用于控制发动机怠速停止的系统和方法
【技术领域】
[0001] 本公开涉及具有发动机自动停止特征、控制发动机怠速停止和重起活动的车辆。
【背景技术】
[0002] 混合动力车辆可配备有发动机自动停止系统。发动机自动停止系统在车辆运转的 某些阶段期间关闭发动机以节省燃料。例如，当车辆在交通灯处停止或者遇到交通阻塞时， 发动机自动停止可介入而不是允许发动机怠速运转。当驾驶员松开制动踏板或致动加速器 踏板时，发动机可被重起。发动机还可（例如）由于电力系统上的负载而被起动。当不需 要发动机时，将发动机停止，提高燃油经济性并减少排放。
[0003] 发动机自动停止系统也带来各种挑战。发动机停止和重起事件导致额外的电力负 载将被施加到系统上。例如，需要额外的电能来重起发动机、运行电动泵以保持管路压力并 减小发动机重起时间、运行辅助加热器芯泵来维持车厢舒适。然而，在发动机停止期间，由 于与发动机运转相关的一些组件断电，所以也存在电能节省。例如，这些可包括发动机冷却 风扇、空调离合器、燃料泵、燃料喷射器和火花塞线圈。因此，需要开发发动机自动停止控制 策略，所述发动机自动停止控制策略能够平衡在发动机停止和重起期间施加在车辆上的额 外电力负载和节省的电能以实现净燃料节省。
【发明内容】
[0004] 公开了一种用于在混合动力车辆中控制发动机怠速停止的系统和方法，所述系统 和方法平衡在发动机停止期间施加在车辆上的额外的电力负载和节省的电能以实现净燃 料节省。具体地，在此公开的实施例，在具体的时间段，使用可预知的信息来生成描述潜在 的停止事件与相应的车辆停止持续时间的预测车辆停止曲线。控制器可被配置为确定用于 车辆停止事件的预测的车辆停止持续时间是否是足以产生净燃料节省。如果预测的停止持 续时间足够长以产生净燃料节省，那么发动机被关闭，否则，禁止发动机停止。
[0005] 在一个实施例中，混合动力车辆包括发动机和被构造为起动发动机的起动马达。 所述车辆还包括控制器，所述控制器被配置为在车辆停止事件期间响应于预测的车辆停止 持续时间小于最小的发动机停止时间而禁止发动机停止。最小的发动机停止时间基于响应 于发动机停止而开启的组件的电力负载和起动马达用于重起发动机的电力负载。所述控制 器还被配置为在车辆停止事件期间响应于预测的车辆停止持续时间超过最小的发动机停 止时间而关闭发动机。所述最小的发动机停止时间还基于在发动机停止和重起期间与开启 的组件相关的增加的总电力负载和与关闭的组件相关的节省的总电力负载之间的差。
[0006] 在另一个实施例中，混合动力车辆包括控制器，所述控制器被配置为在车辆停止 事件期间响应于预测的车辆停止时间超过相应的发动机停止阈值而关闭发动机，其中，发 动机停止阈值基于在车辆停止事件期间发动机开启时的车辆能耗相对于发动机关闭时的 车辆能耗的。此外，在车辆停止事件期间与开启的组件和关闭的组件相关的车辆能耗从组 件的电流消耗、车辆系统电压以及组件开启和关闭的持续时间来估计。发动机停止阈值还 基于发动机怠速运转时的燃料消耗率、燃料能量密度、发动机效率和交流发电机效率中的 至少一个。
[0007] 在又一个实施例中，一种用于控制混合动力车辆的方法包括：在车辆停止事件期 间，响应于预测的车辆停止持续时间相对于最小的发动机停止时间的比较，来控制发动机 停止。最小的发动机停止时间基于在发动机停止和重起期间发动机运行的车辆能耗相对于 发动机关闭的车辆能耗的。
[0008] 根据本发明，提供一种用于控制具有发动机和起动马达的混合动力车辆的方法， 所述方法包括：在车辆停止事件期间，响应于预测的车辆停止持续时间相对于最小的发动 机停止时间的比较，来控制发动机停止，其中，最小的发动机停止时间基于在发动机停止和 重起期间，发动机运行的车辆能耗相对于发动机关闭的车辆能耗的。
[0009] 根据本发明的一个实施例，所述方法还包括：在车辆停止事件期间，响应于预测的 车辆停止持续时间超过最小的发动机停止时间而关闭发动机。
[0010] 根据本发明的一个实施例，所述方法还包括：响应于预测的车辆停止持续时间小 于最小的发动机停止时间而禁止发动机停止。
[0011] 根据本发明的一个实施例，发动机运行时的车辆能耗从与冷却风扇、空调离合器、 燃料泵、燃料喷射器和火花塞线圈中的至少一个相关的电力负载计算。
[0012] 根据本发明的一个实施例，发动机关闭时的车辆能耗从与起动马达、变速器辅助 泵和辅助加热器芯泵中的至少一个相关的电力负载计算。
[0013] 根据本发明的一个实施例，最小的发动机停止时间还基于发动机怠速运转时的燃 料消耗率、燃料能量密度、发动机效率和交流发电机效率。
[0014] 根据本发明的一个实施例，预测的车辆停止持续时间从使用可预知的信息生成的 预测车辆停止曲线确定，其中，可预知的信息包括地图数据、道路属性、实时交通信息、历史 交通信息和过去行驶历史中的至少一个。
[0015] 根据本公开的实施例提供各种优点。例如，各种实施例通过平衡在发动机停止和 重起期间增加到系统中的电能和节省的电能，而实现净燃料节省。通过下面结合附图对优 选实施例的详细描述，上述优点、其它优点和特征将更明显。
【附图说明】
[0016] 图1是能够实现本公开的实施例的动力传动系统构造的示意图；
[0017] 图2示出根据本公开的实施例的在时间窗中描述潜在的车辆停止事件的预测车 辆停止曲线；
[0018] 图3是示出根据本公开的示例性实施例的发动机怠速停止控制的系统和方法的 块图。
【具体实施方式】
[0019] 根据需要，在此公开要求保护的主题内容的详细的实施例；然而，应理解的是，公 开的实施例仅为示例并且可以以多种和可替代的形式实施。附图无需按比例绘制；可放大 或缩小一些特征以显示特定部件的细节。所以，在此处公开的具体结构和功能细节不应被 解释为限定，而仅为教导本领域技术人员以多种形式实施要求保护的主题内容的实施例的 代表性基础。
[0020] 混合动力车辆可配备有发动机自动停止系统。发动机自动停止系统在车辆运转的 某些阶段期间关闭发动机以节省燃料。例如，自动停止系统可在发动机不需要用于驱动或 其它目的的发动机怠速运转状况期间将发动机关闭。然后，自动停止系统可在发动机需要 用于驱动或其它目的时重起发动机。通过在可能时禁用发动机，降低整体的燃料消耗。然 而，与真正的混合动力车辆不同，具有自动停止特征的车辆不能够纯粹用电来驱动，并且没 有配备牵引电池，而是配备有传统的起动、照明和点火（SLI)电池。
[0021] 参照图1，示出具有能够实现在此公开的控制策略的自动停止功能的车辆的动力 传动系配置100的示意图。总体上作为控制器110示出的车辆控制系统可被设置为控制 车辆的多个组件和子系统，并包括用于控制发动机自动停止系统的合适的起动/停止逻辑 和/或控制。控制器110通常可包括相互合作以执行一系列操作的任意数量的微处理器、 ASIC、IC、存储器（例如，闪存、ROM、RAM、EPROM和/或EEPROM)和软件代码。控制器110可 在车辆的网络（例如，控制器局域网络（CAN))上与其他控制器通信。CAN可以是硬线车辆 连接（例如，总线）并可使用任意数量的通常公知的通信协议来实现。
[0022] 控制器110可被配置为在多种运转状况期间启动发动机112的自动停止或自动起 动。例如，随着车辆停止，控制器110可以发出命令，以开始停止发动机112的进程，从而防 止交流发电机或者起动发电一体机向电力负载提供电流。当发动机被停止时，电池可向电 力负载提供电流。当在发动机自动停止之后制动踏板被分离（和/或加速器踏板被接合） 时，控制器可以发出命令，以开始起动发动机的进程，从而能够使交流发电机或者起动发电 一体机向电力负载提供电流。
[0023] 通常，控制器110接收来自指示发动机、变速器、电力和气候状态128的多个车辆 传感器148的输入。车速132也通过速度传感器144传送到控制器110。控制器110还接收 来自驾驶员控制130(例如，加速器和制动踏板146)和导航系统136的输入，导航系统136 提供信息以预测和确定即将到来的车辆停止事件的持续时间134。导航系统136可接收来 自车辆速度传感器144、GPS142、当地坡度地图和传感器140和/或交通流量数据