CN102022213B - 用于发动机和燃料系统维护的系统和方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于发动机和燃料系统维护的系统和方法。用于车辆的控制系统包括时间确定模块、燃料使用期确定模块和发动机控制模块。时间确定模块确定发动机关闭时间，其中发动机关闭时间是指发动机处于关闭状态的时间量。燃料使用期确定模块确定发动机的燃料系统内的燃料使用期。当发动机关闭时间大于预定时间阈值和燃料使用期大于预定使用期阈值中的一个发生时发动机控制模块启动发动机。

Description

用于发动机和燃料系统维护的系统和方法
相关申请的交叉引用
本申请要求2009年9月16日提交的美国临时申请No.61/242,984的优先权。上述申请的全部内容通过引用并入本申请。
技术领域
本发明涉及发动机控制系统，更具体涉及在混合动力车辆中用于发动机和燃料系统维护的系统和方法。
背景技术
在此提供的背景说明是为了总体上介绍本发明背景的目的。当前所署名发明人的操作(在背景技术部分描述的程度上)和本描述中否则不足以作为申请时的现有技术的各方面，既不明显地也非隐含地被承认为与本发明相抵触的现有技术。
混合动力车辆可包括内燃机和电动马达。电动马达可由蓄电池系统提供动力。例如，电动马达可用来在低速下推进车辆，发动机可在高速下推进车辆。可选地，电动马达可用于推进车辆，直到蓄电池系统内的电能耗尽。在蓄电池系统内的电能耗尽之后，发动机可用来推进车辆(即，并联混合动力车辆)或者为蓄电池系统再充电(即，串联混合动力车辆)。
里程扩展型电动车辆(E-REV)是混合动力车辆的一种示例，其可以使用电动马达进行推进(类似于电动车辆，或EV)，直到蓄电池系统内的电能耗尽。在蓄电池系统内的电能耗尽之后，E-REV可启动内燃机以便为发电机供给动力，发电机为电动马达供应电流并且/或者为蓄电池系统再充电。换言之，与传统的EV相比，E-REV可获得扩展里程(在蓄电池系统耗尽之后使用发动机时)。然而，E-REV还可在再充电操作之间单独作为EV操作一定距离而无需启动发动机。E-REV可随后从墙上电源插座(例如车主车库内)接收电能而为蓄电池系统再充电。
发明内容
用于车辆的控制系统包括时间确定模块、燃料使用期(fuel age)确定模块和发动机控制模块。时间确定模块确定发动机关闭时间，其中发动机关闭时间是指发动机处于关闭状态的时间量。燃料使用期确定模块确定发动机的燃料系统内的燃料使用期。当发动机关闭时间大于预定时间阈值和燃料使用期大于预定使用期阈值中的一个发生时，发动机控制模块启动发动机。
一种方法包括：确定发动机关闭时间，其中发动机关闭时间是指发动机处于关闭状态的时间量；确定发动机燃料系统内的燃料使用期；以及当发动机关闭时间大于预定时间阈值和燃料使用期大于预定使用期阈值中的一个发生时，启动发动机。
方案1、一种用于车辆的控制系统，包括：
确定发动机关闭时间的时间确定模块，其中发动机关闭时间是指发动机处于关闭的时间量；
确定发动机燃料系统内的燃料使用期的燃料使用期确定模块；以及
发动机控制模块，当发动机关闭时间大于预定时间阈值和燃料使用期大于预定使用期阈值中的一个发生时，所述发动机控制模块启动发动机。
方案2、如方案1所述的控制系统，其中，发动机控制模块在启动发动机后将发动机停止预定期间。
方案3、如方案2所述的控制系统，其中，当发动机流体温度在预定期间内大于预定温度阈值时，发动机控制模块停止发动机。
方案4、如方案3所述的控制系统，其中，当发动机流体温度在一定期间内大于或等于期望操作温度时，发动机关闭时间设置为零。
方案5、如方案4所述的控制系统，其中，发动机流体温度是发动机冷却剂温度和发动机油温度中的一种。
方案6、如方案1所述的控制系统，其中，燃料使用期确定模块基于从前一次加燃料事件以来的时间量确定燃料使用期。
方案7、如方案6所述的控制系统，其中，燃料使用期确定模块基于燃料的乙醇含量确定燃料使用期。
方案8、如方案1所述的控制系统，其中，燃料使用期确定模块在加燃料事件发生时减少燃料使用期。
方案9、如方案1所述的控制系统，还包括：
驾驶员请求产生模块，所述驾驶员请求产生模块产生车辆驾驶员请求以允许发动机启动。
方案10、如方案9所述的控制系统，其中，当发动机关闭时间大于预定时间阈值和燃料使用期大于预定使用期阈值中的一个发生时驾驶员请求产生模块产生请求。
方案11、如方案10所述的控制系统，还包括：
驾驶员接口模块，所述驾驶员接口模块向驾驶员发送请求，并且接收来自驾驶员的对请求的响应。
方案12、如方案11所述的控制系统，其中，发动机控制模块在驾驶员响应确认请求时启动发动机。
方案13、如方案1所述的控制系统，其中，当在发动机维护请求启动之前存在低燃料延迟时，预定时间阈值增加，并且其中，当发动机关闭时间等于预定时间阈值时，如果车辆关闭且驾驶员随后在X天后启动车辆并且缺省条件已经满足，则预定时间阈值增加X天，其中X大于或等于零。
方案14、如方案1所述的控制系统，其中，当在燃料维护请求启动之前存在低燃料延迟时，预定使用期阈值增加，其中，当燃料使用期等于预定使用期阈值时，如果车辆关闭且驾驶员随后在X天后启动车辆并且缺省条件已经满足，则预定使用期阈值增加X天，并且其中，当发动机维护请求在燃料维护请求的可标定期间内启动时，预定使用期阈值降低到等于当前燃料使用期。
方案15、如方案1所述的控制系统，其中，当前维护操作的完成百分比被确定，并且以可视方式显示给车辆驾驶员，其中完成百分比基于以下的其中之一确定：
当前维护操作的当前运行时间、基于发动机流体温度的可标定时间、以及补偿时间，其中，当发动机流体温度达到期望操作温度时，可标定时间达到零，且补偿时间被触发并且开始倒计时；以及
当前维护操作的当前运行时间、以及当运行时间达到限值并且发动机流体温度传感器产生故障中的一个发生时的最大运行时间限值。
方案16、如方案15所述的控制系统，其中，当前维护操作的进度和完成百分比基于发动机循环数量确定。
方案17、如方案15所述的控制系统，其中，补偿时间在冷启动操作过程中增加可标定量，其中，可标定量是基于发动机流体温度并且存储在查询表内的多个值中的一个。
方案18、如方案17所述的控制系统，其中，发动机流体温度是发动机冷却剂温度和发动机油温度中的一个，并且发动机流体温度传感器是发动机冷却剂温度传感器和发动机油温度传感器中的一个。
方案19、如方案1所述的控制系统，还包括如下至少一个：
第一故障保护模块，当发动机冷却剂温度传感器和发动机油温度传感器中的一个产生故障时，该第一故障保护模块运行发动机维护，直至经过最大标定时间；
第二故障保护模块，当燃料水平传感器产生故障时，该第二故障保护模块通过忽略低燃料水平、将燃料使用期正常地增加并且不检测加燃料事件来在燃料水平故障情况下运行发动机或燃料维护；
第三故障保护模块，当燃料成分传感器产生故障时，该第三故障保护模块将缺省燃料老化率命令为对应于纯乙醇的最大燃料老化率；以及
第四故障保护模块，当非易失性存储器(NVM)产生故障时，该第四故障保护模块将燃料使用期和发动机关闭时间设定为标定值，从而如果车辆处于需要发动机维护和燃料维护中的至少一个的预定期间内，时间不从零开始累积。
方案20、一种方法，包括：
确定发动机关闭时间，其中，发动机关闭时间是指发动机处于关闭的时间量；
确定发动机燃料系统内的燃料使用期；以及
当发动机关闭时间大于预定时间阈值和燃料使用期大于预定使用期阈值中的一个发生时，启动发动机。
方案21、如方案20所述的方法，还包括：
在启动发动机后，将发动机停止预定期间。
方案22、如方案21所述的方法，还包括：
当发动机流体温度在预定期间内大于预定温度阈值时，停止发动机。
方案23、如方案22所述的方法，还包括：
当发动机流体温度在一定期间内大于或等于期望操作温度时，将发动机关闭时间设置为零。
方案24、如方案23所述的方法，其中发动机流体温度是发动机冷却剂温度和发动机油温度中的一种。
方案25、如方案20所述的方法，还包括：
基于从前一次加燃料事件以来的时间量确定燃料使用期。
方案26、如方案20所述的方法，还包括：
基于燃料的乙醇含量确定燃料使用期。
方案27、如方案20所述的方法，还包括：
在加燃料事件发生时减少燃料使用期。
方案28、如方案20所述的方法，还包括：
产生车辆驾驶员请求以允许发动机启动。
方案29、如方案28所述的方法，还包括：
当发动机关闭时间大于预定时间阈值和燃料使用期大于预定使用期阈值中的一个发生时产生请求。
方案30、如方案29所述的方法，还包括：
向驾驶员发送请求，以及
接收来自驾驶员的对请求的响应。
方案31、如方案30所述的方法，还包括：
在驾驶员响应确认请求时启动发动机。
方案32、如方案20所述的方法，还包括：
当在发动机维护请求启动之前存在低燃料延迟时，增加预定时间阈值；以及
当发动机关闭时间等于预定时间阈值时，如果车辆关闭且驾驶员随后在X天后启动车辆并且缺省条件已经满足，则预定时间阈值增加X天，其中X大于或等于零。
方案33、如方案20所述的方法，还包括：
当在燃料维护请求启动之前存在低燃料延迟时，增加预定使用期阈值；
当燃料使用期等于预定使用期阈值时，如果车辆关闭且驾驶员随后在X天后启动车辆并且缺省条件已经满足，则预定使用期阈值增加X天；以及
当发动机维护请求在燃料维护请求的可标定期间内启动时，将预定使用期阈值降低到等于当前燃料使用期。
方案34、如方案20所述的方法，还包括：
确定当前维护操作的完成百分比，并且将该完成百分比以可视方式显示给车辆驾驶员，其中，还基于以下的其中之一来确定当前维护操作的完成百分比：
当前维护操作的当前运行时间、基于发动机流体温度的可标定时间、以及补偿时间，其中，当发动机流体温度达到期望操作温度时，可标定时间达到零，且补偿时间被触发并且开始倒计时；以及
当前维护操作的当前运行时间、以及当运行时间达到限值并且发动机流体温度传感器产生故障中的一个发生时的最大运行时间限值。
方案35、如方案34所述的方法，其中，当前维护操作的进度和完成百分比基于发动机循环数量确定。
方案36、如方案34所述的方法，还包括：
在冷启动操作过程中补偿时间增加可标定量，其中，可标定量是基于发动机流体温度并且存储在查询表内的多个值中的一个。
方案37、如方案36所述的方法，其中，发动机流体温度是冷却剂温度和发动机油温度中的一个，并且其中，发动机流体温度传感器是发动机冷却剂温度传感器和发动机油温度传感器中的一个。
方案38、如方案20所述的方法，还包括如下至少一个：
当发动机冷却剂传感器和发动机油传感器中的一个产生故障时，运行发动机维护，直至经过最大标定时间；
当燃料水平传感器产生故障时，通过忽略低燃料水平、将燃料使用期正常地增加并且不检测加燃料事件来在燃料水平故障情况下运行发动机或燃料维护；
当燃料成分传感器产生故障时，将缺省燃料老化率命令为对应于纯乙醇的最大燃料老化率；以及
当非易失性存储器(NVM)产生故障时，将燃料使用期和发动机关闭时间设定为标定值，从而如果车辆处于需要发动机维护和燃料维护中的至少一个的预定期间内，时间不从零开始累积。
由下文所提供的详细描述，本发明的其他应用领域将变得更清楚。应当理解，这些详细描述和特定示例仅仅是用来解释而不是用来限制本发明的范围。
附图说明
通过详细描述和附图将更完整地理解本发明，其中：
图1是根据本发明的示例性混合动力发动机系统的功能性框图；
图2是根据本发明的示例性控制模块的功能性框图；
图3是根据本发明的用于发动机和燃料系统维护的示例性方法的流程图；
图4A是根据本发明用于确定是否需要发动机维护的示例性方法的流程图；以及
图4B是根据本发明用于确定是否需要燃料系统维护的示例性方法的流程图。
具体实施方式
下面的描述在本质上仅仅是示例性的，决不是用来限制本发明、其应用或者用途。为清楚起见，在附图中将使用相同的附图标记标示类似的元件。如在此所使用的，短语A、B和C的至少一个应当理解为意味着使用非排他逻辑或的一种逻辑(A或B或C)。应当理解的是，方法内的步骤可以以不同顺序执行而不改变本发明的原理。
如在此所使用的，术语模块指的是专用集成电路(ASIC)、电子电路、执行一个或更多软件或固件程序的处理器(共享的、专用的、或组)和存储器、组合逻辑电路、和/或提供所述功能的其他合适的部件。
里程扩展型电动车辆(E-REV)使用电动马达进行推进(类似于电动车辆，或EV)，直到蓄电池系统内的电能耗尽。随后，E-REV可启动内燃机以便为发电机供给动力，发电机为电动马达供应电流并且/或者为蓄电池系统再充电。然而，E-REV的蓄电池系统也可通过将E-REV插入墙上电源插座(例如车主的车库内)来被定期再充电。因此，E-REV可在延长的时间期间(例如数周)内操作而无需启动发动机。换言之，仅仅作为示例，PHEV可在每晚被再充电之前每天行驶较短距离(例如来回操作时的数英里)。因此，发动机可在延长的时间期间内关闭(即停机)。
当发动机停机延长的时间期间时，对发动机的润滑会减少。例如，发动机润滑剂(例如油)可蒸发、氧化、热分解或变稠(例如油泥)。发动机减少的润滑在发动机运行时会增加在多种发动机部件之间的摩擦。增加的摩擦会损坏多种发动机部件。而且，减少的润滑会阻止发动机启动。另外，当发动机停机延长的时间期间时，在燃料系统内会发生燃料风化。更具体地，燃料系统(燃料管线)内的燃料会凝固(即更粘稠)。燃料系统内凝固的燃料会阻止发动机启动。
另外，短时间内运行发动机而达不到理想操作温度会导致发动机油掺杂燃料和/或水。具体地，当包括燃烧副产物的气体漏出活塞环并且与曲轴箱内的发动机油混合时污染物会与燃料混合。当发动机热(即在理想操作温度或之上)时，这些污染物不会在油内累积，因为它们通过曲轴箱强制通风(PCV)系统被驱除。然而，当发动机冷(即处于理想操作温度之下)时，燃料会由于较慢的蒸发速度而变浓，并且变浓的燃料(即较低的A/F比)导致较高的油污染机会。
因此，提供一种用于发动机和燃料维护的系统和方法。更具体地，该系统和方法监测发动机关闭时间和燃料使用期以确定发动机是否需要启动。在一个实施方式中，该系统和方法可基于从加燃料事件起的时间量和/或燃料的乙醇含量来确定燃料使用期。当燃料箱内的燃料水平增加超过预定阈值时，该系统和方法会检测和记录加燃料事件。例如，燃料水平传感器可测量燃料箱内的燃料水平。
该系统和方法可向驾驶员发出请求，驾驶员可通过允许或不允许发动机启动来作出响应。当驾驶员同意请求时(即，允许发动机开始操作)，发动机可运行，直至发动机流体的温度在预定期间内大于预定温度。例如，发动机流体可以是发动机冷却剂或发动机油。另外，该系统和方法可在接收到初始请求之后超过预定期间驾驶员忽略或不同意请求后启动发动机。另外，当燃料箱内的燃料水平低于预定水平时，该系统和方法可不启动发动机(即使当请求被同意或者强制进行启动操作时也是如此)。类似地，该系统和方法可在燃料箱内的燃料水平减少到低于预定水平时停止发动机(即在启动操作之后)。
现在参考图1，图中示出了车辆的示例性混合动力发动机系统100。仅仅作为示例，车辆可以是PHEV或者里程扩展型电动车(E-REV)。混合动力发动机系统100可包括内燃机104、电动马达108和蓄电池系统112。例如，发动机104(通过发电机144)和/或蓄电池系统112可为电动马达108供应电流以驱动电动马达108并且推进车辆。
发动机104可通过可由节气门120调节的入口116将空气吸入进气岐管124。进气岐管124内的空气被分配到多个气缸128。然而，虽然示出了六个气缸，但是发动机104可包括其他数量的气缸。分配到每个气缸128的空气可与燃料混合以产生空气/燃料(A/F)混合物。
燃料可通过燃料系统131和多个燃料喷射器136供应到发动机104。例如，燃料系统131可包括燃料箱132、燃料水平传感器133、燃料成分传感器134和燃料泵135。燃料箱132存储将由发动机104使用的燃料。燃料水平传感器133可测量燃料箱132内的燃料量。燃料成分传感器134可测量燃料箱132内的燃料的乙醇含量。燃料泵135可将加压燃料从燃料箱132供应到燃料喷射器136。在一个实施方式中，燃料喷射器136可将燃料分别喷射到气缸128的进气口(即进气口燃料喷射)。可选地，如图所示，每个气缸128可包括将燃料直接喷射到气缸128内的燃料喷射器136(即，直接燃料喷射)。
控制模块160还可包括在各个燃料系统传感器故障时的多个失效保护装置。首先，例如，如果发动机冷却剂传感器141和发动机油传感器142中的一个产生故障，那么控制模块160可运行发动机维护，直至与达到期望操作温度所花费的时间相比经过了最大标定时间(例如，Tcoolant+Toffset)为止。另外，例如，如果燃料水平传感器133产生故障，则控制模块160可在燃料水平故障的情况下运行发动机或者燃料维护，由此控制模块160可绕开(即忽略)低燃料水平并且将燃料使用期正常地增加(但加燃料不会被检测)。此外，例如，如果燃料成分传感器134(未示出)产生故障，那么控制模块可将缺省燃料老化率命令为100％乙醇，有效地导致最大燃料老化率。最后，例如，如果非易失性存储器(NVM)产生故障，控制模块160可将燃料使用期和发动机关闭时间设定为标定值，从而如果车辆非常接近于需要发动机和/或燃料维护，则时间不会从零开始累积。
气缸128内的A/F混合物可通过活塞(未示出)压缩并且通过火花塞140点火。A/F混合物的燃烧驱动活塞以可旋转方式转动曲轴(未示出)。发动机冷却剂温度传感器141测量发动机冷却剂的温度。发动机油温度传感器142测量发动机油的温度。可选地，发动机冷却剂温度传感器141和发动机油温度传感器142可总体上称为“发动机流体温度传感器”，并且相应的发动机冷却剂温度和发动机油温度可总体上称为“发动机流体温度”。换言之，可使用发动机冷却剂温度或者发动机油温度。
旋转的曲轴产生的驱动扭矩驱动发电机144。发电机144产生可供应到电动马达108和/或蓄电池系统112的电流。更具体地，例如，在电荷维持模式，发电机144可维持蓄电池系统112内的预定电荷量，而在电荷耗尽模式，发电机144可在蓄电池系统112内的电荷耗尽后向电动马达108供给电流。在一个实施方式中，电动马达108可通过变速器(未示出)连接到车辆传动系统。燃烧产生的废气可从气缸128排到废气岐管148。废气可随后由废气处理系统152处理。例如，废气处理系统152可包括催化转化器。
控制模块160调节混合动力发动机系统100的操作。更具体地，控制模块160可与蓄电池系统112、电动马达108、节气门120、燃料系统、燃料喷射器36、火花塞140和发电机144中的至少一个进行通信并且/或者对它们进行控制。例如，控制模块160可通过经由节气门120控制空气流、经由燃料系统131和燃料喷射器136控制燃料供给、经由火花塞140控制火花以及经由变速器(未示出)控制传动比来控制发动机104的扭矩输出。可选地或者另外地，例如，控制模块可通过控制蓄电池系统112、电动马达108和发电机144中的至少一个来控制电动马达的扭矩输出。在一个实施方式中，控制模块160可实施根据本发明用于发动机和燃料系统维护的系统和方法。
现在参考图2，图中更详细地示出了控制模块160。控制模块160可包括时间确定模块200、燃料使用期确定模块204、驾驶员请求产生模块208和发动机控制模块216。控制模块160还可通过驾驶员接口模块212与车辆的驾驶员通讯。虽然示出驾驶员接口模块212作为控制模块160的外部模块，但是驾驶员接口模块212也可以设置为控制模块160的一部分。另外，虽然示出时间确定模块200和燃料使用期确定模块204作为发动机104的控制模块160的一部分，但是时间确定模块200可部分设置在控制模块160内并且部分设置在另一模块内，例如设置在车辆信息和控制模块(VICM)内。
时间确定模块200确定发动机关闭时间。更具体地，发动机关闭时间可指示发动机104停机(即关闭)的时间量。换言之，例如，发动机关闭时间可包括当电动马达108推进车辆并且发动机104关闭时的期间和/或当电动马达108和发动机104均关闭(即，车辆进入车库)时的期间。例如，时间确定模块200可基于发动机停机事件和发动机启动事件之间的期间确定发动机关闭时间(即计时)。换言之，当发动机没有启动时，发动机关闭时间可包括当前时间和前一次发动机启动操作时间之间的差(例如，tOFF＝(tpresent-tprevious)+tOFF_previous)。例如，可使用自由的运行计时(t)，由此(tpresent-tprevious)可等于从上一次启动以来的时间。发动机关闭时间还可以基于各种操作条件重新设定。例如，发动机关闭时间可在发动机运行(发动机维护操作之外)并且发动机流体温度(例如Tcoolant)超过预定温度(TTH)的时间大于预定期间时重新设置。换言之，在高流体温度下操作发动机可等效于发动机维护操作，由此发动机关闭时间可重新设定。
燃料使用期确定模块204确定发动机104燃料箱132内的燃料使用期。更具体地，燃料使用期可基于从前一次加燃料事件以来的时间量和/或者燃料的乙醇含量。例如，从前一次加燃料事件以来的时间量可基于来自燃料水平传感器133的测量值确定。换言之，当燃料箱132内的燃料量保持恒定或者减少(即不增加)时，燃料使用期可增加。
然而，当燃料箱132内的燃料量增加时，燃料使用期可降低(即，加燃料事件)。在一个实施方式中，燃料使用期确定模块204可基于不同燃料供给的不同使用期来确定燃料使用期。仅仅作为示例，当燃料箱内的燃料有十天之久并且燃料水平为70％并且发生了将燃料箱填充到其容量的加燃料事件(即增加了燃料水平)，则燃料使用期可以是七天(例如[10天×70％]+[0天×30％])。
此外，例如，燃料的乙醇含量可增加燃料的老化率。换言之，由于粘性，向燃料中增加乙醇没有立即改变燃料使用期，但是其确实影响了燃料的老化率。由此，当确定燃料使用期时，系统和方法可针对燃料的乙醇含量进行补偿。例如，燃料的乙醇含量可使用燃料成分传感器134进行测量。
驾驶员请求产生模块208产生启动发动机104的请求。更具体地，驾驶员请求产生模块208可在发动机关闭时间大于发动机关闭时间阈值(OFFTH)和燃料使用期大于燃料使用期阈值(AGETH)中的一个发生时产生驾驶员请求。在一个实施方式中，驾驶员请求产生模块208可在发动机关闭时间大于发动机关闭时间阈值OFFTH和燃料使用期大于燃料使用期阈值AGETH均发生时产生驾驶员请求。
发动机关闭时间阈值OFFTH还可基于各种操作条件进行调节。更具体地，发动机关闭时间阈值OFFTH可在启动发动机维护请求之前存在低燃料延迟时进行调节。换言之，低燃料延迟可将发动机维护请求阻止标定的时间量以给予驾驶员较长的机会来再填充燃料箱。例如，驾驶员还可在所需的发动机维护操作之前发出加燃料的警告消息。换言之，延长发动机关闭时间阈值OFFTH可防止在不首先警告驾驶员的情况下启动发动机维护操作。
燃料使用期阈值AGETH也可以基于各种操作条件调节。更具体地，燃料使用期阈值AGETH可在燃料维护请求启动之前存在低燃料延迟时调节。换言之，低燃料延迟可将燃料维护请求阻止标定的时间量以给予驾驶员较长的机会来再填充燃料箱。换言之，延长燃料使用期阈值AGETH可防止在不首先警告驾驶员的情况下启动燃料维护操作。另外地或者可选地，燃料使用期阈值AGETH可在发动机维护请求在可标定的燃料维护请求期间内启动时调节。燃料使用期阈值AGETH可降低到等于当前燃料使用期以给予燃料维护请求优先级。换言之，燃料维护请求相对于发动机维护请求具有优先级，因为燃料维护操作通常时间更长(例如，直至燃料用完)。而且，发动机维护操作可在燃料维护操作期间完成，因为燃料维护操作通常时间更长。
驾驶员请求产生模块208还可产生多于一个的驾驶员请求。例如，驾驶员请求产生模块208可在发动机关闭时间和燃料使用期中的一个分别达到相应的阈值OFFTH和AGETH时周期性地产生驾驶员请求。换言之，这些重复的请求可包括很快会需要发动机启动操作的警告。
驾驶员接口模块212在车辆驾驶员和控制模块160之间通讯。更具体地，驾驶员接口模块212将启动发动机104的请求发送给驾驶员。例如，给驾驶员的请求可以是可视的并且/或者是可听到的。驾驶员可随后借助于经由驾驶员接口模块212向控制模块160发送响应而响应请求。更具体地，驾驶员可使用驾驶员接口模块212产生驾驶员响应。例如，驾驶员可使用按钮、触摸板或者触摸屏产生驾驶员响应。
发动机控制模块216控制发动机104的启动和停用。更具体地，发动机控制模块216可在驾驶员响应确认启动发动机104的请求时启动发动机104。例如，发动机控制模块216可产生由点火控制器(未示出)接收的发动机启动信号。可选地，发动机控制模块104可在驾驶员忽略或者不同意启动发动机104的请求时不启动发动机104。然而，发动机控制模块216可在驾驶员请求被忽略/不同意(由计时twalt表示)了超过预定期间(tTH)之后启动发动机104(不管驾驶员响应如何)。换言之，控制模块160可不经驾驶员同意的情况下启动发动机104(即强制启动)。然而，发动机控制模块216可在燃料箱132内的燃料量少于低燃料水平阈值时不启动发动机104(不管产生的请求和驾驶员响应如何)。
然而，发动机控制模块216可在发动机流体温度大于预定温度阈值TTH超过预定期间之后停止发动机104。例如，发动机流体温度可以是发动机冷却剂温度或者发动机油温度(例如，分别通过发动机冷却剂温度传感器141和发动机油温度传感器142测量)。另外，例如发动机控制模块216可通过产生发动机停止信号而停止发动机104。发动机控制模块216还可在燃料箱132内的燃料量下降低于低燃料水平阈值时停止发动机104。换言之，发动机控制模块216可停止发动机104以防止燃料箱132耗尽(如果蓄电池系统112也消耗完电能，由此可能将驾驶员搁浅)。然而，在预定期间已经过去之后，发动机控制模块216还可允许发动机104运行，直至燃料箱132耗尽，在此之后，蓄电池系统112和电动马达108可用来以“降低动力”模式推进车辆，直至加燃料事件发生。在发生加燃料事件之后，发动机控制模块216可再次启动发动机104，直至发动机流体温度在预定期间内大于预定温度阈值TTH。
现在参考图3，用于操作根据本发明包括发动机和燃料系统维护的发动机系统的方法始于300。在300，控制模块160确定车辆的推进系统是否已经启动。更具体地，控制模块160检测指示推进系统活动的信号的上升边缘。如果为真，控制可前进到304。如果为假，控制可前进到312。
在304，控制模块160计算发动机关闭时间和发动机关闭时间阈值OFFTH之间的差(td1)。在308，控制模块160计算燃料使用期和燃料使用期阈值AGETH之间的差(td2)。控制可随后返回300。
在312，控制模块160确定推进系统是否活动。换言之，控制模块160检测指示推进系统活动的信号是否恒定(即，不是上升或下级边缘)。如果为真，控制可前进到316。如果为假，控制可前进到348。
在316，控制模块160确定是否需要发动机维护。在320，控制模块160确定是否需要燃料系统维护。换言之，如果需要发动机维护和/或燃料系统维护，那么可产生请求。316和320还在图4A和4B中分别更详细示出，并且在下面将更详细描述。
在324，控制模块160确定是否请求维护燃料系统。如果为真，控制可前进到332。如果为假，控制可前进到328。在328，控制模块160确定是否需要发动机维护。如果为真，控制可前进到332。如果为假，控制可前进到344。换言之，燃料系统维护操作相对于发动机维护操作具有优先级，因为燃料系统维护操作更长(并且还易于同时满足发动机维护操作)。
在332，控制模块160向车辆驾驶员发送启动发动机104的请求。在336，控制模块160确定驾驶员是否接受请求。然而，如果前一次维护循环被中断，控制模块160还可自动继续，或者，在驾驶员忽略了请求预定期间时，控制模块160可强制启动操作。例如，当前一次维护循环未完成时，可设定中断标志(并且存储在NVM中)。由此，如果驾驶员接受请求，如果控制模块160由于前一次未完成维护循环而自动继续，或者如果控制模块160强制接受请求，控制可前进到340。如果为假，控制可返回300。
在340，控制模块160可发送发动机运行请求并且启动发动机104。在344，控制模块160可不产生请求。换言之，即可不需要发动机维护也不需要燃料系统维护。控制可随后返回300。
在348，控制模块160确定车辆的推进系统是否已经停用。更具体地，控制模块160检测指示推进系统活动的信号的下降边缘(即过渡到不活动)。如果为真，控制可前进到352。如果为假，控制可返回300。
在352，控制模块160可确定发动机维护或者燃料系统维护操作的状态。换言之，控制模块160可判断在前一次循环中操作是否中断。例如，如果操作中断，控制模块160可设定中断标志。控制可随后返回300。
现在参考图4A，图中更详细示出了316。然而，图4A示出了用于确定是否需要发动机维护的方法。该方法始于400。在400，控制模块160确定燃料水平是否小于预定阈值(“低燃料”)以及当前发动机维护操作是否小于预定完成百分比(TH1)。换言之，如果在发动机维护操作中达到低燃料状况，控制模块160可等待当前发动机维护操作完成。如果两者均为真，控制可前进到404。否则，控制可前进到412。
在404，控制模块160不发送用于发动机维护的请求。在408，控制模块160可判断燃料水平是否已经低于预定阈值(“低燃料时间”)超过预定期间(TH2)。如果为真，控制可前进到412。如果为假，控制可返回400。
在412，控制模块160可判断当前发动机维护操作是否未完成。如果为真，控制可前进到416。如果为假，控制可前进到420。在416，控制模块160发送继续消息以通知驾驶员随后发动机维护操作。在420，控制模块160确定发动机关闭时间和发动机关闭时间阈值OFFTH之间的差td1是否大于或等于零。换言之，控制模块160确定发动机关闭时间是否已经超过发动机关闭时间阈值OFFTH。如果为真，控制可前进到424。如果为假，控制可前进到422。在422，控制模块160可不向车辆驾驶员发送请求，因为发动机关闭时间还没有超过发动机关闭时间阈值OFFTH。控制可随后返回400。
在424，控制模块160可产生发动机维护请求。可选地，如果驾驶员忽略了先前请求，控制模块160可强制发动机维护操作。在428，控制模块160确定发动机运行请求是否产生、燃料维护是否不活动以及发动机104是否运行。如果所有的均为真，控制可前进到432。否则，控制可返回400。
在432，控制模块160确定当前发动机维护操作的完成百分比。例如，完成百分比可由下式计算：
其中tBM是当前发动机维护操作的运行时间，tcal是基于发动机流体温度(例如Tcoolant)的可标定时间，toffset是达到期望温度Tdes之后的补偿时间。随着发动机流体温度(例如Tcoolant)增加，tcal最终达到零并且倒计时补偿计时toffset被触发以保证发动机104已经在期望操作温度Tdes之上操作特定期间。一旦toffset倒计时并且达到零，发动机维护操作完成(即，tBM/tBM＝100％)。另外，toffset可在冷启动操作期间增加。更具体地，toffset可增加基于发动机流体温度(例如Tcoolant)并且存储在查询表内的可标定量。
然而，如果运行时间tBM达到限值或者发动机流体温度传感器(例如发动机冷却剂温度传感器141或发动机油温度传感器142)产生故障，那么完成百分比可由下式计算：
其中tEM是当前发动机维护操作的运行时间，tmax是最大时间限值。另外，例如，当前发动机维护操作的进度和完成可基于发动机循环数量(即相对于时间)追踪。
在436，控制模块160确定当前发动机维护操作是否完成。如果为真，控制可前进到440。如果为假，控制可返回到400。在440，控制模块160可不向车辆驾驶员发送维护请求，因为前一次发动起维护操作已成功完成。控制可随后返回400。
现在参考图4B，其中更详细示出了320。然而，图4B示出了用于确定是否需要燃料维护的方法。该方法在450开始。在450，控制模块160确定燃料水平是否小于预定阈值(“低燃料”)。如果为真，控制可前进到454。否则，控制可前进到462。在454，控制模块160可不发送燃料维护请求以给予驾驶员加燃料的机会。
在458，控制模块160可确定燃料水平是否已经低于预定阈值(“低燃料时间”)超过预定期间(TH3)。仅仅作为示例，预定期间TH3可等于预定期间TH2(见图4A)。如果为真，控制可前进到462。如果为假，控制可返回450。在462，控制模块160可确定当前燃料维护操作是否未完成。如果为真，控制可前进到466。如果为假，控制可前进到470。在466，控制模块160发送继续消息以允许随后的维护操作并且控制可返回450。
在470，控制模块160确定燃料使用期和燃料使用期阈值AGETH之间的差td2是否大于或等于零。换言之，控制模块160确定燃料使用期是否超过燃料使用期阈值AGETH。如果为真，控制可前进到474。如果为假，控制可前进到472。在472，控制模块160不向车辆驾驶员发送请求，因为燃料使用期在加燃料事件之后会降低，由此请求被有效地消除。控制可随后返回450。在474，控制模块160可产生燃料维护请求。可选地，如果驾驶员忽略了先前请求，控制模块160可强制燃料维护操作。控制可返回450。
本发明的宽泛教导可通过多种形式来实施。因此，虽然本发明包括特定的例子，然而本发明的真正范围不应当受此限制，因为通过研究附图、说明书和权利要求书，其他变例对于本领域的技术人员来说是显而易见的。

Claims (36)

1.一种用于车辆的控制系统，包括：
确定发动机关闭时间的时间确定模块，其中发动机关闭时间是指发动机处于关闭的时间量；
确定发动机燃料系统内的燃料使用期的燃料使用期确定模块；以及
发动机控制模块，当发动机关闭时间大于预定时间阈值和燃料使用期大于预定使用期阈值中的一个发生时，所述发动机控制模块启动发动机，
其中，当在发动机维护请求启动之前存在低燃料延迟时，预定时间阈值增加，当发动机维护请求在燃料维护请求的可标定时段内启动时，预定使用期阈值降低到等于当前燃料使用期。
2.如权利要求1所述的控制系统，其中，发动机控制模块在启动发动机后使发动机停止预定时段。
3.如权利要求2所述的控制系统，其中，当发动机流体温度在预定时段内大于预定温度阈值时，发动机控制模块停止发动机。
4.如权利要求3所述的控制系统，其中，当发动机流体温度在预定时段内大于或等于期望操作温度时，发动机关闭时间设置为零。
5.如权利要求4所述的控制系统，其中，发动机流体温度是发动机冷却剂温度和发动机油温度中的一种。
6.如权利要求1所述的控制系统，其中，燃料使用期确定模块基于从前一次加燃料事件以来的时间量确定燃料使用期。
7.如权利要求6所述的控制系统，其中，燃料使用期确定模块基于燃料的乙醇含量确定燃料使用期。
8.如权利要求1所述的控制系统，其中，燃料使用期确定模块在加燃料事件发生时减少燃料使用期。
9.如权利要求1所述的控制系统，还包括：
驾驶员请求产生模块，所述驾驶员请求产生模块产生车辆驾驶员请求以允许发动机启动。
10.如权利要求9所述的控制系统，其中，当发动机关闭时间大于预定时间阈值和燃料使用期大于预定使用期阈值中的一个发生时驾驶员请求产生模块产生请求。
11.如权利要求10所述的控制系统，还包括：
驾驶员接口模块，所述驾驶员接口模块向驾驶员发送请求，并且接收来自驾驶员的对请求的响应。
12.如权利要求11所述的控制系统，其中，发动机控制模块在驾驶员响应确认请求时启动发动机。
13.如权利要求1所述的控制系统，其中，当在燃料维护请求启动之前存在低燃料延迟时，预定使用期阈值增加。
14.如权利要求1所述的控制系统，其中，当前维护操作的完成百分比被确定，并且以可视方式显示给车辆驾驶员，其中完成百分比基于以下的其中之一确定：
当前维护操作的当前运行时间、基于发动机流体温度的可标定时间、以及补偿时间，其中，当发动机流体温度达到期望操作温度时，可标定时间达到零，且补偿时间被触发并且开始倒计时；以及
当前维护操作的当前运行时间、以及当运行时间达到限值并且发动机流体温度传感器产生故障中的一个发生时的最大运行时间限值。
15.如权利要求14所述的控制系统，其中，当前维护操作的进度和完成百分比基于发动机循环数量确定。
16.如权利要求14所述的控制系统，其中，补偿时间在冷启动操作过程中增加可标定量，其中，可标定量是基于发动机流体温度并且存储在查询表内的多个值中的一个。
17.如权利要求16所述的控制系统，其中，发动机流体温度是发动机冷却剂温度和发动机油温度中的一个，并且发动机流体温度传感器是发动机冷却剂温度传感器和发动机油温度传感器中的一个。
18.如权利要求1所述的控制系统，还包括如下至少一个：
第一故障保护模块，当发动机冷却剂温度传感器和发动机油温度传感器中的一个产生故障时，该第一故障保护模块运行发动机维护，直至经过最大标定时间；
第二故障保护模块，当燃料水平传感器产生故障时，该第二故障保护模块通过忽略低燃料水平、将燃料使用期正常地增加并且不检测加燃料事件来在燃料水平故障情况下运行发动机或燃料维护；
第三故障保护模块，当燃料成分传感器产生故障时，该第三故障保护模块将缺省燃料老化率命令为对应于纯乙醇的最大燃料老化率；以及
第四故障保护模块，当非易失性存储器(NVM)产生故障时，该第四故障保护模块将燃料使用期和发动机关闭时间设定为标定值，从而如果车辆处于需要发动机维护和燃料维护中的至少一个的预定时段内，时间不从零开始累积。
19.一种控制发动机的方法，包括：
确定发动机关闭时间，其中，发动机关闭时间是指发动机处于关闭的时间量；
确定发动机燃料系统内的燃料使用期；以及
当发动机关闭时间大于预定时间阈值和燃料使用期大于预定使用期阈值中的一个发生时，启动发动机，
其中，当在发动机维护请求启动之前存在低燃料延迟时，预定时间阈值增加，当发动机维护请求在燃料维护请求的可标定时段内启动时，将预定使用期阈值降低到等于当前燃料使用期。
20.如权利要求19所述的方法，还包括：
在启动发动机后，使发动机停止预定时段。
21.如权利要求20所述的方法，还包括：
当发动机流体温度在预定时段内大于预定温度阈值时，停止发动机。
22.如权利要求21所述的方法，还包括：
当发动机流体温度在预定时段内大于或等于期望操作温度时，将发动机关闭时间设置为零。
23.如权利要求22所述的方法，其中发动机流体温度是发动机冷却剂温度和发动机油温度中的一种。
24.如权利要求19所述的方法，还包括：
基于从前一次加燃料事件以来的时间量确定燃料使用期。
25.如权利要求19所述的方法，还包括：
基于燃料的乙醇含量确定燃料使用期。
26.如权利要求19所述的方法，还包括：
在加燃料事件发生时减少燃料使用期。
27.如权利要求19所述的方法，还包括：
产生车辆驾驶员请求以允许发动机启动。
28.如权利要求27所述的方法，还包括：
当发动机关闭时间大于预定时间阈值和燃料使用期大于预定使用期阈值中的一个发生时产生请求。
29.如权利要求28所述的方法，还包括：
向驾驶员发送请求，以及
接收来自驾驶员的对请求的响应。
30.如权利要求29所述的方法，还包括：
在驾驶员响应确认请求时启动发动机。
31.如权利要求19所述的方法，还包括：
当在燃料维护请求启动之前存在低燃料延迟时，增加预定使用期阈值。
32.如权利要求29所述的方法，还包括：
确定当前维护操作的完成百分比，并且将该完成百分比以可视方式显示给车辆驾驶员，其中，还基于以下的其中之一来确定当前维护操作的完成百分比：
当前维护操作的当前运行时间、基于发动机流体温度的可标定时间、以及补偿时间，其中，当发动机流体温度达到期望操作温度时，可标定时间达到零，且补偿时间被触发并且开始倒计时；以及
当前维护操作的当前运行时间、以及当运行时间达到限值并且发动机流体温度传感器产生故障中的一个发生时的最大运行时间限值。
33.如权利要求32所述的方法，其中，当前维护操作的进度和完成百分比基于发动机循环数量确定。
34.如权利要求32所述的方法，还包括：
在冷启动操作过程中补偿时间增加可标定量，其中，可标定量是基于发动机流体温度并且存储在查询表内的多个值中的一个。
35.如权利要求34所述的方法，其中，发动机流体温度是冷却剂温度和发动机油温度中的一个，并且其中，发动机流体温度传感器是发动机冷却剂温度传感器和发动机油温度传感器中的一个。
36.如权利要求19所述的方法，还包括如下至少一个：
当发动机冷却剂传感器和发动机油传感器中的一个产生故障时，运行发动机维护，直至经过最大标定时间；
当燃料水平传感器产生故障时，通过忽略低燃料水平、将燃料使用期正常地增加并且不检测加燃料事件来在燃料水平故障情况下运行发动机或燃料维护；
当燃料成分传感器产生故障时，将缺省燃料老化率命令为对应于纯乙醇的最大燃料老化率；以及
当非易失性存储器(NVM)产生故障时，将燃料使用期和发动机关闭时间设定为标定值，从而如果车辆处于需要发动机维护和燃料维护中的至少一个的预定时段内，时间不从零开始累积。
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