CN103213581A - 一种增程式电动车发动机暖机的控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提出了一种增程式电动车发动机暖机的控制方法，以实现高效率、低排放的延长续驶里程的目的。整车控制器根据发动机水温和动力电池的SOC值来控制发动机暖机过程，整车控制器接收到增程单元的启动指令后，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，则整车控制器根据发动机水温和动力电池的SOC值来设定发动机的怠速暖机的时长，并控制发动机进行怠速暖机，否则发动机暖机结束；发动机怠速暖机结束后，整车控制器根据发动机水温和动力电池的SOC值来判断是否需要快速暖机，如果发动机水温低于预定快速暖机温度或动力电池的SOC值小于预定值，则整车控制器设定发动机转速和发电机负载扭矩，并控制发动机进行快速暖机，否则发动机暖机结束。
Description
技术领域
本发明属于增程式电动车控制技术领域，特别涉及到一种增程式电动车发动机暖机的控制方法。
背景技术
随着科技的进步以及人们环保意识增强，“低碳、环保、绿色”的出行方式逐渐引起人们的高度关注。因此，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。传统的纯电动车由于动力电池能量密度的缺陷，续驶里程不足成为其推广普及的障碍。增程式电动车在传统电动车基础上增加了由发动机和发电机组成的增程单元，有效地弥补了传统电动车续驶里程不足的缺陷。
增程式电动车是传统内燃机车、纯电动车结合的产物，除具有传统电动车的特点外，还具有以下的特点：1、高燃油利用率：增程单元除短暂工作在怠速区内，大部分时间工作在经济区，提高了燃油利用率；2、增加续驶里程：若动力电池电量偏低，可以通过增程单元来满足整车负载和驾驶请求的需求；3、良好的人机交互：驾驶员通过模式开关可以强制请求增程单元启动，满足不同的驾驶需求。比如：可以在城市郊区强制启动增程单元为动力电池充电，为拥堵，吵杂城区的行驶提供足够的电能。
增程单元中发动机的暖机控制是整车控制中比较重要的部分，其控制是否合理影响到整车的经济性和排放，因此有必要找出合适的增程式电动车发动机暖机的控制方法。
发明内容
本发明的目的是提出一种增程式电动车发动机暖机的控制方法，以实现快速暖机，让增程单元更快更好地满足整车的驾驶功率需求，实现高效率、低排放的延长续驶里程的目的。
本发明的增程式电动车发动机暖机的控制方法中，整车控制器根据发动机水温和动力电池的SOC值来控制发动机暖机过程，关键在于整车控制器接收到增程单元的启动指令后，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，则整车控制器根据发动机水温和动力电池的SOC值来设定发动机的怠速暖机的时长，并控制发动机进行怠速暖机，否则发动机暖机结束；发动机怠速暖机结束后，整车控制器根据发动机水温和动力电池的SOC值来判断是否需要快速暖机，如果发动机水温低于预定快速暖机温度或动力电池的SOC值小于预定值，则整车控制器设定发动机转速和发电机负载扭矩，并控制发动机进行快速暖机，否则发动机暖机结束。
进一步地，所述怠速暖机的时长与发动机水温成反比，怠速暖机的时长与动力电池的SOC值成正比。当发动机水温过低时，大负荷、高功率运转会造成较差的排放和效率，因此需要较长时间的暖机，以使水温提升，从而改善排放和效率；而当动力电池的SOC值较小时，汽车对增程器的需求功率可能会很大，因此必须在较短时间内完成暖机，满足驾驶员可能的大功率需求；而当动力电池的SOC值较大时，动力电池的输出功率就足以满足驾驶员的功率需求，所以可以让发动机的暖机在怠速的工况下运行较长时间，为当动力电池的SOC值较低时增程单元工作于大功率工况做好充分暖机准备，改善排放。
进一步地，当发动机怠速暖机时，发电机处于零负载扭矩状态，以避免对发动机造成额外的负担，影响排放。
进一步地，该控制方法包括手动模式和自动模式，所述手动模式和自动模式由与整车控制器相连的模式开关来控制切换；在手动模式下的发动机进行快速暖机过程中，整车控制器监测发动机水温，当发动机水温等于或高于预定快速暖机温度后，发动机暖机结束；在自动模式下的发动机进行快速暖机过程中，整车控制器监测发动机水温及快速暖机的时长，当发动机水温等于或高于预定快速暖机温度或者快速暖机时长超过预定时长后，发动机暖机结束。自动模式下整车控制器还监测快速暖机的时长，这样可以避免在特殊情况下如果发动机水温无法达到设定温度，始终保持在暖机状态下会无法快速响应驾驶员的请求功率的问题。
进一步地，在发动机开始怠速暖机时，在发动机水温及动力电池的SOC值相同的情况下，自动模式下的怠速暖机时长小于手动模式下的怠速暖机时长。因为在自动模式下，增程系统启动一般都是因为电池电量较低，所以发动机暖机应尽快完成，然后响应驾驶员功率请求。
进一步地，在发动机进行快速暖机的过程中，自动模式下的发动机转速大于手动模式下的发动机转速；自动模式下的发电机负载扭矩大于手动模式下的发电机负载扭矩，以使自动模式能够达到快速暖机，提高效率及优化排放的目的。
进一步地，在自动模式下的发动机进行快速暖机的过程中，发动机转速及发电机负载扭矩均随着发动机水温的提升而增加，以使发动机在具有良好排放情况下快速响应驾驶员的高负载需求。
本发明的增程式电动车发动机暖机的控制方法在同时考虑了发动机水温对汽车排放的影响以及动力电池的SOC值对汽车输出功率的影响的前提下，可以尽可能地快速暖机，让增程单元更快更好地满足整车的驾驶功率需求，实现高效率、低排放的延长续驶里程的目的。
附图说明
图1是本发明中提到的增程式电动车的增程系统原理图。
图2是手动模式下的暖机流程图。
图3是手动模式下的快速暖机的流程图。
图4是自动模式下的暖机流程图。
具体实施方式
下面对照附图，通过对实施实例的描述，对本发明的具体实施方式如所涉及的各构件的形状、构造、各部分之间的相互位置及连接关系、各部分的作用及工作原理等作进一步的详细说明。
实施例1：
如图1所示，本实施例中提到的增程式电动车的增程系统1的原理如下：整车控制器12与模式开关14相连，驾驶员可以通过模式开关14来选择手动模式或自动模式来启动增程单元。整车控制器12通过电机控制器11来控制驱动电机10的工作，通过发电机控制器5来控制发电机3的工作，通过发动机控制器4来控制发动机2的工作，通过电池管理单元7来控制动力电池6的工作；动力电池6通过DC-DC变换器7与低压小电池组9连接，从而为启动机13提供电能。在启动时，启动机13和发电机3可以拖动发动机2，同时发动机控制器4控制发动机2喷油点火，实现发动机2启动。
如图2所示，驾驶员在手动模式下启动发动机2，发动机2会以较长时间来完成怠速暖机，充分暖机并提升发动机2水温，然后再响应整车能量需求。具体步骤如下：整车控制器12接收到启动指令后，首先检测发动机2的水温Tcoolant_on，如果发动机2的水温Tcoolant_on大于预定怠速暖机温度Tcoolant_on_set，则退出暖机，直接响应整车的功率请求，如果水温Tcoolant_on小于预定怠速暖机温度Tcoolant_on_set，则整车控制器12根据发动机2的水温和动力电池6的SOC值来设定发动机2的怠速暖机的时长tidle_base_on，并控制发动机2进行怠速暖机。怠速暖机的时长tidle_base_on与发动机2水温Tcoolant_on成反比，怠速暖机的时长tidle_base_on与动力电池6的SOC值成正比。当发动机2怠速暖机时，发电机3处于零负载扭矩状态。
如图3所示，发动机2怠速暖机结束后，整车控制器12根据发动机2水温Tcoolant_on和动力电池6的SOC值来判断是否需要快速暖机，如果发动机2水温Tcoolant_on低于预定快速暖机温度Tcoolant_on_speed或动力电池6的SOC值小于预定值，则整车控制器12设定发动机2转速nspeed_on和发电机3负载扭矩Tgen_on，并控制发动机2进行快速暖机，直到发动机2水温Tcoolant_on大于Tcoolant_on_set，结束暖机；如果发动机2水温Tcoolant_on高于预定快速暖机温度Tcoolant_on_speed且动力电池6的SOC值不小于预定值，则发动机2暖机结束，不进行快速暖机。
上述快速暖机温度Tcoolant_on_speed高于预定怠速暖机温度Tcoolant_on_set。
如图4所示，自动模式下，整车控制器12监测动力电池6的SOC值，当动力电池6的SOC值低于一定值时，整车控制器12会自动启动发动机2，由于此时动力电池6的SOC值较低，因此在后续的控制过程中，主要以发动机2的水温为控制依据。具体步骤如下：整车控制器12启动发动机2后，首先检测发动机2的水温Tcoolant_auto，如果发动机2的水温Tcoolant_auto大于预定怠速暖机温度Tsetpoint，则退出暖机，直接响应整车的功率请求，如果水温Tcoolant_auto小于预定怠速暖机温度Tsetpoint，则整车控制器12根据发动机2的水温Tcoolant_auto来设定发动机2的怠速暖机的时长tidle_base_auto，并控制发动机2进行怠速暖机。怠速暖机的时长tidle_base_auto与发动机2水温Tcoolant_auto成反比。当发动机2怠速暖机时，发电机3处于零负载扭矩状态。
发动机2怠速暖机结束后，整车控制器12根据发动机2水温来判断是否需要快速暖机，如果发动机2水温Tcoolant_auto等于或高于预定快速暖机温度Tsetpoint，则发动机2暖机结束，不进行快速暖机；如果发动机2水温Tcoolant_auto低于预定快速暖机温度Tsetpoint，则整车控制器12设定发动机2转速nspeed_auto和发电机3负载扭矩Tgen_auto，并控制发动机2进行快速暖机，当发动机2水温Tcoolant_auto等于或高于预定快速暖机温度Tsetpoint或者快速暖机持续的时间超过预定时长后，发动机2暖机结束。
上述预定快速暖机温度Tsetpoint与预定怠速暖机温度Tsetpoint相同。
在发动机2开始怠速暖机时，在发动机2水温及动力电池6的SOC值相同的情况下，自动模式下的怠速暖机时长tidle_base_auto小于手动模式下的怠速暖机时长tidle_base_on。
在发动机2进行快速暖机的过程中，自动模式下的发动机2转速nspeed_auto大于手动模式下的发动机2转速nspeed_on；自动模式下的发电机3负载扭矩Tgen_auto大于手动模式下的发电机3负载扭矩Tgen_on，以使自动模式能够达到快速暖机，提高效率及优化排放的目的。
在自动模式下的发动机2进行快速暖机的过程中，发动机2转速及发电机3负载扭矩均随着发动机2水温的提升而增加，以使发动机2在具有良好排放情况下快速响应驾驶员的高负载需求。
Claims (7)
1.一种增程式电动车发动机暖机的控制方法，整车控制器根据发动机水温和动力电池的SOC值来控制发动机暖机过程，其特征在于整车控制器接收到增程单元的启动指令后，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，则整车控制器根据发动机水温和动力电池的SOC值来设定发动机的怠速暖机的时长，并控制发动机进行怠速暖机，否则发动机暖机结束；发动机怠速暖机结束后，整车控制器根据发动机水温和动力电池的SOC值来判断是否需要快速暖机，如果发动机水温低于预定快速暖机温度或动力电池的SOC值小于预定值，则整车控制器设定发动机转速和发电机负载扭矩，并控制发动机进行快速暖机，否则发动机暖机结束。
2.根据权利要求1所述的增程式电动车发动机暖机的控制方法，其特征在于所述怠速暖机的时长与发动机水温成反比，怠速暖机的时长与动力电池的SOC值成正比。
3.根据权利要求1所述的增程式电动车发动机暖机的控制方法，其特征在于当发动机怠速暖机时，发电机处于零负载扭矩状态。
4.根据权利要求1或2或3所述的增程式电动车发动机暖机的控制方法，其特征在于该控制方法包括手动模式和自动模式，所述手动模式和自动模式由与整车控制器相连的模式开关来控制切换；在手动模式下的发动机进行快速暖机过程中，整车控制器监测发动机水温，当发动机水温等于或高于预定快速暖机温度后，发动机暖机结束；在自动模式下的发动机进行快速暖机过程中，整车控制器监测发动机水温及快速暖机的时长，当发动机水温等于或高于预定快速暖机温度或者快速暖机时长超过预定时长后，发动机暖机结束。
5.根据权利要求4所述的增程式电动车发动机暖机的控制方法，其特征在于在发动机开始怠速暖机时，在发动机水温及动力电池的SOC值相同的情况下，自动模式下的怠速暖机时长小于手动模式下的怠速暖机时长。
6.根据权利要求4所述的增程式电动车发动机暖机的控制方法，其特征在于在发动机进行快速暖机的过程中，自动模式下的发动机转速大于手动模式下的发动机转速；自动模式下的发电机负载扭矩大于手动模式下的发电机负载扭矩。
7.根据权利要求4所述的增程式电动车发动机暖机的控制方法，其特征在于在自动模式下的发动机进行快速暖机的过程中，发动机转速及发电机负载扭矩均随着发动机水温的提升而增加。
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