可在增强发动机保护模式下操作的作业车辆发动机控制系统的制作方法

1.本公开涉及可在增强发动机保护模式下操作的作业车辆发动机控制 系统，并涉及相关的方法和程序产品。


背景技术：

2.现代作业车辆通常配备有发动机控制系统，用于根据工厂编程的特性 或曲线(本文称为“功率凸起曲线”)来调度发动机功率输出。这种发动 机控制系统可以监视作业车辆发动机的输出速度；并且，对于给定的输出 速度，利用功率凸起曲线将发动机的当前输出速度转换成发动机的理想功 率输出(本文中，为“功率输出目标”或“po
tar”)。然后，发动机控制 系统可以命令某些被致动的设备以就真实世界操作状态允许的程度使发 动机的功率输出与po
tar
对准或一致。发动机控制系统的逻辑可以由与作 业车辆发动机相关联的控制器执行，诸如发动机控制单元(engine controlunit，ecu)。由发动机控制系统用来改变发动机功率输出的被致动的设备 在发动机平台之间有所不同，但通常包括控制每个燃烧循环被传送到发动 机燃烧室的燃料和氧气的量(由空气体积、密度和温度决定)的一个或多 个设备。通过以这种方式调整作业车辆发动机的发动机功率输出，发动机 控制系统可以为作业车辆操作者提供可预测的、可靠的操作体验，同时保 持在由作业车辆遇到的大多数操作场景中根据需要快速增加发动机功率 输出的能力。


技术实现要素：

3.提供了可在增强发动机保护(engine protection，ep)模式下操作的作 业车辆发动机控制系统。在实施例中，作业车辆发动机控制系统包括存储 第一默认功率曲线的存储器，该第一默认功率曲线具有如功率/速度图上所 呈现的第一曲线形状。功率/速度图包括竖直轴线和水平轴线，作业车辆发 动机的功率输出沿着所述竖直轴线在向上的方向上增加，发动机速度沿着 所述水平轴线在向右的方向上增加。控制器架构连接到存储器并可在增强 ep模式下操作，在该增强ep模式下控制器架构：(i)通过在如功率/速度 图上所呈现的移动的ep上限之下重复地拟合第一曲线形状来生成第一动 态调节的功率曲线；(ii)利用第一动态调节的功率曲线来确定对应于作业 车辆发动机的当前速度的功率输出目标(po
tar
)；以及(iii)根据功率输 出目标(po
tar
)调度作业车辆发动机的功率输出。
4.在另外的实施例中，作业车辆发动机控制系统包括存储器和控制器架 构，该控制器架构连接到存储器并可在增强的ep模式下操作。存储器存 储具有如功率/速度图上所呈现的第一曲线形状的默认功率凸起曲线。功率 /速度图包括竖直轴线和水平轴线，作业车辆发动机的功率输出沿着所述竖 直轴线在向上的方向上增加，发动机速度沿着所述水平轴线在向右的方向 上增加。存储器存储具有如功率/速度图上所呈现的第二曲线形状的默认功 率提升曲线。当被置于增强ep模式并且作业车辆的功率提升功能被断开 时，控制器架构：(i)通过在如功率/速度图上所呈现的移动的ep上限之 下重复地拟合第一曲线形状来生成动态调节的功率凸起曲线；以及(ii) 利用动态调节的功率凸起曲线来确定对应于
作业车辆发动机的当前速度 的功率输出目标(po
tar
)。相比之下，当被置于增强ep模式并且作业车 辆的功率提升功能被接合时，控制器架构：(i)通过在移动的ep上限之 下重复地拟合第二曲线形状来生成动态调节的功率提升曲线；以及(ii) 利用动态调节的功率提升曲线来确定对应于作业车辆发动机的所述当前 速度的功率输出目标(po
tar
)。无论功率提升功能是接合还是断开，控制 器架构然后根据功率输出目标(po
tar
)调度作业车辆发动机的功率输出。
5.还提供了与可在ep模式下操作的作业车辆发动机控制系统相关联的 方法和程序产品。在这方面，还公开了一种与作业车辆发动机控制系统结 合使用的作业车辆程序产品。作业车辆发动机控制系统包括控制器架构， 该控制器架构可在增强ep模式下操作并且位于具有作业车辆发动机的作 业车辆上。在各种实施例中，作业车辆程序产品包括非暂时性计算机可读 介质。第一默认功率曲线被存储在非暂时性计算机可读介质中，并具有如 功率/速度图上所呈现的第一曲线形状，该功率/速度图包括水平轴线和竖 直轴线，发动机速度沿着所述水平轴线在向右的方向上增加，功率输出沿 着所述竖直轴线在向上的方向上增加。计算机可读指令还被存储在计算机 可读介质上。在作业车辆发动机控制系统被置于增强ep模式下的同时由 控制器架构执行时，计算机可读指令使控制器架构：(i)通过在与如功率/ 速度图上所呈现的第一默认功率曲线相交的ep上限之下拟合第一曲线形 状来生成第一动态调节的功率曲线，第一动态调节的功率曲线具有随着发 动机速度增加而在斜率方面减小的弯曲形状；(ii)利用第一动态调节的功 率曲线来确定对应于作业车辆发动机的当前速度的功率输出目标(po
tar
)； 以及(iii)根据功率输出目标(po
tar
)调度作业车辆发动机的功率输出。
6.一个或多个实施例的细节在附图和下列描述中阐述。根据说明书、附 图和权利要求，其他特征和优点将变得显而易见。
附图说明
7.下文将结合下列附图描述本公开的至少一个示例：
8.图1是根据本公开的示例实施例说明的配备有可在增强发动机保护 (ep)模式下操作的作业车辆发动机控制系统的作业车辆(在此是联合收 割机)的示意图；
9.图2是发动机功率输出(沿图的纵坐标或竖直轴线绘制)对发动机速 度(沿横坐标或水平轴线绘制)的功率/速度图，阐述了默认功率凸起曲线 和默认提升曲线，该默认功率凸起曲线和默认提升曲线可以被选择性地用 于在标准操作(非ep约束)状态下调度发动机功率输出；
10.图3是发动机功率输出(竖直轴线)对发动机速度(水平轴线)的功 率/速度图，示出了在默认功率提升曲线被呈现为不可用的同时在ep约束 条件下在默认的功率凸起曲线(图2)上施加ep上限的常规方法；
11.图4和图5是这样的功率/速度图，该功率/速度图示出了当发动机控 制系统以增强ep模式操作时，图1的作业车辆发动机控制系统可以通过 移位(平移)在ep上限之下拟合相对应的默认曲线形状来生成动态调节 的功率曲线的示例方式；
12.图6是这样的功率/速度图，该功率/速度图示出了当发动机控制系统 以增强ep模式操作时，图1的作业车辆发动机控制系统可以通过结合移 位(平移)和缩放(压缩)在ep上
限之下拟合相对应的默认曲线形状来 生成动态调节的功率曲线的示例方式；以及
13.图7是这样的流程图，该流程图示出了当以本公开的示例实施例的增 强ep模式操作时，由作业车辆发动机控制系统(图1)的控制器架构适 当实行的ep增强过程。
14.不同附图中相同的参考符号指示相同的元件。为了说明的简单和清楚， 可以省略众所周知的特征和技术的描述和细节，以避免不必要地模糊在随 后的详细描述中描述的本发明的示例和非限制性实施例。还应当理解的是， 除非另有说明，否则出现在附图中的特征或元件不一定按比例绘制。
具体实施方式
15.本公开的实施例在上面简要描述的附图中示出。如所附权利要求中所 阐述的那样，在不脱离本发明的范围的情况下，本领域技术人员可以设想 对示例性实施例的各种修改。
16.如本文出现的，在提及第一曲线和第二曲线(或点)之间的关系中使 用的术语“在
……
之下进行拟合”指示当被描述为“在第二曲线(或点) 之下进行拟合”时第一曲线的形状没有上升到第二曲线(或点)上方，如 下面描述的类型的功率/速度图上所呈现的那样。因此，继续这个示例，术 语“在
……
之下进行拟合”不排除第一曲线在功率/速度图上的一个或多个 位置处与第二曲线(或点)重叠或重合的可能性。进一步，术语“发动机 保护(ep)上限”是指当作业车辆发动机控制系统在ep模式下操作时， 下面描述的动态调节的功率曲线不应该上升到其上的曲线或点。动态调节 的功率曲线可以结合ep上限的功率方面移动(对应于ep上限在功率/速 度图上的竖直移位)进行调节(通过图形移位(平移)、缩放(压缩)或 其组合)，以确保给定的动态调节的功率曲线的最大功率输出值(或多个 值)不超过由ep上限设定的最大可允许功率输出值，如下文详细讨论的 那样。
17.概述
18.如上所述，现代作业车辆通常配备有发动机控制系统，用于根据工厂 编程的特性或曲线来调度发动机功率输出。当在分别沿竖直轴线和水平轴 线绘制输出功率和发动机速度的功率/速度图上呈现时，工厂编程的曲线可 以具有大致弯曲的形状，该形状随着发动机速度增加而在斜率方面减小 (例如，具有越来越大的负斜率)。由于这个原因，这种工厂编程的特性 在本文中被称为“默认功率凸起曲线”。如这样的功率/速度图上所呈现的 那样，默认功率凸起曲线具有固定的位置，并且因此，在功率/速度图上跨 越固定的功率范围和固定的速度范围。默认功率凸起曲线(以及本文讨论 的其他曲线)的功率输出值可以以千瓦(kw)来描述，而发动机速度值 是用每分钟转数(rpm)来描述。
19.在某些情况下，作业车辆还可以提供功率提升功能，该功率提升功能 可以被接合以暂时增加作业车辆发动机的功率输出。这种功率提升功能可 能有助于适应由于例如作业车辆的辅助的功率需求功能的激活而强加在 作业车辆发动机上的显著瞬态负载或“寄生效应”。作为第一示例(其将 在下面详细讨论)，联合收割机可以具有功率提升功能，当在联合收割机 向前行进期间激活了卸载螺旋输送机以从收割机的净谷物箱卸载谷物时， 该功率提升功能自动地被接合。作为第二示例，配备有功率输出轴(pto) 的拖拉机可以具有当pto轴驱动由拖拉机牵引的需要动力的器具(诸如 打捆机)时有用地接合的功率提升功能。当特定作业车辆的功率提升功能 被接合时，发动机控制系统可以从根据上述提及的默
认功率凸起曲线来调 度发动机功率输出转变为根据本文中被称为“默认功率提升曲线”的副曲 线来调度发动机功率输出。相对于默认功率凸起曲线，默认功率提升曲线 针对作业车辆发动机的给定输出速度提供了增加或提升的功率输出目标 (po
tar
)，以适应发动机负载方面的暂时增加。当功率提升功能随后被断 开时，发动机控制系统然后可以恢复到根据默认功率凸起曲线调度发动机 功率输出。
20.以上描述的发动机调度方案在作业车辆遇到的大部分操作条件下很 好地工作。然而，在环境极端条件大大损害作业车辆发动机的燃烧效率的 情况下，使用这种常规发动机调度方案可能是有问题的。在这种环境条件 下，根据默认功率凸起曲线或默认功率提升曲线来调度发动机功率输出可 能导致对作业车辆发动机的加剧磨损和潜在损坏。这种条件(在本文中称 为“发动机保护(ep)约束条件”)通常由于在较高的高度(较低的大气 压力)和在升高的环境温度下出现的每体积空气的可燃氧含量的量方面的 减小而降低作业车辆发动机的燃烧效率。出于这个原因，某些发动机控制 系统现在被配置为以专门的模式(本文称为“ep模式”)操作，以保护作 业车辆发动机免受ep约束条件下的潜在损坏。
21.当在ep模式下操作时，作业车辆发动机控制系统在作业车辆发动机 的功率输出上施加人为限制。这个限制被称为“ep上限”，并且可以用图 形表示为功率/速度图的曲线或特性。通常，ep上限可以被表示为相对简 单的函数，诸如具有平坦(零)斜率或小的负斜率的线性(直线)函数， 如下面结合图2至图6进一步示出和讨论的那样。与默认功率提升曲线和 默认功率凸起曲线相比，ep上限的竖直(功率方面)位置在功率/速度图 上不是固定的，而是与变化的ep约束条件一起移动。一般而言，随着作 业车辆发动机的燃烧效率被进一步抑制(例如，由于较高高度处的增加的 环境温度或减小的大气压力)，ep上限竖直地向下移位(功率范围方面的 减小)，并横切默认功率凸起曲线的越来越低的部分。在默认功率提升曲 线将针对给定的发动机速度调度更高的功率输出目标(po
tar
)而不强加 ep上限的情况下，ep上限覆盖默认功率提升曲线，并且针对给定的发动 机速度调度降低的功率输出目标(po
tar
)。在这样做时，ep上限保护作 业车辆发动机免受潜在损坏，同时提供当前ep约束条件下允许的最大功 率输出。作为推论，作业车辆的功率提升功能(如果另外提供的话)在 ep约束条件下被呈现为不可用。
22.虽然从发动机保护的角度来看是有益的，但是以上描述的在ep约束 条件下施加ep上限的方法在几个方面受到限制。首先，在默认功率凸起 曲线上施加ep上限从根本上改变了在ep限制条件下作业车辆发动机的响 应性和行为。发动机行为方面的这种变化对于作业车辆操作者来说是可察 觉的，特别是当在根据默认功率凸起曲线进行调度时，这种操作者通常对 发动机的行为非常习惯并且非常熟悉时。当发动机控制系统以ep模式操 作时发动机行为可能因此变得与操作者的期望不一致，具有导致操作者满 意度方面的相对应的劣化。进一步，传统上被认为是期望的(并且因此寻 求常规ep调度方案)是向操作者提供在给定的ep约束条件的集合下允许 的最大或峰值发动机功率输出，特别是在与标准(非ep)操作条件下提 供的相比，所调度的发动机功率输出已经减少时。然而，令人惊讶的是， 对于绝大多数作业车辆操作者来说，这个前提被确定为是虚假的或错误的。 相反，已经发现向操作者提供最大发动机功率输出(同样，如ep限制条 件下的ep上限所允许的)的常规实践具有几个负面结果，包括损害作业 车辆的整体驾驶性能、助长不期望的驾驶行为、降低作业车辆生产率以及 进一步降低操作者满意度水平。最后，由于功率提升功能(如果正
常提供 的话)在ep约束条件下的不可用性，也观察到操作者满意度水平和作业 车辆效率方面的降低。
23.下面描述了作业车辆发动机控制系统，这些系统克服了与在ep约束 条件下操作时的常规发动机控制系统相关联的许多(如果不是全部的话) 上面描述的限制。这种作业车辆发动机控制系统在ep约束条件下以改进 或增强的模式操作；本文中出现的术语“增强ep模式”指的是在ep约束 条件下激活的操作模式，其中作业车辆发动机控制系统生成至少一个动态 调节的功率曲线，用于在调度发动机功率输出中使用。例如，在实施例中， 作业车辆发动机控制系统(或者更具体地，包括在发动机控制系统中的处 理子系统或“控制器架构”)可以生成动态调节的功率凸起曲线，并且可 能生成至少一个动态调节的功率提升曲线。如叙述语“动态调节的”所指 示的那样，(多个)动态调节的功率曲线由作业车辆发动机控制系统响应 于ep上限的移动在迭代的基础上进行调节或修改。具体而言，在ep上限 在功率方面的方向(对应于功率/速度图上的竖直方向)上移动时，发动机 控制系统的控制器架构迭代地调节或修改(本文也称为重复地“生成”或
ꢀ“
构建”)(多个)动态调节的功率曲线，以在移动的ep上限之下进行拟 合。在增强ep模式的情况下，ep上限可以在功率/速度图上被表示为曲 线或特性，如下文详细讨论的那样；或者ep上限可以被表示为指示最大 可允许功率输出的单个值，动态调节的功率曲线的最大功率输出值(或多 个值)不应上升到该最大可允许功率输出之上。
24.控制器架构可以通过利用涉及移位(平移)、缩放(压缩)或其组合 的技术来在移动的ep上限之下拟合相对应的(多个)默认功率曲线的形 状，以生成动态调节的功率曲线。例如，考虑这样实施例，在该实施例中 控制器架构通过在ep上限之下拟合默认功率凸起曲线的曲线形状来生成 动态调节的功率凸起曲线，在此仅通过竖直平移或移位。动态调节的功率 凸起曲线的峰值或最大功率输出值可以位于ep上限上或紧接在其下。在 这样的实施例中，动态调节的功率凸起曲线被生成为具有与默认功率凸起 曲线的形状相匹配的形状，同时还具有如功率/速度图上所呈现的可变竖直 (功率方面)位置，该位置被控制器架构重复修改以将动态调节的功率凸 起曲线保持在移动的ep上限以下。相比之下，在其中控制器架构应用缩 放(附加地或代替移位)来将动态调节的功率凸起曲线保持在移动的ep 上限以下的实施方式中，动态调节的功率凸起曲线的形状本质上可以是如 功率/速度图上所呈现的默认功率凸起曲线的曲线形状的竖直压缩版本。类 似地，在实施例中，发动机控制系统的控制器架构同样地可以通过移位(平 移)、缩放(压缩)或其组合以在移动的ep上限之下拟合默认功率提升曲 线的曲线形状，以生成动态调节的功率提升曲线。
25.作业车辆发动机控制系统在本文所述类型的增强ep模式下的操作提 供了几个显著的优点。首先，由于默认功率提升曲线的形状通常被保留(尽 管在某些情况下被压缩)，所以使得作业车辆发动机在ep约束条件下的行 为与作业车辆发动机在标准操作(非ep约束)条件下的行为更加一致或 协调。因此，作业车辆发动机在ep约束条件下的行为更紧密地与操作者 期望相匹配，以提高总体操作者满意度水平。在此，可以观察到，使用动 态调节的功率凸起曲线(而不是常规使用ep上限)来调度发动机功率输 出导致调度比否则在ep操作条件下调度(其已经降低了发动机输出，以 避免发动机损坏，如前所讨论那样)的更低的发动机输出。与直觉相反， 已经发现的是通过通常保持默认功率凸起曲线的形状来提高操作者的满 意度水平，并且因此将作业车辆发动机的操作者习惯的行为扩展到ep约 束条
件(尽管在降低的功率输出水平下)，如刚刚提及的那样。附加地， 利用动态调节的功率凸起曲线来调度发动机输出功率(以使得在ep条件 下在给定的发动机速度下通常不提供最大可允许功率输出)的实践具有在 动态调节的功率凸起曲线和ep上限之间打开竖直(功率方面)间隙或带 宽的益处。这种新获得的功率带宽为了作业车辆操作者的利益鼓励良好的 驾驶行为，并且还出于下面所讨论的原因改善了作业车辆的整体驾驶性能。 最后，作为发动机控制系统除了生成动态调节的功率凸起曲线之外还生成 动态调节的功率提升曲线的实施例中的附加益处，作业车辆的功率提升功 能(当适用时)可以在ep约束条件下保留，以带来作业车辆效率和操作 者满意度水平方面的另外的提高。
26.现在将结合图1至图7描述作业车辆发动机控制系统的示例性实施例。 具体而言，下面结合图1描述配备有作业车辆发动机控制系统的示例性作 业车辆(在此是联合收割机)，而下面结合图2、图3和图5至图7描述可 以由发动机控制系统的实施例实施的示例性过程。虽然下面的讨论集中在 特定类型的作业车辆上，但是要强调的是，发动机控制系统的实施例可以 有利地结合到在ep约束条件下操作的各种类型的作业车辆中，包括在农 业、采矿、林业和建筑行业中采用的作业车辆。
27.可在增强ep模式下操作的示例作业车辆发动机控制系统
28.首先参考图1，呈现了配备有示例性发动机控制系统22的示例性作业 车辆(在此是农业联合收割机或“联合收割机”20)。如下文更全面描述 的那样，示例性作业车辆发动机控制系统22包括可在增强ep模式下操作 的处理子系统或“控制器架构”24。作业车辆发动机控制系统22通常以 标准操作模式操作，并响应于ep约束条件的检测而转换到增强ep模式。 下面结合图2至图7讨论作业车辆发动机控制系统22在增强ep模式下的 操作。然而，首先更详细地描述联合收割机20以建立其中可以更好地理 解作业车辆发动机控制系统22的实施例的非限制性示例环境。
29.除了作业车辆发动机控制系统22之外，联合收割机20还包括主体或 底盘26、位于底盘26的前部处或邻近底盘26的前部的驾驶室28以及由 驾驶室28封闭的操作台。收割机底盘26由多个地面接合车轮30支撑。 作业收割机底盘26的车轮30通过动力系统32驱动，该动力系统包括作 业车辆发动机34，该作业车辆发动机的示例在图1的右下区域更详细地示 出。标准收割台或谷物平台36安装到进给室38上，该进给室从联合收割 机20的在向前方向上的前端伸出。在联合收割机20在田地40上行进时， 作物植株被谷物平台36切断、被带入进给室38中、并在收割机20的后 续部分中被处理。净谷物通过包含在联合收割机20的中心部分内的未示 出的净谷物升运机输送到净谷物箱42。收集在净谷物箱42内的净谷物可 以利用卸载螺旋输送器44从联合收割机20卸下，可能同时联合收割机继 续在田地40上在向前方向上行进。在卸载净谷物期间，卸载螺旋输送器 44由作业车辆发动机34通过未示出的机械连接件驱动。
30.在图1的示例中，作业车辆发动机34采用包括排气再循环(exhaustgas recirculation，egr)系统46的重型柴油发动机的形式。在其他实施 例中，作业车辆发动机34可以采用不同的形式，诸如非柴油内燃发动机 或缺乏egr系统的柴油发动机，这取决于作业车辆发动机34安装在其内 的作业车辆的具体类型。由发动机控制系统22用来改变作业车辆发动机 34的功率输出的具体设备也将根据所讨论的发动机平台和物理发动机特 性而变化。在这方面，用于控制作业车辆发动机的功率输出的各种机制和 技术在相关行业
中是众所周知的。因此，下面关于发动机控制系统22在 联合收割机20的操作期间可以修改作业车辆发动机34的功率输出的具体 方式的描述应该被理解为仅仅是说明性的或示例性的。
31.当提供时，egr系统46可减少作业车辆发动机34的操作期间生成的 排气中的一氧化二氮(nox)和其他污染物。在所示的示例中，egr系 统46包括气体进入管道48，该气体进入管道48将环境空气供应到废气门 控式涡轮增压器(waste
‑
gated turbocharger，wgt)50的入口。wgt 50 通过第一导管将压缩空气排放到空气对空气冷却器区段52。第二导管从作 业车辆发动机34的发动机芯部54抽取排气，该排气利用egr冷却器56 进行冷却。控制阀58被定位成与egr冷却器56流动串联(例如，在其 下游)，以调节通过其中的排气流。在通过控制阀58后，经冷却的排气在 分叉导管60内与由空气对空气冷却器区段52提供的相对较冷的气流混合。 分叉导管60然后将排气
‑
空气混合物引导到发动机芯部54的进气歧管中。 因此，排气温度被降低，同时排气
‑
空气混合物内的含氧量被优化。在寻求 进一步排放控制的情况下，egr系统46还可以包括支持排气中夹带的颗 粒物质的选择性催化还原(selective catalytic reduction，scr)的部件。在 这方面，排气可以从发动机芯部54接收，被引导通过导管62，并进入柴 油氧化催化剂(diesel oxidation catalyst，doc)室64，以与合适的催化剂 接触。排气节流阀66可以被定位在导管62中，以调节到doc室64的排 气的流。来自doc室64的经处理的排气然后流到未示出的反应室，在该 反应室中，在排气从联合收割机20排放之前，发生期望的src反应。
32.除了上面描述的egr系统46之外，作业车辆发动机34包含通常集 成到作业车辆发动机或动力系统中的各种其他部件。这些部件可以包括未 示出的燃料喷射器和流体地连接到燃料喷射器的燃料计量单元(fuelmetering unit，fmu)68。具体而言，fmu 68被定位在燃料喷射器的上 游；并且，如箭头70所示，在将经计量的燃料输送到燃料喷射器以喷雾 式输送到发动机燃烧室之前，计量从联合收割机20上的燃料箱抽取的液 体燃料。在实施例中，fmu 68可以包括计量高压泵(例如，轴向活塞泵) 或与其协作以提供这个功能。附加地，fmu 68可以包含阀元件(例如， 平移阀芯)，该阀元件可以利用包括在多个被致动的设备72中的阀致动件 来定位，以控制作业车辆发动机34的功率输出，如下面更全面讨论的那 样。类似地，包含在egr系统46中的阀58、66中的任一个或两个可以 由相对应的阀致动器调制，在作业车辆发动机控制系统22的实施例中， 这些相对应的阀致动器可以包括在被致动的设备72中。
33.除了以上提及的被致动的设备76和控制器架构24之外，示例性作业 车辆发动机控制系统22还包括一个或多个环境传感器74。包括在作业车 辆发动机控制系统22中的环境传感器74可以包括用于监测影响发动机34 内的燃烧的任何环境参数(例如影响每个燃烧循环被供应到作业车辆发动 机34的燃烧室的氧含量的任何环境参数)的传感器。这种环境参数可以 包括由一个或多个空气温度传感器78测量的当前环境温度；由(多个) 压力传感器80直接测量的或由提供指示高度的数据的传感器推断的局部 大气压力；或者测量影响作业车辆发动机34的燃烧室内的燃烧的类似参 数的任何其他传感器82。
34.如进一步包括在作业车辆发动机控制系统22中的那样，被致动的设 备76可以包括能够以可控制的方式实质上影响作业车辆发动机34的功率 输出的任何数量和类型的设备。一般而言，这种被致动的设备76将通过 改变影响下列项目的至少一个参数来影响发动
机输出：(i)抽吸到作业车 辆发动机34的燃烧室中的空气的一个或多个特性(例如，氧含量、密度、 体积和/或温度)，和/或(ii)每个燃烧循环喷射到燃烧室中的燃料的体积。 在该后一方面，并且如上所示，被致动的设备76可以包括一个或多个燃 料计量致动器72，该一个或多个燃料计量致动器可以通过计量阀调制来改 变被供应到作业车辆发动机34的燃料喷射器的经计量的燃料的速率或调 度。附加地或替代性地，被致动的设备76可以包括egr阀致动器84，该 egr阀致动器影响经冷却的排气被再循环到作业车辆发动机34的燃烧室 的程度，或者以其他方式影响最终供应到燃烧室的空气/排气气体混合物的 氧含量(和温度)。最后，被致动的设备76可以包括响应于从控制器架构 24接收的命令能够实质上改变作业车辆发动机34的功率输出的任何其他 类型的被致动的设备。
35.现在更详细地描述控制器架构24，控制器架构24与计算机可读存储 器88相关联，并且可以通过有线数据连接、无线数据连接或其任意组合 与各种示出的部件通信；例如，控制器架构24可以通过车辆总线(诸如 控制器局域网(controller area network，can)总线)与许多或所有所示 的部件通信。贯穿本文件出现的术语“控制器架构”以非限制性意义被用 来一般性地指作业车辆发动机控制系统22(或其他作业车辆发动机控制系 统)的处理架构。控制器架构24可以涵盖或可以与任何实际数量的处理 器、单个控制器、计算机可读存储器、电源、存储设备、接口卡和其他标 准化部件相关联。控制器架构24还可以包括或与任何数量的固件和软件 程序或计算机可读指令协作，其被设计成实施本文中描述的各种过程任务、 计算和控制功能。这种计算机可读指令可以被存储在与控制器架构24相 关联(可访问)的存储器88的非易失性扇区中。虽然在图1中通常被示 出为单个框，但是存储器88可以涵盖适合于存储计算机可读代码或指令 以及用于支持发动机控制系统22的操作的其他数据的任何数量和类型的 存储介质。在实施例中，存储器88可以集成到控制器架构24中，例如作 为系统级封装、片上系统或另一类型的微电子封装或模块。
36.存储器88还存储包含至少一个默认功率曲线的功率曲线数据库90。 在所示的示例中，具体而言，功率曲线数据库90至少包含默认功率凸起 曲线和默认功率提升曲线。更具体地说，存储器88可以包含数据，根据 该数据可以确定如下面描述的类型的功率/速度图上所呈现的默认功率凸 起曲线和默认功率提升曲线的形状和固定位置。在合适时，这种曲线可以 被存储为单个函数(例如，参见下面讨论的默认功率凸起曲线98)、在合 适时被存储为多个函数(例如，参见下面讨论的默认功率提升曲线96)、 被存储为功率速度值的集合、当特定曲线是线性(直线)函数时被存储为 起始点和终点坐标，或者利用任何其他合适的数据结构。功率曲线数据库 90还可以包含限定ep上限的各方面的数据(例如，如果采用具有非零斜 率的线性函数的形式，则为ep上限的斜率，如下所述)，以及在执行下面 结合图2至图7描述的过程中可能有用的其他数据。
37.现在参考图2，示出了绘制示例性默认功率凸起曲线98和示例性默认 功率提升曲线96的功率/速度图94。发动机功率输出沿着功率/速度图94 的竖直轴线绘制，并且可以以kw为单位表示，如使用出现在发动机输出 轴上的扭矩乘以时间分量计算的那样。在这点上，将理解的是，本文中针 对贯穿本文描述的各种曲线，与作业车辆发动机(例如，作业车辆发动机 34)的功率输出相对于发动机速度相关的所有讨论可以容易地转换成输出 扭矩对发动机速度曲线(如果如此期望的话)，而不脱离本公开的范围。 在所示的功率/速度图94的情况下，所绘制的发动机功率输出范围从最小 功率输出(p
min
)延伸到最大功率输出
(p
max
)。p
min
和p
max
的具体值将在 实施例和发动机平台之间变化，但是在一个非限制性实施例中可以分别为 大约170
±
50kw和190
±
50kw。相比之下，发动机速度沿着功率/速度图 94的水平轴线绘制，以rpm表示，并在绘制的范围内从第一值(r
min
) 延伸到第二值(r
max
)。同样，r
min
和r
max
的具体值将在实施例之间变化， 但是在一个非限制性示例中可以分别为1700
±
100rpm和1900
±
100rpm。
38.如本文出现的那样，术语“曲线”指的是可以在二维功率与速度(或 扭矩与速度)图(诸如图2中示出的示例性功率/速度图94)上用图形表 示的特性或轨迹，其中该曲线在该曲线的长度上对于每个速度值具有单个 功率(或扭矩)值。因此，在实施例中，给定的曲线可以具有任何形状， 无论是曲线的形状(作为示例，参见默认功率凸起曲线98)、线性(直线) 函数的形状、分段函数的形状(作为示例，参见默认功率提升曲线96)还 是更复杂(例如，w形)的几何形状。如上所述，特定曲线可以作为函数、 作为多个函数(如果曲线是分段的或由多个不同的段构成)、作为坐标的 集合或以任何其他合适的方式存储在存储器88中。
39.如图2中用图形描绘的那样，默认的功率凸起曲线98表示用于在标 准操作(非ep约束)条件下调度发动机功率输出的工厂编程曲线。当从 其示出的起始点100移动到其示出的终点102时，特别是在曲线98的中 间区域103上，参照曲线96所遵循的相对明显的曲率或向下的斜率，默 认功率凸起曲线98被称为“功率凸起曲线”。在此，术语“示出的起始点
”ꢀ
和“示出的终点”用于指示默认功率凸起曲线98可以在一定程度上延伸 超过图2中示出的所示出的感兴趣的段，尽管默认功率凸起曲线98超过 所示的终点102的任何延伸通常是名义上的；这句话也适用于本文中讨论 的其他曲线。因此，默认功率凸起曲线98(至少图2中所示的部分)可以 被描述为具有在其整体或基本整体上拥有非正斜率的弯曲形状，其中曲线 96的斜率从示出的起始点100移动到示出的终点102逐渐变负(遵循逐渐 变陡的下降)。因此，从默认功率凸起曲线98的所示的起始点100朝向示 出的终点102前进，发动机速度方面的相对大的变化将在接近s
min
的较低 pm下产生所调度的发动机功率输出方面的相对较小的变化。相反，在接 近s
max
的较高rpm下，发动机速度方面的相对较小的变化将导致所调度 的发动机功率输出方面的相对显著的变化。默认功率凸起曲线98的位置 被固定成使得曲线98跨越的功率范围不变，下面描述的默认功率提升曲 线96也是如此。
40.如功率/速度图94(图2)上进一步描绘的那样，默认功率提升曲线 96表示工厂编程的功率曲线，在该功率曲线上，对于给定的速度范围，发 动机输出功率增加或“提升”。因此，用于在默认功率提升曲线96的范围 内的每个速度值的功率输出值可以大于用于默认功率凸起曲线98的相同 速度值的功率输出值。进一步，默认功率提升曲线96的功率输出值方面 的差异在从曲线98的示出的起始点104移动到示出的终点106时总体上 增加，如图2中由双箭头108所示。如上面简要指出的那样，在所示的示 例中，默认功率提升曲线98具有分段几何形状；在此，成角度的两段结 构由第一线段110和第二线段112构成，其中第一线段110采用具有第一 恒定负斜率的线段的形式，以及第二线段112类似地采用具有小于(更陡 的)第一恒定负斜率的第二恒定负斜率的线段的形式。在其他实施例中， 默认功率提升曲线96可以具有更基本的形状(例如，单个线段或平缓弯 曲的线的形状)或更复杂的形状，诸如具有三个或更多个段或区段的分段 函数。
41.当适用时，默认功率提升曲线96可以在具有功率提升功能的作业车 辆的环境中
使用，该功率提升功能响应于某些条件，由于操作者命令和/ 或自动地(即，不需要操作者输入)而被选择性地接合。在该后一方面， 当辅助功能在作业车辆发动机34上强加相当大的附加负载或寄生效应时， 控制器架构24(其可以由ecu组成或包括ecu)可以自动接合功率提升 功能(并且因此根据默认功率提升曲线96在正常(非ep)操作条件下调 度发动机功率输出)。例如，在联合收割机20的情况下，在使用卸载螺旋 输送器44从联合收割机20的净谷物箱42卸载所收获的谷物期间，控制 器架构24可以自动接合功率提升功能。在其他实施例中，主作业车辆可 能不具有这种功率提升功能，在这种情况下，默认功率提升曲线可能不被 存储在存储器88中或以其他方式使用。在另外的实施例中，还可以存储 多个默认功率提升曲线(并且生成多个动态调节的功率提升曲线，如下所 述)，以根据在给定时刻强加在作业车辆发动机34上的寄生负载的严重程 度提供一系列曲线以供选择。
42.如前所讨论的那样，上面描述的发动机调度方案在标准操作条件下工 作良好。然而，在非标准操作条件下，诸如ep约束条件，根据默认功率 凸起曲线98，特别是根据默认功率提升曲线96来调度发动机功率输出可 能导致对作业车辆发动机34的快速磨损和潜在损坏。当环境温度变得非 常高和/或作业车辆在较高高度(低大气压力)条件下操作时，可能出现这 种非标准操作条件或“ep约束条件”。当这种ep约束条件出现时，特别 是当这种条件以组合的方式出现时，作业车辆发动机34根据曲线96、98 中的任一个的操作可能导致加速的发动机磨损和潜在的损坏，特别是在作 业车辆发动机23在相比于接近s
max
更接近s
min
的较低发动机速度下操作 时。出于这个原因，某些制造商在这种ep约束条件下施加被称为ep措施 的保护性对策，如上面简要讨论的以及下面结合图3更详细讨论的那样。 在一个非限制性示例中，作业车辆在超过大约35摄氏度的温度和超过大 约1600米的海拔高度的高度下的操作可能足以触发发动机控制系统在ep 模式下的操作。在其他情况下，这些参数的不同值(以组合的方式或单独 地考虑)可能足以触发ep模式操作。
43.现在转到图3，功率/速度图114被呈现以大体示出这样的一种方式， 其中可以根据常规方法在ep约束条件下施加ep保护。为了解释的一致性， 默认功率提升曲线96从图2搬过来，尽管可以理解的是，由于下面解释 的原因，默认功率提升曲线96的上虚线部分116在图3的示例性场景中 被运行地消除或变得不可用。相比之下，默认功率提升曲线96没有被示 出在功率/速度图114上，因为当发动机控制系统以常规ep模式操作时功 率提升功能被完全停用或被呈现为不可用。在这个示例中，在与默认功率 提升曲线96相交的位置处，ep上限曲线118已经被叠置到功率/速度图 114上。ep上限曲线118(以下简称为“ep上限118”)在所示的示例中 具有基本线性(直线)的几何形状，并且可以完全水平延伸(零斜率)， 或者替代地如所示的那样具有轻微的负斜率。在其他情况下，ep上限118 可以具有不同的形状或定向。与默认功率凸起曲线98相反，ep上限118 的定位在功率/速度图114上不固定，而是可以随着ep约束条件变化而竖 直(功率方面)移动。在实施例中，控制器架构24根据指示影响作业车 辆发动机34内的燃烧的环境参数(例如，当前环境温度和环境空气特性 (例如，局部大气压力，无论是直接测量的还是从高度推断的))的传感 器数据(诸如从环境传感器74接收的传感器数据)，确定ep上限118的 竖直定位。一般而言，在燃烧效率被这些参数抑制时(例如，在环境温度 增加和/或大气压力降低时)，这将通过功率/速度图114上的ep上限118 的向下移动或下降来反映。
44.根据ep保护过程的性质，在ep约束条件下，功率输出目标(po
tar
) 不能超过ep上限
曲线118。因此，从s
min
朝向s
max
移动，随着发动机速 度增加调度的发动机功率输出必然遵循ep上限118，直到到达交叉点94， 在该交叉点处，默认功率凸起曲线98下降到ep上限118之下。在所示的 示例中，这以s1速度发生。因此，在s
min
和s1之间的发动机速度下，调 度的发动机输出遵循ep上限118(如图3中的一系列箭头120所示)；以 及，在s1和s
max
之间的发动机速度下，调度的发动机输出遵循默认功率 凸起曲线98的位于ep上限118下方的剩余部分(如箭头122所示)。有 利的是，这种保护性功率输出调度方案总体上确保发动机功率输出保持足 够受限以防止对发动机的加剧磨损或潜在损坏，尽管存在发动机目前在其 下操作的相对恶劣的环境条件。附加地，这个调度方案提供了在这种ep 约束条件下ep上限118所允许的最大发动机功率输出，这为了作业车辆 操作者的利益在传统上被认为是期望的，特别是考虑到调度的发动机功率 输出相对于在标准操作条件下所提供的调度的发动机功率输出已经显著 降低(如图3中的阴影区域124所示)。整体驾驶性能方面的劣化(例如， 随着发动机负载方面的变化发生的作业车辆速度和功率可用性方面的显 著变化)已被接受为在应用这种ep发动机保护措施时不可避免的结果或 必要的折衷。
45.令人惊讶的是，已经发现，通过在非标准操作(ep约束)条件下降 低发动机功率输出，操作者满意度水平增加，而不是降低，特别是当默认 功率凸起曲线的总体形状被大部分或全部保留时。为此，本公开的实施例 根据动态调节的功率凸起曲线在非标准操作(ep约束)条件下管控发动 机功率输出，该功率凸起曲线具有与默认功率凸起曲线的形状匹配或与其 至少高度相似(例如，采用其压缩版本的形式)的形状。在实施例中，可 以利用默认功率凸起曲线的形状来生成动态调节的功率凸起曲线，并且具 体而言，通过在ep上限移动(竖直平移)时结合操作条件方面的实时变 化在移动的ep上限之下重复地拟合默认功率凸起曲线的形状。附加地， 本公开的实施例同样地可以通过在移动的ep上限之下拟合功率提升曲线 的形状来生成动态调节的功率提升曲线，从而保持提升功能(如果正常提 供的话)的可用性。这种独特的功率调度方法提供了几个益处，现在将结 合图4和图5讨论这些益处。
46.转到图4，示出了功率/速度图126，其包括动态调节的功率凸起曲线 128，在本公开的示例性实施例中，当作业车辆发动机控制系统22以增强 ep模式操作时，该功率/速度图可以由控制器架构24生成。功率/速度图 126的轴线和比例对应于功率/速度图94、114，其中发动机功率和发动机 速度分别沿着功率/速度图126的竖直轴线和水平轴线绘制。默认功率凸起 曲线98和默认功率提升曲线96已经被转置或搬到功率/速度图126(连同 相对应的附图标记)以便进行视觉参考。然而，在实践中，控制器架构24 在增强型ep模式下调度作业车辆发动机34的发动机功率输出时不利用默 认功率凸起曲线98或默认功率提升曲线96，而是利用动态调节的功率凸 起曲线128或在某些情况下利用动态调节的功率提升曲线130来调度发动 机功率输出，如下文详细描述的那样。ep上限118也从图3搬到功率/速 度图126以供参考。虽然在图4以及图5和图6中被示出为完整的曲线或 特性(下面将进一步描述)，但是在替代性实施例中，ep上限118可以被 表示为功率/速度图上的单个值或点，其中该单个值或点指示最大可允许功 率输出，动态调节的功率曲线128、130的最大功率输出值不应该上升到 该最大可允许功率输出之上。
47.可以看出，具有与默认功率凸起曲线98的形状相匹配的形状的动态 调节的功率凸起曲线128是所示的示例。然而，动态调节的功率凸出曲线 128的竖直(功率方面)位置低
于默认功率凸起曲线98的竖直位置(小于 功率方面位置)。由于其降低的定位，如功率/速度图126所示出的那样， 动态调节的功率凸起曲线128位于ep上限118的下方或下面；这一措辞 并不排除动态调节的功率凸起曲线128的一个或多个峰值处的一个或多个 点可以与ep上限118重合。在本示例中，动态调节的功率凸起曲线128 (或所描绘的曲线128的部分)始于所示的起始点132，该起始点具有与 默认功率凸起曲线98的所示的起始点104相同的速度值(第一速度值)， 而所示的起始点132拥有这样的功率输出值，该功率输出值(i)小于默认 功率凸起曲线98的所示的起始点100的功率输出值，以及(ii)小于或基 本上等于在第一速度值下的ep上限118的功率输出值。动态调节的功率 凸起曲线128的峰值或最大功率输出值(在此，对应于起始点132)可以 位于ep上限118上或紧接其下。如图4所示，动态调节的功率凸起曲线 128还终止于示出的终点134处，该终点134具有与默认功率凸起曲线98 的示出的终点106相同的速度值(第二速度值)，同时具有这样的功率输 出值，该功率输出值(i)小于默认功率凸起曲线98的示出的终点102的 功率输出值，以及(ii)小于或基本上等于第二速度值下的ep上限118的 功率输出值。进一步，在第一速度值下所示的起始点100、132之间的功 率差(pδ)等于所示的终点102、134之间的功率差(pδ)。相比之下，在 第一速度值下动态调节的功率凸起曲线128的示出的起始点132和ep上 限118之间的功率差(pδ)比在第二速度值下动态调节的功率凸起曲线128 的所示的结束点134和ep上限118之间的功率差(pδ)小得多(例如， 为100分之一或更小)。
48.在作业车辆发动机控制系统22在增强ep模式下的操作期间，控制器 架构24通过在ep上限118之下重复地拟合默认功率凸起曲线98的形状 来生成动态调节的功率凸起曲线128。在图4的示例中，这完全是通过在 向下的方向(即，在降低功率输出的方向)上竖直移位默认功率凸起曲线 98的形状以产生动态调节的功率凸起曲线128来实现的。因此，功率凸起 曲线128在这样的意义下是“动态调节的”，即，控制器架构24在重复或 迭代的基础上(例如，响应于实时传感器输入)移位或平移动态调节的功 率凸起曲线128，以在ep上限118沿着功率/速度图126的竖直轴线上升 和下降(视情况而定)时匹配ep上限118的功率方面的移动。再次，ep 上限18的这种移动与影响发动机保护(ep约束)方案的相关数据输入方 面的变化相关地发生。作为概括的示例，随着环境温度的增加和/或随着大 气压力随着高度增加而降低，ep上限118可以在功率/速度图126的背景 下在向下的方向上竖直移位。如功率/速度图126上进一步呈现的那样，因 此动态调节的功率凸起曲线128也向下移位以匹配ep上限118的移动， 从而确保功率凸起曲线128保持在移动的ep上限118下方。
49.在图4的场景中，作业车辆发动机控制系统22(图1)通过将默认功 率凸起曲线98的形状移位到ep上限118下方(没有竖直缩放)以产生动 态调节的功率凸起曲线128，来迭代地生成或修改动态调节的功率凸起曲 线128。在作业车辆发动机控制系统22继续操作增强ep模式(除非作业 车辆的功率提升功能被激活，如下所解释的那样)时，控制器架构24然 后利用动态调节的功率凸起曲线128来调度发动机功率输出。控制器架构 24可利用动态调节的功率凸起曲线128来确定或标识功率输出目标 (po
tar
)，并且然后将一个或多个致动器命令信号传输到被致动的设备76 (图1)，以使发动机功率输出与功率输出目标(po
tar
)更紧密地一致或 协调；也就是说，使得发动机功率输出(以及作为推论，发动机扭矩输出) 基本上等于功率输出目标或者至少趋向于功率输出目标(po
tar
)，注意现 实世界条件可能阻止实际发动机功率输出与功率输出目标(po
tar
)精确 地匹配。假设ep约束条件随后停止，则作
业车辆发动机控制系统22(图 1)返回到以前面描述的方式根据默认功率凸起曲线98或者(如果适用的 话)根据默认功率提升曲线96控制发动机功率输出。
50.在ep约束条件下调度发动机功率输出的这种方法相比于上面结合图 3概述的常规方法具有几个优点。首先，作为主要的益处，通过实施本文 描述的增强ep模式，可以在ep约束条件下提高总体操作者满意度水平。 在不受理论的约束的情况下，相信操作者满意度方面的这种提高至少部分 是由于在生成动态调节的功率凸出曲线128时默认功率凸出曲线98的总 体形状的保持。通常，作业车辆操作者敏锐地意识到在标准操作(非ep 约束)条件下功率输出和发动机速度之间的关系，并且在生成动态调节的 功率凸起曲线128时默认曲线形状的总体保持(最值得注意的是，曲线128 的向下倾斜的“凸起”区域103的保持)与牢固建立的操作者期望更紧密 地一致。这可以与图3中由箭头120、122所概述的形状形成对比，在运 行地调度作业车辆发动机以在ep约束条件下提供最大允许的功率输出的 同时，其相对于默认功率凸起曲线98的几何形状相当大地变化，特别是 在由箭头120所标识的路径的区段上。
51.作为增强的ep保护方法的第二个益处，已经发现，与直觉相反，当 在ep约束条件下调度ep上限118所允许的最大发动机功率输出时，操作 者满意度和驾驶行为被负面地影响。再次简要参考图3，并且为了讨论的 目的，假设作业车辆发动机34当前以s2的旋转输出速度操作，这在图3 的功率/速度图114中由虚线136(下文称为“s2速度线136”)标识。如 被定位在s2速度线136的上末端处的第一标记138所示，根据常规ep保 护方案，发动机功率输出被调度处于ep上限118所允许的最大水平。在 这种情况下，作业车辆操作者高度意识到：由于例如作业车辆的突然运动 (通俗地说，作业车辆的“突然倾斜”)以及发动机负载方面的变化，作 业车辆发动机34正以最大功率输出操作。作为响应，作业车辆操作者倾 向于通过将作业车辆发动机34的实际功率输出降低到更低的水平(诸如 沿着s2速度线136出现的第二标记140所指示的水平)，来改变驾驶行为， 以减轻所感觉到的发动机应激源。因此，尽管调度作业车辆发动机34以 在给定的发动机速度(在这个示例中，速度s2由虚线136指代)下提供 最大可允许功率输出，操作者仍然可以控制作业车辆，以将发动机功率输 出降低到较低值(对应于标记140)，但是同时获得发动机性能和应变的负 面印象。相反，如果作业车辆发动机34的功率输出替代地最初被调度处 于较低的功率输出(同样，通常对应于图3中的标记140，其中标记140 位于图4中的动态调节的功率凸起曲线128上或靠近功率凸起曲线128)， 为了操作者利益的这种负面印象和不期望的驾驶反应倾向于被最小化，如 果不是全部被避免的话。
52.结合参考图3和图4，由ep上限118和延伸到s1速度线144的动态 调节的功率凸起曲线128界定的点状区或区域146(下文称为“功率带宽 区域146”)表示当根据动态调节的功率凸起曲线128(而不是ep上限118， 如传统的那样)进行调度时用于提升发动机功率输出的可用间隙或带宽。 有利的是，这个新获得的功率带宽区域146使得调度的发动机功率能够在 功率带宽区域146内简单地增加，以适应发动机负载方面的增加；例如由 于辅助功能的激活(例如，图1示出的卸载螺旋输送器44)、联合收割机 20的爬升或其他这类动作。因此，可以提高作业车辆的整体驾驶性和操作 者舒适性。而且，功率带宽区域146的创建还提供了另一显著益处，即在 ep约束条件下保持功率提升功能的可用性的能力。在这点上，动态调节 的功率凸起曲线128的提供使得能够在ep约束条件下调度发动机功率输 出时生成
和使用动态调节的功率提升曲线。在图4中呈现的示例性功率/ 速度图126上进一步绘制了一个这样的动态调节的功率提升曲线130的示 例。在此，动态调节的功率提升曲线130(或至少功率提升曲线130的所 示的部分)从所示的起始点148延伸到所示的终点150。动态调节的功率 提升曲线130是通过以类似于上面结合动态调节的功率凸起曲线128描述 的方式的方式在ep上限118之下拟合默认功率提升曲线196的形状而生 成的。再次，动态调节的功率提升曲线130的峰值或最大功率输出(在此， 对应于下面描述的起始点148)可以位于ep上限118上或紧接ep上限118 下。控制器架构24还生成动态调节的功率提升曲线130，以在ep上限118 和动态调节的功率凸起曲线128之间进行拟合或延伸，如沿着功率/速度图126的水平(速度方面)轴线所截取的那样。
53.继续参考图4，默认功率提升曲线196的形状被竖直向下平移或移位 (如功率/速度图126上所呈现的那样)，以拟合在ep上限118之下，并 产生动态调节的功率凸起曲线128。控制器架构24还随着ep上限118相 对于影响ep约束条件的传感器输入方面的变化沿着功率/速度图126的发 动机功率输出轴线竖直移动，在重复或“即时”的基础上修改动态调节的 功率凸起曲线128的定位。由于在这个示出的示例中动态调节的功率提升 曲线130的形状与默认功率提升曲线96的形状匹配，因此动态调节的功 率提升曲线130也采用相对简单的分段函数的形式，其包括具有第一负斜 率(对应于默认功率提升曲线130的段110)的第一线性段152和具有小 于(更陡)第一负斜率的第二负斜率的第二线性段154(对应于默认功率 提升曲线130的段112的第二线性段154)。
54.控制器架构24可以以与控制器架构24在标准操作(非ep约束)条 件下应用默认功率提升曲线96时基本相同的方式，确定何时在ep约束条 件下应用动态调节的功率提升曲线128。根据所采用的控制方案，在ep 约束条件下，操作者仍可被允许手动激活作业车辆(例如，图1中示出的 联合收割机20)的功率提升功能；例如，利用手动输入(例如，按钮或开 关)或通过与在联合收割机20的驾驶室28内的显示设备上生成的图形用 户界面(graphical user interface，gui)进行交互。在其他情况下，功率提 升功能可以由控制器架构24响应于预定触发事件(诸如发动机负载方面 的预期的或测量的增加)的发生而自动激活(即，在不需要操作者输入的 情况下被激活)。在示例性联合收割机20的情况下，控制器架构24在ep 约束条件下可以响应于联合收割机20的特定负载密集型功能(例如，卸 载螺旋输送器44)的激活而根据动态调节的功率提升曲线130自动切换到 调度发动机功率输出。这种功率提升功能的保留进一步提高了在ep约束 条件下作业车辆操作方面的一致性，从而在操作者体验方面提供了附加改 进。
55.在上面描述的实施例中，控制器架构24响应于影响ep约束条件的所 感测的参数变化，重复或迭代地调节ep上限118的竖直(功率方面)位 置，并因此调节动态调节的功率凸起曲线128和动态调节的功率提升曲线130(如果使用的话)。由于ep上限118的形状保持一致，所以控制器架 构24只需要从存储器88中调用ep上限118的限定，并且然后确定具体 发动机速度的适当功率输出值(下文中称为“固定参考速度”)，以在功率 /速度图126的情况下正确定位ep上限118。这种固定参考速度的示例在 图4中由速度线158标识。标记156标识速度线158和ep上限118之间 的交叉点，其中指定的点在下文中被称为“ep上限定位参考点156”。在 所示的实施例中，其中ep上限118采用具有恒定斜率的线性(直线)函 数的形式，控制器架构可以从存储器中调用固定参考速度以及ep上限118 的斜率。控制器架构24
然后可以利用在固定参考速度下ep上限118的当 前功率输出值，在功率/速度图126上定位ep上限118。例如，在控制器 架构24包括第一控制器(例如，ecu)和第二控制器(例如，专用于作 业车辆的操作者工作站或与作业车辆的操作站相关联的控制器，诸如由联 合收割机20的驾驶室28包围的操作者工作站)的实施例中，第一控制器 (例如，ecu)可以计算ep上限定位参考点156的位置，并向第二控制 器提供适当的位置数据；例如，通过在车辆总线上发布这个信息或使得这 个信息可见。在这种情况下，第一控制器(例如，ecu)只需要通过总线 发布单个值(ep上限定位参考点156的当前功率输出值)，因为ep上限 定位参考点156的速度值和ep上限118的形状限定对于第二控制器是已 知的；即，存储在存储器88的第二控制器可访问的的区域中。
56.在另外的实施例中，ep上限118可以利用不同的方法定位在功率/速 度图126上。例如，并且注意到对于控制器架构24来说从默认功率凸起 曲线98已知动态调节的功率凸起曲线128的最大或峰值功率输出值的速 度方面位置(在当前示例中，为对应于功率凸起曲线128的起始点132的 速度值)，ep上限118可以被表示为指示用于动态调节的功率凸起曲线128 的最大或峰值功率输出的最大可允许功率输出值的单个值。控制器架构24 然后可以调节默认功率凸起曲线98的形状，以使得动态调节的功率凸起 曲线128的起始点132在这个点处与ep上限118重合，或者在这个点处 具有稍微小于ep上限118的功率输出值。类似地，并且再次注意到对于 控制器架构24来说从默认功率提升曲线96已知动态调节的功率提升曲线 130的最大或峰值功率输出值的速度方面位置(在本示例中，为对应于功 率提升曲线130的起始点148的速度值)，ep上限118可以被呈现为指示 动态调节的功率提升曲线130的峰值功率输出的最大可允许值的单个值。 当合适时，控制器架构24然后可以调节默认功率凸起曲线98的形状，以 使得动态调节的功率提升曲线130的起始点148在这个点处与ep上限118 重合，或者在这个点处具有稍微小于ep上限118的功率输出值。
57.因此，已经描述了可在增强ep模式下操作的作业车辆发动机控制系 统的实施方式，特别是发动机控制系统22(图1)，在该模式下一个或多 个动态调节的功率曲线被用于在ep约束条件下调度发动机功率输出。在 以上描述的示例中，作业车辆的控制器架构(即，联合收割机20的控制 器架构24)生成动态调节的功率凸起曲线(图4中示出的功率凸起曲线 128)和至少一个动态调节的功率提升曲线(图4中进一步示出的功率提 升曲线130)，同时响应于ep上限运动迭代地调整这些曲线。进一步，在 以上描述的示例中，动态调节的功率曲线128、130仅通过位移，以及具 体地说，通过竖直(功率方向)移位或平移来修改。参考图5可以更充分 地理解这一点，图5以匹配或镜像ep上限118的向下移位或下降的方式 示出了在曲线128、130进一步向下移位(相对于图4的示例)之后的动 态调节的功率曲线128、130。在这个附图中，箭头160表示ep上限定位 参考点156相对于图4中示出的定位参考点156的位置的向下移动(即， 在减小功率输出的方向上的移动)。在另外的实施方式中，除了(或者可 能代替)竖直移位之外，动态调节的功率曲线128、130可以利用竖直缩 放(压缩)技术拟合在ep上限118之下。例如，在各种实施例中，控制 器架构24可以在ep约束条件下竖直移位和竖直缩放动态调节的功率曲线 128、130，其中这种竖直缩放可能与竖直移位同步地应用，或者可能仅在 超过竖直移位的预定阈值之后应用。
58.转到图6，功率/速度图142阐述了这样的一种方式的示例，在该方式 中，控制器架构24可以利用结合竖直移位(平移)和竖直缩放(压缩) 的技术，在ep上限118之下拟合动态
调节的功率凸起曲线128和动态调 节的功率提升曲线130(如果生成的话)。在功率/速度图142(图6)上， ep上限118的竖直(功率方向)位置与功率/速度图126(图5)中示出的 位置相同。然而，如通过比较这些附图可以理解的那样，除了在图6的示 例中与ep上限118的向下移位相结合地竖直向下移位之外，动态调节的 功率凸起曲线128和动态调节的功率提升曲线130两者在竖直尺度上被减 小(压缩)。在此，同时应用竖直移位和缩放，以使得图6的示例中的动 态调节的功率凸起曲线128的示出的起始点132与图5的示例中的功率凸 起曲线128的示出的起始点132重合(其保持处于ep上限118下方或紧 接其下)，而图6的示例中的动态调节的功率凸起曲线128的示出的终点 134具有比图5的示例中的功率凸起曲线128的示出的起始点132更高的 输出值。作为推论，在图6的示例中动态调节的功率凸起曲线128的起始 点132和终点134之间的功率差(p
δ
)(或者更一般地，分别是最大和最 小功率输出值)小于在图5的示例中功率凸起曲线128的起始点132和终 点134之间的功率差(p
δ
)。进一步，由于作为这种竖直缩放或压缩的结 果而发生的曲线变平，图6的示例中的动态调节的功率凸起曲线128的平 均斜率小于图6的示例中的动态调节的功率凸起曲线128的平均斜率(相 比于其更接近于零)。
59.上述陈述同样适用于动态调节的功率提升曲线130，在图6的示例中， 该曲线被竖直移动(平移)和竖直缩放(压缩)。因此，动态调节的功率 提升曲线130被生成为具有这样的曲线形状，该曲线形状实质上是默认功 率凸起曲线98的曲线形状的移位和压缩版本。进一步，图6的示例中的 动态调节的功率提升曲线130的示出的终点150具有比图5的示例中的功 率提升曲线130的示出的端点150更高的功率输出值(并且位于默认功率 凸起曲线98的示出的终点102上方)。附加地，图6的示例中的动态调节 的功率提升曲线130的平均斜率(和功率范围)小于图5的示例中的动态 调节的功率提升曲线130的平均斜率(和功率范围)。
60.最后前进到图7，流程图阐述了可以由控制器架构24在潜在ep约束 条件下实行的示例性过程162。过程162(下文中为“ep增强过程162”) 包括多个过程步骤164、166、168、170、172、174、176、178，下面依次 描述这些步骤中的每一个。根据其中实施ep增强过程162的具体方式， 图7中总体示出的每个步骤可能需要单个过程或多个子过程。进一步，图 7中示出的和下面描述的步骤仅作为非限制性示例来提供。在ep增强过 程162的替代性实施例中，可以执行附加的过程步骤，可以省略某些步骤， 和/或可以以替代性顺序执行示出的过程步骤。
61.ep增强过程162响应预定触发事件的发生(诸如作业车辆的启动) 或响应于激活ep增强过程162的操作者输入的进入开始于步骤164。在 开始过程162之后，控制器架构24前进到步骤166，并且收集用于确定在 ep约束条件下的操作是否被保证的数据参数。例如，并且如前所述，控 制器架构24可以收集指示作业车辆(在此，为联合收割机20)在其中操 作的环境的大气压力和环境温度的数据输入。控制器架构24然后可以利 用这些参数来确定ep上限118的适当竖直(功率方面)位置，如与上述 图表126、142相似或相同的功率/速度图表上所呈现的那样。利用这个信 息，控制器架构24然后在步骤170确定是否将作业车辆发动机控制系统 22置于增强ep模式。特别地，并且如前所述，假设ep上限118接触默 认功率凸起曲线98(或进入其预定的相对接近度内)(图4至图6)，则控 制器架构24可以确定进入或置于增强ep模式是有保证的。如果确定作业 车辆发动机控制系统22应该进入增强ep
模式(或继续在增强ep模式下 进行操作)，则控制器架构24前进到步骤172，并将在标准操作(非ep 约束)模式下进行操作转换到在增强ep模式下进行操作，如下所述。否 则，如果确定作业车辆发动机控制系统22没有被正确地置于增强ep模式 (或者假设从增强ep模式(如果当前运行的话)恢复到标准操作模式)， 则控制器架构24返回到步骤166并继续监视相关的数据输入。附加地， 如图7所示，在中间步骤168处，可以在该过程流程的某个时刻执行终止 检查，以确定ep增强过程162的当前迭代是否应该终止。
62.当前进到ep增强过程162的步骤172时，控制器架构24运行地进入 增强ep模式，并确定ep功率提升功能(如果提供的话)是否期望在当前 时刻被激活。在某些实施例中，ep功率提升功能可以通过操作者输入激 活；以及在其他情况下，响应于预定的触发事件，由控制器架构24自动 激活，诸如辅助作业车辆功能的激活在作业车辆发动机上强加相对较大的 次级或“寄生”负载。如前所提及的那样，在联合收割机20(图1)的情 况下的这种辅助作业车辆功能的示例是卸载螺旋输送器44的激活。作为 第二示例，在具有pto轴的拖拉机的情况下，触发事件可以指示拖拉机 发动机当前正通过pto轴驱动相对高要求的负载(例如，打捆机或由拖 拉机牵引的类似器具)。如果动态ep功率提升功能被期望地激活，则控制 器架构24前进到步骤174，利用与先前描述的过程相似或相同的过程(通 过在ep上限118之下拟合默认功率提升曲线96的形状)构建或生成动态 调节的功率提升曲线130，然后利用新生成的动态调节的功率提升曲线130 来确定作为当前发动机速度的函数的适当的功率输出目标(po
tar
)。相反， 如果替代地在步骤172处确定动态ep功率提升功能没有被期望地激活， 则控制器架构24前进到步骤176，并针对动态调节的功率凸起曲线执行类 似的动作。在该后一方面，在步骤176处，控制器架构24利用与先前描 述的过程相似或相同的过程(通过在ep上限118之下拟合默认功率凸起 曲线98的形状)构建动态调节的功率提升曲线130，并且然后利用动态调 节的功率凸起曲线128来确定作为当前发动机速度的函数的适当的功率输 出目标(po
tar
)。
63.在执行ep增强过程162的步骤174或步骤176之后，控制器架构24 前进到步骤178，并根据新确定的功率输出目标(po
tar
)来调度发动机功 率输出。一般而言，这可以通过将功率输出目标(po
tar
)转换成相对应 的致动调节命令，并且然后将这样的命令提供给适当的致动设备(诸如上 文结合示例性联合收割机20(图1)描述的被致动的设备76中的一个或 多个)来实现。如前所讨论那样，这种命令可以导致各种致动器调节经计 量的燃料流到作业车辆发动机34的燃烧室的速率和/或可以影响发动机燃 烧室内的空气压力或温度(通过调制包括在egr系统46中的一个或多个 阀58、66)。此后，控制器架构24返回到ep增强过程162的步骤166， 并且重复以上描述的过程步骤。以这样的方式，控制器架构24可以执行 ep增强过程162，以标识将作业车辆发动机控制系统22置于增强ep模式 中的适当时刻；并且当这样做时，根据所选择的动态调节的功率曲线中的 一个来调度发动机功率输出。
64.作业车辆发动机控制系统的列举示例
65.为了便于参考，进一步提供了作业车辆发动机控制系统的下列示例， 并对其进行了编号。
66.1.在实施例中，作业车辆发动机控制系统包括存储器，该存储器存储 第一默认功率曲线，该第一默认功率曲线具有如功率/速度图上所呈现的第 一曲线形状，该功率/速度图包括竖直轴线，作业车辆发动机的功率输出沿 着该竖直轴线在向上的方向上增加，以及
该功率/速度图包括水平轴线，发 动机速度沿着该水平轴线在向右的方向上增加。控制器架构连接到存储器 并可在增强ep模式下操作，在该增强ep模式下，控制器架构：(i)通过 在如功率/速度图上所呈现的移动的ep上限之下重复地拟合第一曲线形状 来生成第一动态调节的功率曲线；(ii)利用第一动态调节的功率曲线来确 定对应于作业车辆发动机的当前速度的功率输出目标(po
tar
)；以及(iii) 根据功率输出目标(po
tar
)调度作业车辆发动机的功率输出。
67.2.根据示例1所述的作业车辆发动机控制系统，其中，作业车辆包括 至少第一环境传感器，所述至少第一环境传感器提供指示影响作业车辆发 动机内的燃烧的环境参数的数据。控制器架构还被配置为利用由第一环境 传感器提供的数据，重复地建立如功率/速度图上所呈现的移动的ep上限 的当前竖直位置。
68.3.根据示例1所述的作业车辆发动机控制系统，其中，作业车辆包括 至少第一发动机致动设备，所述至少第一发动机致动设备可被控制以改变 每个燃烧循环被供应到作业车辆发动机的经计量的燃料量或氧气量。控制 器架构被配置为当根据功率输出目标(po
tar
)调度作业车辆发动机的功 率输出时，向第一发动机致动设备发送致动命令。
69.4.根据示例1所述的作业车辆发动机控制系统，其中，第一默认功率 曲线和动态调节的功率凸起曲线分别包括默认功率凸起曲线和动态调节 的功率凸起曲线。控制器架构被配置为至少在所选择的情况下利用动态调 节的功率凸起曲线来确定功率输出目标(po
tar
)。
70.5.根据示例4所述的作业车辆发动机控制系统，其中，控制器架构通 常在非增强ep模式下操作，并且控制器架构被配置为当移动的ep上限下 降到在如功率/速度图上所呈现的默认功率凸起曲线的预定接近度内时，从 非增强ep模式转换到增强ep模式。
71.6.根据示例5所述的作业车辆发动机控制系统，其中，控制器架构被 配置为当默认功率凸起曲线由于如功率/速度图上所呈现的移动的ep上限 的移位而与移动的ep上限相交时，从非增强ep模式转换到增强ep模式。
72.7.根据示例4所述的作业车辆发动机控制系统，其中，默认功率凸起 曲线具有弯曲的形状，该弯曲的形状具有随着发动机速度增加而变得越来 越大的负斜率。
73.8.根据示例4所述的作业车辆发动机控制系统，其中，作业车辆具有 功率提升功能，而存储器还存储具有第二曲线形状的默认功率提升曲线。 控制器架构还被配置为当功率提升功能被断开时，利用动态调节的功率凸 起曲线来确定功率输出目标(po
tar
)。当功率提升功能被接合时，控制器 架构被配置为：(i)通过在如功率/速度图上所呈现的、处于其当前竖直位 置的移动的ep上限之下拟合第二曲线形状来生成动态调节的功率提升曲 线，以及(ii)利用第二动态调节的功率曲线来确定用于调度作业车辆发 动机的功率输出的功率输出目标(po
tar
)。
74.9.根据示例8所述的作业车辆发动机控制系统，其中，作业车辆采用 联合收割机的形式，该联合收割机具有卸载螺旋输送器。控制器架构被配 置为在卸载螺旋输送器运行时自动接合功率提升功能。
75.10.根据示例8所述的作业车辆发动机控制系统，其中，控制器架构生 成动态调节的功率提升曲线，以在ep上限和动态调节的功率凸起曲线之 间延伸，如沿功率/速度图的竖直轴线截取的那样。
76.11.根据示例1所述的作业车辆发动机控制系统，其中，控制器架构被 配置为利用包括移位第一曲线形状以拟合在如功率/速度图上所呈现的移 动的ep上限之下的技术生成第一动态调节的功率曲线。
77.12.根据示例1所述的作业车辆发动机控制系统，其中，控制器架构被 配置为利用包括缩放第一曲线形状以拟合在如功率/速度图上所呈现的移 动的ep上限之下的技术生成第一动态调节的功率曲线。
78.13.根据示例1所述的作业车辆发动机控制系统，其中，控制器架构被 配置为利用包括移位和缩放第一曲线形状以拟合在如功率/速度图上所呈 现的移动的ep上限之下的技术生成第一动态调节的功率曲线。
79.14.在另外的实施例中，作业车辆发动机控制系统包括存储器和控制器 架构，该控制器架构连接到存储器并且可在增强ep模式下操作。存储器 存储默认功率凸起曲线，该默认功率凸起曲线具有如功率/速度图上所呈现 的第一曲线形状，该功率/速度图包括水平轴线和竖直轴线，发动机速度沿 着该水平轴线在向右的方向上增加，功率输出沿着该竖直轴线在向上的方 向上增加。存储器还存储默认功率提升曲线，该默认功率提升曲线具有如 功率/速度图上所呈现的第二曲线形状。当被置于增强ep模式并且作业车 辆的功率提升功能被断开时，控制器架构(i)通过在如功率/速度图上所 呈现的移动的ep上限之下重复地拟合第一曲线形状来生成动态调节的功 率凸起曲线；以及(ii)利用动态调节的功率凸起曲线来确定对应于作业 车辆发动机的当前速度的功率输出目标(po
tar
)。相比之下，当被置于增 强ep模式并且作业车辆的功率提升功能被断开时，控制器架构：(i)通 过在移动的ep上限之下重复地拟合第二曲线形状来生成动态调节的功率 提升曲线；以及(ii)利用动态调节的功率提升曲线来确定对应于作业车 辆发动机的当前速度的功率输出目标(po
tar
)。无论功率提升功能是接合 还是断开，控制器架构然后根据功率输出目标(po
tar
)来调度作业车辆 发动机的功率输出。
80.15.根据示例14所述的作业车辆发动机控制系统，其中，作业车辆包 括联合收割机，该联合收割机具有卸载螺旋输送器。控制器架构被配置为 在卸载螺旋输送器运行时自动接合功率提升功能。
81.结论
82.因此，前述内容已经提供了可在增强ep模式下操作的作业车辆发动 机控制系统的实施例。在实施例中，作业车辆发动机控制系统在ep约束 条件下调度作业车辆发动机的功率输出时利用至少一个动态调节的功率 曲线。(多个)动态调节的功率曲线被生成为具有与一个或多个非动态(静 态)默认功率曲线的相对应的曲线形状相匹配或几乎匹配(包括其压缩版 本)的形状，否则这些形状被用于正常操作(非ep约束)条件下的发动 机调度。通过使用这种(多个)动态调节的功率曲线(根据ep上限的变 化反复调整或修改)，发动机控制系统增强了作业车辆的整体驾驶性能和 发动机行为方面的一致性，从而提高了操作者满意度水平。附加地，在发 动机控制系统在增强ep模式下操作时生成动态调节的功率凸起曲线和功 率提升曲线两者的实施例中，作业车辆发动机控制系统在ep约束条件下 保持作业车辆的功率提升功能的可用性，以带来操作者满意度水平和作业 车辆效率方面的更进一步的提高。
83.如本领域技术人员将理解的那样，所公开主题的方面可以在方法、发 动机控制系
统和计算机程序产品方面进行描述。特别地，关于计算机程序 产品，本公开的实施例可以由存储用于执行贯穿本文档描述的功能中的一 个或多个的计算机可读指令或代码的有形、非暂时性存储介质组成或包括 该存储介质。如显而易见的那样，这种计算机可读存储介质可以利用任何 当前已知或以后开发的存储器类型来实现，包括各种类型的随机存取存储 器(random access memory，ram)和只读存储器(read
‑
only memory，rom)。 进一步，本公开的实施例对于所采用的特定存储器技术是开放的或“不可 知的”，注意磁存储解决方案(硬盘驱动器)、固态存储解决方案(闪存)、 最佳存储解决方案和其他存储解决方案全部潜在地包含用于实行本文描 述的功能的计算机可读指令。类似地，本文描述的系统或设备还可以包含 存储计算机可读指令的存储器(例如，作为固件或在操作系统上执行的其 他软件的任意组合)，当由处理器或处理系统执行时，这些指令指示系统 或设备执行本文描述的一个或多个功能。当在本地执行时，这种计算机可 读指令或代码可以以各种不同的方式被复制或分发到给定计算系统或设 备的存储器，诸如通过在包括因特网的通信网络上进行传输。因此，一般 来说，本公开的实施例不应限于任何特定的硬件或存储器结构集合，或者 限于计算机可读指令以其存储的特定方式，除非本文另有明确说明。
84.最后，如本文所用，单数形式“一”、“一个”和“该”旨在也包括复 数形式，除非上下文清楚地另外指出。还应当理解的是，当在本说明书中 使用时，术语“包括(comprises和/或comprising)”指定所陈述的特征、 整数、步骤、操作、元件和/或部件的存在，但不排除一个或多个其他特征、 整数、步骤、操作、元件、部件和/或它们的组的存在或添加。
85.本公开的描述已经出于说明和描述的目的进行了呈现，但是并不旨在 穷举或限于呈所公开形式的公开内容。在不脱离本公开的范围和精神的情 况下，许多修改和变化对于本领域普通技术人员来说是显而易见的。选择 和描述本文明确引用的实施例是为了最好地解释本公开的原理及其实际 应用，并使得本领域的其他普通技术人员能够理解本公开内容并认识到所 描述的(多个)示例的许多替代性方案、修改和变化。因此，除了那些明 确描述的实施例和实施方式之外的各种实施例和实施方式都在以下权利 要求的范围内。