CN113415166A - 一种增程式混合动力汽车上电、下电控制方法及系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种增程式混合动力汽车上电、下电控制方法及系统。其中上电控制方法中，当钥匙信号转到ON档时，VCU上电，并控制ECU和MCU低压上电；当钥匙信号转到START档时，VCU控制MCU使能，并向电池管理系统发送上电指令；电池管理系统上电完成后控制DC/DC接触器闭合，完成整车高压上电。下电控制方法中，当钥匙信号转到ACC档或OFF档时，VCU控制MCU从第一高压状态下电至第二高压状态，车辆退出准备状态；然后控制MCU和电池管理系统完成高压下电；在设定的延时时间间隔后，VCU控制发动机控制单元和MCU继电器断开，VCU下电。通过引入延时策略，使得下电时在设定的延时时间过程中，VCU和电机控制器均保持唤醒状态，有助于保证行车安全。

Description

一种增程式混合动力汽车上电、下电控制方法及系统
技术领域
本发明属于新能源汽车控制技术领域，尤其涉及一种增程式混合动力汽车上电、下电控制方法及系统。
背景技术
本部分的陈述仅仅是提供了与本公开相关的背景技术信息，不必然构成在先技术。
增程式混合动力汽车是现代汽车发展的方向之一。传统燃油汽车的动力燃料是汽油，而增程式混合动力汽车的动力源是汽油和电能，从节能排放来看，增程式混合动力汽车和传统燃油车相比，增程式混合动力汽车增加了发电机、驱动电机和电池包，当增程式混合动力汽车由纯电驱动时，对环境的影响明显比传统燃油车小；与纯电动汽车相比，增程式混合动力汽车由于发动机的加入，发动机可以带动发电机发电，然后驱动电机驱动车轮行驶，其续驶里程要远远大于纯电动汽车。
在车辆行车规范中，行车安全尤为重要，驾驶员在操纵车辆时，要时刻关注车况和路况，才能保证车辆和驾驶员自身的安全。因此，无论车辆在静态时还是在行车时，上下电逻辑都要符合车辆行车规范。
现有的上下电控制方法存在以下问题：当驾驶员操纵整车下电后再重新上电，整车控制单元(VCU)立即休眠，车辆无法立即上电，在突发事件发生时，不能满足驾驶员操纵需求。
发明内容
为克服上述现有技术的不足，本发明提供了一种增程式混合动力汽车上电、下电控制方法及系统。引入延时策略，使得下电时在设定的延时时间过程中，整车控制器和电机控制器均保持唤醒状态，有助于保证行车安全。
为实现上述目的，本发明的一个或多个实施例提供了如下技术方案：
一种增程式混合动力汽车上电控制方法，包括以下步骤：
当钥匙信号转到ON档时，整车控制器上电，并控制发动机控制单元和电机控制单元的继电器连通，完成低压上电，然后进行高压上电；
当钥匙信号转到START档时，整车控制器向电池管理系统发送上电指令；
电池管理系统上电完成后，控制DC/DC接触器闭合，完成整车高压上电。
进一步地，电池管理系统接收到上电指令后，首先进行自检，检测主负继电器和主正继电器是否发生粘连。
进一步地，若电池管理系统自检无故障，闭合主继电器和预充电继电器，给电机控制器的并联电容充电；预充电结束后，闭合主正继电器，延时一段时间后断开预充继电器。
一个或多个实施例提供了一种增程式混合动力汽车下电控制方法，包括以下步骤：
当钥匙信号转到ACC档或OFF档时，整车控制器向电机控制单元发送下电指令，电机控制单元从第一高压状态下电至第二高压状态，车辆退出准备状态；
整车控制器向电机控制单元和电池管理系统发送下电指令，电机控制单元和电池管理系统完成高压下电；
在设定的延时时间间隔后，整车控制器控制发动机控制单元和电机控制单元继电器断开，整车控制器下电。
进一步地，整车控制器向电池管理系统发送下电指令之前，控制DC/DC和DC/AC停止工作，延时后断开DC/DC和DC/AC回路继电器。
进一步地，BMS收到下电指令后，延时后依次断开主正继电器和主负继电器。
一个或多个实施例提供了一种增程式混合动力汽车上电控制系统，应用于整车控制器，包括：
低压上电控制模块，被配置为：当钥匙信号转到ON档时执行上电，并控制发动机控制单元和电机控制单元的继电器连通，完成低压上电，然后进行高压上电；
高压上电控制模块，被配置为：当钥匙信号转到START档时，向电池管理系统发送上电指令，在电池管理系统上电完成后控制DC/DC接触器闭合，完成整车高压上电。
进一步地，电池管理系统接收到上电指令后，首先进行自检，检测主负继电器和主正继电器是否发生粘连。
一个或多个实施例提供了一种增程式混合动力汽车下电控制系统，应用于整车控制器，包括：
高压下电模块，被配置为：当钥匙信号转到ACC档或OFF档时，整车控制器向电机控制单元发送下电指令，电机控制单元从第一高压状态下电至第二高压状态，车辆退出准备状态；
整车控制器向电机控制单元和电池管理系统发送下电指令，电机控制单元和电池管理系统完成高压下电；
低压下电模块，被配置为：在设定的延时时间间隔后，整车控制器控制发动机控制单元和电机控制单元继电器断开，整车控制器下电。
进一步地，整车控制器向电池管理系统发送下电指令之前，控制DC/DC和DC/AC停止工作，延时后断开DC/DC和DC/AC回路继电器。
以上一个或多个技术方案存在以下有益效果：
在上电过程中，首先对电机控制单元先进行低压上电，再进行高压上电，能够有效保护电机控制单元内部元器件不受损伤；其次，先对电机控制单元进行上电和使能后再对电池控制单元上电，从而实现DC/DC接触器闭合，提高了后续车辆的启动效率。
在下电过程中，电机控制单元首先从第一高压状态下电至第二高压状态，然后由第二高压状态下降至0，从而完成高压下电，完成高压下电后，在设定的延时时间后，才进行低压下电，一方面，电压的梯度下降最大限度的保护了电机控制器中的内部元件；另一方面，在设定的延时时间过程中，整车控制器和电机控制器均保持唤醒状态，若停车过程中发生突发状况，可以迅速上电，从而保证了行车安全。
附图说明
构成本发明的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。
图1为本发明一个或多个实施例中增程式混合动力汽车上电控制方法流程图；
图2为本发明一个或多个实施例中增程式混合动力汽车下电控制方法流程图。
具体实施方式
应该指出，以下详细说明都是示例性的，旨在对本发明提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本发明所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本发明的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
术语解释：
ECU(Engine Control Unit):发动机控制单元
MCU(Motor Control Unit):电机控制单元
VCU(Vehicle Control Unit)：整车控制单元
BMS(Battery Module System)：电池管理系统
DC(direct current):直流转换器
CAN(Controller Area Network):控制器局域网络
实施例一
本实施例公开了一种增程式混合动力汽车上下电控制方法，包括上电控制方法和下电控制方法。其中：
如图1所示，上电控制方法包括以下步骤：
(1)当钥匙信号转到开启状态时，整车控制器上电，并控制发动机控制单元ECU和电机控制单元MCU的继电器连通，完成低压上电。
具体地，当钥匙转到ON档时，电池为整车控制器提供供电电压，整车控制器VCU上电，从而控制电机控制单元的继电器连通供电的控制器，以及发动机控制单元的继电器连通供电的控制器，实现ECU和MCU同时低压上电，此时MCU满足高压上电要求，然后可以进行高压上电，向MCU发送使能信号。
对ECU和MCU首先进行低压上电，后续在进行高压上电，能够有效避免内部元器件的损坏。
(2)当钥匙信号转到START档时，整车控制器VCU向电池管理系统BMS发送上电指令，BMS上电。
在整车控制器VCU向电池管理系统BMS发送上电指令之前，还向MCU发送使能信号。
具体地，BMS在整车控制器VCU上电后即被唤醒。BMS接收到上电指令后，首先进行自检，具体为检测主负继电器和主正继电器是否发生粘连，若无故障，闭合主继电器和预充电继电器，给电机控制器的并联电容充电；预充电结束后，闭合主正继电器，延时一段时间后断开预充继电器，完成BMS高压上电。
(3)电池管理系统BMS上电后，延时一段时间后控制DC/DC接触器闭合，完成整车高压上电，整车进入READY状态。
此时，整个车辆已经做好准备，当钥匙转到START档，闭合DC/AC供电回路，并发送使能信号给转向助力变频器，接收到“起步”信号时，发送转矩信息给电机控制器MCU，车辆进入低速运行状态。
以上上电过程中，当获得ON档信号时，VCU先上电，接着ECU和MCU同时上电，此时低压上电完成；当满足MCU高压上电要求后，先使MCU使能，然后BMS继电器闭合，接着BMS控制DC接触器闭合，DC正常工作，最后整车进入READY状态，此时整车高压上电完成。
如图2所示，下电控制方法包括以下步骤：
(1)当钥匙转到ACC档或OFF档时，整车控制器VCU向MCU发送下电指令，MCU第一高压状态下电至第二高压状态，车辆退出READY状态；
具体地，当获得ACC档或OFF档信号时，整车延时下电，然后是MCU下电，从第一高压状态下至第二高压状态，其值由3置1(1：MCU继电器使能并且MCU CAN线禁止使能，3:MCU继电器使能并且MCU CAN线使能)，当MCU置1时，此时整车READY置0。
作为一种实现方式，向MCU发送的下电指令为转矩为0指令。
(2)整车控制器VCU向MCU和BMS发送下电指令，MCU和BMS完成高压下电；
具体地，控制MCU和BMS同时下电，此时MCU和BMS均完成高压下电。
VCU控制DC/DC和DC/AC停止工作，延时后断开回路继电器；VCU收到DC/DC、DC/AC回路继电器全部断开反馈信号后，给BMS发送下电指令；BMS收到下电指令后，给系统内部一定延时后，按照主正、主负的顺序断开断路器。
(3)在设定的延时时间间隔后，整车控制器VCU、发动机控制单元ECU和电机控制单元MCU低压下电，此时整车下电完成。
本实施例中，延时时间间隔为2秒钟，整车控制器控制发动机控制单元和电机控制单元继电器断开，整车控制器下电。
需要说明的是，如果上电过程中钥匙转到ACC档，若从ON档切换到OFF档的间隔时间小于延时时间间隔，则不作处理，仍然执行上电过程。
上述下电过程中，电机控制单元首先从第一高压状态下电至第二高压状态，然后由第二高压状态下降至0，从而完成高压下电，完成高压下电后，在设定的延时时间后，才进行低压下电，一方面，电压的梯度下降最大限度的保护了电机控制器中的内部元件，另一方面，在设定的延时时间过程中，整车控制器和电机控制器均保持唤醒状态，若停车过程中发生突发状况，可以迅速上电，从而保证了行车安全。
在行车时，首先获得ACC档信号时，当再次重新获得ON档信号时，如果上下电时间间隔在延时下电时间内，则VCU仍处于唤醒状态，此时车辆可以立即上电，驾驶员可根据实际路况对车辆进行灵活操纵。如果上下电时间间隔超出延时时间，VCU则进入休眠状态，整车下电完成。
实施例二
在实施例一提供了上下电控制方法的基础上，本实施例的目的是提供一种增程式混合动力汽车上电控制系统，应用于整车控制器，包括：
低压上电控制模块，被配置为：当钥匙信号转到ON档时执行上电，并控制发动机控制单元和电机控制单元的继电器连通，完成低压上电，然后进行高压上电；
高压上电控制模块，被配置为：向电池管理系统发送上电指令，在电池管理系统上电完成后控制DC/DC接触器闭合，完成整车高压上电。
实施例三
在实施例一提供了上下电控制方法的基础上，本实施例的目的是提供一种增程式混合动力汽车下电控制系统，应用于整车控制器，包括：
高压下电模块，被配置为：当钥匙信号转到ACC档或OFF档时，整车控制器向电机控制单元发送下电指令，电机控制单元从第一高压状态下电至第二高压状态，车辆退出准备状态；
整车控制器向电机控制单元和电池管理系统发送下电指令，电机控制单元和电池管理系统完成高压下电；
低压下电模块，被配置为：在设定的延时时间间隔后，整车控制器控制发动机控制单元和电机控制单元继电器断开，整车控制器下电。
以上一个或多个实施例中，在原上下电逻辑算法的基础上增加下电延时逻辑算法，当获得整车下电再重新上电时的信号后，这时，整车控制单元(VCU)不是立即休眠，而是会延时几秒钟后在再休眠，如果下电后再上电的时间间隔在下电延时时间内，此时，整车可以立即上电。若没有增加延时下电的算法，当获得驾驶员操纵车辆下电后再重新上电信号后，车辆则无法正常上电，尤其在行车时，加入下电延时逻辑算法非常有必要。
此外，在下电时，增加了电池管理系统(BMS)受整车控制器(VCU)控制的逻辑算法，当加入延时下电算法后，如果电池管理系统(BMS)不受整车控制器(VCU)控制，当整车下电后，电池管理系统(BMS)继电器断开，电机控制单元(MCU)使能仍处于使能状态，这样就会使得电机过压，增加了电池管理系统(BMS)受整车控制单元(VCU)控制的算法，可以避免电机过压现象的发生。
上述控制方法较为简单，而且逻辑思路清晰，符合增程式混合动力汽车上下电逻辑策略需求，既解决了电机过压问题，又解决了行车上下电问题，在保证车辆和人员的安全下，驾驶员可以更好的操纵车辆。
上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。

Claims (10)

1.一种增程式混合动力汽车上电控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
当钥匙信号转到ON档时，整车控制器上电，并控制发动机控制单元和电机控制单元的继电器连通，完成低压上电，然后进行高压上电；
当钥匙信号转到START档时，整车控制器向电池管理系统发送上电指令；
电池管理系统上电完成后，控制DC/DC接触器闭合，完成整车高压上电。
2.如权利要求1所述的增程式混合动力汽车上电控制方法，其特征在于，电池管理系统接收到上电指令后，首先进行自检，检测主负继电器和主正继电器是否发生粘连。
3.如权利要求2所述的增程式混合动力汽车上电控制方法，其特征在于，若电池管理系统自检无故障，闭合主继电器和预充电继电器，给电机控制器的并联电容充电；预充电结束后，闭合主正继电器，延时一段时间后断开预充继电器。
4.一种增程式混合动力汽车下电控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
当钥匙信号转到ACC档或OFF档时，整车控制器向电机控制单元发送下电指令，电机控制单元从第一高压状态下电至第二高压状态，车辆退出准备状态；
整车控制器向电机控制单元和电池管理系统发送下电指令，电机控制单元和电池管理系统完成高压下电；
在设定的延时时间间隔后，整车控制器控制发动机控制单元和电机控制单元继电器断开，整车控制器下电。
5.如权利要求4所述的一种增程式混合动力汽车下电控制方法，其特征在于，整车控制器向电池管理系统发送下电指令之前，控制DC/DC和DC/AC停止工作，延时后断开DC/DC和DC/AC回路继电器。
6.如权利要求4所述的一种增程式混合动力汽车下电控制方法，其特征在于，BMS收到下电指令后，延时后依次断开主正继电器和主负继电器。
7.一种增程式混合动力汽车上电控制系统，应用于整车控制器，其特征在于，包括：
低压上电控制模块，被配置为：当钥匙信号转到ON档时执行上电，并控制发动机控制单元和电机控制单元的继电器连通，完成低压上电，然后进行高压上电；
高压上电控制模块，被配置为：当钥匙信号转到START档时，向电池管理系统发送上电指令，在电池管理系统上电完成后控制DC/DC接触器闭合，完成整车高压上电。
8.如权利要求7所述的一种增程式混合动力汽车上电控制系统，其特征在于，电池管理系统接收到上电指令后，首先进行自检，检测主负继电器和主正继电器是否发生粘连。
9.一种增程式混合动力汽车下电控制系统，应用于整车控制器，其特征在于，包括：
高压下电模块，被配置为：当钥匙信号转到ACC档或OFF档时，整车控制器向电机控制单元发送下电指令，电机控制单元从第一高压状态下电至第二高压状态，车辆退出准备状态；
整车控制器向电机控制单元和电池管理系统发送下电指令，电机控制单元和电池管理系统完成高压下电；
低压下电模块，被配置为：在设定的延时时间间隔后，整车控制器控制发动机控制单元和电机控制单元继电器断开，整车控制器下电。
10.如权利要求9所述的一种增程式混合动力汽车下电控制系统，其特征在于，整车控制器向电池管理系统发送下电指令之前，控制DC/DC和DC/AC停止工作，延时后断开DC/DC和DC/AC回路继电器。
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