一种混合动力系统怠速启停装置制造方法
【专利摘要】本发明涉及一种混合动力系统怠速启停装置，包括混合动力控制器、车速传感器、三相异步电机、电机变频控制器、发动机、空调控制器、油门踏板、发动机舱碰锁开关和超级电容，所述的混合动力控制器分别连接车速传感器、电机变频控制器、发动机、空调控制器、油门踏板和发动机舱碰锁开关，所述的电机变频控制器分别连接三相异步电机和超级电容，所述的发动机依次连接三相异步电机和超级电容；混合动力控制器采集车速传感器、电机变频控制器、空调控制器、油门踏板和发动机舱碰锁开关的信号，根据采集到的信号发送启动信号或熄火信号控制发动机启停。与现有技术相比，本发明具有节能、控制精度高等优点。
【专利说明】一种混合动力系统怠速启停装置
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种车辆控制装置，尤其是涉及一种混合动力系统怠速启停装置。
【背景技术】
[0002]城市公交在拥挤的城市道路行驶时有相当部分的时间处于车辆停止、发动机怠速状态。现有的公交车在车辆停车怠速时，车辆发动机仍然在继续消耗柴油。混合动力车由于其燃油经济性和排放性能比传统汽车显著提高，被认为是未来一段时间内的理想交通工具。由于公交车启停相当频繁，在车辆运行过程中，发动机的频繁启停不能靠传统启动机完成。
[0003]混合动力系统工作原理如下:当车速较低时，离合器分离，车辆所需动力由电动机提供；如果此时储能系统电压较高，能够提供电动机驱动车辆所需的所有能量，则发动机怠速不出功，混联式混合动力客车处于纯电动模式；当储能系统电压较低时，发动机出功带动发电机发电，补充电机工作所需的电能，此时混联式混合动力客车处于串联模式。当车速较高时，离合器闭合，车辆行驶所需的动力由发动机和电动机共同提供；根据电机出力与否又可分为并联模式和直驱模式。在多种驱动模式并存的情况下，发动机很长一部分时间是处于空载不出力的运行状态。混合动力系统的节油效果仍有提升空间。
【发明内容】
[0004]本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种节能、控制精度高的混合动力系统怠速启停装置。
[0005]本发明的目的可以通过以下技术方案来实现:
[0006]一种混合动力系统怠速启停装置，包括混合动力控制器、车速传感器、三相异步电机、电机变频控制器、发动机、空调控制器、油门踏板、发动机舱碰锁开关和超级电容，所述的混合动力控制器分别连接车速传感器、电机变频控制器、发动机、空调控制器、油门踏板和发动机舱碰锁开关，所述的电机变频控制器分别连接三相异步电机和超级电容，所述的发动机依次连接三相异步电机和超级电容；
[0007]混合动力控制器采集车速传感器、电机变频控制器、空调控制器、油门踏板和发动机舱碰锁开关的信号，根据采集到的信号发送启动信号或熄火信号控制发动机启停。
[0008]所述的混合动力控制器发送启动信号的情况包括:
[0009](一 )空调控制器检测到空调温度超出设置范围时，向混合动力控制器发送请求发动机启动信号，混合动力控制器发送启动信号控制变频电机控制器使得三相异步电机带动发动机点火启动；
[0010](二)超级电容电压值低于设定值时，混合动力控制器发送启动信号控制变频电机控制器使得三相异步电机带动发动机点火启动；
[0011](三)混合动力控制器采集车速传感器的当前车速信号，当车速达到设定速度，并且油门踏板的油门开度信号不变或持续变大时，混合动力控制器发送启动信号控制变频电机控制器使得三相异步电机带动发动机点火启动。
[0012]所述的混合动力控制器发送熄火信号的情况包括:
[0013](一 )混合动力控制器采集车速传感器的当前车速信号，当车速小于设定速度时，混合动力控制器向发动机发送熄火信号；
[0014]( 二)空调控制器检测到空调温度处于设置范围内时，向混合动力控制器发送允许熄火信号，混合动力控制器向发动机发送熄火信号；
[0015](三)超级电容电压高于设定值时，混合动力控制器向发动机发送熄火信号；
[0016](四)混合动力控制器采集到的发动机舱碰锁开关的信号为开信号时，向发动机发送熄火信号。
[0017]所述的混合动力控制器分别与发动机、空调控制器及电机变频控制器通过CAN通讯总线连接。
[0018]所述的混合动力控制器分别与车速传感器、发动机舱碰锁开关和油门踏板通过模拟量信号线连接。
[0019]所述的混合动力控制器包括控制器主芯片、电源处理芯片和CAN模块。
[0020]所述的油门踏板为双电位/单电位电子油门。
[0021]与现有技术相比，本发明具有以下优点:
[0022]1)采用本发明怠速启停装置后，车辆在堵车、等待红绿灯时发动机会根据既定的控制策略完成停机熄火，在车辆启动时发动机会自动点火运行，进一步了提高混合动力公交的节油效果；
[0023]2)本发明怠速启停装置采用了三相异步电机作为发动机的启动机使用，发动机的启停要求。
【专利附图】
【附图说明】
[0024]图1为本发明的结构示意图。
[0025]图中_______，*表示CAN通讯连接......”表示模拟量信号连接，“__________’，
表示电路连接，“_，，表示机械连接。
【具体实施方式】
[0026]下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。本实施例以本发明技术方案为前提进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
[0027]实施例
[0028]如图1所示，一种混合动力系统怠速启停装置，其特征在于，包括混合动力控制器
1、车速传感器4、三相异步电机3、电机变频控制器7、发动机2、空调控制器6、油门踏板9、发动机舱碰锁开关5和超级电容8，混合动力控制器I分别与发动机2、空调控制器6及电机变频控制器7CAN通讯连接，混合动力控制器I分别与车速传感器4、发动机舱碰锁开关5和油门踏板9以模拟量信号连接，三相异步电机3、电机变频控制器7和超级电容8两两相互电路连接，发动机2与三相异步电机3机械连接。
[0029]上述混合动力系统怠速启停装置中，各部件的选用如下:[0030]混合动力控制器(HECU):需要采集车速信号等众多模拟量信号，要求控制系统有更高的处理速度，寻址能力，更强EMC抗干扰能力，本实施例选用了 TI的TMS320F28035作为控制器主芯片，TI的LM2575和LM1117作为电源处理芯片，CAN模块采用了微芯的MCP2551芯片。PCB板布置合理，电源与地线设置去耦电容，模拟信号与数字信号共地处理，整板空余部分覆铜增加抗干扰能力。
[0031]三相异步电机:25KW，S2工作制小型三相交流异步电动机。
[0032]电机变频控制器:输入电压范围:180-400VDC，适配功率:30kW。
[0033]超级电容:最高电压DC380V容量41.25F。
[0034]油门踏板:双电位/单电位电子油门。
[0035]上述混合动力系统怠速启停装置的工作原理主要是:混合动力控制器采集车速传感器、电机变频控制器、空调控制器、油门踏板和发动机舱碰锁开关的信号，根据采集到的信号发送启动信号或熄火信号控制发动机启停。怠速启停控制包括启停控制策略和安全防护策略:
[0036]启停控制策略
[0037]混合动力控制器发送启动信号的情况包括:(一)空调控制器检测到空调温度超出设置范围时，向混合动力控制器发送请求发动机启动信号，混合动力控制器发送启动信号控制变频电机控制器使得三相异步电机带动发动机点火启动；(二)超级电容电压值低于设定值(DC260V)时，混合动力控制器发送启动信号控制变频电机控制器使得三相异步电机带动发动机点火启动；(三)混合动力控制器采集车速传感器的当前车速信号，当车速达到设定速度(22km/h)，并且油门踏板的油门开度信号不变或持续变大时，混合动力控制器发送启动信号控制变频电机控制器使得三相异步电机带动发动机点火启动。
[0038]混合动力控制器发送熄火信号的情况包括:
[0039](一)混合动力控制器采集车速传感器的当前车速信号，当车速小于设定速度(22km/h)时，混合动力控制器向发动机发送熄火信号；(二)空调控制器检测到空调温度处于设置范围内时，向混合动力控制器发送允许熄火信号，混合动力控制器向发动机发送熄火信号；(三)超级电容电压高于设定值(DC320V)时，混合动力控制器向发动机发送熄火信号。
[0040]安全防护策略
[0041](—)混合动力控制器米集到的发动机舱碰锁开关的信号为开信号时，向发动机发送熄火信号不允许发动机启动；
[0042](二)在HE⑶得电运行后，第一次发动机启动必须通过钥匙点火，不允许发动机自
动启动。
[0043]加入了新的怠速启停装置后，车辆在堵车，等待红绿灯时发动机会根据既定的控制策略完成停机熄火，在车辆启动时发动机会自动点火运行。进一步提高混合动力公交的节油效果。
【权利要求】
1.一种混合动力系统怠速启停装置，其特征在于，包括混合动力控制器、车速传感器、三相异步电机、电机变频控制器、发动机、空调控制器、油门踏板、发动机舱碰锁开关和超级电容，所述的混合动力控制器分别连接车速传感器、电机变频控制器、发动机、空调控制器、油门踏板和发动机舱碰锁开关，所述的电机变频控制器分别连接三相异步电机和超级电容，所述的发动机依次连接三相异步电机和超级电容； 混合动力控制器采集车速传感器、电机变频控制器、空调控制器、油门踏板和发动机舱碰锁开关的信号，根据采集到的信号发送启动信号或熄火信号控制发动机启停。
2.根据权利要求1所述的一种混合动力系统怠速启停装置，其特征在于，所述的混合动力控制器发送启动信号的情况包括: (一)空调控制器检测到空调温度超出设置范围时，向混合动力控制器发送请求发动机启动信号，混合动力控制器发送启动信号控制变频电机控制器使得三相异步电机带动发动机点火启动； (二)超级电容电压值低于设定值时，混合动力控制器发送启动信号控制变频电机控制器使得三相异步电机带动发动机点火启动； (三)混合动力控制器采集车速传感器的当前车速信号，当车速达到设定速度，并且油门踏板的油门开度信号不变或持续变大时，混合动力控制器发送启动信号控制变频电机控制器使得三相异步电机带动发动机点火启动。
3.根据权利要求1所述的一种混合动力系统怠速启停装置，其特征在于，所述的混合动力控制器发送熄火信号的情况包括: (一)混合动力控制器采集车速传感器的当前车速信号，当车速小于设定速度时，混合动力控制器向发动机发送熄火信号； (二)空调控制器检测到空调温度处于设置范围内时，向混合动力控制器发送允许熄火信号，混合动力控制器向发动机发送熄火信号； (三)超级电容电压高于设定值时，混合动力控制器向发动机发送熄火信号； (四)混合动力控制器采集到的发动机舱碰锁开关的信号为开信号时，向发动机发送熄火信号。
4.根据权利要求1所述的一种混合动力系统怠速启停装置，其特征在于，所述的混合动力控制器分别与发动机、空调控制器及电机变频控制器通过CAN通讯总线连接。
5.根据权利要求1所述的一种混合动力系统怠速启停装置，其特征在于，所述的混合动力控制器分别与车速传感器、发动机舱碰锁开关和油门踏板通过模拟量信号线连接。
6.根据权利要求1所述的一种混合动力系统怠速启停装置，其特征在于，所述的混合动力控制器包括控制器主芯片、电源处理芯片和CAN模块。
7.根据权利要求1所述的一种混合动力系统怠速启停装置，其特征在于，所述的油门踏板为双电位/单电位电子油门。
【文档编号】F02D29/02GK103899425SQ201210587759
【公开日】2014年7月2日 申请日期:2012年12月28日 优先权日:2012年12月28日
【发明者】宋一中, 王极品 申请人:上海申龙客车有限公司