CN104044574B - 当接近受控的交叉路口时控制自动起停车辆 - Google Patents

Abstract

本发明涉及当接近受控的交叉路口时控制自动起停车辆，公开了一种自动起停车辆以及控制该车辆的方法。自动起停车辆中的控制器可以响应于探测车辆接近交叉路口而预测车辆停车以及发动机停机事件。在预测的停机事件之前控制器停用助力转向系统或者准备车辆子系统用于停机。控制器响应于预测的自动再起动事件还可以启用助力转向系统。

Description

当接近受控的交叉路口时控制自动起停车辆

技术领域

本发明涉及自动起停车辆（stop/start vehicle）以及当接近受控的交叉路口时控制停止/启动动作。

背景技术

自动起停车辆可以配备有发动机自动停止功能。该功能在特定的运转时段期间关闭发动机以节省燃料。例如，当车辆停车时可以使用自动停止功能而不是允许发动机怠速运转。当驾驶员释放制动器或驱动加速器时可以再起动发动机。

发明内容

一种控制自动起停车辆的方法包括探测车辆接近交叉路口、响应于探测到车辆接近交叉路口预测发动机停机以及在预测的发动机停机事件之前停用助力转向系统。该方法进一步包含预测自动再起动事件，并响应于预测的再起动事件启用助力转向系统。

在一些实施例中，“响应于探测到车辆接近交叉路口预测发动机停机”包括分别探测交叉路口具有主动式或被动式交通控制装置，比如分别为交通灯或停车标记。在一个实施例中，响应于预测到停车预测发动机停机事件包括探测交通灯状态、车辆相对于交叉路口的位置、交叉路口处第二车辆的状态或者它们的组合。在这样的实施例中，可以响应于类似探测的关于交通灯、交叉路口或第二车辆状态的信息预测自动再起动事件。

在一些实施例中，“响应于探测到车辆接近交叉路口预测发动机停机”包括探测交叉路口具有停车标记。在这样的实施例中，“响应于预测到停车预测发动机停机”包括探测交叉路口是双向（two-way）还是四向（four-way）停车、探测交叉车流（cross traffic）信息、探测车辆相对于交叉路口的位置、探测交叉路口处第二车辆的状态或它们的一些组合探测。在这样的实施例中，可以响应于类似探测的关于停车标记、交叉路口、交叉车流信息或第二车辆状态的信息预测自动再起动事件。

在多个实施例中，方法可以进一步包括响应于预测到停机事件执行其它的准备步骤。例如，这些步骤可以包括启用辅助泵、调节交流发电机输出、准备稳压装置用于切换为电池电力或它们的组合。辅助泵可以是变速器辅助泵或者辅助的加热器芯体泵。

根据本发明的用于控制内燃发动机的系统的实施例包括提供指示车辆接近交叉路口的信号的至少一个传感器。系统还包括与至少一个传感器通信的控制器。控制器基于响应于车辆接近交叉路口是否预测到发动机停机事件的确定而选择性启用助力转向系统。在该系统的多个实施例中，至少一个传感器可以包括摄像机、GPS系统、镭射、雷达系统或它们的一些组合。

在该系统的一些实施例中，控制器响应于预测到停机事件可以执行其它功能。例如，这些功能可以包括例如选择性启用辅助泵、选择性调节交流发电机输出、选择性准备电压装置或者它们的组合。控制器还可以配置用于响应于预测到发动机再起动事件选择性启用助力转向系统。

根据本发明的一个实施例，至少一个传感器包含摄像机、GPS系统、雷达系统和镭射系统中的至少一者。

根据本发明的一个实施例，控制器响应于预测的自动再起动事件选择性启用助力转向系统。

根据本发明的一个实施例，控制器响应于预测的发动机停机事件选择性启用辅助泵。

根据本发明的一个实施例，控制器基于是否预测到发动机停机的确定选择性调节交流发电机输出。

根据本发明的一个实施例，控制器响应于预测的发动机停机事件进一步选择性准备稳压装置用于切换至电池电力。

根据本发明的一方面，提供一种控制内燃发动机的方法，该方法包含：响应于车辆接近交叉路口预测发动机停机；响应于预测的发动机停机选择性准备至少一个车辆系统用于发动机停机；预测自动再起动；以及响应于预测的发动机再起动选择性准备至少一个车辆系统用于发动机自动再起动。

根据本发明的一个实施例，准备至少一个车辆系统用于发动机停机包含停用助力转向系统、变速器换成空挡、启用辅助泵、调节交流发电机以及准备稳压装置用于切换至电池电力中的至少一者。

根据本发明的一个实施例，响应于车辆接近交叉路口预测发动机停机事件包含探测交通灯状态、探测车辆相对于交叉路口的位置以及探测交叉路口处第二车辆的状态中的至少一者。

根据本发明的一个实施例，预测自动再起动事件包含探测交通灯状态、探测车辆相对于交叉路口的位置以及探测交叉路口处第二车辆的状态中的至少一者。

根据本发明的一个实施例，响应于车辆接近交叉路口预测发动机停机事件包含探测交叉路口是双向停车还是四向停车、探测交叉车流信息、探测车辆相对于交叉路口的位置以及探测交叉路口处第二车辆的状态中的至少一者。

根据本发明的实施例提供多个优点。例如，多个实施例可以通过对自动停止事件作准备并尝试在有交通灯的情况下提前自动停止发动机来改善燃料经济性。根据本发明的实施例还可以通过对自动起动事件作准备并且尝试比之前使用的起停系统提供的时间更早地再起动发动机从而改善了启动性能。

结合附图阅读下文对优选实施例的详细描述，本发明的上述优点和其它优点以及特征将变得显而易见。

附图说明

图1是根据本发明的一个实施例的代表性的自动起停车辆的框图；

图2说明了根据本发明的实施例的代表性的自动起停车辆；

图3是说明控制自动起停车辆的算法的流程图；

图4提供了确定是否预测到车辆停机的示例动作清单；

图5提供了确定是否预测到车辆再起动的示例动作清单。

具体实施方式

本说明书描述了本发明的实施例。然而，应理解公开的实施例仅为示例，其可以多种替代形式实施。附图无需按比例绘制；可放大或缩小一些特征以显示特定部件的细节。所以，此处所公开的具体结构和功能细节不应解释为限定，而仅为教导本领域技术人员以多种形式实施本发明的代表性基础。

本领域内的技术人员应理解，参考任一附图说明和描述的多个特征可与一个或多个其它附图中说明的特征组合以形成未明确说明或描述的实施例。说明的组合特征提供用于典型应用的代表实施例。然而，与本发明的教导一致的特征的多种组合和变型可以根据需要用于特定应用或实施。

自动起停车辆通过传统的内燃发动机驱动并配备有控制自动停止和自动起动功能的起停系统。当车辆停车并且发动机不需要用于推进或其它目的时起停系统可以自动停止发动机。晚些时候，当需要发动机用于推进或其它目的时起停系统可以自动起动发动机。当可以停用发动机时停用发动机，减少了整体的燃料消耗。不同于真正的混合动力车辆，自动起停车辆通常不能纯电动推进。此外，不同于真正的混合动力车辆，自动起停车辆没有配备牵引电池，但是配备有传统的起动、照明和点火（SLI）电池。

现在参考图1，以框图的形式说明了根据本发明的代表性车辆系统。车辆100包括发动机102，如虚线指示的可以通过起停系统104控制发动机102。起停系统104包含基准起停逻辑，所述基准起停逻辑基于来自多个车辆子系统和部件（图上未显示，包括变速杆、速度传感器、加速器踏板和制动器踏板）的信号发布自动停止指令和自动起动指令。一般而言，基准起停逻辑包含确定车辆是否已经停车了至少阈值时间，并且如果为是则发布自动停止指令。响应于驾驶员的请求（比如当驱动加速器踏板时或者当变速杆移进行驶挡（D挡）时），或者响应于另一个子系统的请求（比如当电池的荷电状态下降到阈值荷电状态以下时），发布自动起动指令。发动机响应于自动停止指令而自动停机并且响应于自动起动指令而自动再起动。如实线所指示的，起停系统104和发动机102都与至少一个控制器106通信或者都受至少一个控制器106的控制。

如实线所指示的，控制器106额外地与一个或多个传感器通信或者控制一个或多个传感器（比如传感器108）。在多个实施例中，传感器108可以实施为包括摄像机、GPS系统、雷达系统、镭射（LiDAR）系统或其它传感器的一个或多个传感器。下文根据图2描述包括传感器108和控制器106的车辆的示例性实施例。

如实线指示的，控制器106进一步与其它车辆子系统通信或者控制这些子系统，这些子系统包括助力转向系统110、交流发电机112、电池114、辅助泵116以及稳压装置118。例如，辅助泵116可以是加热器芯体辅助泵或者变速器辅助泵。

参考图2，示例性车辆200包含说明的多个传感器。控制器201与摄像机204、前方物体探测器206、转向信号指示器208、车轮角度传感器210和加速度计212通信。前方物体探测器206可以包括雷达或者镭射系统。控制器201与收发器214通信，收发器214可以发送或接收来自卫星224、配置用于广播交通信息的交通信号灯222或类似地配置有收发器的其它车辆的信号。可以通过GPS202处理收发器214从卫星224接收的信号以确定当前的车辆坐标。

图2还说明了可以通过车辆200探测并识别的代表性外部交通控制装置。被动交通控制装置（比如停车标记220）可以是双向停车标记或四向停车标记。被动控制装置可以包括发射器或收发器，该发射器或收发器定期发射包括识别信息的信号（比如交通控制装置的类型（双向信号、全向停车、让行等））或者响应于接收到信号或探测接近的车辆而传输识别信号。控制器106可以通过使用摄像机204通过光学探测或响应于存储的测绘数据来探测停车标记的存在并探测是否是双向停车、四向停车或其它类型的停车。停车信号灯222可以配置用于广播指示交通灯是否是红色、黄色或绿色的信号，并且可以进一步配置用于广播指示交通灯何时变色的计时信息。控制器201可以使用收发器214来接收广播信息或者使用摄像机204通过光学探测灯的颜色。

在系统或方法的一个实施例中，参考图1和图3描述的，在操作300处响应于车辆接近交叉路口来预测车辆停车。控制器106可以响应于来自传感器108的信号预测车辆停车。预测车辆停车可以包含探测交叉路口有交通灯或停车标记。在另一种配置中，预测车辆停车可以包含使用存储的测绘数据或交通数据以及GPS数据。

然后在操作302处确定是否预测到车辆自动停机事件。可以通过控制器106响应于来自传感器108的信号来完成该确定。如果来自传感器108的信号指示车辆停车时长足以使起停系统104发布自动停止指令，则预测到停机事件。下文将提供怎样完成该确定的示例并结合图4解释。

如果交叉路口具有交通灯，则可以响应于探测交通灯状态、探测车辆相对于交叉路口的位置、探测交叉路口处第二车辆的状态或者它们的组合来预测车辆停机事件。如果交通灯配置用于广播关于交通信号计时和持续时间的详细信息，那么探测交通灯状态可以包含接收这种广播信息，并且如果车辆停车时间很长则可以预测到停机。探测交通灯状态还可以包含光学探测灯是红色、黄色还是绿色。如果灯是黄色或刚刚变为红色，因为这种情况下车辆停车时间通常比较长，那么可以预测到车辆停机。探测车辆相对于交叉路口的位置可以包含例如探测车辆是交通灯处的第一辆车还是在另一车辆后面。该探测可以通过光学识别、雷达、镭射或本领域中已知的其它方法完成。如果车辆在其它车辆后面，因为在这种情况下车辆停车时间可能较长，那么可以预测到停机。探测交叉路口处第二车辆的状态可以包含接收第二车辆广播的指示第二车辆状态的信号，例如第二车辆的状态包括第二车辆是泊车还是处于挡位上、第二车辆的发动机是否是停止的或者第二车辆的发动机是否正在再起动。在另一种配置中，探测第二车辆的状态可以包含光学探测第二车辆的状态，比如制动灯的光学识别。如果第二车辆停车、泊车或者发动机是停止的，因为在这种情况下车辆停车时间可能较长，那么可以预测到停机。也可以基于上述信号和输入的组合作出该确定。

如果交叉路口具有停车标记，则可以响应于探测交叉路口是双向还是四向停车、探测交叉车流信息、探测车辆相对于交叉路口的位置、探测交叉路口处第二车辆的状态或者它们的组合来预测车辆停机事件。探测交叉路口是双向还是四向停车可以包含使用测绘数据、标记的光学识别或者本领域中已知的其它方法。如果探测到四向停车，因为四向停车时间可能很长，那么可以预测到车辆停机。如果探测到双向停车，由于这种停车通常时间较短，那么可能没有预测到车辆停机。其它类型的停车（比如T形路口处的单向停车）可能类似地时间较短从而在这种停车标记处可能没有预测到车辆停机。探测交叉车流信息可以包含交叉车流的光学识别、使用雷达或镭射来探测交叉车流或者本领域中已知的其它方法。如果探测到大量的交叉车流，因为这种停车可能时间较长，那么可以预测到停机。可以按照上文描述的关于具有交通灯的交叉路口的相似方式来完成探测车辆相对于交叉路口的位置以及探测交叉路口处第二车辆的状态。也可以基于上述信号和输入的组合作出该确定。例如，如果探测到双向停车也探测到大量的交叉车流，因为车辆在继续行驶之前可能需要在车流中间歇等待，那么可以预测到停机。

返回图3中的操作302，如果没有预测到车辆停机事件，那么在304处确定是否预测到车辆短暂停车事件。当车辆短暂停车但是迅速恢复移动时发生短暂停车事件。在这类短暂停车期间，因为当恢复移动时用于自动起动发动机的燃料等于或超过车辆停车期间停止发动机节省的燃料，自动停止发动机没有节省燃料的益处。可以通过控制器106基于上文关于操作302描述的类似输入完成操作304的确定。如果预测到短暂停车事件，那么在操作306处控制器106指令起停系统104禁止自动停止功能。算法随后返回到操作300。如果没有预测到短暂停车事件，那么在操作308处对基准起停逻辑不作出改变。算法随后返回至操作300。

返回到操作302，如果预测到车辆停机，那么在操作310处在预测到停机之前准备至少一个车辆子系统用于停机事件。在一个示例性实施例中，准备至少一个车辆子系统用于停机包含在操作312处停用助力转向系统110。这个操作可以通过控制器106完成。在多个其它实施例中，准备至少一个车辆子系统用于停机可以包含在操作314处选择性启用辅助泵116、在操作316处选择性调节交流发电机112的输出或者在操作318处选择性准备稳压装置118用于切换为电池电力。辅助泵116可以是变速器辅助泵或者加热器芯体辅助泵。在这两个示例中，可以在发动机停机之前启用辅助泵以在发动机停机之后保持管线压力。在发动机停机之前可以斜坡调节（ramp）交流发电机112以匹配电池114电压以防止发动机停机时电压降低，电压降低可能导致不希望的影响（比如灯光变暗）。稳压装置118可以就绪用于切换至在发动机再起动时不能承受电压降低的车辆电子装置的电池电力。可以通过控制器106执行或指令所有这些步骤。随后，在操作320处发动机自动停机。

在操作322处作出是否预测到车辆再起动事件的确定。可以通过控制器106基于上文关于操作302描述的并通过图5说明的类似输入来完成该确定。如果没有预测到，那么在操作308处不修改基准起停逻辑。算法然后返回至操作322。如果预测到，那么在操作324处在发动机再起动之前准备至少一个车辆子系统用于再起动事件。在一个示例性实施例中，准备车辆子系统用于再起动包含启用助力转向系统110。在其它实施例中，可以准备多个其它车辆子系统用于再起动。随后，在操作326处再起动发动机。算法然后返回至操作300。

图3-5中的图表提供了根据本发明的用于具有自动停机和自动再起动功能的内燃发动机的代表性控制策略。图3-5中说明的控制策略和/或逻辑通常存储为通过控制器106中的软件和/或硬件实施的代码。可以使用多个已知策略（比如事件驱动、中断驱动、多任务、多线程等）处理代码。这样，所说明的各个步骤或功能可以以描述的顺序执行、并行执行，或在某些情况下有所省略。即使没有明确地描述，本领域内的普通技术人员也可以认识到取决于使用的特定策略可以反复执行一个或多个说明的步骤或功能。类似地，处理的顺序对于实现本说明书中描述的特征和优点不是必须的，而是为了便于说明和描述。通过图3-5的简化流程图代表的控制逻辑或代码主要通过软件中通过基于微处理器的车辆、发动机和/或动力传动系统控制器（比如控制器106）执行的指令来实施。当然，取决于特定的应用，可以通过一个或多个控制器中的软件、硬件或软件和硬件的组合来实施控制逻辑。当在软件中实施时，优选地在具有通过计算机执行以控制发动机的代表性代码或指令的存储数据的一个或多个计算机可读的存储媒介中提供控制逻辑。计算机可读的存储媒介可以包括一个或多个利用电学、磁学、光学的已知物理装置和/或混合存储器以保存可执行的命令和关联的校准信息、运转变量等。

如上文描述的实施例说明的，用于控制具有自动再起动和自动停机的发动机的系统或方法可以预测车辆接近交叉路口并准备车辆子系统用于停机事件以改善燃料经济性和/或禁止停机事件以改善驾驶性能。系统或方法还通过针对自动起动事件作准备并且比之前使用的起停系统提供的时间更早地再起动发动机从而改善了启动性能。

虽然上文描述了示例实施例，但是并不意味着这些实施例描述了权利要求包含的所有可能的形式。说明书中使用的词语为描述性词语而非限定，并且应理解不脱离本发明的精神和范围可以作出各种改变。如上所述，可以组合多个实施例的特征以形成本发明没有明确描述或说明的进一步的实施例。尽管已经描述了多个实施例就一个或多个期望特性来说提供了优点或相较于其他实施例或现有技术应用更为优选，本领域技术人员应该认识到，取决于具体应用和实施，为了达到期望的整体系统属性可以对一个或多个特征或特性妥协。这些属性可包括但不限于：成本、强度、耐用性、生命周期成本、可销售性、外观、包装、尺寸、可维修性、重量、可制造性、易于装配等。因此，描述的实施例在一个或多个特性上相对于其他实施例或现有技术应用不令人满意也未超出本发明的范围，并且这些实施例可以满足特定应用。

Claims (10)

1.一种控制发动机的方法，所述发动机可以自动再起动和自动停机，所述方法包含：

基于响应于探测到车辆接近交叉路口预测到发动机自动停机事件，在发动机自动停机事件之前停用助力转向系统；以及

响应于预测到发动机自动再起动事件启用所述助力转向系统。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，“预测到发动机自动停机事件”包含探测交通灯状态、探测所述车辆相对于所述交叉路口的位置以及探测所述交叉路口处另一车辆的状态中的至少一者。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，“预测到发动机自动再起动事件”包含探测交通灯状态、探测所述车辆相对于所述交叉路口的位置以及探测所述交叉路口处另一车辆的状态中的至少一者。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，“预测到发动机自动停机事件”包含探测所述交叉路口具有停车标记以及探测所述交叉路口是双向停车还是四向停车、探测交叉车流信息、探测所述车辆相对于所述交叉路口的位置以及探测所述交叉路口处另一车辆的状态中的至少一者。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，“预测到发动机自动再起动事件”包含探测所述交叉路口是双向停车还是四向停车、探测交叉车流信息、探测所述车辆相对于所述交叉路口的位置以及探测所述交叉路口处另一车辆的状态中的至少一者。

6.根据权利要求1所述的方法，进一步包含响应于预测到发动机自动停机事件启用辅助泵。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述辅助泵是变速器辅助泵和加热器芯体辅助泵中的一者。

8.根据权利要求1所述的方法，进一步包含响应于预测到发动机自动停机事件调节交流发电机输出。

9.根据权利要求1所述的方法，进一步包含响应于预测到发动机自动停机事件准备稳压装置用于切换至电池电力。

10.一种用于控制内燃发动机的系统，包含：

提供指示车辆接近交叉路口的信号的至少一个传感器；以及

与所述至少一个传感器通信的控制器，所述控制器基于响应于所述信号预测到发动机停机事件而在发动机停机事件之前选择性停用助力转向系统。