CN101994584B - 道路坡度协调的发动机控制系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及道路坡度协调的发动机控制系统，具体地，提供了一种车辆发动机控制系统，包括道路坡度模块和预计控制模块。道路坡度模块探测车辆前方的道路坡度。预计控制模块探测车辆发动机的第一汽缸停用而同时发动机的第二汽缸启用。预计控制模块基于坡度启用第一汽缸。

Description

道路坡度协调的发动机控制系统

技术领域

本发明涉及机动车辆控制，且更具体地涉及发动机控制。

背景技术

本文提供的背景技术描述为了从总体上介绍本发明的背景。当前提及的发明人的工作——以在此背景技术部分中所描述的为限——以及在提交时否则可能不构成现有技术的该描述的各方面，既不明示地也不默示地被承认为是针对本发明的现有技术。

主动燃料管理(AFM)通过在内燃发动机(ICE)的工作过程中停用选定的发动机汽缸而提高车辆的燃料经济性。例如，在公路巡航事件期间当发动机负载和/或所请求的扭矩小于相应的阈值时，八汽缸发动机可让四个汽缸停用。在节气门宽开的发动机工作状态下或在上坡行驶事件期间，可启用所有发动机汽缸以提供所请求的发动机扭矩。

在汽缸停用期间，可防止汽缸的进气门和排气门开启并使其保持在关闭状态。发动机汽缸在停用时不产生动力。排气在汽缸停用时可保留在汽缸中。保留的排气在其它启用的汽缸进行进气、压缩、点火和排气冲程期间被反复压缩和解除压缩。停用的汽缸为发动机的曲轴提供基本为零的净输出扭矩。

发动机汽缸在启用时产生扭矩。所述扭矩被提供到用于驱动车辆传动系的曲轴。在车辆加速过程中由发动机汽缸产生正扭矩，在发动机制动过程中产生负扭矩。负扭矩可用于使车辆减速。在持续制动期间，例如在下坡制动事件期间，发动机制动减少制动垫磨损并防止制动器过热。发动机制动可在下坡行驶事件期间与持续的车轮制动结合使用以保持恒定的车辆速度。

最小发动机制动扭矩通过停用的汽缸提供。停用的汽缸越多，则总的发动机制动扭矩减小得越多。

发明内容

在一个实施例中，提供了一种发动机控制系统。该发动机控制系统包括道路坡度模块和预计控制模块。道路坡度模块探测车辆前方的道路坡度。预计控制模块探测停用的车辆发动机的第一汽缸。预计控制模块探测启用的发动机的第二汽缸。控制模块基于坡度启用第一汽缸。

在其它特征中，提供了一种操作车辆发动机控制系统的方法。该方法包括：探测车辆前方的道路坡度。探测停用的车辆发动机的第一汽缸。探测启用的发动机的第二汽缸。基于对坡度的探测而启用被停用的第一汽缸。

本发明还涉及以下技术方案：

方案1.一种车辆的发动机控制系统，包括：

道路坡度模块，其探测所述车辆前方的道路坡度；和

预计控制模块，其探测所述车辆的发动机的第一汽缸停用而同时所述发动机的第二汽缸启用；

其中，所述预计控制模块基于所述坡度启用所述第一汽缸。

方案2.如方案1所述的发动机控制系统，其中，所述预计控制模块在所述坡度是下坡坡度时启用所述第一汽缸。

方案3.如方案1所述的发动机控制系统，还包括汽缸命令模块，所述汽缸命令模块防止所述第一汽缸的进气门和排气门在所述第一汽缸停用时开启。

方案4.如方案1所述的发动机控制系统，其中，所述预计控制模块确定所述坡度的大小，并在所述大小超过斜度阈值时启用所述第一汽缸。

方案5.如方案1所述的发动机控制系统，其中，所述预计控制模块基于所述坡度确定启用时间段，并启用所述第一汽缸持续所述启用时间段。

方案6.如方案1所述的发动机控制系统，其中，所述预计控制模块基于所述坡度确定车辆行程启用距离，并启用所述第一汽缸持续所述启用距离。

方案7.如方案1所述的发动机控制系统，还包括GPS传感器，所述GPS传感器产生车辆位置信号以探测所述坡度。

方案8.如方案1所述的发动机控制系统，还包括GPS传感器，所述GPS传感器产生车辆驶向信号以探测所述坡度。

方案9.如方案1所述的发动机控制系统，还包括道路地图模块，所述道路地图模块包括数字地图数据库，其中，所述道路地图模块基于所述数字地图数据库中的数据产生地图信号并基于所述地图信号探测所述坡度。

方案10.如方案1所述的发动机控制系统，还包括车辆通讯模块，所述车辆通讯模块从另一车辆和基站中的至少一者以无线方式接收坡度信号，其中，所述道路坡度模块基于所述坡度信号探测所述坡度。

方案11.一种操作车辆的发动机控制系统的方法，包括：

探测所述车辆前方的道路坡度；

探测所述车辆的发动机的第一汽缸停用而同时所述发动机的第二汽缸启用；和

基于对所述坡度的探测而启用所述第一汽缸。

方案12.如方案11所述的方法，其中，在所述坡度是下坡坡度时启用所述第一汽缸。

方案13.如方案11所述的方法，其中，防止所述第一汽缸的进气门和排气门在所述第一汽缸停用时开启。

方案14.如方案11所述的方法，还包括确定所述坡度的大小，其中，在所述大小超过斜度阈值时启用所述第一汽缸。

方案15.如方案11所述的方法，其中，启用所述第一汽缸持续预定时间段，并且其中，所述第一汽缸在所述预定时间段之后再次停用。

方案16.如方案11所述的方法，其中，启用所述第一汽缸持续预定车辆行程距离，并且其中，使所述第一汽缸能够在所述预定车辆行程距离之后再次停用。

方案17.如方案11所述的方法，还包括：

产生车辆位置信号；和

基于所述车辆位置信号探测所述坡度。

方案18.如方案11所述的方法，还包括：

产生车辆驶向信号；和

基于所述车辆驶向信号探测所述坡度。

方案19.如方案11所述的方法，还包括：

访问在存储器中保存的地图数据库；

基于所述地图数据库中的数据产生地图信号；和

基于所述地图信号确定所述坡度。

方案20.如方案11所述的方法，还包括：

从另一车辆和基站中的至少一者以无线方式接收坡度信号；和

基于所述坡度信号探测所述坡度。

本发明的进一步的应用领域通过在下文中提供的详细描述而将变得明显。应理解，详细描述和具体示例仅用于例示目的，而不是用于限制本发明的范围。

附图说明

本发明将通过详细描述和附图而被更全面地理解，其中：

图1是根据本发明的实施例的在示例性环境中工作的车辆控制系统的功能框图；

图2是根据本发明原理的具有示例性道路坡度协调(road-gradecoordinated)的发动机控制的车辆控制系统的功能框图；

图3是根据本发明原理的协调控制模块的功能框图；

图4A是根据本发明原理的由发动机控制模块产生汽缸停用信号的增强制动控制系统的功能框图；

图4B是根据本发明原理的由汽缸协调模块产生汽缸停用信号的增强制动控制系统的功能框图；

图5例示出根据本发明原理的基于距离的方法；和

图6例示出根据本发明原理的基于时间的方法。

具体实施方式

以下描述实际上仅用于例示，而绝非用于限制本发明、其应用或使用。为了清楚起见，将在图中使用相同的附图标记标识相似的元件。在此使用的表述“A、B和C中的至少一个”应被理解为是指使用非排他性逻辑“或”的逻辑(A或B或C)。应理解，在不改变本发明原理的情况下，方法中的各步骤可按照不同顺序执行。

在此使用的术语“模块”是指专用集成电路(ASIC)、电子电路、执行一个或多个软件或固件程序的处理器(共用的、专用的或成组的处理器)和存储器、组合逻辑电路和/或其它提供所述功能的适合部件。

现在参见图1，车辆22的车辆控制系统20显示为在示例性环境中工作。车辆控制系统20可包括：车辆22，协调控制模块24，动力系控制模块26和动力系系统28。动力系系统28可包括发动机30和变速器32。协调控制模块24与动力系控制模块26通讯以控制动力系系统28。车辆还包括将制动扭矩施加于车轮36的制动器34。

车辆22在上坡地点38处的地形40上向上行进。发动机扭矩被传输到车轮36以使车辆22向上运动。正车轮扭矩42在此上坡行驶事件期间被传输到车轮36。

当车辆22在下坡地点44行进时，制动器34可应用于车轮36以保持车辆速度并防止车辆下坡加速。可在下坡行驶事件期间提供负车轮扭矩42’。负车轮扭矩42’可由制动器34提供，或由制动器34和发动机30通过发动机制动而共同提供。当AFM工作模式停用发动机30的汽缸时，产生减小量的发动机制动。在下坡行驶事件期间，不希望出现减小的发动机制动。协调控制模块24可与动力系控制模块26通讯，以允许或者不允许AFM工作模式的汽缸停用，并由此在下坡行驶事件期间影响发动机制动能力。

现在还参见图2，其中显示出车辆控制系统20的功能框图。车辆控制系统20可包括协调控制模块24和动力系控制模块26。协调控制模块24可包括道路坡度模块46、预计控制模块48和汽缸协调模块50。动力系控制模块26可包括发动机控制模块(ECM)52、变速器控制模块54、驾驶者输入模块56、节气门致动器模块58、火花致动器模块60和汽缸致动器模块62。在一个实施例中，协调控制模块24与ECM 52分开。在另一实施例中，协调控制模块24是ECM 52的一部分。

协调控制模块24可从ECM 52、变速器控制模块54和驾驶者输入模块56接收信号。道路坡度模块46探测车辆22当前地理位置前方的道路坡度。预计控制模块48探测发动机的选定汽缸的停用。预计控制模块48基于在汽缸停用时探测到的道路坡度产生汽缸再次启用信号，以再次启用汽缸。

在一个实施例中，协调控制模块24产生发送到ECM 52的汽缸再次启用请求信号64。再次启用请求信号64请求ECM 52停止由于AFM而对汽缸停用的控制，使得汽缸可被启用。作为响应，ECM 52可基于再次启用请求信号64产生用于汽缸致动器模块62的更新的汽缸停用信号66’。

在其他实施例中，协调控制模块24可从ECM接收AFM汽缸信号68。ECM 52可基于AFM控制产生AFM汽缸信号68。AFM汽缸信号68可包括用于使选定汽缸停用的命令。协调控制模块24可产生更新的汽缸停用信号66”，以取代(override)AFM汽缸信号68。协调控制模块24可将更新的汽缸停用信号66”发送到汽缸致动器模块62。

在动力系控制模块26中，ECM 52可以产生各种用于发动机工作的发动机控制命令信号。ECM 52从驾驶者输入模块56接收加速器踏板信号72，并产生节气门命令信号74。节气门致动器模块58执行闭环控制，并且基于节气门命令信号74和来自节气门位置传感器78的节气门位置信号开启节气门76。发动机30可包括进气歧管80。空气可通过节气门76进入进气歧管80。ECM 52还可以基于来自质量空气流量传感器MAF、发动机冷却剂温度传感器ECT和歧管气压传感器MAP的传感器信号执行发动机控制。

发动机30可包括任何数量的汽缸。仅为例示目的，示出了单个的代表性汽缸82。ECM 52也可产生燃料命令信号，以通过燃料致动器84将确定量的燃料输送到发动机30。燃料致动器84可为燃料喷射器。所喷射的燃料可与空气混合以形成空气-燃料混合物。空气/燃料混合物可通过进气门86进入发动机汽缸82。火花致动器模块60产生火花命令信号并将其发送到火花塞88，火花塞88在点火冲程中点燃空气/燃料混合物以产生动力。扭矩被传输到曲轴90，曲轴90进一步驱动变速器32和传动系92。在点火冲程之后，排气通过排气门94从汽缸82中被去除，并进一步通过排气系统从发动机30中被去除。

ECM 52可包括执行主动燃料管理任务的AFM模块96。AFM模块96可生成AFM状态以指示AFM系统的状态。AFM状态可为“启用”和“停用”之一，分别用以指示AFM系统是启用的或停用的。汽缸命令模块100可基于AFM状态而确定启用或停用发动机汽缸的控制命令。AFM状态可保存在汽缸命令模块100中的存储器98中。AFM状态信号102可被产生并发送到协调控制模块24。

变速器控制模块54操作变速器32，并产生车辆速度信号104。变速器控制模块54将车辆速度信号104发送到协调控制模块24。协调控制模块24例如可基于车辆速度信号104估计车辆行程距离。

ECM 52可基于来自驾驶者输入模块56的加速器踏板信号72调节发动机30的动力输出。驾驶者输入模块56可产生制动器命令信号106并将其发送到制动器34。可应用制动器34以使车辆减速。在车辆的减速过程中，经由车轮36、传动系92和变速器32与发动机惯性相关联的车辆动量通过曲轴90反驱动发动机30。这被称为发动机制动，并且在发动机30的汽缸(汽缸82)是启用的情况下发生。

驾驶者输入模块56可以产生驾驶者选择信号108。驾驶者输入模块56可基于增强制动开关109的状态而产生驾驶者选择信号108。增强制动开关109的状态可为“开启”和“关闭”之一，用以指示在下坡行驶事件期间增强制动特征是启用的还是未启用的。增强制动开关109可在状态为“开启”时指示增强制动特征是启用的。增强制动开关109也可以在状态为“开启”时包括多个位置。可基于增强制动开关109的多个位置而启用各种程度的下坡制动增强。可通过在选定汽缸被停用的AFM期间再次启用汽缸，提供增强制动特征。驾驶者选择信号108可被发送到协调控制模块24。协调控制模块24可与ECM 52通讯以确定选定汽缸的再次启用。

汽缸致动器模块62可从ECM 52接收汽缸停用信号66’。汽缸致动器模块62可基于汽缸停用信号66’执行汽缸停用。汽缸致动器模块62可停用选定汽缸，并允许启用其它汽缸。在一个实施例中，汽缸致动器模块62可从协调控制模块24接收取代的汽缸停用信号66”。

汽缸停用可包括：使汽缸的气门保持在关闭状态，停止对汽缸的燃料供应，和/或停止对汽缸的火花供应。例如，汽缸致动器模块62可通过防止进气门和排气门86、94开启而停用汽缸82。汽缸致动器模块62可通过防止燃料供应到汽缸82而停用汽缸82。汽缸致动器模块62可停用汽缸82的火花而停用汽缸82。

图3显示出图2所示协调控制模块24的功能框图。协调控制模块24可包括：车辆信号处理模块110和车辆通讯模块112。协调控制模块24还包括：道路坡度模块46，预计控制模块48和汽缸协调模块50。

车辆信号处理模块110可接收制动器命令信号106、驾驶者选择信号108、AFM状态信号102和车辆速度信号104。车辆信号处理模块110还可接收GPS车辆位置信号130和GPS车辆驶向信号132。GPS车辆位置信号130和GPS车辆驶向信号132可由GPS传感器模块128提供。车辆信号处理模块110可处理所接收的信号102、104、106、110、130和132，包括滤波和信号调节以去除噪音和提供信号一致性。车辆信号处理模块110产生一组处理后的车辆信号118并将其发送到道路坡度模块46和预计控制模块48。所述处理后的车辆信号118包括处理后的信号102、104、106、110、130和132。

车辆通讯模块112执行车辆的无线通讯。车辆通讯模块112可从车辆天线140接收无线信号，并且根据所接收的无线信号提供车辆通讯信号124。在一个实施例中，无线通讯在车辆与基站之间进行。在另一实施例中，无线通讯在此车辆与另一车辆之间进行。车辆通讯模块112可通过无线通讯接收地图数据并将地图数据发送到道路坡度模块46。

道路坡度模块46可包括车辆行程模块114和道路地图模块116。道路坡度模块46接收处理后的车辆信号118并基于处理后的车辆信号118产生道路坡度信号120和对应的距离信号122。道路坡度模块46可接收车辆通讯信号124。道路坡度模块46也可基于地图数据产生道路坡度平均信号126，其中地图数据被包含在道路地图模块116的存储器135中保存的数字地图数据库133中。

道路坡度模块46探测在当前车辆位置前方预定距离处的道路坡度。道路坡度模块46可基于车辆位置、车辆驶向和地图数据而探测道路坡度。车辆的位置和驶向可由车辆行程模块114提供。道路坡度模块46确定计划车辆路线，并探测沿该计划车辆路线的道路坡度。

车辆行程模块114产生用于道路地图模块116的地图索引(mapindex)。道路地图模块116可基于地图索引访问数字地图数据库133。车辆行程模块114可将地图索引保存在存储器134中。车辆行程模块114可基于车辆行程信息产生地图索引。车辆行程信息可包括GPS车辆位置信号130和GPS车辆驶向信号132。此外，导航系统137可提供预编程的导航信号139以增强车辆行程信息。导航信号139可包括：在地图上的计划车辆路线，相对于计划车辆路线的当前车辆位置和地图上随后的道路分支点。

道路地图模块116提供地图数据。在一个实施例中，道路地图模块116可从保存在存储器135中的数字地图数据库133中获取地图数据。在另一实施例中，车辆通讯模块112可从另一车辆或基站以无线方式获取地图数据。道路地图模块116可从车辆通讯模块112获取地图数据。

预计控制模块48可以接收道路坡度信号120和对应的距离信号122。预计控制模块48还可接收道路坡度平均信号126。预计控制模块48可产生用于汽缸协调模块50的预计启用信号70。汽缸协调模块50可基于预计启用信号70再次启用汽缸。预计控制模块48可包括计时器136和存储器138。预计启用信号70可在存储器138中保存由计时器136确定的时间段。

预计控制模块48可探测即将发生的下坡行驶事件，其中，车辆将向当前车辆位置前方行驶一定距离。预计控制模块48可当探测到下坡行驶事件时产生预计启用信号70。预计控制模块48可基于道路坡度信号120和对应的距离信号122而产生预计启用信号70。

在一个实施例中，预计控制模块48可基于车轮制动器应用的状态而产生预计启用信号70。车轮制动器应用的状态可为“已应用”或“未应用”之一。所述状态可使用制动器命令信号106进行探测。

现在还参见图4A，其中显示出用于增强制动的发动机控制系统141’的功能框图。在此发动机控制系统141’中，汽缸停用信号66’由ECM 52’产生。发动机控制系统141’包括：协调控制模块24’，ECM 52’和图2中的汽缸致动器模块62。协调控制模块24’还包括：图2中的预计控制模块48和汽缸协调模块50’。ECM 52’包括图2中的AFM模块96和汽缸命令模块100。

预计控制模块48确定用于汽缸再次启用的预计启用信号70。预计启用信号70经过缓冲器142以产生再次启用请求信号64，用以请求启用被停用的汽缸。ECM 52’基于再次启用请求信号64和由AFM模块96产生的AFM汽缸信号68产生汽缸停用信号66’。汽缸命令模块100可基于AFM汽缸信号68确定停用命令，并根据停用命令产生汽缸停用信号66’。汽缸停用信号66’被ECM 52’发送到汽缸致动器模块62。

图4B显示出具有增强制动的发动机控制系统141”的功能框图。在此发动机控制系统141”中，汽缸停用信号66”由汽缸协调模块50”产生。发动机控制系统141”包括：协调控制模块24”，ECM 52”和图2中的汽缸致动器模块62。协调控制模块24”包括：图2中的预计控制模块48和汽缸协调模块50”。ECM 52”包括图2中的AFM模块96。AFM模块96产生AFM汽缸信号68以选择性地停用汽缸。预计控制模块48产生预计启用信号70，用于启用被停用的汽缸。汽缸协调模块50”基于预计启用信号70和AFM汽缸信号68产生汽缸停用信号66”。汽缸停用信号66”被发送到汽缸致动器模块62。

AFM汽缸信号68可包括一组对应于每个将被停用的选定汽缸的停用命令信号。仅出于例示目的，AFM汽缸信号68可具有：与“TRUE”相关联的电平，用于将被停用的汽缸；和与“FALSE”相关联的电平，用于将不被停用的汽缸。预计启用信号70可具有：与“TRUE”相关联的电平，用于再次启用汽缸；和与“FALSE”相关联的电平，用于不再次启用汽缸。汽缸致动器模块62在对应的汽缸停用信号具有“TRUE”值时停用汽缸。在此控制系统141”中，预计启用信号70首先通过逻辑反相器144求反，并然后发送到一组逻辑“与”门146。每个逻辑“与”门146接收求反后的预计启用信号70，并且针对这些汽缸中的相应汽缸与AFM汽缸信号68进行逻辑“与”运算。汽缸协调模块50”产生汽缸停用信号66”并将其发送到汽缸致动器模块62。

现在还参见图5，其中显示出示例性的基于距离的方法148。虽然所述方法主要根据图1-4A进行描述，不过所述方法也可应用于本发明的其它实施例。方法148包括产生预计启用信号70。产生预计启用信号70，并使汽缸启用持续预定启用距离。汽缸是启用的直到车辆行进超过启用距离。可以使汽缸在车辆行进预定距离之后能够再次停用。可以使汽缸例如当车辆在下坡行驶事件之后在平地上行进时能够再次停用。协调控制模块24的控制可执行以下与方法148相关的步骤。

在步骤149中，协调控制模块24可探测由AFM模块96产生并且保存在存储器98中的AFM状态。AFM状态可通过AFM状态信号102来探测。当AFM状态为“启用”时，AFM状态可指示选定汽缸的停用。当AFM状态为“停用”时，汽缸启用。在一个实施例中，当AFM状态为“停用”时，没有汽缸被停用。

在步骤150中，协调控制模块24也可探测增强制动开关109的状态。增强制动开关109的状态可为“开启”和“关闭”之一。增强制动开关109的状态可通过由驾驶者输入模块56产生的驾驶者选择信号108进行探测。在下坡行驶事件期间的增强制动特征可在增强制动开关109的状态为“开启”时利用汽缸再次启用而执行。增强制动可包括汽缸再次启用，以取代当AFM状态为“启用”时选定汽缸的停用。

在步骤151中，当AFM状态信号102指示“停用”时，所述控制进行至步骤152并结束。当AFM状态信号102指示“启用”时，所述控制进行至步骤154。

在步骤154中，当增强制动开关109的状态为“关闭”时，所述控制进行至步骤152并结束。当增强制动开关109的状态为“开启”时，所述控制进行至步骤156。

在步骤156中，协调控制模块24可接收GPS车辆位置信号130和GPS车辆驶向信号132。GPS车辆位置信号130和GPS车辆驶向信号132可由GPS传感器模块128提供。所述信号可由车辆信号处理模块110处理。

在步骤158中，协调控制模块24确定车辆行程接下来A米(被称为坡度求均距离D_grade-ave)的道路坡度。在一个实施例中，A可为100。协调控制模块24可访问保存在存储器135中的数字地图数据库133，以确定道路坡度。数字地图数据库133可利用保存在存储器134中的地图索引进行访问。

车辆行程模块114可基于GPS车辆位置信号130识别地图索引。道路地图数据可包括道路标识(例如公路的路号)、道路上将要行进的路线和沿该路线的道路高度。在一个实施例中，道路信息也可包括：道路的曲率、速度限制或类型(包括碎石路或铺砌道路)，以及道路的方向指示(例如，单行道)。

道路坡度可根据地图索引来确定。一组地图索引可基于分别根据GPS车辆位置信号130和GPS车辆驶向信号132确定的车辆位置和驶向而产生。车辆驶向可用于确定地图上道路的哪部分在车辆前方。当GPS信号可用时，车辆驶向可利用GPS车辆驶向信号来确定。可在例如在由于GPS信号接收器故障或由于环境限制(例如在隧道内)而导致GPS信号不可用时，使用替代的方法。例如，当地图数据指示道路的单行方向时，车辆驶向可基于地图数据来确定。在另一实施例中，车辆驶向可基于相对于当前车辆位置的一组过去车辆位置而确定。在又一实施例中，车辆驶向可基于车辆导航数据来确定，车辆导航数据指示在计划路线上相对于当前车辆位置的一组预定位置。

车辆前方预定距离处的道路坡度可利用道路高度地图数据并结合基于车辆位置和车辆驶向获取的地图索引而确定。道路坡度模块46可基于坡度求均距离D_grade-ave内的距离产生道路坡度信号120。对应于距离数据的距离信号122可由道路坡度模块46产生。

道路坡度模块46可基于道路高度数据例如使用公式1来确定道路坡度：

$\mathrm{Grad}\left(k\right)=\frac{\mathrm{Elev}\left(k2\right)-\mathrm{Elev}\left(k1\right)}{\mathrm{Dist}\left(k2\right)-\mathrm{Dist}\left(k1\right)}*100\%---\left(1\right)$

参数k1和k2是地图索引，其中，k1对应的位置比k2对应的位置更接近于车辆。Grad(k)是在由k1和k2索引的道路位置之间的道路坡度估计值。Elev(k1)和Elev(k2)是在对应于索引k1和k2的位置处的道路高度数据。Dist(k1)和Dist(k2)是从当前车辆位置至对应于索引k1和k2的位置的估计距离。

公式1显示出估计在当前车辆位置前方距离Dist(k)处的道路坡度的方法。距离Dist(k)可例如使用公式2来计算：

$\mathrm{Dist}\left(k\right)=\frac{\mathrm{Dist}\left(k1\right)+\mathrm{Dist}\left(k2\right)}{2}---\left(2\right)$

道路坡度模块46可使用公式1和2来产生在距当前车辆位置的不同距离处的一系列数据对{Grad(1)，Dist(1)}，{Grad(2)，Dist(2)}...{Grad(N)，Dist(N)}。数据对{Grad(1)，Dist(1)}，{Grad(2)，Dist(2)}...{Grad(N)，Dist(N)}中的每个数据对代表了基于由道路地图模块116所产生距离数据和道路高度的道路坡度和对应距离。

公式1和2显示出用于估计道路坡度和距离的一阶方法。可使用采用了X阶估计技术的方法，其中X是大于1的整数。

在步骤160中，道路坡度模块46估计在坡度求均距离D_grade-ave上的坡度平均值。道路坡度模块46可使用公式1和2产生一系列数据组{Grad(1)，Dist(1)}，{Grad(2)，Dist(2)}...{Grad(N)，Dist(N)}，针对在坡度求均距离D_grade-ave内的距离Dist(j)，即，针对满足如下条件的距离：

0＜Dist(j)＜D_grade-ave    (3)

道路坡度模块46可例如使用公式4确定在坡度求均距离内的道路坡度平均值G_ave：

$G_{\mathrm{ave}}=\frac{\underset{j=1}{\overset{N}{\mathrm{\Σ}}}\mathrm{Grad}\left(j\right)}{N}---\left(4\right)$

N是用于公式4中以计算道路坡度平均值G_ave的数据点的数量。

在步骤162中，预计控制模块48可确定再次启用被停用汽缸的条件。所述条件可基于道路坡度平均值G_ave来确定。可在道路坡度平均值G_ave在为X％的预定坡度阈值以下时再次启用被停用的汽缸。出于例示目的，坡度阈值可为负百分之四(-4％)。下坡斜度具有负的道路坡度值，而上坡斜度具有正的道路坡度值。例如，当道路坡度在负百分之四(-4％)以下时，道路可被称为具有“大于4％的下坡斜度”。另一方面，当道路坡度在百分之五(5％)以上时，道路可被称为具有“大于5％的上坡斜度”。

在一个实施例中，在下坡行驶事件期间当道路坡度比为X％的斜度阈值更负时，可再次启用汽缸。在另一实施例中，在上坡行驶事件期间当上坡斜度比为X％的斜度阈值更大时，可启用汽缸。

预计控制模块48还可基于增强制动开关109的状态而确定再次启用被停用汽缸的条件。在一个实施例中，当车辆在下坡斜度上行进且下坡斜度超过预定斜度阈值时，只要增强制动开关的状态为“开启”，则可再次启用汽缸。在另一实施例中，当增强制动开关的状态为“开启”时，还考虑车轮制动器应用的状态，以便再次启用汽缸。车轮制动器应用的状态可以是“已应用制动器”和“未应用制动器”之一。预计控制模块48可基于制动器命令信号106确定车轮制动器应用的状态。预计控制模块48可在汽缸启用之后未应用制动器34时再次停用汽缸。

在步骤164中，预计控制模块48产生预计启用信号70，以再次启用被停用的汽缸。在步骤166中，将再次启用的汽缸保持在启用状态，并持续B米的车辆行程(被称为启用距离D_act)。启用距离D_act优选地小于坡度求均距离D_grade-ave。在一个实施例中，出于例示目的，B可为90。在车辆已行进启用距离D_act之后，所述控制结束。可使汽缸能够在车辆已行进启用距离D_act之后再次停用。

在步骤168中，预计控制模块48清除预计启用信号70，并允许被停用的汽缸保持被停用。在步骤170中，允许被停用的汽缸处于停用状态持续T秒。预计控制模块48可使用计时器136来开始T秒的时间延迟。出于例示目的，T可为5.0。在时间延迟届满之后，所述控制结束。

在图6中，例示出示例性的基于时间的方法172。虽然所述方法主要根据图1-4A进行描述，不过所述方法也可应用于本发明的其它实施例。方法172包括产生预计启用信号70。产生预计启用信号70以启用汽缸。被启用的汽缸在启用状态保持启用时段。汽缸是启用的直到启用时段届满。协调控制模块24的控制可执行以下与方法172相关的步骤。

在步骤173中，协调控制模块24可探测由AFM模块96产生并且保存在存储器98中的AFM状态。AFM状态可通过AFM状态信号102来探测。当AFM状态为“启用”时，AFM状态可指示选定汽缸的停用。当AFM状态为“停用”时，汽缸启用。在一个实施例中，当AFM状态为“停用”时，没有汽缸被停用。

在步骤174中，协调控制模块24也可探测增强制动开关109的状态。增强制动开关109的状态可为“开启”和“关闭”之一。增强制动开关109的状态可通过由驾驶者输入模块56产生的驾驶者选择信号108进行探测。在下坡行驶事件期间的增强制动特征可在增强制动开关109的状态为“开启”时利用汽缸再次启用而执行。增强制动可包括汽缸再次启用，以取代当AFM状态为“启用”时选定汽缸的停用。

在步骤175中，当AFM状态信号102指示“停用”时，所述控制进行至步骤176并结束。当AFM状态信号102指示“启用”时，所述控制进行至步骤178。

在步骤178中，当增强制动开关109的状态为“关闭”时，所述控制进行至步骤176并结束。当增强制动开关109的状态为“开启”时，所述控制进行至步骤179。

在步骤179中，协调控制模块24确定车辆速度V。车辆速度V可基于车辆速度信号104来确定。在步骤180中，协调控制模块24接收GPS车辆位置信号130和GPS车辆驶向信号132。GPS车辆位置信号130和GPS车辆驶向信号132可由GPS传感器模块128提供。所述信号可由车辆信号处理模块110处理。

在步骤182中，道路坡度模块46确定C米的坡度求均距离D_grade-ave。坡度求均距离D_grade-ave基于预定的时间段(被称为D秒的坡度求均时段T_grade-ave)来确定。在一个实施例中，出于例示目的，D可为5.0。坡度求均距离D_grade-ave的值C(以米为单位)可例如使用公式5利用车辆速度V(以米/秒为单位)和坡度求均时段T_grade-ave(以秒为单位)来确定：

C＝T_grade-ave×V        (5)

在步骤184中，道路坡度模块46确定当前车辆位置前方一定距离处的道路坡度。道路坡度可使用与图5中步骤158所公开的相似方法而确定。

在步骤186中，道路坡度模块46使用与图5中步骤160所公开的相似方法而估计在坡度求均距离D_grade-ave内的道路坡度平均值G_ave。可使用公式1-4确定C米的坡度求均距离D_grade-ave内的道路坡度平均值G_ave。

在步骤188中，道路坡度模块46确定再次启用被停用汽缸的条件。所述条件可使用与图5中的步骤162所公开的相似方法而确定。例如，汽缸可在道路坡度平均值G_ave在为Y％的预定阈值以下时再次启用。出于例示目的，Y可为-4.0。

在步骤190中，预计控制模块48产生预计启用信号70，以再次启用被停用的汽缸。在步骤192中，将启用的汽缸在启用状态保持T_a秒的时段，该时段被称为启用时段T_act。启用时段T_act优选地短于坡度求均时段T_grade-ave。在一个实施例中，出于例示目的，T_a可为4.5。预计控制模块48可使用计时器136实现启用时段T_act的持续时间。当时间延迟已届满时，所述控制结束。

在步骤194中，预计控制模块48清除预计启用信号70，并允许被停用的汽缸保持被停用。在步骤196中，允许被停用的汽缸处于停用状态持续T秒。预计控制模块48可使用计时器136来开始T秒的时间延迟。出于例示目的，T可为5.0。在时间延迟届满之后，所述控制结束。

本发明的广义教示可通过各种形式实施。因此，虽然本发明包括具体示例，不过本发明的实际范围应不限于此，这是因为，在本领域技术人员对附图、说明书和所附权利要求进行研究之后，其它修改将变得明显。

Claims (18)

1.一种车辆的发动机控制系统，包括：

道路坡度模块，其探测所述车辆前方的道路坡度；和

预计控制模块，其探测所述车辆的发动机的第一汽缸停用而同时所述发动机的第二汽缸启用；

其中，所述预计控制模块基于所述坡度启用所述第一汽缸；

其中，所述预计控制模块在所述坡度是下坡坡度时启用所述第一汽缸。

2.如权利要求1所述的发动机控制系统，还包括汽缸命令模块，所述汽缸命令模块防止所述第一汽缸的进气门和排气门在所述第一汽缸停用时开启。

3.如权利要求1所述的发动机控制系统，其中，所述预计控制模块确定所述坡度的大小，并在所述大小超过斜度阈值时启用所述第一汽缸。

4.如权利要求1所述的发动机控制系统，其中，所述预计控制模块基于所述坡度确定启用时间段，并启用所述第一汽缸持续所述启用时间段。

5.如权利要求1所述的发动机控制系统，其中，所述预计控制模块基于所述坡度确定车辆行程启用距离，并启用所述第一汽缸持续所述启用距离。

6.如权利要求1所述的发动机控制系统，还包括GPS传感器，所述GPS传感器产生车辆位置信号以探测所述坡度。

7.如权利要求1所述的发动机控制系统，还包括GPS传感器，所述GPS传感器产生车辆驶向信号以探测所述坡度。

8.如权利要求1所述的发动机控制系统，还包括道路地图模块，所述道路地图模块包括数字地图数据库，其中，所述道路地图模块基于所述数字地图数据库中的数据产生地图信号并基于所述地图信号探测所述坡度。

9.如权利要求1所述的发动机控制系统，还包括车辆通讯模块，所述车辆通讯模块从另一车辆和基站中的至少一者以无线方式接收坡度信号，其中，所述道路坡度模块基于所述坡度信号探测所述坡度。

10.一种操作车辆的发动机控制系统的方法，包括：

探测所述车辆前方的道路坡度；

探测所述车辆的发动机的第一汽缸停用而同时所述发动机的第二汽缸启用；和

基于对所述坡度的探测而启用所述第一汽缸；

其中，在所述坡度是下坡坡度时启用所述第一汽缸。

11.如权利要求10所述的方法，其中，防止所述第一汽缸的进气门和排气门在所述第一汽缸停用时开启。

12.如权利要求10所述的方法，还包括确定所述坡度的大小，其中，在所述大小超过斜度阈值时启用所述第一汽缸。

13.如权利要求10所述的方法，其中，启用所述第一汽缸持续预定时间段，并且其中，所述第一汽缸在所述预定时间段之后再次停用。

14.如权利要求10所述的方法，其中，启用所述第一汽缸持续预定车辆行程距离，并且其中，使所述第一汽缸能够在所述预定车辆行程距离之后再次停用。

15.如权利要求10所述的方法，还包括：

产生车辆位置信号；和

基于所述车辆位置信号探测所述坡度。

16.如权利要求10所述的方法，还包括：

产生车辆驶向信号；和

基于所述车辆驶向信号探测所述坡度。

17.如权利要求10所述的方法，还包括：

访问在存储器中保存的地图数据库；

基于所述地图数据库中的数据产生地图信号；和

基于所述地图信号确定所述坡度。

18.如权利要求10所述的方法，还包括：

从另一车辆和基站中的至少一者以无线方式接收坡度信号；和

基于所述坡度信号探测所述坡度。

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