发动机功率控制系统及方法
【专利摘要】本发明公开了一种发动机功率控制系统及方法。该发动机功率控制系统包括：一载荷传感器，用于检测该车辆的载荷；一角度传感器，用于检测该车辆的运动状态；一ECU，用于根据该载荷和该运动状态调整发动机的功率。通过传感器的利用，发动机得以自主识别车辆载荷，并保证动力的前提选择最佳的经济运行模式，切实的满足了用户燃油经济性的需求。此外，还可以同时采用手动调节的方式，通过对用户输入指令的识别，来调节功率。由此，功率的调节更为灵活，同时也在不减轻车辆自重、不牺牲行驶安全性的前提下保证了始终以最佳功率运行。
【专利说明】发动机功率控制系统及方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种发动机功率控制系统及方法，特别是涉及一种自动调节功率的发 动机功率控制系统及方法。
【背景技术】
[0002] 汽车的实际工作中，或有满载状态、或有中载状态、或有轻载状态、或有空载状态。
[0003] 让发动机工作在一种功率模式以应对以上四种工作状态，其燃油经济性得不到用 户的满足，实属浪费。
[0004] 而近年来油价一直飙升，广大用户对燃油经济性的呼声日益高涨。
[0005] 为满足用户的需求，近年来很多厂家对车辆进行了如下的改进：
[0006] 1)降低整车自重，提高有效功率。
[0007] 2)发动机E⑶（电子控制单元）增设多功率模式。如具备380马力、350马力、325 马力、300马力的ECU，此为四功率模式，亦有双功率模式及三功率模式。
[0008] 对于上述方案1)，降低车辆自重，虽然节省了燃油，但其实是降低了车辆的安全系 数,增加了隐患。
[0009] 而对于上述方案2)，是通过发动机E⑶外接开关量激活实现，然而用户在驾驶过 程中，未必使用面板开关激活低功率模式或者不知道应该使用哪种开关进行功率的选择以 实现节能的操作。另外，对于雇佣司机来说，节能与否与己无关，动力强劲才是好的。
【发明内容】
[0010] 本发明要解决的技术问题是为了克服现有技术中不同功率模式的选择不便、无法 根据车辆的行驶状况自动调节功率的缺陷，提供一种能够根据车辆的行驶状态自动调节功 率的发动机功率控制系统及方法。
[0011] 本发明是通过下述技术方案来解决上述技术问题的：
[0012] 一种车辆的发动机功率控制系统，其特点在于，其包括：
[0013] -载荷传感器，用于检测该车辆的载荷；
[0014] 一角度传感器，用于检测该车辆的运动状态；
[0015] 一 E⑶，用于根据该载荷和该运动状态调整发动机的功率。
[0016] 优选地，该发动机功率控制系统还包括一指令接收装置，用于接收用户输入的指 令；
[0017] 该E⑶用于根据该指令调整发动机的功率。
[0018] 在本发明中，ECU根据车辆载荷传感器及角度传感器所获取车辆的载荷状况及运 行路况自动选择合适的功率模式，以达到经济运行的目的。
[0019] 优选地，该ECU用于实时监听该指令接收装置的状态，在该指令接收装置接收到 用户的指令时根据该指令调整发动机的功率，以及在未接收到用户的指令时根据该载荷和 该运动状态自动调整发动机的功率。
[0020] 可以看出，本发明亦支持手动功率切换。对于熟悉路况和行驶状态的用户，可以手 动输入指令来选择相应的功率，以实现节能的目的。该指令接收装置可以采用现有的方式 实现，例如触控屏输入、按键输入等。若未收到用户的指令，则根据载荷和运动状态来自动 选择合适的功率。
[0021] 一般情况下，车辆的载荷越大，需要使用的功率越大。例如车辆上坡需要大功率； 下坡使用小功率。当角度传感器检测到车辆正在上坡时，ECU将发动机功率调大，反之，ECU 调小发动机功率。这样，就可以实现车辆始终以最佳功率模式来行驶。
[0022] 优选地，该载荷传感器还用于检测该车辆所行使的路面是否平坦；该角度传感器 用于检测该车辆处于上坡状态还是下坡状态；该功率从大到小分为满载功率、中载功率、轻 载功率和空载功率。角度传感器通过检测坡度(正负值）来判断车辆的上下坡状态，其检测 的结果是路面与水平的夹角。平坦路况与颠簸路况的区别在于载荷的瞬变情况(包括幅值 及频率)，载荷传感器通过所述的瞬变情况来判断车辆所行使的路面的平坦度。
[0023] 自动调整模式下，车辆空载时，启用最小功率模式即空载模式；轻载时，启用次小 功率模式即轻载模式；中载时，启用次大功率模式即中载模式；满载时，启用最大功率模式 即满载模式。
[0024] 1)车辆空载运行时，启用空载模式；爬坡时，根据坡度启用轻载模式或中载模式或 满载模式；下坡时启用空载模式，平路启用空载模式；颠簸路况启用轻载模式；
[0025] 2)车辆轻载运行时，启用轻载模式；爬坡时，根据坡度启用中载模式或满载模式； 下坡时启用轻载模式，平路启用轻载模式；颠簸路况启用中载模式；
[0026] 3)车辆中载运行时，启用中载模式；爬坡时，启用满载模式；下坡时启用中载模 式，平路启用中载模式；颠簸路况启用满载模式；
[0027] 4)车辆满载运行时，启用满载模式；爬坡时，启用满载模式；下坡时启用满载模 式，平路启用满载模式；颠簸路况启用满载模式。
[0028] 车辆下坡时，因发动机负荷不高，即便ECU启用满载模式，实际发动机并不能运行 到最大功率，一般测得是在最小功率即空载模式以下。
[0029] 优选地，该指令接收装置包括两个开关，两个开关的四种通断方式分别对应于满 载功率、中载功率、轻载功率和空载功率。
[0030] 本发明提供一种车辆的发动机功率控制方法，其特点在于，包括以下步骤：
[0031] 步骤S1、检测该车辆的载荷以及该车辆的运动状态；
[0032] 步骤S2、根据该载荷和该运动状态自动调整发动机的功率；
[0033] 步骤S3、根据用户输入的指令调整到相应的发动机功率。
[0034] 优选地，步骤S1中包括：
[0035] 接收用户输入的指令；
[0036] 步骤S2为：根据该指令调整发动机的功率。
[0037] 优选地，步骤S1包括以下步骤：
[0038] 步骤Sn、实时监听是否接收到用户的指令，若是，进入步骤S3 ;若否，进入步骤S2。
[0039] 优选地，步骤S1中检测该车辆所行使的路面是否平坦；及车辆处于上坡状态还是 下坡状态；该功率从大到小分为满载功率、中载功率、轻载功率和空载功率。
[0040] 在符合本领域常识的基础上，上述各优选条件，可任意组合，即得本发明各较佳实 例。
[0041] 本发明的积极进步效果在于：通过传感器的利用，发动机得以自主识别车辆载荷， 并保证动力的前提选择最佳的经济运行模式，切实的满足了用户燃油经济性的需求。此外， 还可以同时采用手动调节的方式，通过对用户输入指令的识别，来调节功率。由此，功率的 调节更为灵活，同时也在不减轻车辆自重、牺牲行驶安全性的前提下保证了始终以最佳功 率运行。
【专利附图】
【附图说明】
[0042] 图1为本发明实施例1的车辆的发动机功率控制系统的结构框图。
[0043] 图2为本发明实施例1的车辆的发动机功率控制方法的流程图。
[0044] 图3为本发明实施例1的车辆的发动机功率控制系统的结构框图。
[0045] 图4为本发明实施例3的车辆的发动机功率控制方法的手动模式流程图。
[0046] 图5-6为本发明实施例3的车辆的发动机功率控制方法的自动模式流程图。
【具体实施方式】
[0047] 下面通过实施例的方式进一步说明本发明，但并不因此将本发明限制在所述的实 施例范围之中。
[0048] 实施例1
[0049] 参考图1，本实施例所述的车辆的发动机功率控制系统，包括：
[0050] -载荷传感器1，用于检测该车辆的载荷；
[0051] 一角度传感器2,用于检测该车辆的运动状态；
[0052] - E⑶3,用于根据该载荷和该运动状态调整发动机的功率。
[0053] 其中，该载荷传感器1还用于检测该车辆所行使的路面是否平坦；该角度传感器2 用于检测车辆处于上坡状态还是下坡状态；并且该功率从大到小分为满载功率、中载功率、 轻载功率和空载功率，例如当车辆满载时对应的是满载功率。
[0054] 参考图2,车辆的发动机功率控制方法，包括以下步骤：
[0055] 步骤S1、检测该车辆的载荷以及该车辆的运动状态；
[0056] 步骤S2、根据该载荷和该运动状态调整发动机的功率。
[0057] 实施例2
[0058] 实施例2的基本原理和实施例1相同，不同之处在于：
[0059] 该发动机功率控制系统还包括一指令接收装置，用于接收用户输入的指令；
[0060] 该E⑶用于根据该指令调整发动机的功率。
[0061] 在本实施例中，ECU根据车辆载荷传感器及角度传感器所获取车辆的载荷状况及 运行路况自动选择合适的功率模式，以达到经济运行的目的。
[0062] 而且，该ECU用于实时监听该指令接收装置的状态，在该指令接收装置接收到用 户的指令时根据该指令调整发动机的功率，以及在未接收到用户的指令时根据该载荷和该 运动状态调整发动机的功率。
[0063] 对于熟悉路况和行驶状态的用户，可以手动输入指令来选择相应的功率，以实现 节能的目的。该指令接收装置可以采用现有的方式实现，例如触控屏输入、按键输入等。若 未收到用户的指令，则根据载荷和运动状态来自动选择合适的功率。
[0064] 相应地，车辆的发动机功率控制方法如下：
[0065] 步骤S1包括以下步骤：
[0066] 步骤Sn、实时监听是否接收到用户的指令，若是，进入步骤S3 ;若否，进入步骤S2。
[0067] 实施例3
[0068] 实施例3的基本原理和实施例2完全相同，下面参考图3,以一个具体的应用实例 来进一步说明本发明的技术方案。
[0069] 从原理上来说，实施例3与实施例2完全一致，除了自动调整功率之外亦支持手动 功率切换。其默认为自动模式，起始为最大功率模式，ECU内开辟两个标定数据段，分别存 储车辆空车质量值、车辆满载质量值。
[0070] E⑶直驱两个手动开关，分别为ECOl开关、EC02开关。这两个手动开关作为手动 激活经济运行功能用，该两个开关的关闭、断开可以得到四种组合对应了四种功率模式，即 ECOl开关、EC02开关全断对应最大功率，亦即车辆满载；ECOl开关闭合、EC02开关断开对应 中等功率，亦即车辆中载；ECOl开关断开、EC02开关闭合对应次中等功率，亦即车辆轻载； ECOl开关、EC02开关全闭对应最小功率，亦即车辆空载。
[0071] 当ECOl开关、EC02开关全断的状态下，E⑶默认为自动模式，起始为最大功率模 式。当ECOl开关与EC02开关只要有闭合的情况，则运行在手动模式，ECU起用开关对应的 功率模式。
[0072] 图4-6分别简述了本发明的控制方法的一个具体实例，包括了手动模式的控制流 程和自动模式的控制流程，其中，
[0073] ECOl------------中载开关
[0074] EC01_0N------中载开关闭合
[0075] EC01_0FF-----中载开关断开
[0076] EC02------------轻载开关
[0077] EC02_0N------轻载开关闭合
[0078] EC02_0FF-----轻载开关断开
[0079] M--------------当前车辆载荷
[0080] Mfflin-----------车辆空车质量(标定数据，发动机出厂前标定）
[0081] Mfflax-----------车辆满载质量(标定数据，发动机出厂前标定）
[0082] M1-------------车辆轻载质量（ECU 计算数据，M1= (Mmax-Mmin) /3+Mmin)
[0083] Mm------------车辆中载质量（ECU 计算数据，Mm=2 (Mmax-Mmin) /3+Mmin)
[0084] Mw------------颠簸路况
[0085] r---------------角度传感器得到的车辆与水平面夹角
[0086] r3--------------车辆与水平面夹角为2. 5?3. 5。
[0087] r5--------------车辆与水平面夹角为3. 6?6. 5°
[0088] r7--------------车辆与水平面夹角为大于6. 5°
[0089] inter--------经济运行开关中断请求，执行手动模式
[0090] interl------中载开关闭合（EC01_0N)，执行中载经济运行模式子程序
[0091] inter2------轻载开关闭合（EC02_0N)，执行轻载经济运行模式子程序
[0092] interl2--中载、轻载开关闭合（EC01_0N&EC02_0N)，执行轻载经济运行模式子 程序
[0093] intern--中载、轻载开关闭合（EC01_0FF&EC02_0FF)，执行自动切换模式，起 始为满载模式，即最大功率模式子程序
[0094] 参考图4,对于手动模式而言，完全根据用户的指令来切换不同的功率。参考图 5-6,对于自动模式而言，需要实时采集载荷传感器和角度传感器所采集的数据，根据上述 的阈值设置，来判断车辆的行驶状态，从而来进入不同的流程，选择合适的功率。
[0095] 虽然以上描述了本发明的【具体实施方式】，但是本领域的技术人员应当理解，这些 仅是举例说明，本发明的保护范围是由所附权利要求书限定的。本领域的技术人员在不背 离本发明的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式做出多种变更或修改，但这些变更 和修改均落入本发明的保护范围。
【权利要求】
1. 一种车辆的发动机功率控制系统，其特征在于，其包括： 一载荷传感器，用于检测该车辆的载荷； 一角度传感器，用于检测该车辆的运动状态； 一 E⑶，用于根据该载荷和该运动状态调整发动机的功率。
2. 如权利要求1所述的发动机功率控制系统，其特征在于，该发动机功率控制系统还 包括一指令接收装置，用于接收用户输入的指令； 该ECU用于根据该指令调整发动机的功率。
3. 如权利要求2所述的发动机功率控制系统，其特征在于，该ECU用于实时监听该指令 接收装置的状态，在该指令接收装置接收到用户的指令时根据该指令调整发动机的功率， 以及在未接收到用户的指令时根据该载荷和该运动状态自动调整发动机的功率。
4. 如权利要求1-3中任意一项所述的发动机功率控制系统，其特征在于，该载荷传感 器还用于检测该车辆所行使的路面是否平坦；该角度传感器用于检测车辆的上坡状态和下 坡状态；该功率从大到小分为满载功率、中载功率、轻载功率和空载功率。
5. 如权利要求4所述的发动机功率控制系统，其特征在于，该指令接收装置包括两个 开关，两个开关的四种通断方式分别对应于满载功率、中载功率、轻载功率和空载功率。
6. -种车辆的发动机功率控制方法，其特征在于，包括以下步骤： 步骤Si、检测该车辆的载荷以及该车辆的运动状态； 步骤S2、根据该载荷和该运动状态自动调整发动机的功率； 步骤S3、根据用户输入的指令调整到相应的发动机功率。
7. 如权利要求6所述的发动机功率控制方法，其特征在于，步骤Si中包括： 接收用户输入的指令。
8. 如权利要求7所述的发动机功率控制方法，其特征在于，步骤Si包括以下步骤： 步骤Sn、实时监听是否接收到用户的指令，若是，进入步骤S3 ;若否，进入步骤S2。
9. 如权利要求6-8中任意一项所述的发动机功率控制方法，其特征在于，步骤Si中检 测该车辆所行使的路面是否平坦及车辆处于上坡状态还是下坡状态；该功率从大到小分为 满载功率、中载功率、轻载功率和空载功率。
【文档编号】F02D29/02GK104343552SQ201310338429
【公开日】2015年2月11日 申请日期:2013年8月5日 优先权日:2013年8月5日
【发明者】孙崎, 牛颢程, 杨俊武, 赵军 申请人:上海日野发动机有限公司