CN113415267B - 混合动力汽车的发动机起机控制方法、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起机控制方法、车辆及存储介质，属于发动机起机技术领域。该发动机起机控制方法包括如下步骤：S100：收到起机请求后，发电机按照预加载扭矩T_预加载进行小扭矩预加载，直至发电机转速n_发电机达到第一转速阈值n₁；S200：发电机大扭矩持续爬升，直至达到目标扭矩T_目标；S300：发电机维持T_目标，直至发动机转速n_发动机爬升到点火转速n_点火转速；S400：发动机点火并喷油使能，且发动机进入转速控模式以进行转速爬升，直至从点火转速n_点火转速达到目标怠速转速n_{目标怠速转速}；S500：起机完成。本发明提供一种能够实现起机过程平稳控制的混合动力汽车的发动机起机控制方法。

Description

混合动力汽车的发动机起机控制方法、车辆及存储介质

技术领域

本发明涉及发动机起机技术领域，尤其涉及一种混合动力汽车的发动机起机控制方法、车辆及存储介质。

背景技术

现有的混合动力汽车的驱动系统通常具有两个电机，其中一个电机称为发电机，该电机既能发电，又能驱动；另一个电机称为驱动电机，用于将扭矩输出至输出轴实现车轮驱动。

目前，针对混合动力汽车的起机控制往往考虑因素比较单一，导致起机时车辆抖动较大，起机的一致性和稳定性不能得到保障，影响驾乘体验。

因此，亟待提供一种混合动力汽车的发动机起机控制方法、车辆及存储介质来解决上述问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种能够实现起机过程平稳控制的混合动力汽车的发动机起机控制方法、车辆及存储介质。

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起机控制方法，包括如下步骤：

S100：收到起机请求后，发电机按照预加载扭矩T_预加载进行小扭矩预加载，直至发电机转速n_发电机达到第一转速阈值n₁；

S200：发电机大扭矩持续爬升，直至达到目标扭矩T_目标；

T_目标＝Min(P/n_发电机，T_max)

其中，P为起机拖动功率的极限值，T_max为发电机最大发电能力下的扭矩；

S300：发电机维持T_目标，直至发动机转速n_发动机爬升到点火转速n_点火转速；

S400：发动机点火并喷油使能，且发动机进入转速控模式以进行转速爬升，直至从点火转速n_点火转速达到目标怠速转速n_{目标怠速转速}；

n_{目标怠速转速}＝Max(n_怠速转速，n_最低转速)

其中，n_怠速转速为发动机的怠速转速，n_最低转速为驱动系统在串联模式下所需的最低转速；

S500：起机完成，驱动系统进入串联模式，发动机从转速控模式进入扭矩控模式。

可选地，在进行步骤S100前，需先行确定起机拖动功率的极限值P。

可选地，步骤S100中，预加载扭矩T_预加载＝T_loss*μ，其中T_loss为发动机摩擦扭矩，μ为温度系数。

可选地，步骤S400中，在发动机点火并进行转速爬升之后，发电机同步降扭矩；当n_发动机达到n_{目标怠速转速}之前，发电机扭矩的下降斜率为K₁；当n_发动机达到n_{目标怠速转速}后，发电机扭矩的下降斜率为K₂，且K₁<K₂。

可选地，发动机每次停机、且n_发动机降至第二转速阈值n₂时，都需要对发动机的曲轴位置进行调整，以达到目标曲轴相位δ_目标。

可选地，δ_目标通过发动机台架试验测得，且0°<δ_目标<720°。

可选地，发电机通过前馈+PI的方式调节并输出曲轴位置调整总扭矩T_总，以对发动机的曲轴位置进行调整：

T_总＝T_前馈+T_PI

其中，T_前馈为发动机摩擦扭矩T_loss，T_PI为PI调节下曲轴位置调整所需扭矩。

可选地，步骤S200和步骤S300中，通过对发电机的转速进行二阶高通滤波，对T_目标进行扭矩补偿。

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起机控制方法。

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起机控制方法。

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起机控制方法中，通过调整起机过程中的扭矩加载方式，并充分考虑了起机拖动功率的极限值来保证起机过程的舒适平顺性和动力连续性，改善了起机过程控制，有效防止了起机过程中车辆抖动过大，提升了驾乘体验。

附图说明

图1为本发明实施例中混合动力汽车的驱动系统的结构示意图；

图2为本发明实施例中混合动力汽车的发动机起机控制方法的流程图；

图3为本发明实施例中混合动力汽车的起机过程中不同阶段的扭矩/转速示意图；

图4为本发明实施例中对发电机扭矩进行防抖补偿的过程原理图。

附图标记：

1、发动机；2、发电机；3、减震器；4、减速齿轮机构；5、离合器；6、驱动电机；7、差速器。

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起机控制方法，该混合动力汽车的驱动系统的结构如图1所示，具体包括两个电机，其中一个电机称为发电机2，该电机既能发电，又能驱动；另一个电机称为驱动电机6，用于将扭矩输出至输出轴实现车轮驱动。具体地，参考图2，混合动力汽车的发动机起机控制方法包括如下步骤：

S100：收到起机请求后，发电机2按照预加载扭矩T_预加载进行小扭矩预加载，直至发电机转速n_发电机达到第一转速阈值n₁；

S200：发电机2大扭矩持续爬升，直至达到目标扭矩T_目标；

T_目标＝Min(P/n_发电机，T_max)

其中，P为起机拖动功率的极限值，T_max为发电机2最大发电能力下的扭矩；

S300：发电机2维持T_目标，直至发动机转速n_发动机爬升到点火转速n_点火转速；

S400：发动机1点火并喷油使能，且发动机1进入转速控模式以进行转速爬升，直至从点火转速n_点火转速达到目标怠速转速n_{目标怠速转速}；

n_{目标怠速转速}＝Max(n_怠速转速，n_最低转速)

其中，n_怠速转速为发动机1的怠速转速，n_最低转速为驱动系统在串联模式下所需的最低转速；

S500：起机完成，驱动系统进入串联模式，发动机1从转速控模式进入扭矩控模式。

图3中示意了本实施例中混合动力汽车的起机过程中不同阶段的扭矩/转速示意图，图3中横坐标代表时间，纵坐标代表发电机扭矩及发动机转速n_发动机；参考图3，可以将起机过程分为“阶段1-阶段5”共五个阶段，分别对应上述S100-S500的五个步骤。

其中，步骤S100所起到的作用是先进行发电机2的小扭矩预加载，以使得驱动系统的减速齿轮机构4的齿轮间隙预紧、减震器3的弹簧也进行预紧，避免直接大扭矩预紧时齿轮间隙及弹簧无法平顺过渡到工作状态，影响起机过程的平稳进行。步骤S100中，第一转速阈值n1可以标定。可选地，本实施例中，n1设为100rmp。可选地，步骤S100中，预加载扭矩T_预加载＝T_loss*μ，其中T_loss为发动机摩擦扭矩，μ为温度系数。

随后，步骤S200实施了大扭矩加载，目的便是为了使发动机1快速掠过共振区，到达点火转速；步骤S200中，发电机扭矩的爬升斜率设定为K0，以使扭矩能够在时间t内从T_预加载爬升至T_目标。具体实施时，时间t也可以标定，本实施例中t设为0.1s。

进一步地，在进行步骤S100前，需先行确定起机拖动功率的极限值P，从而在步骤S200中可以确定目标扭矩T_目标的值。

步骤S400中，在发动机1点火并进行转速爬升之后，发电机2同步降扭矩；当n_发动机达到n_{目标怠速转速}之前，发电机扭矩的下降斜率为K₁；当n_发动机达到n_{目标怠速转速}后，发电机扭矩的下降斜率为K₂，且K₁<K₂。上述对于不同阶段的发动机转速，发电机2采用不同的下降斜率，目的是为了发动机1较快且平稳地到达目标怠速转速，而在发动机1达到目标怠速转速后，应使扭矩快速下降至零。

步骤S500中，发动机1进入扭矩控模式，可以使其响应驱动系统在串联模式下的扭矩需求；同时其转速由发电机2进行控制。为了保证发动机扭矩的平滑过渡，不发生突变，可以对发动机扭矩进行滤波处理。

本实施例的混合动力汽车的发动机起机控制方法中，通过调整起机过程中的扭矩加载方式，并充分考虑了起机拖动功率的极限值来保证起机过程的舒适平顺性和动力连续性，改善了起机过程控制，有效防止了起机过程中车辆抖动过大，提升了驾乘体验。

进一步地，本实施例所提供的混合动力汽车的发动机起机控制方法还考虑了发动机1的曲轴初始相位的调整，即在发动机1每次停机、且n_发动机降至第二转速阈值n₂时，都需要对发动机1的曲轴位置进行调整，以达到目标曲轴相位δ_目标；这样设置的目的是保证下次起机时第一个被压缩气缸的缸压出现时，发动机转速得以避开系统共振区，进而减少抖动。当然，具体实施时，系统共振区通过试验测得，比如，试验获得300rmp-500rmp为系统共振区，通过调整上次停机后发动机曲轴的位置，使得第一次的缸压出现时，发动机转速在300rmp-500rmp之外，避免了共振引起大幅度抖动。

更进一步地，发电机2通过前馈+PI的方式调节并输出曲轴位置调整总扭矩T_总，以对发动机1的曲轴位置进行调整：

T_总＝T_前馈+T_PI

其中，T_前馈为发动机摩擦扭矩T_loss，T_PI为PI调节下曲轴位置调整所需扭矩。

具体地，δ_目标通过发动机台架试验测得，且0°<δ_目标<720°。在进行曲轴位置调整时，将实际曲轴相位设为δ_实际，考虑到曲轴位置传感器的精度及曲轴位置小范围调节的速度，当|δ_目标-δ_实际|＜Δδ时，即可认为调节完成，其中，Δδ可标定。

由于在发电机2和发动机1之间设置的减震器3具有隔振特性，而减震器3在低转速区的隔振性能较差，在高转速区的隔振性能较好，因此在低转速区可以对发电机2的扭矩进行防抖补偿，有效减少由于减震器3隔振性能不满足而导致的抖动。具体实施时，低转速区的转速上限值n_低可以进行标定，即只要转速在n_低以下，就进行防抖补偿；本实施例中，n_低设为600rmp。进一步地，在本实施例中，在步骤S200和步骤S300中，通过对发电机2的转速进行二阶高通滤波，对T_目标进行扭矩补偿；如图4所示，具体包括如下步骤：

A100：将发电机2的转速进行二阶高通滤波，滤出高频振动α(单位为rpm)，设置滤波器截止频率γ；其中γ可通过试验测得；

A200：计算补偿扭矩T_补偿：T_补偿＝-(α*β)；其中，β为补偿系数，通过发电机转速查表获得；

A300：将发电机2原始的目标扭矩T_目标进行滤波或斜率限制，并将补偿扭矩T_补偿加上，以获得新的目标扭矩T_目标；以新的目标扭矩T_目标进行输出，完成防抖补偿。

其中，步骤A200中，|T_补偿|不得超过补偿限值，该补偿限值需实车标定，即当补偿扭矩T_补偿变化导致抖动加剧恶化时，该补偿限值便可确定。

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起机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起机控制方法。

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起机控制方法，该发动机起机控制方法包括如下步骤：

S100：收到起机请求后，发电机2按照预加载扭矩T_预加载进行小扭矩预加载，直至发电机转速n_发电机达到第一转速阈值n₁；

S200：发电机2大扭矩持续爬升，直至达到目标扭矩T_目标；

T_目标＝Min(P/n_发电机，T_max)；

其中，P为起机拖动功率的极限值，T_max为发电机2最大发电能力下的扭矩；

S300：发电机2维持T_目标，直至发动机转速n_发动机爬升到点火转速n_点火转速；

S400：发动机1点火并喷油使能，且发动机1进入转速控模式以进行转速爬升，直至从点火转速n_点火转速达到目标怠速转速n_{目标怠速转速}；

n_{目标怠速转速}＝Max(n_怠速转速，n_最低转速)

其中，n_怠速转速为发动机1的怠速转速，n_最低转速为驱动系统在串联模式下所需的最低转速；

S500：起机完成，驱动系统进入串联模式，发动机1从转速控模式进入扭矩控模式。

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起机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 (9)

1.一种混合动力汽车的发动机起机控制方法，其特征在于，包括如下步骤：

S100：收到起机请求后，发电机按照预加载扭矩T_预加载进行小扭矩预加载，直至发电机转速n_发电机达到第一转速阈值n₁；

S200：发电机大扭矩持续爬升，直至达到目标扭矩T_目标；

T_目标＝Min(P/n_发电机，T_max)

其中，P为起机拖动功率的极限值，T_max为发电机最大发电能力下的扭矩；

S300：发电机维持T_目标，直至发动机转速n_发动机爬升到点火转速n_点火转速；

S400：发动机点火并喷油使能，且发动机进入转速控模式以进行转速爬升，直至从点火转速n_点火转速达到目标怠速转速n_{目标怠速转速}；

n_{目标怠速转速}＝Max(n_怠速转速，n_最低转速)

其中，n_怠速转速为发动机的怠速转速，n_最低转速为驱动系统在串联模式下所需的最低转速；

S500：起机完成，驱动系统进入串联模式，发动机从转速控模式进入扭矩控模式；

步骤S400中，在发动机点火并进行转速爬升之后，发电机同步降扭矩；当n_发动机达到n_{目标怠速转速}之前，发电机扭矩的下降斜率为K₁；当n_发动机达到n_{目标怠速转速}后，发电机扭矩的下降斜率为K₂，且K₁＜K₂。

2.根据权利要求1所述的发动机起机控制方法，其特征在于，在进行步骤S100前，需先行确定起机拖动功率的极限值P。

3.根据权利要求2所述的发动机起机控制方法，其特征在于，步骤S100中，预加载扭矩T_预加载＝T_loss*μ，其中T_loss为发动机摩擦扭矩，μ为温度系数。

4.根据权利要求1所述的发动机起机控制方法，其特征在于，发动机每次停机、且n_发动机降至第二转速阈值n₂时，都需要对发动机的曲轴位置进行调整，以达到目标曲轴相位δ_目标。

5.根据权利要求4所述的发动机起机控制方法，其特征在于，δ_目标通过发动机台架试验测得，且0°＜δ_目标＜720°。

6.根据权利要求4所述的发动机起机控制方法，其特征在于，发电机通过前馈+PI的方式调节并输出曲轴位置调整总扭矩T_总，以对发动机的曲轴位置进行调整：

T_总＝T_前馈+T_PI

其中，T_前馈为发动机摩擦扭矩T_loss，T_PI为PI调节下曲轴位置调整所需扭矩。

7.根据权利要求1所述的发动机起机控制方法，其特征在于，步骤S200和步骤S300中，通过对发电机的转速进行二阶高通滤波，对T_目标进行扭矩补偿。

8.一种车辆，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1-7中任一所述的混合动力汽车的发动机起机控制方法。

9.一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1-7中任一所述的混合动力汽车的发动机起机控制方法。

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