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车辆及用于控制车辆的 发动机的方法

阅读：442发布：2020-05-11

专利汇可以提供车辆及用于控制车辆的发动机的方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本发明提供一种车辆及控制车辆的发动机的方法。用于确定是否发起发动机自动停止的标准可基于发动机之前自动停止的次数、总的发动机自动停止时间或总的电池流量而改变。改变所述标准可影响发动机自动停止频率。，下面是车辆及用于控制车辆的发动机的方法专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种车辆，所述车辆包括：
电池；
发动机；
至少一个控制器，所述至少一个控制器被配置为：(i)根据自动停止标准命令发动机自动停止；(ii)基于发动机之前自动停止的次数、总的发动机自动停止时间和总的电池流量中的至少一种改变自动停止标准，以影响发动机自动停止频率。
2.如权利要求1所述的车辆，其中，所述至少一个控制器还被配置为：如果发动机之前自动停止的次数小于期望的发动机之前自动停止的次数，则改变自动停止标准，使得发动机自动停止频率增加。
3.如权利要求1所述的车辆，其中，所述至少一个控制器还被配置为：如果总的发动机自动停止时间小于期望的总的发动机自动停止时间，则改变自动停止标准，使得发动机自动停止频率增加。
4.如权利要求1所述的车辆，其中，所述至少一个控制器还被配置为：如果总的电池流量小于期望的总的电池流量，则改变自动停止标准，使得发动机自动停止频率增加。
5.如权利要求1所述的车辆，其中，所述至少一个控制器还被配置为：如果发动机之前自动停止的次数大于期望的发动机之前自动停止的次数，则改变自动停止标准，使得发动机自动停止频率减小。
6.如权利要求1所述的车辆，其中，所述至少一个控制器还被配置为：如果总的发动机自动停止时间大于期望的总的发动机自动停止时间，则改变自动停止标准，使得发动机自动停止频率减小。
7.如权利要求1所述的车辆，其中，所述至少一个控制器还被配置为：如果总的电池流量大于期望的总的电池流量，则改变自动停止标准，使得发动机自动停止频率减小。
8.如权利要求1所述的车辆，其中，改变自动停止标准包括改变电池电压阈值、改变可接受的电池充电状态的范围和改变电流需求阈值中的至少一种。
9.一种用于控制车辆的发动机的方法，所述方法包括：
追踪发动机在某一驾驶循环内自动停止的次数；
根据自动停止标准命令发动机自动停止；
如果自动停止的次数小于所述驾驶循环内期望的自动停止的次数，则改变自动停止标准，使得发动机自动停止频率增加。
10.如权利要求9所述的方法，所述方法还包括：如果自动停止的次数大于期望的自动停止的次数，则改变自动停止标准，使得发动机自动停止频率减小。
11.如权利要求9所述的方法，其中，改变自动停止标准包括改变电池电压阈值、改变可接受的电池充电状态的范围和改变电流需求阈值中的至少一种。

说明书全文

车辆及用于控制车辆的发动机的方法

技术领域

[0001] 本公开涉及一种用于在微混合动力或其他类似地布置的车辆中鼓励和/或阻止发动机自动停止的过程、方法、算法和系统。

背景技术

[0002] 在驾驶循环的间歇时间期间(车辆速度接近或等于0时)，微混合动力车辆可使其内燃发动机自动停止一段时间。这些发动机自动停止可通过减少发动机怠速时间(进而减少燃料消耗)来提高驾驶循环的燃料经济性。发明内容

[0003] 用于确定是否自动停止发动机的标准可被改变，以鼓励或阻止发动机自动停止。

[0004] 一种车辆可包括电池、发动机和至少一个控制器。所述至少一个控制器可根据自动停止标准命令发动机自动停止，并可基于发动机之前自动停止的次数、总的发动机自动停止时间和总的电池流量中的至少一种改变自动停止标准，以影响发动机自动停止频率。如果发动机之前自动停止的次数小于期望的发动机之前自动停止的次数，如果总的发动机自动停止时间小于期望的总的发动机自动停止时间，和/或如果总的电池流量小于期望的总的电池流量，则所述至少一个控制器可改变自动停止标准，使得发动机自动停止频率增加。如果发动机之前自动停止的次数大于期望的发动机之前自动停止的次数，如果总的发动机自动停止时间大于期望的总的发动机自动停止时间，和/或如果总的电池流量大于期望的总的电池流量，则所述至少一个控制器可改变自动停止标准，使得发动机自动停止频率减小。

[0005] 通过追踪车辆的发动机在某一驾驶循环内自动停止的次数、根据自动停止标准命令发动机自动停止以及在自动停止的次数小于所述驾驶循环内期望的自动停止的次数的情况下改变自动停止标准使得发动机自动停止频率增加，由此可控制发动机。可通过在自动停止的次数大于期望的自动停止的次数的情况下改变自动停止标准使得发动机自动停止频率减小来进一步控制发动机。改变自动停止标准可包括改变电池电压阈值、改变可接受的电池充电状态的范围和改变电流需求阈值中的至少一种。

[0006] 通过追踪车辆的发动机在某一驾驶循环内的自动停止时间，根据自动停止标准命令发动机自动停止，并在自动停止时间小于所述驾驶循环内期望的自动停止时间的情况下改变自动停止标准使得发动机自动停止频率增加，由此可控制发动机。可通过在自动停止时间大于期望的自动停止时间的情况下改变自动停止标准使得发动机自动停止频率减小来进一步控制发动机。改变自动停止标准包括改变电池电压阈值、改变可接受的电池充电状态的范围和改变电流需求阈值中的至少一种。

[0007] 通过追踪车辆在某一驾驶循环内的电池流量，根据自动停止标准命令车辆的发动机自动停止，并在电池流量小于所述驾驶循环内期望的电池流量的情况下改变自动停止标准使得发动机自动停止频率增加，由此可控制发动机。可通过在电池流量大于期望的电池流量的情况下改变自动停止标准使得发动机自动停止频率减小来进一步控制发动机。改变自动停止标准包括改变电池电压阈值、改变可接受的电池充电状态的范围和改变电流需求阈值中的至少一种。

[0008] 动态地改变用于确定是否发起发动机自动停止的标准可允许特定的车辆经历燃料经济性的提高和/或可确保停止/启动系统的耐久性期望值被保持。通过下面结合附图进行的详细描述，上述优点及与本公开的各个实施例相关联的其他优点和特征将会显而易见。

附图说明

[0009] 图1是微混合动力车辆的框图。

[0010] 图2是在发动机停止/启动事件之前、期间和之后发动机状态与时间的关系的图示。

[0011] 图3是示出用于调整停止/启动阈值参数值的算法的流程图。

具体实施方式

[0012] 在此描述本公开的实施例；然而，应该理解的是，公开的实施例仅仅是示例，其他实施例可采用各种及替代的形式。附图未必按比例绘制；一些特征可能会被夸大或最小化，以显示特定组件的细节。因此，在此公开的具体结构和功能上的细节不应该被解释为限制，而仅仅被解释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准。如本领域普通技术人员将理解的，参照任一附图示出和描述的各种特征可与在一个或多个其他附图中示出的特征结合，以产生未被明确示出或描述的实施例。所示出的特征的结合为典型应用提供代表性实施例。然而，与本公开的教导一致的特征的各种结合和变型可被期望用于特定的应用或实施。

[0013] 参照图1，微混合动力车辆10可包括发动机12、交流发电机或起动发电一体机(integrated starter generator，ISG)14、电池16(例如，12V电池)和电负荷子系统18(例如，电动转向助力系统、电动驻车制动系统、HVAC鼓风系统、风挡加热系统等)，发动机12、交流发电机或起动发电一体机14、电池16和电负荷子系统18与一个或多个控制器20通信/受一个或多个控制器20控制(如由虚线所指示的)。发动机12与交流发电机或起动发电一体机14机械地连接(如由粗线所指示的)，使得发动机12可驱动交流发电机或起动发电一体机14，以产生电流。交流发电机或起动发电一体机14和电池16彼此电连接并和电负荷子系统18电连接(如由细线所指示的)。因此，交流发电机或起动发电一体机14可给电池16充电；电负荷子系统18可消耗由交流发电机或起动发电一体机14和/或电池16提供的电流。然而，也可考虑其他微混合动力或停止/启动车辆配置。

[0014] 控制器20可发起发动机12的自动停止或自动启动。例如，当车辆10停下来时，控制器20可发出命令以开始使发动机12停止的过程。使发动机12停止防止交流发电机或起动发电一体机14将电流提供给电负荷子系统18。电池16可在发动机12停止时将电流提供给电负荷子系统18。

[0015] 当在发动机自动停止之后松开制动踏板(未示出)和/或踩下加速踏板(未示出)时，控制器20可发出命令以开始使发动机12启动的过程，从而使交流发电机或起动发电一体机14能够将电流提供给电负荷子系统18。

[0016] 参照图2，发动机自动停止事件可包括几个阶段。“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”为这样的时间段，在该时间段期间，车辆系统以及发动机为即将发生的发动机停止做准备。如果在该阶段期间检测到发动机自动停止禁止条件，则不再继续为即将发生的发动机停止做准备，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刻。“发动机停止”为这样的时间段，在该时间段期间，发动机速度减小到0。“燃料不足重新启动”标志着这样的时刻，如果在“发动机停止”阶段期间请求重新启动，则在该时刻之后会需要使起动机接合，以起动发动机。如果在“发动机停止”阶段期间且在“燃料不足重新启动”之前请求重新启动，则可通过重新打开燃料流来使发动机重新启动。“发动机速度＝0”标志着发动机速度接近或等于0的时刻。

[0017] “发动机自动停止”为这样的时间段，在该时间段期间，发动机关闭。“起动机接合”标志着响应于检测到发动机自动启动条件，起动机开始起动发动机以使发动机启动的时刻。“起动机起动发动机”为这样的时间段，在该时间段期间，发动机无法凭借其自身的动力而起动。“起动机分离”标志着发动机能够凭借其自身的动力而起动的时刻。“发动机速度增加”为这样的时间段，在该时间段期间，发动机速度增加到其运转速度(等于或高于目标怠速转速的速度)。“自动启动结束”标志着发动机速度达到其运转速度的时刻。

[0018] 再次参照图1，在发起发动机12的自动停止之前(在“自动停止开始”之前)，控制器20可首先确定特定的系统参数的值是否落入指定范围内。这些系统参数可包括电池电压、电池充电状态和电流需求。然而，也可考虑其他系统参数，诸如，最长的发动机自动停止时间、可接受的电池温度的范围等。作为示例，控制器20可确定电池电压是否大于某一预定阈值。如果电池电压不大于该预定阈值，则当车辆10停下来时，控制器20可不发起发动机12的自动停止。类似地，控制器20可确定与电负荷子系统18相关联的电流需求是否大于某一预定阈值。如果与电负荷子系统18相关联的电流需求大于该预定阈值，则在当车辆10停下来等情况时，控制器20可不发起发动机12的自动停止。

[0019] 停止/启动事件会导致系统组件磨损。例如，微混合动力车辆的起动机的占空比(duty cycle)可大于常规驱动的车辆的起动机的占空比。即，微混合动力车辆的起动机在车辆的整个寿命中被开启的次数会比常规驱动的车辆的起动机被开启的次数多得多。例如，微混合动力车辆的电池所经历的充电/放电循环可比常规驱动的车辆的电池所经历的充电/放电循环多得多，这是因为微混合动力车辆的电池会需要在“发动机自动停止”阶段期间支持电负荷子系统。因此，上面提到的指定范围/阈值可在考虑耐久性问题的情况下进行选择：电池电压阈值越大，停止/启动事件次数越少；可接受的电池充电状态的范围越窄，停止/启动事件次数越少；并且，电流需求阈值越小，停止/启动事件次数越少。

[0020] 由于个人偏好和驾驶环境使得不同的驾驶员会以不同的方式驾驶相同的车辆。例如，一些驾驶员可能主要在城市街道上驾驶。其他驾驶员可能主要在高速公路上驾驶。对于相同的行驶里程数，可预料到城市驾驶所产生的停止/启动事件的次数将比高速公路驾驶所产生的停止/启动事件的次数多得多。给定期望的驾驶循环，可选择初始(或默认)的系统参数阈值，以便实现指定的耐久性目标。通常着眼于更加严格(而非更加宽松)的使用来设定耐久性目标。因此，可(例如)考虑城市驾驶而非高速公路驾驶为停止/启动系统组件设定耐久性目标。这种方法论针对给定的行驶里程数将产生被调整成允许一定次数的停止/启动事件的系统参数阈值。然而，主要在高速公路上行驶的车辆所经历的停止/启动事件会比该车辆被设计经历的停止/启动事件少得多。在这些情况下，动态地改变阈值以鼓励停止/启动事件可促进燃料经济性的提高。

[0021] 参照图3，控制器20可利用任何合适/已知的计数/追踪技术来追踪某一驾驶循环内的(例如)停止/启动事件的总次数、与这些停止/启动事件相关联的总的发动机停止时间和/或总的电池流量(battery throughput)。例如，可在电池16中或在电池16外以安培小时来测量电池流量。如上所述，停止/启动事件的次数代表由于系统组件循环(例如，发动机起动机开启/未开启)而对组件造成的磨损。发动机停止时间和电池流量代表由于在“发动机自动停止”阶段期间支持电负荷子系统18导致的电池放电/充电循环而对电池16造成的磨损。

[0022] 在操作22处，可确定停止/启动事件的次数的期望值、总的发动机停止时间的期望值和/或电池流量的期望值。例如，控制器20可查看以里程(驾驶循环里程、车辆里程等)映射这些参数的期望值的查找表：对于X里程，期望的停止/启动事件的次数可返回Y值，期望的总的发动机停止时间可返回Z值。在其他示例中，里程可被输入到计算期望的停止/启动事件的次数的函数和/或计算期望的总的发动机停止时间的函数等。其他方案也是可行的。

[0023] 在操作24处，确定期望值是否大于实际值。例如，控制器20可将停止/启动事件的实际次数与在操作22处确定的期望次数进行比较；控制器20可将实际的总的发动机停止时间与在操作22处确定的期望的总的发动机停止时间进行比较；控制器20可将实际的总的电池流量与期望的总的电池流量进行比较。如果确定期望值大于实际值，则可在操作26处放宽系统参数阈值，以鼓励停止/启动事件(增加发动机自动停止频率)、增加发动机停止时间量和/或增加电池流量。作为示例，控制器20可逐渐减小电池电压阈值、使可接受的电池充电状态的范围变宽和/或增加电流需求阈值。可选地，控制器20可使用合适/已知的学习技术(例如，神经网络等)来估计将产生期望的停止/启动事件的次数、期望的发动机停止时间量和/或期望的电池流量的阈值。然后，算法返回到操作22。

[0024] 特定的设计/布置可支持仅改变一个阈值参数值。其他情况可支持改变所有的阈值参数值。作为示例，停止/启动事件的期望次数与停止/启动事件的实际次数之间的差异适度会仅需要改变一个阈值参数值。停止/启动事件的期望次数与停止/启动事件的实际次数之间的差异相当大会需要改变所有的阈值参数值。即，停止/启动系统灵敏度不仅可随阈值参数值的变化量而变化，还可随发生变化的阈值参数值的个数而变化。因此，关于改变哪些阈值参数(及改变的阈值参数的个数)的确定可取决于在操作24处获得的差异。关于改变系统阈值中的哪些系统阈值及如何改变这些系统阈值的决策可通过测试、仿真等进行确定。

[0025] 返回到操作24，如果确定期望值不大于实际值，则确定系统参数阈值是否等于其初始值或默认值。例如，控制器20可将瞬时阈值参数值与默认值进行比较。如果确定系统参数阈值等于其初始值或默认值，则算法返回到操作22。在这种情形下，不对阈值参数值作任何改变，这是因为这样做会改变与特定的停止/启动系统组件相关联的耐久性。如果确定系统参数阈值不等于其初始值或默认值，则可在操作30处收紧系统参数阈值，以阻止停止/启动事件(减小发动机自动停止频率)、减小发动机停止时间量和/或减小电池流量。作为示例，控制器20可逐渐增加电池电压阈值、使可接受的电池充电状态的范围变窄和/或减小电流需求阈值。控制器20可改为使用合适/已知的学习技术来估计将产生期望的停止/启动事件的次数、期望的发动机停止时间量和/或期望的电池流量的阈值。然后，算法返回到操作22。

[0026] 在此公开的过程、方法或算法可被传送到处理装置、控制器或计算机/通过处理装置、控制器或计算机实现，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者专用的电子控制单元。类似地，所述过程、方法或算法可以以多种形式被存储为可被控制器或计算机执行的数据和指令，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，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、CD、RAM装置以及其他磁介质和光学介质)上的信息。所述过程、方法或算法还可被实现为软件可执行对象。可选地，所述算法可利用合适的硬件组件(诸如，专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)、状态机或其他硬件组件或装置)或者硬件、软件和固件组件的结合被整体或部分地实现。

[0027] 尽管在上面描述了示例性实施例，但是这些实施例并非意在描述了权利要求所包含的所有可能的形式。在说明书中使用的词语是描述性词语而非限制性词语，应该理解的是，在不脱离本公开和权利要求的精神和范围的情况下，可进行各种改变。如上所述，各个实施例的特征可被结合，以形成未被明确描述或示出的本发明的进一步的实施例。尽管各个实施例可能已被描述为提供优点或在一个或多个期望的特性方面优于其他实施例或现有技术的实施方式，但是本领域普通技术人员应该认识到，一个或多个特点或特性可被折衷，以实现期望的整体系统属性，期望的整体系统属性取决于具体的应用和实施。这些属性可包括但不限于成本、强度、耐久性、生命周期成本、可销售性、外观、包装、尺寸、维护保养方便性、重量、可制造性、装配容易性等。因此，被描述为在一个或多个特性方面不如其他实施例或现有技术的实施方式的实施例并不在本公开的范围之外，并且可被期望用于特定的应用。

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