一种基于双蓄电池电源系统的起动机控制方法与流程

本发明涉及汽车电子技术，特别涉及一种混合动力车基于双蓄电池电源系统的起动机控制方法。

背景技术：

全球汽车的大量应用，引发了严重的环境问题及能源危机。随着科技的发展，节能、环保的新能源车孕育而生。混合动力汽车目前成为国内外新能源汽车最主要的发展方向，混合动力汽车的电源系统、起动控制系统与传统车具有很大区别。

汽车的用电负载电气特性有较大差异，起动机工作时需要提供瞬间大电流，而整车其他用电设备则需要长时间小电流。采用单蓄电池的车辆，在起动瞬间，整车电源系统会降低至9V以下，由于车辆处于静止状态，不存在安全隐患。而混合动力车有由纯电动行驶模式转换为混合动力模式的工况，在该工况下起动机拖动发动机时，采用单蓄电池的电源系统瞬间电压降低超过其下限值，会导致整车电气设备无法正常工作，车辆也存在着重大安全隐患。

公开号CN102785580A的专利公开了采用双蓄电池供电的汽车提高起停能力的方法，该专利所述双蓄电池系统应用于传统车辆，其在两蓄电池之间提供直流变直流的转换控制单元，当起动用蓄电池SOC小于设定值时，控制系统采用发电机或另外一块蓄电池通过直流转换器为起动用蓄电池充电；若SOC小于设定值，同时需要起动发动机，则两块蓄电池同时为起动机供电。该专利通过该方法以提高蓄电池的起停能力，该专利没有从整车系统的方面阐述双蓄电池系统的起动机控制方法，同时该双蓄电池系统中需在两个蓄电池之间增加直流转换器，成本较高。

技术实现要素：

针对上述问题，本发明提供一种混合动力车基于双蓄电池电源系统的起动机控制方法，本双蓄电池电源系统控制方案为在起动机工作时，通过断开起动电源回路与整车电源供电回路之间的继电器，使起动电源回路与整车电源供电回路隔离，隔离起动电源回路与整车电源供电回路，起动回路的电压降不影响整车电气负载，使整车电气系统电压稳定，可提高车辆的安全性及舒适性。

本发明所述的一种基于双蓄电池电源系统的起动机控制方法，所述的双蓄电池电源系统包括起动用蓄电池、起动机、常闭继电器、常开继电器、熔断器、稳压用蓄电池、直流变换器、整车用电设备、整车控制单元、发动机控制单元；

其中所述的起动用蓄电池与起动机并联构成起动用电回路；

所述直流变换器、整车用电设备、整车控制单元元、发动机控制单元的电源正极并联于电源回路A点，所述常闭继电器触点一侧连接起动用蓄电池正极，触点另外一侧连接于电源回路A点；

所述熔断器一端与电源回路A点连接，另外一端与常开继电器触点一侧连接，所述常开继电触点另外一侧连接稳压用蓄电池正极；

所述起动机控制方法包含以下步骤：

S1：整车ON挡上电时，整车控制单元获取启动用蓄电池状态信息，若起动用蓄电池状态满足条件，则进入步骤S2，否则车辆禁行；

S2：整车控制单元获取稳压用蓄电池状态信息，若稳压用蓄电池状态满足条件，则整车控制单元闭合常开继电器，否则行车起动机起动发动机功能禁用；

S3：车辆静止，需采用起动机起动发动机时，整车控制单元获取整车信息，若满足起动机工作条件，则进入步骤S5，否则进入步骤S4；

S4：整车采用动力电机起动发动机；

S5：判断常开继电器是否闭合，若常开继电器闭合，则进入步骤S6，否则进入步骤S7；

S6：整车控制单元控制常闭继电器断开，整车控制单元向发动机控制单元发送采用起动机起动发动机报文，判断起动机是否故障，若起动机故障，则进入步骤S8，否则进入步骤S9；

S7：整车控制单元向发动机控制单元发送采用起动机起动发动机报文，判断起动机是否故障，若起动机故障，则进入步骤S8，否则进入步骤S9；

S8：起动机起动发动机功能禁止，整车控制单元控制常闭继电器闭合，采用动力电机起动发动机；

S9：整车控制单元收到发动机控制单元发动机起动成功报文后，延时0.5s，整车控制单元控制继电器闭合；

S10：车辆采用纯电动模式行驶时，若需要采用起动机起动发动机，整车控制单元获取车辆各部件状态信息，若整车状态满足采用起动机工作条件，则进入步骤S6，否则进入步骤S5。

起动机工作前，整车控制单元控制常开继电器闭合，控制常闭继电器断开后，起动用蓄电池，起动机并联构成起动用电回路，辅助蓄电池与直流变换器、整车电气负载构成供电回路；起动机工作结束后，整车控制单元控制常开继电器闭合，DC/DC同时为起动用蓄电池、稳压用蓄电池及整车负载提供电源。

整车ON挡上电时，整车控制单元判断起动用蓄电池状态，设置起动用蓄电池SOC阈值为0至40％。

所述起动用蓄电池SOC阈值为30％。

整车ON挡上电时，整车控制单元判断稳压用蓄电池状态，设置稳压用蓄电池SOC阈值为0至40％。

所述稳压用蓄电池SOC阈值为30％。

整车静止需采用起动机工作时，整车状态需同时满足以下三个条件：前离合器脱离、发动机转速为零、发动机可采用起动机起动发动机。

车辆由纯电动行驶模式转换为混合动力模式的工况，在该工况下需起动机拖动发动机，此时整车状态需同时满足以下7个条件：前离合器脱离、常开继电器处于闭合状态、发动机转速为零、发动机可采用起动机起动发动机、起动用蓄电池SOC大于70％、起动用蓄电池SOF_V1大于7.5V、起动用蓄电池温度T满足0℃＜T＜60℃。

附图说明

图1混合动力系统构型图。

图2双蓄电池电源系统框图。

图3基于双蓄电池电源系统的起动机控制框图。

图4整车上电控制流程图。

图5停车起动机起动发动机控制流程图。

图6起动机故障控制流程图。

图7行车起动机起动发动机控制流程图。

各部件符号名称：

1-发动机，2-起动机，3-前离合器，4-动力电机，5-后离合器，6-变速箱，整车控制单元(HCU)7，电气设备负载8，直流变换器(DC/DC)9，稳压蓄电池传感器(EBS2)10，稳压蓄电池11，常开继电器12，熔断器13，常闭继电器14，起动用蓄电池传感器(EBS1)15，起动用蓄电池16，起动机17，发动机控制单元18。

具体实施方式

下面结合附图详细说明本发明的具体实施方式。

参见图1为混合动力系统构型图，该构型包含发动机1，起动机2，前离合器3，动力电机4，后离合器5，变速箱6。前离合器3位于发动机与动力电机之间，后离合器5位于动力电机4与变速箱6之间。本发明专利下文中所述的前离合器指图1中位于发动机1与动力电机4之间的前离合器3。

目前车辆上基本都是一块蓄电池，本发明属于非常规设计，参见图2，所述的双蓄电池电源系统包括整车控制单元(HCU)7，电气设备负载8，直流变换器(DC/DC)9，稳压蓄电池传感器(EBS2)10，稳压蓄电池11，常开继电器12，熔断器13，常闭继电器14，起动用蓄电池传感器(EBS1)15，起动用蓄电池16，起动机17，发动机控制单元(ECU)18。其中所述的起动用蓄电池16与起动机17并联构成起动用电回路；所述直流变换器(DC/DC)9、整车用电设备8、整车控制单元(HCU)7、发动机控制单元(ECU)18的电源正极并联于电源回路A点，所述常闭继电器14触点一侧连接起动用蓄电池正极，触点另外一侧连接于电源回路A点；所述熔断器13一端与电源回路A点连接，另外一端与常开继电器12触点一侧连接，所述常开继电器12触点另外一侧连接稳压用蓄电池正极。所述的DC/DC将整车高压电池电源转化为12V低压电源为整车供电。所述的ECU18控制起动机工作。所述的HCU可与所述EBS1、所述的EBS2及所述的ECU进行信息交互，所述HCU通过控制所述的常开继电器12与所述的常闭继电器14，实现起动机起动控制。所述双蓄电池电源系统也可应用于传统车辆，只需将所述DC/DC 9更改为传统车的发电机即可。整车下电后，常闭继电器14处于闭合状态，常开继电器12处于断开状态，起动用蓄电池16单独为整车提供电源，稳压用蓄电池11与整车电气设备供电断开。

参见图3，所述的混合动力起动机起动发动机控制策略包含整车上电控制策略、停车起动机起动发动机控制策略、行车起动机起动发动机控制策略、故障应对策略。所述的停车起动机起动发动机控制包含单蓄电池起动机起动发动机控制及双蓄电池起动机起动发动机控制两个子模块。所述的故障应对控制包含报文类故障应对控制及起动机故障控制两个子模块。

参见图4，所述的整车上电控制策略包含以下步骤：首先所述的HCU通过所述的EBS1获取起动用蓄电池荷电状态，设置起动用蓄电池荷电下限值30％，若起动用蓄电池SOC小于30％，则禁止车辆行驶，否则控制策略进入下步判断；其次，所述的HCU通过所述的EBS2获取稳压用蓄电池荷电状态，设置稳压用蓄电池荷电下限值30％，若稳压用蓄电池SOC小于30％，则常开继电器12禁止闭合，DC/DC工作使能，为整车电气系统提供电源，禁止车辆行车中起动发动机功能；否则HCU控制常开继电器12闭合，同时HCU判断常开继电器触点闭合状态，判断方法如下：EBS2检测稳压用蓄电池电流，EBS2将电流状态报文发送HCU，HCU通过检测0.1s内电流值是否大于0.2A，若大于0.2A，则常开继电器12触点处于闭合状态，否则，常开继电器12触点处于断开状态。DC/DC工作使能，为整车电气系统提供电源，上电流程结束。

参见图5，所述停车起动机起动发动机控制策略包含以下步骤：首先，HCU判断整车是否满足起动机工作条件，包含三个判断条件a)前离合器脱离，b)ECU向HCU发送发动机可采用起动机起动发动机状态报文，c)发动机转速为零，若以上三个条件不能同时满足则，不能采用起动机起动发动机，否则控制策略进入下一步判断。其次HCU判断常开继电器12触点状态，若常开继电器12处于断开状态，则进入停车单蓄电池起动机起动发动机控制流程。所述HCU向所述ECU发送采用起动机起动发动机报文，起动机故障检测及起动机故障应对控制见故障应对控制，完成停车起动机起动发动机后流程结束。若常开继电器12处于闭合状态，则进入停车双蓄电池起动机起动发动机控制流程。所述HCU控制所述常闭继电器14断开，所述HCU向所述ECU发送采用起动机起动发动机报文，起动机故障检测及起动机故障应对控制见故障应对控制，发动机点火后，所述ECU向所述HCU发送发动机点火成功报文，所述HCU延时0.5s后闭合所述常闭继电器8。

参见图7，所述行车起动机起动发动机控制策略包含如下步骤：首先所述HCU判断以下条件，a)前离合器脱离，b)ECU向HCU发送发动机可采用起动机起动发动机状态报文，c)发动机转速为零，d)起动用蓄电池温度在0℃至60℃范围内，e)起动用蓄电池SOC大于70％，f)起动用蓄电池SOF_V1大于7.5V，g)常开继电器12触电处于闭合状态，若以上七个条件不能同时满足则HCU采用动力电机拖动发动机点火控制策略。若以上七个条件能同时满足，则所述HCU向所述ECU发送采用起动机起动发动机报文，起动机故障检测及起动机故障应对控制见故障应对控制。发动机点火后，所述ECU向所述HCU发送发动机点火成功报文，所述HCU延时0.5s后闭合所述常闭继电器14。

所述的故障应对控制包含报文类故障应对控制及起动机故障控制两个子模块。所述的报文类故障应对控制指系统报文异常，所述的EBS1或EBS2状态报错。当系统产生系统报文异常时，禁止行车中起动机起动发动机控制功能及双蓄电池停车起动机起动发动机控制功能。所述的起动机故障控制参见图6。HCU向ECU发送采用起动机起动发动机点火报文后，ECU会控制起动机拖动发动机，ECU向HCU发送发动机转速报文，在规定的时间T内，若HCU接收到的转速报文为零，则判定发动机故障，禁止采用起动机起动发动机功能，同时HCU控制常闭继电器14闭合，车辆采用动力电机起动发动机模式。