DE102014203930A1

DE102014203930A1 - System und Verfahren zum Kühlen von Kraftmaschinenkolben

Info

Publication number: DE102014203930A1
Application number: DE102014203930.4A
Authority: DE
Inventors: David Karl Bidner; Joseph Norman Ulrey; Yihua Eva Barber
Original assignee: Ford Global Technologies LLC
Current assignee: Ford Global Technologies LLC
Priority date: 2013-03-07
Filing date: 2014-03-04
Publication date: 2014-09-11
Also published as: CN104033228A; RU152674U1; CN104033228B; US20140251240A1; US9284876B2

Abstract

Es werden ein Kraftmaschinenkühlsystem und -verfahren zum Betreiben des Kraftmaschinenkühlsystems offenbart. In einem Beispiel wird Kraftmaschinenöl über Kolbenkühlstrahlen auf einen Kolben gesprüht. Die Herangehensweise beurteilt auf der Grundlage einer Nutzensbeurteilung, ob die Kolbenkühlstrahlen betrieben werden sollen.

Description

Die Temperatur einer Kraftmaschineninnenkomponente kann sich mit den Kraftmaschinenbetriebsbedingungen ändern. Eine Kraftmaschinenkomponententemperatur, die sich mit den Kraftmaschinenbetriebsbedingungen ändert, ist die Kraftmaschinenkolbentemperatur. Die Kolbentemperatur kann sich z. B. mit der Kraftmaschinendrehzahl, mit der Last, mit der Verbrennungszeiteinstellung, mit dem Kraftstofftyp, mit der Kraftstoffeinspritzzeiteinstellung und mit anderen Bedingungen ändern. Bei höheren Kraftmaschinenlasten können Endgase in einem Kraftmaschinenzylinder nach einer Anfangszündung in dem Zylinder, jedoch bevor sie durch eine durch den Zündfunken erzeugte Flamme gezündet worden sind, verbrennen. Die Endgase können im Ergebnis dessen zu verbrennen beginnen, dass sie höheren Kolbentemperaturen ausgesetzt worden sind. Folglich kann die Kraftmaschine klopfen und kann sich eine Kraftmaschinenkomponenten-Verschlechterung ergeben. Eine Möglichkeit, die Kolbentemperatur und die Möglichkeit des Klopfens zu verringern, ist, Kraftmaschinenöl auf den Boden der Kolben zu sprühen. Das Öl leitet Wärme von dem Kolben ab und kühlt dadurch den Kolben. Das erwärmte Öl kehrt über Schwerkraft zu der Ölwanne zurück, wo es abgekühlt werden kann. Allerdings wird Kraftmaschinenenergie verwendet, um Öl auf die Kolben zu sprühen, wobei sich die Kraftmaschinen-Kraftstoffwirtschaftlichkeit verringern kann, wenn Kraftmaschinenöl auf Kolben gesprüht wird.
Die Erfinder haben die obenerwähnten Nachteile erkannt und haben ein Verfahren zum Betreiben einer Kraftmaschine entwickelt, wobei das Verfahren umfasst: Betreiben eines Kolbenkühlstrahls in Ansprechen auf eine Kraftmaschinen-Drehmomentdifferenz zwischen dem Betreiben mit einem Grenzzündfunken, während der Kolbenkühlstrahl bei einer Kraftmaschinendrehzahl und -last betrieben wird, und dem Betreiben mit einem Grenzzündfunken, während der Kolbenkühlstrahl bei der Kraftmaschinendrehzahl und -last nicht betrieben wird.
Durch wahlweise Betreiben eines Kolbenkühlstrahls in Ansprechen auf eine Kraftmaschinen-Drehmomentdifferenz zwischen dem Betreiben bei einem Grenzzündfunken, während der Kolbenkühlstrahl mit einer Kraftmaschinendrehzahl und -last betrieben wird, und dem Betreiben bei einem Grenzzündfunken, während der Kolbenkühlstrahl bei der Kraftmaschinendrehzahl und -last nicht betrieben wird, kann es möglich sein, Kraftstoff zu sparen, indem der Kolbenkühlstrahl nicht betrieben wird, wenn der Kolbenkühlstrahl wenig Nutzen bietet. Andererseits kann der Kolbenkühlstrahl betrieben werden, wenn das Betreiben des Kolbenkühlstrahls mehr Nutzen bietet.
Die vorliegende Beschreibung kann mehrere Vorteile bereitstellen. Zum Beispiel kann die Herangehensweise die Kraftmaschinen-Kraftstoffwirtschaftlichkeit verbessern. Außerdem kann die Herangehensweise eine Kolbenkühlung während Bedingungen bereitstellen, in denen sie einen erheblichen Nutzen bietet. Ferner kann die Herangehensweise für Kraftmaschinensysteme nützlich sein, die eine Einzelsteuerung von Kolbenkühlstrahlen enthalten oder nicht enthalten.
Die obigen Vorteile und weitere Vorteile und Merkmale der vorliegenden Beschreibung gehen leicht aus der folgenden ausführlichen Beschreibung allein oder in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen hervor.
Selbstverständlich ist die obige Zusammenfassung gegeben worden, um in vereinfachter Form eine Auswahl von Konzepten einzuführen, die in der ausführlichen Beschreibung weiter beschrieben werden. Sie soll keine Hauptmerkmale oder wesentlichen Merkmale des beanspruchten Gegenstands identifizieren, dessen Schutzumfang eindeutig durch die auf die ausführliche Beschreibung folgenden Ansprüche definiert ist. Darüber hinaus ist der beanspruchte Gegenstand nicht auf Implementierungen, die irgendwelche oben oder in irgendeinem Teil dieser Offenbarung erwähnten Nachteile lösen, beschränkt.
1 zeigt eine schematische Darstellung einer Kraftmaschine und eines Kolbenkühlstrahlsystems;
2 zeigt interessierende simulierte Signale während des Fahrzeugbetriebs; und
3 zeigt einen Ablaufplan eines Verfahrens zum Betreiben einer Kraftmaschine, die Kolbenkühlstrahlen enthält.
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf das Kühlen von Kraftmaschinenkolben über Kraftmaschinenöl. 1 zeigt ein beispielhaftes System zum Kühlen von Kraftmaschinenkolben. Kraftmaschinenkolben können über das Sprühen von Öl auf einen Boden der Kolben gekühlt werden. Die Kolbenwärme wird auf das Öl übertragen und das Öl wird zu einer Ölwanne zurückgeführt, wo es abgekühlt wird. 2 zeigt beispielhafte interessierende Signale beim Betrieb einer Kraftmaschine, die Kolbenkühlstrahlen enthält. 3 ist ein Ablaufplan eines Verfahrens zum Betreiben einer Kraftmaschine, die Kolbenkühlstrahlen enthält.
In 1 wird eine Kraftmaschine 10, die mehrere Zylinder umfasst, von denen ein Zylinder in 1 gezeigt ist, durch einen elektronischen Kraftmaschinencontroller 12 gesteuert. Die Kraftmaschine 10 enthält eine Verbrennungskammer 30 und Zylinderwände 32 mit einem Kolben 36, der darin positioniert und mit einer Kurbelwelle 40 verbunden ist. Der Kolben 36 enthält einen Boden 35, auf den über einen Kolbenkühlstrahl 143 Öl gesprüht werden kann. Der Kolbenkühlstrahl 143 kann mit Kraftmaschinenöl über das Ventil 147 und eine Öl-Verstellpumpe 141 zugeführt werden. Das Ventil 147 und die Ausgabe der Ölpumpe 141 werden durch den Controller 12 gesteuert. Außerdem ist der Kolben 36 über eine Pleuelstange mechanisch mit der Kurbelwelle 40 gekoppelt.
Die Kurbelwelle 40 ist innerhalb des Kurbelgehäuses 34 angeordnet. Das Kurbelgehäuse 34 ist wenigstens teilweise über eine Ölwanne 31 eingeschlossen. Die Verbrennungskammer 30 ist über ein Einlassventil 52 bzw. ein Auslassventil 54 in Verbindung mit dem Einlasskrümmer 44 und mit dem Auslasskrümmer 48 gezeigt. Sowohl das Einlass- als auch das Auslassventil kann durch einen Einlassnocken 51 und durch einen Auslassnocken 53 betrieben werden. Alternativ können das Einlass- und/oder das Auslassventil durch eine elektromechanisch gesteuerte Ventil-Spulen- und -Ankeranordnung betrieben werden. Die Position des Einlassnockens 51 kann durch den Einlassnockensensor 55 bestimmt werden. Die Position des Auslassnockens 53 kann durch den Auslassnockensensor 57 bestimmt werden.
Die Kraftstoffeinspritzeinrichtung 66 ist zum direkten Einspritzen von Kraftstoff in den Zylinder 30 positioniert gezeigt, was der Fachmann auf dem Gebiet als Direkteinspritzung kennt. Alternativ kann Kraftstoff in eine Einlassöffnung eingespritzt werden, was der Fachmann auf dem Gebiet als Einzeleinspritzung kennt. Die Kraftstoffeinspritzeinrichtung 66 fördert flüssigen Kraftstoff proportional zu der Impulsbreite des Signals FPW von dem Controller 12. Der Kraftstoff wird an die Kraftstoffeinspritzeinrichtung 66 durch ein Kraftstoffsystem (nicht gezeigt) gefördert, das einen Kraftstofftank, eine Kraftstoffpumpe und ein Kraftstoffverteilerrohr (nicht gezeigt) enthält. Der Kraftstoffeinspritzeinrichtung 66 wird von einem Treiber 68, der auf den Controller 12 anspricht, Betriebsstrom zugeführt. Außerdem ist der Einlasskrümmer 44 in Verbindung mit einer optionalen elektronischen Drossel 62 gezeigt, die eine Position einer Drosselklappe 64 einstellt, um die Luftströmung von der Einlassladedruckkammer 46 in den Einlasskrümmer 44 zu steuern.
Der Kompressor 162 saugt Luft von dem Lufteinlass 42 an, um sie der Ladedruckkammer 46 zuzuführen. Die Abgase versetzen eine Turbine 164, die über eine Welle 160 mit dem Kompressor 162 gekoppelt ist, in Rotation. Der durch Unterdruck betriebene Ladedruckregelventil-Aktuator 72 ermöglicht, dass Endgase die Turbine 164 umgehen, so dass der Ladedruck unter veränderlichen Betriebsbedingungen gesteuert werden kann.
Das verteilerlose Zündungssystem 88 führt der Verbrennungskammer 30 über die Zündkerze 92 in Ansprechen auf den Controller 12 einen Zündfunken zu. Einlassseitig eines Katalysators 70 ist ein universeller Abgassauerstoffsensor (UEGO-Sensor) 126 mit dem Abgaskrümmer 48 gekoppelt gezeigt. Alternativ kann ein Zweizustands-Abgassauerstoffsensor für den UEGO-Sensor 126 ersetzt sein.
In einem Beispiel kann der Katalysator 70 mehrere Katalysatorziegel enthalten. In einem anderen Beispiel können mehrere Emissionssteuervorrichtungen, jede mit mehreren Ziegeln, verwendet sein. In einem Beispiel kann der Katalysator 70 ein Katalysator von Dreiwegetyp sein.
Der Controller 12 ist in 1 als ein herkömmlicher Mikrocomputer gezeigt, der enthält:
eine Mikroprozessoreinheit 102, Eingabe/Ausgabe-Anschlüsse 104, einen nichtflüchtigen Nur-Lese-Speicher 106, einen Schreib-Lese-Speicher 108, einen Haltespeicher 110 und einen herkömmlichen Datenbus. Der Controller 12 ist in der Weise gezeigt, dass er außer den zuvor diskutierten Signalen verschiedene Signale von mit der Kraftmaschine 10 gekoppelten Sensoren empfängt, einschließlich: der Kraftmaschinenkühlmitteltemperatur (ECT) von dem mit der Kühlhülse 114 gekoppelten Temperatursensor 112; eines Positionssensors 134, der mit einem Fahrpedal 130 gekoppelt ist, um die durch den Fuß 132 eingestellte Fahrpedalposition zu erfassen; eines Klopfsensors zum Bestimmen der Zündung der Endgase (nicht gezeigt); eines Messwerts des Kraftmaschinenkrümmerdrucks (MAP) von dem mit dem Einlasskrümmer 44 gekoppelten Drucksensor 122; eines Kraftmaschinenpositionssensors von einem Hall-Effekt-Sensor 118, der die Position der Kurbelwelle 40 erfasst; eines Messwerts der in die Kraftmaschine eintretenden Luftmasse von dem Sensor 120 (z. B. eines Hitzdraht-Luftströmungsmessgeräts); und eines Messwerts der Drosselposition von dem Sensor 58. Der Atmosphärendruck kann ebenfalls zur Verarbeitung durch den Controller 12 erfasst werden (Sensor nicht gezeigt). In einem bevorzugten Aspekt der vorliegenden Erfindung erzeugt der Kraftmaschinenpositionssensor 118 bei jeder Umdrehung der Kurbelwelle eine vorgegebene Anzahl äquidistanter Impulse, aus denen die Kraftmaschinendrehzahl (min^–1) bestimmt werden kann.
In einigen Beispielen kann die Kraftmaschine in einem Hybridfahrzeug mit einem Elektromotor/Batterie-System gekoppelt sein. Das Hybridfahrzeug kann eine Parallelkonfiguration, eine Reihenkonfiguration oder eine Änderung oder Kombinationen davon aufweisen. Ferner können in einigen Beispielen andere Kraftmaschinenkonfigurationen, z. B. eine Dieselkraftmaschine, genutzt werden.
Während des Betriebs durchläuft jeder Zylinder innerhalb der Kraftmaschine 10 üblicherweise einen Viertaktzyklus: Der Zyklus enthält den Ansaugtakt, den Verdichtungstakt, den Arbeitstakt und den Ausstoßtakt. Während des Ansaugtakts schließt allgemein das Auslassventil 54 und öffnet das Einlassventil 52. Über den Einlasskrümmer 44 wird Luft in die Verbrennungskammer 30 eingeleitet und bewegt sich der Kolben 36 zum Boden des Zylinders, um das Volumen innerhalb der Verbrennungskammer 30 zu erhöhen. Diejenige Position, bei der der Kolben 36 in der Nähe des Bodens des Zylinders und am Ende seines Hubs ist (z. B., wenn die Verbrennungskammer 30 auf ihrem größten Volumen ist), wird vom Fachmann auf dem Gebiet üblicherweise als unterer Totpunkt (BDC) bezeichnet.
Während des Verdichtungstakts sind das Einlassventil 52 und das Auslassventil 54 geschlossen. Der Kolben 36 bewegt sich in Richtung des Zylinderkopfs, um die Luft innerhalb der Verbrennungskammer 30 zu verdichten. Derjenige Punkt, bei dem der Kolben 36 am Ende seines Hubs und dem Zylinderkopf am nächsten ist (z. B., wenn die Verbrennungskammer 30 auf ihrem kleinsten Volumen ist), wird vom Fachmann auf dem Gebiet üblicherweise als oberer Totpunkt (TDC) bezeichnet.
In einem im Folgenden als Einspritzung bezeichneten Prozess wird Kraftstoff in die Verbrennungskammer eingeleitet. In einem im Folgenden als Zündung bezeichneten Prozess wird der eingespritzte Kraftstoff durch bekannte Zündmittel wie etwa eine Zündkerze 92 gezündet, was zur Verbrennung führt. Während des Arbeitstakts schieben die sich ausdehnenden Gase den Kolben 36 zum BDC zurück. Die Kurbelwelle 40 wandelt die Kolbenbewegung in eine Drehbewegung der rotierenden Welle um.
Schließlich öffnet sich während des Ausstoßtakts das Auslassventil 54, um das verbrannte Luft-Kraftstoff-Gemisch zum Auslasskrümmer 48 freizusetzen, wobei der Kolben zum TDC zurückkehrt. Es wird angemerkt, dass das Obige lediglich als ein Beispiel beschrieben ist und dass sich die Einlass- und Auslassventil-Öffnungs- und/oder -Schließzeiteinstellungen ändern können wie etwa, um eine positive oder negative Ventilüberlappung, ein spätes Schließen des Einlassventils oder verschiedene andere Beispiele bereitzustellen.
Das System aus 1 stellt ein Kraftmaschinensystem bereit, das umfasst: einen Kolben; einen Kolbenkühlstrahl, der wahlweise Öl auf den Kolben sprüht; eine Ölpumpe, die dem Kolbenkühlstrahl Öl zuführt; und einen Controller, der ausführbare nichtflüchtige Anweisungen zum Ändern einer Ausgabe der Ölpumpe in Ansprechen auf eine Differenz von Kraftmaschinendrehmomenten enthält. Das Kraftmaschinensystem enthält, dass die Differenz der Kraftmaschinendrehmomente eine Differenz zwischen einer Differenz der Kraftmaschinendrehmomente und einer Differenz der Kraftmaschinengrenzdrehmomente bei einer Kraftmaschinendrehzahl und -last ist. Ferner umfasst das Kraftmaschinensystem Anweisungen, um die Kolbenkühlstrahlen in Ansprechen darauf, dass die Ölpumpe nicht die Förderleistung zum Liefern eines gewünschten Schmieröldrucks besitzt, nicht zu aktivieren. Das Kraftmaschinensystem enthält, dass die Ölpumpe eine Öl-Verstellpumpe ist, und dass es ferner zusätzliche Anweisungen umfasst, um die Ausgabe der Ölpumpe nicht zu erhöhen, wenn die Differenz der Kraftmaschinendrehmomente kleiner als ein Schwellenwert ist. Das Kraftmaschinensystem enthält, dass die Ölpumpe eine Öl-Verstellpumpe ist, und umfasst ferner zusätzliche Anweisungen, um die Ausgabe der Ölpumpe zu erhöhen, wenn die Differenz der Kraftmaschinendrehmomente größer als ein Schwellenwert ist. Ferner umfasst das Kraftmaschinensystem zusätzliche Anweisungen, um die Kolbenkühlstrahlen in Ansprechen darauf, dass die Ölpumpe nicht die Förderleistung zum Liefern eines gewünschten Schmieröldrucks besitzt, nicht zu aktivieren.
Nun in 2 sind interessierende simulierte Signale während des Kraftmaschinenbetriebs gezeigt. Die vertikalen Markierungen T₀–T₅ identifizieren bestimmte interessierende Zeitpunkte während der Betriebsfolge. Ähnliche Signale können beobachtet werden, wenn das Verfahren aus 3 durch den Controller 12 aus 1 ausgeführt wird.
Die erste graphische Darstellung von oben in 2 zeigt die Kolbentemperatur in Abhängigkeit von der Zeit. Die Zeit beginnt auf der linken Seite der graphischen Darstellung und nimmt nach rechts zu. Die Kolbentemperatur ist auf der X-Achse am niedrigsten und nimmt in Richtung des Y-Achsen-Pfeils zu. Die durchgezogene Linie 202 repräsentiert die Kolbentemperatur, wenn die Kolbenkühlstrahlen ausgeschaltet sind. Die Strichlinie 204 repräsentiert die Kolbentemperatur, wenn die Kolbenkühlstrahlen eingeschaltet sind.
Die zweite graphische Darstellung von oben in 2 zeigt die Grenz-Zündfunkenzeiteinstellung in Abhängigkeit von der Zeit. Die Zeit beginnt auf der linken Seite der graphischen Darstellung und nimmt nach rechts zu. Der Grenzzündfunken ist auf der X-Achse gegenüber dem oberen Totpunkt Verdichtungstakt am wenigsten nach früh verstellt und wird in Richtung des Y-Achsen-Pfeils nach früh verstellt. Die durchgezogene Linie 206 repräsentiert den Grenzzündfunken mit ausgestellten Kolbenkühlstrahlen. Die Strichlinie 208 repräsentiert den Grenzzündfunken mit angestellten Kolbenkühlstrahlen.
Die dritte graphische Darstellung von oben in 2 zeigt eine Änderung oder Differenz des Kraftmaschinendrehmoments zwischen dem Betrieb der Kraftmaschine mit aktivierten Kolbenkühlstrahlen und dem Betrieb der Kraftmaschine mit nicht aktivierten Kolbenkühlstrahlen in Abhängigkeit von der Zeit. Die Zeit beginnt auf der linken Seite der graphischen Darstellung und nimmt nach rechts zu. Das Drehmoment ist auf der X-Achse am niedrigsten und nimmt in Richtung des Y-Achsen-Pfeils zu.
Die vierte graphische Darstellung von oben in 2 zeigt das Öl-Verstellpumpen-Reibungsdrehmoment (VOP-Reibungsdrehmoment) in Abhängigkeit von der Zeit. Die Zeit beginnt auf der linken Seite der graphischen Darstellung und nimmt nach rechts zu. Das VOP-Reibungsdrehmoment nimmt in Richtung der Y-Achse zu. Die durchgezogene Linie 210 repräsentiert das VOP-Reibungsdrehmoment mit ausgeschalteten Kolbenkühlstrahlen. Die Strichlinie 210 repräsentiert das VOP-Reibungsdrehmoment mit eingeschalteten Kolbenkühlstrahlen.
Die fünfte graphische Darstellung von oben in 2 zeigt den Kolbenkühlstrahl-ein-Befehl (PCJ-ein-Befehl) in Abhängigkeit von der Zeit. Die Zeit beginnt auf der linken Seite der graphischen Darstellung und nimmt nach rechts zu. Der PCJ wird durch Öffnen eines Magnetventils (z. B. des Ventils 147 aus 1), wenn die PCJ-ein-Befehlskurve auf einem höheren Pegel ist, aktiviert. Wenn die PCJ-Befehlskurve auf dem tieferen Pegel ist, wird der PCJ nicht aktiviert.
Die sechste graphische Darstellung von oben in 2 zeigt den Förderdruck der Öl-Verstellpumpe (VOP) in Abhängigkeit von der Zeit. Die Zeit beginnt auf der linken Seite der graphischen Darstellung und nimmt nach rechts zu. Der VOP-Förderdruck nimmt in Richtung des Y-Achsen-Pfeils zu. Die durchgezogene Linie 214 repräsentiert das VOP-Reibungsdrehmoment mit ausgeschalteten Kolbenkühlstrahlen. Die Strichlinie 216 repräsentiert das VOP-Reibungsdrehmoment mit eingeschalteten Kolbenkühlstrahlen.
In graphischen Darstellungen, die zwei Kurven aufweisen, ist die Strichlinie auf demselben Niveau wie die durchgezogene Linie, wenn nur die durchgezogene Linie sichtbar ist.
Zum Zeitpunkt T₀ sind die geschätzten Kolbentemperaturen auf niedrigeren Niveaus und ist der Grenzzündfunken nach früh verstellt, was angibt, dass sie Kraftmaschine mit einer niedrigeren Kraftmaschinendrehzahl und -last arbeitet. Die Änderung der Kraftmaschinendrehzahl zwischen dem Betrieb der Kraftmaschine mit aktivierten Kolbenkühlstrahlen und dem Betrieb der Kraftmaschine mit nicht aktivierten Kolbenkühlstrahlen ist auf einem niedrigen Niveau, was angibt, dass es je nachdem, ob die Kolbenkühlstrahlen bei den gegenwärtigen Kraftmaschinenbetriebsbedingungen aktiviert sind oder nicht, nicht viel Unterschied des Kraftmaschinendrehmoments gibt. Somit wird der PCJ ausgeschaltet angewiesen und wird der VOP-Druck auf einen niedrigen Pegel angewiesen.
Zum Zeitpunkt T₁ beginnt die geschätzte Kolbentemperatur zuzunehmen und wird die Grenzzündfunkenverstellung auf eine relativ zu dem oberen Totpunkt Verdichtungstakt und zu der Kraftmaschinen-Kurbelwellenzeiteinstellung weniger nach früh verstellte Zeiteinstellung nach spät verstellt. Solche Bedingungen können repräsentativ für eine Kraftmaschine sein, die zu einer Bedingung höherer Last übergeht. Die Änderung des Kraftmaschinendrehmoments zwischen dem Betrieb der Kraftmaschine mit aktivierten Kolbenkühlstrahlen und dem Betrieb der Kraftmaschine mit nicht aktivierten Kolbenkühlstrahlen beginnt in Ansprechen auf die Grenz-Zündfunken-Zeiteinstellungsdifferenzen zwischen dem Betrieb der Kraftmaschine mit und ohne aktivierte Kolbenkühlstrahlen allmählich zuzunehmen. Das geschätzte VOP-Reibungsdrehmoment und der geschätzte VOP-Druck beginnen wegen des Betriebs der Kraftmaschine bei Bedingungen einer höheren Kraftmaschinenlast bei aktivierten Kolbenkühlstrahlen zuzunehmen. Da der geschätzte VOP-Druck für aktivierte Kolbenkühlstrahlen niedrig ist, werden die Kolbenkühlstrahlen nicht auf einen Zustand angewiesen, in dem Öl auf den Boden eines Kraftmaschinenkolbens gesprüht wird. Somit kann die VOP-Ausgabe angewiesen werden, den Öldruck zu erhöhen, bevor die Kolbenkühlstrahlen aktiviert werden.
Zum Zeitpunkt T₂ wird die geschätzte Kolbentemperatur weiter erhöht und wird die Grenz-Zündfunkenzeiteinstellung auf eine relativ zu dem oberen Totpunkt Verdichtungstakt und zu der Kraftmaschinen-Kurbelwellenzeiteinstellung weniger nach früh verstellte Zeiteinstellung nach spät verstellt. Die Änderung des Kraftmaschinendrehmoments zwischen dem Betrieb der Kraftmaschine mit aktivierten Kolbenkühlstrahlen und dem Betrieb der Kraftmaschine mit nicht aktivierten Kolbenkühlstrahlen nimmt in Ansprechen auf Grenz-Zündfunken-Zeiteinstellungsdifferenzen zwischen dem Betrieb der Kraftmaschine mit und ohne aktivierte Kolbenkühlstrahlen weiter zu. Das VOP-Reibungsdrehmoment nimmt zu und der VOP-Förderdruck-Schätzwert nimmt ebenfalls zu. Die Änderung des Kraftmaschinendrehmomentbetriebs zwischen dem Betrieb der Kraftmaschine mit aktiven Kolbenkühlstrahlen und dem Betrieb der Kraftmaschine ohne Kolbenkühlstrahlen ist größer als die Zunahme des VOP-Reibungsdrehmoments. Somit wird der Kolbenkühlstrahlbefehl auf einen aktivierten Pegel eingestellt und beginnt in Ansprechen auf die Differenz zwischen dem VOP-Reibungsdrehmoment und dem Kraftmaschinendrehmoment in Bezug auf den Grenzzündfunken die Kolbenkühlung.
Zum Zeitpunkt T₃ beginnt die geschätzte Kolbentemperatur abzunehmen und wird die Grenz-Zündfunkenzeiteinstellung relativ zu dem oberen Totpunkt Verdichtungstakt und der Kraftmaschinen-Kurbelwellenzeiteinstellung nach früh verstellt. Solche Bedingungen können repräsentativ dafür sein, dass die Kraftmaschine zu einer Bedingung niedrigerer Last übergeht. Die Änderung des Kraftmaschinendrehmoments zwischen dem Betrieb der Kraftmaschine mit aktivierten Kolbenkühlstrahlen und dem Betrieb der Kraftmaschine mit nicht aktivierten Kolbenkühlstrahlen beginnt in Ansprechen auf Grenz-Zündfunken-Zeiteinstellungsdifferenzen zwischen dem Betrieb der Kraftmaschine mit und ohne aktivierte Kolbenkühlstrahlen allmählich abzunehmen. Das geschätzte VOP-Reibungsdrehmoment und der geschätzte VOP-Druck beginnen wegen des Betriebs der Kraftmaschine bei Bedingungen niedrigerer Kraftmaschinenlast mit aktivierten Kolbenkühlstrahlen abzunehmen. Die Kolbenkühlstrahlen werden auf einen ausgeschalteten Zustand angewiesen, in dem kein Öl auf den Boden des Kraftmaschinenkolbens gesprüht wird. Somit kann die VOP-Ausgabe angewiesen werden, den Öldruck zu verringern, um reibungsbezogene Drehmomentverluste in der Kraftmaschine zu verringern.
Zum Zeitpunkt T₄ beginnt die geschätzte Kolbentemperatur wieder zuzunehmen und wird die Grenz-Zündfunkenzeiteinstellung auf eine relativ zu einem Totpunkt Verdichtungstakt und zu der Kraftmaschinen-Kurbelwellenzeiteinstellung weniger nach früh verstellte Zeiteinstellung nach spät verstellt. Solche Bedingungen können repräsentativ dafür sein, dass die Kraftmaschine zu einer Bedingung höherer Drehzahl und Last übergeht. Die Änderung des Kraftmaschinendrehmoments zwischen dem Betrieb der Kraftmaschine mit aktivierten Kolbenkühlstrahlen und dem Betrieb der Kraftmaschine mit nicht aktivierten Kolbenkühlstrahlen nimmt in Ansprechen auf Grenz-Zündfunken-Zeiteinstellungsdifferenzen zwischen dem Betrieb der Kraftmaschine mit und ohne aktivierte Kolbenkühlstrahlen zu. Das geschätzte VOP-Reibungsdrehmoment und der geschätzte VOP-Druck beginnen wegen des Betriebs der Kraftmaschine bei Bedingungen höherer Kraftmaschinendrehzahl und -last mit aktivierten Kolbenkühlstrahlen ebenfalls zuzunehmen. Da der geschätzte VOP-Druck für aktivierte Kolbenkühlstrahlen niedrig ist, werden die Kolbenkühlstrahlen nicht auf einen eingeschalteten Zustand angewiesen, in dem Öl auf den Boden des Kraftmaschinenkolbens gesprüht wird.
Zum Zeitpunkt T₅ wird die geschätzte Kolbentemperatur weiter erhöht und wird die Grenz-Zündfunkenzeiteinstellung auf eine relativ zu dem oberen Totpunkt Verdichtungstakt und der Kraftmaschinen-Kurbelwellenzeiteinstellung weniger nach früh verstellte Zeiteinstellung nach spät verstellt. Die Änderung des Kraftmaschinendrehmoments zwischen dem Betrieb der Kraftmaschine mit aktivierten Kolbenkühlstrahlen und dem Betrieb der Kraftmaschine mit nicht aktivierten Kolbenkühlstrahlen nimmt in Ansprechen auf Grenz-Zündfunken-Zeiteinstellungsdifferenzen zwischen dem Betrieb der Kraftmaschine mit und ohne aktivierte Kolbenkühlstrahlen weiter zu. Das VOP-Reibungsdrehmoment nimmt zu und der VOP-Förderdruck-Schätzwert nimmt ebenfalls zu. Die Änderung des Kraftmaschinendrehmoments zwischen dem Betrieb der Kraftmaschine mit aktivierten Kolbenkühlstrahlen und dem Betrieb der Kraftmaschine ohne Kolbenkühlstrahlen ist größer als die Zunahme des VOP-Reibungsdrehmoments. Somit wird der Kolbenkühlstrahlbefehl auf einen aktivierten Pegel eingestellt und beginnt die Kolbenkühlung. Die Kolbenkühlstrahlen werden im Vergleich dazu, wenn die Kolbenkühlstrahlen zum Zeitpunkt T₂ aktiviert werden, bei einem selben VOP-Druck aktiviert, wobei aber das Zeitintervall zwischen dem Beginn der Zunahme des VOP-Drucks und der Kolbenkühlstrahlaktivierung verringert ist, da der VOP-Druck einen gewünschten Druck eher erreicht.
Nun in 3 ist ein Ablaufplan auf hoher Ebene für den Betrieb einer Kraftmaschine gezeigt. Das Verfahren aus 3 kann über ausführbare Anweisungen bereitgestellt werden, die in dem nichtflüchtigen Speicher des Controllers 12 aus 1 gespeichert sind. Das Verfahren aus 3 kann ebenfalls die in 2 gezeigte Folge bereitstellen.
Bei 302 beurteilt das Verfahren 300, ob Kolbenkühlstrahlen (PCJ) und Öl-Verstellpumpensteuerungen (VOP-Steuerungen) verfügbar sind. Wenn das der Fall ist, lautet die Antwort ja und geht das Verfahren 300 zu 318 über. Anderenfalls lautet die Antwort nein und geht das Verfahren 300 zu 304 über. Falls die Antwort nein lautet, kann nur die VOP verfügbar sein.
Bei 318 beurteilt das Verfahren 300, ob die VOP die Förderleistung zum Bereitstellen eines gewünschten Schmieröldrucks (z. B. gewünschten Ölpumpen-Förderdrucks) besitzt. Die VOP-Ausgangsförderleistung kann durch die Kraftmaschinendrehzahl, die Öltemperatur oder andere Bedingungen begrenzt sein. In einem Beispiel wird die VOP-Förderleistung auf der Grundlage empirisch bestimmter Daten geschätzt, die in dem Controllerspeicher gespeichert sind und die über die Kraftmaschinendrehzahl, die Öltemperatur und die Ölverbraucher, die Öl von der VOP empfangen, indiziert sind. Falls die VOP die Förderleistung zum Bereitstellen des gewünschten Schmieröldrucks besitzt, lautet die Antwort ja und geht das Verfahren 300 zu 320 über. Anderenfalls lautet die Antwort nein und geht das Verfahren 300 zum Ausstieg über.
Bei 320 schätzt das Verfahren 300 die Kolbentemperatur, falls die PCJs und die VOP zum Sprühen von Öl auf den Kolben aktiviert sind. In einem Beispiel wird die Kolbentemperatur auf der Grundlage empirisch bestimmter Daten geschätzt, die in einer Tabelle oder Funktion im Speicher gespeichert sind und die über die Kraftmaschinentemperatur, die Kraftmaschinendrehzahl, die Kraftmaschinenlast und die Zündfunkenzeiteinstellung, wenn die PCJs und die VOP aktiviert sind, indiziert sind. Nachdem die Kolbentemperatur für aktivierten PCJ und aktivierte VOP bestimmt worden ist, geht das Verfahren 300 zu 322 über.
Bei 322 schätzt das Verfahren 300 die Kolbentemperatur, falls die PCJs und die VOP nicht zum Sprühen von Öl auf den Kolben aktiviert sind. In einem Beispiel wird die Kolbentemperatur auf der Grundlage empirisch geschätzter Daten, die in einer Tabelle oder Funktion im Speicher gespeichert sind und die über die Kraftmaschinentemperatur, die Kraftmaschinendrehzahl, die Kraftmaschinenlast und die Zündfunkenzeiteinstellung, wenn die PCJs und die VOP nicht aktiviert sind, indiziert sind, geschätzt. Nachdem die Kolbentemperatur für deaktivierten PCJ und deaktivierte VOP bestimmt worden ist, geht das Verfahren 300 zu 324 über.
Bei 324 bestimmt das Verfahren 300 den Grenzzündfunken (z. B. eine minimale Verstellung des Zündfunkens nach früh für eine bestimmte Kraftmaschinendrehzahl und -last, bei denen das Kraftmaschinenklopfen beginnt) für Bedingungen, unter denen die PCJs und die VOP bei der gegenwärtigen Kraftmaschinendrehzahl und -last aktiviert sind. Alternativ können die PCJs deaktiviert werden und kann die VOP im Vergleich dazu, wenn die PCJs betrieben werden, bei einem niedrigeren Förderdruck betrieben werden. In einem Beispiel wird der Grenzzündfunken für aktivierten PCJ und aktivierte VOP empirisch bestimmt und in einer Tabelle oder Funktion, die über die Kolbentemperatur von 320, die Kraftmaschinendrehzahl und die Kraftmaschinenlast indiziert ist, gespeichert. Somit berücksichtigt der Grenzzündfunken für aktivierten PCJ und aktivierte VOP die Kolbentemperaturkühlung, die den PCJ und die VOP bereitstellen. Nachdem der Grenzzündfunken für aktivierten PCJ und aktivierte VOP bestimmt worden ist, geht das Verfahren 300 zu 326 über.
Bei 326 bestimmt das Verfahren 300 bei der gegenwärtigen Kraftmaschinendrehzahl und -last den Grenzzündfunken für Bedingungen, unter denen die PCJs und die VOP nicht aktiviert sind oder unter denen die VOP mit einer niedrigeren Ausgangsförderleistung betrieben wird. In einem Beispiel wird der Grenzzündfunken für inaktiven PCJ und inaktive VOP empirisch bestimmt und in einer Tabelle oder Funktion gespeichert, die über die Kolbentemperatur von 322, die Kraftmaschinendrehzahl und die Kraftmaschinenlast indiziert ist. Somit berücksichtigt der Grenzzündfunken für deaktivierten PCJ und deaktivierte VOP die Kolbentemperatur, wenn der PCJ und die VOP nicht zum Bereitstellen einer Kolbenkühlung aktiviert sind. Nachdem der Grenzzündfunken für deaktivierten PCJ und deaktivierte VOP bestimmt worden ist, geht das Verfahren 300 zu 328 über.
Bei 328 bestimmt das Verfahren 300 die Kraftmaschinen-Drehmomentänderung in Bezug auf die Grenzzündfunkenverstellung nach früh. In einem Beispiel beruht die Kraftmaschinen-Drehmomentänderung in Bezug auf die Zündfunkenverstellung nach früh auf einem ersten Grenzzündfunken, bei dem der PCJ und die VOP aktiviert sind, und auf einem zweiten Grenzzündfunken, bei dem der PCJ und die VOP deaktiviert sind oder bei dem die VOP mit einem niedrigeren Förderdruck betrieben wird, insbesondere auf einer Funktion, die empirisch bestimmte Kraftmaschinen-Drehmomentschätzungs-Modifizierer empirisch speichert, die einen Wert ausgibt, der mit dem gegenwärtigen von der Kraftmaschine angegebenen Drehmoment multipliziert wird, um eine Kraftmaschinen-Drehmomentänderung in Bezug auf die Grenzzündfunkenverstellung nach früh zu bestimmen. In einem Beispiel ist die Funktion auf der Grundlage der Kraftmaschinendrehzahl und einer Differenz zwischen dem Grenzzündfunken für Bedingungen, unter denen die PCJs und die VOP bei der gegenwärtigen Kraftmaschinendrehzahl und -last nicht aktiviert sind, und einem Grenzzündfunken für Bedingungen, unter denen die PCJs und die VOP bei der gegenwärtigen Kraftmaschinendrehzahl und -last aktiviert sind, indiziert. Somit ist die Funktion über die gegenwärtige Kraftmaschinendrehzahl und die gegenwärtige Differenz zwischen zwei Grenz-Zündfunkenzeiteinstellungen, einer Grenz-Zündfunkenzeiteinstellung, bei der der PCJ und die VOP aktiv sind, und einer Grenz-Zündfunkenzeiteinstellung, bei der der PCJ und die VOP nicht aktiv sind, indiziert. Nachdem die Kraftmaschinen-Drehmomentänderung in Bezug auf die Grenz-Zündfunkenzeiteinstellung bestimmt worden ist, geht das Verfahren 300 zu 330 über.
Bei 330 bestimmt das Verfahren 300 das VOP-Drehmoment, falls die VOP und der PCJ aktiviert sind. In einem Beispiel schätzt das Verfahren 300 das VOP-Drehmoment über Tabellen oder Funktionen, die empirisch bestimmte Drehmomente in Bezug auf den VOP-Betrieb halten. Insbesondere enthält die VOP-Drehmomentschätzung ein VOP-Drehmoment, das auf der Kraftmaschinendrehzahl beruht, zuzüglich Modifizierern für den VOP-Druck und für die Kraftmaschinenöltemperatur. Mit zunehmendem VOP-Förderdruck, mit abnehmendem Öldruck und mit zunehmender Kraftmaschinendrehzahl nimmt das VOP-Drehmoment zu. Mit abnehmendem VOP-Förderdruck, mit zunehmender Öltemperatur und mit abnehmender Kraftmaschinendrehzahl nimmt das VOP-Drehmoment ab. Nachdem das VOP-Drehmoment bestimmt worden ist, geht das Verfahren 300 zu 332 über.
Bei 332 bestimmt das Verfahren 300 das VOP-Drehmoment, falls VOP und PCJ nicht aktiviert sind. Alternativ kann die VOP mit einem niedrigeren Förderdruck betrieben werden, als wenn die PCJs arbeiten. In einem Beispiel schätzt das Verfahren 300 das VOP-Drehmoment über Tabellen oder Funktionen, die empirisch bestimmte Drehmomente in Bezug auf eine deaktivierte VOP halten. Insbesondere enthält die VOP-Drehmomentschätzung ein VOP-Basisdrehmoment, das auf der Kraftmaschinendrehzahl beruht, zuzüglich Modifizierern für den VOP-Druck und für die Kraftmaschinenöltemperatur. Mit zunehmendem VOP-Förderdruck, mit abnehmender Öltemperatur und mit zunehmender Kraftmaschinendrehzahl nimmt das VOP-Drehmoment zu. Mit abnehmendem VOP-Förderdruck, mit zunehmender Öltemperatur und mit abnehmender Kraftmaschinendrehzahl nimmt das VOP-Drehmoment ab. Das VOP-Drehmoment für eine deaktivierte VOP ist niedriger als das Drehmoment für eine aktivierte VOP. Nachdem das VOP-Drehmoment bestimmt worden ist, geht das Verfahren 300 zu 334 über.
Bei 334 bestimmt das Verfahren 300 die VOP-Drehmomentänderung zwischen Betrieb der VOP und Nichtbetrieb der VOP bei den gegenwärtigen Kraftmaschinenbetriebsbedingungen. Insbesondere wird das bei 332 bestimmte VOP-Drehmoment von dem bei 330 bestimmten VOP-Drehmoment subtrahiert. Nachdem die VOP-Drehmomentänderung bestimmt worden ist, geht das Verfahren 300 zu 336 über.
Bei 336 beurteilt das Verfahren 300, ob das durch den Betrieb der VOP und des PCJ bereitgestellte Nutzdrehmoment größer als ein Schwellenbetrag des Drehmoments ist. Insbesondere wird die bei 334 bestimmte VOP-Drehmomentänderung von der bei 328 bestimmten Kraftmaschinen-Drehmomentänderung in Bezug auf die Zündfunkenverstellung nach früh subtrahiert. Falls das Ergebnis größer als ein vorgegebenes Drehmoment ist, lautet die Antwort ja und geht das Verfahren 300 zu 340 über. Anderenfalls lautet die Antwort nein und geht das Verfahren 300 zu 338 über.
Bei 338 deaktiviert das Verfahren 300 die PCJs und die VOP. Die PCJs können über Schließen eines Ventils, das die Ölströmung von der VOP zu den PCJs reguliert, deaktiviert werden. Die VOP kann über die Anweisung des Öldrucks null deaktiviert werden. Falls die VOP anderen Kraftmaschinenkomponenten Öl zuführt, kann der VOP-Förderdruck im Vergleich zu dem, wenn die VOP dem PCJ Öl zuführen würde, auf einen niedrigeren Förderdruck angewiesen werden. Nachdem der PCJ deaktiviert worden ist und nachdem die VOP deaktiviert worden ist oder auf einen niedrigeren Ausgangsdruck angewiesen worden ist, geht das Verfahren 300 zum Ausstieg über.
Bei 340 aktiviert das Verfahren 300 die VOP. Die VOP kann über Erhöhen des VOP-Förderdrucks aktiviert werden, um dem PCJ Öl zuzuführen. Der VOP-Förderdruck wird auf der Grundlage der gewünschten Anzahl aktiver PCJs, der Öltemperatur, der Kraftmaschinendrehzahl, der Kraftmaschinenlast und der Kolbentemperatur erhöht. Nachdem die VOP aktiviert worden ist, geht das Verfahren 300 zu 342 über.
Bei 324 aktiviert das Verfahren 300 den PCJ, nachdem der VOP-Förderdruck einen gewünschten Druck erreicht hat. Dadurch, dass gewartet wird, bis ein gewünschter Förderdruck erreicht ist, können die PCJs so aktiviert werden, dass sie Öl mit ausreichender Geschwindigkeit sprühen, um den Kolben zu erreichen, so dass sich der Öldruck schneller aufbauen kann, als wenn die VOP und die PCJs gleichzeitig aktiviert würden, obwohl die VOP und die PCJs in einigen Fällen gleichzeitig aktiviert werden können. Nachdem die VOP und die PCJs aktiviert worden sind, geht das Verfahren 300 zum Ausstieg über.
Bei 304 beurteilt das Verfahren 300, ob die VOP die Förderleistung zum Bereitstellen eines gewünschten Schmieröldrucks (d. h. eines gewünschten Ölpumpenförderdrucks) besitzt. Die VOP-Ausgangsförderleistung kann durch die Kraftmaschinendrehzahl, die Öltemperatur oder andere Bedingungen begrenzt sein. In einem Beispiel wird die VOP-Förderleistung auf der Grundlage empirisch bestimmter Daten, die in dem Controllerspeicher gespeichert sind und die über die Kraftmaschinendrehzahl, die Öltemperatur und die Ölverbraucher, die Öl von der VOP empfangen, indiziert sind, geschätzt. Falls die VOP die Förderleistung zum Bereitstellen des gewünschten Schmieröldrucks besitzt, lautet die Antwort ja und geht das Verfahren 300 zu 306 über. Anderenfalls lautet die Antwort nein und geht das Verfahren 300 zum Ausstieg über.
Bei 306 bestimmt das Verfahren 300 den Grenzzündfunken (z. B. eine minimale Zündfunkenverstellung nach früh für eine bestimmte Kraftmaschinendrehzahl und -last, bei denen das Kraftmaschinenklopfen beginnt) für Bedingungen, unter denen die VOP bei der gegenwärtigen Kraftmaschinendrehzahl und -last aktiviert sind. In einem Beispiel wird der Grenzzündfunken für aktivierte VOP ohne Einzel-PCJ-Steuerung empirisch bestimmt und in einer Tabelle oder Funktion gespeichert, die über die Kraftmaschinendrehzahl und die Kraftmaschinenlast indiziert ist. Somit enthält der geschätzte Grenzzündfunken für aktivierte VOP ohne Einzel-PCJ-Steuerung weniger Informationen als der bei 320 bereitgestellte Schätzwert. Nachdem der Grenzzündfunken für aktivierte VOP bestimmt worden ist, geht das Verfahren 300 zu 308 über.
Bei 308 bestimmt das Verfahren 300 den Grenzzündfunken für Bedingungen, unter denen die VOP bei der gegenwärtigen Kraftmaschinendrehzahl und -last nicht aktiviert ist oder mit einer niedrigeren Ausgangsförderleistung betrieben wird. In einem Beispiel wird der Grenzzündfunken für inaktive VOP empirisch bestimmt und in einer Tabelle oder Funktion, die über die Kraftmaschinendrehzahl und Kraftmaschinenlast indiziert ist, gespeichert. Somit wird der Grenzzündfunken für deaktivierte VOP im Vergleich zu einer ähnlichen Bestimmung bei 326 vereinfacht. Nachdem der Grenzzündfunken für deaktivierte VOP bestimmt worden ist, geht das Verfahren 300 zu 310 über.
Bei 310 bestimmt das Verfahren 300 die Kraftmaschinen-Drehmomentänderung in Bezug auf die Grenzzündfunkenverstellung nach früh. In einem Beispiel beruht die Kraftmaschinen-Drehmomentänderung in Bezug auf die Zündfunkenverstellung nach früh auf einem ersten Grenzzündfunken, bei dem die VOP aktiviert ist, und auf einem zweiten Grenzzündfunken, bei dem die VOP deaktiviert ist, insbesondere auf einer Funktion, die empirisch bestimmte Kraftmaschinen-Drehmomentschätzungs-Modifizierer speichert, die einen Wert ausgibt, der mit dem gegenwärtigen von der Kraftmaschine angegebenen Drehmoment multipliziert wird, um eine Kraftmaschinen-Drehmomentänderung in Bezug auf die Grenzzündfunkenverstellung nach früh zu bestimmen. In einem Beispiel ist die Funktion auf der Grundlage der Kraftmaschinendrehzahl und einer Differenz zwischen dem Grenzzündfunken für Bedingungen, unter denen die VOP bei der gegenwärtigen Kraftmaschinendrehzahl und -last nicht aktiviert ist, und einem Grenzzündfunken für Bedingungen, unter denen die VOP bei der gegenwärtigen Kraftmaschinendrehzahl und -last aktiviert ist, indiziert. Somit wird die Funktion über die gegenwärtige Kraftmaschinendrehzahl und die gegenwärtige Differenz zwischen zwei Grenz-Zündfunkenzeiteinstellungen indiziert. Eine Grenz-Zündfunkenzeiteinstellung ist für eine aktive VOP, die andere Grenz-Zündfunkenzeiteinstellung ist für eine deaktivierte VOP oder für den Betrieb der VOP mit einer niedrigeren Ausgangsförderleistung. Nachdem die Kraftmaschinen-Drehmomentänderung in Bezug auf die Grenz-Zündfunkenzeiteinstellung bestimmt worden ist, geht das Verfahren 300 zu 312 über.
Bei 312 bestimmt das Verfahren 300 das VOP-Drehmoment, falls die VOP aktiviert ist. In einem Beispiel schätzt das Verfahren 300 das VOP-Drehmoment über Tabellen oder Funktionen, die empirisch bestimmte Drehmomente halten, die sich auf den VOP-Betrieb beziehen. Insbesondere enthält der VOP-Drehmomentschätzwert ein VOP-Basisdrehmoment, das auf der Kraftmaschinendrehzahl beruht, zuzüglich Modifizierern für den VOP-Druck und für die Kraftmaschinenöltemperatur. Mit zunehmendem VOP-Förderdruck, abnehmender Öltemperatur und zunehmender Kraftmaschinendrehzahl nimmt das VOP-Drehmoment zu. Mit abnehmendem VOP-Förderdruck, mit zunehmender Öltemperatur und mit abnehmender Kraftmaschinendrehzahl nimmt das VOP-Drehmoment ab. Nachdem das VOP-Drehmoment bestimmt worden ist, geht das Verfahren 300 zu 314 über.
Bei 314 bestimmt das Verfahren 300 das VOP-Drehmoment, falls die VOP nicht aktiviert ist oder mit einer niedrigeren Ausgangsförderleistung arbeitet. In einem Beispiel schätzt das Verfahren 300 das VOP-Drehmoment über Tabellen oder Funktionen, die empirisch bestimmte Drehmomente halten, die sich auf eine deaktivierte VOP beziehen. Insbesondere enthält der VOP-Drehmomentschätzwert ein VOP-Basisdrehmoment, das auf der Kraftmaschinendrehzahl beruht, zuzüglich Modifizierern für den VOP-Druck und für die Kraftmaschinenöltemperatur. Mit zunehmendem VOP-Förderdruck, mit abnehmender Öltemperatur und mit zunehmender Kraftmaschinendrehzahl nimmt das VOP-Drehmoment zu. Mit abnehmendem VOP-Förderdruck, mit zunehmender Öltemperatur und mit abnehmender Kraftmaschinendrehzahl nimmt das VOP-Drehmoment ab. Das VOP-Drehmoment für eine deaktivierte VOP ist niedriger als das Drehmoment für eine aktivierte VOP. Nachdem das VOP-Drehmoment bestimmt worden ist, geht das Verfahren 300 zu 316 über.
Bei 316 bestimmt das Verfahren 300 die VOP-Drehmomentänderung zwischen dem Betrieb der VOP und dem Nichtbetrieb der VOP bei den gegenwärtigen Kraftmaschinenbetriebsbedingungen. Insbesondere wird das bei 314 bestimmte VOP-Drehmoment von dem bei 312 bestimmten VOP-Drehmoment subtrahiert. Nachdem die VOP-Drehmomentänderung bestimmt worden ist, geht das Verfahren 300 zu 336 über.
Auf diese Weise können die PCJs und die VOP wahlweise betrieben werden, um eine verbesserte Kraftmaschinen-Kraftstoffwirtschaftlichkeit und Kolbenkühlung bereitzustellen. Die Vorteile der Aktivierung der PCJs und der VOP werden gegenüber dem Effizienzverlust für den Betrieb der PCJs und der VOP abgewogen.
Somit stellt das Verfahren aus 3 einen Betrieb einer Kraftmaschine bereit, wobei das Verfahren umfasst: Betreiben eines Kolbenkühlstrahls in Ansprechen auf eine Kraftmaschinen-Drehmomentdifferenz zwischen dem Betreiben bei einem Grenzzündfunken, während der Kühlstrahl bei einer Kraftmaschinendrehzahl und -last betrieben wird, und dem Betreiben bei einem Grenzzündfunken, während der Kolbenkühlstrahl bei einer Kraftmaschinendrehzahl und -last nicht betrieben wird. Das Verfahren enthält, dass der Kolbenkühlstrahl Kraftmaschinenöl auf einen Boden eines Kolbens sprüht. Das Verfahren enthält, dass der Kolbenkühlstrahl über ein Erhöhen einer Ausgabe einer Ölpumpe betrieben wird.
In einigen Beispielen enthält das Verfahren, dass der Kolbenkühlstrahl über Öffnen eines Ventils zwischen einer Ölpumpe und dem Kolbenkühlstrahl betrieben wird. Ferner umfasst das Verfahren ein Kolbentemperaturmodell und das Schätzen des Grenzzündfunkens, während die Kolbenkühlstrahlen betrieben werden, auf der Grundlage einer Ausgabe von dem Kolbentemperaturmodell. Ferner umfasst das Verfahren das Schätzen einer Kraftmaschinenölpumpen-Ausgabeförderleistung und das Schätzen, ob die Kraftmaschinenölpumpenausgabe eine Förderleistung zum Erfüllen eines gewünschten Kraftmaschinenschmierungsdrucks besitzt. Ferner umfasst das Verfahren das Betreiben der Kolbenkühlstrahlen, wenn die Kraftmaschinenölpumpe die Förderleistung zum Erfüllen des gewünschten Kraftmaschinenschmierungsdrucks besitzt und wenn die Kraftmaschinen-Drehmomentdifferenz größer als ein Schwellendrehmoment ist. Das Verfahren enthält, dass das Betreiben des Kolbenkühlstrahls ferner in Ansprechen auf ein Kraftmaschinen-Nutzdrehmoment erfolgt.
In einem anderen Beispiel stellt das Verfahren aus 3 das Betreiben einer Kraftmaschine bereit, wobei das Verfahren umfasst: Betreiben von Kraftmaschinenkühlstrahlen in Ansprechen auf eine Kraftmaschinen-Reibungsdrehmomentdifferenz zwischen dem Betreiben der Kraftmaschinenkühlstrahlen bei einer Kraftmaschinendrehzahl und -last und dem Nichtbetreiben von Kraftmaschinenkühlstrahlen bei der Kraftmaschinendrehzahl und -last. Ferner umfasst das Verfahren das Betreiben der Kraftmaschinenkühlstrahlen in Ansprechen auf eine Kraftmaschinen-Drehmomentdifferenz zwischen dem Betreiben bei einem Grenzzündfunken, während die Kraftmaschinenkühlstrahlen bei einer Kraftmaschinendrehzahl und -last betrieben werden, und dem Betreiben bei einem Grenzzündfunken, während die Kraftmaschinenkühlstrahlen bei der Kraftmaschinendrehzahl und -last nicht betrieben werden.
In einem weiteren Beispiel umfasst das Verfahren aus 3 ferner das Betreiben der Kraftmaschinenkühlstrahlen in Ansprechen auf eine Differenz zwischen der Kraftmaschinen-Reibungsdrehmomentdifferenz und der Kraftmaschinen-Drehmomentdifferenz. Das Verfahren enthält, dass die Differenz zwischen der Kraftmaschinen-Reibungsdrehmomentdifferenz und der Kraftmaschinen-Drehmomentdifferenz ein Schätzwert eines Nutzdrehmoments ist. Das Verfahren enthält, dass die Kraftmaschinenkühlstrahlen betrieben werden, wenn das Nutzdrehmoment größer als ein Schwellendrehmoment ist. Das Verfahren enthält, dass die Kraftmaschinenkühlstrahlen über ein Ventil zwischen einer Kraftmaschinenölpumpe und den Kraftmaschinenkühlstrahlen betrieben werden.
Wie der Durchschnittsfachmann auf dem Gebiet würdigen wird, können die in 3 beschriebenen Verfahren eine oder mehrere irgendeiner Anzahl von Verarbeitungsstrategien wie etwa ereignisgesteuert, unterbrechungsgesteuert, Multitasking, Multithreading und dergleichen repräsentieren. Somit können verschiedene dargestellte Schritte oder Funktionen in der dargestellten Reihenfolge ausgeführt werden, parallel ausgeführt werden oder in einigen Fällen wegelassen sein. Gleichfalls ist die Reihenfolge der Verarbeitung nicht notwendig erforderlich, um die hier beschriebenen Aufgaben, Merkmale und Vorteile zu erzielen, sondern zur Erleichterung der Veranschaulichung und Beschreibung gegeben. Obwohl dies nicht explizit dargestellt ist, erkennt der Durchschnittsfachmann auf dem Gebiet, dass einer oder mehrere der dargestellten Schritte oder Funktionen je nach der bestimmten verwendeten Strategie wiederholt ausgeführt werden können.
Damit ist die Beschreibung abgeschlossen. Wenn sie der Fachmann auf dem Gebiet liest, erkennt er viele Änderungen und Abwandlungen, ohne von dem Erfindungsgedanken und Schutzumfang der Beschreibung abzuweichen. Zum Beispiel könnten Einzylinder, I2-, I3-, I4-, I5-, V6-, V8-, V10-, V12- und V16-Kraftmaschinen, die mit Erdgas, Benzin, Diesel oder alternativen Kraftstoffkonfigurationen arbeiten, die vorliegende Erfindung vorteilhaft verwenden.

Claims

Verfahren zum Betreiben einer Kraftmaschine, wobei das Verfahren Folgendes umfasst: Betreiben eines Kolbenkühlstrahls in Ansprechen auf eine Kraftmaschinen-Drehmomentdifferenz zwischen dem Betreiben bei einem Grenzzündfunken, während der Kolbenkühlstrahl bei einer Kraftmaschinendrehzahl und -last betrieben wird, und dem Betreiben bei einem Grenzzündfunken, während der Kolbenkühlstrahl bei der Kraftmaschinendrehzahl und -last nicht betrieben wird.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Kolbenkühlstrahl Kraftmaschinenöl auf eine Bodenseite eines Kolbens sprüht.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Kolbenkühlstrahl über Erhöhen der Ausgabe einer Ölpumpe betrieben wird.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Kolbenkühlstrahl über das Öffnen eines Ventils zwischen einer Ölpumpe und dem Kolbenkühlstrahl betrieben wird.
Verfahren nach Anspruch 1, das ferner ein Kolbentemperaturmodell und das Schätzen des Grenzzündfunkens, während die Kolbenkühlstrahlen betrieben werden, auf der Grundlage einer Ausgabe von dem Kolbentemperaturmodell umfasst.
Verfahren nach Anspruch 1, das ferner das Schätzen einer Kraftmaschinenölpumpen-Ausgabeförderleistung und das Schätzen, ob die Kraftmaschinenölpumpenausgabe eine Förderleistung zum Erfüllen eines gewünschten Kraftmaschinenschmierungsdrucks besitzt, umfasst.
Verfahren nach Anspruch 6, das ferner das Betreiben der Kolbenkühlstrahlen, wenn die Kraftmaschinenölpumpe die Förderleistung zum Erfüllen des gewünschten Kraftmaschinenschmierungsdrucks besitzt und wenn die Kraftmaschinen-Drehmomentdifferenz größer als ein Schwellendrehmoment ist, umfasst.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Betreiben des Kolbenkühlstrahls ferner in Ansprechen auf ein Kraftmaschinen-Nutzdrehmoment erfolgt.
Verfahren zum Betreiben einer Kraftmaschine, wobei das Verfahren Folgendes umfasst: Betreiben von Kraftmaschinenkühlstrahlen in Ansprechen auf eine Kraftmaschinen-Reibungsdrehmomentdifferenz zwischen dem Betreiben der Kraftmaschinenkühlstrahlen bei einer Kraftmaschinendrehzahl und -last und dem Nichtbetreiben der Kraftmaschinenkühlstrahlen bei der Kraftmaschinendrehzahl und -last.
Verfahren nach Anspruch 9, das ferner das Betreiben der Kraftmaschinenkühlstrahlen in Ansprechen auf eine Kraftmaschinen-Drehmomentdifferenz zwischen dem Betreiben bei einem Grenzzündfunken, während die Kolbenkühlstrahlen bei einer Kraftmaschinendrehzahl und -last betrieben werden, und dem Betreiben bei einem Grenzzündfunken, während die Kolbenkühlstrahlen bei der Kraftmaschinendrehzahl und -last nicht betrieben werden, umfasst.
Verfahren nach Anspruch 10, das ferner das Betreiben der Kraftmaschinenkühlstrahlen in Ansprechen auf eine Differenz zwischen der Kraftmaschinen-Reibungsdrehmomentdifferenz und der Kraftmaschinen-Drehmomentdifferenz umfasst.
Verfahren nach Anspruch 11, wobei die Differenz zwischen der Kraftmaschinen-Reibungsdrehmomentdifferenz und der Kraftmaschinen-Drehmomentdifferenz ein Schätzwert eines Nutzdrehmoments ist.
Verfahren nach Anspruch 12, wobei die Kraftmaschinenkühlstrahlen betrieben werden, wenn das Nutzdrehmoment größer als ein Schwellendrehmoment ist.
Verfahren nach Anspruch 9, wobei die Kraftmaschinenkühlstrahlen über ein Ventil zwischen einer Kraftmaschinenölpumpe und den Kraftmaschinenkühlstrahlen betrieben werden.
Kraftmaschinensystem, das Folgendes umfasst: einen Kolben; einen Kolbenkühlstrahl, der wahlweise Öl auf den Kolben sprüht; eine Ölpumpe, die dem Kolbenkühlstrahl Öl zuführt; und einen Controller, der ausführbare nichtflüchtige Anweisungen zum Ändern einer Ausgabe der Ölpumpe in Ansprechen auf eine Differenz der Kraftmaschinendrehmomente enthält.
Kraftmaschinensystem nach Anspruch 15, wobei die Differenz der Kraftmaschinendrehmomente eine Differenz zwischen einer Differenz der Kraftmaschinenreibungsdrehmomente und einer Differenz der Kraftmaschinengrenzdrehmomente bei der Kraftmaschinendrehzahl und -last ist.
Kraftmaschinensystem nach Anspruch 16, das ferner Anweisungen umfasst, um die Kolbenkühlstrahlen in Ansprechen darauf, dass die Ölpumpe nicht die Förderleistung zum Liefern eines gewünschten Schmieröldrucks besitzt, nicht zu aktivieren.
Kraftmaschinensystem nach Anspruch 16, wobei die Ölpumpe eine Öl-Verstellpumpe ist und ferner zusätzliche Anweisungen umfasst, um die Ausgabe der Ölpumpe nicht zu erhöhen, wenn die Differenz der Kraftmaschinendrehmomente kleiner als ein Schwellenwert ist.
Kraftmaschinensystem nach Anspruch 16, wobei die Ölpumpe eine Öl-Verstellpumpe ist und ferner zusätzliche Anweisungen umfasst, um die Ausgabe der Ölpumpe zu erhöhen, wenn die Differenz der Kraftmaschinendrehmomente größer als ein Schwellenwert ist.
Kraftmaschinensystem nach Anspruch 16, das ferner zusätzliche Anweisungen umfasst, um die Kolbenkühlstrahlen in Ansprechen darauf, dass die Ölpumpe nicht die Förderleistung zum Liefern eines gewünschten Schmieröldrucks besitzt, nicht zu aktivieren.