CN114320521B - 一种机油泵控制方法、控制装置及发动机系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种机油泵控制方法、控制装置及发动机系统，该机油泵控制方法包括机油泵处于低压模式的情况下，在设定的工况数据满足对应的第一切换条件时，生成第一控制信号；基于第一控制信号控制机油泵从低压模式切换至高压模式；工况数据包括以下数据中的一个或多个：水温、油温、电压、时长。控制装置包括处理器以及存储器，存储器执行计算机程序时实现上述的机油泵控制方法。发动机系统包括机油泵、检测模块、控制装置，控制装置分别与机油泵和检测模块电连接。本发明涉及发动机技术领域，提供了一种机油泵控制方法、控制装置及发动机系统，可匹配发动机的不同工况，达到精确控制，既可满足发动机需求，又能尽最大可能降低机油泵自身的功耗。

Description

一种机油泵控制方法、控制装置及发动机系统

技术领域

本文涉及发动机技术领域，尤指一种机油泵控制方法、控制装置及发动机系统。

背景技术

本专利是一种机油泵油压控制逻辑系统，适用于装配有电控二级变排量机油泵(可根据发动机运行状态改变机油排量大小的机油泵)的发动机系统，主要目的是针对发动机/整车各运行工况，合理控制机油泵油压，为发动机提供充足润滑的同时，提升发动机/整车的燃油经济性。

当前电控二级变排量机油泵逐渐成为发动机润滑系统关注的焦点，但其控制逻辑目前尚没有较系统的标定规范，主要依据是发动机转速和扭矩关联控制，本专利对电控二级变排量机油泵(以下简称机油泵)的控制逻辑进行完整设定，增加不同发动机工况并匹配用油件需求完整指定控制逻辑，用于针对发动机运行工况精确控制机油泵状态。

发明内容

本申请提供了一种机油泵控制方法，包括：

所述机油泵处于低压模式的情况下，在设定的工况数据满足对应的第一切换条件时，生成第一控制信号；

基于所述第一控制信号控制机油泵从低压模式切换至高压模式；

其中，所述设定的工况数据包括以下数据中的任意一个或多个：水温、发动机机油温度、电池电压、机油泵保持低压模式的时长。

一种可能的设计，所述设定的工况数据包括水温，对应的所述第一切换条件包括：

所述水温升高且高于第一预设温度；或者

所述水温降低且低于第二预设温度；或者

所述水温升高且高于第一预设温度，或所述水温降低且低于第二预设温度；

其中，所述第一预设温度高于所述第二预设温度。

一种可能的设计，所述设定的工况数据包括发动机机油温度，对应的所述第一切换条件包括：

所述发动机机油温度升高且高于第三预设温度；或者

所述发动机机油温度降低且低于第四预设温度；或者

所述发动机机油温度升高且高于第三预设温度，或所述发动机机油温度降低且低于第四预设温度；

其中，所述第三预设温度高于所述第四预设温度。

一种可能的设计，所述设定的工况数据包括电池电压，对应的所述第一切换条件包括：所述电池电压降低且低于第四预设温度。

一种可能的设计，所述设定的工况数据包括机油泵保持低压模式的时长，对应的所述第一切换条件包括：所述机油泵保持低压模式的时长增长且大于第一预设时长。

一种可能的设计，所述设定的工况数据还包括以下任意一种或多种:发动机的转速和扭矩的数据、增压器的负荷数据、活塞冷却喷嘴状态数据、可变气门正时机构的机油压力数据。

一种可能的设计，所述设定的工况数据包括增压器的负荷数据，对应的所述第一切换条件包括：增压器的负荷增加且高于预设负荷。

一种可能的设计，所述设定的工况数据包括活塞冷却喷嘴状态数据，对应的所述第一切换条件包括：活塞冷却喷嘴的开度增大且大于预设开度。

一种可能的设计，所述设定的工况数据包括可变气门正时机构的机油压力数据，对应的所述第一切换条件包括：低速行驶过程中可变气门正时机构的机油压力降低且低于第一预设油压。

一种可能的设计，所述第一控制信号设置为控制所述机油泵断电，以使所述机油泵处于所述高压模式。

一种可能的设计，还包括：

在所述机油泵工作于高压模式的情况下，在设定的工况数据均不满足对应的第一切换条件时，生成第二控制信号；

基于所述第二控制信号控制机油泵从高压模式切换至低压模式。

本申请提供了一种机油泵的控制装置，包括处理器以及存储有可在所述处理器上运行的计算机程序的存储器，其中，所述存储器执行所述计算机程序时实现上述的机油泵控制方法。

本申请提供了一种发动机系统，包括机油泵和用于获取工况数据的检测模块，还包括上述的控制装置，所述控制装置分别与所述机油泵和所述检测模块电连接。

本申请的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本申请而了解。本申请的其他优点可通过在说明书以及附图中所描述的方案来实现和获得。

附图说明

附图用来提供对本申请技术方案的理解，并且构成说明书的一部分，与本申请的实施例一起用于解释本申请的技术方案，并不构成对本申请技术方案的限制。

图1为本申请一实施例的机油泵控制方法示意图；

图2为本申请另一实施例的机油泵控制方法示意图；

图3为本申请又一实施例的机油泵控制方法示意图；

图4为本申请又一实施例的机油泵控制方法示意图。

本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

当前的变排量机油泵的控制只与发动机转速、扭矩关联，忽视了润滑系统链路中的各用油件及油压相关影响参数，导致标定策略粗放，不能最大化实现机油泵经济性。

如图1至图4所示，本申请实施例的机油泵控制方法，可应用于电控二级变排量机油泵和全可变机油泵，该机油泵控制方法包括机油泵处于低压模式的情况下，在设定的工况数据满足对应的第一切换条件时，生成第一控制信号，以及基于第一控制信号控制机油泵从低压模式切换至高压模式。其中，设定的工况数据包括以下数据中的任意一个或多个：水温、发动机机油温度、电池电压、机油泵保持低压模式的时长。由此，该机油泵控制方法可匹配发动机的不同工况，达到精确控制，既可满足发动机需求，又能尽最大可能降低机油泵自身的功耗。

本实施例的控制方法可使用在电控二级变排量机油泵(下文统称机油泵)上，该机油泵可主动控制机油流量和压力，以满足发动机需求，从而消除过量机油使用并降低发动机曲轴上的负载，将能量损耗降至最低水平。具体地，该机油泵可从油底壳吸取机油，向发动机的各个摩擦部件持续提供压力润滑油。而且该机油泵具有高压模式和低压模式，这两种模式，并可在两种模式之间进行切换；顾名思义，高压模式即高油压且高流量供应机油，低压模式即低油压且低流量供应机油。

在一些示例性实施例中，在正常工况下，该机油泵的控制还是与现有控制逻辑一致，需要依据发动机转速、扭矩的数据，例如高转速时控制机油泵为高压模式。而在异常工况下，具体为水温(冷却液的温度)降低且低于第二预设温度(设定的水温下限温度)时，如图1所示，此时，测量水温的传感器则会生成第一控制信号，发动机的控制器则可根据该第一控制信号控制该机油泵强制为高压模式。由此，水温较低(相对于第二预设温度)，该机油泵强制为高压模式，保证机油系统的流量，避免低温下机油粘度高而润滑不足的情况。在另一示例性实施例中，又如图1所示，在另一异常情况下，具体为发动机机油温度降低且低于第四预设温度(设定的机油温度下限温度)时，此时，处于机油主油道的传感器根据测得的数据生成第一控制信号，发动机的控制器则可根据该第一控制信号控制该机油泵强制为高压模式。由此，机油温度较低(相对于第四预设温度)，该机油泵强制为高压模式，保证机油系统的流量，同样可避免低温下机油粘度高而润滑不足的情况。由上述可知，在低温运行情况下，该控制方法可通过强制进行高压模式，实现低温保护，保证系统润滑。

在一些示例性实施例中，在一异常工况下，具体为水温(冷却液的温度)不断升高且高于第一预设温度(设定的水温上限温度)时，如图2所示，此时，测量水温的传感器也会生成第一控制信号，发动机的控制器则可根据该第一控制信号控制该机油泵强制为高压模式。由此，水温较高(相对于第一预设温度)，该机油泵强制为高压模式，确保润滑系统内机油流量充足，避免摩擦副散热不足发生过热失效。在另一示例性实施例中，又如图2所示，在另一异常情况下，具体为发动机机油温度升高且高于第三预设温度(设定的机油温度上限温度)时，此时，处于机油主油道的传感器根据测得的数据生成第一控制信号，发动机的控制器则可根据该第一控制信号控制该机油泵强制为高压模式。由此，机油温度较低高(相对于第三预设温度)，该机油泵强制为高压模式，也是为了避免散热不足发生过热失效的问题。由上述可知，在高温运行情况下，该控制方法也是通过强制进行高压模式，实现高温保护，保证系统有效换热。

在一些示例性实施例中，如图3所示，电池的电压可被电压监测装置实时监测，特别在发动机点火后，如监测到电池的电压低于额定电压(即预设电压)，此时为亏电状态，也是一种异常工况。该机油泵设计为通电实现低压模式，断电为高压模式，从而在电池亏电状态下，电压监测装置会向控制器发送第一控制信号，控制器接收到第一控制信号后会控制机油泵保持高压模式，避免机油泵额外耗电。由此，亏电工况下，可控制机油泵保持高压模式，减少电耗，实现了亏电保护，而且只有在电池的电压等于或大于额定电压，才会解除亏电保护，即可根据需求向低压模式切换。

在一些示例性实施例中，如图4所示，机油泵的模式持续时长也会被计时器记录，例如计时器由低压模式开始的时刻进行计时，记录其持续的时长。起动及运转过程中，如机油泵是低压模式而且需要长时间保持该模式，上述计时器就会开始计时，当计时时间达到第一预设时长的时候，该计时器发出第一控制信号。此时，该控制器接收到第一控制信号，立即控制机油泵切换为高压模式，避免机油泵额外耗电。而在切换为高压模式时，该计时器重新计时，开始记录高压模式的持续时长，达到第二预设时长时，该控制器可根据发动机转速和扭矩需求控制高、低模式，例如需要低压模式即可，发出第二控制信号，该控制器就会根据第二控制信号控制机油泵重新切换回低压模式。该第二预设时长远小于第一预设时长，本示例为3秒，使得机油泵只是短暂切换为高压模式。而低压模式如果再次开始后，计时器和控制器又重复上述步骤，如此循环，由此，上述计时和模式切换过程后可实现了机油泵状态自检，而且在长时间低压模式情况下的短暂高压，可使得活塞冷却喷嘴等零件在低负荷时也能实现间歇性喷油，保护活塞。

由此，该机油泵可在众多异常工况下分别进行精确控制，实现高温保护、低温保护、亏电保护等。而发动机可视实际情况进行点单式标定，例如仅进行低温保护，即在水温/油温低于下限温度时控制机油泵高、低压模式，并不能进行高温保护、亏点保护等；又例如仅进行亏电保护，即仅在亏电时控制机油泵高、低压模式，并不能进行高、低温保护等。

在一些示例性实施例中，该发动机在正常工况下，未满足上述关于水温、油温、电压和时长的第一切换条件，也可理解为水温、油温、电压、时长等都适配工作条件，该控制器只考虑发动机的转速和扭矩发出第一控制信号外，还可根据增压器的负荷数据控制机油泵在高压模式和低压模式之间切换。例如，当增压器的负荷超过预设负荷时，该发动机的转速也处于高转速，该控制器可控制机油泵为高压模式，保证机油供应充足。在另一些示例性实施例中，该控制器不但考虑发动机的转速和扭矩，还要根据活塞冷却喷嘴状态。例如，当活塞冷却喷嘴开度较大，高于预设开度，需要较高的油压，该控制器可控制机油泵为高压模式，匹配活塞冷却喷嘴的状态。在另一些示例性实施例中，该发动机为VVT(可变气门正时)发动机，具有可变气门正时机构，该控制器对机油泵的控制，不但要考虑发动机的转速和扭矩，还要基于可变气门正时机构的机油压力。例如，低速行驶过程中，该可变气门正时机构的机油压力可能低于第一预设油压(设定的油压下限)，该控制器可根据该情况控制机油泵保持高压模式，提升油压，满足可变气门正时机构的机油压力需求。而在机油泵工作于高压模式的情况下，在设定的工况数据均不满足对应的第一切换条件时，生成第二控制信号，基于第二控制信号控制机油泵从高压模式切换至低压模式。

由上述可知，该机油泵可在正常工况下，基于发动机转速、扭矩、增压器的负荷情况、活塞冷却喷嘴状态等控制工作模式，又可在异常工况下，实现低温保护、高温保护等，重新细化定义工作模式时的影响因子，进一步精确化控制，形成了完整的机油泵控制逻辑，最大化实现机油泵经济性。

在一些示例性实施例中，一种机油泵的控制装置(即上述的控制器)，包括处理器以及存储有可在处理器上运行的计算机程序的存储器，其中，存储器执行计算机程序时实现上述的机油泵控制方法。

在一些示例性实施例中，一种发动机系统，包括机油泵、用于获取工况数据的检测模块，以及上述的控制装置，该检测模块包括测量水温、油温的传感器、电压监测装置、计时器等，该控制装置分别与机油泵和检测模块电连接，该控制装置可接收各个检测模块的信号，并控制机油泵动作。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (12)

1.一种机油泵控制方法，其特征在于，包括：

所述机油泵处于低压模式的情况下，在设定的工况数据满足对应的第一切换条件时，生成第一控制信号；

基于所述第一控制信号控制机油泵从低压模式切换至高压模式；

其中，所述设定的工况数据包括电池电压，还包括以下数据中的多个：水温、发动机机油温度、机油泵保持低压模式的时长；

对应的所述第一切换条件包括：所述电池电压降低且低于预设电压。

2.根据权利要求1所述的机油泵控制方法，其特征在于，所述设定的工况数据包括水温，对应的所述第一切换条件包括：

所述水温升高且高于第一预设温度；或者

所述水温降低且低于第二预设温度；或者

所述水温升高且高于第一预设温度，或所述水温降低且低于第二预设温度；

其中，所述第一预设温度高于所述第二预设温度。

3.根据权利要求1所述的机油泵控制方法，其特征在于，所述设定的工况数据包括发动机机油温度，对应的所述第一切换条件包括：

所述发动机机油温度升高且高于第三预设温度；或者

所述发动机机油温度降低且低于第四预设温度；或者

所述发动机机油温度升高且高于第三预设温度，或所述发动机机油温度降低且低于第四预设温度；

其中，所述第三预设温度高于所述第四预设温度。

4.根据权利要求1所述的机油泵控制方法，其特征在于，所述设定的工况数据包括机油泵保持低压模式的时长，对应的所述第一切换条件包括：所述机油泵保持低压模式的时长增长且大于第一预设时长。

5.根据权利要求1所述的机油泵控制方法，其特征在于，所述设定的工况数据还包括以下任意一种或多种:发动机的转速和扭矩的数据、增压器的负荷数据、活塞冷却喷嘴状态数据、可变气门正时机构的机油压力数据。

6.根据权利要求5所述的机油泵控制方法，其特征在于，所述设定的工况数据包括增压器的负荷数据，对应的所述第一切换条件包括：增压器的负荷增加且高于预设负荷。

7.根据权利要求5所述的机油泵控制方法，其特征在于，所述设定的工况数据包括活塞冷却喷嘴状态数据，对应的所述第一切换条件包括：活塞冷却喷嘴的开度增大且大于预设开度。

8.根据权利要求5所述的机油泵控制方法，其特征在于，所述设定的工况数据包括可变气门正时机构的机油压力数据，对应的所述第一切换条件包括：低速行驶过程中可变气门正时机构的机油压力降低且低于第一预设油压。

9.根据权利要求1-8任一项所述的机油泵控制方法，其特征在于，所述第一控制信号设置为控制所述机油泵断电，以使所述机油泵处于所述高压模式。

10.根据权利要求1-8任一项所述的机油泵控制方法，其特征在于，还包括：

在所述机油泵工作于高压模式的情况下，在设定的工况数据均不满足对应的第一切换条件时，生成第二控制信号；

基于所述第二控制信号控制机油泵从高压模式切换至低压模式。

11.一种机油泵的控制装置，包括处理器以及存储有可在所述处理器上运行的计算机程序的存储器，其中，所述存储器执行所述计算机程序时实现如权利要求1-10任一项所述的机油泵控制方法。

12.一种发动机系统，包括机油泵和用于获取工况数据的检测模块，其特征在于，还包括如权利要求11所述的控制装置，所述控制装置分别与所述机油泵和所述检测模块电连接。