CN107084063B - 用于激进驾驶员的主动燃料控制系统 - Google Patents

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Abstract

本公开涉及用于激进驾驶员的主动燃料控制系统。一种车辆包括被配置为向内燃发动机输送燃料的燃料泵。所述车辆还包括被配置为检测车辆组件的加速度的加速计。车辆周围提供了用于检测指示激进驾驶的状况的多个传感器。提供了至少一个控制器，所述至少一个控制器与燃料泵、加速计和传感器通信。所述至少一个控制器被配置为响应于指示激进驾驶的一个或更多个状况，将燃料泵切断阈值调节至调节的切断阈值。随后所述至少一个控制器响应于所述加速度超过所述调节的切断阈值，切断所述燃料泵。

Description

用于激进驾驶员的主动燃料控制系统
技术领域
本公开涉及基于指示车辆是被激进地驾驶还是处于对抗性路况的状况和因素来控制对发动机的燃料分配。
背景技术
包括内燃发动机的车辆通常包括用于将燃料输送至发动机的一个或更多个燃料泵。车辆还可配备有多个传感器，诸如检测车辆何时遭受碰撞的加速计和撞击传感器。为了安全目的，车辆中的控制器被配置为当车辆遭受碰撞时切断燃料泵。
发明内容
根据一个实施例，一种车辆包括燃料泵、加速计和至少一个控制器。所述燃料泵被配置为向发动机输送燃料。所述加速计被配置为检测车辆组件的加速度。所述至少一个控制器被配置为：(i)响应于指示激进驾驶的一个或更多个状况，将燃料泵切断阈值调节至调节的切断阈值；(ii)响应于所述加速度超过所述调节的切断阈值，切断所述燃料泵。
所述指示激进驾驶的状况可从多个传感器来获得，其中，所述多个传感器被配置为检测(i)驾驶员的身体状况；(ii)车辆的操作状况；和/或(iii)外部道路状况。
根据另一实施例，一种车辆包括：燃料泵、加速计、一个或更多个传感器以及至少一个控制器。所述燃料泵被配置为向发动机输送燃料。所述加速计被配置为检测车辆组件的加速度。所述一个或更多个传感器被配置为检测激进驾驶。所述至少一个控制器被配置为：响应于检测到的激进驾驶将燃料泵切断阈值调节至调节的切断阈值；响应于所述加速度在所述燃料泵切断阈值和所述调节的切断阈值之间，禁止所述燃料泵的切断。
根据本公开的一个实施例，所述检测到的激进驾驶是从被配置为检测驾驶员的身体状况的多个传感器获得的。
根据本公开的一个实施例，所述多个传感器包括：相机，被配置为跟踪驾驶员的视线，使得所述至少一个控制器被配置为基于视线跟踪将所述燃料泵切断阈值调节至所述调节的切断阈值。
根据本公开的一个实施例，所述多个传感器包括：座椅重量传感器，被配置为检测驾驶员的重量转移，使得所述至少一个控制器被配置为基于所述驾驶员的重量转移将所述燃料泵切断阈值调节至所述调节的切断阈值。
根据本公开的一个实施例，所述多个传感器包括：相机，被配置为检测身体运动或面部运动，使得述至少一个控制器被配置为基于所述身体运动或面部运动将所述燃料泵切断阈值调节至所述调节的切断阈值。
根据本公开的一个实施例，所述检测到的激进驾驶是从被配置为检测车辆的操作状况的多个传感器获得的。
根据本公开的一个实施例，所述多个传感器包括：驾驶员需求传感器，被配置为检测加速需求、制动需求和转向需求中的至少一个，使得所述至少一个控制器被配置为基于驾驶员需求将所述燃料泵切断阈值调节至所述调节的切断阈值。
根据本公开的一个实施例，所述多个传感器包括：发动机转速传感器，被配置为检测发动机的运行转速，使得所述至少一个控制器被配置为基于所述发动机的运行转速将所述燃料泵切断阈值调节至所述调节的切断阈值。
根据本公开的一个实施例，所述检测到的激进驾驶是从被配置为检测外部道路状况的一个或更多个传感器的获得的。
根据另一实施例，提供了一种用于影响车辆中的燃料泵的操作的方法。所述方法包括：从一个或更多个加速计接收指示车辆组件的加速度的信号。限定阈值，其中，响应于所述加速度超过所述阈值，禁止燃料被输送至发动机。从一个或更多个传感器接收指示激进驾驶的信号。响应于所述激进驾驶，将所述阈值调节至调节的阈值。
根据本公开的一个实施例，其中，所述调节步骤包括：提高所述阈值。
附图说明
图1是根据一个实施例的车辆中的发动机控制系统的示意图。
图2是根据一个实施例的车辆中的用于操作燃料泵的控制系统的示意图。
图3是示出多个传感器和控制模块的控制示图，其中，所述多个传感器和控制模块向其它控制模块提供数据以用于改进对燃料泵的控制。
图4是初始阈值和多个调节的阈值相对于速度在横向和前后方向两者上的变化的曲线图。根据一个实施例，阈值调节改变了导致防止燃料被输送至发动机所需的加速度的大小。
图5是根据一个实施例的用于调节图4的阈值的控制算法的流程图。
图6是根据一个实施例的用于针对激进驾驶员和对抗性路况来控制主动燃料控制调节系统中的燃料泵的控制示图。
具体实施方式
在此描述本公开的实施例。然而，应理解的是，所公开的实施例仅为示例，并且其它实施例可采用各种可替代形式。附图不必按比例绘制；可夸大或最小化一些特征以示出特定部件的细节。因此，在此公开的特定结构和功能细节不应被解释为限制，而仅为用于教导本领域技术人员以多种形式采用本实施例的代表性基础。如本领域普通技术人员将理解的，参考任一附图示出和描述的各种特征可与在一个或更多个其它附图中示出的特征组合以产生未明确示出或描述的实施例。示出的特征的组合提供用于典型应用的代表实施例。然而，与本公开的教导一致的特征的多种组合和变型可被期望用于特定应用或实施方式。
以下描述了各种传感器，所述传感器的数据输出被用于控制发动机燃料泵的操作控制。如这里使用的，除非以传感器实际是什么类型的传感器的描述来限定了术语“传感器”，否则术语“传感器”意在具有广泛的含义。例如，未限定的术语“传感器”可指代压力传感器、位置传感器、温度传感器以及作为车辆中的视觉系统的一部分的传感器(诸如雷达、相机、红外传感器等)。这些传感器以及它们如何影响燃料泵的操作的说明在以下另外描述。
现在参照附图，图1示意性地示出车辆的发动机系统10的示例实施例。发动机系统包括具有一个或更多个燃烧室14的内燃发动机12。每个燃烧室14可包括用于将燃料输送到燃烧室14的燃料喷射器。在一些实施例中，每个燃烧室14可包括被配置为将燃料直接喷射进燃烧室的直接燃料喷射器。在其它实施例中，端口燃料喷射器可被提供作为直接燃料喷射器的替换或补充。
发动机系统10可包括被配置为将燃料分配至燃烧室14的燃料分配管16。燃料18从燃料罐20经由燃料通道22被供应至燃料分配管16。燃料通道22可包括一个或更多个燃料泵。例如，低压燃料泵24可被设置在燃料罐20中，并由电机驱动，以将燃料输送出燃料罐20并进入燃料通道22。另一燃料泵(诸如高压燃料泵(未示出))可在燃料罐20外部沿着燃料通道22被设置。
燃料通道22还可包括一个或更多个阀。例如，阀26被控制，以选择性地使燃料进入燃料分配管16。阀26可被控制，以根据已知的方法调节质量流和燃料的压力。
发动机系统10还包括返回通道28，其中，返回通道28使过量的或未燃烧的燃料从燃料分配管16返回到燃料罐20。返回管路28还包括用于选择性地控制返回至燃料罐20的燃料流的阀30。返回管路使燃料泵24在不改变燃料罐20中的压力的情况下为燃料喷射器加压。
图1中示出的发动机系统10仅为示例，并且不意在限制本公开的范围。其它结构可预期存在于发动机系统中。例如，诸如燃料过滤器、压力传感器、旁路管路等公知的结构预期被包括在发动机系统10中。
发动机系统10还包括相关的控制器50(诸如发动机系统控制器或发动机控制模块(ECM))。尽管被示出为一个控制器，但控制器50可以是大型控制系统的一部分，并可被遍布在车辆中的各种其它控制器(诸如车辆系统控制器(VCS))控制。因此，应理解的是，动力传动系统控制单元50以及一个或更多个其它控制器可被统称为“控制器”，其中，所述“控制器”响应于来自各种传感器的信号控制多个致动器，以控制诸如启动/停止对发动机12的燃料输送、操作/禁用燃料泵24等的功能。控制器50可包括与各种类型的计算机可读存储装置或介质通信的微处理器或中央处理器(CPU)。计算机可读存储装置或介质可包括例如只读存储器(ROM)、随机存取存储器(RAM)和保持记忆存储器(KAM)中的易失性存储器和非易失性存储器。KAM是可被用于当CPU掉电时存储各种操作变量的永久性或非易失性存储器。可使用任意数量的已知存储装置(诸如PROM(可编程只读存储器)、EPROM(电PROM)、EEPROM(电可擦除PROM)、闪存、或能够存储数据的任何其他电、磁、光或组合存储装置，其中，所述数据中的一些表示被控制器用于控制发动机或车辆的可执行指令)实现计算机可读存储装置或介质。
控制器经由输入/输出(I/O)接口与各种发动机/车辆传感器和制动器通信，其中，所述输入/输出(I/O)接口可被实现为提供各种原始数据或信号调节、处理和/或转换、短路保护等的单一集成接口。可选地，一个或更多个专用硬件或固件芯片可被用于在特定信号被提供至CPU之前对特定信号进行调节和处理。如在图1的实施例中所大体示出的，控制器50可将信号发送至燃料泵24、阀26、阀30以及发动机系统10外部的多个传感器60，和/或从燃料泵24、阀26、阀30以及发动机系统10外部的多个传感器60接收信号。控制器50还可将信号发送至点火控制器、动力传动系统控制模块以及控制发动机系统10中的特定组件的其它这样的控制模块，和/或从点火控制器、动力传动系统控制模块以及控制发动机系统10中的特定组件的其它这样的控制模块接收信号。
在传统车辆中提供的一种控制系统响应于检测到的撞击事件(即，碰撞)而管理燃料泵的切断或以其它方式阻止燃料被输送至发动机。这被称作燃料切断(FCO)控制策略。这种FCO控制策略可与接收指示撞击事件的信号的约束控制模块(RCM)通信。若干有限的输入已知为被提供给这种FCO策略。例如，底盘上、车轮上、保险杠上和车辆周围的其它区域的加速计可基于加速度超过设置的阈值来检测碰撞击事件发生的高度可能性。基于这样确定的撞击事件的发生，为了安全，燃料泵被切断。
这种控制系统100的示例在图2中示出。RCM 102从前方碰撞传感器(FCS)104接收信号以及指示横向(x-方向)加速度和前后(y-方向)加速度的信号。这些传感器允许相关的控制器根据已知的方法确定碰撞是否发生。如果检测的碰撞实质上是严重的，则补充的约束(诸如安全气囊)可被激活。RCM随后应用逻辑以确定燃料泵是否应被切断，以根据已知的方法阻止燃料被输送到发动机。在这种做法的一个示例中，RCM向电子燃料泵继电器(EFPR)106发送信号，命令切断燃料泵24。RCM还可向动力传动系统控制模块(PCM)和/或发动机控制模块(ECM)108发送信号，以向EFPR发送切断命令。如果提供了汽油涡轮增压方向喷射(GTDI)燃料泵110，则PCM/ECM可基于指示碰撞事件的传感器来命令燃料泵切断。
以前的FCO控制策略不能在撞击事件和极端激进的驾驶之间进行合适的区分。换句话说，由于高加速力、偏航、侧倾等，高性能车辆中的激进驾驶可能给出关于存在撞击事件的错误判断。即使在车辆未遭受碰撞时这也可能切断对发动机的燃料供应。
因此，根据本公开的多个实施例，提供了一种用于接收指示发生激进驾驶行为或状况的信号的控制系统。基于所述激进驾驶行为，设置的加速度阈值(通常如果超过所述设置的加速度阈值则会切断燃料泵(如上所述))被改变以反映激进驾驶。这提升了确定撞击事件是否发生的准确性，并降低或消除了不适当地切断燃料泵的操作的发生。
如以上参照图1所描述的，控制器50还从作为车辆中的其它系统的一部分的其它传感器60接收信号。根据本公开的各种实施例，控制器50被特别配置为基于来自车辆中的其它传感器的信号，控制将燃料输送至燃烧室14。在一个或更多个实施例中，例如，控制器50被配置为响应于从车辆周围的其它传感器60接收的信号通过例如禁用燃料泵24来禁止将燃料输送至发动机。
图3示意性地示出根据本公开的各种实施例的向RCM 102提供附加信息的多个控制模块的示例。这种被提供给RCM的附加数据允许RCM确定需要调节燃料泵被切断的阈值的激进驾驶行为是否发生。RCM从驾驶员习惯/行为接口130接收输入。所述接口被特别设计和配置为从各种传感器60接收目标信号，其中，所述目标信号将指示是否注意到有目的的、激进的驾驶行为。例如，动力控制模块(PCM)132或动力传动系统控制模块可提供诸如加速踏板需求、发动机转速和RPM速率、挡位、悬挂响应、尾气化学以及动力传动系统和其它组件(例如，制动片、减震器等)的温度的改变的信号。
动力转向控制模块(PSCM)134可提供指示转向行为(诸如方向盘角度位置以及转向角的变化速率)的信号。方向盘还可配备有压力传感器或握力传感器，所述压力传感器或握力传感器被配置为检测驾驶员的握力，其中，提升的握力指示激进的驾驶。
制动控制模块(BCM)136可提供指示制动行为的信号，诸如制动踏板需求和制动片的温度的变化。
人机界面138可与车辆中的交互显示器(诸如LED/LCD车载屏幕或抬头显示器)通信。人机界面可从交互显示器接收指示驾驶员选择“运动”驾驶模式等的信号，其中，在“运动”驾驶模式下，驾驶员期望车辆加强转向响应、使气门响应敏锐、并升高换挡点或在更长的时间量中保持挡位。
驾驶辅助模块(DAM)140也可提供信号。DAM可包括视觉传感器(诸如相机、声呐、雷达等)以感应外部物体接近或靠近车辆，从而允许车辆自动反应。例如，DAM可以是自主驾驶系统、自动停车系统以及本领域已知的其它这种接收指示外部物体的存在和位置以及道路状况的信号的系统的一部分。
另外的相机、雷达装置和视觉系统142可向RCM发送另外的信号。这些另外的系统可包括用于在坑洼检测系统、道路地形信号、车道规避系统和主动安全控制系统中使用的传感器和相机。在一个实施例中，提供了面向驾驶员的车载相机，并且所述车载相机被配置为与控制器通信，所述控制器被配置为执行面部识别软件以检测头部运动和面部表情(诸如眉毛和嘴的运动)的变化。在一个实施例中，提供座椅重量传感器以用于确定至少在驾驶员的座椅上的重量的位置和大小。驾驶期间重量转移可指示激进的驾驶行为。
控制器可使用以上描述的任意信号将所述信号与单独的阈值进行比较。当来自这些传感器的输出的数值超过其各自的阈值时，控制器可相应提升用于燃料泵何时切断的调节的阈值。这将参照图4-图5更详细地描述。
参照图4，示出了速度在横向(x-方向)和前后方向(y-方向)的变化曲线。第一阈值200由相关控制器提供。第一阈值是预配置为设置值的加速度阈值或速度变化阈值。当加速度被布置在车辆周围的多个加速计中的一个或更多个加速计检测到时，控制器将加速度的大小与阈值200进行比较。在正常驾驶状况下，如果加速度超过阈值200，则控制器则命令切断燃料泵，这是因为检测到碰撞事件可能发生。否则，当加速度保持低于阈值并且在椭圆形边界200内时，燃料泵正常操作。
然而，如果以上描述的各种传感器指示激进驾驶状况存在，则阈值可被调节。例如，如将参照图5更详细地描述的，当每个传感器检测到指示激进驾驶的超过各自阈值(例如，方向盘上的握力超过握力阈值、加速需求以超过阈值的速率改变等)的状况时，初始的第一阈值200可被提升至调节的阈值202。当更多传感器检测到指示激进驾驶的超过其它各自的阈值的状况时(例如，方向盘角度随时间的变化超过阈值、车载相机检测到头部移动达到超过阈值的程度等)时，调节的阈值202还可被调节至另一调节的阈值204。随着阈值提升，允许车辆对应地体验越来越高的加速度大小，而不会导致控制器切断燃料泵。简言之，控制器被配置为响应于指示激进驾驶的一个或更多个状况而将燃料泵切断阈值调节至调节的切断阈值。一旦加速度超过初始燃料泵阈值，燃料泵仍可保持活动。但是，响应于加速度超过调节的切断阈值，控制器切断燃料泵。
图5示出由一个或更多个控制器执行的算法300的示例的流程图。例如，基于车辆启动，处理在302被唤醒或开始。初始阈值被设置(如图4的200所示)。在304，初始化计数器。根据关于可指示激进驾驶的各个因素的以上的各种实施例，测量第一标准。在306，如果满足第一标准，则在308，控制器将所述阈值调节到调节的阈值(诸如图4中的调节的阈值202)。在310，执行以上描述的燃料切断算法，其中，在该算法中，车辆的方向加速度针对调节的阈值被测量，并且控制器确定是否切断燃料泵。
处理在312继续，其中，在312，用于指示激进驾驶是否发生的第二标准被测量。并且，在314，控制器将阈值调节至另一调节的阈值，以反映指示激进驾驶的提升的数据。在316，所述处理重复n次阈值比较，并在318设置n次调节的阈值。如果没有标准指示激进驾驶，则在320，计数器重置，并且处理重新开始。
图6示出由控制器执行的用于确定激进驾驶的示例性算法400的流程图。用于所述算法的这些步骤中的多个步骤的构思在以上被讨论。所述算法在402开始。在404，如上所述，从车载相机、雷达装置、感测系统等收集驾驶员信息，其中，所述驾驶员信息将指示车辆内的驾驶员的行为，诸如眼睛运动、头部运动、驾驶员座椅上的重量转移等。在406，如上所述，从车载相机、雷达装置、感测系统等收集车辆信息，其中，所述车辆信息将指示车辆的操作和性能，诸如档位切换、加速需求、制动需求等。在408，如上所述，从车载相机、雷达装置、感测系统等收集环境信息，其中，所述环境信息将指示车辆周围的环境，诸如其它接近的车辆、坑洼、路面等级等。
在410，控制器收集所有这些信息作为用于激进驾驶员和对抗性路况的主动燃料控制调节系统的一部分。在412，所述信息根据以上描述的方法被分析。在414，控制器确定所述状况是否指示车辆被激进驾驶或“正常”(即，不激进)驾驶。如果车辆未被激进驾驶，则所述处理重复。如果车辆被激进驾驶，则在416，控制器可将这种活动的警告消息显示给驾驶员。所述警告可以是可听的(例如，通过车辆的扬声器系统)和/或可视的(通过人机接口、抬头显示器、仪表板显示器等)。这可警告驾驶员所述车辆正在被激进驾驶，并且燃料泵可能不会按照其正常配置的控制被切断。在418，所述阈值可根据以上描述的方法被调节。如果加速计检测到的加速度足够大，使得所述加速度甚至超过了调节的阈值，则在420，燃料泵被禁用以关闭发动机。
尽管参照了以上切断燃料泵以阻止将燃料输送至发动机的教导，但应理解的是，可启用其它机制以实现相同的结果。例如，阀门可被关闭、旁路管路可被打开、并且为了安全考虑而防止燃料燃烧的其它这种动作可发生。
在此公开的处理、方法或算法可以交付给处理装置、控制器或计算机/通过处理装置、控制器或计算机来实现，其中，所述处理装置、控制器或计算机可包括任何现有的可编程电子控制单元或专用的电子控制单元。类似地，所述处理、方法或算法可以以多种形式被存储为通过控制器或计算机可执行的数据和指令，其中，所述数据和指令包括但不限于永久性地存储在非可写存储介质(诸如，ROM装置)上的信息以及可变地存储在可写存储介质(诸如，软盘、磁带、CD、RAM装置和其它磁介质和光学介质)上的信息。所述处理、方法或算法也可以在软件可执行对象中被实现。可选地，可使用合适的硬件组件(诸如，专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)、状态机、控制器或者其它硬件组件或装置)或硬件、软件和固件组件的组合来整体或部分地实现所述处理、方法或算法。
虽然以上描述了示例性实施例，但这些实施例并不意在描述权利要求所涵盖的所有可能形式。说明书中所使用的词语是描述性词语而非限制性词语，并且应理解的是，可在不脱离本公开的精神和范围的情况下做出各种改变。如前所述，可将各种实施例的特征进行组合以形成本发明的可能未被明确描述或示出的进一步的实施例。尽管针对一个或更多个期望特性，各种实施例可能已经被描述为提供超过其它实施例或现有技术的实施方式的优点或优于其它实施例或现有技术的实施方式，但是本领域的普通技术人员应认识到，一个或更多个特征或特性可被折衷以实现期望的整体系统属性，这取决于特定应用和实施方式。这些属性可包括但不限于成本、强度、耐用性、生命周期成本、市场性、外观、包装、尺寸、可维护性、重量、可制造性、装配的便利性等。因此，对于被描述为在一个或更多个特性方面不如其它实施例或现有技术的实施方式的任意实施例，这些实施例并非在本公开的范围之外，并可被期望用于特定应用。

Claims (11)

1.一种车辆，包括：
燃料泵，被配置为向发动机输送燃料；
加速计，用于检测车辆组件的加速度；
至少一个控制器，被配置为：
响应于指示激进驾驶的一个或更多个状况，将燃料泵切断阈值提高至调节的切断阈值；
响应于所述加速度超过所述调节的切断阈值，切断所述燃料泵。
2.如权利要求1所述的车辆，其中，所述指示激进驾驶的状况是从被配置为检测驾驶员的身体状况的多个传感器获得的。
3.如权利要求2所述的车辆，其中，所述多个传感器包括：方向盘传感器，被配置为检测方向盘上的握力，使得所述至少一个控制器被配置为基于所述握力将所述燃料泵切断阈值提高至所述调节的切断阈值。
4.如权利要求2所述的车辆，其中，所述多个传感器包括：座椅重量传感器，被配置为检测驾驶员的重量转移，使得所述至少一个控制器被配置为基于所述驾驶员的重量转移将所述燃料泵切断阈值提高至所述调节的切断阈值。
5.如权利要求2所述的车辆，其中，所述多个传感器包括：相机，被配置为检测身体运动或面部运动，使得所述至少一个控制器被配置为基于所述身体运动或面部运动将所述燃料泵切断阈值提高至所述调节的切断阈值。
6.如权利要求1所述的车辆，其中，所述指示激进驾驶的状况是从被配置为检测车辆的操作状况的多个传感器获得的。
7.如权利要求6所述的车辆，其中，所述多个传感器包括：驾驶员需求传感器，被配置为检测加速需求、制动需求和转向需求中的至少一个，使得所述至少一个控制器被配置为基于驾驶员需求将所述燃料泵切断阈值提高至所述调节的切断阈值。
8.如权利要求6所述的车辆，其中，所述多个传感器包括：温度传感器，被配置为检测动力传动系统组件的温度，使得所述至少一个控制器被配置为基于所述动力传动系统组件的温度将所述燃料泵切断阈值提高至所述调节的切断阈值。
9.如权利要求1所述的车辆，其中，所述指示激进驾驶的状况是从被配置为检测外部道路状况的一个或更多个传感器获得的。
10.一种车辆，包括：
燃料泵，被配置为向发动机输送燃料；
加速计，用于检测车辆组件的加速度；
一个或更多个传感器，被配置为检测激进驾驶；
至少一个控制器，被配置为：
响应于检测到的激进驾驶将燃料泵切断阈值提高至调节的切断阈值；
响应于所述加速度在所述燃料泵切断阈值和所述调节的切断阈值之间，禁止所述燃料泵的切断。
11.一种用于影响车辆中的燃料泵的操作的方法，包括：
从一个或更多个加速计接收指示车辆组件的加速度的信号；
限定阈值，其中，响应于所述加速度超过所述阈值，禁止燃料被输送至发动机；
从一个或更多个传感器接收指示激进驾驶的信号；
响应于所述激进驾驶，将所述阈值提高至调节的阈值。
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