一种增程器工作点的选取及切换方法与流程

本发明属于增程器控制领域，特别是涉及一种增程器工作点的选取及切换方法。
背景技术：
：增程式电动汽车是在纯电动汽车的基础上减少动力电池电量、增加增程器系统的纯电驱动车辆。增程器一般有单点、多点及线性控制等工作模式。无论是哪种模式，目前增程器工作点选取主要以追求低油耗为主要依据，增程器的工作点或工作曲线均处于高效率区。对于多点式控制的增程器，稳定工况下仅运行在选取确定的多个高效率工作点的某一点，随着整车功率需求及动力电池soc值的不断变化，增程器在不同工作点之间切换工作。工作点的选取及切换策略直接影响着整车的油耗、振动、噪声及排放等性能。在增程式电动汽车中，增程器只用于发电，不直接参与驱动，且由于动力电池的存在，增程器输出功率与整车需求功率之间实现了解耦，即增程器的输出功率与整车需求功率没有直接关系，与工作点控制模式及动力电池的soc等相关。因此，增程器的工作点选取有其自由性，且对于相同的功率，可以选取不同的转速-扭矩工作点。增程器的振动噪声主要来源于发动机，与发动机的转速存在一定的非线性正相关，转速越高则振动噪声越剧烈，尤其是车辆在低速、加速行驶时更明显；而转速过低时增程器的效率低、排放差，且转速相比于扭矩对振动噪声的影响更大。目前公开的专利、论文有关增程器工作点的选取策略只是笼统地提到了增程器转速与车速应该建立联系，目前增程器的工作点选取主要追求低油耗，缺乏考虑排放、nvh及车速等因素，导致选出的增程器工作点不够严谨合理。技术实现要素：本发明的一个目的是提供一种增程器工作点的选取及切换方法，能够精确地选取到合适的工作点。本发明的另一个目的是要降低排放后处理器的成本。本发明的进一步的一个目的是使增程器最大限度地运行于高效区。特别地，本发明提供了一种增程器工作点的选取及切换方法，包括：建立包括多个增程器参数数据的增程器的万有特性图；建立每一目标优化参数与增程器功率、增程器转速和车速的对应关系表，所述目标优化参数包括增程器噪声和增程器油耗；根据车速和/或增程器的功率需求确定相应的所述目标优化参数；在相应的所述目标优化参数所对应的所述对应关系表中查找相应的多个增程器转速，以得到多个用所述增程器功率和所述增程器转速表示的预选工作点；根据车速和/或增程器功率确定除去所述目标优化参数后的所述增程器参数的优先级；对比多个所述预选工作点在所述万有特性图中所对应的所述增程器参数；根据所述优先级和对比结果选取所述增程器的优化工作点。可选地，所述多个增程器参数包括增程器油耗、发电机系统效率、增程器nvh特性和增程器原始排放。可选地，建立每一目标优化参数与增程器功率、增程器转速和车速的对应关系表的步骤，包括：以增程器的噪声最小为优化目的通过标定试验建立所述增程器噪声与增程器功率、增程器转速和车速的第一对应关系表。可选地，以增程器的噪声最小为优化目的通过标定试验建立所述增程器噪声与增程器功率、增程器转速和车速的第一对应关系表的步骤，包括：选取n个增程器功率和m个车速作为标定试验的变量；选取第i个增程器功率所对应的多组增程器转速-扭矩点，i＝1，2，3，……n；记录车辆以第i个增程器功率和第j个车速运行时，增程器噪声最低的转速-扭矩点，j＝1，2，3，……m；将增程器噪声最低的转速-扭矩点所对应的增程器转速、增程器功率和车速整理为所述第一对应关系表。可选地，建立每一目标优化参数与增程器功率、增程器转速和车速的对应关系表的步骤，包括：以增程器的油耗最小为优化目的通过标定试验及所述万有特性图建立所述增程器油耗与增程器功率、增程器转速和车速的第二对应关系表。可选地，以增程器的油耗最小为优化目的通过标定试验及所述万有特性图建立所述增程器油耗与增程器功率、增程器转速和车速的第二对应关系表的步骤，包括：选取n个增程器功率作为标定试验的变量；选取第i个增程器功率所对应的多组增程器转速-扭矩点，i＝1，2，3，……n；在所述万有特性图上选取第i个增程器功率所对应的增程器油耗最低的转速-扭矩点；将增程器油耗最低的转速-扭矩点所对应的增程器转速、车速和增程器功率整理为所述第二对应关系表。可选地，以增程器的油耗最小为优化目的通过标定试验及所述万有特性图建立所述增程器油耗与增程器功率、增程器转速和车速的第二对应关系表的步骤之后，还包括：根据所述第二对应关系表中的数据在所述万有特性图中绘制最小转速曲线和最大转速曲线；在增程器切换工作点时，控制所述增程器的转速在所述最小转速曲线和最大转速曲线之间。可选地，根据车速和/或增程器的功率需求确定相应的所述目标优化参数的步骤，包括：当车辆处于低车速时确定所述目标优化参数为所述增程器噪声。可选地，根据车速和/或增程器的功率需求确定相应的所述目标优化参数的步骤，包括：当车辆处于低功率需求时确定所述目标优化参数为所述增程器油耗。本发明通过建立目标优化参数与增程器功率、增程器转速和车速的对应关系表，并根据车辆的当前工况(即考虑车速和增程器的需求功率)来确定目标优化参数的种类，即以增程器噪声最小或增程器油耗最小为优化目标，在相应的对应关系表中查找合适的增程器转速。再根据车辆的当前工况确定其他增程器参数的优先级，并在合适的增程器转速所对应的一些预选工作点中根据优先级在万有特性图中确定优化工作点，将优化工作点选取为增程器的工作点。这种工作点的选取方法考虑了车辆的当前工况，可以精确地选取到合适的工作点，例如在合适的时机选取增程器噪声最小的工作点可以提升主观驾驶感受。进一步地，本发明通过在万有特性图中集成多个增程器参数，能够为增程器工作点的选取提供更多的参考变量，如工作点对应的排放低，则可减轻发动机排放后处理器(例如三元催化转化器)的负担，从而降低其成本等。进一步地，本发明在增程器切换工作点时控制所述增程器的转速在最小转速曲线和最大转速曲线之间，使其过渡工况的运行曲线尽可能与理想曲线重合，在保证基本的驾驶舒适性的前提下使增程器最大限度地运行于高效区。根据下文结合附图对本发明具体实施例的详细描述，本领域技术人员将会更加明了本发明的上述以及其他目的、优点和特征。附图说明后文将参照附图以示例性而非限制性的方式详细描述本发明的一些具体实施例。附图中相同的附图标记标示了相同或类似的部件或部分。本领域技术人员应该理解，这些附图未必是按比例绘制的。附图中：图1是根据本发明一个实施例的增程器工作点的选取及切换方法的流程图；图2是根据本发明一个实施例的增程器的万有特性图；图3是根据本发明另一个实施例的增程器工作点的选取及切换方法的流程图。具体实施方式图1是根据本发明一个实施例的增程器工作点的选取及切换方法的流程图。如图1所示，一个实施例中，本发明的方法包括：步骤s10：建立包括多个增程器参数数据的增程器的万有特性图。步骤s20：建立每一目标优化参数与增程器功率、增程器转速和车速的对应关系表，目标优化参数包括增程器噪声和增程器油耗。步骤s30：根据车速和/或增程器的功率需求确定相应的目标优化参数。步骤s40：在相应的目标优化参数所对应的对应关系表中查找相应的多个增程器转速，以得到多个用增程器功率和增程器转速表示的预选工作点。步骤s50：根据车速和/或增程器功率确定除去目标优化参数后的增程器参数的优先级。步骤s60：对比多个预选工作点在万有特性图中所对应的增程器参数。步骤s70：根据优先级和对比结果选取增程器的优化工作点。本实施例中通过建立目标优化参数与增程器功率、增程器转速和车速的对应关系表，并根据车辆的当前工况(即考虑车速和增程器的需求功率)来确定目标优化参数的种类，即以增程器噪声最小或增程器油耗最小为优化目标，在相应的对应关系表中查找合适的增程器转速。再根据车辆的当前工况确定其他增程器参数的优先级，并在合适的增程器转速所对应的一些预选工作点中根据优先级在万有特性图中确定优化工作点，将优化工作点选取为增程器的工作点。这种工作点的选取方法考虑了车辆的当前工况，可以精确地选取到合适的工作点，例如在合适的时机选取增程器噪声最小的工作点可以提升主观驾驶感受。另一个实施例中，多个增程器参数包括增程器油耗、增程器发电机系统效率、增程器nvh特性和增程器原始排放。在其他实施例中还可以根据需求在万有特性图中增加更多的增程器参数数据。通过在万有特性图中集成多个增程器参数，能够为增程器工作点的选取提供更多的参考变量，如工作点对应的排放低，则可减轻发动机排放后处理器(例如三元催化转化器)的负担，从而降低其成本等。一个实施例中，步骤s20包括：以增程器的噪声最小为优化目的通过标定试验建立增程器噪声与增程器功率、增程器转速和车速的第一对应关系表。进一步地一个实施例中，以增程器的噪声最小为优化目的通过标定试验建立增程器噪声与增程器功率、增程器转速和车速的第一对应关系表的步骤，包括：选取n个增程器功率和m个车速作为标定试验的变量；选取第i个增程器功率所对应的多组增程器转速-扭矩点，i＝1，2，3，……n；记录车辆以第i个增程器功率和第j个车速运行时，增程器噪声最低的转速-扭矩点，j＝1，2，3，……m；将增程器噪声最低的转速-扭矩点所对应的增程器转速、车速和增程器功率整理为第一对应关系表。以增程器功率p1、车速v1为例，增程器噪声的标定过程为：a.增程式车辆保持车速v1行驶，调节增程器在p1等功率线上的不同转速-扭矩点(n1-t1、n2-t2……nn-tn)运行，对应的噪声值分别记作s1、s2……sn，汇总如下表1所示。表1增程器转速n1n2n3......nn增程器扭矩t1t2t3......tn噪声s1s2s3......sn由表1可得出增程器功率p1、车速v1条件下的最低噪声值，对应的转速记为n11。b.以相同方法可得出增程器功率p1条件下其他车速(v0、v2……vm)下最低噪声对应的增程器转速n10、n12……n1m。c.重复步骤a、b，可以得到其它增程器功率、车速下最低噪声对应的增程器转速(例如功率范围从0到增程器最大功率，每隔2kw取一个值；车速范围从0到最高车速，每隔5km/h取一个值。间隔值以标定的细致程度而定。)再结合增程器万有特性图，建立噪声最低条件下的增程器功率、转速(或扭矩)与车速的对应关系，如表2所示。表2另一个实施例中，步骤s20还包括：以增程器的油耗最小为优化目的通过标定试验及万有特性图建立增程器油耗与增程器功率、增程器转速和车速的第二对应关系表。进一步的一个实施例中，以增程器的油耗最小为优化目的通过标定试验及万有特性图建立增程器油耗与增程器功率、增程器转速和车速的第二对应关系表的步骤，包括：选取n个增程器功率作为标定试验的变量；选取第i个增程器功率所对应的多组增程器转速-扭矩点，i＝1，2，3，……n；在万有特性图上选取第i个增程器功率所对应的增程器油耗最低的转速-扭矩点；将增程器油耗最低的转速-扭矩点所对应的增程器转速、车速和增程器功率整理为第二对应关系表。图2是根据本发明一个实施例的增程器的万有特性图。图3是根据本发明另一个实施例的增程器工作点的选取及切换方法的流程图。如图3所示，在本发明的一些实施例中，以增程器的油耗最小为优化目的通过标定试验及万有特性图建立增程器油耗与增程器功率、增程器转速和车速的第二对应关系表的步骤之后，还包括：步骤s80：根据第二对应关系表中的数据在万有特性图中绘制最小转速曲线和最大转速曲线(参见图2中曲线a和曲线b)。步骤s90：在增程器切换工作点时，控制增程器的转速在最小转速曲线和最大转速曲线之间。兼顾到整车nvh及发动机的特性，增程器在实际工况切换过程中采用合适的控制算法，通过精准控制增程器的转速、扭矩的变化斜率，快速调节发动机、发电机的目标扭矩、转速指令，使增程器达到发电功率目标值，并控制增程器的转速应介于最大与最小限值之间，使其过渡工况的运行曲线尽可能与理想曲线(图2中的曲线c)重合，在保证基本的驾驶舒适性的前提下使增程器最大限度地运行于高效区。另一个实施例中，如图3所示，步骤s30包括：步骤s31：当车辆处于低车速时确定目标优化参数为增程器噪声。在低车速时，车辆行驶时的空气噪声和路面噪声的掩蔽效果差，对于相对高功率需求工况，在保证功率输出的前提下，结合增程器油耗等高线，在转矩输出正常值范围内应尽可能地降低增程器发动机的转速，以降低噪声，兼顾油耗和排放性能，即强调了噪声的优先级。也就是低车速时在表2中选取增程器噪声最低的点，即低转速-高扭矩的工作点。一个实施例中，如图3所示，步骤s30还包括：步骤s32：当车辆处于低功率需求时确定目标优化参数为增程器油耗。对于相对低功率需求工况，在保证功率输出及噪音可接受的前提下，增程器发动机转速及扭矩均不能过低，以避免油耗过高，兼顾噪声和排放性能，即强调了油耗的优先级。至此，本领域技术人员应认识到，虽然本文已详尽示出和描述了本发明的多个示例性实施例，但是，在不脱离本发明精神和范围的情况下，仍可根据本发明公开的内容直接确定或推导出符合本发明原理的许多其他变型或修改。因此，本发明的范围应被理解和认定为覆盖了所有这些其他变型或修改。当前第1页12