专利名称：用于在车辆起动时估计车辆机械构件的初始温度的方法
技术领域：
本发明涉及监控由内燃机驱动的车辆的机械构件温度的领域。当车辆行驶时，为了估计机械构件的温度，通常计算这个构件中的摩擦所发散的热能，以及这个构件对周围环境带来的热能，即对引擎罩下或车辆下的空气流带来的热能。在四轮驱动车辆的情况下，例如有必要知道从车辆的一个轮组向另一个轮组发送可用发动机扭矩的联接器的热度。
背景技术：
专利申请EP 1308336描述了一种用于按照联接器的温度来管理联接器的方法。然而，这个文献规定就与初始状态有关的温度差或就摩擦产生的热能，来评估联接器的热 度。因此，该文献并未提供一种用于计算联接器的绝对温度的方法。如果例如外部温度本身较高，或如果由于停止时间不长的车辆的起动使得联接器无法冷却到适宜温度而造成联接器已经很热而系统没有考虑这一情形，则该温度可以是关键的参数。为了降低车辆的制造和维护成本，安装在车辆上的温度传感器的数目限于最小必要的数目。所开发的这个监控方法因而应当优选地能够事先将温度传感器置于要监控的构件上(例如联接器)。顺便提一下，所开发的监控方法将使用或优选地将不使用车辆外部空气的温度传感器。最终，为了节约车辆的制造成本和能耗，车辆的所有控制电子器件都应当能够在车辆停止较长时间后关闭。因此，寻求能够避免实时维护与目前控制系统有关的电子时钟的解决方案。当车辆的电子控制系统开启时，它们因而必须能够定义构件的初始温度值，它们随后通过执行热平衡来根据该初始温度值计算温度变化。使用任意默认值是有风险的，因为如果车辆在较短的停止时期后重新起动，则这个默认值可能被过低地估计。因此，存在过低估计所有随后计算的联接器或构件的温度并破坏要监控的构件的风险。
发明内容
本发明的目的是提供一种用于估计耗能车辆构件的初始温度的方法，以使之能够在缺乏该构件上的温度传感器以及缺乏由时钟提供的关于从上一次车辆使用起所经过的时间的信息的情况下指派该初始温度值。一种用于在车辆停止后估计车辆的机械构件的温度的系统，包括-车辆的第一元件的温度传感器，该第一元件可以特别地是车辆的液体储蓄箱；-用于估计车辆外部的空气温度的装置；-用于当车辆行驶时估计所述构件温度的第一模块。该系统还包括-用于当车辆停止时存储外部空气温度值、所述第一元件的温度值和所述构件的温度值的装置；-能够根据外部空气温度值、所述第一元件的存储温度和所述第一元件的测量温度来计算车辆的停止时期的第二模块；
-能够根据外部空气温度值、所述构件的存储温度和由所述第二模块计算的车辆停止时期来计算当车辆停止时的所述构件的温度变化的热度历史的第三模块。有利地，该第三模块被配置成计算在车辆停止后的预定时期内的所述构件的温度演变，然后关闭直到另一次车辆起动。根据一个优选的实施例，该第三模块被配置成如果由所述第二模块发送给它的车辆的停止时期小于或等于预定时间段则向在该第三模块关闭之前针对所述构件而计算的上一个温度值指派当车辆重新起动时该构件的估计温度。所述第二和第三模块分别能够通过对所述第一元件与车辆外部空气之间的交换执行热平衡，或者通过对所述构件与车辆外部空气之间的交换执行热平衡，来计算停止时期和构件停止时的温度历史，或者在停止时其上一个温度。优选地，所述第二和第三模块使用相对于车辆外部温度的温度差随时间变化的指数剖面(profile)，来估计停止时期或估计温度变化的程度。 所述系统可以包括能够计算从车辆的一个轮组向另一个轮组传递扭矩的联接器的一个或多个内部温度的一个或多个第一模块，并且包括能够在车辆的中间停止时期之后计算该联接器的一个或多个内部温度的一个或多个第三模块。根据一个有利的实施例，每个估计温度值都关联于布尔Boolean有效性指示符和默认温度值，该默认温度值在布尔指示符取预定值时代替所估计的值。优选地，所述第一单元是在引擎附近的冷却液体。根据另一个方面，一种具有内燃机的车辆配备有用于在车辆停止后估计机械构件温度的在先系统，并且配备有用于估计车辆外部温度的模块，该模块连至进入引擎的空气温度的传感器、引擎冷却液体温度传感器和用于估计车速的装置。根据第三方面，一种用于在车辆停止后估计具有内燃机的车辆的机械构件的温度的方法包括以下步骤-当车辆停止时，将上一次测量的车辆冷却液体的温度、上一次测量或估计的车辆外部空气温度、上一次估计的构件温度写入只读存储器中；-当车辆重新起动时，车辆的冷却液体温度被测量，并且根据该温度和三个之前存储的温度来推导所述构件的新温度；-这个所述构件的新温度被用作用于随后当车辆行驶时估计所述构件的温度的初始值。有利地，将上次测量或估计的外部空气温度Ta、上次估计的构件温度Tmax、上次针对车辆冷却液体在同一构件测量的温度Ttl、起动时的冷却液体的温度T1和新的构件温度Tini相关联的关系是如下形式的指数关系
/\ A
T-T ( T _ τ I ，Jml_k.
T-X T —T
1 I (I \ i max J a J其中，A是正的实际值。
参考附图，通过阅读下面作为非限制性例子而给出的一些实施例的详细描述，本发明的其他目的、优点和特征将变得显而易见，其中-图I示出了配备有根据本发明的用于估计联接器温度的系统的四轮驱动车辆；-图2示出了用于估计两个行程之间的车辆停止时间的模块的一个可能的操作模式；-图3利用所测量和估计的温度曲线而说明了根据本发明的确定初始联接器温度的原理。
具体实施例方式如图I所示，车辆I包括前轮组2和后轮组3，前轮组2和后轮组3通过联接器4连接，该联接器能够完全地或部分地与前轴2和后轴3旋转地联结。前轮组2中的每个轮组都配备有转速传感器12，而后轮组3中的每个轮子都配备有转速传感器13。由传感器12和13所记录的值特别地被用来计算前轴2与后轴3之间的转速差，以及车辆I的瞬时速度。 这种传感器通常存在于四轮驱动车辆的四个轮子上，或者更一般地存在于配备有ABS型牵引力控制系统或ESP型轨迹校正系统的车辆的四个轮子上。前轴2经由动力系统(未显示)连接到内燃机5，其特别地包括将新鲜空气经由空气过滤器9而引入引擎汽缸7中的进气口 6。内燃机5配备有冷却回路10。温度传感器8被安排在空气过滤器9与汽缸7入口之间的进气回路6中。温度传感器11被安排在内燃机5附近与冷却回路10的液体接触的位置。轮速传感器12和13和温度传感器8和11分别经由连接16、17、14、15而连至电子控制单元18。电子控制单元(E⑶)18特别地包括用于估计车辆外部空气温度的模块19、用于估计自上一次车辆使用起经过的时间的模块20和用于估计在车辆停止结束时联接器4的温度的模块21。E⑶18还包括连接到三个前述模块19、20、21的存储装置22，该存储装置使得E⑶18能够将在内燃机5关闭之前或在E⑶18本身关闭之前其在随机访问存储器中所拥有的计算或测量的特定值写到只读存储器中。模块20经由连接15连至冷却液体温度传感器11以及模块19和21。模块19经由连接16和17连至车轮速度传感器12和13，经由连接14和15连至两个温度传感器8和11。可选地，模块19能够简单地连接到车辆外部空气温度传感器。在第一种情况下，模块19例如可以使用由引擎进入空气温度和冷却液体温度的传感器8和11测量的值，以确定车辆外部空气的可能初始温度。模块19然后能够通过对由引擎进入空气温度传感器8所测量的温度执行数学过滤来确定估计的外部空气温度变化，这个过滤被设计成通过按照车辆瞬时速度是高于还是低于阈值而强制两个不同的最大梯度值，来限制所估计的外部温度梯度。车辆瞬时速度能够由模块19根据由两个传感器12和两个传感器13所提供的车轮瞬时转速值来推导。E⑶18也包括用于当车辆行驶时计算联接器4的温度的模块23。联接器4的温度例如是基于前轴2与后轴3之间的转速差以及带给在联接器周围流通的空气的能量，在考虑由于联接器中的摩擦而产生的能量的情况下通过执行热平衡来计算的。当车辆的发动机已经停止并且仪表点火已经关闭时，E⑶18将由模块23所计算的在其操作期间上一次估计的温度值写到存储器存储装置22之一中。它还将由模块19估计的上一个温度(或在本发明的其他变型实施例中是上一次测量的车辆外部空气值)写到另一个存储器装置22中。最后，它将由传感器11测量的上一个冷却液体温度值写到第三只读存储器中。在点火关闭后，电子控制单元18在预定时期内保持激活，从而更好地考虑可能的车辆马上重新起动。按照在车辆控制系统在暖再起动期间的反应性与待机模式所造成的功耗之间所选择的折衷，该预定时期例如可以是几分钟或几十分钟。在这个预定期间内，电子控制单元可以可能地通过考虑引擎关闭时的上一个温度并且通过考虑在电子控制单元的预定待机时期内与外部空气的热交换，以规律的时间段计算联接器4的温度。除了在引擎关闭时的联接器4的估计温度之外，电子控制单元18还能够将在电子控制单元18最后关闭之前的联接器4的估计温度写入存储装置22。电子控制单元的预定待机时期也作为计算参数被记录在电子控制单元18的只读、可写或不可重写存储器中。当电子控制单元18再次开启以再起动车辆时，用于估计自上一次使用车辆起经过的时间的模块20记录冷却液体温度的当前值，其由传感器11提供。模块20也 访问在存储装置22中所记录的上一个冷却液体温度值，以及在存储装置22中所记录的上一个车辆外部空气温度。为了计算自引擎已经关闭起所经过的时间，模块20使用代表冷却液体与车辆外部空气之间的热交换的一阶模型，假设存在实现如下等式的全局交换系数Cliq
权利要求
1.一种用于估计在车辆(I)停止后该车辆的机械构件(4)的温度(Tini)的系统，包括 -该车辆(I)的第一元件(10)的温度传感器(11)，该第一元件可以特别地是该车辆的液体储蓄箱， -用于估计该车辆外部的空气温度的装置(19)， -用于估计当该车辆行驶时所述构件(4)的温度的第一模块(23)，其特征在于，还包括 -存储装置(22)，其用于当该车辆(I)停止时存储外部空气温度值(Ta)、所述第一元件(10)的温度值(Ttl)和所述构件(4)的温度值(Tmax),-第二模块(20)，其能够根据外部空气温度值(Ta)、所述第一元件(10)的所存储的温度(Ttl)和所述第一元件(10)的所测量的温度(T1),来计算该车辆(I)的停止时期(At)，-第三模块(21)，其能够根据外部空气温度值(Ta)、所述构件(4)的所存储的温度(Tfflax)和由所述第二模块(20)计算的该车辆的停止时期(At，ATmissims),来计算当该车辆(I)停止时所述构件(4)的温度变化热历史。
2.根据权利要求I所述的用于估计温度的系统，其中，所述第三模块(21)被配置成计算在该车辆(I)停止后的预定时期(Λ textinct)内所述构件(4)的温度变化，然后关闭直到再一次车辆(I)起动。
3.根据权利要求2所述的用于估计温度的系统，其中，所述第三模块(21)被配置成，如果由所述第二模块(20)发送给它的该车辆(I)的停止时期(At)小于或等于所述预定时期(Atraitinrt),则指派当该车辆(I)再起动时所述构件(4)的所估计的温度(Tini),即在所述第三模块(23)关闭之前针对该构件(4)而计算的上一个温度值(Traff)。
4.根据前述权利要求之一所述的用于估计温度的系统，其中，所述第二(20)和第三(21)模块通过对所述第一元件(10)与所述车辆(I)的外部空气之间的交换执行热平衡，或通过对所述构件(10)与所述车辆(I)的外部空间之间的交换执行热平衡，来分别计算所述停止时期(At)和所述构件(4)停止时的温度历史，或者其上一次停止时的温度(T ini)。
5.根据前述权利要求之一所述的用于估计温度的系统，其中，所述第二(20)和第三(21)模块使用温度相对于所述车辆(I)的外部温度的间隔随时间变化的指数剖面，以估计所述停止时期(Λ t，Λ tfflissions)或估计温度变化的程度。
6.根据前述权利要求之一所述的用于估计温度的系统，包括能够计算用于将扭矩从所述车辆的一个轮组(2)传递至该车辆的另一个轮组(3)的联接器(4)的一个或多个内部温度的一个或多个第一模块(23)，和能够计算在该车辆(I)的中间停止时期之后该联接器(4)的一个或多个内部温度的一个或多个第三模块(21)。
7.根据前述权利要求之一所述的用于估计温度的系统，其中，每个估计的温度值关联于布尔有效性指示符和默认温度值，该默认温度值在该布尔指示符取预定值的情况下代替所估计的值。
8.根据前述权利要求之一所述的用于估计温度的系统，其中，所述第一元件(10)是在内燃机(5)附近的冷却液体。
9.一种配备有根据前述权利要求之一的用于估计温度的系统的具有内燃机的车辆，其配备有用于估计该车辆的外部温度的模块(19)，该模块连至进入该车辆(I)的引擎的空气的温度传感器(8)、引擎(I)的冷却液体(10)的温度传感器(11)和用于估计该车辆(I)的速度的装置。
10.一种用于估计在车辆(I)停止之后的内燃机(5)的机械构件(4)的温度的方法，其包括以下步骤 -当该车辆(I)停止时，将该车辆(I)的冷却液体(10)的上一次测量的温度(TJ、该车辆外部的空气的上一次测量或估计的温度(Ta)和所述构件(4)的上一次估计的温度(Tmax)写入只读存储器(22)中； -当该车辆(I)再起动时，该车辆的冷却液体(10)温度(T1)被测量，并且根据该温度和三个之前存储的温度来推断所述构件(4)的新温度(Tini)； -该构件(4)的这个新温度(Tini)被用作当该车辆(I)行驶时所述构件(4)的温度的后续估计的初始温度。
11.根据权利要求10所述的用于估计温度的方法，其中，将上一次测量或估计的外部空气温度Ta、所述构件的上一次估计的温度Tmax、针对该车辆的冷却液体在同一时刻所测量的上一个温度Ttl、起动时的冷却液体的温度T1和所述构件的新温度T ini相关联的关系，是如下形式的指数关系
全文摘要
本发明涉及一种估计车辆(1)停止后其机械构件(4)的温度的系统，包括车辆(1)的第一元件(10)温度传感器(11)，该元件可以特别地是该车辆的液体储蓄箱；用于估计车辆外部空气温度的装置(19)；用于估计当车辆行驶时构件(4)的温度的第一模块(23)。该系统还包括用于当车辆(1)停止时存储外部空气温度值、第一元件(10)温度值和构件(4)温度值的装置(22)；根据外部空气温度值、第一元件(10)的存储温度和测量温度来计算车辆(1)的停止时期的第二模块(20)；根据外部空气温度值、构件(4)的存储温度和由第二模块(20)计算的车辆停止时期来计算当车辆(1)停止时构件(4)的温度变化热历史的第三模块(21)。
文档编号B60W40/105GK102918239SQ201180026416
公开日2013年2月6日 申请日期2011年4月7日 优先权日2010年4月8日
发明者F·富萨尔, S·盖冈, N·罗马尼, P·圣卢普 申请人:雷诺股份公司