CN105774571A - 增程式电动汽车及其发动机起动控制方法、系统 - Google Patents

增程式电动汽车及其发动机起动控制方法、系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种增程式电动汽车及其发动机起动控制方法、系统，该控制方法包括：当增程器处于停机工况时，APU获取发动机紧急停机命令、发动机停机命令和发动机起动命令的状态；APU判断发动机紧急停机命令是否不使能、发动机停机命令是否不使能且是否收到发动机起动命令；如果发动机紧急停机命令不使能、发动机停机命令不使能且收到发动机起动命令，APU进一步判断起动失败次数是否小于起动失败次数允许阈值；如果APU判断起动失败次数小于起动失败次数允许阈值，则将增程器切换至起动工况。该发动机起动控制方法，在对发动机起动控制时，检测是否有停机需求或有起动故障，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。

Description

增程式电动汽车及其发动机起动控制方法、系统
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的发动机起动控制方法、系统和增程式电动汽车。
背景技术
相关技术中增程式电动汽车，在对发动机进行起动控制时所考虑的因素较为简单，不能根据起动过程中的一些需求(例如，停机需求等)进行响应，从而导致增程式电动汽车的使用体验不佳。
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的发动机起动控制方法，该方法在对发动机起动控制时，检测是否有停机需求或有起动故障，如果没有则控制增程器切换至起动工况，如果有则禁止发动机起动，控制增程器保持停机工况，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。
本发明的第二个目的在于提出一种增程式电动汽车的发动机起动控制系统。
本发明的第三个目的在于提出一种增程式电动汽车。
为了实现上述目的，本发明第一方面实施例的增程式电动汽车的发动机起动控制方法，所述增程式电动汽车的发动机起动控制系统包括整车控制单元VCU、发动机控制单元EMS、发电机控制单元GCU、增程器控制单元APU、发电机和发动机，所述方法包括以下步骤：当增程器处于停机工况时，所述APU获取发动机紧急停机命令、发动机停机命令和发动机起动命令的状态；所述APU判断所述发动机紧急停机命令是否不使能、所述发动机停机命令是否不使能且是否收到所述发动机起动命令；如果所述发动机紧急停机命令不使能、所述发动机停机命令不使能且收到所述发动机起动命令，所述APU则进一步判断起动失败次数是否小于起动失败次数允许阈值；如果所述APU判断所述起动失败次数小于所述起动失败次数允许阈值，则将所述增程器切换至起动工况。
根据本发明实施例的增程式电动汽车的发动机起动控制方法，在对发动机起动控制时，检测是否有停机需求或有起动故障，如果没有则控制增程器切换至起动工况，如果有则禁止发动机起动，控制增程器保持停机工况，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。
在本发明的一个实施例中，还包括：如果所述发动机紧急停机命令使能、所述发动机停机命令使能或未收到所述发动机起动命令，所述APU则将所述增程器保持为停机工况。
在本发明的一个实施例中，还包括：如果所述APU判断所述起动失败次数大于或等于所述起动失败次数允许阈值，则禁止所述发动机起动，并进行故障提醒。
在本发明的一个实施例中，还包括：当所述增程器处于起动工况时，所述APU判断所述发动机的停机时间是否大于停机保持时间阈值；如果所述APU判断所述发动机的停机时间大于所述停机保持时间阈值，则通过所述GCU控制所述发电机处于转速控制模式以拖动所述发动机；所述APU判断所述发电机转速是否大于拖动目标转速阈值；如果判断所述发电机转速大于所述拖动目标转速阈值，所述APU则通过所述GCU控制所述发电机退出拖动；所述APU通过所述EMS控制所述发动机点火。
在本发明的一个实施例中，还包括：当所述增程器处于起动工况时，所述APU获取发动机紧急停机命令、发动机停机命令和发动机起动命令的状态；所述APU判断所述发动机紧急停机命令是否使能、所述发动机停机命令是否使能或是否未收到所述发动机起动命令；如果所述APU判断所述发动机紧急停机命令不使能且所述发动机停机命令不使能且收到所述发动机起动命令，所述APU则计算起动时间；所述APU判断所述起动时间是否大于起动超时阈值；如果所述APU判断所述起动时间不大于所述起动超时阈值，则进一步判断所述发动机起动是否完成；如果所述APU判断所述发动机起动完成，则对起动失败次数进行复位。
在本发明的一个实施例中，还包括：如果所述APU判断所述起动时间大于所述起动超时阈值，则将所述起动失败次数加一；以及所述APU将所述增程器切换至停机工况。
在本发明的一个实施例中，还包括：如果所述APU判断所述发动机紧急停机命令使能、所述发动机停机命令使能或未收到所述发动机起动命令，则将所述增程器切换至停机工况。
为了实现上述目的，本发明第二方面实施例的增程式电动汽车的发动机起动控制系统，包括：整车控制单元VCU、发动机控制单元EMS、发电机控制单元GCU、增程器控制单元APU、发电机和发动机，其中，所述VCU、所述EMS、所述GCU和所述APU之间通过汽车CAN网络进行通信连接，所述发电机分别与所述GCU和所述发动机相连，所述发动机和所述EMS相连，其中，所述VCU用于输出发动机紧急停机命令、发动机停机命令或发动机起动命令；所述APU用于在增程式电动汽车的增程器处于停机工况时，获取所述发动机紧急停机命令、所述发动机停机命令和所述发动机起动命令的状态，并在判断所述发动机紧急停机命令不使能、所述发动机停机命令不使能且收到所述发动机起动命令时，进一步判断起动失败次数是否小于起动失败次数允许阈值，并在判断所述起动失败次数小于所述起动失败次数允许阈值时控制所述增程器切换至起动工况。
根据本发明实施例的增程式电动汽车的发动机起动控制系统，在对发动机起动控制时，检测是否有停机需求或有起动故障，如果没有则控制增程器切换至起动工况，如果有则禁止发动机起动，控制增程器保持停机工况，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。
在本发明的一个实施例中，所述APU还用于在判断所述发动机紧急停机命令使能、所述发动机停机命令使能或未收到所述发动机起动命令时，控制所述增程器保持所述停机工况。
在本发明的一个实施例中，所述APU还用于在判断所述起动失败次数大于或等于所述起动失败次数允许阈值时禁止所述发动机启动，并将故障提醒信号发送至所述VCU。
在本发明的一个实施例中，所述APU还用于在所述增程器处于起动工况时，判断所述发动机的停机时间是否大于停机保持时间阈值，并在判断所述发动机的停机时间大于所述停机保持时间阈值时将转速控制命令发送至所述GCU；所述GCU用于根据所述转速控制命令控制所述发电机处于转速控制模式以拖动所述发动机；所述APU还用于在判断所述发电机转速大于所述拖动目标转速阈值时将待机命令发送至所述GCU，以使所述GCU控制所述发电机退出拖动，以及将发动机停机请求禁止命令和发动机起动请求使能命令发送至所述EMS，以使所述EMS控制所述发动机点火。
在本发明的一个实施例中，所述APU还用于在所述增程器处于起动工况时，获取发动机紧急停机命令、发动机停机命令和发动机起动命令的状态，并在判断所述发动机紧急停机命令不使能、且所述发动机停机命令不使能且收到所述发动机起动命令时计算起动时间，并在判断所述起动时间不大于起动超时阈值时进一步判断所述发动机起动是否完成，以及在判断所述发动机起动完成时对所述起动失败次数进行复位。
在本发明的一个实施例中，所述APU还用于在判断所述起动时间大于所述起动超时阈值时将所述起动失败次数加一，并控制所述增程器切换至停机工况。
在本发明的一个实施例中，所述APU还用于在判断所述发动机紧急停机命令使能、所述发动机停机命令使能或未收到所述发动机起动命令时将所述增程器切换至停机工况。
为了实现上述目的，本发明第三方面实施例的增程式电动汽车，包括本发明第二方面实施例的发动机起动控制系统。
本发明实施例的增程式电动汽车，由于具有了该发动机起动控制系统，针对起动过程中的停机需求进行及时响应，保证了可能发生故障的部件安全；还提升了发动机起动平顺性，提高了各环境下的发动机起动成功率，从而提升了增程式电动汽车的驾驶体验。
附图说明
图1是根据本发明一个实施例的增程式电动汽车的发动机起动控制系统的方框示意图；
图2A是根据本发明一个实施例的增程式电动汽车的发动机启动控制方法的流程图；
图2B是根据本发明一个具体实施例的增程式电动汽车的发动机启动控制方法的流程图；
图3是根据本发明另一个具体实施例的增程式电动汽车的发动机启动控制方法的流程图；
图4是根据本发明又一个具体实施例的增程式电动汽车的发动机启动控制方法的流程图。
附图标记：
整车控制单元100、增程器控制单元200、发电机控制单元300、发动机控制单元400、发电机500和发动机600。
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元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
下面结合附图描述本发明实施例的增程式电动汽车的发动机启动控制方法、系统和增程式电动汽车。
其中，如图1所示，增程式电动汽车的发动机起动控制系统包括整车控制单元VCU、发动机控制单元EMS、发电机控制单元GCU、增程器控制单元APU、发电机和发动机。其中，发动机控制单元EMS、发电机控制单元GCU、发电机和发动机构成增程器。
VCU、EMS、GCU和APU之间通过汽车CAN网络建立通信连接，发电机和发动机直连在一起。
图2A是根据本发明一个实施例的增程式电动汽车的发动机启动控制方法的流程图。其中，如图2A所示，本发明实施例的发动机启动控制方法，包括以下步骤：
S1，当增程器处于停机工况时，APU获取发动机紧急停机命令、发动机停机命令和发动机起动命令的状态。
具体地，整车控制单元VCU检测对驾驶汽车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。
更具体地，增程器控制单元APU获取发动机紧急停机命令、发动机停机命令和发动机起动命令的状态。
S2，APU判断发动机紧急停机命令是否不使能、发动机停机命令是否不使能且是否收到发动机起动命令。
S3，如果发动机紧急停机命令不使能、发动机停机命令不使能且收到发动机起动命令，APU则进一步判断起动失败次数是否小于起动失败次数允许阈值。
具体地，当APU判断发动机紧急停机命令不使能、发动机停机命令不使能且接收到发动机起动命令时，APU进一步进行起动失败次数判断，也就是判断起动失败次数是否小于起动失败次数允许阈值。
S4，如果APU判断起动失败次数小于起动失败次数允许阈值，则将增程器切换至起动工况。
具体地，如果APU判断起动失败次数小于起动失败次数允许阈值，则将增程器切换至起动工况，进行起动操作。
在本发明的一个实施例中，还包括：S5，如果发动机紧急停机命令使能、发动机停机命令使能或未收到发动机起动命令，APU则将增程器保持为停机工况。
在本发明的一个实施例中，还包括：S6，如果APU判断起动失败次数大于或等于起动失败次数允许阈值，则禁止发动机起动，并进行故障提醒。
具体地，如果APU判断起动失败次数大于或等于起动失败次数允许阈值，则认为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VCU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APU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VCU重新发送发动机起动命令。
具体地，如图2B所示，在本发明的一个具体实施例中，发动机起动控制方法包括以下步骤：
S201，増程器处于停机工况。
具体地，只有当増程器处于停机状态，即发动机处于停机状态，发电机处于待机状态时，増程器才允许进行起动。
S202，整车控制单元起停控制命令判断。
具体地，APU判断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是否同时满足(即是否满足紧急停机＝0&&停机＝0&&起动＝1)，如果是，则跳转至S203；否则，跳转至S206。
S203，起动失败次数判断。即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。
具体地，当发动机起动失败次数小于起动失败允许次数阈值时，跳转至S204；否则，跳转至S205。
S204，増程器状态切换至起动工况，进行起动操作。
S205，禁止发动机起动，并向整车控制单元反馈“起动故障”。
具体地，当发动机起动失败次数大于或等于起动失败允许次数阈值时认为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。
S206，増程器保持停机状态。
本发明实施例的发动机起动控制方法，在对发动机起动控制时，检测是否有停机需求或有起动故障，如果没有则控制增程器切换至起动工况，如果有则禁止发动机起动，控制增程器保持停机工况，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。
下面对本发明一个实施例的起动工况下发动机起动过程进行说明。
在本发明的一个实施例中，发动机启动控制方法还包括：当增程器处于起动工况时，APU判断发动机的停机时间是否大于停机保持时间阈值；如果APU判断发动机的停机时间大于停机保持时间阈值，则通过GCU控制发电机处于转速控制模式以拖动发动机；APU判断发电机转速是否大于拖动目标转速阈值；如果判断发电机转速大于拖动目标转速阈值，APU则通过GCU控制发电机退出拖动；APU通过EMS控制发动机点火。
具体地，如图3所示，在本发明的一个具体实施例中，发动机启动控制方法还包括以下步骤：
S301，增程器处于起动工况。
S302，APU进行停机保持计时。也就是APU对发动机的停机时间进行计时。
具体地，当增程器处于起动工况时，进行停机状态保持计时。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。
S303，APU判断发动机的停机时间是否大于停机保持时间阈值。如果是，则跳转至S304，否则返回执行S302。
S304，如果APU判断发动机的停机时间大于停机保持时间阈值，则通过GCU控制发电机处于转速控制模式以拖动发动机。
具体地，如果APU判断发动机的停机时间大于停机保持时间阈值，则认为停机保持状态完成，那么，APU对发电机进行发电机转速控制，以拖动发动机。
更具体地，APU发送转速控制命令给发电机控制单元GCU，GCU控制发电机(即图1中的ISG)工作于转速控制模式，以拖动发动机。
其中，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EMS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各转速的最大值。发电机控制单元GCU控制发电机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，APU以整车控制单元VCU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。APU将根据VCU发送的发电机最大输出功率计算出的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。
S305，APU判断发电机转速是否大于拖动目标转速阈值。如果是，执行S306，如果否，返回S305继续判断。
具体地，APU还监测发电机转速，判断发电机转速是否达到发动机拖动目标转速阈值。
S306，如果判断发电机转速大于拖动目标转速阈值，APU则通过GCU控制发电机退出拖动。
具体地，当判断发电机转速大于发动机拖动目标转速阈值时，判定发动机拖动完成，那么，APU则通过GCU控制发电机退出拖动。发电机将发动机拖动至拖动目标转速后，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。
更具体地，当判断发电机转速大于发动机拖动目标转速阈值时，APU发送待机命令、发电机目标转速为0至GCU，GCU则控制ISG进入待机随转状态，退出拖动发动机。
S307，APU通过EMS控制发动机点火。
具体地，APU请求起动发动机，进行喷油点火控制。
更具体地，APU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EMS，EMS控制发动机喷油点火。
S308，APU判断起动是否完成。如果是，则结束，如果否，返回S308继续判断。
具体地，APU实时监测EMS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；否则，继续等待发动机起动成功标志位置位。
本发明实施例的发动机起动控制方法，在发电机拖动发动机之前，进行发动机停机状态保持及判断，以保证喷油点火时发动机安全；对发动机拖动目标转速阈值选取策略，既保证了发动机起动平顺性，又提高了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，避免増程器的损坏现象发生；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，保证了整车驱动性能和电池可靠性。
下面对本发明一个实施例的起动工况下中止发动机起动的情况进行说明。其中，能够中止发动机起动因素主要包括起动过程中的停机需求和起动计时超时。当这两种条件满足时，会中止发动机起动过程。下面进行详细说明。
在本发明的一个实施例中，还包括：当增程器处于起动工况时，APU获取发动机紧急停机命令、发动机停机命令和发动机起动命令的状态；APU判断发动机紧急停机命令是否使能、发动机停机命令是否使能或是否未收到发动机起动命令；如果APU判断发动机紧急停机命令不使能且发动机停机命令不使能且收到发动机起动命令，APU则计算起动时间；APU判断起动时间是否大于起动超时阈值；如果APU判断起动时间不大于起动超时阈值，则进一步判断发动机起动是否完成；如果APU判断发动机起动完成，则对起动失败次数进行复位。
其中，如果APU判断起动时间大于起动超时阈值，则将起动失败次数加一，并将增程器切换至停机工况。
另外，如果APU判断发动机紧急停机命令使能、发动机停机命令使能或未收到发动机起动命令，则将增程器切换至停机工况。
具体地，如图4所示，在本发明的一个具体实施例中，发动机启动控制方法还包括以下步骤：
S401，增程器处于起动工况时。
S402，增程器控制单元进行停机需求判断。
具体地，APU获取发动机紧急停机命令、发动机停机命令和发动机起动命令的状态。当增程器处于起动工况时，APU进行停机需求判断，该步骤为起动过程中实时执行。其中，紧急停机＝1代表发动机紧急停机命令使能，紧急停机＝0代表发动机紧急停机命令不使能；停机＝1代表发动机停机命令使能，停机＝0代表发动机停机命令不使能；起动＝1代表接收到发动机起动命令，起动＝0代表未接收到发动机起动命令。
更具体地，在发动机起动过程中进行停机需求判断，APU检测发动机紧急停机命令、发动机停机命令和发动机起动命令是否满足下列三个条件中的任意一个：发动机紧急停机命令使能、发动机停机命令使能或者未接收到发动机起动命令。如果是，则判定整车控制单元VCU具有停机需求，则跳转至步骤S408，否则，执行步骤S403。
S403，起动时间计时。
具体地，当APU检测到发动机紧急停机命令不使能、且发动机停机命令不使能、且发动机起动命令使能(即收到发动机启动命令)时(即紧急停机＝0且停机＝0且起动＝1)，APU判定起动过程中无停机需求，则进行即计算起动时间。该步骤为起动过程中实时执行。在起动过程中，进行起动总时间计时。
S404，起动时间超时判断。即APU判断起动时间是否大于起动超时阈值。
具体地，APU进行起动时间超时判断，该步骤为起动过程中实时执行。也就是APU判断起动时间是否超过起动时间超时阈值。如果判断起动时间大于起动超时阈值，则执行S405；如果判断起动时间不大于起动超时阈值，则执行S406。
S405，如果起动时间大于起动超时阈值，则判定起动失败，并将起动失败次数加一。执行完S405后，执行S408。
S406，判断发动机起动是否完成。如果完成，则执行S407，如果未完成，则返回S401循环执行。
具体地，如果APU判断起动时间不大于起动超时阈值，则进一步判断发动机起动是否完成。
更具体地，APU实时监测发动机控制单元EMS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。
S407，如果APU判断发动机起动完成，则对起动失败次数进行复位。
具体地，当APU判断发动机起动完成时，对起动失败次数进行复位。以免影响下一次发动机起动判断。
S408，APU将增程器切换至停机工况。
具体地，APU控制增程器进入停机状态，等待下一次起动命令。
为了实现上述实施例，本发明还提出了一种增程式电动汽车的发动机起动控制系统。
如图1所示，本发明实施例的增程式电动汽车的发动机起动控制系统，包括：整车控制单元(VCU)100、增程器控制单元(APU)200、发电机控制单元(GCU)300、发动机控制单元(EMS)400、发电机500(即图1中的ISG)和发动机600。其中，整车控制单元100、增程器控制单元200、发电机控制单元300和发动机控制单元400之间通过汽车CAN网络进行通信连接，发电机500分别与发电机控制单元300和发动机600相连，发动机600和发动机控制单元400相连。
其中，发动机控制单元400、发电机控制单元300、发电机500和发动机600构成增程器。发电机500和发动机600直连在一起。
整车控制单元100用于输出发动机紧急停机命令、发动机停机命令或发动机起动命令。
具体地，整车控制单元100检测对驾驶汽车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。
增程器控制单元200用于在增程式电动汽车的增程器处于停机工况时，获取发动机紧急停机命令、发动机停机命令和发动机起动命令的状态，并在判断发动机紧急停机命令不使能、发动机停机命令不使能且收到发动机起动命令时，进一步判断起动失败次数是否小于起动失败次数允许阈值，并在判断起动失败次数小于起动失败次数允许阈值时控制增程器切换至起动工况。
具体地，增程器控制单元200获取发动机紧急停机命令、发动机停机命令和发动机起动命令的状态。当增程器控制单元200判断发动机紧急停机命令不使能、发动机停机命令不使能且接收到发动机起动命令时，进一步进行起动失败次数判断，也就是判断起动失败次数是否小于起动失败次数允许阈值，当判断起动失败次数小于起动失败次数允许阈值，则将增程器切换至起动工况，进行起动操作。
在本发明的一个实施例中，增程器控制单元200还用于在判断发动机600紧急停机命令使能、发动机停机命令使能或未收到发动机起动命令时，控制增程器保持停机工况。
在本发明的一个实施例中，增程器控制单元200还用于在判断起动失败次数大于或等于起动失败次数允许阈值时禁止发动机600启动，并将故障提醒信号发送至整车控制单元100。
具体地，如果增程器控制单元200判断起动失败次数大于或等于起动失败次数允许阈值，则认为増程器存在起动故障，禁止发动机600再次进行起动，并向整车控制单元100反馈发动机600起动故障，整车控制单元100接收到该信号后，不再发送发动机600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100重新发送发动机600起动命令。
本发明实施例的发动机起动控制系统，在对发动机起动控制时，检测是否有停机需求或有起动故障，如果没有则控制增程器切换至起动工况，如果有则禁止发动机起动，控制增程器保持停机工况，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。
下面对本发明一个实施例的起动工况下发动机600起动过程进行说明。
在本发明的一个实施例中，增程器控制单元200还用于在增程器处于起动工况时，判断发动机600的停机时间是否大于停机保持时间阈值，并在判断发动机600的停机时间大于停机保持时间阈值时将转速控制命令发送至发电机控制单元300；
发电机控制单元300用于根据转速控制命令控制发电机500处于转速控制模式以拖动发动机600；
增程器控制单元200还用于在判断发电机500转速大于拖动目标转速阈值时将待机命令发送至发电机控制单元300，以使发电机控制单元300控制发电机500退出拖动，以及将发动机停机请求禁止命令和发动机起动请求使能命令发送至发动机控制单元400，以使发动机控制单元400控制发动机600点火。
具体地，当增程器处于起动工况时，进行停机状态保持计时。假设发动机600停机未稳定，可能会出现发动机600反弹现象出现，此时若进行喷油点火，可能会导致发动机600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600起动前，増程器处于稳定停机状态。
进一步地，增程器控制单元200判断发动机600的停机时间是否大于停机保持时间阈值。如果判断发动机600的停机时间大于停机保持时间阈值，则认为停机保持状态完成，那么，增程器控制单元200对发电机500进行发电机500转速控制，以拖动发动机600。增程器控制单元200发送转速控制命令给发电机控制单元300，发电机控制单元300控制发电机500(即图1中的ISG)工作于转速控制模式，以拖动发动机600。
其中，发动机600拖动目标转速阈值考虑以下几个因素：首先，要高于发动机600共振区转速，避免起动过程中发动机600振动过大；其次，要参考发动机控制单元400根据当前环境温度、大气压力等因素综合判断出的发动机600怠速目标转速。发动机600拖动目标转速阈值取以上各转速的最大值。发电机控制单元300控制发电机500按照发动机拖动目标转速阈值工作于转速控制模式，拖动与发电机500直连的发动机600共同运转。
同时，为保证发电机500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发电机500与发动机600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500最大输出扭矩进行限制。另外，增程器控制单元200以整车控制单元100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。增程器控制单元200将根据整车控制单元100发送的发电机最大输出功率计算出的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500输出的最大转矩绝对值。
本发明实施例的发动机起动控制系统，在发电机500拖动发动机600之前，进行发动机600停机状态保持及判断，以保证喷油点火时发动机600安全；对发动机拖动目标转速阈值选取策略，既保证了发动机起动平顺性，又提高了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，避免増程器的损坏现象发生；以整车控制单元100发送的发电机限制功率作为最大输出扭矩限制因素，保证了整车驱动性能和电池可靠性。
下面对本发明一个实施例的起动工况下中止发动机起动的情况进行说明。其中，能够中止发动机600起动因素主要包括起动过程中的停机需求和起动计时超时。当这两种条件满足时，会中止发动机600起动过程。下面进行详细说明。
在本发明的一个实施例中，增程器控制单元200还用于在增程器处于起动工况时，获取发动机紧急停机命令、发动机停机命令和发动机起动命令的状态，并在判断发动机紧急停机命令不使能、且发动机停机命令不使能且收到发动机起动命令时计算起动时间，并在判断起动时间不大于起动超时阈值时进一步判断发动机600起动是否完成，以及在判断发动机600起动完成时对起动失败次数进行复位。
具体地，当增程器处于起动工况时，增程器控制单元200进行停机需求判断，增程器控制单元200检测发动机紧急停机命令，发动机停机命令和发动机起动命令三个条件。其中，紧急停机＝1代表发动机紧急停机命令使能，紧急停机＝0代表发动机紧急停机命令不使能；停机＝1代表发动机停机命令使能，停机＝0代表发动机停机命令不使能；起动＝1代表接收到发动机起动命令，起动＝0代表未接收到发动机起动命令。
更具体地，当判断紧急停机＝0、停机＝0、起动＝1同时满足时，则判定整车控制单元100没有停机需求，则进行起动时间计时。当增程器控制单元200判断起动时间没有超过起动时间超时阈值时进一步判断发动机600起动是否完成，如果判断发动机600起动完成，则对起动失败次数进行复位。
在本发明的一个实施例中，增程器控制单元200还用于在判断起动时间大于起动超时阈值时将起动失败次数加一，并控制增程器切换至停机工况。
在本发明的一个实施例中，增程器控制单元200还用于在判断发动机紧急停机命令使能、发动机停机命令使能或未收到发动机起动命令时将增程器切换至停机工况。
具体地，当增程器控制单元200判断紧急停机＝1、停机＝1、起动＝0这三个条件中任意一个满足时，判定整车控制单元100具有停机需求，则将增程器切换至停机工况。
为了实现上述实施例，本发明还提出了一种增程式电动汽车。该增程式电动汽车，包括上述实施例的发动机启动控制系统。
本发明实施例的增程式电动汽车，由于具有了该发动机启动控制系统，针对起动过程中的停机需求进行及时响应，保证了可能发生故障的部件安全；还提升了发动机起动平顺性，提高了各环境下的发动机起动成功率，从而提升了增程式电动汽车的驾驶体验。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
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必须针对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一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
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 (15)

1.一种增程式电动汽车的发动机起动控制方法，其特征在于，所述增程式电动汽车的发动机起动控制系统包括整车控制单元VCU、发动机控制单元EMS、发电机控制单元GCU、增程器控制单元APU、发电机和发动机，所述发动机起动控制方法包括以下步骤：
当增程器处于停机工况时，所述APU获取发动机紧急停机命令、发动机停机命令和发动机起动命令的状态；
所述APU判断所述发动机紧急停机命令是否不使能、所述发动机停机命令是否不使能且是否收到所述发动机起动命令；
如果所述发动机紧急停机命令不使能、所述发动机停机命令不使能且收到所述发动机起动命令，所述APU则进一步判断起动失败次数是否小于起动失败次数允许阈值；
如果所述APU判断所述起动失败次数小于所述起动失败次数允许阈值，则将所述增程器切换至起动工况。
2.如权利要求1所述的增程式电动汽车的发动机起动控制方法，其特征在于，还包括：
如果所述发动机紧急停机命令使能、所述发动机停机命令使能或未收到所述发动机起动命令，所述APU则将所述增程器保持为停机工况。
3.如权利要求1所述的增程式电动汽车的发动机起动控制方法，其特征在于，还包括：
如果所述APU判断所述起动失败次数大于或等于所述起动失败次数允许阈值，则禁止所述发动机起动，并进行故障提醒。
4.如权利要求1所述的增程式电动汽车的发动机起动控制方法，其特征在于，还包括：
当所述增程器处于起动工况时，所述APU判断所述发动机的停机时间是否大于停机保持时间阈值；
如果所述APU判断所述发动机的停机时间大于所述停机保持时间阈值，则通过所述GCU控制所述发电机处于转速控制模式以拖动所述发动机；
所述APU判断所述发电机转速是否大于拖动目标转速阈值；
如果判断所述发电机转速大于所述拖动目标转速阈值，所述APU则通过所述GCU控制所述发电机退出拖动；
所述APU通过所述EMS控制所述发动机点火。
5.如权利要求1所述的增程式电动汽车的发动机起动控制方法，其特征在于，还包括：
当所述增程器处于起动工况时，所述APU获取发动机紧急停机命令、发动机停机命令和发动机起动命令的状态；
所述APU判断所述发动机紧急停机命令是否使能、所述发动机停机命令是否使能或是否未收到所述发动机起动命令；
如果所述APU判断所述发动机紧急停机命令不使能且所述发动机停机命令不使能且收到所述发动机起动命令，所述APU则计算起动时间；
所述APU判断所述起动时间是否大于起动超时阈值；
如果所述APU判断所述起动时间不大于所述起动超时阈值，则进一步判断所述发动机起动是否完成；
如果所述APU判断所述发动机起动完成，则对起动失败次数进行复位。
6.如权利要求5所述的增程式电动汽车的发动机起动控制方法，其特征在于，还包括：
如果所述APU判断所述起动时间大于所述起动超时阈值，则将所述起动失败次数加一；以及
所述APU将所述增程器切换至停机工况。
7.如权利要求5所述的增程式电动汽车的发动机起动控制方法，其特征在于，还包括：
如果所述APU判断所述发动机紧急停机命令使能、所述发动机停机命令使能或未收到所述发动机起动命令，则将所述增程器切换至停机工况。
8.一种增程式电动汽车的发动机启动控制系统，其特征在于，包括：整车控制单元VCU、发动机控制单元EMS、发电机控制单元GCU、增程器控制单元APU、发电机和发动机，其中，所述VCU、所述EMS、所述GCU和所述APU之间通过汽车CAN网络进行通信连接，所述发电机分别与所述GCU和所述发动机相连，所述发动机和所述EMS相连，
其中，所述VCU用于输出发动机紧急停机命令、发动机停机命令或发动机起动命令；
所述APU用于在增程式电动汽车的增程器处于停机工况时，获取所述发动机紧急停机命令、所述发动机停机命令和所述发动机起动命令的状态，并在判断所述发动机紧急停机命令不使能、所述发动机停机命令不使能且收到所述发动机起动命令时，进一步判断起动失败次数是否小于起动失败次数允许阈值，并在判断所述起动失败次数小于所述起动失败次数允许阈值时控制所述增程器切换至起动工况。
9.如权利要求8所述的增程式电动汽车的发动机启动控制系统，其特征在于，所述APU还用于在判断所述发动机紧急停机命令使能、所述发动机停机命令使能或未收到所述发动机起动命令时，控制所述增程器保持所述停机工况。
10.如权利要求8所述的增程式电动汽车的发动机启动控制系统，其特征在于，所述APU还用于在判断所述起动失败次数大于或等于所述起动失败次数允许阈值时禁止所述发动机启动，并将故障提醒信号发送至所述VCU。
11.如权利要求8所述的增程式电动汽车的发动机启动控制系统，其特征在于，
所述APU还用于在所述增程器处于起动工况时，判断所述发动机的停机时间是否大于停机保持时间阈值，并在判断所述发动机的停机时间大于所述停机保持时间阈值时将转速控制命令发送至所述GCU；
所述GCU用于根据所述转速控制命令控制所述发电机处于转速控制模式以拖动所述发动机；
所述APU还用于在判断所述发电机转速大于所述拖动目标转速阈值时将待机命令发送至所述GCU，以使所述GCU控制所述发电机退出拖动，以及将发动机停机请求禁止命令和发动机起动请求使能命令发送至所述EMS，以使所述EMS控制所述发动机点火。
12.如权利要求8所述的增程式电动汽车的发动机启动控制系统，其特征在于，所述APU还用于在所述增程器处于起动工况时，获取发动机紧急停机命令、发动机停机命令和发动机起动命令的状态，并在判断所述发动机紧急停机命令不使能、且所述发动机停机命令不使能且收到所述发动机起动命令时计算起动时间，并在判断所述起动时间不大于起动超时阈值时进一步判断所述发动机起动是否完成，以及在判断所述发动机起动完成时对所述起动失败次数进行复位。
13.如权利要求12所述的增程式电动汽车的发动机启动控制系统，其特征在于，所述APU还用于在判断所述起动时间大于所述起动超时阈值时将所述起动失败次数加一，并控制所述增程器切换至停机工况。
14.如权利要求12所述的增程式电动汽车的发动机启动控制系统，其特征在于，所述APU还用于在判断所述发动机紧急停机命令使能、所述发动机停机命令使能或未收到所述发动机起动命令时将所述增程器切换至停机工况。
15.一种增程式电动汽车，其特征在于，包括：如权利要求8-14中任一项所述的发动机启动控制系统。
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