CN105620299A - 增程式电动汽车増程器起动控制方法和装置 - Google Patents

增程式电动汽车増程器起动控制方法和装置 Download PDF

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Abstract

本发明提出一种增程式电动汽车增程器起动控制方法和装置，该增程式电动汽车增程器起动控制方法包括：当增程器处于起动工况时，在发动机的起动过程中，监测是否有停机需求；如果有停机需求，中止发动机起动。该方法能够考虑发动机起动过程中的停机需求，保障可能发生故障的部件安全。

Description

增程式电动汽车増程器起动控制方法和装置
技术领域
本发明涉及电动汽车技术领域，尤其涉及一种增程式电动汽车増程器起动控制方法和装置。
背景技术
电动汽车是以车载电源为动力，用电机驱动车轮行驶，可以达到节能减排的目的。为了提高电动汽车的续航里程，可以在电动汽车内设置增程器。通常增程器包括起动发电一体机(IntegratedStarterGenerator，ISG)和发动机。在增程式电动汽车中，需要解决增程式电动汽车增程器起动问题。
相关技术中有些增程器的起动控制方法，但是，相关技术中没有考虑发动机起动过程中的停机需求，不能保障可能发生故障的部件安全。
发明内容
本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。
为此，本发明的一个目的在于提出一种增程式电动汽车増程器起动控制方法，该方法可以考虑发动机起动过程中的停机需求，保障可能发生故障的部件安全。
本发明的另一个目的在于提出一种增程式电动汽车増程器起动控制装置。
为达到上述目的，本发明第一方面实施例提出的增程式电动汽车増程器起动控制方法，包括：当增程器处于起动工况时，在发动机的起动过程中，监测是否有停机需求；如果有停机需求，中止发动机起动。
本发明第一方面实施例提出的增程式电动汽车増程器起动控制方法，发动机起动过程中，监测是否有停机需求，如果有停机请求，则中止发动机起动，可以保证对停机需求的及时响应，保证可能发生故障的部件安全。
为达到上述目的，本发明第二方面实施例提出的增程式电动汽车増程器起动控制装置，包括：第一监测模块，用于当增程器处于起动工况时，在发动机的起动过程中，监测是否有停机需求；第一中止模块，用于在有停机需求时，中止发动机起动。
本发明第二方面实施例提出的增程式电动汽车増程器起动控制装置，发动机起动过程中，监测是否有停机需求，如果有停机请求，则中止发动机起动，可以保证对停机需求的及时响应，保证可能发生故障的部件安全。
本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
本发明上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
图1是本发明一实施例提出的增程式电动汽车增程器起动控制方法的流程示意图；
图2是本发明实施例中增程器控制单元及控制对象组成的系统的结构示意图；
图3是本发明实施例中发动机起动或中止起动的流程示意图；
图4是本发明实施例中发动机起动流程示意图；
图5是本发明实施例中发动机从停机工况切换为起动工况的流程示意图；
图6是本发明另一实施例提出的增程式电动汽车增程器起动控制装置的结构示意图；
图7是本发明另一实施例提出的增程式电动汽车增程器起动控制装置的结构示意图。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的模块或具有相同或类似功能的模块。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。相反，本发明的实施例包括落入所附加权利要求书的精神和内涵范围内的所有变化、修改和等同物。
图1是本发明一实施例提出的增程式电动汽车增程器起动控制方法的流程示意图，该方法包括：
S11：当增程器处于起动工况时，在发动机的起动过程中，监测是否有停机需求。
增程器控制单元可以在发动机的起动过程中，实时监测是否有停机需求。
如图2所示，增程器控制单元及控制对象组成的系统包括：整车控制单元21、增程器控制单元22、发电机控制单元23、发动机控制单元24、ISG25和发动机26。
其中，发电机控制单元23用于控制ISG25，发动机控制单元24用于控制发动机26。整车控制单元21、増程器控制单元22，发电机控制单元23、发动机控制单元24通过控制器局域网络(ControllerAreaNetwork，CAN)进行通讯，ISG25与发动机26直连在一起。
整车控制单元21检测对驾驶车辆必要的全部状态信息，综合判断之后输出发动机起动停止命令信息，包括发动机紧急停机命令、发动机停机命令、发动机起动命令、发电机限制功率。
増程器控制单元22根据整车控制单元的发动机起动停机命令信息控制发动机起动，发送发电机状态命令、发电机目标转速命令和允许发电机输出的最大转矩绝对值给发电机控制单元23，发送发动机停机请求、发动机起动请求给发动机控制单元24，反馈发动机起动故障标志位、増程器工况给整车控制单元21。
发电机控制单元23根据増程器控制单元22命令控制ISG25工作。
发动机控制单元24根据増程器控制单元22命令控制发动机26工作，并反馈发动机起动完成标志位给増程器控制单元22。
其中，增程器控制单元可以接收整车控制单元发送的命令，并根据接收的命令监测是否有停机需求。当发生如下项中的至少一项时，确定有停机需求：
发动机紧急停机命令使能、发动机停机命令使能、发动机起动命令不使能。
S12：如果有停机需求，中止发动机起动。
例如，增程器控制单元监测到有停机需求后，向发动机控制单元发送发动机停机请求，发动机控制单元根据发动机停机请求控制发动机中止起动。
具体的，参见图3，为发动机起动或中止起动的流程示意图，包括：
S301：増程器处于起动工况。
增程器初始可以处于停机工况，根据一些条件可以从停机工况切换为起动工况。从停机工况切换为起动工况的流程可以参见后续相关描述。
S302：判断是否有停机需求，若是，执行S308，否则，执行S303。
该步骤由增程器控制单元实时执行，增程器控制单元接收整车控制单元的命令，如果接收到如下项中的至少一项判断出有停机需求：
发动机紧急停机命令使能，发动机停机命令使能，发动机起动命令不使能。在图3中，分别表示为紧急停机＝1，停机＝1，起动＝0。
S303：起动时间计时。
该步骤由增程器控制单元实时执行，通过计时得到起动时间。
S304：判断起动时间是否大于起动时间超时阈值，若是，执行S305，否则，执行S306。
S305：确定起动失败，对起动失败次数进行累加计数，以方便发动机起动故障判断。
S306：判断发动机起动是否完成，若是，执行S307，否则重复执行S306.
増程器控制单元实时监测发动机控制单元反馈的发动机起动成功标志位，当检测到发动起动成功标志位使能时，判定发动机起动成功。
S307：起动成功，对起动失败次数进行清零复位，以免影响下一次发动机起动判断。
S308：进入停机工况，等待下一次起动命令。
一些实施例中，参见图4，发动机起动流程可以包括：
S401：増程器处于起动工况。
S402：保持发动机停机状态，并对保持停机状态计时。
假设发动机停机未稳定，可能会出现发动机反弹现象出现，此时若进行喷油点火，可能会导致发动机发生危险或损坏。因此，进行停机状态保持延时，以保证发动机起动前，増程器处于稳定停机状态。
S403：判断停机保持时间是否大于停机保持时间阈值，若是，执行S404，否则，重复执行S402。
S404：发电机转速控制，拖动发动机。
増程器控制单元发送转速控制命令给发电机控制单元，发电机控制单元控制ISG工作于转速控制模式。
发动机拖动目标转速阈值考虑以下几个因素：首先，要高于发动机共振区转速，避免起动过程中发动机振动过大；其次，要参考发动机控制单元根据当前环境温度、大气压力等因素综合判断出的发动机怠速目标转速。发动机拖动目标转速阈值取以上两种转速的较大值。发电机控制单元控制ISG按照发动机拖动目标转速阈值工作于转速控制模式，拖动与ISG直连的发动机共同运转。
同时，为保证ISG转速控制时不产生过大的扭矩输出，以防止起动过程中可能出现ISG与发动机出现过大的反向作用力，导致増程器的损坏现象发生，对转速控制过程中的发电机最大输出扭矩进行限制。另外，以整车控制单元发送的发电机限制功率作为最大输出扭矩限制因素，以保证整车驱动性能和电池可靠性。増程器控制单元对整车控制器的发电机最大输出功率计算成扭矩值和标定的发电机最大输出扭矩值进行比较，取两者较小值作为允许发电机输出的最大转矩绝对值。
S405：监测发电机转速，判断发电机转速是否大于发动机拖动目标转速阈值，若是，执行S406，否则重复执行S405。
S406：请求起动发动机，进行喷油点火控制。
増程器控制单元将发动机停机请求禁止和发动机起动请求使能发送给发动机控制单元，发动机控制单元控制发动机喷油点火。
S407：判断发动机是否起动完成，若是，执行S408，否则重复执行S407。
増程器控制单元实时监测发动机控制单元反馈的发动机起动成功标志位，当检测到发动起动成功标志位使能时，判定发动机起动成功。
S408：发电机退出拖动。
发动机起动成功后，増程器控制单元发送待机命令，发电机目标转速为0给发电机控制单元，发电机控制单元控制ISG进入待机随转状态，退出拖动发动机。
一些实施例中，参见图5，发动机从停机工况切换为起动工况的流程可以包括：
S501：増程器处于停机工况。
只有当増程器处于停机状态，即发动机处于停机状态，ISG处于待机状态时，増程器才允许进行起动。
S502：监测是否有起动需求，若是，执行S503，否则执行S506。
增程器控制单元可以接收整车控制单元100发送的命令，在满足如下条件时确定有起动需求：
发动机紧急停机命令不使能、发动机停机命令不使能、发动机起动命令使能三个条件同时满足。
S503：判断发动机起动失败次数是否小于起动失败允许次数阈值，若是，执行S504，否则执行S505。
S504：増程器由停机工况切换至起动工况，进行起动操作。
S505：禁止起动，反馈“起动故障”。
增程器控制单元在发动机起动失败次数大于起动失败允许次数阈值时，确定増程器存在起动故障，禁止发动机再次进行起动，并向整车控制单元反馈发动机起动故障，整车控制单元接收到该信号后，不再发送发动机起动命令。只有整车重新上电后，増程器控制单元才会将故障标志位和起动失败次数进行复位，整车控制单元重新发送发动机起动命令。
S506：増程器保持停机状态。
本实施例中，发动机起动控制过程中，实时监测整车控制单元是否有停机需求，如果整车控制单元有停机请求，则中止发动机起动，以保证对整车控制单元的及时响应，保证可能发生故障的部件安全。在进行发电机拖动发动机之前，进行发动机停机状态保持，以保证喷油点火时发动机安全。发动机拖动目标转速阈值取发动机共振区转速和发动机怠速目标转速的较大值，既保证了发动机起动平顺性，又提高各环境下的发动机起动成功率。对转速控制过程中的发电机最大输出扭矩进行限制，为保证ISG转速控制时不产生过大的扭矩输出，以避免起动过程中可能出现ISG与发动机出现过大的反向作用力，导致増程器的损坏现象发生。另外，以整车控制单元发送的发电机限制功率作为最大输出扭矩限制因素，以保证整车驱动性能和电池可靠性。发动机起动完成后，发电机再退出拖动，保证了发动机起动成功率，避免发电机退出过早，导致发动机转速回落过快，难以起动的情况；发动机起动成功后发电机立即退出拖动，避免了发动机与发电机之间振动过大，可能会出现发动机和发电机反向作用力过大，导致发动机和发电机连接结构可能出现的断裂情况。
图6是本发明另一实施例提出的增程式电动汽车增程器起动控制装置的结构示意图，该装置60包括：第一监测模块601和第一中止模块602。
第一监测模块601，用于当增程器处于起动工况时，在发动机的起动过程中，监测是否有停机需求。
第一监测模块具体用于：
监测到如下项中的至少一项时，确定有停机需求：
发动机紧急停机命令使能；
发动机停机命令使能；
发动机起动命令不使能。
第一中止模块602，用于在有停机需求时，中止发动机起动。
一些实施例中，参见图7，该装置60还包括：
第一计时模块603，用于在没有停机需求时，对起动时间进行计时；
第二中止模块604，用于在计时得到的起动时间大于起动时间超时阈值时，中止发动机起动。
一些实施例中，参见图7，该装置60还包括：
第二计时模块605，用于当增程器处于起动工况时，在起动发动机时，保持发动机停机状态，并对保持停机状态计时；
拖动模块606，用于在计时得到的停机保持时间大于停机保持时间阈值时，发电机转速控制，拖动发动机；
起动模块607，用于在发电机转速大于发动机拖动目标转速阈值时，请求发动机起动。
所述发动机拖动目标转速阈值是：发动机共振区转速和发动机怠速目标转速中的较大值。
所述发电机在转速控制时输出的最大转矩绝对值是：根据整车控制单元输出的发电机最大输出功率计算得到的扭矩值和标定的发电机最大输出扭矩值中的较小值。
一些实施例中，参见图7，该装置60还包括：
退出拖动模块608，用于判断发动机是否起动完成，并在起动完成时，发电机退出拖动。
一些实施例中，参见图7，该装置60还包括：
第二监测模块609，用于当增程器处于停机工况时，监测是否存在发动机起动需求。
第二监测模块具体用于：监测到同时满足如下项时，确定有发动机起动需求：
发动机紧急停机命令不使能；
发动机停机命令不使能；
发动机起动命令使能。
切换模块610，用于在存在起动需求，且发动机起动失败次数小于起动失败允许次数阈值时，将增程器从停机工况切换为起动工况。
本实施例中各模块的具体内容可以参见上述方法实施例中的相关描述，在此不再赘述。
本实施例中，发动机起动控制过程中，实时监测整车控制单元是否有停机需求，如果整车控制单元有停机请求，则中止发动机起动，以保证对整车控制单元的及时响应，保证可能发生故障的部件安全。在进行发电机拖动发动机之前，进行发动机停机状态保持，以保证喷油点火时发动机安全。发动机拖动目标转速阈值取发动机共振区转速和发动机怠速目标转速的较大值，既保证了发动机起动平顺性，又提高各环境下的发动机起动成功率。对转速控制过程中的发电机最大输出扭矩进行限制，为保证ISG转速控制时不产生过大的扭矩输出，以避免起动过程中可能出现ISG与发动机出现过大的反向作用力，导致増程器的损坏现象发生。另外，以整车控制单元发送的发电机限制功率作为最大输出扭矩限制因素，以保证整车驱动性能和电池可靠性。发动机起动完成后，发电机再退出拖动，保证了发动机起动成功率，避免发电机退出过早，导致发动机转速回落过快，难以起动的情况；发动机起动成功后发电机立即退出拖动，避免了发动机与发电机之间振动过大，可能会出现发动机和发电机反向作用力过大，导致发动机和发电机连接结构可能出现的断裂情况。
需要说明的是，在本发明的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。此外，在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是指至少两个。
流程图中或在此以其他方式描述的任何过程或方法描述可以被理解为，表示包括一个或更多个用于实现特定逻辑功能或过程的步骤的可执行指令的代码的模块、片段或部分，并且本发明的优选实施方式的范围包括另外的实现，其中可以不按所示出或讨论的顺序，包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序，来执行功能，这应被本发明的实施例所属技术领域的技术人员所理解。
应当理解，本发明的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中，多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行系统执行的软件或固件来实现。例如，如果用硬件来实现，和在另一实施方式中一样，可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现：具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列(PGA)，现场可编程门阵列(FPGA)等。
本技术领域的普通技术人员可以理解实现上述实施例方法携带的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，该程序在执行时，包括方法实施例的步骤之一或其组合。
此外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理模块中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。所述集成的模块如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，也可以存储在一个计算机可读取存储介质中。
上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (14)

1.一种增程式电动汽车增程器起动控制方法，其特征在于，包括：
当增程器处于起动工况时，在发动机的起动过程中，监测是否有停机需求；
如果有停机需求，中止发动机起动。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述监测是否有停机需求，包括：
监测到如下项中的至少一项时，确定有停机需求：
发动机紧急停机命令使能；
发动机停机命令使能；
发动机起动命令不使能。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：
在没有停机需求时，对起动时间进行计时；
如果计时得到的起动时间大于起动时间超时阈值，中止发动机起动。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：
当增程器处于起动工况时，在起动发动机时，保持发动机停机状态，并对保持停机状态计时；
如果计时得到的停机保持时间大于停机保持时间阈值，发电机转速控制，拖动发动机；
如果发电机转速大于发动机拖动目标转速阈值，请求发动机起动。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述发动机拖动目标转速阈值是：发动机共振区转速和发动机怠速目标转速中的较大值。
6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述发电机在转速控制时输出的最大转矩绝对值是：根据整车控制单元输出的发电机最大输出功率计算得到的扭矩值和标定的发电机最大输出扭矩值中的较小值。
7.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，还包括：
判断发动机是否起动完成；
如果起动完成，发电机退出拖动。
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：
当增程器处于停机工况时，监测是否存在发动机起动需求；
如果存在起动需求，且发动机起动失败次数小于起动失败允许次数阈值，将增程器从停机工况切换为起动工况。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述监测是否存在发动机起动需求，包括：
监测到同时满足如下项时，确定有发动机起动需求：
发动机紧急停机命令不使能；
发动机停机命令不使能；
发动机起动命令使能。
10.一种增程式电动汽车增程器起动控制装置，其特征在于，包括：
第一监测模块，用于当增程器处于起动工况时，在发动机的起动过程中，监测是否有停机需求；
第一中止模块，用于在有停机需求时，中止发动机起动。
11.根据权利要求10所述的装置，其特征在于，还包括：
第一计时模块，用于在没有停机需求时，对起动时间进行计时；
第二中止模块，用于在计时得到的起动时间大于起动时间超时阈值时，中止发动机起动。
12.根据权利要求10所述的装置，其特征在于，还包括：
第二计时模块，用于当增程器处于起动工况时，在起动发动机时，保持发动机停机状态，并对保持停机状态计时；
拖动模块，用于在计时得到的停机保持时间大于停机保持时间阈值时，发电机转速控制，拖动发动机；
起动模块，用于在发电机转速大于发动机拖动目标转速阈值时，请求发动机起动。
13.根据权利要求12所述的装置，其特征在于，还包括：
退出拖动模块，用于判断发动机是否起动完成，并在起动完成时，发电机退出拖动。
14.根据权利要求10所述的装置，其特征在于，还包括：
第二监测模块，用于当增程器处于停机工况时，监测是否存在发动机起动需求；
切换模块，用于在存在起动需求，且发动机起动失败次数小于起动失败允许次数阈值时，将增程器从停机工况切换为起动工况。
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