CN104276167A - 在转向动作中阻止引擎自动停机的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明的实施例提供一种在设有用于自动停止和启动内燃机(110)的控制器(450)和电动转向***(625)的汽车***(100)中、阻止引擎自动停机的方法，其中，如果在转向动作中用于电动转向***(625)的供给电流(Isuppl)或转向角的改变被检测到，则阻止(S720)引擎自动停机。

Description

在转向动作中阻止引擎自动停机的方法
技术领域
本发明涉及一种在汽车***中在转向动作时阻止引擎自动停机(或自动停止)的方法，该汽车***具有混合动力结构，并具有设置用于停止或启动内燃机(ICE)的控制器。
背景技术
汽车***已知具有控制器，通常是电子控制单元(ECU)，其设置用于在其他功能中运行所谓的“停止&启动”功能(或简称为S/S)。在使用所述功能时，ECU自动地关闭和重启内燃机用于降低引擎空转的时间，进而降低燃料消耗和排放。
必须考虑的是在燃料经济领域中的挑战之一包括在认证周期(homologation cycle)中增加引擎停机时间。为了达到该目的，正在研究新的停止&启动策略，并且，因此汽车制造商正试图增加干预引擎自动停机的速度阈值。事实上，所述阈值通常在0至1m/s的范围中，但是趋势是要增加该值。这种新趋势的影响导致了这种事实，即，如果干预引擎自动停机的汽车速度阈值高于0m/s，引擎自动停机的条件可以在转向动作中出现，例如停车或驶近交叉路口。
专利申请DE102011004046A1、申请人Denso，公开了一种设备，具有当预定的自动停机和自动启动条件被满足时用于停止和启动内燃机的微型计算机(11)。在这些条件中，定义有转向角的预定阈值。因此这种方法要求附加的传感器(例如用于测量转向角位置)，而伴随的后果是成本升高、可靠性降低和控制***更复杂。
因此存在对在设有“停止&启动”功能的汽车***中在转向动作时阻止引擎自动停机的新方法的需求，该方法即使没有要求附加传感器时也能成功。
发明内容
本发明的实施例所要解决的技术问题在于，在设有设置用于停止和启动ICE的控制器和电动转向***的汽车***中、在转向动作时提供更可靠的“停止&启动”功能。
所述技术问题通过一种在设有用于停止和启动内燃机的控制器和电动转向***的汽车***中、阻止引擎自动停机的方法解决，其中，如果在转向动作中检测到用于电动转向***的供给电流或检测到转向角的改变，则阻止引擎自动停机。所述技术问题还通过一种装置和一种设有用于停止和启动引擎的汽车***解决。
本发明的实施例提供一种在设有用于自动地停止和启动内燃机的控制器和电动转向***的汽车***中、阻止引擎自动停机的方法，其中，如果在转向动作中用于电动转向***的供给电流或转向角的改变被检测到，则阻止引擎自动停机。
因此公开一种用于阻止引擎自动停机的设备，该设备包括用于阻止引擎自动停机的装置和用于在转向动作中检测电动转向***的供给电流的装置或用于检测转向角的改变的装置。所述设备及其装置可以是由软件或计算机程序实现的功能模块构架或功能模块。
这种实施例的优点在于，在转向动作中对不期望的自动停机的阻止与转动电动机所要求的供给电流或转向角的改变相关联，这种信息在电子稳定控制***中已经可用。
根据另一种实施例，当供给电流高于电流阈值并且时间区间(在该时间区间中条件为真)在一定范围内时，执行阻止引擎自动停机。
因此用于阻止引擎自动停机的装置设置用于在供给电流高于电流阈值并且时间区间(在该时间区间中条件为真)在一定范围内时，用于执行阻止引擎自动停机。
为了不考虑错误信号，所述实施例的优点包括电流值和电流值供给的时间区间都被监视。
按照实施例的一个方面，所述时间区间的范围在0.1s至2s之间。
因此用于阻止引擎自动停机的装置设置用于在所述时间区间范围在0.1s至2s之间则用于执行所述阻止。
所述这一方面的优点在于，供给电流的时间区间被监视，以便避免噪声或由强吸收电流引起其他后果。事实上，如果电流存在小于0.1s，这仅是干扰，而当电流长于2s时，在此区间内供给的强电流的长周期不能是源于转向***，因为转向***借助电流脉冲工作而不借助稳定电流工作。
根据另一种实施例，所述供给电流是未过滤供给电流和已过滤供给电流的差值。
因此，用于检测供给电流的装置设置用于检测所述电流是否作为未过滤供给电流和已过滤供给电流的差值。
该实施例的优点在于，阻断了作为干扰或噪声的错误信号。
按照该实施例的一个方面，通过使用低通滤波器或滑动平均滤波器对未过滤供给电流进行过滤来获得已过滤的供给电流。
因此所述设备还包括用于采用低通滤波器或滑动平均滤波器过滤未过滤供给电流来获得已过滤的供给电流的装置。所述装置可以是由软件或计算机程序实现的功能模块。
该方面的优点是用于电流过滤的是已知的电子滤波器。
按照另一种实施例，通过启动锁存器(latch)阻止引擎自动停机。
因此用于阻止引擎自动停机的设备还包括用于启动锁存器的装置。所述装置同样可以是由软件或计算机程序实现的功能模块。
这种实施例的优点在于，启动锁存器可以当所要求的供给电流结束但是转向动作还未完全结束时保持所述阻止。
按照一个方面，当汽车***的速度高于预定速度阈值时关闭所述锁存器。
因此，用于阻止引擎自动停机的设备还包括用于在汽车***的速度高于预定速度阈值时关闭锁存器的装置。所述装置同样可以是由软件或计算机程序实现的功能模块。
该方面的优点在于，复位锁存器的条件和、因此再次启用引擎自动停机的条件与汽车***的速度相关，该速度必须高于预定阈值，因此确保转向动作确实结束。这种条件也覆盖了这种情况，即当驾驶员改变主意并且不再想停下车辆。
按照另一种实施例，所述方法还比较电池电流和电池电流阈值，并且当所述电池电流低于所述电池电流阈值时阻止引擎自动停机。
因此，阻止引擎自动停机的设备还包括用于比较电池电流和电池电流阈值的装置和当所述电池电流低于所述电池电流阈值时阻止引擎自动停机的装置。所述装置同样可以是由软件或计算机程序实现的功能模块。
进一步的检测提供了一种当电池电流较低并且不足以启动启动器时用于阻止引擎自动停机的备选条件。
根据一种不同的实施例，所述供给电流被电池传感器测量。
因此，用于检测供给电流的装置设置用于检测由电池传感器测量的供给电流。
这种实施例的优点在于，所述方法不要求额外的传感器，因为所谓的“智能”电池传感器在设有停止&启动功能和/或混合动力***的汽车***已经可用。这种电池传感器已经用于监视电池的电压、电流和温度，进而确定电池充电状态。
所述方法按照其中一个方面可以借助计算机程序执行，该计算机程序包括用于实施上述方法所有步骤的程序编码，并且以计算机程序产品的形式包含该计算机程序。
所述计算机程序产品可以被嵌入用于内燃机的控制装置中，该控制装置包括电子控制单元(ECU)、与ECU耦连的数据载体，和存储在数据载体中的计算机程序，因此控制装置以和所述方法相同的方式定义了所述实施例。在这种情况中，当控制装置执行所述计算机程序时，上述方法的所有步骤都被实施。
附图说明
在此结合附图以示范性方式描述各种实施例，在附图中：
图1示意示出机动车的混合动力***。
图2示出硬件的图表，所述硬件被用于运行汽车***的停止和启动功能。
图3是曲线图，描绘了汽车速度，在转向动作中被要求的电池电流和引擎自动停机禁用信号。
图4示出按照本发明一种实施例的、用于阻止引擎自动停机的方法的方框图。
图5示出图4中的方框图的方法的高水平的流程图。
具体实施方式
一些实施例可以包括机动车的混合动力***100(或、通常汽车***100)，如图1所示，其包括内燃机(ICE)110(在该示例中是柴油机)、变速箱(在图1的示例中是手动变速器510)、马达发电机电子单元(MGU)500、电能存储设备(电池)600(其与MGU500电子连接)和电子控制单元(ECU)450。混合动力***结构具有至少一个直流电驱动轴，在图1的示例中是后轴520。ICE110包括至少一个定义至少一个气缸125的发动机缸体120、曲轴145、进气歧管200和排气歧管225。
MGU500是电机，也就是电能-机械能转换器，其可以将由电池600供给的电能转换为机械能(也就是按照电动机运行)，或将机械能转换为电能，其可以为电池600充电(也就是按照发电机运行)。在更多的细节中，MGU500可以包括转子，该转子设置用于相对定子转动，以用于产生或分别接收机械能。转子可以包括用于产生磁场的器件和定子可以包括与电池600相连的电机绕组，或反之亦然。如果MGU500按照电动机运行，电池600向电机绕组提供电流，该电机绕组激励出磁场用于使得转子转动。反之，当MGU500按照发电机运行时，转子的转动引起电线在磁场中的相对运动，该磁场在电机绕组中产生电流。MGU500可以是任意已知类型，例如永磁体机器、电刷机器或感应机器。MGU500也可以是异步电机或同步电机。
MGU500的转子可以包括同轴的轴505，该轴与混合动力***100的其他部件机械地连接，因此能够向机动车的终端驱动传递机械能或从机动车的终端驱动接收机械能。在这种方式中，按照电动机运行的MGU500可以辅助或替代ICE110驱动机动车，而按照发电机工作时、尤其当机动车制动时，MGU500可以给电池600充电。在当前实施例中，MGU轴505与ICE曲轴145通过传动带510相连，类似于传统的交流发电机启动器。为了在发动机运行模式和发电机运行模式之间进行切换，MGU500可以配备适当的内部控制***。
混合动力***100还可以包括电子控制单元(ECU)450，其与一个或多个传感器和/或与ICE110相关联的设备通信并且配备存储***460。ECU450可以接收来自各种传感器的输入信号，所述传感器设置用于生成与关于ICE110和MGU500的各个物理参数成比例的信号。
现在阐述ECU450，该设备可以包括与存储***460和内部总线通信的数字中央处理器单元(CPU)。存储***460可以包括不同的存储类型，例如光学存储、磁性存储、固态存储和其他非易失性存储。内部总线可以设置用于发送、接收和模制模拟和/或数字信号向/从各种传感器和控制设备。CPU设置用于执行作为程序存储在存储***460中的指令，并且向内部总线发送信号和从内部总线接收信号。所述程序可以实施在此公开的方法，运行CPU执行所述方法的步骤并且控制ICE110和MGU500。
为了执行这些方法，ECU450与一个或多个与ICE110、MGU500和电池600相关联的传感器和/或设备进行通信。ECU450可以从各种设置用于生成信号的传感器接收输入信号，所述信号与ICE110、MGU500和电池600的各种物理参数成比例。
存储在存储***中的程序从外面借助电线或以无线方式被传送。在汽车***100外部、这种程序通常被视为计算机程序产品，其也可以称为这种方式的计算机可读介质或机器可读介质，并且该程序应该被理解为留在载体上的计算机程序编码，所述瞬时的或非瞬时性质的载体具有这样的结果，即使得计算机程序产品可以被视作瞬时或非瞬时性质的。
瞬时计算机程序产品的示例可以是信号，例如电磁信号如光学信号，该信号是用于计算机程序编码的瞬时载体。携带这种计算机程序编码可以借助模制信号(通过传统的模制技术如用于数字数据的QPSK)完成，因此代表所述计算机程序编码的二进制数据被嵌入瞬时的电磁信号中。这种信号例如当将计算机程序编码以无线模式借助WiFi连接传送至笔记本电脑时被使用。
在非瞬时计算机程序产品的情况中，计算机程序编码在有形存储介质中呈现。所述存储介质是以上提及的非瞬时载体，因此计算机程序编码永久地或非永久地以可检索到的方式存储在存储介质中。这种存储介质可以是计算机技术中已知的传统类型，如闪存、专用集成电路、CD或类似产品。
取代ECU450，汽车***100可以具有不同类型的处理器，以用于提供电子逻辑，例如嵌入式控制器，车载电脑或任何可以在车辆中使用的处理模块。
本发明公开了一种在汽车***中在转向动作时阻止引擎自动停机的方法，该汽车***具有控制器(即，ECU)450，该控制器配置用于启动和停止ICE和电动的转向***625，该方法不需要任何额外的传感器。事实上，如图2所示，设有一个S/S***的汽车***已经有一个所谓的“智能”电池传感器(IBS)610。这种电池传感器监视电池600的几个功能参数，如电压、电流、温度。这些参数用于确定电池的充电状态，如果可用，这种状态是用于激活停止&启动和/或用于MGU500的强制性(mandatory)信息。事实上，IBS610将其信息转送至ECU450，ECU450会激活启动器620用于重启ICE110。
本发明基于这样的事实，即在转向动作中，出现冲击电流以用于为电动转向***625提供能量。事实上，这种转向***使用电动机来辅助汽车的驾驶员。传感器检测转向柱的位置和扭矩，并且计算机模块借助电动机使用辅助扭矩，所述电动机连接转向齿轮或转向柱。因此，当前方法的理念是借助已经可用的IBS传感器610检测源于转向***所要求的供给电流Isuppl，并且据此阻止31引擎自动停机。
作为备选，如果检测到转向角的改变，引擎自动停机也可以被阻止。转向角可以借助转向传感器检测，该转向传感器将其测量结果传送至汽车***的控制器。这种控制器可以被集成在MGU中或单独的与MGU通信。控制器运行所谓的电子稳定程序(ESP)并且因此关于转向角的信息已经在CAN总线上了。
图3示出当汽车正在减速，例如由于涉及停车动作或当接近交叉路口时，汽车速度630关于时间的曲线。在相同的图形中也示出当转向操作运行，并且自动停止使为0-1函数的信号650失去作用时，用于转向***的供给电流640。可以看到的是，在转向操作中有增加的供给电流。本发明的方法应该识别这种冲击电流和在供给电流过程中的时间区间Δt，用于阻止自动停机。
至此，S/S控制仅针对较高的恒定电流载荷阻止引擎自动停机，仅为了避免在引擎自动停机阶段电池的放电。这种抑制使得引擎循环决定基于当前电流从12V电池进行放电。典型地，当从电池中流走过多的电流时，引擎需要被开启。
如在图4中所示，根据当前方法的实施例，在电流载荷上设置锁存器，因此在电流载荷脉冲中，自动停机应该在一时间区间中被阻止，以便在转向动作中避免自动停机。更多细节是，同样参照图4，所述方法将28在未过滤供给电流UIsuppl和过滤后的供给电流FIsuppl之间的差值27与标定电流阈值Ith做比较。在转向动作中对不期望的引擎自动停机的阻止与电池电流相关联，该电池电流对于转向伺服电机是必需地并且所述供给电流被过滤，例如借助低通滤波器或滑动平均滤波器。这些是电子滤波器，第一个通过低频信号和具有高于截止频率的频率的信号；后一个理想地用于在保持尖锐的阶跃响应时降低随机噪声。
然后，锁存器被激活29。在电学中，触发器或锁存器是一种电路，其具有两个稳定状态并且可以被用于存储状态信息。所述电路可以被制造用于在信号用于一个或多个控制输入并且将具有一个或两个输出时改变状态。这种电路是时序逻辑中的基础存储元件。触发器和锁存器是用于计算机、通信和许多其他类型的***中的数字电子***的基础构造模块。在本发明中，每当所述供给电流Isuppl高于28所述电流阈值Ith时锁存器被用于禁用31停止&启动功能。此外，还当所要求的供给电流结束但是转向动作还未结束时，锁存器允许保持对引擎停机地阻止。
为了不考虑错误信号，也就是监视电池电流的时间区间Δt，并且如果时间区间Δt包含在预确定范围中则停止&启动功能被禁用。有利的是，时间区间Δt在0.1s至2s之间。这意味着供给电流Isuppl的时间区间Δt被监视，以便避免噪声或避免由强吸收电流引发其他后果。事实上，如果电流存在小于0.1s，这仅是干扰，而当电流长于2s时，要求的强电流的长周期不能是由转向***引起地。
如前所述，锁存器将保持自动停机禁用直至锁存器关闭29，并且这当汽车***速度V高于22预定速度阈值Vth时，关闭锁存器。事实上，锁存器的关闭29的情况和后续在此重新启用自动停机与汽车***100的速度V相关联，该速度V必须高于22预定的速度阈值Vth，因此确保转向动作确实结束。
当然，所述方法还比较33电池电流Ibatt和标定电池电流阈值Ibattth，并且每当所述电池电流Ibatt小于所述电流阈值Ibattth时禁用31停止&启动功能。也就是说，本方法也运行一种已知的控制，每当电池供给用于驱动所有类型的电子消耗品的电流降低并且不足以启动启动器时，所述控制将成为用于阻止自动停机的备选的条件。
如前所述，电池电流由电池传感器610提供，并且该电流减去27过滤电流值FIsuppl。换句话说，该方法不要求任何其它传感器，因为“智能”电池传感器已经在设有停止&启动功能的汽车***中和/或在混合动力***中可用。
概括地说，图5示出高水平流程图S700，描述了所述方法。当引擎自动停机(或自动停机)被要求S710时，如果用于电动转向***625的供给电流Isuppl或在转向动作中检测到转向角的改变S720，则锁存器被启动S730，并且引擎自动停机被阻止740。锁存器将持续开启直至汽车***100的速度V会高于S750速度阈值Vth。在这种情况中，锁存器将被关闭S760并且引擎自动停机将被再次启用S770。
本发明所述方法具有以下优点：增加驾驶感觉，避免在不期望条件下、例如转向动作时引擎自动停机；在认证周期中保持相同的CO2排放优势，通过没有安全风险地增加实施自动停机的汽车速度；增加启动器、双质量飞轮和电池的耐久性。
虽然在前述说明书部分和详细说明中介绍了至少一个示范性的实施形式，但应该理解的是存在大量的变型。所述的实施形式仅应理解为举例而不应以任意方式限制本发明的适用范围、可应用性或配置。更确切地说，所述的说明部分对本领域技术人员来说给出的仅仅是一种将本发明转换成至少一种实施方式的指导，其中，在有利的实施形式中所介绍的各元件在功能和布置上可以进行各种各样的改变，只要不违背权利要求书及其等同技术方案所要求的保护范围即可。
附图标记清单
22   方框
25   方框
27   方框
28   方框
29   方框
30   方框
31   方框
33   方框
100  汽车***，混合动力***
110  内燃机
120  发动机缸体
125     气缸
145     曲轴
200     进气歧管
225     排气歧管
450     ECU
460     存储***
500     发动机-发电机电子单元
505     MGU轴
510     手动变速箱
520     后轴
600     电池
610     “智能”电池传感器
620     启动器
625     转向***
630     车辆速度
640     供给电流
650     自动停机禁用
Ibatt   电池电流
Ibattth 电池电流阈值
UIsuppl 未过滤供给电流
FIsuppl 已过滤供给电流
Isuppl  供给电流
Ith     电流阈值
V       汽车***速度
Vth     速度阈值
Δt     电流供给的时间区间
S799    流程图
S710    步骤
S720    步骤
S730    步骤
S740    步骤
S750  步骤
S760  步骤
S770  步骤

Claims (19)

1.一种用于汽车***(100)中阻止引擎自动停机的方法，所述汽车***设有用于自动停止和启动内燃机(110)的控制器(450)和电动转向***(625)，其中，如果在转向动作中检测到用于所述电动转向***(625)的供给电流(Isuppl)或检测到转向角的改变，则阻止(S720)引擎自动停机。
2.按照权利要求1所述的方法，其中，当所述供给电流(Isuppl)高于电流阈值(Ith)并且时间区间(Δt)在一定范围内时，并且在该时间区间中条件为真，则执行阻止引擎自动停机。
3.按照权利要求2所述的方法，其中，所述时间区间(Δt)在0.1s至2s的范围内。
4.按照前述权利要求之一所述的方法，其中，所述供给电流(Isuppl)是未过滤供给电流(UIsuppl)和已过滤供给电流(FIsuppl)的差值。
5.按照权利要求4所述的方法，其中，通过对于未过滤供给电流(UIsuppl)使用低通滤波器或滑动平均滤波器获得所述已过滤供给电流(FIsuppl)。
6.按照前述权利要求之一所述的方法，其中，通过启动(S730)锁存器阻止引擎自动停机。
7.按照权利要求6所述的方法，其中，当所述汽车***(100)的速度(V)高于预定速度阈值(Vth)时关闭(S760)所述锁存器。
8.按照前述权利要求之一所述的方法，其中，所述方法还比较电池电流(Ibatt)和电池电流阈值(Ibattth)，并且当所述电池电流(Ibatt)低于所述电池电流阈值(Ibattth)时阻止引擎自动停机。
9.按照前述权利要求之一所述的方法，其中，所述供给电流(Isuppl)通过电池传感器(610)来测量。
10.一种用于汽车***(100)中阻止引擎自动停机的设备，其中，该设备包括:
用于阻止引擎自动停机的装置，和
用于在转向动作中检测电动转向***的供给电流的装置或检测转向角的改变的装置，其中，在所述装置检测到电动转向***的供给电流或检测到转向角的改变时，所述用于阻止引擎自动停机的装置阻止引擎自动停机。
11.按照权利要求10所述的设备，其中，所述用于阻止引擎自动停机的装置设置成，在供给电流高于电流阈值并且时间区间在一定范围内时，并且在该时间区间中条件为真时，执行阻止引擎自动停机。
12.按照权利要求11所述的设备，其中，所述用于阻止引擎自动停机的装置设置用于如果所述时间区间范围在0.1s至2s之间则执行所述阻止。
13.按照权利要求10至12之一所述的设备，其中，所述用于检测供给电流的装置设置用于检测所述供给电流是否作为未过滤供给电流和已过滤供给电流的差值。
14.按照权利要求10至13之一所述的设备，其中，所述设备还包括通过采用低通滤波器或滑动平均滤波器对于未过滤供给电流进行过滤来获得过滤供给电流的装置。
15.按照权利要求10至14之一所述的设备，其中，所述设备还包括用于启动锁存器的装置。
16.按照权利要求10至15之一所述的设备，其中，所述设备还包括用于在汽车***的速度高于预定速度阈值时关闭锁存器的装置。
17.按照权利要求10至16之一所述的设备，其中，所述设备还包括用于比较电池电流和电池电流阈值的装置和当所述电池电流低于所述电池电流阈值时阻止引擎自动停机的装置。
18.按照权利要求10至17之一所述的设备，其中，所述用于检测供给电流的装置设置用于检测由电池传感器测量的供给电流。
19.一种用于内燃机的控制装置，该控制装置包括电子控制单元(450)、与电子控制单元(450)耦连的存储***(460)，和存储在存储***(460)中的如权利要求10至18之一所述的设备。
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