一种增程器功率输出控制系统及其方法
【专利摘要】本发明提供一种增程器功率输出控制系统及其方法，系统包括增程器和增程器控制器，增程器包括发动机和发电机,所述发动机和所述发电机通过机械连接；增程器与增程器控制器相想通讯；其中：增程器对增程器控制器的输入量包括：发动机转速、发电机的电压以及电流信号；增程器控制器对增程器的输出量包括：发动机的喷油量及点火角、节气门开度、发电机的转矩信号。本发明通过对发动机转速、发电机转矩以及增程器输出功率进行闭环控制，实现了增程器功率输出可连续变化及阶跃变化，满足对整车对增程器功率输出需求要求。
【专利说明】一种増程器功率输出控制系统及其方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及电动汽车的增程器控制，具体涉及一种增程器功率输出控制系统及其方法。
【背景技术】
[0002]增程器是应用于增程式电动汽车的用于延长电动汽车续驶里程的发电设备，在电动车需要充电时增程器启动，发动机驱动发电机发电，其发电功率根据整车需求确定。
[0003]当前用于增程式电动汽车上的功率输出控制主要是通过设计固定的单点或者几个单点发电工况控制实现功率的变化控制，典型的增程器功率输出控制方法如图1所示。可以看出，发电功率呈阶跃式变化，但整车在实际行驶时的发电功率需求是连续变化的，阶跃式的功率输出使得增程器无法跟随需求功率变化要求，无法精确控制发电功率输出；且调节过程中会造成冲击，产生发电电流脉冲，振动噪声大，影响整车的驾乘舒适性。
【发明内容】
[0004]有鉴于此，本发明提供一种增程器功率输出控制系统及其方法，旨实现增程器功率输出的灵活、精确的控制。
[0005]本发明采用的技术方案具体为:
[0006]一种增程器功率输出控制系统，包括增程器和增程器控制器，增程器包括发动机和发电机，所述发动机和所述发电机通过机械连接；增程器与增程器控制器相想通讯；其中:增程器对增程器控制器的输入量包括:发动机转速、发电机的电压以及电流信号；增程器控制器对增程器的输出量包括:发动机的喷油量及点火角、节气门开度、发电机的转矩信号。
[0007]一种增程器功率输出控制方法，包括对发动机转速的控制、对发电机转矩的控制和对增程器的功率调节，其中:
[0008]对发动机转速的控制的具体步骤为:
[0009]整车对增程器输入需求功率，增程器通过需求功率计算发动机的目标转速，计算发动机的目标转速与采集到的发动机的当前转速之间的转速差，通过当前转速和转速差调节发动机的节气门开度、喷油量和点火角，使当前转速向目标转速靠近；
[0010]对发电机转矩的控制的具体步骤为:
[0011]通过需求功率计算发电机的目标转矩；
[0012]对发电机输出的电压和电流进行滤波处理，并根据滤波处理后的电压和电流值得到增程器的实际输出功率；增程器的需求功率与实际输出功率的差值乘以修正系数得到发电机的扭矩修正值；
[0013]目标转矩与转矩修正值之和即输出到发电机的实际转矩；
[0014]对增程器的功率调节的具体步骤为:
[0015]当需求功率与增程器的实际输出功率差值较大时，表示功率需求为阶跃变化，则以第一梯度水平调节发电机的目标转矩和转矩修正值；
[0016]当需求功率与增程器的实际输出功率差值较小时，表示功率需求为连续缓慢变化，则以第二梯度水平调节发电机的目标转矩和转矩修正值。
[0017]在上述增程器功率输出控制方法中，所述修正系数的范围为0-5。
[0018]在上述增程器功率输出控制方法中，所述第一梯度水平具体为:
[0019]对所述目标扭矩的调节梯度为8-15Nm/100ms，对所述转矩修正值的调节梯度为0-5Nm/100mso
[0020]在上述增程器功率输出控制方法中，所述第一梯度水平具体为:
[0021]对所述目标扭矩的调节梯度为lONm/lOOms，对所述转矩修正值的调节梯度为5Nm/100mso
[0022]在上述增程器功率输出控制方法中，所述第二梯度水平具体为:
[0023]对所述目标扭矩的调节梯度3-7Nm/100ms，对所述转矩修正值的调节梯度为0-2Nm/100mso
[0024]在上述增程器功率输出控制方法中，所述第一梯度水平具体为:
[0025]对所述目标扭矩的调节梯度5Nm/ 100ms，对所述转矩修正值的调节梯度为2Nm/100mso
[0026]本发明产生的有益效果是:
[0027]本发明的增程器功率输出控制方法通过协调控制发动机转速和发电机转矩输出，可以同时实现增程器功率的连续输出和阶跃输出实行闭环调节控制，满足了整车对增程器的功率需求，转速平稳，无转矩冲击，发电电流输出冲击，避免对动力电池造成输入冲击，另外通过采用输出功率闭环控制，实现了功率输出的精确控制。
【专利附图】
【附图说明】
[0028]当结合附图考虑时，能够更完整更好地理解本发明。此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。
[0029]图1为典型的增程器功率输出控制方法的示意图；
[0030]图2为本发明一种增程器功率输出控制系统的结构示意图；
[0031]图3为本发明一种增程器功率输出控制方法的流程图。
[0032]图中:1、发动机2、发电机3、增程器控制器。
【具体实施方式】
[0033]下面结合附图及实施例对本发明的技术方案作进一步详细的说明。
[0034]增程器功率输出控制系统如图2所示，包括增程器和增程器控制器3，增程器由发动机1和发电机2通过机械连接组成，增程器与增程器控制器3相连接，增程器对增程器控制器3的输入量包括:发动机转速、发电机的电压以及电流信号；增程器控制器3对增程器的输出量包括:发动机的喷油量及点火角、节气门开度、发电机的转矩信号。
[0035]上述增程器功率输出控制系统的控制方法如图3所示，具体包括对发动机转速的控制、对发电机转矩的控制和对增程器的功率调节，其中:
[0036]对发动机转速的控制的具体步骤为:
[0037]整车对增程器输入功率需求，增程器通过需求功率计算发动机的目标转速，计算发动机的目标转速与采集到的发动机的当前转速之间的转速差，通过当前转速和转速差调节发动机的节气门开度、喷油量和点火角，使当前转速向目标转速靠近；
[0038]对发电机转矩的控制的具体步骤为:
[0039]通过需求功率计算发电机的目标转矩；
[0040]对发电机输出的电压和电流进行滤波处理，并根据滤波处理后的电压和电流值得到发电机的输出功率，即增程器的实际输出功率；增程器的需求功率与实际输出功率的差值乘以一定的修正系数得到发电机的扭矩修正值；其中，该修正系数根据当前的发动机转速查表得到，基于大量的实验测试，修正系数的范围一般设定为0-5之间。
[0041]目标转矩与转矩修正值之和即输出到发电机的实际转矩，实现了对发电机的转矩输入；
[0042]对增程器的功率调节的具体步骤为:
[0043]当需求功率与增程器的实际输出功率差值较大时，表示功率需求为阶跃变化，则快速(目标扭矩的调节梯度为8-15Nm/100ms，优选为10Nm/100ms ;转矩修正值的调节梯度为0-5Nm/100ms，优选为5Nm/100ms。)调节发电机的目标转矩和转矩修正值，抑制发动机转速的转速波动化，以适应增程器需求功率的阶跃变化控制；
[0044]当需求功率与增程器的实际输出功率差值较小时，表示功率需求为连续缓慢变化，则缓慢(目标扭矩的调节梯度为3-7Nm/100ms，优选为5Nm/100ms ;转矩修正值的调节梯度为0-2Nm/100ms，优选为2Nm/100ms。)调节发电机的目标转矩和转矩修正值，以适应增程器需求功率连续缓慢控制，实现功率输出的连续变化跟随控制。
[0045]如上所述，对本发明的实施例进行了详细地说明，显然，只要实质上没有脱离本发明的发明点及效果、对本领域的技术人员来说是显而易见的变形，也均包含在本发明的保护范围之内。
【权利要求】
1.一种增程器功率输出控制系统，其特征在于，包括增程器和增程器控制器，增程器包括发动机和发电机，所述发动机和所述发电机通过机械连接；增程器与增程器控制器相想通讯；其中: 增程器对增程器控制器的输入量包括:发动机转速、发电机的电压以及电流信号； 增程器控制器对增程器的输出量包括:发动机的喷油量及点火角、节气门开度、发电机的转矩信号。
2.—种增程器功率输出控制方法，其特征在于，包括对发动机转速的控制、对发电机转矩的控制和对增程器的功率调节，其中: 对发动机转速的控制的具体步骤为: 整车对增程器输入需求功率，增程器通过需求功率计算发动机的目标转速，计算发动机的目标转速与采集到的发动机的当前转速之间的转速差，通过当前转速和转速差调节发动机的节气门开度、喷油量和点火角，使当前转速向目标转速靠近； 对发电机转矩的控制的具体步骤为: 通过需求功率计算发电机的目标转矩； 对发电机输出的电压和电流进行滤波处理，并根据滤波处理后的电压和电流值得到增程器的实际输出功率；增程器的需求功率与实际输出功率的差值乘以修正系数得到发电机的扭矩修正值； 目标转矩与转矩修正值之和即输出到发电机的实际转矩； 对增程器的功率调节的具体步骤为: 当需求功率与增程器的实际输出功率差值较大时，表示功率需求为阶跃变化，则以第一梯度水平调节发电机的目标转矩和转矩修正值； 当需求功率与增程器的实际输出功率差值较小时，表示功率需求为连续缓慢变化，则以第二梯度水平调节发电机的目标转矩和转矩修正值。
3.根据权利要求2所述的增程器功率输出控制方法，其特征在于，所述修正系数的范围为0-5。
4.根据权利要求2所述的增程器功率输出控制方法，其特征在于，所述第一梯度水平具体为: 对所述目标扭矩的调节梯度为8-15Nm/100ms ； 对所述转矩修正值的调节梯度为0-5Nm/10ms。
5.根据权利要求2所述的增程器功率输出控制方法，其特征在于，所述第一梯度水平具体为: 对所述目标扭矩的调节梯度为lONm/lOOms ; 对所述转矩修正值的调节梯度为5Nm/10ms。
6.根据权利要求2所述的增程器功率输出控制方法，其特征在于，所述第二梯度水平具体为: 对所述目标扭矩的调节梯度3-7Nm/100ms ； 对所述转矩修正值的调节梯度为0-2Nm/100ms。
7.根据权利要求2所述的增程器功率输出控制方法，其特征在于，所述第二梯度水平具体为:对所述目标扭矩的调节梯度5Nm/100ms ；对所述转矩修正值的调节梯度为2Nm/10msο
【文档编号】B60W10/08GK104477166SQ201410677247
【公开日】2015年4月1日 申请日期:2014年11月21日 优先权日:2014年11月21日
【发明者】易迪华, 黄殿辉, 尹颖, 张友焕 申请人:北京新能源汽车股份有限公司