CN105905108B - 一种基于p2混合动力传动系统的整车起步方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及动力传动技术领域，提供一种基于P2混合动力传动系统的整车起步方法，所述方法包括：控制将混动离合器C0的压力提升至消除摩擦片之间间隙所需要的控制压力值；通过混动离合器C0的压力将电机的转矩输出到发动机上；控制混动离合器C0的压力调整至小压力，控制发动机自行点火启动；通过提升混动离合器的压力，逐步降低发动机转速；当发动机的转速变化率小于预先设定的变化率阈值时，控制逐步降低混动离合器C0的滑差；按照预定的斜率提升混动离合器的压力；控制将混动离合器的压力提升至最大闭锁压力，控制发动机和电机共同驱动整车起步，从而实现纯发动机模式下整车的平稳起步，节省了发动机启动电机的成本。

Description

一种基于P2混合动力传动系统的整车起步方法

技术领域

本发明属于动力传动技术领域，尤其涉及一种基于P2混合动力传动系统的整车起步方法。

背景技术

混合动力汽车的燃油经济性能高，而且行驶性能优越，而且在起步、加速时，由于有驱动电机的辅助，所以可以降低油耗，简单地说，就是与同样大小的汽车相比，燃油费用更低。而且辅助发动机的驱动电机可以在启动的瞬间产生强大的动力，因此，车主可以享受更强劲的起步、加速。同时，还能实现较高水平的燃油经济性。

在混合动力汽车上增加了电机、电池等硬件，所以混合动力的整车成本也是比较高的，导致混合动力汽车的大量推广存在一定的困难。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于P2混合动力传动系统的整车起步方法，旨在解决现有技术中混合动力汽车为达到省油且强劲的起步加速的目的，混合动力车辆的成本较高的问题。

本发明是这样实现的，一种基于P2混合动力传动系统的整车起步方法，所述方法包括下述步骤：

当变速器控制单元接收到发动机启动指令时，控制将混动离合器C0的压力提升至消除摩擦片之间间隙所需要的控制压力值；

通过混动离合器C0的压力将电机的转矩输出到发动机上，其中，所述混动离合器C0的压力计算公式为：P_C0(n)＝f₃(T_cool,n_in)，其中，f₃为根据发动机的水温T_cool和变速器输入轴转速n_in定义的目标控制压力查表函数，n为自然数，且为连续检测点；所述电机的转矩计算式为：T_M＝Y(n_in,α)+Y_ign(T_cool,n_E)，其中，Y为根据油门α和变速器输入轴转速n_in定义的纯电动模式下输出转矩查表函数，Y_ign为根据发动机水温T_cool和发动机转速n_E定义的电机启动发动机转矩查表函数；

当发动机的转速到达预设转速数值S₂(T_cool)后，控制所述混动离合器C0的压力调整至小压力P_{C0_pre}，控制发动机自行点火启动；

发动机点火后，当发动机转速与变速器输入轴转速的差值大于预先设置的转速阈值δn_over时，通过提升混动离合器的压力，逐步降低发动机转速；

当发动机的转速变化率小于预先设定的变化率阈值时，控制逐步降低混动离合器C0的滑差；

当发动机转速与变速器输入轴转速之差小于预先设定的第一转速差值时，按照预定的斜率提升混动离合器的压力，其中，所述混动离合器的压力的提升计算式为：P_C0(n)＝f₆(T_E,n_E)+P_C0(n-1)，f₆为根据发动机转矩T_E和转速n_E定义的目标基准压力的查表函数；

当发动机转速与变速器输入轴转速之差小于预先设定的第二转速差值时，控制将混动离合器的压力提升至最大闭锁压力P_C0Max，控制发动机和电机共同驱动整车起步；

所述P2混合动力传动系统包括变速器、与所述变速器输入轴连接的电机和发动机，其中，所述变速器内设有混动离合器C0和等效离合器C1，所述发动机通过所述混动离合器C0驱动变速器输入轴，所述等效离合器C1与变速器输出轴连接。

作为一种改进的方案，所述当变速器控制单元接收到发动机启动指令时，控制将混动离合器C0的压力提升至消除摩擦片之间间隙所需要的控制压力值的步骤之前还包括下述步骤：

控制将等效离合器C1闭合，同时将所述混动离合器C0的压力提升至最大压力P_C0Max；

控制将混动离合器C0的压制处在小压力P_{C0_pre}的状态，同时，根据变速器输入轴的转速调整电泵的转速，其中，电泵的转速控制计算式为：n_EOP＝S₁(n_in)，S₁为基于变速器输入轴转速n_in的查表函数。

作为一种改进的方案，所述通过混动离合器C0的压力将电机的转矩输出到发动机上的步骤之后还包括下述步骤：

判断发动机转速是否大于预设转速数值S₂(T_cool)；

若发动机转速大于预设转速数值S₂(T_cool)，则执行控制所述混动离合器C0的压力调整至小压力P_{C0_pre}，控制发动机自行点火启动的步骤，若否，则等待，并继续判断。

作为一种改进的方案，所述控制发动机自行点火启动的步骤之后，所述当发动机转速与变速器输入轴转速的差值大于预先设置的转速阈值δn_over时，通过提升混动离合器的压力，逐步降低发动机转速的步骤之前还包括下述步骤：

判断发动机转速与变速器输入轴转速的差值是否大于预先设置的转速阈值δn_over；

若是则执行通过提升混动离合器的压力，逐步降低发动机转速的步骤，否则等待，并继续判断。

作为一种改进的方案，所述当发动机的转速变化率小于预先设定的变化率阈值时，控制逐步降低混动离合器C0的滑差的步骤之后，所述按照预定的斜率提升混动离合器的压力的步骤之前还包括下述步骤：

判断发动机转速与变速器输入轴转速之差是否小于预先设定的第一转速差值；

若是则执行按照预定的斜率提升混动离合器的压力的步骤，若否则等待，并继续判断。

作为一种改进的方案，所述控制将混动离合器的压力提升至最大闭锁压力P_C0Max，控制发动机和电机共同驱动整车起步的步骤之前还包括下述步骤：

判断发动机转速与变速器输入轴转速之差是否小于预先设定的第二转速差值；

若是则执行控制将混动离合器的压力提升至最大闭锁压力P_C0Max，控制发动机和电机共同驱动整车起步的步骤，若否则等待，并继续判断。

在本发明中，控制将混动离合器C0的压力提升至消除摩擦片之间间隙所需要的控制压力值；通过混动离合器C0的压力将电机的转矩输出到发动机上；控制混动离合器C0的压力调整至小压力，控制发动机自行点火启动；通过提升混动离合器的压力，逐步降低发动机转速；当发动机的转速变化率小于预先设定的变化率阈值时，控制逐步降低混动离合器C0的滑差；当发动机转速与变速器输入轴转速之差小于预先设定的第一转速差值时，按照预定的斜率提升混动离合器的压力；控制将混动离合器的压力提升至最大闭锁压力，控制发动机和电机共同驱动整车起步，从而实现纯发动机模式下整车的平稳起步，节省了发动机启动电机的成本。

附图说明

图1是本发明提供的P2混合动力传动系统的结构示意图；

图2是本发明提供的基于P2混合动力传动系统的整车起步方法的实现流程图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

如图1所示，P2混合动力传动系统包括变速器、与所述变速器输入轴连接的电机和发动机，其中，所述变速器内设有混动离合器C0和等效离合器C1，所述发动机通过所述混动离合器C0驱动变速器输入轴，所述等效离合器C1与变速器输出轴连接。

其中，在混合动力离合器C0接合的情况下，发动机与电机可以实现并联驱动变速器的输入轴，使变速器进入混合驱动模式，如果电机部署出功率，则是纯发动机驱动模式，如果电机输出负功率则是充电模式。

在混合动力离合器C0打开时，电机可以单独驱动变速器的输入轴；当等效离合器C1打开时，则变速器的传动链是打开的，发动机和电机的动力不输出到整车上。当等效离合器C1闭合时，则变速器的传动链是接合的，作用在变速器输入轴上的动力可以输出到整车上；电机集成在变速器的内部并与输入轴相连，电泵固定在变速器的壳体上，变速器内部与输入轴相连接的还有一个机械泵，输入轴转动时机械泵便可以提供系统压力。

在整个传动系统中，发动机控制单元EMS负责对发动机进行转速和转矩的输出控制；电机控制单元MCU负责对电机的输出转速和转矩进行控制；电池管理系统BMS负责充电和放电的控制；变速器控制单元TCU负责对混动力离合器C0和其他换挡离合器进行控制，实现档位切换和混合动力离合器C0的状态控制，另外还包括对电泵控制单元EOP控制，电泵控制单元EOP只接受TCU的控制指令，并向变速器控制单元TCU反馈电泵控制单元EOP当前的工作状态；混动控制单元HCU需要根据驾驶员的驾驶意图和整车的状态，负责协调发动机控制单元EMS，电机控制单元MCU，变速器控制单元TCU及整车其他控制单元，完成整车动力系统各种混动模式的切换；各控制单元之间通过CAN总线通信的方式实现。

图2示出了本发明提供的基于P2混合动力传动系统的整车起步方法的实现流程图，其具体的步骤如下所述：

在步骤S101中，当变速器控制单元接收到发动机启动指令时，控制将混动离合器C0的压力提升至消除摩擦片之间间隙所需要的控制压力值。

该步骤为整车起步的准备阶段，控制将混动离合器的压力提升并保持在预先设置的整车准备起步时所需要的压力值的目的是：控制混动离合器消除离合器摩擦片之间的间隙，并准备开始传递小扭矩。

在步骤S102中，通过混动离合器C0的压力将电机的转矩输出到发动机上，其中，混动离合器C0的压力计算公式为：P_C0(n)＝f₃(T_cool,n_in)，其中，f₃为根据发动机的水温T_cool和变速器输入轴转速n_in定义的目标控制压力查表函数，n为自然数，且为连续检测点；所述电机的转矩计算式为：T_M＝Y(n_in,α)+Y_ign(T_cool,n_E)，其中，Y为根据油门α和变速器输入轴转速n_in定义的纯电动模式下输出转矩查表函数，Y_ign为根据发动机水温T_cool和发动机转速n_E定义的电机启动发动机转矩查表函数。

该步骤即为启动发动机的过程，由于基于P2混动传动系统中并没有设置发动机起动机，因此发动机的启动需要电机提供额外的启动扭矩，而且还要保证电机输出到变速器输出轴的转矩保持不变。

在步骤S103中，判断发动机转速是否大于预设转速数值S₂(T_cool)，是则执行步骤S104，否则返回继续判断。

在步骤S104中，当发动机的转速到达预设转速数值S₂(T_cool)后，控制所述混动离合器C0的压力调整至小压力P_{C0_pre}，控制发动机自行点火启动。

在该步骤中，为了避免发动机的点火产生振动冲击传递到变速器输入轴上，需要降低混动离合器的压力至P_{C0_pre}，保证发动机的扭矩不能传递到变速器输入轴上，其中，此时电机的扭矩为

在步骤S105中，判断发动机转速与变速器输入轴转速的差值是否大于预先设置的转速阈值δn_over，是则执行步骤S106，否则返回继续判断。

在步骤S106中，发动机点火后，当发动机转速与变速器输入轴转速的差值大于预先设置的转速阈值δn_over时，通过提升混动离合器的压力，逐步降低发动机转速。

在该步骤中，混动离合器CO的压力控制计算式为：

P_C0(n)＝[f₄(T_E,n_E)-P_C0(n-1)]×λ_E(T_E,n_E)+P_C0(n-1)，其中，f₄为根据发动机转矩T_E和转速n_E定义的目标基准压力的查表函数，λ为根据发动机转矩T_E和转速n_E定义的目标基准压力逼近系数的查表函数。

在步骤S107中，当发动机的转速变化率小于预先设定的变化率阈值时，控制逐步降低混动离合器C0的滑差。

该步骤是实现混动离合器速度同步的过程，其混动离合器的压力计算式为：

P_C0(n)＝P_C0(n_F0)+P_{C0_PI}+f₅(T_E,n_E)，其中，P_C0(n_F0)为混动离合器进入步骤S107的初始压力，P_{C0_PI}为混动离合器C0的PI闭合控制压力，f₅为混动离合器根据发动机转矩T_E和转速n_E定义的目标压力斜率的查表函数。

在步骤S108中，判断发动机转速与变速器输入轴转速之差是否小于预先设定的第一转速差值，是则执行步骤S109，否则返回继续判断。

在步骤S109中，当发动机转速与变速器输入轴转速之差小于预先设定的第一转速差值时，按照预定的斜率提升混动离合器的压力，其中，所述混动离合器的压力的提升计算式为：P_C0(n)＝f₆(T_E,n_E)+P_C0(n-1)，f₆为根据发动机转矩T_E和转速n_E定义的目标基准压力的查表函数。

该步骤是将混动离合器的滑差完全消除的过程。

在步骤S110中，判断发动机转速与变速器输入轴转速之差是否小于预先设定的第二转速差值，是则执行步骤S111，否则返回继续判断。

在步骤S111中，当发动机转速与变速器输入轴转速之差小于预先设定的第二转速差值时，控制将混动离合器的压力提升至最大闭锁压力P_C0Max，控制发动机和电机共同驱动整车起步。

在该步骤中，混动离合器C0的压力控制方式为：

P_C0(n)＝[P_C0max-P_C0(n_H0)]/T_H+P_C0(n-1)，其中，P_C0(n_H0)是进入该步骤S111时混动离合器的压力值，T_H是在该步骤中混动离合器的压力从n_H0上升到n_H的时间。

在本发明实施例中，在执行上述步骤S101之前，还需要执行下述步骤：

(1)控制将等效离合器C1闭合，同时将所述混动离合器C0的压力提升至最大压力P_C0Max；

(2)控制将混动离合器C0的压制力处在小压力P_{C0_pre}的状态，同时，根据变速器输入轴的转速调整电泵的转速，其中，电泵的转速控制计算式为：n_EOP＝S₁(n_in)，S₁为基于变速器输入轴转速n_in的查表函数。

其中，小压力P_{C0_pre}的设置使混动离合器的活塞内充满油，具有一定的压力；而且在变速器的输入轴转速较小时，机械泵无法提供压力，需要电泵提供工作压力，其中，该EOP的控制转速与输入轴的转速相关。

在本发明中，控制将混动离合器C0的压力提升至消除摩擦片之间间隙所需要的控制压力值；通过混动离合器C0的压力将电机的转矩输出到发动机上；控制混动离合器C0的压力调整至小压力，控制发动机自行点火启动；通过提升混动离合器的压力，逐步降低发动机转速；当发动机的转速变化率小于预先设定的变化率阈值时，控制逐步降低混动离合器C0的滑差；当发动机转速与变速器输入轴转速之差小于预先设定的第一转速差值时，按照预定的斜率提升混动离合器的压力；控制将混动离合器的压力提升至最大闭锁压力，控制发动机和电机共同驱动整车起步，从而实现纯发动机模式下整车的平稳起步，节省了发动机启动电机的成本。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种基于P2混合动力传动系统的整车起步方法，其特征在于，所述方法包括下述步骤：

当变速器控制单元接收到发动机启动指令时，控制将混动离合器C0的压力提升至消除摩擦片之间间隙所需要的控制压力值；

通过混动离合器C0的压力将电机的转矩输出到发动机上，其中，所述混动离合器C0的压力计算公式为：P_C0(n)＝f₃(T_cool,n_in)，其中，f₃为根据发动机的水温T_cool和变速器输入轴转速n_in定义的目标控制压力查表函数，n为自然数，且为连续检测点；所述电机的转矩计算式为：T_M＝Y(n_in,α)+Y_ign(T_cool,n_E)，其中，Y为根据油门α和变速器输入轴转速n_in定义的纯电动模式下输出转矩查表函数，Y_ign为根据发动机水温T_cool和发动机转速n_E定义的电机启动发动机转矩查表函数；

当发动机的转速到达预设转速数值S₂(T_cool)后，控制所述混动离合器C0的压力调整至小压力P_{C0_pre}，控制发动机自行点火启动；

发动机点火后，当发动机转速与变速器输入轴转速的差值大于预先设置的转速阈值δn_over时，通过提升混动离合器的压力，逐步降低发动机转速；

当发动机的转速变化率小于预先设定的变化率阈值时，控制逐步降低混动离合器C0的滑差；

当发动机转速与变速器输入轴转速之差小于预先设定的第一转速差值时，按照预定的斜率提升混动离合器的压力，其中，所述混动离合器的压力的提升计算式为：P_C0(n)＝f₆(T_E,n_E)+P_C0(n-1)，f₆为根据发动机转矩T_E和转速n_E定义的目标基准压力的查表函数；

当发动机转速与变速器输入轴转速之差小于预先设定的第二转速差值时，控制将混动离合器的压力提升至最大闭锁压力P_C0Max，控制发动机和电机共同驱动整车起步；

所述P2混合动力传动系统包括变速器、与所述变速器输入轴连接的电机和发动机，其中，所述变速器内设有混动离合器C0和等效离合器C1，所述发动机通过所述混动离合器C0驱动变速器输入轴，所述等效离合器C1与变速器输出轴连接。

2.根据权利要求1所述的基于P2混合动力传动系统的整车起步方法，其特征在于，所述当变速器控制单元接收到发动机启动指令时，控制将混动离合器C0的压力提升至消除摩擦片之间间隙所需要的控制压力值的步骤之前还包括下述步骤：

控制将等效离合器C1闭合，同时将所述混动离合器C0的压力提升至最大压力P_C0Max；

控制将混动离合器C0的压制处在小压力P_{C0_pre}的状态，同时，根据变速器输入轴的转速调整电泵的转速，其中，电泵的转速控制计算式为：n_EOP＝S₁(n_in)，S₁为基于变速器输入轴转速n_in的查表函数。

3.根据权利要求1所述的基于P2混合动力传动系统的整车起步方法，其特征在于，所述通过混动离合器C0的压力将电机的转矩输出到发动机上的步骤之后还包括下述步骤：

判断发动机转速是否大于预设转速数值S₂(T_cool)；

若发动机转速大于预设转速数值S₂(T_cool)，则执行控制所述混动离合器C0的压力调整至小压力P_{C0_pre}，控制发动机自行点火启动的步骤，若否，则等待，并继续判断。

4.根据权利要求1所述的基于P2混合动力传动系统的整车起步方法，其特征在于，所述控制发动机自行点火启动的步骤之后，所述当发动机转速与变速器输入轴转速的差值大于预先设置的转速阈值δn_over时，通过提升混动离合器的压力，逐步降低发动机转速的步骤之前还包括下述步骤：

判断发动机转速与变速器输入轴转速的差值是否大于预先设置的转速阈值δn_over；

若是则执行通过提升混动离合器的压力，逐步降低发动机转速的步骤，否则等待，并继续判断。

5.根据权利要求1所述的基于P2混合动力传动系统的整车起步方法，其特征在于，所述当发动机的转速变化率小于预先设定的变化率阈值时，控制逐步降低混动离合器C0的滑差的步骤之后，所述按照预定的斜率提升混动离合器的压力的步骤之前还包括下述步骤：

判断发动机转速与变速器输入轴转速之差是否小于预先设定的第一转速差值；

若是则执行按照预定的斜率提升混动离合器的压力的步骤，若否则等待，并继续判断。

6.根据权利要求1所述的基于P2混合动力传动系统的整车起步方法，其特征在于，所述控制将混动离合器的压力提升至最大闭锁压力P_C0Max，控制发动机和电机共同驱动整车起步的步骤之前还包括下述步骤：

判断发动机转速与变速器输入轴转速之差是否小于预先设定的第二转速差值；

若是则执行控制将混动离合器的压力提升至最大闭锁压力P_C0Max，控制发动机和电机共同驱动整车起步的步骤，若否则等待，并继续判断。