CN103974868B - 车辆 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种具有内燃发动机的车辆，内燃发动机能借助发动机起动‑停止装置自动停止和自动起动，车辆具有蓄电器和耗电器，在内燃发动机自动停止时耗电器从蓄电器提取的停止电流强度可求得且发动机起动‑停止装置在停止放电阈值时自动起动内燃发动机，车辆包括控制器、数据总线系统和发动机起动系统，在内燃发动机自动停止时控制器通过停止电流强度在时间上的积分求得停止放电量的值，控制器比较停止放电量的值与预定的停止放电阈值，当停止放电量的值沿停止放电量增大的方向超过停止放电阈值时控制器将发动机起动请求经由数据总线系统传送给发动机起动系统，发动机起动系统在发动机起动请求已传送时起动内燃发动机。

Description

车辆

技术领域

本发明涉及一种具有内燃发动机的车辆，所述内燃发动机能借助于发动机起动-停止系统自动地停止和自动地起动。

背景技术

为节省燃料，根据现有技术在内燃发动机的车辆中使用自动的发动机起动-停止系统。若在车辆运行期间车辆进入止步——例如在红灯旁或在铁路道口旁，则内燃发动机可能在遵循一定边界条件的情况下自动地通过抑制燃料供给在止步阶段期间停止。边界条件大致由发动机温度形成。根据文献DE 44 12 438 C1，发动机仅在低于预定的温度时才停止。

一旦止步阶段结束并且行驶应继续，这通常在具有手动换挡变速器的车辆中通过轻按离合器踏板或在具有自动变速器的车辆中通过轻按油门踏板来指示给驾驶员，则发动机起动-停止系统经由使发动机转动的起动器和起作用的燃料喷射装置(包括在汽油发动机中的点火装置)起动内燃发动机。

在车辆停车期间，即，在止步阶段尚未结束时，发动机也可以按需要由发动机起动-停止系统开动。根据文献DE 44 12 438 C1，例如当发动机的温度在止步阶段超过预定温度时，则是这种情况。

在车辆的止步阶段期间，一个或多个蓄能器作为唯一的能量来源供应车辆的耗电器。蓄能器通常设计成按铅酸技术具有12伏额定电压电平的电池。

在第一近似中，在内燃发动机自动停止时的止步阶段的频率和在内燃发动机自动停止时的止步阶段的持续时间与在该止步阶段期间从所述至少一个蓄能器提取的能量相关。由于提取的能量在车辆运行期间在起动的发动机中通过与发动机耦联的发电机至少部分地再充入电池中(理想地通过无燃料消耗的再生回收)，这导致相对于车辆的总行驶功率提高的电池循环。由此加重了或加快了蓄能器的磨损现象。

发明内容

本发明的目的是描述一种改进的、具有内燃发动机的车辆，所述内燃发动机可借助于发动机起动-停止装置自动地停止和自动地起动。

该目的通过一种如下所述的车辆实现。

在按照本发明的具有内燃发动机的车辆中，所述内燃发动机能借助于发动机起动-停止装置自动地停止和自动地起动，根据本发明，所述车辆包括至少一个蓄电器(电蓄能器)和至少一个耗电器，其中，在内燃发动机自动停止时，所述至少一个耗电器从所述至少一个蓄电器提取的停止电流强度是可求得的，并且所述发动机起动-停止装置在超过预定的停止放电阈值时自动地起动内燃发动机，其中，所述车辆包括控制器、数据总线系统和发动机起动系统，在内燃发动机自动地停止时，控制器通过停止电流强度在时间上的积分求得停止放电量的值，控制器将停止放电量的值与预定的停止放电阈值进行比较，当停止放电量的值沿停止放电量增大的方向超过停止放电阈值时，控制器将发动机起动请求经由数据总线系统传送给发动机起动系统，发动机起动系统在发动机起动请求已传送时起动内燃发动机。

在发动机停止时，每个耗电器所要求的电功率可以只由所述至少一个蓄能器提供。从蓄能器提取的电流的值(该提取的电流的符号被定义为正)称作停止电流强度。增大的停止电流强度导致蓄能器的充电状态更快地降低。若停止电流强度超过预定的边界值，则发动机起动-停止装置自动地起动发动机，所述边界值在此称作停止电流阈值。然后，与内燃发动机机械耦联的电机供应耗电器并且给蓄能器减轻负荷或充电。

根据本发明的另一种实施方式，所述车辆包括控制器、数据总线系统和发动机起动系统。在内燃发动机自动停止时，控制器将停止电流强度的值与预定的停止电流阈值进行比较，并且当停止电流强度的值沿电流强度增大的方向超过停止电流阈值时，控制器将发动机起动请求经由数据总线系统传送给发动机起动系统。在发动机起动请求已传送时，发动机起动系统起动内燃发动机。

对此，根据控制器的结构在控制器中执行一个或多个软件功能。所述至少一个软件功能以下称为电源管理功能。

备选地，有利的是，所述车辆包括控制器、数据总线系统和发动机起动系统，在内燃发动机自动停止时，控制器通过停止电流强度在时间上的积分求得停止放电量的值，控制器将停止放电量的值与预定的停止放电阈值进行比较，当停止放电量的值沿停止放电量增大的方向超过停止放电阈值时，控制器将发动机起动请求经由数据总线系统传送给发动机起动系统，发动机起动系统在发动机起动请求已传送时起动内燃发动机。

在这种情况下，停止电流强度用作输出参量，以在内燃发动机自动停止时求得从电池提取的停止放电量。这作为停止电流强度在从求得停止电流强度起的时间上的积分来进行。在这种情况下，将停止放电量的值与预定的停止放电阈值进行比较。当停止放电量的值超过预定的停止放电阈值时，产生发动机起动请求。

根据本发明的另一种变型方案，所述车辆包括电流测量装置，所述电流测量装置测量从蓄电器提取的停止电流强度，并且将停止电流强度的测得的值经由数据总线系统传送给控制器。

这样的传感器可以集成到电池的正极端子中。传感器测量总的、从电池提取的电流。

备选地，所述至少一个耗电器在内燃发动机自动停止时求得由所述至少一个耗电器消耗的耗电器电流强度，并且将耗电器电流强度的求得的值经由数据总线系统传送给控制器。

因此，由每个单个耗电器消耗的电流被检测并传送给控制器。

在仅一个唯一的耗电器时，控制器将传送的耗电器电流强度的值分配给停止电流强度的值。

备选地，在多个耗电器时，控制器将所述多个耗电器电流强度的总和分配给停止电流强度的值。

由此求得由所有耗电器消耗的至少从所述至少一个蓄能器提取的总电流。

优选地，在所述至少一个蓄能器和耗电器之间的效率损失在形成耗电器电流强度的总和时通过权重系数附加地考虑。

本发明基于下述考虑：现代的车辆为了减少燃料消耗而配备有发动机起动-停止系统。在发动机停止时，车载电网由电池供应，这导致蓄电池的放电和老化。因此，可以在关闭发动机前由电源管理功能监测车载电网电流并且在电流高时避免关闭发动机。

其缺点在于，车载电网电流的改变在发动机关闭时可能继续导致蓄电池的高的放电和快速老化。

在此背景下建议，耗电器将其各自的电流消耗通知给电源管理功能，从而当达到边界值时可以请求发动机起动。

也可能的是，用现有的电池传感器测量电网中的电流并基于该测量根据边界值请求开动发动机。

其优点在于，由此防止蓄电池的强的放电和快速的老化。

具体实施方式

以下对本发明的一个优选的实施例进行说明。由此产生本发明的其他细节、优选的实施方式和进一步改进方案。

一辆车包括一个内燃发动机、一个用于内燃发动机的起动器和一个作为电机与内燃发动机机械耦联的发电机。起动器可设计成齿轮起动器并且发电机可以设计成齿形电极发电机。备选地，起动器和发电机可以集成在具有皮带传动装置的一个起动器发电机中。所述车还具有一个按铅酸技术的12伏电池和耗电器。耗电器例如可以是舒适性耗电器、如座椅加热装置，与安全性相关的耗电器、如雨刷，或技术决定的耗电器、如发动机风扇。所述车还具有多个控制器，其中，一个控制器设计成发动机控制器。

所述这些部件既经由一个用于交换电功率的物理车载电网相互连接，也经由一个用于交换信息的数据车载网络相互连接。所述物理车载电网由电缆束和电缆股实现，所述数据车载网络例如通过常见的总线系统实现。

所述车辆具有一个用于发动机的自动的停止和起动装置，该停止和起动装置亦称为发动机起动-停止功能。为了节省燃料并减少有害物质排放，在车辆止步的运行阶段中车辆的发动机自动停止。在发动机控制器中的停止功能识别所有对于关闭必需的条件(如例如微小的车速或在具有手动换挡变速器的车辆中挂上的空挡)并将关闭请求发送给发动机。

当发动机停止时，车辆的耗电器被从电池供应电功率。在此，电池的充电状态下降，因为从电池提取电流。该电流的量被称为停止电流强度。

该电流可以直接经由电池传感器求得。这可以是霍尔传感器，所述霍尔传感器安装在电池的正极导线上并且连接到车辆的数据车载网络上。传感器以规律的时间间隔测量从电池提取的电流并且将与时间有关的停止电流强度传送给发动机控制器。控制器中的称为电源管理功能的监测功能将在发动机关闭时的停止电流强度与预定的边界值进行比较。若停止电流强度沿停止电流强度增大的方向在预定的持续时间期间超过预定的边界值，则控制器将发动机开动请求传送给发动机的起动器以及给发动机，以起动发动机。所述预定的持续时间显著地长于在电池传感器的两次电流测量之间的时间间隔。

第二种实施形式不同于第一种实施形式之处在于，不使用电池传感器，而是求得由每个单个耗电器消耗的电流。这个电流被称为耗电器电流强度。对此，可以分别将一个集成到数据车载网络中的单独的电流传感器配设给相应耗电器的物理车载电网的输入导线。备选地可以借助于集成的电流传感器测量集成到数据车载网络中的相应耗电器的消耗的电流。相应耗电器的功率消耗模型也可以存储在求得电流的控制器中。相应的耗电器或相应的以规律的时间间隔求得相应耗电器电流强度的单独的电流传感器将与时间有关的耗电器电流强度传送给发动机控制器。备选地有利的可以是，隐含地求得耗电器电流强度。这可能是以下情况，即，耗电器在预定的功率级中运行并且在耗电器上与时间有关地存在的电压可例如通过分压器求得。然后，与时间有关的耗电器电流强度可以由这些参数根据对于本领域技术人员已知的在功率、电压和电流之间的关系来求得。这些参数被传送给发动机控制器并且发动机控制器由此计算耗电器电流强度，或者耗电器电流强度由相应耗电器的控制单元计算并且传送给发动机控制器。

在多个耗电器时，各相应的耗电器电流强度可以通过分别不同的方法求得。在所述多个耗电器的每个中相应的技术效果是，可分配给耗电器的耗电器电流强度传送给发动机控制器或可由发动机控制器从所传送的参数来计算。

电源管理功能计算求得的各耗电器电流强度之总和，并将该与时间有关的总和确定为停止电流强度。为了形成总和，考虑每个耗电器的分别最新的求得的耗电器电流强度。

电源管理功能将停止电流强度与预定的边界值进行比较。如果停止电流强度沿停止电流强度增大的方向在预定的持续时间期间超过预定的停止电流阈值，则控制器将发动机开动请求传送给发动机的起动器和给发电机，以起动发动机。

在蓄能器和相应的耗电器之间的功率损失导致从电池提取的电流在数值上高于由耗电器消耗的总和电流，为了考虑所述功率损失，耗电器电流强度可以附加地乘以与这些功率损失相适合的、大于1的权重系数。

在一种备选的实施方式中，对分配给电流强度的值在发动机自动关闭的持续时间上求积分并由此求得停止的放电量的值。将停止放电量的所述值与预定的停止放电阈值进行比较。若停止放电量的值超过停止放电阈值，则产生发动机起动请求。

停止放电量与停止放电阈值的比较也可以附加于停止电流强度与停止电流阈值的比较来进行。在这种情况下，当停止放电量超过停止放电阈值和/或停止电流强度的值超过停止电流阈值时，便产生发动机起动请求。

对于所有实施方式共同重要的优点在于，可以保护电池以防高的环化作用。对此，停止电流阈值和/或停止放电阈值可以按适当的方式预定。停止电流阈值在此与所使用的蓄能器的给定的质量和给定的设计以及与蓄能器所力求达到的使用寿命有关。

Claims (5)

1.具有内燃发动机的车辆，所述内燃发动机能借助于发动机起动-停止装置自动地停止和自动地起动，

所述车辆包括至少一个蓄电器，

所述车辆包括至少一个耗电器，

在内燃发动机自动地停止时，所述至少一个耗电器从所述至少一个蓄电器提取的停止电流强度是可求得的，

所述发动机起动-停止装置在超过预定的停止放电阈值时自动地起动内燃发动机，

其特征在于，

所述车辆包括控制器、数据总线系统和发动机起动系统，

在内燃发动机自动地停止时，控制器通过停止电流强度在时间上的积分求得停止放电量的值，

控制器将停止放电量的值与预定的停止放电阈值进行比较，

当停止放电量的值沿停止放电量增大的方向超过停止放电阈值时，控制器将发动机起动请求经由数据总线系统传送给发动机起动系统，

发动机起动系统在发动机起动请求已传送时起动内燃发动机。

2.根据权利要求1所述的车辆，

其特征在于，

所述车辆包括电流测量装置，所述电流测量装置测量从蓄电器提取的停止电流强度，

电流测量装置将停止电流强度的测得的值经由数据总线系统传送给控制器。

3.根据权利要求1所述的车辆，

其特征在于，

所述至少一个耗电器在内燃发动机自动地停止时求得由所述至少一个耗电器消耗的耗电器电流强度，

所述至少一个耗电器将所述至少一个耗电器的耗电器电流强度的求得的值经由数据总线系统传送给控制器。

4.根据权利要求3所述的车辆，

其特征在于，

在一个耗电器时，控制器将耗电器电流强度的值分配给停止电流强度的值。

5.根据权利要求3所述的车辆，

其特征在于，

在多个耗电器时，控制器将所述多个耗电器电流强度的总和分配给停止电流强度的值。