CN115523023A - 一种增程器发动机与发电机动态协调控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种增程器发动机与发电机动态协调控制方法，包括待命状态、准备状态、起动控制状态、怠速控制状态、暖机控制状态、升速控制状态、动态协调发电控制状态、停机准备控制状态、熄火控制状态、故障状态的控制方法。本发明根据发动机起停信号以及需求发电功率选择增程器发电工况点，并通过协调控制发动机与发电机，使发动机起动与停止，以及协调过渡发动机与发电机工况点达到目标工况点进行发电，进而提高整车经济性以及降低整车排放，另外本发明通过对发动机起动扭矩自适应控制，减少增程器由于各种外在及内在条件变化导致发动机起动失败概率，并且在起动成功后根据条件进行暖机控制以及先降扭后降速的停机控制，减少发动机磨损。

Description

一种增程器发动机与发电机动态协调控制方法

技术领域

本发明涉及新能源动力控制领域，特别涉及一种增程器发动机与发电机动态协调控制方法。

背景技术

随着碳中和碳达峰政策的推行，高效、环保、节能电动车的研究已经引起了世界各汽车厂商的高度关注。由于目前纯电动车动力电池能量密度的局限，续驶里程不足导致其推广困难。增程式电动车在纯电动车基础上增加了由发动机和发电机组成的增程发电系统，有效弥补了纯电动车续驶里程不足的缺陷。利用发动机与路面工况解耦的特性，可以将发动机大部分时间工作在高效区，提高经济性以及降低排放性。增程式混合动力发动机与发电机实时动态协调控制是增程式混动控制中关键的部分，对其控制是否合理将影响到整车的经济性、排放性以及舒适性。

发明内容

本发明目的是：提供一种增程器发动机与发电机动态协调控制方法，主要根据整车能量管理策略所得的发动机起停信号以及需求发电功率，选择增程器发电工况点，并通过协调控制发动机与发电机，使发动机起动与停止，并按照规定的工况点过渡路线达到目标工况点进行发电，从而提高整车经济性以及降低整车排放，另外本发明通过对发动机起动扭矩自适应控制，减少增程器由于各种外在及内在条件变化导致发动机起动失败概率，并且在起动成功后根据条件进行暖机控制，从而减少发动机磨损，对汽车技术的发展具有重要的科学意义和实用价值。

本发明的技术方案是：

一种增程器发动机与发电机动态协调控制方法，包括待命状态、准备状态、起动控制状态、怠速控制状态、暖机控制状态、升速控制状态、动态协调发电控制状态、停机准备控制状态、熄火控制状态、故障状态的控制方法，其中：

待命状态：增程器低压上电后进入待命状态；

准备状态：当整车控制器发送发动机起动请求，如果整个增程器系统无故障，会进入增程器准备状态；

起动控制状态：待到准备就绪，将进入会控制发动机起动，进入发动机起动状态；

怠速控制状态：发动机起动成功后，将进入发动机怠速状态；

暖机控制状态：当发动机处于怠速状态且整车控制器有发电请求，将进入增程器运行发电系统，在该系统下，如果整车控制器有暖机请求，将对发动机进行暖机控制；

升速控制状态：当有发电请求，如果此时没有暖机请求或暖机结束后将进入发动机升速控制模式，将快速进入发电工况点；

动态协调发电控制状态：待升速模式结束后，将进入增程器动态协调发电模式，在该模式下发动机工况点变化较缓慢；

停机准备控制状态：无论当前处于任何状态下，当接收整车控制器停机请求时，将进入发动机停机子系统，在该系统下将进行发动机停机准备控制；

熄火控制状态：待停机准备就绪后，将进入发动机熄火控制，待发动机和发电机完全停止工作后，将重新进入增程器待命状态；

故障状态：在任何状态下，当检测增程系统出现故障时，将立即进入故障模式，进入故障控制。

优选的，发动机起动控制状态的控制方法包括：

当检测到发动机有起动请求时，进入发动机起动阶段，整车控制器首先通过继电器控制发动机ECU上电，待ECU预热一段时间后，为使发动机起动平稳，采用两阶段发电机倒拖的方法对发动机进行倒拖起动；

当发动机处于起动第一阶段时：首先根据起动时间、环境温度、发动机实际转速确定第一阶段发电机倒拖发动机起动转矩；如果实际发动机起动时间大于第一阶段最大起动时间，起动时间重置并且第一阶段起动次数加一，并根据第一阶段起动次数查表得到发电机第一阶段转矩修正因子，将根据起动时间与发动机实际转速确定的发电机倒拖发动机起动转矩乘以第一阶段转矩修正因子，最终得到发电机第一阶段起动需求转矩；如果发动机第一阶段起动次数大于第一阶段最大起动次数，将进入发动机起动失败状态，停止发动机起动，进入故障模式；

当检测到发动机转速大于发动机第一阶段起动结束转速时，进行发动机使能喷油点火，并进入发动机起动第二阶段；

当发动机处于起动第二阶段时：首先根据起动时间、发动机实际转速、环境温度确定第二阶段发电机倒拖发动机起动转矩，该数据通过实际试验测试得到最优值；如果发动机在第二阶段最大起动时间内未起动成功，第二阶段起动次数加一，并进入发动机重新起动状态，待发动机完全停机后，如果此时仍有起动请求，将重新进入发动机起动第一阶段进行发动机起动；若发动机处于第二阶段起动次数超过最大起动次数，进入发动机起动失败状态，停止发动机起动，进入故障模式；

当发动机在第二阶段起动过程中，检测到发动机起动成功标志，将进入发动机怠速控制状态。

优选的，怠速控制状态的控制方法包括：

当整车控制器需求发动机怠速模式时，增程器系统将进入怠速控制模式，通过判断当前增程系统实际扭矩与目标扭矩设定值、实际转速与目标转速设定值之间的差异，来决定怠速控制模式中进入降扭控制状态、降速控制状态以及怠速状态；

当增程系统实际扭矩与目标扭矩设定值、实际转速与目标转速设定值均超过目标设定值时，将进入初始化赋值状态，然后依次进入降扭控制状态、降速控制状态，最终达到怠速控制状态；

当增程系统实际扭矩与目标扭矩设定值超过目标设定值，但实际转速与目标转速设定值在目标设定值范围内时，依次进入降扭控制状态、降速控制状态，最终达到怠速控制状态；

当增程系统实际转速与目标转速设定值超过目标设定值，但实际扭矩与目标扭矩设定值在目标设定值范围内时，依次进入降速控制状态，最终达到怠速控制状态；

当增程系统实际扭矩与目标扭矩设定值、实际转速与目标转速设定值均在目标设定值范围内时，将直接进入怠速控制状态。

优选的，发动机暖机控制的方法包括：

增程器控制器在发动机冷却液温度较低时，根据当前冷却液温度通过查表确定当前状态下最高允许转速限制，从而控制发动机负载，进行暖机；

增程器控制器根据发动机水温、故障等级和动力电池的SOC值来控制发动机暖机过程，发动机起动成功后，首先检测发动机水温，如果发动机水温小于预定怠速暖机温度，则增程器控制器根据发动机水温、故障等级和动力电池的SOC值来设定发动机的怠速暖机的时长，并控制发动机进行小功率发电暖机或怠速暖机，否则发动机暖机结束。

优选的，增程器系统动态协调发电的控制方法包括：

在发动机从怠速状态进入发电状态时，为了使发动机降低超调量，平稳且快速达到目标发电功率，将通过目标转矩与实际转速差、目标转速与实际转速差，决定是否进入升速控制模式，还是直接进入动态协调发电控制模式；

发动机—发电机系统存在两个控制自由度：转速和转矩，如果加入目标功率约束，则系统转变为单自由度系统，系统效率为：

η_APU＝f(T_eng,n_gen)＝f(P_APU,n_gen)＝f_p(n_gen)

式中：T_eng为发动机转矩；n_gen为发电机转速；P增程器控制器为增程器系统输出功率；

升速控制状态：当有升速控制标志时，进入升速控制状态，当处于升速控制状态时，将发动机转速首先控制到发电目标转速附近，待发动机实际转速接近目标转速后，进行发电扭矩控制，实际转速到达目标转速附近、实际扭矩到达目标扭矩附近时将进入升速完成状态；在升速控制过程中，实时监测发动机转速变化，如果发动机转速在升速过程中处于连续减速状态，将通过降低发电机扭矩上升斜率，进行输出扭矩修正，防止发动机输出扭矩响应慢，负载扭矩过大，导致发动机熄火；

动态协调发电控制状态：基于实时发电功率请求，实时更新增程器系统目标发电转速与目标发电转矩，基于所选发动机和发电机控制器条件，在发动机—发电机工作点协调控制方面，采用发动机转速闭环控制以及发电机转矩控制的方法，在发电机输出一定扭矩的同时，通过发动机转速闭环控制，控制发动机工作在目标转速；

在增程器系统协调发电控制过程中，通过发动机与发电机执行动态协调，控制发动机与发电机期望工作点之间过渡，使二者响应同步，进而使发动机工作在期望工况点，达到期望需求功率前提下，增程器系统效率最大化；

在发电工况过渡控制过程中，实时监测发动机转速变化，如果发动机转速在发电过程中低于最低设定转速，将对发电机输出扭矩进行修正，减小发电机发电扭矩，防止发动机负载扭矩过大，导致发动机熄火。

优选的，发动机停机控制的方法包括：

在增程器控制器中设计停机控制功能模块，增程器控制器接收到停机命令后，首先通过控制发电机降低转矩；待降扭完成后，进行增程器系统降低转速；待发动机转速降到怠速工况后，再执行发动机停机操作。

优选的，发动机熄火控制的方法包括：

当发动机处于怠速状态后，当允许熄火时，通过对发动机发送停机信号进行熄火控制；当发动机熄火完成后，增程器控制系统重新进入待命工作状态。

优选的，故障状态的控制方法包括：

增程器控制器在运行过程中实时对冷却液温度进行监控，当冷却液温度高于正常运行范围时，控制增程器系统降低负载，并维持较高转速以利于发动机散热；而在采取上述措施后，如果冷却液温度继续升高，超过发动机最大承受温度时，表征发动机散热系统可能出现关键性故障，增程器控制器进入故障模式并进行停机处理，并将故障码上报。

增程器控制器实时监测发动机转速与发电机转速信号，当二者出现较大偏差时即认为轴连接出现故障，增程器系统进入故障模式并立即停机；为防止发动机转速信号由于电磁干扰等影响导致短暂缺失，增强系统的容错性；当增程器控制器检测到一段时间之内，二者之间持续偏差较大时认为轴连接部分出现故障，进入故障模式并控制增程器系统停机；

增程器控制器还监控包括发动机故障等级、发动机实际工作状态、发电机温度、故障；一旦这些参量出现不正常情况，增程器控制器对其进行相应处理；

如果增程器系统在运行过程中温度过高，表示散热系统出现关键性故障，增程器控制器会降低发电功率，而当发电机温度超过上限温度后，增程器控制器会立即进行停机处理。

本发明的优点是：

本发明提供一种增程器发动机与发电机动态协调控制方法，采用本方法，主要根据整车能量管理策略所得的发动机起停信号以及需求发电功率，选择增程器发电工况点，并通过协调控制发动机与发电机，使发动机起动与停止，并按照规定的工况点协调过渡发动机工况点达到目标工况点进行发电，进而提高整车经济性以及降低整车排放，另外本发明通过对发动机起动扭矩自适应控制，减少增程器由于各种外在及内在条件变化导致发动机起动失败概率，并且在起动成功后根据条件进行暖机控制以及先降扭后降速的停机控制，减少发动机磨损。

附图说明

下面结合附图及实施例对本发明作进一步描述：

图1为本发明增程器发动机与发电机动态协调控制原理图；

图2为本发明发动机起动控制方法流程图；

图3为本发明增程器动态协调发电控制状态流程图。

具体实施方式

如图1所示，一种增程器发动机与发电机动态协调控制方法，包括待命状态、准备状态、起动控制状态、怠速控制状态、暖机控制状态、升速控制状态、动态协调发电控制状态、停机准备控制状态、熄火控制状态、故障状态的控制方法；其中：

待命状态：增程器低压上电后进入待命状态；

准备状态：当整车控制器发送发动机起动请求，如果整个增程器系统无故障，会进入增程器准备状态；

起动控制状态：待到准备就绪，将进入会控制发动机起动，进入发动机起动状态；

怠速控制状态：发动机起动成功后，将进入发动机怠速状态；

暖机控制状态：当发动机处于怠速状态且整车控制器有发电请求，将进入增程器运行发电系统，在该系统下，如果整车控制器有暖机请求，将对发动机进行暖机控制；

升速控制状态：当有发电请求，如果此时没有暖机请求或暖机结束后将进入发动机升速控制模式，将快速进入发电工况点；

动态协调发电控制状态：待升速模式结束后，将进入增程器动态协调发电模式，在该模式下发动机工况点变化较缓慢；

停机准备控制状态：无论当前处于任何状态下，当接收整车控制器停机请求时，将进入发动机停机子系统，在该系统下将进行发动机停机准备控制；

熄火控制状态：待停机准备就绪后，将进入发动机熄火控制，待发动机和发电机完全停止工作后，将重新进入增程器待命状态；

故障状态：在任何状态下，当检测增程系统出现故障时，将立即进入故障模式，进入故障控制。

发动机起动控制状态：如图2所示，当检测到发动机有起动请求时，进入发动机起动阶段，整车控制器首先通过继电器控制发动机ECU上电，待ECU预热一段时间后，为使发动机起动平稳，采用两阶段发电机倒拖的方法对发动机进行倒拖起动。

当发动机处于起动第一阶段时：首先根据起动时间、环境温度、发动机实际转速确定第一阶段发电机倒拖发动机起动转矩，由于不同发动机和电机性能存在差异，该数据通过实际试验测试得到最优值，从而满足起动舒适性；如果实际发动机起动时间大于第一阶段最大起动时间，起动时间重置并且第一阶段起动次数加一，并根据第一阶段起动次数查表得到发电机第一阶段转矩修正因子，将根据起动时间与发动机实际转速确定的发电机倒拖发动机起动转矩乘以第一阶段转矩修正因子，最终得到发电机第一阶段起动需求转矩；如果发动机第一阶段起动次数大于第一阶段最大起动次数，将进入发动机起动失败状态，停止发动机起动，进入故障模式。

当检测到发动机转速大于发动机第一阶段起动结束转速时，进行发动机使能喷油点火，并进入发动机起动第二阶段。

当发动机处于起动第二阶段时：首先根据起动时间、发动机实际转速、环境温度确定第二阶段发电机倒拖发动机起动转矩，该数据通过实际试验测试得到最优值；如果发动机在第二阶段最大起动时间内未起动成功，第二阶段起动次数加一，并进入发动机重新起动状态，待发动机完全停机后，如果此时仍有起动请求，将重新进入发动机起动第一阶段进行发动机起动；若发动机处于第二阶段起动次数超过最大起动次数，进入发动机起动失败状态，停止发动机起动，进入故障模式。

当发动机在第二阶段起动过程中，检测到发动机起动成功标志，将进入发动机怠速控制状态。

另外为了降低系统的油耗，可以在发动机起动初期适当降低喷油量，而不会影响发动机的起动性能。通过上述控制使得对发动机的控制更加合理,从而提升了增程式电动汽车的驾驶体验；

怠速控制状态：当整车控制器需求发动机怠速模式时，增程器系统将进入怠速控制模式，通过判断当前增程系统实际扭矩与目标扭矩设定值、实际转速与目标转速设定值之间的差异，来决定怠速控制模式中进入降扭控制状态、降速控制状态以及怠速状态。

当增程系统实际扭矩与目标扭矩设定值、实际转速与目标转速设定值均超过目标设定值时，将进入初始化赋值状态，然后依次进入降扭控制状态、降速控制状态，最终达到怠速控制状态；

当增程系统实际扭矩与目标扭矩设定值超过目标设定值，但实际转速与目标转速设定值在目标设定值范围内时，依次进入降扭控制状态、降速控制状态，最终达到怠速控制状态；

当增程系统实际转速与目标转速设定值超过目标设定值，但实际扭矩与目标扭矩设定值在目标设定值范围内时，依次进入降速控制状态，最终达到怠速控制状态；

当增程系统实际扭矩与目标扭矩设定值、实际转速与目标转速设定值均在目标设定值范围内时，将直接进入怠速控制状态。

发动机暖机控制：根据增程器系统特点，发动机运行过程中负载率和转速均较高。然而在发动机冷启动时，机体温度较低，此时机油粘膜尚未形成，如果此时立即运行在高转速和高负荷率的工况，会导致发动机零部件严重磨损，甚至出现发动机拉缸情况。为了对发动机进行保护，增程器控制器在发动机冷却液温度较低时，根据当前冷却液温度通过查表确定当前状态下最高允许转速限制，从而控制发动机负载，进行暖机。

增程器控制器根据发动机水温、故障等级和动力电池的SOC值来控制发动机暖机过程，发动机起动成功后，首先检测发动机水温，如果发动机水温小于预定怠速暖机温度，则增程器控制器根据发动机水温、故障等级和动力电池的SOC值来设定发动机的怠速暖机的时长，并控制发动机进行小功率发电暖机或怠速暖机，否则发动机暖机结束；

增程器系统动态协调发电：如图3所示，在发动机从怠速状态进入发电状态时，为了使发动机降低超调量，平稳且快速达到目标发电功率，将通过目标转矩与实际转速差、目标转速与实际转速差，决定是否进入升速控制模式，还是直接进入动态协调发电控制模式；

发动机—发电机系统存在两个控制自由度：转速和转矩，如果加入目标功率约束，则系统转变为单自由度系统，系统效率为

η_APU＝f(T_eng,n_gen)＝f(P_APU,n_gen)＝f_p(n_gen)

式中：Teng为发动机转矩；ngen为发电机转速；P增程器控制器为增程器系统输出功率。即在一定输出功率约束条件下，可认为增程器系统效率是发动机转速的单值函数。对应每一个输出功率，可以计算出在此功率下不同转速所对应的效率，如果在这些点中取效率最高点，即是当前目标输出功率下的最优转速。计算不同功率下的最优转速，可以得到增程系统最优化运行曲线，即不同目标输出功率下最优的发动机—发电机工况曲线。

升速控制状态：当有升速控制标志时，进入升速控制状态，当处于升速控制状态时，将发动机转速首先控制到发电目标转速附近，待发动机实际转速接近目标转速后，进行发电扭矩控制，实际转速到达目标转速附近、实际扭矩到达目标扭矩附近时将进入升速完成状态，由于电机扭矩响应速度远大于发动机扭矩响应速度，那么在升速控制过程中，将实时监测发动机转速变化，如果发动机转速在升速过程中处于连续减速状态，将通过降低发电机扭矩上升斜率，进行输出扭矩修正，防止发动机输出扭矩响应慢，负载扭矩过大，导致发动机熄火。

动态协调发电控制状态：基于实时发电功率请求，实时更新增程器系统目标发电转速与目标发电转矩，基于所选发动机和发电机控制器条件，在发动机—发电机工作点协调控制方面，采用发动机转速闭环控制以及发电机转矩控制的方法，在发电机输出一定扭矩的同时，通过发动机转速闭环控制，控制发动机工作在目标转速。

在增程器系统协调发电控制过程中，通过发动机与发电机执行动态协调，控制发动机与发电机期望工作点之间过渡，使二者响应同步，进而使发动机工作在期望工况点，达到期望需求功率前提下，增程器系统效率最大化。

由于电机扭矩响应速度远大于发动机扭矩响应速度，在发电工况过渡控制过程中，将实时监测发动机转速变化，如果发动机转速在发电过程中低于最低设定转速，将对发电机输出扭矩进行修正，减小发电机发电扭矩，防止发动机负载扭矩过大，导致发动机熄火。

发动机停机控制：相比于传统汽车，串联式混合动力车的发动机一直工作在较大负荷。在发动机停机过程中，如果不加任何控制策略，直接从大负荷运行变为停机，机体的热负荷不易散去，会影响发动机寿命，甚至会导致发动机“拉缸”。因此，在增程器控制器中设计了停机控制功能模块。增程器控制器接收到停机命令后，首先通过控制发电机降低转矩；待降扭完成后，进行增程器系统降低转速；待发动机转速降到怠速工况后，再执行发动机停机操作，有效地保证了发动机在停机过程中的安全性；

发动机熄火控制状态：当发动机处于怠速状态后，当允许熄火时，通过对发动机发送停机信号进行熄火控制。当发动机熄火完成后，增程器控制系统重新进入待命工作状态。

故障状态：由于增程器系统一直以较大负荷工作，如果散热系统出现故障，会导致冷却液温度过高。增程器控制器在运行过程中实时对冷却液温度进行监控，当冷却液温度高于正常运行范围时，控制增程器系统降低负载，并维持较高转速以利于发动机散热。而在采取上述措施后，如果冷却液温度继续升高，超过发动机最大承受温度时，表征发动机散热系统可能出现关键性故障，增程器控制器进入故障模式并进行停机处理，并将故障码上报。

增程器控制器实时监测发动机转速与发电机转速信号，当二者出现较大偏差时即认为轴连接出现故障，增程器系统进入故障模式并立即停机。为防止发动机转速信号由于电磁干扰等影响导致短暂缺失，增强系统的容错性。当增程器控制器检测到一段时间之内，二者之间持续偏差较大时认为轴连接部分出现故障，进入故障模式并控制增程器系统停机。

增程器控制器还监控包括发动机故障等级、发动机实际工作状态、发电机温度、故障等等。一旦这些参量出现不正常情况，增程器控制器会对其进行相应处理。如果增程器系统在运行过程中温度过高，表示散热系统出现关键性故障，增程器控制器会降低发电功率，而当发电机温度超过上限温度后，增程器控制器会立即进行停机处理。

上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明主要技术方案的精神实质所做的修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种增程器发动机与发电机动态协调控制方法，其特征在于，包括待命状态、准备状态、起动控制状态、怠速控制状态、暖机控制状态、升速控制状态、动态协调发电控制状态、停机准备控制状态、熄火控制状态、故障状态的控制方法，其中：

待命状态：增程器低压上电后进入待命状态；

准备状态：当整车控制器发送发动机起动请求，如果整个增程器系统无故障，会进入增程器准备状态；

起动控制状态：待到准备就绪，将进入会控制发动机起动，进入发动机起动状态；

怠速控制状态：发动机起动成功后，将进入发动机怠速状态；

暖机控制状态：当发动机处于怠速状态且整车控制器有发电请求，将进入增程器运行发电系统，在该系统下，如果整车控制器有暖机请求，将对发动机进行暖机控制；

升速控制状态：当有发电请求，如果此时没有暖机请求或暖机结束后将进入发动机升速控制模式，将快速进入发电工况点；

动态协调发电控制状态：待升速模式结束后，将进入增程器动态协调发电模式，在该模式下发动机工况点变化较缓慢；

停机准备控制状态：无论当前处于任何状态下，当接收整车控制器停机请求时，将进入发动机停机子系统，在该系统下将进行发动机停机准备控制；

熄火控制状态：待停机准备就绪后，将进入发动机熄火控制，待发动机和发电机完全停止工作后，将重新进入增程器待命状态；

故障状态：在任何状态下，当检测增程系统出现故障时，将立即进入故障模式，进入故障控制。

2.根据权利要求1所述的增程器发动机与发电机动态协调控制方法，其特征在于，发动机起动控制状态的控制方法包括：

当检测到发动机有起动请求时，进入发动机起动阶段，整车控制器首先通过继电器控制发动机ECU上电，待ECU预热一段时间后，为使发动机起动平稳，采用两阶段发电机倒拖的方法对发动机进行倒拖起动；

当发动机处于起动第一阶段时：首先根据起动时间、环境温度、发动机实际转速确定第一阶段发电机倒拖发动机起动转矩；如果实际发动机起动时间大于第一阶段最大起动时间，起动时间重置并且第一阶段起动次数加一，并根据第一阶段起动次数查表得到发电机第一阶段转矩修正因子，将根据起动时间与发动机实际转速确定的发电机倒拖发动机起动转矩乘以第一阶段转矩修正因子，最终得到发电机第一阶段起动需求转矩；如果发动机第一阶段起动次数大于第一阶段最大起动次数，将进入发动机起动失败状态，停止发动机起动，进入故障模式；

当检测到发动机转速大于发动机第一阶段起动结束转速时，进行发动机使能喷油点火，并进入发动机起动第二阶段；

当发动机处于起动第二阶段时：首先根据起动时间、发动机实际转速、环境温度确定第二阶段发电机倒拖发动机起动转矩，该数据通过实际试验测试得到最优值；如果发动机在第二阶段最大起动时间内未起动成功，第二阶段起动次数加一，并进入发动机重新起动状态，待发动机完全停机后，如果此时仍有起动请求，将重新进入发动机起动第一阶段进行发动机起动；若发动机处于第二阶段起动次数超过最大起动次数，进入发动机起动失败状态，停止发动机起动，进入故障模式；

当发动机在第二阶段起动过程中，检测到发动机起动成功标志，将进入发动机怠速控制状态。

3.根据权利要求1所述的增程器发动机与发电机动态协调控制方法，其特征在于，怠速控制状态的控制方法包括：

当整车控制器需求发动机怠速模式时，增程器系统将进入怠速控制模式，通过判断当前增程系统实际扭矩与目标扭矩设定值、实际转速与目标转速设定值之间的差异，来决定怠速控制模式中进入降扭控制状态、降速控制状态以及怠速状态；

当增程系统实际扭矩与目标扭矩设定值、实际转速与目标转速设定值均超过目标设定值时，将进入初始化赋值状态，然后依次进入降扭控制状态、降速控制状态，最终达到怠速控制状态；

当增程系统实际扭矩与目标扭矩设定值超过目标设定值，但实际转速与目标转速设定值在目标设定值范围内时，依次进入降扭控制状态、降速控制状态，最终达到怠速控制状态；

当增程系统实际转速与目标转速设定值超过目标设定值，但实际扭矩与目标扭矩设定值在目标设定值范围内时，依次进入降速控制状态，最终达到怠速控制状态；

当增程系统实际扭矩与目标扭矩设定值、实际转速与目标转速设定值均在目标设定值范围内时，将直接进入怠速控制状态。

4.根据权利要求1所述的增程器发动机与发电机动态协调控制方法，其特征在于，发动机暖机控制的方法包括：

增程器控制器在发动机冷却液温度较低时，根据当前冷却液温度通过查表确定当前状态下最高允许转速限制，从而控制发动机负载，进行暖机；

增程器控制器根据发动机水温、故障等级和动力电池的SOC值来控制发动机暖机过程，发动机起动成功后，首先检测发动机水温，如果发动机水温小于预定怠速暖机温度，则增程器控制器根据发动机水温、故障等级和动力电池的SOC值来设定发动机的怠速暖机的时长，并控制发动机进行小功率发电暖机或怠速暖机，否则发动机暖机结束。

5.根据权利要求1所述的增程器发动机与发电机动态协调控制方法，其特征在于，增程器系统动态协调发电的控制方法包括：

在发动机从怠速状态进入发电状态时，为了使发动机降低超调量，平稳且快速达到目标发电功率，将通过目标转矩与实际转速差、目标转速与实际转速差，决定是否进入升速控制模式，还是直接进入动态协调发电控制模式；

发动机—发电机系统存在两个控制自由度：转速和转矩，如果加入目标功率约束，则系统转变为单自由度系统，系统效率为：

η_APU＝f(T_eng,n_gen)＝f(P_APU,n_gen)＝f_p(n_gen)

式中：T_eng为发动机转矩；n_gen为发电机转速；P增程器控制器为增程器系统输出功率；

升速控制状态：当有升速控制标志时，进入升速控制状态，当处于升速控制状态时，将发动机转速首先控制到发电目标转速附近，待发动机实际转速接近目标转速后，进行发电扭矩控制，实际转速到达目标转速附近、实际扭矩到达目标扭矩附近时将进入升速完成状态；在升速控制过程中，实时监测发动机转速变化，如果发动机转速在升速过程中处于连续减速状态，将通过降低发电机扭矩上升斜率，进行输出扭矩修正，防止发动机输出扭矩响应慢，负载扭矩过大，导致发动机熄火；

动态协调发电控制状态：基于实时发电功率请求，实时更新增程器系统目标发电转速与目标发电转矩，基于所选发动机和发电机控制器条件，在发动机—发电机工作点协调控制方面，采用发动机转速闭环控制以及发电机转矩控制的方法，在发电机输出一定扭矩的同时，通过发动机转速闭环控制，控制发动机工作在目标转速；

在增程器系统协调发电控制过程中，通过发动机与发电机执行动态协调，控制发动机与发电机期望工作点之间过渡，使二者响应同步，进而使发动机工作在期望工况点，达到期望需求功率前提下，增程器系统效率最大化；

在发电工况过渡控制过程中，实时监测发动机转速变化，如果发动机转速在发电过程中低于最低设定转速，将对发电机输出扭矩进行修正，减小发电机发电扭矩，防止发动机负载扭矩过大，导致发动机熄火。

6.根据权利要求1所述的增程器发动机与发电机动态协调控制方法，其特征在于，发动机停机控制的方法包括：

在增程器控制器中设计停机控制功能模块，增程器控制器接收到停机命令后，首先通过控制发电机降低转矩；待降扭完成后，进行增程器系统降低转速；待发动机转速降到怠速工况后，再执行发动机停机操作。

7.根据权利要求1所述的增程器发动机与发电机动态协调控制方法，其特征在于，发动机熄火控制的方法包括：

当发动机处于怠速状态后，当允许熄火时，通过对发动机发送停机信号进行熄火控制；当发动机熄火完成后，增程器控制系统重新进入待命工作状态。

8.根据权利要求1所述的增程器发动机与发电机动态协调控制方法，其特征在于，故障状态的控制方法包括：

增程器控制器在运行过程中实时对冷却液温度进行监控，当冷却液温度高于正常运行范围时，控制增程器系统降低负载，并维持较高转速以利于发动机散热；而在采取上述措施后，如果冷却液温度继续升高，超过发动机最大承受温度时，表征发动机散热系统可能出现关键性故障，增程器控制器进入故障模式并进行停机处理，并将故障码上报。

增程器控制器实时监测发动机转速与发电机转速信号，当二者出现较大偏差时即认为轴连接出现故障，增程器系统进入故障模式并立即停机；为防止发动机转速信号由于电磁干扰等影响导致短暂缺失，增强系统的容错性；当增程器控制器检测到一段时间之内，二者之间持续偏差较大时认为轴连接部分出现故障，进入故障模式并控制增程器系统停机；

增程器控制器还监控包括发动机故障等级、发动机实际工作状态、发电机温度、故障；一旦这些参量出现不正常情况，增程器控制器对其进行相应处理；

如果增程器系统在运行过程中温度过高，表示散热系统出现关键性故障，增程器控制器会降低发电功率，而当发电机温度超过上限温度后，增程器控制器会立即进行停机处理。

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