用于响应于车辆质量和路线坡度而控制配备起动‑停止逻辑的车辆的系统和方法与流程

发明背景

本申请大致涉及发动机起动-停止控制装置，其在停止车辆的发动机时考虑路线坡度和车辆质量。

在具有发动机的起动-停止控制的机动车辆中，变速器类型对车辆发动和停止期间的车辆行为以及所需的驾驶员动作具有强烈影响。一个具体区别的情况是在坡路上发动和停止车辆以及在驾驶员抬离制动踏板与接合传动系的时间之间在发动时发生的情况。在在自动变速器(AT)的情况下，变矩器将在所选档位的方向上产生微量的车轮扭矩。如果变速器处于前进档中，那么车辆可在向下坡路上经历向前移动以及在陡峭的向上坡路上经历微小的向后移动，而在其它情况下不经历移动。

在自动化手动变速器(AMT)或手动变速器(MT)的情况下，将存在其中制动器可被释放但驾驶员尚未应用加速器(在AMT中)或释放离合器(在MT中)的有限时段。在这段时间内，车辆若在坡路上将自由滚动。驾驶员通过诸如非常快速地启动踏板从而使得任何不需要的车辆移动是微小的来学习补偿这种回滚。替代地，驾驶员可采用驻车制动器来保持车辆静止，并且与施加传动系扭矩同步地释放驻车制动器。

在坡路上从停止位置发动车辆在配备起动/停止控制装置的车辆中进一步复杂化，其中发动机首先被停止且必须作为这个发动次序的部分再起动。在这些车辆中，用于发动车辆的相同踏板动作也通常用于触发发动机再起动。例如，发动机在驾驶员通过踏下油门或释放制动踏板以命令再起动时，而再起动。

在发动机再起动期间，期望车辆将保持静止。虽然车辆在平地上保持静止，但这在斜面上无法保证。存在用于防止配备起动-停止控制装置的车辆的回滚的两种选项。首先，车辆可配备可提供斜坡保持来防止车辆回滚的装置。这增加车辆的成本，因为这样一种装置必须添加至车辆并且要进行维护。第二，不允许发动机在车辆处于坡路上时停止且避免再起动，恢复到多数驾驶员经历的传统传动系的行为。但是，这减小车辆的起动-停止系统的燃油经济性好处。因此，存在对本文中公开的设备、方法和系统的极大需要。

公开内容

为了清楚、简洁并且精确地描述本发明的示例性实施方案，制作并且使用它们的方式和过程以及实现它们的实践、制作和使用的目的，现将参考特定示例性实施方案(包括图中示出的实施方案)，且具体语言将用于描述它们。但应了解，不由此形成对本发明的范围的限制，且本发明包括并且保护如本领域技术人员将想到的示例性实施方案的此类变更、修改和进一步应用。

发明概要

所述系统、方法和设备的一个实例包括运行一种起动-停止车辆系统，其包括内燃机和控制器，所述控制器被配置来在所有其它发动机停止条件被满足时，在车辆处于坡路上时，基于车辆的质量和坡度的严重性防止发动机停止。控制器可从基于系统的扭矩输出的估计值，通过编程，或通过来自智能运输系统或称重站的远程信息来确定质量。控制器可使用道路坡度传感器，经由来自外源的数据链或在车辆质量可获得的情况下从基于扭矩输出的估计值来确定坡度信息。在未配备道路坡度传感器或车辆质量无法确定的车辆中，坡度和质量的估计值可由控制器用于确定何时禁用标称发动机停止条件。

所述系统、方法和设备的另一个实例包括运行车辆系统，其包括被配置来响应于标称停止条件而有条件地停止车辆并且在停止之后再起动或发动车辆的控制器。控制器接收来自车辆或外源的指示车辆的质量和道路坡度的信号。发动机停止响应于与标称控制停止相关的车辆质量和坡度的严重性而禁用。发动机的标称控制停止的禁用基于将导致或潜在地导致车辆回滚的条件。本文中公开的系统、方法和设备可用于具有手动变速器的车辆和/或未配备斜坡保持能力的车辆中，但是不排除在其它类型的车辆中的应用。

本概要不旨在确认所要求保护主题的主要或关键特征，也不旨在用于帮助限制所要求保护主题的范围。进一步的实施方案、形式、目的、特征、优点、方面和好处将由下文描述和附图变得显然。

附图简述

图1示出示例性车辆的部分图示。

图2示出用于示例性车辆的起动-停止操作的示例性控制逻辑的框图。

图3示出示例性起动-停止控制程序的流程图。

具体实施方式

参考图1，示出包括示例性动力总成22的车辆20的部分图示。应了解，车辆20和动力总成22的配置和部件只是一个实例，且本公开预期可利用多种不同的混合和非混合车辆和动力总成配置和部件。动力总成22包括前置变速混合动力系统24、变速器26和接地轮28。所描绘的动力总成22是串联-并联混合(可用混合离合器34选择)系统，但是系统可为但不限于并联配置、串联配置、串联-并联混合动力系统和/或唯一地由发动机或电动机(电动车辆)提供动力用于停止-起动的非混合动力系统。

应了解，在本实施方案中，车辆20的推进由后轮28提供；但是在其它应用中，可预期前轮驱动和四轮/全轮驱动方法。在一种形式中，车辆20是公路巴士、运货卡车、维修车或类似车辆；但是在其它形式中，车辆20可为不同类型，包括其它类型的公路或非公路车辆。

前置变速混合动力系统24包括混合动力系统30。混合动力系统30包括内燃机32、混合离合器34、电动机/发电机36、控制器40、空气处理子系统50、后处理设备60、电力存储装置70、电力电子装置80和机械附件驱动子系统90。系统30被示出为并联混合电源31的形式，使得发动机32和/或电动机/发电机36可依据是否接合混合离合器34而提供动力总成22的扭矩。也可预期其它混合和非混合形式。

应了解，电动机/发电机36可作为由来自存储装置70的电力供电的电动机36a或作为捕获电能的发电机36b运行。在其它运行条件中，电动机/发电机36可为被动的，使得它不运行。在所描绘的形式中，电动机/发电机36具有共同的转子和共同的定子，且被提供为一体化单元；但是在其它实施方案中，可采用完全或部分分离的电动机、发电机、转子、定子或类似物。指定的电动机/发电机36旨在涵盖这些变动。此外，应了解，在系统30的替代实施方案中，这些特征的一些，诸如空气处理子系统50、后处理设备60和/或机械附件驱动器90可能不存在和/或可包括其它可选的装置/子系统。

在特定实施方案中，电动机/发电机36可包括液压或气动泵，而非电动机/发电机。应了解，本文中提及的电动机/发电机旨在涵盖电动机/发电机和非电动机/发电机，诸如包括液压或气动泵的那些。此外，系统30的电力存储装置70可包括一个或更多个电化学电池、超级电容器或可替代地在不同的非电媒介中存储能量，诸如液压或气动混合动力系统中所见的蓄电池。应了解，本文中提及的电池旨在涵盖电化学存储电池、其它电存储装置(诸如电容器)和非电能存储装置(诸如液压或气动混合动力系统中利用的蓄电池)。

在示出的实施方案中，发动机32为四冲程、柴油燃料、压缩点火(CI)型，其具有多个气缸和耦接至曲轴33的对应往复活塞，所述曲轴33通常将耦接至飞轮。曲轴33机械耦接至可控制混合离合器34。发动机32可为传统类型，其具有运行校正来补充系统30中的运行。在其它实施方案中，发动机32可为不同类型，包括不同燃料、不同运行循环、不同点火或类似物。

动力总成22包括输出轴100，所述输出轴100将发动机32和/或电动机/发电机36连接至变速器26。在一个实施方案中，变速器26是包括离合器102的自动变速器，所述离合器102是变矩器，其具有用于将输出轴100选择性地接合至变速器26的锁止离合器。在另一个实施方案中，变速器26是包括离合器102的自动化手动变速器，所述离合器102可控制来将输出轴100选择性地接合至变速器26。

车辆20进一步包括控制器40，所述控制器40可被配置来控制车辆20和动力总成22的各种运行方面，如本文中进一步详细描述。控制器40可按许多方式实施。控制器40执行定义各种控制、管理和/或调节功能的运行逻辑。这种运行逻辑可为存储在非暂时性存储器、专用硬件(诸如硬连线状态机)、模拟计算机中的一个或更多个微控制器或微处理器例行程序、各种类型的编程指令和/或本领域技术人员将想到的不同形式。

控制器40可被提供为单个部件或可操作地耦接的部件的集合，并且可包括数字电路、模拟电路或这两种类型的混合组合。当为多部件形式时，控制器40可具有相对于分布式布置中的其它部件远程定位的一个或更多个部件。控制器40可包括多个处理单元，其被配置来在流水线处理布置、并联处理布置或类似布置中独立运行。在一个实施方案中，控制器40包括固态、集成电路型的数个可编程微处理单元，其分布遍及各包括一个或更多个处理单元和非暂时性存储器的混合动力系统30。对于所描绘的实施方案，控制器40包括计算机网络接口来促进在各种系统控制单元间使用标准控制器局域网(CAN)通信或类似通信。应了解控制器40的模块或其它组织单元指的是执行所指示操作的特定运行逻辑，所述操作可各实施在控制器40的实体分离控制器中和/或可虚拟地实施在相同控制器中。

控制器40和/或任何其组成处理器/控制器可包括一个或更多个信号调节器、调制器、解调器、算术逻辑单元(ALU)、中央处理单元(CPU)、限幅器、振荡器、控制时钟、放大器、信号调节器、滤波器、格式转换器、通信端口、钳位器、延迟装置、存储器装置、模拟-数字(A/D)转换器、数字-模拟(D/A)转换器和/或如本领域中的技术人员将想到来执行期望通信的不同电路或功能部件。

包括模块和/或组织单元的本文描述强调控制器的方面的结构独立性并且说明控制器的一组操作和职责。在本申请的范围内可了解执行类似总体操作的其它组。模块和/或组织单元可实施在硬件中和/或实施为非暂时性计算机可读存储媒体上的计算机指令，并且可跨各种基于硬件或计算机的部件分布。

控制器40的模块和/或组织单元的示例性和非限制性实施元件包括提供本文中确定的任何值的传感器、提供作为本文中确定值的前导的任何值的传感器、数据链和/或网络硬件，包括通信芯片、振荡晶体、通信链路、电缆、双绞线、同轴线、屏蔽线、发射器、接收器和/或收发器、逻辑电路、硬连线逻辑电路、处于根据模块规格配置的特定非暂态中的可重配置逻辑电路、任何致动器，至少包括电、液压或气动致动器、螺线管、运算放大器、模拟控制元件(弹簧、滤波器、积分器、加法器、除法器、增益元件)和/或数字控制元件。

受益于本文中公开内容的本领域技术人员将了解本文中公开的控制器、控制系统和控制方法被结构化来执行改进各种技术的操作并且提供各种技术领域的改进。在无限制的情况下，示例性和非限制性技术改进包括内燃机的起动-停止控制的改进、发动机扭矩产生和扭矩控制、发动机燃料经济性的改进、内燃机的噪音、振动和不平顺性控制的改进、车辆系统的后处理系统和/或部件的性能或运行的改进和/或减排的改进。在无限制的情况下，被改进的示例性和非限制性技术领域包括具有混合动力总成和相关设备和系统的内燃机以及包括它的车辆的技术领域。

本文中描述的特定操作包括用于解释和/或确定一个或更多个参数的操作。如本文中所使用，解释或确定包括通过本领域已知的任何方法接收值，包括至少接收来自数据链或网络通信的值，接收指示值的电子信号(例如，电压、频率、电流或PWM信号)，接收指示值的计算机产生参数，从非暂时性计算机可读存储媒体上的存储器位置读取值，通过本领域中已知的任何手段接收作为运行时参数的值和/或通过接收可通过其计算所解释参数的值，和/或通过参考被解释为参数值的默认值。

参考图2，示出示例性控制逻辑200的框图，其可实施在控制系统中，例如，诸如包括上文参考图1描述的控制器40的控制系统以禁用发动机32的标称控制停止。预期控制器40可为控制动力总成22的运行的发动机控制器，但是也可预期其它控制器类型，诸如控制变速器26的运行的变速器控制器或提供由变速器控制器执行的控制信号的发动机控制器。

控制逻辑200包括发动机起动-停止逻辑块210，其接收根据任何现有起动-停止逻辑控制发动机32的起动-停止的输入。发动机起动-停止逻辑块210响应于通过起动-停止逻辑块210确定的发动机停止事件而提供停止事件变量212作为输出。停止事件变量212被提供作为至停止模式禁用逻辑块214的标称控制停止输入，所述停止模式禁用逻辑块214输出有关超越标称控制停止或允许标称控制停止的决策。

停止模式禁用逻辑块214包括坡度确定块216，其确定处于标称控制停止的位置处的车辆的路线坡度。停止模式禁用逻辑块214也包括质量确定块218，其确定车辆的质量。发动机控制器40可使用车辆20上的坡度传感器GS确定路线坡度。发动机控制器40替代地或额外地可经由来自外源42的数据链确定路线坡度，或基于发动机32和/或混合动力系统30的扭矩输出估计路线坡度，前提是可获得准确的车辆质量信息。类似地，控制器40可从基于混合动力系统30的扭矩输出的估计值，或通过编程或通过来自智能运输系统或称重站的远程信息来确定车辆质量。在未配备坡度传感器GS或其中车辆质量无法准确确定的一些车辆中，路线坡度和车辆质量对输出扭矩的影响无法区分。在这些情况下，坡度-质量信息的估计值可用于影响发动机标称控制停止超控决策。

路线坡度和车辆质量被提供至回滚确定逻辑块220，其确定当所有其它发动机停止条件被满足时在车辆停止位置处是否存在回滚情况。回滚确定逻辑块220使用坡度确定和车辆质量来对照可校正阈值或其它标准检查以确定响应于标称控制停止事件而停止发动机是否将导致车辆回滚或在一些实施方案中前滚。

例如，在一个实施方案中，标称控制停止的超控基于下列查找表决定：

表1

车辆质量

ES＝发动机停止

在其它实施方案中，计算、表格、图表和/或其它工具用于基于车辆质量和路线坡度确定回滚或前滚条件。来自回滚确定逻辑块220的确定是防止标称控制停止选择222和继续标称控制停止选择224中的一个。在特定情况下(例如，缓坡上的标称载荷车辆或陡坡上的轻载荷车辆)，发动机32可被允许在存在用于提供斜坡保持的机构或锁定车轮，防止车辆在发动机被停止时移动的一些方式的情况下停止。

应了解，本文中公开的控制的逻辑状态可实施为多种形式，诸如“1/0”、“是/否”、“真/不真”、“是/不是”和“真/假”以及其它。应进一步了解，虽然已在本文中使用特定逻辑短语，但是无意排除替代物，除非有相反指示。

参考图3，提供用于控制车辆20的起动-停止操作的程序300的示例性流程图。程序300包括操作302，其包括运行具有内燃机32和被配置来有条件地停止和再起动内燃机32的控制器40的车辆20。程序300继续确定车辆20的车辆质量的操作304和确定车辆20的路线的路线坡度的操作306。响应于车辆20的停止事件确定内燃机32的标称控制停止处、附近或另外与其相关的位置的路线坡度。车辆20的停止事件可响应于例如车辆速度为0速度或接近0速度、车辆减速度指示即将发生的车辆停止、车辆处于或接近预定路线停止的确定和/或来自车辆制动装置的操作者输入中的一个或更多个而确定。

程序300继续操作306在条件性的308处确定车辆回滚情况是否存在。如果条件性306是肯定的，那么程序200继续操作310以禁用发动机32的标称控制停止且在停止事件期间运行发动机32以防止车辆回滚。如果条件性306是否定的，那么发动机32的标称控制停止被允许且程序300继续操作312，且响应于停止事件执行标称控制停止以停止发动机。

在一个实施方案中，程序300在车辆质量增大时减小指示车辆回滚情况的路线坡度阈值。在其它实施方案中，车辆回滚情况更可能在车辆质量增大和/或在路线坡度增大时被指示。

程序300可进一步包括响应于车辆20上的路线坡度传感器GS的指示车辆20的当前位置处的路线坡度的输出而确定路线坡度。程序300的其它实施方案额外地或替代地包括响应于经由来自外源的数据链的至控制器40的指示路线坡度的输入而确定路线坡度。示例性外源包括全球定位系统、地图数据库、智能运输系统和/或遥测系统。在另外的实施方案中，程序300包括从基于发动机32的扭矩输出和车辆20的质量的路线坡度估计值而确定路线坡度。

在另外的实施方案中，程序300包括响应于基于发动机32的扭矩输出和车辆20的质量的路线坡度的估计值而确定路线坡度。在其它实施方案中，程序300包括响应于基于发动机32的扭矩输出的估计值、来自外源(诸如称重站或智能运输系统)的至控制器40的输入和/或存储在控制器40中的质量确定算法中的一个或更多个而确定车辆质量。

可预期本公开的各种方面。例如，根据一个方面，一种方法包括运行包括内燃机和被配置来有条件地停止并且再起动内燃机的控制器的车辆；响应于车辆的停止事件确定与内燃机的标称控制停止相关的车辆质量和路线坡度；和响应于车辆质量和路线坡度指示车辆回滚情况存在而在停止事件期间禁用发动机的标称控制停止并且运行内燃机。

在所述方法的一个实施方案中，车辆回滚情况阈值随着车辆质量增大和/或随着道路坡度增大而减小。在另一个实施方案中，从车辆上的路线坡度传感器、经由数据链的来自外源的输入，和基于发动机的扭矩输出和车辆质量的估计值中的一个而确定路线坡度。在又一个实施方案中，从基于发动机的扭矩输出的估计值、来自外源(诸如称重站或智能运输系统)的输入，和质量确定算法中的一个确定车辆质量。

在再一个实施方案中，车辆包括混合动力总成，其具有可用混合离合器选择性地接合至内燃机的曲轴的电动机/发电机。在另一个实施方案中，车辆进一步包括与内燃机可操作地耦接的电动机/发电机系统和与电动机/发电机系统可操作地耦接的能量存储系统。

根据另一个方面，系统包括车辆，所述车辆包括内燃机、变速器和连接内燃机与变速器的离合器。车辆包括可操作以起动内燃机的电动机/发电机，和可操作地连接至内燃机和电动机/发电机的控制器。控制器被配置来响应于车辆的停止事件有条件地执行内燃机的标称控制停止。控制器被进一步配置来响应于指示存在车辆回滚情况的路线坡度和车辆质量并响应于内燃机停止而禁用内燃机的标称控制停止。

在一个实施方案中，电动机/发电机可操作以在内燃机停止时推进车辆。在另一个实施方案中，车辆包括连接至控制器的路线坡度传感器，其被配置来提供路线坡度输入至控制器。在又一个实施方案中，车辆包括混合动力总成，其具有可用混合离合器选择性地接合至内燃机的曲轴的电动机/发电机。在又一个实施方案中，控制器被配置使得指示车辆回滚情况的路线坡度的阈值随着车辆质量增大而减小。

根据另一个方面，提供包括可操作地连接至车辆的内燃机和电动机/发电机的控制器。电动机/发电机可操作以从由控制器命令的标称控制停止中起动内燃机。控制器被配置来确定车辆质量和车辆的路线坡度并且响应于车辆的停止事件而有条件地执行内燃机的标称控制停止。控制器被进一步配置来响应于回滚情况禁用内燃机的标称控制停止，所述回滚情况响应于路线坡度和车辆质量而确定。

在一个实施方案中，控制器被配置来响应于零车辆速度和指示即将发生的车辆停止的车辆减速度中的一个确定停止事件。在另一个实施方案中，控制器被配置来响应于车辆上的路线坡度传感器的输出、经由连接至控制器的来自外源的路线坡度输入，和通过控制器基于内燃机的扭矩输出和车辆质量确定的估计值中的至少一个而确定路线坡度。在又一个实施方案中，控制器被配置来响应于基于发动机的扭矩输出的估计值、来自外源的车辆质量输入，和车辆质量确定算法中的至少一个确定车辆质量。

应理解，虽然诸如在上文描述中利用的优选的、优选地、或更优选的词的使用指示如此描述的特征可能是更期望的，但是其可能并非必要的，且缺少这些词的实施方案可被预期在本发明的范围内，所述范围由所附权利要求书界定。在阅读权利要求时，当使用诸如“一个(a、an)”、“至少一个”或“至少一部分”的词时，旨在无意将权利要求限于唯一项目，除非权利要求中有明确的相反规定。当使用语言“至少一部分”和/或“一部分”时，项目可包括一部分和/或整个项目，除非有明确的相反规定。