专利名称：用于车辆传动系统的冷起动保护的方法
技术领域：
本发明涉及一种如在权利要求1的前序中阐述的、用于车辆传动系统的冷起动保护的方法。本发明还涉及一种用于车辆传动系统的冷起动保护的计算机程序和计算机程序产品。
背景技术：
已知配备有作为原动机的燃烧发动机和自动机械变速器(AMT)的车辆的冷起动以负面的方式影响发动机和AMT的硬件，这主要是由于当在低温环境时，车辆中的润滑剂的润滑性能降低。存在多种现有技术方案尝试减轻在冷起动期间降低的润滑剂润滑性能的负面效果。
一个实例是DE10325666，其中根据环境温度而限制换挡装置的性能和不同的变速命令。为了增加在变速期间的安全性，建议降低发动机输出扭矩。
另一实例在于，在本技术领域中已知的发动机通常配备有在冷起动期间暂时地限制最大容许发动机扭矩和/或发动机转速的功能。当这种发动机经由AMT或者其它自动变速器而被连接到车辆的驱动轮时，由于意外的、受到冷起动限制的发动机性能，这能够引起在冷起动期间的变速控制问题，例如齿轮振荡和/或齿轮悬挂。
本发明的目的在于降低在冷起动期间的负面的变速控制效果。
发明内容
根据本发明的方法是一种用于车辆传动系统的冷起动保护的方法。该车辆至少包括(具有，但是并不是必要地限于)发动机和自动
5变速器，其中，所述发动机经由所述自动变速器而被连接到车辆驱动轮从而在发动机和驱动轮之间实现不同的传动比，并且其中，如果温度低于一定的、低于所述发动机的正常工作温度的预定温度极限，则执行以下两个步骤中的至少一个步骤；
-由所述发动机产生的最大容许扭矩被限制为低于用于所述正常工作温度的最大容许发动机扭矩的第一预定扭矩值，或者
-最大容许发动机旋转速率被限制为低于用于所述正常工作温度的最大容许转速的第一预定转速值，
并且其中所述预定扭矩或者转速值限定适合于所述发动机和所述变速器中的至少一个的冷起动敏感性的、有限的传动系统工作范围。根据这种方法，只要所述温度低于所述预定温度极限，便通过使得变速控制适合于所述预定值中的至少一个而解决了如何在冷起动期间降低负面的变速控制效果的问题。
因此，根据本发明的方法具有的优点在于更好的冷起动变速控制，这产生了改进的总体传动系统性能。
在本发明的进一步的实施例中，排档选择和换挡转速适合于有限的传动系统工作范围。因此，关于升档和降档这两者的换挡点均能够适合于占优的发动机工作范围限制。
在随专利权利要求1之后的从属专利权利要求中给出了本发明另外的有利实施例。
将在下面参考附图更加详细地描述本发明，为了进行示例，所述附图示出与本发明有关的发动机工作范围冷起动限制的另外的优选实施例并且还示出技术背景，并且其中图1和2以图解方式示出两种发动机工作范围冷起动限制的发动机扭矩/发动机转速线图。图3示出根据本发明的一个实施例的设备500。
具体实施例方式
本发明被有利地应用于配备有作为推进单元的内燃机诸如例如煤氢驱动的发动机的车辆。通常，当发动机已经静止一会时，发动机的温度低于发动机的工作温度。工作温度是使得发动机的不同系统例如润滑系统最有效率地工作的温度。因此，发动机在低于工作温度的温度下的起动能够被视为冷起动。冷起动能够被定义成当温度低于一定的预定温度时发生，该温度能够低于所述工作温度几度，并且此时发动机的所述不同的系统足够有效地工作，所以磨损增加或者对发动机损坏的其它冷起动的风险最小。
优选地，发动机经由变速器而被连接到车辆的从动轮从而在发动机的转速和从动轮的转速之间实现不同的传动比。发动机和变速器能够被定义为车辆的传动系统。为了确定冷起动条件是否占优，能够经由用于测量温度的传感器而测量温度。所述传感器能够被布置成测量发动机的润滑系统中的润滑剂和/或发动机的冷却系统中的冷却介质的温度。在一个可替代实施例中，能够测量发动机和变速器中的温度。在进一步的实施例中，能够仅仅测量变速器中的温度以确定冷起动是否占优。当发动机已被起动时，温度将由于发动机中的燃料燃烧过程而增加。在依赖于所述占优条件的一定时间之后，传动系统中的温度将达到工作温度。
在包括AMT-类型的变速器的车辆传动系统中，变速控制单元基于一定的、测量出的和/或计算出的参数例如车辆速度、发动机速度、车辆速度的变化率、发动机速度的变化率、节流控制位置、节流控制位置的变化率、车辆制动系统的致动、当前采取的传动比等作出排档选择和变速决定。根据现有技术，这是已知的。当温度已经达到工作温度时，能够在最小的磨损下使用传动系统的整个性能范围。
根据一个实施例，车辆中的控制单元(例如发动机控制单元)能
7够被编程以测量所述温度是否低于预定的温度。如果该温度高于所述预定温度，则传动系统的整个性能范围可用于车辆推进。在另一方面，如果该温度低于所述预定温度，则控制单元被编程从而以此方式限制传动系统的性能，即，减轻当温度低于所述预定温度时的冷起动的效果，并且还根据本发明，只要所述温度低于所述预定温度极限，则变速控制单元被编程以使得变速控制是适合的。
图l示出一个线图(diagram)，其中发动机扭矩T在y轴线上并且发动机转速n在x轴线上。发动机的整个或者最大性能范围由曲线1限定，因此限制发动机的工作范围2。曲线1的形式是被以概略方式绘出的，但是在整体上至少基本上示出关于在本技术领域中已知的燃烧发动机的一种典型的扭矩/转速曲线。根据这个实施例，根据第一预定温度ta和第二预定温度tb，在两个阶段中限制传动系统的性能。如果发动机的工作温度是tw，则在这些温度之间的关系是
ta<tb<tw。
所述第二预定温度极限tb能够仅仅低于tw几度。如果在发动机起
动期间温度低于ta，则最大容许发动机转速被限制为nl并且最大容许发动机扭矩被限制为Tl。因此，限定了低于这两个值的发动机工作范
围。当温度已经增加到高于tj旦是低于tb的温度时，最大容许发动机
转速被限制为n2并且最大容许发动机扭矩被限制为T2。因此，当温度已经增加到在ta和tb之间的值时，允许由T2和n2限定的扩展的工作范围。与由曲线1限定的总体工作范围相比，还能够存在其中仅仅一个预定的温度极限限定仅仅一个更加有限的发动机工作范围的实施例。还能够存在多于两个的预定温度、因此限定几个容许发动机工作范围的实施例。还能够存在其中冷起动工作范围仅仅由最大容许旋转发动机速度限制的实施例，或者能够存在其中冷起动工作范围仅仅由最大容许发动机扭矩限制的实施例。
根据本发明的实施例，用于控制排档选择和换挡转速选择的变速
8控制单元根据如在以上所讨论的所述有限的发动机工作范围，即利用 有限的最大容许发动机转速和/或有限的最大容许发动机扭矩选择排档 和换挡速度。因此，当执行根据本发明的所述方法时，在冷起动期间 的排档选择和升档速度将是适合的并且不同于正常情形。变速控制适
合程度依赖于多少发动机性能是可用的。例如，在图1中根据Tl和nl 限制的发动机性能给出一种适合的变速控制，其中例如由于nl极限而 在比正常更低的转速下执行升档，或者由于nl和Tl极限而与正常相 比推迟升档。用于这样使得变速控制策略适合于一定的可用发动机性 能或者发动机工作范围的方法在本技术领域中是已知的。
在图2中，还在这里公开了限定如在图1中的总体发动机工作范 围的相应的曲线。另外地，公开了限定在例如发动机制动(副制动器， 能够例如是一种发动机压縮制动器)期间的最大容许负发动机扭矩和 用于负发动机扭矩的发动机工作范围的曲线3。这里，根据第一预定温 度tx和第二预定温度ty，在两个阶段中限制传动系统的性能。如果发动 机的工作温度是tw，则在这些温度之间的关系是-
如果在发动机起动期间温度低于tx，则根据第一预定曲线4限制 所述最大容许发动机转速和最大容许发动机扭矩。对于每一个预定的 最大容许发动机转速，存在一个关于最大容许发动机扭矩的值。因此， 限定了低于所述预定的第一曲线4的发动机工作范围，其中与通过图1 解释的实施例相比，最大容许扭矩和转速值被更加优化。当温度已经 增加到高于tx但是低于预定的第二温度ty的温度时，根据第二曲线5
限制最大容许发动机转速。因此，当温度已经增加到在^和ty之间的
值时，允许利用曲线5限定的扩展的工作范围。优选地，所述曲线4 和5被如此形成，使得更高的转速允许更低的扭矩，并且反之亦然。 因此，随着增加的转速，最大容许扭矩被连续地降低。这是由于，与 用于同一扭矩的更低的转速相比，当与更高的转速一起时，较高的发 动机扭矩通常更加破坏传动系统。根据在图2中公开的这个实施例，还能够存在关于相同的预定温度tx和ty的、关于最大容许负发动机扭
矩的两条曲线6和7。曲线6和7的形式对应于曲线4和5的形式，即 使这样，它们并不需要是曲线4和5的准确映象，因为在与正扭矩相 同的转速下的相应的负扭矩能够对于传动系统具有稍微不同的影响。
根据本发明的一个实施例， 一种用于控制排档选择和换挡转速选 择的变速控制单元根据在冷起动期间存在的、在图2中述及的有限的 发动机工作范围之一选择齿轮和换挡速度。因此，当执行根据本发明 的所述方法时，在冷起动期间的排档选择和换挡速度将是适合的并且 不同于通常情形。
在根据通过图2示出的本发明的实施例的一种变型中，在冷起动 期间仅仅能够限制正发动机扭矩，因此根据本发明，变速控制仅仅适 合于图2中的曲线4和/或5。在根据本发明的实施例的另一变型中， 变速控制能够仅仅适合于图2所示的负发动机扭矩曲线6和/或7。
在进一步的实施例中，在冷起动期间能够根据类似于图2的那一 条曲线的一条曲线或者多条曲线限制发动机扭矩，并且能够如在图1 中所示以相应的方式但是关于负扭矩地根据最大容许发动机转速和最 大容许发动机扭矩在冷起动期间限制负扭矩。并且根据本发明，关于 全部的上述有限的发动机工作范围，变速控制能够适合于占优的、受 到冷起动限制的发动机性能。因此，能够根据如在图2中述及的、所 述有限的发动机工作范围即利用有限的最大容许旋转发动机速度和/或 有限的最大容许发动机扭矩选择齿轮和换挡速度。当执行根据本发明 的所述方法时，排档选择和升档/降档速度将不同于正常情形。
如果传动比换挡是降档，则变速控制单元被编程以推迟降档，直 至在挂入所述低档时发动机旋转速率预期稍微低于所述最大容许冷起 动转速时的车辆状态发生。此外，如果传动比换挡是降档，则变速控 制单元能够被编程以选择在降档之后并且在当前车辆状态下给出稍微
10低于所述最大容许冷起动转速的发动机旋转速率的半低挡。
还能够存在利用仅仅一个或者多于两个的预定温度限制的根据图
2的工作范围，因此限定仅仅一个或者多于两个的容许发动机工作范 围，根据所述容许发动机工作范围，根据本发明的变速控制单元被编 程以使其自动地适合。
通过图1公开的实施例还能够被扩展成包括具有预定的温度极限 的负发动机扭矩和与之有关的最大容许发动机转速极限和负发动机扭 矩。
控制由发动机产生的扭矩和发动机转速是以已知的方式实现的， 例如能够经由燃料控制控制发动机扭矩和转速。这样的所述不同的发 动机控制在本技术领域中是已知的。
能够通过测试具体的传动系统配置提供不同的预定温度和与之有 关的旋转发动机速度和发动机扭矩。因此，不同的发动机型号和/或变 速器给出关于冷起动的的不同的优选极限从而以最好的可能方式降低 冷起动的负面效果。
在本发明的进一步实施例中，所述变速控制单元能够被编程，以 在一定的车辆状态下，撤销(overrule)占优的冷起动发动机工作范围
限制。例如，为了避免在陡峭的上坡中换挡期间可能的车辆停止，能 够通过允许发动机暂时地在整个(或者正常)可能的发动机工作范围 内工作而允许变速控制单元撤销占优的有限发动机工作范围限制。
所述变速器能够具有不同的类型，例如；无级变速器(CVT)、 阶梯齿轮变速器(step geared transmission)例如动力变换变速器(例如 双离合器变速器)、自动变速器或者自动机械变速器(AMT)，等等。关于不同的有限发动机工作范围的信息能够经由例如车辆中的控
制器局域网总线(can-bus)系统而被传输到变速控制单元。因此，能 够关于可用发动机性能连续地更新变速控制单元。
图3示出根据本发明的一个实施例的设备500，包括非易失存储器 520、处理器510和读写存储器560。存储器520具有第一存储器部分 530，在其中存储用于控制设备500的计算机程序。用于控制设备500 的、在存储器部分530中的计算机程序能够是一种操作系统。
设备500能够被封装在例如控制单元例如上述变速控制单元中。 数据处理单元510能够包括例如微型计算机。
存储器520还具有第二存储器部分540，在其中存储用于根据本发 明在冷起动期间控制变速器的程序。在可替代实施例中，用于在冷起 动期间控制变速器的程序被存储在独立的非易失数据存储介质550诸 如例如CD或者可交换半导体存储器中。能够以可执行形式或者在压縮 状态中存储所述程序。
当在下面陈述数据处理单元510运行具体的功能时，应该清楚， 数据处理单元510是在运行存储在存储器540中的程序的一个具体部 分或者在非易失记录介质550中存储的程序的一个具体部分。
数据处理单元510被定制以通过数据总线514与存储器550通信。 数据处理单元510还被定制以通过数据总线512与存储器520通信。 另外，数据处理单元510被定制以通过数据总线511与存储器560通 信。数据处理单元510还被定制以通过使用数据总线515而与数据端 口 5卯通信。
通过数据处理单元510运行在存储器540中存储的程序或者在非 易失记录介质550中存储的程序，根据本发明的方法能够由数据处理单元510执行。
不应该认为本发明受限于上述实施例，而是能够在以下专利权利 要求的范围内设想到多个进一步的变型和修改。
权利要求
1.一种用于车辆传动系统的冷起动保护的方法，所述车辆至少包括发动机和自动变速器，其中，所述发动机经由所述自动变速器连接到车辆驱动轮，从而在所述发动机和所述驱动轮之间实现不同的传动比，并且其中，如果温度低于一个比所述发动机的正常工作温度低的一定的预定温度极限，则执行以下两个步骤中的至少一个步骤；-由所述发动机产生的最大容许扭矩(1)被限制为低于用于所述正常工作温度的最大容许发动机扭矩的第一预定扭矩值(T1，T2，4，5，6，7)，或者-最大容许发动机旋转速率被限制为低于用于所述正常工作温度的最大容许转速的第一预定转速值(n1，n2，4，5，6，7)，并且其中所述预定扭矩或者转速值限定适合于所述发动机和所述变速器中的至少一个的冷起动敏感性的有限的传动系统工作范围，其特征在于，只要所述温度低于所述预定温度极限，则使得变速控制适合于所述预定值中的至少一个。
2. 根据前述权利要求所述的方法，其特征在于，排档选择和换挡转速适合于所述有限的传动系统工作范围。
3. 根据前述权利要求所述的方法，所述第一预定转速值和所述第一预定扭矩值均被用于冷起动保护并且它们的在关于所述发动机的扭矩/转速线图中的交叉一同对应于交叉点，其特征在于，在所述线图中的若干个交叉点对应于最大容许冷起动扭矩和最大容许冷起动转速的其它的预定值，并且所述若干个交叉点限定曲线(4， 5， 6， 7)，所述曲线限定适合于所述发动机和所述变速器中的至少一个的冷起动敏感性的有限的发动机工作范围。
4. 根据前述权利要求中一项所述的方法，其特征在于，最大容许冷起动扭矩的所述预定值是关于不同的发动机转速值的最大容许正发动机扭矩(Tl， T2， 4, 5)。
5. 根据权利要求1到3中一项所述的方法，其特征在于，最大容许冷起动扭矩的所述预定值是关于不同的发动机转速值的最大容许负发动机扭矩(6， 7)。
6. 根据前述权利要求中一项所述的方法，所述自动变速器是阶梯齿轮变速器，其特征在于，所述排档选择在被执行时是升档或者降档。
7. 根据前述权利要求所述的方法，其特征在于，当所述传动比换挡是到低档的降档时，降档被推迟，直至以下车辆状态发生在挂入所述低档时发动机旋转速率预期稍微低于所述最大容许冷起动转速。
8. 根据权利要求6所述的方法，其特征在于，当所述传动比换挡是降档时，选择一个半低档，该半低档在降档之后和在当前车辆状态下给出的发动机旋转速率稍微低于所述最大容许冷起动转速。
9. 根据权利要求3所述的方法，其特征在于，最大容许冷起动扭矩值越高，则最大容许冷起动转速值越低。
10. 根据前述权利要求中一项所述的方法，其特征在于，所述温度是所述发动机中的润滑剂的温度。
11. 根据权利要求1到9中一项所述的方法，其特征在于，所述温度是所述发动机中的冷却介质的温度。
12. 根据前述权利要求中的一项所述的方法，其特征在于，在一定车辆状态下，所述冷起动发动机工作范围限制被暂时撤销从而确保车辆前进。
13. —种计算机程序，包括当在计算机上执行所述计算机程序时 用于执行根据权利要求1的方法的程序代码。
14. 一种计算机程序产品，包括在计算机可读介质上存储的程序 代码，所述程序代码用于当在计算机上执行所述计算机程序时执行根 据权利要求1的方法。
15. —种能够被直接地加载到计算机中的内部存储器中的计算机 程序产品，所述计算机程序产品包括计算机程序，用于当在计算机上 执行所述计算机程序产品上的所述计算机程序时执行根据权利要求1 的方法。
全文摘要
一种用于车辆传动系统的冷起动保护的方法。如果温度低于一定的、低于发动机的正常工作温度的预定温度极限，则最大容许发动机扭矩和/或最大容许发动机旋转速率受到限制(T1，n1，T2，n2，4，5，6，7)以限定适合于所述发动机和所述变速器中的至少一个的冷起动敏感性的有限的传动系统工作范围。变速控制自动地适合于占优的有限发动机工作范围。
文档编号F16H59/78GK101652585SQ200780052720
公开日2010年2月17日 申请日期2007年4月23日 优先权日2007年4月23日
发明者埃里卡·雅各布松, 安德斯·林格伦, 彼得·滕普林, 斯万特·卡尔松 申请人:沃尔沃拉斯特瓦格纳公司