CN102748146B - 汽车低油量输出功率限制系统控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种汽车低油量输出功率限制系统及其控制方法。本发明可以很好地解决现有技术中存在发动机输出功率变化幅度突然过大，导致大量燃油的浪费的问题，其技术方案要点是，一种汽车低油量输出功率限制系统，包括汽车通讯总线、油箱液位传感器和油门开度传感器，所述的油箱液位传感器和油门开度传感器均与所述的汽车通讯总线电连接，所述的汽车低油量输出功率限制系统还包括有功率限制系统主控芯片和功率限制单元，所述的功率限制系统主控芯片和功率限制单元均与所述的汽车通讯总线电连接。本发明能够通过限制发动机的最高输出功率或者是限制发动机输出功率的变化率来降低汽车油耗，增加汽车行驶里程数。

Description

汽车低油量输出功率限制系统控制方法

技术领域

本发明涉及一种车辆发动机控制系统控制方法，特别涉及一种能够节油的汽车发动机输出功率限制系统控制方法。

背景技术

目前，汽车的不断增加，消耗着巨大的能源，也带来了严重的环境污染，节油已经成为人们对于汽车必不可少的要求，目前公知的节油装置或系统，其普遍存在工艺复杂，加工难度大，生产成本高；安装难度大，需拆装或改动发动机；机械运动部件多，容易磨损老化，使用寿命短；智能化程度不高等缺点，而目前人们对汽车节油的要求越来越高，特别是在汽车低油量时，尽可能的行驶较长的一段路程是驾驶员普遍的要求，所以，一种在低油量或者是驾驶者控制下的能够起到节油功能的汽车发动机输出功率限制系统及其控制方法的研发具有广阔的市场前景。

中国专利公告号CN201786466U，公告日2011年4月6日，公开了一种智能节油系统，包括喷油嘴、高压油管、电磁阀、控制电源线、CPU、接地线、油门信号线、刹车信号线、发动机转速信号线、温度信号线，其特征在于，所述喷油嘴经高压油管与电磁阀连接，所述电磁阀经控制电源线与CPU连接，所述CPU分别与电源线、接地线、油门信号线、刹车信号线、发动机转速信号线、温度信号线相连接。此技术方案虽然能够进行一定程度的节油控制，但是此技术方案完全是需要牺牲汽车速度来达成降低油耗的作用，这与汽车行驶时追求较高时速是有差异的，同时，在低油量时，使用者大力踩踏油门，依然会造成发动机突然输出功率变化过大，导致大量燃油的浪费。

发明内容

本发明的目的在于解决上述现有技术中存在发动机输出功率变化率突然过大，导致大量燃油的浪费的问题，提供了一种在低油量或者是驾驶者控制下的能够起到节油功能的汽车发动机输出功率限制系统及其控制方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种汽车低油量输出功率限制系统，包括汽车通讯总线、油箱液位传感器和油门开度传感器，所述的汽车低油量输出功率限制系统还包括有功率限制系统主控芯片和功率限制单元，所述的油箱液位传感器和油门开度传感器均与所述的功率限制系统主控芯片电连接，所述的功率限制系统主控芯片和功率限制单元均与所述的汽车通讯总线电连接。这样设置，可以根据设定进行两种方式的节油操作，第一种方式就是：功率限制系统主控芯片将发动机的最高输出功率限定为由标定工程师标定的标定值，也就是说在功率限制系统主控芯片判断油箱为低油量时，无论如何踩踏油门，最高时速均为限制的标定值，使得发动机能工作在具有最高燃烧比的状态下，第二种方式是：功率限制系统主控芯片可以根据油箱液位传感器和油门开度传感器，在低油量时对油门踩踏动作的猛烈程度进行判断，一旦判断为猛烈地踩踏油门，则输出信号至功率限制单元，将猛烈地踩踏油门转换为由标定工程师设定的标定值进行输出，限制汽车发动机输出功率的剧烈变化，发动机按限制功率输出方式输出功率；此两种方式均可由此硬件实现，都可以节约了大量燃油，提升燃油利用率。

作为优选，所述的汽车低油量输出功率限制系统还包括有自动控制按钮、人工控制按钮和报警指示器，所述的自动控制按钮、人工控制按钮均与所述的功率限制系统主控芯片电连接，所述的报警指示器通过汽车通讯总线与所述的功率限制系统主控芯片通讯连接。这样设置，即使是在油箱内油量较多的情况下，驾驶者也可以通过按动自动控制按钮选择限制汽车发动机输出功率的剧烈变化，牺牲部分速度或加速度来达到节油的目的，发动机按限制功率输出方式输出功率，同时，报警指示器则在低油量时进行报警，提醒使用者，目前发动机按限制功率输出方式输出功率；而对于尚有较高油量，而使用者对发动机进行功率输出限制的情况，使用者也可以通过按动人工控制按钮来解除发动机按限制功率输出方式输出功率。

作为优选，所述汽车的方向盘上设置有至少两个触摸传感器，每个所述的触摸传感器均与所述的功率限制系统主控芯片电连接。这样设置，由于方向盘大部分时间都应该双手紧握，所以功率限制系统主控芯片能接受到两个触摸传感器信号，但是，有些驾驶员驾驶习惯不好，单手操作的时间过长时，所以当功率限制系统主控芯片只接收到一个触摸传感器信号时，功率限制系统主控芯片开始进行计时，当计时结束后，功率限制系统主控芯片如果仍然只接收到一个触摸传感器信号，那么，功率限制系统主控芯片将输出信号至报警指示器和功率限制单元，提醒使用者目前单手操作时间过长，目前发动机按限制功率输出方式输出功率，防止单手操作时汽车突然大幅加速的危险情况。

作为优选，所述的汽车低油量输出功率限制系统还包括有定速巡航装置，所述的定速巡航装置通过所述的汽车通讯总线与所述的功率限制系统主控芯片通讯连接。如果使用者目前单手操作时间过长，则功率限制系统主控芯片输出信号至定速巡航装置，强制进行定速巡航，降低驾驶难度，防止速度过快的变化导致的危险。

一种汽车低油量输出功率限制的控制方法，所述的汽车低油量输出功率限制的控制方法适用于汽车低油量输出功率限制系统，由标定工程师设定好油量标定值和功率标定值以及由功率标定值推算得出的油门开度标定值，汽车低油量输出功率限制的控制方法包括以下步骤：

步骤一：功率限制系统主控芯片接收油门开度传感器信号；

步骤二：功率限制系统主控芯片通过油箱液位传感器实时监测油箱当前油量；

步骤三：当油量较高，即油量大于油量标定值时，功率限制系统主控芯片输出油门开度传感器信号，功率限制单元通过汽车通讯总线接收到此控制信号，功率限制单元控制发动机进行正常的功率输出，然后跳转步骤一；步骤四：当油量较低，即油量小于等于油量标定值时，功率限制系统主控芯片判断油门开度值是否大于油门开度标定值，如果油门开度值小于等于油门开度标定值则跳转步骤五，否则跳转步骤六；

步骤五：功率限制系统主控芯片输出油门开度传感器信号，功率限制单元控制发动机进行正常的功率输出，然后跳转步骤一；

步骤六：功率限制系统主控芯片按功率标定值输出信号至汽车通讯总线，功率限制单元控制发动机按功率标定值输出功率，然后跳转步骤一。

这样设置，在低油量时猛烈地踩踏油门转换为由标定工程师设定的标定值进行输出，限制汽车发动机输出功率的剧烈变化，发动机按限制功率输出方式输出功率，限定最高时速，节约了大量燃油，提升燃油利用率。

一种汽车低油量输出功率限制的控制方法，所述的汽车低油量输出功率限制的控制方法适用于汽车低油量输出功率限制系统，由标定工程师设定好油门开度变化率标定值和油量标定值，汽车低油量输出功率限制的控制方法包括以下步骤：

步骤一：功率限制系统主控芯片接收控制信号判断是否进入巡航模式，如果未进入巡航模式则跳转步骤二，进入巡航模式后首先判断是否踩踏油门，如果有踩踏油门则跳转步骤四，否则保持正常巡航；

步骤二：功率限制系统主控芯片接收控制信号判断是否进入功率限制模式，如果进入功率限制模式则跳转步骤四，否则跳转步骤三；

步骤三：功率限制系统主控芯片接收油箱液位传感器信号判断油量是否小于油量标定值，如果油量小于油量标定值则跳转步骤四，否则功率限制单元控制发动机按正常功率输出，然后跳转步骤一；

步骤四：如果油门开度小于等于油门开度变化率标定值，则功率限制单元控制发动机按正常功率输出，如果油门开度大于油门开度变化率标定值，则功率限制单元控制发动机按限制功率输出方式输出功率，然后跳转步骤一。

由于发动机突然大幅度提高输出功率时需要消耗大量的燃油，相对发动机在平稳输出功率时平稳增加输出功率消耗的油量更多，所以采用限制发动机输出功率大幅度突变的方式能大量节约用油，另外，驾驶者也可以出于节油的考虑在油量充足时即进入功率限制模式，能有效降低汽车的平均油耗；当汽车油量不足时，自动进入功率限制模式，通过对发动机突然大幅度提高输出功率的限制，提高燃油利用率，增加汽车在低油量时的行驶里程，确保汽车能够在耗尽燃油前行驶尽量多的距离，以便驾驶者选择地点进行加油。

作为优选，所述的步骤四(即“如果油门开度小于等于油门开度变化率标定值，则功率限制单元根据油门开度给油，发动机按正常功率输出，如果油门开度大于油门开度变化率标定值，则发动机按限制功率输出方式输出功率”)中，当油门开度大于油门开度变化率标定值时，功率限制系统主控芯片根据当前油门开度和油门开度变化率标定值计算出发动机按限制功率输出方式下的理论给油数，功率限制系统主控芯片输出理论给油数至功率限制单元，功率限制单元限制发动机的输出功率，发动机按限制功率输出方式输出功率，然后跳转步骤一。这样设置，通过对发动机突然大幅度提高输出功率的限制，提高燃油利用率，增加汽车在低油量时的行驶里程，确保汽车能够在耗尽燃油前行驶尽量多的距离，以便驾驶者选择地点进行加油。

作为优选，所述的步骤一(功率限制系统主控芯片接收控制信号判断是否进入巡航模式，如果进入巡航模式则跳转步骤四，否则跳转步骤二)中，功率限制系统主控芯片接收方向盘上设置的触摸传感器信号，当设定时间内，只有一个触摸传感器有信号输入至功率限制系统主控芯片，则功率限制系统主控芯片输出信号至报警指示器和定速巡航装置，汽车进入巡航模式。这样设置，如果驾驶员操作习惯不好，长时间单手操控的情况下汽车进入巡航模式，保证了安全，而在巡航模式下，直接启动功率限制模式，防止了汽车速度突变的可能，进一步提高了安全性。

本发明的有益效果是：本发明能够通过限制发动机的最高输出功率或者是限制发动机输出功率的变化率来降低汽车油耗，增加汽车行驶里程数，同时，也进一步防止了汽车速度的突变，强化了汽车的安全驾驶保护。

附图说明

图1是本发明的一种电路方框图；

图2是本发明的一种主流程图；

图3是本发明主流程图中分步骤S103的具体流程图；

图4是本发明的另一种流程图。

图中：1、功率限制系统主控芯片，2、自动控制按钮，3、人工控制按钮，4、LED报警器，5、语音报警器，6、第一触摸传感器，7、第二触摸传感器，8、定速巡航装置，9、功率限制单元，10、油门开度传感器，11、油箱液位传感器，12、汽车通讯总线。

具体实施方式

下面通过具体实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的具体说明。

实施例1：

一种汽车低油量输出功率限制系统(参见附图1)，本实施例由车载电源供电，适用于使用电子节气门发动机的汽车，包括功率限制系统主控芯片1、功率限制单元9、定速巡航装置8、自动控制按钮2、人工控制按钮3、报警指示器，汽车通讯总线12、油箱液位传感器11和油门开度传感器10，油箱液位传感器11和油门开度传感器10均与功率限制系统主控芯片1电连接，功率限制系统主控芯片1和功率限制单元9均与汽车通讯总线12电连接，其中报警指示器包括单独设立的LED报警器4以及语音报警器5，LED报警器4以及语音报警器5均与功率限制系统主控芯片1电连接，自动控制按钮2、人工控制按钮3也均与功率限制系统主控芯片1电连接，汽车的方向盘上设置有第一触摸传感器6和第二触摸传感器7，第一触摸传感器6和第二触摸传感器7均与功率限制系统主控芯片1电连接，定速巡航装置8通过汽车通讯总线12与功率限制系统主控芯片1通讯连接，本实施例中，功率限制单元9为汽车发动机控制器，即ECU。功率限制系统主控芯片为单片机。

本实施例使用时，可以根据设定进行两种方式的节油操作，第一种方式就是：功率限制系统主控芯片1将发动机的最高输出功率限定为由标定工程师标定的标定值，也就是说在功率限制系统主控芯片1判断油箱为低油量时，无论如何踩踏油门，最高时速均为限制的标定值，使得发动机能工作在具有最高燃烧比的状态下；第二种方式是：功率限制系统主控芯片1可以根据油箱液位传感器11和油门开度传感器10，在低油量时对油门踩踏动作的猛烈程度进行判断，一旦判断为猛烈地踩踏油门，则输出信号至功率限制单元9，将猛烈地踩踏油门转换为由标定工程师设定的标定值进行输出，也就是控制电子节气门的开度，限制进气量，并按照当前进气量调整喷油量，达到限制功率输出的目的，限制汽车发动机输出功率的剧烈变化，发动机按限制功率输出方式输出功率；此两种方式均可由此硬件实现，都可以节约了大量燃油，提升燃油利用率。

实施例2：

本实施例与实施例1基本相同，区别在于本实施例适用于使用机械式节气门发动机的汽车，本实施例中的功率限制单元7为电子油门控制器。此实施例工作时，通过电子油门控制器直接限制喷油量，达到限制功率输出的目的。

实施例3：

一种汽车低油量输出功率限制的控制方法(参见附图4)，所述的汽车低油量输出功率限制的控制方法适用于本发明所述的汽车低油量输出功率限制系统，首先执行分步骤S001系统初始化，由标定工程师根据汽车情况对汽车进行标定工作，设定好油量标定值和功率标定值，并且由功率标定值推算得出的油门开度标定值，然后输入至功率限制系统主控芯片1，汽车低油量输出功率限制的控制方法包括以下步骤：

步骤一：执行分步骤S002，即功率限制系统主控芯片1接收油门开度传感器10信号；

步骤二：执行分步骤S003，即功率限制系统主控芯片1通过油箱液位传感器11实时监测油箱当前油量；

步骤三：先执行分步骤S004：功率限制系统主控芯片1根据油箱当前油量判断现有油量是否大于油量标定值；当油量较高，即油量大于油量标定值时，执行分步骤S008：功率限制系统主控芯片输出油门开度传感器信号，功率限制单元通过汽车通讯总线接收到此控制信号，功率限制单元9控制发动机进行正常的功率输出；

步骤四：当油量较低，即油量小于等于油量标定值时，执行分步骤S005：功率限制系统主控芯片1判断油门开度值与油门开度标定值进行对比；此时执行分步骤S006：如果油门开度值小于等于油门开度标定值则跳转步骤五，否则跳转步骤六；

步骤五：即分步骤S008：功率限制系统主控芯片1输出油门开度传感器信号，功率限制单元9控制发动机进行正常的功率输出，然后跳转分步骤S002；

步骤六：即分步骤S007：功率限制系统主控芯片1按功率标定值输出信号至汽车通讯总线12，功率限制单元9控制发动机按功率标定值进行功率输出，然后跳转分步骤S002。

此控制方法能在低油量时将猛烈地踩踏油门转换为由标定工程师设定的标定值进行输出，限制汽车发动机输出功率的剧烈变化，发动机按限制功率输出方式输出功率，以限定汽车最高时速的方式，提升了燃油利用率，节约大量燃油。

实施例4：

一种汽车低油量输出功率限制的控制方法(参见附图2)，所述的汽车低油量输出功率限制的控制方法适用于本发明所述的汽车低油量输出功率限制系统，首先执行分步骤S101：系统初始化，由标定工程师设定好油门开度变化率标定值和油量标定值，汽车低油量输出功率限制的控制方法包括以下步骤：

步骤一：执行分步骤S102：功率限制系统主控芯片1接收自动控制按钮2、人工控制按钮3、第一触摸传感器6和第二数据传感器7的控制信号；同时，功率限制系统主控芯片1接收也通过油箱液位传感器11和油门开度传感器10获取当前油量信息和油门开度数值；然后执行分步骤S103：功率限制系统主控芯片1判断汽车是否进入巡航模式，即功率限制系统主控芯片1接收方向盘上设置的第一触摸传感器6和第二数据传感器7的控制信号，即详细步骤Z102(参见附图3)，然后再执行详细步骤Z103判断是否为单手操作方向盘，如果功率限制系统主控芯片1接收到两个触摸传感器的控制信号，那么功率限制系统主控芯片1判断为正常驾驶行为，功率限制系统主控芯片1进一步判断是否进入功率限制模式S104，如果功率限制系统主控芯片1只接收到一个触摸传感器的控制信号，那么即可判断当前为单手操作方向盘；此时功率限制系统主控芯片1进行详细步骤Z104延时计数；设定时间内，继续执行详细步骤Z105判断是否为单手操作方向盘，如果不是单手操作方向盘，那么跳转执行进入步骤S104，如果始终只有一个触摸传感器有信号输入至功率限制系统主控芯片1，则功率限制系统主控芯片1判定此时的操作为长时间单手操作，功率限制系统主控芯片1输出信号至LED报警器4、语音报警器5和定速巡航装置8，执行详细步骤Z106报警提醒，定速巡航装置8工作，汽车进入巡航模式；汽车进入巡航模式后首先执行分步骤S106对是否踩踏油门进行判断，如果未踩踏油门则执行分步骤S107：保持正常巡航；如果在正常巡航过程中如果踩踏了油门则跳转至步骤四；在分步骤S107正常巡航中，还要执行分步骤S109：是否要退出巡航模式；如果驾驶者退出巡航模式则重新执行分步骤S102，否则执行分步骤S106。

步骤二：执行分步骤S104，功率限制系统主控芯片1接收自动控制按钮2和人工控制按钮3的控制信号判断是否进入功率限制模式，即如果按下自动控制按钮2汽车进入功率限制模式，如果按下的是人工控制按钮3，那么汽车解除功率限制模式，如果是通过按下自动控制按钮2的方式使汽车进入功率限制模式的话，此时按动人工控制按钮3，可随时退出功率限制模式，如果汽车进入功率限制模式则跳转步骤四，否则跳转步骤三。

步骤三：执行分步骤S105，功率限制系统主控芯片1接收油箱液位传感器信号判断油量是否小于油量标定值，如果油量小于油量标定值则跳转步骤四，否则执行分步骤S110：功率限制单元9控制发动机按正常功率输出。

步骤四：执行分步骤S108：判断油门开度变化率是否大于标定值；如果油门开度小于等于油门开度变化率标定值，则功率限制单元根据油门开度给油，执行分步骤S110，发动机按正常功率输出，然后跳转分步骤S102；如果油门开度大于油门开度变化率标定值，则执行分步骤S112，即功率限制单元9控制发动机按限制功率输出方式输出功率，然后跳转分步骤S102。具体流程为：当油门开度大于油门开度变化率标定值时，首先执行分步骤S111，功率限制系统主控芯片1根据当前油门开度和油门开度变化率标定值计算出发动机按限制功率输出方式下的理论给油数，然后执行分步骤S112：功率限制系统主控芯片1输出理论给油数至功率限制单元9，功率限制单元9根据理论给油数给油，从而限制发动机的输出功率，功率限制单元9控制发动机按限制功率输出方式输出功率，然后跳转分步骤S102。

由于发动机突然大幅度提高输出功率时需要消耗大量的燃油，相对发动机在平稳输出功率时平稳增加输出功率消耗的油量更多，所以本实施例采用限制发动机输出功率大幅度突变的方式能大量节约用油，同时，在驾驶员操作习惯不好，长时间单手操控的情况下进入巡航模式，保证了安全，而在巡航模式下，自动启动功率限制模式，防止了汽车速度突变的可能，进一步提高了安全性；另外，驾驶者也可以出于节油的考虑在油量充足时自由选择是否进入功率限制模式，这样可以有效降低汽车的平均油耗；当汽车油量不足时，汽车自动进入功率限制模式，通过对发动机突然大幅度提高输出功率的限制，提高燃油利用率，增加汽车在低油量时的行驶里程，确保汽车能够在耗尽燃油前行驶尽量多的距离，以便驾驶者选择地点进行加油。

以上所述的实施例只是本发明的一种较佳的方案，并非对本发明作任何形式上的限制，在不超出权利要求所记载的技术方案的前提下还有其它的变体及改型。

Claims (2)

1.一种汽车低油量输出功率限制的控制方法，所述的汽车低油量输出功率限制的控制方法适用于汽车低油量输出功率限制系统，预先设定好油门开度变化率标定值和油量标定值，其特征在于：汽车低油量输出功率限制的控制方法包括以下步骤：

步骤一：功率限制系统主控芯片(1)接收控制信号判断是否进入巡航模式，如果未进入巡航模式则跳转步骤二，进入巡航模式后首先判断是否踩踏油门，如果有踩踏油门则跳转步骤四，否则保持正常巡航；

步骤二：功率限制系统主控芯片(1)接收控制信号判断是否进入功率限制模式，如果进入功率限制模式则跳转步骤四，否则跳转步骤三；

步骤三：功率限制系统主控芯片(1)接收油箱液位传感器(11)信号判断油量是否小于油量标定值，如果油量小于油量标定值则跳转步骤四，否则功率限制单元(9)控制发动机按正常功率输出，然后跳转步骤一；

步骤四：如果油门开度小于等于油门开度变化率标定值，则功率限制单元(9)控制发动机按正常功率输出，如果油门开度大于油门开度变化率标定值，则功率限制单元(9)控制发动机按限制功率输出方式输出功率，然后跳转步骤一；

所述的步骤四中，当油门开度大于油门开度变化率标定值时，功率限制系统主控芯片(1)根据当前油门开度和油门开度变化率标定值计算出发动机按限制功率输出方式下的理论给油数，功率限制系统主控芯片(1)输出理论给油数至功率限制单元(9)，功率限制单元(9)限制发动机的输出功率，发动机按限制功率输出方式输出功率，然后跳转步骤一。

2.根据权利要求1所述的汽车低油量输出功率限制的控制方法，其特征在于：所述的步骤一中，功率限制系统主控芯片(1)接收方向盘上设置的触摸传感器信号，当设定时间内，只有一个触摸传感器有信号输入至功率限制系统主控芯片(1)，则功率限制系统主控芯片(1)输出信号至报警指示器和定速巡航装置(8)，汽车进入巡航模式。