[发明专利]基于物理学的油温模型

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求2007年11月5日提交的第60/985,527号美国临时申 请的优先权，在此以参见的方式引入上述申请的公开内容。

技术领域

本发明涉及内燃机，更具体地，涉及利用基于物理学的模型来估 算内燃机的油温。

背景技术

本文所提供的背景技术的目的是总体描述本发明的背景。以此背 景技术部分描述的内容为限的本申请发明人的工作，以及背景技术部分描述的 在提交本申请时可能不以其他方式构成现有技术的方面，都不能明确地或暗示 地被认可为对本发明不利的现有技术。

现参考图1，示出了内燃机的示例性汽缸的横断面视图。曲轴10 绕主轴承12旋转。曲轴10与连杆14连接，该连杆将曲轴10的旋转运动转换 成活塞16的直线运动。活塞16包括裙部18、一个或多个环20和顶部22。活 塞16在发动机机体30内运动。

发动机机体30包括用于发动机冷却剂(此后称冷却剂)的流体通道 32。冷却剂在通道32内循环流动并吸收热量。然后，冷却剂循环通过散热器40。 冷却剂将热量释放给流过散热器40的空气。曲轴10可浸入容纳在油盘52内的 油浴(或油)50内。油50可循环通过油冷却器54。油冷却器54包括自身的散热 器，以将热量释放到大气中。可备选地是，油冷却器54可与冷却剂交换热量。 在产品开发期间，油50的温度可通过温度传感器(未示出)测量，其可能是可获 得的或可能是不可获得的。 发明内容

一种系统，包括输入和热数据处理模块。当发动机启动时，该输 入接收发动机油的第一油温。该热数据处理模块估算自发动机活塞到发动机油 的第一热传递。该热数据处理模块估算自发动机油到发动机的发动机机体的第 二热传递。该热数据处理模块基于第一油温和第一热传递和第二热传递确定发 动机油的第二油温。

热数据处理模块基于发动机的几何形状估算第一热传递和第二热 传递。热数据处理模块使用基于发动机的导热率和传热面积产生的热导值 (conductance values)估算第一热传递和第二热传递。

热数据处理模块基于发动机油的粘度和油盘的上部和下部的发动 机油的温度之差中的至少一个来估算发动机的油盘中发动机油的循环速率。热 数据处理模块基于该速率估算第一热传递和第二热传递。

一种方法，包括：当发动机启动时，接收发动机油的第一油温； 估算自发动机活塞到发动机油的第一热传递；估算自发动机油到发动机的发动 机机体的第二热传递。该方法进一步包括基于第一油温、第一热传递和第二热 传递确定发动机油的第二油温。

该方法进一步包括基于发动机的几何形状估算第一热传递和第二 热传递。该方法进一步包括基于发动机的导热率和传热面积产生热导值，并使 用这些热导值估算第一热传递和第二热传递。

该方法进一步包括基于所述发动机油的粘度和所述发动机油在所 述油盘的上部和下部的温度差中的至少一个来确定所述发动机的油盘中的所述 发动机油的循环速率。该方法进一步包括基于所述速率估算所述第一热传递和 第二热传递。

一种系统，包括油温模块和热数据处理模块。当发动机启动时， 基于发动机的冷却剂的冷却剂温度，油温模块确定发动机油的第一油温。热数 据处理模块估算自发动机活塞到发动机油的第一热传递。热数据处理模块估算 自发动机油到发动机的发动机机体的第二热传递。热数据处理模块基于第一油 温和第一热传递以及第二热传递确定发动机油的第二油温。

油温模块基于在冷却剂温度的基础上所产生的传热系数来确定第 一油温。油温模块基于在发动机的油盘周围的气流的基础上所产生的传热系数 来确定第一油温。油温模块基于发动机机体和发动机的油盘的对流面积来确定 第一油温。油温模块基于发动机的质量和比热来确定第一油温。

油温模块基于冷却剂温度、发动机机体温度和发动机油的温度中 的至少一个衰减到环境温度的指数衰减来确定第一油温。自发动机关闭时的第 一时间到发动机启动时的第二时间，该指数衰减发生。

该系统进一步包括油冷却器模块，该油冷却器模块估算由油冷却 器中的油冷却剂自发动机油吸收的热量。热数据处理模块基于由油冷却剂自发 动机油吸收的热量来确定第二油温。

该系统进一步包括转矩估算模块，该估算模块基于第二油温估算 发动机的发动机转矩。