用于内燃发动机的灵活的发动机金属升温系统和方法技术方案

本发明专利技术涉及用于内燃发动机的灵活的发动机金属升温系统和方法。公开了用于优化内燃发动机的在发动机预热操作阶段期间的燃料经济性的方法。排气歧管可具有冷却剂夹套，冷却剂可流过所述冷却剂夹套。可确定排气歧管中的冷却剂温度，以检测它何时处于预定最大阈值，预定最大阈值代表刚好低于冷却剂将开始沸腾的温度的温度阈值。当达到此阈值时，则可确定保持冷却剂处于约预定最大阈值所需的通过排气歧管的冷却剂的最小流速，并且冷却剂可按所确定的最小流速流过排气歧管。

【技术实现步骤摘要】

本公开大体涉及用于内燃发动机的冷却系统，以及更具体地，涉及用于在内燃发动机预热周期期间控制冷却剂，以避免冷却剂沸腾，但仍促进发动机快速预热至其正常操作温度的系统和方法。
技术介绍
在此提供的
技术介绍
描述是为了大体呈现本公开的背景的目的。当前指定的专利技术人的工作(在此
技术介绍
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。内燃发动机在汽缸内燃烧空气和燃料混合物以驱动活塞，由此产生驱动扭矩。冷却剂循环通过发动机缸体和发动机的汽缸头，并且在正常操作期间冷却保持处于接近预定的温度。这使得发动机能够在预定操作温度下操作，这样最大化效率并因此最大化发动机的燃料经济性。在从冷的发动机启动发动机期间，重要的是，尤其是为了优化燃料经济性，使发动机尽可能快地达到其正常操作。这促进更有效的燃烧，并且重要的是减少发动机预热期间的燃料消耗。然而，在预热阶段不可能仅仅使整个发动机没有冷却剂流过。这是因为现代内燃发动机的各个部分在发动机预热期间并非理想地均匀升温。已经确定对于现代涡轮增压的内燃发动机，被称作集成排气歧管(IEM)的部件(其使排出气体流入涡轮增压器中)通常是在从冷启动开始的发动机预热期间升温最快的部件。因此在最初启动之后很短的时间内，将需要使至少少量冷却剂流循环通过IEM，以防止IEM的冷却剂夹套内的冷却剂沸腾。防止冷却剂沸腾是重要的，因为冷却剂沸腾将使IEM的金属承受压力。然而，仅使冷却剂以相对均匀的流动流过发动机的所有部分将用于从组成燃烧室区域的金属部件带走热量，以及更具体地是从靠近燃烧室的汽缸头和发动机缸体带走热量，并由此用于延长发动机达到其正常操作温度所需的时间。这还会降低在升温阶段期间的燃料经济性。因此，难题在于如何管理冷却剂流使其以下述方式流过发动机的选定部分，S卩，防止冷却剂在通常升温最快的那些发动机区域中沸腾，但不从靠近发动机燃烧室的发动机金属部件带走热量。解决此难题将使得能够提高发动机预热阶段期间的燃料经济性。
技术实现思路
本公开的一个方面涉及用于优化内燃发动机的发动机预热操作期间的燃料经济性的方法。所述方法可包括:提供具有冷却剂夹套的排气歧管，冷却剂可流过冷却剂夹套；以及确定排气歧管中的冷却剂温度。然后可操作所述方法来确定排气歧管中的冷却剂温度是否处于预定最大阈值，预定最大阈值代表刚好低于冷却剂将开始沸腾的温度的温度阈值。当确定排气歧管中的冷却剂温度在发动机预热阶段已经达到预定最大阈值时，则可确定保持冷却剂温度处于大约预定最大阈值所需的通过排气歧管的冷却剂的最小流速。然后，可使冷却剂流按照所述最小流速通过排气歧管。本公开的另一方面涉及用于优化在冷启动之后内燃发动机的发动机预热操作阶段期间的燃料经济性的方法。所述方法可包括当发动机处于预热操作阶段时，监控与发动机相连的集成排气歧管(IEM)中存在的冷却剂的温度。然后可确定IEM中的冷却剂温度何时达到冷却剂几乎将开始沸腾的点。当确定IEM中的冷却剂几乎将开始沸腾时，则可使预定的受限的冷却剂流通过IEM以防止发生冷却剂沸腾。本公开的又另一方面涉及用于优化在内燃发动机的发动机预热操作阶段期间的燃料经济性的系统。所述系统可包括排气歧管和可流过排气歧管的冷却剂。可包括用于栗送流体通过排气歧管的冷却剂栗。温度传感器可用于确定发动机预热阶段期间存在排气歧管中的一部分冷却剂的温度。发动机控制模块可与温度传感器和冷却剂栗通信，并且可配置来确定存在排气歧管中的冷却剂的温度何时将达到沸点。发动机控制模块可进一步控制冷却剂栗，以引起最小预定流速来应用至通过排气歧管的冷却剂。所述最小预定流速足以保持冷却剂温度刚好低于沸点。根据本专利技术，其还存在以下技术方案: 1.一种用于优化内燃发动机的发动机预热操作阶段期间的燃料经济性的方法，所述方法包括: 提供具有冷却剂夹套的排气歧管，冷却剂能够流过所述冷却剂夹套； 确定所述排气歧管中的所述冷却剂的温度； 确定所述排气歧管中的所述冷却剂的温度是否处于预定最大阈值，所述预定最大阈值代表刚好低于所述冷却剂将开始沸腾的温度的温度阈值； 当确定所述排气歧管中的所述冷却剂的温度在所述发动机预热阶段期间已经达到所述预定最大阈值时，则确定来保持所述冷却剂的温度处于约所述预定最大阈值所需的通过所述排气歧管的所述冷却剂的最小流速；以及 引起所述冷却剂按照所述最小流速通过所述排气歧管。2.如技术方案1所述的方法，其中，通过所述排气歧管的所述冷却剂的所述最小流速至少部分地基于发动机的热量排放值，所述热量排放值至少部分地由与每缸空气(APC)和发动机RPM相关的测量结果所确定。3.如技术方案2所述的方法，其中，所述发动机热量排放值至少部分地由与发动机扭矩和发动机RPM相关的测量结果所确定。4.如技术方案2所述的方法，其中，所述发动机热量排放值由与每缸空气(APC)、发动机扭矩和发动机RPM中每个相关的测量结果所确定。5.如技术方案1所述的方法，其中，通过所述排气歧管的所述冷却剂的所述最小流速至少部分地由所述排气歧管中所述冷却剂的所确定的温度来确定。6.如技术方案1所述的方法，其中，基于所述冷却剂的压力和已知的发动机热量排放因素的结合确定通过所述排气歧管的所述冷却剂的所述最小流速，所述已知的发动机热量排放因素包括在发动机预热阶段期间每缸空气APC的已知值、在发动机预热阶段期间产生的发动机扭矩和在发动机预热阶段期间的每分钟转数RPM的发动机速度。7.如技术方案1所述的方法，其中，确定所述排气歧管中的所述冷却剂的温度是否处于预定最大值包括确定冷却剂压力和发动机热量排放值，以及使用所确定的冷却剂压力、发动机热量排放值来确定通过所述排气歧管的所述冷却剂的所述最小流速。8.如技术方案1所述的方法，其中，所述提供排气歧管包括提供集成排气歧管。9.如技术方案1所述的方法，其中，确定所述排气歧管中的所述冷却剂的温度是否处于预定最大阈值的操作包括使用查找表来估算所述排气歧管中所述冷却剂的温度的操作。10.如技术方案1所述的方法，其中，确定来保持所述冷却剂的温度处于约所述预定最大阈值所需的通过所述排气歧管的所述冷却剂的最小流速的操作包括使用查找表来获得所述冷却剂所需的最小流速。11.一种用于优化在冷启动之后内燃发动机的发动机预热操作阶段期间的燃料经济性的方法，所述方法包括: 当所述发动机处于预热操作阶段中时，监控与所述发动机相连的集成排气歧管IEM中存在的冷却剂的温度； 确定所述IEM中的所述冷却剂的温度何时达到冷却剂几乎将开始沸腾的温度；以及当确定所述IEM中的所述冷却剂几乎将开始沸腾时，则使预定的受限的冷却剂流通过所述IEM以防止发生冷却剂沸腾。12.如技术方案11所述的方法，其中，所述预定的受限的冷却剂流至少部分地由所述冷却剂的压力确定。13.如技术方案11所述的方法，其中，所述预定的受限的冷却剂流至少部分地由在预热操作阶段期间所述发动机的每分钟转数(RPM)的发动机速率确定。14.如技术方案11所述的方法，其中，所述预定的受限的冷却剂流由冷却剂压力和与发动机金属部件相关的已知的发动机热量排放的结合确定。15.如技术方案11所述的方法，其中，所述预定的受限的冷却剂流至少部分地本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于优化内燃发动机的发动机预热操作阶段期间的燃料经济性的方法，所述方法包括：提供具有冷却剂夹套的排气歧管，冷却剂能够流过所述冷却剂夹套；确定所述排气歧管中的所述冷却剂的温度；确定所述排气歧管中的所述冷却剂的温度是否处于预定最大阈值，所述预定最大阈值代表刚好低于所述冷却剂将开始沸腾的温度的温度阈值；当确定所述排气歧管中的所述冷却剂的温度在所述发动机预热阶段期间已经达到所述预定最大阈值时，则确定来保持所述冷却剂的温度处于约所述预定最大阈值所需的通过所述排气歧管的所述冷却剂的最小流速；以及引起所述冷却剂按照所述最小流速通过所述排气歧管。

【技术特征摘要】
...

【专利技术属性】
技术研发人员：EV冈策，V拉马潘，MJ小帕拉托尔，YM陈，
申请(专利权)人：通用汽车环球科技运作有限责任公司，
类型：发明
国别省市：美国;US