CN1986307A - 一种用于混合动力汽车的发动机起停控制方法 - Google Patents

一种用于混合动力汽车的发动机起停控制方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种用于混合动力汽车发动机起停控制方法，发动机冷却剂温度高于预定的设定值、车速小于设定的怠速停机速度、空调处于关闭状态、加速踏板没有被踩下、辅助制动真空泵具有一定的真空度等条件时发动机处在上述怠速停机状态，EMS需要接收起动信号控制发动机的重起。本发明通过EMS实现发动机的怠速停机，通过HCU、MCU控制电机实现发动机快速起动，电机把发动机拖到一定的转速下，发动机开始喷油点火，这种控制不仅实现了发动机的快速起动，也提高了发动机起动的排放性能。

Description

一种用于混合动力汽车的发动机起停控制方法
技术领域
本发明涉及一种用于混合动力汽车发动机起停(Start/stop)控制方法，也涉及对传统汽车发动机的怠速停机(idle-stop)控制，尤其适用于具有大扭矩启动电机的发动机起停控制。
背景技术
发动机在怠速过程中，车辆停止，这时发动机在较低转速下工作，不仅排放不容易控制，而且增加了燃油消耗。在传统的汽车上，可增加怠速控制装置，该装置当检测到车辆处于停止状态，控制发动机停止而实现对燃油消耗和排放的控制。当怠速控制装置检测到车辆需要动力时，例如空调打开、司机踩下油门踏板或挂挡，系统会自动启动发动机，而不需要再次接受来自启动钥匙的信号。
现有的发动机停机/启动控制，由于采用传统的启动电机，启动时间过长，尤其是当发动机频繁的停机/启动时，启动不平稳，且易造成交通拥堵；
另外，现有的怠速停机控制不考虑发动机状态和车辆其它部件对动力的需求，而对其进行控制。
因此，在传统的怠速停机启动控制中，存在怠速停机不平滑、启动时间长、停机过于频繁等不足。
发明内容
本发明提供一种发动机怠速停机起动方法，该系统采用混合动力ISG(Integrated Starter Generator)电机，具有发动机怠速停机，起动迅速的优点，同时，该系统还具有启动平稳，具有良好的冷启动特性。
为实现上述目的，采用了以下技术方案：一种用于混合动力汽车的发动机起停控制方法，EMS发动机管理控制器，通过CAN总线接收来自HCU的信号，实现对发动机的怠速停机控制，发动机满足以下条件则从运行状态进入怠速停机状态：
A、发动机冷却剂温度高于预定的设定值；
B、车速小于设定的怠速停机速度；
C、空调处于关闭状态；
D、加速踏板没有被踩下；
E、辅助制动真空泵具有一定的真空度；
F、在停机的最后20S车辆不是处于倒档状态；
发动机处在上述怠速停机状态时，EMS需要接收起动信号控制发动机的重起。
本发明通过EMS实现发动机的怠速停机，通过HCU、MCU控制电机实现发动机快速起动，电机把发动机拖到一定的转速下，发动机开始喷油点火，这种控制不仅实现了发动机的快速起动，也提高了发动机起动的排放性能，尤其是克服了发动机冷启动的情况。
本发明提供了发动机停机的两种情况，一种是正常停机，驾驶者关闭钥匙，发动机停转，另一种是怠速停机，EMS采集车辆的各种信号，例如档位信号、离合器信号、刹车踏板信号等，实现判断是否满足怠速停机的情况。同时该方法也避免了发动机进入停机/起动循环。
本发明可以防止发动机不停的进入自动停机/起动循环，例如，当监测到刹车踏板不停地被踩下、释放，发动机并不会进入停机/起动循环，这种方法可确保发动机在满足某些条件下，不会出现怠速停机，确保发动机输出动力。
附图说明
图1是发动机怠速停机/起动的控制系统的结构原理框图；
图2是发明的控制系统示意图；
图3为本发明提供的发动机怠速停机/启动控制流程图。
图中BMS是电池管理控制器，实现对电池性能的管理优化；HCU是混合动力车辆控制器，对整车进行管理，MCU是电机控制器，实现对电机的发电/电动控制；EMS是发动机管理控制器，负责控制发动机的工作，包括启动、怠速、停机、喷油等。
具体实施方式
本发明提供的发动机进入自动停机的几种可能是：
离合器30闭合，车辆处于空档；这是一种最保守的情况，要求有一个确定的重起时间。
离合器30分离的情况下踩刹车；在这种情况下，当驾驶者踩刹车踏板，控制方法就判断驾驶者有停止发动机工作的意图，ECU仅从驾驶者那里获取踩刹车踏板信号，当然，发动机重起的时间也需要考虑驾驶者的脚从刹车踏板到加速踏板的移动时间。
离合器30分离，并且车辆处于空档；当驾驶者不想通过踩刹车停止发动机，例如通过手刹停止车辆。
图1给出了本发明应用的混合动力系统，本发明用于发动机电机并联的混合动力车上，该混合动力系统不仅实现电机辅助驱动，扭矩分配，能量反馈发电，而且较容易实现了发动机的怠速停机/起动控制。
如图1所示，ISG系统及附加的电气系统保证了混合动力车辆具有平滑的扭矩输出性能，ISG电机20具有大扭矩输出性能，确保发动机10的快速起动，另外ISG电机20还具有低温下辅助发动机10起动的性能，增加了发动机10冷起动的性能。ISG电机经过离合器30与变速箱40相连。
图2给出了实现该功能的控制器系统图，EMS负责对发动机10的控制，通过CAN总线接收来自HCU的信号，实现对发动机10的怠速停机/起动控制。电池50通过Inverter转换成三相交流电，提供给ISG电机20，BMS判断电池输入功率的能力，然后通过CAN总线发给HCU，HCU会根据电池输出功率的能力，决定在怠速的时候是否停止发动机10，当电池50的功率不满足提供一次电机起动的功率要求时，HCU会通知EMS不要停止发动机10，同时，MCU会控制ISG电机20给电池50充电。
发动机10从运行状态进入怠速停机状态，必须满足以下怠速停机的条件：
本发明提供的怠速停机功能必须确保发动机10冷却剂温度高于预定的设定值；
本发明提供的怠速停机功能必须确保车速小于设定的怠速停机速度，如速度几乎为零，确保车辆在在以一定速度行驶时，不会失去动力。
本发明提供的怠速停机功能必须确保空调处于关闭状态，空调的动力来自发动机10，当空调工作时，本发明不允许发动机10在怠速时停止工作。
本发明提供的怠速停机功能必须确保加速踏板没有被踩下，当加速踏板踩下时，车辆处于加速状态，此时，必须确保车辆的动力性能。
本发明提供的怠速停机功能必须确保辅助制动真空泵具有一定的真空度，只有真空助力泵具有一定的真空度，才允许发动机怠速停机，在就确保了发动机10在停机时，车辆具有很好的制动性能。
本发明提供的怠速停机功能必须确保在停机的最后20S车辆不是处于倒档状态，这主要考虑到当驾驶者倒车时，如果在20秒内，档位在倒档位置，发动机10仍不会停止工作。
同时，本发明给出了发动机重起的条件，如图3所示，发动机10在进入怠速停车模式时，首先是发动机10熄火，如果EMS确定需要停止发动机10，然后发动机10会停止工作，如果发动机10确定发动机10需要继续工作，会接收一个请求信号，发动机10开始重起；发动机10在停机的时候需要收到更高权限的重起请求，才会重起发动机10，这种方法可避免发动机10重复的进入停机/起动状态；当发动机10正常停机时，EMS需要接收起动信号。实现发动机10的重起。
发动机10不需要驾驶者操作而自动重起需要满足以下任何一个条件：
当判断电池SOC过低时，EMS起动发动机，实现对电池50充电，这样可确保电池50能量能满足下次发动机10重起。
当HCU收到空调工作的信号时，会通知MCU和EMS起动发动机10。
当检测到真空助力泵失去真空度时，考虑到车辆安全因素，发动机10自动起动，增加真空助力泵的真空度。
当发动机10停止，并且发现车辆有一定的速度时，为确保车辆在运动时，具有一定的动力性，要求发动机10必须起动。
本发明不仅提供了车辆怠速停机的一种控制方法，而且也降低了车辆在怠速时的排放，提高了燃油经济性，同时也避免了增加怠速停机功能有可能带来的不安全因素。

Claims (2)

1、一种用于混合动力汽车的发动机起停控制方法，EMS发动机管理控制器，通过CAN总线接收来自HCU的信号，实现对发动机的怠速停机控制，发动机满足以下条件则从运行状态进入怠速停机状态：
A、发动机冷却剂温度高于预定的设定值；
B、车速小于设定的怠速停机速度；
C、空调处于关闭状态；
D、加速踏板没有被踩下；
E、辅助制动真空泵具有一定的真空度；
F、在停机的最后20S车辆不是处于倒档状态；
发动机处在上述怠速停机状态时，EMS需要接收起动信号控制发动机的重起。
2、根据权利要求1所述的用于混合动力汽车的发动机起停控制方法，其特征在于：EMS接收起动信号控制发动机的重起需满足以下任何一个条件：
A、判断电池SOC过低时；
B、当HCU收到空调工作的信号时；
C、当检测到真空助力泵失去真空度时；
D、当发动机停止，并且发现车辆有一定的速度时。
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Open date: 20070627