ВРЕМЕННОЕ ОТКЛЮЧЕНИЕ ДОПОЛНИТЕЛЬНОГО ОБОРУДОВАНИЯ ПРИ ТРОГАНИИ С МЕСТА АВТОТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА
TEMPORARY DISCONNECTION OF ACCESSORIES DURING ACCELERATION FROM REST OF MOTOR VEHICLE

Область изобретения
Изобретение касается способа управления автотранспортным средством, содержащим, по меньшей мере, один приводной двигатель, имеющий выходной вал, соединенный с кинематической цепью привода автотранспортного средства и приводящий ее в движение
Это изобретение касается также автотранспортного средства, имеющего средства программного обеспечения и аппаратуру запуска процесса управления.
Уровень техники.
В целях уменьшения потребления топлива автотранспортными средствами, в настоящее время существует тенденция к уменьшению рабочего объема цилиндра, известная под названием «downsizing». Это компенсируется установкой, по меньшей мере, одного турбокомпрессора, соединенного с двигателем. Одновременно, передаточные отношения коробки передач увеличены.
Зато способность трогания с места автотранспортного средства, то есть его способность начинать движение от нулевой скорости, ухудшается. Еще более этот недостаток проявляется, если автотранспортное средство начинает движение на крутой дороге. На фиг. 1 показан процесс трогания с места. Кривая С1 представляет собой процентное отношение нажатия педали акселератора автотранспортного средства в зависимости от времени, происходящее в момент t1, который соответствует моменту желания тронуться с места со стороны водителя автотранспортного средства.
Это нажатие равно 100% и представлено в виде прямоугольного зубца в случае трогания с места по наклонной дороге. Кривая С3 показывает динамику скорости автотранспортного средства, которую оно при этом развивает. Кривая С2 показывает динамику фактического вращающего момента, развиваемого двигателем автотранспортного средства, соответствующего моменту, передаваемому на кинематическую цепь привода. При первых мгновениях трогания с места, начиная с момента t1, имеющийся вращающий момент соответствует только вращающему моменту, выработанному двигателем на стадии, так называемой «атмосферной фазы», при этом турбокомпрессор при малых оборотах двигателя не включен. Вращающий момент, выработанный двигателем, прямо связан, а именно практически пропорционален рабочему объему цилиндра двигателя. Он постепенно увеличивается до уровня атмосферного вращающего момента S1, при котором включается турбокомпрессор. Давление наддува также постепенно увеличивается, что способствует увеличению имеющегося крутящего момента до отметки M1, после чего крутящий момент, выработанный приводным двигателем достигает своей максимальной величины. Этот результат достигается по истечению периода времени, как правило, от 1 до 3 секунд.
Приведенные выше принципы важны для трогания с места автотранспортного средства, в частности, важна их временная фаза, которая начинается с момента t1 и заканчивается на уровне или чуть позже прохождения уровня S1. Может оказаться, что каждый имеющий крутящий момент в соответствии с кривой С2 при постепенном увеличении, которое начинается с момента t1, может оказаться недостаточным, чтобы обеспечить благоприятные условия для вождения и вызвать удовлетворение со стороны водителя. Необходимо найти решение для улучшения возможности трогания с места автотранспортного средства, особенно в затруднительных ситуациях, таких как трогание с места на склонах. В частности, решение заключается в попытке увеличения имеющегося крутящего момента кинематической цепи привода в период, когда турбокомпрессор пока еще не включен.
Решения проблемы увеличения крутящего момента двигателя в атмосферной фазе немногочисленны и, как правило, уже используются. Эти решения заключаются в оптимизации объемного кпд, например, увеличением пропускной способности системы подачи топлива или регулировкой смещения распределительного вала, или изменением параметров сгорания, например, путем регулировки опережения зажигания.
Более эффективные решения включают в себя наличие системы наддува дополнительно к турбокомпрессору, которая почти мгновенно реагирует на требование крутящего момента. Например, речь может идти об объемном компрессоре или о компрессоре с электрическим усилителем. Однако, эти решения дорогостоящи и трудно осуществимы при работе автотранспортного средства из-за громоздкости или из-за электронных компонентов.
Цель изобретения
Данное изобретение имеет целью предложить управление, которое устранит выше упомянутые недостатки.
В частности, данное изобретение имеет целью предоставить решение управления, которое позволяет улучшить возможности трогания с места автотранспортного средства, особенно в затруднительных ситуациях, таких как трогание с места по наклонной дороге.
Другой целью изобретения является создание решения управления мало затратного и, не громоздкого, легко применяемого и удобного, позволяющего увеличить существующий крутящий момент для кинематической цепи привода во время фазы, когда турбокомпрессор еще не включен, то есть во время фазы, когда крутящий момент происходит только благодаря простому наполнению воздухом двигателя под атмосферным давлением.
Эти цели могут быть достигнуты с помощью способа управления автотранспортным средством, содержащим, по меньшей мере, приводной двигатель, имеющий выходной вал, соединенный и приводящий в движение кинематическую цепь привода автотранспортного средства, который содержит этап перехода от первой конфигурации, в которой, по меньшей мере, одно определенное дополнительное оборудование кинематической цепи привода соединяется и приводится в движение упомянутым выходным валом, во вторую временную конфигурацию, в которой, по меньшей мере, упомянутое одно дополнительное оборудование отсоединяется от упомянутого выходного вала, приведенного в действие во время фазы увеличения крутящего момента, выработанного на выходе упомянутым, по меньшей мере, одним приводным двигателем.
В зависимости от варианта реализации во второй временной конфигурации упомянутое, по меньшей мере, дополнительное оборудование механически отсоединено от упомянутого выходного вала и не приводится от него в движение. Альтернативно, во второй временной конфигурации упомянутое, по меньшей мере, дополнительное оборудование электрически отключено.
Способ управления может содержать этап воздействия педели акселератора автотранспортного средства, связанный с командой трогания с места автотранспортного средства, соответствующей переходу от фазы стоянки с нулевой скоростью к фазе начала движения, при этом упомянутый этап воздействия вызывает упомянутую фазу увеличения крутящего момента, созданного на выходе упомянутым, по меньшей мере, одним приводным двигателем
Фаза увеличения крутящего момента, созданного на выходе упомянутым, по меньшей мере, одним приводным двигателем, может содержать переход полученного крутящего момента от нулевой величины к величине, соответствующей максимальному крутящему моменту, который может быть создан упомянутым, по меньшей мере, одним приводным двигателем.
Предпочтительно, в случае упомянутого, по меньшей мере, одного приводного двигателя, имеющего тепловой двигатель, входные газы которого обогащены наддувом при помощи, по меньшей мере, одного турбокомпрессора, фаза увеличения полученного крутящего момента, имеет первую фазу, в течение которой увеличение полученного крутящего момента достигается только за счет теплового двигателя и в течение которой турбокомпрессор находится в состоянии покоя, и вторую фазу, в течение которой увеличение полученного крутящего момента происходит одновременно за счет теплового двигателя и турбокомпрессора, находящегося в активном состоянии, а этап перехода от первой конфигурации во вторую конфигурацию происходит в течение всей или части упомянутой первой фазы и в течение всей или части упомянутой второй фазы. В зависимости от варианта реализации способ содержит этап определения уклона дороги, на которой находится автотранспортное средство, при этом величина уклона будет влиять на реализацию этапа перехода от первой конфигурации во вторую конфигурацию. В частности, этап перехода от первой конфигурации во вторую конфигурацию предпочтительно осуществляется, если определенная величина уклона дороги больше величины предусмотренного пороговой величины
Уклон автотранспортного средства может быть, в частности, рассчитан с помощью системы динамического контроля траектории, которая установлена на автотранспортном средстве. В результате реализации этапа перехода от первой конфигурации во вторую конфигурацию этот способ может содержать этап перехода от второй конфигурации к первой заданной конфигурации, если предусмотренное время срабатывания с начала реализации этапа перехода от первой конфигурации во вторую конфигурацию истекло, или если в течение второй временной конфигурации крутящий момент, созданный на выходе упомянутым, по меньшей мере, одним приводным двигателем, превышает предусмотренную пороговую величину.
В соответствии с вариантом реализации, упомянутое, по меньшей мере, одно дополнительное оборудование выбирается из следующего списка оборудования: компрессор для кондиционирования воздуха, генератор переменного тока, съемный водяной насос. Автотранспортное средство может иметь средства материального и программного обеспечения для реализации описанного ранее способа.
Краткое описание чертежей
Другие преимущества и характеристики будут видны из описания, которое иллюстрирует частные варианты реализации изобретения, приведенные в качестве неограничительны примеров и представленные на чертежах, где
- Фиг. 1, представляет кривую С1 показывающую процентное содержание нажатия педали акселератора в зависимости от времени t в секундах, кривую С2 показывающую фактический крутящий момент, выработанный приводным двигателем автотранспортного средства (который соответствует крутящему моменту, передаваемому на кинематическую цепь привода), кривую С3, показывающую скорость автотранспортного средства в случае, когда автотранспортное средство трогается с места на наклонной дороге;
- Фиг. 2 представляет упомянутую ранее кривую С1 в зависимости от времени t в секундах, упомянутую ранее кривую С2, представленную пунктирами в сравнении с динамикой передающего момента на кинематическую цепь привода согласно кривой С4, в случае применения управления согласно данному изобретению, динамику крутящего момента, потребляемого другим, чем кинематическая цепь привода, дополнительным оборудованием и отключенным в ходе управления согласно изобретению, соответственно, если это управление не реализовано для кривой С5 и если это управление реализовано для кривой С6.
Описание предпочтительных вариантов осуществления изобретения
В общей сложности, изобретение описано применительно к фиг. 2 и касается способа управления автотранспортным средством, содержащим, по меньшей мере, один приводной двигатель, имеющий выходной вал, соединенный с кинематической цепью приводом и приводящий ее в движение с целью приведения в движение ведущие колеса. Этот приводной двигатель имеет в частности, тепловой двигатель, к которому может присоединяться турбокомпрессор для сжатия газов в цилиндрах теплового двигателя. Тепловой двигатель может иметь или не иметь, по меньшей мере, один электродвигатель в случае варианта гибридной тяги. Это изобретение касается также автотранспортного средства, имеющего средства материального и программного обеспечения для реализации способа управления, описанного в этом документе.
Преимущественно, способ управления содержит этап перехода от первой конфигурации, в которой, по меньшей мере, одно определенное дополнительное оборудование кинематической цепи привода присоединяется к выходному валу и приводится в действие выходным валом, во вторую временную конфигурацию, в которой, по меньшей мере, упомянутое одно дополнительное оборудование отсоединяется от выходного вала, при этом этот этап реализуется во время фазы увеличения крутящего момента, созданного на выходе упомянутым, по меньшей мере, одним приводным двигателем
В зависимости от варианта реализации упомянутое, по меньшей мере, одно дополнительное оборудование выбирается из следующего списка оборудования: компрессор для кондиционирования воздуха, генератор переменного тока, съемный водяной насос. В более широком смысле речь идет о дополнительных оборудованиях, которые присоединены к выходному валу для приведения их в движение и которые ввиду этого являются потребителями части крутящего момента, вырабатываемого приводным двигателем. Эта часть крутящего момента напрямую вычитается из крутящего момента, передаваемого на кинематическую цепь привода, величина которого в результате уменьшается.
Отключение компрессора для кондиционирования воздуха, съемного или разъемного водяного насоса дополнительного оборудования может заключаться в механическом их отсоединении. В случае генератора переменного тока, речь может идти об электрическом отключении, при этом генератора переменного тока не должен находится под нагрузкой для подачи питания таким потребителям энергии, как аккумулятор автотранспортного средства. Иначе говоря, происходит этап временной остановки функционирования, по меньшей мере, одного определенного дополнительного оборудования кинематической цепи привода, предварительно присоединенного к выходному валу и приводимая в движение от выходного вала таким образом, что оно не снимает энергию с выходного вала во время фазы увеличения крутящего момента, вырабатываемого на выходе упомянутым, по меньшей мере, одним приводным двигателем.
Это временное отключение вызывает немедленное увеличение имеющегося крутящего момента выходного вала, напрямую передаваемого на кинетическую цепь привода. Иначе говоря, крутящий момент, передаваемый на кинематическую цепь, становиться непосредственно равным, с учетом кпд, крутящему момент, выработанному приводным двигателем. В частности, в первой фазе трогания с места, во время которой турбокомпрессор не включен и полученный крутящий момент производится только тепловым двигателем, работающим в режиме атмосферной фазы, крутящий момент, передаваемый на кинематическую цепь равен с учетом кпд крутящему моменту, создаваемому термическим двигателем.
С другой стороны, в предыдущих описаниях уровня техники в отсутствие реализации решения управления, описанного в данном документе, крутящий момент, передаваемый на кинематическую цепь, значительно ниже и равен разнице между крутящим моментом, созданным приводным двигателем, в частности, тепловым двигателем, в течение чисто атмосферной фазы, и крутящим моментом, потребляемым дополнительным оборудованием, отключенным в течение этапа перехода от первой конфигурации ко второй конфигурации в рамках решения управления, описанного в этом документе.
Способ управления, согласно варианту реализации, включает этап приведения в действие педали акселератора автотранспортного средства, связанного с потребностью тронуть с места автотранспортное средство, при этом данный этап приводит в действие фазу увеличения крутящего момента, создаваемого на выходе упомянутым, по меньшей мере, одним приводным двигателем. Команда трогания с места соответствует переходу от фазы стоянки с нулевой скоростью к фазе трогания с места автотранспортного средства.
Как об этом говорилось ранее, команда трогания с места, подаваемая в момент t1, в частности на дороге с уклоном, даже с очень большим уклоном, сопровождается, применительно к кривой С1, переходом от величины процентного содержания нажатия педали, близкой к 0% к процентному содержанию нажатия педали, равной почти 100%. Фаза увеличения крутящего момента, созданного на выходе упомянутым, по меньшей мере, одним приводным двигателем, имеет при этом переход созданного крутящего момента от нулевой величины к величине соответствующей максимальному крутящему моменту, который может быть создан упомянутым, по меньшей мере, одним приводным двигателем.
В особом случае, при наличии упомянутого, по меньшей мере, одного приводного двигателя, имеющего тепловой двигатель, входные газы которого обогащены наддувом при помощи, по меньшей мере, одного турбокомпрессора, фаза увеличения созданного крутящего момента имеет первую фазу Δ1, в течение которой увеличение полученного крутящего момента достигается только за счет теплового двигателя и в течение которой турбокомпрессор находится в состоянии покоя, переходящую во вторую фазу Δ2, в течение которой увеличение полученного крутящего момента происходит за счет постепенного обогащения наддувом двигателя, которое позволяет увеличить плотность и, следовательно, массу воздуха, поступившего в цилиндры двигателя. Эти постепенные увеличения крутящего момента в рамках управления согласно изобретению представлены кривой С4, которую следует сравнивать с кривой С2, соответствующей управлению без отключения вспомогательного оборудования. Этап перехода от первой конфигурации к второй конфигурации реализуется на протяжении всей или части этой первой фазы Δ1 и на протяжении всей или части этой второй фазы Δ2.
В частности, этап перехода от первой конфигурации к второй конфигурации реализуется в момент t1, то есть в момент, когда была реализована команда трогания с места и в момент начала первой фазы Δ1.
На фиг. 2 кривая С5 отражает динамику во времени t крутящего момента, потребленного другими, нежели кинематическая цепь привода, вспомогательными оборудованиями, обычно соединенными с приводным валом, в случае, если этап перехода от первой конфигурации ко второй конфигурации не реализован. Крутящий момент, потребленный этими вспомогательными оборудованиями, соответствует сумме крутящих моментов, потребленных индивидуально каждым из этих вспомогательных оборудований. Этот потребленный крутящий момент является практически постоянным во времени, в частности, на протяжении первой и второй фазами Δ1 и Δ2. Кривая С6 представляет динамику во времени t крутящего момента, потребленного другими, нежели кинематическая цепь привода, вспомогательными оборудованиями, в рамках управления согласно данного изобретения, предусматривающую отключение в момент t1. В момент t1 крутящий момент, потребляемый этими вспомогательными оборудованиями, движется от кривой С5 к величине, равной 0 Nm. Кривая С6 остается нулевой в течении времени, пока используется вторая конфигурация
Несмотря на то, что это не лимитирует область применения изобретения, данный способ может предпочтительно содержать этап определения величины уклона дороги, на котором находится автотранспортное средство, при этом определенный уклон влияет на реализацию этапа перехода от первой конфигурации ко второй конфигурации. Этап перехода от первой конфигурации ко второй конфигурации предпочтительно реализуется, если определенный уклон больше предусмотренной пороговой величины, например 10%, с тем, чтобы поддержать способность автотранспортного средства трогаться с места на том же уровне, что и на прямой дороге.
Уклон автотранспортного средства может быть определен любым приспособленным для этого средством и во взаимодействии с электронным устройством управления, которое обеспечивает управление согласно изобретению. Уклон может быть определен, в частности, посредством вычисления или в ряде случаев посредством измерений, посредством системы динамического контроля траектории, которая установлена на автотранспортном средстве, известной также под названием ESP «Electronic Stability Program».
Наконец, в продолжение реализации этапа перехода от первой конфигурации ко второй временной конфигурации способ содержит этап перехода от второй конфигурации к первой заданной конфигурации, если предусмотренное время срабатывания с начала реализации этапа перехода от первой конфигурации во вторую конфигурацию истекло, или если в течение второй временной конфигурации крутящий момент, созданный на выходе упомянутым, по меньшей мере, одним приводным двигателем, становится больше предусмотренной пороговой величины
Фиг. 2 иллюстрирует случай реализации заранее определенного времени задержки, обозначенного Т. В момент t2, когда произошел переход от второй конфигурации к первой конфигурации, дополнительные оборудования, потребляющие крутящий момент, предварительно временно отсоединенные на протяжении всей или части фазы Δ1 и/или Δ2, снова подсоединены к выходному валу приводного двигателя для приведения их в движение. В момент t2 они вновь становятся потребителями части выработанного крутящего момента и крутящий момент, передаваемый в кинетическую цепь привода, незамедлительно уменьшается для перехода на кривую С2.
Этап перехода от второй конфигурации к первой конфигурации может также быть реализован в конце первой фазы Δ1, в начале второй фазы Δ2 или в конце второй фазы Δ2. В отдельном случае на фиг. 2 момент t2 соответствует окончанию второй фазы Δ2.
В момент t2 крутящий момент, потребляемый отключенными дополнительными оборудованиями, незамедлительно увеличивается, что можно увидеть по кривой С6 которая в тоже время совпадает с кривой С5.
Между моментами t1 и t2 разница между кривыми С5 и С6, которая соответствует временно сэкономленному крутящему моменту, не использованному отключенными дополнительными оборудованиями из-за их отключения, соответствует разнице между кривыми С4 и С2. Тот факт, что кривая С6 могла бы находится снизу кривой С5 между моментами t1 и t2 дает основание предположить, что кривая С4 между этими моментами может находиться сверху кривой С2.
Решение управления, описанное в этом документе, позволяет улучшить возможности трогания с места автотранспортного средства, в частности, в затруднительных ситуациях, таких, как трогание с места на наклонной дороге, в частности, на дороге с большим уклоном.
Решение управления, описанное в этом документе, мало затратное и не громоздкое, легко применяемое и удобное, позволяет увеличить существующий крутящий момент для кинематической цепи привода, в частности во время фазы, когда турбокомпрессор пока не включен, и крутящий момент создается только тепловым двигателем. В зависимости от типа вспомогательного оборудования, которое необходимо временно отключить и от типа его подсоединения к выходному валу приспособления временного соединения/разъединения между вспомогательным оборудованием и выходным валом может представлять собой в случае механического разъединения, например, съемные шкивы, трущиеся диски, ролики или эквивалентные им другие приспособления.