CN102191967A - 用于可变容积发动机油泵的控制系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及用于可变容积发动机油泵的控制系统。用于发动机的油循环控制系统包括发动机速度模块和模式选择模块。发动机速度模块确定发动机的速度。模式选择模块构造成针对所述速度选择所述发动机的油泵的第一压力模式和第二压力模式。所述选择模块基于至少一个模式请求信号来选择所述第一压力模式和所述第二压力模式中的一个。所述模式选择模块发信号给所述油泵的可变油压回路的电磁阀，以便在所述第一压力模式下操作时使电磁阀转换到第一位置和在所述第二压力模式下操作时使电磁阀转换到第二位置。
Description
相关申请的交叉引用
此申请要求2010年3月1日提交的美国临时申请61/309,126的权益。上述申请的公开通过引用整体结合于本文中。
技术领域
本发明涉及用于内燃发动机的油循环系统。
背景技术
此处提供的背景技术的描述的目的是总体地给出本公开的背景。当前署名的发明人的工作，在该背景技术部分所描述的程度，以及在提交时可能不构成现有技术的本发明的方面并非明示或暗示地接受为本公开的现有技术。
内燃发动机(ICE)典型地包括油循环系统。油循环系统包括机械地连接至ICE的曲轴的油泵。该连接确保在曲轴旋转(即发动机操作)时油泵使油循环往返于ICE的构件。油泵的输出压力直接与曲轴的旋转速度相关。随着曲轴的速度上升，油泵的输出压力上升。这在发动机速度上升时增加对ICE的冷却。
至少由于与ICE的曲轴的机械连接，发动机油泵在ICE上引入阻力。随着发动机速度上升，曲轴上的阻力上升。上升的阻力负面地影响ICE的可用输出扭矩和燃料经济性。
发动机油泵设计成提供需要的流量(即在预先确定的时间段内流动的流体的量)和压力，以充分地润滑和冷却ICE。发动机油泵的流量和压力能力基于最坏情况的操作条件。一个最坏情况的操作条件的示例是当发动机油温高(例如180-300°F)且ICE在低的发动机速度(例如小于3000转每分钟(rpm))下操作时。
出于该原因，发动机油泵所提供的油流量和压力超出对于ICE的某些操作状态所需的油流量和压力。作为非最坏情况的操作状态的示例，ICE可具有冷的油温(例如小于180°F)且在低的发动机速度下操作。在该操作状态下，发动机油泵可提供对应最坏情况的操作条件的流量和压力，其大于所需。结果，在非最坏情况的操作状态期间，在曲轴上产生不当的阻力。这将降低ICE的可用输出扭矩和燃料经济性。
发明内容
提供了一种用于发动机的油循环控制系统，包括发动机速度模块和模式选择模块。发动机速度模块确定发动机的速度。模式选择模块构造成针对于速度选择发动机的油泵的第一压力模式和第二压力模式。所述选择模块基于至少一个模式请求信号选择所述第一压力模式和所述第二压力模式中的一个。所述模式选择模块发信号给所述油泵的可变油压回路的电磁阀，以便在所述第一压力模式下操作时电磁阀转换到第一位置和在所述第二压力模式下操作时电磁阀转换到第二位置。
在另一特征中，提供了一种发动机的油循环控制系统的操作方法。所述方法包括：确定所述发动机的速度；接收第一模式请求信号；在所述第一模式请求信号在第一状态时，选择针对所述速度的所述发动机的油泵的第一压力模式；在所述模式请求信号在第二状态时，选择针对所述速度的所述油泵的第二压力模式；以及发信号给所述油泵的可变油压回路的电磁阀，使得在所述第一压力模式下操作时电磁阀转换到第一位置和在所述第二压力模式下操作时电磁阀转换到第二位置。
在再一特征中，以上描述的系统和方法由通过一个或多个处理器执行的计算机程序实现。计算机程序可驻留在有形的计算机可读介质中，例如但不限于存储器，非易失性的数据存储器，和/或其它适当的有形的存储介质。
本发明还涉及以下技术方案。
1. 用于发动机的油循环控制系统，包括：
确定所述发动机速度的发动机速度模块；和
模式选择模块，构造成针对所述速度选择所述发动机的油泵的第一压力模式和第二压力模式，其中所述选择模块基于至少一个模式请求信号选择所述第一压力模式和所述第二压力模式中的一个，
其中，所述模式选择模块发信号给所述油泵的可变油压回路的电磁阀，以便在所述第一压力模式下操作时使所述电磁阀转换到第一位置和在所述第二压力模式下操作时使所述电磁阀转换到第二位置。
2. 根据技术方案1所述的油循环控制系统，其特征在于，在所述第一压力模式期间和在所述第二压力模式期间，所述发动机的速度大于0转每分钟。
3. 根据技术方案1所述的油循环控制系统，其特征在于，在所述第一压力模式期间和在所述第二压力模式期间，所述油泵的油压大于0千帕。
4. 根据技术方案1所述的油循环控制系统，其特征在于，进一步包括发动机扭矩模块，所述发动机扭矩模块基于所述发动机的速度和油温生成模式请求信号，
其中，所述模式选择模块基于来自所述发动机扭矩模块的所述模式请求信号而发信号给所述电磁阀。
5. 根据技术方案1所述的油循环控制系统，其特征在于，进一步包括油混气模块，所述油混气模块基于所述速度和所述可变油压回路在所述第一压力模式下操作的时间，生成模式请求信号，
其中所述模式选择模块基于来自所述油混气模块的所述模式请求信号而发信号给所述电磁阀。
6. 根据技术方案1所述的油循环控制系统，其特征在于：
所述发动机速度模块基于所述速度生成模式请求信号；
在所述发动机的速度上升至大于预先确定的阈值的第一速度时，所述模式请求信号指示对于所述第一压力模式的请求；
在所述发动机的速度下降至小于所述第一速度的第二速度时，所述模式请求信号指示对于所述第二压力模式的请求；和
所述模式选择模块基于来自所述发动机速度模块的所述模式请求信号而发信号给所述电磁阀。
7. 根据技术方案1所述的油循环控制系统，其特征在于，进一步包括油压模块，所述油压模块基于所述发动机的速度、油压和所述发动机的油温生成模式请求信号，
其中所述模式选择模块基于来自所述油压模块的所述模式请求信号而发信号给所述电磁阀。
8. 根据技术方案7所述的油循环控制系统，其特征在于：
当所述发动机的油压下降至小于预先确定的阈值的第一油压时，来自所述油压模块的所述模式请求信号指示对于所述第一压力模式的请求；并且
当所述发动机的油压上升至大于所述第一油压的第二油压时，来自所述油压模块的所述模式请求信号指示对于所述第二压力模式的请求。
9. 根据技术方案1所述的油循环控制系统，其特征在于，进一步包括激活时间模块，所述激活时间模块基于所述发动机的油温和所述可变油压回路在所述第二压力模式下操作的时间生成模式请求信号，
其中所述模式选择模块基于来自所述激活时间模块的所述模式请求信号而发信号给所述电磁阀。
10. 根据技术方案1所述的油循环控制系统，其特征在于，进一步包括螺线管电压模块，所述螺线管电压模块基于所述电磁阀的电压生成模式请求信号，
其中所述模式选择模块基于来自所述螺线管电压模块的所述模式请求信号而发信号给所述电磁阀。
11. 根据技术方案1所述的油循环控制系统，其特征在于，进一步包括发动机运行时间模块，所述发动机运行时间模块基于发动机运行时间和所述发动机的油温生成模式请求信号，
其中所述模式选择模块基于来自所述发动机运行时间模块的所述模式请求信号而发信号给所述电磁阀。
12. 根据技术方案1所述的油循环控制系统，其特征在于，进一步包括诊断模块，所述诊断模块基于诊断故障生成模式请求信号，
其中所述模式选择模块基于来自所述诊断模块的所述模式请求信号而发信号给所述电磁阀。
13. 根据技术方案12所述的油循环控制系统，其特征在于，所述诊断模块基于所述速度、所述发动机的油温、所述发动机的扭矩、所述发动机的油压和所述电磁阀的电压中的至少一个生成诊断故障。
14. 根据技术方案12所述的油循环控制系统，其特征在于，所述诊断模块基于所述速度、所述发动机的油温、所述发动机的扭矩、所述发动机的油压和所述电磁阀的电压生成诊断故障。
15. 根据技术方案1所述的油循环控制系统，其特征在于，进一步包括：
发动机扭矩模块，基于所述速度和所述发动机的油温生成第一模式请求信号；和
油压模块，基于所述速度、所述发动机的油压和所述油温生成第二模式请求信号，
其中所述模式选择模块基于来自所述发动机扭矩模块的所述第一模式请求信号和所述第二模式请求信号而发信号给所述电磁阀。
16. 根据技术方案1所述的油循环控制系统，其特征在于，进一步包括：
油混气模块，基于所述速度和所述可变油压回路在所述第一压力模式下操作的时间生成第一模式请求信号；和
激活时间模块，基于所述发动机的油温和所述可变油压回路在所述第二压力模式下操作的时间生成第二模式请求信号，
其中所述模式选择模块基于所述第一模式请求信号和所述第二模式请求信号而发信号给所述电磁阀。
17. 根据技术方案1所述的油循环控制系统，其特征在于：
所述电磁阀在未激活时默认为在所述第一位置；和
所述第一压力模式具有大于与所述第二压力模式相对应的油压的相应油压。
18. 根据技术方案1所述的油循环控制系统，其特征在于，进一步包括：
包括所述油泵的所述可变油压回路；和
所述电磁阀，
其中所述油泵连接至所述发动机的曲轴。
19. 操作发动机的油循环控制系统的方法，所述方法包括：
确定所述发动机的速度；
接收第一模式请求信号；
当所述第一模式请求信号在第一状态时，针对所述速度选择所述发动机的油泵的第一压力模式；
当所述模式请求信号在第二状态时，针对所述速度选择所述油泵的第二压力模式；和
发信号给所述油泵的可变油压回路的电磁阀，以便在所述第一压力模式下操作时所述电磁阀转换到第一位置和在所述第二压力模式下操作时所述电磁阀转换到第二位置。
20. 根据技术方案19所述的方法，其特征在于，进一步包括：
基于所述速度和所述发动机的油温生成第二模式请求信号；
基于所述速度、所述发动机的油压和所述油温生成第三模式请求信号；和
基于所述第二模式请求信号和所述第三模式请求信号而发信号给所述电磁阀。
根据以下提供的详细描述，本公开的进一步的应用领域将变得清楚。应理解，详细描述和具体示例仅意图用于说明目的，并非意图限制本公开的范围。
附图说明
根据详细描述和附图，将更加充分地理解本公开，附图中：
图1是根据本公开的包括油循环控制系统的发动机控制系统的功能框图；
图2是根据本公开的油循环控制系统的功能框图；
图3是根据本公开的油泵控制模块的功能框图；
图4图示了根据本公开的操作油循环控制系统的方法；
图5是根据本公开的基于发动机速度的压力模式转换的示范性图表；和
图6是根据本公开的压力模式转换的示范性图表。
具体实施方式
以下描述本质上仅为示范性的，绝非意图限制本公开、其应用或用途。出于简明目的，附图中使用的相同标号表示类似元件。这里所使用的用语"A、B和C中的至少一个"应解释为表示利用非排他性的逻辑"或"的逻辑(A或B或C)。应理解，方法中的步骤可以不同顺序执行，而不改变本公开的原理。
这里所使用的用语"模块"指执行一个或多个软件或固件程序的专用集成电路(ASIC)、电子电路、处理器(共用、专用或群组)和存储器，组合逻辑电路，和/或提供所述功能的其它适当的构件。
传统上，将发动机的油泵设计成用于最坏情况的操作条件。结果，油泵提供对于最坏情况操作条件需要的最小的流量和压力。在所有其它操作条件期间，泵会提供过量的流量和压力。这将负面地影响发动机的可用扭矩输出和燃料经济性。
本文公开的控制系统用于发动机的可变排量(可切换)油泵。可变排量泵的主动控制允许对于相同的发动机速度选择不同的流量和压力(例如高压力和低压力)。这将提高燃料经济性和可用的发动机输出扭矩，同时满足和/或超出发动机的润滑要求。
在图1中，显示了示范性发动机控制系统100的功能框图。发动机控制系统100包括控制往返于发动机102的构件的油的循环的油循环控制系统101。油循环控制系统101包括油泵控制模块103，油泵控制模块103可被包括作为发动机控制模块(ECM)104的一部分。油泵控制模块103控制多排量和/或可变排量油泵的操作。油泵组件105抽吸来自油槽(例如油盘)的油并将油引导至发动机102的构件(例如阀、气缸、凸轮轴等)。油槽的一个示例显示在图2中。
油泵组件105机械地连接至发动机102的曲轴106。油泵组件105可以是叶片泵和/或齿轮泵。油泵组件105的油流量和压力输出与曲轴106的旋转速度直接相关，并基于通过油泵控制模块103生成的控制信号。油泵组件105可位于油槽(例如油盘)内或发动机102的其它位置。
油泵组件105对于给定的发动机速度可具有多个压力模式。通过油泵控制模块103选择压力模式。作为第一示例，油泵组件105可具有第一压力模式和第二压力模式。第一压力模式可为高压(例如300-550千帕(kPa))模式，而第二压力模式可为低压(例如200-300kPa)模式。高和低压模式的示例的操作曲线显示在图5中。操作模式之间的转换的示例显示在图6中。第一压力模式可与大于第一预先确定的阈值或发动机速度的发动机速度关联。第二压力模式可与小于或等于第一预先确定的发动机速度的发动机速度关联。油泵可具有对于任意发动机速度的任意数量的压力模式。
发动机102基于来自驾驶员输入模块109的驾驶员输入燃烧空气/燃料混合物，以产生用于车辆的驱动扭矩。通过节流阀112将空气抽吸进进气歧管110。仅用于示例，节流阀112可包括具有可旋转的叶片的蝶形阀。ECM104控制节流促动器模块116，其调节节流阀112的开度，以控制抽吸进进气歧管110的空气的量。
来自进气歧管110的空气被抽吸进发动机102的气缸。尽管发动机102可包括任意数量的气缸，但是出于图示目的，显示了一个代表性的气缸118。在特定的发动机操作条件下，ECM104可命令气缸促动器模块120选择性地使一些气缸停止工作。
发动机102可利用四冲程循环操作。以下描述的四冲程称为进气冲程、压缩冲程、燃烧冲程、和排气冲程。在曲轴106的每转期间，气缸118内发生四冲程中的两个冲程。因此，气缸118经历所有四个冲程需要曲轴两转。
在进气冲程期间，来自进气歧管110的空气通过进气阀122抽吸进气缸118。ECM104控制燃料促动器模块124，其调节燃料喷射，以实现理想的空气/燃料比率。可在中央位置或多个位置将燃料喷射进入进气歧管110，诸如各气缸的进气阀122附近。在各种实例(未显示)中，可直接将燃料喷射进入气缸或喷射进入与气缸关联的混合腔室。燃料促动器模块124可停止将燃料喷射进入停止工作的气缸。
喷射的燃料与空气混合，并在气缸118内生成空气/燃料混合物。在压缩冲程期间，气缸118内的活塞(未显示)压缩空气/燃料混合物。发动机102可以是压燃式发动机，在此情况下气缸118内的压缩点燃空气/燃料混合物。备选地，发动机102可以是火花点火式发动机，在此情况下火花促动器模块126基于来自ECM104的信号给气缸118内的火花塞128供能，其点燃空气/燃料混合物。可相对于活塞在其顶端位置(称为上止点(TDC))的时间，指定火花的正时。
可通过指定TDC之前或之后多久生成火花的正时信号，控制火花促动器模块126。因为活塞位置直接与曲轴旋转相关，所以火花促动器模块126的操作可以曲轴角度同步。在各种实例中，火花促动器模块126可停止将火花提供到停止工作的气缸。
在燃烧冲程期间，空气/燃料混合物的燃烧驱动活塞向下移动，由此驱动曲轴106。燃烧冲程可限定为活塞到达TDC和活塞返回下止点(BDC)之间的时间。
在排气冲程期间，活塞开始从BDC向上移动，并通过排气阀130排出燃烧的副产物。通过排气系统134从车辆排出燃烧的副产物。
可通过进气凸轮轴140控制进气阀122。排气阀130可通过排气凸轮轴142控制。在各种实例中，多个进气凸轮轴(包括进气凸轮轴140)可控制用于气缸118的多个进气阀(包括进气阀122)和/或可控制多排气缸(包括气缸118)的进气阀(包括进气阀122)。类似地，多个排气凸轮轴(包括排气凸轮轴142)可控制用于气缸118的多个排气阀和/或可控制用于多排气缸(包括气缸118)的排气阀(包括排气阀130)。
通过进气凸轮相位器148可相对于活塞TDC改变打开进气阀122的时间。通过排气凸轮相位器150可相对于活塞TDC改变打开排气阀130的时间。相位器促动器模块158可基于来自ECM104的信号，控制进气凸轮相位器148和排气凸轮相位器150。
发动机系统100可包括提供加压空气到进气歧管110的增压装置。例如，图1显示了包括热涡轮机160-1的涡轮增压器，通过流经排气系统134的热的排出气体向热涡轮机160-1提供动力。涡轮增压器还包括通过涡轮机160-1驱动的冷空气压缩机160-2，其压缩流入节流阀112的空气。在各种实例中，通过曲轴106驱动的增压器(未显示)可压缩来自节流阀112的空气，并将压缩空气输送到进气歧管110。
废气门162可允许排气绕过涡轮机160-1，由此减弱涡轮增压器的增压(进入空气压缩的量)。ECM104可通过增压促动器模块164控制涡轮增压器。增压促动器模块164可通过控制废气门162的位置来调整涡轮增压器的增压。在各种实例中，可通过增压促动器模块164控制多个涡轮增压器。涡轮增压器可具有可变的几何形状，其可通过增压促动器模块164控制。
发动机系统100可包括排出气体再循环(EGR)阀170，其选择性地将排出气体重新引回进气歧管110。EGR阀170可位于涡轮增压器的涡轮机160-1的上游。EGR阀170可通过EGR促动器模块172控制。
发动机系统100包括各种传感器。发动机系统100可包括发动机速度传感器180，其用于检测单位为转每分钟(rpm)的曲轴106的速度。可利用发动机冷却剂温度(ECT)传感器182来测量发动机冷却剂的温度。ECT传感器182可位于发动机102内或冷却剂循环流通的其它位置，诸如散热器(未显示)。
可利用歧管绝对压力(MAP)传感器184来测量进气歧管110内的压力。在各种实例中，可测量发动机真空，其为环境空气压力与进气歧管110内的压力之间的差异。可利用质量空气流量(MAF)传感器186来测量流入进气歧管110的空气的质量流率。在各种实例中，MAF传感器186可位于也包括节流阀112的壳体内。
节流促动器模块116可利用一个或多个节流位置传感器(TPS)190监测节流阀112的位置。可利用进气空气温度(IAT)传感器192来测量被抽吸进入发动机102的空气的环境温度。ECM104可利用来自传感器的信号作出用于发动机系统100的控制决策。参照图2-图4公开和描述了附加的传感器。
ECM104可与变速器控制模块194通信，以协调变速器(未显示)内的换挡齿轮。例如，在换挡期间，ECM104可降低发动机扭矩。ECM104可与混合动力控制模块196通信，以协调发动机102和电机198的操作。
电机198还可作为发电机使用，并可用于产生供车辆电气系统利用和/或用于电池储备的电能。在各种实例中，ECM104、变速器控制模块194和混合动力控制模块196的各种功能可集成于一个或多个模块。
改变发动机参数的各系统可称为接收促动器值的促动器。例如，节流促动器模块116可称为促动器，而节流开度面积可称为促动器值。在图1的示例中，节流促动器模块116通过调节节流阀112的叶片的角度实现节流开度面积。
类似地，火花促动器模块126可称为促动器，而相应的促动器值可以是相对于气缸TDC火花提前的量。其它促动器可包括气缸促动器模块120、燃料促动器模块124、相位器促动器模块158、增压促动器模块164和EGR促动器模块172。对于这些促动器，促动器值可分别对应激活的气缸的数量、给燃料速率、进气和排气凸轮相位器角度、增压压力，以及EGR阀开度面积。ECM104可控制促动器值，以便使发动机102生成理想的发动机输出扭矩。
现在参照图2，显示了油循环控制系统101。器件之间的实线指油管线或油路。器件之间的虚线指电信号线路。油循环控制系统101包括发动机润滑回路200、可变油压控制回路202和压力调节回路204。各回路200-206包括油泵控制模块103、ECM104、油泵组件105和油槽(例如油盘)210。油泵组件包括可变排量油泵(“油泵”)205、主腔室206、和副腔室207。
发动机润滑回路200提供油到发动机102。在操作中，在油槽210内的发动机油被抽吸到油泵组件105，在油泵组件105对油加压，并将其引导至发动机102。将发动机油从发动机102引回油槽210。
可变油压控制回路202用于针对发动机102的各种速度向发动机102提供两个或更多可能的油压。可变油压控制回路202包括电磁阀216。油泵控制模块103可通过继电器(未显示)发信号到电磁阀216。电磁阀216具有多个位置，可基于来自油泵控制模块103的控制信号选择位置。电磁阀216可具有任何数量的阀位置，并且可连接在发动机102与油泵组件105之间或润滑回路200内的任何地方。通过油过滤器(未显示)上游或下游的润滑回路200提供油压信号，以控制油泵205的排量。
油泵205可包括例如通过线220表示并提供杠杆功能的凸轮环。油泵205的排量直接与油泵205的驱动中心和凸轮环220的中心之间的直线距离成比例。主和副腔室206、207内的压力作用在凸轮环220上，并使凸轮环220枢转(杠杆功能)。在凸轮环220枢转时，凸轮环220的中心旋转靠近油泵205的驱动中心。这样一来，油泵205的排量降低，其降低油流量输出，并由此调节油压。在任何时候油泵205的速度均维持在曲轴速度或在曲轴速度的恒定比例值。
可将来自电磁阀216的油引导至副腔室207，以调节凸轮环220上的压力。这将调节油泵205的流量和输出压力。作为第一示例，电磁阀216可具有第一位置和第二位置。第一位置对应第一压力模式，且第二位置对应第二压力模式。在一个实施例中，第一位置与大气压力或发动机102的曲轴箱内的压力关联。在第一位置时，电磁阀可能不受到激励。第二位置与从发动机102接收到的油压或管线压力关联，诸如油管线221内的压力。在电磁阀位于相对于第一位置的第二位置上时，油泵205的油压降低。这将降低发动机102内的油压和供应至主腔室206的油压。作为另一示例，电磁阀216可包括全闭位置和全开位置，且还可具有在全闭位置和全开位置之间的任意数量的位置。
电磁阀216可具有通向油槽210的孔输出222。这可用于调节从电磁阀216到油泵组件105的油流量和/或压力。孔输出222还可用于限制从电磁阀216到油泵组件105的油的压力。
基于发动机操作参数，通过油泵控制模块103，控制电磁阀216的操作。发动机操作参数可基于来自各种传感器230的信号确定。传感器230可包括发动机速度传感器180，发动机油温(EOT)传感器232，发动机扭矩(ET)传感器234，发动机油压(EOP)传感器236，和动力系继电器电压(PRV)传感器238。发动机参数可通过相应的算法间接确定而非直接来自传感器。例如，ECM104可通过相应的算法基于发动机操作条件、发动机102的状态和环境条件间接确定发动机油温，而非直接来自EOT传感器。
发动机扭矩传感器234可用于直接检测发动机输出扭矩。作为附加或作为备选，可通过发动机扭矩模块240(显示于图3)估计发动机输出扭矩。动力系继电器电压传感器238可用于检测电磁阀216的电压。该电压可以是由油泵控制模块103提供的控制信号的电压。
压力调节回路204通过润滑回路200将油压信号返回至油泵组件105，以调节油泵205的压力输出。可在主控制腔室206中接收返回至油泵组件105的油压信号。主控制腔室内的压力将调节杠杆220的接合，其从而影响油泵205的压力输出。
现在还参照图3和4，显示了油泵控制模块103和操作油循环控制系统101的方法。油泵控制模块103包括模式选择模块250，发动机扭矩模块252，油混气模块254，发动机速度模块256，油压模块258，激活时间模块260，螺线管电压模块262，发动机运行时间模块264，和诊断模块266(总称为油泵模块)。
模式选择模块250基于模块240和254-266的输出生成电磁阀控制信号。在第一示例实施例中，电磁阀控制信号具有第一状态和第二状态。第一状态对应第一(高)压力模式，且第二状态对应第二(低)压力模式。在另一示例实施例中，电磁阀控制信号是脉宽调制信号，其用于控制电磁阀，以将阀定位在两个或更多位置中的一个位置上。
尽管主要参照图1-3的实施例描述以下任务，但是对于本公开的其它实施例可更改任务。另外，尽管主要参照第一和第二压力模式下的操作描述以下任务，但是可更改任务，以便在其它压力模式下操作。上述方法可开始于300。
在302，发动机扭矩模块240可估计发动机102的扭矩输出，并生成估计的发动机扭矩输出信号ETEst。发动机扭矩模块240基于发动机扭矩输出信号ETEst、发动机的速度(例如曲轴的速度)RPM和/或发动机的油温EOT生成第一模式请求信号MODE1。尽管图4显示的模式依顺序执行，但是所述模式中的两个或更多可在相同的时间段内执行。
作为第一示例，当对于给定的发动机速度，发动机扭矩上升至大于预先确定的扭矩的扭矩水平时，可设定第一模式请求信号MODE1，例如，设定为HIGH。这表明，发动机扭矩模块240正在请求从第二(低)压力模式到第一(高)压力模式的转换。可基于发动机的油温EOT补偿预先确定的扭矩水平。
作为另一示例，第一值V1可利用等式1确定。
在第一值V1大于第一预先确定的水平时，可将第一模式请求信号MODE1设定为HIGH。
作为又一示例，第二值V2可利用等式2确定，其中K是常数。
在第二值V2大于第二预先确定的水平时，可将第一模式请求信号MODE1设定为HIGH。在发动机扭矩下降至预先确定的扭矩和/或在值V1、V2中的一个小于或等于相应的预先确定的水平时，模式选择模块250可将第一模式请求信号MODE1设定为LOW。
在304，基于发动机的速度RPMEst和油泵组件105在第一(高)压力模式下操作的时间，油混气模块254生成第二模式请求信号MODE2。油混气模块254可接收来自第一(高)压力计时器270的第一计时器信号TIMER1。第一压力计时器270监测油泵组件105在第一压力模式下操作的时间。第一压力计时器270可基于从模式选择模块250接收的电磁阀控制信号生成第一计时器信号TIMER1。
在第一计时器信号TIMER1大于第一预先确定的时间时，油混气模块254可将第二模式请求信号MODE2设定为例如LOW。这表明，油混气模块254正在请求从第一(高)压力模式到第二(低)压力模式的转换。这将降低混气和改善发动机油的效果。这将限制油泵组件105在第一(高)压力模式下操作的时间的量。
在发动机102的速度大于第一预先确定的速度和/或第一计时器信号TIMER1小于或等于第一预先确定的时间时，油混气模块254可将第二模式请求信号MODE2设定为例如HIGH。
在306，发动机速度模块256基于从发动机速度传感器180接收的发动机速度信号RPMSensor确定发动机的速度RPMEst。发动机速度模块256基于发动机速度RPMEst生成第三模式请求信号MODE3。在发动机速度上升到大于第二预先确定的速度(例如3000 rpm)的速度时，可将第三模式请求信号MODE3设定为例如HIGH。这表明，发动机速度模块256正在请求从第二(低)压力模式到第一(高)压力模式的转换。在发动机速度降低到小于第三预先确定的速度(例如2800 rpm)的速度时，可将第三模式请求信号MODE3设定为LOW。第二和第三预先确定的速度可等于或不同于第一预先确定的速度。这被称为提供滞后。滞后防止在预先确定的时间段内在压力模式之间的多次切换。
在308，油压模块258确定发动机的油压EOPEst，并生成第四模式请求信号MODE4。可基于来自油压传感器236的油压信号EOPSensor确定油压。在油压小于第一预先确定的油压时，可将第四模式请求信号MODE4设定为例如HIGH。在油压EOPEst大于第二预先确定的油压时，可将第四模式请求信号MODE4设定为例如LOW。第二预先确定的油压大于第一预先确定的油压，以提供滞后。
在310，基于发动机102的油温和油泵组件105在第二(低)压力模式下操作的时间，激活时间模块260生成第五模式请求信号MODE5。激活时间模块260可接收来自第二(低)压力计时器272的第二计时器信号TIMER2。第二压力计时器272可基于电磁阀控制信号生成第二计时器信号TIMER2。
在发动机油温EOT大于第一预先确定的温度和/或在第二计时器信号TIMER2大于第二预先确定的时间时，激活时间模块260可将第五模式请求信号MODE5设定为例如HIGH。这将限制油泵组件105在第二(低)压力模式下操作的时间的量。在发动机油温EOT小于第二预先确定的温度和/或在第二计时器信号TIMER2小于或等于第二预先确定的时间时，激活时间模块260可将第五模式请求信号MODE5设定为LOW。第二预先确定的温度可小于第一预先确定的温度，以提供滞后。
在312，螺线管电压模块262基于电磁阀的动力系螺线管电压PRV生成第六模式请求信号MODE6。在动力系螺线管电压PRV小于第一预先确定的电压时，螺线管电压模块262可将第六模式请求信号MODE6设定为例如HIGH。这表明从第二(低)压力模式到第一(高)压力模式的转换的请求。在动力系螺线管电压PRV大于第二预先确定的电压时，螺线管电压模块262可将第六模式请求信号MODE6设定为LOW。第二预先确定的电压大于第一预先确定的电压，以提供滞后。
在314，发动机运行时间模块264基于发动机油温EOT和发动机的运行时间ERT生成第七模式请求信号MODE7。发动机运行时间模块264可基于例如发动机的速度RPMEst、发动机曲柄信号CRANK和/或发动机102的点火信号确定发动机运行时间。发动机102的运行时间表示发动机102以大于预先确定的速度或0 rpm的速度操作的时长。
在发动机油温EOT小于第三预先确定的温度和/或在发动机运行时间大于第三预先确定的时间(例如10秒)时，发动机运行时间模块264可将第七模式请求信号MODE7设定为例如LOW。这将导致油泵组件105在发动机102启动后在至少预先确定的时间段(发动机初始时间段)内，最初以第一(高)压力模式操作。这还允许启动时油压快速上升和油被快速供应至到发动机构件212。在发动机油温EOT大于或等于第三预先确定的温度和/或在发动机运行时间小于或等于第三预先确定的时间时，发动机运行时间模块264可将第七模式请求信号MODE7设定为例如HIGH。
在316，诊断模块266基于发动机速度RPMEst、发动机油温EOT、发动机油压EOP、扭矩输出ETEst和动力系螺线管电压PRV生成第八模式请求信号MODE8。诊断模块266基于发动机速度RPMEst、发动机油温EOT、发动机油压EOP、扭矩输出ETEst和动力系螺线管电压PRV生成指示故障的诊断信号。在指示故障后，诊断模块266可将第八模式请求信号MODE8设定为例如HIGH。这请求第一(高)压力模式。
在318，模式选择模块250基于第一、第二、第三、第四、第五、第六、第七和第八模式请求信号(模式请求信号MODE1-8)中的至少一个生成电磁阀控制信号。模式选择模块250可基于模式请求信号MODE1-8的任意组合生成电磁阀控制信号。
作为第一示例，模式选择模块250可包括接收八个模式请求信号的八个输入与门。在所有的八个模式请求信号MODE1-8均为HIGH时，与门的输出可为HIGH。在模式选择模块250的输出为HIGH时，电磁阀216可位于与高压力模式关联的第一位置。在模式选择模块250的输出为LOW时，电磁阀216可位于与低压力模式关联的第二位置。
作为另一示例，模式选择模块250可基于模块240和254-266的等级和/或八个模式请求信号MODE1-8的等级生成电磁阀控制信号。等级指模块和/或信号的优先级别。
例如，模式选择模块250可在第八模式请求信号MODE8为HIGH时设定电磁阀控制信号为HIGH，而不论模式请求信号MODE1-7中的一个或多个的状态。
作为另一示例，在第二模式请求信号为LOW时，模式选择模块250可防止从第一(高)压力模式到第二(低)压力模式的转换。模式选择模块250可防止转换，直到第三模式请求信号MODE3为LOW(即发动机速度小于第一和/或第二预先确定的速度)。所述方法可在320结束。
以上描述的任务300-320为说明性示例；可根据应用在重叠的时间段或以不同的顺序依顺序或不依顺序、同步地或非同步地、同时或非同时、连贯地或不连贯地执行任务300-320。
在图5中，显示了用于油泵的压力模式转换的示范性图表。显示了第一最大压力曲线350、第二最大压力曲线352、最小压力曲线354和压力转换曲线356。第一最大压力曲线350图示了当在例如第二(低)压力模式下操作时相对于发动机速度的油泵的最大压力的示例。第二压力曲线352图示了当在例如第一(高)压力模式下操作时相对于发动机速度的油泵的最大压力的示例。最小压力曲线354图示了用于发动机的相对于发动机速度的最小所需压力。
压力转换曲线356图示了第一压力模式、第二压力模式、以及第一压力模式与第二压力模式之间的转换。第一压力模式对应曲线部分360。第二压力模式对应曲线部分362。所述转换对应曲线部分364。
在图6中，显示了压力模式转换相对于时间的示范性图表。在发动机启动后，油泵最初可在高压力模式下操作(通过曲线部分370显示)。油泵可在预先确定的时间段之后从第一(高)压力模式转换到第二(低)压力模式(通过曲线部分372显示)。在发动机的速度超出预先确定的速度时，油泵可从低压力模式转换到高压力模式(通过曲线部分374显示)。尽管与各模式关联的压力显示为恒定压力，但是各模式的压力可以改变，例如基于发动机速度改变。
以上描述的实施例允许降低来自油泵的流量和压力，以改善可用的发动机输出扭矩，降低寄生损失和改善燃料经济性，同时满足发动机的润滑要求。
本公开的宽泛教导可以各种形式实施。因此，尽管本公开包括具体实施例，但是本公开的真实范围不应当因此受限，因为本领域技术人员在学习附图、说明书和权利要求书之后，其它变型将变得明显。
Claims (10)
1. 用于发动机的油循环控制系统，包括：
确定所述发动机速度的发动机速度模块；和
模式选择模块，构造成针对所述速度选择所述发动机的油泵的第一压力模式和第二压力模式，其中所述选择模块基于至少一个模式请求信号选择所述第一压力模式和所述第二压力模式中的一个，
其中，所述模式选择模块发信号给所述油泵的可变油压回路的电磁阀，以便在所述第一压力模式下操作时使所述电磁阀转换到第一位置和在所述第二压力模式下操作时使所述电磁阀转换到第二位置。
2. 根据权利要求1所述的油循环控制系统，其特征在于，在所述第一压力模式期间和在所述第二压力模式期间，所述发动机的速度大于0转每分钟。
3. 根据权利要求1所述的油循环控制系统，其特征在于，在所述第一压力模式期间和在所述第二压力模式期间，所述油泵的油压大于0千帕。
4. 根据权利要求1所述的油循环控制系统，其特征在于，进一步包括发动机扭矩模块，所述发动机扭矩模块基于所述发动机的速度和油温生成模式请求信号，
其中，所述模式选择模块基于来自所述发动机扭矩模块的所述模式请求信号而发信号给所述电磁阀。
5. 根据权利要求1所述的油循环控制系统，其特征在于，进一步包括油混气模块，所述油混气模块基于所述速度和所述可变油压回路在所述第一压力模式下操作的时间，生成模式请求信号，
其中所述模式选择模块基于来自所述油混气模块的所述模式请求信号而发信号给所述电磁阀。
6. 根据权利要求1所述的油循环控制系统，其特征在于：
所述发动机速度模块基于所述速度生成模式请求信号；
在所述发动机的速度上升至大于预先确定的阈值的第一速度时，所述模式请求信号指示对于所述第一压力模式的请求；
在所述发动机的速度下降至小于所述第一速度的第二速度时，所述模式请求信号指示对于所述第二压力模式的请求；和
所述模式选择模块基于来自所述发动机速度模块的所述模式请求信号而发信号给所述电磁阀。
7. 根据权利要求1所述的油循环控制系统，其特征在于，进一步包括油压模块，所述油压模块基于所述发动机的速度、油压和所述发动机的油温生成模式请求信号，
其中所述模式选择模块基于来自所述油压模块的所述模式请求信号而发信号给所述电磁阀。
8. 根据权利要求7所述的油循环控制系统，其特征在于：
当所述发动机的油压下降至小于预先确定的阈值的第一油压时，来自所述油压模块的所述模式请求信号指示对于所述第一压力模式的请求；并且
当所述发动机的油压上升至大于所述第一油压的第二油压时，来自所述油压模块的所述模式请求信号指示对于所述第二压力模式的请求。
9. 根据权利要求1所述的油循环控制系统，其特征在于，进一步包括诊断模块，所述诊断模块基于诊断故障生成模式请求信号，
其中所述模式选择模块基于来自所述诊断模块的所述模式请求信号而发信号给所述电磁阀。
10. 操作发动机的油循环控制系统的方法，所述方法包括：
确定所述发动机的速度；
接收第一模式请求信号；
当所述第一模式请求信号在第一状态时，针对所述速度选择所述发动机的油泵的第一压力模式；
当所述模式请求信号在第二状态时，针对所述速度选择所述油泵的第二压力模式；和
发信号给所述油泵的可变油压回路的电磁阀，以便在所述第一压力模式下操作时所述电磁阀转换到第一位置和在所述第二压力模式下操作时所述电磁阀转换到第二位置。
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