CN113669171A - 混合动力汽车发动机起停时机的控制方法 - Google Patents

混合动力汽车发动机起停时机的控制方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种混合动力汽车发动机起停时机的控制方法，包括：整车上强电后，整车处于D档；针对各车速段的发动机起停时机判断条件，实施分段控制；整车控制器接收到充电请求标志位时，根据车速判断是否起动发动机；整车控制器接收到强制充电请求标志位时，起动发动机给动力电池充电。本发明的混合动力汽车发动机起停时机的控制方法，可以合理控制发动机起停时机，进而控制SOC使用区间，可有效改善整车燃油经济性和发动机频繁起停导致的驾驶平顺性问题，可以提高混合动力汽车的燃油经济性和驾驶舒适性。

Description

混合动力汽车发动机起停时机的控制方法
技术领域
本发明属于混合动力汽车技术领域，具体地说，本发明涉及一种混合动力汽车发动机起停时机的控制方法。
背景技术
混合动力汽车可利用驱动电机或者发动机作为动力源，相比于只能依靠发动机作为动力源的传统汽车，在驾驶感受方面，电机相对于发动机具有扭矩响应快、安静等特点，可极大提升驾驶员的驾驶乐趣，同时，具有节约能源，减少排放污染，更加环保等优点，在油耗、排放政策法规日加严厉，绿色环保势在必行的当下，混合动力汽车成为汽车行业技术发展的新趋势。
发动机在驾驶循环工况中介入的时机、发动机的工作点对整个系统的经济性和驾驶平顺性有很大影响。现有混合动力汽车的发动机介入的时机并不合适，会导致出现起停时整车抖动、发动机不能工作在高效区域等问题，这样会降低混合动力汽车的节能减排效果，也会降低驾驶舒适性。
发明内容
本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提供一种混合动力汽车发动机起停时机的控制方法，目的是提高混合动力汽车的燃油经济性和驾驶舒适性。
为了实现上述目的，本发明采取的技术方案为：混合动力汽车发动机起停时机的控制方法，包括：
整车上强电后，整车处于D档；
针对各车速段的发动机起停时机判断条件，实施分段控制；
整车控制器接收到充电请求标志位时，根据车速判断是否起动发动机；
整车控制器接收到强制充电请求标志位时，起动发动机给动力电池充电。
当车速达到第一设定值时，根据第一条件判断是否起动发动机。
所述第一设定值处于0-70kph范围内，所述第一条件包括动力电池SOC达到设定值、油门踏板开度达到设定值和发动机水温达到设定值；当动力电池SOC、油门踏板开度或发动机水温达到设定值时，立即起动发动机。
当车速达到第一设定值且动力电池SOC小于20％时，立即起动发动机；当车速达到第一设定值且油门踏板开度大于95％时，立即起动发动机；当车速达到第一设定值且发动机水温低于60℃时，立即起动发动机。
当车速大于10kph，动力电池SOC处于20％-30％范围内且发动机水温高于60℃时，起动发动机为动力电池充电。
当车速大于10kph，动力电池SOC大于30％、油门踏板开度大于95％且发动机水温高于60℃时，根据整车功率需求决定是否起动发动机。
当车速大于第二设定值时，强制启动发动机，混合动力汽车以混动模式运行，不允许发动机熄火。
当整车控制器接收到充电请求标志位时，若车速大于10kph，立即起动发动机给动力电池充电，充电至动力电池SOC大于43％后，允许发动机熄火；若车速小于10kph时，控制发动机熄火。
当整车控制器接收到强制充电请求标志位时，起动发动机给动力电池充电，充电至动力电池SOC大于43％，允许发动机熄火。
若整车控制器接收到强制充电请求标志位、发动机水温小于60℃或油门踏板开度大于95％时，允许在车速小于10kph时起动发动机。
本发明的混合动力汽车发动机起停时机的控制方法，可以合理控制发动机起停时机，进而控制SOC使用区间，可有效改善整车燃油经济性和发动机频繁起停导致的驾驶平顺性问题，可以提高混合动力汽车的燃油经济性和驾驶舒适性。
附图说明
本说明书包括以下附图，所示内容分别是：
图1是本发明混合动力汽车发动机起停时机的控制方法的流程图；
图2是混合动力变速箱的结构示意图；
图中标记为：1、壳体；2、驱动电机；3、ISG电机；4、第一轴；5、第二轴；6、第三轴；7、第四轴；8、第一太阳轮；9、第二太阳轮；10、第一行星齿轮；11、第二行星齿轮；12、扭转减振器；13、行星架；14、第五轴；15、第一减速齿轮；16、第二减速齿轮；17、第三减速齿轮；18、第四减速齿轮；19、第五减速齿轮；20、第六减速齿轮；21、差速器总成；22、半轴。
具体实施方式
下面对照附图，通过对实施例的描述，对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明，目的是帮助本领域的技术人员对本发明的构思、技术方案有更完整、准确和深入的理解，并有助于其实施。
需要说明的是，在下述的实施方式中，所述的“第一”、“第二”和“第三”并不代表结构和/或功能上的绝对区分关系，也不代表先后的执行顺序，而仅仅是为了描述的方便。
如图1所示，本发明提供了一种混合动力汽车发动机起停时机的控制方法，包括：
整车上强电后，整车处于D档；
针对各车速段的发动机起停时机判断条件，实施分段控制；
整车控制器接收到充电请求标志位时，根据车速判断是否起动发动机；
整车控制器接收到强制充电请求标志位时，起动发动机给动力电池充电。
如图2所示，混合动力汽车的混合动力变速箱包括壳体1、驱动电机2、ISG电机3、差速器总成21、第一轴4、第二轴5、第三轴6、第四轴7、台阶式行星齿轮组和动力传动机构，驱动电机2、ISG电机3、差速器总成21、第一轴4、第二轴5、第三轴6、第四轴7、台阶式行星齿轮组和动力传动机构设置在壳体1的内部。台阶式行星齿轮组包括第一太阳轮8、第二太阳轮9、第一行星齿轮10、第二行星齿轮11和行星架13，第一太阳轮8和第二太阳轮9为同轴设置，第一行星齿轮10和第二行星齿轮11均设置多个且第一行星齿轮10和第二行星齿轮11数量相同，各个第一行星齿轮10分别与一个第二行星齿轮11为同轴固定连接。第一太阳轮8与第一行星齿轮10啮合，第二太阳轮9与第二行星齿轮11啮合，第一行星齿轮10和第二行星齿轮11为可旋转的设置于行星架13上。第一太阳轮8与第一轴4连接，第一轴4与ISG电机3连接，第二太阳轮9与第二轴5连接，第二轴5与扭转减振器12连接，发动机与扭转减振器12连接，第一轴4和第二轴5为同轴设置。驱动电机2和ISG电机3为同轴设置，台阶式行星齿轮组位于驱动电机2和扭转减振器12之间，驱动电机2位于台阶式行星齿轮组和ISG电机3之间。动力传动机构包括与行星架13连接的第三轴6、与第三轴6连接的第一减速齿轮15、与第一减速齿轮15相啮合的第二减速齿轮16、与驱动电机2连接的第四轴7、与第四轴7连接的第三减速齿轮17、与第三减速齿轮17相啮合的第四减速齿轮18、设置于第五轴14上的第五减速齿轮19和与第五减速齿轮19相啮合的第六减速齿轮20，第六减速齿轮20设置于差速器总成21上。第五轴14与第一轴4相平行，第二减速齿轮16、第四减速齿轮18和第五减速齿轮19为固定设置在第第五轴14上，第六减速齿轮20与差速器总成21固定连接，第五减速齿轮19的直径小于第六减速齿轮20的直径，第五减速齿轮19位于第二减速齿轮16和第四减速齿轮18之间。
如图2所示，第三轴6和第四轴7均为空心轴，第三轴6套设于第二轴5上且第二轴5和第三轴6为同轴设置，第四轴7套设于第一轴4上且第四轴7和第一轴4为同轴设置，台阶式行星齿轮组位于第一减速齿轮15和第三减速齿轮17之间。
所述的起停时机的控制方法的步骤为：
1、整车上强电后，整车处于D档，根据发动机水温、动力电池剩余电量(SOC)、油门踏板开度、车速，结合根据动力电池SOC设定的充电请求标志位(SOC小于30％)和强制充电请求标志位(SOC小于20％)综合判断是否起动发动机，将驾驶工况分为低、中速段(车速0-70kph)、高速段(车速大于70kph)，其中强制充电标志位的优先级最高，任何情况下均将强制起动发动机为动力电池充电。
如图1所示，当车速达到第一设定值时，根据第一条件判断是否起动发动机。第一设定值处于0-70kph范围内，第一条件包括动力电池SOC达到设定值、油门踏板开度达到设定值和发动机水温达到设定值；当动力电池SOC、油门踏板开度或发动机水温达到设定值时，立即起动发动机。
2、针对各车速段的发动机起停时机判断条件，实施分段控制。
当车速达到第一设定值且动力电池SOC小于20％时，立即起动发动机；当车速达到第一设定值且油门踏板开度大于95％时，立即起动发动机；当车速达到第一设定值且发动机水温低于60℃时，立即起动发动机。
当车速大于10kph，动力电池SOC处于20％-30％范围内且发动机水温高于60℃时，起动发动机为动力电池充电。
当车速大于10kph，动力电池SOC大于30％、油门踏板开度大于95％且发动机水温高于60℃时，根据整车功率需求决定是否起动发动机。
因此，如图2所示，在车速小于0-70kph，发动机起停时机控制逻辑为：
1)、高压上电后，当动力电池SOC小于20％或油门踏板开度大于95％或发动机水温低于60℃任一条件成立时，立即起动发动机；
2)、当当动力电池SOC大于20％、油门踏板开度小于95％且发动机水温高于60℃时，车速大于10kph，按照整车功率需求决定是否起动发动机，车速小于10kph以纯电动模式运行。
3)、当动力电池SOC在20％-30％(此时动力电池充电请求标志位成立)且发动机水温高于60℃时，车速大于10kph时起动发动机为动力电池充电，车速小于10kph时以纯电动模式运行式；
4)当动力电池SOC大于30％、油门踏板开度小于95％、发动机水温大于60℃时，车速大于10kph时，允许起动发动机，根据整车功率需求决定是否起动发动机，车速小于10kph以纯电动模式运行；
如图2所示，当车速大于第二设定值时，强制启动发动机，混合动力汽车以混动模式运行，不允许发动机熄火，第二设定值为70kph。
如图2所示，当整车控制器接收到充电请求标志位时，若车速大于10kph，立即起动发动机给动力电池充电，充电至动力电池SOC大于43％后，允许发动机熄火；若车速小于10kph时，控制发动机熄火。
当整车控制器接收到强制充电请求标志位时，立即起动发动机给动力电池充电，且此时动力电池的充电功率比整车控制器接收到充电请求标志位时动力电池的充电功率大3-5kw，充电至动力电池SOC大于43％，允许发动机熄火。
实施例1
一种混合动力汽车发动机起停时机的控制方法，其控制流程图如图2所示，发动机水温25℃、动力电池SOC＝50％状态下，进入驾驶工况，发动机起停时机的控制方法的步骤为：
1、整车上强电后，整车处于D档，根据发动机水温判断，整车控制器发出起动发动机指令，发动机水温上升至60℃时，允许发动机熄火；
2、纯电动工况，车辆缓慢加速至70kph时，整车控制器发出起动发动机指令，车速大于70kph时不允许发动机熄火；
3、松开油门踏板，SOC大于30％的情况下，车速降低至70kph以下时，发动机立即熄火；
4、当SOC小于30％时，整车控制器发出起动发动机指令和电池充电请求标志位，起动发动机为电池充电，充电至SOC＝43％，允许发动机熄火，若未达到SOC＝43％时，车速减速至10kph以下时，亦将发动机熄火；
5、在4的条件下，若SOC持续降低至20％以下时，则强制起动发动机，将SOC充至43％，允许发动机熄火。
以上结合附图对本发明进行了示例性描述。显然，本发明具体实现并不受上述方式的限制。只要是采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进；或未经改进，将本发明的上述构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.混合动力汽车发动机起停时机的控制方法，其特征在于，包括：
整车上强电后，整车处于D档；
针对各车速段的发动机起停时机判断条件，实施分段控制；
整车控制器接收到充电请求标志位时，根据车速判断是否起动发动机；
整车控制器接收到强制充电请求标志位时，起动发动机给动力电池充电。
2.根据权利要求1所述的混合动力汽车发动机起停时机的控制方法，其特征在于，当车速达到第一设定值时，根据第一条件判断是否起动发动机。
3.根据权利要求2所述的混合动力汽车发动机起停时机的控制方法，其特征在于，所述第一设定值处于0-70kph范围内，所述第一条件包括动力电池SOC达到设定值、油门踏板开度达到设定值和发动机水温达到设定值；当动力电池SOC、油门踏板开度或发动机水温达到设定值时，立即起动发动机。
4.根据权利要求3所述的混合动力汽车发动机起停时机的控制方法，其特征在于，当车速达到第一设定值且动力电池SOC小于20％时，立即起动发动机；当车速达到第一设定值且油门踏板开度大于95％时，立即起动发动机；当车速达到第一设定值且发动机水温低于60℃时，立即起动发动机。
5.根据权利要求2至4任一所述的混合动力汽车发动机起停时机的控制方法，其特征在于，当车速大于10kph，动力电池SOC处于20％-30％范围内且发动机水温高于60℃时，起动发动机为动力电池充电。
6.根据权利要求2至4任一所述的混合动力汽车发动机起停时机的控制方法，其特征在于，当车速大于10kph，动力电池SOC大于30％、油门踏板开度大于95％且发动机水温高于60℃时，根据整车功率需求决定是否起动发动机。
7.根据权利要求2至6任一所述的混合动力汽车发动机起停时机的控制方法，其特征在于，当车速大于第二设定值时，强制启动发动机，混合动力汽车以混动模式运行，不允许发动机熄火。
8.根据权利要求1至7任一所述的混合动力汽车发动机起停时机的控制方法，其特征在于，当整车控制器接收到充电请求标志位时，若车速大于10kph，立即起动发动机给动力电池充电，充电至动力电池SOC大于43％后，允许发动机熄火；若车速小于10kph时，控制发动机熄火。
9.根据权利要求1至7任一所述的混合动力汽车发动机起停时机的控制方法，其特征在于，当整车控制器接收到强制充电请求标志位时，起动发动机给动力电池充电，充电至动力电池SOC大于43％，允许发动机熄火。
10.根据权利要求1至7任一所述的混合动力汽车发动机起停时机的控制方法，其特征在于，若整车控制器接收到强制充电请求标志位、发动机水温小于60℃或油门踏板开度大于95％时，允许在车速小于10kph时起动发动机。
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