СПОСОБ (ВАРИАНТЫ) И СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ ТРАНСПОРТНЫМ СРЕДСТВОМ
VEHICLE CONTROL METHOD (VERSIONS) AND SYSTEM

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ
Настоящее изобретение относится к выбору или активации динамичного режима в двигателе/транспортном средстве.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
Производители транспортных средств разрабатывают или выбирают различные эстетические и функциональные характеристики транспортного средств для обеспечения характеристики «вида и ощущения», требуемой соответствующей целевой группой потребителей. В дополнение к конструктивным аппаратным компонентам, двигатель, трансмиссия, подвеска, рулевое управление и другие системы транспортного средства могут калиброваться, чтобы удовлетворять требуемым целевым показателям динамики и топливной экономичности, совместимыми с требуемым «видом и ощущением». Транспортные средства могут включать в себя режимы работы специального назначения, выбираемые водителем для конкретного применения. Например, транспортные средства могут включать в себя режим прицепа, режим повышенной проходимости или 4×4, экономичный режим, динамичный режим и т.д. Соответствующая кнопка или переключатель на панели приборов или избирателе механизма переключения передач могут быть предусмотрены для активации режима работы специального назначения. В одном из примеров динамичного режима, выбираемого соответствующей нажимной кнопкой или переключателем, точки переключения автоматической трансмиссии и ощущение переключения настраиваются для расширения точек переключения и обеспечения более агрессивного или более быстрого переключения. Для сокращения времени разработки, требуемого для обеспечения полной калибровки динамики для двигателя или трансмиссии, это может достигаться предоставлением коэффициента настройки динамики, используемого для настройки соответствующих значений рабочих параметров, хранимых в памяти.
Несмотря на то что использование переключателей панели приборов или других аппаратных средств, установленных в транспортном средстве для выбора или активации режима работы специального назначения, является удобным для многих применений, эта стратегия требует модификации приборной панели транспортного средства, консоли, избирателя механизма переключения передач и т.д. и может быть непомерно высокой по цене для применений низкого объема. Кроме того, переключатель активации режима специального назначения интегрирован в конструкцию транспортного средства, так что режим специального назначения должен быть упорядочен/предписан во время сборки транспортного средства или включен во все подобные транспортные средства. Аналогичным образом, если переключатель активации или управления постоянно установлен в транспортном средстве, режим специального назначения доступен любому водителю транспортного средства.
РАСКРЫТИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Система и способ управления транспортным средством, имеющим нормальный режим работы и динамичный режим работы, включают в себя определение съемного ключа, уникального для каждого транспортного средства, связанного с динамичным режимом работы, управление транспортным средством в динамичном режиме работы в ответ на определение съемного ключа и управление транспортным средством в нормальном режиме работы в ином случае. В одном из вариантов осуществления, съемный ключ содержит ключ замка зажигания, определяемый с использованием RFID (радиочастотной идентификации) для проведения различия между нормальным ключом и динамичным ключом, когда ключ вставлен в гнездо ключа зажигания. В еще одном варианте осуществления, съемный ключ содержит беспроводное устройство, которое передает серийный номер или код ключа на транспортное средство. В еще одном другом варианте осуществления, пароль или идентификационный код вводится с использованием сенсорного экрана или подобного устройства для задействования динамичного режима.
Съемный ключ предпочтительно представляет собой ключ замка зажигания, при этом определение включает определение съемного ключа, вставленного в соответствующее гнездо ключа зажигания.
Съемный ключ предпочтительно представляет собой брелок зажигания без ключа, при этом определение включает определение съемного ключа в пределах транспортного средства.
Транспортное средство предпочтительно включает в себя двигатель, имеющий устройство регулируемых фаз кулачкового газораспределения и первую и вторую справочные таблицы, связанные с нормальной установкой фаз кулачкового газораспределения и динамичной установкой фаз кулачкового газораспределения, соответственно, при этом управление в динамичном режиме включает извлечение значений установки фаз кулачкового газораспределения из соответствующей справочной таблицы.
Управление транспортным средством в динамичном режиме предпочтительно включает модифицирование коэффициентов усиления обратной связи, связанных с управлением холостым ходом двигателя.
Управление транспортным средством в динамичном режиме предпочтительно включает модифицирование замедления двигателя для увеличения торможения двигателем в ответ на определение уменьшения положения педали акселератора.
Управление транспортным средством в динамичном режиме предпочтительно включает выключение по меньшей мере одного вспомогательного средства транспортного средства.
Вспомогательное средство предпочтительно представляет собой систему автоматического поддержания скорости.
Вспомогательное средство предпочтительно представляет собой средство ручного скачкового переключения трансмиссии.
Определение съемного ключа, уникального для каждого транспортного средства, предпочтительно включает беспроводную передачу информации со съемного ключа на транспортное средство.
Беспроводная передача предпочтительно включает беспроводную передачу информации, только когда съемный ключ вставлен в замок зажигания.
Варианты осуществления согласно настоящему изобретению включают в себя первую и вторую калибровки фаз кулачкового газораспределения для управления в нормальном и динамичном режимах, чтобы выдавать повышенную мощность в лошадиных силах, а также звук и ощущение пульсирующего холостого хода, часто связанные с обычными динамичными транспортными средствами. В дополнение к установке фаз клапанного газораспределения, управление в динамичном режиме, например, может включать в себя усиленное торможение двигателем и более агрессивную реакцию педали акселератора.
В одном из вариантов осуществления, способ управления транспортным средством, имеющим многоцилиндровый двигатель внутреннего сгорания, работающий в нормальном и динамичном режимах работы, включает определение введения ключа зажигания в соответствующее гнездо ключа зажигания, определение, включает ли в себя ключ замка зажигания идентификатор для обеспечения управления в динамичном режиме работы, контролирование по меньшей мере одного рабочего параметра двигателя и управление двигателем в динамичном режиме работы, если ключ замка зажигания включает в себя идентификатор, и по меньшей мере один рабочий параметр двигателя удовлетворяет соответствующему условию входа в динамичный режим работы и управление двигателем в нормальном режиме работы в ином случае.
Управление двигателем во втором режиме работы предпочтительно включает изменение установки фаз клапанного газораспределения двигателя относительно установки фаз клапанного газораспределения в первом режиме работы для по существу идентичных рабочих условий.
Определение, включает ли в себя ключ замка зажигания идентификатор, предпочтительно включает беспроводное определение информации, хранимой в ключе замка зажигания, когда ключ вставлен в гнездо ключа.
Способ предпочтительно дополнительно включает управление трансмиссией транспортного средства в динамичном режиме при управлении двигателем во втором режиме работы.
Управление трансмиссией транспортного средства в динамичном режиме предпочтительно включает выключение средства скачкового переключения трансмиссии.
Управление двигателем во втором режиме работы предпочтительно включает изменение управления искровым разрядом и воздушным потоком во время холостого хода двигателя относительно управления искровым разрядом и воздушным потоком в первом режиме работы для по существу идентичных рабочих условий.
Варианты осуществления согласно настоящему изобретению включают в себя систему управления транспортным средством, имеющим многоцилиндровый двигатель внутреннего сгорания, работающий в нормальном режиме и динамичном режиме, содержащую гнездо ключа зажигания, по меньшей мере один датчик, который контролирует по меньшей мере один рабочий параметр двигателя, и контроллер в связи с гнездом ключа зажигания и по меньшей мере одним датчиком, при этом контроллер управляет двигателем в динамичном режиме работы, если ключ замка зажигания, вставленный в гнездо ключа зажигания, включает в себя идентификатор динамичного режима, и по меньшей мере один рабочий параметр двигателя удовлетворяет соответствующему условию входа в динамичный режим работы, и управляет двигателем в нормальном режиме работы в ином случае.
Различные варианты осуществления согласно настоящему изобретению обеспечивают соответствующие преимущества. Например, избирательное управление в динамичном или трековом режиме предоставляет различным компромиссам в отношении дорожных качеств автомобиля возможность улучшать динамику на гоночном треке или замкнутом маршруте, что в ином случае может быть нежелательным потребителям, использующим транспортное средство в обычных сценариях вождения, таких как ежедневная поездка на работу, разъезды по делам или более длительные дорожные поездки. Улучшения динамичного режима в отношении торможения двигателем, например, могут создавать неприемлемый шум, вибрации и неплавность движения (NVH) во время нормального использования транспортного средства. Использование избирательного динамичного режима обеспечивает потребительские ожидания касательно усиленной динамики в трековом режиме и более приемлемых NVH при управлении в нормальном режиме. Использование съемного ключа замка зажигания или подобного устройства для обеспечения управления в динамичном режиме или трековом режиме облегчает управление доступом к динамичному режиму относительно постоянно установленного переключателя транспортного средства. Отдельный ключ замка зажигания, который обеспечивает возможность управления в динамичном режиме, также может снижать затраты, связанные с транспортными средствами более мелкосерийного производства. В дополнение, ключ динамичного режима и соответствующее управление могли бы быть предусмотрены в качестве дополнения к стандартной комплектации без заказных разработок или деталей для панели приборов, консоли или других составляющих интерьера транспортного средства.
Краткое описание чертежей
Фиг.1 представляет собой структурную схему, иллюстрирующую работу системы или способа управления транспортным средством, имеющим динамичный режим работы согласно вариантам осуществления настоящего изобретения;
фиг.2 представляет собой структурную схему, иллюстрирующую системы транспортного средства, которые могут быть включены в стратегию основанного на ключе динамичного режима согласно вариантам осуществления настоящего изобретения; и
фиг.3 представляет собой упрощенную блок-схему последовательности операций способа, иллюстрирующую действие системы или способа для управления транспортным средством, имеющим динамичный режим работы согласно вариантам осуществления настоящего изобретения.
Подробное описание изобретения
Подробные варианты осуществления настоящего изобретения проиллюстрированы и описаны в материалах настоящей заявки; однако следует понимать, что раскрытые варианты осуществления являются только примерными, а система и способ согласно настоящему изобретению могут быть воплощены в различных альтернативных формах, отличных от тех, что явно проиллюстрированы и/или описаны. Чертежи не обязательно должны определять масштаб; некоторые элементы могут быть увеличены или сведены к минимуму, чтобы показать подробности конкретных компонентов. Поэтому специфичные конструктивные и функциональные элементы, раскрытые в материалах настоящей заявки, не должны интерпретироваться в качестве ограничивающих, а только в качестве характерной основы для обучения специалиста в данной области техники по-разному применять варианты осуществления согласно настоящему изобретению.
Как будет понятно специалистам в данной области техники, различные признаки вариантов осуществления, как проиллюстрированные и описанные со ссылкой на любой один из чертежей, могут комбинироваться с признаками, проиллюстрированными на одном или более других чертежей, для создания вариантов осуществления настоящего изобретения, которые явно не проиллюстрированы и не описаны. Проиллюстрированные комбинации признаков дают характерные варианты осуществления для типичных применений. Однако, различные комбинации и модификации признаков, согласующиеся с доктринами настоящего изобретения, могут требоваться для конкретных применений или осуществлений.
Далее, со ссылкой на фиг.1, транспортное средство 10 включает в себя многоцилиндровый двигатель 12 внутреннего сгорания и соответствующую систему 14 управления двигателем. Как показано, система 14 управления находится на связи с различными датчиками и исполнительными механизмами, которые могут использоваться при управлении транспортным средством в нормальном режиме или динамичном режиме на основании соответствующего ключа 190, 192 замка зажигания, используемого для запуска двигателя 12. Как более подробно описано в материалах настоящей заявки, ключи 190, 192 замка зажигания могут включать в себя электронику для беспроводной передачи серийного номера или кода ключа для обеспечения возможности запуска двигателя и управления в нормальном или динамичном режиме в зависимости от кода или серийного номера ключа. Например, беспроводный ключ или брелок для ключей может использоваться для применений зажигания без ключа или зажигания при запуске «с толкача», где «ключ» замка зажигания не включает в себя элементы обычного ключа, такие как гребни, пазы, выемки и т.д., причем код или серийный номер ключа беспроводным образом передается на транспортное средство, когда ключ находится в пределах определенной дальности от транспортного средства.
Как также показано на фиг.1, двигатель 12 включает в себя впускной коллектор 16, выпускной коллектор 18, корпус 20 дроссельных заслонок, дроссельную заслонку 22, множество цилиндров, представленных цилиндром 24, с соответствующими поршнями, содержащимися в них, как представлено поршнем 32, и соответствующие свечи зажигания, как представлено свечой 40 зажигания, шатунные узлы, представленные узлом 42, и механизм 50 регулируемых фаз кулачкового газораспределения (VCT).
При работе впускной коллектор 16 соединен с корпусом 20 дроссельных заслонок всасываемым воздухом, модулированным посредством дроссельной заслонки 22 с электронным управлением. Дроссельная заслонка 22 управляется электродвигателем 52 в ответ на сигнал, принятый из формирователя 54 ETC на основании соответствующего сигнала управления (DC), принятого из контроллера 56, сформированного в ответ на крутящий момент или мощность, запрошенные через педаль 120 акселератора, как определено датчиком 118 положения педали. Как более подробно описано в материалах настоящей заявки, один или более рабочих параметров или параметров управления, связанных с реакцией дроссельной заслонки 22 на соответствующее изменение положения педали 120 акселератора, могут видоизменяться для обеспечения усиленного торможения двигателем и более агрессивного ускорения при работе в динамичном режиме согласно различным вариантам осуществления настоящего изобретения.
Датчик 112 положения дроссельной заслонки выдает сигнал обратной связи (TP) для регулирования с замкнутым контуром дроссельной заслонки 22. Как известно специалистам в данной области техники, система регулирования с замкнутым контуром может включать в себя коэффициенты усиления или постоянные времени, которые могут настраиваться или видоизменяться при управлении в динамичном режиме относительно значений, используемых при управлении в нормальном режиме работы, для по существу идентичных рабочих условий. Воздух, введенный в корпус 20 дроссельных заслонок, проходит через впускной коллектор 16 мимо датчика 110 массового расхода воздуха, который выдает соответственный сигнал (MAF), указывающий массовый расход воздуха, в контроллер 56 для использования при управлении двигателем/транспортным средством. Датчик 113 абсолютного давления в коллекторе (MAP), в качестве альтернативы (или в комбинации), может выдавать сигнал, указывающий давление в коллекторе, для использования при управлении двигателем/транспортным средством. В дополнение, контроллер 56 может поддерживать связь с различными другими датчиками для контроля рабочих условий двигателя, такими как датчик 116 положения коленчатого вала, который может использоваться для определения частоты вращения двигателя и для идентификации сгорания в цилиндре на основании абсолютной, относительной или дифференциальной частоты вращения двигателя.
Датчик 100 содержания кислорода в отработавших газах выдает сигнал (EGO) в контроллер 56, указывающий, бедны или богаты отработавшие газы по стехиометрии. В зависимости от конкретного применения, датчик 100 может выдавать двухпозиционный сигнал, соответствующий богатому или бедному состоянию, или, в качестве альтернативы, сигнал, который пропорционален стехиометрии отработавших газов. Этот сигнал, например, может использоваться для настройки отношения количества воздуха к количеству топлива, или управления режимом работы одного или более цилиндров. Отработавшие газы пропускаются через выпускной коллектор и один или более каталитических нейтрализаторов 102 перед выпуском в атмосферу. Дополнительный датчик 104 EGO может быть расположен ниже по потоку от каталитического нейтрализатора(ов) 102 и выдает соответствующий сигнал контроля каталитического нейтрализатора (CMS) в контроллер 56, используемый для контроля технических данных каталитического нейтрализатора(ов) 102. Датчики 100, 104 EGO и/или необязательный датчик температуры могут использоваться для выявления, когда каталитический нейтрализатор(ы) 102 достиг пригодной рабочей температуры или пускового состояния. Рабочее состояние или температура каталитического нейтрализатора является одним из рабочих параметров двигателя и/или транспортного средства, которые могут контролироваться соответствующим датчиком и использоваться в качестве условия входа или разрешения для управления в динамичном режиме, как более подробно описано в материалах настоящей заявки. Другие рабочие параметры, которые могут контролироваться и использоваться в качестве условий входа в динамичный режим, могут включать в себя температуру охлаждающей жидкости, температуру масла двигателя, температуру трансмиссионного масла, температуру окружающей среды и т.д.
Каждый цилиндр 24 сообщается с впускным коллектором 16 и выпускным коллектором 18 через один или более соответствующих впускных и выпускных клапанов, представленных впускным клапаном 60 и выпускным клапаном 62. Цилиндр 24 включает в себя камеру сгорания, имеющую соответствующий поршень 32 возвратно-поступательного хода, расположенный в нем. Поршень 32 присоединен к шатунному узлу 42 через поршневой палец 64. Шатун 42 также присоединен к коленчатому валу 66 через шатунную шейку 68. Установка опережения зажигания для зажигания топливовоздушной смеси в цилиндре 24 регулируется через свечу 40 зажигания, которая выдает искру зажигания в ответ на сигнал из системы 70 зажигания без распределителя. Как широко известно в данной области техники, установка опережения зажигания обычно измеряется в градусах на основании углового положения коленчатого вала 66 относительно положения, соответствующего верхней мертвой точке (ВМТ, TDC), то есть наивысшей точке поршня 32 в цилиндре 24. Что касается показанного двигателя с канальным впрыском топлива, впускной коллектор 16 включает в себя топливную форсунку 58, присоединенную к нему, для подачи топлива пропорционально длительности импульса одного или более сигналов (FPW) из контроллера 56. Топливо подается на топливную форсунку 58 обычной топливной системой (не показана), например, включающей в себя топливный бак, топливный насос и направляющую-распределитель для топлива. Подобно управлению установкой фаз клапанного газораспределения, описанному ниже, установка опережения зажигания и топливопитание могут регулироваться с использованием калибровочной информации, хранимой в соответствующих ячейках памяти или справочных таблицах, индексированных одним или более рабочих условий, таких как число оборотов, нагрузка, требование крутящего момента, температура двигателя и т.д. Отдельные справочные таблицы могут быть предусмотрены для управления в нормальном режиме работы и динамичном режиме работы согласно различным вариантам осуществления настоящего изобретения. По существу, при управлении в нормальном режиме работы калибровочные значения для топлива и установки опережения зажигания могут извлекаться из соответствующих ячеек памяти или справочных таблиц для нормальной работы. Аналогичным образом, при управлении в динамичном режиме калибровочные значения для топлива и установки опережения зажигания могут извлекаться из соответствующих ячеек памяти или справочных таблиц динамичного режима. В качестве альтернативы, масштабирующий или поправочный коэффициент или уравнение могут применяться к калибровочным значениям, полученным из справочной таблицы нормального режима, для формирования соответствующего значения динамичного режима. Хотя показано относительно двигателя с искровым зажиганием и канальным впрыском, специалистам в данной области техники будет понятно, что доктрины настоящего изобретения могут быть применены к различным другим технологиям двигателей.
Как также показано на фиг.1, двигатель 12 может включать в себя устройство для изменения или модификации фаз открывания и/или закрывания впускных клапанов 60 и/или выпускных клапанов 62 двигателя. Различные механические, электрические/электронные и гибридные устройства могут использоваться для настройки установки фаз клапанного газораспределения при управлении в динамичном режиме согласно вариантам осуществления настоящего изобретения. В одном из вариантов осуществления, устройство или механизм 50 регулируемых фаз кулачкового газораспределения (VCT) используется для изменения времени срабатывания впускных и выпускных клапанов 60, 62 для каждого цилиндра 24. Несмотря на то что показанный характерный вариант осуществления включает в себя устройство 50 VCT, которое действует, чтобы регулировать время срабатывания как впускных, так и выпускных клапанов, другие применения или осуществления могут действовать для регулирования установки фаз только впускных клапанов 60 или только выпускных клапанов 62. Двигатели, имеющие электромагнитные исполнительные механизмы клапанов, могут управляться для изменения установки фаз клапанного газораспределения только некоторых из клапанов или цилиндров в зависимости от конкретных применения и осуществления.
Устройство 50 VCT может использоваться для регулирования количества остаточных газов, остающихся в цилиндре 24, также упоминаемого как внутреннее действие EGR (рециркуляции отработавших газов), для улучшения экономии топлива и регулирования выбросов. Однако управление внутренним действием EGR посредством устройства 50 VCT обычно ограничено рабочими условиями на низких оборотах/нагрузке. По существу, двигатель 12 может включать в себя клапан 130 EGR, управляемый контроллером 56 и расположенный между выпускным коллектором 18 и впускным коллектором 16 двигателя. Управление клапаном 130 EGR может видоизменяться при управлении в динамичном режиме согласно различным вариантам осуществления настоящего изобретения, например, для выдачи увеличенного крутящего момента или мощности в лошадиных силах.
Механизм 50 VCT взаимодействует с соответствующими кулачками распределительного вала 74, которые показаны сообщающимися с коромыслами 76, 78 клапана для регулируемого приведения в действие клапанов 60, 62. С картером 80 непосредственно соединен распределительный вал 74, который образует шестерню 82 распределительного вала, имеющую зубья 84, 86, 88, 90, 92. Картер 80 гидравлически присоединен к внутреннему валу (не показан), который, в свою очередь, непосредственно соединен с распределительным валом 74 через цепь механизма газораспределения (не показана). Поэтому картер 80 и распределительный вал 74 вращаются с частотой вращения, по существу равной внутреннему распределительному валу. Внутренний распределительный вал вращается с постоянным соотношением скоростей относительно коленчатого вала 66. Положение распределительного вала 74 относительно коленчатого вала 66 может меняться гидравлическим давлением в камере 94 опережения и/или камере 96 запаздывания. Посредством обеспечения прохождения рабочей текучей среды высокого давления в камеру 94 опережения относительное взаимное положение между распределительным валом 74 и коленчатым валом 66 подвергается опережению. Таким образом, впускной клапан 60 и выпускной клапан 62 открываются и закрываются в момент времени, более ранний, чем нормальный, относительно коленчатого вала 66. Аналогичным образом, посредством предоставления рабочему флюиду высокого давления возможности проникать в камеру 96 запаздывания, относительное взаимное положение между распределительным валом 74 и коленчатым валом 66 подвергается запаздыванию. Таким образом, впускной клапан 60 и выпускной клапан 62 открываются и закрываются в момент времени, более поздний, чем нормальный, относительно коленчатого вала 66.
Зубья 84, 86, 88, 92 шестерни 82 распределительного вала присоединены к картеру 80 и распределительному валу 74 и обеспечивают возможность измерения относительного положения распределительного вала 74 посредством датчика 98 установки кулачкового газораспределения, который выдает сигнал CAM_POS в контроллер 56. Зуб 90 используется для идентификации цилиндра. Как показано, зубья 84, 86, 88, 92 могут быть равномерно разнесены по периметру шестерни 82 распределительного вала. Контроллер 56 отправляет сигнал LACT управления на обычный электромагнитный золотниковый клапан (не показан) для управления потоком рабочей текучей среды в одну из камеры 94 опережения, камеры 96 запаздывания, либо ни в ту, ни в другую. Относительное положение распределительного вала 74, в общем, может измеряться с использованием времени или угла поворота между передним фронтом сигнала PIP и приемом сигнала с одного из зубьев 84, 86, 88, 90 или 92, как показано.
Контроллер 56 имеет микропроцессор 174, также упоминаемый как центральное процессорное устройство (ЦПУ, CPU), в связи с блоком 176 управления памятью (MMU). MMU 176 управляет движением данных между различными машиночитаемыми запоминающими носителями 178 и передает данные на и из ЦПУ 174. Машиночитаемый запоминающий носитель 178 предпочтительно включает в себя энергозависимое и энергонезависимое запоминающее устройство, например, в постоянном запоминающем устройстве 182 (ПЗУ, ROM), оперативном запоминающем устройстве 184 (ОЗУ, RAM), удерживаемом под напряжением запоминающем устройстве 186 (KAM). KAM 186 может использоваться для хранения различных рабочих переменных или параметров системы управления, в то время как выключено питание ЦПУ 174. Машиночитаемые запоминающие носители 178 могут быть реализованы с использованием любого количества известных устройств памяти, таких как ППЗУ (программируемое постоянное запоминающее устройство, PROM), ЭППЗУ (электрически программируемое ПЗУ, EPROM), ЭСППЗУ (электрически стираемое ППЗУ, EEPROM), флэш-память или любые другие электрические, магнитные, оптические или комбинированные устройства памяти, способные хранить данные, некоторые из которых представляют исполняемые команды или код, используемые ЦПУ 174 при управлении двигателем или транспортным средством, на которое установлен двигатель, и для выполнения контроля встроенной диагностики (OBD) различных средств двигателя/транспортного средства. Машиночитаемые запоминающие носители 178 также могут включать в себя гибкие диски, CD-ROM (ПЗУ на компакт-диске), жесткие диски и т.п.
ЦПУ 174 поддерживает связь с различными датчиками и исполнительными механизмами двигателя/транспортного средства через интерфейс 188 ввода/вывода (I/O), который может быть реализован в качестве единственного комплексного интерфейса, обеспечивающего приведение в нужное состояние, обработку и/или преобразование необработанных данных или сигналов, защиту от короткого замыкания и т.п. В качестве альтернативы, одна или более специализированных аппаратных или программно-аппаратных микросхем могут использоваться для приведения в нужное состояние и обработки конкретных сигналов перед подачей в ЦПУ 174. Примерами элементов, которые могут непосредственно или косвенно приводиться в действие под управлением ЦПУ 174, через интерфейс 188 I/O, являются установка момента, частота и длительность впрыска топлива, положение дроссельного клапана, установка опережения зажигания свечей зажигания (для двигателей с искровым зажиганием), установка фаз и/или длительности открывания впускных/выпускных клапанов, компоненты привода вспомогательного оборудования передней части, такие как генератор переменного тока, компрессор 132 кондиционирования воздуха, рулевое управление 134 с усилителем (PS) и т.п. Различное вспомогательное оборудование двигателя и/или транспортного средства также может выдавать входные сигналы и/или поддерживать связь с контроллером 56, таким как система 136 автоматического поддержания скорости (CC) и средство 138 управления ручным скачковым переключением трансмиссии (SS). Различные датчики, передающие входные сигналы через интерфейс 188 I/O, например, могут использоваться для указания положения коленчатого вала (PIP), числа оборотов двигателя (RPM), частоты вращения колес (WS1, WS2), скорости транспортного средства (VSS), температуры охлаждающей жидкости (ECT), положения педали акселератора (PPS), положения или состояния замка зажигания (IGN), положения дроссельного клапана (TP), температуры воздуха (TMP), содержания кислорода в отработавших газах (EGO) либо концентрации или наличия других составляющих отработавших газов, потока всасываемого воздуха (MAF) или технических данных каталитического нейтрализатора отработавших газов (CMS). Что касается транспортных средств, снабженных автоматической трансмиссией, также могут учитываться промежуточная передача или передаточное отношение трансмиссии (PRN), температура трансмиссионного масла (TOT), частота вращения трансмиссионной турбины (TS) и состояние муфты гидротрансформатора (TCC).
Некоторые архитектуры контроллера не содержат в себе MMU 176. Если MMU 176 не применяется, ЦПУ 174 управляет данными и непосредственно присоединяется к ПЗУ 182, ОЗУ 184 и KAM 186. Конечно, более чем один ЦПУ 174 может использоваться для обеспечения управления и диагностики двигателя, а контроллер 56 может содержать в себе многочисленные ПЗУ 182, ОЗУ 184 и KAM 186, присоединенные к MMU 176 или ЦПУ 174 в зависимости от конкретного применения.
Контроллер 56 включает в себя программное обеспечение и/или аппаратные средства, реализующие логику управления для управления транспортным средством для работы в одном из динамичного режима и нормального режима, в ответ на определение съемного ключа, уникального для каждого транспортного средства и имеющего идентификационную информацию, связанную с задействованием динамичного режима работы согласно различным вариантам осуществления настоящего изобретения. При управлении в динамичном режиме, контроллер 56 выдает сигналы управления на устройство 50 VCT, чтобы изменять установку фаз клапанов 60 и/или 62 газораспределения для увеличения крутящего момента и/или мощности двигателя. В дополнение, устройство 50 VCT может управляться в комбинации с числом оборотов холостого хода, топливом, воздушным потоком для обеспечения характеристики звука и ощущения пульсирующего холостого хода обычных динамичных транспортных средств, имеющих распределительный вал спортивного типа. В противоположность обычным динамичным транспортным средствам, пульсирующий холостой ход активен, только когда задействован динамичный режим.
Как также показано на фиг.1, машиночитаемые запоминающие носители 178 могут включать в себя различные калибровочные данные и параметры управления, в общем представленные на 200, связанные с управлением в нормальном режиме работы и динамичном режиме работы. Как описано выше, калибровочные данные могут храниться в соответствующих запоминающих элементах или ячейках памяти, индексированных одним или более рабочих параметров и в общем представленных в одномерных или многомерных таблицах или регулировочных характеристиках, таких как представленные калибровочными таблицами 210 VCT и калибровочными таблицами 212 числа оборотов холостого хода. Как описано выше, характерные рабочие параметры, которые могут использоваться для индексации справочных таблиц, могут включать в себя число оборотов и нагрузку двигателя, скорость транспортного средства, различные температуры (масла, охлаждающей жидкости, окружающей среды), запрошенный крутящий момент и т.д. Различные параметры системы управления, такие как коэффициенты усиления, смещения, постоянные времени и т.п., связанные с нормальным и динамичным режимами работы, также могут храниться в машиночитаемых запоминающих носителях 178, как, в общем, представлено параметрами 214 торможения или замедления двигателем.
В варианте осуществления по фиг.1, предусмотрены по меньшей мере два съемных ключа 190, 192 замка зажигания, связанных с динамичным режимом работы и нормальным режимом работы, соответственно. Каждый ключ 190, 192, например, может включать в себя гребни, пазы, выемки, и т.д., 194 для зацепления с соответствующими штифтами, тумблерами или переключателями при введении в цилиндр или гнездо 196 ключа зажигания, установленные в пределах рулевой колонки или панели приборов транспортного средства. В одном из вариантов осуществления, ключи 190, 192 имеют идентичные гребни, пазы и т.д. и различаются идентификационной информацией, связанной с электронным компонентом(ами) или устройством 198, таким как резистор, интегральная схема или микросхема памяти, например, установленным или содержащимся внутри ключей 190, 192. В качестве альтернативы, ключи 190, 192 могут иметь разные гребни, пазы и т.д., используемые для идентификации ключа в качестве ключа динамичного режима или ключа нормального режима. Каждый ключ 190, 192 зажигания также может включать в себя дополнительные схемы и/или приемопередатчики с соответствующими кнопками 230 для обеспечения дистанционного управления различными функциями транспортного средства, такими как запирание/отпирание дверей, сигнал тревоги/аварийный сигнал, дистанционный запуск, открывание багажника и т.д. Как описано выше, различные варианты осуществления могут использовать съемный ключ 190, 192 замка зажигания, реализованный беспроводным брелоком для ключей или подобным устройством, которое не включает в себя никаких пазов, гребней и т.д. и используется в комбинации с зажиганием без ключа или запуска «с толкача». В качестве альтернативы или в комбинации, серийный номер, пароль, разрешение, код и т д. могут вручную вводиться водителем транспортного средства с использованием соответствующего сенсорного экрана или кнопочной панели для разрешения управления в динамичном режиме.
Информация, хранимая в или связанная с электронным компонентом(ами) или устройством 198, например, может использоваться для уникальной идентификации ключа и связывания ключа с конкретным транспортным средством, чтобы обеспечивать пассивную безопасность транспортного средства. В дополнение, электронный компонент(ы) 198 (или дополнительный электронный компонент) может использоваться для идентификации ключа в качестве динамичного или трекового ключа 190 или нормального ключа 192. Некоторые применения также могут включать в себя дополнительный служебный ключ (не показан), который предусматривает ограниченные функциональные возможности для одной или более функций транспортного средства/двигателя и идентифицируется электронным компонентом(ами) 198. В качестве альтернативы, конкретный ключ замка зажигания или подобное устройство может идентифицироваться отсутствием какой-нибудь электронной информации. Например, динамичный ключ 190 может включать в себя идентификационную информацию, а ключ 192 нормального режима работы может идентифицироваться отсутствием определяемой электронной информации.
Цилиндр или гнездо 196 зажигания могут включать в себя приемопередатчик 232 для поддержания беспроводной связи с электронным компонентом(ами) 198. Приемопередатчик 232 может быть реализован с использованием технологии связи ближнего действия, например, такой как технология RFID, так что приемопередатчик 232 может определять только с ключа, вставленного в цилиндр 196 зажигания, и не определять никакой другой ключ, который может быть в непосредственной близости, например, такой как на одном и том же кольце для ключей. В одном из вариантов осуществления, электронное устройство 198 установлено для введения в цилиндр 196 зажигания, например, для обеспечения связи ближнего действия или непосредственного проводящего контакта с электронным устройством 198. Что касается применений зажигания без ключа или запуска «с толкача», электронное устройство 198, связанное с брелоком для ключей зажигания, может определяться автоматически с использованием технологии RFID большей дальности или различной другой технологии связи, так что брелок для ключей зажигания не должен выниматься из одежды водителя, например, для предоставления возможности динамичного режима и запуска транспортного средства.
Контроллер 56 включает в себя логику управления для определения ключа 190, 192 замка зажигания, когда находится в пределах дальности, что может быть, например, только при введении в соответствующее гнездо 196 ключа зажигания. В качестве альтернативы, возможности определения большей дальности могут быть предусмотрены для применений зажигания без ключа. Логика управления в пределах контроллера 56 определяет, включает ли в себя съемный ключ 190, 192 идентификатор для разрешения работы в динамичном режиме. Связанный ключ может быть спарен с транспортным средством для обеспечения возможности работы динамичного режима во время первоначального изготовления, или у авторизованного дилера, или в месте обслуживания, например, с использованием последовательности или устройства программирования контроллера.
Как более подробно описано в материалах настоящей заявки по отношению к фиг.3, контроллер 56 может контролировать по меньшей мере один рабочий параметр двигателя, чтобы определять, удовлетворены ли соответствующие условия входа в динамичный режим. Контроллер 56 управляет двигателем 12 в динамичном режиме, если ключ 190 замка зажигания включает в себя идентификатор динамичного режима, и по меньшей мере один рабочий параметр двигателя удовлетворяет каким-нибудь соответствующим условиям входа. Управление в динамичном режиме может включать в себя изменение установки фаз клапанного газораспределения двигателя посредством использования соответствующей таблицы 210 VCT динамичного режима и/или изменения работы на холостом ходу с использованием таблицы 212 холостого хода динамичного режима, изменения торможения двигателем с использованием параметров 214 динамичного режима и т.д. Управление в динамичном режиме также может включать в себя выключение средств, связанных с одним или более компонентами или вспомогательным оборудованием двигателя/транспортного средства. Например, в одном из вариантов осуществления, средство 138 ручного скачкового переключения трансмиссии (SS), которое осуществляет переключение с первой на четвертую передачу при различных рабочих условиях, выключается при управлении в динамичном режиме. Другое вспомогательное оборудование, которое может видоизменяться или выключаться, например, включает в себя систему 132 кондиционирования воздуха (A/C) 132, систему 134 рулевого управления с усилителем (PS) и систему 136 автоматического поддержания скорости (CC). Что касается применений автоматической трансмиссии, например, муфта гидротрансформатора (TCC) может выключаться, а точки или графики переключения, давление переключения и т.п. могут видоизменяться или настраиваться при управлении в динамичном режиме.
Далее, со ссылкой на фиг.2, показана структурная схема, иллюстрирующая различные системы транспортного средства, которые могут использоваться при осуществлении основанного на ключе трекового режима согласно вариантам осуществления настоящего изобретения. Динамичный или трековый режим 300 может разрешаться определением съемного ключа, уникального для каждого транспортного средства, связанного с трековым режимом, как представлено блоком 302. В показанном варианте осуществления, предусмотрен уникальный третий ключ замка зажигания, из условия чтобы водитель транспортного средства имел ключ нормального режима работы, служебный ключ и ключ трекового режима. Съемный ключ трекового режима определяется, когда он помещен в соответствующее гнездо ключа зажигания или иным образом находится в пределах дальности, как описано выше. В показанном варианте осуществления, одно или более рабочих условий двигателя контролируются посредством соответствующих датчиков на связи с контроллером двигателя/транспортного средства, чтобы определять, удовлетворены ли условия входа в трековый режим, как представлено блоком 304. Характерные условия входа, например, могут включать в себя температуру окружающей среды в пределах соответствующего температурного диапазона (такого как 30°-90°F), температура двигателя стабильна, и устройство снижения токсичности отработавших газов находится в пределах соответствующего рабочего температурного диапазона. Когда трековый режим был задействован соответствующим ключом или подобным устройством, как представлено блоком 302, и рабочие условия двигателя/транспортного средства удовлетворяют соответствующим условиям входа, как представлено блоком 304, используется калибровка силовой передачи в трековом режиме, как представлено блоком 306. Калибровка 306 силовой передачи может включать в себя изменение одной или более переменных или параметров управления и/или извлечение значений из соответствующих справочных таблиц трекового режима, как описано выше. В дополнение, одна или более вспомогательных частей или средств транспортного средства могут избирательно видоизменяться или выключаться при управлении в трековом режиме. Например, могут выключаться из работы система 308 автоматического поддержания скорости и система 310 кондиционирования воздуха. другие режимы и/или средства транспортного средства/двигателя могут быть видоизменены или выключены из работы, такие как система регулирования тягового усилия, система рулевого управления с усилителем регулируемого содействия, активная подвеска и т.д. в зависимости от конкретных применения и осуществлений.
Как также показано на структурной схеме по фиг.2, трековый режим, например, может приглушать радио 312 или выключать из работы связь по Bluetooth с сотовым телефоном или персональным развлекательным устройством. В дополнение, дисплей 314 сообщений системы диагностики транспортного средства может высвечивать или отображать соответствующее сообщение, как представлено блоками 316 и 318, чтобы предупреждать водителя о текущем состоянии или режиме работы. В одном из вариантов осуществления, дисплей 314 сообщений системы диагностики транспортного средства может использоваться для ввода пароля, серийного номера, кода и т.д. для обеспечения возможности управления в динамичном режиме. Пароль, серийный номер или другой идентификационный код могут использоваться в комбинации со съемным ключом из условия, что оба требовались для разрешения управления в динамичном режиме. В качестве альтернативы, вручную введенная идентификационная информация может использоваться вместо съемного ключа замка зажигания в некоторых вариантах осуществления.
Далее, со ссылкой на фиг.3, показана упрощенная структурная схема или блок-схема последовательности операций способа, иллюстрирующая действие системы или способа для управления транспортным средством, имеющим нормальный и динамичный режимы работы, согласно вариантам осуществления настоящего изобретения. Как будет понятно специалистам в данной области техники, функции, представленные элементами блок-схемы последовательности операций способа, могут быть осуществлены программным обеспечением и/или аппаратными средствами. В зависимости от конкретной стратегии обработки, такой как с управлением по событиям, с управлением по прерываниям и т.д., различные функции могут выполняться в порядке или последовательности, отличной от показанной на фиг.3. Аналогичным образом, один или более этапов или функций могут выполняться повторно, хотя и не показано явно. Аналогичным образом, один или более характерных этапов показанных функций могут быть опущены в некоторых применениях или осуществлениях. В одном из вариантов осуществления, проиллюстрированные функции, главным образом, реализуются программным обеспечением, командами, кодом или логикой управления, хранимыми на машиночитаемом запоминающем носителе и выполняемыми основанным на микропроцессоре компьютером или контроллером для управления работой транспортного средства.
Введение съемного ключа или подобного устройства в соответствующее гнездо замка зажигания определяется, как представлено элементом 330 блок-схемы. В качестве альтернативы, брелок зажигания без ключа или подобное устройство могут определяться при нахождении в пределах транспортного средства. Любое электронное устройство или информация, связанные с вставленным ключом, затем определяются или считываются, как представлено элементом 332 блок-схемы. В одном из вариантов осуществления, информация, хранимая на ключе, беспроводным образом передается в соответствующий приемопередатчик, например, размещенный в приборной панели или рулевой колонки. Различные стратегии могут использоваться для проведения различия между ключами, которые могут находиться в транспортном средстве. В одном из вариантов осуществления, стратегия беспроводной связи малой дальности, такая как используемая с устройствами RFID, используется для поддержания связи только с ключом, вставленным в цилиндр. Для применений, которые не включают в себя ключи с встроенными электронными устройствами или информацией, ключ трекового режима может включать в себя другой профиль, который определяется соответствующими штифтами, переключателями или тумблерами в пределах гнезда ключа зажигания. Аналогичным образом, пароль, серийный номер ключа и т.д. могут вводиться вручную с использованием сенсорного экрана или клавиатуры.
Информация, переданная съемным ключом или вручную введенная, обрабатывается, чтобы определять, является ли ключ ключом трекового режима (динамичного режима), как представлено элементом 334 блок-схемы. Если информация о трековом режиме не определена, то транспортное средством эксплуатируется в нормальном режиме, как представлено элементом 336 блок-схемы. Если информация трекового ключа определена, как представлено элементом 334 блок-схемы, один или более параметров двигателя/транспортного средства могут контролироваться для определения, были ли удовлетворены условия входа в трековый режим, как представлено элементами 338 и 340 блок-схемы. Если одно или более из условий входа в трековый режим не были удовлетворены, транспортное средство продолжает работать в нормальном режиме и контролировать соответствующие параметры двигателя/транспортного средства, как представлено элементами 336 и 338 блок-схемы, соответственно. Условия входа могут выбираться, например, чтобы гарантировать, что удовлетворены любые требования к выбросам. Как только условия входа удовлетворены, как представлено блоком 340, транспортное средство работает в трековом (динамичном) режиме, как представлено блоком 342.
Управление в трековом режиме, как представлено элементом 342 блок-схемы, может оказывать влияние на различные характеристики двигателя/транспортного средства, такие как график установки фаз клапанного газораспределения, коэффициенты усиления обратной связи управления холостым ходом (по искровому разряду/воздуху), коэффициенты усиления или постоянные времени регулирования крутящего момента, связанные со степенью открывания/закрывания дросселя, и коэффициенты усиления или постоянные времени управления замедлением или воздушным глушителем для обеспечения пульсирующего холостого хода 344, более агрессивная характеристика 346 педали акселератора, усиленное торможение 348 двигателем и установка 350 фаз газораспределения, для увеличения крутящего момента и/или мощности. Аналогичным образом, управление в трековом режиме может включать в себя видоизменение или выключение одной или более функций управления транспортным средством. В одном из вариантов осуществления, выключается из работы функция 352 ручного скачкового переключения трансмиссии, а также система 354 автоматического поддержания скорости. Другие второстепенные части также могут быть видоизменены или выключены, такие как система 356 кондиционирования воздуха и система 358 регулирование тягового усилия. Одна или более функций или второстепенных частей могут выключаться или видоизменяться для улучшения динамики транспортного средства при работе в трековом режиме и/или для препятствия непрерывной работе в трековом режиме в течение длительных периодов времени.
По существу, различные варианты осуществления, описанные выше, могут давать соответствующие преимущества. Например, избирательное управление в динамичном или трековом режиме предоставляет различным компромиссам в отношении дорожных качеств автомобиля возможность улучшать динамику на гоночном треке или замкнутом маршруте, что в ином случае, может быть нежелательным потребителям, использующим транспортное средство в обычных сценариях вождения, таких как ежедневная поездка на работу, разъезды по делам или вождение в более длительных дорожных поездках. Улучшения динамичного режима в отношении торможения двигателем, например, могут создавать неприемлемый шум, вибрации и неплавность движения (NVH) во время нормального использования транспортного средства. Использование избирательного динамичного режима обеспечивает потребительские ожидания касательно усиленной динамики в трековом режиме и более приемлемых NVH при управлении в нормальном режиме. Использование съемного ключа замка зажигания или подобного устройства для задействования управления в динамичном режиме или трековом режиме облегчает управление доступом к динамичному режиму относительно постоянно установленного переключателя транспортного средства. Отдельный ключ замка зажигания, который обеспечивает возможность управления в динамичном режиме, также может снижать затраты, связанные с транспортными средствами более мелкосерийного производства. В дополнение, ключ динамичного режима и соответствующее управление могли бы быть предусмотрены в качестве дополнения к стандартной комплектации без заказных разработок или деталей для панели приборов, консоли или других составляющих интерьера транспортного средства.
Несмотря на то что примерные варианты осуществления описаны выше, не предполагается, что эти варианты осуществления описывают все возможные формы изобретения. Скорее, словесные формулировки, используемые в описании изобретения, являются словесными формулировками, а не ограничениями, и понятно, что могут быть выполнены различные изменения, не выходящие за рамки сущности и объема изобретения. Кроме того, признаки различных вариантов осуществления могут комбинироваться для формирования дополнительных вариантов осуществления, как описано выше. Аналогичным образом, несмотря на то что подробно был описан наилучший вариант осуществления, специалистам в данной области техники будут очевидны различные альтернативные конструкции и варианты осуществления в пределах объема приведенной ниже формулы изобретения. Несмотря на то что различные варианты осуществления могли быть описаны в качестве обеспечивающих преимущества или являющихся предпочтительными относительно других вариантов осуществления по отношению к одной или более требуемых характеристик, как известно специалисту в данной области техники, одна или более характеристик могут быть подвергнуты компромиссу для достижения требуемых системных свойств, которые зависят от конкретных применения и осуществления. Эти свойства включают в себя, но не ограничиваются: себестоимость, прочность, надежность, затраты полного срока эксплуатации, пригодность для продажи, внешний вид, упаковку, габариты, ремонтопригодность, вес, технологичность, легкость сборки и т.д. Любые варианты осуществления, описанные в качестве менее предпочтительных, чем другие варианты осуществления, или реализации предшествующего уровня техники по отношению к одной или более характеристик, не выходят за пределы объема изобретения и могут быть предпочтительными для конкретных применений.