Способ для транспортного средства, способ для двигателя и система в транспортном средстве - RU2680051C2

Чертежи

Показать все 10 чертежа(ей)

Описание

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ

Настоящее изобретение относится к компенсации мгновенного показания экономии топлива запасенной энергией транспортного средства.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

Экономия топлива транспортного средства может отображаться водителю транспортного средства в качестве долгосрочного усредненного и/или мгновенного показания экономии топлива. Мгновенное показание экономии топлива дает данные расхода топлива реального времени, предоставляющие водителю возможность корректировать ее/его манеру вождения для улучшенной экономии топлива. Однако, отображаемые мгновенные показания экономии топлива могут иметь большие отклонения, обусловленные запасенной кинетической и потенциальной энергией, например, ноль во время ускорения и бесконечное значение при замедлении, делая такие показания бесполезными водителю, если не отфильтрованы в большой степени.

Примерный подход по коррекции отображения пробега в милях на запасенную энергию показан Симом в US 2011/0276260 (МПК B60W40/10, опубл. 10.11.2011). В нем, эффективное количество израсходованного топлива определяется посредством измерения действующего количества израсходованного топлива и вычитания топлива, эквивалентного каждой из запасенной энергии и затраченной энергии, из действующего количества израсходованного топлива. Пробег в милях, основанный на величине эффективного количества топлива, затем отображается водителю транспортного средства.

Однако, авторы в материалах настоящего описания выявили потенциальные проблемы у вышеприведенного подхода. В качестве примера, вышеприведенный подход использует обширные вычисления и измерения на борту, которые сохранены в памяти транспортного средства перед поставкой с завода. Например, топливо, эквивалентное запасенной энергии, учитывает коэффициент пересчета, который является зависящим от эффективности динамического накопления энергии и эффективности использования энергии накопления электрической энергии. Эти эффективности измеряются на стенде с энергией, подаваемой генератором, отдельным от транспортного средства, и сохраняются в памяти транспортного средства в качестве априорной информации. Кроме того, изменение высоты над уровнем моря измеряется посредством уклономера, установленного в кузове транспортного средства, который может быть предрасположенным к ошибке смещения, основанной на загрузке транспортного средства. Подход от Сима также включает в себя многочисленные сложные и интенсивные вычисления, в том числе, расчет массы транспортного средства для определения запасенной кинетической и потенциальной энергии, расчет угловой скорости вращения для определения скорости вращения и расчет мощности аккумуляторной батареи для определения накопленной электрической энергии.

РАСКРЫТИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Авторы в материалах настоящего описания предложили подход, чтобы по меньшей мере частично принимать меры в ответ на вышеприведенные проблемы. В одном из примерных подходов, предусмотрен способ для двигателя в транспортном средстве, который использует коэффициент пересчета для запасенной энергии.

В одном из аспектов предложен способ отображения показания экономии топлива двигателя транспортного средства, включающий в себя этапы, на которых:

когда транспортное средство подвергается положительному изменению квадрата скорости транспортного средства, большему чем пороговое значение, и/или положительному изменению высоты над уровнем моря транспортного средства, большему чем пороговое значение высоты над уровнем моря транспортного средства:

определяют поток топлива, обусловленный запасенной энергией транспортного средства, вычитанием интенсивности потока топлива, определенной в установившихся условиях движения, из существующей интенсивности потока топлива,

определяют коэффициент пересчета для запасенной энергии транспортного средства, который прямо пропорционален определенному потоку топлива; и

корректируют показание экономии топлива на определенный коэффициент пересчета и отображают скорректированное показание экономии топлива водителю транспортного средства.

В одном из вариантов предложен способ, в котором коэффициент пересчета обратно пропорционален каждому из изменения квадрата скорости транспортного средства и изменения высоты над уровнем моря транспортного средства.

В одном из вариантов предложен способ, в котором установившиеся условия движения включают в себя условия, в которых изменения каждого из квадрата скорости транспортного средства и высоты над уровнем моря транспортного средства меньше своих соответствующих пороговых значений.

В одном из вариантов предложен способ, в котором скорректированное показание экономии топлива отображают водителю транспортного средства с периодическими интервалами.

В одном из вариантов предложен способ, в котором запасенная энергия транспортного средства является одной или более из потенциальной энергии и кинетической энергии, при этом потенциальная энергия прямо пропорциональна высоте над уровнем моря транспортного средства, а кинетическая энергия прямо пропорциональна квадрату скорости транспортного средства.

В одном из вариантов предложен способ, в котором изменение высоты над уровнем моря транспортного средства определяют на основании показаний наклона от уклономера и скорости транспортного средства.

В одном из вариантов предложен способ, в котором показания наклона от уклономера корректируют на ошибку смещения посредством сравнения с показаниями с датчика барометрического давления.

Таким образом, упрощенный подход без излишних входных данных может использоваться для компенсации показания экономии топлива запасенной энергией. Например, когда транспортное средство является движущимся в установившихся условиях движения, например, в условиях крейсерского движения, может рассчитываться показание экономии топлива в милях на галлон (MPG). Установившиеся условия движения могут включать в себя условия, в которых изменения каждого из квадрата скорости транспортного средства и высоты над уровнем моря транспортного средства меньше соответствующего порогового значения. В условиях, когда транспортное средство испытывает существенное увеличение одного или более из квадрата скорости транспортного средства и высоты над уровнем моря транспортного средства, коэффициент пересчета может определяться на основании показания экономии топлива, рассчитанного в установившихся условиях движения. Таким образом, коэффициент пересчета может определяться, когда энергия добавляется в систему транспортного средства в качестве одной или обеих из кинетической энергии и потенциальной энергии. Коэффициент пересчета может быть основан на определенном потоке топлива, обусловленном запасенной энергией транспортного средства, который рассчитывается посредством вычитания интенсивности потока топлива, измеренной в установившихся условиях движения, из существующей интенсивности потока топлива. По существу, разность между избыточным потоком топлива в условиях, когда энергия добавляется в систему, и установившимся потоком топлива может использоваться для определения коэффициента пересчета для запасенной энергии транспортного средства. Коэффициент пересчета может быть прямо пропорциональным потоку топлива, обусловленному запасенной энергией транспортного средства, и обратно пропорциональным каждому из изменения квадрата скорости транспортного средства и изменения высоты над уровнем моря транспортного средства. Изменение высоты над уровнем моря транспортного средства может измеряться уклономером и подвергаться поправке на ошибку смещения, обусловленную проблемами загрузки транспортного средства. Коэффициент пересчета затем может использоваться для компенсации измеренного показания экономии топлива изменениями запасенной энергии.

Таким образом, коэффициент пересчета может изучаться на основании потока топлива, изменения высоты над уровнем моря транспортного средства и изменения квадрата скорости транспортного средства каждый раз, когда удовлетворены определенные условия, и сохраняться в памяти контроллера. Подобным образом, показания экономии топлива в установившихся условиях движения могут вычисляться, когда удовлетворены определенные условия, и сохраняться в памяти контроллера. Контроллер может быть выполнен с возможностью использовать скользящее среднее для каждого из этих показаний при выполнении дальнейших расчетов. Поправка для показаний экономии топлива может постоянно улучшаться посредством рекуррентного изучения и адаптации коэффициента пересчета по мере того, как транспортное средство приводится в движение. Таким образом, трудоемкие расчеты эффективности на стенде, априорное знание энергии топлива и расчеты на борту массы транспортного средства могут сокращаться посредством изучения коэффициента пересчета, как описано. В общем и целом, предусмотрена более простая методология для компенсации мгновенной экономии топлива на запасенную энергию, которая может использоваться по всем транспортным средствам, которые используют разные виды топлива, по мере того, как колеблются коэффициенты полезного действия двигателя и по мере того, как встречаются изменения массы транспортного средства.

Следует понимать, что раскрытие изобретения, приведенное выше, представлено для ознакомления с упрощенной формой подборки концепций, которые дополнительно описаны в подробном описании. Не предполагается идентифицировать ключевые или существенные признаки заявленного предмета изобретения, объем которого однозначно определен формулой изобретения, которая сопровождает подробное описание. Более того, заявленный предмет изобретения не ограничен вариантами осуществления, которые исключают какие-либо недостатки, отмеченные выше или в любой части этого описания.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Фиг.1 изображает схематичное изображение двигателя.

Фиг.2 изображает схематичную иллюстрацию приборной панели транспортного средства.

Фиг.3 - примерная блок-схема последовательности операций способа процедуры, которая отображает показания экономии топлива с периодическими интервалами.

Фиг.4A и 4B изображают примерную процедуру для расчета компенсированного показания экономии топлива согласно настоящему раскрытию.

Фиг.5 представляет примерную блок-схему последовательности операций способа расчета коэффициента пересчета для запасенной энергии транспортного средства на основании удовлетворения начальных условий.

Фиг.6 иллюстрирует примерную блок-схему последовательности операций способа определения установившегося показания экономии топлива согласно настоящему раскрытию.

Фиг.7 - примерная зависимость между экономией топлива или пробегом в милях и установившейся скоростью транспортного средства.

Фиг.8 иллюстрирует примерную блок-схему последовательности операций способа процедуры, которая рассчитывает ошибку смещения для показаний с уклономера.

Фиг.9 показывает примерную работу транспортного средства, изображая условия движения, когда могут быть получены коэффициент пересчета для запасенной энергии и установившиеся показания экономии топлива.

ОПИСАНИЕ ПРЕДПОЧТИТЕЛЬНЫХ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Последующее описание относится к системам и способам отображения показания экономии топлива двигателя, такого как система двигателя по фиг.1, показание экономии топлива компенсируется запасенной энергией транспортного средства. Показание экономии топлива может отображаться водителю транспортного средства на приборной панели, такой как примерная приборная панель по фиг.2. Контроллер транспортного средства может отображать показание экономии топлива с периодическими интервалами (фиг.3) после компенсации показаний запасенной энергией транспортного средства (фиг.4). Запасенная энергия транспортного средства может включать в себя кинетическую энергию, обусловленную изменениями скорости транспортного средства, и потенциальную энергию, обусловленную изменениями высоты над уровнем моря транспортного средства. Изменения высоты над уровнем моря транспортного средства могут измеряться с использованием показаний уклономера, которые могут подвергаться поправке на ошибку смещения (фиг.8). Компенсация запасенной энергией транспортного средства может выполняться посредством использования коэффициента пересчета, рассчитанного в условиях движения, которые увеличивают запасенную энергию (фиг.5). Кроме того, коэффициент пересчета может быть основан на установившемся показании экономии топлива, определенном в установившихся условиях движения (фиг.6). Показания экономии топлива могут иметь меньшее отклонение в пределах определенного диапазона установившихся скоростей транспортного средства, как показано на фиг.7. Примерные улучшения мгновенных показаний экономии топлива показаны в примерной работе по фиг.9.

Фиг.1 - схематичное изображение, показывающее один цилиндр многоцилиндрового двигателя 10, который может быть включен в силовую установку автомобиля. Двигатель 10 может управляться, по меньшей мере частично, системой управления, включающей в себя контроллер 12, и входными сигналами от водителя 132 транспортного средства через устройство 130 ввода. В этом примере, устройство 130 ввода включает в себя педаль акселератора и датчик 134 положения педали для формирования пропорционального сигнала PP положения педали. Камера 30 (также известная как цилиндр 30) сгорания двигателя 10 может включать в себя стенки 32 камеры сгорания с поршнем 36, расположенным в них. Поршень 36 может быть присоединен к коленчатому валу 40, так чтобы возвратно-поступательное движение поршня преобразовывалось во вращательное движение коленчатого вала. Коленчатый вал 40 может быть присоединен к по меньшей мере одному ведущему колесу (не показано) транспортного средства через промежуточную систему 50 трансмиссии. Кроме того, стартерный электродвигатель может быть присоединен к коленчатому валу 40 через маховик (не показан), чтобы давать возможность операции запуска двигателя 10.

Камера 30 сгорания может принимать всасываемый воздух из впускного коллектора 44 через впускной канал 42 и может выпускать газообразные продукты сгорания выхлопных газов через выпускной коллектор 48. Впускной коллектор 44 и выпускной коллектор 48 могут избирательно сообщаться с камерой 30 сгорания через соответствующие впускной клапан 52 и выпускной клапан 54. В некоторых вариантах осуществления, камера 30 сгорания может включать в себя два или более впускных клапанов и/или два или более выпускных клапанов.

Впускной клапан 52 может управляться контроллером 12 посредством исполнительного механизма 152. Подобным образом, выпускной клапан 54 может приводиться в действие контроллером 12 посредством исполнительного механизма 154. Во время некоторых условий, контроллер 12 может изменять сигналы, выдаваемые на приводы 152 и 154, для управления открыванием и закрыванием соответствующих впускных и выпускных клапанов. Положение впускного клапана 52 и выпускного клапана 54 может определяться соответствующими датчиками положения клапана (не показаны). Исполнительные механизмы клапанов могут иметь тип электрического клапанного привода или тип кулачкового привода, либо их комбинацию. Установка фаз распределения впускных и выпускных клапанов может управляться одновременно, или может использоваться любая из возможности регулируемой установки фаз кулачкового распределения впускных клапанов, регулируемой установки фаз кулачкового распределения выпускных клапанов, сдвоенной независимой установки фаз кулачкового распределения или постоянной установки фаз кулачкового распределения. Каждая система кулачкового привода может включать в себя один или более кулачков и может использовать одну или более из систем переключения профиля кулачков (CPS), регулируемой установки фаз кулачкового распределения (VCT), регулируемой установки фаз клапанного распределения (VVT) и/или регулируемого подъема клапанов (VVL), которые могут управляться контроллером 12 для изменения работы клапанов. Например, цилиндр 30, в качестве альтернативы, может включать в себя впускной клапан, управляемый посредством приведения в действие электрического клапанного привода, и выпускной клапан, управляемый посредством кулачкового привода, в том числе, CPS и/или VCT. В других вариантах осуществления, впускной и выпускной клапаны могут управляться системой золотникового клапанного исполнительного механизма или привода, либо системой исполнительного механизма или привода с переменной установкой фаз клапанного распределения.

Топливная форсунка 66 показана присоединенной непосредственно к камере 30 сгорания для впрыска топлива непосредственно в нее пропорционально длительности импульса сигнала FPW, принятого из контроллера 12 через электронный формирователь 69. Таким образом, топливная форсунка 66 обеспечивает то, что известно в качестве непосредственного впрыска топлива в камеру 30 сгорания. Топливная форсунка, например, может быть установлена сбоку камеры сгорания или сверху камеры сгорания. Топливо может подаваться в топливную форсунку 66 топливной системой (не показана), включающей в себя топливный бак, топливный насос и направляющую-распределитель для топлива. В некоторых вариантах осуществления, камера 30 сгорания, в качестве альтернативы или дополнительно, может включать в себя топливную форсунку, расположенную во впускном коллекторе 44, в конфигурации, которая предусматривает то, что известно как оконный впрыск топлива во впускное окно выше по потоку от камеры 30 сгорания.

Впускной канал 42 может включать в себя дроссель 64, имеющий дроссельную заслонку 61. В этом конкретном примере, положение дроссельной заслонки 61 может регулироваться контроллером 12 посредством сигналов, выдаваемых на электродвигатель или исполнительный механизм, заключенный дросселем 64, конфигурацией, которая обычно указывается ссылкой как электронное управление дросселем (ETC). Таким образом, дроссель 64 может приводиться в действие для варьирования всасываемого воздуха, подаваемого в камеру 30 сгорания, среди других цилиндров двигателя. Положение дроссельной заслонки 61 может выдаваться в контроллер 12 сигналом TP положения дросселя. Впускной канал 42 может включать в себя датчик 120 массового расхода воздуха, датчик 128 барометрического давления и датчик 124 давления воздуха в коллекторе, для выдачи соответствующих сигналов MAF, BP и MAP, соответственно, в контроллер 12.

Система 88 зажигания может выдавать искру зажигания в камеру 30 сгорания через свечу 92 зажигания в ответ на сигнал SA опережения зажигания из контроллера 12, при выбранных рабочих режимах. Хотя показаны компоненты искрового зажигания, в некоторых вариантах осуществления, камера 30 сгорания или одна или более других камер сгорания двигателя 10 могут эксплуатироваться в режиме воспламенения от сжатия, с или без свечи зажигания.

Датчик 126 выхлопных газов показан присоединенным к выпускному коллектору 48 выше по потоку от устройства 70 снижения токсичности выхлопных газов. Датчик 126 может быть любым подходящим датчиком для выдачи показания отношения количества воздуха к количеству топлива выхлопных газов, таким как линейный датчик кислорода или UEGO (универсальный или широкодиапазонный датчик кислорода в выхлопных газах), двухрежимный датчик кислорода или EGO, HEGO (подогреваемый EGO), датчик содержания NO_x, HC, или CO. Устройство 70 снижения токсичности выхлопных газов показано расположенным ниже по потоку от датчика 126 выхлопных газов. Устройство 70 снижения токсичности выхлопных газов может быть трехкомпонентным каталитическим нейтрализатором (TWC), уловителем NO_x, различными другими устройствами снижения токсичности выхлопных газов или их комбинациями. В некоторых вариантах осуществления, во время работы двигателя 10, устройство 70 снижения токсичности выхлопных газов может периодически восстанавливаться посредством приведения в действие по меньшей мере одного цилиндра двигателя в пределах конкретного отношения количества воздуха к количеству топлива.

Контроллер 12 показан на фиг.1 в качестве микрокомпьютера, включающего в себя микропроцессорный блок 102, порты 104 ввода/вывода, электронный запоминающий носитель (или постоянную память) для исполняемых программ и калибровочных значений, показанный в качестве микросхемы 106 постоянного запоминающего устройства в этом конкретном примере, оперативное запоминающее устройство 108, энергонезависимую память 110 и шину данных. Контроллер 12 может принимать различные сигналы с датчиков, присоединенных к двигателю 10, в дополнение к тем сигналам, которые обсуждены ранее, в том числе, измерение засасываемого массового расхода воздуха (MAF) с датчика 120 массового расхода воздуха; температуру хладагента двигателя (ECT) с датчика 112 температуры, присоединенного к патрубку 114 охлаждения; скорость транспортного средства с датчика 142 скорости транспортного средства; показания наклона с уклономера 146; сигнал профильного считывания зажигания (PIP) с датчика 38 на эффекте Холла (или другого типа), присоединенного к коленчатому валу 40; и положение дросселя (TP) с датчика 58 положения дросселя. Сигнал скорости вращения двигателя, RPM, может формироваться контроллером 12 из сигнала PIP. Сигнал давления в коллекторе, MAP, с датчика 124 давления в коллекторе может использоваться для выдачи указания разряжения или давления во впускном коллекторе. Датчик 128 барометрического давления может выдавать показания барометрического давления, который также может использоваться для определения высоты над уровнем моря. Отметим, что могут использоваться различные комбинации вышеприведенных датчиков, такие как датчик MAF без датчика MAP, или наоборот. Во время стехиометрической работы, датчик MAP может давать показание крутящего момента двигателя. Кроме того, этот датчик, наряду с выявленной скоростью вращения двигателя, может давать оценку заряда (включающего в себя воздух), введенного в цилиндр. В одном из примеров, датчик 38 на эффекте Холла, который также используется в качестве датчика скорости вращения двигателя, может вырабатывать заданное количество равноразнесенных импульсов каждый оборот коленчатого вала.

Постоянное запоминающее устройство 106 запоминающего носителя может быть запрограммировано машиночитаемыми данными, представляющими команды, исполняемые процессором 102 для выполнения способов, описанных ниже, таких как на фиг.3, 4, 5, 6 и 8, а также других вариантов, которые предвосхищены, но специально не перечислены.

Как описано выше, фиг.1 показывает только один цилиндр многоцилиндрового двигателя, и у которого каждый цилиндр может подобным образом включать в себя свой собственный набор впускных/выпускных клапанов, топливную форсунку, свечу зажигания, и т.д.

Далее, с обращением к фиг.2, она изображает схему дисплея 200 приборной панели в качестве видимой водителю транспортного средства. Приборная панель включает в себя комбинацию 204 приборов, расположенную за рулевым колесом (не показано). Комбинация 204 приборов включает в себя различные измерительные приборы, такие как указатель 214 уровня топлива, тахометр 206, спидометр 220 и указатель 216 температуры двигателя, а также индикаторы и световую сигнализацию. В дополнение к этим, электронный дисплей 208 показывает показания для мгновенной экономии топлива или пробега в милях на галлон (MPG), приблизительное расстояние, которое может проехать транспортное средство на основании существующего топлива, наружную температуру и включает в себя отображение одометра. По существу, электронный дисплей 208 может включать в себя другие показания, и фиг.2 является неограничивающим примером.

Примерные процедуры, которые могут выполняться контроллером 12 для определения и отображения показания экономии топлива, компенсированного запасенной энергией транспортного средства, далее будут описаны в ходе ссылки на фиг.3, 4, 5, 6 и 8. Как конкретизировано в материалах настоящего описания, контроллер может определять установившуюся экономию топлива, когда транспортное средство является передвигающимся в установившихся условиях. Установившиеся показания экономии топлива могут определяться и сохраняться множество раз во время передвижения транспортного средства, когда удовлетворены определенные условия. В условиях, которые включают в себя положительные изменения одного или обоих из квадрата скорости транспортного средства и высоты над уровнем моря транспортного средства, коэффициент пересчета для топлива, обусловленный запасенной энергией, может определяться посредством использования измеренной ранее установившейся экономии топлива. Показания коэффициента пересчета могут определяться и сохраняться в памяти каждый раз, когда транспортное средство испытывает существенное увеличение квадрата скорости транспортного средства и/или высоты над уровнем моря транспортного средства. Коэффициент пересчета может использоваться, прежде всего, для внесения поправки в наблюдаемую интенсивность потока топлива, которая затем может использоваться для расчета экономии топлива, компенсированной запасенной энергией. Описанный способ предлагает простой и все же надежный способ компенсации на запасенные потенциальную и кинетическую энергии без использования сложных расчетов или измерений массы транспортного средства, энергии топлива, коэффициента полезного действия двигателя, и тому подобного, которые могут меняться между разными транспортными средствами.

Далее, с обращением к фиг.3, она изображает процедуру 300, которая определяет, истек ли определенный интервал для расчета и отображения обновленного мгновенного показания экономии топлива (FE) водителю транспортного средства.

На этапе 302, может определяться, является ли время после последнего отображения показания FE большим, чем или равным заданному Threshold_t. В качестве примера, Threshold_t может быть одной секундой, половиной секунды, пятью секундами или любым интервалом, предварительно установленным в контроллере транспортного средства, чтобы выдавать мгновенный выходной сигнал или выходной сигнал реального времени. Если время после последнего отображения показания FE не больше, чем или равным Threshold_t, На этапе 304, процедура 300 может не обновлять предыдущее показание FE и может заканчиваться.

С другой стороны, если определено, что время после последнего отображения показания FE является равным или большим, чем Threshold_t, на этапе 306, процедура расчета и компенсации FE может выполняться, как будет описано ниже со ссылкой на фиг.4A и 4B. На этапе 308, компенсированное мгновенное показание FE может отображаться водителю. Поэтому, процедура 300 отображает компенсированные мгновенные показания экономии топлива с периодическими интервалами водителю транспортного средства.

Далее, продолжая по фиг.4A и 4B, они показывают процедуру 400 для расчета показания FE, которое было скомпенсировано запасенной энергией транспортного средства. Более точно, существующая интенсивность потока топлива рассчитывается и компенсируется запасенной энергией, которая, в свою очередь, используется для определения скорректированного показания FE в милях на галлон (MPG).

На этапе 402, могут определяться и/или измеряться условия работы двигателя и транспортного средства. Условия работы двигателя могут включать в себя нагрузку двигателя, температуру двигателя, скорость вращения двигателя, выходной крутящий момент, и т.д., наряду с тем, что условия работы транспортного средства могут содержать скорость транспортного средства, высоту над уровнем моря транспортного средства, и т.д. на этапе 404, временной интервал Δt может определяться после предыдущего расчета мгновенного показания FE. На этапе 406, момент времени на последнем расчете мгновенного показания FE может быть установлен в качестве t1, текущее время может измеряться в качестве t2 на этапе 408, и временная разность между t2 и t1 может рассчитываться на этапе 410 в качестве Δt.

На этапе 412, процедура 400 может определять интенсивность потока топлива (FFR). FFR может быть синхронизирована по времени с измерением скорости транспортного средства. Типично, оценка топлива, которое должно впрыскиваться, определяется досрочно, чтобы расчет потока топлива мог происходить на несколько событий впереди передачи крутящего момента на ведущие колеса транспортного средства. Поэтому, измерения потока топлива и скорости транспортного средства могут быть синхронизированы по времени, чтобы они соответствовали одному и тому же периоду времени для этого расчета.

На этапе 414, счетчик импульсов топлива при предыдущем расчете FE может извлекаться в качестве FPC_1 наряду с тем, что, на этапе 416, текущий счетчик импульсов топлива может определяться в качестве FPC_2. на этапе 418, полный поток топлива, ΔF_cons, может определяться в качестве имеющего значение разности между FPC_2 и FPC_1. FFR затем может рассчитываться на этапе 420, как изложено ниже:

FFR=k*ΔF_cons/Δt,

где k - коэффициент пересчета для массы топлива за импульс и за раз. Поэтому, k может помогать преобразованию массового потока топлива в галлоны и время в часах.

Затем, на этапе 422, может определяться изменение квадрата скорости транспортного средства. Запасенная энергия в форме кинетической энергии прямо пропорциональна квадрату скорости транспортного средства. Поэтому, изменение кинетической энергии прямо пропорционально изменению квадрата скорости транспортного средства за период времени. На этапе 424, скорость транспортного средства при последнем расчете FE может извлекаться из памяти контроллера транспортного средства в качестве VS_1, и ее квадрат может определяться в качестве (Vs_1)². на этапе 426, текущая скорость транспортного средства может измеряться в качестве VS_2, а ее квадрат может определяться в качестве (VS_2)². Скорость транспортного средства может измеряться многообразием способов. В одном из примеров, датчик скорости транспортного средства, присоединенный к трансмиссии двигателя, может отправлять сигналы в контроллер транспортного средства. В еще одном примере, может использоваться среднее значение скоростей вращения отдельных колес. Измерение может быть в милях в час, и процедура 400 может преобразовывать измерение скорости транспортного средства в футы в секунду. Контроллер может сохранять эти показания, например, Vs_2 и (VS_2)² для будущих расчетов. На этапе 428, разность квадратов скоростей, ΔVs², может определяться в качестве (VS_2)²–(VS_1)².

В одном из примеров, если транспортное средство является замедляющимся, по мере того, как оно замедляется, изменение квадрата скоростей может быть отрицательным. В еще одном примере, если транспортное средство является ускоряющимся и набирающим скорость, ΔVs² может быть положительным.

На этапе 430, может определяться изменение высоты над уровнем моря транспортного средства в единицах футов. Изменение высоты над уровнем моря транспортного средства может быть положительным (если восходящее) или отрицательным (если нисходящее). Мгновенные показания экономии топлива могут находиться под влиянием запасенной потенциальной энергии, которая прямо пропорциональна высоте над уровнем моря транспортного средства. Например, некомпенсированные показания экономии топлива могут подвергаться изменению приблизительно на 40% при восхождении или нисхождении с незначительными наклонами. Посредством коррекции на изменения потенциальной энергии по мере того, как транспортное средство поднимается или опускается по склонам, показания экономии топлива могут быть более точными. На этапе 432, высота над уровнем моря при последнем расчете FE может получаться в качестве Vh_1, а текущая высота над уровнем моря транспортного средства, Vh_2, может рассчитываться на этапе 434, как изложено ниже:

(RG_cor*Δt*Vs_2)+Vh_1,

где RG_cor - показание наклона с уклономера, которое подвергнуто поправке на ошибку смещения, обусловленную загрузкой транспортного средства. Как показано выше, высота над уровнем моря транспортного средства может определяться посредством умножения поправленного показания наклона на пройденное расстояние и прибавления определенной высоты над уровнем моря транспортного средства при последнем расчете FE. Сигнал уклона или показание наклона из уклономера может подвергаться поправке на ошибку смещения посредством сравнения показаний высоты из уклономера, основанных на уклоне и скорости транспортного средства, с таковой по датчику барометрического давления, как будет описано далее в ходе ссылки на фиг.8.

Фиг.8 иллюстрирует процедуру 800 для определения поправки для показаний из уклономера. Показания из уклономера могут иметь более высокое разрежение, но они могут быть подвержены ошибкам смещения. Например, когда уклономер установлен на кузове транспортного средства, загрузка транспортного средства может давать в результате ошибку смещения, например, постоянная ошибка наклона 3% может присутствовать, если багажник автомобиля тяжело загружен. Датчик барометрического давления может выдавать показания для высоты над уровнем моря транспортного средства без ошибки смещения, но эти показания могут не иметь отвечающего требованиям разрешения. Например, в то время как каждый метр высоты может давать в результате изменение давления 0,01 кПа, датчик барометрического давления может регистрировать изменения давления точнее только при изменении высоты над уровнем моря от 2 до 5 метров. Таким образом, датчик барометрического давления может иметь требуемую точность, будучи невосприимчивым к ошибкам смещения, но может страдать от недостатка разрешения. Процедура 800 предоставляет пример внесения поправки на ошибку смещения в показаниях из уклономера посредством сравнения с показаниями высоты с датчика барометрического давления после того, как транспортное средство подверглось существенному изменению высоты.

На этапе 802, сигнал наклона или уклона дороги, RG, может приниматься контроллером из уклономера. В одном из примеров, RG может быть показанием, получаемым в процентах, в каком случае, он может преобразовываться в коэффициент перед продолжением расчета, описанного в материалах настоящего описания. На этапе 804, скорость Vs транспортного средства может определяться или измеряться и, на этапе 806, скорость изменения высоты, RE, может рассчитываться, как изложено ниже: RG*Vs.

На этапе 808, скорость изменения высоты, RE, может интегрироваться по времени, чтобы давать суммарное изменение высоты после возврата в исходное положение, Ei. На этапе 810, процедура 800 может определять, подверглось ли транспортное средство существенному изменению высоты над уровнем моря. Суммарное изменение высоты над уровнем моря, Ei, может сравниваться с Threshold_K. В одном из примеров, Threshold_K может быть высотой над уровнем моря 2 метра, наряду с тем, что, в другом примере, она может иметь значение 4 метра. Недостаток разрешения показаний с датчика барометрического давления может преодолеваться посредством обеспечения, что транспортное средство подверглось существенному изменению высоты над уровнем моря.

Если определено, что изменение высоты над уровнем моря находится ниже, чем Threshold_K, на этапе 812, процедура 800 может ожидать расчета поправки смещения. Однако, если изменение высоты больше, чем Threshold_K, На этапе 814, контроллер может определять показание для изменения высоты, Eb, с датчика барометрического давления на борту транспортного средства. На этапе 816, Ei и Eb могут сравниваться, и, на этапе 818, поправочный коэффициент для показаний с уклономера может быть определен в качестве Eb/Ei. Этот поправочный коэффициент смещения может определяться так, чтобы показания изменения высоты как с уклономера, так и датчика барометрического давления были равны при значительном изменении высоты. Таким образом, показание высоты с уклономера может подвергаться поправке, на этапе 820, чтобы давать поправленные показания наклона, RG_cor, как изложено ниже: RG*Eb/Ei. Поправочный коэффициент может сохраняться в памяти контроллера.

Далее, возвращаясь к процедуре 400, на этапе 438, изменение высоты над уровнем моря транспортного средства, ΔVh, может определяться в качестве разности между Vh_2 и Vh_1. Vh_2 может сохраняться в памяти контроллера для следующего расчета. Затем, на этапе 440, процедура 400 может извлекать средний коэффициент пересчета для запасенной энергии, SE_avg, где SE_avg - скользящее среднее многочисленных расчетов коэффициента пересчета во время работы транспортного средства. Расчет коэффициента пересчета, SE, будет дополнительно конкретизирован ниже, в ходе ссылки на фиг.5.

На этапе 442, интенсивность потока топлива, определенная на этапе 412, может компенсироваться запасенной энергией транспортного средства. На этапе 444, компенсированная интенсивность потока топлива, FFR_comp, может определяться, как изложено ниже:

FFR-[SE_avg*(0,5*ΔVs²+32,2*ΔVh)]*CK,

где, CK - калибровочная постоянная. В одном из примеров, CK может быть установлена в качестве 1, тогда как, в других примерах, если меньшая компенсация требуется для отображения мгновенных показаний FE, CK может быть меньшим, чем 1.

На этапе 446, рассчитанная компенсированная интенсивность потока топлива, FFR_comp, может сохраняться в памяти, и скользящее среднее FFR_comp может определяться в качестве FFR_comp_avg на основании предыдущих расчетов FFR_comp. Расчет скользящего среднего может фильтроваться для устранения шума из измерений скорости транспортного средства. Следует принимать во внимание, что, во время большинства условий движения, за исключением переходных условий, таких как события переключения трансмиссии при торможении, компенсированная интенсивность потока, FFR_comp, может иметь меньшее отклонение, чем измеренный мгновенный поток топлива из двигателя.

На этапе 448, скорректированное мгновенное показание FE может рассчитываться в единицах миль на галлон, как изложено ниже:

Vs_2/(FFR_comp_avg)

Таким образом, посредством использования коэффициента пересчета, измеренное показание экономии топлива может компенсироваться запасенной энергией транспортного средства, являющейся результатом изменений кинетической и потенциальной энергии. Например, без компенсации, мгновенное показание FE для транспортного средства, которое является замедляющимся, может отображаться в качестве бесконечного значения. Искусственное увеличение FE, так как транспортное средство снижает скорость, может быть обусловлено состоянием перекрытия топлива при замедлении (DFSO), при котором поток топлива в двигатель может сокращаться. Однако, транспортное средство может продолжать двигаться вследствие запасенной энергии транспортного средства. В этом примере, коэффициент пересчета может фактически увеличивать существующую интенсивность потока топлива, делая ее положительным числом и, таким образом, может корректировать мгновенное показание FE до числа, более низкого, чем бесконечное значение.

В еще одном примере, если транспортное средство является восходящим по склону или ускоряющимся по скорости, некомпенсированное показание экономии топлива может быть меньшим, чем действующее показание экономии топлива. Дополнительное топливо, израсходованное, когда транспортное средство является восходящим по склону или подвергающимся ускорению, может пойти на или быть обусловленным накоплением энергии. В примере транспортного средства, которое является восходящим, излишнее топливо, израсходованное двигателем, по сравнению с установившимся расходом топлива, может быть обусловлено добавлением кинетической энергии. Поэтому, для компенсации существующей интенсивности потока топлива и внесения поправки в мгновенное показание экономии топлива, коэффициент пересчета может вычитать эквивалентное количество топлива из существующего потока топлива.

Далее, с обращением к фиг.5, она показывает процедуру 500 для расчета коэффициента пересчета, SE, для запасенной энергии транспортного средства. Коэффициент пересчета изучается, когда удовлетворены определенные условия, более точно, когда транспортное средств подвергается существенному увеличению одного или более из скорости транспортного средства и высоты над уровнем моря транспортного средства, включающих в себя положительное изменение кинетической или потенциальной энергии. Коэффициент пересчета основан на потоке топлива, обусловленном запасенной энергией, которая является разностью между измеренной интенсивностью потока топлива и потоком топлива в установившихся условиях движения. Более высокое показание экономии топлива обычно наблюдается, когда транспортное средство приводится в движение в установившихся условиях. В одном из примеров, показания экономии топлива, более низкие, чем установившиеся показания экономии топлива, могут наблюдаться, когда транспортное средство является восходящим по склону или подвергающимся ускорению. Более низкие показания экономии топлива, в этом примере, могут быть приписаны потоку топлива, обусловленному добавлением потенциальной энергии или кинетической энергии.

На этапе 502, процедура 500 может подтверждать, что двигатель прогрет. Например, расход топлива может быть более высоким при холодном запуске двигателя, который может оказывать влияние на расчеты, основанные на потоке топлива. Поэтому, если подтверждено, что двигатель не прогрет, на этапе 514, процедура 500 может ожидать, чтобы двигатель прогревался, перед определением коэффициента пересчета.

На этапе 504, может определяться, является ли существующая скорость транспортного средства, Vs_2, более высокой, чем минимальное пороговое значение, Threshold_min, при этом Threshold_min больше, чем ноль. В одном из примеров, Threshold_min может иметь значение 10 миль в час (миль/ч), тогда как, в еще одном примере, Threshold_min может иметь значение 20 миль/ч. На скоростях, более низких, чем Threshold_min, топливо, израсходованное двигателем, может использоваться для преодоления трения качения. Поэтому, если определено, что Vs_2 находится ниже, чем Threshold_min, на этапе 514, процедура 500 может ожидать определения коэффициента пересчета.

Однако, если определено, что транспортное средство движется на скорости, более высокой, чем Threshold_min, процедура 500 может переходить на этапе 506, где она может определять, существуют ли условия торможения. В условиях торможения, поток топлива может использоваться для преодоления трения торможения, и запасенная энергия может теряться в качестве тепла. Поэтому, любые расчеты для определения интенсивности потока топлива, обусловленной запасенной энергией, могут встречаться с ошибками, когда поток топлива используется для преодоления трения. Если определено, что существуют условия торможения, процедура 500 переходит на этап 514, где она может ожидать определения коэффициента пересчета. В одном из примеров, коэффициент пересчета может определяться в условиях без торможения.

Если условия торможения не существуют, процедура 500 может переходить на этапе 508, где она может определять, подвергается ли транспортное средство событиям переключения трансмиссии. Например, события переключения трансмиссии могут создавать быстрые изменения скорости вращения двигателя, которые могут оказывать влияние на поток топлива и точность измерений скорости транспортного средства. Если определено, что происходит переключение трансмиссии, процедура 500 может ожидать на этапе 514 определения коэффициента пересчета.

С другой стороны, если переключение трансмиссии не происходит, процедура 500 может переходить на этапе 510, где может определяться, является ли транспортное средство ускоряющимся, и является ли изменение квадрата скорости транспортного средства, ΔVs², более высоким, чем пороговая скорость транспортного средства, Threshold_V. Поскольку коэффициент пересчета для запасенной энергии основан на разности между существующей интенсивностью потока топлива и интенсивности потока топлива в установившихся условиях движения, большие изменения запасенной энергии в условиях интенсивного потока топлива делают оценку коэффициента пересчета более устойчивой к небольшим ошибкам интенсивности потока топлива в установившемся состоянии. Если транспортное средство является ускоряющимся, и положительное изменение Vs² больше, чем пороговое значение скорости транспортного средства, транспортное средство может быть сжигающим большее количество топлива и увеличивающим свою запасенную энергию. Поскольку изменение кинетической энергии прямо пропорционально квадрату скорости транспортного средства, небольшое изменение скорости транспортного средства на более высоких скоростях может создавать большее изменение кинетической энергии. Поэтому, коэффициент пересчета может изучаться на более высоких скоростях транспортного средства, а не на более низких скоростях.

Если определено, что скорость транспортного средства не возрастает, и ΔVs² меньше, чем Threshold_V, на этапе 512, процедура 500 может определять, является ли транспортное средство восходящим, например, взбирающимся по склону, и является ли результирующее изменение высоты над уровнем моря транспортного средства более высоким, чем пороговое значение высоты над уровнем моря транспортного средства, Threshold_h. Как пояснено выше, коэффициент пересчета может определяться с меньшими ошибками, если транспортное средство добавляет энергию посредством ускорения или восхождения по склону. Таким образом, если определено, что транспортное средство не является взбирающимся по склону, и его изменение по высоте над уровнем моря не больше, чем Threshold_h, процедура 500 может переходить на этапе 514 и ожидать, чтобы были удовлетворены начальные условия.

Если на этапе 510 определено, что скорость транспортного средства возрастает, и изменение ΔVs² является положительным и более высоким, чем Threshold_V, процедура 500 может переходить на этапе 516. Подобным образом, если определено, что транспортное средство является восходящим по склону, и изменение высоты над уровнем моря транспортного средства является положительным и более высоким, чем Threshold_h, процедура 500 может переходить на этапе 516, где среднее установившееся показание экономии топлива может извлекаться из памяти. Таким образом, коэффициент пересчета для топлива, обусловленного запасенной энергией транспортного средства, может определяться, только когда транспортное средство подвергается существенному изменению одного или обоих из квадрата скорости транспортного средства и высоты над уровнем моря транспортного средства. Если изменение высоты над уровнем моря транспортного средства или изменение квадрата скорости транспортного средства является существенным и более высоким, чем их соответствующие пороговые значения, может определяться коэффициент пересчета для запасенной энергии.

Как будет конкретизировано в ходе ссылки на фиг.6, среднее установившееся показание экономии топлива, MPG_SS_avg, может определяться, когда транспортное средство является движущимся в установившихся условиях без значительных изменений ускорения транспортного средства или высоты над уровнем моря транспортного средства. Установившееся показание экономии топлива может определяться каждый раз, когда удовлетворены начальные условия, и показание может прибавляться к предыдущим расчетам, чтобы вырабатывать скользящее среднее показание, MPG_SS_avg.

На этапе 518, часть потока топлива, обусловленная запасенной энергией транспортного средства, FF_str, может определяться, как изложено ниже:

FFR–(Vs_2/MPG_SS_avg),

где, FFR - существующая интенсивность потока топлива,

VS_2 - существующая скорость транспортного средства, и

VS_2/MPG_SS_avg - поток топлива в установившихся условиях движения.

Как обсуждено ранее, влияние ошибок в расчете MPG_SS_avg может быть уменьшено, если существующая интенсивность потока топлива, FFR, является более высокой. Отсюда, коэффициент пересчета для запасенной энергии транспортного средства может определяться лучше, когда транспортное средство является испытывающим положительное изменение скорости транспортного средства, например, ускоряющимся, и изменение квадрата скорости транспортного средства больше, чем пороговое значение скорости транспортного средства, например, Threshold_V. Влияние ошибок в MPG_SS_avg также может быть более низким, если коэффициент пересчета рассчитывается, когда транспортное средство является восходящим по склону, при этом изменение высоты над уровнем моря транспортного средства является положительным, и положительное изменение больше, чем пороговое значение высоты над уровнем моря транспортного средства, такое как Threshold_h.

В еще одном примере, если транспортное средство подвергается замедлению или спускается под уклон, поток топлива может замедляться или перекрываться, в силу чего, существующий поток топлива уменьшается. Влияние ошибок в расчете MPG_SS_avg в установившихся условиях, а потому, потока топлива в установившихся условиях, может быть большим, когда существующий поток топлива меньше. Таким образом, расчет коэффициента пересчета может быть в большей степени чувствительным к ошибкам оценки MPG_SS_avg, и его соответствующего установившегося потока топлива, когда существующий поток топлива уменьшается.

Затем, на этапе 520, коэффициент пересчета для топлива, обусловленный запасенной энергией, SE, может определяться, как изложено ниже:

FF_str/(0,5*ΔVs²+32,2*ΔVh),

где, ΔVs² - изменение квадрата скорости транспортного средства, а ΔVh - изменение высоты над уровнем моря транспортного средства за время Δt.

Таким образом, коэффициент пересчета для запасенной энергии прямо пропорционален потоку топлива, обусловленному запасенной энергией, и обратно пропорционален каждому из изменения квадрата скорости транспортного средства и изменения высоты над уровнем моря транспортного средства. Посредством использования потока топлива, обусловленного запасенной энергией, для определения коэффициента пересчета, коэффициент пересчета основан на установившемся показании экономии топлива, MPG_SS, и его среднего значения. Коэффициент пересчета, поэтому, может определяться посредством сравнения количества дополнительного топлива, расходуемого, когда кинетическая и/или потенциальная энергия добавляется в систему транспортного средства, с количеством топлива, которое расходуется в установившихся условиях движения.

На этапе 522, рассчитанное показание SE может сохраняться в памяти контроллера транспортного средства, и скользящее среднее, SE_avg, может рассчитываться для узнавания более точного коэффициента пересчета.

Таким образом, коэффициент пересчета для запасенной энергии транспортного средства может рассчитываться, когда удовлетворены определенные начальные условия, в частности, когда испытывается существенное увеличение высоты над уровнем моря транспортного средства, и/или когда происходит существенное увеличение квадрата скорости транспортного средства. Коэффициент пересчета может не определяться при переключении трансмиссии и, к тому же, может не определяться в условиях торможения транспортного средства. Коэффициент пересчета основан исключительно на интенсивности потока топлива, изменении скорости транспортного средства и изменении высоты над уровнем моря транспортного средства. Энергоемкость топлива, коэффициент полезного действия двигателя и масса транспортного средства могут изучаться совместно в качестве части коэффициента пересчета. Таким образом, дополнительное знание массы транспортного средства, энергии топлива или коэффициента полезного действия двигателя могут не требоваться, и расчеты для массы транспортного средства и коэффициента полезного действия двигателя, или априорное знание энергии топлива могут не быть нужными для определения коэффициента пересчета, предоставляя возможность для более простого расчета.

Следует принимать во внимание, что, в описании, приведенном выше, коэффициент пересчета определяется, когда транспортное средство является увеличивающим свою запасенную энергию, например, при ускорении или восхождении по склону. Коэффициент пересчета может определяться, когда транспортное средство является нисходящим по склону и/или замедляющимся на основании падения потока топлива. Однако, этот расчет может быть предрасположенным к ошибкам по расчету установившейся интенсивности потока.

Далее, с обращением к фиг.6, она изображает процедуру 600 определения установившегося показания экономии топлива на основании удовлетворения многочисленных начальных условий. Более точно, показания экономии топлива могут рассчитываться, когда транспортное средство является передвигающимся в установившихся условиях, в которых изменения каждого из квадрата скорости транспортного средства и высоты над уровнем моря транспортного средства меньше соответствующих пороговых значений. Кроме того, установившиеся условия могут включать в себя условия, в которых поток топлива и его сгорание в двигателе используется для поддержания скорости транспортного средства и не используется для прогрева двигателя, компенсируя трение, и т.д. Таким образом, процедура 600 может инициироваться, только когда удовлетворены различные начальные условия.

На этапе 602, процедура 600 может подтверждать, что двигатель прогрет. В одном из примеров, топливо может расходоваться на прогрев двигателя и, таким образом, может не использоваться полностью для поддержания скорости транспортного средства. Если определено, что двигатель не прогрет, на этапе 614, установившееся показание экономии топлива, MPG_SS, может не определяться, и процедура 600 может ожидать другой благоприятной возможности.

На этапе 604, может определяться, является ли существующая скорость транспортного средства, Vs_2, более высокой, чем минимальное пороговое значение, Threshold_min, но более низким, чем максимальное пороговое значение, Threshold_max. В одном из примеров, Threshold_min может иметь значение 30 миль в час (миль/ч). В качестве альтернативы, Threshold_min может быть скоростью 35 миль/час. Если транспортное средство передвигается на более низких скоростях, например, на или ниже Threshold_min, транспортное средство может сталкиваться с трением качения, а потому, определенная экономия топлива может быть более низкой. Кроме того, измерения экономии топлива могут быть предрасположены к ошибке, так как гидротрансформатор может быть незаблокирован на более низких скоростях. Дополнительно, измерения топлива на более низких скоростях также могут быть чувствительны к небольшим нагрузкам от системы кондиционирования воздуха и других электрических нагрузок. С другой стороны, если транспортное средство является движущимся на более высоких скоростях, например, выше Threshold_max, экономия топлива может быть более низкой вследствие сопротивления воздуха. В одном из примеров, Threshold_max может иметь значение 50 миль/час, тогда как, в другом примере, Threshold_max может иметь значение 45 миль/час. Поэтому, если определено, что транспортное средство передвигается на скоростях, ниже Threshold_min, или что оно передвигается на скоростях, более высоких, чем Threshold_max, на этапе 614, процедура 600 может не определять MPG_SS и ожидать, чтобы были удовлетворены условия.

С другой стороны, если определено, что скорость транспортного средства находится между Threshold_min и Threshold_max, на этапе 606 может подтверждаться, существуют ли условия торможения. Поскольку события торможения не обеспечивают установившиеся условия, показания экономии топлива при таких событиях могут не представлять собой установившуюся экономию топлива. Поэтому, если происходит событие торможения, процедура 600 может переходить на этапе 614 и может не определять MPG_SS. Однако, если определено, что событие торможения не происходит, процедура 600 может переходить на этапе 608, где она может определять, выполняется ли переключение трансмиссии. Как указанно ранее в ходе ссылки на фиг.5, события переключения трансмиссии могут оказывать влияние на точность измерений скорости транспортного средства, и измерений потока топлива. Если переключение трансмиссии является происходящим, процедура 600 может деактивироваться на этапе 614, и MPG_SS может не определяться.

Если переключение трансмиссии не является происходящим, процедура 600 затем может подтверждать, на этапе 610, что изменение квадрата скорости транспортного средства, ΔVs², находится ниже, чем пороговое значение, Threshold_S. В одном из примеров, если транспортное средство является передвигающимся на автомате постоянной скорости, изменение скорости транспортного средства или квадрата скорости транспортного средства может быть нулевым. Значительное увеличение или понижение скорости транспортного средства может создавать значительное отклонение экономии топлива, тем самым, давая в результате ошибки в расчете MPG_SS. Если определено, что ΔVs² больше, чем Threshold_S, процедура 600 может деактивировать расчет установившейся экономии топлива на этапе 614.

Однако, если ΔVs² находится ниже, чем или равна Threshold_S, процедура 600 затем может подтверждать, на этапе 612, что изменение высоты над уровнем моря транспортного средства, ΔVh, находится ниже порогового значения, Threshold_E. Если транспортное средство является взбирающимся или нисходящим по склону, установившиеся условия могут не быть удовлетворены. Поэтому, если ΔVh больше, чем Threshold_E, процедура 600 может не рассчитывать MPG_SS и ожидать благоприятной возможности, когда удовлетворены все начальные условия. Таким образом, если одно или оба из изменения квадрата скорости транспортного средства и изменения высоты над уровнем моря транспортного средства находятся выше, чем их соответствующие пороговые значения, установившиеся показания экономии топлива могут не определяться. Установившиеся начальные условия могут быть удовлетворены, когда как изменение квадрата скорости транспортного средства, так и изменение высоты над уровнем моря транспортного средства меньше, чем их соответствующие пороговые значения.

Возвращаясь на этапе 612, если определено, что ΔVh находится ниже, чем Threshold_E, процедура 600 может продолжаться на этапе 616, где MPG_SS может рассчитываться в качестве:

Vs_2/FFR,

где Vs_2 - текущая или существующая скорость транспортного средства, а

FFR - текущая интенсивность потока топлива в установившихся условиях.

На этапе 618, рассчитанная MPG_SS сохраняется в памяти контроллера транспортного средства, и скользящее среднее, MPG_SS_avg, может вычисляться в качестве ROLAV(MPG_SS). Скользящее среднее может использоваться в расчетах компенсированной экономии топлива или пробега в милях.

Далее, с обращением к фиг.7, она демонстрирует примерную зависимость между экономией топлива в милях на галлон (MPG) и установившейся скоростью в милях в час (MPH). Более точно, многомерная характеристика 700 показывает экономию топлива в MPG, графически изображенную вдоль оси y, и установившуюся скорость в миль/час вдоль оси y. График 702 показывает, что MPG остается относительно стабильной в пределах диапазона скоростей, изображенных линиями 711 и 713. До линии 711, на установившихся скоростях, более низких, чем 30 миль/час, MPG быстро возрастает с 10 MPG до ~ 30 MPG. Между линиями 711 и 713, например, между установившимися скоростями от 30 до 50 миль/час, экономия топлива может быть наивысшей наблюдаемой и может оставаться между 30 и 35 MPG. По мере того, как установившаяся скорость возрастает выше 50 миль/час (линия 713), экономия топлива убывает с ~ 32 MPG до 20 MPG.

Слева от линии 711, на скоростях между от 10 миль/час до 30 миль/час, большее количество топлива может использоваться для преодоления трения качения. Справа от линии 713, по мере того, как скорость транспортного средства возрастает сверх 50 миль/час, транспортное средство может сталкиваться с существенным сопротивлением воздуха, так что топливо, расходуемое двигателем, может использоваться для преодоления сопротивления воздуха. Однако, на умеренных скоростях, например, между 30 миль/час и 50 миль/час, экономия топлива остается относительно стабильной, так как гидротрансформатор остается заблокированным, и паразитные нагрузки, такие как от кондиционера воздуха или других электрических нагрузок, могут не вносить вклад в количество расходуемого топлива. Поэтому, установившееся показание экономии топлива, MPG_SS, может определяться, когда транспортное средство является едущим на умеренных скоростях без значительного ускорения/замедления или изменений высоты.

Незначительные улучшения изучения коэффициента пересчета запасенной энергии могут быть произведены увеличением точности MPG_SS. Более точные экономия топлива или пробег в милях могут изучаться посредством вычерчивания кривой установившегося потока топлива по скорости транспортного средства, Vs. Таким образом, более широкий диапазон скоростей имеется в распоряжении для изучения MPG_SS.

Таким образом, установившиеся условия движения транспортного средства могут использоваться для изучения установившегося показания экономии топлива. Если транспортное средство подвергается значительным увеличениям любого из квадрата скорости транспортного средства или высоты над уровнем моря транспортного средства, коэффициент пересчета для запасенной энергии может определяться на основании увеличения потока топлива от установившегося потока топлива. Этот коэффициент пересчета затем может использоваться для коррекции показаний экономии топлива на запасенную энергию.

Каждые из коэффициента пересчета и установившихся показаний экономии топлива могут определяться каждый раз, когда удовлетворены начальные условия. Контроллер транспортного средства может добавлять эти показания в свою память и вычислять скользящие средние на основании существующих данных. По мере того, как количество определенных показаний коэффициента пересчета возрастает, более точный коэффициент пересчета может определяться, предоставляя возможность для более надежной компенсации показаний экономии топлива запасенной энергией.

Далее, с обращением к фиг.9, она показывает многомерную характеристику 900, изображающую примерные условия движения транспортного средства, когда может рассчитываться коэффициент пересчета для запасенной энергии транспортного средства, более точно, кинетической энергии. Пример на многомерной характеристике 900 изображает транспортное средство, подвергающееся изменениям только кинетической энергии. Изменения высоты над уровнем моря транспортного средства, а потому, потенциальной энергии, номинальны, и не включены в показанный пример. Многомерная характеристика включает в себя рассчитанную экономию топлива на этапе 902, рассчитанную экономию топлива, которая была скорректирована на запасенную энергию транспортного средства, на этапе 904, компенсированный поток топлива (FFR_comp) на этапе 906, состояние передачи трансмиссии на этапе 910, положение тормозной педали на этапе 912 и скорость транспортного средства, Vs, на этапе 914. Все вышеприведенные графически изображены по отношению к времени на оси X.

Между t0 и t1, транспортное средство может начинать движение из состояния покоя и постепенно ускоряется до t1. Поэтому, между t0 и t1, тормозная педаль может быть в отпущенном (или «выключенном») положении и, по мере того, как скорость транспортного средства возрастает, контроллер транспортного средства может постепенно переключать трансмиссию с увеличением с более низкой передачи (такой как первая передача трансмиссии (Gear_1)) на более высокую передачу (такую как вторая передача трансмиссии (Gear_2), на третью передачу трансмиссии (Gear_3), а затем. на четвертую передачу трансмиссии (Gear_4)). Таким образом, по мере того, как транспортное средство ускоряется между t0 и t1, действующий поток топлива (график 908) в качестве измеренного счетчиком импульсов топлива быстро поднимается, указывая большую величину расхода топлива. Здесь, часть топлива, расходуемого транспортным средством, может быть идущим на добавление кинетической энергии. Поэтому, компенсированный поток топлива, как показано графиком 806, увеличивается до более низкого уровня, чем действующий поток топлива, на основании расчета на этапе 444 на фиг.4. Коэффициент пересчета для запасенной энергии в памяти контроллера транспортного средства может извлекаться для расчета компенсированного потока топлива. Таким образом, между t0 и t1, некомпенсированное показание потока топлива (график 904) может находиться ниже, чем показание экономии топлива, скорректированное на запасенную кинетическую энергию (график 904). Здесь, некомпенсированное показание экономии топлива неправильно показывает более низкое показание экономии топлива на основании более интенсивного потока топлива, а компенсированное показание экономии топлива показывает более точное показание экономии топлива на основании потока топлива, скорректированного на поток топлива, обусловленный запасенной кинетической энергией. Колебания графиков действующего потока топлива и компенсированного потока топлива, такие как пики между t0 и t1, могут возникать при переключении трансмиссии и событий торможения.

По мере того, как передача трансмиссии переключается с увеличением на четвертую передачу (Gear_4), и не происходят дальнейшие события переключения трансмиссии, коэффициент пересчета для запасенной энергии может рассчитываться на этапе 911. Если продолжительность времени, заданная согласно 911, транспортное средство продолжает ускоряться и добавлять кинетическую энергию в систему. Кроме того, другие начальные условия для расчета коэффициента пересчета также удовлетворены, например, скорость транспортного средства больше минимальной скорости, чтобы преодолевать трение качения, а тормозная педаль отпущена.

В t1, транспортное средство достигает установившейся скорости, и, между t1 и t2, скорость транспортного средства остается на установившемся уровне без каких бы то ни было изменений установки передачи трансмиссии и/или положения тормозной педали. Кроме того, каждый из компенсированного потока топлива и некомпенсированного (действующего) потока топлива достигает установившегося потока, при этом топливо, расходуемое двигателем, используется главным образом для поддержания скорости транспортного средства. Здесь, удовлетворяются начальные условия для определения установившейся экономии топлива, такие как установившиеся условия движения, отсутствие событий переключения трансмиссии, событий торможения, и т.д. Поэтому, а 905, установившаяся экономия топлива может рассчитываться в качестве MPG_SS.

В t2, тормозная педаль может нажиматься водителем транспортного средства. Между t2 и t3, тормозная педаль может быть нажиматься и отпускаться два раза, как показано графиком 912. Вследствие нажатия тормоза, скорость транспортного средства может убывать, и контроллер может постепенно переключать трансмиссию с понижением с более высокой передачи (такой как четвертая передача трансмиссии (Gear_4)) на более низкую передачу (такую как третья передача трансмиссии (Gear_3), а затем, на вторую передачу трансмиссии (Gear_2)).

Вследствие замедления транспортного средства, действующий некомпенсированный поток топлива (график 908) в двигатель убывает между t2 и t3. В ответ на уменьшение действующего потока топлива, некомпенсированные показания экономии топлива (график 902) возрастают до более высоких уровней, например, ближе к бесконечному значению. Однако, компенсированный поток топлива (график 906) остается на таком же уровне, как между t1 и t2. Незначительные колебания компенсированного потока топлива могут соответствовать нажатиям тормоза. Во время замедления, квадрат скорости транспортного средства может уменьшаться, давая в результате отрицательную ΔVs2. Поэтому, на основании расчета, описанного на фиг.4 на этапе 444, компенсированный поток топлива (FFR_comp) является более интенсивным, чем действующий поток топлива. Таким образом, между t2 и t3, скорректированные показания экономии топлива меньше, чем некомпенсированные показания экономии топлива. Кроме того, с каждым нажатием тормозной педали, наблюдается соответствующее падение скорректированных показаний экономии топлива. Однако, по мере того, как тормозная педаль отпускается, скорректированные показания экономии топлива возвращаются к уровням между t1 и t2.

В t3, тормозная педаль отпущена, и скорость транспортного средства возрастает до своего предшествующего установившегося значения, существующего между t1 и t2. Контроллер может постепенно переключать с увеличением передачи трансмиссию с более низкой передачи (такой как вторая передача трансмиссии (gear_2)) на более высокую передачу трансмиссии (такую как третья передача трансмиссии (gear_3), а затем, на четвертую передачу трансмиссии (gear_4)).

Между t3 и t4, действующий поток топлива увеличивается по мере того, как транспортное средство ускоряется, но компенсированный поток топлива остается относительно устойчивым за исключением пиков, соответствующих переключениям трансмиссии. Следовательно, некомпенсированные показания экономии топлива убывают между t3 и t4 наряду с тем, что показания экономии топлива, скорректированные на запасенную энергию, остаются относительно стабильными и более высокими, чем некомпенсированные показания экономии топлива.

На этапе 913, как только передача трансмиссии находится на четвертой передаче, и ускорение транспортного средства является существенным, чтобы добавлять энергию в систему транспортного средства, контроллер может рассчитывать коэффициент пересчета для запасенной энергии. Этот коэффициент пересчета может быть добавлен в предыдущие расчеты, и скользящее среднее может рассчитываться и сохраняться в памяти контроллера.

В t4, скорость транспортного средства достигает установившейся скорости и остается на этой установившейся скорости между t4 и t5. В ответ на установившиеся условия движения, на этапе 907, дополнительные расчеты экономии топлива в установившемся состоянии (MPG_SS) могут быть получены и сохранены в памяти контроллера транспортного средства. По существу, между t4 и t5, события переключения трансмиссии и события торможения не происходят. Кроме того, транспортное средство может быть в установившихся условиях движения, в которых изменение квадрата скорости транспортного средства может быть ниже порогового значения.

В t5, тормозная педаль может нажиматься множество раз с результирующим понижением скорости транспортного средства. Кроме того, контроллер может постепенно переключать трансмиссию с более высокой передачи (такой как четвертая передача трансмиссии (Gear_4)) на более низкую передачу (такую как третья передача трансмиссии (Gear_3), на вторую передачу трансмиссии (Gear_2), а затем, на первую передачу трансмиссии (Gear_1)). Между t5 и t6, по мере того, как транспортное средство замедляется, действующий поток топлива убывает, тогда как скомпенсированный поток топлива остается более высоким, чем действующий поток топлива. Между t5 и t6, некомпенсированные показания экономии топлива могут возрастать до больших чисел по мере того, как убывает поток топлива. Однако, скорректированные показания экономии топлива могут быть ниже, чем некомпенсированные показания экономии топлива. Рано или поздно, трансмиссия может переключаться на нейтраль, и транспортное средство может быть выключено в t6. Выключение транспортного средства включает в себя состояние выключения зажигания с двигателем в заглушенном состоянии. Таким образом, действующий и компенсированный падают до нулевого потока топлива в t6, в то время как транспортное средство (и двигатель) выключено.

Следует принимать во внимание, что, несмотря на то, что вышеприведенный пример не учитывает изменения высоты над уровнем моря транспортного средства, коэффициент пересчета может определяться каждый раз, когда существенная потенциальная энергия добавляется в систему транспортного средства, и удовлетворены другие начальные условия.

Таким образом, коэффициент пересчета для запасенной энергии транспортного средства может определяться на основании потока топлива, обусловленного накопленной энергией. Поток топлива, обусловленный запасенной энергией, может получаться посредством вычитания потока топлива в установившихся условиях движения из существующей интенсивности потока топлива. По мере того, как существующая интенсивность потока топлива возрастает, например, во время ускорения или наряду с восхождением по уклону, избыточный поток топлива сверх установившегося потока топлива может приписываться энергии, добавляемой в систему транспортного средства. Коэффициент пересчета дополнительно может определяться на основании изменений высоты над уровнем моря транспортного средства и изменений квадрата скорости транспортного средства, каждые из которых могут определяться по сигналам датчиков и/или простым расчетам. Поэтому, показания экономии топлива могут компенсироваться запасенной энергией с использованием простого коэффициента пересчета без знания энергии топлива, массы транспортного средства или коэффициента полезного действия двигателя, каждое из которых может изменяться со временем и/или между транспортными средствами.

Следует принимать во внимание, что примерные процедуры управления и оценки, включенные в материалы настоящего описания, могут использоваться с различными конфигурациями систем двигателя и/или транспортного средства. Способы и процедуры управления, раскрытые в материалах настоящего описания, могут храниться в качестве исполняемых команд в постоянной памяти. Специфичные процедуры, описанные в материалах настоящего описания, могут представлять собой одну или более из любого количества стратегий обработки, таких как управляемая событиями, управляемая прерыванием, многозадачная, многопоточная, и тому подобная. По существу, проиллюстрированные различные действия, операции и/или функции могут выполняться в проиллюстрированной последовательности, параллельно, или в некоторых случаях пропускаться. Подобным образом, порядок обработки не обязательно требуется для достижения признаков и преимуществ примерных вариантов осуществления, описанных в материалах настоящего описания, но приведен для облегчения иллюстрации и описания. Одно или более из проиллюстрированных действий, операций и/или функций могут выполняться неоднократно, в зависимости от конкретной используемой стратегии. Кроме того, описанные действия, операции и/или функции могут графически представлять управляющую программу, которая должна быть запрограммирована в постоянную память машиночитаемого запоминающего носителя в системе управления двигателем.

Следует принимать во внимание, что конфигурации и процедуры, раскрытые в материалах настоящего описания, являются примерными по природе, и что эти специфичные варианты осуществления не должны рассматриваться в ограничительном смысле, так как возможны многочисленные варианты. Например, вышеприведенная технология может быть применена к типам двигателя V6, I-4, I-6, V-12, оппозитному 4-цилиндровому и другим типам двигателя. Предмет настоящего раскрытия включает в себя все новейшие и не очевидные комбинации и подкомбинации различных систем и конфигураций, и другие признаки, функции и/или свойства, раскрытые в материалах настоящего описания.

Последующая формула изобретения подробно указывает некоторые комбинации и подкомбинации, рассматриваемые в качестве новейших и неочевидных. Эти пункты формулы изобретения могут указывать ссылкой на элемент в единственном числе либо «первый» элемент или его эквивалент. Следует понимать, что такие пункты формулы изобретения включают в себя объединение одного или более таких элементов, не требуя и не исключая двух или более таких элементов. Другие комбинации и подкомбинации раскрытых признаков, функций, элементов и/или свойств могут быть заявлены формулой изобретения посредством изменения настоящей формулы изобретения или представления новой формулы изобретения в этой или родственной заявке. Такая формула изобретения, более широкая, более узкая, равная или отличная по объему по отношению к исходной формуле изобретения, также рассматривается в качестве включенной в предмет изобретения настоящего раскрытия.

Реферат

Изобретение относится к информационным системам транспортного средства. Способ отображения показания экономии топлива двигателя транспортного средства включает в себя этапы, на которых, когда транспортное средство подвергается положительному изменению квадрата скорости транспортного средства, большему, чем пороговое значение, и/или положительному изменению высоты над уровнем моря, большему, чем пороговое значение высоты над уровнем моря, определяют поток топлива, обусловленный запасенной энергией транспортного средства, вычитанием интенсивности потока топлива, определенной в установившихся условиях движения, из существующей интенсивности потока топлива, определяют коэффициент пересчета для запасенной энергии транспортного средства, который прямо пропорционален определенному потоку топлива. Показания экономии топлива корректируют на определенный коэффициент пересчета и отображают скорректированное показание экономии топлива водителю транспортного средства. Достигается повышение безопасности управления автономным транспортным средством. 6 з.п. ф-лы, 10 ил.

Формула