[发明专利]混合动力汽车驱动系统及其发动机启动控制方法

权利要求书

1.一种混合动力汽车驱动系统的发动机启动控制方法，所述的混合动力汽车驱动系统包括发动机(1)、驱动电机、无级变速器(6)，所述驱动电机包括驱动电机定子(4)和驱动电机转子(5)；所述的驱动电机设置在所述的发动机(1)的输出轴与无级变速器(6)的输入轴之间，所述的驱动电机转子(5)通过行星轮耦合机构与发动机(1)的输出轴连接；所述的驱动电机转子(5)与无级变速器(6)的输入轴固定连接；

所述的行星轮耦合机构与发动机(1)的输出轴之间，设有耦合机构制动器(10)；所述的驱动电机转子(5)与行星轮耦合机构之间，设有耦合机构离合器(3)；

其特征在于所述的发动机启动控制方法是：

在车辆静止情况下，整车控制器通过控制驱动电机转速和行星轮耦合机构离合器扭矩容量，实现发动机快速、平稳启动；

发动机启动过程中，电动油泵(7)一直未工作；充分利用无级变速器(6)变速箱机械油泵工作所产生的压力，满足行星轮耦合机构离合器(3)的扭矩容量控制需求，提高整车的经济性；

车辆纯电动行驶过程中，以发动机启动时间作为目标，控制驱动电机扭矩、耦合机构离合器(3)与耦合机构制动器(10)的扭矩容量及发动机(1)点火时刻，实现发动机快速启动并平稳介入整车驱动；

在发动机(1)启动过程中，驱动电机一方面给整车提供驱动扭矩，满足乘员对整车动力需求，同时，充分利用驱动电机的惯量力矩，为发动机(1)启动提供一部分力矩；最后，通过驱动电机补偿发动机(1)启动过程中所需的目标扭矩，从而实现发动机(1)快速、平稳启动，同时，整车驱动力未出现中断，保障了整车良好的驾驶性和动力性。

2.按照权利要求1所述的混合动力汽车驱动系统的发动机启动控制方法，其特征在于：

为实现发动机(1)在车辆静止和行驶中快速、平稳启动，整车控制器还将控制耦合机构离合器(3)与耦合机构制动器(10)扭矩容量；

整车控制器根据动力电池电量及驾驶人员扭矩请求，自动控制发动机(1)启停，实现整车不同的工作模式；

在车辆静止状态下，如果高压储能装置(9)电量很低，整车控制器将控制发动机(1)启动，进入怠速发电状态，给高压储能装置(9)充电，以维持电量平衡；

如果在车辆行驶过程中，驾驶人员需求扭矩大于一定阀值，整车控制器将快速控制发动机(1)启动，实现发动机(1)与驱动电机并联驱动，满足驾驶人员对整车动力需求。

3.按照权利要求1所述的混合动力汽车驱动系统的发动机启动控制方法，其特征在于：

在车辆静止状态下，发动机(1)启动过程控制逻辑：

开始；

步骤301：当车辆钥匙上电后，整车高压系统启动，整车进入可驾驶的READY状态，即纯电动模式；

步骤302：如果当前高压储能装置(9)电量很低，整车控制器(HCU)将激活发动机(1)启动请求，进入步骤303，否则返回步骤302；

步骤303：如果当前驾驶人员换挡杆位于P档或者N档，则进入步骤305，否则进入步骤304；

步骤304：强制请求CVT控制器控制无级变速器(6)位于空档，然后进入步骤305；

步骤305：控制驱动电机输出扭矩，使得驱动电机达到预设的目标转速；

步骤306：控制耦合机构制动器(10)扭矩容量为零，即打开耦合机构制动器(10)；

步骤307：控制耦合机构离合器(3)扭矩容量按照预设的梯度增加到最大值；

步骤308：控制发动机管理系统，允许发动机(1)启动；

步骤309：检测发动机(1)与驱动电机转速已同步；

步骤310：判断发动机是否启动成功，如果启动成功，则进入步骤311，否则返回步骤309，保持驱动电机拖动发动机(1)的状态；

步骤311：发动机(1)启动成功，耦合机构离合器(3)锁止，发动机(1)进入怠速状态。

4.按照权利要求1所述的混合动力汽车驱动系统的发动机启动控制方法，其特征在于：

在车辆行驶中，发动机(1)启动过程控制逻辑：

开始；

步骤401：该状态下，高压系统正常上电，车辆处于纯电动模式的行驶状态；

步骤402：当驾驶人员有较大扭矩需求或其它因素需要启动发动机时，则进入步骤403；否则返回步骤401；

步骤403：控制耦合机构制动器(10)扭矩容量为零；

步骤404：根据驱动电机扭矩和惯量扭矩，发动机阻力矩和发动机启动目标所需的惯量扭矩，计算耦合机构离合器(3)需要传递的扭矩容量，公式如下：

Tcl＝Tm+[(Tej-Tmj/k)+Tdrag]·(1+k)

其中：

Tcl：耦合机构离合器(3)需求扭矩容量；

Tm：驾驶人员对驱动电机的需求扭矩；

Tej：发动机启动目标惯量扭矩；

Tmj：驱动电机当前的惯量扭矩；

Tdrag：发动机(1)阻力矩；

k：行星轮耦合机构的速比，k＝(Zr+Zs)/Zs；

Zr：行星轮系的齿圈齿数；

Zs：行星轮系的太阳轮齿数；

如果耦合机构离合器(3)最大扭矩容量小于预设值，则控制耦合机构离合器(3)扭矩容量按照预设的梯度增加，直到达到该阶段预设的最大值；

步骤405：计算驾驶人员对驱动电机所需的扭矩，公式如下：

Tm＝TactCl+(Tdr－TactCl)·(1+k)/k

其中：

Tm、k同前；

TactCl：发动机启动过程中，耦合机构离合器实际传递的扭矩；

Tdr：驾驶人员需求扭矩。

步骤406：判断发动机(1)与驱动电机的转速差，如果小于预设值，则进入步骤407，否则返回步骤405；

步骤407：控制发动机管理系统(EMS)启动发动机(1)；

步骤408：判断发动机(1)在规定时间内是否启动成功，如果发动机(1)启动成功，则进入步骤409，否则进入步骤411中；

步骤409：控制耦合机构离合器(3)处于滑摩状态；

步骤410：判断发动机(1)与驱动电机转速是否同步；如果不同步，则返回步骤409；如果同步，则进入步骤411；

步骤411：控制耦合机构离合器(3)扭矩容量按照预设梯度增加到最大值；

步骤412：发动机(1)启动成功，耦合机构离合器(3)锁止，发动机(1)和驱动电机共同参与整车驱动，即整车进入并联驱动模式。