用于发动机缸体冷却的系统和方法
【专利说明】用于发动机缸体冷却的系统和方法
[0001]相关申请的交叉引用
本申请要求2014年8月22日提交的美国临时申请N0.62/040，602的利益。以上申请的公开在整体上通过引用并入此文中。
技术领域
[0002]本公开大体涉及用于控制内燃发动机的热特征的系统和方法，以及更具体地，涉及用于使热能在预定操作状态期间容纳在内燃发动机的发动机缸体内以提高燃料效率的系统和方法。
【背景技术】
[0003]在此提供的【背景技术】描述是为了大体呈现本公开的背景的目的。当前指定的发明人的工作(在此【背景技术】部分中描述的程度)以及在提交时未被认为是现有技术的描述方面既不明示地也不暗示地被认作对抗本公开的现有技术。
[0004]对于采用内燃发动机的当今汽车和卡车，发动机包括具有缸体阀(block valve)的发动机缸体。缸体阀操作来控制冷却剂通过缸体的流动。然而，日常的城市驾驶情况通常不需要发动机冷却剂流过发动机缸体。换言之，发动机缸体中一定量停滞的冷却剂足以帮助保持发动机缸体温度处于可接受的范围内且低于冷却剂将开始发生沸腾的温度。然而，当使用需要一定量冷却剂流来流过其感测元件的温度传感器感测时，停滞的冷却剂通常不提供准确的温度信息。换言之，由于其不流动，停滞的冷却剂将不能使温度传感器产生关于发动机缸体中停滞的冷却剂的准确温度读数。因此，如果将出现不可预期的情况，例如蒸汽机孔堵塞，则不容易从仅使用开环确定测定发动机缸体温度的系统检测到此类情况。
[0005]此外，高度期望使发动机缸体保持处于不引起在发动机缸体内的冷却剂夹套中形成冷却剂沸腾的最高可能温度。保持发动机缸体处于不产生冷却剂沸腾的可容许最高温度能够通过帮助降低发动机内移动零件的摩擦和保持发动机油处于最佳温度来提高燃料效率。因此，难题在于准确地测定在低负荷操作(例如，城市驾驶)期间发动机缸体的温度，同时仍提供以闭环方式监控热传导和热辐射信息，并在最大化发动机缸体内的热能而不容许缸体中出现冷却剂沸腾情况的同时进一步控制处于低负荷和高负荷两者的发动机操作下的冷却剂流。
【发明内容】
[0006]本公开的一个方面涉及用于改善内燃发动机中燃料经济性的方法。所述方法可包括感测发动机缸体的发动机缸体的温度且确定代表发动机缸体排热能力的缸体热能。开环控制方案可与所述缸体热能一起用于预测发动机缸体中的冷却剂是否将要进入沸腾状态，并且当确定发动机缸体中将要发生冷却剂沸腾时，打开缸体阀以允许冷却剂流来通过发动机缸体。闭环控制方案可与发动机缸体的所感测温度一起用于确定是否将要发生冷却剂沸腾，并且控制缸体阀以允许刚好足以防止发动机缸体中发生冷却剂沸腾的冷却剂流来通过发动机缸体。
[0007]本公开的另一方面涉及用于改良内燃发动机中燃料经济性的方法。所述方法可包括感测内燃发动机的缸体的温度并且确定代表发动机缸体排热能力的缸体热能。开环控制方案可与所述缸体热能一起用于预测发动机缸体中的冷却剂是否将要进入沸腾状态，并且当确定缸体中将要发生冷却剂沸腾时，使冷却剂流通过缸体。闭环控制方案可同时与缸体的所感测温度一起用于当确定将要发生冷却剂沸腾时使冷却剂流能通过机缸体。
[0008]本公开的又另一方面涉及用于最大化内燃发动机中的燃料经济性的系统。所述系统可包括感测内燃发动机的缸体中冷却剂温度的缸体冷却剂温度传感器。可包括缸体阀，其与缸体连通并且配置来控制通流过缸体的冷却剂流。也可包括发动机控制模块，其与缸体阀连通并能够控制缸体阀的打开和关闭。发动机控制模块进一步配置来确定代表缸体排热能力的缸体热能。发动机控制模块可进一步配置来使用开环控制方案以及所述缸体热能来预测缸体中的冷却剂是否将要进入沸腾状态，并且当确定缸体中将要发生冷却剂沸腾时，打开缸体阀以允许冷却剂流通过缸体。而且此外，发动机控制模块可配置来使用闭环控制方案以及所感测的缸体温度以确定是否将要发生冷却剂沸腾。当将要发生冷却剂沸腾时，发动机控制模块可控制缸体阀以允许刚好足以防止缸体中发生冷却剂沸腾的冷却剂流通过缸体。
[0009]根据本发明，其还存在以下技术方案:
1.一种用于改良内燃发动机中燃料经济性的方法，其包括:
感测所述内燃发动机的发动机缸体的温度；
确定表示所述发动机缸体的排热能力的缸体热能；
使用开环控制方案与所述缸体热能一起来预测所述发动机缸体中的冷却剂是否将要进入沸腾状态，并且当确定了所述发动机缸体中将要发生冷却剂沸腾时，打开缸体阀以允许冷却剂流通过所述发动机缸体；以及
使用闭环控制方案与所述发动机缸体的感测到的温度一起来确定是否将要发生冷却剂沸腾状况，并且控制所述缸体阀以允许刚好足以防止所述发动机缸体中发生冷却剂沸腾的冷却剂流通过所述发动机缸体。
[0010]2.如技术方案1所述的方法，其中，所述缸体热能是至少部分地基于对所述发动机缸体的实时每缸空气(APC)的确定结果所确定。
[0011]3.如技术方案1所述的方法，其中，所述缸体热能是至少部分地基于所述内燃发动机正输出的扭矩的实时确定结果所确定。
[0012]4.如技术方案1所述的方法，其中，所述缸体热能是至少部分地基于所述内燃发动机的发动机RPM所确定。
[0013]5.如技术方案1所述的方法，其中，所述缸体热能是基于以下所确定:
对所述发动机缸体的实时每缸空气(APC)确定结果；
所述内燃发动机正输出的扭矩的实时确定结果；以及所述内燃发动机的发动机RPM ；以及
其中，所述缸体热能表示在查找表中，从所述查找表做出关于冷却剂是否将要开始沸腾的预测。
[0014]6.如技术方案1所述的方法，其进一步包括使用发动机控制模块来控制所述缸体阀。
[0015]7.如技术方案I所述的方法，其中，使用所述开环控制方案包括使用包括缸体能量值的至少一个查找表来帮助做出是否将要发生冷却剂沸腾的预测。
[0016]8.如技术方案I所述的方法，其中，感测所述发动机缸体的温度包括使用缸体冷却剂温度传感器来感测所述发动机缸体内的停滞的冷却剂的温度。
[0017]9.如技术方案I所述的方法，其中，同时执行所述开环控制方案和所述闭环控制方案。
[0018]10.一种用于改良内燃发动机中燃料经济性的方法，其包括:
感测所述内燃发动机的缸体的温度；
确定表示所述缸体的排热能力的缸体热能；
使用开环控制方案与所述缸体热能一起来预测所述缸体中的冷却剂是否将要进入沸腾状态，并且当确定了所述缸体中将要发生冷却剂沸腾时，引起冷却剂流通过缸体；以及同时使用闭环控制方案与所述缸体的感测到的温度一起，以当确定了将要发生冷却剂沸腾时使冷却剂流通过所述缸体。
[0019]11.如技术方案10所述的方法，其中，当所述开环控制方案确定将要发生冷却剂沸腾时刚好足以防止发生冷却剂沸腾的通过所述缸体的冷却剂流。
[0020]12.如技术方案10所述的方法，其中，当所述闭环控制方案确定将要发生冷却剂沸腾时刚好足以防止发生冷却剂沸腾的通过所述缸体的冷却剂流。
[0021]13.如技术方案10所述的方法，其中，使用所述开环控制方案使冷却剂流能通过所述缸体包括使用由发动机控制模块获取的查找表中的预测的缸体热能值，并且其中，所述预测的缸体热能值与对于所述缸体的预测热