CN1940273A

CN1940273A - 用于控制车辆的装置和方法

Info

Publication number: CN1940273A
Application number: CNA2006101599260A
Authority: CN
Inventors: 渡边悟; 高柳惠一
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 2005-09-26
Filing date: 2006-09-26
Publication date: 2007-04-04
Anticipated expiration: 2026-09-26
Also published as: JP4551850B2; KR20070034976A; US7603227B2; DE102006045370A1; JP2007085313A; US20070073470A1; CN1940273B; KR100780913B1

Abstract

本发明涉及用于控制车辆的装置和方法。在发动机启动之前，预先执行发动机启动的预测，当预测出了发动机的启动时，进行设备的故障诊断，所述设备为附加到发动机的设备，并在启动发动机之前被操作，例如，加热器、泵等。当根据诊断结果，加热器和泵被确定为正常时，在发动机启动之前，加热器和泵被操作。这样，在开始启动发动机之前，可以增加加热器的温度，并增加泵排出的液体的压力。

Description

用于控制车辆的装置和方法

技术领域

本发明涉及用于控制车辆的装置和方法，具体地，涉及启动车辆发动机时的控制技术。

背景技术

日本专利公报特开第2004-340028号公开了启动准备系统，该系统检测车辆门的打开/关闭、钥匙插入锁芯(key cylinder)、驾驶员坐在座椅上、系上座椅安全带；根据检测结果预测发动机启动；以及当预测出了发动机启动时开始准备启动发动机。

为了准备启动发动机，开始向设置在燃料喷射阀(其用于将燃料喷射到发动机中)中的加热器提供电流。

但是，在为了准备启动发动机而在启动发动机之前操作一个或多个设备时，即使这些设备中只有一个是故障的并且不能正常地工作，电力也会被无效地损耗。此外，当所述设备的驱动电路中发生短路时，大量的电流必然流过该驱动电路。在发动机启动之前的过量的电力损耗致使电池被耗尽。

发明内容

因此，本发明的目的是避免因故障设备的操作而无效地损耗车辆电池的电力。

为了实现以上目的，本发明预先预测发动机的启动，并且一旦预测出了发动机的启动，就执行对设备的诊断。

参照附图，从下面的说明中可了解本发明的其他目的、特征和优点。

附图说明

图1是示出了应用了本发明的车辆发动机的总结构的概略图(diagrammatic view)；

图2是示意性地示出了控制发动机的控制单元的电路构成的框图；

图3是示出了依据本发明第一实施例的启动控制操作的流程图；和

图4是示出了依据本发明第二实施例的启动控制操作的流程图。

具体实施方式

图1是示出了本发明实施例中的车辆发动机的概略图。

在图1中，电控油门(throttle)104被设置在发动机(汽油发动机)101的进气管102中。电控油门104是通过油门马达103a驱动油门阀103b的设备。

空气经电控油门104和进气阀105被吸进燃烧室106。

燃料喷射阀131被设置在各气缸的进气口130中。各燃料喷射阀131包括用于加热燃料的加热器131a。

当来自控制单元114的喷射脉冲信号打开了燃料喷射阀131时，燃料喷射阀131向进气阀105喷射已被调整到目标压力的燃料。

被吸进燃烧室106的燃料由火花塞(附图中未示出)的火花点火引燃并燃烧。

燃烧室106内的燃烧废气经排气阀107被排进排气管，并由前触媒(catalyst)108和后触媒109清洁，然后被排放到大气中。

进气阀105和排气阀107分别被设置在凸轮轴111和110上的凸轮驱动。

电动燃料泵136被并入燃料箱135。通过操作该燃料泵136将燃料加压送入燃料喷射阀131。

燃料压力传感器138被设置在配送管137内，通过配送管137将从燃料泵136排出的燃料配送给各自的燃料喷射阀131。控制单元114以反馈的方式控制燃料泵136的排出量，从而使燃料压力传感器138检测的燃料压力与目标压力相等。

控制单元114具有并入其中的微型计算机，并基于来自各种类型的传感器的检测信号，通过处理操作，控制电控油门104、燃料喷射阀131、加热器131a和燃料泵136。

除了燃料压力传感器138之外，所述各种类型的传感器的示例还包括：加速器位置传感器116，其用于检测被驾驶员操作的加速器踏板的降低量；空气流量计115，其用于检测发动机101的进气量Q；曲轴转角传感器117，其用于检测曲轴120的转动位置；油门传感器118，其用于检测油门阀103b的开度TVO；水温传感器119，其用于检测发动机101的冷却水温度或冷却剂温度；加热器适用空气燃料比传感器121，其根据在前触媒108的上游侧的废气中的氧浓度检测空气燃料比。

控制单元114具有以下功能：在驾驶员利用点火钥匙或启动按钮的操作启动发动机之前预测发动机的启动的功能；以及在预测出了发动机的启动的情况下，进行各种类型传感器的故障诊断和准备发动机启动的功能。在下文中，将说明发动机的启动控制。

图3的流程图示出了发动机启动控制的第一实施例。

在图3的流程图中，首先，在步骤S11，通过检测乘员正在乘坐车辆、或意图乘坐车辆，预先预测发动机的启动。

基于下列(1)到(10)中的任一条执行对乘员正在乘坐车辆、或意图乘坐车辆的检测：

(1)车辆门的打开或关闭；

(2)通过钥匙或远程控制器打开门锁；

(3)远程控制器的ID信号的检查；

(4)钥匙插入点火锁芯；

(5)钥匙插入门的钥匙孔；

(6)驾驶员在座椅上坐下；

(7)系上驾驶员座椅的座椅安全带；

(8)解除防盗安全系统；

(9)检测车辆周围的运动物体；和

(10)人员认证。

人员认证将识别乘坐在车辆中的、或显示了乘坐车辆的意图的人是否是以前登记过的人或登记过的人中的一人。

例如，人员认证被用于：解除防盗安全系统；自动地打开门锁；自动座椅位置；自动改变驾驶特点的控制；以及自动确认行驶证和行驶历史。

基于生物测定学利用指纹等执行人员认证，利用如驾驶证执行所有权认证(property authentication)和利用如密码执行知识认证(knowledgeauthentication)。

当人被认证为以前登记过的人时，就确定所指定的驾驶员将驾驶该车辆或具有驾驶车辆的意图，因此预测出发动机将被启动。

如图2中所示，为了如上所述地确定驾驶员将乘坐车辆或具有乘坐车辆的意图，控制单元114使以下部件向其输入检测信号：门开关81、人员认证设备82、坐下座椅传感器83或座椅安全带开关84。

在步骤S11中，如上所述，当在发动机启动之前预测出了发动机的启动时，例程进行到步骤S12，在该步骤中，对以前选定的设备进行故障诊断。

具体地，将被诊断的设备包括加热器131a、加热器的加热器适用空气燃料比传感器121、燃油泵136和油泵141，这些设备在启动发动机之前操作并用于启动发动机。

此外，将被诊断的设备不仅包括上面被提到的用于启动发动机的设备，而且包括与发动机、自动传送设备以及附件相关的各种设备(例如电控油门104和各种电磁阀(solenoid valve))。

上面提到的将被诊断的设备受到诊断，以检查在各自的驱动电路中是否有断路或短路；或经受功能诊断，其诊断：是否由于向加热器提供电流而出现了温度增加；是否由于对泵(燃料泵或油泵)进行驱动而出现了压力增加；或是否响应于打开/关闭电控油门104的动作命令而应采取的实际动作出现了。

例如，在燃料泵136的功能诊断中，首先开始对燃料泵136进行驱动，然后将经过规定的时间后由燃料压力传感器138检测的实际燃料压力与阈值相比较；或将开始对燃料泵136进行驱动之后由燃料压力传感器138检测的实际燃料压力的变化率与阈值相比较，并且因而执行了用来确定燃料是否被正常地从燃料泵136排出的诊断。

此外，对于加热器131a，应该理解，除了对加热器驱动电路中的断路或短路的诊断之外，将从开始向加热器131a提供电流起经过了规定的时间之后由燃料温度传感器139检测的燃料温度与阈值相比较，或将开始向加热器131a提供电流之后由燃料温度传感器139检测的燃料温度的变化率与阈值相比较，并且因而执行了用以确定由加热器131a产生的热是否正常的诊断。

此外，对于电控油门104，油门阀的开度能在启动发动机之前自由地变化。因此，例如，用以将油门阀从完全关闭的位置开启到目标开度的控制信号被提供给油门104，并基于此时油门传感器118检测的实际开度是否到达目标开度来诊断油门阀能否被驱动到响应控制信号的开度。

在步骤S13中，在用于启动发动机的多个设备(例如加热器131a、加热器的空气燃料比传感器121、燃料泵136和电控油泵141)中，仅仅在步骤S12中已经被诊断为正常的设备在发动机被启动之前被操作。

如果在发动机被实际启动之前(即，在开启了钥匙开关之前)，用于启动发动机的设备被操作，则能够在预先使这些设备处于启动发动机的最适宜的状态之后启动发动机自身，因此可以改善启动发动机之后的启动性能和驾驶性能。

具体地，例如，如果电流被预先提供给加热器131a，以致增加了加热器131a的温度，则可以有助于从发动机启动开始就实现良好的燃料雾化。

而且，当电流被预先提供给加热器的空气燃料比传感器121时，可以在启动发动机之前将空气燃料比传感器121的元件的温度提高到接近激活温度(activation temperature)。因而，能更快地开始对空气燃料比的反馈控制。

此外，当燃料泵136和电控油泵141被预先操作时，能在实际启动发动机之前增加燃料和油的压力。因而，从开始启动发动机起，就能很好地雾化燃料和很好地对油进行循环。

更进一步地，在用于启动发动机的多个设备中，在启动发动机之前仅操作被诊断为正常的设备，不操作被诊断为故障的设备。因而，可避免因向故障的设各提供工作电流而造成的电力无效损耗并防止发生由于提供了不希望的电流所引起的温度过度增加，并因此最终防止车辆电池的耗尽及对各种设备的损坏。

在步骤S14中，确定点火钥匙是否被开启。

当点火钥匙被开启时，例程进行到步骤S15，在步骤S15，确定步骤S12中的诊断是否将任一设备诊断为故障的设备。

当全部不同类型的被诊断设备被诊断为正常时，例程进行到步骤S16，在步骤S16，各设备被惯常地控制。然而，当一些设备被诊断为故障时，例程进行到步骤S17。

在步骤S17中，执行故障安全处理，这是依据已经被诊断为故障的设备和该设备的故障状态而预先设置的。

故障安全处理不仅包括禁止该设备的操作的处理，而且包括对设备的操作范围或设备的驱动电流强加限制的处理。

而且，故障安全处理包括当出现不能操作发动机的设备故障时禁止发动机启动的处理。

如上所述，通过根据启动发动机之前预先进行的诊断的结果识别出将不平常操作的设备，可以从开始启动发动机起执行故障安全处理。因此，与启动发动机之后进行诊断的情况相比较，能防止发动机驱动性能的降低。

在这点上，通过存储用于启动发动机的设备中在发动机启动之后被诊断为故障的设备的历史，可以在启动发动机之前，从一开始就禁止被存储了故障诊断的历史的设备的操作。

而且，优选的是将故障诊断的结果的警告发送给驾驶员。

在图4中的流程图示出了开始准备控制的第二实施例。

在步骤S21中，就象上面提到的步骤S11一样，预测发动机的启动。

然后，当预测出了发动机的启动时，例程进行到步骤S22，在步骤S22中，与在上面提到的步骤S12中的一样，对各种类型的设备进行诊断。

在接下来的步骤S23中，根据步骤S22中的诊断结果确定是否以前设置的用于启动发动机的所有设备都被诊断为正常。

在这里，仅当用于启动发动机的所有设备都被诊断为正常时，例程进行才到步骤S24，在步骤S24，在启动发动机之前操作用于启动发动机的所有这些设备。

相反，如果用于启动发动机的多个设备中的任一个被诊断为故障，则例程绕过步骤S24，而进行到步骤S25，由此在启动发动机之前，用于启动发动机的多个设备没有一个被操作。

因此，可避免电力的无效损耗和避免过度的温度增加，并因此防止在启动发动机之前因向已故障的设备提供工作电流而导致的车辆电池的耗尽和对各种设备的损坏。

此外，仅当用于启动发动机的所有设备都正常时，用于启动发动机的设备才操作。因而，当因为某些设备中发生故障而即使其它的正常设备被操作也不能产生通常的启动性能时，可避免设备被无用地操作。

应该意识到，通过引用将2005年9月26日提交的日本专利申请第2005-278557号的全部内容合并在本文中。

虽然仅选择了所选出的实施例来说明本发明，但显然，对本领域的技术人员来说，根据本公开，可以进行不同的改变和变型而不脱离所附的权利要求书所定义的本发明的范围。

此外，依据本发明的实施例的前述说明仅仅是为说明提供的，不是为了限制由所附的权利要求书和他们的同等物定义的本发明。

Claims

1、一种用于控制车辆的装置，所述车辆具有发动机和附接到所述发动机的至少一个设备，所述用于控制车辆的装置包括：

用于预先预测发动机的启动的部件；和

当预测出了发动机的启动时用于对所述设备进行诊断的部件。

2、根据权利要求1所述的用于控制车辆的装置，所述用于控制车辆的装置还包括用于当预先预测出了发动机的启动时，准备发动机的启动的部件，其中，

将被诊断的所述设备是被操作用于准备所述发动机的启动的设备，和

所述准备所述发动机的启动的部件在所述发动机启动之前操作被所述诊断确定为正常的所述设备。

3、根据权利要求2所述的用于控制车辆的装置，其中，所述被操作用于准备所述发动机的启动的设备包括电加热器。

4、根据权利要求2所述的用于控制车辆的装置，其中，所述被操作用于准备所述发动机的启动的设备包括电泵。

5、根据权利要求2所述的用于控制车辆的装置，其中，提供多个设备，每一个设备被设置为所述被操作用于准备所述发动机的启动的设备，其中，

当所述用于对所述设备进行诊断的部件确定所述多个设备全部正常时，在所述发动机启动之前，所述准备所述发动机的启动的部件操作所述多个设备。

6、根据权利要求1所述的用于控制车辆的装置，其中，所述用于对所述设备进行诊断的部件诊断所述设备的功能是否正常。

7、根据权利要求1所述的用于控制车辆的装置，其中，当检测到乘员乘坐在车辆中时，所述用于预先预测发动机的启动的部件预测出所述发动机的启动。

8、根据权利要求1所述的用于控制车辆的装置，所述用于控制车辆的装置还包括用于执行人员认证的部件，

其中，当所述用于执行人员认证的部件认证了指定的人时，所述用于预先预测所述发动机的启动的部件预测出所述发动机的启动。

9、根据权利要求1所述的用于控制车辆的装置，所述用于控制车辆的装置还包括用于检测所述车辆周围的运动物体的部件，

其中，当检测出了车辆周围的运动物体时，所述用于预先预测所述发动机的启动的部件预测出所述发动机的启动。

10、一种用于控制车辆的装置，所述车辆具有发动机和附接到所述发动机的设备，所述用于控制车辆的装置包括：

用于预先预测发动机的启动的装置；和

当预测出了发动机的启动时用于对所述设备进行诊断的装置。

11、一种控制车辆的方法，所述车辆具有发动机和被附接到所述发动机的至少一个设备，所述方法包括以下步骤：

预先预测所述发动机的启动；和

当预测出了所述发动机的启动时，对所述设备进行诊断。

12、根据权利要求11所述的控制车辆的方法，所述控制车辆的方法还包括以下步骤：

当预测出了所述发动机的启动时，准备启动所述发动机，

其中，所述对所述设备进行诊断的步骤对被操作用于准备所述发动机的启动的设备进行诊断，和

所述准备启动所述发动机的步骤在启动所述发动机之前操作经所述诊断被确定为正常的所述设备。

13、根据权利要求12所述的控制车辆的方法，其中，在电加热器为被所述诊断确定为正常的所述设备时，所述准备启动所述发动机的步骤在启动所述发动机之前操作所述电加热器。

14、根据权利要求12所述的控制车辆的方法，其中，在电泵为被所述诊断确定为正常的所述设备时，所述准备启动所述发动机的步骤在启动所述发动机之前操作所述电泵。

15、根据权利要求12所述的控制车辆的方法，其中，所述对设备进行诊断的步骤对被操作用于准备启动所述发动机的多个设备进行诊断，和

当确定所述多个设备全部正常时，在所述发动机启动之前，所述准备启动所述发动机的步骤操作所述多个设备。

16、根据权利要求11所述的控制车辆的方法，其中，所述对设备进行诊断的步骤诊断所述设备的功能是否正常。

17、根据权利要求11所述的控制车辆的方法，其中，所述预先预测所述发动机的启动的步骤包括以下的步骤：

检测乘员在车辆中的乘坐；和

当检测到在车辆中乘坐的乘员时预测出所述发动机的启动。

18、根据权利要求11所述的控制车辆的方法，所述控制车辆的方法还包括以下步骤：

执行人员认证，

其中，当利用人员认证认证了指定的人时，所述预先预测所述发动机的启动的步骤预测出所述发动机的启动。

19、根据权利要求11所述的控制车辆的方法，所述控制车辆的方法还包括以下步骤：

检测车辆周围的运动物体，

其中，当检测到车辆周围的运动物体时，所述预先预测所述发动机的启动的步骤预测出所述发动机的启动。