技术领域
[0001] 本
发明涉及汽车控制技术领域，特别涉及一种汽车发动机的停机控制方法与装置。
背景技术
[0002] 随着国际对
能源安全和环境保护问题的重视不断提升，各国对汽车排放污染物要求越来越严格。减少对能源的依赖，实现节能减排，已成为世界经济持续发展迫切需要解决的问题。混合动
力汽车、纯电动汽车已成为当今汽车业发展的趋势。油电混合动力汽车将
电机和发动机结合在一起，针对各个工况实现了合理的节能减排功效、
怠速停机、电机启动、智能充电、
再生制动、电机助力、电动爬行等混动功能，具有降低油耗、增加续驶里程、技术成熟度比较高等优点，是目前各大汽车公司发展的首选趋势。
[0003] 混合动力汽车中发动机和混动电机是两个动力源，混合动力
控制器(HCU，Hybrid Control Unit)是整车控制的核心，主要负责协调发动机管理系统(EMS，Engine Management System)和电机控制器(MCU，Motor Control Unit)之间的控制，以及负责整个系统的高、低压电管理及动力系统故障诊断。
[0004] 由于混合动力汽车有电机和发动机两大动力源，在
滑行或制动工况需要对发动机进行减速断油乃至停机的操作。高车速下发动机进入断油停机时其转速较高，可达到3000转/分钟(RPM，Revolution Per Minute)以上，需要对其停机进行控制减小发动机停机带来的冲击。
发明内容
[0005] 本发明要解决的问题是
现有技术无法在高车速下使发动机停机过程既能够提高燃油经济性，又能够减小高转速下发动机停机对整车传动系带来的冲击。
[0006] 为解决上述问题，本发明技术方案提供一种汽车发动机的停机控制方法，包括：
[0007] 在先后满足减速断油条件以及第一停机条件时，或者在不满足所述减速断油条件而满足第二停机条件时，执行发动机停机操作；
[0008] 所述执行发动机停机操作包括：
[0009] 执行发动机降低
扭矩和
离合器分离过程；
[0010] 在离合器完全分离后，对发动机执行第一断油操作；
[0011] 当发动机的转速降低至其怠速点范围内时，恢复发动机的供油；
[0012] 在发动机怠速运转的时间达到第一时间
阈值后，对发动机执行第二断油操作以使发动机自由停机。
[0013] 可选的，所述汽车发动机的停机控制方法还包括：在满足所述减速断油条件后而未满足所述第一停机条件时，执行发动机的减速断油操作，所述减速断油操作的持续过程中保持离合器的闭合。
[0014] 可选的，所述第一停机条件包括：满足所述减速断油条件后执行的发动机的减速断油操作的维持时间大于第二时间阈值，且未检测到发动机的起动要求。
[0015] 可选的，所述减速断油条件包括：发动机的扭矩需求小于第一扭矩
门限值，发动机的运转时间已达到第三时间阈值，发动机的转速大于第一转速门限值，且未检测到发动机的起动要求。
[0016] 可选的，所述第三时间阈值与发动机的
水温相关。
[0017] 可选的，所述第二停机条件包括：发动机的扭矩需求小于第二扭矩门限值，发动机的减速度大于减速度门限值，且未检测到发动机的起动要求。
[0018] 可选的，所述执行发动机降低扭矩和离合器分离过程包括：在离合器分离过程中对其采用滑模控制。
[0019] 可选的，所述在离合器分离过程中对其采用滑模控制包括：将发动机端转速保持比
变速器输入轴端转速低预定转速值。
[0020] 可选的，所述执行发动机降低扭矩和离合器分离过程包括：在离合器分离过程中，当离合器达到半联动
位置时，发送离合器完全分离的指令并延迟第四时间阈值以使离合器完全分离，所述第四时间阈值与变速器油温相关。
[0021] 可选的，所述汽车为混合动力汽车。
[0022] 可选的，所述混合动力汽车的动力源还包括电机，所述方法还包括：在满足所述减速断油条件后执行的发动机的减速断油操作和所述发动机停机操作的持续过程中，通过所述电机对制动
能量进行回收。
[0023] 为解决上述问题，本发明技术方案还提供一种汽车发动机的停机控制装置，包括：
[0024] 判断单元和停机操作单元，所述判断单元适于判断减速断油条件、第一停机条件和第二停机条件是否满足，所述停机操作单元适于在所述判断单元判断出先后满足减速断油条件以及第一停机条件时，或者在判断出不满足所述减速断油条件而满足第二停机条件时，执行发动机停机操作；
[0025] 所述停机操作单元包括：
[0026] 降扭分离单元，适于执行发动机降低扭矩和离合器分离过程；
[0027] 第一断油单元，适于在离合器完全分离后，对发动机执行第一断油操作；
[0028] 供油恢复单元，适于当发动机的转速降低至其怠速点范围内时，恢复发动机的供油；
[0029] 第二断油单元，适于在发动机怠速运转的时间达到第一时间阈值后，对发动机执行第二断油操作以使发动机自由停机。
[0030] 与现有技术相比，本发明的技术方案至少具有以下优点：
[0031] 汽车滑行或制动等工况下，在满足一定发动机的停机条件后执行的发动机停机操作中，通过将离合器完全分离后对发动机进行断油，并在发动机怠速点供油恢复，待发动机怠速运转平稳后再断油以使其自由停机，如此既能够提高燃油经济性，又能够减小高转速下发动机停机对整车传动系带来的冲击。
[0032] 进一步地，对于混合动力汽车来说，还可以在发动机的减速断油操作和停机操作的持续过程中，通过电机对制
动能量进行回收，更可使得在获得断油及能量回收带来的燃油经济性同时，减小高转速下发动机停机带来的冲击感；尤其是通过在发动机停机操作过程中完全
分离离合器，以使得发动机的摩擦扭矩不加到变速器输入轴上作为损耗，能进一步加大电机能量回收比例。
[0033] 进一步地，通过在离合器分离过程中对其采用滑模控制，有助于在离合器的分离阶段保持
发动机转速稳定平顺无拖拽感，减小对整车传动系带来的冲击。
附图说明
[0034] 图1是本发明
实施例的混合动力汽车的系统结构示意图；
[0035] 图2是本发明实施例提供的汽车发动机的停机控制方法的流程示意图；
[0036] 图3是图2所示的执行发动机停机操作的流程示意图。
具体实施方式
[0037] 现有技术中，由于混合动力汽车在滑行或制动工况需要对发动机进行减速断油乃至停机的操作，但是高车速下发动机进入断油停机时其转速较高，发动机停机过程会对整车传动系带来较大的冲击，引起整车抖动，从而影响驾驶者的驾车体验。
[0038] 为解决上述问题，本发明技术方案提供了一种用于混合动力汽车高车速下发动机的停机控制方法，能够在滑行或制动等工况下对发动机采取断油停机的策略以提高燃油经济性，还通过合理的策略打开离合器断开与发动机的连接从而提高能量回收比例，同时有效地控制发动机停机过程以减小高转速发动机断油对整车传动系带来的冲击。
[0039] 本发明技术方案提供的汽车发动机的停机控制方法包括：
[0040] 在先后满足减速断油条件以及第一停机条件时，或者在不满足所述减速断油条件而满足第二停机条件时，执行发动机停机操作；
[0041] 所述执行发动机停机操作包括：
[0042] 执行发动机降低扭矩和离合器分离过程；
[0043] 在离合器完全分离后，对发动机执行第一断油操作；
[0044] 当发动机的转速降低至其怠速点范围内时，恢复发动机的供油；
[0045] 在发动机怠速运转的时间达到第一时间阈值后，对发动机执行第二断油操作以使发动机自由停机。
[0046] 为使本发明的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施例做详细的说明。
[0047] 需要说明的是，本发明实施例中以所述汽车是油电混合动力汽车为例对所述汽车发动机的停机控制方法进行说明。图1是本发明实施例的混合动力汽车的系统结构示意图。如图1所示，发动机和电机是混合动力汽车中的两个动力源，均与汽车的离合器以及变速器连接，本实施例中采用并联驱动的方式；混合动力汽车
电池主要负责为电机供电，
驱动电机工作；混合动力控制器是整车控制的核心，主要负责协调发动机管理系统和电机控制器之间的控制，以及对变速器控制器(TCU，Transmission Control Unit)和
电池管理系统(BMS，Battery Management System)进行控制。发动机管理系统对发动机的控制、电机控制器对电机的控制、变速器控制器对变速器的控制以及电池管理系统对混合动力汽车电池的管理均通过
控制器局域网络总线(CAN Bus，Controller Area Network Bus)实现。由于混合动力汽车的系统结构以及基本工作原理为本领域技术人员所知晓，此处不再详细描述。
[0048] 图2和图3示出了本实施例提供的汽车发动机的停机控制方法的处理流程，下面结合图1、图2和图3对本实施例的混合动力汽车发动机的停机控制流程进行详细说明。
[0049] 本发明实施例中，混合汽车发动机的停机控制过程一般可以先经历减速断油阶段，然后再进入发动机停机阶段，或者略过减速断油阶段而直接进入发动机停机阶段。无论是减速断油阶段还是发动机停机阶段，都需要满足一定的条件才能进行，在本实施例中，将进入减速断油阶段的条件称为减速断油条件，将经历减速断油阶段后再进入发动机停机阶段需要满足的条件称为第一停机条件，将略过减速断油阶段而直接进入发动机停机阶段需要满足的条件称为第二停机条件。
[0050] 可以参阅图2，本实施例中，在混合动力汽车的发动机和电机并联驱动情况下，当汽车处于滑行或制动等工况，若满足所述减速断油条件而未满足所述第一停机条件时，则执行发动机的减速断油操作。在所述减速断油操作的持续过程(即所述减速断油阶段)中，发动机处于断油状态，仍存在一定转速，离合器则保持闭合状态。
[0051] 本实施例中，所述减速断油条件包括：发动机的扭矩需求小于第一扭矩门限值，发动机的运转时间已达到第三时间阈值，发动机的转速大于第一转速门限值，且未检测到发动机的起动要求。具体实施时，所述第一扭矩门限值的取值范围可以为30～50
牛顿米(Nm)，例如设定为50牛顿米；所述第一转速门限值的取值范围为1400～1600转/分钟，例如设定为1500转/分钟；所述第三时间阈值则与发动机的水温相关，具体指的是所述第三时间阈值可以根据发动机水温情况相应确定，例如当发动机水温达到90摄氏度时则可以将所述第三时间阈值设定为2秒；所述发动机的起动要求可以是催化剂加热、车载诊断(OBD，On-Board Diagnostics)等。
[0052] 若满足所述减速断油条件后，又满足所述第一停机条件时，则执行发动机停机操作。所述发动机停机操作的具体流程将在下面详细描述。
[0053] 本实施例中，所述第一停机条件包括：满足所述减速断油条件后执行的发动机的减速断油操作的维持时间(即减速断油阶段的维持时间)大于第二时间阈值，且未检测到发动机的起动要求。实际实施时，所述第二时间阈值可以根据实际情况进行合理设定，例如可设定为5秒。
[0054] 若不满足所述减速断油条件，而满足第二停机条件时，则可以略过减速断油阶段而直接执行发动机停机操作。
[0055] 本实施例中，所述第二停机条件包括：发动机的扭矩需求小于第二扭矩门限值，发动机的减速度大于减速度门限值，且未检测到发动机的起动要求。具体实施时，所述第二扭矩门限值的取值范围可以为10～15牛顿米，例如设定为10牛顿米。需要指出的是，所述第二扭矩门限值的设定值小于所述第一扭矩门限值的设定值。
[0056] 此外，若所述减速断油条件和第二停机条件均未满足，则继续由发动机和电机并联驱动汽车。
[0057] 如前所述，在先后满足减速断油条件以及第一停机条件时，或者在不满足所述减速断油条件而满足第二停机条件时，执行发动机停机操作。参阅图3，所述执行发动机停机操作可以包括：
[0058] 首先执行步骤S1，执行发动机降低扭矩和离合器分离过程。
[0059] 需要指出的是，在本实施例中，步骤S1可以包括：在离合器分离过程中对其采用滑模控制。
[0060] 在具体实施时，所述在离合器分离过程中对其采用滑模控制可以通过如下方式实现：将发动机端转速保持比变速器输入轴端转速低预定转速值。本实施例中，所述预定转速值的取值范围可以为150～250转/分钟，例如取值为200转/分钟。
[0061] 实际实施时，在发动机降扭和离合器分离过程中，采用滑模控制，使发动机端转速保持比变速器输入轴端低200RPM，离合器处于滑模状态，有助于在分离阶段保持发动机转速稳定平顺无拖拽感。
[0062] 本实施例中，步骤S1还可以包括：在离合器分离过程中，当离合器达到半联动位置(kisspoint)时，发送离合器完全分离的指令并延迟第四时间阈值以使离合器完全分离，所述第四时间阈值与变速器油温相关，可以根据实际情况进行合理设定。
[0063] 步骤S1之后，执行步骤S2，在离合器完全分离后，对发动机执行第一断油操作。
[0064] 具体实施时，在离合器达到半联动位置点压力时，发送离合器完全打开
电流指令并且延迟一时间值(即所述第四时间阈值)使得离合器完全分离开后，便可以对发动机执行第一断油操作，所述第一断油操作具体是指发送断油指令，使发动机处于断油状态，由于此时离合器已完全分离开，发动机从高转速下来的冲击不会传递到轮端进而引起不舒适感。
[0065] 执行步骤S3，当发动机的转速降低至其怠速点范围内时，恢复发动机的供油。
[0066] 本领域技术人员知晓，发动机的怠速点指的是发动机在没有负荷工况下仅能够维持发动机自行运转的一种最低的稳定的转速。需要说明的是，在本发明实施方式中，步骤S3中所述怠速点范围指的是包含发动机怠速点的发动机转速取值区间，其体现的是发动机怠速点附近的转速取值。在实际实施时，随着汽车发动机的不同，相应发动机的怠速点可能存在区别，一般可以通过“怠速点±Δrpm”的方式来确定所述怠速点范围，其中Δrpm表示发动机转速增量。例如：如果发动机的怠速点为1000RPM，若取Δrpm＝50RPM，则所述怠速点范围可以是950～1050RPM，或是950～1000RPM，或是1000～1050RPM。
[0067] 考虑到在高车速下发动机的转速较快，而在该情况下对发动机执行减速断油的操作，会对整车传动系带来较大的冲击。因此，在本实施例中，待发动机断油转速被拉到其怠速点附近后，会执行恢复发动机供油的操作，由于通过在发动机的怠速点恢复供油能使其怠速运转，使得发动机能平稳工作，从而能够防止发动机从高转速极快的速率达到停机产生的冲击和整车抖动。
[0068] 步骤S3之后，执行步骤S4，在发动机怠速运转的时间达到第一时间阈值后，对发动机执行第二断油操作以使发动机自由停机。
[0069] 具体实施时，当发动机怠速运转的时间已达到一时间小值实现平稳工作后，再发送断油指令，使发动机再次处于断油状态，让发动机自由停机，从而完成整个发动机的停机流程。
[0070] 此外，由于在本实施例中所述混合动力汽车的动力源还包括电机，则所述汽车发动机的停机控制方法还包括：在满足所述减速断油条件后执行的发动机的减速断油操作和所述发动机停机操作的持续过程中，通过所述电机对制动能量进行回收。
[0071] 需要说明的是，本实施例通过在发动机停机操作过程中完全分离离合器，以使得发动机的摩擦扭矩不加到变速器输入轴上作为损耗，能进一步加大电机能量回收比例。
[0072] 本实施例中，通过采用离合器滑模控制和发动机怠速点供油恢复，以及在发动机的减速断油阶段和停机操作阶段，通过电机对制动能量进行回收，可使得在获得断油及能量回收带来的燃油经济性同时，减小高转速下发动机停机带来的冲击感。
[0073] 需要说明的是，在其他实施例中，若所述汽车为非混合动力汽车，则通过将离合器完全分离后对发动机进行断油，并在发动机怠速点供油恢复，待发动机怠速运转平稳后再断油以使其自由停机，也能够在一定程度上提高燃油经济性，并减小高转速下发动机停机对整车传动系带来的冲击。
[0074] 对应于上述汽车发动机的停机控制方法，本实施例还提供一种汽车发动机的停机控制装置。所述汽车发动机的停机控制装置包括：判断单元和停机操作单元，所述判断单元适于判断减速断油条件、第一停机条件和第二停机条件是否满足，所述停机操作单元适于在所述判断单元判断出先后满足减速断油条件以及第一停机条件时，或者在判断出不满足所述减速断油条件而满足第二停机条件时，执行发动机停机操作；所述停机操作单元包括：降扭分离单元，适于执行发动机降低扭矩和离合器分离过程；第一断油单元，适于在离合器分离后，对发动机执行第一断油操作；供油恢复单元，适于当发动机的转速降低至其怠速点范围内时，恢复发动机的供油；第二断油单元，适于在发动机怠速运转的时间达到第一时间阈值后，对发动机执行第二断油操作以使发动机自由停机。
[0075] 本实施例中，所述汽车发动机的停机控制装置还包括：减速断油单元，适于在满足所述减速断油条件后而未满足所述第一停机条件时，执行发动机的减速断油操作，所述减速断油操作的持续过程中保持离合器的闭合。
[0076] 本实施例中，所述汽车为混合动力汽车。所述混合动力汽车的动力源除了发动机之外还包括电机，所述汽车发动机的停机控制装置还包括：能量回收控制单元，适于在满足所述减速断油条件后执行的发动机的减速断油操作和所述发动机停机操作的持续过程中，通过控制所述电机对制动能量进行回收。
[0077] 本实施例中，所述降扭分离单元可以包括：滑模控制单元，适于在离合器分离过程中对其采用滑模控制。
[0078] 此外，所述降扭分离单元还可以包括：完全分离控制单元，适于在离合器分离过程中，当离合器达到半联动位置时，发送离合器完全分离的指令并延迟第四时间阈值以使离合器完全分离，所述第四时间阈值与变速器油温相关。
[0079] 所述汽车发动机的停机控制装置的具体实施可以参考本实施例所述的汽车发动机的停机控制方法的实施，此处不再赘述。
[0080] 本领域技术人员可以理解，实现上述实施例中汽车发动机的停机控制装置的全部或部分是可以通过程序来指令相关的
硬件来完成，所述的程序可以存储于计算机可读存储介质中，所述存储介质可以是ROM、RAM、磁碟、光盘等。
[0081] 虽然本发明披露如上，但本发明并非限定于此。任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，均可作各种更动与
修改，因此本发明的保护范围应当以
权利要求所限定的范围为准。
