CN110077390A - 一种支持48v能量回收的dct变速器控制方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种支持48V能量回收的DCT变速器控制方法及系统，实现在48V系统下DCT变速器控制对能量回收工况支持，在能量回收过程中发动机与变速器的协调配合，提高了能量回收效率，保障整车的平顺性，达到节油目的。

Description

一种支持48V能量回收的DCT变速器控制方法及系统

技术领域

本发明专利涉及汽车节油控制领域，特别涉及一种支持48V能量回收的DCT变速器控制方法及系统。

背景技术

目前，汽车排放法规越来越严格，在2020年，乘用车必须满足四阶段油耗法规需要，新车油耗必须符合5L/100km的燃油目标。为了近进一步降低整车燃油消耗，各大汽车厂商纷纷采取了多种汽车节油技术路线，其中以一种以48V微混系统为代表的混合动力总成构型结构，成为各大汽车厂商研究的热点。

48V微混系统作为汽车由传统燃油车向电动汽车过度的中间产物，能够兼顾传动汽车的续航里程长的优点，又能弥补电动汽车续航里程短，适应环节温度差的特点。关键在于48V 微混系统较其他混合动力总成的构型相比，技术难度小、成品低，能够被市场所接受。

在48V微混系统动力总成构型下，利用BSG(Belt-driven Starter Generator)电机代替传统的起动电机和发电机，发动机从停机到起机过程中，可以利用48V电机高功率、大扭矩的特性，实现发动机快速起动，并减小发动机起动过程中的碳排放,优化了发动机起机平顺性，改善整车NVH。

48V微混系统能够在充分利用现有12V电气系统架构基础之上，实现车辆的怠速启停、扩展启停、加速助力以及能量回收等功能。通过48V微混系统与DCT双离合器变速器匹配，可以将48V微混系统节油特点和DCT变速器传扭效率高的特性相互结合，实现车辆停机滑行等节油功能，将整车燃油消耗降低10～15％。

48V微混系统下DCT变速器控制方法及系统，能够充分发挥48V系统节油潜力，改善整车发动机起机的平顺性，为此有必要开发一种支持48V能量回收的DCT变速器控制方法及系统，实现能量回收策略，降低整车燃油消耗。

发明内容

本发明专利提供一种支持48V能量回收的DCT变速器控制方法及系统，实现在48V系统下DCT变速器控制对能量回收工况支持。在能量回收过程中发动机与变速器的协调配合，提高了能量回收效率，保障整车的平顺性，达到节油目的。

本发明采用的技术方案为：

本发明的实施例提供一种支持48V能量回收的DCT变速器控制方法，包括：在整车驾驶模式ECO条件下，发动机系统没有故障，48V微混系统没有故障，变速器系统没有故障，发动机控制单元EMS根据整车驾驶工况，在符合能量回收条件下，通过BSG电机回收能量，并存储在48V理电池中。在能量回收过程中，DCT变速器通过调整变速器的降挡点，提升变速器输入端的离合器转速，提高BSG电机能量回收的效率。检测到不符合能量回收条件下，退出能量回收过程。

优选的，所述的一种支持48V能量回收的DCT变速器控制方法，还包括在进入能量回收过程中发动机与变速器能量回收状态的确认过程。发动机检查变速器是否支持能量回收功能。如果变速器支持能量回收，发动机通过BSG进入能量回收工况；如果变速器不支持能量回收，发动机不进入能量回收过程。

优选的，所述的一种支持48V能量回收的DCT变速器控制方法，还包括在能量回收过程中，发动机与变速器的相互协调，变速器控制单元TCU反馈不再支持能量回收功能时，发动机控制单元EMS应立即退出能量回收过程。

优选的，DCT变速器通过调整变速器的降挡点，是指TCU在确认EMS进入能力回收模式下，通过当前档位和车辆速度对变速器降挡点进行补偿，提前进行变速器降挡控制。

进一步的，整车驾驶模式ECO，表示驾驶员选择整车经济模式下，在整车其他驾驶模式下，如：正常模式、运动模式、雪地模式等模式下，不支持能量回收策略。

进一步的，发动机系统没有故障，具体是指发动机控制单元EMS检测发动机控制系统没有油门踏板、刹车开关、发动机转速传感器故障。

进一步的，48V微混系统没有故障，具体是指48V的BSG电机没有故障，48V电池没有故障，DCDC转换器没有故障。

进一步的，变速器系统没有故障，具体是指变速器控制单元TCU没有检测到变速器拨叉位置传感器、离合器压力传感器、离合器转速传感器、变速器液压控制电磁阀故障，变速器没有挡位啮合故障。

进一步的，所述的能量回收条件，具体是指发动机水温在设定温度范围区间，变速器温度在设定温度范围区间，48V电池温度在设定温度区间，48V电池电量SOC在设定阈值区间，车辆速度在设定速度范围内。符合上述条件下，驾驶员释放油门踏板，踩刹车，车辆减速度小于设定阈值，BSG电机执行能量回收。

进一步的，变速器支持能量回收，具体是指TCU控制离合器转速差在设定阈值转速差范围内，TCU识别发动机和BSG电机的扭矩，调节控制轴离合器的压力，没有出现离合器过滑磨现象。

进一步的，在能量回收过程中，发动机与变速器的相互协调，具体是指变速器根据能量回收过程中变速器支持能量回收条件限制。变速器能量回收条件限制是指在能量回收进行中，车辆持续减速，TCU根据当前车速和车辆减速度，判定车辆速度小于变速器最低挡位所限制的车速阈值，或车辆减速度大于设定减速度阈值时，TCU通过CAN总线发送变速器不支持能量回收，请求EMS退出能量回收过程。

本发明实施例提供的一种支持48V能量回收的DCT变速器控制方法及系统，在发动机系统无故障、48V微混系统无故障、变速器系统无故障的情况，检车整车驾驶工况，在符合能量回收条件下，通过发动机与变速器相互协调控制，由BSG电机回收能量，并存储在48V理电池中。在能量回收过程中，TCU适当调整变速器降挡点，提高BSG电机能量回收效率，达到整车节油的目的。在能量回收过程中，TCU实时检查变速器能量回收条件限制，在不符合DCT变速器能量回收条件限制时，TCU请求EMS退出能量回收过程，实现48V微混系统下发动机与变速器能量回收策略的相互协调配合。

附图说明

图1为本发明专利实施例中48V微混动力总成结构示意图。

图2为本发明专利48V能量回收进入条件过程检查步骤图。

图3为本发明专利48V能量回收DCT变速器检查流程图。

图4为本发明专利48V能量回收中DCT请求退出流程图。

附图标记：1.发动机、2.变速器、3.BSG电机、4.电动油泵、5.48V电池、6.DCDC转换器、7.12V电池、8.起动机

具体实施方案

为了更清楚地说明本发明专利实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要实用的附图做简单的介绍。

如图1为本发明专利应用实施例，48V微混动力总成结构示意图，BSG电机3安装在发动机1的前端，通过皮带与发动机1连接，其中BSG电机3由48V电池5供电，发动机1可以通过BSG电机3直接起动。车辆初次上电时，在钥匙门起动的情况下，发动机1也可以通过起动机8起动。发动机1和DCT变速器2连接，当变速器的两个离合器完全分离后，可以切断发动机1与变速器2之间的动力传递。电动油泵4由12V电池7供电，在发动机1停机工况下，变速器2可以通过电动泵4转动提供变速器摘挂挡所需的压力。48V电池5和12V 电池7通过DCDC转换器6连接，可以实现48V系统到12V系统的能量转换。

如图2为本发明专利48V能量回收进入条件过程检查流程图，步骤包括：

步骤S100，能量回收驾驶模式检查，当整车驾驶模式为ECO模式时，支持能量回收功能，当整车驾驶模式为运动模式、雪地模式或正常模式时，不支持48V能量回收功能；

步骤S200，发动机能量回收检查，发动机系统没有故障，EMS检查发动机系统是否存在故障，包括油门传感器、刹车开关信号、转速传感器没有故障；

步骤S300，48V微混系统能量回收检查，检查48V微混系统是否存在故障，能量回收前提，必须保证48V的BSG电机没有故障，48V电池没有故障，DCDC转换器没有故障；

步骤S400，变速器能量回收检查，TCU检查DCT变速器系统是否有故障，48V系统能量回收前，变速器拨叉位置传感器、离合器压力传感器、离合器转速传感器或变速器液压控制电磁阀无故障，变速器挡位啮合无故障；

步骤S500，发动机能量回收条件，必须符合发动机能量回收条件，发动机的水温在设定温度范围，温度范围由标定确定，该温度范围为60-95℃；发动机水温温度过低，影响BSG 电机回收效率，在低水温区间，不激活48V能量回收功能；

步骤S600，48V系统能量回收条件，48V电池温度在设定温度区间，该温度区间为大于 20℃；48V电池电量SOC值需低于设定阈值，SCO阈值为90％左右，48V电池SCO值过高时，不触发能量回收功能；

步骤S700，变速器能量回收条件，变速器油温大于最低温度阈值，油温阈值由标定确定，油温阈值为20℃左右；车速大于变速器当前挡位所对应的最低车速阈值，其中变速器各挡位最低车速阈值由标定确定；在发动机转速低于变速器当前挡位和车速阈值计算的发动机转速时，TCU会主动减小离合器压力，防止发动机熄火；

步骤S800，能量回收进入车况条件，车速大于能量回收最低车速阈值，车速阈值由标定确定，车速阈值为20km/h左右，车辆速度过低，影响BSG电机回收效率；驾驶员释放油门踏板，踩刹车，车辆减速度小于设定阈值；在急减速工况，不进入能量回收。

如图3所示，48V能量回收DCT变速器检查流程图，发动机控制单元EMS检测到车辆符合制动能量回收工况，即符合图2所述的S100～S800步骤条件时，EMS通过BSG电机进入制动能量回收工况，并向TCU发送制动能量回收模式PowerMode；TCU接收EMS的PowerMode 模式，并判定EMS的PowerMode等于能量回收模式后，对当前变速器降挡点进行补偿，其降挡转速补偿值由当前车速和挡位信息通过标定确定。

如图3所示48V能量回收DCT变速器检查流程图，TCU检查发动机转速达到降挡点转速时，执行变速器降挡动作，提高变速器输入端转速，即提高发动机转速。保持在制动能量回收工况下变速器输入端离合器转速在较高转速区间，即发动机转速在较高的转速区间，提高 BSG电机能量回收效率。

如图3所示，TCU检查发动机转速未达到降挡点转速时，保持变速器当前挡位进行能量回收。

如图4所示48V能量回收中DCT请求退出流程图，在48V系统正在能量回收中，驾驶员驾驶意图的改变或48V电池SOC值达到设定阈值后，退出能量回收过程。

如图4所示，在48V能量回收过程中，车速条件改变，车辆速度低于设定阈值车速时，退出能量回收过程。

如图4所示，在能量回收进行时，TCU检测到当前车速已经低于当前挡位预设的最低车速阈值时，TCU向EMS发送立即退出能量回收请求，同时TCU减小当前挡位所对应的离合器轴的压力，减小离合器传递的扭矩，防止发动机熄火。

如图4所示，发动机控制单元EMS接收到TCU变速器请求退出能量回收过程，立即退出能量回收过程。

本发明提供了一种支持48V能量回收的DCT变速器控制方法及系统，由EMS检测48V微混系统、DCT变速器是否支持能量回收状态，并检查是否符合能量回收条件后，EMS通过BSG 电机进行制动能量回收。TCU接收到EMS发送的PowerMode为能量回收模式时，通过对DCT 变速器降挡点的补偿，提升变速器输入端的离合器的转速，即：提升能量回收过程中发动机转速，提高了整车的能量回收效率。在车辆速度较低时，TCU检测当前车速不符合能量回收工况时，通过减小离合器压力，减小离合器传递扭矩，请求EMS立即退出能量回收工况，防止在能量回收过程中发动机熄火，进一步提高了整车的稳定性。以上例子主要说明了本发明的支持48V能量回收的DCT变速器控制方法及系统，尽管只对其中一些发明的具体实施方式进行了描述，但本领域普通技术人员应当了解，本发明可以在不偏离其主旨与范围内以许多其他的形式实施。在不脱离如所附各权利要求所定义的本发明精神及其范围的情况下，本发明可能涵盖各种的修改与替换。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (2)

1.一种支持48V能量回收的DCT变速器控制系统，其特征在于，该控制系统包括：发动机(1)、变速器(2)、BSG电机(3)、电动油泵(4)、48V电池(5)、DCDC转换器(6)、12V电池(7)以及起动机(8)；其中，BSG(3)电机安装在发动机(1)的前端，通过皮带与发动机(1)连接，其中BSG电机(3)由48V电池(5)供电，发动机(1)可以通过BSG电机(3)直接起动；车辆初次上电时，在钥匙门起动的情况下，发动机(1)可以通过起动机(8)起动；发动机(1)和DCT变速器(2)连接，当变速器的两个离合器完全分离后，可以切断发动机(1)与变速器(2)之间的动力传递；电动油泵(4)由12V电池(7)供电，在发动机(1)停机工况下，变速器(2)可以通过电动泵(4)转动提供变速器摘挂挡所需的压力；48V电池(5)和12V电池(7)通过DCDC转换器(6)连接，可以实现48V系统到12V系统的能量转换。

2.一种根据权利要求1所述的DCT变速器控制系统的控制方法，其特征在于，该控制方法包括以下步骤：

步骤S100，能量回收驾驶模式检查，当整车驾驶模式为ECO模式时，支持能量回收功能，当整车驾驶模式为运动模式、雪地模式或正常模式时，不支持48V能量回收功能；

步骤S200，发动机能量回收检查，发动机系统没有故障，EMS检查发动机系统是否存在故障，包括油门传感器、刹车开关信号、转速传感器没有故障；

步骤S300，48V微混系统能量回收检查，检查48V微混系统是否存在故障，能量回收前提，必须保证48V的BSG电机没有故障，48V电池没有故障，DCDC转换器没有故障；

步骤S400，变速器能量回收检查，TCU检查DCT变速器系统是否有故障，48V系统能量回收前，变速器拨叉位置传感器、离合器压力传感器、离合器转速传感器或变速器液压控制电磁阀无故障，变速器挡位啮合无故障；

步骤S500，发动机能量回收条件，必须符合发动机能量回收条件，发动机的水温在设定温度范围，温度范围由标定确定，该温度范围为60-95℃；发动机水温温度过低，影响BSG电机回收效率，在低水温区间，不激活48V能量回收功能；

步骤S600，48V系统能量回收条件，48V电池温度在设定温度区间，该温度区间为大于20℃；48V电池电量SOC值需低于设定阈值，SCO阈值为90％左右，48V电池SCO值过高时，不触发能量回收功能；

步骤S700，变速器能量回收条件，变速器油温大于最低温度阈值，油温阈值由标定确定，油温阈值为20℃左右；车速大于变速器当前挡位所对应的最低车速阈值，其中变速器各挡位最低车速阈值由标定确定；在发动机转速低于变速器当前挡位和车速阈值计算的发动机转速时，TCU会主动减小离合器压力，防止发动机熄火；

步骤S800，能量回收进入车况条件，车速大于能量回收最低车速阈值，车速阈值由标定确定，车速阈值为20km/h左右，车辆速度过低，影响BSG电机回收效率；驾驶员释放油门踏板，踩刹车，车辆减速度小于设定阈值；在急减速工况，不进入能量回收。