СПОСОБ (ВАРИАНТЫ) И СИСТЕМА ДЛЯ ВЫБОРА ОКТАНОВОГО ЧИСЛА ТОПЛИВА
METHOD (VERSIONS) AND SYSTEM FOR SELECTING FUEL OCTANE NUMBER

Область техники
Настоящее изобретение относится, в целом, к способам и системам для отображения водителю автомобиля вариантов октанового числа топлива с тем, чтобы водитель мог сделать более обоснованный выбор топлива.
Уровень техники/Сущность изобретения
Продаваемое бензиновое топливо может иметь множество различных октановых чисел. Более высокооктановые топлива обычно более устойчивы к детонации, чем более низкооктановые топлива. Детонация - это звук стука, производимый двигателем и вызванный резким ростом давления в цилиндре, являющимся результатом воспламенения отработавших газов в цилиндре через повышенные температуры и давления в цилиндре из-за фронта пламени, создаваемого через распространение воспламенения от искры по цилиндру. Детонация может вызвать ухудшение характеристик двигателя, и часто нежелательна при повышенных нагрузках. Детонация может наиболее часто происходить при повышенных частотах вращения и крутящих моментах двигателя, так как температуры стенки цилиндра и температуры воздушно-топливной смеси в цилиндре обычно растут при повышенных частотах вращения и крутящих моментах двигателя. Степень сжатия двигателя, вероятно, также влияет на его склонность к детонации. Например, двигатель, имеющий более высокую степень сжатия, возможно, будет более подверженным детонации, чем двигатель с более низкой степенью сжатия. Более высокооктановое топливо обычно рекомендовано производителем автомобилей для уменьшения вероятности детонации в некоторых автомобилях, однако, повышенное октановое число обычно повышает расходы на эксплуатацию автомобиля, так как более высокооктановое топливо часто является более дорогим, чем топливо с более низким октановым числом. Тем не менее, если автомобиль не эксплуатируется при повышенных частотах вращения и крутящих моментах двигателя, повышенная стоимость более высокооктанового топлива будет неоправданной, так как автомобиль, вероятно, не будет детонировать при более низких частотах вращения и крутящих моментах.
Авторы настоящего изобретения признают вышеупомянутую проблему и разработали способ для автомобиля, содержащий: получение эксплуатационной информации по двигателю от датчиков; расчет, по существу, в то же самое время, стоимости единицы пройденного автомобилем расстояния для более высокооктанового топлива и более низкооктанового топлива на основе эксплуатационной информации по двигателю; и отображение стоимости единицы пройденного автомобилем расстояния для более высокооктанового топлива и более низкооктанового топлива в то же самое время.
Получение прошлой или будущей информации по автомобилю и расчет стоимости единицы пройденного автомобилем расстояния для более низкооктанового и более высокооктанового топлив обеспечивает возможность предоставления технического результата по сокращению стоимости эксплуатации автомобиля, при этом, одновременно уменьшая вероятность детонации двигателя. Например, значения частоты вращения двигателя, значения крутящего момента, а также затраченное время при этих частотах вращения и крутящих моментах по маршруту движения можно сохранять в память или рассчитывать на основе предельной дорожной скорости. Значения крутящего момента и значения частоты вращения двигателя служат указателями для функций или таблиц удельного расхода топлива (УРТ) для более высокооктанового и более низкооктанового топлив, которые выдают расход топлива за единицу времени (например, галлоны/час или литры/час) при конкретных значениях частоты вращения и крутящего момента. Выдаваемые таблицей значения умножаются на время эксплуатации двигателя при конкретных частоте вращения и крутящем моменте для определения расходуемых количеств топлива при работе двигателя на более высокооктановом топливе и более низкооктановом топливе. Рассчитанные количества расхода более высокооктанового и более низкооктанового топлива умножаются на стоимость единицы объема топлива (например, $4.00/галлон) для предоставления расчетной стоимости топлива, расходуемого на прохождение маршрута. Расчетная стоимость топлива с более высоким и более низким октановыми числами, расходуемого на прохождение маршрута, делится на расстояние маршрута передвижения для определения стоимостей топлива на единицу пройденного расстояния для более низкооктанового и более высокооктанового топлив. Расчетная стоимость топлива для эксплуатации автомобиля на маршруте передвижения для более высокооктанового и более низкооктанового топлива может показываться водителю или использоваться для контроллера автомобиля для выбора топлива из топливного насоса. Таким образом, водителю или контроллеру автомобиля предоставляется информация для того, чтобы сделать обоснованный выбор топливного октанового числа.
Настоящее изобретение может обеспечить ряд преимуществ. Например, данный подход может сократить расходы на эксплуатацию автомобиля. Кроме того, данный подход может обеспечить водителя индикацией того, что на маршруте передвижения возможно возникновение детонации двигателя при предоставлении автомобилю более низкооктанового топлива. К тому же, данный подход может учитывать текущую погоду и будущую погоду при определении эксплуатационной стоимости автомобиля с более высокооктановым и боле низкооктановым топливами.
Вышеуказанные преимущества и другие преимущества, а также признаки настоящего изобретения станут очевидно выраженными из последующего Подробного Раскрытия, взятые по отдельности или в сочетании с сопровождающими чертежами.
Следует понимать, что представленная выше сущность изобретения предназначена для ознакомления в упрощенной форме с выбором концепций, которые описаны ниже в подробном раскрытии. Она не предназначена для идентификации ключевых или основных признаков заявленного предмета изобретения, объем которого однозначно определяется пунктами формулы изобретения, следующими после подробного раскрытия. Кроме того, заявленный предмет изобретения не ограничивается осуществлениями, которые устраняют какие-либо из вышеуказанных недостатков, или в какой-либо части данного изобретения.
Краткое описание чертежей
На фиг. 1 показан пример автомобиля, который может содержаться в системах и способах, раскрытых в настоящем документе;
на фиг. 2А показана примерная приборная панель автомобиля с дисплеем водителя;
на фиг. 2В показан примерный дисплей для представления вариантов автомобильного топлива водителю или пассажиру автомобиля;
на фиг. 3 показан примерный двигатель с цилиндром для автомобиля, показанного на фиг. 1
на фиг. 4 показана примерная схема трансмиссии для автомобиля, показанного на фиг. 1, и содержащего двигатель, показанный на фиг. 3;
на фиг. 5 показан примерный способ для представления и выбора вариантов автомобильного топлива для топлив с более высоким или менее высоким октановыми числами; и
на фиг. 6 показан примерный способ для эксплуатации двигателя в сочетании со способом, показанным на фиг. 5.
Подробное раскрытие
Следующее раскрытие относится к системам и способам для представления вариантов и выбора топлива, имеющего более высокое или более низкое октановое число на основе прошлого или будущего маршрута передвижения. На фиг. 1 показан пример автомобиля, для которого можно рассчитать расходы на эксплуатацию автомобиля с более высокооктановым и более низкооктановым топливом на указанном маршруте передвижения. Примерная дисплейная панель для представления расчетных расходов на эксплуатацию автомобиля показана на фиг. 2А и фиг. 2В. Автомобиль, показанный на фиг. 1, может содержать двигатель и трансмиссию, как показано на фиг. 3 и фиг. 4. Способ для представления и выбора вариантов подачи топлива в автомобиль для топлив, имеющих более высокое и более низкое октановое число на основе прошлого и будущего маршрута движения, показан на фиг. 5. Способ, показанный на фиг. 5, может быть исполнен через контроллер, как часть системы, показанной на фигурах 1-4. В заключение, на фиг. 6 показан примерный способ для эксплуатации двигателя на основе и в соответствии со способом, показанным на фиг. 5.
Теперь рассмотрим фиг. 1, на котором автомобиль 100 содержит передатчик и приемник для посылки и приема данных. Автомобиль 100 может получать информацию о погоде, включая прогнозы будущей погоды от спутниковых передатчиков 102 и/или стационарных наземных передатчиков 104. Автомобиль 100 может также принимать и посылать данные на внешний топливный насос 110 через передатчик/приемник 112 внешнего топливного насоса. В одном из примеров, автомобиль 100 может определенным образом запрашивать внешний топливный насос 110 подавать более высокооктановое или более низкооктановое топливо в ответ на расчетную стоимость топлива для прохождения заданного маршрута передвижения. Внешний топливный насос 110 может передавать стоимость топлива и имеющиеся в наличии типы топлива (например, имеющиеся в наличии октановые числа топлива, такие как октановое число 87, октановое число 89, и октановое число 92) автомобилю 100.
Теперь рассмотрим фиг. 2А, на котором показана примерная дисплейная панель для отображения расчетных эксплуатационных расходов на автомобиль для эксплуатации автомобиля на более высокооктановом и более низкооктановом топливах. Приборная панель 200 содержит воздуховоды 208, рулевое колесо 204, вводы 210 управления, и дисплей 202. Дисплей 202 может предоставлять расчетную эксплуатационную стоимость автомобиля, как показано на фиг. 6, наряду с другой информацией по автомобилю, такой как навигационная информация и условия эксплуатации автомобиля. Дисплей 202 может быть электрически связан с контроллером, таким как контроллер 312, показанный на фиг. 3. Дисплей 202 предоставляет визуальную информацию водителю или пассажирам в салоне и, в некоторых примерах, он может получать ввод от водителя или пассажиров автомобиля.
Теперь рассмотрим фиг. 2В, на котором показан примерный дисплей 202 из фиг. 2А. Дисплей 202 может быть исполнен с возможностью показа стоимости 252 высокооктанового топлива, стоимости 254 низкооктанового топлива, стоимости единицы пройденного автомобилем расстояния для эксплуатации автомобиля из фигур 1-4 на более высокооктановом топливе 262, стоимости единицы пройденного автомобилем расстояния для эксплуатации автомобиля из фигур 1-4 на более низкооктановом топливе 264. В других примерах, дисплей 202 может предоставлять расчетную стоимость поездки при эксплуатации автомобиля с более высокооктановым топливом и расчетную стоимость поездки при эксплуатации автомобиля с более низкооктановым топливом.
Теперь рассмотрим фиг. 3, на котором показана схематическая диаграмма, представляющая один цилиндр многоцилиндрового двигателя 330 в системе 300 двигателя. Двигатель 330 может регулироваться, по меньшей мере, частично системой управления, содержащей контроллер 312 и вводом от оператора 382 автомобиля через устройство 380 ввода. В этом примере устройство 380 ввода содержит педаль акселератора и датчик 384 положения педали для генерации сигнала, пропорционального положению педали.
Камера 332 сгорания двигателя 330 может содержать цилиндр, образованный стенками 334 цилиндра с расположенным внутри поршнем 336. Поршень 336 может быть соединен с коленчатым валом 340 таким образом, что возвратно-поступательное движение поршня переводится во вращательное движение коленчатого вала. Коленчатый вал 340 может быть соединен с, по меньшей мере, одним приводным колесом автомобиля через систему промежуточной трансмиссии. Кроме того, стартерный мотор может быть соединен с коленчатым валом 340 через маховик для обеспечения запуска двигателя 330.
Камера 332 сгорания может принимать воздух на впуске из впускного коллектора 344 через впускной канал 342 и выпускать выделяющиеся при горении газы через выпускной канал 348. Впускной коллектор 344 и выпускной канал 348 могут выборочно соединяться с камерой 332 сгорания через соответствующие впускной клапан 352 и выпускной клапан 354. В некоторых примерах, камера 332 сгорания может содержать два или более впускных клапанов и/или два или более выпускных клапанов.
В данном примере, регулировка впускного клапана 352 и выпускного клапана 354 может осуществляться кулачковым приводом с помощью соответствующих систем 351 и 353 кулачкового привода. Каждая из систем 351 и 353 кулачкового привода может содержать один или более кулачков и использовать одну или более из систем переключения профилей кулачков (ППК, CPS), изменения фаз кулачков (ИФК, VCT), изменения фаз газораспределения (ИФГ, VVT), и/или изменения подъема клапана (ИПК, VVL), которые могут управляться контроллером 312 для изменения работы клапана. Положение впускного клапана 352 и выпускного клапана 354 можно определить с помощью датчиков 355 и 357 положения, соответственно. В альтернативных примерах, впускной клапан 352 и/или выпускной клапан 354 могут регулироваться с помощью электропривода клапанов. Например, цилиндр 332 может альтернативно содержать впускной клапан, регулируемый электроприводом клапанов и выпускной клапан, регулируемый кулачковым приводом, содержащим системы ППК (CPS) и/или ИФК (VCT).
Топливный инжектор 369 показан соединенным напрямую с камерой 332 сгорания для непосредственного впрыска туда топлива соразмерно ширине импульса сигнала, полученного от контроллера 312. Таким образом, топливный инжектор 369 обеспечивает так называемый прямой впрыск топлива в камеру 332 сгорания. Топливный инжектор может быть установлен в боковой части камеры сгорания или, например, в верхней части камеры сгорания. Топливо может доставляться в топливный инжектор 369 с помощью топливной системы (не показана), содержащей топливный бак, топливный насос, и топливную рампу. В некоторых примерах, камера 332 может альтернативно или дополнительно содержать топливный инжектор, расположенный во впускном коллекторе 344 в конфигурации, обеспечивающей так называемый точечный впрыск топлива во впускное окно выше по потоку от камеры 332 сгорания.
Подача искры в камеру 332 сгорания осуществляется свечой 366 зажигания. Система зажигания может дополнительно содержать катушку зажигания (не показана) для повышения напряжения, подаваемого на свечу 366 зажигания. В других примерах, таких как дизель, свеча 366 зажигания может не использоваться.
Впускной канал 342 может содержать дроссель 362, имеющий дроссельную заслонку. В данном конкретном примере, угол поворота дроссельной заслонки 364 может изменяться контроллером 312 через сигнал, подаваемый на электрический мотор или исполнительный механизм, относящийся к дросселю 362 - такую конфигурацию обычно называют электронной регулировкой дросселя (ЭРД, ETC). Таким образом, дроссель 362 может использоваться для изменения подачи впускного воздуха в камеру 332 сгорания среди других цилиндров двигателя. Угол поворота дроссельной заслонки 364 может предоставляться контроллеру 312 посредством сигнала угла поворота дросселя. Впускной канал 342 может содержать датчик 320 массового расхода воздуха и датчик 322 давления воздуха в коллекторе для измерения количества воздуха, поступающего в двигатель 330.
Датчик 359 отработавших газов показан соединенным с выпускным каналом 348 выше по потоку от устройства 370 контроля загрязнения в соответствии с направлением потока отработавших газов. Датчик 359 может быть любым подходящим датчиком для обеспечения индикации воздушно-топливного отношения отработавших газов, таким как линейный датчик кислорода или УДКОГ (UEGO) (универсальный или широкополосный датчик кислорода в отработавших газах), датчик кислорода с двумя состояниями ДКОГ (EGO), НДКОГ HEGO (нагреваемый ДКОГ (EGO)), датчик оксидов азота (NOx), НС, или СО. В одном из примеров, датчик 359 отработавших газов, расположенный выше по потоку, является датчиком УДКОГ (UEGO), выполненным с возможностью обеспечения вывода сигналов, таких как сигнал напряжения, который пропорционален количеству кислорода, присутствующего в отработавших газах. Контроллер 312 преобразует выходной сигнал датчика кислорода в воздушно-топливное отношение отработавших газов с помощью функции преобразования в датчике кислорода.
Устройство 370 контроля загрязнения показано расположенным вдоль выпускного канала 348 ниже по потоку от датчика 359 отработавших газов. Устройство 370 может быть тройным катализатором ТК (TWC), уловителем NOx, любыми другими устройствами контроля загрязнения, или их комбинациями. В некоторых примерах, во время работы двигателя 330 устройство 370 контроля загрязнения может периодически переустанавливаться, управляя по меньшей мере одним цилиндром двигателя в пределах определенного воздушно-топливного отношения.
Контроллер 312 показан на фиг. 3 в виде микрокомпьютера, содержащего микропроцессорное устройство (МПУ) 302, порты 304 ввода/вывода, электронный накопитель для исполняемых программ и калибровочных значений в виде чипа 306 постоянного запоминающего устройства (ПЗУ) (например, долговременной памяти) в данном конкретном примере, оперативное запоминающее устройство (ОЗУ) 308, энергонезависимое запоминающее устройство (ЭЗУ) 310, и шину данных. Контроллер 312, в дополнение к ранее упомянутым сигналам, может принимать различные сигналы от датчиков, подсоединенных к двигателю 330, содержащие измерения массового расхода засосанного воздуха (МРВ, MAF) от датчика 320 массового расхода воздуха, температуры хладагента двигателя (ТХД, ЕСТ) от датчика 323 температуры, соединенного с рукавом 314 охлаждения; датчика 322 детонации; сигнал положения двигателя отдатчика 318 Холла (или другого типа), измеряющего положение коленчатого вала 340; положение дросселя от датчика 365 положения дросселя; и сигнал абсолютного давления в коллекторе (АДК, MAP) от датчика 322. Сигнал частоты вращения двигателя может генерироваться контроллером 312 от датчика 318 положения коленчатого вала. Сигнал давления в коллекторе также обеспечивает индикацию вакуума или давления во впускном коллекторе 344. Следует отметить, что могут быть использованы различные комбинации вышеуказанных датчиков, таких как датчик массового расхода воздуха без датчика абсолютного давления в коллекторе, или наоборот. Во время работы двигателя, крутящий момент двигателя может быть выведен из выходного сигнала абсолютного давления в коллекторе от датчика 322 и частоты вращения двигателя. Кроме того, этот датчик, наряду с зарегистрированной частотой вращения двигателя, может быть основой для расчета загрузки смеси (содержащей воздух), засасываемой в цилиндр. В одном из примеров, датчик 318 положения коленчатого вала, который также используется в качестве датчика частоты вращения двигателя, может выдавать заданное число равномерно распределенных импульсов на каждый оборот коленчатого вала.
Носитель 306 с постоянным запоминающим устройством может быть запрограммирован машиночитаемыми данными, представляющими команды в долговременной памяти, исполняемые процессором 302 для осуществления раскрытых ниже способов, а также других предполагаемых, но конкретно не перечисленных вариантов.
Во время работы каждый цилиндр внутри двигателя 330, как правило, проходит четырехтактный цикл, который содержит такт впуска, такт сжатия, такт расширения, и такт выпуска. Во время такта впуска, как правило, выпускной клапан 354 закрывается, а впускной клапан 352 открывается. Воздух вводится в камеру 332 сгорания через впускной коллектор 344, при этом поршень 336 перемещается к нижней части цилиндра таким образом, чтобы увеличить объем внутри камеры 332 сгорания. Положение, при котором поршень 336 находится в нижней части цилиндра и в конце своего хода (например, когда камера 332 сгорания имеет наибольший объем) обычно называется специалистами в данной области нижней мертвой точкой (НМТ, BDC).
Во время такта сжатия, впускной клапан 352 и выпускной клапан 354 закрыты. Поршень 336 перемещается к головке цилиндра таким образом, чтобы сжимать воздух внутри камеры 332 сгорания. Точка, в которой поршень 336 находится в конце своего хода и ближе всего к головке цилиндра (например, когда камера 332 сгорания имеет наименьший объем) обычно называется специалистами в данной области верхней мертвой точкой (ВМТ, TDC). В процессе, называемом в дальнейшем впрыском, топливо вводится в камеру сгорания. В процессе, называемом в дальнейшем зажиганием, впрыскиваемое топливо воспламеняется известными способами зажигания, такими как свеча 366 зажигания, приводящими к возгоранию.
Во время такта расширения, расширяющиеся газы толкают поршень 336 назад к НМТ (BDC). Коленчатый вал 340 преобразует движение поршня во вращательный крутящий момент вращающегося вала. Наконец, во время такта выпуска, выпускной клапан 354 открывается для выпуска сгоревшей воздушно-топливной смеси в выпускной коллектор 348, и поршень возвращается в ВМТ (TDC). Следует отметить, что вышеизложенное приведено лишь в качестве примера, и что регулирование фаз открытия и/или закрытия впускного и выпускного клапанов может изменяться для того, чтобы обеспечить положительное или отрицательное перекрытие клапанов, позднее закрытие впускного клапана, или различные другие примеры.
Как было описано выше, на фиг. 3 показан только один цилиндр многоцилиндрового двигателя, при этом каждый цилиндр, может таким же образом содержать свой собственный набор впускного/выпускного клапанов, топливный инжектор, свечу зажигания и т.д.
Теперь рассмотрим фиг. 4, на котором показана схема силовой передачи 400 автомобиля. Силовая передача 400 может приводиться в действие двигателем 330. В одном из примеров, двигатель 330 может быть бензиновым двигателем. В альтернативных примерах, могут использоваться другие конфигурации двигателя, например, дизельный двигатель. Двигатель 330 может быть запущен пусковой системой двигателя (не показана). Кроме того, двигатель 330 может генерировать или регулировать крутящий момент через исполнительный механизм 404 передачи крутящего момента, такой как топливный инжектор, дроссель, и т.д.
Крутящий момент на выходе двигателя может быть передан в гидротрансформатор 406 для привода автоматической коробки 408 передач с привлечением одной или более муфт сцепления, содержащих муфту 410 переднего хода, и где гидротрансформатор может рассматриваться как компонент коробки передач. Гидротрансформатор 406 содержит насосное колесо 420, передающее крутящий момент турбинному колесу 422 через гидравлическую текучую среду. Для изменения передаточного отношения между двигателем и колесами 414 автомобиля могут быть задействованы одна или более муфт сцепления. Выход гидротрансформатора 406 может, может в свою очередь регулироваться блокировочной муфтой 412 гидротрансформатора (ГТ). Таким образом, когда блокировочная муфта 412 гидротрансформатора полностью выключена, гидротрансформатор 406 передает крутящий момент автоматической коробке 408 передач через передачу текучей среды между турбинным колесом 422 гидротрансформатора и насосным колесом 420 гидротрансформатора, тем самым обеспечивая умножение крутящего момента. В то же время, когда блокировочная муфта 412 гидротрансформатора полностью включена, крутящий момент на выходе двигателя передается непосредственно через муфту 412 гидротрансформатора ведущему валу (не показан) коробки 408 передач. В качестве альтернативы, муфта 412 гидротрансформатора может быть частично включена, позволяя тем самым регулировать величину крутящего момента, передаваемого коробке передач. Контроллер 312 может быть выполнен с возможностью регулировки величины крутящего момента, передаваемого гидротрансформатором, путем регулировки блокировочной муфты гидротрансформатора в ответ на различные условия эксплуатации двигателя, или на основе запроса водителя на изменение работы двигателя.
Крутящий момент на выходе автоматической коробки 408 передач может в свою очередь передаваться колесам 414 для приведения автомобиля в движение. В частности, автоматическая коробка 408 передач может регулировать входной вращающий момент на ведущем валу (не показан) в соответствии с режимом передвижения автомобиля до передачи выходного вращающего момента колесам. Скорость автомобиля может быть определена с помощью датчика 430 скорости.
Кроме того, колеса 414 могут блокироваться путем включения колесных тормозов 416. В одном из примеров, колесные тормоза 416 могут включаться в ответ на нажатие ноги водителя на педаль тормоза (не показана). Аналогичным образом, колеса 414 могут быть разблокированы путем выключения колесных тормозов 416 в ответ на снятие ноги водителя с педали тормоза.
Механический масляный насос (не показан) может сообщаться по текучей среде с автоматической коробкой 408 передач для обеспечения гидравлического давления для включения различных муфт сцепления, таких как муфта 410 переднего хода и/или блокировочная муфта 412 гидротрансформатора. Механический масляный насос может работать в согласовании с гидротрансформатором 406, и может, например, приводиться в движение за счет вращения двигателя или ведущего вала коробки передач. Таким образом, гидравлическое давление, создаваемое в механическом масляном насосе, может расти при увеличении частоты вращения двигателя, и может уменьшаться при уменьшении частоты вращения двигателя.
Таким образом, система, показанная на фигурах 1-4, предоставляет систему автомобиля, содержащую: автомобиль, и контроллер в автомобиле, содержащий команды в долговременной памяти для расчета, по существу, в то же самое время, стоимости единицы пройденного автомобилем расстояния для более высокооктанового топлива и более низкооктанового топлива на основе будущего маршрута передвижения автомобиля, и команды для отображения в то же самое время стоимости единицы пройденного автомобилем маршрута для более высокооктанового топлива и более низкооктанового топлива. Система содержит, что будущий маршрут передвижения автомобиля основан на текущем местоположении автомобиля и пункте назначения автомобиля, введенными водителем или пассажиром автомобиля. Система содержит, что будущий маршрут передвижения автомобиля основан на маршруте передвижения, сохраненном в памяти контроллера. Система содержит, что сохраненный в памяти контроллера маршрут передвижения содержит значения частоты вращения двигателя и значения крутящего момента двигателя, получаемые на будущем маршруте передвижения автомобиля. Система содержит, что стоимость единицы пройденного расстояния основана на функции удельного расхода топлива двигателем. Система содержит, что стоимость пройденной единицы дополнительно основана на прогнозе будущей погоды.
Теперь рассмотрим фиг. 5, на котором показан способ для выбора топлива с более высокооктановым или более низкооктановым числом. По меньшей мере, части способа на фиг. 5 могут содержаться в исполняемых командах, хранящихся в долговременной памяти контроллера 312, показанного на фиг. 3. Кроме того, части способа на фиг. 5 могут быть выполнены через входы и выходы контроллера 312, работающего на внешних по отношению к себе устройствах и внутри системы и объема устройств, описанных в настоящем документе.
На шаге 502, способ 500 оценивает, является ли анализ топлива активным или требуемым. В одном из примеров, анализ топлива может потребоваться, если водитель хочет определить какое топливо будет более экономичным для эксплуатации автомобиля: более высокооктановое или более низкооктановое. Водитель может определенным образом запросить анализ топлива. В других примерах, анализ топлива может быть активирован в ответ на ввод автозаправочной станции, определенной посредством радиочастотного сигнала автозаправочной станции или системы глобального позиционирования. Способ 500 переходит к шагу 504, если решено, что требуется анализ топлива. В противном случае, способ 500 переходит к выходу.
На шаге 504, способ 500 извлекает и/или запрашивает ввод от водителя или пассажира автомобиля. Способ 500 может запросить от водителя или пассажира автомобиля имеющиеся в наличии типы топлива (например, имеющиеся в наличии октановые числа топлива) и стоимость единицы объема топлива (например, $4.00 за галлон для октанового числа 93, $3.75 за галлон для октанового числа 87). Метод 500 может также запросить от водителя или пассажира автомобиля пункт назначения автомобиля и необходимый уровень динамики (например, высокий или низкий уровень динамики).
Способ 500 может также извлекать данные из памяти или внешних по отношению к автомобилю источников. Например, способ 500 может извлекать данные из предыдущего маршрута движения в памяти. Данные из предыдущего маршрута движения могут содержать, но не ограничиваются этим, частоты вращения и крутящие моменты двигателя, создаваемые во время маршрута движения. Кроме того, из памяти можно извлечь отрезок времени, на котором двигатель и/автомобиль эксплуатировались при данных частотах вращения и крутящих моментах двигателя. В некоторых примерах, способ 500 может получать информацию об имеющемся в наличии топливе (например, имеющихся в наличии октановых числах и стоимостях топлива) от автозаправочных станций или топливных насосов. В одном из примеров, способ 500 получает информацию о топливе в ответ на радиочастотный сигнал, излучаемый топливным насосом или автозаправочной станцией. В других примерах, метод 500 может посылать радиочастотный сигнал автозаправочной станции или топливному насосу, запрашивая информацию о топливе, на основе информации о глобальном местоположении от системы глобального позиционирования. Способ 500 может также получать текущие погодные условия и прогнозы будущей погоды при наличии источников радиоизлучения, таких как спутник, сотовая вышка, и/или широковещательный узел. Погодная информация может содержать фактический и прогнозируемый уровень влажности наряду с фактическим и прогнозируемым атмосферным давлением. Погодная информация может также содержать фактическую и прогнозируемую ежечасную температуру. Полученная погодная информация может относиться к заданному количеству дней в будущем (например, недельный прогноз). Способ 500 переходит к шагу 506 после получения ввода от водителя или пассажира автомобиля и информации или данных из внешних источников или содержимого памяти.
На шаге 506, способ 500 оценивает, известен ли пункт назначения автомобиля. Пункт назначения автомобиля может быть известен, если водитель вводит пункт назначения автомобиля или, если автомобиль движется по частому маршруту, хранящемуся в памяти (например, маршрут на работу, в магазин, или к месту отдыха). Если пункт назначения автомобиля известен, то ответ будет положительным (ДА), и способ перейдет к шагу 522. В противном случае, ответ будет отрицательным (НЕТ), и способ перейдет к шагу 508.
На шаге 508, способ непрерывно контролирует условия эксплуатации автомобиля на маршруте передвижения. В одном из примеров, способ 500 измеряет и контролирует частоту вращения двигателя, крутящий момент двигателя, и время эксплуатации двигателя на конкретных режимах частоты вращения двигателя и крутящего момента двигателя для сохранения в память. Кроме того, способ 500 может измерять и контролировать наружную температуру, пройденное расстояние, атмосферное давление, уровни влажности наружного воздуха для сохранения в память. Эти данные могут измеряться с заданной скоростью (например, раз в секунду). Способ 500 переходит к шагу 510 после начала сбора необходимой информации об автомобиле.
На шаге 510, способ 500 сохраняет измеренные на шаге 508 данные в память. Данные могут сохраняться при заданных временных интервалах (например, каждую секунду). В некоторых примерах, данные могут усредняться на заданном отрезке времени и сохраняться в память. Кроме того, для конкретного пройденного маршрута данные сохраняются в виде отдельной записи или файла. В память могут сохраняться данные о множестве маршрутов передвижения. После сохранения данных в память способ 500 переходит к шагу 512.
На шаге 512, способ 500 рассчитывает количество высокооктанового топлива и количество низкооктанового топлива, которое израсходовал бы двигатель для движения по сохраненному маршруту передвижения, такому как маршрут, по которому автомобиль передвигается в настоящее время. Сохраненный маршрут передвижения может основываться на данных, измеренных и сохраненных на шагах 508 и 510. В одном из примеров, способ 500 рассчитывает количество высокооктанового топлива, которое израсходовал бы двигатель на основе сохраненных частот вращения двигателя, крутящих моментах двигателя, и времени эксплуатации на этих частотах вращения и крутящих моментах. В частности, частоты вращения и крутящий момент двигателя служат указателями для таблиц или функций, которые хранят эмпирически определенные значения удельного расхода топлива двигателем. Расход топлива двигателем может быть выражен в единицах объема на единицу времени (например, галлоны в час). Таким образом, для выбранных частот вращения и крутящих моментов двигателя, таблица или функция выдает скорость, с которой двигатель расходует более высокооктановое топливо. Выдаваемое таблицей значение умножается на отрезок времени, в течение которого двигатель эксплуатируется при выбранных частотах вращения и крутящих моментах двигателя, для определения количества расходуемого топлива. Например, если двигатель приводится в движение на маршруте передвижения при постоянной частоте вращения двигателя 2000 об/мин и постоянном крутящем моменте 75 Нм на протяжении одного часа, таблица УРТ может выдать значение, указывающее, что высокооктанового топлива за час израсходовалось бы 1.5 галлона. В результате, количество расходуемого двигателем топлива на маршруте движения было бы 1.5 галлона топлива, или 1.5⋅1=1.5. Если частота вращения и крутящий момент двигателя изменяются на маршруте движения, топливо, расходуемое на множестве уменьшенных временных интервалах, суммируется, для определения количества топлива, которое рассчитывается израсходовать автомобилем и двигателем. Аналогичный расчет также предоставлен для более низкооктанового топлива на основе таблицы или функции УРТ, для эксплуатации двигателя на более низкооктановом топливе.
Расчеты расхода топлива двигателем также корректируются с учетом наружной температуры, атмосферного давления, и влажности. В одном из примеров, множители для атмосферного давления, наружной температуры, и влажности извлекаются из памяти и перемножаются со значениями, выдаваемыми таблицей или функцией УРТ для более высокооктанового топлива, и значениями, выдаваемыми таблицей или функцией УРТ для более низкооктанового топлива. Кроме того, дополнительный множитель, вводящий поправку на аэродинамику движения автомобиля при более высоких и более низких наружных температурах, умножается на значения, выдаваемые таблицей или функцией УРТ для более высокооктанового топлива, и значения, выдаваемые таблицей или функцией УРТ для более низкооктанового топлива. Таким образом, расчеты расхода топлива автомобилем корректируются с учетом окружающих условий эксплуатации автомобиля. Способ 500 переходит к шагу 514 после определения расчетных количеств более высокооктанового и более низкооктанового топлива для эксплуатации автомобиля на маршруте передвижения.
Кроме того, в некоторых примерах, способ 500 может рассчитать, ожидается ли детонация двигателя на маршруте движения при его эксплуатации на более высокооктановом и более низкооктановом топливах. В одном из примеров, таблица или функция, характеризующая вероятность детонации двигателя при эксплуатации двигателя на более высокооктановом топливе индексируется с помощью частот вращения двигателя, крутящих моментов двигателя, и отрезков времени, на которых эксплуатируется двигатель при данных частотах вращения и крутящих моментах двигателя. Таблица или функция выдает значение один (1) если ожидается детонация двигателя, и значение ноль (0) если детонация двигателя не ожидается. Если на маршруте передвижения ожидается детонация, в памяти может быть установлен бит для уведомления водителя о том, что на маршруте передвижения предполагается возникновение детонации при эксплуатации двигателя на более высокооктановом топливе. Аналогичным образом, данные маршрута передвижения (например, частота вращения двигателя, крутящий момент двигателя, отрезок времени, на котором эксплуатируется двигатель при данных частотах вращения и крутящих моментах двигателя) для эксплуатации двигателя при использовании более низкооктанового топлива используются для индексации таблицы или функции, характеризующей вероятность детонации двигателя при эксплуатации двигателя на более низкооктановом топливе. Таблица или функция выдает значение один (1) если ожидается детонация двигателя, и значение ноль (0) если детонация двигателя не ожидается. Если на маршруте передвижения предполагается возникновение детонации, в памяти может быть установлен бит для уведомления водителя о том, что на маршруте передвижения ожидается детонация при эксплуатации двигателя на более низкооктановом топливе.
На шаге 514, способ 500 рассчитывает расходы на единицу пройденного автомобилем расстояния при эксплуатации автомобиля на более высокооктановом топливе и более низкооктановом топливе на сохраненном маршруте передвижения. Стоимость единицы расстояния для автомобиля при эксплуатации автомобиля на более высокооктановом топливе определяется путем умножения рассчитанного количества более высокооктанового топлива для прохождения маршрута (например, X галлонов) на стоимость единицы объема топлива (например, $4.00/галлон). Результат делится на расстояние маршрута передвижения для определения стоимости высокооктанового топлива за единицу пройденного расстояния. Стоимость низкооктанового топлива за единицу пройденного расстояния определяется аналогичным образом. Способ 500 переходит к шагу 516 после определения расходов на единицу пройденного расстояния для эксплуатации автомобиля на более высокооктановом и более низкооктановом топливах.
На шаге 516, способ 500 показывает расчеты стоимости за единицу расстояния (например, $0.09 за милю для более высокооктанового топлива и $0.12 за милю для более низкооктанового топлива) для эксплуатации автомобиля на маршруте передвижения на более высокооктановом и более низкооктановом топливах. В одном из примеров, эти расходы показываются на информационном дисплее 202, как показано на фигурах 2 и 6. Показываемая информация позволяет водителю принять обоснованное решение по выбору более высокооктанового топлива или более низкооктанового топлива. Дополнительно, дисплей может уведомить водителя о том, предполагается ли возникновение детонации на маршруте передвижения при эксплуатации двигателя на более высокооктановом или более низкооктановом топливе на основе хранящихся в памяти битов на шаге 512.
В некоторых примерах, способ 500 может также выбирать топливо для эксплуатации автомобиля на основании расчетов стоимости для эксплуатации двигателя на более высокооктановом или более низкооктановом топливе, и предполагается или нет возникновение детонации на маршруте передвижения при эксплуатации двигателя на более высокооктановом и более низкооктановом топливах. Например, если биты индикации детонации для автомобиля, эксплуатируемого на более высокооктановом и более низкооктановом топливах, содержат нулевые значения, и стоимость эксплуатации автомобиля на более низкооктановом топливе за единицу расстояния ниже, способ 500 выбирает для автомобиля эксплуатацию на более низкооктановом топливе. Выбор топлива может быть передан автозаправочной станции и/или насосу на радиочастоте таким образом, чтобы автозаправочная станция закачала в автомобиль низкооктановое топливо. Способ 500 переходит к шагу 518 после показа и/или передачи стоимостей топлива для эксплуатации автомобиля.
На шаге 518, способ 500 оценивает, запрошено ли пассажиром автомобиля сбросить или очистить маршруты передвижения автомобиля в памяти. Если да, то ответ «да», и способ 500 переходит к шагу 520. В противном случае, ответ «нет», и способ 500 возвращается к 502.
На шаге 520, способ 500 заполняет выбранные ячейки памяти для одного или более маршрутов передвижения автомобиля нулевыми значениями. Кроме того, способ 500 может обнулить стоимости единицы объема топлива, введенные водителем или полученные от топливного насоса и/или автозаправочной станции. Способ 500 возвращается к шагу 502 после сброса выбранных переменных в памяти.
Таким образом, способ 500 может рассчитывать расходы на эксплуатацию автомобиля для маршрута передвижения автомобиля в то время как автомобиль передвигается к неизвестному пункту назначения. Расходы по эксплуатации автомобиля могут рассчитываться для эксплуатации автомобиля на более высокооктановом топливе при фактической эксплуатации автомобиля на более низкооктановом топливе, и наоборот.
На шаге 522, способ 500 оценивает, займет ли прохождение маршрута более (G.T.) одного дня или маршрут будет повторяться на протяжении нескольких дней. Примером поездки, повторяющейся на протяжении нескольких дней является поездка к месту бизнеса или работы водителя. Маршрут передвижения по стране может оцениваться как занимающий более одного дня. Способ 500 может сделать запрос водителю для определения повторяемости поездки. Способ 500 может оценивать, что маршрут передвижения потребует более одного дня движения, если маршрут передвижения больше заданного расстояния. Если способ 500 оценивает, что маршрут передвижения будет повторяться или займет более одного дня, ответ - «да», и способ 500 переходит к шагу 524. В противном случае, ответ - «нет», и способ 500 переходит к шагу 526.
На шаге 524, способ 500 извлекает поправочные коэффициенты для расхода топлива двигателем на основе атмосферных условий. Например, способ 500 может извлекать эмпирически определенные значения, которые при умножении на выдаваемые таблицами или функциями УРТ значения, корректируют расчетный расход топлива двигателем на основе влажности, наружной температуре, и наружного давления. Переменные извлекаются на каждый день предполагаемого маршрута передвижения. Например, если ожидается, что автомобиль будет передвигаться по одному и тому же маршруту с понедельника по пятницу, переменные для корректировки выдаваемого высокооктановой таблицей или функцией УРТ значения и значения из более низкооктановой таблицы УРТ извлекаются на основе влажности, температуры, и атмосферного давления для маршрута, по которому ожидается передвижение автомобиля с понедельника по пятницу. Таким образом, может быть пять или более переменных корректировки по влажности, пять или более переменных корректировки по температуре, и пять или более переменных корректировки по атмосферному давлению. Для повышенной наружной влажности переменные корректировки по влажности возможно понизят выдаваемые функцией УРТ значения, так как повышенная влажность возможно допустит дополнительное опережение зажигания. Для пониженной наружной влажности переменные корректировки по влажности возможно повысят выдаваемые функцией УРТ значения, так как двигатель имеет тенденцию детонировать при более низких уровнях влажности. Аналогичным образом, для пониженной наружной температуры переменные корректировки по наружной температуре возможно понизят выдаваемые функцией УРТ значения, так как пониженная наружная температура возможно допустит дополнительное опережение зажигания. Для повышенной наружной температуры переменные корректировки по наружной температуре возможно повысят выдаваемые функцией УРТ значения, так как повышенная наружная температура возможно вызовет детонацию двигателя. Кроме того, могут быть предусмотрены поправочные коэффициенты для массы автомобиля, а также буксируемых прицепов, для корректирования значения, выдаваемого более высокооктановой и более низкооктановой таблицами УРТ.
Если ожидается, что автомобиль будет передвигаться более одного дня, извлекаются значения наружной влажности, наружной температуры, и атмосферного давления на каждый день для мест по маршруту передвижения. Способ 500 извлекает эмпирически определенные переменные, которые при умножении на выдаваемые таблицами или функциями УРТ значения корректируют рассчитанный расход топлива двигателем на основе влажности, наружной температуры, и наружного давления для всех дней и мест по маршруту передвижения. Способ 500 переходит к шагу 526 после извлечения эмпирически определенных переменных для корректировки УРТ по наружной влажности, наружному давлению, и наружной температуре.
На шаге 526, способ 500 рассчитывает количество высокооктанового топлива и количество низкооктанового топлива, которое израсходовал бы автомобиль для движения по известному маршруту передвижения. Известное перемещение может быть основано на исходном местоположении и пункте назначения. Данные по автомобилю (например, частота вращения двигателя, крутящий момент двигателя, и время передвижения при конкретных частотах вращения и крутящих моментах двигателя) для известного маршрута передвижения могут и не храниться в памяти. Скорее всего, данные для маршруту передвижения извлекаются из навигационной базы данных, и условия эксплуатации двигателя будут рассчитываться на основе извлекаемой из навигационной базы данных информации. Например, если предполагаемый маршрут передвижения пролегает по автомагистрали с ограничением скорости в 70 миль/час, с нулевым уклоном, и имеющей длину 5 миль, способ 500 может рассчитать, что автомобиль будет эксплуатироваться при частоте вращения двигателя X об/мин, крутящем моменте двигателя Y Нм, и времени перемещения чуть более 7 минут. Расчеты частоты вращения и крутящего момента двигателя основаны на ожидаемой передаче, выбранной в коробке передач автомобиля в соответствии с режимом переключения передач, и ограничении скорости автомобиля для маршрута передвижения. Режим переключения передач выдает конкретную передачу. Частота вращения и крутящий момент двигателя определяются на основе сопротивления движению, а также уклона, и скорости автомобиля. Частоты вращения двигателя, крутящие моменты двигателя, и время эксплуатации при этих частотах вращения и крутящих моментах двигателя рассчитываются для известного маршрута передвижения автомобиля.
Способ 500 рассчитывает количество высокооктанового топлива, которое израсходовал бы автомобиль на основе рассчитанных частотах вращения двигателя, крутящих моментах двигателя, и времени эксплуатации при этих частотах вращения и крутящих моментах для известного маршрута передвижения. В частности, рассчитанные частоты вращения и крутящие моменты двигателя индексируют таблицы или функции, содержащие эмпирически определенные значения удельного расхода топлива двигателем. Расход топлива двигателем может быть выражен в единицах объема на единицу времени (например, галлоны в час). Таким образом, для выбранных частот вращения и крутящих моментов двигателя, таблица или функция выдает скорость, с которой двигатель расходует более высокооктановое топливо. Выдаваемое таблицей значение умножается на отрезок времени, в течение которого двигатель эксплуатируется при выбранных частотах вращения и крутящих моментах двигателя, для определения количества расходуемого топлива. Если частота вращения и крутящий момент двигателя изменяются на маршруте движения, топливо, расходуемое на множестве уменьшенных временных интервалах, суммируется, для определения количества топлива, которое рассчитывается израсходовать автомобилем и двигателем. Аналогичный расчет также предоставлен для более низкооктанового топлива на основе таблицы или функции УРТ, для эксплуатации двигателя на более низкооктановом топливе.
Расчеты расхода топлива двигателем также корректируются с учетом наружной температуры, атмосферного давления, и влажности на основе поправочных коэффициентов, извлеченных на шаге 524. В одном из примеров, поправочные коэффициенты или параметры извлекаются из памяти и перемножаются со значениями, выдаваемыми более высокооктановой таблицей или функцией УРТ, и значениями, выдаваемыми более низкооктановой таблицей или функцией УРТ. Кроме того, дополнительный множитель, вводящий поправку на аэродинамику движения автомобиля при более высоких и более низких наружных температурах, умножается на значения, выдаваемые более высокооктановой таблицей или функцией УРТ, и значения, выдаваемые более низкооктановой таблицей или функцией УРТ. Таким образом, расчеты расхода топлива автомобилем при известном пункте назначения корректируются с учетом окружающих условий эксплуатации автомобиля. Способ 500 переходит к шагу 528 после определения расчетных количеств более высокооктанового и более низкооктанового топлива для эксплуатации автомобиля на маршруте передвижения.
Кроме того, в некоторых примерах, способ 500 может рассчитать, ожидается ли детонация двигателя на маршруте движения при его эксплуатации на более высокооктановом и более низкооктановом топливах. В одном из примеров, таблица или функция, характеризующая вероятность детонации двигателя при эксплуатации двигателя на более высокооктановом топливе индексируется с помощью частот вращения двигателя, крутящих моментов двигателя, и отрезков времени, на которых эксплуатируется двигатель при данных частотах вращения и крутящих моментах двигателя. Таблица или функция выдает значение один (1) если ожидается детонация двигателя, и значение ноль (0) если детонация двигателя не ожидается. Если на маршруте передвижения ожидается детонация, в памяти может быть установлен бит для уведомления водителя о том, что на маршруте передвижения ожидается возникновение детонации при эксплуатации двигателя на более высокооктановом топливе. Аналогичным образом, данные маршрута передвижения (например, частота вращения двигателя, крутящий момент двигателя, отрезок времени, на котором эксплуатируется двигатель при данных частотах вращения и крутящих моментах двигателя) для эксплуатации двигателя при использовании более низкооктанового топлива используются для индексации таблицы или функции, характеризующей вероятность детонации двигателя при эксплуатации двигателя на более низкооктановом топливе. Таблица или функция выдает значение один (1) если ожидается детонация двигателя, и значение ноль (0) если детонация двигателя не ожидается. Если на маршруте передвижения предполагается возникновение детонации, в памяти может быть установлен бит для уведомления водителя о том, что на маршруте передвижения ожидается детонация при эксплуатации двигателя на более низкооктановом топливе.
На шаге 528, способ 500 показывает расчеты стоимости за единицу расстояния (например, $0.09 за милю для более высокооктанового топлива и $0.12 за милю для более низкооктанового топлива) для эксплуатации автомобиля на маршруте передвижения на более высокооктановом и более низкооктановом топливах. В одном из примеров, эти расходы показываются на информационном дисплее 202, как показано на фигурах 2 и 6. Показываемая информация позволяет водителю принять обоснованное решение по выбору более высокооктанового топлива или более низкооктанового топлива. Дополнительно, дисплей может уведомить водителя о том, предполагается ли возникновение детонации на маршруте передвижения при эксплуатации двигателя на более высокооктановом или более низкооктановом топливе на основе хранящихся в памяти битов на шаге 526.
В некоторых примерах, способ 500 может также выбирать топливо для эксплуатации автомобиля на основании расчетов стоимости для эксплуатации двигателя на более высокооктановом или более низкооктановом топливе, и предполагается или нет возникновение детонации на маршруте передвижения при эксплуатации двигателя на более высокооктановом и более низкооктановом топливах. Например, если биты индикации детонации для автомобиля, эксплуатируемого на более высокооктановом и более низкооктановом топливах, содержат нулевые значения, и стоимость эксплуатации автомобиля на более низкооктановом топливе за единицу расстояния ниже, способ 500 выбирает для автомобиля эксплуатацию на более низкооктановом топливе. Выбор топлива может быть передан автозаправочной станции и/или насосу на радиочастоте таким образом, чтобы автозаправочная станция закачала в автомобиль низкооктановое топливо. Способ 500 переходит к шагу 502 после показа и/или передачи стоимостей топлива для эксплуатации автомобиля.
Таким образом, способ 500 может рассчитывать количество более высокооктанового и более низкооктанового топлива для передвижения по известному маршруту передвижения. Расчет может учитывать поправки на наружную влажность, давление, и температуру.
Таким образом, способ на фиг. 5 предусматривает способ для автомобиля, содержащий: получение эксплуатационной информации по двигателю от датчиков; по существу, в то же самое время (например, в течение нескольких секунд), расчет стоимости единицы пройденного автомобилем расстояния для более высокооктанового топлива и более низкооктанового топлива на основе эксплуатационной информации по двигателю; и отображение стоимости единицы пройденного автомобилем расстояния для более высокооктанового топлива и более низкооктанового топлива в то же самое время. Способ содержит, что эксплуатационной информацией по двигателю являются частота вращения и крутящий момент двигателя. Способ дополнительно содержит расчет стоимости единицы пройденного автомобилем расстояния для более высокооктанового топлива на основе функции удельного расхода топлива двигателем для более высокооктанового топлива. Способ дополнительно содержит расчет стоимости единицы пройденного автомобилем расстояния для более низкооктанового топлива на основе функции удельного расхода топлива двигателем для более низкооктанового топлива.
В некоторых примерах, способ содержит, что функция удельного расхода топлива двигателем корректируется с учетом погодных условий. Способ содержит, что стоимость единицы пройденного автомобилем расстояния для более высокооктанового топлива основана на стоимости более высокооктанового топлива, введенной в контроллер водителем или посредством передатчика топливного насоса.
Способ на фиг. 5 предусматривает способ для автомобиля, содержащий: получение эксплуатационной информации по двигателю от датчиков; по существу, в то же самое время, расчет стоимости единицы пройденного автомобилем расстояния для более высокооктанового топлива и более низкооктанового топлива на основе эксплуатационной информации по двигателю; и подача топлива в автомобиль от внешнего по отношению к автомобилю топливного насоса в соответствии со стоимостью единицы пройденного автомобилем расстояния для более высокооктанового топлива и для более низкооктанового топлива. Способ содержит, что контроллер в автомобиле сообщает о типе топлива внешнему по отношению к автомобилю топливному насосу. Способ содержит, что внешний по отношению к автомобилю топливный насос предоставляет тип топлива автомобилю, передавая его, например, по радиочастоте. Способ дополнительно содержит расчет стоимости единицы пройденного автомобилем расстояния для более низкооктанового топлива на основе функции удельного расхода топлива для более низкооктанового топлива.
В некоторых примерах, способ содержит, что водитель выбирает топливо для подачи в автомобиль. Способ содержит, что более высокооктановое топливо выбирается, когда стоимость единицы пройденного расстояния для более высокооктанового топлива ниже. Способ содержит, что более низкооктановое топливо выбирается, когда стоимость единицы пройденного расстояния для более низкооктанового топлива ниже. Способ дополнительно содержит получение информации о будущей погоде от внешнего источника и корректирование стоимости единицы пройденного расстояния в соответствии с информацией о будущей погоде.
Теперь рассмотрим фиг. 6, на котором показан способ для выбора топлива, имеющего более высокое или более низкое октановое число. По меньшей мере, части способа на фиг. 6 могут содержаться в исполняемых командах, хранящихся в долговременной памяти контроллера 312, показанного на фиг. 3. Кроме того, части способа на фиг. 6 могут быть выполнены через входы и выходы контроллера 312, работающего на внешних по отношению к себе устройствах и внутри системы и объема устройств, описанных в настоящем документе. Способ на фиг. 6 выполняется совместно со способом на фиг. 5 и во время выполнения способа на фиг. 5. Кроме того, в некоторых примерах, может осуществляться обмен информацией между методом на фиг. 5 и методом на фиг. 6.
На шаге 602, способ 600 определяет условия эксплуатации двигателя. Условия эксплуатации двигателя могут определяться через получение входных сигналов от датчиков и исполнительных механизмов, показанных на фигурах 1-4. Условия эксплуатации двигателя могут содержать, но не ограничиваются этим, частоту вращения двигателя, расход воздуха двигателем, температуру двигателя, запрошенный водителем крутящий момент, определенный педалью акселератора или другим источником, температуру наружного воздуха, давление наружного воздуха, наружную влажность, детонацию двигателя, и скорость автомобиля. Способ 600 переходит к шагу 604 после определения условий эксплуатации двигателя.
На шаге 604, способ 600 корректирует количество подаваемого в двигатель топлива. Количество подаваемого в двигатель топлива настраивается посредством корректировки отрезка времени, на котором топливные инжекторы открыты через настройку ширин импульса топливного инжектора. В одном из примеров, запрошенный водителем крутящий момент и частота вращения двигателя индексируют таблицу или функцию, которая выдает требуемый крутящий момент, запрошенный водителем. Запрошенный водителем крутящий момент индексирует таблицу, хранящую эмпирически определенные количества топлива для эксплуатации двигателя при стехиометрических условиях. Таблица выдает количество топлива, а также количество или массу топлива, превращаемую в импульс топливного инжектора, который выдается на один или более топливных инжекторов. Количество топлива может обогащаться или обедняться в соответствии с температурой двигателя и другими условиями эксплуатации. Количество или масса топлива может быть количеством, подаваемым в отдельный цилиндр двигателя, при этом каждый цилиндр двигателя может получать такое же количество топлива. Способ 600 переходит к шагу 606 после определения и выдачи подаваемого в двигатель количества топлива.
На шаге 606, способ 600 корректирует количество подаваемого в двигатель воздуха. Количество подаваемого в двигатель воздуха корректируется посредством настройки угла поворота дросселя двигателя и фаз клапанов двигателя. В одном из примеров, требуемое воздушно-топливное отношение двигателя определяется на основе условий эксплуатации двигателя. Требуемое воздушно-топливное отношение умножается на определенную на шаге 604 массу топлива для определения требуемого количества воздуха в цилиндре для процесса сгорания. Фазы дросселя и клапанов настраиваются так, чтобы обеспечить требуемое количество воздуха в цилиндре. Способ 600 переходит к шагу 608 после настройки количества воздуха для двигателя.
На шаге 608, способ 600 определяет фазы зажигания на основе количества воздуха в цилиндрах двигателя и частоты вращения двигателя. В одном из примеров, эмпирически определенные для зажигания значения хранятся в таблице или функции, которая индексируется через частоту вращения двигателя и количество воздуха в цилиндрах, при этом таблица выдает фазы зажигания. Фазы зажигания могут быть основаны на топливе с условным октановым числом (например, топливо с октановым числом 90). В качестве альтернативы, могут предоставляться несколько таблиц или функций для зажигания. Конкретная таблица, используемая для определения фаз зажигания, основана на октановом числе топлива, подаваемого в двигатель. Способ 600 переходит к шагу 610 после определения фаз зажигания.
На шаге 610, способ 600 определяет, присутствует ли детонация двигателя. В одном из примеров, детонация двигателя может быть определена с помощью датчика детонации двигателя и акселерометра. Выходной сигнал от датчика детонации принимается контроллером. Если способ 600 решает, что детонация двигателя присутствует, ответ будет положительным (ДА), и способ 600 перейдет к шагу 612. В противном случае, ответ будет отрицательным (НЕТ), и способ 600 перейдет к шагу 614. Фазы зажигания двигателя могут, по меньшей мере, частично зависеть от топливного октанового числа. В частности, более высокооктановые топлива могут допускать опережение фаз зажигания для повышения крутящего момента и эффективности двигателя. Для более низкооктановых топлив может потребоваться запаздывание фаз зажигания для уменьшения вероятности детонации двигателя.
На шаге 612, способ 600 корректирует определенные на шаге 608 фазы зажигания в ответ на интенсивность детонации двигателя. Интенсивность детонации двигателя может определяться путем интеграции сигнала от датчика детонации и определения интегрированного значения. Если детонация обнаружена, можно выставить запаздывание фаз зажигания для уменьшения интенсивности детонации двигателя. Способ 600 переходит к шагу 614 после корректировки фаз зажигания в ответ на детонацию двигателя.
На шаге 614, способ 600 подает искру в цилиндры двигателя по фазам зажигания, определенным на шаге 608 или 612. При индикации детонации двигателя выставляется запаздывание фаз зажигания по фазам, определенным на шаге 612. Искра подается в цилиндры двигателя через катушку зажигания и свечи зажигания. Способ 600 переходит к выходу после подачи искры в двигатель.
Следует отметить, что приведенные в настоящем документе примерные процедуры по контролю и расчетам могут использоваться в различных системных конфигурациях двигателя и/или автомобиля. Кроме того, раскрытые в настоящем документе способы могут быть комбинацией действий, выполняемых контроллером в реальном режиме, и инструкций внутри контроллера. Способы и процедуры контроля, раскрытые в настоящем документе, могут храниться в виде исполняемых инструкций в долговременной памяти и выполняться системой управления, содержащей контролер в комбинации с различными датчиками, исполнительными механизмами, и другим оборудованием двигателя. Специальные процедуры, раскрытые в настоящем документе, могут представлять одну или более из любого числа стратегий обработки данных, таких как событийно-управляемые, управляемые прерываниями, многозадачные, многопоточные, и т.п. Как таковые, различные проиллюстрированные действия, операции, и/или функции могут быть выполнены в проиллюстрированной последовательности, параллельно, или в некоторых случаях опущены. Аналогично, не обязательно соблюдать порядок обработки для получения признаков и преимуществ от раскрытых в настоящем документе примерных вариантов осуществления, который приведен только для простоты иллюстрации и описания. Одно или более из проиллюстрированных действий, операций, и/или функций могут быть выполнены несколько раз в зависимости от конкретно используемой стратегии. Кроме того, раскрываемые действия, операции и/или функции могут графически представлять код для программирования в долговременную память машинно-читаемого носителя в системе управления двигателя, где раскрываемые действия выполняются путем исполнения инструкций в системе, содержащей различные компоненты оборудования двигателя в комбинации с электронным контроллером.
На этом описание заканчивается. При чтении настоящего описания специалисты в данной области, могут прийти к многочисленным изменениям и модификациям без отхода от сущности и объема настоящего изобретения. Например, двигатели I3, I4, I5, V6, V8, V10, и V12, эксплуатируемые на природном газе, бензине, дизельном топливе, или с альтернативными топливными конфигурациями, могут получать преимущества при использовании настоящего изобретения.
Следующая формула изобретения особенно указывает на то, что определенные комбинации и подкомбинации признаются новыми и неочевидными. Пункты настоящей формулы могут указывать на «элемент» или «первый элемент», или на их эквивалент. Следует понимать, что такие пункты формулы содержат объединение одного или более таких элементов, причем ни один из них не требует и не исключает два или более таких элементов. Другие комбинации и подкомбинации раскрытых особенностей, функций, элементов, и/или свойств могут быть заявлены через исправление пунктов настоящей заявки или через представление новых пунктов в этом или другом соответствующем приложении. Такие пункты, будь они шире, уже, равные, или разные по объему к первоначальной формуле изобретения, также рассматриваются как включенные в предмет настоящего изобретения.