CN112459862A - 具有三级机油冷却器旁通阀的发动机润滑系统 - Google Patents
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Abstract
本公开提供了“具有三级机油冷却器旁通阀的发动机润滑系统”。提供了用于控制用于润滑车辆的发动机的机油的温度的方法和系统。在一个示例中,一种方法包括控制机油泵以在第一压力、第二压力或第三压力下泵送机油以便根据发动机工况将机油冷却器旁通阀分别偏置到第一位置、第二位置或第三位置。通过这种方式,可以取决于发动机工况选择性地引导机油通过或绕过所述机油冷却器,这可以用于根据所述工况来控制机油温度,并且另外通过在工况使得可以旁通所述机油泵时减少所述机油泵上的负载来提高燃料经济性。
Description
技术领域
本说明书总体上涉及用于通过三级机油冷却器旁通阀根据来自机油泵的机油压力来控制机油流通过或绕过机油冷却器的方法和系统。
背景技术
一种车辆发动机包括多个运动部件。例如,发动机气缸内部的活塞以与发动机的不同冲程相对应的向上和向下方式运动。因此,必须适当地润滑发动机系统以阻止非期望的噪声、振动和粗糙性(NVH),并且用于减少发动机劣化的目的。
发动机润滑系统可以包括填充有发动机油的油底壳和可以从油底壳中汲取机油的机油泵。从油底壳汲取的机油可以被汲取通过滤网,并且然后可以被引导通过机油滤清器到达发动机主轴承和机油压力表。机油从主轴承进入曲轴中的钻孔通道和连杆的大端轴承。由旋转的曲轴分散的抛油(Oil fling)可以润滑发动机气缸壁和销对销轴承。过量的机油可能会被活塞上的刮油环刮除。发动机油还可以润滑凸轮轴轴承和凸轮轴驱动器上的正时链条或齿轮。然后,系统中的过量的发动机油排回到油底壳。
在一些示例中,热交换器(在本文中也称为机油冷却器)可以位于机油泵与机油滤清器之间。发动机油冷却器可以被配置为在发动机操作期间冷却或加热发动机油。例如,机油冷却器可以在整个发动机中实现更均匀的温度,这可以降低发动机劣化的机会,可以增加发动机功率,并且可以提高燃料经济性。
然而,在某些车辆工况下,可能期望旁通发动机油冷却器。为此,美国专利第9,896,979号公开了一种用于控制发动机中的机油的温度的系统,其中所述系统包括热交换器,所述热交换器被配置为从发动机接收机油,修改机油的温度并且将修改后温度的机油返回到所述发动机。所述系统包括阀,所述阀被配置为在所述发动机的暖机操作期间引导所述机油通过所述热交换器,使得机油温度升高。所述阀被配置为在发动机的低负载操作期间引导机油旁通热交换器,使得机油温度升高。此外,所述阀被配置为在发动机的高负载操作期间引导机油通过热交换器,使得机油温度升高。
然而,本文的发明人已经认识到此系统的潜在问题。具体地,阀基于作为机油粘度、温度和流率的函数的机油压力差进行操作,并且因此可能难以开发用于阀的在宽范围的机油粘度、温度和流率下根据需要作出响应的弹簧。此外,所述阀包括用于在高负载状况下引导机油旁通热交换器的附加致动器(例如,蜡式恒温阀或电磁阀)。
发明内容
因此,本文的发明人已经开发出至少部分地解决上述问题的系统和方法。在一个示例中,一种方法包括控制机油泵以在第一压力、第二压力或第三压力下泵送用于润滑发动机的机油以根据发动机工况将机油冷却器旁通阀分别偏置到第一位置、第二位置或第三位置以选择性地引导所述机油通过或绕过机油冷却器。通过这种方式,车辆的控制器可以命令可变流量机油泵根据特定的发动机工况以变化的压力泵送机油,并且所述旁通阀将被动地调整到所述变化的压力以控制所述机油是旁通所述机油冷却器还是被引导通过所述机油冷却器。当工况使得可以旁通机油冷却器时,此方法可以通过减少机油泵上的负载来提高燃料经济性。
在所述方法的第一示例中,所述第一位置是所述机油被引导绕过所述机油冷却器的第一打开位置,所述第二位置是阻止机油被引导绕过所述机油冷却器的关闭位置,并且所述第三位置是所述机油被引导绕过所述机油冷却器的第二打开位置。所述第一压力可以大于所述第二压力,并且所述第二压力继而可以大于所述第三压力。例如,所述第一压力可以大于500kPa,所述第二压力可以在250kPa至400kPa之间,并且所述第三压力可以在100kPa至200kPa之间。
作为另一个示例,所述方法可以包括在所述发动机的冷起动事件下将所述机油冷却器旁通阀偏置到所述第一位置,其中所述机油的温度高于预定机油温度以下的阈值,并且其中接收所述机油的回路低于预定回路压力。所述方法可以包括将所述机油冷却器旁通阀偏置到所述第二位置以将所述机油的所述温度控制在所述预定机油温度的所述阈值内。所述方法可以更进一步地包括当所述机油的所述温度在所述预定机油温度的所述阈值内时将所述机油冷却器旁通阀偏置到所述第三位置。
当单独地或结合附图来理解时,根据以下具体实施方式,本说明书的以上优点和其他优点以及特征将显而易见。
应理解,提供以上发明内容是为了以简化的形式介绍在具体实施方式中进一步描述的一系列概念。这不意味着识别所要求保护的主题的关键或本质特征,所要求保护的主题的范围唯一地由在具体实施方式之后的权利要求限定。另外,所要求保护的主题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是发动机的示意图;
图2是发动机润滑系统的示意图;
图3A至图3C描绘了本公开的机油冷却器旁通阀可以采用的不同状态;
图4描述了用于在变化的车辆工况下控制发动机油的流量的示例性方法;
图5描绘了用于控制机油泵输出压力以便根据车辆工况来将机油冷却器旁通阀偏置到期望位置的预示性示例;以及
图6描绘了用于确定图3A至图3C的旁通阀是劣化还是按预期运行的示例性方法。
具体实施方式
以下描述涉及用于控制发动机润滑系统的系统和方法,所述发动机润滑系统包括可被动致动的旁通阀,所述旁通阀调节通过或绕过机油冷却器的发动机油的流量。具体地,旁通阀可以响应于来自机油泵的机油压力输出的变化,所述机油泵的机油压力输出可以被主动地控制。因此,图1描绘了与机油泵联接的发动机,并且图2示出了本公开的示例性润滑系统,所述润滑系统包括机油泵、发动机、机油冷却器和可被动致动的机油冷却器旁通阀。图3A至图3C描绘了机油压力可以如何作用在旁通阀上以将旁通阀偏置到不同配置。图4示出了一种用于根据车辆工况来控制机油泵输出压力以选择性地将机油引导绕过机油冷却器或通过机油冷却器的方法。图5描绘了可以如何基于变化的车辆工况来控制机油泵(由此调节机油通过或绕过机油冷却器的流量)的预示性示例。图6描绘了用于确定旁通阀是劣化还是按预期运行的示例性诊断方法。
图1是示出多气缸发动机10的一个气缸的示意图,所述多气缸发动机可以被包括在汽车的推进系统中。发动机10可至少部分地通过包括控制器12的控制系统和通过由车辆操作员132经由输入装置130进行的输入来控制。在该示例中,输入装置130包括加速踏板和用于生成比例踏板位置信号PP的踏板位置传感器134。发动机10的燃烧室(即,气缸)30可以包括燃烧室壁32,其中活塞36定位在所述燃烧室壁中。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可以经由中间变速器系统联接到车辆的至少一个驱动轮。此外,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。
在该示例中,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,并且可以利用可以由控制器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186和187的可变凸轮正时系统,所述凸轮相位器经由来自可变流量机油泵180的机油以液压方式致动。可变流量机油泵在本文中也可以被称为可变排量机油泵180。在一些条件下,可变流量机油泵180的输出流率可以改变来控制凸轮相位器186和187的响应时间,以基于工况而改变凸轮的位置。例如,在高发动机负载下,可以增加可变流量机油泵180的输出流率,使得相对于在低发动机负载下,凸轮相位器186和187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,所述压缩装置至少包括沿着进气歧管44布置的压缩机162。对于涡轮增压器,压缩机162可以至少部分地由沿排气通道48布置的涡轮164(例如,经由轴)驱动。对于机械增压器,压缩机162可以至少部分地由发动机和/或电机驱动,并且可以不包括涡轮。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123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(增压)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。通过这种方式,燃料喷射器66向燃烧室30中提供所谓的直接燃料喷射。例如,燃料喷射器可以安装在燃烧室的侧面或燃烧室的顶部中。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可以替代地或另外包括以如下配置布置在进气歧管44中的燃料喷射器:向燃烧室30上游的进气道中提供所谓的进气道燃料喷射。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停止打开进气门52和/或排气门53以为附加冷却提供进气。
进气通道42可以包括具有节流板64的节气门62。在该特定示例中,节流板64的位置可通过控制器12经由提供到与节气门62包括在一起的电动马达或致动器的信号来改变,即通常被称为电子节气门控制(ETC)的配置。通过这种方式,可操作节气门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120和歧管空气压力传感器122,以向控制器12提供相应的信号MAF和MAP。
在选择操作模式下,点火系统88可响应于来自控制器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。
可变流量机油泵180可以联接到曲轴40以提供旋转动力以操作可变流量机油泵180。在一个示例中,可变流量机油泵180包括离心地安装的多个内转子(未示出)。内转子中的至少一者可以由控制器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机油泵180的输出流率并且因此调整机油压力。例如,电子受控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。可变流量机油泵180可以为发动机10各个区域和/或部件选择性地提供机油以提供冷却和润滑。可变流量机油泵180的输出流率或机油压力可以由控制器12调整以适应变化的工况以便提供不同水平的冷却和/或润滑。此外,可以调整来自可变流量机油泵180的机油压力输出以减少机油消耗和/或减少可变流量机油泵180的能量消耗。
应当明白,任何合适的可变流量机油泵配置可以被实施以改变机油压力和/或机油输出流率。在一些实施例中,代替联接到曲轴40的是,可变流量机油泵180可以联接到凸轮轴或者可以由不同的动力源(诸如马达等)提供动力。此外,在一些示例中,可变流量机油泵可以是叶片型泵,其中经由电磁阀调节压力输出,如下面将进一步详细讨论的。
发动机油使用物185可以从可变流量机油泵180接收机油。如本文所讨论的,发动机油使用物185可以包括发动机系统中接收机油的任何和所有位置或油道。作为示例,机油喷射器184可以联接在可变流量机油泵180的输出端的下游以选择性地从可变流量机油泵180接收机油。在一些附加的或替代的实施例中,可以省略机油喷射器184,或者所述机油喷射器可以被结合到发动机气缸的燃烧室壁32中并且可以从形成于壁中的油道接收机油。机油喷射器184可以操作来将机油从可变流量机油泵180喷射到活塞36的下侧。由机油喷射器184喷射的机油可以将冷却效应提供到活塞36。此外,通过活塞36的往复运动,机油可以被向上汲取到燃烧室30中以将冷却效应提供到燃烧室30的壁。此外,机油喷射器184可以提供机油来润滑在活塞36与燃烧室30之间的界面。
机油泵阀182可以被定位在可变流量机油泵180的输出端与机油喷射器184之间以控制到达机油喷射器184和其他机油使用物(例如,机油使用物185)的机油流量。在一些示例中,机油泵阀182可以用于调节流到机油喷射器184和机油使用物185的机油的压力。作为一个这样的示例,与阀完全打开时相比,当机油泵阀182被命令完全关闭时,来自可变流量机油泵180的更大输出压力可以被传送到机油喷射器184和机油使用物185。因此,在此示例中,与当阀打开时相比,当阀关闭时,泵排量可以增加。替代地,在另一个实施例中,与全闭位置相比,在机油泵阀182处于全开位置的情况下,来自可变流量机油泵180的输出压力可以增加。在此示例中,与当机油泵阀182被命令到全闭位置时相比,当阀被命令完全打开时,泵排量可以增加。换句话说,取决于泵的类型,可以不同方式控制机油泵阀以便对从可变流量机油泵180流出的机油的压力施加控制。在一些实施例中,机油泵阀182可以是由控制器12控制的电子可致动阀(例如,电磁阀)。作为一个示例,机油泵阀是比例电磁阀,所述比例电磁阀可以通过调整机油所通过的限制装置的大小来改变来自泵的机油流量。尽管在图1中未明确示出,但是可以理解,可以存在机油冷却器、机油滤清器和发动机冷却器旁通阀,所述发动机冷却器旁通阀定位在可变流量机油泵180的输出端与机油喷射器184之间。以下将关于图2和图3A至图3C进一步详细讨论此类部件。
机油泵阀182可以在电磁阀断电的条件下具有默认压力调节设定点。换句话说,当机油泵阀断电时,例如,可以将机油压力调节到默认压力调节设定点。例如,该默认压力可能高于在所有条件下发动机的最大机油压力要求。在其他示例中,例如当机油泵阀通电时,情况可能相反,机油压力可以被调节到默认压力调节设定点,这取决于与机油泵阀182相关联的泵的类型以及压力输出如何被控制用于此阀。可以理解,控制器12可以向机油泵阀(例如,电磁阀)发送电信号以便将机油压力控制到在默认高压调节设定点与由机油泵限制的最小值之间的任何位置的目标压力。目标压力可以取决于发动机负载和/或发动机转速、机油温度、发动机温度、冷却剂温度、环境温度等中的一者或多者。期望的机油压力在轻度的发动机状况下可以较低,并且在较高的负载和转速状况下可以较高。
排气传感器126被示出为在排放控制装置70的上游联接到排气通道48。传感器126可以是用于提供排气空燃比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)、NOx、HC或CO传感器)。排放控制装置70被示出为沿着排气通道48布置在排气传感器126的下游。装置70可以是三元催化器(TWC)、NOx捕集器、各种其他排放控制装置或它们的组合。在一些实施例中,在发动机10的操作期间,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中被示出为微计算机,所述微计算机包括:微处理器单元102、输入/输出端口104、用于可执行程序和校准值的电子存储介质(在此特定示例中,被示出为只读存储器芯片106)、随机存取存储器108、保活存储器110和数据总线。除了先前讨论的那些信号之外,控制器12还可以从与发动机10联接的传感器接收各种信号,包括来自质量空气流量传感器120的进气质量空气流量(MAF)的测量值;来自与曲轴40联接的霍尔效应传感器118(或其他类型)的表面点火感测信号(PIP);来自节气门位置传感器189的节气门位置(TP);以及来自传感器122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可用于提供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,诸如使用MAF传感器而不使用MAP传感器,反之亦然。在化学计量操作期间,所述MAP传感器可以给出发动机扭矩的指示。此外,该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充气(包括空气)的估计。在一个示例中,还用作发动机转速传感器的传感器118可以在曲轴的每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载的指示。
此外,控制器12可以接收可以指示与发动机10相关的各种温度的信号。例如,来自与冷却套筒114联接的温度传感器112的发动机冷却剂温度(ECT)可以被发送到控制器12。在一些实施例中,传感器126可以向控制器12提供对排气温度的指示。传感器181可以向控制器12提供对机油温度和/或机油粘度的指示。这些传感器中的一者或多者可以提供对可以由控制器12用来控制机油喷射器184的操作的发动机温度的指示。控制器12可以从传感器190接收指示环境温度的信号。
此外,控制器12可以从定位在可变流量机油泵180的输出端下游的压力传感器188接收对机油压力的指示。机油压力指示可以由控制器12使用来通过改变可变流量机油泵180的输出流率而控制对机油压力的调整。
由可变流量机油泵180输出的机油压力和机油流率在一些示例中可以是发动机油粘度的函数。发动机油粘度可以基于发动机油温度和发动机油粘度指数。发动机油粘度指数对于不同的发动机油配方可以是不同的,并且可以随着在内燃发动机内使用发动机油而随时间变化。
在一些示例中,发动机10可以包括在混合动力电动车辆(HEV)或插电式HEV(PHEV)中,其中多个扭矩源可供一个或多个车轮198使用。在所示示例中,车辆系统100可以包括电机195。电机195可以是马达或马达/发电机。当一个或多个离合器194接合时,发动机10的曲轴40和电机195经由变速器197连接到车轮198。在所描绘示例中,第一离合器设置在曲轴199与电机195之间,并且第二离合器设置在电机195与变速器197之间。控制器12可以向每个离合器194的致动器发送信号以使离合器接合或脱离接合,以便使曲轴40与电机195和与电机连接的部件连接或断开,和/或使电机195与变速器197和与变速器连接的部件连接或断开。变速器197可以是齿轮箱、行星齿轮系统或另一类型的变速器。动力传动系统可以各种方式配置,包括被配置为并联、串联或串并联混合动力车辆。
电机195可以从牵引电池196接收电力以向车轮198提供扭矩。例如在制动操作期间,电机195也可以充当发电机以提供电力来对牵引电池196充电。
现在转向图2,描绘了示例性发动机润滑系统200。发动机润滑系统200包括如上面关于图1所讨论的发动机10、控制器12、机油泵180和机油泵阀182。发动机润滑系统200还包括机油冷却器220、机油滤清器225和油底壳240。还描绘了冷却剂系统250。通过经由流体或冷却剂泵251使传热流体或冷却剂(未示出)循环通过发动机和其他冷却剂导管,可以减少由发动机操作产生的热能。冷却剂可以是水中的合适有机化学物(例如,乙二醇、二甘醇或丙二醇)的溶液。冷却剂可以沿着第一冷却剂导管253被引导到机油冷却器220,并且可以经由第二冷却剂导管255离开机油冷却器220。第一冷却剂导管253可以包括第一温度传感器252,并且第二冷却剂导管可以包括第二温度传感器254。因此,可以理解,机油冷却器220可以充当冷却剂-机油散热器。机油冷却器220可以取决于冷却剂和机油中的每一者的相对温度来在冷却剂与机油之间传递热能。例如,当机油温度高于冷却剂的机油温度时,机油冷却器可以使得冷却剂能够从机油吸收热能,因此冷却机油。替代地,当冷却剂温度高于机油的温度时,机油冷却器可以使得冷却剂能够将热能传递到机油,由此升高机油的温度。因此,冷却剂泵251可以被配置为使冷却剂循环通过机油冷却器220,以便修改机油的温度。
现在将讨论机油经由发动机润滑系统200的流动。油底壳240容纳用于发动机润滑系统200的机油。机油泵180如经由箭头202所描绘从油底壳240汲取机油。泵的输出和/或机油压力可以通过机油泵阀182而处于控制器12的控制下,如上面所讨论的和如经由箭头204所描绘的。控制器12可以基于查询查找表205来确定输出指令,如经由箭头207所描绘。查找表205可以包括输入参数和输出参数。输入参数可以包括但不限于机油的温度、发动机转速(RPM)和发动机负载。输出参数可以对应于机油压力(例如,kPa)。机油温度可以在最小值(例如,-40℃)至最大值(未指定值)的范围内,发动机转速可以在最小值(例如,怠速)至最大值(未指定值)的范围内,并且发动机负载可以在最小值(例如,0%)至最大值(例如,100%)的范围内。尽管未示出机油压力输出的具体值,但是可以理解,可以根据一个或多个变量来检索各个值,所述一个或多个变量包括但不限于机油温度、发动机转速和发动机负载。
来自机油泵180的输出可以在控制器12的控制下经由机油泵阀182调节。作为示例,可以控制被发送到机油泵阀182的脉冲宽度调制(PWM)信号,以便实现如从查找表205中检索的期望的输出机油压力。
来自机油泵180的输出可以被引导到第一导管(由箭头206表示),所述第一导管流体地联接机油泵180和机油冷却器220。第二导管(由箭头210表示)可以源自第一导管,并且可以包括机油冷却器旁通阀235。旁通阀235可以包括可被动致动阀,如将关于图3A至图3C更详细地讨论的。在旁通阀235打开的条件下,可以将机油引导绕过机油冷却器220,如经由箭头210所描绘的。替代地,在旁通阀235关闭的条件下,可以将机油引导通过机油冷却器220,如经由箭头206所描绘。在一些示例中,机油温度传感器209可以包括在第二导管中。可能存在与旁通阀235相对应的一种以上的打开配置(例如,第一打开位置和第二打开位置)以及单个关闭配置(例如,关闭位置或第一关闭位置),这将在下面详细描述。阻止机油流过旁通阀235和绕过机油冷却器220并且相反地将机油引导流过机油冷却器220的情况可以被称为机油流过第一路径。替代地,在允许机油流动绕过机油冷却器的情况下,机油流可以被称为沿着第二路径流动。因此,如本文所讨论的,第一路径是指机油流通过机油冷却器,并且第二路径是指机油流绕过机油冷却器。在一些示例中,第二路径可以包括机油旁通机油冷却器和一定量的机油流过机油冷却器两者。
无论机油流是经由第一路径还是经由第二路径进行,机油流都继续流过机油滤清器225,如经由箭头212所指示。例如,箭头212可以表示第三导管。在一些示例中,机油温度传感器213可以包括在机油冷却器与机油滤清器225之间的导管(例如,第三导管)中。机油滤清器225可以用于清洁进入发动机的机油。一旦机油已通过机油滤清器225,就可以将机油输送到发动机10,如经由箭头214所描绘的。例如,箭头214可以表示第三导管。在机油已经被输送到发动机10之后,过量的发动机油然后可以如经由箭头216所描绘排回到油底壳240。在一些示例中,箭头216可以是第五导管。另外或替代地,箭头216可以简单地表示在不存在用于将机油输送回油底壳的物理导管的情况下发动机油从发动机排回到油底壳。
因此,基于以上内容,可以理解,发动机润滑系统200可以包括可变排量或可变压力机油泵,所述机油泵的输出机油流量(例如,以kPa表示的输出压力)可以经由机电致动器(例如,电磁阀)在控制器的控制下并且根据多个操作参数(包括但不限于机油温度、发动机转速(RPM)和发动机负载)进行调节。来自机油泵的机油压力输出可以被动地致动旁通阀235,以引导机油流过或绕过机油冷却器。因此,控制器可以根据发动机工况以不同方式控制来自机油泵的机油输出压力,这取决于是期望将机油引导通过可在其中冷却的机油冷却器还是将机油引导绕过机油冷却器以避免被冷却。下文关于图3A至图3C详细讨论了如何致动被动旁通阀的示例。
现在转向图3A至图3C,它们描绘了旁通阀可以采用的各种位置或配置以及取决于各种位置或配置引导机油流动的位置的指示的示例性图示(305、340和380)。
在图3A中,旁通阀235被示出为处于第一打开位置。旁通阀235包括主体310、柱塞308和弹簧312。旁通阀235还包括第一通道315和第二通道318。第一通道可以接收机油以用于偏置柱塞308的位置,而第二通道318可以是选择性地允许或阻止机油旁通机油冷却器的通道。在一些示例中,第一通道垂直于第二通道。弹簧312使柱塞308沿箭头320的方向偏置,而从机油泵(例如,图2中的机油泵180)流入第一通道315的机油输出压力沿箭头322的方向对弹簧312提供反作用力。因此,可以理解,通过第一通道315的机油流作用在柱塞308上以抵抗弹簧312的偏置。柱塞308包括三个厚区域和两个薄区域。具体地,柱塞308包括第一厚区域326、第二厚区域328和第三厚区域330。可以理解,第一厚区域326、第二厚区域328和第三厚区域330中的每一者可以与旁通阀235的内壁336密封地接合。换句话说,第一厚区域、第二厚区域和第三厚区域的圆周可以类似于由内壁336限定的旁通阀235的内圆周,使得厚区域与旁通阀235的内壁密封地接合。换句话说,厚区域可以指代其中柱塞的厚度等于或基本上类似于旁通阀的内圆周(例如,在内圆周内的1%至2%内)的区域。
第一薄区域332可以将第一厚区域326联接到第二厚区域328,并且第二薄区域334可以将第二厚区域328联接到第三厚区域330。可以理解,第一薄区域和第二薄区域可以不与旁通阀的内壁336密封地接合。薄区域可以指代其中柱塞的厚度小于旁通阀的内圆周的区域。
现在将讨论如图3A中描绘的旁通阀的操作。来自机油泵的机油流可以流过第一通道315,并且机油压力可以沿箭头322的方向作用在柱塞308上。在图3A中,机油压力使得机油压力克服弹簧312的力,因此将第二通道318与第一薄区域332对准。由于第二通道318与第一薄区域332对准,因此机油可以如经由箭头323所描绘流过旁通阀,因此旁通机油冷却器(参考沿着箭头321的X,其指示通过机油冷却器的流量显著减少(或被阻止))。因此,图3A描绘了如所讨论处于第一打开位置的旁通阀235。可以理解,在控制器不具体地将旁通阀命令到特定位置而是通过调节来自机油泵的压力输出间接地控制旁通阀采用的位置的意义上,旁通阀235是被动的。
前进到图3B,其描绘了与图3A中所描绘旁通阀相同的旁通阀235,并且因此为了清楚和简洁起见,图3B并未重复所有元件符号。图3B描绘了处于关闭配置的旁通阀235。具体地,来自泵的机油流动没有足够高的压力来完全克服弹簧312的力。相反,弹簧312沿箭头320的方向作用的力与柱塞308沿箭头322的方向对弹簧施加的力的组合使得第二厚区域328与第二通道318对准,由此完全阻塞第二通道并阻止机油经由第二通道通过旁通阀。因此,流过旁通阀以旁通机油冷却器被阻止,如经由箭头323上方的“X”所指示。由于经由第二厚区域阻止流过旁通阀阻止了机油流过第二通道318,因此机油如经由箭头321所指示流过机油冷却器。
前进到图3C,其描绘了与图3A和图3B中所描绘旁通阀相同的旁通阀235,并且因此为了清楚和简洁起见,图3C并未重复所有元件符号。图3C描绘了在燃料经济性操作模式下的旁通阀235,因为机油冷却器被旁通以减少机油泵上的负载,所以这可以提高燃料经济性。图3C描绘了处于第二打开位置的旁通阀235。具体地,来自泵的机油流没有足够高的压力(参考箭头322)来克服弹簧312的力(参考箭头320),并且因此柱塞308的第二薄区域334与第二通道318对准。因此,流过旁通阀以旁通机油冷却器被实现,如箭头323所示。由于通过第二通道流过旁通阀被实现,因此减少(或阻止)通过机油冷却器的机油流量,如经由沿着箭头321的“X”所指示。
关于图3A至图3C,可以理解,当作用在柱塞上的机油压力具有第一压力范围时,旁通阀(例如,图2中的旁通阀235)可以偏置到第一打开位置。在一个示例中,第一压力范围可以包括大于5巴(>500kPa)的压力。可以进一步理解,当作用在柱塞上的机油压力在第二压力范围内时,旁通阀可以偏置到关闭位置。作为示例,第二压力范围可以包括2.5巴至4巴(250kPa至400kPa)的压力。此外,可以理解,当作用在柱塞上的机油压力在第三压力范围内时,旁通阀可以偏置到第二打开位置。作为示例,第三压力范围可以包括1巴至2巴(100kPa至200kPa)的压力。因此,可以理解,旁通阀可以在高机油压力下处于第一打开位置,可以在中等机油压力下处于关闭位置,并且可以在低机油压力下处于第二打开位置。如上面关于图1所提及的,机油泵阀(例如,图1中的机油泵阀182)可以具有在所有条件下都高于发动机的最大机油压力要求的默认压力调节设定点。默认压力调节设定点可以使得旁通阀在默认压力调节设定点下处于第一打开位置。
因此,如本文所讨论的,一种用于车辆的系统可以包括:可变流量机油泵,所述可变流量机油泵通过机油回路向发动机提供机油以用于润滑目的;机油冷却器;以及机油冷却器旁通阀。所述系统还可以包括控制器,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,所述计算机可读指令在被执行时使所述控制器确定所述发动机的工况,并且命令所述可变流量机油泵根据所述发动机的所述工况而以确定的压力泵送所述机油,所述确定的压力包括第一压力、第二压力或第三压力中的一者。所述确定的压力可以被动地调整所述机油冷却器旁通阀的位置以便阻止或实现所述机油旁通所述机油冷却器。
对于此系统,所述机油冷却器旁通阀可以是三态阀,所述三态阀在所述确定的压力是所述第一压力时采用第一打开位置,在所述确定的压力是所述第二压力时采用关闭位置,并且在所述确定的压力是所述第三压力时采用第二打开位置。所述第一压力可以大于所述第二压力,所述第二压力继而可以大于所述第三压力。当所述机油冷却器旁通阀处于所述关闭位置时,可以阻止所述机油旁通所述机油冷却器,但是当所述机油冷却器旁通阀处于所述第一打开位置和所述第二打开位置时,可以允许所述机油旁通所述机油冷却器。
对于此系统,所述系统还可以包括冷却剂系统,所述冷却剂系统使冷却剂流过所述机油冷却器以允许所述机油与所述冷却剂之间的热传递。
对于此系统,所述控制器可以存储用于进行以下操作的其他指令:首先命令所述可变流量机油泵在所述发动机的冷起动事件下以所述第一压力泵送所述机油,直到所述机油回路被加压到高于预定机油回路压力,然后命令所述可变流量机油泵以所述第二压力泵送所述机油以将所述机油的温度升高到预定机油温度的阈值内。响应于所述机油的所述温度在所述预定机油温度的所述阈值内,所述指令可以包括命令所述可变流量机油泵以所述第三压力泵送所述机油。在此系统中,所述控制器可以存储用于进行以下操作的其他指令:在命令所述可变流量机油泵以所述第三压力泵送所述机油时确定所述机油的所述温度是否已达到阈值机油温度,所述阈值机油温度高于所述预定机油温度。所述控制器可以存储用于进行以下操作的其他指令:在命令所述可变流量机油泵以所述第三压力泵送所述机油时响应于所述机油的所述温度达到所述阈值机油温度而命令所述可变流量机油泵以所述第二压力泵送所述机油以将所述机油的所述温度降低到所述预定机油温度的所述阈值内。
现在转向图4,示出了用于控制机油压力的示例性方法400,所述机油压力继而偏置机油流通过机油冷却器或绕过(例如,旁通)机油冷却器。具体地,方法400描绘了用于通过控制机油泵(例如,180)和/或机油泵阀(例如,图1中的机油泵阀182)来控制机油压力的示例性方法,所述机油泵和/或机油泵阀继而导致所述机油冷却器旁通阀(例如,图2中的机油冷却器旁通阀235)采用各种配置,所述各种配置导致机油被引导通过机油冷却器或旁通机油冷却器。对机油压力的控制可以基于车辆工况,如下文将详细描述的。
方法400将参考在本文中描述并且在图1至图3C中示出的系统和部件进行描述,但是应当明白,在不脱离本公开的范围的情况下,类似的方法可应用于其他系统和部件。用于实施方法400和包括在本文中的其余方法的指令可以由控制器(诸如图1的控制器12)基于存储在非暂时性存储器中的指令并且结合从如关于图1至图2的发动机系统和车辆动力传动系统的传感器接收到的信号来执行。控制器可以采用致动器,诸如机油泵阀(例如,图1中的机油泵阀182)、机油泵(例如,图1中的机油泵180)等,以根据下文描述的方法来改变装置在物理世界中的状态。
方法400开始于405并且包括估计和/或测量车辆工况。可以估计、测量和/或推测工况,并且所述工况可以包括:一辆或多辆车辆状况,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、发动机温度、发动机油温度、冷却剂温度、发动机负载、发动机转速、空燃比、歧管空气压力等;各种燃料系统状况,诸如燃料水平、燃料类型、燃料温度等;以及各种环境状况,诸如环境温度、湿度、大气压力等。
前进到410,方法400包括指示是否满足用于起动发动机的冷起动条件。换句话说,在410处,方法400包括指示是否正在请求发动机起动,以及所述发动机起动事件是否有资格作为发动机的冷起动。满足冷起动条件可以包括以下一项或多项:发动机温度低于阈值发动机温度、冷却剂温度低于阈值冷却剂温度、环境温度低于阈值环境温度、排气催化剂温度低于阈值排气催化剂温度等。
如果在410处指示不满足冷起动条件,则方法400可以前进到415。在415处,方法400包括维持当前工况。例如,如果车辆已经在发动机燃烧空气和燃料的情况下进行操作,则可以继续根据当前工况来控制可变流量机油泵。例如,如果发动机油温度已经在期望的发动机油温度的阈值内并且发动机工况是轻度的(例如,发动机负载低于阈值发动机负载,发动机转速低于阈值发动机转速等),则方法400可以包括命令来自机油泵的低输出压力(例如,100kPa至200kPa)将旁通阀(例如,图2中的旁通阀235)控制或维持在第二打开位置(参考图3C)。在一个示例中,命令低输出压力可以包括控制机油泵阀(例如,机油泵阀182)的PWM信号以实现来自机油泵的低输出压力。由于旁通阀处于第二打开位置,可以旁通机油冷却器(例如,图2中的机油冷却器220),这可以减少通过机油冷却器的压力损失,并且因此减少机油泵功率消耗,由此提高燃料经济性。在此示例中,如果发动机工况改变,则可以理解,控制器可以命令来自机油泵的不同的输出压力以将机油冷却器旁通阀控制到期望状态,如下文将进一步详细讨论的。然后,方法400可以结束。在一些示例中,可以理解,方法400可以响应于其中发动机被停用的车辆关闭事件而结束。
返回到410,响应于满足冷起动条件,方法400前进到420。在420处,方法400包括将来自机油泵的机油的输出压力控制到第一压力范围。如上面所讨论的,第一压力范围可以包括大于500kPa的压力,并且在其中电磁阀断电的情况下,机油泵阀(例如,图1中的机油泵阀182)可以具有默认压力调节设定点。例如,默认压力可能高于在所有条件下发动机的最大机油压力要求,并且可以大于500kPa。因此,在步骤420处控制机油泵阀可以包括使机油泵阀断电,因此机油泵输出与大于500kPa的压力相对应的默认压力。由于机油泵输出默认压力,因此可以理解,机油冷却器旁通阀(例如,图2中的旁通阀235)可以采用第一打开位置(参见图3A)。因此,由于旁通阀处于第一位置,可以旁通机油冷却器。这可以实现发动机油回路的快速加压,这相对于最初在冷起动请求时将机油引导通过机油冷却器的方法可能是有利的。可以理解,如上文所讨论的机油回路可以指代接收机油的任何导管、管线等。因此,通过将机油泵的输出压力控制到第一压力范围(例如,>500kPa),作用在旁通阀上的机油压力用于迫使旁通阀到达第一打开位置,由此引导机油绕过机油冷却器。因为输出压力高,所以与其中机油被引导通过机油冷却器的方法相比,发动机油冷却器回路可以快速加压。
因此,前进到425,方法400包括监测机油回路中的机油压力。例如,可以依赖机油压力传感器(例如,图1中的压力传感器188)来监测机油回路中的机油压力。基于在425处获得的关于机油回路中的机油压力的信息,方法400继续进行到430,其中方法400判断机油压力回路中是否已达到或实现期望的机油压力。期望的机油压力可以是例如存储在控制器处的预设机油压力。如果在430处指示已经达到或超过期望的机油压力,则方法400可以前进到435。替代地,如果在430处尚未达到期望的机油压力,则方法400返回到420,其中继续以某种方式控制机油泵阀以便将来自机油泵的输出压力调节到第一压力范围。
响应于在430处已经达到或超过期望的机油压力,方法400前进到435。在435处,方法400包括命令机油泵阀将机油压力控制到第二机油压力范围。如上文所讨论的,第二机油压力范围可以包括250kPa至400kPa的压力。同样,可以通过控制器控制机油泵阀的操作状态来调节对来自机油泵的输出机油压力的控制。例如,控制器可以控制用于被发送到机油泵阀的电流的PWM信号,以将输出机油压力控制到250kPa至400kPa。如上面所讨论的,由于来自机油泵的机油压力输出对应于第二机油压力范围,因此作用在机油冷却器旁通阀上的机油的力可以低于当机油压输出为第一压力范围时的机油的力,这可能导致旁通阀采用关闭位置(参见图3B)。由于旁通阀处于关闭位置,因此阻止机油旁通机油冷却器,并且因此使机油流过机油冷却器。将机油引导通过机油冷却器的优点是机油可能由于发动机冷却剂比机油升温更快的事实而被加温。具体地,当冷却剂温度高于流过机油冷却器的机油的温度时,较暖的冷却剂可以将热能传递到机油,由此升高机油的温度。在冷起动期间通过这种方式升高机油的温度可以提供如下优点:与需要更长的时间段来升高发动机油的温度的情况相比,可以提高燃料经济性。
因此,在由于来自机油泵的输出压力被控制到第二压力范围由此使旁通阀关闭而使机油流过机油冷却器的情况下,方法400前进到440。在440处,方法400包括监测发动机油温度。可以在机油冷却器后例如经由发动机油温度传感器(例如,图2中的发动机油温度传感器213)来监测发动机油温度。前进到445,方法400可以包括判断机油温度是否在期望的或预定的发动机油温度的阈值内(例如,在其5%内或更低)。例如,预定发动机油温度可以存储在控制器中。如果机油温度不在预定发动机油温度的阈值内,则方法400可以返回到步骤435,其中控制器可以继续对机油泵阀施加控制以将输出压力控制到第二压力范围,使得发动机油可以升高到期望温度的阈值内。
响应于机油温度在期望温度的阈值内,方法400前进到450。在450处,方法400包括命令机油泵阀将来自机油泵的输出机油压力控制到第三压力范围。如上文所讨论的,第三压力范围可以包括100kPa至200kPa的压力。当来自机油泵的输出机油压力在第三压力范围内时,机油压力可能不足够高到克服弹簧(例如,图3C中的弹簧312)的力,并且因此旁通阀可以采用第二打开配置(参考图3C)。当处于第二打开配置时,可以再次旁通机油冷却器。换句话说,在发动机油已经被加热到期望温度的阈值内之后,可能期望旁通发动机油冷却器以减少泵上的负载,这由此可以提高燃料经济性。可以理解,来自机油泵的机油压力输出被控制到第三压力范围可以响应于发动机油温度变为在期望的发动机温度的阈值内,并且进一步响应于轻度发动机工况的指示,其中轻度发动机工况可以定义其中发动机负载低于阈值发动机负载并且发动机转速低于阈值发动机转速的大多数客户驾驶循环。
当来自机油泵的输出机油压力被控制到第三压力范围使得发动机油流旁通机油冷却器时,方法400可以前进到455,其中继续监测发动机油温度。可以再次经由发动机油温度传感器(例如,图2中的发动机油温度传感器213)来监测发动机油温度。前进到460,方法400包括指示是否满足用于冷却机油的条件。例如,发动机油温度高于大于期望的发动机油温度的第二发动机油温度阈值可以指示需要机油冷却。另外或替代地,发动机负载高于阈值发动机负载和/或发动机转速高于阈值发动机转速可以指示需要冷却发动机油。换句话说,从轻度发动机工况到更激进发动机工况的转变可以对应于满足用于冷却发动机油的条件的情况。
如果在460处满足用于发动机油冷却的条件,则方法400可以返回到步骤435,其中输出机油压力被命令在第二压力范围内使得旁通阀关闭。由于旁通阀关闭,发动机油可以被引导通过机油冷却器。在其中发动机油高于第二发动机油温度阈值的情况下,可以理解,循环通过机油冷却器的冷却剂的温度可低于机油的温度。因而,机油冷却器可以使得冷却剂能够从机油吸收热能,由此冷却机油。由于以某种方式命令机油泵阀将机油泵的输出压力控制到第二范围,因此方法400可以继续监测循环机油的温度。一旦机油温度在期望温度的阈值内,就可以再次将机油泵输出压力控制到第三压力范围以便旁通机油冷却器。
返回到460,响应于不满足用于机油冷却的条件的指示,方法400可以前进到465。在465处,方法400包括指示是否已经中断车辆操作。具体地,在步骤465处,方法400判断在发动机正在停机的情况下是否正在发生车辆关闭事件。如果是,则方法400可以结束。替代地,方法400可以返回到450,其中继续将机油泵输出压力控制到第三压力范围。
因此,如本文所讨论的,一种方法可以包括控制机油泵以在第一压力、第二压力或第三压力下泵送用于润滑发动机的机油以根据发动机工况将机油冷却器旁通阀分别偏置到第一位置、第二位置或第三位置以选择性地引导所述机油通过或绕过机油冷却器。
对于此方法,所述第一位置可以是所述机油被引导绕过所述机油冷却器的第一打开位置,其中所述第二位置可以是阻止机油被引导绕过所述机油冷却器的关闭位置,并且其中所述第三位置可以是所述机油被引导绕过所述机油冷却器的第二打开位置。
对于此方法,所述第一压力可以大于所述第二压力,所述第二压力继而可以大于所述第三压力。
对于此方法,所述机油冷却器旁通阀可以被动地响应于所述机油的压力,以便采用所述第一位置、所述第二位置和/或所述第三位置。
对于此方法,所述机油泵可以是可变排量机油泵。
对于此方法,控制所述机油泵可以包括基于来自控制器的命令来调整所述机油泵的电磁阀的位置。在此示例中,所述机油冷却器旁通阀可以不可通信地联接到控制器。
对于此方法,所述第一压力可以大于500kPa,所述第二压力可以在250kPa至400kPa之间,并且所述第三压力可以在100kPa至200kPa之间。
对于此方法,所述机油冷却器可以是冷却剂-机油热交换器,其中热能在循环通过所述机油冷却器的冷却剂与所述机油之间传递。
对于此方法,所述方法还可以包括在所述发动机的冷起动事件下将所述机油冷却器旁通阀偏置到所述第一位置,其中所述机油的温度高于预定机油温度以下的阈值,并且其中接收所述机油的回路低于预定回路压力。所述方法还可以包括将所述机油冷却器旁通阀偏置到所述第二位置以将所述机油的所述温度控制在所述预定机油温度的所述阈值内。所述方法可以更进一步地包括当所述机油的所述温度在所述预定机油温度的所述阈值内时将所述机油冷却器旁通阀偏置到所述第三位置。
方法的另一个示例可以包括仅通过调整从机油泵流出的机油的压力以将机油冷却器旁通阀在第一工况下偏置到第一打开位置、在第二工况下偏置到关闭位置以及在第三工况下偏置到第二打开位置来控制用于润滑发动机的机油是被引导通过还是绕过机油冷却器。
对于此方法,所述第一工况可以包括发动机的冷起动事件,其中接收机油的机油回路的压力低于阈值回路压力并且机油的温度不在预定机油温度的阈值内。第二工况可以包括机油回路被加压到高于阈值回路压力,并且其中机油的温度不在预定温度的阈值内。第三工况可以包括机油回路被加压到高于阈值压力,并且机油的温度在预定温度的阈值内。
对于此方法,将机油冷却器旁通阀偏置到第一位置的方法可以允许机油旁通机油冷却器。此外,将机油冷却器旁通阀偏置到关闭位置可以阻止机油旁通机油冷却器。将机油冷却器旁通阀偏置到第二打开位置可以另外允许机油旁通机油冷却器。
对于此方法,机油冷却器可以另外从冷却剂系统接收冷却剂。在第二工况下,由于机油冷却器旁通阀关闭,因此热量可以从机油传递到冷却剂,反之亦然。
对于此方法,机油泵可以是可变流量机油泵。可以基于从控制器到与机油泵相关联的阀的命令来调整从机油泵流出的机油的压力。
现在转向图5,示例性时间线500描绘了可以如何控制机油泵输出压力以便取决于车辆工况来将机油冷却器旁通阀偏置到期望位置的预示性示例。示例性时间线500包括随时间变化的曲线图505,指示是否满足冷起动条件(是或否)。时间线500还包括随时间变化的曲线图510,指示机油泵输出压力。如上面关于图3A至图4所讨论的,机油泵输出压力可以被控制到第一压力范围(1)、第二压力范围(2)、第三压力范围(3),或者泵可以关闭。时间线500还包括随时间变化的曲线图515,指示机油冷却器旁通阀(例如,图2中的旁通阀235)的位置。如上面关于图3A至图4所讨论的,机油冷却器旁通阀可以处于第一打开位置(参考图3A)、关闭位置(参考图3B)或第二打开位置(参考图3C)。时间线500还包括随时间变化的曲线图520,指示从机油泵(例如,图1中的机油泵180)接收机油的一个或多个回路(例如,导管、一个或多个机油喷射器、管线等)是否被加压到期望水平(是或否)。时间线500还包括随时间变化的曲线图525,指示机油的温度。随时间推移,发动机油的温度可以升高(+)或降低(-)。
在时间t0处,可以理解,发动机关闭并且车辆静止。不存在发动机起动的请求,并且因此尚未满足冷起动条件(曲线图505)。由于车辆关闭,不存在机油泵输出压力(曲线图510)。旁通阀(曲线图515)处于第二打开位置(参考图3C),因为没有机油压力克服与旁通阀相关联的弹簧(例如,图3C中的弹簧312)的力。由于车辆关闭,从机油泵接收机油的机油回路不被加压(曲线图520),并且机油温度为低(曲线图525)。
在时间t1处,指示满足冷起动条件。例如,在时间t1处,存在对发动机起动的请求(例如,远程起动请求、驾驶员转动钥匙以发起发动机操作、驾驶员按下车辆仪表板上的按钮以发起发动机操作等),并且指示所述请求是冷起动请求。如上文在方法400的步骤410处所讨论的,在存在以下一项或多项时可以满足冷起动条件:发动机温度低于阈值发动机温度、冷却剂温度低于阈值冷却剂温度、环境温度低于阈值环境温度、排气催化剂温度低于阈值排气催化剂温度等。
由于指示发动机冷起动,因此在时间t1处,以某种方式控制机油泵(例如,图1中的机油泵180)以便产生在第一压力范围(例如,>500kPa)内的输出机油压力。如上面所讨论的,可以在控制器(例如,图1中的控制器12)的控制下经由电磁阀(例如,图1至图2中的机油泵阀182)来调节机油泵输出压力。机油泵阀可以在电磁阀断电的条件下具有默认压力调节设定点,并且默认压力可以大于在所有条件下发动机的最大机油压力要求,并且因此默认压力可以大于500kPa。因此,在时间t1处,将机油泵输出压力控制到第一压力范围可以包括使机油泵阀断电或维持断电。因此,在时间t1与t2之间,机油泵输出压力上升到第一压力范围。当机油泵输出被控制到第一压力范围时,旁通阀在时间t2处被动地采用第一打开位置(参考图3A),由此旁通机油冷却器。
如上面所讨论的,机油泵的高压力输出(例如,第一压力范围内的压力输出)可以用于对一个或多个机油回路进行加压。通过将旁通阀调节到第一打开位置,可以旁通限制性机油冷却器,这可以能够通过比引导机油通过机油冷却器的方式更快的方式对机油回路进行快速加压。为了确定机油回路是否被加压到期望水平,可以依赖机油压力传感器(例如,图1中的机油压力传感器188)来将机油回路中的机油压力传送到控制器。在时间t3处,指示机油回路被充分加压(曲线图520)。响应于机油回路被充分加压的指示,在时间t3与t4之间将机油泵输出压力控制到第二压力范围(例如,250kPa至400kPa)(曲线图510)。由于机油泵输出压力被控制到第二压力范围,因此旁通阀被动地响应于机油泵输出压力的变化,以在时间t4处采用关闭位置(参考图3B)。如上面所讨论的,旁通阀的关闭位置因此引导从机油泵流出的机油通过机油冷却器。由于冷却剂(未示出)的温度高于机油的温度(曲线图525),因此在时间t4处引导机油通过机油冷却器可能是有益的,因为冷却剂的温度在冷起动时比发动机油升高得更快。因此,在机油冷却器中发生的从冷却剂到发动机油的热传递可以使机油的温度升高得比在机油回路被加压时继续旁通机油冷却器的情况更快。
因此,在时间t4之前,在时间线500处可以看到机油温度以比在时间t4与t5之间更慢的速率上升。换句话说,由于在时间t4与t5之间机油被引导通过机油冷却器,因此在时间t4与t5之间机油温度的升高速率比在时间t4之前更大。
在时间t5处,机油的温度变为在期望的或预定的发动机油温度(由线527表示)的阈值(线526)内。因此,不再指示冷起动条件(曲线图505),并且控制机油泵以输出第三压力范围(例如,100kPa至200kPa)内的机油压力。尽管未明确示出,但是可以理解,工况是轻度的(例如,发动机转速低于发动机转速阈值并且发动机负载低于发动机负载阈值),因此期望控制机油泵以将机油压力输出到第三压力范围内。在时间t5与t6之间,(经由控制机油泵阀)将机油泵输出压力控制在第三压力范围(曲线图510)内。当压力从第二压力范围减小到第三压力范围时,机油冷却器旁通阀(曲线图515)在时间t6处被动地采用第二打开位置(参考图3C)。因此,由于旁通阀处于第二打开位置,因此机油冷却器再次被旁通。与继续引导机油流通过机油冷却器的情况相比,在轻度的发动机工况下旁通机油冷却器可以用于减少机油压力损失。减少通过机油冷却器的压力损失可以减少机油泵功率消耗,由此提高燃料经济性。
在时间t6与t7之间经过一定的时间量。在时间t7处,发动机油温度上升到高于第二机油温度阈值(线528),并且因此存在对发动机油冷却的请求。因此,在时间t8与t9之间,机油泵输出压力被控制回到第二压力范围(曲线图510)。增加来自机油泵的输出压力导致旁通阀在时间t9处被动地采用关闭位置(曲线图515)。由于旁通阀处于关闭位置,因此再次引导从机油泵流出的机油通过机油冷却器。尽管未明确示出,但是可以理解,在时间t9处,机油温度高于冷却剂的温度。因此,在时间t9与t10之间发生热量从机油到冷却剂的传递,由此冷却机油。在时间t10处,发动机油温度再次在期望的或预定的机油温度(线527)的阈值(参考线526)内。由于发动机油温度在时间t10处已经充分冷却,因此机油泵输出压力在时间t10与t11之间再次被控制到第三压力范围(曲线图510),并且在t11处,旁通阀被动地采用第二打开位置(曲线图515)。在时间t11处机油温度保持在期望的机油温度的阈值内之后,机油泵输出压力继续被控制到第三压力范围,并且旁通阀被维持在第二打开位置,其中旁通机油冷却器以提高燃料经济性。
现在转向图6,示出了用于确定机油冷却器旁通阀(例如,图2中的旁通阀235)是劣化还是按期望或预期运行的高级示例性方法600。具体地,方法600可以在以下条件下使用:预期从旁通机油冷却器(例如,机油冷却器220)切换到引导机油通过机油冷却器由于发动机油与冷却剂之间的温度差而导致机油温度变化。如果未观察到预期变化,则旁通阀可能劣化。
因此,尽管方法600将参考在本文中描述并且在图1至图3C中示出的系统和部件进行描述,但是应当明白,在不脱离本公开的范围的情况下,类似的方法可应用于其他系统和部件。用于实施方法600和包括在本文中的其余方法的指令可以由控制器(诸如图1的控制器12)基于存储在非暂时性存储器中的指令并且结合从如关于图1至图2的发动机系统和车辆动力传动系统的传感器接收到的信号来执行。控制器可以采用致动器,诸如机油泵阀(例如,图1中的机油泵阀182)等,以根据下文描述的方法来改变装置在物理世界中的状态。
方法600开始于605并且包括指示是否满足用于确定潜在旁通阀劣化的条件。可以基于以下一个或多个示例而满足条件。在一个示例中,当存在从机油旁通机油冷却器切换到引导机油通过机油冷却器的请求时,可以满足条件。在一个示例中,当发动机油的温度比冷却剂的温度高预定阈值差时,可以满足条件。在另一个示例中,当发动机油的温度比冷却剂的温度低预定阈值差时,可以满足条件。在机油冷却器、冷却剂系统、发动机油泵、机油泵阀、发动机油温度传感器、冷却剂温度传感器等不存在任何推断的劣化的情况下,可以满足条件。
如果在605处指示不满足用于确定旁通阀劣化的条件,则方法600可以前进到610,其中可以维持当前工况。例如,如果机油冷却器被旁通,则可以在不存在将机油引导通过机油冷却器的请求的情况下维持此类条件。在另一个示例中,如果机油冷却器未被旁通,则可以在不存在旁通机油冷却器的请求的情况下维持此类条件。在其中冷却剂温度与发动机温度之间的差值不大于预定阈值差但是请求从旁通机油冷却器切换到引导机油通过机油冷却器(反之亦然)的一些示例中,可以如上文所讨论执行所述切换,但是由于潜在的信噪比问题,可能无法进行劣化测试。然后,方法600可以结束。
替代地,响应于满足用于确定旁通阀劣化的条件,方法600前进到615。在615处,方法600包括进行从旁通机油冷却器到将机油引导通过机油冷却器的切换。在一个示例中,进行切换可以包括将机油泵的输出压力从第一压力范围控制到第二压力范围。作为另一个示例中,进行切换可以包括将机油泵的输出压力从第三压力范围控制到第二压力范围。换句话说,进行切换可以包括以某种方式控制机油泵以将旁通阀从第一打开位置(参考图3A)偏置到关闭位置(参考图3B),或者以某种方式控制机油泵以将旁通阀从第二打开位置(参考图3C)偏置到关闭位置(参考图3B)。可以理解,在进行切换之前,可以从相应的传感器中检索发动机机温度和冷却剂温度两者并将这两者存储在控制器中。
响应于进行切换,方法600前进到620。在620处,方法600包括监测发动机油温度。尽管未明确示出,但是可以理解,可以另外或替代地监测冷却剂温度。
前进到625,方法600包括确定发动机油温度的变化(例如,在切换之前和切换之后的机油温度差)是否在预期的发动机油温度变化的阈值内(例如,在5%内、在10%内、在20%内、在50%内)。例如,如果发动机油温度在切换之前高于冷却剂温度,则可以预期发动机油温度可以响应于切换而冷却。替代地,如果发动机油温度在切换之前低于冷却剂温度,则可以预期发动机油温度可以响应于切换而上升。预期差值可以经由控制器确定,并且可以是变量的函数,所述变量包括但不限于环境温度、冷却剂流率、发动机油流率、发动机油容量等。
如果在625处确定发动机油温度的变化不在预期的发动机油温度变化的阈值内,则方法600前进到630,其中指示旁通阀劣化。例如,因为机油温度变化不在预期温度变化的阈值内,所以旁通阀可能无法按期望运行。具体地,旁通阀可被卡在第一打开位置、第二打开位置或关闭位置中的任一者中,使得当命令切换时,旁通阀不如预期那样响应,并且结果发动机油温度不经历预期的温度变化。
前进到635,方法600包括更新车辆工况。更新车辆工况可以包括将测试结果存储在控制器处、设定诊断故障代码(DTC),以及点亮车辆仪表板处的故障指示灯(MIL),以向车辆操作员警示维修车辆的请求。然后,方法600可以结束。
返回到625,响应于发动机油温度的变化在预期温度变化的阈值内的指示,方法600前进到640。在640处,方法600包括指示旁通阀正在按期望或预期运行。前进到635,可以将通过结果存储于控制器处。然后,方法600可以结束。
尽管以上关于方法600的讨论集中于发动机油温度变化,但是可以另外或替代地以类似方式监测冷却剂温度变化以推断出旁通阀是否按期望运行。例如,如果在从旁通机油冷却器到将发动机油引导通过机油冷却器的切换之前冷却剂温度低于发动机油温度,则可以预期冷却剂温度可以升高预定量。如果冷却剂温度未升高到预定量的阈值内,则可以推断出旁通阀的劣化。作为另一个示例,如果在从旁通机油冷却器到将发动机油引导通过机油冷却器的切换之前冷却剂温度高于发动机油温度,则可以预期冷却剂温度可以降低另一个预定量。如果冷却剂温度未降低到另一预定量的阈值内,则可以推断出旁通阀的劣化。
此外,尽管以上关于方法600的讨论集中于从旁通机油冷却器到引导发动机油通过机油冷却器的切换,但是在不脱离本公开的范围的情况下,类似方法可以用于从将发动机油引导通过机油冷却器到旁通发动机油冷却器的切换。
通过这种方式,在其中车辆往往消耗它们的大部分时间的轻度驾驶条件下,可以旁通机油冷却器,这可以通过减少机油泵上的负载来提高燃料经济性。另外,与在冷起动事件时最初将机油引导通过机油冷却器的其他方法相反,在冷起动事件中最初旁通机油泵可以实现更快时间达到期望的机油压力。
组合被动三态机油冷却器旁通阀和可变流量机油泵的技术效果是使得能够如经由控制器命令的那样改变机油压力来影响机油冷却器是否被旁通。具体地,可以设计用于控制旁通阀位置的低、中和高机油压力设定点,使得在每个不同的压力设定点处满足发动机的机油压力要求,并且旁通阀将自动(例如,被动地)采用适当的位置以将机油引导绕过机油冷却器或通过机油冷却器,使得机油温度可以被维持在适合于不同发动机工况的温度。通过这种方式,可以避免依赖于附加致动器(包括但不限于用于旁通机油冷却器的电磁阀的蜡式恒温器),因此消除潜在的劣化源。
本文关于图1至图3C讨论的系统以及在本文中并且关于图4和图6讨论的方法可以实现一种或多种系统以及一种或多种方法。在一个示例中,一种方法包括控制机油泵以在第一压力、第二压力或第三压力下泵送用于润滑发动机的机油以根据发动机工况将机油冷却器旁通阀分别偏置到第一位置、第二位置或第三位置以选择性地引导所述机油通过或绕过机油冷却器。在所述方法的第一示例中,所述方法还包括其中所述第一位置是所述机油被引导绕过所述机油冷却器的第一打开位置,其中所述第二位置是阻止机油被引导绕过所述机油冷却器的关闭位置,并且其中所述第三位置是所述机油被引导绕过所述机油冷却器的第二打开位置。所述方法的第二示例任选地包括所述第一示例,并且还包括其中所述第一压力大于所述第二压力,所述第二压力继而大于所述第三压力。所述方法的第三示例任选地包括所述第一示例至所述第二示例中的任一者或多者或每一者,并且还包括其中所述机油冷却器旁通阀被动地响应于所述机油的压力以采用所述第一位置、所述第二位置或所述第三位置。所述方法的第四示例任选地包括所述第一示例至所述第三示例中的任一者或多者或每一者,并且还包括所述机油泵是可变排量机油泵。所述方法的第五示例任选地包括所述第一示例至所述第四示例中的任何一者或多者或每一者,并且还包括其中控制所述机油泵包括基于来自控制器的命令来调整所述机油泵的电磁阀的位置。所述方法的第六示例任选地包括所述第一示例至所述第五示例中的任一者或多者或每一者,并且还包括其中所述机油冷却器旁通阀不可通信地联接到所述控制器。所述方法的第七示例任选地包括所述第一示例至所述第六示例中的任一者或多者或每一者,并且还包括其中所述第一压力大于500kPa,其中所述第二压力在250kPa至400kPa之间,并且其中所述第三压力在100kPa至200kPa之间。所述方法的第八示例任选地包括所述第一示例至所述第七示例中的任一者或多者或每一者,并且还包括其中所述机油冷却器是冷却剂-机油热交换器,其中热能在循环通过所述机油冷却器的冷却剂与所述机油之间传递。所述方法的第九示例任选地包括所述第一示例至所述第八示例中的任一者或多者或每一者,并且还包括在所述发动机的冷起动事件下将所述机油冷却器旁通阀偏置到所述第一位置,其中所述机油的温度为高于预定机油温度以下的阈值,并且其中接收所述机油的回路低于预定回路压力;将所述机油冷却器旁通阀偏置到所述第二位置以将所述机油的所述温度控制在所述预定机油温度的所述阈值内;以及当所述机油的所述温度在所述预定机油温度的所述阈值内时,将所述机油冷却器旁通阀偏置到所述第三位置。
方法的另一个示例包括仅通过调整从机油泵流出的机油的压力以将机油冷却器旁通阀在第一工况下偏置到第一打开位置、在第二工况下偏置到关闭位置以及在第三工况下偏置到第二打开位置来控制用于润滑发动机的机油是被引导通过还是绕过机油冷却器。在所述方法的第一示例中,所述方法还包括其中所述第一工况包括所述发动机的冷起动,其中接收所述机油的机油回路的压力低于阈值回路压力并且所述机油的温度不在预定机油温度的阈值内;其中所述第二工况包括所述机油回路被加压到高于所述阈值回路压力,并且其中所述机油的所述温度不在所述预定温度的所述阈值内;并且其中所述第三工况包括所述机油回路被加压到高于所述阈值压力并且所述机油的所述温度在所述预定温度的所述阈值内。所述方法的第二示例任选地包括所述第一示例,并且还包括其中将所述机油冷却器旁通阀偏置到所述第一位置允许所述机油旁通所述机油冷却器,其中将所述机油冷却器旁通阀偏置到所述关闭位置阻止所述机油旁通所述机油冷却器,并且其中将所述机油冷却器旁通阀偏置到所述第二打开位置允许所述机油旁通所述机油冷却器。所述方法的第三示例任选地包括所述第一示例至所述第二示例中的任一者或多者或每一者,并且还包括其中所述机油冷却器另外从冷却剂系统接收冷却剂;并且其中在所述第二工况下,由于所述机油冷却器旁通阀关闭,因此热量从所述机油传递到所述冷却剂,反之亦然。所述方法的第四示例任选地包括所述第一示例至所述第三示例中的任何一者或多者或每一者,并且还包括其中所述机油泵是可变流量机油泵;并且其中基于从控制器到与所述机油泵相关联的阀的命令来调整从所述机油泵流出的所述机油的所述压力。
一种用于车辆的系统的示例包括:可变流量机油泵,所述可变流量机油泵通过机油回路向发动机提供机油以用于润滑目的;机油冷却器;机油冷却器旁通阀;以及控制器,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,所述计算机可读指令在被执行时使所述控制器:确定所述发动机的工况;命令所述可变流量机油泵根据所述发动机的所述工况而以确定的压力泵送所述机油,所述确定的压力包括第一压力、第二压力或第三压力中的一者,其中所述确定的压力被动地调整所述机油冷却器旁通阀的位置以便阻止或实现所述机油旁通所述机油冷却器。在所述系统的第一示例中,所述系统还包括其中所述机油冷却器旁通阀是三态阀,所述三态阀在所述确定的压力是所述第一压力时采用第一打开位置,在所述确定的压力是所述第二压力时采用关闭位置,并且在所述确定的压力是所述第三压力时采用第二打开位置,其中所述第一压力大于所述第二压力,所述第二压力继而大于所述第三压力;并且其中当所述机油冷却器旁通阀处于所述关闭位置时,阻止所述机油旁通所述机油冷却器,但是当所述机油冷却器旁通阀处于所述第一打开位置和所述第二打开位置时,允许所述机油旁通所述机油冷却器。所述系统的第二示例任选地包括所述第一示例,并且还包括冷却剂系统,所述冷却剂系统使冷却剂流过所述机油冷却器以允许所述机油与所述冷却剂之间的热传递。所述系统的第三示例任选地包括所述第一示例至所述第二示例中的任何一者或多者或每一者,并且还包括其中所述控制器存储用于进行以下操作的其他指令:首先命令所述可变流量机油泵在所述发动机的冷起动事件下以所述第一压力泵送所述机油,直到所述机油回路被加压到高于预定机油回路压力,然后命令所述可变流量机油泵以所述第二压力泵送所述机油以将所述机油的温度升高到预定机油温度的阈值内;并且响应于所述机油的所述温度在所述预定机油温度的所述阈值内,命令所述可变流量机油泵以所述第三压力泵送所述机油。所述系统的第四示例任选地包括所述第一示例至所述第三示例中的任何一者或多者或每一者,并且还包括其中所述控制器存储用于进行以下操作的其他指令:在命令所述可变流量机油泵以所述第三压力泵送所述机油时确定所述机油的所述温度是否已达到阈值机油温度,所述阈值机油温度高于所述预定机油温度;并且在命令所述可变流量机油泵以所述第三压力泵送所述机油时响应于所述机油的所述温度达到所述阈值机油温度而命令所述可变流量机油泵以所述第二压力泵送所述机油以将所述机油的所述温度降低到所述预定机油温度的所述阈值内。
在另一种表示中,一种方法包括:响应于满足用于确定被动三态机油冷却器旁通阀是否劣化的条件,控制可变流量机油泵的输出压力以使所述旁通阀偏置以从引导机油流绕过机油冷却器切换到通过所述机油冷却器;以及监测所述机油的温度变化。在所述方法的第一示例中,所述方法包括响应于所述机油的所述温度变化不在预期温度变化的阈值内而指示所述旁通阀的劣化。
应注意,本文所包括的示例性控制和估计程序可与各种发动机和/或车辆系统配置一起使用。本文所公开的控制方法和程序可作为可执行指令存储在非暂时性存储器中,并且可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来执行。本文所描述的具体程序可表示任何数量的处理策略(诸如事件驱动、中断驱动、多任务处理、多线程处理等)中的一者或多者。因此,所示的各种动作、操作和/或功能可按所示的顺序执行、并行执行,或者在一些情况下被省略。同样地,处理次序不一定是实现本文描述的示例性实施例的特征和优点所必需的,而是为了便于说明和描述而提供的。所示的动作、操作和/或功能中的一者或多者可根据所使用的特定策略重复地执行。此外,所描述的动作、操作和/或功能可图形地表示要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,其中所描述的动作通过结合电子控制器在包括各种发动机硬件部件的系统中执行指令来实施。
应了解,本文公开的配置和程序在本质上是示例性的,并且不应以限制意义看待这些特定实施例,因为众多变化是可能的。例如,以上技术可应用于V-6、I-4、I-6、V-12、对置4缸以及其他发动机类型。本公开的主题包括本文所公开的各种系统和配置与其他特征、功能和/或性质的所有新颖和非明显的组合和子组合。
如本文所使用,除非另有指定,否则术语“约”被解释为表示所述范围的±5%。
所附权利要求特别指出被视为新颖且非明显的特定组合和子组合。这些权利要求可涉及“一个”要素或“第一”要素或其等效物。这些权利要求应理解为包括一个或多个此类要素的结合,既不要求也不排除两个或更多个此类要素。所公开特征、功能、元件和/或性质的其他组合和子组合可通过修正本权利要求或通过在此申请或相关申请中呈现新的权利要求来要求保护。此类权利要求与原权利要求相比无论在范围上更宽、更窄、等同或不同都被视为包括在本公开的主题内。
根据本发明,一种方法包括控制机油泵以在第一压力、第二压力或第三压力下泵送用于润滑发动机的机油以根据发动机工况将机油冷却器旁通阀分别偏置到第一位置、第二位置或第三位置以选择性地引导所述机油通过或绕过机油冷却器。
在本发明的一个方面中,所述第一位置是所述机油被引导绕过所述机油冷却器的第一打开位置,其中所述第二位置是阻止机油被引导绕过所述机油冷却器的关闭位置,并且其中所述第三位置是所述机油被引导绕过所述机油冷却器的第二打开位置。
在本发明的一个方面中,所述第一压力大于所述第二压力,所述第二压力继而大于所述第三压力。
在本发明的一个方面中,所述机油冷却器旁通阀被动地响应于所述机油的压力,以采用所述第一位置、所述第二位置或所述第三位置。
在本发明的一个方面中,所述机油泵是可变排量机油泵。
在本发明的一个方面中,控制所述机油泵包括基于来自控制器的命令来调整所述机油泵的电磁阀的位置。
在本发明的一个方面中,所述机油冷却器旁通阀不可通信地联接到控制器。
在本发明的一个方面中,所述第一压力大于500kPa,其中所述第二压力在250kPa至400kPa之间,并且其中所述第三压力在100kPa至200kPa之间。
在本发明的一个方面中,所述机油冷却器是冷却剂-机油热交换器,其中热能在循环通过所述机油冷却器的冷却剂与所述机油之间传递。
在本发明的一个方面中,所述方法包括:在所述发动机的冷起动事件下将所述机油冷却器旁通阀偏置到所述第一位置,其中所述机油的温度为高于预定机油温度以下的阈值,并且其中接收所述机油的回路低于预定回路压力;将所述机油冷却器旁通阀偏置到所述第二位置以将所述机油的所述温度控制在所述预定机油温度的所述阈值内;以及当所述机油的所述温度在所述预定机油温度的所述阈值内时,将所述机油冷却器旁通阀偏置到所述第三位置。
根据本发明,一种方法包括仅通过调整从机油泵流出的机油的压力以将机油冷却器旁通阀在第一工况下偏置到第一打开位置、在第二工况下偏置到关闭位置以及在第三工况下偏置到第二打开位置来控制用于润滑发动机的机油是被引导通过还是绕过机油冷却器。
在本发明的一个方面中,所述第一工况包括所述发动机的冷起动,其中接收所述机油的机油回路的压力低于阈值回路压力并且所述机油的温度不在预定机油温度的阈值内;其中所述第二工况包括所述机油回路被加压到高于所述阈值回路压力,并且其中所述机油的所述温度不在所述预定温度的所述阈值内;并且其中所述第三工况包括所述机油回路被加压到高于所述阈值压力并且所述机油的所述温度在所述预定温度的所述阈值内。
在本发明的一个方面中,将所述机油冷却器旁通阀偏置到所述第一位置允许所述机油旁通所述机油冷却器,其中将所述机油冷却器旁通阀偏置到所述关闭位置阻止所述机油旁通所述机油冷却器,并且其中将所述机油冷却器旁通阀偏置到所述第二打开位置允许所述机油旁通所述机油冷却器。
在本发明的一个方面中,所述机油冷却器另外从冷却剂系统接收冷却剂;并且其中在所述第二工况下,由于所述机油冷却器旁通阀关闭,因此热量从所述机油传递到所述冷却剂,反之亦然。
在本发明的一个方面中,所述机油泵是可变流量机油泵;并且其中基于从控制器到与所述机油泵相关联的阀的命令来调整从所述机油泵流出的所述机油的所述压力。
根据本发明,提供了一种用于车辆的系统,所述系统具有:可变流量机油泵,所述可变流量机油泵通过机油回路向发动机提供机油以用于润滑目的;机油冷却器;机油冷却器旁通阀;以及控制器,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,所述计算机可读指令在被执行时使所述控制器:确定所述发动机的工况;命令所述可变流量机油泵根据所述发动机的所述工况而以确定的压力泵送所述机油,所述确定的压力包括第一压力、第二压力或第三压力中的一者,其中所述确定的压力被动地调整所述机油冷却器旁通阀的位置以便阻止或实现所述机油旁通所述机油冷却器。
根据一个实施例,所述机油冷却器旁通阀是三态阀,所述三态阀在所述确定的压力是所述第一压力时采用第一打开位置,在所述确定的压力是所述第二压力时采用关闭位置,并且在所述确定的压力是所述第三压力时采用第二打开位置,其中所述第一压力大于所述第二压力,所述第二压力继而大于所述第三压力;并且其中当所述机油冷却器旁通阀处于所述关闭位置时,阻止所述机油旁通所述机油冷却器,但是当所述机油冷却器旁通阀处于所述第一打开位置和所述第二打开位置时,允许所述机油旁通所述机油冷却器。
根据一个实施例,本发明的特征还在于冷却剂系统,所述冷却剂系统使冷却剂流过所述机油冷却器以允许所述机油与所述冷却剂之间的热传递。
根据一个实施例,所述控制器存储用于进行以下操作的其他指令:首先命令所述可变流量机油泵在所述发动机的冷起动事件下以所述第一压力泵送所述机油,直到所述机油回路被加压到高于预定机油回路压力,然后命令所述可变流量机油泵以所述第二压力泵送所述机油以将所述机油的温度升高到预定机油温度的阈值内;并且响应于所述机油的所述温度在所述预定机油温度的所述阈值内,命令所述可变流量机油泵以所述第三压力泵送所述机油。
根据一个实施例,所述控制器存储用于进行以下操作的其他指令:在命令所述可变流量机油泵以所述第三压力泵送所述机油时确定所述机油的所述温度是否已达到阈值机油温度,所述阈值机油温度高于所述预定机油温度;并且在命令所述可变流量机油泵以所述第三压力泵送所述机油时响应于所述机油的所述温度达到所述阈值机油温度而命令所述可变流量机油泵以所述第二压力泵送所述机油以将所述机油的所述温度降低到所述预定机油温度的所述阈值内。
Claims (15)
1.一种方法,其包括:
控制机油泵以在第一压力、第二压力或第三压力下泵送用于润滑发动机的机油以根据发动机工况将机油冷却器旁通阀分别偏置到第一位置、第二位置或第三位置以选择性地引导所述机油通过或绕过机油冷却器。
2.根据权利要求1所述的方法,其中所述第一位置是所述机油被引导绕过所述机油冷却器的第一打开位置,其中所述第二位置是阻止机油被引导绕过所述机油冷却器的关闭位置,并且其中所述第三位置是所述机油被引导绕过所述机油冷却器的第二打开位置。
3.根据权利要求1所述的方法,其中所述第一压力大于所述第二压力,所述第二压力继而大于所述第三压力。
4.根据权利要求1所述的方法,其中所述机油冷却器旁通阀被动地响应于所述机油的压力,以采用所述第一位置、所述第二位置或所述第三位置。
5.根据权利要求1所述的方法,其中所述机油泵是可变排量机油泵。
6.根据权利要求1所述的方法,其中控制所述机油泵包括基于来自控制器的命令来调整所述机油泵的电磁阀的位置。
7.根据权利要求6所述的方法,其中所述机油冷却器旁通阀不可通信地联接到控制器。
8.根据权利要求1所述的方法,其中所述第一压力大于500kPa,其中所述第二压力在250kPa至400kPa之间,并且其中所述第三压力在100kPa至200kPa之间。
9.根据权利要求1所述的方法,其中所述机油冷却器是冷却剂-机油热交换器,其中热能在循环通过所述机油冷却器的冷却剂与所述机油之间传递。
10.根据权利要求1所述的方法,其还包括在所述发动机的冷起动事件下将所述机油冷却器旁通阀偏置到所述第一位置,其中所述机油的温度高于预定机油温度以下的阈值,并且其中接收所述机油的回路低于预定回路压力;
将所述机油冷却器旁通阀偏置到所述第二位置以将所述机油的所述温度控制在所述预定机油温度的所述阈值内;以及
当所述机油的所述温度在所述预定机油温度的所述阈值内时将所述机油冷却器旁通阀偏置到所述第三位置。
11.一种用于车辆的系统,其包括:
可变流量机油泵,所述可变流量机油泵通过机油回路向发动机提供机油以用于润滑目的;
机油冷却器;
机油冷却器旁通阀;以及
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,所述计算机可读指令在被执行时使所述控制器:
确定所述发动机的工况;
命令所述可变流量机油泵根据所述发动机的所述工况而以确定的压力泵送所述机油,所述确定的压力包括第一压力、第二压力或第三压力中的一者,其中所述确定的压力被动地调整所述机油冷却器旁通阀的位置以便阻止或实现所述机油旁通所述机油冷却器。
12.根据权利要求11所述的系统,其中所述机油冷却器旁通阀是三态阀,所述三态阀在所述确定的压力是所述第一压力时采用第一打开位置,在所述确定的压力是所述第二压力时采用关闭位置,并且在所述确定的压力是所述第三压力时采用第二打开位置,其中所述第一压力大于所述第二压力,所述第二压力继而大于所述第三压力;并且
其中当所述机油冷却器旁通阀处于所述关闭位置时,阻止所述机油旁通所述机油冷却器,但是当所述机油冷却器旁通阀处于所述第一打开位置和所述第二打开位置时,允许所述机油旁通所述机油冷却器。
13.根据权利要求11所述的系统,其还包括:
冷却剂系统,所述冷却剂系统使冷却剂流过所述机油冷却器以允许所述机油与所述冷却剂之间的热传递。
14.根据权利要求11所述的系统,其中所述控制器存储用于进行以下操作的其他指令:首先命令所述可变流量机油泵在所述发动机的冷起动事件下以所述第一压力泵送所述机油,直到所述机油回路被加压到高于预定机油回路压力,然后命令所述可变流量机油泵以所述第二压力泵送所述机油以将所述机油的温度升高到预定机油温度的阈值内;以及
响应于所述机油的所述温度在所述预定机油温度的所述阈值内,命令所述可变流量机油泵以所述第三压力泵送所述机油。
15.根据权利要求14所述的系统,其中所述控制器存储用于进行以下操作的其他指令:在命令所述可变流量机油泵以所述第三压力泵送所述机油时确定所述机油的所述温度是否已达到阈值机油温度,所述阈值机油温度高于所述预定机油温度;以及
在命令所述可变流量机油泵以所述第三压力泵送所述机油时响应于所述机油的所述温度达到所述阈值机油温度而命令所述可变流量机油泵以所述第二压力泵送所述机油以将所述机油的所述温度降低到所述预定机油温度的所述阈值内。
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