CN114852039A - 发动机停机控制方法、系统及计算机存储介质 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种发动机停机控制方法、系统及计算机存储介质，发动机停机控制方法包括：收到发动机的停机请求时判断电机是否有换挡请求；若电机有换挡请求，则获取电机的目标挡位和实际挡位；若目标挡位与实际挡位不一致，则调整实际挡位至与目标挡位一致后，执行发动机停机的操作。本发明通过在电机目标挡位和实际挡位不一致的过程中控制发动机延迟停机的策略，能解决在电机换挡过程中停机，再加速导致离合器起机造成的加速度跌坑和带来巨大冲击的问题，以及在电机扭矩输出路径切换过程中发动机停机可能出现的动力丢失的问题。

Description

发动机停机控制方法、系统及计算机存储介质

技术领域

本发明涉及发动机控制领域，尤其涉及一种发动机停机控制方法、系统及计算机存储介质。

背景技术

随着国家法规对油耗和排放要求的日益严格，以及电气化系统的发展，混合动力技术是实现节能减排的关键。为了适应国家政策和满足排放法规，整车厂与零部件供应商均在寻找解决方案。但目前纯电动车技术系统电池技术复杂、成本较高，混合动力系统的结构决定了能够实现的工作模式的种类，因此，为了能够实现多种工作模式，混合动力系统通常具有相对复杂的结构。在一些单电机混合动力系统中，常常出现在电机换挡过程中发动机停机造成的加速度跌坑问题，以及在电机扭矩输出路径切换过程中发动机停机可能出现的动力丢失的问题，严重影响了驾驶体验。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种发动机停机控制方法、系统及计算机存储介质，通过在预设条件下延迟发动机停机，以解决在电机换挡过程中停机，再加速导致离合器起机造成的加速度跌坑和带来巨大冲击的问题，以及在电机扭矩输出路径切换过程中发动机停机可能出现的动力丢失的问题。

第一方面，本发明提供了一种发动机停机控制方法，包括：

收到发动机的停机请求时判断电机是否有换挡请求；

若电机有换挡请求，则获取电机的目标挡位和实际挡位；

若所述目标挡位与所述实际挡位不一致，则调整所述实际挡位至与所述目标挡位一致后，执行发动机停机的操作。

其中，所述获取电机的目标挡位，包括：

根据电机扭矩输出路径改变请求或制动过程中电机降挡请求获取所述目标挡位。

其中，所述电机扭矩输出路径改变请求，包括：

第一扭矩输出路径切换至第二扭矩输出路径的请求，所述第一扭矩输出路径为所述电机与所述发动机连接且所述电机与变速箱断开，所述第二扭矩输出路径为所述电机与所述发动机断开且所述电机与所述变速箱连接。

其中，所述制动过程中电机降挡请求，包括：

在所述电机与所述发动机断开且所述电机与变速箱连接时制动而触发的电机降挡请求。

其中，所述调整所述实际挡位至与所述目标挡位一致，包括：

若满足换挡条件，降低电机的扭矩为零；

电机执行摘挡操作，挂入空挡；

根据所述目标挡位确定所述电机的目标转速，控制电机进入转速闭环模式以调整所述电机的转速至所述目标转速；

挂挡至所述目标挡位。

其中，所述执行发动机停机的操作之后，还包括：

根据预设参数计算目标转矩值；

发送转矩恢复请求；

根据所述目标转矩值控制所述电机在空载转矩的基础上进行转矩恢复。

其中，所述预设参数包括加速踏板开度、车速、参考输出转矩及当前车辆的行驶状态中的至少一项。

其中，所述方法，还包括：

若电机所述目标挡位与实际挡位一致，则执行发动机停机的操作。

第二方面，本发明还提供了一种发动机停机控制系统，包括：

至少一个处理器；

至少一个存储器，所述至少一个存储器被耦合到所述至少一个处理器并且存储用于由所述至少一个处理器执行的指令，所述指令当由所述至少一个处理器执行时，使得所述设备执行时实现如上所述的发动机停机控制方法。

第三方面，本发明还提供一种计算机存储介质，所述计算机存储介质上存储有计算机程序指令；所述计算机程序指令被处理器执行时实现如上所述的发动机停机控制方法。

综上所述，本发明的发动机停机控制方法、系统及计算机存储介质，发动机停机控制方法包括：收到发动机的停机请求时判断电机是否有换挡请求；若电机有换挡请求，则获取电机的目标挡位和实际挡位；若目标挡位与实际挡位不一致，则调整实际挡位至与目标挡位一致后，执行发动机停机的操作。本发明通过在电机目标挡位和实际挡位不一致的过程中控制发动机延迟停机的策略，能解决在电机换挡过程中发动机停机造成的加速度跌坑问题，以及在电机扭矩输出路径切换过程中发动机停机可能出现的动力丢失的问题。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，并配合附图，详细说明如下。

附图说明

图1为根据第一实施例示出的发动机停机控制方法的流程示意图；

图2为根据第一实施例示出的整车控制器的结构图；

图3为根据第一实施例示出的ISG路径结构图；

图4为根据第一实施例示出的EFAD路径结构图；

图5为根据第一实施例示出的发动机停机控制方法的具体流程图；

图6为根据第二实施例示出的发动机停机控制方法的具体流程图；

图7为根据第三实施例示出的发动机停机控制方法的具体流程图。

具体实施方式

为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对本发明详细说明如下。

第一实施例

图1为根据第一实施例示出的发动机停机控制方法的流程示意图。

如图1所示，本发明实施例提供了一种发动机停机控制方法，包括：

步骤201：收到发动机的停机请求时判断电机是否有换挡请求；

步骤202：若电机有换挡请求，则获取电机的目标挡位和实际挡位；

步骤203：若目标挡位与实际挡位不一致，则调整实际挡位至与目标挡位一致后，执行发动机停机的操作。

图2为根据本发明实施例示出的整车控制器的结构图。如图3所示，VCM为整车控制器，其中DCDC为高压低压直流转直流转换装置，与电机直接相连。ECM为发动机控制器，与发动机直接相连。IGM与DCDC相连，为DCDC及电机的控制器。TCM与变速器相连，为变速器控制器。BECM与高压电池相连，为电池控制器。此外，整车控制器还包括OBC为外接充电控制器、CEM为整车电子电器控制器和CCM为空调控制器。车辆的动力系统由发动机、电机、7DCT变速器、减速器、半轴、车轮组成，具有七种动力输出模式，包括：

1、无动力输出：C1、C2处于分离状态，奇数轴与偶数轴均无挂挡；

2、怠速发电：C1分离，C2啮合，偶数轴无预挂挡，发动机工作，驱动电机发电；

3、发动机启动：C1分离，C2啮合，偶数轴无预挂挡，电机通过拖动发动机实现发动机启动；

4、纯电驱动：C1、C2分离，偶数轴挂挡，电机提供动力驱动车辆行驶；

5、能量回收：C1、C2分离，偶数轴挂挡，制动能量驱动发动机发电；

6、行车充电：C1、C2啮合，发动机通过奇数挡驱动车辆行驶，电机通过C2离合器驱动电机发电；

7、混合驱动：C1啮合、C2分离，奇数轴、偶数轴均挂挡，发动机通过奇数挡输出动力，电机通过偶数轴输出动力，二者共同驱动车俩行驶。

图3为根据第一实施例示出的ISG路径结构图。图4为根据第一实施例示出的EFAD路径结构图。如图3和图4所示，其中电机有三种扭矩输出路径：ISG路径、EFAD路径和Disengaged路径。ISG路径是指电机通过C2离合器与发动机相联同时电机与变速箱偶数轴之间时断开连接的，当电机处于ISG路径时，电机和偶数轴离合器相连，电机的挡位为0档。EFAD路径指电机直接与变速箱偶数轴挡位(2，4，6)相连进行助力或充电并且电机与发动机之间是断开的，当电机处于EFAD路径时，电机有2-4-6三个挡位，满足车速和油门条件时，电机会换挡。Disengaged路径是指电机与发动机和变速箱偶数轴之间都是断开的。发动机的扭矩是指发动机从曲轴端输出的力矩。当电机与变速器偶数轴输入轴端相连，当电机的目标挡位和实际挡位不一致的情况有两种：

1)电机换挡过程中；比如在制动过程中档车速降到46km/h时，4档降2档，由于制动过程中，SOC(state of charge，电荷容量)增加，如果发动机停机，驾驶员踩油门，由于电机在换挡，无法输出正扭矩，而此时车速超过10km/h，出于功能安全的考虑不能用12V启动，需要离合器把发动机拖起来，大约80-120NM，这对于行驶中的车辆造成很大的负载。正常情况下，离合器拖发动机的扭矩是需要电机扭矩来补偿的，而此时电机在换挡无法补偿离合器拖发动机的扭矩，会造成加速度跌坑及巨大冲击，对驾驶性的影响极大；

2)电机扭矩输出路径切换过程中，比如ISG路径切换到EFAD路径，电机挡位0档，目标挡位为2档；由于ISG路径时电机转速在1000转左右，而EFAD路径电机转速在300转左右，因此需要电机进行调速。ISG路径车辆爬行过程中电机会充电，当SOC充满时，就要退出ISG路径并且请求停机，如果此时停机，由于电机在调速，而发动机还没有起动，会造成动力丢失。

因此，本发明通过定义在电机目标挡位和实际挡位不一致的过程中，即使发动机满足停机条件，也要延迟发动机停机的策略，直至电机挂上目标轴挡位才允许停机的策略，避免了上述情形的产生。

本发明实施例中，首先收到发动机的停机请求时判断电机是否有换挡请求。若电机有换挡请求，则获取电机的目标挡位和实际挡位，并判断目标挡位与实际挡位是否一致。若目标挡位与实际挡位一致，则执行发动机停机的操作。若目标挡位与实际挡位不一致，则调整实际挡位至于目标挡位一致后，再执行发动机停机的操作。目标挡位和实际挡位不一致有两种情况，一种是制动过程中电机换挡过程，另一种是电机扭矩输出路径改变过程。其中，制动过程中电机换挡过程包括在第二扭矩输出路径下制动过程中的电机降挡请求，第二扭矩输出路径为电机与发动机断开且电机与变速箱连接，即EFAD路径。电机扭矩输出路径改变过程包括第一扭矩输出路径切换至第二扭矩输出路径的请求，第一扭矩输出路径为电机与发动机连接且电机与变速箱断开，即ISG路径。

步骤203中，调整实际挡位至与目标挡位一致时，若满足换挡条件，降低电机的扭矩为零；电机执行摘挡操作，挂入空挡；根据目标挡位确定电机的目标转速，控制电机进入转速闭环模式以调整电机的转速至目标转速；挂挡至目标挡位。执行发动机停机的操作之后，根据预设参数计算目标转矩值；发送转矩恢复请求；根据目标转矩值控制电机在空载转矩的基础上进行转矩恢复。其中，预设参数包括加速踏板开度、车速、参考输出转矩及当前车辆的行驶状态等。

具体地，图5为根据第一实施例示出的发动机停机控制方法的具体流程图。如图5所示，发动机的停机控制方法中，收到发动机初始停机请求后，判断点击的目标挡位和实际挡位是否一致，若否，则调整实际挡位至与目标挡位一致，然后确定发动机的最终停机请求，执行发动机停机操作，通过电机驱动进行纯电行驶。

本发明实施例提供的发动机停机控制方法，包括：收到发动机的停机请求时判断电机是否有换挡请求；若电机有换挡请求，则获取电机的目标挡位和实际挡位；若目标挡位与实际挡位不一致，则调整实际挡位至与目标挡位一致后，执行发动机停机的操作。本发明通过在电机目标挡位和实际挡位不一致的过程中控制发动机延迟停机的策略，能解决在电机换挡过程中停机，再加速导致离合器起机造成的加速度跌坑和带来巨大冲击的问题，以及在电机扭矩输出路径切换过程中发动机停机可能出现的动力丢失的问题。

第二实施例

图6为根据第二实施例示出的发动机停机控制方法的具体流程图。如图6所示，本发明实施例中，电机在EFAD路径下电机在踩刹车制动，6档降4档或4档降2档过程中，发动机由运行状态变为停机状态，那么如果驾驶员踩油门时，由于车速较高(大于10km/h)，由于12V启动造成的压降产生安全问题而禁用12V启动，采用离合器会启动发动机，但是此时电机在换挡无法补偿离合器启动发动机损失的扭矩，造成巨大的冲击，加速度下跌严重。在踩刹车4-2过程中，发动机要停机，此时驾驶员大油门起机，会选择离合器启动，但是电机无法补偿离合器扭矩，造成加速度跌坑严重，影响驾驶性。正常的离合器启动如图4所示，电机要补偿80Nm-100Nm的扭矩。因此定义了电机在EFAD路径下电机换挡过程中，发动机请求停机的控制流程如图5所示：

1)请求换挡阶段

在正常行驶过程中，TCM实时采集车速和加速踏板开度等信号，并对是否换挡进行判断。当判断满足换挡条件时，向VCM发送换挡请求，VCM对换挡请求进行仲裁和决策，向TCM发送换挡允许指令，并将整车动力系统最高控制权交于TCM。

2)电机降扭阶段

为了保证顺利摘挡，TCM向IGM发送降扭请求，控制电机进行降扭，并保证摘空挡瞬间电机转速的稳定性。

3)摘挡阶段

电机降扭完成后，TCM控制换挡执行机构动作，使变速器挂入空挡。

4)电机调速阶段

摘挡完成后，为了使目标挡位的啮合齿轮和同步器转速能够尽快达到同步状态，TCU向IGM发送请求，控制电机进入转速闭环工作模式，以换挡的目标转速为调整目标量进行动态调整，并根据各挡位的转速同步条件判断是否满足挂挡前的转速差范围要求。

5)挂挡阶段

为了迅速顺利的挂入目标挡位，降低换挡冲击，应保证啮合齿之间的相互作用力尽可能小，跟摘挡阶段类似，当电机实际输出转矩为零时，啮合齿之间的相互作用力最小。因此在转速同步条件满足后，挂挡前，TCM应对电机进行转矩控制，在保证电机转速满足换挡同步要求的基础上，使电机的实际输出转矩为零，确保挂挡快速平顺，无冲击和响声。

6)发动机允许停机，并且电机扭矩恢复

变速器挂入目标挡位后，发动机可以停机，并且电机应进行转矩恢复，以满足车辆的动力需求。VCM根据加速踏板开度、车速、参考输出转矩及当前车辆的行驶状态计算目标转矩输出值，并发送给TCM；TCM向IGM发送转矩恢复请求和目标转矩值，控制电机在原来的空载转矩基础上进行转矩恢复。当电机输出转矩达到VCM计算的目标转矩之后，电机直接进入正常驱动模式，车辆恢复正常行驶状态。

本实施例的具体实现过程，详见第一实施例，本实施例不再赘述。

第三实施例

图7为根据第三实施例示出的发动机停机控制方法的具体流程图。如图7所示，本发明实施例中，电机ISG路径时电机为0档，电机在EFAD路径时，电机挡位可能为2，4，6挡。ISG路径到EFAD路径切换时，电机请求挡位为2挡，实际挡位为0挡。EFAD路径到ISG路径切换时，电机请求挡位为0挡，实际挡位为2挡。由于ISG路径的条件之一是发动机起机，所以EFAD路径到ISG路径切换时，不存在停机的问题。但是由ISG路径到EFAD路径切换时，如果SOC充满且无其他起机条件，发动机会发送停机请求，如果此时发动机停机，电机还在换挡，则会发生动力中断的现象。

在ISG路径请求切换到EFAD路径时，电机挡位需要由0挡换到2档，此时车速约为4km/h，EFAD路径下电机转速由车速决定，即2挡时EFAD路径电机转速在300转左右。由于ISG路径时电机转速在1000转左右，而EFAD路径电机转速在300转左右，因此需要对电机进行调速，调速完成，电机才能挂上2挡。如果ISG路径车辆爬行过程中，电机充电到SOC充满时，就要退出ISG路径并且请求停机，如果此时停机，由于电机在调速换挡过程中，无法提供动力，而发动机还没有起动，会造成动力丢失。在ISG路径爬行过程中，SOC已充满，发动机要停机同时电机ISG路径要退出，切换到EFAD路径，此时如果发动机停机且驾驶员继续爬行，由于电机需要调速切换EFAD路径并且挂到2挡，这个过程中电机无法提供动力，而由于电量足够，发动机也不会起机，所以会造成动力丢失，直至电机换完挡，可以继续输出动力。因此定义了在ISG路径请求切换到EFAD路径时，发动机请求停机的控制流程如图7所示：

其次定义在电机扭矩输出路径请求切换过程中发动机停机的控制流程，如下图7所示：

1)电机扭矩输出路径请求改变(由ISG变为EFAD)

电机在ISG路径的目的是低速充电，因此在ISG路径爬行过程中，当SOC充满时，ISG路径要退出切换为EFAD路径。

2)请求换挡阶段

电机ISG路径时电机为0档，电机在EFAD路径时，电机挡位可能为2，4，6挡。ISG路径到EFAD路径切换时，电机请求挡位为2挡，实际挡位为0挡。因此电机请求换2挡。

2)电机降扭阶段

为了保证顺利摘挡，TCM向IGM发送降扭请求，控制电机进行降扭，并保证摘空挡瞬间电机转速的稳定性。

3)摘挡阶段

电机降扭完成后，TCM控制换挡执行机构动作，使变速器挂入空挡。

4)电机调速阶段

摘挡完成后，为了使目标挡位的啮合齿轮和同步器转速能够尽快达到同步状态，TCU向IGM发送请求，控制电机进入转速闭环工作模式，以换挡的目标转速为调整目标量进行动态调整，并根据各挡位的转速同步条件判断是否满足挂挡前的转速差范围要求。

5)挂挡阶段

为了迅速顺利的挂入目标挡位，降低换挡冲击，应保证啮合齿之间的相互作用力尽可能小，跟摘挡阶段类似，当电机实际输出转矩为零时，啮合齿之间的相互作用力最小。因此在转速同步条件满足后，挂挡前，TCM应对电机进行转矩控制，在保证电机转速满足换挡同步要求的基础上，使电机的实际输出转矩为零，确保挂挡快速平顺，无冲击和响声。

6)电机扭矩输出路径改变完成，发动机允许停机，并且电机扭矩矩恢复变速器挂入目标挡位后，电机扭矩输出路径改变完成，发动机可以停机，并且电机应进行转矩恢复，以满足车辆的动力需求。VCM根据加速踏板开度、车速、参考输出转矩及当前车辆的行驶状态计算目标转矩输出值，并发送给TCM；TCM向IGM发送转矩恢复请求和目标转矩值，控制电机在原来的空载转矩基础上进行转矩恢复。当电机输出转矩达到VCM计算的目标转矩之后，电机直接进入正常驱动模式，车辆恢复正常行驶状态。

本发明实施例还提供一种发动机停机控制系统，包括：

至少一个处理器；

至少一个存储器，至少一个存储器被耦合到至少一个处理器并且存储用于由至少一个处理器执行的指令，指令当由至少一个处理器执行时，使得设备执行时实现如上所述的发动机停机控制方法。

本发明实施例还提供一种计算机存储介质，计算机存储介质上存储有计算机程序指令；计算机程序指令被处理器执行时实现如上所述的发动机停机控制方法。

以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，除了包含所列的那些要素，而且还可包含没有明确列出的其他要素。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (9)

1.一种发动机停机控制方法，其特征在于，包括：

收到发动机的停机请求时判断电机是否有换挡请求；

若电机有换挡请求，则获取电机的目标挡位和实际挡位；

若所述目标挡位与所述实际挡位不一致，则调整所述实际挡位至与所述目标挡位一致后，执行发动机停机的操作；

所述调整所述实际挡位至与所述目标挡位一致，包括：

若满足换挡条件，降低电机的扭矩为零；

电机执行摘挡操作，挂入空挡；

根据所述目标挡位确定所述电机的目标转速，控制电机进入转速闭环模式以调整所述电机的转速至所述目标转速；

挂挡至所述目标挡位。

2.根据权利要求1所述的发动机停机控制方法，其特征在于，所述获取电机的目标挡位，包括：

根据电机扭矩输出路径改变请求或制动过程中电机降挡请求获取所述目标挡位。

3.根据权利要求2所述的发动机停机控制方法，其特征在于，所述电机扭矩输出路径改变请求，包括：

第一扭矩输出路径切换至第二扭矩输出路径的请求，所述第一扭矩输出路径为所述电机与所述发动机连接且所述电机与变速箱断开，所述第二扭矩输出路径为所述电机与所述发动机断开且所述电机与所述变速箱连接。

4.根据权利要求2所述的发动机停机控制方法，其特征在于，所述制动过程中电机降挡请求，包括：

在所述电机与所述发动机断开且所述电机与变速箱连接时制动而触发的电机降挡请求。

5.根据权利要求1所述的发动机停机控制方法，其特征在于，所述执行发动机停机的操作之后，还包括：

根据预设参数计算目标转矩值；

发送转矩恢复请求；

根据所述目标转矩值控制所述电机在空载转矩的基础上进行转矩恢复。

6.根据权利要求1所述的发动机停机控制方法，其特征在于，所述预设参数包括加速踏板开度、车速、参考输出转矩及当前车辆的行驶状态中的至少一项。

7.根据权利要求1所述的发动机停机控制方法，其特征在于，所述方法，还包括：

若电机所述目标挡位与实际挡位一致，则执行发动机停机的操作。

8.一种发动机停机控制系统，其特征在于，包括：

至少一个处理器；

至少一个存储器，所述至少一个存储器被耦合到所述至少一个处理器并且存储用于由所述至少一个处理器执行的指令，所述指令当由所述至少一个处理器执行时，使得所述设备执行根据权利要求1至7任一项所述的发动机停机控制方法。

9.一种计算机存储介质，其特征在于，所述计算机存储介质上存储有计算机程序指令；所述计算机程序指令被处理器执行时实现如权利要求1至7中任一项所述的发动机停机控制方法。

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