專利名稱：用于控制發動機和/或變速器溫度的方法
技術領域：
本發明涉及到一種用于控制發動機和/或變速器溫度的方法。
背景技術：
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動機冷卻劑。因此，變速器油的溫度受發動機冷卻劑的溫度、發動機冷卻系統的容積以及發動機冷卻系統減少額外變速器熱負荷的能力的影響。同樣，發動機冷卻劑的溫度受變速器油的溫度、發動機冷卻系統的容積以及發動機冷卻系統減少額外變速器熱負荷的能力的影響。
期望減少超出利用給定的車輛發動機冷卻系統可能的溫度的變速器油的溫度和/或發動機冷卻劑的溫度。比如，適于減少散熱(即回流廢氣以減少氧化氮)的好幾個系統會產生額外的熱量。對這樣的系統，保持變速器油的溫度和/或發動機冷卻劑的溫度低于預定的范圍而不增加發動機冷卻系統的容量是有利的。
發明內容
本發明的方法適于控制變速器油的溫度。根據優選實施例，除了或不管變速器油的溫度，可以控制發動機冷卻劑的溫度。當需要保證動力系(發動機和變速器)不要過熱時，為了保持變速器和/或發動機的溫度，本發明優選被配置來限制發動機的功率。根據發動機的類型，減少發動機的功率優選地可以通過減少燃料注入量、減少發動機的空氣吸入量，或者調整點火正時(spark timing)來實現。
從下面對用于實現本發明的最佳模式的詳細描述中，并結合附圖，本發明的上述特征和優點以及其他特征和優點將是顯而易見的。
圖1是一個方框圖，描述了根據本發明的優選實施例的方法；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
本發明的方法優選地適于通過如必需則限制發動機的功率以避免過熱來控制車輛動力系的溫度。對本發明的目的來說，“動力系”被定義為包括車輛的發動機和變速器。可選地，本發明可以適于單獨控制車輛變速器的溫度或者發動機的溫度，如將在下文中詳細描述的那樣。減少發動機功率優選地通過改變發動機的燃料注入量和/或空氣吸入量來實現。不過，應該知道發動機功率的減少也可以通過調整點火時間來實現。
參照圖1，顯示了本發明的控制算法10。控制算法10優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的任何控制模塊中，只要該控制模塊有權存取元件溫度信息并有能力減少發動機扭矩和/或功率(即通過串行的數據通信鏈路)。控制算法10適于限制發動機的輸出以防止變速器過熱，如將在下文中詳細描述的那樣。
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見的)由TCM連續評估的步驟。在步驟12，建立了變速器油的溫度的預定的參考溫度。該變速器油參考溫度也許取決于應用而不同，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前的變速器油溫度，計算變速器油溫度差Δtrans。
根據本發明的優選實施例，下列步驟18-24是可選擇的但是可以實現。在步驟18，為發動機冷卻劑建立了預定的參考溫度。該發動機冷卻劑參考溫度也許取決于應用而不同，但是通常對特定的發動機來說表示其最大的允許溫度。在步驟20，測量當前的發動機冷卻劑溫度。在步驟22，通過從參考發動機冷卻劑溫度中減去當前的發動機冷卻劑溫度，計算發動機冷卻劑溫度差Δ發動機。
根據優選實施例，變速器溫度和發動機溫度都被控制，如上所述。不過，應該知道，根據可替代的實施例，可以僅控制變速器的溫度，步驟18-24不被執行，且一個最小溫度差Δmin(下文中將詳細描述)被設定為變速器油溫度差Δtrans。根據本發明的另一個可替代的實施例，可以僅控制發動機溫度，步驟12-16和24不被執行，且最小溫度差Δmin(下文中將詳細描述)被設定為發動機冷卻劑溫度差Δ發動機。
在步驟24，通過選擇Δtrans和Δ發動機的最小值來建立最小溫度差Δmin。在步驟26，該最小溫度差Δmin被轉換成一個發動機功率極限，如將在下文中詳細描述。在優選的實施例里，執行步驟28，以把步驟26的發動機功率極限轉換成扭矩極限。在步驟30，通過串行通信數據鏈路(未示出)，把在步驟28建立的發動機扭矩極限優選地從變速器控制模塊傳送到發動機控制模塊(ECM，未示出)。此外，在步驟30，ECM優選地將當前發動機扭矩限制成等于步驟28的發動機扭矩極限的值。
與適于把最小溫度差Δmin轉換成發動機功率極限的任何控制器結合執行步驟26。這樣的控制器的一個簡單的例子將是一個開環控制器，該開環控制器被配置來將發動機的輸出限制了預定量(例如20％)，只要最小溫度差Δmin低于預定閾值。該預定閾值優選的是一個極限或觸發器，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高于預定閾值)，則該開環控制因由此允許最大的發動機輸出，而當動力系開始過熱(即最小溫度差Δmin低于預定閾值)時，該開環控制將減小發動機的輸出。
參照圖2，顯示了本發明的一個優選的實施例。根據圖2所示的實施例，使用一個常規的閉環控制算法執行步驟26。該閉環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)，適于調整發動機功率極限的值以響應最小溫度差Δmin。
在圖2的步驟32，最小溫度差Δmin與比例增益Kp相乘，以產生比例控制項P。該比例增益Kp是可配置的，以適應不同的動力系系統，并對比例控制項P來說，其表示需要把Δmin轉換成發動機功率極限的乘法因數。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，以適應不同的動力系系統，并表示施加在Δmin上的乘法因數，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評估復位狀態，如將在下文中詳細描述。在步驟38，算法10建立復位值R。該復位值R通常是通過評估特定的車輛冷卻系統容量來建立的，并優選地表示相對于實際安裝的系統容量減少的發動機的輸出值，其被選擇以保證在假定最差的設計狀態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，以產生一個積分控制項I，如將在下文中詳細描述。在步驟42，比例控制項P被加入到積分控制項I，以產生輸出0。
其中算法10評估復位狀態的步驟36優選地通過復位積分控制項I來實現以防止積分器終止(wind-up)。正如熟悉本領域的技術人員所知道的那樣，對積分器來說，積分器終止是一個常見現象，并且必須被提出避免控制系統不準確。因此，在步驟36，如果最小溫度差Δmin比預定校準值小，且輸出0比復位值R大，那么算法10就把積分控制項I復位到復位值R。
步驟40的積分器被配置，以響應于來自步驟34-38輸入產生積分控制項I。更準確的說，如果步驟36的復位狀態被滿足，那么積分器就把積分控制項I設定為復位值R。如果步驟36的復位狀態不被滿足，積分器就優選地根據下列等式產生積分控制項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。也應該知道，當上述等式第一次運行時，It-1的值是不確定的，從而被設定為復位值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行，除非其中另有指示的。
雖然用來實現本發明的最好模式已經被詳細的描述了，但是那些熟悉本發明涉及的領域的人將認識到用于實行本發明的各種各樣的替代設計和實施例都在所附權利要求的范圍內。
權利要求
1.用于控制變速器油溫度的方法，其包括建立一個預定的變速器油參考溫度；測量當前的變速器油溫度；通過從變速器油參考溫度中減去當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，建立發動機功率極限；和將發動機的輸出限制到所述發動機功率極限，以從而限制所述變速器油溫度。
2.權利要求1的方法，其中所述限制發動機的輸出包括改變所述發動機的燃料消耗。
3.權利要求1的方法，其中所述限制發動機的輸出包括改變所述發動機的空氣吸入量。
4.權利要求1的方法，其中所述限制發動機的輸出包括調整所述發動機的點火正時。
5.權利要求1的方法，其中所述建立發動機功率極限包括與變速器油溫度差成比例地計算發動機輸出極限。
6.權利要求1的方法，其中所述建立發動機功率極限包括積分變速器油溫度差以計算發動機輸出極限。
7.權利要求1的方法，還包括通過串行通信數據鏈路，把所述發動機功率極限從第一控制模塊傳送到發動機控制模塊。
8.用于控制動力系溫度的方法，該動力系包括變速器和發動機，變速器具有變速器油，發動機具有發動機冷卻劑，該方法包括建立一個預定的變速器油參考溫度；建立一個預定的發動機冷卻劑參考溫度；測量當前的變速器油溫度；測量當前的發動機冷卻劑溫度；通過從變速器油參考溫度中減去當前的變速器油溫度來建立變速器油溫度差；通過從發動機冷卻劑參考溫度中減去當前的發動機冷卻劑溫度來建立發動機冷卻劑溫度差；通過選擇所述變速器油溫度差和所述發動機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，建立發動機功率極限；和將發動機的輸出限制到所述發動機功率極限，以從而限定所述動力系溫度。
9.權利要求8的方法，其中所述限制發動機的輸出包括改變所述發動機的燃料消耗。
10.權利要求8的方法，其中所述限制發動機的輸出包括改變所述發動機的空氣吸入量。
11.權利要求8的方法，其中所述限制發動機的輸出包括調整所述發動機的點火正時。
12.權利要求8的方法，其中所述建立發動機功率極限包括與最小溫度差成比例地計算發動機輸出極限。
13.權利要求8的方法，其中所述建立發動機功率極限包括積分最小溫度差，以計算發動機輸出極限。
14.權利要求8的方法，還包括通過串行通信數據鏈路，把所述發動機功率極限從變速器控制模塊傳送到發動機控制模塊。
15.用于控制動力系溫度的方法，該動力系包括變速器和發動機，變速器具有變速器控制模塊和變速器油，發動機具有發動機控制模塊和發動機冷卻劑，該方法包括建立一個預定的變速器油參考溫度；建立一個預定的發動機冷卻劑參考溫度；測量當前的變速器油溫度；測量當前的發動機冷卻劑溫度；通過從變速器油參考溫度中減去當前的變速器油溫度來建立變速器油溫度差；通過從發動機冷卻劑參考溫度中減去當前的發動機冷卻劑溫度來建立發動機冷卻劑溫度差；通過選擇所述變速器油溫度差和所述發動機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，建立發動機功率極限；把所述發動機功率極限從變速器控制模塊傳送到發動機控制模塊；和將發動機的輸出限制到所述發動機功率極限。
16.權利要求15的方法，其中所述限制發動機的輸出包括改變所述發動機的燃料消耗。
17.權利要求15的方法，其中所述限制發動機的輸出包括改變所述發動機的空氣吸入量。
18.權利要求15的方法，其中所述限制發動機的輸出包括調整所述發動機的點火正時。
19.權利要求15的方法，其中所述建立發動機功率極限包括與最小溫度差成比例地計算發動機輸出極限。
20.權利要求15的方法，其中所述建立發動機功率極限包括積分最小溫度差，以計算發動機輸出極限。
全文摘要
本發明的方法適于控制變速器油的溫度。根據優選實施例，除了或不管變速器油的溫度，可以控制發動機冷卻劑溫度。當需要保證動力系(發動機和變速器)不要過熱時，為了保持變速器和/或發動機的溫度，本發明優選地被配置來限制發動機的功率。
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 優先權日2005年2月17日
發明者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