CN103032182B - 车辆的控制装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种包括发动机停止和启动装置的车辆的控制装置，其包括电池和车速检测单元，并且包括电池电流检测单元、电池温度检测单元、减速状态检测单元、燃料供应停止单元、平均充电电流计算单元和SOC估计单元。该控制装置利用该平均充电电流计算单元计算在该车辆的减速状态下从检测到停止向发动机供应燃料起的预定时间内的电池电流的平均值。当由SOC估计单元计算出的SOC大于预定值时，该控制装置允许该发动机停止。

Description

车辆的控制装置
技术领域
本发明涉及车辆的控制装置，该车辆的控制装置包括自动执行安装有内燃机的该车辆的内燃机的停止和重新启动的发动机停止和启动装置以及利用车辆减速期间的能量对电池充电的再生充电装置。
背景技术
作为安装有内燃机的车辆的燃料效率提高技术，已知一种怠速停止系统。
该怠速停止系统也称为发动机停止和启动装置。该怠速停止系统自动进行发动机的临时停止和已停止的发动机的重新启动。
在过去的包括发动机停止和启动装置的车辆的控制装置中，当发动机被重新启动时，例如，启动电动机被启动以重新启动该发动机。
在该重新启动中，需要用于启动该启动电动机的电池的电力。
如果该电池的电力没有累积到足以启动该启动电动机，则该发动机可能不能被重新启动。因此，必须始终监测该电池的电力的累积状态。
作为与车辆的控制装置有关的现有技术，在日本专利申请2003-35176号公报中公开了一种技术。在日本专利申请2003-31576号公报中，通过累积相加怠速停止和行驶期间从发动机启动或重新启动到下一次发动机重新启动的蓄电池的充电和放电容量来计算充电和放电的差额，并且比较该差额与预先设定的阈值。这使得可以在不定量计算蓄电池的电池容量的设定值的情况下确定充电状态，并且确保在怠速停止之后进行发动机重新启动。
已经知道当使用发动机制动器使车辆减速时停止燃料喷射，并且这种燃料喷射停止可有助于燃料节省。有一种使用车辆减速期间的能量与车辆的减速同时地驱动交流发电机(发电机)并且将该能 量再生为电力以对电池充电的方法。
通过该再生获得的电力可以使发电机停止和启动装置能够停止和重新启动发动机。因此，期望能够尽可能多地考虑到通过该再生获得的电池的充电量而停止该发动机。
发明内容
本发明的目的是提供一种车辆的控制装置，该车辆的控制装置不仅能够根据车辆减速并且燃料供应停止期间电池的充电状态来判断是否能够执行发动机的停止和重新启动并执行该停止和重新启动，而且还能够根据电池的充电状态来计算发动机可停止时间并进行与电池的充电状态相对应的发动机的停止。
因此，为了解决上述不便，本发明提供一种车辆的控制装置，所述车辆的控制装置包括发动机停止和启动装置，该发动机停止和启动装置是该车辆的动力源并且被配置为进行发动机的自动停止和重新启动。该控制装置包括被配置为向该发动机停止和启动装置供应电力的电池和被配置为检测该车辆的速度的车速检测单元。该控制装置包括被配置为检测该电池的电流的电池电流检测单元、被配置为检测该电池的温度的电池温度检测单元、被配置为检测该车辆的减速状态的减速状态检测单元、被配置为根据平均充电电流来估计所述电池的SOC的SOC估计单元、被配置为当该减速状态检测单元检测到该车辆处于减速状态时停止向该发动机供应燃料的燃料供应停止单元、被配置为计算由该电池电流检测单元检测到的作为平均充电电流的电池电流的平均值的平均充电电流计算单元以及被配置为根据在利用车辆减速期间的能量对电池进行充电时获得的充电电流的平均充电电流来估计该电池的SOC并且计算所估计的SOC的SOC估计单元、被配置为计算能用来执行至少一次所述发动机的自动停止之后的重新启动的下限SOC的下限SOC计算单元、被配置为计算所述发动机自动停止期间的所述电池的放电电流的放电电流计算单元、被配置为计算从所述发动机的自动停止到重新启动的发动机可停止时间的发动机停止时间计算单元、以及被配置为根据从在所述车辆的减速状态下停止向所述发动机供应燃料起直到所述车辆停止的充电电流和时间来计算对所述电池的充电 量的电池充电量计算单元。该控制装置利用该平均充电电流计算单元计算在该车辆的减速状态下在检测到停止向该发动机供应燃料后的预定时间内的电池电流的平均值。当由该SOC估计单元计算出的估计的SOC大于预定值时，该控制装置允许该发动机停止。并且，所述发动机停止时间计算单元包括：第一停止时间计算单元，其被配置为根据所述估计的SOC和所述下限SOC之间的差以及所述放电电流来计算第一停止时间作为发动机停止时间；以及第二停止时间计算单元，其被配置为在允许所述发动机停止后根据由所述电池充电量计算单元计算出的充电量以及所述放电电流来计算第二停止时间作为发动机停止时间。并且，所述控制装置选择由所述第一停止时间计算单元计算出的发动机停止时间和由所述第二停止时间计算单元计算出的发动机停止时间中较大的一个作为发动机停止时间。
如上所详细描述的，根据本发明，能够根据在利用车辆减速期间的能量对电池进行充电时获得的充电电流来估计电池的SOC，判断是否能够进行发动机的自动停止和重新启动，并且能够进行发动机的自动停止和重新启动。
附图说明
图1是根据一实施方式的车辆的控制装置的控制流程图。
图2是根据该实施方式的车辆的控制装置的示意性框图。
附图标记说明
1 车辆的控制装置
2 控制单元
3 发动机
4 发动机停止和启动装置
5 电池
6 车速检测单元
7 电池电流检测单元
8 电池温度检测单元
9 减速状态检测单元
10 燃料供应停止单元
11 平均充电电流计算单元
12 SOC估计单元
13 下限SOC计算单元
14 放电电流计算单元
15 发动机停止时间计算单元
16 电池充电量计算单元
17 第一停止时间计算单元
18 第二停止时间计算单元
具体实施方式
下面基于附图详细解释本发明的实施方式。
图1和图2示出本发明的该实施方式。
在图2中，附图标记1表示车辆的控制装置，附图标记2表示进行控制装置1的运算处理等的控制单元。
具体来说，如图2中所示，车辆的控制装置1包括发动机停止和启动装置4，该发动机停止和启动装置4连接到控制单元2，并且进行发动机3的自动停止和重新启动，发动机3是该车辆的动力源。
控制装置1包括向发动机停止和启动装置4供应电力的电池5和检测该车辆的速度的车速检测单元6。
控制装置1还包括电池电流检测单元7、电池温度检测单元8、减速状态检测单元9、燃料供应停止单元10、平均充电电流计算单元11和SOC估计单元12。
电池电流检测单元7检测电池5的电流。
电池温度检测单元8检测电池5的温度。
减速状态检测单元9检测该车辆的减速状态。
当减速状态检测单元9检测到该车辆处于减速状态时，燃料供应停止单元10停止向发动机3的燃料供应。
平均充电电流计算单元11计算由电池电流检测单元7检测到的电池电流的平均值。
SOC估计单元12根据平均充电电流来估计电池5的SOC，并且计算估计的SOC。
控制装置1利用平均充电电流计算单元11计算在该车辆的减速状态下从检测到停止向发动机3供应燃料起的预定时间内电池电流的平均值。当由SOC估计单元12计算出的SOC大于预定值时，控制装置1允许发动机3停止。
具体来说，控制装置1的控制单元2利用减速状态检测单元9检测该车辆的减速状态。当该车辆处于减速状态并且减速状态检测单元9检测到该车辆处于减速状态时，控制单元2利用电池电流检测单元7检测从燃料供应停止单元10停止向发动机3供应燃料(燃料中断)起的预定时间，例如3秒的电池5的电流i。
控制单元2利用平均充电电流计算单元11计算由电池电流检测单元7检测到的电池5的电流i的平均值(也称为“平均充电电流”或“再生电流”)。
在利用SOC估计单元12计算SOC时，控制单元2根据下面的表1从再生电流计算作为SOC的SOCx，比较该SOCx与预定值SOCc(也称为“下限SOC(预定值)”，稍后进行解释)，并且当SOCx大于预定值SOCc时，允许该发动机停止。
注意，SOC是“充电状态(State of Charge)”的缩写，并且是表示充电容量与电池的额定容量的比的值。
SOC所使用的单位是“％”。
表1
再生电流和 SOC
表1的值是一个例子。
因此，可以根据利用车辆减速期间的能量进行电池充电时获得的充电电流来估计电池5的SOC，判断是否可以执行发动机3的自动停止和重新启动，并执行该自动停止和重新启动。
如图2中所示，控制装置1包括下限SOC计算单元13、放电电流计算单元14、发动机停止时间计算单元15和电池充电量计算单元16。
下限SOC计算单元13计算下限SOC，下限SOC是可以执行至少一次发动机3自动停止后的重新启动的预定值SOCc。
放电电流计算单元14计算发动机3自动停止期间电池5的放电电流。
发动机停止时间计算单元15计算从发动机3的自动停止到重新启动的发动机可停止时间。
电池充电量计算单元16根据从该车辆的减速状态下停止向发动机3供应燃料起直到该车辆停止的充电电流和时间来计算对电池5的充电量。
如图2中所示，发动机停止时间计算单元15包括第一停止时间计算单元17和第二停止时间计算单元18，其中第一停止时间计算单元17根据估计的SOC和下限SOC之间的差以及放电电流来计算作为发动机停止时间的第一停止时间tis1，第二停止时间计算单元18根据由电池充电量计算单元16计算出的充电量和放电电流来计算作为发动机停止时间的第二停止时间tis2。
在选择发动机停止时间时，控制装置1选择由第一停止时间计算单元17计算出的第一停止时间tis1和由第二停止时间计算单元18计算出的第二停止时间tis2中较大的一个作为发动机停止时间。
具体来说，第一停止时间计算单元17根据下面的等式计算第一停止时间tis1：
tis1＝(SOCx-SOCc)×Fc/id
其中，tis1是第一发动机停止时间(单位：t)，SOCx是根据再生电流计算出的SOC(单位：％)，SOCc是作为预定值的下限SOC(单位：％)，Fc是满充电容量(预定值)(单位：Ah)(Ah是时间 与电流的乘积)，id是发动机停止期间的放电电流(单位：A)(id是在发动机停止期间计算出的，但是也可以根据预先计算出的映射来计算)。
第二停止时间计算单元18根据下面的等式计算第二停止时间tis2：
tis2＝Ahc/id
其中，tis2是第二发动机停止时间(单元：t)，Ahc是在减速期间并且在燃料中断(燃料供应停止)期间车辆停止之前获得的充电电量(单位：Ah)。
控制装置1比较由第一停止时间计算单元17计算出的第一停止时间tis1和由第二停止时间计算单元18计算出的第二停止时间tis2，并且选择第一停止时间tis1和第二停止时间tis2中较大的一个作为发动机停止时间。
因此，可以根据在利用车辆减速期间的能量对电池5进行充电时获得的充电电流来计算发动机3的可停止时间。
控制装置1包括根据充电电流来计算发动机3的可停止时间的多个单元。控制装置1可以采用计算出的多个发动机可停止时间中的较大的一个停止发动机3，进行更长时间的发动机停止，并且进一步节省燃料。
下面解释在减速期间通过交流发电机(未示出)再生并对电池5进行充电时进行的SOC估计和发动机停止时间的确定(见图1)。
首先，控制装置1利用电池电流检测单元7检测电池5的电流i，并且利用电池温度检测单元8检测电池5的温度T。另一方面，控制装置1开始测量电池5的电压V。
控制装置1利用减速状态检测单元9检测该车辆的减速状态。当减速状态检测单元9检测到该车辆处于减速状态时，控制装置1利用平均充电电流计算单元11计算从燃料供应停止单元10停止向发动机3供应燃料起的预定时间(例如，3秒)内的作为平均充电电流的电池电流的平均值。
控制装置1使比该预定时间(即，3秒)短的时间的再生无效。
在计算出电池电流的平均值之后，控制装置1根据表1从该3秒钟的平均充电电流与SOC之间的关系来估计所估计的SOC的SOCx。
当车速检测单元6检测该车辆的速度时，如果车速降到预定速度(例如，3km/h)，则控制装置1假定该车辆停止，并执行用于判断怠速停止是否可能的判断。
控制装置1还包括用于计算由电池电流检测单元7检测到的电池电流的平均值的平均充电电流计算单元11和用于根据平均充电电流来估计电池5的SOC并且计算所估计的SOC的SOC估计单元12。
如果作为根据再生电流计算出的SOC的SOCx大于作为预定值SOCc的下限SOC，则控制装置1切换到允许发动机停止。如果SOCx等于或小于作为预定SOCc的下限SOC，则控制装置1返回到该测量。
之后，控制装置1计算在减速期间并且在燃料中断期间车辆停止(车速为0km/h)之前获得的充电电量Ahc。
在计算出充电电量Ahc之后，控制装置1在由第一停止时间计算单元17根据SOCx和作为预定值SOCc的下限SOC之间的偏差计算出的第一停止时间tis1或者在由第二停止时间计算单元18根据充电电量Ahc计算出的第二停止时间tis2进行发动机停止。
控制装置1采用第一停止时间tis1和第二停止时间tis2中较大的一个作为在执行发动机停止时的发动机可停止时间tis。
下面根据图1中所示的控制装置1的控制流程图说明作用。
当控制装置1的控制程序启动时(101)，控制装置1利用电池电流检测单元7检测电池5的电流i(单位：A)并且利用电池温度检测单元8检测电池5的温度T(单位：℃)。另一方面，控制装置1切换到用于测量电池5的电压V(单位：V)的处理(102)。
控制装置1的控制单元2利用减速状态检测单元9检测该车辆的减速状态。当该车辆处于减速状态并且减速状态检测单元9检测到该车辆处于减速状态时，控制单元2利用电池电流检测单元7检测从燃料供应停止单元10停止向发动机3供应燃料起的预定时间，例如3秒钟的电池5的电流i。
在用于测量电池5的电流i、温度T和电压V的处理(102)之后，控制装置1切换到处理(103)，处理(103)用于利用平均充电电流计算单元11计算由电池电流检测单元7检测到的电池5的电流i的平均值(也称为“平均充电电流”或“再生电流”)。
在用于计算电池5的电流i的平均值(也称为“平均充电电流”或“再生电流”)的处理(103)之后，控制装置1切换到处理(104)，处理(104)利用SOC估计单元12根据表1使用电池5的电流i的平均值(也称为“平均充电电流”或“再生电流”)来计算SOCx，该SOCx作为根据再生电流计算出的SOC。
在用于计算SOCx的处理(104)之后，控制装置1切换到用于判断由车速检测单元6检测到的车速是否低于预定速度(例如，3km/h)的判断(105)。
如果在判断(105)中判断出车速不低于该预定速度(105中为“否”)，则控制装置1返回到用于测量电池5的电流i、温度T和电压Y的处理(102)。
如果在判断(105)中判断出车速低于该预定速度(105中为“是”)，则控制装置1切换到用于判断作为在处理(104)中根据再生电流计算出的SOC的SOCx是否超过预定值SOCc(在下文中也称为“下限SOC(预定值)”)的判断(106)。
如果在判断(106)中判断出SOCx不超过该预定值SOCc(106中为“否”)，则控制装置1切换到用于禁止发动机停止的处理(107)。之后，控制装置1切换到下面要解释的控制装置1的控制程序的结束(114)。
如果在判断(106)中判断出SOCx超过预定值SOCc(106中为“是”)，则控制装置1切换到用于允许发动机停止的处理(108)。控制装置1切换到处理(109)，处理(109)用于计算在减速期间并且在燃料中断期间车辆停止(车速为0km/h)之前的充电电量Ahc。
在用于计算充电电量Ahc的处理(109)之后，控制装置1切换到用于计算发动机可停止时间tis的处理(110)。
在用于计算发动机可停止时间tis的处理(110)中，第一停止 时间计算单元17根据下面的等式计算第一停止时间tis1：
tis1＝(SOCx–SOCc)×Fc/id
另一方面，第二停止时间计算单元18根据下面的等式计算第二停止时间tis2：
tis2＝Ahc/id
控制装置1切换到判断(1111)，判断(111)用于判断由第一停止时间计算单元17计算出的第一停止时间tis1是否超过由第二停止时间计算单元18计算出的第二停止时间tis2。
如果在判断(111)中判断出第一停止时间tis1超过第二停止时间tis2(111中为“是”)，则控制装置1采用由第一停止时间计算单元17计算出的第一停止时间tis1作为发动机可停止时间tis。控制装置1切换到用于进行发动机停止的处理(112)。之后，控制装置1切换到控制装置1的控制程序的结束(114)。
如果在判断(111)中判断出第一停止时间tis1不超过第二停止时间tis2(111中为“否”)，则控制装置1采用由第二停止时间计算单元18计算出的第二停止时间tis2作为发动机可停止时间tis。控制装置1切换到用于进行发动机停止的处理(113)。之后，控制装置1切换到控制装置1的控制程序的结束(114)。
本发明不局限于该实施方式。可以对本实施方式进行各种修改。
例如，在本发明的该实施方式中，本发明被解释为简单地应用于车辆。然而，本发明还可被应用于例如使用电作为驱动源的汽车。

Claims (1)

1.一种车辆的控制装置，所述控制装置包括发动机停止和启动装置，该发动机停止和启动装置是该车辆的动力源并且被配置为进行发动机的自动停止和重新启动，所述控制装置包括：
电池，其被配置为向所述发动机停止和启动装置供应电力；
车速检测单元，其被配置为检测所述车辆的速度；
电池电流检测单元，其被配置为检测所述电池的电流；
电池温度检测单元，其被配置为检测所述电池的温度；
减速状态检测单元，其被配置为检测所述车辆的减速状态；以及
SOC估计单元，其被配置为根据平均充电电流来估计所述电池的SOC，
其特征在于，所述控制装置还包括：
燃料供应停止单元，其被配置为当所述减速状态检测单元检测到所述车辆处于减速状态时停止向所述发动机供应燃料；
平均充电电流计算单元，其被配置为计算由所述电池电流检测单元检测到的作为平均充电电流的电池电流的平均值；
SOC估计单元，其被配置为根据在利用车辆减速期间的能量对电池进行充电时获得的充电电流的平均充电电流来估计所述电池的SOC并且计算所估计的SOC；
下限SOC计算单元，其被配置为计算能用来执行至少一次所述发动机的自动停止之后的重新启动的下限SOC；
放电电流计算单元，其被配置为计算所述发动机自动停止期间的所述电池的放电电流；
发动机停止时间计算单元，其被配置为计算从所述发动机的自动停止到重新启动的发动机可停止时间；以及
电池充电量计算单元，其被配置为根据从在所述车辆的减速状态下停止向所述发动机供应燃料起直到所述车辆停止的充电电流和时间来计算对所述电池的充电量，其中
所述控制装置利用所述平均充电电流计算单元计算在所述车辆的减速状态下在检测到停止向所述发动机供应燃料后的预定时间内的电池电流的平均值，并且当由所述SOC估计单元计算出的估计的SOC大于预定值时，允许所述发动机停止，并且
所述发动机停止时间计算单元包括：
第一停止时间计算单元，其被配置为根据所述估计的SOC和所述下限SOC之间的差以及所述放电电流来计算第一停止时间作为发动机停止时间；以及
第二停止时间计算单元，其被配置为在允许所述发动机停止后根据由所述电池充电量计算单元计算出的充电量以及所述放电电流来计算第二停止时间作为发动机停止时间，并且
所述控制装置选择由所述第一停止时间计算单元计算出的发动机停止时间和由所述第二停止时间计算单元计算出的发动机停止时间中较大的一个作为发动机停止时间。
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