КОНТРОЛЛЕР ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ПУСКА ДВИГАТЕЛЯ ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ПОЛЕЗНАЯ МОДЕЛЬ
Настоящая  полезная  модель  относится  к  контроллеру  для
управления  пуском двигателя  транспортного  средства.  Полезная модель может быть особенно пригодна для транспортного средства, имеющего двигатель, который автоматически запускается после автоматического останова.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
Экономия топлива двигателя может повышаться посредством останова двигателя транспортного средства, когда условия работы указывают, что требуется небольшой или не требуется крутящий момент двигателя. Например, может требоваться останавливать двигатель транспортного средства, когда транспортное средство остановлено на светофоре, или в то время как транспортное средство остановлено и ожидает, чтобы взять пассажира. Посредством останова двигателя, расход топлива может снижаться по сравнению с продолжением работы двигателя на холостом ходу. Двигатель может автоматически перезапускаться, когда водитель транспортного средства отпускает тормозную педаль или нажимает педаль акселератора (см., например, US 2010305838 AI, опубл. 02.12.2010). Однако пуск в ход или разгон транспортного средства с остановки может не давать требуемого ответного действия в некоторых условиях, так как двигатель может быть нагружен посредством периферийных систем, которые потребляют энергию по перезапуску двигателя.
2
СУЩНОСТЬ ПОЛЕЗНОЙ МОДЕЛИ
Авторы в материалах настоящего описания выявили вышеуказанные недостатки и разработали подход для улучшения пуска в ход транспортного средства (например, ускорения со скорости транспортного средства меньшей, чем пороговая скорость).
В одном из аспектов предложен контроллер для управления
пуска двигателя транспортного средства, содержащего: генератор переменного тока; стартер; и двигатель;
при этом контроллер выполнен с возможностью соединения с двигателем и генератором переменного тока и содержит команды для автоматического запуска двигателя в отсутствии водительского запроса запуска двигателя, причем контроллер содержит дополнительные команды для регулировки нагрузки генератора переменного тока, приложенной к двигателю, в ответ на запрос крутящего момента двигателя и запрос рулевого управления, и дополнительные команды для регулировки нагрузки генератора переменного тока, приложенной к двигателю, в ответ на пробуксовку колес транспортного средства.
В  одном  из  вариантов  предложен  контроллер,  в  котором нагрузка генератора переменного тока, приложенная к двигателю в ответ   на   пробуксовку   колес   транспортного   средства, увеличивается.
В одном из вариантов предложен контроллер дополнительно содержащий дополнительные команды контроллера для регулировки нагрузки генератора переменного тока, подаваемой на двигатель, в ответ на запас крутящего момента двигателя.
2-1
В одном из вариантов предложен контроллер дополнительно содержащий дополнительные команды контроллера для регулировки нагрузки генератора переменного тока, приложенной к двигателю, в ответ на спрогнозированное событие сгорания двигателя.
В одном из вариантов предложен контроллер дополнительно содержащий электрическую систему рулевого управления.
В одном из «вариантов предложен контроллер, в котором электрическая система рулевого управления электрически присоединена к аккумуляторной батарее и генератору переменного тока.
Таким образом, пуск в ход транспортного средства может улучшаться посредством учета входного сигнала рулевого управления транспортного средства и запроса крутящего момента двигателя. В частности, когда входной сигнал угла поворота управляемых колес или крутящий момент рулевого управления находятся на более высоком уровне, мощность, подводимая двигателем к электрической системе рулевого управления, может увеличиваться, чтобы транспортное средство могло быстрее начинать поворачивать. С другой стороны, если запрос крутящего момента двигателя находится на более высоком уровне, дополнительный крутящий момент двигателя может выдаваться на колеса транспортного средства для улучшения ускорения транспортного средства. Кроме того, когда требование крутящего момента двигателя и угол поворота управляемых колес находятся на средних уровнях, мощность двигателя может подаваться на колеса транспортного средства и электрическую систему рулевого управления в ответ на взвешенный запрос крутящего момента двигателя и входного сигнала рулевого управления.
В одном из вариантов предложена система, дополнительно содержащая дополнительные команды контроллера для регулировки нагрузки генератора переменного тока, приложенной к двигателю, в ответ на спрогнозированное событие сгорания двигателя.
В одном из вариантов предложена система, дополнительно содержащая электрическую систему рулевого управления.
В одном из вариантов предложена система, в которой электрическая система рулевого управления электрически присоединена к аккумуляторной батарее и генератору переменного тока.
Таким образом, пуск в ход транспортного средства может улучшаться посредством учета входного сигнала рулевого управления транспортного средства и запроса крутящего момента двигателя. В частности, когда входной сигнал угла поворота управляемых колес или крутящий момент рулевого управления находятся на более высоком уровне, мощность, подводимая двигателем к электрической системе рулевого управления, может увеличиваться, чтобы транспортное средство могло быстрее начинать поворачивать. С другой стороны, если запрос крутящего момента двигателя находится на более высоком уровне, дополнительный крутящий момент двигателя может выдаваться на колеса транспортного средства для улучшения ускорения транспортного средства. Кроме того, когда требование крутящего момента двигателя и угол поворота управляемых колес находятся на средних уровнях, мощность двигателя может подаваться на колеса транспортного средства и электрическую систему рулевого управления в ответ на взвешенный запрос крутящего момента двигателя и входного сигнала рулевого управления.Настоящее описание может давать несколько преимуществ. Более точно, подход может улучшать пуск в ход транспортного средства, чтобы водитель испытывал более ровный крутящий момент двигателя при ускорении транспортного средства. В дополнение, подход может улучшать регулирование возбуждения генератора переменного тока во время автоматических запусков двигателя. Кроме того, подход может обеспечивать улучшенное управление распределением крутящего момента двигателя и регулирование скорости вращения двигателя для транспортных средств с электрическими системами рулевого управления.
Вышеприведенные преимущества и другие преимущества и признаки настоящего описания будут без труда очевидны из последующего подробного описания, когда воспринимаются по отдельности или в связи с прилагаемыми чертежами.
Следует понимать, что сущность полезной модели, приведенная выше, представлена для ознакомления с упрощенной формой подборки концепций, которые дополнительно описаны в подробном описании. Не предполагается идентифицировать ключевые или существенные признаки заявленного предмета полезной модели, объем которой однозначно определен формулой полезной модели, которая сопровождает подробное описание. Более того, заявленный предмет полезной модели не ограничен вариантами осуществления, которые исключают какие-либо недостатки, отмеченные выше или в любой части этого описания.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Преимущества, описанные в материалах настоящего описания, будут полнее понятны по прочтению примера варианта осуществления, указанного в материалах настоящего описания как описание предпочтительных вариантов осуществления полезной модели, когда воспринимаются по отдельности или со ссылкой на чертежи, на которых:
фиг. 1 - схематичное изображение транспортного средства;
фиг. 2 - схематичное изображение двигателя;
фиг. 3A - примерный график запуска двигателя;
фиг. 3B - примерный график останова двигателя;
фиг. 4 - примерный график интересующих сигналов при моделированном запуске двигателя;
фиг. 5 - еще один примерный график интересующих сигналов при моделированном запуске двигателя;
фиг. 6 - еще один примерный график интересующих сигналов при моделированном запуске двигателя;
фиг. 7 - блок-схема последовательности операций способа пуска в ход транспортного средства;
фиг. 8 - продолжение блок-схемы последовательности операций способа по фиг. 7;
фиг. 9 - примерная весовая функция для нагрузки генератора переменного тока, приложенной к двигателю; и
фиг. 10 - блок-схема последовательности операций способа автоматического останова двигателя.
ОПИСАНИЕ ПРЕДПОЧТИТЕЛЬНЫХ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ПОЛЕЗНОЙ МОДЕЛИ
Настоящее описание имеет отношение к пуску в ход транспортного средства. В одном из неограничивающих примеров, транспортное средство может быть выполнено, как проиллюстрировано на фиг. 1. Кроме того, двигатель, как показанный на фиг. 2, может быть частью транспортного средства. Двигатель и генератор переменного тока транспортного средства могут управляться, как показано на фиг. 3A-6, согласно способам по фиг. 7-8 и 10.
Далее, со ссылкой на фиг. 1, транспортное средство 100 включает в себя колеса 102. Крутящий момент подается на колеса 102 посредством двигателя 10 и трансмиссии 104. В некоторых примерах, электродвигатель или гидродвигатель также могут выдавать крутящий момент на колеса 102. Транспортное средство 100 также включает в себя электрическую систему 120 рулевого управления. В некоторых примерах, электрическая система рулевого управления может поворачивать колеса 102 непосредственно в ответ на входной сигнал с рулевого колеса 122 или другой входной сигнал рулевого управления. В других примерах, электрическая система 120 рулевого управления может обеспечивать электрическое содействие входному сигналу с рулевого колеса 122. Электродвигатель 130 рулевого управления может регулировать угол колес 102 и управляться посредством электрической системы 120 рулевого управления. Аккумуляторная батарея 108 и генератор 110 переменного тока могут выдавать электрическую энергию в электрическую систему 120 рулевого управления. Генератор 110 переменного тока может быть механически присоединен к двигателю 10 через вал или шкив 45. Контроллер 12 содержит команды для управления и приема входных сигналов с генератора 110 переменного тока, электрической системы 120 рулевого управления, двигателя 10 и трансмиссии 104.Со ссылкой на фиг. 2, двигатель 10 внутреннего сгорания, содержащий множество цилиндров, один цилиндр которого показан на фиг. 2, управляется электронным контроллером 12 двигателя. Двигатель 10 включает в себя камеру 230 сгорания и стенки 232 цилиндра с поршнем 236, расположенным в них и присоединенным к коленчатому валу 240. Камера 230 сгорания показана сообщающейся с впускным коллектором 244 и выпускным коллектором 248 через соответствующий впускной клапан 252 и выпускной клапан 254. Каждый впускной клапан и выпускной клапан может приводиться в действие кулачком 251 впускного клапана и кулачком 253 выпускного клапана. В качестве альтернативы, один или более из впускных и выпускных клапанов могут приводиться в действие узлом катушки и якоря клапана с электромеханическим управлением. Положение кулачка 251 впускного клапана может определяться датчиком 255 кулачка впускного клапана. Положение кулачка 253 выпускного клапана может определяться датчиком 257 кулачка выпускного клапана.
Топливная форсунка 266 показана расположенной для впрыска топлива непосредственно в цилиндр 230, что известно специалистам в данной области техники как непосредственный впрыск. В качестве альтернативы, топливо может впрыскиваться во впускной канал, что известно специалистам в данной области техники в качестве впрыска во впускной канал. Топливная форсунка 266 выдает жидкое топливо пропорционально длительности импульса сигнала из контроллера 12. Топливо подается на топливную форсунку 266 топливной системой (не показана), включающей в себя топливный бак, топливный насос и направляющую-распределитель для топлива (не показана). В дополнение, впускной коллектор 244 показан сообщающимся с возможным электронным дросселем 262, который регулирует положение дроссельной заслонки 264 для регулирования потока воздуха из воздухозаборника 242 во впускной коллектор 244. В одном из примеров, может использоваться система непосредственного впрыска низкого давления, где давление топлива может подниматься до приблизительно 20-30 бар. В качестве альтернативы, двухкаскадная топливная система высокого давления может использоваться для формирования более высоких давлений топлива.
Система 288 зажигания без распределителя выдает искру зажигания в камеру 230 сгорания через свечу 292 зажигания в ответ на действие контроллера 12. Универсальный датчик 226 кислорода выхлопных газов (UEGO) показан присоединенным к выпускному коллектору 248 выше по потоку от каталитического нейтрализатора 270 выхлопных газов. В качестве альтернативы, двухрежимный датчик кислорода выхлопных газов может использоваться вместо датчика 226 UEGO.
Нейтрализатор 270 выхлопных газов, в одном из примеров, включает в себя многочисленные брикеты катализатора. В еще одном примере, могут использоваться многочисленные устройства снижения токсичности выхлопных газов, каждое с многочисленными брикетами. Нейтрализатор 270 выхлопных газов, в одном из примеров, может быть катализатором трехкомпонентного типа.
Контроллер 12 показан на фиг. 2 в качестве традиционного микрокомпьютера, включающего в себя: микропроцессорный блок 202, порты 204 ввода/вывода, постоянное запоминающее устройство 206, оперативное запоминающее устройство 208, энергонезависимую память 210 и традиционную шину данных. Контроллер 12 показан принимающим различные сигналы с датчиков, присоединенных к двигателю 10, в дополнение к тем сигналам, которые обсуждены ранее, в том числе: температуру хладагента двигателя (ECT) с датчика 216 температуры, присоединенного к патрубку 214 охлаждения; датчика 234 положения, присоединенного к педали 230 акселератора для считывания силы, приложенной ступней 232; измерение давления во впускном коллекторе двигателя (MAP) с датчика 222 давления, присоединенного к впускному коллектору 244; датчика положения двигателя с датчика 218 на эффекте Холла, считывающего положение коленчатого вала 240; измерение массы воздуха, поступающего в двигатель, с датчика 220; и измерение положения дросселя с датчика 258. Барометрическое давление также может считываться (датчик не показан) для обработки контроллером 12. В предпочтительном аспекте настоящего описания, датчик 218 положения двигателя вырабатывает заданное количество равномерно разнесенных импульсов каждый оборот коленчатого вала, по которому может определяться скорость вращения двигателя (RPM, в оборотах в минуту).
В некоторых вариантах осуществления, двигатель может быть присоединен к системе электродвигателя/аккумуляторной батареи в транспортном средстве с гибридным приводом. Транспортное средство с гибридным приводом может иметь параллельную конфигурацию, последовательную конфигурацию, либо их варианты или комбинации. Кроме того, в некоторых вариантах осуществления, могут применяться другие конфигурации двигателя, например, дизельный двигатель.
Во время работы, каждый цилиндр в двигателе 10 типично подвергается четырехтактному циклу: цикл включает в себя такт впуска, такт сжатия, такт расширения и такт выпуска. На такте впуска, обычно, выпускной клапан 254 закрывается, а впускной клапан 252 открывается. Воздух вовлекается в камеру 230 сгорания через впускной коллектор 244, поршень 236 перемещается ко дну цилиндра, чтобы увеличивать объем внутри камеры 230 сгорания. Положение, в котором поршень 236 находится около дна цилиндра и в конце своего хода (например, когда камера 230 сгорания находится при своем наибольшем объеме), типично указывается специалистами в данной области техники ссылкой как нижняя мертвая точка (НМТ, BDC). На такте сжатия, впускной клапан 252 и выпускной клапан 254 закрыты. Поршень 236 перемещается к головке блока цилиндров, чтобы сжимать воздух внутри камеры 230 сгорания. Точка, в которой поршень 236 находится в конце своего хода и самой близкой к головке блока цилиндров (например, когда камера 230 сгорания находится при своем наименьшем объеме), типично указывается специалистами в данной области техники в качестве верхней мертвой точки (ВМТ, TDC). В процессе, в дальнейшем указываемом ссылкой как впрыск, топливо вводится в камеру сгорания. В процессе, в дальнейшем указываемом ссылкой как воспламенение, впрыснутое топливо воспламеняется известным средством воспламенения, таким как свеча 292 зажигания, приводя к сгоранию. На такте расширения, расширяющиеся газы толкают поршень 236 обратно в НМТ. Коленчатый вал 240 преобразует перемещение поршня в крутящий момент вращающегося вала. В заключение, на такте выпуска, выпускной клапан 254 открывается, чтобы выпускать подвергнутую сгоранию топливно-воздушную смесь в выпускной коллектор 248, и поршень возвращается в ВМТ. Отметим, что вышеприведенное показано просто в качестве примера, и что установки момента открывания и/или закрывания впускного и выпускного клапанов могут меняться так, чтобы давать положительные или отрицательное перекрытие клапанов, позднее закрывание впускного клапана, или различные другие примеры.
Таким образом, система по фиг. 1 и 2 предусматривает систему для управления пуском в ход транспортного средства, содержащую: генератор переменного тока; стартер; двигатель; и контроллер, содержащий команды для автоматического запуска двигателя в отсутствие специального водительского запроса запуска двигателя, причем контроллер содержит дополнительные команды для регулировки нагрузки генератора переменного тока, приложенной к двигателю, в ответ на запрос крутящего момента двигателя и запрос рулевого управления, и дополнительные команды для регулировки нагрузки генератора переменного тока, приложенной к двигателю, в ответ на пробуксовку колес транспортного средства. Система включает в себя те случаи, когда нагрузка генератора переменного тока, приложенная к двигателю в ответ на пробуксовку колес транспортного средства, увеличивается. Система дополнительно содержит дополнительные команды контроллера для регулировки нагрузки генератора переменного тока, подаваемой на двигатель, в ответ на запас крутящего момента двигателя. В одном из примеров, система дополнительно содержит дополнительные команды контроллера для регулировки нагрузки генератора переменного тока, приложенной к двигателю, в ответ на спрогнозированное событие сгорания двигателя. Система дополнительно содержит электрическую систему рулевого управления. Таким образом, механический крутящий момент двигателя может преобразовываться в электрическую энергию для улучшения рулевого управления транспортного средства при запуске двигателя. Система также включает в себя те случаи, где электрическая система рулевого управления электрически присоединена к аккумуляторной батарее и генератору переменного тока.
Система по фиг. 1 и 2 также предусматривает систему для управления энергией системы рулевого управления с электроусилителем, содержащую: систему рулевого управления с электроусилителем; аккумуляторную батарею; двигатель; и контроллер, содержащий команды для увеличения количества энергии, накопленной в системе рулевого управления с электроусилителем, в ответ на автоматический останов двигателя в двигателе в отсутствие специального водительского запроса останова двигателя, контроллер включает в себя дополнительные команды для подачи энергии из аккумуляторной батареи в систему рулевого управления с электроусилителем, когда двигатель остановлен. Система включает в себя те случаи, когда энергия, накопленная в системе рулевого управления с электроусилителем, увеличивается посредством регулировки тока возбуждения генератора переменного тока. Система дополнительно содержит дополнительные команды контроллера для ограничения электрического тока из аккумуляторной батареи в систему рулевого управления с электроусилителем в ответ на уровень заряда аккумуляторной батареи. Система дополнительно содержит дополнительные команды контроллера для увеличения энергии, накопленной в системе рулевого управления с электроусилителем, посредством регулировки тока возбуждения, подводимого к генератору переменного тока. Система дополнительно содержит дополнительные команды контроллера для ограничения тока возбуждения, подаваемого на генератор переменного тока, в ответ на скорость вращения двигателя.
Далее, со ссылкой на фиг. 3A, показаны примерные графики моделированных сигналов во время запрошенного водителем запуска двигателя. Сигналы по фиг. 3A могут выдаваться посредством способа по фиг. 7-8 в системе, описанной на фиг. 1-2.
0
3
Ось Y графика представляет собой скорость вращения двигателя, а ось X представляет время. Скорость вращения двигателя увеличивается в направлении стрелки оси Y. Время увеличивается в направлении стрелки оси X. Интересующие моменты времени указаны посредством вертикальных меток T-T. Интересующие скорости вращения двигателя указаны горизонтальными метками N1 и N2.
0
1
В момент T времени, двигатель остановлен, и нет водительского запроса запуска. При останове двигателя без водительского запроса запуска, ток меньший, чем величина для поворачивания колес транспортного средства, протекает в систему рулевого управления с электроусилителем (EPAS). Таким образом, энергия аккумуляторной батареи может сберегаться, в то время как двигатель не является работающим. В момент T времени, сигнал, указывающий, что может быть предстоящим запуск двигателя, принимается контроллером двигателя. Сигнал может быть сигналом включения зажигания, сигналом нажимной кнопки или сигналом из другой системы, такой как контроллер гибридного привода. Сигнал побуждает энергию аккумуляторной батареи протекать в систему EPAS. В одном из примеров, система EPAS включает в себя конденсаторы для накопления энергии, чтобы содействовать водителю, запрашивающему изменение угла колес транспортного средства, чтобы изменить направление транспортного средства. Энергия, накопленная в конденсаторах, может использоваться, чтобы помогать водителю изменять угол колес, когда энергия аккумуляторной батареи в систему EPAS прервана или ограничена.
2
1
2
В момент T времени, контроллер двигателя принимает запрос проворачивать коленчатый вал двигателя, и начинается проворачивание коленчатого вала двигателя. При проворачивании коленчатого вала двигателя, стартер включается, и двигатель вращается. Стартер использует более высокий уровень тока аккумуляторной батареи, чем другие системы транспортного средства. Поэтому, электрический ток в систему EPAS ограничен при проворачивании коленчатого вала двигателя. В одном из примеров, электрический ток в систему EPAS прерывается при проворачивании коленчатого вала двигателя. Промежуток времени между моментом T времени и моментом T времени может меняться в зависимости от водительских входных сигналов и входных сигналов системы. Поэтому, в некоторых примерах, конденсаторы в системе EPAS могут полностью заряжаться наряду с тем, что в других примерах, конденсаторы в системе EPAS могут заряжаться не полностью до того, как начинается проворачивание коленчатого вала двигателя.
2
3
Между моментом T времени и моментом T времени, двигатель вращается и снабжается топливом и воздухом. Такты впуска и сжатия цилиндра при проворачивании коленчатого вала указаны и пронумерованы 1-10. События искрового зажигания указаны посредством *, и начинаются после того, как известно положение двигателя, и после того, как цилиндры двигателя начали принимать топливо. В этом примере, первое событие искрового зажигания происходит после того, как четвертый цилиндр всасывает воздух и сжимает воздух. Искра воспламеняет топливно-воздушную смесь, и двигатель начинает разгоняться. В некоторых примерах, установка момента первого события сгорания может предсказываться на основании цилиндров, принимающих топливо, и положения двигателя. Кроме того, временные характеристики того, когда электрическая энергия подается в систему EPAS, могут быть реагирующими на спрогнозированное событие в цилиндре, такое как первое или последующее подсчитанное событие сгорания. Например, энергия может подаваться в систему EPAS в ответ на первое событие сгорания после останова двигателя. В других примерах, энергия может подаваться в систему EPAS в ответ на скорость вращения двигателя, превышающую пороговый уровень. Например, энергия может подводиться в систему EPAS, когда скорость вращения двигателя превышает N1. В еще одном примере, величина скорости вращения проворачивания коленчатого вала двигателя может характеризоваться ниже порогового значения N1, и энергия может подаваться в систему EPAS, когда скорость вращения двигателя превышает пороговое значение N2. Таким образом, двигателю может быть предоставлена возможность разгоняться до требуемой скорости вращения до того, как энергия подается в систему EPAS.
3
3
В момент T времени, энергия подается в систему EPAS в ответ на подсчитанное количество событий сгорания после останова двигателя. В качестве альтернативы, энергия может подаваться в момент T времени в ответ на скорость вращения двигателя, превышающую пороговое значение N2 скорости вращения двигателя. Энергия может подаваться в систему EPAS через исключительно аккумуляторную батарею транспортного средства, исключительно генератор переменного тока транспортного средства или через генератор переменного тока и аккумуляторную батарею. Кроме того, как подробнее описано со ссылкой на фиг. 7 и 8, количество электрической энергии, подаваемой в систему EPAS, может зависеть от выходного сигнала системы рулевого управления (например, угол поворота управляемых колес или крутящий момент на рулевом колесе) и запрос крутящего момента двигателя (например, через педаль акселератора или сигнал контроллера).
Далее, со ссылкой на фиг. 3B, показан примерный график смоделированных интересующих сигналов при останове двигателя. Сигналы по фиг. 3B могут выдаваться посредством способа по фиг. 10 в системе, как описанной на фиг. 1-2.
1
Ось Y представляет скорость вращения двигателя, и скорость вращения двигателя увеличивается в направлении стрелки оси Y. Ось X представляет время, и время возрастает в направлении стрелки оси X. До момента T времени, двигатель является работающим, и энергия может подводиться к системе EPAS, или энергия может ограничиваться в отношении системы EPAS в зависимости от водительского входного сигнала. В некоторых примерах, конденсаторы накапливают заряд для питания системы EPAS, чтобы аккумуляторная батарея или генератор переменного тока не был должен постоянно подводить питание к системе EPAS, чтобы энергия могла сберегаться.
1
В момент T времени, производится запрос для автоматического останова двигателя. Запрос остановить двигатель может происходить в пределах контроллера двигателя или инициироваться посредством водительского входного сигнала, такого как сигнал выключения зажигания. Запрос для автоматического останова двигателя также может инициировать зарядку конденсаторов в системе EPAS в ответ на уровень заряда, накопленного конденсаторами EPAS. Если уровень заряда конденсаторов EPAS меньше, чем пороговое значение, зарядка конденсаторов EPAS может инициироваться посредством увеличения отдачи генератора переменного тока транспортного средства, например, повышением напряженности поля возбуждения генератора переменного тока.
2
В момент T времени, инициируется процесс останова двигателя. Останов двигателя может инициироваться, например, посредством прекращения или уменьшения потока топлива в двигатель. Система EPAS продолжает принимать ток из генератора переменного тока в течение промежутка времени, когда снижается скорость вращения двигателя. Таким образом, дополнительная энергия может подводиться к системе EPAS, чтобы меньшая энергия могла подаваться в систему EPAS во время автоматического перезапуска двигателя.
3
В момент T времени, скорость вращения двигателя падает до меньшего, чем пороговый уровень N1. Поэтому, ток для поля возбуждения генератора переменного тока уменьшается, чтобы снижать потребление энергии аккумуляторной батареи. Поскольку генератор переменного тока может выдавать небольшой дополнительный заряд в систему EPAS, когда скорость вращения двигателя меньше, чем пороговая скорость N1 вращения двигателя, ток, подаваемый из аккумуляторной батареи в обмотку возбуждения генератора переменного тока, может снижаться, не оказывая влияния на зарядку EPAS. Способ 1000 по фиг. 10 может предусматривать последовательность по фиг.3B.
Далее, со ссылкой на фиг. 4, показан примерный график интересующих сигналов при моделированном запуске двигателя. Сигналы по фиг. 4 могут выдаваться посредством способа по фиг. 7-8 в системе, как описано на фиг. 1-2. В одном из примеров, перезапуск двигателя по фиг. 4 происходит после того, как двигатель был автоматически остановлен.
Первый график сверху по фиг. 4 представляет собой скорость вращения двигателя в зависимости от времени. Ось Y представляет скорость вращения двигателя, и скорость вращения двигателя увеличивается в направлении стрелки оси Y. Ось X представляет время, и время увеличивается с левой к правой стороне фигуры.
Второй график сверху по фиг. 4 представляет собой ток возбуждения генератора переменного тока в зависимости от времени. Ось Y представляет собой ток возбуждения генератора переменного тока, и ток возбуждения генератора переменного тока повышается в направлении стрелки оси Y. Ось X представляет время, и время увеличивается с левой к правой стороне фигуры. Отдача генератора переменного тока может повышаться при повышенном токе возбуждения генератора переменного тока.
Третий график сверху по фиг. 4 представляет собой ток стартера двигателя в зависимости от времени. Ось Y представляет собой ток стартера двигателя, и ток стартера двигателя возрастает в направлении стрелки оси Y. Ось X представляет время, и время увеличивается с левой к правой стороне фигуры.
Четвертый график сверху по фиг. 4 представляет собой запрос угла поворота управляемых колес в зависимости от времени. Ось Y представляет собой запрос угла поворота управляемых колес. В этом примере, запрошенный угол поворота управляемых колес может меняться между -60 и +60 градусов. Запрос нуля градусов представляет колеса, ориентированные, чтобы направлять транспортное средство по прямой линии. Запрос +60 представляет запрос правого поворота. Запрос -60 представляет запрос левого поворота. Ось X представляет время, и время увеличивается с левой к правой стороне фигуры.
Пятый график сверху по фиг. 4 представляет имеющуюся в распоряжении системы рулевого управления электрическую энергию в зависимости от времени. Ось Y представляет собой имеющуюся в распоряжении системы рулевого управления электрическую энергию, и имеющаяся в распоряжении системы рулевого управления электрическая энергия возрастает в направлении стрелки оси Y. Ось X представляет время, и время увеличивается с левой к правой стороне фигуры. Когда имеющаяся в распоряжении системы рулевого управления энергия находится на повышенном уровне, колеса транспортного средства могут поворачиваться с большей скоростью.
Шестой график сверху по фиг. 4 представляет требование крутящего момента двигателя в зависимости от времени. Ось Y представляет собой требование крутящего момента двигателя, и требование крутящего момента двигателя увеличивается в направлении стрелки оси Y. В одном из примеров, требование крутящего момента двигателя определяется по положению педали акселератора, которая может быть нажата водителем. В других примерах, команда крутящего момента двигателя может происходить посредством контроллера, такого как контроллер гибридной силовой передачи. Ось X представляет время, и время увеличивается с левой к правой стороне фигуры.
Седьмой график сверху по фиг. 4 представляет эффективный крутящий момент на выходном валу двигателя, имеющийся в распоряжении у трансмиссии для приведения в движение колес транспортного средства. Ось Y представляет собой эффективный крутящий момент на выходном валу двигателя, имеющийся в распоряжении у трансмиссии для приведения в движение колес транспортного средства, и эффективный крутящий момент на выходном валу двигателя, имеющийся в распоряжении у трансмиссии для приведения в движение колес транспортного средства, возрастает в направлении стрелки оси Y. Ось X представляет время, и время увеличивается с левой к правой стороне фигуры.
0
В момент T времени, двигатель останавливается, и ток возбуждения генератора переменного тока снижается по существу до нуля, поскольку генератор переменного тока не может выводить энергию, когда двигатель не является вращающимся. Входной сигнал угла поворота управляемых колес также является по существу нулевым, указывая, что нет водительского входного сигнала рулевого управления. Имеющаяся в распоряжении системы рулевого управления электрическая энергия также низка в период останова двигателя. Однако, во время других примеров, имеющаяся в распоряжении системы рулевого управления электрическая энергия может быть на более высоком уровне в период останова двигателя, поскольку некоторое количество энергии может быть накоплено в конденсаторах системы EPAS. Требование крутящего момента двигателя и крутящий момент на выходном валу двигателя, имеющийся в распоряжении у трансмиссии, чтобы приводить в движение колеса транспортного средства, также является низким, поскольку двигатель остановлен.
1
2
2
В момент T времени, стартер включается, и двигатель подвергается проворачиванию коленчатого вала. В течение периода проворачивания коленчатого вала двигателя, ток возбуждения генератора переменного тока ограничивается, чтобы генератор переменного тока не уменьшал энергию, имеющуюся в распоряжении у стартера двигателя. Запрос угла поворота управляемых колес остается на низком уровне при проворачивании коленчатого вала двигателя, как делают и имеющаяся в распоряжении системы рулевого управления энергия, требование крутящего момента двигателя и эффективный крутящий момент на выходном валу двигателя, имеющийся в распоряжении у трансмиссии для приведения в движение колес транспортного средства. В момент T времени, стартер двигателя выключается. Стартер двигателя может выключаться в ответ на скорость вращения двигателя, превышающую пороговую скорость вращения. Ток возбуждения генератора переменного тока, запрос угла поворота управляемых колес, имеющаяся в распоряжении системы рулевого управления энергия, требование крутящего момента двигателя и эффективный крутящий момент на выходном валу двигателя, имеющийся в распоряжении у трансмиссии для приведения в движение колес транспортного средства, также остаются низкими в момент T времени.
3
В момент T времени, ток возбуждения генератора переменного тока возрастает. Момент времени, в который ток возбуждения генератора переменного тока может повышаться в ответ на количество событий сгорания после останова двигателя, скорость вращения двигателя, превышающую пороговую скорость вращения, количество событий в двигателе после останова двигателя (например, тактов впуска) или спрогнозированное событие сгорания после останова двигателя (например, первое, второе, третье). По мере того, как ток возбуждения генератора переменного тока увеличивается, возрастает отдача генератора переменного тока. Следовательно, дополнительная энергия имеется в распоряжении у системы рулевого управления. В некоторых примерах, энергия аккумуляторной батареи предпочтительнее может подводиться к EPAS, т.к. прекращено проворачивание коленчатого вала двигателя, чем после подачи тока для поля возбуждения генератора переменного тока. Электрическая энергия, имеющаяся в распоряжении у системы рулевого управления, незначительно влияет на ток возбуждения генератора переменного тока. Требование крутящего момента двигателя и эффективный крутящий момент на выходном валу двигателя, имеющийся в распоряжении у трансмиссии для приведения в движение колес транспортного средства, остаются низкими на всем протяжении последовательности.
Таким образом, когда требуемый крутящий момент двигателя низок, количество электрической энергии, имеющейся в распоряжении у системы рулевого управления, может увеличиваться, так что относительно высокий уровень электрической энергии имеется в распоряжении у системы рулевого управления, в то время как двигатель автоматически запускается. Поскольку запрос крутящего момента двигателя невелик, повышенная величина крутящего момента двигателя имеется в распоряжении для выработки электрической энергии и питания системы рулевого управления.
Далее, со ссылкой на фиг. 5, показан еще один примерный график интересующих сигналов при моделированном запуске двигателя. Сигналы по фиг. 5 подобны сигналам по фиг. 4. Поэтому, для краткости, описание каждого сигнала не повторяется. Сигналы по фиг. 5 могут выдаваться посредством способа по фиг. 7-8 в системе, как описано на фиг. 1-2. В одном из примеров, перезапуск двигателя по фиг. 5 происходит после того, как двигатель был автоматически остановлен, как описано на фиг. 3B.
0
В момент T времени, двигатель останавливается, и ток возбуждения генератора переменного тока снижается по существу до нуля, поскольку генератор переменного тока не может выводить энергию, когда двигатель не является вращающимся. Входной сигнал угла поворота управляемых колес находится на относительно высоком угле и заходит вправо, указывая водительский входной сигнал рулевого управления. Имеющаяся в распоряжении системы рулевого управления электрическая энергия находится на среднем уровне, указывая, что аккумуляторной батарее предоставлена возможность заряжать конденсаторы системы EPAS, чтобы колеса транспортного средства могли поворачиваться. В некоторых примерах, колеса транспортного средства могут начинать поворачиваться, когда система EPAS приняла пороговую величину заряда из аккумуляторной батареи. Если стартер включен до того, как EPAS принимает пороговую величину заряда из аккумуляторной батареи, колеса транспортного средства могут удерживаться на месте до тех пор, пока двигатель не запущен. Требование крутящего момента двигателя и крутящий момент на выходном валу двигателя, имеющийся в распоряжении у трансмиссии, чтобы приводить в движение колеса транспортного средства, также является низким при проворачивании коленчатого вала двигателя.
1
В момент T времени, стартер двигателя включается, и двигатель подвергается проворачиванию коленчатого вала. В течение периода проворачивания коленчатого вала двигателя, ток возбуждения генератора переменного тока ограничивается, чтобы генератор переменного тока не побуждал дополнительный ток потребляться стартером двигателя. Запрос угла поворота управляемых колес остается на более высоком уровне при проворачивании коленчатого вала двигателя. Имеющаяся в распоряжении системы рулевого управления энергия находится на низком уровне, поскольку энергия аккумуляторной батареи направляется в стартер двигателя. Требование крутящего момента двигателя и крутящий момент на выходном валу двигателя, имеющийся в распоряжении у трансмиссии, чтобы приводить в движение колеса транспортного средства, также являются низкими при проворачивании коленчатого вала двигателя, поскольку небольшой крутящий момент двигателя имеется в распоряжении у колес транспортного средства.
2
2
В момент T времени, стартер двигателя выключается. Стартер двигателя может выключаться в ответ на скорость вращения двигателя, превышающую пороговую скорость вращения. Ток возбуждения генератора переменного тока, имеющаяся в распоряжении системы рулевого управления энергия, требование крутящего момента двигателя и эффективный крутящий момент на выходном валу двигателя, имеющийся в распоряжении у трансмиссии для приведения в движение колес транспортного средства, также остаются низкими в момент T времени. Запрос угла поворота управляемых колес остается высоким, поскольку водитель продолжает требовать, чтобы колеса поворачивались.
3
В момент T времени, ток возбуждения генератора переменного тока возрастает. Момент времени, в который ток возбуждения генератора переменного тока может повышаться в ответ на количество событий сгорания после останова двигателя, скорость вращения двигателя, превышающую пороговую скорость вращения, количество событий в двигателе после останова двигателя (например, тактов впуска) или спрогнозированное событие сгорания после останова двигателя (например, первое, второе, третье). Поле возбуждения генератора переменного тока сначала может увеличиваться посредством тока аккумуляторной батареи, а затем, отдачей генератора переменного тока по мере того, как генератор переменного тока начинает работать. По мере того, как ток возбуждения генератора переменного тока увеличивается, возрастает отдача генератора переменного тока. Следовательно, дополнительная энергия имеется в распоряжении у системы рулевого управления. Поскольку запрос угла поворота управляемых колес высок, ток возбуждения генератора переменного тока регулируется на более высокий уровень, и дополнительная нагрузка прикладывается к двигателю посредством генератора переменного тока. Посредством увеличения нагрузки, которую генератор переменного тока прикладывает к двигателю, меньший крутящий момент двигателя имеется в распоряжении для приведения в движение транспортного средства. В некоторых примерах, нагрузка, которую генератор переменного тока прикладывает к двигателю, является весовой функцией запроса угла поворота управляемых колес. Например, если угол поворота управляемых колес меньше, чем 25% величины входного сигнала рулевого управления, который может быть запрошен, нагрузка генератора переменного тока, приложенная к двигателю, может регулироваться на менее чем 5% несущей способности по крутящему моменту двигателя при данных условиях работы (например, скорости вращения и нагрузке двигателя). С другой стороны, если входной сигнал угла поворота управляемых колес больше, чем 50% входного сигнала рулевого управления, который может быть запрошен, нагрузка генератора переменного тока, приложенная к двигателю, может регулироваться на более чем 25% несущей способности по крутящему моменту двигателя при данных условиях работы. В настоящем примере, имеющаяся в распоряжении системы рулевого управления энергия повышается до около 100% имеющейся в распоряжении энергии при более высоком входном сигнале угла поворота управляемых колес.
4
Таким образом, когда требуемый крутящий момент двигателя имеет значение от низкого до среднего уровня, запрос угла поворота управляемых колес или крутящего момента находится на относительно высоком уровне, количество электрической энергии, имеющейся в распоряжении у системы рулевого управления, может увеличиваться, чтобы относительно высокий уровень электрической энергии имелся в распоряжении у системы рулевого управления, а величина крутящего момента двигателя для ускорения двигателя уменьшается. В момент T времени, имеющаяся в распоряжении рулевого управления энергия уменьшается по мере того, как уменьшается запрос угла поворота управляемых колес. Кроме того, имеющаяся в распоряжении рулевого управления энергия может уменьшаться по мере того, как скорость транспортного средства возрастает, чтобы уменьшать возможность введения высокого угла рулевого управления на более высоких скоростях транспортного средства.
0
Далее, со ссылкой на фиг. 6, показан еще один примерный график интересующих сигналов при моделированном запуске двигателя. Сигналы по фиг. 6 подобны сигналам по фиг. 4. Поэтому, для краткости, описание каждого сигнала не повторяется. Сигналы по фиг. 6 могут выдаваться посредством способа по фиг. 7-8 в системе, как описано на фиг. 1-2. В одном из примеров, перезапуск двигателя по фиг. 6 происходит после того, как двигатель был автоматически остановлен, как описано на фиг. 3B.В момент T времени, двигатель останавливается, и ток возбуждения генератора переменного тока снижается по существу до нуля, поскольку генератор переменного тока не может выводить энергию, когда двигатель не является вращающимся. Входной сигнал угла поворота управляемых колес находится на среднем угле и заходит вправо, указывая водительский входной сигнал рулевого управления. Имеющаяся в распоряжении системы рулевого управления электрическая энергия находится на среднем уровне, указывая, что аккумуляторной батарее предоставлена возможность заряжать конденсаторы системы EPAS, чтобы колеса транспортного средства могли поворачиваться. Требование крутящего момента двигателя и крутящий момент на выходном валу двигателя, имеющийся в распоряжении у трансмиссии, чтобы приводить в движение колеса транспортного средства, также является низким, поскольку двигатель остановлен.
1
В момент T времени, стартер двигателя включается, и двигатель подвергается проворачиванию коленчатого вала. В течение периода проворачивания коленчатого вала двигателя, ток возбуждения генератора переменного тока ограничивается, чтобы генератор переменного тока не побуждал дополнительный ток потребляться стартером двигателя. Запрос угла поворота управляемых колес остается на среднем уровне при проворачивании коленчатого вала двигателя. Имеющаяся в распоряжении системы рулевого управления энергия находится на низком уровне, поскольку энергия аккумуляторной батареи направляется в стартер двигателя. Требование крутящего момента двигателя и крутящий момент на выходном валу двигателя, имеющийся в распоряжении у трансмиссии, чтобы приводить в движение колеса транспортного средства, также являются низкими при проворачивании коленчатого вала двигателя, поскольку небольшой крутящий момент двигателя имеется в распоряжении у колес транспортного средства.
2
2
2
В момент T времени, стартер двигателя выключается. Стартер двигателя может выключаться в ответ на скорость вращения двигателя, превышающую пороговую скорость вращения. Ток возбуждения генератора переменного тока, имеющаяся в распоряжении системы рулевого управления энергия и эффективный крутящий момент на выходном валу двигателя, имеющийся в распоряжении у трансмиссии для приведения в движение колес транспортного средства также остаются низкими в момент T времени. Запрос крутящего момента двигателя возрастает до того, как достигнут момент T времени, указывая, что водитель нажал акселератор до того, как запущен двигатель.
3
3
4
4
5
В момент T времени, ток возбуждения генератора переменного тока постепенно возрастает. Момент времени, в который ток возбуждения генератора переменного тока может повышаться в ответ на количество событий сгорания после останова двигателя, скорость вращения двигателя, превышающую пороговую скорость вращения, количество событий в двигателе после останова двигателя (например, тактов впуска) или спрогнозированное событие сгорания после останова двигателя (например, первое, второе, третье). Поле возбуждения генератора переменного тока сначала может увеличиваться посредством тока аккумуляторной батареи, а затем, отдачей генератора переменного тока по мере того, как генератор переменного тока начинает работать. По мере того, как ток возбуждения генератора переменного тока увеличивается, возрастает отдача генератора переменного тока. Поскольку запрос крутящего момента двигателя высок, ток возбуждения генератора переменного тока регулируется на более низкий уровень, чтобы транспортное средство могло разгоняться с более высоким темпом. Посредством уменьшения нагрузки, которую генератор переменного тока прикладывает к двигателю, больший крутящий момент двигателя имеется в распоряжении для приведения в движение транспортного средства. В этом примере, нагрузка, которую генератор переменного тока прикладывает к двигателю, является весовой функцией запроса угла поворота управляемых колес и запроса крутящего момента двигателя. Например, после того, как запрос крутящего момента двигателя больше, чем 50% величины имеющегося в распоряжении крутящего момента двигателя, нагрузка генератора переменного тока, приложенная к двигателю, может снижаться, даже если входной сигнал рулевого управления находится на от нижнего до среднего уровня. В настоящем примере, крутящий момент двигателя, имеющийся в распоряжении у колес транспортного средства, повышается до около 100% имеющегося в распоряжении крутящего момента двигателя. Между моментами T и T времени, имеющаяся в распоряжении системы рулевого управления энергия, постепенно увеличивается с первой скоростью. Между моментами T и T времени, имеющаяся в распоряжении системы рулевого управления энергия, постепенно увеличивается с второй скоростью. Кроме того, крутящий момент на выходном валу двигателя, имеющийся в распоряжении у колес транспортного средства, снижается по мере того, как повышается скорость транспортного средства, чтобы дополнительная энергия могла подводиться к системе EPAS.
Таким образом, фиг. 4-6 показывает, что ток возбуждения генератора переменного тока может регулироваться, чтобы прикладывать разные уровни крутящего момента к двигателю, так что дополнительный крутящий момент двигателя имеется в распоряжении у колес транспортного средства, или так что может увеличиваться имеющаяся в распоряжении системы рулевого управления энергия. Кроме того, величина крутящего момента, приложенного генератором переменного тока к двигателю, может взвешиваться в зависимости от требования рулевого управления и крутящего момента двигателя. Например, если крутящий момент двигателя запрошен не более высоком уровне, приоритет может быть отдан для обеспечения колесного крутящего момента по сравнению с электрической энергией системы рулевого управления. С другой стороны, если входной сигнал угла поворота управляемых колес или крутящий момент рулевого управления находится на более высоком уровне, а требование колесного крутящего момента является низким, крутящий момент генератора переменного тока, приложенный к двигателю, может повышаться для увеличения имеющейся в распоряжении системы рулевого управления энергии. Фиг. 9 дает один из примеров взвешивания требуемого водителю крутящего момента двигателя и входного сигнала рулевого управления.
Далее, со ссылкой на фиг. 7 и 8, показана блок-схема последовательности операций способа пуска в ход транспортного средства. Способы по фиг. 7 и 8 могут выполняться посредством команд контроллера 12 по фиг. 1 и 2. В одном из примеров, способ по фиг. 7 и 8 может выполняться при автоматическом запуске двигателя. Например, способ по фиг. 7 и 8 может выполняться в отсутствие специального водительского запроса запуска двигателя (например, в тех случаях, когда водитель устанавливает исполнительный механизм, который имеет единственную функцию запуска двигателя).
На этапе 702, способ 700 определяет условия работы. В одном из примеров, условия работы могут включать в себя, но не в качестве ограничения, скорость вращения двигателя, крутящий момент или нагрузку двигателя, события сгорания в цилиндре после останова двигателя, события в цилиндре после останова двигателя, угол поворота или крутящий момент управляемых колес, требование колесного крутящего момента или крутящего момента двигателя, ток стартера и ток возбуждения генератора переменного тока. Способ 700 переходит на этап 704 после того, как определены условия работы.
На этапе 704, способ 700 оценивает, подвергается или нет двигатель проворачиванию коленчатого вала посредством стартера или электрического двигателя. В одном из примеров, двигатель оценивается подвергающимся проворачиванию коленчатого вала, когда скорость вращения двигателя больше, чем ноль, и меньше, чем пороговая скорость вращения двигателя, в то время как включен стартер двигателя. Если способ 700 делает вывод, что двигатель подвергается проворачиванию коленчатого вала, способ 700 переходит на этап 730. Иначе, способ 700 переходит на этап 706.
На этапе 730, ток возбуждения генератора переменного тока регулируется на требуемый уровень. В одном из примеров, ток возбуждения генератора переменного тока регулируется на по существу нулевой ток. Посредством регулировки тока возбуждения генератора переменного тока на ноль, стартер двигателя не должен преодолевать крутящий момент, прикладываемый к двигателю через генератор переменного тока. В других примерах, небольшая величина тока возбуждения генератора переменного тока может прикладываться к генератору переменного тока, чтобы генератор переменного тока мог быстрее отдавать энергию после проворачивания коленчатого вала двигателя. Способ 700 возвращается на этап 704 после того, как ток возбуждения генератора переменного тока отрегулирован на требуемый уровень.
На этапе 706, способ 700 оценивает, является или нет скорость вращения двигателя большей, чем пороговая скорость вращения двигателя. В одном из примеров, пороговая скорость вращения двигателя может быть скоростью вращения холостого хода. Кроме того, пороговая скорость вращения двигателя может меняться в зависимости от условий работы двигателя. Например, при более холодных температурах двигателя, пороговая скорость вращения двигателя может быть большей, чем пороговая скорость вращения двигателя на более высоких температурах двигателя. Если скорость вращения двигателя больше, чем пороговая скорость вращения, способ 700 переходит на этап 708. Иначе, способ 700 возвращается на этап 704.
На этапе 708, способ 700 определяет требуемый крутящий момент двигателя или требуемый колесный крутящий момент по водительскому входному сигналу. В одном из примеров, требуемый крутящий момент двигателя или требуемый колесный крутящий момент могут определяться по педали акселератора. Положение педали акселератора может преобразовываться в требование крутящего момента двигателя посредством передаточной функции, которая преобразует напряжение с акселератора в команду крутящего момента двигателя. В других примерах, положение акселератора может быть указывающим требуемый колесный крутящий момент транспортного средства. Требуемый колесный крутящий момент транспортного средства может преобразовываться в требуемый крутящий момент двигателя с учетом передаточных отношений и потерь трансмиссии. В других примерах, требуемый крутящий момент двигателя может определяться по входному сигналу контроллера, такому как входной сигнал контроллера гибридного привода в контроллер двигателя. Способ 700 переходит на этап 710 после того, как определен требуемый крутящий момент двигателя.
На этапе 710, способ 700 определяет требуемый крутящий момент генератора переменного тока, который должен прикладываться к двигателю. Крутящий момент генератора переменного тока может быть функцией режима работы двигателя (например, автоматического запуска, холостого хода непрогретого двигателя, улучшения стабильности сгорания) и напряжения в электрической системе. Таким образом, если напряжение в электрической системе является низким, отдача генератора переменного тока может повышаться посредством увеличения крутящего момента, приложенного к двигателю через генератор переменного тока. В одном из примеров, крутящий момент, приложенный генератором переменного тока к двигателю, может повышаться посредством увеличения тока возбуждения, подаваемого в генератор переменного тока. Кроме того, крутящий момент генератора переменного тока, приложенный к двигателю, может быть весовой функцией требуемого крутящего момента двигателя и запрошенного входного сигнала системы рулевого управления, такого как угол поворота управляемых колес или крутящий момент на рулевом колесе. Например, если угол поворота управляемых колес низок, а требуемый крутящий момент двигателя в качестве введенного через водителя, высок, только 10% крутящего момента, который генератор переменного тока может прикладывать к двигателю, может прикладываться к двигателю через генератор переменного тока. Таким образом, требуемый крутящий момент двигателя может быть взвешен более высоким, чем входной сигнал рулевого управления, чтобы колесный крутящий момент повышался. С другой стороны, если входной сигнал угла поворота управляемых колес высок, а требуемый крутящий момент двигателя, введенный через водителя, низок, 100% крутящего момента, который генератор переменного тока может прикладывать к двигателю, может прикладываться к двигателю посредством генератора переменного тока. Таким образом, входной сигнал рулевого управления может взвешиваться выше, чем входной сигнал требуемого крутящего момента двигателя, чтобы повышенный крутящий момент двигателя подавался на генератор переменного тока.
На этапе 712, способ 700 определяет запас крутящего момента двигателя. В одном из примеров, запас крутящего момента двигателя может определяться на основании данных скорости вращения и нагрузки двигателя. Более точно, максимальный крутящий момент двигателя при данной скорости вращения двигателя может определяться посредством индексирования таблицы или функции на основании текущей скорости вращения двигателя. Таблица или функция выводит максимальный, определенный опытным путем крутящий момент двигателя. Требуемый крутящий момент двигателя и требуемый крутящий момент генератора переменного тока вычитаются из максимального крутящего момента двигателя, чтобы давать запас крутящего момента двигателя. Кроме того, момент трения двигателя и насосный крутящий момент двигателя могут вычитаться из максимального крутящего момента двигателя. Способ 700 переходит на этап 714 после того, как определен запас крутящего момента двигателя.
На этапе 714, способ 700 оценивает, является или нет запас крутящего момента двигателя большим, чем ноль. Если так, способ 700 переходит на этап 732. Иначе, способ 700 переходит на этап 716.
На этапе 732, дроссель двигателя, установка фаз кулачкового распределения, установка момента зажигания и количество топлива могут регулироваться для увеличения выходного крутящего момента двигателя. В частности, дроссель может дополнительно открываться, и дополнительное топливо может выдаваться в двигатель, чтобы увеличивать крутящий момент двигателя. Таким образом, когда двигатель имеет дополнительную несущую способность для увеличения выходного крутящего момента, крутящий момент на выходном валу двигателя может увеличиваться по меньшей мере до тех пор, пока запас крутящего момента двигателя не уменьшен почти до нуля. Способ 700 переходит на этап 720 после того, как увеличен крутящий момент на выходном валу двигателя.
На этапе 716, способ 700 регулирует ток возбуждения генератора переменного тока на основании взвешенного входного сигнала системы рулевого управления и требуемого крутящего момента двигателя или требуемого колесного крутящего момента транспортного средства. Фиг. 9 показывает пример того, каким образом входной сигнал рулевого управления и требуемый крутящий момент двигателя могут взвешиваться для управления крутящим моментом, прикладываемым посредством генератора переменного тока к двигателю. Конечно, возможны другие взвешивания. Таким образом, в одном из примеров, когда требуемый крутящий момент двигателя от водителя находится на более высоком уровне, может выдаваться больший крутящий момент на выходном валу двигателя на колесах транспортного средства, и может уменьшаться крутящий момент двигателя, предусмотренный для выдачи электрической энергии в систему рулевого управления. С другой стороны, когда входной сигнал системы рулевого управления находится на более высоком уровне, выходной сигнал электрической системы может повышаться посредством повышения величины крутящего момента, приложенного к двигателю через генератор переменного тока, а колесный крутящий момент может снижаться. Способ 700 переходит на этап 718 после того, как ток возбуждения генератора переменного тока отрегулирован на основании взвешенных входных сигналов системы рулевого управления и требуемого крутящего момента двигателя.
На этапе 718, ток возбуждения генератора переменного тока может дополнительно регулироваться на основании данного угла системы рулевого управления, запрошенного водителем, крутящего момента на рулевом колесе и скорости изменения рулевого колеса. В одном из примеров, ток возбуждения генератора переменного тока может повышаться, когда скорость изменения рулевого колеса больше, чем пороговый уровень. Кроме того, ток возбуждения генератора переменного тока может увеличиваться, когда крутящий момент, приложенный к рулевому колесу, представляет собой более высокий уровень. С другой стороны, если рулевое колесо находится на максимальном уровне входного крутящего момента или угла, ток возбуждения генератора переменного тока может удерживаться на установившемся уровне. Однако если входной сигнал угла поворота управляемых колес находится на низком уровне и быстро изменяется по угловому входному сигналу, ток возбуждения генератора переменного тока может повышаться для улучшения реакции на рулевом колесе. Способ 700 переходит на этап 720 после того, как отрегулирован ток возбуждения генератора переменного тока.
Также следует указать, что нагрузка генератора переменного тока, прикладываемая к двигателю, может регулироваться на основании взвешенных входных сигналов требуемого крутящего момента двигателя и входного сигнала рулевого управления до тех пор, пока не достигнуто пороговое состояние, такое как скорость вращения двигателя, скорость транспортного средства, разгон транспортного средства или ускорение двигателя. После того, как достигнуто пороговое состояние, ток возбуждения генератора переменного тока может регулироваться в ответ на электрическую нагрузку без регулировки ради требуемого крутящего момента двигателя.
На этапе 720, способ 700 оценивает, выявлена или нет пробуксовка колес. В одном из примеров, пробуксовка колес может выявляться, когда скорость вращения одного колеса превышает скорость вращения другого колеса транспортного средства. Если выявлена пробуксовка колес, способ 700 переходит на этап 722. Иначе, способ 700 переходит на выход.
На этапе 722, способ 700 увеличивает ток возбуждения генератора переменного тока, когда ток возбуждения генератора переменного тока меньше, чем при полном токе возбуждения. Посредством увеличения тока возбуждения генератора переменного тока, большая часть крутящего момента двигателя выдается на генератор переменного тока. Как результат, пробуксовка колес может ослабляться, и дополнительный заряд или энергия аккумуляторных батарей может выдаваться в систему рулевого управления. Если ток возбуждения генератора переменного тока уже находится на полном токе возбуждения, ток возбуждения генератора переменного тока может удерживаться установившимся. Способ 700 переходит на выход после того, как увеличен ток возбуждения генератора переменного тока.
Таким образом, поле возбуждения генератора переменного тока может регулироваться, чтобы уменьшать пробуксовку колес транспортного средства и взвешивать требуемый крутящий момент двигателя относительно входного сигнала рулевого управления, чтобы улучшать ездовые качества транспортного средства. Кроме того, установка момента, при которой ток подается в обмотку возбуждения генератора переменного тока, может регулироваться, чтобы нагрузка генератора переменного тока прикладывалась к двигателю в момент времени, когда двигатель обладает несущей способностью для обеспечения запрошенного крутящего момента генератора переменного тока.
Далее, со ссылкой на фиг. 9, показана примерная весовая функция для нагрузки генератора переменного тока, приложенной к двигателю. Фиг. 9 показывает таблицу, имеющую ось, представляющую собой входной сигнал угла поворота управляемых колес или, в качестве альтернативы, крутящий момент на рулевом колесе и требуемый крутящий момент двигателя. Таблица выводит величину в процентах имеющегося в распоряжении крутящего момента, который генератор переменного тока может прикладывать к двигателю. Например, в верхнем левом углу таблицы, ячейка таблицы имеет значение 0%. Поэтому, когда требуемый крутящий момент двигателя находится возле нагрузочной способности двигателя, генератор переменного тока может управляться, чтобы по существу не прикладывать крутящий момент сопротивления к двигателю. С другой стороны, в нижнем правом углу таблицы, где требуемый крутящий момент двигателя низок, а входной сигнал угла поворота управляемых колес высок, полная несущая способность генератора переменного тока для сопротивления крутящему моменту двигателя может прикладываться к двигателю. Значения в таблице по фиг. 9 предназначены всего лишь для примера, и не подразумевается, что должны ограничивать объем или широту описания.
Далее, со ссылкой на фиг. 10, показана блок-схема последовательности операций способа автоматического останова двигателя. Способ по фиг. 10 может выполняться посредством команд контроллера 12 по фиг. 1 и 2.
На этапе 1001, способ 1000 оценивает, остановлен или нет двигатель транспортного средства. В одном из примеров, остановлен или нет двигатель, может определяться на основании выходного сигнала датчика скорости вращения двигателя. Если двигатель остановлен, способ 1000 переходит на этап 1012. Иначе, способ 1000 переходит на этап 1002.
На этапе 1002, способ 1000 оценивает, был ли запрошен останов двигателя. В одном из примеров, способ 1000 оценивает, является или нет останов двигателя автоматически запрошенным остановом двигателя. Например, способ 1000 оценивает, используются ли условия, иные чем специальный водительский запрос останова двигателя (например, в тех случаях, когда водитель устанавливает исполнительный механизм, такой как клавишный переключатель, который обладает единственной функцией останова двигателя), для формирования останова двигателя. Если запрошен останов двигателя, способ 1000 переходит на этап 1004. Иначе, способ 1000 переходит на выход.
На этапе 1004, способ 1000 оценивает, является или нет имеющаяся в распоряжении системы рулевого управления энергия меньшей, чем пороговое значение. В одном из примеров, способ 1000 считывает количество энергии, запасенной в конденсаторах системы EPAS. Если конденсаторы имеют меньшее, чем пороговое, количество запасенной энергии, может делаться вывод, что требуется увеличить количество энергии, запасенной в конденсаторах, в то время как двигатель остановлен. В одном из примеров, уровень заряда, накопленного в системе EPAS, может оцениваться суммированием тока, входящего в и выходящего из системы рулевого управления с электроусилителем. Таким образом, энергия может накапливаться в системе EPAS, чтобы колеса транспортного средства могли поворачиваться до того, как двигатель начинает работать после останова двигателя. Если способ 1000 делает вывод, что мощность двигателя меньше, чем пороговый уровень, способ 1000 переходит на этап 1006. Иначе, способ 1000 переходит на выход, не повышая величину электрической энергии, подводимой к системе EPAS.
На этапе 1006, способ 1000 повышает энергию, отдаваемую из генератора переменного тока в систему EPAS. В одном из примеров, величина энергии, отдаваемой генератором переменного тока в систему EPAS, может повышаться посредством повышения величины тока возбуждения, подаваемого в поле возбуждения генератора переменного тока. Таким образом, дополнительный крутящий момент прикладывается к двигателю через генератор переменного тока, чтобы вырабатывать дополнительную электрическую энергию для накопления в системе EPAS, когда двигатель выключен. Способ 1000 переходит на этапе 1008 после того, как повышена отдача энергии генератора переменного тока.
На этапе 1008, способ 1000 оценивает, является или нет скорость вращения двигателя меньшей, чем пороговая скорость вращения. Если так, способ 1000 переходит на этап 1010. Иначе, способ 1000 возвращается на этап 1004.
На этапе 1010, способ 1000 снижает отдачу генератора переменного тока. В одном из примеров, отдача генератора переменного тока может уменьшаться посредством снижения тока возбуждения генератора переменного тока. Способ 1000 может снижать ток возбуждения генератора переменного тока, чтобы ток не использовался для создания поля возбуждения генератора переменного тока, когда действие таким образом не будет повышать или обеспечивать отдачу генератора переменного тока. Например, может определяться, что отдача генератора переменного тока меньше, чем требуется, ниже пороговой скорости вращения двигателя. Следовательно, может требоваться прекращать ток возбуждения, когда скорость вращения двигателя меньше, чем пороговая скорость вращения двигателя.
На этапе 1012, способ 1000 оценивает, является или нет заряд аккумуляторной батареи меньшим, чем пороговый уровень. Если так, способ 1000 идет на выход. Иначе, способ 1000 переходит на этап 1014.
На этапе 1014, способ 1000 подает заряд из аккумуляторной батареи в систему рулевого управления с электроусилителем, в то время как необходимо поддерживать пороговую величину энергии внутри системы рулевого управления с электроусилителем. В одном из примеров, напряжение системы рулевого управления с электроусилителем может периодически подвергаться выборке отсчетов, в то время как двигатель выключен, чтобы определять, должен или нет дополнительный заряд подаваться из аккумуляторной батареи транспортного средства в систему рулевого управления с электроусилителем. Если количество энергии, накопленной внутри системы рулевого управления с электроусилителем, падает до уровня ниже порогового уровня энергии, аккумуляторная батарея может присоединяться к системе рулевого управления с электроусилителем, чтобы подавать дополнительную энергию в систему рулевого управления с электроусилителем. Когда энергия, накопленная в системе рулевого управления с электроусилителем достигает порогового уровня, аккумуляторная батарея может отсоединяться от системы рулевого управления с электроусилителем. Таким образом, аккумуляторная батарея не должна непрерывно подводить мощность к системе рулевого управления с электроусилителем в некоторых примерах.
Таким образом, способы по фиг. 7-8 и 10 предусматривают способ управления пуском в ход транспортного средства, включающий в себя этап, на котором: регулируют нагрузку генератора переменного тока, приложенную к двигателю, в ответ на входной сигнал рулевого управления и запрос крутящего момента двигателя. Таким образом, крутящий момент двигателя может распределяться по потребителям крутящего момента двигателя с более высоким приоритетом. Способ включает в себя те случаи, когда нагрузка генератора переменного тока регулируется в ответ на взвешивания входного сигнала рулевого управления и запроса крутящего момента двигателя. Способ также включает в себя те случаи, когда нагрузка генератора переменного тока регулируется при запуске двигателя до тех пор, пока не превышено пороговое состояние транспортного средства. Способ включает в себя те случаи, когда пороговое состояние транспортного средства является по меньшей мере одним из скорости транспортного средства, скорости вращения двигателя, темпа ускорения транспортного средства и темпа ускорения двигателя. В одном из примеров, способ включает в себя те случаи, когда нагрузка генератора переменного тока регулируется посредством регулировки тока возбуждения генератора переменного тока. Способ также включает в себя те случаи, когда нагрузка генератора переменного тока, приложенная к двигателю при проворачивании коленчатого вала двигателя, ограничивается посредством подведения по существу нулевого тока к генератору переменного тока. Способ дополнительно содержит снижение крутящего момента, подаваемого на колеса транспортного средства, в ответ на повышенный запрос угла поворота управляемых колес. Таким образом, выработка колесного крутящего момента продвижения вперед может уменьшаться для выдачи дополнительной электрической энергии для поворачивания колес транспортного средства. Способ дополнительно содержит повышение нагрузки генератора переменного тока, приложенной к двигателю, в ответ на повышенный запрос угла поворота управляемых колес.
В еще одном примере, способы по фиг. 7-8 и 10 предусматривают способ управления пуском в ход транспортного средства, включающий в себя этапы, на которых: в первом режиме, в котором водительский входной сигнал меньше, чем пороговое значение, регулируют нагрузку генератора переменного тока, приложенную к двигателю, для регулирования скорости вращения двигателя и ограничения падения напряжения, вызванного системой рулевого управления с электроусилителем; во втором режиме, в котором водительский входной сигнал больше, чем пороговое значение, регулируют нагрузку генератора переменного тока, приложенную к двигателю, в ответ на водительский входной сигнал акселератора и входной сигнал рулевого управления. Способ включает в себя те случаи, когда водительский входной сигнал является командой акселератора. Способ также включает в себя те случаи, когда первый и второй режим начинаются после проворачивания коленчатого вала двигателя и до того, как удовлетворено пороговое состояние транспортного средства. Способ дополнительно включает в себя те случаи, когда пороговое состояние транспортного средства является одним из скорости транспортного средства, ускорения транспортного средства, скорости вращения двигателя и ускорения двигателя. Способ включает в себя те случаи, когда, при проворачивании коленчатого вала двигателя, ток, подводимый к электрической системе рулевого управления, ограничивается. Способ также включает в себя те случаи, когда обеспечивают возможность возникать нагрузке генератора переменного тока двигателя в ответ на событие сгорания.
Способы по фиг. 7-8 и 10 также предусматривают способ управления пуском в ход транспортного средства, включающий в себя этапы, на которых: автоматически перезапускают двигатель транспортного средства из остановленного состояния транспортного средства; в более высоких условиях работы рулевого управления, отводят большую величину мощности двигателя от выработки колесного крутящего момента продвижения вперед и в систему рулевого управления с усилителем; и в более низких условиях работы рулевого управления, отводят меньшую величину мощности двигателя от выработки колесного крутящего момента продвижения вперед и в систему рулевого управления с усилителем. Способ включает в себя те случаи, когда более высокие условия работы рулевого управления включают в себя запрос крутящего момента рулевого управления больший, чем пороговое значение, выходной крутящий момент рулевого управления больший, чем пороговое значение, угол поворота управляемых колес больший, чем пороговое значение. Способ также включает в себя те случаи, когда отведение происходит при запуске двигателя до того, как скорость вращения двигателя достигает порогового значения, и до того, как крутящий момент двигателя достигает порогового значения. Способ также включает в себя те случаи, когда отведение начинается при запуске двигателя после того, как выключен стартер.
Способы по фиг. 7-8 и 10 также предусматривают способ подачи энергии в систему рулевого управления с электроусилителем, включающий в себя этап, на котором: регулируют нагрузку генератора переменного тока, приложенную к двигателю, в ответ на запрос останова двигателя и увеличение энергии, подаваемой в систему рулевого управления с электроусилителем. Способ включает в себя те случаи, когда запрос останова двигателя является запросом автоматического останова двигателя в отсутствие специального водительского запроса останова двигателя. Способ также включает в себя те случаи, когда нагрузка генератора переменного тока регулируется при останове двигателя посредством регулировки тока возбуждения, подводимого к генератору переменного тока. В одном из примеров, способ включает в себя те случаи, когда ток возбуждения, подводимый к генератору переменного тока, регулируется в ответ на уровень энергии, накопленной в системе рулевого управления с электроусилителем. В кроме того еще одном примере, способ включает в себя те случаи, когда ток возбуждения регулируется на первый уровень тока в ответ на первый уровень энергии, накопленной в системе рулевого управления с электроусилителем, и те случаи, когда ток возбуждения регулируется на второй уровень тока в ответ на второй уровень энергии, накопленной в системе рулевого управления с электроусилителем, второй уровень тока находится ниже, чем первый уровень тока, второй уровень энергии находится выше, чем первый уровень энергии. Способ также включает в себя те случаи, когда уровень энергии, накопленной в системе рулевого управления с электроусилителем, определяется посредством суммирования тока, входящего в и выходящего из системы рулевого управления с электроусилителем. Способ также включает в себя те случаи, когда нагрузка генератора переменного тока, приложенная к двигателю, повышается в ответ на запрос останова двигателя до того, как поток топлива, подаваемый в двигатель, уменьшается в ответ на запрос останова двигателя. Способ дополнительно содержит автоматический запуск двигателя в отсутствие специального водительского запроса запуска двигателя.
Способы по фиг. 7-8 и 10 также предусматривают способ подачи энергии в систему рулевого управления с электроусилителем, включающий в себя этап, на котором: увеличивают количество энергии, накопленной в системе рулевого управления с электроусилителем, в ответ на запрос останова двигателя и количество энергии, накопленной в системе рулевого управления с электроусилителем. Способ также включает в себя те случаи, когда количество энергии, накопленной в системе рулевого управления с электроусилителем, дополнительно регулируется в ответ на скорость вращения двигателя. Способ также включает в себя те случаи, когда количество энергии, накопленной в системе рулевого управления с электроусилителем, увеличивается посредством увеличения тока возбуждения, подводимого к генератору переменного тока. В еще одном примере, способ включает в себя те случаи, когда протекание тока возбуждения прекращается, когда скорость вращения двигателя меньше, чем пороговая скорость вращения. Способ дополнительно содержит повышение количества энергии, накопленной в системе рулевого управления с электроусилителем, после останова двигателя. Таким образом, система рулевого управления с электроусилителем может быть готова содействовать водителю в поворачивании колес транспортного средства, даже если двигатель был остановлен в течение протяженного периода времени. Способ включает в себя те случаи, когда количество энергии, накопленной в системе рулевого управления с электроусилителем, повышается посредством тока, подаваемого из аккумуляторной батареи транспортного средства. Способ также включает в себя те случаи, где ток, подводимый к системе рулевого управления с электроусилителем из аккумуляторной батареи, прерывается в ответ на запрос запуска двигателя.
Как следует принимать во внимание специалистам в данной области техники, процедуры, описанные на фиг. 7-8 и 10, могут представлять собой одну или более из любого количества стратегий обработки, таких как управляемая событиями, управляемая прерыванием, многозадачная, многопоточная, и тому подобная. По существу, различные проиллюстрированные этапы или функции могут выполняться в проиллюстрированной последовательности, параллельно, или в некоторых случаях пропускаться. Подобным образом, порядок обработки не обязательно требуется для достижения целей, признаков и преимуществ, описанных в материалах настоящего описания, но приведен для облегчения иллюстрации и описания. Хотя не проиллюстрировано явным образом, специалист в данной области техники будет осознавать, что одни или более из проиллюстрированных этапов или функций могут выполняться неоднократно, в зависимости от конкретной используемой стратегии.
Это завершает описание. Прочтение его специалистами в данной области техники напомнило бы многие изменения и модификации, не выходящие из сущности и объема описания. Например, рядные двигатели I3, I4, I5, V-образные двигатели V6, V8, V10 и V12, работающие на природном газе, бензине, дизельном топливе или альтернативных топливных конфигурациях, могли бы использовать настоящее описание для получения преимущества.