CN113266501B - 混合动力汽车的发动机启动控制方法、车辆及存储介质 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种混合动力汽车的发动机启动控制方法、车辆及存储介质。发动机启动控制方法包括步骤：S100：判断发动机的启动方式；若发动机采用发电机启动，则进入步骤S200；若发动机采用起动机启动，则进入步骤S700；S200：计算发电机的启动扭矩T₁；S300：计算驱动电机的平衡扭矩T_b；S400：计算驱动电机的调节扭矩T_pi；S500：计算驱动电机的输出扭矩T₂；S600：控制驱动电机按照T₂进行扭矩输出，以维持车辆平衡；S700：车辆利用制动方式维持平衡。本发明的混合动力汽车的发动机启动控制方法能够有效避免车辆启动时发生前移或者后移现象，提高发动机启动时的稳定性，进而提升驾乘体验。

Description

混合动力汽车的发动机启动控制方法、车辆及存储介质

技术领域

本发明涉及车辆控制技术领域，尤其涉及一种混合动力汽车的发动机启动控制方法、车辆及存储介质。

背景技术

行星齿轮排结构被广泛应用于混联式混合动力汽车驱动系统中，该驱动系统中包括了两个电机，其中连接行星排太阳轮的电机称为发电机，该电机既能发电，又能驱动；另一个连接行星排齿圈的电机称为驱动电机。混联式混合动力汽车的发动机启动时，常发生纵向移动，车辆的稳定性往往不能充分保证，尤其是由发电机进行发动机的启动时，行星排的齿圈会受到反向扭矩的作用，导致车辆会出现明显的前移或者后移现象；车辆启动时稳定性若无法保证将会严重影响驾乘人员的驾乘体验。

因此，亟待提供一种混合动力汽车的发动机启动控制方法、车辆及存储介质解决上述问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种混合动力汽车的发动机启动控制方法、车辆及存储介质，以提高发动机启动时的稳定性，提升驾乘体验。

为实现上述目的，提供以下技术方案：

一种混合动力汽车的发动机启动控制方法，包括如下步骤：

S100：判断发动机的启动方式；若发动机采用发电机启动，则进入步骤S200；若发动机采用起动机启动，则进入步骤S700；

S200：计算发电机的启动扭矩T₁；

S300：计算驱动电机的平衡扭矩T_b；

S400：计算驱动电机的调节扭矩T_pi；

S500：计算驱动电机的输出扭矩T₂；

S600：控制驱动电机按照T₂进行扭矩输出，以维持车辆平衡；控制结束；

S700：车辆利用制动方式维持平衡；控制结束。

进一步地，步骤S100中，发动机的启动方式的判断包括如下步骤：

S101：判断车辆变速箱是否满足在档且未处于换挡过程，若满足，则进入步骤S102；若不满足，则发动机采用起动机启动；

S102：若动力电池的SOC值大于预定电量阈值、且驱动电机在当前转速下的最大扭矩与驱动电机的当前扭矩之差大于预定扭矩阈值时，则发动机采用发电机启动；否则，则发动机采用起动机启动。

进一步地，步骤S100中，若发动机水温T低于预定温度阈值，则发动机只能采用发电机启动。

进一步地，步骤S200包括如下步骤：

由发动机水温T和发动机转速N_e，并根据发动机需求启动扭矩MAP图获取发动机需求启动扭矩T_e；发动机需求启动扭矩MAP图为预先制定的根据发动机水温T和发动机转速N_e确定发动机需求启动扭矩T_e的图表；

根据行星排扭矩关系，计算发电机的启动扭矩T₁，计算公式如下：

其中，k为行星排特征参数，i₁为发电机速比。

进一步地，步骤S300中，根据行星排扭矩关系，计算驱动电机的平衡扭矩T_b，计算公式如下：

T_b＝k×T₁÷i₂

其中，k为行星排特征参数、i₂为驱动电机速比。

进一步地，步骤S400包括如下步骤：

根据输出轴的当前转速，计算其目标转速与当前转速的差N_Δ；

若N_Δ大于第一比例项阈值，则取比例系数Kp＝Kp₁；若N_Δ小于第二比例项阈值，则取比例系数Kp＝Kp₂；若N_Δ介于第一比例项阈值与第二比例项阈值之间，则取比例系数Kp＝Kp₀；Kp₁、Kp₂和Kp₀均为标定值；

若N_Δ大于第一积分项阈值，则取积分系数Ki＝Ki₁；若N_Δ小于第二积分项阈值，则取积分系数Ki＝Ki₂；若N_Δ介于第一积分项阈值与第二积分项阈值之间，则取积分系数Ki＝Ki₀；Ki₁、Ki₂和Ki₀均为标定值；

则调节扭矩T_pi的计算公式如下：

T_pi＝∑Ki×N_Δ+Kp×N_Δ。

进一步地，步骤S500中，输出扭矩T₂的计算公式如下：

T₂＝T_b+T_pi。

进一步地，步骤S500中，若制动踏板开度大于零，且获得制动扭矩为T_制动，则

T₂＝T_b+T_pi-T_制动。

一种车辆，所述车辆包括：

一个或多个处理器；

存储器，用于存储一个或多个程序；

当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行，使得所述一个或多个处理器实现上述任一所述的混合动力汽车的发动机启动控制方法。

一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现上述任一所述的混合动力汽车的发动机启动控制方法。

与现有技术相比，本发明的有益效果：

本发明的混合动力汽车的发动机启动控制方法中，首先进行了发动机启动方式的判断，若发动机采用发电机启动，则通过相关计算得到驱动电机合理的输出扭矩，车辆在该输出扭矩下能维持平衡；若发动机采用自身起动机进行启动，则选用制动的方式来维持车辆平衡；无论哪种方式，最终都能有效避免车辆启动时发生前移或者后移现象，提高发动机启动时的稳定性，进而提升驾乘体验。

附图说明

图1为本发明实施例中混合动力汽车的发动机启动控制方法的控制流程图；

图2为本发明实施例中发动机启动方式的判断流程图；

图3为本发明实施例中发电机的启动扭矩的计算流程图；

图4为本发明实施例中驱动电机的调节扭矩的计算流程图。

具体实施方式

以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例一

本实施例在于提供一种混合动力汽车的发动机启动控制方法，主要用于混联式混合动力汽车中实现发动机的启动控制；其中，车辆的驱动系统中包括有行星齿轮排结构和两个电机，其中，连接行星排太阳轮的电机称为发电机，该电机既能发电，又能驱动；另一个连接行星排齿圈的电机称为驱动电机。同时，发动机也一般具有两种启动方式，一是利用发电机进行反拖启动，二是利用发动机自身的起动机进行启动。具体地，参考图1，该混合动力汽车的发动机启动控制方法包括如下步骤：

S100：判断发动机的启动方式；若发动机采用发电机启动，则进入步骤S200；若发动机采用起动机启动，则进入步骤S700；

S200：计算发电机的启动扭矩T₁；

S300：计算驱动电机的平衡扭矩T_b；

S400：计算驱动电机的调节扭矩T_pi；

S500：计算驱动电机的输出扭矩T₂；

S600：控制驱动电机按照T₂进行扭矩输出，以维持车辆平衡；控制结束；

S700：车辆利用制动方式维持平衡；控制结束。

本实施例的混合动力汽车的发动机启动控制方法中，首先进行了发动机启动方式的判断，若发动机采用发电机启动，则通过相关计算得到驱动电机合理的输出扭矩T₂，车辆在该输出扭矩T₂下能维持平衡；若发动机采用自身起动机进行启动，则选用制动的方式来维持车辆平衡；无论哪种方式，最终都能有效避免车辆启动时发生前移或者后移现象，提高发动机启动时的稳定性，进而提升驾乘体验。

具体地，步骤S700中，车辆利用制动方式维持平衡包括如下两种情况：

第一种情况：若驾驶员未踩下制动踏板，则车辆的整车控制器控制制动装置进行主动制动，然后再控制起动机动作，启动发动机；在发动机启动成功后，整车控制器再控制制动装置解除制动。具体地，制动装置可分为液压制动或气压制动，因此通过相关阀的控制即可实现相应的制动气压(油压)的提升或释放，进而实现主动制动或制动的解除。

第二种情况：若驾驶员踩下制动踏板，则整车控制器直接控制起动机动作，启动发动机。

以上两种情况均是在车辆处于制动的情况下进行发动机的启动，由于车辆在启动时处于制动状态，因此也能够有效避免车辆发生较大纵向移动，保证了车辆启动时的稳定性。

具体地，参考图2，步骤S100中，发动机的启动方式的判断包括如下步骤：

S101：判断车辆变速箱是否满足在档且未处于换挡过程，若满足，则进入步骤S102；若不满足，则发动机采用起动机启动；

S102：若动力电池的SOC值大于预定电量阈值、且驱动电机在当前转速下的最大扭矩与驱动电机的当前扭矩之差大于预定扭矩阈值，则发动机采用发电机启动；否则，则发动机采用起动机启动。

上述关于发动机启动方式的选择上，限定了采用发电机启动所需的必要条件，如变速箱必须在档、动力电池的剩余电量必须满足一定阈值等，充分保证了发电机启动方式的顺利实施。

具体实施时，若发动机水温T过低，采用自身的起动机进行启动将无法顺利完成，此时只能采用发电机启动的方式；因此，在步骤S100中关于发动机启动方式的判断中，还应考虑发动机水温T。具体地，若发动机水温T低于预定温度阈值，则发动机只能采用发电机启动；当然，不难理解的是，在由于发动机水温T低只能采用发电机启动的情况下，若车辆相关状态仍不能满足步骤S101和步骤S102中的条件，则发电机启动的方式也将失效，发动机将无法正常启动。

进一步地，参考图3，步骤S200包括如下步骤：

由发动机水温T和发动机转速N_e，并根据发动机需求启动扭矩MAP图获取发动机需求启动扭矩T_e；发动机需求启动扭矩MAP图为预先制定的根据发动机水温T和发动机转速N_e确定发动机需求启动扭矩T_e的图表；

根据行星排扭矩关系，计算发电机的启动扭矩T₁，计算公式如下：

其中，k为行星排特征参数，i₁为发电机速比。

根据步骤S200中所获得的发电机的启动扭矩T₁，步骤S300中，根据行星排扭矩关系，计算驱动电机的平衡扭矩T_b，计算公式如下：

T_b＝k×T₁÷i₂

其中，k为行星排特征参数、i₂为驱动电机速比。

进一步地，参考图4，为了计算驱动电机的调节扭矩T_pi，步骤S400包括如下步骤：

根据输出轴的当前转速，计算其目标转速与当前转速的差N_Δ；

若N_Δ大于第一比例项阈值，则取比例系数Kp＝Kp₁；若N_Δ小于第二比例项阈值，则取比例系数Kp＝Kp₂；若N_Δ介于第一比例项阈值与第二比例项阈值之间，则取比例系数Kp＝Kp₀；Kp₁、Kp₂和Kp₀均为标定值；

若N_Δ大于第一积分项阈值，则取积分系数Ki＝Ki₁；若N_Δ小于第二积分项阈值，则取积分系数Ki＝Ki₂；若N_Δ介于第一积分项阈值与第二积分项阈值之间，则取积分系数Ki＝Ki₀；Ki₁、Ki₂和Ki₀均为标定值；

则调节扭矩T_pi的计算公式如下：

T_pi＝∑Ki×N_Δ+Kp×N_Δ。

最终地，步骤S500中，输出扭矩T₂的计算公式如下：

T₂＝T_b+T_pi。

即驱动电机的输出扭矩T₂是初始计算的驱动电机的平衡扭矩T_b与调节扭矩T_pi的求和，随着启动过程的进行，输出扭矩T₂也进行适应性改变，以尽可能保证车辆启动时的平稳，避免发生车辆前移及后移。

具体实施时，若遇到在启动过程中制动踏板被踩下的情况，会产生相应的制动扭矩T_制动，则相应的输出扭矩T₂需要进行适应性变化；因此，步骤S500中，若制动踏板开度大于零，且获得相应的制动扭矩为T_制动，则T₂的计算公式变为：

T₂＝T_b+T_pi-T_制动。

即针对在启动过程中制动踏板被踩下的情况，驱动电机的输出扭矩T₂需要减去制动扭矩T_制动，以达到更平稳地控制车辆启动的目的。

实施例二

本发明实施例二还在于提供一种车辆，车辆的组件可以包括但不限于：车辆本体、一个或者多个处理器，存储器，连接不同系统组件(包括存储器和处理器)的总线。

存储器作为一种计算机可读存储介质，可用于存储软件程序、计算机可执行程序以及模块，如本发明实施例中的混合动力汽车的发动机启动控制方法对应的程序指令。处理器通过运行存储在存储器中的软件程序、指令以及模块，从而执行车辆的各种功能应用以及数据处理，即实现上述的混合动力汽车的发动机启动控制方法。

存储器可主要包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需的应用程序；存储数据区可存储根据终端的使用所创建的数据等。此外，存储器可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非易失性存储器，例如至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他非易失性固态存储器件。在一些实例中，存储器可进一步包括相对于处理器远程设置的存储器，这些远程存储器可以通过网络连接至车辆。上述网络的实例包括但不限于互联网、企业内部网、局域网、移动通信网及其组合。

实施例三

本发明实施例三还提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现一种混合动力汽车的发动机启动控制方法，该发动机启动控制方法包括如下步骤：

S100：判断发动机的启动方式；若发动机采用发电机启动，则进入步骤S200；若发动机采用起动机启动，则进入步骤S700；

S200：计算发电机的启动扭矩T₁；

S300：计算驱动电机的平衡扭矩T_b；

S400：计算驱动电机的调节扭矩T_pi；

S500：计算驱动电机的输出扭矩T₂；

S600：控制驱动电机按照T₂进行扭矩输出，以维持车辆平衡；控制结束；

S700：车辆利用制动方式维持平衡；控制结束。

当然，本发明实施例所提供的一种计算机可读存储介质，其计算机可执行指令不限于如上所述的方法操作，还可以执行本发明任意实施例所提供的混合动力汽车的发动机启动控制方法中的相关操作。

通过以上关于实施方式的描述，所属领域的技术人员可以清楚地了解到，本发明可借助软件及必需的通用硬件来实现，当然也可以通过硬件实现，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中，如计算机的软盘、只读存储器(Read-Only Memory,ROM)、随机存取存储器(RandomAccess Memory,RAM)、闪存(FLASH)、硬盘或光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述的方法。

上述实施例中，所包括的各个单元和模块只是按照功能逻辑进行划分的，但并不局限于上述的划分，只要能够实现相应的功能即可；另外，各功能单元的具体名称也只是为了便于相互区分，并不用于限制本发明的保护范围。

注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (6)

1.一种混合动力汽车的发动机启动控制方法，其特征在于，包括如下步骤：

S100：判断发动机的启动方式；若发动机采用发电机启动，则进入步骤S200；若发动机采用起动机启动，则进入步骤S700；

S200：计算发电机的启动扭矩T₁；

S300：计算驱动电机的平衡扭矩T_b；

S400：计算驱动电机的调节扭矩T_pi；

S500：计算驱动电机的输出扭矩T₂；

S600：控制驱动电机按照T₂进行扭矩输出，以维持车辆平衡；控制结束；

S700：车辆利用制动方式维持平衡；控制结束；

步骤S200包括如下步骤：

由发动机水温T和发动机转速N_e，并根据发动机需求启动扭矩MAP图获取发动机需求启动扭矩T_e；发动机需求启动扭矩MAP图为预先制定的根据发动机水温T和发动机转速N_e确定发动机需求启动扭矩T_e的图表；

根据行星排扭矩关系，计算发电机的启动扭矩T₁，计算公式如下：

其中，k为行星排特征参数，i₁为发电机速比；

步骤S300中，根据行星排扭矩关系，计算驱动电机的平衡扭矩T_b，计算公式如下：

T_b＝k×T₁÷i₂

其中，k为行星排特征参数、i₂为驱动电机速比；

步骤S400包括如下步骤：

根据输出轴的当前转速，计算其目标转速与当前转速的差N_Δ；

若N_Δ大于第一比例项阈值，则取比例系数Kp＝Kp₁；若N_Δ小于第二比例项阈值，则取比例系数Kp＝Kp₂；若N_Δ介于第一比例项阈值与第二比例项阈值之间，则取比例系数Kp＝Kp₀；Kp₁、Kp₂和Kp₀均为标定值；

若N_Δ大于第一积分项阈值，则取积分系数Ki＝Ki₁；若N_Δ小于第二积分项阈值，则取积分系数Ki＝Ki₂；若N_Δ介于第一积分项阈值与第二积分项阈值之间，则取积分系数Ki＝Ki₀；Ki₁、Ki₂和Ki₀均为标定值；

则调节扭矩T_pi的计算公式如下：

T_pi＝∑Ki×N_Δ+Kp×N_Δ；

步骤S500中，输出扭矩T₂的计算公式如下：

T₂＝T_b+T_pi。

2.根据权利要求1所述的发动机启动控制方法，其特征在于，步骤S100中，发动机的启动方式的判断包括如下步骤：

S101：判断车辆变速箱是否满足在档且未处于换挡过程，若满足，则进入步骤S102；若不满足，则发动机采用起动机启动；

S102：若动力电池的SOC值大于预定电量阈值、且驱动电机在当前转速下的最大扭矩与驱动电机的当前扭矩之差大于预定扭矩阈值，则发动机采用发电机启动；否则，则发动机采用起动机启动。

3.根据权利要求1所述的发动机启动控制方法，其特征在于，步骤S100中，若发动机水温T低于预定温度阈值，则发动机只能采用发电机启动。

4.根据权利要求1所述的发动机启动控制方法，其特征在于，步骤S500中，若制动踏板开度大于零，且获得制动扭矩为T_制动，则

T₂＝T_b+T_pi-T_制动。

5.一种车辆，其特征在于，包括：

一个或多个处理器；

存储器，用于存储一个或多个程序；

当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行，使得所述一个或多个处理器实现如权利要求1-4中任一所述的混合动力汽车的发动机启动控制方法。

6.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该程序被处理器执行时实现如权利要求1-4中任一所述的混合动力汽车的发动机启动控制方法。

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