Устройство и способ регулирования мощности двигателя внутреннего сгорания
Изобретение относится к устройству регулирования, предназначенному для регулирования мощности двигателя, устройство регулирования имеет диапазон регулирования, в котором двигатель - при включенной передаче - не образует ни тормозного, ни крутящего момента, а также к устройству регулирования, предназначенному для регулирования мощности двигателя и имеющему первый диапазон (24) регулирования, в котором двигатель имеет постоянный тормозной момент, обеспечивающий торможение транспортного средства, а также второй диапазон (26) регулирования, в котором двигатель имеет постоянный крутящий момент, обеспечивающий ускорение транспортного средства. В данном процессе предусмотрено вспомогательное средство, предназначенное для определения третьего диапазона (28) регулирования, который расположен между первым диапазоном (24) регулирования и вторым диапазоном (26) регулирования. Изобретение обеспечивает по меньшей мере один вид вспомогательного средства для определения заранее установленного рабочего состояния, при котором двигатель - при включенной передаче - не образует ни тормозного, ни крутящего момента, или согласно которому предусмотрен по меньшей мере один вид вспомогательного средства, когда устройство регулирования, предназначенное для регулирования мощности двигателя, находится в диапазоне регулирования, в котором двигатель находится в заранее установленном рабочем состоянии. 2 н. и 8 з. п. ф-лы, 1 ил.
Изобретение относится к устройству регулирования мощности двигателя. Кроме того, изобретение относится к способу регулирования мощности двигателя внутреннего сгорания.
Данное изобретение относится к устройству регулирования мощности двигателя, а также к способу регулирования мощности двигателя, в частности двигателя внутреннего сгорания автомобиля, скорость движения которого можно регулировать с помощью сцепления и тормоза с соответствующими педалями, а также с помощью педали газа.
В современных транспортных средствах приводная мощность транспортного средства обычно регулируется с помощью педали газа, причем в новейших транспортных средствах связь между положением педали газа и нагрузкой двигателя, как правило, уже не является непосредственным механическим соединением. Обычно электронный блок управления двигателем регулирует нагрузку двигателя с учетом разных параметров, например, такого параметра, как положение педали газа. При постоянном воздействии на педаль газа, начиная от нулевого положения, крутящий момент на валу привода двигателя постоянно увеличивается в соответствии с активацией регулирующего элемента, отвечающего за работу привода, например, дроссельной заслонки в двигателях, работающих по циклу Отто. Непосредственно в нулевом положении передача крутящего момента отсутствует, то есть двигатель переходит в инерционный режим отсечки топлива, что приводит к так называемому обратному крутящему моменту. При использовании многочисленных современных конфигураций педали газа можно только обеспечивать приводную мощность с помощью двигателя или переводить двигатель в инерционный режим отсечки топлива. Переход из одного рабочего состояния в другое является резким и не может быть нормирован.
В патентном документе DE 19922338 A1 описан способ получения заданного эффективного соотношения между приведением в действие педали газа и возникающим в результате тормозным моментом транспортного средства, причем диапазон возможного регулирования педали газа разделен по меньшей мере на два диапазона регулирования. Первый диапазон регулирования установлен ниже первого заданного углового положения педали газа. В первом диапазоне регулирования исполнительные механизмы, которые могут осуществлять торможение транспортного средства, регулируются с учетом заданного направления тормозного момента. Предпочтительно, второй диапазон регулирования установлен выше второго заданного углового положения педали газа. Между первым и вторым установленными угловыми положениями педали газа образован третий диапазон регулирования, в котором исполнительные механизмы, которые могут обеспечивать торможение или ускорение транспортного средства, регулируются таким образом, что тормозной момент или крутящий момент транспортного средства поддерживается постоянным.
В патентном документе US №7188546 B2 описан узел педали газа транспортного средства, содержащий педаль газа, функционально соединенную с приводным устройством транспортного средства, причем транспортное средство также имеет отдельную педаль тормоза, функционально соединенную с тормозным устройством транспортного средства. Когда педаль газа перемещается из положения холостого хода в положение управления транспортным средством, это приводит к прогрессивному увеличению значения движущей силы. При этом педаль газа выполнена с возможностью работы в предварительно заданном диапазоне хода педали, охватывающем промежуток от нерабочего положения до положения холостого хода и далее до положения управления транспортным средством. Более того, педаль газа функционально соединена с тормозным устройством транспортного средства, причем тормозное устройство обеспечивает прогрессивное увеличение силы торможения, действующей на транспортное средство при перемещении педали газа из положения холостого хода в нерабочее положение, причем тормозное устройство физически перемещает педаль тормоза в определенное положение, соответствующее силе торможения, прикладываемой узлом педали газа, при этом педаль газа смещается по направлению к нерабочему положению.
В патентном документе WO 2009/023916 A2 описано устройство педали газа и тормозная система транспортного средства, причем тормозная система реагирует на силы, воздействующие на педаль газа, при этом параметры, соответствующие воздействующей на педаль газа силе, передаются в блок управления, и причем сила торможения зависит от силы, воздействующей на педаль газа.
Во всех описанных в уровне техники устройствах может быть выбрано такое положение педали газа, при котором двигатель не оказывает на транспортное средство ни крутящего, ни тормозного момента. Однако данное положение педали газа изменяется по мере изменения скорости движения транспортного средства, вызванного, например, движением накатом, так что водитель будет вынужден постоянно регулировать положение педали газа для обеспечения оптимального использования энергии, включая минимально возможный расход топлива.
Целью настоящего изобретения является способ регулирования мощности двигателя, обеспечивающий уменьшение потребления топлива.
Кроме того, целью настоящего изобретения является устройство регулирования, обеспечивающее осуществление данного способа.
Согласно изобретению, указанные цели достигаются с помощью способа по п.1 формулы изобретения и с помощью устройства регулирования, обеспечивающего осуществление указанного способа, по п.4 формулы изобретения. Преимущественные модификации способа приведены в пп.2 и 3 формулы изобретения. Преимущественные модификации устройства регулирования приведены в пп.5-10 формулы изобретения.
Согласно изобретению предложен способ регулирования мощности двигателя, в частности двигателя автомобиля, согласно которому используют вспомогательное средство для определения заранее установленного рабочего состояния, в котором двигатель - при включенной передаче - образует тормозной момент, максимальное значение которого меньше тормозного момента, обычно возникающего при использовании тормоза двигателя, или крутящий момент, максимальное значение которого не приводит к ускорению транспортного средства, причем после активирования способа путем автоматического регулирования по меньшей мере одного параметра, влияющего на рабочее состояние двигателя, автоматически определяют и поддерживают оптимальную подачу энергии в двигатель (необходимую для достижения рабочего состояния, при котором двигатель, при включенной передаче, образует тормозной момент, максимальное значение которого меньше тормозного момента, обычно возникающего при использовании тормоза двигателя, или крутящий момент, максимальное значение которого не приводит к ускорению транспортного средства) для каждой частоты вращения в диапазоне частот вращения, лежащем между заданными пределами. Кроме того, в изобретении предложено регулирующее устройство, предназначенное для регулирования мощности двигателя, для выполнения указанного способа, обеспечивающее первый диапазон регулирования, в котором двигатель имеет постоянный тормозной момент, обеспечивающий торможение транспортного средства, а также второй диапазон регулирования, в котором двигатель имеет постоянный крутящий момент, обеспечивающий ускорение транспортного средства, причем предусмотрено вспомогательное средство для определения третьего диапазона регулирования, при этом указанный третий диапазон регулирования расположен между первым и вторым диапазонами регулирования, и в третьем диапазоне регулирования двигатель - при включенной передаче - не образует ни тормозного момента, ни крутящего момента.
Вышеуказанное включает ситуацию создания тормозного и/или крутящего момента, в которой тормозной момент значительно меньше тормозного момента в случае торможения двигателем, и в которой крутящий момент значительно меньше момента, требуемого для ускорения транспортного средства.
Вышеуказанное служит предпочтительно для предотвращения переключения электронной системы двигателя между небольшим крутящим моментом и небольшим тормозным моментом, при движении транспортного средства накатом.
Изобретение основано на известном факте, что кинетическая энергия транспортного средства может быть более эффективно использована с помощью разновидности функции свободного хода. Помимо прочего, данное состояние управления автомобилем характеризуется тем, что приводной узел не передает никакой мощности на колеса и, таким образом, отсутствует и тяга, и торможение транспортного средства. Например, этого добиваются с помощью центробежной муфты сцепления, причем двигатель самостоятельно расцепляется при заранее заданном положении педали газа и удерживается на частоте вращения холостого хода. В результате, транспортное средство может пройти накатом определенное расстояние, на протяжении которого транспортное средство не требует потребления топлива. Однако недостаток данной функции свободного хода заключается в том, что недоступен режим обратного крутящего момента и, таким образом, невозможна экономия топлива путем отсечки топлива при движении по инерции. Поэтому согласно другому известному способу двигатель расцепляется, когда водитель отпускает педаль газа, причем водитель может активировать режим обратного крутящего момента путем нажатия педали тормоза или кнопки на рулевом колесе. Недостаток указанного состоит в том, что в зоне тормозов возникает повышенный износ, поскольку для выполнения торможения двигателем необходимо задействовать тормоз. Более того, существует угроза безопасности, обусловленная возможным изменением нагрузки, которое могло бы возникнуть, например, при необходимости внезапного торможения на повороте, когда к заданной силе торможения колесами в результате процесса расцепления добавляется нерегулируемое торможение двигателем. Помимо этого, нажатие педали тормоза или кнопки на рулевом колесе постоянно требует активного принятия решения со стороны водителей, что ослабляет их концентрацию.
При помощи вспомогательного средства, предназначенного для определения третьего диапазона регулирования, водителю предоставлена возможность оптимально использовать не только крутящий момент и тормозной момент, но и кинетическую энергию транспортного средства. Так, например, если водитель автомобиля своевременно распознает препятствие или помеху движению, энергия движения используется таким образом, что нужного уменьшения скорости движения достигают путем «движения накатом» без эффекта торможения двигателем или колесами, а также без расцепления и, следовательно, при полном принудительном включении. Таким образом можно избежать излишней потери энергии, обусловленной торможением двигателем, сэкономить топливо и не отвлекать внимание водителя автомобиля на необходимость активации дополнительной рукоятки, рычага или кнопки. Более того, водителю автомобиля фактически не нужно менять манеру езды по сравнению с исходной, поэтому отсутствует необходимость усиленной концентрации внимания со стороны водителя. Таким образом, оптимального использования кинетической энергии транспортного средства - при включенной передаче - достигают без использования дополнительных сложных механизмов и, следовательно, обеспечивают уменьшенный износ, рентабельность и эффективность.
Преимущественно, в третьем диапазоне регулирования двигатель, при включенной передаче, не образует ни тормозного, ни крутящего момента, так что с помощью использования третьего диапазона регулирования водитель может оптимально использовать кинетическую энергию транспортного средства до определенного порогового значения. Так, например, если водитель автомобиля своевременно распознает препятствие или помеху движению, энергия движения может быть использована таким образом, что нужного уменьшения скорости достигают путем «движения накатом», без эффекта торможения двигателем или колесами и без расцепления и, следовательно, при полном принудительном включении. При этом можно избежать излишней потери энергии, обусловленной торможением двигателем, сэкономить топливо, и не отвлекать внимание водителя автомобиля на необходимость активации дополнительной рукоятки, рычага или кнопки.
В предпочтительном варианте выполнения устройство регулирования представляет собой педаль, и/или рычаг, или рукоятку, причем вспомогательное средство согласно изобретению предпочтительно может быть обеспечено с помощью сигнала, который предпочтительно является звуковым, визуальным и/или тактильным. Так, водитель автомобиля принимает сигнал, который может издаваться, например, в виде слабого звука и/или неяркого свечения светодиода, установленного в зоне приборной панели транспортного средства, и/или путем ощутимого давления, в самом устройстве регулирования. Таким образом, водитель может легко распознать указанное вспомогательное средство, не отвлекаясь от управления автомобилем.
В предпочтительном варианте выполнения вспомогательное средство выполнено в виде звукового, визуального и/или тактильного средства.
В предпочтительном варианте выполнения вспомогательное средство может быть выполнено механическим, гидравлическим, электромагнитным и/или пневматическим способом, так что для обеспечения вспомогательного средства можно использовать разные способы.
В преимущественном варианте выполнения устройства регулирования согласно изобретению предусмотрено давление, которое водитель может легко почувствовать, и при котором подача энергии блокируется до такой степени, что эффект торможения двигателем отсутствует. Так, например, указанное давление может быть реализовано с помощью вспомогательной пружины, преимуществом которой является то, что траектория движения на всем его протяжении не изменяется, и поэтому водитель, не знакомый с указанным устройством регулирования согласно изобретению, тем не менее, сможет легко управлять автомобилем. Более того, таким способом можно быстро определить третий диапазон регулирования, так что даже на коротких дистанциях энергия движения может быть использована легко, быстро, безопасно и, тем не менее, эффективно.
Согласно изобретению вышеупомянутый двигатель представляет собой двигатель из группы двигателей внутреннего сгорания, электродвигателей, паровых двигателей, двигателей Стирлинга и/или двигателей Ванкеля, и/или комбинацию перечисленных двигателей, например гибридный двигатель. При этом данное изобретение можно применить для регулирования мощности двигателя, в частности, для егулирования мощности двигателя автомобиля. Тем не менее, данное изобретение, в общем, применимо для всех двигателей, обеспечивающих перемещение грузов, например, в разных промышленных установках, на морских судах и/или промышленных транспортных средствах, когда имеющуюся двигательную энергию преимущественно использовать соответствующим образом. Соответственно, на промышленных предприятиях, в которых выполняют моторизованное перемещение грузов, например, на определенное расстояние, конечный этап движения можно обеспечить, например, путем автоматической активации функции свободного движения в определенный момент времени, до достижения места назначения. Таким образом, вместо потери имеющейся энергии движения ее можно использовать, к примеру, с помощью тормоза, например при торможении двигателем. Устройство регулирования двигателем должно быть дополнительно оснащено «функцией свободного движения».
Согласно изобретению, определенные типы передаточных механизмов, применяемые в двигателях такие, как, например, автоматическая трансмиссия, полуавтоматическая трансмиссия или ручная трансмиссия, могут быть модифицированы с обеспечением возможности использования всех преимуществ устройства регулирования и/или способа регулирования мощности двигателя согласно изобретению. Используя известные двигатели и применяя имеющиеся на сегодняшний день элементы, при реализации изобретения можно обойтись без вспомогательных и сложных механизмов и применить его к любому из известных моторизованных устройств, независимо от конкретного типа трансмиссии.
В предпочтительном варианте выполнения устройство регулирования представляет собой педаль, и/или рычаг, и/или рукоятку, причем устройство регулирования должно быть легко различимым и простым в эксплуатации. Предпочтительно, устройство регулирования может представлять собой уже известный, встроенный элемент такой, как, например, педаль газа и/или рабочий элемент на рулевом колесе, при этом, однако, в качестве устройства регулирования можно использовать и вновь устанавливаемый рабочий элемент. Таким образом, в качестве устройства регулирования допустимо использовать, например, серводвигатель, который связан, к примеру, с навигационной системой. Вспомогательное средство согласно изобретению предпочтительно может быть обеспечено с помощью сигнала, который предпочтительно является звуковым, визуальным и/или тактильным. Таким образом, водитель автомобиля принимает сигнал, который может издаваться, например, в виде слабого звука и/или неяркого свечения светодиода, установленного в зоне приборной панели транспортного средства, и/или с помощью ощутимого давления, в самом устройстве регулирования. При этом водитель может легко распознать указанное вспомогательное средство, не отвлекаясь от управления автомобилем.
В преимущественном варианте выполнения устройства регулирования согласно изобретению предусмотрено давление, которое водитель может легко почувствовать, и при котором подача энергии блокируется до такой степени, что эффект торможения двигателем отсутствует. Так, например, указанное давление можно обеспечить с помощью вспомогательной пружины, преимуществом которой является то, что траектория движения на всем его протяжении не изменяется, и поэтому водитель, не знакомый с указанным устройством регулирования согласно изобретению, тем не менее, сможет легко управлять автомобилем. Более того, таким способом можно быстро определить третий диапазон регулирования, так что даже на коротких дистанциях энергия движения может быть использована легко, быстро, безопасно и, тем не менее, эффективно.
Согласно изобретению, при наличии указанного давления или в третьем установленном диапазоне регулирования, двигатель не образует ни крутящего, ни тормозного момента, независимо от скоростного диапазона, передаточного числа, скорости вращения и положения сцепления, так что, независимо от вышеуказанных параметров, двигатель, при полном принудительном включении, не передает какого-либо усилия в приводную цепь транспортного средства и, в любой ситуации управления автомобилем, при достижении третьего диапазона регулирования имеющаяся энергия движения может быть полностью использована, и обеспечена экономия топлива. По существу, устройство регулирования согласно изобретению можно объединить с известными на сегодняшний день системами, такими как устройство ограничения оборотов двигателя или устройство автоматического поддержания скорости движения.
Согласно изобретению, при реализации способа для регулирования мощности двигателя, в частности для регулирования мощности двигателя автомобиля, предусмотрен по меньшей мере один тип вспомогательного средства для определения заранее установленного рабочего состояния, в котором двигатель - при включенной передаче - не образует ни тормозного, ни крутящего момента, или предусмотрен по меньшей мере один тип вспомогательного средства, когда устройство регулирования для регулирования мощности двигателя находится в диапазоне регулирования, в котором двигатель находится в заранее установленном рабочем состоянии. При этом предполагают, что водители автомобилей располагают третьим диапазоном регулирования, который они могут использовать, когда им не требуется ни крутящий, ни тормозной момент. Следовательно, третий диапазон регулирования позволяет водителю автомобиля пустить транспортное средство накатом, без передачи крутящего или тормозного момента в приводную цепь. При этом можно избежать излишней потери энергии, обусловленной торможением двигателем, сэкономить топливо, и не отвлекать внимание водителя автомобиля на необходимость активации дополнительной рукоятки, рычага или кнопки. Для водителя автомобиля, использование способа согласно изобретению не влечет за собой каких-либо изменений в вождении по сравнению с обычным вождением. Таким образом достигают оптимального использования кинетической энергии транспортного средства - при включенной передаче - без использования дополнительных сложных механизмов и, следовательно, обеспечивают уменьшение износа, рентабельность и эффективность. Более того, благодаря предложенному вспомогательному средству водитель может без труда определить третий диапазон регулирования, причем величина третьего диапазона регулирования задана точно с обеспечением предотвращения колебаний между тягой и торможением во время движения накатом, и с обеспечением экономии топлива.
В особо предпочтительном варианте выполнения способа, заранее установленное рабочее состояние распознается по меньшей мере одним датчиком, так что система управления, связанная с датчиком, обеспечивает по меньшей мере один тип вспомогательного средства для определения указанного заранее установленного рабочего состояния. Преимущественно, с помощью данного по меньшей мере одного датчика система управления получает все важные параметры, такие как, например, выбранная передача или положение автоматической трансмиссии, текущая скорость вращения и/или скорость на холостом ходу, которые необходимы для управления двигателем. Таким образом, водитель автомобиля может всегда получить помощь от системы управления, когда двигатель достигает заранее установленного рабочего состояния, в котором двигатель - с включенной передачей - не образует ни крутящего, ни тормозного момента, при этом устройство регулирования находится в третьем диапазоне регулирования, в котором двигатель находится в заранее установленном рабочем состоянии. Для этого постоянно контролируют соответствующие параметры, такие как, например, скорость транспортного средства и/или скорость вращения двигателя. Так, согласно изобретению система управления может обеспечить вспомогательное средство с помощью сигнала, легко различаемого водителем автомобиля, при этом сигнал предпочтительно является звуковым сигналом в виде слабого звука и/или визуальным сигналом в виде неяркого свечения светодиода, установленного в зоне приборной панели транспортного средства, и/или тактильным, например, в виде ощутимого давления, в самом устройстве регулирования, причем доказано, что указанное давление преимущественно может быть реализовано механическим, гидравлическим, электромагнитным и/или пневматическим способом.
Доказано особое преимущество системы управления, имеющей несколько исполнительных механизмов, которые могут обеспечивать торможение или ускорение транспортного средства, так что при достижении третьего диапазона регулирования, различные параметры регулируются таким образом, чтобы как можно дольше использовать кинетическую энергию транспортного средства. Так, например, для того чтобы как можно дольше использовать кинетическую энергию транспортного средства, соответствующим образом увеличивают или уменьшают подачу необходимого количества топлива, которая помимо прочего зависит от скорости движения транспортного средства, либо насколько возможно уменьшают крутящий момент, в зависимости от имеющейся ситуации движения и как функцию выбранной в данный момент передачи. Более того, система управления выполняет регулирование таким образом, что при последующем достижении второго диапазона регулирования, крутящий момент или подачу топлива снова непрерывно увеличивают, в зависимости от конкретной ситуации движения и как функцию выбранной передачи.
Когда транспортное средство съезжает с автомагистрали, например, скоростной дороги, оно движется накатом, при этом двигатель переходит в состояние, при котором, по существу, не образуется ни крутящего, ни тормозного момента. Это состояние предпочтительно достигается путем систематического вмешательства в электронную систему двигателя.
Регулировка двигателя может быть обеспечена с помощью блока управления распределительным валом, синхронизации работы клапанов двигателя, путем регулирования давления впрыска или интервалов впрыска в случае многократных впрысков, путем регулирования времени зажигания или интервалов зажигания в случае многократных зажиганий, либо путем регулирования зажигания, например, в случае использования более чем одной свечи зажигания на цилиндр, причем можно предусмотреть зависимость регулировки от рабочего состояния двигателя, например, от температуры двигателя или масла.
По существу, данное изобретение можно объединять с уже известными разнообразными методиками. Так, например, способ согласно изобретению может быть связан с навигационной системой, так что, например, водители всегда получают подсказку для определения третьего диапазона регулирования при приближении к препятствию движения, такому как, например, светофор, перекресток, съезд с автострады или заранее известный затор в движении, и энергии движения транспортного средства будет как раз достаточно для того, чтобы доехать до данного препятствия без какой-либо дополнительной приводной мощности или применения торможения двигателем или колесами. После получения подсказки выбор относительно того, как использовать функцию движения и сэкономить топливо, все равно остается за водителями. К тому же возможен автоматический переход устройства регулирования в третий диапазон регулирования, то есть с помощью системы управления, при этом водителю не нужно принимать какого-либо решения.
Изобретение также можно применять совместно с системой автоматического поддержания скорости движения или объединить, например, с автопилотом при поддержке GPS. Таким образом, если превышена заданная скорость, активируется не режим отсечки топлива при движении по инерции, а предмет изобретения. Может быть задан диапазон вокруг заданной скорости движения (например, ±5 км/ч для заданной скорости 130 км/ч), в пределах которого снижение скорости регулируется только с помощью предмета изобретения. При выходе из заданного диапазона, например, на крутом уклоне, то приводится в действие инерционный режим отсечки топлива. В качестве альтернативы или вместе с указанным диапазоном скоростей, также может быть задан диапазон для ускорения транспортного средства, вызванного, например, уклоном дороги, в пределах которого применяют предмет изобретения для уменьшения или поддержания скорости движения. Для разных скоростей и условий эксплуатации могут быть заданы разные диапазоны.
Помимо прочего, изобретение также можно комбинировать с принципом выключения цилиндров из работы двигателя. Одновременно с выключенными цилиндрами в закрытом положении могут поддерживаться и клапаны. Кроме того, при наличии более одного клапана в группе впускных или выпускных клапанов, клапаны в одной группе могут регулироваться по-разному.
Блок управления может иметь разные интерфейсы для узлов, которые подлежат регулировке, например, опосредованно через другие блоки управления или центральный блок управления, либо напрямую, например, с помощью регулятора для увеличения или уменьшения впрыска, воздушной добавки или механизма регулирования распределительного вала, зажигания или электромеханической активации клапанов.
Сигналы, поступающие от датчиков (например, положение педали газа, частота вращения или скорость движения транспортного средства), могут быть зарегистрированы и сверены в блоке управления. Если указанные значения или комбинация значений, либо результат электронной обработки указанных значений или комбинации значений соответствует техническим параметрам, хранящимся в памяти блока управления или вычисленным из имеющихся значений или их комбинации или результата их связи, то для блока, который должен быть отрегулирован, задается определенное установочное значение с помощью интерфейса (например, определенное клапанное распределение при нахождении педали газа в диапазоне, соответствующем функции свободного хода при определенной частоте вращения).
Значения, записанные в памяти блока управления, могут быть жестко запрограммированы или могут регулироваться с помощью специальных вмешательств (например, устройства диагностики или специального программного обеспечения с помощью служебного интерфейса), либо их может регулировать сам водитель (например, выбирая режимы движения или положение педали газа).
Кроме того, на записанные в памяти значения могут влиять датчики, либо записанные значения могут выдаваться датчиками или являться результатом обработки разных значений из программного обеспечения или жесткой программы. Это означает, что указанные значения могут постоянно изменяться.
В диапазоне свободного хода двигатель регулируют таким образом, чтобы существовал по меньшей мере один нулевой крутящий момент, то есть допускается небольшой положительный, но не отрицательный крутящий момент. Так, можно обеспечить, например, чтобы в приводную цепь передавался минимально возможный крутящий момент, составляющий, к примеру, до 5% от максимального момента двигателя. Это предотвращает колебание момента вблизи нулевой точки при отклонениях как в отрицательный, так и в положительный диапазон. Такие колебания крутящего момента могли бы вызвать неприятные состояния управления автомобилем. Для предотвращения этого блок управления, обеспечивающий регулирование нулевого момента, может быть выполнен таким образом, что, всегда начиная по меньшей мере от положительного момента, обеспечивает регулировку двигателя относительно нулевого момента. Это означает, что выражение нулевой момент также включает небольшой положительный момент. Если водитель перемещает педаль газа из диапазона отсечки топлива в инерционном режиме в диапазон нулевого момента, то регулировка момента после отрицательного значения происходит относительно нулевого момента. При этом в процессе регулировки нулевого момента должно быть исключено превышение минимального момента, например, на 0,5% от максимального момента, так чтобы не допустить постоянного переключения двигателя между небольшим положительным моментом и тормозным моментом в диапазоне отсечки топлива в инерционном режиме, когда водитель, для управления торможением, переключается между диапазоном отсечки топлива в инерционном режиме и диапазоном нулевого момента, либо диапазоном тяги, если диапазон нулевого момента отсутствует.
Кроме того, можно предусмотреть включение регулировки на основании индивидуального выбора водителя.
Переход из диапазона регулирования нулевого момента к отрицательному моменту для отсечки топлива может быть выполнен таким образом, чтобы водитель мог нормировать указанное действие.
Помимо этого, регулирование может быть исключено для режимов с определенной частотой вращения, скоростью движения или передаточным числом.
Кроме того, изобретение может быть выполнено таким образом, что когда регулирование включают при положении педали газа в диапазоне «тяга», от двигателя в приводное устройство передается по меньшей мере нулевой момент, то есть независимо от положения педали в пределах данного диапазона тормозной момент определенно отсутствует. Преимущество данного варианта выполнения состоит в том, что давление в педали или других сигнальных средствах не является обязательным и может отсутствовать. Таким образом, можно легко получить разрешение на использование данного варианта выполнения от надлежащих органов. Как только достигнуто состояние «по меньшей мере нулевого момента», также можно определить диапазон, который зависит по меньшей мере от приводной скорости, для определения соответствующего нулевому моменту положения, в которое можно установить педаль газа, не вызывая ускорения транспортного средства и выхода из диапазона нулевого момента. Чем меньше приводная скорость, тем меньше становится данный, зависящий от скорости диапазон. В таком случае, ускорение транспортного средства происходит только при выходе педали газа из данного диапазона в направлении положения тяги. Преимуществом вышеуказанного является то, что водителю удобно поддерживать состояние нулевого момента. После выхода из указанного диапазона он удаляется, и определяется вновь при следующем появлении нулевого момента.
Изобретение также может быть выполнено, если реализация легко ощутимого водителем давления в педали газа или другом средстве индикации, для обозначения положения нулевого момента, невозможна или нецелесообразна. При этом параметры педали газа могут быть как обычно разделены на два диапазона, отсечки топлива при движении по инерции и тяги, без индикации перехода из одного диапазона в другой. Регулирование нулевого момента всегда выполняется в диапазоне тяги, когда педаль газа находится в положении, при котором количество передаваемого движения меньше нулевого момента. Как только педаль газа приходит в положение, в котором превышен нулевой момент, снова активируется передача. Обе регулировки могут иметь место, несмотря на то, что педаль газа находится в одном и том же положении, если, например, транспортное средство выходит из крутого уклона, а затем движется в гору. Таким образом, диапазон тяги регулируется таким образом, чтобы всегда преобладал по меньшей мере нулевой момент. Следовательно, в заданных пределах частоты вращения исключено возникновение тормозного момента двигателя. Если в диапазоне тяги водитель отпускает педаль газа до такой степени, что величина момента падает ниже нулевого значения, то приводится в действие регулирование, и в трансмиссию передается по меньшей мере нулевой момент.
Ниже изобретение будет объяснено более подробно со ссылкой на прилагаемые чертежи. Сведения о дополнительных преимуществах и вариантах выполнения можно получить из формулы изобретения.
На фиг. 1 изображена схема устройства регулирования согласно изобретению.
Устройство регулирования согласно изобретению, изображенное на фиг. 1, имеет обычную педаль 10, которую применяют для регулирования мощности двигателя. Педаль 10 установлена с возможностью изменения ее положения между первым конечным положением 20 и вторым конечным положением 22, с помощью первого пружинного элемента 12. Между указанными двумя конечными положениями 20, 22 имеется первый диапазон 24 регулирования, в котором двигатель имеет постоянный тормозной момент, обеспечивающий торможение транспортного средства, и второй диапазон 26 регулирования, в котором двигатель имеет постоянный крутящий момент, обеспечивающий ускорение транспортного средства. Между указанными двумя диапазонами 24, 26 регулирования имеется третий диапазон 28 регулирования, в котором двигатель находится в заранее установленном рабочем состоянии. Данное рабочее состояние может точно соответствовать рабочему моменту, в котором двигатель при включенной передаче не образует ни тормозного, ни крутящего момента. Для облегчения определения указанного третьего диапазона регулирования, в представленном варианте выполнения предусмотрена вторая вспомогательная педаль 30, расположенная под первой педалью 10. В отличие от педали 10, изменение положения вспомогательной педали 30 с помощью второго пружинного элемента 32 предусмотрено только между третьим диапазоном 28 регулирования и вторым конечным положением 22, в результате чего при активации педали 10 в первом диапазоне 24 регулирования, только первый пружинный элемент 12 прикладывает возвратную силу на педаль 10. Когда педаль 10 достигает третьего диапазона 28 регулирования, она ложится непосредственно на вспомогательную педаль 30, так что к уже действующей возвратной силе первого пружинного элемента 12 добавляется возвратная сила второго пружинного элемента 32, в результате чего обеспечивается легко определяемое водителем вспомогательное средство в виде легко различимого давления для определения третьего диапазона 28 регулирования.
Вариант выполнения данного изобретения был описан и представлен на чертеже в качестве примера, хотя могут быть использованы и другие устройства механического соединения. Изобретение не ограничено описанным вариантом выполнения, который приведен исключительно в качестве пояснения изобретения.
ПЕРЕЧЕНЬ УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ
10 педаль
12 первый пружинный элемент
20 первое конечное положение
22 второе конечное положение
24 первый диапазон регулирования
26 второй диапазон регулирования
28 третий диапазон регулирования
30 вспомогательная педаль
32 второй пружинный элемент
1. Способ регулирования мощности двигателя, в частности двигателя внутреннего сгорания автомобиля, согласно которому обеспечивают вспомогательное средство для определения заранее установленного рабочего состояния, при котором двигатель при включенной передаче образует тормозной момент, максимальное значение которого меньше тормозного момента, обычно возникающего при торможении двигателем, либо крутящий момент, максимальное значение которого не приводит к ускорению транспортного средства, отличающийся тем, что после активации способа путем автоматического регулирования по меньшей мере одного параметра, который влияет на рабочее состояние двигателя, автоматически определяют и поддерживают оптимальную подачу энергии к двигателю - необходимую для достижения рабочего состояния, при котором двигатель при включенной передаче образует тормозной момент, максимальное значение которого меньше тормозного момента, обычно возникающего при торможении двигателем, либо крутящий момент, максимальное значение которого не приводит к ускорению транспортного средства или который был бы необходим для поддержания мгновенной скорости транспортного средства - для каждой частоты вращения в диапазоне частот вращения, лежащем между заранее заданными предельными значениями.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что указанное заранее установленное рабочее состояние определяют с помощью по меньшей мере одного датчика, после чего система управления, связанная с датчиком, обеспечивает вспомогательное средство для определения указанного рабочего состояния.
3. Способ по п.2, отличающийся тем, что система управления имеет исполнительные механизмы, которые могут обеспечивать торможение или ускорение двигателя.
4. Устройство регулирования, предназначенное для выполнения способа согласно одному из пп.1-3, имеющее первый диапазон (24) регулирования, в котором двигатель имеет постоянный тормозной момент, обеспечивающий торможение транспортного средства, и имеющее второй диапазон (26) регулирования, в котором двигатель имеет постоянный крутящий момент, обеспечивающий ускорение транспортного средства, отличающееся тем, что для определения третьего диапазона (28) регулирования предусмотрено вспомогательное средство, причем указанный третий диапазон (28) регулирования расположен между первым диапазоном (24) регулирования и вторым диапазоном (26) регулирования, и в указанном третьем диапазоне (28) регулирования двигатель при включенной передаче не образует ни тормозного, ни крутящего момента, при этом устройство регулирования имеет средство для определения и поддержания оптимальной подачи энергии к двигателю для поддержания рабочего состояния третьего диапазона (28) регулирования для каждой частоты вращения в диапазоне частот вращения, лежащем между заранее заданными предельными значениями.
5. Устройство по п.4, отличающееся тем, что двигатель представляет собой двигатель из группы двигателей внутреннего сгорания, электрических двигателей, паровых двигателей, двигателей Стирлинга и/или двигателей, Ванкеля и/или комбинацию перечисленных двигателей в виде гибридного двигателя.
6. Устройство по п.4, отличающееся тем, что оно представляет собой педаль (10) и/или рычаг или рукоятку.
7. Устройство по п.4, отличающееся тем, что вспомогательное средство обеспечивается с помощью сигнала.
8. Устройство по одному из пп.4-7, отличающееся тем, что вспомогательное средство выполнено в виде звукового, визуального и/или тактильного средства.
9. Устройство по одному из пп.4-7, отличающееся тем, что вспомогательное средство выполнено механическим, гидравлическим, электромагнитным и/или пневматическим способом.
10. Устройство по одному из пп.4-6, отличающееся тем, что вспомогательное средство обеспечивается с помощью заранее заданного давления.
