CN107559094A - 无离合器混合动力汽车发动机停机抖动控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种无离合器混合动力汽车发动机停机抖动控制方法，控制发动机的实际转速与实际扭矩降低直至分别达到相应的预设值并稳定，之后监控发动机的曲轴位置信号，当检测到发动机曲轴转到发动机曲轴期望角度后，发动机停止点火喷油，此时发动机实际转速开始下降；在发动机实际转速下降过程中，持续通过电机施加扭矩至发动机输出轴上，控制发动机曲轴转动一定角度时对应的发动机实际转速靠近该发动机曲轴转动角度对应的发动机期望转速，时刻监控发动机实际转速，直至在一段时间内发动机实际转速持续接近0为止。本发明方法简单，可有效抑制发动机停机过程中产生的抖动，极大提高发动机停机时车辆的平顺性，提高整车舒适性。
Description
技术领域
本发明涉及一种汽车发动机停机抖动控制方法，特别涉及一种无离合器混合动力汽车发动机停机抖动控制方法。
背景技术
为了得到较低油耗，节省能源，目前混合动力汽车通常都具有发动机起停功能，发动机熄火过程的平顺性直接影响驾驶感受，为了改善驾驶性，非常有必要对发动机熄火过程的控制方法进行研究和优化，特别是无离合器混合动力汽车发动机停机时，由于此无离合器混合动力汽车的发动机与传动系统连接无法脱开，当发动机停止点火喷油后，发动机转速从高转速向零转速下降时，由于发动机泵气阻力的存在，发动机输出轴会产生快速变化的扭矩，该扭矩直接通过传动系统传递到车轮输出，导致整车抖动严重，这样造成整车舒适性严重降低。
发明内容
本发明旨在提供一种无离合器混合动力汽车发动机停机抖动控制方法，可有效抑制发动机停机过程中产生的抖动，极大提高发动机停机时车辆的平顺性，提高整车舒适性。
本发明通过以下方案实现：
一种无离合器混合动力汽车发动机停机抖动控制方法，控制发动机的实际转速与实际扭矩降低直至分别达到相应的预设值并稳定，之后监控发动机的曲轴位置信号，当检测到发动机曲轴转到发动机曲轴期望角度后，发动机停止点火喷油，此时发动机实际转速开始下降；在发动机实际转速下降过程中，持续通过电机施加扭矩至发动机输出轴上，控制发动机曲轴转动一定角度时对应的发动机实际转速靠近该发动机曲轴转动角度对应的发动机期望转速，时刻监控发动机实际转速，直至在一段时间内发动机实际转速持续接近0为止。
所述发动机实际转速下降时，根据当前发动机曲轴角度对应的发动机实际转速，预测下一时刻的发动机曲轴角度和发动机实际转速，估算下一时刻的发动机泵气阻力，通过电机作用在发动机上的扭矩来补偿发动机泵气阻力；在上一时刻发动机曲轴角度对应的发动机期望转速和实际转速产生偏差时，通过PID控制调节电机施加扭矩，以满足每次通过同一发动机曲轴角度时的发动机实际转速一致，从而熄火过程保证效果一致。
所述发动机转速持续接近0的时间段为0～2秒且不包含0秒。
发动机实际转速的预设值，一般可根据发动机在停机前能够稳定运行的最低稳定转速确定，最低稳定转速即为满足发动机能较为平稳运行的最低转速。对于不同的发动机与发动机管理系统，发动机转速预设值有可能是不同的，具体值应当取决于实车的标定效果。
发动机实际扭矩的预设值，一般可根据发动机能输出的最低燃烧扭矩确定，最低燃烧扭矩即为能够维持发动机平稳运行的最小燃烧扭矩。对于不同的发动机与发动机管理系统，发动机扭矩预设值有可能是不同的，具体值应当取决于实车的标定效果。
发动机曲轴期望角度，一般可根据期望的发动机停机位置确定，初始可随意选择一个角度作为初始发动机曲轴期望角度，在实车上测试，检查发动机曲轴实际停机位置与期望停机位置的差值，再通过调整初始发动机曲轴期望角度，直至发动机曲轴的实际停机位置和期望停机位置相同，此时的发动机曲轴期望角度即确定。期望发动机停机位置的确定，主要跟发动机的具体硬件特性有关，首先，使用穷举法对比不同发动机停机位置对发动机起动的影响，根据起动时车身加速度大小找到一组在发动机起动过程中对车身抖动最小的期望停机位置。
发动机曲轴转动角度与发动机期望转速的对应关系，该对应关系与发动机的硬件有关，不同的发动机需要通过实车标定进行匹配，可根据设定的发动机期望角度，测试在不同熄火工况下的数据，找到一组整车熄火过程抖动最小的测量数据，提取出发动机曲轴转动角度与发动机期望转速的对应关系。在此数据的基础上，对导致车身抖动的曲轴转动角度的发动机期望转速进行微调，直到找到满意的曲轴转动角度对应的发动机期望转速。
发动机泵气阻力，一般通过发动机台架试验获得，具体可在发动机和电机之间串联一个扭矩传感器，在发动机曲轴上安装旋转编码器；在零转速到发动机最低稳定转速之间均匀的取若干点作为测试转速，将电机的转速分别控制在以上需要测试的转速上，记录每时刻的曲轴位置、发动机转速和输出扭矩，该输出扭矩即为对应发动机转速和曲轴位置下的发动机初始泵气阻力。在实车试验中再根据发动机熄火过程的每时刻的实际发动机转速和发动机曲轴位置，将相应时刻的发动机初始泵气阻力进行调整修正，得到发动机泵气阻力曲线。
本发明中，发动机的整个停机过程即发动机转速下降过程中，发动机曲轴位置与发动机期望转速是提前根据实车试验预先一一对应设定的，每次停机过程都是相同的，在每一当前时刻都可以预测出下一时刻的发动机的曲轴位置与转速，因此可估算出下一时刻发动机的泵气阻力。因电机扭矩响应具有延迟，所以需要在当前时刻就提前发出电机扭矩补偿需求，使电机的实际执行扭矩刚好与下一时刻的发动机的实际泵气阻力同步，达到消除抖动的目的。当上一时刻的发动机曲轴角度的发动机期望转速和实际转速有偏差时，通过PID控制，调节作用在发动机上的扭矩，使得发动机实际转速沿期望转速下降，使得每次曲轴转动角度和发动机实际保持一致。
本发明的无离合器混合动力汽车发动机停机抖动控制方法，具有以下优点：
1、方法简单，在发动机实际转速下降过程中，通过电机施加扭矩干涉发动机实际转速的下降速度，使得发动机曲轴转动一定角度时对应的发动机实际转速靠近该发动机曲轴转动角度对应的发动机期望转速，使得电机对发动机停机过程产生的抖动更好的进行抑制，能够极大改善发动机停机时的振动，提高无离合器混合动力汽车发动机停机时车辆的平顺性，提升整车舒适性；
2、本发明充分利用了发动机本身的曲轴位置传感器，不需增加额外硬件，节省成本；
3、对发动机停机过程进行归一化，固定了发动机断油时刻的发动机转速和发动机曲轴角度，确定了发动机断油前一时刻的燃烧扭矩，确定了每一时刻发动机曲轴角度和发动机期望转速，并且对发动机曲轴角度下的发动机实际转速进行闭环控制，保证每次停机抖动效果的一致性。本发明对电机扭矩的响应时间要求较低，能够适应多数混合动力项目中的电机性能，具有广泛适用性。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明作进一步说明，但本发明并不局限于实施例之表述。
实施例1
一种无离合器混合动力汽车发动机停机抖动控制方法，控制发动机的实际转速与实际扭矩降低直至分别达到相应的预设值并稳定，之后监控发动机的曲轴位置信号，当检测到发动机曲轴转到期望的角度后，发动机停止点火喷油，此时发动机实际转速开始下降；在发动机实际转速下降过程中，持续通过电机施加扭矩至发动机输出轴上，控制发动机曲轴转动一定角度时对应的发动机实际转速靠近该发动机曲轴转动角度对应的发动机期望转速，时刻监控发动机实际转速，直至在一段时间内发动机实际转速持续接近0为止。
发动机实际转速下降时，根据当前发动机曲轴角度对应的发动机实际转速，预测下一时刻的发动机曲轴角度和发动机实际转速，估算下一时刻的发动机泵气阻力，通过电机作用在发动机上的扭矩来补偿发动机泵气阻力；在上一时刻发动机曲轴角度对应的发动机期望转速和实际转速产生偏差时，通过PID控制调节电机施加扭矩，以满足每次通过同一发动机曲轴角度时的发动机实际转速一致，从而熄火过程保证效果一致。
发动机转速持续接近0的时间段为0～2秒且不包含0秒。
发动机曲轴转动角度与发动机期望转速的对应关系，可通过实车进行标定，其中能够使整车停机过程抖动最小的一组对应数据即作为发动机曲轴转动角度与发动机期望转速的对应关系。例如：CHS公司某乘用车项目中，使用的发动机曲轴转动角度与发动机期望转速的对应关系如表1所示。
表1发动机曲轴转动角度与发动机期望转速的对应关系
实际使用时，根据当前时刻的发动机曲轴转动角度，通过表1线性插值法得到发动机期望转速，并控制发动机实际转速按照期望转速下降直到静止。
Claims (3)
1.一种无离合器混合动力汽车发动机停机抖动控制方法，其特征在于：控制发动机的实际转速与实际扭矩降低直至分别达到相应的预设值并稳定，之后监控发动机的曲轴位置信号，当检测到发动机曲轴转到发动机曲轴期望角度后，发动机停止点火喷油，此时发动机实际转速开始下降；在发动机实际转速下降过程中，持续通过电机施加扭矩至发动机输出轴上，控制发动机曲轴转动一定角度时对应的发动机实际转速靠近该发动机曲轴转动角度对应的发动机期望转速，时刻监控发动机实际转速，直至在一段时间内发动机实际转速持续接近0为止。
2.如权利要求1所述的无离合器混合动力汽车发动机停机抖动控制方法，其特征在于：所述发动机实际转速下降时，根据当前发动机曲轴角度对应的发动机实际转速，预测下一时刻的发动机曲轴角度和发动机实际转速，估算下一时刻的发动机泵气阻力，通过电机作用在发动机上的扭矩来补偿发动机泵气阻力；在上一时刻发动机曲轴角度对应的发动机期望转速和实际转速产生偏差时，通过PID控制调节电机施加扭矩，以满足每次通过同一发动机曲轴角度时的发动机实际转速一致。
3.如权利要求1或2所述的无离合器混合动力汽车发动机停机抖动控制方法，
其特征在于：所述发动机转速持续接近0的时间段为0～2秒且不包含0秒。
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