CN104471224B - 一种用于禁用车辆发动机的燃料切断状态的系统 - Google Patents

Abstract

用于禁用车辆的燃料切断状态的方法和系统。一种方法包括：由控制器对所述车辆中所包括的发动机在燃料切断状态与燃料加注状态之间的转换次数进行计数；由所述控制器判断所述次数是否超过预定阈值；以及由控制器向车辆中所包括的发动机发出禁用命令。禁用命令使发动机退出当前的燃料切断状态。另一种系统包括控制器，所述控制器被配置为在所述车辆中所包括的发动机处于燃料切断状态时，判断是否请求加速。在车辆处于燃料切断状态时请求加速的情况下，控制器被配置为在发出加速命令之前向发动机发出禁用命令。禁用命令使发动机退出燃料切断状态。

Description

一种用于禁用车辆发动机的燃料切断状态的系统

相关申请

本申请要求享有2012年7月13日提交的美国临时申请No.61/671,198的优先权，在此以引用的方式将其全部内容并入本文中。

背景技术

为了提高燃料的经济性，当在预定时间内不从驾驶员或不从另一个需要转矩的装置(例如，巡航控制或自适应巡航控制(“ACC”))请求转矩时，切断向发动机的燃料传送。当发动机(例如，从发动机控制器或独立的燃料控制器或速度控制器)接收到燃料切断命令时，发动机进入没有任何燃料被供应给发动机的燃料切断状态。当发动机转矩被请求且发动机处于燃料切断状态时，发动机退出燃料切断状态并进入最小喷射状态。在最小喷射状态中，向发动机喷射最小量的燃料以提供转矩。从最小喷射状态开始，发动机增大喷射燃料的量或切换到另一种喷射状态，以获得用于提供所请求的转矩必需燃料。

燃料切断状态和最小喷射状态分别与发动机的特定转矩输出相关联。如果从发动机请求介于这些转矩输出之间的转矩，则发动机无法直接提供所请求的转矩。此外，在这些状况下，发动机常常在提供不充分的转矩或过补偿的转矩时，在两种状态之间振荡。两种发动机状态之间不受控制的振荡降低了燃料效率并减弱或消除了燃料切断的益处。

将发动机从燃料切断状态切换到最小喷射状态也需要时间。例如，在一些状况下，在发动机已经被置于燃料切断状态之后，使发动机返回到燃料加注状态(例如，最小喷射状态)需要大约0.5到1.0秒。而且，在切换发动机状态所需的时间期间，发动机无法立即对命令或请求做出响应。因此，该延迟还给与发动机通信的系统和控制器(例如自适应巡航控制(“ACC”)系统)带来了问题。具体而言，控制器向发动机发出转矩请求与接收响应之间的时间不是常数，而是基于发动机是否处于燃料切断状态 而变化。

此外，当发动机处于燃料切断状态中时，系统或控制器无法接收到快速的发动机响应，因为切换发动机状态需要延迟。此外，如果系统或控制器试图请求快速的发动机响应，则发动机通常过晚地利用过补偿的转矩来做出响应。此外，如果车辆如上所述在两种状态之间持续振荡且车辆在发动机每次退出燃料切断状态时都经历转矩过冲，则驾驶员会体验到不舒服的车辆控制。

为了克服以上问题，一些ACC系统被配置为当ACC起作用时禁用燃料切断。其他的ACC系统仅允许在ACC系统制动车辆时切断燃料加注。另一些ACC系统基于车辆的当前速度或加速度来使用以上状态的组合。但是，这些方法都没能解决燃料切断的所有问题，且常常减小了或消除了与燃料切断相关联的燃料经济性益处。

发明内容

因此，本发明的实施例提供了用于在例如自适应巡航控制(“ACC”)期间控制燃料切断的方法和系统。具体而言，本发明的一种系统包括ACC系统，其被配置为产生命令发动机退出当前的燃料切断状态或阻止发动机进入燃料切断状态的信号(例如“燃料切断禁用”信号)。在一些实施例中，在ACC系统执行或退出制动命令时且在发出发动机转矩请求之前，ACC系统发出燃料切断禁用信号。在一些实施例中，ACC系统还被配置为对发动机从燃料切断状态到燃料加注状态(例如最小喷射状态)的转换次数以及从燃料加注状态到燃料切断状态的转换次数进行计数，其中转换不与车辆速度或加速度的变化相关联。当计数达到或超过预定阈值时，ACC系统向发动机发送燃料切断禁用命令以防止在两种发动机状态之间的继续振荡。

具体而言，本发明的一个实施例提供了一种禁用车辆的燃料切断状态的方法。该方法包括：由控制器对所述车辆中所包括的发动机在燃料切断状态与燃料加注状态之间的转换次数进行计数；由所述控制器判断所述次数是否超过预定阈值；以及当所述计数超过所述预定阈值时，所述控制器向车辆中所包括的发动机发出禁用命令。禁用命令使得发动机退出当前的燃料切断状态。

本发明的另一个实施例提供了一种用于禁用车辆的燃料切断状态的系统。该系统包括控制器，所述控制器被配置为当所述车辆中所包括的发动机处于燃料切断状态时，判断是否请求加速，并且在当所述车辆处于燃料切断状态时请求加速的情况下，在发出加速命令之前向所述发动机发出禁用命令。禁用命令使得发动机退出燃料切断状态。

通过考虑以下详细描述和附图，本发明的其他方面将变得显而易见。

附图说明

图1示意性示出了自适应巡航控制系统。

图2-3是示出了禁用燃料切断的方法的流程图。

具体实施方式

在详细解释本发明的任何实施例之前，应当理解本发明在其应用方面不限于以下描述中所阐述的或在以下附图中所例示的部件的构造和布置的细节。本发明能够有其他实施例并能够以各种方式来实践或执行。

此外，应当理解，本发明的实施例可以包括硬件、软件和电子部件或模块，出于论述的目的，可以将它们例示并描述为大部分部件仅在硬件中实现。然后，本领域的技术人员基于对该具体实施方式的阅读，应当认识到，在至少一个实施例中，可以在(例如，在非暂态计算机可读介质上存储的)软件中实现本发明的基于电子的方面。由此，应当指出，可以利用多个基于硬件和软件的装置以及多个不同结构部件来实施本发明。

自适应巡航控制(“ACC”)类似于传统的巡航控制，但使用额外的感测设备来检测其他物体，例如在用户车辆(即“主车辆”)的前方且在同一车道中的目标车辆。例如，在用户将主车辆的速度设置为60英里/小时(“mph”)且主车辆接近同一行车车道中的较慢移动的车辆(即“目标车辆”)时，ACC使主车辆降速并避免碰撞。具体而言，首先，ACC使用节流阀和制动器控制来降低主车辆的速度。然后，ACC控制主车辆的速度以维持在主车辆和目标车辆之间的特定行车间距。如果主车辆改变车道，或者目标车辆改变车道或不再被ACC检测到，并且在特定距离内未检测到新目标车辆(即，存在自由驾驶情形)，则ACC使主车辆加速，且随后保持初始的 用户设定速度。

图1示出了安装在车辆中的ACC系统100。ACC系统100包括ACC单元105、用户输入模块110、车辆信息模块115、目标车辆传感器120、制动控制器125和发动机或节流控制器130。制动控制器125和节流控制器130是车辆的速度控制器132的一部分。ACC单元105包括微控制器135。应当理解，ACC系统100及其部件可以包括硬件(例如，微处理器、分立式部件、现场可编程门阵列或专用集成电路)、软件或它们的组合。微控制器135能够包括存储器或用于存储软件、数据的其他非暂态计算机可读介质，或者存储器和其他非暂态计算机可读介质两者。

微控制器135从目标车辆传感器120接收信息并从车辆信息模块115接收车辆状态信息。车辆状态信息例如包括：当前车速、加速度变化率(包括表示加速的正变化率或表示减速的负变化率)、偏航角速率和转向角。微控制器135还从用户输入模块110接收信息，用户能够使用该信息设置、修改或取消期望的巡航速度。响应于接收到的信息，微控制器135向速度控制器132发出命令以控制车辆的速度。具体而言，微控制器135向制动控制器125发出制动信号和/或向节流控制器130发出节流输入信号。制动控制器125响应于该制动信号而控制车辆的制动系统以输出减慢车辆速度的制动力。节流控制器130响应于节流输入信号而控制车辆的发动机140以提高车辆的速度或降低车辆的速度。

如上所述，为了实现燃料的经济性，当在预定时间内驾驶员或需要转矩的另一个装置(例如，ACC控制单元105)不请求转矩时，切断向发动机140的燃料供应。例如，当驾驶员(例如通过加速踏板)或ACC控制单元105未请求转矩(即加速)达预定时间时，速度控制器132(即节流控制器130)或独立的控制器向发动机140发出燃料切断命令。在其他实施例中，发动机140直接开始燃料切断状态。

如上所述，切断向发动机140加注燃料导致加速延迟，这对于驾驶员而言这是明显且不舒服的。具体而言，当ACC控制单元105起作用时，车辆加速一般取决于在车辆的前方是否检测到物体或是否存在自由驾驶情形(即，在车辆的前方未检测到较慢的物体)。当这些情形之间进行切换时，车辆的加速度常常变化或跳跃。例如，如果ACC控制单元从第一目标物体 切换到第二目标物体或从目标物体状态切换到自由驾驶状况，或者反之，则ACC控制单元请求正加速度以应对新的驾驶情形。

当ACC控制单元105判定需要或请求加速(即，需要发动机转矩，以便使车辆返回到用户设定的巡航速度)时，ACC控制单元105无法立即请求加速。具体而言，出于安全性的原因，ACC控制单元105不应同时发出发动机转矩命令和制动命令(除非在启动的情形中)。因此，ACC控制单元105在其发出发动机命令之前结束制动(例如完全制动)。此外，一旦发动机140从ACC控制单元105接收到命令，如果发动机140处于燃料切断状态中，在发动机140能够对来自ACC控制单元105的命令做出响应之前，发动机140需要退出燃料切断状态并进入最小喷射状态。因此，在ACC控制单元105发出发动机命令与来自发动机140的响应之间存在明显延迟。

为了减小该延迟，ACC控制单元105向发动机140(例如通过节流控制器130)发出特定命令以迫使发动机140退出燃料切断状态。图2示出了由ACC控制单元105执行的方法200，用以控制燃料切断以获得较快的发动机响应。如图2所示，当发动机140处于燃料切断状态中(在202)且ACC控制单元105判定请求加速(在204)时，ACC控制单元105向发动机140发出命令，禁用燃料切断(例如，“燃料切断禁用”命令或信号)(在206)。在各实施例中，当期望的加速度大于与最小喷射状态相关联的加速度值时，ACC控制单元105发出燃料切断禁用命令。当发动机140从ACC控制单元105接收到燃料切断禁用信号时，发动机140忽略或超驰(例如，由速度控制器132发出的)先前的燃料切断命令，退出燃料切断状态，并进入最小喷射状态(在208)。在各种实施方式中，发动机140可以基于请求的加速度和/或发动机转矩来进入最小喷射状态或另一种喷射状态。

如图2所示，当ACC控制单元105仍然处于减小和终止制动力的过程中(在210)时且在ACC控制单元105发出请求加速的发动机命令之前，ACC控制单元105发出燃料切断禁用命令。因此，发动机140在ACC控制单元105发出发动机命令之前，离开燃料切断状态(或至少开始从燃料切断状态转换到最小喷射状态的过程)。因此，当ACC控制单元105发出发动机命令(在212)时，发动机140处于最小喷射状态中并准备以较短的响应时间(即，在当处于最小喷射状态时对加速请求做出响应的情况下，通常的响 应时间之内)来对发动机命令做出反应(在214)。

并且如上所述，在一些实施例中，发动机140在燃料切断状态与燃料加注状态(例如最小喷射状态)之间振荡。具体而言，当ACC控制单元105请求要求介于由燃料切断状态提供的转矩与由最小喷射状态提供的转矩之间的转矩的加速时，发动机140可以在燃料切断状态与最小喷射状态之间连续切换。根据下坡的梯度，在以特定速度下坡驾驶时常常发生这种状况。

在燃料切断状态与燃料加注状态之间连续振荡常常导致对驾驶员而言明显且不舒服的过度补偿的加速。为了克服这个问题，在一些实施例中，ACC控制单元105被配置为控制燃料切断以避免在发动机状态之间的振荡。具体而言，图3示出了由ACC控制单元105执行的方法300，用以控制燃料切断以防止在发动机状态之间的不必要振荡。如图3所示，ACC控制单元105(或独立的控制器)对发动机在燃料切断状态与燃料加注状态(例如最小喷射状态之间)之间的转换次数进行计数(在302)。在转换次数大于预定阈值时(在304)，ACC控制单元105向发动机140发送燃料切断禁用命令以禁用燃料切断(在306)。在发动机104接收到燃料切断禁用命令之后，发动机140离开燃料切断状态并进入燃料加注状态(例如最小喷射状态)，并阻止将来向燃料切断状态的转换以防止将来的振荡(在308)。在接收到燃料切断禁用命令之后，发动机140不再进入燃料切断状态(例如达预定时间)，并且使用车辆的制动系统来调节发动机转矩并提供期望的加速度。

如图3所示，在一些实施例中，ACC控制单元105还被配置为当发生以下条件中的任一条件或它们的组合时，重置转换计数(例如将次数重置为零)(在303)。

(i)车辆的加速度(或减速度)超过预定阈值，

(ii)在发动机140接收到先前的(例如第一个)燃料切断禁用命令之后，速度的变化超过预定阈值，

(iii)车辆达到停顿，或

(iv)自适应巡航控制被取消。

不舒服的振荡通常发生于恒速状况期间。因此，ACC控制单元105在代表非恒速状况的以上状况下重置转换次数。在一些实施例中，ACC控制单元105还被配置为检测以上状况。

此外，因为驾驶员在车速低时比在车速高时更能感觉到振荡，所以在一些实施例中，ACC控制单元105被配置为仅当车辆以低于预定的速度阈值行驶时才对转换进行计数(并发出燃料切断禁用命令)。允许在较高车速下的“不受控制的”振荡也能够实现较高的燃料效率。

在一些实施例中，ACC控制单元105(即、微控制器135)运行应用(例如“观察器”应用)以计数并重置转换次数。在其他实施例中，观察器应用被配置为硬件、或硬件与ACC控制单元105中所包括的软件组合、或独立的控制器。

应当理解，在ACC活动期间使用燃料切断禁用命令以防止发动机140进入燃料切断状态。还存在阻止发动机140进入燃料切断状态的其他车辆状况，例如在怠速控制和催化剂热控制期间，它可能优先于由ACC控制单元105发出的燃料切断禁用命令。此外，尽管在ACC系统的语境中描述了以上方法和系统，但应当理解，可以将方法和系统用于标准的巡航控制系统或用在由巡航控制系统或驾驶员(例如通过加速踏板)请求加速的标准驾驶员操作控制期间。

在以下的权利要求书中阐述了本发明的各种特征和优点。

Claims (7)

1.一种用于禁用车辆的燃料切断状态的系统，所述系统包括：

控制器，所述控制器被配置为：

当所述车辆中所包括的发动机处于燃料切断状态时，判断是否请求加速，

在当所述车辆处于燃料切断状态时请求加速并且减小制动力施加到所述车辆的情况下，在发出加速命令之前向所述发动机发出禁用命令，其中，所述禁用命令使得所述发动机退出所述燃料切断状态并且进入最小喷射状态，并且

发出所述加速命令。

2.根据权利要求1所述的系统，其中，所述控制器被配置为基于是否需要提高速度以将所述车辆保持在预定速度来判断是否请求加速。

3.根据权利要求1所述的系统，其中，所述控制器被配置为当在所述车辆的前方不再检测到物体时，基于是否需要提高速度以使所述车辆返回预定速度来判断是否请求加速。

4.根据权利要求1所述的系统，其中，所述控制器被配置为基于驾驶员是否已经使用加速踏板请求提高加速度来判断是否请求加速。

5.根据权利要求1所述的系统，其中，所述控制器还被配置为当所述车辆的发动机处于最小喷射状态时，在请求的所述加速度大于估计的可用加速度的情况下，发出所述禁用命令。

6.根据权利要求1所述的系统，其中，所述禁用命令在一段时间内阻止所述发动机进入将来的燃料切断状态。

7.一种用于禁用车辆中包括的发动机的燃料切断状态的系统，所述系统包括：

控制器，所述控制器被配置为：

判断是否请求加速，

在当所述控制器处于减小和终止所述车辆中所包括的制动控制器施加的制动力的过程中时，在发出加速命令之前向所述发动机发出禁用命令，其中，所述禁用命令使得所述发动机退出所述燃料切断状态并且进入最小喷射状态，并且

当所述发动机已经退出所述燃料切断状态并且处于所述最小喷射状态、并且不施加制动力时发出所述加速命令。