CN110857634A - 使用感应加热实现的发动机油预热 - Google Patents

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Abstract

本公开提供了“使用感应加热实现的发动机油预热”。提供了用于在发动机起动之前使用感应式加热垫预先加热发动机油的方法和系统。在一个示例中，一种方法可以包括耦合在容纳在所述感应式加热垫中的初级线圈与铁质油盘之间的磁场以感应地加热所述油盘中所含的发动机油。在维持发动机油温度高于阈值温度的同时，接着可以使已加热的发动机油循环通过发动机部件以在发动机起动之前预热发动机。

Description

使用感应加热实现的发动机油预热
技术领域
本说明书总体涉及用于在车辆运转之前使用感应加热预热发动机油和发动机的方法和系统。
背景技术
发动机油(发动机油和变速器油)的粘度对发动机和变速器摩擦具有直接影响，这进而会影响发动机怠速转速、发动机扭矩输出和换挡。在较低温度下，发动机油的粘度可能与温度成反比(是对数关系)。例如，与在较高温度(较低粘度)下运行同一个发动机相比较，在较低温度(较高粘度)下，可能需要增加的节气门开度(发动机气流)和燃料来实现给定的发动机怠速转速或发动机扭矩输出。另外，在低环境温度下的发动机起动(冷起动)可能会不利地影响排放质量。
提供了用于在发动机起动期间实现对发动机油和发动机的加速加热的各种方法。在一种示例方法中，如在美国专利号4499365中所示，Puziss展示了一种用于在冷天气条件期间加热车辆的车身底部的便携式加热器。通过经由使用诸如红外线灯或电阻元件的辐射能发生器向车身底部供热，可以加热发动机油盘和/或曲轴箱。
然而，在此的诸位发明人已经认识到上述方法的潜在缺点。作为一个示例，在插电式混合动力车辆中，发动机在驾驶循环的相当大一部分内可能都不运转。因此，可能无法获得额外的发动机热量来预热发动机油。因而，为了加热发动机油，可能不得不在延长的持续时间内使用便携式加热器。外部加热器的使用可能会增加电池电力的寄生损失，从而缩短车辆的纯电动里程并且增加燃料消耗。
发明内容
在此的诸位发明人已认识到，上文描述的问题可以通过一种发动机方法来解决，所述发动机方法包括：在发动机起动之前，通过耦合在车辆外部的初级线圈与铁质油盘或联接到所述油盘的铁质构件之间的磁场来感应地加热发动机油；以及使已加热的发动机油在加热期间从油盘循环通过一个或多个发动机部件。以此方式，通过使用充电垫感应地加热发动机油盘，可以在发动机运转之前预先对发动机油和发动机进行预热。
作为一个示例，可以使用感应式充电垫来对插电式混合动力车辆的电池进行无线充电。当车辆停放在充电垫上时，可以对车载电池进行感应充电，而不需要物理地用插头插入车辆中。在电池充电期间，可以在车辆外部的(在充电垫上的)初级线圈与载于车辆上的次级线圈之间产生磁场。来自初级线圈的磁场可以进一步耦合到铁质发动机油盘或联接到所述盘的铁质构件。磁场可以使涡电流感生在铁质油盘或联接到所述盘的铁质构件中，从而生成热量。自主车辆可能能够将车身自动对准到充电垫上方以在预定的车辆运转之前对电池进行再充电和/或预热发动机油。在发动机油温度升高到高于阈值温度之后，可以使已加热的发动机油循环通过发动机部件以在实际发动机起动之前预先加热发动机。在循环通过发动机期间，如果油温度降低到低于阈值温度，则可以停用通过发动机的油循环，并且可以继续加热油，直到油温度升高到阈值温度为止。
以此方式，通过经由感应加热预先使发动机油和发动机升温，可以在发动机起动期间减少发动机摩擦，从而提高发动机效率。通过在发动机起动之前加热发动机，可以减少冷起动排放。使用充电垫来感应地加热发动机油盘的技术效果是可以在不需要任何附加硬件的情况下实现发动机和发动机油盘加热。因此，可能不需要耗费电池电力来操作附加的加热器。通过使用自主车辆的自动驾驶能力，可以在没有驾驶员干预的情况下在预定的车辆起动之前执行发动机油预热。总之，通过在发动机运转之前有效地使发动机和发动机油升温，可以改进插电式混合动力车辆的运转范围、燃料效率和排放质量。
应理解，以上发明内容被提供用来以简化形式介绍在具体实施方式中进一步描述的精选概念。这并不意味着表示所要求保护的主题的关键或必要特征，所述主题的范围由跟在具体实施方式之后的权利要求唯一地限定。此外，所要求保护的主题并不限于解决上文或本公开的任何部分中提及的任何缺点的实现方式。
附图说明
图1示意性地示出了示例车辆推进系统。
图2示意性地示出了具有发动机油盘的示例车辆系统。
图3示意性地示出了用于车辆的感应充电系统。
图4示意性地示出了示例自主驾驶系统的框图。
图5示出了用于经由感应加热使发动机油和发动机升温的示例方法的流程图。
图6示出了对发动机油盘的示例感应加热的时间线。
具体实施方式
以下描述涉及用于使用外部充电垫经由感应加热预先对发动机油和发动机预热的系统和方法。所述系统和方法可以应用于能够进行车辆电池的感应充电，以及发动机油盘的感应加热的车辆系统，诸如图1所示的混合动力车辆系统。在一个示例中，在车辆外部的初级线圈可以紧密接近于发动机油盘定位，其中发动机油盘如图2所示联接到发动机。如图3所示，交流(AC)电源可以向初级线圈供应电力，从而生成磁场，使得交流电被感生在次级线圈中，所述交流电之后可以被转换成直流电(DC)以对电池进行充电。另外，由初级线圈生成的磁场可以在发动机油盘处产生涡电流，从而加热发动机油盘。将车辆定位在充电垫上在一些示例中在无人的自主车辆中执行，其中图4示出了示例自主车辆控制系统。发动机控制器可以被配置为执行控制程序，诸如图5的示例程序，以感应地加热发动机油，然后使已加热的发动机油循环通过发动机，以在发动机起动之前预热发动机。图6中示出了对发动机油和发动机的示例加热。
图1示出了示例车辆推进系统100。车辆推进系统100包括燃料燃烧发动机110和马达120。作为一个非限制性示例，发动机110包括内燃发动机，而马达120包括电动马达。马达120可以被配置为利用或消耗与发动机110不同的能量源。例如，发动机110可以消耗液体燃料(例如，汽油)以产生发动机输出，而马达120可以消耗电能以产生马达输出。因此，具有推进系统100的车辆可以被称为混合动力电动车辆(HEV)。
车辆推进系统100可以根据车辆推进系统遇到的工况来利用各种不同的运转模式。这些模式中的一些可以使得发动机110能够维持在关闭状态(设定为停用状态)，其中发动机处燃料的燃烧被停止。例如，在选定工况下，当发动机110停用时，马达120可以如箭头122所指示经由驱动轮130推进车辆。
在其他工况期间，发动机110可以被设定为停用状态(如上所述)，而马达120可以运转以对能量存储装置150进行充电。例如，如箭头122所指示，马达120可以从驱动轮130接收车轮扭矩，其中马达可以将车辆的动能转换成电能以如箭头124所指示存储在能量存储装置150处。这个操作可以被称为车辆的再生制动。因此，在一些实施例中，马达120可以提供发电机功能。然而，在其他实施例中，发电机160可以替代地从驱动轮130接收车轮扭矩，其中发电机可以将车辆的动能转换成电能以如箭头162所指示存储在能量存储装置150处。
在其他工况期间，可以通过燃烧如箭头142所指示从燃料系统140接收的燃料来使发动机110运转。例如，在马达120停用时，可以使发动机110运转以如箭头112所指示经由驱动轮130推进车辆。在其他工况期间，发动机110和马达120两者可以分别运转以分别如箭头112和122所指示经由驱动轮130推进车辆。其中发动机和马达都可以选择性地推进车辆的配置可以被称为并联型车辆推进系统。应注意，在一些实施例中，马达120可以经由第一组驱动轮推进车辆，而发动机110可以经由第二组驱动轮推进车辆。
在其他实施例中，车辆推进系统100可以被配置为串联型车辆推进系统，其中发动机并不直接推进驱动轮。相反，可以使发动机110运转以对马达120供电，所述马达进而可以如箭头122所指示经由驱动轮130推进车辆。例如，在选定工况期间，发动机110可以如箭头116所指示驱动发电机160，所述发电机进而可以进行以下一项或多项：如箭头114所指示向马达120或如箭头162所指示向能量存储装置150供应电能。作为另一个示例，可以使发动机110运转以驱动马达120，所述马达进而可以提供发电机功能以将发动机输出转换成电能，其中电能可以存储在能量存储装置150处以供马达随后使用。
燃料系统140可以包括用于储存车载燃料的一个或多个燃料储存箱。例如，燃料箱可以储存一种或多种液体燃料，包括但不限于：汽油、柴油和醇类燃料。在一些示例中，燃料可以作为两种或更多种不同燃料的共混物储存在车辆上。发动机110可以包括含有发动机油的发动机油盘144。在发动机运转期间，来自发动机油盘144的发动机油可以循环通过发动机部件以润滑发动机部件并且减少摩擦。通过减少发动机部件当中，诸如气缸壁与活塞之间的摩擦，可以降低能耗并且可以提高燃料效率。在较高温度下，发动机油可以具有较低粘度，从而带来更有效的润滑性能。
在一些实施例中，能量存储装置150可以被配置为存储电能，所述电能可以被供应到位于车辆上的其他电气负载(除马达之外)，包括舱室供暖和空调、发动机起动、前照灯、舱室音频和视频系统等。作为一个非限制性示例，能量存储装置150可以包括一个或多个电池和/或电容器。
控制系统190可以与发动机110、马达120、燃料系统140、能量存储装置150和发电机160中的一者或多者进行通信。控制系统190可以从发动机110、马达120、燃料系统140、能量存储装置150和发电机160中的一个或多个接收传感反馈信息。另外，控制系统190可以响应于这个传感反馈而向发动机110、马达120、燃料系统140、能量存储装置150和发电机160中的一者或多者发送控制信号。控制系统190可以从车辆驾驶员102接收驾驶员请求的车辆推进系统输出的指示。例如，控制系统190可以从与踏板192进行通信的踏板位置传感器194接收传感反馈。踏板192可以示意性地指代制动踏板和/或加速踏板。
能量存储装置150可以定期从位于车辆外部(例如，不是车辆的一部分)的电源180接收电能。作为一个非限制性示例，车辆推进系统100可以被配置为插电式混合动力电动车辆(HEV)，由此可以经由电能传输缆线(未示出)将电能从电源180供应到能量存储装置150。虽然车辆推进系统被操作来推进车辆，但是电传输缆线可以在电源180与能量存储装置150之间断开连接。控制系统190可以识别和/或控制存储在能量存储装置处的电能的量，其可以被称为荷电状态(SOC)。
在其他实施例中，可以省略经由电传输缆线在电源180与车辆之间实现的物理连接，其中可以将电能从电源180无线地接收在能量存储装置150处。在一个示例中，交流(AC)电源180可以经由电传输缆线182向充电垫189供应电力。供应到充电垫189的AC电力可以生成磁场188，所述磁场188可以如箭头184所指示传输到车辆，其中交流电可以经由AC/DC整流器155转换成直流电以存储在能量存储装置150处。因此，可以经由电磁感应从电源180无线地接收电能。此外，可以了解到，能量存储装置150可以经由从不构成车辆的一部分的电源对能量存储装置150进行再充电的任何合适的方法从电源180接收电能。以此方式，马达120可以通过利用与发动机110所利用的燃料不同的能量源来推进车辆。
在一个示例中，充电垫189可以紧密接近于发动机油盘144定位。如果发动机油盘144像在PHEV的油盘中一样包含铁质材料，则由充电垫189生成的磁场188可以如箭头186所指示感应地加热油盘144。在例如包含铝或塑料的发动机油盘的其他示例中，在感应充电操作期间生成的磁场188可以耦合到铁质构件(未示出)，所述铁质构件进而可以联接到发动机油盘，使得油盘进而可以被加热。如下文相对于图2至图3中论述的系统，以及相对于图5中描述的方法将更详细地描述，对发动机油盘144的感应加热可以有助于在即将来临的发动机运转之前预先加热发动机油和发动机。在一个示例中，如果含有变速器油的油盘被设计成接近于车辆底板，则变速器油也可以通过由充电垫189生成的磁场188来感应地加热。
图2是示出多气缸发动机10的一个气缸的示意图200，所述多气缸发动机10可以被包括在汽车的推进系统中。发动机10可以至少部分地由包括控制器12的控制系统，并通过由车辆驾驶员232经由输入装置230实现的输入来控制。在这个示例中，输入装置230包括加速踏板和用于生成成比例的踏板位置信号PP的踏板位置传感器234。发动机10的燃烧室(即，气缸)30可以包括有活塞36定位在其中的燃烧室壁32。活塞36可以联接到曲轴40，使得活塞的往复运动被转换成曲轴的旋转运动。曲轴40可以经由中间传动系统联接到车辆的至少一个驱动轮。另外，起动机马达可以经由飞轮联接到曲轴40，以实现发动机10的起动操作。
燃烧室30可以经由进气通道42从进气歧管44接收进气，并且可以经由排气通道48排出燃烧气体。进气歧管44和排气通道48可以经由相应的进气门52和排气门54选择性地与燃烧室30连通。在一些实施例中，燃烧室30可以包括两个或更多个进气门和/或两个或更多个排气门。
在这个示例中，进气门52和排气门54可以经由相应的凸轮致动系统51和53通过凸轮致动来控制。凸轮致动系统51和53可以各自包括一个或多个凸轮，并且可以利用可由控制器12操作以改变气门操作的凸轮廓线变换(CPS)、可变凸轮正时(VCT)、可变气门正时(VVT)和/或可变气门升程(VVL)系统中的一者或多者。例如，气门操作可以作为提前点火消减或发动机爆震消减操作的一部分进行变化。进气门52和排气门54的位置可以分别通过位置传感器55和57来确定。在替代实施例中，进气门52和/或排气门54可以通过电动气门致动来控制。例如，气缸30可以可替代地包括经由电动气门致动控制的进气门以及经由包括CPS和/或VCT系统的凸轮致动控制的排气门。
在一个示例中，凸轮致动系统51和53是包括凸轮相位器286和287的可变凸轮正时系统，所述凸轮相位器286和287经由来自可变流量油泵275的油以液压方式致动。在一些状况下，可变流量油泵275的输出流速可以改变来控制凸轮相位器286和287的响应时间，以基于工况而改变凸轮的位置。例如，在高发动机负荷下，可以增加可变流量油泵275的输出流速，使得相较于在低发动机负荷下，凸轮相位器286和287更快速地改变位置并且对应地更快速地改变凸轮的位置。
发动机10还可以包括压缩装置，诸如涡轮增压器或机械增压器，所述压缩装置包括沿着进气歧管44布置的至少一个压缩机262。对于涡轮增压器，压缩机262可以至少部分地由沿着排气通道48布置的涡轮264(例如，经由轴)驱动。对于机械增压器，压缩机262可以至少部分地由发动机和/或电机驱动，并且可能不包括涡轮。因此，经由涡轮增压器或机械增压器提供到发动机的一个或多个气缸的压缩量可以通过控制器12来改变。增压传感器223可以在进气歧管44中定位在压缩机的下游，以向控制器12提供增压压力(Boost)信号。
燃料喷射器66被示出为直接联接到燃烧室30，以与经由电子驱动器68从控制器12接收的信号FPW的脉冲宽度成比例地将燃料直接喷射到所述燃烧室中。以此方式，燃料喷射器66提供被称为燃料到燃烧室30的直接喷射的燃料喷射。例如，燃料喷射器可以安装在燃烧室的侧部中或燃烧室的顶部中。燃料可以通过包括燃料箱、燃料泵和燃料轨的燃料系统(未示出)输送到燃料喷射器66。在一些实施例中，燃烧室30可以可替代地或另外地包括以如下配置布置在进气歧管44中的燃料喷射器：提供被称为燃料到燃烧室30上游的进气道中的进气道喷射的燃料喷射。燃料喷射器66可以被控制来根据工况而改变不同气缸中的燃料喷射。例如，作为提前点火消减操作的一部分，控制器12可以命令在一个或多个气缸中停止燃料喷射，使得燃烧室30被允许冷却。另外，可以结合燃料喷射的中止一起打开进气门52和/或排气门54以为额外的冷却提供进气。
进气通道42可以包括具有节流板64的节气门62。在这个特定示例中，节流板64的位置可以通过控制器12经由提供到与节气门62包括在一起的电动马达或执行器的信号来改变，即通常被称为电子节气门控制(ETC)的配置。以此方式，可以操作节气门62以改变提供到燃烧室30以及其他发动机气缸的进气。节流板64的位置可以通过节气门位置信号TP提供到控制器12。进气通道42可以包括质量空气流量传感器220和歧管空气压力传感器222以向控制器12提供相应的信号MAF和MAP。
在选定操作模式下，点火系统88可以响应于来自控制器12的火花提前信号SA而经由火花塞92向燃烧室30提供点火火花。控制器12可以基于工况而改变信号SA。例如，作为发动机爆震消减操作的一部分，控制器可以响应于发动机爆震的指示而延迟信号SA，以便延迟火花。尽管示出了火花点火部件，但是在一些实施例中，燃烧室30或发动机10的一个或多个其他燃烧室可以在具有或不具有点火火花的情况下以压缩点火模式来操作。
发动机油可以储存在油盘(诸如，贮存器270)中。发动机油可以循环通过发动机10的各个区域和/或部件以提供冷却和润滑，从而减少发动机部件当中的摩擦。进而，发动机摩擦影响发动机扭矩输出和发动机怠速转速。发动机运转期间摩擦损失的减少会带来能量节约和提高的燃料效率。另外，降低的摩擦减少了发动机部件的磨损。传感器271可以向控制器12提供对油温度或油粘度的指示。这些传感器中的一个或多个可以提供对发动机油温度的指示，所述发动机油温度可以由控制器12使用来估计将要循环通过发动机部件的发动机油的量。可变流量油泵275可以使发动机油经由油喷射器274从油盘270循环到发动机气缸30。
油喷射器274可以联接在可变流量油泵275的输出端的下游以选择性地从油盘270接收油。在一些实施例中，可以省略油喷射器274，或所述油喷射器可以并入到发动机气缸的燃烧室壁32中并且可以从形成于壁中的通道接收油。油喷射器274可以被操作来将油从油盘270喷射到活塞36的下侧中。由油喷射器274喷射的油将冷却效应提供到活塞36。另外，通过活塞36的往复运动，油被向上吸入到燃烧室30中以将冷却效应提供到燃烧室30的壁。此外，油喷射器274提供油来润滑在活塞36与燃烧室30之间的界面。
阀272可以定位在可变流量油泵275的输出端与油喷射器274之间以控制油到油喷射器274的流动。在一些实施例中，止回阀可以整合到油喷射器274的组装中。在一些实施例中，阀272可以是由控制器12控制的电子可致动阀。阀272可以致动来启用/禁用油喷射器274的操作。
可变流量油泵275可以联接到曲轴40以提供旋转动力来操作可变流量油泵180。在一个示例中，可变流量油泵275包括离心地安装的多个内转子(未示出)。内转子中的至少一个可以由控制器12控制来改变所述转子相对于一个或多个其他转子的位置以调整可变流量油泵275的输出流速并且因此调整油压力。例如，电子控制转子可以联接到齿条和小齿轮总成，所述齿条和小齿轮总成经由控制器12调整来改变转子的位置。可变流量油泵275的输出流速或油压力可以由控制器12调整来适应变化的工况以提供变化的冷却和/或润滑水平。另外，可变流量油泵275的油压力输出可以被调整来降低油耗和/或降低可变流量油泵275的能耗。将了解，任何合适的可变流量油泵配置可以被实施来改变油压力和/或油输出流速。
另外，控制器12可以从定位在可变流量油泵275的输出端下游的压力传感器278接收对油压力的指示。油压力指示可以由控制器12使用来通过改变可变流量油泵275的输出流速而控制对油压力的调整。由可变流量油泵275输出的油压力和油流速可以是发动机油粘度的函数。如前所述，这些因素进一步会影响发动机摩擦，诸如在气缸30与气缸壁32之间的摩擦、或在曲轴40与其轴承之间的摩擦。
发动机油的粘度可以与温度成反比。因此，在冷发动机起动期间，发动机油粘度可能是高的，从而使得油流过发动机部件的流速相较于在较低粘度发动机油情况下的油流速而言是迟缓的。另外，在冷起动期间，发动机部件是冷的。循环通过冷发动机的较高粘度的发动机油可能会增加发动机中的摩擦损失。因此，期望在发动机起动之前预先使发动机油温度和发动机温度升高。
在一个示例中，如上文相对于图1所示的车辆系统所描述，电源280可以经由电传输缆线282联接到充电垫289。供应到充电垫289的电力可以生成磁场288，所述磁场288可以被传输到车辆以便经由感应充电操作对车辆电池进行无线充电。当车辆定位在充电垫289上方时，可以如由箭头283所指示感应地加热铁质发动机油盘270，其中发动机油盘270中生成的热量可以进而加热发动机油。感应地加热发动机油可以包括：由容纳在充电垫289中的初级线圈所引起的磁场在油盘的表面处生成涡电流；以及涡电流生成热能来加热盘中所含的发动机油。在其他示例中，在燃料箱包括铝或塑料燃料箱的情况下，铁质构件可以替代地被感应地充电，以便加热燃料箱。
在一个示例中，车辆可以是自主车辆，并且就在感应地加热发动机油之前，可以在没有人类驾驶员干预的情况下移动自主车辆，以将油盘定位在充电垫289的初级线圈的正上方。响应于发动机油温度升高到高于阈值温度，可以操作油泵来使发动机油从油盘循环通过发动机；响应于发动机油温度降低到低于阈值温度，可以暂停油泵操作；然后响应于发动机油温度升高到阈值温度，可以恢复油泵操作来使发动机油循环通过发动机。
在发动机油更换之前，对发动机油的预先加热也可能是有益的。如前所述，热发动机油的粘度低于冷发动机油，并且在检修期间很难排出冷的高粘发动机油。在一个示例中，如果发动机油更换到期并且已安排好到服务站的驾驶循环，可以在发动机起动之前感应地加热油盘。通过在车辆抵达服务站之前预先加热发动机油，在发动机的检修期间，可以改进较低粘度的热发动机油的排出。
排气传感器226被示出为联接到在排放控制装置70上游的排气通道48。传感器226可以是用于提供对排气空燃比的指示的任何合适的传感器，诸如线性氧传感器或UEGO(通用或宽域排气氧)、双态氧传感器或EGO、HEGO(加热型EGO)、氮氧化物(NOx)、碳氢化合物(HC)或氧化碳(CO)传感器。排放控制装置70被示出为沿着排气传感器226下游的排气通道48布置。装置70可以是三元催化剂(TWC)、NOx捕集器、各种其他排放控制装置或其组合。在一些实施例中，在发动机10的运转期间，可以通过在特定空燃比内操作发动机的至少一个气缸来周期性地重置排放控制装置70。
控制器12在图1中被示出为微型计算机，所述微型计算机包括微处理器单元202、输入/输出端口204、用于可执行程序和校准值的电子存储介质，所述电子存储介质在这个特定示例中被示出为只读存储器芯片106、随机存取存储器208、保活存储器210以及数据总线。除了先前论述的那些信号之外，控制器12还可以从联接到发动机10的传感器接收各种信号，包括对以下各者的测量：来自质量空气流量传感器220的进气质量空气流量(MAF)；来自联接到曲轴40的霍尔效应传感器218(或其他类型传感器)的表面点火感测信号(PIP)；来自节气门位置传感器291的节气门位置(TP)；来自温度传感器212的发动机冷却剂温度(ECT)；来自温度传感器271的发动机油温度；以及来自传感器222的绝对歧管压力信号MAP。发动机转速信号RPM可以由控制器12根据信号PIP来生成。来自歧管压力传感器的歧管压力信号MAP可以用于提供对进气歧管中的真空或压力的指示。应注意，可以使用上述传感器的各种组合，诸如有MAF传感器但没有MAP传感器，反之亦然。在化学计量操作期间，MAP传感器可以给出对发动机扭矩的指示。另外，这个传感器连同检测到的发动机转速一起可以提供对引入气缸中的装料(包括空气)的估计。在一个示例中，也用作发动机转速传感器的传感器218可以在曲轴的每次回转中产生预定数量的等距脉冲。此外，这些传感器可以用于获得对发动机负荷的指示。
控制器12可以从各种传感器接收输入数据，处理输入数据，并且响应于处理后的输入数据基于与一个或多个程序相对应的指令或编程在指令中的代码来触发各种致动器。致动器可以包括流量油泵275、进气门52、排气门54和发动机油流动控制阀272。在一个示例中，在发动机起动之前并在发动机油的感应升温期间，控制器12可以经由温度传感器271监测发动机油温度，并且响应于发动机油温度升高到高于阈值温度，控制器可以致动泵275并打开发动机油流动控制阀272，以使温热的发动机油循环通过发动机以用于在发动机起动之前进行发动机预热。
图3示意性地示出了用于车辆的感应充电系统。如此图所示，无线充电系统305包括车辆380，即包括插电式混合动力电动车辆(PHEV)的车辆。在一些示例中，车辆380可以包括不具有燃烧发动机的电驱动车辆。车辆380可以是具有自动驾驶能力的自主车辆(AV)。相对于图4论述了自主驾驶系统的细节。交流(AC)电源365经由电传输缆线360向充电垫350供应电力。当AC电力365被供应到充电垫350时，生成磁场，其中电力以非接触方式传输到位于车辆380上的拾取垫355。更确切地说，充电垫350含有初级线圈310，并且拾取垫355含有次级线圈315。当初级线圈带电时，生成磁场320，使得电流被感生在次级线圈315中。次级线圈中感生的电流可以如箭头370所指示传输到AC/DC整流器340，其中交流电可以被转换成直流电以如箭头375所指示对电池345进行充电。
拾取垫355中的次级线圈315可以紧密接近于发动机油盘(贮存器)335定位。因此，在充电垫350中的初级线圈310紧密接近于拾取垫355中的次级线圈315定位的感应充电操作期间，初级线圈可以进一步紧密接近于发动机油盘335定位。如果发动机油盘335像在例如PHEV的发动机油盘中一样包含铁质材料，则从初级线圈310所得的磁场320可以感应地加热发动机油盘。可替代地，如果发动机油盘不包含铁质材料，并且替代地包含例如铝或塑料，则由初级线圈310生成的磁场320可以耦合到铁质构件(未示出)，所述铁质构件进而联接到发动机油盘335，使得在铁质构件中生成的热量可以加热发动机油盘335。在一些示例中，铁质构件可以包括金属板，或车辆上现有的铁质材料，例如车架、排气管或发动机油盘支架。
例如，由于车辆中的空间约束，将次级线圈315紧密接近于发动机油盘335定位在一些情况下可能是不切实际的。在这种示例中，由初级线圈310感生的磁场320可能无法充分加热铁质发动机油盘335，或换言之，来自初级线圈310的磁场320可能会与铁质发动机油盘335脱耦。如上所述，在这类情况下，来自初级线圈310的磁场320可以经由铁质构件耦合到铁质发动机油盘(或铝或塑料箱)。因此，甚至在车辆空间有限的情况下，在感应充电期间，热量都可以有效地传递到发动机油盘。
在一个示例中，可以在对电池345进行充电的同时执行对发动机油盘335的加热。在另一个示例中，甚至是在不期望进行电池充电的情况下，可以通过将车辆定位在充电垫350上方来感应地加热发动机油盘335。在预定的发动机起动之前，AV可以将自身(其中没有驾驶员)操纵到充电垫350上方以在发动机起动之前预先加热盘中的发动机油。以此方式，发动机油以及进而发动机可以在实际发动机起动之前进行加热。
图4是可操作以上在图1处所描述的车辆系统100的示例自主驾驶系统400的框图。在本文中，车辆系统100将简称为“车辆”。如所示，自主驾驶系统400包括用户界面装置410、导航系统415、至少一个自主驾驶传感器420和自主模式控制器425。
用户界面装置410可以被配置为在可能存在车辆乘员的状况下向车辆乘员呈现信息。然而，可以理解的是，在某些状况下，车辆可以在不存在车辆乘员的情况下自主运转。
所呈现的信息可以包括可听信息或视觉信息。此外，用户界面装置410可以被配置为接收用户输入。因此，用户界面装置410可以位于车辆的乘客舱(未示出)中。在一些可能的方法中，用户界面装置410可以包括触敏显示屏。
导航系统415可以被配置为使用例如全球定位系统(GPS)接收器来确定车辆的当前位置，所述GPS接收器被配置为三角测量车辆相对于卫星或地面发射塔的位置。导航系统415可以进一步被配置为开发从当前位置到选定目的地的路线，以及经由例如用户界面装置410显示地图并呈现通向选定目的地的驾驶方向。
自主驾驶传感器420可以包括被配置为生成帮助导航车辆的信号的任何数量的装置。自主驾驶传感器420的示例可以包括雷达传感器、激光雷达传感器、视觉传感器(例如，相机)、车辆对车辆基础设施网络等等。在车辆100正在以自主模式运转时，自主驾驶传感器420可以使得车辆能够“看到”道路和车辆周围环境，和/或绕过各种障碍物。自主驾驶传感器420可以被配置为向例如自主模式控制器425输出传感器信号。
自主模式控制器425可以被配置为在车辆以自主模式运转时控制一个或多个子系统430。可以由自主模式控制器425控制的子系统430的示例可以包括制动子系统、悬架子系统、转向子系统和动力传动系统子系统。自主模式控制器425可以通过向与子系统430相关联的控制单元输出信号来控制这些子系统430中的任何一者或多者。在一个示例中，制动子系统可以包括防抱死制动子系统，所述防抱死制动子系统被配置为将制动力施加到车轮的一个或多个。本文讨论的是，将制动力施加到车轮的一个或多个可以被称为激活制动器。为了自主地控制车辆，自主模式控制器425可以向子系统430输出适当的命令。所述命令可以使子系统根据与选定驾驶模式相关联的驾驶特性来操作。例如，驾驶特性可以包括车辆加速和减速的积极程度、车辆在前车后面留出多少空间、自主车辆变道的频率等。
以此方式，图1至图4的部件使得包括有计算机可读指令存储在非暂时性存储器上的控制器的自主车辆系统能够：在当车辆在没有人类驾驶员的情况下运转时并且当车辆不是由发动机扭矩或马达扭矩推进时的第一车辆状况期间，经由外部充电垫感应地加热发动机油，并且使已加热的发动机油循环通过发动机部件；以及在当车辆在没有人类驾驶员的情况下运转时并且当车辆不是由发动机扭矩或马达扭矩推进时的第二车辆状况期间，经由外部充电垫对车载电池进行感应充电。第一车辆状况包括以下中的每一者：在紧随其后的发动机起动之前的持续时间短于阈值、为自主车辆供电的电池的荷电状态(SOC)高于阈值以及发动机油温度低于阈值；并且第二车辆状况包括电池的SOC低于阈值。
图5示出了示例方法500，所述示例方法500可以被实施来感应地加热发动机油，然后使已加热的发动机油循环通过发动机，以在发动机起动之前预热发动机。可以由控制器基于存储在控制器的存储器上的指令并结合从发动机系统的传感器(诸如上文参考图2描述的传感器)接收的信号来执行用于执行方法500和本文包括的其余方法的指令。根据下文描述的方法，控制器可以采用发动机系统的发动机致动器来调整发动机运转。
在502处，可以评估当前车辆工况。可以估计、测量和/或推测工况，并且所述工况可以包括：一个或多个车辆状况，诸如车辆速度、车辆位置等；各种发动机状况，诸如发动机状态、发动机负荷、发动机转速、A/F比、发动机温度、发动机油温度等；以及各种环境条件，诸如环境温度、湿度、大气压力等。
在504处，方法500包括确定是否检测到车辆停止状况。车辆停止状况可以通过以下各者指示：钥匙关断事件；用户在离开已停车的车辆之后设定车辆报警；用户按下按钮；或任何其他合适的指标。在车辆钥匙关断状况期间，车辆可以是静止的，并且可能不使用发动机扭矩和/或电机扭矩来推进。
如果确定车辆不处于钥匙关断状况，则在506处，可以维持当前车辆状况。在一个示例中，车辆运转可以包括操作发动机油泵以使发动机油从发动机油盘(诸如图1中的发动机油盘270)循环通过发动机部件。通过使发动机油循环通过发动机部件，可以润滑发动机部件以减少摩擦。另外，可以使变速器系统油循环通过变速器系统以进行润滑。
如果确定车辆已停止，则在508处，程序包括确定条件是否满足发动机油加热。发动机油加热的条件可以包括在紧随其后的发动机起动之前的持续时间低于阈值。在一个示例中，阈值持续时间可以包括将发动机油感应地加热到阈值油温度所需的时间量。阈值油温度可以对应于发动机油的粘度对于润滑发动机部件(在循环通过发动机部件时)而言最优时所在的温度。可以根据发动机油性质，诸如粘度预先校准阈值油温度。在另一个示例中，阈值持续时间可以包括将发动机部件加热到发动机阈值温度所需的时间量。在发动机起动之前，可以将已感应地加热的发动机油循环通过发动机以使发动机温度升高到阈值发动机温度。可以基于催化剂起燃温度而预先校准阈值发动机温度。
在一个示例中，紧随其后的发动机起动可以通过车辆驾驶员经由智能手机应用程序或远程(在车辆外部)开关，诸如钥匙扣上的开关来指示。基于天气条件，驾驶员可以在车辆运转之前开始对车厢的供暖/制冷。在另一个示例中，紧随其后的发动机起动可以基于驾驶员驾驶历史而预测。可以在考虑到当前车辆位置、当日特定时间和周中此日期间频繁行驶的路线的同时执行预测。作为一个示例，驾驶员可以在周中每个工作日的当日特定时间驾驶车辆。
发动机油加热的条件还可以包括车辆电池高于阈值的荷电状态(SOC)。电池电力可以用于将车辆自主地定位在感应式充电垫的顶部上。另外，电池电力可以用于在发动机起动之前操作发动机油系统的泵以使已加热的发动机油循环通过发动机部件。在一个示例中，阈值SOC可以对应于定位车辆并使已加热的发动机油循环所需的马达电力。
另外，发动机油加热的条件可以包括发动机油温度低于阈值。发动机油温度可以经由发动机油温度传感器(诸如图1中的温度传感器271)来估计。在一个示例中，在高环境热量状况期间，发动机油温度可能不会充分降低以至于减小油的粘度。另外，发动机油加热的条件可以包括发动机温度低于阈值。可以根据排气催化剂起燃温度而校准阈值发动机温度。在一个示例中，发动机和排气催化剂可以在发动机关闭之后继续将热量保持一段时间。
在非自主车辆中，发动机油加热的条件可以包括车辆定位在充电垫上方，使得发动机油可以被感应地加热。如果确定不满足发动机油加热的条件，则在510处，可以维持当前车辆状况(车辆钥匙关断状况)并且可以不开始发动机油加热。
如果确定满足发动机油加热的条件，则在512处，可以将车辆定位在感应充电器(垫)上方以加热油盘。为了加热油盘，可以油盘处于垫子上的感应加热器正上方的方式定位车辆。自主车辆的控制器可以使用导航传感器，诸如附接到车身的相机来确定垫子的定位。在一个示例中，可以使用航迹推算过程来在纵向方向和横向方向上定位车辆，使得油盘与加热元件对准。车辆可以诸如通过在转动方向盘的同时向前移动或倒退来进行操纵。
如果车辆包括自动调平悬架，则还可以降低悬架以减小在充电垫与车辆底板之间的距离。在一个示例中，如果车辆已置于充电垫(诸如在充电期间)上方，则车辆可能不会移动并且程序可以直接进行到步骤514。
在514处，可以开始对发动机油的加热。控制器可以向连接到AC电源的充电垫发送信号以开始对充电垫的电力供应。在电力被供应到垫子之后，可以在存在于垫子中的初级线圈处生成磁场。由于发动机油盘包含铁质材料，从初级线圈所得的磁场可以使涡电流流过铁质油盘的表面或联接到盘的铁质构件，从而在发动机油盘处产生热量。油盘与充电垫的紧密接近性可以使涡电流的幅值增大。
在516处，可以基于来自发动机油温度传感器的读数而监测发动机油温度。由于发动机油盘被加热，因此发动机油的温度可以升高。另外，可以基于来自发动机冷却剂温度传感器的读数而监测发动机温度。
在518处，程序包括确定发动机油温度是否高于阈值温度(阈值_1)。阈值_1可以对应于发动机油的粘度对于润滑发动机部件(在循环通过发动机部件时)而言最优时所在的温度。阈值_1可以根据以下中的一者或多者来预先校准：发动机温度、每度温升的发动机效率改进系数、每度温升的排放改进系数和每度温升的油泵能耗系数。在一个示例中，每度温升的发动机效率改进系数可以作为发动机油温度每升高一度的燃料消耗的降低(归因于改进的润滑带来的减少的摩擦)进行估计。每度温升的排放改进系数可以基于发动机油温度每升高一度的排放质量的改变而估计。已加热的发动机油的循环可以使发动机温度升高，从而加快催化剂起燃，这使得冷起动排放减少。每度温升的油泵能耗系数可以基于发动机油温度每升高一度，油泵使油从油盘循环通过发动机部件消耗的能量(来自车辆电池)的量而估计。如果确定发动机油温度低于阈值_1，则在520处，可以继续感应地加热发动机油。
如果确定发动机油温度已升高到高于第一阈值油温度，则在522处，可以使发动机油循环通过发动机部件。控制器可以向可变流量油泵发送信号以激活所述泵来使发动机油循环通过发动机。另外，控制器可以向定位在油泵的输出端与油喷射器(诸如图1中的油喷射器274)之间的阀(诸如图1中的阀272)发送信号以打开所述阀。在打开阀并且操作泵之后，来自油泵的已加热的油可以经由油喷射器喷射到发动机部件，诸如活塞的下侧上。在流过发动机部件之后，发动机油可以流回到油盘。虽然发动机油被循环通过发动机，但是来自油的热量可以传递到发动机部件，并且即使可以继续感应地加热所述油，油盘中的发动机油的温度也可能会下降。
在524处，程序包括确定发动机油温度(油盘中的油的温度)是否已降低到低于阈值_1。如果发动机油的温度降低到低于阈值_1，则通过使较冷的发动机油循环可能无法实现发动机温度的升高。另外，泵的操作可能会引起增加的能耗。因此，如果发动机油温度低于阈值_1，则在526处，可以在继续对油的感应加热的同时停止发动机油通过发动机的循环。控制器可以向油泵发送信号以停止泵的操作。由于发动机油加热在继续，因此盘中的油的温度可以升高，并且程序之后可以进行到步骤518以确定油温度是否已升高到高于阈值_1。
如果确定发动机油温度高于阈值_1，则可以继续发动机加热，直到车辆起动为止，或者直到发动机温度升高到高于阈值发动机温度为止。可以根据催化剂起燃温度而校准阈值发动机温度。
在528处，程序包括确定车辆电池的SOC是否高于阈值SOC。在一个示例中，阈值SOC可以对应于定位车辆并使已加热的发动机油循环所需的发动机电力。如果确定电池SOC高于阈值SOC，则可以继续通过发动机的发动机油循环。然而，如果确定电池SOC低于阈值SOC，则在530处，对于自主车辆，可以重新定位车辆以有助于电池充电。控制器可以操纵车辆以按可以开始电池充电的方式将车辆定位在垫子上。在一个示例中，对于某些车辆(诸如非自主车辆)，对于电池充电垫最优的位置与加热油盘的位置相同。对于这类车辆，可能不需要重新定位来开始对电池进行充电。
以此方式，响应于在发动机起动之前加热发动机的请求，可以将发动机油盘定位在联接到电源的充电垫的正上方，可以感应地加热油盘中所含的发动机油，并且可以在维持发动机油的温度高于阈值温度的同时使已加热的发动机油循环通过发动机。
图6示出了在发动机起动之前加热发动机油和发动机部件的示例时间线600。水平(x-轴线)表示时间，并且竖直标记t1–t6标识在发动机油和发动机加热的程序中的重要时间。
第一曲线图线602示出了车辆工况，诸如车辆是停止还是在运转。如先前所论述，车辆停止状况可以通过以下各者指示：钥匙关断事件；用户在离开已停车的车辆之后设定车辆报警；用户按下按钮；或其他合适的指标。车辆钥匙接通状况可以通过车辆经由发动机扭矩或马达扭矩推进或者点火开关被激活来指示。第二曲线图线604示出了车辆电池是否随时间推移而感应地充电。第三曲线图线606示出了车辆电池的荷电状态(SOC)。来自车辆电池的电力可以用于操作油泵(诸如图1中的泵275)和/或推进车辆。虚线605示出了阈值电池SOC，在所述阈值电池SOC之上，开始对发动机油盘的感应加热。可以基于操作发动机油泵以使已加热的发动机油循环通过发动机部件所需的电力的量而预先校准阈值SOC。第四曲线图线608表示如经由联接到发动机油盘(诸如图1中的油盘270)的发动机油温度传感器(诸如图1中的温度传感器271)所估计的发动机油温度随时间的变化。虚线607表示阈值发动机油温度，在所述阈值发动机油温度之下，所述油的粘度过高以至于无法流过发动机部件，从而提供润滑。阈值发动机油温度可以基于发动机油粘度指数而校准。第五曲线图线610示出了发动机油泵的操作。第六曲线图线612示出了如经由发动机冷却剂温度传感器所估计的发动机温度随时间的变化。第七曲线图线614示出了发动机在发动机扭矩用于推进车辆的情况下的运转。
在时间t1之前，使用电机(发动机不运转)扭矩来使车辆运转。由于发动机不运转，因此发动机油泵未被激活来使发动机油从油盘循环通过发动机部件。发动机油温度和发动机温度在此时间期间可能不会改变。由于车辆正在使用来自车载电池的电力运转，因此电池SOC下降并且不会对电池进行感应充电。
在时间t1处，指示车辆停止状况，并且车辆不再使用电机扭矩和/或发动机扭矩来推进。另外，在时间t1处，通过将车辆定位在连接到电源的充电垫上方来开始对电池的感应充电。在容纳在充电垫中的初级线圈与容纳在车辆中(在车辆底板处)的次级线圈之间产生的磁场生成电力以对电池进行感应充电。在时间t1与时间t2之间，由于感应充电，电池SOC增加。
在时间t2处，基于预定的发动机起动(在时间t5处)而接收对发动机油加热的请求。预先加热发动机油有助于在发动机起动之前的发动机预热。由于在时间t2处，电池SOC高于阈值605，因此开始对油盘的感应加热。车辆自主地(在没有人类驾驶员的情况下)移动以将充电垫定位在发动机油盘的正下方。在时间t2与时间t3之间，来自充电垫中的初级线圈的磁场可以在由铁质材料制成的油盘的表面上生成涡电流。涡电流在油盘中生成热量，这进而加热盘中所含的发动机油。在此时间期间(在时间t2与时间t3之间)，还同时执行对电池的感应充电。
在时间t3处，响应于发动机油温度升高到高于阈值温度607，激活油泵来使发动机油循环通过发动机部件，诸如活塞、曲轴和发动机气缸。控制器向泵的致动器发送信号以开始泵操作。另外，控制器向控制发动机油从油盘到发动机的流动的阀的致动器发送信号，以完全打开所述阀。在时间t3与时间t4之间，由于已加热的发动机油被循环通过发动机部件，发动机温度升高。然而，由于热量从发动机油传递到较冷的发动机部件，因此返回到油盘的发动机油的温度降低。因此，即使继续感应地加热油盘，返回到油盘的较冷的发动机油也会降低整体发动机油温度。
在时间t4处，响应于发动机油温度降低到低于阈值温度607，控制器向油泵发送信号以暂停操作，使得发动机油通过发动机部件的循环被暂停。在时间t4与时间t5之间，由于油正在被感应地加热并且没有循环通过较冷的发动机部件，因此发动机油温度升高。在时间t5处，发动机油温度再一次升高到高于阈值温度，并且通过重新激活油泵来恢复已加热的发动机油通过发动机部件的循环。以此方式，在即将来临的发动机起动之前，对发动机进行预热并且用已加热的发动机油进行润滑。
在时间t6处，恢复车辆运转并且响应于驾驶员扭矩需求，开始发动机运转。控制器向一个或多个燃料喷射器发送信号以开始通向发动机气缸的燃料喷射，同时还启动火花。在车辆远离充电垫移动时，停止对电池的感应充电。在时间t6处，车辆继续通过发动机扭矩来推进。由于发动机被预先润滑并且是热的，因此在发动机起动之后，降低了摩擦功耗并且提高了排放质量。
以此方式，通过适时地经由感应加热来加热发动机油，然后使已加热的发动机油循环通过发动机以使发动机温度升高，可以提高发动机起动时的燃料效率和排放质量。经由感应式充电垫同时对车辆电池进行充电并加热发动机油盘的技术效果是可以在不需要任何附加硬件的情况下用同一个装置实现多个功能。通过在没有人类驾驶员干预的情况下将自主车辆操纵到用于发动机油加热的充电垫上方，可以在不需要驾驶员存在的情况下预先加热发动机油以及还有发动机。总之，通过在即将来临的发动机运转之前有效地使发动机升温，可以改进插电式混合动力车辆的运转范围和发动机效率。
一种示例方法包括：在发动机起动之前，通过耦合在车辆外部的初级线圈与铁质油盘或联接到所述油盘的铁质构件之间的磁场来感应地加热发动机油；以及使已加热的发动机油在加热期间从油盘循环通过一个或多个发动机部件。在任何前述示例中，另外地或任选地，初级线圈容纳在连接到电源的充电垫中，充电垫定位在车辆的正下方。在任何或所有前述示例中，另外地或任选地，感应地加热发动机油包括：磁场在油盘的表面处生成涡电流；以及涡电流生成热能来加热盘中所含的发动机油。在任何或所有前述示例中，另外地或任选地，使已加热的发动机油循环包括：响应于发动机油温度升高到阈值温度，操作发动机油泵以使发动机油循环通过一个或多个发动机部件。在任何或所有前述示例中，所述方法还包括：另外地或任选地，在使已加热的发动机油循环期间，响应于发动机油温度下降到低于阈值温度，在继续感应地加热发动机油的同时，暂停已加热的发动机油的循环。在任何或所有前述示例中，另外地或任选地，暂停已加热的发动机油的循环，直到发动机油温度升高到高于阈值温度为止。在任何或所有前述示例中，另外地或任选地，一旦确认了以下中的每一者就开始对发动机油的感应加热：在发动机起动之前剩余的时间少于阈值持续时间，以及联接到车辆的电池的荷电状态(SOC)高于阈值SOC。在任何或所有前述示例中，另外地或任选地，发动机起动是如由驾驶员所指示而预定的发动机起动，或者是如基于驾驶员的驾驶历史估计而预测的发动机起动。在任何或所有前述示例中，另外地或任选地，车辆是自主车辆，所述方法还包括：就在感应地加热发动机油之前，在没有来自人类驾驶员的干预的情况下移动自主车辆，以将油盘定位在初级线圈的正上方。在任何或所有前述示例中，另外地或任选地，车辆是混合动力电动车辆，并且所述方法还包括：通过耦合在初级线圈与载于车辆上的次级线圈之间的磁场来对电池进行无线充电。在任何或所有前述示例中，另外地或任选地，同时执行对电池的充电和对发动机油的感应加热。
另一种发动机示例方法包括：响应于在发动机起动之前加热发动机的请求，将发动机油盘定位在联接到电源的充电垫的正上方；感应地加热油盘中所含的发动机油；以及在维持发动机油的温度高于阈值温度的同时使已加热的发动机油循环通过发动机。在任何前述示例中，另外地或任选地，加热发动机的请求是基于以下中的每一者：车辆停止状况、在紧随其后的发动机起动之前的持续时间短于阈值、电池的荷电状态(SOC)高于阈值和发动机温度低于阈值。在任何或所有前述示例中，另外地或任选地，车辆是自主车辆，并且定位发动机油盘包括在没有来自人类驾驶员的干预的情况下操纵自主车辆，以在容纳在充电垫中的初级线圈的正上方对准发动机油盘。在任何或所有前述示例中，另外地或任选地，感应地加热发动机油包括由初级线圈处的磁场在油盘的表面处生成涡电流，所述表面包括铁质材料。在任何或所有前述示例中，另外地或任选地，使已加热的发动机油循环包括：响应于发动机油温度升高到高于阈值温度，操作油泵以使发动机油从油盘循环通过发动机；响应于发动机油温度降低到低于阈值温度，暂停油泵操作；以及然后响应于发动机油温度升高到阈值温度，恢复油泵操作以使发动机油循环通过发动机。
在另一个示例中，一种自主车辆系统包括控制器，所述控制器具有存储在非暂时性存储器上的计算机可读指令以进行以下操作：在当车辆在没有人类驾驶员的情况下运转时并且当车辆不是由发动机扭矩或马达扭矩推进时的第一车辆状况期间，经由外部充电垫感应地加热发动机油，并且使已加热的发动机油循环通过发动机部件；以及在当车辆在没有人类驾驶员的情况下运转时并且当车辆不是由发动机扭矩或马达扭矩推进时的第二车辆状况期间，经由外部充电垫对车载电池进行感应充电。在任何前述示例中，另外地或任选地，第一车辆状况包括以下中的每一者：在紧随其后的发动机起动之前的持续时间短于阈值、为自主车辆供电的电池的荷电状态(SOC)高于阈值和发动机油温度低于阈值；并且第二车辆状况包括电池的SOC低于阈值。在任何或所有前述示例中，另外地或任选地，外部充电垫包括生成磁场的初级线圈，并且在第一状况期间，降低悬架以将含有发动机油的油盘定位在充电垫的正上方，并且在第二状况期间，在不降低悬架的情况下将电池定位在充电垫的正上方。在任何或所有前述示例中，另外地或任选地，使已加热的发动机油循环通过发动机部件包括：响应于发动机油温度高于阈值温度，对联接在油盘与发动机油喷射器之间的油泵进行操作以将发动机油输送到包括活塞、曲轴和燃烧室的发动机部件。
应注意，本文中包括的示例控制和估计程序可以与各种发动机和/或车辆系统配置一起使用。本文公开的控制方法和程序可以作为可执行指令存储在非暂时性存储器中，并且可以由包括控制器的控制系统结合各种传感器、致动器和其他发动机硬件一起来执行。本文描述的特定程序可以表示任何数量的处理策略，诸如事件驱动、中断驱动、多任务、多线程等等中的一者或多者。因此，所示的各种动作、操作和/或功能可以所示的顺序、并行地执行，或在一些情况下可以被省略。同样地，所述处理顺序不一定是实现本文描述的示例实施例的特征和优点所必需的，而是为了方便说明和描述才提供的。取决于正被使用的特定策略，可以重复执行所示的动作、操作和/或功能中的一个或多个。另外，所描述的动作、操作和/或功能可以图解方式表示会被编程到发动机控制系统中的计算机可读存储介质的非暂时性存储器中的代码，其中通过在包括各种发动机硬件部件与电子控制器的组合的系统中执行所述指令来执行所描述的动作。
将了解，本文公开的配置和程序在本质上是示例性的，并且这些具体实施例不应被视为具有限制性意义，因为众多变化是可能的。例如，以上技术可以应用于V-6、I-4、I-6、V-12、对置4缸以及其他发动机类型。本公开的主题包括各种系统和配置，以及本文公开的其他特征、功能和/或性质的所有新颖的和非显而易见的组合和子组合。
如本文所使用，除非另外指明，否则术语“大约”被解释为表示所述范围的±5％。
以下权利要求特别指出了被视为新颖的和非显而易见的某些组合和子组合。这些权利要求可能会提及“一个”要素或“一个第一”要素或其等效物。这类权利要求应被理解为包括一个或多个此类要素的并入，既不要求也不排除两个或更多个此类要素。可以通过修改当前的权利要求或在此处或相关申请中提出新权利要求来要求保护所公开的特征、功能、要素和/或性质的其他组合和子组合。与原始权利要求的范围相比，这类权利要求不管是范围更宽、更窄、等同还是不同也都被视为被包括在本公开的主题内。
根据本发明，一种方法包括：在发动机起动之前，通过耦合在车辆外部的初级线圈与铁质油盘或联接到所述油盘的铁质构件之间的磁场来感应地加热发动机油；以及使已加热的发动机油在加热期间从油盘循环通过一个或多个发动机部件。
根据一个实施例，初级线圈容纳在连接到电源的充电垫中，充电垫定位在车辆的正下方。
根据一个实施例，感应地加热发动机油包括：磁场在油盘的表面处生成涡电流；以及涡电流生成热能来加热盘中所含的发动机油。
根据一个实施例，使已加热的发动机油循环包括：在车辆不运转时，响应于发动机油温度升高到阈值温度，操作发动机油泵以使发动机油循环通过一个或多个发动机部件。
根据一个实施例，本发明的进一步特征在于：在车辆继续不运转时，在使已加热的发动机油循环期间，响应于发动机油温度下降到低于阈值温度，在继续感应地加热发动机油的同时暂停已加热的发动机油的循环。
根据一个实施例，暂停已加热的发动机油的循环，直到发动机油温度升高到高于阈值温度为止。
根据一个实施例，一旦确认了以下中的每一者就开始对发动机油的感应加热：在发动机起动之前剩余的时间少于阈值持续时间，以及联接到车辆的电池的荷电状态(SOC)高于阈值SOC。
根据一个实施例，发动机起动是如由驾驶员所指示而预定的发动机起动，或者是如基于驾驶员的驾驶历史估计而预测的发动机起动。
根据一个实施例，车辆是自主车辆，所述方法还包括：就在感应地加热发动机油之前，在没有来自人类驾驶员的干预的情况下移动自主车辆，以将油盘定位在初级线圈的正上方。
根据一个实施例，车辆是混合动力电动车辆，并且所述方法还包括：通过耦合在初级线圈与载于车辆上的次级线圈之间的磁场来对电池进行无线充电。
根据一个实施例，同时执行对电池的充电和对发动机油的感应加热。
根据本发明，一种发动机方法包括：响应于在发动机起动之前加热发动机的请求，将发动机油盘定位在联接到电源的充电垫的正上方；感应地加热油盘中所含的发动机油；以及在维持发动机油的温度高于阈值温度的同时使已加热的发动机油循环通过发动机。
根据一个实施例，加热发动机的请求是基于以下中的每一者：车辆停止状况、在紧随其后的发动机起动之前的持续时间短于阈值、电池的荷电状态(SOC)高于阈值和发动机温度低于阈值。
根据一个实施例，车辆是自主车辆，并且定位发动机油盘包括在没有来自人类驾驶员的干预的情况下操纵自主车辆，以在容纳在充电垫中的初级线圈的正上方对准发动机油盘。
根据一个实施例，感应地加热发动机油包括由初级线圈处的磁场在油盘的表面处生成涡电流，所述表面包括铁质材料。
根据一个实施例，使已加热的发动机油循环包括：响应于发动机油温度升高到高于阈值温度，操作油泵以使发动机油从油盘循环通过发动机；响应于发动机油温度降低到低于阈值温度，暂停油泵操作；以及然后响应于发动机油温度升高到阈值温度，恢复油泵操作以使发动机油循环通过发动机。
根据本发明，提供了一种自主车辆系统，所述自主车辆系统具有控制器，所述控制器具有存储在非暂时性存储器上的计算机可读指令以进行以下操作：在当车辆在没有人类驾驶员的情况下运转时并且当车辆不是由发动机扭矩或马达扭矩推进时的第一车辆状况期间，经由外部充电垫感应地加热发动机油，并且使已加热的发动机油循环通过发动机部件；以及在当车辆在没有人类驾驶员的情况下运转时并且当车辆不是由发动机扭矩或马达扭矩推进时的第二车辆状况期间，经由外部充电垫对车载电池进行感应充电。
根据一个实施例，第一车辆状况包括以下中的每一者：在紧随其后的发动机起动之前的持续时间短于阈值、为自主车辆供电的电池的荷电状态(SOC)高于阈值以及发动机油温度低于阈值；并且其中第二车辆状况包括电池的SOC低于阈值。
根据一个实施例，外部充电垫包括生成磁场的初级线圈，并且在第一状况期间，降低悬架以将含有发动机油的油盘定位在充电垫的正上方，并且在第二状况期间，在不降低悬架的情况下将电池定位在充电垫的正上方。
根据一个实施例，使已加热的发动机油循环通过发动机部件包括：响应于发动机油温度高于阈值温度，对联接在油盘与发动机油喷射器之间的油泵进行操作以将发动机油输送到包括活塞、曲轴和燃烧室的发动机部件。

Claims (15)

1.一种方法，所述方法包括：
在发动机起动之前，
通过耦合在车辆外部的初级线圈与铁质油盘或联接到所述油盘的铁质构件之间的磁场来感应地加热发动机油；以及
在所述加热期间使已加热的发动机油从所述油盘循环通过一个或多个发动机部件。
2.如权利要求1所述的方法，其中所述初级线圈容纳在连接到电源的充电垫中，所述充电垫定位在所述车辆的正下方。
3.如权利要求1所述的方法，其中感应地加热发动机油包括：所述磁场在所述油盘的表面处生成涡电流；以及所述涡电流生成热能来加热所述盘中所含的所述发动机油。
4.如权利要求1所述的方法，其中使所述已加热的发动机油循环包括：在所述车辆没有运转时，响应于发动机油温度升高到阈值温度，操作发动机油泵以使发动机油循环通过所述一个或多个发动机部件。
5.如权利要求4所述的方法，所述方法还包括：在所述车辆继续不运转时，在使所述已加热的发动机油循环期间，响应于所述发动机油温度下降到低于所述阈值温度，在继续感应地加热所述发动机油的同时暂停所述已加热的发动机油的循环。
6.如权利要求5所述的方法，其中暂停所述已加热的发动机油的所述循环，直到所述发动机油温度升高到高于所述阈值温度为止。
7.如权利要求1所述的方法，其中一旦确认了以下中的每一者就开始对所述发动机油的感应加热：在所述发动机起动之前剩余的时间少于阈值持续时间，以及联接到所述车辆的电池的荷电状态(SOC)高于阈值SOC。
8.如权利要求1所述的方法，其中所述发动机起动是如由驾驶员所指示而预定的发动机起动，或者是如基于所述驾驶员的驾驶历史估计而预测的发动机起动。
9.如权利要求1所述的方法，其中所述车辆是自主车辆，所述方法还包括：就在感应地加热发动机油之前，在没有来自人类驾驶员的干预的情况下移动所述自主车辆，以将所述油盘定位在所述初级线圈的正上方。
10.如权利要求7所述的方法，其中所述车辆是混合动力电动车辆，并且所述方法还包括：通过耦合在所述初级线圈与载于所述车辆上的次级线圈之间的磁场来对所述电池进行无线充电。
11.如权利要求10所述的方法，其中同时执行对所述电池的充电和对所述发动机油的感应加热。
12.一种自主车辆系统，所述自主车辆系统包括：
控制器，所述控制器具有存储在非暂时性存储器上的计算机可读指令以进行以下操作：
在当所述车辆在没有人类驾驶员的情况下运转时并且当所述车辆不是由发动机扭矩或马达扭矩推进时的第一车辆状况期间，经由外部充电垫感应地加热发动机油，并且使已加热的发动机油循环通过发动机部件，以及
在当所述车辆在没有人类驾驶员的情况下运转时并且当所述车辆不是由发动机扭矩或马达扭矩推进时的第二车辆状况期间，经由所述外部充电垫对车载电池进行感应充电。
13.如权利要求12所述的系统，其中所述第一车辆状况包括以下中的每一者：在紧随其后的发动机起动之前的持续时间短于阈值、为所述自主车辆供电的所述电池的荷电状态(SOC)高于阈值以及发动机油温度低于阈值；并且其中所述第二车辆状况包括所述电池的SOC低于阈值。
14.如权利要求12所述的系统，其中所述外部充电垫包括生成磁场的初级线圈，并且在所述第一状况期间，降低悬架以将含有所述发动机油的油盘定位在所述充电垫的正上方，并且在所述第二状况期间，在不降低所述悬架的情况下将所述电池定位在所述充电垫的正上方。
15.如权利要求12所述的系统，其中使已加热的发动机油循环通过发动机部件包括：响应于发动机油温度高于阈值温度，对联接在所述油盘与发动机油喷射器之间的油泵进行操作以将发动机油输送到包括活塞、曲轴和燃烧室的发动机部件。
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