CN104662284B - 动力系控制系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及用于机动车辆的动力系控制系统(1)。该车辆包括内燃发动机(5)以及能够根据第一装载高度设定和第二装载高度设定进行操作的可调节悬架系统(9)，所述设定与各个第一车辆装载高度和第二车辆装载高度相关联。该动力系控制系统(1)包括：用于发出发动机停止请求信号的停止/启动控制器(11)；以及用于根据所选择的装载高度设定来禁止停止/启动控制器(11)的操作的禁止器(15)。

Description

动力系控制系统
技术领域
本发明涉及用于包括内燃发动机和可调节悬架系统的机动车辆的动力系控制系统、机动车辆和操作该机动车辆的方法。
背景技术
为了提高燃料经济性，已知提供了一种具有发动机停止/启动系统的机动车辆。该停止/启动系统被设计成在预定义发动机停止条件满足、例如由于驾驶员操作制动踏板被压下而使车辆保持静止时自动地关闭发动机。在驾驶周期期间由于发动机自动地关闭而使车辆保持静止的条件被称为“环保停止”条件。
当驾驶员释放制动踏板时，发动机可以重新启动，并且扭矩到车辆的驱动轮的传送被重新接入。也就是说，在“无故障”正常操作条件下，由驾驶员释放制动踏板来触发发动机重新启动、传动系闭合并且使扭矩传送至驱动轮。在驾驶周期期间重新启动发动机的条件被称为“环保启动”条件。
尽管在车辆的正操操作期间以该方式停止和启动发动机是可以接受的，但本申请人已认识到在某些情况下——例如在陡峭和/或起伏地形上驾驶越野车辆时，特别是在艰难越野地形上驾驶时——它可能损害车辆的平稳性并且在特定情形下使驾驶员不安。
本发明着手解决上述缺点。
发明内容
根据本发明的一个方面，提供了一种用于机动车辆的动力系控制系统，该机动车辆包括内燃发动机以及能够根据第一装载高度设定和第二装载高度设定进行操作的可调节悬架系统，所述设定与相应的第一车辆装载高度和第二车辆装载高度相关联；该动力系控制系统包括：
用于发出发动机停止请求信号的停止/启动控制器；以及
用于取决于所选择的装载高度设定来禁止停止/启动控制器的操作的禁止器。
停止/启动控制器能够操作成通过在某些预定义准则——例如车辆静止并且驾驶员在车辆中——已经满足时停止发动机来提高燃料经济性。然而，在某些条件下，停止/启动控制器进行干预可能会不合适，因为例如在越野驾驶时这可能会导致驾驶员报警或对车辆的驾驶员控制产生不利影响。选择特定装载高度设定可以指示驾驶条件/环境的改变或指示驾驶员即将执行其中发动机停止/启动将会不合适的操纵。因此，禁止器可以取决于所选择的装载高度设定来有利地防止或限制停止/启动控制器的操作。将理解的是，不论在传动系中选择了哪种驱动范围，用户都可以手动地停止发动机。
如上所提及的，选择特定装载高度设定可以有利地用作驾驶者意图在由停止/启动控制器自动地关闭发动机将会不合适或潜在地有害于车辆的操作的条件下驾驶车辆的指示。例如，选择升高的装载高度设定或最大装载高度设定可以指示驾驶员意图驾驶车辆通过水体。因此，取决于做出这样的选择，可以禁止停止/启动控制器。以此方式，在所谓的“涉水”事件期间，由于停止/启动控制器会被禁止从而确保发动机会保持运转，所以可以减轻水进入车辆排气管的风险。类似地，选择升高的车辆装载高度设定可以用作驾驶员意图在粗糙和/或不平坦的地形驾驶的指示。这样，通过取决于装载高度设定来禁止停止/启动控制器，可以减轻车辆在不平坦、越野地形上陷入静止时由于发动机被停止/启动控制器停止引起的驱动器警报的风险。此外，选择降低的装载高度设定或最小装载高度设定可以作为驾驶员意图以“运动”形式进行驾驶的指示。因此，通过禁止停止/启动控制器，可以消除可能与在驾驶员希望从静止加速时发动机被停止/启动控制器关闭相关联的任何不便。
禁止器能够操作成：在第一装载高度设定被选择时允许停止/启动控制器的操作，而在第二装载高度设定被选择时禁止停止/启动控制器的操作。与第一装载高度设定相比，第二装载高度设定可以与较大的装载高度相关联。在一个方面中，第二装载高度设定与“越野”装载高度设定相对应。“越野”装载高度设定可以与选择悬架系统允许的最大装载高度相对应。
停止/启动控制器可以被配置成：如果在发动机已经被停止/启动控制器停止的情况下选择第二装载高度设定，则发出发动机运转信号。
动力系控制系统可以包括装载高度选择装置，该装载高度选择装置能够操作成输出指示第二装载高度设定已经被选择的控制信号。禁止器可以被配置成在从装载高度选择装置接收到所述控制信号时禁止停止/启动控制器的操作。
如果发动机已经被停止/启动控制器停止并且选择了第二装载高度设定(在发动机以所述环保停止模式停止时)，则可以发送发动机运转信号以重新启动或者允许手动重新启动发动机。在发送发动机运转信号之前通常执行检查以确保用于启动发动机的任何停止/启动系统条件满足。随后，禁止器可以在第二装载高度设定被选择时禁止停止/启动控制器的操作。
动力系控制系统可以包括地形优化选择器，该地形优化选择器用于激活多个预配置动力系操作模式中之一。操作模式可以例如被配置用于以下地形类型中的一个或更多个：普通；草地；碎石&雪；沙；泥&车辙；雪；以及岩石攀爬。操作模式可以例如提供不同的节流阀响应和/或包括选择传动系中的低范围。所述预配置动力系操作模式中的至少一个可以包括选择第二装载高度设定。禁止器可以被配置成在地形优化选择器激活包括选择第二装载高度设定的所述至少一个预配置动力系操作模式时禁止停止/启动控制器的操作。
禁止器可以被设置在所述停止/启动控制器中；或禁止器可以与停止/启动控制器分离。
动力系控制系统可以包括处理器，该处理器用于监测车辆的一个或更多个驾驶特性以确定应当在何时选择第二装载高度设定。该处理器可以例如连接至CAN总线以获得信息，例如以下中的一个或更多个：车辆速度；发动机速度；节流阀位置；路面粗糙度；所选择装载高度模式和传动/驱动器状态。利用这些数据，处理器可以确定何时适于选择第二装载高度设定。例如，处理器可以将所测量的操作状态与所存储的阈值数据——例如存储在查找表中——进行比较。禁止器可以被配置成在处理器确定应当选择第二装载高度设定时禁止停止/启动控制器的操作。可以提供通知以(例如，经由机动车辆的人机交互界面上显示的消息通知)告警驾驶员应当选择第二装载高度设定和/或由于选择第二装载高度设定而将禁止启动/停止操作。
通过示例的方式，可以在车辆陷入停止(从大于四(4)kph的速度开始)时禁止环保停止；和/或施加足够的制动压力以确保车辆静止。可替选地，可以在车辆静止并且选择了中立或停车驾驶模式时禁止环保停止。
此外，可以在以下条件中的一个或更多个条件满足时禁止发动机环保启动：(a)制动踏板被释放(通常在驾驶或运动模式下)；(b)逆转被选择；(c)加速器被按压；或(d)自动重启发生。发动机可以因为以下原因中的一个或更多个原因完成自动重启：客舱内部温度需要气候控制(例如由于内部温度显著增加或降低)；挡风玻璃开始变模糊；电池的电量状态为低；制动真空已经降低(例如由于随着发动机关闭反复按压制动踏板)；车辆速度增加超过(1)kph；或者停止/启动系统停用。
根据本发明的另一方面，提供了一种操作机动车辆的方法，该机动车辆包括内燃发动机和可调节悬架系统，该方法包括：
当第一装载高度设定被选择用于悬架系统时，在停止/启动模式下操作发动机；以及
当第二装载高度设定被选择用于悬架系统时，禁止停止/启动模式。
如果在发动机已经被停止/启动模式停止时选择了第二装载高度设定，则可以重新启动发动机。
预配置动力系操作模式能够由用户选择；当配置成选择第二装载高度设定用于悬架系统的预配置操作模式被激活时，禁止停止/启动模式。
该方法可以包括：监测车辆的一个或更多个驾驶特性；以及在确定应当选择悬架系统的第二装载高度设定时禁止停止/启动模式。
根据本发明的又一方面，提供了一种包括内燃发动机、可调节悬架系统和如上所述的动力系控制系统的车辆。
动力系控制系统可以以硬件、软件或者硬件和软件的组合来实现。动力系控制系统可以包括被配置成执行参考功能的一个或更多个计算处理器。处理器可以连接至存储计算指令的一个或更多个数据存储设备，例如只读存储器(ROM)。同样地，本文所描述的方法可以由一个或更多个计算处理器来执行。
在本申请的范围内，可以明确地想到在前述段落、权利要求和/或以下描述和附图且特别是其各个图中所阐述的各个方面、实施方式、示例和替选方案可以独立地被采用或以组合的方式被采用。结合一个实施方式描述的特征适用于所有实施方式，除非这样的特征不兼容。
附图说明
现在将参照附图仅通过示例的方式来描述本发明的实施方式。
图1示出了根据本发明的实施方式的用于机动车辆的动力系控制系统的示意图；以及
图2示出了用于根据本发明的实施方式的动力系控制系统的操作的流程图。
具体实施方式
参照图1，动力系控制系统1包括用于控制内燃发动机5的动力系控制模块(PCM)3和用于控制悬架系统9的悬架控制模块(SCM)7。
在当前所描述的实施方式中，安装有动力系控制系统1的机动车辆为能够越野操作的4×4车辆，并且悬架系统9为使得能够调节机动车辆的装载高度的空气悬架系统。更具体地，空气悬架系统9包括气囊或风箱，该气囊和风箱容纳在车轮的每个车轮与车辆底盘或车辆本体之间的联动装置中。经压缩的空气借助于空气压缩机泵被提供至风箱中的每个风箱。利用该配置，底盘相对于车轮的位置并且因此本体相对于地面的高度可以取决于各风箱中的空气的压力进行调节。
设置有装载高度选择器13例如手柄或按钮以允许用户选择一个或更多个装载高度设定。在当前所描述的实施方式的4×4机动车辆的情况下，能够由驾驶员选择的装载高度设定可以包括以下中的一个或更多个：
用于道路使用的“普通”设定，在该“普通”设定中，装载高度被选择成提供在舒适乘坐与将气动阻力和车身摇摆限制到最小之间的最佳折衷；
“越野”设定，在该“越野”设定中，装载高度相对于“普通”设定被升高以使得本体相对于车辆穿行的地形能够具有较大的离地间隙。
“出入口”设定，在该“出入口”设定中，装载高度相对于“普通”设定被降低，以利于车辆的乘员进入和外出并且有利于将行李或货物装载到车辆中；和/或
性能导向或“运动”设定，在该性能导向或“运动”设定中，装载高度相对于“普通”设定被降低，以进一步减小气动阻力和车身摇摆，并且提高高速稳定性。
“越野”设定可以与悬架系统9允许的最大容许装载高度相对应。可替选地，“越野”设定可以与下述标称升高的装载高度相对应，该标称升高的装载高度被选择以在允许轮相对于底盘进行一些另外移动的同时提供增大的离地间隙，以保持适当的舒适乘坐并且避免过度的应力被施加于悬架系统的部件例如空气风箱、悬架联动装置、阻尼器等。
“普通”设定可以用于普通道路驾驶并且还用于在基本上水平地形上的越野驾驶。“越野”设定可以用于低速操纵，例如越过陡峭或不平整的表面或巨石地形。
本领域技术人员将理解的是，对于悬架系统9的给定装载高度设定，车辆的每个轮相对于车辆本体的实际位置将随着车辆被驾驶而变化。例如，在车辆在粗糙地面上被驾驶的情况下，当车辆穿行地面上的坑时任何给定轮相对于本体的位置可能会增大，或者在车辆穿行岩石等时任何给定轮相对于本体的位置可能会减小。因此，可以将车辆的针对特定装载高度设定的装载高度看作是当车辆在平坦、水平地面上静止时本体上的参考点在地面以上的高度。
动力系控制模块3具有停止/启动控制器11，该停止/启动控制器11被配置成在预定义发动机停止条件满足时、例如车辆正保持静止并且驾驶员在车内时关闭发动机5(所谓的环保停止)。当预定义发动机启动条件随后满足时、例如释放制动踏板时，停止/启动控制器11请求发动机5启动以继续操作。
悬架控制模块7能够操作成根据经由装载高度选择器13输入的装载高度设定来控制悬架系统9。响应于特定装载高度设定被选择，悬架控制模块7向空气压缩机泵输出控制信号，使得各个空气风箱中的每个空气风箱被加压以实现期望装载高度。此外，装载高度选择器13向电力控制模块3输出装载高度信号以指示所选择的装载高度设定。装载高度信号可以经由用于由其它车辆系统访问的CAN总线(未示出)提供。
动力系控制系统1包括禁止器15，该禁止器15被配置成在悬架系统9以“越野”或“升高的”装载高度设定进行操作时禁止停止/启动控制器11的操作。从装载高度选择器13输出的装载高度信号使动力系控制模块3能够确定车辆的当前所选择的装载高度设定。当装载高度选择器13输出指示“越野”装载高度设定已被选择的信号时，禁止器15禁止停止/启动控制器11，以防止传送发动机停止请求信号。停止/启动控制器11可以例如由禁止器15禁用。仅当动力系控制模块3确定“越野”设定已被取消选择(例如，由于“普通”模式替代地被选择)时，激活停止/启动控制器11。
悬架控制模块7还可以例如经由CAN总线与动力系控制模块3通信。悬架控制模块7可以生成发动机运转请求信号17，该发动机运转请求信号17被传送至动力系控制模块3以启动发动机5。当发动机已经被停止/启动控制器11停止时生成发动机运转请求信号17，并且在发动机5保持停止在环保停止模式下时，装载高度选择器13输出指示“越野”装载高度设定已经被选择的信号。假定预定义启动条件满足，则停止/启动控制器11将响应于来自悬架控制模块7的发动机运转请求信号17来请求重新启动发动机5。可替选地，取决于用户偏好，系统可以允许手动地重新启动发动机。随后，在“越野”装载高度设定被选择时，禁止器15禁止停止/启动控制器11的操作。
动力系控制系统1可以任选地包括地形优化选择器(未示出)，该地形优化选择器用于激活多个动力系操作模式中的一个。动力系操作模式被预配置成使动力系的操作特性与特定地形类型——比如普通(也被称为“特别程序关闭”或“SPO”)；草、砾石&雪；沙；泥&车辙；雪和岩石攀爬——相匹配。操作模式可以例如指定不同的节流阀响应设定。而且，动力系操作模式可以向悬架控制模块7提供指令以选择悬架系统9的特定装载高度设定。通过示例的方式，被配置成用于穿行岩石(所谓的“岩石攀行”)的动力系操作模式也可能会需要选择“越野”或“最大”装载高度，结合上快速节流阀响应以尽管在低速下也提供快速加速/减速。
当激活需要选择“越野”的动力系操作模式时，禁止器15被激活以禁止停止/启动控制器11的操作。例如，选择升高的装载高度的动力系操作模式的选择可以导致自动地向禁止器15发送控制信号以禁止停止/启动控制器11的操作。
现在将参照图2所示的流程图来描述动力系控制系统1的操作。
发动机5最初以常规方式进行操作(步骤100)。执行第一检查(步骤110)以确定发动机停止条件和/或发动机起动条件是否满足。本实施方式中的停止条件包括检查车辆正保持静止并且驾驶员在车辆中。如果例如由于车辆正在移动而不满足停止条件，则禁止停止/启动控制器11的操作(步骤120)并且发动机继续操作。
如果停止/启动条件满足——例如车辆进入停止状态并且保持静止，则发起第二检查(步骤130)以确定是否选择了“越野”装载高度设定。具体地，询问CAN总线以确定装载高度选择器13是否输出指示“越野”设定已被选择的信号。如果未检测到这样的信号，则激活停止/启动控制器11(步骤140)，并且生成发动机停止请求信号以使发动机5停止。
如果检测到指示“越野”设定已被选择的信号，则执行第三检查(步骤150)以确定发动机5是否被停止/启动控制器11以环保停止而停止。如果发动机5尚未被停止/启动控制器11停止，则禁止停止/启动控制器11的操作(步骤160)。
如果停止/启动控制器11已使发动机5停止并且在选择“越野”设定时发动机保持停止，则生成发动机启动请求信号17以启动发动机(步骤170)。在选择“越野”设定的同时再次禁止停止/启动控制器11的操作。
一旦“普通”装载高度设定被选择，假设其他准则满足，则激活停止/启动控制器11以供在常规方式下使用。
鉴于前述内容，将理解的是，当“越野”装载高度设定被选择用于悬架系统9时，本发明可以禁止停止/启动控制器11的操作。通过在“越野”设定被选择时禁止停止/启动控制器11的操作，将防止发动机在车辆可能穿行艰难地形时经历环保停止。此外，如果发动机已经被停止/启动控制器11停止并且“越野”设定被选择，则将重新启动发动机并且禁止停止/启动控制器11的操作。
动力系控制模块3和悬架控制模块7在一个或更多个电子微处理器上实现。同样地，停止/启动控制器11、装载高度选择器13和禁止器15可以在一个或更多个电子微处理器上来实现。
将理解的是，该系统可设置有用于在“越野”设定下操作车辆时手动地重写停止启动干预的装置。这样的装置可以通过手动控制例如开关或手柄来提供，或者可以借助于触摸屏和在触摸屏上显示并且能够由操作车辆的用户操作的图形用户界面来提供。提供用于手动重写本发明的系统的装置在某些类型的车辆操作下可以证明是有用的，或者可以暂时地克服车辆对部件故障的响应。特别地，用于手动地重写本发明的系统的装置可以有利地用作服务或故障诊断模式，以在例行维护期间测试子系统功能。将理解的是，在不背离本发明的范围的情况下可以对本文所描述的布置做出各种改变和修改。
尽管上述实施方式中的悬架系统9为空气悬架系统，但将理解的是，本发明可以采用能够调节车辆装载高度的任何悬架系统。例如，悬架系统可以为液压气动系统。可替选地，悬架系统可以采用通过改变磁流变流体的粘度来调整车辆的装载高度的磁流变系统。
此外，尽管本发明的上述实施方式除其他以外解决如下问题：通过在“越野”或“最大”装载高度设定被选择时禁止停止/启动功能，来防止可能由于车辆正在艰难越野地形上驾驶时出现的环保停止导致驾驶员警报，但存在其他情况：根据车辆装载高度设定有利地禁止停止/启动功能。例如，在具有“运动”设定等——其中车辆装载高度相对于“普通”装载高度设定被降低——的车辆的情况下，禁止停止/启动功能可能是有利的。更详细地，驾驶员选择“运动”设定可以指示车辆正在不期望执行环保停止或环保开始的情况下进行驾驶，例如车辆正在跑道上进行驾驶，其中发动机的环保停止可能会对车辆从静止开始加速度产生不利影响。
此外，本发明可以被用于除了4×4越野车辆之外的车辆。例如，具有相对较低离地间隙的跑车可以被配备可调节悬架系统，以使该车的装载高度能够被增加至允许其越过障碍物例如减速带等而不损害车辆饰件的底盘或部件。因此，选择升高的装载高度设定指示驾驶员即将执行操纵以越过障碍物，在此期间执行环保停止将会不合适，因为这将会导致驾驶员不当报警或者将对车辆的驾驶员控制产生不利影响。在这些情况下，本发明的实施方式能够操作成在升高的装载高度设定被选择时禁止车辆的停止/启动功能。

Claims (17)

1.一种用于机动车辆的动力系控制系统，所述机动车辆包括内燃发动机以及能够根据第一装载高度设定和第二装载高度设定进行操作的可调节悬架系统，所述设定与相应的第一车辆装载高度和第二车辆装载高度相关联；所述动力系控制系统包括：
停止/启动控制器，所述停止/启动控制器用于发出发动机停止请求信号；以及
禁止器，所述禁止器用于根据所选择的装载高度设定来禁止所述停止/启动控制器的操作。
2.根据权利要求1所述的动力系控制系统，其中，所述禁止器能够进行操作，以在所述第一装载高度设定被选择时允许所述停止/启动控制器的操作，而在所述第二装载高度设定被选择时禁止所述停止/启动控制器的操作。
3.根据权利要求1或2所述的动力系控制系统，其中，与所述第一装载高度设定相比，所述第二装载高度设定与较大的装载高度相关联。
4.根据权利要求1或2所述的动力系控制系统，其中，所述停止/启动控制器被配置成：如果在所述发动机已经被所述停止/启动控制器停止的情况下选择所述第二装载高度设定，则发出发动机运转信号。
5.根据权利要求4所述的动力系控制系统，包括：装载高度选择装置，所述装载高度选择装置能够进行操作以输出指示已选择所述第二装载高度设定的控制信号。
6.根据权利要求5所述的动力系控制系统，其中，所述禁止器被配置成：在从所述装载高度选择装置接收到所述控制信号时，禁止所述停止/启动控制器的操作。
7.根据权利要求1或2所述的动力系控制系统，包括地形优化选择器，所述地形优化选择器用于激活多个预配置动力系操作模式中之一。
8.根据权利要求7所述的动力系控制系统，其中，所述预配置动力系操作模式中的至少一个预配置动力系操作模式包括选择所述第二装载高度设定。
9.根据权利要求8所述的动力系控制系统，其中，所述禁止器被配置成：在所述地形优化选择器激活包括选择所述第二装载高度设定的所述至少一个预配置动力系操作模式时，所述禁止器禁止所述停止/启动控制器的操作。
10.根据权利要求1或2所述的动力系控制系统，其中，所述禁止器设置在所述停止/启动控制器中；或者所述禁止器与所述停止/启动控制器分离。
11.根据权利要求1或2所述的动力系控制系统，包括处理器，所述处理器用于监测所述车辆的一个或更多个驾驶特性，以确定应当在何时选择所述第二装载高度设定。
12.根据权利要求11所述的动力系控制系统，其中，所述禁止器被配置成：在所述处理器确定应当选择所述第二装载高度设定时，所述禁止器禁止所述停止/启动控制器的操作。
13.一种用于操作机动车辆的方法，所述机动车辆包括内燃发动机和可调节悬架系统，所述方法包括：
当针对所述悬架系统选择第一装载高度设定时，在停止/启动模式下操作所述发动机；以及
当针对所述悬架系统选择第二装载高度设定时，禁止所述停止/启动模式。
14.根据权利要求13所述的方法，其中，如果在所述发动机已经被所述停止/启动模式停止时选择所述第二装载高度设定，则重新启动所述发动机。
15.根据权利要求13或14所述的方法，其中，预配置动力系操作模式是用户能够选择的；当配置成针对所述悬架系统选择所述第二装载高度设定的预配置动力系操作模式被激活时，禁止所述停止/启动模式。
16.根据权利要求13或14所述的方法，包括：监测所述车辆的一个或更多个驾驶特性以确定应当在何时选择所述第二装载高度设定；以及在确定应当选择所述悬架系统的所述第二装载高度设定时，禁止所述停止/启动模式，其中所述第二装载高度设定高于或者低于所述第一装载高度设定。
17.一种车辆，所述车辆包括内燃发动机、可调节悬架系统和根据权利要求1至12中任一项所述的动力系控制系统。
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