CN108583299A - 一种车辆增程装置的控制方法及系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种车辆增程装置的控制方法及系统，属于车辆领域。该控制方法包括以下步骤：整车控制器根据车辆发生故障的严重程度划分故障等级并将故障等级发送到CAN总线；增程装置控制器读取CAN总线上的故障等级、车速和增程装置的需求状态信息；所述增程装置控制器根据上述信息响应不同的控制策略，以控制增程装置执行相应的动作，其中，所述控制策略包括被动响应整车控制器指令的被动控制策略，以及在故障等级较高时所述增程装置控制器主动发出的主动控制策略。本发明还提供了相应的控制系统。本发明的控制方法及系统能够根据车辆出现故障的严重程度响应不同的控制策略，及时有效的控制增程装置的安全停机或断电，避免安全隐患。

Description

一种车辆增程装置的控制方法及系统
技术领域
本发明涉及车辆领域，特别是涉及一种车辆增程装置的控制方法及系统。
背景技术
为提高电动车辆的续航能力，设置有增程装置的增程式电动车辆被广泛关注并快速得到市场欢迎。但增程式电动车辆中，驱动电能往往需要高压电，在车辆出现故障或碰撞时，高压供电会严重影响车辆和人员的安全。
现有技术中，增程式车辆出现故障时，一般其控制系统只能被动接受整车控制器的控制，即当整车出现故障后，若此时增程装置正在发电，此时需要等待整车控制器发出增程装置停机/断电需求，增程装置响应指令后才能断除安全隐患。
上述控制系统和控制方法难以适应不同程度的故障的处理需求，及时采取措施，避免当需要紧急停车时增程装置仍在发电的情况，以及其他可能导致的严重安全隐患。
发明内容
本发明的一个目的是要提供一种车辆增程装置的控制方法，能够根据车辆出现故障的严重程度响应不同的控制策略，及时有效的控制增程装置的安全停机或断电，避免安全隐患。
本发明还提供了一种车辆增程装置的控制系统，其增程装置在车辆出现不同程度的故障时能及时停机或断电，避免安全隐患。
特别地，本发明提供了一种车辆增程装置的控制方法，包括以下步骤：
整车控制器根据车辆发生故障的严重程度划分故障等级并将所述故障等级发送到CAN总线；
增程装置控制器读取CAN总线上的所述故障等级、车速和所述增程装置的需求状态信息；
所述增程装置控制器根据所述故障等级、所述车速和所述增程装置的需求状态信息响应不同的控制策略，以控制所述增程装置根据所述控制策略执行相应的动作，其中，
所述控制策略包括被动响应所述整车控制器指令的被动控制策略，以及在所述故障等级较高时所述增程装置控制器主动发出的主动控制策略。
进一步地，所述故障等级分为4个级别，分别为未发生故障的故障等级0，以及故障程度逐渐严重的故障等级1、故障等级2和故障等级3。
进一步地，当所述故障等级为0时，所述增程装置控制器响应所述被动控制策略，所述增程装置控制器接收所述整车控制器的启停指令，并控制所述增程装置控制器启动、发电或停机；
当所述故障等级不为0时，所述增程装置控制器根据车速和所述增程装置的需求状态信息响应不同的所述控制策略。
进一步地，当所述故障等级不为0、所述车速不为0且所述车辆对所述增程装置有需求时，
若故障等级为1，所述增程装置控制器响应所述被动控制策略，所述增程装置控制器接收所述整车控制器的启停指令，并控制所述增程装置控制器启动、发电或停机，
若故障等级为2，所述增程装置控制器响应所述主动控制策略，所述增程装置控制器主动发出指令控制所述增程装置在扭矩受限条件下以低于车辆正常运行的发电功率的功率发电，
若故障等级为3，所述增程装置控制器响应所述主动控制策略，所述增程装置控制器主动控制所述增程装置紧急下电；
当所述故障等级不为0、所述车速不为0且所述车辆对所述增程装置没有需求时，所述增程装置控制器控制所述增程装置正常下电。
进一步地，当所述故障等级不为0、所述车速为0且所述车辆对所述增程装置有需求时，所述增程装置控制器控制所述增程装置中断静态发电，然后进入正常下电程序；
当所述故障等级不为0、所述车速为0且所述车辆对所述增程装置没有需求时，所述增程装置控制器处于待命状态，并在接收到所述整车控制器发布的不为0的故障等级时，控制所述增程装置正常下电。
进一步地，所述紧急下电是指所述增程装置控制器直接断开低压开关，完成对发动机控制器和发电机控制器的下电操作；
所述正常下电是指所述整车控制器发送断高压指令给所述增程装置控制器，所述增程装置控制器接收指令后，先后发送下电指令给所述发电机控制器和所述发动机控制器，进行先断高压再断低压的下电操作。
进一步地，所述正常下电操作中，所述增程装置控制器先发送所述下电指令给所述发电机控制器，所述发电机控制器控制所述增程装置中的高压线路的负载降为0，然后所述增程装置控制器断开所述增程装置中的高压开关完成断高压操作；
所述断高压操作完成后，所述增程装置控制器发送所述下电指令给所述发动机控制器，所述发动机控制器控制所述发动机停机；然后所述增程装置控制器断开所述低压开关，切断所述发电机控制器和所述发电机控制器的供电。
进一步地，在所述发电机控制器和所述发动机控制器下电操作完成后，
若所述车辆处于熄火状态，则所述增程装置控制器下电；
若所述车辆未熄火，则所述增程装置控制器进入待机状态。
本发明还提供了一种车辆增程装置的控制系统，包括：
增程装置，配置成用于产生电能，以在所述车辆电力不足时向所述车辆输入新的电能，所述增程装置包括发电机、发动机、发电机控制器和发动机控制器；
整车控制器，配置成根据车辆发生故障的严重程度划分故障等级并将所述故障等级发送到CAN总线；和
增程装置控制器，读取CAN总线上的所述故障等级、车速和所述增程装置的需求状态信息，并根据所述故障等级、所述车速和所述增程装置的需求状态信息响应不同的控制策略，以控制所述增程装置根据所述控制策略执行相应的动作，其中，
所述控制策略包括被动响应所述整车控制器指令的被动控制策略，以及在所述故障等级较高时所述增程装置控制器主动发出的主动控制策略。
进一步地，所述增程装置还设置有低压开关，用于受控地导通或断开所述发动机控制器和所述发电机控制器；所述增程装置还设置有高压线路和高压开关，所述高压线路用于将所述增程装置产生的高压电输送给所述车辆的动力系统，所述高压开关用于启动或停止所述发电机。
本发明至少存在以下有益技术效果：
1).本发明的控制系统可根据车辆故障等级并结合车速、增程装置的需求状态信息响应不同的控制策略，能根据具体的故障等级响应主被动应对策略，在故障等级较高时，无需等待整车控制器的指令，可直接主动控制实施相应的控制策略，及时有效的控制增程装置的安全停机或断电，避免安全隐患。
2).本发明的增程装置，在紧急情况下，增程装置控制器可主动控制增程装置紧急下电，进一步地保障了增程装置在不同故障中都能够安全停机或断电，避免严重安全隐患。
3).本发明的增程装置，在一般故障等级下，可进行正常下电，并采取先断高压后断低压的方式，保障增程装置能够安全停机或断电。
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车辆增程装置的控制系统的示意图；
图2是根据本发明一个实施例的车辆增程装置的控制方法流程图；
图3是根据本发明一个实施例的车辆增程装置的下电控制策略流程图。
具体实施方式
图1是根据本发明一个实施例的车辆增程装置的控制系统的示意图。该控制系统100用在电力驱动的车辆上，在车辆出现不同程度的故障时，能够对增程装置200采取不同的控制策略，保障所述增程装置200安全停机或断电。如图1所示，一般性地，所述车辆增程装置的控制系统100可包括增程装置200、整车控制器110和增程装置控制器120。所述增程装置200配置成用于产生电能，以在所述车辆电力不足时向所述车辆输入新的电能。增程装置200至少包括发电机230、发动机250、发电机控制器220和发动机控制器240。所述整车控制器110，配置成根据车辆发生故障的严重程度划分故障等级并将所述故障等级发送到CAN总线130。所述增程装置控制器120，读取CAN总线130上的所述故障等级、车速和所述增程装置200的需求状态信息，并根据所述故障等级、所述车速和所述增程装置200的需求状态信息响应不同的控制策略，以控制所述增程装置200根据所述控制策略执行相应的动作，其中，所述控制策略包括被动响应所述整车控制器110指令的被动控制策略，以及在所述故障等级较高时所述增程装置控制器120主动发出的主动控制策略。
本发明的控制系统100可根据车辆故障等级并结合车速、增程装置200的需求状态信息响应不同的控制策略，能根据具体的故障等级响应主被动应对策略，在故障等级较高时，无需等待整车控制器110的指令，可直接主动控制实施相应的控制策略，及时有效的控制增程装置200的安全停机或断电，避免安全隐患。
在一个实施例中，所述增程装置200还设置有低压开关210，用于受控地导通或断开所述发动机控制器240和所述发电机控制器220；所述增程装置200还设置有高压线路270和高压开关260，所述高压线路用于将所述增程装置200产生的高压电输送给所述车辆的动力系统300，所述发动机250用于启动或停止所述发电机230。
本发明的增程装置200，在紧急情况下，增程装置控制器120可主动控制增程装置200紧急下电，进一步地保障了增程装置200在不同故障中都能够安全停机或断电，避免严重安全隐患。
本发明还提供了用于上述控制系统100的控制方法，包括以下步骤：
整车控制器110根据车辆发生故障的严重程度划分故障等级并将所述故障等级发送到CAN总线130；
增程装置控制器120读取CAN总线130上的所述故障等级、车速和所述增程装置200的需求状态信息；
所述增程装置控制器120根据所述故障等级、所述车速和所述增程装置200的需求状态信息响应不同的控制策略，以控制所述增程装置200根据所述控制策略执行相应的动作，其中，所述控制策略包括被动响应所述整车控制器110指令的被动控制策略，以及在所述故障等级较高时所述增程装置控制器120主动发出的主动控制策略。
本发明的控制方法根据车辆故障等级并结合车速、增程装置200的需求状态信息响应不同的控制策略，能根据具体的故障等级响应主被动应对策略，在故障等级较高时，无需等待整车控制器110的指令，可直接主动控制实施增程装置200的控制策略，及时有效的控制增程装置200的安全停机或断电，避免安全隐患。
在一个实施例中，所述故障等级分为4个级别，分别为未发生故障的故障等级0，以及故障程度逐渐严重的故障等级1、故障等级2和故障等级3，具体如下：
故障等级0：表示所述车辆运行正常，整车处于优良运行状态；
故障等级1：表示所述车辆运行时，出现一个故障，所述故障又瞬间消失并不影响所述车辆的安全行驶，但是所述故障会被记录；
故障等级2：由于非所述增程装置200导致的故障，所属车辆不能长距离行驶，需要进入检修站进行检修和维护；
故障等级3：整车最高故障模式，所述车辆出现严重故障，此时所述车辆必须停车否则会出现影响所述车辆安全或人员安全的情况。
图2是根据本发明一个实施例的车辆增程装置的控制方法流程图。在一个实施例中，如图2所示，所述控制方法根据具体的故障等级会响应不同的主、被动控制策略。当所述故障等级为0时，所述增程装置控制器120响应所述被动控制策略，所述增程装置控制器120接收所述整车控制器110的启停指令，并控制所述增程装置控制器120启动、发电或停机。当所述故障等级不为0时，所述增程装置控制器120根据车速和所述增程装置200的需求状态信息响应不同的所述控制策略。
具体地，当所述故障等级不为0、所述车速不为0且所述车辆对所述增程装置200有需求时(即车辆对增程装置200有需求是指整车控制器110控制增程装置控制器120要求增程装置200工作并且其要求为发电请求)：
若故障等级为1，所述增程装置控制器120响应所述被动控制策略，所述增程装置控制器120接收所述整车控制器110的启停指令，并控制所述增程装置控制器120启动、发电或停机。
若故障等级为2，所述增程装置控制器120响应所述主动控制策略，所述增程装置控制器120主动发出指令控制所述增程装置200在扭矩受限条件下以低于车辆正常运行的发电功率的功率发电。
此时所述增程装置控制器120不再被动接受整车控制器110发送的功率请求指令值，而是主动的限制增程装置200的扭矩，只进行低功率发电满足跛行回家或到达最近4S店的要求。因为此时，增程式整车出现故障，但由于仍存在行驶要求，即继续要求增程装置200提供功率；为保证行驶功能并保证跛行回家路程的安全，此时忽略整车控制器110的功率请求值，主动提供低功率点发电，即增程装置控制器120以该低功率点发电驱动整车。
若故障等级为3，所述增程装置控制器120响应所述主动控制策略，所述增程装置控制器120主动控制所述增程装置200紧急下电。
增程装置控制器120不再响应整车控制器110的任何启动/发电请求，也不再继续等待整车控制器110发出的增程装置200停机指令，而是立即紧急下电直接切断低压电，避免出现事故时增程装置200仍在发电可能导致的危险，例如发电火花引起的火灾。
当所述故障等级不为0、所述车速不为0且所述车辆对所述增程装置200没有需求时，所述增程装置控制器120控制所述增程装置200正常下电。
当所述故障等级不为0、所述车速为0且所述车辆对所述增程装置200有需求时，所述增程装置控制器120控制所述增程装置200中断静态发电，然后进入正常下电程序。
当所述故障等级不为0、所述车速为0且所述车辆对所述增程装置200没有需求时，所述增程装置控制器120处于待命状态，并在接收到所述整车控制器110发布的不为0的故障等级时，控制所述增程装置200正常下电。所述待命状态是指所述增程装置控制器120、所述发电机控制器220和所述发动机控制器240已经完成上电自检，发电机230的上高压已经完成，所述增程装置控制器120等待整车控制器110发出指令，即可立即执行增程装置200启动动作的状态。
其中，所述紧急下电是指所述增程装置控制器120直接断开低压开关210，完成对发动机控制器240和发电机控制器220的下电操作。所述正常下电是指所述整车控制器110发送断高压指令给所述增程装置控制器120，所述增程装置控制器120接收指令后，先后发送下电指令给所述发电机控制器220和所述发动机控制器240，进行先断高压再断低压的下电操作。
本发明的控制方法，在一般故障等级下，可进行正常下电，并采取先断高压后断低压的方式，保障增程装置200能够安全停机或断电。在紧急情况下，增程装置控制器120可主动控制增程装置200紧急下电，保障了增程装置200在不同故障中都能够安全停机或断电，避免严重安全隐患。
图3是根据本发明一个实施例的车辆增程装置的下电控制策略流程图。如图3所示，先断高压再断低压的下电操作具体为：所述正常下电操作中，所述增程装置控制器120先发送所述下电指令给所述发电机控制器220，所述发电机控制器220控制所述增程装置200中的高压线路的负载降为0，然后所述增程装置控制器120断开所述增程装置200中的发动机250完成断高压操作。所述断高压操作完成后，所述增程装置控制器120发送所述下电指令给所述发动机控制器240，所述发动机控制器240控制所述发动机250停机；然后所述增程装置控制器120断开所述低压开关210，切断所述发电机控制器220和所述发电机控制器220的供电。
在一个实施例中，如图3所示，在所述发电机控制器220和所述发动机控制器240下电操作完成后，若所述车辆处于熄火状态，例如驾驶员将车辆熄火，则所述增程装置控制器120下电；若所述车辆未熄火，则所述增程装置控制器120进入待机状态，等待车辆对增程装置200提起需求。
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。

Claims (10)

1.一种车辆增程装置的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
整车控制器根据车辆发生故障的严重程度划分故障等级并将所述故障等级发送到CAN总线；
增程装置控制器读取CAN总线上的所述故障等级、车速和所述增程装置的需求状态信息；
所述增程装置控制器根据所述故障等级、所述车速和所述增程装置的需求状态信息响应不同的控制策略，以控制所述增程装置根据所述控制策略执行相应的动作，其中，
所述控制策略包括被动响应所述整车控制器指令的被动控制策略，以及在所述故障等级较高时所述增程装置控制器主动发出的主动控制策略。
2.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，所述故障等级分为4个级别，分别为未发生故障的故障等级0，以及故障程度逐渐严重的故障等级1、故障等级2和故障等级3。
3.根据权利要求2所述的控制方法，其特征在于，
当所述故障等级为0时，所述增程装置控制器响应所述被动控制策略，所述增程装置控制器接收所述整车控制器的启停指令，并控制所述增程装置控制器启动、发电或停机；
当所述故障等级不为0时，所述增程装置控制器根据车速和所述增程装置的需求状态信息响应不同的所述控制策略。
4.根据权利要求3所述的控制方法，其特征在于，
当所述故障等级不为0、所述车速不为0且所述车辆对所述增程装置有需求时，
若故障等级为1，所述增程装置控制器响应所述被动控制策略，所述增程装置控制器接收所述整车控制器的启停指令，并控制所述增程装置控制器启动、发电或停机，
若故障等级为2，所述增程装置控制器响应所述主动控制策略，所述增程装置控制器主动发出指令控制所述增程装置在扭矩受限条件下以低于车辆正常运行的发电功率的功率发电，
若故障等级为3，所述增程装置控制器响应所述主动控制策略，所述增程装置控制器主动控制所述增程装置紧急下电；
当所述故障等级不为0、所述车速不为0且所述车辆对所述增程装置没有需求时，所述增程装置控制器控制所述增程装置正常下电。
5.根据权利要求3所述的控制方法，其特征在于，
当所述故障等级不为0、所述车速为0且所述车辆对所述增程装置有需求时，所述增程装置控制器控制所述增程装置中断静态发电，然后进入正常下电程序；
当所述故障等级不为0、所述车速为0且所述车辆对所述增程装置没有需求时，所述增程装置控制器处于待命状态，并在接收到所述整车控制器发布的不为0的故障等级时，控制所述增程装置正常下电。
6.根据权利要求4或5所述的控制方法，其特征在于，所述紧急下电是指所述增程装置控制器直接断开低压开关，完成对发动机控制器和发电机控制器的下电操作；
所述正常下电是指所述整车控制器发送断高压指令给所述增程装置控制器，所述增程装置控制器接收指令后，先后发送下电指令给所述发电机控制器和所述发动机控制器，进行先断高压再断低压的下电操作。
7.根据权利要求6所述的控制方法，其特征在于，
所述正常下电操作中，所述增程装置控制器先发送所述下电指令给所述发电机控制器，所述发电机控制器控制所述增程装置中的高压线路的负载降为0，然后所述增程装置控制器断开所述增程装置中的高压开关完成断高压操作；
所述断高压操作完成后，所述增程装置控制器发送所述下电指令给所述发动机控制器，所述发动机控制器控制所述发动机停机；然后所述增程装置控制器断开所述低压开关，切断所述发电机控制器和所述发电机控制器的供电。
8.根据权利要求4-7中任一项所述的控制方法，其特征在于，在所述发电机控制器和所述发动机控制器下电操作完成后，
若所述车辆处于熄火状态，则所述增程装置控制器下电；
若所述车辆未熄火，则所述增程装置控制器进入待机状态。
9.一种车辆增程装置的控制系统，其特征在于，包括：
增程装置，配置成用于产生电能，以在所述车辆电力不足时向所述车辆输入新的电能，所述增程装置包括发电机、发动机、发电机控制器和发动机控制器；
整车控制器，配置成根据车辆发生故障的严重程度划分故障等级并将所述故障等级发送到CAN总线；和
增程装置控制器，读取CAN总线上的所述故障等级、车速和所述增程装置的需求状态信息，并根据所述故障等级、所述车速和所述增程装置的需求状态信息响应不同的控制策略，以控制所述增程装置根据所述控制策略执行相应的动作，其中，
所述控制策略包括被动响应所述整车控制器指令的被动控制策略，以及在所述故障等级较高时所述增程装置控制器主动发出的主动控制策略。
10.根据权利要求9所述的控制系统，其特征在于，
所述增程装置还设置有低压开关，用于受控地导通或断开所述发动机控制器和所述发电机控制器；所述增程装置还设置有高压线路和高压开关，所述高压线路用于将所述增程装置产生的高压电输送给所述车辆的动力系统，所述高压开关用于启动或停止所述发电机。
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