CN101096935B - 操作车辆的方法和采用该方法的装置 - Google Patents

Abstract

一种发动机管理系统和一种在车辆内操作该系统的方法。该系统采用多个软件模块，其中一个软件模块与车辆发动机通信以连通信息，还与至少一个另外的软件模块通信，该至少一个另外的软件模块提供涉及辅助装置操作的信息和参数，从而第一软件模块产生用于车辆发动机的输入扭矩曲线信号。此外，第二软件模块能够给多个辅助装置提供较小动力需求信号，以确保最佳的燃料效率和噪声降低。

Description

操作车辆的方法和采用该方法的装置

技术领域

本发明涉及一种操作车辆的方法。更具体地说，本发明涉及一种使用多个软件模块从而提供关于车辆的燃料消耗和噪声的最佳行车状况。

背景技术

从现有技术中已知使用软件模块或ECU(电子控制单元)来控制对发动机的扭矩输入。具体地说，使用多个软件模块或ECU，其中发动机具有其自身的单独ECU，该ECU与控制车辆中的辅助部件或装置的辅助ECU通信。通过在发动机ECU和辅助机器ECU之间传递信息来改进发送至发动机的操作状况和扭矩曲线，从而形成发动机输出。

虽然有了这些改进，但是在本技术领域中仍然存在着问题。具体地说，大多数车辆具有多个需要从发动机中获取动力的辅助装置，对于车辆的操作来说，各辅助装置具有不同的优先级和重要性。类似地，在不同时期，不同的辅助装置需要从车辆发动机中获得不同数量的动力输入。因为这些问题，动力经常浪费在车辆中，从而降低了发动机内的燃料效率。此外，使用目前的系统不能优化其它诸如发动机的噪声输出之类的考虑因素。因此，需要一种可改进车辆内的整体发动机效率的方法和装置。

因此，本发明的目的是提供一种可改进车辆内的燃料效率的改进的车辆操作方法。

本发明的另一目的是提供一种可减小车辆内的噪声等级的改进的操作车辆方法。

本发明的另一目的是提供一种可使车辆内的多个辅助装置的性能最大化的软件模块。

本发明的这些和其它目的、特征或优点将从说明书和权利要求书中变得显而易见。

发明内容

一种用于操作车辆的方法和装置。该车辆具有发动机管理系统，该发动机管理系统包括由第一软件模块控制的发动机。第一软件模块与第二软件模块通信。第二软件模块与多个辅助装置通信，这些辅助装置由发动机手动操作并与第一软件模块和第二软件模块通信。因此，第一软件模块使用从车辆发动机和多个辅助装置中收集的信息，以将扭矩和速度曲线信号发送到车辆发动机，还将信息发送到第二软件模块。然后，第二软件模块与各单独辅助装置相互作用以发送信号，从而根据所想要的诸如最佳噪声等级之类的车辆参数，来减小单独辅助装置的所需动力量。

附图说明

图1是用于车辆的发动机管理系统的示意性框图。

具体实施方式

图中示意性地示出了发动机管理系统10。发动机管理系统10包括车辆发动机12，该车辆发动机12与第一软件模块14电气连接和和通信，该第一软件模块14也与第二软件模块16电气连接和通信。多个辅助装置18机械连接和电气连接至车辆发动机12并与第二软件模块通信。在较佳的实施例中，第一软件模块是ECU(电子控制单元)，并被认为是发动机管理模块。该发动机管理模块确定发动机速度对扭矩的特性曲线，并给发动机12提供输入扭矩曲线信号20。此外，输入扭矩曲线信号20可提供不同扭矩曲线的选择，其中，车辆发动机可在操作过程中改变扭矩曲线。

发动机管理模块也负责将输入速度信号22发送至发动机12，以给发动机12提供所想要的速度。在较佳的实施例中，通过确定需要从由发动机12驱动的一组泵中获取的总流量、以及发送高于实际需求10-15％的所想要速度，来计算出这个想要的速度，从而给泵提供一些误差容限。还通过在发动机12上的所有扭矩需求的总和、以及根据发动机扭矩对速度的曲线，来控制所想要的速度。大部分的扭矩需求是液压泵。诸如机械装置之类的其它需求也被考虑在本说明书的范围内。

第一软件模块14的其它操作包括通过具有在发动机减速时设置延迟的参数来避免发动机速度调整而引发喘振。第一软件模块14还能够处理阅读标准J1939发动机信息，诸如确定发动机RPM、扭矩百分比等。此外，当发动机速度再次作出变化时，第一软件模块14能够发送前馈调整给任何速度临界函数，以避免喘振。

第一软件模块14还从车辆发动机控制器中接收扭矩曲线输出信号24和发动机速度输出信号26，以作出连续的计算。同时，车辆发动机12具有多个至辅助装置18的机械连接件28，以操作这些装置从而使各辅助装置18产生速度和扭矩需求信号30，这些速度和扭矩需求信号30也发送到第一软件模块14以作计算。一旦根据所有接收到的信号作出了计算，第一软件模块14就将输出信号32发送到第二软件模块16，且第一软件模块14类似地从第二软件模块16中接收输入信号34。因此，当第二软件模块16确定需要在单独的辅助装置18内减小动力时，第二软件模块16能够将减小的动力需求信号36发送到多个辅助装置18。

在较佳的实施例中，如同第一软件模块一样，第二软件模块16是ECU。此外，此ECU被认为是机器管理模块。尽管目前的附图仅仅示出了一个第二软件模块，但是可以采用多个第二软件模块来考虑多个辅助功能。仅仅作为示例，在本说明书中设置了单个机器管理模块。

第二软件模块16根据多个参数来确定总的扭矩和流量需求，从而将这个信息馈送到发动机管理模块或者第一软件模块14。这些多个参数包括与诸如系统内的液压泵之类的辅助装置有关的参数。这些参数包括泵的最大排量、泵速、来自于机器管理的流量需求(不限速)、输入信号百分比、以及在各液压泵内测量出的压力。附加的参数可以来自开路泵，这些开路泵具有诸如最大排量、泵速、来自于机器管理的流量需求(不限速)、输入信号百分比(至各阀的流量输入)、以及测量出的压力。此外，还可以考虑与机械扭矩需求相关的参数。

已知液压泵排量基于对液压泵的百分比控制，而开路活塞泵排量基于对与实际发动机和泵速相结合的泵所驱动的各流量控制阀的百分比控制。各泵的扭矩需求是根据泵的已知排量和传感器测出的压力来确定的。相反地，也需要知道由各泵驱动的部件的流量需求，从而因此来调整发动机速度。

第二软件模块16还用来应用到特殊的项目上，诸如控制各泵或比例阀信号。具体地说，可以使用对于这些部件的任何PID或其它速度或压力控制。对各个部件添加优先级别还可以有利地和明确地注意到，当所有部件需要的动力高于发动机容量时，应该限制哪个部件。因此，第二软件模块16能够确定何时将减小动力需求信号36发送至各个辅助装置18，从而确保不管发动机状况如何较高优先级的装置都能够接收到需要的动力。

在操作中，操作使用此发动机管理系统10的车辆的方法包括设置车辆发动机12、第一软件模块14和第二软件模块16、以及多个辅助装置18。接下来的步骤要求将速度和扭矩需求信号30从多个辅助装置18发送到第一软件模块14。然后，车辆发动机12将扭矩曲线输出信号24和发动机速度输出信号26发送到第一软件模块14。然后，第一软件模块14将输出信号32发送到第二软件模块16，并从第二软件模块16接收输入信号34。

一旦信号24、26、30和34被第一软件模块14接受后，第一软件模块14就确定将被车辆发动机12所使用的想要的或最佳的扭矩曲线以及想要的或最佳的发动机速度。然后，第一软件模块14将包含测量出的扭矩曲线的扭矩曲线信号20和发动机速度输出信号26发送到车辆发动机12。同时，第二软件模块16根据系统参数和第一软件模块14的输出信号32来计算第二扭矩曲线和最佳发动机速度，并将减小动力需求信号36发送到多个辅助装置18中的至少一个，从而减小辅助装置18的速度和扭矩需求。

因此，发动机管理系统10具有额外的防止失速作用，从而假如实际发动机速度低于由第一软件模块14发送出的目标速度，第一软件模块就会检测到发动机速度输出信号26中的不一致。作为响应，此信息经由输出信号32而被输送至第二软件模块16。然后第二软件模块16控制多个辅助装置18。假如已经超出发动机12的容量，则第二软件模块16将减小动力需求信号36发送到低优先级的强力辅助装置18以防止失速。因此，第二软件模块16能够根据预定的辅助装置优先级有选择地将减小动力需求信号36发送到单独的辅助装置18。

在确定所想要的发动机速度时，第一软件模块14监测所有的辅助装置。在较佳的实施例中，多个辅助装置18包括多个液压泵，各液压泵具有所想要的操作速度。在此实施例中的第一软件模块14根据要求最高速度的泵来计算所想要的发动机速度。类似地，第一软件模块14也监测其它辅助装置，以确定哪个辅助装置18需要最高的速度需求。然后，第一软件模块14使用此最高速度需求来确定所想要的最小发动机速度。

此外，第一和第二软件模块14、16都具有存储器，从而不管车辆的先前活动如何，它们都可获得历史数据。因此，假如车辆具有通常的路线或操作，则第一和第二软件模块14、16能够通过使用历史数据设置优先级和防止动力喘振来改装系统。以此方式，软件模块14和16能够在它们发生特定状况之前就得知而为这些状况作好准备。

因此，通过使用多个软件模块，发动机管理系统10能够将所想要的发动机扭矩曲线和确定发动机速度的发动机负荷需求作比较。此外，能够使用模块来计算对于各辅助机器的负荷来说的速度和扭矩需求以及发动机需求，从而确定施加在发动机上的负荷和速度需求。模块也计算扭矩和发动机速度需求，从而将信号发送到车辆发动机12。

模块14、16还能够监测车辆发动机12和与辅助装置18相关的负荷，从而确定当车辆工作时发动机速度或扭矩曲线是否需要改变。因此，模块能够将这些新的发动机速度和扭矩发送到车辆发动机12。当模块确定改变的发动机速度不能适应辅助装置18的所有负荷时，就可根据预定的优先级将减小动力需求信号36发送到辅助装置。

此外，软件模块14和16能够给操作者提供输出以指示机器的状态。例如，当要求的负荷已经超出发动机容量以及已经被减小时，模块14和16能够通知操作者。模块14和16还显示出减小了哪个负荷。此外，需要时模块还能显示发动机速度。

模块14和16允许操作诸如变化其输出的液压泵之类的负荷，以确保获得最佳的发动机速度。此外，这些变化与发动机速度变化一致，以防止喘振和其它不想要的作用。此外，正如上述的模块可以附加地是多个模块一样，上述的发动机也可以是多个发动机。

因此，揭示了一种提供多个软件模块的方法和发动机管理系统10，这些软件模块用来监测机器状况以确定最佳发动机操作速度和扭矩曲线，从而产生最低的燃料消耗，同时仍然保持所有的机器功能。此外，软件模块可以用来考虑到由发动机和其它辅助装置参数产生的噪声以使状况优化。因此，实现了组合最佳的燃料消耗和噪声工作状况。该软件通过考虑各单独辅助装置的速度和扭矩需求来实现这些最佳状况。此外，该软件模块可与机器控制软件合成一体，还能够得知机器操作模式并调整到所设置的机器状况。因此，满足了所有上述的目的。

本领域技术人员会意识到，在不脱离本发明精神的范围内，可对于该装置作出其它多种修改。所有这些修改和变化都落入权利要求书的范围内，并且认为是由权利要求书覆盖的。

Claims (10)

1.一种操作车辆的方法，包括以下步骤：

设置多个辅助装置，所述辅助装置从至少一个车辆发动机中接收机械输入；

将速度和扭矩需求信号从所述多个辅助装置发送到第一软件模块；

将扭矩曲线输出信号和发动机速度输出信号从所述车辆发动机发送到所述第一软件模块；

在所述第一软件模块内确定输入扭矩曲线信号；

将所述输入扭矩曲线信号从所述第一软件模块发送到所述车辆发动机；以及

将减小动力需求信号从第二软件模块发送到所述多个辅助装置中的至少一个，以减小所述辅助装置的速度和扭矩需求。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，根据发动机噪声来计算所述输入扭矩曲线信号。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，使用历史数据来计算所述输入扭矩曲线信号。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，当所述输入扭矩曲线信号包括多个扭矩曲线时，通过所述车辆发动机的控制单元来选择各扭矩曲线。

5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一软件模块计算所想要的发动机速度，并根据所述所想要的发动机速度将所述发动机速度输出信号发送到所述车辆发动机。

6.一种用于车辆的发动机管理系统，包括：

车辆发动机；

第一软件模块，所述第一软件模块电气连接至所述车辆发动机并与所述车辆发动机通信；

多个辅助装置，所述辅助装置机械连接至所述车辆发动机，并且并与所述第一软件模块电气连接和通信；

第二软件模块，所述第二软件模块电气连接至所述第一软件模块并与所述第一软件模块通信，并且与所述多个辅助装置通信；以及

其中，当所述第二软件模块确定需要在单独的辅助装置内减小动力时，所述第二软件模块能够将信号发送到所述辅助装置。

7.如权利要求6所述的系统，其特征在于，所述第一软件模块是电子控制单元。

8.如权利要求6所述的系统，其特征在于，所述第二软件模块是电子控制单元。

9.如权利要求6所述的系统，其特征在于，所述第二软件模块有选择地将信号发送到各单独辅助装置。

10.如权利要求9所述的系统，其特征在于，所述第二软件模块根据预定的辅助装置优先级有选择地将信号发送到单独辅助装置。