用于具有液體冷卻型汽缸蓋和液體冷卻型汽缸體的內(nèi)燃發(fā)動機的方法和系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及用于具有液體冷卻型汽缸蓋和液體冷卻型汽缸體的內(nèi)燃發(fā)動機的方法和系統(tǒng)。提供了用于分開地向汽缸蓋和汽缸體提供液體冷卻的方法和系統(tǒng)。在一個示例中，方法包括基于發(fā)動機溫度利用單個泵將冷卻劑選擇性地泵送至第一汽缸蓋冷卻劑套和汽缸體冷卻劑套中的每一個。該方法還包括將冷卻劑從第一汽缸蓋冷卻劑套排至包括車輛內(nèi)部加熱器的加熱回路線路，以及將冷卻劑自汽缸體冷卻劑套排出，并且排回至所述單個泵。
【專利說明】用于具有液體冷卻型汽缸蓋和液體冷卻型汽缸體的內(nèi)燃發(fā)動機的方法和系統(tǒng)
[0001]相關(guān)申請的交叉引用
[0002]本申請要求2013年3月I號提交的德國專利申請?zhí)?02013203474.1的優(yōu)先權(quán)，其全部內(nèi)容被并入本文以供所有目的的參考。
【背景技術(shù)】
[0003]發(fā)動機可以在汽缸蓋和汽缸體中使用各種冷卻劑套，以便提供冷卻。然而，冷卻系統(tǒng)可存在關(guān)于增加發(fā)動機效率和廢熱排放(waste heat rejection)、改善發(fā)動機暖機、維持峰值溫度控制、提供車輛加熱等的競爭性目標。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]一種平衡這類目標的方法包括一種發(fā)動機方法，其包括:基于發(fā)動機溫度利用單個泵將冷卻劑選擇性地泵送至第一汽缸蓋冷卻劑套和汽缸體冷卻劑套中的每一個，將冷卻劑從第一汽缸蓋冷卻劑套排至包括車輛內(nèi)部加熱器的加熱回路線路，以及將冷卻劑自汽缸體冷卻劑套排出，并且排回至單個泵。例如，發(fā)動機冷卻系統(tǒng)可以包括被耦接至第一汽缸蓋冷卻劑套的進口和汽缸體冷卻劑套的進口的單個泵。第一切斷元件可以被設(shè)置在泵與汽缸體之間，而第二切斷元件可以被設(shè)置在泵與汽缸蓋之間。調(diào)節(jié)第一和第二切斷元件的位置可以控制通過第一汽缸蓋冷卻劑套和汽缸體冷卻劑套中的每一個的冷卻劑的流速和/或流量百分比。例如，在發(fā)動機冷啟動期間，可以開始發(fā)動機暖機階段。在這個階段期間，第一切斷元件可以關(guān)閉，從而允許冷卻劑僅流過汽缸蓋的第一汽缸蓋冷卻劑套。該冷卻劑然后流至車輛內(nèi)部加熱器，并且流回至泵。停止冷卻劑到汽缸體的流動可以允許發(fā)動機更快地加熱，由此改善發(fā)動機性能。進一步，通過使冷卻劑僅流過汽缸蓋并且流入車輛內(nèi)部加熱器，車輛的內(nèi)部可以更快地加熱，由此增加車輛乘客的舒適度。
[0005]應(yīng)當(dāng)理解，提供以上概述是為了以簡化的形式介紹思路選擇，這些思路在【具體實施方式】中被進一步描述。這并不意味著確定所要求保護的主題的關(guān)鍵或基本特征，要求保護的主題的范圍僅由所附權(quán)利要求限定。另外，要求保護的主題不限于解決在上述或在本公開的任何部分中提及的任何缺點的實施方式。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0006]圖1是示出具有單個共用的冷卻劑泵的內(nèi)燃發(fā)動機的第一實施方式的示意圖。
[0007]圖2A-2B是示出利用單個泵將冷卻劑選擇性地泵送通過汽缸蓋和/或汽缸體的方法的流程圖。
【具體實施方式】
[0008]以下描述涉及具有至少一個液體冷卻型汽缸蓋和一個液體冷卻型汽缸體的內(nèi)燃發(fā)動機，其中:[0009]至少一個汽缸蓋配備有至少一個集成的冷卻劑套，第一冷卻劑套在進口側(cè)具有用于供給冷卻劑的第一供應(yīng)開口，并且在出口側(cè)具有用于排出冷卻劑的第一排出開口，
[0010]汽缸體配備有至少一個集成的冷卻劑套，冷卻劑套與汽缸體相關(guān)聯(lián)，在進口側(cè)具有用于供給冷卻劑的第二供應(yīng)開口，并且在出口側(cè)具有用于排出冷卻劑的第二排出開口，以及，
[0011]為了形成冷卻劑回路，排出開口至少與供應(yīng)開口是可連接的。
[0012]本發(fā)明還涉及一種用于控制所述類型的內(nèi)燃發(fā)動機的冷卻裝置的方法。在下文中參照圖2A-2B進一步描述用于控制冷卻裝置的方法。
[0013]例如，上述類型的內(nèi)燃發(fā)動機被用作機動車輛的驅(qū)動機。在本發(fā)明的背景下，“內(nèi)燃發(fā)動機”的表述包括柴油發(fā)動機、奧托循環(huán)發(fā)動機以及混合動力內(nèi)燃發(fā)動機(hybridinternal combustion engines),即，能夠利用混合燃燒過程運轉(zhuǎn)的內(nèi)燃發(fā)動機。
[0014]內(nèi)燃發(fā)動機的冷卻裝置基本上可以采取空氣式冷卻裝置或液體式冷卻裝置的形式。由于液體具有較高的熱容量，與利用空氣式冷卻裝置可能散發(fā)的熱量相比，利用液體式冷卻裝置可能散發(fā)顯著更多的熱量。因此，依據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的內(nèi)燃發(fā)動機越來越多地配備液體式冷卻裝置，這是因為發(fā)動機的熱負荷在不斷地增加。其另一個原因是內(nèi)燃發(fā)動機越來越多是機械增壓的，并且基于獲得盡可能緊湊包裝的目的，越來越多數(shù)量的部件被集成到汽缸蓋或汽缸體內(nèi)，因此發(fā)動機——即，內(nèi)燃發(fā)動機——的熱負荷在不斷增加。排氣歧管被越來越多地集成到汽缸蓋中，以便被合并到汽缸蓋中提供的冷卻裝置內(nèi)，并且以便歧管無需由昂貴的聞熱負荷材料制成。
[0015]液體式冷卻裝置的形成需要汽缸蓋配備至少一個冷卻劑套，也就是說，需要提供引導(dǎo)冷卻劑經(jīng)過汽缸蓋的冷卻劑管道。在進口側(cè)通過供應(yīng)開口向至少一個冷卻劑套供給冷卻劑，該冷卻劑在流過汽缸蓋后，在出口側(cè)通過排出開口流出冷卻劑套。無需先將熱引導(dǎo)至汽缸蓋表面以進行散熱，空氣式冷卻裝置中的情況正是如此，而是將熱釋放給已經(jīng)在汽缸蓋內(nèi)部的冷卻劑。在此，通過布置在冷卻劑回路中的泵輸送冷卻劑，以便于所述冷卻劑循環(huán)。因此，通過排出開口將釋放給冷卻劑的熱從汽缸蓋的內(nèi)部排出，并且例如通過熱交換器和/或以一些其他方式在汽缸蓋外面再次從冷卻劑中提取熱。
[0016]如同汽缸蓋，汽缸體也可以配備一個或多個冷卻劑套。汽缸蓋是較高熱負荷部件，因為與汽缸體相比，汽缸蓋配置有排氣引導(dǎo)線路，并且集成在汽缸蓋中的燃燒室壁比提供在汽缸體中的汽缸筒更長久地暴露于高溫排氣中。此外，汽缸蓋具有比汽缸體更輕的部件質(zhì)量。
[0017]作為冷卻劑，一般使用提供有添加劑的水-二醇混合物。相對于其他冷卻劑，水具有無毒、易獲取和便宜的優(yōu)點，并且此外還具有非常高的熱容量，基于這個原因，水適于提取和散發(fā)極大的熱量，這基本上被認為是有利的。
[0018]本發(fā)明涉及的內(nèi)燃發(fā)動機是液體冷卻型，并且具有至少一個液體冷卻型汽缸蓋和液體冷卻型汽缸體。
[0019]為了形成冷卻劑回路，排出冷卻劑的出口側(cè)的排出開口至少與用于向冷卻劑套供給冷卻劑的進口側(cè)供應(yīng)開口是可連接的，為此目的，可以提供一個線路或多個線路。所述線路無需是物理意義上的線路，而也可以部分地被集成到汽缸蓋、汽缸體或一些其他部件內(nèi)。這種線路的示例是熱交換器被布置在其中以便從冷卻劑中提取熱的再循環(huán)線路。在此背景下，“至少是可連接的”意味著排出開口經(jīng)由線路系統(tǒng)被永久地連接至供應(yīng)開口，或可通過閥和/或切斷元件的使用以目標方式相互連接。
[0020]液體式冷卻裝置的宗旨和目的并不是在所有情況下從內(nèi)燃發(fā)動機提取最大可能限度的熱量。實際上，目的是根據(jù)要求控制液體式冷卻裝置，其除全負荷之外也允許內(nèi)燃發(fā)動機的如下工作模式:其中從內(nèi)燃發(fā)動機提取較少的熱或盡可能少的熱是更有利的。
[0021]為了減少摩擦損失并因此減少內(nèi)燃發(fā)動機的燃料消耗，發(fā)動機機油的快速加熱，特別是在冷啟動之后，可以是適宜的。在內(nèi)燃發(fā)動機的暖機階段期間快速加熱發(fā)動機機油確保機油粘性相應(yīng)地快速降低，因此確保摩擦和摩擦損失減少一特別是供應(yīng)以機油的軸承，例如曲軸的軸承。
[0022]根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)已知多種可通過快速加熱發(fā)動機機油減少摩擦損失的思路。例如，可以通過外部加熱設(shè)備主動加熱機油。然而，加熱設(shè)備會消耗額外的燃料，這阻礙了燃料消耗減少。在其他的思路中，在運轉(zhuǎn)期間受熱的發(fā)動機機油被存儲在絕熱的容器中，并且在重啟動的情況下被使用。然而，在運轉(zhuǎn)期間受熱的機油無法在高溫下存儲無限長的時間。在進一步的思路中，在暖機階段，冷卻劑運轉(zhuǎn)的機油冷卻器，與其本身目的相反，被用于加熱機油，雖然這進而假設(shè)快速加熱冷卻劑。
[0023]通過快速加熱內(nèi)燃發(fā)動機本身基本上也可以有助于快速加熱發(fā)動機機油，以便減少摩擦損失，通過在暖機階段從內(nèi)燃發(fā)動機盡可能少地提取熱進而有助于，即驅(qū)使，內(nèi)燃發(fā)動機的快速加熱。
[0024]在這方面，在冷啟動之后內(nèi)燃發(fā)動機的暖機階段是盡可能少的熱例如無熱將從內(nèi)燃發(fā)動機中被提取的運轉(zhuǎn)模式的示例。
[0025]通過依賴溫度的自控閥的使用，可以實現(xiàn)液體式冷卻裝置的控制，其中在冷啟動之后的熱提取減少，以便快速加熱內(nèi)燃發(fā)動機，依賴溫度的自控閥在現(xiàn)有技術(shù)中通常也被稱為恒溫閥。所述類型的恒溫閥具有受到冷卻劑沖擊的溫度反應(yīng)元件，其中通過該閥引導(dǎo)的線路，根據(jù)該元件處的冷卻劑溫度，被封堵或打開到較大或較小程度。以此方式，例如，冷卻劑可以經(jīng)由繞過被布置在再循環(huán)線路中的熱交換器的旁通線路自冷卻回路的出口側(cè)再循環(huán)至進口側(cè)。
[0026]根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)還已知，所謂的無流動策略一其中通過汽缸蓋和/或通過汽缸體的冷卻劑通量被完全停止，以便從內(nèi)燃發(fā)動機中提取盡可能少的熱。
[0027]在既具有液體冷卻汽缸蓋又具有液體冷卻汽缸體的內(nèi)燃發(fā)動機中，如同本發(fā)明主題的內(nèi)燃發(fā)動機，通過汽缸蓋以及通過汽缸體的冷卻劑通量可被相互獨立地控制將會是有利的，特別是因為這兩種部件被不同程度地?zé)嶝摵?，并表現(xiàn)出不同的暖機行為。
[0028]基本上尋找這樣的液體式冷卻裝置的控制:不僅可以在冷啟動之后分別減少和停止循環(huán)冷卻劑流速或冷卻劑通量，而且總體上可以操縱內(nèi)燃發(fā)動機的熱管理。
[0029]基于舒適的原因，特別是在冷啟動之后，經(jīng)由加熱回路線路向冷卻劑運轉(zhuǎn)的車輛內(nèi)部加熱器供給已經(jīng)在汽缸蓋和/或汽缸體中預(yù)熱的冷卻劑是有利的或是期望的。在此，具體地在以下兩方面之間存在目的沖突，一方面，冷卻劑在汽缸蓋或汽缸體中預(yù)熱以便向加熱器提供預(yù)熱的冷卻劑，另一方面，停止或減少通過汽缸蓋或汽缸體的冷卻劑通量以便在暖機階段期間從內(nèi)燃發(fā)動機中提取盡可能少的熱。
[0030]根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)，具有兩個相互分開并且因此獨立的冷卻回路的冷卻思路是已知的。在此，形成所謂的主冷卻劑回路和所謂的次冷卻劑回路，主冷卻劑回路引導(dǎo)相對大的冷卻劑流速通過被集成在汽缸體中的至少一個冷卻劑套，次冷卻劑回路引導(dǎo)相對小的冷卻劑流速通過被集成在汽缸蓋中的至少一個冷卻劑套。冷卻劑運轉(zhuǎn)的車輛內(nèi)部加熱器被包括在次回路中，也就是說經(jīng)由加熱回路線路被供給已經(jīng)在汽缸蓋中被預(yù)熱的冷卻劑。因此，可以在內(nèi)燃發(fā)動機的暖機階段期間停止通過汽缸體的冷卻劑通量，同時繼續(xù)向加熱器供給冷卻齊U。鑒于如常規(guī)應(yīng)用主回路中的冷卻劑流被通過機械驅(qū)動水泵輸送，電力運轉(zhuǎn)的泵被提供在次回路中。所述的額外泵顯著地增加了液體式冷卻裝置的成本和空間要求。此外，僅能夠向車輛內(nèi)部加熱器供給相對低的冷卻劑流速。如果需要相對高的冷卻劑流速，則不能提供這些。
[0031]針對此背景，本發(fā)明的一個目標是提出根據(jù)權(quán)利要求1的前序部分的內(nèi)燃發(fā)動機，其冷卻裝置關(guān)于成本、空間要求并且特別關(guān)于結(jié)合冷卻劑運轉(zhuǎn)的車輛內(nèi)部加熱器的舒適要求方面得到優(yōu)化。
[0032]本發(fā)明的進一步的次目標是明確提出用于控制所述類型的內(nèi)燃發(fā)動機的冷卻裝置的方法。
[0033]第一目標通過具有至少一個液體冷卻型汽缸蓋和一個液體冷卻型汽缸體的內(nèi)燃發(fā)動機實現(xiàn)，其中
[0034]至少一個汽缸蓋配備有至少一個集成的冷卻劑套，所述第一冷卻劑套在進口側(cè)具有用于供給冷卻劑的第一供應(yīng)開口，并且在出口側(cè)具有用于排出冷卻劑的第一排出開口，
[0035]汽缸體配備有至少一個集成的冷卻劑套，所述冷卻劑套與汽缸體相關(guān)聯(lián)，在進口側(cè)具有用于供給冷卻劑的第二供應(yīng)開口，并且在出口側(cè)具有用于排出冷卻劑的第二排出開口，以及，
[0036]為了形成冷卻劑回路，排出開口至少與供應(yīng)開口是可連接的，并且其中
[0037]第二排出開口至少可與第二供應(yīng)開口經(jīng)由熱交換器被布置在其中的再循環(huán)線路連接，以及
[0038]第二排出開口至少可與第二供應(yīng)開口經(jīng)由繞過被布置在再循環(huán)線路中的熱交換器的旁通線路連接，
[0039]第一排出開口至少可與第一供應(yīng)開口經(jīng)由冷卻劑運轉(zhuǎn)的車輛內(nèi)部加熱器被布置在其中的加熱回路線路連接，
[0040]用于將冷卻劑輸送至兩個供應(yīng)開口的共用泵被提供在供應(yīng)開口的上游，其中泵包括外殼，并且切斷元件被提供在泵與第二供應(yīng)開口之間，以及
[0041]加熱回路線路通入旁通線路。
[0042]根據(jù)本發(fā)明的內(nèi)燃發(fā)動機具有液體冷卻型汽缸蓋和液體冷卻型汽缸體,其中集成在汽缸蓋中的至少一個冷卻劑套與集成在汽缸體中的至少一個冷卻劑套相互分開。
[0043]根據(jù)本發(fā)明，集成在汽缸蓋中的第一冷卻劑套的第一排出開口至少可與第一供應(yīng)開口經(jīng)由加熱回路線路連接，使得冷卻劑運轉(zhuǎn)的加熱器可在所有運轉(zhuǎn)狀態(tài)下被供給已經(jīng)在汽缸蓋中預(yù)熱的冷卻劑。因此，確保向加熱器最小量供給預(yù)熱冷卻劑。
[0044]當(dāng)需要時，可經(jīng)由加熱回路線路向冷卻劑運轉(zhuǎn)的加熱器供給已經(jīng)在汽缸蓋中預(yù)熱的冷卻劑，同時通過關(guān)閉在第二供應(yīng)開口上游(即，與汽缸體相關(guān)聯(lián)的供應(yīng)開口上游)提供的切斷元件，停止經(jīng)過至少一個與汽缸體相關(guān)聯(lián)的冷卻劑套的冷卻劑通量。因此，在內(nèi)燃發(fā)動機的暖機階段期間可以停止通過汽缸體的冷卻劑通量，以便從內(nèi)燃發(fā)動機提取盡可能少的熱，同時繼續(xù)向加熱器供給冷卻劑。
[0045]由于通過被布置在兩個供應(yīng)開口上游的共用泵向兩個供應(yīng)開口(B卩，與汽缸蓋相關(guān)聯(lián)的冷卻劑套以及與汽缸體相關(guān)聯(lián)的冷卻劑套)供給冷卻劑，當(dāng)通過關(guān)閉切斷元件停用第二供應(yīng)開口時可以向冷卻劑運轉(zhuǎn)的加熱器供應(yīng)所有的冷卻劑。也就是說，根據(jù)本發(fā)明，不存在相對低冷卻劑流速的限制，諸如關(guān)于次回路思路所了解的。此外，例如，省去了提供額外的電力運轉(zhuǎn)泵的需要。與所述類型的額外泵相關(guān)的缺點(具體是增加的成本和增加的空間要求)連同該泵一起被消除。
[0046]通過如下事實，產(chǎn)生進一步的優(yōu)點:汽缸蓋比汽缸體更高熱負荷，使得汽缸蓋在冷啟動之后更快地升溫，并且因此被引導(dǎo)通過汽缸的冷卻劑流比被引導(dǎo)通過汽缸體的冷卻劑流更快地到達更高的溫度。關(guān)于乘客廂在冷啟動之后的快速加熱，這是舒適方面的顯著優(yōu)點。
[0047]通過根據(jù)本發(fā)明的內(nèi)燃發(fā)動機，實現(xiàn)本發(fā)明基于的第一目標，也就是說提供這樣的內(nèi)燃發(fā)動機:其冷卻裝置在成本、空間要求以及特別是關(guān)于與冷卻劑運轉(zhuǎn)的車輛內(nèi)部加熱器結(jié)合的舒適要求方面被優(yōu)化。
[0048]被引導(dǎo)通過汽缸體的冷卻劑能夠在離開第二排出開口之后被再循環(huán)至進口側(cè)一一任選地經(jīng)由再循環(huán)線路或經(jīng)由旁通線路，其中，如需，能夠從被布置在再循環(huán)線路中的熱交換器中的冷卻劑提取熱?？梢酝ㄟ^被提供在第二排出開口下游的恒溫閥控制所述冷卻劑流。
[0049]泵確保冷卻劑在冷卻劑回路中循環(huán)，并且能夠通過對流散熱。這樣的內(nèi)燃發(fā)動機的實施方式是有利的:其 中泵是可變控制的，因此能夠通過輸送壓力影響冷卻劑通量。
[0050]根據(jù)本發(fā)明，被引導(dǎo)通過加熱器或通過加熱回路線路的冷卻劑經(jīng)由旁通線路被再循環(huán)至進口側(cè)，其中繞過被布置在再循環(huán)線路中的熱交換器。這種方法對應(yīng)于向加熱器供應(yīng)盡可能高的溫度的冷卻劑的目標，并且對應(yīng)于驅(qū)使冷卻劑升溫以便加速內(nèi)燃發(fā)動機的加熱的目標。從熱交換器中的冷卻劑提取熱將會阻礙所述目標。
[0051]根據(jù)子權(quán)利要求的進一步有利的實施方式將會在下文中被更詳細地描述。在此，將會特別明確如何調(diào)節(jié)以及引導(dǎo)冷卻劑流，或開啟和切斷哪些回路線路，以及這會有利地導(dǎo)致什么效果和作用。
[0052]這樣的內(nèi)燃發(fā)動機的實施方式是有利的:其中集成在汽缸蓋中的第一冷卻劑套和與汽缸體相關(guān)聯(lián)的冷卻劑套相互分開。需要上述特征的實現(xiàn)，以便能夠經(jīng)由加熱回路線路向冷卻劑運轉(zhuǎn)的加熱器供給已經(jīng)在汽缸蓋中預(yù)熱的冷卻劑，并且同時，能夠通過關(guān)閉切斷元件來停止通過與汽缸體相關(guān)聯(lián)的冷卻劑套的冷卻劑通量。
[0053]這樣的內(nèi)燃發(fā)動機的實施方式是有利的，其中排氣再循環(huán)系統(tǒng)的冷卻劑運轉(zhuǎn)的冷卻設(shè)備被提供在車輛內(nèi)部加熱器上游的加熱回路線路中。
[0054]以此方式，能夠從用于再循環(huán)的熱排氣提取熱，并且能夠向已經(jīng)在汽缸蓋中預(yù)熱的冷卻劑供應(yīng)額外的熱。以此方式能夠增加加熱功率。如適當(dāng)，這使加熱器所需的冷卻劑流速降低。
[0055]這樣的內(nèi)燃發(fā)動機的實施方式是有利的:其中被提供在出口側(cè)、用于排出冷卻劑的第二排出開口被布置在汽缸體中。[0056]液體冷卻型汽缸蓋和液體冷卻型汽缸體的冷卻劑回路或相關(guān)聯(lián)的冷卻劑套相互分開。在至少一個汽缸蓋與汽缸體之間不發(fā)生冷卻劑交換。
[0057]然而，這樣的內(nèi)燃發(fā)動機的實施方式也可以是有利的:其中至少一個汽缸蓋配備有至少兩個集成的并且相互分開的冷卻劑套，其中為了向第二冷卻劑套供給冷卻劑，第二冷卻劑套被連接至與汽缸體相關(guān)聯(lián)的冷卻劑套，并且被提供在出口側(cè)、用于排出冷卻劑的第二排出開口被布置在汽缸蓋中。
[0058]在組裝的過程中，汽缸蓋和汽缸體在其組裝端側(cè)相互連接，由此形成內(nèi)燃發(fā)動機的汽缸(即燃燒室)。
[0059]在本示例中，經(jīng)由汽缸體向被集成在汽缸蓋中的冷卻劑套(所述冷卻劑套被稱為第二冷卻劑套)供給冷卻劑，并且為了這個目的，第二冷卻劑套被連接至與汽缸體相關(guān)聯(lián)的冷卻劑套。在此，第二冷卻劑套被有利地布置為鄰近汽缸蓋中的組裝端側(cè)，以便簡化冷卻劑經(jīng)由汽缸體的供給。
[0060]因此，汽缸蓋被已經(jīng)在汽缸體中預(yù)熱的冷卻劑流部分地穿越，并且已經(jīng)在汽缸蓋中受熱的冷卻劑不經(jīng)由加熱回路線路供應(yīng)給加熱器和用于使乘客廂升溫，而是經(jīng)由旁通線路或再循環(huán)線路被再循環(huán)至進口側(cè)。
[0061 ] 在本示例中，在出口側(cè)提供的第二排出開口用于將冷卻劑排出與汽缸體相關(guān)聯(lián)的冷卻劑套，并且用于將冷卻劑排出汽缸蓋的第二冷卻劑套。
[0062]這樣的內(nèi)燃發(fā)動機的實施方式是有利的:其中切斷元件是閥。
[0063]鑒于恒溫閥具有特性開啟溫度，在本示例中將例如能夠通過發(fā)動機控制器主動調(diào)節(jié)的切斷元件用作可連續(xù)調(diào)節(jié)的閥，因此基本上可以實施所述切斷元件的特性映射控制的致動(characteristicnap-controlled actuation),并且因此還可以實現(xiàn)適合于內(nèi)燃發(fā)動機的目前負荷狀態(tài)的冷卻劑溫度，例如在相對低負荷下比在高負荷下更高的冷卻劑溫度。
[0064]對于不同負荷狀態(tài)的不同冷卻劑溫度可以是有利的，因為部件中的熱傳遞不僅由通量冷卻劑流速確定，而且還顯著地由部件與冷卻劑之間的溫差確定。因此，部分負荷運轉(zhuǎn)時相對高的冷卻劑溫度等同于冷卻劑與汽缸體或汽缸蓋之間的小溫差。結(jié)果是在低度以及中度負荷下熱傳遞降低。這增加了部分負荷運轉(zhuǎn)的效率。
[0065]通過發(fā)動機控制器控制的切斷元件，能夠根據(jù)需要調(diào)節(jié)(即，控制)通過汽缸體的冷卻劑流量和因此提取的熱量。現(xiàn)代內(nèi)燃發(fā)動機一般具有發(fā)動機控制器，因此利用所述控制器調(diào)節(jié)或控制切斷元件是有利的。
[0066]這樣的內(nèi)燃發(fā)動機的實施方式是有利的:其中共用泵的外殼容納切斷元件。以此方式，降低了成本、重量和空間要求。減少了部件的數(shù)量，因此在根本上降低了冷卻裝置的采購成本和組裝成本。
[0067]這樣的內(nèi)燃發(fā)動機的實施方式是有利的:其中第二切斷元件被提供在泵與第一供應(yīng)開口之間。
[0068]通過所述第二切斷元件，能夠根據(jù)需要調(diào)節(jié)通過汽缸蓋和加熱器的冷卻劑流，特別是當(dāng)?shù)谝磺袛嘣P(guān)閉時。同樣，通過發(fā)動機控制器的控制和/或致動是有利的。
[0069]在此，這樣的內(nèi)燃發(fā)動機的實施方式同樣是有利的:其中共用泵的外殼容納第二切斷元件。原因是已經(jīng)在上文中陳述的那些。[0070]這樣的內(nèi)燃發(fā)動機的實施方式是有利的:其中第二切斷元件是閥。這允許連續(xù)可變地調(diào)節(jié)冷卻劑通量。
[0071]本發(fā)明基于的第二子目標——具體地，明確提出用于控制上述類型的內(nèi)燃發(fā)動機的冷卻裝置的方法——通過在內(nèi)燃發(fā)動機的暖機階段中關(guān)閉切斷元件的方法實現(xiàn)。根據(jù)本發(fā)明，為了加速內(nèi)燃發(fā)動機的加熱，在暖機階段中實現(xiàn)(即，實施)關(guān)于汽缸體的無流動策略。完全停止通過汽缸體的冷卻劑通量，具體地直至滿足允許和/或需要打開切斷元件的預(yù)定標準。
[0072]汽缸體冷卻劑套中的冷卻劑不流動，而是保持靜止。因此，加速冷卻劑的升溫和內(nèi)燃發(fā)動機的加熱。這種方法迫使發(fā)動機機油升溫，因此降低內(nèi)燃發(fā)動機的摩擦損失，并且顯著地減少內(nèi)燃發(fā)動機的燃料消耗。
[0073]關(guān)于根據(jù)本發(fā)明的內(nèi)燃發(fā)動機已經(jīng)陳述的內(nèi)容還適用于根據(jù)本發(fā)明的方法。
[0074]這樣的方法實施方式是有利的:其中自切斷元件的關(guān)閉狀態(tài)開始，當(dāng)超過預(yù)定汽缸體溫度時，所述切斷元件被打開。
[0075]這樣的方法的實施方式也是有利的:其中自切斷元件的關(guān)閉狀態(tài)開始，當(dāng)超過預(yù)定冷卻劑溫度時，所述切斷元件被打開。
[0076]在其中第二切斷元件被提供在泵與第一供應(yīng)開口之間的內(nèi)燃發(fā)動機的情況下，這樣的方法實施方式是有利的:其中通過所述第二切斷元件控制通過第一冷卻劑套和加熱器的冷卻劑通量。
[0077]可以根據(jù)確定的汽缸蓋溫度、汽缸體溫度和/或車輛內(nèi)部溫度，抑或根據(jù)確定的冷卻劑溫度進行第一切斷元件和/或第二切斷元件的調(diào)節(jié)。以此方式，汽缸蓋以及汽缸體均可根據(jù)需要被溫度控制或冷卻，并且車輛內(nèi)部可被加熱。
[0078]這樣的方法變型是有利的:其中以數(shù)學(xué)方式確定汽缸體和/或汽缸蓋的溫度。
[0079]例如，通過模擬進行溫度的數(shù)學(xué)確定，為此應(yīng)用現(xiàn)有技術(shù)已知的模型(例如用于確定在燃燒期間產(chǎn)生的反應(yīng)熱的動態(tài)熱模型和動力學(xué)模型)。將已經(jīng)可獲得的內(nèi)燃發(fā)動機的(即已經(jīng)基于其他目的所確定的)運轉(zhuǎn)參數(shù)用作模擬的輸入信號。
[0080]模擬計算的特征在于，不需要為確定溫度提供額外的部件，特別是傳感器，這對于成本而言是有利的。然而，不利的是，以此方式確定的溫度僅是估計值，這可能降低控制或調(diào)控的質(zhì)量。
[0081]這樣的方法變型也是有利的:其中通過借助于傳感器的測量來直接檢測汽缸體和/或汽缸蓋的溫度。
[0082]通過測量檢測汽缸體和/或汽缸蓋溫度不產(chǎn)生任何困難。汽缸體和/或汽缸蓋即使在內(nèi)燃發(fā)動機已經(jīng)暖機時仍表現(xiàn)出比較適中的溫度，此外還為布置傳感器提供多種選擇(即不同位置)，而內(nèi)燃發(fā)動機的功能性未被不利地影響。
[0083]為了估計汽缸蓋溫度，還可以考慮不同的部件溫度，特別是汽缸體溫度，反之亦然，所述部件溫度例如通過借助于傳感器的測量來檢測，或通過模擬計算以數(shù)學(xué)方式確定。
[0084]在液體冷卻型內(nèi)燃發(fā)動機(諸如當(dāng)前內(nèi)燃發(fā)動機)中，還可以利用冷卻劑溫度確定(即，估計)汽缸體溫度和/或汽缸蓋溫度。逆反的方法同樣是可想到的。
[0085]有利地，切斷元件可以連續(xù)可變的方式調(diào)節(jié)，因此能夠根據(jù)需要調(diào)節(jié)通過汽缸蓋和/或通過汽缸體的貫穿流通。[0086]然而，切斷元件基本上也可以是切換型設(shè)計，從而被多級切換。
[0087]在第一切斷元件關(guān)閉的內(nèi)燃發(fā)動機暖機階段中，汽缸蓋可以繼續(xù)被冷卻劑流過并且被冷卻，并且冷卻劑可以經(jīng)由汽缸蓋和加熱回路線路被輸送至冷卻劑運轉(zhuǎn)的加熱器，使得在暖機階段期間，加熱器被供給已經(jīng)在汽缸蓋中被預(yù)熱的冷卻劑，并且加熱乘客廂。
[0088]圖1示意地示出了液體冷卻型內(nèi)燃發(fā)動機I的第一實施方式。為了形成液體式冷卻裝置，內(nèi)燃發(fā)動機I包括液體冷卻型汽缸蓋2和液體冷卻型汽缸體3。
[0089]液體冷卻型汽缸蓋2具有兩個集成的、相互分開的冷卻劑套2a、2b，其中第一集成冷卻劑套2a在進口側(cè)具有用于供給冷卻劑的第一供應(yīng)開口 4a，并且在出口側(cè)具有用于排出冷卻劑的第一排出開口 5a。因此，第一集成冷卻劑套2a (例如，第一汽缸蓋冷卻劑套)和第二集成冷卻劑套2b (例如，第二汽缸蓋冷卻劑套)流體地(fluidly)分開，使得其各自的冷卻劑流動之間沒有流體相互作用。經(jīng)由汽缸體3向第二集成冷卻劑套2b供給冷卻劑(通過箭頭圖示說明)。為了這個目的，汽缸蓋2的第二冷卻劑套2b被布置在面向汽缸體3的那側(cè)上，并且被連接于集成在汽缸體3中的冷卻劑套3a，后者冷卻劑套在進口側(cè)具有用于供給冷卻劑的第二供應(yīng)開口 4b。為了排出冷卻劑，第二排出開口 5b被提供在出口側(cè)，所述第二排出開口在本示例中被布置在汽缸蓋2中。與汽缸體相關(guān)聯(lián)的冷卻劑套3a的冷卻劑和集成在汽缸蓋2中的第二冷卻劑套2b的冷卻劑從所述第二排出開口 5b排出。冷卻劑以此方式離開，第一冷卻劑套2a的第一排出開口 5a不同于汽缸體冷卻劑套3a和第二冷卻劑套2b的排出開口 5b,并且可以與之相隔。
[0090]在供應(yīng)開口 4a、4b的上游提供共用泵12，用于將冷卻劑輸送至兩個供應(yīng)開口 4a、4b。共用泵12可以是單個冷卻劑泵，使得其是冷卻劑系統(tǒng)中唯一的冷卻劑泵。例如，在加熱回路線路6中不存在專屬泵。
[0091]為了形成冷卻劑回路，出口側(cè)的排出開口 5a、5b可以以下文描述的方式連接至進口側(cè)的供應(yīng)開口 4a、4b。
[0092]第二排出開口 5b可以經(jīng)由熱交換器7a被布置在其中的回流線路7和/或經(jīng)由繞過熱交換器7a的旁通線路8連接至泵12和供應(yīng)開口 4a、4b。在回路中旁通線路8從再循環(huán)線路7分出的位置處布置恒溫閥11，其自動進行兩個線路7、8之間冷卻劑流的分配。另夕卜，第二排出開口 5b不連接至加熱回路線路，并且來自第二排出開口 5b的冷卻劑流不可流至內(nèi)部加熱器6a。
[0093]第一排出開口 5a可以經(jīng)由加熱回路線路6連接至泵12和供應(yīng)開口 4a、4b，其中冷卻劑運轉(zhuǎn)的車輛內(nèi)部加熱器6a被布置在其中的加熱回路線路6通入旁通線路8。在本示例中，在加熱回路線路6中加熱器6a上游，提供了排氣再循環(huán)系統(tǒng)的冷卻劑運轉(zhuǎn)的冷卻設(shè)備6b，通過該冷卻劑運轉(zhuǎn)的冷卻設(shè)備，冷卻劑在被供應(yīng)至加熱器6a之前被額外地加熱。如上所述，在加熱回路線路6中沒有泵，并且冷卻劑經(jīng)過內(nèi)部加熱器6a的流動是通過共用泵12提供的。
[0094]在泵12與第二供應(yīng)開口 4b之間提供切斷元件9，在本示例中為閥9a，其在內(nèi)燃發(fā)動機I的暖機階段(例如，當(dāng)發(fā)動機溫度在閾值以下和/或在冷啟動情況下)中是關(guān)閉的，以便通過無流動策略驅(qū)使內(nèi)燃發(fā)動機I的加熱。在這種情況下，通過汽缸體3的冷卻劑通量
被完全停止。
[0095]在泵12與第一供應(yīng)開口 4a之間提供第二切斷元件10，在本示例中類似地為閥10a，通過第二切斷元件能夠控制和調(diào)節(jié)通過汽缸蓋2和加熱器6a的冷卻劑流。單個共用泵12、第一切斷元件和任選地第二切斷元件的組合允許選擇性地控制冷卻劑通過汽缸蓋和汽缸體中每一個的流動。通過調(diào)節(jié)切斷元件和泵速，總冷卻劑流量的不同百分比可以被引導(dǎo)至第一汽缸蓋冷卻劑套2a和/或汽缸體冷卻劑套3a。在一些實施方式中，泵12上游的第一部分冷卻劑流量可以被引導(dǎo)至第一汽缸蓋冷卻劑套2a，而泵12上游的第二部分冷卻劑流量可以被引導(dǎo)至汽缸體冷卻劑套3a。閥的位置可以調(diào)節(jié)第一和第二部分。例如，完全關(guān)閉第一切斷元件9可以導(dǎo)致第一部分與泵上游的總冷卻劑流量基本上相同，而第二部分基本上為零。
[0096]圖2A-2B示出了利用單個泵將冷卻劑選擇性地泵送通過汽缸蓋和/或汽缸體的方法200。如上所述，通過汽缸體和汽缸蓋的冷卻劑流動可以是分開的。具體地，汽缸蓋可以包括第一汽缸蓋冷卻劑套和第二汽缸蓋冷卻劑套，第一和第二汽缸蓋冷卻劑套流體地分開(例如，在兩個冷卻劑套之間無冷卻劑流動)。汽缸體包括一個汽缸體冷卻劑套。在一些實施方式中，汽缸體冷卻劑套被流體地(流體連通地，fluidly)連接至第二汽缸蓋冷卻劑套，使得冷卻劑自汽缸體冷卻劑套流出，并且流入第二汽缸蓋冷卻劑套。因此，通過汽缸體的冷卻劑流還必須在離開發(fā)動機和返回至冷卻劑回流線路(例如，旁通線路8或回流線路7)之前經(jīng)過汽缸蓋的一部分(例如，下部)。通過第一汽缸蓋冷卻劑套的冷卻劑流離開汽缸蓋，并且流至加熱回路線路(例如，在圖1中示出的加熱回路線路6)，該加熱回路線路包括車輛內(nèi)部加熱器，其將流動冷卻劑提供的熱供應(yīng)至車輛內(nèi)部。如上所述，加熱回路線路不包括額外的泵，因此通過第一汽缸蓋冷卻劑套和內(nèi)部加熱器的冷卻劑流由設(shè)置在汽缸蓋和汽缸體上游的單個(例如，共用的)泵(例如，在圖1中示出的泵12)提供。以此方式，泵12可以是冷卻劑再循環(huán)系統(tǒng)中唯一的冷卻劑泵。
[0097]如上所述，離開發(fā)動機的兩個不同的冷卻劑流保持相互分開，直至加熱回路線路與旁通線路重新匯合到一起。另外，可以通過設(shè)置在單個泵與汽缸體之間的第一切斷元件和設(shè)置在單個泵與汽缸蓋之間的第二切斷元件選擇性地控制冷卻劑從泵到汽缸蓋和汽缸體中的每一個的流動。在一些實施方式中，切斷元件中的一個或多個可以被集成到單個泵的外殼內(nèi)。發(fā)動機控制器可以調(diào)節(jié)單個泵的運轉(zhuǎn)(例如，泵速)，和調(diào)節(jié)第一和第二切斷元件中的每一個的位置。例如，切斷元件可以是可調(diào)節(jié)到完全打開與完全關(guān)閉之間多個位置的閥?？刂破骺梢曰诎l(fā)動機工況諸如發(fā)動機負荷和發(fā)動機溫度將閥調(diào)節(jié)到這些位置。在其他實施方式中，控制器只可以打開以及關(guān)閉閥。在其他實施方式中，控制器可以基于如下調(diào)節(jié)閥:通過汽缸蓋(例如，第一汽缸蓋冷卻劑套和車輛內(nèi)部加熱器)和汽缸體(例如，汽缸體冷卻劑套和第二汽缸蓋冷卻劑套)中的每一個的期望的冷卻劑流速或冷卻劑流量百分比。在下文中所描述的用于執(zhí)行方法200的指令可以被存儲在控制器的存儲器上，使得控制器可以執(zhí)行該方法。
[0098]方法200在202處開始于估計和/或測量發(fā)動機工況。發(fā)動機工況可以包括發(fā)動機轉(zhuǎn)速和負荷、發(fā)動機溫度、發(fā)動機冷卻劑溫度、汽缸體溫度、汽缸蓋溫度、車廂(例如，內(nèi)部)溫度、閥或切斷元件位置、發(fā)動機接通(key-on)事件等。在202處，該方法可以包括基于另外的發(fā)動機溫度和/或燃燒參數(shù)估計或計算發(fā)動機溫度。例如，汽缸體溫度可以基于測得的冷卻劑溫度和燃燒參數(shù)。
[0099]在204處，該方法包括確定發(fā)動機暖機階段情況是否存在。發(fā)動機暖機階段情況可以包括冷啟動情況。在另一示例中，發(fā)動機暖機階段情況可以包括發(fā)動機溫度(例如，汽缸體或汽缸蓋溫度)在閾值溫度以下。如果在204處不存在暖機階段情況，該方法繼續(xù)至205，不關(guān)閉第一切斷元件。然后該方法繼續(xù)至212，估計發(fā)動機和冷卻劑溫度，從而確定通過汽缸蓋和汽缸體的預(yù)期冷卻劑流量百分比，如下文中進一步描述。
[0100]如果在204處存在發(fā)動機暖機階段情況，該方法繼續(xù)至206，以利用單個泵將冷卻劑僅泵送通過發(fā)動機的汽缸蓋。具體地，該方法在206處包括利用單個泵(例如，在圖1中示出的泵12)將冷卻劑僅泵送通過第一汽缸蓋冷卻劑套。該方法在206處可以包括關(guān)閉被設(shè)置在單個泵與汽缸體之間的的第一切斷元件。因此，通向汽缸體和汽缸體冷卻劑套的冷卻劑流動可以被阻止。因此，該方法在206處包括將冷卻劑僅泵送通過第一汽缸蓋冷卻劑套，而不通過汽缸體冷卻劑套或第二汽缸蓋冷卻劑套。
[0101]該方法在208處包括調(diào)節(jié)被設(shè)置在單個泵與汽缸蓋之間的第二切斷元件，以便調(diào)節(jié)通過第一汽缸蓋冷卻劑套和車輛內(nèi)部加熱器的冷卻劑流動。例如，該方法在208處可以包括調(diào)節(jié)第二切斷元件的位置(或打開程度)，以便實現(xiàn)冷卻劑通過汽缸蓋和內(nèi)部加熱器的目標流速。目標流速可以基于發(fā)動機負荷、冷卻劑溫度、和/或汽缸蓋溫度中的一種或多種。
[0102]該方法繼續(xù)至210，以便將冷卻劑從第一汽缸蓋冷卻劑套排至包括車輛內(nèi)部加熱器(例如，在圖1中示出的內(nèi)部加熱器6a)的加熱回路線路。具體地，該方法在210處可以包括，經(jīng)由汽缸蓋中的第一排出開口(例如，在圖1中示出的第一排出開口 5a)自第一汽缸蓋冷卻劑套排出冷卻劑，然后使冷卻劑流過內(nèi)部加熱器，然后返回至旁通線路，然后流回至泵。在一些實施方式中，該方法在208處還可以包括使冷卻劑流至加熱回路線路中內(nèi)部加熱器上游的冷卻設(shè)備，諸如EGR冷卻設(shè)備。
[0103]在212處，該方法包括確定汽缸體溫度是否大于閾值汽缸體溫度和/或冷卻劑溫度是否大于閾值冷卻劑溫度。閾值汽缸體溫度和/或閾值冷卻劑溫度可以基于指示需要額外的發(fā)動機冷卻的溫度。在一些示例中，這些閾值可以基于發(fā)動機負荷情況，并且可以隨發(fā)動機負荷變化而變化。例如在較低的發(fā)動機負荷下，這些閾值可以較高。然而，隨著發(fā)動機負荷增加，可需要通過汽缸體的額外發(fā)動機冷卻。如果在212處兩種情況均不滿足，該方法繼續(xù)至214，維持發(fā)動機運轉(zhuǎn)。維持發(fā)動機運轉(zhuǎn)可以包括維持當(dāng)前的泵速、第一切斷元件位置以及第二切斷元件位置。然后該方法可以返回和/或循環(huán)回到212，重新檢測發(fā)動機和冷卻劑溫度。
[0104]可選地，在212處，如果汽缸體溫度中的一個或多個大于閾值汽缸體溫度或冷卻劑溫度大于閾值冷卻劑溫度，則該方法繼續(xù)至216，利用單個泵將冷卻劑泵送通過第一汽缸蓋冷卻劑套和汽缸體冷卻劑套。因此，該方法在216處可以包括打開第一切斷元件(在泵與汽缸體之間)，以便允許自泵流出，并且流入汽缸體冷卻劑套。在一些實施方式中，汽缸蓋包括被流體地耦接至汽缸體冷卻劑套的第二汽缸蓋冷卻劑套。因此，該方法在216處可以包括將冷卻劑泵送通過汽缸體冷卻劑套，從汽缸體冷卻劑套泵送至第二汽缸蓋冷卻劑套，并且泵送通過第二汽缸蓋冷卻劑套。冷卻劑可以同時但分開地流過第一汽缸蓋冷卻劑套以及流至內(nèi)部加熱器。
[0105]該方法在218處包括將冷卻劑從第二汽缸蓋冷卻劑套排至散熱器或散熱器旁路中的一種或多種。具體地，冷卻劑可以通過第二排出開口(例如，在圖1中示出的第二排出開口 5b)離開汽缸體冷卻劑套和第二汽缸蓋冷卻劑套。冷卻劑然后可以流至恒溫閥，并且基于冷卻劑溫度可以被選擇性地引導(dǎo)至繞過散熱器的旁通線路和/或散熱器。
[0106]在一些實施方式中，在220處，該方法可以包括調(diào)節(jié)被設(shè)置在單個泵與汽缸蓋之間的第二切斷元件。因此，可以調(diào)節(jié)通過第一汽缸蓋冷卻劑套和車輛內(nèi)部加熱器的冷卻劑流的流速或百分比。在一個示例中，調(diào)節(jié)第二切斷元件可以包括完全關(guān)閉第二切斷元件，從而利用單個泵將冷卻劑僅泵送通過汽缸體冷卻劑套和第二汽缸蓋冷卻劑套。關(guān)閉第二切斷元件可以阻止(例如，停止)冷卻劑流過第一汽缸蓋冷卻劑套以及流過車輛內(nèi)部加熱器。例如，如果車輛內(nèi)部溫度到達閾值上限，從而不需要內(nèi)部加熱，則控制器可以關(guān)閉第二切斷元件。
[0107]以此方式，方法可以包括基于發(fā)動機溫度利用單個泵將冷卻劑選擇性地泵送至第一汽缸蓋冷卻劑套和汽缸體冷卻劑套中的每一個，將冷卻劑從第一汽缸蓋冷卻劑套排至包括車輛內(nèi)部加熱器的加熱回路線路，以及將冷卻劑自汽缸體冷卻劑套排出并且排回至單個泵。自汽缸體冷卻劑套排出冷卻劑包括將冷卻劑選擇性地引導(dǎo)至散熱器和散熱器旁路中的每一個。
[0108]該方法還可以包括使冷卻劑自汽缸體冷卻劑套直接流至第二汽缸蓋冷卻劑套，第一汽缸蓋冷卻劑套與第二汽缸蓋冷卻劑套流體地分開，并且與汽缸體冷卻劑套流體地分開。在一個示例中，利用單個泵選擇性地泵送冷卻劑包括，響應(yīng)于冷啟動情況或發(fā)動機溫度低于第一閾值中的一種或多種，關(guān)閉被設(shè)置在單個泵與汽缸體之間的第一切斷元件，以使冷卻劑僅流過第一汽缸蓋冷卻劑套。在另一示例中，利用單個泵選擇性地泵送冷卻劑包括，響應(yīng)于汽缸體溫度大于第二閾值或冷卻劑溫度大于第三閾值中的一種或多種，打開第一切斷元件，以使冷卻劑流過汽缸體冷卻劑套。因此，通過平衡迅速增加冷啟動情況下的發(fā)動機溫度與加熱車輛內(nèi)部，來實現(xiàn)技術(shù)效果，同時還提供了隨著發(fā)動機溫度增加而充足的發(fā)動機冷卻。
[0109]注意，本文中包括的示例控制和估計方式能夠用于各種發(fā)動機和/或車輛系統(tǒng)配置。在本文中所公開的控制方法和方式可以作為可執(zhí)行指令存儲在非臨時性存儲器中。在本文中所描述的具體方式可以代表任意數(shù)量的處理策略中的一種或多種，諸如事件驅(qū)動、中斷驅(qū)動、多任務(wù)、多線程等。因此，所示例的各種動作、操作、和/或功能可以所示順序執(zhí)行、并行地執(zhí)行，或者在一些情況下被省略。同樣，實現(xiàn)在本文中所描述的示例實施方式的特征和優(yōu)點不一定要求所述處理順序，提供所述處理順序是為了便于圖釋和說明。取決于所使用的具體策略，所示出的動作、操作和/或功能中的一個或多個可以被重復(fù)執(zhí)行。另夕卜，所描述的動作、操作、和/或功能可以圖形表示被編入發(fā)動機控制系統(tǒng)中的計算機可讀存儲介質(zhì)的非臨時性存儲器的代碼。
[0110]應(yīng)認識到，在本文中所公開的配置和方式本質(zhì)上是示例性的，并且這些具體的實施方式不被認為具有限制意義，因為多種變型是可能的。例如，上述技術(shù)能夠應(yīng)用于V-6、1-4、1-6、V-12、對置4缸和其他發(fā)動機類型。本公開的主題包括在本文中所公開的各種系統(tǒng)和配置以及其他特征、功能和/或性質(zhì)的所有新穎的并且非顯而易見的組合和子組合。
[0111]本申請的權(quán)利要求具體地指出某些被認為是新穎的和非顯而易見的組合和子組合。這些權(quán)利要求可能涉及“一個”元件或“第一”元件或其等同形式。這些權(quán)利要求應(yīng)當(dāng)被理解為包括一個或多個這種元件的組合，既不要求也不排除兩個或更多個這種元件。所公開的特征、功能、元件和/或特性的其他組合和子組合可通過現(xiàn)有權(quán)利要求的修改或通過在本申請或相關(guān)申請中新權(quán)利要求的提出而被要求保護。這些權(quán)利要求，無論與原始權(quán)利要求范圍相比更寬、更窄、相同或不相同，都被認為包括在本公開的主題內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.發(fā)動機方法，其包括: 基于發(fā)動機溫度利用單個泵將冷卻劑選擇性地泵送至第一汽缸蓋冷卻劑套和汽缸體冷卻劑套中的每一個； 將冷卻劑從所述第一汽缸蓋冷卻劑套排至包括車輛內(nèi)部加熱器的加熱回路線路；以及 將冷卻劑自所述汽缸體冷卻劑套排出，并且排回至所述單個泵。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中將冷卻劑自所述汽缸體冷卻劑套排出包括將冷卻劑選擇性地引導(dǎo)至散熱器和散熱器旁路中的每一個。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其還包括使冷卻劑自所述汽缸體冷卻劑套直接流至第二汽缸蓋冷卻劑套，所述第一汽缸蓋冷卻劑套與所述第二汽缸蓋冷卻劑套流體地分開，并且與所述汽缸體冷卻劑套流體地分開。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中利用所述單個泵選擇性地泵送冷卻劑包括，響應(yīng)于冷啟動情況或發(fā)動機溫度在第一閾值以下中的一種或多種，關(guān)閉設(shè)置在所述單個泵與汽缸體之間的第一切斷元件，以使冷卻劑僅流過所述第一汽缸蓋冷卻劑套。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其中利用所述單個泵選擇性地泵送冷卻劑包括，僅利用所述單個泵泵送冷卻劑，并且響應(yīng)于汽缸體溫度大于第二閾值或冷卻劑溫度大于第三閾值中的一種或多種，打開所述第一切斷元件，以使冷卻劑流過所述汽缸體冷卻劑套。
6.發(fā)動機方法，其包括: 在發(fā)動機暖機階段期間，利用單個泵將冷卻劑僅泵送通過第一汽缸蓋冷卻劑套； 當(dāng)汽缸體溫度大于第一閾值時，利用所述單個泵將冷卻劑泵送通過所述第一汽缸蓋冷卻劑套、汽缸體冷卻劑套和第二汽缸蓋冷卻劑套，所述第二汽缸蓋冷卻劑套被流體地耦接至所述汽缸體冷卻劑套； 將冷卻劑從所述第一汽缸蓋冷卻劑套排至包括車輛內(nèi)部加熱器的加熱回路線路；以及 將冷卻劑從所述第二汽缸蓋冷卻劑套排至散熱器或散熱器旁路中的一種或多種。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其中利用所述單個泵將冷卻劑僅泵送通過所述第一汽缸蓋冷卻劑套包括，關(guān)閉設(shè)置在所述單個泵與汽缸體之間的切斷元件，并且其中所述發(fā)動機暖機階段包括發(fā)動機溫度在第二閾值以下。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其中利用所述單個泵將冷卻劑泵送通過所述第一汽缸蓋冷卻劑套、所述汽缸體冷卻劑套和所述第二汽缸蓋冷卻劑套包括，響應(yīng)于汽缸體溫度大于所述第一閾值或冷卻劑溫度大于第三閾值中的一種或多種，打開所述切斷元件。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其還包括調(diào)節(jié)設(shè)置在所述單個泵與汽缸蓋之間的第二切斷元件，以便調(diào)節(jié)通過所述第一汽缸蓋冷卻劑套和所述車輛內(nèi)部加熱器的冷卻劑的流動。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其還包括利用所述單個泵將冷卻劑僅泵送通過所述汽缸體冷卻劑套和所述第二汽缸蓋冷卻劑套，所述將冷卻劑僅泵送通過所述汽缸體冷卻劑套和所述第二汽缸蓋冷卻劑套包括關(guān)閉所述第二切斷元件。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其還包括基于冷卻劑溫度、汽缸蓋溫度、汽缸體溫度、車輛內(nèi)部溫度或發(fā)動機負荷中的一種或多種，調(diào)節(jié)所述第一切斷元件和所述第二切斷元件。
12.內(nèi)燃發(fā)動機，其包括:至少一個液體冷卻型汽缸蓋和一個液體冷卻型汽缸體，其中 所述至少一個汽缸蓋配備有至少一個集成的第一冷卻劑套，所述第一冷卻劑套在進口側(cè)具有用于供給冷卻劑的第一供應(yīng)開口，并且在出口側(cè)具有用于排出所述冷卻劑的第一排出開口， 所述汽缸體配備有至少一個集成的冷卻劑套，所述冷卻劑套與所述汽缸體相關(guān)聯(lián)，在進口側(cè)具有用于供給冷卻劑的第二供應(yīng)開口，并且在出口側(cè)具有用于排出所述冷卻劑的第二排出開口，以及， 為了形成冷卻劑回路，所述排出開口至少與所述供應(yīng)開口是可連接的， 其中 所述第二排出開口經(jīng)由熱交換器被布置在其中的再循環(huán)線路可連接至所述第二供應(yīng)開口， 所述第二排出開口經(jīng)由繞過被布置在所述再循環(huán)線路中的所述熱交換器的旁通線路可連接至所述第二供應(yīng)開口， 所述第一排出開口經(jīng)由冷卻劑運轉(zhuǎn)的車輛內(nèi)部加熱器被布置在其中的加熱回路線路可連接至所述第一供應(yīng)開口， 用于將冷卻劑輸送至所述兩個供應(yīng)開口的共用泵被提供在所述供應(yīng)開口的上游，其中所述泵包括外殼，并 所述加熱回路線路通入所述旁通線路。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的內(nèi)燃發(fā)動機，其中集成在所述汽缸蓋中的所述第一冷卻劑套和與所述汽缸體相關(guān)聯(lián)的所述冷卻劑套相互分開。
14.根據(jù)權(quán)利要求12所述的內(nèi)燃發(fā)動機，其中排氣再循環(huán)系統(tǒng)的冷卻劑運轉(zhuǎn)的冷卻設(shè)備被提供在所述車輛內(nèi)部加熱器上游的所述加熱回路線路中。
15.根據(jù)權(quán)利要求12所述的內(nèi)燃發(fā)動機，其中提供在所述出口側(cè)、用于排出所述冷卻劑的所述第二排出開口被布置在所述汽缸體中。
16.根據(jù)權(quán)利要求12所述的內(nèi)燃發(fā)動機，其中所述至少一個汽缸蓋配備有至少兩個集成的并且相互分開的冷卻劑套，其中為了向第二冷卻劑套供應(yīng)冷卻劑，所述第二冷卻劑套被連接至與所述汽缸體相關(guān)聯(lián)的所述冷卻劑套。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的內(nèi)燃發(fā)動機，其中提供在所述出口側(cè)、用于排出所述冷卻劑的所述第二排出開口被布置在所述汽缸蓋中。
18.根據(jù)權(quán)利要求12所述的內(nèi)燃發(fā)動機，其中所述切斷元件是閥，并且其中所述共用泵的所述外殼容納所述切斷元件。
19.根據(jù)權(quán)利要求12所述的內(nèi)燃發(fā)動機，其中第二切斷元件被提供在所述泵與所述第一供應(yīng)開口之間。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的內(nèi)燃發(fā)動機，其中所述共用泵的所述外殼容納所述第二切斷元件，并且其中所述第二切斷元件是閥。
【文檔編號】F01P11/20GK104018927SQ201410073538
【公開日】2014年9月3日 申請日期:2014年2月28日 優(yōu)先權(quán)日:2013年3月1日
【發(fā)明者】H·G·奎伊克斯, B·L·V·D·霍伊維爾, W·埃曼克, J·梅林, A·霍普夫, K-P·海因 申請人:福特環(huán)球技術(shù)公司