本体加热器使用检测和冷却剂温度调节 相关申请的交叉引用
本申请要求于 2009 年 4 月 1 日提交的美国临时申请 No.61/165,718 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
本发明涉及内燃机， 且更具体地涉及用以确定本体加热器的使用以及发动机冷却 剂温度值的对应补偿的系统和方法。 背景技术 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。
参考图 1， 示出了根据现有技术的示例性发动机系统 100 的功能框图。发动机 110 包括进气歧管 112、 进气空气温度 (IAT) 传感器 116 和发动机冷却剂温度 (ECT) 传感器 118。 发动机控制模块 114 基于来自于 IAT 传感器 116 的 IAT 信号和来自于 ECT 传感器 118 的 ECT 信号来控制发动机 110。
在冷的天气下， 驾驶员可将功率施加到本体加热器 122 以加热发动机 110。 本体加 热器 122 安装在发动机 110 的冷却剂通道中。当本体加热器 122 接收功率时， 通道中的冷 却剂被加热， 从而加热发动机 110。在冷的温度下使用本体加热器 122 可减少启动发动机 110 的困难， 例如过多的发动、 失速和 / 或不点火。
发明内容 一种用于发动机的控制系统包括本体加热器确定模块、 调节模块和发动机控制模 块。 所述本体加热器确定模块基于环境温度、 测量发动机冷却剂温度、 以及在发动机启动之 前发动机关闭的时间长度来生成本体加热器使用信号。 所述调节模块基于所述环境温度生 成温度信号。 所述发动机控制模块在所述本体加热器使用信号具有第一状态时基于所述温 度信号确定发动机启动时的燃料喷射的期望燃料质量。 所述发动机控制模块在所述本体加 热器使用信号具有第二状态时基于测量发动机冷却剂温度来确定发动机启动时的期望燃 料质量。
一种方法， 包括 ： 基于环境温度、 测量发动机冷却剂温度、 以及在发动机启动之前 发动机关闭的时间长度来生成本体加热器使用信号 ； 基于所述环境温度生成温度信号 ； 在 所述本体加热器使用信号具有第一状态时基于所述温度信号确定发动机启动时的燃料喷 射的期望燃料质量 ； 以及在所述本体加热器使用信号具有第二状态时基于测量发动机冷却 剂温度来确定发动机启动时的期望燃料质量。
方案 1 ： 一种用于发动机的控制系统， 包括 ：
本体加热器确定模块， 所述本体加热器确定模块基于环境温度、 测量发动机冷却
剂温度、 以及在发动机启动之前发动机关闭的时间长度来生成本体加热器使用信号 ；
调节模块， 所述调节模块基于所述环境温度生成温度信号 ； 和
发动机控制模块， 所述发动机控制模块在所述本体加热器使用信号具有第一状态 时基于所述温度信号确定发动机启动时的燃料喷射的期望燃料质量 ； 且在所述本体加热器 使用信号具有第二状态时基于测量发动机冷却剂温度来确定发动机启动时的期望燃料质 量。
方案 2 ： 根据方案 1 所述的控制系统， 其中， 所述发动机控制模块在所述本体加热 器使用信号具有第一状态时基于所述温度信号来控制发动机启动时的燃料喷射定时， 且在 所述本体加热器使用信号具有第二状态时基于测量发动机冷却剂温度来控制发动机启动 时的燃料喷射定时。
方案 3 ： 根据方案 1 所述的控制系统， 其中， 当测量发动机冷却剂温度减去环境温 度小于阈值时， 所述本体加热器确定模块生成具有第二状态的本体加热器使用信号。
方案 4 ： 根据方案 1 所述的控制系统， 其中， 环境温度从进气空气温度传感器接收， 其中， 测量发动机冷却剂温度从发动机冷却剂温度传感器接收， 且其中， 当在发动机冷却剂 温度传感器中检测到故障时， 所述本体加热器确定模块生成具有第一状态的本体加热器使 用信号。 方案 5 ： 根据方案 1 所述的控制系统， 其中， 当在生成具有第二状态的本体加热器 使用信号之后发动机的发动时间大于阈值时， 所述本体加热器确定模块生成具有第一状态 的本体加热器使用信号。
方案 6 ： 根据方案 1 所述的控制系统， 还包括本体加热器使用模块， 所述本体加热 器使用模块基于对本体加热器使用的先前确定结果来生成使用可能性信号。
方案 7 ： 根据方案 6 所述的控制系统， 其中， 所述本体加热器使用模块存储在每个 不重叠范围的操作状况下的本体加热器使用的先前确定结果， 其中， 操作状况包括环境温 度和在发动机启动之前发动机关闭的时间长度中的至少一个。
方案 8 ： 根据方案 1 所述的控制系统， 其中， 所述调节模块基于测量发动机冷却剂 温度和偏差的总和来生成温度信号。
方案 9 ： 根据方案 8 所述的控制系统， 其中， 所述偏差从查询表确定， 所述查询表由 测量发动机冷却剂温度和环境温度之间的差索引。
方案 10 ： 根据方案 8 所述的控制系统， 其中， 在发动机启动之后， 所述偏差斜变为 大约零。
方案 11 ： 根据方案 1 所述的控制系统， 其中， 温度信号基于发动机的一阶热传递模 型。
方案 12 ： 一种控制发动机的方法， 包括 ：
基于环境温度、 测量发动机冷却剂温度、 以及在发动机启动之前发动机关闭的时 间长度来生成本体加热器使用信号 ；
基于所述环境温度生成温度信号 ；
在所述本体加热器使用信号具有第一状态时基于所述温度信号确定发动机启动 时的燃料喷射的期望燃料质量 ； 以及
在所述本体加热器使用信号具有第二状态时基于测量发动机冷却剂温度来确定
发动机启动时的期望燃料质量。
方案 13 ： 根据方案 12 所述的方法， 还包括 ： 在所述本体加热器使用信号具有第一 状态时基于所述温度信号来控制发动机启动时的燃料喷射定时 ； 以及在所述本体加热器使 用信号具有第二状态时基于测量发动机冷却剂温度来控制发动机启动时的燃料喷射定时。
方案 14 ： 根据方案 12 所述的方法， 还包括 ： 当测量发动机冷却剂温度减去环境温 度小于阈值时， 生成具有第二状态的本体加热器使用信号。
方案 15 ： 根据方案 12 所述的方法， 还包括 ：
从进气空气温度传感器接收环境温度 ；
从发动机冷却剂温度传感器接收测量发动机冷却剂温度 ； 以及
当在发动机冷却剂温度传感器中检测到故障时， 生成具有第一状态的本体加热器 使用信号。
方案 16 ： 根据方案 12 所述的方法， 还包括 ： 在生成具有第二状态的本体加热器使 用信号之后， 当发动机的发动时间大于阈值时， 生成具有第一状态的本体加热器使用信号。
方案 17 ： 根据方案 12 所述的方法， 还包括 ： 基于对本体加热器使用的先前确定结 果来生成使用可能性信号。
方案 18 ： 根据方案 17 所述的方法， 还包括 ： 存储在每个不重叠范围的操作状况下 的本体加热器使用的先前确定结果， 其中， 操作状况包括环境温度和在发动机启动之前发 动机关闭的时间长度中的至少一个。
方案 19 ： 根据方案 12 所述的方法， 还包括 ： 基于测量发动机冷却剂温度和偏差的 总和来生成温度信号。
方案 20 ： 根据方案 19 所述的方法， 还包括 ： 从查询表确定所述偏差， 所述查询表由 测量发动机冷却剂温度和环境温度之间的差索引。
方案 21 ： 根据方案 19 所述的方法， 还包括 ： 在发动机启动之后， 使所述偏差斜变为 大约零。
方案 22 ： 根据方案 12 所述的方法， 还包括 ： 基于发动机的一阶热传递模型来确定 温度信号。
本发明的进一步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 说明和具体示例仅旨在用于说明的目的且并不旨在限制本发明的范围。 附图说明
从详细说明和附图将更充分地理解本发明， 在附图中 ：
图 1 是根据现有技术的示例性发动机系统的功能框图 ；
图 2 是示出了根据本发明原理的在发动机本体加热器用于加热发动机时的示例 性温度的图表 ；
图 3 是根据本发明原理的示例性发动机系统的功能框图 ；
图 4 是根据本发明原理的示例性本体加热器校正模块的功能框图 ；
图 5 是根据本发明原理的示例性温度模拟模块的功能框图 ；
图 6 是示出了由根据本发明原理的图 3 的发动机系统执行的示例性步骤的流程 图； 和图 7 是根据本发明原理的另一个示例性本体加热器校正模块的功能框图。具体实施方式
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， 短语 A、 B和C的 至少一个应当理解为意味着使用非排他逻辑或的一种逻辑 (A 或 B 或 C)。 应当理解的是， 方 法内的步骤可以以不同顺序执行而不改变本发明的原理。
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。
当发动机已经关闭 ( 浸透 ) 一定时间段 ( 例如， 整夜 ) 时， 本体加热器用于在冷的 天气下加热发动机冷却剂和发动机部件。通常， 当发动机关闭时， 发动机冷却剂不循环。例 如， 当发动机关闭时， 曲轴驱动的冷却剂泵空转。
因而， 当使用本体加热器时， 由于发动机冷却剂不循环， 本体加热器附近的发动机 冷却剂可能变得比距本体加热器更远的发动机冷却剂热得多。 因而， 当使用本体加热器时， 发动机部件的温度也通常不一致。如果发动机冷却剂温度 (ECT) 传感器位于本体加热器附 近， 那么来自于 ECT 传感器的 ECT 信号可指示比一些发动机部件的实际温度显著更高的温 度。当 ECT 传感器位于本体加热器上方时， 自然对流可驱使温度更高。 在各种实施方式中， 本体加热器可定位成远离发动机气缸中的一些或全部。 因而， ECT 信号可能是气缸温度的不准确表示。 因为气缸温度影响燃烧， 因而发动机控制模块可基 于发动机温度来确定期望空气 / 燃料比、 期望火花提前和 / 或期望燃料喷射定时。
发动机控制模块可使用 ECT 信号作为气缸温度的估计值。当 ECT 信号不是发动机 温度的准确表示时， 由发动机控制模块确定的空气 / 燃料比可能不是最佳的。非最佳空气 / 燃料比可导致不点火、 失速、 过多的发动机发动或甚至导致发动机不能启动。
知道是否使用本体加热器可允许发动机控制模块评估 ECT 信号的准确性并对 ECT 信号应用补偿。 发动机控制模块可基于环境状况和发动机的操作特性来估计是否使用本体 加热器。 例如， 当检测到低于阈值温度的环境温度时， 发动机控制模块可假设使用本体加热 器。
发动机控制模块可跟踪本体加热器的使用， 以预测本体加热器下一次将在何时使 用。仅作为示例， 可存储在各种操作状况下本体加热器已经被使用的次数。基于该历史数 据， 发动机控制模块可以估计在类似操作状况期间本体加热器被使用的可能性。
操作状况可包括环境温度、 发动机冷却剂温度、 发动机关闭时间。例如， 发动机控 制模块可跟踪在不同范围的环境温度和不同范围的发动机关闭时间内所执行的发动机启 动的次数。 发动机控制模块可记录对于每组操作状况已经发生多少次的发动机启动和在这 些启动中有多少次使用本体加热器。仅作为示例， 发动机控制模块可确定当环境温度在一 定范围内时和 / 或当发动机关闭时间在一定范围内时车辆操作者更可能使用本体加热器。
在各种实施方式中， 可采用温度模型来估计在发动机关闭时的发动机温度。如果 ECT 信号比所估计的温度高大于预定量， 那么发动机控制模块可假设所述差异是本体加热 器使用的结果。
发动机控制模块可基于发动机温度控制各种发动机系统， 例如火花系统和 / 或燃 料喷射系统。当发动机控制模块确定没有使用本体加热器时， ECT 信号可用作发动机温度。 然而， 当发动机控制模块确定已经使用本体加热器时， 可使用校正值作为发动机温度。
校正值可通过将偏差与 ECT 信号相加而计算。所述偏差可基于 ECT 信号和环境温 度之间的差确定且 / 或可基于建模的发动机温度。此外， 如果发动机控制模块使用 ECT 信 号作为发动机温度且发动机难以启动， 那么本体加热器可能实际上已经被使用。 因而， 如果 排除了其它原因， 发动机控制模块可假设本体加热器已经被使用且将发动机温度从 ECT 信 号切换为校正值。
当发动机启动和运行时， 冷却剂泵将使冷却剂循环通过整个发动机。随着时间的 过去， ECT 信号于是将准确地反映整个发动机内的冷却剂温度。因而， 当发动机控制模块使 用校正温度信号时， 可以减少 ECT 信号和校正温度信号之间的偏差。一旦所述偏差低于阈 值或者等于零， 发动机控制模块就切换至使用 ECT 信号作为发动机温度。为了改进本体加 热器使用的未来估计， 发动机控制模块可基于是否检测到使用本体加热器来更新本体加热 器使用历史。
现在参考图 2， 图表描述了相对于时间的示例性发动机温度。环境温度以 202 示 出， 保持恒定在大约 -28℃。以 204 示出了测量发动机本体温度。测量发动机本体温度 204 可以已经从安装在发动机本体中的热敏电阻器获得。 制造的发动机中可能不存在热敏电阻 器， 这是发动机冷却剂温度用作发动机本体温度的近似的原因。 在时间 0， 测量发动机本体温度 204 和环境温度 202 相同， 表示完全浸透。完全浸 透可定义为发动机关闭足够长的时间， 使得发动机本体达到环境温度。部分浸透可定义为 发动机关闭小于发动机本体达到环境温度所花费的时间量。
为了说明， 在图 2 中在时间 0 开启发动机本体加热器。因而， 测量发动机本体温度 204 在时间 0 开始增加。以 206 示出了来自于发动机冷却剂温度传感器的测量发动机冷却 剂温度。当发动机冷却剂温度传感器定位在本体加热器附近时， 冷却剂将响应于本体加热 器局部加热。
在图 2 的示例中， 测量发动机冷却剂温度 206 稳定在大约 22℃， 而测量发动机本体 温度 204 稳定在仅仅大约 -8℃。 在该配置中， 当本体加热器开启时， 测量发动机冷却剂温度 206 是实际发动机本体温度的不准确表示。
如果发动机控制模块使用所述测量发动机冷却剂温度来确定空气 / 燃料比、 火花 正时和 / 或燃料喷射定时， 那么发动机可能难以启动。例如， 在较低温度时可需要附加的燃 料 ( 称为冷启动浓化 )。 然而， 当测量发动机冷却剂温度 206 远大于实际测量发动机本体温 度 204 时， 发动机控制模块可能不执行冷启动浓化。因而， 所提供的燃料量将小于适合于实 际发动机本体温度的量。
因而， 发动机控制模块可确定发动机本体温度的更准确表示。当不存在直接测量 所述测量发动机本体温度 204 的传感器 ( 例如， 热敏电阻器 ) 时， 可计算模拟发动机温度 208。模拟发动机温度 208 可在发动机关闭时定期地更新。模拟发动机温度 208 可基于发 动机的一阶热传递模型。
由于测量发动机冷却剂温度 206 在时间 0 时开始快速增加， 发动机控制模块可假 设在时间 0 时本体加热器已经开启。根据热传递模型， 本体加热器将热量传送给发动机， 而
较低温度的环境空气从发动机去除热量。在图 2 的示例中， 模拟发动机温度 208 精密地跟 踪测量发动机本体温度 204。
现在参考图 3， 示例性发动机系统包括发动机 110 和发动机控制模块 302。本体加 热器校正模块 304 提供温度信号给发动机控制模块 302。所述温度信号指示发动机 110 的 温度。所述温度信号可等于由来自于 ECT 传感器 118 的 ECT 信号指示的温度或者可从来自 于 ECT 信号的温度偏移。
虽然仅仅为了说明起见在图 3 中独立地示出， 但是本体加热器校正模块 304 可在 发动机控制模块 302 中实施。本体加热器校正模块 304 和发动机控制模块 302 均接收来自 于 ECT 传感器 118 的 ECT 信号和来自于进气空气温度 (IAT) 传感器 116 的 IAT 信号。IAT 传感器 116 可安装在进气歧管 112 或发动机 110 的进气系统的其它部件中。例如， IAT 传 感器 116 可与空气质量流量传感器位于同一位置。
发动机控制模块 302 控制燃料系统 310 以提供期望热量质量给发动机 110 的每个 气缸。燃料系统 310 也可控制燃料喷射定时。燃料系统 310 可基于发动机温度调节期望燃 料质量以及燃料喷射定时。发动机控制模块 302 可控制点火系统 312 以在预定时间在发动 机 110 的每个气缸中生成火花。在柴油发动机中可省去点火系统 312。 发动机控制模块 302 提供发动机操作信号给本体加热器校正模块 304。发动机操 作信号可指示发动机是否运行。当发动机操作信号指示发动机 110 未运行时， 本体加热器 校正模块 304 可模拟发动机 110 的温度， 用发动机关闭之前的 ECT 信号值开始。
发动机控制模块 302 也可提供发动机发动信号给本体加热器校正模块 304。在发 动机 110 在启动时发动时， 发动机发动信号可被证实。替代地， 发动机发动信号可包括在启 动之前发动机已经发动多久的指示。如果发动机 110 没有启动， 发动机发动信号可报告总 发动时间。
本体加热器校正模块 304 可基于发动机发动信号来调节其对本体加热器是否被 使用的确定。例如， 长的发动时间可指示不足的燃料提供给气缸。当由于使用本体加热器 使得 ECT 信号虚高时， 这可能发生。然后本体加热器校正模块 304 可修正提供给发动机控 制模块 302 的温度信号以指示假设使用本体加热器 122 时发动机 110 的更准确温度。
发动机控制模块 302 也可提供传感器故障信号给本体加热器校正模块 304。当传 感器故障信号指示在 ECT 传感器 118 中已经检测到故障时， 本体加热器校正模块 304 可输 出模拟发动机温度作为温度信号给发动机控制模块 302。
现在参考图 4， 示出了本体加热器校正模块 304 的示例性实施方式的功能框图。 本 体加热器确定模块 402 确定在发动机启动之前是否已经使用本体加热器 122。本体加热器 确定模块 402 生成指示是否已经使用本体加热器 122 的本体加热器使用信号。
本体加热器使用信号可用于更新本体加热器使用模块 404 中的历史使用信息。本 体加热器使用信号也可以选择多路通道 406 的两个输入中的一个， 以便作为温度信号输 出。多路通道 406 可在一个输入处接收冷却剂温度。仅作为示例， 冷却剂温度可以是来自 于 ECT 传感器 118 的 ECT 信号。多路通道 406 的第二输入可以是校正温度。
温度模拟模块 410 可在发动机 110 关闭的时间期间模拟发动机温度。 仅作为示例， 温度模拟模块 410 可在发动机 110 关闭时定期地操作。替代地， 温度模拟模块 410 可在发 动机 110 启动之前 ( 包括发动机 110 关闭的时间 ) 执行模拟。
如果温度模拟模块 410 可在发动机 110 关闭时定期地运行， 那么温度模拟模块 410 可使用更新环境温度。如果温度模拟模块 410 在发动机启动之前工作， 那么温度模拟模块 410 可假设当前环境温度在发动机 110 关闭的时段内保持不变。
替代地， 环境温度可以定期间隔存储， 以增加在发动机启动之前由温度模拟模块 410 执行的模拟的准确性。 如果温度模拟模块 410 没有定期地获取温度数据， 那么在启动时 的估计值可能是不准确的。 例如， 如果车辆移动进入车库或者离开车库， 或者如果本体加热 器在发动机关闭时段结束之外的时间段期间使用， 可能降低准确性。
计时器模块 412 可基于发动机操作信号来跟踪发动机 110 已经关闭的时间量。该 发动机关闭时间提供给本体加热器使用模块 404。温度模拟模块 410 也可以接收发动机关 闭时间， 例如在温度模拟模块 410 刚好在发动机启动之前运行时。
本体加热器使用模块 404 可接收冷却剂温度、 环境温度、 建模发动机温度和在发 动机启动之前发动机 110 已经关闭的时间长度。本体加热器使用模块 404 确定本体加热器 122 被使用的可能性并将可能性信号输出给本体加热器确定模块 402。
环境温度可从 IAT 信号确定和 / 或从发动机油温确定。仅作为示例， 发动机油温 可在发动机油盘中测量， 发动机油盘具有暴露于外部空气的大表面。 因而， 虽然发动机油温 并不即时地跟踪环境温度， 但是发动机油温可用作在发动机关闭时环境空气温度的合适的 估计。
本体加热器使用模块 404 可基于本体加热器使用信号来补充其存储历史数据。仅 作为示例， 本体加热器使用模块 404 可包括查询表， 所述查询表基于操作状况 ( 例如， 环境 温度、 冷却剂温度、 建模发动机温度和发动机关闭时间 ) 来跟踪发动机启动事件。仅作为示 例， 每个查询表项目可对应于具体范围的环境温度和具体范围的发动机关闭时间。
在每个查询表项目内， 本体加热器使用模块 404 可存储两个值。第一值指示在这 些操作状况中发动机已经启动的次数， 第二值指示对于这些操作状况而言在发动机启动之 前本体加热器已经被使用的次数。在每次发动机启动时， 本体加热器使用模块 404 可累加 查询表项目的对应一个。当本体加热器确定模块 402 确定在发动机启动之前已经使用本体 加热器 122 时， 本体加热器使用模块 404 可累加对应查询表项目中的第二值。
可能性信号可指示等于第二值除以第一值的百分比。替代地， 可能性信号可具有 两个状态 ： 指示本体加热器 122 可能被使用的第一状态、 以及指示本体加热器 122 可能不被 使用的第二状态。 仅作为示例， 当第二值除以第一值大于预定阈值时， 本体加热器使用模块 404 可输出具有第一状态的可能性信号。仅作为示例， 所述预定阈值可以是 50％。
本体加热器确定模块 402 基于建模发动机温度、 冷却剂温度、 可能性信号、 发动机 发动信号和传感器故障信号来输出本体加热器使用信号。减法模块 420 可从建模发动机温 度减去冷却剂温度以生成偏差。当由于本体加热器 122 的局部加热效应使得冷却剂温度大 于建模温度时， 所述偏差可为负。
斜变模块 422 接收所述偏差并将调节偏差提供给加法模块 424。加法模块 424 将 调节偏差与冷却剂温度相加以生成校正温度。 当偏差为负时， 校正温度将小于冷却剂温度。
斜变模块 422 随着时间减少偏差的绝对值。换句话说， 斜变模块 422 使得调节偏 差随着时间越来越接近零。这反映了在发动机 110 开启且冷却剂循环时冷却剂温度将变为 发动机温度的准确表示的事实。斜变模块 422 可通过将斜率 ( 例如， 线性或对数斜率 ) 应用于偏差信号而生成调节偏差。一旦调节偏差达到零， 校正温度将约等于冷却剂温度。
现在参考图 5， 示出了温度模拟模块 410 的示例性实施方式的功能框图。 积分模块 502 输出建模发动机温度。积分模块 502 可在发动机关闭时初始化为当前发动机温度。仅 作为示例， 积分模块 502 可接收发动机操作信号。当发动机操作信号指示发动机关闭或已 经关闭时， 积分模块 502 可初始化为当前冷却剂温度。
积分模块 502 将从温度变化模块 504 接收的温度变化进行积分。 温度变化模块 504 可接收来自于加法模块 506 的热传递值和来自于发动机热质量模块 508 的热质量值。仅作 为示例， 加法模块 506 可将热传递值 ( 单位 ： Watt) 输出给温度变化模块 504。
发动机热质量模块 508 可基于发动机的预定比热 ( 单位 ： Joules/(gram-Kelvin)) 乘以发动机质量 ( 单位 ： gram) 来计算热质量值。加法模块 506 接收来自于热传递模块 520 的第一热传递值和来自于多路通道 522 的第二热传递值。
热传递模块 520 可基于预定热传递常数 ( 单位 ： Watt/℃ ) 乘以发动机和外部空气 之间的温度差来生成第一热传递值。温度差可从减法模块 524 获得。减法模块 524 可从环 境温度减去建模发动机温度。当环境温度小于建模发动机温度时， 第一热传递值将为负。
多路通道 522 基于来自于本体加热器 122 的假设贡献输出第二热传递值。当本体 加热器确定为关闭时， 多路通道 522 输出零值。当本体加热器确定为开启时， 多路通道 522 输出预定本体加热器功率 ( 单位 ： Watt)。本体加热器使用信号确定多路通道 522 将选择哪 个输入。本体加热器使用信号可从本体加热器确定模块 402 接收。 替代地， 本体加热器使用信号可基于建模发动机温度和冷却剂温度之间的差生 成。例如， 如果冷却剂温度比建模发动机温度大超过预定阈值， 本体加热器 122 可假设为开 启， 且多路通道 522 输出本体加热器功率。温度变化模块 504 可将来自于加法模块 506 的 组合热传递值除以来自于发动机热质量模块 508 的热质量值。得到的值 ( 温度单位 ) 输出 给积分模块 502。
现在参考图 6， 流程图示出了由根据本发明原理的图 3 的发动机系统执行的示例 性步骤。控制过程在步骤 602 开始， 其中， 控制过程初始化发动机温度估计值。例如， 积分 操作可初始化为当前发动机冷却剂温度， 这假设为发动机温度的准确表示。控制过程继续 步骤 604， 其中， 在发动机启动时， 控制过程转到步骤 606 ； 否则， 控制过程转到步骤 608。在 步骤 608， 控制过程基于当前环境温度更新发动机温度估计值且返回到步骤 604。
在步骤 606， 控制过程确定发动机关闭时间， 例如通过读取来自于计时器的值。当 发动机温度估计值被初始化时， 在步骤 602 中计时器可复位。 控制过程继续步骤 610， 其中， 控制过程确定是否已经检测到发动机温度传感器的故障。如果是， 控制过程转到步骤 612 ； 否则， 控制过程转到步骤 614。发动机温度传感器可包括 ECT 传感器 118。
在步骤 614， 控制过程确定测量发动机温度减去环境温度是否大于阈值。如果是， 控制过程转到步骤 620 ； 否则， 控制过程转到步骤 622。测量发动机温度可基于来自于 ECT 传感器 118 的 ECT 信号。环境温度可基于来自于 IAT 传感器 116 的 IAT 信号或者基于发动 机油温信号。步骤 612 对应于检测到使用本体加热器， 而步骤 622 对应于检测到没有使用 本体加热器。 如果测量发动机温度接近环境温度 ( 差小于阈值 )， 那么本体加热器 122 没有 显著增加测量发动机温度。因而， 测量发动机温度可以用于发动机控制。
在步骤 620， 控制过程确定测量发动机温度减去估计发动机温度是否大于第二阈
值。如果是， 控制过程转到步骤 624 ； 否则， 控制过程转到步骤 622。第二阈值可等于步骤 614 中的阈值或者可以不同。
在步骤 624， 控制过程确定与当前操作状况相对应的使用历史是否指示本体加热 器已经被使用。 操作状况可包括当前环境温度、 建模发动机温度、 冷却剂温度和在发动机启 动之前发动机 110 已经关闭的时间长度。如果使用历史指示本体加热器可能已经使用， 那 么控制过程转到步骤 612 ； 否则， 控制过程转到步骤 622。
在步骤 622， 控制过程开始发动机发动以启动发动机 110。 控制过程继续步骤 630， 其中发动机基于测量发动机温度被控制。仅作为示例， 期望空气 / 燃料比和期望火花提前 基于测量发动机温度被确定。 在步骤 632， 控制过程确定发动时间是否大于极限值。 如果是， 本体加热器未被使用的确定可能是错误的， 且控制过程转到步骤 634 ； 否则， 控制过程转到 步骤 636。
在步骤 636， 控制过程确定发动机是否启动。如果是， 控制过程转到步骤 638 ； 否 则， 控制过程转到步骤 632。在步骤 638， 控制过程更新本体加热器使用历史。当控制过程 从步骤 636 到达步骤 638 时， 本体加热器使用历史被更新， 以指示本体加热器对于最近的发 动机启动未被使用。 控制过程继续步骤 640， 其中， 控制过程继续， 直到发动机关闭。 当发动 机关闭时， 控制过程返回到步骤 602。 在步骤 612， 控制过程开始发动机发动以启动发动机 110。 控制过程继续步骤 634， 其中发动机基于估计发动机温度被控制。控制过程继续步骤 650， 其中， 控制过程确定发动 时间是否大于极限值。仅作为示例， 步骤 650 的极限值可等于步骤 632 的极限值。当发动 时间大于极限值时， 控制过程确定本体加热器使用的辨识可能已经是错误的且控制过程转 到步骤 630。否则， 控制过程转到步骤 652。
在步骤 652， 如果发动机已经启动， 那么控制过程转到步骤 654 ； 否则， 控制过程转 到步骤 650。在步骤 654， 控制过程随着时间将估计发动机温度过渡为测量发动机温度。例 如， 控制过程可减少估计发动机温度和测量发动机温度之间的偏差。该偏差可线性地或对 数地减少。控制过程然后继续步骤 638。当控制过程从步骤 634 到达步骤 638 时， 控制过程 更新本体加热器使用历史以指示在最近的发动机启动中使用本体加热器。
现在参考图 7， 示出了本体加热器校正模块 304 的另一个示例性实施方式的功能 框图。图 7 的本体加热器校正模块 304 可包括与图 4 的本体加热器校正模块 304 类似的部 件。偏差模块 700 基于环境温度和冷却剂温度确定偏差。该偏差输出给斜变模块 422。
偏差模块 700 可计算环境温度和冷却剂温度之间的差， 且使用该差来索引查询 表。查询表可根据温度差来存储偏差。生成该偏差可需要比使用温度模型 ( 如图 4 所示 ) 更少的计算能力。
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， 尽管本发明包括特定的示例， 但是由于当研究附图、 说明书和所附权利要求 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不应如此限制。