混合动力汽车发动机起动控制方法、系统及车辆与流程

1.本发明属于车辆发动机控制技术领域，具体涉及一种混合动力汽车发动机起动控制方法、系统及车辆。


背景技术：

2.p2构型混合动力汽车在行进间起动发动机时，需要p2电机驱动车辆满足驾驶员动力需求的同时还需要拖拽发动机完成行进间起动。p2单电机混合动力汽车行进间起动发动机的控制特性决定了发动机起动前需要p2电机预留一定的起动拖拽扭矩（通常为100nm），同时为了避免p2电机拖拽发动机起动过程中的抖动传递至车身被驾驶员感知，p2电机起动发动机过程中还需要第二离合器进行滑磨。
3.p2电机的扭矩预留削弱了p2电机用于纯电行驶的最大扭矩能力，影响p2构型混合动力汽车的纯电行驶性能，如纯电行驶最高车速、纯电行驶里程等。起动过程中第二离合器滑磨会造成部分动能转化为热能造成机械能损失，短时间内驾驶员会感受到动力性减弱。p2构型混合动力汽车行进间变速箱换挡过程与起动发动机过程存在离合器控制冲突，两者同步进行的控制难度较大，这有可能导致起动需求或者换挡需求得到满足的时间较长。
4.因此，有必要开发一种新的混合动力汽车发动机起动控制方法、系统及车辆。


技术实现要素：

5.本发明的目的在于提供一种混合动力汽车发动机起动控制方法、系统及车辆，能大幅提升p2电机用于汽车纯电行驶的扭矩能力。
6.第一方面，本发明所述的一种混合动力汽车发动机起动控制方法，包括以下步骤：s01：行进间动力总成控制器识别出发动机起动需求时，判断第二电机的转速是否大于第一转速阈值，若是，则进入步骤s02，否则进入步骤s10；s02：第一离合器开始进入充油过程，目标扭矩为0nm；第二离合器保持锁止；第一电机进入扭矩控制模式，开始拖拽发动机转动，目标扭矩为能拖拽发动机起动成功的预设值；第二电机为扭矩控制模式，目标扭矩为驾驶员动力总成端需求扭矩；s03：判断发动机转速是否大于第二转速阈值，若是，则进入步骤s04，否则返回步骤s02；s04：发动机开始喷油点火，当发动机喷油点火成功后进入怠速转速控制模式，目标转速为发动机整车怠速转速加补偿值；第一离合器继续充油直至进入半结合状态，目标扭矩为0nm；第二离合器继续保持锁止；第一电机仍为扭矩控制模式，目标扭矩为0nm，开始逐渐退出拖拽发动机过程；第二电机继续驱动车辆行驶，目标扭矩为驾驶员动力总成端需求扭矩；s05：判断发动机控制器是否反馈发动机起动成功标志位，若是，则认为发动机起动成功，进入步骤s06，否则返回步骤s04；s06：发动机进入快速转速同步控制模式，目标转速为第二电机实际转速；第一离
合器继续充油直至进入半结合状态，目标扭矩为0nm；第一电机进入空转模式，跟随发动机转动；第二离合器继续保持锁止；第二电机继续驱动车辆行驶，目标扭矩为驾驶员动力总成端需求扭矩；s07：判断发动机转速与第二电机转速差的绝对值是否大于第三转速阈值且第一离合器是否处于半结合状态，若是，则认为发动机与第二电机转速同步完成，进入步骤s08，否则返回步骤s06；s08：第一离合器开始由半结合状态逐渐向锁止状态过渡，目标扭矩为锁止扭矩预设值；第二离合器继续保持锁止；第一电机仍为空转模式，跟随发动机转动；发动机进入扭矩控制模式，目标扭矩为驾驶员动力总成端需求扭矩，发动机开始参与车辆驱动；第二电机的目标扭矩为驾驶员动力总成端需求扭矩减去发动机实际扭矩的有效值；s09：判断第一离合器实际扭矩是否大于离合器锁止扭矩阈值，若是，则行进间发动机起动完成，否则返回步骤s08；s10：进行低速行进间滑磨起动方式。
7.可选地，所述步骤8中，发动机实际扭矩的有效值是指第一离合器实际扭矩减去补偿值后与发动机实际扭矩取较小值。
8.可选地，所述步骤s01中的第一转速阈值为950rpm。
9.可选地，所述步骤s03中的第二转速阈值为700rpm。
10.可选地，所述步聚s02、步骤s04中的第一电机、第二电机的目标扭矩变化需进行变化率限制和滤波处理。
11.可选地，所述步骤s06中的第二电机的目标扭矩变化需要进行变化率限制和滤波处理。
12.可选地，所述步骤s07中第三转速阈值为100rpm。
13.可选地，所述步骤s08中的第二电机、发动机、第一离合器的目标扭矩变化需要进行变化率限制和滤波处理，且发动机目标扭矩变化率需小于第一离合器的目标扭矩变化率。
14.第二方面，本发明所述的一种混合动力汽车发动机起动控制系统，包括发动机、第一电机、变速箱、动力总成控制器、发动机控制器、变速箱控制器、第二电机控制器和第二电机控制器；所述发动机、动力总成控制器、变速箱控制器分别与发动机控制器连接，第二电机控制器分别与第一电机、动力总成控制器连接，第一电机与发动机连接，第二电机控制器与变速箱控制器连接；所述变速箱包括第一离合器、第二电机和第二离合器，第二电机分别与第一离合器和第二离合器连接；所述第一离合器与发动机连接，第二电机与第二电机控制器连接；其特征在于：所述混合动力汽车发动机起动控制系统被配置为能执行如权利要求1至8任一所述的混合动力汽车发动机起动控制方法的步骤。
15.第三方面，本发明所述的一种车辆，采用如本发明所述的混合动力汽车发动机起动控制系统。
16.本发明具有以下优点：本发明适用于p02构型混合动力汽车行进间发动机起动过程控制。当车辆纯电行驶过程中有发动机起动需求时，动力总成控制器首先判断当前车辆的车速是否大于适用于本控制方法的最低车速，只有车速满足条件方可进入该起动控制过
程。进入该起动过程后，动力总成控制器通过第一电机控制器控制第一电机进入“扭矩控”，将发动机拖拽至喷油点火转速附近，为了缩短起动时间，在第一电机拖拽发动机的过程中，动力总成控制器通过变速箱控制器控制第一离合器开始预充至半结合点；当发动机转速到达喷油点火转速附近时，动力总成控制器通过发动机控制器向发动机发送喷油点火指令；发动机喷油点火成功后进入怠速转速控，第一电机拖拽扭矩逐渐退出；当发动机控制器反馈“发动机起动成功标志位”后动力总成控制器通过发动机控制器控制发动机进入“快速转速同步控”，目标转速为第二电机实际转速（由第二电机控制器获取）；当发动机转速与第二电机转速差小于阈值时，动力总成控制器通过变速箱控制器控制第一离合器逐渐闭合直至锁止；第一离合器逐渐闭合的过程中发动机进入“扭矩控”，发动机和第二电机共同驱动车辆行驶满足驾驶员动力性需求。本发明无需p2电机预留扭矩，无需第二离合器滑磨（蠕行等超低速行驶工况除外），能够大幅提升p2电机用于汽车纯电行驶的扭矩能力。该起动控制方法能够在保证起动平顺性，减小发动机起动时间的同时还能够进一步优化发动机排放性能。同时该起动控制过程与变速箱换挡过程离合器控制无冲突，能够保证两者同时进行，节省了满足行进间起动和换挡需求满足的时间。本起动控制方法适用于48v平台和高压平台p02构型混合动力汽车。
附图说明
17.图1为本实施例中混合动力汽车发动机起动控制系统的结构示意图；图2为本实施例的流程示意图；图中：101-发动机、102-第一电机、103-变速箱、104-第一离合器、105-第二电机、106-第二离合器、107-动力总成控制器、108-发动机控制器、109-变速箱控制器、110-第一电机控制器、111-第二电机控制器。
具体实施方式
18.以下将结合附图对本发明进行详细的说明。
19.如图1和2所示，本实施例中，一种混合动力汽车发动机起动控制方法，包括以下步骤：s01：行进间动力总成控制器107识别出发动机101起动需求时，判断第二电机105转速是否大于第一转速阈值（本实施例中，第一转速阈值为950rpm），即判断当前车辆的车速是否大于适用于本控制方法的最低车速，如果判断为“是”，进入步骤s02，否则进入步骤s10。
20.s02：第一离合器104开始进入充油过程，目标扭矩为0nm，目的是在其可以传递扭矩前消除空行程，可以大大缩短起动时间；第二离合器106保持锁止，目的是能够更好地传递动力总成扭矩，满足驾驶员动力性需求；第一电机102进入扭矩控制模式，开始拖拽发动机转动，目标扭矩为能够拖拽发动机101起动成功的预设阈值，目的是拖拽发动机101使发动机转速达到喷油点火转速；第二电机105为扭矩控制模式，目标扭矩为驾驶员动力总成端需求扭矩，目的是满足驾驶员动力性需求。
21.s03：判断发动机转速是否大于第二转速阈值（本实施例中，第二转速阈值为700rpm），目的是判断发动机转速是否达到喷油点火转速，如果判断为“是”，进入步骤s04，
否则返回步骤s02。
22.s04：发动机101开始喷油点火，当发动机101喷油点火成功后进入怠速转速控制模式，目标转速为发动机整车怠速转速加补偿值；第一离合器104继续充油直至进入半结合状态，目标扭矩为0nm；第二离合器106继续保持锁止；第一电机102仍为扭矩控制模式，目标扭矩为0nm，开始逐渐退出拖拽发动机过程；第二电机105继续驱动车辆行驶，目标扭矩为驾驶员动力总成端需求扭矩。
23.s05：判断发动机控制器108是否反馈发动机101起动成功标志位，如果判断为“是”，则认为发动机101起动成功，进入步骤s06，否则返回步骤s04。
24.s06：发动机101进入快速转速同步控制模式，目标转速为第二电机实际转速，目的是让发动机转速快速与第二电机转速同步；第一离合器104继续充油直至进入半结合状态，目标扭矩为0nm；第一电机102进入空转模式，跟随发动机101转动；第二离合器106继续保持锁止；第二电机105继续驱动车辆行驶，目标扭矩为驾驶员动力总成端需求扭矩。
25.s07：判断发动机101的转速与第二电机105的转速差的绝对值是否大于第三转速阈值（本实施例中，第三转速阈值为100rpm），且第一离合器104是否处于半结合状态，如果判断为“是”，则认为发动机101与第二电机105转速同步完成，进入步骤s08，否则返回步骤s06。
26.s08：第一离合器104开始由半结合状态逐渐向锁止状态过渡，目标扭矩为锁止扭矩预设值；第二离合器106继续保持锁止；第一电机102仍为空转模式，跟随发动机101转动；发动机101进入扭矩控制模式，目标扭矩为驾驶员动力总成端需求扭矩，发动机101开始参与车辆驱动；第二电机目标扭矩为驾驶员动力总成端需求扭矩减去发动机实际扭矩的有效值。
27.该步骤中发动机实际扭矩的有效值是指第一离合器实际扭矩减去补偿值后与发动机实际扭矩取较小值。
28.s09：判断第一离合器104实际扭矩是否大于离合器锁止扭矩阈值（本实施例中，离合器锁止扭矩阈值为240nm），如果判断为“是”，则行进间发动机起动完成，否则返回步骤s08。
29.s10：低速行进间滑磨起动方式，由于车速过低，导致发动机怠速转速大于p2电机实际转速，这样就无法完成发动机转速与第二电机转速同步过程；该起动过程需要起动开始时第二离合器106进入滑磨状态，以提升第二电机105的转速，使其大于发动机整车怠速转速，剩余起动过程完成按照步骤s01至s09执行即可。
30.本实施例中，步聚s02、步骤s04中的第一电机102、第二电机105的目标扭矩变化需要进行变化率限制和滤波处理。
31.本实施例中，步骤s06中的第二电机目标扭矩变化需要进行变化率限制和滤波处理。
32.本实施例中，步骤s08中的第二电机105、发动机101、第一离合器104的目标扭矩变化需要进行变化率限制和滤波处理，且发动机目标扭矩变化率需小于第一离合器目标扭矩变化率。
33.如图1所示，本实施例中， 一种混合动力汽车发动机起动控制系统，包括发动机101、第一电机102、变速箱103、动力总成控制器107、发动机控制器108、变速箱控制器109、
第二电机控制器110和第二电机控制器111；所述发动机101、动力总成控制器107、变速箱控制器109分别与发动机控制器108连接，第二电机控制器111分别与第一电机102、动力总成控制器107连接，第一电机102与发动机101连接，第二电机控制器110与变速箱控制器109连接；所述变速箱103包括第一离合器104、第二电机105和第二离合器106，第二电机105分别与第一离合器104和第二离合器106连接；所述第一离合器104与发动机101连接，第二电机105与第二电机控制器110连接；所述混合动力汽车发动机起动控制系统被配置为能执行如权利要求1至8任一所述的混合动力汽车发动机起动控制方法的步骤。
34.本实施例中，一种车辆，采用如本实施例中所述的混合动力汽车发动机起动控制系统。
35.上述实施例为本发明方法较佳的实施方式，但本发明方法的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。