專利名稱：用于控制發(fā)動(dòng)機(jī)和/或變速器溫度的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及到一種用于控制發(fā)動(dòng)機(jī)和/或變速器溫度的方法。
背景技術(shù)：
針對(duì)配備扭矩變換器的自動(dòng)變速器的冷卻典型地是通過變速器熱交換器提供的，該熱交換器把變速器油的熱量傳給發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻劑。因此，變速器油的溫度受發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻劑的溫度、發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻系統(tǒng)的容積以及發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻系統(tǒng)減少額外變速器熱負(fù)荷的能力的影響。同樣，發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻劑的溫度受變速器油的溫度、發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻系統(tǒng)的容積以及發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻系統(tǒng)減少額外變速器熱負(fù)荷的能力的影響。
期望減少超出利用給定的車輛發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻系統(tǒng)可能的溫度的變速器油的溫度和/或發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻劑的溫度。比如，適于減少散熱(即回流廢氣以減少氧化氮)的好幾個(gè)系統(tǒng)會(huì)產(chǎn)生額外的熱量。對(duì)這樣的系統(tǒng)，保持變速器油的溫度和/或發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻劑的溫度低于預(yù)定的范圍而不增加發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻系統(tǒng)的容量是有利的。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的方法適于控制變速器油的溫度。根據(jù)優(yōu)選實(shí)施例，除了或不管變速器油的溫度，可以控制發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻劑的溫度。當(dāng)需要保證動(dòng)力系(發(fā)動(dòng)機(jī)和變速器)不要過熱時(shí)，為了保持變速器和/或發(fā)動(dòng)機(jī)的溫度，本發(fā)明優(yōu)選被配置來限制發(fā)動(dòng)機(jī)的功率。根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)的類型，減少發(fā)動(dòng)機(jī)的功率優(yōu)選地可以通過減少燃料注入量、減少發(fā)動(dòng)機(jī)的空氣吸入量，或者調(diào)整點(diǎn)火正時(shí)(spark timing)來實(shí)現(xiàn)。
從下面對(duì)用于實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的最佳模式的詳細(xì)描述中，并結(jié)合附圖，本發(fā)明的上述特征和優(yōu)點(diǎn)以及其他特征和優(yōu)點(diǎn)將是顯而易見的。


圖1是一個(gè)方框圖，描述了根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例的方法；和圖2是一個(gè)方框圖，描述了圖1所示方法的一部分。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明的方法優(yōu)選地適于通過如必需則限制發(fā)動(dòng)機(jī)的功率以避免過熱來控制車輛動(dòng)力系的溫度。對(duì)本發(fā)明的目的來說，“動(dòng)力系”被定義為包括車輛的發(fā)動(dòng)機(jī)和變速器。可選地，本發(fā)明可以適于單獨(dú)控制車輛變速器的溫度或者發(fā)動(dòng)機(jī)的溫度，如將在下文中詳細(xì)描述的那樣。減少發(fā)動(dòng)機(jī)功率優(yōu)選地通過改變發(fā)動(dòng)機(jī)的燃料注入量和/或空氣吸入量來實(shí)現(xiàn)。不過，應(yīng)該知道發(fā)動(dòng)機(jī)功率的減少也可以通過調(diào)整點(diǎn)火時(shí)間來實(shí)現(xiàn)。
參照?qǐng)D1，顯示了本發(fā)明的控制算法10?？刂扑惴?0優(yōu)選地存在于變速器控制模塊、或TCM(未示出)中，但是也能存在于車輛上出現(xiàn)的任何控制模塊中，只要該控制模塊有權(quán)存取元件溫度信息并有能力減少發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩和/或功率(即通過串行的數(shù)據(jù)通信鏈路)?？刂扑惴?0適于限制發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出以防止變速器過熱，如將在下文中詳細(xì)描述的那樣。
控制算法10包括一系列框圖12-30，這些框圖代表著以時(shí)間間隔Δt(在優(yōu)選的實(shí)施例里，Δt是0.025秒，不過Δt的可能值的更大的范圍是可以預(yù)見的)由TCM連續(xù)評(píng)估的步驟。在步驟12，建立了變速器油的溫度的預(yù)定的參考溫度。該變速器油參考溫度也許取決于應(yīng)用而不同，但是通常對(duì)特定的變速器來說表示其最大的允許溫度。在步驟14，測(cè)量當(dāng)前的變速器油溫度。在步驟16，通過從參考變速器油溫度中減去當(dāng)前的變速器油溫度，計(jì)算變速器油溫度差Δtrans。
根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，下列步驟18-24是可選擇的但是可以實(shí)現(xiàn)。在步驟18，為發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻劑建立了預(yù)定的參考溫度。該發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻劑參考溫度也許取決于應(yīng)用而不同，但是通常對(duì)特定的發(fā)動(dòng)機(jī)來說表示其最大的允許溫度。在步驟20，測(cè)量當(dāng)前的發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻劑溫度。在步驟22，通過從參考發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻劑溫度中減去當(dāng)前的發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻劑溫度，計(jì)算發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻劑溫度差Δ發(fā)動(dòng)機(jī)。
根據(jù)優(yōu)選實(shí)施例，變速器溫度和發(fā)動(dòng)機(jī)溫度都被控制，如上所述。不過，應(yīng)該知道，根據(jù)可替代的實(shí)施例，可以僅控制變速器的溫度，步驟18-24不被執(zhí)行，且一個(gè)最小溫度差Δmin(下文中將詳細(xì)描述)被設(shè)定為變速器油溫度差Δtrans。根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)可替代的實(shí)施例，可以僅控制發(fā)動(dòng)機(jī)溫度，步驟12-16和24不被執(zhí)行，且最小溫度差Δmin(下文中將詳細(xì)描述)被設(shè)定為發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻劑溫度差Δ發(fā)動(dòng)機(jī)。
在步驟24，通過選擇Δtrans和Δ發(fā)動(dòng)機(jī)的最小值來建立最小溫度差Δmin。在步驟26，該最小溫度差Δmin被轉(zhuǎn)換成一個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)功率極限，如將在下文中詳細(xì)描述。在優(yōu)選的實(shí)施例里，執(zhí)行步驟28，以把步驟26的發(fā)動(dòng)機(jī)功率極限轉(zhuǎn)換成扭矩極限。在步驟30，通過串行通信數(shù)據(jù)鏈路(未示出)，把在步驟28建立的發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩極限優(yōu)選地從變速器控制模塊傳送到發(fā)動(dòng)機(jī)控制模塊(ECM，未示出)。此外，在步驟30，ECM優(yōu)選地將當(dāng)前發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩限制成等于步驟28的發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩極限的值。
與適于把最小溫度差Δmin轉(zhuǎn)換成發(fā)動(dòng)機(jī)功率極限的任何控制器結(jié)合執(zhí)行步驟26。這樣的控制器的一個(gè)簡(jiǎn)單的例子將是一個(gè)開環(huán)控制器，該開環(huán)控制器被配置來將發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出限制了預(yù)定量(例如20％)，只要最小溫度差Δmin低于預(yù)定閾值。該預(yù)定閾值優(yōu)選的是一個(gè)極限或觸發(fā)器，其指示動(dòng)力系需要被冷卻。如果動(dòng)力系沒有處于過熱的危險(xiǎn)(即最小溫度差Δmin高于預(yù)定閾值)，則該開環(huán)控制因由此允許最大的發(fā)動(dòng)機(jī)輸出，而當(dāng)動(dòng)力系開始過熱(即最小溫度差Δmin低于預(yù)定閾值)時(shí)，該開環(huán)控制將減小發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出。
參照?qǐng)D2，顯示了本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例。根據(jù)圖2所示的實(shí)施例，使用一個(gè)常規(guī)的閉環(huán)控制算法執(zhí)行步驟26。該閉環(huán)控制算法例如包括一個(gè)控制器，其具有比例和積分控制項(xiàng)(PI控制器)，適于調(diào)整發(fā)動(dòng)機(jī)功率極限的值以響應(yīng)最小溫度差Δmin。
在圖2的步驟32，最小溫度差Δmin與比例增益Kp相乘，以產(chǎn)生比例控制項(xiàng)P。該比例增益Kp是可配置的，以適應(yīng)不同的動(dòng)力系系統(tǒng)，并對(duì)比例控制項(xiàng)P來說，其表示需要把Δmin轉(zhuǎn)換成發(fā)動(dòng)機(jī)功率極限的乘法因數(shù)。在步驟34，最小溫度差Δmin乘以積分增益Ki。該積分增益Ki也是可配置的，以適應(yīng)不同的動(dòng)力系系統(tǒng)，并表示施加在Δmin上的乘法因數(shù)，該Δmin隨后被加入到累加值從而生成積分功率控制項(xiàng)I。在步驟36，算法10評(píng)估復(fù)位狀態(tài)，如將在下文中詳細(xì)描述。在步驟38，算法10建立復(fù)位值R。該復(fù)位值R通常是通過評(píng)估特定的車輛冷卻系統(tǒng)容量來建立的，并優(yōu)選地表示相對(duì)于實(shí)際安裝的系統(tǒng)容量減少的發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出值，其被選擇以保證在假定最差的設(shè)計(jì)狀態(tài)下車輛動(dòng)力系不過熱。在步驟40，一個(gè)積分器被施加輸入，這些輸入來自步驟34-38，以產(chǎn)生一個(gè)積分控制項(xiàng)I，如將在下文中詳細(xì)描述。在步驟42，比例控制項(xiàng)P被加入到積分控制項(xiàng)I，以產(chǎn)生輸出0。
其中算法10評(píng)估復(fù)位狀態(tài)的步驟36優(yōu)選地通過復(fù)位積分控制項(xiàng)I來實(shí)現(xiàn)以防止積分器終止(wind-up)。正如熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員所知道的那樣，對(duì)積分器來說，積分器終止是一個(gè)常見現(xiàn)象，并且必須被提出避免控制系統(tǒng)不準(zhǔn)確。因此，在步驟36，如果最小溫度差Δmin比預(yù)定校準(zhǔn)值小，且輸出0比復(fù)位值R大，那么算法10就把積分控制項(xiàng)I復(fù)位到復(fù)位值R。
步驟40的積分器被配置，以響應(yīng)于來自步驟34-38輸入產(chǎn)生積分控制項(xiàng)I。更準(zhǔn)確的說，如果步驟36的復(fù)位狀態(tài)被滿足，那么積分器就把積分控制項(xiàng)I設(shè)定為復(fù)位值R。如果步驟36的復(fù)位狀態(tài)不被滿足，積分器就優(yōu)選地根據(jù)下列等式產(chǎn)生積分控制項(xiàng)IIt＝Ki×Δmin+It-1其中It是t時(shí)刻處的積分控制項(xiàng)的值，Ki是積分增益，Δmin是最小溫度差，而It-1是在該等式上一次迭代期間計(jì)算的積分控制項(xiàng)的先前值。也應(yīng)該知道，當(dāng)上述等式第一次運(yùn)行時(shí)，It-1的值是不確定的，從而被設(shè)定為復(fù)位值R。
圖1-2中所示的且其中所描述的步驟不必按圖所示的順序執(zhí)行，除非其中另有指示的。
雖然用來實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的最好模式已經(jīng)被詳細(xì)的描述了，但是那些熟悉本發(fā)明涉及的領(lǐng)域的人將認(rèn)識(shí)到用于實(shí)行本發(fā)明的各種各樣的替代設(shè)計(jì)和實(shí)施例都在所附權(quán)利要求的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.用于控制變速器油溫度的方法，其包括建立一個(gè)預(yù)定的變速器油參考溫度；測(cè)量當(dāng)前的變速器油溫度；通過從變速器油參考溫度中減去當(dāng)前的變速器油溫度來建立變速器油溫度差；基于所述變速器油溫度差，建立發(fā)動(dòng)機(jī)功率極限；和將發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出限制到所述發(fā)動(dòng)機(jī)功率極限，以從而限制所述變速器油溫度。
2.權(quán)利要求1的方法，其中所述限制發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出包括改變所述發(fā)動(dòng)機(jī)的燃料消耗。
3.權(quán)利要求1的方法，其中所述限制發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出包括改變所述發(fā)動(dòng)機(jī)的空氣吸入量。
4.權(quán)利要求1的方法，其中所述限制發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出包括調(diào)整所述發(fā)動(dòng)機(jī)的點(diǎn)火正時(shí)。
5.權(quán)利要求1的方法，其中所述建立發(fā)動(dòng)機(jī)功率極限包括與變速器油溫度差成比例地計(jì)算發(fā)動(dòng)機(jī)輸出極限。
6.權(quán)利要求1的方法，其中所述建立發(fā)動(dòng)機(jī)功率極限包括積分變速器油溫度差以計(jì)算發(fā)動(dòng)機(jī)輸出極限。
7.權(quán)利要求1的方法，還包括通過串行通信數(shù)據(jù)鏈路，把所述發(fā)動(dòng)機(jī)功率極限從第一控制模塊傳送到發(fā)動(dòng)機(jī)控制模塊。
8.用于控制動(dòng)力系溫度的方法，該動(dòng)力系包括變速器和發(fā)動(dòng)機(jī)，變速器具有變速器油，發(fā)動(dòng)機(jī)具有發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻劑，該方法包括建立一個(gè)預(yù)定的變速器油參考溫度；建立一個(gè)預(yù)定的發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻劑參考溫度；測(cè)量當(dāng)前的變速器油溫度；測(cè)量當(dāng)前的發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻劑溫度；通過從變速器油參考溫度中減去當(dāng)前的變速器油溫度來建立變速器油溫度差；通過從發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻劑參考溫度中減去當(dāng)前的發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻劑溫度來建立發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻劑溫度差；通過選擇所述變速器油溫度差和所述發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻劑溫度差的最小值來建立最小溫度差；基于所述所述最小溫度差，建立發(fā)動(dòng)機(jī)功率極限；和將發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出限制到所述發(fā)動(dòng)機(jī)功率極限，以從而限定所述動(dòng)力系溫度。
9.權(quán)利要求8的方法，其中所述限制發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出包括改變所述發(fā)動(dòng)機(jī)的燃料消耗。
10.權(quán)利要求8的方法，其中所述限制發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出包括改變所述發(fā)動(dòng)機(jī)的空氣吸入量。
11.權(quán)利要求8的方法，其中所述限制發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出包括調(diào)整所述發(fā)動(dòng)機(jī)的點(diǎn)火正時(shí)。
12.權(quán)利要求8的方法，其中所述建立發(fā)動(dòng)機(jī)功率極限包括與最小溫度差成比例地計(jì)算發(fā)動(dòng)機(jī)輸出極限。
13.權(quán)利要求8的方法，其中所述建立發(fā)動(dòng)機(jī)功率極限包括積分最小溫度差，以計(jì)算發(fā)動(dòng)機(jī)輸出極限。
14.權(quán)利要求8的方法，還包括通過串行通信數(shù)據(jù)鏈路，把所述發(fā)動(dòng)機(jī)功率極限從變速器控制模塊傳送到發(fā)動(dòng)機(jī)控制模塊。
15.用于控制動(dòng)力系溫度的方法，該動(dòng)力系包括變速器和發(fā)動(dòng)機(jī)，變速器具有變速器控制模塊和變速器油，發(fā)動(dòng)機(jī)具有發(fā)動(dòng)機(jī)控制模塊和發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻劑，該方法包括建立一個(gè)預(yù)定的變速器油參考溫度；建立一個(gè)預(yù)定的發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻劑參考溫度；測(cè)量當(dāng)前的變速器油溫度；測(cè)量當(dāng)前的發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻劑溫度；通過從變速器油參考溫度中減去當(dāng)前的變速器油溫度來建立變速器油溫度差；通過從發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻劑參考溫度中減去當(dāng)前的發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻劑溫度來建立發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻劑溫度差；通過選擇所述變速器油溫度差和所述發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻劑溫度差的最小值來在傳送控制模塊中建立最小溫度差；基于所述所述最小溫度差，建立發(fā)動(dòng)機(jī)功率極限；把所述發(fā)動(dòng)機(jī)功率極限從變速器控制模塊傳送到發(fā)動(dòng)機(jī)控制模塊；和將發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出限制到所述發(fā)動(dòng)機(jī)功率極限。
16.權(quán)利要求15的方法，其中所述限制發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出包括改變所述發(fā)動(dòng)機(jī)的燃料消耗。
17.權(quán)利要求15的方法，其中所述限制發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出包括改變所述發(fā)動(dòng)機(jī)的空氣吸入量。
18.權(quán)利要求15的方法，其中所述限制發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出包括調(diào)整所述發(fā)動(dòng)機(jī)的點(diǎn)火正時(shí)。
19.權(quán)利要求15的方法，其中所述建立發(fā)動(dòng)機(jī)功率極限包括與最小溫度差成比例地計(jì)算發(fā)動(dòng)機(jī)輸出極限。
20.權(quán)利要求15的方法，其中所述建立發(fā)動(dòng)機(jī)功率極限包括積分最小溫度差，以計(jì)算發(fā)動(dòng)機(jī)輸出極限。
全文摘要
本發(fā)明的方法適于控制變速器油的溫度。根據(jù)優(yōu)選實(shí)施例，除了或不管變速器油的溫度，可以控制發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻劑溫度。當(dāng)需要保證動(dòng)力系(發(fā)動(dòng)機(jī)和變速器)不要過熱時(shí)，為了保持變速器和/或發(fā)動(dòng)機(jī)的溫度，本發(fā)明優(yōu)選地被配置來限制發(fā)動(dòng)機(jī)的功率。
文檔編號(hào)F02D29/00GK1821627SQ20061000906
公開日2006年8月23日 申請(qǐng)日期2006年2月17日 優(yōu)先權(quán)日2005年2月17日
發(fā)明者E·M·埃查森, J·K·S·約翰遜, J·P·克雷瑟, J·E·舒爾茨, M·A·拉欣 申請(qǐng)人:通用汽車公司