用于具有内燃机和停止/启动装置的机动车辆的控制装置.pdf

摘要
申请专利号：	CN200910150687.6	申请日：	2009.06.29
公开号：	CN101619680A	公开日：	2010.01.06
当前法律状态：	授权	有效性：	有权
法律详情：	授权\|\|\|实质审查的生效IPC(主分类):F02D 41/06申请日:20090629\|\|\|公开
IPC分类号：	F02D41/06; F02N11/00	主分类号：	F02D41/06
申请人：	福特全球技术公司
发明人：	乌尔斯·克里斯汀; 雷纳·布什; 乌维·盖森; 托马斯·兰堡; 乌尔库斯·凯勒; 阿明·穆勒-勒威
地址：	美国密歇根州迪尔伯恩市中心大道330号800室
优先权：	2008.6.30 DE 102008030898.6
专利代理机构：	北京连和连知识产权代理有限公司	代理人：	王光辉
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内容摘要

本发明涉及一种用于具有内燃机和停止/启动装置的机动车辆的控制装置，以及一种用于在该机动车辆中控制内燃机的操作的方法，其中该停止/启动装置被设计为当满足至少一个停止条件时，自动关闭内燃，其中当停止条件存在时，内燃机的关闭在已经过关闭延迟时间后才发生，其中，控制装置被设计为响应第一声音指令，在预定时间段和/或在预定车辆操作状态标准已经被实现后停止内燃机的自动关闭，而不考虑在声音指令被发出的当时是否已经满足停止条件。

权利要求书

1.  一种用于具有内燃机和停止/启动装置的机动车辆的控制装置，其特征在于，该停止/启动装置被设计为当满足至少一个停止条件时自动关闭内燃机，其中当停止条件存在时，内燃机的关闭在已经过关闭延迟时间后才发生，其中，控制装置被设计为响应第一声音指令，在预定时间段和/或直到预定车辆操作状态标准已经被实现后防止内燃机的自动关闭，而不考虑在声音指令被发出的当时是否已经满足停止条件。

2.  根据权利要求1所述的控制装置，其特征在于预定车辆操作状态标准包含机动车辆超过速度阈值或内燃机超过旋转速度阈值。

3.  根据权利要求1或2所述的控制装置，其特征在于，控制装置被设计为，当停止条件存在时响应第二声音指令直接触发内燃机的自动关闭，而不用等待过了关闭延迟。

4.  根据权利要求1-3任一项所述的控制装置，其特征在于，停止/启动装置还被设计成，当满足至少一个启动条件时，自动启动内燃机，并且控制装置还被设计成，当引擎关闭时，如果分配给内燃机的变速器处于怠速模式和/或内燃机的离合器被分开时，响应第三声音指令直接触发内燃机的自动启动。

5.  根据权利要求1-4任一项所述的控制装置，其特征在于，停止/启动装置被设计成，当满足至少一个启动条件时，自动启动内燃机，并且控制装置还被设计成，不执行内燃机的自动启动，其通过视觉和/或通过声音输入指示给驾驶者，并且响应第四声音指令在预定延迟内实施。

6.  根据权利要求1-5任一项所述的控制装置，其特征在于，控制装置还被设计成，响应在车辆运行时在任何理想的时间发出第五声音指令，持续阻止内燃机的自动关闭，该阻止可以响应第六声音指令再被取消。

7.  根据权利要求1-6任一项所述的控制装置，其特征在于，控制装置被设计成用于定位声音指令的启动位置，并使其仅考虑从机动车辆的驾驶者的位置发出的声音指令。

8.  根据上述权利要求中任一项所述的控制装置，其特征在于，机动车辆具体为混合动力车辆，其中控制装置被设计成，响应第七声音指令，引起专门地由电驱动的转换。

9.  一种在具有内燃机和停止/启动装置的机动车辆内控制内燃机的操作的方法，其特征在于，该停止/启动装置被设计为，当满足至少一个停止条件时自动关闭内燃机，其中当停止条件存在时，内燃机的关闭已经过关闭延迟时间后才发生，
其中
控制装置响应第一声音指令，在预定时间段和/或直到预定车辆操作标准已经被实现后防止内燃机的自动关闭，以对第一声音命令作出回应，而不考虑声音指令被发出的当时是否已经满足停止条件。

10.  具有内燃机和停止/启动装置的机动车辆，其特征在于该机动车辆具有权利要求1-8任一项所述的控制装置。

11.  根据权利要求10所述的机动车辆，其特征在于该机动车辆为混合动力车辆。

说明书

用于具有内燃机和停止/启动装置的机动车辆的控制装置
技术领域
本发明涉及一种用于具有内燃机和停止/启动装置的机动车辆的控制装置，以及一种用于在这种机动车辆中控制内燃机的运行的方法。
背景技术
在具有停止/启动装置的混合动力车辆中，如果不需要驱动动力，例如当车辆在交通信号灯处停下时，内燃机就会自动关闭。只要再次需要驱动动力，即是说，例如当交通信号灯转换为“绿色”时，驾驶者激活加速踏板，车辆通过电动机被重新启动。人们已经开发了各种用于在具有停止/启动装置的混合动力车辆中控制内燃机的自动关闭的策略。
欧洲第EP 1 469 195 A1号专利揭示了一种方法，其中只要提供的操作条件在预定时间内被满足，内燃机会自动关闭。在该方法中，在用于关闭的所有条件都被满足的情况下，驾驶者可以在预定时间内通过例如在该时间内激活按钮，将制动踏板压低到较大的程度或发出声音指令来抑制内燃机的自动关闭。
欧洲第EP 1 534 554 B1号专利揭示了一种控制传动的方法，其中允许驾驶者对传动管理系统进行个别调节，对驾驶者来说，为完成此目的，传动管理系统会执行学习型功能，在其中，该传动管理系统改变传动的相关的参数或状态数据以使它们适应驾驶行为。
美国第6,941,218B2号专利揭示了一种用于机车的停止/启动装置，以及用于控制该装置的方法，其中还提供了用于对解除指令作出回应而解除停止/启动装置的措施。
当具有制动/启动装置的混合动力车辆正在运行时，可能存在这样的问题，即在各个当前情况下关闭内燃机或重新启动内燃机并不符合驾驶者的愿望。例如，这种情况可能发生在下述情况下：由于交通状况，驾驶者暂时停在十字路口，而停止/启动装置在当时关闭了内燃机，可是当时驾驶者只是想等待交通状况改变后驶离。另外在某些情况下，驾驶者执行驻车操作时是不希望内燃机被关闭和重新启动的，而是希望制动踏板或加速踏板随时被激活。
发明内容
针对上述背景，本发明的目的在于提供一种用于具有内燃机和停止/启动装置的机动车辆的控制装置以及用于在该机动车辆中控制内燃机的操作的方法，该控制装置和方法改进了停止/启动性能，使其适应各自的当前情形。
本发明的上述目的是通过权利要求1所述特征的控制装置和通过权利要求9所述特征的方法实现的。
一种用于具有内燃机和停止/启动装置的机动车辆的控制装置，其中，该停止/启动装置被设计为当满足至少一个停止条件时自动关闭内燃机，并且当停止条件存在时，内燃机的关闭在已经过了关闭延迟时间后才发生，该控制装置设计成这样的效果：响应第一声音指令，在预定时间段和/或直到预定车辆操作状态标准已经实现后防止内燃机的自动关闭，而不考虑声音指令发出的当时是否已经满足停止条件。
自动关闭要被抑制的预定时间段典型地选择为明显长于关闭延迟时间。该关闭延迟时间典型地为数十秒数量级，而用于关闭抑制的预定时间段典型地为1分钟或更多分钟数量级。
根据本发明的控制装置，可以使驾驶者在在任何需要的情况下，即是说，例如靠近十字路口或对准停车位时，暂时提前防止自动停止。在本发明中，例如在对准停车位的情况下，使阻止功能维持有效是可能的，这在多种操作时更是如此，因此在这种情况下并没有必要在每次紧急的关闭程序之前再次执行该程序。因此，在不考虑在声音指令被发出的当时是否已经满足停止条件的情况下，防止内燃机的自动关闭是可能的，驾驶者可以在任何时间以灵活的方式，决定偏离标准行为的行为，并且可以通过简单的声音指令选择性地改变该行为，这样就使内燃机的自动关闭性能得到改善，更灵活地适应于各种出现的状况是可能的。
通过响应第一声音指令在预定时间段内防止内燃机的关闭和/或直到预定车辆操作状态标准实现后防止内燃机的关闭，这种在驾驶者的影响下的阻止，相对于例如停止/启动装置的校准可以说只是暂时的，使得在以后的驱动情况或交通情况下(可能其它条件都相同)，停止/启动装置可以再次行使标准行为。
通过声音指令的控制，尤其在装有多个控制键的仪表板的车辆中，由于避免了在任何决定性的驾驶情况下增加另外的控制键和相关的增加的驾驶者混淆控制键与另一控制键的风险，因此减少了驾驶者的不正确操作的风险。另外，驾驶者没有必要将手从方向盘移开或从道路转移视线(例如为了定位合适的控制键)，这进一步增加了道路安全性。
根据本发明的一个优选实施例，预定的车辆操作状态标准包含机动车辆的速度阈值被超过或内燃机的旋转速度阈值被超过。
根据本发明的一个优选实施例，控制装置被设计为，当停止条件存在时响应第二声音指令直接触发内燃机的自动关闭，而不用等待过了关闭延迟。
根据本发明的一个优选实施例，停止/启动装置还被设计成，当满足至少一个启动条件时，自动启动内燃机，控制装置还被设计成，当引擎关闭时，如果分配到内燃机的变速器处于怠速模式和/或内燃机的离合器被分开，响应第三声音指令直接触发内燃机的自动启动。
根据本发明的一个优选实施例，控制装置被设计成，当满足至少一个启动条件时，自动启动内燃机，控制装置还被设计成，不执行内燃机的自动启动，其通过视觉和/或通过声音输入指示给驾驶者，并且响应第四声音指令在预定延迟内实施。
根据本发明的一个优选实施例，控制装置被设计成，响应在车辆运行时在任何需要的时间发出的第五声音指令，持续阻止内燃机的自动关闭，该阻止可以响应第六声音指令再被取消。
根据本发明的一个优选实施例，控制装置被设计成用于定位声音指令的启动位置，并使其仅考虑从机动车辆的驾驶者的位置发出的声音指令。为了该目的，例如可以提供至少两个麦克风(例如仪表板上的麦克风和在A柱和B柱附近的另一麦克风)。这样的构造具有的优点是可以保证实际上是驾驶者(而不是例如其他车辆乘员)与系统进行通讯。
根据本发明的一个优选实施例，机动车辆具体为混合动力车辆，控制装置被设计成，响应第七声音指令，引起转换到专用电驱动。
本发明还涉及用于在具有内燃机和停止/启动装置的机动车辆中控制内燃机的操作的方法。根据本发明的方法的优选改进，请参照上述有关控制装置的陈述。
本发明还涉及具有内燃机和停止/启动装置的机动车辆，其中该车辆包含具有上述特征的控制装置。
本发明的其它改进可以在说明书和从属权利要求找到。
附图说明
图1示出了带有皮带驱动的启动发电机(belt-operated startergenerator，“B-ISG”)的设置，用于说明本发明的示例性应用；以及
图2-6表示说明本发明的不同应用状况的流程图。
具体实施方式
图1是具有皮带驱动的启动发电机(belt-operated starter generator，“B-ISG”)的设置的示意图，用于说明本发明的示例性应用。
集成式启动发电机(integrated starter generator，缩写为ISG)10将启动内燃机和生成电能的性能结合在一起，根据图1，其通过驱动皮带20耦接到曲轴。集成式启动发电机10还连接到具有电池监测装置30的电池40。集成式启动发动机10和电池监测装置30通过汽车车载网络系统总线(CAN bus)15或35连接到停止/启动装置50。还可以向停止/启动装置50提供车辆相关输入数据55。
当然本发明并不限于与集成式启动发电机一起应用，本发明还可以在传统的用于生成电能的发电机与传统的启动机组合的设置中实施。
根据图1的设置，实质上可以了解到本发明具有的以下优点，在某些特定条件下，内燃机可以被关闭并再次自动启动，因而改善了燃料效率和驾驶舒适度。具体地，只要车辆静止，关闭内燃机便会节省燃料，并降低引擎噪音。
停止/启动装置50由随系统状态参数和驾驶者的输入而变化的监测控制器控制，并且输出关闭内燃机的指令。内燃机根据其它的驾驶者输入或其它的系统状态重新启动。这响应监测控制器和驾驶者对踏板的激活而分别自动发生，无需为此目的而必须的内燃机的重新手动启动。
另外，在车辆静止时控制停止/启动功能的各种策略已经公知，车辆静止既可以发生在车辆处于怠速模式中也可以发生在齿轮速度啮合时。在具有手动变速器的车辆中，怠速状态可以通过传感器被固定或可以从其演变而来，即变速器的主动轴和从动轴具有使其互相不能接合在一起的旋转速度。但是，在后者的情况下，当车辆和内燃机都处于静止时，不能够确定怠速状态。
还存在不同的引起内燃机的自动重新启动的触发事件。
由驾驶者触发和触发重新启动的触发事件例如是加速踏板或离合器踏板的激活，制动踏板的释放或齿轮速度的啮合。系统诱导的用于触发内燃机重新启动的触发事件例如是到达低电池电荷状态，空调系统的启动或制动真空的降低。当这些触发事件中的一个发生时，ISG开始在内燃机根据出于安全考虑所允许的范围内，即传动被打开且驾驶者出现在车辆内(后者例如可以通过参考安全带的状态检测)，使内燃机加速旋转。
下面将基于参照图2-6所示流程图的不同的应用状况来说明根据本发明的停止/启动装置的工作方法。在这些使用状况中使用的不同指令概括于下表1中：
表1：

指令作用附图解除停止(Deactivate stop) 解除整个策略图2 激活停止(Activate stop) 恢复整个策略图2 不要停止(Do not stop) (当车辆的速度超过限定值时例如通过恢复)短时间抑制引擎的关闭图3 不要启动(Do not start) 系统诱导的启动的抑制图4 现在停止(Stop now) 如果车辆的速度低于阈值，内燃机被立即关闭(没有通常的停止延迟) 图5 启动(Start) 如果传动打开(即变速器处于怠速状态或离合器被分开)内燃机启动。该操作可以响应系统诱导的启动请求或没有这种启动请求而执行。图6

图2表示表1中“解除停止”和“激活停止”指令的作用的流程图。这些指令使驾驶者大体上可以实现停止性能的关闭和再次打开，从而使得关闭内燃机不仅取决于车辆的速度而且取决于指示停止性能当前是否被驾驶者允许的逻辑参数的当前值，其下述表示为“停止_抑制”(“stop_suppression”)。
图2a-b示出了两个流程图，其中图2a表示由驾驶者引起的停止抑制的影响或设置，图2b示出了作为车辆状态的函数的停止抑制设置的评估。
根据图2a，在初始状态201，参数停止_抑制具有值“不正确(INCORRECT)”。在步骤202，如果驾驶者发出指令“解除停止”，参数停止_抑制在步骤203被设成“正确(TRUE)”。在这种情况下，直到驾驶者在步骤204中发出指令“激活停止”后，参数停止_抑制才能在步骤205中被再次设置成“不正确(INCORRECT)”。
根据图2b，在初始状态206，在内燃机运转时车辆的速度高于第一阈值。在步骤207询问车辆的速度是否降低到低于第一阈值。若是这种情况，在步骤208，询问参数停止_抑制的值。如果该参数具有值“正确”，引擎保持运行，也就是说继续运转。另一方面，如果在步骤208，参数停止_抑制具有值“不正确”，内燃机在步骤210停止。在这种情况下，在步骤211询问驾驶者是否激活加速踏板。只有在这种情况下，才在步骤209启动内燃机。
图3为表示表1中的指令“不要停止”的作用的另一流程图。这个指令使得驾驶者可以阻止特定情况下(例如靠近十字路口时或停在十字路口时)的内燃机的关闭，但在这种情况下，以这种方式关闭内燃机在后面的情况下可能会再次发生(例如车辆的某一速度在此期间已经再次被超过之后)。
在初始状态301，参数停止_抑制具有值“不正确”，同时在引擎运转时，车辆的速度高于第一阈值。在步骤302，询问驾驶者是否发出指令“不要停止”。若是这种情况，在步骤303，参数停止_抑制被设置成“正确”，并且转换到步骤304。反之(如果驾驶者没有发出指令“不要停止”)，直接从步骤302转换到步骤304。
在步骤304，询问车辆的速度是否低于第一阈值。若是这种情况，在步骤305，询问参数停止_抑制的值。如果该参数具有值“正确”，引擎保持在运转状态，并转换到步骤306。在步骤306，询问车辆的速度是否高于第二阈值。若是这种情况，在步骤307，停止_抑制的值被设置成“不正确”。反之，重复执行步骤306。如果特定的阈速度已经第一次被超过，重新设置抑制关闭，这可以指示为例如已完成驻车操作。可选择的或另外可能的是，在一未用流程图示出的实施例中，对于另外提供的定时器，在停止_抑制超过预定时间之后，例如，1分钟后，该定时器被重新设置，结果是在相当长的时间段后，关闭的抑制再次被自动激活。
在步骤305，如果参数停止_抑制具有值“不正确”，引擎在步骤308停止。接着在步骤309，询问驾驶者是否激活加速踏板。若是这种情况，在步骤310，启动引擎。反之，重复执行步骤309。
图4表示指令“不要启动”的作用的流程图。这一指令使得驾驶者能够在具体情况下，例如为了操作空调系统，执行选择性的抑制，抑制由正主要发生的触动事件引起的即将发生的内燃机的启动。
在初始状态401，引擎关闭。在步骤402，系统诱导的用于触发重新启动的触发事件，例如用于操作空调系统发生的触发事件出现。在步骤403，信息“即将启动引擎”被指示给驾驶者，然后，在步骤404，激活定时器。在步骤405，询问定时器测定的时间段是否超过启动时的延迟。如果是这种情况，在步骤406，启动引擎并且在步骤407结束程序。如果在步骤405测定的时间段没有超过启动时的延迟，在步骤408，询问驾驶者是否发出指令“不要启动”。若是这种情况，在步骤409，结束程序。反之，返回到步骤405。
图5表示说明指令“现在停止”的作用的另一流程图。这一指令使驾驶者在某种情况下，即在一时间段之前或在停止延迟之前，可以提前关闭内燃机成为可能，这必须在车辆未达到某一速度期满后直到停止才能基本观察到。
在初始状态501，引擎运转时，车辆的速度超过第一阈值。在接下来的步骤502中，询问车辆的速度是否降低到低于第一阈值。只要不是这种情况，就重复步骤502。只要车辆的速度已经降低到低于第一阈值，在步骤503，激活定时器。在步骤504，询问定时器测定的时间段是否超过停止时的延迟。若是这种情况，在步骤505关闭引擎，在步骤506结束程序。如果在步骤504中测定的时间段未超过停止时的延迟，在步骤507，询问驾驶者是否发出指令“现在停止”。若是这种情况，转换到步骤505。在步骤507，如果驾驶者没有发行指令“现在停止”，则回到步骤504。
图6表示说明指令“开始”的作用的另一流程图。这一指令使得驾驶者能够在独立于当前操作状况和引起引擎启动的任何触发事件的发生的具体情况下启动内燃机，但是在这种情况下，需保证这仅发生在离合器被分开或处于怠速模式时。
在初始状态601，引擎被关闭。在接下来的步骤602，询问离合器是否被分开或变速器是否处于怠速模式。如果满足这些状况中的一种，在步骤603，询问驾驶者是否发出指令“启动”。如果是这种情况，在步骤604，启动引擎，在步骤605，结束程序。根据步骤603，如果驾驶者未发出指令“启动”，则回到步骤602。
特别地，如果车辆为具有比较强的电动机且仅可以由电力驱动的混合动力车辆，还可以进行其它的改进。在本发明内容中，还可以提供另外的引起转换到仅电力驱动的指令。相应的指令，例如“电驱动”(“electricdrive”)或“没有引擎”(“without engine”)，在电池电荷状态允许，关闭引擎，并进行电驱动。