发动机冷却剂温度估计系统.pdf

一种发动机冷却剂温度估计系统，包括冷却剂温度估计模块和冷却剂监测模块。所述冷却剂温度估计模块基于空气质量流量、车速和环境温度中的至少一个来估计发动机冷却剂温度。所述冷却剂监测模块基于所估计的发动机冷却剂温度选择性地操作发动机。

1.  一种发动机冷却剂温度估计系统，包括：
冷却剂温度估计模块，所述冷却剂温度估计模块基于空气质量流量、车速和环境温度来估计发动机冷却剂温度；和
冷却剂监测模块，所述冷却剂监测模块基于所估计的发动机冷却剂温度选择性地操作发动机。

2.  根据权利要求1所述的发动机冷却剂温度估计系统，其中，在发动机运行时，所估计的发动机冷却剂温度基于空气质量流量、车速和环境温度。

3.  根据权利要求2所述的发动机冷却剂温度估计系统，其中，所估计的发动机冷却剂温度还基于恒温器调节的温度。

4.  根据权利要求1所述的发动机冷却剂温度估计系统，其中，在发动机关闭时，所估计的发动机冷却剂温度基于发动机关闭时间和环境温度。

5.  根据权利要求4所述的发动机冷却剂温度估计系统，其中，所述冷却剂温度估计模块基于所述发动机关闭时间来估计所估计的发动机冷却剂温度的增加和减小中的至少一种。

6.  根据权利要求1所述的发动机冷却剂温度估计系统，其中，在发动机关闭且车辆运动时，所估计的发动机冷却剂温度基于发动机关闭时间、车速和环境温度。

7.  根据权利要求1所述的发动机冷却剂温度估计系统，其中，所述冷却剂监测模块基于发动机冷却剂温度传感器测量值和所估计的发动机冷却剂温度来操作发动机。

8.  根据权利要求7所述的发动机冷却剂温度估计系统，其中，当冷却剂温度超过阈值时，所述冷却剂监测模块关闭发动机。

9.  根据权利要求1所述的发动机冷却剂温度估计系统，还包括计时模块，所述计时模块确定发动机关闭的时间量，且所述发动机冷却剂温度估计还基于来自于所述计时模块的发动机关闭时间。

10.  根据权利要求1所述的发动机冷却剂温度估计系统，其中，还包括计时模块，所述计时模块报告车辆仅由混合动力马达提供动力的时间量，且所述发动机冷却剂温度估计还基于来自于所述计时模块的车辆仅由混合动力马达提供动力的时间量。

11.  一种发动机冷却剂温度估计方法，包括：
基于空气质量流量、车速和环境温度来估计发动机冷却剂温度；和
基于所估计的发动机冷却剂温度选择性地操作发动机。

12.  根据权利要求11所述的方法，还包括：在发动机运行时，基于空气质量流量、车速和环境温度来估计发动机冷却剂温度。

13.  根据权利要求12所述的方法，还包括：还基于恒温器调节的温度来估计发动机冷却剂温度。

14.  根据权利要求11所述的方法，还包括：在发动机关闭时，基于发动机关闭时间和环境温度来估计发动机冷却剂温度。

15.  根据权利要求14所述的方法，还包括：基于所述发动机关闭时间来估计所估计的发动机冷却剂温度的增加和减小中的至少一种。

16.  根据权利要求11所述的方法，还包括：在发动机关闭且车辆运动时，基于发动机关闭时间、车速和环境温度来估计发动机冷却剂温度。

17.  根据权利要求11所述的方法，还包括：基于发动机冷却剂温度传感器测量值和所估计的发动机冷却剂温度来操作发动机。

18.  根据权利要求17所述的方法，还包括：当冷却剂温度超过阈值时，关闭发动机。

19.  根据权利要求11所述的方法，还包括确定发动机关闭的时间量，且其中，所述发动机冷却剂温度估计还基于来自于计时模块的发动机关闭时间。

20.  根据权利要求12所述的方法，还包括确定车辆仅由混合动力马达提供动力的时间量，其中，所述发动机冷却剂温度估计还基于来自于计时模块的车辆仅由混合动力马达提供动力的时间量。

发动机冷却剂温度估计系统
相关申请的交叉引用
[0001]本申请要求于2008年9月11日提交的美国临时申请No.61/095,987的权益。上述申请的公开内容在此作为参考全文引入。
技术领域
[0002]本发明涉及发动机的发动机冷却剂温度估计系统。
背景技术
[0003]在此提供的背景说明是为了总体上介绍本发明背景的目的。当前所署名发明人的工作(在背景技术部分描述的程度上)和本描述中否则不足以作为申请时的现有技术的各方面，既不明显地也非隐含地被承认为与本发明相抵触的现有技术。
[0004]冷却剂温度通常由传感器确定，传感器与车辆冷却剂流体连通。当发动机冷却剂温度传感器有故障时，默认冷却剂温度可以取代测量温度使用。例如，车辆可以使用发动机冷却剂温度估计。由于冷却剂温度可能是车辆性能中的重要因素，因此期望一种准确的冷却剂温度估计。
发明内容
[0005]一种发动机冷却剂温度估计系统包括冷却剂温度估计模块和冷却剂监测模块。所述冷却剂温度估计模块基于空气质量流量、车速和环境温度中的至少一个来估计发动机冷却剂温度。所述冷却剂监测模块基于所估计的发动机冷却剂温度选择性地操作发动机。
[0006]一种发动机冷却剂温度估计方法包括：基于空气质量流量、车速和环境温度中的至少一个来估计发动机冷却剂温度。所述方法包括基于所估计的发动机冷却剂温度选择性地操作发动机。
[0007]进一步的应用领域从下文提供的详细说明显而易见。应当理解的是，详细说明和具体示例仅为说明的目的且并没有意图限制本发明的范围。
附图说明
[0008]在此所述的附图仅用于图示说明的目的，且不打算以任何方式限制本发明的范围。
[0009]图1是采用根据本发明的发动机冷却剂温度估计系统的车辆的功能框图；
[0010]图2是采用根据本发明的发动机冷却剂温度估计系统的使用多个功率源的混合动力车辆的功能框图；
[0011]图3是包括根据本发明的发动机冷却剂温度估计系统的发动机控制模块的功能框图；
[0012]图4是图示在发动机运行时根据本发明的发动机冷却剂温度估计方法的步骤的第一流程图；
[0013]图5是图示根据本发明的发动机冷却剂温度估计方法的步骤的第二流程图；和
[0014]图6是图示在发动机关闭时根据本发明的发动机冷却剂温度估计方法的步骤的第三流程图。
具体实施方式
[0015]以下说明本质上仅为示范性的且绝不意图限制本发明、它的应用、或使用。为了清楚起见，在附图中使用相同的附图标记标识类似的元件。如在此所使用的，术语模块指的是专用集成电路(ASIC)、电子电路、执行一个或更多软件或固件程序的处理器(共享的、专用的、或组)和存储器、组合逻辑电路、和/或提供所述功能的其他合适的部件。
[0016]现在参考图1和2，车辆100包括发动机102和发动机控制模块104，发动机控制模块104控制发动机102的各种部件和功能。发动机控制模块104可以执行多个操作，包括但不限于发动机控制和诊断。例如，发动机控制模块104从各个传感器接收信号并基于所述信号调节各种发动机部件的操作。发动机控制模块104也通过驾驶员界面106发送信息给驾驶员。例如，驾驶员界面106可以将关于车辆100的基本操作的信息报告给驾驶员。在车辆部件未恰当地操作时，驾驶员界面106可以显示指示灯。
[0017]车辆100包括空气入口108。空气流经空气入口108且与气缸110内的燃料燃烧以推进车辆100。在燃烧期间产生的热能的一部分被发动机部件吸收。发动机102包括冷却剂系统112来去除过多的热。例如，冷却剂系统112包括冷却剂液体。冷却剂温度由恒温器113调节以去除过多的热并防止损坏发动机部件。
[0018]发动机控制模块104从冷却剂温度传感器114接收温度读数。此外，发动机控制模块104在冷却剂温度传感器114中发生故障的情况下对各种发动机状态和环境温度估计冷却剂温度。例如，发动机控制模块104基于从各种其它传感器(包括但不限于环境温度传感器116、空气质量流量传感器118和车速传感器120)接收的测量值来估计发动机冷却剂温度。
[0019]现在参考图2，混合动力车辆200包括内燃机102、电动马达202和混合控制模块204。根据本发明的发动机控制模块104可以包含在内燃机系统或混合动力推进系统中。虽然车辆200显示为带有电动马达202，但是车辆200可以包括任何形式的混合动力推进装置，例如燃料电池或乙醇发动机。
[0020]现在参考图3，发动机控制模块104包括冷却剂监测模块302。冷却剂监测模块302与发动机冷却剂温度传感器114通信以确定发动机冷却剂是否在可操作温度范围内。例如，冷却剂监测模块302从发动机冷却剂温度传感器114接收温度信号。冷却剂监测模块302确定温度信号是否在预定温度范围内。发动机控制模块104可以根据温度是否在预定温度范围内而选择性地操作发动机102。
[0021]冷却剂监测模块302还基于由冷却剂温度估计模块304估计的发动机冷却剂温度来操作。例如，诊断错误码模块308可以确定发动机冷却剂温度传感器114是故障的且通过驾驶员界面106报告故障。发动机控制模块104使用从冷却剂温度估计模块304估计的温度，从而允许发动机在没有起作用的发动机冷却剂温度传感器的情况下启动。
[0022]冷却剂温度估计模块304从空气质量流量传感器118、车速传感器120、环境温度传感器116和发动机关闭计时器310接收输入并相应地估计冷却剂温度。如果车辆包括混合动力传动系统，冷却剂温度估计模块304也可以从仅混合模式计时器312接收仅混合时间。仅混合时间指示车辆100仅由电动马达202推进的时间段。冷却剂温度估计模块304估计冷却剂温度并将估计结果传输给冷却剂监测模块302。
[0023]现在参考图4-6，示出了发动机冷却剂估计方法400。在步骤401，发动机冷却剂估计方法400确定内燃机102是运行还是关闭。
[0024]在步骤402，方法400确定方法400的当前迭代是否是自发动机102接通以来的第一次迭代。如果为假，那么在步骤404，方法400从存储器中获得先前估计的温度。
[0025]冷却剂温度与发动机上的负载相关。因此，方法400使用来自于空气质量流量传感器118的空气质量流量测量值来估计发动机冷却剂温度。在步骤406，冷却剂估计系统从空气质量流量传感器118获得空气质量流量读数。在步骤408和410，发动机冷却剂估计系统获得环境温度和车速的测量值。例如，车速和环境温度可以指示发动机上增加的对流。类似地，在步骤412，方法400根据空气质量流量、环境温度和车速来估计发动机冷却剂温度。
[0026]由于发动机冷却剂温度由恒温器113调节，因此当估计的温度达到恒温器调节的温度值时，发动机冷却剂估计模块306报告恒温器调节的温度。在步骤414，方法400确定所估计的发动机冷却剂温度是否低于恒温器调节的温度。如果为真，那么方法400在步骤416将所估计的温度报告给冷却剂监测模块302。如果为假，那么方法400在步骤418报告恒温器调节的温度。
[0027]在步骤420，方法400将所估计的温度存储到存储器且将所估计的发动机冷却剂温度报告给冷却剂监测模块302。
[0028]参考图5，方法400使用先前迭代估计的冷却剂温度。如图4所述的那样，在步骤402，冷却剂估计系统确定当前迭代是否是第一次迭代。如果为真，方法400确定自车辆上一次停止运动以来的发动机冷却剂温度变化。
[0029]在步骤502，方法400获得内燃机102已经关闭的时间量。在步骤504，如果车辆100是混合动力传动系统，方法400确定车辆100以仅混合模式驱动的时间。在步骤506，发动机冷却剂温度估计方法400从发动机关闭时间减去仅混合时间。
[0030]在步骤508和510，方法400获得来自于环境温度传感器116的环境温度和保存在存储器中的所估计的冷却剂温度。
[0031]发动机冷却剂温度估计方法400估计发动机首先回到运行时的冷却剂温度。方法400将发动机关闭时的发动机冷却剂温度性能进行建模。例如，发动机冷却剂温度可以最初在阈值时间之前增加且在阈值时间之后减小。基于环境温度，方法400在步骤514确定阈值时间。在阈值时间之前，冷却剂温度朝关闭的发动机温度增加。在阈值时间之后，发动机冷却剂温度朝环境温度减小。发动机冷却剂温度在阈值时间之前增加和发动机冷却剂温度在阈值时间之后减小都可以是按指数的。发动机冷却剂温度的增加量可以取决于发动机关闭温度。例如，发动机关闭温度越高，发动机冷却剂温度的增加越大。类似地，发动机冷却剂温度的减小可以对应于环境温度。方法400使用上述性能来估计发动机启动时的发动机冷却剂温度。
[0032]在步骤516或518，方法400估计由发动机关闭时间引起的当前发动机冷却剂温度。如果自车辆100停止运动且发动机102关闭以来的时间量小于阈值时间，那么方法400在步骤516估计温度的增加。如果自车辆100停止运动且发动机102关闭以来的时间量大于阈值时间，那么方法400在步骤518中估计由于温度减小引起的发动机冷却剂温度。在步骤520，系统将所估计的温度报告给冷却剂监测模块302。在步骤522，系统将估计结果存储在存储器中。
[0033]现在参考图6，如果发动机102在步骤401中确定为没有接通，那么方法400在步骤602中确定车辆100是否运动。方法400分别在步骤604，606，608中获得来自于存储器的先前存储的估计冷却剂温度值、发动机关闭时间和环境温度。在步骤610，方法400估计发动机冷却剂温度。在步骤612，方法400将该值作为发动机关闭所估计的冷却剂温度存储在存储器中。方法400在发动机102下一次启动时使用所存储的发动机关闭所估计的冷却剂温度，以估计发动机102关闭时的温度变化。
[0034]当车辆100运动但是由替代驱动力推进时，发动机增加对流，因而发动机冷却剂温度比车辆100停止时更快地减小。方法400考虑混合动力传动系统且估计发动机冷却剂温度，例如在5-10华氏温度内。
[0035]方法400分别在步骤614，616，618，620获得来自于存储器的先前存储的发动机冷却剂温度估计值、发动机关闭时间、车速和环境温度。在步骤622，方法400使用环境温度来产生阈值时间。在步骤624，方法400将阈值时间与发动机关闭时间进行比较，且在步骤626估计温度的增加或者在步骤628估计温度的减小。在步骤630，方法400将所估计的温度报告给冷却剂监测模块302且方法400在步骤632将该值存储在存储器中。
[0036]现在本领域中技术人员能够从前述说明理解到，本发明的广泛教示可以以多种形式实施。因此，尽管本发明结合特定的示例进行描述，但是由于当研究附图、说明书和以下权利要求书时，其他修改对于技术人员来说是显而易见的，所以本发明的真实范围并不如此限制。