本公開涉及用于內(nèi)燃機的冷卻系統(tǒng)，并且更具體地涉及用于在啟動期間提高發(fā)動機的溫度的系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

這里提供的背景描述的目的是為了一般地呈現(xiàn)本公開的上下文。當前署名的發(fā)明人的工作就其在該背景部分所描述的，并不表明其在本申請?zhí)峤粫r作為現(xiàn)有技術(shù)，從未明示或暗示其被承認為本申請的現(xiàn)有技術(shù)。

內(nèi)燃機燃燒汽缸內(nèi)的空氣和燃料以驅(qū)動活塞并產(chǎn)生驅(qū)動扭矩。在啟動之后并且當發(fā)動機的溫度高于第一閾值時，冷卻劑循環(huán)通過發(fā)動機的一個或多個汽缸蓋和發(fā)動機體并且還可循環(huán)通過集成排氣歧管。冷卻劑循環(huán)流動以防止發(fā)動機的溫度超過第二閾值。可對冷卻劑的溫度和/或流率進行調(diào)節(jié)，以控制發(fā)動機、發(fā)動機缸體以及集成排氣歧管的冷卻和/或維持發(fā)動機、發(fā)動機缸體以及集成排氣歧管的預(yù)定溫度。預(yù)定溫度可(i)高于第一閾值，(ii)低于第二閾值以及(iii)維持以使得發(fā)動機的燃料效率最大。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

提供一種系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括啟動模塊、負載模塊、流量模塊以及峰值估計模塊。該啟動模塊配置為(i)在發(fā)動機啟動期間或響應(yīng)于發(fā)動機的啟動，接收來自第一溫度傳感器的溫度信號，并且(ii)基于溫度信號生成第一條件信號。該負載模塊配置為(i)確定發(fā)動機上的負載，并且(ii)生成第二條件信號。流量模塊配置為，如果第一條件信號指示發(fā)動機的溫度低于第一預(yù)定溫度，并且如果第二條件信號指示負載低于預(yù)定閾值，則在發(fā)動機的啟動期間操作泵以使冷卻劑循環(huán)。峰值估計模塊配置為估計發(fā)動機上最熱金屬位置的溫度。流量模塊配置為：如果(i)最熱金屬位置的溫度高于第二預(yù)定溫度或者(ii)負載高于或等于預(yù)定閾值，則提高泵的速度。

在其他特征中，提供一種系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括啟動模塊、負載模塊、流量模塊以及峰值估計模塊。該啟動模塊配置為(i)在發(fā)動機啟動期間或響應(yīng)于發(fā)動機的啟動，接收來自第一溫度傳感器的溫度信號，并且(ii)基于該溫度信號生成第一條件信號。該負載模塊配置為(i)確定發(fā)動機上的輸出扭矩的量，并且(ii)生成第二條件信號。流量模塊配置為：如果第一條件信號指示發(fā)動機的溫度低于第一預(yù)定溫度，并且如果第二條件信號指示輸出扭矩的量低于預(yù)定閾值，則在發(fā)動機的啟動期間操作泵以使冷卻劑循環(huán)。峰值估計模塊配置為估計發(fā)動機上最熱金屬位置的溫度。流量模塊配置為：如果(i)最熱金屬位置的溫度高于第二預(yù)定溫度或者(ii)輸出扭矩的量高于或等于預(yù)定閾值，則提高泵的速度。

在其他特征中，提供一種方法，該方法包括：在發(fā)動機啟動期間或響應(yīng)于發(fā)動機的啟動，接收來自第一溫度傳感器的溫度信號，并且基于該溫度信號生成第一條件信號；確定發(fā)動機上的負載并且基于該負載生成第二條件信號；如果第一條件信號指示發(fā)動機的溫度低于第一預(yù)定溫度并且如果第二條件信號指示負載低于預(yù)定閾值，則在發(fā)動機的啟動期間操作泵以使冷卻劑循環(huán)；估計發(fā)動機上最熱金屬位置的溫度；并且如果(i)最熱金屬位置的溫度高于第二預(yù)定溫度或者(ii)負載高于或等于預(yù)定閾值，則提高泵的速度。

本公開應(yīng)用的進一步領(lǐng)域?qū)⑼ㄟ^詳細說明、權(quán)利要求以及附圖得以清楚明了。詳細說明和特定示例僅僅旨在說明的目的并絕非意在限制本公開的范圍。

附圖說明

本公開通過詳細描述和附圖將變得更易理解，附圖中：

圖1是說明由于增大的冷卻劑流率和對應(yīng)的參數(shù)而導(dǎo)致燃料效率降低的多個圖形的視圖；

圖2是包含根據(jù)本公開的溫度模塊的動力系統(tǒng)的示例的功能框圖；

圖3是發(fā)動機系統(tǒng)和包含根據(jù)本公開的溫度模塊的對應(yīng)的溫度控制系統(tǒng)的示例的功能框圖；

圖4是圖2-圖3所示的溫度模塊的示例的功能框圖；

圖5是說明根據(jù)本公開的用于發(fā)動機的冷卻劑的溫度控制方法的流程圖；以及

圖6是示出用于圖2-圖4所示的溫度模塊的示例操作范圍的壓力對流率的圖形。

在各附圖中，參考編號可重復(fù)使用以識別類似的和/或相同的元件。

具體實施方式

在發(fā)動機的冷啟動期間，可防止發(fā)動機中的冷卻劑流動(稱為”零冷卻劑流量“)，以允許發(fā)動機能快速地預(yù)熱。包括溫度預(yù)測模型的零冷卻劑流動算法能夠用于估計發(fā)動機的溫度。零冷卻劑流量算法會難以實施并且需要大量的校準時間和勞力。例如，溫度預(yù)測模型可基于發(fā)動機功率、啟動溫度、催化劑變熱狀態(tài)以及進氣溫度并且可以創(chuàng)建以預(yù)測發(fā)動機的溫度。這些預(yù)測模型中的不精確性會導(dǎo)致冷卻劑沸騰以及可能的發(fā)動機侵蝕。

在發(fā)動機運行期間，冷卻劑流率和發(fā)動機的溫度(包括流過發(fā)動機的冷卻劑的溫度)會改變。此種改變會影響發(fā)動機的燃料效率。作為示例，在發(fā)動機的冷啟動期間，當發(fā)動機的溫度低于預(yù)定溫度時，隨著冷卻劑流量增大，燃料效率降低。這通過圖1的圖形來說明。圖1示出燃料效率對發(fā)動機冷卻劑流率圖(或第一圖)、燃燒壁溫對時間圖((或第二圖)以及車輛速度對時間圖(或第三圖)。第一圖、第二圖以及第三圖與相同的示例應(yīng)用相關(guān)和關(guān)聯(lián)。

第一圖包括燃料效率對發(fā)動機冷卻劑流率曲線10，其說明隨著冷卻劑流率增大，燃料效率降低。第一圖還示出，當流率大于截止(或過渡)點時，燃料效率顯著地降低。這通過在點12、14之間的燃料效率下降來示出。下文公開了這樣的系統(tǒng)和方法，在發(fā)動機的啟動期間和/或之后，這些系統(tǒng)和方法將冷卻劑流率維持在零和預(yù)定流率(例如，對于與第一圖相關(guān)聯(lián)的應(yīng)用而言，小于或等于每分鐘2升(l/min)的流率)之間。第二圖示出針對不同流率的燃燒壁溫曲線20、22、24、26。曲線20、22、24、26共同地說明了隨著流率增大，發(fā)動機的燃燒壁溫降低。在所示的示例中，曲線20、22、24、26分別對應(yīng)于流率15l/min、6.0l/min、1.5l/min和0l/min。第三圖包括車輛速度對時間曲線30，其示出車輛速度中的變化可與燃燒壁溫中的變化相關(guān)、成比例和/或相類似。

這里所公開的系統(tǒng)和方法用于在發(fā)動機的啟動期間和/或之后控制發(fā)動機中冷卻劑的溫度。這包括在啟動期間和/或之后(稱為”預(yù)熱期間“或”冷啟動期間“)限制和/或提供最低流率。在預(yù)熱期間，這增大發(fā)動機的預(yù)熱速率，同時維持較高的燃料效率。在預(yù)熱期間，冷卻劑以低速率經(jīng)過發(fā)動機中的熱點，而不會去除過多的熱能量。提供反饋控制以實現(xiàn)快速的預(yù)熱而不會造成燃料效率損失。

圖2示出動力系統(tǒng)40，該動力系統(tǒng)包括發(fā)動機系統(tǒng)42和變速箱系統(tǒng)44。發(fā)動機系統(tǒng)42包括發(fā)動機46和發(fā)動機控制模塊(ecm)47。變速箱系統(tǒng)44包括變速箱控制模塊(tcm)51和變速器53。ecm47包括溫度模塊50，該溫度模塊控制發(fā)動機46的運行溫度。

動力系統(tǒng)40包括發(fā)動機46，該發(fā)動機基于來自駕駛員輸入模塊104的駕駛員輸入來燃燒空氣/燃料混合物，以產(chǎn)生用于車輛的驅(qū)動扭矩?？諝馔ㄟ^節(jié)流閥112抽吸到進氣歧管110中。ecm47控制節(jié)流閥致動器模塊116，該節(jié)流閥致動器模塊調(diào)節(jié)節(jié)流閥112的開度，以控制抽吸到進氣歧管110中的空氣量。當進氣歧管110內(nèi)的壓力低于(即，較大程度的真空)制動增壓器106內(nèi)的壓力時，制動增壓器106從進氣歧管110抽真空。制動增壓器106輔助車輛用戶施加車輛的制動。

來自進氣歧管110的空氣抽吸到發(fā)動機46的汽缸(示出一個)中。ecm47可指示汽缸致動器模塊120選擇性地停用其中一些汽缸(例如，汽缸118)，這在一定發(fā)動機運行條件下可提高燃料的節(jié)省。在進氣沖程期間，來自進氣歧管110的空氣通過進氣閥122抽吸到汽缸118中。ecm47控制燃料致動器模塊124，該燃料致動器模塊調(diào)節(jié)燃料噴射以實現(xiàn)期望的空燃比。燃料可在中心位置處或者多個位置處，例如在每個汽缸的進氣閥122附近噴射到進氣歧管110中。在各種實施例(未示出)中，燃料可直接噴射到汽缸中或者與汽缸相關(guān)聯(lián)的混合腔室中。燃料致動器模塊124可停止向停用的汽缸噴射燃料。

所噴射的燃料與空氣混合并且在汽缸118內(nèi)產(chǎn)生空氣/燃料混合物。在壓縮沖程期間，汽缸118內(nèi)的活塞(未示出)壓縮空氣/燃料混合物?；趤碜詄cm47的信號，火花致動器模塊126激活汽缸118中的火花塞128，該火花塞點燃空氣/燃料混合物?；鸹ǖ挠嫊r可相對于當活塞處于被稱為上死點(tdc)的最上方位置的時刻來規(guī)定。

火花致動器模塊126可由計時信號控制，該定時信號規(guī)定上死點產(chǎn)生火花之前或之后有多長時間。由于活塞位置與曲柄軸轉(zhuǎn)動直接相關(guān)，因而火花致動器模塊126的操作可與曲柄軸角度同步。在各種實施方式中，火花致動器模塊126可停止向停用的汽缸提供火花。

在燃燒沖程期間，空氣/燃料混合物的燃燒驅(qū)動活塞向下，由此驅(qū)動曲柄軸。在排氣沖程期間，活塞開始從下死點(bdc)向上移動并且通過排氣閥130將燃燒副產(chǎn)物排出。燃燒副產(chǎn)物經(jīng)由排氣系統(tǒng)54從車輛排出。

排氣系統(tǒng)54包括催化劑136和顆粒過濾器56。催化劑16接收由發(fā)動機46輸出的排氣并且與排氣中的各種成分起反應(yīng)。僅示例，催化劑可包括三路催化劑(twc)、催化劑轉(zhuǎn)換器或其它合適的排氣催化劑。顆粒過濾器56可在催化劑136的下游并且過濾由催化劑136接收的排氣中的煙塵。

進氣閥122可由進氣凸輪軸140控制，而排氣閥130可由排氣凸輪軸142控制。汽缸致動器模塊120可通過使得進氣閥122和/或排氣閥130的打開失效來停用汽缸118。在各種其它實施例中，進氣閥122和/或排氣閥130可由除了凸輪軸以外的諸如電磁致動器的其它裝置控制。

進氣閥122和排氣閥130打開的時間可由進氣和排氣凸輪相位器148、150相對于活塞上死點改變。相位器致動器模塊158可基于來自ecm47的信號來控制進氣和排氣凸輪相位器148、150。

動力系統(tǒng)40可包括增壓裝置，該增壓裝置將加壓空氣提供給進氣歧管110。例如，圖1示出包括熱渦輪機160-1的渦輪增壓器，該渦輪增壓器由流過排氣系統(tǒng)54的熱排氣提供動力。該渦輪增壓器還包括由渦輪機160-1驅(qū)動的冷空氣壓縮機160-2，該冷空氣壓縮機壓縮引入到節(jié)流閥112中的空氣。在各種實施方式中，由曲柄軸驅(qū)動的增壓器(未示出)可壓縮來自節(jié)流閥112的空氣并且將所壓縮的空氣輸送至進氣歧管110。

廢氣門162可允許排氣繞過渦輪機160-1，由此降低渦輪增壓器的增壓(進氣壓縮的量)。ecm47可通過增壓致動器模塊164控制渦輪增壓器。增壓致動器模塊164可通過控制廢氣門162的位置來調(diào)節(jié)渦輪增壓器的增壓。

動力系統(tǒng)10可包括排氣再循環(huán)(egr)閥170，其選擇性地將排氣改向而返回至進氣歧管110。egr閥170可位于渦輪增壓器的渦輪機160-1上游。egr閥170可由egr致動器模塊172控制。

動力系統(tǒng)40可使用rpm傳感器178來測量曲柄軸的以每分鐘轉(zhuǎn)數(shù)(rpm)計的速度(即發(fā)動機速度)。發(fā)動機的油溫可使用油溫(ot)傳感器180來測量。發(fā)動機的冷卻劑溫度可使用發(fā)動機冷卻劑溫度(ect)傳感器182測量。ect傳感器182可位于發(fā)動機46內(nèi)或者冷卻劑被循環(huán)的其它位置處，例如散熱器(未示出)處。發(fā)動機的溫度可被指示為teng。發(fā)動機的溫度teng可等于發(fā)動機的油溫和/或發(fā)動機的冷卻劑溫度或基于發(fā)動機的油溫和/或發(fā)動機的冷卻劑溫度來確定。

進氣歧管110內(nèi)的壓力可使用歧管絕對壓力(map)傳感器184測量。流入到進氣歧管110中的空氣的質(zhì)量流率可使用質(zhì)量空氣流率(maf)傳感器186測量。在各種實施方式中，maf傳感器186可位于殼體中，該殼體還包括節(jié)流閥112。

節(jié)流閥致動器模塊116可使用一個或多個節(jié)流閥位置傳感器(tps)190來監(jiān)控節(jié)流閥112的位置。抽吸到發(fā)動機16中的空氣的環(huán)境溫度可使用進氣溫度(iat)傳感器192測量。ecm47可使用來自傳感器中的一個或多個信號來為動力系統(tǒng)40做出控制決定。

ecm47可與tcm51通信以協(xié)調(diào)變速箱(未示出)中的換檔(且更確切地是傳動比)。例如，ecm47可在檔位切換期間減小發(fā)動機扭矩。ecm47可與混合控制模塊196通信以協(xié)調(diào)發(fā)動機46和電動機198的操作(即，扭矩輸出產(chǎn)生)。

電動機198也可用作發(fā)電機，并且可用于產(chǎn)生由車輛電氣系統(tǒng)使用的和/或用于存儲在能量存儲裝置(例如，電池)中的電能。電能的產(chǎn)生可稱為再生制動。電動機198可將制動(即，負)扭矩施加在發(fā)動機46上，以執(zhí)行再生制動并且產(chǎn)生電能。動力系統(tǒng)40還可包括一個或多個附加的電動機。在各種實施方式中，ecm47、tcm51和混合控制模塊196的各個功能可集成到一個或多個模塊中。

改變發(fā)動機參數(shù)的每個系統(tǒng)可稱為發(fā)動機致動器。每個發(fā)動機致動器均接收相關(guān)聯(lián)的致動器數(shù)值。例如，節(jié)流閥致動器模塊116可稱為發(fā)動機致動器，以及節(jié)流閥開口面積可稱為相關(guān)聯(lián)的致動器值。在圖2的示例中，節(jié)流閥致動器模塊116通過調(diào)節(jié)節(jié)流閥112的葉片的角度來獲得節(jié)流閥開口面積。

類似地，火花致動器模塊126可被稱為發(fā)動機致動器，而相關(guān)聯(lián)的致動器值可以是相對于汽缸tdc的火花提前量。其他的致動器可包括汽缸致動器模塊120、燃料致動器模塊124、相位器致動器模塊158、增壓致動器模塊164和egr致動器模塊172。對于這些發(fā)動機致動器，相關(guān)聯(lián)的致動器值可包括：致動汽缸的數(shù)目；燃料供給率；進氣和排氣凸輪相位角；增壓壓力；和egr閥開口面積。ecm47可控制致動器值，以便使發(fā)動機46產(chǎn)生期望的發(fā)動機輸出扭矩。

動力系統(tǒng)40可進一步包括與發(fā)動機46接合和/或在發(fā)動機46上提供負載的一個或多個裝置和/或附件199。裝置和/或附件可包括空調(diào)系統(tǒng)、壓縮機和/或離合器、交流發(fā)電機、發(fā)電機、冷卻風(fēng)扇等。ecm47可控制裝置和/或附件199的操作。

發(fā)動機系統(tǒng)42還可包括排氣系統(tǒng)54上的任何數(shù)目的溫度和/或壓力傳感器，以用于檢測排氣的溫度和/或壓力、催化劑136的溫度、顆粒過濾器56的溫度，和/或進入以及離開催化劑136和/或顆粒過濾器56的壓力。示出了用于檢測顆粒過濾器56的溫度tpf的溫度傳感器193。示出了用于檢測顆粒過濾器56的入口和出口壓力p1和p2的壓力傳感器195、197。

現(xiàn)在還參考圖3，其示出了圖1的發(fā)動機系統(tǒng)42的代表性示例部分200，其可以被稱為溫度控制系統(tǒng)。溫度控制系統(tǒng)200包括發(fā)動機46、溫度模塊50、變速器53和渦輪機160-1。發(fā)動機46包括發(fā)動機缸體202、一個或多個汽缸蓋(示出了單個蓋204)、進氣歧管206以及集成排氣歧管(iem)208。發(fā)動機缸體202、汽缸蓋和iem208由通過冷卻劑流動回路210和在(i)散熱器211與(ii)發(fā)動機缸體202、汽缸蓋和iem208之間的管道的通道循環(huán)的冷卻劑冷卻。發(fā)動機缸體202、汽缸蓋和iem208具有相應(yīng)的冷卻劑套(或冷卻劑通道)。發(fā)動機缸體202和變速器53也可分別通過發(fā)動機油加熱器(eoh)212和變速器油加熱器(toh)214加熱。油可以在(i)發(fā)動機46和變速器53與(ii)油加熱器212、214之間循環(huán)。

溫度控制系統(tǒng)200還可包括電動泵216、冷卻劑控制閥(ccv)218、隔斷閥220、加熱器芯224、變速器閥226、泵閥228、芯閥230和穩(wěn)壓箱232。雖然示出了電動泵216，但是電動泵216可以被關(guān)閉發(fā)動機46運行的手動泵替換。ccv218可包括具有對應(yīng)的輸入和輸出的第一側(cè)和第二側(cè)。冷卻劑通道被提供(i)在ccv218的第二側(cè)的輸入與iem208的輸出、蓋204的輸出和隔斷閥220的輸出之間，(ii)在ccv218的第二側(cè)的輸出與散熱器211的輸入之間，(3)ccv218的第二側(cè)的輸出與電動泵216的輸入之間，以及(iv)ccv218的第一側(cè)的輸出與eoh212和toh214的輸入之間。冷卻劑通道還被提供(i)在iem208的輸出與ccv218的第一側(cè)的輸入和穩(wěn)壓箱232的輸入之間，(2)在加熱器芯224的輸入與iem208、蓋204和隔斷閥220的輸出之間，(iii)在電動泵216的輸出與泵閥228的輸入之間，以及(iv)在泵閥228的輸出與進氣歧管206的輸入之間。

冷卻劑通道還被提供(i)在加熱器芯224的輸出與芯閥230的輸入之間，(2)在芯閥230的輸出與eoh212和toh214的輸出之間，以及(iii)在芯閥230的輸出與電動泵216的輸入之間。冷卻劑通道還被設(shè)置(i)在toh214的輸出與變速器閥226之間，以及(ii)在變速器閥226的輸出與變速器53的輸入之間。冷卻劑通道還被提供(i)在渦輪機160-1的輸出與iem208的輸出、ccv218的第一側(cè)和第二側(cè)的輸入以及電動泵216的輸入之間，以及(ii)在渦輪機160-1的輸入與進氣歧管206之間。加熱器芯224可以實施為熱交換器并且限制冷卻劑的流動。在ccv218的第二側(cè)和電動泵216之間的冷卻劑通道被稱為繞過散熱器211的旁通通道250。

在操作期間，冷卻劑流出電動泵216，可以被泵閥228限制并且被提供到進氣歧管206。冷卻劑從進氣歧管206傳遞到蓋、發(fā)動機缸體202和iem208的入口252。在啟動期間，ccv218可以部分或完全地關(guān)閉，并且冷卻劑的相當大部分可以圍繞ccv218傳遞到加熱器芯224。在正常操作(即，冷啟動期間之外的時間段)期間，冷卻劑可以通過ccv218到達散熱器211、電動泵216和/或eoh212和toh214。

溫度控制系統(tǒng)200包括溫度模塊50，溫度模塊50控制進入和離開發(fā)動機46的冷卻劑的溫度。這包括進入和離開蓋、發(fā)動機缸體202和iem208的冷卻劑的溫度。該溫度控制可基于來自各種傳感器的信號和/或各種參數(shù)。如圖所示，溫度控制系統(tǒng)200包括溫度傳感器260、262、264、266，溫度傳感器260、262、264、266檢測離開散熱器的冷卻劑的冷卻劑溫度trad、離開發(fā)動機缸體202的冷卻劑的冷卻劑溫度tblk、離開蓋204的冷卻劑的冷卻劑溫度thead，以及離開iem208的冷卻劑的冷卻劑溫度tiem。傳感器260、262、264、266可以連接到管道中的相應(yīng)管道。溫度模塊50基于信號和參數(shù)(例如，溫度trad、tblk、thead、tiem)控制電動泵216和閥228、220、226、230的操作。

現(xiàn)在還參考圖4，其示出了溫度模塊50，溫度模塊50包括啟動模塊300、燃料模塊302、負載模塊304、流率模塊306、第一散熱模塊308、第二散熱模塊310、模式模塊312、泵模塊314、閥模塊316、clt模塊318、iem模塊320以及峰值估計模塊322(可以稱為“臨界金屬模塊”)。溫度模塊50還可以包括關(guān)閉計時器326、啟動計時器328和存儲器330。模塊50、300、302可以從諸如來自傳感器178、184、186、192、260、262、264、266的各種傳感器接收信號。對于圖2至圖4的模塊的進一步限定結(jié)構(gòu)，參見以下圖5提供的方法和以下提供的術(shù)語“模塊”的定義。

存儲器330可以存儲用于模塊50、300、302、304、306、308、310、312、314、316、318、320、322中的每一個的一個或多個表332。作為替代，存儲器330可以在溫度模塊50的外部，并且可以由溫度模塊50存取。存儲器330可以存儲由模塊50、300、302、304、306、308、310、312、314、316、318、320、322使用的圖、表、算法等。作為示例，存儲器330可以存儲用于將從模塊50、300、302、304、306、308、310、312、314、316、318、320、322輸出的參數(shù)關(guān)聯(lián)并確定至由模塊50、300、302、304、306、308、310、312、314、316、318、320、322接收的輸入?yún)?shù)的表。下面進一步描述這些關(guān)系。

本文公開的系統(tǒng)可以使用許多方法來操作。圖5中示出了示例方法。在圖5中，示出了溫度控制方法。雖然主要關(guān)于圖2至圖4的實施方式描述了以下任務(wù)，但是可以容易地修改任務(wù)以應(yīng)用于本公開內(nèi)容的其他實施例?？梢缘貓?zhí)行任務(wù)。以下任務(wù)中的每一個可以由溫度模塊50和/或模塊300、302、304、306、308、310、312、314、316、318、320、322中的一個或多個執(zhí)行。

該方法可以在400處開始。在402處，溫度模塊50接收來自傳感器178、184、186、192、260、262、264、266和/或其他傳感器(例如，車輛速度傳感器348)的信號。信號指示了發(fā)動機速度rpm(350)、進氣溫度iat(352)、質(zhì)量空氣流量maf(354)、歧管絕對壓力map(356)、車輛速度vspd(349)、冷卻劑進氣歧管溫度trad(358)、冷卻劑發(fā)動機溫度teng(360)、冷卻劑蓋溫度thead(362)和冷卻劑iem溫度tiem(364)。

在404處，啟動模塊300通過確定溫度trad、tblk、thead、tiem中的一個或多個是否小于相應(yīng)的預(yù)定溫度和/或如果發(fā)動機已經(jīng)關(guān)閉持續(xù)超過預(yù)定時間段來確定發(fā)動機46的冷啟動是否正在執(zhí)行。啟動模塊300基于該確定生成第一條件信號cond1(365)。off計時器324指示發(fā)動機已經(jīng)關(guān)閉的時間量。這允許啟動模塊300確定是否正在執(zhí)行冷啟動?？苫?或響應(yīng)于)發(fā)動機的啟動(例如，啟用燃料和點火)、發(fā)動機的鑰匙開啟啟動、發(fā)動機的按鈕啟動等來執(zhí)行該確定。作為示例，啟動模塊300可以確定蓋溫度thead是否小于預(yù)定溫度(例如，140℃、120℃、110℃、100℃)。如果正在執(zhí)行冷啟動，則執(zhí)行任務(wù)406，否則該方法可以在430處結(jié)束，返回到任務(wù)402，或執(zhí)行如圖所示出的任務(wù)422、424、426、428中的一個或多個。

在406處，燃料模塊302可以確定自發(fā)動機46的最后啟動以來提供給發(fā)動機46的燃料的總量。燃料的總量是自發(fā)動機46的最后啟動以來提供給每個汽缸的燃料的累積。該確定可以基于從最后啟動以來的啟動時間和/或時間量來執(zhí)行?？梢酝ㄟ^啟動計時器328提供自最后啟動以來的啟動時間和/或時間量。燃料模塊302確定燃料的總量是否大于預(yù)定燃料量，并且生成第二條件信號cond2(366)。如果第二條件信號cond2為真，則可以執(zhí)行任務(wù)408，否則該方法可以在430處結(jié)束，返回到任務(wù)402，或執(zhí)行如圖所示出的任務(wù)422、424、426、428中的一個或多個。在一個實施例中，跳過任務(wù)406，并且在任務(wù)406之后執(zhí)行任務(wù)408。

在408處，負載模塊304確定發(fā)動機46和/或變速器53上的負載和/或從發(fā)動機46和/或變速器53輸出的扭矩量是否小于對應(yīng)的預(yù)定閾值。負載模塊304可以基于信號rpm、iat、maf、map、vspd、泵控制信號pumpctrl和/或影響確定的負載和/或扭矩值的其他信號和/或參數(shù)確定發(fā)動機46和/或變速器53上的負載和/或從發(fā)動機46和/或變速器53輸出扭矩的量。pumpctrl信號可以在例如任務(wù)410處生成以控制電動泵216的速度。負載模塊304可以確定每汽缸空氣量(apc)(367)，其可以用于確定負載和/或扭矩值。負載模塊304生成第三條件信號cond3(368)，其指示發(fā)動機46和/或變速器53上的負載和/或從發(fā)動機46和/或變速器53輸出的扭矩量是否小于對應(yīng)的預(yù)定閾值。如果第三條件信號cond3為真，則可以執(zhí)行任務(wù)410、412、414、416中的一個或多個，否則該方法可以在430處結(jié)束，返回到任務(wù)402，或執(zhí)行如圖所示出的任務(wù)422、424、426、428中的一個或多個。

基于條件信號cond1、cond2和cond3，模式模塊312生成指示是否正在執(zhí)行冷啟動過程的模式信號mode(368)。例如，如果條件cond1、cond2、cond3中的每一個為真，則模式信號mode可以指示正在執(zhí)行冷啟動過程。模式信號mode也可以基于臨界金屬溫度cmtemp(380)來生成，臨界金屬溫度cmtemp(380)由峰值估計模塊322在418處估計。盡管峰值估計模塊322主要被描述為估計發(fā)動機46上最熱金屬位置的溫度，但是峰值估計模塊322可以確定發(fā)動機46上最熱的非金屬位置的溫度。因此，cmtemp可以指示發(fā)動機46上最熱的非金屬溫度。模式模塊312可以在冷啟動時段期間從冷啟動模式中的操作轉(zhuǎn)變?yōu)樵诶鋯訒r段結(jié)束時在后啟動模式中的操作。這可能在臨界金屬溫度cmtemp大于預(yù)定臨界金屬(或非金屬)溫度時發(fā)生。臨界金屬溫度cmtemp可以指發(fā)動機46上最熱點(例如，蓋204上的點、蓋204與iem208之間的點、蓋204上的排氣橋上的點、iem208上的點或發(fā)動機46上的某個其他點)的溫度。

在410處，泵模塊314基于模式信號mode生成泵控制信號pumpctrl(369)，以使泵216以預(yù)定速度操作，以使冷卻劑循環(huán)。預(yù)定速度可以是泵的最小操作速度。作為示例，泵216可以具有300-6000轉(zhuǎn)每分鐘(rpm)的操作范圍。預(yù)定速度可以是300rpm或小于400rpm的速度。

在412處，閥模塊316基于模式信號mode可以部分或完全地關(guān)閉ccv218。如果在冷啟動模式下操作，則ccv218可以部分或完全地關(guān)閉。在一個實施例中，ccv218是完全關(guān)閉的。這有助于限制冷卻劑的流動并且將大部分冷卻劑轉(zhuǎn)移到加熱器芯224，這也限制了冷卻劑的流動。這使流到散熱器211和旁路250的冷卻劑最少化。產(chǎn)生第一閥信號v1(370)以控制ccv218的位置。ccv218的位置可以基于如本文所公開的模式信號mode、溫度trad、tblk、thead、tiem中的一個或多個、在418處確定的冷卻劑的流率flwrt(371)，和/或由模塊300、302、304、306、308、310、312、314、316、318、320、322確定的其他參數(shù)中的一個或多個。

在414處，基于模式信號mode，閥模塊316可以部分關(guān)閉泵閥228，以進一步限制冷卻劑的流動。如果在冷啟動模式下操作，則泵閥228可以部分關(guān)閉或保持完全打開。在一個實施例中，泵閥228保持完全打開。產(chǎn)生第二閥信號v2(372)以控制泵閥228的位置。泵閥228的位置可以基于如本文所公開的模式信號mode、溫度trad、tblk、thead、tiem中的一個或多個、流率flwrt，和/或由模塊300、302、304、306、308、310、312、314、316、318、320、322確定的其他參數(shù)中的一個或多個。在416處，閥模塊316基于模式信號mode可以部分或完全地關(guān)閉隔斷閥220。如果在冷啟動模式下操作，則隔斷閥220可以部分或完全地關(guān)閉。在一個實施例中，隔斷閥220完全關(guān)閉。產(chǎn)生第三閥信號v3(373)以控制隔斷閥220的位置。隔斷閥220的位置可以基于如本文所公開的模式信號mode、溫度trad、tblk、thead、tiem中的一個或多個、流率flwrt，和/或由模塊300、302、304、306、308、310、312、314、316、318、320、322確定的其他參數(shù)中的一個或多個。

可以執(zhí)行任務(wù)410、412、414、416以限制冷卻劑流量并提供小于預(yù)定流率的流率，以最大化和/或保持預(yù)定水平的燃料效率。該限制允許熱能傳遞以快速加熱蓋204和iem208。圖6示出了壓力對發(fā)動機冷卻劑流率圖，包括(i)對于不同發(fā)動機負載的壓力對發(fā)動機冷卻劑流率曲線415，和(ii)對于不同量的冷卻劑流量限制的壓力對發(fā)動機冷卻劑流率曲線417。虛線框419指示圖形區(qū)域和由于低發(fā)動機冷卻劑流率而使燃料效率最大化的相應(yīng)操作范圍。溫度模塊50可以在冷啟動時段期間在該范圍中操作。

在418處，估計臨界金屬溫度cmtemp。流量模塊306基于泵216的速度、閥218、220、226、230中的一個或多個的位置來確定流率flwrt。泵216的速度可以由泵控制信號pumpctrl指示。表332中的一個可以將流率與泵216的速度和閥218、220、226、230的位置相關(guān)聯(lián)。

第一散熱模塊308基于溫度trad、tblk估計發(fā)動機46的散熱量qeng(375)。散熱量qeng可以基于等式1來確定，其中由qeng替代，表示發(fā)動機46(或發(fā)動機缸體202)的冷卻劑流率flwrt，c是熱常數(shù)，并且δt是發(fā)動機46上的溫度差。溫度差δt可以基于和/或溫度trad、tblk之間的差確定。散熱能量qeng是發(fā)動機46的扭矩輸出和發(fā)動機46的速度rpm的函數(shù)。

第二散熱模塊310基于溫度trad、tiem估計iem208的散熱量qiem(377)。散熱量qiem可基于公式1來確定，其中由qiem替代，表示發(fā)動機46(或iem208)的冷卻劑流率flwrt并且δt表示iem208上的溫度差。溫度差δt可基于和/或溫度trad、tiem之間的差確定。散熱能量qeng是發(fā)動機46的扭矩輸出和發(fā)動機46的速度rpm的函數(shù)。

冷卻劑模塊318基于檢測溫度thead、流率flwrt和散熱量qiem估計冷卻劑溫度cltemp(379)。在蓋204中，冷卻劑溫度cltemp可以是實際冷卻劑溫度。同在該方法中確定的其它參數(shù)一樣，冷卻劑溫度cltemp可使用對應(yīng)表來確定。用于cltemp的表可以將通過蓋204的冷卻劑的實際溫度與通過傳感器264、冷卻劑流率和發(fā)動機46的散熱量提供的檢測溫度關(guān)聯(lián)起來。傳感器264提供的檢測溫度是針對蓋204中的冷卻劑的實際溫度的延遲溫度。因此，冷卻劑溫度cltemp的估計可稱為延遲估計。延遲量基于冷卻劑流率flwrt。

iem模塊320基于溫度tiem、流率flwrt和iem208的散熱量估計iem208的溫度(或經(jīng)過iem208的冷卻劑的溫度)iemtemp(381)。iem208的溫度iemtemp可使用對應(yīng)表來確定。用于iemtemp的表可以將iem208的實際溫度與由傳感器266、冷卻劑流率和iem208的散熱量檢測的iem208的檢測溫度關(guān)聯(lián)起來。傳感器266提供的檢測溫度是針對iem208的實際溫度的延遲溫度。因此，iem208的溫度iemtemp的估計可稱為延遲估計。延遲量基于冷卻劑流率flwrt。

峰值估計模塊322基于每汽缸空氣量apc、發(fā)動機速度rpm、冷卻劑溫度cltemp和iem208的溫度iemtemp來估計臨界金屬溫度cmtemp。臨界金屬溫度cmtemp可使用將臨界金屬溫度與apc、rpm、冷卻劑溫度和iem溫度關(guān)聯(lián)起來的對應(yīng)表來確定。

在420處，模式模塊312基于臨界金屬溫度cmtemp確定是否從冷啟動模式轉(zhuǎn)換到后冷啟動模式。如果臨界金屬溫度cmtemp高于或等于預(yù)定的臨界金屬(或非金屬)溫度，就可以執(zhí)行任務(wù)422、424、426和任務(wù)428中的一個或多個。如果臨界金屬溫度cmtemp低于預(yù)定的臨界金屬(或非金屬)溫度，可以執(zhí)行任務(wù)408。

在422處，基于模式信號mode，泵模塊314可提高泵216的速度和/或在正常操作窗口內(nèi)操作泵216。正常操作窗口可包括大于在冷啟動模式期間實施的泵速度的泵速度。

在424處，閥模塊316可部分或完全打開ccv218。閥模塊316可將ccv218的位置改變成處于同在冷啟動模式期間實施的位置相比限制較少的位置。在426處，閥模塊316可提高泵閥228的開度和/或完全打開泵閥228。閥模塊316可將泵閥228的位置改變成處于同在冷啟動模式期間實施的位置相比限制較少的位置。在428處，閥模塊316可部分或完全打開隔斷閥220。閥模塊316可將隔斷閥220的位置改變成處于同在冷啟動模式期間實施的位置相比限制較少的位置。在任務(wù)422、424、426和428之后，該方法可如圖所示在430處結(jié)束或返回至任務(wù)402。

上述任務(wù)只是示例性實例；這些任務(wù)在重疊時段期間可依次、同步、同時或連續(xù)執(zhí)行或者根據(jù)應(yīng)用場合以不同的順序執(zhí)行。而且，任何任務(wù)都不可根據(jù)實施方式和/或事件的序列來執(zhí)行或跳過。例如，任務(wù)404、406和408可以不同的順序來執(zhí)行。作為另一個實例，如果臨界金屬溫度高于或等于任務(wù)420處預(yù)定的臨界金屬(或非金屬)溫度，則任務(wù)404或406可代替任務(wù)408執(zhí)行。

上述實例包括操作泵和/或定位一個或多個閥以在發(fā)動機的冷啟動期間提供低冷卻劑流率。在預(yù)熱期間慢慢地使冷卻劑遠離發(fā)動機熱區(qū)(發(fā)動機的、比發(fā)動機相鄰區(qū)域更熱的區(qū)域)在不影響燃料效率的情況下提高了發(fā)動機預(yù)熱魯棒性。公開的實例在提供低冷卻劑流率的同時使用時間延遲冷卻劑傳感器反饋以協(xié)助估計和/或預(yù)測發(fā)動機上臨界金屬點的溫度。公開的實例可減少溫度控制系統(tǒng)的校準時間。所利用的反饋信息可減少先前與傳統(tǒng)系統(tǒng)中的冷卻劑沸騰相關(guān)的發(fā)動機的金屬的侵蝕。

前面的描述本質(zhì)上僅僅是示例性的并且絕非意在限制本公開及其應(yīng)用或使用。本公開的廣泛教示可以以各種形式來實施。因此，盡管本公開包括特定實例，但是本公開的真實范圍不應(yīng)局限于此，因為基于對附圖、說明書和所附權(quán)利要求書的研究，其它修改將變得顯而易見。應(yīng)當理解，方法中的一個或多個步驟可以在不改變本公開的原理的情況下以不同的順序(或同時)執(zhí)行。進一步地，雖然每個實施例在前面被描述為具有某些特征，關(guān)于本公開任一實施例所描述的這些特征中的任何一個或多個可以以任何其它實施例的特征和/或結(jié)合任何其它實施例的特征來實施，即使沒有明確描述該組合。換句話說，所描述的實施例不相互排他，并且一個或多個實施例彼此之間的排列保持在本公開的范圍內(nèi)。

通過使用各種術(shù)語描述了元件之間(例如，模塊、電路元件和半導(dǎo)體層等之間)的空間關(guān)系和功能關(guān)系，包括“連接”、“接合”、“耦合”、“相鄰”、“緊挨”、“在其頂部”、“在上面”、“在下面”和“設(shè)置”。除非明確地描述為“直接”，否則當在上面的公開中描述第一元件和第二元件的關(guān)系時，該關(guān)系可以是直接關(guān)系，其中在第一元件和第二元件之間不存在其它中間元件，但也可以是間接關(guān)系，其中在第一元件和第二元件之間(空間地或功能地)存在一個或多個中間元件。在此使用的短語“a、b和c中的至少一個”應(yīng)當被解釋為表示使用非排他性邏輯“或”的邏輯(a或b或c)，并且應(yīng)當被解釋為表示“至少一個a、至少一個b和至少一個c”。

在包括下面的定義的本申請中，術(shù)語“模塊”或術(shù)語“控制器”可用術(shù)語“電路”替代。術(shù)語“模塊”可能指是下面的定義的一部分或包括下面的定義：專用集成電路(asic)；數(shù)字、模擬或混合模擬/數(shù)字離散電路；數(shù)字、模擬或混合模擬/數(shù)字集成電路；組合邏輯電路；現(xiàn)場可編程門陣列(fpga)；執(zhí)行代碼的處理器電路(共享的、專用的或群組的)；存儲處理器電路執(zhí)行的代碼的存儲器電路(共享的、專用的或群組的)；提供所描述功能的其它合適硬件組件；或者諸如在片上系統(tǒng)內(nèi)的上面定義的一些或全部的組合。

模塊可包括一個或多個接口電路。在一些實例中，接口電路可包括連接至局域網(wǎng)(lan)、因特網(wǎng)、廣域網(wǎng)(wan)或其組合的有線或無線接口。本公開的任何給定模塊的功能可分布在經(jīng)由接口電路彼此連接的多個模塊中。例如，多個模塊可允許負載平衡。在進一步的實例中，服務(wù)器(也稱作遠程或云)模塊可代表客戶模塊完成一些功能。

如上文使用的術(shù)語代碼可包括軟件、固件和/或微代碼，并且可以指程序、例程、功能、類別、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和/或目標。術(shù)語共享處理器電路包含執(zhí)行來自多個模塊的一些或全部代碼的單個處理器電路。術(shù)語群組處理器電路包含與另外的處理器電路組合的執(zhí)行來自一個或多個模塊的一些或全部代碼的處理器電路。提到的多個處理器電路包含在離散管芯上的多個處理器電路、在單個管芯上的多個處理器電路、單個處理器電路的多個內(nèi)核、單個處理器電路的多個線程或上面的組合。術(shù)語共享存儲器電路包含存儲來自多個模塊的一些或全部代碼的單個存儲器電路。術(shù)語群組存儲器電路包含與另外的存儲器組合的存儲來自一個或多個模塊的一些或全部代碼的存儲器電路。

術(shù)語存儲器電路是術(shù)語計算機可讀介質(zhì)的子集。在此使用的術(shù)語計算機可讀介質(zhì)不包含通過介質(zhì)(諸如在載波上的)傳播的瞬時電子信號或瞬時電磁信號；術(shù)語計算機可讀介質(zhì)可因此被認為是有形的和非瞬時的。非瞬時有形計算機可讀介質(zhì)的非限制性實例是非易失性存儲器電路(諸如快閃存儲器電路、可擦除可編程只讀存儲器電路或掩模只讀存儲器電路)、易失性存儲器電路(諸如靜態(tài)隨機存取存儲器電路或動態(tài)隨機存取存儲器電路)、磁存儲媒介(諸如模擬或數(shù)字磁帶或硬盤驅(qū)動)和光存儲媒介(諸如cd、dvd或藍光光碟)。

本申請中所描述的裝置和方法可由專用計算機部分地或完全地實施，所述專用計算機通過配置通用計算機以執(zhí)行嵌入在計算機程序中的一個或多個特定功能而創(chuàng)建。上述功能框、流程圖組件和其它元件用作軟件說明書，所述軟件說明書可由熟練技術(shù)人員或程序員的常規(guī)作業(yè)轉(zhuǎn)譯成計算機程序。

計算機程序包括存儲在至少一個非瞬時有形計算機可讀介質(zhì)上的處理器可執(zhí)行指令。計算機程序也可包括或依靠存儲數(shù)據(jù)。計算機程序可包含與專用計算機的硬件相互作用的基本輸入/輸出系統(tǒng)(bios)、與專用計算機的特定設(shè)備相互作用的設(shè)備驅(qū)動器、一個或多個操作系統(tǒng)、用戶應(yīng)用、后臺服務(wù)和后臺應(yīng)用等。

計算機程序可包括：(i)諸如html(超文本標記語言)或xml(可擴展標記語言)的將被解析的描述性文本，(ii)匯編代碼，(iii)由編譯器從源代碼生成的目標代碼，(iv)用于解釋器的執(zhí)行的源代碼，(v)用于即時編譯器的編譯和執(zhí)行的源代碼，等等。僅作為實例，源代碼可使用來自包括c、c++、c#、objectivec、haskell、go、sql、r、lisp、fortran、perl、pascal、curl、ocaml、html5、ada、asp(活動服務(wù)器頁面)、php、scala、eiffel、smalltalk、erlang、ruby、visuallua和的語言的語法來編寫。

權(quán)利要求書中所陳述的元件沒有一個意在成為35u.s.c.§112(f)的含義范圍內(nèi)的裝置加功能元件，元件通過使用短語“用于...的裝置”清楚地陳述或在方法權(quán)利要求使用短語“用于...的操作”或“用于...的步驟”的情況下除外。