CN110341685A - 双电机增程驱动混合动力车发动机启停控制方法及系统 - Google Patents

双电机增程驱动混合动力车发动机启停控制方法及系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种双电机增程驱动混合动力车发动机启停控制方法，包括启动控制方法：响应于发动机启动条件满足，向发动机发出启动指令，向ISG发出拖动发动机转动的拖动指令；检测发动机转速，响应于发动机转速大于转速阈值A，向发动机发出允许喷油指令；响应于检测到发动机喷油，向ISG发出卸载拖动扭矩的卸载指令；响应于拖动扭矩卸载后发动机正常运转，则认为启动成功；停机控制方法：响应于发动机停机条件满足，向发动机发出停机指令；经过一段时间后，响应于检测到发动机转速小于转速阈值B，则认为停机成功。同时公开了相应的系统。本发明使发动机启停控制准确、迅速，能够保证混合动力模式快速平顺切换，具有很强的鲁棒性。

Description

双电机增程驱动混合动力车发动机启停控制方法及系统
技术领域
本发明涉及一种双电机增程驱动混合动力车发动机启停控制方法及系统，属于电动汽车领域。
背景技术
目前，混合动力汽车的节能环保、技术成熟以及成本相对较低的特点将使之成为近期内替代传统汽车的优选方案之一。国内各大车企也积极推出不同结构类型的混合动力汽车，混合动力车辆处于销量快速增长阶段。双电机增程驱动混合动力车兼有混合动力汽车和纯电动汽车的特征，为了保证系统车辆的经济性，动力性等优势发挥出来，混合动力模式切换需要尽快能的快速平顺，作为混合动力模式切换中的步骤之一，发动机启动，停机控制尤其重要。现有双电机增程驱动混合动力车的发动机启停控制过程简单，模式切换过程不平顺。
发明内容
本发明提供了一种双电机增程驱动混合动力车发动机启停控制方法及系统，解决了现有发动机启停控制存在的上述问题。
为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：
双电机增程驱动混合动力车发动机启停控制方法，包括，
启动控制方法：
响应于发动机启动条件满足，向发动机发出启动指令，向ISG发出拖动发动机转动的拖动指令；
检测发动机转速，响应于发动机转速大于转速阈值A，向发动机发出允许喷油指令；
响应于检测到发动机喷油，向ISG发出卸载拖动扭矩的卸载指令；
响应于拖动扭矩卸载后发动机正常运转，则认为启动成功；
停机控制方法：
响应于发动机停机条件满足，向发动机发出停机指令；
经过一段时间后，响应于检测到发动机转速小于转速阈值B，则认为停机成功。
发动机启动条件为，从单电机模式切换到串联模式/并联模式，离合器闭合。
发动机停机条件为，从串联模式/并联模式切换到单电机模式，同步器断开。
响应于检测到发动机转速不小于转速阈值B，给ISG倒拖扭矩，通过发电阻力降低ISG转速，降低发动机转速，直至发动机停机。
双电机增程驱动混合动力车发动机启停控制系统，包括启动控制模和停机控制模块；
启动控制模包括：
启动开始模块：响应于发动机启动条件满足，向发动机发出启动指令，向ISG发出拖动发动机转动的拖动指令；
喷油指令模块：检测发动机转速，响应于发动机转速大于转速阈值A，向发动机发出允许喷油指令；
卸载指令模块：响应于检测到发动机喷油，向ISG发出卸载拖动扭矩的卸载指令；
启动判定模块：响应于拖动扭矩卸载后发动机正常运转，则认为启动成功；
停机控制模块包括：
停机开始模块：响应于发动机停机条件满足，向发动机发出停机指令；
停机判定模块：经过一段时间后，响应于检测到发动机转速小于转速阈值B，则认为停机成功。
发动机启动条件为，从单电机模式切换到串联模式/并联模式，离合器闭合。
发动机停机条件为，从串联模式/并联模式切换到单电机模式，同步器断开。
响应于检测到发动机转速不小于转速阈值B，给ISG倒拖扭矩，通过发电阻力降低ISG转速，降低发动机转速，直至发动机停机。
一种存储一个或多个程序的计算机可读存储介质，其特征在于：所述一个或多个程序包括指令，所述指令当由计算设备执行时，使得所述计算设备执行双电机增程驱动混合动力车发动机启停控制方法。
一种计算设备，包括一个或多个处理器、存储器以及一个或多个程序，其中一个或多个程序存储在所述存储器中并被配置为由所述一个或多个处理器执行，所述一个或多个程序包括用于执行双电机增程驱动混合动力车发动机启停控制方法的指令。
本发明所达到的有益效果：本发明使发动机启停控制准确、迅速，能够保证混合动力模式快速平顺切换，具有很强的鲁棒性。
附图说明
图1为双电机增程驱动混合动力系统的结构示意图，其中“ a”表示机械连接，“ b”表示CAN总线，“ c”表示控制器控制连接，“ d”表示直流高压连接，“ e”表示电机控制器三相线连接；
图2为双电机增程驱动混合动力系统模式切换图；
图3为发动机启动流程图；
图4为发动机停机流程图；
图5为发动机启动过程；
图6为发动机停机过程。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。
如图1所示，双电机增程驱动混合动力系统包括整车控制器HCU、发动机、发动机控制器ECU、第一电机M1、第二电机M2、第一电机控制器MCU1、第二电机控制器MCU2、串并联变速箱总成和变速箱控制器TCU。
发动机控制器ECU、第一电机控制器MCU1、第二电机控制器MCU2和变速箱控制器TCU均连接整车控制器HCU，发动机控制器ECU控制发动机，第一电机控制器MCU1和第二电机控制器MCU2分别控制第一电机和第二电机，其中第二电机M2采用ISG（Integrated Starterand Generator，起动发电一体电机），串并联变速箱总成内置同步器和离合器，第一电机M1连接串并联变速箱总成的第一输入轴，第二电机M2连接串并联变速箱总成的第二输入轴，发动机连接串并联变速箱总成的第三输入轴，第二输入轴和第三输入轴之间依次串联同步器和离合器，变速箱控制器TCU控制同步器和离合器。
如图2所示，上述系统的切换过程如下：当从单电机模式（即第一电机驱动）切换到串联模式时，首先需要闭合离合器，其次启动发动机，进入串联模式（第一电机和发动机串联驱动，第二电机发电）；当从单电机模式切换到并联模式时，首先需要闭合离合器，其次启动发动机，发动机和ISG经过调速，闭合同步器，进入并联模式（第一电机与第二电机和发动机并联，第一电机、第二电机和发动机均驱动）；当从串联模式切换到单电机模式时，首先需要发动机停机，然后断开离合器，进入单电机模式；当从并联模式切换到单电机模式时，首先需要脱开同步器，其次发动机停机，然后断开离合器，进入单电机模式。
从上述切换过程中可以看出，从单电机模式切换到串联模式/并联模式，发动机启动，反之则发动机停机，因此发动机的启停控制方法包括启动控制方法和停机控制方法。
如图3所示，启动控制方法具体如下：
11）响应于发动机启动条件满足，向发动机发出启动指令，向ISG发出拖动发动机转动的拖动指令。
整车控制器HCU通过CAN通讯和硬线信号判断车辆模式状态，根据变速箱控制器TCU的反馈信息判断离合器状态，当从单电机模式切换到串联模式/并联模式，离合器闭合，则表明发动机启动条件满足，则向发动机控制器ECU发出启动指令，向第二电机控制器MCU2发出拖动指令，第二电机控制器MCU2控制ISG转动，ISG拖动发动机。
ISG电机根据ISG转速查表拖动扭矩，在转速为零时，设置相对较大扭矩，转速越高，拖动扭矩越小，直至扭矩为零。
12）检测发动机转速，响应于发动机转速大于转速阈值A，向发动机发出允许喷油指令。
发动机控制器ECU会向整车控制器HCU反馈发动机转速，当发动机转速大于转速阈值A（根据实际情况人为设定）后，向发动机控制器ECU发出允许喷油指令，发动机控制器ECU控制喷油。
13）响应于检测到发动机喷油，向ISG发出卸载拖动扭矩的卸载指令。
发动机控制器ECU会向整车控制器HCU反馈喷油执行情况，当反馈发动机正常喷油，向第二电机控制器MCU2发出卸载拖动扭矩的卸载指令，第二电机控制器MCU2控制ISG卸载拖动扭矩。拖动扭矩不是一次性卸载，而是随着转速上升，ISG拖动扭矩逐渐卸载。
14）响应于拖动扭矩卸载后发动机正常运转，则认为启动成功，若发动机不处于正常运转状态，则认为发动机启动失败，若重启次数没有达到重启阈值（重启阈值根据实际情况人为设定），再次发出拖动指令转至步骤12。
如图4所示，停机控制方法具体如下：
21）响应于发动机停机条件满足，向发动机发出停机指令。
整车控制器HCU通过CAN通讯和硬线信号判断车辆模式状态，根据变速箱控制器TCU的反馈信息判断同步器状态，当从串联模式/并联模式切换到单电机模式，同步器断开，则表明发动机停机条件满足，则向发动机控制器ECU发出启动指令，通过发动机控制器ECU控制发动机停机，发动机控制器ECU先控制停止喷油，发动机在摩擦扭矩作用下降低转速。
22）经过一段时间后，响应于检测到发动机转速小于转速阈值B，则认为停机成功，响应于检测到发动机转速不小于转速阈值B，给ISG倒拖扭矩，通过发电阻力降低ISG转速，降低发动机转速，直至发动机停机。
图5 给出混合动力系统发动机启动过程，离合器闭合，之后ISG拖动发动机平顺启动，并至增程器发电转速。图6 给出混合动力系统发动机停机过程， ISG拖动发动机快速停机，之后离合器断开，实现了混合动力模式切换。
从上图可以看出，上述方法使发动机启停控制准确、迅速，能够保证混合动力模式快速平顺切换，适合量产化混合动力系统控制。
发动机启动方面，采用ISG拖动，可以提高发动机低温启动能力，也可以优化控制催化器加热能力，改善车辆排放性能；发动机停机方面，发动机可以自行停机，也可以ISG点击倒拖停机，增加了系统的可靠性和鲁棒性。
双电机增程驱动混合动力车发动机启停控制系统，包括启动控制模和停机控制模块。
启动控制模包括：
启动开始模块：响应于发动机启动条件满足，向发动机发出启动指令，向ISG发出拖动发动机转动的拖动指令；其中，发动机启动条件为，从单电机模式切换到串联模式/并联模式，离合器闭合。
喷油指令模块：检测发动机转速，响应于发动机转速大于转速阈值A，向发动机发出允许喷油指令。
卸载指令模块：响应于检测到发动机喷油，向ISG发出卸载拖动扭矩的卸载指令。
启动判定模块：响应于拖动扭矩卸载后发动机正常运转，则认为启动成功。
停机控制模块包括：
停机开始模块：响应于发动机停机条件满足，向发动机发出停机指令；其中，发动机停机条件为，从串联模式/并联模式切换到单电机模式，同步器断开。
停机判定模块：经过一段时间后，响应于检测到发动机转速小于转速阈值B，则认为停机成功；响应于检测到发动机转速不小于转速阈值B，给ISG倒拖扭矩，通过发电阻力降低ISG转速，降低发动机转速，直至发动机停机。
一种存储一个或多个程序的计算机可读存储介质，所述一个或多个程序包括指令，所述指令当由计算设备执行时，使得所述计算设备执行双电机增程驱动混合动力车发动机启停控制方法。
一种计算设备，包括一个或多个处理器、存储器以及一个或多个程序，其中一个或多个程序存储在所述存储器中并被配置为由所述一个或多个处理器执行，所述一个或多个程序包括用于执行双电机增程驱动混合动力车发动机启停控制方法的指令。
本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质（包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等）上实施的计算机程序产品的形式。
本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备（系统）、和计算机程序产品的流程图和／或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和／或方框图中的每一流程和／或方框、以及流程图和／或方框图中的流程和／或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和／或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和／或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和／或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
以上仅为本发明的实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均包含在申请待批的本发明的权利要求范围之内。

Claims (10)

1.双电机增程驱动混合动力车发动机启停控制方法，其特征在于：包括，
启动控制方法：
响应于发动机启动条件满足，向发动机发出启动指令，向ISG发出拖动发动机转动的拖动指令；
检测发动机转速，响应于发动机转速大于转速阈值A，向发动机发出允许喷油指令；
响应于检测到发动机喷油，向ISG发出卸载拖动扭矩的卸载指令；
响应于拖动扭矩卸载后发动机正常运转，则认为启动成功；
停机控制方法：
响应于发动机停机条件满足，向发动机发出停机指令；
经过一段时间后，响应于检测到发动机转速小于转速阈值B，则认为停机成功。
2.根据权利1所述的双电机增程驱动混合动力车发动机启停控制方法，其特征在于：发动机启动条件为，从单电机模式切换到串联模式/并联模式，离合器闭合。
3.根据权利1所述的双电机增程驱动混合动力车发动机启停控制方法，其特征在于：发动机停机条件为，从串联模式/并联模式切换到单电机模式，同步器断开。
4.根据权利1所述的双电机增程驱动混合动力车发动机启停控制方法，其特征在于：响应于检测到发动机转速不小于转速阈值B，给ISG倒拖扭矩，通过发电阻力降低ISG转速，降低发动机转速，直至发动机停机。
5.双电机增程驱动混合动力车发动机启停控制系统，其特征在于：包括启动控制模和停机控制模块；
启动控制模包括：
启动开始模块：响应于发动机启动条件满足，向发动机发出启动指令，向ISG发出拖动发动机转动的拖动指令；
喷油指令模块：检测发动机转速，响应于发动机转速大于转速阈值A，向发动机发出允许喷油指令；
卸载指令模块：响应于检测到发动机喷油，向ISG发出卸载拖动扭矩的卸载指令；
启动判定模块：响应于拖动扭矩卸载后发动机正常运转，则认为启动成功；
停机控制模块包括：
停机开始模块：响应于发动机停机条件满足，向发动机发出停机指令；
停机判定模块：经过一段时间后，响应于检测到发动机转速小于转速阈值B，则认为停机成功。
6.根据权利要求5所述的双电机增程驱动混合动力车发动机启停控制系统，其特征在于：发动机启动条件为，从单电机模式切换到串联模式/并联模式，离合器闭合。
7.根据权利5所述的双电机增程驱动混合动力车发动机启停控制系统，其特征在于：发动机停机条件为，从串联模式/并联模式切换到单电机模式，同步器断开。
8.根据权利5所述的双电机增程驱动混合动力车发动机启停控制系统，其特征在于：响应于检测到发动机转速不小于转速阈值B，给ISG倒拖扭矩，通过发电阻力降低ISG转速，降低发动机转速，直至发动机停机。
9.一种存储一个或多个程序的计算机可读存储介质，其特征在于：所述一个或多个程序包括指令，所述指令当由计算设备执行时，使得所述计算设备执行根据权利要求1至4所述的方法中的任一方法。
10.一种计算设备，其特征在于：包括，
一个或多个处理器、存储器以及一个或多个程序，其中一个或多个程序存储在所述存储器中并被配置为由所述一个或多个处理器执行，所述一个或多个程序包括用于执行根据权利要求1至4所述的方法中的任一方法的指令。
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