CN114687903B - 一种增程式汽车发动机启停控制系统、方法及混动车辆 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种增程式汽车发动机启停控制系统，包括传感器模块、发动机启动方式选择模块、预加热模块、整车控制器、指示模块、电源管理系统、低压车载蓄电池、高压动力电池及应急起动开关；发动机启动方式选择模块包括点火钥匙、起动继电器、HEV开关、应急起动开关、应急起动继电器、低压起动机、扭转减振器、联轴器及高压发电机；还公开对应启停控制方法及混动车辆；本发明方案可以通过HEV开关主动地实现发动机的起动和停止控制，满足了驾驶需求和车辆的实用性，提高驾驶员的使用满意度；设计了两种起动方式，相互冗余互补，提高了系统的可靠性。

Description

一种增程式汽车发动机启停控制系统、方法及混动车辆
技术领域
本发明属于汽车控制领域，具体涉及一种增程式汽车发动机启停控制系统、方法及混动车辆。
背景技术
增程式汽车是混合动力汽车的重要组成形式，增程式汽车发动机的启动和停止控制方式主要表现为：其一，增程式汽车在纯电模式下行驶时，即使驾驶员操作了发动机启动开关，但是发动机依然不允许起动；其二，增程式汽车在混动模式下行驶时，会根据行驶工况下的实际需求功率变化，来频繁的启停发动机，增加输出功率，实现混动模式下增加行驶里程的作用；
现有增程式汽车的发动机启停控制方案是根据动力电池的荷电状态、实际工况需求功率和其他动力部件参数等逻辑判断下，利用高压发电机自动控制发动机的启动或者停机；
目前特种增程式混合动力汽车，在纯电动静默行驶执行侦察任务或混动快速机动部署任务阶段，驾驶员不能主动地控制发动机的启动或者停机，使得车辆作战任务不能在静默侦察和机动部署之间进行快速切换，影响战术安排，同时特种车辆需具备高寒执行任务的能力，而采用的柴油发动机系统和动力电池组在低温环境下的启动能力差和易亏电，当没有预热机或动力电池严重亏电下，发动机启动困难或无法启动而导致任务执行失败。
发明内容
针对现有技术的以上缺陷或改进需求；
本发明要解决的问题之一在于：目前特种增程式混合动力汽车，在纯电动静默行驶执行侦察任务或混动快速机动部署任务阶段，驾驶员不能主动地控制发动机的启动或者停机，使得车辆作战任务不能在静默侦察和机动部署之间进行快速切换，影响战术安排；
本发明要解决的问题之二在于：目前特种增程式混合动力汽车需具备高寒执行任务的能力，而采用的柴油发动机系统和动力电池组在低温环境下的启动能力差和易亏电，当没有预热机或动力电池严重亏电下，发动机启动困难或无法启动而导致任务执行失败；
为了实现上述目的，本发明涉及一种增程式汽车发动机启停控制系统，包括用于实时检测车辆状态的传感器模块、发动机启动方式选择模块、用于对发动机启动系统进行预加热的预加热模块、用于调配控制的整车控制器、用于显示车辆荷电状态的指示模块、电源管理系统、低压车载蓄电池、高压动力电池及应急起动开关；
发动机启动方式选择模块包括点火钥匙、起动继电器、HEV开关、应急起动开关、应急起动继电器、低压起动机、扭转减振器、联轴器及高压发电机；
低压蓄电池(例如24V蓄电池)正极连接保险的一端，保险的另一端与点火钥匙的电源输入端连结；低压蓄电池和电源管理系统之间双向连接，电源管理系统和高压动力电池之间双向连接，高压动力电池和高压发电机之间双向连接，高压发电机通过CAN网络和整车控制器连接；
点火钥匙的IGN1触点与起动继电器控制线圈的一端相连接，起动继电器控制线圈的另一端与HEV开关的一端连接，HEV开关的另一端连接至发动机控制器的ON档信号检测端口；发动机控制器的ON档信号检测端口用于控制发动机允许或者禁止发动机工作；
点火钥匙的START档位与起动继电器的一个触点相连接，另一个触点与应急起动开关触点1相连接，应急起动开关的触点2与应急起动继电器控制线圈的一端相连接，应急起动继电器控制线圈的另一端与整车地线连接，应急起动继电器的一个触点接低压蓄电池正极(B+表示低压蓄电池正极接口)，另一触点接低压起动机，应急起动开关的触点3连接至整车控制器；点火钥匙的START档位同时也连接至整车控制器；
整车控制器通过整车CAN网络接收传感器模块、电源管理系统模块、发动机启动方式选择模块的信号，经自身逻辑计算，通过整车CAN网络对预加热模块、指示模块、高压发电机发出指令进行工作控制；
整车正常工作环境下，驾驶员若闭合HEV开关，同时扭动点火钥匙至START档，则发动机控制器的ON档信号检测端口有效，允许发动机工作；同时起动继电器的触点闭合，若按一下应急起动开关，则开关回弹，断开触点3，接通触点2，应急起动继电器导通，低压起动机起动发动机；若再次按一下应急起动开关，则开关下压，断开触点2，接通触点3，整车控制器检测到有效的应急起动开关信号，则整车控制器通过CAN总线发送起动控制命令至高压发电机，高压发电机起动发动机。
进一步的，所述发动机与高压发电机之间通过扭转减振器和联轴器连接，可实现发动机起动后传递动力至高压发电机进行发电，也可实现高压发电机在电动后传递动力至发动机进行起动发动机。
进一步的，所述传感器模块包括油箱温度传感器、油管温度传感器、发动机冷却液温度传感器、高压动力电池温度传感器、低压车载蓄电池温度传感器、
高压动力电池电量传感器及低压车载蓄电池电量传感器，所述传感器模块用于实时检测车辆状态，并将监测信号通过CAN总线发送至整车控制器，监测信号包括高压动力电池和低压车载蓄电池的SOC值(电池荷电状态值)、油箱、油管及发动机冷却液温度；
所述发动机启动方式选择模块用于驾驶员主动干预发动的启停，获取车辆当前行驶模式和应急启动开关信号，并传输至整车控制器；
所述预加热模块包括油箱加热器、油管加热器、发动机冷却液加热器、高压动力电池加热器及低压车载蓄电池加热器，预加热模块可接受整车控制器自身判定信号自动加热，用于对发动机启动系统进行预加热，提高低温启动的能力；
所述整车控制器计算车辆实际功耗、高压动力电池和低压车载蓄电池的荷电状态、环境温度来进行发动机启停工作的预准备判断，根据输入的参数与设定参数进行比较计算后，输出指示信息、控制加热器工作和高压发电机启动发动机；
所述指示模块用于显示车辆荷电状态，提示驾驶员根据任务执行情况是否需要主动启停发动机；
所述电源管理系统实时获取高压动力电池和低压车载蓄电池的电量和环境温度，并将相关参数信号传输至整车控制器；
所述低压启动机受点火钥匙START控制，经低压车载蓄电池带动发动机启动；
所述高压发电机接收整车控制器的信号通过联轴器和扭转减振器，经高压动力电池带动发动机启动。
进一步的，所述低压车载蓄电池为整个控制系统提供电能；保险用于整个回路的保护；HEV开关与点火钥匙的IGN1串联，接入发动机的ON档信号检测端口；应急起动开关为单刀双触点开关，并与点火钥匙的START档位串联，其中一个触点回路激活应急起动继电器来控制低压起动机起动发动机，另外一个触点回路信号输入至整车控制器，由整车控制器来控制高压发电机通过联轴器和扭转减振器装置起动发动机；
油箱温度传感器、油管温度传感器、发动机冷却液温度传感器、高压动力电池温度传感器、低压车载蓄电池温度传感器、高压动力电池电量传感器、低压车载蓄电池电量传感器实时采集相应位置的环境温度和荷电状态，通过CAN总线将信号输入至整车控制器，并由整车控制器通过计算判断后通过组合仪表提示驾驶员车辆的状态，和通过多功能屏显示状体参数；驾驶员根据车辆状态提示和执行任务情况，来主动启停发动机。
进一步的，所述指示模块包括组合仪表和多功能屏，组合仪表上有提示驾驶员车辆用电状态的信号灯，包括绿色和红色两种颜色，其中绿色表示电池电量充足，红色表示必须启动发动机发电对电池进行充电，多功能屏上显示剩余电量可行驶里程、环境温度、预加热所需时间、启动预加热触屏按钮、“应急启动”字符。
进一步的，所述应急起动开关实现在低压起动机和高压发电机起动发动机的两种起动模式之间进行自由切换；当高压动力电池出现严重亏电时，驾驶员可主动的选择操作应急起动开关，实现低压起动机起动发动机。
做为本发明的另一方面，还涉及一种增程式汽车发动机启停控制方法，包括如下步骤：
S01：车辆驻停时，驾驶员将点火钥匙打到ON档，整车控制系统上电；
S02：整车控制器自检，对整车CAN网络上的设备及系统进行功能检查，进入工作准备阶段；
S03：整车控制器通过传感器模块获取环境温度T、高压动力电池电量C的实时数据，所述环境温度T包括油箱温度、油管温度、发动机冷却液温度、高压动力电池温度和低压车载蓄电池温度；
S04：整车控制器把T和T设进行逻辑比较，所述T设为柴油凝胶固态状液化为流体状、发动机冷却液凝胶固态状液化为流体状和电池电量最大活性各自所需的环境温度；
S05：若T≤T设，整车控制器将从高压动力电池电量C中剔除加热和启动发动机所需的电量C设1，所述C设1为加热模块工作时达到传感器模块监测到的各个部位的预设温度所需的电量总和及发动机启动时需要的额定电量；
S06：整车控制器把C和C设1进行逻辑比较；
S07：若C≤C设1，整车控制器给指示模块发出指令，指示模块的组合仪表红色指示灯闪烁，指示模块的多功能屏显示“应急启动”字符、环境温度、加热启动所需时间和启动预加热触屏按钮；
S08：整车控制器实时监测驾驶员是否点击预加热启动触屏按钮；
S09：若整车控制器接收到点击预加热启动触屏按钮信号，则整车控制器给加热模块发出指令，各加热器开始工作，电源管理系统优先使用高压动力电池的电量，低压车载蓄电池进行功率补偿，指示模块的多功能屏上的加热时间显示为0时，此时驾驶员可以通过应急启动的方式启动发动机；
S10：若整车控制器在30秒内未接收到点击预加热启动触屏按钮信号，则整车控制器断开行驶模式输入指令，车辆驻停；
S11：若C＞C设1，整车控制器给指示模块发出指令，组合仪表绿色指示灯点亮，多功能屏显示剩余电量可行驶里程、环境温度、加热启动所需时间；
S12：整车控制器获取纯电或混合动力模式切换及车辆车速信号后，自动给加热模块发出指令，各加热器工作并维持相应温度T设，同时整车控制器实时监测和逻辑比对当下C与C设1，并进行循环控制；
S13：驾驶员根据执行任务情况，主动在车辆行驶过程中启停发动机；
S14：若T＞T设，整车控制器将从高压动力电池电量C中剔除启动发动机所需的电量C设2；
S15：整车控制器把C和C设2进行逻辑比较；
S16：若C≤C设2，整车控制器给指示模块发出指令，组合仪表红色指示灯闪烁，指示模块的多功能屏显示“应急启动”字符、环境温度度；
S17：整车控制器实时监测驾驶员是否驾驶员通过应急启动方式启动发动机；
S18：若整车控制器接收到驾驶员通过应急启动方式启动发动机信号，则整车控制器给电源管理系统发出指令，低压车载蓄电池启动发动机的过程中，高压动力电池进行功率补偿；
S19：若整车控制器未接收到驾驶员通过应急启动方式启动发动机信号，则整车控制器断开行驶模式输入指令，车辆驻停；
S20：若C＞C设2，整车控制器给显示模块发出指令，组合仪表绿色指示灯点亮，多功能屏显示剩余电量可行驶里程、环境温度；
S21：整车控制器获取驾驶员选择纯电或混合动力模式及车辆车速信号后，并处于正常工作状态；
S22：驾驶员根据执行任务情况，主动在车辆行驶过程中启停发动机。
进一步的，所述步骤12及步骤12中纯电或混合动力模式切换的方法为：
获取车辆当前行驶模式、环境温度、电池荷电状态信息；根据当前车辆行驶模式、环境温度和电池荷电状态信息，对加热器工作所需电量进行预留控制，并在组合仪表上提示车辆状态和在多功能屏上显示参数；根据驾驶员对车辆行驶模式和发动机启停方式的选择，控制加热器的工作；
在车辆处于停车或纯电行驶模式下，当驾驶员需要起动发电机时，则按下HEV开关(混动切换开关)切换到混动行驶模式、扭动点火钥匙至START档，若不选择应急起动开关则整车控制器控制高压发电机起动发电机，此状态低压起动不工作；当动力电池电量不足时，驾驶员可选择应急起动开关则通过应急起动继电器控制低压起动机起动发动机；
在车辆处于混动行驶模式下，驾驶员需要采用纯电模式形成，则驾驶员断开HEV开关切换到纯电行驶模式，则发动机的ON档信号检测端口无信号，发动机自动熄火停机；
当驾驶员需要停车时，则可踩制动将车速降低后操作点火钥匙至OFF档，则整个控制系统下电，发动机的ON档信号检测端口无信号，发动机自动熄火停机。
作为本发明的另一方面，还涉及一种增程式混动车辆，该增程式混动车辆使用上述增程式汽车发动机启停控制方法进行发动机启停控制。
总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比，能够取得下列有益效果：
(1)本发明的增程式汽车发动机启停控制系统，可以通过HEV开关主动地实现发动机的起动和停止控制，满足了驾驶需求和车辆的实用性。当动力电池出现亏电时，可以通过低压起动机的应急起动方式起动发电机，提高驾驶员的使用满意度。
(2)本发明的增程式汽车的增程式汽车发动机启停控制系统，提供的低温高寒环境下发动机启停方式选择逻辑方案解决了军用增程式车辆执行任务的有效性和安全性。本发明中设计了两种起动方式，相互冗余互补，提高了系统的可靠性。
附图说明
图1为本发明较佳实施例的启停控制系统结构示意图；
图2为本发明较佳实施例的原理结构示意图；
图3为本发明较佳实施例的增程式汽车发动机启停控制方法流程图；
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
请参考图1-2，一种增程式汽车发动机启停控制系统，包括传感器模块、发动机启动方式选择模块、预加热模块、用于调配控制的整车控制器、指示模块、电源管理系统、低压车载蓄电池、高压动力电池及应急起动开关；
发动机启动方式选择模块包括点火钥匙、起动继电器、HEV开关、应急起动开关、应急起动继电器、低压起动机、扭转减振器、联轴器及高压发电机；
低压蓄电池正极连接保险的一端，保险的另一端与点火钥匙的电源输入端连结；低压蓄电池和电源管理系统之间双向连接，电源管理系统和高压动力电池之间双向连接，高压动力电池和高压发电机之间双向连接，高压发电机通过CAN网络和整车控制器连接；
点火钥匙的IGN1触点与起动继电器控制线圈的一端相连接，起动继电器控制线圈的另一端与HEV开关的一端连接，HEV开关的另一端连接至发动机控制器的ON档信号检测端口；发动机控制器的ON档信号检测端口用于控制发动机允许或者禁止发动机工作；
点火钥匙的START档位与起动继电器的一个触点相连接，另一个触点与应急起动开关触点1相连接，应急起动开关的触点2与应急起动继电器控制线圈的一端相连接，应急起动继电器控制线圈的另一端与整车地线连接，应急起动继电器的一个触点接低压蓄电池正极(B+表示低压蓄电池正极接口)，另一触点接低压起动机，应急起动开关的触点3连接至整车控制器；点火钥匙的START档位同时也连接至整车控制器；
整车控制器通过整车CAN网络接收传感器模块、电源管理系统模块、发动机启动方式选择模块的信号，经自身逻辑计算，通过整车CAN网络对预加热模块、指示模块、高压发电机发出指令进行工作控制；
整车正常工作环境下，驾驶员若闭合HEV开关，同时扭动点火钥匙至START档，则发动机控制器的ON档信号检测端口有效，允许发动机工作；同时起动继电器的触点闭合，若按一下应急起动开关，则开关回弹，断开触点3，接通触点2，应急起动继电器导通，低压起动机起动发动机；若再次按一下应急起动开关，则开关下压，断开触点2，接通触点3，整车控制器检测到有效的应急起动开关信号，则整车控制器通过CAN总线发送起动控制命令至高压发电机，高压发电机起动发动机；
作为优选的方案，所述发动机与高压发电机之间直接通过扭转减振器和联轴器连接，可实现发动机起动后传递动力至高压发电机进行发电，也可实现高压发电机在电动后传递动力至发动机进行起动发动机。
所述传感器模块包括油箱温度传感器、油管温度传感器、发动机冷却液温度传感器、高压动力电池温度传感器、低压车载蓄电池温度传感器、高压动力电池电量传感器及低压车载蓄电池电量传感器，所述传感器模块用于实时检测车辆状态，并将监测信号通过CAN总线发送至整车控制器，监测信号包括高压动力电池和低压车载蓄电池的SOC值(电池荷电状态值)、油箱、油管及发动机冷却液温度；
所述发动机启动方式选择模块用于驾驶员主动干预发动的启停，获取车辆当前行驶模式和应急启动开关信号，并传输至整车控制器
所述预加热模块包括油箱加热器、油管加热器、发动机冷却液加热器、高压动力电池加热器及低压车载蓄电池加热器，预加热模块可接受整车控制器自身判定信号自动加热，用于对发动机启动系统进行预加热，提高低温启动的能力；
所述整车控制器计算车辆实际功耗、高压动力电池和低压车载蓄电池的荷电状态、环境温度来进行发动机启停工作的预准备判断，根据输入的参数与设定参数进行比较计算后，输出指示信息、控制加热器工作和高压发电机启动发动机；
所述指示模块用于显示车辆荷电状态，提示驾驶员根据任务执行情况是否需要主动启停发动机；
所述电源管理系统实时获取高压动力电池和低压车载蓄电池的电量和环境温度，并将相关参数信号传输至整车控制器；
所述低压启动机受点火钥匙START控制，经低压车载蓄电池带动发动机启动；
所述高压发电机接收整车控制器的信号通过联轴器和扭转减振器，经高压动力电池带动发动机启动；
所述低压车载蓄电池为整个控制系统提供电能；保险用于整个回路的保护；HEV开关与点火钥匙的IGN1串联，接入发动机的ON档信号检测端口；应急起动开关为单刀双触点开关，并与点火钥匙的START档位串联，其中一个触点回路激活应急起动继电器来控制低压起动机起动发动机，另外一个触点回路信号输入至整车控制器，由整车控制器来控制高压发电机通过联轴器和扭转减振器装置起动发动机；
油箱温度传感器、油管温度传感器、发动机冷却液温度传感器、高压动力电池温度传感器、低压车载蓄电池温度传感器、高压动力电池电量传感器、低压车载蓄电池电量传感器实时采集相应位置的环境温度和荷电状态，通过CAN总线将信号输入至整车控制器，并由整车控制器通过计算判断后通过组合仪表提示驾驶员车辆的状态，和通过多功能屏显示状体参数；驾驶员根据车辆状态提示和执行任务情况，来主动启停发动机。
所述指示模块包括组合仪表和多功能屏，组合仪表上有提示驾驶员车辆用电状态的信号灯，包括绿色和红色两种颜色，其中绿色表示电池电量充足，红色表示必须启动发动机发电对电池进行充电，多功能屏上显示剩余电量可行驶里程、环境温度、预加热所需时间、启动预加热触屏按钮、“应急启动”字符；
所述应急起动开关实现在低压起动机和高压发电机起动发动机的两种起动模式之间进行自由切换；当高压动力电池出现严重亏电时，驾驶员可主动的选择操作应急起动开关，实现低压起动机起动发动机。
请参考图3，本发明还提供一种增程式汽车发动机启停控制方法，包括如下步骤：
S01：车辆驻停时，驾驶员将点火钥匙打到ON档，整车控制系统上电；
S02：整车控制器自检，对整车CAN网络上的设备及系统进行功能检查，进入工作准备阶段；
S03：整车控制器通过传感器模块获取环境温度T、高压动力电池电量C的实时数据，所述环境温度T包括油箱温度、油管温度、发动机冷却液温度、高压动力电池温度和低压车载蓄电池温度；
S04：整车控制器把T和T设进行逻辑比较，所述T设为柴油凝胶固态状液化为流体状、发动机冷却液凝胶固态状液化为流体状和电池电量最大活性各自所需的环境温度；
S05：若T≤T设，整车控制器将从高压动力电池电量C中剔除加热和启动发动机所需的电量C设1，所述C设1为加热模块工作时达到传感器模块监测到的各个部位的预设温度所需的电量总和及发动机启动时需要的额定电量；
S06：整车控制器把C和C设1进行逻辑比较；
S07：若C≤C设1，整车控制器给指示模块发出指令，指示模块的组合仪表红色指示灯闪烁，指示模块的多功能屏显示“应急启动”字符、环境温度、加热启动所需时间和启动预加热触屏按钮；
S08：整车控制器实时监测驾驶员是否点击预加热启动触屏按钮；
S09：若整车控制器接收到点击预加热启动触屏按钮信号，则整车控制器给加热模块发出指令，各加热器开始工作，电源管理系统优先使用高压动力电池的电量，低压车载蓄电池进行功率补偿，指示模块的多功能屏上的加热时间显示为0时，此时驾驶员可以通过应急启动的方式启动发动机；
S10：若整车控制器在30秒内未接收到点击预加热启动触屏按钮信号，则整车控制器断开行驶模式输入指令，车辆驻停；
S11：若C＞C设1，整车控制器给指示模块发出指令，组合仪表绿色指示灯点亮，多功能屏显示剩余电量可行驶里程、环境温度、加热启动所需时间；
S12：整车控制器获取纯电或混合动力模式切换及车辆车速信号后，自动给加热模块发出指令，各加热器工作并维持相应温度T设，同时整车控制器实时监测和逻辑比对当下C与C设1，并进行循环控制；
S13：驾驶员根据执行任务情况，主动在车辆行驶过程中启停发动机；
S14：若T＞T设，整车控制器将从高压动力电池电量C中剔除启动发动机所需的电量C设2；
S15：整车控制器把C和C设2进行逻辑比较；
S16：若C≤C设2，整车控制器给指示模块发出指令，组合仪表红色指示灯闪烁，指示模块的多功能屏显示“应急启动”字符、环境温度度；
S17：整车控制器实时监测驾驶员是否驾驶员通过应急启动方式启动发动机；
S18：若整车控制器接收到驾驶员通过应急启动方式启动发动机信号，则整车控制器给电源管理系统发出指令，低压车载蓄电池启动发动机的过程中，高压动力电池进行功率补偿；
S19：若整车控制器未接收到驾驶员通过应急启动方式启动发动机信号，则整车控制器断开行驶模式输入指令，车辆驻停；
S20：若C＞C设2，整车控制器给显示模块发出指令，组合仪表绿色指示灯点亮，多功能屏显示剩余电量可行驶里程、环境温度；
S21：整车控制器获取驾驶员选择纯电或混合动力模式切换及车辆车速信号后，并处于正常工作状态；
S22：驾驶员根据执行任务情况，主动在车辆行驶过程中启停发动机。
作为优选的方案，上述步骤12及步骤12中纯电或混合动力模式切换的方法为：
获取车辆当前行驶模式、环境温度、电池荷电状态信息；根据当前车辆行驶模式、环境温度和电池荷电状态信息，对加热器工作所需电量进行预留控制，并在组合仪表上提示车辆状态和在多功能屏上显示参数；根据驾驶员对车辆行驶模式和发动机启停方式的选择，控制加热器的工作；
在车辆处于停车或纯电行驶模式下，当驾驶员需要起动发电机时，则按下HEV开关(混动切换开关)切换到混动行驶模式、扭动点火钥匙至START档，若不选择应急起动开关则整车控制器控制高压发电机起动发电机，此状态低压起动不工作；当动力电池电量不足时，驾驶员可选择应急起动开关则通过应急起动继电器控制低压起动机起动发动机；
在车辆处于混动行驶模式下，驾驶员需要采用纯电模式形成，则驾驶员断开HEV开关切换到纯电行驶模式，则发动机的ON档信号检测端口无信号，发动机自动熄火停机；
当驾驶员需要停车时，则可踩制动将车速降低后操作点火钥匙至OFF档，则整个控制系统下电，发动机的ON档信号检测端口无信号，发动机自动熄火停机。
还涉及一种增程式混动车辆，该混动车辆使用上述的增程式汽车发动机启停控制方法进行发动机启停控制。
本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种增程式汽车发动机启停控制系统，其特征在于，包括用于实时检测车辆状态的传感器模块、发动机启动方式选择模块、用于对发动机启动系统进行预加热的预加热模块、用于调配控制的整车控制器、用于显示车辆荷电状态的指示模块、电源管理系统、低压车载蓄电池、高压动力电池及应急起动开关；
发动机启动方式选择模块包括点火钥匙、起动继电器、HEV开关、应急起动开关、应急起动继电器、低压起动机、扭转减振器、联轴器及高压发电机；
低压蓄电池正极连接保险的一端，保险的另一端与点火钥匙的电源输入端连结；低压蓄电池和电源管理系统之间双向连接，电源管理系统和高压动力电池之间双向连接，高压动力电池和高压发电机之间双向连接，高压发电机通过CAN网络和整车控制器连接；
点火钥匙的IGN1触点与起动继电器控制线圈的一端相连接，起动继电器控制线圈的另一端与HEV开关的一端连接，HEV开关的另一端连接至发动机控制器的ON档信号检测端口；发动机控制器的ON档信号检测端口用于控制发动机允许或者禁止发动机工作；
点火钥匙的START档位与起动继电器的一个触点相连接，另一个触点与应急起动开关触点1相连接，应急起动开关的触点2与应急起动继电器控制线圈的一端相连接，应急起动继电器控制线圈的另一端与整车地线连接，应急起动继电器的一个触点接低压蓄电池正极，另一触点接低压起动机，应急起动开关的触点3连接至整车控制器；点火钥匙的START档位同时也连接至整车控制器；
整车控制器通过整车CAN网络接收传感器模块、电源管理系统模块、发动机启动方式选择模块的信号，经自身逻辑计算，通过整车CAN网络对预加热模块、指示模块、高压发电机发出指令进行工作控制；
整车正常工作环境下，驾驶员若闭合HEV开关，同时扭动点火钥匙至START档，则发动机控制器的ON档信号检测端口有效，允许发动机工作；同时起动继电器的触点闭合，若按一下应急起动开关，则开关回弹，断开触点3，接通触点2，应急起动继电器导通，低压起动机起动发动机；若再次按一下应急起动开关，则开关下压，断开触点2，接通触点3，整车控制器检测到有效的应急起动开关信号，则整车控制器通过CAN总线发送起动控制命令至高压发电机，高压发电机起动发动机。
2.根据权利要求1所述的增程式汽车发动机启停控制系统，其特征在于：所述发动机与高压发电机之间通过扭转减振器和联轴器连接，可实现发动机起动后传递动力至高压发电机进行发电，也可实现高压发电机在电动后传递动力至发动机进行起动发动机。
3.根据权利要求1所述的增程式汽车发动机启停控制系统，其特征在于：
所述传感器模块包括油箱温度传感器、油管温度传感器、发动机冷却液温度传感器、高压动力电池温度传感器、低压车载蓄电池温度传感器、高压动力电池电量传感器及低压车载蓄电池电量传感器，所述传感器模块用于实时检测车辆状态，并将监测信号通过CAN总线发送至整车控制器，监测信号包括高压动力电池和低压车载蓄电池的SOC值(电池荷电状态值)、油箱、油管及发动机冷却液温度；
所述发动机启动方式选择模块用于驾驶员主动干预发动的启停，获取车辆当前行驶模式和应急启动开关信号，并传输至整车控制器；
所述预加热模块包括油箱加热器、油管加热器、发动机冷却液加热器、高压动力电池加热器及低压车载蓄电池加热器，预加热模块可接受整车控制器自身判定信号自动加热，用于对发动机启动系统进行预加热，提高低温启动的能力；
所述整车控制器计算车辆实际功耗、高压动力电池和低压车载蓄电池的荷电状态、环境温度来进行发动机启停工作的预准备判断，根据输入的参数与设定参数进行比较计算后，输出指示信息、控制加热器工作和高压发电机启动发动机；
所述指示模块用于显示车辆荷电状态，提示驾驶员根据任务执行情况是否需要主动启停发动机；
所述电源管理系统实时获取高压动力电池和低压车载蓄电池的电量和环境温度，并将相关参数信号传输至整车控制器；
所述低压起动机受点火钥匙START控制，经低压车载蓄电池带动发动机启动；
所述高压发电机接收整车控制器的信号通过联轴器和扭转减振器，经高压动力电池带动发动机启动。
4.根据权利要求3所述的增程式汽车发动机启停控制系统，其特征在于：所述低压车载蓄电池为整个控制系统提供电能；保险用于整个回路的保护；HEV开关与点火钥匙的IGN1串联，接入发动机的ON档信号检测端口；应急起动开关为单刀双触点开关，并与点火钥匙的START档位串联，其中一个触点回路激活应急起动继电器来控制低压起动机起动发动机，另外一个触点回路信号输入至整车控制器，由整车控制器来控制高压发电机通过联轴器和扭转减振器装置起动发动机；
油箱温度传感器、油管温度传感器、发动机冷却液温度传感器、高压动力电池温度传感器、低压车载蓄电池温度传感器、高压动力电池电量传感器、低压车载蓄电池电量传感器实时采集相应位置的环境温度和荷电状态，通过CAN总线将信号输入至整车控制器，并由整车控制器通过计算判断后通过组合仪表提示驾驶员车辆的状态，和通过多功能屏显示状体参数；驾驶员根据车辆状态提示和执行任务情况，来主动启停发动机。
5.根据权利要求1所述的增程式汽车发动机启停控制系统，其特征在于：所述指示模块包括组合仪表和多功能屏，组合仪表上有提示驾驶员车辆用电状态的信号灯，包括绿色和红色两种颜色，其中绿色表示电池电量充足，红色表示必须启动发动机发电对电池进行充电，多功能屏上显示剩余电量可行驶里程、环境温度、预加热所需时间、启动预加热触屏按钮、“应急启动”字符。
6.根据权利要求1所述的增程式汽车发动机启停控制系统，其特征在于：所述应急起动开关实现在低压起动机和高压发电机起动发动机的两种起动模式之间进行自由切换；当高压动力电池出现严重亏电时，驾驶员可主动的选择操作应急起动开关，实现低压起动机起动发动机。
7.一种增程式汽车发动机启停控制方法，其特征在于，包括如下步骤：
S01：车辆驻停时，驾驶员将点火钥匙打到ON档，整车控制系统上电；
S02：整车控制器自检，对整车CAN网络上的设备及系统进行功能检查，进入工作准备阶段；
S03：整车控制器通过传感器模块获取环境温度T、高压动力电池电量C的实时数据，所述环境温度T包括油箱温度、油管温度、发动机冷却液温度、高压动力电池温度和低压车载蓄电池温度；
S04：整车控制器把T和T设进行逻辑比较，所述T设为柴油凝胶固态状液化为流体状、发动机冷却液凝胶固态状液化为流体状和电池电量最大活性各自所需的环境温度；
S05：若T≤T设，整车控制器将从高压动力电池电量C中剔除加热和启动发动机所需的电量C设1，所述C设1为加热模块工作时达到传感器模块监测到的各个部位的预设温度所需的电量总和及发动机启动时需要的额定电量；
S06：整车控制器把C和C设1进行逻辑比较；
S07：若C≤C设1，整车控制器给指示模块发出指令，指示模块的组合仪表红色指示灯闪烁，指示模块的多功能屏显示“应急启动”字符、环境温度、加热启动所需时间和启动预加热触屏按钮；
S08：整车控制器实时监测驾驶员是否点击预加热启动触屏按钮；
S09：若整车控制器接收到点击预加热启动触屏按钮信号，则整车控制器给加热模块发出指令，各加热器开始工作，电源管理系统优先使用高压动力电池的电量，低压车载蓄电池进行功率补偿，指示模块的多功能屏上的加热时间显示为0时，此时驾驶员可以通过应急启动的方式启动发动机；
S10：若整车控制器在30秒内未接收到点击预加热启动触屏按钮信号，则整车控制器断开行驶模式输入指令，车辆驻停；
S11：若C＞C设1，整车控制器给指示模块发出指令，组合仪表绿色指示灯点亮，多功能屏显示剩余电量可行驶里程、环境温度、加热启动所需时间；
S12：整车控制器获取纯电或混合动力模式切换及车辆车速信号后，自动给加热模块发出指令，各加热器工作并维持相应温度T设，同时整车控制器实时监测和逻辑比对当下C与C设1，并进行循环控制；
S13：驾驶员根据执行任务情况，主动在车辆行驶过程中启停发动机；
S14：若T＞T设，整车控制器将从高压动力电池电量C中剔除启动发动机所需的电量C设2；
S15：整车控制器把C和C设2进行逻辑比较；
S16：若C≤C设2，整车控制器给指示模块发出指令，组合仪表红色指示灯闪烁，指示模块的多功能屏显示“应急启动”字符、环境温度度；
S17：整车控制器实时监测驾驶员是否驾驶员通过应急启动方式启动发动机；
S18：若整车控制器接收到驾驶员通过应急启动方式启动发动机信号，则整车控制器给电源管理系统发出指令，低压车载蓄电池启动发动机的过程中，高压动力电池进行功率补偿；
S19：若整车控制器未接收到驾驶员通过应急启动方式启动发动机信号，则整车控制器断开行驶模式输入指令，车辆驻停；
S20：若C＞C设2，整车控制器给显示模块发出指令，组合仪表绿色指示灯点亮，多功能屏显示剩余电量可行驶里程、环境温度；
S21：整车控制器获取驾驶员选择纯电或混合动力模式切换及车辆车速信号后，并处于正常工作状态；
S22：驾驶员根据执行任务情况，主动在车辆行驶过程中启停发动机。
8.根据权利要求7所述的增程式汽车发动机启停控制方法，其特征在于，所述步骤12及步骤12中纯电或混合动力模式切换的方法为：
获取车辆当前行驶模式、环境温度、电池荷电状态信息；根据当前车辆行驶模式、环境温度和电池荷电状态信息，对加热器工作所需电量进行预留控制，并在组合仪表上提示车辆状态和在多功能屏上显示参数；根据驾驶员对车辆行驶模式和发动机启停方式的选择，控制加热器的工作；
在车辆处于停车或纯电行驶模式下，当驾驶员需要起动发电机时，则按下HEV开关切换到混动行驶模式、扭动点火钥匙至START档，若不选择应急起动开关则整车控制器控制高压发电机起动发电机，此状态低压起动不工作；当动力电池电量不足时，驾驶员可选择应急起动开关则通过应急起动继电器控制低压起动机起动发动机；
在车辆处于混动行驶模式下，驾驶员需要采用纯电模式形成，则驾驶员断开HEV开关切换到纯电行驶模式，则发动机的ON档信号检测端口无信号，发动机自动熄火停机；
当驾驶员需要停车时，则可踩制动将车速降低后操作点火钥匙至OFF档，则整个控制系统下电，发动机的ON档信号检测端口无信号，发动机自动熄火停机。
9.一种增程式混动车辆，其特征在于，使用权利要求7-8所述的增程式汽车发动机启停控制方法进行发动机启停控制。
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