Система и способ для эксплуатации средств отбора мощности трансмиссии
Изобретение относится к транспортным средствам. Система управления силовым агрегатом транспортного средства содержит контроллер, регулирующий частоту вращения двигателя в соответствии с уровнем сигнала, поступающего на вход контроллера. Вход имеет полный диапазон, который разделен на несколько поддиапазонов. В число таких поддиапазонов входят поддиапазон отбора мощности и поддиапазон защиты заряда батареи. Улучшается управление силовым агрегатом. 3 н. и 17 з.п. ф-лы, 5 ил.
Уровень техники
Трансмиссия может содержать средства отбора мощности (ОМ) для передачи крутящего момента двигателя на оборудование, не входящее в состав силового агрегата транспортного средства. Двигатель внутреннего сгорания может подавать крутящий момент на трансмиссию, а трансмиссия может передавать крутящий момент двигателя на колеса транспортного средства и/или на внешнее оборудование через такие средства отбора мощности. В соответствии с некоторыми из вариантов осуществления внешнее оборудование может быть предусмотрено в составе транспортного средства, содержащего двигатель и трансмиссию. Например, внешнее оборудование может представлять собой гидравлический насос для подачи рабочей жидкости в гидравлический цилиндр, приводящий в действие компактор или планшетный подъемник. В соответствии с альтернативными вариантами осуществления, внешнее оборудование может представлять собой раскалывающий нож или другое оборудование, не входящее в состав транспортного средства. В соответствии с некоторыми из вариантов осуществления, внешнее оборудование может быть поставлено изготовителем транспортного средства. В соответствии с альтернативными вариантами осуществления, внешнее оборудование может быть поставлено поставщиком комплектующего оборудования транспортного средства.
Помимо отбора мощности транспортное средство также может подавать электроэнергию для питания одной или нескольких электрических нагрузок, например, но не исключительно, медицинского оборудования, осветительных приборов и оборудования связи. Электроэнергия может поступать от генератора переменного тока, приводимого в движение двигателем. Тем не менее, если мощность, потребляемая электрической нагрузкой, превышает мощность, вырабатываемую генератором, ток питания такой электрической нагрузки может поступать от аккумуляторной батареи транспортного средства. В результате этого возможно расходование заряда батареи на работу электрической нагрузки, приводящее к более быстрому, чем желательно, снижению заряда батареи. Один из методов уменьшения вероятности снижения заряда батареи состоит в использовании режима защиты заряда батареи, который может обеспечивать увеличение частоты вращения двигателя для увеличения выходной мощности генератора. Однако введение в транспортном средстве, в котором предусмотрен ОМ, режима защиты батареи может привести к увеличению числа используемых входов и выходов контроллера с превышением максимального числа, поддерживаемого контроллером. Таким образом, существует потребность в обеспечении ОМ и защиты заряда батареи в рамках единого контроллера с использованием небольшого числа входов и выходов при одновременном обеспечении требуемого уровня функциональности.
Раскрытие изобретения
Авторы настоящего изобретения выявили вышеуказанные недостатки и разработали систему транспортного средства, содержащую: контроллер, содержащий исполнимые инструкции, сохраненные в долговременной памяти, для регулирования частоты вращения двигателя в соответствии с уровнем сигнала, поступающего на вход контроллера, причем указанный вход имеет полный диапазон, причем полный диапазон разделен на несколько поддиапазонов, причем в число таких нескольких поддиапазонов входят поддиапазон отбора мощности и поддиапазон защиты заряда батареи.
Разбиение полного диапазона входа контроллера на несколько поддиапазонов обеспечивает возможность получения технического результата, состоящего в возможности включения режима отбора мощности и режима защиты заряда батареи в зависимости от уровня единственного сигнала, подаваемого на вход контроллера. Соответственно, управление силовым агрегатом транспортного средства и его эксплуатация могут быть осуществлены с использованием одного входа. В соответствии с одним из примеров осуществления, диапазон напряжения или силы тока входа контроллера может быть разделен на несколько поддиапазонов. Каждый из таких нескольких диапазонов обеспечивает передачу данных, отличных от данных, передаваемых во всех остальных поддиапазонах входного напряжения или тока. Эксплуатация силового агрегата транспортного средства может быть осуществлена в зависимости от того, в каком из поддиапазонов находится сигнал.
Например, полный диапазон входного напряжения контроллера может составлять от 0 до 5 вольт. Первый поддиапазон может быть определен для сигналов, подаваемых на вход контроллера, с напряжением более 4,9 вольта. Второй поддиапазон может быть определен для сигналов, подаваемых на вход контроллера, с напряжением менее 4,9 вольта и более 0,5 вольта. Третий поддиапазон может быть определен для сигналов, подаваемых на вход контроллера, с напряжением менее 0,5 вольта и более 0,3 вольта. Четвертый поддиапазон может быть определен для сигналов, подаваемых на вход контроллера, с напряжением менее 0,3 вольта и более 0,1 вольта. Пятый поддиапазон может быть определен для сигналов, подаваемых на вход контроллера, с напряжением менее 0,1 вольта. Все пять диапазонов соответствуют разным режимам работы силового агрегата транспортного средства.
Решение по настоящему изобретению обладает несколькими преимуществами. В частности, данный подход обеспечивает возможность уменьшения числа входов контроллера, используемых для создания требуемого числа режимов работы силового агрегата. Кроме того, в данный подход обеспечивает возможность создания поддиапазонов, уменьшающих вероятность непреднамеренного перехода в режим работы силового агрегата, не соответствующий требуемому. Кроме того, данный подход обеспечивает возможность упрощения согласования компонентов, поставляемых разными изготовителями.
Вышеуказанные преимущества и другие преимущества и особенности настоящего изобретения станут ясны из нижеследующего описания осуществления изобретения, рассмотренного как по отдельности, так и в сочетании с прилагаемыми чертежами.
Следует понимать, что вышеприведенное краткое описание служит лишь для ознакомления в простой форме с некоторыми концепциями, которые далее будут раскрыты подробно. Это описание не предназначено для обозначения ключевых или существенных отличительных признаков заявленного предмета изобретения, объем которого уникально определен формулой изобретения, приведенной после раздела «Осуществление изобретения». Кроме того, заявленный предмет изобретения не ограничен реализациями, которые устраняют какие-либо недостатки, указанные выше или в любой другой части настоящего раскрытия.
Краткое описание чертежей
На фиг. 1 представлена схема двигателя;
На фиг. 2 представлена схема одного из примеров осуществления силового агрегата транспортного средства, содержащего двигатель;
На фиг. 3А-3С представлены примеры схем соединения контроллера транспортного средства со вспомогательным оборудованием;
На фиг. 4 представлен пример передаточной функции для входа контроллера;
На фиг. 5 представлена блок-схема одного из примеров осуществления способа эксплуатации силового агрегата с трансмиссией, содержащей средства отбора мощности.
Осуществление изобретения
Настоящее описание относится к управлению силовым агрегатом транспортного средства, содержащим двигатель, соединенный с трансмиссией, которая содержит выход отбора мощности. Выход отбора мощности обеспечивает возможность передачи крутящего момента двигателя на внешнее оборудование (например, потребителя крутящего момента двигателя), которое не осуществляет передачи в трансмиссию положительного крутящего момента. Внешнее оборудование может быть установлено в составе или отдельно от транспортного средства, в котором работает трансмиссия. Конфигурация двигателя может соответствовать представленной на фиг. 1. Двигатель по фиг. 1 может быть включен в состав силового агрегата транспортного средства, как показано на фиг. 2, причем, как показано на фиг. 2, двигатель может представлять собой единственный регулируемый источник крутящего момента в составе силового агрегата. Контроллер, представленный на фиг. 1 и 2, может быть связан со вспомогательным оборудованием, как показано на фиг. 3А-3С. Полный диапазон входа контроллера может быть разделен на несколько поддиапазонов, как показано на фиг. 4, причем такие поддиапазоны могут быть использованы для выбора режима работы силового агрегата. Силовой агрегат может работать в соответствии со способом, представленным на фиг. 5.
На фиг. 1 представлен двигатель 10 внутреннего сгорания, содержащий несколько цилиндров, один из которых представлен на фиг. 1, работающий под управлением электронного контроллера 12 двигателя. Двигатель 10 содержит камеру 30 сгорания и стенки 32 цилиндра, между которыми расположен поршень 36, соединенный с коленчатым валом 40. С коленчатым валом 40 также связаны маховик 97 и кольцевая шестерня (зубчатый венец) 99. Стартер 96 (например, представляющий собой низковольтный (работающий под напряжением менее 30 вольт) электродвигатель) содержит ведущий вал 98 и ведущую шестерню 95. Ведущий вал 98 может избирательно сдвигать ведущую шестерню 95 вперед для зацепления с кольцевой шестерней 99. Стартер 96 может быть установлен в непосредственной близости от двигателя, спереди или сзади от него. В соответствии с некоторыми из примеров осуществления стартер 96 может избирательно подавать крутящий момент на коленчатый вал 40 через приводной ремень или приводную цепь. В соответствии с одним из примеров осуществления, когда стартер 96 не зацеплен с коленчатым валом двигателя, он находится в основном состоянии. Камера сгорания 30 представлена на схеме в сообщении со впускным коллектором 44и выхлопным коллектором 48 через, соответственно, впускной клапан 52 и выхлопной клапан 54. Для приведения впускного и выхлопного клапанов в действие могут быть использованы впускной кулачок 51 и выхлопной кулачок 53. Положение впускного кулачка 51 может быть определено датчиком 55 впускного кулачка. Положение выхлопного кулачка 53 может быть определено датчиком 57 выхлопного кулачка.
Избирательное включение и выключение впускного клапана 52 может быть обеспечено средствами 59 включения клапана. Избирательное включение и выключение выхлопного клапана 54 может быть обеспечено средствами 58 включения клапана.
Топливный инжектор 66 представлен на схеме установленным для непосредственного впрыска топлива в цилиндр 30 в соответствии с конфигурацией, известной специалистам в данной области под названием схемы прямого впрыска. Топливный инжектор 66 вводит в цилиндр жидкое топливо, количество которого пропорционально ширине импульса сигнала, поступающего от контроллера 12. Топливо поступает в топливный инжектор 66 из топливной системы (не представлена), содержащей топливный бак, топливный насос и топливную рампу (не представлены). В соответствии с одним из примеров осуществления может быть использована двухступенчатая топливная система высокого давления, обеспечивающая возможность получения более высокого давления топлива.
Кроме того, впускной коллектор 44 представлен в сообщении с компрессором 162 турбонаддува и воздухозаборником 42 двигателя. В соответствии с другими примерами осуществления компрессор 162 может представлять собой компрессор нагнетателя. Вал 161 обеспечивает механическое соединение турбины 164 турбонаддува с компрессором 162 турбонаддува. Также может быть предусмотрена необязательная электромеханическая дроссельная заслонка 62 (например, центральная дроссельная заслонка или дроссельная заслонка впускного коллектора двигателя), изменяющая положение дроссельной пластины 64 для регулировки расхода воздуха из компрессора 162 во впускной коллектор 44. Давление в камере 45 наддува можно считать равным входному давлению дроссельной заслонки, так как вход дроссельной заслонки 62 расположен внутри камеры 45 наддува. Выход дроссельной заслонки расположен во впускном коллекторе 44. В соответствии с некоторыми из примеров осуществления дроссельная пластина 64 может быть расположена между впускным клапаном 52 и впускным коллектором 44, например, в конфигурации дроссельной заслонки впускного порта. Клапан 47 рециркуляции компрессора может быть избирательно установлен в одно из нескольких положений, расположенных между полностью открытым и полностью закрытым положениями.
Также предусмотрен перепускной клапан 163, регулируемый контроллером 12 для обеспечения возможности избирательного направления отработавших газов в обход турбины 164 для регулирования скорости вращения компрессора 162.
Воздушный фильтр 43 обеспечивает очистку воздуха, поступающего в воздухозаборник 42 через вход 3, находящийся под воздействием температуры и давления окружающего воздуха. Преобразованные побочные продукты сгорания выводят через выход 5, находящийся под воздействием температуры и давления окружающего воздуха. Таким образом, во время вращения двигателя 10 с забором воздуха через вход 3 и выпуском побочных продуктов сгорания через выход 5 поршень 36 и камера 30 сгорания могут работать в режиме насоса. Вход 3 расположен выше выхода 5 по потоку, проходящему через двигатель 10, выхлопной коллектор 48 и воздухозаборник 42 двигателя. Сторона, расположенная выше по потоку, не охватывает никаких объектов, расположенных вне двигателя далее входа 3, а сторона, расположенная нише по потоку, не охватывает никаких объектов, расположенных вне двигателя далее выхода 5.
Бесконтактная система 88 зажигания обеспечивает образование искры зажигания в камере 30 сгорания при помощи свечи 92 зажигания по команде контроллера 12. Универсальный датчик 126 содержания кислорода в отработавших газах (УДКОГ) представлен связанным с выхлопным коллектором 48 выше по потоку от каталитического нейтрализатора 70. В соответствии с альтернативным вариантом осуществления вместо датчика 126 типа УДКОГ может быть предусмотрен двухпозиционный датчик содержания кислорода в отработавших газах.
В соответствии с одним из примеров осуществления каталитический нейтрализатор 70 может содержать несколько каталитических блоков. В соответствии с другим примером осуществления могут быть использованы несколько модулей снижения токсичности выхлопа, каждый из которых содержит по несколько блоков катализатора. В соответствии с одним из примеров осуществления каталитический нейтрализатор 70 может представлять собой трехкомпонентный каталитический нейтрализатор.
Контроллер 12 представлен на фиг. 1 в виде микрокомпьютера известного типа, содержащего: микропроцессорное устройство (МПУ) 102, порты 104 ввода/вывода, постоянное запоминающее устройство (ПЗУ) 106 (например, долговременную память), оперативное запоминающее устройство (ОЗУ) 108, энергонезависимое запоминающее устройство (ЭЗУ) 110 и шину данных. Контроллер 12 может принимать, в дополнение к рассмотренным выше сигналам, разнообразные сигналы от связанных с двигателем 10 датчиков, среди которых можно назвать: показание температуры хладагента двигателя (ТХД) отдатчика 116 температуры, связанного с рубашкой 114 охлаждения; показания датчика 134 положения, связанного с педалью акселератора для измерения усилия, прилагаемого ногой 132; показания датчика 154 положения, связанного с педалью тормоза для измерения усилия, прилагаемого ногой 152; сигнал давления воздуха в коллекторе (ДВК) от датчика 123 давления, связанного со впускным коллектором 44; сигнал давления в системе наддува двигателя или входного давления дроссельной заслонки от датчика 122 давления; сигнал профиля зажигания (ПЗ) от датчика 118 на эффекте Холла, связанного с коленчатым валом 140; сигнал массового расхода воздуха на входе в двигатель от датчика 120; и сигнал положения дросселя от датчика 68. Также может быть предусмотрено измерение атмосферного (барометрического) давления (датчик не представлен) для обработки контроллером 12. В соответствии с одним из предпочтительных аспектов настоящего изобретения датчик 118 профиля зажигания вырабатывает на каждый поворот коленчатого вала заранее определенное число равномерно распределенных импульсов, по которому может быть определена частота вращения двигателя (ЧВД).
В рабочем режиме каждый из цилиндров двигателя 10, как правило, проходит четырехтактный цикл: этот цикл включает в себя такт впуска, такт сжатия, такт расширения и такт выхлопа. На такте впуска обычно происходит закрытие выхлопного клапана 54 и открытие впускного клапана 52. Через впускной коллектор 44 в камеру 30 сгорания поступает воздух, причем происходит перемещение поршня 36 к дну цилиндра для увеличения внутреннего объема камеры 30 сгорания. Специалисты в данной области обычно называют положение, в котором поршень 36 расположен вблизи дна цилиндра в конце своего хода (например, соответствующее наибольшему объему камеры 30 сгорания) нижней мертвой точкой (НМТ).
На такте сжатия впускной клапан 52 и выхлопной клапан 54 закрыты. Происходит перемещение поршня 36 в направлении головки цилиндра для сжатия воздуха, находящегося внутри камеры 30 сгорания. Специалисты в данной области обычно называют положение, в котором поршень 36 расположен в конце своего хода вблизи головки цилиндра (например, соответствующее наименьшему объему камеры 30 сгорания) верхней мертвой точкой (ВМТ). В рамках операции, называемой в настоящем описании впрыском, осуществляют ввод топлива в камеру сгорания. В рамках операции, называемой в настоящем описании зажиганием, осуществляют зажигание введенного топлива при помощи известных средств зажигания, например, искровые свечи накала, что приводит к сгоранию топлива.
На такте расширения расширяющиеся газы снова перемещают поршень 36 в НМТ. Коленчатый вал 40 преобразует поступательное движение поршня во вращательное движение вращающегося вала. Наконец, на такте выхлопа происходит открытие выхлопного клапана 54 для выпуска сгоревшей воздушно-топливной смеси в выхлопной коллектор 48 и возвращение поршня в ВМТ. Следует отметить, что вышеприведенное описание представлено исключительно в качестве примера, и время открытия и/или закрытия впускного и выхлопного клапанов может быть иным, например, с использованием положительного или отрицательного перекрытия клапанов, запаздывания закрытия впускного клапана или других изменений.
На фиг. 2 представлена функциональная схема транспортного средства 225, содержащего силовой агрегат 200. Силовой агрегат по фиг. 2 содержит двигатель 10 по фиг. 1. Двигатель 10 содержит один или несколько исполнительных механизмов передачи крутящего момента (например, дроссельную заслонку, распределительный вал, топливный инжектор и т.д.). Двигатель 10 может обеспечивать подачу мощности в силовой агрегат 200. Коленчатый вал 40 двигателя представлен соединенным с демпфером 280, а демпфер 280 соединен с рабочим колесом 285 гидротрансформатора 206. Рабочее колесо 285 гидротрансформатора крутящего момента механически связано с трансмиссионным насосом 289. Механический трансмиссионный насос 289 подает рабочую жидкость под давлением в муфты 210 и 211 трансмиссии. Гидротрансформатор 206 дополнительно содержит турбину 286, соединенную с ведущим валом 270 трансмиссии. Ведущий вал 270 трансмиссии механически связывает гидротрансформатор 206 с автоматической трансмиссией 208, причем для контроля частоты его вращения используют датчик 217 скорости. Гидротрансформатор 206 дополнительно содержит перепускную блокирующую муфту 212 гидротрансформатора крутящего момента (МГТ). При заблокированной МГТ происходит прямая передача крутящего момента с рабочего колеса 285 на турбину 286. Управление МГТ может быть обеспечено с использованием электрического сигнала от контроллера 12. В альтернативном варианте осуществления может быть предусмотрено гидравлическое блокирование МГТ. В соответствии с одним из примеров осуществления гидротрансформатор крутящего момента можно считать компонентом трансмиссии.
При полностью разомкнутой блокирующей муфте 212 гидротрансформатора крутящего момента гидротрансформатор 206 передает крутящий момент двигателя на автоматическую трансмиссию 208 путем передачи текучей среды между турбиной 286 гидротрансформатора крутящего момента и рабочим колесом 285 гидротрансформатора крутящего момента, тем самым обеспечивая умножение крутящего момента. Напротив, при полностью замкнутой блокирующей муфте 212 гидротрансформатора крутящего момента происходит прямая передача выходного крутящего момента двигателя через муфту гидротрансформатора крутящего момента на ведущий вал 270 трансмиссии 208. В альтернативном варианте блокирующая муфта 212 гидротрансформатора крутящего момента может быть замкнута частично, что обеспечивает возможность регулирования относительной величины части крутящего момента, прямо передаваемой на трансмиссию. Контроллер 12 может быть выполнен с возможностью регулирования уровня передачи крутящего момента гидротрансформатором 212 крутящего момента путем регулирования состояния блокирующей муфты гидротрансформатора крутящего момента в зависимости от различных параметров работы двигателя или в соответствии с требованиями к режиму работы двигателя, поступающими от водителя.
Автоматическая трансмиссия 208 содержит муфты 211 передач и муфту 210 переднего хода для включения или выключения передач 209 (например, передачи заднего хода и передач с первой по десятую). Муфты 211 передач (например, с первой по десятую) и муфта 220 переднего хода могут быть избирательно замкнуты для обеспечения перемещения транспортного средства. Трансмиссия 208 дополнительно содержит выходной вал 281 отбора мощности для подачи крутящего момента двигателя на механическую или электрическую нагрузку 274, не входящую в состав силового агрегата. Выходной вал 281 отбора мощности вращается во включенном состоянии и не вращается в выключенном состоянии. В соответствии с данным примером осуществления нагрузка 274 установлена вне транспортного средства 225, однако в соответствии с другими примерами осуществления нагрузка 274 может быть установлена и в составе транспортного средства 225. Трансмиссия 208 сконструирована таким образом, что одна из передач, входящих в число передач 209, может быть включена путем замыкания двух или более муфт 211. Другими словами, передача может быть включена в случае замыкания двух или более муфт 211. Кроме того, трансмиссия 208 может быть установлена в нейтральное состояние, в котором ведущий вал 270 не связан с ведомым валом 260 или не соединен с ним, когда одна или несколько из муфт 211 разомкнуты, но одна или несколько из муфт 211 замкнуты. Выходной вал 281 отбора мощности может подавать крутящий момент двигателя на нагрузку 274, когда трансмиссия 208 находится в нейтральном состоянии или в состоянии включенной передачи. Выходной крутящий момент трансмиссии 208 может быть передан через ведомый вал 260 на колеса 216 для перемещения транспортного средства. Частоту вращения ведомого вала 260 контролируют при помощи датчика 219 скорости. В частности, автоматическая трансмиссия 208 может преобразовывать входной крутящий момент, поступающий на ведущий вал 270, в зависимости от параметров перемещения транспортного средства до передачи выходного крутящего момента на колеса 216.
Кроме того, включение колесных тормозов 218 может быть использовано для приложения к колесам 216 силы трения. В соответствии с одним из примеров осуществления колесные тормоза 218 могут быть включены в случае нажатия ногой водителя на педаль тормоза, как показано на фиг. 1. В соответствии с другим примерами осуществления включение тормозов может выполнять контроллер 12 или другой контроллер, соединенный с контроллером 12. Аналогичным образом сила трения, прилагаемая к колесам 216, может быть уменьшена путем отключения колесных тормозов 218 в случае удаления ноги водителя с педали тормоза. Кроме того, тормоза транспортного средства могут прилагать к колесам 216 силу трения по команде контроллера 12 в рамках автоматической процедуры остановки двигателя.
Таким образом, двигатель 10 представляет собой единственный регулируемый источник крутящего момента, способный подавать положительный крутящий момент в силовой агрегат 200. Перед подачей на колеса 216 крутящий момент поступает от двигателя 10 на трансмиссию 208. Таким образом, двигатель 10 расположен выше по потоку передачи крутящего момента от гидротрансформатора 206, трансмиссии 208 и колес 216.
Как более подробно представлено на фиг. 1, контроллер 12 может быть выполнен с возможностью приема входящих сигналов от двигателя 10 и регулирования в соответствии с ними выходного крутящего момента двигателя и/или работы гидротрансформатора крутящего момента, трансмиссии, муфт и/или тормозов. Кроме того, контроллер 12 может принимать команды водителя от человеко-машинного интерфейса 299. В соответствии с некоторыми из примеров осуществления человеко-машинный интерфейс 299 может выдавать водителю информацию о состоянии силового агрегата и другие показания. В случае использования дизельного двигателя контроллер 12 может регулировать выходной крутящий момент двигателя путем регулирования сочетания ширины импульса впрыска топлива, момента впрыска и напора воздуха. Во всех примерах осуществления управление работой двигателя для регулирования выходного крутящего момента двигателя может быть осуществлено индивидуально для каждого цилиндра.
На фиг. 3А представлен пример схемы взаимодействия контроллера транспортного средства со вспомогательным оборудованием. В данном примере вспомогательное оборудование представляет собой внешние средства 318 отбора мощности и защиты заряда батареи.
Система 318 управления отбором мощности и защитой заряда батареи получает электроэнергию от источника 316 пускового/рабочего питания и аккумуляторной батареи 317. Пусковое/рабочее питание может быть подключено так, чтобы обеспечить возможность избирательной подачи такого питания в систему 318 управления отбором мощности и защитой заряда батареи. Напряжение, подаваемое аккумуляторной батареей транспортного средства, может быть избирательно подано для питания системы 318 управления отбором мощности и защитой заряда батареи через реле 330 управления питанием. При включении водителем транспортного средства при помощи ключа или выключателя зажигания (не представлены) может быть произведено замыкание выключателя 331 для подачи напряжения батареи для питания системы 318 управления отбором мощности и защитой заряда батареи.
Оператор может затребовать включение отбора мощности для подачи крутящего момента двигателя на внешнее оборудование или включение защиты заряда батареи путем замыкания выключателя 310, управляемого оператором. В случае замыкания оператором выключателя 310 напряжение батареи поступает на цифровой вход 302, входящий в число входов/выходов 104 контроллера 12.
Система 318 управления отбором мощности и защиты заряда батареи содержит потенциометр 380, содержащий движок 345, терминал 370 и терминал 371. Опорное напряжение, поступающее от регулятора 316 напряжения, приходит на терминал 370, а напряжение возвратного сигнала поступает на терминал 371 так, что разница потенциалов между регулятором 316 напряжения и возвратным сигналом 390 равна выходному напряжению регулятора 316 напряжения. В точке 341, расположенной между резистором 340 и резистором 342, существует выходное напряжение, соответствующее падению напряжения на резисторе 342. Падение напряжения на резисторе 315 равно разности опорного напряжения, подаваемого регулятором 316 напряжения, и падения напряжения на резисторе 340 и резисторе 342. Падение напряжения на резисторе 342 равно произведению силы тока, протекающего через резистор 342, (например, равной отношению опорного напряжения к сумме сопротивления резисторов 342 и 340 и сопротивления резистора 315 потенциометра) и сопротивления резистора 342. Падение напряжения на резисторе 315 потенциометра равно разности опорного напряжения и падения напряжения на резисторах 340 и 342. Например, если опорное напряжение равно 5 вольтам, падение напряжения на резисторе 342 равно 0,1 вольта, а падение напряжения на резисторе 340 равно 0,4 вольта, то движок 345 потенциометра может быть установлен так, чтобы обеспечивать в условиях, в которых система по фиг. ЗА работает в расчетном режиме, подачу на аналоговый вход 304 напряжения от 0,5 вольта до 5 вольт. В соответствии с одним из примеров осуществления сопротивление потенциометра и сопротивление резисторов 340 и 342 подбирают так, чтобы диапазон возможного напряжения на движке 345 соответствовал диапазону напряжения поддиапазона отбора мощности и диапазону напряжения поддиапазона превышения верхнего предела шкалы. Кроме того, напряжение в точке 341 соответствует диапазону напряжения поддиапазона защиты заряда батареи. Напряжение в точке 341 имеет фиксированное значение.
Первый резистор 340 и второй резистор 342 установлены последовательно с резистором 315. Двухполюсный двухсторонний переключатель 348 электрически соединен с движком 345, точкой 341 и аналоговым входом 304 напряжения. В первом положении, представленном на схеме, (например, в стационарном верхнем положении системы управления на холостом ходу при включенном отборе мощности) переключатель 348 находится в непоследственном электрическом соединении (например, без каких-либо промежуточных компонентов) с движком 345. Входной сигнал напряжения, подаваемый на аналоговый вход 304 напряжения через переключатель 348, может быть изменен путем изменения положения движка 345. Когда двухполюсный двухсторонний переключатель 348 находится в первом положении, входное напряжение, подаваемое на аналоговый вход 304 напряжения, может соответствовать поддиапазону режима отбора мощности, входящему в полный диапазон аналогового входа 304 напряжения. Во втором положении, не представленном на схеме (например, в положении выбора режима защиты заряда батареи) переключатель 348 находится в непосредственном электрическом соединении с точкой 341. Входной сигнал напряжения, подаваемый на аналоговый вход 304 напряжения, когда переключатель 348 находится в непосредственном электрическом соединении с точкой 341, имеет фиксированную величину и зависит от величины напряжения, подаваемого регулятором 316 опорного напряжения, сопротивления резистора 315, сопротивления первого резистора 340 и сопротивления второго резистора 342, как было описано выше. Когда двухполюсный двухсторонний переключатель 348 находится во втором положении, входное напряжение, подаваемое на аналоговый вход 304 напряжения, может соответствовать поддиапазону режима защиты заряда батареи, входящему в полный диапазон аналогового входа 304 напряжения.
Если входной сигнал напряжения, поступающий на аналоговый вход 304 напряжения, находится в пределах поддиапазона режима отбора мощности в течение заранее определенного времени после запроса на включение выхода отбора мощности или запроса на включение защиты заряда батареи, осуществляют включение выхода отбора мощности для передачи крутящего момента двигателя на внешнюю нагрузку, причем частоту вращения двигателя корректируют в соответствии с напряжением сигнала на аналоговом входе 304 напряжения. Если входной сигнал напряжения, поступающий на аналоговый вход 304 напряжения, находится в пределах поддиапазона режима защиты заряда батареи в течение заранее определенного времени после запроса на включение выхода отбора мощности или запроса на включение защиты заряда батареи, частоту вращения двигателя увеличивают в случае падения напряжения батареи ниже порогового уровня.
Двухполюсный двухсторонний переключатель 348 также используют для управления реле 360 и реле 350. Реле 360 включают для подачи напряжения на световой индикатор 322, сигнализирующий о включении режима отбора мощности. Реле 350 включают для подачи напряжения на световой индикатор 321, сигнализирующий о включении режима защиты заряда батареи. В соответствии с некоторыми из примеров осуществления для оповещения оператора о рабочем состоянии системы отбора мощности и состоянии системы защиты заряда батареи вместо световых индикаторов 321 и 322 может быть использован человеко-машинный интерфейс.
В первом положении, представленном на схеме, (например, в стационарном верхнем положении системы управления на холостом ходу при включенном отборе мощности) переключатель 348 находится в непосредственном электрическом соединении (например, без каких-либо промежуточных компонентов) с терминалом 358 реле 360. Реле 360 может быть включено при действующем цифровом выходе 306. Действующий или включенный цифровой выход 306 обеспечивает соединение с землей 391. Для подачи пускового/рабочего питания на световой индикатор 322 замыкают выключатель 361 при включенном цифровом выходе 306 для включения обмотки 362 реле 360. Когда выключатель 361 находится в замкнутом состоянии, пусковое/рабочее питание также поступает на цифровой вход 302, обеспечивая подтверждение замкнутого состояния реле 360. Диод 334 содержит анод 302 и катод 304 и допускает протекание тока от источника пускового/рабочего питания на цифровой вход 302, но не с диода 332 на световой индикатор 322.
Во втором положении, не представленном на схеме (например, в положении режима защиты заряда батареи), переключатель 348 находится в непосредственном электрическом соединении (например, без каких-либо промежуточных компонентов) с терминалом 359 реле 350. Реле 350 может быть включено при действующем цифровом выходе 306. Действующий или включенный цифровой выход 306 обеспечивает соединение с землей 391. Для подачи пускового/рабочего питания на световой индикатор 321 замыкают выключатель 351 при включенном цифровом выходе 306 для включения обмотки 352 реле 350. Когда выключатель 351 находится в замкнутом состоянии, пусковое/рабочее питание также поступает на цифровой вход 302, обеспечивая подтверждение замкнутого состояния реле 350. Диод 332 содержит анод 302 и катод 304 и допускает протекание тока от источника пускового/рабочего питания на цифровой вход 302, но не с диода 334 на световой индикатор 321.
Если контроллер 12 определяет, что уровень входного сигнала, поступающего на аналоговый вход 304 напряжения, находится в зоне нечувствительности, в поддиапазоне, расположенном ниже нижнего предела шкалы, или в поддиапазоне, расположенном выше верхнего предела шкалы, включение режимов отбора мощности и защиты заряда батареи не осуществляют, в результате чего вращение вала отбора мощности отсутствует. Кроме того, частоту вращения двигателя на холостом ходу не изменяют в соответствии с сигналами, поступающими от системы 318 управления отбором мощности и защитой заряда батареи. Такое состояние может быть названо режимом блокировки.
Таким образом, на фиг. 3А представлен пример схемы взаимодействия контроллера транспортного средства со вспомогательным оборудованием для обеспечения осуществления режима заряда защиты батареи и режима отбора мощности. Осуществление обоих режимов обеспечивает одна и та же группа входов и выходов контроллера 12.
На фиг. 3В представлен пример схемы взаимодействия того же контроллера транспортного средства со вспомогательным оборудованием, обеспечивающей возможность осуществления только режима отбора мощности без защиты заряда батареи. Многие из компонентов схемы по фиг. 3В совпадают с компонентами схемы по фиг. 3А. Компоненты схемы по фиг. 3В, общие со схемой по фиг. 3А, обозначены одинаковыми ссылочными номерами. Кроме того, описание элементов, общих для схемы по фиг. 3А и схемы по фиг. 3В, опускается ради краткости. Тем не менее, компоненты по фиг. 3В, имеющие те же обозначения, что и элементы по фиг. 3А, функционируют как показано на фиг. 3А. Различия между системами по фиг. 3А и фиг. 3В раскрыты.
Система 319 управления отбором мощности содержит потенциометр 380, содержащий движок 345, терминал 370 и терминал 371. Движок 345 находится в непосредственном электрическом сообщении с аналоговым входом 304 напряжения. Опорное напряжение, поступающее от регулятора 316 напряжения, приходит на терминал 370, а напряжение возвратного сигнала поступает на терминал 371 так, что разница потенциалов между регулятором 316 напряжения и возвратным сигналом 390 равна выходному напряжению регулятора 316 напряжения. Между терминалом 371 и возвратным сигналом 390 существует выходное напряжение, соответствующее падению напряжения на резисторе 365. Падение напряжения на резисторе 315 равно разности опорного напряжения, подаваемого регулятором 316 напряжения, и падения напряжения на резисторе 365. Падение напряжения на резисторе 365 равно произведению силы тока, протекающего через резистор 365, (например, равной отношению опорного напряжения к сумме сопротивления резистора 365 и сопротивления резистора 315 потенциометра) и сопротивления резистора 365. Падение напряжения на резисторе 315 потенциометра равно разности опорного напряжения и падения напряжения на резисторе 365. Например, если опорное напряжение равно 5 вольтам, а падение напряжения на резисторе 365 равно 0,5 вольта, то движок 345 потенциометра может быть установлен так, чтобы обеспечивать в условиях, в которых система по фиг. 3В работает в расчетном режиме, подачу на аналоговый вход 304 напряжения от 0,5 вольта до 5 вольт. В соответствии с одним из примеров осуществления сопротивление потенциометра и сопротивление резистора 365 подбирают так, чтобы диапазон возможного напряжения на движке 345 соответствовал диапазону напряжения поддиапазона отбора мощности и диапазону напряжения поддиапазона превышения верхнего предела шкалы.
Цифровой выход 306 представлен на схеме в непосредственном электрическом сообщении с обмоткой 362 реле 360. Цифровой выход 306 может быть включен после замыкания оператором выключателя 310 и приложении к аналоговому входу 304 через движок 345 напряжения, находящегося в поддиапазоне режима отбора мощности. Реле 360 замыкает выключатель 361 при действующем цифровом выходе 306 и подаче на реле 360 пускового/рабочего питания. При замкнутом выключателе 361 пусковое/рабочее питание включает световой индикатор 322.
Таким образом, оборудование системы 319 обеспечивает возможность подачи сигналов для работы только с функциями режима отбора мощности, без функций режима защиты заряда батареи, при использовании в сочетании с системой 319 тех же входов, выходов и исполнимого кода или способа работы контроллера 12, которые используют в сочетании с оборудованием системы 318. Таким образом, при использовании системы 318 и системы 319 могут быть применены одни и те же контроллер 12 и применяемый в нем код.
На фиг. 3С представлен пример схемы взаимодействия того же контроллера транспортного средства со вспомогательным оборудованием, обеспечивающей возможность осуществления только защиты заряда батареи без режима отбора мощности. Многие из компонентов схемы по фиг. 3С совпадают с компонентами схемы по фиг. 3А. Компоненты схемы по фиг. 3С, общие со схемой по фиг. 3А, обозначены одинаковыми ссылочными номерами. Кроме того, описание элементов, общих для схемы по фиг. 3А и схемы по фиг. 3С, опускается ради краткости. Тем не менее, компоненты или элементы схемы по фиг. 3С, обозначенные теми же ссылочными номерами, что и элементы схемы по фиг. 3А, действуют так, как описано выше со ссылками на фиг. 3А. Приведено описание различий между схемами по фиг. 3А и фиг. 3С.
Система 320 управления отбором мощности содержит резистор 366 и резистор 367. К резистору 366 прилагают опорное напряжение, поступающее от регулятора 316 напряжения, а к резистору 367 прилагают напряжение возвратного сигнала, так что разность потенциалов на резисторе 366 и резисторе 367 равна выходному напряжению регулятора 316 напряжения. Между резистором 366 и резистором 367 существует выходное напряжение, соответствующее падению напряжения на резисторе 367. В частности, падение напряжения на резисторе 367 равно разности опорного напряжения, подаваемого регулятором 316 напряжения, и падения напряжения на резисторе 366. Падение напряжения на резисторе 367 равно произведению силы тока, протекающего через резисторы 366 и 367, (например, равного отношению опорного напряжения к сумме сопротивления резистора 366 и сопротивления резистора 367) и сопротивления резистора 367. Падение напряжения на резисторе 366 равно разности опорного напряжения и падения напряжения на резисторе 367. В соответствии с одним из примеров осуществления сопротивление резистора 366 и сопротивление резистора 367 подобраны так, чтобы диапазон напряжения между резистором 366 и резистором 367 соответствовал поддиапазону режима защиты заряда батареи.
Цифровой выход 306 представлен на схеме в непосредственном электрическом сообщении с обмоткой 352 реле 350. Цифровой выход 306 может быть включен после замыкания оператором выключателя 310 и приложения к аналоговому входу 304 напряжения, находящегося в поддиапазоне режима отбора мощности, от точки 368. Реле 350 замыкает выключатель 351 при действующем цифровом выходе 306 и подаче на реле 350 пускового/рабочего питания. При замкнутом выключателе 351 пусковое/рабочее питание включает световой индикатор 321.
Таким образом, оборудование системы 320 обеспечивает возможность подачи сигналов для работы только с функциями режима защиты заряда батареи, без функций режима отбора мощности, при использовании в сочетании с системой 320 тех же входов, выходов и исполнимого кода или способа работы контроллера 12, которые используют в сочетании с оборудованием системы 318. Таким образом, при использовании системы 318 и системы 320 могут быть применены одни и те же контроллер 12 и применяемый в нем код.
Таким образом, предлагаются системы по фиг. 1-3С, представляющие собой систему транспортного средства, содержащую: контроллер, содержащий исполнимые инструкции, сохраненные в долговременной памяти, для регулирования частоты вращения двигателя в соответствии с уровнем сигнала, поступающего на вход контроллера, причем указанный вход имеет полный диапазон, причем полный диапазон разделен на несколько поддиапазонов, причем в число таких нескольких поддиапазонов входят поддиапазон отбора мощности и поддиапазон защиты заряда батареи. В данной системе транспортного средства уровень сигнала может представлять собой уровень силы тока сигнала. В данной системе транспортного средства уровень сигнала может представлять собой уровень напряжения сигнала.
В соответствии с некоторыми из примеров осуществления данной системы транспортного средства в число нескольких поддиапазонов входит поддиапазон зоны нечувствительности. В данной системе транспортного средства в число нескольких поддиапазонов входит поддиапазон, расположенный ниже нижнего предела шкалы. В данной системе транспортного средства в число нескольких поддиапазонов входит поддиапазон, расположенный выше верхнего предела шкалы. Данная система транспортного средства также содержит дополнительные инструкции для увеличения частоты вращения двигателя в случае нахождения уровня сигнала в поддиапазоне защиты заряда батареи. Данная система транспортного средства также содержит дополнительные инструкции для регулирования частоты вращения двигателя в соответствии с уровнем сигнала в случае нахождения уровня сигнала в поддиапазоне отбора мощности.
Кроме того, предлагаются системы по фиг. 1-3С, представляющие собой систему транспортного средства, содержащую: потенциометр, первый и второй резисторы, последовательно электрически соединенные между собой; переключатель, избирательно электрически соединенный с потенциометром и с первым и вторым резисторами; и контроллер, содержащий исполнимые инструкции, сохраненные в долговременной памяти, для регулирования частоты вращения двигателя в зависимости от уровня сигнала, подаваемого на вход контроллера, причем указанный вход имеет полный диапазон, причем вход контроллера электрически соединен с переключателем.
В соответствии с некоторыми из примеров осуществления система дополнительно содержит инструкции для разбиения полного диапазона на несколько поддиапазонов, причем в число таких нескольких поддиапазонов входят поддиапазон отбора мощности и поддиапазон защиты заряда батареи. Система транспортного средства дополнительно содержит инструкции для определения режима работы транспортного средства в зависимости от уровня сигнала, подаваемого на вход контроллера. В данной системе транспортного средства режим работы транспортного средства может представлять собой режим отбора мощности. В данной системе транспортного средства режим работы транспортного средства может представлять собой режим защиты заряда батареи. В режиме защиты заряда батареи частота вращения двигателя может быть увеличена для увеличения выходной мощности генератора переменного тока, что приводит к увеличению заряда батареи. В данной системе транспортного средства в режиме защиты заряда батареи частоту вращения двигателя регулируют в зависимости от напряжения батареи. Система транспортного средства дополнительно содержит инструкции для включения реле в зависимости от уровня сигнала, подаваемого на вход контроллера, причем данное реле управляет индикацией о режиме работы транспортного средства.
На фиг. 4 представлен пример графика полного диапазона и поддиапазонов сигнала на входе контроллера. Вход контроллера может соответствовать входу 304 аналогового напряжения по фиг. 3, содержащему аналого-цифровой преобразователь. По вертикальной оси отложено напряжение на входе контроллера, а по горизонтальной оси отложена частота вращения вала отбора мощности (ОМ) в оборотах в минуту.
Частота вращения вала отбора мощности в точке 460 соответствует низкой частоте вращения вала отбора мощности (например, равной 500 об./мин.). Частота вращения вала отбора мощности в точке 462 соответствует высокой частоте вращения вала отбора мощности (например, равной 2400 об./мин.).
Диапазон напряжений, заключенный между горизонтальной осью (например, соответствующей нулевому напряжению) и линией 410, соответствует полному диапазону входного напряжения (например, составляющему 5 вольт). Диапазон напряжений, заключенный между горизонтальной осью и линией 410, разделен или разбит на пять поддиапазонов.
Первый поддиапазон заключен между горизонтальной осью и линией 402. В соответствии с одним из примеров осуществления этот поддиапазон (например, от нуля до 0,1 вольта) соответствует поддиапазону, расположенному ниже нижнего предела шкалы. Данный диапазон может указывать на наличие деградации системы, при которой на аналоговом входе получают напряжение ниже расчетного. В случае обнаружения на аналоговом входе контроллера напряжения, находящегося в этом диапазоне, контроллер переходит в режим блокировки, в котором не регулируют частоту вращения двигателя для отбора мощности или защиты заряда батареи.
Второй поддиапазон заключен между линией 402 и линией 404. В соответствии с одним из примеров осуществления этот поддиапазон (например, от 0,1 вольта до 0,3 вольта) соответствует поддиапазону защиты заряда батареи. Наличие на аналоговом входе контроллера напряжения, находящегося в пределах этого поддиапазона в течение заранее определенного времени, может сообщать контроллеру о поступлении от оператора или пользователя запроса на защиту заряда батареи. При приложении к аналоговому входу контроллера напряжения, находящегося в этом диапазоне, частота вращения двигателя не зависит непосредственно от величины напряжения на аналоговом входе контроллера.
Третий поддиапазон заключен между линией 404 и линией 406. В соответствии с одним из примеров осуществления этот поддиапазон (например, от 0,3 вольта до 0,5 вольта) соответствует зоне нечувствительности. Наличие на аналоговом входе контроллера напряжения, находящегося в пределах этого поддиапазона, может сообщать контроллеру о наличии деградации системы. При приложении к аналоговому входу контроллера напряжения, находящегося в этом диапазоне, контроллер включает режим блокировки, в котором не регулируют частоту вращения двигателя на холостом ходу для отбора мощности или защиты заряда батареи.
Четвертый поддиапазон заключен между линией 406 и линией 408. В соответствии с одним из примеров осуществления этот поддиапазон (например, от 0,5 вольта до 4,9 вольта) соответствует поддиапазону отбора мощности. Наличие на аналоговом входе контроллера напряжения, находящегося в пределах этого поддиапазона в течение заранее определенного времени, может сообщать контроллеру о поступлении от оператора или пользователя запроса на использование режима отбора мощности. В случае обнаружения аналоговым входом контроллера напряжения, находящегося в этом диапазоне, вал отбора мощности может быть приведен во вращение. Кроме того, частоту вращения двигателя регулируют в зависимости от уровня напряжения, подаваемого на аналоговый вход контроллера, в соответствии с кривой 440. На центральном участке кривой 440 частота вращения вала отбора мощности может быть увеличена путем увеличения ЧВД пропорционально величине напряжения на аналоговом входе контроллера. Таким образом, наличие напряжения в поддиапазоне, расположенном между линиями 406 и 408, может быть основанием для перехода в режим отбора мощности и регулирования частоты вращения вала отбора мощности.
Пятый поддиапазон заключен между линией 408 и линией 410. В соответствии с одним из примеров осуществления этот поддиапазон (например, от 4,9 вольта до 5 вольтов) соответствует поддиапазону, расположенному выше верхнего предела шкалы. Подача на аналоговый вход контроллера напряжения, находящегося в этом диапазоне, может сообщать контроллеру о наличии деградации системы. В случае наличия на аналоговом входе контроллера напряжения, находящегося в этом диапазоне, контроллер переходит в режим блокировки, в котором не регулируют частоту вращения для отбора мощности или защиты заряда батареи.
В соответствии с некоторыми из примеров осуществления кривая 440 может быть названа передаточной функцией, связывающей напряжение на аналоговом входе контроллера с частотой вращения вала отбора мощности. Частота вращения двигателя может быть изменена для получения требуемой частоты вращения вала отбора мощности путем изменения положения дроссельной заслонки, положения распределительного вала, времени срабатывания клапанов или параметров другого исполнительного механизма передачи крутящего момента двигателя.
На фиг. 5 представлен способ эксплуатации силового агрегата транспортного средства, который может включать в себя отбор мощности. Способ по фиг. 5 может быть осуществлен в системе по фиг. 1-3С в виде исполнимых инструкций, сохраненных в долговременной памяти контроллера. Кроме того, некоторые части способа по фиг. 5 могут представлять собой действия, выполняемые контроллером 12 в физическом мире для изменения режимов работы транспортного средства при помощи одного или нескольких исполнительных механизмов и/или датчиков.
На этапе 502 способа 500 определяют условия работы транспортного средства. В число условий работы транспортного средства в частности, но не исключительно, могут входить статус запроса на отбор мощности, требуемая частота вращения вала отбора мощности, частота вращения двигателя, выбранная передача трансмиссии и параметры окружающей среды. После определения условий работы транспортного средства способ 500 переходит к этапу 504.
На этапе 504 способ 500 определяет, выдан ли пользователем запрос на включение отбора мощности (ОМ) или защиты заряда батареи (ЗЗБ). В соответствии с одним из примеров осуществления пользователь может запросить включение отбора мощности или защиты заряда батареи путем изменения положения переключателя. В соответствии с альтернативным вариантом осуществления контроллер может выдать запрос на включение отбора мощности или защиты заряда батареи путем установки значения некоторого бита в памяти контроллера. Кроме того, способ 500 также может требовать для определения необходимости включения отбора мощности или защиты заряда батареи выполнения других условий. Например, для перехода в режим защиты заряда батареи или в режим отбора мощности может быть необходимой остановка транспортного средства с включением стояночного тормоза. Если способ 500 определяет, что условия включения отбора мощности или защиты заряда батареи выполнены («ДА»), способ 500 переходит к этапу 510. В противном случае («НЕТ») способ 500 переходит к этапу 506.
На этапе 506 способа 500 производят очистку бита памяти, указывающего на то, что система находится в состоянии блокировки (например, в котором отсутствует отбор мощности и отсутствует защита заряда батареи). Очистка данного бита памяти обеспечивает возможность перехода системы в режим отбора мощности или в режим защиты заряда батареи при получении от оператора следующего запроса на переход в один из этих режимов. Кроме того, если частота вращения двигателя ранее была увеличена для отбора мощности или защиты заряда батареи, частоту вращения двигателя на холостом ходу снижают до базового уровня. Кроме того, в случае работы средств отбора мощности производят отключение средств отбора мощности и прекращение вращения вала отбора мощности. После выхода из режима отбора мощности и режима защиты заряда батареи способ 500 завершает работу.
На этапе 510 способа 500 определяют уровень сигнала, используемого для определения требуемого режима работы. В соответствии с одним из примеров осуществления такой сигнал может представлять собой сигнал напряжения, причем величину этого напряжения определяют при помощи аналого-цифрового преобразователя. Сигнал может быть принят через вход отбора мощности/защиты заряда батареи контроллера. В соответствии с другими примерами осуществления данный сигнал может представлять собой сигнал тока, сохраненное в памяти значение переменной или значение, переданное системе по каналу связи (например, через контроллерную сеть). Способ 500 определяет уровень сигнала путем считывания сигнала аналого-цифрового преобразователя или путем считывания значения, сохраненного в памяти по определенному адресу. После определения уровня сигнала способ 500 переходит к этапу 512.
На этапе 512 способ 500 оценивает, превышает ли уровень сигнала (например, уровень напряжения) на входе отбора мощности/защиты заряда батареи первый пороговый уровень в течение заранее определенного времени. В соответствии с одним из примеров осуществления первый пороговый уровень равен 4,9 вольта, а максимальный уровень полного диапазона уровня входного сигнала равен 5 вольтам. Уровни напряжения, превышающие 4,9 В, соответствуют первому поддиапазону полного диапазона уровней входного сигнала. Если способ 500 устанавливает, что сигнал превышает первый пороговый уровень («ДА»), способ 500 переходит к этапу 516. В противном случае («НЕТ») способ 500 переходит к этапу 520.
На этапе 516 способ 500 выдает индикацию о том, что сигнал превышает верхний предел шкалы. Такая индикация может быть выдана при помощи светового индикатора или человеко-машинного интерфейса. Кроме того, определенному биту памяти присваивают значение, равное единице, для перехода в режим блокировки. В режиме блокировки не производят ни защиты заряда батареи, ни отбора мощности. Частоту вращения двигателя на холостом ходу устанавливают равной базовой частоте вращения двигателя на холостом ходу. После перехода в режим блокировки способ 500 завершает работу.
На этапе 520 способ 500 оценивает, остается ли уровень сигнала (например, уровень напряжения) на входе отбора мощности/защиты заряда батареи ниже первого порогового уровня и выше второго порогового уровня в течение заранее определенного времени. В соответствии с одним из примеров осуществления второй пороговый уровень равен 0,5 вольта. Уровни напряжения, меньшие 4,9 В и большие 0,5 В, соответствуют второму поддиапазону полного диапазона уровней входного сигнала. Если способ 500 устанавливает, что сигнал меньше первого порогового уровня, но превышает второй пороговый уровень («ДА»), способ 500 переходит к этапу 522. В противном случае («НЕТ») способ 500 переходит к этапу 528.
На этапе 522 способ 500 выдает индикацию о том, что сигнал находится в поддиапазоне режима отбора мощности. Такая индикацию может быть выдана при помощи светового индикатора или человеко-машинного интерфейса. Кроме того, производят включение средств отбора мощности, и вал отбора мощности начинает вращение. При этом частоту вращения двигателя регулируют до значения, соответствующего уровню сигнала на входе отбора мощности/защиты заряда батареи. В соответствии с одним из примеров осуществления частоту вращения двигателя регулируют в соответствии с зависимостью представленной на фиг. 4. После включения режима отбора мощности и регулирования частоты вращения двигателя в зависимости от уровня сигнала на входе отбора мощности/защиты заряда батареи способ 500 завершает работу.
На этапе 528 способ 500 оценивает, остается ли уровень сигнала (например, уровень напряжения) на входе отбора мощности/защиты заряда батареи ниже второго порогового уровня и выше третьего порогового уровня в течение заранее определенного времени. В соответствии с одним из примеров осуществления третий пороговый уровень равен 0,3 вольта. Уровни напряжения, меньшие 0,5 В и большие 0,3 В, соответствуют третьему поддиапазону полного диапазона уровней входного сигнала. Если способ 500 устанавливает, что сигнал меньше второго порогового уровня, но превышает третий пороговый уровень («ДА»), способ 500 переходит к этапу 530. В противном случае («НЕТ») способ 500 переходит к этапу 544.
На этапе 530 способ 500 выдает извещение о том, что сигнал находится в поддиапазоне нерабочей полосы. Такое извещение может быть выдано при помощи светового индикатора или человеко-машинного интерфейса. Кроме того, определенному биту памяти присваивают значение, равное единице, и система переходит в режим блокировки. Частоту вращения двигателя на холостом ходу устанавливают равной базовой частоте вращения двигателя на холостом ходу. После перехода в режим блокировки способ 500 завершает работу.
На этапе 544 способ 500 оценивает, остается ли уровень сигнала (например, уровень напряжения) на входе отбора мощности/защиты заряда батареи ниже третьего порогового уровня и выше четвертого порогового уровня в течение заранее определенного времени. В соответствии с одним из примеров осуществления четвертый пороговый уровень равен 0,1 вольта. Уровни напряжения, меньшие 0,3 В и большие 0,1 В, соответствуют четвертому поддиапазону полного диапазона уровней входного сигнала. Если способ 500 устанавливает, что сигнал меньше третьего порогового уровня, но превышает четвертый пороговый уровень («ДА»), способ 500 переходит к этапу 550. В противном случае («НЕТ») способ 500 переходит к этапу 556.
На этапе 550 способ 500 выдает индикацию о том, что сигнал находится в поддиапазоне режима защиты заряда батареи. Такая индикация может быть выдана при помощи светового индикатора или человеко-машинного интерфейса. Кроме того, этом частоту вращения двигателя регулируют до значения, зависящего от напряжения батареи. В соответствии с одним из примеров осуществления частота вращения двигателя может быть увеличена до максимальной частоты вращения двигателя в режиме защиты заряда батареи (например, равной 1100 об./мин.). Путем регулирования частоты вращения двигателя в зависимости от напряжения батареи способ 500 может обеспечивать сохранение или увеличение заряда батареи, тем самым обеспечивая защиту заряда батареи. После включения режима защиты заряда батареи и регулирования частоты вращения двигателя в зависимости от напряжения батареи способ 500 завершает работу.
На этапе 556 способ 500 выдает индикацию о том, что уровень сигнала ниже нижнего предела шкалы. Такая индикация может быть выдана при помощи светового индикатора или человеко-машинного интерфейса. Кроме того, определенному биту памяти присваивают значение, равное единице, для перехода в режим блокировки. В режиме блокировки не производят ни защиты заряда батареи, ни отбора мощности. Частоту вращения двигателя на холостом ходу устанавливают равной базовой частоте вращения двигателя на холостом ходу. После перехода в режим блокировки способ 500 завершает работу.
Таким образом, возможность перехода в несколько разных режимов работы может быть обеспечена с использованием ограниченного числа входов и выходов контроллера, образующих один и тот же набор входов и выходов. Хотя в соответствии с данным примером осуществления число поддиапазонов равно пяти, число таких поддиапазонов может быть увеличено или уменьшено и не налагает каких-либо ограничений.
Таким образом, предлагаемый способ по фиг. 5 представляет собой способ обработки команды отбора мощности, включающий в себя: прием сигнала контроллером; выбор режима работы транспортного средства из нескольких режимов работы, в число которых входят режим отбора мощности и режим защиты заряда батареи, в зависимости от уровня данного сигнала; и регулирование частоты вращения двигателя контроллером в соответствии с одним из таких нескольких режимов работы. В соответствии с данным способом регулирование частоты вращения двигателя может быть произведено путем открытия дроссельной заслонки. Данный способ дополнительно включает в себя определение передаточной функции, определяющей взаимосвязь уровня сигнала с требуемым режимом работы транспортного средства, и регулирование частоты вращения двигателя в зависимости от требуемого режима работы транспортного средства. Данный способ дополнительно включает в себя увеличение частоты вращения двигателя в ответ на увеличение уровня сигнала и уменьшение частоты вращения двигателя в ответ на уменьшение уровня сигнала. Данный способ дополнительно включает в себя переход в режим блокировки, в котором не регулируют частоту вращения двигателя в соответствии с сигналом, в зависимости от уровня сигнала.
Следует отметить, что включенные в настоящую заявку примеры алгоритмов управления и оценки могут использоваться с разнообразными конфигурациями систем двигателей и/или транспортных средств. Раскрытые в настоящей заявке способы и алгоритмы управления могут храниться в виде исполняемых инструкций в долговременной памяти и могут исполняться системой управления, содержащей контроллеры в сочетании с различными датчиками, исполнительными устройствами и другими компонентами двигателя. Специалисту обычного уровня в данной области должно быть очевидно, что способы, раскрытые со ссылками на фиг. 5, могут представлять собой одну или любое количество стратегий обработки, таких как управляемые событиями, управляемые прерываниями, многозадачные, многопотоковые и т.д. Таким образом, проиллюстрированные разнообразные операции и функции могут выполняться в указанной последовательности, параллельно, а в некоторых случаях могут опускаться. Точно так же указанный порядок обработки не обязательно требуется для достижения отличительных особенностей и преимуществ описываемых здесь вариантов осуществления изобретения, но служит для удобства иллюстрирования и описания. Специалисту обычного уровня в данной области должно быть очевидно, что одна или несколько из иллюстрируемых операций или функций могут выполняться повторно в зависимости от конкретной применяемой стратегии. Кроме того, раскрытые способы могут представлять собой сочетание действий, выполняемых контроллером в физическом мире, и инструкций, содержащихся в контроллере.
На этом описание осуществления изобретения завершается. По его прочтении специалистов данной области может предложить многочисленные изменения и модификации, не выходящие за пределы объема и сути изобретения. Например, настоящее изобретение также может быть выгодно использовано в применении к одноцилиндровым двигателям, а также к двигателям со схемами расположения цилиндров I2, I3, I4, I5, V6, V8, V10, V12 и V16, работающим на природном газе, бензине, дизельном топливе или альтернативных видах топлива.
1. Система управления силовым агрегатом транспортного средства, содержащая: контроллер, содержащий исполнимые инструкции, сохраненные в долговременной памяти, для регулирования частоты вращения двигателя в соответствии с уровнем сигнала, поступающего на вход контроллера, причем вход имеет полный диапазон, причем полный диапазон разделен на несколько поддиапазонов, причем в число таких нескольких поддиапазонов входят поддиапазон отбора мощности и поддиапазон защиты заряда батареи.
2. Система по п. 1, отличающаяся тем, что уровень сигнала представляет собой уровень силы тока.
3. Система по п. 1, отличающаяся тем, что уровень сигнала представляет собой уровень напряжения.
4. Система по п. 1, отличающаяся тем, что в число нескольких поддиапазонов входит поддиапазон зоны нечувствительности.
5. Система по п. 1, отличающаяся тем, что в число нескольких поддиапазонов входит поддиапазон, расположенный ниже нижнего предела шкалы.
6. Система по п. 1, отличающаяся тем, что в число нескольких поддиапазонов входит поддиапазон, расположенный выше верхнего предела шкалы.
7. Система по п. 1, отличающаяся тем, что также содержит дополнительные инструкции для увеличения частоты вращения двигателя в случае нахождения уровня сигнала в поддиапазоне защиты заряда батареи.
8. Система по п. 1, отличающаяся тем, что также содержит дополнительные инструкции для регулирования частоты вращения двигателя в соответствии с уровнем сигнала в случае нахождения уровня сигнала в поддиапазоне отбора мощности.
9. Система управления силовым агрегатом транспортного средства, содержащая: потенциометр;
первый и второй резисторы, последовательно электрически соединенные между собой;
переключатель, избирательно электрически соединенный с потенциометром и с первым и вторым резисторами; и
контроллер, содержащий исполнимые инструкции, сохраненные в долговременной памяти, для регулирования частоты вращения двигателя в зависимости от уровня сигнала, подаваемого на вход контроллера, причем вход имеет полный диапазон, причем вход контроллера электрически соединен с переключателем.
10. Система по п. 9, отличающаяся тем, что также содержит дополнительные инструкции для разбиения полного диапазона на несколько поддиапазонов, причем в число таких нескольких поддиапазонов входят поддиапазон отбора мощности и поддиапазон защиты заряда батареи.
11. Система по п. 9, отличающаяся тем, что также содержит дополнительные инструкции для определения режима работы транспортного средства в зависимости от уровня сигнала, подаваемого на вход контроллера.
12. Система по п. 11, отличающаяся тем, что режим работы транспортного средства представляет собой режим отбора мощности.
13. Система по п. 11, отличающаяся тем, что режим работы транспортного средства представляет собой режим защиты заряда батареи.
14. Система по п. 13, отличающаяся тем, что в режиме защиты заряда батареи частоту вращения двигателя регулируют в зависимости от напряжения батареи.
15. Система по п. 9, отличающаяся тем, что дополнительно содержит инструкции для включения реле в зависимости от уровня сигнала, подаваемого на вход контроллера, причем данное реле управляет индикацией о режиме работы транспортного средства.
16. Способ обработки команды отбора мощности, включающий в себя этапы, на которых:
принимают сигнал в контроллере;
выбирают режим работы транспортного средства из нескольких режимов работы, в число которых входят режим отбора мощности и режим защиты заряда батареи, в зависимости от уровня данного сигнала; и
регулируют частоту вращения двигателя контроллером в соответствии с одним из указанных нескольких режимов работы.
17. Способ по п. 16, отличающийся тем, что частоту вращения двигателя регулируют путем открытия дроссельной заслонки.
18. Способ по п. 16, отличающийся тем, что дополнительно обеспечивают передаточную функцию, связывающую сигнал с требуемым режимом работы транспортного средства, и регулируют частоту вращения двигателя в зависимости от требуемого режима работы транспортного средства.
19. Способ по п. 16, отличающийся тем, что дополнительно увеличивают частоту вращения двигателя в ответ на увеличение уровня сигнала и уменьшают частоту вращения двигателя в ответ на уменьшение уровня сигнала.
20. Способ по п. 18, отличающийся тем, что дополнительно переходят в режим блокировки, в котором не регулируют частоту вращения двигателя в соответствии с сигналом, в зависимости от уровня сигнала.
