CN106696945A - 一种防止混合动力汽车中bsg电机传动皮带打滑的方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种防止混合动力汽车中BSG电机传动皮带打滑的方法，通过整车控制器VCU检测BSG电机和发动机转速，当检测到皮带即将打滑之时，通过限制BSG电机扭矩来预防打滑。若已经发生打滑，则通过VCU协调控制发动机和BSG电机，使BSG电机扭矩按预设曲线下降，同时用发动机补偿BSG电机下降的扭矩，以使输出到轮端的扭矩不受影响。

Description

一种防止混合动力汽车中BSG电机传动皮带打滑的方法

技术领域

本发明涉及新能源汽车领域，尤其涉及一种防止混合动力汽车中BSG电机传动皮带打滑的方法。

背景技术

随着油耗法规越来越严，降低油耗成为所有汽车厂商研发的重中之重。这些技术之中，快速起停技术因其可接受的成本和较高的节油率是公认最容易大规模量产的技术之一。

传统的12V起停系统因电池电机功率有限，实际节油率并不能达到理想状态。48V系统是介于12V起停系统和高压混合动力系统的中间方案，通过引入48V的起停电机和电池，可以实现比12V系统更长时间的停机以及制动能量回收，节油率可以达到10%以上。另外，结合48V电增压器可以帮助发动机小型化，使节油率提高到15%-20%。而与高压混合动力技术相比，成本不及其一半。因此，48V系统被广泛认为是最易于市场推广的下一代节油技术。BSG电机（Belt-alternator Starter Generator，皮带驱动启动电机）是48V系统的关键部件之一，通过皮带连接于发动机上，用于实现发动机的快速起动、行驶过程中的发电、助力以及制动能量回收等功能。

BSG电机由于与发动机是通过皮带连接，容易在大扭矩传递过程中打滑，进而造成驱动力矩或者制动力矩突变，造成严重的驾驶性甚至安全性问题。如果不能对该问题加以重视并予以解决，则在大扭矩传递过程中可能因为BSG电机的防打滑处理对驾驶性和安全性造成较大影响。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于，提供一种防止混合动力汽车中BSG电机传动皮带打滑的方法，在保证汽车驾驶舒适性的前提下，提高行车安全性。

为了解决上述技术问题，本发明提供一种防止混合动力汽车中BSG电机传动皮带打滑的方法，通过整车控制器协调控制BSG电机和发动机，所述方法包括：

在混合动力汽车行驶过程中，按照预设时间周期检测BSG电机转速和发动机转速；

判断所检测的BSG电机转速和发动机转速之间的速度差值是否同时满足下列两个条件：a.所述速度差值大于第一预设值；b.所述速度差值的变化率大于0；

如果同时满足上述两个条件则启动用于标示进入防止传动皮带打滑控制模式的标志位，同时禁止BSG扭矩的进一步增大；

继续按所述预设时间周期检测BSG电机转速和发动机转速，并判断所检测的BSG电机转速和发动机转速之间的速度差值是否大于第二预设值；

如果是则以一定斜率限制BSG电机扭矩以削减BSG电机的扭矩绝对值；同时，控制EMS相应调节发动机输出扭矩，以补偿BSG电机扭矩的变化值，使得输出到变速箱端的扭矩保持稳定；

继续按所述预设时间周期检测BSG电机转速和发动机转速，并判断所检测的BSG电机转速和发动机转速之间的速度差值是否小于第三预设值；

如果是则持续限制BSG电机扭矩一预设时间段，然后按照一定斜率停止限制BSG电机扭矩并关闭所述标志位，同时控制EMS相应调节发动机输出扭矩，以使输出到变速箱端的扭矩保持稳定。

其中，所述第一预设值通过在试验测试中如果BSG电机转速和发动机转速之间的速度差值超过所述第一预设值，则传动皮带就将出现轻微打滑而设定。

其中，所述第二预设值通过在试验测试中如果BSG电机转速和发动机转速之间的速度差值超过所述第二预设值，则会产生尖锐噪声而设定。

其中，所述第三预设值设定在BSG电机和发动机之间的固有速度差值与所述第一预设值之间，大于所述固有速度差值同时小于所述第一预设值。

其中，所述通过一定斜率限制BSG电机扭矩以削减BSG电机扭矩的绝对值，所述BSG电机扭矩下降的下限值随发动机转速变化而变化，是一个在不同的发动机转速下，传动皮带可以确定不打滑的扭矩值。

其中，所述预设时间周期是0.01-0.5秒。

其中，所述预设时间段是1-3秒。

本发明实施例的通过整车控制器VCU来协调控制发动机和BSG电机，在BSG电机传动皮带即将打滑时，一方面降低BSG电机扭矩，一方面以发动机来补偿减小的BSG电机扭矩，从而可以避免由于BSG电机传动皮带打滑失控而造成人身伤害和财产损失，而与此同时保证汽车的轮端驱动力矩不发生突变。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例中整车系统架构示意图。

图2是本发明实施例防止混合动力汽车中BSG电机传动皮带打滑的方法的流程示意图。

图3是本发明实施例防止混合动力汽车中BSG电机传动皮带打滑的方法的具体流程示意图。

具体实施方式

以下各实施例的说明是参考附图，用以示例本发明可以用以实施的特定实施例。

请参照图1所示，为本发明所适用的混合动力汽车整车系统架构示意图，其中，BSG电机通过传动皮带与发动机相连，整车控制器VCU连接在BSG电机的控制器MCU与发动机管理系统EMS之间，本发明即通过整车控制器VCU检测BSG电机和发动机转速，当检测到皮带即将打滑之时，通过限制BSG电机扭矩来预防打滑。若已经发生打滑，则通过VCU协调控制发动机和BSG电机，使BSG电机扭矩按预设曲线下降，同时用发动机补偿BSG电机下降的扭矩，以使输出到轮端的扭矩不受影响。

请再参照图2和图3所示，本发明实施例提供一种防止混合动力汽车中BSG电机传动皮带打滑的方法，包括：

在混合动力汽车行驶过程中，按照预设时间周期检测BSG电机转速和发动机转速；

判断所检测的BSG电机转速和发动机转速之间的速度差值是否同时满足下列两个条件：a.所述速度差值大于第一预设值；b.所述速度差值的变化率大于0；

如果同时满足上述两个条件则启动用于标示进入防止传动皮带打滑控制模式的标志位，同时禁止BSG扭矩的进一步增大；

继续按所述预设时间周期检测BSG电机转速和发动机转速，并判断所检测的BSG电机转速和发动机转速之间的速度差值是否大于第二预设值；

如果是则以一定斜率限制BSG电机扭矩以削减BSG电机扭矩的绝对值；同时，控制EMS相应调节发动机输出扭矩，以补偿BSG电机扭矩的变化值，使得输出到变速箱端的扭矩保持稳定；

继续按所述预设时间周期检测BSG电机转速和发动机转速，并判断所检测的BSG电机转速和发动机转速之间的速度差值是否小于第三预设值；

如果是则持续限制BSG电机扭矩一预设时间段，然后按照一定斜率停止限制BSG电机扭矩并关闭所述标志位，同时控制EMS相应调节发动机输出扭矩，以使输出到变速箱端的扭矩保持稳定。

本实施例中，预设时间周期Δt一般是0.01-0.5秒，也可根据实际情况调整。第一预设值Δω1和第二预设值Δω2可以根据经验，也可以根据试验测试来设定，以试验测试为例，其中：Δω1的设定依据是在试验测试中如果BSG电机转速和发动机转速之间的速度差值超过Δω1，则传动皮带就将出现轻微打滑，会引起输出端扭矩不稳定，也即，Δω1是判断传动皮带即将打滑的临界值；而Δω2的设定依据是如果BSG电机转速和发动机转速之间的速度差值超过Δω2，则会产生尖锐噪声，同时输出扭矩大幅下降。即，若速度差值大于Δω2，传动皮带就已确定打滑。第一预设值Δω1与第二预设值Δω2均是一个关联BSG电机和发动机的动态变化量，能反映BSG电机转速和发动机转速之间的速度差异，从而更准确地体现二者实时转速的差异，提高控制的精确度。

因此，当所检测的BSG电机转速和发动机转速之间的速度差值大于第一预设值Δω1时（条件a），表示传动皮带即将或者已经出现轻微打滑；同时，若该速度差值的变化率大于0（条件b），则表明打滑的趋势越来越强；同时满足前述条件a、b的情况下，需要启动用于标示进入防止传动皮带打滑控制模式的标志位，禁止BSG扭矩的进一步增大。

之后，继续周期性地检测BSG电机转速和发动机转速，由于进入防止传动皮带打滑控制模式后，禁止了BSG电机扭矩进一步增大，但是其仍会保持在一个比较高的值，可能会造成继续打滑，BSG电机转速和发动机转速之间的速度差值会进一步加大，因此，通过判断该速度差值是否超过第二预设值Δω2，来对打滑作进一步控制：以一定斜率限制BSG电机扭矩以削减BSG电机的扭矩绝对值；同时，控制发动机相应调节发动机输出扭矩，以补偿BSG电机扭矩的变化值，使得输出到变速箱端的扭矩保持稳定。也就是说，一方面通过一定斜率削减BSG电机扭矩的绝对值，另一方面，通过控制发动机输出扭矩，以补偿BSG电机扭矩的变化值（具体来说是BSG电机减少的扭矩）。BSG电机扭矩下降的下限值可以根据经验或者试验设定，它是一个随发动机转速变化的函数，是一个在不同的发动机转速下，传动皮带可以确定不打滑的扭矩值。这样，BSG电机和发动机扭矩将不会发生突变，不会造成输出扭矩变化从而引起车辆窜动，既防止了传动皮带打滑，又保证了驾驶的平顺性和安全性。

本实施例不对用于限制BSG电机扭矩的斜率做限定，通常可以根据具体的控制策略自由设定，不同的控制策略下，斜率都不尽相同。

通过前述控制措施，传动皮带的打滑将受到抑制，BSG电机转速和发动机转速之间的速度差值会逐渐减小。为了避免防止打滑控制模式在临界值（即第一预设值Δω1）附近不断进入和退出，第三预设值Δω3应设定在BSG电机和发动机之间的固有速度差值与第一预设值Δω1之间，即大于该固有速度差值同时小于第一预设值Δω1。该固有速度差值是由发动机、BSG电机及传动皮带硬件特性决定的、在正常情况下（即不发生打滑）BSG电机转速与发动机转速之间保持的速度差值。

综上所述，本发明实施例通过整车控制器VCU来协调控制发动机和BSG电机，VCU会根据驾驶员的扭矩需求以及电池电量等条件，综合调节发动机和BSG的扭矩，保证两者叠加后的扭矩满足驾驶员的需求并且不产生大的波动，具体来说，在BSG电机传动皮带即将打滑时，一方面降低BSG电机扭矩，一方面以发动机来补偿减小的BSG电机扭矩，从而可以避免由于BSG电机传动皮带打滑失控而造成人身伤害和财产损失，而与此同时保证汽车的轮端驱动力矩不发生突变。

以上所揭露的仅为本发明较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明权利要求所作的等同变化，仍属本发明所涵盖的范围。

Claims (7)

1.一种防止混合动力汽车中BSG电机传动皮带打滑的方法，通过整车控制器协调控制BSG电机和发动机，所述方法包括：

在混合动力汽车行驶过程中，按照预设时间周期检测BSG电机转速和发动机转速；

判断所检测的BSG电机转速和发动机转速之间的速度差值是否同时满足下列两个条件：a.所述速度差值大于第一预设值；b.所述速度差值的变化率大于0；

如果同时满足上述两个条件则启动用于标示进入防止传动皮带打滑控制模式的标志位，同时禁止BSG扭矩的进一步增大；

继续按所述预设时间周期检测BSG电机转速和发动机转速，并判断所检测的BSG电机转速和发动机转速之间的速度差值是否大于第二预设值；

如果是则以一定斜率限制BSG电机扭矩以削减BSG电机的扭矩绝对值；同时，控制EMS相应调节发动机输出扭矩，以补偿BSG电机扭矩的变化值，使得输出到变速箱端的扭矩保持稳定；

继续按所述预设时间周期检测BSG电机转速和发动机转速，并判断所检测的BSG电机转速和发动机转速之间的速度差值是否小于第三预设值；

如果是则持续限制BSG电机扭矩一预设时间段，然后按照一定斜率停止限制BSG电机扭矩并关闭所述标志位，同时控制EMS相应调节发动机输出扭矩，以使输出到变速箱端的扭矩保持稳定。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一预设值通过在试验测试中如果BSG电机转速和发动机转速之间的速度差值超过所述第一预设值，则传动皮带就将出现轻微打滑而设定。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第二预设值通过在试验测试中如果BSG电机转速和发动机转速之间的速度差值超过所述第二预设值，则会产生尖锐噪声而设定。

4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述第三预设值设定在BSG电机和发动机之间的固有速度差值与所述第一预设值之间，大于所述固有速度差值同时小于所述第一预设值。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述通过一定斜率限制BSG电机扭矩以削减BSG电机扭矩的绝对值，所述BSG电机扭矩下降的下限值随发动机转速变化而变化，是一个在不同的发动机转速下，传动皮带可以确定不打滑的扭矩值。

6.根据权利要求1-5任一项所述的方法，其特征在于，所述预设时间周期是0.01-0.5秒。

7.根据权利要求1-5任一项所述的方法，其特征在于，所述预设时间段是1-3秒。