CN108674407A - 一种汽车的功率切换控制方法及*** - Google Patents
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Abstract
本发明涉及汽车技术领域，特别是一种增程式汽车的功率切换控制方法，包括：获取汽车增程器的需求功率；获取与所述需求功率对应的目标转速和目标转矩；根据所述目标转速计算所述目标转速对应的调节扭矩；根据所述调节扭矩调节所述发电机的扭矩，使发电机拖动发动机达到所述目标转速；根据所述目标转矩调节发电机和发动机的转矩，使所述发电机和发动机达到所述目标转矩。本发明在进行目标功率切换时采用先进行目标转速调节再进行目标转矩调节的切换路径，优化了切换过程中转速超调的问题，降低了转矩冲击和工作噪声，能够延长增程器的寿命，同时不增加硬件成本和机械复杂度。
Description
技术领域
本发明涉及汽车技术领域，特别涉及一种增程式汽车的功率切换控制方法及***。
背景技术
增程式电动车凭借燃油少，排放低，续驶里程长的性能优点，成为向纯电动车过渡的最佳选择，具有广泛的市场前景。其中增程器***是增程式电动车的关键组成部分，由发动机、发电机及其逆变器组成。
当动力电池电量充足时，增程器关闭，整车处于纯电动工作模式。当动力电池电量不足时，增程器打开，增程器切换至目标功率需求，用于辅助驱动整车，整车进入增程模式。在增程器目标功率需求不同工作点切换时，由于发动机是个惯量较大的机械式能量转换装置，具有较大的机械惯性和滞后特性；而发电机具有非常小的惯性，对外界的响应很快，这导致发电机和发动机之间的耦合协调较为困难，在增程器工作点切换时容易产生转速超调，转矩冲击和工作噪声增加。
目前为解决程器工作点切换时容易产生的转速超调、转矩冲击和工作噪声增加的问题，一种方法是通过在发动机与发电机之间增加离合装置，但这样既增加了硬件机械成本和复杂性，也增加了软件控制的复杂性。另一种方法是优化发动机的转速闭环控制精度和响应时间，但由于发动机较大的机械惯性和滞后的特性，仍然不能从根本上解决问题。
因此在增程器工作功率点切换的过程中，如何保证***快速响应的同时，减小转速超调，降低转矩冲击和工作噪声，延长增程器的寿命，同时保证增程器结构简单化，成为一个亟需解决的问题。
发明内容
针对现有技术的上述问题，本发明的目的在于提供一种增程式汽车的功率切换控制方法及***，在不增加硬件的前提下，提高功率切换控制效率，实现减小转速超调、降低转矩冲击和工作噪声、延长增程器寿命的效果。
本发明提供一种增程式汽车的功率切换控制方法，所述增程式汽车包括由发电机和发动机耦合构成的增程器，其特征在于，所述方法包括：
获取汽车增程器的需求功率；
获取与所述需求功率对应的目标转速和目标转矩；
根据所述目标转速计算所述目标转速对应的调节扭矩；
根据所述调节扭矩调节所述发电机的扭矩，使发电机拖动发动机达到所述目标转速；
根据所述目标转矩调节发电机和发动机的转矩，使所述发电机和发动机达到所述目标转矩。
优选地，所述获取汽车增程器的需求功率包括：
获取电动汽车的油门踏板信号和制动踏板信号；
对油门踏板信号和制动踏板信号进行扭矩需求解析，获得驱动电机的需求扭矩；
根据驱动电机的需求扭矩获取电动汽车的需求功率。
优选地，所述获取与所述需求功率对应的目标转速和目标转矩包括：
将所述需求功率与功率转换表进行匹配，从所述功率转换表中查找得到与所述需求功率对应的目标转速和目标转矩。
优选地，所述根据所述目标转速计算所述目标转速对应的调节扭矩包括：
获取发电机的当前转速；
计算当前转速与目标转速之间的差值；
根据所述差值计算得到所述目标转速对应的调节扭矩。
优选地，所述根据所述差值计算得到所述目标转速对应的调节扭矩包括：
依据PID控制原理，在转速闭环控制过程中，通过如下公式计算调节扭矩：
其中，Tq为调节扭矩，e(t)为当前转速与目标转速之间的差值，Kp、Ki、Kd为PID闭环调节参数。
优选地，所述根据所述目标转速计算所述目标转速对应的调节扭矩之前，还包括：进入转速闭环控制模式。
优选地，所述根据所述调节扭矩调节所述发电机的扭矩，使发电机拖动发动机达到所述目标转速包括：
采用电流的矢量控制方法将所述调节扭矩转化为目标励磁电流，并根据所述目标励磁电流控制发电机的励磁电流，使发电机的扭矩调节为所述调节扭矩。
优选地，在根据所述目标转矩调节发电机和发动机的转矩之前，还包括：由转速闭环控制模式切换为转矩控制模式。
本发明还提供了一种增程式汽车的功率切换控制***，所述增程式汽车包括由发电机和发动机耦合构成的增程器，所述***包括：
发电机控制器，所述发电机控制器与所述发电机相连；
发动机控制器，所述发动机控制器与所述发动机相连；
整车控制器，所述整车控制器用于获取汽车的需求功率；
增程器控制器，所述增程器控制器分别与所述发电机控制器、所述发动机控制器和整车控制器进行通讯；所述增程器控制器用于执行上述的一种增程式汽车的功率切换控制方法。
本发明还提供了另一种增程式汽车的功率切换控制***，所述增程式汽车包括由发电机和发动机耦合构成的增程器，所述***包括：
发电机控制器，所述发电机控制器与所述发电机相连；
发动机控制器，所述发动机控制器与所述发动机相连；
整车控制器，所述整车控制器分别与所述发电机控制器和所述发动机控制器进行通讯；所述整车控制器用于执行上述的一种增程式汽车的功率切换控制方法。
由于上述技术方案，本发明具有如下有益效果：
1)本发明在对增程器进行目标功率切换时，通过将需求功率转换成目标转速和目标转矩，将目标转速换算成调节扭矩，进而根据该调节扭矩控制发电机，利用发电机拖动发动机来达到目标扭矩，再根据目标转矩调节发电机和发动机的转矩，使发电机和发动机达到目标转矩。本发明在进行目标功率切换时采用先进行目标转速调节再进行目标转矩调节的切换路径，优化了切换过程中转速超调的问题，降低了转矩冲击和工作噪声，能够延长增程器的寿命。
2)在目标转速调节时，增程器控制器进入转速闭环控制模式，通过对发电机的转矩控制来进行转速调节；在目标转矩调节时，增程器进入转矩控制模式，同时对发动机和发电机进行转矩控制，这样可以利用发电机响应迅速、调节精度高的特性，最大限度地降低了发动机较大的机械惯性和滞后特性带来的负面影响。
本发明无需使用发动机的转速控制模式，不会出现发动机转速控制时因发动机负向扭矩造成的缸体噪音和损坏。
3)本发明由增程器控制器或者整车控制器执行发电机的转速闭环控制，大大减少了发电机控制器重新标定的工作量。本发明通过分别控制发电机和发动机工作，仅需要在软件层进行更改，无需增加硬件结构，不会增加硬件成本和机械复杂度。
附图说明
为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它附图。
图1是本发明实施例提供的一种增程式汽车的功率切换控制方法的流程示意图；
图2是本发明实施例提供的增程器功率切换路径；
图3是本发明实施例提供的一种增程式汽车的功率切换控制***的结构示意图；
图4是本发明实施例提供的另一种增程式汽车的功率切换控制***的结构示意图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。
需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，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。
实施例一
本实施例提供一种增程式汽车的功率切换控制方法，主要解决增程器汽车功率切换的过程中，响应速度慢，转速超调，转矩冲击和工作噪声大，缩短增程器寿命的问题。实现在保证***快速响应的同时，减小转速超调，降低转矩冲击和工作噪声，延长增程器的寿命，同时能保证增程器***结构简单化。
图1是本发明实施例提供的一种增程式汽车的功率切换控制方法的流程示意图。所述增程式汽车的功率切换控制方法可以由电动汽车的增程器控制器执行，请参见图1，本实施例提供的增程式汽车的功率切换控制方法包括：
S101：获取汽车增程器的需求功率。
整车需求功率变化时，整车控制器向增程器控制器发送需求功率。具体地，可通过油门踏板传感器获取电动汽车的油门踏板信号，并通过制动踏板传感器获取电动汽车的制动踏板信号；再对油门踏板信号和制动踏板信号进行扭矩需求解析以获得驱动电机的需求扭矩，并根据驱动电机的需求扭矩获取电动汽车的需求功率。增程器控制器接收该需求功率，将其作为汽车增程器的需求功率。
S102：获取与所述需求功率对应的目标转速和目标转矩。
目标转速和目标转矩的计算，可以从功率转换表中查找得到。
增程器控制器的存储器中预先存储有功率转换表，所述功率转换表用于存储功率、转速和转矩的对应关系。当需要获取需求功率对应的目标转速和目标转矩时，可以将需求功率与功率转换表中的功率进行匹配，将与需求功率相同的功率所对应的转速作为目标转速，将与需求功率相同的功率所对应的转矩作为目标转矩。
S103：根据所述目标转速计算所述目标转速对应的调节扭矩。
与现有技术中直接调节发动机转速的方式不同，本发明不直接控制发动机转速，而是通过控制发电机，由发电机带动发动机达到目标转速。为达到上述控制发动机的目的，本发明通过控制发电机的转矩来间接控制发动机，先根据目标转速计算发电机的调节扭矩，之后根据调节扭矩来控制发电机，利用发电机拖动发动机。
具体的，根据所述目标转速计算所述目标转速对应的调节扭矩包括：获取发电机的当前转速；计算当前转速与目标转速之间的差值；根据所述差值计算得到所述目标转速对应的调节扭矩。
其中，依据PID控制原理，在转速闭环控制过程中，调节扭矩的大小可以通过如下公式求得：
其中e(t)为当前转速与目标转速的差值，Kp、Ki、Kd为PID闭环调节参数。
本步骤中将发电机和发动机的当前转速调节至目标转速的控制方法不采用传统的发动机转速闭环控制、发电机转矩控制模式。而采用发电机转速闭环控制、发动机转矩控制的模式。这样做是因为发动机的转矩响应较慢，而发电机的转矩响应较迅速。且发动机转矩受环境温度、喷油量等因素影响，发电机的转矩主要受电流控制，因此发动机转矩调节精度比发动机的转矩调节精度要高。因此若将转速闭环控制由发电机执行，则响应迅速。
具体的，先调节增程器控制器进入转矩控制模式，在转矩控制模式下，增程器根据调节扭矩控制发电机，使发电机达到目标转速，在发电机与发动机耦合关系下，发动机被发电机带动着达到目标转速。
本步骤中将目标转速调节时转速闭环控制设置在增程器控制器中执行，而不是直接在发电机控制器中执行。如果由发电机控制器执行转速闭环控制，由于发动机和发电机机械连接在一起，改变了原先发电机的转动惯量值，使原发电机控制器的转速闭环需要重新标定；但是，如果将转速闭环控制由增程器控制器执行，则原发电机控制器无需重新标定，减少了发动机控制器和发电机控制器匹配标定的周期，同时大大提高了增程器***的平台适应性。
S104：根据所述调节扭矩调节所述发电机的扭矩，使发电机拖动发动机达到所述目标转速。
增程器控制器根据调节扭矩向发电机控制器发送第一控制指令，发电机控制器执行该第一控制指令，使发电机的扭矩调整为调节扭矩，由于发电机与发动机高压耦合，因而发动机能够在发电机的带动下一起达到目标转速。其中，在执行该第一控制指令时，发电机控制器以接收到的目标转矩为目标，通过电流的矢量控制方法来实现，即先将调节扭矩转换为励磁电流，然后通过控制发电机的励磁电流来完成调整扭矩的目的，扭矩与励磁电流的换算方法为现有技术，在此不再赘述。
本发明中，功率切换时采用先进行目标转速调节后进行目标转矩调节，采取这种功率点切换路径的原理请参见图2。
如图2所示：在车辆行驶过程中，如增程器目标功率点由30KW切换至50KW，30kw和50kw的功率点所处的转速和转矩均不同，因此则增程器功率点的切换路径主要由以下三种：
路径A：首先将转矩调节至目标转矩，然后保持转矩恒定的条件下，将转速调节至目标转速。
路径B：同时调整转矩和转速至目标转矩和目标转速。
路径C：首先在保持当前转矩不变的条件下，将转速调节至目标转速，然后将转矩调节至目标转矩。
其中，路径B由于同时调节目标转矩和目标转速，控制难度极大，不易实现。路径A首先进行转矩调节然后进行转速调节，由于***初始转速较小、转动动能较小，在转速调节时容易出现超调；且由于发动机的机械惯量和滞后特性，导致响应较慢、响应时间较长。路径C首先通过增程器控制器内的转速闭环控制，由发电机转矩将发动机一起拖至目标转速，最大限度的利用了电机扭矩调节精度高、响应快的特性，优化了切换过程中转速超调的问题，降低了转矩冲击和工作噪声，能够延长增程器的寿命。
S105：根据所述目标转矩调节发电机和发动机的转矩，使所述发电机和发动机达到所述目标转矩。
增程器控制器由转速闭环控制模式切换为转矩控制模式，通过增程器控制器控制器内的转速控制模块控制发电机转速，具体的，转速控制模块根据目标转矩分别向发电机控制器和发动机控制器发送第二控制指令，发电机控制器执行第二控制指令，控制发电机达到所述目标转矩，发动机控制器执行第二控制指令，控制发动机达到所述目标转矩。本实施例的发动机控制器仅进行转矩控制而不进行转速控制。
本实施例在对增程器进行目标功率切换时，通过将需求功率转换成目标转速和目标转矩，将目标转速换算成调节扭矩，进而根据该调节扭矩控制发电机，利用发电机拖动发动机来达到目标扭矩，再根据目标转矩调节发电机和发动机的转矩，使发电机和发动机达到目标转矩。本实施例在进行目标功率切换时遵循先进行目标转速调节再进行目标转矩调节的切换路径，优化了切换过程中转速超调的问题，降低了转矩冲击和工作噪声，能够延长增程器的寿命。
在目标转速调节时，进入转速闭环控制模式，同时发动机和发电机采用转矩控制，这样可以利用发电机响应迅速、调节精度高的特性，最大限度地降低了发动机较大的机械惯性和滞后特性带来的负面影响。本实施例无需使用发动机的转速控制模式，不会出现发动机转速控制时因发动机负向扭矩造成的缸体噪音和损坏。
本实施例由增程器控制器执行发电机的转速控制，大大减少了发电机控制器重新标定的工作量。本实施例通过分别控制发电机和发动机工作，仅需要在软件层进行更改，无需增加硬件结构，不会增加硬件成本和机械复杂度，其成本低。
实施例二
本实施例提供另一种增程式汽车的功率切换控制方法，该方法由电动汽车的整车控制器执行，包括如下步骤：
S1：获取汽车的需求功率。
整车需求功率变化时，整车控制器获取需求功率。具体地，可通过油门踏板传感器获取电动汽车的油门踏板信号，并通过制动踏板传感器获取电动汽车的制动踏板信号；再对油门踏板信号和制动踏板信号进行扭矩需求解析以获得驱动电机的需求扭矩，并根据驱动电机的需求扭矩获取电动汽车的需求功率。
S2：获取与所述需求功率对应的目标转速和目标转矩。
整车控制器的存储器中存储有功率转换表，所述功率转换表用于存储功率、转速和转矩的对应关系。当需要获取需求功率对应的目标转速和目标转矩时，可以将需求功率与功率转换表中的功率进行匹配，将与需求功率相同的功率所对应的转速作为目标转速，将与需求功率相同的功率所对应的转矩作为目标转矩。
S3：进入转速闭环控制模式。
具体的，整车控制器控制进入转速闭环控制模式，发电机始终处于转矩控制模式下，由整车控制器的转速控制模块通过控制发电机的转矩来调节发电机的转速，而不是由发电机控制器控制发电机的转速，这样使原发电机控制器无需重新标定，减少了发动机控制器和发电机控制器匹配标定的周期，同时大大提高了增程器***的平台适应性。本实施例通过对发电机和发动机进行转矩控制来实现目标转速和目标转矩的调节，发动机控制器仅进行转矩控制而不进行转速控制。
S3：根据所述目标转速计算所述目标转速对应的调节扭矩。
具体的，根据所述目标转速计算所述目标转速对应的调节扭矩包括：
S311：获取发电机的当前转速；
S312：计算当前转速与目标转速之间的差值；
S313：根据所述差值计算得到所述目标转速对应的调节扭矩。
其中，依据PID控制原理，在转速闭环控制过程中，调节扭矩的大小可以通过如下公式求得：
其中e(t)为当前转速与目标转速的差值，Kp、Ki、Kd为PID闭环调节参数。
S4：根据所述调节扭矩调节所述发电机的扭矩，使发电机拖动发动机达到所述目标转速。
整车控制器根据调节扭矩向发电机控制器发送第一控制指令，发电机控制器执行该第一控制指令，使发电机的扭矩调整为调节扭矩，由于发电机与发动机高压耦合，因而发动机能够在发电机的带动下一起达到目标转速。其中，在执行该第一控制指令时，发电机控制器以接收到的目标转矩为目标，通过电流的矢量控制方法来实现，即先将调节扭矩转换为励磁电流，然后通过控制发电机的励磁电流来完成调整扭矩的目的，扭矩与励磁电流的换算方法为现有技术，在此不再赘述。
S5：根据所述目标转矩调节发电机和发动机的转矩，使所述发电机和发动机达到所述目标转矩。
整车控制器由转速闭环控制模式切换为转矩控制模式，通过整车控制器的转矩控制模块控制发动机和发电机的转矩，具体的，根据目标转矩分别向发电机控制器和发动机控制器发送第二控制指令，发电机控制器执行第二控制指令，控制发电机达到所述目标转矩，发动机控制器执行第二控制指令，控制发动机达到所述目标转矩。
本发明通过整车控制器对发电机进行转速闭环控制，且功率切换过程中遵循先进行目标转速调节再进行目标转矩调节的切换路径。实现了在不改***件、不增加硬件成本的基础上，优化增程器***功率切换过程动态性能，解决了功率切换的过程中，***响应慢、转速超调大以及转矩冲击和工作噪声大的问题，延长了增程器的寿命，同时能保证增程器***结构简单化。
实施例三
图3是本发明实施例提供的一种增程式汽车的功率切换控制***的结构示意图。请参见图3，本实施例提供一种增程式汽车的功率切换控制***，所述增程式汽车包括由发电机和发动机耦合构成的增程器，所述***包括发电机控制器、发动机控制器、整车控制器和增程器控制器，所述发电机控制器与所述发电机相连，所述发动机控制器与所述发动机相连，所述整车控制器用于获取汽车的需求功率，所述增程器控制器分别与所述发电机控制器、所述发动机控制器和整车控制器进行通讯。
所述增程器控制器用于通过所述整车控制器获取汽车的需求功率，并获取与所述需求功率对应的目标转速和目标转矩，根据所述目标转速计算所述目标转速对应的调节扭矩，根据所述调节扭矩通过发电机控制器调节所述发电机的扭矩，使发电机拖动发动机达到所述目标转速，以及根据所述目标转矩分别通过所述发电机控制器调节发电机的转矩、通过所述发动机控制器调节发动机的转矩，使所述发电机和发动机达到所述目标转矩。
当整车需求功率变化时，整车控制器向增程器控制器发送需求功率。具体地，可通过油门踏板传感器获取电动汽车的油门踏板信号，并通过制动踏板传感器获取电动汽车的制动踏板信号；再对油门踏板信号和制动踏板信号进行扭矩需求解析以获得驱动电机的需求扭矩，并根据驱动电机的需求扭矩获取电动汽车的需求功率。
所述增程器控制器还用于将所述需求功率与功率转换表进行匹配，从所述功率转换表中查找得到与所述需求功率对应的目标转速和目标转矩。具体地，增程器控制器的存储器中预先存储有功率转换表，所述功率转换表用于存储功率、转速和转矩的对应关系。当需要获取需求功率对应的目标转速和目标转矩时，可以将需求功率与功率转换表中的功率进行匹配，将与需求功率相同的功率所对应的转速作为目标转速，将与需求功率相同的功率所对应的转矩作为目标转矩。
进一步地，所述整车控制器还用于获取汽车的当前转速；所述增程器控制器还用于在根据所述目标转速计算所述目标转速对应的调节扭矩之前，进入转速闭环控制模式，并获取发电机的当前转速，计算当前转速与目标转速之间的差值，以及根据所述差值计算得到所述目标转速对应的调节扭矩。
本实施例不直接控制发动机转速，而是通过控制发电机，由发电机带动发动机达到目标转速。为达到上述控制发动机的目的，需要先控制发电机进入转速闭环控制模式，并根据目标转速计算发电机的调节扭矩，根据调节扭矩来控制发电机。
具体的，根据所述目标转速计算所述目标转速对应的调节扭矩包括：获取发电机的当前转速；计算当前转速与目标转速之间的差值；根据所述差值计算得到所述目标转速对应的调节扭矩。
其中，依据PID控制原理，在转速闭环控制过程中，调节扭矩的大小可以通过如下公式求得：
其中e(t)为当前转速与目标转速的差值，Kp、Ki、Kd为PID闭环调节参数。
增程器控制器用于根据调节扭矩向发电机控制器发送第一控制指令，发电机控制器执行该第一控制指令，使发电机的扭矩调整为调节扭矩，由于发电机与发动机高压耦合，因而发动机能够在发电机的带动下一起达到目标转速。其中，在执行该第一控制指令时，发电机控制器以接收到的目标转矩为目标，通过电流的矢量控制方法来实现，即先将调节扭矩转换为励磁电流，然后通过控制发电机的励磁电流来完成调整扭矩的目的，扭矩与励磁电流的换算方法为现有技术，在此不再赘述。
进一步地，所述增程器控制器还用于在根据所述目标转矩调节发电机和发动机的转矩之前，由转速闭环控制模式切换为转矩控制模式。
增程器控制器还用于由转速闭环控制模式切换为转矩控制模式，在转矩控制模式下，增程器控制器根据目标转矩分别向发电机控制器和发动机控制器发送第二控制指令，发电机控制器执行第二控制指令，控制发电机达到所述目标转矩，发动机控制器执行第二控制指令，控制发动机达到所述目标转矩。
本实施例将发电机和发动机的当前转速调节至目标转速的控制方法不采用传统的发动机转速闭环控制、发电机转矩控制模式，而采用发电机转速控制、发动机转矩控制的方式。这样做是因为发动机的转矩响应较慢，而发电机的转矩响应较迅速，且发动机转矩受环境温度、喷油量等因素影响，发电机的转矩主要受电流控制，因此发动机转矩调节精度比发动机的转矩调节精度要高。因此若将转速闭环控制由发电机执行，则响应迅速。
本实施例将目标转速调节时转速闭环控制在增程器控制器中执行，而不是直接在发电机控制器中执行。如果由发电机控制器执行闭环控制，由于发动机和发电机机械连接在一起，改变了原先发电机的转动惯量值，使原发电机控制器的转速闭环需要重新标定；但是，如果将转速闭环控制由增程器控制器执行，则原发电机控制器无需重新标定，减少了发动机控制器和发电机控制器匹配标定的周期，同时大大提高了增程器***的平台适应性。
本实施例具有如下优点：
本实施例在对增程器进行目标功率切换时，通过将需求功率转换成目标转速和目标转矩，将目标转速换算成调节扭矩，进而根据该调节扭矩控制发电机，利用发电机拖动发动机来达到目标扭矩，再根据目标转矩调节发电机和发动机的转矩，使发电机和发动机达到目标转矩。本实施例在进行目标功率切换时遵循先进行目标转速调节再进行目标转矩调节的切换路径，优化了切换过程中转速超调的问题，降低了转矩冲击和工作噪声，能够延长增程器的寿命。
在目标转速调节时，增程器控制器进入转速闭环控制模式，通过对发电机的转矩控制来进行转速调节；在目标转矩调节时，增程器进入转矩控制模式，同时对发动机和发电机进行转矩控制，这样可以利用发电机响应迅速、调节精度高的特性，最大限度地降低了发动机较大的机械惯性和滞后特性带来的负面影响。本实施例无需使用发动机的转速控制模式，不会出现发动机转速控制时因发动机负向扭矩造成的缸体噪音和损坏。
本实施例由增程器控制器执行发电机的转速闭环控制，大大减少了发电机控制器重新标定的工作量。本实施例通过分别控制发电机和发动机工作，仅需要在软件层进行更改，无需增加硬件结构，不会增加硬件成本和机械复杂度，其成本低。
实施例四：
图4是本发明实施例提供的一种增程式汽车的功率切换控制***的结构示意图。请参见图4，本实施例提供一种增程式汽车的功率切换控制***，所述增程式汽车包括由发电机和发动机耦合构成的增程器，所述***包括发电机控制器、发动机控制器和整车控制器，所述发电机控制器与所述发电机相连，所述发动机控制器与所述发动机相连，所述整车控制器分别与所述发电机控制器和所述发动机控制器进行通讯。
所述整车控制器用于获取汽车增程器的需求功率，并获取与所述需求功率对应的目标转速和目标转矩，根据所述目标转速计算所述目标转速对应的调节扭矩，根据所述调节扭矩通过发电机控制器调节所述发电机的扭矩，使发电机拖动发动机达到所述目标转速，以及根据所述目标转矩分别通过所述发电机控制器对所述发电机调节发电机的转矩、通过所述发动机控制器调节发动机的转矩，使所述发电机和发动机达到所述目标转矩。
具体的，当整车需求功率变化时，整车控制器获取汽车增程器的需求功率。具体地，可通过油门踏板传感器获取电动汽车的油门踏板信号，并通过制动踏板传感器获取电动汽车的制动踏板信号；再对油门踏板信号和制动踏板信号进行扭矩需求解析以获得驱动电机的需求扭矩，并根据驱动电机的需求扭矩获取电动汽车增程器的需求功率。
优选地，所述整车控制器还用于将所述需求功率与功率转换表进行匹配，从所述功率转换表中查找得到与所述需求功率对应的目标转速和目标转矩。
整车控制器的存储器中存储有功率转换表，所述功率转换表用于存储功率、转速和转矩的对应关系。当需要获取需求功率对应的目标转速和目标转矩时，可以将需求功率与功率转换表中的功率进行匹配，将与需求功率相同的功率所对应的转速作为目标转速，将与需求功率相同的功率所对应的转矩作为目标转矩。
进一步地，所述整车控制器还用于在根据所述目标转速计算所述目标转速对应的调节扭矩之前，进入转速闭环控制模式，并获取发电机的当前转速，计算当前转速与目标转速之间的差值，根据所述差值计算得到所述目标转速对应的调节扭矩。
整车控制器根据调节扭矩向发电机控制器发送第一控制指令，发电机控制器执行该第一控制指令，使发电机的扭矩调整为调节扭矩，由于发电机与发动机高压耦合，因而发动机能够在发电机的带动下一起达到目标转速。其中，在执行该第一控制指令时，发电机控制器以接收到的目标转矩为目标，通过电流的矢量控制方法来实现。
进一步地，所述整车控制器还用于在根据所述目标转矩调节发电机和发动机的转矩之前，由转速闭环控制模式切换为转矩控制模式。
整车控制器由转速闭环控制模式切换为转矩控制模式，在转矩控制模式下，根据目标转矩分别向发电机控制器和发动机控制器发送第二控制指令，发电机控制器执行第二控制指令，控制发电机达到所述目标转矩，发动机控制器执行第二控制指令，控制发动机达到所述目标转矩。
本发明在进行目标功率切换时遵循先进行目标转速调节再进行目标转矩调节的切换路径，优化了切换过程中转速超调的问题，降低了转矩冲击和工作噪声，能够延长增程器的寿命。此外，由整车控制器控制发电机的转速，而不是由发电机控制器控制发电机的转速，这样使原发电机控制器无需重新标定，减少了发动机控制器和发电机控制器匹配标定的周期，同时大大提高了增程器***的平台适应性。
以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (10)
1.一种增程式汽车的功率切换控制方法，所述增程式汽车包括由发电机和发动机耦合构成的增程器，其特征在于，所述方法包括：
获取汽车增程器的需求功率；
获取与所述需求功率对应的目标转速和目标转矩；
根据所述目标转速计算所述目标转速对应的调节扭矩；
根据所述调节扭矩调节所述发电机的扭矩，使发电机拖动发动机达到所述目标转速；
根据所述目标转矩调节发电机和发动机的转矩，使所述发电机和发动机达到所述目标转矩。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获取汽车增程器的需求功率包括：
获取电动汽车的油门踏板信号和制动踏板信号；
对油门踏板信号和制动踏板信号进行扭矩需求解析，获得驱动电机的需求扭矩；
根据驱动电机的需求扭矩获取电动汽车的需求功率。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获取与所述需求功率对应的目标转速和目标转矩包括：
将所述需求功率与功率转换表进行匹配，从所述功率转换表中查找得到与所述需求功率对应的目标转速和目标转矩。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述目标转速计算所述目标转速对应的调节扭矩包括：
获取发电机的当前转速；
计算当前转速与目标转速之间的差值；
根据所述差值计算得到所述目标转速对应的调节扭矩。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述根据所述差值计算得到所述目标转速对应的调节扭矩包括：
依据PID控制原理，在转速闭环控制过程中，通过如下公式计算调节扭矩：
其中，Tq为调节扭矩，e(t)为当前转速与目标转速之间的差值，Kp、Ki、Kd为PID闭环调节参数。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述目标转速计算所述目标转速对应的调节扭矩之前，还包括：
进入转速闭环控制模式。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述调节扭矩调节所述发电机的扭矩，使发电机拖动发动机达到所述目标转速包括：
采用电流的矢量控制方法将所述调节扭矩转化为目标励磁电流，并根据所述目标励磁电流控制发电机的励磁电流，使发电机的扭矩调节为所述调节扭矩。
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在根据所述目标转矩调节发电机和发动机的转矩之前，还包括：
由转速闭环控制模式切换为转矩控制模式。
9.一种增程式汽车的功率切换控制***，其特征在于，所述增程式汽车包括由发电机和发动机耦合构成的增程器，所述***包括：
发电机控制器，所述发电机控制器与所述发电机相连；
发动机控制器，所述发动机控制器与所述发动机相连；
整车控制器，所述整车控制器用于获取汽车的需求功率；
增程器控制器，所述增程器控制器分别与所述发电机控制器、所述发动机控制器和整车控制器进行通讯；所述增程器控制器用于执行权利要求1-8中任意一项所述的一种增程式汽车的功率切换控制方法。
10.一种增程式汽车的功率切换控制***，其特征在于，所述增程式汽车包括由发电机和发动机耦合构成的增程器，所述***包括：
发电机控制器，所述发电机控制器与所述发电机相连；
发动机控制器，所述发动机控制器与所述发动机相连；
整车控制器，所述整车控制器分别与所述发电机控制器和所述发动机控制器进行通讯；所述整车控制器用于执行权利要求1-8中任意一项所述的一种增程式汽车的功率切换控制方法。
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