一種增程汽車基于電機特性的增程器停機系統及方法與流程

本發明屬于混合動力汽車增程控制，具體涉及一種通過發電機的特性來進行發動機停機的系統及方法，特別涉及一種增程汽車基于電機特性的增程器停機系統及方法。

背景技術：

1、增程汽車的增程器在發動機停機的過程中，由于發動機與發電機直連而不連接整車傳動系統，使得發動機傳動系統上的轉動慣量相較于傳統燃油車較小。同時，在發動機停機過程會經過增程器的共振點，此時如果不做處理，會使得整車在共振區域出現明顯的振動與噪音，不符合車輛設計要求。

2、基于此，急需研發一種發電機的特性來進行發動機停機的方法，基于發電機的特性，通過控制發電機進入短路模式，增加發電機的負載來使得發動機更平穩的度過共振區，以提升車輛的體驗感。

技術實現思路

1、本發明的目的就在于提供一種增程汽車基于電機特性的增程器停機系統及方法，以解決發動機停機過程更平穩的度過共振區，減少停機過程中的振動和噪音的問題。

2、本發明的目的是通過以下技術方案實現的：

3、一種增程汽車基于電機特性的增程器停機系統，包括停機模式控制模塊、預停機控制模塊、常規停機控制模塊、共振區停機控制模塊、停機位置控制模塊和停機控制輸出模塊；

4、所述停機模式控制模塊的輸出端分別與預停機控制模塊、常規停機控制模塊、共振區停機控制模塊、停機位置控制模塊的輸入端相連，作為停機控制的開端判斷當前狀態，進入對應的停機控制模塊；

5、所述預停機控制模塊的輸出端與停機控制輸出模塊的輸入端相連；所述常規停機控制模塊的輸出端與停機控制輸出模塊的輸入端相連；所述共振區停機控制模塊的輸出端與停機控制輸出模塊的輸入端相連；所述停機位置控制模塊的輸出端與停機控制輸出模塊的輸入端相連；所述停機控制輸出模塊的輸出端，將最終結果輸出給發動機與發電機進行控制。

6、進一步地，所述停機模式控制模塊，用于判斷當前增程器是否有停機需求和發動機的轉速處于的區間；當增程器有停機需求時，進入停機模式控制，判斷發動機轉速n，共振區轉速區間為nrl～nrh，當接受到停機需求且整車狀態滿足停機要求時，發動機準備停機，進入預停機控制模式；當n>nrh且預停機過程完成時，發動機開始停機但尚未達到共振區間，控制發動機常規模式停機，進入常規停機控制模式；當nrh>n>nrl時，增程器進入了共振區間，進入共振區停機模式；當n<nrl時，增程器的停機過程已經渡過共振區，控制發動機停機并且控制發動機位置重置，進入停機位置控制模塊。

7、進一步地，所述預停機控制模塊，用于控制增程器完成停機前的準備動作；當車輛soc較高或者驅動功率需求較小時，整車判斷無發電需求，控制發動機開始停機，當接收到整車發動機停機需求時，判斷發動機及發電機狀態沒有故障且允許停機后，發送需求發動機扭矩為0nm，需求發電機轉速為0rpm，需求發電機模式為扭矩控制，同時發出斷油指令，準備停機。

8、進一步地，所述常規停機控制模塊，在發動機轉速n>nrh，用于控制發電機拖動發動機進行停機；當預停機控制完成后，增程器開始停機，發送需求發電機模式為扭矩模式，需求發電機轉速為0rpm，需求發電機扭矩為ts，ts為負扭矩，控制發電機快速將發動機轉速拉低。

9、進一步地，所述共振區停機控制模塊，用于在增程器處于共振區間，即nrh>n>nrl時，控制增程器轉速快速下降以達到快速度過共振區；當nrh>n>nrl時，控制發電機進入短路模式，發送需求發電機模式為短路模式，需求發電機扭矩為0nm，需求發電機轉速為0rpm，會產生一個較大的扭矩將發動機轉速迅速拉低。

10、進一步地，所述停機位置控制模塊，用于在發動機轉速n<nrl時，控制發動機平穩停機，并在停機后控制發電機將發動機的曲軸位置重置；當增程器度過共振區后，保持發電機的狀態不變，繼續讓發電機進入短路模式，發送需求發電機模式為短路模式，需求發電機扭矩為0nm，需求發電機轉速為0rpm。

11、更進一步地，當發動機轉速降到0rpm后，每次在停機后都要對發動機的曲軸位置進行重置，確保每次停機完成后的曲軸位置都在同一個位置；發送需求發電機模式為扭矩模式，需求發電機扭矩為treset，當發動機反饋的曲軸位置為a時，停止發電機輸出，發送需求發電機模式為短路模式，需求發電機扭矩為0nm，需求發電機轉速為0rpm，保證每次停機發動機曲軸位置都為a，此時增程器停機完成。

12、一種增程汽車基于電機特性的增程器停機方法，包括以下步驟：

13、s1、獲取電池soc，驅動需求功率，判斷soc是否較高或者驅動需求功率較小從而需要控制發動機停機，若是，繼續s2；

14、s2、判斷是否無影響停機的故障后，若是，發送需求發動機扭矩為0nm，需求發電機轉速為0rpm，需求發電機模式為扭矩控制，同時發出斷油指令，繼續s3；若否，停止流程；

15、s3、判斷發動機轉速n>nrh，若是，發送需求發電機模式為扭矩模式，需求發電機轉速為0rpm，需求發電機扭矩為ts，ts為負扭矩，繼續s4；若否，繼續s4；

16、s4、判斷發動機轉速nrh>n>nrl，若是，發送需求發電機模式為短路模式，需求發電機扭矩為0nm，需求發電機轉速為0rpm，繼續s5；若否，繼續s5；

17、s5、判斷發動機轉速n<nrl，若是，發送需求發電機模式為短路模式，需求發電機扭矩為0nm，需求發電機轉速為0rpm，繼續s6；若否，繼續s6；

18、s5、判斷發動機轉速n＝0時，若是，發送需求發電機模式為扭矩模式，需求發電機扭矩為treset，繼續s6；若否，繼續s5，當t1時間內仍然不滿足條件，退出停機模式，反饋停機失敗；

19、s6、判斷發動機反饋的曲軸位置為a，若是，發送需求發電機模式為短路模式，需求發電機扭矩為0nm，需求發電機轉速為0rpm，結束流程；若否，繼續s6，當t2時間內仍然不滿足條件，退出停機模式，反饋停機失敗。

20、進一步地，根據轉速是否到達共振區來將發動機的停機過程分為三部分，分別為發動機停機未到達共振區間的常規停機控制，發動機轉速到達共振區間的共振區停機控制，發動機度過共振區后停機轉速到0，將發動機位置重置的停機位置控制。

21、進一步地，當發電機處于短路模式下，三相線u、v、w短路在一起。

22、與現有技術相比，本發明的有益效果是：

23、本發明增程汽車基于電機特性的增程器停機方法，明確了發動機停機狀態判斷、發動機控制、發電機控制以及停機模式控制。增程汽車增加基于電機特性的發動機停機策略后，可以實現發動機停機過程更平穩的度過共振區，減少停機過程中的振動和噪音，提升駕駛員的使用體驗。

技術特征：

1.一種增程汽車基于電機特性的增程器停機系統，其特征在于：包括停機模式控制模塊、預停機控制模塊、常規停機控制模塊、共振區停機控制模塊、停機位置控制模塊和停機控制輸出模塊；

2.根據權利要求1所述的一種增程汽車基于電機特性的增程器停機系統，其特征在于：所述停機模式控制模塊，用于判斷當前增程器是否有停機需求和發動機的轉速處于的區間；當增程器有停機需求時，進入停機模式控制，判斷發動機轉速n，共振區轉速區間為nrl～nrh，當接受到停機需求且整車狀態滿足停機要求時，發動機準備停機，進入預停機控制模式；當n>nrh且預停機過程完成時，發動機開始停機但尚未達到共振區間，控制發動機常規模式停機，進入常規停機控制模式；當nrh>n>nrl時，增程器進入了共振區間，進入共振區停機模式；當n<nrl時，增程器的停機過程已經渡過共振區，控制發動機停機并且控制發動機位置重置，進入停機位置控制模塊。

3.根據權利要求1所述的一種增程汽車基于電機特性的增程器停機系統，其特征在于：所述預停機控制模塊，用于控制增程器完成停機前的準備動作；當車輛soc較高或者驅動功率需求較小時，整車判斷無發電需求，控制發動機開始停機，當接收到整車發動機停機需求時，判斷發動機及發電機狀態沒有故障且允許停機后，發送需求發動機扭矩為0nm，需求發電機轉速為0rpm，需求發電機模式為扭矩控制，同時發出斷油指令，準備停機。

4.根據權利要求1所述的一種增程汽車基于電機特性的增程器停機系統，其特征在于：所述常規停機控制模塊，在發動機轉速n>nrh，用于控制發電機拖動發動機進行停機；當預停機控制完成后，增程器開始停機，發送需求發電機模式為扭矩模式，需求發電機轉速為0rpm，需求發電機扭矩為ts，ts為負扭矩，控制發電機快速將發動機轉速拉低。

5.根據權利要求1所述的一種增程汽車基于電機特性的增程器停機系統，其特征在于：所述共振區停機控制模塊，用于在增程器處于共振區間，即nrh>n>nrl時，控制增程器轉速快速下降以達到快速度過共振區；當nrh>n>nrl時，控制發電機進入短路模式，發送需求發電機模式為短路模式，需求發電機扭矩為0nm，需求發電機轉速為0rpm，會產生一個較大的扭矩將發動機轉速迅速拉低。

6.根據權利要求1所述的一種增程汽車基于電機特性的增程器停機系統，其特征在于：所述停機位置控制模塊，用于在發動機轉速n<nrl時，控制發動機平穩停機，并在停機后控制發電機將發動機的曲軸位置重置；當增程器度過共振區后，保持發電機的狀態不變，繼續讓發電機進入短路模式，發送需求發電機模式為短路模式，需求發電機扭矩為0nm，需求發電機轉速為0rpm。

7.根據權利要求6所述的一種增程汽車基于電機特性的增程器停機系統，其特征在于：當發動機轉速降到0rpm后，每次在停機后都要對發動機的曲軸位置進行重置，確保每次停機完成后的曲軸位置都在同一個位置；發送需求發電機模式為扭矩模式，需求發電機扭矩為treset，當發動機反饋的曲軸位置為a時，停止發電機輸出，發送需求發電機模式為短路模式，需求發電機扭矩為0nm，需求發電機轉速為0rpm，保證每次停機發動機曲軸位置都為a，此時增程器停機完成。

8.一種增程汽車基于電機特性的增程器停機方法，其特征在于，包括以下步驟：

9.根據權利要求8所述的一種增程汽車基于電機特性的增程器停機方法，其特征在于：根據轉速是否到達共振區來將發動機的停機過程分為三部分，分別為發動機停機未到達共振區間的常規停機控制，發動機轉速到達共振區間的共振區停機控制，發動機度過共振區后停機轉速到0，將發動機位置重置的停機位置控制。

10.根據權利要求8所述的一種增程汽車基于電機特性的增程器停機方法，其特征在于：當發電機處于短路模式下，三相線u、v、w短路在一起。

技術總結
本發明涉及一種增程汽車基于電機特性的增程器停機系統及方法。系統包括停機模式控制模塊、預停機控制模塊、常規停機控制模塊、共振區停機控制模塊、停機位置控制模塊和停機控制輸出模塊。本方法根據轉速是否到達共振區來將發動機的停機過程分為三部分，分別為發動機停機未到達共振區間的常規停機控制，發動機轉速到達共振區間的共振區停機控制，發動機度過共振區后停機轉速到0，將發動機位置重置的停機位置控制。本發明明確了發動機停機狀態判斷、發動機控制、發電機控制以及停機模式控制。增程汽車增加基于電機特性的發動機停機策略后，可以實現發動機停機過程更平穩的度過共振區，減少停機過程中的振動和噪音，提升駕駛員的使用體驗。

技術研發人員：陳震杰,劉國亮,張鵬飛,馬程翔,葛林杉,王梟鵬,劉浩,肖子杰,谷占芳,邸亮
受保護的技術使用者：一汽奔騰汽車股份有限公司
技術研發日：
技術公布日：2024/10/21