CN103133157A - 判定混合动力电动车发动机是否非正常停止的系统和方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种判定混合动力电动车发动机是否非正常停止的系统和方法。具体地，控制单元被配置成在判定发动机是否熄火之前判定是否已经满足进入条件。然后一旦判定发动机已经熄火，则控制单元增加熄火计数并监控发动机是否进入正常运行状态。如果发动机进入正常运行状态，则控制单元减少熄火计数。然而当熄火计数大于或等于预定的阈值时，判定发动机发生故障。因而，可以清楚地识别发动机是否已经非正常熄火，从而可以避免电池过放电。

Description

判定混合动力电动车发动机是否非正常停止的系统和方法
技术领域
本发明涉及一种用于判定混合动力电动车的发动机是否非正常停止的系统和方法。更具体地，本发明涉及一种基于混合动力电动车的发动机是否在正常状态下运行来判定混合动力电动车的发动机是否已经非正常停止的系统和方法。
背景技术
通常，在典型的内燃机车中，车辆的发动机不会典型地停止和重新起动。因而，当发动机确实停止时，是不常见的。在此情况下，该系统必须以不同方式来控制空燃比以改善发动机重新起动的能力并减少废气的排放。
另一方面，在混合动力电动车中，即使在正常状态下，发动机也会基于车辆是处于怠速停止模式、电动车模式(EV)驱动模式、或是被动运行模式，而频繁地停止和重新起动。这些不同的模式有助于改善车辆的燃油经济性。因此，混合动力电动车需要附加算法来区分发动机的正常停止和非正常停止。
发动机的非正常停止可由系统的故障导致，例如燃料堵塞，缺火，或者由于供应到发动机的空气量的原因。在大多数情况下，自诊断算法提供关于发动机非正常停止的故障信息和对策。然而，采用自诊断算法难以识别燃料管道中的偶然泄漏，或者引发发动机非正常停止的电子/信号系统的接触不良。事实上，由于发动机的正常停止和非正常停止之间的界限非常模糊，因此常规混合动力电动车辆通常无法辨别发动机是否已被非正常停止。
另外，尽管在发生发动机的非正常停止时，混合动力电动车可以仅仅利用辅助主动力源(例如，发动机)的可选动力源(例如，电动机和电池)来工作，然而可选的动力源不是无限的，常规的现有技术直到发动机已经非正常停止时才能识别，而这已经太晚了。因此，混合动力电动车可能最终发生故障，并且在所有可选动力源都用完时不得不被拖走。
在背景技术部分中公开的上述信息仅仅用于增强对本发明背景的理解，因此可能包含不构成在本国中本领域普通技术人员公知的现有技术的信息。
发明内容
本发明尝试提供一种判定混合动力电动车的发动机是否已经非正常停止的系统和方法，具有以下优点：通过恰当地辨别发动机的停止是正常还是非正常的，来改善混合动力电动车的安全性。
根据本发明示例性实施例的一种用于判定混合动力电动车的发动机停止是否为非正常的方法，包括：a)通过控制单元判定是否满足用于判定发动机熄火的进入条件；b)在满足进入条件时，通过控制单元判定发动机是否熄火；c)在发动机熄火时，通过控制单元增加熄火计数；d)通过控制单元判定发动机是否已经进入正常运行状态；e)当发动机已经进入正常运行状态时，通过控制单元减少熄火计数；f)当熄火计数大于或等于预定阈值时，通过控制单元判定发动机发生故障。更具体地，进入条件可以包括发动机处于正常运行状态的条件。进入条件还可以包括发动机的离合器被松开且混合动力电动车处于正常状态的条件。
在步骤b)中，当发动机的速度低于预定阈值速度且当发动机的速度低于预定阈值速度的持续时间大于预定环境条件下的预定阈值时间时，可以判定发动机熄火。该环境条件可以包括冷却剂温度、环境温度、油温和大气压。
在步骤d)中，该方法可以基于在车辆停止且发动机运转时的发动机的运转时间判定发动机是否处于正常运行状态。在步骤d)中，该方法还可以通过考虑到车辆行驶时的行驶条件和发动机的运转时间，判定发动机是否处于正常运行状态。该方法还可以包括步骤g)：当在步骤f)中判定发动机发生故障时，控制发动机不重新起动。
此外，当发动机处于起动进程中或者由于在步骤b)中的电动机/发电机发生故障而不能起动时，本发明的示例性实施例的控制单元可判定发动机没有熄火。
根据本发明另一示例性实施方式的一种用于判定混合动力电动车的发动机停止的系统，包括：进入条件判定单元，判定是否已经满足用于判定发动机发生熄火的进入条件；熄火判定单元，在满足进入条件时判定发动机是否已经熄火，并且在事实上发动机已经熄火时增加熄火计数；和运行状态判定单元，判定发动机是否已经进入正常运行状态，并且在发动机进入正常运行状态时减少熄火计数。当熄火计数大于或等于预定阈值时，该系统判定发动机发生故障，并且进入条件包括以下条件：发动机处于正常运行状态。进入条件还可以包括以下条件：发动机的离合器被松开且混合动力电动车处于正常状态。
熄火判定单元当发动机速度低于预定阈值且当发动机速度低于预定阈值的持续时间大于预定环境条件下的预定阈值时间时，判定发动机已经熄火。该环境条件包括冷却剂温度、环境温度、油温和大气压。
运行状态判定单元基于当车辆停止且发动机运转时的发动机运行时间来判定发动机是否处于正常运行状态。该运行状态判定单元可以基于车辆行驶时的车辆行驶条件和发动机的运转时间，判定发动机是否处于正常运行状态。当发动机被判定为发生故障时(如，已经非正常停止时)，所述系统可以控制发动机不进行重新起动。
该起动判定单元可被配置成当发动机处于起动过程中或者由于电动机/发电机的故障而无法起动时，判定发动机没有熄火。
根据本发明一个示例性实施例，本发明可以识别混合动力电动车的非正常停止。此外，本发明可以通过清楚地识别混合动力电动车的非正常停止而改善其安全性，并防止电池过放电。
附图说明
图1是根据本发明示例性实施例的用于判定混合动力电动车的发动机停止的系统的方框图；
图2是混合动力电动车动力传动系的方框图；
图3是根据本发明示例性实施例的用于判定混合动力电动车的发动机停止的方法的流程图。
具体实施方式
下面将参考附图详细描述本发明的示例性实施例。
可以理解的是，本文中所使用的术语“车辆”或“车辆的”或其它类似的术语包括一般而言的机动车辆，比如包含运动型多用途车辆(SUV)、公共汽车、货车，各种商用车辆的客车、包含各种轮船和舰船的船只、飞行器等等，并且包括混合动力车、电动车、混合动力电动车、氢动力汽车和其它替代燃料汽车(例如，从除了石油以外的资源中取得的燃料)。
此外，本发明的控制逻辑可被实施为包含由处理器、控制器等执行的可执行程序指令的计算机可读介质上的非短暂计算机可读介质。计算机可读介质的例子包括，但不局限于，ROM、RAM、光盘(CD)-ROM、磁带、闪存盘、智能卡和光数据存储装置。计算机可读记录介质也可以分布在连接计算机系统的网络中，以使计算机可读介质可以以分布式方式，例如，通过电信息通信服务器或控制器区域网(CAN)，被存储和执行。
另外，在此描述的控制单元可被实施为独立控制单元或是多个控制单元，只要不脱离本发明示意性实施例的整体概念和构想即可。
图1是根据本发明示例性实施例的用于判定混合动力电动车的发动机非正常停止的系统100的方框图。如图1所示，根据本发明示例性实施例的用于判定混合动力电动车的发动机已经非正常停止的系统100包括进入条件判定单元200，其可被配置成判定是否满足进入条件。进入条件可以被系统用来判定发动机是否已经非正常熄火。
熄火判定单元300可被配置用来判定当进入条件满足时发动机是否已经熄火，并且当判定发动机已经实际熄火时增加熄火计数。运行状态判定单元400可被配置用来判定发动机是否已经进入到正常运行状态，并且当发动机进入到正常运行状态时减少熄火计数。进入条件判定单元在判定发动机是否熄火之前首先判定是否满足进入条件。
在一个或多个示例性实施例中，进入条件可包括以下条件：i)发动机处于正常运行状态，ii)发动机的离合器被松开，iii)混合动力电动车处于正常状态。
在一个或多个示例性实施例中，进入条件还可包括以下条件，即：iv)离合器的控制命令少于或等于预定值，v)离合器的实际液压维持在低于或等于预定时间的预定值，或vi)离合器的相位松开。
如上所述，在本发明的示例性实施例中，进入条件包括i)发动机处于正常状态。这意味着发动机正常起动且保持等于或高于怠速状态。因为本发明是一种通过检测发动机处于正常运行时是否已经熄火来判定已经非正常停止的系统，因此发动机在进入条件下必须正常运行。
进入条件可包括ii)发动机的离合器被松开。在此情况下，该系统判定在离合器松开时发动机是否熄火，该系统还判定当离合器将要啮合和啮合时发动机是否熄火。
离合器的松开状态是这样的状态：即离合器的两端例如输出轴和输入轴端已经物理分离并且彼此不干扰。离合器将要啮合状态是这样的状态：即离合器的两端开始彼此摩擦并且两端的速度之间的差距大于或等于特定值。离合器的啮合状态是指从输入轴输入的转矩的100％通过完全啮合的离合器传递给输出轴。
在某些混合动力车的发动机10中，驱动电动机(即，电动机)20和自动变速器30被布置成一排。具体地，发动机10和驱动电动机20彼此连接以通过发动机10和驱动电动机20之间的离合器50传输动力。驱动电动机20直接连接于自动变速器30。另外，在车辆开始加速期间向发动机10提供扭矩的电动机/发电机40连接于发动机10。
在上述情况下，在离合器松开时，驱动轴由驱动电动机20驱动，而在离合器将要啮合或啮合时，驱动轴10由发动机10和驱动电动机20驱动。
当发动机的离合器处于将要啮合或者被啮合时，发动机的驱动力被传递给驱动轴。如果在车辆已经熄火而离合器仍然啮合之后要重新起动发动机，则车辆可能会振动或者“跳动”。因此，当发动机离合器啮合或将要啮合时，熄火判定单元不会对发动机的熄火状态做出任何判定。因此，根据本发明的示例性实施例，仅仅在发动机的离合器松开时才满足进入条件，以判定发动机是否已经非正常熄火，而不震动混合动力电动车。
此外，进入条件可以包括混合动力电动车处于正常状态的条件。这是因为混合动力电动车的每一部件通常都处于正常状态以此来判定发动机熄火，而不需要其他因素的影响。
通常控制混合动力电动车的控制部接收来自混合动力电动车每个部件，例如控制部的状态信息，并且在混合动力电动车的所有部件都处于正常状态时，判定该系统处于混合动力电动车就绪状态(HEVREADY)。混合动力电动车具有混合控制单元(HCU)，混合动力电动车的每个部件都可以具有自己的控制单元。例如，发动机控制单元(ECU)通常控制混合动力电动车的发动机，电机控制单元(MCU)可以控制驱动电动机(包括逆变器)的运行，变速器控制单元(TCU)可以控制例如连续可变变速器(CVT)的变速器，电池管理系统(BMS)可以监测和管理电池，全自动温度控制器(FATC)可以控制内部温度。
当所有的上述控制单元都在正常状态下运行时，控制部判定混合动力电动车处于正常状态。在满足进入条件时，熄火判定单元300随后判定发动机是否已经熄火，且当发动机熄火时，熄火判定单元300增加一次熄火计数。
在一个或多个示例性实施例中，当发动机速度低于预定阈值速度，并且当发动机速度低于预定阈值速度的持续时间大于预定环境条件下的预定阈值时间时，熄火判定单元300判定发动机已经熄火。该环境条件可以包括冷却剂温度、环境温度、油温和大气压中的至少一个。环境条件可以事先设定。
例如，当发动机速度低于预定冷却剂温度下的预定阈值速度，并且发动机速度低于预定阈值速度的状态的持续时间高于预定冷却剂温度下的预定阈值时间时，熄火判定单元300判定发动机已经熄火。此外，可以在发动机正常起动后将诸如冷却剂温度、环境温度、油温或大气压力等环境条件设定在预定范围内。
同时，当发动机处于起动过程中，或者因为电动机/发电机的故障而无法起动发动机时，熄火判定单元300不会判定发动机已经熄火。这是因为本发明仅仅在发动机已经成功起动且正常运行时，才判定发动机是否非正常熄火。因此，当发动机处于起动过程中或者因电动机/发电机的故障而无法起动发动机时，熄火判定单元不会判定发动机熄火。
运行状态判定单元400判定发动机是否进入了正常运行状态。运行状态判定单元400连续地判定发动机的状态，因为发动机可能会从熄火状态返回到正常运行状态，甚至在发动机已经熄火之后。
在一个或多个示例性实施例中，当车辆停止而发动机仍然运转时，运行状态判定单元400通过考虑发动机的运转时间，判定发动机是否处于正常运行状态。此外，在一个或多个示例性实施例中，在车辆行驶时，运行状态判定单元400通过考虑车辆的行驶条件和发动机的运转时间，判定发动机是否处于正常运行状态。
当发动机进入正常运行状态时，运行状态判定单元400减少由熄火判定单元300判定的熄火计数，并且在发动机维持在熄火状态时，运行状态判定单元400维持由熄火判定单元300判定的熄火计数。
当熄火计数大于或等于预定阈值时，该系统判定发动机发生故障。该阈值可以基于发动机的类型或者混合动力电动车的状态和类型而不同地设置。当发动机被判定为故障时，该系统可以通过例如混合控制单元(HCU)防止发动机重新起动。这是因为，当该系统即使在发动机因非正常停止而发生故障从而尝试反复地重新起动发动机时，因电池的过放电以及利用车辆的所有能量来尝试重新起动发动机，车辆可能会变得不能运行。
下面将参考图3描述本发明一个示例性实施例的用于判断混合动力电动车的发动机停止的方法。
图3是根据本发明一个示例性实施例的用于判定混合动力电动车的发动机已非正常停止的方法的流程图。如图3所示，根据本发明的示例性实施例的用于判定混合动力电动车的发动机已非正常停止的方法包括：a)在步骤S10中判定用于判定发动机是否已经熄火的进入条件是否已经满足，b)在进入条件已经满足时，在步骤S20中判定发动机是否已经实际熄火，c)在发动机熄火时，在步骤S30中增加一次熄火计数，d)在步骤S40中判定发动机是否已经在上次熄火之后进入到正常运行状态，e)在步骤S50中，当发动机已经进入正常运行状态时，减少一次熄火计数，f)当熄火计数大于或等于预定阈值时，在步骤S60中判定发动机发生故障。特别地，在步骤S10中，在判定发动机是否已经熄火之前，进入条件判定单元判定是否已经满足预定进入条件。
根据图3所示的示例性实施例，在下列情形时可以满足进入条件：i)发动机处于正常运行状态，ii)发动机的离合器被松开，以及iii)混合动力电动车处于正常状态，例如混合动力电动车就绪状态(HEVREADY)。在一个或多个示例性实施例中，进入条件还可以包括条件：iv)离合器的控制命令少于或等于预定值，v)离合器的实际液压保持在少于或等于预定值一预定时间，或者vi)离合器的相位为松开。
根据本发明一个示例性实施例，进入条件包括：i)发动机处于正常状态。因为本发明是一种在发动机正常运行时判定由发动机熄火引起的非正常停止的系统，因此发动机本身必须正常地运行以适于本发明示例性实施例的应用。
在一个或多个示例性实施例中，进入条件可以包括条件ii)发动机的离合器被松开。也就是说，该系统判定在离合器松开时发动机是否已经熄火，该系统在离合器将要啮合或啮合时不判定发动机是否已经熄火。这是因为，如果车辆在发动机的离合器将要啮合或被啮合时由于发动机的非正常熄火而将要重新起动发动机时，发动机的驱动力将被传递给驱动轴，车辆可能会跳动或者震动，因而可能会造成车辆的损坏。
在一个或多个示例性实施例中，进入条件可包括iii)混合动力电动车处于正常状态的条件。这是因为，如果混合动力电动车的每一部件都正常地运行，则发动机很可能已经由于非正常条件而不是由于其他原因而熄火。
通常控制混合动力电动车的控制部接收来自混合动力电动车每一部件，诸如发动机控制单元(ECU)、电动机控制单元(MCU)、变速器控制单元(TCU)、电池管理系统(BMS)、以及全自动温度控制器(FATC)的状态信息，并且当混合动力电动车的所有部件都处于正常状态时，判定该系统处于正常状态，例如混合动力电动车就绪(HEVREADY)。之后，b)在满足进入条件时，在步骤S20中，熄火判定单元判定发动机是否熄火。
在一个或多个示例性实施例中，当发动机的速度低于预定阈值速度且发动机速度低于预定阈值速度的状态的持续时间大于预定环境条件下的预定阈值时间时，熄火判定单元判定发动机是否已经熄火。该环境条件可以包括冷却剂温度、环境温度、油温和大气压中的至少一个，并且环境条件可被事先设定。此外，在发动机正常起动之后，可以将诸如冷却剂温度、环境温度、油温或大气压的环境条件设定成具有在预定范围内的值。
如上所述，当发动机处于起动过程或者其由于电动机/发电机的故障而不能起动时，熄火判定单元判定发动机没有熄火。
如图3所示，c)在发动机熄火时，在步骤S30中，熄火判定单元300增加一次熄火计数。另一方面，在发动机没有熄火时，在步骤S31中，熄火判定单元300保持相同的熄火计数。之后，d)在步骤S40中，运行状态判定单元判定发动机是否进入正常运行状态。这是因为在某些情况下，发动机能够从熄火状态返回到正常运行状态。
在一个或多个示例性实施例中，当车辆停止且发动机仍运转时，运行状态判定单元考虑到发动机的运行时间，判定发动机是否已经进入正常运行状态。当车辆行驶时，运行状态判定单元鉴于车辆的运行状态和发动机的运转时间，判定发动机是否处于正常运行状态。
特别地，当发动机进入正常运行状态时，在步骤S50中，运行状态判定单元减少熄火计数，而当发动机仍处于熄火状态时，在步骤S51中，运行状态判定单元保持在步骤c)中确定的熄火计数。当熄火计数大于或等于预定阈值时，在步骤S60中，该系统判定发动机发生故障。可以考虑到发动机的类型或者混合动力电动车的状态或类型而不同地设置该阈值。当熄火计数小于预定阈值时，通过在步骤S61中返回到步骤a)而再次重复运行步骤a)至e)。
在发动机被判定为发生故障时，在步骤S70中，例如HCU等控制部，控制混合动力电动车的系统来防止发动机重新起动。也就是说，即使在发动机由于非正常熄火而产生故障从而使得该系统重复地尝试起动发动机时，车辆也不会在无意中使电池过放电。
根据本发明示例性实施例，本发明可以清楚地辨别出混合动力电动车的发动机是已经熄火还是被非正常停止。此外，本发明可以通过清楚地识别混合动力电动车发动机的非正常停止，并且防止在发动机已经被非正常停止时反复尝试重新起动，来防止电池的过放电。
尽管已经结合目前被认为是最实用的示例性实施例对本发明进行了说明，然而应该理解的是，本发明并不局限于这些已公开的实施例。相反地，本发明意图包含在所附权利要求精神和实质范围内的各种修正和等同布置。

Claims (17)

1.一种用于判定混合动力电动车的发动机是否已经非正常熄火的方法，包括：
a)通过控制单元判定是否满足进入条件；
b)仅在满足进入条件时，通过所述控制单元判定所述发动机是否已经非正常熄火；
c)响应于所述发动机熄火，通过所述控制单元增加熄火计数；
d)通过所述控制单元判定所述发动机是否重新进入正常运行状态；
e)当所述发动机重新进入正常运行状态时，通过所述控制单元减少熄火计数；
f)当熄火计数大于或等于预定阈值时，通过所述控制单元判定所述发动机发生故障，
其中所述进入条件包括所述发动机处于正常运行状态的条件。
2.如权利要求1所述的方法，其中所述进入条件还包括以下条件：所述发动机的离合器被松开且所述混合动力电动车处于正常状态。
3.如权利要求1所述的方法，其中在所述步骤b)中，当所述发动机的速度低于预定阈值速度且当所述发动机的速度低于所述预定阈值速度的持续时间大于预定环境条件下的预定阈值时间时，所述发动机已经熄火。
4.如权利要求3所述的方法，其中所述环境条件包括冷却剂温度、环境温度、油温和大气压中的至少一个。
5.如权利要求1所述的方法，还包括在所述步骤d)中，基于在所述车辆停止且所述发动机运转时所述发动机的运转时间，判定所述发动机是否处于正常运行状态。
6.如权利要求1所述的方法，其中在所述步骤d)中，基于在所述车辆行驶时所述车辆的行驶条件和所述发动机的运转时间，判定所述发动机是否处于正常运行状态。
7.如权利要求1所述的方法，还包括步骤g)：当在所述步骤f)中判定所述发动机发生故障时，防止所述发动机重新起动。
8.如权利要求7所述的方法，还包括：在所述步骤b)中，当所述发动机处于起动过程中或者由于电动机/发电机发生故障而没有起动时，判定所述发动机没有熄火。
9.一种用于判定混合动力电动车的发动机停止的系统，包括：
进入条件判定单元，其被配置成判定是否已经满足用于判定所述发动机发生熄火的进入条件；
熄火判定单元，其被配置成仅在满足所述进入条件时判定所述发动机是否已经熄火，并且在所述发动机已经熄火时增加熄火计数；和
运行状态判定单元，其被配置成判定所述发动机是否已经进入正常运行状态，并且在所述发动机进入正常运行状态时减少熄火计数，
其中当熄火计数大于或等于预定阈值时，所述系统判定所述发动机发生故障，并且
所述进入条件包括以下条件：所述发动机处于正常运行状态。
10.如权利要求9所述的系统，其中所述进入条件还包括以下条件：所述发动机的离合器被松开且所述混合动力电动车处于正常状态。
11.如权利要求9所述的系统，其中所述熄火判定单元被配置成当所述发动机的速度低于预定阈值速度且当所述发动机的速度低于所述预定阈值速度的持续时间大于预定环境条件下的预定阈值时间时，判定所述发动机已经熄火。
12.如权利要求11所述的系统，其中所述环境条件包括冷却剂温度、环境温度、油温和大气压中的至少一个。
13.如权利要求9所述的系统，其中所述运行状态判定单元基于在所述车辆停止且所述发动机运转时的所述发动机的运转时间，判定所述发动机是否处于正常运行状态。
14.如权利要求9所述的系统，其中所述运行状态判定单元基于在所述车辆行驶时所述车辆的行驶条件和所述发动机的运转时间，判定所述发动机是否处于正常运行状态。
15.如权利要求9所述的系统，其中当所述发动机被判定为发生故障时，所述系统防止所述发动机重新起动。
16.如权利要求9所述的系统，其中所述熄火判定单元被配置成当所述发动机处于起动过程中或者由于电动机/发电机发生故障而不能起动时，判定所述发动机没有熄火。
17.一种非短暂计算机可读介质，包含由处理器或控制器执行的程序指令，所述计算机可读介质包括：
判定是否满足进入条件的程序指令；
仅在满足所述进入条件时判定所述发动机是否已经非正常熄火的程序指令；
响应于所述发动机发生熄火而增加熄火计数的程序指令；
判定所述发动机是否重新进入正常运行状态的程序指令；
当所述发动机重新进入正常运行状态时减少熄火计数的程序指令；
当熄火计数大于或等于预定阈值时判定所述发动机发生故障的程序指令；
其中所述进入条件包括以下条件：所述发动机处于正常运行状态。
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