[發明專利]調節發動機溫度的方法和系統

在審

• 申請號: 201310322264.4
• 申請日: 2013-07-29
• 公開（公告）號: CN103573378A
• 公開（公告）日: 2014-02-12
• 發明（設計）人: W·S·施瓦茲;B·D·盧特考斯基;李勇華
• 申請（專利權）人: 福特環球技術公司
• 主分類號: F01P7/16
• 分類號: F01P7/16
• 代理公司: 北京紀凱知識產權代理有限公司 11245
• 代理人: 趙蓉民;陸惠中

背景技術/概述

裝置溫度可通過恒溫器——控制冷卻液從裝置到散熱器或熱交換器的流動——被調節。一些實例裝置可包括但不限于燃料電池、發動機、電池、馬達、逆變器、壓縮機、渦輪和放大器。當裝置溫度小于閾值溫度時，恒溫器被機械地保持關閉。恒溫器在裝置溫度大于閾值溫度后開始打開。通過熔融和凝固恒溫器內的蠟材料控制恒溫器開啟和關閉。這樣的系統可以是充分可靠的；然而，它們可能不如期望的那樣嚴格地調節裝置溫度。

其它類型的裝置溫度控制系統描述在美國專利6,857,576中，并且，其基于發動機(例如，裝置)和散熱器之間的溫差供應熱至氣門中的蠟材料。與完全依賴于通過發動機冷卻液熔融蠟材料的系統相比，該系統可提高發動機溫度控制，但是它也要求兩個溫度傳感器，而且，其可能不如期望的那樣迅速地做出應答。結果，發動機溫度控制可能不如期望的那樣精確。

本文的發明者已經認識到上述局限性，并已經開發了用于調節裝置溫度的方法，該方法包括：調節供應至加熱器的電流量，加熱器與氣門中的蠟材料熱連通，電流量被調節成兩個狀態之一，電流量響應單溫度傳感器的輸出的導數（derivative）的符號被調節。

通過響應裝置溫度的導數調節加熱器電流，有可能提供對裝置溫度變化的精確和快速的響應。在一個實例中，加熱器電流可在基本上零電流(例如，小于300mA)和基本上額定加熱器電流(例如，在額定加熱器電流的500mA以內)之間轉換，以控制發動機溫度。例如，當發動機溫度增加并且大于期望溫度時，加熱器電流可被快速增加，以加熱蠟介質——控制經過氣門的冷卻液流動。熱導致蠟介質改變狀態，并使得冷卻液從發動機流經散熱器，從而使發動機冷卻。類似地，當發動機溫度降低并小于期望溫度時，加熱器電流可被快速降低，以使得蠟介質——控制經過氣門的冷卻液流動——冷卻。熱的減少導致蠟介質改變狀態，并限制冷卻液從發動機流經散熱器，從而減少發動機的冷卻。以這種方式，可提供調節加熱器電流以調節自發動機經散熱器的冷卻液流動的bang-bang控制器，以快速和精確地控制發動機溫度。

在另一實施方式中，調節裝置溫度的方法包括：響應裝置工況，選擇期望的裝置溫度范圍；和響應期望的裝置溫度范圍，調節供應至加熱器的電流量，加熱器與氣門中的蠟材料熱連通，電流量被調節至兩個狀態之一，電流量響應單裝置溫度傳感器的輸出的導數的符號而被調節。

在另一實施方式中，兩個狀態小于額定加熱器電流。

在另一實施方式中，方法還包括響應發動機轉速，調節電流量。

在另一實施方式中，方法還包括響應發動機負載和/或可指示即將發生的發動機或裝置溫度變化的其他參數，調節電流量。

在另一實施方式中，兩個狀態響應工況而被調節。

在另一實施方式中，調節裝置溫度的方法包括：響應裝置工況，選擇期望的裝置溫度范圍和期望的裝置亞溫度范圍，期望的裝置亞溫度范圍在期望的裝置溫度范圍內；和響應在期望的裝置溫度范圍內和不在期望的裝置亞溫度范圍內的裝置溫度，調節供應至加熱器的電流量至僅有的兩個狀態之一，并且，響應在期望的裝置亞溫度范圍內的裝置溫度，調節供應至加熱器的電流量，其作為單裝置溫度傳感器輸出的導數的函數，加熱器與控制通過氣門的流動的蠟材料熱連通。

在另一實施方式中，僅有的兩個狀態的第一狀態基本上為零電流，并且，其中僅有的兩個狀態的第二狀態是額定加熱器電流。

在另一實施方式中，電流量與單裝置溫度傳感器輸出的導數成比例地被調節。

在另一實施方式中，期望的溫度范圍隨裝置工況變化而變化。

在另一實施方式中，僅有的兩個狀態的第一狀態基本上為零電流，并且其中僅有的兩個狀態的第二狀態小于額定加熱器電流。

在另一實施方式中，方法還包括響應發動機轉速調節電流量。

在另一實施方式中，方法還包括響應發動機負載和/或可指示即將發生的發動機或裝置溫度變化的其他參數，調節電流量。

本說明書可提供若干優勢。尤其地，方法可改進發動機溫度控制。此外，方法通過更精確地控制發動機溫度可減少發動機排放物、改進性能和提高耐用性。另外，方法可提供改進的溫度控制同時僅僅依賴于單發動機溫度傳感器——如果期望的話。

本說明書的上述優勢和其他優勢以及特征將通過以下詳細描述——單獨進行描述或結合附圖進行描述——而更明顯。