專利名稱：燃油效率高的機(jī)動(dòng)車輛及其控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種控制發(fā)動(dòng)機(jī)及其傳動(dòng)機(jī)構(gòu)來減少機(jī)動(dòng)車輛燃油消耗的技術(shù)。
因此本發(fā)明的一個(gè)目的是要不顧駕駛員的意愿控制發(fā)動(dòng)機(jī)和傳動(dòng)機(jī)構(gòu)來提高燃油效率。
本發(fā)明提供的機(jī)動(dòng)車輛包括一臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)，一套連接在其上的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，一個(gè)檢測(cè)車輛當(dāng)前速率的檢測(cè)器，一個(gè)檢測(cè)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)當(dāng)前齒輪位置的檢測(cè)器，和一個(gè)控制器?？刂破鲗④囕v在當(dāng)前的車速和齒輪位置的最大驅(qū)動(dòng)力和在當(dāng)前車速下的行駛阻力之差定為備用驅(qū)動(dòng)力，而將車輛當(dāng)前的驅(qū)動(dòng)力和在當(dāng)前車速下的行駛阻力之差定為超需驅(qū)動(dòng)力；然后控制車輛的發(fā)動(dòng)機(jī)或傳動(dòng)機(jī)構(gòu)以資降低超需驅(qū)動(dòng)力對(duì)備用驅(qū)動(dòng)力的比率。
按照本發(fā)明，可以防止使用超過行駛需要的超需驅(qū)動(dòng)力，可以減少燃油的耗量并提高車輛的燃油效率，因?yàn)榘l(fā)動(dòng)機(jī)和傳動(dòng)機(jī)構(gòu)所要控制的目標(biāo)是要降低超需驅(qū)動(dòng)力(＝目前的驅(qū)動(dòng)力-行駛阻力)對(duì)備用驅(qū)動(dòng)力(＝最大驅(qū)動(dòng)力-行駛阻力)的比率。
本發(fā)明的實(shí)施例及其優(yōu)點(diǎn)將在下面結(jié)合附圖詳細(xì)說明。
圖2為限定車速和噴射脈沖寬度上限之間關(guān)系的噴射脈沖寬度上限的區(qū)域圖。
圖3為一計(jì)時(shí)圖說明限制燃油噴射脈沖寬度的過程，并示出在一短的斜坡上增加加速器工作量的情況。
圖4為一記時(shí)圖說明限制燃油噴射脈沖寬度的過程，并示出在一長(zhǎng)的斜坡上增加加速器工作量的情況。
圖5為限定發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速、加速器工作量和發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩之間關(guān)系的轉(zhuǎn)矩區(qū)域圖。
圖6為限定發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速、發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩和燃油消耗率(制動(dòng)馬力單位燃油消耗)之間關(guān)系的燃油消耗率區(qū)域圖。
圖7為行駛特性圖示出車速和平路行駛阻力之間的關(guān)系；以及在每一個(gè)齒輪位置上驅(qū)動(dòng)力、發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速和車速之間的關(guān)系。
圖8為一圖解用來說明在第二實(shí)施例中確定齒輪位置適當(dāng)性的過程。
圖9為在第三實(shí)施例中使用的燃油消耗率的區(qū)域圖。


圖10為一圖解用來說明在第四實(shí)施例中設(shè)定換檔加速線的方法。
圖11為一圖解用來說明第四實(shí)施例的一個(gè)修改的例子。
發(fā)動(dòng)機(jī)1的輸出軸通過傳動(dòng)機(jī)構(gòu)8、推進(jìn)軸9和差動(dòng)齒輪單元(未示出)被連接到驅(qū)動(dòng)車輪上。發(fā)動(dòng)機(jī)1的輸出通過同一路線被傳送到驅(qū)動(dòng)車輪上。傳動(dòng)機(jī)構(gòu)8為一自動(dòng)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，具有包括行星齒輪機(jī)構(gòu)、掣動(dòng)器、離合器、油壓回路和其他構(gòu)件在內(nèi)的一個(gè)倒車齒輪和六個(gè)前進(jìn)齒輪。
控制器10包括CPU(中央處理器)、存儲(chǔ)器、和輸入/輸出界面。由加速器工作量的傳感器21檢測(cè)到的加速器(加速器踏蹬)22的工作量，由車速傳感器23檢測(cè)到的車速、由發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速傳感器24檢測(cè)到的發(fā)動(dòng)機(jī)1的轉(zhuǎn)速作為示出發(fā)動(dòng)機(jī)1工作條件的信號(hào)都被輸入到控制器10內(nèi)。由加速傳感器25檢測(cè)到的車輛的加速、和由齒輪位置傳感器26檢測(cè)到的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的齒輪位置也被輸入到控制器內(nèi)。車輛的加速可從車速傳感器23檢測(cè)到的車速的變化量計(jì)算而得。
控制器10根據(jù)輸入的信號(hào)確定燃油噴射的時(shí)間和數(shù)量，然后將驅(qū)動(dòng)信號(hào)(燃油噴射脈沖寬度)輸出到噴射器4。噴射器4按照燃油噴射脈沖寬度規(guī)定的流率噴射燃油。
燃油噴射脈沖寬度是參照燃油噴射區(qū)域圖計(jì)算出來的，該圖限定加速器工作量、發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速、和燃油噴射脈沖寬度之間的關(guān)系。但當(dāng)計(jì)算出的燃油噴射脈沖寬度大于噴射脈沖寬度上限時(shí)，就只能以此上限來完成燃油噴射，而該上限是當(dāng)超需驅(qū)動(dòng)力(＝當(dāng)前的驅(qū)動(dòng)力-行駛阻力)對(duì)備用驅(qū)動(dòng)力(＝最大驅(qū)動(dòng)力-行駛阻力)之比被減小到一個(gè)預(yù)定值(例如40％)時(shí)被設(shè)定的。
控制器10還能自動(dòng)將傳動(dòng)機(jī)構(gòu)8的齒輪位置改變?yōu)樵凇案摺钡囊粋?cè)的齒輪位置(移向高檔)，即使駕駛員沒有撥動(dòng)選擇桿，也能使發(fā)動(dòng)機(jī)1在能夠提高燃油效率的區(qū)域內(nèi)工作?？梢员容^在加速前、后的燃油效率來確定是否還要加速。當(dāng)通過加速能夠降低超需驅(qū)動(dòng)力對(duì)備用驅(qū)動(dòng)力之比并提高燃油效率時(shí)應(yīng)進(jìn)行加速。
下面詳細(xì)說明由控制器10完成的加速控制和燃油噴射脈沖寬度的校正。
1.燃油噴射脈沖寬度的校正圖2所示噴射脈沖寬度上限圖被存儲(chǔ)在控制器10的存儲(chǔ)器內(nèi)，根據(jù)參照這個(gè)圖得到的噴射脈沖寬度上限可完成燃油噴射脈沖寬度的校正。
在噴射脈沖寬度上限圖內(nèi)限定了在每一個(gè)齒輪位置上，當(dāng)加速器工作量為最大時(shí)(當(dāng)在最大驅(qū)動(dòng)力時(shí))車速和燃油噴射脈沖寬度的關(guān)系；當(dāng)超需驅(qū)動(dòng)力對(duì)備用驅(qū)動(dòng)力之比為40％時(shí)車速和燃油噴射脈沖寬度(噴射脈沖寬度上限)的關(guān)系；以及當(dāng)在平路上行駛時(shí)車速和需要用來克服行駛阻力的燃油噴射脈沖寬度的關(guān)系。在圖中用方框圍住的數(shù)字指齒輪位置(這一點(diǎn)同樣適用于以后的圖)。在圖2中只是第4齒輪和第6齒輪的數(shù)據(jù)被畫出為了便于觀看，但其他齒輪的數(shù)據(jù)實(shí)際上也被存儲(chǔ)在內(nèi)。
備用驅(qū)動(dòng)力為在當(dāng)前的車速和齒輪位置下加速器工作量達(dá)到最大時(shí)所能得到的最大驅(qū)動(dòng)力減去在當(dāng)前車速下作用的行駛阻力得到的值，這值表示車輛不會(huì)降速而能加速的量。而超需驅(qū)動(dòng)力為當(dāng)前車輛的驅(qū)動(dòng)力減去在當(dāng)前車速下的行駛阻力得到的值，這值表示車輛的驅(qū)動(dòng)力除去在當(dāng)前路面上行駛所需的驅(qū)動(dòng)力外多余的部分。
當(dāng)控制發(fā)動(dòng)機(jī)1的燃油噴射時(shí)，控制器10參照根據(jù)加速器工作量和發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速而預(yù)定的燃油噴射圖計(jì)算出燃油噴射脈沖寬度。另外還參照?qǐng)D2所示的噴射脈沖寬度上限圖計(jì)算出當(dāng)超需驅(qū)動(dòng)力對(duì)備用驅(qū)動(dòng)力之比為40％時(shí)的燃油噴射脈沖寬度(噴射脈沖寬度的上限)。然后比較這兩者，當(dāng)計(jì)算的燃油噴射脈沖寬度較小時(shí)就用該脈沖寬度來驅(qū)動(dòng)噴射器4，而當(dāng)計(jì)算的燃油噴射脈沖寬度較大時(shí)則用噴射脈沖寬度上限來驅(qū)動(dòng)噴射器4。
由于這種燃油噴射控制，超需驅(qū)動(dòng)力對(duì)備用驅(qū)動(dòng)力之比能被保持在40％或更小，比行駛所必需的驅(qū)動(dòng)力大的驅(qū)動(dòng)力可被限制使用。不是必需的燃油將不再供應(yīng)到發(fā)動(dòng)機(jī)1，因此燃油消耗可被減少，車輛的燃油效率可被提高。
如上所述，控制器10限制燃油噴射脈沖寬度使它總是小于上限，但在任何環(huán)境下都是這樣限制時(shí)也有可能對(duì)斜坡、臺(tái)階、加速或其他情況驅(qū)動(dòng)力會(huì)不夠用，這時(shí)將不能爬坡，上臺(tái)階和完成所需的加速。
為了防止發(fā)生這種情況，即使計(jì)算的燃油噴射脈沖寬度大于噴射脈沖寬度的上限，控制器10并不馬上限制脈沖寬度，而是要在加速器工作量(發(fā)動(dòng)機(jī)載荷)增加后經(jīng)過一個(gè)第一預(yù)定時(shí)間段t1才開始進(jìn)行限制，在接下來的第二預(yù)定時(shí)間段t2才將脈沖寬度減小到所設(shè)定的上限，總共花費(fèi)的時(shí)間為t1+t2。時(shí)間段t1和t2被這樣設(shè)定使在加速器工作量增加后立即可以保證得到足夠的驅(qū)動(dòng)力，而t1和t2例如可分別被設(shè)定為2秒和3秒。
圖3示出車輛接近一個(gè)短的斜坡時(shí)的情況，加速器22的工作量在時(shí)刻ta被增加，燃油噴射脈沖寬度相應(yīng)地被增加并且超過了脈沖寬度的上限。但在這一點(diǎn)上，燃油噴射脈沖寬度并沒有被限制，燃油噴射按照計(jì)算的脈沖寬度進(jìn)行。
從時(shí)刻ta經(jīng)過時(shí)間段t1到達(dá)時(shí)刻tb，燃油噴射脈沖寬度才開始被限制而隨著時(shí)間逐漸被減小，以免由于快速改變發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩而使可工作性惡化。這里燃油噴射脈沖寬度是按一定比率減小的，但也可使它隨著經(jīng)過的時(shí)間而減小或分階段減小。
經(jīng)過時(shí)間段t2到達(dá)時(shí)刻tc后，燃油噴射脈沖寬度就被減小到噴射脈沖寬度的上限并開始被這個(gè)上限控制，這時(shí)車輛的加速略微放慢如圖中的虛線所示。但這個(gè)加速的放慢不會(huì)在驅(qū)動(dòng)上造成問題，因?yàn)闀r(shí)間段t1和t2都是按照不影響可工作性設(shè)定的。
采用上述限制方法在越過短的斜坡和臺(tái)階時(shí)可以得到足夠的驅(qū)動(dòng)力，但在爬上長(zhǎng)的斜坡、牽引、或其他需在長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)施加大量驅(qū)動(dòng)力的情況下工作時(shí)只是在爬坡或牽引的中途開始限制燃油噴射脈沖寬度所得到的驅(qū)動(dòng)力可能會(huì)不夠。考慮到這種情況，就不能以加速器工作量開始增加的時(shí)刻為準(zhǔn)，而是必須以車輛實(shí)際開始加速的時(shí)刻為準(zhǔn)，再經(jīng)過一個(gè)預(yù)定的時(shí)間段t1，才開始限制燃油噴射脈沖的寬度。確定車輛是否開始加速可用監(jiān)控的方法看車輛的加速是否超過一個(gè)預(yù)定值。車輛的加速也可由車速的改變量來確定。
圖4示出車輛接近一個(gè)長(zhǎng)的斜坡時(shí)的情況，在時(shí)刻td加速器22的工作量被增加，燃油噴射脈沖寬度隨之增加，但這時(shí)并沒有被限制，同時(shí)車速略微增加如圖中的虛線所示，或者由于道路表面的情況還會(huì)暫時(shí)減速，這時(shí)不能確定車輛是否開始加速，因?yàn)檐囕v的加速較小。
以后繼續(xù)在斜坡上爬行，燃油噴射脈沖寬度沒有被限制，車速被保持在一基本固定值。當(dāng)車輛在時(shí)刻te完全爬上斜坡，車輛開始加速，再經(jīng)過一個(gè)時(shí)間段t1，到達(dá)時(shí)刻tf，燃油噴射脈沖寬度開始被控制而逐漸減小，再經(jīng)過一個(gè)時(shí)間段t2，到達(dá)時(shí)刻tg，燃油噴射脈沖寬度就被減小到其上限。
這樣，燃油噴射脈沖寬度是在加速器工作量(發(fā)動(dòng)機(jī)載荷)被增加并在車輛開始加速后經(jīng)過一個(gè)預(yù)定的時(shí)間段才在中途開始被限制的，即使要爬上長(zhǎng)的斜坡并進(jìn)行牽引，驅(qū)動(dòng)力將不會(huì)不夠，而且可保證具有良好的可工作性。
2.加速控制接下來說明控制器10的加速控制。轉(zhuǎn)矩區(qū)域圖(圖5)限定發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速、加速器工作量、和發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩之間的關(guān)系；燃油消耗比區(qū)域圖(圖6)限定發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速、發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩、和燃油消耗率(制動(dòng)馬力單位燃油消耗)之間的關(guān)系；還有車輛行駛特性圖(圖7)示出車速、平路行駛阻力之間的關(guān)系，及在每一個(gè)齒輪位置上的驅(qū)動(dòng)力、發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速、和車速之間的關(guān)系，這些資料都被存儲(chǔ)在控制器10的存儲(chǔ)器內(nèi)以便進(jìn)行加速控制。
在圖7中的圓圈或方框內(nèi)圍住的數(shù)字示出傳動(dòng)機(jī)構(gòu)8相應(yīng)的齒輪位置。在圖中只有一部分齒輪位置的特性被畫出以利觀看。最好根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)開發(fā)時(shí)所得到的數(shù)據(jù)和車輛行駛試驗(yàn)的結(jié)果來作出這些圖。
在加速控制中，控制器10要從燃油效率的觀點(diǎn)確定傳動(dòng)機(jī)構(gòu)當(dāng)前的齒輪位置是否適當(dāng)。如果確定為不適當(dāng)，傳動(dòng)機(jī)構(gòu)能自動(dòng)被加速。結(jié)果超需驅(qū)動(dòng)力對(duì)備用驅(qū)動(dòng)力之比可被降低，燃油效率可被提高。
為了確定齒輪位置的適當(dāng)性，先要計(jì)算出當(dāng)前齒輪位置的燃油消耗率，辦法是參照?qǐng)D5中根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速和加速器工作量示出的轉(zhuǎn)矩圖求得發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩，然后參照?qǐng)D6中根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩和發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速示出的燃油消耗率圖求得燃油消耗率。
還要計(jì)算出加速后的燃油消耗率，辦法是參照?qǐng)D7示出的行駛特性圖計(jì)算出加速后的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速，并從該圖上求得由于加速而發(fā)動(dòng)機(jī)載荷增加的比率，從這個(gè)增加的比率和加速前的轉(zhuǎn)矩計(jì)算出發(fā)動(dòng)機(jī)1加速后的轉(zhuǎn)矩。按照該行駛特性圖，當(dāng)以50[km/hour，公里/小時(shí)]的車速在平路上行駛時(shí)，行駛阻力例如為4[kN，千牛頓]，發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速當(dāng)用第5齒輪行駛時(shí)為1500[rpm，轉(zhuǎn)/分]，這樣載荷為4[kN]/12[kN]＝約30[％]。在加速到使用第6齒輪時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速減為1200[rpm]，載荷增加到4[kN]/7[kN]＝約60[％]。
發(fā)動(dòng)機(jī)1在加速后的轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速一旦被計(jì)算出來，就可參照?qǐng)D6所示的燃油消耗率圖計(jì)算出加速后的燃油消耗率。然后可將加速后計(jì)算的燃油消耗率與當(dāng)前齒輪位置的燃油消耗率比較；如果加速后燃油消耗率較低，那就說明當(dāng)前的齒輪位置不適當(dāng)，傳動(dòng)機(jī)構(gòu)8會(huì)自動(dòng)地被加速，因?yàn)樵诩铀俸蟪栩?qū)動(dòng)力對(duì)備用驅(qū)動(dòng)力之比可被降低，而燃油效率可被提高。
下面說明第二實(shí)施例，其中確定在控制器10內(nèi)齒輪位置適當(dāng)性的過程與第一實(shí)施例不同。
在第二實(shí)施例中，當(dāng)前的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速被拿來與最佳燃油消耗率區(qū)域內(nèi)的最大轉(zhuǎn)速比較，在該區(qū)域內(nèi)燃油消耗率小于一個(gè)預(yù)定的較小值。當(dāng)當(dāng)前的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速比最佳燃油消耗率區(qū)域內(nèi)的最大轉(zhuǎn)速高出一個(gè)預(yù)定的百分比(例如15％)時(shí)如圖8所示，便可確定齒輪當(dāng)前處在比最佳齒輪位置低的位置上，發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速較高，這時(shí)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)會(huì)自動(dòng)移向高檔(加速)。在最佳燃油消耗率區(qū)域內(nèi)，發(fā)動(dòng)機(jī)1的燃油消耗率可被設(shè)定為例如小于200[g/(kW hour)克/千瓦小時(shí)]。
這個(gè)方法使齒輪位置的適當(dāng)性能容易地被確定，因?yàn)橹豁殞?dāng)前的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速與最佳燃油消耗率區(qū)域內(nèi)的最大轉(zhuǎn)速(為一固定值)比較即可。
下面說明第三實(shí)施例。
在第三實(shí)施例中，對(duì)每一個(gè)齒輪位置，在平路上行駛時(shí)所需發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩如圖9所示都被一起列出在燃油消耗率區(qū)域圖內(nèi)并被存儲(chǔ)在控制器10內(nèi)。在本例中確定齒輪位置是否適當(dāng)?shù)姆椒ㄅc第一實(shí)施例不同。
為了確定齒輪位置的適當(dāng)性，首先要得到以當(dāng)前的車速在平路上行駛時(shí)的最佳齒輪位置。為了確定最佳齒輪位置需在每一個(gè)齒輪位置的情況下，參照?qǐng)D7所示的行駛特性圖取得發(fā)動(dòng)機(jī)的載荷和轉(zhuǎn)速，并參照?qǐng)D9所示的燃油消耗率圖取得在平路上行駛時(shí)的燃油消耗率。在這些齒輪位置中燃油消耗率最小的一個(gè)被確定為最佳齒輪位置，其時(shí)的發(fā)動(dòng)機(jī)載荷被記錄下來。
一旦最佳齒輪位置被確定后，便可將發(fā)動(dòng)機(jī)1的當(dāng)前載荷與發(fā)動(dòng)機(jī)1在最佳齒輪位置上運(yùn)行時(shí)的載荷比較，當(dāng)前者小于后者，同時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)1當(dāng)前的轉(zhuǎn)速比最佳燃油消耗率區(qū)域內(nèi)的最大轉(zhuǎn)速高出一個(gè)預(yù)定的百分比(例如15％)，便可確定車輛行駛時(shí)所用齒輪位置低于最佳齒輪位置，因而是不適當(dāng)?shù)模贿@時(shí)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)會(huì)自動(dòng)移向高檔。
下面說明第四實(shí)施例。
在第四實(shí)施例中，對(duì)每一個(gè)齒輪位置，在平路上行駛時(shí)所需發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩如圖9所示都被一起列出在燃油消耗率區(qū)域圖內(nèi)并被存儲(chǔ)在控制器10內(nèi)。在本例中確定齒輪位置是否適當(dāng)?shù)姆椒ㄅc第一實(shí)施例不同。
為了確定齒輪位置的適當(dāng)性，首先要在燃油消耗率區(qū)域圖上設(shè)定換檔加速線，該線是從發(fā)動(dòng)機(jī)的最大轉(zhuǎn)矩線與車輛在平路上行駛使用第6齒輪即頂級(jí)齒輪時(shí)所需轉(zhuǎn)矩線的交點(diǎn)M開始。交點(diǎn)M是實(shí)現(xiàn)最大車速時(shí)的工作點(diǎn)。
從交點(diǎn)M作一條直線與允許的燃油消耗率區(qū)域接觸，這條直線就被設(shè)定為換檔加速線。允許的燃油消耗率區(qū)域就是這樣一個(gè)區(qū)域在其內(nèi)的燃油消耗率都小于允許的燃油消耗率。在圖10和11中這個(gè)區(qū)域被畫有陰影線。允許的燃油消耗率例如可被設(shè)定為230[g/kW.hour]。
一旦換檔加速線被設(shè)定，該線與各個(gè)齒輪位置用于平路行駛所需轉(zhuǎn)矩線的交點(diǎn)便可被設(shè)定為各個(gè)齒輪位置的換檔轉(zhuǎn)速。例如圖10所示，對(duì)第4和第2的換檔轉(zhuǎn)速分別被設(shè)定為1.850[rpm]和1.650[rpm]。從圖上可見，當(dāng)齒輪位置移向“低”檔一側(cè)時(shí)(＝當(dāng)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的速比變大時(shí))，所設(shè)定的換檔轉(zhuǎn)速較低。
于是控制器10要確定當(dāng)前的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速是否高于當(dāng)前齒輪位置的換檔轉(zhuǎn)速，如果確實(shí)較高，便可確定齒輪位置不適當(dāng)，傳動(dòng)機(jī)構(gòu)8會(huì)自動(dòng)將它移向高檔。
這里，換檔轉(zhuǎn)速被設(shè)定到每一個(gè)齒輪位置上，齒輪位置的適當(dāng)性由當(dāng)前的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速是否高于這個(gè)換檔轉(zhuǎn)速來確定。但也可以根據(jù)由發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速和發(fā)動(dòng)機(jī)載荷(轉(zhuǎn)矩)所限定的工作點(diǎn)是否位在換檔加速線的右側(cè)(高轉(zhuǎn)速、低載荷的一側(cè))來確定。如果是在右側(cè)，便可確定齒輪位置不適當(dāng)，傳動(dòng)機(jī)構(gòu)8可被移向高檔。
或者，可為每一個(gè)齒輪位置設(shè)定一個(gè)允許的燃油消耗率區(qū)域而將各該區(qū)域的最大轉(zhuǎn)速設(shè)定為各該齒輪位置的換檔轉(zhuǎn)速，如圖11所示。在圖11的例子中，第2和第4齒輪的允許燃油消耗率區(qū)域內(nèi)的燃油消耗率分別被設(shè)定為小于200和220[g/kW.hour]。結(jié)果第2和第4齒輪的換檔轉(zhuǎn)速分別被設(shè)定為1.400和1.750[rpm]。
即使已為每一個(gè)齒輪位置設(shè)定允許的燃油消耗率區(qū)域，仍可將使用第6齒輪在平路上行駛的轉(zhuǎn)矩線和最大轉(zhuǎn)矩線的交點(diǎn)M與每一個(gè)齒輪位置在平路上行駛的轉(zhuǎn)矩線上的換檔轉(zhuǎn)速點(diǎn)連接在一起設(shè)定為換檔加速線。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)1在圖上的工作點(diǎn)位在該換檔加速線的右側(cè)時(shí)，便可確定齒輪位置不適當(dāng)，這時(shí)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)可自動(dòng)移向高檔。在本例中，換檔加速線變成多角形。
上述本發(fā)明的實(shí)施例只是示出本發(fā)明在機(jī)動(dòng)車輛上應(yīng)用的例子，這些實(shí)施例的結(jié)構(gòu)不應(yīng)被用來限制本發(fā)明的應(yīng)用范圍。
示出發(fā)動(dòng)機(jī)和傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的工作狀態(tài)的參數(shù)還可包括許多可互相轉(zhuǎn)換的參數(shù)或者隨相似特性而變化的參數(shù)。因此可用這些參數(shù)替代在本實(shí)施例中使用的參數(shù)來進(jìn)行評(píng)估，經(jīng)過這樣修改的對(duì)象仍在本發(fā)明的技術(shù)范圍之內(nèi)。例如，加速器工作量和從它得到的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩被用作發(fā)動(dòng)機(jī)載荷，但類似的控制也可使用節(jié)流閥的開啟程度、和燃油噴射脈沖寬度來完成，并且即使經(jīng)過這種修改，仍然包括在本發(fā)明的技術(shù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種具有發(fā)動(dòng)機(jī)和連接在其上的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的車輛，該車輛包括一個(gè)檢測(cè)器，用來檢測(cè)當(dāng)前的車速；一個(gè)檢測(cè)器，用來檢測(cè)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)當(dāng)前的齒輪位置；和一個(gè)控制器，其作用為將車輛在當(dāng)前車速和齒輪位置下的最大驅(qū)動(dòng)力和在當(dāng)前車速下的行駛阻力之差設(shè)定為備用驅(qū)動(dòng)力；將車輛當(dāng)前的驅(qū)動(dòng)力和在當(dāng)前車速下的行駛阻力之差設(shè)定為超需驅(qū)動(dòng)力；及控制車輛發(fā)動(dòng)機(jī)和傳動(dòng)機(jī)構(gòu)中至少一項(xiàng)以資降低超需驅(qū)動(dòng)力對(duì)備用驅(qū)動(dòng)力之比。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的車輛，其特征在于，還包括一個(gè)燃油噴射器用來按照燃油噴射脈沖寬度所定流率將燃油噴射到發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)，其中控制器的作用還包括根據(jù)車輛的工作條件計(jì)算送往燃油噴射器的燃油噴射脈沖寬度；當(dāng)超需驅(qū)動(dòng)力對(duì)備用驅(qū)動(dòng)力為一預(yù)定值時(shí)計(jì)算燃油噴射脈沖寬度作為其上限；當(dāng)計(jì)算的燃油噴射脈沖寬度大于噴射脈沖寬度的上限時(shí)將計(jì)算的燃油脈沖寬度限制為噴射脈沖寬度的上限；控制燃油噴射器使在限制后燃油噴射脈沖寬度減小到其上限。
3.根據(jù)權(quán)利要求2的車輛，其特征在于，還包括一個(gè)檢測(cè)器用來檢測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)當(dāng)前的載荷，其中控制器的作用還有在檢測(cè)到發(fā)動(dòng)機(jī)的載荷增加后經(jīng)過一個(gè)預(yù)定的時(shí)間段開始限制燃油噴射脈沖的寬度。
4.根據(jù)權(quán)利要求3的車輛，其特征在于，其中控制器的作用還有按照所經(jīng)過的時(shí)間根據(jù)車輛的工作條件計(jì)算出要減小的燃油噴射脈沖寬度，使它減小到接近其上限。
5.根據(jù)權(quán)利要求2的車輛，其特征在于，還包括一個(gè)檢測(cè)器用來檢測(cè)車輛的加速，其中控制器的作用還有在檢測(cè)到車輛的加速經(jīng)過一個(gè)預(yù)定的時(shí)間段后開始限制燃油噴射脈沖的寬度。
6.根據(jù)權(quán)利要求5的車輛，其特征在于，其中控制器的作用還有按照所經(jīng)過的時(shí)間根據(jù)車輛的工作條件計(jì)算出要減小的燃油噴射脈沖寬度，使它減小到接近其上限。
7.根據(jù)權(quán)利要求1的車輛，其特征在于，其中傳動(dòng)機(jī)構(gòu)是自動(dòng)的，該車輛還包括一個(gè)檢測(cè)器用來檢測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)當(dāng)前的轉(zhuǎn)速；和一個(gè)檢測(cè)器用來檢測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)當(dāng)前的載荷；并且其中控制器具有一個(gè)燃油消耗率區(qū)域圖限定發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速、發(fā)動(dòng)機(jī)載荷和燃油消耗率之間的關(guān)系，還具有下列作用當(dāng)將傳動(dòng)機(jī)構(gòu)移向高檔(加速)時(shí)根據(jù)當(dāng)前的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速和載荷計(jì)算發(fā)動(dòng)機(jī)在加速后的轉(zhuǎn)速和載荷；參照燃油消耗率區(qū)域圖根據(jù)當(dāng)前的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速和載荷計(jì)算發(fā)動(dòng)機(jī)當(dāng)前的燃油消耗率；當(dāng)將傳動(dòng)機(jī)構(gòu)移向高檔時(shí)根據(jù)加速后的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速和載荷參照燃油消耗率區(qū)域圖計(jì)算出發(fā)動(dòng)機(jī)的燃油消耗率；及如果加速后的燃油消耗率小于當(dāng)前的燃油消耗率就自動(dòng)將傳動(dòng)機(jī)構(gòu)移向高檔(加速)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1的車輛，其特征在于，其中傳動(dòng)機(jī)構(gòu)是自動(dòng)的，該車輛還包括一個(gè)檢測(cè)器，用來檢測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)當(dāng)前的轉(zhuǎn)速；和一個(gè)檢測(cè)器，用來檢測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)當(dāng)前的載荷；并且其中控制器具有一個(gè)燃油消耗率區(qū)域圖限定發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速、發(fā)動(dòng)機(jī)載荷和燃油消耗率之間的關(guān)系；而且還有這樣的作用，即若當(dāng)前的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速比燃油消耗率圖中最佳燃油消耗率區(qū)域內(nèi)的最大轉(zhuǎn)速高出至少一個(gè)預(yù)定的百分比時(shí)，控制器會(huì)自動(dòng)將傳動(dòng)機(jī)構(gòu)移向高檔，其中在最佳燃油消耗率區(qū)域內(nèi)具有比預(yù)定值小的燃油消耗率。
9.根據(jù)權(quán)利要求1的車輛，其特征在于，其中傳動(dòng)機(jī)構(gòu)是自動(dòng)的，該車輛還包括一個(gè)檢測(cè)器，用來檢測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)當(dāng)前的轉(zhuǎn)速；一個(gè)檢測(cè)器，用來檢測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)當(dāng)前的載荷；其中控制器具有一個(gè)燃油消耗率區(qū)域圖限定發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速、發(fā)動(dòng)機(jī)載荷和燃油消耗率之間的關(guān)系，還具有下列作用當(dāng)在平路上以當(dāng)前的車速行駛時(shí)計(jì)算傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的齒輪最佳位置，在該位置上燃油消耗率可得到最大的改善；及如果當(dāng)前發(fā)動(dòng)機(jī)的載荷低于發(fā)動(dòng)機(jī)在該最佳齒輪位置上運(yùn)行時(shí)的載荷，另外如果當(dāng)前的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速比燃油消耗率區(qū)域圖中最佳燃油消耗率區(qū)域內(nèi)的最大轉(zhuǎn)速高出至少一個(gè)預(yù)定的百分比，在這些情況下將傳動(dòng)機(jī)構(gòu)移向高檔(加速)，其中在最佳燃油消耗率區(qū)域內(nèi)燃油消耗率低于一個(gè)預(yù)定值。
10.根據(jù)權(quán)利要求1的車輛，其特征在于，其中傳動(dòng)機(jī)構(gòu)是自動(dòng)的，該車輛還包括一個(gè)檢測(cè)器用來檢測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)當(dāng)前的轉(zhuǎn)速，并且其中控制器還具有下列作用隨著傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的齒輪位置移向“低”檔一側(cè)，設(shè)定較低的換檔轉(zhuǎn)速；及當(dāng)當(dāng)前的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速高于換檔轉(zhuǎn)速時(shí)使傳動(dòng)機(jī)構(gòu)移向高檔。
11.根據(jù)權(quán)利要求1的車輛，其特征在于，其中傳動(dòng)機(jī)構(gòu)是自動(dòng)的，該車輛還包括一個(gè)檢測(cè)器用來檢測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)當(dāng)前的轉(zhuǎn)速；和一個(gè)檢測(cè)器用來檢測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)當(dāng)前的載荷；并且其中控制器具有一個(gè)燃油消耗率區(qū)域圖限定發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速、發(fā)動(dòng)機(jī)載荷和燃油消耗率之間的關(guān)系；還具有下列作用設(shè)定一條換檔加速線，該線通過發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩線和使用最“高”側(cè)的齒輪位置在平路上行駛所需轉(zhuǎn)矩線的交點(diǎn)，與燃油消耗率圖上的一個(gè)燃油消耗率小于允許值的區(qū)域接觸；及如果由當(dāng)前的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速和載荷限定的發(fā)動(dòng)機(jī)工作點(diǎn)在燃油消耗率圖上換檔加速線的較高轉(zhuǎn)速或較低載荷的一側(cè)就將傳動(dòng)機(jī)構(gòu)移向高檔。
12.根據(jù)權(quán)利要求1的車輛，其特征在于，其中傳動(dòng)機(jī)構(gòu)是自動(dòng)的，車輛還包括一個(gè)檢測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)當(dāng)前轉(zhuǎn)速的檢測(cè)器，并且其中控制器具有一個(gè)燃油消耗率區(qū)域圖；還具有下列作用設(shè)定一條換檔加速線，該線通過發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩線和使用最“高”側(cè)的齒輪位置在平路上行駛所需轉(zhuǎn)矩線的交點(diǎn)，與燃油消耗率圖上的一個(gè)燃油消耗率小于允許值的區(qū)域接觸；設(shè)定換檔加速線與使用每一個(gè)齒輪位置在平路上行駛所需轉(zhuǎn)矩線的交點(diǎn)作為每一個(gè)齒輪位置的換檔轉(zhuǎn)速；及如果當(dāng)前的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速高于在當(dāng)前齒輪位置上的換檔轉(zhuǎn)速就將傳動(dòng)機(jī)構(gòu)移向高檔。
13.一種控制具有發(fā)動(dòng)機(jī)和傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的車輛的方法，該方法包括設(shè)定在當(dāng)前的車速和傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的齒輪位置下車輛的最大驅(qū)動(dòng)力與在當(dāng)前的車速下行駛阻力之差作為備用驅(qū)動(dòng)力；設(shè)定車輛當(dāng)前的驅(qū)動(dòng)力與在當(dāng)前車速下的行駛阻力之差作為超需驅(qū)動(dòng)力；及控制發(fā)動(dòng)機(jī)和傳動(dòng)機(jī)構(gòu)中至少一項(xiàng)使超需驅(qū)動(dòng)力對(duì)備用驅(qū)動(dòng)力之比減小。
全文摘要
車輛包括一臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)(1)，一套與它連接的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)(8)、一個(gè)檢測(cè)當(dāng)前車速的檢測(cè)器(23)、一個(gè)檢測(cè)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)(8)當(dāng)前齒輪位置的檢測(cè)器(26)、和一個(gè)控制器(10)?？刂破?10)的作用是，將車輛在當(dāng)前車速和傳動(dòng)機(jī)構(gòu)齒輪位置下的最大驅(qū)動(dòng)力和當(dāng)前車速下的行駛阻力之差定為備用驅(qū)動(dòng)力，并將當(dāng)前的車輛驅(qū)動(dòng)力和當(dāng)前車速下的行駛阻力之差定為超需驅(qū)動(dòng)力；并且控制發(fā)動(dòng)機(jī)(1)或傳動(dòng)機(jī)構(gòu)(8)使超需驅(qū)動(dòng)力對(duì)備用驅(qū)動(dòng)力之比減小。
文檔編號(hào)G01M99/00GK1477299SQ03152369
公開日2004年2月25日 申請(qǐng)日期2003年7月30日 優(yōu)先權(quán)日2002年7月30日
發(fā)明者南克明 申請(qǐng)人:米亞馬株式會(huì)社