调节发动机温度的方法和系统技术方案

本发明专利技术涉及调节发动机温度的方法和系统。描述了用于在期望的温度下操作装置的系统和方法。在一个实例中，供应至加热器——熔融控制通过气门流动的蜡介质或材料——的电流被调节，以减少气门开启和关闭延迟。所述系统和方法可改进装置温度控制，从而减少装置排放物、增强装置性能和提高装置耐用性。

【技术实现步骤摘要】
调节发动机温度的方法和系统
技术介绍
/概述装置温度可通过恒温器一控制冷却液从装置到散热器或热交换器的流动一被调节。一些实例装置可包括但不限于燃料电池、发动机、电池、马达、逆变器、压缩机、涡轮和放大器。当装置温度小于阈值温度时，恒温器被机械地保持关闭。恒温器在装置温度大于阈值温度后开始打开。通过熔融和凝固恒温器内的蜡材料控制恒温器开启和关闭。这样的系统可以是充分可靠的；然而，它们可能不如期望的那样严格地调节装置温度。其它类型的装置温度控制系统描述在美国专利6，857，576中，并且，其基于发动机(例如，装置)和散热器之间的温差供应热至气门中的蜡材料。与完全依赖于通过发动机冷却液熔融蜡材料的系统相比，该系统可提高发动机温度控制，但是它也要求两个温度传感器，而且，其可能不如期望的那样迅速地做出应答。结果，发动机温度控制可能不如期望的那样精确。本文的【专利技术者】已经认识到上述局限性，并已经开发了用于调节装置温度的方法，该方法包括:调节供应至加热器的电流量，加热器与气门中的蜡材料热连通，电流量被调节成两个状态之一，电流量响应单温度传感器的输出的导数(derivative)的符号被调节。通过响应装置温度的导数调节加热器电流，有可能提供对装置温度变化的精确和快速的响应。在一个实例中，加热器电流可在基本上零电流(例如，小于300mA)和基本上额定加热器电流(例如，在额定加热器电流的500mA以内)之间转换，以控制发动机温度。例如，当发动机温度增加并且大于期望温度时，加热器电流可被快速增加，以加热蜡介质——控制经过气门的冷却液流动。热导致蜡介质改变状态，并使得冷却液从发动机流经散热器，从而使发动机冷却。类似地，当发动机温度降低并小于期望温度时，加热器电流可被快速降低，以使得蜡介质——控制经过气门的冷却液流动——冷却。热的减少导致蜡介质改变状态，并限制冷却液从发动机流经散热器，从而减少发动机的冷却。以这种方式，可提供调节加热器电流以调节自发动机经散热器的冷却液流动的bang-bang控制器，以快速和精确地控制发动机温度。在另一实施方式中，调节装置温度的方法包括:响应装置工况，选择期望的装置温度范围；和响应期望的装置温度范围，调节供应至加热器的电流量，加热器与气门中的蜡材料热连通，电流量被调节至两个状态之一，电流量响应单装置温度传感器的输出的导数的符号而被调节。在另一实施方式中，两个状态小于额定加热器电流。在另一实施方式中，方法还包括响应发动机转速，调节电流量。在另一实施方式中，方法还包括响应发动机负载和/或可指示即将发生的发动机或装置温度变化的其他参数，调节电流量。在另一实施方式中，两个状态响应工况而被调节。在另一实施方式中，调节装置温度的方法包括:响应装置工况，选择期望的装置温度范围和期望的装置亚温度范围，期望的装置亚温度范围在期望的装置温度范围内；和响应在期望的装置温度范围内和不在期望的装置亚温度范围内的装置温度，调节供应至加热器的电流量至仅有的两个状态之一，并且，响应在期望的装置亚温度范围内的装置温度，调节供应至加热器的电流量，其作为单装置温度传感器输出的导数的函数，加热器与控制通过气门的流动的蜡材料热连通。在另一实施方式中，仅有的两个状态的第一状态基本上为零电流，并且，其中仅有的两个状态的第二状态是额定加热器电流。在另一实施方式中，电流量与单装置温度传感器输出的导数成比例地被调节。在另一实施方式中，期望的温度范围随装置工况变化而变化。在另一实施方式中，仅有的两个状态的第一状态基本上为零电流，并且其中仅有的两个状态的第二状态小于额定加热器电流。在另一实施方式中，方法还包括响应发动机转速调节电流量。在另一实施方式中，方法还包括响应发动机负载和/或可指示即将发生的发动机或装置温度变化的其他参数，调节电流量。本说明书可提供若干优势。尤其地，方法可改进发动机温度控制。此外，方法通过更精确地控制发动机温度可减少发动机排放物、改进性能和提高耐用性。另外，方法可提供改进的温度控制同时仅仅依赖于单发动机温度传感器——如果期望的话。本说明书的上述优势和其他优势以及特征将通过以下详细描述——单独进行描述或结合附图进行描述——而更明显。应该理解，提供以上概述以以简化形式介绍对在详细描述中进一步描述的概念的选择。其不意为确定要求保护的主题的关键或本质特征，要求保护的主题的范围由所述详细描述之后的权利要求书唯一限定。此外，要求保护的主题不限于解决上面或在本公开内容任何部分中所示的任意缺点的实施。附图简介图1显示发动机的示意性描述；图2显示根据图4方法的实例发动机操作程序；图3显示实例装置温度控制范围和亚范围；图4显示可选装置温度控制系统；和图5显示控制装置温度的实例方法。详细描沭本说明书涉及控制装置温度。在本文描述的一个实例中，装置是图1所示的发动机。在发动机实例中，供应至加热器——改变发动机冷却液控制气门中的蜡介质的状态一的电流在电流下限和电流上限之间被调节。电流下限和电流上限可基于发动机工况被确定。图1显示实例系统，其可根据图5方法如图2的程序所示进行控制。在一个实例中，图3所示的装置温度控制范围为调节供应至加热器的电流提供依据。图4显示可选系统，其中，装置是燃料电池、电池、马达、逆变器、压缩机、涡轮或放大器等。参考图1,内燃发动机10-包括多个汽缸，其中一个汽缸显不于图1-通过发动机电子控制器12被控制。发动机10包括燃烧室30和汽缸壁32，其中活塞36位于其中并连接至曲轴40。显示燃烧室30与进气歧管44和排气歧管48通过各自的进气门52和排气门54连通。每一进气门和排气门均可通过进气门凸轮51和排气门凸轮53被操作。进气门凸轮51的位置可通过进气门凸轮传感器55而确定。排气门凸轮53的位置可通过排气门凸轮传感器57而确定。显示燃料喷射器66被布置，以将燃料直接喷射至汽缸30，这被本领域的技术人员称为直接喷射。可选地，燃料可被喷射至进气口，这被本领域的技术人员称为进气道喷射。燃料喷射器66输送与由控制器12提供的脉宽成比例的液体燃料。燃料通过燃料系统(未显示)——包括燃料箱、燃料泵和燃料导轨(未显示)——被输送至燃料喷射器66。进气歧管44通过压缩机162被供应空气。排气使连接至轴161的涡轮164旋转，从而驱动压缩机162。在一些实例中，包括旁通通道77，以便排气可在选定工况期间绕过涡轮164。经过旁通通道77的流量通过废气门75被调节。此外，在一些实例中，可提供压缩机旁通通道86，以限制通过压缩机162提供的压力。经过旁通通道86的流量通过气门85被调节。另外，显示进气歧管44与中央节气门62——调节节流板64的位置以控制发动机进气42的空气流量——连通。中央节气门62可以是电操作的。响应控制器12，没有分配器的点火系统88通过火花塞92提供点火电火花至燃烧室30，以点燃空气燃料混合物。在其他实例中，发动机可以是没有点火系统的压燃式发动机，诸如柴油发动机。显示通用排气氧(UEGO)传感器126连接至催化转化器70上游的排气歧管48。可选地,双态排气氧传感器可取代UEGO传感器126。在一个实例中，转化器70可包括多个催化剂砖。在另一实例中，可使用多个排放控制装置，每一个均具有多个砖。在一个实例中，转化器70可以是本文档来自技高网...

【技术保护点】
调节装置温度的方法，包括：调节供应至加热器的电流量，所述加热器与气门中的蜡材料热连通，所述电流量被调节成两个状态之一，所述电流量响应单装置温度传感器的输出的、基于时间的导数的符号而被调节。

【技术特征摘要】
2012.08.03 US 13/566,5931.调节装置温度的方法，包括: 调节供应至加热器的电流量，所述加热器与气门中的蜡材料热连通，所述电流量被调节成两个状态之一，所述电流量响应单装置温度传感器的输出的、基于时间的导数的符号而被调节。2.权利要求1所述的方法，其中所述单装置温度传感器是汽缸盖温度传感器。3.权利要求1所述的方法，其中两个状态之一包括基本上零电流流量。4.权利要求1所述的方法，其中两个状态之一包括所述加热器的额定电流流量。5.权利要求1所述的方法，还包括响应所述导数的正符号，将经过所述加热器的电流流量从基本上零电流流量增加至所述加热器的基本上额定电流流量。6.权利要求1所述的方法，还包括响应所述导数的负符号，将经过所述加热器的电流...

【专利技术属性】
技术研发人员：W·S·施瓦兹，B·D·卢特考斯基，李勇华，
申请(专利权)人：福特环球技术公司，
类型：发明
国别省市：