CN107150685B - 在借电启动或更换电池之后控制停/启车辆的系统和方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种在借电启动或更换电池之后控制停/启车辆的系统和方法。停止/启动车辆和控制停止/启动车辆的方法包括控制器，所述控制器被配置为响应于电力重置事件而禁用发动机自动停止功能。所述控制器还被配置成响应于在所述电力重置事件之后的成功的点火开关启动事件而停止禁用发动机自动停止功能。

Description

在借电启动或更换电池之后控制停/启车辆的系统和方法
技术领域
本公开涉及具有被配备为自动停止和自动启动的发动机的机动车辆。
背景技术
停/启(停止/启动)车辆可配备有发动机自动停止特征。该特征在车辆运转的某些时间段期间关闭发动机以节省燃料。例如，当车辆停止时，可启用自动停止特征而不允许发动机怠速运转。当驾驶员松开制动器或致动加速器时发动机可重启。
发明内容
根据本公开的一种控制停止/启动车辆的方法包括：响应于电力重置事件，禁用发动机自动停止功能。所述方法还包括：响应于在电力重置事件之后的成功的点火开关启动事件，停止禁用发动机自动停止功能。
根据所述方法的第一实施例，所述电力重置事件包括所述停止/启动车辆的借电启动。
根据所述方法的第二实施例，所述电力重置事件包括所述停止/启动车辆的电池更换事件。
根据所述方法的第三实施例，所述成功的点火开关启动事件是在电力重置事件之后的首次点火开关启动事件。所述成功的点火开关启动事件还可以是在没有连接到所述车辆的外部充电器的情况下的首次点火开关启动事件。
根据所述方法的第四实施例，停止禁用发动机自动停止功能进一步响应于在成功的点火开关启动事件之后车辆速度超过校准的阈值。
根据本公开的一种车辆包括发动机。所述发动机被配置为：响应于自动停止请求而自动地停止和响应于自动启动请求而自动地启动。所述车辆还包括控制器。所述控制器被配置为：选择性地向发动机发出自动停止请求和自动启动请求。所述控制器还被配置为：响应于电力重置事件而中断自动停止请求的发出。所述控制器被进一步配置为：响应于在所述电力重置事件之后的成功的点火开关启动事件而恢复自动停止请求的发出。
根据所述车辆的第一实施例，所述电力重置事件包括所述停止/启动车辆的借电启动。
根据所述车辆的第二实施例，所述电力重置事件包括所述停止/启动车辆的电池更换事件。
根据所述车辆的第三实施例，所述成功的点火开关启动事件是在电力重置事件之后的首次点火开关启动事件。
根据所述车辆的第四实施例，所述控制器被配置为进一步响应于在成功的点火开关启动事件之后车辆速度超过校准的阈值而恢复自动停止请求的发出。
根据本公开的一种用于车辆的停止/启动控制系统包括控制器。所述控制器被配置为根据第一模式和第二模式选择性地控制发动机。在第一模式下能够使用停止/启动，而在第二模式下不能使用停止/启动。所述控制器还被配置为响应于电力重置事件而以第二模式控制发动机。所述控制器被进一步配置为响应于电力重置事件之后的成功的点火开关启动事件而以第一模式控制发动机。
根据所述停止/启动控制系统的第一实施例，所述电力重置事件包括所述停止/启动车辆的借电启动。
根据所述停止/启动控制系统的第二实施例，所述电力重置事件包括所述停止/启动车辆的电池更换事件。
根据所述停止/启动控制系统的第三实施例，所述成功的点火开关启动事件是在电力重置事件之后的首次点火开关启动事件。
根据所述停止/启动控制系统的第四实施例，所述控制器被配置为进一步响应于在成功的点火开关启动事件之后车辆速度超过校准的阈值而以第一模式控制发动机。
根据本公开的实施例提供了许多的优点。例如，根据本公开的实施例提供了用于确保在允许自动停止之前车辆电池能够支持自动启动功能的系统和方法，从而提供了提高的系统可靠性并提高了客户满意度。
通过下面结合附图对优选实施例进行的详细描述，本公开的上述优点和其它优点和特点将变得显而易见。
附图说明
图1是示出在自动停止期间的发动机状态的曲线图；
图2是停止/启动车辆的框图；以及
图3是示出用于控制停止/启动车辆的算法的流程图；
具体实施方式
在此描述了本公开的实施例。然而，应当理解的是，所公开的实施例仅为示例，其它实施例可采用各种和替代形式。附图无需按比例绘制；可夸大或最小化一些特征以示出特定组件的细节。因此，在此公开的具体结构和功能细节不应被解释为具有限制性，而仅仅作为用于教导本领域技术人员以多种形式利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各种特征可以与在一个或更多个其它附图中示出的特征组合以产生未被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性实施例。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的应用或实施方式。
停止/启动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启动功能的停止/启动系统。当车辆停止并且不需要发动机用于推进或其它目的时，停止/启动系统可自动停止发动机。在晚些时候，当需要发动机用于推进或其它目的时，停止/启动系统可自动启动发动机。通过在可能的时候停用发动机，降低了整体燃料消耗。与真正的混合动力车辆不同，停止/启动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，停止/启动车辆不配备有牵引电池。更确切地讲，它们仅包括传统的启动、照明以及点火(SLI)用电池。
控制器可发起发动机的自动停止或自动启动。例如，当车辆将要停止时，控制器可发出命令以开始使发动机停止的处理，从而防止交流发电机或起动发电一体机(integrated starter generator)向电负载提供电流。当发动机停止时，电池可向电负载提供电流。当在发动机自动停止之后松开制动踏板(和/或踩下加速踏板)时，控制器可发出命令以开始使发动机启动的处理，从而使交流发电机或起动发电一体机能够向电负载提供电流。
参照图1，发动机停止/启动序列可包括几个阶段：“自动停止开始”，这标志着发动机自动停止的开始；“准备发动机自动停止”，这是车辆系统以及发动机为即将发生的发动机停止进行准备期间的时间段(如果在此阶段检测到自动停止禁止条件，则为即将发生的发动机停止而做的准备中断，车辆系统和发动机返回到其正常运转模式)；“切断燃料”，这标志着燃料停止流向发动机的时间点；“发动机正在停止”，这是发动机转速减小到0的时间段；“燃料不足重新启动”，这标志着在该点之后，如果在“发动机正在停止”阶段期间请求禁止自动停止，则可能需要接合起动机以起动发动机(如果在“燃料不足重新启动”之前并在“发动机停止”阶段期间请求重新启动，则可通过重新开启燃料流动来重新启动发动机而禁止发动机自动停止)；“发动机转速＝0”，这标志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状态期间的时间段；“起动机接合”，这标志着(响应于检测到发动机自动启动条件)起动机开始起动发动机以试图启动发动机的时间点；“起动机正在起动发动机”，这是发动机不能凭借其自身的动力起动期间的时间段；“起动机分离”，这标志着发动机能够凭借其自身的动力起动的时间点；“发动机转速正在增大”，这是发动机转速增大至其运行转速(等于或高于目标怠速转速)期间的时间段；“自动启动结束”，这标志着发动机转速达到其运行转速的时间点。
相对于传统车辆，由于停止/启动车辆附件汲取电池能量以及发动机关闭的操作时间增加，所以评估停止/启动车辆中的电池劣化是特别有帮助的。停止/启动车辆中的电池性能通常随着电池电阻的减小以及电池容量的增大而提高。因此，为了既确保电池能够支持发动机自动停止和随后的自动启动，又确保在禁止自动停止的操作时间的量最小化(即，使停止/启动的可用性最大化)，在停止/启动车辆中对电池健康和充电容量进行估值是重要的。可对包括电池电压、电池荷电状态(SOC)以及当前电池健康状态的各种参数进行估值以评估由老化或使用引起的电池容量劣化。
电池健康参数通常由诸如电池管理系统(BMS)的控制器在至少一个发动机起动事件期间通过测量电池电压和电流来捕获。这些测量值可被存储在非易失性系统存储器中，经过多个起动事件汇总，并对汇总的测量值进行评估以确定各种电池健康参数。对于给定的行驶周期，如果在起动事件期间由BMS测得的至少一个电池健康参数或者经过多个起动事件对电池健康参数汇总的测量值降至阈值以下，则可禁止发动机自动停止行为。
虽然在通常的工况下以上处理会提供令人满意的评估，但是在某些情况下该结果可能不准确。
在电池电力重置事件之后，典型电池健康指标可能不能准确地反映车辆电池的容量。电池电力重置事件可发生在例如车辆电池被断开连接和/或被更换时。此外，电池电力重置事件可发生在电池健康劣化到电池电压低于最小阈值(例如，3V)时。同样地，当电池荷电降至最小阈值以下，有必要借电启动时，电池电力重置事件会发生。在电池电力重置事件之后，存储的电池健康参数会被重置为默认的初始值。可基于这样的假定来选择默认值：假定更换电池将产生健康的电池正在被使用，则因此与相对良好的健康状态相对应。存储值可基于存在的默认值而指示电池具有足够良好的健康状态来支持自动停止，直到进行足够多的测量而可以使用测量值来取代默认值为止。
如果确实使用了新电池，虽然这产生了令人满意的结果，但是在一些情况下操作者会使用另一个旧电池来替换旧电池，或者使旧电池暂时断开连接并随后再连接旧电池。在这种情况下，存储的值可能错误地指示电池具有足够良好的健康状态来支持自动停止。
另外，在借电启动期间，典型电池健康指标可能不能准确地反映车辆电池的容量。不能准确地测量电池的测量电压和测量电流，测量可能会捕捉充电装置的电压和电流。因此，测得的参数可能会错误地指示该电池具有足够良好的健康状态来支持自动停止。
在以上情形中，自动停止被激活的车辆的运转可能会导致发动机自动停止，而电池荷电不足以使发动机随后自动启动。这种行为可能会降低客户满意度。
因此，可期望考虑了电池电力重置事件的改进的停止/启动控制。
参照图2，示出了根据本公开的车辆10的示意图。
车辆10包括可以是内燃发动机的发动机12。如将在下文更加详细讨论的，发动机12被配置为响应于各种命令而自动停止和自动启动。发动机12连接至传动装置14。传动装置14被配置为根据多个转速比和扭矩比将动力从发动机12传递到车辆的牵引车轮16。传动装置14可以是自动变速器、手动变速器、无级变速器(CVT)或其它合适的变速器机构。
车辆10还包括电池16。电池16可以是SLI(启动、照明、点火)用电池。这种电池通常是12伏特电池，并且被配置为为诸如起动机马达、车灯、点火系统和将在下面讨论的其它特征供电。然而，可考虑比典型的SLI电池具有更高电压和/或更大容量的其它实施例。发动机被配置为在运行时经由交流发电机18对电池16充电。
车辆10还包括多种传感器20。传感器20优选地包括速度传感器、加速踏板传感器以及制动踏板传感器。传感器20还可视情况地包括额外的传感器。
发动机12、传动装置14、电池16和传感器20都与至少一个控制器22通信或者都受至少一个控制器22的控制。虽然作为一个控制器示出，但是控制器22可包括诸如电池控制模块(BCM)、发动机控制模块(ECM)以及传动装置控制模块(TCM)的多个控制模块，其中每个控制模块均可包括单独的控制器。控制器22可以是较大的控制系统的一部分并且可通过遍布车辆10的各种其它的控制器(例如，车辆系统控制器(VSC))进行控制。因此，应理解的是，如下文将更加详细讨论的，控制器22和一个或更多个其它的控制器可统称为“控制器”，所述“控制器”响应于各种信号而控制各种系统。控制器22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者中央处理器(CPU)。计算机可读存储装置或介质可包括只读存储器(ROM)、随机存取存储器(RAM)和保活存储器(KAM)形式的易失性和非易失性存储装置。KAM是可用于在CPU掉电时存储各种操作变量的持久性或非易失性存储器。计算机可读存储装置或介质可通过使用任何数量的已知的存储装置来实施，例如，可编程只读存储器(PROM)、电可编程只读存储器(EPROM)、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)、闪存或能够存储数据(其中数据中的一些代表由控制器用于控制发动机或者车辆的可执行指令)的任何其它电、磁、光学或组合式存储装置。
控制器经由输入/输出(I/O)接口与各种发动机/车辆传感器和致动器进行通信，该I/O接口可作为提供各种原始数据或信号的调节、处理和/或转换、短路保护等的单个集成接口来实现。可选地，在特定的信号被供应给CPU之前，一个或更多个专用的硬件芯片或者固件芯片可被用于调节和处理所述特定的信号。
在车辆运转期间，控制器22可向发动机12发出自动停止命令和自动启动命令。例如，控制器22可被设置为具有名义自动停止/启动逻辑(所述自动停止/启动逻辑发出自动停止命令和自动启动命令)以基于来自于传感器20的信号(所述信号指示车辆速度、驾驶员加速请求、驾驶员制动请求以及电池16的荷电状态(SOC))而实现其它操作以外的类似于参照图1所描述的阶段。简而言之，发动机12将响应于自动停止命令关闭，并且，而响应于自动启动命令重启。
现参照图3，以流程图的形式示出了根据本公开的控制车辆的方法。可通过控制器22来执行该算法。该算法开始于框30处。
如框32所示，电池电力重置事件发生。如框34所示，电池电力重置事件的示例包括电池断开连接或者电池消耗至最小阈值以下。在电池重置事件之后首次通电(power-up)时，存储器标记BatteryReset被设置为TRUE，指示电池电力重置事件已发生。
如框36所示，车辆随后起动。如果有必要，这可包括如框38所示的借电启动。在该初始启动时，存储器标记NormalCrankFlag被设置为FALSE，指示该启动因为电池重置事件和/或借电启动而是非典型启动事件。
然后，如框40所示，发动机自动停止/启动控制被禁用。这可包括将存储器标记PowerReset_DisableSS设置为TRUE。当停止/启动控制被禁用时，将不发出发动机自动停止/启动命令。对停止/启动控制的禁用应用于所有类型的停止/启动行为，包括可在低车速时踩下制动踏板而使发动机自动停止的静态停止/启动控制、在相对较高的车速时踩下制动踏板而使发动机自动停止的行驶中停止/启动(rolling stop-start,RSS)控制以及在相对较高的车速下松开制动踏板而使发动机自动停止的滑行停止/启动(sailing stop-start)控制。此外，对停止/启动控制的禁用应用于任意电压范围的发动机停止/启动行为。
如框42所示，将用于成功“点火开关启动”事件的计数器进行重置。这可包括将标记ManualKeyStartCount设置为等于0。此处，点火开关启动指响应于驾驶员输入的手动启动。驾驶员输入可包括转动钥匙、按下车辆中的按钮、远程请求车辆启动或者其它合适的输入。
如框44所示，随后的成功的点火开关启动事件和发动机起动事件发生。响应于成功的点火开关启动，存储器标记NormalCrankFlag被设置为TRUE。
如框46所示，当车辆速度超过阈值且标记NormalCrankFlag被设置为TRUE时，用于成功的点火开关启动的计数器ManualKeyStartCount递增1，如框48所示。
如框50所示，如果计数器ManualKeyStartCount等于或大于阈值，那么启用自动停止/启动控制。这可包括将存储器标记PowerReset_DisableSS设置为FALSE。所述阈值可等于1，或者如若需要可被设置为更大的值。
因此，响应于电池电力重置事件，可禁用发动机自动停止，直到发动机被成功地正常起动并且车辆已经超过阈值速度为止，从而确保电池能够支持发动机启动和正常的车辆运转。
可见，根据本发明的实施例提供了用于确保在允许自动停止之前车辆电池能够支持自动启动功能的系统和方法，从而提供了提高的系统可靠性并提高了客户满意度。
在此公开的处理、方法或算法可被传送到处理装置、控制器或计算机，或者通过处理装置、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可由控制器或计算机执行的数据和指令，所述数据和指令包括但不限于：永久存储在非可写存储介质(诸如，ROM装置)中的信息以及可变地存储在可写存储介质(诸如，软盘、磁带数据存储、光带数据存储、CD、RAM装置以及其它磁性介质和光学介质)中的信息。所述处理、方法或算法也可被实现为软件可执行对象。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、控制器或任意其它硬件组件或装置)或者硬件、软件和固件组件的组合来整体地或部分地实现所述处理、方法或算法。
如前所述，可将各种实施例的特征组合，以形成可能未被明确描述或示出的本发明的进一步的实施例。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优点或者优于其它实施例或现有技术实施方式，但是本领域普通技术人员应该认识到，根据特定的应用和实施方式，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、易组装性等。因此，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实施方式满足期望的实施例并不在本公开的范围之外，并可被期望用于特定的应用。
虽然上文描述了示例性实施例，但并非意味着这些实施例描述了权利要求书所包括的所有可能的形式。说明书中使用的词语为描述性词语而非限制性词语，并且应理解的是，可在不脱离本发明的精神和范围的情况下做出各种改变。

Claims (11)

1.一种控制停止/启动车辆的方法，包括：
响应于电池电力重置事件，禁用发动机自动停止功能；
响应于在所述电池电力重置事件之后的成功的点火开关启动事件，停止禁用发动机自动停止功能。
2.如权利要求1所述的控制停止/启动车辆的方法，其中，所述电池电力重置事件包括所述停止/启动车辆的借电启动。
3.如权利要求1所述的控制停止/启动车辆的方法，其中，所述电池电力重置事件包括所述停止/启动车辆的电池更换事件。
4.如权利要求1所述的控制停止/启动车辆的方法，其中，所述成功的点火开关启动事件是在所述电池电力重置事件之后的首次点火开关启动事件。
5.如权利要求1所述的控制停止/启动车辆的方法，其中，所述成功的点火开关启动事件是在没有连接到所述车辆的外部充电器的情况下的首次点火开关启动事件。
6.一种车辆，包括：
发动机，被配置为响应于自动停止请求而自动地停止和响应于自动启动请求而自动地启动；
控制器，被配置为选择性地向所述发动机发出自动停止请求和自动启动请求，所述控制器被进一步地配置为，响应于电池电力重置事件而中断自动停止请求的发出，并响应于在所述电池电力重置事件之后的成功的点火开关启动事件而恢复自动停止请求的发出。
7.一种用于车辆的停止/启动控制系统，包括：
控制器，被配置为根据能够使用停止/启动的第一模式和不能使用停止/启动的第二模式选择性地控制发动机，所述控制器被进一步配置为响应于电池电力重置事件而以第二模式控制所述发动机以及响应于所述电池电力重置事件之后的成功的点火开关启动事件而以第一模式控制所述发动机。
8.如权利要求7所述的停止/启动控制系统，其中，所述电池电力重置事件包括所述停止/启动车辆的借电启动。
9.如权利要求7所述的停止/启动控制系统，其中，所述电池电力重置事件包括电池更换事件。
10.如权利要求7所述的停止/启动控制系统，其中，所述成功的点火开关启动事件是在所述电池电力重置事件之后的首次点火开关启动事件。
11.如权利要求7所述的停止/启动控制系统，其中，所述控制器被配置为进一步响应于在成功的点火开关启动事件之后车辆速度超过校准的阈值而以第一模式控制所述发动机。
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