用于控制发动机自动停机/启动的液压蓄压器温度估算.pdf

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摘要
申请专利号:

CN201410279892.3

申请日:

2014.06.20

公开号:

CN104235118A

公开日:

2014.12.24

当前法律状态:

实审

有效性:

审中

法律详情:

实质审查的生效IPC(主分类):F15B 19/00申请日:20140620|||公开

IPC分类号:

F15B19/00

主分类号:

F15B19/00

申请人:

通用汽车环球科技运作有限责任公司

发明人:

P.G.奥塔内兹

地址:

美国密歇根州

优先权:

2013.06.20 US 13/922,511

专利代理机构:

北京市柳沈律师事务所 11105

代理人:

葛青

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内容摘要

阻止发动机自动停机的方法,包括对液压蓄压器中的一定体积的流体温度进行估算。液压蓄压器与流体驱动的扭矩传递装置选择性地流体连通。扭矩传递装置联接到内燃发动机,并配置为将扭矩选择性地从发动机传递到车轮。该方法进一步包括将估算的流体温度与一温度范围进行比较,如果估算的流体温度在所述温度范围之外,则阻止内燃发动机自动停机。

权利要求书

权利要求书
1.  一种阻止发动机自动停机的方法,包括:
估算液压蓄压器中的一定体积的流体的温度,其中液压蓄压器与联接到内燃发动机的流体驱动扭矩传递装置选择性地流体连通;
将估算的流体温度与一温度范围进行比较,和
如果估算的温度在所述温度范围之外,则阻止内燃发动机自动停机。

2.  如权利要求1所述的方法,其中估算所述一定体积的流体的温度包括:
计算由从所述一定体积的流体向周围环境进行热传递所导致的、所述一定体积流体的第一温度变化。

3.  如权利要求2所述的方法,进一步包括从液压回路将流体引入到所述一定体积的流体中;和
其中估算所述一定体积流体的温度还包括,计算由与被引入的流体混合所导致的、所述一定体积流体的第二温度变化。

4.  如权利要求1所述的方法,进一步包括,如果估算的流体温度在所述温度范围之外,则排出液压蓄压器中的所述一定体积的流体。

5.  一种车辆,包括:
内燃发动机,配置为燃烧燃料以提供机械旋转输出,且如果车辆的运动被制动装置阻止,则自动停止燃烧所述燃料;
变速器,与内燃发动机联接,且包括流体驱动扭矩传递装置,该流体驱动扭矩传递装置配置为将内燃发动机的旋转输出选择性地传递到车轮;
液压控制系统,与扭矩传递装置流体连通,该液压控制系统包括与流体槽以及液压蓄压器流体连通的流体回路,其中,液压蓄压器配置为选择性地保持一定体积的流体;
控制模块,与液压控制系统和内燃发动机通信,该控制模块配置为:
估算液压蓄压器中一定体积的流体的温度;
将估算的流体温度与一温度范围进行比较;
如果估算的温度在所述温度范围之外,则阻止内燃发动机自动停机。

6.  如权利要求5所述的车辆,其中,控制模块配置为,通过计算由从一定体积的流体向周围环境进行热传递所导致的、一定体积流体的第一温度 变化,估算流体温度的变化。

7.  如权利要求6述的车辆,其中,流体配置为从流体回路流入液压蓄压器并与所述一定体积的流体混合;且
其中,控制模块配置为,通过计算由于与被引入的流体混合所导致的一定体积的流体中的温度第二变化,估算所述一定体积流体的温度。

8.  如权利要求5所述的车辆,其中,控制模块配置为,如果估算的流体温度在所述温度范围之外,则排出液压蓄压器中的所述一定体积的流体。

9.  如权利要求5所述的车辆,进一步包括温度传感器,其布置在流体槽中,且配置为监测流体槽中流体的温度。

10.  一种车辆,包括:
内燃发动机,配置为燃烧燃料以提供机械旋转输出,且如果车辆运动被制动装置阻止,则自动停止燃烧所述燃料;
变速器,与内燃发动机联接,并包括配置为将内燃发动机的旋转输出选择性地传递到车轮的流体驱动扭矩传递装置;
液压控制系统,与所述扭矩传递装置流体连通,该液压控制系统包括与流体槽以及液压蓄压器流体连通的流体回路,其中,液压蓄压器配置为选择性地保持一部分流体;
控制模块,与液压控制系统和内燃发动机通信,该控制模块配置为:
维持液压蓄压器中所述一定体积流体的温度的估算值;
使用所述一定体积流体温度的估算值、环境温度以及流体槽中流体的温度,估算液压蓄压器中所述一定体积流体温度的变化;
通过估算的温度变化,更新所述一定体积流体的温度的估算值;
将更新后的估算的流体温度与一温度范围进行比较;和
如果估算的流体温度在所述温度范围之外,则阻止内燃发动机自动停机。

说明书

说明书用于控制发动机自动停机/启动的液压蓄压器温度估算
技术领域
本发明涉及一种估算液压蓄压器中流体温度的方法,更具体的,涉及使用该估算来控制发动机自动停机/启动的方法。
背景技术
典型的自动变速器包括液压控制系统,其可以用来流体地接合一个或多个离合器、制动器或其他扭矩传递装置。该液压控制系统可包括一个或多个流体泵以及一个或多个电动阀,所述流体泵和电动阀可协作以选择性地将例如油的加压流体通过流体回路提供至一个或多个流体驱动的扭矩传递装置。一个或多个流体泵可通过机动车辆的发动机或车载电源选择性地驱动,以对液压流体进行加压。
为了提高机动车辆的燃料经济性,希望让发动机在特定情况下停机,比如在遇到红灯停下或怠速时。然而,在这样的自动停机期间,发动机驱动的泵会不再由发动机驱动。因此,液压控制系统中的液压油压力会下降,这转而会导致变速器中的离合器和/或制动器完全脱开。当发动机再次启动时,变速器中的这些离合器和/或制动器会需要时间重新接合,导致加速器踏板的接合或制动器的释放与机动车辆的运动之间的延误(slippage)和/或延迟。
发明内容
阻止发动机自动停机的方法包括,对液压蓄压器中的流体温度进行估算,所述液压蓄压器与流体驱动的扭矩传递装置流体连通。扭矩传递装置联接到内燃发动机,且配置为将扭矩选择性地从发动机传递到车轮。该方法可以进一步包括将估算到的流体温度与一温度范围进行比较,如果估算的流体温度在所述温度范围之外,则阻止内燃发动机自动停机。
在一种配置中,估算一定体积的流体温度包括计算由所述一定体积流体向周围环境热传递所导致的流体第一温度变化。同时,流体可从液压回路被引入到所述一定体积的流体。在这种情形之下,估算所述一定体积流体的温 度可进一步包括计算由流体与被引入的流体混合所导致的所述一定体积流体的第二温度变化。
如果估算的流体温度在所述温度范围之外,则液压蓄压器中的流体可被排出,以与液压回路中的流体混合。
相似地,车辆包括内燃发动机、变速器、液压控制系统和控制模块。内燃发动机可配置为燃烧燃料,以提供机械旋转输出,且可在车辆的运动被制动装置阻止时自动停止燃烧燃料。变速器与内燃发动机联接,且可包括配置为将内燃发动机的旋转输出选择性地传递到车轮的流体驱动扭矩传递装置。液压控制系统可与扭矩传递装置流体连通,且可包括与流体槽流体以及液压蓄压器连通的流体回路。液压蓄压器配置为选择性地保持一定体积的流体,并选择性地将其排出到流体回路中。
控制模块与液压控制系统和内燃发动机通信,该控制模块配置为:维持液压蓄压器中一定体积流体的温度的估算值(estimate);使用一定体积流体温度的估算值、环境温度以及流体槽中流体的温度,估算液压蓄压器中一定体积流体温度的变化;通过估算的温度变化,更新一定体积流体温度的估算值;将更新后的估算的流体温度与一温度范围进行比较;如果估算的流体温度在预定的温度范围之外,则阻止内燃发动机自动停机。
优选地,控制模块配置为,通过计算由于从所述一定体积流体向周围环境进行热传递导致的、所述一定体积流体的第一温度变化,估算所述一定体积流体温度的变化。
优选地,流体配置为从流体槽流入液压蓄压器并与所述一定体积流体混合;且
优选地,控制模块配置为,通过计算由流体与被引入的流体混合所导致的、所述一定体积流体的第二温度变化,估算所述一定体积流体温度。
优选地,控制模块配置为,如果更新的流体温度的估算值低于所述温度范围,则排出液压蓄压器中的所述一定体积的流体。
优选地,所述车辆进一步包括温度传感器,其布置在流体槽中,且配置为监测流体槽中流体的温度。
在下文结合附图进行的对实施本发明的较佳模式做出的详尽描述中能容易地理解上述的本发明的特征和优点以及其他的特征和优点。
附图说明
图1是车辆发动机、变速器和液压控制系统的示意图;
图2A是液压蓄压器存储液压油时的示意图;
图2B是液压蓄压器排出液压油时的示意图;
图2C是液压蓄压器接收液压油时的示意图;
图3是流程图,显示了一种估算液压蓄压器中流体温度的方法;
图4是流程图,显示了一种使用液压蓄压器中流体温度估算值来阻止内燃发动机自动停机的方法。
具体实施方式
参见附图,其中相同的附图标记在几幅图中用来识别相同或相似的部件,图1示意性地展示了车辆10,其包括内燃发动机12,所述内燃发动机与变速器14有功率流动地连通,还包括驱动轮16。内燃发动机12、变速器14和驱动轮16可协作,以为车辆10提供原动力。内燃发动机12可以是火花点火式汽油发动机、压燃式柴油发动机,和/或可以配置为通过燃烧一种或多种其他挥发性成分/燃料来运行,所述挥发性燃料比如酒精、乙醇、甲醇、生物燃料或任何本领域已知燃料。内燃发动机12可包括启动装置18或联接到所述启动装置18,所述启动装置可机械地旋转曲轴,以开始循环发动机12。启动装置18可包括流体动力设备,例如液力耦合器或变矩器、湿式双离合器、和/或电马达。
在一种配置中,变速器14可以是多档位自动变速器,其可以选择性地将扭矩从变速器14的输入轴20传递到变速器14的输出轴22。在一些配置中,变速器14可包括一个或多个电马达,其能够将发动机12产生的扭矩增强;作为替代,或另外地,变速器可以是例如双离合变速器或无级变速器。
变速器14可包括一个或多个流体驱动的扭矩传递装置24,用来选择性地以希望的传输比联接输入轴20和输出轴22。这种扭矩传递装置24可包括一个或多个离合器或制动器,当加压流体被提供至与装置24相关联的应用容腔时,这些离合器与制动器可以选择性地接合或脱开。变速器14可以进一步包括多个齿轮组,每个齿轮组分别包括一个或多个单个的齿轮和/或行星齿轮组。
车辆10可进一步包括控制模块30,例如发动机控制模块(ECM)、变 速器控制模块(TCM),和/或混合动力控制模块(HCM),其可用来控制发动机12、变速器14和/或与发动机12和变速器14相关的液压控制系统32的运行行为。控制模块30可体现为一台或多台数字计算机或数据处理装置,拥有一个或多个微控制器或中央处理单元(CPU)、只读存储器(ROM)、随机存取存储器(RAM)、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)、高速时钟、模数(A/D)电路、数模(D/A)电路、输入/输出(I/O)电路和/或信号调节与缓冲电子器件。控制模块30可被配置用来自动运行一个或多个控制/处理进程,这些进程可体现为与控制模块30相关的软件或固件。
液压控制系统32可操作为选择性地接合变速器14的一个或多个流体驱动扭矩传递装置24,且可包括,例如,与发动机12相关的流体泵34,一个或多个电驱动控制阀36、38、40,一个或多个止回阀42、44,以及蓄压器46。
在一种配置中,流体泵34可被发动机12的旋转构件50机械地驱动,且可操作为选择性地将液压流体52从槽54中运送到与液压控制系统32相关的流体导管56。槽54通常用作流体储存器,多余的液压流体52在不工作时可被储存在其中。当泵34不工作时,第一止回阀42可阻止加压液压流体回流到泵34中。在其他配置中,电驱动的流体泵可类似的被使用。
第一控制阀36可根据控制模块30的指令,选择性地控制液压流体52从液压控制系统32向流体驱动扭矩传递装置24的流动。类似的,可选的第二控制阀38可选择性地控制液压流体52从流体驱动扭矩传递装置24向槽54的流动。
蓄压器46作为能量储存装置运作,其通过外部源而将不可压的液压流体52维持在一定压力下。在所给的例子中,蓄压器46是弹簧型或气体填充型的蓄压器,其具有为压缩蓄压器46中的液压流体52提供压缩力的弹簧或压缩气体。然而,应意识到,蓄压器46还可以具有其他形式,例如充气式,而不脱离本发明。相应的,当需要立即的填充(charge)时,蓄压器46可以操作为将加压液压流体52送回至主流体导管56中去。第一止回阀42可配置为将蓄压器提供的填充仅仅局限在流体回路中,并可以阻止加压的液压流体52流回到泵34。因此,经填充(充满流体)的蓄压器46可有效地取代或增强作为加压液压流体52的源头的泵34,由此消除对泵34连续运转的需求,和/或消除对适应快速离合器填充的过大体积泵的需求。
在一种配置中,蓄压器46可通过平行布置的第三控制阀40和第二止回阀44而与液压控制系统32的其余部分流体连通。在其他配置中,第二止回阀44可被省略。
一旦车辆10怠速/闲置,蓄压器46可以使得车辆能够自动停止,且一旦随后检测到加速和/或重启信号则让车辆立即重新启动(称为“自动停止/启动”)。有利的是,由于无需仅为了保持发动机空转而耗费燃料,自动停止/启动可提高燃料的经济性。这种情况下,在自动启动事件中,蓄压器46用来为一个或多个扭矩传递装置24提供流体压力,直到发动机12和机械驱动的流体泵34能到达足以维持所需流体压力的速度。
在此情形下,驾驶员一松开制动器以退出自动停止/启动,蓄压器46就负责迅速填充一个或多个扭矩传递装置24(因为泵34或已经“关机”或运行在低速度)。在其他配置中,自动停止/启动可根据其他车辆事件/情况而退出,比如,低电量、变速器流体温度过高或过低、环境气体温度过高或过低、检测到车辆系统故障或其他这样的事件/情况。一旦发动机12和泵34被允许下滑(spool)到最低运行速度,则液压力主要由流体泵34提供。然而如果蓄压器46中的流体压力不足以引起这样的初始性离合器啮合,那么控制模块30可配置为不允许发动机12在怠速条件下关机。换种说法,蓄压器46只有当充分地填充时,才允许自动停止/启动事件。这种保护措施用来保证离合器的使用寿命,同时为驾驶员提供平稳的重新启动。如果蓄压器能量不足以完全加压离合器,该离合器可能过度打滑,这可导致发动机闪燃、离合器应用困难或加速离合器磨损(降低离合器使用寿命)。
液压流体52的温度可对流体52的粘度有直接的影响,进而影响蓄压器46可填充一个或多个扭矩传递装置24的速度。例如,如果液压流体52格外冷(例如-20摄氏度),则填充离合器应用容腔所花费的时间是当流体52在更高温度下(例如20摄氏度)的2到4倍。
在一种配置中,车辆10可在槽54或靠近槽54处包括温度传感器70,以对工作中的液压流体52的温度进行测量。这种传感器可以是多功能传感器,其可包括在车辆10中,来监测超温情况。不幸的是,蓄压器46中的流体可能会被容纳长时间而不与槽54中的流体52混合。因此,槽54的温度可能不总是准确反映蓄压器46中流体的温度。温度差别还可能归因于蓄压器46的物理位置,所述蓄压器可位于或不位于变速器中。尽管如此,都希 望蓄压器中流体温度的可用估算,以准确调整系统行为。
在一种配置中,控制模块30可以使用槽中流体的感测温度并结合蓄压器的填充行为,以维持蓄压器46中流体的温度的连续估算值(running estimate)。如果蓄压器中的流体温度在可接受的温度范围之外,则控制模块30可采取一定的补救措施来避免自动停止/启动过程中的任何不希望的反应。
图2A、图2B和图2C示意性地展示了蓄压器流体模型80,其可被控制模块30用来维持对蓄压器46中流体温度的估算值。如图所示,蓄压器流体模型80可限定有三个状态:流体储存(图2A)、流体释放(图2B)、流体接收(图2C)。
在流体储存过程中(图2A),可以假定蓄压器46中流体具有总体积V(例如,流体60的总体积),且在整个体积V内是均匀的。在流体储存过程中,唯一的热传递可以是向外界环境的热量散失,大致如箭头82所示。这样的热量散失82可造成流体温度变化,所述温度变化可以是流体体积V、流体温度Tf、外界环境温度Ta(环境温度)以及其周围的任何绝缘物体和材料表面温度的函数。
在流体释放过程中(图2B),会有持续与外界环境的热交换(箭头82),同时流体体积V也会减少。如此,流体温度会加速变化。
最后,在流体填入过程中(图2C),初始温度(T1)下的剩余流体体积84(V1)会和第二温度(T2)下的新流体体积86(V2)混合。总蓄压器体积(V)可以因此是剩余体积84和接收体积86的总和(即V=V1+V2)。相应的,新的流体温度Tf(在两种流体混合之后)可以表示为:
Tf=V1V1+V2T1+V2V1+V2T2]]>
新流体86体积(V2)的温度T2可以通过位于槽54中或靠近槽54的温度传感器70测得。另外,新接收流体86的体积(V2)可以通过蓄压器中的流量传感器和压力传感器测得,或通过系统的模型估算。例如,通过监测蓄压器填充/释放的发生,结合管线压力、蓄压器最大体积和/或蓄压器最大压力,控制模块30能够推断流向蓄压器46/从蓄压器46流出的总流量。在另一种配置中,新流体86的体积(V2)可以使用与蓄压器46流体连通的压力传感器估算。压力传感器可以监测蓄压器46在填充前后的压力,并根据压 力变化确定合理的体积变化。
如图3中示意性地图示的,使用上述蓄压器流体模型80,同时结合工作流体温度(例如槽54中测得的TS)、环境温度(例如使用环境温度传感器或发动机12进气系统中的温度传感器测得的温度Ta)以及流进/流出蓄压器的流量(即体积变化ΔV),控制模块30可以估算出流体温度的变化(ΔTf),该变化可被增加到之前估算的温度(Tf k-1-通过单位延迟块1/z得到),以估算蓄压器中剩余流体的更新的温度(Tf)。如可理解的,如果没有任何流体流入,随着时间的推移,Tf会向着环境温度Ta衰变。由于温度衰变的非线性性质和填入体积的变化,上述方程可根据系统物理参数被事先计算,并存储在查询表中用于快速访问。另外,控制模块可配置为使用解析公式或一个或多个本领域内熟知的线性近似方法来近似流体温度。
图4示意性图示了控制方法100,该方法可以根据维持的蓄压器流体温度Tf来调节车辆10的运行。更具体地,如果流体温度Tf在预定范围之外,控制方法100可以用来选择性地阻止发动机自动停机并采取一定的补救措施。控制方法100可以通过控制模块30来执行,并通过软件或固件来实现。
如图所示,控制方法100从步骤102开始,此时控制模块30通过蓄压器流体模型80得到估算的蓄压器流体温度Tf。在步骤104中,控制模块30可将估算的蓄压器流体温度Tf与可接受的温度范围进行比较。如果温度在可接受范围之内,则在步骤106,如果需要,控制模块可以不阻止自动停机。如果估算到的蓄压器流体温度Tf不在可接受范围之内,则在步骤108,控制模块30可阻止发动机自动停机。在步骤110中,控制模块30可排出蓄压器46,而在步骤112中,控制模块30可为蓄压器46重新填充。另外,在步骤112中,要求的管线压力可能发生变化,以便从蓄压器中释放特定的或合适量的流体。
通过对蓄压器进行释放和填充(步骤110和112),蓄压器46可将容纳的一些冷的流体释放回到液压控制系统32,在这里其与其他流体混合,例如,槽54中的。控制模块30可延缓蓄压器46的再填充(步骤112),直到槽54中流体的温度处于步骤104中给定的可接受范围。
在一种配置中,上述的控制方法100可仅仅在自动停机被要求时才被执行。在另一种配置中,上述的控制方法100可连续被执行,以便保证液压控制系统32时刻准备好允许自动停机的发生。作为附加的措施,控制模块30 可以迫使释放和填充在每个驾驶过程的开始(即,对于每一个钥匙开启的事件)(步骤110和112)的预定时间内完成。以此方式,任何已经长时间储存在蓄压器中并很有可能已经降到环境温度的流体将被排出并被经发动机12加热的流体所替代。在另一个实施例中,蓄压器温度模型会在车辆处于停止状态的情况下运行,这样,在钥匙开始处的蓄压器温度是已知的。
尽管已经对执行本发明的较佳模式进行了详尽的描述,但是本领域技术人员可得知在所附的权利要求的范围内的用来实施本发明的许多替换设计和实施例。所有上述说明所包括和附图中所展示的内容都仅仅是为了说明,而并非是为了进行限制。

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1、(10)申请公布号 CN 104235118 A (43)申请公布日 2014.12.24 CN 104235118 A (21)申请号 201410279892.3 (22)申请日 2014.06.20 13/922,511 2013.06.20 US F15B 19/00(2006.01) (71)申请人 通用汽车环球科技运作有限责任公 司 地址 美国密歇根州 (72)发明人 P.G. 奥塔内兹 (74)专利代理机构 北京市柳沈律师事务所 11105 代理人 葛青 (54) 发明名称 用于控制发动机自动停机 / 启动的液压蓄压 器温度估算 (57) 摘要 阻止发动机自动停机的方法, 包括对。

2、液压蓄 压器中的一定体积的流体温度进行估算。液压蓄 压器与流体驱动的扭矩传递装置选择性地流体连 通。扭矩传递装置联接到内燃发动机, 并配置为 将扭矩选择性地从发动机传递到车轮。该方法进 一步包括将估算的流体温度与一温度范围进行比 较, 如果估算的流体温度在所述温度范围之外, 则 阻止内燃发动机自动停机。 (30)优先权数据 (51)Int.Cl. 权利要求书 2 页 说明书 6 页 附图 3 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书2页 说明书6页 附图3页 (10)申请公布号 CN 104235118 A CN 104235118 A 1/2 页 2 1. 。

3、一种阻止发动机自动停机的方法, 包括 : 估算液压蓄压器中的一定体积的流体的温度, 其中液压蓄压器与联接到内燃发动机的 流体驱动扭矩传递装置选择性地流体连通 ; 将估算的流体温度与一温度范围进行比较, 和 如果估算的温度在所述温度范围之外, 则阻止内燃发动机自动停机。 2. 如权利要求 1 所述的方法, 其中估算所述一定体积的流体的温度包括 : 计算由从所述一定体积的流体向周围环境进行热传递所导致的、 所述一定体积流体的 第一温度变化。 3. 如权利要求 2 所述的方法, 进一步包括从液压回路将流体引入到所述一定体积的流 体中 ; 和 其中估算所述一定体积流体的温度还包括, 计算由与被引入的流。

4、体混合所导致的、 所 述一定体积流体的第二温度变化。 4. 如权利要求 1 所述的方法, 进一步包括, 如果估算的流体温度在所述温度范围之外, 则排出液压蓄压器中的所述一定体积的流体。 5. 一种车辆, 包括 : 内燃发动机, 配置为燃烧燃料以提供机械旋转输出, 且如果车辆的运动被制动装置阻 止, 则自动停止燃烧所述燃料 ; 变速器, 与内燃发动机联接, 且包括流体驱动扭矩传递装置, 该流体驱动扭矩传递装置 配置为将内燃发动机的旋转输出选择性地传递到车轮 ; 液压控制系统, 与扭矩传递装置流体连通, 该液压控制系统包括与流体槽以及液压蓄 压器流体连通的流体回路, 其中, 液压蓄压器配置为选择性。

5、地保持一定体积的流体 ; 控制模块, 与液压控制系统和内燃发动机通信, 该控制模块配置为 : 估算液压蓄压器中一定体积的流体的温度 ; 将估算的流体温度与一温度范围进行比较 ; 如果估算的温度在所述温度范围之外, 则阻止内燃发动机自动停机。 6. 如权利要求 5 所述的车辆, 其中, 控制模块配置为, 通过计算由从一定体积的流体向 周围环境进行热传递所导致的、 一定体积流体的第一温度变化, 估算流体温度的变化。 7. 如权利要求 6 述的车辆, 其中, 流体配置为从流体回路流入液压蓄压器并与所述一 定体积的流体混合 ; 且 其中, 控制模块配置为, 通过计算由于与被引入的流体混合所导致的一定体。

6、积的流体 中的温度第二变化, 估算所述一定体积流体的温度。 8. 如权利要求 5 所述的车辆, 其中, 控制模块配置为, 如果估算的流体温度在所述温度 范围之外, 则排出液压蓄压器中的所述一定体积的流体。 9. 如权利要求 5 所述的车辆, 进一步包括温度传感器, 其布置在流体槽中, 且配置为监 测流体槽中流体的温度。 10. 一种车辆, 包括 : 内燃发动机, 配置为燃烧燃料以提供机械旋转输出, 且如果车辆运动被制动装置阻止, 则自动停止燃烧所述燃料 ; 变速器, 与内燃发动机联接, 并包括配置为将内燃发动机的旋转输出选择性地传递到 权 利 要 求 书 CN 104235118 A 2 2/。

7、2 页 3 车轮的流体驱动扭矩传递装置 ; 液压控制系统, 与所述扭矩传递装置流体连通, 该液压控制系统包括与流体槽以及液 压蓄压器流体连通的流体回路, 其中, 液压蓄压器配置为选择性地保持一部分流体 ; 控制模块, 与液压控制系统和内燃发动机通信, 该控制模块配置为 : 维持液压蓄压器中所述一定体积流体的温度的估算值 ; 使用所述一定体积流体温度的估算值、 环境温度以及流体槽中流体的温度, 估算液压 蓄压器中所述一定体积流体温度的变化 ; 通过估算的温度变化, 更新所述一定体积流体的温度的估算值 ; 将更新后的估算的流体温度与一温度范围进行比较 ; 和 如果估算的流体温度在所述温度范围之外,。

8、 则阻止内燃发动机自动停机。 权 利 要 求 书 CN 104235118 A 3 1/6 页 4 用于控制发动机自动停机 / 启动的液压蓄压器温度估算 技术领域 0001 本发明涉及一种估算液压蓄压器中流体温度的方法, 更具体的, 涉及使用该估算 来控制发动机自动停机 / 启动的方法。 背景技术 0002 典型的自动变速器包括液压控制系统, 其可以用来流体地接合一个或多个离合 器、 制动器或其他扭矩传递装置。该液压控制系统可包括一个或多个流体泵以及一个或多 个电动阀, 所述流体泵和电动阀可协作以选择性地将例如油的加压流体通过流体回路提供 至一个或多个流体驱动的扭矩传递装置。 一个或多个流体泵。

9、可通过机动车辆的发动机或车 载电源选择性地驱动, 以对液压流体进行加压。 0003 为了提高机动车辆的燃料经济性, 希望让发动机在特定情况下停机, 比如在遇到 红灯停下或怠速时。然而, 在这样的自动停机期间, 发动机驱动的泵会不再由发动机驱动。 因此, 液压控制系统中的液压油压力会下降, 这转而会导致变速器中的离合器和 / 或制动 器完全脱开。当发动机再次启动时, 变速器中的这些离合器和 / 或制动器会需要时间重新 接合, 导致加速器踏板的接合或制动器的释放与机动车辆的运动之间的延误 (slippage) 和 / 或延迟。 发明内容 0004 阻止发动机自动停机的方法包括, 对液压蓄压器中的流。

10、体温度进行估算, 所述液 压蓄压器与流体驱动的扭矩传递装置流体连通。扭矩传递装置联接到内燃发动机, 且配置 为将扭矩选择性地从发动机传递到车轮。 该方法可以进一步包括将估算到的流体温度与一 温度范围进行比较, 如果估算的流体温度在所述温度范围之外, 则阻止内燃发动机自动停 机。 0005 在一种配置中, 估算一定体积的流体温度包括计算由所述一定体积流体向周围环 境热传递所导致的流体第一温度变化。同时, 流体可从液压回路被引入到所述一定体积的 流体。在这种情形之下, 估算所述一定体积流体的温度可进一步包括计算由流体与被引入 的流体混合所导致的所述一定体积流体的第二温度变化。 0006 如果估算的。

11、流体温度在所述温度范围之外, 则液压蓄压器中的流体可被排出, 以 与液压回路中的流体混合。 0007 相似地, 车辆包括内燃发动机、 变速器、 液压控制系统和控制模块。内燃发动机可 配置为燃烧燃料, 以提供机械旋转输出, 且可在车辆的运动被制动装置阻止时自动停止燃 烧燃料。变速器与内燃发动机联接, 且可包括配置为将内燃发动机的旋转输出选择性地传 递到车轮的流体驱动扭矩传递装置。液压控制系统可与扭矩传递装置流体连通, 且可包括 与流体槽流体以及液压蓄压器连通的流体回路。 液压蓄压器配置为选择性地保持一定体积 的流体, 并选择性地将其排出到流体回路中。 0008 控制模块与液压控制系统和内燃发动机。

12、通信, 该控制模块配置为 : 维持液压蓄压 说 明 书 CN 104235118 A 4 2/6 页 5 器中一定体积流体的温度的估算值 (estimate) ; 使用一定体积流体温度的估算值、 环境温 度以及流体槽中流体的温度, 估算液压蓄压器中一定体积流体温度的变化 ; 通过估算的温 度变化, 更新一定体积流体温度的估算值 ; 将更新后的估算的流体温度与一温度范围进行 比较 ; 如果估算的流体温度在预定的温度范围之外, 则阻止内燃发动机自动停机。 0009 优选地, 控制模块配置为, 通过计算由于从所述一定体积流体向周围环境进行热 传递导致的、 所述一定体积流体的第一温度变化, 估算所述一。

13、定体积流体温度的变化。 0010 优选地, 流体配置为从流体槽流入液压蓄压器并与所述一定体积流体混合 ; 且 0011 优选地, 控制模块配置为, 通过计算由流体与被引入的流体混合所导致的、 所述一 定体积流体的第二温度变化, 估算所述一定体积流体温度。 0012 优选地, 控制模块配置为, 如果更新的流体温度的估算值低于所述温度范围, 则排 出液压蓄压器中的所述一定体积的流体。 0013 优选地, 所述车辆进一步包括温度传感器, 其布置在流体槽中, 且配置为监测流体 槽中流体的温度。 0014 在下文结合附图进行的对实施本发明的较佳模式做出的详尽描述中能容易地理 解上述的本发明的特征和优点以。

14、及其他的特征和优点。 附图说明 0015 图 1 是车辆发动机、 变速器和液压控制系统的示意图 ; 0016 图 2A 是液压蓄压器存储液压油时的示意图 ; 0017 图 2B 是液压蓄压器排出液压油时的示意图 ; 0018 图 2C 是液压蓄压器接收液压油时的示意图 ; 0019 图 3 是流程图, 显示了一种估算液压蓄压器中流体温度的方法 ; 0020 图 4 是流程图, 显示了一种使用液压蓄压器中流体温度估算值来阻止内燃发动机 自动停机的方法。 具体实施方式 0021 参见附图, 其中相同的附图标记在几幅图中用来识别相同或相似的部件, 图 1 示 意性地展示了车辆10, 其包括内燃发动机。

15、12, 所述内燃发动机与变速器14有功率流动地连 通, 还包括驱动轮 16。内燃发动机 12、 变速器 14 和驱动轮 16 可协作, 以为车辆 10 提供原 动力。内燃发动机 12 可以是火花点火式汽油发动机、 压燃式柴油发动机, 和 / 或可以配置 为通过燃烧一种或多种其他挥发性成分 / 燃料来运行, 所述挥发性燃料比如酒精、 乙醇、 甲 醇、 生物燃料或任何本领域已知燃料。内燃发动机 12 可包括启动装置 18 或联接到所述启 动装置 18, 所述启动装置可机械地旋转曲轴, 以开始循环发动机 12。启动装置 18 可包括流 体动力设备, 例如液力耦合器或变矩器、 湿式双离合器、 和 / 。

16、或电马达。 0022 在一种配置中, 变速器 14 可以是多档位自动变速器, 其可以选择性地将扭矩从变 速器 14 的输入轴 20 传递到变速器 14 的输出轴 22。在一些配置中, 变速器 14 可包括一个 或多个电马达, 其能够将发动机 12 产生的扭矩增强 ; 作为替代, 或另外地, 变速器可以是例 如双离合变速器或无级变速器。 0023 变速器 14 可包括一个或多个流体驱动的扭矩传递装置 24, 用来选择性地以希望 说 明 书 CN 104235118 A 5 3/6 页 6 的传输比联接输入轴20和输出轴22。 这种扭矩传递装置24可包括一个或多个离合器或制 动器, 当加压流体被提。

17、供至与装置 24 相关联的应用容腔时, 这些离合器与制动器可以选择 性地接合或脱开。变速器 14 可以进一步包括多个齿轮组, 每个齿轮组分别包括一个或多个 单个的齿轮和 / 或行星齿轮组。 0024 车辆 10 可进一步包括控制模块 30, 例如发动机控制模块 (ECM)、 变速器控制模块 (TCM), 和 / 或混合动力控制模块 (HCM), 其可用来控制发动机 12、 变速器 14 和 / 或与发动 机 12 和变速器 14 相关的液压控制系统 32 的运行行为。控制模块 30 可体现为一台或多台 数字计算机或数据处理装置, 拥有一个或多个微控制器或中央处理单元 (CPU)、 只读存储器 。

18、(ROM)、 随机存取存储器 (RAM)、 电可擦除可编程只读存储器 (EEPROM)、 高速时钟、 模数 (A/ D) 电路、 数模 (D/A) 电路、 输入 / 输出 (I/O) 电路和 / 或信号调节与缓冲电子器件。控制 模块30可被配置用来自动运行一个或多个控制/处理进程, 这些进程可体现为与控制模块 30 相关的软件或固件。 0025 液压控制系统32可操作为选择性地接合变速器14的一个或多个流体驱动扭矩传 递装置24, 且可包括, 例如, 与发动机12相关的流体泵34, 一个或多个电驱动控制阀36、 38、 40, 一个或多个止回阀 42、 44, 以及蓄压器 46。 0026 在。

19、一种配置中, 流体泵 34 可被发动机 12 的旋转构件 50 机械地驱动, 且可操作为 选择性地将液压流体 52 从槽 54 中运送到与液压控制系统 32 相关的流体导管 56。槽 54 通 常用作流体储存器, 多余的液压流体 52 在不工作时可被储存在其中。当泵 34 不工作时, 第 一止回阀 42 可阻止加压液压流体回流到泵 34 中。在其他配置中, 电驱动的流体泵可类似 的被使用。 0027 第一控制阀 36 可根据控制模块 30 的指令, 选择性地控制液压流体 52 从液压控制 系统 32 向流体驱动扭矩传递装置 24 的流动。类似的, 可选的第二控制阀 38 可选择性地控 制液压流。

20、体 52 从流体驱动扭矩传递装置 24 向槽 54 的流动。 0028 蓄压器 46 作为能量储存装置运作, 其通过外部源而将不可压的液压流体 52 维持 在一定压力下。在所给的例子中, 蓄压器 46 是弹簧型或气体填充型的蓄压器, 其具有为压 缩蓄压器 46 中的液压流体 52 提供压缩力的弹簧或压缩气体。然而, 应意识到, 蓄压器 46 还可以具有其他形式, 例如充气式, 而不脱离本发明。相应的, 当需要立即的填充 (charge) 时, 蓄压器 46 可以操作为将加压液压流体 52 送回至主流体导管 56 中去。第一止回阀 42 可配置为将蓄压器提供的填充仅仅局限在流体回路中, 并可以阻。

21、止加压的液压流体 52 流 回到泵 34。因此, 经填充 ( 充满流体 ) 的蓄压器 46 可有效地取代或增强作为加压液压流体 52 的源头的泵 34, 由此消除对泵 34 连续运转的需求, 和 / 或消除对适应快速离合器填充的 过大体积泵的需求。 0029 在一种配置中, 蓄压器 46 可通过平行布置的第三控制阀 40 和第二止回阀 44 而与 液压控制系统 32 的其余部分流体连通。在其他配置中, 第二止回阀 44 可被省略。 0030 一旦车辆 10 怠速 / 闲置, 蓄压器 46 可以使得车辆能够自动停止, 且一旦随后检测 到加速和 / 或重启信号则让车辆立即重新启动 ( 称为 “自动。

22、停止 / 启动” )。有利的是, 由 于无需仅为了保持发动机空转而耗费燃料, 自动停止 / 启动可提高燃料的经济性。这种情 况下, 在自动启动事件中, 蓄压器 46 用来为一个或多个扭矩传递装置 24 提供流体压力, 直 到发动机 12 和机械驱动的流体泵 34 能到达足以维持所需流体压力的速度。 说 明 书 CN 104235118 A 6 4/6 页 7 0031 在此情形下, 驾驶员一松开制动器以退出自动停止 / 启动, 蓄压器 46 就负责迅速 填充一个或多个扭矩传递装置 24( 因为泵 34 或已经 “关机” 或运行在低速度 )。在其他配 置中, 自动停止/启动可根据其他车辆事件/情。

23、况而退出, 比如, 低电量、 变速器流体温度过 高或过低、 环境气体温度过高或过低、 检测到车辆系统故障或其他这样的事件 / 情况。一旦 发动机 12 和泵 34 被允许下滑 (spool) 到最低运行速度, 则液压力主要由流体泵 34 提供。 然而如果蓄压器 46 中的流体压力不足以引起这样的初始性离合器啮合, 那么控制模块 30 可配置为不允许发动机 12 在怠速条件下关机。换种说法, 蓄压器 46 只有当充分地填充时, 才允许自动停止 / 启动事件。这种保护措施用来保证离合器的使用寿命, 同时为驾驶员提 供平稳的重新启动。 如果蓄压器能量不足以完全加压离合器, 该离合器可能过度打滑, 这。

24、可 导致发动机闪燃、 离合器应用困难或加速离合器磨损 ( 降低离合器使用寿命 )。 0032 液压流体 52 的温度可对流体 52 的粘度有直接的影响, 进而影响蓄压器 46 可填充 一个或多个扭矩传递装置 24 的速度。例如, 如果液压流体 52 格外冷 ( 例如 -20 摄氏度 ), 则填充离合器应用容腔所花费的时间是当流体 52 在更高温度下 ( 例如 20 摄氏度 ) 的 2 到 4 倍。 0033 在一种配置中, 车辆 10 可在槽 54 或靠近槽 54 处包括温度传感器 70, 以对工作中 的液压流体 52 的温度进行测量。这种传感器可以是多功能传感器, 其可包括在车辆 10 中,。

25、 来监测超温情况。不幸的是, 蓄压器 46 中的流体可能会被容纳长时间而不与槽 54 中的流 体 52 混合。因此, 槽 54 的温度可能不总是准确反映蓄压器 46 中流体的温度。温度差别还 可能归因于蓄压器 46 的物理位置, 所述蓄压器可位于或不位于变速器中。尽管如此, 都希 望蓄压器中流体温度的可用估算, 以准确调整系统行为。 0034 在一种配置中, 控制模块 30 可以使用槽中流体的感测温度并结合蓄压器的填充 行为, 以维持蓄压器 46 中流体的温度的连续估算值 (running estimate)。如果蓄压器中的 流体温度在可接受的温度范围之外, 则控制模块 30 可采取一定的补救。

26、措施来避免自动停 止 / 启动过程中的任何不希望的反应。 0035 图 2A、 图 2B 和图 2C 示意性地展示了蓄压器流体模型 80, 其可被控制模块 30 用来 维持对蓄压器 46 中流体温度的估算值。如图所示, 蓄压器流体模型 80 可限定有三个状态 : 流体储存 ( 图 2A)、 流体释放 ( 图 2B)、 流体接收 ( 图 2C)。 0036 在流体储存过程中 ( 图 2A), 可以假定蓄压器 46 中流体具有总体积 V( 例如, 流体 60 的总体积 ), 且在整个体积 V 内是均匀的。在流体储存过程中, 唯一的热传递可以是向外 界环境的热量散失, 大致如箭头 82 所示。这样的。

27、热量散失 82 可造成流体温度变化, 所述温 度变化可以是流体体积 V、 流体温度 Tf、 外界环境温度 Ta( 环境温度 ) 以及其周围的任何绝 缘物体和材料表面温度的函数。 0037 在流体释放过程中 ( 图 2B), 会有持续与外界环境的热交换 ( 箭头 82), 同时流体 体积 V 也会减少。如此, 流体温度会加速变化。 0038 最后, 在流体填入过程中 ( 图 2C), 初始温度 (T1) 下的剩余流体体积 84(V1) 会和 第二温度 (T2) 下的新流体体积 86(V2) 混合。总蓄压器体积 (V) 可以因此是剩余体积 84 和 接收体积 86 的总和 ( 即 V V1+V2)。

28、。相应的, 新的流体温度 Tf( 在两种流体混合之后 ) 可 以表示为 : 说 明 书 CN 104235118 A 7 5/6 页 8 0039 0040 新流体86体积(V2)的温度T2可以通过位于槽54中或靠近槽54的温度传感器70 测得。另外, 新接收流体 86 的体积 (V2) 可以通过蓄压器中的流量传感器和压力传感器测 得, 或通过系统的模型估算。例如, 通过监测蓄压器填充 / 释放的发生, 结合管线压力、 蓄压 器最大体积和 / 或蓄压器最大压力, 控制模块 30 能够推断流向蓄压器 46/ 从蓄压器 46 流 出的总流量。在另一种配置中, 新流体 86 的体积 (V2) 可以使。

29、用与蓄压器 46 流体连通的压 力传感器估算。压力传感器可以监测蓄压器 46 在填充前后的压力, 并根据压力变化确定合 理的体积变化。 0041 如图 3 中示意性地图示的, 使用上述蓄压器流体模型 80, 同时结合工作流体温度 ( 例如槽 54 中测得的 TS)、 环境温度 ( 例如使用环境温度传感器或发动机 12 进气系统中的 温度传感器测得的温度 Ta) 以及流进 / 流出蓄压器的流量 ( 即体积变化 V), 控制模块 30 可以估算出流体温度的变化 (Tf), 该变化可被增加到之前估算的温度 (Tf k-1- 通过单位延 迟块 1/z 得到 ), 以估算蓄压器中剩余流体的更新的温度 (。

30、Tf)。如可理解的, 如果没有任何 流体流入, 随着时间的推移, Tf会向着环境温度Ta衰变。 由于温度衰变的非线性性质和填入 体积的变化, 上述方程可根据系统物理参数被事先计算, 并存储在查询表中用于快速访问。 另外, 控制模块可配置为使用解析公式或一个或多个本领域内熟知的线性近似方法来近似 流体温度。 0042 图 4 示意性图示了控制方法 100, 该方法可以根据维持的蓄压器流体温度 Tf来调 节车辆 10 的运行。更具体地, 如果流体温度 Tf在预定范围之外, 控制方法 100 可以用来选 择性地阻止发动机自动停机并采取一定的补救措施。控制方法 100 可以通过控制模块 30 来执行,。

31、 并通过软件或固件来实现。 0043 如图所示, 控制方法 100 从步骤 102 开始, 此时控制模块 30 通过蓄压器流体模型 80得到估算的蓄压器流体温度Tf。 在步骤104中, 控制模块30可将估算的蓄压器流体温度 Tf与可接受的温度范围进行比较。 如果温度在可接受范围之内, 则在步骤106, 如果需要, 控 制模块可以不阻止自动停机。如果估算到的蓄压器流体温度 Tf不在可接受范围之内, 则在 步骤 108, 控制模块 30 可阻止发动机自动停机。在步骤 110 中, 控制模块 30 可排出蓄压器 46, 而在步骤 112 中, 控制模块 30 可为蓄压器 46 重新填充。另外, 在步。

32、骤 112 中, 要求的管 线压力可能发生变化, 以便从蓄压器中释放特定的或合适量的流体。 0044 通过对蓄压器进行释放和填充(步骤110和112), 蓄压器46可将容纳的一些冷的 流体释放回到液压控制系统 32, 在这里其与其他流体混合, 例如, 槽 54 中的。控制模块 30 可延缓蓄压器 46 的再填充 ( 步骤 112), 直到槽 54 中流体的温度处于步骤 104 中给定的可 接受范围。 0045 在一种配置中, 上述的控制方法 100 可仅仅在自动停机被要求时才被执行。在另 一种配置中, 上述的控制方法 100 可连续被执行, 以便保证液压控制系统 32 时刻准备好允 许自动停机。

33、的发生。作为附加的措施, 控制模块 30 可以迫使释放和填充在每个驾驶过程的 开始 ( 即, 对于每一个钥匙开启的事件 )( 步骤 110 和 112) 的预定时间内完成。以此方式, 任何已经长时间储存在蓄压器中并很有可能已经降到环境温度的流体将被排出并被经发 动机 12 加热的流体所替代。在另一个实施例中, 蓄压器温度模型会在车辆处于停止状态的 说 明 书 CN 104235118 A 8 6/6 页 9 情况下运行, 这样, 在钥匙开始处的蓄压器温度是已知的。 0046 尽管已经对执行本发明的较佳模式进行了详尽的描述, 但是本领域技术人员可得 知在所附的权利要求的范围内的用来实施本发明的许多替换设计和实施例。 所有上述说明 所包括和附图中所展示的内容都仅仅是为了说明, 而并非是为了进行限制。 说 明 书 CN 104235118 A 9 1/3 页 10 图 1 图 2A 说 明 书 附 图 CN 104235118 A 10 2/3 页 11 图 2B 图 2C 图 3 说 明 书 附 图 CN 104235118 A 11 3/3 页 12 图 4 说 明 书 附 图 CN 104235118 A 12 。

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