CN108501952B - 用于改变启停事件的系统和方法 - Google Patents

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Abstract

公开了用于改变启停事件的系统和方法。提供一种车辆。车辆可以包括控制器，该控制器响应于在第一预定义时间段内发生的发动机停止的次数超过用户定义的阈值，禁止发动机进一步自动停止。车辆可以包括控制器，该控制器响应于在车辆行驶的第一预定义距离内发生的发动机停止的次数超过用户定义的阈值，禁止发动机进一步自动停止。

Description

用于改变启停事件的系统和方法
技术领域
本公开涉及允许驾驶员指定启停事件的次数的滚动式启停系统。
背景技术
汽车的燃料经济性和排放性能是重要特性。更高的燃料经济性和更低的排放评级可以使车辆对潜在买家更具吸引力，并且可以帮助汽车制造商满足地方政府强制实行的燃料经济性和排放标准。对于传统的汽油或柴油车辆，降低燃料消耗的一种方法是使用微混合动力或启停动力传动系统，该系统在部分驾驶循环期间选择性地关闭发动机。例如，启停车辆的控制器可以在车辆停止时关闭发动机，而不是让发动机空转。而且，随后当驾驶员踩下加速踏板时，控制器可以重新启动发动机。
发明内容
根据本公开的一个实施例，提供了一种车辆。该车辆包括发动机和控制器，该控制器被配置为：响应于在第一预定义时间段内发生的自动停止的次数超过用户定义的阈值，禁止发动机的进一步自动停止。
根据本公开的另一实施例，提供了一种包括发动机、控制器和人机界面的车辆。控制器可以被配置为响应于发动机的转速小于阈值而自动停止发动机。人机界面可以被配置为：提示用户提供关于是否应该禁止发动机进一步自动停止的反馈，并且响应于所述反馈是肯定的，向控制器提供信号以禁止进一步自动停止。
根据本公开的又一实施例，提供了一种发动机和控制器。控制器被配置为：响应于在车辆行驶的第一预定义距离内发生的发动机自动停止的次数超过用户定义的阈值，禁止发动机进一步自动停止。
附图说明
图1是具有启停控制系统的车辆的示意图。
图2是示出控制启停车辆的方法的流程图。
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，将理解的是，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现。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被解释为限制，而仅作为用于教导本领域技术人员以各种方式使用本发明的代表性基础。
启停车辆动力传动系统的控制器的目标可以包括停止发动机(诸如，内燃发动机(例如，汽油发动机或柴油发动机))。控制器可用于通过禁用发动机的点火线圈或通过禁止将燃料喷射到发动机汽缸中来停止发动机。控制器可以基于来自车辆传感器的输入停止发动机。来自传感器的信号可以指示车辆的速度、施加到制动踏板的力(或未施加力)、施加到加速踏板的力(或未施加力)、车辆的倾斜角度、车辆重量或其他车辆特性。车辆的另一个重要特性是用于启动发动机并为汽车电气系统(诸如，电动助力转向(EPS)、电力制动器、电力稳定性控制(ESC)以及其它车辆控制系统)供电的车辆电池的电压水平。除了车辆控制系统，还有车辆舒适系统，诸如座椅加热器、空调系统和车窗除霜器。传统启停的延伸是滚动式启停系统(rolling start-stop system,RSS)。
传统的启停系统可以被配置为当车辆不运动(例如，0mph(英里/小时))、力被施加到制动踏板并且车辆电池的电压水平高于阈值时自动停止发动机。基于经由电动起动机启动发动机所需的能量来选择该阈值。一旦发动机停止，如果挡位选择器处于前进挡并且不存在施加到制动踏板的力，则控制器可以自动启动发动机。在启停车辆的其它实施例中，控制器可以被配置为当车辆以低于低速阈值(例如，2mph或4mph)的速度运动、力被施加到制动踏板并且车辆电池的电压水平高于阈值时自动停止发动机。当车辆运动时，由于车辆仍然需要一些电力来激活电力制动器和EPS，所以该阈值是较高的阈值。除了传统的启停控制系统，车辆可以被配置为当车辆以高于下阈值速度运动时启动-停止发动机。这个系统也被称为滚动式启停系统(RSS)。
RSS可具有额外的益处，诸如燃料经济性评级提高、车辆排放得到改善并且发动机噪声降低。这些益处可以附加到传统的启停系统的改进。一旦驾驶员应用制动器并且车速小于上车速阈值，RSS便允许发动机在较高的车速下自动停止。
只有在需要/必需的情况下才通过发动机产生能量，这是使配备有内燃发动机的车辆燃料经济性最大化的同时使排放最小化的主要途径之一。因此，正在考虑在全球所有主要市场的一系列现代车辆上实施RSS系统。RSS系统可以包括可实施为单个电池、双电池、任何数量的电池的电池系统。电池系统可具有与标准车辆电池大约相等的工作电压(即，12V)或可在其他电压(例如，24V、48V等)下工作。RSS系统可利用相同或不同的电池或电源技术(诸如，铅酸电池、增强型富液式(EFB)电池、玻璃纤维吸附式(AGM)电池、锂离子电池或任何其它电池技术)的任意组合。
在车辆中实施RSS技术的一个挑战是当车辆在特定条件下运行时在特定时间窗口内防止太多启动停止事件。由于响应于车辆速度低于阈值和/或制动踏板的压力高于阈值而发生停止事件，因此车辆可能在不合时宜时停止，例如，在免下车线路中在快餐店、安全检查点、收费站等处停止。在相对较短的时间段或距离内的连续停止事件可能会使驾驶员或在驾驶员后面排队并在队列向前移动时必须等待发动机重新启动的其他驾驶员恼火。
参照图1，微混合动力车辆100(也称为启停车辆)包括发动机102和变速器104。发动机102的曲轴可驱动地连接到变速器输入轴106以从发动机向变速器传输动力。变速器104包括可驱动地连接到差速器110的输出轴108。差速器110经由一个或更多个车桥(诸如，半轴112A和112B)选择性地向驱动轮114A和114B提供动力。在一些实施例中，差速器110设置在变速器壳体内。车辆100还包括发动机起动机马达116，发动机起动机马达116被构造成响应于来自控制器120的发动机启动信号而旋转曲轴以转动发动机102。发动机起动机马达116可以是增强型起动机马达，它是针对与微混合动力车辆相关联的占空比增加而专门设计的。起动机116由电池119供电，电池119可以是12伏电池、24伏电池、48伏电池或其他低电压电池或高电压电池。低电压电池是直流电压低于100伏的电池，高电压电池是直流电压等于或高于100伏的电池。在一些实施例中，发动机可以包括多个起动机马达。第一起动机马达可以接合飞轮的齿圈以使发动机转动。第二起动机马达可以通过带、链条或本领域已知的其它装置连接到曲轴带轮。具体地，在RSS的情况下，车辆可以具有双电池系统，即，用于起动的12伏电池和在发动机关闭并且车辆正在运动时支持电负载的12伏电池。这两个电池通常由断路开关隔离。
加速踏板122提供操作者输入以控制车辆100的速度。踏板122可以包括向控制器120提供踏板位置信号的踏板位置传感器，控制器120向发动机102提供控制信号。
制动踏板124提供操作者输入以控制车辆的制动器。制动控制器126通过制动踏板124接收操作者输入，并且控制包括车轮制动器130A和130B的摩擦制动系统，该制动系统可操作用于将制动力施加到诸如车轮114A和车轮114B的车轮。踏板124可以包括向控制器120提供踏板位置信号的踏板位置传感器。车辆可以包括与控制器120通信的电动驻车制动器。控制器120被配置为在需要时自动地接合驻车制动器。
控制器120可以是经由串行总线(例如，控制器局域网(CAN)、FlexRay、以太网等)或经由专用电导管进行通信的多个控制器。控制器通常包括彼此协作以执行一系列操作的任意数量的微处理器、微控制器、ASIC、IC、易失性存储器(例如，RAM、DRAM、SRAM等)和非易失性存储器(例如，FLASH、ROM、EPROM、EEPROM、MRAM等)以及软件代码。控制器还可以包括基于计算和测试数据并且存储在存储器内的预定数据或“查找表”。控制器可以使用通用总线协议(例如，CAN、LIN、以太网等)经由一个或更多个有线或无线车辆连接与其他车辆系统和控制器通信。本文使用的对“控制器”的引用是指一个或更多个控制器。
如上所述，本发明的实施例包括用于控制车辆中的发动机(诸如，发动机102和车辆100)的启停系统的控制系统。这样的控制系统可以由一个或更多个控制器(例如，控制器120)实现。车辆启停系统的一个目标是在特定状况下自动停止发动机，而当状况改变时自动重新启动发动机。这提供更大的燃料经济性和减少的排放。
在一些启停系统中，发动机可在特定的一组状况中的所有状况均得到满足时自动停止。例如，如果变速杆处于前进挡、制动踏板被踩下、加速踏板被释放并且车速为零，则发动机102可以自动停止。可以包括在这组状况中的另一状况是所有车辆子系统(例如，空调或助力转向)都不需要发动机运行。在发动机自动停止之前需要满足所有状况的启停系统中，不仅在这组状况中的任何状况未被满足的情况下启停系统将禁止发动机自动停止，而且一旦发动机已经自动停止，在该组状况中的任何状况改变的情况下发动机便会自动重新启动。
继续上面的示例，停止发动机的常见状况之一是车辆的速度为零。通常，当车辆在运动中时，发动机将不会停止。在一些系统中，车辆速度可大于零，但小于下速度阈值(例如，1.5mph或3.5mph)。在此，滚动式启停系统允许在车辆速度在速度范围内的情况下使发动机102自动停止。所述速度范围包括上阈值速度(VThreshold)和下阈值速度。下阈值速度可以是车辆可利用紧急制动器停止的速度(诸如，0mph、2mph或5mph)。在下阈值速度下，选择起动机电池119的电压水平阈值以提供使由电池119供电的电气车辆部件进行操作所需的电荷量。上阈值速度可以是与起动机电池119的指示如下的荷电状态的电压相关联的速度：在该荷电状态下，当车辆在运动时，电气车辆部件(包括电动助力转向(EPS)、电力制动器、电力稳定性控制(ESC)和其他车辆动力系统)可以进行操作。除了车辆控制系统，还有车辆舒适系统(诸如，座椅加热器、空调系统和车窗除霜器)，这些系统可能使用相当多的电力并且可能需要被考虑在电池电压计算内。
在计算发动机关闭点时要考虑的另一车辆特性是用于提供制动助力真空辅助的真空储蓄器的容量和压力。上阈值速度可以从诸如15mph到60mph的速度范围中选择。车辆转向和停止的能力取决于车辆的许多状况，包括速度、重量、倾斜角度、制动状况、道路状况和轮胎状况。随着这些状况的改变，车辆的转向和停止能力也发生变化。例如，车辆下坡行驶比车辆上坡行驶时更难以停止。因此，控制器120可以被配置为基于较低的速度来设定固定的下阈值，以防止影响车辆停止的一系列状况。而且，控制器120可以被配置为基于较高的速度来设定固定的上阈值，以防止影响车辆停止的一系列状况。可选地，控制器120可以被配置为基于车辆在某个时间点的状况来动态地改变下阈值和上阈值。
控制器120还可以被配置为基于车辆在未来时间点的状况而动态地改变下阈值和上阈值。例如，导航系统或包括导航系统的人机界面(HMI)132可以与控制器120连接，使得可以向控制器提供路线。路线可以包括沿着路线的海拔的变化，并且根据沿着路线的潜在制动的变化来调整上速度阈值和下速度阈值。该路线还可以包括标示速度的变化，该标示速度指示可以应用制动器来降低速度或者可以使用加速踏板来增加速度的位置。路线可以包括潜在停车点所处的位置，诸如静态位置和动态位置。潜在停车点所处的静态位置包括交通信号灯、停车标志、环岛或让行标志。沿着路线的潜在停车点所处的动态位置包括与交通堵塞、天气状况、道路施工或事故相关的位置。由HMI 132内的导航系统显示的路线可以基于已经预先加载在HMI 132的存储器中的地图数据，或者HMI 132可以接收从远程服务器流式传输的数据。该数据可以使用蜂窝、Wi-Fi或其他标准技术进行无线流式传输。基于路线、沿着路线的海拔变化和潜在停车点，控制器120可以调整起动机电池119的电压水平，以维持起动机电池119的荷电状态。该调整为由电池119供电的电气附件(电动助力转向(EPS)、电力制动器、电力稳定性控制(ESC)以及其它车辆动态系统)保留电力。
在一些情况下，重新启动可能是不希望的，例如，如果操作者打算将车辆置于驻车挡并关闭发动机，或者如果操作者打算将车辆置于空挡并保持停止。因此，在本公开的至少一些实施例中，控制器120被配置为考虑到这些不同的要求。例如，当车辆处于前进挡时发动机102已经自动停止，并且变速器104的变速杆从前进挡换出，控制器120可以被配置为在至少一个状况下自动地重新启动发动机102，并且在至少一个其他状况下禁止自动重新启动发动机102。
在其它情况下，重新启动可能是不希望的，例如，如果操作者正在“停车再起步”情况下操作车辆。例如，如果车辆处于交通拥挤或排队状态，则车辆可能频繁地在短时间段内(一到两秒)内从滚动到完全停止然后再次起步。当控制器120响应于特定条件而发起停止事件并随后启动发动机时，发生一个“循环”。根据本公开的一个实施例，操作者可以通过输入指定在车辆再次停止之前的一段时间内可能发生的循环次数(例如，60秒内3次停止事件)来禁止车辆的停止。操作者可以通过改变HMI 132内的条件而输入或改变指定的循环的极限。除了改变循环次数之外，驾驶员或操作者可以指定必须发生一定次数的自动停止来建立一个循环所花费的距离或时间。
由控制器120执行的控制逻辑或功能可以由流程图或类似图来表示，诸如图2中的流程图200。图2提供可以使用一个或更多个处理策略(诸如轮询、事件驱动、中断驱动、多任务、多线程等)来实现的代表性控制策略和/或逻辑。因此，示出的多个步骤或功能可以以示出的顺序执行、并行执行或在某些情况下有所省略。尽管没有总是明确地说明，但是本领域的普通技术人员将认识到，根据使用的特定处理策略可以重复执行说明的步骤或功能中的一个或更多个。类似地，处理顺序对于实现在此描述的特征和优点并非是必需的，而是为了便于说明和描述而提供。控制逻辑可以主要在通过基于微处理器的车辆、发动机和/或动力传动系统控制器(诸如控制器120)执行的软件中实现。当然，根据特定应用，可以在一个或更多个控制器中的软件、硬件或者软件和硬件的组合中实现控制逻辑。当在软件中实现时，控制逻辑可以设置在具有代表通过计算机执行以控制车辆或其子系统的代码或指令的存储数据的一个或更多个计算机可读存储装置或介质中。计算机可读存储装置或介质可以包括利用电、磁和/或光学存储器来保持可执行指令和关联的校准信息、操作变量等的多个已知物理装置中的一个或更多个。
参照图2，示出了用于控制启停车辆的示例性算法200的流程图。在操作202中，控制器从车辆模块或传感器128接收指示车辆状况的数据。其中一个状况是发动机正在运转，同时车辆处于点火开关开启状态并且车辆停止或运动。
在操作204中，控制器基于制动踏板压力而分支。如果制动器的压力(PBrake)大于阈值制动压力(PBrake Threshold)，则控制器120将分支到操作206。制动踏板压力包括操作者踩下制动踏板124。如果制动器的压力(PBrake)小于或等于阈值制动压力(PBrake Threshold)，则控制器分支回到操作202。
在操作206中，控制器从车辆传感器(诸如，车辆传感器128)或车辆模块(诸如制动控制器126、动力传动系统控制模块(PCM)、传动装置控制模块(TCM)或电力稳定性控制模块(ESC))接收信号。控制器基于车辆速度或车速分支。如果车速(VVehicle)小于车速阈值(VThreshold)，则控制器分支到操作208。
在操作208中，如果存在任何自动停止禁止因素，则控制器将分支到操作202。自动停止禁止因素是发动机不应被自动停止的状况，例如，诊断模式可能要求发动机继续运行，因此其将是自动停止禁止因素。其他自动停止禁止因素可以包括发动机的温度、车厢加热请求和发动机歧管真空请求。如果不存在自动停止禁止因素，则控制器将分支到操作210。
在操作210中，控制器基于其他条件(诸如来自车辆传感器的输入)来进行自动停止。来自传感器的信号可以指示车辆的速度、施加到制动踏板的力(或未施加力)、施加到加速踏板的力(或未施加力)、车辆的倾斜角度、车辆的重量、操作模式(诸如诊断模式)、车辆附件(诸如座椅加热器或空调)的使用或其他车辆特性。在操作210之后，控制器前进到操作214。
在操作214中，控制器基于制动踏板压力而分支。如果制动器的压力(PBrake)大于阈值制动压力(PBrake Threshold)，则控制器将分支到操作212。制动踏板压力包括操作者踩下制动踏板。如果制动器的压力(PBrake)小于或等于阈值制动压力(PBrake Threshold)，则控制器分支回到操作216。在操作216中，控制器将自动启动发动机，并且完成一个“循环”。
在操作218中，控制器基于指定时间段内的循环次数或启动次数来分支。如果循环次数低于循环极限，则控制器分支到202并且发动机保持运转。如果循环次数高于循环极限，则控制器分支到220。在操作220中，控制器将禁止启停功能，禁止控制器自动停止发动机。
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，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，所述多种形式包括但不限于永久地存储在非可写存储介质(诸如，只读存储器(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、光盘(CD)、随机存取存储器(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，但是这些实施例不意在描述了本发明的所有可能形式。更确切地，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，在不脱离本发明的精神和范围的情况下可以做出各种改变。此外，可以组合各个实施的实施例的特征以形成本发明的进一步的实施例。

Claims (20)

1.一种车辆，包括：
发动机；和
控制器，被配置为：基于车辆在预定时间点的状况改变车速阈值，其中，当车辆的速度超过所述车速阈值时禁止发动机自动停止，车辆在预定时间点的状况包括车辆的重量、倾斜角度、制动状况、轮胎状况、道路状况、沿着路线的海拔变化、沿着路线的标示速度变化和沿着路线的潜在停车点中的至少一种；响应于在第一预定义时间段内发生的发动机自动停止的次数超过用户定义的阈值，禁止发动机的进一步自动停止。
2.根据权利要求1所述的车辆，其中，所述禁止持续第二预定义时间段。
3.根据权利要求2所述的车辆，其中，第二预定义时间段是用户定义的。
4.根据权利要求1所述的车辆，其中，第一预定义时间段是用户定义的。
5.根据权利要求1所述的车辆，其中，控制器还被配置为：响应于在车辆行驶的第一预定义距离内发生的发动机自动停止的次数超过用户定义的另一阈值，禁止发动机的进一步自动停止。
6.根据权利要求5所述的车辆，其中，禁止发动机的进一步自动停止持续第二预定义距离。
7.根据权利要求6所述的车辆，其中，第二预定义距离是用户定义的。
8.根据权利要求7所述的车辆，其中，第一预定义距离是用户定义的。
9.根据权利要求1所述的车辆，还包括人机界面，所述人机界面适于提示用户提供关于是否应该禁止发动机的进一步自动停止的反馈，并且响应于所述反馈是肯定的，向控制器提供信号以禁止发动机的进一步自动停止。
10.一种车辆，包括：
发动机；
控制器，被配置为响应于发动机的转速小于阈值而自动停止发动机，并且基于车辆在预定时间点的状况改变车速阈值，其中，当车辆的速度超过所述车速阈值时禁止发动机自动停止，车辆在预定时间点的状况包括车辆的重量、倾斜角度、制动状况、轮胎状况、道路状况、沿着路线的海拔变化、沿着路线的标示速度变化和沿着路线的潜在停车点中的至少一种；和
人机界面，被配置为：提示用户提供关于是否应该禁止进一步自动停止的反馈，并且响应于所述反馈是肯定的，向控制器提供信号以禁止进一步自动停止。
11.根据权利要求10所述的车辆，其中，控制器还被配置为：响应于在第一预定义时间段内发生的自动停止的次数超过用户定义的阈值，禁止进一步自动停止。
12.根据权利要求11所述的车辆，其中，所述禁止持续第二预定义时间段。
13.根据权利要求11所述的车辆，其中，控制器还被配置为：响应于在车辆行驶的第一预定义距离内发生的自动停止的次数超过用户定义的另一阈值，禁止进一步自动停止。
14.根据权利要求13所述的车辆，其中，禁止进一步自动停止持续第二预定义距离。
15.一种车辆，包括：
发动机；和
控制器，被配置为：基于车辆在预定时间点的状况改变车速阈值，其中，当车辆速度超过所述车速阈值时禁止发动机自动停止，车辆在预定时间点的状况包括车辆的重量、倾斜角度、制动状况、轮胎状况、道路状况、沿着路线的海拔变化、沿着路线的标示速度变化和沿着路线的潜在停车点中的至少一种；响应于在车辆行驶的第一预定义距离内发生的发动机自动停止的次数超过用户定义的阈值，禁止发动机的进一步自动停止。
16.根据权利要求15所述的车辆，其中，第一预定义距离是用户定义的。
17.根据权利要求15所述的车辆，其中，所述禁止持续第二预定义距离。
18.根据权利要求15所述的车辆，还包括人机界面，所述人机界面被配置为提示用户提供关于是否应该禁止发动机的进一步自动停止的反馈，并且响应于所述反馈是肯定的，向控制器提供信号以禁止发动机的进一步自动停止。
19.根据权利要求15所述的车辆，其中，控制器还被配置为：响应于制动器压力超过压力阈值而自动停止发动机。
20.根据权利要求15所述的车辆，其中，控制器还被配置为：响应于发动机的转速小于阈值而自动停止发动机。
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