CN101842259A - 用于更有效地使用车辆中的内燃机的方法 - Google Patents

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Abstract

一种用于在行驶期间更有效地使用车辆内燃机的方法，所述车辆包括自动有级齿轮传动型变速器，所述方法包括以下步骤：感测当前发动机转速及发动机转速增加量；估算即将进行的升档所需的最小升档发动机转速；对发动机转速在没有达到所述最小升档发动机转速的情况下停止增加进行记录，并且其中所述发动机转速在比较接近于发动机效率相对低的最大发动机转速时停止增加；以及，自动地控制发动机输出扭矩，以便将发动机转速限制为发动机效率相对高的第一预定发动机转速。

Description

用于更有效地使用车辆中的内燃机的方法
技术领域
本发明涉及一种通过在某些车辆状况下以预定方式自动地控制发动机转速来更有效地使用车辆中的内燃机的方法。
本发明还涉及计算机程序和计算机程序产品，二者与计算机一起使用以执行所述方法。
背景技术
在配备有自动变速器的车辆中，在上坡行驶中有时会发生这种情形：变速器控制单元估计将不可能升档到新档位，因为车辆发动机将不能使车辆加速到足够高的车速从而发动机能利用所采用的所述新档位来设法驱动车辆。这种评估(车辆发动机不能使车辆加速到足够高的车速)的替代方案是简单地记录这种情况：在达到用于升档的正确发动机转速之前发动机转速的升高已经停止。这通常导致发动机在相对高的发动机转速下停机或“熄火”，而变速器不能完成升档。对于重载卡车，典型的例子是：发动机必须使其转速升高到超过1850rpm，以能够在升档之后利用所采用的新档位达到如下转速，该转速为发动机提供了产生至少足以能够保持当前车速的扭矩的可能性。为了得到更多富余，在开始升档到新档位之前，必须将发动机转速提高到更高的转速，例如提高到1900至1950rpm。在这些相对高的发动机转速下，发动机的效率相对低，并且，发动机在这些相对高的发动机转速下停机会导致燃料消耗增加。
JP08-295154公开了一种车辆巡航控制器，例如，在爬坡时它调节车速(使车速减小)，从而使发动机转速到达更有效的工作区域。
本发明的目的在于：关于所计划的升档，以更好的方式控制发动机转速。
发明内容
根据本发明的方法是一种用于在车辆行驶期间更有效地使用所述车辆中的内燃机的方法，所述车辆还包括自动有级齿轮传动型变速器，用于对发动机转速与车辆驱动轮转速之间的传动比进行自动的传动比调节。所述方法包括以下步骤：
-感测当前发动机转速及发动机转速增加量；
-估算即将进行的升档所需的最小升档发动机转速；
其特征在于所述方法还包括以下步骤：
-对发动机转速在没有达到所述最小升档发动机转速的情况下停止增加进行记录，并且其中所述发动机转速在比较接近于发动机效率相对低的最大发动机转速时停止增加；以及
-自动地控制发动机输出扭矩，以便将发动机转速限制为发动机效率相对高的第一预定发动机转速。
根据本发明的方法的优点在于：由于将会减少在低效率发动机转速下的不必要的驾驶，所以将会节省燃料。
根据本发明的方法的一个实施例，在达到所述效率相对低但相对高速的发动机转速之前，预先执行所述对发动机转速在没有达到所述最小升档发动机转速的情况下停止增加进行记录的步骤。该实施例的优点在于驾驶员将不会遇到任何突然的功率损耗和车速降低。
根据按照本发明的方法的又一实施例，通过基于当前主要车辆状况的评估来完成所述预先执行的记录步骤。在根据本发明的方法的又一实施例中，所述评估是以该车辆的当前主要车辆状况以及估计可能即将发生的车辆状况为基础的。该实施例的优点在于：能够进一步优化所述发动机扭矩自动控制的激活和使用，甚至能够节省更多燃料。
根据按照本发明的方法的一个实施例，所述发动机扭矩自动控制可以仅在布置于车辆中的巡航控制有效时才有效。该实施例允许驾驶员在阻止执行巡航控制的情况下驾驶时进行更多的全手动控制。
根据按照本发明的方法的又一实施例，所述发动机扭矩自动控制能够仅在第一车辆行驶模式激活时才有效，该第一行驶模式不同于所述车辆的第二行驶模式。例如，此第一行驶模式可以是经济模式，它能够由驾驶员手动选择和采用。
根据按照本发明的方法的又一实施例，当车辆驾驶员请求给驱动轮满功率时，阻止执行所述发动机扭矩自动控制。这给驾驶员提供了以简单而直观的方式超控所述自动控制的可能性。因此，例如将油门踏板踩到底将提供降挡并且车辆加速。
根据按照本发明的方法的又一实施例，当记录到预定车辆状况时，阻止执行所述发动机扭矩自动控制。该预定车辆状况例如可以是：车辆行驶阻力减小到低于预定水平。因此，当向上斜坡的斜率减小很多以至于车辆行驶阻力低于所述预定值时(这决定着是否将能够执行所述升档)，则控制单元将允许发动机转速升高到所述升档发动机转速。在又一实施例中，当所述车辆行驶阻力已经增加到超过第二预定水平时，激活所述发动机扭矩自动控制。所述第一水平和第二水平可以具有相同的值或者彼此不同。
根据按照本发明的方法的又一实施例，所述发动机扭矩自动控制与车辆驾驶员是否请求最大发动机输出扭矩无关。因此，全自动将会使发动机在低效率转速区所花的时间最短。
本发明进一步的有益实施例由权利要求1后面的从属权利要求来体现。
附图说明
出于示例性目的，下面将参照附图来更详细地描述本发明，附图示出了本发明进一步的优选实施例以及技术背景，在附图中：
图1公开了能用于示出本发明作用的发动机功率效率图的示例；
图2示出了应用于计算机布置上的本发明。
具体实施方式
在一个实施例中，车辆配备有内燃机、自动有级齿轮传动型变速器，和从动轮，来自发动机的驱动力能够经由变速器中的不同齿轮传递给从动轮。通过变速器控制单元来选择和采用不同档位。每个可选择的档位均具有预定的传动比。
通过所述控制单元基于某些测得的和/或计算出的参数来进行档位选择和换档决定，这些参数例如是：车速、发动机转速、车速的变化率、发动机转速的变化率、节气门控制位置、节气门控制位置的变化率、车辆制动系统的动作、当前采用的传动比以及现有技术中公知的类似参数。
在本发明的第一优选实施例中，所述控制单元被编程为评估所选定的尚未执行的升档是否可行。这种评估基于利用如下输入参数进行的计算，所述输入参数例如至少是：当前的车辆行驶阻力、发动机转速、发动机转速增加量、当前采用的档位，以及扭矩需求(驾驶员的请求或者例如巡航控制请求)。为了能够实现更好的评估，也能通过一些参数(例如，评估出的即将遇到的车辆行驶阻力)来补充这些参数。
图1公开了发动机功率效率图，其中在y轴上示出了以牛顿米(Nm)为单位的发动机扭矩，在x轴上示出了发动机转速(rpm)。粗曲线A表示在不同的发动机转速s下该发动机能够发出的最高可能扭矩。x、y轴和A曲线包围区域内的较细曲线表示该发动机示例的不同效率水平。该发动机最有效的工作区域用B表示，因此，对于燃料经济性来说，如果该发动机每次尽可能地在大约1200到1500rpm之间且在1800至2400Nm之间运行，则是最好的。上面提到，为了能够在某些情况下执行一些升档，发动机rpm(每分钟转数)通常需要提高到1850rpm以上或者在一些情况下甚至大于1900rpm。如图中能够看到的，当超过大约1650rpm时发动机功率效率相对低。根据图1中的示例，最大发动机转速大约为2000rpm。
所述控制单元能被编程为估算升档发动机转速，该升档发动机转速是设法完成下述动作所必需达到的：减小发动机扭矩，使目前采用的档位脱离，使发动机转速与新选择的档位同步，采用新档位，并最后提高发动机扭矩以满足例如来自驾驶员或者巡航控制的扭矩需求。另外，该控制单元评估当要在某一发动机转速下采用新档位时是否有足够可用的扭矩来克服车辆行驶阻力。
根据本发明，所述控制单元被编程为评估该发动机是否能够至少在目前的主要条件下达到升档转速，即利用至少上述提到的参数来进行计算，将当前的车辆行驶阻力、发动机转速、发动机转速增加量、当前采用的档位和扭矩需求作为输入信息。如果估计该发动机不能达到升档转速，则升档将不会开始，因为发动机可能会在恰好低于所述升档转速的相对高但低效率的rpm(每分钟转数)下停机。根据本发明，所述控制单元被进一步编程为：当上述评估的结果是发动机转速将不能达到升档转速时，不提高发动机转速。
在上斜坡可能存在如下这种情形：控制单元评估后认为升档是可能的，因此允许发动机转速朝着升档转速增加。但在达到升档转速之前，可能会发生如下情况：车辆行驶阻力增大到发动机扭矩将不足以使车辆保持加速的水平，因此，发动机转速的升高在尚未达到升档转速的相对高但低效率的发动机转速下停止。根据本发明的另一个实施例，在这种情况下所述控制单元被编程为记录车辆加速的停止，并且如果没有其它可能的档位用于升档，那么该控制单元将把发动机转速自动降低到更有效的发动机转速，例如根据图1所示的示例，降低到1500rpm。
在本发明的一个备选实施例中，所述控制单元能被编程为当评估该发动机是否能够达到升档转速时考虑将要发生的车辆状况。根据公知的现有技术，这可以通过为控制单元提供来自电子地图和GPS(全球定位系统)等的信息来完成。例如，为了预见向上斜坡及其坡度，电子地图需要具有关于地形地势的信息。公知的备选方案是采用学习系统，它能够在第一次经过一个地方时记住地势，然后在第二次行驶过同一地方时使用此信息来进行上述评估。
在本发明的进一步改进的一个实施例中，所述控制单元被编程为：当控制单元估计车辆行驶阻力低于第一预定水平时，马上恢复到正常发动机控制，该第一预定水平取决于目前的车辆状况和即将到来的升档转速。为了激活发动机扭矩自动控制，可以使用相同的第一预定水平。还可以具有与所述第一预定水平不同的第二预定水平，且所述第二预定水平用于激活所述发动机扭矩自动控制。当然，所述第一和第二预定水平可以是动态的，从而适合于当前及将来的车辆状况。
在本发明进一步的实施例中，当在目前的车辆行驶阻力下保持预定发动机转速所需的发动机输出扭矩低于预定发动机输出扭矩时，例如低于最大发动机输出扭矩的65％时，可以阻止执行所述发动机扭矩自动控制。同样的或者其它的预定发动机输出扭矩值能以相反的方式使用，即用于激活所述发动机扭矩自动控制。
本发明上述实施例能够被编程为仅在车辆中的巡航控制激活时才有效。因此，如果控制单元在巡航控制期间限制发动机转速达到更有效的rpm(每分钟转数)水平，则所述控制单元能够被编程为仅在驾驶员例如通过油门踏板来人工地请求时才允许发动机转速升高。
在进一步的实施例中，所述控制单元能够被编程为：仅在车辆以特定模式、例如以经济模式行驶时才激活所述发动机转速限制功能。
在进一步的实施例中，所述控制单元能够被编程为：当驾驶员通过踩下油门踏板来例如使用“降档提速功能(kick down function)”(公知的现有技术)时，超控(override)所述发动机转速限制功能。这种超控所述发动机转速限制功能的功能也可以用于上文的未使用巡航控制的实施例中。
图2示出了根据本发明一个实施例的装置500，包括非易失性存储器520、处理器510和读写存储器560。存储器520具有第一存储部分530，该第一存储部分530中存储有用于控制所述装置500的计算机程序。第一存储部分530中的用于控制所述装置500的计算机程序可以是操作系统。
装置500例如可以装在所述控制单元中。数据处理单元510可例如包括微型计算机。
存储器520还具有第二存储部分540，在该第二存储部分540中存储有根据本发明的用于所述发动机扭矩自动控制的程序。在一个备选实施例中，用于发动机扭矩自动控制的程序存储在单独的非易失性数据存储介质550中，例如CD或者可更换的半导体存储器。所述程序能以可执行形式或在压缩状态下存储。
当下文提到数据处理单元510执行特定功能时，应当清楚它指的是：数据处理单元510正在运行存储在存储器540中的程序的一个特定部分或者存储在非易失性记录介质550中的程序的一个特定部分。
数据处理单元510通过数据总线514专用于与存储器550通信。数据处理单元510还通过数据总线512专用于与存储器520通信。此外，数据处理单元510通过数据总线511专用于与存储器560通信。数据处理单元510还通过使用数据总线515来专用于与数据端口590通信。
根据本发明的方法能够由数据处理单元510执行：通过数据处理单元510运行存储在存储器540中的程序或者存储在非易失性记录介质550中的程序。
不应认为本发明受限于上述实施例，而是，在不脱离随后的权利要求的范围内，可以构思更多的进一步变型和修改。

Claims (14)

1.一种用于在车辆行驶期间更有效地使用所述车辆中的内燃机的方法，所述车辆还包括自动有级齿轮传动型变速器，用于对发动机转速与车辆驱动轮转速之间的传动比进行自动的传动比调节，所述方法包括以下步骤：
-感测当前发动机转速及发动机转速增加量；
-估算即将进行的升档所需的最小升档发动机转速；
其特征在于所述方法还包括以下步骤：
-对发动机转速在没有达到所述最小升档发动机转速的情况下停止增加进行记录，其中所述发动机转速在比较接近于发动机效率相对低的最大发动机转速时停止增加；以及
-自动地控制发动机输出扭矩，以便将发动机转速限制为发动机效率相对高的第一预定发动机转速。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在达到所述效率相对低但相对高速的发动机转速之前，预先执行所述对发动机转速在没有达到所述最小升档发动机转速的情况下停止增加进行记录的步骤。
3.如前项权利要求所述的方法，其特征在于，通过基于当前主要车辆状况的评估来完成所述预先执行的记录步骤。
4.如前项权利要求所述的方法，其特征在于，所述评估是以所述车辆的当前主要车辆状况以及估计可能即将发生的车辆状况为基础的。
5.如前面权利要求中的任一项所述的方法，其特征在于，所述发动机扭矩自动控制能够仅在布置于车辆中的巡航控制有效时才有效。
6.如前面权利要求中的任一项所述的方法，其特征在于，所述发动机扭矩自动控制能够仅在第一车辆行驶模式激活时才有效，所述第一行驶模式不同于所述车辆的第二行驶模式。
7.如前面权利要求中的任一项所述的方法，其特征在于，当车辆驾驶员请求给驱动轮满功率时，阻止执行所述发动机扭矩自动控制。
8.如前面权利要求中的任一项所述的方法，其特征在于，当记录到预定车辆状况时，阻止执行所述发动机扭矩自动控制。
9.如前项权利要求所述的方法，其特征在于，所述预定车辆状况是车辆行驶阻力减小到低于第一预定水平。
10.如前项权利要求所述的方法，其特征在于，当所述车辆行驶阻力已经增加到超过第二预定水平时，激活所述发动机扭矩自动控制。
11.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述发动机扭矩自动控制与车辆驾驶员是否请求最大发动机输出扭矩无关。
12.一种计算机程序，包括程序代码，当所述计算机程序在计算机上执行时，所述程序代码用于执行如权利要求1所述的方法。
13.一种计算机程序产品，包括存储在计算机可读介质上的程序代码，当所述计算机程序在计算机上执行时，所述程序代码用于执行如权利要求1所述的方法。
14.一种能直接载入到计算机的内部存储器中的计算机程序产品，所述计算机程序产品包括计算机程序，当计算机程序产品上的所述计算机程序在计算机上执行时，所述计算机程序用于执行如权利要求1所述的方法。
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