專利名稱：用于切換發(fā)動機的功率的裝置和開關(guān)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及車輛發(fā)動機領(lǐng)域，尤其涉及用于切換發(fā)動機的功 率的裝置和開關(guān)。
背景技術(shù)：
發(fā)動機為車輛的運動提供了動力，是整部車輛中的最關(guān)鍵部分。
在現(xiàn)有技術(shù)中，通常使用電控單元(Electronic Control Unit, ECU), 即電子控制單元來實現(xiàn)對發(fā)電機的電子控制。
ECU通常包括輸入電路，微處理器和輸出電路。輸入電路接收 各個傳感器的感測信號，諸如發(fā)電機轉(zhuǎn)速、冷卻液溫度、機油溫度、 機油壓力、進氣溫度、進氣壓力、電子油門踏板等。然后，微處理 器基于這些信號，進行邏輯運算，得到控制指令?？刂浦噶顝妮敵?端電路輸出以便控制諸如發(fā)動機的噴油器、整車繼電器等的執(zhí)行器， 從而使車輛按照駕駛者的意圖進行操作。ECU可以看做是發(fā)動機的 大腦，通過對各種感測信號進行處理而得到控制信號，并利用該控 制信號控制諸如發(fā)動機的噴油器、整車繼電器等的執(zhí)行器，從而使 發(fā)動機運行在相應(yīng)的狀態(tài)。
目前，綠色環(huán)保已經(jīng)逐漸成為當今汽車領(lǐng)域的一個主題。如何降 低汽車的油耗一直是業(yè)界非常關(guān)注的焦點問題之一。然而，在現(xiàn)有 的許多車輛中，尤其是主要用于運送人員和貨物的商用車中，對發(fā)
動機的功率設(shè)計都是按照重載標準來進行的，因此這樣的車輛通常 油耗較高。尤其是空載或者輕載的情況下，以設(shè)計的功率來運行造 成了很大資源的浪費。
因此，在本領(lǐng)域迫切需要一種用來切換發(fā)動機功率以改善此類車 輛的油耗的措施。發(fā)明內(nèi)容
為此，本實用新型提供了一種用于切換發(fā)動機的功率的方法、裝 置和開關(guān)。通過本實用新型的方法、裝置和開關(guān)，可以根據(jù)負載情 況來切換發(fā)動機的功率，從而在滿足駕駛者的需求的同時，實現(xiàn)節(jié)
油和環(huán)保。
根據(jù)本實用新型的 一 個方面，提供了 一種用于切換發(fā)動機的功
率的方法，包括接收指示車輛負載狀態(tài)的信號；根據(jù)接收到的該 信號，生成用于控制發(fā)動機的控制信號，以使得發(fā)動機以適合于所 述車輛負載狀態(tài)的功率運行。
在本實用新型的一個實施方式中，所述指示車輛負載狀態(tài)的信
號由適合于手動操作的開關(guān)來提供，所述開關(guān)的位置指示車輛負載
的狀態(tài)。
在本實用新型的另一實施方式中，所述指示車輛負載狀態(tài)的信 號由用于測量車輛負載狀態(tài)的設(shè)備來提供。
在本實用新型的又一實施方式中，所述指示車輛負載狀態(tài)的信 號以報文形式通過控制器局域網(wǎng)總線來提供。
在本實用新型的再一實施方式中，所述指示車輛負載狀態(tài)的信 號以與車輛負載狀態(tài)對應(yīng)的電信號來提供。
在本實用新型的又一實施方式中，所述方法的步驟由電控單元 來執(zhí)行。
根據(jù)本實用新型的另一方面，提供了一種用于切換發(fā)動機的功率 的裝置，包括狀態(tài)信號接收單元，配置用于接收指示車輛負載狀 態(tài)的信號；控制信號生成單元，與所述狀態(tài)信號接收單元信號連接， 并配置用于根據(jù)接收到的該信號，生成用于控制發(fā)動機的控制信號，
在本實用新型的一個實施方式中，還包括狀態(tài)信號提供單元， 其與所述狀態(tài)信號接收單元信號連接，并配置為提供指示車輛負載 狀態(tài)的信號。在本實用新型的另一實施方式中，所述狀態(tài)信號提供單元是手 動操作的開關(guān)，其中所述開關(guān)的位置指示車輛負載的狀態(tài)。
在本實用新型的又一實施方式中，所述狀態(tài)信號提供單元是用
于測量車輛負載狀態(tài)的設(shè)備。
在本實用新型的再一實施方式中，所述狀態(tài)信號提供單元與所
述狀態(tài)信號接收單元通過控制器局域網(wǎng)總線連接，以便以報文形式 通過控制器局域網(wǎng)總線提供所述指示車輛負載狀態(tài)的信號。
在本實用新型的又一實施方式中，所述狀態(tài)信號提供單元與所 述狀態(tài)信號接收單元電連接，以便以與車輛負載狀態(tài)對應(yīng)的電信號 來提供所述指示車輛負載狀態(tài)的信號。
在本實用新型的另一實施方式中，所述用于切換發(fā)動機的功率的
裝置由電控單元來配置。
在本實用新型的又一實施方式中，所述狀態(tài)信號提供單元包括: 位置選擇器，用于選擇開關(guān)的多個位置其中之一，其中所述多個位 置分別對應(yīng)于多個車輛負載狀態(tài)；位置轉(zhuǎn)換電路，與所述位置選擇 器電連接，并被配置為將所選擇的開關(guān)位置轉(zhuǎn)換為對應(yīng)的電信號， 以供電控單元生成用于控制發(fā)動機的控制信號，從而使得發(fā)動機以 適合于所述車輛負載狀態(tài)的功率運行。
在本實用新型的再一實施方式中，所述位置轉(zhuǎn)換電路由串聯(lián)連 接在電源和地之間的多個電阻器組成，所述電信號是電源電壓或從 相鄰連接的電阻器之間引出的電壓。
根據(jù)本實用新型的又一方面，提供了一種用于提供車輛負載狀 態(tài)以切換發(fā)動機功率的開關(guān)裝置，包括位置選擇器，用于選擇開 關(guān)的多個位置其中之一 ，其中所述多個位置分別對應(yīng)于多個車輛負 載狀態(tài)；位置轉(zhuǎn)換電路，與所述位置選擇器電連接，并被配置為將 所選擇的開關(guān)位置轉(zhuǎn)換為對應(yīng)的電信號，以供電控單元生成用于控 制發(fā)動機的控制信號，從而使得發(fā)動機以適合于所述車輛負載狀態(tài) 的功率運4亍。
在本實用新型的一個實施方式中，所述位置轉(zhuǎn)換電路由串聯(lián)連
6接在電源和地之間的多個電阻器組成，所述電信號是電源電壓或從 相鄰連接的電阻器之間引出的電壓。
通過本實用新型提供的裝置、方法和開關(guān)，可以根據(jù)車輛負載狀 態(tài)來調(diào)節(jié)發(fā)動機的功率，使得所述發(fā)動機以適合于車輛負載狀態(tài)的 功率來運行，從而實現(xiàn)節(jié)油和環(huán)保。


通過對結(jié)合附圖所示出的實施方式進行詳細說明，本實用新型的 上述以及其他特征將更加明顯，本實用新型附圖中相同的標號表示 相同或相似的部件。在附圖中，
圖1示出了根據(jù)本實用新型的一個實施方式的用于切換發(fā)動機
的功率的方法的流程圖2示出了根據(jù)本實用新型的一個實施方式的用戶切換發(fā)動機 的功率的一個實例的示意方框圖3示出了根據(jù)本實用新型的一個實施方式的用于切換發(fā)動機 的功率的裝置的方框圖；以及
圖4示出了根據(jù)本實用新型的另一實施方式的用于切換發(fā)動機 的功率的裝置的方框圖。
具體實施方式
下面將參考附圖，通過實施方式對本實用新型用于切換發(fā)動機的
功率的方法、裝置、開關(guān)和系統(tǒng)進行描述。
首先，將參考圖1來描述根據(jù)本實用新型一個實施方式的用于
切換發(fā)動機的功率的方法。圖1示出了根據(jù)本實用新型一個實施方
式的用于切換發(fā)動機的功率的方法的流程圖。
參考圖1，首先在步驟101,接收指示車輛負載狀態(tài)的信號。 ECU可以通過多種方式來接收指示車輛負載狀態(tài)的信號。根據(jù)
本實用新型的一個實施方式，ECU以電信號形式接收該指示。在該
實施方式中，在車輛的駕駛室內(nèi)提供了適合于手動操作的開關(guān)，駕駛?cè)藛T可以根據(jù)負載的情況來操作開關(guān)，使開關(guān)處于不同的狀態(tài)，
以向ECU指示不同的車輛負載狀態(tài)。圖2示出了的根據(jù)該實施方式
的用戶切換發(fā)動機的功率的 一 個實例的示意方框圖。
參考圖2，圖中示出了用于提供狀態(tài)信號的開關(guān)201?？梢园惭b 在駕駛室內(nèi)的開關(guān)201是一個多態(tài)開關(guān)，諸如轉(zhuǎn)速、扭曲切換開關(guān) 等，但本實用新型并不局限于此，而是可以任何適當?shù)拈_關(guān)來實現(xiàn)。 在示出的該實例中，該開關(guān)的一個端子2011作為信號輸入連接至 ECU單元的1.62引腳，另一端子2012連接至ECU單元的引腳1.65 (GND)。開關(guān)201具有四個位置，即端子2011可以通過操作選擇 性地與端子PTOl、 PT02、 PT03和PT04其中之一接通。其中，端 子PTOl、 PT02、 PT03和PT04分別對應(yīng)于車輛的空載、輕載、標 載和重載的狀態(tài)。然而，需要注意，本實用新型并不局限于此，而 是可以包括多于4個或者少于4個的狀態(tài)。
如圖2所示，在電源Vcc和地之間串聯(lián)連接了 Rl、 R2、 R3和 R4四個電阻器。在該實施方式中，Vcc例如可以是ECU的內(nèi)部電源， 地可以是ECU的內(nèi)部地，例如ECU的1.65 (GND)引腳，這樣可 以使得開關(guān)提供的電壓較為穩(wěn)定。但本實用新型并不局限于此，事 實上連接到外部電源，也可以實現(xiàn)本實用新型的目的。
如圖2所示，端子PTOl、 PT02和PT03分另'J自R4和R3之間、 R3和R2之間以及R2和Rl之間引出，而端子PT04連接至Vcc。 因此，在端子PTOl、 PT02、 PT03和PT04處，具有不同的電壓。 當駕駛?cè)藛T進行操作使開關(guān)處于某個狀態(tài)時，該狀態(tài)被轉(zhuǎn)換成對應(yīng) 的電壓信號，然后直接提供給引腳1.62。在該實施方式中，在引腳 1.62處接收的電壓信號代表與該開關(guān)狀態(tài)對應(yīng)的車輛負載狀態(tài)。
需要說明的是，上面通過一個具體的多態(tài)開關(guān)的結(jié)構(gòu)實例來描 述本實用新型，然而本實用新型并不局限于此。事實上，如本領(lǐng)域 技術(shù)人員所設(shè)想的那樣，任何能夠?qū)㈤_關(guān)位置轉(zhuǎn)換成電信號的開關(guān) 都可以用來實現(xiàn)本實用新型。例如，其中的電阻器可以替換成滑動 變阻器，圖中示出的旋轉(zhuǎn)開關(guān)，也可以替換成其他形式的開關(guān)。此外，正如本領(lǐng)域技術(shù)人員可以設(shè)想到的，與電壓信號等效的電流信 號也可以用來實現(xiàn)本實用新型。
另外，除了以電信號的形式接收指示車輛負載狀態(tài)的信號之外，
如，在本實用新型的另一個實施方式中，可以通過控制器局域網(wǎng)總
線(Controller Area Network, CAN)來接收該指示車輛負載狀態(tài)的開關(guān)
狀態(tài)信號。
CAN總線是一種成熟的局域網(wǎng)通信方式，其在商用車以及乘用 車方面都有著廣泛地應(yīng)用。對于發(fā)動機而言，通過CAN總線可以發(fā) 送或者接收信息，實現(xiàn)其與其他節(jié)點(諸如，車身模塊、變速箱模 塊、防抱死制動系統(tǒng)/驅(qū)動防滑系統(tǒng)(ABS/ASR)模塊等)之間的信 息共享。目前在許多發(fā)動機上，諸如在濰柴動力股份公司的國三發(fā) 動機上都已經(jīng)使用了 CAN總線技術(shù)。因此，在使用了 CAN總線的 情況下，可以利用CAN總線來傳輸指示車輛負載狀態(tài)的信號。
在這種情況下，當駕駛?cè)藛T進行操作使開關(guān)處于某個狀態(tài)時， 則按照CAN總線協(xié)議，將該開關(guān)所代表的車輛負載狀態(tài)的信息編碼 在報文(即，CAN總線的信息)中，然后以報文形式在CAN總線 上將該信息傳送到電控單元。在四個狀態(tài)的情況下，可以利用兩個 比特來指示該狀態(tài)。例如可以用"00"、 "01"、 "10，，和"11，，分別來表示 四個狀態(tài)。
上面的實施方式中，通過適合手動操作的開關(guān)來實現(xiàn)車輛負載 狀態(tài)的指示。然而，本實用新型并不局限于此。在另外的實施方式 中，可以通過自動測量車輛負載的方式來提供車輛負載狀態(tài)的信號。
例如，可以在車輛上安裝負載測量設(shè)備，負載測量設(shè)備可以將 測量的信號以適當?shù)男问經(jīng)_是供給ECU,例如可以以諸如電壓或電流 的電信號形式提供給ECU，或者如上所述通過CAN總線以報文形式 提供給ECU。
繼續(xù)參考圖1,在步驟102,根據(jù)接收到的該信號，生成用于控 制發(fā)動機的控制信號，以使得發(fā)動機以適合于所述車輛負載狀態(tài)的功率運行。
在一個實施方式中，指示車輛負載狀態(tài)是電信號形式，這時可 以根據(jù)電信號的大小，確定發(fā)動機的轉(zhuǎn)速區(qū)域和發(fā)動機在各個轉(zhuǎn)速 下的最大扭矩，從而實現(xiàn)發(fā)動機功率的切換，使得發(fā)到發(fā)動機運行 在優(yōu)化的工作區(qū)域內(nèi)。
在另一實施方式中，從CAN總線所接收到包括車輛負載狀態(tài)的 報文，這時首先對報文進行解析，以獲取其中指示車輛負載狀態(tài)的 信息，然后根據(jù)該信息來確定發(fā)動機的轉(zhuǎn)速區(qū)域和發(fā)動機在各個轉(zhuǎn) 速下的最大扭矩。
在本實用新型的一個實施方式中，可以預(yù)先定義各個狀態(tài)下發(fā)
動機的轉(zhuǎn)速區(qū)域和發(fā)動機在各個狀態(tài)下的最大扭矩，然后根據(jù)所指
示的負載狀態(tài)來選擇轉(zhuǎn)速區(qū)域和最大扭矩。
在本實用新型的另一實施方式中，采用自動測量負載的方式，
這時可以已將某一個范圍內(nèi)的信號與一個狀態(tài)對應(yīng)，從而根據(jù)預(yù)先 定義的各個狀態(tài)下的發(fā)動機轉(zhuǎn)速區(qū)域和發(fā)送機在各個狀態(tài)下的最大 扭矩進行選擇。另外，也可以將發(fā)動機的轉(zhuǎn)速區(qū)域和發(fā)動機的最大 扭矩定義為隨測量信號而連續(xù)變化函數(shù)。在這種情況下，在接收到 測量信號后，可以根據(jù)該函數(shù)來確定發(fā)動機的轉(zhuǎn)速區(qū)域和發(fā)動機的 最大扭矩，這樣可以實現(xiàn)更為精細的發(fā)動機功率切換。
下面將參考圖3,描述根據(jù)本實用新型的用于切換發(fā)動機的功率 的裝置。
如圖3所示，本實用新型的裝置300包括信號接收單元301， 配置用于接收指示車輛負載狀態(tài)的信號；控制信號生成單元302，配 置用于根據(jù)接收到的該信號，生成用于控制發(fā)動機的控制信號，以
正如在描述根據(jù)本實用新型的方法時所提到的，指示車輛負載 狀態(tài)的信號可以由適合于手動操作的開關(guān)來提供，其中開關(guān)的位置 指示車輛負載的狀態(tài)。此外，指示車輛負載狀態(tài)的信號還可以由用 于測量車輛負載狀態(tài)的設(shè)備來提供。另外，指示車輛負載狀態(tài)的信號也可以如前所述以報文形式通 過C AN總線來提供或者以與車輛負載狀態(tài)對應(yīng)的電信號的形式來提供。
根據(jù)本實用新型的裝置可以通過電控電源來電控單元配置。諸
如，信號接收單元301可以通過ECU的1.62引腳或者接收CAN總 線信息的單元來實現(xiàn)，控制信號生成單元302可以是電控單元的微 處理器。然而，本實用新型并不局限于此，任何可以用來接收狀態(tài) 信號的引腳都可以使用。另外，應(yīng)當說明的是，通過不依賴于ECU 而單獨實現(xiàn)的設(shè)備也可是實現(xiàn)本實用新型的目的。
圖4示出了根據(jù)本實用新型的另一實施方式的用于切換發(fā)動機 的功率的裝置的方框圖。參考圖4，根據(jù)本實用新型的裝置400包括 狀態(tài)信號提供單元401 、狀態(tài)信號接收單元402和控制信號生成單元 403。其中，狀態(tài)信號接收單元402和控制信號生成單元403對應(yīng)于 圖3狀態(tài)信號接收單元301和控制信號生成單元302。狀態(tài)信號提供 單元401用于提供指示車輛負載狀態(tài)的信號。該狀態(tài)信號提供單元 401可以是上面描述本實用新型的方法時所提及的開關(guān)，其安裝在車 輛駕駛室內(nèi)，供駕駛者進行操作。另外，狀態(tài)信號提供單元401也 可是安裝在車輛中適當?shù)奈恢糜糜跍y量負載的測量設(shè)備。
開關(guān)，可以根據(jù)車輛負載狀態(tài)來操作發(fā)動機，使發(fā)動機來切換發(fā)動 機的功率，從而節(jié)省了油耗，實現(xiàn)了經(jīng)濟和環(huán)保的目標。
此外，本實用新型的實施方式可以以軟件、硬件或者軟件和硬 件的結(jié)合來實現(xiàn)。硬件部分可以利用專用邏輯來實現(xiàn)；軟件部分可 以存儲在存儲器中，由適當?shù)闹噶顖?zhí)行系統(tǒng)，例如微處理器或者專 用設(shè)計硬件來執(zhí)行。
雖然已經(jīng)參考目前考慮到的實施方式描述了本實用新型，但是
旨在涵蓋所附權(quán)利要求的精神和范圍內(nèi)所包括的各種修改和等同布 置。以下權(quán)利要求的范圍符合最廣泛解釋，以便包含所有這樣的修改及等同結(jié)構(gòu)和功能
權(quán)利要求1.一種用于切換發(fā)動機的功率的裝置，其特征在于包括狀態(tài)信號接收單元，被配置為接收指示車輛負載狀態(tài)的信號；控制信號生成單元，與所述狀態(tài)信號接收單元信號連接，并被配置為根據(jù)接收到的該信號，生成用于控制發(fā)動機的控制信號，以使得發(fā)動機以適合于所述車輛負載狀態(tài)的功率運行。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，還包括 狀態(tài)信號提供單元，其與所述狀態(tài)信號接收單元信號連接，并配置為提供指示車輛負載狀態(tài)的信號。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的裝置，其特征在于，所述狀態(tài)信號提 供單元是手動操作的開關(guān)，其中所述開關(guān)的位置指示車輛負載的狀
4. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的裝置，其特征在于，所述狀態(tài)信號提 供單元是用于測量車輛負載狀態(tài)的設(shè)備。
5. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的裝置，其特征在于，所述狀態(tài)信號提 供單元與所述狀態(tài)信號接收單元通過控制器局域網(wǎng)總線連接，以便 以報文形式通過控制器局域網(wǎng)總線提供所述指示車輛負載狀態(tài)的信
6. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的裝置，其特征在于，所述狀態(tài)信號提 供單元與所述狀態(tài)信號接收單元電連接，以便以與車輛負載狀態(tài)對 應(yīng)的電信號來提供所述指示車輛負載狀態(tài)的信號。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述裝置由電控單元來配置。
8. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的裝置，其特征在于，所述狀態(tài)信號提 供單元包括位置選擇器，被配置為選擇開關(guān)的多個位置其中之一，其中所述多個位置分別對應(yīng)于多個車輛負載狀態(tài)；位置轉(zhuǎn)換電路，與所述位置選擇器電連接，并被配置為將所選擇的開關(guān)位置轉(zhuǎn)換為對應(yīng)的電信號，以供電控單元生成用于控制發(fā)率運行。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的裝置，其特征在于，所述位置轉(zhuǎn)換電 路由串聯(lián)連接在電源和地之間的多個電阻器組成，所述電信號是電 源電壓或從相鄰連接的電阻器之間引出的電壓。
10 其特征在于包括位置選擇器，被配置為選擇開關(guān)的多個位置其中之一，其中所 述多個位置分別對應(yīng)于多個車輛負載狀態(tài)；位置轉(zhuǎn)換電路，與所述位置選擇器電連接，并被配置為將所選 擇的開關(guān)位置轉(zhuǎn)換為對應(yīng)的電信號，以供電控單元生成用于控制發(fā)率運行。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的開關(guān)裝置，其中所述位置轉(zhuǎn)換電路 由串聯(lián)連接在電源和地之間的多個電阻器組成，所述電信號是電源 電壓或從相鄰連接的電阻器之間引出的電壓。
專利摘要本實用新型提供了一種用于切換發(fā)動機的功率的裝置和開關(guān)。根據(jù)本實用新型的裝置，包括狀態(tài)信號接收單元，配置用于接收指示車輛負載狀態(tài)的信號；控制信號生成單元，與所述狀態(tài)信號接收單元信號連接，并配置用于根據(jù)接收到的該信號，生成用于控制發(fā)動機的控制信號，以使得發(fā)動機以適合于所述車輛負載狀態(tài)的功率運行。通過本實用新型的裝置和開關(guān)，可以根據(jù)負載情況來切換發(fā)動機的功率，從而在滿足駕駛者的需求的同時，實現(xiàn)節(jié)油和環(huán)保。
文檔編號F02D29/02GK201301754SQ200820208270
公開日2009年9月2日 申請日期2008年9月10日 優(yōu)先權(quán)日2008年9月10日
發(fā)明者剛 馮, 彬 劉, 超 張, 張成國, 王志堅, 王志新 申請人:濰柴動力股份有限公司