本公開總體涉及用于車輛的停止-啟動(dòng)系統(tǒng)。具體地，本公開涉及一種用于對(duì)提供至加熱的擋風(fēng)玻璃的電力負(fù)載進(jìn)行控制的系統(tǒng)，以使車輛停止-啟動(dòng)系統(tǒng)的有效性最大化。

背景技術(shù)：

車輛停止-啟動(dòng)系統(tǒng)(同樣被稱為怠速停止系統(tǒng))被用于通過在行駛周期期間基于發(fā)動(dòng)機(jī)狀態(tài)停止/啟動(dòng)車輛發(fā)動(dòng)機(jī)來(lái)提高燃料效率/經(jīng)濟(jì)性。例如，在裝配有停止-啟動(dòng)系統(tǒng)的車輛中，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)正在怠速或接近怠速時(shí)，即車輛速度接近或等于零或者當(dāng)車輛正在滑行時(shí)，該停止-啟動(dòng)系統(tǒng)自動(dòng)關(guān)閉發(fā)動(dòng)機(jī)。當(dāng)操作者壓下加速器踏板(或配備有手動(dòng)變速器的車輛中的離合器)或釋放制動(dòng)器踏板時(shí)，該停止-啟動(dòng)系統(tǒng)自動(dòng)且無(wú)縫地重新啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)。這減少了怠速時(shí)所耗費(fèi)的時(shí)間量，同樣地減少燃料消耗和發(fā)動(dòng)機(jī)排放物。盡管最常見于混合動(dòng)力電動(dòng)車輛，但停止-啟動(dòng)系統(tǒng)也可出現(xiàn)于缺少混合動(dòng)力電動(dòng)動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)的車輛中，例如在包括內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)但沒有電動(dòng)馬達(dá)的所謂“輕度”或“微”混合動(dòng)力車輛中。

大部分停止-啟動(dòng)系統(tǒng)的三個(gè)主要部件是車輛發(fā)動(dòng)機(jī)、電動(dòng)起動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)，以及電池。特別地，由于停止-啟動(dòng)系統(tǒng)導(dǎo)致的頻繁的發(fā)動(dòng)機(jī)停止-啟動(dòng)循環(huán)，穩(wěn)健的起動(dòng)機(jī)和電池是必須的。在循環(huán)的開始階段期間，停止-啟動(dòng)系統(tǒng)尤其依賴于車輛電池。因此，由于在電池和起動(dòng)機(jī)上施加電負(fù)載的車輛部件的數(shù)量，能量消耗的控制在允許停止-啟動(dòng)系統(tǒng)高效運(yùn)行方面是很重要的。這對(duì)于通常依靠?jī)?nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)來(lái)提供動(dòng)力但必須在停止-啟動(dòng)系統(tǒng)的“停止”周期期間繼續(xù)運(yùn)行的部件來(lái)說會(huì)是一特定的問題。這可以包括壓縮機(jī)、冷卻液泵、擋風(fēng)玻璃刮水器、外部/內(nèi)部燈、娛樂/信息系統(tǒng)、內(nèi)部氣候控制系統(tǒng)、車窗除霧器/除水汽裝置系統(tǒng)、以及其它。由這樣的部件施加于車輛電池和/或起動(dòng)機(jī)上的負(fù)載會(huì)降低系統(tǒng)在重新啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)時(shí)的效率，或者在最壞的情況下可能延遲或阻礙發(fā)動(dòng)機(jī)的重新啟動(dòng)。

像除霧/除霜/除水汽HVAC(暖通空調(diào))風(fēng)扇系統(tǒng)這樣的車輛部件在車輛電氣子系統(tǒng)上施加了顯著的負(fù)載，這在停止-啟動(dòng)系統(tǒng)的停止周期期間是尤為不利的。令問題進(jìn)一步惡化的是，眾所周知的是提供加熱的擋風(fēng)玻璃(HWS)子系統(tǒng)以輔助HVAC風(fēng)扇系統(tǒng)為車輛擋風(fēng)玻璃除霧/除霜/除水汽。傳統(tǒng)的電負(fù)載管理策略需要HWS子系統(tǒng)的激活，以便在加熱的空氣流動(dòng)至擋風(fēng)玻璃并且周圍環(huán)境狀況處于預(yù)定溫度值-—例如低于15℃——的任何時(shí)候輔助除霧/除霜/除水汽。然而，這些系統(tǒng)造成了明顯的電流消耗，這會(huì)影響停止-啟動(dòng)能力或者甚至使其無(wú)法使用。

因此，在本領(lǐng)域中確定有必要對(duì)車輛停止-啟動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行改善。特別地，需要對(duì)停止-啟動(dòng)循環(huán)的啟動(dòng)階段期間的車輛電負(fù)載管理進(jìn)行改善。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

依據(jù)本文所述的目的和好處并且為了解決以上總結(jié)的和其它問題，在一方面，一種方法被描述為用于通過對(duì)提供至車輛加熱的擋風(fēng)玻璃子系統(tǒng)的電負(fù)載進(jìn)行有區(qū)別地管理來(lái)改善車輛停止-啟動(dòng)系統(tǒng)的運(yùn)行。特別地，提供至車輛加熱的擋風(fēng)玻璃子系統(tǒng)的電負(fù)載被有區(qū)別地分配至擋風(fēng)玻璃的駕駛員側(cè)和乘客側(cè)。

在實(shí)施例中，提供至加熱的擋風(fēng)玻璃子系統(tǒng)的乘客側(cè)的電負(fù)載被減少。在其它實(shí)施例中，依據(jù)測(cè)定的環(huán)境溫度將電負(fù)載有區(qū)別地分配至加熱的擋風(fēng)玻璃子系統(tǒng)的駕駛員側(cè)和乘客側(cè)?？梢猿掷m(xù)預(yù)定時(shí)間段對(duì)該電負(fù)載進(jìn)行有區(qū)別地分配。在另外其它實(shí)施例中，依據(jù)預(yù)先確定的環(huán)境溫度來(lái)確定該預(yù)定時(shí)間段。可以提供與環(huán)境溫度相關(guān)的定時(shí)器來(lái)測(cè)定預(yù)定時(shí)間段的時(shí)間。

在本公開的其它方面，提供了用于執(zhí)行所述方法的車輛停止-啟動(dòng)系統(tǒng)以及包含車輛停止-啟動(dòng)系統(tǒng)的車輛。

在下面的說明書中，顯示并說明了本公開的一種停止-啟動(dòng)電負(fù)載管理系統(tǒng)及方法的一些優(yōu)選實(shí)施例。應(yīng)當(dāng)意識(shí)到的是，該系統(tǒng)及方法能夠具有其它的、不同的實(shí)施例，并且它們的一些細(xì)節(jié)能夠在各種各樣的、顯著的方面進(jìn)行修改，均不背離在以下權(quán)利要求中闡明和說明的系統(tǒng)和方法。相應(yīng)地，附圖和說明書應(yīng)當(dāng)被視為是本質(zhì)上說明性的而非限制性的。

附圖說明

包含于本文中并形成說明書一部分的附圖說明了公開的停止-啟動(dòng)電負(fù)載管理系統(tǒng)及方法的一些方面，并與說明書一起用于解釋其某些原則。在附圖中：

圖1是包括停止-啟動(dòng)系統(tǒng)的車輛的框圖表示；

圖2是依據(jù)本公開用于改善車輛停止-啟動(dòng)系統(tǒng)在停止周期期間的運(yùn)行的方法的流程圖表示；以及

圖3是依據(jù)本公開用于改善車輛停止-啟動(dòng)系統(tǒng)在啟動(dòng)周期期間的運(yùn)行的方法的流程圖表示。

現(xiàn)在將詳細(xì)參照所公開的系統(tǒng)和方法的實(shí)施例，其示例將在附圖中進(jìn)行說明。

具體實(shí)施方式

在高層面上，公開的停止-啟動(dòng)電負(fù)載管理系統(tǒng)及方法解決上述問題并通過對(duì)提供至車輛加熱的擋風(fēng)玻璃子系統(tǒng)的電負(fù)載進(jìn)行有區(qū)別地管理來(lái)提高車輛停止-啟動(dòng)系統(tǒng)的效率。特別地，提供至車輛加熱的擋風(fēng)玻璃子系統(tǒng)的電負(fù)載被有區(qū)別地分配至擋風(fēng)玻璃的駕駛員側(cè)和乘客側(cè)。

參照?qǐng)D1，以框圖的形式示意性地描述了包括停止-啟動(dòng)系統(tǒng)的車輛100。盡管停止-啟動(dòng)系統(tǒng)最常見于混合動(dòng)力或微混合動(dòng)力車輛，但是如前所述停止-啟動(dòng)系統(tǒng)在非混合動(dòng)力車輛中的使用是已知的，并且本文預(yù)期了當(dāng)前所述的方法及系統(tǒng)在非混合動(dòng)力車輛中的使用。該車輛可以包括發(fā)動(dòng)機(jī)110、電池112、以及多個(gè)電氣子系統(tǒng)114，例如擋風(fēng)玻璃刮水器、外部/內(nèi)部燈、娛樂/信息子系統(tǒng)、內(nèi)部氣候控制子系統(tǒng)、車窗除霧/除水汽子系統(tǒng)、加熱的擋風(fēng)玻璃子系統(tǒng)、以及其它。可以包括起動(dòng)機(jī)/電動(dòng)馬達(dá)116，以用于在停止-啟動(dòng)系統(tǒng)的啟動(dòng)周期期間重新啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)110。

提供一個(gè)或多個(gè)控制器118，該一個(gè)或多個(gè)控制器118與發(fā)動(dòng)機(jī)110、起動(dòng)機(jī)116、電氣子系統(tǒng)114、以及電池112中的一個(gè)或多個(gè)通信(見虛線)。正如已知的那樣，控制器118可以配置成一收到適當(dāng)?shù)男盘?hào)——例如在車輛速度降低至預(yù)定值——就開啟停止-啟動(dòng)系統(tǒng)的自動(dòng)停止或自動(dòng)啟動(dòng)周期。因此，隨著車輛100接近停止，在預(yù)定速度下(例如，1-2千米每小時(shí))，一個(gè)或更多控制器118可以發(fā)出指令以開始停止發(fā)動(dòng)機(jī)110的過程。在那種情況下，傳送至發(fā)動(dòng)機(jī)110的燃料被中斷，并且起動(dòng)機(jī)116和電氣子系統(tǒng)114依靠電池112來(lái)提供動(dòng)力。一接收到第二信號(hào)，例如操作者像上文討論的那樣釋放制動(dòng)器踏板或者壓下離合器或加速器踏板，該一個(gè)或更多控制器118就可以發(fā)出信號(hào)以重新接合發(fā)動(dòng)機(jī)110。

車輛停止-啟動(dòng)系統(tǒng)停止周期和啟動(dòng)周期的階段在本領(lǐng)域內(nèi)是已知的，并且不需要在這里大量討論。然而，在本受讓人的美國(guó)公開的專利申請(qǐng)第2013/0041556號(hào)專利文獻(xiàn)中提供了典型的停止-啟動(dòng)系統(tǒng)停止周期和啟動(dòng)周期的討論，通過引用將其全部?jī)?nèi)容包含于此。簡(jiǎn)單地說，停止周期可以包括為即將發(fā)生的發(fā)動(dòng)機(jī)110停止做準(zhǔn)備的階段，該階段包括準(zhǔn)備各種用于僅靠電池提供能量運(yùn)行的其它車輛系統(tǒng)和子系統(tǒng)。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)速度到達(dá)0或接近0時(shí)，流向發(fā)動(dòng)機(jī)110的燃料被中斷，并且發(fā)動(dòng)機(jī)被停止。

車輛啟動(dòng)周期可以包括當(dāng)起動(dòng)機(jī)116試圖重新啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)110以回應(yīng)啟動(dòng)周期指示器時(shí)的起動(dòng)機(jī)接合階段，例如操作者釋放制動(dòng)器踏板或者壓下離合器或加速器踏板。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)110能夠在自身的動(dòng)力下轉(zhuǎn)動(dòng)曲柄時(shí)，起動(dòng)機(jī)116被分離。發(fā)動(dòng)機(jī)將速度提高至“發(fā)動(dòng)機(jī)速度提高”階段期間的目標(biāo)怠速。一旦發(fā)動(dòng)機(jī)到達(dá)或高于目標(biāo)怠速，啟動(dòng)周期就結(jié)束。

在停止周期期間，某些電氣子系統(tǒng)114可以是停用的，或者至少使其功能性受限以減少對(duì)電池112的消耗。例如，在需要持續(xù)清潔擋風(fēng)玻璃的環(huán)境狀況下，使車輛HVAC風(fēng)扇子系統(tǒng)和/或加熱的擋風(fēng)玻璃子系統(tǒng)完全停用將是不利的。然而，在“發(fā)動(dòng)機(jī)速度提高”階段期間立即恢復(fù)所有停用的/功能受限的子系統(tǒng)114的全部功能會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)電壓的大幅度下降，有可能延遲或甚至阻止發(fā)動(dòng)機(jī)重新啟動(dòng)。進(jìn)一步地，特定子系統(tǒng)——例如包括加熱的擋風(fēng)玻璃子系統(tǒng)在內(nèi)的車窗除霜/除霧/除水汽子系統(tǒng)——所需的電負(fù)載可以依據(jù)環(huán)境溫度——即車輛100周圍的空氣溫度——而改變。

為了解決這個(gè)問題，一方面提供一種用于對(duì)提供至車輛加熱的擋風(fēng)玻璃子系統(tǒng)的電負(fù)載進(jìn)行有區(qū)別地管理的方法。參照?qǐng)D2，該方法包括確定停止-啟動(dòng)系統(tǒng)的停止周期是否即將到來(lái)的步驟200。如果是，則在步驟202確定HWS子系統(tǒng)是否處于“AUTO(自動(dòng))”或自動(dòng)模式。如果是，則在步驟204確定環(huán)境溫度是否處于或高于預(yù)定值。如果否，則系統(tǒng)重置。如果是，則在步驟206HWS子系統(tǒng)臨時(shí)分離。

在一實(shí)施例中，控制器局域網(wǎng)絡(luò)(CAN總線)發(fā)送指示停止周期即將到來(lái)的消息，例如像上文所述的那樣當(dāng)確定發(fā)動(dòng)機(jī)速度處于或接近0時(shí)，并且HWS子系統(tǒng)持續(xù)預(yù)定時(shí)間段——例如5-10秒——臨時(shí)分離，以允許停止周期無(wú)延遲地啟動(dòng)。環(huán)境溫度可以通過例如現(xiàn)有技術(shù)的溫度傳感器來(lái)同時(shí)確定。如果環(huán)境溫度被確定為處于或高于停止周期結(jié)束時(shí)的預(yù)定值，例如30°F(華氏溫度)或更高，則HWS子系統(tǒng)被分離并且保持如此一直到啟動(dòng)周期被開啟(步驟206a)。在一替代性實(shí)施例中，如果環(huán)境溫度低于預(yù)定閾值，以使需要繼續(xù)清潔擋風(fēng)玻璃，則可以進(jìn)一步預(yù)期的是調(diào)整發(fā)動(dòng)機(jī)停止階段的最長(zhǎng)時(shí)間，在該時(shí)間期間，HWS子系統(tǒng)被分離以降低起霧、結(jié)冰等風(fēng)險(xiǎn)，例如從90秒調(diào)整至2分鐘(步驟206b)。

可以提供某一預(yù)定的系統(tǒng)超馳，以通過防止HWS子系統(tǒng)在停止周期期間關(guān)閉來(lái)進(jìn)一步降低起霧、結(jié)冰等風(fēng)險(xiǎn)。在實(shí)施例中，防止HWS子系統(tǒng)在停止周期期間關(guān)閉的該超馳可以包括以下中的一種或多種：確定的40％或更多的起霧概率(起霧概率<最大容霧量(FogProb<MaxAccFog))、車輛操作者手動(dòng)致動(dòng)車輛除霜子系統(tǒng)(除霜/最大除霜被致動(dòng))、車輛操作者手動(dòng)致動(dòng)擋風(fēng)玻璃刮水器子系統(tǒng)、車輛操作員手動(dòng)致動(dòng)HWS子系統(tǒng)以及其它。

相應(yīng)地，參照?qǐng)D3，在步驟300對(duì)停止啟動(dòng)系統(tǒng)的啟動(dòng)周期是否即將到來(lái)進(jìn)行確定。在步驟302再一次通過現(xiàn)有技術(shù)的溫度傳感器來(lái)確定環(huán)境溫度。依據(jù)確定的環(huán)境溫度，在步驟304對(duì)是否需要整個(gè)定時(shí)器周期進(jìn)行確定，該整個(gè)定時(shí)器周期確定HWS子系統(tǒng)激活的全部時(shí)間段。如果是，則在步驟306a針對(duì)整個(gè)定時(shí)器周期將電負(fù)載有區(qū)別地分配至HWS子系統(tǒng)的不同部分。如果否，則在步驟306b針對(duì)小于整個(gè)定時(shí)器周期將電負(fù)載有區(qū)別地分配至HWS子系統(tǒng)的不同部分。

通過“有區(qū)別地分配”，這意味著提供至HWS子系統(tǒng)的電負(fù)載被有區(qū)別地提供至擋風(fēng)玻璃的不同部分，即擋風(fēng)玻璃的駕駛員側(cè)和乘客側(cè)被區(qū)別對(duì)待。在一實(shí)施例中，提供至擋風(fēng)玻璃乘客側(cè)的負(fù)載被減少。應(yīng)當(dāng)領(lǐng)會(huì)的是，這允許駕駛員側(cè)接收更多提供至HWS子系統(tǒng)的電負(fù)載，并因此有利于擋風(fēng)玻璃的一區(qū)域——駕駛員必須通過該區(qū)域看路，而無(wú)需增加提供至加熱的擋風(fēng)玻璃的總電負(fù)載。

以下的表1示出了上述方法的一實(shí)施例，描述了在預(yù)定環(huán)境溫度的所建議的電負(fù)載。應(yīng)當(dāng)領(lǐng)會(huì)的是，此處示出的百分比是可以提供至HWS子系統(tǒng)特定部分的最大電負(fù)載的百分比。正如此處所示，在-18℃至15℃之間的溫度下，(最大值的)75％的始終較大部分電負(fù)載被提供至加熱的擋風(fēng)玻璃的駕駛員側(cè)。

相應(yīng)地，可以預(yù)期在由與環(huán)境溫度相關(guān)的定時(shí)器確定的時(shí)間段內(nèi)提供上述電負(fù)載，以應(yīng)對(duì)環(huán)境條件有差別，這將產(chǎn)生HWS子系統(tǒng)激活更多或更少的時(shí)間段的需求。在一實(shí)施例中，如以下表2中所示，針對(duì)用戶選擇的除霜/最大除霜功能的激活、用戶選擇的HWS子系統(tǒng)激活、以及針對(duì)停止-啟動(dòng)系統(tǒng)的啟動(dòng)周期期間的自動(dòng)HWS子系統(tǒng)激活來(lái)選擇各種預(yù)定的時(shí)間段。應(yīng)當(dāng)領(lǐng)會(huì)的是，用于溫度設(shè)置、時(shí)間設(shè)置等的值和范圍僅為代表性的并且是非限制性的，并且如果有必要可以由制造商依據(jù)環(huán)境條件、地理位置、和其它方面來(lái)進(jìn)行調(diào)整。

應(yīng)當(dāng)領(lǐng)會(huì)的是，通過使用與環(huán)境溫度相關(guān)的定時(shí)器來(lái)確定HWS子系統(tǒng)在自動(dòng)模式下激活的時(shí)間，使較短的激活時(shí)間和由此而減少的能量使用量成為可能。

以上實(shí)施例已經(jīng)以說明和描述為目的進(jìn)行了展示。它并非旨在詳盡或?qū)?shí)施例限制到所公開的精確形式。根據(jù)上述教導(dǎo)的，明顯的修改和變化是可能的。當(dāng)根據(jù)公平地、合法地以及公正地賦予它們的廣度進(jìn)行解釋時(shí)，所有這樣的修改和變化都在所附權(quán)利要求的范圍之內(nèi)。