用于调整存储的能量的燃料经济性读数的方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及补偿存储的车辆能量的瞬时燃料经济性读数。
【背景技术】
[0002]车辆的燃料经济性可以作为长期平均和/或瞬时的燃料经济性读数被显示给车辆的操作员。瞬时燃料经济性读数提供实时燃料消耗数据，允许操作员为提高燃料经济性而调整他/她的驾驶风格。然而，显示的瞬时燃料经济性读数由于存储的动能(kineticenergy)和势能(potential energy)(例如，加速度为零和减速度为无穷大值)，可能有很大的变化，使得这样的读数对操作员无用，除非被重过滤(heavily filtered)。
[0003]调整储存的能量的里程显示的示例方法由Sim在US 2011/0276260中描述。在此，消耗的燃料的有效量通过测量燃料消耗的实际量，并且从消耗的燃料的实际量减去等效于存储的能量和消耗的能量之一的燃料来确定。基于有效燃料量的量的里程然后显示给车辆的操作员。
[0004]然而，本发明人在此已经认识到上述方法的潜在问题。作为示例，上面的方法利用在工厂交付之前存储在车辆的存储器中的扩展板载计算和测量值。例如，等效于储存的能量的燃料结合转换系数，该转换系数与动态能量存储效率和电能存储能量效率有关。这些效率在工作台上用由与车辆分开的发电机提供的能量来测量，并且作为先验信息被存储在车辆存储器中。此外，高度的改变通过安装在车辆体中的测斜仪来测量，该测斜仪可以容易产生基于车辆的装载的偏移误差。Sim的方法还涉及多个复杂和密集的计算，这些计算包括车辆质量计算以确定存储的动能和势能、旋转角速度的计算以确定旋转速度以及电池功率计算以确定存储的电能。
【发明内容】
[0005]本发明人在此已经识别一种至少部分地解决上述问题的方法。在一个示例方法中，车辆中的发动机的方法使用储存的能量的转换因子被提供。该方法包括，当车辆在车辆速度的平方(square of vehicle speed)和车辆高度的一个或多个中经历充分改变时，由于存储的车辆能量而估计燃料的转换因子，并且通过所估计的转换因子调整燃料经济性读数。以这种方式，无需过度输入的简化方法可以被用于补偿储存的能量的燃料经济性读数。
[0006]例如，当车辆行驶在稳定状态驾驶情况下时，例如，在巡航情况期间，以每加仑(MPG)英里的燃料经济性读数可以被计算。稳定状态驾驶情况可以包括当车辆速度的平方和车辆高度之一的变化低于相应的阈值时的情况。期间当车辆在车辆速度的平方和车辆高度的一个或两个中经历充分增加的情况下，转换因子可以基于在稳定状态驾驶情况中计算出的燃料经济性读数来确定。因此，当能量作为动能和势能的一个或两个被添加到车辆系统时，转换因子可以被确定。转换因子由于存储的车辆能量可以基于估计的燃料流，该存储的车辆能量通过从现有的燃料流速率中减去在稳定状态驾驶情况期间的燃料流速率来计算。正因如此，在当能量被添加到系统的情况期间的过量的燃料流和稳定状态的燃料流之间的差可以被用来确定车辆存储的能量的转换因子。转换因子可以由于存储的车辆的能量而与燃料流成正比(directly proport1nal)，并且与车辆速度的平方的变化和车辆高度的变化之一成反比(inversely proport1nal)。车辆高度的变化可以通过测斜仪来测量并且被校正由于车辆装载问题引起的偏移误差。转换因子随后可以被用于补偿储存的能量中的变化的测量的燃料经济性读数。
[0007]以这种方式，转换系数可以基于燃料流、车辆高度的变化以及车辆速度的平方变化来获知，每次特定条件被满足并且可以存储在控制器的存储器中。同样地，当某些条件得到满足并且存储在控制器的存储器时，稳定状态驾驶情况期间的燃料经济性读数可以被计算。控制器可以被配置为当执行进一步的计算时使用这些读数的每个的滚动平均(rollingaverage)。燃料经济性读数的校正可以通过随车辆被驾驶而循环地获得并且适应转换因子来稳步提高。因此，工作台上效率的费力计算、燃料能量的先验知识以及车辆质量的板上计算可以通过获得所描述的转换因子来减少。总体而言，用于补偿储存的能量的瞬时燃料经济性的简单方法被提供，该方法可以用于随发动机的效率波动以及所遇到的车辆质量改变而使用不同燃料的车辆中。
[0008]应当理解的是，以上提供了概要，以便以简化的形式介绍概念的选择，这些概念进一步被详细描述。这并不意味着确定所要求保护的主题的关键或必要特征，所要求保护的主题的范围由权利要求书唯一地限定。此外，所要求保护的主题并不限于解决以上或者本公开的任何部分提到的缺点的实现。
【附图说明】
[0009]图1示出发动机的示意图。
[0010]图2示出车辆仪表盘的示意图。
[0011]图3是以周期的间隔显示燃料经济性读数的程序的示例流程图。
[0012]图4A和图4B根据本公开示出计算补偿的燃料经济性读数的例示程序。
[0013]图5为用于计算基于进入条件被满足的存储的车辆能量的转换因子的示例流程图。
[0014]图6根据本公开示出用于确定稳定状态燃料经济性读数的示例流程图。
[0015]图7是燃料经济性或者里程与稳定状态车辆速度之间的示例关系。
[0016]图8示出计算来自测斜仪的读数的偏移误差的程序的示例流程图。
[0017]图9示出描绘当存储的能量的转换因子和稳定状态燃料经济性读数可以被获得时的驾驶情况的示例车辆操作。
【具体实施方式】
[0018]以下描述涉及用于显示发动机(例如，图1的发动机系统)的燃料经济性读数的系统和方法，燃料经济性读数被补偿存储的车辆能量。燃料经济性读数可以在仪表盘诸如图2的示例仪表盘上显示给车辆的操作员。车辆的控制器可以在补偿存储的车辆能量之后(图4)，以周期的间隔显示燃料经济性读数(图3)。存储的车辆能量可以包括由于车辆速率的变化引起的动能和由于车辆高度的变化引起的势能。车辆高度变化可以使用测斜仪的读数来测量，该测斜仪的读数可以被校正偏移误差(图8)。存储的车辆能量的补偿可以通过使用在添加到储存的能量的驾驶情况期间所计算的转换因子来执行(图5)。进一步，转换因子可以基于在稳定状态驾驶情况期间所确定的稳定状态燃料经济性读数来确定(图6)。如图7所示，燃料经济性读数可以在稳定状态车辆速度的一定范围内具有较小变化。瞬间燃料经济性读数的改进的示例在图9的示例操作中被示出。
[0019]图1是示出多汽缸发动机10的一个汽缸的示意图，该多汽缸发动机可以被包括在汽车的推进系统中。发动机10可以至少部分地由包括控制器12的控制系统并且通过经由输入装置130的来自车辆操作员132的输入来控制。在这个示例中，输入装置130包括加速器踏板和用于产生与踏板位置成正比的信号PP的踏板位置传感器134。发动机10的燃烧室30 (也称为汽缸30)可以包括燃烧室壁32和位于燃烧室内的活塞36。活塞36可以联接到曲轴40，以使活塞的往复运动被转换成曲轴的旋转运动。曲轴40可以经由中间变速系统50被联接到车辆的至少一个驱动轮(未示出)。进一步，起动机马达可以经由飞轮(未示出)联接到曲轴40，以使能发动机10的启动操作。
[0020]燃烧室30可以经由进气通路42接收来自进气歧管44的进气，并且可以经由排气歧管48排出燃烧气体。进气歧管44和排气歧管48可以有选择地经由相应的进气门52和排气门54与燃烧室30相通。在某些实施例中，燃烧室30可包括两个或多个进气门和/或两个或多个排气门。
[0021]进气门52可以经由驱动器152由控制器12来操作。类似地，排气门54可以经由驱动器154由控制器12来驱动。在某些情况下，控制器12可以改变提供给驱动器152和154的信号，以控制相应的进气门和排气门的打开和闭合。进气门52和排气门54的位置可以通过相应的气门位置传感器(未示出)来确定。气门驱动器可以是电动气门驱动型或凸轮驱动型或者它们的组合。进气门正时和排气门正时可以同时被控制，或者任何可能的可变进气凸轮正时、可变排气凸轮正时、双独立可变凸轮正时或固定凸轮正时可以被使用。每个凸轮驱动系统可以包括一个或多个凸轮，并且可以利用可以由控制器12操作的凸轮轮廓转换(CPS)、可变凸轮正时(VCT)、可变气门正时(VVT)和/或可变气门升程(VVL)系统的一个或多个，以改变气门操作。例如，汽缸30可以替换地包括经由电动气门驱动控制的进气门和经由包括CPS和/或VCT的凸轮驱动控制的排气门。在其他实施例中，进气门和排气门可以通过共同的气门驱动器或驱动系统，或可变气门正时驱动器或驱动系统来控制。
[0022]所示出的燃料喷射器66直接联接至燃烧室30，用于与经由电子驱动器69的接收自控制器12的信号FPW的脉冲宽度成比例地将燃料直接喷射到燃烧室。以这种方式，燃料喷射器66提供了所熟知的燃料的直接喷射进入燃烧室30。燃料喷射器可以被安装在例如燃烧室的侧面或者燃烧室的顶部。燃料可以通过燃料系统(未示出)被传输到燃料喷射器66，该燃料系统包括燃料箱、燃料栗以及燃料轨。在某些实施例中，燃烧室30可以替代地或附加地包括布置在进气歧管44中的燃料喷射器，该燃料喷射器被配置成提供所熟知的燃料的进气道喷射进入燃烧室30上游的进气道。
[0023]进气道42可以包括具有节流板61的节流阀64。在特定的示例中，节流板61的位置可以经由被提供给电动马达和包括有节气门64的或驱动器的信号的由控制器12号来改变。以这种方式，节流阀64可以被操作以改变提供到在其他发动机汽缸之间的燃烧室30的进气。节流板61的位置可以通过节流阀位置信号TP被提供给控制器12。进气通道42可以包括用于向控制器12分别提供相应信号MAF、BP以及MAP的质量空气流量传感器120、大气压力传感器128以及歧管空气压力传感器124。
[0024]点火系统88在选择操作模式时，可以响应于来自控制器12的点火提前信号SA，经由火花塞92将点火火花提供到燃烧室30。虽然火花点火部件被示出，但是在某些实施例中，可以以具有或不具有点火火花的压缩点火模式操作燃烧室30或发动机10的一个或多种其他燃烧室。
[0025]所示出的排气传感器126被联接到排放控制装置70的排气歧管48上游。传感器126可以是用于提供排气的空燃比的指示的任何适合