CN104828069A - 用于车辆的起停系统 - Google Patents
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Abstract
本公开提供了一种用于车辆的起停系统。车辆包括：内燃发动机，具有自动停止功能；电动泵电机，可驱动地结合到变速器泵和换热器泵；至少一个控制器。所述至少一个控制器被配置为：响应于发动机正在自动停止，控制电动泵电机，使变速器泵运转以向变速器供应液压压力并使换热器泵运转以提供从发动机到加热器芯散热器的流动。
Description
技术领域
本公开涉及具有发动机自动停止和自动起动逻辑的车辆以及在发动机自动停止时被激活的辅助泵。
背景技术
起停(stop/start)车辆可配备有发动机自动停止功能。该功能在车辆运转的特定时段期间关闭发动机以节省燃料。例如，当车辆停车时可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致动加速器时可重新起动发动机。
发明内容
根据本公开的一种车辆包括：内燃发动机，具有自动停止功能；电动泵电机，可驱动地结合到变速器泵和换热器泵；至少一个控制器。所述至少一个控制器被配置为自动停止和自动起动发动机。所述至少一个控制器还被配置为：响应于自动停止发动机，控制电动泵电机，使变速器泵运转以向变速器供应液压压力并使换热器泵运转以提供从发动机到加热器芯散热器的流动。
在一个实施例中，电动泵电机具有端轴，所述端轴被构造为驱动变速器泵和换热器泵。在另一实施例中，电动泵电机具有第一端轴和相对的第二端轴，其中，第一端轴被构造为驱动变速器泵，第二端轴被构造为驱动换热器泵。在又一实施例中，电动泵电机被构造为直接地驱动变速器泵和换热器泵中的一个，并被构造为间接地驱动变速器泵和换热器泵中的另一个。在另一实施例中，电动泵电机是变速电机。
根据本公开的一种用于控制车辆的方法，所述车辆具有被构造为自动停止的内燃发动机，所述方法包括：自动停止车辆的发动机。所述方法还包括：响应于发动机正在自动停止，控制可驱动地结合到变速器泵和换热器泵的电动泵电机，使变速器泵运转以向变速器供应液压压力并使换热器泵运转以提供从发动机到加热器芯散热器的流动。
在所述方法的一个实施例中，控制电动泵电机的操作包括响应于变速器液压压力需求或加热器芯流体需求而改变电机转速。
根据本公开的一种用于车辆的起停系统，所述车辆具有发动机，所述起停系统包括控制器。控制器被配置为：响应于发动机正在自动停止，控制至少一个电动泵电机，使变速器泵运转以向变速器供应液压压力并使换热器泵运转以提供从发动机到加热器芯散热器的流动。
在一个实施例中，所述至少一个电动泵电机是单个电动泵电机，所述单个电动泵电机可驱动地结合到变速器泵和换热器泵。在一个这样的实施例中，所述至少一个电动泵电机具有端轴，所述端轴被构造为驱动变速器泵和换热器泵。在另一个这样的实施例中，所述至少一个电动泵电机具有第一端轴和相对的第二端轴，其中，第一端轴被构造为驱动变速器泵，第二端轴被构造为驱动换热器泵。在又一个这样的实施例中，所述至少一个电动泵电机被构造为直接地驱动变速器泵和换热器泵中的一个，并间接地驱动变速器泵和换热器泵中的另一个。在另一实施例中，所述至少一个电动泵电机是变速电机。
根据本公开的实施例提供了多个优点。例如，本公开提供了一种起停车辆，具有用于辅助变速器泵和车厢换热器泵的组合式泵电机控制系统。根据本公开的一些实施例还提供了一种驱动辅助变速器泵和车厢换热器泵的共用泵电机。从而，简化了控制结构并可去除多余的组件，降低成本、重量和复杂性。
当通过下面结合附图对优选实施例进行详细描述时，本公开的上述优点和其它优点和特征将变得明显。
附图说明
图1是示出在自动停止期间的发动机状态的图表。
图2示意性地示出具有单独的辅助变速器泵和车厢换热器泵的起停车辆。
图3A和图3B示出在如图2所示的车辆中的自动停止事件期间变速器泵和冷却液泵的运行状态。
图4示意性地示出具有组合式泵电机的起停车辆。
图5A和图5B示出起停车辆中的多种泵电机构造。
图6示意性地示出具有组合式泵控制系统的起停车辆。
图7是示出控制起停车辆中的泵电机的方法的流程图。
具体实施方式
在此描述本公开的实施例。然而，应理解的是，所公开的实施例仅仅是示例，并且其它实施例可采取多种和可选形式。附图不一定成比例地绘制；一些特征可被夸大或最小化，以显示特定组件的细节。因此，在此公开的具体结构和功能细节不应当被解释为限制，而仅作为用于教导本领域技术人员以不同的方式应用本发明的代表性基础。如本领域普通技术人员将理解的，参照任一附图示出和描述的多个特征可与在一个或更多个其它附图中示出的特征相组合，以产生未明显示出或描述的实施例。示出的特征的组合为典型应用提供代表性实施例。然而，对于特定应用或实施方式，可期望与本公开的教导一致的特征的多种组合和变型。
起停车辆通过传统的内燃发动机提供动力并配备有控制自动停止和自动起动功能的起停系统。当车辆停车并且不需要发动机用于推进或其它目的时，起停系统可以自动停止发动机。在稍后的时间里，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。通过在可能的时候停用发动机，减少了总的燃料消耗。与真正的混合动力车辆不同，起停车辆不能进行纯电力推进。此外，与真正的混合动力车辆不同，起停车辆不配备有牵引电池。相反，它们仅包括传统的起动、照明和点火(SLI)电池。
控制器可发起发动机的自动停止或自动起动。例如，当车辆即将停车时，控制器可发送开始停止发动机的程序的命令，从而防止交流发电机或一体式起动机发电机向电负载提供电流。当发动机停止时电池可以向电负载提供电流。当在发动机自动停止之后释放制动踏板(和/或踩下加速踏板)时，控制器可以发送开始起动发动机的程序的命令，从而使交流发电机或一体式起动机发电机能够向电负载提供电流。
参照图1，发动机起停时序可以包括多个阶段：“自动停止开始”，这标示着发动机自动停止的开始；“为发动机自动停止做准备”，这是车辆系统以及发动机为即将发生的发动机停止做准备期间的时间段(如果在这个阶段检测到禁止自动停止的条件，则中止为即将发生的发动机停止做准备并且车辆系统和发动机返回到它们的正常运转模式)；“切断燃料”，这标示着停止供向发动机的燃料流的时间点；“发动机停止”，这是发动机转速减小到0期间的时间段；“低燃料重起”，这标示着这样的时间点：如果在“发动机停止”阶段期间请求重起以禁止自动停止，则在该时间点之后可能需要接合起动机以起动(crank)发动机(如果在“发动机停止”阶段期间以及在“低燃料重起”之前请求重起，则可通过恢复燃料流来重起发动机以禁止自动停止)；“发动机转速＝0”，这标示着发动机转速接近或等于0的时间点；“发动机已自动停止”，这是发动机处于关闭期间的时间段；“起动机接合”，这标示着(响应于检测到发动机自动起动的条件)起动机开始起动发动机以致力于起动发动机的时间点；“起动机起动发动机”，这是发动机不能在自身动力的作用下起动期间的时间段；“起动机分离”，这标示着发动机能在自身动力的作用下起动的时间点；“发动机转速增大”，这是发动机转速增大至其运行转速期间的时间段；“自动起动结束”，这标示着发动机转速达到其运行转速(等于或高于目标怠速转速)的时间点。
在起停车辆中，起停系统可自动关闭发动机以节省燃料，并且在稍后的时间里自动重起发动机。然而，当发动机自动停止时，机械驱动的组件通常也将会停止。
一种这样的组件是变速器泵。自动变速器通常依赖于用作离合器或制动器的液压致动器。通常通过机械地驱动的变速器泵来保持用于致动离合器和制动器的液压压力。在发动机自动停止期间，变速器泵将停止，这导致液压压力下降(bleed down)。在长时间的发动机自动停止期间，这会导致变速器离合器和制动器释放，变速器换档至空档状态。当发动机自动起动时，在变速器再次换档到位之前机械泵被重新致动并且必须增大液压压力，这会导致延迟。可通过将液压压力下降损失量(bleed-down leakage)减小至维持发动机自动停止持续几分钟的量来缓解这种效应。这种解决方案需要使机加工组件具有非常紧密的公差，因此可能是不划算的或不可行的。另一解决方案在于提供一种电动辅助变速器泵。这种泵可在发动机自动停止的同时利用电池电力而运转。从而，维持液压压力，并且在发动机重起之后变速器保持处于能将扭矩快速地传递到车辆驱动轮的档位。
在发动机自动停止期间停止的另一机械驱动的组件是发动机冷却液泵。因此，在发动机自动停止期间，冷却液不再从发动机流向用于车厢加热器和挡风玻璃除霜器的加热器芯散热器。从而，在发动机自动停止之后排出的气体变冷，降低了驾驶员的满意度。通常使用另一电动泵来缓解这种效应，以维持从热的发动机缸体到加热器芯的冷却液的流动。
参照图2，结合参照图3A和图3B，示出了包含两个电动机的起停车辆10和该起停车辆10的运转。起停车辆10包括：动力源12，例如，内燃发动机(ICE)；增强的发动机起动机电机14；自动变速器16，其输入轴17通过变矩器连接到发动机；变速器输出22；主减速器机构23，连接到输出22；电动辅助(EAUX)液压泵24，其输出给变速器的液压系统增压；蓄电池26，向泵24、ABS模块27供应电力；车轴28、29，可驱动地连接到驱动轮30、31；车厢换热器32，与内燃发动机12中的冷却液通道流体连通并与车厢换热器电动泵33流体连通。
变速器控制模块(TCM)42从泵24和变速器16接收信号并向泵24和变速器16发送信号，并且TCM 42从电池26和换档杆(gear shifter)44接收输入信号，换档杆44在自动模式通道46中的P位置、R位置、N位置、D位置、L位置之间运动并且在手动模式通道48中的升档(+)位置与降档(-)位置之间运动。TCM 42另外地控制EAUX泵24。发动机控制模块(ECM)50(通过CAN与制动控制模块27通信)从起动机14和发动机12接收信号并向起动机14和发动机12发送信号，并且ECM 50从电池26和加速踏板52接收输入信号。代表制动踏板54的运动的信号通过制动致动器55传送到制动控制模块27，制动控制模块27控制制动线路76、77和车轮制动器78、79中的流体压力。ECM 50另外地控制车厢换热器电动泵33。
当发起发动机自动停止时，发动机转速80随着发动机关闭而降低到零。为了保持冷却液流动，响应于来自ECM 50的命令，换热器电动泵33旋转高达非零电机转速82。当发动机自动起动时，发动机转速80增大并且换热器电动泵可停用。类似地，当发动机转速80’在自动停止事件期间降低至零时，响应于来自TCM 42的命令，辅助变速器泵24旋转高达非零电机转速84，以保持变速器中的液压压力。当发动机自动起动时，发动机转速80’增大并且辅助变速器泵可停用。
这种方法确保了在发动机自动停止事件期间存在足够的液压压力并且车厢换热器保持运转。然而，具有两个电动泵电机会增加车辆内的制造电机组件、电机电控制和电机封装的成本。
现在参照图4，示意性地示出根据本公开的具有共用的电动泵电机的起停车辆86。车辆86包括与至少一个控制器90通信并受所述至少一个控制90控制的内燃发动机88。控制器90可以是ECM或者其它适宜的一个控制器或多个控制器。控制器90控制泵电机92。泵电机92是被构造为驱动辅助变速器泵94和车厢换热器泵96的共用泵电机。辅助变速器泵94与变速器98流体连通，并被构造为在发动机88已经自动停止时保持变速器98中的液压压力。车厢换热器泵96与车厢换热器100流体连通，并被构造为在发动机已经自动停止时使冷却液在车厢换热器100与发动机88中的冷却液通道之间循环。
现在参照图5A，示出了共用泵电机的一个实施例。在本实施例中，共用泵电机92’具有两个相对的端轴。第一端轴102机械地驱动辅助变速器泵94’。第一端轴102可经由齿轮组、皮带轮、带或其它适当的驱动连接装置直接地或间接地驱动辅助变速器泵。第二端轴104机械地驱动车厢换热器泵96’。第二端轴104可类似地直接地或间接地驱动车厢换热器泵96’。
现在参照图5B，示出了共用泵电机的可选实施例。在本实施例中，共用泵电机92”具有单个端轴106。端轴106机械地驱动辅助变速器泵94”和车厢换热器泵96”。端轴106可直接地或间接地驱动辅助变速器泵94”和车厢换热器泵96”这两者，或直接驱动和间接驱动相组合地驱动这两者，如上所述。在本实施例中，车厢换热器泵96”连接到位于辅助变速器泵94”与共用泵电机92”之间的连接之外的端轴106。在另一实施例中，辅助变速器泵可连接到位于车厢换热器泵之外的端轴。
现在参照图6，示出了起停车辆86’的可选实施例。本实施例包括内燃发动机88’，单个控制器90’向辅助变速器泵电机108和换热器泵电机110发送命令。辅助变速器泵电机108驱动辅助变速器泵94’，换热器泵电机110驱动换热器泵96’。辅助变速器泵94’与变速器98’流体连通，并被构造为在发动机88’已经自动停止时保持变速器98’中的液压压力。车厢换热器泵96’与车厢换热器100’流体连通，并被构造为在发动机已经自动停止时使冷却液在车厢换热器100’与发动机88’中的冷却液通道之间循环。
如先前的解决方案，在本实施例中使用两个单独的电机。然而，在这种构造中，一体化控制系统实现向换热器泵电机110和辅助变速器泵电机108发送命令。使这些控制集成到单个控制器90’中消除了控制系统的复杂性。这可包括通过共用的单个控制器输出连接通过共用的并联线路连接同时向两个泵传输通用的电压。
现在参照图7，用于控制起停车辆的方法包括提供电动泵电机，如在框112处所示。该方法另外地包括响应于发动机自动停止而控制电动泵电机驱动辅助变速器泵和车厢换热器泵，如在框114处所示。该方法还包括响应于变速器液压压力需求和/或加热器芯冷却液需求而改变电机转速，如在框116处所示。
如从上面的公开所了解的，本发明提供了一种具有用于辅助变速器泵和车厢换热器泵这两者的组合式泵电机控制系统的起停车辆。根据本发明的一些实施例还提供一种驱动辅助变速器泵和车厢换热器泵的共用泵电机。从而，简化了控制结构并去除了多余的组件，降低了成本、重量和复杂性。
在此公开的过程、方法或算法可传输到处理装置、控制器或计算机/由处理装置、控制器或计算机实施，处理装置、控制器或计算机可包括任何现存的可编程电子控制单元或专用电子控制单元。类似地，所述过程、方法或算法可被存储为可能以多种形式由控制器或计算机执行的数据和指令，所述多种形式包括但不限于永久地存储在不可写入存储介质(例如，ROM装置)上的信息和可变地存储在可写入存储介质(例如，软盘、磁带、CD、RAM装置、其它磁性介质和光学介质)上的信息。所述过程、方法或算法还可能以软件可执行对象的方式实现。可选地，所述过程、方法或算法可利用合适的硬件组件(例如，特定用途集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)、状态机、控制器或其它硬件组件或装置)或者硬件、软件和固件组件的组合而整体或部分地实现。
虽然在上面描述了示例性实施例，但是并不意味着这些实施例描述了由权利要求所包含的所有可能形式。在说明书中使用的词语是描述性词语而非限制性词语，应理解的是，在不脱离本公开的精神和范围的情况下能够进行各种改变。如之前描述的，各个实施例的特征可组合，以形成可能未明确描述或示出的本发明的进一步的实施例。虽然各个实施例可能已经被描述为提供优点或者在一个或更多个期望特性方面优于其它实施例或现有技术实施方式，但是本领域的普通技术人员认识到，根据具体应用和实施方式，一个或更多个特征或特性可折衷，以实现期望的总体系统属性。这些属性可包括但是不限于成本、强度、耐用性、生命周期成本、可销售性、外观、包装、尺寸、可维护性、重量、可制造性、装配容易性等。这样，被描述为在一个或多个特性方面比其它实施例或现有技术实施方式更不令人期望的实施例不在本公开的范围之外，且可期望用于具体应用。
Claims (6)
1.一种用于车辆的起停系统，所述车辆包括发动机，所述起停系统包括：
控制器，被配置为：响应于发动机正在自动停止，控制至少一个电动泵电机，使变速器泵运转以向变速器供应液压压力并且使换热器泵运转以提供从发动机到加热器芯散热器的冷却液的流动。
2.根据权利要求1所述的起停系统，其中，所述至少一个电动泵电机可驱动地结合到变速器泵和换热器泵。
3.根据权利要求2所述的起停系统，其中，所述至少一个电动泵电机具有端轴，所述端轴被构造为驱动变速器泵和换热器泵。
4.根据权利要求2所述的起停系统，其中，所述至少一个电动泵电机具有第一端轴和相对的第二端轴，其中，第一端轴被构造为驱动变速器泵，第二端轴被构造为驱动换热器泵。
5.根据权利要求2所述的起停系统，其中，所述至少一个电动泵电机被构造为直接地驱动变速器泵和换热器泵中的一个，并间接地驱动变速器泵和换热器泵中的另一个。
6.根据权利要求2所述的起停系统，其中，所述至少一个电动泵电机是变速电机。
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