專利名稱：用于控制發(fā)動機(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)動機(jī)和/或變速器溫度的方法。
背景技術(shù)：
針對配備扭矩變換器的自動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)動機(jī)冷卻劑。因此，變速器油的溫度受發(fā)動機(jī)冷卻劑的溫度、發(fā)動機(jī)冷卻系統(tǒng)的容積以及發(fā)動機(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)動機(jī)冷卻劑的溫度受變速器油的溫度、發(fā)動機(jī)冷卻系統(tǒng)的容積以及發(fā)動機(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)的好幾個系統(tǒng)會產(chǎn)生額外的熱量。對這樣的系統(tǒng)，保持變速器油的溫度和/或發(fā)動機(jī)冷卻劑的溫度低于預(yù)定的范圍而不增加發(fā)動機(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)選實施例，除了或不管變速器油的溫度，可以控制發(fā)動機(jī)冷卻劑的溫度。當(dāng)需要保證動力系(發(fā)動機(jī)和變速器)不要過熱時，為了保持變速器和/或發(fā)動機(jī)的溫度，本發(fā)明優(yōu)選被配置來限制發(fā)動機(jī)的功率。根據(jù)發(fā)動機(jī)的類型，減少發(fā)動機(jī)的功率優(yōu)選地可以通過減少燃料注入量、減少發(fā)動機(jī)的空氣吸入量，或者調(diào)整點(diǎn)火正時(spark timing)來實現(xiàn)。
從下面對用于實現(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是一個方框圖，描述了根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實施例的方法；和圖2是一個方框圖，描述了圖1所示方法的一部分。
具體實施例方式
本發(fā)明的方法優(yōu)選地適于通過如必需則限制發(fā)動機(jī)的功率以避免過熱來控制車輛動力系的溫度。對本發(fā)明的目的來說，“動力系”被定義為包括車輛的發(fā)動機(jī)和變速器?？蛇x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)動機(jī)的溫度，如將在下文中詳細(xì)描述的那樣。減少發(fā)動機(jī)功率優(yōu)選地通過改變發(fā)動機(jī)的燃料注入量和/或空氣吸入量來實現(xiàn)。不過，應(yīng)該知道發(fā)動機(jī)功率的減少也可以通過調(diào)整點(diǎn)火時間來實現(xiàn)。
參照圖1，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)動機(jī)扭矩和/或功率(即通過串行的數(shù)據(jù)通信鏈路)。控制算法10適于限制發(fā)動機(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間間隔Δt(在優(yōu)選的實施例里，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，但是通常對特定的變速器來說表示其最大的允許溫度。在步驟14，測量當(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，計算變速器油溫度差Δtrans。
根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實施例，下列步驟18-24是可選擇的但是可以實現(xiàn)。在步驟18，為發(fā)動機(jī)冷卻劑建立了預(yù)定的參考溫度。該發(fā)動機(jī)冷卻劑參考溫度也許取決于應(yīng)用而不同，但是通常對特定的發(fā)動機(jī)來說表示其最大的允許溫度。在步驟20，測量當(dāng)前的發(fā)動機(jī)冷卻劑溫度。在步驟22，通過從參考發(fā)動機(jī)冷卻劑溫度中減去當(dāng)前的發(fā)動機(jī)冷卻劑溫度，計算發(fā)動機(jī)冷卻劑溫度差Δ發(fā)動機(jī)。
根據(jù)優(yōu)選實施例，變速器溫度和發(fā)動機(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)明的另一個可替代的實施例，可以僅控制發(fā)動機(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)動機(jī)冷卻劑溫度差Δ發(fā)動機(jī)。
在步驟24，通過選擇Δtrans和Δ發(fā)動機(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)換成一個發(fā)動機(jī)功率極限，如將在下文中詳細(xì)描述。在優(yōu)選的實施例里，執(zhí)行步驟28，以把步驟26的發(fā)動機(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)動機(jī)扭矩極限優(yōu)選地從變速器控制模塊傳送到發(fā)動機(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)動機(jī)扭矩限制成等于步驟28的發(fā)動機(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簡單的例子將是一個開環(huán)控制器，該開環(huán)控制器被配置來將發(fā)動機(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)選的是一個極限或觸發(fā)器，其指示動力系需要被冷卻。如果動力系沒有處于過熱的危險(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)動機(jī)輸出，而當(dāng)動力系開始過熱(即最小溫度差Δmin低于預(yù)定閾值)時，該開環(huán)控制將減小發(fā)動機(jī)的輸出。
參照圖2，顯示了本發(fā)明的一個優(yōu)選的實施例。根據(jù)圖2所示的實施例，使用一個常規(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控制器，其具有比例和積分控制項(PI控制器)，適于調(diào)整發(fā)動機(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P。該比例增益Kp是可配置的，以適應(yīng)不同的動力系系統(tǒng)，并對比例控制項P來說，其表示需要把Δmin轉(zhuǎn)換成發(fā)動機(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I。在步驟36，算法10評估復(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)選地表示相對于實際安裝的系統(tǒng)容量減少的發(fā)動機(jī)的輸出值，其被選擇以保證在假定最差的設(shè)計狀態(tài)下車輛動力系不過熱。在步驟40，一個積分器被施加輸入，這些輸入來自步驟34-38，以產(chǎn)生一個積分控制項I，如將在下文中詳細(xì)描述。在步驟42，比例控制項P被加入到積分控制項I，以產(chǎn)生輸出0。
其中算法10評估復(fù)位狀態(tài)的步驟36優(yōu)選地通過復(fù)位積分控制項I來實現(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，對積分器來說，積分器終止是一個常見現(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IIt＝Ki×Δmin+It-1其中It是t時刻處的積分控制項的值，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算的積分控制項的先前值。也應(yīng)該知道，當(dāng)上述等式第一次運(yùn)行時，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)識到用于實行本發(fā)明的各種各樣的替代設(shè)計和實施例都在所附權(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，其包括建立一個預(yù)定的變速器油參考溫度；測量當(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)動機(jī)功率極限；和將發(fā)動機(jī)的輸出限制到所述發(fā)動機(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)動機(jī)的輸出包括改變所述發(fā)動機(jī)的燃料消耗。
3.權(quán)利要求1的方法，其中所述限制發(fā)動機(jī)的輸出包括改變所述發(fā)動機(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)動機(jī)的輸出包括調(diào)整所述發(fā)動機(jī)的點(diǎn)火正時。
5.權(quán)利要求1的方法，其中所述建立發(fā)動機(jī)功率極限包括與變速器油溫度差成比例地計算發(fā)動機(jī)輸出極限。
6.權(quán)利要求1的方法，其中所述建立發(fā)動機(jī)功率極限包括積分變速器油溫度差以計算發(fā)動機(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)動機(jī)功率極限從第一控制模塊傳送到發(fā)動機(jī)控制模塊。
8.用于控制動力系溫度的方法，該動力系包括變速器和發(fā)動機(jī)，變速器具有變速器油，發(fā)動機(jī)具有發(fā)動機(jī)冷卻劑，該方法包括建立一個預(yù)定的變速器油參考溫度；建立一個預(yù)定的發(fā)動機(jī)冷卻劑參考溫度；測量當(dāng)前的變速器油溫度；測量當(dāng)前的發(fā)動機(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)動機(jī)冷卻劑參考溫度中減去當(dāng)前的發(fā)動機(jī)冷卻劑溫度來建立發(fā)動機(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)動機(jī)功率極限；和將發(fā)動機(jī)的輸出限制到所述發(fā)動機(jī)功率極限，以從而限定所述動力系溫度。
9.權(quán)利要求8的方法，其中所述限制發(fā)動機(jī)的輸出包括改變所述發(fā)動機(jī)的燃料消耗。
10.權(quán)利要求8的方法，其中所述限制發(fā)動機(jī)的輸出包括改變所述發(fā)動機(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)動機(jī)的輸出包括調(diào)整所述發(fā)動機(jī)的點(diǎn)火正時。
12.權(quán)利要求8的方法，其中所述建立發(fā)動機(jī)功率極限包括與最小溫度差成比例地計算發(fā)動機(jī)輸出極限。
13.權(quán)利要求8的方法，其中所述建立發(fā)動機(jī)功率極限包括積分最小溫度差，以計算發(fā)動機(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)動機(jī)功率極限從變速器控制模塊傳送到發(fā)動機(jī)控制模塊。
15.用于控制動力系溫度的方法，該動力系包括變速器和發(fā)動機(jī)，變速器具有變速器控制模塊和變速器油，發(fā)動機(jī)具有發(fā)動機(jī)控制模塊和發(fā)動機(jī)冷卻劑，該方法包括建立一個預(yù)定的變速器油參考溫度；建立一個預(yù)定的發(fā)動機(jī)冷卻劑參考溫度；測量當(dāng)前的變速器油溫度；測量當(dāng)前的發(fā)動機(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)動機(jī)冷卻劑參考溫度中減去當(dāng)前的發(fā)動機(jī)冷卻劑溫度來建立發(fā)動機(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)動機(jī)功率極限；把所述發(fā)動機(jī)功率極限從變速器控制模塊傳送到發(fā)動機(jī)控制模塊；和將發(fā)動機(jī)的輸出限制到所述發(fā)動機(jī)功率極限。
16.權(quán)利要求15的方法，其中所述限制發(fā)動機(jī)的輸出包括改變所述發(fā)動機(jī)的燃料消耗。
17.權(quán)利要求15的方法，其中所述限制發(fā)動機(jī)的輸出包括改變所述發(fā)動機(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)動機(jī)的輸出包括調(diào)整所述發(fā)動機(jī)的點(diǎn)火正時。
19.權(quán)利要求15的方法，其中所述建立發(fā)動機(jī)功率極限包括與最小溫度差成比例地計算發(fā)動機(jī)輸出極限。
20.權(quán)利要求15的方法，其中所述建立發(fā)動機(jī)功率極限包括積分最小溫度差，以計算發(fā)動機(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)選實施例，除了或不管變速器油的溫度，可以控制發(fā)動機(jī)冷卻劑溫度。當(dāng)需要保證動力系(發(fā)動機(jī)和變速器)不要過熱時，為了保持變速器和/或發(fā)動機(jī)的溫度，本發(fā)明優(yōu)選地被配置來限制發(fā)動機(jī)的功率。
文檔編號F02D29/00GK1821627SQ20061000906
公開日2006年8月23日 申請日期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 申請人:通用汽車公司