车辆的启动方法、装置及具有其的车辆与流程

文档序号:17701377发布日期:2019-05-17 22:33阅读:173来源:国知局
车辆的启动方法、装置及具有其的车辆与流程

本发明涉及车辆技术领域,特别涉及一种车辆的启动方法、装置及具有其的车辆。



背景技术:

目前,插电式混合动力车辆具有多种稳态工作模式,如纯电模式(包括纯电前驱和纯电四驱)、串联模式、并联模式和制动回馈模式等,从而使得车辆具有良好的动力性和经济性。

相关技术中,从纯电模式切换至并联模式时,车辆的前驱驱动电机需要提供动力以快速启动发动机至目标转速,直到发动机喷油并输出动力。然而,一旦前驱驱动电机提供动力启动发动机,则仅后驱驱动电机提供驱动力以驱动车辆行驶,必然影响车辆的动力性,无法有效保证启动发动机时车辆的动力性和平顺性,降低用户驾驶体验的同时,降低车辆性能。



技术实现要素:

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。

为此,本发明的一个目的在于提出一种车辆的启动方法,该方法可以有效保证启动发动机时车辆的动力性和平顺性,提升用户驾驶体验的同时,提高车辆性能。

本发明的另一个目的在于提出一种车辆的启动装置。

本发明的再一个目的在于提出一种车辆。

为达到上述目的,本发明一方面实施例提出了一种车辆的启动方法,包括以下步骤:在车辆切换至并联模式时,获取发动机的当前转速和当前转速变化率;根据所述发动机的目标启动转速、所述当前转速和所述当前转速变化率得到所述发动机的当前补偿扭矩;根据所述当前补偿扭矩启动所述发动机的同时,根据所述车辆的当前需求扭矩和后驱驱动电机的当前输出扭矩得到所述前驱驱动电机的当前需求扭矩,以驱动所述车辆行驶。

本发明实施例的车辆的启动方法,可以在车辆切换至并联启动模式时,获取发动机的当前补偿扭矩,以根据当前补偿扭矩启动发动机,并且获取前驱驱动电机的当前需求扭矩,以驱动车辆行驶,从而保证在启动发动机的同时,前驱驱动电机输出驱动力以驱动车辆行驶,避免影响车辆的动力性,有效保证启动发动机时车辆的动力性和平顺性,提升用户驾驶体验的同时,提高车辆性能。

进一步地,在本发明的一个实施例中,还包括:获取所述发动机的当前输出扭矩;根据所述发动机的当前输出扭矩、所述后驱驱动电机的当前输出扭矩和所述车辆的当前需求扭矩降低所述前驱驱动电机的当前需求扭矩。

进一步地,在本发明的一个实施例中,所述后驱驱动电机保持最大输出功率,并且根据电池的可用放电功率进一步调整所述前驱驱动电机的当前需求扭矩。

进一步地,在本发明的一个实施例中,车辆的前轴离合器包括偶数挡位离合器和奇数挡位离合器,所述方法还包括:在所述当前转速未达到所述目标启动转速时,断开所述车辆的奇数挡位离合器,且对所述车辆的偶数挡位离合器进行滑磨控制;在所述当前转速达到所述目标启动转速时,根据换挡map图控制所述偶数挡位离合器和所述奇数挡位离合器。

进一步地,在本发明的一个实施例中,

所述根据换挡map图控制所述偶数挡位离合器和所述奇数挡位离合器,进一步包括:

在启动所述发动机后,如果所述当前挡位状态为奇数挡位,断开所述偶数挡位离合器,结合所述奇数挡位离合器;

在启动所述发动机后,如果所述当前挡位状态为偶数挡位,结合所述偶数挡位离合器,断开所述奇数挡位离合器。

为达到上述目的,本发明另一方面实施例提出了一种车辆的启动装置,包括:获取模块100,用于在车辆切换至并联模式时,获取发动机的当前转速和当前转速变化率;计算模块200,用于根据所述发动机的目标启动转速、所述当前转速和所述当前转速变化率得到所述发动机的当前补偿扭矩;控制模块300,用于根据所述当前补偿扭矩启动所述发动机的同时,根据所述车辆的当前需求扭矩和后驱驱动电机的当前输出扭矩得到所述前驱驱动电机的当前需求扭矩,以驱动所述车辆行驶。

本发明实施例的车辆的启动装置,可以在车辆切换至并联启动模式时,通过发动机的目标启动转速、当前转速和当前转速变化率得到发动机的当前补偿扭矩,从而根据当前补偿扭矩启动发动机的同时,根据车辆的当前需求扭矩和后驱驱动电机的当前输出扭矩得到前驱驱动电机的当前需求扭矩,以驱动车辆行驶,进而保证在启动发动机的同时,前驱驱动电机输出驱动力以驱动车辆行驶,避免影响车辆的动力性,有效保证启动发动机时车辆的动力性和平顺性,提升用户驾驶体验的同时,提高车辆性能。

进一步地,在本发明的一个实施例中,还包括:采集模块,用于获取所述发动机的当前输出扭矩,以使所述控制模块300根据所述发动机的当前输出扭矩、所述后驱驱动电机的当前输出扭矩和所述车辆的当前需求扭矩降低所述前驱驱动电机的当前需求扭矩。

进一步地,在本发明的一个实施例中,所述后驱驱动电机保持最大输出功率,并且所述控制器还用于根据电池的可用放电功率进一步调整所述前驱驱动电机的当前需求扭矩。

进一步地,在本发明的一个实施例中,所述控制模块300还用于在所述当前转速未达到所述目标启动转速时,断开所述车辆的奇数挡位离合器,且对所述车辆的偶数挡位离合器进行滑磨控制,且在所述当前转速达到所述目标启动转速时,根据换挡map图控制所述偶数挡位离合器和所述奇数挡位离合器。

为达到上述目的,本发明再一方面实施例提出了一种车辆,其包括上述的车辆的启动装置。该车辆可以在车辆切换至并联启动模式时,通过发动机的目标启动转速、当前转速和当前转速变化率得到发动机的当前补偿扭矩,从而根据当前补偿扭矩启动发动机的同时,根据车辆的当前需求扭矩和后驱驱动电机的当前输出扭矩得到前驱驱动电机的当前需求扭矩,以驱动车辆行驶,进而保证在启动发动机的同时,前驱驱动电机输出驱动力以驱动车辆行驶,避免影响车辆的动力性,有效保证启动发动机时车辆的动力性和平顺性,提升用户驾驶体验的同时,提高车辆性能。

本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出,部分将从下面的描述中变得明显,或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解,其中:

图1为根据相关技术中混合动力系统的结构示意图;

图2为根据本发明实施例的车辆的启动方法的流程图;

图3为根据本发明一个实施例的发动机启动过程示意图;

图4为根据本发明一个实施例的isg(integratedstartergenerator,单轴并联中度混合式)电机扭矩控制方式示意图;以及

图5为根据本发明实施例的车辆的启动装置的结构示意图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例,所述实施例的示例在附图中示出,其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的,旨在用于解释本发明,而不能理解为对本发明的限制。

在介绍本发明实施例的车辆的启动方法、装置及具有其的车辆之前,首先介绍下车辆的启动方法的缺陷。

如图1所示,传动系统主要有发动机、tm电机11即后驱驱动电机、isg电机12即前驱驱动电机、7hdt变速箱13、整车控制器14、后驱动电机控制器15、isg电机控制器16、电力分配单元17、直流变换器18、电池管理系统19、变速箱控制单元20和主减速器等,其中,整车控制器14与变速箱控制单元20和isg电机控制器16相连,并且整车控制器14具有较高的可靠性、容错性、电磁兼容性和环境适应性等,isg电机控制器16用于控制isg电机12,后驱动电机控制器15用于控制tm电机11,从而使得整车正常运行。变速箱13是耦合前驱驱动电机的双离合变速箱,具有奇数挡输出轴(1、3、5、7)和偶数挡输出轴(2、4、6、n、r),前驱驱动电机可通过偶数挡输出轴进行助力。其中,c1是偶数挡位离合器,c2是奇数挡位离合器,c0是后轴离合器。该结构可以实现纯电后驱模式、纯电四驱模式、串联模式、并联模式(并联充电模式、电机助力模式、纯发动机模式)、制动回馈模式。在起步、低速加速以及低中速匀速行驶时,纯电两驱模式或纯电四驱模式即可满足系统需求;在急加速或高速匀速工况,可在并联驱动模式行驶。

相关技术中,混合动力系统根据油门踏板信号、行驶车速和行驶挡位确定系统的需求功率,当需求功率较大时,进入并联模式,发动机介入驱动。对于混合动力车型,车辆行驶时,前驱驱动电机可使用转速模式或者转矩模式快速启动发动机,当发动机达到目标转速后,通过离合器的滑磨,使发动机逐渐接入到传动轴从而输出动力。

然而,当启动发动机时,前驱驱动电机需要给发动机提供一定大小的启动扭矩,快速启动发动机至目标转速。若前驱驱动电机在启动时仅输出动力启动发动机,则会导致传动系动力传递的中断;若前驱驱动电机在当前的功率下除了启动发动机外,还能提供部分扭矩驱动车辆,也会导致传动系驱动功率下降,影响动力性。

本发明正是基于上述问题,而提出了一种车辆的启动方法、装置及具有其的车辆。

下面参照附图描述根据本发明实施例提出的车辆的启动方法、装置及具有其的车辆,首先将参照附图描述根据本发明实施例提出的车辆的启动方法。

图2是本发明一个实施例的车辆的启动方法的流程图。

如图2所示,该车辆的启动方法包括以下步骤:

在步骤s201中,在车辆切换至并联模式时,获取发动机的当前转速和当前转速变化率。

可以理解的是,在车辆切换至并联模式之前,本发明实施例可以采集当前车辆的油门挡板信号、当前车速以及车辆当前挡位以得到车辆需求功率,从而根据判断车辆的需求功率是否满足系统要求,如果不满足,则将车辆从纯电模式切换至并联模式,同时获取发动机的当前转速和当前转速变化率。

进一步地,在本发明的一个实施例中,车辆的前轴离合器包括偶数挡位离合器和奇数挡位离合器,方法还包括:在当前转速未达到目标启动转速时,断开车辆的奇数挡位离合器,且对车辆的偶数挡位离合器进行滑磨控制;在当前转速达到目标启动转速时,根据换挡map图控制偶数挡位离合器和奇数挡位离合器。

其中,在本发明的一个实施例中,根据换挡map图控制偶数挡位离合器和奇数挡位离合器,进一步包括:在启动发动机后,如果当前挡位状态为奇数挡位,断开偶数挡位离合器,结合奇数挡位离合器;在启动发动机后,如果当前挡位状态为偶数挡位,结合偶数挡位离合器,断开奇数挡位离合器。

具体的,如图3所示,本发明实施例的车辆在启动发动机过程中,t1至t2为第一阶段,即将发动机快速启动至目标转速。在该阶段,断开奇数挡位离合器,同时偶数挡位离合器进行滑磨控制,前驱驱动电机需要克服一定的发动机摩擦扭矩,并且将发动机的转速快速启动到目标转速1500rpm,此阶段发动机不喷油,前驱驱动电机除了启动发动机,同时输出部分扭矩驱动车轮;在t2至t3为第二阶段,即前驱驱动电机逐渐卸载,发动机逐渐加载。偶数挡位离合器及奇数挡位离合器根据换挡map去控制,若当前挡位是奇数挡,则启动发动机后偶数挡位离合器断开,结合奇数挡位离合器;若当前挡位是偶数挡,则启动发动机后偶数挡位离合器完全结合,奇数挡位离合器依然断开。

在步骤s202中,根据发动机的目标启动转速、当前转速和当前转速变化率得到发动机的当前补偿扭矩。

在步骤s203中,根据当前补偿扭矩启动发动机的同时,根据车辆的当前需求扭矩和后驱驱动电机的当前输出扭矩得到前驱驱动电机的当前需求扭矩,以驱动车辆行驶。

可以理解的是,为了驱动车辆行驶,本发明实施例可以根据车辆的当前需求扭矩和后驱驱动电机的当前输出扭矩得到前驱驱动电机的当前需求扭矩,例如,车辆的当前需求扭矩a,后驱驱动电机的当前输出扭矩为b,发动机的需求扭矩为c,则可以确定前驱驱动电机启动发动机的需求扭矩,也就是当前驱驱动电机的当前需求扭矩为a-b+c。

举例而言,当前驱驱动电机启动发动机时,本发明实施例可以通过pi调节控制前驱驱动电机的需求扭矩,本发明实施例可以通过补偿启动发动机所需要的功率,增大前驱驱动电机的功率输出,从而满足当前动力系统的总驱动功率的需求,如图4所示,pi控制器可以根据发动机的目标启动转速neng,target、发动机的实际转速neng,act的差值以及发动机实际转速的变化率从而确定前驱驱动电机启动发动机的需求扭矩ttq,isg1。

进一步地,在本发明的一个实施例中,本发明实施例的方法还包括:获取发动机的当前输出扭矩;根据发动机的当前输出扭矩、后驱驱动电机的当前输出扭矩和车辆的当前需求扭矩降低前驱驱动电机的当前需求扭矩。

可以理解的是,在车辆行驶过程中,随着发动机的输扭矩的增大,可以将前驱驱动电机逐渐卸载,也就是说,根据发动机的当前输出扭矩、后驱驱动电机的当前输出扭矩和车辆的当前需求扭矩降低前驱驱动电机的当前需求扭矩,以保证车辆的行驶的平顺性,提升驾乘体验。

具体的,如图4所示,本发明实施例可以在偶数挡位离合器的输入轴安装一个扭矩传感器,从而获得发动机经偶数挡位离合器输入到传动轴的扭矩ttq,eng,即发动机输出扭矩,ttq,tm为后驱驱动电机的输出扭矩,总需求扭矩ttq,req减去ttq,eng和ttq,tm计算可以得到需求扭矩ttq,isg2,因此,前驱驱动电机的总输出扭矩ttq,isg为ttq,isg1与ttq,isg2之和,在启动发动机过程中,本发明实施例可以通过有效控制前驱驱动电机的输出扭矩,保证启动发动机时,传动系统仍具有充足的动力输出。

进一步地,在本发明的一个实施例中,后驱驱动电机保持最大输出功率,并且根据电池的可用放电功率进一步调整前驱驱动电机的当前需求扭矩。

可以理解的是,本发明实施例可以检测滑磨时发动机传递至驱动轴的扭矩,并且此时前驱驱动电机根据动力系统的总功率需求,逐渐卸载,发动机的功率逐渐增大,直至离合器完全结合。

也就是说,在车辆行驶过程中,随着发动机的输出扭矩逐渐增加,此时可以通过让前驱驱动电机逐渐卸载,在此过程中,后驱驱动电机也就是后驱驱动电机可以始终以最大能力输出,并且根据电池的可用放电功率进一步调整前驱驱动电机的当前需求扭矩,从而有效保证系统的动力性,在离合器完全结合后,为保证系统效率,优先发动机驱动。

综上所述,在发动机启动过程中,本发明实施例可以将前驱驱动电机的需求力矩分为两部分,一部分用于启动发动机至目标转速,另一部分用于驱动车辆行驶。其中,用于启动发动机所需求的力矩ttq,isg1,可以运用pi控制的方法,根据发动机的目标启动转速以及当前转速的变化率来确定,而前驱驱动电机用于驱动部分的扭矩则可以根据当前总需求扭矩、后驱驱动电机扭矩以及电池的可用放电功率等来确定。

在车辆行驶过程中,启动发动机时,后驱驱动电机、前驱驱动电机及发动机的力矩分配如下:当发动机被启动至目标转速,通过离合器的滑磨控制,发动机扭矩逐渐增大直至离合器完全结合。并且在特定的需求扭矩下,发动机的输出扭矩逐渐增加,此时让前驱驱动电机逐渐卸载,在此过程中,后驱驱动电机始终以最大能力输出,从而有效保证系统的动力性,在离合器完全结合后,为保证系统效率,优先发动机驱动。

也就是说,在行车时启动发动机,若前驱驱动电机以恒定扭矩启动发动机至目标转速,则前驱驱动电机无法助力,有时会导致传动系统动力中断的情形。因此,为了确保在行车时启动发动机过程中,传动系仍有充足的动力输出,需要对前驱驱动电机的输出扭矩进行必要的控制。本发明实施例通过对行车启动发动机时前驱驱动电机的力矩控制方式以及分配方式进行合理控制,从而有效保证整个传动系统都能有充足的动力输出,同时也确保了行驶的平顺性。

根据本发明实施例提出的车辆的启动方法,可以在车辆切换至并联启动模式时,通过发动机的目标启动转速、当前转速和当前转速变化率得到发动机的当前补偿扭矩,从而根据当前补偿扭矩启动发动机的同时,根据车辆的当前需求扭矩和后驱驱动电机的当前输出扭矩得到前驱驱动电机的当前需求扭矩,以驱动车辆行驶,进而保证在启动发动机的同时,前驱驱动电机输出驱动力以驱动车辆行驶,避免影响车辆的动力性,有效保证启动发动机时车辆的动力性和平顺性,提升用户驾驶体验的同时,提高车辆性能。

其次参照附图描述根据本发明实施例提出的车辆的启动装置。

图5是本发明实施例的车辆的启动装置的结构示意图。

如图5所示,该车辆的启动装置10包括:获取模块100、计算模块200和控制模块300。

其中,获取模块100用于在车辆切换至并联模式时,获取发动机的当前转速和当前转速变化率。计算模块200用于根据发动机的目标启动转速、当前转速和当前转速变化率得到发动机的当前补偿扭矩。控制模块300用于根据当前补偿扭矩启动发动机的同时,根据车辆的当前需求扭矩和后驱驱动电机的当前输出扭矩得到前驱驱动电机的当前需求扭矩,以驱动车辆行驶。本发明实施例的装置10可以在启动发动机的同时,前驱驱动电机输出驱动力以驱动车辆行驶,避免影响车辆的动力性,有效保证启动发动机时车辆的动力性和平顺性,提升用户驾驶体验的同时,提高车辆性能。

进一步地,在本发明的一个实施例中,本发明实施例的装置10还包括:采集模块。其中,采集模块用于获取发动机的当前输出扭矩,以使控制模块300根据发动机的当前输出扭矩、后驱驱动电机的当前输出扭矩和车辆的当前需求扭矩降低前驱驱动电机的当前需求扭矩。

进一步地,在本发明的一个实施例中,后驱驱动电机保持最大输出功率,并且控制器还用于根据电池的可用放电功率进一步调整前驱驱动电机的当前需求扭矩。

进一步地,在本发明的一个实施例中,控制模块300还用于在当前转速未达到目标启动转速时,断开车辆的奇数挡位离合器,且对车辆的偶数挡位离合器进行滑磨控制,且在当前转速达到目标启动转速时,根据换挡map图控制偶数挡位离合器和奇数挡位离合器。

需要说明的是,前述对车辆的启动方法实施例的解释说明也适用于该实施例的车辆的启动装置,此处不再赘述。

根据本发明实施例提出的车辆的启动装置,可以在车辆切换至并联启动模式时,通过发动机的目标启动转速、当前转速和当前转速变化率得到发动机的当前补偿扭矩,从而根据当前补偿扭矩启动发动机的同时,根据车辆的当前需求扭矩和后驱驱动电机的当前输出扭矩得到前驱驱动电机的当前需求扭矩,以驱动车辆行驶,进而保证在启动发动机的同时,前驱驱动电机输出驱动力以驱动车辆行驶,避免影响车辆的动力性,有效保证启动发动机时车辆的动力性和平顺性,提升用户驾驶体验的同时,提高车辆性能。

此外,本发明的实施例还提出了一种车辆,该车辆包括上述的车辆的启动装置。该车辆可以在车辆切换至并联启动模式时,通过发动机的目标启动转速、当前转速和当前转速变化率得到发动机的当前补偿扭矩,从而根据当前补偿扭矩启动发动机的同时,根据车辆的当前需求扭矩和后驱驱动电机的当前输出扭矩得到前驱驱动电机的当前需求扭矩,以驱动车辆行驶,进而保证在启动发动机的同时,前驱驱动电机输出驱动力以驱动车辆行驶,避免影响车辆的动力性,有效保证启动发动机时车辆的动力性和平顺性,提升用户驾驶体验的同时,提高车辆性能。

在本发明的描述中,需要理解的是,术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。

此外,术语“第一”、“第二”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中,“多个”的含义是至少两个,例如两个,三个等,除非另有明确具体的限定。

在本发明中,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或成一体;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系,除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言,可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中,除非另有明确的规定和限定,第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触,或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且,第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方,或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方,或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本说明书的描述中,参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中,对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且,描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外,在不相互矛盾的情况下,本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例,可以理解的是,上述实施例是示例性的,不能理解为对本发明的限制,本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

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