《混合動力汽車及其發動機啟動控制方法》是由重慶長安汽車股份有限公司於2018年9月6日申請的發明專利，該專利的申請號為2018110396075，公布號為CN109094553A，專利公布日為2018年12月28日，發明人是羅榮華、翟鈞、蒲斌、熊忠林、林富。該發明涉及混合動力汽車技術領域，更具體地說，涉及一種混合動力汽車及其發動機啟動控制方法。
該發混合動力汽車及其發動機啟動控制方法明提供了一種混合動力汽車的發動機啟動控制方法，混合動力汽車在純電模式下工作，當由於外部環境或動力不足需要啟動發動機提供動力，並需要對雙離合變速箱換擋時，為了避免發動機啟動過程和換擋過程的衝擊，同時協調控制二者的動作順序，利用電機通過發動機離合器閉合至預定位置處於滑磨狀態的特性，以及雙離合變速箱檔位切換時，雙離合變速箱內部第一離合器和第二離合器切換時處於滑磨狀態，由發動機離合器和雙離合變速箱同時滑磨來吸收衝擊，從而解決混合動力汽車動力切換過程中的衝擊問題。該發明還提供了一種混合動力汽車。
2022年7月，《混合動力汽車及其發動機啟動控制方法 》獲得第二十三屆中國專利銀獎。
（概述圖為《長餘輝發光材料及其製造方法》的摘要附圖）
基本介紹
- 中文名：混合動力汽車及其發動機啟動控制方法
- 公布號：CN109094553A
- 公布日：2018年12月28日
- 申請號：2018110396075
- 申請日：2018年9月6日
- 申請人：重慶長安汽車股份有限公司
- 發明人：羅榮華、翟鈞、蒲斌、熊忠林、林富
- 地址：重慶市江北區建新東路260號
- 代理機構：北京信遠達智慧財產權代理事務所
- Int.Cl.：B60W20/00（2016.01）、IB60W20/15（2016.01）、IB60W30/19（2016.01）、IB60W10/11（2016.01）I等
- 代理人：魏曉波
- 類別：專利
專利背景,發明內容,專利目的,技術方案,改善效果,附圖說明,權利要求,實施方式,榮譽表彰,
專利背景
隨著可再生資源的枯竭，為了降低能耗、減少污染，節能型插電式混合動力汽車等新能源汽車的設計與開發越來越受世界各大汽車製造廠到關注。
而雙離合變速箱因具有換擋迅速、無動力中斷、動力傳遞效率高等特點，被廣泛用於混合動力汽車。車輛行駛過程中需要從純電動驅動模式切換至混合驅動模式時需要迅速啟動發動機，而發動機啟動瞬間會產生動力衝擊。車輛在進行變速箱換擋時也存在輕微的動力衝擊。並且啟動發動機和變速箱換擋過程均控制十分複雜，特別是對離合器的控制較複雜，兩者難以同時進行。因此，搭載雙離合變速箱的並聯式混合動力汽車平順性控制異常困難。
因此，如何解決混合動力汽車動力切換過程中的衝擊問題，是2018年9月6日以前該領域技術人員亟待解決的問題。
發明內容
專利目的
《混合動力汽車及其發動機啟動控制方法》以解決混合動力汽車動力切換過程中的衝擊問題。
技術方案
為了達到上述目的，該發明提供如下技術方案：
《混合動力汽車及其發動機啟動控制方法》用於動力系統由電機驅動的純電動工況切換至電機和發動機同步驅動的混動工況，同時進行雙離合變速箱換擋，包括步驟：
步驟1）判斷所述雙離合變速箱與所述電機的轉速同步是否先於所述雙離合變速箱的原檔位與目標檔位的扭矩切換；
步驟2）如果否，控制所述雙離合變速箱的原檔位與目標檔位的扭矩切換，進入步驟3）；
步驟3）如果是，控制所述發動機啟動，並控制啟動後的所述發動機與所述電機轉速同步；
步驟4）當所述發動機與所述電機轉速同步後，控制所述電機轉速與所述雙離合變速箱的目標檔位的目標軸轉速同步；
步驟5）判斷所述雙離合變速箱的原檔位與目標檔位的扭矩交換是否完成，如果是，結束；如果否，控制所述雙離合變速箱的原檔位與目標檔位的扭矩切換後，結束。
優選地，在上述發動機啟動控制方法中，所述步驟2）具體為控制所述雙離合變速箱的原檔位對應的第一離合器夾緊力減小，並控制所述雙離合變速箱的目標檔位對應的第二離合器夾緊力增大，當所述原檔位對應的第一離合器夾緊力低於第一預設閾值，且所述目標檔位對應的第二離合器夾緊力大於第二預設閾值時，完成所述雙離合變速箱的扭矩交換。
優選地，在上述發動機啟動控制方法中，所述步驟3）包括：
步驟31）發動機離合器控制器按照預定斜率控制發動機離合器向閉合方向移動，直至所述發動機離合器移動至拖動所述發動機至達到噴油點火的啟動轉速；
步驟32）當發動機管理系統監控到所述發動機的轉速達到所述啟動轉速的轉速閾值時，控制所述發動機進行噴油點火，並發出點火成功信息；
步驟33）當整車控制器接收到所述發動機的點火成功信息後，控制所述發動機離合器快速移動至閉合位置，完成所述發動機與所述電機的轉速同步。
優選地，在上述發動機啟動控制方法中，所述步驟31）還包括，當所述整車控制器接收到雙離合變速箱控制器發出的轉速同步信息後，向所述發動機離合器控制器傳送轉速同步的控制指令。
優選地，在上述混合動力汽車的發動機啟動控制方法中，所述步驟4）還包括：
步驟41）雙離合變速箱控制器接收發動機啟動完成的信息，並判斷所述電機和所述目標軸的轉速差；
步驟42）當所述電機轉速低於所述目標軸的轉速時，所述雙離合變速箱控制器向所述整車控制器傳送動力源增扭請求，實現所述電機端轉速主動增加；
步驟43）當所述電機轉速高於所述目標軸的轉速時，所述雙離合變速箱控制器向所述整車控制器傳送動力源降扭請求，實現所述電機端轉速主動下降，完成所述電機轉速和所述雙離合變速箱轉速同步。
優選地，在上述發動機啟動控制方法中，所述步驟1）前還包括：
步驟01），整車控制器根據整車動力系統狀態判斷是否需要啟動發動機從純電動驅動模式切換至混合動力驅動模式；
步驟02），當所述整車控制器判斷需要啟動發動機後，與雙離合變速箱控制器確認是否安排所述雙離合變速箱進行換擋；
步驟03）如果是，所述雙離合變速箱控制器將換擋撥叉移動至所述目標檔位對應的齒輪副並鎖定。
優選地，在上述發動機啟動控制方法中，所述雙離合變速箱控制器的換擋確認信息包括所述雙離合變速箱的當前擋位、電機轉速信息、加速踏板開度信息。
優選地，在上述發動機啟動控制方法中，所述步驟1）的判斷原則為所述加速踏板的開度信息，包括：
當所述加速踏板開度高於踏板預設閾值且將進行升擋，則先進行雙離合變速箱扭矩交換；
當所述加速踏板開度高於所述踏板預設閥值且將進行降擋，則先進行轉速同步；
當所述加速踏板開度低於所述踏板預設閾值且將進行升擋，則先進行轉速同步；
當所述加速踏板開度低於所述踏板預設閾值且將進行降擋，則先進行雙離合變速箱扭矩交換。
優選地，在上述發動機啟動控制方法中，所述步驟31）後還設定電機輸出扭矩保護機制，包括：
步驟310），所述發動機離合器控制器實時檢測當前所述發動機離合器的實際行程，並將所述實際行程轉換為所述發動機啟動過程中的實時扭矩，並將所述實時扭矩信號反饋至所述整車控制器；
步驟311），所述整車控制器接收所述實時扭矩信號，並控制所述電機額外輸出拖動所述發動機動作的補償扭矩，直至所述發動機達到所述啟動轉速。
一種混合動力汽車，包括並聯布置的發動機和電機，以及換擋控制的雙離合變速箱，其特徵在於，當所述雙離合變速箱換擋，且所述發動機和所述電機由純電動切換至混合驅動時，採用如上任一項所述的發動機啟動控制方法。
該發明提供的混合動力汽車的發動機啟動控制方法，用於動力系統由電機驅動的純電動工況切換至電機和發動機同步驅動的混動工況，並需要對雙離合變速箱換擋時，控制步驟包括：
步驟1）判斷雙離合變速箱與電機的轉速同步是否先於雙離合變速箱原檔位與目標檔位的扭矩切換；
步驟2）如果否，控制雙離合變速箱原檔位與目標檔位的扭矩切換，進入步驟3）；
步驟3）如果是，控制發動機啟動，並控制啟動後的發動機與電機轉速同步；
步驟4）當發動機與電機轉速同步後，控制電機轉速與雙離合變速箱的目標檔位的目標軸轉速同步；
步驟5）判斷雙離合變速箱原檔位與目標檔位的扭矩交換是否完成，如果是，結束；如果否，控制雙離合器原檔位與目標檔位的扭矩切換後，結束。
改善效果
混合動力汽車在純電模式下工作，當由於外部環境或動力不足需要啟動發動機提供動力，並需要對雙離合變速箱換擋時，為了避免發動機啟動過程和換擋過程的衝擊，同時協調控制二者的動作順序，利用電機通過發動機離合器閉合至預定位置處於滑磨狀態的特性，以及雙離合變速箱檔位切換時，雙離合變速箱內部第一離合器和第二離合器切換時處於滑磨狀態，由發動機離合器和雙離合變速箱同時滑磨吸收換擋過程中的衝擊，從而解決混合動力汽車動力切換過程中的衝擊問題。
附圖說明
圖1為該發明提供的混合動力汽車的發動機啟動控制方法的動力系統布局結構示意圖；
圖2為該發明提供的新能源汽車的發動機啟動控制方法中轉速同步與扭矩交換的的控制流程圖；
圖3為圖2中發動機和電機轉速同步的控制流程圖；
圖4為圖2中電機與雙離合變速箱轉速同步的控制流程圖；
圖5為圖2中由純電切換至混動的轉換確認流程圖；
圖6為該發明提供的新能源汽車的發動機啟動控制方法的系統控制流程圖。
權利要求
1.《混合動力汽車及其發動機啟動控制方法》用於動力系統由電機驅動的純電動工況切換至電機和發動機同步驅動的混動工況，同時進行雙離合變速箱換擋，其特徵在於，包括步驟：步驟1）判斷所述雙離合變速箱與所述電機的轉速同步是否先於所述雙離合變速箱原檔位與目標檔位的扭矩切換；步驟2）如果否，控制所述雙離合變速箱的原檔位與目標檔位的扭矩切換，進入步驟3）；步驟3）如果是，控制所述發動機啟動，並控制啟動後的所述發動機與所述電機轉速同步；步驟4）當所述發動機與所述電機轉速同步後，控制所述電機轉速與所述雙離合變速箱對目標檔位的目標軸轉速同步；步驟5）判斷所述雙離合變速箱的原檔位與目標檔位的扭矩交換是否完成，如果是，結束；如果否，控制所述雙離合變速箱的原檔位與目標檔位的扭矩切換後，結束。
2.根據權利要求1所述的發動機啟動控制方法，其特徵在於，所述步驟2）具體為控制所述雙離合變速箱的原檔位對應的第一離合器夾緊力減小，並控制所述雙離合變速箱的目標檔位對應的第二離合器夾緊力增大，當所述原檔位對應的第一離合器夾緊力低於第一預設閾值，且所述目標檔位對應的第二離合器夾緊力大於第二預設閾值時，完成所述雙離合變速箱的扭矩交換。
3.根據權利要求1所述的混合動力汽車的發動機啟動控制方法，其特徵在於，所述步驟3）包括：步驟31）發動機離合器控制器按照預定斜率控制發動機離合器向閉合方向移動，直至所述發動機離合器移動至拖動所述發動機至達到噴油點火的啟動轉速；步驟32）當發動機管理系統監控到所述發動機的轉速達到所述啟動轉速的轉速閾值時，控制所述發動機進行噴油點火，並發出點火成功信息；步驟33）整車控制器接收到所述發動機的點火成功信息後，控制所述發動機離合器快速移動至閉合位置，完成所述發動機與所述電機的轉速同步。
4.根據權利要求3所述的發動機啟動控制方法，其特徵在於，所述步驟31）還包括，當所述整車控制器接收到雙離合變速箱控制器發出的轉速同步信息後，向所述發動機離合器控制器傳送轉速同步的控制指令。
5.根據權利要求2所述的混合動力汽車的發動機啟動控制方法，其特徵在於，所述步驟4）還包括：步驟41）雙離合變速箱控制器接收發動機啟動完成的信息，並判斷所述電機和所述目標軸的轉速差；步驟42）當所述電機轉速低於所述目標軸的轉速時，所述雙離合變速箱控制器向所述整車控制器傳送動力源增扭請求，實現所述電機端轉速主動增加；當所述電機轉速高於所述目標軸的轉速時，所述雙離合變速箱控制器向所述整車控制器傳送動力源降扭請求，實現所述電機端轉速主動下降，完成所述電機轉速和所述雙離合變速箱轉速同步。
6.根據權利要求1所述的發動機啟動控制方法，其特徵在於，所述步驟1）前還包括：步驟01），整車控制器根據整車動力系統狀態判斷是否需要啟動發動機從純電動驅動模式切換至混合動力驅動模式；步驟02），當所述整車控制器判斷需要啟動發動機後，與雙離合變速箱控制器確認是否安排所述雙離合變速箱進行換擋；步驟03）如果是，所述雙離合變速箱控制器將換擋撥叉移動至所述目標檔位對應的齒輪副並鎖定。
7.根據權利要求6所述的發動機啟動控制方法，其特徵在於，所述雙離合變速箱控制器的換擋確認信息包括所述雙離合變速箱的當前擋位、電機轉速信息、加速踏板開度信息。
8.根據權利要求7所述的發動機啟動控制方法，其特徵在於，所述步驟1）的判斷原則為所述加速踏板的開度信息，包括：當所述加速踏板開度高於踏板預設閾值且將進行升擋，則先進行雙離合變速箱扭矩交換；當所述加速踏板開度高於所述踏板預設閥值且將進行降擋，則先進行轉速同步；當所述加速踏板開度低於所述踏板預設閾值且將進行升擋，則先進行轉速同步；當所述加速踏板開度低於所述踏板預設閾值且將進行降擋，則先進行雙離合變速箱扭矩交換。
9.根據權利要求3所述的發動機啟動控制方法，其特徵在於，所述步驟31）後還設定電機輸出扭矩保護機制，包括：步驟310），所述發動機離合器控制器實時檢測當前所述發動機離合器的實際行程，並將所述實際行程轉換為所述發動機啟動過程中的實時扭矩，並將所述實時扭矩信號反饋至所述整車控制器；步驟311），所述整車控制器接收所述實時扭矩信號，並控制所述電機額外輸出拖動所述發動機動作的補償扭矩，直至所述發動機達到所述啟動轉速。
10.一種混合動力汽車，包括並聯布置的發動機和電機，以及換擋控制的雙離合變速箱，其特徵在於，當所述雙離合變速箱換擋，且所述發動機和所述電機由純電動切換至混合驅動時，採用如權利要求1-9任一項所述的混合動力汽車的發動機啟動控制方法。
實施方式
《混合動力汽車及其發動機啟動控制方法》解決了混合動力汽車動力切換過程中的衝擊問題。
下面將結合該發明實施例中的附圖，對該發明實施例中的技術方案進行清楚、完整的描述，顯然，所描述的實施例僅僅是該發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基於該發明的實施例，該領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬於該發明保護的範圍。
如圖1所示，圖1為該發明提供的混合動力汽車的發動機啟動控制方法的動力系統布局結構示意圖；圖2為該發明提供的新能源汽車的發動機啟動控制方法中轉速同步與扭矩交換的的控制流程圖。並聯結構的混合動力汽車，其動力系統部件一般包括，一個內燃式發動機1、一個發動機管理系統5（簡稱EMS，Energy Management System），發動機離合器2、一個發動機離合器控制器6（簡稱ACU，Actuator Control Unit，也可以理解為耦合機構控制器，為表征其作用統一命名為發動機離合器控制器），一個電機3、一個電機控制器7（簡稱IPU，Intelligent Power Unit，智慧型功率控制單元，一般特指電機控制器，也有稱為Motor Control Unit），一個雙離合變速箱4、一個雙離合變速箱控制器8（簡稱TCU，Transmission Control Unit）和一個整車控制器9（簡稱VCU，Vehicle Control Unit）
該實施例提供了一種混合動力汽車的發動機啟動控制方法，當需要啟動發動機1，並需要對雙離合變速箱4換擋時，利用發動機1啟動和雙離合變速箱4換擋同時進行，利用發動機1啟動過程中，發動機離合器4的滑磨狀態吸收二者產生的衝擊。雙離合變速箱4換擋過程包含其檔位交換過程中扭矩交換，和換擋至目標檔位後，電機3轉速與雙離合變速箱4的目標軸轉速同步兩部分，扭矩交換和轉速同步根據混合動力汽車工況狀態二者的動作時序可調整，以下對具體控制步驟的介紹用以說明控制過程，控制時序可交換，包括：步驟1）判斷雙離合變速箱與電機的轉速同步是否先於雙離合變速箱的原檔位與目標檔位的扭矩切換。
在發動機1啟動確認後，雙離合變速箱控制器8根據整車運行狀態需要確認，當下檔位下是否能夠滿足整車運行要求，如果滿足要求，說明啟動發動機提供足夠動力即可，無需換擋。當不滿足要求時，說明此時整車輸出的扭矩不足，需要雙離合變速箱4進行換擋操作以提供車輛運行過程中足夠的扭矩，此時發動機1啟動工作和雙離合變速箱4換擋工作同時進行，需要解決二者同步動作的衝擊問題。無論扭矩交換還是轉速同步的先後，均需要經過雙離合變速箱控制器TCU告知整車控制器VCU，將控制雙離合變速箱4與電機3轉速進行同步，整車控制器開始對轉速同步進行控制。雙離合變速箱4確認需要換擋操作後，判斷當下工況條件下，轉速同步與扭矩交換的工作時序，根據雙離合變速箱4的輸出扭矩和電機3的輸出扭矩相配合，保證車輛需要提高扭矩或降低扭矩時，通過轉矩的適配，滿足車輛的運行條件。步驟2）如果否，控制雙離合變速箱的原檔位與目標檔位的扭矩切換，進入步驟3）。如果否，說明此時車輛的運行狀態，不滿足車輛先於進行轉速同步條件，則先通過雙離合變速箱由原檔位向目標檔位進行扭矩切換，再進行轉速同步工作。步驟3）如果是，控制發動機啟動，並控制啟動後的發動機與電機轉速同步。反之，則可先進行發動機與電機的轉速同步，在混合動力汽車由純電動切換至混合驅動狀態後，再進行雙離合變速箱的換擋驅動。步驟4）當發動機與電機轉速同步後，控制電機轉速與雙離合變速箱的目標檔位的目標軸轉速同步。發動機與電機的轉速同步包括發動機的啟動過程，以及發動機啟動後，發動機與電機的同步動作進行動力輸出，通過與雙離合變速箱的目標軸，及雙離合變速箱換擋的目標檔位，對應地目標軸進行輸出同步，進行轉速同步和動力輸出。步驟5）判斷雙離合變速箱的原檔位與目標檔位的扭矩交換是否完成，如果是，結束；如果否，控制雙離合變速箱的原檔位與目標檔位的扭矩切換後，結束。
由於發動機和電機的轉速同步動作，需要預先對雙離合變速箱是否先進行換擋進行扭矩切換進行判斷選擇，因此通過轉速同步後對扭矩切換進行二次判斷，保證發動機和電機的轉速同步和雙離合變速箱的扭矩切換同步完成。通過將混合動力汽車在純電模式下工作，當由於外部環境或動力不足需要啟動發動機提供動力，並需要對雙離合變速箱換擋時，為了避免發動機啟動過程和換擋過程的衝擊，同時協調控制二者的動作順序，利用電機通過發動機離合器閉合至預定位置處於滑磨狀態的特性，以及雙離合變速箱檔位切換時，雙離合變速箱內部第一離合器和第二離合器切換時處於滑磨狀態，由發動機離合器和雙離合變速箱同時滑磨吸收換擋過程中的衝擊，從而解決混合動力汽車動力切換過程中的衝擊問題。在該案一具體實施例中，步驟2）具體為控制雙離合變速箱的原檔位對應的第一離合器夾緊力減小，並控制雙離合變速箱的目標檔位對應的第二離合器夾緊力增大，當原檔位對應的第一離合器夾緊力低於第一預設閾值，且目標檔位對應的第二離合器夾緊力大於第二預設閾值時，完成雙離合變速箱的扭矩交換。
在需要雙離合變速箱4換擋時，雙離合變速箱4由原檔位切換至目標檔位，檔位切換的過程對應不同檔位的傳遞扭矩，最終完成傳動扭矩的交換。雙離合變速箱4在原檔位時對應第一離合器傳遞扭矩，換擋時，將目標檔位對應的第二離合器控制閉合，同時第一離合器控制打開，檔位切換過程第一離合器的夾緊力逐步減小，對應第二離合器夾緊力逐步增大。分別設定第一離合器夾緊力減小後的第一預設閾值，以及第二離合器夾緊力增大後的第二預設閾值，當第一離合器和第二離合器的夾緊力在雙離合變速箱4扭矩交換過程同時滿足閾值要求時，確定雙離合器完成換擋，即完成了雙離合變速箱的扭矩交換。發動機1啟動後通過發動機離合器2與並聯布置的電機3共同進行混合動力汽車動力的輸出，由於換擋過程中電機3的輸出扭矩發生變化，換擋後扭矩輸出會出現增加或減小變化，對應地，對電機3轉速會產生影響，因此根據扭矩變化的實際情況，判定電機3是否需要提前與目標軸的轉速同步，避免扭矩變化引起動力不足或衝擊大的問題。
如圖3所示，圖3為圖2中發動機和電機轉速同步的控制流程圖。在該案一具體實施例中，所述步驟3）包括：步驟31）發動機離合器控制器按照預定斜率控制發動機離合器向閉合方向移動，直至發動機離合器移動至拖動發動機至達到噴油點火的啟動轉速。發動機1啟動的過程，通過將發動機1預先拖動到一定轉速後，再進行噴油點火工作，以減少發動機1由靜止到工作狀態的啟動難度。發動機1轉速的拖動由電機3提供動力，通過發動機離合器2的閉合傳遞扭矩帶動發動機1轉動。發動機離合器2逐步閉合過程中，電機3拖動發動機1達到啟動轉速，將發動機離合器2的閉合按照一定斜率逐步閉合，以降低電機3拖動發動機1的難度步驟32）當發動機管理系統監控到發動機的轉速達到啟動轉速的轉速閾值時，控制發動機進行噴油點火，並發出點火成功信息。步驟33）當整車控制器接收到發動機的點火成功信息後，控制發動機離合器快速移動至閉合位置，完成發動機與所述電機的轉速同步。
發動機管理系統5監測發動機1的點火成功信息並傳送至整車控制器9，整車控制器9接收點火成功信息後，向發動機離合器控制器6傳送指令要求其快速閉合發動機離合器2。發動機管理系統（VCU）5監測發動機1的點火成功信息，該點火成功信息可以設定為發動機1能夠順利點火時應達到的轉速閾值，該轉速閾值內，發動機可順利點火，且點火衝擊最小。發動機1的工作狀態由發動機管理系統5進行監測，發動機1啟動完成通過發動機離合器2傳遞工作動力，因此需要發動機離合器2完全閉合降低其磨損及能量損耗，該過程由發動機管理系統5實時監測，與整車控制器9協同實現對發動機1的啟動控制。在該案一具體實施例中，所述步驟31）還包括，當整車控制器接收到雙離合變速箱控制器發出的轉速同步信息後，向發動機離合器控制器傳送轉速同步的控制指令。雙離合變速箱控制器TCU告知整車控制器VCU，將控制雙離合變速箱4與電機3轉速進行同步，整車控制器VCU開始對轉速同步進行控制。
如圖4中，圖4為圖2中電機與雙離合變速箱轉速同步的控制流程圖。在該案一具體實施例中，所述步驟4）還包括：步驟41）雙離合變速箱控制器接收發動機啟動完成的信息，並判斷電機和目標軸的轉速差。步驟42）當電機轉速低於目標軸的轉速時，雙離合變速箱控制器向整車控制器傳送動力源增扭請求，實現電機端轉速主動增加；步驟43）當電機轉速高於目標軸的轉速時，雙離合變速箱控制器向整車控制器傳送動力源降扭請求，實現電機端轉速主動下降，完成電機轉速和雙離合變速箱轉速同步。發動機1完全啟動後，輸出動力通過雙離合變速箱4帶動混合動力汽車動作，發動機離合器控制器6對發動機離合器2的工作狀態進行監測，並反饋閉合信息至整車控制器9，整車控制器9根據此時發動機1、發動機離合器2的工作狀態，及時對雙離合變速箱4進行控制，保證動力的正常輸出。雙離合變速箱4控制器接收到發動機啟動完成的信息後，向整車控制器傳送動力源增扭請求實現電機端轉速主動增加，或向整車控制器傳送動力源降扭請求實現電機端轉速主動下降，完成電機轉速和雙離合變速箱轉速同步。發動機啟動完成後，由發動機輸出整車工作動力，發動機經發動機離合器經雙離合變速箱輸出動力，並聯結構的混合動力汽車，發動機和電機同時工作，發動機輸出的動力經電機傳遞到雙離合變速箱，因此需要電機和雙離合變速箱同步轉動輸出動力。發動機根據整車動力需求啟動，與電機混合輸出動力，雙離合變速箱根據整車工況換擋，包含降檔或升檔兩種情況，對應地，電機轉速包含轉速增加或轉速升高兩種情況。整車控制器根據工況判斷整車工況變化時，雙離合變速箱的換擋情況，當雙離合變速箱目標軸轉速低於原檔位軸轉速時，整車控制器傳送動力源降扭請求，驅動電機端轉速主動下降，反之，傳送動力源升扭請求，驅動電機端轉速主動升高，從而主動控制電機和雙離合變速箱轉速同步。
如圖5中，圖5為圖2中由純電切換至混動的轉換確認流程圖。在該案一具體實施例中，所述步驟1）前還包括：步驟01），整車控制器根據整車動力系統狀態判斷是否需要啟動發動機從純電動驅動模式切換至混合動力驅動模式。混合動力汽車的工況由整車控制器9進行監測，當混合動力汽車在純電模式下工作時，電機3提供工作動力。當整車工況發生變化時，整車控制器9判斷需要啟動發動機1提供動力，使得混合動力汽車由純電模式切換至混合動力驅動模式。步驟02），當整車控制器判斷需要啟動發動機後，與雙離合變速箱控制器確認是否安排雙離合變速箱進行換擋。在發動機1啟動確認後，雙離合變速箱控制器8根據整車運行狀態需要確認，當下檔位下是否能夠滿足整車運行要求，如果滿足要求，說明啟動發動機提供足夠動力即可，無需換擋。當不滿足要求時，說明此時整車輸出的扭矩不足，需要雙離合變速箱4進行換擋操作以提供車輛運行過程中足夠的扭矩。步驟03）如果是，所述雙離合變速箱控制器將換擋撥叉移動至所述目標檔位對應的齒輪副並鎖定。適應雙離合變速箱4的工作結構，當需要換擋時，換擋撥叉提前移動至目標檔位對應的齒輪副，並鎖定，以減少換擋衝擊。在該案一具體實施例中，雙離合變速箱控制器的換擋確認信息包括雙離合變速箱的當前擋位、電機轉速信息、加速踏板開度信息。
在該案一具體實施例中，所述步驟1）的判斷原則為所述加速踏板的開度信息，包括：當加速踏板開度高於踏板預設閾值且將進行升擋，則先進行雙離合變速箱扭矩交換；當加速踏板開度高於踏板預設閥值且將進行降擋，則先進行轉速同步；當加速踏板開度低於踏板預設閾值且將進行升擋，則先進行轉速同步；當加速踏板開度低於踏板預設閾值且將進行降擋，則先進行雙離合變速箱扭矩交換。通過將加速踏板的開度信息作為扭矩交換和轉速同步先後時序的控制原則，將加速踏板所在的踏板預定位置的踏板預設閾值，作為進行不同工況的判斷依據，從而將整車的實際運行狀態與車輛由純電切換至混動進行結合，最佳化混合動力汽車的控制邏輯，進一步避免車輛狀態切換的不同步造成的衝擊，提高舒適性。在該案一具體實施例中，步驟31）後還設定電機輸出扭矩保護機制，包括：步驟310），發動機離合器控制器實時檢測當前發動機離合器的實際行程，並將實際行程轉換為發動機啟動過程中的實時扭矩，並將實時扭矩信號反饋至整車控制器；步驟310），整車控制器接收實時扭矩信號，並控制電機額外輸出拖動發動機動作的補償扭矩，直至發動機達到所述啟動轉速。
如圖6中，圖6為該發明提供的新能源汽車的發動機啟動控制方法的系統控制流程圖。圖2-圖5的控制流程圖共同構成對混動汽車由純電驅動切換至混動驅動的系統控制流程圖。發動機由電機拖動達到啟動轉速的過程中，電機需要實時提供發動機一定的扭矩，因此需要保證電機輸出至發動機的扭矩不影響混合動力汽車正常的動力輸出，因此在發動機拖動過程中設定扭矩保護機制，保證電機提供足夠的扭矩輸出。扭矩保護機制包括拖動發動機動作的扭矩大小確認，發動機離合器2的閉合行程由發動機離合器控制器6進行實時檢測，並將實際行程信息反饋至整車控制器9，整車控制器9協調電機控制器7，控制電機3輸出額外的補償扭矩，補償扭矩為電機在保證整車正常運行條件下的額外扭矩，通過對發動機離合器2閉合實際行程的檢測，並將實際行程轉換為發動機的實時扭矩，通過與電機補償扭矩的協同，以實現利用最低的電機動力達到發動機達到啟動轉速，降低啟動難度的目的。
電機拖動發動機動作時，需要同時保證整車動力的正常輸出，其輸出的扭矩將增大，設定補償扭矩的參數為Tq_cl，設定電機3驅動整車維持正常行駛時的工作扭矩參數為Tq_drv，因此，在發動機1被拖動至啟動轉速的過程中，電機3輸出的總扭矩為Tqem，Tqem＝Tq_cl+Tq_drv。在該案一具體實施例中，發動機離合器控制器6將實際行程轉為實時扭矩並輸出扭矩信號，整車控制器9接收實時扭矩信號，並控制電機3輸出拖動發動機1至預定轉速的補償扭矩。發動機離合器2閉合過程中的實際行程對應不同扭矩量的傳遞，發動機離合器控制器6將實際行程轉換為實時扭矩信號，整車控制器9接收該實時扭矩信號，對電機控制器7輸出控制指令，由電機3輸出補償扭矩，保證發動機1可被拖動至預定轉速的足夠的補償扭矩大小
基於上述提供混合動力汽車的發動機啟動控制方法，該發明還提供了一種混合動力汽車，包括並聯布置的發動機和電機，以及換擋控制的雙離合變速箱，當雙離合變速箱換擋，且發動機和電機由純電動切換至混合驅動時，採用如上述實施例所述的發動機啟動控制方法。
榮譽表彰
2022年7月，《混合動力汽車及其發動機啟動控制方法 》獲得第二十三屆中國專利銀獎。
