CN107709114B - 管理自动停止/启动频率 - Google Patents
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Abstract
装置包括与发动机可操作地通讯的停止/启动模块。停止/起动模块配置为确定停止事件是否已经发生、确定禁止状态是否被激活、响应于确定停止事件已经发生而关闭发动机至少一段时间、并且基于发动机响应于确定停止事件发生而关闭的次数来确定发动机的实际停止率。响应于确定禁止状态被激活而禁止发动机关闭。基于发动机的实际停止率大于驾驶事件开始时的目标停止率激活禁止状态。目标停止率基于运行参数。
Description
背景技术
许多车辆由消耗燃料来驱动车辆的发动机提供动力。通常,即使在车辆没有移动的情况下(例如,当车辆停在停车标志处,免下车餐厅,在走走停停的交通状况等),车辆发动机仍然处于空转运行状态。在这种情况下,即使车辆没有移动,燃料仍然被发动机消耗。一些车辆通过使用在特定运行条件下自动关闭和重启发动机的停止/启动系统以减少发动机消耗的燃料量来解决这个问题。例如,当车辆长时间保持空转时,例如当车辆在交通堵塞中停车、停在与火车交会处或放置在停车场时,可以关闭发动机。停止/启动特征通常与发动机自动重启相结合。例如,当条件显示需要恢复发动机扭矩产生(例如,按压加速器踏板,将车辆从停车变为驾驶等)时,发动机可以自动重启。具有发动机的任何车辆,包括气体驱动的车辆、电动车辆和混合动力车辆都可以使用停止/启动特征。
发明内容
一实施例涉及一种装置。所述装置包括与发动机可操作地通讯的停止/启动模块。所述停止/启动模块配置为确定停止事件是否已经发生,确定禁止状态是否被激活,响应于确定停止事件已经发生而关闭发动机至少一部分时间,并且基于发动机响应于确定停止事件的发生关闭的次数确定发动机的实际停止率。响应于确定禁止状态被激活而禁止发动机关闭。禁止状态根据任意数量的标准(例如发动机温度、电池充电或其他车辆负载)而被激活。如果在驾驶事件开始时激活禁止状态,则基于发动机的实际停止率大于目标停止率,禁止状态的持续时间被延长超过实际禁止标准。目标停止率基于运行参数。
另一实施例涉及一种方法。所述方法包括确定停止事件是否已经发生,响应于确定停止事件已经发生而临时关闭发动机至少一部分时间,基于发动机响应于确定停止事件发生而临时关闭的次数以及行驶距离、从购买日起的发动机的预期使用寿命(小时数)和发动机的运转小时数中的至少一个确定发动机的实际停止率,以及基于禁止状态禁止发动机临时停止。禁止状态基于任何数量的标准。如果在驾驶事件开始时存在禁止状态,则基于发动机的实际停止率大于目标停止率来延长禁止状态的持续时间。
另一实施例涉及一种系统。所述系统包括发动机和可通讯地连接到发动机的控制器。所述控制器被配置为确定停止事件是否已经发生,响应于确定停止事件已经发生而临时关闭发动机至少一部分时间,根据发动机响应于确定停止事件的发生临时关闭的次数而确定发动机的实际停止率,并基于禁止状态禁止发动机临时关闭。禁止状态基于任何数量的标准。如果在驾驶事件开始时存在禁止状态,则基于发动机的实际停止率大于目标停止率来延长禁止状态的持续时间。
结合附图,通过以下详细描述,这些和其他特征及其组织和运行方式将变得清楚。
附图说明
图1是根据一示例实施例的具有控制器的车辆的示意图。
图2是根据一示例实施例的图1中的车辆的控制器的示意图。
图3是根据一示例实施例的图2的控制器的控制模块的示意图,该控制模块与图1的车辆的组件通信。
图4是根据一示例实施例的管理发动机的自动停止/启动频率的方法的流程图。
图5是根据另一示例实施例的管理发动机的自动停止/启动频率的方法的流程图。
图6是根据另一示例实施例的管理发动机的自动停止/启动频率的方法的流程图。
具体实施方式
以下是与通过启用或禁用停止/启动特征管理自动停止/启动频率的方法、装置和系统相关和实施的各种概念的更详细的描述。上面介绍并在下面更详细讨论的各种概念可以以任何数量的方式实施,因为所描述的概念不限于任何特定的实施方式。具体实施和应用的示例主要提供来用于说明目的。
总体上参考附图,本文公开的各实施例涉及基于各种运行条件和运行参数来启用或禁用发动机的自动停止/启动特征的系统、装置和方法。发动机启动可能是发动机最有害的运行模式之一。当发动机启动时,发动机内的轴承几乎没有或没有润滑,并且可能经历过度的磨损。在最初启动之后,发动机经历预热期,在预热期发动机可能经历高温瞬变。而且,在预热期,诸如排气后处理系统的排放控制装置可能是次优地执行的。而且,在预热期,发动机润滑剂(例如油等)可能保持相当粘性以使得需要高扭矩来重启发动机,这需要更多的电能。发动机也可能因为过热被停机而损坏。例如,在长时间高功率运行之后,即使在使用冷却系统(例如散热器、水泵等)时,发动机的部分也可能要花费一定的时间来充分冷却。如果在发动机充分冷却(例如发生热回放)之前发生自动停止,则发动机也可能发生损坏。因此,应当理解,在某些情况下,基于发动机的特性、发动机的当前状态、发动机的运行条件等,停止/启动特征应当被禁用或暂时停止以停止或启动发动机。此外,可能在一段时间内禁用发动机停止和重启,以限制发动机在其寿命期间可能经历的停止/启动事件的数量。
在追求汽车的燃料经济性改进中,可以通过自动关闭和重启发动机的系统和方法来减少发动机空转时间。这种系统和方法通常在车辆不移动时关闭发动机,而在当驾驶员输入指示希望发动或以其他方式继续驾驶时自动重启发动机。然而,过度关闭和重启发动机会引起过度磨损并影响发动机的耐久性和使用寿命,因为发动机启动可能是发动机最严酷的运行模式之一。在发动机初始转动曲轴期间,轴承和凸轮轴润滑以及活塞环/气缸壁接触最小或不存在接触。此外,一些发动机可以被设计成在发动机的整个寿命期间承受基于假设的驾驶循环的假定数量的启动事件,其中每个驾驶事件仅包括单次启动。因此,如果停止和再启动频率相当高,则配置成自动停止然后重启的发动机可能具有过早失效的高风险。这些风险可以通过提高发动机硬件的耐用性来弥补,这反过来会增加成本。一种替代方法是在发动机的使用寿命内限制停止次数和重启次数。
停止/启动事件的次数或频率可以基于随后的停止和重启事件之间的时间限制而被限制。例如,设计限制的发动机最大启动事件数量可能建议在发动机的整个使用寿命期间每小时运行的最大平均启动次数为30次。如果发动机停机在前一次停机或前一次重启之后的不到两分钟内发生,则可能会禁止发动机停机。这种方法的一个缺点是驾驶员可能观察到(或者认为他们观察到)停止/启动逻辑的行为不一致。例如,驾驶员可能不能区分发动机关闭的停止和发动机不关闭的停止之间的区别,这可能导致驾驶员认为停止/启动特征不一致或者工作不正常。除非车辆驾驶员知道时间限制,否则驾驶员可能不了解停止/启动模式或停止/启动逻辑,特别是如果驾驶员的驾驶循环每天都在显著地变化。
本文公开的发明构思的实施例涉及在停止/启动特征可正常被禁止期间,诸如在发动机预热期间和紧随其后的期间,执行累积的发动机停止校正(例如,禁止发动机的停止/启动特征等)。通过在发动机预热期间以及在作为发动机预热期间的延续持续地禁止发动机自动停止和重启,车辆的驾驶员可能变得习惯于在此期间禁止发动机停止/启动特征,并且不会期望发动机自动停止并重启。而且,在发动机预热之后启用发动机自动关闭使得发动机以相对较低的转矩要求(例如当发动机升温时降低摩擦等)转动曲轴并具有其他优点。例如,可以延长停止/启动禁止时段,以校正发动机单位运行小时或行驶距离的累计停止次数、发动机自购买日起以小时计的预期使用寿命和/或发动机在运行时间的预期寿命。可以使用各种校正时间表,并且可以管理自动关机事件之间的时间,以将发动机寿命的总启动事件保持在预定轨迹(trajectory)上。在一些实施例中,只要发动机在期望的耐久性轨迹之上运行(例如,实际停止率大于目标停止率等),则可以禁止自动停止,并且这些禁止事件可以被集中为发动机预热期间的延续。根据示例实施例,自动停止/启动特征的实现基于指示禁止状态不存在的标准。
在一些实施例中,禁止标准不限于在发动机的整个寿命期间发动机启动的绝对总次数。例如,由停止/启动逻辑实现重启事件可能会使发动机硬件的坚固性超出所设计的发动机启动事件的数量。在一个实施例中,禁止标准可以限制由于停止/启动逻辑引起的自动重启的次数(例如,作为自动停止的直接结果的任何重启,不考虑手动启动或停止等)。例如,手动启动和停止(例如,驾驶员转动钥匙以启动或停止发动机等)可以被忽略,并且不被计为停止和重启事件。同样,其他可能不会影响发动机坚固性的启动可能会被忽略。例如,一些停止和重启事件可能相对短暂,使得发动机的润滑系统中的流体压力不会衰减到低压(即最小化随后重启的负面影响等)。在另一个示例中,一些发动机系统可以包括被设计成减轻发动机启动的某些负面影响的其他技术,使得一些停止和重启事件可能不被包括在发动机经历的停止和重启事件的数量的计算中。
现在参考图1,根据一个示例性实施例示出了具有控制器150的车辆100的示意图。车辆100可以是在公路上或不在公路上的车辆,包括但不限于:长途运行卡车、中型卡车(例如,轻型货车)、轿车(例如,厢式轿车、斜背式小客车、轿跑车等)以及其他任何类型的包括停止/启动特征的车辆,所述停止/启动特征自动关闭发动机并且随后在一段时间之后重启发动机。尽管图1描绘了包括内燃机111的车辆100,但是车辆100也可以由任何类型的发动机系统提供动力。例如,车辆100可以是混合动力车辆、全电动车辆、氢动力车辆和/或由内燃机驱动的车辆。
如图1所示,车辆100通常包括动力系统110、车辆子系统120、驾驶员输入/输出(I/O)装置130、可通信地联接到车辆100的一个或多个组件的传感器140和控制器150。这些组件在本文中更全面地描述。
车辆100的组件可以使用任何类型和任何数量的有线或无线连接来彼此通信或与外部组件进行通信。例如,有线连接可以包括串行电缆、光纤电缆、CAT5电缆或任何其他形式的有线连接。无线连接可以包括因特网、Wi-Fi、蜂窝、无线电、蓝牙等。在一个实施例中,控制器局域网(CAN)总线提供信号、信息和/或数据的交换。CAN总线包括任意数量的有线和无线连接。因为控制器150可通信地联接到图1的车辆100中的系统和组件,控制器150配置为接收图1中所示的一个或多个组件的数据。例如,数据可包括由一个或多个例如传感器140的传感器获取的关于发动机111和/或其它组件(例如,排气后处理系统、电池系统等)的运行条件(例如,发动机温度数据、排气后处理温度数据、能量温度数据等)的运行数据。作为另一示例,数据可以包括来自驾驶员I/O设备130的输入。如本文更全面描述的,控制器150可以确定何时可以根据运行数据和运行参数启用停止/启动特征。
如图1所示,动力系统110包括发动机111、变速器112、驱动轴113、差速器114和最终驱动器(final drive)115。作为简要概述,发动机111接收化学能量输入(例如,诸如汽油、柴油等的燃料)并燃烧燃料以产生旋转曲轴形式的机械能。变速器112接收旋转曲轴并且操纵曲轴的速度(例如,发动机每分钟转速(RPM)等)以影响期望的驱动轴速度。旋转驱动轴113被差速器114接收,差速器114将驱动轴113的转动能提供给最终驱动器115。然后最终驱动器115推进或移动车辆100。
发动机111可配置为任何发动机类型,包括内燃机、全电动机等。如图所示,发动机111可配置为任何内燃机(例如,压缩点火、火花点火等)并且可以由任何燃料类型(例如,柴油、乙醇、汽油等)供能。类似地,变速器112可配置为任何类型的变速器,诸如无级变速器、手动变速器、自动变速器、自动-手动变速器、双离合变速器等。
因此,随着变速器从齿轮传动变化到连续配置(例如,无级变速器),变速器可包括基于发动机速度影响不同输出速度的各种设置(用于齿轮变速器的齿轮)。类似于发动机111和变速器112,驱动轴113、差速器114和最终驱动器115可以根据应用(例如,最终驱动器115可配置为汽车应用中的车轮和船舶应用的螺旋桨等)而配置成任何配置。此外,驱动轴113可配置为任何类型的驱动轴,包括但不限于基于该应用的一件式、两件式和管内滑动(slip-in-tube)驱动轴。
仍然参考图1,车辆100包括车辆子系统120。如图1所示,车辆子系统120可包括排气后处理系统122。排气后处理系统122可包括用于减少废气排放的任何组件,例如选择性催化还原(SCR)催化剂、柴油氧化催化剂(DOC)、柴油微粒过滤器(DPF)、具有柴油废气供应源的柴油废气流体(DEF)计量仪,用于监测后处理系统的多个传感器(例如,氮氧化物(NOx)传感器、温度传感器等)和/或其他组件。如图1所示,车辆子系统120可以进一步包括电池系统124。电池系统124可以包括一个或多个电池,电池被配置为使车辆100的各种基于电的部件运行(例如,当发动机111运行时,当发动机111关闭时等),并提供能量以启动发动机111(例如,当停止/启动特征关闭发动机111时,当驾驶员用钥匙启动发动机111时等来响应重启命令)。
驾驶员I/O装置130可以使得车辆100的驾驶员(或乘客)能够与车辆100和控制器150通信。作为示例,驾驶员I/O装置130可包括但不限于,交互式显示器、触摸屏装置、一个或多个按钮和开关、语音命令接收器等。在一个实施例中,驾驶员I/O装置130包括刹车和加速踏板,该刹车和加速踏板提示需要利用停止特征停止发动机扭矩产生(例如,按压刹车踏板使得车辆100停止等)或者利用启动特征恢复发动机扭矩产生(例如,从停车状态按压加速踏板,响应于重启命令从停车模式切换到驱动模式等)。
如图1中所示的在车辆100中实施的组件,控制器150可以配置为电控模块(ECM)。ECM可以包括变速器控制单元和任何其他车辆控制单元(例如,排气后处理控制单元、动力系统控制模块、发动机控制模块等)。在图2中更详细地描述了控制器150的功能和结构。
现在参考图2,示出根据一示例实施例的图1的车辆的控制器150的示意图,包括功能和结构组件。如图2所示,控制器150包括处理电路151,处理电路151包括处理器152和存储器154。处理器152可被实施为通用处理器、专用集成电路(ASIC)、一个或多个现场可编程门阵列(FPGAs)、数字信号处理器(DSP)、一组处理组件或其他合适的电子处理组件。一个或多个存储器装置154(例如,RAM、ROM、闪存、硬盘存储器等)可以存储用于促进本文描述的各种处理的数据和/或计算机代码。一个或多个存储器装置154可以可通信地连接到处理器152,并向处理器152提供计算机代码或指令以执行本文所描述的关于控制器150的处理。此外,一个或多个存储器装置154可以是或包括有形的、非瞬态的易失性存储器或非易失性存储器。一个或多个存储器装置154可以包括用于支持本文描述的各种活动和信息结构的数据库组件、目标代码组件、脚本组件、或任何其他类型的信息结构。
存储器154被示出为包括用于执行本文描述的活动的各种模块。更具体地,如图2所示,存储器154包括发动机模块155、后处理系统模块156、电池模块157以及停止/启动模块158。存储器154的各个模块配置为基于在操作事件(例如驾驶事件等)开始时的实际停止率小于目标停止率以及基于指示禁止状态未被激活的各种运行条件来确定是否实施停止/启动特征。尽管图2中示出了具有特定功能的各种模块,但应理解,控制器150和存储器154可包括用于执行本文所述功能的任意数量的模块。例如,多个模块的活动可以被组合为单个模块,包括具有附加功能的附加模块等。此外应理解,控制器150可控制本公开范围外的其他车辆活动。
本文描述的控制器150的某些操作包括解译和/或确定一个或多个参数的操作。如本文所使用的解译或确定包括通过本领域已知的任何方法接收数值,包括至少从数据链路或网络通信接收数值、接收电子信号(例如,电压、频率、电流或PWM信号)表示值、接收计算机生成的参数表示值、从非瞬态计算机可读存储介质上的存储器位置读取该值、通过本领域已知的任何手段接收该值作为运行时间参数,和/或通过接收可以计算解译参数的值,和/或通过引用被解译为参数值的默认值。
如图3所示,发动机模块155与发动机111可操作地通信。发动机模块155配置成解释指示发动机111的运行特性的发动机运行数据。在一个实施例中,如图2所示,发动机模块155配置成接收并解释由一个或多个传感器(例如,传感器140)获取的指示发动机111的运行温度的发动机温度数据170。因此,发动机模块155可以可通信地联接到发动机111的温度传感器。发动机温度数据170可用于确定发动机温度(例如,发动机缸体的温度、发动机机油的温度等)在发动机预热阶段之后(例如,在发动机111冷启动之后,以减小停止/启动事件期间的发动机摩擦等)是否稳定在预热温度(例如,标准运行温度、高于最小发动机温度阈值等)。
在另一个实施例中,发动机模块155配置成基于发动机111启动后的总发动机运转时间确定发动机温度是否稳定在最小发动机温度阈值以上。例如,控制器150通过发动机模块155可基于发动机111的运转时间和其他内部/外部特征(例如,环境温度、发动机速度、功率输出等)确定(例如,经由算法、估算、查表等)发动机温度。
在一个实施例中,发动机模块155配置成基于发动机油温确定发动机摩擦特性,以确定发动机摩擦是否小于发动机摩擦阈值,从而在实施停止/启动特征(例如,需要低转矩输入来启动发动机111等)后便于基本上容易地重启发动机。这样,停止/启动特征的实现可以基于发动机油温。在一个实施例中,传感器140包括发动机油温传感器。在一个实施例中,发动机油温传感器可以被配置为获取发动机油温的相关数据。发动机油的粘度以及由此的发动机摩擦取决于发动机油温。因此,发动机油温可用于提供发动机摩擦量的指示。在一个实施例中,例如,基本上温的或热的发动机油的温度与当前具有低粘度的发动机油相关,从而指示发动机摩擦足够低以实现停止/启动特征。发动机模块155可配置成基于任何数量的温度测量方法来实施停止/启动特征。例如,发动机模块可配置成基于发动机冷却剂温度、发动机缸体温度、发动机缸盖温度和/或发动机歧管温度来实现停止/启动特征。启动/停止特征可以基于任何直接或间接温度测量装置来实现,该温度测量装置包括可以与降低的发动机启动摩擦以及正常燃烧效率和排放控制相关联的温度测量装置。
在其他实施例中,可不包括发动机油温传感器。在一个实施例中,发动机111的转动摩擦由发动机111以恒定速度空转所需的燃料量(例如,利用发动机燃油表等)来确定,该燃料量可以指示发动机油粘度。然后可基于发动机油粘度确定(例如,通过算法、估算、查表等)发动机摩擦。在另一个实施例中,发动机111包括容积式油泵和发动机油压传感器。发动机油压传感器可以被配置成获取关于发动机油的压力的数据。利用容积式油泵,发动机油压成为泵速(即,发动机速度等)和发动机油粘度的函数,从而提供发动机摩擦的指示。例如,对于给定的发动机速度,温的或热的发动机油(即,具有低粘度的油等)可具有特有的低发动机油压。发动机摩擦可以由控制器150通过发动机模块155基于发动机油压来确定(例如,经由算法、估算、查表等)。
在一些实施例中,发动机模块155被进一步配置成接收并解译发动机温度数据170以确定发动机温度是否稳定在不是过热的温度(例如,发动机温度小于最大发动机温度阈值等)。例如,如果发动机温度很高,执行停止/启动特征可能会通过热回放导致发动机损坏。在一个实施例中,将发动机温度与最大发动机温度阈值进行比较,以确定发动机温度是否超过最大发动机温度阈值。在一些实施例中,为了实施停止/启动特征,发动机温度处于发动机运行温度范围内(例如,在最小发动机温度阈值和最大发动机温度阈值之间等)。因此,停止/启动特征的实施可以基于发动机温度或特定发动机部件(例如压缩室、启动系统、活塞、活塞发动机阀等)的温度。在一些实施例中,停止/启动特征的实施基于发动机111的发动机温度超过最小发动机温度阈值。在一些实施例中,停止/启动特征的实施基于最大发动机温度阈值超过发动机温度。在一些实施例中,停止/启动特征的实施基于发动机111的发动机温度超过最小发动机温度阈值,并且基于最大发动机温度阈值超过发动机温度。
在一些实施例中,发动机模块155配置成在基于发动机111在低于阈值功率水平下的总发动机运转时间确定(例如,经由算法、估算、查表等)发动机温度是否稳定在最大发动机温度阈值以下。例如,发动机111可以在高于阈值功率水平的高功率输出下运转一段时间,使得发动机温度超过最大发动机温度阈值。这可以禁止实施停止/启动特征以防止发动机111损坏(例如,来自热回放等)。如此,基于低于阈值功率水平的发动机111的总运转时间,发动机温度可以稳定在最大发动机温度阈值以下,有助于实施停止/启动特征(例如,如果不存在其它禁止状态或被激活等)。
如图3所示,后处理系统模块156可以与排气后处理系统122可操作地通讯,排气后处理系统122可以联接到发动机111(即,排气后处理系统122接收来自发动机111的排气等)。后处理系统模块156配置成解译指示排气后处理系统122的运行特性的排气后处理运行数据。在一个实施例中,如图2所示,后处理系统模块156配置成接收和解译后处理温度数据172,其指示排气后处理系统122的温度和/或由诸如传感器140的一个或多个传感器获取的排气的温度。在一个实施例中,传感器140包括排气后处理温度传感器,该排气后处理温度传感器被配置为获取关于排气后处理系统122(例如,DPF入口,SCR等)和/或排气的温度的后处理温度数据172。
将后处理温度数据172与排气后处理温度阈值进行比较以确定排气后处理温度是否足够(例如,高于排气后处理温度阈值等)以支持所需的化学反应(例如,以减少排放等)。在一个实施例中,例如,许多发动机运行点被设定为符合一个或多个车辆法规(例如排放等)。然而,在预热期间,发动机111可能经历其最高温度瞬变,并且某些排放控制装置(例如排气后处理系统122)可因此实现次优(例如,不总是符合排放法规等)。通过在预热期间停止发动机111,车辆100可以在随后的启动期间在较长时间处于不符合一个或多个车辆法规的状态下运行。因此,在一些实施例中,停止/启动特征的实施可以基于排气后处理温度超过排气后处理温度阈值。例如,低排气温度可指示排气后处理系统122没有在期望的温度下运行,并且由此可以防止停止/启动特征实施(例如,启动禁止条件等)。
如图3所示,电池模块157可以与连接到发动机111的电池系统124可操作地通信(即,电池系统124为发动机111的各种电子组件供电等)。电池模块157配置成解译指示电池系统124的运行特性的电池运行数据。在一个实施例中,如图2所示,电池模块157配置为接收和解译指示电池系统124的充电水平的能量数据174(例如,由一个或多个传感器140获取等)。可将能量数据174与充电阈值进行比较,以确定在停止命令(例如,响应停止事件自动关闭发动机111等)之后电池系统是否具有足够的储存能量(例如,高于充电阈值等)以支持发动机111的重启。这样,在一些实施例中,停止/启动特征的实施可以基于电池系统124的充电水平超过充电阈值。例如,低能量储存可以指示电池系统124可能不支持发动机重启,然后可妨碍停止/启动特征的实施(例如,激活禁止状态等)。
如图3所示,停止/启动模块158可以可操作地联接到发动机111、发动机模块155、后处理系统模块156和/或电池模块157以及其它模块和组件。停止/启动模块158配置为解译指示车辆100、发动机111、排气后处理系统122、电池系统124等的运行特性的车辆运行数据。停止/启动模块158还配置为基于运行数据(例如,电池系统124的充电水平、排气后处理系统122的温度、发动机111的运行温度、实际停止率、行驶距离和后续停止事件之间的速度等)和各种运行参数(例如,充电阈值、发动机111的运行温度范围、排气后处理系统温度阈值、目标/预定的停止率、距离阈值、速度阈值等)启用发动机111的停止/启动特征(例如,响应停止事件允许关闭发动机111等)或禁用发动机111的停止/启动特征(例如,响应停止事件禁止关闭发动机111等)。当启用停止/启动特征时,停止/启动模块158配置成响应于车辆100经历停止事件(例如,车辆100遇到红灯停止、停车标志处停止等)而关闭发动机111至少一段时间。相反地,停止/启动模块158配置成,当基于运行数据指示运行参数未被满足而存在/激活禁止状态时,响应于车辆100经历停止事件而禁止发动机111关闭。
如图2所示,停止/启动模块158包括比率模块159和禁止模块160。比率模块159配置为接收和解译停止数据176,停止数据176指示车辆经历的停止事件(例如,响应于驾驶员致动刹车踏板等)的数量。停止数据176还可以指示发动机111响应于停止事件而被关闭的次数。停止数据176还可以指示车辆100和发动机111行驶的总距离和/或发动机111的运行小时数。比率模块159还配置为确定发动机111的实际停止率(例如,单位运行小时或行驶距离发动机停止的累计次数等)。实际停止率可以基于以下至少一项:发动机111响应停止事件而关闭的次数,以及与发动机的使用寿命或磨损有关的多个措施中的任何一个,例如车辆100和/或发动机111行驶的距离(例如,英里、公里等),以及自发动机111购买日起的小时数,以及发动机111的运行小时数。实际停止率表示在发动机寿命期间响应于总行驶距离或者总运行小时数的停止事件发动机111关闭的次数。例如,车辆100可能已经行驶了20,000英里以及超过20,000英里,停止/启动模块158响应于停止事件将发动机111关闭10,000次。因此,在这个例子中,发动机111的实际停止率是1:2(即,发动机111约每行驶2英里被关闭)。
比率模块159配置为将实际停止率与目标停止率进行比较。在一个实施例中,在控制器150内预定目标停止率。在替代实施例中,驾驶员可以通过驾驶员I/O设备130提供目标停止率。在一个实施例中,目标停止率至少基于发动机111的预期使用寿命(例如,6年、10年、15年等)、发动机111的行驶距离(例如,200,000英里;350,000千米等)的预期寿命、以及发动机111的预期使用寿命(例如,10,000小时;20,000小时等)中的一个。在一些实施例中,目标停止率至少基于保修期(例如,3年、5年、10年等)、保修范围的行驶距离(例如,36,000英里;50,000英里;85,000公里;等)、保修范围内的小时数、以及保修范围内的发动机运行时间(例如,5,000小时;7,500小时;10,000小时等)中的一个。目标停止率也可以基于发动机111设计的启动次数。例如,可将发动机设计成能够承受总数50,000次启动。如果发动机111保修50,000英里,则在该示例中发动机的目标停止率是1:1(即,发动机111平均每英里可以被关闭一次)。
禁止模块160配置成确定是否需要激活禁止状态以禁用发动机111的停止/启动特征。第一禁止状态基于实际停止率大于驾驶事件开始时的目标停止率。根据一个示例实施例,驾驶事件包括由驾驶员手动开启发动机111到驾驶员手动关闭发动机111的时间段。手动开启或手动关闭发动机111可包括转动点火装置中的钥匙、启动车辆100内的开启/关闭按钮、按下遥控钥匙上的启动/停止按钮和/或可以由驾驶员开启或关闭发动机111的任何其它方式(即,不是控制器150响应停止事件等的自动关闭)。
第一禁止状态可响应于发动机111的实际停止率大于在驾驶事件开始时的目标停止率而被激活。第一禁止状态可保持激活,直到发动机111的实际停止率变得小于目标停止率。例如,在驾驶事件开始时,实际停止率可以是1.1:1,而目标停止率可以是1:1。因此,在驾驶事件期间,停止/启动特征被停止/启动模块158禁用,直到实际停止率降低到小于1:1。如果在驾驶事件期间实际停止率没有降低到低于目标停止率,则停止/启动模块158在每个随后的驾驶事件中禁用停止/启动特征,直到实际停止率变得小于目标停止率。然而,禁止模块160配置为如果在驾驶事件开始时或者在驾驶事件期间的任何时间实际停止率小于目标停止率,则在驾驶事件期间禁止模块160响应于实际停止率增大到大于目标停止率而不激活第一禁止状态。因此,停止/启动模块158配置成在驾驶事件期间保持停止/启动特征被启用以维持恒定的停止/启动逻辑,该逻辑不会导致驾驶员相信车辆100可能不正常地运行(例如通过在停止/启动特征响应于停止事件可能已经被实施的驾驶事件期间保持激活停止/启动特征,如果在在先驾驶事件结束时实际停止率大于目标停止率则可以在后续驾驶事件中激活第一禁止状态等)。
第二禁止状态基于电池系统124的充电水平小于充电阈值。例如,电池系统124可能被消耗到低于充电阈值的能量水平,使得电池系统124不能促进发动机111的重启。因此,停止/启动模块158可以禁用停止/启动特征,直到电池系统124充电到高于充电阈值的能量水平。因此,当电池系统124的充电水平低于充电阈值时,第二禁止事件可被激活。
第三禁止状态是基于发动机111的运行温度在运行温度范围之外(例如,低于最小发动机温度阈值、高于最大发动机温度阈值等)。比如,在当发动机温度低于最小发动机温度阈值时(例如,在预热期间等),发动机摩擦增加,从而增加了停止/启动特征实施之后的重启发动机111所需的转矩和电能。因此,当发动机111的温度低于最小发动机温度阈值时,第三禁止状态可被激活。再比如,当发动机温度高于最大发动机温度阈值时,在停止事件期间关闭发动机111可能会通过热回放引起发动机111各种组件的损坏。因此,当发动机111的温度高于最大发动机温度阈值时,第三禁止状态可被激活。
第四禁止状态基于排气后处理系统122的运行温度低于排气后处理系统温度阈值。例如,在发动机111的预热期间,排气后处理系统122的组件可处于运行温度,使得排气后处理系统122可能不符合排放法规。因此,允许发动机111关闭将进一步延迟排气后处理系统122达到适当的运行温度。因此,当排气后处理系统的温度低于排气后处理温度阈值时,第四抑制状态可被激活。
在一些实施例中,停止/启动模块158配置成接收和解译速度数据178,速度数据178指示多个停止事件之间的车辆100的最大速度。第五禁止状态基于多个停止事件之间的车辆100的最大速度小于速度阈值。禁止模块160可以监控多个停止事件之间的速度以确定车辆100是否处于交通阻塞等状况或者存在这种情况(例如,停-走等)时驾驶员是否正在驾驶,使得当车辆100以基本上缓慢的速度(例如,每小时5英里、每小时10公里等)行驶时,停止/启动模块158不关闭发动机111。因此,当车辆100运行在多个停止事件之间的最大速度小于速度阈值时,第五禁止事件可被激活。
在另外的实施例中,停止/启动模块158配置为接收和解译距离数据180,距离数据180指示在多个停止事件之间的行驶距离。第六禁止状态基于车辆100在多个停止事件之间的行驶距离小于距离阈值。禁止模块160可以监控多个停止事件之间的距离以确定车辆100是否可能处于交通堵塞等状况或者存在这样的状况(例如,停-走等)时驾驶员是否正在驾驶,使得当车辆100在停止之前行驶相当小的距离(例如5英尺,25英尺等)时停止/启动模块158不关闭发动机111。因此,当两个连续停止事件之间的距离小于距离阈值时,第六禁止事件可被激活。
禁止模块160可配置为激活一个或多个上述禁止状态。应该理解的是,禁止模块160可以配置为基于除上述以外的其他因素来激活禁止状态。禁止状态可以在驾驶事件开始时(即,在发动机预热期间、后处理系统预热期间等)被激活,并且一旦发动机111达到通常运行条件(例如,发动机运行温度、排气后处理系统运行温度等)就暂停。例如,当在驾驶事件开始时实际停止率大于目标停止率,第一禁止状态可以与第三禁止状态和第四禁止状态一起被激活(例如,如果发动机111在驾驶事件开始时从冷启动开始等)。当发动机111和排气后处理系统122达到工作温度时,可以暂停第三禁止状态和第四禁止状态。可以保持第一禁止状态有效直到实际停止率减小到小于目标停止率。因此,如果在发动机111和排气后处理系统122的预热时段之后实际停止率保持高于目标停止率,则保持禁用停止/启动特征,直到响应于实际停止率减小到低于目标停止率而暂停第一禁止状态,从而增加发动机111的“预热时段”。延长发动机的预热时段以禁止自动停止和重启发动机可以为车辆的驾驶员提供停止/启动逻辑是一致的并且正常工作的印象。
现在参照图4,示出了根据示例实施例的管理发动机的自动停止/启动频率的方法400。在一个示例实施例中,方法400可以利用控制器150和图1-3的各种模块来实现。因此,可以参照图1-3来描述方法400。
在过程402中,响应于驾驶员手动启动(例如,利用钥匙、按下启动等)发动机(例如,发动机111等)而启动驾驶事件。在过程404中,控制器150在驾驶事件开始时确定发动机的实际停止率。在步骤406中,控制器150确定实际停止率是否大于目标停止率。如果实际停止率小于目标停止率,则控制器150启用停止/启动特征(过程410)。相反,如果实际停止率大于目标停止率,则控制器150禁用停止/启动特征(过程430)。
如果在驾驶事件开始时启用停止/启动特征(过程410),则实际停止率不影响停止/启动特征的应用,直到后续的驾驶事件开始(例如,如果实际停止率变得大于在第一驾驶事件期间的目标停止率,则在第二驾驶事件之前不禁用停止/启动特征等)。因此,在驾驶事件期间,实际停止率可能增加到大于目标停止率,而不影响当前驾驶事件的停止/启动特征。在过程412中,发动机经历停止事件(例如,车辆到达红灯、停车标志处,驾驶员踩下刹车踏板直到车辆停下来等)。在过程414中,控制器150确定是否存在禁止状态(例如,电池系统124的充电水平低于充电阈值、发动机111的运行温度在运行温度范围之外、排气后处理系统122的运行温度低于排气后处理系统温度阈值、车辆100在多个停止事件之间的最大速度小于速度阈值、车辆100在多个停止事件之间行驶距离小于距离阈值等)。如果存在禁止状态,则控制器150保持发动机运转并返回到过程412,在过程412中控制器150等待发动机经历另一个停止事件。然后控制器150重复过程414以确定在随后的停止事件期间是否存在相同的或另一禁止状态。
如果不存在禁止状态,则控制器150关闭发动机至少一部分时间(过程416)。在过程418中,控制器150确定在停止事件期间是否由驾驶员手动关闭发动机。如果没有手动关闭发动机并且控制器150接收到重启命令(例如,来自驾驶员按压加速踏板,将车辆驱动等),则控制器150响应于重启命令而重启发动机(过程420)。然后控制器150重复过程412-420直到在停止事件期间手动关闭发动机,此时控制器150结束驾驶事件(过程422)。
如果在驾驶事件开始时禁用停止/启动特征(过程430),则实际停止率影响在当前驾驶事件(以及可能的后续驾驶事件)期间停止/启动特征的实施。在过程432中,发动机经历停止事件。在过程434中,响应于停止事件,控制器150确定发动机的实际停止率。在过程436中,控制器150确定实际停止率是否大于目标停止率。如果实际停止率小于目标停止率,则控制器150启用停止/启动特征(过程438)并继续到过程414。相反,如果实际停止率仍然大于目标停止率,则控制器150保持禁用停止/启动特征,并且控制器150返回到过程432,在过程432控制器150等待发动机经历另一个停止事件,然后重复过程434-436。
现在参考图5和图6,示出了根据另一示例实施例的用于管理发动机的自动停止/启动频率的方法500和方法600。在一些示例实施例中,方法500和方法600可以利用控制器150和图1-3的各种模块来实现。在一些示例实施例中,方法500和方法600的某些步骤可以类似于方法400来实现。因此,考虑图1-3和方法400来描述方法500和方法600。
现在具体参照图5,方法500包括图4的每个过程以及过程408。在方法500中,如果控制器150在过程406中确定实际停止率不大于目标停止率,则控制器150在过程410中启用停止/启动特征。在过程406中,如果控制器150确定在过程406中实际停止率大于目标停止率,则控制器150在步骤408中确定是否存在其他禁止状态。如果在过程408中确定不存在其他禁止状态,则控制器150在过程410中启用停止/启动特征。相反,如果在过程408中确定存在其他禁止状态,则控制器150在过程430中禁用停止/启动特征。例如,在一个实施例中,如果控制器150确定实际停止率大于目标停止率并且发动机处于发动机预热期(即存在另一个禁止状态)时,控制器150禁用停止/启动特征。
现在具体参照图6,方法600包括图4的每个过程以及过程440和过程442。在方法600中,控制器150在过程436中确定实际停止率是否大于目标停止率。如果实际停止率小于目标停止率,则控制器150在过程438中启用停止/启动特征,并继续到过程414。相反,如果在过程436中实际停止率大于目标停止率,则控制器150在过程442中实施增加停止率计时器,并且返回到过程432,在过程432控制器150等待发动机经历另一停止事件。在经历另一停止事件之后,在过程434中响应于停止事件控制器150再次确定发动机的实际停止率。接下来,在过程440中,控制器150确定停止率计时器是否超时。如果停止率计时器未超时,则控制器150在过程436中再次确定实际停止率是否大于目标停止率。相反,如果停止率计时器已经超时,则控制器150继续到过程414。例如,停止率计时器可以使控制器150延迟执行方法600的其余部分持续一段时间,或者可以将停止/启动特征的禁止限制到最大时间段。在一些实施例中,该时间段的持续时间可以基于实际停止率与目标停止率之间的差值大小、发动机运行参数、至少一个保修条款,多个停止事件之间的时间、以及任何其他标准中的至少一个。
以上描述的示意性流程图和方法示意图通常被阐述为逻辑流程图。因此,所描述的顺序和标记的步骤是代表性实施例的指示。可以设想在功能、逻辑或效果上等同于示意图中所示方法的一个或多个步骤、或其部分的其他步骤、顺序和方法。
另外,所采用的格式和符号被提供来解释示意图的逻辑步骤,并且被理解为不限制由附图所示的方法的范围。尽管在示意图中可以使用各种箭头类型和线型,但是应理解为不限制相应方法的范围。实际上,可以使用一些箭头或其他连接符来仅指示方法的逻辑流程。例如,箭头可以指示所描述的方法列举的步骤之间的非特定持续时间的等待或监视周期。另外,特定方法发生的顺序可能严格遵守或不严格遵守所示相应步骤的顺序。还将注意到,框图和/或流程图中的每个框以及框图和/或流程图中的框的组合可以由执行指定功能或动作的专用硬件系统,或专用硬件和程序代码的组合来实现。
本说明书中描述的许多功能单元已被标记为模块,以便更具体地强调它们的实施独立性。例如,模块可作为包括定制VLSI电路或门阵列、诸如逻辑芯片、晶体管的现成半导体或其他分立组件的硬件电路实现。模块也可以在诸如现场可编程门阵列、可编程阵列逻辑、可编程逻辑设备等的可编程硬件设备中实现。
模块也可以实施未机器可读介质,以供各种类型的处理器执行。例如,所识别的可执行代码模块可以包括计算机指令的一个或多个物理或逻辑块,其可以例如被组织为对象、过程或功能。然而,所识别的模块的可执行文件不需要在物理上位于一起,而是可包括存储在不同位置的不同指令,这些指令在逻辑上连接在一起时包括模块并实现模块的所述目的。
实际上,计算机可读程序代码的模块可为单个指令、或许多指令,并且甚至可以分布在几个不同的代码段、不同的程序之间、以及几个存储器设备上。类似地,运行数据可以在本文中在模块内被识别和示出,并且可以以任何合适的形式来体现并且被组织在任何合适类型的数据结构内。运行数据可被收集为单个数据集,或者可以分布在包括不同存储设备的不同位置上,并且可以至少部分地仅作为系统或网络上的电子信号而存在。在模块或部分模块在机器可读介质(或计算机可读介质)中实现的情况下,可以将计算机可读程序代码存储和/或传播到一个或多个计算机可读介质中。
计算机可读介质可以是存储计算机可读程序代码的有形计算机可读存储介质。计算机可读存储介质可以是例如但不限于电子、磁的、光学、电磁、红外、全息、微机械或半导体系统、装置或设备,或前述的任何合适的组合。
计算机可读介质的更具体示例可以包括但不限于便携式计算机磁盘、硬盘、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦除可编程只读存储器(EPROM或闪存)、便携式光盘只读存储器(CD-ROM)、数字多功能盘(DVD)、光存储设备、磁存储设备、全息存储介质、微机械存储设备或任何合适的前述的组合。在本文的上下文中,计算机可读存储介质可以是任何包含和/或存储计算机可读程序代码供指令执行系统、装置或设备使用和/或与其连接的有形介质。
计算机可读介质也可以是计算机可读信号介质。计算机可读信号介质可包括载有计算机可读程序代码(例如在基带中或作为载波的一部分)的传播数据信号。这样的传播信号可以采取多种形式中的任何形式,包括但不限于电气、电磁、磁性、光学或其任何合适的组合。计算机可读信号介质可为不是计算机可读存储介质的任何计算机可读介质,并且其可传送、传播或传输供指令执行系统、装置或设备使用或与其连接的计算机可读程序代码。载于计算机可读信号介质上的计算机可读程序代码可以使用任何合适的介质来传输,包括但不限于无线、有线、光纤电缆、射频(RF)等,或前述的任何合适的组合。
在一个实施例中,计算机可读介质可以包括一个或多个计算机可读存储介质和一个或多个计算机可读信号介质的组合。例如,计算机可读程序代码可以作为电磁信号通过光纤电缆传播,以便由处理器执行也可存储在RAM存储设备上以供处理器执行。
用于执行本发明的各个方面的操作的计算机可读程序代码可以以一种或多种编程语言的任意组合来编写,包括面向对象的编程语言,例如Java、Smal ltalk、C++等,以及常规的程序编程语言,如“C”编程语言或类似的编程语言。计算机可读程序代码可以完全在用户的计算机上执行、作为独立的计算机可读包部分在用户的计算机上执行、部分在用户的计算机上部分在远程计算机上执行、或者完全在远程计算机或服务器上执行。在后一种情况下,远程计算机可以通过包括局域网(LAN)或广域网(WAN)的任何类型的网络连接到用户的计算机,或者可以连接到外部计算机(例如,使用互联网服务提供商通过互联网)。
程序代码还可以存储在计算机可读介质中,该计算机可读介质可以指导计算机、其他可编程数据处理装置或其他设备以特定方式运行,使得存储在计算机可读介质中的指令产生一个制作协议,其包括执行示意性流程图和/或示意性框图的一个或多个块中指定的功能/动作的指令。
整个说明书中对“一个实施例”、“实施例”或类似语言的引用的意思是结合该实施例描述的特定特征、结构或特性被包括在本发明的至少一个实施例中。因此,本说明书中出现的短语“在一个实施例中”、“实施例中”以及类似的语言可以但不一定都指同一实施例。
因此,本公开可以以其他具体形式来实施而不脱离本发明的精神或基本特征的。所描述的实施例在所有方面仅被认为是说明性的而非限制性的。因此,本公开的范围由所附权利要求而不是由前面的描述来指示。在权利要求的等同的含义和范围内的所有变化都将被包括在其范围内。
Claims (17)
1.一种装置,其特征在于,所述装置包括:
停止/启动模块,所述停止/启动模块与发动机可操作地通讯,所述停止/启动模块配置成:
确定是否发生停止事件;
确定禁止状态是否被激活;
响应于确定已经发生停止事件关闭发动机至少一段时间;以及
基于发动机响应于确定停止事件发生而关闭的次数来确定发动机的实际停止率;
其中响应于确定禁止状态被激活而禁止关闭所述发动机,其中基于所述发动机的所述实际停止率大于在驾驶事件开始时的目标停止率来激活所述禁止状态,并且在驾驶事件期间保持所述禁止状态激活直到发动机的实际停止率变得小于目标停止率;
以及其中所述目标停止率基于运行参数,其中基于(i)所述多个停止事件之间的行驶距离小于距离阈值,以及(ii)所述多个停止事件之间的最大速度小于速度阈值,发动机被禁止关闭。
2.如权利要求1所述的装置,其特征在于,所述运行参数基于所述发动机的预期寿命、发动机在行驶距离中的预期寿命、发动机自购买日起的以小时计的预期寿命以及发动机在运行小时中的预期寿命中的至少一个。
3.如权利要求1所述的装置,其特征在于,所述运行参数基于至少一个保修条款、保修期内行驶的距离、保修期涵盖的以小时计的日历时间、以及保修期内发动机运行小时数。
4.如权利要求1所述的装置,其特征在于,所述实际停止率还基于行驶距离、自发动机购买以来的小时数以及发动机运行小时数中的至少一个。
5.如权利要求1所述的装置,其特征在于,所述驾驶事件包括由驾驶员手动开启发动机到由驾驶员手动关闭发动机的时间段。
6.如权利要求1所述的装置,其特征在于,所述禁止状态响应于在驾驶事件期间实际停止率变得大于目标停止率而不被激活。
7.如权利要求1所述的装置,其特征在于,所述装置还包括与电池系统可操作地通讯的电池模块,所述电池模块配置为解译指示所述电池系统的充电水平的能量数据,其中所述禁止状态还基于电池系统的充电水平低于充电阈值而被激活。
8.如权利要求1所述的装置,其特征在于,所述装置还包括与所述发动机可操作地通讯的发动机模块,所述发动机模块配置成解译指示所述发动机的运行特性的发动机运行数据,其中所述发动机的运行特性包括所述发动机的运行温度,并且其中所述禁止状态基于所述发动机的所述运行温度处于运行温度范围之外而被激活。
9.如权利要求1所述的装置,其特征在于,所述装置还包括后处理系统模块,所述后处理系统模块与排气后处理系统可操作地通讯,所述排气后处理系统在排气中接收并与所述发动机通讯,其中所述后处理系统模块配置成解译指示所述排气后处理系统的运行特性的排气后处理运行数据。
10.如权利要求9所述的装置,其特征在于,所述排气后处理系统的运行特性包括排气后处理系统的运行温度,并且其中所述禁止状态基于排气后处理系统的运行温度低于温度阈值而被激活。
11.如权利要求1所述的装置,其特征在于,所述停止/启动模块还配置成以下至少一个:(i)监控在多个停止事件之间的行驶距离,以及(ii)监控所述多个停止事件之间的最大速度。
12.一种方法,其特征在于,所述方法包括:
确定是否发生停止事件;
响应于确定停止事件已经发生而临时关闭发动机至少一段时间;
基于发动机响应于确定停止事件发生而临时关闭的次数以及行驶距离、发动机从购买日起的以小时计的预期使用寿命、以及发动机运行小时数中的至少一个来确定发动机的实际停止率;以及
基于发动机的实际停止率大于目标停止率以及基于存在禁止状态禁止发动机临时关闭;
其中,禁止状态响应于发动机的实际停止率大于在驾驶事件开始时的目标停止率而被激活,并且在驾驶事件期间保持所述禁止状态激活直到发动机的实际停止率变得小于目标停止率,其中基于(i)所述多个停止事件之间的行驶距离小于距离阈值,以及(ii)所述多个停止事件之间的最大速度小于速度阈值,发动机被禁止临时关闭。
13.如权利要求12所述的方法,其特征在于,禁止发动机临时关闭还基于运行参数,以及所述运行参数基于发动机的预期寿命。
14.如权利要求12所述的方法,其特征在于,所述禁止状态基于发动机预热时段、后处理系统预热时段以及电池系统充电水平中的至少一个。
15.一种系统,其特征在于,所述系统包括:
发动机;
控制器,所述控制器可通讯地联接到所述发动机,所述控制器配置成:
确定是否发生停止事件;
响应于确定停止事件已经发生,临时关闭所述发动机至少一部分时间;
基于所述发动机响应于确定停止事件发生临时关闭的次数来确定发动机的实际停止率;以及
基于禁止状态来禁止发动机临时关闭,其中禁止状态的持续时间基于发动机的实际停止率大于目标停止率而延长;
其中,禁止状态响应于发动机的实际停止率大于在驾驶事件开始时的目标停止率而被激活,并且在驾驶事件期间保持所述禁止状态激活直到发动机的实际停止率变得小于目标停止率,其中所述控制器还被构造成:基于(i)所述多个停止事件之间的行驶距离小于距离阈值,以及(ii)所述多个停止事件之间的最大速度小于速度阈值,禁止发动机临时关闭。
16.如权利要求15所述的系统,其特征在于,所述禁止状态基于发动机的实际停止率大于当车辆的驾驶员开启发动机时的目标停止率,并且其中禁止发动机临时关闭还基于运行参数,并且其中所述运行参数基于所述发动机的预期寿命。
17.如权利要求15所述的系统,其特征在于,所述禁止状态基于发动机的温度处于发动机运行温度范围之外、与发动机通信的排气的排气后处理系统的运行温度低于后处理温度阈值、以及电池系统的充电水平低于充电阈值中的至少一个。
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