专利名称：发动机所驱动附属设备的接通的控制系统和方法
技术领域：
本发明涉及一种系统和方法，该系统和方法用于控制车辆发动机所驱动附属设备的接通，所述附属设备由所述发动机驱动，直到至少达到与所述附属设备的状态相关的最低工作水平为止。
背景技术：
汽车工业中的一个通常目标是减少车辆的燃料消耗，以节约自然资源并减少废气排放。不仅可通过优化车辆发动机的效率，而且可通过，例如减少车辆的重量及其空气阻力来减少汽车的燃料消耗。即使已经产生了发动机和要安装发动机的车辆的设计，也仍可能通过保证仅当绝对需要时才使发动机承载来影响车辆的实际燃料消耗。
在这方面，应该注意到，车辆发动机不仅用于驱动车辆，而且还用于驱动附属设备，如泵和发电机。商用车辆附属设备的典型例子是为空气箱充气的空气压缩机，该空气箱为车辆的制动系统提供动力。在配备这种制动系统的车辆的发动机起动时，空气压缩机就由发动机驱动，直到在空气箱中至少达到最低的工作空气压力值为止。然后，每当空气压力下降到低于最低值时就再给箱充气，借此使箱中的空气压力保持在预定的最大和最小值之间。每当接通空气压缩机时，载荷必然会加到发动机上。
从例如EP-A-0 335 086中获知，提供一种检测何时没有利用车辆发动机驱动车辆的系统并允许附属设备在这种条件下接通。这样，在所述文件中，一个传感器检测何时节气门踏板被放开，由此表明目前驾驶员不需要附加的推进力，然后如果需要启动设备，就允许接通附属设备。例如，如果空气箱中的空气压力处于低水平，一旦放开节气门，就接通空气压缩机。因为没有利用发动机驱动车辆，所以驱动空气压缩机的是车辆的动能。这样，发动机不需要附加的燃料以补偿空气压缩机加在发动机上的载荷。
尽管上述系统利用车辆的动能来为附属设备提供动力，但接通附属设备会增加发动机对车辆的发动机制动作用。从而，可能出现这样一种情况，其中当由于如车辆接近拐角而预见到需要稍稍减少车辆的速度时，车辆驾驶员从节气门上抬起脚部以允许车辆在正常的发动机制动作用下滑行。然而，如果从节气门踏板上抬起其脚部导致一个附属设备接通，那么发动机制动的程度将大于驾驶员所预期的程度。从而，驾驶员很可能需要再使用节气门以保证车辆以最初希望的速度达到拐角。
因为每次使用节气门意味着增加燃料的消耗，所以希望提供一种系统，该系统可保证仅当需要显著减少车辆的动能时，才发生由接通附属设备所产生的增加的发动机制动。
发明综述因此，本发明的一个目的是提供一种系统，借助该系统可通过小心地控制何时接通附属设备以把车辆的动能保持在尽可能高的范围。
该目的是通过根据权利要求1中所述的系统实现的。
根据本发明，通过区别“主动”制动，即起动车辆制动系统，和仅仅使车辆滑行，该系统可保证，在确定的安全限制范围内，仅当车辆被主动制动时才接通附属设备。
本发明的另一个目的是提供一种方法，该方法用于优化由车辆发动机驱动的附属设备的接通正时。
该目的是通过根据权利要求4中所述的方法实现的。
在各自的附属权利要求中详细描述了发明的有利的实施例。
附图简要描述下面仅通过实例并参考附图详细本发明，其中
图1所示为一个附属设备中各种压力水平的示意性展示；图2所示为根据本发明的系统的一个实施例的框图；图3所示为一个附属设备中各种温度水平的示意性展示。
优选实施例的详细描述尽管本发明可在任何配备了车辆发动机驱动的附属设备的汽车上实现，但下面只针对在重型运输车辆(HGV)上的应用来描述本发明。
HGV通常由柴油发动机驱动。还利用发动机来驱动附属设备。在本发明的上下文中，术语“附属设备”包括车辆上任何需要发动机间歇充气(充电)或输入的系统。这种系统实例的非穷举性清单包括主制动系统，该主制动系统利用由车辆发动机驱动的空气压缩机产生的压缩空气源；在冷却发动机中起辅助作用的冷却风扇；车辆转向系统的伺服系统；为车辆电池充电的交流发电机；空调设备使用的压缩机。为了清楚起见，下面将根据HGV制动系统的空气供给描述本发明。
参见图1，HGV的制动系统设计成在压缩空气的最大压力PMAX和最小压力PMIN之间工作。压缩空气储存在空气箱中，空气箱由车辆发动机驱动的空气压缩机充气。PMAX和PMIN的典型值分别为12巴(bar)和8bar。
在图2中，参考标号10整体表示根据本发明的用于控制空气压缩机接通的系统。该系统包括一个中央处理器(CPU)12，该中央处理器收集车辆各种运转参数有关的数据。这些参数包括车辆的速度，发动机速度，输送到发动机的燃料量和进气歧管压力。与附属设备状态有关的参数也传输到CPU12。在本实施例中，该参数是空气箱中的主压力。
系统12还包括用于检测发动机是否在驱动车辆、车辆是被制动的或是仅仅是在滑行的装置。在这方面，术语“滑行”表示车辆驾驶员既没有对节气门踏板施加任何压力也没有施加任何制动。从而，术语“制动”表示车辆的驾驶员施加超过正常发动机制动的某种形式的制动。这种制动形式可以是通过脚操作的制动系统或手操作的排气制动或类似制动。为清楚起见，在图2中表示了第一、第二和第三装置，这些装置用于确定三个上述条件中的每一个是否占主导地位。然而，对于本技术领域的普通技术人员来讲很明显，当车辆正在移动时总是存在三个上述条件中的一个，所以提供用于检测三个条件中的两个条件是否存在的装置就足够了，因为如果其它两个条件都不占主导地位，则第三个条件将自动占主导地位。
这样，根据本发明的系统包括用于确定发动机是否在驱动车辆的第一装置14、用于检测是否车辆是被制动的第二装置16和用于检测车辆是否是在滑行的第三装置18。
在第一装置14中，在方框20询问CPU发动机是否在驱动车辆。如果回答是是，则第一装置在方框22询问某一附属设备的状态是否低于预定的最小水平。在本实例中，这种状态对应空气箱中低于PMIN的压力水平。如果附属设备的状态高于预定最小值，则第一装置不接通附属设备。这种状态由图2中的方框24表示。然而，如果附属设备的状态低于预定的最小值，则第一装置使附属设备接通，如方框26所示。在本实例中，在方框26空气压缩机将被接通并持续工作，直到在空气箱中建立了预定的压力水平，但该水平不一定需要对应最大水平PMAX。
从上面可以看出，如果某一附属设备的状态低于预定最小水平，仅当发动机驱动车辆时附属设备被接通。
如果第一装置14在方框20表示发动机没有驱动车辆，“否”信号将发送到第二装置，第二装置16在方框28确定车辆是否被制动。如果发现车辆被制动，则第二装置在方框30询问某一附属设备的状态是否低于预定最大值。在本实例中，这种状态对应空气箱中低于PMAX的压力水平。如果附属设备的状态与预定最大水平相应，当然不会接通附属设备。这种状态在图2中用方框32表示。然而，如果附属设备的状态低于预定最大值，则第二装置使附属设备接通。这种状态在图2中用方框34表示。
一旦终止制动，可能发生附属设备的状态仍低于预定最大值的情况。如果发生这种情况，第二装置16在方框36通知CPU设备的实际状态。
如果第二装置在方框28表示车辆没有被制动，则显然车辆在滑行。这种状态用一个从方框28发出的并输入第三装置18的“否”信号表示。
如前面所述，当车辆滑行时，允许附属设备接通不是一直有利的，因为接通设备将导致发动机制动的增加。另一方面，有利的是在滑行中而不是在发动机驱动车辆时接通附属设备。这样，根据本发明，附属设备状态的一个预定中间水平储存在CPU中，该中间水平由图1中的Pint表示。通常，Pint的值可以是9.5bar左右。在下面将要解释的方式中，第三装置适合于仅当设备的状态低于该预定中间值时才使附属设备接通。这意味着，以空气压缩机为例，当车辆滑行时，如果空气箱中的压力低于Pint则接通空气压缩机。
在第三装置18中，在方框38确定附属设备的状态是否低于预定的中间水平。如果不是这样，则第三装置命令CPU12等待，直到车辆在接通附属设备前被制动。这种状态在图2中用方框40表示。另一方面，如果附属设备的状态低于预定中间水平，则接通附属设备成为一种可能。
在本发明的优选实施例中，不会发生一旦在方框38确定设备的状态低于中间水平，附属设备就立刻自动接通的情况。而是第三装置18可与数据计录装置结合或与其通讯，在该数据计录装置中储存了在一段预定的先前的最近一段时间间隔内关于车辆的运转状态的参数。这样，在方框42，第三装置分析与运转状态有关的参数以确定车辆在最近的将来被制动的可能性。如果参数的分析指出对于相对长的时间没有发生制动，则可推论出车辆正在沿相对平直的道路前进。如果是这种情况，则第三装置在方框44使附属设备在发生滑行期间接通。当然，在滑行中，不必要保持附属设备接通直到达到最大预定水平。而是可选择处于Pint和PMAX间的一个中间终止水平。
如果滑行一段时间后车辆被制动，则只要其状态低于预定最大水平，附属设备就将继续接通。
相反地，如果在滑行状态后面使用节气门，则立即断开附属设备并把附属设备的当前状态报告CPU。
如果在数据计录装置中用方框42表示的参数分析表明存在车辆在不远的将来会被制动的合理的可能性，则第三装置命令CPU12等待，直到车辆在接通附属设备前被制动。这种状态用图2中的方框40表示。
在本发明的变型中，可利用该系统控制空调设备中的压缩机。这种空调设备可以是驾驶室安装的设备或车辆所载货物用的致冷设备。下面，将根据驾驶室安装的空调设备描述该变型，驾驶员可利用该空调设备为驾驶室内部选择合适的温度。参见图3，驾驶员选择温度TS，例如21℃。然后根据本发明的系统建立最高温度Tmax，例如22℃和最低温度Tmin，20℃，以建立驾驶室温度允许波动的范围。还建立了暂时最高值Tt，例如23℃。在制动过程中，如果驾驶室温度增加到超过Tmax，则接通压缩机以使温度向Tmin下降。同样，如果在滑行过程中驾驶室温度接近Tmax，可接通压缩机。然而，如果在发动机驱动车辆时驾驶室温度超过Tmax，将延迟压缩机的接通以希望车辆的模式不久会转换到制动或滑行。这样，在压缩机自动接通前，允许驾驶室的温度达到Tt。
当然，本发明并不局限于上面描述的和在附图中表示的实施例，而是在后附权利要求的范围内可以变化。例如，为了防止当驾驶员从节气门上暂时抬起脚部时，例如在换档过程中，附属设备接通，可在该系统中引入一个延迟，例如在第三装置中。而且，在某些情况下，可能有利的是允许附属设备在一个连续的循环中完全充电。例如，这种情况可能发生在车辆频繁地加速、制动和滑行的市区行车中。在附属设备包括辅助冷却发动机的冷却风扇的情况下，对该技术领域的普通技术人员很明显，预定的最小水平是这样一个温度，超过该温度风扇将自动接通，而预定最大水平将是这样一个温度，低于该温度时风扇不会工作。
权利要求
1.控制车辆发动机所驱动附属设备的接通的系统，所述附属设备由所述发动机驱动，直到至少达到与所述附属设备相关的最低工作水平为止，所述系统包括第一装置(14)，用于确定所述发动机是否正在驱动所述车辆；第二装置(16)，用于确定所述车辆是否正在被制动；第三装置(18)，用于确定所述车辆是否正在滑行，其特征在于，所述第一装置(14)适合于仅当所述附属设备的状态低于预定最低水平(PMIN)时才接通所述附属设备；所述第二装置(16)适合在所述附属设备的状态低于预定最高水平(PMAX)时接通所述附属设备；所述第三装置(18)适合仅当所述附属设备的状态低于所述最高水平(PMAX)和所述最低水平(PMIN)之间的预定中间水平(Pint)时才接通所述附属设备。
2.根据权利要求1中所述的系统，其特征在于，所述第三装置(18)与数据计录装置通讯，在该数据计录装置中储存关于在预定的先前最近一段时间间隔内的车辆运转状态的参数。
3.根据权利要求1或2中所述的系统，其特征在于，所述附属设备是从一个组中选择的，该组包括制动系统用空气压缩机、转向系统用伺服系统、发电机、空调系统用的泵和冷却系统用的风扇。
4.控制车辆发动机所驱动附属设备的接通的方法，所述附属设备由所述发动机驱动，直到至少达到与所述附属设备相关的最低工作水平为止，所述方法包括确定所述车辆处于三种模式中的哪一种模式，所述三种模式为第一种模式，其中所述发动机驱动所述车辆，第二种模式，其中所述车辆被制动，和第三种模式，其中所述车辆在滑行，在所述第一种模式中，仅当所述附属设备的状态低于预定最低水平时才接通所述附属设备；在所述第二种模式中，当所述附属设备的状态低于预定最高水平时，接通所述附属设备；在所述第三种模式中，仅当所述附属设备的状态低于所述最高水平和所述最低水平之间的预定中间水平时才接通所述附属设备。
5.根据权利要求4中所述的方法，其特征在于，在所述第三种模式中，在确定是否接通所述附属设备之前，考虑在预定的先前最近一段时间间隔内的关于车辆运转状态的参数。
全文摘要
一种方法和系统,用于控制车辆发动机所驱动附属设备的接通,该附属设备由发动机驱动,直到至少达到与该附属设备的状态相关的最低工作水平为止。该方法包括如下步骤:确定车辆处于三种模式中的哪一个,这些模式是,第一种模式,发动机驱动车辆,第二种模式,车辆被制动,第三种模式,车辆惯性滑行;在第一种模式中,只有附属设备的状态低于预定的最低水平时使附属设备接通;在第二种模式中,如果附属设备的状态低于最高水平就使附属设备接通;在第三种模式中,仅当附属设备的状态低于最高水平和最低水平之间的预定中间水平时才使附属设备接通。
文档编号B60K25/00GK1240390SQ9718076
公开日2000年1月5日 申请日期1997年10月10日 优先权日1996年10月18日
发明者T·古斯塔夫松 申请人:沃尔沃拉斯特瓦格纳公司