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CN105946601A - 增程式电动汽车及其发电控制方法 - Google Patents

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CN105946601A CN201610294164.9A CN201610294164A CN105946601A CN 105946601 A CN105946601 A CN 105946601A CN 201610294164 A CN201610294164 A CN 201610294164A CN 105946601 A CN105946601 A CN 105946601A
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Abstract

本发明公开了一种增程式电动汽车及其发电控制方法，该方法包括：S1，接收目标发电功率请求，根据当前发电功率和目标发电功率获取当前功率变化步长，以当前功率变化步长对目标发电功率进行梯度限制；S2，根据梯度限制后的目标发电功率获取发动机目标转速和发电机目标扭矩；S3，根据获取的发动机目标转速对发动机进行转速控制，并根据获取的发电机目标扭矩对发电机进行扭矩控制，以使增程器达到梯度限制后的目标发电功率，在达到梯度限制后的目标发电功率时，返回执行S1，直至发电功率达到目标发电功率请求对应的目标发电功率。该发电控制方法使得发电功率逐渐变化至目标发电功率，避免了发电功率的急增或急减，提升了增程器控制的稳定性。

Description

增程式电动汽车及其发电控制方法
技术领域
本发明涉及汽车技术领域，尤其涉及一种增程式电动汽车及其发电控制方法。
背景技术
相关技术中的增程式电动汽车，其在对增程器进行发电控制时存在功率震荡问题，进而导致增程器的工作不够平稳。因此，増程器的发电控制有待改进。
发明内容
本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提出一种增程式电动汽车的发电控制方法，该发电控制方法使得増程器的发电功率以阶梯的形式逐渐上升或下降至目标发电请求对应的目标发电功率，避免了发电功率的急增或急减，从而提升了增程器控制的稳定性，进而提升了增程式电动汽车的驾驶体验。
本发明的第二个目的在于提出一种增程式电动汽车。
为了实现上述目的，本发明第一方面实施例的增程式电动汽车的发电控制方法，包括以下步骤：S1，当所述增程式电动汽车的增程器处于发电工况时，接收目标发电功率请求，并根据所述增程器的当前发电功率和所述目标发电功率请求对应的目标发电功率获取当前功率变化步长，以及以所述当前功率变化步长对所述目标发电功率请求对应的目标发电功率进行梯度限制以获得梯度限制后的目标发电功率；S2，根据所述梯度限制后的目标发电功率获取发动机目标转速和发电机目标扭矩；S3，根据获取的发动机目标转速对发动机进行转速控制，并根据获取的发电机目标扭矩对发电机进行扭矩控制，以使所述增程器的发电功率达到所述梯度限制后的目标发电功率，并在所述增程器的发电功率达到所述梯度限制后的目标发电功率时，返回执行步骤S1，直至所述增程器的发电功率达到所述目标发电功率请求对应的目标发电功率。
根据本发明实施例的增程式电动汽车的发电控制方法，接收目标发电功率请求，并根据当前发电功率和目标发电功率请求对应的目标发电功率获取当前功率变化步长，并以当前功率变化步长对目标发电功率请求对应的目标发电功率进行梯度限制，并对梯度限制后的目标发电功率进行解析以获取发动机目标转速和发电机目标扭矩，以及根据发动机目标转速对发动机进行转速控制，并根据发电机目标扭矩对发电机进行扭矩控制以使增程器的发电功率达到梯度限制后的目标发电功率，当增程器的发电功率达到梯度限制后的目标发电功率时，继续进行下一个功率点的发电控制，直至增程器的发电功率达到目标发电功率，该发电控制方法使得増程器的发电功率以阶梯的形式逐渐上升或下降至目标发电请求对应的目标发电功率，避免了发电功率的急增或急减，从而提升了增程器控制的稳定性，进而提升了增程式电动汽车的驾驶体验。
在本发明的一个实施例中，所述根据所述梯度限制后的目标发电功率获取发动机目标转速和发电机目标扭矩，具体包括：根据最佳燃油消耗率曲线对所述梯度限制后的目标发电功率进行解析以获取所述发动机目标转速和发电机目标扭矩。
在本发明的一个实施例中，当所述目标发电功率请求为功率升高请求时，所述根据获取的发动机目标转速对发动机进行转速控制，并根据获取的发电机目标扭矩对发电机进行扭矩控制，具体包括：控制所述发动机的转速按照第一预设转速步长逐步增加，以使所述发动机的转速增加至所述发动机目标转速；当所述发动机的转速达到所述发动机目标转速时，控制所述发电机的扭矩按照第一预设扭矩步长逐步增加，以使所述发电机的扭矩达到所述发电机目标扭矩。
在本发明的一个实施例中，当所述目标发电功率请求为功率降低请求时，所述根据获取的发动机目标转速对发动机进行转速控制，并根据获取的发电机目标扭矩对发电机进行扭矩控制，具体包括：
在本发明的一个实施例中，控制所述发电机的扭矩按照第二预设扭矩步长逐步卸载，以使所述发电机的扭矩卸载至所述发电机目标扭矩；当所述发电机的扭矩达到所述发电机目标扭矩时，控制所述发动机的转速按照第二预设转速步长逐步降低，以使所述发动机的转速达到所述发动机目标转速。
在本发明的一个实施例中，所述接收目标发电功率请求，具体包括：获取所述增程式电动汽车的快速响应功率请求标识位，并判断所述快速响应功率请求标识位是否有效；当判断所述快速响应功率请求标识位无效时，接收所述目标发电功率请求。
在本发明的一个实施例中，还包括：当判断所述快速响应功率请求标识位有效时，卸载所述发电机的扭矩并控制所述发动机保持当前的转速；判断所述发电机的扭矩是否小于第一预设扭矩；当所述发电机的扭矩小于所述第一预设扭矩时，控制所述发动机的转速降低；当所述发动机的转速降至第一预设转速时，接收所述目标发电功率请求。
在本发明的一个实施例中，还包括：在所述增程器起动成功时，判断所述增程式电动汽车的当前故障信息的最高级别是否小于预设故障级别；在判断所述当前故障信息的最高级别小于所述预设故障级别时，进一步判断所述发电机的旋转方向是否为正向，并判断所述发电机的转速是否大于第二预设转速；在判断所述发电机的旋转方向为正向且所述发电机的转速大于所述第二预设转速时，进一步判断是否接收到紧急停机请求；在判断未接收到所述紧急停机请求时，进一步判断是否接收到停机请求，并判断所述增程式电动汽车的目标发电功率是否大于第一预设功率；在判断未接收到所述停机请求且所述目标发电功率大于所述第一预设功率时，控制所述增程式电动汽车进入所述发电工况。
在本发明的一个实施例中，还包括：当接收到所述停机请求或所述目标发电功率小于或等于所述第一预设功率时，控制所述发电机的扭矩按照第三预设扭矩步长逐步卸载；当所述发电机的扭矩小于第二预设扭矩时对所述发动机进行控制以使所述发电机进入待机状态；当所述发电机处于所述待机状态时，控制所述发动机进入怠速状态以降低所述发动机的转速，并在所述发动机的转速小于第三预设转速时卸载所述发电机的扭矩，并控制所述发动机熄火。
为了实现上述目的，本发明第二方面实施例的增程式电动汽车，包括：整车控制器、增程器控制器和增程器，其中，所述整车控制器用于将目标发电功率请求发送至所述增程器控制器；所述增程器控制器用于执行：S1，当所述增程式电动汽车的增程器处于发电工况时，接收目标发电功率请求，并根据所述增程器的当前发电功率和所述目标发电功率请求对应的目标发电功率获取当前功率变化步长，以及以所述当前功率变化步长对所述目标发电功率请求对应的目标发电功率进行梯度限制以获得梯度限制后的目标发电功率；S2，根据所述梯度限制后的目标发电功率获取发动机目标转速和发电机目标扭矩；S3，根据获取的发动机目标转速对发动机进行转速控制，并根据获取的发电机目标扭矩对发电机进行扭矩控制，以使所述增程器的发电功率达到所述梯度限制后的目标发电功率，并在所述增程器的发电功率达到所述梯度限制后的目标发电功率时，返回执行步骤S1，直至所述增程器的发电功率达到所述目标发电功率请求对应的目标发电功率。
根据本发明实施例的增程式电动汽车，增程器控制器接收整车控制器发送的目标发电功率请求，并根据当前发电功率和目标发电功率请求对应的目标发电功率获取当前功率变化步长，并以当前功率变化步长对目标发电功率请求对应的目标发电功率进行梯度限制，并对梯度限制后的目标发电功率进行解析以获取发动机目标转速和发电机目标扭矩，以及根据发动机目标转速对发动机进行转速控制，并根据发电机目标扭矩对发电机进行扭矩控制以使增程器的发电功率达到梯度限制后的目标发电功率，当增程器的发电功率达到梯度限制后的目标发电功率时，继续进行下一个功率点的发电控制，直至增程器的发电功率达到目标发电功率，使得増程器的发电功率以阶梯的形式逐渐上升或下降至目标发电请求对应的目标发电功率，避免了发电功率的急增或急减，从而提升了增程器控制的稳定性，进而提升了增程式电动汽车的驾驶体验。
在本发明的一个实施例中，所述增程器控制器具体用于：根据最佳燃油消耗率曲线对所述梯度限制后的目标发电功率进行解析以获取所述发动机目标转速和发电机目标扭矩。
在本发明的一个实施例中，当所述目标发电功率请求为功率升高请求时，所述增程器控制器具体用于：控制所述发动机的转速按照第一预设转速步长逐步增加以使所述发动机的转速增加至所述发动机目标转速，当所述发动机的转速达到所述发动机目标转速时，控制所述发电机的扭矩按照第一预设扭矩步长逐步增加，以使所述发电机的扭矩达到所述发电机目标扭矩。
在本发明的一个实施例中，当所述目标发电功率请求为功率降低请求时，所述增程器控制器具体用于：控制所述发电机的扭矩按照第二预设扭矩步长逐步卸载以使所述发电机的扭矩卸载至所述发电机目标扭矩，当所述发电机的扭矩达到所述发电机目标扭矩时，控制所述发动机的转速按照第二预设转速步长逐步降低，以使所述发动机的转速达到所述发动机目标转速。
在本发明的一个实施例中，所述增程器控制器具体用于：获取所述增程式电动汽车的快速响应功率请求标识位，并判断所述快速响应功率请求标识位是否有效，并在判断所述快速响应功率请求标识位无效时，接收所述目标发电功率请求。
在本发明的一个实施例中，所述增程器控制器还用于：当判断所述快速响应功率请求标识位有效时，卸载所述发电机的扭矩并控制所述发动机保持当前的转速，并在所述发电机的扭矩小于所述第一预设扭矩时控制所述发动机的转速降低，以及在所述发动机的转速降至第一预设转速时，接收所述目标发电功率请求。
在本发明的一个实施例中，所述增程器控制器还用于：在所述增程器起动成功时，当判断所述当前故障信息的最高级别小于所述预设故障级别时，进一步判断所述发电机的旋转方向是否为正向，并判断所述发电机的转速是否大于第二预设转速，并在判断所述发电机的旋转方向为正向且所述发电机的转速大于所述第二预设转速时，进一步判断是否接收到紧急停机请求，并在判断未接收到所述紧急停机请求时，进一步判断是否接收到停机请求，并判断所述增程式电动汽车的目标发电功率是否大于第一预设功率，以及在判断未接收到所述停机请求且所述目标发电功率大于所述第一预设功率时，控制所述增程式电动汽车进入所述发电工况。
在本发明的一个实施例中，所述增程器控制器还用于：当接收到所述停机请求或所述目标发电功率小于或等于所述第一预设功率时，控制所述发电机的扭矩按照第三预设扭矩步长逐步卸载，并在所述发电机的扭矩小于第二预设扭矩时对所述发动机进行控制以使所述发电机进入待机状态，以及在所述发电机处于所述待机状态时，控制所述发动机进入怠速状态以降低所述发动机的转速，并在所述发动机的转速小于第三预设转速时卸载所述发电机的扭矩，并控制所述发动机熄火。
附图说明
图1是根据本发明一个实施例的增程式电动汽车的发电控制方法的流程图；
图2是根据本发明一个具体实施例的增程式电动汽车的发电工况切换方法的流程图；
图3是根据本发明一个具体实施例的增程式电动汽车的发电控制方法的流程图；
图4是根据本发明一个实施例的增程式电动汽车的方框示意图；
图5是根据本发明一个具体实施例的对增程器进行控制的原理示意图。
附图标记：
整车控制器100、增程器控制器200、增程器300、发动机控制器310、发动机320、发电机控制器330和发电机340。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
下面结合附图描述本发明实施例的增程式电动汽车的发电控制方法和增程式电动汽车。
图1是根据本发明一个实施例的增程式电动汽车的发电控制方法的流程图。如图1所示，本发明实施例的增程式电动汽车的发电控制方法，包括以下步骤：
S1，当增程式电动汽车的增程器处于发电工况时，接收目标发电功率请求，并根据增程器的当前发电功率和目标发电功率请求对应的目标发电功率获取当前功率变化步长，以及以当前功率变化步长对目标发电功率请求对应的目标发电功率进行梯度限制以获得梯度限制后的目标发电功率。
具体地，増程器控制器接收整车控制器发送的目标发电功率请求，并根据增程器的当前发电功率和目标发电功率请求对应的目标发电功率获取当前功率变化步长，以及根据当前功率变化步长对目标发电功率请求对应的目标发电功率进行梯度限制，以获得梯度限制后的目标发电功率。例如，増程器的当前发电功率为100W，当增程器接收到整车控制器发送的目标发电功率(例如，700W)后，根据当前发电功率和目标发电功率获取当前功率变化步长，并根据当前功率变化步长将目标发电功率限制为300W(即梯度限制后的目标发电功率为300W)，以防止增程器发电功率的急增。
S2，根据梯度限制后的目标发电功率获取发动机目标转速和发电机目标扭矩。
在本发明的一个实施例中，步骤S2具体包括：根据最佳燃油消耗率曲线对梯度限制后的目标发电功率进行解析以获取发动机目标转速和发电机目标扭矩。
具体地，增程器控制器根据最佳燃油消耗率曲线对梯度限制后的目标发电功率(例如，300W)进行解析，以得到对应的发动机目标转速和发电机目标扭矩。其中，根据最佳燃油消耗率曲线获得的发动机目标转速可以保证发动机的燃油经济性，根据最佳燃油消耗率曲线获得的发电机目标扭矩可以保证发电机的效率最优。
S3，根据获取的发动机目标转速对发动机进行转速控制，并根据获取的发电机目标扭矩对发电机进行扭矩控制，以使增程器的发电功率达到梯度限制后的目标发电功率，并在增程器的发电功率达到梯度限制后的目标发电功率时，返回执行步骤S1，直至增程器的发电功率达到目标发电功率请求对应的目标发电功率。
具体地，增程器包括发动机、发动机控制器、发电机和发电机控制器，增程器控制器将发动机目标转速发送至发动机控制器，并将发电机目标扭矩发送至发电机控制器，以使发动机控制器根据发动机目标转速对发动机进行转速控制，使发电机控制器根据发电机目标转速对发电机进行扭矩控制，从而使得增程器的发电功率达到梯度限制后目标发电功率。后续继续对目标发电功率进行梯度限制并控制增程器的发电功率达到梯度限制后的功率，直到增程器的发电功率达到目标发电功率请求对应的目标发电功率，即通过本发明实施例的发电控制方法使増程器的发电功率以阶梯的形式逐渐上升或下降至目标发电请求对应的目标发电功率，避免了发电功率的急增或急减。
下面对本发明实施例的发电控制方法进行举例说明。
例如，増程器控制器接收整车控制器发送的目标发电功率请求时，増程器的发电功率为100W，目标发电功率请求对应的目标发电功率为700W。首先将目标发电功率限制为300W，并对功率300W进行解析以获得相应的发动机目标转速和发电机目标扭矩，从而对发动机和发电机进行控制以使增程器的发电功率达到300W；然后再将目标发电功率限制为500W，并对功率500W进行解析以获得相应的发动机目标转速和发电机目标扭矩，从而对发动机和发电机进行控制以使增程器的发电功率达到500W；最后将目标发电功率限制为700W，并对功率700W进行解析以获得相应的发动机目标转速和发电机目标扭矩，从而对发动机和发电机进行控制以使增程器的发电功率达到700W，即增程器的发电功率达到了目标发电功率请求对应的目标发电功率。也就是说，通过对目标发电功率请求对应的目标发电功率进行梯度限制，可以使得增程器的发电功率逐步增加或减小至目标发电功率请求对应的目标发电功率，避免了发电功率的急增或急减，进而提升了用户的驾驶感受。
另外，如果整车控制器发送的目标发电功率请求(例如，目标发电功率请求对应的目标发电功率为1000W)有误，实际上应该发送的目标发电功率应该为500W，那么，如果当前发电功率为0W，通过本发明实施例的发电控制方法，可以依次将目标发电功率限制为200W、400W等，使增程器的发电功率缓慢增加，为整车控制器发现发送有误提供了时间，从而可以避免发电功率在短时间内出现太大的波动。
需要说明的是，由于增程式电动汽车在行驶过程中路况可能比较复杂，整车控制器发送的目标发电功率请求可能随时会发生改变。例如，増程器控制器接收整车控制器发送的目标发电功率请求时，増程器的发电功率为100W，目标发电功率请求对应的目标发电功率为700W。首先将目标发电功率限制为300W，当控制增程器的发电功率达到300W时，如果此时接收到了新的目标发电功率请求(对应的目标发电功率为450W)，那么，下一步就以新的目标发电功率为准，对新的目标发电功率进行梯度限制，例如，将目标发电功率限制为375W，当然，也可以直接将目标发电功率限制为450W。
在本发明的实施例中，在控制增程器的发电功率升高或降低时，这两种情况下对发动机和发电机的控制有所区别，下面就发电功率升高和降低的两种情况分别进行说明。
在本发明的一个实施例中，当目标发电功率请求为功率升高请求时，根据获取的发动机目标转速对发动机进行转速控制，并根据获取的发电机目标扭矩对发电机进行扭矩控制，具体包括：控制发动机的转速按照第一预设转速步长逐步增加，以使发动机的转速增加至发动机目标转速；当发动机的转速达到发动机目标转速时，控制发电机的扭矩按照第一预设扭矩步长逐步增加，以使发电机的扭矩达到发电机目标扭矩。
具体地，当目标发电功率请求为功率升高请求时，也就是当前发电功率小于目标发电功率请求对应的目标发电功率时，首先控制发动机的转速按照第一预设转速步长逐步提升以使发动机的转速增加至发动机目标转速，在对发动机进行转速控制的过程中判断发动机的转速与该发动机目标转速之差的绝对值是否小于第一阈值，如果小于第一阈值则认为发动机的转速已达到发动机目标转速，则后续可以对发电机进行扭矩的加载；如果发动机的转速没有达到发动机目标转速，则不能进行扭矩的加载，防止扭矩过载导致发动机的转速控制不稳甚至反转。另外，如果发动机的转速长时间都不能达到发动机目标扭矩，则应向增程器控制器报故障。
进一步地，当判断发动机的转速达到发动机目标转速时，则说明此时可以进行扭矩的加载，那么，控制发电机的扭矩按照第二预设扭矩步长逐步加载，当判断发电机的扭矩与发电机目标扭矩之差的绝对值小于第二阈值时，则认为发电机的扭矩达到发电机目标扭矩，后续则可以进行下一个功率点的控制，即继续对目标发电功率请求对应的目标发电功率进行梯度限制，并根据梯度限制后的功率对增程器进行控制，直至增程器的发电功率达到目标发电功率请求对应的目标发电功率。另外，如果发电机的扭矩长时间都不能达到发电机目标扭矩，则应向增程器控制器报故障。
在本发明的一个实施例中，当目标发电功率请求为功率降低请求时，根据获取的发动机目标转速对发动机进行转速控制，并根据获取的发电机目标扭矩对发电机进行扭矩控制，具体包括：控制发电机的扭矩按照第二预设扭矩步长逐步卸载，以使发电机的扭矩卸载至发电机目标扭矩；当发电机的扭矩达到发电机目标扭矩时，控制发动机的转速按照第二预设转速步长逐步降低，以使发动机的转速达到发动机目标转速。
具体地，当目标发电功率请求为功率降低请求时，也就是当前发电功率大于目标发电功率请求对应的目标发电功率时，控制发电机的扭矩按照第二预设扭矩步长逐步卸载以使所述发电机的扭矩卸载至所述发电机目标扭矩，在控制发电机卸载扭矩的过程中如果判断发电机的扭矩与发电机目标扭矩之差的绝对值小于第三阈值，则认为发电机的扭矩已达到了发电机目标扭矩，则后续可以对发动机进行转速的降低控制，如果发电机的扭矩长时间都不能达到发电机目标扭矩，则应向增程器控制器报故障。
进一步地，当判断发电机的扭矩已经达到发电机目标扭矩时，则说明此时可以对发动机进行转速的降低控制，控制发动机的转速按照第二预设转速步长逐步降速，当判断发动机的转速与发动机目标转速之差的绝对值小于第四阈值时，则认为发动机的转速已达到发动机目标转速，后续则可以进行下一个功率点的控制，即继续对目标发电功率请求对应的目标发电功率进行梯度限制，并根据梯度限制后的功率对增程器进行控制，直至增程器的发电功率达到目标发电功率请求对应的目标发电功率。另外，如果发动机的转速长时间都不能达到发动机目标转速，则应向增程器控制器报故障。
在本发明的实施例中，在对发动机的转速进行控制时，都是控制发动机的转速按照一定的步长逐渐上升或下降，从而保证了增程器的平稳安全控制；同样地，在对发电机的扭矩进行控制时，都是控制发电机的扭矩按照一定的步长逐渐上升或下降，从而保证了增程器的平稳安全控制。
在本发明的一个实施例中，接收目标发电功率请求，具体包括：获取增程式电动汽车的快速响应功率请求标识位，并判断快速响应功率请求标识位是否有效；当判断快速响应功率请求标识位无效时，接收目标发电功率请求。
进一步地，还包括：当判断快速响应功率请求标识位有效时，卸载发电机的扭矩并控制发动机保持当前的转速；判断发电机的扭矩是否小于第一预设扭矩；当发电机的扭矩小于第一预设扭矩时，控制发动机的转速降低；当发动机的转速降至第一预设转速时，接收目标发电功率请求。
具体地，在增程器的发电过程中，可能发生增程器输出发电功率过大，会导致电池过充的情况，整车控制器则根据对车况信息的判断来设置快速响应功率请求标识位，当判断出上述情况会发生时，整车控制器将快速响应功率请求标识位设置为有效，当判断上述情况不会发生时，则将快速响应功率请求标识位设置为无效。增程器控制器则接收整车控制器发送的快速响应功率请求标识位，当接收到的快速响应功率请求标识位为有效时，则快速做出响应，防止电池过充，以保证整车的安全。
更具体地，当增程器控制器判断快速响应功率请求标识位为有效时，立即卸载掉发电机的扭矩，同时为了保证增程器的稳定控制以提升用户的驾驶感受，在卸载发电机扭矩的同时，保持发动机维持当前转速不变，在判断发电机的扭矩卸载至第一预设扭矩时，控制发动机的转速按照一定的步长逐步降至第一预设转速，然后根据接收到的目标功率发电请求对增程器进行发电控制。当增程器控制器判断快速响应功率请求标识位为无效时，接收目标功率发电请求，并根据接收到的目标功率发电请求对增程器进行发电控制。其中，发电控制方法已经在前面的实施例进行了详细说明，在此不再赘述。
在本发明的一个实施例中，还包括：在增程器起动成功时，判断增程式电动汽车的当前故障信息的最高级别是否小于预设故障级别；在判断当前故障信息的最高级别小于预设故障级别时，进一步判断发电机的旋转方向是否为正向，并判断发电机的转速是否大于第二预设转速；在判断发电机的旋转方向为正向且发电机的转速大于第二预设转速时，进一步判断是否接收到紧急停机请求；在判断未接收到紧急停机请求时，进一步判断是否接收到停机请求，并判断增程式电动汽车的目标发电功率是否大于第一预设功率；在判断未接收到停机请求且目标发电功率大于第一预设功率时，控制增程式电动汽车进入发电工况。
具体地，为了提升发电工况的安全性，增程器控制器在响应整车控制器发送的目标发电功率请求之前，首先对发电的安全性进行判断。首先，增程器控制器在判断增程器起动成功后，接收整车控制器、发动机控制器和发电机控制器反馈的故障信息，并对这些故障信息进行整合判断，得出当前故障最高级，只有当前故障最高级小于増程器可允许运行的故障级别(即预设故障界别)时才进行下一步判断，否则，进行立刻执行卸掉发电机扭矩和命令发动机熄火停机的紧急停机动作，其中，有故障要及时停机是出于系统安全考虑。
进一步地，当判断当前故障信息的最高级别小于増程器可允许运行的故障级别时，增程器控制器接收发电机控制器反馈的发电机的旋转方向信号和发电机当前转速信号，并进行发电机正转方向判断和发电机转速阈值判断，只有发电机为正转运行且发电机当前转速大于第二预设转速时，才能进行下一步判断，否则立刻执行卸掉发电机扭矩和命令发动机熄火停机的紧急停机动作，此处进行的发电机转速判断是为了保证发电机在有反转趋势前还有扭矩命令时能够及时停机，保证发动机在喷油点火时不能反转运行，否则会损坏发动机。
更进一步地，在判断发电机为正转运行且发电机当前转速大于第二预设转速时，判断是否接收到整车控制器发送的紧急停机请求，只有没有紧急停机请求时，方可进入下一步判断，否则，立刻执行卸掉发电机扭矩和命令发动机熄火停机的紧急停机动作。
又进一步地，在没有接收到紧急停机请求时，判断是否接收到整车控制器发送的停机请求以及判断目标发电功率是否大于第一预设功率，只有在没有停机请求且目标发电功率大于0kW(即第一预设功率)时，方可进入发电工况，并按照发电控制方法控制增程器进行发电，否则，进行停机动作，下面对停机动作进行详细说明。
在本发明的一个实施例中，还包括：当接收到停机请求或目标发电功率小于或等于第一预设功率时，控制发电机的扭矩按照第三预设扭矩步长逐步卸载；当发电机的扭矩小于第二预设扭矩时对发动机进行控制以使发电机进入待机状态；当发电机处于待机状态时，控制发动机进入怠速状态以降低发动机的转速，并在发动机的转速小于第三预设转速时卸载发电机的扭矩，并控制发动机熄火。
具体地，当接收到停机请求或目标发电功率≤0kW时，说明此时刻已经要求増程器停机，但是由于发电机还有扭矩控制，此时先让发电机按照一定梯度进行扭矩卸载控制，其中，梯度设置是为了保证发动机及发电机转速稳定控制的同时，为发动机平稳的卸掉负载。
更具体地，控制发电机的扭矩按照第三预设扭矩步长逐步卸载，并在发电机的扭矩卸载至小于第二预设扭矩时，则可以认为发电机的扭矩已经平稳卸掉，即发动机已无负载，增程器控制器向发电机控制器发送待机命令，以控制发电机待机，当判断发电机处于待机状态时，向发动机控制器发送怠速命令，进行发动机、发电机的转速降低控制，保证发动机和发电机的转速由高转速进入低转速运行状态，当发动机的转速降至小于第三预设转速时，立即卸掉发电机的全部扭矩并命令发动机熄火停机。
图2是根据本发明一个具体实施例的增程式电动汽车的发电工况切换方法的流程图。如图2所示，该方法包括以下步骤：
S101，判断增程器已经起动成功。
S102，接收整车控制器VCU、发动机控制器EMS和发电机控制器GCU反馈的故障信息，并判断故障的最高级别是否小于增程器可允许运行的故障级别、如果是，执行S103，如果否，执行S113。
S103，判断是否满足：发电机的旋转方向为正转且发电机转速>第二预设转速。如果是，执行S104，如果否，执行S113。
S104，判断是否未接收到整车控制器发送的紧急停机请求。如果是，执行S105，如果否，执行S113。
S105，判断是否满足：未接收到整车控制器发送的停机请求且目标发电功率>0kW。如果是，执行S106，如果否，执行S107。
S106，按照增程发电控策略对增程器进行发电控制。
即按照本发明实施例的发电控制方法对增程器进行发电控制。
S107，控制发电机按照第三预设扭矩步长逐步卸载扭矩。
S108，判断发电机的扭矩是否小于第二预设扭矩。如果是，执行S109，如果否，执行S107。
S109，向发电机控制器发送发电机待机命令。
S110，判断发电机状态是否为待机状态。如果是，执行S111，如果否，执行S109。
S111，向发动机控制器发送发动机怠速命令。
S112，判断发动机的转速是否小于第三预设转速。如果是，执行S113，如果否，执行S111。
S113，立即卸掉发电机的扭矩，并控制发动机熄火停机。
图3是根据本发明一个具体实施例的增程式电动汽车的发电控制方法的流程图。如图3所示，该发电控制方法包括以下步骤：
S201，接收整车控制器VCU发送的快速响应功率请求标志位。
S202，判断快速响应功率请求标志位为无效？如果是，执行S206，如果否，执行S203。
S203，立即卸载发电机扭矩，并保持发动机当前转速不变。
S204，判断发电机的扭矩卸载至小于第一预设扭矩？如果是，执行S205，如果否，执行S203。
S205，控制发动机的转速逐步降至第一预设转速。
即控制发动机的转速按照一定的步长逐渐降速。
S206，接收VCU的目标发电功率请求。
S207，对目标发电功率请求对应的目标发电功率进行梯度限制。
具体地，根据当前发电功率和目标发电功率请求对应的目标发电功率获取当前功率变化步长，并根据当前功率变化步长对目标发电功率请求对应的目标发电功率进行梯度限制，以获得梯度限制后的目标发电功率。
S208，判断目标发电功率请求是否为功率升高请求。如果是，执行S209，如果否，执行S215。
S209，根据最佳燃油消耗率曲线对梯度限制后的目标发电功率进行解析以获取发动机目标转速。
S210，控制发动机的转速按照第一预设转速步长逐步增加。
S211，判断发动机实际转速与发动机目标转速的偏差是否小于第一阈值？如果是，执行S212，如果否，执行S209。
S212，根据最佳燃油消耗率曲线对梯度限制后的目标发电功率进行解析以获取发电机目标扭矩。
S213，控制发电机的扭矩按照第一预设扭矩步长逐步增加。
S214，判断发电机实际扭矩与发电机目标扭矩的偏差是否小于第二阈值？如果是，执行S201，如果否，执行S212。
S215，根据最佳燃油消耗率曲线对梯度限制后的目标发电功率进行解析以获取发电机目标扭矩。
S216，控制发电机的扭矩按照第二预设扭矩步长逐步卸载。
S217，判断发电机实际扭矩与发电机目标扭矩的偏差是否小于第三阈值？如果是，执行S218，如果否，执行S215。
S218，根据最佳燃油消耗率曲线对梯度限制后的目标发电功率进行解析以获取发动机目标转速。
S219，控制发动机的转速按照第二预设转速步长逐步降低。
S220，判断发动机实际转速与发动机目标转速饿偏差是否小于第四阈值？如果是，执行S201，如果否，执行S218。
本发明实施例的增程式电动汽车的发电控制方法，接收目标发电功率请求，并根据当前发电功率和目标发电功率请求对应的目标发电功率获取当前功率变化步长，并以当前功率变化步长对目标发电功率请求对应的目标发电功率进行梯度限制，并对梯度限制后的目标发电功率进行解析以获取发动机目标转速和发电机目标扭矩，以及根据发动机目标转速对发动机进行转速控制，并根据发电机目标扭矩对发电机进行扭矩控制以使增程器的发电功率达到梯度限制后的目标发电功率，当增程器的发电功率达到梯度限制后的目标发电功率时，继续进行下一个功率点的发电控制，直至增程器的发电功率达到目标发电功率，该发电控制方法使得増程器的发电功率以阶梯的形式逐渐上升或下降至目标发电请求对应的目标发电功率，避免了发电功率的急增或急减，从而提升了增程器控制的稳定性，进而提升了增程式电动汽车的驾驶体验。
为了实现上述实施例，本发明还提出了一种增程式电动汽车。
图4是根据本发明一个实施例的增程式电动汽车的方框示意图。如图4所所示，增程式电动汽车包括：整车控制器100、增程器控制器200和增程器300。
整车控制器100用于将目标发电功率请求发送至增程器控制器200。
增程器控制器200用于执行：S1，当增程式电动汽车的增程器处于发电工况时，接收目标发电功率请求，并根据增程器的当前发电功率和目标发电功率请求对应的目标发电功率获取当前功率变化步长，以及以当前功率变化步长对目标发电功率请求对应的目标发电功率进行梯度限制以获得梯度限制后的目标发电功率；S2，根据梯度限制后的目标发电功率获取发动机目标转速和发电机目标扭矩；S3，根据获取的发动机目标转速对发动机进行转速控制，并根据获取的发电机目标扭矩对发电机进行扭矩控制，以使增程器的发电功率达到梯度限制后的目标发电功率，并在增程器的发电功率达到梯度限制后的目标发电功率时，返回执行S1，直至增程器的发电功率达到目标发电功率请求对应的目标发电功率。
如图5是根据本发明一个具体实施例的对增程器进行控制的原理示意图。如图5所示，增程器300包括发动机控制器310、发动机320、发电机控制器330和发电机340。发动机320由发动机控制器310进行控制，发电机340由发电机控制器330进行控制，发动机控制器310和发电机控制器330由增程器控制器200进行控制，增程器控制器200由整车控制器100进行控制。
在本发明的一个实施例中，增程器控制器200具体用于：根据最佳燃油消耗率曲线对梯度限制后的目标发电功率进行解析以获取发动机目标转速和发电机目标扭矩。
在本发明的一个实施例中，当目标发电功率请求为功率升高请求时，增程器控制器200具体用于：控制发动机的转速按照第一预设转速步长逐步增加以使发动机的转速增加至发动机目标转速，当发动机的转速达到发动机目标转速时，控制发电机的扭矩按照第一预设扭矩步长逐步增加，以使发电机的扭矩达到发电机目标扭矩。
在本发明的一个实施例中，当目标发电功率请求为功率降低请求时，增程器控制器200具体用于：控制发电机的扭矩按照第二预设扭矩步长逐步卸载以使发电机的扭矩卸载至发电机目标扭矩，当发电机的扭矩达到发电机目标扭矩时，控制发动机的转速按照第二预设转速步长逐步降低，以使发动机的转速达到发动机目标转速。
在本发明的一个实施例中，增程器控制器200具体用于：获取增程式电动汽车的快速响应功率请求标识位，并判断快速响应功率请求标识位是否有效，并在判断快速响应功率请求标识位无效时，接收目标发电功率请求。
进一步地，增程器控制器200还用于：当判断快速响应功率请求标识位有效时，卸载发电机的扭矩并控制发动机保持当前的转速，并在发电机的扭矩小于第一预设扭矩时控制发动机的转速降低，以及在发动机的转速降至第一预设转速时，接收目标发电功率请求。
在本发明的一个实施例中，增程器控制器200还用于：在增程器起动成功时，当判断当前故障信息的最高级别小于预设故障级别时，进一步判断发电机的旋转方向是否为正向，并判断发电机的转速是否大于第二预设转速，并在判断发电机的旋转方向为正向且发电机的转速大于第二预设转速时，进一步判断是否接收到紧急停机请求，并在判断未接收到紧急停机请求时，进一步判断是否接收到停机请求，并判断增程式电动汽车的目标发电功率是否大于第一预设功率，以及在判断未接收到停机请求且目标发电功率大于第一预设功率时，控制增程式电动汽车进入发电工况。
在本发明的一个实施例中，增程器控制器200还用于：当接收到停机请求或目标发电功率小于或等于第一预设功率时，控制发电机的扭矩按照第三预设扭矩步长逐步卸载，并在发电机的扭矩小于第二预设扭矩时对发动机进行控制以使发电机进入待机状态，以及在发电机处于待机状态时，控制发动机进入怠速状态以降低发动机的转速，并在发动机的转速小于第三预设转速时卸载发电机的扭矩，并控制发动机熄火。
需要说明的是，本发明实施例的增程式电动汽车中未展开的部分，可以参照前面实施例的发电控制方法的对应部分，在此不再详细展开。
本发明实施例的增程式电动汽车，增程器控制器接收整车控制器发送的目标发电功率请求，并根据当前发电功率和目标发电功率请求对应的目标发电功率获取当前功率变化步长，并以当前功率变化步长对目标发电功率请求对应的目标发电功率进行梯度限制，并对梯度限制后的目标发电功率进行解析以获取发动机目标转速和发电机目标扭矩，以及根据发动机目标转速对发动机进行转速控制，并根据发电机目标扭矩对发电机进行扭矩控制以使增程器的发电功率达到梯度限制后的目标发电功率，当增程器的发电功率达到梯度限制后的目标发电功率时，继续进行下一个功率点的发电控制，直至增程器的发电功率达到目标发电功率，使得増程器的发电功率以阶梯的形式逐渐上升或下降至目标发电请求对应的目标发电功率，避免了发电功率的急增或急减，从而提升了增程器控制的稳定性，进而提升了增程式电动汽车的驾驶体验。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (16)

1.一种增程式电动汽车的发电控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1，当所述增程式电动汽车的增程器处于发电工况时，接收目标发电功率请求，并根据所述增程器的当前发电功率和所述目标发电功率请求对应的目标发电功率获取当前功率变化步长，以及以所述当前功率变化步长对所述目标发电功率请求对应的目标发电功率进行梯度限制以获得梯度限制后的目标发电功率；
S2，根据所述梯度限制后的目标发电功率获取发动机目标转速和发电机目标扭矩；
S3，根据获取的发动机目标转速对发动机进行转速控制，并根据获取的发电机目标扭矩对发电机进行扭矩控制，以使所述增程器的发电功率达到所述梯度限制后的目标发电功率，并在所述增程器的发电功率达到所述梯度限制后的目标发电功率时，返回执行步骤S1，直至所述增程器的发电功率达到所述目标发电功率请求对应的目标发电功率。
2.如权利要求1所述的增程式电动汽车的发电控制方法，其特征在于，所述根据所述梯度限制后的目标发电功率获取发动机目标转速和发电机目标扭矩，具体包括：
根据最佳燃油消耗率曲线对所述梯度限制后的目标发电功率进行解析以获取所述发动机目标转速和发电机目标扭矩。
3.如权利要求2所述的增程式电动汽车的发电控制方法，其特征在于，当所述目标发电功率请求为功率升高请求时，所述根据获取的发动机目标转速对发动机进行转速控制，并根据获取的发电机目标扭矩对发电机进行扭矩控制，具体包括：
控制所述发动机的转速按照第一预设转速步长逐步增加，以使所述发动机的转速增加至所述发动机目标转速；
当所述发动机的转速达到所述发动机目标转速时，控制所述发电机的扭矩按照第一预设扭矩步长逐步增加，以使所述发电机的扭矩达到所述发电机目标扭矩。
4.如权利要求2所述的增程式电动汽车的发电控制方法，其特征在于，当所述目标发电功率请求为功率降低请求时，所述根据获取的发动机目标转速对发动机进行转速控制，并根据获取的发电机目标扭矩对发电机进行扭矩控制，具体包括：
控制所述发电机的扭矩按照第二预设扭矩步长逐步卸载，以使所述发电机的扭矩卸载至所述发电机目标扭矩；
当所述发电机的扭矩达到所述发电机目标扭矩时，控制所述发动机的转速按照第二预设转速步长逐步降低，以使所述发动机的转速达到所述发动机目标转速。
5.如权利要求1所述的增程式电动汽车的发电控制方法，其特征在于，所述接收目标发电功率请求，具体包括：
获取所述增程式电动汽车的快速响应功率请求标识位，并判断所述快速响应功率请求标识位是否有效；
当判断所述快速响应功率请求标识位无效时，接收所述目标发电功率请求。
6.如权利要求5所述的增程式电动汽车的发电控制方法，其特征在于，还包括：
当判断所述快速响应功率请求标识位有效时，卸载所述发电机的扭矩并控制所述发动机保持当前的转速；
判断所述发电机的扭矩是否小于第一预设扭矩；
当所述发电机的扭矩小于所述第一预设扭矩时，控制所述发动机的转速降低；
当所述发动机的转速降至第一预设转速时，接收所述目标发电功率请求。
7.如权利要求1所述的增程式电动汽车的发电控制方法，其特征在于，还包括：
在所述增程器起动成功时，判断所述增程式电动汽车的当前故障信息的最高级别是否小于预设故障级别；
在判断所述当前故障信息的最高级别小于所述预设故障级别时，进一步判断所述发电机的旋转方向是否为正向，并判断所述发电机的转速是否大于第二预设转速；
在判断所述发电机的旋转方向为正向且所述发电机的转速大于所述第二预设转速时，进一步判断是否接收到紧急停机请求；
在判断未接收到所述紧急停机请求时，进一步判断是否接收到停机请求，并判断所述增程式电动汽车的目标发电功率是否大于第一预设功率；
在判断未接收到所述停机请求且所述目标发电功率大于所述第一预设功率时，控制所述增程式电动汽车进入所述发电工况。
8.如权利要求7所述的增程式电动汽车的发电控制方法，其特征在于，还包括：
当接收到所述停机请求或所述目标发电功率小于或等于所述第一预设功率时，控制所述发电机的扭矩按照第三预设扭矩步长逐步卸载；
当所述发电机的扭矩小于第二预设扭矩时对所述发动机进行控制以使所述发电机进入待机状态；
当所述发电机处于所述待机状态时，控制所述发动机进入怠速状态以降低所述发动机的转速，并在所述发动机的转速小于第三预设转速时卸载所述发电机的扭矩，并控制所述发动机熄火。
9.一种增程式电动汽车，其特征在于，包括：整车控制器、增程器控制器和增程器，其中，
所述整车控制器用于将目标发电功率请求发送至所述增程器控制器；
所述增程器控制器用于执行：
S1，当所述增程式电动汽车的增程器处于发电工况时，接收所述目标发电功率请求，并根据所述增程器的当前发电功率和所述目标发电功率请求对应的目标发电功率获取当前功率变化步长，以及以所述当前功率变化步长对所述目标发电功率请求对应的目标发电功率进行梯度限制以获得梯度限制后的目标发电功率；S2，根据所述梯度限制后的目标发电功率获取发动机目标转速和发电机目标扭矩；S3，根据获取的发动机目标转速对发动机进行转速控制，并根据获取的发电机目标扭矩对发电机进行扭矩控制，以使所述增程器的发电功率达到所述梯度限制后的目标发电功率，并在所述增程器的发电功率达到所述梯度限制后的目标发电功率时，返回执行S1，直至所述增程器的发电功率达到所述目标发电功率请求对应的目标发电功率。
10.如权利要求9所述的增程式电动汽车，其特征在于，所述增程器控制器具体用于：根据最佳燃油消耗率曲线对所述梯度限制后的目标发电功率进行解析以获取所述发动机目标转速和发电机目标扭矩。
11.如权利要求10所述的增程式电动汽车，其特征在于，当所述目标发电功率请求为功率升高请求时，所述增程器控制器具体用于：
控制所述发动机的转速按照第一预设转速步长逐步增加以使所述发动机的转速增加至所述发动机目标转速，当所述发动机的转速达到所述发动机目标转速时，控制所述发电机的扭矩按照第一预设扭矩步长逐步增加，以使所述发电机的扭矩达到所述发电机目标扭矩。
12.如权利要求10所述的增程式电动汽车，其特征在于，当所述目标发电功率请求为功率降低请求时，所述增程器控制器具体用于：
控制所述发电机的扭矩按照第二预设扭矩步长逐步卸载以使所述发电机的扭矩卸载至所述发电机目标扭矩，当所述发电机的扭矩达到所述发电机目标扭矩时，控制所述发动机的转速按照第二预设转速步长逐步降低，以使所述发动机的转速达到所述发动机目标转速。
13.如权利要求9所述的增程式电动汽车，其特征在于，所述增程器控制器具体用于：
获取所述增程式电动汽车的快速响应功率请求标识位，并判断所述快速响应功率请求标识位是否有效，并在判断所述快速响应功率请求标识位无效时，接收所述目标发电功率请求。
14.如权利要求13所述的增程式电动汽车，其特征在于，所述增程器控制器还用于：
当判断所述快速响应功率请求标识位有效时，卸载所述发电机的扭矩并控制所述发动机保持当前的转速，并在所述发电机的扭矩小于所述第一预设扭矩时控制所述发动机的转速降低，以及在所述发动机的转速降至第一预设转速时，接收所述目标发电功率请求。
15.如权利要求9所述的增程式电动汽车，其特征在于，所述增程器控制器还用于：
在所述增程器起动成功时，当判断所述当前故障信息的最高级别小于所述预设故障级别时，进一步判断所述发电机的旋转方向是否为正向，并判断所述发电机的转速是否大于第二预设转速，并在判断所述发电机的旋转方向为正向且所述发电机的转速大于所述第二预设转速时，进一步判断是否接收到紧急停机请求，并在判断未接收到所述紧急停机请求时，进一步判断是否接收到停机请求，并判断所述增程式电动汽车的目标发电功率是否大于第一预设功率，以及在判断未接收到所述停机请求且所述目标发电功率大于所述第一预设功率时，控制所述增程式电动汽车进入所述发电工况。
16.如权利要求15所述的增程式电动汽车，其特征在于，所述增程器控制器还用于：
当接收到所述停机请求或所述目标发电功率小于或等于所述第一预设功率时，控制所述发电机的扭矩按照第三预设扭矩步长逐步卸载，并在所述发电机的扭矩小于第二预设扭矩时对所述发动机进行控制以使所述发电机进入待机状态，以及在所述发电机处于所述待机状态时，控制所述发动机进入怠速状态以降低所述发动机的转速，并在所述发动机的转速小于第三预设转速时卸载所述发电机的扭矩，并控制所述发动机熄火。
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