СПОСОБ ДЛЯ ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА (ВАРИАНТЫ)
METHOD FOR VEHICLE (EMBODIMENTS)

Область применения
Настоящая заявка относится к способам и системам управления оборотами холостого хода двигателя внутреннего сгорания при оптимизации топливной экономичности и рекуперативном торможении в режиме замедления.
Уровень техники и раскрытие изобретения
Системы управления оборотами холостого хода для двигателей внутреннего сгорания изменяют положение дросселя с целью увеличения или уменьшения частоты вращения двигателя до требуемой величины. Поскольку дроссель связан с впускным воздушным клапаном нескольких цилиндров при помощи впускного коллектора, перед изменением положения дросселя возникает время задержки, что приводит к изменению крутящего момента двигателя и, соответственно, числа оборотов холостого хода. Поэтому установка момента зажигания с опережением или запаздыванием также применяется для обеспечения более высокого быстродействия. Однако установка момента зажигания с опережением сверх установившейся или номинальной величины может вызвать детонационный стук при зажигании. Для предотвращения детонационного стука при управлении оборотами холостого хода, установившаяся величина подвергается запаздыванию до величины смещения (компенсации) так, чтобы установка момента зажигания могла при необходимости подвергаться опережению относительно величины смещения для увеличения частоты вращения двигателя без возбуждения детонационного стука при зажигании.
Авторы настоящего изобретения пришли к выводу, что эта величина смещения путем запаздывания уменьшает топливную экономичность, и попытались минимизировать использование таких смещений. Они также пришли к выводу, что управление оборотами холостого хода и рекуперативное торможение можно комбинировать способом, раскрытым в настоящей заявке, для усиления торможения при помощи генератора переменного тока с приводом от двигателя, обеспечивая управление оборотами холостого хода при сокращенном использовании смещенного момента зажигания с запаздыванием и высоком быстродействии.
В одном примере некоторые из перечисленных выше проблем могут быть решены при помощи способа, включающего в себя следующее: при замедлении транспортного средства, приводимого в движение двигателем, перезаряжают аккумулятор при помощи генератора переменного тока с приводом от указанного двигателя; и при управлении оборотами холостого хода двигателя, когда частота вращения двигателя меньше требуемой, в первом режиме уменьшают электрическую энергию, подаваемую на выбранные устройства, а во втором режиме смещают уставку требуемого момента зажигания двигателя к новой уставке, когда частота вращения двигателя выше требуемой. Таким путем улучшают топливную экономичность, не создавая новую уставку с запаздыванием в первом режиме работы, обеспечивают быстродействие путем отключения или уменьшения выбранных нагрузок, и усиливают рекуперативное торможение в большей степени путем разряда аккумулятора при замедлении и в меньшей степени при управлении оборотами холостого хода. Таким образом, нагрузку генератора переменного тока можно уменьшать с целью быстрого увеличения крутящего момента двигателя до тех пор, пока в генераторе существует некоторая нагрузка, раньше необходимого увеличения крутящего момента двигателя.
Выбранные устройства могут представлять собой те электрические устройства, отключение или подача пониженной электрической энергии на которые не будет ощущаться водителем, при этом такие устройства включают в себя одно или более из следующих: вентиляторы системы охлаждения, насосы и нагреватели.
В другом аспекте крутящий момент генератора переменного тока увеличивают при замедлении транспортного средства для обеспечения дополнительного усилия торможения для транспортного средства. Кроме того, управление оборотами холостого хода начинается при замедлении транспортного средства до заданной скорости.
В другом примере способ включает в себя следующие шаги: управляют оборотами холостого хода двигателя, соединенного с генератором переменного тока, который подает электрическую энергию на различные электрические устройства в транспортном средстве, приводимом в движением указанным двигателем; активируют первый режим управления оборотами холостого хода двигателя, когда понижение или отключение электрической энергии, подаваемой на выбранные электрические устройства, будет ощущаться водителем транспортного средства; в первом режиме управления оборотами холостого хода двигателя смещают (компенсируют) установившуюся величину момента зажигания в направлении запаздывания до смещенной величины запаздывания, и, при частоте вращения двигателя меньшей, чем требуемая, обеспечивают опережение момента зажигания относительно смещенной величины запаздывания, а при частоте вращения двигателя, большей, чем требуемая, обеспечивают запаздывание момента зажигания относительно смещенной величины запаздывания; активируют второй режим управления оборотами холостого хода двигателя, когда понижение или отключение электрической энергии, подаваемой на указанные выбранные электрические устройства, не будет ощущаться водителем транспортного средства; и во втором режиме управления оборотами холостого хода устраняют смещенную величину запаздывания и отключают или понижают электрическую энергию, подаваемую на выбранные электрические устройства, при частоте вращения двигателя меньшей, чем требуемая, и обеспечивают запаздывание момента зажигания относительно установившейся величины момента зажигания при частоте вращения двигателя большей, чем требуемая.
В дополнительном примере может предусматриваться регулирование напряжения электрической энергии, обеспечиваемой генератором переменного тока, причем регулирование напряжения вызывает уменьшение крутящего момента генератора в ответ на отключение электрической энергии, подаваемой на выбранные электрические устройства.
В дополнительном аспекте номинальный момент зажигания соответствует установившемуся моменту зажигания, а смещенный (компенсированный) момент зажигания устанавливают, чтобы обеспечить возможность опережения момента зажигания без возбуждения детонационного стука при зажигании в двигателе.
Следует понимать, что вышеприведенное краткое описание служит лишь для ознакомления в простой форме с некоторыми концепциями, которые далее будут раскрыты подробно. Это описание не предназначено для обозначения ключевых или существенных отличительных признаков заявленного предмета изобретения, объем которого уникально определен формулой изобретения, приведенной после раздела «Осуществление изобретения». Кроме того, заявленный предмет изобретения не ограничен реализациями, которые устраняют какие-либо недостатки, указанные выше или в любой другой части настоящего раскрытия.
Краткое описание чертежей
На ФИГ. 1 показан пример схемы системы транспортного средства.
На ФИГ. 2 показан пример электрической схемы для системы транспортного средства, представленной на ФИГ. 1.
На ФИГ. 3 показана высокоуровневая блок-схема способа замедления транспортного средства.
На ФИГ. 4 показана блок-схема способа обеспечения усилия торможения для транспортного средства с применением генератора переменного тока.
На ФИГ. 5А-5В показаны блок-схемы способа управления оборотами холостого хода двигателя.
Осуществление изобретения
Следующее описание относится к системе и способам облегчения замедления транспортного средства и поддержания частоты вращения двигателя при холостом ходе двигателя в пределах требуемого диапазона частот вращения двигателя. Система транспортного средства, как показано на ФИГ. 1, может быть оснащена генератором переменного тока, механически соединенным с двигателем. В одном примере ток и/или напряжение могут подаваться на обмотку возбуждения генератора переменного тока, который может формировать выходной ток генератора, используемый затем для питания различных электрических нагрузок (например, вспомогательных электрических устройств) и зарядки аккумулятора. В других примерах преобразование механической энергии в электрическую может отличаться от традиционного способа управления возбуждением генератора переменного тока, раскрытого выше. Кроме того, поскольку генератор переменного тока механически соединен с двигателем, ток, подаваемый на обмотку возбуждения генератора, может обладать возможностью регулирования нагрузки, прикладываемой к двигателю. При замедлении транспортного средства, например, напряжение и/или ток, поступающие на обмотку возбуждения, могут быть увеличены для обеспечения дополнительной нагрузки и усилия торможения для двигателя, как раскрыто в способе, представленном на ФИГ. 4. Увеличение напряжения и/или тока, поступающих на обмотку возбуждения, может дополнительно увеличивать ток, отдаваемый генератором переменного тока, который, в свою очередь, может использоваться для зарядки аккумулятора транспортного средства при замедлении. Контроллер двигателя может быть выполнен с возможностью осуществления способа управления, такого как способ, показанный на ФИГ. 5А-5В, для управления частотой вращения двигателя после замедления транспортного средства до пороговой скорости и перевода двигателя в режим холостого хода. При холостом ходе двигателя на двигатель могут воздействовать неожиданные нагрузки, снижающие частоту вращения двигателя. Для увеличения частоты вращения двигателя в ответ на дополнительные нагрузки двигателя дроссель двигателя может быть отрегулирован, чтобы обеспечить возможность поступления большего потока воздуха к двигателю. Однако поскольку для притекания воздуха от дросселя к цилиндрам двигателя может потребоваться некоторое время, при отклике частоты вращения двигателя для увеличения потока впускного воздуха может возникать задержка. Поэтому для обеспечения более быстрого увеличения крутящего момента двигателя установка момента зажигания может выполняться с опережением, чтобы повысить эффективность двигателя. Однако если установку момента зажигания подвергают опережению с превышением порога, может возникать детонационный стук двигателя и происходить ухудшение параметров двигателя. Вследствие этого момент зажигания может подвергаться запаздыванию до величины смещения в начале холостого хода двигателя так, что, когда потребуется дополнительный крутящий момент двигателя, момент зажигания можно подвергать опережению, не вызывая детонационного стука двигателя. Запаздывание момента зажигания может приводить к уменьшению эффективности двигателя и, тем самым, к увеличению потребления топлива при холостом ходе двигателя. Однако как показано в способе, представленном на ФИГ. 5А-5В, при некоторых условиях работы двигателя генератор переменного тока может применяться для увеличения крутящего момента двигателя при холостом ходе двигателя, тем самым устраняя необходимость в смещенном моменте зажигания. Конкретно, напряжение и/или ток, подаваемые на обмотку возбуждения, могут быть уменьшены таким образом, чтобы нагрузку, оказываемую на двигатель генератором, можно было уменьшить. Вследствие этого топливная экономичность двигателя при холостом ходе может быть улучшена.
На ФИГ. 1 показана структурная схема системы 10 транспортного средства, включающей в себя приводной механизм 20 транспортного средства. Приводной механизм 20 может приводиться в действие двигателем 22. В одном примере двигатель 22 может представлять собой бензиновый двигатель. В альтернативных примерах могут применяться другие конфигурации двигателей, например, дизельный двигатель. Двигатель 22 может запускаться системой 24 запуска двигателя, включающей в себя стартер. В одном примере стартер может включать в себя электромотор. Стартер может быть выполнен с возможностью поддержки повторного запуска двигателя при заданной или более низкой, близкой к нулю пороговой частоте вращения, например, при частоте вращения, равной или более низкой, чем 50 об/мин или 100 об/мин. Крутящий момент двигателя 22 можно регулировать при помощи механизмов передачи крутящего момента, таких как топливная форсунка 26, дроссель 25, кулачковый вал (не показан) и т.д. Конкретно, крутящим моментом двигателя 22 можно управлять путем регулирования количества впускного воздуха, притекающего к двигателю, за счет положения дроссельной заслонки (не показана), количества топлива, впрыскиваемого в двигатель топливной форсункой 26, и момента зажигания.
Выходной крутящий момент двигателя может передаваться гидротрансформатору 28 (конвертеру крутящего момента) для приведения в действие автоматической коробки передач 30. В некоторых примерах гидротрансформатор может называться компонентом трансмиссии. Выходом гидротрансформатора 28 крутящего момента может управлять блокировочная муфта 34 гидротрансформатора. При полном расцеплении блокировочной муфты 34 гидротрансформатор 28 передает крутящий момент к автоматической коробке передач 30 путем перекачки жидкости (масла) между турбиной гидротрансформатора и крыльчаткой насоса гидротрансформатора тем самым обеспечивая возможность ускоренной передачи крутящего момента. Напротив, при полном сцеплении блокировочной муфты 34 гидротрансформатора выходной крутящий момент двигателя непосредственно передается через муфту гидротрансформатора 28 на входной вал (не показан) коробки передач 30. В альтернативном варианте блокировочная муфта 34 гидротрансформатора может находиться в состоянии частичного сцепления тем самым позволяя регулировать величину крутящего момента, передаваемого к коробке передач.
Выходной крутящий момент от автоматической коробки передач 30 может, в свою очередь, передаваться к колесам 36 для продвижения транспортного средства вперед. Конкретно, автоматическая коробка передач 30 может регулировать входной крутящий момент на входном валу (не показан) в соответствии с состоянием передвижения транспортного средства перед передачей выходного крутящего момента к колесам. Например, крутящий момент от коробки передач может передаваться к колесам 36 транспортного средства путем сцепления одной или более муфт, включая муфту 32 переднего хода. В связи с этим несколько таких муфт может быть приведено в состояние сцепления по мере необходимости. Кроме того, колеса 36 могут блокироваться путем сцепления колесных тормозов 38. В одном примере колесные тормоза 38 могут быть приведены в состояние сцепления в ответ на нажатие ноги водителя на тормозную педаль (не показана). Таким же образом колеса 36 могут быть разблокированы путем расцепления колесных тормозов 38 в ответ на снятие водителем своей ноги с тормозной педали.
Компоненты системы транспортного средства, не входящие в приводной механизм, могут включать в себя генератор 42 переменного тока, аккумулятор 46 и дополнительные нагрузки 48. Дополнительные электрические нагрузки 48 могут включать в себя: осветительные устройства, радиосистему, систему ОВКВ (для нагрева и/или охлаждения кабины транспортного средства), обогреватель сиденья, обогреватели заднего окна, вентиляторы системы охлаждения и т.д. Генератор 42 переменного тока может быть выполнен с возможностью преобразования механической энергии, вырабатываемой при работающем двигателе 22, в электрическую энергию для питания электрических нагрузок 48 и зарядки аккумулятора 46. Генератор 42 переменного тока может включать в себя ротор 43, механически соединенный с двигателем 22, и статор 47, электрически соединенный с аккумулятором 46. В предпочтительном варианте осуществления ротор 43 может включать в себя обмотку 45 возбуждения ротора, которая, при подаче на нее электрической энергии, может вызывать протекание тока в статоре 47, если ротор 43 вращается относительно статора 47. В других примерах обмотка 45 возбуждения может входить в состав статора 47, а не ротора 43. Таким образом, выходной ток может возбуждаться во вращающемся роторе 43, а не в неподвижном статоре 47. Таким образом, в предпочтительном варианте осуществления, при подаче напряжения на обмотку 45 возбуждения и работающем двигателе 22 в статоре 47 может генерироваться ток. В одном варианте осуществления ток, поступающий на обмотку 45 возбуждения, может обеспечиваться аккумулятором 46. В другом варианте осуществления генератор 42 переменного тока может включать в себя собственный генератор постоянного тока (не показан) для подачи тока к обмотке 45 возбуждения. Напряжением и/или током, поступающими на обмотку 45 возбуждения, можно управлять при помощи регулятора 44 напряжения. Регулятор 44 напряжения может представлять собой преобразователь постоянного тока в постоянный (или устройство на основе преобразователя постоянного тока в постоянный), например, выполненный с возможностью вывода регулируемого напряжения на обмотку 45 возбуждения. В одном примере регулятор 44 напряжения может входить в состав генератора 42 переменного тока. В другом примере регулятор 44 напряжения может быть внешним по отношению к генератору 42 переменного тока. Таким образом, напряжение и/или ток, поступающие на обмотку 45 возбуждения и, вследствие этого, ток, отдаваемый статором 47, можно регулировать при помощи регулятора 44 напряжения. В одном примере напряжение, задаваемое контроллером 40, может сравниваться с напряжением аккумулятора при помощи регулятора 44 напряжения. Если напряжение, задаваемое контроллером 40, отличается от напряжения аккумулятора, среднее напряжение и/или ток, поступающие на обмотку 45 возбуждения, могут быть отрегулированы до напряжения, задаваемого контроллером 40. В качестве примера, если напряжение, задаваемое контроллером, больше, чем напряжение аккумулятора, напряжение и/или ток, прикладываемые к обмотке 45 возбуждения, могут быть увеличены для увеличения тока, отдаваемого статором 47. При генерировании тока в статоре 47 на ротор 43 действует электродвижущая сила со стороны статора 47, противодействующая вращательному движению ротора 43. В связи с этим, при приложении напряжения к обмотке 45 возбуждения генератора переменного тока на двигатель 22 оказывается нагрузка. В одном примере уменьшение напряжения и/или тока, прикладываемых к обмотке 45 возбуждения, может уменьшать ток, отдаваемый генератором 42 переменного тока, и снижать нагрузку, прикладываемую к двигателю 22. Таким образом, нагрузку, прикладываемую к двигателю 22, можно регулировать путем увеличения или уменьшения напряжения и/или тока, прикладываемых к обмотке 45 возбуждения генератора 42 переменного тока. Как будет подробнее раскрыто ниже со ссылкой на ФИГ. 5А и 5В, частота вращения двигателя при холостом ходе может быть увеличена путем понижения напряжения, подаваемого на обмотку 45 возбуждения.
В одном примере, как показано, двигатель 22 может быть выполнен с возможностью избирательного (и автоматического) отключения при выполнении условий остановки в режиме холостого хода и повторного запуска при выполнении условий повторного запуска. Одна или более дополнительных нагрузок могут поддерживаться, например, при напряжении 12В даже при выключенном двигателе. Питание для поддержания дополнительных нагрузок в рабочем состоянии при отключении двигателя может обеспечиваться, по меньшей мере частично, аккумулятором 46.
Управление системой 10 транспортного средства может по меньшей мере частично осуществляться контроллером 40 и с использованием входных данных от водителя 190 транспортного средства, подаваемых при помощи устройства 192 ввода. В этом примере устройство 192 ввода включает в себя педаль акселератора и тормозную педаль. Кроме того, в состав устройства 192 ввода входит датчик 194 положения педали для генерации пропорционального сигнала положения педали ПП (РР). Контроллер 40 может представлять собой микрокомпьютер, содержащий следующее: микропроцессорное устройство, порты ввода/вывода, электронную среду хранения выполняемых программ и калибровочных значений (например, постоянное запоминающее устройство), оперативное запоминающее устройство, энергонезависимое запоминающее устройство и шину данных. В постоянном запоминающем устройстве среды хранения могут быть запрограммированы машиночитаемые данные, представляющие команды, выполняемые микропроцессором для осуществления раскрытых ниже программ, а также других вариантов, предполагаемых, но не перечисленных конкретно. Контроллер 40 может быть выполнен с возможностью приема информации от множества датчиков 65 и передачи сигналов управления на множество исполнительных механизмов 75 (различные примеры которые раскрыты в настоящей заявке). Другие исполнительные механизмы, такие как дополнительные клапаны и дроссели, могут быть подключены к различным точкам системы 10 транспортного средства. Контроллер 40 может принимать входные данные от различных датчиков, обрабатывать входные данные и инициировать срабатывание исполнительных механизмов в ответ на обработанные входные данные на основе запрограммированной в нем команды или кода в соответствии с одной или несколькими программами. Примеры управляющих программ описаны в настоящей заявке со ссылкой на ФИГ. 3-5В.
Как подробно показано на ФИГ. 5, контроллер 40 может быть выполнен с возможностью изменения напряжения или тока, прикладываемых к обмотке 45 возбуждения генератора переменного тока, чтобы, тем самым, регулировать механическую нагрузку, прикладываемую к двигателю при посредстве генератора 42 переменного тока при запуске двигателя и/или холостом ходе. Путем изменения напряжения или тока возбуждения генератора переменного тока можно изменять нагрузку, прикладываемую генератором к двигателю при запуске и/или холостом ходе, так, чтобы нагрузку генератора можно было изменять в соответствии с параметрами управления, не являющимися строго зависимыми от частоты вращения двигателя. Например, напряжение или ток возбуждения генератора переменного тока можно регулировать для компенсации трения в двигателе, связанного с температурой двигателя. В альтернативном варианте осуществления контроллер 40 может обеспечивать предсказуемую стабильную величину механической нагрузки на двигатель по существу путем поддержания постоянного напряжения в цепи катушки возбуждения генератора переменного тока. Однако следует отметить, что ток возбуждения и нагрузка, обеспечиваемые генератором переменного тока для двигателя, не являются постоянными при приложении постоянного напряжения к катушке возбуждения генератора. Наоборот, при приложении постоянного напряжения к катушке возбуждения генератора ток возбуждения генератора изменяется вместе с угловой скоростью ротора. Таким образом, ток, отдаваемый статором 47, зависит как от напряжения и/или тока, подаваемых на обмотку 45 возбуждения, так и от частоты вращения двигателя 22. Нагрузка, прикладываемая к двигателю 22 генератором 42 переменного тока, зависит от напряжения и/или тока, подаваемых на обмотку 45 возбуждения.
Контроллер 40 может быть выполнен с возможностью приема входных данных от двигателя 22 и, соответственно, регулирования механической нагрузки, прикладываемой к двигателю при посредстве генератора переменного тока, путем регулирования напряжения или тока, подаваемых на обмотку 45 возбуждения генератора. В одном примере при холостом ходе двигателя контроллер может регулировать напряжение или ток, подаваемые на обмотку возбуждения генератора переменного тока, исходя из разности между фактической частотой вращения двигателя и требуемым профилем частоты вращения двигателя. Путем регулирования напряжения или тока в обмотке 45 возбуждения можно регулировать напряженность магнитного поля, создаваемого обмоткой 45 возбуждения в роторе 43 генератора переменного тока, так, чтобы затруднять или облегчать вращение ротора 43 генератора 42 переменного тока. Таким образом, можно регулировать нагрузку, прикладываемую к двигателю 22 при посредстве генератора переменного тока, механически соединенного с двигателем, при холостом ходе двигателя, так, чтобы частотой вращения двигателя можно было управлять в соответствии с требуемой частотой вращения двигателя.
Контроллер 40 может также регулировать выходной крутящий момент двигателя путем регулирования комбинации момента зажигания, длительности импульса впрыска топлива, установки, момента импульса впрыска топлива и/или заряда воздуха посредством управления степенью открытия дросселя и/или фазами газораспределения, высотой подъема клапанов и наддувом для двигателей с турбонагнетателем или воздушным нагнетателем. В случае дизельного двигателя контроллер 40 может управлять выходным крутящим моментом двигателя путем управления комбинацией длительности импульса впрыска топлива, установки момента импульса впрыска топлива и заряда воздуха. В любом случае, чтобы управлять выходным крутящим моментом двигателя, управление двигателем может осуществляться от цилиндра к цилиндру.
При выполнении условий остановки в режиме холостого хода (например, когда транспортное средство находится в режиме холостого хода, а рабочие параметры двигателя находятся в требуемом диапазоне) контроллер 40 может избирательно отключать двигатель, например, путем управления работой приводного механизма и/или вспомогательных компонентов. Аналогичным образом, при выполнении условий повторного запуска двигателя, например, когда двигатель уже находится в состоянии остановки в режиме холостого хода и один или более рабочих параметров двигателя находятся за пределами требуемого диапазона, контроллер 40 может избирательно перезапускать двигатель путем подачи питания на стартер при помощи аккумулятора. Кроме того, контроллер 40 может использовать механизмы передачи крутящего момента двигателя (например, дроссель 25 и топливную форсунку 26) наряду с выполнением регулировок тока, подаваемого на обмотку 45 возбуждения генератора переменного тока, для управления частотой вращения двигателя при работе двигателя при холостом ходе. Путем управления механизмами передачи крутящего момента двигателя и нагрузки, прикладываемой к двигателю 22 при посредстве генератора 42 переменного тока, можно управлять частотой вращения двигателя 22 в пределах требуемого диапазона при холостом ходе.
Обратимся к ФИГ. 2, на которой показана структурная схема примера электрической системы 10 транспортного средства, представленной на ФИГ. 1. Компоненты системы 10 транспортного средства, показанной на ФИГ. 2, могут быть такими же, как компоненты, показанные на ФИГ. 1. Таким образом, компоненты системы 10 транспортного средства, раскрытые выше со ссылкой на ФИГ. 1, могут не раскрываться снова подробно в дальнейшем. Все соединительные линии, показанные на ФИГ. 2, представляют электрические соединения. В связи с этим любые компоненты системы 10 транспортного средства, показанные соединенными друг с другом, могут быть подключенными друг к другу с помощью прямого электрического соединения.
Контроллер 40 может быть выполнен с возможностью приема информации от множества датчиков 65 и передачи сигналов управления на множество исполнительных механизмов 75 (различные примеры которых раскрыты в настоящей заявке). Другие исполнительные механизмы, такие как дополнительные клапаны и дроссели, могут быть подключены к различным точкам системы 10 транспортного средства. Контроллер 40 может осуществлять электросвязь со статором 47, электрическими нагрузками 48 и регулятором напряжения 44. Электрические нагрузки 48 могут включать в себя дополнительные электрические устройства, такие как насосы, нагреватели, вентиляторы, радио, усилитель рулевого управления и т.д. В других примерах контроллер 40 может быть электрически соединен с аккумулятором 46 и получать питание от аккумулятора 46. В других примерах контроллер 40 может иметь собственный источник питания. Регулятор 44 напряжения может быть электрически соединен со статором 47 генератора 42 переменного тока и аккумулятором 46 для измерения напряжений, выдаваемых статором 47 и аккумулятором 46, и передачи измеренных напряжений контроллеру 40. Контроллер 40 может передавать сигналы регулятору 44 напряжения для регулирования напряжения и/или тока, подаваемых на обмотку 45 возбуждения генератора переменного тока. В одном примере генератор 42 переменного тока может включать в себя собственную цепь возбудителя 202, которая может подавать напряжение на обмотку 42 возбуждения. Цепь возбудителя 202 может представлять собой генератор постоянного тока или другой источник постоянного тока. В другом примере напряжение для обмотки 45 возбуждения может подаваться от аккумулятора 46.
При вращении двигателя (например, двигателя 22) и подаче напряжения на обмотку 45 возбуждения генератора переменного тока обмотка 45 возбуждения может формировать переменное магнитное поле, способное вызывать протекание тока в статоре 47. Статор 47 может содержать катушечные обмотки, выполненные с возможностью выдачи тока для питания электрических нагрузок 48 и зарядки аккумулятора 46. Во время работы двигателя напряжение и/или ток, подаваемые на обмотку 45 возбуждения генератора переменного тока, могут модулироваться командами от контроллера 40, поступающими на регулятор 44 напряжения в зависимости от текущего потребления аккумулятора 46 и электрических нагрузок 48. В качестве примера, если контроллер 40 определяет, что ток и/или напряжение, выдаваемые генератором 42 переменного тока, превышают ток и/или напряжение, отбираемые от аккумулятора 46 и электрических нагрузок 48, то контроллер может послать регулятору 44 напряжения сигнал уменьшения напряжения и/или тока на обмотке 45 возбуждения. В другом примере, если контроллер 40 определяет, что ток, выдаваемый генератором 42 переменного тока меньше, чем потребление тока электрическими нагрузками 48, контроллер может послать регулятору напряжения сигнал увеличения напряжения и/или тока на обмотке 45 возбуждения. Иными словами, регулятор 44 напряжения может изменять ток, подаваемый на обмотку 45 возбуждения, чтобы формировать постоянное напряжение на токовом выходе генератора 42 переменного тока. В некоторых примерах аккумулятор 46 может также использоваться для дополнительной выдачи электрической мощности от генератора 42 переменного тока, если потребление тока электрическими нагрузками 48 больше тока, отдаваемого генератором 42 переменного тока. Иными словами, аккумулятор 46 может обеспечивать дополнительную электрическую мощность для электрических нагрузок 48, если потребление тока электрическими нагрузками 48 превышает ток, отдаваемый генератором 42 переменного тока. Таким образом, в некоторых примерах контроллер может измерять ток аккумулятора и управлять током и/или напряжением, подаваемым на обмотку 45 возбуждения, для достижения постоянного уровня заряженности аккумулятора 46.
В режиме холостого хода двигателя, напряжение, достаточное для питания всех электрических нагрузок 48 системы 10 транспортного средства, может по-прежнему быть приложено к обмотке 45 возбуждения. В других примерах, в режиме холостого хода двигателя, напряжение, достаточное для питания всех электрических нагрузок 48 и зарядки аккумулятора 46 системы 10 транспортного средства, может быть приложено к обмотке 45 возбуждения. В дополнительных примерах, в режиме холостого хода двигателя, напряжение, достаточное для зарядки аккумулятора 46, но не для всех электрических нагрузок 48 системы 10 транспортного средства, может быть приложено к обмотке 45 возбуждения. В других примерах ток, подаваемый на обмотку 45 возбуждения, может падать приблизительно до нуля при холостом ходе двигателя, а аккумулятор 46 может использоваться для обеспечения потребностей всех электрических нагрузок в электропитании. Как будет подробнее раскрыто ниже со ссылкой на ФИГ. 5А-5В, при определенных условиях работы двигателя на холостом ходу напряжение и/или ток, подаваемые на обмотку 45 возбуждения генератора переменного тока, могут быть значительно уменьшены или полностью прерваны (например, снижены до 0 В), так, чтобы нагрузку, прикладываемую к двигателю (например, двигателю 22) генератором 42 переменного тока, можно было уменьшить. Таким образом, контроллер 40 может принимать сигналы, относящиеся к уровню заряженности аккумулятора 46, потреблению мощности электрическими нагрузками 48 и току, отдаваемому статором 47 генератора 42 переменного тока. Кроме того, контроллер 40 может оценивать и/или измерять условия работы двигателя с учетом сигналов обратной связи от множества датчиков 65. Таким путем контроллер 40 может регулировать напряжение и/или ток, подаваемые на обмотку 45 возбуждения генератора переменного тока и, тем самым, ток, отдаваемый генератором 42 переменного тока, исходя из условий работы двигателя, потребления мощности электрическими нагрузками 48 и уровня заряженности аккумулятора 46.
На ФИГ. 3 показана блок-схема способа (алгоритма) 300 для входа в режим холостого хода двигателя при замедлении автомобильного транспортного средства (например, системы 10 транспортного средства). Команды для реализации алгоритма 300 могут храниться в памяти контроллера двигателя, такого как контроллер 40, показанный на ФИГ. 1-2. Кроме того, алгоритм 300 может выполняться контроллером. Выполнение алгоритма 300 начинается на шаге 302, и контроллер (например, контроллер 40) оценивает и/или измеряет условия работы двигателя с учетом сигналов обратной связи от множества датчиков (например, датчиков 65). Условия работы двигателя могут включать в себя частоту вращения двигателя и нагрузку двигателя, массовый расход воздуха на впуске, давление во впускном коллекторе, положение дроссельной заслонки, положение тормозной педали, температуру двигателя и т.д.
После оценки и/или измерения условий работы двигателя контроллер может перейти к шагу 304 и определить, меньше ли угол открытия дроссельной заслонки, чем порог. Порог может представлять собой пороговый угол, предварительно заданный и сохраняемый в памяти контроллера. Кроме того, порог может быть обусловлен известным соотношением между углом открытия дроссельной заслонки, барометрическим давлением и массовым расходом воздуха в системе впуска транспортного средства. Таким образом, угол открытия дроссельной заслонки может использоваться контроллером для оценки количества впускного воздуха, притекающего к двигателю (например, двигателю 22). В одном примере дроссель (например, дроссель 25) может включать в себя заслонку, регулирующую поток воздуха в двигателе. Если контроллер определяет на шаге 304, что угол открытия дроссельной заслонки больше, чем порог, контроллер может перейти к шагу 310 и продолжать работу двигателя исходя из рабочих параметров двигателя и входных данных от пользователя (например, водителя 190 транспортного средства), вводимых при помощи педали акселератора и тормозной педали (например, устройства 192 ввода). Таким образом, на шаге 310 контроллер может регулировать рабочие параметры двигателя, такие как угол открытия дроссельной заслонки, количество впрыскиваемого топлива и нагрузка генератора переменного тока, исходя из входных данных от пользователя.
Однако если контроллер определяет на шаге 304, что угол открытия дроссельной заслонки и, таким образом, количество впускного воздуха, притекающего к двигателю, меньше порога, контроллер может перейти к шагу 306 и определить, нажат ли тормоз (например, тормозная педаль устройства 192 ввода). Контроллер может определить, что тормоз нажат, исходя из положения тормоза, измеренного датчиком положения (например, датчиком 194 положения педали). В одном примере, если положение тормозной педали достигает порога, контроллер может определить, что тормоз нажат. В другом примере любое изменение в положении тормоза может регистрироваться контроллером в процессе нажатия тормоза. Если контроллер определяет, что тормоз не нажат, то контроллер может перейти к шагу 310 и продолжать работу двигателя, как указано выше. После этого может быть выполнен возврат из алгоритма 300 с шага 310. С другой стороны, если контроллер определяет, что тормоз был нажат на шаге 306, алгоритм 300 может перейти к шагу 308 и контроллер может определить, меньше ли частота вращения двигателя, чем пороговое значение. Пороговая частота вращения двигателя может представлять собой предварительно заданную частоту вращения, сохраняемую в памяти контроллера. В других примерах пороговая частота вращения двигателя может быть откалибрована контроллером исходя из условий работы двигателя. Контроллер может определять частоту вращения двигателя при помощи датчика внутри двигателя, такого как датчик на эффекте Холла. Если контроллер определяет, что частота вращения двигателя больше пороговой частоты вращения, то контроллер может перейти к шагу 310 и продолжать работу двигателя, как подробнее раскрыто выше. Однако если контроллер определяет на шаге 308, что частота вращения двигателя меньше пороговой частоты вращения, то контроллер может перейти к шагу 312 и определить, меньше ли скорость транспортного средства, чем порог. Порог на шаге 312 может представлять собой пороговое значение скорости, предварительно заданное и сохраняемое в памяти контроллера. В других примерах порог скорости может представлять собой значение, откалиброванное контроллером исходя из условий работы двигателя. Контроллер может оценивать скорость транспортного средства при помощи датчика, такого как датчик на эффекте Холла. Если контроллер определяет на шаге 312, что скорость транспортного средства меньше пороговой скорости, то алгоритм 300 может продолжаться с шага 318 и контролер может перейти к программе управления оборотами холостого хода двигателя, как подробнее раскрыто со ссылкой на ФИГ. 5. Конкретно, программа управления оборотами холостого хода двигателя может включать в себя поддержание частоты вращения двигателя на требуемом уровне при холостом ходе двигателя.
Однако если на шаге 312 контроллер определяет, что скорость транспортного средства больше пороговой скорости, контроллер может выключить топливные форсунки (например, топливную форсунку 26) на шаге 314. Таким образом, контроллер может послать сигнал топливным форсункам, чтобы больше не впрыскивать топливо в цилиндры двигателя, с целью замедления двигателя при уменьшении потребления топлива. Для дополнительного содействия замедлению транспортного средства контроллер может продолжать выполнение с шага 314 и перейти к рекуперации энергии торможения на шаге 316, которая будет подробнее раскрыта ниже со ссылкой на ФИГ. 4. Конкретно, контроллер может передать регулятору напряжения (например, регулятору 44 напряжения) сигнал об увеличении напряжения и/или тока, подаваемых на обмотку возбуждения (например, обмотку 45 возбуждения генератора переменного тока) генератора (например, генератора 42 переменного тока), так, чтобы нагрузка, прикладываемая к двигателю генератором переменного тока, возросла. Возросшая нагрузка на двигатель может способствовать замедлению транспортного средства. После того, как контроллер завершил программу рекуперации энергии торможения на шаге 316, и скорость транспортного средства меньше пороговой, выполнение алгоритма 300 может продолжаться на шаге 318, и контроллер может перейти к управлению оборотами холостого хода двигателя. Таким образом, контроллер может войти в программу управления оборотами холостого хода двигателя непосредственно с шага 312, если скорость транспортного средства меньше пороговой. Однако контроллер может перейти к шагам 314 и 316 для уменьшения скорости транспортного средства перед входом в программу управления оборотами холостого хода двигателя, если скорость транспортного средства больше пороговой на шаге 312. После этого может быть выполнен возврат из алгоритма 300.
Обратимся теперь к ФИГ. 4, на которой показана блок-схема способа (алгоритм) 400 для выполнения программы рекуперации энергии торможения. Конкретно, алгоритм 400 может включать в себя приложение дополнительного тормозного усилия к усилию тормозов (например, тормозов 38) на двигателе (например, двигателе 22) путем увеличения крутящего момента, создаваемого генератором переменного тока на двигателе. Команды для реализации алгоритма 400 могут храниться в памяти контроллера двигателя, такого как контроллер 40, показанный на ФИГ. 1-2. Кроме того, алгоритм 400 может выполняться контроллером. Важно отметить, что переход к алгоритму 400 может происходить из алгоритма 300, как раскрыто выше со ссылкой на ФИГ. 3. Конкретнее, алгоритм 400 может содержать программу рекуперации энергии торможения, упомянутую на шаге 316 в алгоритме 300.
Выполнение алгоритма 400 начинается на шаге 402, и контроллер (например, контроллер 40) оценивает и/или измеряет условия работы двигателя с учетом сигналов обратной связи от множества датчиков (например, датчиков 65). Условия работы двигателя могут включать в себя частоту вращения двигателя и нагрузку двигателя, массовый расход воздуха на впуске, давление во впускном коллекторе, положение дроссельной заслонки, положение тормозной педали, температуру двигателя и т.д. После оценки и/или измерения условий работы двигателя на шаге 402, выполнение алгоритма 400 может продолжаться на шаге 404, и контроллер может определить, удовлетворены ли условия для рекуперации энергии торможения. Как подробнее раскрыто выше со ссылкой на ФИГ. 3, условия для рекуперации энергии торможения могут включать в себя: угол открытия дроссельной заслонки и частоту вращения двигателя, меньшие, чем пороговое значение, скорость транспортного средства, большую, чем пороговое значение, тормоз транспортного средства, нажимаемый пользователем, и т.д. Если контроллер определяет, что условия для рекуперации энергии торможения не были удовлетворены на шаге 404, контроллер может перейти к шагу 406 и продолжить работу двигателя. Конкретно, контроллер может регулировать работу двигателя с учетом рабочих параметров двигателя и входных данных от водителя транспортного средства (например, водителя 190 транспортного средства), вводимых при помощи тормозной педали и/или педали акселератора (например, устройства 192 ввода). Однако если контроллер определяет, что условия для рекуперации энергии торможения были удовлетворены на шаге 404, выполнение алгоритма 400 может продолжаться на шаге 408, и контроллер может увеличить крутящий момент генератора переменного тока и ток, подаваемый к аккумулятору (например, аккумулятору 46). Как раскрыто выше в настоящей заявке со ссылкой на ФИГ. 1, ротор (например, ротор 43) генератора переменного тока (например, генератора 42 переменного тока) может быть механически соединен с двигателем (например, двигателем 22). В связи с этим крутящий момент генератора переменного тока может увеличивать нагрузку, прикладываемую к двигателю генератором тем самым обеспечивая усилие торможения для системы транспортного средства (например, системы 10 транспортного средства).
Контроллер может увеличивать крутящий момент генератора переменного тока, перейдя к одному или более дополнительным шагам 409 и 411. В одном примере контроллер может увеличивать напряжение, подаваемое на обмотку возбуждения генератора переменного тока (например, обмотку возбуждения 45 генератора переменного тока), на шаге 409, тем самым увеличивая напряженность магнитного поля, генерируемого обмоткой возбуждения, и крутящий момент генератора. В другом примере контроллер может увеличивать уставку регулятора напряжения (например, регулятора 44 напряжения) на шаге 411. Увеличение уставки регулятора напряжения может увеличить требуемый ток, отдаваемый генератором переменного тока. Регулятор напряжения может, в свою очередь, увеличивать напряжение, подаваемое на обмотку возбуждения генератора переменного тока, чтобы вызвать итоговое увеличение тока, отдаваемого генератором. Таким образом, контроллер может передавать сигналы регулятору напряжения на шаге 408 для увеличения напряжения и/или тока, поступающих на обмотку возбуждения генератора переменного тока. Вследствие увеличения напряжения на обмотке возбуждения генератора переменного тока нагрузка, прикладываемая к двигателю, может увеличиться тем самым вызвав замедление хода системы транспортного средства, и ток, отдаваемый генератором переменного тока, может возрасти. Эта отдаваемая генератором переменного тока электрическая мощность, увеличенная на шаге 408, может быть направлена контроллером на зарядку аккумулятора. Таким образом, алгоритм 400 может использоваться не только для обеспечения усилия торможения для транспортного средства за счет увеличения крутящего момента генератора переменного тока, но и для зарядки аккумулятора при замедлении транспортного средства, так, что потребность в зарядке аккумулятора при работе двигателя на холостом ходу может быть уменьшена.
После увеличения крутящего момента генератора переменного тока и тока, подаваемого на аккумулятор на шаге 408, контроллер может перейти к шагу 412 и определить, меньше ли скорость транспортного средства, чем пороговая скорость. Порог на шаге 412 может представлять собой пороговое значение скорости, ниже которого двигатель переводится в режим холостого хода так, что крутящий момент от двигателя не может передаваться к колесам (например, колесам 36) системы транспортного средства. Пороговое значение скорости может быть предварительно задано и сохраняться в памяти контроллера. В других примерах порог скорости может представлять собой значение, откалиброванное контроллером исходя из условий работы двигателя. Контроллер может оценивать скорость транспортного средства при помощи датчика, такого как датчик на эффекте Холла. Если контроллер определяет, что скорость транспортного средства не ниже порога на шаге 412, то контроллер может вернуться к шагу 408 и увеличить крутящий момент генератора переменного тока с целью дополнительного замедления транспортного средства до пороговой скорости. Так, в одном примере контроллер 40 может продолжать увеличивать крутящий момент генератора переменного тока до тех пор, пока скорость транспортного средства ниже пороговой скорости, на шаге 412. В других примерах верхний порог крутящего момента генератора переменного тока может быть предварительно задан и сохраняться в памяти контроллера, так, чтобы крутящий момент генератора не мог превышать верхний порог на шаге 408. Если на шаге 412 контроллер определяет, что скорость транспортного средства меньше пороговой скорости, то контролер может перейти к управлению оборотами холостого хода на шаге 414, как подробнее раскрыто ниже со ссылкой на ФИГ. 5А-5В. После этого может быть выполнен возврат из алгоритма 400.
Обратимся к ФИГ. 5А-5В, на которых показаны блок-схемы способа (алгоритма) 500 для выполнения программы управления оборотами холостого хода двигателя. В режиме холостого хода двигателя частота вращения двигателя может поддерживаться на предварительно выбранном уровне или в пределах предварительно выбранного диапазона частот вращения. Момент зажигания может быть установлен с запаздыванием для уменьшения эффективности двигателя (например, двигателя 22) так, чтобы в случае падения частоты вращения ниже допустимого диапазона частот вращения двигателя при холостом ходе момент зажигания мог подвергаться опережению, чтобы сделать двигатель более эффективным и, таким образом, увеличить частоту вращения двигателя. Момент зажигания может быть подвергнут запаздыванию до величины смещения при холостом ходе, поскольку если момент зажигания подвергается опережению за пределами порога, может возникать детонационный стук двигателя и происходить ухудшение параметров двигателя. Однако установка момента зажигания с запаздыванием и, тем самым, уменьшение эффективности двигателя, увеличивают потребление топлива при холостом ходе двигателя. Алгоритм 500 обеспечивает управление оборотами холостого хода двигателя, которое позволяет уменьшить потребление топлива при холостом ходе двигателя по сравнению с запаздыванием момента зажигания. Конкретно, при определенных условиях работы двигателя алгоритм 500 включает в себя уменьшение крутящего момента генератора переменного тока, действующего на двигатель, для увеличения частоты вращения двигателя.
Команды для реализации алгоритма 500 могут храниться в памяти контроллера двигателя, такого как контроллер 40, показанный на ФИГ. 1-2. Кроме того, алгоритм 500 может выполняться контроллером. Выполнение алгоритма 500 начинается на шаге 502, и контроллер (например, контроллер 40) оценивает и/или измеряет условия работы двигателя с учетом сигналов обратной связи от множества датчиков (например, датчиков 65). Условия работы двигателя могут включать в себя частоту вращения двигателя и нагрузку двигателя, массовый расход воздуха на впуске, давление во впускном коллекторе, положение дроссельной заслонки, положение тормозной педали, температуру двигателя и т.д. После оценки и/или измерения условий работы двигателя на шаге 502, выполнение алгоритма 500 может продолжаться на шаге 504, и контроллер может определить, удовлетворены ли условия для управления оборотами холостого хода. Как подробнее раскрыто выше со ссылкой на ФИГ. 3-4, условия для управления оборотами холостого хода могут включать в себя: угол открытия дроссельной заслонки и частоту вращения двигателя, меньшие, чем пороговое значение, скорость транспортного средства, меньшую, чем пороговое значение, тормоз транспортного средства, нажимаемый пользователем и т.д.
Если контроллер определяет, что условия для управления оборотами холостого хода не были удовлетворены (например, частота вращения двигателя не ниже пороговой), контроллер может перейти к шагу 506 и продолжить работу двигателя. Конкретно, на шаге 506 контроллер может регулировать работу двигателя с учетом рабочих параметров двигателя и входных данных от водителя транспортного средства (например, водителя 190 транспортного средства), вводимых при помощи тормозной педали и/или педали акселератора (например, устройства 192 ввода). После этого может быть выполнен возврат из алгоритма. Однако если на шаге 504 контроллер определяет, что условия для управления оборотами холостого хода были удовлетворены, то контроллер может после этого определить, больше ли заряженность аккумулятора (например, аккумулятора 46), чем порог на шаге 508. В одном примере контроллер может оценить и/или измерить заряженность аккумулятора при помощи выходных сигналов регулятора напряжения (например, регулятора 44 напряжения), который определяет падение напряжения на выводах аккумулятора. Пороговая заряженность аккумулятора может представлять собой предварительно заданный порог, сохраняемый в памяти контроллера, выше которого аккумулятор может быть полностью заряжен и ниже которого аккумулятор может быть заряжен. Таким образом, в одном примере, если заряженность аккумулятора больше, чем пороговое значение на шаге 508, аккумулятор может не принимать дополнительный ток от генератора переменного тока (например, генератора 42 переменного тока), поскольку он может быть полностью заряжен. В других примерах порог может представлять заряженность аккумулятора, при которой аккумулятор почти полностью заряжен. Если контроллер определяет, что заряженность аккумулятора не больше, чем пороговое значение, выполнение алгоритма 500 может продолжаться на шаге 540 на ФИГ. 5В и разрешить зарядку аккумулятора при холостом ходе. В противном случае, если контроллер определяет, что заряженность аккумулятора больше, чем пороговое значение, и аккумулятору может не требоваться зарядка, то контроллер может после этого запретить зарядку аккумулятора на шаге 510. Запрещение зарядки аккумулятора может включать в себя уменьшение или полное прерывание протекания тока от генератора переменного тока (например, генератора 42 переменного тока) к аккумулятору. В одном варианте осуществления контроллер может также передавать сигнал регулятору напряжения для подачи напряжения на обмотку возбуждения (например, обмотку 45 возбуждения генератора переменного тока), достаточного только для питания различных вспомогательных электронных устройств (например, электрических нагрузок 48), на шаге 510. Таким образом, контроллер может также уменьшить напряжение и/или ток, подаваемые на обмотку 45 возбуждения, на шаге 510, так, что величина тока, отдаваемого генератором переменного тока, является достаточной для питания электрических устройств в транспортном средстве (например, системе 10 транспортного средства), но может быть недостаточной для того, чтобы также заряжать аккумулятор.
После запрещения зарядки аккумулятора контроллер может перейти к шагу 512 и определить, доступна ли электрическая нагрузка, также называемая в настоящем документе электрическими устройствами (например, одно из электрических устройств 48), для сброса (снижения). В одном примере контроллер может определять на шаге 512, может ли кратковременное уменьшение тока, подаваемого на одно или более электрических устройств, быть неощутимым для пользователя (например, водителя 190 транспортного средства). В другом примере контроллер может определять на шаге 512, может ли прекращение протекания тока к одному или более электрическим устройствам быть неощутимым для пользователя. Электрические нагрузки могут включать в себя одно или более вспомогательных электронных устройств, таких как водяные насосы, нагреватели, кондиционеры воздуха, вентиляторы, радио, осветительные устройства, обогреваемое заднее стекло, обогреваемый руль, обогреваемая ручка переключения, обогреваемое лобовое стекло и т.д. В качестве примера, кратковременное уменьшение питания, подаваемого на обогреваемое заднее стекло, может быть неощутимым для пользователя.
В другом варианте осуществления доступность для сброса электрической нагрузки может также быть основана на заряженности аккумулятора. Например, если заряженность аккумулятора высока, аккумулятор может использоваться в качестве источника питания в дополнение к генератору переменного тока для питания различных электрических нагрузок.
Если контроллер определяет, что электрическая нагрузка не доступна для сброса на шаге 512, то контроллер может после этого подвергнуть момент зажигания запаздыванию до первой величины смещения на шаге 513. Первая величина смещения может быть предварительно задана и сохранена в памяти контроллера, и может быть основана на известном соотношении между моментом зажигания и эффективностью двигателя. В других примерах смещенный момент зажигания может быть откалиброван контроллером исходя из текущих условий работы двигателя. После установки момента зажигания с запаздыванием на шаге 513, контроллер может перейти к шагу 516 и определить, больше ли частота вращения двигателя, чем верхний первый порог. Контроллер может оценить частоту вращения двигателя исходя из сигнала обратной связи от датчика на эффекте Холла или другого датчика, способного измерять число оборотов в единицу времени. В одном примере верхний первый порог может представлять собой частоту вращения двигателя, предварительно заданную и сохраняемую в памяти контроллера. Первый порог может представлять максимальные требуемые обороты холостого хода двигателя, превышение которых может привести к чрезмерному потреблению топлива. В другом примере верхний первый порог может представлять собой скорость увеличения частоты вращения двигателя. Таким образом, на шаге 516 контроллер может определять, больше ли частота вращения двигателя, чем верхний порог. Если контроллер определяет, что частота вращения двигателя больше, чем верхний первый порог на шаге 516, то контроллер может перейти к шагу 518 и изменить запаздывание момента зажигания с первой величины смещения на вторую величину смещения, где вторая величина смещения может иметь большее запаздывание, чем первая величина смещения. Контроллер может регулировать момент зажигания, передавая соответствующие сигналы на свечи зажигания в цилиндрах двигателя. После этого контроллер может перейти к шагу 538 и уменьшить угол открытия дроссельной заслонки. Таким образом, контроллер может переместить дроссель к закрытому положению, чтобы уменьшить или прекратить поток воздуха к двигателю. В одном примере контроллер может уменьшить угол открытия заслонки, расположенной в дросселе (например, дросселе 25) для уменьшения количества впускного воздуха, притекающего к двигателю. В другом примере заслонка может представлять собой клапан с электромагнитным управлением, который можно регулировать с учетом сигналов от контроллера. Как уменьшение угла открытия дроссельной заслонки, так и установка момента зажигания с запаздыванием могут уменьшать частоту вращения двигателя. Таким образом, контроллер может выполнить шаги 518 и 538 для уменьшения частоты вращения двигателя. В других примерах контроллер может выполнять шаги 518 и 538 одновременно. В еще одном примере контроллер может выполнять шаг 518 раньше выполнения шага 538.
Если на шаге 516 контроллер определяет, что частота вращения двигателя меньше, чем верхний первый порог, то контроллер может после этого определить, меньше ли частота вращения двигателя, чем нижний второй порог, на шаге 520. Нижний второй порог может представлять собой частоту вращения двигателя, предварительно заданную и сохраняемую в памяти контроллера. Второй порог может быть меньше, чем первый порог. Кроме того, в одном примере второй порог может представлять собой минимальную требуемую частоту вращения двигателя при холостом ходе, ниже которой двигатель может заглохнуть. В другом примере второй порог может представлять собой скорость уменьшения частоты вращения двигателя. Таким образом, в другом примере, на шаге 520 контроллер может определить, уменьшается ли частота вращения двигателя со скоростью, большей, чем второй порог. Если контроллер определяет, что частота вращения двигателя меньше, чем второй порог, то контроллер может подвергнуть опережению момент зажигания относительно первой величины смещения на шаге 522, и после этого увеличить угол открытия дроссельной заслонки на шаге 534. Таким образом, контроллер может переместить дроссель к открытому положению на шаге 534, так, чтобы поток воздуха к двигателю мог быть увеличен. Как указано выше, угол открытия дроссельной заслонки может быть отрегулирован путем регулирования заслонки, расположенной в дросселе. Конкретно, на шаге 534 заслонка может быть перемещена в открытое положение. Конкретно, угол открытия дроссельной заслонки может быть увеличен так, чтобы количество воздуха, протекающего через двигатель, могло возрасти. Контроллер может сохранять увеличенный угол открытия дроссельной заслонки, пока возрастающая частота вращения двигателя не превысит нижний второй порог. Таким образом, продолжительность увеличения угла открытия дроссельной заслонки может быть основана на времени, которое требуется для превышения частотой вращения двигателя нижнего второго порога.
В одном примере контроллер может подвергнуть момент зажигания опережению с возвращением к такому или приблизительно такому же моменту зажигания раньше шага 513 и запаздыванию до первого смещенного момента зажигания. В других примерах момент зажигания может быть установлен с опережением до момента зажигания, по-прежнему задержанного относительно момента зажигания раньше шага 513. Кроме того, в одном варианте осуществления контроллер может выполнять шаги 522 и 534 одновременно. В дополнительных вариантах осуществления контроллер может увеличить угол открытия дроссельной заслонки на шаге 534 перед установкой момента зажигания с опережением на шаге 522. Установка момента зажигания с опережением и увеличение угла открытия дроссельной заслонки могут увеличивать частоту вращения двигателя. Если контроллер определяет, что частота вращения двигателя больше, чем нижний второй порог, на шаге 520, алгоритм 500 может перейти к шагу 536, и контроллер может сохранять момент зажигания и угол открытия дроссельной заслонки. Таким образом, если частота вращения двигателя больше, чем второй нижний порог, то частота вращения двигателя может находиться в пределах между нижним вторым и верхним первым порогами. В связи с этим частота вращения двигателя может быть в пределах требуемого диапазона частот вращения при холостом ходе двигателя и поэтому контроллер может не регулировать момент зажигания или угол открытия дроссельной заслонки относительно текущего момента зажигания или угла открытия дроссельной заслонки.
Возвращаясь к шагу 512, отметим, что если контроллер определит, что электрические нагрузки доступны для сброса на шаге 512, то контроллер может перейти к шагу 524 и сохранять текущий момент зажигания. В связи с этим эффективность двигателя при холостом ходе может поддерживаться на шаге 524. После этого контроллер может перейти к шагу 526 и определить, больше ли частота вращения двигателя, чем верхний первый порог. Верхний первый порог на шаге 526 может быть тем же верхним первым порогом, который рассматривался выше на шаге 516. Если определено, что частота вращения двигателя больше, чем верхний первый порог, то контроллер может перейти к установке момента зажигания с запаздыванием на шаге 528. Конкретно, контроллер может подвергнуть момент зажигания запаздыванию относительно момента зажигания на шаге 524. Подвергнутый запаздыванию момент зажигания может быть аналогичным первому смещенному моменту зажигания, рассмотренному выше на шаге 513. В одном примере величина запаздывания, которому подвергается момент зажигания, может быть предварительно задана и сохраняемой в памяти контроллера. В другом примере величина запаздывания, которому подвергается момент зажигания на шаге 528, может быть основана на частоте вращения двигателя. Таким образом, чем больше частота вращения двигателя превышает первый верхний порог, тем большему запаздыванию может подвергаться момент зажигания. После установки момента зажигания с запаздыванием на шаге 528 контроллер может перейти к шагу 538 и уменьшить угол открытия дроссельной заслонки. В других примерах контроллер может выполнять шаги 528 и 538 одновременно. В дополнительных примерах контроллер может уменьшать угол открытия дроссельной заслонки на шаге 538 перед установкой момента зажигания с запаздыванием на шаге 528.
Однако если на шаге 526 контроллер определяет, что частота вращения двигателя меньше, чем верхний первый порог, то контроллер может перейти к шагу 530 и определить, меньше ли частота вращения двигателя, чем нижний второй порог. Нижний второй порог на шаге 530 может быть тем же нижним вторым порогом, который рассматривался выше на шаге 520. Если контроллер определяет, что частота вращения двигателя больше, чем нижний второй порог, на шаге 520, алгоритм 500 может перейти к шагу 536 и контроллер может сохранять момент зажигания и угол открытия дроссельной заслонки. Таким образом, если частота вращения двигателя больше, чем второй нижний порог, то частота вращения двигателя может находиться в пределах между нижним вторым и верхним первым порогами. В связи с этим частота вращения двигателя может быть в пределах требуемого диапазона частот вращения при холостом ходе двигателя, и поэтому контроллер может не регулировать момент зажигания или угол открытия дроссельной заслонки относительно текущего момента зажигания или угла открытия дроссельной заслонки. Если контроллер определяет, что частота вращения двигателя меньше, чем нижний второй порог, контроллер может перейти к шагу 532 и сбросить электрическую нагрузку (например, одну из электрических нагрузок 48). Сброс электрической нагрузки на шаге 532 может включать в себя уменьшение или полное прекращение протекания тока к одному или более электрическим устройствам. Таким образом, ток, поступающий к одной или более электрическим нагрузкам, определенным в качестве доступных для сброса на шаге 512, может быть уменьшен. В других примерах ток, поступающий к одной или более электрическим нагрузкам, определенным в качестве доступных для сброса на шаге 512, может быть полностью прерван. Вследствие уменьшения потребления тока электрическими нагрузками регулятор напряжения (например, регулятор 44 напряжения) может уменьшить напряжение и/или ток, подаваемые на обмотку возбуждения (например, обмотку 45 возбуждения генератора переменного тока) генератора (например, генератора 42 переменного тока), так, чтобы электрическая мощность, отдаваемая генератором переменного тока, могла уменьшиться. Конкретно, в одном примере напряжение и/или ток, подаваемые на обмотку возбуждения генератора переменного тока, могут быть уменьшены до 0В, так, чтобы к обмотке возбуждения генератора не было приложено напряжение. В другом примере величина уменьшения напряжения и/или тока, подаваемых на обмотку возбуждения генератора переменного тока, могут быть определены контроллером с учетом того, насколько частота вращения двигателя меньше, чем второй порог. Таким образом, для получения  значений разности между частотой вращения двигателя и вторым порогом, контроллер может применять  снижения напряжения, прикладываемого к обмотке возбуждения генератора переменного тока. Контроллер 40 может передавать сигнал регулятору напряжения (например, регулятору 44) напряжения для уменьшения напряжения и/или тока, приложенных к обмотке 45 возбуждения генератора переменного тока, только в течение короткого интервала времени. Конкретно, продолжительность уменьшения напряжения, приложенного к обмотке возбуждения генератора переменного тока на шаге 532, может быть меньше, чем продолжительность увеличения угла открытия дроссельной заслонки на шаге 534. В одном примере продолжительность уменьшения напряжения на обмотке возбуждения генератора переменного тока может составлять 0,7 секунды. В других примерах продолжительность уменьшения напряжения может быть меньше, чем 0,7 секунды. В дополнительных примерах продолжительность уменьшения напряжения может быть больше, чем 0,7 секунды. Уменьшение напряжения и/или тока, подаваемых на обмотку возбуждения, может уменьшить крутящий момент, создаваемый на двигателе генератором переменного тока. В связи с этим уменьшение тока, поступающего к одной или более электрическим нагрузкам на шаге 532, может обеспечить мгновенное или почти мгновенное уменьшение нагрузки двигателя, и, вследствие этого, может увеличить частоту вращения двигателя. Затем контроллер может перейти к шагу 534 и увеличить угол открытия дроссельной заслонки. В другом примере контроллер может выполнять шаги 532 и 534 одновременно. В дополнительных примерах контроллер может выполнять шаг 534 раньше шага 532. Таким образом, уменьшение напряжения и/или тока, подаваемых на обмотку возбуждения генератора переменного тока на шаге 532, и увеличение угла открытия дроссельной заслонки могут увеличивать частоту вращения двигателя. Частота вращения двигателя может не возрасти немедленно после увеличения угла открытия дроссельной заслонки, поскольку прохождение впускного воздуха от дросселя до цилиндров двигателя может занять некоторое время. Таким образом, может иметь место задержка увеличения частоты вращения двигателя в ответ на увеличение угла открытия дроссельной заслонки. Поэтому, для увеличения частоты вращения двигателя во время задержки при прохождении от дросселя к цилиндрам двигателя, ток, поступающий к одной или более электрическим нагрузкам, может быть уменьшен и, в связи с этим, напряжение и/или ток, подаваемые на обмотку возбуждения генератора переменного тока, также могут быть уменьшены. Таким образом, сброс электрических нагрузок на шаге 532 может обеспечить почти немедленное снижение нагрузки двигателя и, вследствие этого, увеличение частоты вращения двигателя в период задержки, когда частота вращения двигателя не может увеличиваться в ответ на угол открытия дроссельной заслонки, увеличенный на шаге 534.
Важно также отметить, что в других вариантах осуществления контроллер может передавать сигнал аккумулятору для обеспечения электрической энергии, подаваемой на электрические нагрузки на шаге 532. Таким образом, при уменьшении тока на выходе генератора переменного тока на шаге 532 вследствие уменьшения напряжения и/или тока, подаваемых на обмотку возбуждения, контроллер может не уменьшать ток, подаваемый на электрические нагрузки, на шаге 532. Вместо этого ток может отбираться от аккумулятора для поддержания стабильной подачи тока и/или напряжения на электрические нагрузки в течение интервала уменьшения напряжения, подаваемого на обмотку возбуждения, на шаге 532.
Обратившись теперь к ФИГ. 5В, отметим, что способ 500, раскрытый выше на ФИГ. 5А, может продолжаться с шага 508. Если контроллер определяет, что заряженность аккумулятора меньше, чем порог на шаге 508, контроллер может перейти к шагу 540 и разрешить заряд аккумулятора. Конкретно, контроллер может передать сигнал регулятору напряжения для подачи на обмотку возбуждения генератора переменного тока напряжения, подходящего для формирования тока, достаточного как для питания электрических нагрузок, так и зарядки аккумулятора. Таким образом, напряжение и/или ток, подаваемые на обмотку возбуждения генератора переменного тока на шаге 552, могут быть большими, чем напряжение и/или ток, подаваемые на обмотку возбуждения генератора переменного тока на шаге 510, где зарядка аккумулятора запрещена. После этого контроллер может перейти к шагу 542 и определить, больше ли частота вращения двигателя, чем верхний первый порог. Верхний первый порог на шаге 542 может быть тем же верхним первым порогом, который рассматривался выше на шагах 516 и 526. Если определено, что частота вращения двигателя больше, чем верхний первый порог, то контроллер может перейти к установке момента зажигания с запаздыванием и уменьшению угла открытия дроссельной заслонки на шаге 544, как описано выше на шагах 528 и 538. Однако если на шаге 542 частота вращения двигателя меньше, чем верхний первый порог, то контроллер может перейти к шагу 546 и определить, меньше ли частота вращения двигателя, чем нижний второй порог. Нижний второй порог на шаге 546 может быть тем же нижним вторым порогом, который рассматривался выше на шагах 520 и 530. Если контроллер определяет, что частота вращения двигателя больше, чем нижний второй порог, на шаге 546, алгоритм 500 может перейти к шагу 548 и контроллер может сохранять момент зажигания и угол открытия дроссельной заслонки, как описано выше на шаге 536. Таким образом, если частота вращения двигателя больше, чем второй нижний порог, то частота вращения двигателя может находиться в пределах между нижним вторым и верхним первым порогами. В связи с этим частота вращения двигателя может быть в пределах требуемого диапазона частот вращения при холостом ходе двигателя и поэтому контроллер может не регулировать момент зажигания или угол открытия дроссельной заслонки относительно текущего момента зажигания или угла открытия дроссельной заслонки.
Если контроллер определяет на шаге 546, что частота вращения двигателя меньше, чем нижний второй порог, контроллер может перейти к шагу 550 и определить, доступна ли электрическая нагрузка для сброса, как описано выше на шаге 512. Если контроллер определяет, что электрическая нагрузка не доступна для сброса, контроллер может перейти к шагу 552 и уменьшить ток, подаваемый на аккумулятор от генератора переменного тока. Конкретнее, контроллер может передавать регулятору напряжения сигнал уменьшения напряжения и/или тока, подаваемых на обмотку возбуждения генератора переменного тока. В результате ток на выходе генератора переменного тока может быть уменьшен. Напряжение и/или ток, подаваемые на обмотку возбуждения, не могут быть уменьшены ниже порогового напряжения, подходящего для формирования в генераторе тока, достаточного для питания электрических нагрузок. Вследствие уменьшения тока, формируемого генератором переменного тока, ток, подаваемый к аккумулятору, может быть уменьшен. В одном примере ток, обеспечиваемый для аккумулятора генератором переменного тока, может быть полностью прерван на шаге 552. В связи с этим зарядка аккумулятора может прекратиться на шаге 552, и ток, формируемый генератором на шаге 552, может быть достаточным только для питания вспомогательных электронных устройств в транспортном средстве. Уменьшение напряжения и/или тока на регуляторе напряжения (например, регуляторе 44 напряжения) может продолжаться только в течение относительно короткого промежутка времени. В одном примере продолжительность уменьшения напряжения на обмотке возбуждения генератора переменного тока может составлять 0,7 секунды. В других примерах продолжительность уменьшения напряжения может быть меньше, чем 0,7 секунды. В дополнительных примерах продолжительность уменьшения напряжения может быть больше, чем 0,7 секунды. Уменьшение напряжения и/или тока, подаваемых на обмотку возбуждения, может уменьшить крутящий момент, создаваемый на двигателе генератором переменного тока. В связи с этим снижение тока, поступающего к аккумулятору на шаге 552, может обеспечить мгновенное или почти мгновенное уменьшение нагрузки двигателя, и, вследствие этого, может увеличить частоту вращения двигателя. Однако ток, поступающий к вспомогательным электрическим устройствам, не может быть уменьшен. После уменьшения напряжения и/или тока, подаваемых на обмотку возбуждения генератора переменного тока, и тока, подаваемого на аккумулятор 552, контроллер может перейти к шагу 556 и увеличить угол открытия дроссельной заслонки, как описано выше на шаге 534. Контроллер может сохранять увеличенный угол открытия дроссельной заслонки, пока возрастающая частота вращения двигателя не превысит нижний второй порог. Кроме того, временной интервал уменьшения напряжения и/или тока, подаваемых на обмотку возбуждения генератора переменного тока, и тока, подаваемого на аккумулятор, на шаге 552, может быть меньше, чем временной интервал увеличения угла открытия дроссельной заслонки на шаге 556.
Если контроллер определяет, что электрическая нагрузка доступна для сброса на шаге 550, то контроллер может перейти к шагу 554 и сбросить (снизить) электрическую нагрузку и/или уменьшить ток, подаваемый на аккумулятор. Таким образом, контроллер может передавать сигнал регулятору напряжения на шаге 554 для уменьшения напряжения и/или тока, подаваемых на обмотку возбуждения генератора переменного тока, так, чтобы ток, отдаваемый генератором переменного тока, и нагрузку, оказываемую на двигатель генератором, можно было уменьшить. В одном примере уменьшение напряжения и/или тока, подаваемых на обмотку возбуждения генератора переменного тока, могут быть зафиксированы и сохранены в памяти контроллера. Конкретно, напряжение и/или ток, подаваемые на обмотку возбуждения генератора переменного тока, могут быть уменьшены до 0В, так, чтобы к обмотке возбуждения генератора не было приложено напряжение. В другом примере величина уменьшения напряжения и/или тока, подаваемых на обмотку возбуждения генератора переменного тока, может быть определена контроллером с учетом того, насколько частота вращения двигателя меньше, чем второй порог. Таким образом, для получения  значений разности между частотой вращения двигателя и вторым порогом, контроллер может применять  снижения напряжения, прикладываемого к обмотке возбуждения генератора переменного тока. В ответ на сниженную выходную мощность генератора переменного тока контроллер может уменьшить ток, поступающий на одно или более из аккумулятора и вспомогательных электрических устройств. Уменьшение тока, поступающего на вспомогательные электрические устройства, может включать в себя уменьшение тока, поступающего на одно или более чем одно электрическое устройство. Таким образом, в некоторых примерах не может быть уменьшен ток, поступающий на все электрические устройства. Кроме того, может быть уменьшен ток, поступающий только на те устройства, кратковременное прекращение эксплуатации которых не может быть замечено пользователем. Однако в других вариантах осуществления подача тока от генератора на все вспомогательные электрические устройства может быть приостановлена во время уменьшения напряжения и/или тока, поступающих на обмотку возбуждения генератора переменного тока. В одном варианте осуществления контроллер может определять, уменьшать ли ток, подаваемый на аккумулятор или на вспомогательные электрические устройства, или тот и другой, в зависимости от величины уменьшения напряжения и/или тока, поступающих на обмотку возбуждения генератора переменного тока. Таким образом,  величины уменьшения напряжения и/или тока, поступающих на обмотку возбуждения генератора переменного тока, могут приводить к снижению контроллером тока, подаваемого как на вспомогательные электрические устройства, так и на аккумулятор. В другом варианте осуществления контроллер может уменьшить ток, подаваемый от генератора переменного тока на аккумулятор, перед уменьшением тока, подаваемого на электрические устройства. В еще одном варианте осуществления контроллер может уменьшать ток, подаваемый на одно или более электрических устройств, перед уменьшением тока, подаваемого на аккумулятор генератором переменного тока. После сброса электрической нагрузки и/или уменьшения тока, подаваемого на аккумулятор, на шаге 554, контроллер может увеличить угол открытия дроссельной заслонки на шаге 556. В других примерах контроллер может выполнять шаги 554 и 556 одновременно. В дополнительных примерах контроллер может увеличить угол открытия дроссельной заслонки на шаге 556 перед сбросом электрической нагрузки и/или уменьшением тока, подаваемого на аккумулятор, на шаге 554. Важно также отметить, что продолжительность уменьшения напряжения и/или тока, подаваемых на обмотку возбуждения генератора переменного тока, и тока, подаваемого на аккумулятор, на шаге 552 может быть меньше, чем продолжительность увеличения угла открытия дроссельной заслонки на шаге 556.
Таким образом, алгоритм 500 может включать в себя поддержание частоты вращения двигателя при холостом ходе на требуемом уровне частоты вращения или в пределах требуемого диапазона частот вращения двигателя. В зависимости от заряженности аккумулятора контроллер может разрешать или запрещать зарядку аккумулятора при холостом ходе. Если заряженность аккумулятора больше порога и зарядка аккумулятора запрещена при холостом ходе, то в первом режиме момент зажигания может быть подвергнут запаздыванию от первой номинальной величины до второй величины смещения, если электрические нагрузки не могут быть сброшены без того, чтобы это было ощутимо для пользователя. Однако во втором режиме, если электрические нагрузки доступны для сброса без того, чтобы это было ощутимо для пользователя, при холостом ходе, алгоритм 500 может включать в себя установку момента зажигания без запаздывания. Если частота вращения двигателя больше, чем требуемый диапазон частот вращения двигателя при холостом ходе, то в первом режиме смещенный момент зажигания с запаздыванием может быть подвергнут еще большему запаздыванию, а во втором режиме момент зажигания может быть подвергнут запаздыванию от номинальной величины до величины с запаздыванием. Если частота вращения двигателя меньше, чем требуемый диапазон частот вращения двигателя при холостом ходе, то в первом режиме момент зажигания может быть подвергнут опережению относительно второй величины смещения, а во втором режиме одна или более электрических нагрузок могут быть сброшены так, чтобы напряжение и/или ток, поступающие на обмотку возбуждения генератора переменного тока, можно было уменьшить. Если заряженность аккумулятора меньше, чем порог, и частота вращения двигателя больше, чем требуемый диапазон частот вращения, то в третьем режиме аккумулятор может заряжаться, а момент зажигания может подвергаться запаздыванию относительно номинального значения. Однако в четвертом режиме, если заряженность аккумулятора меньше, чем порог, и при этом частота вращения двигателя меньше, чем требуемый диапазон частот вращения, напряжение и/или ток, поступающие на обмотку возбуждения генератора переменного тока, могут быть уменьшены. В связи с этим одно или более из зарядки аккумулятора и питания электрических нагрузок могут быть уменьшены и/или приостановлены. Иными словами, ток, отдаваемый генератором переменного тока, может быть уменьшен в четвертом режиме, и в связи с этим мощность, подаваемая на аккумулятор или различные электрические устройства, или на аккумулятор и электрические устройства, может быть уменьшена. В связи с этим в четвертом режиме, когда частота вращения двигателя меньше, чем требуемый диапазон частот вращения при холостом ходе, аккумулятор может не заряжаться в течение некоторого интервала времени.
Таким образом, в первом, втором и четвертом режимах аккумулятор может не заряжаться в течение всего или только части временного интервала холостого хода двигателя. Кроме того, зарядка аккумулятора при холостом ходе может продолжаться в течение временного интервала холостого хода двигателя, только если заряженность аккумулятора ниже порога, а электрические нагрузки не доступны для сброса. В дополнение к этому момент зажигания может быть подвергнут запаздыванию до величины смещения при холостом ходе двигателя, только если зарядка аккумулятора запрещена (например, аккумулятор полностью заряжен) и электрическая нагрузка недоступна для сброса.
Таким образом, способ может включать в себя: при замедлении транспортного средства, приводимого в движение двигателем, перезарядку аккумулятора при помощи генератора переменного тока с приводом от указанного двигателя; и при управлении оборотами холостого хода двигателя, когда частота вращения двигателя меньше требуемой, уменьшение электрической энергии выбранных устройств в первом режиме и смещение уставки требуемого момента зажигания двигателя к новой уставке, когда частота вращения двигателя выше требуемой, во втором режиме. Управление оборотами холостого хода может начаться при замедлении указанного транспортного средства до заданной скорости. Способ может дополнительно включать в себя увеличение крутящего момента генератора переменного тока во время указанного замедления транспортного средства для обеспечения дополнительного усилия торможения для указанного транспортного средства, при этом увеличение крутящего момента генератора переменного тока включает в себя увеличение электрической энергии, прикладываемой к обмотке возбуждения ротора указанного генератора переменного тока. Способ может дополнительно включать в себя уменьшение крутящего момента генератора переменного тока при уменьшении электрической энергии выбранных устройств в первом режиме, и при этом уменьшение крутящего момента генератора переменного тока включает в себя уменьшение электрической энергии, прикладываемой к обмотке возбуждения ротора указанного генератора переменного тока. Кроме того, способ может включать в себя, при частоте вращения двигателя большей, чем требуемая, установку момента зажигания с запаздыванием относительно требуемого момента зажигания двигателя в первом режиме, и установку момента зажигания с запаздыванием дальше относительно новой уставки во втором режиме. Указанные выбранные устройства могут представлять собой те электрические устройства, отключение или подача пониженной электрической энергии на которые были бы не ощутимы для водителя, при этом указанные устройства включают в себя одно или более из следующих: вентиляторы системы охлаждения, насосы и нагреватели. Способ может дополнительно включать в себя перемещение дросселя, присоединенного к указанному двигателю, для управления потоком воздуха, всасываемого в указанный двигатель, к полностью открытому положению, когда частота вращения указанного двигателя меньше требуемой. Способ может дополнительно включать в себя перемещение дросселя, присоединенного к указанному двигателю, для управления потоком воздуха, всасываемого в указанный двигатель, к полностью закрытому положению, когда частота вращения указанного двигателя выше требуемой.
Таким образом, способ может включать в себя управление оборотами холостого хода двигателя, присоединенного к генератору переменного тока, который подает электрическую энергию, подаваемой на различные электрические устройства в транспортном средстве, приводимом в движение указанным двигателем. Способ может включать в себя активацию первого режима указанного управления оборотами холостого хода двигателя, когда понижение или отключение электрической энергии, подаваемой на выбранные устройства из числа указанных электрических устройств, будет ощутимым для водителя транспортного средства; в указанном первом режиме управления оборотами холостого хода двигателя смещают установившуюся величину момента зажигания указанного двигателя в направлении запаздывания до смещенной величины запаздывания, и, при указанной частоте вращения двигателя, меньшей, чем требуемая, обеспечивают опережение момента зажигания относительно смещенной величины запаздывания, а при указанной частоте вращения двигателя, большей, чем требуемая, обеспечивают запаздывание указанного момента зажигания относительно указанной смещенной величины запаздывания. Способ может дополнительно включать в себя активацию второго режима указанного управления оборотами холостого хода двигателя, когда понижение или отключение электрической энергии, подаваемой на указанные выбранные электрические устройства, не будет ощутимым для водителя транспортного средства; и в указанном втором режиме управления оборотами холостого хода двигателя устраняют указанную смещенную величину запаздывания и отключают или понижают электрическую энергию, подаваемую на указанные выбранные устройства при указанной частоте вращения двигателя, меньшей, чем требуемая, и обеспечивают запаздывание указанного момента зажигания относительно указанной установившейся величины момента зажигания при частоте вращения двигателя, большей, чем требуемая. Способ может также включать в себя регулирование тока возбуждения в указанном генераторе переменного тока для управления крутящим моментом указанного генератора переменного тока и током, отдаваемым указанным генератором переменного тока. Регулирование тока возбуждения может включать в себя регулирование указанного тока возбуждения для уменьшения крутящего момента генератора переменного тока и увеличения крутящего момента двигателя после указанного отключения электрической энергии, подаваемой на указанные выбранные электрические устройства, во втором режиме управления оборотами холостого хода двигателя. Выбранные электрические устройства могут представлять собой те электрические устройства, отключение или подача пониженной электрической энергии на которые были бы не ощутимы для водителя, при этом указанные устройства включают в себя одно или более из следующих: вентиляторы системы охлаждения, насосы и нагреватели. Способ может дополнительно включать в себя перемещение дросселя, присоединенного к указанному двигателю, для управления потоком воздуха, всасываемого в указанный двигатель, к полностью открытому положению, когда частота вращения указанного двигателя меньше требуемой, и перемещение указанного дросселя к закрытому положению, когда частота вращения указанного двигателя выше требуемой. Способ может дополнительно включать в себя зарядку аккумулятора указанного транспортного средства при помощи тока, обеспечиваемого генератором переменного тока указанного транспортного средства, когда заряженность аккумулятора падает ниже порога, но уменьшение тока, подаваемого на указанный аккумулятор в первом режиме управления оборотами холостого хода двигателя, когда частота вращения двигателя меньше требуемой. Уменьшение тока, подаваемого на аккумулятор, может включать в себя уменьшение крутящего момента генератора переменного тока путем уменьшения электрической энергии, прикладываемой к обмотке возбуждения ротора генератора переменного тока.
Таким образом, способ может включать в себя, при замедлении транспортного средства, приводимого в движение двигателем, перезарядку аккумулятора при помощи генератора переменного тока с приводом от указанного двигателя; инициирование управления оборотами холостого хода указанного двигателя при замедлении указанного транспортного средства до заданной скорости; разрешение зарядки указанного аккумулятора при холостом ходе при падении заряженности аккумулятора ниже порога; в первом режиме работы, смещение номинального момента зажигания указанного двигателя в направлении запаздывания до номинальной величины смещения и, при указанной частоте вращения двигателя, меньшей, чем требуемая, установку указанного момента зажигания с опережением относительно указанной номинальной величины смещения и, при указанной частоте вращения двигателя, большей, чем требуемая, установку указанного момента зажигания с запаздыванием относительно указанной номинальной величины смещения. Способ может дополнительно включать в себя в указанном втором режиме работы, когда понижение электрической энергии, подаваемой на выбранные электрические устройства, не будет ощутимым для водителя указанного транспортного средства, отключение указанной электрической энергии, подаваемой на указанные выбранные электрические устройства, при частоте вращения двигателя, меньшей, чем требуемая, и установку момента зажигания указанного двигателя с запаздыванием относительно указанного номинального момента зажигания при частоте вращения двигателя, большей, чем требуемая. Номинальный момент зажигания может соответствовать моменту зажигания в установившемся режиме, а указанный смещенный момент зажигания устанавливают, чтобы обеспечить возможность опережения указанного момента зажигания без возбуждения детонационного стука при зажигании в указанном двигателе. Способ может дополнительно включать в себя регулирование напряжения, обеспечиваемого указанным генератором переменного тока, причем указанное регулирование напряжения вызывает уменьшение крутящего момента указанного генератора переменного тока и соответствующее увеличение крутящего момента, обеспечиваемого указанным двигателем, в ответ на указанное отключение электрической энергии, подаваемой на указанные выбранные электрические устройства. Способ может также включать в себя регулирование тока возбуждения в указанном генераторе переменного тока для управления крутящим моментом указанного генератора переменного тока. Способ может дополнительно включать в себя увеличение крутящего момента генератора переменного тока во время указанного замедления транспортного средства для обеспечения дополнительного усилия торможения для указанного транспортного средства, при этом увеличение крутящего момента генератора переменного тока включает в себя увеличение электрической энергии, прикладываемой к обмотке ротора указанного генератора переменного тока.
Таким образом, способ для двигателя может включать в себя зарядку аккумулятора при замедлении транспортного средства и поддержание частоты вращения двигателя в пределах требуемого диапазона частот вращения двигателя при холостом ходе двигателя. При замедлении транспортного средства напряжение и/или ток, поступающие на обмотку возбуждения генератора переменного тока, могут быть увеличены так, чтобы крутящий момент генератора переменного тока и, тем самым, нагрузка, оказываемая на двигатель генератором, могли быть увеличены. Таким образом, технический эффект обеспечения усилия торможения для транспортного средства может быть достигнут путем увеличения напряжения и/или тока, поступающих на обмотку возбуждения генератора переменного тока при замедлении транспортного средства. Кроме того, ток, отдаваемый генератором переменного тока, может возрасти в ответ на увеличение напряжения и/или тока, поступающих на обмотку возбуждения генератора переменного тока. Этот дополнительный ток может подаваться на аккумулятор для зарядки аккумулятора при замедлении транспортного средства. В связи с этим другой технический эффект зарядки аккумулятора при замедлении транспортного средства достигается путем увеличения напряжения и/или тока, поступающих на обмотку возбуждения генератора переменного тока. При холостом ходе двигателя частота вращения двигателя может поддерживаться в пределах требуемого диапазона частот вращения двигателя. Конкретно, момент зажигания двигателя может подвергаться запаздыванию, если частота вращения двигателя возрастает с превышением порога, чтобы снизить эффективность двигателя и уменьшить частоту вращения двигателя. И наоборот, если частота вращения двигателя падает более, чем на пороговую величину вследствие увеличения нагрузки двигателя, различные электрические нагрузки могут быть сброшены с целью уменьшения нагрузки, прикладываемой к двигателю генератором переменного тока. Иными словами, если кратковременное прерывание работы одного или более электрических устройств не ощутимо для пользователя, питание этих устройств может быть кратковременно прервано, и ток генератора переменного тока может быть уменьшен путем уменьшения напряжения и/или тока, поступающих на обмотку возбуждения генератора переменного тока. Если прерывание работы по меньшей мере одного из электрических устройств будет заметным для пользователя, и зарядка аккумулятора будет запрещена при холостом ходе, то момент зажигания может быть подвергнут запаздыванию до величины смещения. Момент зажигания может быть подвергнут запаздыванию до величины смещения так, чтобы если потребуется дополнительный крутящий момент двигателя вследствие уменьшения частоты вращения двигателя при холостом ходе, момент зажигания можно было подвергнуть опережению, не достигая точки, за которой возбуждается детонационный стук двигателя. Однако установка момента зажигания с запаздыванием может приводить к менее эффективной работе двигателя и потреблению большего количества топлива по сравнению с ситуацией, когда момент зажигания не подвергается запаздыванию. Таким образом, еще один технический эффект увеличения топливной экономичности при холостом ходе двигателя достигается путем установки момента зажигания без запаздывания и уменьшения напряжения и/или тока, поступающих на обмотку возбуждения генератора переменного тока, если частота вращения двигателя падает ниже требуемого диапазон частот вращения двигателя. Таким образом, путем использования генератора переменного тока вместо момента зажигания в качестве средства увеличения крутящего момента двигателя при падении частоты вращения двигателя ниже требуемого диапазона частот вращения двигателя потребление топлива двигателем при холостом ходе может быть уменьшено. Иными словами, при холостом ходе двигателя момент зажигания может не подвергаться запаздыванию, и для компенсации падения частоты вращения двигателя при холостом ходе может быть уменьшен крутящий момент генератора переменного тока.
Следует отметить, что включенные в настоящую заявку примеры алгоритмов управления и оценки могут использоваться с разнообразными конфигурациями систем двигателей и/или транспортных средств. Раскрытые в настоящей заявке способы и алгоритмы управления могут храниться в виде исполняемых инструкций в долговременной памяти и выполняться системой управления, включающей в себя контроллер в сочетании с различными датчиками, исполнительными механизмами и другим оборудованием двигателя. Раскрытые в настоящей заявке конкретные алгоритмы могут представлять собой одну или любое количество стратегий обработки, таких как управляемые событиями, управляемые прерываниями, многозадачные, многопотоковые и т.д. Таким образом, проиллюстрированные разнообразные действия, операции и/или функции могут выполняться в указанной последовательности, параллельно, а в некоторых случаях - могут опускаться. Точно так же указанный порядок обработки не обязательно требуется для достижения отличительных особенностей и преимуществ описываемых здесь вариантов осуществления изобретения, но служит для удобства иллюстрирования и описания. Одно или несколько из иллюстрируемых действий, операций и/или функций могут выполняться повторно в зависимости от конкретной применяемой стратегии. Кроме того, раскрытые действия, операции и/или функции могут графически изображать код, программируемый в долговременной памяти машиночитаемого носителя данных в системе управления двигателем, причем раскрытые действия реализуются путем выполнения команд в системе, включающей в себя различные компоненты оборудования двигателя в сочетании с электронным контроллером.
Следует понимать, что раскрытые в настоящем описании конфигурации и программы по своей сути являются лишь примерами, и что конкретные варианты осуществления не должны рассматриваться в ограничительном смысле, ибо возможны разнообразные их модификации. Например, вышеизложенная технология может быть применена к двигателям со схемами расположения цилиндров V-6, I-4, I-6, V-12, в схеме с 4-мя оппозитными цилиндрами и в двигателях других типов. Предмет настоящего изобретения включает в себя все новые и неочевидные комбинации и подкомбинации различных систем и схем, а также других отличительных признаков, функций и/или свойств, раскрытых в настоящем описании.
В нижеследующей формуле изобретения, в частности, указаны определенные комбинации и подкомбинации компонентов, которые считаются новыми и неочевидными. В таких пунктах формулы ссылка может быть сделана на «один» элемент или «первый» элемент или на эквивалентный термин. Следует понимать, что такие пункты могут включать в себя один или более указанных элементов, не требуя и не исключая двух или более таких элементов. Иные комбинации и подкомбинации раскрытых отличительных признаков, функций, элементов или свойств могут быть включены в формулу путем изменения имеющихся пунктов или путем представления новых пунктов формулы в настоящей или родственной заявке. Такие пункты формулы изобретения, независимо от того, являются они более широкими, более узкими, эквивалентными или отличающимися в отношении объема идеи первоначальной формулы изобретения, также считаются включенными в предмет настоящего изобретения.