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CN111852668B - 一种混合动力全地形车发动机起动控制方法 - Google Patents

一种混合动力全地形车发动机起动控制方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种混合动力全地形车发动机起动控制方法，解决了现有增程器低温下起动困难及常温下起动不平顺的问题。根据发动机在不同温度下的起动阻力特性，制定发动机转矩输出规则；起动过程包括：增扭矩过程：初始起动扭矩＝最小扭矩，控制起动扭矩＝上一时刻起动扭矩+增扭矩步长，直至起动扭矩增扭至≥最大扭矩时，则控制起动扭矩＝最大扭矩；减扭矩过程：如果发动机转速＞起动转速，则进入减扭矩过程，起动扭矩＝上一时刻起动扭矩‑减扭矩步长；如果输出扭矩＜最小扭矩，则控制起动扭矩等于怠速扭矩；如果发动机转速<维持转速，且全地形车的起动开关处于有效开启状态，则控制发动机回到增扭矩过程，继续加大扭矩，保证转速大于维持转速。

Description

一种混合动力全地形车发动机起动控制方法
技术领域
本发明涉及全地形车技术领域，特别是涉及一种混合动力全地形车发动机起动控制方法。
背景技术
目前在全地形车辆中，还未曾有过采用增程器的混合动力车型，对于增程器的混动动力的全地形车来说，起动逻辑与市场上普通新能源车起动逻辑有较大差别，现有增程器的起动方法大都是采用发动机起动转速-扭矩表控制，但发动机起动的最大扭矩在常温下与零下40℃低温下有较大差别，采用一套数据会造成低温下起动能力不足或是常温下起动机械冲击明显，不平顺。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种混合动力全地形车发动机起动控制方法，填补了混合动力全地形车起动策略的空白，解决了现有增程器低温下起动困难及常温下起动不平顺的问题。
本发明的目的是这样实现的：
一种混合动力全地形车发动机起动控制方法，
根据发动机在不同温度下的起动阻力特性，制定发动机转矩输出规则：水温-最大扭矩、水温-最小扭矩、水温-怠速扭矩、水温-减扭步长矩、水温-起动转速、水温-维持时长；制定增扭矩步长标定量、维持转速标定量；
发动机起动过程包括：
增扭矩过程：
初始起动扭矩＝最小扭矩，之后，则进入增扭矩过程，增扭矩过程中，控制起动扭矩＝上一时刻起动扭矩+增扭矩步长，直至起动扭矩增扭至≥最大扭矩时，则控制起动扭矩＝最大扭矩；
减扭矩过程：
增扭矩过程中，如果发动机转速＞起动转速，则进入减扭矩过程，减扭矩过程中，起动扭矩＝上一时刻起动扭矩-减扭矩步长；在减扭过程中，如果输出扭矩＜最小扭矩，则控制起动扭矩等于怠速扭矩；在减扭过程中，如果发动机转速<维持转速，且全地形车的起动开关处于有效开启状态，则控制发动机回到增扭矩过程，继续加大扭矩，保证转速大于维持转速；
判断发动机起动成败：
根据发动机控制器反馈的发动机状态，判断发动机是否起动成功，若起动成功，控制起动扭矩置为0，完成发动机起动；若起动失败，且发动机起动信号一直有效，则控制发动机回到增扭矩过程，重新进行发动机起动。
优选地，将发动机转矩输出规则制成6张表：水温-最大扭矩表、水温-最小扭矩表、水温-怠速扭矩表、水温-减扭步长矩表、水温-起动转速表、水温-维持时长表，各表均通过台架测试筛选最优数据得到；增扭矩步长标定量、维持转速标定量均通过标定得到。
优选地，增扭矩步长标定量＝3N.m；维持转速标定量＝650rpm。
优选地，发动机异常处理情况方法包括：
起动过程中，车辆出现故障时，回到发动机起动控制状态；
发动机起动成功后，若发动机转速降至在300rpm以下或者发动机ECU上报的工作状态不为运行状态，判定发动机意外熄火，回到发动机起动控制状态；
整车控制器设置保护阈值，当SOC小于保护阈值时，禁止驱动电机工作，同时通过仪表告知驾驶员尽快起动发电机。
优选地，当车辆在待机模式且无故障时，整车控制器输出低电平信号至发动机熄火继电器，完成对发动机的低压供电。
优选地，当车辆在P档，纯电开关未按下，动力电池温度≥-25℃，无故障，钥匙开关处于起动档时，进入发动机起动模式，整车控制器通过CAN输出发电机使能信号，发出扭矩模式指令，进入发动机起动控制状态。
由于采用了上述技术方案，本发明具有如下有益效果：
本发明填补了全地形车在新能源领域起动方法的空白；根据水温来限制起动扭矩的方法，大大解决了在低温下发动机起动阻力差异明显带来的起动困难及运转不平顺问题。
附图说明
图1为起动流程图。
图2为起动扭矩控制图。
具体实施方式
参见图1、图2，一种混合动力全地形车发动机起动控制方法，混合动力全地形车具有发动机、发电机，发动机和发电机之间机械直连形成；发动机与发动机控制器相连；发电机通过三相线与电机控制器相连，电机控制器母线通过高压继电器盒与动力电池直流母线相连；发动机控制器、电机控制器和动力电池低压电源均由整车控制器通过低压继电器盒控制，发动机控制器、电机控制器和动力电池低压电源均通过CAN总线与整车控制器进行通讯；还包括档位开关、纯电开关、钥匙开关(起动开关)，档位开关、纯电开关、钥匙开关通过低压线束与整车控制器相连。
发动机控制器根据整车控制器下发的油门开度需求，控制发动机扭矩输出，同时向整车控制器上报发动机转速、扭矩、温度、工作状态，故障等级；电机控制器负责接收整车控制器下发的发电机的使能和扭矩或转速需求，控制发电机扭矩或转速输出，同时向整车控制器上报电机转速、扭矩、温度、工作状态，故障信息；动力电池负责接收整车控制器下发的动力电池使能；控制动力电池组高压输出，同时向整车控制器上报电池电压、电流、温度、SOC、故障信息。
整车控制器采集以下信号：
钥匙开关信号、档位开关信号、纯电开关信号；发动机水温、发动机转速、发动机状态信号；电机转速、电机扭矩信号；动力电池温度、SOC信号；
整车控制器负责控制以下状态：
控制低压继电器盒内的动力电池继电器、电机控制器继电器和发动机ECU熄火继电器的工作状态；控制高压继电器盒内的预充继电器和正极继电器的工作状态；控制动力电池使能；控制发电机的使能和扭矩需求；控制发动机的油门开度。
车辆的起动是在高压上电完成后，控制发电机工作在扭矩模式下，根据温度-扭矩特性输出大扭矩，利用动力电池输出的电能，转化成机械能，带动发动机瞬间起动，起动完成后，根据计算的需求功率需求来协同控制发电机在转速模式、发动机扭矩模式下发电，该方法包括以下控制逻辑：
当整车在待机模式且无一级故障时，整车控制器输出低电平信号至发动机熄火继电器，完成对发动机的低压供电；
当在P档、纯电开关未按下，动力电池温度≥-25℃，无一、二、三级故障，钥匙开关处于起动档时，进入起动模式，整车控制器通过CAN输出发电机使能信号，扭矩模式指令；
当在起动状态时，整车控制器一直增加发电机转矩，带动发动机转动，当发动机转速超过一定值，发电机又减小转矩，以此循环，待发动机状态为运行状态后，延时一定时间撤销发电机转矩，起动过程结束；
具体转矩设定方法如下：
根据发动机在不同温度下的起动阻力特性，制定6张表，2标定量：水温-最大扭矩表、水温-最小扭矩表、水温-怠速扭矩表、水温-减扭步长矩表、水温-起动转速表、水温-维持时长表；制定增扭矩步长标定量、维持转速标定量，
发动机水温(℃) -50 -41 -35 -30 -20 -10 0 25 100 205
最大扭矩(N.m) 110 110 85 80 65 50 50 50 50 50
发动机水温(℃) -50 -41 -35 -30 -20 -10 0 25 100 205
最小扭矩(N.m) 50 50 20 20 15 15 15 5 0 0
发动机水温(℃) -50 -41 -35 -30 -20 -10 0 25 100 205
怠速扭矩(N.m) 50 50 35 20 20 15 15 5 0 0
发动机水温(℃) -50 -41 -35 -30 -20 -10 0 25 100 205
减扭矩步长(N.m) 4 4 5 8 10 10 20 30 30 30
Figure BDA0002606777390000051
Figure BDA0002606777390000061
增扭矩步长标定量＝3N.m；维持转速标定量＝650rpm；
上述表及标定量都是通过标定和台架测试筛选最优数据得到的，起动步骤如下，
1、起动扭矩＝上一时刻起动扭矩+增扭矩步长；
2、当起动扭矩＞起动扭矩最大值限制，则起动扭矩＝起动扭矩最大值限制；
3、当发动机转速＞起动转速，则起动扭矩＝上一时刻起动扭矩-减扭矩步长；
4、在减扭过程中，如果输出扭矩＜最小值限制，则起动扭矩等于怠速扭矩；
5、在减扭过程中，如果发动机转速<维持转速，且起动开关处于有效状态，则退回到步骤1，继续加大扭矩，保证转速大于维持转速；
6、根据发动机控制器反馈的发动机状态，当收到发动机起动成功，且维持一段时间(根据发动机类型确定，数秒至数分钟)后，判断发动机起动成功，若发动机未起动成功，且起动信号一直有效(起动开关启动，且工作正常)，则退回到步骤1；
7、起动成功后，起动扭矩置为0。
异常处理情况：
起动过程中车辆出现一、二、三级故障时，回到发动机起动控制状态；
发动机起动成功后，若发动机转速掉至在300rpm以下或者发动机ECU上报的工作状态不为运行状态，判定为意外熄火，回到发动机起动控制状态，
为了避免在纯电行驶中SOC太低不能使发电机倒拖发动机起动，整车控制器设置保护阈值，当SOC小于8％禁止驱动电机工作，同时通过仪表告知驾驶员尽快起动发电机。
最后说明的是，以上优选实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管通过上述优选实施例已经对本发明进行了详细的描述，但本领域技术人员应当理解，可以在形式上和细节上对其作出各种各样的改变，而不偏离本发明权利要求书所限定的范围。

Claims (6)

1.一种混合动力全地形车发动机起动控制方法，其特征在于：
根据发动机在不同温度下的起动阻力特性，制定发动机转矩输出规则：水温-最大扭矩、水温-最小扭矩、水温-怠速扭矩、水温-减扭步长矩、水温-起动转速、水温-维持时长；制定增扭矩步长标定量、维持转速标定量；
发动机起动过程包括：
增扭矩过程：
初始起动扭矩＝最小扭矩，之后，则进入增扭矩过程，增扭矩过程中，控制起动扭矩＝上一时刻起动扭矩+增扭矩步长，直至起动扭矩增扭至≥最大扭矩时，则控制起动扭矩＝最大扭矩；
减扭矩过程：
增扭矩过程中，如果发动机转速＞起动转速，则进入减扭矩过程，减扭矩过程中，起动扭矩＝上一时刻起动扭矩-减扭矩步长；在减扭过程中，如果输出扭矩＜最小扭矩，则控制起动扭矩等于怠速扭矩；在减扭过程中，如果发动机转速<维持转速，且全地形车的起动开关处于有效开启状态，则控制发动机回到增扭矩过程，继续加大扭矩，保证转速大于维持转速；
判断发动机起动成败：
根据发动机控制器反馈的发动机状态，判断发动机是否起动成功，若起动成功，控制起动扭矩置为0，完成发动机起动；若起动失败，且发动机起动信号一直有效，则控制发动机回到增扭矩过程，重新进行发动机起动。
2.根据权利要求1所述的一种混合动力全地形车发动机起动控制方法，其特征在于：将发动机转矩输出规则制成6张表：水温-最大扭矩表、水温-最小扭矩表、水温-怠速扭矩表、水温-减扭步长矩表、水温-起动转速表、水温-维持时长表，各表均通过台架测试筛选最优数据得到；增扭矩步长标定量、维持转速标定量均通过标定得到。
3.根据权利要求1所述的一种混合动力全地形车发动机起动控制方法，其特征在于：增扭矩步长标定量＝3N.m；维持转速标定量＝650rpm。
4.根据权利要求1所述的一种混合动力全地形车发动机起动控制方法，其特征在于：发动机异常处理情况方法包括：
起动过程中，车辆出现故障时，回到发动机起动控制状态；
发动机起动成功后，若发动机转速降至在300rpm以下或者发动机ECU上报的工作状态不为运行状态，判定发动机意外熄火，回到发动机起动控制状态；
整车控制器设置保护阈值，当SOC小于保护阈值时，禁止驱动电机工作，同时通过仪表告知驾驶员尽快起动发电机。
5.根据权利要求1所述的一种混合动力全地形车发动机起动控制方法，其特征在于：当车辆在待机模式且无故障时，整车控制器输出低电平信号至发动机熄火继电器，完成对发动机的低压供电。
6.根据权利要求1所述的一种混合动力全地形车发动机起动控制方法，其特征在于：当车辆在P档，纯电开关未按下，动力电池温度≥-25℃，无故障，钥匙开关处于起动档时，进入发动机起动模式，整车控制器通过CAN输出发电机使能信号，发出扭矩模式指令，进入发动机起动控制状态。
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