CN104890667A - 一种混合动力汽车发动机快速起动方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种混合动力汽车发动机快速起动方法，给发动机施加驱动转矩T，使发动机的转速n逐渐增大，当发动机的转速n＝n3时，n3为一设定转速，T逐渐减小。当发动机的转速到达一定值时，控制给发动机的驱动转矩逐渐减小，有效地减轻了对扭转减震器的冲击；而且由于具有一定的起动时间，不但避免了发动机在起动时出现回火或者起动不成功的现象，而且有利于机油压力和发动机零部件润滑的建立，一定程度上增强了混合动力***的动力性和可靠性。

Description

一种混合动力汽车发动机快速起动方法

技术领域

本发明涉及一种混合动力汽车发动机快速起动方法，属于混合动力汽车技术领域。

背景技术

混合动力汽车定义为至少有一种储能器、能源或者能量转换器能够提供电能的车辆，由于混合动力汽车希望发动机在较高效率区工作，因此，在汽车运行过程中，发动机需要经常起动/停机。现有技术中，人们常使用以下方法进行发动机快速起动：起动过程中ISG电机始终以恒定的转矩快速将发动机拖至某一设定的转速后，ISG扭矩立刻撤为0Nm。此控制方法存在以下不足：(1)起动时间过短，易造成发动机回火或起动不成功；(2)因起动时间过短，发动机的零部件润滑没有马上建立，长期工作在此工况下易损坏。(3)因起动扭矩较大，起动过程中发动机和ISG之间的扭转减震器受到的冲击大，长期工作在此工况下扭转减震器易损坏。这些在一定程度上影响了混合动力***的可靠性。

另外，现有技术中还有其他的发动机起动方法，比如一篇申请号为201310087403.X，发明名称为“发动机启动方法”的中国专利申请，公开了一种发动机启动方法，该方法需要同时控制电动机提供的转矩和分离离合器给定的可传输转矩，这种方法中：首先电动机提供的转矩在减小或者增大时是以阶跃的形式变化的，这会对发动机或者离合器造成一定的冲击，长期以往会对其造成损坏；另外，该方法还需要实时控制离合器给定的可传输转矩，可传输转矩是通过调节分离离合器接合程度来实现转矩的可控，这就需要对离合器有较高程度的控制，控制较为繁琐。所以，该申请公开的发动机启动方法中的控制对象较多，控制较为繁琐。

发明内容

本发明的目的是提供一种混合动力汽车发动机快速起动方法，用以解决现有的发动机起动方法对扭转减震器的冲击较大的问题。

为实现上述目的，本发明的方案包括一种混合动力汽车发动机快速起动方法，为：给发动机施加驱动转矩T，使发动机的转速n逐渐增大，当发动机的转速n＝n3时，T逐渐减小，n3为一设定转速值。

当发动机的转速n＝n2时，给发动机点火，n2为小于n3的转速值。

当发动机的转速n＝n1时，给发动机供气，n1为小于n2的转速值。

所述T逐渐减小到零的过程是线性的。

当n＜n3时，T＝T1，T1是恒定值。

当发动机的转速由n3增大到n4时，如果驱动转矩T没有减小到零，那么，将驱动转矩置为0，所述n4为判定发动机起动成功的发动机转速。

当发动机还为其他机械负载提供动力时，当n＜n3时，给发动机施加的驱动转矩T＝T2，T2是恒定值。

T1＜T2。

所述当发动机还为其他机械负载提供动力时，当发动机的转速n＝n3时，T逐渐减小，当n增大至n5时，如果驱动转矩T没有减小到零，那么，将驱动转矩置为0，所述n5为所述当发动机还为其他机械负载提供动力时，判定发动机起动成功的发动机转速。

n4<n5。

给发动机驱动转矩，发动机的转速逐渐增大，当发动机的转速到达一定值时，该驱动转矩逐渐减小，给其他零件，比如发动机与ISG电机之间的扭转减震器带来的冲击较小，损坏程度相对减小。

而且，由于驱动转矩是逐渐撤销的，有一定的起动时间，不但避免了起动时间过短带来的发动机出现回火或者起动不成功的现象，而且有利于机油压力和发动机零部件润滑的建立，避免了发动机零部件的损坏，一定程度上增强了混合动力***的动力性和可靠性。

在发动机刚开始起动时，给发动机一个恒量的驱动转矩，保证了发动机较快的起动，转速提升较快速，有利于发动机的快速启动，避免以车辆模式转换时间过长影响车辆的动力性。

本发明提供的发动机起动方法只需要控制给发动机的驱动转矩即可，除此之外没有其他的控制对象，控制参数较为单一，因此控制相对简单，不繁琐，而且不容易出现控制误差。

附图说明

图1是实施例1中的混联式混合动力***的结构示意图；

图2是实施例2中的混联式混合动力***的结构示意图；

图3是实施例2的发动机起动方法的流程图；

图4是发动机起动过程中ISG电机的转速-转矩图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步详细的说明。

实施例1

本发明提供的混合动力汽车发动机快速起动方法，为：给发动机施加驱动转矩T，使发动机的转速n逐渐增大，当发动机的转速n＝n3时，T逐渐减小，n3为一设定转速。

为了详细表达上述技术方案，下面结合附图进行具体说明。

例如如图1所示的一种混联式混合动力***，包括控制器、发动机1、扭转减震器2、ISG电机3、电控离合器4、驱动电机5、ISG电机控制器6、驱动电机控制器7、储能装置8。控制器未在图中画出，该控制器可以使用车辆原有的整车控制器，也可以单独额外加装。控制器控制连接发动机1和ISG电机3，发动机1直接或者通过扭转减震器2与ISG电机3机械传动连接，ISG电机3通过电控离合器4与驱动电机5机械传动连接，驱动电机5连接驱动桥，ISG电机3和驱动电机5通过各自的控制器6、7与储能装置8电连接。

当车辆需要行走，发动机需要起动时，首先确定离合器4处于分离状态且发动机满足起动条件，此时控制器控制ISG电机给定发动机一个恒定的驱动转矩。

开始时，给定发动机一个恒定的驱动转矩T1后，发动机的转速逐渐增大，发动机的转速依次经过n1、n2、n3和n4四个设定点，其中n4为判定发动机起动成功的发动机转速。当发动机转速到达n1时，控制给发动机供气；当发动机转速到达n2时，控制给发动机点火；当发动机转速到达n3时，随转速的升高ISG电机提供的驱动转矩逐渐减小；当发动机转速到达n4时，判定发动机起机成功，此时不管驱动转矩有没有降到零，都需要将驱动转矩置为0，即撤掉驱动转矩，当转速大于n4后，驱动转矩一直维持为0Nm。

n1、n2、n3、n4的关系为:0<n1<n2<n3<n4。

驱动转矩可以是线性减小，也可以为非线性减小，例如：抛物线，作为优化的方式，驱动转矩线性减小。

上述方法并不局限于上述混联式混合动力***，也可以是并联式、串联式动力***。

上述当发动机的转速n<n3时，给定的驱动转矩T＝T1，T1是恒定的，作为其他的实施方式，当发动机的转速n<n3时，给定的驱动转矩T可以是一个变化的值。

上述实施例中，在转速到达n3之前，会在n1时给发动机供气，在n2是给发动机点火，本发明的重点在于：转速到达n3时，随着转速的增大逐渐减小给定的驱动转矩，基于上述发明点，作为其他的实施方式，可以不要前面的n1和n2的步骤，只需将重点放在n3处。

实施例2

本实施例中，发动机还额外带有机械负载，该机械负载以空调压缩机为例，比如如图2所示的一种混联式混合动力***，包括控制器、发动机11、扭转减震器12、ISG电机13、电控离合器14、驱动电机15、ISG电机控制器16、驱动电机控制器17、储能装置18、空调电磁离合器19和空调压缩机20。控制器未在图中画出，该控制器可以使用车辆原有的整车控制器，也可以单独额外加装。控制器控制连接发动机11和ISG电机13，发动机11直接或者通过扭转减震器12与ISG电机13机械传动连接，ISG电机13通过电控离合器14与驱动电机15机械传动连接，驱动电机15连接驱动桥，ISG电机13和驱动电机15通过各自的控制器16、17与储能装置18电连接，发动机直接或者通过皮带传动或者齿轮传动与空调电磁离合器19传动连接，然后空调电磁离合器19与空调压缩机20机械传动连接。

图3是发动机起动方法的流程图，其中，当发动机不带动空调压缩机工作时，即发动机与空调压缩机之间的离合器分离时，控制过程与上述实施例1中的一样，这里不做赘述。当发动机带动空调压缩机工作时，即发动机与空调压缩机之间的离合器结合时，起动控制过程如下：

当车辆需要行走，发动机需要起动时，首先确定离合器处于分离状态且发动机满足起动条件，此时ISG电机给定发动机一个恒定的驱动转矩。

开始时，给定发动机一个恒定的驱动转矩T2，发动机的转速逐渐增大，发动机的转速依次经过n1、n2、n3和n5四个设定点，其中n5为判定发动机起动成功的发动机转速。当发动机转速到达n1时，控制给发动机供气；当发动机转速到达n2时，控制给发动机点火；当发动机转速到达n3时，随转速的升高ISG电机提供的驱动转矩逐渐减小；当发动机转速到达n5时，判定发动机起机成功，此时不管驱动转矩有没有降到零，都需要将驱动转矩置为0，即撤掉驱动转矩，当转速大于n5后，驱动转矩一直维持为0Nm。

n1、n2、n3、n5的关系为:0<n1<n2<n3<n5。

驱动转矩可以是线性减小，也可以为非线性减小，例如：抛物线，作为优化的方式，驱动转矩线性减小。

上述方法并不局限于上述混联式混合动力***，也可以是并联式、串联式动力***。

上述当发动机的转速n<n3时，给定的驱动转矩T＝T2，T2是恒定的，作为其他的实施方式，当发动机的转速n<n3时，给定的驱动转矩T可以是一个变化的值。

发动机带动空调压缩机工作时，发动机的一部分动力被空调压缩机消耗，这不利于发动机的起动，所以，当发动机带动空调压缩机工作时，为其提供的驱动转矩要大于发动机不带动空调压缩机工作时为其提供的驱动转矩，即T1与T2的关系为T1﹤T2。

驱动转矩的逐渐减小有利于减小对发动机和ISG之间的扭转减震器的冲击；并且，驱动转矩并不是立即撤销，而是逐渐撤销的，有一定的起动时间，有利于发动机的机油压力的建立，和发动机零部件的润滑。

n1、n2、n3、n4和n5是根据具体情况设定的，其关系为:0<n1<n2<n3<n4<n5。如图4所示，横坐标为发动机转速，纵坐标为ISG提供的驱动转矩，曲线1表示空调不工作时，曲线2表示空调工作时。

空调压缩机工作和不工作两种状态下提供给发动机的驱动转矩不一样，而通过对具体参数的设定可使发动机起动时间基本相同。并且驱动转矩的逐渐减小有利于减轻对发动机和ISG之间的扭转减震器的冲击。且发动机每次起机时可顺利起动，起动过程中发动机的零部件润滑易建立起来，这些在一定程度上保证了混合动力***的动力性和可靠性。

上述实施例中，在转速到达n3之前，会在n1时给发动机供气，在n2是给发动机点火，本发明的重点在于：转速到达n3时，随着转速的增大逐渐减小给定的驱动转矩，基于上述发明点，作为其他的实施方式，可以不要前面的n1和n2的步骤，只需将重点放在n3处。

以上给出了具体的实施方式，但本发明不局限于所描述的实施方式。本发明的基本思路在于上述基本方案，在不脱离本发明的原理和精神的情况下对实施方式进行的变化、修改、替换和变型仍落入本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种混合动力汽车发动机快速起动方法，其特征在于，所述起动方法为：给发动机施加驱动转矩T，使发动机的转速n逐渐增大，当发动机的转速n＝n3时，T逐渐减小，n3为一设定转速值。

2.根据权利要求1所述的混合动力汽车发动机快速起动方法，其特征在于，当发动机的转速n＝n2时，给发动机点火，n2为小于n3的转速值。

3.根据权利要求2所述的混合动力汽车发动机快速起动方法，其特征在于，当发动机的转速n＝n1时，给发动机供气，n1为小于n2的转速值。

4.根据权利要求1所述的混合动力汽车发动机快速起动方法，其特征在于，所述T逐渐减小到零的过程是线性的。

5.根据权利要求1所述的混合动力汽车发动机快速起动方法，其特征在于，当n＜n3时，T＝T1，T1是恒定值。

6.根据权利要求5所述的混合动力汽车发动机快速起动方法，其特征在于，当发动机的转速由n3增大到n4时，如果驱动转矩T没有减小到零，那么，将驱动转矩置为0，所述n4为判定发动机起动成功的发动机转速。

7.根据权利要求6所述的混合动力汽车发动机快速起动方法，其特征在于，当发动机还为其他机械负载提供动力时，当n＜n3时，给发动机施加的驱动转矩T＝T2，T2是恒定值。

8.根据权利要求7所述的混合动力汽车发动机快速起动方法，其特征在于，T1＜T2。

9.根据权利要求7所述的混合动力汽车发动机快速起动方法，其特征在于，所述当发动机还为其他机械负载提供动力时，当发动机的转速n＝n3时，T逐渐减小，当n增大至n5时，如果驱动转矩T没有减小到零，那么，将驱动转矩置为0，所述n5为所述当发动机还为其他机械负载提供动力时，判定发动机起动成功的发动机转速。

10.根据权利要求9所述的混合动力汽车发动机快速起动方法，其特征在于，n4<n5。