CN102897056B - 车辆及控制交流发电机或起动发电一体机输出电压的方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种车辆及控制交流发电机或起动发电一体机输出电压的方法。一种自动车辆包括发动机、交流发电机或起动发电一体机和至少一个控制器。所述至少一个控制器在开启发动机自动停止之前降低交流发电机或起动发电一体机的输出电压。

Description

车辆及控制交流发电机或起动发电一体机输出电压的方法

技术领域

本公开涉及一种用于在发动机自动停止之前控制交流发电机或起动发电一体机的输出电压的策略。

背景技术

在驾驶循环的间歇时间期间（当车辆速度接近或等于0时），微混合动力车辆可使其内燃发动机自动停止一段时间。针对驾驶循环，这些发动机自动停止事件可通过减少发动机怠速时间（进而减少燃料消耗）来提高燃料经济性。

发明内容

一种自动车辆可包括发动机、交流发电机或起动发电一体机和至少一个控制器。所述至少一个控制器可接收关于环境光水平的信息以及关于车辆速度的信息，并可基于接收到的信息在开启发动机自动停止之前降低交流发电机或起动发电一体机的输出电压。

一种用于控制车辆的交流发电机或起动发电一体机的输出电压的方法可包括下述步骤：确定大于0的阈值车辆速度；将车辆速度与阈值车辆速度进行比较；如果车辆速度小于或等于阈值车辆速度，则在开启发动机自动停止之前降低交流发电机或起动发电一体机的输出电压。

一种自动车辆可包括发动机、交流发电机或起动发电一体机和至少一个控制器。所述至少一个控制器可在开启发动机自动停止之前降低交流发电机或起动发电一体机的输出电压。

附图说明

图1是微混合动力车辆的框图。

图2是示出用于控制交流发电机或起动发电一体机的输出电压的算法的流程图。

图3是交流发电机或起动发电一体机的输出电压与时间的关系的图示。

图4是车辆速度与时间的关系的图示。

图5是发动机转速与时间的关系的图示。

具体实施方式

根据需要，在此公开本发明的详细实施例；然而，应该理解的是，公开的实施例仅仅是本发明的示例，本发明可以以各种及替代的形式实施。附图未必按比例绘制；一些特征可能会被夸大或最小化，以显示特定组件的细节。因此，在此公开的具体结构和功能上的细节不应该被解释为限制，而仅仅被解释为用于教导本领域技术人员以各种方式使用本发明的代表性基准。

装备有辅助直接启动或停止/启动系统的车辆可在车辆滑行至停止时或者在车辆停下来之后使发动机停止运转。在发动机停止运转期间，如果没有其他装置支持，则最大的车辆总线电压从交流发电机或起动发电一体机的输出电压（在怠速时，通常为14.5V）降至电池的电压（通常为12.5V）。如果在发动机停止运转期间将降低了这2V电压的系统电压施加到前灯或其他车灯，则可观察到光输出（以“流明”为单位）显著减小，特别是当背景光或环境光水平低时更是如此。当背景光或环境光水平高时，可能无法觉察到车辆光输出的减小。

连接在电池和某些高优先级（或基本）电负荷（例如，收音机）之间的DC/DC转换器可在发动机自动停止期间接通，以维持或最小化选择的基本电负荷所经历的电压降低。然而，车灯可能不会被指定为基本电负荷。因此，附加的电池或电容装置可被用于在发动机停止运转和重新启动期间最小化或消除光输出的变化。可选地，容量更高的DC/DC转换器可被用于在发动机停止运转和重新启动期间支持车辆照明和基本电负荷两者。然而，这些布置会增加停止/启动系统的封装体积和成本。

如上所述，由于在发动机自动停止事件期间的电压变化/降低，导致车辆照明系统可能容易受到察觉到的功能性能问题的影响。因此，交流发电机或起动发电一体机的控制可用于在发动机停止运转之前使系统电压缓降到目标电压，以使察觉到的照明变化最小。可对诸如缓变率（ramp rate）、缓变持续时间（ramp duration）和目标电压的参数进行校准，以平衡功能性、燃料经济性以及与发动机停止运转事件的协调性。

暗室试验已经表明：如果施加到灯的电压的变化率能够减小，则观察到的光输出的变化所引起的不适感较轻。然而，还已经确定的是，在一定条件（例如，停止运转之前的缓变周期长）下，这样的电压缓变会对与车辆停止/启动相关的燃料经济性的提高造成不利影响。因此，如果环境光水平高（例如，如果前灯关闭），由于可能无法检测到光输出的变化，因此在发动机停止运转之前的电压缓变可被最小化或取消。在一个示例中，来自环境光传感器的输出可被用作缓变算法的输入，以根据环境光水平改变电压缓变率（例如，在交流发电机或起动发电一体机的电压缓降控制中使用的目标伏-秒率（volts/second rate））或者在环境光水平超过预定阈值的情况下取消电压缓变。来自环境光传感器的输出可能已被用于自动地打开特定车辆的前灯。这种输出也可被用作交流发电机或起动发电一体机的电压缓降控制的输入。

参照图1，自动车辆10可包括发动机12、交流发电机或起动发电一体机（ISG）14、电池16、多个电负荷18（例如，照明系统等）以及一个或多个控制器20。发动机12产生动力以使车辆10运动，并机械地驱动交流发电机或起动发电一体机14。交流发电机或起动发电一体机14、电池16和电负荷18彼此电连接。发动机12、交流发电机或起动发电一体机14和电池16与控制器20通信和/或受控制器20控制。当然，其他布置方式也是可行的。例如，车辆10还可包括被布置为选择性地产生动力以使车辆10运动的电机和牵引电池（未示出）等。

当发动机12正在运转时，交流发电机或起动发电一体机14产生电流，以给电池16充电并供电负荷18消耗。当发动机12不在运转时，电池16可提供电流，以供电负荷18消耗。如上面所解释的，交流发电机或起动发电一体机14的输出电压可大于电池16的输出电压。为了使察觉到照明系统18的亮度变化的情形最少化，控制器20可在发动机12自动停止之前使交流发电机或起动发电一体机14的输出电压缓降，从而当供电负荷18消耗的电流的来源从交流发电机或起动发电一体机14转变为电池16时，系统电压的变化最小。

各种参数可被用于预测发动机12会在何时自动停止。在一个示例中，车辆10还包括速度传感器22和/或前灯和/或环境光传感器24。来自这些和/或其他传感器/数据源的信息可被用作查找表的输入（查找表存储在与控制器20相关联的存储器中），以确定阈值车辆速度，在该阈值车辆速度以下，预料到即将发生的发动机自动停止，控制器20开始使交流发电机或起动发电一体机14的输出电压缓降到目标输出电压。（假设一旦车辆10的速度变得小于确定的阈值车辆速度，则发动机自动停止即将发生。）这样的查找表可通过测试、仿真或者任何其他合适的/已知的技术产生。可选地，阈值车辆速度可基于输入等通过计算来确定。

来自传感器22、24两者/两者中的任何一个和/或其他传感器/数据源的信息还可被用于确定输出电压降低的缓变率、目标输出电压和/或是否取消交流发电机或起动发电一体机14的输出电压的缓降（因为这样的缓变可能会对车辆的燃料经济性造成不利影响）。为了实现这些目的，可采用查找表或计算方法等。

参照图2，用于控制交流发电机或起动发电一体机的输出电压的算法始于操作26。在操作26处确定环境光水平是否低于预定阈值。例如，控制器20可基于来自传感器24的信息确定环境光水平是否低于某一阈值水平（例如，通过测试确定该阈值水平）。如果在操作26处确定的结果为否，则算法返回到操作26。如果在操作26处确定的结果为是，则在操作28处确定前灯是否打开。如果在操作28处确定的结果为否，则算法返回到操作28。

如果在操作28处确定的结果为是，则在操作30处确定使交流发电机或起动发电一体机的输出电压开始缓变的阈值车辆速度。例如，控制器20可将车辆速度和车辆减速率作为输入，并可使用查找表或合适的计算方法来确定阈值车辆速度。其他这样的输入可包括例如交通状况（通过导航系统确定交通状况）和路面湿度（通过湿度传感器或基于来自牵引控制系统的反馈确定路面湿度）等。在该示例中，随着减速率的增加，阈值车辆速度增加。类似地，随着车辆速度的增加，阈值车辆速度增加。然而，也可考虑其他关系。

在操作32处，确定车辆速度是否小于阈值车辆速度。例如，控制器20可将来自传感器22的信息与在操作30处确定的阈值车辆速度进行比较。如果在操作32处确定的结果为否，则算法返回到操作32。如果在操作32处确定的结果为是，则在操作34处使交流发电机或起动发电一体机的输出电压开始缓降到第一目标电压。例如，控制器20可通过将降低设定点电压的命令发布到交流发电机或起动发电一体机14来使交流发电机或起动发电一体机14的输出电压降低。然后，交流发电机或起动发电一体机14的电压调节器可运行，从而降低与交流发电机或起动发电一体机14相关联的场电流。

在操作36处，确定交流发电机或起动发电一体机的输出电压是否等于第一目标电压。例如，控制器20可将交流发电机或起动发电一体机14的输出电压与第一目标电压进行比较。如果在操作36处确定的结果为否，则算法返回到操作36。如果在操作36处确定的结果为是，则在操作38处确定发动机是否处于准备停止阶段（pre-stop phase）。例如，控制器20可确定车辆10的速度是否等于0。如果车辆10的速度等于0，则发动机12处于准备停止阶段。如果在操作38处确定的结果为否，则算法返回到操作38。如果在操作38处确定的结果为是，则在操作40处开启发动机自动停止。如本领域所知，控制器20可发布使车辆系统为即将发生的发动机停止做准备的命令，以使燃料停止流向发动机12等。

图2的示例假设环境光水平和前灯状态被用于确定是否阻止/延迟交流发电机或起动发电一体机的输出电压的缓降。然而，在其他示例中，可不这样使用这些参数。即，某些算法可不对阻止/延迟交流发电机或起动发电一体机的输出电压的缓降作任何规定。同样地，交流发电机或起动发电一体机的输出电压不需要缓变到目标电压。相反，交流发电机或起动发电一体机的输出电压可单纯地降低，直到交流发电机或起动发电一体机不再是电负荷的电流的来源为止。然而，一旦交流发电机或起动发电一体机的电压变得小于或等于电池的输出电压，这种方案就会产生不必要的电池放电时段。也可考虑其他方案。

应该清楚的是，图2的示例性算法不妨碍发动机自动停止。相反，该算法涉及是否应该执行输出电压的缓变。例如，如果由于前灯关闭而使该算法停留在操作28处，则在满足发动机自动停止的条件的情况下（例如，发动机转速接近0等），控制器20仍可开启发动机自动停止。同样地，即使由于环境光水平大于预定阈值而使该算法停留在操作26处，控制器20仍可开启发动机自动停止。

参照图3、图4和图5，从时间t0处开始，交流发电机或起动发电一体机的输出电压（例如，14.3V）、车辆速度和发动机转速相对恒定。在时间t1处，由于（例如）驾驶员的脚可能松开加速踏板并踩在制动踏板上，使得车辆速度开始减小。在时间t2处，响应于车辆速度的减小，发动机转速开始减小至其目标怠速转速。在时间t3处，如上面所讨论的，由于车辆速度变得小于阈值车辆速度，使得交流发电机或起动发电一体机的输出电压开始降低。在时间t4处，交流发电机或起动发电一体机的输出电压达到其第一目标电压（例如，13V）。在时间t5处，由于车辆速度已经达到0，使得交流发电机或起动发电一体机的输出电压开始从第一目标电压降至第二目标电压（例如，12.5V），第二目标电压近似等于电池的输出电压。在时间t6处，发动机停止。

在该示例中，位于t3和t4之间且对应于第一缓变率的时间（例如，2秒）是固定的。因此，位于t4和t5之间的时间段可根据阈值车辆速度而改变。即，位于t4和t5之间的时间段可随着阈值车辆速度的增加而延长，并可随着阈值车辆速度的减小而缩短。在该示例中，第一缓变率固定在使察觉到的光输出的变化最小的值。选择第一目标电压，使其大于电池的输出电压，以避免在t4和t5之间的时间段期间出现电池放电的情形。在缺少目标电压的方案中，交流发电机或起动发电一体机的输出电压可继续降低，直到交流发电机或起动发电一体机的输出电压小于电池的输出电压从而导致电池放电为止。在该示例中，位于t5和t6之间的时间被示出为处于其最小值（例如，1/2秒）。因此，对应的第二缓变率固定在允许交流发电机或起动发电一体机的输出电压在该最小的时间段内从第一目标电压值转变为第二目标电压值的值。

在此公开的算法可被传送到处理装置（诸如，控制器20）/通过处理装置被实现，所述处理装置可包括任何现有的电子控制单元或者专用的电子控制单元，所述电子控制单元以多种形式包括但不限于永久地存储在非可写存储介质（诸如，ROM装置）上的信息以及可变地存储在可写存储介质（诸如，软盘、磁带、CD、RAM装置以及其他磁介质和光学介质）上的信息。所述算法还可被实现为软件可执行对象。可选地，所述算法可利用合适的硬件组件（诸如，专用集成电路（ASIC）、现场可编程门阵列（FPGA）、状态机或其他硬件组件或装置）或者硬件、软件和固件组件的组合被整体或部分地实现。

尽管在上面描述了示例性实施例，但是这些实施例并非意在描述了本发明所有可能的形式。相反，在说明书中使用的词语是描述性词语而非限制性词语，应该理解的是，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，可进行各种改变。另外，实现的各个实施例的特征可被结合，以形成本发明的进一步的实施例。

Claims (11)

1.一种自动车辆，包括：

发动机；

交流发电机或起动发电一体机；

至少一个控制器，所述至少一个控制器被配置为：响应于环境光水平小于阈值环境光水平并且车辆速度小于阈值车辆速度而在开启发动机自动停止之前降低交流发电机或起动发电一体机的输出电压，并且响应于环境光水平大于阈值环境光水平而在开启发动机自动停止之前防止所述输出电压降低。

2.根据权利要求1所述的自动车辆，其中，所述至少一个控制器还被配置为在开启发动机自动停止之前使所述输出电压降至目标电压。

3.根据权利要求2所述的自动车辆，所述自动车辆还包括电池，其中，所述目标电压大于电池的输出电压。

4.根据权利要求3所述的自动车辆，其中，所述至少一个控制器还被配置为使所述输出电压从目标电压降至与电池的输出电压近似相等的另一目标电压。

5.根据权利要求3所述的自动车辆，其中，所述至少一个控制器还被配置为当车辆速度接近0时使所述输出电压从目标电压降至另一目标电压。

6.根据权利要求1所述的自动车辆，其中，所述至少一个控制器还被配置为确定使交流发电机或起动发电一体机的输出电压开始降低的阈值车辆速度。

7.根据权利要求6所述的自动车辆，其中，所述至少一个控制器还被配置为接收车辆速度信息，并基于车辆速度信息确定所述阈值车辆速度。

8.一种用于控制车辆的交流发电机或起动发电一体机的输出电压的方法，所述方法包括下述步骤：

确定大于0的阈值车辆速度以及环境光水平；

在开启发动机自动停止之前，如果车辆速度小于或等于阈值车辆速度并且环境光水平小于预定阈值，则降低交流发电机或起动发电一体机的输出电压，如果环境光水平大于预定阈值，则防止所述输出电压降低。

9.根据权利要求8所述的方法，其中，在开启发动机自动停止之前，使所述输出电压降至比电池的输出电压大的第一目标电压。

10.一种用于控制车辆的交流发电机或起动发电一体机的输出电压的方法，所述方法包括下述步骤：

确定大于0的阈值车辆速度以及前灯是否打开；

在开启发动机自动停止之前，如果车辆速度小于或等于阈值车辆速度并且前灯打开，则降低交流发电机或起动发电一体机的输出电压，如果前灯关闭，则防止所述输出电压降低。

11.根据权利要求10所述的方法，其中，在开启发动机自动停止之前，使所述输出电压降至比电池的输出电压大的第一目标电压。