[发明专利]驾驶员警报和减载控制系统和方法

说明书

本发明涉及驾驶员警报和减载控制系统和方法。用于车辆的驾驶员警报和减载控制系统包括构造成监测发动机运行状况的传感器，以及与传感器通信的控制单元。控制单元构造成基于发动机运行状况来估计发动机的自动减载之前的时间，以及依赖于自动减载之前的估计时间来修改车辆的性能参数。

相关申请的交叉引用

本申请要求2012年12月1日提交的美国临时申请序列No. 61/732,312的优先权，该申请通过引用而被整体地结合。

技术领域

本发明的实施例涉及用于减少内燃机的排放的控制系统。其它实施例涉及用于减少非道路用柴油发动机的排放的控制系统。

背景技术

排放标准是对可释放到环境中的污染物量设定特定限制的要求。1994年采用了关于新型非道路用柴油发动机的第一美国联邦标准，将在2015年同步进行的最近的“4级”标准甚至更严格。特别地，关于非道路用柴油发动机(诸如对矿山拖运卡车使用的那些和采矿业中常用的其它装备)的4级标准要求颗粒物质(PM)和氮氧化物(NO_x)的排放相对于当前可允许水平进一步降低90%。

为了遵守这些标准，新型非道路用柴油发动机通常包括用以减少NO_x排放的排气后处理系统，例如选择性催化还原。该特定类型的排气后处理包括在排气经过发动机时将柴油排气流体(DEF)喷射到排气中，在排气中，柴油排气流体(DEF)蒸发且分解以形成氨和二氧化碳。NO_x通过氨以催化的方式还原成水和氮，它们均是无害的，并且通过排气释放。连同排气后处理系统，新型非道路用柴油发动机典型地包括在排放超过设定准则时限制发动机的功率输出的控制技术。特别地，发动机可包括具有内置警告和超驰系统的控制器，其构造成使发动机自动减载(性能减载)，以阻止在没有恰当排放控制的情况下运行。例如，控制器可构造成在感测到的排放水平超过可允许极限时，诸如在排出DEF供应，从而导致NO_x排放波峰时，使发动机自动减载。

但是，用于非道路用柴油发动机的现有排放控制系统有可能在不合需要的时间产生显著的车辆减载，诸如在加载的拖运卡车在露天矿山中进行爬坡运行时。如将容易地认识到的，在爬坡时自动减载，尤其是在没有充分警告拖运车辆的驾驶员的情况下，可危害安全，并且还可减慢矿生产。就此而言，合乎需要的是提供一种改进运行安全性且限制生产影响的驾驶员警报/警告和减载控制系统。

发明内容

本发明的实施例涉及一种用于车辆的系统，例如驾驶员警报和减载控制系统。系统包括构造成监测车辆的发动机的发动机运行状况的传感器，以及构造成与传感器通信的控制单元。控制单元构造成基于发动机运行状况来确定发动机的自动减载之前的估计时间，以及依赖于自动减载之前的估计时间来修改车辆的性能参数。

在另一个实施例中，提供一种用于控制车辆的发动机(例如控制减载)的方法。该方法包括以下步骤：估计至少一个自动减载特性，向车辆的操作者发布至少一个自动减载特性的预防性警告，以及修改车辆的运行状况，以避免自动减载。

在另一个实施例中，提供一种用于非公路用车辆或其它车辆的发动机控制系统。系统包括构造成监测车辆的发动机的发动机运行状况的传感器，以及构造成与传感器通信的控制单元。控制单元构造成：基于发动机运行状况来估计发动机的自动减载之前的时间和减载将出现的拖运周期中的位置；以及依赖于自动减载之前的估计时间和自动减载的位置，来修改车辆的性能参数。

一种用于车辆的系统，包括：传感器，其构造成监测车辆的发动机的发动机运行状况；以及控制单元，其构造成与传感器通信；其特征在于，控制单元构造成基于发动机运行状况来确定发动机的自动减载之前的估计时间；并且其中，控制单元构造成依赖于自动减载之前的估计时间来修改车辆的性能参数。

优选地，控制单元进一步构造成接收指示发动机运行状况的信号，比较信号与发动机运行状况的可允许范围，以及基于比较来预测未来发动机性能。