[发明专利]一种永磁同步增程系统全工况控制方法

权利要求书

1.一种永磁同步增程系统全工况控制方法，其特征在于，所述永磁同步增程系统包括发动机、启动发电一体式永磁同步电机、发动机控制器、电机控制器、增程器控制器；所述发动机和永磁同步电机之间采用机械同轴方式连接，构成增程器；永磁同步电机经电机控制器与整车直流母线相连，发动机控制器和电机控制器均通过内部私有CAN与增程器控制器进行通讯，增程器控制器通过整车CAN总线与整车控制器通讯；该方法包括以下步骤：

(1)永磁同步增程系统处于停机工况，若增程系统没有故障、整车控制器发送增程系统启动信号且启动发电一体式永磁同步电机ISG反馈准备就绪信号ISG Ready时，增程器控制器向发动机发送启动指令和转速控制模式指令，向电机发送启动指令和扭矩控制模式指令，执行步骤(2)，否则增程系统保持停机；

(2)永磁同步增程系统处于启动工况，永磁同步电机分为两个阶段，第一阶段为电动状态，动力电池输出直流电经电机控制器逆变后为永磁同步电机供电以反拖发动机启动，反拖时电机的目标扭矩根据实际转速查转速-扭矩表得到，转速-扭矩表通过标定得到，转速为0rpm时，所需扭矩最大，随着转速的上升，ISG目标扭矩逐渐减小至0Nm；当永磁同步电机反拖发动机至发动机启动转速，发动机喷油点火，此时永磁同步电机目标扭矩为0Nm，待电机实际扭矩为0Nm时进入第二个阶段，电机率先进入空载怠速状态，等待发动机顺利启动至怠速状态，若在规定时间内发动机没有顺利切换至怠速状态，则系统返回启动工况，启动次数加一，若启动次数累加到规定次数，则系统返回停机工况，判断系统启动失败；若发动机顺利切换至怠速状态，则判断系统启动成功，系统进入怠速工况，执行步骤(3)；启动工况响应停机指令；

(3)永磁同步增程系统处于怠速工况，整车控制器对增程器控制器的控制模式指令为恒功率、恒电压或恒电流时，增程器控制器给发动机控制器发送发电指令和转速控制模式指令，给电机控制器发送发电指令和扭矩控制模式指令，分别控制发动机和永磁同步电机进入发电状态；当发动机进入发电状态之后，系统进入发电工况，执行步骤(4)；怠速工况响应停机指令；

(4)永磁同步增程系统处于发电工况，永磁同步增程系统默认先进入恒功率发电工况，增程器控制器根据整车控制器的控制模式指令进入恒功率、恒电压或恒电流控制模式，永磁同步电机目标扭矩通过增量式PI控制计算得到，发动机目标转速根据目标功率查找转速功率切换表来确定；发电工况下的这三种子工况可以相互切换：当电流超限或整车控制模式指令为恒电流模式指令时，由恒功率模式切换为恒电流模式；当电压超限或整车控制模式指令为恒电压模式指令时，由恒功率模式切换为恒电压模式；当功率超限且整车控制模式指令为恒功率模式指令时，由恒电流或恒电压模式切换为恒功率模式；当电流超限或整车控制模式指令为恒电流模式指令时，由恒电压模式切换到恒电流模式；当电压超限或整车控制模式指令为恒电压模式指令时，由恒电流模式切换为恒电压模式；发电工况下响应停机指令或怠速指令，控制发动机和永磁同步电机进入怠速状态，待发动机状态变为停机之后才切换回停机工况；

(5)当步骤(2)-(4)中出现停机故障，立即从当前工况跳转至故障工况，增程系统进入故障工况后，立即执行停机操作。

2.根据权利要求1所述的一种永磁同步增程系统全工况控制方法，其特征在于，所述步骤(2)中，启动工况第一阶段，转速-扭矩表通过标定得到，该表以永磁同步电机实际转速为横轴，以永磁同步电机目标扭矩为纵轴，永磁同步电机目标扭矩随转速的增大而减小，符合扭矩平衡公式：永磁同步电机目标扭矩＝轴上需求净扭矩-发动机输出扭矩。

3.根据权利要求1所述的一种永磁同步增程系统全工况控制方法，其特征在于，所述步骤(4)中，发电工况的不同子模式下，增程器控制器根据预先设定好的转速功率切换表进行切换；为了满足增程器所需的连续功率迁移，并且尽量减少发动机的瞬态工况迁移，转速功率切换表将设定的发电功率区间按照增程器的最优经济曲线进行离散，将增程器允许的功率区间划分为有限个子功率区间，某一个功率区间对应某一转速，最后得到的曲线沿着最优经济曲线呈阶梯状分布。