[实用新型]一种油电混合动力电动车的速度巡航控制装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及汽车速度控制领域的一种速度巡航控制装置，具体而言涉及一种采用双联电机的油电混合动力电动车的速度巡航控制装置。

技术背景

为使得汽车具有较好的驾驶舒适性，人们在汽车控制策略上设置了巡航功能。在高速公路上长时间行驶时，打开该巡航控制系统的自动操纵开关后，巡航控制系统将根据行车阻力自动增减节气门开度，从而使汽车行驶速度保持一定。这样可以避免驾驶员频繁踩油门踏板，同时保证汽车以预先设定的速度行驶。汽车自动在一定条件下恒速行驶，大大地减轻了驾驶员的驾驶疲劳强度。由于巡航控制系统能自动地保持一定车速，避免了不必要的油门踏板的人为变动，进而改善了汽车的燃油经济性和发动机的排放性。

常规巡航控制系统由传感器、操作开关、执行器和巡航控制ECU等组成。传感器和开关将信号送入巡航控制ECU，ECU根据这些信号计算节气门应有的开度，并给执行器发出信号，自动调节节气门开度。

传感器包括车速传感器、节气门位置传感器、节气门控制摇臂传感器，分别用于测量车速、节气门位置、节气门控制摇臂位置。

操作开关主要由驾驶员进行操作，用于设置巡航车速或将其重新设置为另一车速，以及取消巡航控制等。

巡航控制ECU由处理器芯片、A/D、D/A转换IC及输出重置驱动和保护电路等模块组成。ECU接收来自各种传感器(例如车速传感器)和各种开关的信号，按照预先存储的程序进行处理。当车速偏离设定的巡航车速时，给执行器一个电信号，控制执行器的动作，使实际车速与设定车速相一致。

执行器将ECU输出的电流或电压信号转变为机械运动，进而控制节气门的开度，最终达到控制车速的目的。目前使用的执行器有两种类型，一中是真空驱动型，另一种是电机驱动型。前者由负压操纵节气门，后者由微电机操纵节气门。

现有的巡航控制方案采用机械执行机构通过改变节气门开度调节发动机转速，从而实现巡航功能，由于机械执行机构的动作延时和发动机响应的自然延时，现有的巡航控制在应用中有很多局限，例如在路面状况较差、风速变化较大、设定巡航速度与实际车速相差过大时，巡航功能往往不能实现或者不能改善汽车燃油经济性。

本实用新型描述的油电混合动力电动车的速度巡航控制装置，利用伺服电机快速响应的伺服特性，很好地克服了传统方案中响应速度慢、定速精度低、对燃油经济性改进有限的缺点，并且成本低廉，便于推广。

发明内容

本实用新型的目的是设计一种油电混合动力电动车的速度巡航控制装置，在相应控制方法的控制下，该装置有如下功能：①能够让汽车平稳运行在设定速度上，即使在负载阻力变化剧烈时仍能实现高精度速度巡航；②即使在负载阻力变化剧烈时，仍然保持发动机运行状态平稳变化，使发动机一直工作在最佳经济运行曲线上，实现更好的燃油经济性能；③有更宽广的巡航速度调节范围以及更快速的调节响应性；④巡航调速平滑、操作简单，具有很好的驾驶性能。

本实用新型设计的油电混合动力电动车的速度巡航控制装置包括发动机、发动机控制单元、发动机经济运行控制单元、第一电机和第二电机、分别控制第一电机和第二电机的第一伺服驱动器和第二伺服驱动器、储能单元、直流母线、以及母线电压检测及PID控制单元。该第一电机由第一、第二两个转子构成，其第一转子与发动机输出轴直连，第一转子上安装有用于建立电机磁场的永磁磁极，第一转子轴上安装有第一速度/位置传感器；该第一电机的第二转子上安装有电机绕组，绕组通过同轴安装的滑环与第一伺服驱动器实现电气连接，第二转子输出轴通过输出齿轮连接到差速器；该第二电机定子安装在固定的机座上，其上为电枢绕组，第二电机的转子为本装置第三转子，第三转子安装有用于建立电机磁场的永磁磁极。第三转子轴与第二转子同轴，第三转子轴上安装有第二速度/位置传感器。发动机经济运行控制单元控制第一伺服驱动器和第一电机按最佳经济运行的要求对发动机施加负载，第一电机同时与第二电机一同向混合动力车提供驱动动力。直流母线将储能单元、第一和第二伺服驱动器以及母线电压检测及PID控制单元相连，该母线电压检测及PID控制单元用于控制第二电机输出轴力矩大小。巡航控制装置还包括巡航控制单元，其中：

当对车速进行巡航控制时，巡航控制单元直接根据所需车速通过第二伺服驱动器控制第二电机的转速或者转矩，以实现所需车速下的巡航控制；并且

当设定条件或负载情况急剧变化时，第二电机所需的能量或输出的能量实时地由储能单元通过直流母线补给或吸收，以实现巡航控制中实时的能量需求。