车辆控制方法与流程

本发明涉及一种车辆控制方法，尤其涉及一种用于优化发动机中的可连续改变的气门升程系统的使用的方法。本发明的方面涉及一种控制方法、一种控制系统、一种计算机可读介质、一种处理器以及一种车辆。

背景技术：

已经确定的是，改变发动机进气门的打开程度和持续时间的能力在发动机性能和效率方面提供了明显的优点。例如，通常期望当发动机以相对高的速度运行时实现更高的气门升程以使性能最大化，而在发动机速度较低时降低气门升程以便提高效率。类似地，在高发动机速度下保持进气门打开更长时间使性能进一步提高。

可机械地改变的气门升程系统是已知的，其中，设置一对凸轮组以驱动进气门；一个凸轮组被优化用于在低发动机速度下提供较低的气门升程，另一个用于在更高发动机速度下提供更高的气门升程。当超过发动机速度阈值时，车辆在凸轮组之间切换。这种类型的布置通常被称为“凸轮轮廓切换”。这种布置的缺点是，切换产生发动机输出的阶跃变化，导致精度下降。即使开关被定时为与凸轮组中的每一者的相应扭矩曲线的交叉点一致，在切换期间也会存在性能的瞬时损失。

为此，已经提出了各种可连续改变的气门升程(CVVL)系统，并且许多已被用于现代车辆中。这些系统能够在气门的操作范围内将气门升程控制到任何期望的水平。这意味着可以在整个发动机速度范围内优化气门升程，从而实现发动机性能的真正优化。

一种这样的布置采用液压系统用以控制气门升程。虽然该系统在正常操作条件下非常有效，但是已经确定当发动机在非常冷的条件下例如在低于-10℃的温度下启动的情况下会出问题。这是因为用作液压流体的油的粘度在这样的低温下显著上升到使系统的响应性下降的程度。由此产生的特定问题是关闭气门所花费的时间延长，导致当进气门在相应发动机气缸的压缩冲程的部分期间保持打开时的扭矩损失。

在这种背景下，设计出本发明。

技术实现要素：

根据本发明的一个方面，提供了一种用于控制车辆的变速器的控制方法。该方法包括：接收与可连续改变的气门升程系统在低温条件下发生的液压滞后相关的至少一个测量，所述可连续改变的气门升程系统与车辆的发动机相关联；基于与所述液压滞后相关的所述至少一个测量来确定发动机速度阈值，在大于所述发动机速度阈值的情况下，发动机功率输出由于所述液压滞后而受影响；监测发动机速度；以及如果发动机速度超过所述发动机速度阈值，则产生警报。

该方法可以包括基于该测量或每个测量来估计液压滞后的值，以及基于液压滞后的值来确定发动机速度阈值。

变速器可以是手动变速器或自动变速器。如果是手动变速器，则可以向用户显示警报以指示用户在超过发动机速度阈值的情况下改变档位。警报的显示可以例如通过在仪表板上的“改变”箭头进行。

如果变速器是自动变速器，则该方法可以包括使用警报来控制自动变速器，以便确保发动机速度不超过发动机速度阈值。

在本说明书中使用的术语“警报”可以被认为包括在术语“信号”意义上使用的词。

间接测量的液压滞后是瞬时的并且可以随时间而变化。特别地，当液压油粘度降低时，液压滞后将减小。通过使用指示液压滞后的测量或者可选地使用这些测量来计算瞬时液压滞后，可以连续地更新发动机速度阈值以反映变化的条件。这使得能够根据瞬时可用功率始终优化发动机功率输出，使得在任何给定时间从发动机可获得的最大功率被根据需要输送。

可以确定发动机速度阈值，以便确保系统的进气门在与气门相关联的发动机气缸的压缩冲程开始之前关闭。替选地，可以确定阈值以便允许气门在压缩冲程开始之后很快关闭。后一种选择可能是可接受的，因为在压缩冲程开始时存在有限的活塞运动，这是因为活塞遵循大致正弦曲线。因此，如果气门在压缩冲程的早期部段中打开，很少量的空气会被迫通过气门逸出，从而确保足够的空气保持在气缸中。

与可连续改变的气门升程系统在低温条件下发生的液压滞后相关的测量可以指示液压滞后的量，或者，其可以简单地指示液压滞后为非零。在反映本发明的相对简单的实施方式的后一种情况下，如果检测到液压滞后为非零，则估计液压滞后的值可能需要给液压滞后分配恒定最大值，并且基于此恒定值来确定发动机速度阈值。在该情况下，在低温条件下的整个操作期间中应用恒定的发动机速度阈值。

该方法可以包括：将发动机速度阈值与预定的发动机速度限制值进行比较，其中，该预定的发动机速度限制值与正常操作中自动变速器所使用的当前选择的档位有关；确定所述发动机速度阈值是否小于所述预定的发动机速度限制值；以及在所述阈值小于所述预定的限制值的情况下，用所述发动机速度阈值替代所述预定的发动机速度限制值。

该方法还可以包括：接收档位降档请求；确定瞬时车辆速度；基于所述瞬时车辆速度和发动机负荷来计算用于所请求的档位的预计的发动机速度；将所述预计的发动机速度与所述发动机速度阈值进行比较；以及在所述预计的发动机速度大于所述发动机速度阈值的情况下拒绝所述降档请求。在该实施方式中，该方法可以包括在预计的发动机速度小于发动机速度阈值的情况下允许降档请求。

方便地，该方法可以包括在发动机速度达到发动机速度阈值的情况下通过自动变速器自动实现档位升档。

与液压滞后相关的至少一个测量可以是包括以下项的组中的一者或更多者：可连续改变的气门升程系统中的油粘度；可连续改变的气门升程系统中的油温度；进气门升程；以及发动机点火之后的事件。

在本发明的另一方面，提供了一种用于控制车辆的变速器的车辆控制系统。该系统包括：感测装置，其被布置为接收与可连续改变的气门升程系统在低温条件下发生的液压滞后有关的至少一个测量，该可连续改变的气门升程系统与车辆的发动机相关联；和处理装置，其设置成基于与所述液压滞后有关的所述至少一个测量来确定发动机速度阈值，在大于该发动机速度阈值的情况下，发动机功率输出由于所述液压滞后而受影响。该系统还包括布置成监测发动机速度的监测装置，以及布置成在发动机速度超过发动机速度阈值的情况下产生警报的输出装置。

在变速器是自动变速器的情况下，系统可以包括控制装置，所述控制装置被布置成响应于警报控制车辆的自动变速器，以便确保发动机速度不超过发动机速度阈值，从而保持发动机功率输出。

感测装置可以包括温度传感器，所述温度传感器被布置成输出指示可连续改变的气门升程系统中的油的温度的测量值。

感测装置可以包括粘度计和流变仪中的至少一者，所述粘度计和流变仪中的所述至少一者被布置成输出指示可连续改变的气门升程系统中的油的粘度的测量值。

在本发明的其他方面，提供了一种装载有用于实现上述方法的计算机代码的非暂态计算机可读介质，一种布置成实现上述方法的处理器，以及一种配置成实现上述方法的车辆。

在本发明的又一方面中，提供了一种包括上述系统或处理器的车辆。

除了液压滞后之外，发动机速度限制值可以替代地由可连续改变的气门升程系统的其他机电液压限制值来指示，包括：高冷电流消耗、液压激励和机械力。鉴于此，在本发明的另一方面，提供了一种用于控制车辆的变速器的控制方法，所述方法包括：接收与可连续改变的气门升程系统的低温条件参数有关的至少一个测量，所述可连续改变的气门升程系统与车辆的发动机相关联；基于与所述参数有关的所述至少一个测量来确定发动机速度阈值，在大于所述发动机速度阈值的情况下，发动机功率输出由于所述参数而受影响；监测发动机速度；以及如果所述发动机速度超过所述发动机速度阈值，则产生警报。

在本申请的范围内，明确意图是在前述段落中、在权利要求中和/或在下面的描述和附图中阐述的各个方面、实施方式、示例和替代，尤其是其个体特征，可以独立地或以任何组合采用。例如，结合一种实施方式公开的特征可应用于所有实施方式，除非这些特征是不兼容的。

附图说明

现在将参照附图仅通过示例的方式描述本发明的实施方式，其中相同的部件被分配相同的附图标记，并且在附图中：

图1是处于第一状态的液压CVVL系统的示意图；

图2是处于第二状态的液压CVVL系统的示意图；

图3是示出图1的CVVL系统在操作条件范围内的操作的曲线图；

图4是以极坐标格式表示图3的数据的图；

图5是示出用于具有图1的CVVL系统的发动机在三个不同的温度下的功率曲线的曲线图；

图6是示出根据本发明的实施方式的车辆控制方法的流程图；

图7是示出图6的方法的输入和输出的框图；以及

图8是示出针对CVVL系统的油温度的发动机速度阈值的示例曲线的曲线图。

具体实施方式

图1和图2以示意的形式示出了上述的液压操作式CVVL系统10。在此描述系统10以便清楚地示出与发动机的低温启动相关联的问题，其中系统10的响应性由于进气门关闭减慢而下降。应当理解，这里描述的特定系统10仅以示例的方式被包括在内，并且存在本发明的实施方式同等地适用的各种替代布置。

CVVL系统10包括工作室12，工作室12由一对圆柱形孔形成，所述一对圆柱形孔相交以形成T形布置，使得工作室12具有限定相应的第一开口20、第二开口22和第三开口24的第一分支14、第二分支16和第三分支18。每个开口20、22、24容纳相应的圆柱形柱塞：凸轮柱塞26容纳在第一开口20内；气门柱塞28容纳在第二开口22内；以及控制柱塞30容纳在第三开口24内。柱塞26、28、30被布置成在其各自的分支内轴向滑动，并且提供机械止动件(未示出)以限制其运动范围，从而限定柱塞的相应静置位置。如下面进一步描述的，每个柱塞由相应的弹簧朝向其静置位置偏压。控制柱塞30和气门柱塞28被向内偏压到工作室12中，并且各自的机械止动件限制所述向内的运动，而凸轮柱塞26被从工作室12向外偏压，相应的机械止动件限制所述向外的运动。

柱塞中的每一者围绕其抵靠工作室12的相应分支的管状内壁的圆周形成密封。工作室12充满油，油借助于柱塞密封件容纳在工作室12内。以这种方式，产生液压系统，使得柱塞中的任一者进入工作室12的向内运动使油的压力增大，该压力继而给其他两个柱塞施加压力，从而将该其他两个柱塞自工作室12向外推动。因此，油作为在柱塞之间传递力的液压储存器。

应当注意，从柱塞密封件的一端到另一端可能发生一些泄漏，导致工作室12久而久之的外泄。为了减轻这种情况，通常通过主发动机油泵经由止回阀将额外的油供应到工作室12，但是为了简单起见在图1和图2中未示出该结构。

电磁阀32定位在工作室12的第三分支18中。电磁阀32可操作以选择性地将工作室12的包含控制柱塞30的部分与工作室12的其余部分隔离，从而将工作室12分成两部分：包含凸轮柱塞26和气门柱塞28的高压室34；以及包含控制柱塞30的中压室36。

图1示出了处于关闭位置的电磁阀32，其中，中压室36与高压室34隔离，图2示出了处于打开位置的电磁阀32，其中中压室36与高压室34连通。在该实施方式中，电磁阀32在停用时占据打开位置，并且在启用时移动到关闭位置。

与车辆的凸轮轴(未示出)相关联的凸轮38直接设置在凸轮柱塞26的下方，使得凸轮38与凸轮柱塞26滑动接触。在其他布置中，凸轮38可以例如通过滚子从动件、摇杆或滑块间接地驱动柱塞26。凸轮轴由曲轴以常规方式驱动。在该实施方式中，凸轮38包括居中地承载在凸轮轴上的盘状主体40或“基圆”，以及布置成随着凸轮38的旋转而将力施加到凸轮柱塞26的外凸耳42。在其他实施方式中，可以使用偏心安装式凸轮。

当凸轮38旋转到凸耳42的上升侧面与凸轮柱塞26相遇的取向时，凸轮柱塞26开始沿循着凸耳42的上升侧面攀升。这继而将凸轮柱塞26向上推动到高压室34中。当凸轮38继续旋转时，凸耳42进一步向上推压凸轮柱塞26。这继续进行直至凸轮柱塞26攀升至凸耳42的上升侧面的顶部，使得凸轮柱塞26坐置于凸耳42的径向最宽点，在该点处限定了最大凸轮柱塞26位移。

一旦凸轮38经过了对应于最大凸轮柱塞26位移的位置，凸轮柱塞26就下降到凸耳42的后侧面，这使得凸轮柱塞26逐渐向下移动。提供弹簧(未示出)以将凸轮柱塞26偏压成与凸轮38接触。当凸轮柱塞26下降到凸耳42的后侧面的端部时，柱塞骑乘在凸轮38的主体40上。由于凸轮38的主体40是大致圆形的并且居中地安装在凸轮轴上，所以凸轮38的主体40与凸轮柱塞26之间的接触点的位置直到凸轮38旋转到凸轮柱塞26与凸耳42的上升侧面再次相遇的程度才会改变。因此，凸轮柱塞26在骑乘在凸轮38的主体40上时基本是静止的，从而限定凸轮柱塞26的静置位置。

因此，凸轮38的旋转运动转化为凸轮柱塞26在高压室34内的往复线性运动。注意，凸轮柱塞26的往复运动不是连续的；凸轮柱塞26仅在其与凸轮38的凸耳42接触的时段期间移动，并且凸轮柱塞26在其与凸轮38的主体40接触的时段是静止的。

气门柱塞28机械地联接到车辆的发动机的气缸的进气门44。气门柱塞28进入高压室34的向内运动转化为进气门的关闭，并且气门柱塞28的向外移动转化为进气门44的打开，柱塞运动的程度决定气门升程的程度。提供气门弹簧46以将气门柱塞28偏压到高压室34中。因此，气门柱塞28的默认位置对应于进气门44被关闭的状态，并且因此进气门44保持关闭，直至凸轮柱塞26在电磁阀32处于其关闭位置的同时通过凸轮38从其静置位置移位。

控制弹簧48相对于工作室12位于控制柱塞30的后面。因此，控制弹簧48用于将控制柱塞30偏压到中压室36中。注意，控制弹簧48不如气门弹簧46那么强劲(strong)。因此，当电磁阀32打开时，如果高压室34中的压力超过中压室36中的压力，则控制柱塞30不能向内移动；实际上，控制柱塞30被向外推压，压缩控制弹簧48，直到高压室34和中压室36中的压力相等，或者直到控制柱塞30达到由其相应的机械止动件限定的最大位移。

在操作中，如图1所示，随着凸轮38旋转，凸耳42迫使凸轮柱塞26向上进入高压室34。这增大了高压室34中的油的压力，这继而随着油压作用在柱塞的端面的区域上而在气门柱塞28上产生液压力。液压力克服由气门弹簧46施加在气门柱塞28上的相反的力，结果是气门柱塞28被从高压室34向外推动。

换言之，凸轮柱塞26的向上移动使一定体积的油移位，这进而引起气门柱塞28的相应位移，气门柱塞的位移程度由工作室12的第一分支14和第二分支16的直径的比率确定。因此，凸轮柱塞26响应于凸轮的旋转的向上移动实现气门柱塞28的向外轴向移动，从而打开进气门44。

注意，电磁阀32在该阶段是关闭的，因此凸轮柱塞26在其上施加作用的油的体积是固定的。在这些条件下，在凸轮柱塞26的轴向位移与气门柱塞28的轴向位移之间限定了固定的比率。因此，给定的凸轮柱塞26的位移将总是影响特定的气门柱塞28的位移。为了简单起见，出于描述系统10的操作的目的，假定油是不可压缩的流体。在此基础上，如果凸轮柱塞26和气门柱塞28具有相同的直径，则对于固定体积的油，气门柱塞的位移等于凸轮柱塞26的位移。

然而，如果电磁阀32打开，则当凸轮柱塞26施加压力时，油具有替代的逃逸路线，即流入中压室36中，如图2中最清楚地示出的。由于控制弹簧48比气门弹簧46弱，因此控制柱塞30比气门柱塞28更易于移动。在这些情况下，油采取最小阻力的路径，这意味着通过凸轮柱塞26的移动使油进一步移位引起控制柱塞30的向外移动，而不是气门柱塞28的向外移动。因此，一旦电磁阀32打开，气门柱塞28不再进一步打开；仅在电磁阀32被启动且关闭时凸轮柱塞26的运动才影响气门柱塞28的运动。

实际上，由于气门弹簧46比控制弹簧48更强劲，一旦电磁阀32打开，气门弹簧46开始克服控制弹簧48，因此将气门柱塞28推回到工作室12中。因此，一旦电磁阀32打开，进气门就开始关闭，因此峰值进气门开度对应于电磁阀32打开的时刻。以这种方式，进气门保持大致正弦的开度曲线(opening profile)，虽然相对于在电磁阀32保持关闭时的全进气门开度其幅度减小。注意，气门弹簧46和控制弹簧48的相对强度被小心地平衡，以便确保进气门开度曲线对应于凸轮凸耳42的轮廓。例如，如果控制弹簧48相对于气门弹簧46太弱，则当电磁阀32打开时，进气门将几乎立即关闭。

通过利用该原理，可以通过适当地控制电磁阀32打开的定时来实现进气门44在操作范围内的任何期望的升程(其对应于气门柱塞28的升程)。气门升程的定时也可以改变；但是仅在由凸轮凸耳42的轮廓和旋转速度产生的限制内，因为气门升程只能通过凸轮凸耳42的作用而发生。

可以控制电磁阀32以在凸轮柱塞冲程循环期间的任何点处打开，凸轮柱塞冲程循环被定义为凸轮柱塞26在其静置位置与其最大上移位之间的一次完整的振荡。如果需要最大气门升程，则电磁阀32被启动，以便在整个循环中保持关闭，使得凸轮柱塞26的向上运动引起气门柱塞28的最大位移。如果需要零气门升程，则电磁阀32被停用，使得其在整个凸轮柱塞冲程循环中保持打开。对于任何其他期望的气门升程，电磁阀32在被计算以提供期望的升程的时间或气门关闭时间开启。

还应注意，由于当电磁阀32打开时气门柱塞28不能从工作室12向外移动，所以通过在凸轮柱塞26开始沿循凸轮凸耳42的上升侧面攀升时保持电磁阀32打开可以延迟进气门升程开始的点。然后，在进气门的打开运动开始的点处关闭电磁阀32。

当凸轮冲程循环完成时，凸轮柱塞26返回到其静置位置。随着油压降低，气门弹簧46能够使气门柱塞28返回到其静置位置。注意，油压保持升高，直至凸轮柱塞26和气门柱塞28都处于其静置位置。这意味着控制柱塞30不能开始移回到工作室12中，因为由控制弹簧48施加的力被气门弹簧46施加的力克服。

一旦气门柱塞28到达其静置位置，油压被减小到最小，因此控制柱塞30在控制弹簧48的作用下开始朝向其相应的静置位置移动。然后启动电磁阀32，使得中压室36与高压室34隔离，为下一个凸轮柱塞冲程循环做准备。通常，电磁阀32紧在需要气门升程之前被启动，以避免由于将电磁阀32保持打开超过所需的时间而消耗电流而没有作用。

注意，通常在凸轮冲程循环的其中凸轮柱塞26占据其静置位置的部分的至少一部分的期间停用电磁阀32，以确保没有高压油保留在中压室36中，否则在随后的循环中会影响气门升程。

利用该系统10可实现的最小进气门升程由控制柱塞30的移动范围决定。因此，CVVL系统10被构造成使得控制柱塞30具有适合于适应进气门44所需的气门升程的范围的运动范围。通常，控制柱塞30布置成具有至少与气门柱塞28相同的运动范围，使得如果电磁阀32在整个凸轮冲程循环中保持打开，则不产生气门升程。

CVVL系统10的功能的上述描述在正常操作条件下成立。然而，如前面提及的，当CVVL系统10在非常冷的条件下操作时例如当车辆在低于-10℃的环境温度下首次启动时会出现问题。

在这些条件下，工作室12中的油非常冷，因此其粘度相对较高。由气门弹簧46施加的力不变，因此，在气门打开之后随着凸轮柱塞26从工作室12向外移动，油的增大的粘度具有延长气门弹簧46使气门柱塞28返回到其静置位置所花费的时间的效果。气门柱塞28的减慢的运动导致进气门44保持打开超过预期的时间。由于液压系统10在低温下的特性引起的这种延迟被称为“液压滞后”。由于凸轮柱塞弹簧通常足够强劲，以便即使在液压滞后的情况下也能够在整个气门关闭期间保持凸轮柱塞26与凸轮凸耳42接触，所以在凸轮柱塞26上方将形成局部真空。

由于液压滞后主要根据油的粘度和由气门弹簧46施加的力而变化，因此滞后的程度不依赖于发动机速度。相反，对于给定的油温度和气门升程，所得到的滞后在绝对值上基本上是恒定的。因此，随着发动机速度增大，进气门44在逐渐增大比例的发动机气缸冲程期间即通过成比例地较长的曲柄角保持打开。这意味着在较高的发动机速度下，当压缩冲程开始时，进气门44可能仍是打开的。结果，先前被引入发动机气缸中的空气被迫压通过进气门44回流，从而导致发动机功率的损失。

在图3和图4中示出了这种情况，图3和图4图形地比较了进气门44在正常操作和低温启动条件下的气门升程曲线。

图3示出了呈方波形式的一对波形，其表示用于控制CVVL系统10的输入信号。在波形之上，用相应的图形曲线表示三个不同的响应曲线，响应曲线响应于输入信号反映相对于发动机曲轴角的气门升程。假设发动机速度恒定，则这些线中的每一者表示随时间的变化，并且线的长度表示一个完整的发动机活塞循环的持续时间。

最上面的输入信号50对应于进气门44完全打开的情况。因此，如前所述，电磁阀32被启动以移动到关闭位置用于凸轮冲程循环的持续期间。电磁阀32的启动由方波的峰值指示。所得的气门升程曲线52由上面的图形中的最大的曲线表示，其也示出了气门升程的程度如何根据凸轮的位置而变化，首先上升到峰值，然后以对称的方式再次下降。

全凸轮升程响应示出了凸轮柱塞冲程循环的定时：气门开始升程的点对应于凸轮柱塞26开始沿循凸轮凸耳42的上升侧面攀升的时刻，并且气门升程返回到零处的点对应于凸轮柱塞26完成沿着凸轮凸耳42的后侧面下降的时刻。如图3所示，电磁阀32实际上在凸轮冲程开始之前被启动。类似地，在进气门44关闭之后电磁阀32被停用以减少能量消耗并且还允许油被泵送到中压室36中以补偿泄漏。

下面的输入信号54对应于气门升程减小的需求。如前所述，例如，在低发动机速度下可以使用减小的气门升程，以便提高效率。为了实现与上述全气门升程曲线52相比减小的气门升程，电磁阀32仅在凸轮冲程循环的一部分期间启动，并且电磁阀32的启动被延迟，以便延迟进气门的初始打开。这可以从下面的输入信号54的方波的形式观察到，其中峰值的持续时间与上面的输入信号50相比减小。这种技术被称为迟进气门打开(late inlet valve ope ning,LIVO)。

示出了与下面的输入信号54的较短的启动对应的两个不同的响应曲线。由实线表示的第一响应曲线56与正常操作有关。如所期望的，与全凸轮升程曲线52相比，该响应的峰值减小，这指示部分气门升程。响应的形式类似于全升程曲线52，其亦是对称的曲线。第二响应曲线58由虚线指示，并且对应于低温启动情况下的预计的气门升程响应。

对于第一响应曲线56，注意到进气门44开始打开的点基本上对应于电磁阀32的开启点，如由输入信号的方波的峰值所示。还应注意，电磁阀32直到进气门44已关闭才被停用，以避免提前的气门关闭。如前所述，电磁阀32在进气门44关闭之后被停用，以允许中压室36中的油的压力减小，从而使得控制柱塞30能够在进气门44关闭时返回到其静置位置。如果电磁阀32保持关闭，高压油将被保留在中压室36中，并且控制弹簧48将不能使控制柱塞30移动。因此，在随后的凸轮冲程循环中，气门升程将受到影响，因为这样一来在高压室中将存在较少的油。

在达到峰值升程之前，低温启动响应在LIVO升程的第一部分类似于正常响应。然而，在峰值升程之后，明显的是，相比于正常响应，进气门44花费显著更长的时间来关闭，如由曲线在峰值之后的非常平缓的坡度以及响应的不对称性所指示的。实际上，进气门44仅仅在凸轮冲程循环结束之前关闭。气门关闭所需的时间的延长是液压油在低温下粘度增大的直接结果。从响应曲线清楚可见，如果峰值升程较高，则关闭速率将不足以在下一个凸轮冲程循环开始之前关闭进气门44。这说明在低温操作期间限定最大气门升程，其确保进气门44在压缩冲程中足够早地关闭，以确保足够的空气被保持在发动机气缸中。

图4表示了与图3中所示信息相同的信息，但是以替代形式来表示。在图4中，以极坐标图表示响应数据，其中，一转对应于一个发动机活塞循环，其由实心的大致圆形的线60来表示。在圆形线60的外部，用虚线示出了三个气门响应，包括完全升程响应62、正常部分升程响应64和在低温启动条件下的部分升程响应66。以这种方式表示数据允许更清楚地指示进气门44响应如何与发动机气缸运动相关。

如图3所示，所有三个响应具有在公共点处重合的峰值，在这种情况下是围绕顺时针圆周线的三分之一处的峰值。该点对应于入口最大开度点(IMOP)。

全升程响应62在标记为“IVO”(进气门打开)的点开始，该点刚好在“上止点”——即发动机活塞在发动机气缸中到达的最高位置——之前。虽然看起来恰好在气门打开之后发生点火事件，但是应当理解，该图涉及四冲程发动机，因此在交替的活塞循环中发生气门打开和点火，图4中所示的火花对于发动机气缸而言实际上提前360°。另外两个响应曲线64、66的气门打开发生在循环中的稍后点。

在全升程响应62中，在标记为“IVC”(进气门关闭)的点——即围绕圆形线的路径的约三分之二——处发生气门关闭。对于部分升程响应64，在该点之前发生气门关闭。然而，对于低温启动响应66，气门保持打开经过了IVC并且进入循环的最后象限；这是对应于高气门升程和高发动机速度的极端示例，并且将导致完全不可接受的性能。

存在可以修改CVVL系统10以克服上述液压滞后问题的各种方式。例如，可以使用更强劲的气门弹簧46，使得当油粘度增大时，其仍然能够使气门柱塞28返回到其静置位置。然而，由于弹簧被小心地平衡，这样的修改将需要大量的工程输入，这既耗时又昂贵。此外，这样的修改将可能影响系统10在正常操作条件期间的性能，这是不期望的。

本发明的实施方式提供了替选解决方案，现在将对其进行说明。

由于油粘度与其温度直接相关，并且液压滞后主要由油粘度决定，因此在低温下引起的液压滞后可以根据油温度而变化。如上所述，避免气门在进入发动机气缸的压缩冲程之后仍然打开的最大气门升程由液压滞后来限定。由于液压滞后是可变的，因此可允许的用以确保进气门44不在进入压缩冲程之后仍打开的最大气门升程是可变的。

在图5中示出了该效果，在图5中示出了针对三个不同温度的用于车辆发动机的功率曲线。

由实线表示的最上面的曲线68涉及正常操作，其中没有液压滞后效应。因此，这对应于-10℃及-10℃以上的液压油温度，即达到油的暖温操作温度，通常为约90℃。如将理解的，发动机功率随着发动机速度而增大，且具有朝向发动机速度范围的上端的调平效应(levelling out effect)。

最下面的线70表示针对低温启动条件的等效功率曲线，其中CVVL系统10的液压油处于-30℃。如图中明显的，最初，功率输出以与最上面的线的正常响应类似的方式随发动机速度上升。然而，达到了发动机速度阈值，超过该阈值之后，尽管发动机速度增加，功率输出仍急剧下降。该阈值与下述点紧密对应：在该点处，液压滞后导致进气门44在进入与进气门44关联的发动机气缸的压缩冲程之后仍保持打开。这是因为在压缩冲程期间空气被回推出发动机气缸，从而使气缸中保留的空气减少，因此使功率降低。

中间线72是在-30℃启动的发动机继较短时段的加温的功率曲线。显然，仍然存在发动机速度阈值，在此处功率输出开始下降，但是它比初始低温启动响应显著更高。此外，功率输出并未在阈值之后急剧下降。这说明了以下情况：油粘度随着油开始变暖而降低，因此液压滞后在绝对值上减小。因此，在到达进气门44在进入发动机气缸的压缩冲程之后仍然打开的点之前获得了较高的发动机速度，从而确保可接受量的空气保留在气缸中。

随着发动机继续变暖，液压滞后继续减小。一旦发动机充分变暖使得液压油处于-10℃或更高温度，则液压滞后消除并恢复正常的性能。据估计，如果使用最高可能的油粘度等级，则通常从空转发动机的低温启动到充分变暖以使液压滞后的影响变得可忽略最多需要两分钟。

本发明使用变化的发动机速度阈值这个原理来实现车辆的控制方案，该控制方案始终优化车辆发动机的操作。

在优选实施方式中，计算瞬时液压滞后，由此得到发动机速度阈值，发动机速度阈值对应于在超过的情况下发动机功率输出减小的速度。然后，使用所计算的发动机速度阈值来控制车辆的自动变速器，使得选择适当的档位以确保发动机速度始终保持低于阈值。

图6是更详细地示出根据本发明的实施方式的用于控制车辆的处理80的流程图。在该实施方式中，处理80通过发动机控制模块(ECM)结合变速器控制模块(TCM)执行，但是，在其他实施方式中，各种其他的车辆系统可以相互协作以执行处理80。

处理80开始于ECM在步骤82处读取来自一组传感器的与油粘度有关的一系列输入。图7中示出了处理80的该阶段的一组示例输入。如果可用，则使用直接的或计算的粘度读数作为输入。否则，被动测量替代地用作输入，例如油温度读数、气门升程的程度以及可能影响油粘度的在发动机启动之后的例如用于更快地使油变暖的加速的事件。另一个考虑因素是，当油在凸轮柱塞26的作用下暴露于剪切力时，这可以起到减少油中的聚合物链的长度的作用：这可能对粘度具有影响，因此被考虑为与启动后的事件有关的输入。

输入被传至功能84，功能84是ECM用来估计粘度的算法。本领域技术人员将理解，可以为此目的使用许多不同的算法。

回到图6，处理80继续，其中，ECM使用输入值以确定瞬时液压油粘度，并且在步骤86处根据该瞬时液压油粘度估计瞬时液压滞后。注意，液压滞后估计为时间常数的形式。还注意到，可选地，可以直接使用与液压滞后相关的测量，例如液压油粘度，而不用估计液压滞后的值。

一旦估计了液压滞后，则在步骤88处通过计算以下发动机速度来确定发动机速度阈值：在该发动机速度下，进气门44保持打开的总时间意味着气门在发动机循环中期望的阶段处关闭。例如，可以选择发动机速度阈值，使得在随后的压缩冲程开始之前气门关闭完成，或者可选地，可以允许进气门在随后的压缩冲程中保持打开到预定程度，该预定程度被优化为引入和保留最大量的空气。

注意，可选地，与液压滞后有关的测量——例如液压油粘度——可以直接用于确定发动机速度阈值，而不用例如通过使用粘度的查表值来估计液压滞后的值。

ECM继续迭代处理80的这些前三个步骤作为子处理90，以便连续地提供发动机速度阈值的实时值。发动机速度阈值的当前值被传送到TCM，TCM迭代第二子处理92以控制档位变化。

当在步骤94处由TCM接收到档位降档请求时，第二子处理92启动。降档请求可以例如通过用户与摇杆变速系统(paddle gearshift system)的交互手动生成。替选地，例如如果用户突然充分地下压车辆的加速器踏板，或者如果车辆已经减速，则降档请求可以由TCM自己通过单独的控制算法自动生成。

由于降档引起发动机速度增大，因此，重要的是防止将使得发动机速度增大超过发动机速度阈值并且因此影响发动机功率输出的降档的执行。

因此，TCM使用当前车辆速度以及当前发动机速度和发动机负荷，以在步骤96处确定用于已被请求的档位的预计的发动机速度。特别地，由于与自动变速器相关联的变矩器的操作状态将部分地决定后变速发动机速度，因此考虑发动机负荷。然后在步骤98处将预计的速度与由ECM提供的发动机速度阈值进行比较。如果所述预计的速度超过发动机速度阈值，则TCM在步骤100处拒绝降档请求，并且车辆继续以当前档位操作。如果所预计的发动机速度没有超过发动机速度阈值，则在步骤102处允许降档并且由TCM执行降档。

针对每个新的档位变化请求，第二子处理92继续迭代。对于第二子处理92的每次迭代，TCM使用由ECM提供的最近的发动机速度阈值。

注意，一旦建立正常操作，使得液压滞后变得可忽略，则从第一子处理90输出的发动机速度阈值等于在正常情况下用于防止过热和磨损的发动机速度阈值或限制值。因此，在此时车辆正常操作。

发动机速度可能超过根据瞬时液压滞后确定的阈值的另一种方式是如果车辆加速。在正常操作中，TCM使用一组发动机速度限制值来确定何时应当实现自动档位改变。然而，如果在低温启动情况下继续像往常那样进行该操作，则当车辆加速时增大驱动阻力可能导致当发动机速度达到由液压滞后确定的阈值时加速能力的进一步丧失。这是因为驱动阻力将达到其平衡减小的可用扭矩的点。当扭矩开始降低到高于发动机速度阈值时，车辆不能进一步加速，因此不能达到与通常将实现自动升档的发动机速度相对应的速度。因此，在这些情况下，车辆将卡在其当前档位，不能进一步加速。

因此，在本实施方式中，如果自动升档的正常发动机速度限制值较小，则使用由ECM计算的发动机速度阈值来替换该发动机速度限制值。以这种方式，将以确保不超过由ECM计算的发动机速度阈值的方式自动地实现升档。注意，对于包括手动控制模式的变速系统——在此种变速系统中，驾驶员可以使用例如摇杆来请求升档和降档，以与其他自动变速器相同的方式应用自动升档。这确保了车辆不会卡在特定档位中。

本领域技术人员应当理解，通常在ECM和TCM之间任意地划分对档位变化的控制分配，或者可以使用另外的专用控制器，以帮助执行处理80。因此，处理80的实际执行可能不完全如上所述。然而，为了简单起见，假设在下面的描述中系统如上面所描述的那样运行。

上述处理80确保变速器受控从而确保发动机速度始终保持在通过瞬时液压滞后确定的阈值以下，同时最大化用户可用的发动机速度范围。以这种方式，处理80使得能够在低温启动之后正常使用车辆，并且仅在液压滞后需要的情况下对性能进行限制。这种方法确保车辆从不处于性能受影响的状态；相反，车辆性能被有意地缩减并保持在提供可预测的行为的范围内。

图8示出了根据图7的处理80输出的典型的发动机速度阈值曲线。图8所示的曲线图描绘了发动机速度阈值与CVVL系统10的油的温度之间的对比关系。如图中所示，发动机速度阈值在-20℃和10℃之间急剧上升，此后逐渐平稳。

上述实施方式提供了在其中实现了可变发动机速度阈值的动态控制。在其他实施方式中，可以使用静态发动机速度阈值。在最简单的示例中，如果检测到或确定出非零液压滞后，则可以启用低温启动模式。在低温启动模式下应用与最长实际液压滞后相对应的发动机速度阈值，使得发动机速度保持在该水平之下，直到发动机已经加温到液压滞后消失的程度。一旦发生这种情况，停用低温启动模式，并且恢复正常操作。

在其他实施方式中，分阶段实现两个或更多个交错的发动机速度阈值。如上所述，可以使用ECM、TCM或替选的专用控制器来实施这样的控制策略。例如，TCM可以通过使用发动机油温度信号来实现这样的控制。

在这些实施方式中的任一者中，可以例如通过人机界面向用户输出警报，以通知用户车辆正在低温启动模式下操作。以这种方式，向用户提醒车辆性能已经被临时限制的事实，因此用户不会担心车辆出了问题。

在替选实施方式中，可以参考曲线或查找表、同时考虑车辆的初始温度来估计CVVL系统10的液压滞后。

本领域技术人员将理解，在不脱离所附权利要求的范围的情况下，可以修改本发明以采用本文所描述形式的许多替代形式。

特别地，根据本发明在CVVL系统10的特定示例的应用来描本发明，然而本领域技术人员将理解，本发明可以应用于任何液压CVVL系统10。参考图1和图2描述的CVVL系统10仅作为示例而被包括在内。

本发明的其他方面在以下编号的方面中陈述：

1.一种用于控制车辆的变速器的控制方法，该方法包括：

接收与在低温条件下发生的可连续改变的气门升程系统的液压滞后相关的至少一个测量，所述可连续改变的气门升程系统与车辆的发动机相关联；

基于所述测量或者每个测量来估计液压滞后的值；

基于液压滞后的值来确定发动机速度阈值，在大于所述发动机速度阈值的情况下，发动机功率输出因所述液压滞后而受影响；

监测发动机速度；以及

如果发动机速度超过所述发动机速度阈值，则产生警报。

2.根据方面1的控制方法，其中，所述变速器是自动的变速器，所述方法包括使用所述警报来控制所述自动变速器，以便确保所述发动机速度不超过所述发动机速度阈值。

3.根据方面2的控制方法，包括：

将基于所估计的液压滞后值的发动机速度阈值与由所述自动变速器在正常操作中使用的与当前选择的档位有关的预定发动机速度阈值进行比较；

确定基于所估计的液压滞后值的发动机速度阈值是否小于所述预定发动机速度阈值；以及

在基于液压滞后的阈值小于所述预定阈值的情况下，用基于所述估计的液压滞后值的所述发动机速度阈值来替代所述预定发动机速度阈值。

4.根据方面2的控制方法，包括：

接收档位降档请求；

确定瞬时车辆速度；

基于所述瞬时车辆速度和发动机负荷来计算用于所请求的档位的预计的发动机速度；

将所述预计的发动机速度与所述发动机速度阈值进行比较；以及

在所述预计的发动机速度大于所述发动机速度阈值的情况下拒绝所述降档请求。

5.根据方面4的控制方法，包括在所述预计的发动机速度小于所述发动机速度阈值的情况下允许所述降档请求。

6.根据方面2的控制方法，包括在所述发动机速度达到基于液压滞后的发动机速度阈值的情况下通过自动变速器自动地进行档位升档。

7.根据方面2所述的控制方法，其中，与液压滞后有关相关的所述至少一个测量是以包括下述下内容的组中的一个或更多个：所述可连续改变的气门升程系统中的油粘度；所述可连续改变的气门升程系统中的油温度；进气门升程；以及发动机点火之后的事件。

8.一种用于控制车辆的变速器的车辆控制系统，所述系统包括：

传感器，其被布置成接收与可连续改变的气门升程系统在低温条件下发生的液压滞后相关的至少一个测量，所述可连续改变的气门升程系统与所述车辆的发动机相关联；

处理器，其被布置成基于所述测量或者基于每个测量来估计液压滞后的值，并且基于液压滞后的值来确定发动机速度阈值，在大于所述发动机速度阈值的情况下，发动机功率输出由于所述液压滞后而受影响；

监测模块，其被布置成监测发动机速度；以及

输出装置，其被布置成在发动机速度超过所述发动机速度阈值的情况下产生警报。

9.根据方面8的系统，其中，所述变速器是自动变速器，所述系统包括控制器，所述控制器被布置成响应于所述警报来控制车辆的自动变速器，以便确保所述发动机速度不超过所述发动机速度阈值，从而保持发动机功率输出。

10.根据方面9所述的系统，其中，所述传感器包括温度传感器，所述温度传感器被布置成输出指示所述可连续改变的气门升程系统中的油的温度的测量值。

11.根据方面9所述的系统，其中，所述传感器包括粘度计和流变仪中的至少一个者，所述粘度计和流变仪中的所述至少一者被布置成输出指示所述可连续改变的气门升程系统中的油的粘度的测量值。

12.一种加载有计算机代码的非暂态计算机可读介质，所述计算机代码被布置成实现根据方面1的方法。

13.一种被布置成实现根据方面1的方法的处理器。

14.一种被布置成实现根据方面1的方法的车辆。

15.一种包括根据方面8的系统的车辆。

16.一种包括根据方面13的处理器的车辆。

17.一种用于控制车辆的变速器的控制方法，所述方法包括：

接收与可连续改变的气门升程系统的低温条件参数相关的至少一个测量，所述可连续改变的气门升程系统与所述车辆的发动机相关联；

基于所述测量或者每个测量来估计所述参数的值；

基于所述参数的值来确定发动机速度阈值，在高于所述发动机速度阈值的情况下，发动机功率输出由于所述参数而受影响；

监测发动机速度；以及

在发动机速度超过所述发动机速度阈值的情况下产生警报。

18.根据方面17的控制方法，其中，所述变速器是自动变速器，所述方法包括使用所述警报来控制所述自动变速器，以便确保发动机速度不超过所述发动机速度阈值。