CN112677953B - 双电机混合动力系统中发动机的启动方法和装置及车辆 - Google Patents

双电机混合动力系统中发动机的启动方法和装置及车辆 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种双电机混合动力系统中发动机的启动方法和装置及车辆，属于车辆技术领域。双电机混合动力系统包括发动机、与发动机连接的第一电机、以及连接在第一电机和变速系统之间的离合器。该启动方法包括：在接收到发动机启动请求时，获取第一电机的当前状态；若第一电机的当前状态为故障，则获取车辆的当前状态数据，车辆的当前状态数据包括车辆的当前车速；判断车辆的当前车速是否小于或等于预设车速阈值且车辆的其他当前状态数据是否符合等待离合器启动条件；若是，则实时监测车辆的车速，直到车辆的车速大于预设车速阈值时控制离合器拖动发动机启动。本发明可提高发动机启动时车辆的NVH性能和平稳性。

Description

双电机混合动力系统中发动机的启动方法和装置及车辆
技术领域
本发明涉及车辆技术领域，特别是一种双电机混合动力系统中发动机的启动方法和装置以及混合动力车辆。
背景技术
随着各国对车辆油耗和排放要求的日益严格以及电气化系统的发展，混合动力技术已成为实现车辆节能减排的关键。由于目前纯电动系统的电池技术复杂、成本较高，混合动力系统受到大力推广。双电机混合动力系统是一种高效率的混合动力系统，其一般结构如图1所示。双电机混合动力系统一般有三种发动机启动方式：12V启动器拖动发动机启动(简称为12V启动)、P1电机拖动发动机启动(简称为P1电机启动)和离合器C0拖动发动机启动(简称为离合器启动)。正常情况下双电机混合动力系统都是采用P1电机启动，而在P1电机发生故障的情况下，则根据车速的情况选择采用12V启动或离合器启动。特别地，当车速小于或等于预设车速阈值(如10km/h)时，会采用12V启动。但是，在12V启动时，噪声大，且振荡也大，车辆的NVH(Noise-Vibration-Harshness，噪声、振动与声振粗糙度)性能和平稳性较差，用户体验不佳。因此，亟需一种可提高NVH性能和平稳性的双电机混合动力系统中发动机的启动方法。
发明内容
鉴于上述问题，提出了本发明以便提供一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的双电机混合动力系统中发动机的启动方法和装置以及混合动力车辆。
本发明的一个目的是提供一种双电机混合动力系统中发动机的启动方法，其可提高发动机启动时车辆的NVH性能和平稳性。
本发明一个进一步的目的是提高离合器启动过程中的平顺性和安全性。
特别地，根据本发明实施例的一方面，提供了一种双电机混合动力系统中发动机的启动方法，所述双电机混合动力系统包括发动机、与所述发动机连接的第一电机、以及连接在所述第一电机和变速系统之间的离合器；所述启动方法包括：
在接收到发动机启动请求时，获取所述第一电机的当前状态；
若所述第一电机的当前状态为故障，则获取车辆的当前状态数据，所述车辆的当前状态数据包括所述车辆的当前车速；
判断所述车辆的当前车速是否小于或等于预设车速阈值且所述车辆的其他当前状态数据是否符合等待离合器启动条件；
若所述车辆的当前车速小于或等于所述预设车速阈值且所述车辆的其他当前状态数据符合所述等待离合器启动条件，则实时监测所述车辆的车速，直到所述车辆的车速大于所述预设车速阈值时控制所述离合器拖动所述发动机启动。
可选地，所述等待离合器启动条件包括车辆存在加速的条件和车辆无需发动机始终运行的条件。
可选地，所述车辆的当前状态数据还包括加速度或油门开度和所述车辆的驱动模式；
所述车辆存在加速要求的条件包括：
所述加速度为正值且大于预设加速度阈值；或
所述油门开度大于第二油门开度阈值；
所述车辆无需发动机始终运行的条件包括：
所述车辆的驱动模式不等于运动模式。
可选地，所述车辆的当前状态数据还包括驾驶员请求扭矩；
所述等待离合器启动条件还包括：
所述驾驶员请求扭矩小于第二轮端扭矩阈值。
可选地，所述车辆的当前状态数据还包括发动机转速和油门状态或驾驶员请求扭矩；
所述控制所述离合器拖动所述发动机启动，包括：
判断所述发动机转速是否小于或等于预设转速阈值，并根据所述油门状态或所述驾驶员请求扭矩判断驾驶员意图的启动模式；
若所述发动机转速小于或等于所述预设转速阈值，且所述驾驶员意图的启动模式为平稳启动模式，则生成拖动启动信号发送至所述离合器，并控制所述离合器在自接收到所述拖动启动信号起的设定时长内输出对应的预拖动扭矩。
可选地，所述车辆的当前状态数据还包括发动机的冷却液温度和油门状态或驾驶员请求扭矩；
所述控制所述离合器拖动所述发动机启动，包括：
根据所述油门状态或所述驾驶员请求扭矩判断驾驶员意图的启动模式；
根据所述发动机的冷却液温度和所述驾驶员意图的启动模式确定所述发动机的喷油时间；
在所述离合器拖动所述发动机启动的过程中控制所述发动机于所确定的喷油时间进行喷油。
可选地，所述油门状态包括油门开度和油门变化率；
所述根据所述油门状态或所述驾驶员请求扭矩判断驾驶员意图的启动模式的步骤包括：
判断是否所述油门开度大于第一油门开度阈值且所述油门变化率大于预设变化率阈值；
若是，则确定所述驾驶员意图的启动模式为快速启动模式；
若否，则确定所述驾驶员意图的启动模式为平稳启动模式；或者，
判断所述驾驶员请求扭矩是否大于第一轮端扭矩阈值；
若是，则确定所述驾驶员意图的启动模式为快速启动模式；
若否，则确定所述驾驶员意图的启动模式为平稳启动模式。
可选地，所述根据所述发动机的冷却液温度和所述驾驶员意图的启动模式确定所述发动机的喷油时间的步骤包括：
当所述驾驶员意图的启动模式为快速启动模式时，确定所述发动机的喷油时间为所述发动机的转速大于0的时间；
当所述驾驶员意图的启动模式为平稳启动模式且所述发动机的冷却液温度大于预设热机启动温度时，确定所述发动机的喷油时间为所述离合器的拖动扭矩完全卸载的时间；
当所述驾驶员意图的启动模式为平稳启动模式且所述发动机的冷却液温度小于或等于所述预设热机启动温度时，查找发动机的冷却液温度与离合器的扭矩限值的对应关系表，得到与所述发动机的冷却液温度对应的所述离合器的目标扭矩限值，确定所述发动机的喷油时间为所述离合器的拖动扭矩小于所述目标扭矩限值的时间。
根据本发明实施例的另一方面，还提供了一种双电机混合动力系统中发动机的启动装置，包括存储器和处理器，所述存储器内存储有控制程序，所述控制程序被所述处理器执行时用于实现前文任一项所述的启动方法。
根据本发明实施例的又一方面，还提供了一种混合动力车辆，包括双电机混合动力系统以及前文所述的双电机混合动力系统中发动机的启动装置。
本发明实施例提出的双电机混合动力系统中发动机的启动方法和装置中，在第一电机(即P1电机)故障的情况下，若车辆的当前车速小于或等于预设车速阈值且车辆的当前状态符合等待离合器启动条件，则实时监测车辆的车速，直到车辆的车速大于预设车速阈值时再控制离合器C0拖动发动机启动(即，等待离合器启动策略)。本发明通过定义P1电机故障后的等待离合器启动策略，即使在P1电机故障且车速小于或等于预设车速阈值时有发动机启动请求，也不进行12V启动，而是等到车速增加至大于预设车速阈值满足离合器启动的车速条件时进行离合器启动，避免了12V启动时产生的噪声和振荡，提高了发动机启动的NVH性能和平稳性。
进一步地，在离合器拖动发动机启动(即离合器启动)的过程中，通过在满足预拖动扭矩施加条件的情况下控制离合器在自接收到拖动启动信号起的设定时长内输出对应的预拖动扭矩，避免启动过程中因拖动扭矩上升过快造成的冲击，从而有效改善了发动机启动的平顺性。
进一步地，在离合器启动的过程中，通过根据发动机的冷却液温度和驾驶员意图的启动模式控制发动机的喷油时间，能够防止发动机过早或延迟过晚喷油导致的启动冲击、启动失败或发动机转速跌坑等现象，提高发动机启动的平顺性和安全性。
进一步地，在离合器启动的过程中，通过对第二电机(即驱动电机)进行主动阻尼控制，能够防止在离合器启动过程中第二电机的抖动，进一步改善启动平顺性。
上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本发明的具体实施方式。
根据下文结合附图对本发明具体实施例的详细描述，本领域技术人员将会更加明了本发明的上述以及其他目的、优点和特征。
附图说明
通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：
图1为双电机混合动力系统的结构示意图；
图2为图1所示的双电机混合动力系统在离合器启动时的示意图；
图3为根据本发明实施例一的双电机混合动力系统中发动机的启动方法的流程示意图；
图4为根据本发明实施例二的双电机混合动力系统中发动机的启动方法的流程示意图；
图5为在P1电机启动时采用了预拖动扭矩后的启动效果示意图；
图6为现有技术中P1电机启动时未采用预拖动扭矩情况下的启动效果示意图；
图7为根据本发明实施例三的双电机混合动力系统中发动机的启动方法的流程示意图；
图8为本发明实施例四中P1电机启动过程中的各阶段的示意图；
图9为根据本发明一个实施例的双电机混合动力系统中发动机的启动装置的结构示意图。
具体实施方式
下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。
双电机混合动力系统是目前实现车辆节能减排的关键技术。如图1所示，双电机混合动力系统一般性地可包括发动机1、与发动机1连接的第一电机2(图1中标识为P1)、以及连接在第一电机2和变速系统5之间的离合器3(图1中标识为C0)。变速系统5与车轮6连接。双电机混合动力系统还可以进一步包括与第一电机2连接的电池4。更进一步地，双电机混合动力系统还可以包括第二电机7(图1中标识为P2)，第二电机7与变速系统5连接，且同时与电池4和离合器3连接。
双电机混合动力系统一般有三种模式：纯电模式、串联模式和并联模式。在串联模式下，离合器C0不结合，发动机1通过第一电机2(即P1电机)给电池4充电，电池4给第二电机7(即P2电机)供应电能，以使P2电机驱动车轮6。在并联模式下，离合器C0结合，发动机1与P2电机同时直接驱动车轮6。
如前文所述，双电机混合动力系统一般有三种发动机启动方式：12V启动器拖动发动机1启动(简称为12V启动，12V启动器在图1中未示出)、P1电机拖动发动机1启动(简称为P1电机启动)和离合器C0拖动发动机1启动(简称为离合器启动)。正常情况下双电机混合动力系统都是采用P1电机启动，而在P1电机发生故障的情况下，则根据当前车速的情况选择采用12V启动或离合器启动。在离合器启动时，如图2所示，离合器C0结合，通过离合器C0拖动发动机1启动，图2中的黑色箭头表示拖动扭矩的传输方向。
然而，现有技术中，在12V启动时，噪声大，且振荡也大，车辆的NVH性能和平稳性较差，用户体验不佳。
为解决或至少部分解决上述技术问题，本发明实施例提出一种双电机混合动力系统中发动机的启动方法。下面将通过本发明实施例一至实施例四，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述。
实施例一
本实施例中双电机混合动力系统的结构如图1所示，包括发动机1、与发动机1连接的第一电机2(即P1电机)、以及连接在第一电机2和变速系统5之间的离合器3(即离合器C0)。
参见图3所示，本实施例的双电机混合动力系统中发动机的启动方法至少可以包括以下步骤S302至步骤S308。
步骤S302，在接收到发动机启动请求时，获取第一电机2的当前状态。
步骤S304，若第一电机2的当前状态为故障，则获取车辆的当前状态数据，车辆的当前状态数据包括车辆的当前车速。
步骤S306，判断车辆的当前车速是否小于或等于预设车速阈值且车辆的其他当前状态数据是否符合等待离合器启动条件。若是，即车辆的当前车速小于或等于预设车速阈值且车辆的其他当前状态数据符合等待离合器启动条件，则可认为可启用等待离合器启动策略，执行步骤S308。
本步骤中，预设车速阈值为一般情况下12V启动尝试所允许的最大车速，可以根据车辆的实际应用配置参数进行设置，例如可以设置为10km/h。
步骤S308，实时监测车辆的车速，直到车辆的车速大于预设车速阈值时控制离合器3拖动发动机1启动。
本发明实施例提出的双电机混合动力系统中发动机的启动方法中，通过定义P1电机故障后的等待离合器启动策略，即使在P1电机故障且车速小于或等于预设车速阈值时有发动机启动请求，也不进行12V启动，而是等到车速增加至大于预设车速阈值满足离合器启动的车速条件时进行离合器启动，避免了12V启动时产生的噪声和振荡，提高了发动机启动的NVH性能和平稳性。
进一步地，等待离合器启动条件可包括车辆存在加速的条件和车辆无需发动机始终运行的条件。满足车辆存在加速的条件时，可保证车辆可在较短时间内达到离合器启动需求的车速，避免等待时间过长导致无法保证车辆的正常运行。满足车辆无需发动机始终运行的条件时，可保证等待离合器启动策略的合理性，保证车辆的正常运行。
具体地，车辆的当前状态数据还可以包括加速度或油门开度(也可称为加速踏板开度)和车辆的驱动模式。相应地，车辆存在加速要求的条件包括：加速度为正值(即车辆具有正加速度)且大于预设加速度阈值，或者油门开度大于第二油门开度阈值(表明加速踏板处于激活状态)。预设加速度阈值和第二油门开度阈值可以根据实际应用需求进行设置，例如，预设加速度阈值可以设置为0.4m/s2，第二油门开度阈值可以设置为5％。车辆无需发动机始终运行的条件包括：车辆的驱动模式不等于运动模式。混合动力车辆通常可具有多种驱动模式，如节能模式、普通模式、运动模式等，在运动模式时会要求发动机一直运行以保证运动模式的大功率需求，因此，在运动模式下无法启用等待离合器启动策略。
当然，车辆的当前状态数据也可以与第一电机2的当前状态同时获取，即，在步骤S302中同时获取第一电机2的当前状态和车辆的当前状态数据。这种情况下，若第一电机2的当前状态为故障，则执行步骤S306。
在一个进一步的实施方案中，车辆的当前状态数据还可以包括驾驶员请求扭矩。驾驶员请求扭矩指驾驶员请求的车轮扭矩。相应地，等待离合器启动条件还可以包括：驾驶员请求扭矩小于第二轮端扭矩阈值。第二轮端扭矩阈值可以根据实际应用需求进行设置，例如，可以设置为1000N·m。在驾驶员请求扭矩较低时，表明用户需求的启动响应速度较低，这种情况下启用等待离合器启用策略，可在提高NVH性能和平稳性的同时，尽量不影响用户的加速驾驶体验。
此外，如图1所示，本实施例的双电机混合动力系统还可以包括与变速系统5连接、用于驱动车轮6的第二电机7(即P2电机)。由于第二电机7驱动车轮6，因此也可将第二电机7称为驱动电机。由于在离合器启动过程中，第二电机7除了要驱动车轮6外还需要补偿离合器启动的损失，因此，第二电机7可能会产生抖动，进而影响启动平顺性。为了防止离合器启动过程中第二电机7的抖动，本实施例的双电机混合动力系统中发动机的启动方法还可以包括以下步骤：在控制离合器3拖动发动机1启动的过程中，对第二电机7进行主动阻尼控制。
具体地，对第二电机7进行主动阻尼控制的步骤可包括：
获取驾驶员的请求转速和第二电机7的实际转速；
计算请求转速和实际转速之间的差值；
根据该差值对第二电机7进行比例积分(Proportional-Integral，简称PI)控制，以对第二电机7的输出扭矩进行补偿。
比例积分控制为常用的控制策略，本文中不再详细介绍。
本实施例通过在离合器启动的过程中，对第二电机7进行主动阻尼控制，能够防止在离合器启动过程中第二电机7的抖动，进一步改善启动平顺性。
实施例二
本实施例与实施例一的区别在于：在启用等待离合器启动策略进行离合器启动时，对离合器3执行预拖动(prefill)扭矩策略。
参照图4所示，本实施例的双电机混合动力系统中发动机的启动方法至少可以包括以下步骤S402至步骤S412。
步骤S402，在接收到发动机启动请求时，获取第一电机2的当前状态。
步骤S404，若第一电机2的当前状态为故障，则获取车辆的当前状态数据，车辆的当前状态数据至少包括车辆的当前车速。
步骤S406，判断车辆的当前车速是否小于或等于预设车速阈值且车辆的其他当前状态数据是否符合等待离合器启动条件。若是，即车辆的当前车速小于或等于预设车速阈值且车辆的其他当前状态数据符合等待离合器启动条件，则执行步骤S408。
步骤S408，实时监测车辆的车速，直到车辆的车速大于预设车速阈值。
步骤S410，根据车辆的当前状态数据判断是否满足预拖动扭矩施加条件。若是，则执行步骤S412。
步骤S412，生成拖动启动信号发送至离合器3，以控制离合器3拖动发动机1启动，并控制离合器3在自接收到拖动启动信号起的设定时长内输出对应的预拖动扭矩。
本实施例通过在满足预拖动扭矩施加条件的情况下控制离合器C0在自接收到拖动启动信号起的设定时长内输出对应的预拖动扭矩，从而能够在离合器C0的拖动扭矩增加至最大以拖动发动机1达到目标转速之前使离合器C0以预拖动扭矩先拖动发动机1到一定转速。如此，离合器C0的拖动扭矩将不会直接上升到最大，而是先达到一个中间值(即预拖动扭矩的值)再达到最大，这样可以避免启动过程中因拖动扭矩上升过快造成的冲击，从而有效改善了发动机启动的平顺性。
上文步骤S404中，车辆的当前状态数据可以包括发动机1转速和油门状态或驾驶员请求扭矩。相应地，步骤S410中提及的预拖动扭矩施加条件可包括：发动机1转速小于或等于预设转速阈值且驾驶员意图的启动模式为平稳启动模式，其中，驾驶员意图的启动模式可根据油门状态或驾驶员请求扭矩进行判断。预设转速阈值可以根据发动机1的实际参数进行实车标定的结果设置，当发动机1转速大于预设转速阈值时，预拖动扭矩无法拖动发动机1。具体地，预设转速阈值例如可以设置为50rpm。
上文步骤S410中，可根据油门状态或驾驶员请求扭矩判断驾驶员意图的启动模式，进而判断发动机1转速和驾驶员意图的启动模式是否满足预拖动扭矩施加条件。在一种具体的实施方案中，油门状态可包括油门开度和油门变化率。在这种情况下，根据油门状态或驾驶员请求扭矩判断驾驶员意图的启动模式可以具体实施为：根据所获取的油门开度和油门变化率，或根据所获取的驾驶员请求扭矩判断驾驶员意图的启动模式。具体地，判断是否油门开度大于第一油门开度阈值且油门变化率大于预设变化率阈值，若是，则确定驾驶员意图的启动模式为快速启动模式，若否(即油门开度小于或等于第一油门开度阈值，或者油门变化率小于或等于预设变化率阈值)，则确定驾驶员意图的启动模式为平稳启动模式。或者，判断驾驶员请求扭矩是否大于第一轮端扭矩阈值，若是，则确定驾驶员意图的启动模式为快速启动模式，若否(即驾驶员请求扭矩小于或等于第一轮端扭矩阈值)，则确定驾驶员意图的启动模式为平稳启动模式。
进一步地，步骤S410中判断所获取的发动机1转速是否小于或等于预设转速阈值且驾驶员意图的启动模式是否为平稳启动模式。若发动机1转速小于或等于预设转速阈值且驾驶员意图的启动模式为平稳启动模式，则执行步骤S412。
在本实施例中，第一油门开度阈值和预设变化率阈值可以分别设置为70％和300％/s。第一轮端扭矩阈值与车辆的当前车速有关，如此，也可以将车辆的当前车速作为车辆的当前状态数据中的一项在步骤S404获取到，进而根据车辆的当前车速确定第一轮端扭矩阈值。具体地，可以根据车辆的当前车速，通过查找车速与车轮端扭矩限值的关系表，得到与车辆的当前车速对应的车轮端扭矩限值作为第一轮端扭矩阈值。下表1示例性地示出了车速与车轮端扭矩限值的关系表。
表1车速与车轮端扭矩限值的关系表
车速(km/h) 3 10 20 30 50 100
车轮端扭矩限值(N·m) 1500 600 235 200 150 100
在进行查表时，对于落在车速与车轮端扭矩限值的关系表中的各车速点之间的车辆的当前车速，可通过插值法计算得到与该当前车速对应的车轮端扭矩限值。
本实施例中，通过根据发动机1转速和油门状态或驾驶员请求扭矩来准确判断是否满足预拖动扭矩施加条件，可保证在发动机1启动过程中预拖动扭矩对于改善平顺性的有效性。
上文步骤S412中，设定时长可以在0.2-0.4s范围内。离合器3(即离合器C0)作为拖动发动机1启动的目标部件时，对应的预拖动扭矩可以根据车辆启动时的实车标定结果进行设置。离合器C0对应的预拖动扭矩的设置应保证离合器C0可完成贴合，因此优选可以设置为2-4N·m。
需要说明的是，步骤S410可以在步骤S406之后步骤S412之前的任意时间进行，例如，步骤S410可以在实时监测车辆的车速期间进行，若判断出满足预拖动扭矩施加条件，则在车辆的车速大于预设车速阈值时执行步骤S412。
前面虽然只说明了以离合器3作为拖动发动机1启动的目标部件时的预拖动扭矩策略，但本领域技术人员应可理解，当第一电机2(即P1电机)作为拖动发动机1启动的目标部件时，其与离合器3的预拖动扭矩策略的作用原理和作用效果是类似的。在施加预拖动扭矩后，目标部件的拖动扭矩再上升至最大值以拖动发动机1达到目标转速，实现发动机1的启动，如此，避免目标部件的拖动扭矩直接增加到最大，改善平顺性。下面以P1电机启动为例进行说明。图5示出了在P1电机启动时采用了预拖动扭矩后的启动效果，图6示出了现有技术中P1电机启动时未采用预拖动扭矩情况下的启动效果。参见图5，在P1电机接收到拖动启动信号的时刻(设为0s时刻)起P1电机输出预拖动扭矩，在0.1s时预拖动扭矩达到20N·m，并在0.1s至0.2s保持20N·m，从而拖动发动机1到达一定转速。在0.2s后，逐渐卸载预拖动扭矩，至0.4s时预拖动扭矩降至0。同时，在0.2s后，P1电机输出的拖动扭矩增加至最大值，以拖动发动机1到达目标转速，在发动机1到达目标转速后，卸载P1电机的拖动扭矩。对比之下，图6中P1电机在接收到拖动启动信号后没有预拖动扭矩，其拖动扭矩直接增大到最大值。对比图5和图6，图5的启动过程中车辆的加速度的波动范围为0.16m/s2，而图6的启动过程中车辆的加速度的波动范围达到0.23m/s2，相比图5中的加速度的波动范围大了0.07m/s2，由此可见，通过采用预拖动扭矩策略，可显著减小发动机1启动中的冲击，改善启动平顺性。本领域技术人员可理解，在离合器启动时采用预拖动扭矩后的启动效果与图5所示的在P1电机启动时采用了预拖动扭矩后的启动效果相类似，区别只在于离合器C0的预拖动扭矩为2-4N·m。
实施例三
本实施例与实施例一的区别在于：在启用等待离合器启动策略进行离合器启动时，还对发动机1的喷油时间进行针对性控制。
参照图7所示，本实施例的双电机混合动力系统中发动机的启动方法至少可以包括以下步骤S702至步骤S716。
步骤S702，在接收到发动机启动请求时，获取第一电机2的当前状态。
步骤S704，若第一电机2的当前状态为故障，则获取车辆的当前状态数据，车辆的当前状态数据至少包括车辆的当前车速和发动机1的冷却液温度(通常为发动机1的冷却水温)。
步骤S706，判断车辆的当前车速是否小于或等于预设车速阈值且车辆的其他当前状态数据是否符合等待离合器启动条件。若是，即车辆的当前车速小于或等于预设车速阈值且车辆的其他当前状态数据符合等待离合器启动条件，则执行步骤S708。
步骤S708，实时监测车辆的车速。
步骤S710，当车辆的车速大于预设车速阈值时，生成拖动启动信号发送至离合器3，以控制离合器3拖动发动机1启动。
步骤S712，根据车辆的当前状态数据判断驾驶员意图的启动模式。
步骤S714，根据发动机1的冷却液温度和驾驶员意图的启动模式确定与离合器3相对应的发动机1的喷油时间。
步骤S716，在离合器3拖动发动机1启动的过程中控制发动机1于所确定的喷油时间进行喷油。
本发明实施例可根据车辆的当前状态数据判断驾驶员意图的启动模式，并进而根据发动机1的冷却液温度和驾驶员意图的启动模式确定与离合器C0对应的发动机1的喷油时间，从而能够在离合器启动过程中针对性地控制发动机1开始喷油的时间，防止发动机1过早或延迟过晚喷油导致的启动冲击、启动失败或发动机1转速跌坑等现象，进一步提高发动机1启动的平顺性和安全性。
本实施例中，步骤S706的实施方式与实施例一中步骤S406相同，不再赘述。
上文步骤S704中，车辆的当前状态数据还可以包括油门状态或驾驶员请求扭矩。进一步地，油门状态可包括油门开度和油门变化率。
相应地，步骤S712中驾驶员意图的启动模式可包括快速启动模式和平稳启动模式。具体地，根据车辆的当前状态数据判断驾驶员意图的启动模式的步骤可以实施为：判断是否油门开度大于第一油门开度阈值且油门变化率大于预设变化率阈值；若是，则确定驾驶员意图的启动模式为快速启动模式；若否(即油门开度小于或等于第一油门开度阈值，或者油门变化率小于或等于预设变化率阈值)，则确定驾驶员意图的启动模式为平稳启动模式。或者，判断驾驶员请求扭矩是否大于第一轮端扭矩阈值；若是，则确定驾驶员意图的启动模式为快速启动模式；若否，则确定驾驶员意图的启动模式为平稳启动模式。第一油门开度阈值、预设变化率阈值和第一轮端扭矩阈值的限定如实施例二中所述，此处不再重复。
在一种具体的实施方案中，上文步骤S714可以如下实施：
当驾驶员意图的启动模式为快速启动模式时，确定发动机1的喷油时间为发动机1的转速大于0的时间；
当驾驶员意图的启动模式为平稳启动模式且发动机1的冷却液温度大于预设热机启动温度时，确定发动机1的喷油时间为离合器3的拖动扭矩完全卸载的时间；
当驾驶员意图的启动模式为平稳启动模式且发动机1的冷却液温度小于或等于预设热机启动温度时，查找发动机的冷却液温度与离合器3的扭矩限值的对应关系表(不妨称为第二对应关系表)，得到与发动机1的冷却液温度对应的离合器3的目标扭矩限值，确定发动机1的喷油时间为离合器3的拖动扭矩小于目标扭矩限值的时间。
进一步地，在第二对应关系表中，发动机的冷却液温度与离合器3的扭矩限值呈反比。上述第二对应关系表中发动机的冷却液温度和对应的扭矩限值是根据实车表现标定的，各温度对应的扭矩限值为当发动机的冷却液温度在预设热机启动温度以下时，离合器3的拖动扭矩达到限值时不喷油可能会造成启动失败或发动机转速下跌的临界值。预设热机启动温度可根据实际应用的发动机1的性质参数设定，一般地可以设为60℃。
下表2示例性地示出了发动机的冷却液温度与离合器C0的扭矩限值的第二对应关系表。
表2发动机的冷却液温度与离合器C0的扭矩限值的第二对应关系表
发动机冷却液温度(℃) -5 10 25 35 45 60
扭矩限值(N·m) 75 65 55 50 45 -3
在一种实际应用方案中，第二对应关系表中冷却液温度与扭矩限值是一一对应的线性关系，在进行查表时，落在表2的各温度点之间的发动机冷却液温度，可通过插值法计算得到与该发动机冷却液温度对应的扭矩限值。在另一种实际应用方案中，第二对应关系表中冷却液温度区间与扭矩限值对应，例如，小于或等于-5℃的温度区间对应的扭矩限值为75N·m，大于-5℃且小于或等于10℃的温度区间对应的扭矩限值为65N·m，依次类推。在进行查表时，根据动机冷却液温度所在的温度区间，确定该发动机冷却液温度对应的扭矩限值。
进一步地，在一种实施方案中，在确定了不同情况下发动机1的喷油时间后，上文步骤S716可以分不同情况进行实施。具体地，当驾驶员意图的启动模式为快速启动模式时，在离合器3拖动发动机1启动的过程中实时获取发动机1的当前转速；当发动机1的当前转速大于0时，控制发动机1进行喷油。当驾驶员意图的启动模式为平稳启动模式时，在离合器3拖动发动机1启动的过程中实时获取离合器3的拖动扭矩；在发动机1的冷却液温度大于预设热机启动温度的情况下，当离合器3的拖动扭矩完全卸载时，控制发动机1进行喷油；在发动机1的冷却液温度小于或等于预设热机启动温度的情况下，当离合器3的拖动扭矩小于目标扭矩限值时，控制发动机1进行喷油。本实施方案中，离合器3的拖动扭矩完全卸载的标准可以根据实际应用需求进行设定。通常情况下，当离合器3的拖动扭矩小于预设扭矩下限值时，可认为离合器3的拖动扭矩已完全卸载。在一个实例中，离合器3的预设扭矩下限值可以设为-3N·m，也就是说，当离合器3的拖动扭矩小于-3N·m时可以认为离合器3的拖动扭矩完全卸载。
本实施例中，对于快速启动模式，发动机1的喷油时间为发动机1的转速大于0的时间，也就说，发动机1不延迟喷油，从而保证快速启动的响应速度。对于平稳启动模式且发动机1的冷却液温度大于预设热机启动温度(即热机启动)的情况，发动机1的喷油时间为离合器3的拖动扭矩完全卸载的时间，也就是说，发动机1延迟至拖动扭矩完全卸载才喷油(不妨定义为延迟喷油)，这能够避免离合器3的扭矩没有完全卸载带来的扰动冲击，改善启动平顺性。对于平稳启动模式且发动机1的冷却液温度小于或等于预设热机启动温度(即冷机启动)的情况，发动机1的喷油时间为离合器3的拖动扭矩小于目标扭矩限值的时间，由于此时发动机1无需等拖动扭矩完全卸载再喷油，而是在离合器3的拖动扭矩小于对应的目标扭矩限值时即可开始喷油(不妨定义为提前喷油)，防止了发动机1转速下跌或启动失败。
当然，本领域技术人员应可认识到，本实施例中步骤S716是在离合器3拖动发动机1启动的过程中执行的，特别是在平稳启动模式下，无论是控制发动机1延迟喷油或提前喷油，都是在离合器3拖动发动机1达到目标转速后卸载拖动扭矩的过程中执行。
实施例四
本实施例与实施例二的区别在于：在启用等待离合器启动策略进行离合器启动时，除了对离合器3执行预拖动(prefill)扭矩策略外，还对发动机1的喷油时间进行针对性控制。具体地，本实施例的双电机混合动力系统中发动机的启动方法至少可以包括以下步骤：
(1)在接收到发动机启动请求时，获取第一电机2的当前状态。若第一电机2的当前状态为故障，则执行(2)，若第一电机2的当前状态为正常，则执行(11)。
(2)获取车辆的当前状态数据，车辆的当前状态数据至少包括车辆的当前车速、发动机1转速和发动机1的冷却液温度。接着执行(3)。
(3)判断车辆的当前车速是否小于或等于预设车速阈值且车辆的其他当前状态数据是否符合等待离合器启动条件。若是，即车辆的当前车速小于或等于预设车速阈值且车辆的其他当前状态数据符合等待离合器启动条件，则执行(4)。
(4)实时监测车辆的车速。接着执行(5)。
(5)根据车辆的当前状态数据判断驾驶员意图的启动模式。接着执行(6)。
判断驾驶员意图的启动模式的步骤如前文所述。
(6)根据发动机1转速和驾驶员意图的启动模式判断是否满足预拖动扭矩施加条件。若是，则执行(7)，若否，则执行(8)。
判断是否满足预拖动扭矩施加条件的步骤如前文所述。
(7)当车辆的车速大于预设车速阈值时，生成第一拖动启动信号发送至离合器3，以控制离合器3拖动发动机1启动，并控制离合器3在自接收到第一拖动启动信号起的设定时长内输出对应的预拖动扭矩。接着执行(9)。
(8)当车辆的车速大于预设车速阈值时，生成第二拖动启动信号发送至离合器3，以控制离合器3拖动发动机1启动。之后，接着执行(9)。
本步骤中，在不满足预拖动扭矩施加条件的情况下，通过现有的无预拖动扭矩的方式进行离合器启动。
(9)根据发动机1的冷却液温度和驾驶员意图的启动模式确定与离合器3相对应的发动机1的喷油时间。接着执行(10)。
(10)在离合器3拖动发动机1启动的过程中控制发动机1于所确定的喷油时间进行喷油，从而完成发动机1的启动。
(11)获取车辆的当前状态数据，车辆的当前状态数据至少包括车辆的发动机1转速和发动机1的冷却液温度。接着执行(12)。
(12)根据车辆的当前状态数据判断驾驶员意图的启动模式。接着执行(13)。
(13)根据发动机1转速和驾驶员意图的启动模式判断是否满足预拖动扭矩施加条件。若是，则执行(14)，若否，则执行(15)。
判断是否满足预拖动扭矩施加条件的步骤如前文所述。
(14)生成第三拖动启动信号发送至第一电机2，以控制第一电机2拖动发动机1启动，并控制第一电机2在自接收到第三拖动启动信号起的设定时长内输出对应的预拖动扭矩。接着执行(16)。
(15)生成第四拖动启动信号发送至第一电机2，以控制第一电机2拖动发动机1启动。之后，接着执行(16)。
(16)根据发动机1的冷却液温度和驾驶员意图的启动模式确定与第一电机2相对应的发动机1的喷油时间。接着执行(17)。
(17)在第一电机2拖动发动机1启动的过程中控制发动机1于所确定的喷油时间进行喷油，从而完成发动机1的启动。
在本实施例中，在第一电机2作为拖动发动机1启动的目标部件情况下的步骤(12)和(13)与离合器3作为拖动发动机1启动的目标部件情况下的步骤(5)和(6)相同。步骤(14)与步骤(7)类似，区别仅在于第一电机2对应的预拖动扭矩为15-30N·m。并且，步骤(16)与步骤(9)类似，区别在于：第一电机2的预设扭矩下限值与离合器3的预设扭矩下限值不同，具体可以设为10N·m；并且，在根据发动机1的冷却液温度查表得到对应的目标扭矩限值时，依据的是发动机的冷却液温度与第一电机2(即P1电机)的扭矩限值的对应关系表(不妨称为第一对应关系表)。在第一对应关系表中，发动机的冷却液温度与第一电机2的扭矩限值同样呈反比。第一对应关系表中发动机的冷却液温度和对应的扭矩限值是根据实车表现标定的，各温度对应的扭矩限值为当发动机的冷却液温度在预设热机启动温度以下时，第一电机2的拖动扭矩达到限值时不喷油可能会造成启动失败或发动机转速下跌的临界值。下表3示例性地示出了发动机的冷却液温度与P1电机的扭矩限值的第一对应关系表。
表3发动机的冷却液温度与P1电机的扭矩限值的第一对应关系表
发动机冷却液温度(℃) -5 10 25 35 45 60
扭矩限值(N·m) 75 65 55 50 45 10
第一对应关系表的查表方式与第二对应关系表的查表方式相同，不再赘述。
本实施例定义了P1电机故障后的等待离合器启动策略，并结合了P1电机启动或离合器启动中的预拖动扭矩策略和喷油策略，可有效改善发动机1启动的平顺性和安全性。
本实施例中将预拖动扭矩策略和喷油策略结合在一起后，P1电机或离合器C0拖动发动机1启动的过程可以分为以下四个阶段：(1)预拖动阶段，此阶段中P1电机或离合器C0输出预拖动扭矩以拖动发动机1达到一定转速；(2)拖动发动机阶段，此阶段中P1电机或离合器C0拖动发动机1到达目标转速；(3)扭矩卸载阶段，此阶段中P1电机或离合器C0的拖动扭矩卸载到预设扭矩下限值左右；(4)发动机喷油阶段，此阶段发动机1开始喷油。图8示例性地示出了本实施例中P1电机启动过程中的上述四个阶段。本领域技术人员可以理解，本实施例中离合器启动过程中同样存在上述四个阶段。
基于同一技术构思，本发明实施例还提供了一种一种双电机混合动力系统中发动机的启动装置100。如图9所示，该启动装置100包括存储器110和处理器120。存储器110内存储有控制程序，控制程序被处理器120执行时用于实现前文任意实施例或实施例组合的双电机混合动力系统中发动机的启动方法。
本实施例的启动装置通过定义P1电机故障后的等待离合器启动策略，即使在P1电机故障且车速小于或等于预设车速阈值时有发动机启动请求，也不进行12V启动，而是等到车速增加至大于预设车速阈值满足离合器启动的车速条件时进行离合器启动，避免了12V启动时产生的噪声和振荡，提高了发动机启动的NVH性能和平稳性。
基于同一技术构思，本发明实施例还提供了一种混合动力车辆，包括双电机混合动力系统以及前文实施例所述的双电机混合动力系统中发动机的启动装置100。双电机混合动力系统可参考图1所示。
根据上述任意一个可选实施例或多个可选实施例的组合，本发明实施例能够达到如下有益效果：
本发明实施例提出的双电机混合动力系统中发动机的启动方法和装置中，在第一电机2(即P1电机)故障的情况下，若车辆的当前车速小于或等于预设车速阈值且车辆的当前状态符合等待离合器启动条件，则实时监测车辆的车速，直到车辆的车速大于预设车速阈值时再控制离合器C0拖动发动机启动(即，等待离合器启动策略)。本发明通过定义P1电机故障后的等待离合器启动策略，即使在P1电机故障且车速小于或等于预设车速阈值时有发动机启动请求，也不进行12V启动，而是等到车速增加至大于预设车速阈值满足离合器启动的车速条件时进行离合器启动，避免了12V启动时产生的噪声和振荡，提高了发动机启动的NVH性能和平稳性。
进一步地，在离合器拖动发动机启动(即离合器启动)的过程中，通过在满足预拖动扭矩施加条件的情况下控制离合器在自接收到拖动启动信号起的设定时长内输出对应的预拖动扭矩，避免启动过程中因拖动扭矩上升过快造成的冲击，从而有效改善了发动机启动的平顺性。
进一步地，在离合器启动的过程中，通过根据发动机的冷却液温度和驾驶员意图的启动模式控制发动机的喷油时间，能够防止发动机过早或延迟过晚喷油导致的启动冲击、启动失败或发动机转速跌坑等现象，提高发动机启动的平顺性和安全性。
进一步地，在离合器启动的过程中，通过对第二电机(即驱动电机)进行主动阻尼控制，能够防止在离合器启动过程中第二电机的抖动，进一步改善启动平顺性。
在此处所提供的说明书中，说明了大量具体细节。然而，能够理解，本发明的实施例可以在没有这些具体细节的情况下实践。在一些实例中，并未详细示出公知的方法、结构和技术，以便不模糊对本说明书的理解。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：在本发明的精神和原则之内，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案脱离本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种双电机混合动力系统中发动机的启动方法，所述双电机混合动力系统包括发动机、与所述发动机连接的第一电机、以及连接在所述第一电机和变速系统之间的离合器；其特征在于，所述启动方法包括：
在接收到发动机启动请求时，获取所述第一电机的当前状态；
若所述第一电机的当前状态为故障，则获取车辆的当前状态数据，所述车辆的当前状态数据包括所述车辆的当前车速；
判断所述车辆的当前车速是否小于或等于预设车速阈值且所述车辆的其他当前状态数据是否符合等待离合器启动条件；
若所述车辆的当前车速小于或等于所述预设车速阈值且所述车辆的其他当前状态数据符合所述等待离合器启动条件，则实时监测所述车辆的车速，直到所述车辆的车速大于所述预设车速阈值时控制所述离合器拖动所述发动机启动；
其中，所述等待离合器启动条件包括车辆存在加速的条件和车辆无需发动机始终运行的条件；并且
所述车辆的当前状态数据还包括加速度或油门开度和所述车辆的驱动模式；
所述车辆存在加速要求的条件包括：
所述加速度为正值且大于预设加速度阈值；或
所述油门开度大于第二油门开度阈值；
所述车辆无需发动机始终运行的条件包括：
所述车辆的驱动模式不等于运动模式。
2.根据权利要求1所述的启动方法，其特征在于，
所述车辆的当前状态数据还包括驾驶员请求扭矩；
所述等待离合器启动条件还包括：
所述驾驶员请求扭矩小于第二轮端扭矩阈值。
3.根据权利要求1所述的启动方法，其特征在于，
所述车辆的当前状态数据还包括发动机转速和油门状态或驾驶员请求扭矩；
所述控制所述离合器拖动所述发动机启动，包括：
判断所述发动机转速是否小于或等于预设转速阈值，并根据所述油门状态或所述驾驶员请求扭矩判断驾驶员意图的启动模式；
若所述发动机转速小于或等于所述预设转速阈值，且所述驾驶员意图的启动模式为平稳启动模式，则生成拖动启动信号发送至所述离合器，并控制所述离合器在自接收到所述拖动启动信号起的设定时长内输出对应的预拖动扭矩。
4.根据权利要求1所述的启动方法，其特征在于，
所述车辆的当前状态数据还包括发动机的冷却液温度和油门状态或驾驶员请求扭矩；
所述控制所述离合器拖动所述发动机启动，包括：
根据所述油门状态或所述驾驶员请求扭矩判断驾驶员意图的启动模式；
根据所述发动机的冷却液温度和所述驾驶员意图的启动模式确定所述发动机的喷油时间；
在所述离合器拖动所述发动机启动的过程中控制所述发动机于所确定的喷油时间进行喷油。
5.根据权利要求3或4所述的启动方法，其特征在于，
所述油门状态包括油门开度和油门变化率；
所述根据所述油门状态或所述驾驶员请求扭矩判断驾驶员意图的启动模式的步骤包括：
判断是否所述油门开度大于第一油门开度阈值且所述油门变化率大于预设变化率阈值；
若是，则确定所述驾驶员意图的启动模式为快速启动模式；
若否，则确定所述驾驶员意图的启动模式为平稳启动模式；或者，
判断所述驾驶员请求扭矩是否大于第一轮端扭矩阈值；
若是，则确定所述驾驶员意图的启动模式为快速启动模式；
若否，则确定所述驾驶员意图的启动模式为平稳启动模式。
6.根据权利要求5所述的启动方法，其特征在于，
所述根据所述发动机的冷却液温度和所述驾驶员意图的启动模式确定所述发动机的喷油时间的步骤包括：
当所述驾驶员意图的启动模式为快速启动模式时，确定所述发动机的喷油时间为所述发动机的转速大于0的时间；
当所述驾驶员意图的启动模式为平稳启动模式且所述发动机的冷却液温度大于预设热机启动温度时，确定所述发动机的喷油时间为所述离合器的拖动扭矩完全卸载的时间；
当所述驾驶员意图的启动模式为平稳启动模式且所述发动机的冷却液温度小于或等于所述预设热机启动温度时，查找发动机的冷却液温度与离合器的扭矩限值的对应关系表，得到与所述发动机的冷却液温度对应的所述离合器的目标扭矩限值，确定所述发动机的喷油时间为所述离合器的拖动扭矩小于所述目标扭矩限值的时间。
7.一种双电机混合动力系统中发动机的启动装置，其特征在于，包括存储器和处理器，所述存储器内存储有控制程序，所述控制程序被所述处理器执行时用于实现根据权利要求1-6中任一项所述的启动方法。
8.一种混合动力车辆，其特征在于，包括双电机混合动力系统以及根据权利要求7所述的双电机混合动力系统中发动机的启动装置。
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