专利名称：用于在发动机自动起动期间激活电力负载的系统和方法
技术领域：
本公开涉及一种用于在发动机自动起动期间激活或“打开”电力子系统的算法和用于执行该算法的系统。
背景技术：
微混合动力车辆可在车辆速度接近或等于零时在驱动循环的间隔期间使其内燃发动机熄火一段时间。这些发动机自动熄火可通过减少发动机怠速时间(并因此降低燃油消耗)提高驱动循环的燃油经济性。
发明内容
一种用于控制多个车辆电力负载子系统的方法可包括在发动机的自动起动过程中当所述车辆运转参数的值落入到第一预定范围内时，激活车辆电力负载子系统的第一子集；当所述车辆运转参数的值落入到第二预定范围内时，激活车辆电力负载子系统的第
二子集。一种机动车辆可包括发动机；多个电力负载子系统；至少一个控制器，被配置为在发动机的自动起动过程中使得所述电力负载子系统根据与每个电力负载子系统相关的优先等级以及与所述机动车辆相关的至少一个运转参数的值被依次激活。一种机动车辆可包括发动机、多个电力负载子负载和至少一个控制器。所述至少一个控制器可被构造成在发动机的自动起动过程中检测起动机脱离啮合条件，并响应于对起动机脱离啮合条件的检测周期性地确定与车辆相关的运转参数的值，从而当运转参数的值落入到第一预定范围内时激活电力负载子系统的第一子集，而当运转参数的值落入到第二预定范围内时激活电力负载子系统的第二子集。
图1是微混合动力车辆的框图。图2是在发动机熄火/起动事件之前、过程中和之后发动机状态相对于时间的图。图3是用于确定在发动机自动起动期间何时激活电力负载的算法的流程图。
具体实施例方式根据需要，在此公开本发明的详细实施例；然而，应当理解，公开的实施例仅仅是本发明的示例，本发明可以以各种和替代形式实施。附图不一定成比例地绘制；一些特征可被夸大或最小化，以示出特定组件的细节。因此，在此公开的具体结构和功能的细节不应当被解释为限制，而是仅仅作为用于教导本领域技术人员变化地使用本发明的代表性基础。参照图1，微混合动力车辆10可包括与一个或多个控制器20通信或受一个或多个控制器20控制(如虚线所示)的发动机12、交流发电机或起动发电一体机14、电池16 (例如，12V电池)、电力负载子系统18 (例如，电动助力转向系统、电子驻车制动系统、HVAC送风机系统、风挡加热系统等)。发动机12与交流发电机或起动发电一体机14机械地连接(如粗实线所示)，从而发动机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互相电连接并与电力负载子系统18电连接(如细实线所示)。因此，交流发电机或起动发电一体机14可给电池16充电；电力负载子系统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。控制器20可发起发动机12的自动熄火或自动起动。当车辆10接近停止时，例如，控制器20可发布命令，以开始使发动机12熄火的过程，从而防止交流发电机或起动发电一体机14将电流提供给电力负载子系统18。当发动机12熄火时，电池16可将电流提供给电力负载子系统18。在发动机自动熄火后，当松开制动踏板(未示出)(和/或踩下加速踏板(未示出))时，控制器20可发布命令，以开始使发动机12起动的过程，从而使交流发电机或起动发电一体机14将电流提供给电力负载子系统18。参照图2，发动机自动熄火事件可包括几个阶段。“自动熄火开始”标志着发动机自动熄火事件的开始。“为发动机自动熄火做准备”是在车辆系统以及发动机为即将来临的发动机熄火做准备期间的时间段。如果在该阶段期间检测到发动机自动熄火禁止条件，则不再继续为即将来临的发动机熄火做准备，车辆系统和发动机返回到各自的正常运转模式。“燃油中断”标志着燃油停止流入到发动机的时间点。“发动机正在熄火”是在发动机速度减到零期间的时间段。“燃油不足重新起动(below fuel restart) ”标志着这样的时间点，如果在“发动机正在熄火”阶段期间请求重新起动发动机，则在该时间点之后，可能需要起动机啮合以使发动机的曲轴转动。如果在“发动机正在熄火”阶段的过程中且在“燃油不足重新起动”之前请求重新起动发动机，则通过使燃油重新流回发动机来重新起动发动机。“发动机速度=O”标志着发动机速度近似于或等于零的时间点。“发动机自动熄火”是在发动机关闭期间的时间段。“起动机啮合”标志着起动机响应于对发动机自动起动条件的检测而开始努力使发动机的曲轴转动以起动发动机的时间点。“起动机起动发动机”是在发动机不能在其自身动力作用下起动期间的时间段。“起动机脱离啮合”标志着发动机能够在其自身动力作用下起动的时间点。“发动机速度增加”是在发动机的速度增加至其运转速度(为目标怠速或目标怠速以上的速度)期间的时间段。“自动起动结束”标志着发动机的速度达到其运转速度的时间点。一定的电力负载子系统18可以在“发动机自动熄火”阶段期间“被关闭”或者其功能可受到限制。作为示例，电动助力转向系统可在车辆10熄火的同时不起作用，因为可能不需要这样的助力。电子驻车制动系统可由于类似的原因而不起作用。作为另一示例，HVAC送风机系统和/或风挡加热系统可能不起作用，以降低在发动机12的自动熄火期间所需要的电流的量。其它情形也是可能的。在“发动机自动熄火”阶段期间其功能不起作用或者受到限制的电力负载子系统可在“发动机速度增加”阶段期间中由于至少两个原因而恢复或“打开”其功能，所述至少两个原因如下车辆10可能即将运动，因此可能需要电力负载子系统，例如电动助力转向系统和电子驻车制动系统；交流发电机或起动发电一体机14能够在该阶段期间至少供应一些电流，从而可能不再需要如以前一样限制所需要的电流的量。然而，在增加发动机12的速度的同时恢复功能或“打开”受限制的或不起作用的负载可能会导致系统电压的大幅下降交流发电机或起动发电一体机14可能不能在处于完全运转状态之前应对电流需要的突然增加。因此，描述执行用于在发动机速度随自动起动而增加的同时防止受限制的或不起作用的负载与此同时被恢复或“打开”的策略和系统。在一定的示例中，电力负载子系统18可根据优先等级被分类或归类。S卩，某类电力负载子系统18可能比其他类电力负载子系统18更重要。例如，与风挡加热系统相比，电动助力转向系统对于驾驶员来说可能更加重要。与HVAC送风机系统等相比，电子驻车制动系统对于驾驶员来说可能更加重要，等等。因此，上述负载可被分为四类(或任意数量的期望的类别)类别1-电动助力转向系统；类别2-电子驻车制动系统；类别3-HVAC吹风机系统；类别4-风挡加热系统。如下面更加详细地描述的，受限制的或不起作用的负载可根据它们的类别被依次恢复或“打开 ”。然而，可使用用于任意数量的电力负载子系统的任何合适的分级系统。作为示例，电力负载可根据他们需要的电流的量分级。需要相对少的电流的负载的等级可比需要相对大的电流的负载的等级高，等等。此外，当确定等级或优先次序时，还可考虑被设计为不能被电控的特定负载。在一定的示例中，如果发动机12的速度落入特定的范围内时，电力负载子系统18的具体类别可被恢复或“打开”。继续上面的示例，四个速度范围可被定义为范围1-W至X(RPM);范围2-X至Y(RPM);范围3-Y至Z(RPM);范围4-Z至比目标怠速(RPM)更大的速度，其中，W < X < Y <目标怠速，其中，Y < Z。W，X，Y和Z可通过测试、仿真等确定，从而(例如)按照用户的期望来平衡系统的性能。控制器20可监视发动机12的速度，并且在发动机速度落入范围I内时，控制器20可恢复或“打开”类别I子系统。当在发动机速度落入范围2内时，控制器20可恢复或“打开”类别2子系统，等等。或者，控制器20可广播发动机12的速度范围。电力负载子系统18可监视通过控制器20广播的这种信息，并且在响应合适时激活这些电力负载子系统18。因为假设交流发电机或起动发电一体机14的输出是发动机速度的函数(这是因为发动机12机械地驱动交流发电机或起动发电一体机14)，所以在上述示例中使用发动机速度。因此，发动机速度越大，则交流发电机或起动发电一体机产生输出的能力越大。在其他示例中，可监视交流发电机或起动发电一体机14的输出(电压、电流等)并使用该输出来确定何时恢复或“打开”一定的电力负载。该输出越大，则能够被激活的电力负载的数目越大。也可使用其他参数。如果自“起动机脱离啮合”开始已经过去了一定量的时间，则可恢复或“打开”特定类别的电力负载子系统。可紧跟着“起动机脱离啮合”恢复或“打开”类别I子系统。如果自“起动机脱离啮合”开始已经过去了至少Q秒，则可恢复或“打开”类别2子系统，等等。也可使用参数的组合。作为示例，可使用交流发电机或起动发电一体机的输出和时间，从而直到自“起动机脱离啮合”开始已经过去了至少一定的时间量且存在足够的输出，才激活特定类别的电力负载子系统，否则不激活特定类别的电力负载子系统。也可考虑其他情形。车辆乘客可在发动机熄火/起动事件过程中尝试着激活一定的电力负载子系统18。例如，在发动机12自动熄火时，驾驶员可能尝试着“打开”无线电子系统或空调子系统。根据何时进行这样的尝试，这些尝试可能与在此描述的用于依次激活各种电力负载的策略冲突。即，驾驶员可能碰巧在“起动机脱离啮合”之后立即尝试“打开”空调子系统。然而，如果未将空调子系统归类为在“起动机脱离啮合”之后立即激活，则在直到空调子系统落入的类别被明确要激活之前，驾驶员的请求都不会被兑现。在这个示例中，假设在直到交流发电机或起动发电一体机的输出达到某个预定阈值之前，空调子系统都未确定被激活的时间，则在直到交流发电机或起动发电一体机的输出达到该预定阈值之前，驾驶员的请求都不会被兑现。参照图3，在操作22，确定起动机是否已经与起动发动机脱离啮合。例如，控制器20可监视控制器区域网络得到指示“起动器脱离啮合”阶段已经结束的信息(例如，状态标志等)。如果在操作22中确定的结果为否，则算法返回到操作22。如果在操作22中确定的结果为是，则在操作24，确定用于确定是否激活电力负载子系统的参数的值。例如，控制器20可读取关于发动机速度、系统电流和/或自“起动机脱离啮合”的结束开始已经过去的时间等的信息。在操作26，基于在操作24中确定的值以及考虑的特定电力负载子系统的优先等级恢复或“打开”电力负载子系统。例如，控制器20可读取关于交流发电机或起动发电一体机的输出的信息，对信息进行归类并广播与该信息相关的类别。如果输出在α和β (V)之间，那么控制器20可广播类别I指示物。电力负载子系统18可监视与控制器20之间的通信线路，并操作，以使得如果电力负载子系统18被归类为类别I子系统，则激活这些电力负载子系统18。如果输出处于β和Y (V)之间，那么控制器20可广播类别2指示 物，等等。或者，控制器20可被布置为控制电力负载子系统18的激活。在这些情况下，控制器20不需要广播类别信息。更确切地讲，控制器20可读取关于输出的信息、对信息进行归类，并基于与电力负载子系统18相关的优先等级和类别直接激活电力负载子系统18。也可考虑其他情形。在操作28，确定是否是全部电力负载子系统被激活。例如，控制器20可从每个电力负载子系统18请求状态信息。或者，控制器20可检测每个电力负载子系统18的状态。如果在操作28中确定的结果为否，则算法返回至操作24。如果在操作28中确定的结果为是，则算法结束。在此公开的算法可传送到处理装置(例如，控制器20)或者通过处理装置执行，所述处理装置可包括多种形式的任何现有的电子控制单元或专用电子控制单元，所述多种形式包括但不限于永久存储在非可写入存储介质(诸如ROM装置)上的信息和可变地存储在可写入存储介质(诸如软盘、磁盘、CD、RAM装置和其它磁性介质和光学介质)上的信息。所述算法还可按照软件可执行的对象实现。或者，可使用合适的硬件组件(诸如，特定用途集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)、状态机或其它硬件组件或装置)，或者硬件、软件和固件组件的组合全部或部分地实现所述算法。虽然在上面描述了示例性实施例，但是并不意味着这些实施例描述了本发明的所有可能的形式。相反，在说明书中使用的词语是描述性词语，而不是限制，应当理解，在不脱离本发明的精神和范围的情况下可进行各种改变。此外，可对各个实施的实施例的特征进行组合，以形成本发明的进一步的实施例。
权利要求
1.一种机动车辆,包括 发动机； 多个电力负载子系统； 至少一个控制器，被配置为在发动机的自动起动过程中使得所述电力负载子系统根据与每个电力负载子系统相关的优先等级以及与所述机动车辆相关的至少一个运转参数的值被依次激活。
2.如权利要求1所述的机动车辆，其中，所述至少一个控制器还被配置为在发动机的自动起动过程中检测起动机脱离啮合条件，其中，响应于对起动机脱离啮合条件的检测使所述多个电力负载子系统被依次激活。
3.如权利要求2所述的机动车辆，其中，所述至少一个运转参数是在检测到起动机脱离啮合条件之后的持续时间。
4.如权利要求1所述的机动车辆，其中，使得所述电力负载子系统根据与每个电力负载子系统相关的优先等级以及与所述机动车辆相关的至少一个运转参数的值被依次激活包括向所述多个电力负载子系统广播所述至少一个运转参数的值。
5.如权利要求1所述的机动车辆，其中，所述至少一个运转参数包括发动机速度。
6.如权利要求1所述的机动车辆，所述机动车辆还包括与所述发动机机械地连接的交流发电机或起动发电一体机，其中，所述至少一个运转参数包括所述交流发电机或起动发电一体机的输出。
7.如权利要求1所述的机动车辆，其中，所述多个电力负载子系统包括电动助力转向系统、电子驻车制动系统、HVAC送风机系统和风挡加热系统中的至少一个。
8.一种用于控制多个车辆电力负载子系统的方法，所述方法包括 在发动机的自动起动的过程中， 当车辆运转参数的值落入到第一预定范围内时，激活车辆电力负载子系统的第一子集; 当所述车辆运转参数的值落入到第二预定范围内时，激活车辆电力负载子系统的第二子集。
9.如权利要求8所述的方法，所述方法还包括检测起动机脱离啮合条件，并响应于对起动机脱离啮合条件的检测确定车辆的运转参数的值。
10.如权利要求9所述的方法，其中，所述车辆的运转参数是在检测到起动机脱离啮合条件之后的持续时间。
11.如权利要求8所述的方法，其中，激活车辆电力负载子系统的第二子集的步骤在发动机达到目标怠速之前执行。
全文摘要
本发明提供一种用于在发动机自动起动期间激活电力负载的系统和方法，所述机动车辆包括发动机、多个电力负载子系统和至少一个控制器。所述至少一个控制器在发动机的自动起动过程中检测起动机脱离啮合条件。响应于对起动机脱离啮合条件的检测，所述至少一个控制器周期性地确定与车辆相关的运转参数的值，从而当运转参数的值落入到第一预定范围内时激活电力负载子系统的第一子集，而当运转参数的值落入到第二预定范围内时激活电力负载子系统的第二子集。
文档编号B60R16/02GK102991436SQ201210274629
公开日2013年3月27日 申请日期2012年8月3日 优先权日2011年8月8日
发明者森基特·森加米西威兰, 柯克·佩布瑞, 凯文·罗伊·哈盆敖, 埃里克·迈克尔·拉德马赫, 戴维·赛林斯基 申请人:福特全球技术公司