CN113431721B - 增程器冷启动控制方法、整车控制器、系统及电动汽车 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种增程器冷启动控制方法、整车控制器、系统及电动汽车，包括：获取发动机温度；根据发动机温度得到增程器启动的目标转速，将目标转速和转速模式控制指令发送至发电机控制器，以使发电机控制器控制发电机进入转速模式，并根据目标转速控制发电机转动；在发电机以目标转速转动并带动发动机着车后，根据发动机的着车信号将扭矩模式控制指令发送至发电机控制器，以使发电机控制器控制发电机退出转速模式，进入扭矩模式；发动机着车后，发送热机模式控制指令至发动机控制器，以使发动机控制器根据发动机温度调节发动机转速，直至发动机完成热机。解决增程器冷启动时出现的发动机超转速问题。

Description

增程器冷启动控制方法、整车控制器、系统及电动汽车
技术领域
本发明涉及增程式电动汽车技术领域，特别是涉及一种增程器冷启动控制方法、整车控制器、系统及电动汽车。
背景技术
本部分的陈述仅仅是提供了与本发明相关的背景技术信息，不必然构成在先技术。
增程式电动汽车具有整车成本低、续航里程长、不需要复杂的机械传动装置以及清洁高效等优点，增程式电动汽车与纯电动汽车的主要结构区别在于，增程式电动汽车增加了增程器，增程器由发动机、发动机控制器ECU、发电机和发电机控制器GCU组成，通过发动机带动发电机转动发电，给整车提供能源，以增加整车的续航里程。
增程器的启动方式与传统车的启动方式不同，传统车发动机启动是通过起动机启动，增程器的启动是通过发电机启动发动机；在常温条件下，发动机不需要热机，发电机启动发动机，发动机不会出现超转速现象，但在冷启动(低于0度)发动机的条件下，由于发动机在冷启动时会进入热机状态，发动机的怠速目标转速会增高，发动机会出现超转速现象，超转速现象指目标转速 1500rpm，超转速后达到3000rpm，影响整车启动舒适性及油耗。
现有技术是通过发电机拖动发动机转动，在发电机拖动发动机过程中，发电机设定一个定转速，根据发电机转速梯度进行增加转速至所需的目标转速；但是此种方法存在以下问题：(1)该控制方法为开环控制，无法根据发电机的目标转速去调节发动机实际转速；(2)冷启动发动机过程，发电机带动发动机目标转速为1500rpm，由于处于冷机，发动机进入热机状态，发动机转速需求是 1800rpm，所以发动机目标转速与实际所需转速不符，发动机通过加大空气量和喷油量进行修正，发动机就会出现超转速现象。
发明内容
为了解决上述问题，本发明提出了一种增程器冷启动控制方法、整车控制器、系统及电动汽车，通过对发动机温度进行模糊控制，得到不同发动机温度下对应的不同目标转速，发电机控制器根据目标转速控制发电机转动，以拖动发动机着车，使得发动机快速热机，解决增程器冷启动时出现的发动机超转速问题。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
第一方面，本发明提供一种增程器冷启动控制方法，包括：
获取发动机温度；
根据发动机温度得到增程器启动的目标转速，将目标转速和转速模式控制指令发送至发电机控制器，以使发电机控制器控制发电机进入转速模式，并根据目标转速控制发电机转动；
在发电机以目标转速转动并带动发动机着车后，根据发动机的着车信号将扭矩模式控制指令发送至发电机控制器，以使发电机控制器控制发电机退出转速模式，进入扭矩模式；
发动机着车后，发送热机模式控制指令至发动机控制器，以使发动机控制器根据发动机温度调节发动机转速，直至发动机完成热机。
作为可选择的实施方式，根据发动机温度通过模糊控制方法修正增程器启动的目标转速。
作为可选择的实施方式，将目标转速和转速模式控制指令通过CAN信号线发送至发电机控制器。
作为可选择的实施方式，发电机以目标转速转动一定时间后，由发动机控制器判断发动机是否着车，并由整车控制器通过CAN信号线接收发动机控制器发送的着车信号。
作为可选择的实施方式，在常温条件下，给定发电机目标转速，以使根据发电机控制器根据给定的发电机目标转速控制发电机转动，发电机达到目标转速后，发电机由转速模式进入扭矩模式，发动机进入怠速模式。
第二方面，本发明提供一种整车控制器，包括：
数据获取模块，被配置为获取发动机温度；
模糊控制模块，被配置为根据发动机温度得到增程器启动的目标转速，将目标转速和转速模式控制指令发送至发电机控制器，以使发电机控制器控制发电机进入转速模式，并根据目标转速控制发电机转动；
扭矩控制模块，被配置为在发电机以目标转速转动并带动发动机着车后，根据发动机的着车信号将扭矩模式控制指令发送至发电机控制器，以使发电机控制器控制发电机退出转速模式，进入扭矩模式；
热机控制模块，被配置为发动机着车后，发送热机模式控制指令至发动机控制器，以使发动机控制器根据发动机温度调节发动机转速，直至发动机完成热机。
第三方面，本发明提供一种增程器冷启动控制系统，包括：第二方面所述的整车控制器、与整车控制器连接的发电机控制器和发动机控制器。
作为可选择的实施方式，整车控制器与发动机控制器和发电机控制器通过 CAN总线进行通信。
作为可选择的实施方式，增程器冷启动控制系统还包括发动机与发电机，发动机与发电机间通过花键轴连接。
第四方面，本发明提供一种电动汽车，包括第三方面所述的增程器冷启动控制系统。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
本发明的整车控制器通过对采集的发动机温度进行模糊控制，得到不同发动机温度下对应的不同目标转速，发电机控制器根据目标转速控制发电机转动，以拖动发动机着车，使得发动机快速热机，基于模糊控制方法限制增程器冷启动时出现的发动机超转速问题，提高驾驶员启动增程器的舒适性，降低冷启动超转速导致的油耗高等问题。
在常温条件下，整车控制器发给发电机目标转速1500rpm，并在进入目标转速后，发电机由转速模式进入扭矩模式，发动机进入怠速模式，优化启动发动机的平顺性，降低整车的启动油耗。
在冷启动条件下，整车控制器根据模糊控制方法标定不同温度发动机所需的目标转速，在发动机达到所需目标转速条件下，发电机由转速模式进入扭矩模式，发动机进入热机状态，根据发动机热机情况，发动机自动降转速，过程平滑，不会出现转速突变，优化增程器冷启动发动机超转速的弊端。
本发明通过发电机的扭矩控制，防止低温条件下电池包温度过低，不允许充电的问题，发电机零扭矩控制相当于空转不发电，保护低温条件下的电池包。
本发明附加方面的优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
构成本发明的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性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。
图1为本发明实施例1提供的增程器冷启动控制方法流程图；
图2为本发明实施例3提供的增程器冷启动控制系统示意图。
具体实施方式：
下面结合附图与实施例对本发明做进一步说明。
应该指出，以下详细说明都是示例性的，旨在对本发明提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本发明所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本发明的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
实施例1
如图1所示，本实施例提供一种增程器冷启动控制方法，在整车控制器中实现，具体包括：
S1：获取发动机温度；
S2：根据发动机温度得到增程器启动的目标转速，将目标转速和转速模式控制指令发送至发电机控制器，以使发电机控制器控制发电机进入转速模式，并根据目标转速控制发电机转动；
S3：在发电机以目标转速转动并带动发动机着车后，根据发动机的着车信号将扭矩模式控制指令发送至发电机控制器，以使发电机控制器控制发电机退出转速模式，进入扭矩模式；
S4：发动机着车后，发送热机模式控制指令至发动机控制器，以使发动机控制器根据发动机温度调节发动机转速，直至发动机完成热机。
在所述步骤S2中，本实施例中整车控制器VCU根据发动机温度，通过VCU 模糊控制方法修正增程器启动的目标转速；
优选地，整车控制器VCU通过CAN信号线将目标转速和转速模式控制指令发送至发电机控制器GCU，以使发电机控制器GCU控制发电机转动至目标转速；此时，该种工况是发电机拖着发动机转动，将发动机拖动着车。
在所述步骤S3中，发电机以目标转速转动一定时间后，由发动机控制器 ECU判断发动机是否着车，并由整车控制器VCU通过CAN信号线接收发动机控制器ECU发送的着车信号；
优选地，本实施例设置为发电机以目标转速转动5s后，发动机着车，发电机控制器GCU控制发电机退出转速模式，进入扭矩模式；此时，该种工况是发动机拖着发电机转动。
在所述步骤S4中，发动机着车后，发动机进入热机模式，由发动机控制器 ECU根据发动机温度自动调节发动机转速，直至发动机热机完成；此时，该种工况是发动机热机状态。
优选地，发电机转速控制的作用是，发电机拖动发动机着车；
发电机扭矩控制的作用是，防止低温条件下电池包温度过低，不允许充电，发电机零扭矩控制相当于空转不发电，能够保护低温条件下的电池包。
优选地，传统车发动机怠速为800rpm/min，增程器所用发动机怠速为 1500rpm/min，主要原因是，发动机着火转速为600rpm以上，传统车定制800rpm 是为怠速省油，而增程器发动机将怠速定制1500rpm，是为更快的进入发电状态。本实施例提出的基于模糊控制方法限制增程器冷启动超转速现象发生的方法，能够提高车辆冷启动工况的舒适性和降低启动油耗。
具体地，在常温条件下，整车控制器发给发电机目标转速1500rpm，并在 1s内达到目标转速，进入目标转速后，发电机由转速模式进入扭矩模式，发动机进入怠速模式，优化启动发动机的平顺性、驾驶员的舒适性和降低整车的启动油耗；
在冷启动条件下，根据模糊控制方法标定不同温度发动机的目标转速，根据数据进行模糊控制发电机的目标转速，在发动机达到所需目标转速条件下，维持转速5s，发电机由转速模式进入扭矩模式，发动机进入热机状态，根据发动机热机情况，发动机自动降转速，过程平滑，不会出现转速突变，优化增程器冷启动发动机超转速的弊端；
当发动机温度处于零下30℃、零下20℃、零下10℃、及0℃以上时，整车控制器将根据发动机温度调节发动机启动的目标转速，使发动机快速热机，同时解决发动机冷启动飞转速问题和非转速导致的启动舒适性差，及飞转速导致启动高油耗等问题。
实施例2
本实施例提供一种整车控制器，包括：
数据获取模块，被配置为获取发动机温度；
模糊控制模块，被配置为根据发动机温度得到增程器启动的目标转速，将目标转速和转速模式控制指令发送至发电机控制器，以使发电机控制器控制发电机进入转速模式，并根据目标转速控制发电机转动；
扭矩控制模块，被配置为在发电机以目标转速转动并带动发动机着车后，根据发动机的着车信号将扭矩模式控制指令发送至发电机控制器，以使发电机控制器控制发电机退出转速模式，进入扭矩模式；
热机控制模块，被配置为发动机着车后，发送热机模式控制指令至发动机控制器，以使发动机控制器根据发动机温度调节发动机转速，直至发动机完成热机。
此处需要说明的是，上述模块对应于实施例1中所述的步骤，上述模块与对应的步骤所实现的示例和应用场景相同，但不限于上述实施例1所公开的内容。需要说明的是，上述模块作为系统的一部分可以在诸如一组计算机可执行指令的计算机系统中执行。
实施例3
如图2所示，本实施例提供一种增程器冷启动控制系统，包括：实施例2 所述的整车控制器、与整车控制器连接的发电机控制器和发动机控制器；
具体地，所述整车控制器用于根据发动机的着车信号将扭矩模式控制指令发送至发电机控制器；
所述发电机控制器用于根据扭矩模式控制指令控制发电机退出转速模式，进入扭矩模式；
所述整车控制器用于在发动机着车后，发送热机模式控制指令至发动机控制器；
所述发动机控制器用于在热机模式下，根据发动机温度调节发动机转速，直至发动机完成热机。
在本实施例中，整车控制器与发动机控制器和发电机控制器通过CAN总线进行通信，
在本实施例中，增程器冷启动控制系统还包括由发电机控制器控制的发电机，由发动机控制器控制的发动机，发动机与发电机间通过花键轴连接。
实施例4
本实施例提供一种电动汽车，包括实施例3所述的增程器冷启动控制系统。
上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。

Claims (9)

1.一种增程器冷启动控制方法，其特征在于，包括：
获取发动机温度；
根据发动机温度得到增程器启动的目标转速，将目标转速和转速模式控制指令发送至发电机控制器，以使发电机控制器控制发电机进入转速模式，并根据目标转速控制发电机转动；
在发电机以目标转速转动并带动发动机着车后，根据发动机的着车信号将扭矩模式控制指令发送至发电机控制器，以使发电机控制器控制发电机退出转速模式，进入扭矩模式；
发动机着车后，发送热机模式控制指令至发动机控制器，以使发动机控制器根据发动机温度调节发动机转速，直至发动机完成热机；
在常温条件下，给定发电机目标转速，以使发电机控制器根据给定的发电机目标转速控制发电机转动，发电机达到目标转速后，发电机由转速模式进入扭矩模式，发动机进入怠速模式。
2.如权利要求1所述的一种增程器冷启动控制方法，其特征在于，根据发动机温度通过模糊控制方法修正增程器启动的目标转速。
3.如权利要求1所述的一种增程器冷启动控制方法，其特征在于，将目标转速和转速模式控制指令通过CAN信号线发送至发电机控制器。
4.如权利要求1所述的一种增程器冷启动控制方法，其特征在于，发电机以目标转速转动一定时间后，由发动机控制器判断发动机是否着车，并由整车控制器通过CAN信号线接收发动机控制器发送的着车信号。
5.一种整车控制器，其特征在于，包括：
数据获取模块，被配置为获取发动机温度；
模糊控制模块，被配置为根据发动机温度得到增程器启动的目标转速，将目标转速和转速模式控制指令发送至发电机控制器，以使发电机控制器控制发电机进入转速模式，并根据目标转速控制发电机转动；
扭矩控制模块，被配置为在发电机以目标转速转动并带动发动机着车后，根据发动机的着车信号将扭矩模式控制指令发送至发电机控制器，以使发电机控制器控制发电机退出转速模式，进入扭矩模式；
热机控制模块，被配置为发动机着车后，发送热机模式控制指令至发动机控制器，以使发动机控制器根据发动机温度调节发动机转速，直至发动机完成热机；
冷启动时，在常温条件下，给定发电机目标转速，以使发电机控制器根据给定的发电机目标转速控制发电机转动，发电机达到目标转速后，发电机由转速模式进入扭矩模式，发动机进入怠速模式。
6.一种增程器冷启动控制系统，其特征在于，包括：权利要求5所述的整车控制器、与整车控制器连接的发电机控制器和发动机控制器。
7.如权利要求6所述的一种增程器冷启动控制系统，其特征在于，整车控制器与发动机控制器和发电机控制器通过CAN总线进行通信。
8.如权利要求6所述的一种增程器冷启动控制系统，其特征在于，增程器冷启动控制系统还包括发动机与发电机，发动机与发电机间通过花键轴连接。
9.一种电动汽车，其特征在于，包括权利要求6所述的增程器冷启动控制系统。
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