[发明专利]使用预热塞电阻估计燃烧温度的发动机

说明书

技术领域

本发明涉及内燃机，且更具体地涉及使用预热塞电阻估计燃烧温度的发动机。

背景技术

本部分的陈述仅提供与本发明有关的背景信息并且可能不构成现有技术。

理论上，柴油机和汽油机非常相似。它们都是设计成将燃料中可用的化学能转换为机械能的内燃机。这种机械能使活塞在气缸内上下运动。活塞连接到曲轴，并且活塞的上下运动，其已知为直线运动，引起转动汽车车轮所需的旋转运动。

柴油机和汽油机两者都通过一系列小的剧燃或燃烧将燃料转换为能量。柴油机和汽油机之间的主要区别是这些剧燃发生的方式。在汽油机中，燃料与空气混合，受到活塞压缩并且由来自火花塞的火花点燃。然而，在柴油机中，首先压缩空气，然后喷射燃料。由于在压缩时空气加热，所以燃料点燃。

类似汽油机，柴油机使用四冲程燃烧循环。四个冲程是：

进气冲程-进气门打开，从而使空气进入并且使活塞向下运动。

压缩冲程-活塞返回向上运动并且压缩空气。

燃烧冲程-在活塞到达顶部时，恰好喷射并点燃燃料，从而迫使活塞向下返回。

排气冲程-活塞向顶部移动返回，从而将由燃烧产生的废气从排气门排出。柴油机没有火花塞，发动机吸入空气并且压缩空气，然后将燃料直接喷射进燃烧室(直喷)。在柴油机中正是压缩空气的热点燃燃料。

某些柴油机包含预热塞。当柴油机处于冷机状态时，压缩过程可能不会使空气升高到足以点燃燃料的高温。预热塞是电加热元件，其在发动机处于冷机状态时加热燃烧室并且升高燃烧室内的温度，使得发动机能起动。在加热发动机后，在发动机运行期间不再需要预热塞。

现代发动机中的全部功能典型地受到与精心设计的传感器组通信的发动机控制单元的控制，所述传感器测量从R.P.M.到发动机冷却剂及油温和活塞位置的全部参数。发动机控制单元感测环境空气温度并且延迟发动机在冷天气时的正时，使得喷射器在较迟的时间喷射燃料。气缸中的空气压缩得更多，从而产生更多的热，这帮助起动。

先进的柴油机控制需要良好地了解燃烧温度和排放温度以提供有效的发动机控制。将温度传感器布置在燃烧室内或接近燃烧室是检测燃烧温度的一种已知方法，但是是昂贵的方案。此外，回归或基于模型的温度模型是替代方案，但是需要大量实验和标定工作以估计宽范围运行条件下的燃烧温度。在内燃机领域期望提供在发动机控制系统中使用的用于确定燃烧温度的可靠的廉价技术。

发明内容

一种内燃机，所述内燃机包括发动机缸体，所述发动机缸体在其中限定出至少一个气缸。气缸盖附接到所述发动机缸体，并且与所述发动机缸体中的所述至少一个气缸限定出燃烧室。活塞布置在所述至少一个气缸内。预热塞布置在所述燃烧室内。检测所述预热塞的电阻，并且基于检测到的所述预热塞的电阻确定估计的燃烧温度。然后基于建立自所述预热塞电阻的估计的燃烧温度控制发动机。

进一步的适用范围将从在此提供的描述中变得显而易见。应当理解，本描述和特定例子仅意在图示目的，并且无意限制本发明的范围。

附图说明

在此描述的附图仅意在图示目的，并且无意以任何方式限制本发明的范围。

图1是示范性现有技术的柴油机的部分剖视图，所述柴油机具有布置在燃烧室中的预热塞；以及

图2是根据本发明的原理的与发动机控制器通信的预热塞电阻检测电路的示意性图示。

具体实施方式

下面的描述本质上仅是示范性的并且无意限制本发明、应用或使用。

参考图1，示出具有布置在燃烧室内的预热塞的示范性柴油机。具体地，柴油机10具有气缸体12，气缸体12限定出由气缸盖16封闭的至少一个气缸14。应当理解通常的发动机包括多个气缸14。活塞18在气缸14中往复运动，并且和气缸盖16一起形成燃烧室20。气缸盖16安装有将燃料喷射进燃烧室20而用于在燃烧室20中压燃的喷射喷嘴或喷射器22。气缸盖还安装有已知形式的预热塞24，预热塞24具有延伸进燃烧室20的发热顶端26。在冷发动机起动和低温操作期间加热发热顶端26，以在压缩的温度可能不足以提供正常的燃料燃烧时的时间段期间帮助点燃喷射进燃烧室20中的燃料。图示的预热塞24是具有金属套的类型，所述金属套形成发热顶端26。应当理解，本发明可以使用其他形式的预热塞。此外，可改变喷射器22和预热塞24的位置。气缸盖16限定出进气端口28和排气端口32，进气端口28包括布置在其中的进气门30，排气端口包括布置在其中的排气门34。也可以改变进气端口28和排气端口32的位置。