用于控制发动机停止和启动的方法和系统的制作方法

用于控制发动机停止和启动的方法和系统的制作方法
【专利摘要】本发明提供了用于改进启动/停止车辆的运行的系统和方法。一个方法包括响应于耦接至车辆的拖车的电力负载而禁用发动机启动/停止模式。通过禁用发动机启动/停止模式，可节约电能的消耗和保持电池的充电状态，以保证车辆具有充足的电能用于重新启动发动机。
【专利说明】用于控制发动机停止和启动的方法和系统

【技术领域】
[0001]本发明涉及一种用于控制是否自动停止和启动发动机的系统和方法。该方法可尤其适用于包括含分离式离合器的动力传动系统的混合动力车辆。

【背景技术】
[0002]如果不是迫切需要发动机的扭矩输出时，可自动停止车辆的发动机。如果需要更多扭矩以驱动车辆，可重新启动发动机。进一步地，如果车辆是混合动力车辆，当停止发动机转动时断开动力传动系统的分离式离合器可能是可取的，以便动力传动系统集成的起动机/发电机可有效地提供扭矩以驱动车辆。当驾驶员需求扭矩增加时，可闭合动力传动系统的分离式离合器并且重新启动发动机。然而，频繁启动和停止车辆可增加车辆的电能消耗。进一步地，如果需要重新启动发动机以提供低水平的车辆加速度，停止发动机可能不会节约如所期望的那么多的燃料，并且可增加车辆动力传动系统的退化。


【发明内容】

[0003]本发明在此已认识到上述缺点并且已经开发出一种用于操作车辆的发动机的方法，包含:在发动机启动/停止模式中，响应于车辆的运行状态，选择性地自动停止和启动发动机，同时车辆的变速箱处于前进档；以及响应于耦接到车辆的拖车的电力负载而禁用发动机启动/停止模式。
[0004]通过响应于耦接到车辆的拖车的电力负载来禁用发动机启动/停止模式，有可能提供减少电力消耗和保持电池充电状态的技术效果，以便车辆可被可靠地重新启动。此外，发动机启动/停止模式可响应于车辆质量和/或车辆和拖车的总质量而被禁用。因此，车辆可更快速地响应并且与车辆在发动机启动/停止模式运行时相比利用更大扭矩进行响应。因此,可通过禁用发动机启动/停止模式来改善车辆启动。
[0005]本发明可提供几方面优势。尤其是，该方法可减少车辆引起的电能消耗，以便有足够的电能以重新启动车辆的发动机。进一步地，当拖车耦接至车辆时，该方法可改进车辆由停止的启动。进一步地，该方法可减少动力传动系统的磨损，从而增加动力传动系统的使用寿命。
[0006]单独或结合附图通过以下【具体实施方式】，本发明的上述优点和其它优点以及特征将显而易见。
[0007]应该理解的是上述内容被提供用于以简化形式介绍在【具体实施方式】中被进一步说明的所选构思。这并不意味着确定所要求保护的主题的关键或必要特征，所要求保护的主题的范围由【具体实施方式】之后的权利要求书所唯一限定。此外，所要求保护的主题并不限于解决上述或说明书的任何部分中指出的任何缺陷的实施例。

【专利附图】

【附图说明】
[0008]在此所述的优点将通过单独或结合附图阅读示例性的实施例——在此称为【具体实施方式】一被更全面地理解，其中:
[0009]图1是发动机的示意图；
[0010]图2是一示例性的车辆的动力传动系统的配置；
[0011]图3表示一示例性的车辆和拖车的配置；
[0012]图4表示提供电力给拖车的一示例性的电路；
[0013]图5A表不用于检测拖车的存在的第一个不例性的电路；
[0014]图5B表示用于检测拖车的存在的第二个示例性的电路；
[0015]图6表示预计的车辆运行顺序；和
[0016]图7是表示用于操作发动机的一示例性的方法的流程图。

【具体实施方式】
[0017]本发明涉及控制启动/停止车辆的发动机的运行。在一实例中，发动机可被包括在如图2所示的混合动力车辆中。发动机可以是如图3所示的车辆的一部分。如图3所示，该车辆也可牵引拖车。如图4所示，拖车和车辆可以被电耦接，以便拖车具有行驶灯和刹车灯。耦接至车辆的拖车的存在与否可通过如图5A和5B所示的电路确定。发动机启动/停止功能可根据图7的方法如图6所示地被提供。图7的方法描述了可有助于激活或禁用发动机自动启动/停止模式的各种车辆运行状态。
[0018]参照图1,发动机10-包含多个气缸，其中一个气缸不出于图1中-由发动机电子控制器12控制。发动机10包括燃烧室30和气缸壁32，活塞36位于气缸壁32中并连接至曲轴40。飞轮97和环形齿轮99耦接至曲轴40。起动机96包括小齿轮轴98和小齿轮95。小齿轮轴98选择性地推动小齿轮95啮合环形齿轮99。起动机96可被直接安装在发动机的前部或发动机的后部。在一些实施例中，起动机96选择性地通过皮带或链条将扭矩提供给曲轴40。在一实例中，当起动机96未被接合至发动机曲轴时，其处于基态。燃烧室30被示为分别通过进气阀52和排气阀54与进气歧管44和排气歧管48连通。每个进气和排气阀可由进气凸轮51和排气凸轮53操作。进气凸轮51的位置可由进气凸轮传感器55确定。排气凸轮53的位置可由排气凸轮传感器57确定。进气凸轮51和排气凸轮53可相对于曲轴40移动。
[0019]燃料喷射器66被示为位于直接将燃料喷入气缸30的位置，这是本领域技术人员所公知的直接喷射技术。可选择地，燃料可被喷入到进气口，这是本领域技术人员所公知的进气口喷射技术。燃料喷射器66与来自于控制器12的信号的脉冲宽度成比例地输送液体燃料。燃料被包括燃料箱、燃料泵、和燃料分配管(未示出)的燃料系统(未示出)输送至燃料喷射器66。此外，进气歧管44被示为与可选择的电子节气门62连通，该电子节气门62调节节气门板64的位置，以控制从进气口 42至进气歧管44的空气流量。在一实例中，可使用低压直喷系统，其中，燃料压力可被升高到大约20-30bar。可选择地，高压、双级燃料系统可被用于产生更高的燃料压力。在一些实例中，节气门62和节气门板64可被安置在进气阀52和进气歧管44之间，这样，节气门62是端口节气门。
[0020]无分电器点火系统88响应于控制器12通过火花塞92提供点火火花给燃烧室30。通用排气氧含量(UEGO)传感器126被示为耦接至催化转化器70的上游的排气歧管48。可选择地，双态排气氧传感器可代替UEGO传感器126。
[0021]在一实例中，催化转化器70可包括多个催化剂块。在另一个实施例中，可使用多个排放控制装置，其每个都具有多个块。在一实例中，催化转化器70可以是三元催化转化器。催化转化器70的温度可通过发动机转速、发动机载荷、发动机冷却液温度、和点火正时来测量或估计。
[0022]控制器12在图1中示出为传统的微计算机，包括:微处理器单元(CPU) 102、输入/输出端口(I/o) 104、只读存储器(ROM) 106(例如，永久存储器)、随机存取存储器(RAM) 108、不失效记忆体(KAM) 110、和传统的数据总线。控制器12被示为接收除了先前讨论的信号之外的来自于耦接至发动机10的传感器的各种信号，包括:来自于耦接至冷却套筒114的温度传感器112的发动机冷却液温度(ECT)信号；耦接至加速踏板130的、用于感测由脚132施加的力的位置传感器134的信号；来自于耦接至进气歧管44的压力传感器122的发动机歧管压力(MAP)的测量信号；来自于感测曲轴40的位置的霍尔效应传感器118的发动机位置传感器信号；从传感器120进入发动机的空气质量的测量信号；来自于倾斜计35的道路坡度的测量信号，以及来自于传感器58的节气门位置的测量信号。气压也可被控制器12感测(传感器未示出)以用于进行处理。在本发明的一个优选方面，曲轴每次旋转，发动机位置传感器118产生预定数目的等间隔的脉冲，可由此确定发动机转速(RPM (每分钟转数))。
[0023]在一些实例中，在如图2所示的混合动力车辆中，发动机可被耦接至电动机/电池系统。进一步地，在一些实例中，也可使用其它的发动机配置，例如，柴油机。
[0024]在运行过程中，发动机10内部的每个气缸典型地经历四冲程循环:该循环包括进气冲程、压缩冲程、膨胀冲程、和排气冲程。在进气冲程过程中，通常，排气阀54关闭而进气阀52打开。空气通过进气歧管44被引入到燃烧室30中，并且活塞36移动至气缸的底部，以增加燃烧室30内部的体积。活塞36靠近气缸的底部并且在其行程的端部的位置(例如，当燃烧室30在其最大体积时)通常被本领域技术人员称为下止点(BDC)。在压缩冲程的过程中，进气阀52和排气阀54被关闭。活塞36朝着气缸盖移动，以压缩燃烧室30内部的空气。活塞36在其行程的端部并且离气缸盖最近的点(例如，当燃烧室30在其最小体积时)通常被本领域技术人员称为上止点(TDC)。在以下被称为喷射的过程中，燃料被引入到燃烧室中。在以下被称为点火的过程中，注入的燃料被以公知的点火装置点燃，例如，以火花塞92，导致其燃烧。在膨胀冲程的过程中，膨胀的气体推动活塞36回到BDC。曲轴40将活塞运动转化为旋转轴的旋转力矩。最终，在排气冲程的过程中，排气阀54打开以释放已燃烧的空气-燃料混合物至排气歧管48中，并且活塞返回至TDC。应该注意的是，上述内容仅被示为实例，并且进气阀和排气阀打开和/或关闭时间可以改变，以便提供正或负的气门重叠、进气阀延迟关闭、或各种其它的实例。
[0025]图2是车辆动力传动系统200和车辆290的框图。动力传动系统200可由发动机1驱动。发动机1可由图1示出的发动机启动系统启动或者通过动力传动系统集成的起动机/发电机(DISG) 240启动。进一步地，发动机10可通过扭矩致动器204产生或调节扭矩，扭矩致动器204例如为，燃料喷射器、节气门等。
[0026]发动机输出扭矩可被传输给双质量飞轮232的输入侧。发动机转速以及双质量飞轮的输入侧的位置和速度可通过发动机位置传感器118确定。双质量飞轮232可包括用于抑制动力传动系统扭矩扰动的弹簧和单独的块(未示出)。双质量飞轮232的输出侧被示为机械地耦接至动力传动系统的分离式离合器236的输入侧。分离式离合器236可被电力或液压地驱动。位置传感器234被安置在双质量飞轮232的分离式离合器一侧，以感测双质量飞轮232的输出位置和速度。分离式离合器236的下游侧被示为机械地耦接至DISG输入轴237。
[0027]DISG 240可被操作以提供扭矩给动力传动系统200或将动力传动系统的扭矩转换成存储在电能存储装置275中的电能。相比于图1中的起动机96，DISG 240具有更高的输出扭矩容量，并且可被用于启动发动机10。进一步地，DISG 240直接驱动动力传动系统200或直接由动力传动系统200驱动。没有皮带、齿轮、或链条将DISG 240耦接至动力传动系统200。相反，DISG 240以和动力传动系统200相同的速度旋转。电能存储装置275可以是电池、电容器、或电感器。DISG 240的下游侧通过轴241被机械地耦接至液力变矩器206的泵轮285。DISG 240的上游侧被机械地耦接至分离式离合器236。液力变矩器206包括输出扭矩至输入轴270的涡轮286。输入轴270将液力变矩器206机械地耦接至自动变速箱208。液力变矩器206也包括液力变矩器旁路锁止离合器212 (TCC)。当TCC被锁止时，扭矩被直接从泵轮285传递给涡轮286。TCC被控制器12电力地操作。可选择地，TCC可以被液压地锁止。在一实例中，液力变矩器可被称为变速箱的组件。液力变矩器的涡轮转速和位置可通过位置传感器239确定。在一些实例中，238和/或239可以是扭矩传感器或者可以是位置和扭矩传感器的结合。
[0028]当液力变矩器锁止离合器212被完全解离时，变矩器206通过液力变矩器的涡轮286和液力变矩器的泵轮285之间的流体输送将发动机扭矩传递给自动变速箱208，从而使扭矩倍增。相反，当液力变矩器锁止离合器212被完全接合时，发动机的输出扭矩通过液力变矩器离合器被直接传递给变速箱208的输入轴(未示出)。可选择地，液力变矩器锁止离合器212可被部分接合，从而使直接传递给变速箱的扭矩的量可被调节。控制器12可配置为，通过响应于各种发动机运行状态来调节液力变矩器锁止离合器或者根据驾驶员的发动机运行请求，来调节由液力变矩器212所传递的扭矩的量。
[0029]自动变速箱208包括齿轮离合器(例如，齿轮1-6) 211和前进档离合器210。齿轮离合器211和前进档离合器210可被选择性地接合，以驱动车辆。来自于自动变速箱208的扭矩输出可进而通过输出轴260被传递给车轮216，以驱动车辆。特别地，在传递输出驱动扭矩至车轮216之前，自动变速箱208可响应于车辆的行驶状态传递输入轴270的输入驱动扭矩。
[0030]进一步地，摩擦力可通过接合车轮制动器218被施加给车轮216。在一实例中，车轮制动器218可响应于驾驶员踩下制动踏板(未示出)而被接合。在其它的实例中，控制器12或连接至控制器12的控制器可用于接合车轮制动器。以相同的方式，通过响应于驾驶员的脚从制动踏板释放而解离车轮制动器218，至车轮216的摩擦力可被减少。进一步地，车辆制动器可通过控制器12施加摩擦力给车轮216，这作为发动机自动停止程序的一部分。
[0031]机械油泵214可与自动变速箱208进行流体连通，以提供液压用于接合各种离合器，例如，前进档离合器210、齿轮离合器211、和/或液力变矩器锁止离合器212。例如，机械油泵214可与液力变矩器206 —致地操作，并且可由发动机或DISG的旋转通过输入轴241被驱动。因此，在机械油泵214中产生的液压可随着发动机转速和/或DISG的转速的增加而增加，并且可随着发动机转速和/或DISG的转速的减少而减少。
[0032]控制器12可配置为接收来自于发动机10的输入，更多细节如图1所示，并相应地控制发动机的扭矩输出和/或液力变矩器、变速箱、DISG、离合器、和或制动器的运行。举例来说，发动机扭矩输出可通过调节点火正时、燃料脉冲宽度、燃料脉冲定时、和/或空气充入的组合来控制，空气充入的是通过控制节气门打开和/或气门正时、气门升程和涡轮或增压发动机的升压来实现。在柴油机的情况下，控制器12可通过控制燃料脉冲宽度、燃料脉冲定时、和/或空气充入的组合来控制发动机扭矩输出。在所有的情况下，发动机控制可在逐个气缸的基础上执行，以控制发动机扭矩输出。控制器12也可以，如本领域公知的，通过调节流向和从DISG的绕组流出的电流来控制扭矩输出和DISG产生的电能。
[0033]当满足怠速停止条件时，控制器12可通过切断至发动机的燃料和火花来启动发动机停机。然而，在一些实例中发动机可继续转动。进一步地，为了保持变速箱中扭力的量，控制器12可将变速箱208的转动元件接地至变速箱的箱体259，并从而接地至车辆的车架。尤其是，控制器12可啮合一个或多个变速箱的离合器，例如，前进档离合器210，并将一个或多个接合的变速箱的离合器锁定在变速箱的箱体259和车辆上。变速箱的离合器压力可以改变(例如，增加)以调节变速箱离合器的接合状态，并提供所需的变速箱扭力的量。当满足重新启动的条件时，和/或车辆驾驶员想要启动车辆时，控制器12可通过恢复气缸燃烧而重新激活发动机。
[0034]在发动机停机过程中，基于变速箱离合器压力，车轮的制动压力也可被调节，以帮助使变速箱停顿，同时减少通过车轮的扭矩传递。具体地，通过应用车轮制动器218同时锁定一个或多个接合的变速箱离合器，相反的力可被施加在变速箱上，并且因此施加在动力传动系统上，从而保持变速箱齿轮处于动态接合的状态，并且扭转的势能处于变速箱齿轮系中，而不移动车轮。在一实例中，车轮的制动压力可被调节，以在发动机停机过程中，使车轮制动器的操作与接合的变速箱离合器的锁定协调。这样，通过调节车轮的制动压力和离合器压力，当发动机停机时，保持在变速箱中的扭力的量可被调节。在可选择的实施例中，车辆系统可以是串联或并联的混合动力、插电式混合动力、纯电动、或其它已知类型的动力传动系统。
[0035]现参照图3，示出了一示例性的车辆和拖车配置。车辆290被示为机械地耦接拖车350。此外，车辆290可如图4所示地或通过另一已知的手段被电力耦接至拖车350。拖车包括制动器320，该制动器320可响应于来自于控制器12或车辆290中的类似的控制器的电信号而被电力激活。拖车350也包括行驶灯325，以显示拖车350的位置。拖车350也包括刹车灯328，以指示车辆290的驾驶员何时实施车辆制动。拖车350包括耦接至接收器302的牵引杆310。应变式传感器304可提供何时拖车350耦接至车辆290的指示。在其它的实例中，拖车350可能是鹅颈式配置或其它的配置。进一步地，控制器12可通过控制器局域网(CAN)总线、智能总线、无线电、网络、或其它可将控制器之间连通的方式与拖车350通信。
[0036]现参照图4，示出了给拖车提供电力的一示例性的电路。拖车350包括具有电触头的电连接器420，电触头通向电动制动器402、行驶灯406、和刹车灯404。车辆290包括用于检测拖车350的存在和监测拖车350使用的电流的电路410。在一实例中，电路410由监测流至拖车350的电流的智能场效应晶体管组成。因此，可确定到达电动制动器402、行驶灯406、和刹车灯404的电流。在另一个实例中，电路410可以是类似于图5A所示的电路。
[0037]当拖车350耦接至车辆290时，电路410可以被激活，以便电流从电路410流至拖车的组件。电流的量被测量或传递到控制器12，以确定是否发动机启动/停止模式将被激活。此外，该电流可被用于确定是否应该打开动力传动系统分离式离合器。
[0038]现参照图5A，示出了用于确定是否拖车被耦接至车辆的第一个示例性的电路。此夕卜，电路410可将电力提供给拖车的电力组件。
[0039]电路410包括在电源VPWR(车辆电源)和二极管507之间的第一电阻器506。电路410也包括第二电阻器504和电容器509。当刹车灯404连接电路410时，节点511的电压发生变化。节点511的电压可由控制器12监测，以确定是否有拖车耦接至车辆。
[0040]现参照5B，示出了用于检测耦接至车辆的拖车存在与否的第二个示例性的电路。第二个电路包含应变仪554或可选择地包含压力传感器。如果车辆正在加速或减速并且拖车被连接至车辆，应变仪554输出代表施加给接收器302的力的电压或电流。应变仪554被示为耦接至接收器销556，并且应变仪554的输出反映出由图3所示的拖车350施加给拖车球550的力。因此，通过在行车条件下监测应变仪554的输出，可确定拖车350是否被机械耦接至车辆290。
[0041]因此，图1-5的系统提供了一车辆系统，包含:耦接至车辆和变速箱的车辆发动机；耦接至车辆的拖车；和包括可执行以响应于拖车的状态而禁用发动机启动/停止模式的非临时性指令的控制器。该车辆系统包括，其中，拖车的状态包括拖车的电力负载。该车辆系统包括，其中，发动机启动/停止模式响应于从车辆到拖车的超过阈值电流的电流消耗而被禁用。该车辆系统包括，其中，拖车的状态是拖车的质量。该车辆系统进一步包含动力传动系统分离式离合器和停用包括响应于拖车的状态禁止断开动力传动系统分离式离合器。该车辆系统进一步包含响应于道路坡度而禁用发动机启动/停止模式的附加的指令。
[0042]现参照图6，示出了一示例性的动力传动系统的运行顺序。图6的程序可通过图1和2的系统根据图7的方法执行存储在非临时性存储器中的指令而提供。图6的顺序示出了垂直标记T0-T9，其指示在运行程序中的相关特定时间。图6中的所有曲线涉及相同的时间尺度并发生在相同的时间。
[0043]图6的上部第一个曲线是发动机的运行状态相对于时间的曲线。X轴表示时间，并且时间从图6的左侧开始并向图6的右侧增加。Y轴表示发动机的运行状态，并且当发动机的运行状态处于高位时发动机运行。当发动机的运行状态处于低位时发动机不运行。
[0044]图6的上部第二个曲线是驾驶员需求扭矩相对于时间的曲线。X轴表示时间，并且时间从图6的左侧开始并向图6的右侧增加。Y轴表示驾驶员需求扭矩，并且驾驶员需求扭矩在Y轴箭头的方向上增加。水平线602表示驾驶员需求扭矩的阈值，其中，发动机可被启动以提供所要求的驾驶员需求扭矩。
[0045]图6的上部第三个曲线是动力传动系统分离式离合器状态相对于时间的曲线。X轴表示时间，并且时间从图6的左侧开始并向图6的右侧增加。Y轴表示动力传动系统分离式离合器的状态，并且当轨迹处于低位时动力传动系统分离式离合器的状态为断开，当轨迹处于高位时动力传动系统分离式离合器的状态为闭合。
[0046]图6的上部第四个曲线是发动机启动/停止启用状态相对于时间的曲线。X轴表示时间，并且时间从图6的左侧开始并向图6的右侧增加。Y轴表示发动机启动/停止启用状态，并且当轨迹处于高位时发动机启动/停止模式被启用。当轨迹处于低位时发动机启动/停止模式不被启用。
[0047]图6的上部第五个曲线是车辆质量相对于时间的曲线。X轴表示时间，并且时间从图6的左侧开始并向图6的右侧增加。Y轴表示车辆质量，并且车辆质量在Y轴箭头方向上增加。水平线604表示车辆质量的阈值，其中，发动机启动/停止模式可被禁用以在存在较大的车辆质量的情况下提供改进的车辆启动。
[0048]图6的上部第六个曲线是拖车质量相对于时间的曲线。X轴表示时间，并且时间从图6的左侧开始并向图6的右侧增加。Y轴表示拖车质量，并且拖车质量在Y轴箭头方向上增加。
[0049]图6的上部第七个曲线是道路坡度相对于时间的曲线。X轴表示时间，并且时间从图6的左侧开始并向图6的右侧增加。Y轴表示道路坡度，并且道路坡度在Y轴箭头方向上增加。
[0050]图6的上部第八个曲线是拖车的电流消耗相对于时间的曲线。X轴表示时间，并且时间从图6的左侧开始并向图6的右侧增加。Y轴表示拖车的电流消耗，并且拖车的电流消耗在Y轴箭头方向上增加。水平线606表示拖车的电流消耗水平的阈值，其中，发动机启动/停止模式可被禁用以改进发动机启动的可能性和提高电池的充电状态。
[0051]在时间T0，发动机运行状态处于指示发动机正在运行的高位。驾驶员需求扭矩也处于高位。驾驶员需求扭矩可通过加速踏板的位置确定。动力传动系统分离式离合器处于闭合状态，并且发动机启动/停止启用状态指示发动机启动/停止模式被禁用。发动机启动/停止模式响应于处于高位的道路坡度而被禁用。拖车质量是零，指示拖车未耦接至车辆。拖车的电流消耗也是零。
[0052]在时间Tl，道路坡度已经下降至发动机启动/停止可被激活的水平。因此，发动机启动/停止启用状态将状态改变至更高位，以指示发动机可以在启动/停止模式中运行。发动机保持运行并且驾驶员需求扭矩保持在高的但相比于时间TO降低了的水平。动力传动系统分离式离合器仍然处于闭合状态，并且车辆质量保持恒定。拖车质量仍然是零，以指示没有拖车耦接至车辆。拖车的电流消耗也保持在低位。
[0053]在时间T2，驾驶员需求扭矩降低至低位，而发动机启动/停止模式是激活的。此后不久，动力传动系统分离式离合器如所示地断开，并且发动机运行状态转换至低位。发动机响应于发动机运行状态变化至低位而停止转动。车辆质量在时间T2与在时间TO时处于相同的水平，但车辆的有效载荷增加后不久质量被增加至车辆。道路坡度继续下降，并且拖车的电流消耗是零。
[0054]在时间T2和T3之间，车辆质量增加，并且驾驶员需求扭矩响应于驾驶员应用加速踏板(未示出)而增加。发动机保持停止，并且动力传动系统分离式离合器保持断开。
[0055]在时间T3，驾驶员需求扭矩增加至发动机响应于驾驶员需求扭矩而被重新启动的水平，以便驾驶员需求扭矩可由动力传动系统满足。在该实例中，发动机通过起动机被启动，而动力传动系统分离式离合器断开。然而，如果需要，发动机可通过动力传动系统分离式离合器而被启动。动力传动系统分离式离合器在响应于驾驶员需求扭矩之后不久闭合，以便发动机扭矩可被提供给动力传动系统。发动机启动/停止模式保持启用，并且车辆质量未增加。进一步地，拖车质量保持在零，和拖车的电流消耗一样。道路坡度继续降低。
[0056]在时间T4，驾驶员需求扭矩再次降低至发动机运行状态转换至低位并且发动机转动停止的水平。动力传动系统分离式离合器也响应于驾驶员需求扭矩的降低而被断开。发动机启动/停止保持启用，而车辆质量、拖车质量、和拖车的电流消耗保持不变。道路坡度也降低至零。
[0057]在时间T4和T5之间，车辆质量进一步增加至车辆质量大于车辆质量阈值的水平，其中，发动机启动/停止模式可被禁用。在该实例中，当车辆正在加速或减速时，车辆质量被确定。因此，发动机启动/停止模式不被禁用，直到车辆开始加速。然而，悬架传感器是可用的时候，一旦车辆质量大于车辆质量阈值，发动机启动/停止模式可被禁用，并且发动机响应于增加的车辆质量可被自动重启。
[0058]在时间T5，驾驶员需求扭矩响应于驾驶员踩下加速踏板而增加，并且发动机启动/停止模式响应于车辆质量增加到大于质量阈值604而被禁用。发动机响应于禁用发动机启动/停止模式而被重新启动，并且动力传动系统分离式离合器响应于发动机启动/停止模式被禁用，之后不久即被闭合。拖车质量和拖车的电流消耗保持不变，并且道路坡度也保持为零。
[0059]在时间T6，驾驶员需求扭矩响应于驾驶员释放加速踏板而再次减少。由于发动机运行状态在高位，发动机将继续运行。动力传动系统分离式离合器响应于如处在低位的发动机启动/停止启用状态所表示的发动机启动/停止模式被禁用而保持接合。车辆质量保持在高位，并且拖车未耦接至车辆。道路坡度保持为零并且拖车的电流消耗保持为零。
[0060]在时间T6和T7之间，车辆质量响应于驾驶员移除一部分车辆载荷而减少。此外，如拖车质量增加所表示的，驾驶员将拖车耦接至车辆。拖车的电流消耗也增加了。
[0061]在时间T7，驾驶员需求扭矩响应于驾驶员应用加速踏板而增加。发动机启动/停止模式响应于车辆质量的减少以及由于合并的拖车质量和车辆质量小于阈值质量而也被重新启用。发动机保持激活并且动力传动系统分离式离合器响应于增加的驾驶员需求扭矩而保持闭合。
[0062]在时间T8，驾驶员需求扭矩响应于驾驶员释放加速踏板而降低。动力传动系统分离式离合器断开，并且发动机运行状态转换到低位，以指示发动机响应于降低的驾驶员需求扭矩而停止转动。发动机启动/停止模式保持激活，并且车辆质量保持在低位。
[0063]在时间T8和T9之间，驾驶员通过增加拖车载荷来增加拖车质量。车辆质量保持在和T8相同的水平。道路坡度保持为零。驾驶员需求扭矩响应于驾驶员应用加速踏板而也开始增加。
[0064]在时间T9，发动机启动/停止状态改变状态，以响应于车辆质量和拖车质量的结合超过阈值质量而禁用发动机启动/停止模式。发动机响应于发动机启动/停止状态的改变而被重新启动，即使驾驶员需求扭矩处于低位。动力传动系统分离式离合器响应于禁用发动机启动/停止模式的发动机启动/停止状态而关闭。车辆质量保持不变，并且道路坡度保持为零。
[0065]在时间T9之后，由于车辆质量和拖车质量的结合大于阈值质量，发动机启动/停止模式保持禁用。进一步地，拖车的电流消耗超过电流消耗阈值606。因此，发动机启动/停止模式将被禁用，即使车辆质量和拖车质量的结合小于阈值。
[0066]这样，发动机启动/停止模式可响应于车辆运行状态而被选择性地激活和禁用。进一步地，动力传动系统分离式离合器可以以类似的方式而被激活和禁用。
[0067]现参照图7，示出了一种用于操作车辆的发动机和动力传动系统的方法。图7的方法可被存储为控制器——例如，图1的控制器12——的永久性存储器中的可执行指令。因此，图7的方法可被结合到图1和2所示出的系统中。图7的方法也可提供图6所示的程序。在一些实例中，图7的方法可以响应于将拖车的电连接器耦接至车辆而被调用，以便发动机启动/停止模式可被重新评估。
[0068]在702，方法700判断是否存在用于检测拖车是否被耦接至车辆的电路或其它硬件。在一实例中，基于是否存在用于检测拖车的硬件，可设置或不设置控制器存储器中的变量。如果方法700判断存在用于检测拖车是否被耦接至车辆的电路或其它硬件的结果为是，那么方法700将继续进行至704。否则，结果为否，那么方法700将继续进行至720。
[0069]在704，方法700基于至控制器的电路输入判断是否存在拖车。拖车可通过图5A和5B所示的电路而被检测，或者可选地，通过指示耦接至车辆的拖车存在与否的照相机或另一个已知的电路。例如，如果节点511的电压大于或小于阈值电压，方法700可判断拖车被机械和电力耦接至车辆。如果方法700基于电路判断拖车存在，其结果为是，那么方法700将继续进行至706。否则，结果为否，那么方法700将继续进行至720。
[0070]在706，方法700确定车辆的电气照明和制动电流。在一实例中，车辆照明和制动电流可通过图4所描述的测量电流的场效应晶体管而被确定。可选择地，车辆照明和制动电流可通过测量电阻两端的电压而被确定，该电阻将电能导向拖车。操作车辆的行驶灯的电流可与操作拖车制动的电流分开或与该电流一起被确定。进一步地，拖车电流可在指定的频率被确定，或拖车电流可在指定条件下被确定，例如，当车辆正在制动时。在拖车照明和制动电流被确定之后，方法700将继续进行至708。
[0071]此外，在一些实例中，例如当实施制动时，由拖车消耗的电流可在指定条件下被确定。这样，可获得更有代表性的峰值电流消耗。
[0072]在708，方法700判断在706获取的电流是否大于阈值电流。在一实例中，所有供给到拖车的电流被加在一起。如果拖车电流大于阈值电流，结果为是，那么方法700将继续进行至740。否则，结果为否，那么方法700将继续进行至710。因此，如果拖车的电力负载所消耗的电流大于阈值电流消耗，发动机启动/停止模式可被禁用。换言之，拖车的电力负载大于发动机启动/停止模式激活所需的电力负载。
[0073]在740，方法700禁用发动机自动启动/停止模式，在该启动/停止模式中，在没有对具有启动/停止发动机的唯一目的的装置或输入设备的驾驶员输入(例如，开启/关闭按键开关或按钮)的情况下，发动机可被停止和启动。在一实例中，方法可通过设置激活和禁用发动机启动/停止模式的存储器中的变量值来禁用自动发动机启动/停止模式。当发动机启动/停止模式被禁用时，发动机可不被自动停止。然而，当发动机启动/停止模式被禁用而发动机被停止时，发动机可被自动启动。在发动机启动/停止模式被禁用之后方法700将退出。
[0074]此外，在740，动力传动系统分离式离合器可被保持于或返回到闭合状态。闭合动力传动系统分离式离合器可以是禁用发动机启动/停止模式的程序的一部分。进一步地，在一些实例中，一旦禁用，发动机启动/停止模式可被保持在禁用状态，直到拖车与车辆解离。
[0075]在710，方法700估算车辆质量。在一实例中，车辆质量是基于以下公式确定的车辆质量:
[0076]其中，车辆的加速度为零，
[0077]发动机/动力传动系统扭矩?道路载荷+基于坡度的扭矩
[0078]利用:T_whl= R_rr.M_v.g.sin ( Θ j) +T_rll
[0079]其中:
[0080]T_whl =坡度角=Θ i上的车轮扭矩
[0081]T_wh2=坡度角=θ2上的车轮扭矩
[0082]R_rr =从动轮滚动半径
[0083]M_v =车辆质量估算
[0084]g =重力常数
[0085]Θ I =坡度角
[0086]T_rll =在坡度I上的从动轮的道路载荷扭矩
[0087]T_rl2 =在坡度2上的从动轮的道路载荷扭矩
[0088]之后，车辆质量估算是:
[0089]M_v = [ (T_whl-T_wh2) + (T_rl2~T_rl I) ] / [R_rr*g* ( θ「θ 2)]
[0090]在该实例中，车轮质量包括车辆的质量和被车辆牵引的拖车的质量，因为在704已经确定车辆牵引着拖车。进一步地，车辆质量可包括车辆中的乘客的质量和整车货物的质量。在确定了车辆质量之后，方法700将继续进行至712。
[0091]可选择地，如果如图5B所示包括应变式传感器，拖车质量可基于应变仪的输出和F = ma而被估算，其中，F是力，m是拖车质量，以及a是加速度。
[0092]在712，方法700判断拖车和车辆的质量的结合是否大于第一阈值质量。第一阈值质量可凭经验确定并存储在存储器中。如果方法700判断拖车和车辆的质量的结合大于第一阈值质量，其结果为是，那么方法700将继续进行至740。否则，结果为否，那么方法700将继续进行至714。
[0093]因此，发动机启动/停止模式可响应于拖车和车辆的总质量而被激活或禁用，以便改进车辆启动。例如，如果发动机启动/停止模式由于大的拖车和车辆的质量而不被激活，在发动机已经被停止之后可能难以提供充足的车辆的加速度。通过禁用发动机启动/停止模式，可改进车辆的启动。
[0094]在714，方法400评估道路坡度。在一实例中，车辆的道路坡度可通过测斜仪而被评估。另一方面，如果已知车辆质量，710的等式可被用于求解道路坡度。在估算了道路坡度之后，方法700将继续进行至716。
[0095]在716，方法700判断道路坡度是否大于第一阈值道路坡度。第一阈值道路坡度可凭经验确定并存储在存储器中。如果方法700判断道路坡度大于第一阈值道路坡度，其结果为是，那么方法700将继续进行至740。否则，结果为否，那么方法700将继续进行至718。
[0096]因此，发动机启动/停止模式可响应于道路坡度而被激活或禁用，以便改进车辆启动。例如，如果发动机启动/停止模式由于大的道路坡度(例如，陡峭的路)而不被激活，在发动机已经被停止之后可能难以提供充足的车辆的加速度。通过禁用发动机启动/停止模式，可改进道路坡度上的车辆的启动。
[0097]在718，方法700允许发动机自动启动/停止模式，而车辆的变速箱处于前进档。发动机启动/停止模式可通过设置控制器的存储器中的变量状态而被激活。当发动机自动启动/停止模式激活时，在没有驾驶员操作具有启动/停止发动机的唯一目的的装置的情况下，发动机可被停止和启动。例如，发动机可响应于制动踏板被踩下、车辆速度小于阈值速度、以及驾驶员需求扭矩小于阈值驾驶员需求扭矩而被自动停止。在已经激活发动机自动启动/停止之后，方法700将退出。
[0098]此外，在718，动力传动系统分离式离合器可被重新激活并被允许断开和闭合。断开动力传动系统分离式离合器可以是激活发动机启动/停止模式的程序的一部分。
[0099]在720，方法700判断是否存在悬架传感器。基于存储在控制器存储器中的变量值，可确定车辆的悬架传感器的存在。如果方法700判断车辆悬架传感器的存在，其结果为是，方法700将继续进行至722。否则，结果为否，方法700将继续进行至724。
[0100]在722，方法700基于来自于车辆悬架传感器的输出评估车辆质量。在一实例中，车辆质量可响应于通过车辆悬架传感器的输出而确定的车辆的悬架的压缩而被评估。例如，基本的车辆悬架的高度可被存储在控制器存储器中，并且函数或表可包括对应于车辆悬架的压缩的水平的质量值。车辆悬架的压缩通过从在基本的或无压缩状态中的车辆悬架传感器的输出减去处于压缩中的车辆悬架传感器的输出而被确定。车辆悬架的压缩的量被用于索引凭经验确定的质量值的表或函数，以确定车辆质量。这样，可确定车辆载荷。此外，如在710所描述的，可确定如果有一个拖车耦接至车辆时的包括拖车的总的车辆质量。通过车辆悬架传感器确定的车辆质量可在之后从总的车辆质量中减去，以得到拖车质量。在确定了车辆和拖车质量之后，方法700将继续进行至726。
[0101 ] 在724，方法700评估车辆质量。如在710所描述的，可确定如果有一个拖车耦接至车辆时的包括拖车的总的车辆质量。在确定了车辆质量之后，方法700将继续进行至726。
[0102]在726，方法700判断是否车辆质量大于第二阈值质量。第二阈值质量可以是车辆总质量的一些部分，包括全部。例如，第二阈值质量可以是车辆总质量的75%。并且，在712，第二阈值质量小于第一阈值质量。进一步地，如果确定拖车耦接至车辆，方法700判断是否结合的总质量(例如，车辆质量加上拖车质量)大于第三阈值质量。在712，第三阈值质量可以等于或大于第一车辆质量。如果方法判断车辆质量大于第二阈值质量或者如果结合的车辆质量大于第三质量，其结果为是，那么方法700将继续进行至740。否则，结果为否，那么方法700将继续进行至728。
[0103]在728，方法700评估如714所描述的道路坡度。在确定了道路坡度之后，方法700将继续进行至730。
[0104]在730，方法700判断道路坡度是否大于第二阈值道路坡度。如果方法700判断道路坡度大于第二阈值道路坡度，其结果为是，那么方法700将继续进行至740。否则，结果为否，那么方法700将继续进行至718。在一实例中，如果拖车未耦接至车辆，那么在716，第二道路坡度小于道路坡度第一阈值。
[0105]因此，图7的方法提供用于操作车辆的发动机，包含:在发动机启动/停止模式中，响应于车辆运行状态选择性地自动停止和启动发动机，同时车辆的变速箱处于前进档；以及响应于拖车的电力负载耦接至车辆而禁用发动机启动/停止模式。该方法包括，其中，电力负载是基于流向拖车的电流。该方法包括，其中，当实施拖车制动时，确定电力负载。
[0106]在一些实例中，电力负载包括拖车行驶灯和刹车灯。该方法进一步包含响应于电力负载而禁用动力传动系统分离式离合器的断开。该方法包括，其中，响应于将拖车的电连接器耦接至车辆而确定拖车的电力负载。该方法进一步包含响应于基于车辆悬架传感器的车辆质量的评估而禁用发动机停止/启动模式。
[0107]因此，图7的方法提供了用于操作车辆的发动机，包含:在发动机启动/停止模式中，响应于车辆运行状态选择性地自动停止和启动发动机，同时车辆的变速箱处于前进档；以及响应于车辆和拖车的总质量而禁用发动机启动/停止模式。该方法包括，其中，拖车质量是基于应变式传感器的。该方法进一步包含响应于道路坡度和车辆的总质量而禁用发动机启动/停止模式。
[0108]在一些实例中，该方法进一步包含响应于拖车的电力负载而禁用发动机停止/启动模式。该方法包括，其中，禁用发动机停止/启动模式包括启动发动机和闭合动力传动系统分离式离合器。该方法进一步包含响应于车辆和拖车的总质量的减少而重新激活发动机停止/启动模式。该方法包括，其中，发动机停止/启动模式保持禁用直到拖车从车辆上解离。
[0109]如本领域技术人员所理解的，图7中描述的方法可代表任意数量的处理策略中的一个或多个，例如，事件驱动、中断驱动、多任务处理、多线程等等。因此，举例说明的各种步骤或功能可以以描述的顺序执行、同时执行、或在某些情况下被省略。同样地，处理的顺序对于实现这里所述的目标、特征和优点不是必须的，而是被提供用于简化描述和说明。虽然没有明确示出，但本领域技术人员将认识到，根据所利用的特定策略，所描述的步骤或功能中的一个或多个可被重复地执行。
[0110]以上为本说明书的全部内容。本领域技术人员在阅读之后在不背离本说明书的精神和范围的情况下会联想到许多改变和修改。例如，以天然气、汽油、柴油、或可替代燃料的配置运行的13、14、15、V6、V8、VlO和V12发动机可使用本发明以获益。
【权利要求】
1.一种用于操作车辆的发动机的方法，其特征在于，包含: 在发动机启动/停止模式中，响应于车辆的运行状态，选择性地自动停止和启动发动机，同时车辆的变速箱处于前进档；以及 响应于耦接到车辆的拖车的电力负载而禁用发动机启动/停止模式。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，电力负载是基于流向拖车的电流。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，当应用拖车制动器时确定电力负载。
4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，电力负载包括拖车的行驶灯和刹车灯。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，进一步包含响应于电力负载而禁用动力传动系统分离式离合器的断开。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，响应于将拖车的电连接器耦接至车辆而确定拖车的电力负载。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，进一步包含响应于基于车辆悬架传感器的车辆质量的评估而禁用发动机停止/启动模式。
【文档编号】B60W10/06GK104340214SQ201410389166
【公开日】2015年2月11日 申请日期:2014年8月8日 优先权日:2013年8月8日
【发明者】艾哈迈德·阿瓦迪, 马克·道格拉斯·马龙, 威廉·纳吉布·曼苏尔 申请人:福特全球技术公司