增程式电动汽车的增程控制系统技术方案

本发明专利技术公开了一种增程式电动汽车的增程控制系统，由发动机控制器对喷油器、点火线圈的工作进行动态控制，发动机控制器并根据发动机当前调节扭矩、倒拖扭矩、燃烧扭矩及发动机曲轴目标扭矩，提前计算外部扭矩需求并发送到增程控制器，增程控制器及发电机/电动机响应外部扭矩需求，通过曲轴扭矩的平衡控制实现发动机转速控制，使增程控制系统输出的实际转速与目标转速一致。本发明专利技术的增程式电动汽车的增程控制系统，不需要通过电控节气门即可实现对增程控制系统输出转速的控制，发动机可以采用非节流进气模式，发动机控制器控制逻辑简洁，可以使用单缸或双缸摩托车发动机及经济型发动机控制器，实现效能成本最大化。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及电动汽车技术，特别涉及一种用于增程式电动汽车的增程控制系统。技术背景驱动电机是纯电动汽车行驶的唯一动力装置，由于电池技术的局限，纯电动汽车的续航里程受到限制，而油电混合动力技术则能很好的弥补这一不足。使用点燃式发动机在电能不足的时候对电池进行充电，但不作为直接动力输出， 仅满足“增程”的功能，这种增程式电动汽车结构简单，开发成本低，经济性好，必将得到越来越广泛的应用。目前的增程式电动汽车的增程控制系统，是使用高端的发动机控制器及电子节气门体对发动机的进气量进行控制，从而控制发动机转速，达到增程控制的目的。例如，中国专利申请201210119605. 3公开了一种增程式电动汽车控制系统，其包括一台传统节气门控制的发动机、与发动机曲轴一体连接的驱动和发电功能一体的发电机、车载动力电池、整车控制器、增程器控制器、电池管理系统、电池直流电流传感器、发动机控制器、发电机控制器、发电机端直流电流传感器、永磁同步驱动电机、电机控制器、电机直流电流传感器、电控节气门、曲轴位置传感器，发动机的飞轮和发电机转子通过机械装置刚性连接，发电机控制器中集成逆变功率元件，发电机通过发电机控制器连接到高压母线， 通过DC / DC可以对动力电池充电，通过电机控制器给驱动电机供电，驱动电机直接通过机械变速箱与车轮连接，其中发动机和发电机统称为增程器，增程器控制器与发动机控制器和发电机控制器进行通讯和发送控制指令，整车控制器判断出增程器应该的工作模式，增程器控制器根据整车控制器的模式指令进行发动机和发电机的协调控制。增程器控制系统的主要控制单元包括增程器控制器、发动机控制器和发电机控制器。发动机控制器接收来自增程器控制器的加速踏板模拟信号进行节气门控制，进而实现发动机不同负荷控制。目前的增程式电动汽车的增程控制系统，发动机均采用汽车多缸发动机，体积大， 成本高；需要使用电控节气门控制发动机进气量来控制发动机转速，达到增程控制的目的， 进气节流损失大，发动机燃烧效率低，成本高；而且由于汽车多缸发动机、电控节气门需要高端发动机控制器，控制功能复杂，控制部件成本也比较高。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是提供一种增程式电动汽车的控制系统，进气节流无损失，发动机燃烧效率高，成本低。为解决上述技术问题，本专利技术提供的增程式电动汽车的增程控制系统采用的技术方案是，增程控制系统包括发动机、发电机/电动机、增程控制器、发动机控制器；所述发动机，曲轴输出端直接与所述发电机/电动机连接；所述发电机/电动机，能够用于电动驱动，并能用于发电；所述增程控制器，用于发送发动机运转需求信号到所述发动机控制器，并用于在接收到所述发动机控制器发送的外部扭矩需求后，控制所述发电机/电动机输出相应扭矩到发动机曲轴；所述发动机控制器，在所述增程控制器发送的发动机运转需求信号为真时，控制进行喷油点火，并根据控制发动机转速需要计算外部扭矩需求，将该外部扭矩需求发送至所述增程控制器。较佳的，所述增程式控制器，如果接收到整车控制器的发动机起动需求指令，则首先控制发动机控制器上电，并控制发动机的油泵总成进行泵油，建立燃油喷射压力；然后根据所述发动机控制器发送来故障状态信号的状态，发送真或假发动机运转需求信号到所述发动机控制器，并控制所述发电机/电动机同动力电池接通或断开；如果所述故障状态信号的状态符合运转要求，则发送真发动机运转需求信号到所述发动机控制器，并控制所述发电机/电动机同动力电池接通，使所述发电机/电动机运行拖动所述发动机起动；如果所述故障状态信号的状态不符合运转要求，则发送假发动机运转需求信号到所述发动机控制器，并控制所述发电机/电动机同动力电池断开，使所述发电机/电动机停止运行；所述发动机控制器，在上电后，首先对相关传感器及执行机构进行故障检测，发送故障状态到所述增程控制器。较佳的，所述相关传感器及执行机构，包括进气压力温度传感器、喷油器、点火线圈、氧传感器、发动机温度传感器、发动机转速传感器、油泵总成中的一种或多种。较佳的，所述发动机控制器，根据发动机当前调节扭矩rl、倒拖扭矩r2、燃烧扭矩 r3及发动机曲轴目标扭矩r4,计算控制发动机转速需要作用在曲轴上的外部扭矩需求r5 ； rl+r2+r3+r5=r4 ；所述调节扭矩rl，为根据发动机实际转速同目标转速的差值计算得到的扭矩；所述倒拖扭矩r2，为发动机运行时内部产生的阻力矩，根据发动机运行相关传感器及相关执行机构状态计算得到；所述燃烧扭矩r3，为发动机燃油燃烧引起的扭矩； 所述发动机曲轴目标扭矩r4，为设定的发动机曲轴输出扭矩。较佳的，所述发动机曲轴目标扭矩，在发动机起动的转速上升过程中，大于O ;发动机停机的转速下降过程中，小于O ;在发动机转速稳定在额定转速时，等于O。较佳的，发动机的目标转速，在发动机起动时由O渐变为额定转速，在发动机停机时由额定转速渐变为O,在发动机稳定运转时固定为额定转速；在发动机起动时，当发动机实际转速高于第一设定转速时，所述发动机控制器发出真的喷油点火信号，允许喷油点火；在发动机停机时，当发动机实际转速低于第二设定转速时，所述发动机控制器发出假的喷油点火信号，停止喷油点火；第一设定转速及第二设定转速大于O并且小于额定转速。较佳的，所述发动机控制器，在发动机从开始喷油点火至达到额定转速的转速上升过程中，控制点火角效率由最低渐变至最高；在发动机从额定转速到停止喷油点火的转速下降过程中，控制点火角效率由最高渐变至最低；在发动机稳定运转输出额定转速期间， 控制点火角效率为最高点火角效率。较佳的，所述发动机控制器，在发动机从开始喷油点火至达到额定转速的转速上升过程中，控制废气再循环率由最高废气再循环率渐变至额定废气再循环率。较佳的，在发动机起动时，所述发动机控制器，在开始发出真的喷油点火信号后的一时间内，发送减小外部扭矩需求信号给增程控制器；所述增程控制器，在接收到减小外部扭矩需求信号后，控制发电机/电动机空载运转，使发电机/电动机输出到发动机曲轴上的扭矩为O ;所述时间，小于等于三个点火周期并且大于O。较佳的，所述发动机控制器，当发动机实际转速减去目标转速的差值大于一设定正值，则判断为发电机/电动机运行故障；当发动机实际转速减去目标转速的差值小于一设定负值，则判断为发动机燃烧故障。本专利技术的增程式电动汽车的增程控制系统，由发动机控制器对喷油器、点火线圈的工作进行动态控制，发动机控制器并根据发动机当前调节扭矩、倒拖扭矩、燃烧扭矩及发动机曲轴目标扭矩，提前计算外部扭矩需求并发送到增程控制器，增程控制器及发电机/ 电动机响应外部扭矩需求，通过曲轴扭矩的平衡控制实现发动机转速控制，使增程控制系统输出的实际转速与目标转速一致。本专利技术的增程式电动汽车的增程控制系统，不需要通过电控节气门即可实现对增程控制系统输出转速的控制，发动机可以采用非节流进气模式，发动机控制器控制逻辑简洁，可以使用单缸或双缸摩托车发动机及经济型发动机控制器，实现效能成本最大化。附图说明为了更清楚地说明本专利技术的技术方案，下面对本专利技术所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。〔00本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种增程式电动汽车的增程控制系统，其特征在于，增程控制系统包括发动机、发电机/电动机、增程控制器、发动机控制器；所述发动机，曲轴输出端直接与所述发电机/电动机连接；所述发电机/电动机，能够用于电动驱动，并能用于发电；所述增程控制器，用于发送发动机运转需求信号到所述发动机控制器，并用于在接收到所述发动机控制器发送的外部扭矩需求后，控制所述发电机/电动机输出相应扭矩到发动机曲轴；所述发动机控制器，在所述增程控制器发送的发动机运转需求信号为真时，控制进行喷油点火，并根据控制发动机转速需要计算外部扭矩需求，将该外部扭矩需求发送至所述增程控制器。

【技术特征摘要】
1.一种增程式电动汽车的增程控制系统，其特征在于，增程控制系统包括发动机、发电机/电动机、增程控制器、发动机控制器； 所述发动机，曲轴输出端直接与所述发电机/电动机连接； 所述发电机/电动机，能够用于电动驱动，并能用于发电； 所述增程控制器，用于发送发动机运转需求信号到所述发动机控制器，并用于在接收到所述发动机控制器发送的外部扭矩需求后，控制所述发电机/电动机输出相应扭矩到发动机曲轴； 所述发动机控制器，在所述增程控制器发送的发动机运转需求信号为真时，控制进行喷油点火，并根据控制发动机转速需要计算外部扭矩需求，将该外部扭矩需求发送至所述增程控制器。2.根据权利要求I所述的增程式电动汽车的增程控制系统，其特征在于， 所述增程式控制器，如果接收到整车控制器的发动机起动需求指令，则首先控制发动机控制器上电，并控制发动机的油泵总成进行泵油，建立燃油喷射压力；然后根据所述发动机控制器发送来故障状态信号的状态，发送真或假发动机运转需求信号到所述发动机控制器，并控制所述发电机/电动机同动力电池接通或断开；如果所述故障状态信号的状态符合运转要求，则发送真发动机运转需求信号到所述发动机控制器，并控制所述发电机/电动机同动力电池接通，使所述发电机/电动机运行拖动所述发动机起动；如果所述故障状态信号的状态不符合运转要求，则发送假发动机运转需求信号到所述发动机控制器，并控制所述发电机/电动机同动力电池断开，使所述发电机/电动机停止运行； 所述发动机控制器，在上电后，首先对相关传感器及执行机构进行故障检测，发送故障状态到所述增程控制器。3.根据权利要求2所述的增程式电动汽车的增程控制系统，其特征在于， 所述相关传感器及执行机构，包括进气压力温度传感器、喷油器、点火线圈、氧传感器、发动机温度传感器、发动机转速传感器、油泵总成中的一种或多种。4.根据权利要求3所述的增程式电动汽车的增程控制系统，其特征在于， 所述发动机控制器，根据发动机当前调节扭矩rl、倒拖扭矩r2、燃烧扭矩r3及发动机曲轴目标扭矩r4，计算控制发动机转速需要作用在曲轴上的外部扭矩需求r5;rl+r2+r3+r5=r4 ； 所述调节扭矩rl，为根据发动机实际转速同目标转速的差值计算得到的扭矩； 所述倒拖扭矩r2，为发动机运行时...

【专利技术属性】
技术研发人员：田良云，汪斌，卢万成，徐鹏磊，
申请(专利权)人：联合汽车电子有限公司，
类型：发明
国别省市：