一种并联油电混合动力车型启动发动机的方法

技术领域

本发明属于油电并联混合动力车技术领域，尤其涉及一种并联油电混合动力车型启动发动机的方法。

背景技术

油电并联混合动力车型驱动电机与发动机可独立作为驱动源驱动发动机，且发动机与驱动电机之间通过控制离合器的结合与断开实现机械连接，当离合器闭合时，驱动电机与发动机同轴转动。传动柴油车采用起动机启动发动机，并联混合动力发动机与驱动电机同轴转动的原因，可以采用驱动电机带动发动机转动来启动发动机，当驱动电机控制启动时，通常采用扭矩控制方式，控制电机扭矩传递到发动机中间轴，带动发动机启动，但针对不同发动机机械结构以及当前环境温度，进气温度等不同，需求启动扭矩值也不同，扭矩过小无法启动发动机，扭矩过大启动时车辆抖动严重，通用性不强。

发明内容

本发明采用转速控制方式，控制电机特定转速值，中间轴也随之按照特定转速转动发动机，发动机即可成功启动。特定转速值设定按照发动机怠速偏差范围内都可，且采用合适转速控制启动发动机的方式既可以既可以不受外界因素引起的值不确定，又可以快速平稳的启动发动机，避免启动时车辆抖动的情况。

具体的，本发明采用如下技术方案实现：

本发明提供一种并联油电混合动力车型启动发动机的方法，包括：

钥匙T50启动，判断高压允许上电条件，控制动力电池BMS系统上电；

当高压上电系统完成且驱动电机处于准备就绪状态后，所述整车控制单元HCU通过转速控制模式控制所述驱动电机的转速在设定值，同时控制离合器结合；

当所述离合器结合后，所述驱动电机通过中间轴带动发动机与所述驱动电机同轴转动，判断所述发动机的转速达到设定值且稳定后，所述发动机启动完成。

作为本发明的进一步说明，所述钥匙T50启动，判断高压允许上电条件，控制高压系统BMS上电的过程具体包括：

所述整车控制单元HCU检测钥匙T50信号有效，判断当前车辆信息是否满足高压上电条件，若不满足，则通过控制常规起动机来启动发动机；

当所述整车控制单元HCU判断满足高压上电条件后，控制动力电池BMS系统高压上电使能，BMS控制高压接触器闭合，使当前高压回路处于接通状态。

作为本发明的进一步说明，所述当高压上电系统完成且驱动电机处于准备就绪状态后，所述整车控制单元HCU通过转速控制模式控制所述驱动电机的转速在设定值，同时控制离合器结合的过程具体包括：

当所述整车控制单元HCU判断当前高压回路处于接通状态后，控制驱动电机使能；

当所述驱动电机接收到所述整车控制单元HCU发送的电机使能信号时，判断电机系统无重大故障，则接受来自所述整车控制单元HCU的控制命令，同时电机控制器MCU将已经准备好接收控制命令的状态反馈给所述整车控制单元HCU；

当所述整车控制单元HCU监控到所述驱动电机已经准备好接收控制命令的状态时，采用转速控制值为设定值的转速控制模式对驱动电机进行控制；

所述电机控制器MCU接收到所述整车控制单元HCU发送控制驱动电机转速命令时，控制驱动电机执行机构执行设定转速值；

所述整车控制单元HCU监控到所述驱动电机转速达到设定值时，控制变速箱TCU将离合器缓慢闭合，使所述驱动电机的转轴带动发动机中间轴慢慢转动。

作为本发明的进一步说明，所述当所述离合器结合后，所述驱动电机通过中间轴带动发动机与所述驱动电机同轴转动，判断所述发动机的转速达到设定值且稳定后，所述发动机启动完成的过程具体包括：

当所述离合器完全闭合后，实现所述驱动电机与所述发动机同轴转动，同时发动机ECU将当前转速信号发送给所述整车控制单元HCU；

当所述整车控制单元HCU监控所述发动机的转速持续一段时间大于启动阈值时，所述发动机的转速维持到怠速控制的状态并且保持稳定，则所述整车控制单元HCU不再控制驱动电机的转速，同时断开离合器，发动机启动完成。

作为本发明的进一步说明，当所述驱动电机接收到所述整车控制单元HCU发送的电机使能信号时，判断电机系统无重大故障，则接受来自所述整车控制单元HCU的控制命令时，所述控制命令包含扭矩控制模式、扭矩控制值、转速控制模式、转速控制值，且转速控制命令与扭矩控制命令在同一时刻只选择一种控制模式。

作为本发明的进一步说明，当所述整车控制单元HCU监控到所述驱动电机已经准备好接收控制命令的状态时，通过发送满足J1939协议的扭矩转速控制报文TSC1对所述驱动电机进行控制，且采用转速控制值为设定值的转速控制模式。

作为本发明的进一步说明，在判断高压允许上电条件时，判断条件包含如下信息：变速箱处于空挡状态，高压电池BMS系统无三级故障，电机MCU系统无三级故障、绝缘系统无故障。

作为本发明的进一步说明，所述整车控制单元HCU为集成启动模块控制的整车控制单元HCU。

与现有技术相比，本发明具有以下有益的技术效果：

本发明通过控制电机转速来带动发动机启动可达到快速成功启动车辆的目的。本发明采用转速控制方式，控制电机特定转速值，中间轴也随之按照特定转速转动发动机，发动机即可成功启动。特定转速值可以设定为按照发动机怠速偏差范围内，且采用合适转速控制启动发动机的方式既可以既可以不受外界因素引起的值不确定，又可以快速平稳的启动发动机，避免启动时车辆抖动的情况。

附图说明

图1是本发明一实施例提供的并联油电混合动力车型发动机启动控制系统框图；

图2是本发明一实施例提供的并联油电混合动力车型启动发动机的方法的流程图；

图3是本发明一实施例提供的并联油电混合动力车型启动发动机的方法的逻辑判断框图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

下面将结合具体实施例对本发明的技术方案加以解释。

如图1所示，本发明提供的并联油电混合动力车型启动发动机的方法，所涉及到的并联油电混合动力车型包含集成启动模块控制的整车控制单元HCU、提供高压电源的动力电池系统BMS、可作为独立驱动源的驱动电机系统MCU、燃油发动机系统ECU、电控离合器单元CCU、变速箱控制系统TCU，驱动电机布置在变速箱输入轴端，发动机与驱动电机通过离合器进行连接，当离合器结合时，发动机与驱动电机同轴，当离合器断开时，发动机与驱动电机无连接。

并联油电混合动力结构，驱动电机布置在变速箱输入轴端，发动机与驱动电机通过离合器连接，发动机与驱动电机即可独立驱动车辆也可同时驱动车辆，启动发动机的方式可采用传统启动方式启动发动机，也可采用驱动电机启动发动机，采用驱动电机启动发动机可以用扭矩控制传递方式拖动中间轴，也可采用转速控制方式，控制电机转速带动中间轴按照一定转速转动拖动发动机启动。本发明采用驱动电机通过转速控制的方式启动发动机。

以下实施例提供的并联油电混合动力车型启动发动机的方法中的整车控制单元HCU均为集成启动模块控制的整车控制单元HCU。

如图2所示，本发明提供一种并联油电混合动力车型启动发动机的方法，包括：

钥匙T50启动，判断高压允许上电条件，控制动力电池BMS系统上电；

当高压上电系统完成且驱动电机处于准备就绪状态后，所述整车控制单元HCU通过转速控制模式控制所述驱动电机的转速在设定值，同时控制离合器结合；

当所述离合器结合后，所述驱动电机通过中间轴带动发动机与所述驱动电机同轴转动，判断所述发动机的转速达到设定值且稳定后，所述发动机启动完成。

在一种可实现的方式中，所述钥匙T50启动，判断高压允许上电条件，控制高压系统BMS上电的过程具体包括：

所述整车控制单元HCU检测钥匙T50信号有效，判断当前车辆信息是否满足高压上电条件，若不满足，则通过控制常规起动机来启动发动机；

当所述整车控制单元HCU判断满足高压上电条件后，控制动力电池BMS系统高压上电使能，BMS控制高压接触器闭合，使当前高压回路处于接通状态。

在一种可实现的方式中，所述当高压上电系统完成且驱动电机处于准备就绪状态后，所述整车控制单元HCU通过转速控制模式控制所述驱动电机的转速在设定值，同时控制离合器结合的过程具体包括：

当所述整车控制单元HCU判断当前高压回路处于接通状态后，控制驱动电机使能；

当所述驱动电机接收到所述整车控制单元HCU发送的电机使能信号时，判断电机系统无重大故障，则接受来自所述整车控制单元HCU的控制命令，同时电机控制器MCU将已经准备好接收控制命令的状态反馈给所述整车控制单元HCU；

当所述整车控制单元HCU监控到所述驱动电机已经准备好接收控制命令的状态时，采用转速控制值为设定值的转速控制模式对驱动电机进行控制；

所述电机控制器MCU接收到所述整车控制单元HCU发送控制驱动电机转速命令时，控制驱动电机执行机构执行设定转速值；

所述整车控制单元HCU监控到所述驱动电机转速达到设定值时，控制变速箱TCU将离合器缓慢闭合，使所述驱动电机的转轴带动发动机中间轴慢慢转动。

在一种可实现的方式中，所述当所述离合器结合后，所述驱动电机通过中间轴带动发动机与所述驱动电机同轴转动，判断所述发动机的转速达到设定值且稳定后，所述发动机启动完成的过程具体包括：

当所述离合器完全闭合后，实现所述驱动电机与所述发动机同轴转动，同时发动机ECU将当前转速信号发送给所述整车控制单元HCU；

当所述整车控制单元HCU监控所述发动机的转速持续一段时间大于启动阈值时，所述发动机的转速维持到怠速控制的状态并且保持稳定，则所述整车控制单元HCU不再控制驱动电机的转速，同时断开离合器，发动机启动完成。

以下为上述并联油电混合动力车型启动发动机的方法详细解释说明：

如图3所示，本发明提供的并联油电混合动力车型的发动机启动控制具体步骤如下：

步骤1：集成启动模块控制的整车控制单元HCU检测钥匙T50信号有效，即驾驶员操作钥匙进行启动的动作，集成启动模块控制的整车控制单元HCU进入高压上电控制逻辑，首先判断当前车辆信息是否满足高压上电条件，通常判断条件包含如下信息：变速箱处于空挡状态，高压电池BMS系统无三级故障，电机MCU系统无三级故障、绝缘系统无故障以及涉及到的其他高压系统无三级故障；但又不限于这些条件，只要涉及到整车安全以及高压系统安全均可列为高压上电条件，如针对插电式混动车需判断当前车辆是否处于外接充电桩的状态，高压接触器状态是否处于粘连，动力电池或电机、绝缘通讯是否在正常状态等，如以上所列举状态只要其中一个处于异常情况，也是不允许进入高压上电流程，则此时需通过控制常规起动机来启动发动机。

步骤2：当集成启动模块控制的整车控制单元HCU满足高压上电条件后，控制动力电池BMS系统高压上电使能，BMS控制高压接触器闭合，监控电机电压达到动力电池电压90％以上(90％以上电压值为经验值，不同高压系统可能会有差别，可根据实际车辆状态通过标定参数进行更改设定)或同时判断高压系统中其他条件认为高压回路已处于接通的状态。

步骤3：当集成启动模块控制的整车控制单元HCU判断当前高压回路处于接通状态后，整车控制单元HCU控制电机使能信号置1，当电机接收到整车控制单元HCU发送的电机使能信号置1时，判断电机系统本身无重大故障，可以接受来自于整车控制单元HCU的控制命令，控制命令包含扭矩控制模式、扭矩控制值、转速控制模式、转速控制值，转速控制命令与扭矩控制命令在同一时刻只会选择一种控制模式，同时电机控制器MCU将已经准备好接收控制命令的状态反馈给整车控制单元HCU。

步骤4：当集成启动模块控制的整车控制单元HCU监控电机已经准备好接收控制命令的状态时，通过发送满足J1939协议的扭矩转速控制报文TSC1对电机进行控制，控制模式为转速控制，转速控制值为设定值，此设定值的大小需满足电机可以通过发动机中间轴将发动机带动起来。转速设定值的设置需要考虑能够带动发动机启动的最小转速值、发动机启动后转速回落引起的车辆抖动较小且发动机启动油耗最低等因素，最终决定适合的转速值。

步骤5：电机控制器MCU接收到集成启动模块控制的整车控制单元HCU发送控制电机转速命令时，响应控制模式为转速控制，响应控制转速值为设定值，控制电机执行机构执行转速值，并通过转速传感器采集电机当前转速值，通过状态报文播报出来；在整车控制单元HCU持续控制时电机需能够将电机转速始终保持在设定值的能力，即使有外部负载增加的情况下。

步骤5：集成启动模块控制的整车控制单元HCU监控到电机转速达到设定值时，控制变速箱TCU将离合器闭合，离合器状态处于闭合状态表示电机转轴与发动机中间轴成为刚性连接，TCU接收到指令后控制离合器执行机构推动离合器闭合，在离合器慢慢闭合的过程中，此时电机转轴带动发动机中间轴也开始慢慢转动，当离合器完全闭合后，电机与发动机同轴转动，此时发动机转速也达到设定值，并且发动机ECU通过转速传感器采集当前转速，通过发动机状态报文播报出来。

步骤6：当集成启动模块控制的整车控制单元HCU监控发动机转速持续一段时间大于启动阈值时，发动机转速维持到怠速控制的状态并且保持稳定则认为发动机启动成功，则整车控制单元HCU不再控制电机转速，同时断开离合器，车辆启动发动机完成。

以上给出的实施例是实现本发明较优的例子，本发明不限于上述实施例。本领域的技术人员根据本发明技术方案的技术特征所做出的任何非本质的添加、替换，均属于本发明的保护范围。