变速器预热系统、预热方法、车辆和存储介质与流程

1.本发明涉及技术变速器领域，尤其涉及一种变速器预热系统、预热方法、车辆和存储介质。


背景技术：

2.汽车在低温工况下，如放置一段时间，齿轮油、电气元件以及总成和零部件均会降至与周围环境相当的温度，且部分机电元件在低温条件下会发生特性变化，不仅影响整车功能和性能，对于机电元件本身的可靠性也存在影响。因此，整车在低温工况下启动时，出于对相关部件的保护，会在整车温度达到一定水平前限制整车部分功能(通常判定温度为低于-20℃)，以保证整车在完成热车后可以正常行车。
3.amt(自动变速器)作为机电深度耦合的机械式自动变速器总成产品，一方面，在手动变速器基础上增加了tcu、电磁阀、传感器、线束及开关等电气元件，电气元件通常对于环境温度较为敏感，在低温环境下由于阻值变化等一系列原因会影响功能、性能及可靠性，进而对整车驾驶带来风险。另一方面，由于变速器齿轮油在低温状态下流动性差，状态粘稠，在油温达到正常工作温度前，不仅影响变速器内部各个摩擦副的润滑效果，还会产生极大的搅油损失，影响整车的经济性。
4.因此，需要一种变速器预热系统、预热方法、车辆和存储介质来解决上述问题。


技术实现要素：

5.本发明的目的在于提供一种变速器预热系统、预热方法、车辆和存储介质，能够保证整车驾驶安全的同时，降低搅油损失，提升整车的经济性。
6.为达此目的，本发明采用以下技术方案：
7.变速器预热系统，包括：
8.控制器；
9.废气预热管路，所述废气预热管路与发动机的排气连通，所述废气预热管路上设置有第一开关电磁阀，所述第一开关电磁阀与所述控制器电连接，所述控制器能够控制所述第一开关电磁阀打开以对变速器进行加热；
10.冷却水预热管路，所述冷却水预热管路用于对发动机进行热交换，所述废气预热管路上设置有第二开关电磁阀，所述第二开关电磁阀与所述变速控制器电连接，所述控制器能够控制所述第二开关电磁阀打开以对所述变速器进行加热。
11.进一步地，所述变速器上设置有第一温度传感器，所述第一温度传感器与所述控制器电连接。
12.进一步地，所述废气预热管路上设置有第二温度传感器，所述第二温度传感器与所述控制器电连接。
13.进一步地，所述冷却水预热管路上设置有第三温度传感器，所述第三温度传感器与所述控制器电连接。
14.变速器预热方法，采用如上所述的变速器预热系统对变速器进行加热，包括如下步骤：
15.s1、车辆上电，发动机点火；
16.s2、控制器采集变速器的油温，如果所述变速器的油温低于第一设定值，则进行步骤s3，否则进入步骤s4；
17.s3、进入驻车加热工况，所述控制器控制所述变速器保持空挡，所述控制器控制所述第一开关电磁阀和/或所述第二开关电磁阀打开对所述变速器进行加热，直至所述变速器的油温不低于所述第一设定值，和/或达到设定加热时长，进入到下一步；
18.s4、进入行车工况，所述控制器解除所述变速器保持空挡的状态，所述控制器控制所述第一开关电磁阀和/或所述第二开关电磁阀打开对所述变速器进行加热，直至所述变速器的油温不低于第二设定值；
19.s5、所述控制器控制所述第一开关电磁阀和所述第二开关电磁阀关闭，停止对所述变速器加热。
20.进一步地，所述第一设定值为-20℃，所述步骤s3中，当所述变速器的油温低于-30℃时，所述第一开关电磁阀和所述第二开关电磁阀均打开，冷却水预热管路以不低于第一预热温度对所述变速器进行加热，废气预热管路以不高于第二预热温度对所述变速器进行加热。
21.进一步地，所述步骤s3中，当所述变速器的油温高于-30℃同时低于-20℃时，所述第一开关电磁阀和所述第二开关电磁阀均打开，冷却水预热管路以不低于第三预热温度对所述变速器进行加热，废气预热管路以不高于第四预热温度对所述变速器进行加热，所述第三预热温度高于所述第一预热温度，所述第四预热温度高于所述第二预热温度。
22.进一步地，所述步骤s4中，所述第二设定值为60℃。
23.车辆，所述车辆包括：
24.一个或多个处理器；
25.存储装置，用于存储一个或多个程序；
26.当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行，使得所述一个或多个处理器实现如上所述的变速器预热方法。
27.存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现如上所述的变速器预热方法。
28.本发明的有益效果：
29.本发明所供的一种变速器预热系统，包括控制器，控制器与第一开关电磁阀和第二开关电磁阀电连接，控制器能够控制第一开关电磁阀和第二开关电磁阀打开，使得废气预热管路和冷却水预热管路对变速器进行加热，从而提升变速器的温度，从而在低温环境下对变速器的电气元件进行加热，保证电气元件能够正常工作，保证整车驾驶安全，同时能够对变速器的油温进行加热，保证润滑油的流动性，降低搅油损失，提升整车的经济性。
30.本发明所供的一种变速器预热方法，采用如上所述的变速器预热系统对变速器进行加热，能够保证整车驾驶安全的同时，降低搅油损失，提升整车的经济性。
附图说明
31.为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对本发明实施例描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据本发明实施例的内容和这些附图获得其他的附图。
32.图1是本发明实施例一中一种变速器预热系统的示意图；
33.图2是本发明实施例二中一种变速器预热方法的流程图；
34.图3是本发明实施例三中车辆的示意图。
具体实施方式
35.下面结合附图和实施方式进一步说明本发明的技术方案。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部。
36.在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
37.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
38.实施例一
39.汽车在低温工况下，如放置一段时间，齿轮油、电气元件以及总成和零部件均会降至与周围环境相当的温度，且部分机电元件在低温条件下会发生特性变化，不仅影响整车功能和性能，对于机电元件本身的可靠性也存在影响。
40.为了保证整车驾驶安全的同时，降低搅油损失，提升整车的经济性，如图1所示，本发明提供一种变速器预热系统。变速器预热系统包括控制器11、废气预热管路15和冷却水预热管路18。
41.其中，废气预热管路15与发动机的排气连通，废气预热管路15上设置有第一开关电磁阀14，第一开关电磁阀14与控制器11电连接，控制器11能够控制第一开关电磁阀14打开以对变速器10进行加热；冷却水预热管路18用于对发动机进行热交换，废气预热管路15上设置有第二开关电磁阀17，第二开关电磁阀17与变速控制器11电连接，控制器11能够控制第二开关电磁阀17打开以对变速器10进行加热。
42.利用汽车的废气的温度和发动机工作加热后的冷却水对对变速器10进行加热，从而提升变速器10的温度，从而在低温环境下对变速器10的电气元件进行加热，保证电气元件能够正常工作，保证整车驾驶安全，同时能够对变速器10的油温进行加热，保证润滑油的
流动性，降低搅油损失，提升整车的经济性。
43.进一步地，变速器10上设置有第一温度传感器13，第一温度传感器13与控制器11电连接。通过设置第一温度传感器13能够实时采集变速器10的温度，并将采集到的温度传递至控制器11，控制器11通过控制第一开关电磁阀14和第二开关电磁阀17的开关以及开度，能够控制对变速器10的加热速度，从而根据实际的需要对变速器10的加热进行控制。具体地，在本实施例中，控制器11为变速器10控制器11(tcu)。
44.进一步地，废气预热管路15上设置有第二温度传感器16，第二温度传感器16与控制器11电连接。通过第二温度传感器16能够采集废气预热管路15中废气的温度，从而控制器11根据实际的需要控制第一开关电磁阀14的开关以及开度，使得对变速器10加热的温度不至过高，导致对电子元件造成损坏。
45.进一步地，冷却水预热管路18上设置有第三温度传感器19，第三温度传感器19与控制器11电连接。通过第三温度传感器19能够采集冷却水预热管路18中冷却水的温度，从而控制器11根据实际的需要控制第二开关电磁阀17的开关以及开度，能够对变速器10进行有效加热。
46.本实施例所提供的变速器预热系统，能够在低温工况下对变速器10进行预热，缩短车辆从上电到开始行车的预热时间，并在行车后可以继续预热变速器10，直至齿轮油油温升至正常工作温度，以提高车辆出行时效，并减少由于低温造成的搅油损失，提升整车传动效率，降低油耗。
47.实施例二
48.如图2所示，本实施例提供了一种变速器预热方法，采用如上的变速器预热系统对变速器10进行加热，包括如下步骤：
49.s1、车辆上电，发动机点火；
50.s2、控制器11采集变速器10的油温，如果变速器10的油温低于第一设定值，则进行步骤s3，否则进入步骤s4；
51.s3、进入驻车加热工况，控制器11控制变速器10保持空挡，控制器11控制第一开关电磁阀14和/或第二开关电磁阀17打开对变速器10进行加热，直至变速器10的油温不低于第一设定值，和/或达到设定加热时长，进入到下一步；
52.s4、进入行车工况，控制器11解除变速器10保持空挡的状态，控制器11控制第一开关电磁阀14和/或第二开关电磁阀17打开对变速器10进行加热，直至变速器10的油温不低于第二设定值；
53.s5、控制器11控制第一开关电磁阀14和第二开关电磁阀17关闭，停止对变速器10加热。
54.在车辆启动后，控制器11通过变速器10的温度进行控制，当温度低于第一设定值进行驻车加热，能够在低温工况下对变速器10进行预热，缩短车辆从上电到开始行车的预热时间，并在行车后可以继续预热变速器10，直至齿轮油油温升至正常工作温度，以提高车辆出行时效，并减少由于低温造成的搅油损失，提升整车传动效率，降低油耗。
55.具体地，在本实施例中，当变速器10的温度在设定时长内加热高于第一设定值，或者设定时长已经到了，变速器10的温度依然没有高于第一设定值均要进入到行车工况中，在兼顾变速器10性能的同时，满足驾驶员的需求。具体地，通过与控制器11电连接的计时器
12进行计时。
56.进一步地，第一设定值为-20℃，步骤s3中，当变速器10的油温低于-30℃时，第一开关电磁阀14和第二开关电磁阀17均打开，冷却水预热管路18以不低于第一预热温度对变速器10进行加热，废气预热管路15以不高于第二预热温度对变速器10进行加热。具体地，-30℃为整车低温工况常用判断边界之一，根据整车低温工况使用要求，在变速器10的油温低于-30℃时，不允许行车，触发整车功能限制，变速器10保持在空挡。第一预热温度为100℃，第二预热温度为30℃。100℃为基于变速器10的油温低于-30℃而确定的发动机废气极限温度，以避免在预热过程中由于温度过高造成非金属类和电气类元件不可逆变化；30℃为基于变速器10的油温低于-30℃而确定的发动机冷却水极限温度，以避免由于冷却水温度不足造成冷却水预热管路18热交换效率过低。
57.在本实施例中，第一开关电磁阀14为气动比例阀，初始触发状态为100％占空比控制，通过对第一开关电磁阀14的占空比控制来实现对废气的流量控制，进而实现对废气预热管路15内部的温度控制。具体地，当废气预热管路15的温度高于100℃时，通过以减少10％的开度递减控制废气的流量。以10％占空比作为递减的步长，基于电磁阀特性及系统控制精度需求确定。在其他实施例中，也可以根据实际的需要设定第一开关电磁阀14的开度递减的步长，在此不做过多限制。
58.进一步地，步骤s3中，当变速器10的油温高于-30℃同时低于-20℃时，第一开关电磁阀14和第二开关电磁阀17均打开，冷却水预热管路18以不低于第三预热温度对变速器10进行加热，废气预热管路15以不高于第四预热温度对变速器10进行加热，第三预热温度高于第一预热温度，第四预热温度高于第二预热温度。具体地，-20℃为整车低温工况常用判断边界之一，根据整车低温工况使用要求，在变速器10的油温低于-20℃时，不允许行车，触发整车功能限制，变速器10保持在空挡。第三预热温度为110℃，第四预热温度为40℃。110℃为基于变速器10的油温低于-20℃而确定的发动机废气极限温度，以避免在预热过程中由于温度过高造成非金属类和电气类元件不可逆变化；40℃为基于变速器10的油温低于-20℃而确定的发动机冷却水极限温度，以避免由于冷却水温度不足造成冷却水预热管路18热交换效率过低。
59.同样地，第一开关电磁阀14初始触发状态为100％占空比控制，通过对第一开关电磁阀14进行占空比控制来实现对废气的流量控制，进而实现对废气预热管路15内部的温度控制。具体地，当废气预热管路15的温度高于110℃时，通过以减少10％的开度递减控制废气的流量。以10％占空比作为递减的步长，基于电磁阀特性及系统控制精度需求确定。在其他实施例中，也可以根据实际的需要设定第一开关电磁阀14的开度递减的步长，在此不做过多限制。
60.进一步地，设定加热时长为20min为整车低温使用工况下进行变速器10预热的可接受时间上限，从对变速器10进行加热开始计时，当变速器10的油温高于-20℃时，整车解除行车功能限制，可换挡行车；当变速器10的油温低于-20℃但预热时间超过20min时，整车解除行车功能限制，可换挡行车，满足驾驶员的行车需求。
61.进一步地，在步骤s4中，废气预热管路15以不高于120℃对变速器10进行加热，冷却水预热管路18以不低于50℃对变速器10进行加热。其中，120℃为基于变速器10的油温高于-20℃而确定的发动机废气极限温度，以避免在预热过程中由于温度过高造成非金属类
和电气类元件不可逆变化；50℃为基于变速器10油温高于-20℃而确定的发动机冷却水极限温度，以避免由于冷却水温度不足造成冷却水环路热交换效率过低。
62.进一步地，步骤s4中，第二设定值为60℃。60℃为基于变速器10的齿轮油搅油损失变化规律和变速器10常用工况下齿轮油油温来确定的判定温度条件。
63.由于发动机冷却水需要先与发动机进行热交换来实现自身升温，存在时间滞后，故预热过程以发动机排气预热为主，以发动机冷却水预热为辅，能够有效快速提升变速器10的温度。
64.通过将-20℃以下的超低温工况基于实车应用场景细化为低于-30℃和-30℃
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20℃，以实现在超低温工况变速器10预热的精细化控制。对应低于-30℃和-30℃
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20℃两种超低温工况分别设置了废气预热管路15的温度100℃和110℃，以实现在超低温工况变速器10预热的精细化控制。对应低于-30℃和-30℃
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20℃两种超低温工况分别设置了冷却水预热管路18的温度30℃和40℃，以实现在超低温工况变速器10预热的精细化控制。
65.实施例三
66.图3为本实施例中的车辆的结构示意图。图3示出了用来实现本发明实施方式的示例性车辆312的框图。图3显示的车辆312仅仅是一个示例，不应对本发明实施例的功能和使用范围带来任何限制。
67.如图3所示，车辆312以通用终端的形式表现。车辆312的组件可以包括但不限于：车辆本体(图中未示出)、一个或者多个处理器316，存储装置328，连接不同系统组件(包括存储装置328和处理器316)的总线318。
68.总线318表示几类总线结构中的一种或多种，包括存储装置总线或者存储装置控制器11，外围总线，图形加速端口，处理器或者使用多种总线结构中的任意总线结构的局域总线。举例来说，这些体系结构包括但不限于工业标准体系结构(industry subversive alliance，isa)总线，微通道体系结构(micro channel architecture，mac)总线，增强型isa总线、视频电子标准协会(video electronics standards association，vesa)局域总线以及外围组件互连(peripheral component interconnect，pci)总线。
69.车辆312包括多种计算机系统可读介质。这些介质可以是任何能够被车辆312访问的可用介质，包括易失性和非易失性介质，可移动的和不可移动的介质。
70.存储装置328可以包括易失性存储器形式的计算机系统可读介质，例如随机存取存储器(random access memory，ram)330和/或高速缓存存储器332。车辆312可以进一步包括其它可移动/不可移动的、易失性/非易失性计算机系统存储介质。仅作为举例，存储系统334可以用于读写不可移动的、非易失性磁介质(图3未显示，通常称为“硬盘驱动器”)。尽管图3中未示出，可以提供用于对可移动非易失性磁盘(例如“软盘”)读写的磁盘驱动器，以及对可移动非易失性光盘，例如只读光盘(compact disc read-only memory，cd-rom),数字视盘(digital video disc-read only memory，dvd-rom)或者其它光介质)读写的光盘驱动器。在这些情况下，每个驱动器可以通过一个或者多个数据介质接口与总线318相连。存储装置328可以包括至少一个程序产品，该程序产品具有一组(例如至少一个)程序模块，这些程序模块被配置以执行本发明各实施例的功能。
71.具有一组(至少一个)程序模块342的程序/实用工具340，可以存储在例如存储装置328中，这样的程序模块342包括但不限于操作系统、一个或者多个应用程序、其它程序模
块以及程序数据，这些示例中的每一个或某种组合中可能包括网络环境的实现。程序模块342通常执行本发明所描述的实施例中的功能和/或方法。
72.车辆312也可以与一个或多个外部设备314(例如键盘、指向终端、显示器324等)通信，还可与一个或者多个使得用户能与该车辆312交互的终端通信，和/或与使得该车辆312能与一个或多个其它计算终端进行通信的任何终端(例如网卡，调制解调器等等)通信。这种通信可以通过输入/输出(i/o)接口322进行。并且，车辆312还可以通过网络适配器320与一个或者多个网络(例如局域网(local area network，lan)，广域网(wide area network，wan)和/或公共网络，例如因特网)通信。如图3所示，网络适配器320通过总线318与车辆312的其它模块通信。应当明白，尽管图中未示出，可以结合车辆312使用其它硬件和/或软件模块，包括但不限于：微代码、终端驱动器、冗余处理器、外部磁盘驱动阵列、磁盘阵列(redundant arrays of independent disks，raid)系统、磁带驱动器以及数据备份存储系统等。
73.处理器316通过运行存储在存储装置328中的程序，从而执行各种功能应用以及数据处理，例如实现本发明实施例二所提供的一种变速器预热方法。本变速器预热方法包括如下步骤：
74.s1、车辆上电，发动机点火；
75.s2、控制器11采集变速器10的油温，如果变速器10的油温低于第一设定值，则进行步骤s3，否则进入步骤s4；
76.s3、进入驻车加热工况，控制器11控制变速器10保持空挡，控制器11控制第一开关电磁阀14和/或第二开关电磁阀17打开对变速器10进行加热，直至变速器10的油温不低于第一设定值，和/或达到设定加热时长，进入到下一步；
77.s4、进入行车工况，控制器11解除变速器10保持空挡的状态，控制器11控制第一开关电磁阀14和/或第二开关电磁阀17打开对变速器10进行加热，直至变速器10的油温不低于第二设定值；
78.s5、控制器11控制第一开关电磁阀14和第二开关电磁阀17关闭，停止对变速器10加热。
79.实施例四
80.本实施例提供一种存储介质，具体为计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现如本发明实施例二所提供的一种变速器预热方法。本变速器预热方法包括如下步骤：
81.s1、车辆上电，发动机点火；
82.s2、控制器11采集变速器10的油温，如果变速器10的油温低于第一设定值，则进行步骤s3，否则进入步骤s4；
83.s3、进入驻车加热工况，控制器11控制变速器10保持空挡，控制器11控制第一开关电磁阀14和/或第二开关电磁阀17打开对变速器10进行加热，直至变速器10的油温不低于第一设定值，和/或达到设定加热时长，进入到下一步；
84.s4、进入行车工况，控制器11解除变速器10保持空挡的状态，控制器11控制第一开关电磁阀14和/或第二开关电磁阀17打开对变速器10进行加热，直至变速器10的油温不低于第二设定值；
85.s5、控制器11控制第一开关电磁阀14和第二开关电磁阀17关闭，停止对变速器10加热。
86.本发明实施例的计算机存储介质，可以采用一个或多个计算机可读的介质的任意组合。计算机可读介质可以是计算机可读信号介质或者计算机可读存储介质。计算机可读存储介质例如可以是——但不限于——电、磁、光、电磁、红外线、或半导体的系统、装置或器件，或者任意以上的组合。计算机可读存储介质的更具体的例子(非穷举的列表)包括：具有一个或多个导线的电连接、便携式计算机磁盘、硬盘、随机存取存储器(ram)、只读存储器(rom)、可擦式可编程只读存储器(eprom或闪存)、光纤、便携式紧凑磁盘只读存储器(cd-rom)、光存储器件、磁存储器件、或者上述的任意合适的组合。在本文件中，计算机可读存储介质可以是任何包含或存储程序的有形介质，该程序可以被指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用。
87.计算机可读的信号介质可以包括在基带中或者作为载波一部分传播的数据信号，其中承载了计算机可读的程序代码。这种传播的数据信号可以采用多种形式，包括但不限于电磁信号、光信号或上述的任意合适的组合。计算机可读的信号介质还可以是计算机可读存储介质以外的任何计算机可读介质，该计算机可读介质可以发送、传播或者传输用于由指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用的程序。
88.计算机可读介质上包含的程序代码可以用任何适当的介质传输，包括——但不限于无线、电线、光缆、rf等等，或者上述的任意合适的组合。
89.可以以一种或多种程序设计语言或其组合来编写用于执行本发明操作的计算机程序代码，程序设计语言包括面向对象的程序设计语言—诸如java、smalltalk、c ，还包括常规的过程式程序设计语言—诸如“c”语言或类似的程序设计语言。程序代码可以完全地在用户计算机上执行、部分地在用户计算机上执行、作为一个独立的软件包执行、部分在用户计算机上部分在远程计算机上执行、或者完全在远程计算机或终端上执行。在涉及远程计算机的情形中，远程计算机可以通过任意种类的网络——包括局域网(lan)或广域网(wan)—连接到用户计算机，或者，可以连接到外部计算机(例如利用因特网服务提供商来通过因特网连接)。
90.显然，本发明的上述实施例仅仅是为了清楚说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。