CN102505995A

CN102505995A - 混合动力车发动机自动怠速启停的控制方法及系统装置

Info

Publication number: CN102505995A
Application number: CN2011103380795A
Authority: CN
Inventors: 盛旺; 王文明; 裴海灵; 谢勇波
Original assignee: Hunan CSR Times Electric Vehicle Co Ltd
Current assignee: CRRC Electric Vehicle Co Ltd
Priority date: 2011-11-01
Filing date: 2011-11-01
Publication date: 2012-06-20
Anticipated expiration: 2031-11-01
Also published as: CN102505995B

Abstract

本发明公开了一种发动机自动怠速启停的控制方法及系统装置，通过检测表明储能系统电压、车速、发动机转速、溜车状态、气刹系统气压等的信号，并且基于上述信号选择性地启动和停止发动机。相比于现有技术，本发明扩大了混合动力客车实现怠速启停的条件范围，更大程度上节约了燃油，也使得发动机的控制智能化、自动化。

Description

混合动力车发动机自动怠速启停的控制方法及系统装置

技术领域

本发明涉及混合动力车，具体来讲涉及混合动力车的发动机怠速控制方法及系统装置，更具体地，涉及一种混合动力车发动机自动怠速启停的控制方法，根据整车运行状况自动控制发动机的怠速停机—启动，最大限度节约燃油。

背景技术

全球石油危机和气候恶化，对节能减排提出了更高的要求。混合动力客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。混联式混合动力客车融合了纯电动、串联和并联式混合动力客车各自的优点，成为当前研究的热点。

混合动力客车的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。

为解决混合动力车发动机空载造成的燃油浪费，提出了发动机怠速控制的技术方案，经初步检索，现有较为前沿的混合动力车怠速控制技术方案如下：

一、申请号为200910141844.7的中国发明专利公开了一种混合动力车辆的发动机怠速控制系统，该系统是通过接收交通灯状态信号，并基于所述信号选择性地停止和启动所述发动机，该系统包括接收器模块及正时模块。接收器模块接收表明交通灯状态的信号，正时模块与发动机及所述接收器模块通信，并基于所述信号选择性地启动和停止所述发动机。

二、申请号为201010612179.8的中国发明专利公开了一种混合动力汽车二次怠速停机的控制方法，该方法允许汽车在经过第一次正常怠速停机以后，在速度还没有达到规定的速度时，如果，除速度条件以外符合其它怠速停机的条件，进行第二次怠速停机。

上述技术方案一的缺点在于，它仅仅根据交通灯状态的信号作为发动机启停依据，这种控制方式只在车辆等待交通灯时对发动机启停进行控制，而当车辆运行在溜车、纯电动模式等特定情况下时，无法进行控制；技术方案二的缺点在于：它以车速为优先条件，再综合其他辅助状态条件对发动机进行第二次启停控制，无法实现其他场合发动机启停控制。两个技术方案均存在的缺点是：只有当混合动力客车处于较长时间怠速的驻车工况下才使发动机停止工作，其他大量的怠速工况并不作处理，造成燃油浪费。

因此，有必要对现有技术进行改进，使混合动力车达到更高的节能环保要求。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：现有技术只有当混合动力车处于较长时间怠速的驻车工况下（如等交通灯）才使发动机停止工作，而在混合动力车运动状态下仍然有大量的怠速工况，此时发动机并未出功却在消耗大量的燃油，降低了混合动力车的燃油经济性。

本发明的发明目的是：提供一种发动机自动怠速启停的控制方法及系统装置，采集多方面参数判断车辆的行车状况，扩大混合动力车实现怠速停机的条件范围，从而给出发动机停机或启动的命令，自动控制发动机怠速启停。

本发明解决技术问题达到发明目的所采用的技术方案是：

一种混合动力车发动机自动怠速启停的控制方法，其特征在于：通过检测系统采集混联式混合动力客车的司机台面板开关、电机转速、储能系统电压、踏板深度参数判断此时车辆此时的工况，从而给出发动机停机或启动的命令；发动机停机是通过整车控制器给发动机ECU发出指令使发动机熄火；当发动机需要启动时，整车控制器给出唤醒信号，并通过给发电机控制器发出驱动指令，发电机带动发动机达到一定转速时即可实现发动机启动的功能。

所述的检测控制策略是：

检测表明储能系统电压、车速、发动机转速、溜车状态、气刹系统气压等的信号；并基于上述信号选择性地启动和停止发动机。

检测到停车状态下储能系统电压较高，或是行驶过程中储能系统电压较高且离合器处于分离状态，通过程序自动控制发动机停止。

检测到司机未踩加速踏板而车速上升持续超过一定时间，即可判定此时车辆运行于溜车状态，通过程序自动控制发动机停止。

检测到储能系统电压较低，控制发动机启动给储能系统充电。

检测到发动机目标转速接近一特定值且离合器需要结合时，控制发动机启动，以保证离合器结合的平顺。

所述特定值为当时电机转速。

检测到车辆气刹系统气压较低时，控制发动机启动给气刹系统充气加压。

所述发动机停止是通过整车控制器给发动机ECU发出指令使发动机熄火停止运转。

所述发动机启动是由整车控制器给出唤醒信号，并通过给发电机控制器发出驱动指令，发电机带动发动机达到一定转速实现发动机启动。

所述发动机自动怠速启停的控制方法，还基于司机台面板熄火开关状态选择性地启动和停止发动机，司机摁下开关时，整车控制器给出熄火信号，控制发动机停止；司机通过钥匙启动发动机时，整车控制器取消熄火信号，控制发动机启动。

根据上述方法所提出的一种混合动力车发动机自动怠速启停的控制系统装置，在发动机控制系统中包含一个MATLAB/Simulink，上述检测控制策略是通过MATLAB/Simulink中的stateflow完成的。所述的检测控制是通过发动机检测系统采集混联式混合动力客车的司机台面板开关、电机转速、储能系统电压、踏板深度参数判断此时车辆此时的工况，从而给出发动机停机或启动的命令；发动机停机是通过整车控制器给发动机ECU发出指令使发动机熄火；当发动机需要启动时，整车控制器给出唤醒信号，并通过给发电机控制器发出驱动指令，发电机带动发动机达到一定转速时即可实现发动机启动的功能。

本发明的有益效果在于：1、通过研究混联式混合动力出现怠速时的各种工况，进一步扩大了可实现怠速停机的条件范围，明显增大了相同工况下的怠速停机时间，有效的提高了混联式混合动力客车的燃油经济性；2、通过程序判定和司机面板开关相结合共同控制发动机的启停，使控制逻辑更加符合实际需求。

附图说明

图1为本发明发动机自动怠速启停的控制方法的原理示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式来进一步阐述本发明。

如图1所示，一种混合动力车发动机自动怠速启停的控制方法，通过发动机检测系统采集混联式混合动力客车的司机台面板开关、电机转速、储能系统电压、踏板深度参数判断此时车辆此时的工况，从而给出发动机停机或启动的命令；发动机停机是通过整车控制器给发动机ECU发出指令使发动机熄火；当发动机需要启动时，整车控制器给出唤醒信号，并通过给发电机控制器发出驱动指令，发电机带动发动机达到一定转速时即可实现发动机启动的功能。

所述的检测控制策略是：

检测表明储能系统电压、车速、发动机转速、溜车状态、气刹系统气压等的信号，预测其下一段时间内所处的工况；综合上述信号，将其编程写入整车控制器，并且基于上述信号选择性地启动和停止发动机。

判断发动机处于怠速可停止的情况如下所示：

1、混合动力车作为公交车使用时，进站停车次数较多，当减速停车状态下检测到储能系统电压较高（高于电压上限的70%）时，即认定车辆再次行驶时储能系统电能能够保证混合动力车较长时间处于纯电动模式，发动机将在较长时间内处于怠速状态，可通过程序自动控制发动机停止。

2、车辆行驶过程中储能系统电压较高（高于电压上限的80%）且离合器处于分离状态，此时说明车辆正处于纯电动模式下且能持续较长时间，发动机将在较长时间内处于怠速状态，可通过程序自动控制发动机停止。

3、司机未踩加速踏板而车速上升持续超过3秒钟，即可判定此时车辆运行于溜车状态，不需要发动机提供动力，可通过程序自动控制发动机停止。

判断发动机需要启动的情况如下所示：

1、电压较低（低于电压上限50%）时，此时认定车辆处于串联模式，发动机需要出功带动发电机发电给储能系统充电。

2、当车速较高（电机转速大于1000r/min），离合器需要结合时，发动机的目标转速应该接近电机转速以保证离合器结合的平顺，故此需要启动发动机。

3、检测到车辆气刹系统气压较低时，为了防止气压过低导致刹车失灵，控制发动机启动给气刹系统充气加压。

综合上述条件，将其编程写入整车控制器，一旦出现上述情况，整车控制器立即反应，发出相应控制信号，控制发动机启停，从而实现发动机怠速启停的自动控制。

所述发动机自动怠速启停的控制方法，还基于司机台面板熄火开关状态选择性地启动和停止发动机，司机摁下开关时，整车控制器给出熄火信号，控制发动机停止；发动机转速大于450r/min，此时认定司机通过钥匙启动发动机，整车控制器取消熄火信号，发动机处于启动状态。

本发明扩大了混合动力客车实现怠速启停的条件范围，更大程度上节约了燃油，也使得发动机的控制智能化、自动化。

本领域的技术人员可根据以上描述理解本发明，并通过各种不同的方式来实施本发明，在不脱离本发明的精神的前提下，均应视为在本发明的保护范围之内。本发明的保护范围视权利要求书而定。

Claims

1.一种混合动力车发动机自动怠速启停的控制方法，其特征在于：通过发动机检测系统采集混联式混合动力客车的司机台面板开关、电机转速、储能系统电压、踏板深度参数判断此时车辆此时的工况，从而给出发动机停机或启动的命令；发动机停机是通过整车控制器给发动机ECU发出指令使发动机熄火；当发动机需要启动时，整车控制器给出唤醒信号，并通过给发电机控制器发出驱动指令，发电机带动发动机达到一定转速时即可实现发动机启动的功能。

2.根据权利要求1所述发动机自动怠速启停的控制方法，其特征在于：所述的检测系统检测表明储能系统电压、车速、发动机转速、溜车状态、气刹系统气压等的信号；并且基于上述信号选择性地启动和停止发动机；检测到停车状态下储能系统电压较高，或是行驶过程中储能系统电压较高且离合器处于分离状态，通过程序自动控制发动机停止。

3.根据权利要求1所述发动机自动怠速启停的控制方法，其特征在于：检测到司机未踩加速踏板而车速上升持续超过一定时间，即可判定此时车辆运行于溜车状态，通过程序自动控制发动机停止；检测到储能系统电压较低，控制发动机启动给储能系统充电。

4.根据权利要求1所述发动机自动怠速启停的控制方法，其特征在于：检测到发动机目标转速接近一特定值且离合器需要结合时，控制发动机启动，以保证离合器结合的平顺。

5.根据权利要求1所述发动机自动怠速启停的控制方法，其特征在于：所述特定值为当时电机转速。

6.根据权利要求5所述发动机自动怠速启停的控制方法，其特征在于：检测到车辆气刹系统气压较低时，控制发动机启动给气刹系统充气加压。

7.根据权利要求1所述发动机自动怠速启停的控制方法，其特征在于：所述发动机停止是通过整车控制器给发动机ECU发出指令使发动机熄火停止运转；所述发动机启动是由整车控制器给出唤醒信号，并通过给发电机控制器发出驱动指令，发电机带动发动机达到一定转速实现发动机启动。

8.根据权利要求1所述发动机自动怠速启停的控制方法，其特征在于：还基于司机台面板熄火开关状态选择性地启动和停止发动机，司机摁下开关时，整车控制器给出熄火信号，控制发动机停止；司机通过钥匙启动发动机时，整车控制器取消熄火信号，控制发动机启动。

9.根据权利要求1所述发动机自动怠速启停的控制方法的检测系统装置，其特征在于：在发动机控制系统中包含一个MATLAB/Simulink，上述检测控制策略是通过MATLAB/Simulink中的stateflow完成的。

10.根据权利要求9所述发动机自动怠速启停的控制方法的检测系统装置，其特征在于：所述的检测控制是通过发动机检测系统采集混联式混合动力客车的司机台面板开关、电机转速、储能系统电压、踏板深度参数判断此时车辆此时的工况，从而给出发动机停机或启动的命令；发动机停机是通过整车控制器给发动机ECU发出指令使发动机熄火；当发动机需要启动时，整车控制器给出唤醒信号，并通过给发电机控制器发出驱动指令，发电机带动发动机达到一定转速时即可实现发动机启动的功能。