CN110758372A - 双行星排混合动力***的控制方法、控制装置及车辆 - Google Patents

双行星排混合动力***的控制方法、控制装置及车辆 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种双行星排混合动力***的控制方法、控制装置及车辆。所述控制方法用于在发动机停机过程中对所述发动机进行再启动，该方法包括：接收允许对发动机进行再启动的信号；控制ISG电机进行升扭，使ISG电机施加给所述发动机的负扭矩逐渐转变为正扭矩。根据本发明实施例的双行星排混合动力***的控制方法，用于在发动机停机的过程中对发动机进行再启动，具体地，当接收到允许对发动机进行再启动的信号后，控制ISG电机进行升扭，从而使ISG电机施加给发动机的负扭矩逐渐转变为正扭矩，进而实现ISG电机从拖停发动机的过程转变为拖起发动机的过程，由此来尽量减小或消除车辆动力输出的延迟，最大程度地满足驾驶员的再启动需求。

Description

双行星排混合动力***的控制方法、控制装置及车辆
技术领域
本发明属于混合动力车辆领域，具体涉及一种双行星排混合动力***的控制方法、控制装置及车辆。
背景技术
现有一种双行星排混合动力***，其结构如图1所示，该***包括发动机1、第一电机2、第二电机3、行星排Ⅰ4和行星排Ⅱ5，***中各部件的连接关系如下：第一电机2的转子轴与行星排Ⅰ4的太阳轮41相连，行星排Ⅱ5的太阳轮51与第二电机3的转子轴相连，发动机1与行星排Ⅰ4的行星架42相连，行星排Ⅰ4的齿圈43与行星排Ⅱ5的行星架52及***输出轴6依次相连。在上述双行星排混合动力***中，存在两个元件可以作为动力源，即发动机1或第二电机3，而第一电机2则用于发动机1启动时拖动发动机1启动，以及发动机1需要停机时拖停发动机1。在该***中，第二电机3称为MT电机，第一电机2称为ISG电机。
在发动机1停机过程中，如果驾驶员有特殊需求需要发动机1启动，常规的做法是先让发动机1彻底停机，然后间隔一段时间之后才允许发动机1启动，这无疑会导致动力输出延迟，不能最大程度地满足驾驶员的需求。
发明内容
本发明的目的是至少解决现有的双行星排混合动力***中，当驾驶员在发动机停机过程中需要再启动发动机时需要先完成停机再进行启动所导致的动力输出延迟的问题。该目的是通过以下技术方案实现的：
本发明的第一方面提出了一种双行星排混合动力***的控制方法，所述控制方法用于在发动机停机过程中对所述发动机进行再启动，其特征在于，所述控制方法包括：
接收允许对发动机进行再启动的信号；
控制ISG电机进行升扭，使ISG电机施加给所述发动机的负扭矩逐渐转变为正扭矩。
根据本发明实施例的双行星排混合动力***的控制方法，用于在发动机停机的过程中对发动机进行再启动，具体地，当接收到允许对发动机进行再启动的信号后，控制ISG电机进行升扭，从而使ISG电机施加给发动机的负扭矩逐渐转变为正扭矩，进而实现ISG电机从拖停发动机的过程转变为拖起发动机的过程，由此来尽量减小或消除车辆动力输出的延迟，最大程度地满足驾驶员的再启动需求。
在本发明的一些实施例中，所述对ISG电机进行升扭，使ISG电机施加给所述发动机的负扭矩逐渐转变为正扭矩的步骤，包括：
获取ISG电机的转速；
将所述转速与预设转速值进行比较，其中，所述预设转速值大于0；
根据所述转速大于等于所述预设转速值的结果，以恒定的扭矩变化率对所述ISG电机进行升扭；
根据所述转速小于所述预设转速值的结果，以变化的扭矩变化率对所述ISG电机进行升扭。
在本发明的一些实施例中，所述根据所述转速小于所述预设转速值的结果，以变化的扭矩变化率对所述ISG电机进行升扭的步骤，包括：
将所述转速与0进行比较；
根据所述转速大于等于0的结果，以递增的扭矩变化率对所述ISG电机进行升扭；
根据所述转速小于0的结果，以递减的扭矩变化率对所述ISG电机进行升扭。
在本发明的一些实施例中，还包括：
根据行星排原理以及发动机启动曲线计算ISG电机的需求转速随时间的曲线；
根据所述需求转速随时间的曲线计算ISG电机的需求扭矩随时间的曲线；
在所述对ISG电机进行升扭的步骤之后，根据所述需求扭矩随时间的曲线对ISG电机的扭矩进行控制。
本发明的第二方面提出了一种双行星排混合动力***的控制装置，其特征在于，包括：
接收模块，用于接收允许对发动机进行再启动的信号；
控制模块，用于控制ISG电机进行升扭。
在本发明的一些实施例中，所述接收模块还用于获取ISG电机的转速；
所述控制装置还包括比较模块，所述比较模块用于将所述转速与预设转速值进行比较；
所述控制模块还用于根据所述转速大于等于所述预设转速值的结果，以恒定的扭矩变化率对所述ISG电机进行升扭，以及根据所述转速小于所述预设转速值的结果，以变化的扭矩变化率对所述ISG电机进行升扭。
在本发明的一些实施例中，所述控制装置还包括计算模块，所述计算模块用于根据行星排原理以及发动机启动曲线计算ISG电机的需求转速随时间的曲线；
所述控制模块还用于根据所述需求扭矩随时间的曲线对ISG电机的扭矩进行控制。
本发明的第三方面提出了一种车辆，包括：双行星排混合动力***；以及根据权利要求5至7中任一项所述的双行星排混合动力***的控制装置。
在本发明的一些实施例中，所述双行星排混合动力***包括：发动机、第一电机、第二电机、行星排Ⅰ和行星排Ⅱ，所述第一电机的转子轴与所述行星排Ⅰ的太阳轮相连，所述行星排Ⅱ的太阳轮与所述第二电机的转子轴相连，所述发动机与所述行星排Ⅰ的行星架相连，所述行星排Ⅰ的齿圈与所述行星排Ⅱ的行星架及***输出轴依次相连。
附图说明
通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中，用相同的附图标记表示相同的部件。在附图中：
图1是本发明实施例的车辆的双行星排混合动力***的示意图；
图2是本发明实施例的双行星排混合动力***的控制方法的流程图；
图3是本发明实施例的双行星排混合动力***的控制装置的示意图。
具体实施方式
下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施方式。虽然附图中显示了本公开的示例性实施方式，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施方式所限制。相反，提供这些实施方式是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。
应理解的是，文中使用的术语仅出于描述特定示例实施方式的目的，而无意于进行限制。除非上下文另外明确地指出，否则如文中使用的单数形式“一”、“一个”以及“所述”也可以表示包括复数形式。术语“包括”、“包含”、“含有”以及“具有”是包含性的，并且因此指明所陈述的特征、步骤、操作、元件和/或部件的存在，但并不排除存在或者添加一个或多个其它特征、步骤、操作、元件、部件、和/或它们的组合。
尽管可以在文中使用术语第一、第二、第三等来描述多个元件、部件、区域、层和/或部段，但是，这些元件、部件、区域、层和/或部段不应被这些术语所限制。这些术语可以仅用来将一个元件、部件、区域、层或部段与另一区域、层或部段区分开。除非上下文明确地指出，否则诸如“第一”、“第二”之类的术语以及其它数字术语在文中使用时并不暗示顺序或者次序。因此，以下讨论的第一元件、部件、区域、层或部段在不脱离示例实施方式的教导的情况下可以被称作第二元件、部件、区域、层或部段。
为了便于描述，可以在文中使用空间相对关系术语来描述如图中示出的一个元件或者特征相对于另一元件或者特征的关系，这些相对关系术语例如为“内部”、“外部”、“内侧”、“外侧”、“下面”、“下方”、“上面”、“上方”等。这种空间相对关系术语意于包括除图中描绘的方位之外的在使用或者操作中装置的不同方位。例如，如果在图中的装置翻转，那么描述为“在其它元件或者特征下面”或者“在其它元件或者特征下方”的元件将随后定向为“在其它元件或者特征上面”或者“在其它元件或者特征上方”。因此，示例术语“在……下方”可以包括在上和在下的方位。装置可以另外定向(旋转90度或者在其它方向)并且文中使用的空间相对关系描述符相应地进行解释。
如图2所示，本发明第一方面的实施例提出一种双行星排混合动力***的控制方法，所述控制方法用于在发动机停机过程中对所述发动机进行再启动，所述控制方法包括：
步骤S10：接收允许对发动机进行再启动的信号；
步骤S20：控制ISG电机进行升扭，使ISG电机施加给所述发动机的负扭矩逐渐转变为正扭矩。
根据本发明实施例的双行星排混合动力***的控制方法，用于在发动机停机的过程中对发动机进行再启动，具体地，当接收到允许对发动机进行再启动的信号后，控制ISG电机进行升扭，从而使ISG电机施加给发动机的负扭矩逐渐转变为正扭矩，进而实现ISG电机从拖停发动机的过程转变为拖起发动机的过程，由此来尽量减小或消除车辆动力输出的延迟，最大程度地满足驾驶员的再启动需求。
可以理解的是，当驾驶员由再启动发动机的需求时，需满足一定的条件才可以允许对发动机进行再启动，当不满足条件时，则***不会发出允许对发动机进行再启动的信号，也就不会执行上述的步骤20。具体地，运行发动机进行再启动需满足以下条件：①油门踏板开度大于设定值；②油门踏板开度增长变化率大于设定值；③制动踏板开度为0；④发动机的转速大于设定值(如果发动机的转速已经接近于停机，在ISG电机扭矩换向期间发动机转速可能已经接近于0)。
在本发明的一些实施例中，所述对ISG电机进行升扭，使ISG电机施加给所述发动机的负扭矩逐渐转变为正扭矩的步骤，包括：
获取ISG电机的转速；
将所述转速与预设转速值进行比较，其中，所述预设转速值大于0；
根据所述转速大于等于所述预设转速值的结果，以恒定的扭矩变化率对所述ISG电机进行升扭；
根据所述转速小于所述预设转速值的结果，以变化的扭矩变化率对所述ISG电机进行升扭。
进一步地，所述根据所述转速小于所述预设转速值的结果，以变化的扭矩变化率对所述ISG电机进行升扭的步骤，包括：
将所述转速与0进行比较；
根据所述转速大于等于0的结果，以递增的扭矩变化率对所述ISG电机进行升扭；
根据所述转速小于0的结果，以递减的扭矩变化率对所述ISG电机进行升扭。
在本实施例中，ISG电机的转速小于所述预设转速值时可能有两种情况，一是所述转速为负值，二是所述转速为正值，在ISG电机由负转速到0的阶段，以递减的扭矩变化率对ISG电机进行升扭，在ISG电机由0转速到达到所述预设转速值的阶段，以递增的扭矩变化率对ISG电机进行升扭，也就是说，ISG电机的转速越接近于0，升扭越慢。
在本发明的一些实施例中，所述控制方法还包括：
根据行星排原理以及发动机启动曲线计算ISG电机的需求转速随时间的曲线；
根据所述需求转速随时间的曲线计算ISG电机的需求扭矩随时间的曲线；
在所述对ISG电机进行升扭的步骤之后，根据所述需求扭矩随时间的曲线对ISG电机的扭矩进行控制。
在本发明实施例中，通过对ISG电机进行升扭，使其实际扭矩尽快达到ISG电机的需求扭矩，从而完成对发动机的再启动。
如图3所示，本发明第二方面的实施例提出了一种双行星排混合动力***的控制装置100，包括：
接收模块10，用于接收允许对发动机进行再启动的信号；
控制模块20，用于控制ISG电机进行升扭。
在本发明的一些实施例中，接收模块10还用于获取ISG电机的转速；
控制装置100还包括比较模块30，比较模块30用于将所述转速与预设转速值进行比较；
控制模块20还用于根据所述转速大于等于所述预设转速值的结果，以恒定的扭矩变化率对所述ISG电机进行升扭，以及根据所述转速小于所述预设转速值的结果，以变化的扭矩变化率对所述ISG电机进行升扭。
在本发明的一些实施例中，控制装置100还包括计算模块40，计算模块40用于根据行星排原理以及发动机启动曲线计算ISG电机的需求转速随时间的曲线；
控制模块20还用于根据所述需求扭矩随时间的曲线对ISG电机的扭矩进行控制。
本发明第三方面的实施例提出了一种车辆，包括：双行星排混合动力***；以及上述任一实施例中的双行星排混合动力***的控制装置。
进一步地，如图1所示，双行星排混合动力***包括：发动机1、第一电机2、第二电机3、行星排Ⅰ4和行星排Ⅱ5，第一电机1的转子轴与所述行星排Ⅰ4的太阳轮41相连，行星排Ⅱ5的太阳轮51与第二电机3的转子轴相连，发动机1与行星排Ⅰ4的行星架42相连，行星排Ⅰ4的齿圈43与行星排Ⅱ5的行星架52及***输出轴6依次相连。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (9)

1.一种双行星排混合动力***的控制方法，所述控制方法用于在发动机停机过程中对所述发动机进行再启动，其特征在于，所述控制方法包括：
接收允许对发动机进行再启动的信号；
控制ISG电机进行升扭，使ISG电机施加给所述发动机的负扭矩逐渐转变为正扭矩。
2.根据权利要求1所述的双行星排混合动力***的控制方法，其特征在于，所述对ISG电机进行升扭，使ISG电机施加给所述发动机的负扭矩逐渐转变为正扭矩的步骤，包括：
获取ISG电机的转速；
将所述转速与预设转速值进行比较，其中，所述预设转速值大于0；
根据所述转速大于等于所述预设转速值的结果，以恒定的扭矩变化率对所述ISG电机进行升扭；
根据所述转速小于所述预设转速值的结果，以变化的扭矩变化率对所述ISG电机进行升扭。
3.根据权利要求2所述的双行星排混合动力***的控制方法，其特征在于，所述根据所述转速小于所述预设转速值的结果，以变化的扭矩变化率对所述ISG电机进行升扭的步骤，包括：
将所述转速与0进行比较；
根据所述转速大于等于0的结果，以递增的扭矩变化率对所述ISG电机进行升扭；
根据所述转速小于0的结果，以递减的扭矩变化率对所述ISG电机进行升扭。
4.根据权利要求1所述的双行星排混合动力***的控制方法，其特征在于，还包括：
根据行星排原理以及发动机启动曲线计算ISG电机的需求转速随时间的曲线；
根据所述需求转速随时间的曲线计算ISG电机的需求扭矩随时间的曲线；
在所述对ISG电机进行升扭的步骤之后，根据所述需求扭矩随时间的曲线对ISG电机的扭矩进行控制。
5.一种双行星排混合动力***的控制装置，其特征在于，包括：
接收模块，用于接收允许对发动机进行再启动的信号；
控制模块，用于控制ISG电机进行升扭。
6.根据所述权利要求5所述的双行星排混合动力***的控制装置，其特征在于，所述接收模块还用于获取ISG电机的转速；
所述控制装置还包括比较模块，所述比较模块用于将所述转速与预设转速值进行比较；
所述控制模块还用于根据所述转速大于等于所述预设转速值的结果，以恒定的扭矩变化率对所述ISG电机进行升扭，以及根据所述转速小于所述预设转速值的结果，以变化的扭矩变化率对所述ISG电机进行升扭。
7.根据权利要求5或6所述的双行星排混合动力***的控制装置，其特征在于，所述控制装置还包括计算模块，所述计算模块用于根据行星排原理以及发动机启动曲线计算ISG电机的需求转速随时间的曲线；
所述控制模块还用于根据所述需求扭矩随时间的曲线对ISG电机的扭矩进行控制。
8.一种车辆，其特征在于，包括：
双行星排混合动力***；以及
根据权利要求5至7中任一项所述的双行星排混合动力***的控制装置。
9.根据权利要求8所述的车辆，其特征在于，所述双行星排混合动力***包括：发动机、第一电机、第二电机、行星排Ⅰ和行星排Ⅱ，所述第一电机的转子轴与所述行星排Ⅰ的太阳轮相连，所述行星排Ⅱ的太阳轮与所述第二电机的转子轴相连，所述发动机与所述行星排Ⅰ的行星架相连，所述行星排Ⅰ的齿圈与所述行星排Ⅱ的行星架及***输出轴依次相连。
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