控制內(nèi)燃發(fā)動機的冷卻回路的方法
【專利摘要】所公開的是一種操作內(nèi)燃發(fā)動機(110)的冷卻回路(600)的方法，該發(fā)動機(110)配備有發(fā)動機缸蓋(130)，冷卻回路(600)包括構(gòu)造為輸送可變流量的冷卻劑通過該冷卻回路(600)的泵(610)，該方法包括以下步驟：根據(jù)發(fā)動機負載(Eload)、發(fā)動機轉(zhuǎn)速(Espeed)和期望的發(fā)動機缸蓋溫度(MTS_des)，計算要通過泵輸送的冷卻劑流速(％_WP_FF)；操作泵(610)以輸送該冷卻劑流速(％_WP_FF)。
【專利說明】
控制內(nèi)燃發(fā)動機的冷卻回路的方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001 ]技術(shù)領(lǐng)域涉及一種控制內(nèi)燃發(fā)動機的冷卻回路的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]配有冷卻系統(tǒng)的內(nèi)燃發(fā)動機是已知的。冷卻系統(tǒng)通常設(shè)置用于冷卻內(nèi)燃發(fā)動機以及其他發(fā)動機流體，諸如在EGR冷卻器中的廢氣和/或在油冷卻器中的潤滑油。
[0003]冷卻系統(tǒng)示意性地包括冷卻劑栗，其從冷卻劑罐輸送冷卻劑(典型地是水和防凍劑的混合物)到由發(fā)動機缸體和發(fā)動機缸蓋在內(nèi)部限定的多個冷卻通道。
[0004]冷卻劑栗一般集成在內(nèi)燃發(fā)動機中并且是包括移動部件(典型地是葉輪)的固定流量栗，其容納在實現(xiàn)于發(fā)動機缸體中的座內(nèi)，并且直接地在冷卻通道中輸送冷卻劑。
[0005]冷卻劑栗也與恒溫閥相關(guān)聯(lián)，并且根據(jù)恒溫閥測得的溫度而被激活或停用。
[0006]在通過這些冷卻通道之后，冷卻劑被引導至EGR冷卻器、油冷卻器和機動車輛的可能的其他熱交換器，諸如車廂加熱器和/或電機冷卻器。
[0007]最后，冷卻劑在散熱器中被冷卻并且被發(fā)送回到冷卻劑罐內(nèi)。
[0008]這些冷卻系統(tǒng)的一個問題是，由于栗的開/關(guān)轉(zhuǎn)換，發(fā)動機的溫度不總是最佳的，并且可能會出現(xiàn)過大的燃料消耗。
[0009]所公開的實施例的一個目的是提供一種控制內(nèi)燃發(fā)動機的冷卻回路的方法，它允許為了最小化燃料消耗而計算并輸送冷卻發(fā)動機所需要的要求冷卻劑流速。
[0010]這個和其他目的通過一種方法、一種設(shè)備、一種汽車系統(tǒng)、一種計算機程序以及計算機程序產(chǎn)品來實現(xiàn)，它們具有獨立權(quán)利要求中所述的特征。
[0011]從屬權(quán)利要求界定了優(yōu)選的和/或特別有利的方面。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0012]本公開的實施例提供了一種操作內(nèi)燃發(fā)動機的冷卻回路的方法，發(fā)動機配備有發(fā)動機缸蓋，冷卻回路包括構(gòu)造為輸送可變流量的冷卻劑通過該冷卻回路的栗，所述方法包括以下步驟:
[0013]-根據(jù)發(fā)動機負載、發(fā)動機轉(zhuǎn)速和期望的發(fā)動機缸蓋溫度，計算要通過栗輸送的冷卻劑流速；
[0014]-操作所述栗以輸送該冷卻劑流速。
[0015]這一實施例的效果是創(chuàng)建了栗的流速的開環(huán)控制，以便快速響應(yīng)瞬態(tài)發(fā)動機運行狀態(tài)。
[0016]根據(jù)本發(fā)明的另一實施例，冷卻回路包括構(gòu)造為引導冷卻劑流過在該冷卻回路中的散熱器的旋轉(zhuǎn)閥，該方法包括以下步驟:
[0017]-根據(jù)發(fā)動機負載、發(fā)動機轉(zhuǎn)速和期望的發(fā)動機入口溫度，計算要通過栗輸送的冷卻劑流速，計算所述旋轉(zhuǎn)閥的開孔百分比(a percentage of aperture of the rotaryvalve)；
[0018]-以算出的開孔百分比打開所述旋轉(zhuǎn)閥。
[0019]這一實施例的效果是，發(fā)動機溫度的控制通過在溫度升高超過預定閾值時操作旋轉(zhuǎn)閥而改善。
[0020]根據(jù)本發(fā)明的另一實施例，所計算的要由栗輸送的冷卻劑流速用代表旋轉(zhuǎn)閥的開孔百分比的項校正。
[0021]這一實施例的效果是，它允許考慮到冷卻劑通過散熱器的效果而改善溫度控制。
[0022]根據(jù)本發(fā)明的另一實施例，所計算的要由栗輸送的冷卻劑流速用代表期望發(fā)動機缸蓋溫度與測得的發(fā)動機缸蓋溫度之間的差的項校正。
[0023]這一實施例的效果是，它允許考慮到有意義的溫度差(significativetemperature differences)而校正流速。
[0024]根據(jù)本發(fā)明的又一實施例，旋轉(zhuǎn)閥算出的開孔百分比用代表由栗輸送的冷卻劑流速的項校正。
[0025]這一實施例的效果是，它允許考慮到由栗輸送的冷卻劑流速的影響而改善溫度控制。
[0026]根據(jù)本發(fā)明的另一實施例，旋轉(zhuǎn)閥算出的開孔百分比用代表期望發(fā)動機入口溫度與測得的發(fā)動機入口溫度之間的差的項校正。
[0027]這一實施例的效果是，它允許也考慮到有意義的溫度差而校正旋轉(zhuǎn)閥引導冷卻劑進入散熱器的效果。
[0028]根據(jù)本發(fā)明的另一實施例，該方法還包括以下步驟:
[0029]-測量發(fā)動機缸蓋的溫度；
[0030]-用根據(jù)期望發(fā)動機缸蓋溫度與測得的發(fā)動機缸蓋溫度之間的差確定的校正流速值校正所計算的冷卻劑流速，從而獲得校正后的流速值；
[0031 ]-操作所述栗以輸送校正后的冷卻劑流速。
[0032]這一實施例的效果是，它允許通過適合于考慮到發(fā)動機和環(huán)境的熱瞬態(tài)條件而反應(yīng)的閉環(huán)控制微調(diào)溫度控制。
[0033]根據(jù)本發(fā)明的又一實施例，該方法包括以下步驟:
[0034]-測量發(fā)動機入口溫度
[0035]-用根據(jù)期望發(fā)動機入口溫度與測得的發(fā)動機入口溫度之間的差確定的旋轉(zhuǎn)閥的校正開孔百分比校正所計算的旋轉(zhuǎn)閥的開孔百分比，從而獲得旋轉(zhuǎn)閥的校正后的開孔百分比；
[0036]-以校正后的開孔百分比打開旋轉(zhuǎn)閥。
[0037]這一實施例的效果是，它允許改善溫度的閉環(huán)控制。
[0038]根據(jù)本發(fā)明的又一實施例，栗的校正流速值通過比例積分(PI)控制而確定，其中，比例項和積分項的系數(shù)可根據(jù)發(fā)動機操作的條件而變化。
[0039]這一實施例的效果是，它允許栗的比例積分(PI)控制適應(yīng)不同的發(fā)動機和環(huán)境條件。
[0040]根據(jù)本發(fā)明的又一實施例，旋轉(zhuǎn)閥的校正開孔百分比是通過比例積分(PI)控制而確定的，其中，比例項和積分項的系數(shù)可根據(jù)發(fā)動機操作的條件而變化。
[0041]本實施例的效果是，它允許旋轉(zhuǎn)閥的比例積分(PI)控制適應(yīng)不同的發(fā)動機和環(huán)境條件。
[0042]本發(fā)明的另一實施例提供了一種用于操作內(nèi)燃發(fā)動機的冷卻回路的裝置，所述發(fā)動機配備有發(fā)動機缸蓋，冷卻回路包括構(gòu)造為輸送可變流量的冷卻劑通過該冷卻回路的栗，所述裝置包括:
[0043]-用于根據(jù)發(fā)動機負載、發(fā)動機轉(zhuǎn)速和期望的發(fā)動機缸蓋溫度計算要由栗輸送的冷卻劑流速的裝置；
[0044]-用于操作所述栗以輸送該冷卻劑流速的裝置。
【附圖說明】
[0045]下面將通過示例的方式，參考以下附圖描述各種實施例，其中，相同的編號指示相同的元件，并且其中:
[0046]圖1示出了汽車系統(tǒng)；
[0047]圖2是屬于圖1所示汽車系統(tǒng)的內(nèi)燃發(fā)動機的剖面圖；
[0048]圖3是圖1的汽車系統(tǒng)的一些部件的示意圖；
[0049]圖4是示出發(fā)動機缸蓋和發(fā)動機的溫度根據(jù)本發(fā)明實施例的不同階段隨著時間變化的曲線圖；
[0050]圖5是示意性地示出根據(jù)本發(fā)明實施例的用于可變栗的控制器結(jié)構(gòu)的流程圖；
[0051]圖6是示意性地示出根據(jù)本發(fā)明實施例的用于旋轉(zhuǎn)閥的控制器結(jié)構(gòu)的流程圖；
[0052]圖7是更加詳細地示出圖5的控制器結(jié)構(gòu)的流程圖；以及
[0053]圖8是更加詳細地示出圖6的控制器結(jié)構(gòu)的流程圖。
[0054]附圖標記
[0055]100汽車系統(tǒng)
[0056]HO內(nèi)燃發(fā)動機(ICE)
[0057]120發(fā)動機缸體
[0058]125汽缸
[0059]130發(fā)動機缸蓋
[0060]135凸輪軸[0061 ] 140 活塞
[0062]145曲軸
[0063]150燃燒室
[0064]155凸輪相位器
[0065]160燃料噴射器
[0066]170燃料軌
[0067]180燃料栗
[0068]190燃料源
[0069]200進氣歧管
[0070]205進氣管
[0071]210進氣口
[0072]215汽缸閥
[0073]220排氣口
[0074]225排氣歧管
[0075]230高壓渦輪增壓器
[0076]240高壓壓縮機
[0077]240高壓壓縮機入口
[0078]244高壓壓縮機出口
[0079]250高壓渦輪機
[0080]255高壓渦輪機入口[0081 ] 260冷卻系統(tǒng)
[0082]262單主體
[0083]265主冷卻器
[0084]267級間冷卻器
[0085]268級間冷卻器旁通通道
[0086]269共用壁
[0087]270排氣系統(tǒng)
[0088]275排氣管
[0089]280排氣后處理裝置
[0090]290VGT 促動器
[0091]300EGR 系統(tǒng)
[0092]310EGR 冷卻器
[0093]320EGR 閥
[0094]330節(jié)氣閥體
[0095]340氣流質(zhì)量和溫度傳感器
[0096]350歧管壓力和溫度傳感器
[0097]360燃燒壓力傳感器
[0098]380冷卻劑和油溫度和水平傳感器
[0099]400燃料軌壓力傳感器
[0100]410凸輪位置傳感器
[0101]420曲軸位置傳感器
[0102]430排氣壓力和溫度傳感器
[0103]445加速踏板位置傳感器
[0104]450電子控制單元(ECU)
[0105]460數(shù)據(jù)載體
[0106]510發(fā)動機缸蓋溫度傳感器
[0107]520發(fā)動機入口溫度傳感器
[0108]530發(fā)動機出口溫度傳感器
[0109]550油冷卻器
[0110]560散熱器
[0111]600冷卻回路
[0112]610栗
[0113]620旋轉(zhuǎn)閥
[0114]640附加熱交換器
[0115]650冷卻回路到附加熱交換器的分支
[0116]660冷卻回路到油冷卻器的分支
[0117]670冷卻回路到散熱器的分支
[0118]675栗控制閥
[0119]685冷卻劑罐
[0120]700方框
[0121]710方框
[0122]720方框
[0123]730方框
[0124]740方框
[0125]750方框
[0126]%_WP_FF栗610的前饋流速
[0127]%_RV_FF旋轉(zhuǎn)閥620的前饋孔口
[0128]Tl啟動栗610的前饋控制的閾值
[0129]T2啟動旋轉(zhuǎn)閥620的前饋控制的閾值
[0130]Tl啟動栗610的閉環(huán)控制的閾值
[0131]T4啟動旋轉(zhuǎn)閥620的閉環(huán)控制的閾值
[0132]MTSjneas通過傳感器510測得的發(fā)動機缸蓋溫度
[0133]MTS_des目標發(fā)動機缸蓋溫度
[0134]Teng_in_meas 通過傳感器520測得的發(fā)動機入口溫度
[0135]Teng_in_des目標發(fā)動機入口溫度
【具體實施方式】
[0136]現(xiàn)在將參考附圖描述示例性的實施例，而沒有限制應(yīng)用和用途的意圖。
[0137]—些實施例可包括圖1和圖2所示的汽車系統(tǒng)，其具有發(fā)動機缸體120的內(nèi)燃發(fā)動機(I CE) 110，發(fā)動機缸體限定至少一個汽缸125，汽缸具有聯(lián)接以旋轉(zhuǎn)曲軸145的活塞140。發(fā)動機缸蓋130與活塞140協(xié)同合作以限定燃燒室150。燃料和空氣混合物(未示出)置于燃燒室150中并被點燃，導致引起活塞140的往復運動的熱膨脹排氣氣體。燃料由至少一個燃料噴射器160提供，并且空氣通過至少一個進氣口 210。在高壓下將燃料從與高壓燃料栗180流體連通的燃料軌170提供至燃料噴射器160，該高壓燃料栗增加從燃料源190接收的燃料的壓力。汽缸125的每個具有至少兩個閥215，它們由與曲軸145正時旋轉(zhuǎn)的凸輪軸135促動。閥215選擇性地允許空氣從端口 210進入燃燒室150內(nèi)，并且交替地允許排氣氣體通過端口220排出。在一些示例中，凸輪相位器155可選擇性地改變在凸輪軸135和曲軸145之間的正時。
[0138]空氣可通過進氣歧管200分配到(多個)進氣口 210?？諝膺M氣管道205可從周圍環(huán)境向進氣歧管200提供空氣。
[0139]在其它實施例中，可提供節(jié)流閥330以調(diào)節(jié)進入歧管200的空氣質(zhì)量流量。
[0140]仍在其它實施例中，可設(shè)置有一種強制空氣系統(tǒng)，如具有旋轉(zhuǎn)地聯(lián)接至渦輪機250的壓縮機240的渦輪增壓器230。壓縮機240的旋轉(zhuǎn)增加了在管道205和歧管200中的空氣的壓力和溫度。置于管道205中的中間冷卻器260可降低空氣的溫度。渦輪機250通過接收來自排氣歧管225的排氣氣體而旋轉(zhuǎn)，該排氣歧管引導排氣氣體從排氣口 220，并且通過一系列葉片，在膨脹之前通過渦輪機250。排氣氣體排出渦輪機250并且被引入排氣氣體系統(tǒng)270中。該示例示出了一種可變幾何渦輪機(VGT)，該渦輪機帶有布置為移動葉片來改變通過渦輪機250的排氣氣體流量的VGT促動器290。在其他實施例中，渦輪增壓器230可以是固定幾何的和/或包括廢氣門。
[0141]發(fā)動機的排氣氣體被引入排氣系統(tǒng)270內(nèi)。
[0142]排氣系統(tǒng)270可包括具有一個或多個排氣后處理裝置280的排氣管275。后處理裝置可為任何被配置為改變排氣氣體組成的裝置。后處理裝置280的一些示例包括，但不限于，催化轉(zhuǎn)化器(兩元或三元)、氧化催化劑、氮氧化物捕集器、碳氫化合物吸收器、選擇性催化還原(SCR)系統(tǒng)、和微粒過濾器。其它實施例可包括聯(lián)接在排氣歧管225和進氣歧管200之間的排氣再循環(huán)(EGR)系統(tǒng)300 JGR系統(tǒng)300可包括以降低EGR系統(tǒng)300中的排氣氣體的溫度的EGR冷卻器310 JGR閥320調(diào)節(jié)在EGR系統(tǒng)300中排氣氣體流量。
[0143]汽車系統(tǒng)100還可包括電子控制單元(E⑶)450，其與一個或多個傳感器和/或設(shè)備通信，所述個傳感器和/或設(shè)備與所述ICE 110和存儲器系統(tǒng)或數(shù)據(jù)載體460以及接口總線相關(guān)聯(lián)。E⑶450可以接收來自各種傳感器的輸入信號，所述傳感器構(gòu)造為產(chǎn)生與ICE 110相關(guān)聯(lián)的各種物理參數(shù)成比例的信號。傳感器包括，但不限于，氣流質(zhì)量和溫度傳感器340、歧管壓力和溫度傳感器350、燃燒壓力傳感器360、冷卻液和油溫度和水平傳感器380、燃料軌壓力傳感器400、凸輪位置傳感器410、曲軸位置傳感器420、排氣壓力和溫度傳感器430、EGR溫度傳感器440、以及加速踏板位置傳感器445。此外，E⑶450可產(chǎn)生輸出信號至被布置為控制ICE 110操作的各種控制裝置，包括但不限于，燃料噴射器160、節(jié)氣閥體330、EGR閥320、可變幾何渦輪(VGT)促動器290、以及凸輪相位器155。注意的是，虛線用于表示在ECU450與各種傳感器與和裝置之間的通信，但為了清楚起見省略了一些。
[0144]現(xiàn)在轉(zhuǎn)到E⑶450，該設(shè)備可包括數(shù)字中央處理單元(CPU)，它與記憶系統(tǒng)或數(shù)據(jù)載體460和接口總線通信。CPU被配置用來執(zhí)行作為程序存儲在記憶系統(tǒng)中的指令，以及發(fā)送和接收信號至/自接口總線。該記憶系統(tǒng)可包括各種存儲類型，存儲類型包括光學存儲、磁性存儲、固態(tài)存儲，以及其它非易失性(non-volatile)記憶。接口總線可被配置為發(fā)送、接收和調(diào)制模擬和/或數(shù)字信號至/自各種傳感器和控制裝置。該程序可實施在本文中公開的方法，允許CPU進行該方法的步驟并控制ICEl 10。
[0145]存儲在記憶系統(tǒng)中的程序是從外部經(jīng)由電纜或以無線方式被傳輸?shù)?。在汽車系統(tǒng)100的外部，其作為計算機程序產(chǎn)品通常是可見的，該計算機程序產(chǎn)品在本領(lǐng)域又被稱為計算機可讀介質(zhì)或機器可讀介質(zhì)，并且應(yīng)被理解為存儲在載體中的計算機程序代碼，該載體本質(zhì)上是暫時的或非暫時的，結(jié)果便是計算機程序產(chǎn)品本質(zhì)上也可以被認為是暫時或非暫時的。
[0146]暫時的計算機程序產(chǎn)品的示例是信號，例如電磁信號，如光學信號，該信號是用于計算機程序代碼的暫時載體。承載這樣的計算機程序代碼可通過調(diào)制信號由用于數(shù)字數(shù)據(jù)的傳統(tǒng)調(diào)制技術(shù)(如QPSK)來達到，使得代表該計算機程序代碼的二進制數(shù)據(jù)被施加到暫時電磁信號。這種信號例如當以無線方式經(jīng)由W1-Fi連接，將計算機程序代碼傳送至筆記本電腦時被使用。
[0147]在非暫時計算機程序產(chǎn)品的情況下，該計算機程序代碼被實施在有形存儲介質(zhì)中。繼而，存儲介質(zhì)是上面提到的非暫時載體，使得計算機程序代碼被永久地或非永久地以可檢索的方式存儲在此存儲介質(zhì)內(nèi)或上。所述存儲介質(zhì)可為在計算機技術(shù)中已知的傳統(tǒng)類型，如閃存、Asic(特定用途集成電路)、CD等。
[0148]代替E⑶450，汽車系統(tǒng)可具有不同類型的處理器以提供電子邏輯電路，例如，嵌入式控制器、機載計算機、或任何可以被配置在車輛中處理模塊。
[0149]現(xiàn)在參照圖3，內(nèi)燃發(fā)動機110具有發(fā)動機缸蓋溫度傳感器510，其讀取發(fā)動機缸蓋130的金屬溫度(在本說明書中也稱為MTS)。
[0150]在更一般的方面，參數(shù)MTS可以通過測量冷卻劑溫度(為簡單起見未示出)的傳感器表示，或如上所述根據(jù)讀取發(fā)動機缸蓋130的金屬溫度的溫度傳感器510表示。
[0151]內(nèi)燃發(fā)動機110還配備有發(fā)動機入口溫度傳感器520和發(fā)動機出口溫度傳感器530。
[0152]另外，內(nèi)燃發(fā)動機110配備有冷卻系統(tǒng)，所述冷卻系統(tǒng)裝配有設(shè)置用于冷卻內(nèi)燃發(fā)動機110和油冷卻器550中的潤滑油的冷卻回路600。
[0153]冷卻回路600包括冷卻劑栗610，其從冷卻劑罐685輸送冷卻劑(典型地是水和防凍劑的混合物)到由發(fā)動機缸體120和發(fā)動機缸蓋130在內(nèi)部限定的多個冷卻通道(為簡單起見未示出)。
[0154]冷卻劑栗610可以是可變流量栗，或者在本發(fā)明的一些實施例中是耦合到控制閥675(在圖4中用虛線表示)的固定流量栗，控制閥675用來層壓從栗離開的流。
[0155]因此，在該方法的各種實施例中，栗610可以輸送從O0A到100 %變化的流速0A _WP。
[0156]此外，冷卻回路600包括攔截冷卻回路600的分支670的旋轉(zhuǎn)閥620。
[0157]在該方法的各種實施例，旋轉(zhuǎn)閥620能夠以從O% (旋轉(zhuǎn)閥620全閉)到100 % (旋轉(zhuǎn)閥620全開)的可變百分比打開。
[0158]當旋轉(zhuǎn)閥620被關(guān)閉但栗610被啟動時，栗610直接地在冷卻通道中傳送冷卻劑，在通過冷卻通道之后，冷卻劑通過冷卻回路600的分支650被引導至附加的熱交換器640，并通過冷卻回路600的分支660被引導至油冷卻器550。
[0159]當旋轉(zhuǎn)閥620打開時，栗610朝向散熱器560輸送冷卻劑以被冷卻，并發(fā)送回冷卻劑罐685。
[0160]栗610及旋轉(zhuǎn)閥620的操作是通過ECU 450根據(jù)存儲在數(shù)據(jù)載體460中的計算機程序并按照本發(fā)明的各種實施例進行控制的。
[0161]圖4是示出發(fā)動機缸蓋溫度MTS(連續(xù)線A)和發(fā)動機入口溫度Teng_In(虛線B)隨著時間的變化的曲線圖，以便描述本發(fā)明的實施例的各個階段。
[0162]在第一階段(圖4中的階段I)中，發(fā)動機110剛剛起動，因此發(fā)動機缸蓋溫度MTS和發(fā)動機入口溫度Teng_in都較低，因此栗610保持停用，并且旋轉(zhuǎn)閥620被保持關(guān)閉，因為沒有必要冷卻發(fā)動機110。
[0163]一旦通過相應(yīng)的發(fā)動機缸蓋溫度傳感器510測得的發(fā)動機缸蓋溫度MTS達到預定的溫度閾值Tl (圖4的A點)時，栗610被啟動并且被以前饋模式控制，同時旋轉(zhuǎn)閥620保持關(guān)閉(階段2)。
[0164]在此階段，前饋控制被校準以使得達到根據(jù)目標發(fā)動機缸蓋溫度MTS_des的目標冷卻劑流速。
[0165]換句話說，用于可變流量栗610的冷卻劑流速％ _WP_FF被計算。這樣的流速可以表示為從0% (栗610停用)至100% (栗610完全運轉(zhuǎn))變化的百分比。
[0166]在此階段，直到發(fā)動機缸蓋溫度MTS保持為較低，冷卻劑流速(發(fā)動機缸蓋溫度MTS的函數(shù))被保持為較低，以便具有快速預熱。隨著發(fā)動機缸蓋溫度M T S的增加，冷卻劑流速% _WP_FF增加到校準值。
[0167]當發(fā)動機缸蓋溫度MTS達到第二預定溫度閾值T2時(階段3的開始-圖4中的B點)，栗610仍以前饋模式控制，以便輸送冷卻劑流速% _WP_FF，同時旋轉(zhuǎn)閥620以開孔百分比％ _RV_FF被打開。
[0168]開孔百分比％_RV_FF被校準，以達到目標發(fā)動機入口溫度Teng_in_deS所要求的目標冷卻劑流速。
[0169]在此階段，直到發(fā)動機入口溫度Teng_in仍然較低，一個專用的矢量(發(fā)動機入口溫度Teng_in的函數(shù))會降低旋轉(zhuǎn)閥620的開孔百分比％_RV_FF，從而具有快速預熱。隨著發(fā)動機入口溫度Teng_In的增加，該矢量將使旋轉(zhuǎn)閥620的開孔百分比％_RV_FF增加至校準值。
[0170]當發(fā)動機缸蓋溫度MTS達到第三預定溫度閾值T3時(階段4的開始-圖4中的C點)，栗610的閉環(huán)控制加入栗610的前饋控制，以便維持發(fā)動機缸蓋溫度MTS接近目標發(fā)動機缸蓋溫度MTS_des。
[0171]在階段4中，旋轉(zhuǎn)閥620仍僅以開環(huán)控制。
[0172]最終，當發(fā)動機入口溫度Teng_in達到第四預定溫度閾值T4時(階段5的開始-圖4中的D點)，旋轉(zhuǎn)閥620的閉環(huán)控制加入旋轉(zhuǎn)閥620的前饋控制，以便維持發(fā)動機入口溫度Teng_in接近目標發(fā)動機入口溫度Teng_in_des。
[0173]圖5是示意性地示出根據(jù)本發(fā)明的一個實施例用于可變栗610的控制器結(jié)構(gòu)的流程圖。
[0174]在這種情況下，發(fā)動機缸蓋溫度MTSjneas被測量，例如通過發(fā)動機缸蓋溫度傳感器510，并且如果測得的發(fā)動機缸蓋溫度MTSjneas大于用于啟動栗610的前饋控制的溫度閾值Tl，則栗610的前饋控制被啟動。
[0175]如后文中更好地說明的，用于啟動栗610的前饋控制的溫度閾值Tl可以是發(fā)動機狀態(tài)的函數(shù)。
[0176]如果測得的發(fā)動機缸蓋溫度MTS_meas大于用于啟動栗610的閉環(huán)控制的溫度閾值T3，栗610的比例積分(PI)閉環(huán)控制被啟動，并且加入到栗610的前饋控制
[0177]圖6是示意性地示出根據(jù)本發(fā)明的一個實施例用于旋轉(zhuǎn)閥的控制器結(jié)構(gòu)的流程圖，這樣的控制器結(jié)構(gòu)基本上類似于參照圖5描述的那一個。
[0178]發(fā)動機入口溫度Teng_in_meaS例如通過發(fā)動機入口溫度傳感器520測量，并且如果測得的發(fā)動機入口溫度Teng_in_meaS大于用于啟動旋轉(zhuǎn)閥620的前饋控制的溫度閾值T2，則旋轉(zhuǎn)閥620的孔口的前饋控制被啟動。
[0179]如后文中更好地說明的，用于啟動旋轉(zhuǎn)閥620的前饋控制的溫度閾值T2可以是發(fā)動機狀態(tài)的函數(shù)。
[0180]如果測得的發(fā)動機入口溫度Teng_in_meaS大于用于啟動旋轉(zhuǎn)閥620的閉環(huán)控制的溫度閾值T4，則旋轉(zhuǎn)閥620的孔口的比例積分(PI)閉環(huán)控制被啟動，并且加入到旋轉(zhuǎn)閥620的孔口的前饋控制。
[0181]圖7是更詳細地示出圖5的控制器結(jié)構(gòu)的流程圖。
[0182]在方框700中，用于啟動栗610的前饋控制的溫度閾值Tl被限定為燃料消SfueI和發(fā)動機轉(zhuǎn)速(Espeed)的函數(shù)，所述燃料消耗f ue I即噴射到發(fā)動機110的汽缸125中的例如以mm3表示的燃料量。
[0183]在更一般的方式中，代替燃料消耗fuel參數(shù)，可以考慮發(fā)動機負載Eload。在該方法的其他實施例中，發(fā)動機負載能夠以通過發(fā)動機輸送的轉(zhuǎn)矩表示，或者如上所述以燃料消耗表示。
[0184]傳感器510測得的發(fā)動機缸蓋溫度MTSjneas被與溫度閾值TI進行比較(方框710)，并且如果發(fā)動機缸蓋溫度MTSjneas大于溫度閾值Tl，則冷卻劑栗610被啟動。
[0185]相反，如果在方框710中表示的條件沒有被驗證，則冷卻劑栗610不被啟動(方框720) ο
[0186]存儲在與ECU450相關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)載體460中的映射730用于計算栗610的流速WP_FF的前饋值。
[0187]映射730是一個3D映射，其根據(jù)噴射到發(fā)動機110的汽缸125內(nèi)的燃料的量、發(fā)動機轉(zhuǎn)速以及目標發(fā)動機缸蓋溫度MTS_des輸出栗610流速％_胃?_??的前饋貢獻。
[0188]在一些軟件實現(xiàn)中，這樣的3D映射730可以被表示為2D映射的適當組合。
[0189]由于在該方法的一些實現(xiàn)中，特別是當所測量的發(fā)動機入口溫度Teng_in_meas大于溫度閾值T2時，旋轉(zhuǎn)閥620被啟動，栗610流速％_WP_FF的前饋值可用代表旋轉(zhuǎn)閥620的開孔百分比的項校正(方框740)。
[0190]可選地，栗流的前饋值可以進一步用代表目標發(fā)動機缸蓋溫度MTS_des與測得的發(fā)動機缸蓋溫度MTSjneas之間的差的項校正(方框750)。
[0191]圖8是更詳細地示出圖6的控制器結(jié)構(gòu)的流程圖。
[0192]在方框800中，用于啟動旋轉(zhuǎn)閥620的孔口的前饋控制的溫度閾值T2被限定為燃料消耗fuel和發(fā)動機轉(zhuǎn)速(Espeed)的函數(shù)，所述燃料消耗fuel即噴射到發(fā)動機110的汽缸125中的例如以mm3表示的燃料量。
[0193]同樣在這種情況下，在更一般的方式中，代替燃料消耗fuel參數(shù)，可以考慮發(fā)動機負載EloacL在該方法的其他實施例中，發(fā)動機負載能夠以通過發(fā)動機輸送的轉(zhuǎn)矩表示，或者如上所述以燃料消耗表示。
[0194]測得的發(fā)動機缸蓋溫度MTS_meas被與溫度閾值T2進行比較(方框810)，并且如果這樣的溫度大于溫度閾值T2，則冷卻劑栗610被啟動。相反，如果在方框810中表示的條件沒有被驗證，則旋轉(zhuǎn)閥620保持關(guān)閉(方框720)。
[0195]存儲在與ECU450相關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)載體460中的映射830用于計算旋轉(zhuǎn)閥620的前饋孔口 ％_RV_FF。
[0196]映射830是一個3D映射，其根據(jù)噴射到發(fā)動機110的汽缸125內(nèi)的燃料的量、發(fā)動機轉(zhuǎn)速以及目標發(fā)動機入口溫度Teng_in_deS輸出旋轉(zhuǎn)閥620的孔口的前饋貢獻。
[0197]在一些軟件實現(xiàn)中，這樣的3D映射830可以被表示為2D映射的適當組合。
[0198]由于在該方法的一些實現(xiàn)中，特別是當測得的發(fā)動機缸蓋溫度MTSjneas大于溫度閾值TI時，栗610被啟動，旋轉(zhuǎn)閥620的孔口 ％ _RV_FF的前饋值可用代表栗流速% _WP_FF的項校正(方框840)。
[0199]可選地，旋轉(zhuǎn)閥620的孔口％_RV_FF的前饋值可以進一步用代表目標發(fā)動機入口溫度Teng_in_des與測得的發(fā)動機入口溫度Teng_in_meas之間的差的項校正(方框850)。
[0200]通過測量發(fā)動機缸蓋溫度MTS并且將它與目標發(fā)動機缸蓋溫度MTS_des比較，并且如果這樣的目標未達到則減少栗610的流速，或者如果測得的發(fā)動機缸蓋溫度MTS_meas超過目標發(fā)動機缸蓋溫度MTS_des則增加栗610的流速，栗610的比例積分(PI)閉環(huán)控制可以簡單地實現(xiàn)。
[0201]換句話說，算出的冷卻劑流速％_WP_FF用根據(jù)期望發(fā)動機缸蓋溫度MTS_des與測得的發(fā)動機缸蓋溫度MTSjneas之間的差確定的校正流速值%_WP_C0rr校正，以便獲得校正后的流速值％_WP_PI。
[0202]然后，栗610被操作以輸送校正后的冷卻劑流速％_WP_PI。
[0203]以類似的方式，通過測量發(fā)動機入口溫度并將其與目標發(fā)動機入口溫度Teng_in_des比較，并且如果這樣的目標溫度未達到則降低旋轉(zhuǎn)閥的孔口，或如果測得的發(fā)動機入口溫度Teng_in_meas超過目標發(fā)動機入口溫度Teng_in_des則增加旋轉(zhuǎn)閥的孔口，旋轉(zhuǎn)閥620的孔口的比例積分(PI)閉環(huán)控制可實現(xiàn)。
[0204]換句話說，所計算的旋轉(zhuǎn)閥620的開孔百分比％_RV_FF用根據(jù)期望發(fā)動機入口溫度Teng_in_des與測得的發(fā)動機入口溫度Teng_in_meas之間的差確定的校正開孔百分比％_RV_Corr校正，以便獲得旋轉(zhuǎn)閥620的校正后的開孔百分比％_RV_PI。
[0205]然后，旋轉(zhuǎn)閥620以校正后的開孔百分&%_RV_PI打開。
[0206]在分別用于栗610的流速和旋轉(zhuǎn)閥620的孔口的PI閉環(huán)控制程序的一個或兩者中可應(yīng)用抗飽和技術(shù)。
[0207]在分別用于栗610的流速和旋轉(zhuǎn)閥620的孔口的PI閉環(huán)控制程序的一個或兩者中，比例和積分項的系數(shù)可以根據(jù)發(fā)動機操作條件而變化。
[0208]特別地，對于栗610的PI控制，相關(guān)的發(fā)動機操作條件是燃料消耗率fuel、發(fā)動機轉(zhuǎn)速Espeed以及期望的發(fā)動機缸蓋溫度MTS_des與測得的發(fā)動機缸蓋溫度MTSjneas之間的差。
[0209]此外，對于旋轉(zhuǎn)閥620的PI控制，相關(guān)的發(fā)動機操作條件是燃料消耗率fuel、發(fā)動機轉(zhuǎn)速Espeed以及期望的發(fā)動機入口溫度Teng_in_des與測得的發(fā)動機入口溫度Teng_in_meas之間的差。
[0210]雖然前面概述和細節(jié)描述中展示出了至少一個示例性實施例，但是應(yīng)當意識到的是有大量的變化存在。還應(yīng)意識到的是，一個或多個示例性實施例僅為示例，并且非意圖為以任何方式限制范圍、應(yīng)用或配置。然而，前述的概述和細節(jié)描述將為本領(lǐng)域技術(shù)人員提供用于實施至少一個示例性實施例的便捷路線圖，應(yīng)理解的是在所描述的實施例中的功能和布置可具有各種變化而未背離附屬權(quán)利要求及其法律等價物所陳述的范圍。
【主權(quán)項】
1.一種操作內(nèi)燃發(fā)動機(110)的冷卻回路(600)的方法，所述發(fā)動機(110)配備有發(fā)動機缸蓋(130)，所述冷卻回路(600)包括構(gòu)造為輸送可變流量的冷卻劑通過所述冷卻回路(600)的栗(610)，所述方法包括以下步驟: -根據(jù)發(fā)動機負載(Eload)、發(fā)動機轉(zhuǎn)速(Espeed)和期望的發(fā)動機缸蓋溫度(MTS_des)，計算要通過所述栗(610)輸送的冷卻劑流速(%_WP_FF); -操作所述栗(610)以輸送該冷卻劑流速(%_WP_FF)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述冷卻回路(600)包括構(gòu)造為引導冷卻劑流過在所述冷卻回路(600)中的散熱器(560)的旋轉(zhuǎn)閥(620)，所述方法包括以下步驟: -根據(jù)發(fā)動機負載(Eload)、發(fā)動機轉(zhuǎn)速(Espeed)和期望的發(fā)動機入口溫度(Teng_in_des)，計算所述旋轉(zhuǎn)閥(620)的開孔百分比(％_RV_FF); -以算出的開孔百分比(％_RV_FF)打開所述旋轉(zhuǎn)閥(620)。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，要由所述栗(610)輸送的算出的冷卻劑流速(％_WP_FF)用代表所述旋轉(zhuǎn)閥(620)的開孔百分比(％_RV_FF)的項校正。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，要由所述栗(610)輸送的算出的冷卻劑流速(％_WP_FF)用代表期望的發(fā)動機缸蓋溫度(MTS_des)與測得的發(fā)動機缸蓋溫度(MTSjneas)之間的差的項校正。5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中，所述旋轉(zhuǎn)閥(620)的算出的開孔百分比(％_RV_FF)用代表通過所述栗(610)輸送的冷卻劑流速(0A _WP_FF)的項校正。6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中，所述旋轉(zhuǎn)閥(620)的算出的開孔百分比(％_RV_FF)用代表期望的發(fā)動機入口溫度(Teng_in_deS)與測得的發(fā)動機入口溫度(Teng_in_meas)之間的差的項校正。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，還包括以下步驟: -測量發(fā)動機缸蓋的溫度(MTSjneas); -用根據(jù)期望的發(fā)動機缸蓋溫度(MTS_des)與測得的發(fā)動機缸蓋溫度(MTS_meas)之間的差確定的校正流速值(％_WP_C0rr)校正算出的冷卻劑流速(％_WP_FF)，從而獲得校正后的流速值(％_WP_PI); -操作所述栗(610)以輸送校正后的冷卻劑流速(％_WP_PI)。8.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，還包括以下步驟: -測量發(fā)動機入口溫度(Teng_in_meas); -用根據(jù)期望的發(fā)動機入口溫度(Teng_in_des)與測得的發(fā)動機入口溫度(Teng_in_meas)之間的差確定的所述旋轉(zhuǎn)閥(620)的校正開孔百分比(％_RV_Corr)校正所述旋轉(zhuǎn)閥(620)的算出的開孔百分比(％_RV_FF)，從而獲得所述旋轉(zhuǎn)閥(620)的校正后的開孔百分比(%_RV_PI)； -以校正后的開孔百分比(％_RV_PI)打開所述旋轉(zhuǎn)閥(620)。9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其中，所述校正流速值(％_WP_C0rr)是通過比例積分(PI)控制確定的，其中，比例項和積分項的系數(shù)可根據(jù)發(fā)動機操作條件而變化。10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其中，所述旋轉(zhuǎn)閥(620)的校正開孔百分比(％_RV_Corr)是通過比例積分(PI)控制確定的，其中，比例項和積分項的系數(shù)可根據(jù)發(fā)動機操作條件而變化。11.一種用于操作內(nèi)燃發(fā)動機(110)的冷卻回路(600)的裝置，所述發(fā)動機(110)配備有發(fā)動機缸蓋(130)，所述冷卻回路(600)包括構(gòu)造為輸送可變流量的冷卻劑通過該冷卻回路(600)的栗(610)，所述裝置包括: -用于根據(jù)發(fā)動機負載(Eload)、發(fā)動機轉(zhuǎn)速(Espeed)和期望的發(fā)動機缸蓋溫度(MTS_des)計算要由所述栗(610)輸送的冷卻劑流速(％ _WP_FF)的器件； -用于操作所述栗(610)以輸送所述冷卻劑流速(％_WP_FF)的器件。12.—種計算機程序，其包括適于執(zhí)行根據(jù)權(quán)利要求1-10的任一項所述的方法的計算機代碼。13.—種計算機程序產(chǎn)品，根據(jù)權(quán)利要求12所述的計算機程序存儲在其上。14.一種用于內(nèi)燃發(fā)動機(110)的控制裝置，包括電子控制單元(450)、與所述電子控制單元(450)關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)載體(460)和存儲在所述數(shù)據(jù)載體(460)中的根據(jù)權(quán)利要求12所述的計算機程序。
【文檔編號】F01P7/16GK105863810SQ201610073320
【公開日】2016年8月17日
【申請日】2016年2月2日
【發(fā)明人】M.比蘭恰, S.巴爾貝羅, S.班巴喬尼, S.馬夫里西
【申請人】通用汽車環(huán)球科技運作有限責任公司