專利名稱：發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)過程中的低電壓保護(hù)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明通常涉及發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)過程中能量存儲(chǔ)系統(tǒng)的低電壓保護(hù)。更特殊的是，本發(fā)明涉及發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)過程中混合電動(dòng)車輛動(dòng)力系統(tǒng)的能量存儲(chǔ)系統(tǒng)的低電壓保護(hù)。
背景技術(shù)：
混合電動(dòng)車輛動(dòng)力系統(tǒng)經(jīng)常使用高電壓的能量存儲(chǔ)系統(tǒng)，例如電池組，以便向電驅(qū)動(dòng)馬達(dá)提供電能產(chǎn)生必要的輸出扭矩起動(dòng)燃燒發(fā)動(dòng)機(jī)。在大多數(shù)情況下，電池組具有足夠的能量能力和容量以起動(dòng)和發(fā)動(dòng)燃燒發(fā)動(dòng)機(jī)。但是，在某些環(huán)境下電池的容量不足以起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)。例如，在極端低的環(huán)境溫度情況下，燃料狀態(tài)和它被輸送到發(fā)動(dòng)機(jī)的能力，高摩擦損失和其它因素可使燃燒發(fā)動(dòng)機(jī)難于發(fā)動(dòng)。在這種情況下，要求更多的電池功率以起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)。另外，燃料不足或者動(dòng)力系統(tǒng)內(nèi)部或外部的其它因素可使發(fā)動(dòng)機(jī)難于發(fā)動(dòng)或者不可能發(fā)動(dòng)，因而導(dǎo)致使用過量的電池功率以起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)。
因?yàn)楹涞闹車h(huán)境、燃料不足或者其它因素產(chǎn)生的反復(fù)起動(dòng)嘗試能導(dǎo)致高電壓能量存儲(chǔ)系統(tǒng)的損耗和電勢降低。在放電狀態(tài)下與電池降低有關(guān)的主導(dǎo)因素是極端低的電池電壓。
典型的低電壓電池保護(hù)算法建立低電壓閾值或限制。當(dāng)實(shí)際的系統(tǒng)輸出電壓落到閾值之下時(shí)，為了保護(hù)電池系統(tǒng)不能進(jìn)行進(jìn)一步的放電。反復(fù)的放電嘗試，例如由于起動(dòng)沒有發(fā)動(dòng)的發(fā)動(dòng)機(jī)引起的那些嘗試，可導(dǎo)致電池電壓達(dá)到低電壓閾值，因此系統(tǒng)不會(huì)允許電池額外的放電，額外的發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)是不可能的。這可導(dǎo)致車輛不能操作地向駕駛員提供警告未來的發(fā)動(dòng)嘗試將被抑制。
因而，希望提供電池的低電壓保護(hù)，其限制在低電壓情況下的起動(dòng)，同時(shí)也為多次起動(dòng)嘗試儲(chǔ)備充足的電池能量。還希望向駕駛員提供剩余起動(dòng)嘗試的次數(shù)或者未來的起動(dòng)嘗試可能被限制的指示。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是一種控制車輛動(dòng)力系統(tǒng)中發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)的方法，所述動(dòng)力系統(tǒng)具有可充電的能量存儲(chǔ)系統(tǒng)，所述能量存儲(chǔ)系統(tǒng)適合于向用于起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)的電機(jī)提供電功率，其中，如果在預(yù)定的起動(dòng)時(shí)間內(nèi)輸出電壓小于起動(dòng)低電壓閾值，則系統(tǒng)適合于從發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)狀態(tài)中退出，所述退出是起動(dòng)狀態(tài)中能量存儲(chǔ)系統(tǒng)提供給電機(jī)的輸出電壓的函數(shù)。根據(jù)該方法，起動(dòng)低電壓閾值是發(fā)動(dòng)嘗試失敗次數(shù)的函數(shù)，通常隨發(fā)動(dòng)嘗試失敗次數(shù)而變地減小。預(yù)定起動(dòng)時(shí)間是輸出電壓和起動(dòng)低電壓閾值之間差值大小的函數(shù)。
當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)沒有發(fā)動(dòng)時(shí)，該方法對(duì)處于發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)狀態(tài)中的HEV動(dòng)力系統(tǒng)的高壓電池系統(tǒng)提供有利的保護(hù)。另外，該方法給駕駛員提供指示在可獲得的電池能量完全損耗或者額外的起動(dòng)嘗試被限制之前與發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)動(dòng)和剩余電池能量有關(guān)的結(jié)果。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)不能發(fā)動(dòng)的原因被確定并改正時(shí)，該方法保持電池組中儲(chǔ)備能量的減少量，以允許隨后的發(fā)動(dòng)嘗試。
這提供了如下好處保護(hù)高電壓電池系統(tǒng)不受損壞，以及潛在延長了電池組的壽命。


結(jié)合附圖可更加完全地理解本發(fā)明，其中圖1為適合實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的雙電動(dòng)機(jī)、混合車輛動(dòng)力系的方框圖；圖2為闡述本發(fā)明方法的狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖；圖3為闡述本發(fā)明的起動(dòng)低電壓閾值的曲線圖；圖4為電壓偏移量的曲線圖；以及圖5為應(yīng)用到圖3起動(dòng)低電壓閾值的圖4電壓偏移量的曲線圖。
具體實(shí)施例方式
首先參考圖1，闡述了本發(fā)明可應(yīng)用其中的混合電動(dòng)車輛示例性的包括雙電動(dòng)機(jī)、電動(dòng)可變傳動(dòng)裝置的動(dòng)力系統(tǒng)1的方框圖。動(dòng)力系統(tǒng)1包括柴油壓縮點(diǎn)火發(fā)動(dòng)機(jī)、車輛傳動(dòng)系和一對(duì)電機(jī)(此處也指電動(dòng)馬達(dá)或電動(dòng)機(jī))。電動(dòng)機(jī)(標(biāo)記為A和B)、傳動(dòng)系和發(fā)動(dòng)機(jī)可操作地彼此連接，例如，通過包括一個(gè)或多個(gè)行星齒輪組的連接裝置(K)以及根據(jù)不同扭矩傳輸裝置(例如離合器)的應(yīng)用和釋放建立的可選擇的連接路徑。發(fā)動(dòng)機(jī)與連接裝置的機(jī)械輸入處連接(11)。傳動(dòng)系與連接裝置的機(jī)械輸出處連接(13)。電動(dòng)機(jī)與連接裝置行星齒輪組的不同旋轉(zhuǎn)構(gòu)件連接(15)。忽略功率損耗，發(fā)動(dòng)機(jī)、傳動(dòng)系和電動(dòng)機(jī)之間的功率通量達(dá)到平衡。以及，傳動(dòng)系的功率等于發(fā)動(dòng)機(jī)和電動(dòng)機(jī)的功率總和。發(fā)動(dòng)機(jī)、傳動(dòng)系和電動(dòng)機(jī)的扭矩遵循同樣的關(guān)系式，其可通過各種齒輪組、動(dòng)力傳動(dòng)組件已知，它們之間的關(guān)系式包括在連接約束關(guān)系式中。發(fā)動(dòng)機(jī)、傳動(dòng)系和電動(dòng)機(jī)之間的速度關(guān)系式同樣也可通過各種齒輪組、動(dòng)力傳動(dòng)組件已知，它們之間的關(guān)系式包括在連接約束關(guān)系式中。車輛傳動(dòng)系可包括諸如差速齒輪組、支撐軸、萬向接頭、終傳動(dòng)齒輪組、車輪和輪胎之類的普通傳動(dòng)系組件。電機(jī)從能量存儲(chǔ)系統(tǒng)(ESS)接受電能，并向其提供電能，所述能量存儲(chǔ)系統(tǒng)可以表現(xiàn)為以下形式電池組模塊中的一個(gè)或多個(gè)電池，或者具有雙向電能流能力的任何適合的能量存儲(chǔ)裝置。發(fā)動(dòng)機(jī)、傳動(dòng)系和電動(dòng)機(jī)的扭矩可以是雙向中任一方向。也就是說，每一個(gè)對(duì)動(dòng)力系都有雙向扭矩的作用。示例性的電動(dòng)可變傳動(dòng)裝置包括柴油發(fā)動(dòng)機(jī)、一對(duì)電機(jī)以及一對(duì)可選擇連接的行星齒輪組，優(yōu)選地應(yīng)用于本控制，所述電動(dòng)可變傳動(dòng)裝置已公開于共同轉(zhuǎn)讓的美國專利號(hào)5,931,757，其內(nèi)容于此并入?yún)⒖?。同時(shí)此處參考示例性的HEV EVT動(dòng)力系統(tǒng)1闡述本發(fā)明，相信其通常適用于許多HEV動(dòng)力系結(jié)構(gòu)，包括那些僅有一個(gè)電機(jī)用于起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力系，和那些具有多于兩個(gè)電機(jī)的動(dòng)力系，所述多于兩個(gè)的電機(jī)可單獨(dú)使用以起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)，或者以不同的連接組合使用以起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)。
圖1示例性的動(dòng)力系還包括基于微處理器的系統(tǒng)控制裝置43，其通過基于傳統(tǒng)微處理器的發(fā)動(dòng)機(jī)控制模塊(ECM)23與發(fā)動(dòng)機(jī)通訊。ECM23優(yōu)選地通過控制裝置局域網(wǎng)絡(luò)(CAN)總線與系統(tǒng)控制裝置43通訊。發(fā)動(dòng)機(jī)控制裝置依次適合與其在控制中使用的各種發(fā)動(dòng)機(jī)執(zhí)行機(jī)構(gòu)和傳感器(未單獨(dú)顯示)通訊。例如，燃油噴射器，排氣制動(dòng)器，或者發(fā)動(dòng)機(jī)制動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)和轉(zhuǎn)動(dòng)傳感器通過發(fā)動(dòng)機(jī)控制裝置處分離的信號(hào)線被控制或監(jiān)視。發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)動(dòng)功能在由ECM23完成的發(fā)動(dòng)機(jī)控制功能之中，所述發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)動(dòng)功能包括傳統(tǒng)的發(fā)動(dòng)機(jī)燃料供給例行程序，用于在電機(jī)推動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)的過程中向發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸提供燃料供送。系統(tǒng)控制裝置43接收指示駕駛員請(qǐng)求的輸入，所述請(qǐng)求包括節(jié)氣門、制動(dòng)和發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)。系統(tǒng)控制裝置43與其在控制中使用的各種連接裝置執(zhí)行機(jī)構(gòu)和傳感器通訊。例如，輸出轉(zhuǎn)動(dòng)傳感器和用于控制扭轉(zhuǎn)傳輸裝置液壓和應(yīng)用/釋放狀態(tài)的電磁控制閥，以及液壓流體壓力開關(guān)或傳感器通過分離的信號(hào)線被控制或監(jiān)視。另外，系統(tǒng)控制裝置43也類似地與整體被看作ESS控制裝置的基于微處理器的電池組控制裝置和基于微處理器的功率電子控制裝置(未單獨(dú)顯示)通訊。這些ESS控制裝置優(yōu)選地通過CAN總線與系統(tǒng)控制裝置43通訊。ESS控制裝置依次適合提供各種涉及電池組和電動(dòng)機(jī)的傳感、診斷和控制功能。例如，電流和電壓傳感器、溫度傳感器、多相換流電子裝置和電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)傳感器通過ESS控制裝置被控制或監(jiān)視。發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)功能包括在ESS控制裝置實(shí)現(xiàn)的功能之中，所述發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)功能包括響應(yīng)于對(duì)旋轉(zhuǎn)有效的起動(dòng)速度信號(hào)的單側(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速控制，在至少一個(gè)電機(jī)的推動(dòng)下，發(fā)動(dòng)機(jī)速度上升到表達(dá)在起動(dòng)速度信號(hào)中的起動(dòng)速度，防止發(fā)動(dòng)機(jī)速度下跌到起動(dòng)速度以下，但允許發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒扭矩使發(fā)動(dòng)機(jī)速度偏離起動(dòng)速度。
本發(fā)明要求至少一個(gè)電機(jī)可操作地與發(fā)動(dòng)機(jī)連接，因而發(fā)動(dòng)機(jī)可以從速度為零的情況加快旋轉(zhuǎn)。電動(dòng)機(jī)可直接與發(fā)動(dòng)機(jī)輸出軸連接，或者通過以下部件與輸出軸連接任何一種齒輪組(包括減速齒輪傳動(dòng))，或者諸如起步離合器、范圍離合器的可選擇接合裝置，或者諸如嚙合接合的起動(dòng)機(jī)小齒輪和發(fā)動(dòng)機(jī)飛輪的齒圈和小齒輪裝置。
如此處使用的，起動(dòng)理解為包括諸如由電機(jī)推動(dòng)的發(fā)動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)和用于產(chǎn)生燃燒扭矩的發(fā)動(dòng)機(jī)燃料供給。如此處使用的，“發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)”狀態(tài)是指通過應(yīng)用電機(jī)產(chǎn)生的輸出扭矩發(fā)生的發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)的發(fā)動(dòng)機(jī)狀態(tài)。發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)狀態(tài)也表現(xiàn)為一種方法，其包括連續(xù)的或一系列的步驟、條件、程序或例行程序，其中由系統(tǒng)控制裝置、ECM或者其它控制裝置的不同組合完成涉及起動(dòng)速度、起動(dòng)時(shí)間、能量存儲(chǔ)系統(tǒng)的輸出電壓、溫度、燃料供給和其它因素的各種與起動(dòng)有關(guān)的診斷、控制和命令功能。如此處使用的，“發(fā)動(dòng)機(jī)停止”狀態(tài)通常以如下條件為特征其中發(fā)動(dòng)機(jī)速度為零，發(fā)動(dòng)機(jī)沒有被供給燃料，所述狀態(tài)也可表現(xiàn)為連續(xù)的或一系列的步驟、條件或例行程序，從而發(fā)動(dòng)機(jī)達(dá)到或保持該狀態(tài)。如此處使用的，“發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行”狀態(tài)通常指這樣一種狀態(tài)其中通常響應(yīng)于發(fā)動(dòng)機(jī)燃料供給和發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)，實(shí)現(xiàn)持續(xù)的產(chǎn)生發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩。發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行狀態(tài)也表現(xiàn)為一種方法，其包括連續(xù)的或一系列的步驟、條件、程序或例行程序，其中由系統(tǒng)控制裝置、ECM或者其它控制裝置的不同組合完成涉及發(fā)動(dòng)機(jī)速度、燃料供給和其它因素的各種與發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行有關(guān)的診斷、控制和命令功能。對(duì)優(yōu)選發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)方法的另外描述可在共同轉(zhuǎn)讓的共同等待批準(zhǔn)的美國專利申請(qǐng)序列號(hào)__/_______(律師案卷號(hào)為GP-305093)中找到，于此其整個(gè)內(nèi)容可并入?yún)⒖肌?br> 參考圖2，通常描述本發(fā)明有關(guān)上述的發(fā)動(dòng)機(jī)狀態(tài)和狀態(tài)之間的轉(zhuǎn)換。圓形塊代表發(fā)動(dòng)機(jī)狀態(tài)，箭頭代表狀態(tài)之間的轉(zhuǎn)換。本發(fā)明是用于控制起動(dòng)車輛動(dòng)力系統(tǒng)1的發(fā)動(dòng)機(jī)的方法100，所述動(dòng)力系統(tǒng)具有可充電的能量存儲(chǔ)系統(tǒng)17，所述能量存儲(chǔ)系統(tǒng)適合于向用于起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)21的電機(jī)19提供電功率，所述方法包括步驟如轉(zhuǎn)換115所示，從發(fā)動(dòng)機(jī)停止?fàn)顟B(tài)120啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)狀態(tài)110；控制從發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)狀態(tài)110中退出125，所述退出是起動(dòng)狀態(tài)110中能量存儲(chǔ)系統(tǒng)17提供給電機(jī)19的輸出電壓的函數(shù)，其中如果在預(yù)定的起動(dòng)時(shí)間內(nèi)輸出電壓小于起動(dòng)低電壓閾值，則退出起動(dòng)狀態(tài)110，系統(tǒng)從發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)狀態(tài)110轉(zhuǎn)換到發(fā)動(dòng)機(jī)停止?fàn)顟B(tài)120；對(duì)于每一次從發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)狀態(tài)110的所述退出125，就增加130計(jì)數(shù)器135，以建立發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)計(jì)數(shù)；以及如果發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)次數(shù)沒有超過發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)次數(shù)限制，則重復(fù)140在前的步驟。相信方法100可以或者在硬件中實(shí)現(xiàn)，例如，使用不同形式的硬接線邏輯元件，或者在軟件中實(shí)現(xiàn)，或者在其不同的組合中實(shí)現(xiàn)。但是，優(yōu)選地方法100包括計(jì)算機(jī)控制算法，其可作為計(jì)算機(jī)代碼在一個(gè)或多個(gè)計(jì)算機(jī)中執(zhí)行，所述計(jì)算機(jī)位于車輛中，例如發(fā)現(xiàn)在系統(tǒng)控制裝置43中。下面將更詳細(xì)地描述本發(fā)明的步驟。
參考圖2，轉(zhuǎn)換115闡述從發(fā)動(dòng)機(jī)停止?fàn)顟B(tài)120啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)狀態(tài)110的步驟。典型的啟動(dòng)人將是車輛駕駛員，起動(dòng)115將包括啟動(dòng)鍵、按鈕、旋鈕、杠桿或用于促動(dòng)開關(guān)的其它已知裝置的動(dòng)作。開關(guān)動(dòng)作將向控制裝置提供信號(hào)指示，例如系統(tǒng)控制裝置43，其適合于處理信號(hào)，以及為啟動(dòng)115從發(fā)動(dòng)機(jī)停止?fàn)顟B(tài)120的轉(zhuǎn)換提供必需的控制動(dòng)作。這包括軟件例行程序或程序的初始化或者開始。
根據(jù)諸如上述的方法，在起動(dòng)狀態(tài)110中發(fā)動(dòng)機(jī)將會(huì)被起動(dòng)。根據(jù)該方法，將執(zhí)行多個(gè)控制、命令和診斷例行程序，以便確定系統(tǒng)是否繼續(xù)發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)狀態(tài)，或者是否已獲得發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)狀態(tài)，或者是否應(yīng)該退出發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)狀態(tài)以有利于發(fā)動(dòng)機(jī)停止?fàn)顟B(tài)。有多個(gè)典型的診斷例行程序，其用于測試多個(gè)系統(tǒng)或狀態(tài)參數(shù)，例如起動(dòng)事件的持續(xù)時(shí)間、發(fā)動(dòng)機(jī)速度以及與起動(dòng)中系統(tǒng)的不同元件有關(guān)的溫度，以便確定是否應(yīng)該實(shí)現(xiàn)控制命令退出發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)狀態(tài)以有利于發(fā)動(dòng)機(jī)停止?fàn)顟B(tài)。一個(gè)這樣的診斷包括方法100。
參考圖2，方法100還包括步驟控制從發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)狀態(tài)110中退出125，所述退出是發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)狀態(tài)110中能量存儲(chǔ)系統(tǒng)17提供給電機(jī)19的輸出電壓的函數(shù)，其中如果在預(yù)定的起動(dòng)時(shí)間內(nèi)輸出電壓小于起動(dòng)低電壓閾值，則退出起動(dòng)狀態(tài)110，系統(tǒng)從發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)狀態(tài)110轉(zhuǎn)換到發(fā)動(dòng)機(jī)停止?fàn)顟B(tài)120。能量存儲(chǔ)系統(tǒng)的輸出電壓優(yōu)選地在發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)狀態(tài)中連續(xù)地被監(jiān)視，以通過一個(gè)或多個(gè)控制裝置確定提供給電機(jī)的輸出電壓，例如系統(tǒng)控制裝置43。比較能量存儲(chǔ)系統(tǒng)的輸出電壓和起動(dòng)低電壓閾值，所述起動(dòng)低電壓閾值存儲(chǔ)在圖3所示的查找表中。這種起動(dòng)低電壓診斷適合于在發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)狀態(tài)110中，當(dāng)ESS的輸出電壓下降到低于規(guī)定的起動(dòng)低電壓閾值時(shí)，強(qiáng)迫系統(tǒng)退出起動(dòng)狀態(tài)，以便保護(hù)電池免受過量的低電壓。
用于比較ESS的輸出電壓和起動(dòng)低電壓閾值以確定在預(yù)定的起動(dòng)時(shí)間內(nèi)輸出電壓小于起動(dòng)低電壓閾值的一個(gè)手段是通過使用加權(quán)防反跳邏輯。因使用該手段，當(dāng)電壓適度偏低時(shí)，系統(tǒng)能嘗試在更長的時(shí)間內(nèi)起動(dòng)，但是當(dāng)電壓更低時(shí)能更加迅速地迫使系統(tǒng)退出發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)狀態(tài)。
參考圖3-5，參考下面所述的邏輯語句描述防反跳操作。
如果信號(hào)＞Pass Value，則清除計(jì)數(shù)器，通過該錯(cuò)誤；如果信號(hào)＞Zero Thresh，則不增加計(jì)數(shù)器；如果Zero_Thresh＜信號(hào)＜Low_Thresh，則通過Low_Count增加計(jì)數(shù)器(例如，2次)；如果Low_Thresh＜信號(hào)＜Hi_Thresh，則通過Med_Count增加計(jì)數(shù)器(例如，10次)；如果信號(hào)＞Hi_Thresh，則通過Hi_Count增加計(jì)數(shù)器(例如，計(jì)數(shù)為50)；以及當(dāng)計(jì)數(shù)器＞Fail_Count(例如100)時(shí)，不通過該錯(cuò)誤；其中計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)增加是與起動(dòng)低電壓診斷有關(guān)的每個(gè)控制循環(huán)(例如控制循環(huán)100ms)。因而，如果輸出電壓在第一范圍(即由Zero_Thresh和Low_Thresh界限定義的)之內(nèi)，則預(yù)定起動(dòng)時(shí)間是5秒(即，每個(gè)fail count的100次循環(huán)/每次循環(huán)的2次＝50次循環(huán)/不通過×100ms/循環(huán)＝5秒/不通過)。同樣地，使用給定的示例性值，如果輸出電壓在第二范圍(即由Low_Thresh和Hi_Thresh界限定義的)之內(nèi)，則預(yù)定起動(dòng)時(shí)間是1秒，使用給定的示例性值，如果輸出電壓在第三范圍(即由小于Hi_Thresh的點(diǎn)定義的)之內(nèi)，則預(yù)定起動(dòng)時(shí)間是0.2秒。因而，加權(quán)防反跳的不通過該錯(cuò)誤可用于向控制裝置提供退出信號(hào)，以便如果在預(yù)定的起動(dòng)時(shí)間內(nèi)輸出電壓小于起動(dòng)低電壓閾值，就退出發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)狀態(tài)。此外，如該實(shí)例指示的，如圖3所示，預(yù)定起動(dòng)時(shí)間可確定為輸出電壓和起動(dòng)低電壓閾值之間差值大小的函數(shù)。差值的大小可由多個(gè)閾值或者范圍定義，如圖3所述和上述實(shí)例所示，或者它可通過直接拿輸出電壓和閾值的差值定義。此外，當(dāng)差值的大小增加時(shí)，預(yù)定起動(dòng)時(shí)間減少。
這種診斷也接受圖4所示的起動(dòng)低電壓偏置145的值。這種輸入偏移了起動(dòng)低電壓閾值147和以附加的方式產(chǎn)生的任何額外的閾值或范圍(即Zero_Thresh、Low_Thresh、Hi_Thresh)，以允許如圖5所示的在某些狀態(tài)下的不同的錯(cuò)誤電壓電平。在這種情況下，基于從發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)狀態(tài)到發(fā)動(dòng)機(jī)停止?fàn)顟B(tài)的退出次數(shù)確定偏置145，以致起動(dòng)低電壓偏置145的值隨著退出次數(shù)的增加而減小。減小的偏置降低起動(dòng)低電壓閾值147，以及隨后的從發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)狀態(tài)退出到發(fā)動(dòng)機(jī)停止?fàn)顟B(tài)，當(dāng)車輛被起動(dòng)時(shí)，允許使用更多儲(chǔ)備的電池能量通過發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)狀態(tài)。圖5中闡述了將偏置145應(yīng)用到閾值147。因而，通過使用偏置145，起動(dòng)低電壓閾值147是由診斷得到的從發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)狀態(tài)退出到發(fā)動(dòng)機(jī)停止?fàn)顟B(tài)的次數(shù)的函數(shù)，優(yōu)選的通常是減函數(shù)。
方法100還包括步驟對(duì)于每一次從發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)狀態(tài)110的所述退出125，就增加130計(jì)數(shù)器135，以建立發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)次數(shù)。步驟增加130計(jì)數(shù)器135應(yīng)被廣泛地理解，包括各種實(shí)現(xiàn)獲得狀態(tài)之間的轉(zhuǎn)換次數(shù)的方法，包括已知技術(shù)用于增加和減少計(jì)數(shù)器135以獲得這種轉(zhuǎn)換的次數(shù)。
方法100還包括循環(huán)機(jī)制，以致如果發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)次數(shù)沒有超過發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)次數(shù)限制，方法100包括步驟重復(fù)140方法的先前步驟。發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)次數(shù)限制是由診斷許可的從發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)狀態(tài)退出125到發(fā)動(dòng)機(jī)停止?fàn)顟B(tài)的最大值。
方法100還包括響應(yīng)于極端低電壓情況的額外電平保護(hù)，特別是當(dāng)如此處所述執(zhí)行起動(dòng)低電壓診斷，以及已經(jīng)超過發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)次數(shù)限制(即發(fā)動(dòng)機(jī)已經(jīng)使用了嘗試起動(dòng)的最大值)時(shí)，其中如果發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)次數(shù)超過發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)次數(shù)限制，方法100包括設(shè)置起動(dòng)次數(shù)限制或者抑制系統(tǒng)中的錯(cuò)誤，在錯(cuò)誤被清除之前，所述錯(cuò)誤不允許隨后的發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)狀態(tài)的啟動(dòng)。這種錯(cuò)誤可用于將能量存儲(chǔ)系統(tǒng)阻隔在外，使其不被進(jìn)一步使用，免受因極端低電壓情況產(chǎn)生的電池組可能損害。參考圖2，當(dāng)錯(cuò)誤存在時(shí)，如果嘗試通過按下起動(dòng)按鈕啟動(dòng)轉(zhuǎn)換115從發(fā)動(dòng)機(jī)停止?fàn)顟B(tài)到發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)狀態(tài)，那么系統(tǒng)會(huì)執(zhí)行轉(zhuǎn)換155代表的動(dòng)作，其中狀態(tài)沒有變化。在一個(gè)實(shí)施例中，設(shè)置錯(cuò)誤，以致它只能被受過培訓(xùn)的服務(wù)人員使用適合于清除錯(cuò)誤的服務(wù)工具清除。一旦超過了從發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)狀態(tài)到發(fā)動(dòng)機(jī)停止?fàn)顟B(tài)的退出次數(shù)最大值，就必須使用服務(wù)工具重置錯(cuò)誤以及使能再起動(dòng)。一次發(fā)動(dòng)嘗試和方法100的一次額外執(zhí)行將提供給服務(wù)技術(shù)人員。如果車輛沒有轉(zhuǎn)換到發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行狀態(tài)150，并且發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)動(dòng)沒有發(fā)生，那么系統(tǒng)根據(jù)起動(dòng)低電壓診斷從發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)狀態(tài)退出到發(fā)動(dòng)機(jī)停止?fàn)顟B(tài)，因?yàn)槌^了退出次數(shù)的最大值，起動(dòng)次數(shù)限制或者抑制錯(cuò)誤再次發(fā)生，為了隨后的開動(dòng)嘗試，錯(cuò)誤將再次使用服務(wù)工具被重置。但是，起動(dòng)低電壓診斷將保持有效，以保護(hù)電池避免完全放電。
如果如轉(zhuǎn)換160所示實(shí)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行狀態(tài)150，通常優(yōu)選地結(jié)合步驟重置165計(jì)數(shù)器135，因?yàn)槟芰看鎯?chǔ)系統(tǒng)將在所有可能的情況下充足的充電，以減輕該狀態(tài)中任何與電池低電壓有關(guān)的擔(dān)心。一旦獲得發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行狀態(tài)150就可立即進(jìn)行重置160，或者也可服從各種驗(yàn)證測試、延遲、診斷例行程序或者確保在重置165計(jì)數(shù)器135之前成功獲得發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行狀態(tài)150的其它手段。
在各種發(fā)動(dòng)機(jī)狀態(tài)之間許多其它另外的轉(zhuǎn)換是可能的，特別是在發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)狀態(tài)110和發(fā)動(dòng)機(jī)停止?fàn)顟B(tài)120之間，例如因發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)間超過起動(dòng)限制而產(chǎn)生的轉(zhuǎn)換175，其可根據(jù)方法100結(jié)合轉(zhuǎn)換115實(shí)現(xiàn)。
方法還可包括步驟設(shè)置160指示退出起動(dòng)次數(shù)。該次數(shù)結(jié)合控制裝置使用，以提供各種退出起動(dòng)次數(shù)的指示，例如可被駕駛員感知的指示，以及可包括各種已知的聽覺指示，例如鈴、喇叭或者其它聽覺指示，視覺指示，例如圖像顯示器、計(jì)數(shù)器或其它已知的視覺指示，還包括觸覺指示，例如振動(dòng)發(fā)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)，或者改變其相應(yīng)的特性。
本發(fā)明進(jìn)一步的適用范圍從附圖和該詳細(xì)的描述、以及隨后的權(quán)利要求書中變得明晰。但是，應(yīng)該理解詳細(xì)的描述和特殊的實(shí)例，同時(shí)指示本發(fā)明的有效實(shí)施例，僅僅因?yàn)殛U述的目的給出，因?yàn)樵诒景l(fā)明的精神和范圍之內(nèi)的各種改變和修改對(duì)熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說是顯而易見的。
權(quán)利要求
1.一種控制車輛動(dòng)力系統(tǒng)中發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)的方法，所述動(dòng)力系統(tǒng)具有可充電的能量存儲(chǔ)系統(tǒng)，所述能量存儲(chǔ)系統(tǒng)適合于向用于起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)的電機(jī)提供電功率，所述方法包括步驟從發(fā)動(dòng)機(jī)停止?fàn)顟B(tài)啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)狀態(tài)；控制從發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)狀態(tài)中退出，所述退出是隨起動(dòng)狀態(tài)中能量存儲(chǔ)系統(tǒng)提供給電機(jī)的輸出電壓而變的，其中如果在預(yù)定的起動(dòng)時(shí)間內(nèi)輸出電壓小于起動(dòng)低電壓閾值，則退出起動(dòng)狀態(tài)，系統(tǒng)從發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)狀態(tài)轉(zhuǎn)換到發(fā)動(dòng)機(jī)停止?fàn)顟B(tài)；每一次從發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)狀態(tài)進(jìn)行所述退出，就增加計(jì)數(shù)器，以建立發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)次數(shù)；以及如果發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)次數(shù)沒有超過發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)次數(shù)限制，則重復(fù)在前的步驟。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，起動(dòng)低電壓閾值是從發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)狀態(tài)這樣退出到發(fā)動(dòng)機(jī)停止?fàn)顟B(tài)的次數(shù)的函數(shù)。
3.如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，起動(dòng)低電壓閾值隨所述退出次數(shù)而變地減小。
4.如權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，預(yù)定起動(dòng)時(shí)間是輸出電壓和起動(dòng)低電壓閾值之間差值大小的函數(shù)。
5.如權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，當(dāng)差值的大小增加時(shí)，預(yù)定起動(dòng)時(shí)間減少。
6.如權(quán)利要求1所述的方法，還包括如果檢測到發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行狀態(tài)，則重置發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)次數(shù)。
7.如權(quán)利要求1所述的方法，還包括如果發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)次數(shù)超過發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)次數(shù)限制，則設(shè)置系統(tǒng)中的錯(cuò)誤，在錯(cuò)誤被清除之前，所述錯(cuò)誤不允許隨后的發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)狀態(tài)的啟動(dòng)。
8.如權(quán)利要求7所述的方法，還包括清除錯(cuò)誤，以及重復(fù)在前的步驟，所述步驟從以下步驟開始從發(fā)動(dòng)機(jī)停止?fàn)顟B(tài)啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)狀態(tài)。
9.如權(quán)利要求1所述的方法，還包括提供退出起動(dòng)次數(shù)的指示。
10.如權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于，指示選自聽覺指示、視覺指示和觸覺指示。
11.一種控制車輛動(dòng)力系統(tǒng)中發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)的方法，所述動(dòng)力系統(tǒng)具有可充電的能量存儲(chǔ)系統(tǒng)，所述能量存儲(chǔ)系統(tǒng)適合于響應(yīng)控制裝置的控制動(dòng)作，向用于起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)的電機(jī)提供電功率，所述方法適合于執(zhí)行控制裝置的計(jì)算機(jī)內(nèi)的代碼，所述方法包括步驟從發(fā)動(dòng)機(jī)停止?fàn)顟B(tài)啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)狀態(tài)；控制從發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)狀態(tài)中退出，所述退出是隨起動(dòng)狀態(tài)中能量存儲(chǔ)系統(tǒng)提供給電機(jī)的輸出電壓而變的，其中如果在預(yù)定的起動(dòng)時(shí)間內(nèi)輸出電壓小于起動(dòng)低電壓閾值，則退出起動(dòng)狀態(tài)，系統(tǒng)從發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)狀態(tài)轉(zhuǎn)換到發(fā)動(dòng)機(jī)停止?fàn)顟B(tài)；每一次從發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)狀態(tài)進(jìn)行所述退出，就增加計(jì)數(shù)器，以建立發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)次數(shù)；如果發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)次數(shù)沒有超過發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)次數(shù)限制，則重復(fù)在前的步驟；以及如果發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)次數(shù)超過發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)次數(shù)限制，則設(shè)置控制裝置中的錯(cuò)誤，在錯(cuò)誤被清除之前，所述錯(cuò)誤不允許隨后的發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)狀態(tài)的啟動(dòng)。
12.如權(quán)利要求11所述的方法，其特征在于，起動(dòng)低電壓閾值是從發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)狀態(tài)這樣退出到發(fā)動(dòng)機(jī)停止?fàn)顟B(tài)的次數(shù)的函數(shù)。
13.如權(quán)利要求12所述的方法，其特征在于，起動(dòng)低電壓閾值隨所述退出次數(shù)而變地減小。
14.如權(quán)利要求13所述的方法，其特征在于，預(yù)定起動(dòng)時(shí)間是輸出電壓和起動(dòng)低電壓閾值之間差值大小的函數(shù)。
15.如權(quán)利要求14所述的方法，其特征在于，當(dāng)差值的大小增加時(shí)，預(yù)定起動(dòng)時(shí)間減少。
16.如權(quán)利要求12所述的方法，其特征在于，預(yù)定起動(dòng)時(shí)間根據(jù)小于起動(dòng)低電壓閾值的多個(gè)預(yù)定電壓范圍確定，每個(gè)電壓范圍與其相應(yīng)的預(yù)定起動(dòng)時(shí)間相關(guān)，其中，接近起動(dòng)低電壓閾值的那些電壓范圍比遠(yuǎn)離電壓閾值的那些范圍具有更長的預(yù)定起動(dòng)時(shí)間。
17.如權(quán)利要求11所述的方法，還包括如果檢測到發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行狀態(tài)，則重置發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)次數(shù)。
18.如權(quán)利要求11所述的方法，還包括如果發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)次數(shù)超過發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)次數(shù)限制，設(shè)置控制裝置中的錯(cuò)誤，所述錯(cuò)誤不允許隨后的發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)狀態(tài)的啟動(dòng)。
19.如權(quán)利要求18所述的方法，還包括清除控制裝置中的錯(cuò)誤，以及重復(fù)在前的步驟，所述步驟從以下步驟開始從發(fā)動(dòng)機(jī)停止?fàn)顟B(tài)啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)狀態(tài)。
20.如權(quán)利要求11所述的方法，還包括提供退出起動(dòng)次數(shù)的指示。
21.如權(quán)利要求20所述的方法，其特征在于，指示選自聽覺指示、視覺指示和觸覺指示。
全文摘要
一種控制車輛動(dòng)力系統(tǒng)中發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)的方法，所述動(dòng)力系統(tǒng)具有可充電的能量存儲(chǔ)系統(tǒng)，所述能量存儲(chǔ)系統(tǒng)適合于向用于起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)的電機(jī)提供電功率，其中，如果在預(yù)定的起動(dòng)時(shí)間內(nèi)輸出電壓小于起動(dòng)低電壓閾值，則系統(tǒng)適合于從發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)狀態(tài)中退出，所述退出是起動(dòng)狀態(tài)中能量存儲(chǔ)系統(tǒng)提供給電機(jī)的輸出電壓的函數(shù)。根據(jù)該方法，起動(dòng)低電壓閾值是發(fā)動(dòng)嘗試失敗次數(shù)的函數(shù)，通常是發(fā)動(dòng)嘗試失敗次數(shù)的減函數(shù)。預(yù)定起動(dòng)時(shí)間是輸出電壓和起動(dòng)低電壓閾值之間差值大小的函數(shù)。
文檔編號(hào)G06F17/00GK1696850SQ20051007121
公開日2005年11月16日 申請(qǐng)日期2005年5月13日 優(yōu)先權(quán)日2004年5月14日
發(fā)明者W·R·考索恩, L·T·尼茨 申請(qǐng)人:通用汽車公司