掌桥专利:专业的专利平台
掌桥专利
首页

基于物理的活塞温度模型中的热流计算的系统和方法

文献发布时间:2023-06-19 11:45:49


基于物理的活塞温度模型中的热流计算的系统和方法

技术领域

本发明涉及热流计算的系统和方法。

背景技术

已开发了包括内燃发动机的各种车辆,该内燃发动机产生扭矩以最终驱动推进车辆的车轮。内燃发动机可包括具有气缸和壁的发动机缸体,气缸和壁协作以限定燃烧室。活塞安置在气缸中并且响应于燃烧而可相对于壁移动。活塞的温度取决于内燃发动机的各种操作条件(诸如,预热等)而改变。通常,使用校准表来预测活塞的温度,但是这样的校准表使用常数表来预测来自燃烧的热份额以估计活塞的温度。

发明内容

本公开提供了一种提供发动机中的热流的实时计算的方法。发动机包括发动机缸体,该发动机缸体具有气缸和包围气缸的壁。发动机还包括活塞,该活塞安置在气缸中并且响应于气缸内部的燃烧室中的燃烧的正时而可相对于气缸的壁移动。活塞经由连杆连接到曲轴。确定气缸内部的燃烧的温度。确定气缸的壁的平均温度。基于燃烧的正时来确定气缸的壁的表面积。经由控制器,基于所确定的燃烧的温度、所确定的气缸的壁的平均温度以及所确定的气缸的壁的表面积来实时计算到活塞的热份额。基于活塞的估计温度来控制发动机的状态,该估计温度从到活塞的热份额的实时计算导出。

该方法可选地包括以下项中的一个或多个:

A)确定活塞的顶表面积;

B)实时计算到活塞的热份额还基于所确定的活塞的顶表面积;

C)实时计算到活塞的热份额进一步包括在每个下一时间步连续地更新活塞的估计温度;

D)确定总燃烧气体-热对流率;

E)实时计算到活塞的热份额还基于所确定的总燃烧气体-热对流率;

F)确定气缸的壁的表面积进一步包括基于在上止点之后的曲轴的角位置来确定活塞的位移;

G)确定气缸的壁的表面积进一步包括确定曲轴的半径和连杆的长度;

H)确定气缸的壁的表面积进一步包括基于在上止点之后的曲轴的角位置、曲轴的半径和连杆的长度来实时计算活塞的位移;

I)在上止点之后的曲轴的角位置进一步被限定为在释放百分之五十的燃烧热之后曲轴的角位置;

J)控制发动机的状态包括基于如从到活塞的热份额的实时计算导出的活塞的估计温度将燃料喷射到燃烧室中;

K)控制发动机的状态包括基于如从到活塞的热份额的实时计算导出的活塞的估计温度来控制燃烧室的空燃比;

L)控制发动机的状态包括基于如从到活塞的热份额的实时计算导出的活塞的估计温度将油围绕活塞喷射到气缸中;

M)基于所确定的燃烧的温度、所确定的气缸的壁的平均温度、所确定的气缸的壁的表面积、所确定的活塞的顶表面积、以及在每个下一时间步活塞的估计温度来实时计算热损失份额(rejection fraction);以及

N)实时计算到活塞的热份额进一步被限定为将热损失份额乘以总燃烧气体-热对流率。

本公开还提供了一种用于可移动平台的发动机系统。系统包括发动机缸体,该发动机缸体具有气缸和包围气缸的壁。系统还包括曲轴,该曲轴经由发动机缸体支撑并且可相对于纵向轴线旋转。系统进一步包括活塞,该活塞经由连杆连接到曲轴。活塞安置在气缸中并且响应于气缸内部的燃烧室中的燃烧的正时而可相对于气缸的壁移动。系统还包括控制器,该控制器被构造成:确定气缸内部的燃烧的温度;确定气缸的壁的平均温度;基于燃烧的正时来确定气缸的壁的表面积;以及经由控制器基于所确定的燃烧的温度、所确定的气缸的壁的平均温度以及所确定的气缸的壁的表面积来实时计算到活塞的热份额。控制器还被构造成基于活塞的估计温度来控制发动机的状态,该估计温度从到活塞的热份额的实时计算导出。

系统可选地包括以下项中的一个或多个:

A)控制器被构造成确定活塞的顶表面积;

B)控制器被构造成基于所确定的燃烧的温度、所确定的气缸的壁的平均温度、所确定的气缸的壁的表面积、所确定的活塞的顶表面积、以及在每个下一时间步活塞的估计温度来实时计算热损失份额;以及

C)控制器被构造成确定总燃烧气体-热对流率,并且所计算的到活塞的实时热份额进一步包括控制器被构造成将热损失份额乘以总燃烧气体-热对流率;

D)控制器被构造成控制发动机的状态,这进一步包括控制器被构造成基于如从到活塞的热份额的实时计算导出的活塞的估计温度来向燃料喷射器发信号以将燃料喷射到燃烧室中;

E)控制器被构造成控制发动机的状态,这进一步包括控制器被构造成基于如从到活塞的热份额的实时计算导出的活塞的估计温度来控制燃烧室的空燃比;以及

F)控制器被构造成控制发动机的状态,这进一步包括控制器被构造成基于如从到活塞的热份额的实时计算导出的活塞的估计温度来向喷油器发信号以将油围绕活塞喷射到气缸中。

本发明提供以下技术方案:

1. 一种提供发动机中的热流的实时计算的方法,所述发动机包括发动机缸体,所述发动机缸体具有气缸和包围所述气缸的壁,所述发动机具有活塞,所述活塞安置在所述气缸中并且响应于在所述气缸内部的燃烧室中的燃烧的正时而可相对于所述气缸的壁移动,并且所述活塞经由连杆连接到曲轴,所述方法包括:

确定所述气缸内部的燃烧的温度;

确定所述气缸的壁的平均温度;

基于所述燃烧的正时来确定所述气缸的壁的表面积;

经由控制器,基于所确定的燃烧的温度、所确定的气缸的壁的平均温度以及所确定的气缸的壁的表面积来实时计算到所述活塞的热份额;以及

基于所述活塞的估计温度来控制所述发动机的状态,所述估计温度从到所述活塞的热份额的所述实时计算导出。

2. 根据方案1所述的方法,

进一步包括确定所述活塞的顶表面积;并且

其中,实时计算到所述活塞的热份额还基于所确定的活塞的顶表面积。

3. 根据方案2所述的方法,其中,实时计算到所述活塞的热份额进一步包括在每个下一时间步连续地更新所述活塞的估计温度。

4. 根据方案3所述的方法,

进一步包括确定总燃烧气体-热对流率;并且

其中,实时计算到所述活塞的热份额还基于所确定的总燃烧气体-热对流率。

5. 根据方案1所述的方法,其中,确定所述气缸的壁的表面积进一步包括基于在上止点之后的所述曲轴的角位置来确定所述活塞的位移。

6. 根据方案5所述的方法,其中,确定所述气缸的壁的表面积进一步包括确定所述曲轴的半径和所述连杆的长度。

7. 根据方案6所述的方法,其中,确定所述气缸的壁的表面积进一步包括基于在上止点之后的所述曲轴的角位置、所述曲轴的半径和所述连杆的长度来实时计算所述活塞的位移。

8. 根据方案5所述的方法,其中,在上止点之后的所述曲轴的角位置进一步被限定为在释放百分之五十的燃烧热之后所述曲轴的角位置。

9. 根据方案1所述的方法,其中,控制所述发动机的状态包括基于从到所述活塞的热份额的所述实时计算导出的所述活塞的估计温度将燃料喷射到所述燃烧室中。

10. 根据方案1所述的方法,其中,控制所述发动机的状态包括基于从到所述活塞的热份额的所述实时计算导出的所述活塞的估计温度来控制所述燃烧室的空燃比。

11. 根据方案1所述的方法,其中,控制所述发动机的状态包括基于从到所述活塞的热份额的所述实时计算导出的所述活塞的估计温度将油围绕所述活塞喷射到所述气缸中。

12. 根据方案1所述的方法,其中,实时计算到所述活塞的热份额进一步包括在每个下一时间步连续地更新所述活塞的估计温度。

13. 根据方案1所述的方法,

进一步包括确定所述活塞的顶表面积;并且

进一步包括基于所确定的燃烧的温度、所确定的气缸的壁的平均温度、所确定的气缸的壁的表面积、所确定的活塞的顶表面积、以及在每个下一时间步所述活塞的估计温度来实时计算热损失份额。

14. 根据方案13所述的方法,

进一步包括确定总燃烧气体-热对流率;并且

其中,实时计算到所述活塞的热份额进一步被限定为将所述热损失份额乘以所述总燃烧气体-热对流率。

15. 一种用于可移动平台的发动机系统,所述系统包括:

发动机缸体,其具有气缸和包围所述气缸的壁;

曲轴,其经由所述发动机缸体支撑并且可相对于纵向轴线旋转;

活塞,其经由连杆连接到所述曲轴,并且所述活塞安置在所述气缸中并且响应于所述气缸内部的燃烧室中的燃烧的正时而可相对于所述气缸的壁移动;以及

控制器,其被构造成:

确定所述气缸内部的燃烧的温度;

确定所述气缸的壁的平均温度;

基于所述燃烧的正时来确定所述气缸的壁的表面积;

经由所述控制器,基于所确定的燃烧的温度、所确定的气缸的壁的平均温度以及所确定的气缸的壁的表面积来实时计算到所述活塞的热份额;以及

基于所述活塞的估计温度来控制所述发动机的状态,所述估计温度从到所述活塞的热份额的所述实时计算导出。

16. 根据方案15所述的系统,其中,所述控制器被构造成:

确定所述活塞的顶表面积;以及

基于所确定的燃烧的温度、所确定的气缸的壁的平均温度、所确定的气缸的壁的表面积、所确定的活塞的顶表面积、以及在每个下一时间步所述活塞的估计温度来实时计算热损失份额。

17. 根据方案16所述的系统,其中,所述控制器被构造成确定总燃烧气体-热对流率,并且其中,所计算的到所述活塞的实时热份额进一步包括所述控制器被构造成将所述热损失份额乘以所述总燃烧气体-热对流率。

18. 根据方案15所述的系统,其中,所述控制器被构造成控制所述发动机的状态,这进一步包括所述控制器被构造成基于从到所述活塞的热份额的所述实时计算导出的所述活塞的估计温度来向燃料喷射器发信号以将燃料喷射到所述燃烧室中。

19. 根据方案15所述的系统,其中,所述控制器被构造成控制所述发动机的状态,这进一步包括所述控制器被构造成基于从到所述活塞的热份额的所述实时计算导出的所述活塞的估计温度来控制所述燃烧室的空燃比。

20. 根据方案15所述的系统,其中,所述控制器被构造成控制所述发动机的状态,这进一步包括所述控制器被构造成基于从到所述活塞的热份额的所述实时计算导出的所述活塞的估计温度来向喷油器发信号以将油围绕所述活塞喷射到所述气缸中。

详细描述和附图或图支持并且描述本公开,但是本公开的权利要求范围仅仅由权利要求限定。虽然已详细地描述了用于实施权利要求的最佳模式和其他构型中的一些,但是存在用于实践所附权利要求中限定的本公开的各种替代性设计和构型。

附图说明

图1是用于可移动平台的发动机的示意性横截面图,其中活塞处于上止点位置中。

图2是发动机的示意性图示图,其中活塞处于上止点位置之后。

图3是处于上止点位置之后的活塞的示意性图示,其中上止点位置经由线TDC识别。

具体实施方式

本领域普通技术人员将认识到,所有方向性参考(例如,上方、下方、向上、上面、向下、下面、顶部、底部、左侧、右侧、竖直、水平等)用于描述图以帮助读者的理解,且并不表示对如由所附权利要求限定的本公开的范围的限制(例如,位置、取向或使用等)。

参考附图,其中,贯穿若干视图,相似的附图标记指示相似或对应的部分,图1中总体上示出了用于可移动平台(诸如,车辆)的发动机10。可移动平台的非限制性示例可包括汽车、卡车、摩托车、越野车、农用车辆、船只、飞机或任何其他合适的可移动平台。附加地,车辆应用的非限制性示例可包括柴油/汽油动力车辆、混合动力车辆等。将了解,替代地,发动机10可用于非车辆应用中,诸如农用设备、固定式平台、固定式发电厂、机器人等。

在某些构型中,发动机10可以是内燃发动机,其总体上在图1中示出。发动机10包括进行协作以传递扭矩的多个部件,并且这些部件中的一些在下文讨论。

继续图1,发动机10包括发动机缸体12,该发动机缸体具有气缸14和包围气缸14的壁16。气缸14限定燃烧室18。发动机10可包括附接到发动机缸体12的气缸盖20,并且包括油底壳,该油底壳包含流体液体22,诸如,油22等。发动机10进一步包括经由发动机缸体12支撑的曲轴24,并且曲轴24可相对于纵向轴线26旋转。在某些构型中,曲轴24可绕纵向轴线26旋转。扭矩从曲轴24通过变速器和主减速器传递,最终传递到车轮以推进可移动平台。

参考图1和图2,发动机10还包括安置在气缸14中的活塞28,并且活塞28可在气缸14内移动。更具体地,活塞28响应于气缸14内部的燃烧室18中的燃烧34的正时而可相对于气缸14的壁16移动。因此,气缸14的壁16相对于中心轴线30而轴向地包围活塞28。通常,中心轴线30横向于纵向轴线26,并且在某些构型中,中心轴线30垂直于纵向轴线26。

活塞28经由连杆32连接到曲轴24。活塞28的移动由燃烧室18中的燃烧34引起。更具体地,当来自火花塞36的火花点燃空气/燃料混合物时,发生燃烧34,该燃烧使活塞28沿着中心轴线30移动,继而引起连杆32和曲轴24的移动。燃烧34的正时(其也可称为燃烧正时)确定何时发生燃烧34以使活塞28移动,并且可调整燃烧正时。下文将进一步讨论燃烧34。

在某些构型中,发动机缸体12可限定彼此间隔开的多个气缸14,并且气缸14中的每一个具有相应的壁16,其中相应的活塞28安置在相应的气缸14中的每一个中。在某些构型中,气缸盖20和发动机缸体12可协作以限定气缸14。当使用多个活塞28时,活塞28中的每一个经由相应的连杆32连接到曲轴24。活塞28可响应于燃烧室18中的燃烧34而在相应的气缸14中进行往复运动。通常,活塞28在相应的气缸14中沿着中心轴线30来回平移。

空气/燃料混合物的燃烧34将力施加到(一个或多个)活塞28,该力引起(一个或多个)活塞28在(一个或多个)相应的气缸14中移动,从而引起(一个或多个)连杆32使曲轴24旋转,使得曲轴24输出扭矩。通常,活塞28中的每一个可在相应的气缸14中在上止点位置(其在图1中示出)和下止点位置之间移动。上止点位置是当活塞28处于其在气缸14中的最高点处时的位置。换句话说,上止点位置是当活塞28处于远离纵向轴线26的最大距离时的位置。此外,当活塞28处于上止点位置中时,曲轴24处于大约零度的曲柄角。因此,在活塞28到达上止点位置之前,曲轴24处于小于零度的曲柄角。下止点位置是当活塞28处于其在气缸14中的最低点处时的位置。换句话说,下止点位置是当活塞28处于远离纵向轴线26的最小距离时的位置。

(一个或多个)气缸14可以以任何合适的方式布置,并且非限制性示例可包括V型发动机布置、直列式发动机布置和水平对置发动机布置以及使用顶置凸轮和一体式缸体凸轮(cam-in-block)两种构型。

继续图1,气缸14中的每一个可限定相应的燃烧室18。因此,如果正利用多于一个的气缸14,则针对气缸14中的每一个将相应地存在一个燃烧室18。在某些构型中,发动机缸体12和气缸盖20各自对于相应的气缸14中的每一个限定燃烧室18的一部分。附加地,发动机缸体12和/或气缸盖20可限定一个或多个进气通道38和一个或多个排气通道40,每个通道均安置成邻近于相应的气缸14。通常,燃烧室18安置在排气通道40和气缸14之间。如果正利用多于一个的气缸14,则燃烧室18中的每一个安置在相应的排气通道40和相应的气缸14之间。进气通道38和排气通道40与燃烧室18中的每一个选择性地流体连通。每个进气通道38可将空气/燃料混合物从进气歧管递送到相应的燃烧室18。在空气/燃料混合物的燃烧34(该燃烧可在空气/燃料混合物被来自火花塞36的火花点燃时发生)之后,排气通道40将废气带出燃烧室18并带离发动机缸体12。

继续图1,发动机10还可包括与相应的气缸14协作的一个或多个进气阀42和一个或多个排气阀44。在某些构型中,气缸14中的每一个可具有与其协作的一个或多个进气阀42以及与其协作的一个或多个排气阀44。例如,气缸14中的每一个可具有与其协作的两个排气阀44和两个进气阀42。在某些实施例中,进气阀42和排气阀44由气缸盖20支撑。

进气阀42可在阻塞通过进气通道38的流体连通的第一位置和允许通过进气通道的流体连通的第二位置之间移动。因此,进气阀42控制空气/燃料混合物何时可进入燃烧室18。出于图示性目的,图1图示了处于阻塞进气通道的第一位置中的进气阀42。凸轮轴46的偏心部分与进气阀42协作。当凸轮轴46的偏心部分旋转到某个位置时,该偏心部分使摇杆48移动,并且摇杆48使进气阀42移动到第二位置。一旦偏心部分移动越过摇杆48,复位弹簧50就使进气阀42移回到关闭进气通道38的第一位置。

排气阀44可在阻塞通过排气通道40的流体连通的第一位置和允许通过排气通道的流体连通的第二位置之间移动。因此,排气阀44控制废气何时可离开燃烧室18。出于图示性目的,图1图示了处于阻塞排气通道的第一位置中的排气阀44。凸轮轴46的偏心部分与排气阀协作。当凸轮轴46的偏心部分旋转到某个位置时,偏心部分使摇杆48移动,并且摇杆48使排气阀44移动到第二位置。一旦偏心部分移动越过摇杆48,复位弹簧50就使排气阀44移回到关闭排气通道40的第一位置。

通常,当活塞28在上止点位置和下止点位置之间移动时,活塞28产生进气冲程,并且进气阀42相应地处于第二位置中以允许空气/燃料混合物进入燃烧室18。此外,当活塞28在下止点位置和上止点位置之间移动时,活塞28产生排气冲程,并且排气阀44相应地处于第二位置中以允许废气离开燃烧室18。发动机缸体12可包括一个或多个通道52,所述通道包含冷却剂54以在发动机10的操作期间冷却(一个或多个)气缸14的(一个或多个)壁16。

对发动机10和可移动平台的各种参数或状态进行监测等,并且所收集的数据可用于调整发动机10的各种模型和/或操作。因此,控制器56可与发动机10以及可移动平台的其他部件通信。控制器56可控制/操作发动机10和/或可移动平台的其他部件的各种参数或状态。将了解,在某些构型中,可使用多于一个的控制器56。

取决于发动机10的操作条件,活塞28的温度可改变。例如,在发动机10的预热期间,随着活塞28开始在气缸14中移动,发动机缸体12(且具体地,气缸14的壁16)和活塞28可能是冷的,并且当发动机10继续预热时,气缸14的壁16和活塞28随着活塞28在其中移动而继续预热。在预热完成之后,气缸14的壁16和活塞28可预热到正常的操作温度。关于活塞28的温度的实时数据可用于改善可移动平台的各种特征。具体地,期望提供发动机10中的热流的实时计算,且更具体地,到活塞28的热流的实时计算,以改善可移动平台的各种操作特征。

因此,本文中公开了一种提供发动机10中的热流的实时计算的方法100。具体地,方法100使用到活塞28的热流的实时计算,这提供了发动机10中的热流的更准确的确定。该实时计算可被实施为作为基于物理的活塞温度模型的算法。到活塞28的热流随着发动机10的实时改变/变化的操作条件而不断改变或变化。

本文中的方法100不使用校准表来表示到活塞28的热流。校准表将使用常数表来预测到活塞28的热流,该常数表不考虑在发动机10的各种操作条件期间的连续温度改变。因而,校准表不考虑在发动机10的各种操作条件期间到活塞28的热流的实时改变。

因此,当涉及到活塞28的热流的实时计算时,这并不涉及使用校准表。取而代之的是,控制器56使用下文进一步讨论的各种数据和计算来连续地实时计算到活塞28的热流。

可通过本文中所描述的方法100来实现各种优点。例如,可通过使用方法100来实现到活塞28的热流的更准确的估计。因而,可通过跟踪到活塞28的实时热流来实现更准确地将空气-燃料递送到燃烧室18和/或将油递送到气缸14。使用到活塞28的热流的实时计算还可帮助减少颗粒排放和/或通过减少不正常或罕见的不期望的操作情况来提供更强健的发动机10。此外,可通过使用热流的实时计算来改善活塞28的寿命。另外,可通过使用热流的实时计算来改善可移动平台的其他校准和/或其他模型。

回到控制器56,控制器56被编程为执行使方法100具体化的指令。控制器56可以是主机或分布式系统,例如计算机,诸如,数字计算机或微型计算机。控制器56包括处理器P和存储器M,其中存储器M包括适合应用的量的有形非暂时性存储器,例如,只读存储器,无论是光学、磁性、快闪还是其他形式。指令可存储在控制器56的存储器M中,并且经由控制器56的处理器P自动执行以提供相应的控制功能。控制器56还包括足够于应用的量的随机存取存储器、电可擦除可编程只读存储器等、以及高速时钟、模数和数模电路、和输入/输出电路与装置、以及适当的信号调节和缓冲电路。因此,控制器56可包括控制(例如,提供)发动机10中的热流的实时计算和响应于该实时计算来调整可移动平台的各种参数或状态所必需的所有软件、硬件、存储器、算法、连接、传感器等。将了解,控制器56还可包括能够分析来自各种传感器的数据、比较数据、做出控制计算发动机10的热流和/或各种模型和/或各种状态所需的必要决策的任何装置。

通常,控制器56可使用、确定和/或收集等关于各种温度(诸如,气缸14的壁16、活塞28、燃烧34、冷却剂54、油22等)、曲轴24的位置等的信息或数据。控制器56可与发动机10和可移动平台的各种传感器、指示器等通信,以使用、收集、编译、导出、确定实施方法100所需的信息或数据。

例如,控制器56被构造成确定气缸14内部的燃烧34的温度(

如上文提到的,可响应于实时计算来调整可移动平台的各种操作参数或状态。例如,基于活塞28的估计温度来控制发动机10的状态,该估计温度从到活塞28的热份额的实时计算导出。可响应于确定实时热流或更具体地到活塞28的热份额来控制发动机10的各种状态,该热份额提供在各种模型中使用的活塞28的估计温度。在某些构型中,控制器56被构造成控制发动机10的一种或多种状态。例如,控制器56可基于如从到活塞28的热份额的实时计算导出的活塞28的估计温度来控制燃料喷射器58或向燃料喷射器58发信号以将燃料喷射到燃烧室18中。作为另一个示例,控制器56可基于如从到活塞28的热份额的实时计算导出的活塞28的估计温度来控制燃烧室18的空燃比。作为又一示例,控制器56可基于如从到活塞28的热份额的实时计算导出的活塞28的估计温度来控制喷油器60或向喷油器60发信号以将油22围绕活塞28喷射到气缸14中。在某些构型中,控制器56可控制发动机10的多于一种状态,并且其他状态是可能的,诸如冷却剂54的温度、进气阀42和/或排气阀44的正时等。

活塞28由于燃烧34所致而改变相对于气缸14的壁16的位置,这改变了气缸14的壁16的暴露面积。因此,壁16的暴露面积随着燃烧34的正时而改变。气缸14的壁16的暴露面积影响活塞28和气缸14的壁16之间的热份额;且因此,经由控制器56来确定热损失份额,并且该热损失份额用于确定到活塞28的热份额(

其中:

热损失份额(Rejection Fraction)=活塞28和气缸14的壁16之间的热份额;

可确定气缸14的壁16的表面积(A

其中:

s =活塞28的位移(见图3);

l =连杆32的长度(见图3);

r =曲轴24的半径(见图3);以及

x =活塞28和在纵向轴线26处的曲轴24中心之间的距离(见图3)。

可使用来自等式(2)的活塞28的位移,以通过使用作为以下等式(3)的简化型式的等式(A

其中:

r =曲轴24的半径(见图3);

l =连杆32的长度(见图3);以及

θ=在燃烧34的正时在上止点之后的曲轴24的角位置(见图3)。

在某些构型中,在上止点之后的曲轴24的角位置进一步被限定为在释放百分之五十的燃烧热之后曲轴24的角位置。因此,以上等式(3)中的θ可用CA50取代,CA50表示在释放百分之五十的燃烧热之后(即,当百分之五十的燃烧完成时)曲轴24的角位置。

控制器56可使用以上从等式1-3确定的信息来确定到活塞28的热份额,该热份额提供了用于控制各种状态的活塞28的估计温度。活塞28的估计温度可被使用在活塞温度模型或任何其他合适的模型或计算等中。一旦确定热损失份额,控制器56接下来就可计算到活塞28的实时热份额。因此,控制器56还被构造成确定总燃烧气体-热对流率。总燃烧气体-热对流率发生在气缸14中。该数据可用于实时计算到活塞28的热份额。因此,实时计算到活塞28的热份额还基于所确定的总燃烧气体-热对流率。在某些构型中,所计算的到活塞28的(实时)热份额可进一步包括控制器56被构造成将热损失份额乘以总燃烧气体-热对流率。可使用等式(4)计算到活塞28的实时热份额(

其中:

Rejection Fraction=等式(1);以及

控制器56可使用到活塞28的实时热份额以基于活塞28的估计温度来调整发动机10的各种状态,如上文讨论的。算法可在基于物理的活塞温度模型中实施所计算的到活塞28的实时热份额,该模型包含到达活塞28的热能的实际量。通过使用该算法,得以实施活塞28的实际温度条件,而不是使用常数表来预测活塞28的温度的校准表。在方法100中连续地更新活塞28的估计温度,以连续地提供实时数据来更精确地实时控制发动机10的状态,从而改善可移动平台的各种操作特征。将了解,执行如上文讨论的方法100的顺序或序列是出于说明性目的,并且其他顺序或序列是在本教导的范围内。

尽管已详细描述了用于实施本公开的最佳模式和其他构型,但是熟悉本公开所涉及领域的技术人员将认识到在所附权利要求的范围内的用于实践本公开的各种替代性设计和构型。此外,在附图中示出的构型或本描述中提到的各种构型的特性不必理解为彼此独立的构型。相反,有可能的是,在构型的一个示例中描述的每个特性可与来自其他构型的一个或多个其他期望的特性组合,从而导致没有以文字描述或参考附图的其他构型。因此,这样的其他构型落入所附权利要求的范围的框架内。

相关技术
  • 基于物理的活塞温度模型中的热流计算的系统和方法
  • 用于热流道系统中活塞与阀针的连接机构
技术分类

06120113047397