CN104842994A - 发动机启动控制方法及系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种发动机启动控制方法及系统，能够控制电机和发动机在相同的转速下才会通过离合器相结合，结合离合器后，将电机调速至发动机启动转速，同步的，电机也会通过离合器带动发动机至启动速度，完成发动机的启动。因为电机和发动机是在相同转速，也即同步状态下通过离合器相结合的，电机和发动机之间不存在转速差，无需经过滑磨过程来实现转速同步，相较于现有技术，避免了混合动力汽车在运行过程中由于发动机频繁启停对离合器造成巨大磨损的情况，延长了其使用寿命。

Description

发动机启动控制方法及系统
技术领域
本发明涉及混合动力汽车控制技术领域，具体地说涉及一种发动机启动控制方法及系统。
背景技术
汽车混合动力系统的结构形式有串联式、并联式和混联式，其中串联式混合动力系统由于需要多次能量转化而无法将能耗降到最低；混联式混合动力系统虽然具有极大的性能优势，但成本较高，系统结构和控制较为复杂；相比之下，并联式混合动力系统具有成本低，能耗低的特点，性价比优势明显。目前，产业化发展的混合动力汽车大都采用同轴并联式混合动力系统。
图1为现有技术中同轴并联式混合动力汽车的内部结构图，当整车控制器根据车辆运行状态和驾驶员的驾驶意图判断需要启动发动机时(比如动力电池电能减少、车辆处于爬坡的运行状态或者驾驶员的驾驶意图为超车时，判断需要启动发动机使驱动模式由纯电动驱动切换到混合驱动)，电机控制器首先控制电机进行扭矩卸载使啮合齿轮的载荷为零，之后变速箱控制器才能控制变速箱摘空挡，然后电机控制器控制电机处于转速模式，调整电机转速至发动机启动转速，然后变速箱控制器控制离合器动作，使电机和发动机通过离合器相结合，结合离合器后，电机通过离合器快速拖动发动机至其启动速度来实现发动机的启动，发动机启动后电机控制器控制电机调速到目标转速(目标转速由整车控制器提供，计算公式为目标转速＝目标档位的速比*电机输出轴转速)，电机调速至目标转速后，变速箱控制器控制变速箱挂入目标档位，最后电机和发动机切换到扭矩模式进行扭矩恢复，即可完成纯电动驱动到混合驱动的模式切换。但此种方式，是把电机调速到发动机启动转速后再结合离合器完成发动机的启动，因此以上过程是在有转速差的情况下结合离合器的，需要经过一个滑磨过程才能实现发动机与电机的转速同步，如果运行过程中频繁启停发动机，可能会使离合器产生较大磨损，影响其使用寿命。
发明内容
为此，本发明所要解决的技术问题在于现有技术中是把电机调速到发动机启动转速后再结合离合器完成发动机的启动，需要经过一个滑磨过程才能实现发动机与电机的转速同步，离合器磨损较大，从而提供一种在发动机启动过程中能够使离合器零磨损的发动机启动控制方法及系统。
为解决上述技术问题，本发明的技术方案如下：
本发明提供了一种发动机启动控制方法，包括如下步骤：
控制电机和发动机在相同的转速下通过离合器相结合；
将电机调速至发动机启动转速并通过离合器带动发动机至启动转速，完成发动机的启动。
本发明所述的发动机启动控制方法，所述相同的转速为零转速。
本发明所述的发动机启动控制方法，所述控制电机和发动机在相同的转速下通过离合器相结合的过程，具体包括如下步骤：
控制电机进行扭矩卸载；
控制变速箱摘空挡；
控制电机以转速模式运转并调速到零转速；
控制离合器动作，使电机和发动机通过离合器相结合。
本发明所述的发动机启动控制方法，在完成发动机的启动之后，还包括如下步骤：
将电机调速至目标转速；
控制变速箱挂入目标档位；
电机和发动机切换到扭矩模式进行扭矩恢复。
本发明还提供了一种发动机启动控制系统，包括：
同速结合装置，用于控制电机和发动机在相同的转速下通过离合器相结合；
启动装置，用于在电机调速至发动机启动转速并通过离合器带动发动机至启动转速时，完成发动机的启动。
本发明所述的发动机启动控制系统，所述同速结合装置控制电机和发动机在零转速下通过离合器相结合。
本发明所述的发动机启动控制系统，所述同速结合装置包括：
第一控制单元，用于控制电机进行扭矩卸载；
第二控制单元，用于控制变速箱摘空挡；
电机调速单元，用于控制电机以转速模式运转并调速到零转速；
结合单元，用于控制离合器动作，使电机和发动机通过离合器相结合。
本发明所述的发动机启动控制系统，所述电机调速单元，还用于将电机调速至目标转速；
所述第二控制单元，还用于控制变速箱挂入目标档位；
所述第一控制单元，还用于将电机和发动机切换到扭矩模式进行扭矩恢复。
本发明的上述技术方案相比现有技术具有以下优点：
本发明所述的发动机启动控制方法及系统，电机和发动机在相同的转速下才会通过离合器相结合，结合离合器后，将电机调速至发动机启动转速，同步的，电机也会通过离合器带动发动机至启动速度，完成发动机的启动。因为电机和发动机是在相同转速，也即同步状态下通过离合器相结合的，电机和发动机之间不存在转速差，无需经过滑磨过程来实现转速同步，相较于现有技术，避免了混合动力汽车在运行过程中由于发动机频繁启停对离合器造成巨大磨损的情况，延长了其使用寿命。
附图说明
为了使本发明的内容更容易被清楚的理解，下面根据本发明的具体实施例并结合附图，对本发明作进一步详细的说明，其中
图1是现有技术中同轴并联式混合动力汽车的内部结构图；
图2是实施例1所述发动机启动控制方法的流程图；
图3是实施例2所述发动机启动控制方法的流程图；
图4是实施例3所述发动机启动控制系统的结构框图；
图5是实施例4所述发动机启动控制系统的结构框图。
具体实施方式
实施例1
本实施例提供了一种发动机启动控制方法，如图2所示，包括如下步骤：
控制电机和发动机在相同的转速下通过离合器相结合。
将电机调速至发动机启动转速并通过离合器带动发动机至启动转速，完成发动机的启动。
具体应用中，当整车控制器根据车辆运行状态和驾驶员的驾驶意图判断是否需要启动发动机，比如当动力电池电量低于设定阈值或者驾驶员想要超车或者车辆处于爬坡状态等情况时，整车控制器就会判定需要启动发动机，此时就会控制电机和发动机在相同的转速下通过离合器相结合，电机通过离合器与发动机相结合后，就会通过离合器带动发动机转动，与发动机实现同步运转，当电机调速至发动机启动转速时，离合器也带动发动机达到其启动转速，发动机即刻启动。
本实施例所述的发动机启动控制方法，电机和发动机在相同的转速下才会通过离合器相结合，结合离合器后，将电机调速至发动机启动转速，同步的，电机也会通过离合器带动发动机至启动速度，完成发动机的启动。因为电机和发动机是在相同转速，也即同步状态下通过离合器相结合的，电机和发动机之间不存在转速差，无需经过滑磨过程来实现转速同步，相较于现有技术，避免了混合动力汽车在运行过程中由于发动机频繁启停对离合器造成巨大磨损的情况，延长了其使用寿命。
实施例2
在实施例1的基础上，本实施例所述的发动机启动控制方法，如图3所示，所述相同的转速为零转速。
具体应用中，当动力电池电量很足时，混合动力汽车一般处于纯电驱动模式，此时因为发动机没有启动，其转速自然为零，电机和发动机通过离合器相结合后，要实现电机和发动机间无滑磨过程的同步运行，需要电机在零转速时再与离合器相结合，只有这样，才能在结合离合器后确保发动机和电机间的转速差为零，离合器接近零磨损。
作为一种可选的实施方式，本实施例所述的发动机启动控制方法，如图3所示，所述控制电机和发动机在相同的转速下通过离合器相结合的过程，具体包括如下步骤：
控制电机进行扭矩卸载。
控制变速箱摘空挡。
控制电机以转速模式运转并调速到零转速。
控制离合器动作，使电机和发动机通过离合器相结合。
具体应用中，可以通过整车控制器来执行上述步骤，当然也可以通过电机控制器来执行控制电机进行扭矩卸载、控制电机以转速模式运转并调速到零转速等步骤；通过变速箱控制器来实现控制变速箱摘空挡、控制离合器动作使电机和发动机通过离合器相结合等步骤。
具体应用中，因为纯电驱动模式下，电机和变速箱之间的啮合齿轮的载荷不为零，只有先通过电机控制器来控制电机进行扭矩卸载，使啮合齿轮的载荷为零，才具备通过变速箱控制器控制变速箱摘空挡的条件，变速箱摘空挡后，才具备通过电机控制器控制电机在转速模式下调速到零转速的条件，当电机调速到零转速后，变速箱控制器控制离合器动作，使电机和发动机通过离合器相结合，此时，因为电机为零转速，而发动机未启动，也为零转速，因此电机和发动机之间无转速差，大大降低了对离合器的磨损，简便易行，符合混合动力汽车的实际运行状态。
作为一种可选的实施方式，本实施例所述的发动机启动控制方法，在完成发动机的启动之后，还包括如下步骤：
将电机调速至目标转速。
控制变速箱挂入目标档位。
电机和发动机切换到扭矩模式进行扭矩恢复。
具体应用中，目标转速由整车控制器提供，计算公式为目标转速＝目标档位的速比*电机输出轴转速，目标档位的速比车辆出厂时就已确定，电机输出轴转速可以由电机控制器采集提供，目标档位由整车控制器根据车辆运行状态和驾驶员驾驶意图即可确定，上述参数确定后，车辆的当前的目标转速也就确定了，通过电机控制器控制电机调速至目标转速后，就可以通过变速箱控制器控制变速箱轻松挂入目标档位，之后电机控制器和发动机控制器分别控制电机和发动机切换到扭矩模式进行扭矩恢复，就可以配合变速箱驱动混合动力汽车按照目标转速行驶了。
实施例3
本实施例提供了一种发动机启动控制系统，如图4所示，包括：
同速结合装置，用于控制电机和发动机在相同的转速下通过离合器相结合。
启动装置，用于在电机调速至发动机启动转速并通过离合器带动发动机至启动转速时，完成发动机的启动。
本实施例所述的发动机启动控制系统，电机和发动机在相同的转速下才会通过离合器相结合，结合离合器后，将电机调速至发动机启动转速，同步的，电机也会通过离合器带动发动机至启动速度，完成发动机的启动。因为电机和发动机是在相同转速，也即同步状态下通过离合器相结合的，电机和发动机之间不存在转速差，无需经过滑磨过程来实现转速同步，相较于现有技术，避免了混合动力汽车在运行过程中由于发动机频繁启停对离合器造成巨大磨损的情况，延长了其使用寿命。
实施例4
在实施例3的基础上，本实施例所述的发动机启动控制系统，所述同速结合装置控制电机和发动机在零转速下通过离合器相结合。
作为一种可选的实施方式，本实施例所述的发动机启动控制系统，如图5所示，所述同速结合装置包括：
第一控制单元，用于控制电机进行扭矩卸载。
第二控制单元，用于控制变速箱摘空挡。
电机调速单元，用于控制电机以转速模式运转并调速到零转速。
结合单元，用于控制离合器动作，使电机和发动机通过离合器相结合。
作为一种可选的实施方式，本实施例所述的发动机启动控制系统，所述电机调速单元，还用于将电机调速至目标转速。
所述第二控制单元，还用于控制变速箱挂入目标档位。
所述第一控制单元，还用于将电机和发动机切换到扭矩模式进行扭矩恢复。
具体应用中，所述第一控制单元和所述电机调速单元可以内置于电机控制器中，所述第二控制单元和所述结合单元可以内置于变速箱控制器中。当然所述第一控制单元、所述第二控制单元、所述电机调速单元以及所述结合单元也可以均内置于整车控制器中，通过整车控制器统一协调控制电机、发动机、离合器以及变速箱间的执行动作。
本实施例所述的发动机启动控制系统，因为纯电驱动模式下，电机和变速箱之间的啮合齿轮的载荷不为零，只有先通过第一控制单元来控制电机进行扭矩卸载，使啮合齿轮的载荷为零，才具备通过第二控制单元控制变速箱摘空挡的条件，变速箱摘空挡后，才具备通过电机调速单元控制电机在转速模式下调速到零转速的条件，当电机调速到零转速后，结合单元控制离合器动作，使电机和发动机通过离合器相结合，此时，因为电机为零转速，而发动机未启动，也为零转速，因此电机和发动机之间无转速差，大大降低了对离合器的磨损，简便易行，符合混合动力汽车的实际运行状态。
本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。

Claims (8)

1.一种发动机启动控制方法，其特征在于，包括如下步骤：
控制电机和发动机在相同的转速下通过离合器相结合；
将电机调速至发动机启动转速并通过离合器带动发动机至启动转速，完成发动机的启动。
2.根据权利要求1所述的发动机启动控制方法，其特征在于，所述相同的转速为零转速。
3.根据权利要求2所述的发动机启动控制方法，其特征在于，所述控制电机和发动机在相同的转速下通过离合器相结合的过程，具体包括如下步骤：
控制电机进行扭矩卸载；
控制变速箱摘空挡；
控制电机以转速模式运转并调速到零转速；
控制离合器动作，使电机和发动机通过离合器相结合。
4.根据权利要求1-3任一所述的发动机启动控制方法，其特征在于，在完成发动机的启动之后，还包括如下步骤：
将电机调速至目标转速；
控制变速箱挂入目标档位；
电机和发动机切换到扭矩模式进行扭矩恢复。
5.一种发动机启动控制系统，其特征在于，包括：
同速结合装置，用于控制电机和发动机在相同的转速下通过离合器相结合；
启动装置，用于在电机调速至发动机启动转速并通过离合器带动发动机至启动转速时，完成发动机的启动。
6.根据权利要求5所述的发动机启动控制系统，其特征在于，所述同速结合装置控制电机和发动机在零转速下通过离合器相结合。
7.根据权利要求6所述的发动机启动控制系统，其特征在于，所述同速结合装置包括：
第一控制单元，用于控制电机进行扭矩卸载；
第二控制单元，用于控制变速箱摘空挡；
电机调速单元，用于控制电机以转速模式运转并调速到零转速；
结合单元，用于控制离合器动作，使电机和发动机通过离合器相结合。
8.根据权利要求5-7任一所述的发动机启动控制系统，其特征在于，所述电机调速单元，还用于将电机调速至目标转速；
所述第二控制单元，还用于控制变速箱挂入目标档位；
所述第一控制单元，还用于将电机和发动机切换到扭矩模式进行扭矩恢复。
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