[發明專利]混合動力汽車驅動系統及其發動機啟動控制方法

有效

• 申請號: 201510460567.1
• 申請日: 2015-07-31
• 公開（公告）號: CN105059104B
• 公開（公告）日: 2017-06-16
• 發明（設計）人: 劉小飛
• 申請（專利權）人: 奇瑞汽車股份有限公司
• 主分類號: B60K6/48
• 分類號: B60K6/48;B60K6/485;B60W10/06;B60W10/08;B60W10/02;B60W30/18;B60W20/10
• 代理公司: 蕪湖安匯知識產權代理有限公司34107
• 代理人: 朱順利

1.一種混合動力汽車驅動系統的發動機啟動控制方法，所述的混合動力汽車驅動系統包括發動機(1)、驅動電機、無級變速器(6)，所述驅動電機包括驅動電機定子(4)和驅動電機轉子(5)；所述的驅動電機設置在所述的發動機(1)的輸出軸與無級變速器(6)的輸入軸之間，所述的驅動電機轉子(5)通過行星輪耦合機構與發動機(1)的輸出軸連接；所述的驅動電機轉子(5)與無級變速器(6)的輸入軸固定連接；

所述的行星輪耦合機構與發動機(1)的輸出軸之間，設有耦合機構制動器(10)；所述的驅動電機轉子(5)與行星輪耦合機構之間，設有耦合機構離合器(3)；

其特征在于所述的發動機啟動控制方法是：

在車輛靜止情況下，整車控制器通過控制驅動電機轉速和行星輪耦合機構離合器扭矩容量，實現發動機快速、平穩啟動；

發動機啟動過程中，電動油泵(7)一直未工作；充分利用無級變速器(6)變速箱機械油泵工作所產生的壓力，滿足行星輪耦合機構離合器(3)的扭矩容量控制需求，提高整車的經濟性；

車輛純電動行駛過程中，以發動機啟動時間作為目標，控制驅動電機扭矩、耦合機構離合器(3)與耦合機構制動器(10)的扭矩容量及發動機(1)點火時刻，實現發動機快速啟動并平穩介入整車驅動；

在發動機(1)啟動過程中，驅動電機一方面給整車提供驅動扭矩，滿足乘員對整車動力需求，同時，充分利用驅動電機的慣量力矩，為發動機(1)啟動提供一部分力矩；最后，通過驅動電機補償發動機(1)啟動過程中所需的目標扭矩，從而實現發動機(1)快速、平穩啟動，同時，整車驅動力未出現中斷，保障了整車良好的駕駛性和動力性。

2.按照權利要求1所述的混合動力汽車驅動系統的發動機啟動控制方法，其特征在于：

為實現發動機(1)在車輛靜止和行駛中快速、平穩啟動，整車控制器還將控制耦合機構離合器(3)與耦合機構制動器(10)扭矩容量；

整車控制器根據動力電池電量及駕駛人員扭矩請求，自動控制發動機(1)啟停，實現整車不同的工作模式；

在車輛靜止狀態下，如果高壓儲能裝置(9)電量很低，整車控制器將控制發動機(1)啟動，進入怠速發電狀態，給高壓儲能裝置(9)充電，以維持電量平衡；

如果在車輛行駛過程中，駕駛人員需求扭矩大于一定閥值，整車控制器將快速控制發動機(1)啟動，實現發動機(1)與驅動電機并聯驅動，滿足駕駛人員對整車動力需求。

3.按照權利要求1所述的混合動力汽車驅動系統的發動機啟動控制方法，其特征在于：

在車輛靜止狀態下，發動機(1)啟動過程控制邏輯：

開始；

步驟301：當車輛鑰匙上電后，整車高壓系統啟動，整車進入可駕駛的READY狀態，即純電動模式；

步驟302：如果當前高壓儲能裝置(9)電量很低，整車控制器(HCU)將激活發動機(1)啟動請求，進入步驟303，否則返回步驟302；

步驟303：如果當前駕駛人員換擋桿位于P檔或者N檔，則進入步驟305，否則進入步驟304；

步驟304：強制請求CVT控制器控制無級變速器(6)位于空檔，然后進入步驟305；

步驟305：控制驅動電機輸出扭矩，使得驅動電機達到預設的目標轉速；

步驟306：控制耦合機構制動器(10)扭矩容量為零，即打開耦合機構制動器(10)；

步驟307：控制耦合機構離合器(3)扭矩容量按照預設的梯度增加到最大值；

步驟308：控制發動機管理系統，允許發動機(1)啟動；

步驟309：檢測發動機(1)與驅動電機轉速已同步；

步驟310：判斷發動機是否啟動成功，如果啟動成功，則進入步驟311，否則返回步驟309，保持驅動電機拖動發動機(1)的狀態；

步驟311：發動機(1)啟動成功，耦合機構離合器(3)鎖止，發動機(1)進入怠速狀態。

4.按照權利要求1所述的混合動力汽車驅動系統的發動機啟動控制方法，其特征在于：

在車輛行駛中，發動機(1)啟動過程控制邏輯：

開始；

步驟401：該狀態下，高壓系統正常上電，車輛處于純電動模式的行駛狀態；

步驟402：當駕駛人員有較大扭矩需求或其它因素需要啟動發動機時，則進入步驟403；否則返回步驟401；

步驟403：控制耦合機構制動器(10)扭矩容量為零；

步驟404：根據驅動電機扭矩和慣量扭矩，發動機阻力矩和發動機啟動目標所需的慣量扭矩，計算耦合機構離合器(3)需要傳遞的扭矩容量，公式如下：

Tcl＝Tm+[(Tej-Tmj/k)+Tdrag]·(1+k)

其中：

Tcl：耦合機構離合器(3)需求扭矩容量；

Tm：駕駛人員對驅動電機的需求扭矩；

Tej：發動機啟動目標慣量扭矩；

Tmj：驅動電機當前的慣量扭矩；

Tdrag：發動機(1)阻力矩；

k：行星輪耦合機構的速比，k＝(Zr+Zs)/Zs；

Zr：行星輪系的齒圈齒數；

Zs：行星輪系的太陽輪齒數；

如果耦合機構離合器(3)最大扭矩容量小于預設值，則控制耦合機構離合器(3)扭矩容量按照預設的梯度增加，直到達到該階段預設的最大值；

步驟405：計算駕駛人員對驅動電機所需的扭矩，公式如下：

Tm＝TactCl+(Tdr－TactCl)·(1+k)/k

其中：

Tm、k同前；

TactCl：發動機啟動過程中，耦合機構離合器實際傳遞的扭矩；

Tdr：駕駛人員需求扭矩。

步驟406：判斷發動機(1)與驅動電機的轉速差，如果小于預設值，則進入步驟407，否則返回步驟405；

步驟407：控制發動機管理系統(EMS)啟動發動機(1)；

步驟408：判斷發動機(1)在規定時間內是否啟動成功，如果發動機(1)啟動成功，則進入步驟409，否則進入步驟411中；

步驟409：控制耦合機構離合器(3)處于滑摩狀態；

步驟410：判斷發動機(1)與驅動電機轉速是否同步；如果不同步，則返回步驟409；如果同步，則進入步驟411；

步驟411：控制耦合機構離合器(3)扭矩容量按照預設梯度增加到最大值；

步驟412：發動機(1)啟動成功，耦合機構離合器(3)鎖止，發動機(1)和驅動電機共同參與整車驅動，即整車進入并聯驅動模式。