用于發(fā)動機缸體冷卻的系統(tǒng)和方法
【專利說明】用于發(fā)動機缸體冷卻的系統(tǒng)和方法
[0001]相關(guān)申請的交叉引用
本申請要求2014年8月22日提交的美國臨時申請N0.62/040，602的利益。以上申請的公開在整體上通過引用并入此文中。
技術(shù)領(lǐng)域
[0002]本公開大體涉及用于控制內(nèi)燃發(fā)動機的熱特征的系統(tǒng)和方法，以及更具體地，涉及用于使熱能在預(yù)定操作狀態(tài)期間容納在內(nèi)燃發(fā)動機的發(fā)動機缸體內(nèi)以提高燃料效率的系統(tǒng)和方法。
【背景技術(shù)】
[0003]在此提供的【背景技術(shù)】描述是為了大體呈現(xiàn)本公開的背景的目的。當前指定的發(fā)明人的工作(在此【背景技術(shù)】部分中描述的程度)以及在提交時未被認為是現(xiàn)有技術(shù)的描述方面既不明示地也不暗示地被認作對抗本公開的現(xiàn)有技術(shù)。
[0004]對于采用內(nèi)燃發(fā)動機的當今汽車和卡車，發(fā)動機包括具有缸體閥(block valve)的發(fā)動機缸體。缸體閥操作來控制冷卻劑通過缸體的流動。然而，日常的城市駕駛情況通常不需要發(fā)動機冷卻劑流過發(fā)動機缸體。換言之，發(fā)動機缸體中一定量停滯的冷卻劑足以幫助保持發(fā)動機缸體溫度處于可接受的范圍內(nèi)且低于冷卻劑將開始發(fā)生沸騰的溫度。然而，當使用需要一定量冷卻劑流來流過其感測元件的溫度傳感器感測時，停滯的冷卻劑通常不提供準確的溫度信息。換言之，由于其不流動，停滯的冷卻劑將不能使溫度傳感器產(chǎn)生關(guān)于發(fā)動機缸體中停滯的冷卻劑的準確溫度讀數(shù)。因此，如果將出現(xiàn)不可預(yù)期的情況，例如蒸汽機孔堵塞，則不容易從僅使用開環(huán)確定測定發(fā)動機缸體溫度的系統(tǒng)檢測到此類情況。
[0005]此外，高度期望使發(fā)動機缸體保持處于不引起在發(fā)動機缸體內(nèi)的冷卻劑夾套中形成冷卻劑沸騰的最高可能溫度。保持發(fā)動機缸體處于不產(chǎn)生冷卻劑沸騰的可容許最高溫度能夠通過幫助降低發(fā)動機內(nèi)移動零件的摩擦和保持發(fā)動機油處于最佳溫度來提高燃料效率。因此，難題在于準確地測定在低負荷操作(例如，城市駕駛)期間發(fā)動機缸體的溫度，同時仍提供以閉環(huán)方式監(jiān)控熱傳導(dǎo)和熱輻射信息，并在最大化發(fā)動機缸體內(nèi)的熱能而不容許缸體中出現(xiàn)冷卻劑沸騰情況的同時進一步控制處于低負荷和高負荷兩者的發(fā)動機操作下的冷卻劑流。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本公開的一個方面涉及用于改善內(nèi)燃發(fā)動機中燃料經(jīng)濟性的方法。所述方法可包括感測發(fā)動機缸體的發(fā)動機缸體的溫度且確定代表發(fā)動機缸體排熱能力的缸體熱能。開環(huán)控制方案可與所述缸體熱能一起用于預(yù)測發(fā)動機缸體中的冷卻劑是否將要進入沸騰狀態(tài)，并且當確定發(fā)動機缸體中將要發(fā)生冷卻劑沸騰時，打開缸體閥以允許冷卻劑流來通過發(fā)動機缸體。閉環(huán)控制方案可與發(fā)動機缸體的所感測溫度一起用于確定是否將要發(fā)生冷卻劑沸騰，并且控制缸體閥以允許剛好足以防止發(fā)動機缸體中發(fā)生冷卻劑沸騰的冷卻劑流來通過發(fā)動機缸體。
[0007]本公開的另一方面涉及用于改良內(nèi)燃發(fā)動機中燃料經(jīng)濟性的方法。所述方法可包括感測內(nèi)燃發(fā)動機的缸體的溫度并且確定代表發(fā)動機缸體排熱能力的缸體熱能。開環(huán)控制方案可與所述缸體熱能一起用于預(yù)測發(fā)動機缸體中的冷卻劑是否將要進入沸騰狀態(tài)，并且當確定缸體中將要發(fā)生冷卻劑沸騰時，使冷卻劑流通過缸體。閉環(huán)控制方案可同時與缸體的所感測溫度一起用于當確定將要發(fā)生冷卻劑沸騰時使冷卻劑流能通過機缸體。
[0008]本公開的又另一方面涉及用于最大化內(nèi)燃發(fā)動機中的燃料經(jīng)濟性的系統(tǒng)。所述系統(tǒng)可包括感測內(nèi)燃發(fā)動機的缸體中冷卻劑溫度的缸體冷卻劑溫度傳感器。可包括缸體閥，其與缸體連通并且配置來控制通流過缸體的冷卻劑流。也可包括發(fā)動機控制模塊，其與缸體閥連通并能夠控制缸體閥的打開和關(guān)閉。發(fā)動機控制模塊進一步配置來確定代表缸體排熱能力的缸體熱能。發(fā)動機控制模塊可進一步配置來使用開環(huán)控制方案以及所述缸體熱能來預(yù)測缸體中的冷卻劑是否將要進入沸騰狀態(tài)，并且當確定缸體中將要發(fā)生冷卻劑沸騰時，打開缸體閥以允許冷卻劑流通過缸體。而且此外，發(fā)動機控制模塊可配置來使用閉環(huán)控制方案以及所感測的缸體溫度以確定是否將要發(fā)生冷卻劑沸騰。當將要發(fā)生冷卻劑沸騰時，發(fā)動機控制模塊可控制缸體閥以允許剛好足以防止缸體中發(fā)生冷卻劑沸騰的冷卻劑流通過缸體。
[0009]根據(jù)本發(fā)明，其還存在以下技術(shù)方案:
1.一種用于改良內(nèi)燃發(fā)動機中燃料經(jīng)濟性的方法，其包括:
感測所述內(nèi)燃發(fā)動機的發(fā)動機缸體的溫度；
確定表示所述發(fā)動機缸體的排熱能力的缸體熱能；
使用開環(huán)控制方案與所述缸體熱能一起來預(yù)測所述發(fā)動機缸體中的冷卻劑是否將要進入沸騰狀態(tài)，并且當確定了所述發(fā)動機缸體中將要發(fā)生冷卻劑沸騰時，打開缸體閥以允許冷卻劑流通過所述發(fā)動機缸體；以及
使用閉環(huán)控制方案與所述發(fā)動機缸體的感測到的溫度一起來確定是否將要發(fā)生冷卻劑沸騰狀況，并且控制所述缸體閥以允許剛好足以防止所述發(fā)動機缸體中發(fā)生冷卻劑沸騰的冷卻劑流通過所述發(fā)動機缸體。
[0010]2.如技術(shù)方案1所述的方法，其中，所述缸體熱能是至少部分地基于對所述發(fā)動機缸體的實時每缸空氣(APC)的確定結(jié)果所確定。
[0011]3.如技術(shù)方案1所述的方法，其中，所述缸體熱能是至少部分地基于所述內(nèi)燃發(fā)動機正輸出的扭矩的實時確定結(jié)果所確定。
[0012]4.如技術(shù)方案1所述的方法，其中，所述缸體熱能是至少部分地基于所述內(nèi)燃發(fā)動機的發(fā)動機RPM所確定。
[0013]5.如技術(shù)方案1所述的方法，其中，所述缸體熱能是基于以下所確定:
對所述發(fā)動機缸體的實時每缸空氣(APC)確定結(jié)果；
所述內(nèi)燃發(fā)動機正輸出的扭矩的實時確定結(jié)果；以及所述內(nèi)燃發(fā)動機的發(fā)動機RPM ；以及
其中，所述缸體熱能表示在查找表中，從所述查找表做出關(guān)于冷卻劑是否將要開始沸騰的預(yù)測。
[0014]6.如技術(shù)方案1所述的方法，其進一步包括使用發(fā)動機控制模塊來控制所述缸體閥。
[0015]7.如技術(shù)方案I所述的方法，其中，使用所述開環(huán)控制方案包括使用包括缸體能量值的至少一個查找表來幫助做出是否將要發(fā)生冷卻劑沸騰的預(yù)測。
[0016]8.如技術(shù)方案I所述的方法，其中，感測所述發(fā)動機缸體的溫度包括使用缸體冷卻劑溫度傳感器來感測所述發(fā)動機缸體內(nèi)的停滯的冷卻劑的溫度。
[0017]9.如技術(shù)方案I所述的方法，其中，同時執(zhí)行所述開環(huán)控制方案和所述閉環(huán)控制方案。
[0018]10.一種用于改良內(nèi)燃發(fā)動機中燃料經(jīng)濟性的方法，其包括:
感測所述內(nèi)燃發(fā)動機的缸體的溫度；
確定表示所述缸體的排熱能力的缸體熱能；
使用開環(huán)控制方案與所述缸體熱能一起來預(yù)測所述缸體中的冷卻劑是否將要進入沸騰狀態(tài)，并且當確定了所述缸體中將要發(fā)生冷卻劑沸騰時，引起冷卻劑流通過缸體；以及同時使用閉環(huán)控制方案與所述缸體的感測到的溫度一起，以當確定了將要發(fā)生冷卻劑沸騰時使冷卻劑流通過所述缸體。
[0019]11.如技術(shù)方案10所述的方法，其中，當所述開環(huán)控制方案確定將要發(fā)生冷卻劑沸騰時剛好足以防止發(fā)生冷卻劑沸騰的通過所述缸體的冷卻劑流。
[0020]12.如技術(shù)方案10所述的方法，其中，當所述閉環(huán)控制方案確定將要發(fā)生冷卻劑沸騰時剛好足以防止發(fā)生冷卻劑沸騰的通過所述缸體的冷卻劑流。
[0021]13.如技術(shù)方案10所述的方法，其中，使用所述開環(huán)控制方案使冷卻劑流能通過所述缸體包括使用由發(fā)動機控制模塊獲取的查找表中的預(yù)測的缸體熱能值，并且其中，所述預(yù)測的缸體熱能值與對于所述缸體的預(yù)測熱