CN104033228A - 冷却发动机活塞的系统和方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种发动机冷却系统和运行发动机冷却系统的方法，特别是冷却发动机活塞的系统和方法。在一个示例中，发动机油通过活塞冷却喷嘴被喷洒到活塞上。该方法基于有利评估来判断是否运行活塞冷却喷嘴。

Description

冷却发动机活塞的系统和方法

技术领域

本发明涉及冷却发动机活塞的系统和方法。

背景技术

发动机内部部件的温度可以随发动机工况发生变化。随发动机工况发生变化的一个发动机部件温度是发动机活塞温度。例如，活塞的温度可以随发动机转速、负载、燃烧正时、燃料类型、燃料喷射正时及其他条件而发生变化。在较高的发动机负载，发动机汽缸里的末端气体可在汽缸中初始点火后由火花产生火焰被点燃之前燃烧。末端气体开始燃烧是由于暴露在较高的活塞温度下，因此，发动机可能爆震并且导致发动机部件的磨损。一种降低活塞温度和爆震可能性的方法是向活塞的底侧喷洒发动机油。油带走活塞上的热量，从而使活塞冷却。被加热的油又在重力作用下回到油盘，在此被冷却。然而，发动机的能量被用于将油喷洒到活塞上，并且当发动机油被喷洒到活塞上时燃料的经济性可能会下降。

发明内容

本发明人已经意识到以上所提到的缺点，并且已经研究了一种运行发动机的方法，该方法包括：响应于在一定发动机转速和负载下以临界火花运行同时运行活塞冷却喷嘴和不运行活塞冷却喷嘴之间的发动机转矩差值来运行活塞冷却喷嘴。

通过响应于在一定发动机转速和负载下以临界火花运行同时运行活塞冷却喷嘴和不运行活塞冷却喷嘴之间的发动机转矩差值来运行活塞冷却喷嘴，可在运行活塞冷却喷嘴提供较少益处时，通过采用不运行活塞冷却喷嘴的方法来节约燃料。另一方面，当运行活塞冷却喷嘴提供更多益处时，可运行活塞冷却喷嘴。

本说明可以提供很多的优点，例如，该方法可以提高燃料经济性。另外，该方法可以在提供显著益处的状况期间提供活塞冷却。此外，该方法还对包括或不包括单独控制活塞冷却喷嘴的发动机系统有益。

当单独或者结合附图考虑时，本发明的上述优点和其他优点，及特征将是显而易见的。

应当理解，提供上述发明内容是为了以简化的形式引入在具体实施方式中进一步描述的精选构思。这不旨在确定要求保护的主题的关键或基本特征，本发明的保护范围仅通过随附具体实施方式的权力要求限定。此外，要求保护的主题不限于解决上述或本发明的任何一部分的任何缺点的实施方式。

附图说明

图1显示发动机及活塞冷却喷嘴系统的示意图；

图2显示车辆运行中感兴趣的模拟信号；

图3显示运行包括活塞冷却喷嘴的发动机的方法的流程图。

具体实施方式

在本发明涉及通过发动机油来冷却发动机活塞。图1显示一种用于冷却发动机活塞的示例系统。可以通过喷洒油到活塞底侧使发动机活塞冷却。活塞的热被转移给油，并且油返回到油盘，在此其被冷却。图2显示当运行包含活塞冷却喷嘴的发动机时感兴趣的示例信号。图3是运行包含活塞冷却喷嘴的发动机的方法的流程图。

参照图1，包括多个汽缸的内燃机10由发动机电子控制器12控制，其中一个汽缸如图1所示。内燃机10包括了燃烧室30和汽缸壁32，活塞36被定位其中并且被连接至曲轴40。活塞36包括底侧35，在此油通过活塞冷却喷嘴143被喷洒。活塞冷却喷嘴143可以通过阀147和可变输出油泵141来供给发动机油。阀147和可变输出油泵141通过控制器12控制。活塞36是通过连杆被机械连接至曲轴40。

曲轴40位于曲轴箱34内。曲轴箱34至少部分通过油盘31包围。燃烧室30被示出通过各自进气歧管44和排气歧管48与进气门52和排气门54连通。每个进气和排气门可以通过进气凸轮51和排气凸轮35操作。可替代地，一个或多个进气和排气门可以通过机电的控制气门线圈和衔铁组件操作。进气凸轮51的位置可由进气凸轮传感器55确定。排气凸轮53的位置可由排气凸轮传感器57确定。

喷油器66被显示定位以将燃料直接喷射到汽缸30内，这对于本领域的技术人员来说是已知的。可替代地，燃料可以被喷射到进气口，这对于本领域的技术人员来说也是已知的。燃料喷射器66与控制器22的信号FPW的脉冲宽度成比例地输送液体燃料。燃料通过含有燃料箱、燃料泵、燃料导轨（未示出）的燃料系统（未示出）将燃料输送至燃料喷射器66。通过响应于控制器12的驱动器68为燃料喷射器66供给运行电流。另外，所显示的进气歧管44与可选电子节气门62连通，电子节气门62通过调节节流板64的位置来控制进气增压室46至进气歧管44的空气流。

压缩机162将空气从进气口42输送到增压室46。排气旋转通过轴160被联接至压缩机162的涡轮机164。真空操作废气门执行器72可以使排气旁通涡轮机164，这样增压可在改变工况下被控制。

无分电器点火系统88通过响应于控制器12的火花塞92向燃烧室88提供点火火花。宽域排气氧（UEGO）传感器126被联接至催化转化器70上游的排气歧管48。可替代地，双态排气氧传感器可以代替UEGO传感器126。

在一个示例中，催化转化器70包含多个催化砖。在另一个示例中，多个排放控制装置能够被使用，其中每个排放控制装置中都包含多个催化剂砖。在一个示例中，转换器70可以是三元催化转化器。

图1所示的控制器12作为一种通用的微型计算机，它包括了：微处理单元102、输入/输出端口104、非暂时性只读存储器106、随机存取存储器108、保活存储器110、及常规数据总线。控制器12被示出能够接收与发动机10联接的各种传感器信号，除了前文所讨论的信号外，还包括：来自被联接至冷却套管114的温度传感器112的发动机冷却液温度（ECT）；被联接至加速器踏板130的用于由脚132调整的加速器位置的位置传感器134；用于确定末端气体（未示出）点燃的爆震传感器；来自联接至进气歧管44连接的压力传感器122的发动机歧管压力（MAP）的测量；来自，感测曲轴40位置的霍尔传感器118发动机位置传感器；来自传感器120（如，一种热线式空气流量计）进入发动机的空气质量的测量；来自传感器58节气门位置的测量。利用控制器12还可以感测大气压力用于由空气12处理。在本发明的描述中一个优选的方面，曲轴每转一圈，发动机位置传感器118可产生预知数量的等间隔脉冲，从而能够确定发动机的转速（RPM）。

在一些示例中，发动机可被联接到混合动力车辆中的电机/电池系统。混合动力车辆可具有并联配置、串联配置、或其变化或组合。此外，在一些实施例中，可采用其他发动机配置，例如柴油发动机。

在运行过程中，发动机10内的每个汽缸通常经历四冲程循环：该循环包括进气冲程、压缩冲程、膨胀冲程和排气冲程。在进气冲程过程中，一般地，排气门54关闭且进气门52打开。空气经由进气歧管44被引入到燃烧室30，并且活塞36移动到该汽缸的底部，以便增加燃烧室30内的容积活塞36靠近该汽缸底部且在其冲程结束时（例如，当燃烧室30处于其最大容积时）的位置通常被本领域的技术人员称为下止点（BDC）。

在压缩冲程过程中，进气门52和排气门54被关闭。活塞36朝向汽缸盖移动，以便压缩燃烧室30内的空气。活塞36在其冲程结束时且最接近汽缸盖（例如，当燃烧室30处于其最小容积时）的点通常被本领域的技术人员称为上止点（TDC）。

在下文称为喷射的过程中，燃料被引入该燃烧室。在下文称为点火的过程中，通过已知的点火部件如火花塞92点燃所喷射的燃料，从而导致燃烧。在膨胀冲程过程中，膨胀气体推动活塞36返回到BDC。曲轴40将活塞运动转化为旋转轴的旋转转矩。

最后，在排气冲程过程中，排气门54打开，以释放所燃烧的空气-燃料混合物到排气歧管48，并且该活塞返回到TDC。注意，以上仅是作为示例进行描述，并且进气门和排气门打开和/或关闭定时可改变，以便提供正压气门或负气门重叠、延迟进气门关闭或各种其他示例。

图1所示的发动机系统，该系统包括：活塞；可选择性地将油喷洒到活塞上的活塞冷却喷嘴；可将油供给至活塞冷却喷嘴的油泵；以及控制器，它包括用于响应于发动机转矩的差值改变油泵的输出量的非暂时性可执行指令。发动机系统包括其中发动机转矩差值是在一定发动机转速和负载下发动机摩擦转矩差值与发动机临界转矩差值之间的差值。发动机系统还包括在油泵容量不足以提供期望润滑压力而不激活活塞冷却喷嘴的指令。发动机系统包括其中油泵是可变输出油泵，并且还包括当发动机转矩的差值小于阈值时不增加油泵的输出的其他指令。发动机系统包括其中油泵是可变输出油泵，并且还包括当发动机的转矩差值大于阈值时增加油泵的输出的其他指令。发动机系统还包括响应于油泵容量不足以提供期望润滑压力而不激活活塞冷却喷嘴的其他指令。

现在参照图2，它显示在发动机运行过程中感兴趣的模拟信号。纵向标记T₀-T₅指明在运行顺序中感兴趣的具体正时。当利用图1中的控制器执行图3中的方法时，可以观察到类似的信号。

图2顶部的第一图显示活塞温度随时间的变化。时间从图的左侧开始并且向右增加。活塞温度在X轴上是最低的并且沿着Y轴箭头的方向增加。实线202代表活塞冷却喷嘴关闭时活塞的温度。虚线204代表活塞冷却喷嘴打开时活塞的温度。

图2顶部的第二图显示临界火花正时随时间的变化。时间从图的左侧开始并且向右增加。临界火花从X轴上的上止点压缩行程被最小提前，并且它沿着Y轴箭头的方向提前。实线206代表在活塞冷却喷嘴关闭时的临界火花，虚线206代表活塞冷却喷嘴打开时的临界火花。

图2顶部的第三图显示当激活活塞冷却喷嘴运行发动机与不激活活塞冷却喷嘴运行发动机之间发动机转矩的变化或差值随时间的变化。时间从图的左侧开始并且向右增加。转矩在X轴处最低并且它沿着Y轴箭头的方向增加。

图2顶部的第四图显示可变油泵（VOP）摩擦转矩随时间的变化。时间从图的左侧开始并且向右增加。VOP摩擦转矩沿着Y轴的方向递增。实线210代表在活塞冷却喷嘴关闭时VOP摩擦转矩，虚线212代表在活塞冷却喷嘴打开时VOP摩擦转矩。

图2顶部的第五图显示按照命令的活塞冷却喷嘴（PCJ）随时间的变化。时间从图的左侧开始并且向右增加。当按照命令的PCJ的迹线在高位时，通过打开电磁阀（如图1中的阀147）使PCJ激活。当按照命令的PCJ迹线在低位时，PCJ不被激活。

图2顶部的第六图显示可变油泵（VOP）的输出压力随时间的变化。时间从图的左侧开始并且向右增加。VOP输出压力沿着Y轴箭头所指方向增加。实线214代表在活塞冷却喷嘴关闭时VOP摩擦转矩。虚线216代表在活塞冷却喷嘴打开时VOP摩擦转矩。

在图中，有两条轨迹，当只有实线可见时虚线和实线是在相同水平。

在时间T₀，估计的活塞温度处于低位及临界火花提前，从而指示发动机在低转速和负载下运行。在激活活塞冷却喷嘴运行发动机和不激活活塞冷却喷嘴运行发动机之间的发动机转矩的变化在低位，指示在本发动机工况下不管是否发动机激活活塞冷却喷嘴，发动机转矩的差值不大。因此，PCJ被命令关闭，并且VOP压力被命令处于低位。

在时间T₁，估计的活塞温度开始增加，并且临界火花正时则相对于上止点压缩行程和发动机曲轴正时被延迟至较少提前的正时。这样的工况代表发动机转变为高负载情况。响应于激活和没有激活冷却喷嘴运行发动机之间的临界火花正时的差值，在激活活塞冷却喷嘴运行发动机和不激活活塞冷却喷嘴运行发动机之间的发动机转矩的变化逐渐开始增加。由于发动机在高负载工况运行，且活塞冷却喷嘴打开，估计的VOP摩擦转矩和VOP压力开始增加。因为激活活塞冷却喷嘴的VOP压力处于低位，所以当活塞冷却喷嘴不被命令至打开状态，在此喷洒油到发动机活塞的底部。因此，在活塞冷却喷嘴被激活之前，VOP输出可以被命令以增加油压。

在时间T₂，估计的活塞温度进一步增加，并且临界火花正时相对于上止点压缩行程和发动机曲轴正时被延迟到较少提前的正时。响应于激活和没有激活冷却喷嘴运行发动机之间的临界火花正时的差值，在激活活塞冷却喷嘴运行发动机和不激活活塞冷却喷嘴运行发动机之间的发动机转矩的变化进一步增加。VOP摩擦转矩增加并且VOP输出压力估计也增加。在激活活塞冷却喷嘴运行发动机和没有活塞冷却喷嘴运行发动机之间的发动机转矩运行的变化比VOP摩擦转矩的增加更大。因此，响应于VOP摩擦转矩与相对于临界火花的转矩之间的差值，活塞冷却指令被调节到激活状态并且活塞冷却开始。

在时间T₃，估计的活塞温度开始下降，并且临界火花正时相对于上止点压缩行程和发动机曲轴正时提前。这样的工况代表发动机转化为低负载状况。响应于激活和没有激活冷却喷嘴之间的临界火花正时的差值，在激活活塞冷却喷嘴运行发动机和不激活活塞冷却喷嘴运行发动机之间的发动机转矩的变化逐渐开始增加。由于发动机处于低负载工况运行，且活塞冷却喷嘴激活，估计的VOP摩擦转矩和估计的VOP压力开始下降。在活塞冷却喷嘴的指令为关闭状态时，在此油不被喷洒到活塞的底部。因此，VOP输出可以被命令降低油压，从而减小发动机内关于转矩随之的摩擦。

在时间T₄，估计的活塞温度再次开始上升，并且临界火花正时相对于上止点压缩行程和曲轴正时被延迟到较少提前的正时。这样的工况代表发动机转化为较高转速、较高负载状况。响应于激活和没有激活冷却喷嘴之间的临界火花正时的差值，在激活活塞冷却喷嘴运行发动机和不激活活塞冷却喷嘴运行发动机之间的发动机转矩的变化增加。由于发动机处于高转速、高负载状况运行，且活塞冷却喷嘴激活，估计的VOP摩擦转矩和估计的VOP压力也开始下降。由于用于激活的活塞冷却喷嘴的估计VOP压力是低位时，所以活塞冷却喷嘴的指令为关闭状态，在此油被喷洒到发动机活塞底部。

在时间T₅，估计的活塞温度进一步上升，并且临界火花正时相对于上止点压缩行程和曲轴正时被延迟至较少提前的正时。响应于激活和没有激活冷却喷嘴之间的临界火花正时的差值，在激活活塞冷却喷嘴运行发动机和不激活活塞冷却喷嘴运行发动机之间的发动机转矩的变化进一步增加。VOP摩擦转矩增加，并且VOP输出压力估计也增加。在激活活塞冷却喷嘴运行发动机和没有激活活塞冷却喷嘴运行发动机之间的发动机转矩的变化比VOP摩擦转矩的增加更大。因此，活塞冷却喷嘴命令被调整到激活水平，并且活塞冷却开始。与活塞冷却喷嘴在时间T₂被激活相比较，活塞冷却喷嘴在相同VOP压力处被激活，但是由于VOP压力不久达到期望压力，所以开始升高VOP压力和活塞冷却喷嘴激活之间的时间间隔被减小。

现在参考图3，它显示运行发动机的高级流程图。图3的方法可以通过将可执行指令存储在如图1中的控制器12的非暂时性存储器内来实现。图3的方法也可以提供如图2中所示的顺序。

在302中，方法300判断活塞冷却喷嘴（PCJ）及可变油泵（VOP）的控制是否可用。如果这样，答案为是，并且方法300前进到318。否则，答案为否并且方法300前进到304。如果答案为否，则只有VOP可用。

在318，方法300判断VOP是否有容量提供期望的润滑压力（如，期望油泵输出压力）。VOP输出容量由发动机转速、油温或其他条件所限制。在一个示例中，VOP容量基于存储在控制器中的经验确定的数据估计，它通过发动机转速、油温、及从VOP接收油的耗油件索引。如果VOP具有可以提供期望的机油压力的容量，则答案为是，则方法300继续前进到320。否则，答案为否，则该方法300前进到退出。

在320中，如果PCJ和VOP被激活向活塞喷洒油，则方法300估计活塞温度。在一个示例中，活塞温度基于存储在存储器中的表或函数里的经验确定的数据估计，它通过发动温度、发动机转速、发动机负载、及当PCJ和VOP被激活时的火花正时索引。在PCJ和VOP激活的活塞温度被确定之后，方法300前进到322。

在322中，如果PCJ和VOP没有被激活向活塞喷洒油，则方法300估计活塞的温度。在一个示例中，活塞温度基于存储在存储器中的表或函数里的经验所确定的数据估计，它通过发动机温度、发动机转速、发动机负载、及当PCJ和VOP没有被激活时的火花正时索引。在停用PCJ和VOP的活塞温度被确定之后，方法300前进到324。

在324中，方法300针对PCJ和VOP在当前发动机转速和负载被激活的状况确定临界火花（如，在发动机爆震开始针对特定发动机的转速和负载的最小火花提前正时）。可替代地，PCJ可以被停用，且相对于PCJ运行时VOP以较低输出压力运行。在一个示例中，用于激活的PCJ和VOP的临界火花由经验确定，并且被存储在表或者函数内，其可以通过320的活塞温度、发动机转速和发动机负载索引。因此，用于激活的PCJ和VOP的临界火花导致PCJ和VOP提供的活塞温度冷却。在用于激活的PCJ和VOP的临界火花被确定以后，方法300前进到326。

在326中，方法300对于在当前发动机速度和负载VOP没有被激活或者VOP运行在较低输出容量的状况确定临界火花。在一个示例中，对于停用的PCJ和VOP，边界火花由经验决定，并且被存储在表或者函数内，其通过322的活塞温度、发动机转速和发动机负载索引。因此，对于停用PCJ和VOP的临界火花导致在PCJ和VOP没有被激活来提供活塞冷却的活塞温度。在用于停用PCJ和VOP的临界火花被确定后，方法300前进到328。

在328中，方法300确定相对于临界火花提前正时的发动机转矩变化。在一个示例中，相对于临界火花提前的发动机转矩变化是基于PCJ和VOP被激活的第一临界火花和PCJ和VOP被停用或VOP以较低输出压力下运行的第二临界火花。具体地，函数存储由经验所确定的发动机转矩的估计调节，其输出被乘以当前发动机的指定转矩的值，从而确定相对于临界火花提前正时的发动机转矩变化。在一个示例中，这个函数基于发动机转速，及在当前发动机转速和负载下PCJ和VOP激活状况的临界火花和在当前发动机转速和负载下PCJ和VOP没有被激活状况的临界火花之间的差值而被索引。因此，函数通过当前发动机转速和当前两临界火花正时之间的差值而被索引，其中一个火花正时是在PCJ和VOP被激活的状况，而一个火花正时是在PCJ和VOP没有被激活的状况。在相对于临界火花的发动机转矩变化确定后，方法300前进到330。

在330处，如果VOP和PCJ被激活，方法300确定VOP转矩。在一个示例中，通过保持与VOP运行有关的经验确定的转矩的表或者函数来估计VOP转矩。具体地，VOP转矩的估计包括基本VOP转矩，它基于发动机转速加上VOP输出压力和油温的修改。VOP转矩随VOP输出压力的增加而增加，随油温的降低而增加，并且随发动机转速的增加而增加。VOP转矩随VOP输出压力的降低而降低，随着油温升高而降低，并且随发动机转速降低而降低。在VOP转矩被确定后方法300前进到332。

在332处，如果VOP和PCJ没有被激活，方法300确定VOP转矩，可替代地，VOP可以以比PCJ运行时更低的输出压力运行。在一个示例中，方法300通过保持与停用的VOP有关的经验确定的转矩的表或者函数来估计VOP转矩。具体地，VOP转矩的估计包括基本VOP转矩，它基于发动机转速加上对VOP压力和油温的调节。VOP转矩随VOP输出压力的增加而增加，随着油温降低而增加，并且随发动机转速增加而增加。VOP转矩随VOP输出压力的降低而降低，随着油温升高而降低，并且随发动机转速降低而降低。没有被激活VOP转矩要比激活VOP转矩低。在VOP转矩被确定后，方法300前进到334。

在334处，方法300确定了在当前发动机工况下运行VOP和不运行VOP之间的VOP转矩变化。具体地，在332所确定的VOP转矩被从330中所确定的VOP转矩中减去。在VOP转矩的变化被确定后方法300前进到336。

在336处，方法300判断由运行VOP和PCJ所提供的有利转矩是否大于转矩的阈值量。具体地，在334中所确定的VOP转矩的改变被从在328处确定的相对于火花提前的发动机转矩变化减去。如果这个结果大于预定的转矩，则答案为是并且方法300前进到340。否则，答案为否并且方法300前进到338。

在338处，方法300停用PCJ和VOP。通过关闭阀门调节从VOP到PCJ的油的流量，停用PCJ。VOP则通过命令零油压而被停用。如果VOP提供油至其他发动机部件，则与VOP提供油到PCJ相比，VOP输出压力可以被命令至较低输出压力。在PCJ被停用后和VOP被停用或者被命令至一个较低输出压力后，方法300前进到结束。

在340处，方法300激活VOP。VOP被激活以通过增加VOP输出压力而供油至PCJ。VOP输出压力基于期望激活PCJ的数目、油温、发动机转速、发动机负载和活塞温度的增加而增加。在VOP被激活后，方法300前进到342。

在324处，在VOP输出压力达到期望压力后，方法300激活PCJ。通过等到达到期望输出压力，PCJ可以被激活，从而能够以足够的速度喷洒油到达活塞上，这样油压要比在VOP和PCJ同时激活时建立地快。尽管在一些示例中，VOP和PCJ可以被同时激活。在VOP和PCJ被激活后，方法300前进到退出。

在304处，方法300判断VOP是否有容量能够提供期望机油压力（如期望油泵输出压力）。VOP输出容量可以由发动机转速、油温、或其他条件限制。在一个示例中，VOP的容量基于存储在控制器存储器内的经验确定的数据估计并且可以通过发动机转速、油温和从VOP接收油的耗油件索引。如果VOP具有能够提供期望机油的容量，则答案为是并且方法300前进到306。否则，答案为否，则方法300前进到退出。

在306处，方法300确定VOP在当前发动机转速和负载被激活的状况下饿临界火花（如，在发动机爆震开始处针对具体发动机转速、负载的最小火花提前正时）。在一个示例中，对于没有单独的PCJ控制的激活的VOP，临界火花是根据经验确定的并且被存储在表或者函数内，其可以通过发动机转速、发动机负载索引。因此，用于没有单独的PCJ控制的激活的VOP的估计的临界火花包括与在320中提供的估计更少的信息。在用于激活的VOP的临界火花被确定后，方法300前进到308。

在308处，方法300确定在当前发动机转速负载下VOP没有被激活或者以较低输出容量运行的状况的临界火花。在一个示例中，对于停用的VOP，临界火花是由经验所确定的并且被存储在表或者函数内，其能够通过发动机转速、发动负载索引。因此，对于停用的VOP的临界火花与在326处类似的确定相比是简化的。在用于停用的VOP的临界火花被确定后，方法300前进到310。

在310处，方法300确定与临界火花提前正时有关的发动机转矩变化。在一个示例中，与临界火花提前正时有关的发动机转矩变化基于VOP被激活的第一边界火花和VOP被停用的第二边界火花。具体地，函数存储由经验所确定的发动机转矩的估计调节，其输出被乘以当前发动机的指定转矩的值，从而确定相对于临界火花提前正时的发动机转矩变化。在一个示例中，该函数基于发动机转速和在当前发动机转速、负载下激活VOP和不激活VOP的状况的临界火花之间的差值而被索引。因此，该函数通过当前发动机转速，及当前两临界火花正时的之间的差值被索引。一个临界火花正时是用于激活的VOP，另一个临界火花正时是用于停用的VOP或者以较低输出容量运行VOP。在相对于临界火花正时的发动机转矩的变化被确定后，方法300前进到312。

在312处，如果VOP被激活，则方法300确定VOP转矩。在一个示例中，方法300通过保持与VOP操作有关的经验确定的转矩的表或者函数来估计VOP转矩。具体地，VOP转矩的估计包括基本VOP转矩，它基于发动机转速加上VOP压力和机油温的调节。VOP转矩随VOP输出压力的增加而增加，随油温的降低而增加并且随发动机转速增加而增加。VOP转矩随VOP输出压力的降低而降低，随油温的增加而降低，并且随发动机转速降低而降低。在VOP转矩被确定后，方法300前进到314。

在314处，如果VOP没有被激活或者以较低输出容量运行，则方法300确定VOP转矩。在一个示例中，方法300通过保持与停用VOP有关的经验确定的转矩的表或者函数来估计VOP转矩。具体地，VOP转矩的估计包括基本VOP转矩，它基于发动机转速加上VOP压力和机油温的调节。VOP转矩随VOP输出压力的增加而增加，随油温的降低而增加，并且随发动机转速增加而增加。VOP转矩随VOP输出压力的降低而降低，随油温的增加而降低，并且随发动机转速降低而降低。停用VOP的转矩比激活VOP的转矩要低。在VOP转矩被确定后，方法300前进到316。

在316处，方法300确定在当前发动机工况下运行VOP与不运行VOP之间的VOP转矩的变化。具体地，在314处确定的VOP转矩被从在312处确定的VOP转矩中减去。在VOP转矩的变化被确定后，方法300前进到336。

以此方式，PCJ和VOP可以选择性地运行来改进发动机燃料效率和活塞的冷却。激活的PCJ和VOP的好处是，在运行PCJ和VOP时权衡效率损失。

因此，图3提供用于运行发动机的方法，该方法包括：响应于在一定发动机转速和负载运行活塞冷却喷嘴在临界火花下运行发动机和在一定发动机转速和负载不运行活塞冷却喷嘴在临界火花下运行发动机之间的差值，运行活塞冷却喷嘴。该方法包括其中活塞冷却喷嘴喷洒油到活塞底侧。该方法包括其中通过增加油泵的输出来运行活塞冷却喷嘴。

在一些示例中，该方法包括其中通过打开油泵与活塞冷却喷嘴间的阀来运行活塞冷却喷嘴。该方法还包括了活塞温度模型，及当基于从活塞温度模型的输出运行活塞冷却喷嘴时估计临界火花。该方法还包括估计油泵的输出容量，及估计油泵的输出容量是否能满足期望润滑压力。该方法还包括当油泵的容量能够满足期望机油压力时，及当发动机转矩差值大于阈值转矩时运行发动机冷却喷嘴。方法包括响应于有利发动机转矩操作发动机冷却喷嘴。

在另一示例中，图3提供用于运行发动机的方法，包括：响应在一定发动机转速、负载下运行发动机冷却喷嘴和在一定发动机转速、负载下不运行发动机冷却喷嘴之间的发动机摩擦转矩的差值运行发动机冷却喷嘴。该方法还包括响应于在一定发动机转速和负载运行活塞冷却喷嘴在临界火花下运行和一定发动机转速和负载不运行活塞冷却喷嘴在临界火花下运行之间的发动机转矩差值运行发动机冷却喷嘴。

在另一示例中，图3的方法还包括响应于发动机摩擦转矩差值与发动机转矩差值之间的差值运行发动机喷嘴。该方法包括其中发动机摩擦转矩差值与发动机转矩差值之间的差值是有利转矩的估计。该方法包括其中当该有利转矩大于阈值转矩时，运行发动机冷却喷嘴。该方法包括其中通过在油泵与发动机冷却喷嘴之间的阀来运行活塞冷却喷嘴。

正如本领域的技术人员应该理解，图3所描述的方法所表示的是任何数量的处理策略中的一个或多个，如事件驱动、中断驱动、多任务、多线程等。因此，所示的各步骤或功能可以按所述顺序执行、并行执行，或者某些情况下省略。类似地，处理顺序不是实现在此所述发明的示例实施例的特征和优点所必须的，而是为了便于解释和说明所提供的。虽然没有明确的表示，本领域的技术人员应该理解，取决于所使用的特定策略，所示步骤或功能中的一个或多个可以重复的执行。

这样就结束了描述。本领域的技术人员阅读它时可以带来许多改进和替代，而不会超出本发明所述的实质和范围。例如，单缸、I2、I3、I4、I5、V6、V8、V10、V12、和V16的天然气、汽油、柴油、或者其他燃料配置的发动机操作都可以使用本发明中以获益。

Claims (20)

1.一种运行发动机的方法，所述方法包括：

响应于在一定发动机转速和负载运行活塞冷却喷嘴时以临界火花运行与在所述发动机转速和负载不运行所述活塞冷却喷嘴时以临界火花运行之间的发动机转矩差值，运行所述活塞冷却喷嘴。

2.根据权利要求1所述的方法，其中所述活塞冷却喷嘴喷洒发动机油到活塞的底侧。

3.根据权利要求1所述的方法，其中所述活塞冷却喷嘴通过增加油泵的输出来运行。

4.根据权利要求1所述的方法，其中所述活塞冷却喷嘴通过打开油泵与所述活塞冷却喷嘴之间的阀来运行。

5.根据权利要求1所述的方法，还包括活塞温度模型，并且基于从所述活塞温度模型的输出在运行所述活塞冷却喷嘴时估计所述临界火花。

6.根据权利要求1所述的方法，还包括估计发动机油泵输出容量，并且估计所述发动机油泵输出是否具有能够满足期望的发动机润滑压力的容量。

7.根据权利要求6所述的方法，还包括当所述发动机油泵的容量满足期望的发动机润滑压力并且所述发动机转矩差值大于阈值转矩时运行所述活塞冷却喷嘴。

8.根据权利要求1所述的方法，其中运行所述活塞冷却喷嘴进一步响应于有利的发动机转矩。

9.一种运行发动机的方法，包括：

响应于在一定发动机转速和负载下运行发动机冷却喷嘴与在所述发动机转速和负载下不运行所述发动机冷却喷嘴之间的发动机摩擦转矩差值运行所述发动机冷却喷嘴。

10.根据权利要求9所述的方法，还包括响应于在一定发动机转速和负载运行所述活塞冷却喷嘴时在临界火花运行与在所述发动机转速和负载不运行所述活塞冷却喷嘴时在临界火花运行之间的发动机转矩的差值运行所述发动机喷嘴。

11.根据权利要求10所述的方法，还包括响应于所述发动机摩擦转矩差值与所述发动机转矩差值之间的差值运行所述发动机冷却喷嘴。

12.根据权利要求11所述的方法，其中所述发动机摩擦转矩差值与发动机转矩差值之间的差值是对有利转矩的估计。

13.根据权利要求12所述的方法，其中当所述有利转矩大于阈值转矩时，运行所述发动机冷却喷嘴。

14.根据权利要求9所述的方法，其中所述发动机冷却喷嘴通过在发动机油泵与所述发动机冷却喷嘴之间的阀来运行。

15.一种发动机系统，包括：

活塞；

选择性地将油喷洒到所述活塞上的活塞冷却喷嘴；

供油至所述活塞冷却喷嘴的油泵；

控制器，其包括可执行非暂时性指令用于响应于发动机转矩差值改变所述油泵的输出。

16.根据权利要求15所述的发动机系统，其中所述发动机转矩差值是在一定转速、负载下发动机摩擦转矩差值与发动机临界转矩差值之间的差值。

17.根据权利要求16所述的发动机系统，还包括响应于所述油泵的容量不足以提供期望润滑压力时不激活所述活塞冷却喷嘴的指令。

18.根据权利要求16所述的发动机系统，其中所述油泵是可变输出油泵并且还包括在当发动机转矩差值小于阈值时不增加所述油泵的输出的额外指令。

19.根据权利要求16所述的发动机系统，其中所述油泵是可变输出油泵并且还包括在当发动机转矩差值大于阈值时增加所述油泵的输出的额外指令。

20.根据权利要求16所述的发动机系统，还包括响应于所述油泵的容量不足以提供期望润滑压力时不激活所述活塞冷却喷嘴的额外指令。