用于調整存儲的能量的燃料經濟性讀數的方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及補償存儲的車輛能量的瞬時燃料經濟性讀數。
【背景技術】
[0002]車輛的燃料經濟性可以作為長期平均和/或瞬時的燃料經濟性讀數被顯示給車輛的操作員。瞬時燃料經濟性讀數提供實時燃料消耗數據，允許操作員為提高燃料經濟性而調整他/她的駕駛風格。然而，顯示的瞬時燃料經濟性讀數由于存儲的動能(kineticenergy)和勢能(potential energy)(例如，加速度為零和減速度為無窮大值)，可能有很大的變化，使得這樣的讀數對操作員無用，除非被重過濾(heavily filtered)。
[0003]調整儲存的能量的里程顯示的示例方法由Sim在US 2011/0276260中描述。在此，消耗的燃料的有效量通過測量燃料消耗的實際量，并且從消耗的燃料的實際量減去等效于存儲的能量和消耗的能量之一的燃料來確定。基于有效燃料量的量的里程然后顯示給車輛的操作員。
[0004]然而，本發明人在此已經認識到上述方法的潛在問題。作為示例，上面的方法利用在工廠交付之前存儲在車輛的存儲器中的擴展板載計算和測量值。例如，等效于儲存的能量的燃料結合轉換系數，該轉換系數與動態能量存儲效率和電能存儲能量效率有關。這些效率在工作臺上用由與車輛分開的發電機提供的能量來測量，并且作為先驗信息被存儲在車輛存儲器中。此外，高度的改變通過安裝在車輛體中的測斜儀來測量，該測斜儀可以容易產生基于車輛的裝載的偏移誤差。Sim的方法還涉及多個復雜和密集的計算，這些計算包括車輛質量計算以確定存儲的動能和勢能、旋轉角速度的計算以確定旋轉速度以及電池功率計算以確定存儲的電能。
【發明內容】
[0005]本發明人在此已經識別一種至少部分地解決上述問題的方法。在一個示例方法中，車輛中的發動機的方法使用儲存的能量的轉換因子被提供。該方法包括，當車輛在車輛速度的平方(square of vehicle speed)和車輛高度的一個或多個中經歷充分改變時，由于存儲的車輛能量而估計燃料的轉換因子，并且通過所估計的轉換因子調整燃料經濟性讀數。以這種方式，無需過度輸入的簡化方法可以被用于補償儲存的能量的燃料經濟性讀數。
[0006]例如，當車輛行駛在穩定狀態駕駛情況下時，例如，在巡航情況期間，以每加侖(MPG)英里的燃料經濟性讀數可以被計算。穩定狀態駕駛情況可以包括當車輛速度的平方和車輛高度之一的變化低于相應的閾值時的情況。期間當車輛在車輛速度的平方和車輛高度的一個或兩個中經歷充分增加的情況下，轉換因子可以基于在穩定狀態駕駛情況中計算出的燃料經濟性讀數來確定。因此，當能量作為動能和勢能的一個或兩個被添加到車輛系統時，轉換因子可以被確定。轉換因子由于存儲的車輛能量可以基于估計的燃料流，該存儲的車輛能量通過從現有的燃料流速率中減去在穩定狀態駕駛情況期間的燃料流速率來計算。正因如此，在當能量被添加到系統的情況期間的過量的燃料流和穩定狀態的燃料流之間的差可以被用來確定車輛存儲的能量的轉換因子。轉換因子可以由于存儲的車輛的能量而與燃料流成正比(directly proport1nal)，并且與車輛速度的平方的變化和車輛高度的變化之一成反比(inversely proport1nal)。車輛高度的變化可以通過測斜儀來測量并且被校正由于車輛裝載問題引起的偏移誤差。轉換因子隨后可以被用于補償儲存的能量中的變化的測量的燃料經濟性讀數。
[0007]以這種方式，轉換系數可以基于燃料流、車輛高度的變化以及車輛速度的平方變化來獲知，每次特定條件被滿足并且可以存儲在控制器的存儲器中。同樣地，當某些條件得到滿足并且存儲在控制器的存儲器時，穩定狀態駕駛情況期間的燃料經濟性讀數可以被計算。控制器可以被配置為當執行進一步的計算時使用這些讀數的每個的滾動平均(rollingaverage)。燃料經濟性讀數的校正可以通過隨車輛被駕駛而循環地獲得并且適應轉換因子來穩步提高。因此，工作臺上效率的費力計算、燃料能量的先驗知識以及車輛質量的板上計算可以通過獲得所描述的轉換因子來減少。總體而言，用于補償儲存的能量的瞬時燃料經濟性的簡單方法被提供，該方法可以用于隨發動機的效率波動以及所遇到的車輛質量改變而使用不同燃料的車輛中。
[0008]應當理解的是，以上提供了概要，以便以簡化的形式介紹概念的選擇，這些概念進一步被詳細描述。這并不意味著確定所要求保護的主題的關鍵或必要特征，所要求保護的主題的范圍由權利要求書唯一地限定。此外，所要求保護的主題并不限于解決以上或者本公開的任何部分提到的缺點的實現。
【附圖說明】
[0009]圖1示出發動機的示意圖。
[0010]圖2示出車輛儀表盤的示意圖。
[0011]圖3是以周期的間隔顯示燃料經濟性讀數的程序的示例流程圖。
[0012]圖4A和圖4B根據本公開示出計算補償的燃料經濟性讀數的例示程序。
[0013]圖5為用于計算基于進入條件被滿足的存儲的車輛能量的轉換因子的示例流程圖。
[0014]圖6根據本公開示出用于確定穩定狀態燃料經濟性讀數的示例流程圖。
[0015]圖7是燃料經濟性或者里程與穩定狀態車輛速度之間的示例關系。
[0016]圖8示出計算來自測斜儀的讀數的偏移誤差的程序的示例流程圖。
[0017]圖9示出描繪當存儲的能量的轉換因子和穩定狀態燃料經濟性讀數可以被獲得時的駕駛情況的示例車輛操作。
【具體實施方式】
[0018]以下描述涉及用于顯示發動機(例如，圖1的發動機系統)的燃料經濟性讀數的系統和方法，燃料經濟性讀數被補償存儲的車輛能量。燃料經濟性讀數可以在儀表盤諸如圖2的示例儀表盤上顯示給車輛的操作員。車輛的控制器可以在補償存儲的車輛能量之后(圖4)，以周期的間隔顯示燃料經濟性讀數(圖3)。存儲的車輛能量可以包括由于車輛速率的變化引起的動能和由于車輛高度的變化引起的勢能。車輛高度變化可以使用測斜儀的讀數來測量，該測斜儀的讀數可以被校正偏移誤差(圖8)。存儲的車輛能量的補償可以通過使用在添加到儲存的能量的駕駛情況期間所計算的轉換因子來執行(圖5)。進一步，轉換因子可以基于在穩定狀態駕駛情況期間所確定的穩定狀態燃料經濟性讀數來確定(圖6)。如圖7所示，燃料經濟性讀數可以在穩定狀態車輛速度的一定范圍內具有較小變化。瞬間燃料經濟性讀數的改進的示例在圖9的示例操作中被示出。
[0019]圖1是示出多汽缸發動機10的一個汽缸的示意圖，該多汽缸發動機可以被包括在汽車的推進系統中。發動機10可以至少部分地由包括控制器12的控制系統并且通過經由輸入裝置130的來自車輛操作員132的輸入來控制。在這個示例中，輸入裝置130包括加速器踏板和用于產生與踏板位置成正比的信號PP的踏板位置傳感器134。發動機10的燃燒室30 (也稱為汽缸30)可以包括燃燒室壁32和位于燃燒室內的活塞36。活塞36可以聯接到曲軸40，以使活塞的往復運動被轉換成曲軸的旋轉運動。曲軸40可以經由中間變速系統50被聯接到車輛的至少一個驅動輪(未示出)。進一步，起動機馬達可以經由飛輪(未示出)聯接到曲軸40，以使能發動機10的啟動操作。
[0020]燃燒室30可以經由進氣通路42接收來自進氣歧管44的進氣，并且可以經由排氣歧管48排出燃燒氣體。進氣歧管44和排氣歧管48可以有選擇地經由相應的進氣門52和排氣門54與燃燒室30相通。在某些實施例中，燃燒室30可包括兩個或多個進氣門和/或兩個或多個排氣門。
[0021]進氣門52可以經由驅動器152由控制器12來操作。類似地，排氣門54可以經由驅動器154由控制器12來驅動。在某些情況下，控制器12可以改變提供給驅動器152和154的信號，以控制相應的進氣門和排氣門的打開和閉合。進氣門52和排氣門54的位置可以通過相應的氣門位置傳感器(未示出)來確定。氣門驅動器可以是電動氣門驅動型或凸輪驅動型或者它們的組合。進氣門正時和排氣門正時可以同時被控制，或者任何可能的可變進氣凸輪正時、可變排氣凸輪正時、雙獨立可變凸輪正時或固定凸輪正時可以被使用。每個凸輪驅動系統可以包括一個或多個凸輪，并且可以利用可以由控制器12操作的凸輪輪廓轉換(CPS)、可變凸輪正時(VCT)、可變氣門正時(VVT)和/或可變氣門升程(VVL)系統的一個或多個，以改變氣門操作。例如，汽缸30可以替換地包括經由電動氣門驅動控制的進氣門和經由包括CPS和/或VCT的凸輪驅動控制的排氣門。在其他實施例中，進氣門和排氣門可以通過共同的氣門驅動器或驅動系統，或可變氣門正時驅動器或驅動系統來控制。
[0022]所示出的燃料噴射器66直接聯接至燃燒室30，用于與經由電子驅動器69的接收自控制器12的信號FPW的脈沖寬度成比例地將燃料直接噴射到燃燒室。以這種方式，燃料噴射器66提供了所熟知的燃料的直接噴射進入燃燒室30。燃料噴射器可以被安裝在例如燃燒室的側面或者燃燒室的頂部。燃料可以通過燃料系統(未示出)被傳輸到燃料噴射器66，該燃料系統包括燃料箱、燃料栗以及燃料軌。在某些實施例中，燃燒室30可以替代地或附加地包括布置在進氣歧管44中的燃料噴射器，該燃料噴射器被配置成提供所熟知的燃料的進氣道噴射進入燃燒室30上游的進氣道。
[0023]進氣道42可以包括具有節流板61的節流閥64。在特定的示例中，節流板61的位置可以經由被提供給電動馬達和包括有節氣門64的或驅動器的信號的由控制器12號來改變。以這種方式，節流閥64可以被操作以改變提供到在其他發動機汽缸之間的燃燒室30的進氣。節流板61的位置可以通過節流閥位置信號TP被提供給控制器12。進氣通道42可以包括用于向控制器12分別提供相應信號MAF、BP以及MAP的質量空氣流量傳感器120、大氣壓力傳感器128以及歧管空氣壓力傳感器124。
[0024]點火系統88在選擇操作模式時，可以響應于來自控制器12的點火提前信號SA，經由火花塞92將點火火花提供到燃燒室30。雖然火花點火部件被示出，但是在某些實施例中，可以以具有或不具有點火火花的壓縮點火模式操作燃燒室30或發動機10的一個或多種其他燃燒室。
[0025]所示出的排氣傳感器126被聯接到排放控制裝置70的排氣歧管48上游。傳感器126可以是用于提供排氣的空燃比的指示的任何適合