CN109515428A - 一种混合动力车辆的启停控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种混合动力车辆的启停控制方法，S1，起停开关是否打开；是，执行S2；S2，混动***是否满足停机条件；是，执行S3；否，执行S12；S3，发动机状态是否满足停机条件；是，执行S4；否，执行S12；S4，车辆状态是否满足停机条件；是，执行S5；否，执行S12；S5，驾驶员操作意图是否满足停机条件；是，执行S6；否，执行S12；S6，执行自动停机操作；S7，控制发动机处于停机状态；S8，混动***是否满足启动条件；是，执行S11；否，执行S9；S9，车辆状态是否满足启动条件；是，执行S11；否，执行S10；S10，驾驶员操作意图是否满足启动条件；是，执行S11；否，执行S7；S11，执行自动启动操作；S12，发动机运行。本发明节油性好。

Description

一种混合动力车辆的启停控制方法

技术领域

本发明涉及新能源汽车技术领域，特别是一种混合动力车辆的启停控制方法。

背景技术

随着汽车行业的蓬勃发展，人们对汽车的安全性、动力性、尤其是经济性提出更加严格的要求。所以，节油已经成为世界汽车的发展趋势，而节油措施中最重要的一项技术就是发动机的增压小型化+混合动力技术。权威机构研究表明到2020年全球汽车动力***中传统内燃机占48％，起停技术占32％，轻中度混合***占8％，深度混合***占9％，纯电动和插电动占3％；另外，随着时间的推移，轻中度混合***+起停的比例将会越来越大。

轻中度混合***+起停技术又分为12V BSG***、12V+BSG***、48V BSG***和300V BSG***。12VBSG***为传统起停技术，节油效果仅3％左右；12V+BSG***节油效果明显，但需要高级铅酸电池或超级电容，但这两项技术目前并不成熟；300VBSG***成本太高，适合于高档车；而48V BSG***，在传统发动机动力的基础上进行匹配搭载后，实现发动机增压小型化+48VBSG的动力***组合，其成本合理、节油效果明显、技术成熟度高，因此在中国市场的发展前景被一致看好。

现有的起停技术为12V+增强型起动机式的起停***，由于该***受制于电池及电机的功率，发动机在停机后的起步过程中，发动机起动存在延迟，且出现自动起动失败问题的概率较大，车辆起步过程中，驾驶员在停机后的起步操作中可以感受到明显的起步动力延迟，主观驾乘感受较差。

自动起停功能是48V***的一个标配功能，该功能的主要目的旨在降低整车油耗，改善起动过程中的舒适性，考虑到48V电池、发动机、驾驶员、行车安全等因素，起停功能有着很多进入和退出条件，以及不同的扭矩启动控制方法。

如何对48V***的混动车辆的发动机进行自动启停控制，是本领域亟待解决的重要问题之一。

发明内容

本发明的一个目的是提供一种混合动力车辆的启停控制方法，以解决现有技术中的不足，它能够提高混合动力汽车节油能力。

本发明提供了一种混合动力车辆的启停控制方法，其中，包括如下步骤：

S1，判断起停开关是否打开；如果是，进入步骤S2；

S2，判断混动***状态是否满足停机条件；如果是，进入步骤S3；如果否，进入步骤S12；

S3，判断发动机运行状态是否满足停机条件；如果是，进入步骤S4；如果否，进入步骤S12；

S4，判断车辆运行状态是否满足停机条件；如果是，进入步骤S5；如果否，进入步骤S12；

S5，判断驾驶员操作意图是否满足停机条件；如果是，进入步骤S6；如果否，进入步骤S12；

S6，执行自动停机操作；

S7，控制发动机处于停机状态；

S8，判断混动***是否满足启动条件；如果是，进入步骤S11；如果否，进入步骤S9；

S9，判断车辆运行状态是否满足启动条件；如果是，进入步骤S11；如果否，进入步骤S10；

S10，判断驾驶员操作意图是否满足启动条件；如果是，进入步骤S11；如果否，进入步骤S7；

S11，执行自动启动操作；

S12，发动机运行。

如上所述的混合动力车辆的启停控制方法，其中，可选地，步骤S2包括以下具体步骤：

S21，判断电池SOC是否大于第一预设值；如果是，进入步骤S22；如果否，进入步骤S12；

S22，判断电池最大放电功率是否大于第二预设值；如果是，进入步骤S23，如果否，进入步骤S12；

S23，判断BSG最大扭矩是否大于第三预设值；如果是，进入步骤S24，如果否，进入步骤S12；

S24，判断DCDC输出电池是否小于第四预设值；如果是，进入步骤S3，如果否，进入步骤S12。

如上所述的混合动力车辆的启停控制方法，其中，可选地，步骤S3包括如下步骤：

S31，判断发动机水温是否大于第五预设值；如果是，进入步骤S32；如果否，进入步骤S12；

S32，判断发动机三元催化器是否处于加热状态；如果是，进入步骤S12；如果否，进入步骤S4。

如上所述的混合动力车辆的启停控制方法，其中，可选地，步骤S4中还包括如下具体步骤：

S41，判断车门是否开启；如果否，进入步骤S42；如果是，进入步骤S12；

S42，判断前舱盖是否开启；如果否，进入步骤S43，如果是，进入步骤S12；

S43，判断真空助力器的真空度是否大于第六预设值；如果是，进入步骤S44；如果否，进入步骤S12；

S44，判断车速是否小于第七预设值；如果是，进入步骤S5；如果否，进入步骤S12。

如上所述的混合动力车辆的启停控制方法，其中，可选地，步骤S4中还包括以下具体步骤：

S45，判断车内空调是否开启；如果否，进入步骤S46；如果是，进入步骤S12；

S46，判断环境温度是否大于第八预设值；如果是，进入步骤S5；如果是，进入步骤S12。

如上所述的混合动力车辆的启停控制方法，其中，可选地，在步骤S5中，当符合下列条件之一时，驾驶员操作意图满足停机条件：

A、档位状态处于空档且离合器松开；

B、同时踩下制动踏板和离合器踏板。

如上所述的混合动力车辆的启停控制方法，其中，可选地，步骤S8中包括如下步骤：

S81，判断电池SOC是否大于第九预设值，如果否，进入步骤S11；如果是，进入步骤S82；

S82，判断电池最大放电功率是否大于第十预设值；如果是，进入步骤S11；如果否，进入步骤S9。

如上所述的混合动力车辆的启停控制方法，其中，可选地，步骤S9还包括以下具体步骤：

S91，判断空调是否开启；如果是，进入步骤S11；如果否，进入步骤S92；

S92，判断真空助力器的真空度是否大于第十一预设值；如果否，进入步骤S11；如果是，进入步骤S7。

如上所述的混合动力车辆的启停控制方法，其中，可选地，步骤S9中还包括以下步骤：

S93，判断当前环境温度是否大于第十二预设值；如果是，进入步骤S7；如果否，进入步骤S11。

如上所述的混合动力车辆的启停控制方法，其中，可选地，步骤S10中，当符合下列条件之一时，驾驶员操作意图满足启动条件：

A、车辆在档状态下离合器踏板变为全踩状态；

B、车辆在档状态下离合器踏板由全踩状态切换为非全踩状态；

C、车辆在空档状态下离合从松开到踩下；

D、油门被踩下。

与现有技术相比，本发明在自动启动或自动停机之前分别对混动***状态是否满足条件、车辆运行状态是否满足条件以及驾驶员操作意图是否满足条件进行判断，能够大大提高混合动力车辆的节油性能和驾驶感受。

通过以下参照附图对本发明的示例性实施例的详细描述，本发明的其它特征及其优点将会变得清楚。

附图说明

被结合在说明书中并构成说明书的一部分的附图示出了本发明的实施例，并且连同其说明一起用于解释本发明的原理。

图1是本公开提出的混合动力车辆的启停控制方法的流程图；

图2是步骤S2的具体步骤流程图；

图3是步骤S3的具体步骤流程图；

图4是步骤S4的具体步骤流程图；

图5是步骤S8的具体步骤流程图；

图6是步骤S9的具体步骤流程图。

具体实施方式

现在将参照附图来详细描述本发明的各种示例性实施例。应注意到：除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。

以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。

对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为说明书的一部分。

在这里示出和讨论的所有例子中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它例子可以具有不同的值。

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讨论。

本发明的实施例：如图1到图6所示，本公开提出了一种混合动力车辆的启停控制方法，其中，包括如下步骤：

S1，判断起停开关是否打开；如果是，进入步骤S2；起停开关条件判定，只有当起停开关开启后，混动***才会触发起停控制逻辑，起停开关由驾驶员进行控制。如果否，判断发动机当前状态；若发动机当前状态为工作状态，则进入步骤S12，若发动机当前状态为停机状态，则进入步骤S7。

S2，判断混动***状态是否满足停机条件；如果是，进入步骤S3；如果否，进入步骤S12。具体地，对混动***状态的判断指标包括电池电量、电池SOC、电池最大放电功率、BSG最大可用扭矩和DCDC输出电流等。如对于48V BSG***，通过电池电量传感器及电池管理***(BMS)反馈48V电池的SOC、48V电池最大放电功率、BSG最大可用扭矩、DCDC输出电流信息等。当上述指标均满足停机条件时，才能够执行停机操作。

具体地，步骤S2包括以下具体步骤：

S21，判断电池SOC是否大于第一预设值；如果是，进入步骤S22；如果否，进入步骤S12。即当电池SOC低于第一预设值时需禁止停机功能，因为停机后的自动起动过程会消耗一定电量，在电池SOC较低时会影响起动可靠性。只有当电池SOC大于第一预设值时，发动机才有可能被允许停机。

S22，判断电池最大放电功率是否大于第二预设值；如果是，进入步骤S23，如果否，进入步骤S12。当48V高压电池最大放电功率小于第二预设值时禁止停机功能，因为最大放电功率会影响BSG及48V放电电流，在功率较低时会影响起动可靠性。即，只有在电池最大放电功率大于第二预设值时，才有可能被停机。

S23，判断BSG最大扭矩是否大于第三预设值；如果是，进入步骤S24，如果否，进入步骤S12。当BSG最大扭矩小于第三预设值时禁止停机功能，因为下次起动使用BSG进行拖动，BSG最大扭矩太小会影响起动可靠性。即，只有在BSG最大扭矩大于第三预设值时，发动机才可能被允许停机。

S24，判断DCDC输出电池是否小于第四预设值；如果是，进入步骤S3，如果否，进入步骤S12。当DCDC输出电流大于第四预设值时，禁止停机功能，因为DCDC输出电流用于电气负载供电，当负载电流过大时有可能会使用部分BSG发电电流，若此时停机有可能会导致部分电气负载不能正常工作，或12V电池馈电。

在步骤S2中，只有同时满足电池SOC大于第一预设值、电池最大放电功率大于第二预设值、BSG最大扭矩大于第三预设值、DCDC输出电池小于第四预设值这四个条件的情况下，混动***状态满足停机条件。

S3，判断发动机运行状态是否满足停机条件；如果是，进入步骤S4；如果否，进入步骤S12。只有当发动机运行状态满足自动停机的条件，才执行发动机自动停机。

在步骤S3中，具体包括如下步骤：

S31，判断发动机水温是否大于第五预设值；如果是，进入步骤S32；如果否，进入步骤S12。当发动机水温小于第五预设值时禁止停机功能，因为发动机水温会影响发动机起动性能及发动机的摩擦阻力，温度越低发动机起动燃烧越差，发动机摩擦阻力越大，该第五预设值太低会导致起动可靠性变差。因此，只有发动机水温大于第五预设值时，发动机才可能被允许自动停机。

S32，判断发动机三元催化器是否处于加热状态；如果是，进入步骤S12；如果否，进入步骤S4。当发动机三元催化器在未完成加热前，由于此时催化器的转化效率较差，整车排放恶化，控制***需要维持发动机运转，用于对催化器进行加热。具体地，HCU通过整车CAN网络，从发动机控制单元ECU处获得该催化器加热信息。即，只有在发动机三元催化器不处于加热状态，发动机才有可能被允许自动停机。

在步骤S3中，只有同时满足“发动机水温大于第五预设值”和“发动机三元催化器不处于加热状态”这两个条件时，发动机运行状态满足停机条件。

S4，判断车辆运行状态是否满足停机条件；如果是，进入步骤S5；如果否，进入步骤S12。

步骤S4中还包括如下具体步骤：

S41，判断车门是否开启；如果否，进入步骤S42；如果是，进入步骤S12。车门开关状态，为了确保行车安全，当车门开启时，禁止发动机自动停机。

S42，判断前舱盖是否开启；如果否，进入步骤S43，如果是，进入步骤S12；前舱盖开关状态，为了方便车辆维修检查，在前舱盖开启状态下，禁止自动停机。

S43，判断真空助力器的真空度是否大于第六预设值；如果是，进入步骤S44；如果否，进入步骤S12。控制***通过压力传感器监测真空助力器中的真空度，当真空度低时，整车制动性能变差，此时需要发动机运转以提高制动真空度，因此通过对制动真空度阈值的标定，确保真空度维持在不影响正常制动性能的范围。

S44，判断车速是否小于第七预设值；如果是，进入步骤S5；如果否，进入步骤S12。当车速小于第七预设值时才可进入停机模式。该第七预设值可兼顾油耗结果进行设定，第七预设值太低会延迟停机导致油耗增加，太高会导致行驶过程中自动起动时驾驶性变差。同时，为了避免城市拥堵路况下，车辆频繁起停，对上一次停机后车辆再次停机的车速条件进行限制，即自上一次停机后，车辆起动后最高行驶车速必须大于第七预设值，才可以允许再次停机，该第七预设值的设定需要根据主观驾驶感受及整车油耗进行。

步骤S4中还包括以下具体步骤：

S45，判断车内空调是否开启；如果否，进入步骤S46；如果是，进入步骤S12；当步骤S4中包括步骤S45是，在步骤S44中，若车速小于第七预设值，侧进入步骤S45。空调开启状态，由于车辆空调压缩机动力源为发动机，所以在空调开启时，为了给空调提供动力源，禁止自动停机。

S46，判断环境温度是否大于第八预设值；如果是，进入步骤S5；如果是，进入步骤S12。当环境温度小于第八预设值时禁止停机功能，因为低温环境温度会影响发动机起动性能及48V/12V电池放电性能，因此该值不能标定太低，但第八预设值太高会影响整车油耗，因此需要结合起动性能及整车油耗进行设定。

S5，判断驾驶员操作意图是否满足停机条件；如果是，进入步骤S6；如果否，进入步骤S12。

在步骤S5中，当符合下列条件之一时，驾驶员操作意图满足停机条件：

A、档位状态处于空档且离合器松开；

B、同时踩下制动踏板和离合器踏板。

其中，油门状态由油门位置传感器信号反馈，档位状态由空档开关进行信号反馈，制动踏板状态由制动开关信号反馈，离合器踏板状态由离合器位置传感器信号反馈。

S6，执行自动停机操作；

S7，控制发动机处于停机状态；

S8，判断混动***是否满足启动条件；如果是，进入步骤S11；如果否，进入步骤S9。具体地，也可以认为，在混动***不满足停机条件下，即为混动***满足启动条件。

步骤S8中包括如下步骤：

S81，判断电池SOC是否大于第九预设值，如果否，进入步骤S11；如果是，进入步骤S82。

S82，判断电池最大放电功率是否大于第十预设值，；如果是，进入步骤S11；如果否，进入步骤S9。即，在步骤S8中，只要电池SOC大于第九预设值或者电池最大放电功率大于第十预设值，即可认为混动***满足启动条件。具体地，第九预设值可以与第一预设值相等，第十预设值可以与第二预设值相等。

S9，判断车辆运行状态是否满足启动条件；如果是，进入步骤S11；如果否，进入步骤S10。具体地，也可以是，当车辆运行状态不满足发动机停机条件，即车辆运行状态满足启动条件。

步骤S9还包括以下具体步骤：

S91，判断空调是否开启；如果是，进入步骤S11；如果否，进入步骤S92；

S92，判断真空助力器的真空度是否大于第十一预设值；如果否，进入步骤S11；如果是，进入步骤S7。如此，当真空度低时，整车制动性能变差，此时需要发动机运转以提高制动真空度。具体地，第十一预设值与第六预设值可以相等。

S93，判断当前环境温度是否大于第十二预设值；如果是，进入步骤S7；如果否，进入步骤S11。当环境温度小于第十二预设值时，需要启动发动机，因为低温环境温度会影响发动机起动性能及48V/12V电池放电性能，因此该值不能标定太低，但设置太高会影响整车油耗，因此需要结合起动性能及整车油耗进行设定。具体地，第二十预设值与第八预设值可以相等。

S10，判断驾驶员操作意图是否满足启动条件；如果是，进入步骤S11；如果否，进入步骤S7；

步骤S10中，当符合下列条件之一时，驾驶员操作意图满足启动条件：

A、车辆在档状态下离合器踏板变为全踩状态；

B、车辆在档状态下离合器踏板由全踩状态切换为非全踩状态；

C、车辆在空档状态下离合从松开到踩下；

D、油门被踩下。

S11，执行自动启动操作；

S12，发动机运行。

当本公开所提出的混合动力车辆的启停控制方法应用于48V BSG***的混合动力车辆上时，节油率则可以达到8％-10％，相比与12V起停***的节油率4％-5％,效果提升明显。此外，本公开充分考虑了考虑到48V电池、发动机、驾驶员、行车安全等因素，起停功能有着很多进入和退出条件。能够最大程度发挥48V BSG***在节油效果及驾驶感受上的优势。

本公开本发明主要是通过对混合动力整车控制单元HCU的控制策略进行设计来实现发动机自动停机与自动起动。HCU通过硬线或整车CAN网络接收来自于发动机、整车、外部环境等多个车辆运行状态信息，HCU依据所标定的控制策略对以上车辆运行状态信息进行综合判定，输出是否允许发动机自动停机或自动起动的指令。

自动起停功能是48V***的一个标配功能，该功能的主要目的旨在降低整车油耗，改善起动过程中的舒适性，考虑到48V电池、发动机、驾驶员、行车安全等因素，起停功能有着很多进入和退出条件，以及不同的扭矩启动控制方法。本发明专利主要针对48V BSG***自动起停功能的进入和退出条件标定策略进行发明优化，最大化程度发挥48V BSG***在节油效果及驾驶感受上的优势。

虽然已经通过例子对本发明的一些特定实施例进行了详细说明，但是本领域的技术人员应该理解，以上例子仅是为了进行说明，而不是为了限制本发明的范围。本领域的技术人员应该理解，可在不脱离本发明的范围和精神的情况下，对以上实施例进行修改。本发明的范围由所附权利要求来限定。

Claims (10)

1.一种混合动力车辆的启停控制方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1，判断起停开关是否打开；如果是，执行步骤S2；

S2，判断混动***状态是否满足停机条件；如果是，执行步骤S3；如果否，执行步骤S12；

S3，判断发动机运行状态是否满足停机条件；如果是，执行步骤S4；如果否，执行步骤S12；

S4，判断车辆运行状态是否满足停机条件；如果是，执行步骤S5；如果否，执行步骤S12；

S5，判断驾驶员操作意图是否满足停机条件；如果是，执行步骤S6；如果否，执行步骤S12；

S6，执行自动停机操作；

S7，控制发动机处于停机状态；

S8，判断混动***是否满足启动条件；如果是，执行步骤S11；如果否，执行步骤S9；

S9，判断车辆运行状态是否满足启动条件；如果是，执行步骤S11；如果否，执行步骤S10；

S10，判断驾驶员操作意图是否满足启动条件；如果是，执行步骤S11；如果否，执行步骤S7；

S11，执行自动启动操作；

S12，发动机运行。

2.根据权利要求1所述的混合动力车辆的启停控制方法，其特征在于，步骤S2包括以下具体步骤：

S21，判断电池SOC是否大于第一预设值；如果是，执行步骤S22；如果否，执行步骤S12；

S22，判断电池最大放电功率是否大于第二预设值；如果是，执行步骤S23，如果否，执行步骤S12；

S23，判断BSG最大扭矩是否大于第三预设值；如果是，执行步骤S24，如果否，执行步骤S12；

S24，判断DCDC输出电池是否小于第四预设值；如果是，执行步骤S3，如果否，执行步骤S12。

3.根据权利要求1所述的混合动力车辆的启停控制方法，其特征在于，步骤S3包括如下步骤：

S31，判断发动机水温是否大于第五预设值；如果是，执行步骤S32；如果否，执行步骤S12；

S32，判断发动机三元催化器是否处于加热状态；如果是，执行步骤S12；如果否，执行步骤S4。

4.根据权利要求1所述的混合动力车辆的启停控制方法，其特征在于，步骤S4中还包括如下具体步骤：

S41，判断车门是否开启；如果否，执行步骤S42；如果是，执行步骤S12；

S42，判断前舱盖是否开启；如果否，执行步骤S43，如果是，执行步骤S12；

S43，判断真空助力器的真空度是否大于第六预设值；如果是，执行步骤S44；如果否，执行步骤S12；

S44，判断车速是否小于第七预设值；如果是，执行步骤S5；如果否，执行步骤S12。

5.根据权利要求4所述的混合动力车辆的启停控制方法，其特征在于，步骤S4中还包括以下具体步骤：

S45，判断车内空调是否开启；如果否，执行步骤S46；如果是，执行步骤S12；

S46，判断环境温度是否大于第八预设值；如果是，执行步骤S5；如果是，执行步骤S12。

6.根据权利要求1所述的混合动力车辆的启停控制方法，其特征在于，在步骤S5中，当符合下列条件之一时，驾驶员操作意图满足停机条件：

A、档位状态处于空档且离合器松开；

B、同时踩下制动踏板和离合器踏板。

7.根据权利要求1所述的混合动力车辆的启停控制方法，其特征在于，步骤S8中包括如下步骤：

S81，判断电池SOC是否大于第九预设值，如果否，执行步骤S11；如果是，执行步骤S82；

S82，判断电池最大放电功率是否大于第十预设值；如果是，执行步骤S11；如果否，执行步骤S9。

8.根据权利要求1所述的混合动力车辆的启停控制方法，其特征在于，步骤S9还包括以下具体步骤：

S91，判断空调是否开启；如果是，执行步骤S11；如果否，执行步骤S92；

S92，判断真空助力器的真空度是否大于第十一预设值；如果否，执行步骤S11；如果是，执行步骤S7。

9.根据权利要求8所述的混合动力车辆的启停控制方法，其特征在于，步骤S9中还包括以下步骤：

S93，判断当前环境温度是否大于第十二预设值；如果是，执行步骤S7；如果否，执行步骤S11。

10.根据权利要求1所述的混合动力车辆的启停控制方法，其特征在于，步骤S10中，当符合下列条件之一时，驾驶员操作意图满足启动条件：

A、车辆在档状态下离合器踏板变为全踩状态；

B、车辆在档状态下离合器踏板由全踩状态切换为非全踩状态；

C、车辆在空档状态下离合从松开到踩下；

D、油门被踩下。