DE102011012069A1

DE102011012069A1 - Steuersysteme für eine motorölpumpe mit variabler kapazität

Info

Publication number: DE102011012069A1
Application number: DE201110012069
Authority: DE
Inventors: J. Storch Kevin; David R. Staley; Bryan K. Pryor; Vijay Ramappan; Morena BRUNO; Roberto ARGOLINI
Original assignee: GM Global Technology Operations LLC
Current assignee: GM Global Technology Operations LLC
Priority date: 2010-03-01
Filing date: 2011-02-23
Publication date: 2012-01-05
Anticipated expiration: 2031-02-24
Also published as: CN102191967B; DE102011012069B4; US20110209682A1; CN102191967A; US8499738B2

Abstract

Ein Ölzirkulations-Steuersystem für einen Motor umfasst ein Motordrehzahlmodul und ein Modusauswahlmodul. Das Motordrehzahlmodul ermittelt eine Drehzahl des Motors. Das Modusauswahlmodul ist ausgebildet, um einen ersten Druckmodus und einen zweiten Druckmodus einer Ölpumpe des Motors für die Drehzahl auszuwählen. Das Auswahlmodul wählt den ersten Druckmodus oder den zweiten Druckmodus basierend auf zumindest einem Modusanforderungssignal aus. Das Modusauswahlsignal überträgt ein Signal an ein Solenoidventil eines Kreises mit variablem Öldruck der Ölpumpe, bei einem Betrieb in dem ersten Druckmodus in eine erste Position und bei einem Betrieb in dem zweiten Druckmodus in eine zweite Position überzugehen.

Description

VERWEIS AUF VERWANDTE ANMELDUNGEN
Diese Anmeldung beansprucht die Priorität der vorläufigen US-Anmeldung Nr. 61/309,126, die am 1. März 2010 eingereicht wurde. Die Offenbarung der vorstehenden Anmeldung ist hierin in ihrer Gesamtheit durch Bezugnahme eingeschlossen.
GEBIET
Die vorliegende Erfindung betrifft Ölzirkulationssysteme für einen Verbrennungsmotor.
HINTERGRUND
Die hierin vorgesehene Hintergrundbeschreibung dient zu dem Zweck, den Kontext der Offenbarung allgemein darzustellen. Sowohl die Arbeit der derzeit genannten Erfinder, in dem Maß, in dem sie in diesem Hintergrundabschnitt beschrieben ist, als auch Aspekte der Beschreibung, die zum Zeitpunkt der Einreichung nicht auf andere Weise als Stand der Technik gelten, sind weder ausdrücklich noch implizit als Stand der Technik gegen die vorliegende Offenbarung zugelassen.
Ein Verbrennungsmotor (ICE, von internal combustion engine) weist typischerweise ein Ölzirkulationssystem auf. Das Ölzirkulationssystem umfasst eine Ölpumpe, die mit einer Kurbelwelle des ICE mechanisch verbunden ist. Diese Verbindung stellt sicher, dass die Ölpumpe Öl zu und von Komponenten des ICE zirkuliert, wenn die Kurbelwelle rotiert (d. h. wenn der Motor in Betrieb ist). Der Ausgangsdruck der Ölpumpe ist mit der Drehzahl der Kurbelwelle direkt verbunden. Wenn die Drehzahl der Kurbelwelle zunimmt, nimmt der Ausgangsdruck der Ölpumpe zu. Dies liefert eine erhöhte Kühlung des ICE bei erhöhten Motordrehzahlen.
Eine Motorölpumpe führt zumindest aufgrund der mechanischen Verbindung mit der Kurbelwelle des ICE einen Widerstand an dem ICE ein. Der Widerstand an der Kurbelwelle nimmt bei erhöhten Motordrehzahlen zu. Ein erhöhter Widerstand beeinflusst das Ausgangsdrehmoment und die Kraftstoffwirtschaftlichkeit des ICE negativ.
Eine Motorölpumpe ist ausgestaltet, um eine erforderliche Strömung (d. h. die Menge von Fluid, die in einer vorbestimmten Zeitdauer strömt) und einen erforderlichen Druck zu liefern, um einen ICE geeignet zu schmieren und zu kühlen. Die Fähigkeiten der Motorölpumpe bezüglich der Strömung und des Drucks basieren auf Betriebsbedingungen des ungünstigsten Falles. Eine beispielhafte Betriebsbedingung des ungünstigsten Falles ist es, wenn das Motoröl heiß ist (z. B. 180–300°F (82,2–148,9°C)) und der ICE bei niedriger Motordrehzahl arbeitet (z. B. bei weniger als 3000 Umdrehungen pro Minute (U/min)).
Aus diesem Grund liefert die Motorölpumpe Ölströmungen und -drücke, die erforderliche Ölströmungen und -drücke für bestimmte Betriebszustände des ICE überschreiten. Als ein Beispiel für einen Betriebszustand im nicht ungünstigsten Fall kann ein ICE eine kalte Öltemperatur (z. B. weniger als 180°F (82,2°C)) aufweisen und bei einer niedrigen Motordrehzahl arbeiten. In diesem Betriebszustand kann die Motorölpumpe eine Strömung und einen Druck für die Betriebsbedingung des ungünstigsten Falles liefern, die größer als erforderlich sind. Infolgedessen tritt ein ungerechtfertigter Widerstand an der Kurbelwelle während Betriebszuständen im nicht ungünstigsten Fall auf. Dies verringert das verfügbare Ausgangsdrehmoment und die Kraftstoffwirtschaftlichkeit des ICE.
ZUSAMMENFASSUNG
Es wird ein Ölzirkulations-Steuersystem für einen Motor geschaffen, und es umfasst ein Motordrehzahlmodul und ein Modusauswahlmodul. Das Motordrehzahlmodul ermittelt eine Drehzahl des Motors. Das Modusauswahlmodul ist ausgebildet, um einen ersten Druckmodus und einen zweiten Druckmodus einer Ölpumpe des Motors für die Drehzahl auszuwählen. Das Auswahlmodul wählt den ersten Druckmodus oder den zweiten Druckmodus basierend auf zumindest einem Modusanforderungssignal aus. Das Modusauswahlsignal überträgt ein Signal an ein Solenoidventil eines Kreises mit variablem Öldruck der Ölpumpe, bei einem Betrieb in dem ersten Druckmodus in eine erste Position und bei einem Betrieb in dem zweiten Druckmodus in eine zweite Position überzugehen.
Gemäß anderen Merkmalen wird ein Verfahren zum Betreiben eines Ölzirkulations-Steuersystems eines Motors geschaffen. Das Verfahren umfasst, dass eine Drehzahl des Motors ermittelt wird. Ein erstes Modusanforderungssignal wird empfangen. Ein erster Druckmodus einer Ölpumpe des Motors wird für die Drehzahl ausgewählt, wenn sich das erste Modusanforderungssignal in einem ersten Zustand befindet. Ein zweiter Druckmodus der Ölpumpe wird für die Drehzahl ausgewählt, wenn sich das Modusanforderungssignal in einem zweiten Zustand befindet. An ein Solenoidventil eines Kreises mit variablem Öldruck der Ölpumpe wird ein Signal übertragen, bei einem Betrieb in dem ersten Druckmodus in eine erste Position und bei einem Betrieb in dem zweiten Druckmodus in eine zweite Position überzugehen.
Gemäß noch anderen Merkmalen werden die vorstehend beschriebenen Systeme und Verfahren durch ein Computerprogramm implementiert, das durch einen oder mehrere Prozessoren ausgeführt wird. Das Computerprogramm kann sich auf einem zugreifbaren, computerlesbaren Medium befinden, wie beispielsweise einem Speicher, einem nicht flüchtigen Datenspeicher und/oder anderen geeigneten zugreifbaren Speichermedien, ohne auf diese beschränkt zu sein.
Weitere Anwendungsgebiete der vorliegenden Offenbarung werden anhand der nachstehend vorgesehenen ausführlichen Beschreibung offensichtlich werden. Es versteht sich, dass die ausführliche Beschreibung und die speziellen Beispiele nur zu Darstellungszwecken gedacht sind und den Umfang der Offenbarung nicht einschränken sollen.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Die vorliegende Offenbarung wird anhand der ausführlichen Beschreibung und der begleitenden Zeichnungen verständlicher werden, wobei:
1 ein Funktionsblockdiagramm eines Motorsteuersystems gemäß der vorliegenden Offenbarung ist, das ein Ölzirkulations-Steuersystem umfasst;
2 ein Funktionsblockdiagramm des Ölzirkulations-Steuersystems gemäß der vorliegenden Offenbarung ist;
3 ein Funktionsblockdiagramm eines Ölpumpen-Steuermoduls gemäß der vorliegenden Offenbarung ist;
4 ein Verfahren zum Betreiben eines Ölzirkulations-Steuersystems gemäß der vorliegenden Offenbarung darstellt;
5 eine beispielhafte Graphik eines Druckmodusübergangs basierend auf der Motordrehzahl gemäß der vorliegenden Offenbarung ist; und
6 eine beispielhafte Graphik von Druckmodusübergangen gemäß der vorliegenden Offenbarung ist.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
Die folgende Beschreibung ist nur beispielhafter Natur und ist in keiner Weise dazu gedacht, die Offenbarung, ihre Anwendungsmöglichkeit oder Verwendungen einzuschränken. Zu Zwecken der Klarheit werden die gleichen Bezugszeichen in den Zeichnungen verwendet, um ähnliche Elemente zu identifizieren. Wie hierin verwendet, sollte die Formulierung A, B und/oder C derart ausgelegt werden, dass sie ein logisches (A oder B oder C) unter Verwendung eines nicht exklusiven logischen Oders bedeutet. Es versteht sich, dass Schritte innerhalb eines Verfahrens in unterschiedlicher Reihenfolge ausgeführt werden können, ohne die Prinzipien der vorliegenden Offenbarung zu verändern.
Wie hierin verwendet, bezieht sich der Ausdruck Modul auf einen anwendungsspezifischen integrierten Schaltkreis (ASIC), einen elektronischen Schaltkreis, einen Prozessor (gemeinsam genutzt, fest zugeordnet oder als Gruppe) und einen Speicher, die ein oder mehrere Software- oder Firmwareprogramme ausführen, einen Schaltkreis der Schaltungslogik und/oder andere geeignete Komponenten, welche die beschriebene Funktionalität bereitstellen.
Üblicherweise ist eine Ölpumpe eines Motors für eine Betriebsbedingung des ungünstigsten Falles ausgestaltet. Infolgedessen liefert die Ölpumpe eine minimale Strömung und einen minimalen Druck, die für die Betriebsbedingung des ungünstigsten Falles erforderlich sind. Während aller anderen Betriebsbedingungen kann die Pumpe einen Überschuss an Strömung und Druck liefern. Dies beeinflusst das verfügbare Ausgangsdrehmoment und die Kraftstoffwirtschaftlichkeit des Motors negativ.
Hierin werden Steuersysteme für eine Ölpumpe mit variabler Verdrängung (Verstellpumpe) eines Motors offenbart. Eine aktive Steuerung einer Pumpe mit variabler Verdrängung ermöglicht eine Auswahl verschiedener Strömungen und Drücke (z. B. eines hohen und eines niedrigen Drucks) für dieselbe Motordrehzahl. Dies verbessert die Kraftstoffwirtschaftlichkeit und das verfügbare Motorausgangsdrehmoment, während die Anforderungen bezüglich der Schmierung eines Motors erfüllt und/oder übertroffen werden.
In 1 ist ein Funktionsblockdiagramm eines beispielhaften Motorsteuersystems 100 gezeigt. Das Motorsteuersystem 100 umfasst ein Ölzirkulations-Steuersystems 101, das eine Zirkulation von Öl zu und von Komponenten eines Motors 102 steuert. Das Ölzirkulations-Steuersystem 101 umfasst ein Ölpumpen-Steuermodul 103, das als Teil eines Motorsteuermoduls (ECM) 104 eingebunden sein kann. Das Ölpumpen-Steuermodul 103 steuert den Betrieb einer Ölpumpe mit mehrfacher und/oder variabler Verdrängung. Die Ölpumpenbaugruppe 105 saugt Öl aus einem Sumpf (z. B. einer Ölwanne) an und leitet das Öl zu Komponenten (z. B. Ventilen, Zylindern, Nockenwellen usw.) des Motors 102. Ein beispielhafter Sumpf ist in 2 gezeigt.
Die Ölpumpenbaugruppe 105 ist mechanisch mit einer Kurbelwelle 106 des Motors 102 verbunden. Die Ölpumpenbaugruppe 105 kann eine Flügelzellenpumpe und/oder eine Zahnradpumpe sein. Die Ölströmungs- und Öldruckausgabe der Ölpumpenbaugrruppe 105 ist mit der Drehzahl der Kurbelwelle 106 direkt verbunden und basiert auf einem Steuersignal, das durch das Ölpumpen-Steuermodul 103 erzeugt wird. Die Ölpumpenbaugruppe 105 kann in einem Sumpf (z. B. einer Ölwanne) oder an einem beliebigen Ort an dem Motor 102 angeordnet sein.
Die Ölpumpenbaugruppe 105 kann für eine gegebene Motordrehzahl mehrere Druckmodi aufweisen. Die Druckmodi werden mittels des Ölpumpen-Steuermoduls 103 ausgewählt. Als ein erstes Beispiel kann die Ölpumpenbaugruppe 105 einen ersten Druckmodus und einen zweiten Druckmodus aufweisen. Der erste Druckmodus kann ein Modus bei hohem Druck (z. B. 300–550 Kilopascal (kPa)) sein, und der zweite Druckmodus kann ein Modus bei niedrigem Druck (z. B. 200–300 kPa) sein. Beispielhafte Betriebskurven für die Modi bei hohem und niedrigem Druck sind in 5 gezeigt. Beispielhafte Übergänge zwischen den Betriebsmodi sind in 6 gezeigt. Der erste Druckmodus kann Motordrehzahlen größer als ein erster vorbestimmter Schwellenwert oder als eine erste vorbestimmte Motordrehzahl zugeordnet sein. Der zweite Druckmodus kann Motordrehzahlen kleiner als die erste vorbestimmte Motordrehzahl oder gleich dieser zugeordnet sein. Die Ölpumpe kann für eine beliebige Motordrehzahl eine beliebige Anzahl von Druckmodi aufweisen.
Der Motor 102 verbrennt ein Luft/Kraftstoffgemisch, um ein Antriebsdrehmoment für ein Fahrzeug basierend auf einer Fahrereingabe von einem Fahrereingabemodul 109 zu erzeugen. Luft wird durch ein Drosselventil 112 in einen Einlasskrümmer 110 eingelassen. Lediglich beispielhaft kann das Drosselventil 112 ein Schmetterlingsventil mit einem rotierbaren Blatt umfassen. Das ECM 104 steuert ein Drossel-Aktuatormodul 116, welches das Öffnen des Drosselventils 112 regelt, um die Luftmenge zu steuern, die in den Einlasskrümmer 110 eingelassen wird.
Luft aus dem Einlasskrümmer 110 wird in Zylinder des Motors 102 eingelassen. Obgleich der Motor 102 eine beliebige Anzahl von Zylindern aufweisen kann, ist zu Darstellungszwecken ein einzelner repräsentativer Zylinder 118 gezeigt. Das ECM 104 kann ein Zylinder-Aktuatormodul 120 anweisen, unter bestimmten Motorbetriebsbedingungen einige der Zylinder selektiv zu deaktivieren.
Der Motor 102 kann unter Verwendung eines Viertaktzyklus arbeiten. Die vier Takte, die nachstehend beschrieben sind, werden als der Einlasstakt, der Kompressionstakt, der Verbrennungstakt und der Auslasstakt bezeichnet. Während jeder Umdrehung der Kurbelwelle 106 treten zwei der vier Takte in dem Zylinder 118 auf. Daher sind zwei Kurbelwellenumdrehungen für den Zylinder 118 notwendig, um alle vier der Takte zu durchlaufen.
Während des Einlasstakts wird Luft aus dem Einlasskrümmer 110 durch ein Einlassventil 122 in den Zylinder 118 eingelassen. Das ECM 104 steuert ein Kraftstoff-Aktuatormodul 124, das die Kraftstoffeinspritzung regelt, um ein Soll-Luft/Kraftstoffverhältnis zu erreichen. Kraftstoff kann an einem zentralen Ort oder an mehreren Orten, wie z. B. in der Nähe des Einlassventils 122 jedes der Zylinder, in den Einlasskrümmer 110 eingespritzt werden. Bei verschiedenen Implementierungen (nicht gezeigt) kann Kraftstoff direkt in die Zylinder oder in Mischkammern, die den Zylindern zugeordnet sind, eingespritzt werden. Das Kraftstoff-Aktuatormodul 124 kann die Einspritzung von Kraftstoff in die Zylinder stoppen, die deaktiviert sind.
Der eingespritzte Kraftstoff vermischt sich mit Luft und erzeugt ein Luft/Kraftstoffgemisch in dem Zylinder 118. Während des Kompressionstakts komprimiert ein Kolben (nicht gezeigt) in dem Zylinder 118 das Luft/Kraftstoffgemisch. Der Motor 102 kann ein Motor mit Kompressionszündung sein, in welchem Fall die Kompression in dem Zylinder 118 das Luft/Kraftstoffgemisch zündet. Alternativ kann der Motor 102 ein Motor mit Funkenzündung sein, in welchem Fall ein Zündfunken-Aktuatormodul 126 eine Zündkerze 128 in dem Zylinder 118 basierend auf einem Signal von dem ECM 104 aktiviert, welche das Luft/Kraftstoffgemisch zündet. Der Zeitpunkt des Zündfunkens kann relativ zu der Zeit spezifiziert werden, zu der sich der Kolben an seiner obersten Position befindet, die als oberer Totpunkt (TDC) bezeichnet wird.
Das Zündfunken-Aktuatormodul 126 kann durch ein Zeitpunktsignal gesteuert werden, das spezifiziert, wie weit vor oder nach dem TDC der Zündfunken erzeugt werden soll. Da die Kolbenposition direkt auf die Kurbelwellenposition bezogen ist, kann der Betrieb des Zündfunken-Aktuatormoduls 126 mit dem Kurbelwellenwinkel synchronisiert werden. Bei verschiedenen Implementierungen kann das Zündfunken-Aktuatormodul 126 die Lieferung des Zündfunkens an die deaktivierten Zylinder stoppen.
Während des Verbrennungstakts treibt die Verbrennung des Luft/Kraftstoffgemischs den Kolben abwärts, wodurch die Kurbelwelle 106 angetrieben wird. Der Verbrennungstakt kann als die Zeit zwischen dem Erreichen des TDC durch den Kolben und der Zeit definiert werden, zu welcher der Kolben zu einem unteren Totpunkt (BDC) zurückkehrt.
Während des Auslasstakts beginnt der Kolben, sich wieder von dem BDC aufwärts zu bewegen, und er treibt die Nebenprodukte der Verbrennung durch ein Auslassventil 130 heraus. Die Nebenprodukte der Verbrennung werden mittels eines Abgassystems 134 aus dem Fahrzeug ausgestoßen.
Das Einlassventil 122 kann durch eine Einlassnockenwelle 140 gesteuert werden. Das Auslassventil 130 kann durch eine Auslassnockenwelle 142 gesteuert werden. Bei verschiedenen Implementierungen können mehrere Einlassnockenwellen (einschließlich der Einlassnockenwelle 140) mehrere Einlassventile (einschließlich des Einlassventils 122) für den Zylinder 118 und/oder die Einlassventile (einschließlich des Einlassventils 122) mehrerer Reihen von Zylindern (einschließlich des Zylinders 118) steuern. Auf ähnliche Weise können mehrere Auslassnockenwellen (einschließlich der Auslassnockenwelle 142) mehrere Auslassventile für den Zylinder 118 und/oder die Auslassventile (einschließlich des Auslassventils 130) für mehrere Reihen von Zylindern (einschließlich des Zylinders 118) steuern.
Die Zeit, zu der das Einlassventil 122 geöffnet wird, kann durch einen Einlass-Nockenphasensteller 148 bezogen auf den Kolben-TDC variiert werden. Die Zeit, zu der das Auslassventil 130 geöffnet wird, kann durch einen Auslass-Nockenphasensteller 150 bezogen auf den Kolben-TDC variiert werden. Ein Phasensteller-Aktuatormodul 158 kann den Einlass-Nockenphasensteller 148 und den Auslass-Nockenphasensteller 150 basierend auf Signalen von dem ECM 104 steuern.
Das Motorsystem 100 kann eine Ladedruckeinrichtung aufweisen, die unter Druck stehende Luft an den Einlasskrümmer 110 liefert. Beispielsweise zeigt 1 einen Turbolader, der eine heiße Turbine 160-1 aufweist, die durch heiße Abgase angetrieben wird, die durch das Abgassystem 134 strömen. Der Turbolader weist auch einen von der Turbine 160-1 angetriebenen Kompressor 160-2 für kalte Luft auf, der Luft komprimiert, die in das Drosselventil 112 geführt wird. Bei verschiedenen Implementierungen kann ein von der Kurbelwelle 106 angetriebener Turbokompressor (nicht gezeigt) Luft von dem Drosselventil 112 komprimieren und die komprimierte Luft an den Einlasskrümmer 110 liefern.
Ein Ladedruck-Regelventil 162 kann dem Abgas ermöglichen, an der Turbine 160-1 vorbeizuströmen, wodurch der Ladedruck des Turboladers verringert wird (der Betrag der Einlassluftkompression). Das ECM 104 kann den Turbolader mittels eines Ladedruck-Aktuatormoduls 164 steuern. Das Ladedruck-Aktuatormodul 164 kann den Ladedruck des Turboladers modulieren, indem die Position des Ladedruck-Regelventils 162 gesteuert wird. Bei verschiedenen Implementierungen können mehrere Turbolader durch das Ladedruck-Aktuatormodul 164 gesteuert werden. Der Turbolader kann eine variable Geometrie aufweisen, die durch das Ladedruck-Aktuatormodul 164 gesteuert werden kann.
Das Motorsystem 100 kann ein Abgasrückführungsventil (AGR-Ventil) 170 aufweisen, das Abgas selektiv zurück zu dem Einlasskrümmer 110 zurückleitet. Das AGR-Ventil 170 kann stromaufwärts der Turbine 160-1 des Turboladers angeordnet sein. Das AGR-Ventil 170 kann durch ein AGR-Aktuatormodul 172 gesteuert werden.
Sensoren
Das Motorsystem 100 weist verschiedene Sensoren auf. Das Motorsystem 100 kann einen Motordrehzahlsensor 180 aufweisen, der verwendet wird, um die Drehzahl der Kurbelwelle 106 in Umdrehungen pro Minute (U/min) zu detektieren. Die Temperatur des Motorkühlmittels kann unter Verwendung eines Motorkühlmittel-Temperatursensors (ECT-Sensors) 182 gemessen werden. Der ECT-Sensor 182 kann in dem Motor 102 oder an anderen Orten angeordnet sein, an denen das Kühlmittel zirkuliert, wie beispielsweise einem Kühler (nicht gezeigt).
Der Druck in dem Einlasskrümmer 110 kann unter Verwendung eines Krümmerabsolutdrucksensors (MAP-Sensors) 184 gemessen werden. Bei verschiedenen Implementierungen kann ein Motorunterdruck gemessen werden, der die Differenz zwischen dem Umgebungsluftdruck und dem Druck in dem Einlasskrümmer 110 ist. Die Massenströmungsrate der Luft, die in den Einlasskrümmer 110 strömt, kann unter Verwendung eines Luftmassenströmungssensors (MAF-Sensors) 186 gemessen werden. Bei verschiedenen Implementierungen kann der MAF-Sensor 186 in einem Gehäuse angeordnet sein, das auch das Drosselventil 112 umfasst.
Das Drossel-Aktuatormodul 116 kann die Position des Drosselventils 112 unter Verwendung eines oder mehrerer Drosselpositionssensoren (TPS) 190 überwachen. Die Umgebungstemperatur der Luft, die in den Motor 102 eingelassen wird, kann unter Verwendung eines Einlassluft-Temperatursensors (IAT-Sensors) 192 gemessen werden. Das ECM 104 kann Signale von den Sensoren verwenden, um Steuerentscheidungen für das Motorsystem 100 zu treffen. Zusätzliche Sensoren werden bezogen auf 2–4 offenbart und beschrieben.
Das ECM 104 kann mit einem Getriebesteuermodul 194 in Verbindung stehen, um Gangwechsel in einem Getriebe (nicht gezeigt) abzustimmen. Beispielsweise kann das ECM 104 das Motorausgangsdrehmoment während eines Gangwechsels verringern. Das ECM 104 kann mit einem Hybridsteuermodul 196 in Verbindung stehen, um den Betrieb des Motors 102 und eines Elektromotors 198 abzustimmen.
Der Elektromotor 198 kann auch als ein Generator funktionieren, und er kann verwendet werden, um elektrische Energie zur Verwendung durch elektrische Systeme des Fahrzeugs und/oder zur Speicherung in einer Batterie zu erzeugen. Bei verschiedenen Implementierungen können verschiedene Funktionen des ECM 104, des Getriebesteuermoduls 194 und des Hybridsteuermoduls 196 in ein oder mehrere Module integriert werden.
Jedes System, das einen Motorparameter variiert, kann als ein Aktuator bezeichnet werden, der einen Aktuatorwert empfängt. Beispielsweise kann das Drossel-Aktuatormodul 116 als ein Aktuator bezeichnet werden, und die Drosselöffnungsfläche kann als der Aktuatorwert bezeichnet werden. In dem Beispiel von 1 erreicht das Drossel-Aktuatormodul 116 die Drosselöffnungsfläche, indem ein Winkel des Blatts des Drosselventils 112 angepasst wird.
Auf ähnliche Weise kann das Zündfunken-Aktuatormodul 126 als ein Aktuator bezeichnet werden, während der zugeordnete Aktuatorwert der Betrag der Zündfunkenvorverstellung relativ zu dem Zylinder-TDC sein kann. Andere Aktuatoren können das Zylinder-Aktuatormodul 120, das Kraftstoff Aktuatormodul 124, das Phasensteller-Aktuatormodul 158, das Ladedruck-Aktuatormodul 164 und das AGR-Aktuatormodul 172 umfassen. Für diese Motoraktuatoren können die Aktuatorwerte der Anzahl der aktivierten Zylinder, der Kraftstoffzufuhrrate, dem Einlass- und Auslass-Nockenphasenstellerwinkel, dem Ladedruck bzw. der AGR-Ventilöffnungsfläche entsprechen. Das ECM 104 kann die Aktuatorwerte steuern, um zu bewirken, dass der Motor 102 ein Soll-Motorausgangsdrehmoment erzeugt.
Nun auch auf 2 Bezug nehmend, ist das Ölzirkulations-Steuersystem 101 gezeigt. Die durchgezogenen Linien zwischen den Einrichtungen beziehen sich auf Ölleitungen oder -pfade. Die gestrichelten Linien zwischen den Einrichtungen beziehen sich auf elektrische Signalleitungen. Das Ölzirkulations-Steuersystem 101 umfasst einen Motorschmierungskreis 200, einen Steuerkreis 202 für variablen Öldruck und einen Druckregelungskreis 204. Jeder der Kreise 200–206 umfasst das Ölpumpen-Steuermodul 103, das ECM 104, die Ölpumpenbaugruppe 105 und einen Sumpf (z. B. eine Ölwanne) 210. Die Ölpumpenbaugruppe umfasst eine Ölpumpe 205 mit variabler Verdrängung („Ölpumpe”), eine primäre Kammer 206 und eine sekundäre Kammer 207.
Der Motorschmierungskreis 200 liefert Öl an den Motor 102. Im Betrieb wird Motoröl in dem Sumpf 210 zu der Ölpumpenbaugruppe 105 angesaugt, wo es unter Druck gesetzt wird, und zu dem Motor 102 geleitet. Das Motoröl wird von dem Motor 102 zurück zu dem Sumpf 210 geleitet.
Der Steuerkreis 202 für variablen Öldruck wird verwendet, um für jede Drehzahl des Motors 102 zwei oder mehr mögliche Öldrücke an den Motor 102 zu liefern. Der Steuerkreis 202 für variablen Öldruck umfasst ein Solenoidventil 216. Das Ölpumpen-Steuermodul 103 kann mit dem Solenoidventil 216 mittels eines Relais (nicht gezeigt) signaltechnisch in Verbindung stehen. Das Solenoidventil 216 weist mehrere Positionen auf, die basierend auf einem Steuersignal von dem Ölpumpen-Steuermodul 103 auswählbar sind. Das Solenoidventil 216 kann eine beliebige Anzahl von Ventilpositionen aufweisen, und es kann zwischen dem Motor 102 und der Ölpumpenbaugruppe 105 oder an einem beliebigen Ort in dem Schmierungskreis 200 dazwischen geschaltet sein. Ein Öldrucksignal wird mittels des Schmierungskreises 200 entweder stromaufwärts oder stromabwärts eines Ölfilters (nicht gezeigt) geliefert, um die Verdrängung der Ölpumpe 205 zu steuern.
Die Ölpumpe 205 kann beispielsweise einen Nockenring aufweisen, der durch die Linie 220 repräsentiert wird und eine Hebelfunktion liefert. Die Verdrängung der Ölpumpe 205 ist einem geradlinigen Abstand zwischen einem Antriebszentrum der Ölpumpe 205 und einem Zentrum des Nockenrings 220 direkt proportional. Die Drücke in der primären und der sekundären Kammer 206, 207 wirken auf den Nockenring 220 und bewirken, dass dieser verschwenkt (durch die Hebelfunktion). Das Zentrum des Nockenrings 220 wird näher an das Antriebszentrum der Ölpumpe 205 gedreht, wenn der Nockenring 220 verschwenkt wird. Dadurch wird die Verdrängung der Ölpumpe 205 verringert, was die Ölströmungsausgabe verringert und dadurch den Öldruck regelt. Zu allen Zeiten wird die Drehzahl der Ölpumpe 205 bei der Kurbelwellendrehzahl oder bei einem konstanten proportionalen Wert der Kurbelwellendrehzahl aufrechterhalten.
Das Öl von dem Solenoidventil 216 kann zu der sekundären Kammer 207 geleitet werden, um den Druck an dem Nockenring 220 einzustellen. Dies stellt die Strömung und den Ausgangsdruck der Ölpumpe 205 ein. Als ein erstes Beispiel kann das Solenoidventil 216 eine erste Position und eine zweite Position aufweisen. Die erste Position entspricht dem ersten Druckmodus, und die zweite Position entspricht dem zweiten Druckmodus. Gemäß einer Ausführungsform ist die erste Position dem atmosphärischen Druck oder dem Druck in dem Kurbelgehäuse des Motors 102 zugeordnet. Das Solenoidventil kann in der ersten Position nicht eingeschaltet werden. Die zweite Position ist einem Öldruck, der von dem Motor 102 empfangen wird, oder einem Leitungsdruck zugeordnet, wie beispielsweise dem Druck in der Ölleitung 221. Der Öldruck der Ölpumpe 205 nimmt relativ zu der ersten Position ab, wenn das Solenoidventil in die zweite Position verstellt wird. Dies verringert den Öldruck in dem Motor 102 und den Öldruck, welcher der primären Kammer 206 zugeführt wird. Als ein anderes Beispiel kann das Solenoidventil 216 eine vollständig geschlossene Position und eine vollständig offene Position aufweisen, und es kann ebenso eine beliebige Anzahl von Positionen zwischen der vollständig geschlossenen Position und der vollständig offenen Position aufweisen.
Das Solenoidventil 216 kann einen Ablassausgang 222 zu dem Sumpf 210 aufweisen. Dieser kann verwendet werden, um die Ölströmung und/oder den Öldruck von dem Solenoidventil 216 zu der Ölpumpenbaugruppe 105 einzustellen. Der Ablassausgang 222 kann auch verwendet werden, um den Öldruck zu der Ölpumpenbaugruppe 105 von dem Solenoidventil 216 zu begrenzen.
Der Betrieb des Solenoidventils 216 kann basierend auf Motorbetriebsparametern durch das Ölpumpen-Steuermodul 103 gesteuert werden. Die Motorbetriebsparameter werden basierend auf Signalen von verschiedenen Sensoren 230 ermittelt. Die Sensoren 230 können den Motordrehzahlsensor 180, einen Motoröltemperatursensor (EOT-Sensor) 232, einen Motordrehmomentsensor (ET-Sensor) 234, einen Motoröldrucksensor (EOP-Sensor) 236 und einen Antriebsstrang-Relaisspannungssensor (PRV-Sensor) 238 umfassen. Die Motorparameter können anstatt direkt anhand der Sensoren mittels entsprechender Algorithmen indirekt ermittelt werden. Beispielsweise kann das ECM 104 die Motoröltemperatur mittels eines entsprechenden Algorithmus basierend auf Motorbetriebsbedingungen, Zuständen des Motors 102 und Umgebungsbedingungen anstatt direkt anhand eines EOT-Sensors ermitteln.
Der Motordrehmomentsensor 234 kann verwendet werden, um das Motorausgangsdrehmoment direkt zu detektieren. Zusätzlich oder alternativ kann das Motorausgangsdrehmoment durch ein Motordrehmomentmodul 240 (in 3 gezeigt) geschätzt werden. Der Antriebsstrang-Relaisspannungssensor 238 kann verwendet werden, um die Spannung des Solenoidventils 216 zu detektieren. Diese Spannung kann die Spannung des Steuersignals sein, das von dem Ölpumpen-Steuermodul 103 geliefert wird.
Der Druckregelungskreis 204 leitet ein Öldrucksignal mittels des Schmierungskreises 200 zurück zu der Ölpumpenbaugruppe 105, um die Druckausgabe der Ölpumpe 205 zu regeln. Das Öldrucksignal, das zu der Ölpumpenbaugruppe 105 zurückgeführt wird, kann in der primären Steuerkammer 206 empfangen werden. Der Druck in der primären Steuerkammer stellt die Betätigung des Hebels 220 ein, was wiederum die Druckausgabe der Ölpumpe 205 beeinflusst.
Nun auch auf 3 und 4 Bezug nehmend, sind das Ölpumpen-Steuermodul 103 und ein Verfahren zum Betreiben des Ölzirkulations-Steuersystems 101 gezeigt. Das Ölpumpen-Steuermodul 103 umfasst ein Modusauswahlmodul 250, ein Motordrehmomentmodul 252, ein Ölbelüftungsmodul 254, ein Motordrehzahlmodul 256, ein Öldruckmodul 258, ein Aktivierungszeitmodul 260, ein Solenoidspannungsmodul 262, ein Motorlaufzeitmodul 264 und ein Diagnosemodul 266 (gemeinsam als Ölpumpenmodule bezeichnet).
Das Modusauswahlmodul 250 erzeugt ein Solenoidventil-Steuersignal basierend auf Ausgaben der Module 240 und 254–266. Gemäß einer ersten beispielhaften Ausführungsform weist das Solenoidventil-Steuersignal einen ersten Zustand und einen zweiten Zustand auf. Der erste Zustand entspricht dem ersten Druckmodus (Modus mit hohem Druck), und der zweite Zustand entspricht dem zweiten Druckmodus (Modus mit niedrigem Druck). Gemäß einer anderen beispielhaften Ausführungsform ist das Solenoidventil-Steuersignal ein pulsweitenmoduliertes Signal, das verwendet wird, um das Solenoidventil zum Positionieren des Ventils in einer von zwei oder mehr Positionen zu steuern.
Obwohl die folgenden Aufgaben hauptsächlich bezogen auf die Ausführungsformen von 1–3 beschrieben sind, können die Aufgaben für andere Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung modifiziert werden. Ebenso können die Aufgaben, obwohl die folgenden Aufgaben hauptsächlich bezogen auf den Betrieb in dem ersten und dem zweiten Druckmodus beschrieben sind, für einen Betrieb in zusätzlichen Druckmodi modifiziert werden. Das Verfahren kann bei 300 beginnen.
Bei 302 kann das Motordrehmomentmodul 240 die Drehmomentausgabe des Motors 102 schätzen und ein geschätztes Motordrehmoment-Ausgabesignal ET_Est erzeugen. Das Motordrehmomentmodul 240 erzeugt ein erstes Modusanforderungssignal MODE1 basierend auf dem Motordrehmoment-Ausgabesignal ET_Est, der Drehzahl des Motors (z. B. der Drehzahl der Kurbelwelle) RPM und/oder der Öltemperatur des Motors EOT. Obwohl die Modi von 4 derart gezeigt sind, dass sie sequentiell ausgeführt werden, können zwei oder mehr der Modi während derselben Zeitdauer ausgeführt werden.
Als ein erstes Beispiel kann das erste Modusanforderungssignal MODE beispielsweise auf HOCH gesetzt werden, wenn das Motordrehmoment bis zu einem Drehmomentniveau zunimmt, das für eine gegebene Motordrehzahl größer als ein vorbestimmtes Drehmoment ist. Dies gibt an, dass das Motordrehmomentmodul 240 einen Übergang von dem zweiten Druckmodus (Modus mit niedrigem Druck) in den ersten Druckmodus (Modus mit hohem Druck) anfordert. Das vorbestimmte Drehmomentniveau kann basierend auf der Öltemperatur des Motors EOT verschoben werden.
Als ein anderes Beispiel kann ein erster Wert V1 unter Verwendung von Gleichung 1 ermittelt werden. V1 = f{ET, RPM, EOT} (1)
Das erste Modusanforderungssignal MODE1 kann auf HOCH gesetzt werden, wenn der erste Wert V1 größer als ein erstes vorbestimmtes Niveau ist.
Als ein noch anderes Beispiel kann ein zweiter Wert V2 unter Verwendung von Gleichung 2 ermittelt werden, wobei K eine Konstante ist. V2 = f{ET, RPM} – K·EOT (2)
Das erste Modusanforderungssignal MODE1 kann auf HOCH gesetzt werden, wenn der zweite Wert V2 größer als ein zweites vorbestimmtes Niveau ist. Das Modusauswahlmodul 250 kann das erste Modusanforderungssignal MODE1 auf NIEDRIG setzen, wenn das Motordrehmoment auf das vorbestimmte Drehmoment abnimmt und/oder wenn einer der Werte V1, V2 kleiner als das entsprechende vorbestimmte Niveau oder diesem gleich ist.
Bei 304 erzeugt das Ölbelüftungsmodul 254 ein zweites Modusanforderungssignal MODE2 basierend auf der Drehzahl des Motors RPM_Est und einer Zeit, für welche die Ölpumpenbaugruppe 105 in dem ersten Druckmodus (Modus mit hohem Druck) arbeitet. Das Ölbelüftungsmodul 254 kann ein erstes Timersignal TIMER1 von einem Timer 270 für einen ersten (hohen) Druck empfangen. Der Timer 270 für den ersten Druck überwacht die Zeit, für welche die Ölpumpenbaugruppe 105 in dem ersten Druckmodus arbeitet. Der Timer 270 für den ersten Druck kann das erste Timersignal TIMER1 basierend auf dem Solenoidventil-Steuersignal erzeugen, das von dem Modusauswahlmodul 250 empfangen wird.
Das Ölbelüftungsmodul 254 kann das zweite Modusanforderungssignal MODE2 beispielsweise auf NIEDRIG setzen, wenn das erste Timersignal TIMER1 größer als eine erste vorbestimmte Zeit ist. Dies gibt an, dass das Ölbelüftungsmodul 254 einen Übergang von dem ersten Druckmodus (Modus mit hohem Druck) in den zweiten Druckmodus (mit niedrigem Druck) anfordert. Dies verringert die Belüftung und verbessert die Effektivität des Motoröls. Dies begrenzt die Zeitspanne, für welche die Ölpumpenbaugruppe 105 in dem ersten Druckmodus (Modus mit hohem Druck) arbeitet.
Das Ölbelüftungsmodul 254 kann das zweite Modusanforderungssignal MODE2 beispielsweise auf HOCH setzen, wenn die Drehzahl des Motors 102 größer als eine erste vorbestimmte Drehzahl ist und/oder wenn das erste Timersignal TIMER1 kleiner als die erste vorbestimmte Zeit oder dieser gleich ist.
Bei 306 ermittelt das Motordrehzahlmodul 256 die Drehzahl des Motors RPM_Est basierend auf dem Motordrehzahlsignal RPM_Sensor, das von dem Motordrehzahlsensor 180 empfangen wird. Das Motordrehzahlmodul 256 erzeugt ein drittes Modusanforderungssignal MODE3 basierend auf der Motordrehzahl RPM_Est. Das dritte Modusanforderungssignal MODE3 kann beispielsweise auf HOCH gesetzt werden, wenn die Motordrehzahl bis zu einer Drehzahl zunimmt, die größer als eine zweite vorbestimmte Drehzahl ist (z. B. 3000 U/min). Dies gibt an, dass das Motordrehzahlmodul 256 einen Übergang von dem zweiten Druckmodus (Modus mit niedrigem Druck) in den ersten Druckmodus (Modus mit hohem Druck) anfordert. Das dritte Modusanforderungssignal MODE3 kann auf NIEDRIG gesetzt werden, wenn die Motordrehzahl auf eine Drehzahl abnimmt, die kleiner als eine dritte vorbestimmte Drehzahl ist (z. B. 2800 U/min). Die zweite und die dritte vorbestimmte Drehzahl können der ersten vorbestimmten Drehzahl gleich oder von dieser verschieden sein. Dies wird als das Schaffen einer Hysterese bezeichnet. Die Hysterese verhindert ein mehrmaliges Umschalten zwischen den Druckmodi in einer vorbestimmten Zeitdauer.
Bei 308 ermittelt das Öldruckmodul 258 den Öldruck des Motors EOP_Est und erzeugt ein viertes Modusanforderungssignal MODE4. Der Öldruck kann basierend auf einem Öldrucksignal EOP_Sensor von dem Öldrucksensor 236 ermittelt werden. Das vierte Modusanforderungssignal MODE4 kann beispielsweise auf HOCH gesetzt werden, wenn der Öldruck kleiner als ein erster vorbestimmter Öldruck ist. Das vierte Modusanforderungssignal MODE4 kann beispielsweise auf NIEDRIG gesetzt werden, wenn der Öldruck EOP_Est größer als ein zweiter vorbestimmter Öldruck ist. Der zweite vorbestimmte Öldruck ist größer als der erste vorbestimmte Öldruck, um eine Hysterese zu schaffen.
Bei 310 erzeugt das Aktivierungszeitmodul 260 ein fünftes Modusanforderungssignal MODE5 basierend auf einer Öltemperatur des Motors 102 und einer Zeit, für welche die Ölpumpenbaugruppe 105 in dem zweiten Druckmodus (Modus mit niedrigem Druck) arbeitet. Das Aktivierungszeitmodul 260 kann ein zweites Timersignal TIMER2 von einem Timer 272 für einen zweiten (niedrigen) Druck empfangen. Der Timer 272 für den zweiten Druck kann das zweite Timersignal TIMER2 basierend auf dem Solenoidventil-Steuersignal erzeugen.
Das Aktivierungszeitmodul 260 kann das fünfte Modusanforderungsmodul MODE5 beispielsweise auf HOCH setzen, wenn die Motoröltemperatur EOT größer als eine erste vorbestimmte Temperatur ist und/oder wenn das zweite Timersignal TIMER2 größer als eine zweite vorbestimmte Zeit ist. Dies begrenzt die Zeitspanne, für welche die Ölpumpenbaugruppe 105 in dem zweiten Druckmodus (Modus mit niedrigem Druck) arbeitet. Das Aktivierungszeitmodul 260 kann das fünfte Modusanforderungssignal MODE5 auf NIEDRIG setzen, wenn die Motoröltemperatur EOT kleiner als eine zweite vorbestimmte Temperatur ist und/oder wenn das zweite Timersignal TIMER2 kleiner als die zweite vorbestimmte Zeit oder dieser gleich ist. Die zweite vorbestimmte Temperatur kann kleiner als die erste vorbestimmte Temperatur sein, um eine Hysterese zu schaffen.
Bei 312 erzeugt das Solenoidspannungsmodul 262 ein sechstes Modusanforderungssignal MODE6 basierend auf einer Antriebsstrang-Solenoidspannung PRV des Solenoidventils. Das Solenoidspannungsmodul 262 kann das sechste Modusanforderungssignal MODE6 beispielsweise auf HOCH setzen, wenn die Antriebsstrang-Solenoidspannung PRV kleiner als eine erste vorbestimmte Spannung ist. Dies gibt eine Anforderung an, von dem zweiten Druckmodus (Modus mit niedrigem Druck) in den ersten Druckmodus (Modus mit hohem Druck) zu wechseln. Das Solenoidspannungsmodul 262 kann das sechste Modusanforderungssignal MODE6 auf NIEDRIG setzen, wenn die Antriebsstrang-Solenoidspannung PRV größer als eine zweite vorbestimmte Spannung ist. Die zweite vorbestimmte Spannung ist größer als die erste vorbestimmte Spannung, um eine Hysterese zu schaffen.
Bei 314 erzeugt das Motorlaufzeitmodul 264 ein siebtes Modusanforderungssignal MODE7 basierend auf der Motoröltemperatur EOT und der Laufzeit des Motors ERT. Das Motorlaufzeitmodul 264 kann die Motorlaufzeit beispielsweise basierend auf der Drehzahl des Motors RPM_Est, einem Ankurbelsignal des Motors CRANK und/oder einem Zündungssignal des Motors 102 ermitteln. Die Laufzeit des Motors 102 gibt die Länge der Zeit an, für welche der Motor 102 bei einer Drehzahl größer als eine vorbestimmte Drehzahl oder 0 U/min arbeitet.
Das Motorlaufzeitmodul 264 kann das siebte Modusanforderungssignal MODE7 beispielsweise auf NIEDRIG setzen, wenn die Motoröltemperatur EOT kleiner als eine dritte vorbestimmte Temperatur ist und/oder wenn die Motorlaufzeit größer als eine dritte vorbestimmte Zeit ist (z. B. 10 Sekunden (s)). Dies bewirkt, dass die Ölpumpenbaugruppe 105 zumindest für die vorbestimmte Zeitdauer (die Motorvorbereitungszeitdauer) anfänglich bei einem Start des Motors 102 in dem ersten Druckmodus (Modus mit hohem Druck) arbeitet. Dies ermöglicht auch, dass bei einem Start der Öldruck schnell zunimmt und das Öl schnell an die Motorkomponenten 212 geliefert wird. Das Motorlaufzeitmodul 264 kann das siebte Modusanforderungssignal MODE7 beispielsweise auf HOCH setzen, wenn die Motoröltemperatur EOT größer als die dritte vorbestimmte Temperatur oder dieser gleich ist und/oder wenn die Motorlaufzeit kleiner als die dritte vorbestimmte Zeit oder dieser gleich ist.
Bei 316 erzeugt das Diagnosemodul 266 ein achtes Modusanforderungssignal MODE8 basierend auf der Motordrehzahl RPM_Est, der Motoröltemperatur EOT, dem Motoröldruck EOP, der Drehmomentabgabe ET_Est und der Antriebsstrang-Solenoidspannung PRV. Das Diagnosemodul 266 erzeugt ein Diagnosesignal, das eine Störung angibt, basierend auf der Motordrehzahl RPM_Est, der Motoröltemperatur EOT, dem Motoröldruck EOP, der Drehmomentabgabe ET_Est und der Antriebsstrang-Solenoidspannung PRV. Das Diagnosemodul 266 kann das achte Modusanforderungssignal MODE8 beispielsweise auf HOCH setzen, wenn eine Störung angegeben wird. Dies fordert den ersten Druckmodus (Modus mit hohem Druck) an.
Bei 318 erzeugt das Modusauswahlmodul 250 das Solenoidventil-Steuersignal basierend auf dem ersten, zweiten, dritten, vierten, fünften, sechsten, siebten und/oder achten Modusanforderungssignal (den Modusanforderungssignalen MODE1–8). Das Modusauswahlmodul 250 kann das Solenoidventil-Steuersignal basierend auf einer beliebigen Kombination der Modusanforderungssignale MODE1–8 erzeugen.
Als ein erstes Beispiel kann das Modusauswahlmodul 250 ein UND-Gatter für acht Eingaben umfassen, das die acht Modusanforderungssignale empfängt. Die Ausgabe des UND-Gatters kann HOCH sein, wenn alle von den acht Modusanforderungssignalen MODE1–8 HOCH sind. Das Solenoidventil 216 kann in der ersten Position, die dem Modus mit hohem Druck zugeordnet ist, positioniert werden, wenn die Ausgabe des Modusauswahlmoduls 250 HOCH ist. Das Solenoidventil 216 kann in der zweiten Position, die dem Modus mit niedrigem Druck zugeordnet ist, positioniert werden, wenn die Ausgabe des Modusauswahlmoduls 250 NIEDRIG ist.
Als ein anderes Beispiel kann das Modusauswahlmodul 250 das Solenoidventil-Steuersignal basierend auf einer Hierarchie der Module 240 und 254–266 und/oder einer Hierarchie der acht Modusanforderungssignale MODE1–8 erzeugen. Eine Hierarchie bezieht sich auf eine Prioritätsreihenfolge von Modulen und/oder Signalen.
Beispielsweise kann das Modusauswahlmodul 250 das Solenoidventil-Steuersignal unabhängig von dem Zustand eines oder mehrerer der Modusanforderungssignale MODE1–7 auf HOCH setzen, wenn das achte Modusanforderungssignal MODE8 HOCH ist.
Als ein anderes Beispiel kann das Modusauswahlmodul 250 einen Übergang von dem ersten Druckmodus (Modus mit hohem Druck) in den zweiten Druckmodus (Modus mit niedrigem Druck) verhindern, wenn das zweite Modusanforderungssignal NIEDRIG ist. Das Modusauswahlmodul 250 kann einen Übergang verhindern, bis das dritte Modusanforderungssignal MODE3 NIEDRIG ist (d. h. bis die Motordrehzahl kleiner als die erste und/oder die zweite vorbestimmte Drehzahl ist). Das Verfahren kann bei 320 enden.
Die vorstehend beschriebenen Aufgaben 300–320 sind als darstellende Beispiele gedacht; die Aufgaben 300–320 können sequentiell oder nicht sequentiell, synchron oder nicht synchron, gleichzeitig oder nicht gleichzeitig, kontinuierlich oder nicht kontinuierlich, während überlappender Zeitdauern oder in einer anderen Reihenfolge ausgeführt werden, was von der Anwendung abhängt.
In 5 ist eine beispielhafte Graphik eines Druckmodusübergangs für eine Ölpumpe gezeigt. Eine erste Maximaldruckkurve 350, eine zweite Maximaldruckkurve 352, eine Minimaldruckkurve 354 und eine Druckübergangskurve 356 sind gezeigt. Die erste Maximaldruckkurve 350 stellt beispielhafte Maximaldrücke der Ölpumpe bezogen auf die Motordrehzahl dar, wenn beispielsweise in dem zweiten Druckmodus (Modus mit niedrigem Druck) gearbeitet wird. Die zweite Druckkurve 352 stellt die beispielhaften Maximaldrücke der Ölpumpe bezogen auf die Motordrehzahl dar, wenn beispielsweise in dem ersten Druckmodus (Modus mit hohem Druck) gearbeitet wird. Die Minimaldruckkurve 354 stellt die minimalen erforderlichen Drücke bezogen auf die Motordrehzahl für einen Motor dar.
Die Druckübergangskurve 356 stellt den ersten und den zweiten Druckmodus sowie einen Übergang zwischen dem ersten und dem zweiten Druckmodus dar. Der erste Druckmodus entspricht dem Kurvenabschnitt 360. Der zweite Druckmodus entspricht dem Kurvenabschnitt 362. Der Übergang entspricht dem Kurvenabschnitt 364.
In 6 ist eine beispielhafte Graphik von Druckmodusübergängen bezogen auf die Zeit gezeigt. Eine Ölpumpe kann anfänglich bei einem Motorstart in einem Modus mit hohem Druck arbeiten (gezeigt durch den Kurvenabschnitt 370). Die Ölpumpe kann von dem ersten Druckmodus (Modus mit hohem Druck) nach einer vorbestimmten Zeitdauer in den zweiten Druckmodus (Modus mit niedrigem Druck) übergehen (gezeigt durch den Kurvenabschnitt 372). Die Ölpumpe kann von dem Modus mit niedrigem Druck in den Modus mit hohem Druck übergehen, wenn die Drehzahl des Motors eine vorbestimmte Drehzahl überschreitet (gezeigt durch den Kurvenabschnitt 374). Obwohl die Drücke, die dem jeweiligen Modus zugeordnet sind, als konstante Drücke gezeigt sind, können die Drücke für den jeweiligen Modus beispielsweise basierend auf der Motordrehzahl variieren.
Die vorstehend beschriebenen Ausführungsformen ermöglichen, die Strömung und die Drücke aus einer Ölpumpe für ein verbessertes verfügbares Motorausgangsdrehmoment, verringerte parasitäre Verluste und eine verbesserte Kraftstoffwirtschaftlichkeit zu verringern, während die Anforderungen für eine Schmierung eines Motors erfüllt werden.
Die breiten Lehren der Offenbarung können in einer Vielzahl von Formen implementiert werden. Während diese Offenbarung spezielle Beispiele aufweist, soll der wahre Umfang der Offenbarung daher nicht auf diese beschränkt sein, da andere Modifikationen für den erfahrenen Praktiker bei einem Studium der Zeichnungen, der Beschreibung und der nachfolgenden Ansprüche offensichtlich werden.

Claims

Ölzirkulations-Steuersystem für einen Motor, das umfasst: ein Motordrehzahlmodul, das eine Drehzahl des Motors ermittelt; und ein Modusauswahlmodul, das ausgebildet ist, um einen ersten Druckmodus und einen zweiten Druckmodus einer Ölpumpe des Motors für die Drehzahl auszuwählen, wobei das Auswahlmodul den ersten Druckmodus oder den zweiten Druckmodus basierend auf zumindest einem Modusanforderungssignal auswählt, wobei das Modusauswahlsignal ein Signal an ein Solenoidventil eines Kreises mit variablem Öldruck der Ölpumpe überträgt, bei einem Betrieb in dem ersten Druckmodus in eine ersten Position und bei einem Betrieb in dem zweiten Druckmodus in eine zweite Position überzugehen.
Ölzirkulations-Steuersystem nach Anspruch 1, wobei die Drehzahl des Motors während des ersten Druckmodus und während des zweiten Druckmodus größer als 0 Umdrehungen pro Minute ist.
Ölzirkulations-Steuersystem nach Anspruch 1, wobei der Öldruck der Ölpumpe während des ersten Druckmodus und während des zweiten Druckmodus größer als 0 Kilopascal ist.
Ölzirkulations-Steuersystem nach Anspruch 1, das ferner ein Motordrehmomentmodul umfasst, das ein Modusanforderungssignal basierend auf der Drehzahl und einer Öltemperatur des Motors erzeugt, wobei das Modusauswahlmodul ein Signal basierend auf dem Modusanforderungssignal von dem Motordrehmomentmodul an das Solenoidventil überträgt.
Ölzirkulations-Steuersystem nach Anspruch 1, das ferner ein Ölbelüftungsmodul umfasst, das ein Modusanforderungssignal basierend auf der Drehzahl und einer Zeit erzeugt, für die der Kreis mit variablem Öldruck in dem ersten Druckmodus arbeitet, wobei das Modusauswahlsignal ein Signal basierend auf dem Modusanforderungssignal von dem Ölbelüftungsmodul an das Solenoidventil überträgt.
Ölzirkulations-Steuersystem nach Anspruch 1, wobei: das Motordrehzahlmodul ein Modusanforderungssignal basierend auf der Drehzahl erzeugt; das Modusanforderungssignal eine Anforderung für den ersten Druckmodus angibt, wenn die Drehzahl des Motors bis zu einer ersten Drehzahl zunimmt, die größer als ein vorbestimmter Schwellenwert ist; das Modusanforderungssignal eine Anforderung für den zweiten Druckmodus angibt, wenn die Drehzahl des Motors bis zu einer zweiten Drehzahl abnimmt, die kleiner als die erste Drehzahl ist; und das Modusauswahlmodul ein Signal basierend auf dem Modusanforderungssignal von dem Motordrehzahlmodul an das Solenoidventil überträgt.
Ölzirkulations-Steuersystem nach Anspruch 1, das ferner ein Öldruckmodul umfasst, das ein Modusanforderungssignal basierend auf der Drehzahl, einem Öldruck des Motors und einer Öltemperatur des Motors erzeugt, wobei das Modusauswahlmodul ein Signal basierend auf dem Modusanforderungssignal von dem Öldruckmodul an das Solenoidventil überträgt.
Ölzirkulations-Steuersystem nach Anspruch 7, wobei: das Modusanforderungssignal von dem Öldruckmodul eine Anforderung für den ersten Druckmodus angibt, wenn der Öldruck des Motors bis zu einem ersten Öldruck abnimmt, der kleiner als ein vorbestimmter Schwellenwert ist; und das Modusanforderungssignal von dem Öldruckmodul eine Anforderung für den zweiten Druckmodus angibt, wenn der Öldruck des Motors bis zu einem zweiten Öldruck zunimmt, der größer als der erste Öldruck ist.
Ölzirkulations-Steuersystem nach Anspruch 1, das ferner ein Aktivierungszeitmodul umfasst, das ein Modusanforderungssignal basierend auf einer Öltemperatur des Motors und einer Zeit erzeugt, für die der Kreis mit variablem Öldruck in dem zweiten Druckmodus arbeitet, wobei das Modusauswahlsignal ein Signal basierend auf dem Modusanforderungssignal von dem Aktivierungszeitmodul an das Solenoidventil überträgt.
Ölzirkulations-Steuersystem nach Anspruch 1, das ferner ein Solenoidspannungsmodul umfasst, das ein Modusanforderungssignal basierend auf einer Spannung des Solenoidventils erzeugt, wobei das Modusauswahlsignal ein Signal basierend auf dem Modusanforderungssignal von dem Solenoidspannungsmodul an das Solenoidventil überträgt.