Определение старта автомобиля
Изобретение относится к автомобильной технике. Технический результат - устранение провала тяги на низких оборотах. Провал тяги на низких оборотах является известным недостатком двигателей малого объема с турбонаддувом, имеющих мощность двигателей большого объема. Способ ускорения вращения турбины с приводом от выхлопных газов в течение промежутка времени, пока водитель переносит свою ногу с педали тормоза на педаль акселератора, чтобы вызвать старт. Неполный перечень действий, которые можно предпринять для увеличения внутренней энергии выхлопных газов, поступающих в турбину, включают: открытие дроссельной заслонки, уменьшение угла опережения зажигания и закрытие регулятора давления наддува. Дополнительно к одному из колес автомобиля могут быть применены тормоза, чтобы двигатель не произвел преждевременный старт в течение этого интервала. 2 н. и 18 з.п. ф-лы, 7 ил.
Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее раскрытие относится к улучшению эффективности старта автомобиля.
Уровень техники
Известно, что автомобиль с двигателем меньшего рабочего объема показывает более высокую топливную экономичность, чем автомобиль с двигателем большего рабочего объема. Однако способность автомобиля разгоняться уменьшается при малом объеме, захватывающем меньше воздуха в двигатель для последующего вырабатывания энергии. Известно также, что путем наддува двигателя характеристики двигателя меньшего рабочего объема в различных рабочих условиях могут быть аналогичны характеристикам двигателя большего рабочего объема. Наиболее часто используется турбонаддув при помощи турбокомпрессора, в котором внутренняя энергия отработанных газов, которая иначе была бы выброшена, используется повторно для работы турбины с приводом от выхлопных газов. Турбина с приводом от выхлопных газов содержит общий вал с компрессором на впуске. Энергия, полученная в турбине с приводом от выхлопных газов, используется для сжатия впускных газов, что повышает удельную мощность двигателя. Известным недостатком двигателя с турбонаддувом является провал тяги на низких оборотах. То есть при малой скорости вращения двигателя, как это происходит при старте автомобиля, через двигатель проходит небольшая масса газов, и поэтому турбина с приводом от выхлопных газов вращается с малой скоростью. Система двигатель/турбина ускоряет вращение по требованию водителя автомобиля, нажимающего педаль акселератора, однако с неприемлемой задержкой. Если вопрос провала тяги на низких оборотах был бы решен, топливная экономичность автомобилей была бы значительно повышена путем уменьшения размеров двигателя и турбонаддува без недостатков, проявляющихся при работе на некоторой малой скорости. Любые улучшения эффективности старта могут быть также применены к двигателям без наддува.
Раскрытие изобретения
Для решения вопроса эффективности старта раскрыт автомобиль, имеющий тормозную систему, содержащую тормоза, связанные с колесами автомобиля, гидравлические линии, связанные с тормозами, причем усилие срабатывания тормозов относится к давлению в гидравлических линиях, и датчик давления, связанный с гидравлическими линиями. Автомобиль также содержит двигатель внутреннего сгорания, турбокомпрессор, соединенный с двигателем, дроссельную заслонку, расположенную во впуске двигателя, датчик скорости автомобиля и электронный блок управления (ЭБУ), электронно-соединенный с двигателем, дроссельной заслонкой, датчиком скорости автомобиля и датчиком давления. Начинающийся старт автомобиля определяется в то время, когда датчик скорости автомобиля показывает, что автомобиль стоит, и форма сигнала от датчика давления показывает, что неизбежно отпускание педали тормоза. В ответ ЭБУ посылает команду на дроссельную заслонку для перемещения в более открытое положение. В одном варианте осуществления отпускание педали тормоза определяется, когда датчик давления показывает, что давления в гидравлической линии опустилось ниже порогового значения давления. В альтернативном варианте отпускание педали тормоза определяется на основе скорости убывания давления в гидравлических линиях.
Автомобиль может содержать перепускной канал, присоединенный выше и ниже турбины с приводом от выхлопных газов турбокомпрессора, и регулятор давления наддува, расположенный в перепускном канале. При определении ожидающегося старта автомобиля ЭБУ подает дополнительную команду регулятору давления наддува на перемещение в практически полностью закрытое положение.
При применении в бензиновых двигателях свечи зажигания расположены в цилиндрах двигателя и электронно-соединенные с ЭБУ. ЭБУ подает дополнительную команду уменьшения угла опережения зажигания для свечей зажигания на основании определения ожидающегося старта автомобиля.
В некоторых альтернативных вариантах ЭБУ перестает подавать команды на дроссельную заслонку для перемещения в более открытое положение после прохождения предопределенного интервала времени. То есть ожидание старта автомобиля прекращается, когда, например, водитель автомобиля не подает команду на старт в течение некоторого периода времени, например, когда водитель медленно движется по автомобильной стоянке либо при других маневрах на малой скорости.
В некоторых вариантах осуществления ЭБУ подает дополнительную команду на приложение гидравлического давления по меньшей мере к одному тормозу, связанному с колесом автомобиля, при определении ожидающегося старта автомобиля, чтобы избежать ощущений неожиданного старта.
Также раскрывается способ управления автомобилем, в котором обнаруживают ожидающийся старт, причем ожидающийся старт представляет собой состояние, когда автомобиль стоит, и обнаружено отпускание педали тормоза, связанной с автомобилем. В ответ подают команду на увеличение вращающего момента двигателя.
Показание того, что педали тормоза отпускаются, основывается на сигнале датчика, причем датчик является одним из двухпозиционного переключателя тормоза, связанного с педалью тормоза, датчика положения педали тормоза, связанного с педалью тормоза, и датчика давления, связанного с гидравлическими линиями тормозной системы автомобиля.
В одном варианте осуществления уменьшается угол опережения зажигания почти одновременно с командой дроссельной заслонки для перехода в более открытое положение.
Раскрыт способ, в котором ожидающийся старт обнаруживают на основании того, что автомобиль стоит, и показания того, что неизбежно отпускание педали тормоза, связанной с автомобилем. В ответ подают команду на увеличение внутренней энергии выхлопных газов, поступающих в турбину с приводом от выхлопных газов турбокомпрессора. Увеличение внутренней энергии может быть обеспечено следующими способами: открытие дроссельной заслонки, присоединенной к впуску двигателя, уменьшение угла опережения зажигания, подаваемого на свечи зажигания, установленные в цилиндрах двигателя, регулирование синхронизации системы регулируемой синхронизации кулачков (VCT), соединенной с двигателем, и полное закрытие регулятора давления наддува, расположенного в обводном канале, соединенном с турбиной с приводом от выхлопных газов.
В некоторых вариантах осуществления тормоза, соединенные с колесами автомобиля, приводятся в действие практически одновременно с командой на увеличение внутренней энергии отработанных газов. Тормоза могут быть приведены в действие для того, чтобы автомобиль оставался стоять. Либо тормоза могут работать таким образом, чтобы позволить автомобилю медленно двигаться. Если педаль тормоза нажимается повторно, то действия по увеличению внутренней энергии отработанных газов прекращаются. Если нажата педаль акселератора, то применяется стандартная стратегия работы двигателя.
В одном варианте осуществления эти действия применяются только при старте движения вперед. Двигатель связан с коробкой передач, имеющей несколько передач движения вперед и передачу заднего хода, причем команда увеличения внутренней энергии отработанных газов дополнительно основывается на том, что в коробке передач выбрана передача движения вперед.
Краткое описание чертежей
На Фиг.1 показано схематическое изображение автомобиля;
на Фиг.2 показана структурная схема алгоритма старта автомобилей в соответствии с вариантами осуществления раскрытия;
на Фиг.3 показан график давления в гидравлических линиях как функции времени при отпускании тормоза;
на Фиг.4 показан график положения педали тормоза как функции времени при отпускании тормоза;
на Фиг.5 показана адаптивная программа в соответствии с вариантом осуществления раскрытия; и
на Фиг.6 и Фиг.7 показаны графики примеров применения определения старта автомобиля в соответствии с различными вариантами осуществления раскрытия.
Осуществление изобретения
Как понимают все специалисты в данной области техники, различные свойства и особенности вариантов осуществления, показанные и описанные ссылками на любую из иллюстраций, могут быть скомбинированы со свойствами и особенностями, показанными на одной или нескольких других иллюстрациях для создания альтернативных вариантов осуществления, не показанных и не описанных явным образом. Комбинации показанных свойств и особенностей составляют представительные варианты реализации для типовых применений. Однако для конкретных применений и вариантов осуществления могут быть предпочтительны различные комбинации и модификации характеристик, содержащихся в описании настоящего изобретения. Специалисты в данной области техники могут заметить аналогичные применения и реализации, входящие в настоящее описание изобретения, например те, в которых компоненты расположены в несколько другой последовательности, чем показано в вариантах осуществления на иллюстрациях. Специалисты в этой области поймут, что изучение настоящего изобретения может быть использовано в других применениях или вариантах осуществления.
На Фиг.1 показан автомобиль 10, используемый для описания нескольких типов конфигураций автомобиля. Не в каждом из вариантов используются все компоненты, показанные на Фиг.1. Например, как будет описано ниже, коробка передач может быть автоматической коробкой передач или обычной ручной коробкой передач, причем первый вариант обычно не содержит педали сцепления, а второй вариант содержит педаль сцепления. В некоторых других конфигурациях коробка передач может быть ручной коробкой передач с возможностью автоматического переключения.
Автомобиль 10 содержит двигатель внутреннего сгорания 12 с турбокомпрессором 14. Турбокомпрессор 14 содержит турбину 20 с приводом от выхлопной системы двигателя, расположенную в выпускном канале 22 двигателя 10; компрессор 16, расположенный во входном канале 18 двигателя 10; и вал 24, соединяющий турбину 20 и компрессор 16. Во входном канале 18 установлена дроссельная заслонка 24, приводимая в действие командами электронного блока управления (ЭБУ) 30 для регулирования потока воздуха в двигатель 10. Внутри обводного канала 26 к турбине 20 установлен клапан 28, приводимый в действие под управлением ЭБУ 30. Обводной канал 26 и клапан 28 обычно называются регулятором давления наддува.
В настоящем раскрытии на Фиг.1 изображен единственный ЭБУ 30. Однако эта конфигурация показана только для удобства. Понятно, что функции, описанные в отношении от ЭБУ 30, могут быть распределены между несколькими ЭБУ.
Автомобиль 10 содержит органы управления, такие как педаль 32 акселератора и педаль 34 тормоза, которые водитель автомобиля использует для указания желательного продольного ускорения. Педаль 32 акселератора связана с датчиком 36, который передает положение педали 32 акселератора в ЭБУ 30. В обычных тормозных системах педаль 34 тормоза соединена с усилителем 35 тормозной системы, который соединен с гидравлическими линиями, и приводит в действие колодки, прижимающиеся к тормозным дискам колес 38. Водитель нажимает педаль 34 тормоза, и это нажатие усиливается усилителем 35 тормозной системы, чтобы посредством этого привести в действие тормоза 40, связанные с колесами 38. В обычных тормозных системах тормоза 40 могут приводиться в действие независимо от действий водителя, например, для контроля поперечной устойчивости или электронного контроля устойчивости. ЭБУ 30 может подавать команды приведения в действие одного или нескольких тормозов 40 для улучшения устойчивости автомобиля в ответ на дестабилизирующие маневры или для предотвращения опрокидывания автомобиля. ЭБУ 30 может подавать команды на тормоз для воздействия на одно или несколько колес автомобиля независимо от нажатия водителем педали тормоза. Некоторые автомобили оборудуются электрическими тормозами, в которых педаль 34 тормоза имеет датчик торможения 46, который определяет воздействие водителя на педаль 34 тормоза. Выходной сигнал датчика торможения 46 подается на ЭБУ 30; и ЭБУ 30 выдает команду для приложения давления на колодки тормозов 40, основываясь на сигнале датчика 46. Датчик давления 48 в усилителе 35 тормозной системы показывает давление, действующее на тормоза 40. Датчик давления 48 связан с ЭБУ 30. В такой конфигурации электрического управления тормозной системой ЭБУ 30 также может подавать команды тормозам воздействовать на одно или несколько колес автомобили независимо от водителя, выполняющего торможение путем нажатия на педаль тормоза.
Двигатель 10 соединен с коробкой передач 52. В одном из вариантов осуществления коробка передач 52 представляет собой автоматическую коробку передач с гидротрансформатором. Гидротрансформатор вызывает медленное движение автомобиля в случае, когда коробка 52 находится на передаче и не нажата ни педаль 32 акселератора, ни педаль тормоза. В другом варианте осуществления коробка передач 52 представляет собой обычную ручную коробку передач со сцеплением (не показано отдельно на Фиг.1), установленным между двигателем 12 и коробкой передач 52. Сцепление управляется водителем автомобиля 10 при помощи педали 54 сцепления. В некоторых вариантах осуществления с педалью 54 сцепления может быть связан датчик 56 педали сцепления. Сигнал с датчика 56 педали сцепления подается на ЭБУ 30. В другом варианте коробка передач 52 представляет собой коробку передач с двойным сцеплением (DCT), которая представляет собой в сущности две ручные коробки передач в одном блоке. Нечетные шестерни соединены с одним сцеплением, а четные шестерни соединены со вторым сцеплением. Коробка передач может быть полностью автоматической с ЭБУ 30 или выбор передачи управляется водителем автомобиля. Сцепления остаются под управлением ЭБУ 30. Еще в одном варианте коробка передач 52 представляет собой полуавтоматическую коробку передач (ASM), которая очень похожа на обычную ручную коробку передач, за исключением того, что сцепление находится под роботизированным управлением. Передачи могут управляться ЭБУ 30 или водителем автомобиля. Коробка передач 52 соединяется с колесами 38 через силовую передачу, содержащую вал 53, соединенный с колесами 38. Вариант осуществления, изображенный на Фиг.1, показывает конфигурацию с двумя ведущими колесами. Однако представленный вариант осуществления может быть применен в любой подходящей конфигурации, например, кроме прочего, в автомобилях с приводом на четыре колеса.
Двигатель 10 содержит топливные форсунки 60, которые установлены в цилиндрах двигателя, так что в случае с бензиновым двигателем с прямым впрыском топлива, либо дизельным двигателем. В бензиновом двигателе с впрыском во впускные каналы топливные форсунки располагаются во входном коллекторе 18. Длительность импульса и синхронизация впрыска топлива управляются ЭБУ 30. В топливные форсунки 60 подается топливо под давлением из топливного бака при помощи по меньшей мере одного насоса; топливная система на Фиг.1 не показана. В бензиновом двигателе в цилиндрах двигателя установлены также свечи зажигания 62, синхронизация которых управляется ЭБУ 30. В составе двигателя 12 имеется устройство 64 регулируемой синхронизации кулачков (VCT) для регулировки синхронизации впускных клапанов относительно положения поршня. Синхронизация кулачков управляется через ЭБУ 30. В других вариантах осуществления предусматривается также VCT выпускных клапанов.
Блок-схема, иллюстрирующая вариант осуществления раскрытия, показана на Фиг.2. Алгоритм начинается блоком 70 с начальных условий, когда скорость автомобиля равна нулю, то есть автомобиль стоит, водитель автомобиля нажимает педаль тормоза 34, а коробка передач 52 не стоит на задней передаче. То есть улучшение эффективности старта автомобиля не используется при движении автомобиля задним ходом. Управление передается блоку 72 принятия решений, в котором определяется, неизбежно ли отпускание педали тормоза. Подобное определение будет более подробно описано ниже. Если отпускание педали тормоза не ожидается, управление остается в блоке 72 принятия решений до тех пор, пока педаль тормоза не будет отпущена, либо ее отпускание станет неизбежным, в этом случае управление передается блоку 74, в котором производится сброс счетчика i (или, альтернативно, таймера). Затем управление передается блоку 76, в котором выполняются действия, приводящие к повышению внутренней энергии выхлопных газов, что вызывает ускорение вращения турбины с приводом от выхлопных газов. Такие действия могут включать одно или несколько из следующего: открытие дроссельной заслонки 24, уменьшение угла опережения зажигания, полное закрытие регулятора давления наддува 28, если он еще не закрыт, регулировка системы регулируемой синхронизации кулачков (VCT), соединенной с двигателем. Когда угол опережения зажигания уменьшается, уменьшается величина крутящего момента, производимого двигателем, и температура выхлопных газов растет. Для противодействия падению оборотов двигателя, что могло быть связано с уменьшением крутящего момента, дополнительно открывается дроссельная заслонка 24. В одном из вариантов осуществления обороты двигателя поддерживаются на уровне обычных оборотов холостого хода. В одном альтернативном варианте допускается небольшое повышение оборотов двигателя, но не настолько большое, чтобы привлечь внимание водителя автомобиля. В варианте осуществления, где допускается повышение оборотов двигателя, автомобиль с автоматической коробкой передач будет медленно двигаться вперед с большей скоростью, чем это происходило бы. Для предотвращения неожиданного движения вперед в блоке 74 под управлением ЭБУ 30 включаются тормоза. В одном варианте осуществления тормоз применяется по меньшей мере к одному колесу, что вынуждает скорость автомобиля оставаться постоянной. В другом варианте осуществления тормоза применяются так, чтобы автомобиль медленно двигался в соответствии со стандартной стратегией, как автомобиль с гидротрансформатором. В вариантах осуществления с коробками передач ASM или DCT, когда водитель отпускает педаль тормоза, тормоза применяются под управлением ЭБУ 30, по меньшей мере, в тех случаях, когда автомобиль 10 находится на склоне, чтобы, таким образом, предупредить качение назад или качение вперед. Обычно в вариантах осуществления с обычной ручной коробкой передач водитель автомобиля управляет тормозами путем воздействия на педаль тормоза. В некоторых ситуациях с обычной ручной коробкой передач тормоза применяются ЭБУ 30. В блоке 78 значение i увеличивается. Управление передается в блок 80 принятия решений, в котором определяется, нажал ли водитель педаль тормоза, педаль акселератора, или же ни одну из них. Если водитель нажал педаль акселератора, тормоза отпускаются и происходит нормальная работа в блоке 82. Если водитель нажал педаль тормоза, то управление передается в блок 84, в котором применение тормоза посредством ЭБУ 30 отключается и заменяется применением тормоза со стороны водителя вследствие нажатия им педали тормоза. Кроме того, действия в блоке 74 отменяются, и происходит переход к стандартной стратегии. Если не нажата ни одна из педалей, управление передается в блок 86, в котором сравнивается значение счетчика i с пороговым значением. Действия, выполняемые в блоке 76, рассчитаны на то, чтобы быть временными, например, в течение от 0,5 до 1 секунды от момента, когда водитель снял ногу с педали тормоза и нажал педаль акселератора для старта автомобиля, то есть для определения намерения водителя начать движение. Однако водитель по различным причинам может отказаться от старта, например, при остановке на светофоре впереди стоящая машина заглохла или стала дергаться, либо при маневрах на парковке. Поэтому используется счетчик, или альтернативно таймер, для ограничения предопределенного времени, в течение которого допускается выполнение действий в блоке 76. Предопределенное время может быть в интервале от 0,25 до 3 секунд, хотя этот пример не является ограничивающим. Поэтому, если в блоке 86 принятия решений обнаружено, что счетчик превысил пороговое значение, то управление передается на блок 88, в котором реализуется стандартная стратегия холостого хода, то есть стратегия, находящаяся за пределами настоящего раскрытия. Если в блоке 86 принятия решений обнаружено, что счетчик не превысил порогового значения, то действия, предпринятые в блоке 76, продолжают выполняться.
В блоке 72 принятия решений выполняется определение, отпущена ли педаль тормоза. В одном варианте осуществления педаль тормоза соединена с двухпозиционным переключателем и соединена с тормозными огнями, расположенными на внешней поверхности автомобиля. Когда определяется отпускание тормозов, принимается действие(-я) для ускорения вращения турбокомпрессора. В вариантах осуществления для автомобилей, которые содержат датчик давления в тормозных гидравлических линиях, действительное отпускание тормозов может быть определено путем оценки формы кривой давления в то время, когда водитель отпускает тормоза. Пример такой кривой давления как функции времени показан в виде графика 100 на Фиг.3. В одном варианте осуществления неизбежное отпускание тормозов основывается на падении давления ниже порогового давления, в этом случае линия 102 показывает момент времени, в который определено неизбежное отпускание тормоза и принимается действие(-я) по ускорению вращения турбокомпрессора. В другом варианте осуществления действие(-я) основывается на скорости падения dP/dt, которая становится ниже порогового значения dP/dt (Обратите внимание на то, что пороговое значение dP/dt на Фиг.2 является отрицательным значением. Поэтому скорость падения превышается, когда скорость падения становится ниже или более отрицательной, чем пороговая скорость.) Неизбежное отпускание тормозов представляет собой позицию 104 для примерного определения скорости падения на Фиг.2. Для получения достаточно надежной оценки производной давления могут использоваться усреднение, фильтрация или другие подходящие технологии, позволяющие исключить ложное определение неизбежного отпускания тормозов.
Еще в одном варианте осуществления датчик положения педали тормоза установлен на педали тормоза. На Фиг.4 показана примерная кривая 110, причем педаль нажата в левой части графика. Через некоторое время водитель поднимает свою ногу с педали тормоза и сигнал датчика положения показывает, что педаль поднимается. В пороговом положении неизбежное отпускание тормозов определено и показано как происходящее во время 112 на Фиг.4.
В соответствии с некоторыми вариантами осуществления раскрытия предпринимаются одно или несколько действий для ускорения вращения турбокомпрессора, которые выполняются за время между моментом, когда водитель инициировал сигнал о том, что он отпускает тормоз, и моментом, когда его нога нажала на педаль акселератора. Этот интервал времени в значительной степени зависит от стиля вождения водителя автомобиля. Некоторые водители очень осторожны, отпуская тормоз и медленно перенося свою ногу на педаль акселератора, чтобы начать ускорение. Другие водители агрессивны и выполняют это перемещение очень быстро. Энергичность, с которой должны предприниматься действия по предотвращению запаздывания турбокомпрессора, может основываться на стиле вождения водителя автомобиля. Например, если водитель агрессивен, то время на ускорения вращения турбокомпрессора более ограничено, чем в случае осторожного водителя. В одном варианте осуществления действия по ускорению вращения турбокомпрессора применяются более энергично. В некоторых вариантах осуществления время для выполнения действий, то есть до отмены действий, основывается на ожидаемом времени до того, как водитель выполнит старт нажатием педали акселератора. Например, если у водителя проходит две секунды между подачей сигнала об отпускании педали тормоза и действительным нажатием педали акселератора, то возможно всего лишь слегка открыть дроссельную заслонку, возможно с изменением угла опережения зажигания, чтобы получить нужное увеличение скорости вращения турбокомпрессора. Кроме того, порог времени, в течение которого действия по разгону турбокомпрессора продолжают действовать без отмены этих действий, может быть увеличен. Это означает, что в случае водителя, действующего медленнее, действия по повышению скорости вращения турбокомпрессора могут применяться в течение более длительного времени в ожидании нажатия водителем педали акселератора. Следовательно, в одном варианте осуществления определяется стиль вождения водителя в отношении времени переноса ноги с педали тормоза на педаль акселератора, и соответствующим образом изменяются пороговые значения и действия, связанные с ускорением вращения турбокомпрессора.
В автомобилях без турбокомпрессора также полезно производить подготовку к старту. Например, одна из задержек при старте автомобиля с двигателем без наддува с искровым зажиганием связана с заполнением коллектора. То есть в режиме холостого хода давление в коллекторе может находиться ниже атмосферного давления в районе одной третьей атмосферы. Поднятие давления до приблизительно атмосферного с целью быстрого получения вращающего момента на колесах может занимать около 0,25 секунды. Реакция при старте может быть значительно улучшена, по меньшей мере, за счет определения намерения водителя начать движение. То есть, если дроссельная заслонка на впуске слегка откроется раньше, чем водитель нажмет педаль акселератора, то старт автомобиля произойдет быстрее. Для улучшения эффективности старта регулировка угла опережения зажигания в двигателе без турбонаддува не имеет большого значения. Однако она может быть реализована для доведения до нужной температуры устройств доочистки отработанных газов, например трехкомпонентного нейтрализатора, в предвидении повышенного выброса NOx из двигателя во время старта. Конечно, во время действительного старта автомобиля, когда водитель нажимает педаль акселератора, установка зажигания является преимущественной для обеспечения необходимого вращающего момента.
В примере адаптивной программы, показанной на Фиг.5, многие блоки аналогичны тем, что показаны на Фиг.2. Для повышения понятности используются те же позиции, что и на Фиг.2. В блоке 80 проверяется нажатие педали тормоза, педали акселератора или ни одной из них. Если нажата педаль тормоза, то программа на Фиг.5 прекращается в блоке 120. Если нажата педаль акселератора, то управление передается в блок 122, в котором сохраняется значение счетчика. Значение счетчика показывает время, затраченное водителем этого автомобиля на перемещение ноги с педали тормоза на педаль акселератора. Если не нажата ни одна из педалей, то управление передается в блок 86, в котором определяется, превысило ли значение счетчика граничное значение. Если нет, то продолжается выполнение действий в блоке 78. Если счетчик превысил пороговое значение и это обнаружено в блоке 86, то управление передается в блок 124 для сохранения значения счетчика. Если достигается блок 124, это означает, что водитель автомобиля не нажал педаль за время, отведенное на подготовку к старту. Это может произойти из-за того, что водитель более осторожен и ему требуется больше времени для выполнения старта. Управление из блока 124 передается в блок 128, в котором пороговое значение может быть адаптировано (увеличено), а энергичность действий, предпринимаемых в блоке 76, уменьшена. Управление из блока 122 передается в блок 126, в котором пороговое значение может быть адаптировано (уменьшено), а энергичность действий, предпринимаемых в блоке 76, увеличена.
В алгоритме на Фиг.5 связи между блоком 122 и блоком 126 и между блоком 124 и блоком 128 показаны пунктирными линиями. В соответствии с одним вариантом осуществления адаптивные изменения в блоках 126 и 128 производятся не при каждом сохранении значения счетчика. Вместо этого перед адаптацией программы определяются несколько значений счетчика. Например, более агрессивный водитель может находиться на автомобильной стоянке и не произведет старт автомобиля. При этом превышение счетчиком порогового значения не означает изменение общего стиля вождения этого водителя, а только другой сценарий движения. Поэтому адаптации в блоках 126 и 128 производятся после сбора данных нескольких стартов. Кроме того, адаптации могут вступать в действие замедленно. Например, если последние 10 стартов произошли со значением счетчика i значительно ниже порогового значения, то пороговое значение может быть уменьшено в блоке 122. Однако скорее всего величина уменьшения будет ограничена и только после нескольких адаптаций пороговое значение приблизится к величине, подходящей текущему водителю. Конечно, у автомобиля может быть несколько водителей с различными стилями вождения. В таком случае адаптации под текущего водителя будут происходить медленно. Либо, если водители сменяются часто, то адаптации будут малы или не происходить совсем, поскольку значения счетчика изменяются так широко, что невозможно явно определить новых направлений.
Различные водители автомобиля будут, скорее всего, иметь различные стили вождения. Интервал старта, то есть время от отпускания педали тормоза до нажатия педали акселератора, может значительно различаться от одного водителя к другому. Поэтому в некоторых вариантах осуществления определяется интервал старта для каждого водителя, то есть интервал старта ассоциируется с каждым из водителей. Водитель может определяться при помощи используемого брелка 150 (как показано на Фиг.2). В одном варианте осуществления регулировка водительского сиденья 152, определяемая датчиком 154, используется для различения водителей автомобиля. Либо в другом варианте осуществления датчик 154 представляет собой датчик веса, который может быть использован для различения водителей автомобиля. Альтернативно для обнаружения конкретного водителя может использоваться датчик 158 положения, соединенный с зеркалом 156. Еще в одном варианте осуществления для определения водителя автомобиля используется стиль вождения, например, скорость нажатия педали акселератора, энергичность торможения при маневрах и др.
Если интервал старта относительно короток, действие или действия, предпринимаемые для подготовки к старту, производятся более энергично. В одном варианте осуществления в течении интервала старта увеличивается скорость вращения двигателя. Одним из действий по увеличению скорости двигателя является открытие дроссельной заслонки на больший угол, когда интервала старта является коротким. В альтернативном варианте осуществления скорость открытия дроссельной заслонки может быть большей, когда интервал старта является коротким.
В вариантах осуществления с турбокомпрессором, соединенным с двигателем, для повышения внутренней энергии выхлопных газов в турбокомпрессоре может оказаться полезным уменьшение угла опережения зажигания или момента впрыскивания. Скорость, с которой предпринимаются эти действия, или величина действий увеличивается при сокращении интервала старта.
Термин «счетчик-таймер» используется в отношении Фиг.2. В одном варианте осуществления алгоритм выполняется синхронно по времени, например, каждые 100 мс. В таком случае счетчик пропорционален времени и может использоваться непосредственно. Альтернативно счетчик может быть привязан к реальному времени, так что не происходит смещения алгоритма на время, затрачиваемое на выполнение частей алгоритма. В другом альтернативном варианте вместо счетчика используется таймер на основе часов.
Рассмотрим Фиг.6 и Фиг.7, на которых показаны два примера интервалов старта, соответственно быстрый и медленный. Перед начинающимся стартом угол дроссельной заслонки соответствует первому углу дроссельной заслонки, то есть для нормальной работы двигателя на холостом ходу. Когда обнаружен начинающийся старт, в одном варианте осуществления дроссельная заслонка получает команду дополнительного открытия до второго угла дроссельной заслонки, как показано пунктирной линией. Второй угол дроссельной заслонки поддерживается до тех пор, пока не окончится интервал старта, либо не вмешается водитель нажатием педали акселератора. Альтернативно, дроссельная заслонка открывается постепенно в течение периода времени, показанного как dθ/dt, быстро (на Фиг.6), и dθ/dt, медленно (на Фиг.7). Когда известно, что водитель имеет более быстрый стиль вождения, дроссельная заслонка открывается быстрее для достаточной подготовки к старту, как показано на Фиг.6. Наоборот, на Фиг.7 дроссельная заслонка открывается медленнее. В некоторых применениях может быть предпочтительным открывать дроссельную заслонку более медленно, чтобы не отвлекать внимание водителя автомобиля. В других применениях может быть предпочтительным открывать дроссельную заслонку сразу в нужное положение, чтобы обеспечить агрессивное поведение на старте. Либо в других применениях может быть применена комбинация этого.
Хотя наилучший вариант был описан детально, специалисты в этой области заметят различные альтернативные варианты конструкции и варианты осуществления, выходящие за пределы формулы изобретения, приведенной ниже. Когда описываются один или несколько вариантов осуществления, как обеспечивающие преимущества или более предпочтительные по сравнению с другими вариантами осуществления и/или по сравнению с известным уровнем техники в отношении одной или нескольких желаемых характеристик, специалист в этой области заметит, что могут быть рассмотрены компромиссы между различными признаками для достижения желаемых характеристик системы, что может зависеть от конкретного применения или реализации. Эти характеристики включают, кроме прочего, следующее: стоимость, прочность, надежность, затраты за срок службы, конкурентоспособность, внешний вид, упаковка, размер, ремонтопригодность, вес, технологичность, простота сборки и др. Варианты реализации, для которых указано, что они менее предпочтительны по сравнению с другими вариантами осуществления в отношении одной или нескольких характеристик, не выходят за пределы заявляемого раскрытия.
1. Автомобиль, содержащий
тормозную систему, включающую в себя тормоза, связанные с колесами автомобиля; гидравлические линии, связанные с тормозами; причем усилие срабатывания тормозов относится к давлению в гидравлических линиях; и датчик давления, связанный с гидравлическими линиями;
двигатель внутреннего сгорания;
турбокомпрессор, соединенный с двигателем;
дроссельную заслонку, расположенную во впуске двигателя;
датчик скорости автомобиля; и
электронный блок управления (ЭБУ), электронно-соединенный с двигателем, дроссельной заслонкой, датчиком скорости автомобиля и датчиком давления, отличающийся тем, что ЭБУ посылает команду на дроссельную заслонку для перемещения из первого положения в более открытое второе положение, когда датчик скорости автомобиля показывает, что автомобиль стоит, и форма сигнала от датчика давления показывает, что неизбежно отпускание педали тормоза.
2. Автомобиль по п. 1, отличающийся тем, что отпускание педали тормоза определяется, когда датчик давления показывает, что давление в гидравлической линии опустилось ниже порогового значения давления.
3. Автомобиль по п. 1, отличающийся тем, что отпускание педали тормоза определяется на основе скорости падения давления в гидравлических линиях.
4. Автомобиль по п. 1, дополнительно содержащий
перепускной канал, присоединенный выше и ниже турбины с приводом от выхлопных газов турбокомпрессора; и регулятор давления наддува, расположенный в перепускном канале и электронно-соединенный с ЭБУ, причем, когда датчик скорости автомобиля показывает, что автомобиль стоит, и форма сигнала от датчика давления показывает, что неизбежно отпускание педали тормоза, ЭБУ подает дополнительную команду регулятору давления наддува на перемещение в, по существу, полностью закрытое положение.
5. Автомобиль по п. 1, дополнительно содержащий свечи зажигания, расположенные в цилиндрах двигателя и электронно-соединенные с ЭБУ, причем, когда датчик скорости автомобиля показывает, что автомобиль стоит, и форма сигнала от датчика давления показывает, что неизбежно отпускание педали тормоза, ЭБУ подает дополнительную команду уменьшения угла опережения зажигания для свечей зажигания.
6. Автомобиль по п. 1, отличающийся тем, что ЭБУ перестает подавать команды на дроссельную заслонку для перемещения во второе более открытое положение после прохождения предопределенного интервала времени.
7. Автомобиль по п. 1, отличающийся тем, что, когда датчик скорости автомобиля показывает, что автомобиль стоит и форма сигнала от датчика давления показывает, что неизбежно отпускание педали тормоза, ЭБУ подает дополнительную команду на приложение гидравлического давления по меньшей мере к одному тормозу, связанному с колесом автомобиля.
8. Способ управления автомобилем, содержащим двигатель внутреннего сгорания и турбокомпрессор, соединенный с двигателем внутреннего сгорания, в котором обнаруживают ожидающийся старт на основании того, что автомобиль стоит, и показания того, что неизбежно отпускание педали тормоза, связанной с автомобилем; и подают команду на увеличение внутренней энергии выхлопных газов, поступающих в турбину с приводом от выхлопных газов турбокомпрессора в ответ на обнаружение ожидающегося старта.
9. Способ по п. 8, в котором увеличение внутренней энергии производят посредством по меньшей мере одного из:
открытия дроссельной заслонки, присоединенной к впуску двигателя;
уменьшения угла опережения зажигания, подаваемого на свечи зажигания, установленные в цилиндрах двигателя;
регулирования синхронизации системы регулируемой синхронизации кулачков (VCT), соединенной с двигателем; и
полного закрытия регулятора давления наддува, расположенного в обводном канале, соединенном с турбиной с приводом от выхлопных газов.
10. Способ по п. 8, в котором дополнительно приводят в действие тормоза, соединенные с колесами автомобиля, практически одновременно с командой на увеличение внутренней энергии отработанных газов.
11. Способ по п. 10, в котором приводят в действие тормоза, чтобы автомобиль оставался стоять.
12. Способ по п. 10, отличающийся тем, что приводят в действие тормоза для того, чтобы позволить автомобилю медленно двигаться.
13. Способ по п. 8, в котором дополнительно контролируют педаль тормоза и прекращают подачу команды на увеличение внутренней энергии выхлопных газов в ответ на определение того, что педаль тормоза нажата.
14. Способ по п. 8, в котором дополнительно контролируют положение педали акселератора, связанной с автомобилем, и в ответ на определение того, что педаль акселератора нажата, прекращают подачу команды на увеличение внутренней энергии выхлопных газов и подачу команды двигателю в соответствии со стандартной стратегией работы.
15. Способ по п. 8, в котором дополнительно
устанавливают счетчик равным нулю одновременно с началом подачи команды на увеличение внутренней энергии выхлопных газов;
увеличивают показания счетчика на регулярные интервалы после подачи команды на увеличение внутренней энергии выхлопных газов;
сравнивают значения счетчика с пороговым значением; и
прекращают подачу команды на увеличение внутренней энергии выхлопных газов в случае превышения счетчиком порогового значения.
16. Способ по п. 8, в котором тормоза соединены с колесами автомобиля; тормоза соединены с гидравлической системой и приводятся в действие гидравлическим давлением, и показание того, что неизбежно отпускание педали тормоза, основано на сигнале от датчика давления, связанного с гидравлической системой.
17. Способ по п. 8, в котором педаль тормоза связана с датчиком педали тормоза, и показание того, что неизбежно отпускание педали тормоза, основано на сигнале от датчика педали тормоза.
18. Способ по п. 8, в котором двигатель связан с коробкой передач, имеющей несколько передач движения вперед и передачу заднего хода, причем команда на увеличение внутренней энергии отработанных газов дополнительно основана на том, что в коробке передач выбрана передача движения вперед.
19. Способ по п. 18, в котором коробка передач представляет собой одну из следующих: обычная ручная коробка передач, коробка передач с двойным сцеплением и полуавтоматическая коробка передач; причем сцепление установлено между двигателем и коробкой передач; и сцепление выключено.
20. Способ по п. 8, в котором увеличение внутренней энергии выхлопных газов производят путем полного закрытия регулятора закрытия наддува, расположенного в обводном канале, соединенном с турбиной с приводом от выхлопных газов.
