一种发动机电子怠速控制方法及控制系统.pdf

本发明属于汽车控制技术领域，提供了一种发动机电子怠速控制方法及控制系统，包括检测发动机是否满足自动停机条件；若满足自动停机条件，发动机自动停机；判断发动机是否满足自动启动条件；若满足自动启动条件，控制BSG电机进入助力状态，启动发动机；进入电子怠速；检测是否满足行驶条件；若满足行驶条件，计算需求扭矩；分配扭矩给BSG电机和发动机；检测是否满足快速行驶条件；若满足快速行驶条件，BSG电机退出所述助力状态，控制发动机正常工作。本发明在怠速状态下，控制BSG电机与发动机协调工作，能够满足长时间怠速，保证整个系统的可靠性和行车的安全性。

权利要求书
1.  一种发动机电子怠速控制方法，其特征在于，包括
步骤S1：检测发动机是否满足自动停机条件；
步骤S2：若满足所述自动停机条件，所述发动机自动停机；
步骤S3：判断所述发动机是否满足自动启动条件；
步骤S4：若满足所述自动启动条件，控制BSG电机进入助力状态，启动所述发动机；
步骤S5：进入电子怠速；
步骤S6：检测是否满足行驶条件；
步骤S7：若满足所述行驶条件，计算需求扭矩；
步骤S8：分配扭矩给所述BSG电机和所述发动机；
步骤S9：检测是否满足快速行驶条件；
步骤S10：若满足所述快速行驶条件，所述BSG电机退出所述助力状态，控制所述发动机正常工作。

2.  根据权利要求1所述的发动机电子怠速控制方法，其特征在于，所述步骤S8包括
步骤S81：确定所述BSG电机的BSG输出扭矩；
步骤S821：若所述BSG输出扭矩小于所述需求扭矩，所述发动机点火；
步骤S822：若所述BSG输出扭矩不小于所述需求扭矩，则发动机不点火。

3.  根据权利要求1所述的发动机电子怠速控制方法，其特征在于，所述步骤S10包括
步骤S101：若不满足所述快速行驶条件，检测电池电量是否小于第一预设值；
步骤S102：若所述电池电量小于所述第一预设值，所述BSG电机退出助力状态，控制所述发动机正常工作；
若所述电池电量不小于所述第一预设值，执行步骤S7。

4.  根据权利要求1所述的发动机电子怠速控制方法，其特征在于，所述步骤S6包括
步骤S61：检测离合器位置是否大于第二预设值；
步骤S62：若所述离合器位置大于所述第二预设值，检测挡位是否为空挡；
若所述离合器位置不大于所述第二预设值，则不满足行驶条件；
步骤S63：若所述挡位不在空挡，则满足行驶条件；
若所述挡位在空挡，则不满足行驶条件。

5.  根据权利要求1-4任一项所述的发动机电子怠速控制方法，其特征在于，所述步骤S5还包括记录电子怠速时间；所述步骤S7还包括：
步骤S71：若不满足行驶条件，检测是否为误操作；
步骤S72：若为误操作，退出电子怠速，执行步骤2。

6.  根据权利要求5所述的发动机电子怠速控制方法，其特征在于，所述步骤S72还包括：
步骤S721：若不是误操作，检测电池电量是否小于第三预设值或者所述电子怠速时间是否大于第四预设值；
步骤S722：若所述电池电量小于所述第一阀值或者所述电子怠速时间大于所述第二阀值，退出所述电子怠速，正常启动所述发动机。

7.  根据权利要求6所述的发动机电子怠速控制方法，其特征在于，所述步骤S71包括
步骤S711：若不满足行驶条件，检测离合器位置是否低于第五预设值；
步骤S712：若所述离合器位置低于所述第五预设值，检测挡位是否为空挡；
步骤S713：若挡位为空挡，则为误操作，执行步骤S72。

8.  一种发动机电子怠速控制系统，其特征在于，包括
检测模块，用于检测车辆状态，包括挡位传感器和离合器位置传感器；
BSG电机和发动机，所述BSG电机通过传动机构与所述发动机连接；
控制模块，用于控制所述检测模块、所述BSG电机和所述发动机；
所述检测模块、所述BSG电机和所述发动机分别信号连接于所述控制 模块，所述控制模块根据所述检测模块的信号控制所述BSG电机和所述发动机在怠速状态时同时工作或者仅所述BSG电机工作。

9.  根据权利要求8所述的发动机电子怠速控制系统，其特征在于，所述检测模块还包括发动机水温传感器、油门踏板传感器、发动机转速传感器、车速传感器、电量传感器。

10.  根据权利要求1所述的发动机电子怠速控制系统，其特征在于，所述控制模块包括控制BSG电机的电机控制器、控制发动机的发动机控制器、控制所述电机控制器和所述发动机控制器的混动控制器，所述检测模块分别连接于所述混动控制器和所述发动机控制器。

说明书一种发动机电子怠速控制方法及控制系统
技术领域
本发明属于汽车控制技术领域，具体涉及一种发动机电子怠速控制方法及控制系统。
背景技术
当传统动力汽车在等红灯、堵车时，如果驾驶员不熄灭发动机，发动机空转会造成严重的能源浪费和环境污染。为了减少传统动力汽车在非驾驶状态下的能源浪费和环境污染，一些汽车企业开发了BSG(Belt Driven Starter Generator，怠速停机和启动)系统。该BSG系统可以实现起停功能。
现有技术的电子怠速系统当进入怠速状态时，发动机熄火，BSG电机处于助力状态，将电池的电量转换为扭矩，以提供动力。整个怠速过程中需要BSG电机和电池持续工作，若怠速时间较长，对BSG电机和电池的需求极高，极易出现故障，从而使整个系统紊乱，甚至会影响行车安全；同时满足长怠速的BSG电机和蓄电池成本极高，增加生产成本，且不利于节能。
发明内容
本发明的目的是提供一种发动机电子怠速控制方法及控制系统，在怠速状态下，控制BSG电机与发动机协调工作，能够满足长时间怠速，保证整个系统的可靠性和行车的安全性。
为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种发动机电子怠速控制方法，包括
步骤S1：检测发动机是否满足自动停机条件；
步骤S2：若满足所述自动停机条件，所述发动机自动停机；
步骤S3：判断所述发动机是否满足自动启动条件；
步骤S4：若满足所述自动启动条件，控制BSG电机进入助力状态，启动所述发动机；
步骤S5：进入电子怠速；
步骤S6：检测是否满足行驶条件；
步骤S7：若满足所述行驶条件，计算需求扭矩；
步骤S8：分配扭矩给所述BSG电机和所述发动机；
步骤S9：检测是否满足快速行驶条件；
步骤S10：若满足所述快速行驶条件，所述BSG电机退出所述助力状态，控制所述发动机正常工作。
优选地，所述步骤S8包括
步骤S81：确定所述BSG电机的BSG输出扭矩；
步骤S821：若所述BSG输出扭矩小于所述需求扭矩，所述发动机点火；
步骤S822：若所述BSG输出扭矩不小于所述需求扭矩，则发动机不点火。
优选地，所述步骤S10包括
步骤S101：若不满足所述快速行驶条件，检测电池电量是否小于第一预设值；
步骤S102：若所述电池电量小于所述第一预设值，所述BSG电机退出助力状态，控制所述发动机正常工作；
若所述电池电量不小于所述第一预设值，执行步骤S7。
优选地，所述步骤S6包括
步骤S61：检测离合器位置是否大于第二预设值；
步骤S62：若所述离合器位置大于所述第二预设值，检测挡位是否为空挡；
若所述离合器位置不大于所述第二预设值，则不满足行驶条件；
步骤S63：若所述挡位不在空挡，则满足行驶条件；
若所述挡位在空挡，则不满足行驶条件。
优选地，所述步骤S5还包括记录电子怠速时间；所述步骤S7还包括：
步骤S71：若不满足行驶条件，检测是否为误操作；
步骤S72：若为误操作，退出电子怠速，执行步骤2。
优选地，所述步骤S72还包括：
步骤S721：若不是误操作，检测电池电量是否小于第三预设值或者所述电子怠速时间是否大于第四预设值；
步骤S722：若所述电池电量小于所述第一阀值或者所述电子怠速时间大于所述第二阀值，退出所述电子怠速，正常启动所述发动机。
优选地，所述步骤S71包括
步骤S711：若不满足行驶条件，检测离合器位置是否低于第五预设值；
步骤S712：若所述离合器位置低于所述第五预设值，检测挡位是否为空挡；
步骤S713：若挡位为空挡，则为误操作，执行步骤S72。
本发明还提供一种发动机电子怠速控制系统，包括
检测模块，用于检测车辆状态，包括挡位传感器和离合器位置传感器；
BSG电机和发动机，所述BSG电机通过传动机构与所述发动机连接；
控制模块，用于控制所述检测模块、所述BSG电机和所述发动机；
所述检测模块、所述BSG电机和所述发动机分别信号连接于所述控制模块，所述控制模块根据所述检测模块的信号控制所述BSG电机和所述发动机在怠速状态时同时工作或者仅所述BSG电机工作。
优选地，所述检测模块还包括发动机水温传感器、油门踏板传感器、发动机转速传感器、车速传感器、电量传感器。
优选地，所述控制模块包括控制BSG电机的电机控制器、控制发动机的发动机控制器、控制所述电机控制器和所述发动机控制器的混动控制器，所述检测模块分别连接于所述混动控制器和所述发动机控制器。
本发明的有益效果在于：
本发明增加行驶条件的检测，在怠速状态下，若满足行驶条件将需求扭矩同时分配BSG电机和发动机，由二者共同提供扭矩，即使怠速时间较长，也能够通过BSG电机与发动机的协调工作满足要求，不易出现故障，提高整个控制系统的可靠性和行车的安全性；同时，通过增加发动机在怠速情况下的工作，降低了BSG电机和电池的要求，从而降低生产成本。
附图说明
图1是现本发明所提供的发动机电子怠速控制方法一种具体实施方式的流程图；
图2是本发明所提供的发动机电子怠速控制系统一种具体实施方式的系统图；
图3是本发明所提供的发动机电子怠速控制系统一种具体实施方式的装置图。
附图标记：
在图1-图3中：
1、发动机，2、BSG电机，3、控制模块，4、检测模块，5、电池，31电池控制器，32、电机控制器，33、混动控制器，34、发动机控制器，41、电量传感器，42、车速传感器，43、发动机转速传感器，44、油门踏板传感器，45、离合器位置传感器，46、挡位传感器，47、发动机水温传感器。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
请参考图1-图3，在一种具体实施方式中，本发明所提供的发动机电子怠速控制方法，包括
步骤S1：检测发动机1是否满足自动停机条件；
步骤S2：若满足自动停机条件，发动机1自动停机；
步骤S3：判断发动机1是否满足自动启动条件；
步骤S4：若满足自动启动条件，控制BSG电机2进入助力状态，启动发动机1；
步骤S5：进入电子怠速；
步骤S6：检测是否满足行驶条件；
步骤S7：若满足行驶条件，计算需求扭矩；
步骤S8：分配扭矩给BSG电机2和发动机1；
步骤S9：检测是否满足快速行驶条件；
步骤S10：若满足快速行驶条件，BSG电机2退出助力状态，控制发 动机1正常工作。
上述实施例增加行驶条件的检测，在怠速状态下，若满足行驶条件将需求扭矩同时分配BSG电机2和发动机1，由二者共同提供扭矩，即使怠速时间较长，也能够通过BSG电机2与发动机1的协调工作满足要求，不易出现故障，提高整个控制系统的可靠性和行车的安全性；同时，通过增加发动机1在怠速情况下的工作，降低了BSG电机2和电池5的要求，从而降低生产成本。
自动停机条件的判断采用本领域技术人员熟知的车辆自带的BSG启停系统，进行判断。
自动启动条件为满足下列四项之一的条件：
(1)挡位为空挡，且离合器位置大于第六预设值；
(2)挡位不为空挡，且离合器位置大于第七预设值；
(3)挡位为空挡，且车速大于第八预设值；
(4)挡位为空挡，且电池电量小于第九预设值；
第七预设值大于第六预设值。
第六预设值、第七预设置、第八预设值和第九预设值通过标定测得。通常，第六预设值为10％，第七预设值为90％。
该自动启动条件能够保证整个车辆进入怠速状态的安全性。
计算需求扭矩的方法包括
步骤S701：检测油门踏板位置和发动机转速；
步骤S702：根据油门踏板位置和发动机转速查需求扭矩表得到需求扭矩。
通过查得到需求扭矩的方式操作简单，效率高。通常需求扭矩表的横坐标为发动机转速，纵坐标为油门踏板位置，不同的发动机1和车辆，其值有差异，通常通过标定得到。当然需求扭矩也可以直接通过油门踏板位置和发动机转速计算得到，但计算复杂，且受其它环境因素影响大，计算的数据不能反应真是情况，易造成系统故障。
优选地，步骤S8包括
步骤S81：确定BSG电机2的BSG输出扭矩；
步骤S821：若BSG输出扭矩小于需求扭矩，发动机1点火；
步骤S822：若BSG输出扭矩不小于需求扭矩，则发动机1不点火。
通过BSG输出扭矩与需求扭矩的比较，分配需求扭矩，判断发动机是否点火，降低对BSG电机2和电池的要求，当需求扭矩太大启动发动机1，从而提高整个系统的适应性，进一步保证整个系统的可靠性。当然分配扭矩给BSG电机2和发动机1，也可以采用强制性的手段，只要处于怠速状态，必然分配一定量的扭矩给发动机1。
步骤S821包括
步骤S8211：若BSG输出扭矩小于需求扭矩，确定发动机输出扭矩；
步骤S8212：发动机1点火，控制发动机1输出发动机输出扭矩。
该过程能够明确发动机输出扭矩，根据发动机输出扭矩控制发动机1工作，从而能够避免能量浪费。
BSG输出扭矩同时还应不大于BSG扭矩限值。
BSG扭矩限值由车辆自带的BSG启停系统提供；BSG输出扭矩通过电池5能够提供的电池功率和BSG电机转速计算得到，具体计算公式：T＝(30×P)/(pi×n)，其中，T为BSG输出扭矩，P为电池功率，pi为圆周率，n为BSG电机转速；发动机输出扭矩的确定方式为：发动机输出扭矩＝需求扭矩-BSG输出扭矩。
快速行驶条件通过判断车速是否大于第十预设值，若大于第十预设值说明车辆满足快速行驶条件，若不大于第十预设值，说明车辆不满足快速行驶条件。通过车速判断快速行驶条件，操作简单，且易于控制，及程序的简化。
步骤S10包括
步骤S101：若不满足快速行驶条件，检测电池电量是否小于第一预设值；
步骤S102：若电池电量小于第一预设值，所述BSG电机退出助力状态，控制发动机1正常工作；
若电池电量不小于第一预设值，执行步骤S7。
通过对怠速状态下电量的检测，保证车辆所述的电能，防止由于馈电 而造成发动机无法正常启动，从而保证整个系统的可靠性和安全性。
步骤S6包括
步骤S61：检测离合器位置是否大于第二预设值；
步骤S62：若离合器位置大于第二预设值，检测挡位是否为空挡；
若离合器位置不大于第二预设值，则不满足行驶条件；
步骤S63：若挡位不在空挡，则满足行驶条件；
若挡位在空挡，则不满足行驶条件。
通过离合器位置和挡位是否为空挡的判断，能够进一步保证车辆在怠速状态下的安全性。
步骤S5还包括记录电子怠速时间；步骤S7还包括：
步骤S71：若不满足行驶条件，检测是否为误操作；
步骤S72：若为误操作，退出电子怠速，执行步骤2。通过增加误操作的判断，能够降低司机误操作对整个系统的影响，从而保证整个系统的可靠性和安全性。
步骤S72还包括：
步骤S721：若不是误操作，检测电池电量是否小于第三预设值或者电子怠速时间是否大于第四预设值；
步骤S722：若电池电量小于所述第三预设值或者电子怠速时间大于第四预设值，退出电子怠速，正常启动所述发动机；
若电池电量不小于第三预设值且电子怠速时间不大于第四预设值，执行步骤S6。
通过增加非误操作后对电池电量和电子怠速时间的判断，能够保证车辆在怠速状态下的安全性，从而提高整个系统的可靠性。
步骤S71包括
步骤S711：若不满足行驶条件，检测离合器位置是否低于第五预设值；
步骤S712：若离合器位置低于第五预设值，检测挡位是否为空挡；
若离合器位置不低于第五预设值，则不是误操作，执行步骤S721；
步骤S713：若挡位为空挡，则为误操作，执行步骤S72；
若挡位不是空挡，则不是误操作，执行步骤S721。
通过对离合器位置和挡位的判断，能够更准确判断司机是否为误操作，进一步减小司机误操作对整个系统的影响。
上述所述的第一预设值、第二预设值、第三预设值、第四预设值、第五预设值、第六预设值、第七预设值、第八预设值、第九预设值和第十预设值通过实验标定获得。
本发明还提供一种发动机电子怠速控制系统，包括
检测模块4，用于检测车辆状态，包括挡位传感器46和离合器位置传感器45；
BSG电机2和发动机1，BSG电机2通过传动机构与发动机1连接；
控制模块3，用于控制检测模块4、BSG电机2和发动机1；
检测模块4、BSG电机2和发动机1分别信号连接于控制模块3，控制模块3根据检测模块4的信号控制BSG电机2和发动机1在怠速状态时同时工作或者仅BSG电机2工作。
上述实施例通过增加检测模块4，使车辆处于怠速状态时BSG电机2和发动机1能够同时工作，即使怠速时间较长，也能够通过BSG电机2与发动机1的协调工作满足要求，不易出现故障，提高整个控制系统的可靠性和行车的安全性；同时，通过增加发动机1在怠速情况下的工作，降低了BSG电机2和电池5的要求，从而降低生产成本。
检测模块3还包括发动机水温传感器47、油门踏板传感器44、发动机转速传感器43、车速传感器42、电量传感器41。通过这些传感器的设置，使整个系统的检测更方便和快捷，且便于与整个控制系统实现程序化。
具体地，发动机水温传感器47用于检测发动机水温，以保证发动机水温工作在规定的范围内，从而保证发动机1的正常运行；档位传感器46用于检测变速箱的挡位是否为空挡，离合器位置传感器45用于检测离合器位置，油门踏板传感器44用于检测油门踏板位置的检测，发动机转速传感器43用于检测发动机转速，车速传感器42用于检测车辆的车速，以判断车辆所处的状态；电量传感器41用于检测电池5的电量，以确保有足够的电能保证车辆的正常运行。
控制模块包括控制BSG电机2的电机控制器32、控制发动机1的发动 机控制器34，和控制电机控制器32和发动机控制器34的混动控制器33，检测模块3分别连接于混动控制器33和发动机控制器34。通过多个控制器的设置，各控制器控制各自相应的器件，能够简化控制程序，节省布线交错，降低系统故障，提高整车性能。
发动机电子怠速控制系统还包括电池5，电池5与BSG电机2连接，且与混动控制器连接。通过电池5提供车辆的动力源，保证发动机1的正常启动。
控制模块3还包括电池控制器31，电池5通过电池控制器31与混动控制器连接。通过电池控制器31单独对电池5进行控制，从而进一步简化控制程序，减少连接线束的交错，提高系统的可靠性。
具体地，如图3所示，电池电量传感器41、车速传感器42、4发动机转速传感器3、油门踏板传感器44、离合器位置传感器45、挡位传感器46和发动机水温传感器47分别与混动控制器33、发动机控制器34信号连接，用于将各传感器的信号发动给混动控制器33或者发动机控制器34。发动机控制器34与发动机1信号连接，用于控制发动机1，同时与混动控制器33信号连接，用于混动控制器33向发动机控制器34传输信息。混动控制器33分别与电机控制器32、电池控制器31信号连接，用于混动控制器33与电机控制器32、电池控制器31的信号传送和控制。电池控制器31与电池5信号连接，用于对电池5进行控制。电机控制器32与BSG电机2信号连接，同时，电池5与BSG电机2信号连接，BSG电机2与发动机1通过传动机构连接，通常传动机构为皮带，用于BSG电机2处于助力状态时，作为电机，将电池5的电能转换为扭矩，并驱动发动机旋转，或者作为给电池5充电；或者BSG电机2处于发电状态，作为发电机，将发动机的扭矩转换为电能，储存在电池5。
虽然本发明是结合以上实施例进行描述的，但本发明并不限定于上述实施例，而只受权利要求的限定，本领域普通技术人员能够容易地对其进行修改和变化，但并不离开本发明的实质构思和范围。