CN117627835A - 在滑行期间使用功能状态的预测性停止-起动控制 - Google Patents

在滑行期间使用功能状态的预测性停止-起动控制 Download PDF

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Abstract

本公开提供了“在滑行期间使用功能状态的预测性停止‑起动控制”。当不需要发动机推进时，诸如在滑行状况期间，当车辆滑行到较慢速度(例如，停止)或沿着斜坡向下时，具有用于车辆推进的内燃发动机的机动车辆可以自动停止。发动机根据需要自动重新起动。为了确保电池或其他蓄电装置在自动停止事件期间支持电气负载(包括用于重新起动发动机的起动机马达)的标称操作的容量，响应于可能需要支持的负载瞬变，使用电池功能状态(SOF)来确定车辆电池的预测的未来状态。

Description

在滑行期间使用功能状态的预测性停止-起动控制
技术领域
本发明总体上涉及在不需要发动机推进时自动停止内燃发动机并且根据需要自动重新起动内燃发动机的机动车辆，并且更具体地，涉及使用车辆电池的预测的未来状态来确定电池支持未来从自动停止状态重新起动的能力。
背景技术
汽车的燃料经济性是车辆性能的重要属性，并且由其设计中采用的技术、驾驶员行为和动作以及使用车辆的条件(例如，速度、道路设计、天气和交通)来确定。制造商不断努力提供更好的燃料经济性。越来越多地使用的一种技术通常称为自动停止-起动，其中当不需要发动机动力时(例如，车辆已经停止或正在滑行到停止或沿着斜坡向下滑行)，内燃发动机自动关闭，并且然后在需要时重新起动。一种类型的自动停止-起动是停止-起动-滑行功能，其在驾驶员将脚从加速踏板移开而车辆仍在运动时使发动机停止。例如，自动起动-停止技术可以提供5％至10％的燃料效率提高。
除了车辆推进之外，发动机还驱动其他车辆系统，诸如发电机(例如，交流发电机)，以用于发电以为电气负载供电并对蓄电池再充电。在发电机不由停止的发动机驱动的时间期间，电池是用于为电气负载(例如，起动机马达)供电的唯一或主要来源。因此，仅当车辆的起动机电池或其他能量存储装置能够供应足够的电力以(1)转动起动内燃发动机并成功地重新起动内燃发动机，以及(2)将足够的电压保持在用于在发动机停止(滑行)状态期间所需的其他电气负载的低压(12V)配电网络上时才启用车辆中的停止-起动功能。足够的电压可以被定义为在参考点(例如，正极电池端子)与接地之间测量的最小电压阈值，在所述最小电压阈值处，可允许电气负载能够在不损失功能的情况下操作。可允许负载可以包括配电网络上的所有电气负载，或者如果期望通过执行负载管理(例如，停用低优先级负载)来提高停止-起动的可用性，则可以是所有负载的子集。
当驾驶员未请求推进扭矩时，停止-起动-滑行功能关闭发动机，这可在车辆下坡行驶时或当驾驶员使车辆减速时发生。当发动机在车辆滚动时关闭时，主动底盘部件(诸如电动助力转向(EPAS)系统和电动致动制动器(例如，防抱死制动器))应标称地起作用，这意味着它们的电压供应需要保持高于预定义最小值。如果发生突然的变道操纵，则EPAS部件可能以小于10毫秒的上升时间汲取超过100A。如果电池输出电压随着电流上升而下降到预定义阈值以下，则可能存在尝试重新起动发动机或与EPAS或其他电气负载的操作相关的问题。
常规上，已经基于电池的荷电状态(SOC)和电池的环境温度来启用/禁用自动停止-起动功能。如果荷电状态或环境温度低于阈值，则禁用自动停止-起动。在实践中，保守地校准阈值。这是因为荷电状态是对在端子电压高于阈值时电池在一段时间内提供给定放电电流的能力的不精确指示。随着电池老化，判断电池容量的能力变得更加不准确，因为随着电池老化，其容量收缩，并且其内阻上升。因此，老化的电池的电力输送能力劣化，但这未反映在荷电状态测量中。尤其是当电池达到其寿命终点时，荷电状态成为电力输送能力的非常差的指示。由于荷电状态测量的不准确性，使用荷电状态作为电力输送能力的度量的能力变得更加困难。现有技术的电池监测传感器在正常状况下只能以约10％的最大准确度估计荷电状态。
使用常规电力管理方法诸如监测电力系统荷电状态以及测量交流发电机或联接到电池的其他能量产生系统的电压/电流，可能无法提供足够的信息来准确地确定电源是否可输送一定量的电流，并且仍保持高于基线阈值电压/电流。鉴于电源(例如，交流发电机)的能量输出来确定荷电状态，可能无法确定主动底盘电力系统的电力输送或操作的未来功能。
通常，因为荷电状态不是判断电池提供给定放电同时在其端子上维持最小可接受电压的能力的良好度量，所以校准SOC阈值以不允许发动机在车辆滑行状态期间关闭是困难的。可以选择非常高的阈值，但这可能会严重限制启用的停止-起动事件的频率。与使用荷电状态和温度来实现停止-起动相关的另一种类型的问题是，一些电气负载(即，电池容量的消耗器)可能在发动机停止时汲取高电流瞬变。这种负载的示例是电动助力转向。驾驶员可能想要在处于滑行模式时发动机关闭的情况下执行转向操纵，诸如变道。如果这样做，则转向齿轮可能汲取超过100A，并且可能使配电网络的电压下降到低于期望阈值。
发明内容
为了增强停止-起动-滑行功能的可用性，本发明使用对电池的功能状态(SOF)的估计以便判断其能力。SOF值表示如在低压(12V)电池端子处测量的在发动机转动起动、EPAS事件或在处于滑行模式时的停止状态期间允许操作的电气负载的其他瞬变激活期间产生的电压响应的最小值(将被可靠地呈现的最低预期电压水平)。虽然当今市场上的电池监测传感器能够估计与立即发生的负载相对应的即时电压响应的最小值，但是它们不能预期未来的电池容量。本发明涉及可以如何计算对未来瞬变的电压响应，以及控制器如何使用该信息来启用停止-起动滑行功能。因为对SOF值的估计考虑了电池老化和温度，所以它是比荷电状态更准确的电池容量估计。因此，不需要保守的校准，并且增强了停止-起动-滑行功能的可用性。估计未来功能状态的技术增加了本发明的方法和系统的稳健性，因为SOF计算考虑了瞬变之前的电池消耗。
可以根据控制策略来使用SOF值，所述控制策略在车辆减速时启用或禁用停止-起动-滑行功能。为了启用停止-起动-滑行功能并实际上开始发动机停止状态，控制器可以将电压响应的最小值(SOF)与表示电动助力转向、电动助力制动和其他底盘控制致动器的最小电压要求以及用于重新起动(即，转动起动)车辆的最小电压要求的预定阈值(UMin)进行比较。因此，为了实现滑行，还估计在发动机重新起动之前在该状态下控制车辆的能力。
在本发明的一个方面，提供了一种用于自动停止和起动机动车辆中的内燃发动机的方法。检测机动车辆的滑行状况，在所述滑行状况下，可以移除由内燃发动机输送的动力，并且在所述滑行状况下，机动车辆的功能可以由电池支持。确定多个电池功能状态(SOF)值，所述多个电池SOF值各自对应于在滑行状况期间可能潜在地致动的相应的可允许电气负载，其中电池SOF值各自投射将在基于将由相应的可允许电气负载汲取的估计电流致动相应的可允许电气负载之后的未来时间可用的相应的最小电压。将所述电池SOF值中的至少一个与预定阈值电压进行比较。如果内燃发动机正在操作以向机动车辆输送动力并且检测到滑行状况，则如果比较步骤中的每个电池SOF值大于预定阈值电压，则内燃发动机自动停止，由此当任何电池SOF值小于预定阈值电压时，内燃发动机的自动停止被禁止。如果内燃发动机处于自动停止状态，则当比较步骤中的任何电池SOF值下降到低于预定阈值电压时，内燃发动机自动起动。
在本发明的另一方面，一种车辆包括具有停止状态和起动状态的内燃发动机，其中所述内燃发动机产生推进以使所述车辆移动。发电机由所述发动机驱动以产生电力。电池存储从发电机接收的电力。当所述内燃发动机处于所述停止状态时，多个可允许电气负载依靠来自所述电池的电力进行操作。控制电路被配置为(a)检测车辆的滑行状况，在所述滑行状况下，所述车辆正在没有来自所述内燃发动机的推进的情况下移动；(b)确定多个电池功能状态(SOF)值，所述多个电池SOF值各自对应于在所述滑行状况期间可能潜在地致动的相应的可允许电气负载，其中电池SOF值各自投射将在基于将由相应的可允许电气负载汲取的估计电流致动相应的可允许电气负载之后的未来时间可用的相应的最小电压，(c)将所述电池SOF值中的至少一个与预定阈值电压进行比较，(d)当所述内燃发动机正在操作以向所述机动车辆输送所述动力并且检测到所述滑行状况时，如果(c)中的每个电池SOF值大于所述预定阈值电压，则开始所述内燃发动机的所述停止状态，由此当(c)中的任何电池SOF值小于所述预定阈值电压时，内燃发动机的自动停止被禁止，以及(e)当内燃发动机处于停止状态时，则当(c)中的任何电池SOF值下降到低于预定阈值电压时，开始内燃发动机的起动状态。
附图说明
图1是示出执行本发明的停止-起动-滑行的车辆的框图。
图2是示出响应于负载瞬变的时变功能开始的曲线图。
图3是示出用于确定未来SOF值的直接过程的框图。
图4是用于实施图3的过程的方法的流程图。
图5是用于实施确定未来SOF值的间接过程的方法的流程图。
图6是根据本发明的一个实施例的硬件框图。
图7是根据本发明的方法的流程图。
图8是根据本发明的方法的另一流程图。
具体实施方式
参考图1，车辆10包括内燃发动机11和协调发动机11的操作的动力传动系统控制模块(PCM)12。发电机13(例如，交流发电机)由内燃发动机11驱动以产生电力，所述电力可以用于对电池14进行再充电和/或为车辆电气系统(例如，12伏系统)中的各种电气负载15-19供电。电池14可以包括标准起动机电池、电池包或其他存储装置，诸如超级电容器组或燃料电池。在一些实施例中，车辆10是具有混合动力推进系统(即，内燃发动机11和电动牵引马达两者)的强混合动力或轻度混合动力车辆。除了低压12V电气系统之外，混合动力车辆还具有提供混合动力推进系统的牵引马达部分(例如，马达和高压电池包)的高压电气系统(例如，48V或数百伏)，其中所述发电机产生高于所述低压电池的输出电压。DC-DC转换器用于降低发电机的输出电压以对低压电池充电并为12V电气系统的负载供电。
12V负载包括一个或多个转向负载15(例如，EPAS部件)以及一个或多个制动负载16(例如，电子致动的制动器)。负载17-19表示其他车辆系统和附件。多个所有电气负载在本文中被示为“可允许负载”，其将指代在车辆处于自动停止事件的时间期间(即，当电力仅从电池14可用而没有来自发电机13的支持时)允许操作的那些电气负载。
用于本发明的控制电路20联接到PCM 12和电池监测传感器装置23。控制电路20可以具有与负载中的一些(例如，如所示出的负载15、16、18和19)的连接，以便可选择地启用或禁用负载和/或获得可用于投射由负载汲取的电流的负载数据(例如，温度)。
车辆10包括具有相关联的踏板位置传感器的加速踏板21，所述踏板位置传感器联接到PCM 12。踏板位置是PCM 12用来检测滑行车辆状态或滑行状态结束的一个因素。
将公开用于计算电池对未来瞬变负载的电压响应(SOF)的最小值的方法的两个示例，以及使用所计算的SOF值作为输入来启用停止-起动滑行功能的控制策略。因此，控制策略可以使用对未来放电事件的电压响应来在滑行阶段期间启用或禁用自动停止，所述滑行阶段已经由动力传动系统以正常方式检测到。正式地，未来放电事件的电压响应(即，SOF值)可被描述为在从能量存储装置移除(即，耗尽)电荷Q等待的等待时段T等待之后，当在环境温度TempDis下汲取负载电流I负载持续时间段T时，在能量存储装置的输出端子处测量的最小电压，其如下表示：
使得I＝I负载
图2示出了当前SOF值(其响应于脉冲A而发生)与未来SOF值(其响应于脉冲B而发生)之间的关系。
被定义为SOF_MinU(I负载,T,TempDis,Q等待,T等待)的未来放电事件的电压响应(本文被称为SOF值)包括参数Q等待，所述参数描述了瞬变负载由I负载和脉冲长度T参数化之前的等待时段期间的充电或放电历史，其输出值以安培秒为单位。该度量是对在相对较长的时间范围内出现的最低压的预测。相比之下，即时放电事件的电压响应对应于假设在计算SoF的时间点开始的放电。
即时的和未来预测的负载响应之间的另一个区别是，放电发生时的环境温度也用于计算为预测值的未来的电压响应。这是为了允许在未来出现负载时预测低温(其提供可对最坏情况的操作场景进行缓解的模型)。相比之下，即时放电事件的电压响应假设当前温度在放电期间有效。
未来放电事件的电压响应在电池监测传感器中不可用。然而，它可以如本文所述进行计算。描述了两种任选的计算方法，其中一种是直接方法，并且其中一种是间接方法。
在图3所示的直接方法中，用于定义的电池电流轨迹的度量SOF_MinU表示在定义的电流轨迹在端子处流动之后将在电池的端子处测量的最小电压。电流轨迹的符号可以是正的、负的或其两者，对应于放电和充电，或者两者都随时间发生。
参数I负载、T、Q等待、T等待对应于由和/>描述的由轨迹合成框30提供的轨迹。该信息作为输入提供给包含等效电路电池模型32和计算框33的估计器框31。I负载表示此类事件期间的预测的电流量值，并且T表示事件的持续时间。直到下一次更新发生的时间由T等待表示，并且在该时间期间由有源负载引起的电池放电可以计算为：
Q等待＝I等待·T等待。
用于计算电压响应的电池状态可以由电池监测传感器提供。具体地，状态可以用于初始化该模型。此外，可以利用考虑电池老化的自适应参数化来实施该模型。除了作为能量存储装置的铅酸电池之外，本实施例也可以应用于具有诸如超级电容器或锂离子电池的能量存储装置的车辆。具有自适应参数化的等效电路模型对于每个都是已知的。
对未来放电事件的SOF电压响应可以使用当前功能状态(例如，使用已知计算确定以表征即时放电事件)以及描述所述电池处于静止状态及其荷电状态的开路电压之间的关系的信息来间接估计。这种间接方法可以使用比直接方法更少的计算时间来确定，并且可以容易地在电子控制模块中实施。仅需要来自现有电池监测传感器的输入数据。
为了计算SOF_MinU(I负载,T,TempDis,Q等待,T等待)，即时瞬变SOF_MinU(I负载,T)的电压响应由电池监测传感器估计。该功能已经存在于常见的电池监测传感器中。然后通过从跨电池端子的测量电压UBattMeas减去即时电压响应SOF_MinU(I负载,T)并将结果乘以对应于T等待时的当前温度Temp0与预测温度TempDis之间的差值的电池的内阻的相对变化来计算与瞬变相关联的相对电压变化：
系数ρTemp表示电池电阻相对于在参考温度TempRef和对应的电阻RRef附近的温度的变化。可以响应于在若干温度下预先测量的内部电池电阻(例如，来自台架测试或从电池供应商获得)来确定参考温度、电阻和系数。
在等待时段期间的电池荷电状态(SOC)的变化与Q等待和标称(即，新的)电池容量QBattNom成比例。电池端子电压的对应变化是Q等待、QBattNom以及100％ SOC下的电池开路电压与0％ SOC下的开路电压之间的差值的函数，如下：
100％和0％荷电状态(分别为UBatt100％和UBatt0％)下的开路电压是通常用于校准电池监测传感器并且容易获得的参数。
用于计算延迟瞬变的电压响应的电池特性的测量值与电池充电结束的时间之间的时间长度也起到计算SOF_MinU(I负载,T,Q等待,T等待)的作用。在停止充电之后，电池端子处的测量电压自然地线性衰减，直到其达到与其荷电状态成比例的开路电压。衰减到开路电压所花费的时间是电池的充电电压U充电及其荷电状态的函数：T衰减(U充电,SOC)。充电电压、荷电状态和衰减周期之间的关系可以针对各种充电电压和荷电状态值进行测量并捕获在表中，或者可以使用T衰减的单个校准值，电压响应计算的准确度仅有小幅降低。T衰减的值通常可以在1至12小时之间，这取决于电池尺寸和其他特性。如果瞬变发生之前的等待时间T等待大于T衰减，则未来瞬变放电的电压响应仅是当进行计算时对应于荷电状态的电池的开路电压OCV(SOC)、瞬变电压响应ΔUTrans以及在等待时段期间由于低放电速率引起的电压变化ΔU等待的函数：
SOF_MinU(I负载，T，Q等待，T等待)＝OCV(SOC)-ΔUTrans-ΔU等待。
然而，如果T等待小于T衰减，则将附加项添加到电压响应的计算：
其中ΔT充电表示充电结束与对应于等待时段结束的时间T等待之间的绝对时间差。在这种情况下，电压响应计算如下：
SOF_MinU(I负载，T，Q等待，T等待)＝OCV(SOC)+ΔU衰减-ΔUTrans-ΔU等待。
可以组合前两个等式以针对T等待和T衰减的所有值定义对延迟瞬变(例如，来自可允许电气负载的操作)的电压响应(即，SOF值)的间接预测：
使用上述方法或本领域技术人员将想到的其他方法来确定各种功能状态(SOF)值。每当存在可能发起自动停止事件的条件时，就需要此类SOF值。通常，动力传动系统控制模块(PCM)可被配置为检测何时预期在某个时间量内不需要发动机功率。具体地，当驾驶员将脚从加速踏板移开(即，驾驶员不请求推进扭矩)而车辆仍在运动时，停止-起动-滑行功能可使发动机停止。仅当电池、电池包中的电池或其他可用的能量存储装置可以在需要重新起动时供应足够的功率以使发动机转动起动并且在停止事件期间在配电网络上维持足够的电压以操作任何可允许负载时才应启用此类停止-起动功能。可允许负载可以包括配电网络上的所有电气负载，或者可以是所有电气负载的子集(例如，不包括低优先级负载，诸如电加热座椅)。可允许负载可优选地包括车辆操纵中涉及的重要功能，诸如转向部件和制动部件。
为了在检测到滑行后启用发动机停止事件，评估对未来瞬变放电的电池电压响应的最小值。这由表示为SOF_MinU(I负载,T,TempDis,Q等待,T等待)并如上所述计算(例如，使用直接方法或间接方法)的功能状态度量(SOF值)来提供。由于在特定发动机停止事件期间通常可能存在可以被激活的若干可允许负载，因此可以针对每个可允许负载确定相应的SOF值，因为期望确保重新起动发动机并处理可能发生的任何负载致动的能力在没有来自由内燃发动机驱动的发电机的辅助的情况下必须由蓄电装置完全支持。在可允许负载中的一者或多者将始终预期从存储装置汲取最大量的电能的情况下，则仅评估此类负载的SOF值可能就足够了。应考虑的可允许负载可以包括对应于起动发动机、处理转向输入(例如，当车辆配备有电动辅助转向时)、处理制动操纵(如果施加到滑行控制并且制动器被电动致动或制动增压压力是电动产生的)以及可能源自任何其他车辆域(例如，主动底盘控制、推进或气候控制)的任何其他允许的瞬变的负载瞬变。应定义和参数化瞬变的最坏情况版本。可以优选地以等于或大于在时间T等待期间提供一个SOF值的值的频率请求SOF值，其中T等待被选择为长于起动发动机所需的最大时间，因为那是缓解非期望的低压状态所需的最大时间。
当任何特定电气负载需要功能状态值时，车载电池模型可以使用对应的负载轨迹和当前电池状态来运行模拟。可以以大于或等于对应于T等待的频率的重复频率连续地广播所考虑的每个未来瞬变的电压响应的预测最小值(即，SOF值)。取决于特定实现方式的架构，电池监测传感器可以满足该标准的频率请求电压响应，或者电池监测传感器可以被编程为以适当的频率自动发送预测的电压响应序列。
图4示出了用于使用直接方法循环地重复确定多个可允许电气负载的SOF值的流程图。响应于驾驶员发出钥匙开启命令而激活车辆，在步骤35中将时间戳设置为当前操作时间(t)的值。此后，在步骤36中将当前操作时间(t)与保存的时间戳值之间的差值与监测时间T监测进行比较。根据获得确保电池和/或负载的变化状况均被充分捕获的测量频率来设置T监测的值。一旦大于或等于T监测的时间已经过去，就针对一个或多个可允许负载收集相应的SOF值。如图所示，在步骤37中获得负载A的SOF值，在步骤38中获得负载B的SOF值，并且通过步骤39获得直到并包括负载Z的附加SOF值。执行停止-起动功能的控制器可以自身运行形成SOF值的直接方法，或者可以请求诸如电池监测器的另一个装置执行所述方法。
图5示出了用于使用间接方法循环地重复确定多个可允许电气负载的SOF值的流程图。响应于驾驶员发出钥匙开启命令而激活车辆，在步骤40中将时间戳设置为当前操作时间(t)的值。此后，在步骤41中将当前操作时间(t)与保存的时间戳值之间的差值与监测时间T监测进行比较。根据获得确保电池和/或负载的变化状况均被充分捕获的测量频率来设置T监测的值。一旦大于或等于T监测的时间已经过去，就针对一个或多个可允许负载收集相应的SOF值。在这种情况下，可商购获得的类型的电池监测传感器单元在步骤42、44和46中提供对每个相应电气负载的即时瞬变SOF_MinU(I负载,T)的电压响应的估计。使用来自电池监测传感器单元的数据，用于本发明的控制器在步骤43、45和47中计算未来的SOF值。此后，返回到步骤40以存储时间戳的新值，然后更新SOF值。
图6示出了具有控制器50的硬件系统，所述控制器表示根据本发明操作的低压能量管理电子控制单元。控制器50联接到电池监测传感器51和动力传动系统控制模块52。控制器50包括SOF请求调度框53，所述SOF请求调度框根据从上一个时间戳开始的经过时间(例如，根据图5中的步骤41)向传感器51发送请求。计算框54从传感器51接收当前的SOF值和电池起动信息，并使用它们来计算未来的SOF值。决策框55使用将在下面描述的过程来分析未来的SOF值以确定是应启用停止-起动-滑行以关闭发动机还是应禁用该停止-起动-滑行。将启用/禁用确定报告给PCM 52中的起动-停止-滑行控制框56。
动力传动系统控制器通常可以负责识别发动机何时可以关闭的状况。由动力传动系统控制器使用的标准可以包括对在其期间驾驶员或巡航控制不请求推进扭矩的状况的识别以及对电池支持重新起动和可能的负载瞬变的能力的确定。与动力传动系统的状态和驾驶员的预测意图相关的那些标准被称为“动力传动系统标准”。动力传动系统标准可以包括本领域中已知的任何因素。例如，用于发动机关闭和重新起动的动力传动系统标准可以包括节气门或油门踏板位置、制动踏板位置以及其他驾驶员输入或车辆状态。如果满足动力传动系统标准并且监测的电压响应高于校准的最小电压阈值UMin，则启用停止事件的发起。
参考图7，示出了用于在滑行期间根据未来的SOF值调节自动停止事件的激活的一般策略。在车辆操作期间(例如，在钥匙开启命令之后并且然后周期性地直到钥匙关闭命令)，在步骤70中执行检查以确定内燃发动机是否已经关闭。如果否，则在步骤71中执行检查以确定是否满足动力传动系统标准。如果否，则返回到步骤70以等待适当的时间以进行下一次迭代。如果是，则针对所考虑的每个电气负载获得未来的SOF值，然后将每个SOF值与最小电压阈值UMin进行比较。如果所有SOF值都大于或等于阈值UMin，则在步骤73中关闭发动机。如果任何比较显示SOF值小于阈值UMin，则允许发动机继续运行并且返回到步骤70。
当步骤70确定发动机已经关闭时，则在步骤74中进行检查以确定是否满足动力传动系统标准，所述动力传动系统标准指示重新起动(例如，驾驶员现在正在请求扭矩，如通过对加速踏板的动作所指示)。如果是，则在步骤75中自动重新起动发动机。如果否，则针对所考虑的每个电气负载获得新的一组未来的SOF值，然后将每个SOF值与最小电压阈值UMin进行比较。如果所有SOF值都大于或等于阈值UMin，则发动机关闭被允许继续并返回到步骤74。如果任何比较显示SOF值小于阈值UMin，则在步骤75中重新起动发动机。
因为瞬变电压响应的监测时段被选择得足够长，使得发动机在瞬变发生之前有时间重新起动，所以在发动机关闭时瞬变负载将导致电压下降到低于最小阈值的水平的可能性很小。因此，消除了监测系统电压的缓解策略中的等待时间问题。另外，停止-起动-滑行功能的可用性得到增强，因为它不再基于校准的荷电状态和温度阈值。功能状态度量增强了停止-起动功能的可用性，因为SOF是比使用荷电状态进行解释更准确的电力输送能力的直接度量。校准未来的SOF策略比用基于SOC的策略校准更直接，因为基于SOF的策略的电压阈值可以直接从从负载级联到电源系统的要求导出。
在图8的一般方法中示出了与蓄电装置(例如，电池)支持在处于关闭状态时采取的必要动作的能力有关的停止-起动-滑行策略的各方面。在步骤80中，执行检查以检测是否存在滑行状况，在滑行状况下，由内燃发动机输送到车辆的动力可能潜在地被移除(例如，车辆在不需要发动机扭矩的情况下滑行)。为了利用潜在的滑行状况，必须确定电池是否可以支持机动车辆的运行。在步骤81中，确定多个电池功能状态(SOF)值，每个值对应于在滑行状况期间可能潜在地致动的相应的可允许电气负载。电池SOF值各自投射(例如，估计)将在基于将由相应的可允许电气负载汲取的估计电流(并潜在地基于其他因素诸如电池参数)致动相应的可允许电气负载之后的未来时间可用的相应的最小电压。
在步骤82中，执行检查以确定内燃发动机是开启(即，运行)还是已经处于自动停止状态。如果发动机开启，则在步骤83中将所述电池SOF值中的至少一个与预定阈值电压进行比较。可以将所有SOF值与预定阈值电压进行比较，特别是在不同负载汲取的潜在电流在不同时间可能不同的情况下。在一些实施例中，可允许负载中的一者或多者可以一致地由最高潜在电流汲取表示，这可以使得能够仅考虑一个或多个负载来做出在滑行期间启用或禁用自动停止的决定。如果在步骤83中考虑的所有SOF值都大于或等于阈值电压，则在步骤84中发起自动停止事件。在步骤84中发起自动停止事件或者在步骤83中确定并非所有SOF值都大于或等于阈值电压之后，返回到步骤80。因此，只要比较中的任何电池SOF值小于预定阈值电压，就禁止内燃发动机的自动停止。
如果在步骤82中发动机未开启(即，自动停止事件正在进行中)，则在步骤85中执行检查以确定SOF值中的任一者是否小于预定阈值电压。如果否，则自动停止事件可以继续并且返回到步骤80。否则，禁止内燃发动机的自动停止。在步骤86中执行重新起动，从而在返回到步骤80之前结束自动停止事件。因此，当任何电池SOF值下降到低于预定阈值电压时，内燃发动机自动起动。
在本发明的一个方面，所述电池包括电池包。
在本发明的一个方面，循环地重复(b)至(e)。
在本发明的一个方面，所述电池包括低压12V电池。
根据本发明，一种车辆包括可允许负载连接在低压电气系统中，所述车辆还包括：用于混合动力推进系统的高压电气系统，其中所述发电机以高于所述低压电池的输出电压产生电力；和DC-DC转换器，所述DC-DC转换器用于降低所述发电机的所述输出电压以对所述低压电池充电并向所述可允许负载供电。

Claims (15)

1.一种自动停止和起动机动车辆中的内燃发动机的方法，其包括以下步骤：
(a)检测所述机动车辆的滑行状况，在所述滑行状况下，能够移除由所述内燃发动机输送的动力，并且在所述滑行状况下，所述机动车辆的功能能够由电池支持；
(b)确定多个电池功能状态(SOF)值，所述多个电池SOF值各自对应于在所述滑行状况期间可能潜在地致动的相应的可允许电气负载，其中所述电池SOF值各自投射将在基于将由所述相应的可允许电气负载汲取的估计电流致动所述相应的可允许电气负载之后的未来时间可用的相应的最小电压；
(c)将所述电池SOF值中的至少一个与预定阈值电压进行比较；
(d)如果所述内燃发动机正在操作以向所述机动车辆输送所述动力并且检测到所述滑行状况，则如果步骤(c)中的每个电池SOF值大于所述预定阈值电压，则自动停止所述内燃发动机，由此当步骤(c)中的任何电池SOF值小于所述预定阈值电压时，所述内燃发动机的自动停止被禁止；以及
(e)如果所述内燃发动机处于自动停止状态，则当所述比较步骤中的任何电池SOF值下降到低于所述预定阈值电压时，自动起动所述内燃发动机。
2.如权利要求1所述的方法，其中在步骤(c)中将所有所述相应的可允许电气负载的电池SOF值与所述预定阈值电压进行比较。
3.如权利要求1所述的方法，其中所述可允许电气负载包括执行与操纵所述机动车辆有关的功能的负载。
4.如权利要求3所述的方法，其中所述可允许电气负载中的一个包括转向部件。
5.如权利要求3所述的方法，其中所述可允许电气负载中的一个包括制动部件。
6.如权利要求1所述的方法，其中所述可允许电气负载包括在由蓄电单元供应的所有电气负载中具有最高电流汲取的电气部件，并且其中所述最高电流汲取电气部件对应于所述电池SOF值中与所述预定阈值电压进行比较的所述至少一者。
7.如权利要求1所述的方法，其中所述预定阈值电压对应于所述可允许电气负载全部操作而没有功能损失的最小电压。
8.如权利要求1所述的方法，其中循环地重复步骤(b)至(e)。
9.一种车辆，其包括：
具有停止状态和起动状态的内燃发动机，其中所述内燃发动机产生推进以使所述车辆移动；
发电机，所述发电机由所述发动机驱动以产生电力；
电池，所述电池存储从所述发电机接收的电力；
多个可允许电气负载，当所述内燃发动机处于所述停止状态时，所述多个可允许电气负载依靠来自所述电池的电力进行操作；以及
控制电路，所述控制电路被配置为：
(a)检测所述车辆的滑行状况，在所述滑行状况下，所述车辆正在没有来自所述内燃发动机的推进的情况下移动；
(b)确定多个电池功能状态(SOF)值，所述多个电池SOF值各自对应于在所述滑行状况期间可能潜在地致动的相应的可允许电气负载，其中所述电池SOF值各自投射将在基于将由所述相应的可允许电气负载汲取的估计电流致动所述相应的可允许电气负载之后的未来时间可用的相应的最小电压；
(c)将所述电池SOF值中的至少一个与预定阈值电压进行比较；
(d)当所述内燃发动机正在操作以向所述机动车辆输送所述动力并且检测到所述滑行状况时，如果(c)中的每个电池SOF值大于所述预定阈值电压，则开始所述内燃发动机的所述停止状态，由此当(c)中的任何电池SOF值小于所述预定阈值电压时，所述内燃发动机的自动停止被禁止；以及
(e)当所述内燃发动机处于所述停止状态时，则当(c)中的任何电池SOF值下降到低于所述预定阈值电压时，开始所述内燃发动机的所述起动状态。
10.如权利要求9所述的车辆，其中在(c)中将所有所述相应的可允许电气负载的电池SOF值与所述预定阈值电压进行比较。
11.如权利要求9所述的车辆，其中所述可允许电气负载各自执行与操纵所述机动车辆有关的功能。
12.如权利要求9所述的车辆，其中所述可允许电气负载中的一个包括转向部件。
13.如权利要求9所述的车辆，其中所述可允许电气负载中的一个包括制动部件。
14.如权利要求9所述的车辆，其中所述可允许电气负载包括在由蓄电单元供应的所有电气负载中具有最高电流汲取的电气部件，并且其中所述最高电流汲取电气部件对应于所述电池SOF值中与所述预定阈值电压进行比较的所述至少一者。
15.如权利要求9所述的车辆，其中所述预定阈值电压对应于所述可允许电气负载全部操作而没有功能损失的最小电压。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102010013569A1 (de) * 2010-03-30 2011-10-06 Gm Global Technology Operations Llc (N.D.Ges.D. Staates Delaware) Versorgungsschaltung für die elektrische Versorgung eines Fahrzeugs
KR101459449B1 (ko) 2013-04-15 2014-11-07 현대자동차 주식회사 차량의 재시동 전압 예측 시스템 및 그 방법
US9340202B2 (en) * 2014-03-10 2016-05-17 Cummins Inc. Engine start/stop function management and control architecture
JP2016075237A (ja) * 2014-10-07 2016-05-12 トヨタ自動車株式会社 車両用制御装置
US10661663B2 (en) * 2016-02-04 2020-05-26 Cps Technology Holdings, Llc Battery system temperature and charge adjustment system and method
US10150479B2 (en) 2016-09-02 2018-12-11 Lear Corporation Battery state of function prediction with self-learning
US10996277B2 (en) 2016-09-29 2021-05-04 Cummins Inc. System and methods for accommodating loss of battery charge history
US10436167B1 (en) * 2018-04-24 2019-10-08 GM Global Technology Operations LLC Starter system and method of control
DE102018220494A1 (de) 2018-11-28 2020-05-28 Robert Bosch Gmbh Verfahren zum Überwachen eines Energiespeichers in einem Bordnetz
US11327901B2 (en) * 2019-03-01 2022-05-10 GM Global Technology Operations LLC Modular dynamically allocated capacity storage systems implemented as respective batteries each having multiple source terminals
US11697383B2 (en) 2021-05-21 2023-07-11 Ford Global Technologies, Llc State of function adaptive power management

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