[发明专利]一种永磁同步增程系统全工况控制方法

摘要

本发明公开了一种永磁同步增程系统全工况控制方法，采用永磁同步电机启动相比于使用发动机自带的小启动电机启动，发动机点火喷油的标定转速提高，避免了发动机低转速启动过程中油耗排放恶劣的情况；当增程器进入启动工况的第一阶段，永磁同步电机实际扭矩响应目标扭矩，随转速的上升单调递减至0Nm，并将电机切换为发电模式，该过程电机实际扭矩用于平衡发动机阻力扭矩。由于电机目标扭矩和实际扭矩在发动机产生燃烧扭矩之前已降至0，并且电机的控制模式已经从电动模式切换为发电模式，发动机开始发电之后电机实际扭矩作为发动机的负载逐渐增加，转速保持稳定，因此可以保证在发动机输出扭矩突然上升之时，启动到怠速工况的平顺切换。

主权项

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。