專利名稱：一種強混合動力汽車工作模式切換中發(fā)動機起停控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種強混合動力汽車發(fā)動機起?？刂品椒?，尤其用于實現(xiàn)車輛運行中 純電動和混合驅(qū)動兩種工作模式切換的強混合動力汽車發(fā)動機起?？刂?，以改善發(fā)動機起 停過程中的振動。
背景技術(shù)：
混合動力驅(qū)動系統(tǒng)按混合程度不同可以分為輕混、中混和強混三種形式。輕混和 中混兩種結(jié)構(gòu)形式中電機不能單獨驅(qū)動車輛運行，無純電動工作模式，強混合動力汽車既 可以實現(xiàn)電機單獨驅(qū)動的純電動工作模式，又可以實現(xiàn)發(fā)動機與電機的混合驅(qū)動模式，發(fā) 動機在車輛運行過程中根據(jù)設(shè)定條件可以實現(xiàn)起?？刂?，車輛可以在低速時實現(xiàn)純電動運 行，達到減排的目的，高速或急加速時發(fā)動機起動以滿足車輛動力性需求。其工作模式切換 過程中發(fā)動機起停控制影響著整車性能，尤其是NVH性能在車輛純電動運行過程中需要 發(fā)動機提供動力時快速、平穩(wěn)、可靠地起動發(fā)動機決定了整車動力性能和舒適性；在不需要 動力時，關(guān)閉發(fā)動機可以節(jié)能減排。純電動與混合驅(qū)動的雙模式運行是強混合動力汽車運行的特點。發(fā)動機低速運行 時，其內(nèi)部的脈動過程引起的轉(zhuǎn)矩擾動和發(fā)動機振動有可能被乘客所感覺，從而影響整車 性能，因而發(fā)動機的起?？刂蒲芯渴艿街匾?。傳統(tǒng)車利用起動機起動發(fā)動機，發(fā)動機轉(zhuǎn)速低 且波動大，缸內(nèi)混合氣不均勻，使得起動過程中發(fā)動機排放和燃油經(jīng)濟性惡化。2005年以來有多個專利涉及該領(lǐng)域，其中，公開號為CN1896492A，
公開日為2007 年1月17日的中國發(fā)明專利申請公開了一種《混合動力汽車起動發(fā)動機的電機扭矩控制方 法》，該控制方法根據(jù)發(fā)動機水溫與發(fā)動機摩擦扭矩的函數(shù)或圖表關(guān)系，雖然可以確定當前 發(fā)動機起動所適宜的扭矩，但扭矩的計算復(fù)雜，而且未能給出起?？刂茥l件，而且未考慮起 動過程振動對整車影響以及起動過程導致輸出力矩變化對整車性能的影響。公開號為CN101121407A，其
公開日為2008年8與23日的，中國發(fā)明專利申請公開 了《一種強混合動力汽車的發(fā)動機啟動控制方法》，該控制方法實現(xiàn)發(fā)動機噴油點火后電機 不再拖動發(fā)動機轉(zhuǎn)動，且發(fā)動機啟動過程中對動力系統(tǒng)扭矩輸出影響不加彌補，同時設(shè)置 過多的發(fā)動機起?？刂迫肟跅l件，難以協(xié)調(diào)控制，對整車性能都有影響。公開號為CN101291824A，其
公開日為2008年10月22日的中國發(fā)明專利申請公開 了一種《用于關(guān)閉混合動力汽車發(fā)動機的方法和系統(tǒng)》，該系統(tǒng)首先降低至少一個氣缸的壓 力，利用與時間相關(guān)的扭矩降低曲軸轉(zhuǎn)速進而關(guān)閉發(fā)動機。該系統(tǒng)只是著眼于傳統(tǒng)車發(fā)動 機停止控制，不適合混合動力汽車模式切換過程中的發(fā)動機起?？刂疲瑫r方案的實施需 要控制發(fā)動機氣缸，與時間相關(guān)的扭矩的確定復(fù)雜而且困難，因而該方案的實施具有相當 的難度。

發(fā)明內(nèi)容
為彌補現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供一種強混合動力汽車工作模式切換中發(fā)動機起?？刂品椒?，該控制方法可以實現(xiàn)發(fā)動機可靠、經(jīng)濟、高效地起動和停止控制，同時可 以降低起停過程的振動，改善整車性能，此外，在停止過程中還可回收發(fā)動機停車過程的動 能，進一步提高能量的利用率，本發(fā)明控制方法的實現(xiàn)簡單易行。為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明強混合動力汽車工作模式切換中發(fā)動機起?？刂?方法予以實現(xiàn)的技術(shù)方案是所述強混合動力汽車的動力系統(tǒng)至少包括連接到發(fā)動機曲軸 的第一電機、驅(qū)動電機、提供動力源的電池組、發(fā)動機點火線圈繼電器、多能源控制器、發(fā)動 機電子節(jié)氣門及其控制裝置；所述第一電機通過一連接裝置與發(fā)動機相連，控制發(fā)動機的 起動及其功率輸出，所述驅(qū)動電機通過動力耦合裝置與發(fā)動機輸出實現(xiàn)力矩耦合共同輸出 驅(qū)動車輪運轉(zhuǎn)；所述電池組提供給第一電機和驅(qū)動電機做電動機運行時所需能量或者回收 所述第一電機和驅(qū)動電機做發(fā)電機運行時回饋的能量；所述發(fā)動機電子節(jié)氣門及控制裝置 根據(jù)所述多能源控制器的指令控制所述發(fā)動機的電子節(jié)氣門的開度，所述多能源控制器同 時還控制所述發(fā)動機的點火線圈繼電器的工作；所述第一電機和所述驅(qū)動電機均具有電動 和發(fā)電兩種工作模式，在所述兩種工作模式切換中按照下述步驟實現(xiàn)發(fā)動機的起停控制首先，所述多能源控制器采集車輛運行狀態(tài)信號、電池組荷電狀態(tài)SOC信號、駕駛 員鑰匙信號和加速踏板信號，所述車輛運行狀態(tài)信號至少包括車速信號；所述多能源控制 器采集發(fā)動機、第一電機、驅(qū)動電機、電池組和發(fā)動機電子節(jié)氣門及控制裝置的故障狀態(tài); 所述多能源控制器還接收其自身的故障狀態(tài)，并經(jīng)下述的邏輯判斷處理方式確定是否滿足 發(fā)動機起動條件，其中，所述電池組荷電狀態(tài)SOC信號、所述加速踏板信號和所述車速信號 的處理采用滯環(huán)控制；所述邏輯判斷處理方式是當所述電池組荷電狀態(tài)SOC信號經(jīng)過第一滯環(huán)Relayl 判斷后與所述車速信號SpeecLveh經(jīng)過第二滯環(huán)Relay2判斷后的信號同時成立，則輸出起 動信號STl ；當車速信號經(jīng)第三滯環(huán)Relay3判斷后輸出發(fā)動機起動指令ST2 ；上述二者任 一條件成立，則輸出發(fā)動機起動指令ST12 ；所述發(fā)動機起動指令ST12經(jīng)過與所述電池組荷 電狀態(tài)SOC信號的上限滯環(huán)控制Relay4判斷輸出邏輯.AND.后成為有效地發(fā)動機起動指 令；當所述加速踏板信號ACC_pedal%經(jīng)過變化率判斷子程序計算并經(jīng)過第五滯環(huán)Relay5 判斷后輸出另一路有效的發(fā)動機起動指令ST3，上述兩路有效地發(fā)動機起動指令中任意一 路輸出成立時，且電池組嚴重報警信號、電機控制系統(tǒng)嚴重報警信號和多能源控制器嚴重 報警信號均為.F.時，再經(jīng)過最短停機判斷程序判斷，若滿足最短停機判斷程序要求，則輸 出發(fā)動機起動指令ST_cmd ；由純電動工作模式切換到混合驅(qū)動工作模式當起動條件滿足時，所述第一電機 以電動模式工作，根據(jù)所述第一電機與發(fā)動機轉(zhuǎn)速相關(guān)的扭矩指令輸出扭矩將所述發(fā)動機 帶動旋轉(zhuǎn)至設(shè)定轉(zhuǎn)速；當所述發(fā)動機到達設(shè)定轉(zhuǎn)速上限時，閉合所述點火線圈繼電器，發(fā)動 機的各缸燃燒輸出轉(zhuǎn)矩，實現(xiàn)所述發(fā)動機的可靠起動；由混合驅(qū)動工作模式切換到純電動工作模式發(fā)動機運行過程中，當起動條件不 滿足時，所述第一電機以發(fā)電模式工作，根據(jù)所述第一電機與發(fā)動機轉(zhuǎn)速相關(guān)的轉(zhuǎn)矩指令 吸收能量將所屬發(fā)動機轉(zhuǎn)速降低到設(shè)定轉(zhuǎn)速下限時，斷開點火線圈繼電器，所述第一電機 繼續(xù)以發(fā)電模式工作，帶動發(fā)動機轉(zhuǎn)速至設(shè)定轉(zhuǎn)速后停止電機指令給定，所述發(fā)動機停止 工作；驅(qū)動電機補償發(fā)動機起停過程中動力系統(tǒng)輸出的力矩波動，驅(qū)動電機輸出力矩為當前計算力矩與發(fā)動機起停引起的動力系統(tǒng)輸出力矩變化的代數(shù)和。與現(xiàn)有技術(shù)相比本發(fā)明的有益效果是利用滯環(huán)控制實現(xiàn)發(fā)動機起停指令的魯棒 性，利用與發(fā)動機轉(zhuǎn)速相關(guān)的電機力矩輸出和帶有滯環(huán)的點火線圈繼電器控制實現(xiàn)發(fā)動機 快速起停，不僅可以實現(xiàn)發(fā)動機可靠、經(jīng)濟、高效起動和停止控制，同時可以降低起停過程 的振動，改善整車性能，此外，停止過程中還可以回收第一發(fā)動機停車過程的動能，可以進 一步提高能量利用率，控制方法的實現(xiàn)簡單易行。


圖1是一種實現(xiàn)本發(fā)明發(fā)動機起?？刂品椒ǖ膭恿ο到y(tǒng)的結(jié)構(gòu)簡圖；圖2是本發(fā)明發(fā)動機起?？刂品椒ㄖ邪l(fā)動機起?？刂婆袛嗔鞒虉D；圖3是實現(xiàn)圖2所示發(fā)動機起?？刂婆袛嗟倪壿媹D；圖4是本發(fā)明中發(fā)動機起動過程電機力矩隨發(fā)動機轉(zhuǎn)速變化關(guān)系曲線及驅(qū)動電 機力矩輸出變化曲線；圖5是本發(fā)明中發(fā)動機停止過程電機力矩隨發(fā)動機轉(zhuǎn)速變化關(guān)系曲線及驅(qū)動電 機力矩輸出變化曲線。圖中1——發(fā)動機2——連接裝置3——動力耦
合裝置4——發(fā)動機電子節(jié)氣門及其控制裝置 5——點火線圈繼電6——第一電機7——多能源控制器 8——電池組9——驅(qū)動電機
具體實施例方式下面結(jié)合圖和具體實施方式
對本發(fā)明作進一步詳細地描述。圖1示出了一種實現(xiàn)本發(fā)明發(fā)動機起?？刂品椒ǖ乃鰪娀旌蟿恿ζ嚨膭恿?系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)簡圖，所述強混合汽車動力汽車的動力系統(tǒng)至少包括連接到發(fā)動機曲軸的第一 電機6、驅(qū)動電機9、提供動力源的電池組8、發(fā)動機點火線圈繼電器5、多能源控制器7、發(fā)動 機電子節(jié)氣門及其控制裝置4 ；所述第一電機6通過一連接裝置2與發(fā)動機1相連，控制發(fā) 動機1的起動及其功率輸出，所述驅(qū)動電機9通過動力耦合裝置3與發(fā)動機1輸出實現(xiàn)力 矩耦合共同輸出驅(qū)動車輪運轉(zhuǎn)；所述電池組8提供給第一電機6和驅(qū)動電機9做電動機運 行時所需能量或者回收所述第一電機6和驅(qū)動電機9做發(fā)電機運行時回饋的能量；發(fā)動機 電子節(jié)氣門及其控制裝置4根據(jù)所述多能源控制器7的指令控制所述發(fā)動機1的電子節(jié)氣 門的開度，所述多能源控制器7同時還控制所述發(fā)動機1的點火線圈繼電器5的工作；所述 第一電機6和所述驅(qū)動電機9均具有電動和發(fā)電兩種工作模式。在電動和發(fā)電兩種工作模式切換中按照下述步驟實現(xiàn)發(fā)動機的起停控制首先，所述多能源控制器7采集車輛運行狀態(tài)信號、電池組荷電狀態(tài)SOC信號、駕 駛員鑰匙信號和加速踏板信號，所述車輛運行狀態(tài)信號至少包括車速信號；所述多能源控 制器采集發(fā)動機、第一電機6、驅(qū)動電機9、電池組8和發(fā)動機電子節(jié)氣門及控制裝置4的故 障狀態(tài)；所述多能源控制器還接收其自身的故障狀態(tài)，并經(jīng)如圖3所示的邏輯判斷處理方式確定是否滿足發(fā)動機起動條件，其中，所述電池組荷電狀態(tài)SOC信號、所述加速踏板信號 和所述車速信號的處理采用滯環(huán)控制。圖2為發(fā)動機起?？刂婆袛嗔鞒虉D。參與判斷的條件包括車速信號、電池組荷電 狀態(tài)SOC信號和加速踏板信號，當滿足設(shè)定條件時，若上述發(fā)動機、第一電機6、驅(qū)動電機9、 電池組8和發(fā)動機電子節(jié)氣門及控制裝置4 (即各子系統(tǒng))無嚴重故障并且發(fā)動機停止時 間大于設(shè)定，則第一電機6輸出力矩，其大小與方向與發(fā)動機轉(zhuǎn)速相關(guān)，發(fā)動機曲軸被帶動 旋轉(zhuǎn)至設(shè)定穩(wěn)定轉(zhuǎn)速H1后，點火線圈繼電器5上電，發(fā)動機點火，由于第一電機6繼續(xù)施加 力矩，拖動發(fā)動機曲軸轉(zhuǎn)速繼續(xù)快速上升，電機逐步退出電動運行，發(fā)動機起動成功。其中 電池組荷電狀態(tài)SOC信號和加速踏板信號滿足設(shè)定條件后還需要同時滿足一定的車速條 件方可起動發(fā)動機，停車時無動力輸出的目的，實現(xiàn)節(jié)能減排的目的。當發(fā)動機起動條件不滿足時，此時若發(fā)動機運行中，則第一電機6輸出與發(fā)動機 轉(zhuǎn)速相關(guān)的扭矩壓制發(fā)動機1曲軸轉(zhuǎn)速，到達穩(wěn)定轉(zhuǎn)速下限后斷開點火線圈繼電器5的線 圈供電，第一電機6繼續(xù)輸出扭矩壓制發(fā)動機1曲軸轉(zhuǎn)速，達到設(shè)定轉(zhuǎn)速后第一電機6力矩 逐漸取消，發(fā)動機1實現(xiàn)停機?？梢詫⑺霭l(fā)動機起動條件歸納為所述車輛速度信號采用滯環(huán)控制，當車輛速 度大于滯環(huán)上限速度時，輸出發(fā)動機起動指令，當車輛速度小于滯環(huán)下限速度時，輸出發(fā)動 機停止指令；所述電池組荷電狀態(tài)SOC信號采用滯環(huán)控制，當電池組荷電狀態(tài)SOC信號高于 滯環(huán)上限設(shè)定值時，輸出發(fā)動機停止指令，當電池組荷電狀態(tài)SOC信號低于滯環(huán)下限設(shè)定 值時，輸出發(fā)動機起動指令；所述加速踏板信號采用滯環(huán)控制，當加速踏板信號變化率大于 滯環(huán)上限時，輸出發(fā)動機起動指令，當加速踏板信號變化率小于滯環(huán)下限時，輸出發(fā)動機停 止指令。圖3為上述控制流程的一種實現(xiàn)邏輯圖，示出了如何確定是否滿足發(fā)動機起動條 件的邏輯判斷處理方式。圖3中301為電池組荷電狀態(tài)SOC信號，302為車速信號Speed_ veh, 303為加速踏板信號ACC_pedal %，304為電池組嚴重報警信號，305為電機控制系統(tǒng)嚴 重報警信號，306為多能源控制器嚴重報警信號，307為發(fā)動轉(zhuǎn)速反饋Speed_engine_fdk， 308為第一電機6轉(zhuǎn)矩指令信號T_cmd，309為點火繼電器線圈5的控制信號。所述發(fā)動機 1起動控制中包括設(shè)定發(fā)動機最短停機時間。當所述電池組荷電狀態(tài)SOC信號經(jīng)過第一滯環(huán)Relayl判斷后與所述車速信號 SpeecLveh經(jīng)過第二滯環(huán)Relay2判斷后的信號同時成立，則輸出起動信號ST1，當所述電池 組荷電狀態(tài)SOC信號大于設(shè)定值峰值且加速踏板信號變化率小于設(shè)定值時，不允許起動發(fā) 動機。當車速信號經(jīng)第三滯環(huán)Relay3判斷后輸出發(fā)動機起動指令ST2 ；上述二者任一條件 成立，則輸出發(fā)動機起動指令ST12 ；所述發(fā)動機起動指令ST12經(jīng)過與所述電池組荷電狀態(tài) SOC信號的上限滯環(huán)控制Relay4判斷輸出邏輯.AND.后成為有效地發(fā)動機起動指令；當所 述加速踏板信號ACC_pedal%經(jīng)過變化率判斷子程序計算并經(jīng)過第五滯環(huán)Relay5判斷后 輸出另一路有效的發(fā)動機起動指令ST3，上述兩路有效地發(fā)動機起動指令中任意一路輸出 成立時，且電池組嚴重報警信號、電機控制系統(tǒng)嚴重報警信號和多能源控制器嚴重報警信 號均為.F.時，S卩所述發(fā)動機、第一電機6、驅(qū)動電機9、電池組8和發(fā)動機電子節(jié)氣門及控 制裝置4均無嚴重報警，則發(fā)動機1允許起動，其中任一裝置存在嚴重報警，則發(fā)動機1停 止。再經(jīng)過最短停機判斷程序判斷，若滿足最短停機判斷程序要求，則輸出發(fā)動機起動指令ST_cmd ；所述發(fā)動機起動指令ST_cmd —路經(jīng)過路徑選擇器15確定第一電機6的扭矩輸出 若ST_cmd指令有效，則第一輸出查表子程序13的輸出起動拖動發(fā)動機1曲軸轉(zhuǎn)速上升，若 ST_cmd指令無效，則第二輸出查表子程序14的輸出壓制發(fā)動機1曲軸轉(zhuǎn)速。發(fā)動機轉(zhuǎn)速反 饋Speed_engine_fdk經(jīng)滯環(huán)Relay6判斷后經(jīng)過路徑選擇器16控制點火線圈繼電器5的 線圈供電當發(fā)動機轉(zhuǎn)速反饋大于滯環(huán)Relay6上限設(shè)定時輸出ST_cmd指令控制點火線圈 繼電器5的線圈上電，當發(fā)動機轉(zhuǎn)速反饋小于滯環(huán)Relay6下限設(shè)定時輸出常數(shù)0斷開點火 線圈繼電器5的線圈供電。即，所述點火線圈繼電器5工作所需的發(fā)動機轉(zhuǎn)速采用滯環(huán)控 制，其滯環(huán)上限和下限均設(shè)置在穩(wěn)定工作轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)。圖4為上述第一查表子程序13的一種實施方式。起動發(fā)動機過程如下當所述發(fā) 動機起動時，限制節(jié)氣門開度為最小工作開度；當發(fā)動機停止時，完全關(guān)閉節(jié)氣門。發(fā)動機 轉(zhuǎn)速小于設(shè)定轉(zhuǎn)速nl時，第一電機6輸出力矩保持允許最大力矩輸出Tmax帶動發(fā)動機1 曲軸轉(zhuǎn)速迅速上升，當轉(zhuǎn)速大于nl時，第一電機6力矩輸出線性下降，到達設(shè)定速度π3時 降為零并保持為零至發(fā)動機轉(zhuǎn)速升到η4后施加反力矩控制發(fā)動機1曲軸轉(zhuǎn)速，點火線圈繼 電器在轉(zhuǎn)速η2左右上電實現(xiàn)發(fā)動機點火，由于此時第一電機6仍輸出力矩帶動發(fā)動機1曲 軸轉(zhuǎn)速上升，所以發(fā)動機不會出現(xiàn)反轉(zhuǎn)且轉(zhuǎn)速迅速上升完成點火。典型的強混合電動汽車傳動軸輸出力矩可以表示為Tout = k1TE+k2TM1+k3TM2(1)為了減小發(fā)動機起動過程中的振動和力矩波動，提供舒適的駕駛感覺，則驅(qū)動電 機(9)輸出力矩Tm2彌補因起動發(fā)動機帶來的發(fā)動機1轉(zhuǎn)矩變化Te和第一電機6輸出力矩 Tmi變化引起的輸出轉(zhuǎn)矩變化，使得輸出轉(zhuǎn)矩T。ut在起動過程中保持不變，則原理論輸出力 矩曲線23修改為曲線22作為驅(qū)動電機9的力矩輸出指令，實現(xiàn)傳動軸輸出的力矩補償，降 低系統(tǒng)輸出轉(zhuǎn)矩波動。圖5為第二查表子程序14的一種實施方式。停止發(fā)動機過程如下關(guān)閉發(fā)動機節(jié) 氣門；發(fā)動機轉(zhuǎn)速高于設(shè)定值nil時，第一電機6輸出力矩T2拖動發(fā)動機1曲軸轉(zhuǎn)速降低， 同時繼續(xù)增加輸出力矩(絕對值)，當速度降低到nl2時力矩輸出變?yōu)?Tmax，為實現(xiàn)發(fā)動 機1曲軸轉(zhuǎn)速的迅速下降，第一電機6輸出力矩保持不變直到發(fā)動機1曲軸轉(zhuǎn)速降為nl4， 第一電機6輸出力矩絕對值也逐漸減小，當曲軸轉(zhuǎn)速降為nl5時，第一電機6輸出力矩完全 退出，發(fā)動機1自由停機。根據(jù)公式(1)，為了減小發(fā)動機1停機過程中力矩波動，驅(qū)動電機 9輸出力矩Tm2彌補因起動發(fā)動機帶來的發(fā)動機1轉(zhuǎn)矩變化Te和第一電機6輸出力矩Tmi變 化引起的輸出轉(zhuǎn)矩變化，使得輸出轉(zhuǎn)矩T。ut在起動過程中保持不變，則原理論輸出力矩曲線 33修改為曲線32作為驅(qū)動電機9的力矩輸出指令，實現(xiàn)傳動軸輸出的力矩補償，降低系統(tǒng) 輸出轉(zhuǎn)矩波動。綜上，強混合動力汽車工作模式由純電動工作模式切換到混合驅(qū)動工作模式當 起動條件滿足時，所述第一電機6以電動模式工作，根據(jù)所述第一電機6與發(fā)動機1轉(zhuǎn)速相 關(guān)的扭矩指令輸出扭矩將所述發(fā)動機1帶動旋轉(zhuǎn)至設(shè)定轉(zhuǎn)速；當所述發(fā)動機1到達設(shè)定轉(zhuǎn) 速上限時，閉合所述點火線圈繼電器5，發(fā)動機1的各缸燃燒輸出轉(zhuǎn)矩，實現(xiàn)所述發(fā)動機1的
可靠起動。強混合動力汽車工作模式由混合驅(qū)動工作模式切換到純電動工作模式發(fā)動機1 運行過程中，當起動條件不滿足時，所述第一電機6以發(fā)電模式工作，根據(jù)所述第一電機6與發(fā)動機1轉(zhuǎn)速相關(guān)的轉(zhuǎn)矩指令吸收能量將所屬發(fā)動機轉(zhuǎn)速降低到設(shè)定轉(zhuǎn)速下限時，斷開 點火線圈繼電器5，所述第一電機6繼續(xù)以發(fā)電模式工作，帶動發(fā)動機1轉(zhuǎn)速至設(shè)定轉(zhuǎn)速后 停止電機指令給定，所述發(fā)動機1停止工作；無論強混合動力汽車工作模式采用上述哪種工作模式，驅(qū)動電機9補償發(fā)動機起 停過程中動力系統(tǒng)輸出的力矩波動，驅(qū)動電機9輸出力矩為當前計算力矩與發(fā)動機1起停 引起的動力系統(tǒng)輸出力矩變化的代數(shù)和。本發(fā)明強混合動力汽車工作模式切換中發(fā)動機起?？刂品椒ㄍㄟ^滯環(huán)控制實現(xiàn) 發(fā)動機起停條件判斷的穩(wěn)定性，防止頻繁起停；通過與發(fā)動機轉(zhuǎn)速相關(guān)的電機力矩輸出帶 動發(fā)動機運站到穩(wěn)定速度后點火，改善發(fā)動機起動過程，提高發(fā)動機起動速度和平穩(wěn)性，降 低起動過程的振動和噪聲；通過與發(fā)動機轉(zhuǎn)速相關(guān)的電機轉(zhuǎn)矩輸出壓制發(fā)動機至穩(wěn)定速度 下限后熄火，繼續(xù)壓制發(fā)動機轉(zhuǎn)速，實現(xiàn)發(fā)動機快速、平穩(wěn)停機，同時回收停機過程中發(fā)動 機的動能，改善整車經(jīng)濟性。本發(fā)明利用滯環(huán)控制實現(xiàn)發(fā)動機起?？刂频目煽啃?，利用與發(fā) 動機轉(zhuǎn)速相關(guān)的電機力矩輸出和帶有滯環(huán)的點火線圈繼電器控制實現(xiàn)發(fā)動機快速起停，可 以實現(xiàn)發(fā)動機快速、平穩(wěn)、可靠的起?？刂疲瑫r兼顧經(jīng)濟性，控制方法的實現(xiàn)簡單易行。以上示意性地對本發(fā)明的內(nèi)容及工作原理進行了描述，該描述沒有限制性，附圖 中所示的也只是本發(fā)明的實施方式之例，實際的結(jié)構(gòu)并不局限于此。所以，如果本領(lǐng)域的技 術(shù)人員受其啟示，在不脫離本發(fā)明創(chuàng)造宗旨的情況下，采用其它形式，設(shè)計出的與本發(fā)明類 似的方法及實施例，也屬于本發(fā)明的保護范圍。
權(quán)利要求
一種強混合動力汽車工作模式切換中發(fā)動機起?？刂品椒?，所述強混合汽車動力汽車的動力系統(tǒng)至少包括連接到發(fā)動機曲軸的第一電機(6)、驅(qū)動電機(9)、提供動力源的電池組(8)、發(fā)動機點火線圈繼電器(5)、多能源控制器(7)、發(fā)動機電子節(jié)氣門及其控制裝置(4)；所述第一電機(6)通過一連接裝置(2)與發(fā)動機(1)相連，控制發(fā)動機(1)的起動及其功率輸出，所述驅(qū)動電機(9)通過動力耦合裝置(3)與發(fā)動機(1)輸出實現(xiàn)力矩耦合共同輸出驅(qū)動車輪運轉(zhuǎn)；所述電池組(8)提供給第一電機(6)和驅(qū)動電機(9)做電動機運行時所需能量或者回收所述第一電機(6)和驅(qū)動電機(9)做發(fā)電機運行時回饋的能量；所述節(jié)氣門控制器(4)根據(jù)所述多能源控制器(7)的指令控制所述發(fā)動機(1)的電子節(jié)氣門的開度，所述多能源控制器(7)同時還控制所述發(fā)動機(1)的點火線圈繼電器(5)的工作；所述第一電機(6)和所述驅(qū)動電機(9)均具有電動和發(fā)電兩種工作模式，其特征在于，在所述兩種工作模式切換中按照下述步驟實現(xiàn)發(fā)動機的起?？刂剖紫?，所述多能源控制器(7)采集車輛運行狀態(tài)信號、電池組荷電狀態(tài)SOC信號、駕駛員鑰匙信號和加速踏板信號，所述車輛運行狀態(tài)信號至少包括車速信號；所述多能源控制器采集發(fā)動機、第一電機(6)、驅(qū)動電機(9)、電池組(8)和發(fā)動機電子節(jié)氣門及控制裝置(4)的故障狀態(tài)；所述多能源控制器還接收其自身的故障狀態(tài)，并經(jīng)下述的邏輯判斷處理方式確定是否滿足發(fā)動機起動條件，其中，所述電池組荷電狀態(tài)SOC信號、所述加速踏板信號和所述車速信號的處理采用滯環(huán)控制；所述邏輯判斷處理方式是當所述電池組荷電狀態(tài)SOC信號經(jīng)過第一滯環(huán)Relay1判斷后與所述車速信號Speed_veh經(jīng)過第二滯環(huán)Relay2判斷后的信號同時成立，則輸出起動信號ST1；當車速信號經(jīng)第三滯環(huán)Relay3判斷后輸出發(fā)動機起動指令ST2；上述二者任一條件成立，則輸出發(fā)動機起動指令ST12；所述發(fā)動機起動指令ST12經(jīng)過與所述電池組荷電狀態(tài)SOC信號的上限滯環(huán)控制Relay4判斷輸出邏輯.AND.后成為有效地發(fā)動機起動指令；當所述加速踏板信號Acc_pedal％經(jīng)過變化率判斷子程序計算并經(jīng)過第五滯環(huán)Relay5判斷后輸出另一路有效的發(fā)動機起動指令ST3，上述兩路有效地發(fā)動機起動指令中任意一路輸出成立時，且電池組嚴重報警信號、電機控制系統(tǒng)嚴重報警信號和多能源控制器嚴重報警信號均為.F.時，再經(jīng)過最短停機判斷程序判斷，若滿足最短停機判斷程序要求，則輸出發(fā)動機起動指令ST_cmd；由純電動工作模式切換到混合驅(qū)動工作模式當起動條件滿足時，所述第一電機(6)以電動模式工作，根據(jù)所述第一電機(6)與發(fā)動機(1)轉(zhuǎn)速相關(guān)的扭矩指令輸出扭矩將所述發(fā)動機(1)帶動旋轉(zhuǎn)至設(shè)定轉(zhuǎn)速；當所述發(fā)動機(1)到達設(shè)定轉(zhuǎn)速上限時，閉合所述點火線圈繼電器(5)，發(fā)動機(1)的各缸燃燒輸出轉(zhuǎn)矩，實現(xiàn)所述發(fā)動機(1)的可靠起動；由混合驅(qū)動工作模式切換到純電動工作模式發(fā)動機(1)運行過程中，當起動條件不滿足時，所述第一電機(6)以發(fā)電模式工作，根據(jù)所述第一電機(6)與發(fā)動機(1)轉(zhuǎn)速相關(guān)的轉(zhuǎn)矩指令吸收能量將所屬發(fā)動機轉(zhuǎn)速降低到設(shè)定轉(zhuǎn)速下限時，斷開點火線圈繼電器(5)，所述第一電機(6)繼續(xù)以發(fā)電模式工作，帶動發(fā)動機(1)轉(zhuǎn)速至設(shè)定轉(zhuǎn)速后停止電機指令給定，所述發(fā)動機(1)停止工作；驅(qū)動電機(9)補償發(fā)動機起停過程中動力系統(tǒng)輸出的力矩波動，驅(qū)動電機(9)輸出力矩為當前計算力矩與發(fā)動機(1)起停引起的動力系統(tǒng)輸出力矩變化的代數(shù)和。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)動機起?？刂品椒ǎ渲?，所述發(fā)動機起動條件如下所述車輛速度信號采用滯環(huán)控制，當車輛速度大于滯環(huán)上限速度時，輸出發(fā)動機起動 指令，當車輛速度小于滯環(huán)下限速度時，輸出發(fā)動機停止指令；所述電池組荷電狀態(tài)SOC信號采用滯環(huán)控制，當SOC信號高于滯環(huán)上限設(shè)定值時，輸出 發(fā)動機停止指令，當SOC信號低于滯環(huán)下限設(shè)定值時，輸出發(fā)動機起動指令；所述加速踏板信號采用滯環(huán)控制，當加速踏板信號變化率大于滯環(huán)上限時，輸出發(fā)動 機起動指令，當加速踏板信號變化率小于滯環(huán)下限時，輸出發(fā)動機停止指令。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)動機起?？刂品椒?，其中，所述發(fā)動機、第一電機(6)、驅(qū)動 電機(9)、電池組⑶和發(fā)動機電子節(jié)氣門及控制裝置⑷均無嚴重報警，則發(fā)動機⑴允 許起動，其中任一裝置存在嚴重報警，則發(fā)動機(1)停止。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)動機起停控制方法，其中，所述點火線圈繼電器(5)工作所 需的發(fā)動機轉(zhuǎn)速采用滯環(huán)控制，其滯環(huán)上限和下限均設(shè)置在穩(wěn)定工作轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)動機起?？刂品椒ǎ渲校霭l(fā)動機(1)起動控制中包括 設(shè)定發(fā)動機最短停機時間。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)動機起?？刂品椒?，其中，當所述電池組荷電狀態(tài)SOC信號 大于設(shè)定值峰值且加速踏板信號變化率小于設(shè)定值時，不允許起動發(fā)動機。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)動機起?？刂品椒?，其中，當所述發(fā)動機起動時，限制節(jié)氣 門開度為最小工作開度，當發(fā)動機停止時，完全關(guān)閉節(jié)氣門。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種強混合動力汽車工作模式切換過程中發(fā)動機起?？刂品椒?，根據(jù)由一多能源控制器采集到的有關(guān)信息，確定當前狀態(tài)是否滿足發(fā)動機啟動條件，其中，電池組荷電狀態(tài)SOC信號、加速踏板信號和車速信號的處理采用滯環(huán)控制；起動電機(第一電機)起停發(fā)動機過程中輸出與發(fā)動機轉(zhuǎn)速相關(guān)的力矩；多能源控制器控制發(fā)動機點火線圈繼電器進而控制發(fā)動機點火時刻；驅(qū)動電機補償發(fā)電機起停過程中動力系統(tǒng)輸出的力矩波動。本發(fā)明控制方法可以實現(xiàn)發(fā)動機可靠、經(jīng)濟、高效地起動和停止控制，同時可以降低起停過程的振動，改善整車性能，此外，在停止過程中還可回收發(fā)動機停車過程的動能，進一步提高能量的利用率，本發(fā)明控制方法的實現(xiàn)簡單易行。
文檔編號F02N11/00GK101947915SQ20101027166
公開日2011年1月19日 申請日期2010年9月3日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月3日
發(fā)明者于潮, 史廣奎, 孔治國, 王仁廣, 王斌, 鄒玉飛, 黃森仁 申請人:中國汽車技術(shù)研究中心