车辆及其发动机起机控制方法、装置、可读存储介质与流程

1.本发明涉及双电机混合动力系统的发动机的起动控制技术领域，尤其涉及车辆及其发动机起机控制方法、装置、可读存储介质。


背景技术：

2.双电机混合动力汽车由于其动力大、油耗低的优势得到了市场越来越高的青睐。
3.双电机混合动力系统一般采用发电机起动发动机。考虑到起机时的nvh(中文：噪声、振动、声振粗糙度；英文：noise、vibration、harshness)问题，一般降发动机快速拖到一很高的转速(超过发动机共振转速上限)，这与正常的起机转速(发动机300rpm即喷油点火)相比，需要消耗很大的动力电池功率，当动力电池放电功率不足时，无法将发动机的转速拖高至低速共振区以上，但动力电池放电功率又可能大于将发动机转速拖至低速共振区转速以下时的功率消耗，因此导致，发电机直接将发动机转速拖进了低速共振区，在低速共振区，发动机识别到喷油相位后点火燃烧并上冲转速，导致发动机在低速共振区停留时间过长而使得拖动过程中整车nvh影响较大。


技术实现要素：

4.本发明提供了一种车辆及其发动机起机控制方法、装置、可读存储介质，以解决发动机起机时转速在低速共振区停留时间过长的问题。
5.根据本发明的一方面，提供了一种车辆的发动机起机控制方法，所述车辆的动力系统包括发动机、发电机、起动机、驱动电机和动力电池，包括：
6.在获取到发动机起机指令和喷油指令时，控制所述起动机与所述发动机机械连接，并控制所述起动机带动所述发动机转动；
7.实时获取所述发动机的转速；
8.在所述发动机的转速达到第一预设转速时，控制起动机与发动机断开机械连接；
9.在所述发动机的转速达到第二预设转速时，控制所述发电机为所述发动机提供助力；
10.其中，所述第二预设转速大于所述第一预设转速。
11.可选的，在控制起动机与发动机断开机械连接后，还包括：
12.获取所述发动机的目标扭矩；
13.基于所述发动机的所述目标扭矩与所述转速的加速度的映射关系，控制所述发动机转速的加速度。
14.可选的，获取所述发动机的目标扭矩，包括：
15.获取所述发动机的串联目标扭矩和当前转速下的最大输出扭矩；
16.根据所述发动机的串联目标扭矩和当前转速下的最大输出扭矩，采用第一公式计算所述发动机的目标扭矩；所述第一公式为：
17.tgttrq＝max(setgttrq 20nm,engmaxtrq)；
18.其中，tgttrq为所述发动机的目标扭矩，setgttrq为所述发动机的串联目标扭矩，engmaxtrq为所述发动机当前转速下的最大输出扭矩，max为取最大值函数。
19.可选的，控制所述发电机为所述发动机提供助力，包括：
20.以预设增扭斜率增大所述发电机输出扭矩，为所述发动机提供助力。
21.可选的，在按预设斜率增大所述发电机的输出扭矩，为所述发动机提供助力之后，还包括：
22.获取所述发电机的实时输出扭矩和最大输出扭矩，以及所述发动机的转速；
23.在所述发电机的所述实时输出扭矩达到所述发电机的最大输出扭矩，和/或，在所述发动机的转速达到预设转速时，停止增大发电机的输出扭矩。
24.可选的，获取所述发电机的最大输出扭矩，包括：
25.在控制所述发电机为所述发动机提供助力时，获取所述动力电池的有效输出功率和所述发电机的转速；
26.根据所述动力电池的有效输出功率和所述发电机的转速，采用第二公式计算所述发电机的最大输出扭矩；所述第二公式为：
27.tgm＝pst*9550/gmspd；
28.其中，tgm为所述发电机的最大输出扭矩，pst为所述动力电池的有效输出功率，gmspd为所述发电机的转速。
29.可选的，车辆的发动机起机控制方法还包括：
30.在停止增大发电机的输出扭矩后，控制所述发电机的输出扭矩以设定降扭方式降低至目标发电扭矩。
31.根据本发明的另一方面，提供了一种车辆的发动机起机控制装置，所述车辆包括发动机、发电机、起动机、驱动电机和动力电池，包括：
32.起动机助力控制模块，用于在获取到发动机起机指令和喷油指令时，控制所述起动机与所述发动机机械连接，并控制所述起动机带动所述发动机转动；
33.转速获取模块，用于实时获取所述发动机的转速；
34.起动机停止助力控制模块，用于在所述发动机的转速达到第一预设转速时，控制起动机与发动机断开机械连接；
35.发电机助力控制模块，在所述发动机的转速达到第二预设转速时，控制所述发电机为所述发动机提供助力；
36.其中，所述第二预设转速大于所述第一预设转速。
37.根据本发明的另一方面，提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机指令，所述计算机指令用于使处理器执行时实现上述的车辆的发动机起机控制方法。
38.根据本发明的另一方面，提供了一种车辆，包括：控制器和动力系统；
39.所述动力系统包括驱动电机、发动机、起动机、发动机和动力电池；
40.所述控制器用于执行上述的车辆的发动机起机控制方法。
41.本发明实施例提供的车辆的发动机起机控制方法，在控制发动机起动时，首先通过起动机带动发动机的转速达到第一预设转速，即喷油转速，再通过发电机助力发动机加速转动，直至发动机的转速超过低速共振区，有效降低了发动机转速在低速共振区的停留
时间，避免了可能出现的nvh问题，从而能够延长车辆的使用寿命，并且提高了车辆驾驶性能和驾乘人员的驾驶体验。
42.应当理解，本部分所描述的内容并非旨在标识本发明的实施例的关键或重要特征，也不用于限制本发明的范围。本发明的其它特征将通过以下的说明书而变得容易理解。
附图说明
43.为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
44.图1是一种车辆的动力系统的结构示意图；
45.图2是本发明实施例提供的一种车辆的发动机起机控制方法的流程图；
46.图3是本发明实施例提供的另一种车辆的发动机起机控制方法的流程图；
47.图4是是本发明实施例提供的又一种车辆的发动机起机控制方法的流程图
48.图5是本发明实施例提供的一种车辆的发动机起机控制装置的结构示意图。
具体实施方式
49.为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。
50.需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
51.本发明实施例提供了一种车辆的发动机起机控制方法，该车辆的发动机起机控制方法适用于双电机混合动力电动汽车，能够降低发动机转速在低速共振区的停留时间，该车辆的发动机起机控制方法可由本发明实施例提供的车辆的发动机起机控制装置执行，该车辆的发动机起机控制装置可以采用硬件和/或软件的形式实现，该装置可配置于本发明实施例提供的车辆的动力系统中。
52.图1是本发明实施例提供的一种车辆的动力系统的结构示意图，如图1所示，车辆的动力系统包括发动机1、发电机2、起动机3、驱动电机4和动力电池(图中未示出)，发动机1与发电机2齿轮啮合，起动机3的楚论与发动机1的飞轮动态啮合，发动机1通过离合器5与驱动电机4动态连接；此外，该动力系统还包括扭转减震器6、减速齿轮机构7、差速器8，扭转减震器6设置于发动机1与离合器2之间，驱动电机4机械连接与离合器5和差速器8之间，差速
器8还机械连接与两个驱动轮9之间。
53.基于上述实施例，本发明实施例提供了一种车辆的发动机起机控制方法，图2是本发明实施例提供的一种车辆的发动机起机控制方法的流程图，如图2所示，该方法包括：
54.s110、在获取到发动机起机指令和喷油指令时，控制起动机与发动机机械连接，并控制起动机带动发动机转动。
55.具体的，车载控制器vcu可通过can总线向发动机控制单元发送发动机起机指令和喷油指令，发动机控制单元在接收到发动机起机指令和喷油指令后，控制起动机起动，并控制电磁推杆动作，使得起动机与发动机机械连接，即使得起动机的齿轮与发动机的飞轮齿轮啮合，如此，能够使得起动机带动发动机转动。
56.s120、实时获取发动机的转速。
57.s130、在发动机的转速达到第一预设转速时，控制起动机与发动机断开机械连接。
58.具体的，在起动机带动发动机转动的过程中，实时获取发动机的转速，直至确定发动机的转速达到第一预设转速时，再次控制电磁推杆动作，使得起动机与发动机断开机械连接，即使得起动机的齿轮与发动机的飞轮不再齿轮啮合，控制发动机脱离起动机的带动，使发动机自行转动。其中，第一预设转速可以是喷油转速，当发动机达到喷油转速后，发动机可通过燃油自主转动，此时可控制起动机的齿轮与发动机的飞轮不再齿轮啮合。
59.s140、在发动机的转速达到第二预设转速时，控制发电机为发动机提供助力。
60.具体的，在发动机在起动机的带动下达到第一预设转速并自主转动后，持续获取发动机的转速，直至发动机的转速达到第二预设转速时，控制发电机为发动机提供助力，使得发动机的转速在短时间内超过低速共振区，有效避免了可能出现的nvh问题，提高了车辆驾驶性能和驾乘人员的驾驶体验。其中，第二预设转速可以根据设计需求自行设置，例如可以设置为：喷油转速 50rpm。
61.本发明实施例提供的车辆的发动机起机控制方法，在控制发动机起动时，首先通过起动机带动发动机的转速达到第一预设转速，即喷油转速，再通过发电机助力发动机加速转动，直至发动机的转速达到低速共振区以上，有效降低了发动机转速在低速共振区的停留时间，避免了可能出现的nvh问题，从而能够延长车辆的使用寿命，并且提高了车辆驾驶性能和驾乘人员的驾驶体验。
62.可选的，图3是本发明实施例提供的另一种车辆的发动机起机控制方法的流程图，如图3所示，该方法包括：
63.s210、在获取到发动机起机指令和喷油指令时，控制起动机与发动机机械连接，并控制起动机带动发动机转动。
64.s220、实时获取发动机的转速。
65.s230、在发动机的转速达到第一预设转速时，控制起动机与发动机断开机械连接。
66.s240、获取发动机的目标扭矩。
67.s250、基于发动机的目标扭矩与转速的加速度的映射关系，控制发动机转速的加速度。
68.具体的，在起动机带动发动机的转速达到第一预设转速使得发动机能够自主转动之后，获取发动机的目标扭矩，基于发动机的目标扭矩与转速的加速度的映射关系，控制发动机转速的加速度，发动机的目标扭矩与转速的加速度的映射关系通常为目标扭矩越大，
则加速度越大，即转速增加的越快，基于此，目标扭矩可以为发动机所能输出的最大扭矩，将最大扭矩作为目标扭矩时，发动机转速增加的越快，结合起动机的带动和后续发动机的助力，能够有效地将发动机的转速在短时间内提升到低速共振区以上。
69.示例性的，获取发动机的目标扭矩时，可以首先获取发动机的串联目标扭矩和当前转速下的最大输出扭矩；再根据发动机的串联目标扭矩和当前转速下的最大输出扭矩，采用第一公式计算发动机的目标扭矩；第一公式为：tgttrq＝max(setgttrq 20nm,engmaxtrq)；其中，tgttrq为发动机的目标扭矩，setgttrq为发动机的串联目标扭矩，engmaxtrq为发动机当前转速下的最大输出扭矩，max为取最大值函数。
70.具体的，双电机混合动力系统具有三种主要工作模式，即纯电模式、串联模式、并联模式；其中，纯电模式为发动机停机、离合器打开且驱动电机单独驱动的工作模式；串联模式为发动机运行带动发电机发电，离合器打开切驱动电机单独驱动的工作模式；并联模式为发动机驱动，离合器结合，发电机发电或随动，驱动电机助力或随动的工作模式，因此当双电机混合动力系统的工作模式为串联模式时，发动机的输出扭矩相对较大，从而在此模式下的目标扭矩也就相对较大，因此发动机的串联目标扭矩即为当双电机混合动力系统处于串联模式时的目标扭矩，可通过取最大函数max选择发动机的串联目标扭矩和当前转速下的最大输出扭矩两者中较大的作为目标扭矩，以能够有效提高发动机转速的提升速率，从而能够有效缩短发动机的启动时间。
71.s260、在发动机的转速达到第二预设转速时，控制发电机为发动机提供助力。
72.可选的，图4是本发明实施例提供的又一种车辆的发动机起机控制方法的流程图，如图4所示，该方法包括：
73.s310、在获取到发动机起机指令和喷油指令时，控制起动机与发动机机械连接，并控制起动机带动发动机转动。
74.s320、实时获取发动机的转速。
75.s330、在发动机的转速达到第一预设转速时，控制起动机与发动机断开机械连接。
76.s340、在发动机的转速达到第二预设转速时，以预设增扭斜率增大发电机输出扭矩，为发动机提供助力。
77.具体的，在控制发电机为发动机助力时，可以控制发电机输出扭矩安预设斜率增大，以能够通过越来越大的扭矩助力发动机的转速增大，即以预设增扭斜率增大发电机输出扭矩，为发动机提供助力。
78.s350、获取发电机的实时输出扭矩和最大输出扭矩，以及发动机的转速。
79.s360、在发电机的实时输出扭矩达到发电机的最大输出扭矩，和/或，在发动机的转速达到预设转速时，停止增大发电机的输出扭矩。
80.具体的，在发电机为发动机提供助力的过程中，实时获取发电机的实时输出扭矩和最大输出扭矩和发动机的转速，当检测到发电机的实时输出扭矩达到发电机的最大输出扭矩时，控制发电机的输出扭矩停止增大，以避免发电机输出扭矩过大而故障，或者，在确定发动机的转速达到预设转速时，证明发动机的转速以达到低速共振区以上，此时也可及时控制发电机的输出扭矩停止增大，同样的，当发电机的实时输出扭矩达到发电机的最大输出扭矩且发动机的转速达到预设转速时，也应控制发电机的输出扭矩停止增大。
81.示例性的，获取发电机的最大输出扭矩包括：在控制发电机为发动机提供助力时，
获取动力电池的有效输出功率和发电机的转速；根据动力电池的输出功率和发电机的转速，采用第二公式计算发电机的最大输出扭矩；第二公式为：tgm＝pst*9550/gmspd；其中，tgm为发电机的最大扭矩，pst为动力电池的有效输出功率，gmspd为发电机的转速。
82.具体的，动力电池的有效输出功率可以为动力电池的放电功率与基础用电功率(例如dcdc功率)的差值，即动力电池能够提供的助力功率，据此，结合发电机的转速采用第二公式，能够实时的获取发电机的最大扭矩。
83.s370、控制发电机的输出扭矩以设定降扭方式降低至目标发电扭矩。
84.具体的，在控制发电机的输出扭矩停止增大后，还可以进一步的控制发电机的输出扭矩以设定降扭方式降低，直至降低至目标发电扭矩，即发电机的输出扭矩由助力正扭矩逐渐降低为发电负扭矩，从助力模式逐渐变为发电模式。其中，目标发电扭矩可以为双电机混合动力系统工作在串联模式下的目标发电扭矩，可根据发动机的转速和目标发电扭矩通过pid的方式控制发电机的输出扭矩逐渐降低。
85.基于同一发明构思，本发明实施例还提供了一种车辆的发动机起机控制装置，该车辆的发动机起机控制装置适用于双电机混合动力电动汽车，能够降低发动机转速在低速共振区的停留时间，用于执行本发明任一实施例提供的车辆的发动机起机控制方法，因此本发明实施例提供的车辆的发动机起机控制装置包括本发明任一实施例提供的车辆的发动机起机控制方法的技术特征，能够达到本发明任一实施例提供的车辆的发动机起机控制方法的有益效果，相同之处可参照上述对本发明实施例提供的车辆的发动机起机控制方法的描述，在此不再赘述。
86.可选的，参考图1，车辆的动力系统包括发动机1、发电机2、起动机3、驱动电机4和动力电池(图中未示出)，图5是本发明实施例提供的一种车辆的发动机起机控制装置的结构示意图，如图5所示，该车辆的发动机起机控制装置包括起动机助力控制模块100，用于在获取到发动机起机指令和喷油指令时，控制起动机与发动机机械连接，并控制起动机带动发动机转动；转速获取模块200，用于实时获取发动机的转速；起动机停止助力控制模块300，用于在发动机的转速达到第一预设转速时，控制起动机与发动机断开机械连接；发电机助力控制模块400，在发动机的转速达到第二预设转速时，控制发电机为发动机提供助力；其中，第二预设转速大于第一预设转速。
87.本发明实施例提供的车辆的发动机起机控制装置，能够在控制发动机起动时，首先通过起动机带动发动机的转速达到第一预设转速，即喷油转速，再通过发电机助力发动机加速转动，直至发动机的转速达到共振区以上，有效降低了发动机转速在低速共振区的停留时间，避免了可能出现的nvh问题，从而能够延长车辆的使用寿命，并且提高了车辆驾驶性能和驾乘人员的驾驶体验。
88.可选的，本发明实施例提供的车辆的发动机起机控制装置还包括，目标扭矩获取模块，用于在控制起动机与发动机断开机械连接后，获取发动机的目标扭矩；加速度控制模块，用于基于发动机的目标扭矩与转速的加速度的映射关系，控制发动机转速的加速度。
89.可选的，目标扭矩获取模块包括扭矩信息获取单元，用于在控制起动机与发动机断开机械连接后，获取发动机的串联目标扭矩和当前转速下的最大输出扭矩；目标扭矩计算单元，用于根据发动机的串联目标扭矩和当前转速下的最大输出扭矩，采用第一公式计算发动机的目标扭矩；第一公式为：tgttrq＝max(setgttrq 20nm,engmaxtrq)；其中，
tgttrq为发动机的目标扭矩，setgttrq为发动机的串联目标扭矩，engmaxtrq为发动机当前转速下的最大输出扭矩，max为取最大值函数。
90.可选的，发电机助力控制模块包括发电机助力单元，用于在发动机的转速达到第二预设转速时，以预设增扭斜率增大发电机输出扭矩，为发动机提供助力。
91.可选的，发电机助力控制模块还包括发电机的实时输出扭矩获取单元，用于获取发电机的实时输出扭矩，发电机的最大输出扭矩获取单元，用于，获取发电机的最大输出扭矩，发动机转速获取单元，用于获取发动机的转速；输出扭矩停止增大控制单元，用于在发电机的实时输出扭矩达到发电机的最大输出扭矩，和/或，在发动机的转速达到预设转速时，停止增大发电机的输出扭矩。
92.可选的，发电机的最大输出扭矩获取单元包括，动力电池的有效输出功率和发电机转速获取子单元，用于在控制发电机为发动机提供助力时，获取动力电池的有效输出功率和发电机的转速；发电机的输出最大扭矩计算子单元，用于根据动力电池的有效输出功率和发电机的转速，采用第二公式计算发电机的输出最大扭矩；第二公式为：tgm＝pst*9550/gmspd；其中，tgm为发电机的最大扭矩，pst为动力电池的有效输出功率，gmspd为发电机的转速。
93.可选的，发电机助力控制模块还包括发电机降扭控制单元，用于在输出扭矩停止增大控制单元停止增大发电机的输出扭矩后，控制发电机的输出扭矩以设定降扭方式降低至目标发电扭矩。
94.可选的，本发明实施例还提供一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质存储有计算机指令，计算机指令用于使处理器执行时实现本发明任一实施例提供的车辆的发动机起机控制方法。计算机可读存储介质可以是有形的介质，其可以包含或存储以供指令执行系统、装置或设备使用或与指令执行系统、装置或设备结合地使用的计算机程序。计算机可读存储介质可以包括但不限于电子的、磁性的、光学的、电磁的、红外的、或半导体系统、装置或设备，或者上述内容的任何合适组合。备选地，计算机可读存储介质可以是机器可读信号介质。机器可读存储介质的更具体示例会包括基于一个或多个线的电气连接、便携式计算机盘、硬盘、随机存取存储器(ram)、只读存储器(rom)、可擦除可编程只读存储器(eprom或快闪存储器)、光纤、便捷式紧凑盘只读存储器(cd-rom)、光学储存设备、磁储存设备、或上述内容的任何合适组合。
95.可选的，本发明实施例还提供一种车辆，包括控制器和动力系统；动力系统包括发动机、发动机、起动机、驱动电机和动力电池；控制器用于执行本发明任一实施例提供的车辆的发动机起机控制方法，因此本发明实施例提供的车辆包括本发明任一实施例提供的车辆的发动机起机控制方法的技术特征，能够达到本发明任一实施例提供的车辆的发动机起机控制方法的有益效果，相同之处可参照上述对本发明实施例提供的车辆的发动机起机控制方法的描述，在此不再赘述。
96.应该理解，可以使用上面所示的各种形式的流程，重新排序、增加或删除步骤。例如，本发明中记载的各步骤可以并行地执行也可以顺序地执行也可以不同的次序执行，只要能够实现本发明的技术方案所期望的结果，本文在此不进行限制。
97.上述具体实施方式，并不构成对本发明保护范围的限制。本领域技术人员应该明白的是，根据设计要求和其他因素，可以进行各种修改、组合、子组合和替代。任何在本发明
的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明保护范围之内。