CN201301754Y

CN201301754Y - 用于切换发动机的功率的装置和开关

Info

Publication number: CN201301754Y
Application number: CNU2008202082701U
Authority: CN
Inventors: 冯刚; 王志坚; 王志新; 刘彬; 张成国; 张超
Original assignee: Weichai Power Co Ltd
Current assignee: Weichai Power Co Ltd
Priority date: 2008-09-10
Filing date: 2008-09-10
Publication date: 2009-09-02
Anticipated expiration: 2018-09-10

Abstract

本实用新型提供了一种用于切换发动机的功率的装置和开关。根据本实用新型的装置，包括：状态信号接收单元，配置用于接收指示车辆负载状态的信号；控制信号生成单元，与所述状态信号接收单元信号连接，并配置用于根据接收到的该信号，生成用于控制发动机的控制信号，以使得发动机以适合于所述车辆负载状态的功率运行。通过本实用新型的装置和开关，可以根据负载情况来切换发动机的功率，从而在满足驾驶者的需求的同时，实现节油和环保。

Description

用于切换发动机的功率的装置和开关

技术领域

本实用新型涉及车辆发动机领域，尤其涉及用于切换发动机的功率的装置和开关。

背景技术

发动机为车辆的运动提供了动力，是整部车辆中的最关键部分。在现有技术中，通常使用电控单元(Electronic Control Unit，ECU)，即电子控制单元来实现对发电机的电子控制。

ECU通常包括输入电路，微处理器和输出电路。输入电路接收各个传感器的感测信号，诸如发电机转速、冷却液温度、机油温度、机油压力、进气温度、进气压力、电子油门踏板等。然后，微处理器基于这些信号，进行逻辑运算，得到控制指令。控制指令从输出端电路输出以便控制诸如发动机的喷油器、整车继电器等的执行器，从而使车辆按照驾驶者的意图进行操作。ECU可以看做是发动机的大脑，通过对各种感测信号进行处理而得到控制信号，并利用该控制信号控制诸如发动机的喷油器、整车继电器等的执行器，从而使发动机运行在相应的状态。

目前，绿色环保已经逐渐成为当今汽车领域的一个主题。如何降低汽车的油耗一直是业界非常关注的焦点问题之一。然而，在现有的许多车辆中，尤其是主要用于运送人员和货物的商用车中，对发动机的功率设计都是按照重载标准来进行的，因此这样的车辆通常油耗较高。尤其是空载或者轻载的情况下，以设计的功率来运行造成了很大资源的浪费。

因此，在本领域迫切需要一种用来切换发动机功率以改善此类车辆的油耗的措施。

发明内容

为此，本实用新型提供了一种用于切换发动机的功率的方法、装置和开关。通过本实用新型的方法、装置和开关，可以根据负载情况来切换发动机的功率，从而在满足驾驶者的需求的同时，实现节油和环保。

根据本实用新型的一个方面，提供了一种用于切换发动机的功率的方法，包括：接收指示车辆负载状态的信号；根据接收到的该信号，生成用于控制发动机的控制信号，以使得发动机以适合于所述车辆负载状态的功率运行。

在本实用新型的一个实施方式中，所述指示车辆负载状态的信号由适合于手动操作的开关来提供，所述开关的位置指示车辆负载的状态。

在本实用新型的另一实施方式中，所述指示车辆负载状态的信号由用于测量车辆负载状态的设备来提供。

在本实用新型的又一实施方式中，所述指示车辆负载状态的信号以报文形式通过控制器局域网总线来提供。

在本实用新型的再一实施方式中，所述指示车辆负载状态的信号以与车辆负载状态对应的电信号来提供。

在本实用新型的又一实施方式中，所述方法的步骤由电控单元来执行。

根据本实用新型的另一方面，提供了一种用于切换发动机的功率的装置，包括：状态信号接收单元，配置用于接收指示车辆负载状态的信号；控制信号生成单元，与所述状态信号接收单元信号连接，并配置用于根据接收到的该信号，生成用于控制发动机的控制信号，以使得发动机以适合于所述车辆负载状态的功率运行。

在本实用新型的一个实施方式中，还包括状态信号提供单元，其与所述状态信号接收单元信号连接，并配置为提供指示车辆负载状态的信号。

在本实用新型的另一实施方式中，所述状态信号提供单元是手动操作的开关，其中所述开关的位置指示车辆负载的状态。

在本实用新型的又一实施方式中，所述状态信号提供单元是用于测量车辆负载状态的设备。

在本实用新型的再一实施方式中，所述状态信号提供单元与所述状态信号接收单元通过控制器局域网总线连接，以便以报文形式通过控制器局域网总线提供所述指示车辆负载状态的信号。

在本实用新型的又一实施方式中，所述状态信号提供单元与所述状态信号接收单元电连接，以便以与车辆负载状态对应的电信号来提供所述指示车辆负载状态的信号。

在本实用新型的另一实施方式中，所述用于切换发动机的功率的装置由电控单元来配置。

在本实用新型的又一实施方式中，所述状态信号提供单元包括：位置选择器，用于选择开关的多个位置其中之一，其中所述多个位置分别对应于多个车辆负载状态；位置转换电路，与所述位置选择器电连接，并被配置为将所选择的开关位置转换为对应的电信号，以供电控单元生成用于控制发动机的控制信号，从而使得发动机以适合于所述车辆负载状态的功率运行。

在本实用新型的再一实施方式中，所述位置转换电路由串联连接在电源和地之间的多个电阻器组成，所述电信号是电源电压或从相邻连接的电阻器之间引出的电压。

根据本实用新型的又一方面，提供了一种用于提供车辆负载状态以切换发动机功率的开关装置，包括：位置选择器，用于选择开关的多个位置其中之一，其中所述多个位置分别对应于多个车辆负载状态；位置转换电路，与所述位置选择器电连接，并被配置为将所选择的开关位置转换为对应的电信号，以供电控单元生成用于控制发动机的控制信号，从而使得发动机以适合于所述车辆负载状态的功率运行。

在本实用新型的一个实施方式中，所述位置转换电路由串联连接在电源和地之间的多个电阻器组成，所述电信号是电源电压或从相邻连接的电阻器之间引出的电压。

通过本实用新型提供的装置、方法和开关，可以根据车辆负载状态来调节发动机的功率，使得所述发动机以适合于车辆负载状态的功率来运行，从而实现节油和环保。

附图说明

通过对结合附图所示出的实施方式进行详细说明，本实用新型的上述以及其他特征将更加明显，本实用新型附图中相同的标号表示相同或相似的部件。在附图中，

图1示出了根据本实用新型的一个实施方式的用于切换发动机的功率的方法的流程图；

图2示出了根据本实用新型的一个实施方式的用户切换发动机的功率的一个实例的示意方框图；

图3示出了根据本实用新型的一个实施方式的用于切换发动机的功率的装置的方框图；以及

图4示出了根据本实用新型的另一实施方式的用于切换发动机的功率的装置的方框图。

具体实施方式

下面将参考附图，通过实施方式对本实用新型用于切换发动机的功率的方法、装置、开关和系统进行描述。

首先，将参考图1来描述根据本实用新型一个实施方式的用于切换发动机的功率的方法。图1示出了根据本实用新型一个实施方式的用于切换发动机的功率的方法的流程图。

参考图1，首先在步骤101，接收指示车辆负载状态的信号。

ECU可以通过多种方式来接收指示车辆负载状态的信号。根据本实用新型的一个实施方式，ECU以电信号形式接收该指示。在该实施方式中，在车辆的驾驶室内提供了适合于手动操作的开关，驾驶人员可以根据负载的情况来操作开关，使开关处于不同的状态，以向ECU指示不同的车辆负载状态。图2示出了的根据该实施方式的用户切换发动机的功率的一个实例的示意方框图。

参考图2，图中示出了用于提供状态信号的开关201。可以安装在驾驶室内的开关201是一个多态开关，诸如转速、扭曲切换开关等，但本实用新型并不局限于此，而是可以任何适当的开关来实现。在示出的该实例中，该开关的一个端子2011作为信号输入连接至ECU单元的1.62引脚，另一端子2012连接至ECU单元的引脚1.65(GND)。开关201具有四个位置，即端子2011可以通过操作选择性地与端子PTO1、PTO2、PTO3和PTO4其中之一接通。其中，端子PTO1、PTO2、PTO3和PTO4分别对应于车辆的空载、轻载、标载和重载的状态。然而，需要注意，本实用新型并不局限于此，而是可以包括多于4个或者少于4个的状态。

如图2所示，在电源Vcc和地之间串联连接了R1、R2、R3和R4四个电阻器。在该实施方式中，Vcc例如可以是ECU的内部电源，地可以是ECU的内部地，例如ECU的1.65(GND)引脚，这样可以使得开关提供的电压较为稳定。但本实用新型并不局限于此，事实上连接到外部电源，也可以实现本实用新型的目的。

如图2所示，端子PTO1、PTO2和PTO3分别自R4和R3之间、R3和R2之间以及R2和R1之间引出，而端子PTO4连接至Vcc。因此，在端子PTO1、PTO2、PTO3和PTO4处，具有不同的电压。当驾驶人员进行操作使开关处于某个状态时，该状态被转换成对应的电压信号，然后直接提供给引脚1.62。在该实施方式中，在引脚1.62处接收的电压信号代表与该开关状态对应的车辆负载状态。

需要说明的是，上面通过一个具体的多态开关的结构实例来描述本实用新型，然而本实用新型并不局限于此。事实上，如本领域技术人员所设想的那样，任何能够将开关位置转换成电信号的开关都可以用来实现本实用新型。例如，其中的电阻器可以替换成滑动变阻器，图中示出的旋转开关，也可以替换成其他形式的开关。此外，正如本领域技术人员可以设想到的，与电压信号等效的电流信号也可以用来实现本实用新型。

另外，除了以电信号的形式接收指示车辆负载状态的信号之外，还可以通过任何适合于接收开关状态的其他方式来接收该信号。例如，在本实用新型的另一个实施方式中，可以通过控制器局域网总线(Controller Area Network，CAN)来接收该指示车辆负载状态的开关状态信号。

CAN总线是一种成熟的局域网通信方式，其在商用车以及乘用车方面都有着广泛地应用。对于发动机而言，通过CAN总线可以发送或者接收信息，实现其与其他节点(诸如，车身模块、变速箱模块、防抱死制动系统/驱动防滑系统(ABS/ASR)模块等)之间的信息共享。目前在许多发动机上，诸如在潍柴动力股份公司的国三发动机上都已经使用了CAN总线技术。因此，在使用了CAN总线的情况下，可以利用CAN总线来传输指示车辆负载状态的信号。

在这种情况下，当驾驶人员进行操作使开关处于某个状态时，则按照CAN总线协议，将该开关所代表的车辆负载状态的信息编码在报文(即，CAN总线的信息)中，然后以报文形式在CAN总线上将该信息传送到电控单元。在四个状态的情况下，可以利用两个比特来指示该状态。例如可以用“00”、“01”、“10”和“11”分别来表示四个状态。

上面的实施方式中，通过适合手动操作的开关来实现车辆负载状态的指示。然而，本实用新型并不局限于此。在另外的实施方式中，可以通过自动测量车辆负载的方式来提供车辆负载状态的信号。

例如，可以在车辆上安装负载测量设备，负载测量设备可以将测量的信号以适当的形式提供给ECU，例如可以以诸如电压或电流的电信号形式提供给ECU，或者如上所述通过CAN总线以报文形式提供给ECU。

继续参考图1，在步骤102，根据接收到的该信号，生成用于控制发动机的控制信号，以使得发动机以适合于所述车辆负载状态的功率运行。

在一个实施方式中，指示车辆负载状态是电信号形式，这时可以根据电信号的大小，确定发动机的转速区域和发动机在各个转速下的最大扭矩，从而实现发动机功率的切换，使得发到发动机运行在优化的工作区域内。

在另一实施方式中，从CAN总线所接收到包括车辆负载状态的报文，这时首先对报文进行解析，以获取其中指示车辆负载状态的信息，然后根据该信息来确定发动机的转速区域和发动机在各个转速下的最大扭矩。

在本实用新型的一个实施方式中，可以预先定义各个状态下发动机的转速区域和发动机在各个状态下的最大扭矩，然后根据所指示的负载状态来选择转速区域和最大扭矩。

在本实用新型的另一实施方式中，采用自动测量负载的方式，这时可以已将某一个范围内的信号与一个状态对应，从而根据预先定义的各个状态下的发动机转速区域和发送机在各个状态下的最大扭矩进行选择。另外，也可以将发动机的转速区域和发动机的最大扭矩定义为随测量信号而连续变化函数。在这种情况下，在接收到测量信号后，可以根据该函数来确定发动机的转速区域和发动机的最大扭矩，这样可以实现更为精细的发动机功率切换。

下面将参考图3，描述根据本实用新型的用于切换发动机的功率的装置。

如图3所示，本实用新型的装置300包括：信号接收单元301，配置用于接收指示车辆负载状态的信号；控制信号生成单元302，配置用于根据接收到的该信号，生成用于控制发动机的控制信号，以使得发动机以适合于所述车辆负载状态的功率运行。

正如在描述根据本实用新型的方法时所提到的，指示车辆负载状态的信号可以由适合于手动操作的开关来提供，其中开关的位置指示车辆负载的状态。此外，指示车辆负载状态的信号还可以由用于测量车辆负载状态的设备来提供。

另外，指示车辆负载状态的信号也可以如前所述以报文形式通过CAN总线来提供或者以与车辆负载状态对应的电信号的形式来提供。

根据本实用新型的装置可以通过电控电源来电控单元配置。诸如，信号接收单元301可以通过ECU的1.62引脚或者接收CAN总线信息的单元来实现，控制信号生成单元302可以是电控单元的微处理器。然而，本实用新型并不局限于此，任何可以用来接收状态信号的引脚都可以使用。另外，应当说明的是，通过不依赖于ECU而单独实现的设备也可是实现本实用新型的目的。

图4示出了根据本实用新型的另一实施方式的用于切换发动机的功率的装置的方框图。参考图4，根据本实用新型的装置400包括状态信号提供单元401、状态信号接收单元402和控制信号生成单元403。其中，状态信号接收单元402和控制信号生成单元403对应于图3状态信号接收单元301和控制信号生成单元302。状态信号提供单元401用于提供指示车辆负载状态的信号。该状态信号提供单元401可以是上面描述本实用新型的方法时所提及的开关，其安装在车辆驾驶室内，供驾驶者进行操作。另外，状态信号提供单元401也可是安装在车辆中适当的位置用于测量负载的测量设备。

通过本实用新型提供的用于切换发动机的功率的方法、装置和开关，可以根据车辆负载状态来操作发动机，使发动机来切换发动机的功率，从而节省了油耗，实现了经济和环保的目标。

此外，本实用新型的实施方式可以以软件、硬件或者软件和硬件的结合来实现。硬件部分可以利用专用逻辑来实现；软件部分可以存储在存储器中，由适当的指令执行系统，例如微处理器或者专用设计硬件来执行。

虽然已经参考目前考虑到的实施方式描述了本实用新型，但是应该理解本实用新型不限于所公开的实施方式。相反，本实用新型旨在涵盖所附权利要求的精神和范围内所包括的各种修改和等同布置。以下权利要求的范围符合最广泛解释，以便包含所有这样的修改及等同结构和功能。

Claims

1.一种用于切换发动机的功率的装置，其特征在于包括：

状态信号接收单元，被配置为接收指示车辆负载状态的信号；

控制信号生成单元，与所述状态信号接收单元信号连接，并被配置为根据接收到的该信号，生成用于控制发动机的控制信号，以使得发动机以适合于所述车辆负载状态的功率运行。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，还包括：

状态信号提供单元，其与所述状态信号接收单元信号连接，并配置为提供指示车辆负载状态的信号。

3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述状态信号提供单元是手动操作的开关，其中所述开关的位置指示车辆负载的状态。

4.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述状态信号提供单元是用于测量车辆负载状态的设备。

5.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述状态信号提供单元与所述状态信号接收单元通过控制器局域网总线连接，以便以报文形式通过控制器局域网总线提供所述指示车辆负载状态的信号。

6.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述状态信号提供单元与所述状态信号接收单元电连接，以便以与车辆负载状态对应的电信号来提供所述指示车辆负载状态的信号。

7.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述装置由电控单元来配置。

8.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述状态信号提供单元包括：

位置选择器，被配置为选择开关的多个位置其中之一，其中所述多个位置分别对应于多个车辆负载状态；

位置转换电路，与所述位置选择器电连接，并被配置为将所选择的开关位置转换为对应的电信号，以供电控单元生成用于控制发动机的控制信号，从而使得发动机以适合于所述车辆负载状态的功率运行。

9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述位置转换电路由串联连接在电源和地之间的多个电阻器组成，所述电信号是电源电压或从相邻连接的电阻器之间引出的电压。

10.一种用于提供车辆负载状态以切换发动机功率的开关装置，其特征在于包括：

11.根据权利要求10所述的开关装置，其中所述位置转换电路由串联连接在电源和地之间的多个电阻器组成，所述电信号是电源电压或从相邻连接的电阻器之间引出的电压。