CN106379312A - 混合动力汽车持续断油控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种混合动力汽车持续断油控制方法，EMS将收集到的断油信息、当前发动机实际输出转矩和发动机水温传递至HCU，HCU综合挡位、车辆驱动模式和车速判断初步持续断油需求是否成立，若初步持续断油需求成立，则HCU根据当前发动机实际输出转矩设置发动机断油需求转矩并将其发送给EMS执行，直至发动机实际输出转矩小于或等于E时，发动机断油需求转矩设置为0，此时EMS根据约定的断油控制策略控制发动机断油，HCU根据EMS反馈的信息判断发动机是否已经断油，若断油则触发HCU持续断油功能并将持续断油指令发送给EMS，EMS控制发动机处于持续断油状态，直到HCU判断初步持续断油需求不成立。本发明方法可降低车辆抖动几率，提高驾驶舒适性。

Description

混合动力汽车持续断油控制方法
技术领域
本发明涉及一种汽车持续断油控制方法，特别涉及一种混合动力汽车持续断油控制方法，适用于任何可以使用非发动机动力进行发动机转速调节的混合动力汽车。
背景技术
目前几乎所有传统的电喷汽车都带有减速断油/恢复供油功能，即在一定车速下，驾驶员松开加速踏板带挡滑行时，若发动机转速高于某设定值，EMS控制发动机切断燃油供应，此时发动机处于倒拖工况，车辆惯性的存在，使得发动机转速不至于因断油而快速下降，当发动机转速下降至另一较低的设定值时，EMS控制发动机恢复供油，避免发动机带挡熄火的现象出现，给驾驶员带来不必要的麻烦。
而随着科学发展和社会进步，环境和能源问题凸显，混合动力汽车逐渐成为新能源产业的焦点。混合动力汽车在减速工况发动机转速较低时有断油的需求，在这个过程中，发动机转速不再单单依赖车辆惯性维持(空挡除外)，混合动力***的电机可以进行发动机转速闭环控制使其保持在某设定值；而混合动力汽车在加速工况中也有保持断油状态的需求。具体而言，混合动力汽车在以下三个工况下会需要使用持续断油技术：1)驾驶员踩加速踏板驾驶车辆以较高车速行驶，车辆处于混合动力工况(发动机与电机共同提供能量驱动)，遇到需要减速的情况时，驾驶员松掉加速踏板或者松掉加速踏板后踩制动踏板，可能触发持续断油功能；2)混合动力车辆正处于持续断油状态，驾驶员轻踩加速踏板时，继续保持持续断油状态，直到发动机转速上升至***设置的目标值；3)混合动力工况，动力电池有过充风险时，需要通过发动机保持转速并持续断油消耗能量放电；纯电动工况，车辆长期处于制动能量回收状态，导致动力电池有过充风险时，需要把发动机转速拉升至某目标值并进入持续断油的倒拖状态放电。混合动力汽车的持续断油/恢复供油是在传统汽车断油/恢复供油基础上提出的，用于解决混合动力汽车的减速持续断油、保持断油状态加速以及SOC较高等触发的动力电池放电。它是指车辆处于断油状态时，HCU判断一些必要的条件，得出持续断油的需求后，发出指令给EMS，让发动机一直保持断油状态；当HCU计算出需要发动机提供动力，则退出持续断油状态，恢复供油，输出转矩。而现有传统汽车的断油技术，对于混合动力汽车而言，存在以下缺点：1)触发持续断油功能的发动机转速条件设定不合理，使得混合动力汽车难以进入持续断油；2)触发持续断油的条件里没有车速限制，在较低车速时，混合动力汽车不会有减速持续断油的需求；3)触发持续断油的条件里没有发动机实际输出转矩的限制，进入断油工况后发动机转矩突变导致整车的抖动；4)没有考虑断油功能频繁切换，导致平顺性较差；5)现有断油技术未考虑混合动力汽车的SOC状态、动力电池电压、档位情况、充电需求以及停机条件。如何对混合动力汽车进行断油控制，使得车辆不抖动，提高驾驶舒适性，就成为了当前的一个重要课题。
发明内容
本发明旨在提供一种可降低车辆抖动几率、解决松加速踏板时减速慢和***效率低问题的混合动力汽车持续断油控制方法。
本发明通过以下方案实现：
一种混合动力汽车持续断油控制方法，EMS即发动机管理***将收集到的断油信息、当前发动机实际输出转矩和发动机水温传递至HCU即混合动力控制单元，HCU综合挡位、车辆驱动模式和车速判断初步持续断油需求是否成立，若初步持续断油需求成立，则HCU根据当前发动机实际输出转矩设置发动机断油需求转矩并将其发送给EMS执行，直至发动机实际输出转矩小于或等于E时，发动机断油需求转矩设置为0，其中E为可直接将发动机断油需求转矩设置为0且车辆不抖动的发动机实际输出转矩下限值，此时EMS根据约定的断油控制策略控制发动机断油，HCU根据EMS反馈的信息判断发动机是否已经断油，若HCU判断为是，则触发HCU持续断油功能并将持续断油指令发送给EMS，EMS控制发动机处于持续断油状态，直到HCU判断初步持续断油需求不成立，此时EMS控制发动机退出持续断油状态，发动机恢复供油或者退出工作状态；若HCU判断为否，则停顿1～5秒后再重新判断发动机是否已经断油，若HCU仍判断为否则EMS控制发动机退出工作状态。
所述HCU根据当前发动机实际输出转矩设置发动机断油需求转矩步骤中，具体设置方式为：
i若HCU判断当前发动机实际输出转矩大于或等于C，则发动机断油需求转矩设置为D，之后HCU判断此时的发动机实际输出转矩是否小于或等于E，若判断为是则发动机断油需求转矩设置为0，否则发动机断油需求转矩仍设置为D直至发动机实际输出转矩小于或等于E；发动机断油需求转矩设置为D是为了将发动机实际输出转矩逐步降至E，避免车辆抖动；
ii若HCU判断当前发动机实际输出转矩小于C且大于E，则发动机断油需求转矩设置为0，之后HCU判断此时的发动机实际输出转矩，若此时的发动机实际输出转矩大于或等于C，则按方式i执行；若此时的发动机实际输出转矩小于或等于E,则按方式iii执行；若此时的发动机实际输出转矩小于C且大于E，则重复按方式ii执行；方式ii是为了避免发动机实际输出转矩小幅波动而带来发动机断油需求转矩反复跳变的问题；
iii若HCU判断当前发动机实际输出转矩小于或等于E，则发动机需求转矩设置为0；
其中，C为可直接将发动机断油需求转矩设置为0且车辆不抖动的发动机实际输出转矩上限值；E为可直接将发动机断油需求转矩设置为0且车辆不抖动的发动机实际输出转矩下限值；D为使发动机实际输出转矩逐步降低至E的发动机断油需求转矩过渡值，D在0～E之间取值且不含边界值。C、E的数值范围可根据不同型号的发动机、不同的车型进行多次试验获得，并根据具体的车辆抖动情况、噪音情况来确定一个合适的数值，D可根据具体的车辆抖动情况及发动机实际输出转矩降低速率要求来选择。一般情况下，所述C在19～25Nm之间取值，D在3～6Nm之间取值，E在10～15Nm之间取值，这样的取值范围使得车辆综合效果较好。
车辆在混合动力状况下满足以下任意一条，则所述初步持续断油需求成立：
(1)动力电池包的输出电压大于过充风险电压时；过充风险电压是指短时间内电池有过充风险的最低当前电压值，具体可根据电池的容量和充电功率进行设定，实际使用时，一般以动力电池包充电至90％～95％时对应的电压作为过充风险电压；
(2)动力电池包的荷电状态在过充风险荷电状态以上时；过充风险荷电状态是指短时间内电池有过充风险的最低当前荷电状态，具体可根据电池的容量和充电功率进行设定，实际使用时，一般以动力电池包荷电状态为80％～90％时作为过充风险荷电状态；
(3)动力电池包的输出电压在额定电压至过充风险电压之间或动力电池包的荷电状态低于过充风险荷电状态时，需同时满足以下条件：(a)发动机不在低温环境下运行；(b)动力电池包没有充电需求；(c)发动机允许停止；(d)车辆处于空挡或前进减速挡，或车辆处于前进加速挡且车辆在前一时刻处于持续断油状态；(e)车速高于设定值A，A在25～40km/h之间取值；(f)发动机转速高于设定值B，B在650～1200rpm之间取值。
所述低温环境为环境温度在0℃以下或者车辆启动后动力电池包温度长时间处于0℃以下。
所述约定的断油控制策略为：若催化器温度T＞1000℃，则发动机禁止断油；若催化器温度T≤1000℃，则EMS通过发动机水温修正发动机断油延时，此时若发动机转速≤S，则发动机禁止断油；若发动机转速＞S，则EMS控制发动机执行断油指令，其中S为EMS允许断油的发动机转速下限值。根据车辆试验数据可知，一般EMS允许断油的发动机转速下限值高于最低怠速转速400rpm即可，而实际使用过程中，S一般在700～1000rpm之间取值。
本发明的混合动力汽车持续断油控制方法，考虑了发动机的实际输出转矩，即在带挡减速或空挡滑行工况中，为了让发动机转矩较快下降，发动机实际输出转矩大于或等于C时将发动机断油需求转矩设置为一个过渡值D；发动机实际输出转矩小于或等于E时将发动机断油需求转矩设置为0，避免初步持续断油需求成立时发动机实际输出转矩较大而立即切断燃油供应带来车辆抖动的问题；本发明方法还考虑了影响断油效果的转速、车速因素以及混合动力汽车的动力电池包的荷电状态SOC、充电需求、停机条件和运行环境的温度等等，使得在混合动力汽车持续断油过程中，可降低车辆抖动几率，提高驾驶舒适性，同时还可提高驾驶员在松加速踏板时降低车速的效率，可降低电机在高速加载大转矩制动时产生的噪音。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明作进一步说明，但本发明并不局限于实施例之表述。
实施例1
一种混合动力汽车持续断油控制方法，EMS将收集到的断油信息、当前发动机实际输出转矩和发动机水温传递至HCU，HCU综合挡位、车辆驱动模式和车速判断初步持续断油需求是否成立，若初步持续断油需求成立，则HCU根据当前发动机实际输出转矩设置发动机断油需求转矩并将其发送给EMS执行，直至发动机实际输出转矩小于或等于10Nm时，发动机断油需求转矩设置为0，此时EMS根据约定的断油控制策略控制发动机断油，HCU根据EMS反馈的信息判断发动机是否已经断油，若HCU判断为是，则触发HCU持续断油功能并将持续断油指令发送给EMS，EMS控制发动机处于持续断油状态，直到HCU判断初步持续断油需求不成立，此时EMS控制发动机退出持续断油状态，发动机恢复供油或者退出工作状态；若HCU判断为否，则停顿1～5秒后再重新判断发动机是否已经断油，若HCU仍判断为否则EMS控制发动机退出工作状态。
HCU根据当前发动机实际输出转矩设置发动机断油需求转矩步骤中，具体设置方式为：
i若HCU判断当前发动机实际输出转矩大于或等于19Nm，则发动机断油需求转矩设置为5Nm，之后HCU判断此时的发动机实际输出转矩是否小于或等于10Nm，若判断为是则发动机断油需求转矩设置为0，否则发动机断油需求转矩仍设置为5Nm直至发动机实际输出转矩小于或等于10Nm；
ii若HCU判断当前发动机实际输出转矩小于19Nm且大于10Nm，则发动机断油需求转矩设置为0，之后HCU判断此时的发动机实际输出转矩，若此时的发动机实际输出转矩大于或等于19Nm，则按方式i执行；若此时的发动机实际输出转矩小于或等于10Nm,则按方式iii执行；若此时的发动机实际输出转矩小于19Nm且大于10Nm，则重复按方式ii执行；
iii若HCU判断当前发动机实际输出转矩小于或等于10Nm，则发动机需求转矩设置为0。
车辆在混合动力状况下满足以下任意一条，则初步持续断油需求成立：
(1)动力电池包的输出电压在350V以上；
(2)动力电池包的荷电状态在80％以上；
(3)动力电池包的电压在288～350V之间或动力电池包的荷电状态低于80％时，需同时满足以下条件：(a)发动机不在低温环境下运行，低温环境为环境温度在0℃以下或者车辆启动后动力电池包温度长时间处于0℃以下；(b)动力电池包没有充电需求；(c)发动机允许停止；(d)车辆处于空挡或前进减速挡，或车辆处于前进加速挡且车辆在前一时刻处于持续断油状态；(e)车速高于25km/h；(f)发动机转速高于1200rpm。
约定的断油控制策略为：若催化器温度T＞1000℃，则发动机禁止断油；若催化器温度T≤1000℃，则EMS通过发动机水温修正发动机断油延时，此时若发动机转速≤960rpm，则发动机禁止断油；若发动机转速＞960rpm，则EMS控制发动机执行断油指令。
实施例2
一种混合动力汽车持续断油控制方法，其具体控制方法与实施例1中的混合动力汽车持续断油控制方法相类似，其不同之处在于：C取值为25Nm，E取值为13Nm，D取值为4Nm，A取值为35km/h，B取值为800rpm，S取值为750rpm。

Claims (7)

1.一种混合动力汽车持续断油控制方法，其特征在于：EMS将收集到的断油信息、当前发动机实际输出转矩和发动机水温传递至HCU，HCU综合挡位、车辆驱动模式和车速判断初步持续断油需求是否成立，若初步持续断油需求成立，则HCU根据当前发动机实际输出转矩设置发动机断油需求转矩并将其发送给EMS执行，直至发动机实际输出转矩小于或等于E时，发动机断油需求转矩设置为0，其中E为可直接将发动机断油需求转矩设置为0且车辆不抖动的发动机实际输出转矩下限值，此时EMS根据约定的断油控制策略控制发动机断油，HCU根据EMS反馈的信息判断发动机是否已经断油，若HCU判断为是，则触发HCU持续断油功能并将持续断油指令发送给EMS，EMS控制发动机处于持续断油状态，直到HCU判断初步持续断油需求不成立，此时EMS控制发动机退出持续断油状态，发动机恢复供油或者退出工作状态；若HCU判断为否，则停顿1～5秒后再重新判断发动机是否已经断油，若HCU仍判断为否则EMS控制发动机退出工作状态。
2.如权利要求1所述的混合动力汽车持续断油控制方法，其特征在于：所述HCU根据当前发动机实际输出转矩设置发动机断油需求转矩步骤中，具体设置方式为：
i若HCU判断当前发动机实际输出转矩大于或等于C，则发动机断油需求转矩设置为D，之后HCU判断此时的发动机实际输出转矩是否小于或等于E，若判断为是则发动机断油需求转矩设置为0，否则发动机断油需求转矩仍设置为D直至发动机实际输出转矩小于或等于E；
ii若HCU判断当前发动机实际输出转矩小于C且大于E，则发动机断油需求转矩设置为0，之后HCU判断此时的发动机实际输出转矩，若此时的发动机实际输出转矩大于或等于C，则按方式i执行；若此时的发动机实际输出转矩小于或等于E,则按方式iii执行；若此时的发动机实际输出转矩小于C且大于E，则重复按方式ii执行；
iii若HCU判断当前发动机实际输出转矩小于或等于E，则发动机需求转矩设置为0；
其中，C为可直接将发动机断油需求转矩设置为0且车辆不抖动的发动机实际输出转矩上限值；E为可直接将发动机断油需求转矩设置为0且车辆不抖动的发动机实际输出转矩下限值；D为使发动机实际输出转矩逐步降低至E的发动机断油需求转矩过渡值，D在0～E之间取值且不含边界值。
3.如权利要求2所述的混合动力汽车持续断油控制方法，其特征在于：所述C在19～25Nm之间取值，D在3～6Nm之间取值，E在10～15Nm之间取值。
4.如权利要求1所述的混合动力汽车持续断油控制方法，其特征在于：车辆在混合动力状况下满足以下任意一条，则所述初步持续断油需求成立：
(1)动力电池包的输出电压大于过充风险电压时；
(2)动力电池包的荷电状态在过充风险荷电状态以上时；
(3)动力电池包的输出电压在额定电压至过充风险电压之间或动力电池包的荷电状态低于过充风险荷电状态时，需同时满足以下条件：(a)发动机不在低温环境下运行；(b)动力电池包没有充电需求；(c)发动机允许停止；(d)车辆处于空挡或前进减速挡，或车辆处于前进加速挡且车辆在前一时刻处于持续断油状态；(e)车速高于设定值A，A在25～40km/h之间取值；(f)发动机转速高于设定值B，B在650～1200rpm之间取值。
5.如权利要求4所述的混合动力汽车持续断油控制方法，其特征在于：所述低温环境为环境温度在0℃以下或者车辆启动后动力电池包温度长时间处于0℃以下。
6.如权利要求1～5任一所述的混合动力汽车持续断油控制方法，其特征在于：所述约定的断油控制策略为：若催化器温度T＞1000℃，则发动机禁止断油；若催化器温度T≤1000℃，则EMS通过发动机水温修正发动机断油延时，此时若发动机转速≤S，则发动机禁止断油；若发动机转速＞S，则EMS控制发动机执行断油指令，其中S为EMS允许断油的发动机转速下限值。
7.如权利要求6所述的混合动力汽车持续断油控制方法，其特征在于：所述S在700～1000rpm之间取值。
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