[发明专利]一种混动车辆起步控制方法和系统、整车控制器

说明书

技术领域

本发明涉及混合动力汽车整车控制技术领域，尤其涉及一种混动车辆起步控制方法和系统，以及整车控制器。

背景技术

在开发混合动力车的过程中，各大汽车公司根据市场定位、技术路线等的不同，推出了很多种不同的混合动力构型。混合动力汽车是高度集成、多系统协调工作的集成控制系统。为适应混合动力汽车不同动力源的耦合，同时兼顾整车的经济性、动力性、成本及开发周期，AMT（中文全称：电控机械式自动变速器）变速系统无疑是混合动力车型变速系统的首选。

AMT由于结构简单、成本较低、燃油经济性好受到了大家的一致青睐，因此非常适宜应用到四驱混合动力车型上。它是在原有机械变速器基本结构不变的情况下，通过加装TCU（Transmission Control Unit，变速箱控制单元）控制的自动操纵机构（kits），取代原来由驾驶员人工完成的离合器分离与接合、换挡手柄的摘挡与挂挡以及变更发动机的油门开度的同步调节等操作，最终实现换挡过程的操纵自动化。

参见图3，AMT车辆的起步控制过程可简述如下：驾驶员踩下油门后，TCU根据油门大小控制离合器的结合速率，并且根据油门、转速的大小控制离合器确定同步磨合的扭矩，同步过程中TCU还会根据发动机转速的变化趋势来调整离合器的压紧力，从而防止发动机熄火或者转速飙升的情况，待飞轮与离合器完成同步后，离合器完全结合，车辆完成起步。

一次好的起步，关键在于离合器的控制与前轴的扭矩特性匹配好。离合器的压紧力与发动机转速都应该平稳上升到一定值后迅速结合离合器完成起步，从而保证车辆能够平稳起步。

倘若离合器控制与前轴的扭矩没有匹配好（压紧力过大或过小），就会导致车辆起步过程出现抖动或转速飙升的情况。由于离合器的控制没能与前轴扭矩实现很好的匹配，导致起步过程中离合器的压紧力出现波动，从而引起车辆起步过程的窜动问题。

在AMT传统车型的开发过程中，TCU主要通过实车标定以下两张参数表来实现车辆的平稳起步。

表1起步工况离合器结合速率示意表

表2起步滑磨扭矩MAP示意表

根据前轴的扭矩特性（扭矩出来的时刻、扭矩增长的斜率、不同油门、转速对应的扭矩大小），工程师实车标定不同油门离合器的结合速率，以及不同油门、转速离合器的滑磨扭矩，从而完成离合器控制与前轴扭矩特性的匹配，优化车辆起步性能。

目前，搭载AMT的混动系统主要有以下两种方案：轻度混动系统ISG-HEV（如图1）和中度混动系统E4WD（如图2）。

ISG-HEV（Integrate starter generator Hybrid Electric Vehicle，或简称ISG混动车）是集成有起动机/发电机的混合动力车。在ISG-HEV的基础上，E4WD混动车加入了一个后轴驱动电机（Electric Rear Axle Drive Motor，以下简称ERAD电机），该电机通过减速齿轮与后轴相连。

但是本发明人发现，无论是ISG-HEV还是E4WD，这些AMT混动车型比传统AMT车具有更多的非传统车辆模式起步，如车辆停下等红灯时，发动机有可能停机，此时车辆再作起步时，其车辆的状态与传统车的怠速起步就会有所不同了，这种模式称为停车起步；此外还包括纯电动模式切换至手动模式起步、增程模式起步等非传统车辆模式起步；这些非传统车辆模式中，与起步相关的一个关键因素——前轴扭矩特性，也会因车辆在不同模式起步而有所不同。

而传统的AMT车型一般只有一组这种标定起步性能的参数表格（传统车一般起步都是1档怠速起步），无法匹配不同车辆模式起步的情况，导致车辆在非传统车辆模式起步时，车辆起步性能较差，驾驶员无法接受。举例如下：

当TCU按照在传统车辆模式起步（1档怠速起步）完成起步匹配后，AMT混动车辆的1档怠速起步性能达到最佳。以50%油门起步为例，若驾驶员踩下50%油门，按照表1，车辆起步过程中离合器的结合速率选用K1；同时离合器的滑磨扭矩按照表2随着转速的变化逐渐变化（Tq0-Tq1-Tq2-Tq3-......），而离合器滑磨扭矩的变化又是刚好与前轴扭矩进行了匹配的，故前轴扭矩和转速都能够平稳上升，实现车辆的平稳起步。

但以非传统车辆模式起步时（如停机起步），前轴的扭矩特性与传统起步模式的前轴扭矩特性不一致，离合器的控制还是按照传统起步的匹配来执行的，就会出现起步不够平顺的情况。