CN108725427A - 无离合器混合动力汽车制动器辅助发动机停机的控制方法 - 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制动器辅助发动机停机的控制方法，若车辆满足发动机停机条件，则在第二制动器(B2)打开的条件下，整车扭矩分配模块计算得到第一制动器制动需求扭矩TB1、小电机需求扭矩TE1和大电机需求扭矩TE2，之后通过调节电磁阀电流使得第一制动器的制动扭矩达到TB1，同时整车控制器将TE1、TE2分别发送至相对应的小电机控制器、大电机控制器中并分别控制相对应的小电机、大电机执行，之后发动机进入熄火过程，当发动机转速小于第一预设阀值A时，整车控制器通过增大电磁阀电流锁止第一制动器(B1)，此时发动机停机完成，车辆进入纯电动模式。本发明方法简单可行，可提高发动机停机效率，可延长第一制动器使用寿命。

Description

无离合器混合动力汽车制动器辅助发动机停机的控制方法
技术领域
本发明涉及混合动力汽车的控制领域，尤其是涉及一种无离合器混合动力汽车制动器辅助发动机停机控制方法。
背景技术
目前混合动力汽车基本上都是采用发动机和电机两个动力源组合，为了能够很好的协调两动力源工作，整车控制器在车辆运行过程中，需要时刻协调两种动力源的输出动力，从而保证整个动力系统处于高效率工作状态，当电池SOC 较高或驾驶员需求扭矩较小时，整车控制器会发出发动机停机命令，需要控制发动机停机进入纯电动模式，为了确保发动机能够快速停机和整车舒适度，该过程需要进行一定的控制。现有的无离合器混合动力汽车发动机停机时，因没有离合器，混合动力汽车中发动机轴与变速箱动力连接无法直接脱开，在现有技术中，混合动力汽车是通过电机提供反向扭矩使发动机转速下降，直至发动机转速为0，但当需要电机提供较大的反向扭矩时，系统会出现超功率问题，对整车的电器损耗较大，不利于高压附件寿命，而如果降低电机反向扭矩，又存在发动机熄火时间偏长问题。
发明内容
针对现有技术缺陷，本发明旨在提供一种无离合器混合动力汽车制动器辅助发动机停机控制方法，简单可行，可提高发动机停机效率，可延长第一制动器使用寿命。
本发明通过以下方案实现：
一种无离合器混合动力汽车制动器辅助发动机停机的控制方法，按以下步骤进行：
Ⅰ整车控制器判断车辆是否满足发动机停机条件，若是则执行步骤Ⅱ，否则车辆维持混动模式；
Ⅱ整车控制器判断第二制动器B2是否锁止，若是，则整车控制器通过降低电磁阀电流打开第二制动器B2，之后执行步骤Ⅲ；否则直接执行步骤Ⅲ；
Ⅲ整车扭矩分配模块计算得到第一制动器制动需求扭矩TB1、小电机需求扭矩TE1和大电机需求扭矩TE2，之后整车控制器通过调节电磁阀电流使得第一制动器的制动扭矩达到TB1，同时整车控制器将小电机需求扭矩TE1、大电机需求扭矩TE2分别发送至相对应的小电机控制器、大电机控制器中，小电机控制器、大电机控制器根据接收到的相应的需求扭矩分别控制相对应的小电机、大电机执行，之后发动机进入熄火过程，当发动机转速小于第一预设阀值A时，整车控制器通过增大电磁阀电流锁止第一制动器B1，此时发动机停机完成，车辆进入纯电动模式。
所述步骤Ⅲ中，第一制动器制动需求扭矩TB1取第一制动器基础扭矩 TB1_BASE、第一制动器允许最大滑摩功率制动扭矩TB1_Plim和第一制动器允许最大滑摩功制动扭矩TB1_Qlim中的最小值，所述第一制动器基础扭矩TB1_BASE根据公式(1)计算获得，所述第一制动器允许最大滑摩功率制动扭矩TB1_Plim根据公式 (2)计算获得，所述第一制动器允许最大滑摩功制动扭矩TB1_Qlim根据公式(3) 计算获得，
TB1_BASE＝Jpc×αpc－TENG_drg………………………………………………(1)，
TB1_Plim＝PB1_max/wst………………………………………………………(2)，
其中，Jpc为行星架转动惯量；αpc为行星架减速度，根据发动机需求转速与发动机实际转速的差值est进行PI控制计算得到，其具体值按公式(4)计算获得；TENG_drg为发动机阻力矩，一般通过试验台架测得；PB1_max为第一制动器最大允许滑摩功率；wst为行星架角速度；QB1_max为第一制动器最大允许滑摩功； PB1为当前第一制动器滑摩功率；t为第一制动器累计滑摩时间；
其中，Kp为比例系数，取值为-100～50；T为积分时间常数，取值为-3～2。
所述步骤Ⅲ中，小电机需求扭矩TE1按公式(5)计算获得，大电机需求扭矩TE2按公式(6)计算获得，
其中，i1为双行星排前排速比；i2为双行星排后排速比；Jpc为行星架转动惯量；JE1为小电机转动惯量；JE2为大电机转动惯量；αpc为行星架减速度；THo为轮边驱动扭矩，其值取电池最大功率限制下驱动扭矩THo_Bat_lim、驾驶员需求扭矩THo_req、小电机最大扭矩限制下驱动扭矩THo_E1_lim和大电机最大扭矩限制下驱动扭矩THo_E2_lim中的最大值。
所述驾驶员需求扭矩THo_req根据油门踏板与车速查表得到，该表可根据实车标定得出；电池最大功率限制下驱动扭矩THo_Bat_lim按公式(7)计算获得，小电机最大扭矩限制下驱动扭矩THo_E1_lim按公式(8)计算获得，大电机最大扭矩限制下驱动扭矩THo_E2_lim按公式(9)计算获得：
THo_Bat_lim＝THo_lastvalue+Kp ep/wHo……………………………………(7)，
其中，THo_lastvalue为上一时刻轮边驱动扭矩；Kp＇为比例系数，取值为-10～ 10；ep为电池最大允许放电功率与电池实际放电功率的差值；wHo为齿圈角速度； TE1_max为小电机最大扭矩；TE2_max为大电机最大扭矩。
所述步骤Ⅲ中，第一预设阀值A为30～50rpm。
所述步骤Ⅱ中，第二制动器B2打开完成的判断标准为小电机E1转速大于第二预设值B，第二预设值B为50～100rpm。
所述步骤Ⅰ中，整车控制器判断车辆满足发动机停机条件的标准为：同时满足条件(a)发动机水温高于第三预设值C，第三预设值C为40～50℃、(b) 车辆处于前进减速档、(c)车速低于100km/h、(d)持续断油指令成立。
本发明的无离合器混合动力汽车制动器辅助发动机停机控制方法，具有以下优点：
1、方法简单可行，发动机停机效率较高，可使得发动机快速熄火，同时可保证车辆在发动机停机过程中平顺性；发动机转速通过小电机、大电机及第一制动器共同配合控制降低，直至发动机停机完成；在发动机转速降低过程即发动机停机工况，通过第一制动器制动需求扭矩TB1使得发动机转速下降，从而不需要小电机、大电机提供反转扭矩；
2、第一制动器制动需求扭矩TB1取第一制动器基础扭矩TB1_BASE、第一制动器允许最大滑摩功率制动扭矩TB1_Plim和第一制动器允许最大滑摩功制动扭矩TB1_Qlim中的最小值，充分考虑了第一制动器的使用性能，可避免第一制动器超负荷工作，从而延长第一制动器的使用寿命。
附图说明
图1为本发明使用的混合动力传动装置的简易示意图；
图2为实施例1中无离合器混合动力汽车制动器辅助发动机停机控制方法的控制流程图。
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。
本发明使用的混合动力传动装置的结构示意图如图1所示，其主要部件包括：发动机1、小电机E1、大电机E2、双行星排2、第一制动器B1、第二制动器 B2，发动机1通过扭转减振器3与双行星排2的行星架相连，双行星排2的小太阳轮S1和小电机E1相连，双行星排2的大太阳轮S2和大电机E2相连，第一制动器B1 和双行星排2的行星架相连，第二制动器B2和小电机E1的转子同轴，双行星排2 的齿圈R作为输出端。本发明使用的混合动力传动装置，其结构已在专利名称为双行星排四轴混合动力传动装置(专利号为200910194470.5)中公开。
实施例1
一种无离合器混合动力汽车制动器辅助发动机停机的控制方法，按以下步骤进行：
Ⅰ整车控制器判断车辆是否满足发动机停机条件，若同时满足条件(a)发动机水温高于第三预设值C，第三预设值C为45℃、(b)车辆处于前进减速档、 (c)车速低于100km/h、(d)持续断油指令成立，则执行步骤Ⅱ，否则车辆维持混动模式；
Ⅱ整车控制器判断第二制动器B2是否锁止，若是，则整车控制器通过降低电磁阀电流打开第二制动器B2，若小电机E1转速大于第二预设值B，第二预设值B为75rpm，则判断第二制动器B2打开完成，之后执行步骤Ⅲ；否则直接执行步骤Ⅲ；
Ⅲ整车扭矩分配模块计算得到第一制动器制动需求扭矩TB1、小电机需求扭矩TE1和大电机需求扭矩TE2，之后整车控制器通过调节电磁阀电流使得第一制动器的制动扭矩达到TB1，同时整车控制器将小电机需求扭矩TE1、大电机需求扭矩TE2分别发送至相对应的小电机控制器、大电机控制器中，小电机控制器、大电机控制器根据接收到的相应的需求扭矩分别控制相对应的小电机、大电机执行，之后发动机进入熄火过程，当发动机转速小于第一预设阀值A时，第一预设阀值A为40rpm，整车控制器通过增大电磁阀电流锁止第一制动器B1，此时发动机停机完成，车辆进入纯电动模式。
步骤Ⅲ中，第一制动器制动需求扭矩TB1取第一制动器基础扭矩TB1_BASE、第一制动器允许最大滑摩功率制动扭矩TB1_Plim和第一制动器允许最大滑摩功制动扭矩TB1_Qlim中的最小值，所述第一制动器基础扭矩TB1_BASE根据公式(1)计算获得，所述第一制动器允许最大滑摩功率制动扭矩TB1_Plim根据公式(2)计算获得，所述第一制动器允许最大滑摩功制动扭矩TB1_Qlim根据公式(3)计算获得，
TB1_BASE＝Jpc×αpc－TENG_drg………………………………………………(1)，
TB1_Plim＝PB1_max/wst………………………………………………………(2)，
其中，Jpc为行星架转动惯量；αpc为行星架减速度，根据发动机需求转速与发动机实际转速的差值est进行PI控制计算得到，其具体值按公式(4)计算获得；TENG_drg为发动机阻力矩，一般通过试验台架测得；PB1_max为第一制动器最大允许滑摩功率；wst为行星架角速度；QB1_max为第一制动器最大允许滑摩功； PB1为当前第一制动器滑摩功率；t为第一制动器累计滑摩时间；
其中，Kp为比例系数，取值为-100～50，本实施例中具体取值为25；T为积分时间常数，取值范围为-3～2，本实施例中具体取值为1。
步骤Ⅲ中，小电机需求扭矩TE1按公式(5)计算获得，大电机需求扭矩TE2按公式(6)计算获得，
其中，i1为双行星排前排速比；i2为双行星排后排速比；Jpc为行星架转动惯量；JE1为小电机转动惯量；JE2为大电机转动惯量；αpc为行星架减速度；THo为轮边驱动扭矩，其值取电池最大功率限制下驱动扭矩THo_Bat_lim、驾驶员需求扭矩THo_req、小电机最大扭矩限制下驱动扭矩THo_E1_lim和大电机最大扭矩限制下驱动扭矩THo_E2_lim中的最大值。
驾驶员需求扭矩THo_req根据油门踏板与车速查表得到，该表可根据实车标定得出；电池最大功率限制下驱动扭矩THo_Bat_lim按公式(7)计算获得，小电机最大扭矩限制下驱动扭矩THo_E1_lim按公式(8)计算获得，大电机最大扭矩限制下驱动扭矩THo_E2_lim按公式(9)计算获得：
THo_Bat_lim＝THo_lastvalue+Kp ep/wHo……………………………………(7)，
其中，THo_lastvalue为上一时刻轮边驱动扭矩；Kp＇为比例系数，取值为-10～ 10，本实施例中具体取值为0.1；ep为电池最大允许放电功率与电池实际放电功率的差值；wHo为齿圈角速度；TE1_max为小电机最大扭矩；TE2_max为大电机最大扭矩。
实施例2
一种无离合器混合动力汽车制动器辅助发动机停机的控制方法，其步骤与实施例1中的无离合器混合动力汽车制动器辅助发动机停机的控制方法的步骤基本相同，其不同之处在于：步骤Ⅰ中的第三预设值C为40℃，步骤Ⅱ中的第二预设值B为50rpm，步骤Ⅲ中的第一预设阀值A为30rpm。
实施例3
一种无离合器混合动力汽车制动器辅助发动机停机的控制方法，其步骤与实施例1中的无离合器混合动力汽车制动器辅助发动机停机的控制方法的步骤基本相同，其不同之处在于：步骤Ⅰ中的第三预设值C为50℃，步骤Ⅱ中的第二预设值B为100rpm，步骤Ⅲ中的第一预设阀值A为50rpm。

Claims (7)

1.一种无离合器混合动力汽车制动器辅助发动机停机的控制方法，其特征在于：按以下步骤进行：
Ⅰ整车控制器判断车辆是否满足发动机停机条件，若是则执行步骤Ⅱ，否则车辆维持混动模式；
Ⅱ整车控制器判断第二制动器(B2)是否锁止，若是，则整车控制器通过降低电磁阀电流打开第二制动器(B2)，之后执行步骤Ⅲ；否则直接执行步骤Ⅲ；
Ⅲ整车扭矩分配模块计算得到第一制动器制动需求扭矩TB1、小电机需求扭矩TE1和大电机需求扭矩TE2，之后整车控制器通过调节电磁阀电流使得第一制动器的制动扭矩达到TB1，同时整车控制器将小电机需求扭矩TE1、大电机需求扭矩TE2分别发送至相对应的小电机控制器、大电机控制器中，小电机控制器、大电机控制器根据接收到的相应的需求扭矩分别控制相对应的小电机、大电机执行，之后发动机进入熄火过程，当发动机转速小于第一预设阀值A时，整车控制器通过增大电磁阀电流锁止第一制动器(B1)，此时发动机停机完成，车辆进入纯电动模式。
2.如权利要求1所述的无离合器混合动力汽车制动器辅助发动机停机控制方法，其特征在于：所述步骤Ⅲ中，第一制动器制动需求扭矩TB1取第一制动器基础扭矩TB1_BASE、第一制动器允许最大滑摩功率制动扭矩TB1_Plim和第一制动器允许最大滑摩功制动扭矩TB1_Qlim中的最小值，所述第一制动器基础扭矩TB1_BASE根据公式(1)计算获得，所述第一制动器允许最大滑摩功率制动扭矩TB1_Plim根据公式(2)计算获得，所述第一制动器允许最大滑摩功制动扭矩TB1_Qlim根据公式(3)计算获得，
TB1_BASE＝Jpc×αpc－TENG_drg………………………………………………(1)，
TB1_Plim＝PB1_max/wst………………………………………………………(2)，
其中，Jpc为行星架转动惯量；αpc为行星架减速度，根据发动机需求转速与发动机实际转速的差值est进行PI控制计算得到，其具体值按公式(4)计算获得；TENG_drg为发动机阻力矩；PB1_max为第一制动器最大允许滑摩功率；wst为行星架角速度；QB1_max为第一制动器最大允许滑摩功；PB1为当前第一制动器滑摩功率，t为第一制动器累计滑摩时间；
其中，Kp为比例系数，取值为-100～50；T为积分时间常数，取值为-3～2。
3.如权利要求2所述的无离合器混合动力汽车制动器辅助发动机停机控制方法，其特征在于：所述步骤Ⅲ中，小电机需求扭矩TE1按公式(5)计算获得，大电机需求扭矩TE2按公式(6)计算获得，
其中，i1为双行星排前排速比；i2为双行星排后排速比；Jpc为行星架转动惯量；JE1为小电机转动惯量；JE2为大电机转动惯量；αpc为行星架减速度；THo为轮边驱动扭矩，其值取电池最大功率限制下驱动扭矩THo_Bat_lim、驾驶员需求扭矩THo_req、小电机最大扭矩限制下驱动扭矩THo_E1_lim和大电机最大扭矩限制下驱动扭矩THo_E2_lim中的最大值。
4.如权利要求3所述的无离合器混合动力汽车制动器辅助发动机停机控制方法，其特征在于：所述驾驶员需求扭矩THo_req根据油门踏板与车速查表得到，电池最大功率限制下驱动扭矩THo_Bat_lim按公式(7)计算获得，小电机最大扭矩限制下驱动扭矩THo_E1_lim按公式(8)计算获得，大电机最大扭矩限制下驱动扭矩THo_E2_lim按公式(9)计算获得：
THo_Bat_lim＝THo_lastvalue+Kp′ep/wHo……………………………………(7)，
其中，THo_lastvalue为上一时刻轮边驱动扭矩；Kp＇为比例系数，取值为-10～10；ep为电池最大允许放电功率与电池实际放电功率的差值；wHo为齿圈角速度；TE1_max为小电机最大扭矩；TE2_max为大电机最大扭矩。
5.如权利要求1所述的无离合器混合动力汽车制动器辅助发动机停机控制方法，其特征在于：所述步骤Ⅲ中，第一预设阀值A为30～50rpm。
6.如权利要求1～5任一所述的无离合器混合动力汽车制动器辅助发动机停机控制方法，其特征在于：所述步骤Ⅱ中，第二制动器(B2)打开完成的判断标准为小电机(E1)转速大于第二预设值B，第二预设值B为50～100rpm。
7.如权利要求1～5任一所述的无离合器混合动力汽车制动器辅助发动机停机控制方法，其特征在于：所述步骤Ⅰ中，整车控制器判断车辆满足发动机停机条件的标准为：同时满足条件(a)发动机水温高于第三预设值C，第三预设值C为40～50℃、(b)车辆处于前进减速档、(c)车速低于100km/h、(d)持续断油指令成立。
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