(fā)動機(jī)由停止?fàn)顟B(tài)進(jìn)入怠速運(yùn)行狀態(tài)；(3)增程模塊運(yùn)行控制當(dāng)增程模塊啟動之后，整車進(jìn)入發(fā)動機(jī)帶動發(fā)電機(jī)發(fā)電供能模式，通過駕駛員踩踏加速踏板，把整車的扭矩需求信號傳遞給整車控制器HCU，該信號為電壓信號；整車控制器HCU根據(jù)所述電壓信號得到整車的需求扭矩，并將此需求扭矩發(fā)送給發(fā)動機(jī)控制單元EMS，發(fā)動機(jī)控制單元EMS根據(jù)該需求扭矩控制發(fā)動機(jī)工作在工況點1 3之一；所述工況點1對應(yīng)加速踏板深度在0%~30%之間的整車需求扭矩，此時發(fā)動機(jī)發(fā)出的電量用于整車驅(qū)動，多余電量給電池充電；工況點2對應(yīng)加速踏板深度為30%~60%時的整車需求扭矩，此時發(fā)動機(jī)發(fā)出的電量只用于整車驅(qū)動；工況點3對應(yīng)加速踏板深度大于60%小于80%時的整車需求扭矩，發(fā)動機(jī)發(fā)出的電能滿足整車最大爬坡度下的動力性需求；當(dāng)加速踏板深度大于80%時，發(fā)動機(jī)控制單元EMS限制發(fā)動機(jī)輸出功率，發(fā)動機(jī)仍在工況點3下工作。
全文摘要
本發(fā)明提出一種串聯(lián)可插電式電動汽車增程控制方法，采用的系統(tǒng)組成為發(fā)動機(jī)、發(fā)動機(jī)控制單元EMS、發(fā)電機(jī)、發(fā)電機(jī)控制器IPU、整車控制器HCU?？刂七^程包括；(1)設(shè)定增程模塊的啟動條件；(2)增程模塊啟動；(3)增程模塊運(yùn)行控制；本發(fā)明可以節(jié)省啟動發(fā)動機(jī)的小啟動電機(jī)，直接用發(fā)電機(jī)啟動發(fā)動機(jī)，更加高效，降低了成本，節(jié)約了零部件的布置空間，同時通過HCU給IPU指令，讓發(fā)電機(jī)啟動發(fā)動機(jī)，一次性啟動成功率更高，啟動效果、通訊指令較用小啟動電機(jī)啟動發(fā)動機(jī)更簡潔。同時，本發(fā)明可以在發(fā)動機(jī)外特性曲線上，挑選幾個經(jīng)濟(jì)性更好的工況點，降低了能耗，同時也滿足整車用電需求。
文檔編號B60W10/08GK101979265SQ20101050955
公開日2011年2月23日 申請日期2010年10月18日 優(yōu)先權(quán)日2010年10月18日
發(fā)明者任勇, 周安健, 李宗華, 李超, 蘇嶺 申請人:重慶長安汽車股份有限公司;重慶長安新能源汽車有限公司