動力總成控制系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本申請涉及一種用于機動車輛的動力總成控制系統(tǒng)（1）。車輛具有耦合至變速器（9）的內燃機（5）。變速器（9）能夠以高檔和低檔進行操作。動力總成控制系統(tǒng)（1）具有停止/起動控制器（11），其用于在滿足了一個或更多個條件時發(fā)出引擎停止請求信號。還設置了禁止器（15），其用于在低檔被選擇時禁止停止/起動控制器（11）的操作。本申請還涉及一種操作機動車輛動力總成的方法。
【專利說明】動力總成控制系統(tǒng)
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及用于機動車輛的動力總成控制系統(tǒng)、操作機動車輛動力總成的方法以及包括動力總成控制系統(tǒng)的車輛。
【背景技術】
[0002]已知為了改善燃料經(jīng)濟性而為機動車輛設置引擎停止/起動系統(tǒng)。停止/起動系統(tǒng)被設計成當滿足預定義的引擎停止條件(例如，通過壓下駕駛員操作的制動踏板使車輛保持靜止)時自動關斷引擎。在駕駛循環(huán)期間通過自動關掉引擎使車輛保持靜止的條件被稱為“eco-stop (eco-停止)”條件。
[0003]當駕駛員釋放制動踏板時，可重新起動引擎并且可重新嚙合車輛的變速器(transmission).即，在“無故障”正常操作條件下，駕駛員對制動踏板的釋放觸發(fā)了要重新起動引擎、要閉合傳動系統(tǒng)以及要向驅動輪傳送轉矩。在駕駛循環(huán)期間重新起動引擎的條件被稱為“eco-start (eco-起動)”條件。
[0004]雖然在車輛的正常操作期間以該方式停止和起動引擎是可接受的，但是本發(fā)明人已認識到，在特定情況下(例如，當在陡峭和/或凹凸起伏的地形上駕駛越野車輛時)可證明對駕駛員而言是令人不安的。
[0005]本發(fā)明致力于解決上述不足之處。

【發(fā)明內容】

[0006]在第一方面，本發(fā)明涉及一種用于機動車輛的動力總成控制系統(tǒng)，機動車輛包括內燃機和能夠以高檔和低檔進行操作的變速器；該動力總成控制系統(tǒng)包括:停止/起動控制器，用于發(fā)出引擎停止請求信號；以及禁止器，用于當在變速器中選擇了低檔時禁止停止/起動控制器的操作。
[0007]當在變速器中選擇高檔時，停止/起動控制器可以用于通過在滿足了某種預定義標準(例如，車輛靜止并且駕駛員在車輛中)時停止引擎，來改善燃料經(jīng)濟性。然而，當在變速器中選擇了低檔時，禁止器可以防止或限制停止/起動控制器的操作。因此，當選擇了低檔時，停止/起動控制器不能停止引擎。應理解，用戶能夠自由手動地停止引擎，而與在變速器中選擇了哪個駕駛檔位(range)無關。
[0008]變速器通常是能夠以所述高檔和低檔進行操作的變速箱(transfer case).該變速箱可以耦合至車輛的主變速器的輸出。例如，高檔可以提供1:1傳動比，并且低檔可以提供3:1傳動比。變速箱可以僅以所述高檔和所述低檔進行操作。
[0009]動力總成控制系統(tǒng)可以包括用于確定何時選擇了低檔的檔位檢測器。檔位檢測器例如可以設置在變速器控制模塊中。檔位檢測器可以從傳感器接收高檔信號和/或低檔信號以指示變速器的所選駕駛檔位。替選地，檔位檢測器可以從檔位選擇器接收請求信號以開始從高檔改變?yōu)榈蜋n?？梢詮挠糜诮邮张c車輛的操作狀態(tài)相關的數(shù)據(jù)的CAN總線接收高檔信號、低檔信號和/或請求信號。[0010]檔位檢測器可以被配置為:當確定選擇了低檔時，發(fā)出控制信號。禁止器可以被配置為:在接收到來自檔位檢測器的所述控制信號時，禁止停止/起動控制器的操作。控制信號可以被傳送到CAN總線和/或禁止器。
[0011]如果停止/起動控制器已停止引擎并且選擇了低檔(在所述eco-stop模式下停止引擎時)，則可以發(fā)送引擎運行信號以進行重新起動或者允許手動重新起動引擎。在發(fā)送引擎運行信號之前，通常執(zhí)行檢查以確保滿足用于起動引擎的任何停止/起動系統(tǒng)條件。禁止器隨后可以在選擇了低檔時禁止停止/起動控制器的操作。
[0012]動力總成控制系統(tǒng)還可以包括地形優(yōu)化選擇器，用于激活針對特定地形類型而配置的多個預先配置的動力總成操作模式之一。例如，操作模式可以針對以下地形類型中的一種或更多種來配置:正常；草地、砂礫和雪地；沙地、泥漿和車轍；雪地；以及巖石爬行。例如，操作模式可以提供不同的油門(throttle)響應以及/或者包括選擇變速器中的低檔。當激活要求選擇低檔的操作模式時，可以激活禁止器以禁止停止/起動控制器的操作。地形優(yōu)化選擇器可以將控制信號輸出到禁止器和/或CAN總線。
[0013]禁止器可以是與停止/起動控制器分立的并且可以用于禁用停止/起動控制器。替選地，禁止器可以構成停止/起動控制器的一部分。因此，可以指示停止/起動控制器(經(jīng)由禁止器)禁止引擎停止，直到選擇了高檔為止。
[0014]可以設置用于監(jiān)視車輛的一個或更多個操作狀態(tài)的處理器。該處理器可以例如連接至CAN總線以獲得信息，諸如以下信息中的一個或更多個:車輛速度、引擎速度；油門位置、路面粗糙度、所選行駛高度模式和變速器/驅動器狀態(tài)。利用該數(shù)據(jù)，處理器可以確定何時選擇變速器中的低檔是適當?shù)?。例如，處理器可以將所測量的操作狀態(tài)與所存儲的閾值數(shù)據(jù)(例如，存儲在查找表中)進行比較。如果處理器確定應選擇低檔，則可嚙合禁止器以禁止停止/起動控制器的操作?？梢蕴峁┯靡跃骜{駛員應選擇低檔以及/或者作為選擇低檔的結果而將禁止起動/停止操作的通知。
[0015]在另一方面，本發(fā)明涉及一種操作機動車輛動力總成的方法，動力總成包括內燃機和變速器，其中該方法包括:當在變速器中選擇了高檔時，在停止/起動模式下操作引擎；以及當在變速器中選擇了低檔時，禁止停止/起動模式。當引擎正以所述停止/起動模式進行操作時，在滿足一個或更多個預定義條件時，將自動停止和起動引擎。
[0016]該方法可以包括步驟:當通過停止/起動模式停止了引擎時，在選擇了低檔的情況下，重新起動引擎。該方法還可以包括:在重新起動引擎之前，進行檢查以確保滿足用于起動引擎的任何停止/起動條件。隨后，在選擇了低檔時禁止停止/起動模式的操作。
[0017]變速器可以包括所述高檔和所述低檔。變速器可以是變速箱。變速箱可以耦合至車輛的初級變速器。車輛可以是適于越野使用的4X4車輛。
[0018]該方法可以包括激活多個預先配置的動力總成操作模式之一。動力總成操作模式可以包括選擇變速器中的低檔，例如以適于在特定地形類型上駕駛。當激活選擇低檔的動力總成操作模式時，可以禁止停止/起動模式。
[0019]該方法可以包括:監(jiān)視車輛的一個或更多個駕駛特性，并且當確定應選擇變速器中的低檔時，禁止停止/起動模式。
[0020]在另一方面，本發(fā)明涉及一種用于機動車輛的動力總成控制系統(tǒng)，該機動車輛包括內燃機和能夠以高檔和低檔進行操作的變速器；動力總成控制系統(tǒng)包括:停止/起動控制器，用于發(fā)出引擎關閉和引擎起動請求；處理器，用于監(jiān)視車輛的一個或更多個駕駛特性，以確定何時應嚙合變速器中的低檔；以及禁止器，用于當處理器確定應嚙合低檔時禁止停止/起動控制器的操作。
[0021]處理器可以例如連接至CAN總線以獲得信息，諸如以下信息中的一個或更多個:車輛速度、弓I擎速度、油門位置、路面粗糙度和變速器/驅動器狀態(tài)。利用該數(shù)據(jù)，處理器可以確定何時選擇變速器中的低檔是適當?shù)?。例如，處理器可將所測量的操作狀態(tài)與所存儲的閾值數(shù)據(jù)(例如，存儲在查找表中)進行比較。
[0022]通過示例的方式，當使車輛停止(從大于四(4) kph的速度開始)以及/或者施加足夠的制動壓力以確保車輛靜止時，可以啟動eco-stop。替選地，當車輛靜止并且選擇了空檔或停車駕駛模式時，可以啟動eco-stop。
[0023]此外，當滿足了以下條件中的一個或更多個時，可以啟動引擎eco-start: (a)釋放制動踏板(通常在駕駛或運動模式下);(b)選擇倒車；(c)壓下加速器；或((1)發(fā)生自動重新起動。引擎可以出于以下原因中的一個或更多個而完成自動重新起動:內艙溫度需要氣候控制(例如，由于內部溫度顯著升高或降低)；擋風玻璃開始霧化；電池充電狀態(tài)低；制動真空已減少(例如由于在引擎關斷的情況下重復壓下制動踏板)；車輛速度增大超過一(I)kph ;或者停止/起動系統(tǒng)被去激活。
[0024]動力總成控制系統(tǒng)可以以硬件、軟件或硬件與軟件的組合來實現(xiàn)。動力總成控制系統(tǒng)可以包括被配置為執(zhí)行所提及的功能的一個或更多個計算處理器。處理器可以連接至存儲計算指令的一個或更多個數(shù)據(jù)存儲裝置，諸如只讀存儲器(ROM)。同樣，本文中所述的方法可由一個或更多個計算處理器來執(zhí)行。
[0025]在另一方面，本發(fā)明涉及一種包括上述類別的動力總成控制系統(tǒng)的機動車輛以及一種包括能夠根據(jù)上述方法進行操作的動力總成的機動車輛。
[0026]在本申請的范圍內，明顯設想到可以獨立地或者以任意組合得出在前述段落中、在權利要求書中和/或在以下描述和附圖中所闡述的各個方面、實施例、示例和替選方案，以及尤其是其各個特征。結合一個實施例所述的特征可應用于所有實施例，除非這樣的特征不兼容。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0027]現(xiàn)在，參照附圖、僅以示例的方式描述本發(fā)明的實施例，在附圖中:
[0028]圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的動力總成控制系統(tǒng)的示意性概況；以及
[0029]圖2示出了根據(jù)本發(fā)明的動力總成控制系統(tǒng)的操作的流程圖。
【具體實施方式】
[0030]圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的用于機動車輛(未示出)的動力總成控制系統(tǒng)I。動力總成控制系統(tǒng)I包括用于控制內燃機5的動力總成控制模塊(PCM) 3以及用于控制變速器9的變速器控制模塊(TCM) 7。
[0031 ] 機動車輛是能夠進行越野操作的4 X 4車輛。在本實施例中，變速器9是能夠以高檔(high range)或低檔(low range)進行操作的變速箱。高檔用于正常道路駕駛以及也用于在基本水平的地形上越野駕駛?？梢試Ш系蜋n以進行低速操縱，諸如越過陡峭表面或巨礫散落的地形。低檔還可以用于無法維持以高檔行進的極端越野狀況。
[0032]變速箱連接至車輛的主變速器(未示出)的輸出軸。變速箱中的高檔提供了 1:1的傳動比，并且低檔提供了 3:1的傳動比。設置了諸如操縱桿或按鈕的檔位選擇器(rangeselector)以允許用戶選擇高檔和低檔。檔位選擇器可以手動地選擇駕駛檔位，或者可以開始駕駛檔位的自動或半自動選擇。
[0033]動力總成控制模塊3具有停止/起動系統(tǒng)11，該停止/起動系統(tǒng)11被配置為當滿足預定義的引擎停止條件(例如，車輛正保持靜止并且駕駛員在汽車內)時關斷引擎5 (所謂的eco-stop)。隨后，當滿足預定義的引擎開始條件(例如，釋放制動踏板)時，停止/起動系統(tǒng)11請求在繼續(xù)的操作內起動引擎5。
[0034]變速器控制模塊7具有用于檢測變速器9的操作檔位的檔位檢測器13。設置了用于感測在變速器9中當前選擇了高檔還是低檔的傳感器。檔位檢測器13輸出指示當前選擇的變速器9的操作檔位的檔位信號(高檔信號或低檔信號)。其它車輛系可以將檔位信號供給至CAN總線(未示出)以進行存取。
[0035]動力總成控制系統(tǒng)I還包括禁止器15，該禁止器15被配置為當變速器9以低檔進行操作時禁止停止/起動系統(tǒng)11的操作。從檔位檢測器13輸出的檔位信號使得動力總成控制模塊3能夠確定變速器9的操作檔位。當檔位檢測器13輸出低檔信號時，禁止器15禁止停止/起動系統(tǒng)11以防止傳送引擎停止請求信號。停止/起動系統(tǒng)11例如可以由禁止器15禁用。僅當動力總成控制模塊3確定選擇了高檔(如由檔位檢測器13輸出的高檔信號所指示)時，激活停止/起動系統(tǒng)11。
[0036]變速器控制模塊7還可以例如經(jīng)由CAN總線與動力總成控制模塊3進行通信。變速器控制模塊7可以生成引擎運行請求信號17，該引擎運行請求信號17被傳送到動力總成控制模塊3以起動引擎5。當停止/起動系統(tǒng)11已停止引擎時，生成引擎運行請求信號17，并且在引擎5在eco-stop下保持停止時，檔位檢測器13確定選擇了低檔。假設滿足了預定義的起動條件，停止/起動系統(tǒng)11將響應于來自變速器控制模塊7的引擎運行請求信號17而請求重新起動引擎5。替選地，根據(jù)用戶偏好，該系統(tǒng)可允許手動重新起動引擎。在選擇了低檔時，禁止器15隨后禁止停止/起動系統(tǒng)11的操作。
[0037]動力總成控制系統(tǒng)I可以可選地包括用于激活多個動力總成操作模式之一的地形優(yōu)化選擇器(未示出)。動力總成操作模式被預先配置為將動力總成的操作特性與特定地形類型匹配，諸如:正常；草地、砂礫和雪地；沙地、泥漿和車轍；雪地和巖石爬行。例如，操作模式可指定不同的油門響應設置。此外，動力總成操作模式可以向變速器控制模塊7提供用以在變速器9中選擇高檔或低檔的指令。通過示例的方式，與提供快速加速/減速的快速油門響應(盡管是以低速提供)相結合，被配置用于橫越巖石(所謂的“巖石爬行”)的動力總成操作模式可要求選擇低檔。
[0038]當激活要求選擇低檔的動力總成操作模式時，激活禁止器15以禁止停止/起動系統(tǒng)11的操作。例如，選擇對低檔進行選擇的動力總成操作模式可使得控制信號被自動發(fā)送到禁止器15以禁止停止/起動系統(tǒng)11的操作。
[0039]現(xiàn)在，將參照圖2所示的流程圖來描述動力總成控制系統(tǒng)I的操作。
[0040]引擎5最初以常規(guī)方式進行操作(步驟100)。執(zhí)行第一檢查(步驟110)以確定是否滿足了引擎停止條件和/或引擎起動條件。本實施例中的停止條件包括檢查車輛保持靜止并且駕駛員在車輛中。如果不滿足停止條件，例如由于車輛正在移動，則禁止停止/起動系統(tǒng)11的操作(步驟120)并且引擎繼續(xù)進行操作。
[0041]如果滿足了停止/起動條件，例如車輛停住并保持靜止，則開始第二檢查(步驟130)以確定是否嚙合變速器9中的低檔。具體地，詢問CAN總線以確定檔位檢測器13是否已輸出低檔信號。如果未檢測到低檔信號，則激活停止/起動系統(tǒng)11 (步驟S140)并且生成引擎停止請求信號以停止引擎5。
[0042]如果檢測到低檔信號(指示低檔被嚙合)，則執(zhí)行第三檢查(步驟150)以確定在eco-stop下停止/起動系統(tǒng)11是否停止了引擎5。如果停止/起動系統(tǒng)11尚未停止引擎5，則禁止停止/起動系統(tǒng)11的操作(步驟160)。
[0043]如果停止/起動系統(tǒng)11使引擎5停止并且當選擇了低檔時引擎仍停止，則生成引擎起動請求信號17以起動引擎(步驟170)。在選擇了低檔時再次禁止停止/起動系統(tǒng)11的操作。
[0044]一旦選擇了高檔，假設滿足其它標準，就激活停止/起動系統(tǒng)11以用于以常規(guī)方式進行使用。
[0045]根據(jù)上述情況，應理解，當針對變速器9選擇了低檔時，本發(fā)明可以禁止停止/起動系統(tǒng)11的操作。通過在選擇了低檔時禁止停止/起動系統(tǒng)11的操作，將防止引擎在車輛可能正在橫越復雜地形時經(jīng)歷eco-stop。此外，如果停止/起動系統(tǒng)11已停止引擎并且選擇了低檔時，則將重新起動引擎并且禁止停止/起動系統(tǒng)11的操作。
[0046]在一個或更多個電子微處理器上實現(xiàn)動力總成控制模塊3和變速器控制模塊7。同樣地，可以在一個或更多個電子微處理器上實現(xiàn)停止/起動系統(tǒng)11、低檔檢測器13和禁止器15。
[0047]應理解，該系統(tǒng)可設置有用于在以低檔操作車輛時手動超控(override)停止-起動的干擾的裝置。這樣的裝置可由諸如開關或操縱桿的手動控制器提供，或者可通過觸摸屏、或顯示在其上且可由操作車輛的用戶進行操作的圖形用戶界面來提供。提供用于手動超控本發(fā)明的系統(tǒng)的裝置可證明在特定類型的車輛操作中有用，或者暫時克服對部件故障的車輛響應。具體地，有利地可使用用于手動超控本發(fā)明的系統(tǒng)的裝置，作為在例行維護期間測試子系統(tǒng)功能的服務或故障診斷模式。應理解，可以在不背離本發(fā)明的范圍內對本文所述的裝置進行各種改變和修改。
【權利要求】
1.一種用于機動車輛的動力總成控制系統(tǒng)，所述機動車輛包括內燃機和能夠以高檔和低檔進行操作的變速器，所述動力總成控制系統(tǒng)包括: 停止/起動控制器，用于發(fā)出引擎停止請求信號；以及 禁止器，用于在所述低檔被選擇時禁止所述停止/起動控制器的操作。
2.根據(jù)權利要求1所述的動力總成控制系統(tǒng)，其中，所述停止/起動控制器被配置為:當所述弓丨擎已被所述停止/起動控制器停止時，在所述低檔被選擇的情況下，發(fā)出弓丨擎運行信號。
3.根據(jù)權利要求1或權利要求2所述的動力總成控制系統(tǒng)，還包括用于確定何時所述低檔已被選擇的檔位檢測器。
4.根據(jù)權利要求3所述的動力總成控制系統(tǒng)，其中，所述檔位檢測器被配置為:當所述檔位檢測器確定所述低檔已被選擇時，發(fā)出控制信號。
5.根據(jù)權利要求4所述的動力總成控制系統(tǒng)，其中，所述禁止器被配置為:在接收到來自所述檔位檢測器的所述控制信號時禁止所述停止/起動控制器的操作。
6.根據(jù)前述權利要求中任一項所述的動力總成控制系統(tǒng)，還包括用于激活多個預先配置的動力總成操作模式之一的地形優(yōu)化選擇器。
7.根據(jù)權利要求6所述的動力總成控制系統(tǒng)，其中，所述預先配置的動力總成操作模式中的至少一個預先配置的動力總成操作模式包括選擇所述變速器中的低檔。
8.根據(jù)權利要求7所述的動力總成控制系統(tǒng)，其中，所述禁止器被配置為:當所述地形優(yōu)化選擇器激活包括選擇所述低檔的所述至少一個預先配置的動力總成操作模式時，禁止所述停止/起動控制器的操作。
9.根據(jù)前述權利要求中任一項所述的動力總成控制系統(tǒng)，其中，所述禁止器被設置在所述停止/起動控制器中；或者所述禁止器是與所述停止/起動控制器分立的。
10.根據(jù)前述權利要求中任一項所述的動力總成控制系統(tǒng)，還包括處理器，用于監(jiān)視所述車輛的一個或更多個駕駛特性以確定何時應選擇所述變速器中的低檔。
11.根據(jù)權利要求10所述的動力總成控制系統(tǒng)，其中，所述禁止器被配置為:當所述處理器確定應選擇所述低檔時，禁止所述停止/起動控制器的操作。
12.—種操作機動車輛動力總成的方法，所述動力總成包括內燃機和變速器,其中，所述方法包括: 當在所述變速器中選擇高檔時，以停止/起動模式操作所述引擎；以及 當在所述變速器中選擇低檔時，禁止所述停止/起動模式。
13.根據(jù)權利要求12所述的方法，其中，當所述引擎已被所述停止/起動模式停止時，在所述低檔被選擇的情況下，重新起動所述引擎。
14.根據(jù)權利要求12或權利要求13所述的方法，其中，預先配置的動力總成操作模式是用戶可選擇的；當激活被配置為選擇所述變速器中的所述低檔的預先配置的操作模式時，禁止所述停止/起動模式。
15.根據(jù)權利要求12、13或14所述的方法，還包括:監(jiān)視所述車輛的一個或更多個駕駛特性，并且當確定應選擇所述變速器中的所述低檔時禁止所述停止/起動模式。
16.一種包括根據(jù)權利要求1至11中任一項所述的動力總成控制系統(tǒng)的機動車輛。
17.—種包括能夠根據(jù)權利要求12至14中任一項所述的方法進行操作的動力總成的機動車輛。
【文檔編號】F02N11/08GK103890376SQ201280044656
【公開日】2014年6月25日 申請日期:2012年9月11日 優(yōu)先權日:2011年9月13日
【發(fā)明者】巴普蒂斯特·比羅, 斯科特·巴爾德, 亞當·萊瑟蘭 申請人:捷豹路虎有限公司