CN107654298A - 发动机自动停止延迟时间的校准 - Google Patents

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Abstract

本公开涉及发动机自动停止延迟时间的校准。一种具有发动机和电池的自动停止/启动车辆包括至少一个控制器，所述至少一个控制器基于电池的荷电状态(SOC)来校准发动机自动停止延迟时间。所校准的发动机自动停止延迟时间随着所述电池的SOC减小而增加，并随着所述电池的SOC增大而减小。所述控制器还在所校准的发动机自动停止延迟时间到期时启动所述发动机的关闭。

Description

发动机自动停止延迟时间的校准
技术领域
本公开涉及用于在混合动力车辆或其它类似布置的车辆中对作为电池荷电状态的函数的发动机自动停止延迟时间进行校准的过程、方法、算法以及系统。
背景技术
在典型的行驶事件期间，在很多情况下车辆在到达其目的地之前停止。当(例如)车辆在交通灯、人行横道、停车标志等处停止时，这种情况可能发生。自动停止/启动车辆可在行驶循环期间启用用于启动和停止车辆发动机的停止/启动策略。如果不需要动力(例如，在交通灯处等待时)，则发动机关闭。一旦请求动力，发动机便自动地启动。发动机还可响应于其它情况(诸如电池荷电状态下降或者换挡杆从一个挡位变换到另一个挡位)而自动地启动。通过避免不必要的发动机怠速，车辆的燃料经济性将会改善。为此，期望在满足发动机自动停止条件时尽可能多地使用发动机停止功能。
发明内容
在设置有自动停止/启动功能的车辆中，发动机自动停止延迟时间可作为电池的荷电状态的函数来校准。
一种车辆的发动机可通过控制器基于电池的荷电状态(SOC)来校准发动机自动停止延迟时间而被控制。所校准的发动机自动停止延迟时间随着所述电池的SOC减小而增加，并随着所述电池的SOC增大而减小。响应于发动机自动停止事件，在所校准的发动机自动停止延迟时间到期时，关闭所述发动机。当所述电池的SOC是第一值时，所述控制器可校准第一发动机自动停止延迟时间，当所述电池的SOC是大于第一值的第二值时，所述控制器可校准比第一发动机自动停止延迟时间时长更短的第二发动机自动停止延迟时间。当所述电池的SOC的第一值处于50％到79％的范围中时，第一发动机自动停止延迟时间可(例如)处于3秒到13秒的范围中。当所述电池的SOC的第二值处于80％到100％的范围中时，第二发动机自动停止延迟时间可(例如)处于0秒到1秒的范围中。当所述电池的SOC是小于第一值的第三值时，所述控制器可校准比第一发动机自动停止延迟时间时长更长的第三发动机自动停止延迟时间。当所述电池的SOC的第三值处于20％到49％的范围中时，第三发动机自动停止延迟时间可(例如)处于23秒到88秒的范围中。当所述电池的SOC是小于第三值的第四值时，所述控制器可校准比第三发动机自动停止延迟时间时长更长的第四发动机自动停止延迟时间。当所述电池的SOC的第四值处于0％到19％的范围中时，第四发动机自动停止延迟时间可(例如)处于250秒到1000秒的范围中。
一种车辆可包括被构造为自动关闭和重启的发动机、电池以及控制器。所述控制器可基于所述电池的荷电状态(SOC)来校准发动机自动停止延迟时间，使得所校准的发动机自动停止延迟时间随着SOC减小而增加，并随着SOC增大而减小。所述控制器还可在所校准的发动机自动停止延迟时间到期时关闭所述发动机。当所述电池的SOC是第一值时，所述控制器可校准第一发动机自动停止延迟时间，当所述电池的SOC是大于第一值的第二值时，所述控制器可校准比第一发动机自动停止延迟时间时长更短的第二发动机自动停止延迟时间。当所述电池的SOC是小于第一值的第三值时，所述控制器还可校准比第一发动机自动停止延迟时间时长更长的第三发动机自动停止延迟时间。当所述电池的SOC是小于第三值的第四值时，所述控制器还可校准比第三发动机自动停止延迟时间时长更长的第四发动机自动停止延迟时间。
一种车辆系统可包括控制器。所述控制器可接收电池的荷电状态(SOC)的指示。所述控制器还可基于所述电池的SOC来校准发动机自动停止延迟时间，使得所校准的发动机自动停止延迟时间随着SOC减小而增加，并随着SOC增大而减小。所述控制器还可根据所校准的发动机自动停止延迟时间来执行发动机关闭。当所述电池的SOC是第一值时，所述控制器可校准第一发动机自动停止延迟时间，当所述电池的SOC是大于第一值的第二值时，所述控制器可校准比第一发动机自动停止延迟时间时长更短的第二发动机自动停止延迟时间。当所述电池的SOC是小于第一值的第三值时，所述控制器还可校准比第一发动机自动停止延迟时间时长更长的第三发动机自动停止延迟时间。当所述电池的SOC是小于第三值的第四值时，所述控制器还可校准比第三发动机自动停止延迟时间时长更长的第四发动机自动停止延迟时间。
校准作为电池的荷电状态的函数的发动机自动停止延迟时间可允许某些车辆体验到燃料经济性方面的提升，并且/或者可确保维持停止/启动系统耐用性的预期。当下面的详细描述与附图结合时，与本公开的各个实施例相关联的以上优点和其它优点及特征将显而易见。
附图说明
图1是混合动力车辆的框图。
图2是发动机状态随着发动机停止/启动事件之前、期间以及之后的时间而变化的图形。
图3是示例性的发动机自动停止延迟时间校准表。
图4是另一示例性的发动机自动停止延迟时间校准表。
具体实施方式
根据需要，在此公开本发明的详细实施例；然而，应理解的是，所公开的实施例仅为本发明的示例，本发明可以以各种可替代的形式实施。附图不一定按比例绘制；可夸大或最小化一些特征以示出特定部件的细节。因此，在此公开的具体结构和功能细节不应解释为限制，而仅作为用于教导本领域技术人员以各种形式利用本发明的代表性基础。
参照图1，诸如混合动力电动车辆或微混合动力车辆的混合动力车辆10可包括发动机12、发动机起动机/发电机14(例如，带传动式起动机/发电机)和连接到发动机起动机/发电机14的电池16。发动机12与发动机起动机/发电机14机械地连接(如由粗线所指示的)，使得发动机12可驱动发动机起动机/发电机14以产生电流。电池16优选地是低电压电池(例如，12V电池)，但也可以是高电压电池或任何其它合适的电池。发动机起动机/发电机14和电池16彼此电连接(如由细线所指示的)。因此，发动机起动机/发电机14可给电池16充电。
在一些方法中(诸如在混合动力电动车辆中)，混合动力车辆10还包括由诸如高电压电池20的电池供电的电动马达或发电机18。还可设想其它混合动力车辆、微混合动力车辆或停止/启动车辆构造。
电池16与至少一个控制器22通信。控制器22接收电池16的荷电状态(SOC)的指示。电池SOC的指示可被表示为百分比或者对电池SOC的任何其它合适的指示。电池SOC的指示可在控制器22处被确定或者在控制器22的输入(未示出)处被接收。
控制器22可发出自动停止命令(例如，在行驶循环期间停止发动机12的命令)和自动启动命令(例如，在驾驶循环期间启动发动机12的命令)。例如，随着车辆10逐渐停止，控制器22可发出命令以开始停止发动机12的过程。在发动机自动停止之后，当制动踏板(未示出)分离并且/或者加速踏板(未示出)接合时，控制器22可发出命令以开始启动发动机12的过程。发动机12将响应于自动停止命令而关闭并且将响应于自动启动命令而启动。
参照图2，发动机自动停止事件可包括若干阶段。“自动停止开始”标志着发动机自动停止事件的开始。“准备发动机自动停止”是车辆系统以及发动机为即将发生的发动机停止作准备的时间段。如果在此阶段检测到自动停止禁止条件，则对即将发生的发动机停止所作的准备被中止，车辆系统和发动机返回到其正常运转模式。“切断燃料”标志着燃料停止流向发动机的时间点。“发动机正在停止”是发动机转速减小到0的时间段。“低燃料重启(below fuel restart)”标志着在该时间点之后，如果在“发动机正在停止”阶段期间请求重启，则可能需要接合起动机以起动发动机。如果在“发动机正在停止”阶段期间并在“低燃料重启”之前请求重启，则可通过重新开启燃料流动来重启发动机。“发动机转速＝0”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”是在其期间发动机已关闭的时间段。“起动机接合”标志着起动机响应于检测到发动机自动启动条件而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”是在其期间发动机不能够凭借其自身的动力而起动的时间段。“起动机分离”标志着发动机能够凭借其自身的动力来起动的时间点。“发动机转速正在增大”是在其期间发动机转速增大至其运行转速(等于或高于目标怠速转速的转速)的时间段。“自动启动结束”标志着发动机的转速达到其运行转速的时间点。
频繁的停止/启动事件可能会导致系统参数下降至最小值以下，从而使得不可能自动启动。另外，由于在发动机自动停止期间电池未充电，所以如果电流被大量地或被长时间地汲取，则电池的电压和荷电状态可能会下降至不期望的水平。再次参照图1，在开始发动机12的自动停止之前(在“自动停止开始”之前)，控制器22可首先确定某些系统参数的值是否下降至特定的范围内。这些系统参数可包括电池荷电状态、电池电压和电流需求。还可设想诸如最大发动机自动停止时间、可接受的电池温度的范围等的其它系统参数。
例如，控制器22可确定电池电压是否大于预定的阈值。如果不大于，则当车辆10逐渐停止时控制器22可阻止发动机12的自动停止。在另一示例中，控制器22可确定与电力负载子系统18相关联的电流需求是否大于某些预定的阈值。如果大于，则当车辆10逐渐停止(等)时控制器22可阻止发动机12的自动停止。在又一示例中，控制器22可确定电池16的SOC是否足够以重启发动机12。如果不足够，则当车辆10逐渐停止时控制器22可阻止发动机12的自动停止。
当控制器22基于电池16的SOC下降至自动启动事件所必需的SOC阈值以下而阻止发动机自动停止时，自动停止/启动系统的燃料经济性益处通常被浪费。
为了防止电池16的SOC下降至自动启动事件所必需的SOC阈值以下，控制器22可使发动机12的自动停止延迟一段时间，从而提供额外的时间以用于将电池16的SOC增大至重启发动机12所必需的阈值。为此目的，控制器22可基于电池16的SOC来校准发动机自动停止延迟时间。发动机自动停止延迟时间是自动停止触发条件之后和关闭发动机之前的时间段，在此期间，发动机未关闭。当电池SOC减小时，控制器22校准增加的发动机自动停止延迟时间。类似地，当电池SOC增大时，控制器22校准减少的发动机自动停止延迟时间。发动机自动停止延迟时间的校准被优选地动态地(即，在车辆的行驶循环期间)执行。
参照图3，控制器22基于电池16的SOC来校准发动机自动停止延迟时间。例如，当电池16的SOC处于50％到79％的范围中时，控制器22可将第一发动机自动停止延迟时间校准为3秒到13秒的范围中。更具体地，当电池SOC为60％时，控制器22可将发动机自动停止延迟时间校准为7秒。
当电池的SOC增大时，控制器22校准比第一发动机自动停止延迟时间时长更短的第二发动机自动停止延迟时间。例如，当电池16的SOC处于80％到100％的范围中时，控制器22可将发动机自动停止延迟时间校准为0秒到1秒的范围中。更具体地，当电池SOC为80％时，控制器22可将发动机自动停止延迟时间校准为1秒，或者当电池SOC为90％时，控制器22可将发动机自动停止延迟时间校准为0秒(即，没有发动机自动停止延迟)。
当电池的SOC减小时，控制器22校准比第一发动机自动停止延迟时间时长更长的第三发动机自动停止延迟时间。例如，当电池16的SOC处于20％到49％的范围中时，控制器22可将发动机自动停止延迟时间校准为23秒到88秒的范围中。更具体地，当电池SOC为30％时，控制器22可将发动机自动停止延迟时间校准为39秒。
当电池的SOC减小更多时，控制器22校准比第三发动机自动停止延迟时间时长更长的第四发动机自动停止延迟时间。例如，当电池16的SOC处于0％到19％的范围中时，控制器22可将发动机自动停止延迟时间校准为250秒到1000秒的范围中。更具体地，当电池SOC为10％时，控制器22可将发动机自动停止延迟时间校准为250秒。如前面所讨论的，当车辆10逐渐停止时，如果电池16的SOC下降至某阈值以下使得电池16将不足以重启发动机12，则控制器22可防止发动机12的自动停止。
图4提供了作为电池SOC的函数而被校准的额外的示例性发动机自动停止延迟时间。
通过实施校准后的发动机自动停止延迟时间，随着电池SOC减小，控制器22实际上逐渐地减少自动停止/启动事件的次数，否则所述次数预计会增加。减少自动停止/启动事件的次数增加了“发动机运行”时间，从而为起动机/发电机14补充电池16的SOC提供了更多时间。通过使电池SOC保持在重启发动机12所必需的阈值SOC以上，控制器22确保车辆10的用户被提供有自动启动/停止系统的燃料经济性益处。
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，或者可通过所述处理装置、控制器或计算机实现，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、方法或算法可以以许多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，所述许多形式包括但不限于永久存储在不可写的存储介质(诸如，ROM装置)中的信息以及可变地存储在可写的存储介质(诸如，软盘、磁带、CD、RAM装置以及其它磁介质和光学介质)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)、状态机或其它硬件组件或装置)或者硬件、软件和固件组件的组合来全部或部分地实现所述算法。
虽然上文描述了示例性实施例，但是并非意味着这些实施例描述了本发明的所有可能形式。更确切地，说明书中所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。此外，可组合各种实施的实施例的特征以形成本发明的进一步的实施例。

Claims (16)

1.一种用于控制车辆的发动机的方法，包括：
通过控制器基于电池的荷电状态(SOC)来校准发动机自动停止延迟时间，使得所校准的发动机自动停止延迟时间随着SOC减小而增加，并随着SOC增大而减小；
响应于发动机自动停止事件，在所校准的发动机自动停止延迟时间到期时，关闭所述发动机。
2.如权利要求1所述的方法，其中，所述控制器被配置为在所述电池的SOC是第一值时校准第一发动机自动停止延迟时间，所述控制器还被配置为在所述电池的SOC是大于第一值的第二值时校准比第一发动机自动停止延迟时间时长更短的第二发动机自动停止延迟时间。
3.如权利要求2所述的方法，其中，当所述电池的SOC的第一值处于50％到79％的范围中时，第一发动机自动停止延迟时间处于3秒到13秒的范围中。
4.如权利要求2所述的方法，其中，当所述电池的SOC的第二值处于80％到100％的范围中时，第二发动机自动停止延迟时间处于0秒到1秒的范围中。
5.如权利要求2所述的方法，其中，所述控制器被配置为在所述电池的SOC是小于第一值的第三值时校准比第一发动机自动停止延迟时间时长更长的第三发动机自动停止延迟时间。
6.如权利要求5所述的方法，其中，当所述电池的SOC的第三值处于20％到49％的范围中时，第三发动机自动停止延迟时间处于23秒到88秒的范围中。
7.如权利要求5所述的方法，其中，所述控制器被配置为在所述电池的SOC是小于第三值的第四值时校准比第三发动机自动停止延迟时间时长更长的第四发动机自动停止延迟时间。
8.如权利要求7所述的方法，其中，当所述电池的SOC的第四值处于0％到19％的范围中时，第四发动机自动停止延迟时间处于250秒到1000秒的范围中。
9.一种车辆，包括：
发动机，被构造为自动关闭和重启；
电池；
控制器，被配置为基于所述电池的荷电状态(SOC)来校准发动机自动停止延迟时间，使得所校准的发动机自动停止延迟时间随着SOC减小而增加，并随着SOC增大而减小，所述控制器还被配置为在所校准的发动机自动停止延迟时间到期时关闭所述发动机。
10.如权利要求9所述的车辆，其中，所述控制器被配置为在所述电池的SOC是第一值时校准第一发动机自动停止延迟时间，所述控制器还被配置为在所述电池的SOC是大于第一值的第二值时校准比第一发动机自动停止延迟时间时长更短的第二发动机自动停止延迟时间。
11.如权利要求10所述的车辆，其中，所述控制器被配置为在所述电池的SOC是小于第一值的第三值时校准比第一发动机自动停止延迟时间时长更长的第三发动机自动停止延迟时间。
12.如权利要求11所述的车辆，其中，所述控制器被配置为在所述电池的SOC是小于第三值的第四值时校准比第三发动机自动停止延迟时间时长更长的第四发动机自动停止延迟时间。
13.一种车辆系统，包括：
控制器，被配置为：
接收电池的荷电状态(SOC)的指示；
基于所述电池的SOC来校准发动机自动停止延迟时间，使得所校准的发动机自动停止延迟时间随着SOC减小而增加，并随着SOC增大而减小；
根据所校准的发动机自动停止延迟时间来执行发动机关闭。
14.如权利要求13所述的车辆系统，其中，所述控制器被配置为在所述电池的SOC是第一值时校准第一发动机自动停止延迟时间，所述控制器还被配置为在所述电池的SOC是大于第一值的第二值时校准比第一发动机自动停止延迟时间时长更短的第二发动机自动停止延迟时间。
15.如权利要求14所述的车辆系统，其中，所述控制器被配置为在所述电池的SOC是小于第一值的第三值时校准比第一发动机自动停止延迟时间时长更长的第三发动机自动停止延迟时间。
16.如权利要求15所述的车辆系统，其中，所述控制器被配置为在所述电池的SOC是小于第三值的第四值时校准比第三发动机自动停止延迟时间时长更长的第四发动机自动停止延迟时间。
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