CN103261619B - 控制车辆的动力传动***的方法 - Google Patents
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Abstract
提供了用来控制车辆,尤其是多用途车辆的动力传动***的方法,其中该动力传动***包括带有冷却***的发动机,其中,该冷却***包括风扇,其中,该冷却***和动力传动***受电子控制单元(ECU)控制,以及其中,所述ECU能够访问带有地形数据的导航***。该方法包括以下步骤:确定车辆的即将到来的路线的地形,依赖于即将到来的路线的地形,对发动机的负荷进行估计,对在即将到来的路线期间冷却***的温度变化进行估计,以及·依赖于估计的温度变化,对动力传动***进行控制,使得在车辆的即将到来的路线期间冷却***的实际温度低于温度阈值,以及其中,所述温度阈值取决于所述风扇被激活时的温度。
Description
技术领域
本发明涉及用于控制车辆尤其是诸如重型车辆等的多用途车辆(utility vehicle)的发动机温度的方法。
背景技术
为了在车辆发动机中取得高效工作条件,发动机设有冷却***。通常,发动机将热交换器与冷却液和发动机风扇一起使用。冷却***的温度取决于发动机的工作负荷,其中,为了避免冷却液的过高温度,发动机风扇强制空气流通过热交换器。现今,对发动机风扇的激活和控制受恒温器控制。
尤其,在重型多用途车辆中,发动机风扇是主要的功率消耗者,从而对车辆的燃料效率具有显著影响。存在针对避免发动机风扇启动的方法。所述方法使用车辆的辅助***来在较短时段内从发动机汲取热量,其中,延迟或避免了对发动机风扇的激活。然而,这些方法具有如下缺点,即:这些辅助***的用途并不总是需要的或想要的,诸如对驾驶员室的加热。
发明内容
本发明的目标是解决上述问题,从而建议了用于以更有效的方式控制动力传动***的方法。
本发明依赖于以下发现:如果以使发动机和冷却***的温度被保持在低于预先确定的阈值这样的方式控制车辆的动力传动***,则可以避免对发动机风扇的激活,该预先确定的阈值取决于发动机风扇的激活温度。
因此,本发明提供了用来控制车辆,尤其是多用途车辆的动力传动***的方法。该方法适于包括带有冷却***的发动机的动力传动***,所述冷却***包括发动机风扇,其中,冷却***和动力传动***受电子控制单元(ECU)控制,以及其中,所述ECU能够访问即将到来的路线的地形数据,其中,所述方法包括以下步骤:
·确定车辆的即将到来的路线的地形,
·依赖于即将到来的路线的地形,对发动机的负荷进行估计,
·对冷却***在即将到来的路线期间的温度变化进行估计,以及
·依赖于估计的温度变化,对动力传动***进行控制,使得在车辆的即将到来的路线期间使冷却***的实际温度被保持在低于温度阈值,以及其中,所述温度阈值取决于所述风扇被激活时的温度。
这种方法的优势是,其减少了冷却风扇必须被激活来提供额外冷却的次数,从而减少了使发动机冷却所需的能源。因此,当确定了即将到来的路线的地形时,可以考虑影响因素,诸如即将到来的路线的所述地形和动力传动***的规格,通过算法执行对在即将到来的路线期间发动机的负荷的估计。ECU可以从任何可用源,即导航***、数字地图或具有路线信息的数据库,得到关于即将到来的路线的地形的信息。从而,还可以对温度变化进行估计,并且可以找到激活发动机风扇的峰值温度。从而,实现了修改的动力传动***控制策略,其使发动机和冷却***温度被保持在低于发动机风扇被激活时的温度阈值。由于通过对本发明的方法的使用,可以避免对高功率消耗者发动机风扇的激活,因此,节省了燃料。可能不能为所有路线均达到对发动机风扇的激活的完全避免。然而,本发明的方法可以尽可能被实现。利用对加速度、车辆速度等的不得被超过(be exceeded)和/或低过(beunder passed)的限制值,可以完成该方法,其中,实现本发明的方法直到达到了限值中的一个的程度。
该方法对通常具有较高功率的发动机,从而还有更大的发动机风扇,以提供足够的空气流通过热交换器的多用途车辆尤其有效。
具体实施方式
根据本发明的方法适于包括带有发动机的动力传动***的车辆,该发动机具有冷却***和发动机风扇。冷却***和动力传动***受电子控制单元(ECU)控制,其中,该ECU能够访问带有地形数据的导航***。控制冷却***和动力传动***的ECU在本领域是众所周知的。
导航***可以是对车辆的操作员可用或作为仅由车辆的ECU使用的黑盒子***的、任何类型的基于卫星的导航***。尽管基于卫星的导航***是最常见的导航***,然而,基于其他技术的任何其他类型的导航***也可能在本发明的方法中使用。
本发明的方法基于依赖于用于激活发动机风扇的阈值,控制动力传动***的想法,借此,目标是,保持发动机和/或冷却***的温度,使得避免对发动机风扇的激活。这将减少车辆的燃料消耗。
本发明的方法的第一步骤包括通过使用车载导航***来确定车辆的即将到来的路线的地形。导航***可以从包括商业地图的地图数据库或包括来自沿着路线的先前驾驶的、记录的道路信息的数据库访问路线信息。包括关于即将到来的路线的地形信息(即,海拔的改变)的其他信息源是正适合的。
基于即将到来的路线的地形,对发动机的负荷进行估计。基于发动机的估计负荷,得到对冷却***在即将到来的路线期间的温度变化的估计。由于动力传动***的所有参数均已知,因此,这样的估计容易被作出并且是众所周知的。进一步,该方法适于使用影响发动机的负荷并且对ECU可访问的所有可用数据,例如,车辆速度、车辆加速度以及还有车辆质量,如果可用的话。
优选地,按照部分作出负荷和温度估计,其中,所述部分的长度取决于即将到来的路线的地形。所述部分优选地是即将到来的路线的路段,包括相关的斜坡,诸如一个或多个山坡,其中,当发动机和冷却***的估计温度是低于第一阈值的预定义值时,在下坡之后结束一部分是有益的。
如果冷却***在任何点的估计的温度变化达到高于第一阈值的温度,则计算替选动力传动***控制,其使冷却***的温度被保持在低于所述第一温度阈值。然后,实现该替选动力传动***控制。
因此,依赖于估计的温度变化对动力传动***进行控制,使得在车辆的即将到来的路线期间冷却***的实际温度被保持在低于第一温度阈值。
这如何实现显然取决于即将到来的地形。然而,这可以通过在上坡之前在平坦或下坡的一段路增加车辆的速度来实现。使用车辆的增加的动能,车辆能够以更低的发动机负荷爬升所述上坡,从而没有使发动机的温度增加至高于第一温度阈值。
第一温度阈值取决于所述风扇被激活时的冷却***和发动机的温度。然而,通过使冷却***的温度被保持在低于该第一温度阈值,车辆能够在不用激活发动机风扇来使冷却***的温度被保持在低于所述阈值的情况下进行爬坡。由于发动机风扇是相对较大的能源消耗者,因此,由于改变的动力传动***控制,节省了燃料。
在该方法的进一步实施例中,对动力传动***进行控制,使得在车辆的即将到来的路线期间,使冷却***的实际温度梯度被保持在低于温度梯度阈值。替代仅查看在时间的特定时刻期间的温度,对温度梯度的梯度进行监视,以防止在已超过第一温度阈值之后过高温度上升。如果温度梯度被确定为太陡,则车辆可能不得不在即将到来的路线的某些部分期间减少发动机的负荷,因此,修改了动力传动***的控制策略。
如果即将到来的路线的地形是这样的,车辆正接近山坡的顶峰,其随后的下坡足以使冷却***冷却低于预先确定的温度阈值,则可以将温度阈值调整成顶峰温度阈值,其大于所述预先确定的温度阈值。这样做是为了在车辆正通过山坡的顶峰时,允许在短暂时刻期间发动机的稍微升高的温度。通过允许冷却***的实际温度暂时超过温度阈值,ECU可以积极避免对风扇的激活,并且节省了能源。允许更高的顶峰温度阈值,因为在即将到来的下坡使得能够对发动机进行有效冷却,因为由于下坡,减小了发动机的负荷,并且仍然增加了车辆的速度,借此,相应地维持或增加了使发动机和冷却***冷却的空气流以及在冷却***中的冷却液的流动速率。
在该方法中,对冷却***的温度变化的估计可以进一步依赖于在车辆的周围环境中的实际天气和风力状况。通过使用在车辆的周围环境中的实际温度,在预测冷却***的温度变化中将导致更可靠的预测,其中,本发明的方法将更精确。
该方法还可以适于与巡航控制一起被使用。通过在使用巡航控制期间实现本发明的方法,可以自动执行该方法。同样,可以限制或降低巡航控制的设置速度,以限制发动机上的负荷,并且从而热量释放。当使用该方法并且巡航控制没有被激活时,ECU不能控制动力传动***到与如果巡航控制被激活相同的程度,然而,使用变速器中的一个或数个齿轮以及变速器的用力向下或向上换挡,限制发动机的扭矩输出将是可能的。
为了使发动机和冷却***的温度被保持在低于所述温度阈值,可以设置发动机的扭矩限制,其中,发动机的扭矩被限制。进一步,可以控制发动机的燃料节流阀,使得使冷却***的实际温度被保持在低于所述温度阈值。实现该方法的目标的进一步测量是调整变速器的换挡策略,使得使发动机和冷却***的实际温度被保持在低于所述温度阈值。所有那些测量(发动机扭矩限制、修改的燃料节流阀控制以及换挡策略调整)可以分别或相互组合来使用。
例如,当冷却***的实际温度接近于预先确定的温度阈值时,可以发起换低速挡。换低速挡导致发动机的更高速度,从而在冷却***中的冷却液的更高流动。可选地,可以仅在即将到来的路线的地形指示车辆正在或即将在下坡时,才发起所述换低速挡。与具有更高车辆速度的进行相比,在下坡的行进期间的换低速挡导致发动机的更高速度。发动机的更高速度导致在冷却***中的冷却液的更高流动速率,借此,对发动机的冷却变得更有效。在下坡驾驶期间,可以进一步有利的是,激活发动机风扇,即使尚未达到所述第一阈值,这将使发动机的温度减小至进一步低于第一温度阈值。
替选地,该方法进一步包括以下步骤:对发动机进行控制,使得在接近上坡期间,车辆的速度被增加。通过在到达上坡之前增加车辆的速度,增加了车辆的动能,其中,可以减小在对上坡进行爬升期间发动机的负荷,导致发动机对冷却***的减小的冷却需求。
Claims (9)
1.一种用来控制车辆的动力传动***的方法,其中,所述动力传动***包括带有冷却***的发动机,所述冷却***包括发动机风扇,其中,所述冷却***和所述动力传动***受电子控制单元(ECU)控制,以及其中,所述ECU能够访问即将到来的路线的地形数据,其中,所述方法包括以下步骤:
·确定所述车辆的即将到来的路线的地形,
·依赖于所述即将到来的路线的所述地形,对所述发动机的负荷进行估计,
·对所述冷却***在所述即将到来的路线期间的温度变化进行估计,以及
·依赖于所估计的温度变化,对所述动力传动***进行控制,使得在所述车辆的所述即将到来的路线期间所述冷却***的实际温度被保持在低于第一温度阈值,以及
其中,所述第一温度阈值取决于所述风扇被激活时的温度,其中,所述方法进一步包括以下步骤:
·控制所述发动机的燃料节流阀,使得所述冷却***的所述实际温度保持在低于所述第一温度阈值,和/或
·限制所述发动机的输出扭矩,和/或
·控制变速器的换挡策略,使得所述冷却***的实际温度被保持在低于所述第一温度阈值。
2.根据权利要求1所述的方法,其中,所述方法进一步包括以下步骤:
·对所述动力传动***进行控制,使得在所述车辆的所述即将到来的路线期间所述冷却***的实际温度梯度被保持在低于温度梯度阈值。
3.根据权利要求2所述的方法,其中,如果所述即将到来的路线的所述地形是这样的,即所述车辆正接近山坡的顶峰而所述顶峰随后的下坡足以使所述冷却***冷却至低于所述第一温度阈值,则将所述第一温度阈值调整成顶峰温度阈值,所述顶峰温度阈值大于所述第一温度阈值。
4.根据权利要求1-3中的任何一项所述的方法,其中,对所述冷却***的所述温度变化的所述估计进一步依赖于在所述车辆的周围环境中的实际天气和风力状况。
5.根据权利要求1-3中的任何一项所述的方法,其中,所述方法适于与巡航控制一起被使用。
6.根据权利要求5所述的方法,其中,所述方法进一步包括以下步骤:
·限制或减小所述巡航控制的设置速度。
7.根据权利要求1-3中的任何一项所述的方法,其中,当所述冷却***的所述实际温度接近于所述第一温度阈值时,所述方法进一步包括以下步骤:
·发起换低速挡。
8.根据权利要求7所述的方法,其中,所述换低速挡仅当所述即将到来的路线的所述地形指示所述车辆正在或即将在下坡时才被发起。
9.根据权利要求1-3中的任何一项所述的方法,其中,所述方法进一步包括以下步骤:
·对所述发动机进行控制,使得在接近上坡期间,所述车辆的速度被增加,以及所述速度被用来允许发动机负荷在对所述上坡进行爬升期间变得总计更低。
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