本發(fā)明涉及汽車電子技術(shù)，特別涉及一種混合動力車基于雙蓄電池電源系統(tǒng)的起動機(jī)控制方法。

背景技術(shù)：

全球汽車的大量應(yīng)用，引發(fā)了嚴(yán)重的環(huán)境問題及能源危機(jī)。隨著科技的發(fā)展，節(jié)能、環(huán)保的新能源車孕育而生?；旌蟿恿ζ嚹壳俺蔀閲鴥?nèi)外新能源汽車最主要的發(fā)展方向，混合動力汽車的電源系統(tǒng)、起動控制系統(tǒng)與傳統(tǒng)車具有很大區(qū)別。

汽車的用電負(fù)載電氣特性有較大差異，起動機(jī)工作時需要提供瞬間大電流，而整車其他用電設(shè)備則需要長時間小電流。采用單蓄電池的車輛，在起動瞬間，整車電源系統(tǒng)會降低至9V以下，由于車輛處于靜止?fàn)顟B(tài)，不存在安全隱患。而混合動力車有由純電動行駛模式轉(zhuǎn)換為混合動力模式的工況，在該工況下起動機(jī)拖動發(fā)動機(jī)時，采用單蓄電池的電源系統(tǒng)瞬間電壓降低超過其下限值，會導(dǎo)致整車電氣設(shè)備無法正常工作，車輛也存在著重大安全隱患。

公開號CN102785580A的專利公開了采用雙蓄電池供電的汽車提高起停能力的方法，該專利所述雙蓄電池系統(tǒng)應(yīng)用于傳統(tǒng)車輛，其在兩蓄電池之間提供直流變直流的轉(zhuǎn)換控制單元，當(dāng)起動用蓄電池SOC小于設(shè)定值時，控制系統(tǒng)采用發(fā)電機(jī)或另外一塊蓄電池通過直流轉(zhuǎn)換器為起動用蓄電池充電；若SOC小于設(shè)定值，同時需要起動發(fā)動機(jī)，則兩塊蓄電池同時為起動機(jī)供電。該專利通過該方法以提高蓄電池的起停能力，該專利沒有從整車系統(tǒng)的方面闡述雙蓄電池系統(tǒng)的起動機(jī)控制方法，同時該雙蓄電池系統(tǒng)中需在兩個蓄電池之間增加直流轉(zhuǎn)換器，成本較高。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對上述問題，本發(fā)明提供一種混合動力車基于雙蓄電池電源系統(tǒng)的起動機(jī)控制方法，本雙蓄電池電源系統(tǒng)控制方案為在起動機(jī)工作時，通過斷開起動電源回路與整車電源供電回路之間的繼電器，使起動電源回路與整車電源供電回路隔離，隔離起動電源回路與整車電源供電回路，起動回路的電壓降不影響整車電氣負(fù)載，使整車電氣系統(tǒng)電壓穩(wěn)定，可提高車輛的安全性及舒適性。

本發(fā)明所述的一種基于雙蓄電池電源系統(tǒng)的起動機(jī)控制方法，所述的雙蓄電池電源系統(tǒng)包括起動用蓄電池、起動機(jī)、常閉繼電器、常開繼電器、熔斷器、穩(wěn)壓用蓄電池、直流變換器、整車用電設(shè)備、整車控制單元、發(fā)動機(jī)控制單元；

其中所述的起動用蓄電池與起動機(jī)并聯(lián)構(gòu)成起動用電回路；

所述直流變換器、整車用電設(shè)備、整車控制單元元、發(fā)動機(jī)控制單元的電源正極并聯(lián)于電源回路A點(diǎn)，所述常閉繼電器觸點(diǎn)一側(cè)連接起動用蓄電池正極，觸點(diǎn)另外一側(cè)連接于電源回路A點(diǎn)；

所述熔斷器一端與電源回路A點(diǎn)連接，另外一端與常開繼電器觸點(diǎn)一側(cè)連接，所述常開繼電觸點(diǎn)另外一側(cè)連接穩(wěn)壓用蓄電池正極；

所述起動機(jī)控制方法包含以下步驟：

S1：整車ON擋上電時，整車控制單元獲取啟動用蓄電池狀態(tài)信息，若起動用蓄電池狀態(tài)滿足條件，則進(jìn)入步驟S2，否則車輛禁行；

S2：整車控制單元獲取穩(wěn)壓用蓄電池狀態(tài)信息，若穩(wěn)壓用蓄電池狀態(tài)滿足條件，則整車控制單元閉合常開繼電器，否則行車起動機(jī)起動發(fā)動機(jī)功能禁用；

S3：車輛靜止，需采用起動機(jī)起動發(fā)動機(jī)時，整車控制單元獲取整車信息，若滿足起動機(jī)工作條件，則進(jìn)入步驟S5，否則進(jìn)入步驟S4；

S4：整車采用動力電機(jī)起動發(fā)動機(jī)；

S5：判斷常開繼電器是否閉合，若常開繼電器閉合，則進(jìn)入步驟S6，否則進(jìn)入步驟S7；

S6：整車控制單元控制常閉繼電器斷開，整車控制單元向發(fā)動機(jī)控制單元發(fā)送采用起動機(jī)起動發(fā)動機(jī)報(bào)文，判斷起動機(jī)是否故障，若起動機(jī)故障，則進(jìn)入步驟S8，否則進(jìn)入步驟S9；

S7：整車控制單元向發(fā)動機(jī)控制單元發(fā)送采用起動機(jī)起動發(fā)動機(jī)報(bào)文，判斷起動機(jī)是否故障，若起動機(jī)故障，則進(jìn)入步驟S8，否則進(jìn)入步驟S9；

S8：起動機(jī)起動發(fā)動機(jī)功能禁止，整車控制單元控制常閉繼電器閉合，采用動力電機(jī)起動發(fā)動機(jī)；

S9：整車控制單元收到發(fā)動機(jī)控制單元發(fā)動機(jī)起動成功報(bào)文后，延時0.5s，整車控制單元控制繼電器閉合；

S10：車輛采用純電動模式行駛時，若需要采用起動機(jī)起動發(fā)動機(jī)，整車控制單元獲取車輛各部件狀態(tài)信息，若整車狀態(tài)滿足采用起動機(jī)工作條件，則進(jìn)入步驟S6，否則進(jìn)入步驟S5。

起動機(jī)工作前，整車控制單元控制常開繼電器閉合，控制常閉繼電器斷開后，起動用蓄電池，起動機(jī)并聯(lián)構(gòu)成起動用電回路，輔助蓄電池與直流變換器、整車電氣負(fù)載構(gòu)成供電回路；起動機(jī)工作結(jié)束后，整車控制單元控制常開繼電器閉合，DC/DC同時為起動用蓄電池、穩(wěn)壓用蓄電池及整車負(fù)載提供電源。

整車ON擋上電時，整車控制單元判斷起動用蓄電池狀態(tài)，設(shè)置起動用蓄電池SOC閾值為0至40％。

所述起動用蓄電池SOC閾值為30％。

整車ON擋上電時，整車控制單元判斷穩(wěn)壓用蓄電池狀態(tài)，設(shè)置穩(wěn)壓用蓄電池SOC閾值為0至40％。

所述穩(wěn)壓用蓄電池SOC閾值為30％。

整車靜止需采用起動機(jī)工作時，整車狀態(tài)需同時滿足以下三個條件：前離合器脫離、發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速為零、發(fā)動機(jī)可采用起動機(jī)起動發(fā)動機(jī)。

車輛由純電動行駛模式轉(zhuǎn)換為混合動力模式的工況，在該工況下需起動機(jī)拖動發(fā)動機(jī)，此時整車狀態(tài)需同時滿足以下7個條件：前離合器脫離、常開繼電器處于閉合狀態(tài)、發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速為零、發(fā)動機(jī)可采用起動機(jī)起動發(fā)動機(jī)、起動用蓄電池SOC大于70％、起動用蓄電池SOF_V1大于7.5V、起動用蓄電池溫度T滿足0℃＜T＜60℃。

附圖說明

圖1混合動力系統(tǒng)構(gòu)型圖。

圖2雙蓄電池電源系統(tǒng)框圖。

圖3基于雙蓄電池電源系統(tǒng)的起動機(jī)控制框圖。

圖4整車上電控制流程圖。

圖5停車起動機(jī)起動發(fā)動機(jī)控制流程圖。

圖6起動機(jī)故障控制流程圖。

圖7行車起動機(jī)起動發(fā)動機(jī)控制流程圖。

各部件符號名稱：

1-發(fā)動機(jī)，2-起動機(jī)，3-前離合器，4-動力電機(jī)，5-后離合器，6-變速箱，整車控制單元(HCU)7，電氣設(shè)備負(fù)載8，直流變換器(DC/DC)9，穩(wěn)壓蓄電池傳感器(EBS2)10，穩(wěn)壓蓄電池11，常開繼電器12，熔斷器13，常閉繼電器14，起動用蓄電池傳感器(EBS1)15，起動用蓄電池16，起動機(jī)17，發(fā)動機(jī)控制單元18。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖詳細(xì)說明本發(fā)明的具體實(shí)施方式。

參見圖1為混合動力系統(tǒng)構(gòu)型圖，該構(gòu)型包含發(fā)動機(jī)1，起動機(jī)2，前離合器3，動力電機(jī)4，后離合器5，變速箱6。前離合器3位于發(fā)動機(jī)與動力電機(jī)之間，后離合器5位于動力電機(jī)4與變速箱6之間。本發(fā)明專利下文中所述的前離合器指圖1中位于發(fā)動機(jī)1與動力電機(jī)4之間的前離合器3。

目前車輛上基本都是一塊蓄電池，本發(fā)明屬于非常規(guī)設(shè)計(jì)，參見圖2，所述的雙蓄電池電源系統(tǒng)包括整車控制單元(HCU)7，電氣設(shè)備負(fù)載8，直流變換器(DC/DC)9，穩(wěn)壓蓄電池傳感器(EBS2)10，穩(wěn)壓蓄電池11，常開繼電器12，熔斷器13，常閉繼電器14，起動用蓄電池傳感器(EBS1)15，起動用蓄電池16，起動機(jī)17，發(fā)動機(jī)控制單元(ECU)18。其中所述的起動用蓄電池16與起動機(jī)17并聯(lián)構(gòu)成起動用電回路；所述直流變換器(DC/DC)9、整車用電設(shè)備8、整車控制單元(HCU)7、發(fā)動機(jī)控制單元(ECU)18的電源正極并聯(lián)于電源回路A點(diǎn)，所述常閉繼電器14觸點(diǎn)一側(cè)連接起動用蓄電池正極，觸點(diǎn)另外一側(cè)連接于電源回路A點(diǎn)；所述熔斷器13一端與電源回路A點(diǎn)連接，另外一端與常開繼電器12觸點(diǎn)一側(cè)連接，所述常開繼電器12觸點(diǎn)另外一側(cè)連接穩(wěn)壓用蓄電池正極。所述的DC/DC將整車高壓電池電源轉(zhuǎn)化為12V低壓電源為整車供電。所述的ECU18控制起動機(jī)工作。所述的HCU可與所述EBS1、所述的EBS2及所述的ECU進(jìn)行信息交互，所述HCU通過控制所述的常開繼電器12與所述的常閉繼電器14，實(shí)現(xiàn)起動機(jī)起動控制。所述雙蓄電池電源系統(tǒng)也可應(yīng)用于傳統(tǒng)車輛，只需將所述DC/DC 9更改為傳統(tǒng)車的發(fā)電機(jī)即可。整車下電后，常閉繼電器14處于閉合狀態(tài)，常開繼電器12處于斷開狀態(tài)，起動用蓄電池16單獨(dú)為整車提供電源，穩(wěn)壓用蓄電池11與整車電氣設(shè)備供電斷開。

參見圖3，所述的混合動力起動機(jī)起動發(fā)動機(jī)控制策略包含整車上電控制策略、停車起動機(jī)起動發(fā)動機(jī)控制策略、行車起動機(jī)起動發(fā)動機(jī)控制策略、故障應(yīng)對策略。所述的停車起動機(jī)起動發(fā)動機(jī)控制包含單蓄電池起動機(jī)起動發(fā)動機(jī)控制及雙蓄電池起動機(jī)起動發(fā)動機(jī)控制兩個子模塊。所述的故障應(yīng)對控制包含報(bào)文類故障應(yīng)對控制及起動機(jī)故障控制兩個子模塊。

參見圖4，所述的整車上電控制策略包含以下步驟：首先所述的HCU通過所述的EBS1獲取起動用蓄電池荷電狀態(tài)，設(shè)置起動用蓄電池荷電下限值30％，若起動用蓄電池SOC小于30％，則禁止車輛行駛，否則控制策略進(jìn)入下步判斷；其次，所述的HCU通過所述的EBS2獲取穩(wěn)壓用蓄電池荷電狀態(tài)，設(shè)置穩(wěn)壓用蓄電池荷電下限值30％，若穩(wěn)壓用蓄電池SOC小于30％，則常開繼電器12禁止閉合，DC/DC工作使能，為整車電氣系統(tǒng)提供電源，禁止車輛行車中起動發(fā)動機(jī)功能；否則HCU控制常開繼電器12閉合，同時HCU判斷常開繼電器觸點(diǎn)閉合狀態(tài)，判斷方法如下：EBS2檢測穩(wěn)壓用蓄電池電流，EBS2將電流狀態(tài)報(bào)文發(fā)送HCU，HCU通過檢測0.1s內(nèi)電流值是否大于0.2A，若大于0.2A，則常開繼電器12觸點(diǎn)處于閉合狀態(tài)，否則，常開繼電器12觸點(diǎn)處于斷開狀態(tài)。DC/DC工作使能，為整車電氣系統(tǒng)提供電源，上電流程結(jié)束。

參見圖5，所述停車起動機(jī)起動發(fā)動機(jī)控制策略包含以下步驟：首先，HCU判斷整車是否滿足起動機(jī)工作條件，包含三個判斷條件a)前離合器脫離，b)ECU向HCU發(fā)送發(fā)動機(jī)可采用起動機(jī)起動發(fā)動機(jī)狀態(tài)報(bào)文，c)發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速為零，若以上三個條件不能同時滿足則，不能采用起動機(jī)起動發(fā)動機(jī)，否則控制策略進(jìn)入下一步判斷。其次HCU判斷常開繼電器12觸點(diǎn)狀態(tài)，若常開繼電器12處于斷開狀態(tài)，則進(jìn)入停車單蓄電池起動機(jī)起動發(fā)動機(jī)控制流程。所述HCU向所述ECU發(fā)送采用起動機(jī)起動發(fā)動機(jī)報(bào)文，起動機(jī)故障檢測及起動機(jī)故障應(yīng)對控制見故障應(yīng)對控制，完成停車起動機(jī)起動發(fā)動機(jī)后流程結(jié)束。若常開繼電器12處于閉合狀態(tài)，則進(jìn)入停車雙蓄電池起動機(jī)起動發(fā)動機(jī)控制流程。所述HCU控制所述常閉繼電器14斷開，所述HCU向所述ECU發(fā)送采用起動機(jī)起動發(fā)動機(jī)報(bào)文，起動機(jī)故障檢測及起動機(jī)故障應(yīng)對控制見故障應(yīng)對控制，發(fā)動機(jī)點(diǎn)火后，所述ECU向所述HCU發(fā)送發(fā)動機(jī)點(diǎn)火成功報(bào)文，所述HCU延時0.5s后閉合所述常閉繼電器8。

參見圖7，所述行車起動機(jī)起動發(fā)動機(jī)控制策略包含如下步驟：首先所述HCU判斷以下條件，a)前離合器脫離，b)ECU向HCU發(fā)送發(fā)動機(jī)可采用起動機(jī)起動發(fā)動機(jī)狀態(tài)報(bào)文，c)發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速為零，d)起動用蓄電池溫度在0℃至60℃范圍內(nèi)，e)起動用蓄電池SOC大于70％，f)起動用蓄電池SOF_V1大于7.5V，g)常開繼電器12觸電處于閉合狀態(tài)，若以上七個條件不能同時滿足則HCU采用動力電機(jī)拖動發(fā)動機(jī)點(diǎn)火控制策略。若以上七個條件能同時滿足，則所述HCU向所述ECU發(fā)送采用起動機(jī)起動發(fā)動機(jī)報(bào)文，起動機(jī)故障檢測及起動機(jī)故障應(yīng)對控制見故障應(yīng)對控制。發(fā)動機(jī)點(diǎn)火后，所述ECU向所述HCU發(fā)送發(fā)動機(jī)點(diǎn)火成功報(bào)文，所述HCU延時0.5s后閉合所述常閉繼電器14。

所述的故障應(yīng)對控制包含報(bào)文類故障應(yīng)對控制及起動機(jī)故障控制兩個子模塊。所述的報(bào)文類故障應(yīng)對控制指系統(tǒng)報(bào)文異常，所述的EBS1或EBS2狀態(tài)報(bào)錯。當(dāng)系統(tǒng)產(chǎn)生系統(tǒng)報(bào)文異常時，禁止行車中起動機(jī)起動發(fā)動機(jī)控制功能及雙蓄電池停車起動機(jī)起動發(fā)動機(jī)控制功能。所述的起動機(jī)故障控制參見圖6。HCU向ECU發(fā)送采用起動機(jī)起動發(fā)動機(jī)點(diǎn)火報(bào)文后，ECU會控制起動機(jī)拖動發(fā)動機(jī)，ECU向HCU發(fā)送發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速報(bào)文，在規(guī)定的時間T內(nèi)，若HCU接收到的轉(zhuǎn)速報(bào)文為零，則判定發(fā)動機(jī)故障，禁止采用起動機(jī)起動發(fā)動機(jī)功能，同時HCU控制常閉繼電器14閉合，車輛采用動力電機(jī)起動發(fā)動機(jī)模式。