DE102020122753A1

DE102020122753A1 - Verfahren und system für ein motorschmiersystem mit einem dreistufigen ölkühlerumgehungsventil

Info

Publication number: DE102020122753A1
Application number: DE102020122753.1A
Authority: DE
Inventors: Ben Xuehai Ni
Original assignee: Ford Global Technologies LLC
Current assignee: Ford Global Technologies LLC
Priority date: 2019-09-06
Filing date: 2020-08-31
Publication date: 2021-03-11
Also published as: US20210071551A1; US11035265B2; CN112459862A

Abstract

Es werden Verfahren und Systeme zum Steuern einer Temperatur eines Öls bereitgestellt, das zum Schmieren eines Motors eines Fahrzeugs verwendet wird. In einem Beispiel umfasst ein Verfahren Steuern einer Ölpumpe, um ein Öl mit einem ersten Druck, einem zweiten Druck oder einem dritten Druck zu pumpen, um ein Ölkühlerumgehungsventil in Abhängigkeit von Motorbetriebsbedingungen jeweils in eine erste Position, eine zweite Position oder eine dritte Position vorzuspannen. Auf diese Art und Weise kann Öl abhängig von Motorbetriebsbedingungen selektiv durch oder um den Ölkühler geleitet werden, was dazu dienen kann, die Öltemperatur im Einklang mit den Betriebsbedingungen zu steuern und zusätzlich die Kraftstoffeffizienz zu verbessern, indem eine Last an der Ölpumpe reduziert wird, wenn die Betriebsbedingungen derart sind, dass die Ölpumpe umgangen werden kann.

Description

GEBIET DER TECHNIK
Die vorliegende Beschreibung betrifft im Allgemeinen Verfahren und Systeme zum Steuern einer Strömung von Öl durch oder um einen Ölkühler mittels eines dreistufigen Ölkühlerumgehungsventils in Abhängigkeit des Öldrucks aus einer Ölpumpe.
ALLGEMEINER STAND DER TECHNIK
Ein Fahrzeugmotor beinhaltet eine Vielzahl von beweglichen Teilen. Zum Beispiel bewegen sich Kolben im Inneren von Motorzylindern aufwärts und abwärts, was unterschiedlichen Takten des Motors entspricht. Dementsprechend ist es zwingend erforderlich, dass Motorsysteme ordnungsgemäß geschmiert werden, um unerwünschte Geräusche, Schwingungen und Rauigkeit (noise, vibration and harshness - NVH) zu verhindern und um Motorbeeinträchtigung zu reduzieren.
Ein Motorschmiersystem kann eine mit Motoröl gefüllte Ölwanne und eine Ölpumpe, die Öl aus der Ölwanne saugen kann, beinhalten. Öl, das aus der Ölwanne gesaugt wird, kann durch ein Sieb gesaugt werden und kann dann durch ein Ölfilter zu Motorhauptlagern und einem Öldruckmesser geleitet werden. Von den Hauptlagern gelangt das Öl in gebohrte Kanäle in einer Kurbelwelle und Pleuellager einer Pleuelstange. Ölschleudern, das durch die sich drehende Kurbelwelle verteilt wird, kann Motorzylinderwände und Zapfenlager schmieren. Überschüssiges Öl kann durch Abstreifringe an einem Kolben abgestreift werden. Motoröl kann zudem Nockenwellenlager und die Steuerkette oder Zahnräder an dem Nockenwellenantrieb schmieren. Überschüssiges Motoröl in dem System läuft dann zurück zu der Ölwanne ab.
In einigen Beispielen kann ein Wärmetauscher (in dieser Schrift auch als Ölkühler bezeichnet) zwischen der Ölpumpe und dem Ölfilter positioniert sein. Der Motorölkühler kann dazu konfiguriert sein, Motoröl während des Motorbetriebs zu kühlen oder zu erwärmen. Zum Beispiel kann ein Ölkühler eine gleichmäßigere Temperatur in dem gesamten Motor ermöglichen, was die Wahrscheinlichkeit einer Motorbeeinträchtigung reduzieren kann, die Motorleistung erhöhen kann und die Kraftstoffeffizienz verbessern kann.
Es gibt jedoch bestimmte Fahrzeugbetriebsbedingungen, bei denen es wünschenswert sein kann, den Motorölkühler zu umgehen. Zu diesem Zweck offenbart das US-Patent Nr. 9,896,979 ein System zum Steuern einer Temperatur von Öl in einem Motor, wobei das System einen Wärmetauscher beinhaltet, der dazu konfiguriert ist, Öl aus dem Motor aufzunehmen, die Temperatur des Öls zu modifizieren und das Öl mit modifizierter Temperatur zu dem Motor zurückzuführen. Das System beinhaltet ein Ventil, das dazu konfiguriert ist, das Öl während eines Aufwärmvorgangs des Motors durch den Wärmetauscher zu leiten, sodass die Öltemperatur erhöht wird. Das Ventil ist dazu konfiguriert, das Öl während eines Betriebs des Motors mit niedriger Last so zu leiten, dass es den Wärmetauscher umgeht, sodass die Temperatur des Öls erhöht wird. Darüber hinaus ist das Ventil dazu konfiguriert, das Öl während eines Betriebs des Motors mit hoher Last durch den Wärmetauscher zu leiten, sodass die Temperatur des Öls verringert wird.
Die Erfinder der vorliegenden Erfindung haben jedoch mögliche Probleme bei einem derartigen System erkannt. Konkret wird das Ventil auf Grundlage einer Öldruckdifferenz betrieben, die von der Viskosität, Temperatur und Strömungsrate des Öls abhängig ist, und somit kann es schwierig sein, eine Feder für das Ventil zu entwickeln, die in einer breiten Bandbreite der Viskosität, Temperatur und Strömungsrate des Öls wie gewünscht reagiert. Darüber hinaus beinhaltet das Ventil einen zusätzlichen Aktor (z. B. Wachsthermostat oder elektromagnetisches Magnetventil) zum Leiten von Öl, um den Wärmetauscher unter Hochlastbedingungen zu umgehen.
KURZDARSTELLUNG
Die Erfinder der vorliegenden Erfindung haben Systeme und Verfahren entwickelt, um die vorstehend genannten Probleme zumindest teilweise zu beheben. In einem Beispiel umfasst ein Verfahren Steuern einer Ölpumpe, um ein Öl zum Schmieren eines Motors mit einem ersten Druck, einem zweiten Druck oder einem dritten Druck zu pumpen, um ein Ölkühlerumgehungsventil in Abhängigkeit von Motorbetriebsbedingungen jeweils in eine erste Position, eine zweite Position oder eine dritte Position vorzuspannen, um das Öl selektiv durch oder um einen Ölkühler zu leiten. Auf diese Weise kann eine Steuerung eines Fahrzeugs einer Ölpumpe mit variablem Durchsatz befehlen, Öl im Einklang mit bestimmten Motorbetriebsbedingungen mit variierenden Drücken zu pumpen, und das Umgehungsventil stellt sich passiv auf die variierenden Drücke ein, um zu steuern, ob das Öl den Ölkühler umgeht oder durch den Ölkühler geleitet wird. Eine derartige Methodik kann die Kraftstoffeffizienz verbessern, indem eine Last an der Ölpumpe reduziert wird, wenn die Betriebsbedingungen derart sind, dass der Ölkühler umgangen werden kann.
In einem ersten Beispiel für das Verfahren ist die erste Position eine erste offene Position, in der das Öl um den Ölkühler geleitet wird, ist die zweite Position eine geschlossene Position, in der verhindert wird, dass Öl um den Ölkühler geleitet wird, und ist die dritte Position eine zweite offene Position, in der das Öl um den Ölkühler geleitet wird. Der erste Druck kann größer als der zweite Druck sein und der zweite Druck kann wiederum größer als der dritte Druck sein. Zum Beispiel kann der erste Druck größer als 500 kPa sein, kann der zweite Druck zwischen 250 und 400 kPa liegen und kann der dritte Druck zwischen 100-200 kPa liegen.
Als ein anderes Beispiel kann das Verfahren Vorspannen des Ölkühlerumgehungsventils in die erste Position bei einem Kaltstartereignis des Motors beinhalten, bei dem eine Temperatur des Öls mehr als einen Schwellenwert unter einer vorbestimmten Öltemperatur liegt und bei dem ein Kreislauf, der das Öl aufnimmt, unter einem vorbestimmten Kreislaufdruck liegt. Das Verfahren kann Vorspannen des Ölkühlerumgehungsventils in die zweite Position beinhalten, um die Temperatur des Öls auf innerhalb des Schwellenwerts der vorbestimmten Öltemperatur zu steuern. Das Verfahren kann noch ferner Vorspannen des Ölkühlerumgehungsventils in die dritte Position beinhalten, wenn die Temperatur des Öls innerhalb des Schwellenwerts der vorbestimmten Öltemperatur liegt.
Die vorstehenden Vorteile sowie andere Vorteile und Merkmale der vorliegenden Beschreibung erschließen sich ohne Weiteres aus der folgenden detaillierten Beschreibung, wenn diese für sich oder in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen betrachtet wird.
Es sollte sich verstehen, dass die vorstehende Kurzdarstellung bereitgestellt ist, um in vereinfachter Form eine Auswahl von Konzepten vorzustellen, die in der detaillierten Beschreibung genauer beschrieben sind. Sie ist nicht dazu gedacht, wichtige oder wesentliche Merkmale des beanspruchten Gegenstands zu nennen, dessen Umfang einzig durch die Patentansprüche im Anschluss an die detaillierte Beschreibung definiert ist. Ferner ist der beanspruchte Gegenstand nicht auf Umsetzungen beschränkt, die beliebige der vorstehend oder in einem beliebigen Teil der vorliegenden Offenbarung angeführten Nachteile überwinden.
Figurenliste

1 ist eine schematische Darstellung eines Motors;
2 ist eine schematische Veranschaulichung eines Motorschmiersystems;
3A-3C stellen unterschiedliche Zustände dar, die ein Ölkühlerumgehungsventil der vorliegenden Offenbarung annehmen kann;
4 beschreibt ein beispielhaftes Verfahren zum Steuern einer Strömung von Motoröl unter variierenden Fahrzeugbetriebsbedingungen.
5 stellt ein voraussichtliches Beispiel zum Steuern des Ölpumpenausgangsdrucks dar, um ein Ölkühlerumgehungsventil in Abhängigkeit von Fahrzeugbetriebsbedingungen in gewünschte Positionen vorzuspannen.
6 stellt ein beispielhaftes Verfahren zum Bestimmen dar, ob das Umgehungsventil aus 3A-3C beeinträchtigt ist oder wie erwartet funktioniert.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
Die folgende Beschreibung betrifft Systeme und Verfahren zum Steuern eines Motorschmiersystems, das ein passiv betätigbares Umgehungsventil beinhaltet, das eine Strömung von Motoröl durch oder um einen Ölkühler reguliert. Konkret kann das Umgehungsventil auf Änderungen des Öldruckausgangs aus einer Ölpumpe reagieren, für die der Öldruckausgang aktiv gesteuert werden kann. Dementsprechend stellt 1 einen Motor dar, der an eine Ölpumpe gekoppelt ist, und 2 zeigt ein beispielhaftes Schmiersystem der vorliegenden Offenbarung, das die Ölpumpe, den Motor, den Ölkühler und das passiv betätigbare Ölkühlerumgehungsventil beinhaltet. 3A-3C stellen dar, wie Öldruck auf das Umgehungsventil wirken kann, um das Umgehungsventil auf unterschiedliche Konfigurationen vorzuspannen. Ein Verfahren zum Steuern des Ölpumpenausgangsdrucks in Abhängigkeit von Fahrzeugbetriebsbedingungen, um Öl selektiv um den Ölkühler oder durch den Ölkühler zu leiten, ist in 4 gezeigt. Ein voraussichtliches Beispiel dafür, wie die Ölpumpe auf Grundlage von variierenden Fahrzeugbetriebsbedingungen gesteuert werden kann (wodurch die Strömung des Öls durch oder um den Ölkühler reguliert wird) ist in 5 dargestellt. Ein beispielhaftes Diagnoseverfahren zum Bestimmen, ob das Umgehungsventil beeinträchtigt ist oder wie erwartet funktioniert, ist in 6 dargestellt.
1 ist ein schematisches Diagramm, das einen Zylinder eines Mehrzylindermotors 10 zeigt, der in einem Antriebssystem eines Automobils enthalten sein kann. Der Motor 10 kann mindestens teilweise durch ein Steuersystem, das eine Steuerung 12 beinhaltet, und durch Eingabe von einem Fahrzeugführer 132 über eine Eingabevorrichtung 130 gesteuert werden. In diesem Beispiel beinhaltet die Eingabevorrichtung 130 ein Fahrpedal und einen Pedalpositionssensor 134 zum Erzeugen eines proportionalen Pedalpositionssignals PP. Eine Brennkammer (d. h. ein Zylinder) 30 des Motors 10 kann Brennkammerwände 32 mit einem darin positionierten Kolben 36 beinhalten. Der Kolben 36 kann an eine Kurbelwelle 40 gekoppelt sein, sodass eine Hin- und Herbewegung des Kolbens in eine Drehbewegung der Kurbelwelle übersetzt wird. Die Kurbelwelle 40 kann über ein Zwischengetriebesystem an mindestens ein Antriebsrad eines Fahrzeugs gekoppelt sein. Ferner kann ein Startermotor über ein Schwungrad an die Kurbelwelle 40 gekoppelt sein, um einen Startvorgang des Motors 10 zu ermöglichen.
Die Brennkammer 30 kann Ansaugluft von einem Ansaugkrümmer 44 über einen Ansaugkanal 42 aufnehmen und Verbrennungsgase über einen Abgaskanal 48 abführen. Der Ansaugkrümmer 44 und der Abgaskanal 48 können über ein jeweiliges Einlassventil 52 und Auslassventil 54 selektiv mit der Brennkammer 30 kommunizieren. In einigen Ausführungsformen kann die Brennkammer 30 zwei oder mehr Einlassventile und/oder zwei oder mehr Auslassventile beinhalten.
In diesem Beispiel können das Einlassventil 52 und die Auslassventile 54 durch Nockenbetätigung über ein jeweiliges Nockenbetätigungssystem 51 und 53 gesteuert werden. Die Nockenbetätigungssysteme 51 und 53 können jeweils einen oder mehrere Nocken beinhalten und eines oder mehrere von einem System zur Nockenprofilverstellung (cam profile switching - CPS), variablen Nockensteuerung (variable cam timing - VCT), variablen Ventilsteuerung (variable valve timing - VVT) und/oder zum variablen Ventilhub (variable valve lift - VVL) verwenden, die durch die Steuerung 12 betrieben werden können, um den Ventilbetrieb zu variieren. Zum Beispiel kann der Ventilbetrieb als Teil von Vorgängen zur Frühzündungsverminderung oder Motorklopfverminderung variiert werden. Die Position des Einlassventils 52 und des Auslassventils 54 kann durch einen Positionssensor 55 bzw. 57 bestimmt werden. In alternativen Ausführungsformen können das Einlassventil 52 und/oder das Auslassventil 54 durch elektrische Ventilbetätigung gesteuert werden. Zum Beispiel kann der Zylinder 30 alternativ ein Einlassventil, das über elektrische Ventilbetätigung gesteuert wird, und ein Auslassventil, das über Nockenbetätigung gesteuert wird, einschließlich CPS- und/oder VCT-Systemen, beinhalten.
In einem Beispiel sind die Nockenbetätigungssysteme 51 und 53 Systeme zur variablen Nockensteuerung, die Nockenversteller 186 und 187 beinhalten, die über Öl von einer Ölpumpe 180 mit variablem Durchsatz hydraulisch betätigt werden. Die Ölpumpe mit variablem Durchsatz kann in dieser Schrift auch als Ölpumpe 180 mit variabler Verdrängung bezeichnet werden. Unter einigen Bedingungen kann eine Ausgangsströmungsrate der Ölpumpe 180 mit variablem Durchsatz variiert werden, um eine Reaktionszeit zu steuern, damit die Nockenversteller 186 und 187 eine Position der Nocken auf Grundlage von Betriebsbedingungen ändern. Zum Beispiel kann unter hohen Motorlasten die Ausgangsströmungsrate der Ölpumpe 180 mit variablem Durchsatz erhöht werden, sodass die Nockenversteller 186 und 187 ihre Position schneller ändern und dementsprechend eine Position der Nocken schneller ändern als unter niedrigen Motorlasten.
Der Motor 10 kann ferner eine Verdichtungsvorrichtung wie etwa einen Turbolader oder einen Kompressor beinhalten, die mindestens einen Verdichter 162 beinhaltet, der entlang des Ansaugkrümmers 44 angeordnet ist. Im Falle eines Turboladers kann der Verdichter 162 mindestens teilweise durch eine Turbine 164 (z. B. über eine Welle) angetrieben werden, die entlang des Abgaskanals 48 angeordnet ist. Im Falle eines Kompressors kann der Verdichter 162 mindestens teilweise durch den Motor und/oder eine elektrische Maschine angetrieben werden und womöglich keine Turbine beinhalten. Somit kann das Ausmaß an Verdichtung, das einem oder mehreren Zylindern des Motors über einen Turbolader oder Kompressor bereitgestellt wird, durch die Steuerung 12 variiert werden. Ein Aufladungssensor 123 kann stromabwärts des Verdichters in dem Ansaugkrümmer 44 positioniert sein, um der Steuerung 12 ein Ladedrucksignal (Aufladung) bereitzustellen.
Es ist gezeigt, dass eine Kraftstoffeinspritzvorrichtung 66 direkt an die Brennkammer 30 gekoppelt ist, um Kraftstoff proportional zur Impulsbreite eines Signals FPW, das von der Steuerung 12 über einen elektronischen Treiber 68 empfangen wird, direkt in diese einzuspritzen. Auf diese Art und Weise stellt die Kraftstoffeinspritzvorrichtung 66 sogenannte Direkteinspritzung von Kraftstoff in die Brennkammer 30 bereit. Die Kraftstoffeinspritzvorrichtung kann zum Beispiel in der Seite der Brennkammer oder in der Oberseite der Brennkammer montiert sein. Kraftstoff kann der Kraftstoffeinspritzvorrichtung 66 durch ein Kraftstoffsystem (nicht gezeigt) zugeführt werden, das einen Kraftstofftank, eine Kraftstoffpumpe und einen Kraftstoffverteiler beinhaltet. In einigen Ausführungsformen kann die Brennkammer 30 alternativ oder zusätzlich eine Kraftstoffeinspritzvorrichtung beinhalten, die in einer Konfiguration, die sogenannte Einlasskanaleinspritzung von Kraftstoff in den Einlasskanal stromaufwärts der Brennkammer 30 bereitstellt, in dem Ansaugkrümmer 44 angeordnet ist. Die Kraftstoffeinspritzvorrichtung 66 kann gesteuert werden, um die Kraftstoffeinspritzung in unterschiedlichen Zylindern gemäß Betriebsbedingungen zu variieren. Zum Beispiel kann die Steuerung 12 als Teil von Vorgängen zur Frühzündungsverminderung befehlen, dass die Kraftstoffeinspritzung in einem oder mehreren Zylindern angehalten wird, sodass ermöglicht wird, dass die Brennkammer 30 abkühlt. Ferner können das Einlassventil 52 und/oder das Auslassventil 53 in Verbindung mit dem Anhalten der Kraftstoffeinspritzung geöffnet werden, um Ansaugluft für zusätzliche Kühlung bereitzustellen.
Der Ansaugkanal 42 kann eine Drossel 62 beinhalten, die eine Drosselklappe 64 aufweist. In diesem konkreten Beispiel kann die Position der Drosselklappe 64 durch die Steuerung 12 über ein Signal variiert werden, das einem Elektromotor oder einem Aktor bereitgestellt wird, der in der Drossel 62 enthalten ist, wobei es sich um eine Konfiguration handelt, die gewöhnlich als elektronische Drosselsteuerung (electronic throttle control - ETC) bezeichnet wird. Auf diese Art und Weise kann die Drossel 62 dazu betrieben werden, die Ansaugluft zu variieren, die der Brennkammer 30 neben anderen Motorzylindern bereitgestellt wird. Die Position der Drosselklappe 64 kann der Steuerung 12 durch das Drosselpositionssignal TP bereitgestellt werden. Der Ansaugkanal 42 kann einen Luftmassensensor 120 und einen Krümmerluftdrucksensor 122 zum Bereitstellen der jeweiligen Signale MAF und MAP an die Steuerung 12 beinhalten.
Ein Zündsystem 88 kann der Brennkammer 30 unter ausgewählten Betriebsmodi als Reaktion auf ein Vorzündungssignal SA von der Steuerung 12 über die Zündkerze 92 einen Zündfunken bereitstellen. Die Steuerung 12 kann das Signal SA auf Grundlage von Betriebsbedingungen variieren. Zum Beispiel kann die Steuerung das Signal SA nach spät verstellen, um den Zündfunken als Reaktion auf eine Angabe von Motorklopfen als Teil von Vorgängen zur Motorklopfverminderung nach spät zu verstellen. Obwohl Fremdzündungskomponenten gezeigt sind, können die Brennkammer 30 oder eine oder mehrere andere Brennkammern des Motors 10 in einigen Ausführungsformen in einem Kompressionszündungsmodus mit oder ohne Zündfunken betrieben werden.
Die Ölpumpe 180 mit variablem Durchsatz kann an die Kurbelwelle 40 gekoppelt sein, um Drehleistung zum Betreiben der Ölpumpe 180 mit variablem Durchsatz bereitzustellen. In einem Beispiel beinhaltet die Ölpumpe 180 mit variablem Durchsatz eine Vielzahl von internen Rotoren (nicht gezeigt), die exzentrisch montiert sind. Mindestens einer der internen Rotoren kann durch die Steuerung 12 gesteuert werden, um die Position dieses Rotors in Bezug auf einen oder mehrere andere Rotoren zu ändern, um eine Ausgangsströmungsrate der Ölpumpe 180 mit variablem Durchsatz einzustellen und dadurch den Öldruck einzustellen. Zum Beispiel kann der elektronisch gesteuerte Rotor an eine Zahnstangenbaugruppe gekoppelt sein, die über die Steuerung 12 eingestellt wird, um die Position des Rotors zu ändern. Die Ölpumpe 180 mit variablem Durchsatz kann verschiedenen Regionen und/oder Komponenten des Motors 10 selektiv Öl bereitstellen, um Kühlung und Schmierung bereitzustellen. Die Ausgangsströmungsrate oder der Öldruck der Ölpumpe 180 mit variablem Durchsatz kann durch die Steuerung 12 eingestellt werden, um variierende Betriebsbedingungen einzubeziehen, um variierende Niveaus von Kühlung und/oder Schmierung bereitzustellen. Ferner kann der Öldruckausgang aus der Ölpumpe 180 mit variablem Durchsatz eingestellt werden, um den Ölverbrauch zu reduzieren und/oder den Energieverbrauch durch die Ölpumpe 180 mit variablem Durchsatz zu reduzieren.
Es versteht sich, dass eine beliebige geeignete Konfiguration einer Ölpumpe mit variablem Durchsatz umgesetzt werden kann, um den Öldruck und/oder die Ölausgangsströmungsrate zu variieren. In einigen Ausführungsformen kann die Ölpumpe 180 mit variablem Durchsatz, anstelle an die Kurbelwelle 40 gekoppelt zu sein, an eine Nockenwelle gekoppelt sein oder durch eine andere Leistungsquelle, wie etwa einen Elektromotor oder dergleichen, mit Leistung versorgt werden. Darüber hinaus kann die Ölpumpe mit variablem Durchsatz in einigen Beispielen eine Flügelzellenpumpe sein, bei der der Druckausgang über ein Magnetventil reguliert wird, wie nachstehend ausführlicher erörtert wird.
Motorölverbraucher 185 können Öl aus der Ölpumpe 180 mit variablem Durchsatz aufnehmen. Die in dieser Schrift erörterten Motorölverbraucher 185 können beliebige und alle Stellen oder Bohrungen in einem Motorsystem beinhalten, die Öl aufnehmen. Als ein Beispiel kann eine Öleinspritzvorrichtung 184 stromabwärts eines Ausgangs der Ölpumpe 180 mit variablem Durchsatz gekoppelt sein, um selektiv Öl aus der Ölpumpe 180 mit variablem Durchsatz aufzunehmen. In einigen zusätzlichen oder alternativen Ausführungsformen kann die Öleinspritzvorrichtung 184 weggelassen werden oder sie kann in die Brennkammerwände 32 des Motorzylinders eingeschlossen sein und kann Öl aus in den Wänden gebildeten Bohrungen aufnehmen. Die Öleinspritzvorrichtung 184 kann betriebsfähig sein, um Öl aus der Ölpumpe 180 mit variablem Durchsatz auf eine Unterseite des Kolbens 36 einzuspritzen. Das durch die Öleinspritzvorrichtung 184 eingespritzte Öl kann dem Kolben 36 Kühleffekte bereitstellen. Darüber hinaus kann durch die Hin- und Herbewegung des Kolbens 36 Öl in die Brennkammer 30 gesaugt werden, um Wänden der Brennkammer 30 Kühleffekte bereitzustellen. Des Weiteren kann die Öleinspritzvorrichtung 184 Öl zur Schmierung einer Schnittstelle zwischen dem Kolben 36 und der Brennkammer 30 bereitstellen.
Ein Ölpumpenventil 182 kann zwischen dem Ausgang der Ölpumpe 180 mit variablem Durchsatz und der Öleinspritzvorrichtung 184 positioniert sein, um die Strömung von Öl zu der Öleinspritzvorrichtung 184 und anderen Ölverbrauchern (z. B. den Ölverbrauchern 185) zu steuern. In einigen Beispielen kann das Ölpumpenventil 182 verwendet werden, um einen Druck von Öl zu regulieren, das zu der Öleinspritzvorrichtung 184 und den Ölverbrauchern 185 strömt. Als ein derartiges Beispiel kann, wenn dem Ölpumpenventil 182 eine vollständig geschlossene Position befohlen wird, ein größerer Ausgangsdruck aus der Ölpumpe 180 mit variablem Durchsatz an die Öleinspritzvorrichtung 184 und die Ölverbraucher 185 kommuniziert werden im Vergleich dazu, wenn das Ventil vollständig offen ist. Somit kann in einem derartigen Beispiel, wenn das Ventil geschlossen ist, die Pumpenverdrängung im Vergleich dazu, wenn das Ventil geöffnet ist, erhöht werden. Alternativ kann in einer anderen Ausführungsform der Ausgangsdruck aus der Ölpumpe 180 mit variablem Durchsatz unter Umständen zunehmen, bei denen sich das Ölpumpenventil 182 im Vergleich zu einer vollständig geschlossenen Position in einer vollständig offenen Position befindet. In einem derartigen Beispiel kann die Pumpenverdrängung im Vergleich dazu, wenn dem Ölpumpenventil 182 eine vollständig geschlossene Position befohlen wird, erhöht werden, wenn dem Ventil eine vollständig offene Position befohlen wird. Mit anderen Worten kann das Ölpumpenventil in Abhängigkeit von der Art der Pumpe unterschiedlich gesteuert werden, um eine Steuerung des Drucks des von der Ölpumpe 180 mit variablem Durchsatz ausgehenden Öls auszuüben. In einigen Ausführungsformen kann das Ölpumpenventil 182 ein elektronisch betätigbares Ventil (z. B. Magnetventil) sein, das durch die Steuerung 12 gesteuert wird. Als ein Beispiel ist das Ölpumpenventil ein Proportionalmagnetventil, das eine Strömung von Öl aus der Pumpe variieren kann, indem eine Größe einer Beschränkung eingestellt wird, durch die das Öl strömt. Wenngleich dies in 1 nicht ausdrücklich veranschaulicht ist, versteht es sich, dass ein Ölkühler, ein Ölfilter und ein Motorkühlerumgehungsventil zwischen dem Ausgang der Ölpumpe 180 mit variablem Durchsatz und der Öleinspritzvorrichtung 184 positioniert sein können. Derartige Komponenten werden nachstehend in Bezug auf 2 und 3A-3C ausführlicher erörtert.
Das Ölpumpenventil 182 kann einen Standarddruckregulierungssollwert unter Bedingungen aufweisen, bei denen das Magnetventil stromlos ist. Mit anderen Worten kann der Öldruck zum Beispiel auf den Standarddruckregulierungssollwert reguliert werden, wenn das Ölpumpenventil stromlos geschaltet wird. Dieser Standarddruck kann zum Beispiel höher als ein maximaler Öldruckbedarf des Motors bei allen Bedingungen sein. In anderen Beispielen kann das Gegenteil der Fall sein, zum Beispiel kann der Öldruck, wenn das Ölpumpenventil bestromt ist, auf den Standarddruckregulierungssollwert reguliert werden, der von der Art der Pumpe, die dem Ölpumpenventil 182 zugeordnet ist, und davon, wie der Druckausgang für ein derartiges Ventil gesteuert wird, abhängig ist. Es versteht sich, dass die Steuerung 12 ein elektrisches Signal an das Ölpumpenventil (z. B. Magnetventil) senden kann, um den Öldruck auf einen Zieldruck irgendwo zwischen dem standardmäßigen Hochdruckregulierungssollwert und einem Minimalwert, der durch die Ölpumpe begrenzt ist, zu steuern. Der Zieldruck kann von einem oder mehreren von Motorlast und/oder Motordrehzahl, Öltemperatur, Motortemperatur, Kühlmitteltemperatur, Umgebungstemperatur usw. abhängen. Der gewünschte Öldruck kann bei milden Motorbedingungen niedriger sein und kann bei Bedingungen mit höherer Last und Geschwindigkeit höher sein.
Es ist gezeigt, dass ein Abgassensor 126 stromaufwärts von einer Abgasreinigungsvorrichtung 70 an den Abgaskanal 48 gekoppelt ist. Bei dem Sensor 126 kann es sich um einen beliebigen geeigneten Sensor zum Bereitstellen einer Angabe eines Luft-Kraftstoff-Verhältnisses des Abgases handeln, wie etwa eine lineare Lambdasonde oder UEGO-Sonde (Breitband- oder Weitbereichslambdasonde), eine binäre Lambdasonde oder EGO-Sonde, eine HEGO-Sonde (beheizte EGO-Sonde), einen NOx-, HC- oder CO-Sensor. Es ist gezeigt, dass die Abgasreinigungsvorrichtung 70 entlang des Abgaskanals 48 stromabwärts von dem Abgassensor 126 angeordnet ist. Bei der Vorrichtung 70 kann es sich um einen Dreiwegekatalysator (three-way catalyst - TWC), eine NOx-Falle, verschiedene andere Abgasreinigungsvorrichtungen oder Kombinationen daraus handeln. In einigen Ausführungsformen kann die Abgasreinigungsvorrichtung 70 während des Betriebs des Motors 10 durch Betreiben von mindestens einem Zylinder des Motors innerhalb eines bestimmten Luft-Kraftstoff-Verhältnisses periodisch zurückgesetzt werden.
Die Steuerung 12 ist in 1 als Mikrocomputer gezeigt, der Folgendes beinhaltet: eine Mikroprozessoreinheit 102, Eingangs-/Ausgangsanschlüsse 104, ein elektronisches Speichermedium für ausführbare Programme und Kalibrierungswerte, das in diesem konkreten Beispiel als Festwertspeicherchip 106 gezeigt ist, Direktzugriffsspeicher 108, Keep-Alive-Speicher 110 und einen Datenbus. Die Steuerung 12 kann zusätzlich zu den zuvor erörterten Signalen verschiedene Signale von an den Motor 10 gekoppelten Sensoren empfangen, einschließlich der Messung des eingeleiteten Luftmassenstroms (mass air flow - MAF) von einem Luftmassenstromsensor 120; eines Profilzündungsaufnahmesignals (profile ignition pickup - PIP) von einem Hall-Effekt-Sensor 118 (oder einer anderen Art), der an die Kurbelwelle 40 gekoppelt ist; einer Drosselposition (throttle position - TP) von einem Drosselpositionssensor 189; und eines Absolutkrümmerdrucksignals, absolute manifold pressure - MAP, von einem Sensor 122. Das Motordrehzahlsignal, RPM, kann durch die Steuerung 12 aus dem Signal PIP erzeugt werden. Das Krümmerdrucksignal MAP von einem Krümmerdrucksensor kann verwendet werden, um eine Angabe des Vakuums, oder Drucks, in dem Ansaugkrümmer bereitzustellen. Es ist zu beachten, dass verschiedene Kombinationen aus den vorstehenden Sensoren verwendet werden können, wie etwa ein MAF-Sensor ohne einen MAP-Sensor oder umgekehrt. Während des stöchiometrischen Betriebs kann der MAP-Sensor eine Angabe des Motordrehmoments geben. Ferner kann dieser Sensor gemeinsam mit der detektierten Motordrehzahl eine Schätzung der in den Zylinder eingeleiteten Ladung (einschließlich Luft) bereitstellen. In einem Beispiel kann der Sensor 118, der zudem als Motordrehzahlsensor verwendet wird, bei jeder Umdrehung der Kurbelwelle eine vorbestimmte Anzahl an gleichmäßig beabstandeten Impulsen erzeugen. Des Weiteren können diese Sensoren verwendet werden, um eine Angabe der Motorlast abzuleiten.
Darüber hinaus kann die Steuerung 12 Signale empfangen, die auf verschiedene Temperaturen in Bezug auf den Motor 10 hinweisen können. Zum Beispiel kann die Motorkühlmitteltemperatur (engine coolant temperature - ECT) von einem Temperatursensor 112, der an eine Kühlhülse 114 gekoppelt ist, an die Steuerung 12 gesendet werden. In einigen Ausführungsformen kann der Sensor 126 der Steuerung 12 eine Angabe der Abgastemperatur bereitstellen. Der Sensor 181 kann der Steuerung 12 eine Angabe der Öltemperatur und/oder Ölviskosität bereitstellen. Einer oder mehrere dieser Sensoren können eine Angabe einer Motortemperatur bereitstellen, die durch die Steuerung 12 verwendet werden kann, um den Betrieb der Öleinspritzvorrichtung 184 zu steuern. Die Steuerung 12 kann Signale, die auf eine Umgebungstemperatur hinweisen, von einem Sensor 190 empfangen.
Ferner kann die Steuerung 12 eine Angabe des Öldrucks von einem Drucksensor 188 empfangen, der stromabwärts von einem Ausgang der Ölpumpe 180 mit variablem Durchsatz positioniert ist. Die Öldruckangabe kann durch die Steuerung 12 verwendet werden, um die Einstellung des Öldrucks durch Variieren einer Ausgangsströmungsrate der Ölpumpe 180 mit variablem Durchsatz zu steuern.
Der Öldruck und die Ölströmungsraten, die durch die Ölpumpe 180 mit variablem Durchsatz ausgegeben werden, können in einigen Beispielen von der Motorölviskosität abhängig sein. Die Motorölviskosität kann auf der Motoröltemperatur und einem Motorölviskositätsindex beruhen. Der Motorölviskositätsindex kann für unterschiedliche Motorölformeln unterschiedlich sein und kann sich im Laufe der Zeit ändern, wenn Motoröl innerhalb einer Brennkraftmaschine verwendet wird.
In einigen Beispielen kann der Motor 10 in einem Hybridelektrofahrzeug (hybrid electric vehicle - HEV) oder Plug-in-HEV (PHEV) enthalten sein, wobei einem oder mehreren Fahrzeugrädern 198 mehrere Drehmomentquellen zur Verfügung stehen. In dem gezeigten Beispiel kann das Fahrzeugsystem 100 eine elektrische Maschine 195 beinhalten. Bei der elektrischen Maschine 195 kann es sich um einen Elektromotor oder einen Motorgenerator handeln. Die Kurbelwelle 40 des Motors 10 und die elektrische Maschine 195 sind über ein Getriebe 197 mit den Fahrzeugrädern 198 verbunden, wenn eine oder mehrere Kupplungen 194 eingekuppelt sind. In dem dargestellten Beispiel ist eine erste Kupplung zwischen der Kurbelwelle 199 und der elektrischen Maschine 195 bereitgestellt und eine zweite Kupplung zwischen der elektrischen Maschine 195 und dem Getriebe 197 bereitgestellt. Die Steuerung 12 kann ein Signal an einen Aktor jeder Kupplung 194 senden, um die Kupplung einzukuppeln oder auszukuppeln, um die Kurbelwelle 40 mit bzw. von der elektrischen Maschine 195 und den damit verbundenen Komponenten zu verbinden oder zu trennen und/oder um die elektrische Maschine 195 mit bzw. von dem Getriebe 197 und den damit verbundenen Komponenten zu verbinden oder zu trennen. Bei dem Getriebe 197 kann es sich um ein Schaltgetriebe, ein Planetenradsystem oder eine andere Getriebeart handeln. Der Antriebsstrang kann auf verschiedene Weisen konfiguriert sein, einschließlich als Parallel-, Serien- oder Serien-Parallel-Hybridfahrzeug.
Die elektrische Maschine 195 kann elektrische Leistung aus einer Traktionsbatterie 196 aufnehmen, um den Fahrzeugrädern 198 Drehmoment bereitzustellen. Die elektrische Maschine 195 kann zudem als Generator betrieben werden, um elektrische Leistung zum Laden der Traktionsbatterie 196 bereitzustellen, zum Beispiel während eines Bremsvorgangs.
Es wird nun auf 2 Bezug genommen, in der ein beispielhaftes Motorschmiersystem 200 dargestellt ist. Das Motorschmiersystem 200 beinhaltet den Motor 10, die Steuerung 12, die Ölpumpe 180 und das Ölpumpenventil 182, wie vorstehend in Bezug auf 1 erörtert. Das Motorschmiersystem 200 beinhaltet ferner einen Ölkühler 220, ein Ölfilter 225 und eine Ölwanne 240. Ebenfalls dargestellt ist ein Kühlmittelsystem 250. Durch den Motorbetrieb erzeugte Wärmeenergie kann durch Zirkulieren von Wärmeübertragungsfluid oder Kühlmittel (nicht gezeigt) durch den Motor und andere Kühlmittelleitungen über eine Fluid- oder Kühlmittelpumpe 251 reduziert werden. Kühlmittel kann eine Lösung einer geeigneten organischen Chemikalie (z. B. Ethylenglycol, Diethylenglycol oder Propylenglycol) in Wasser sein. Kühlmittel kann entlang einer ersten Kühlmittelleitung 253 zu dem Ölkühler 220 geleitet werden und kann über eine zweite Kühlmittelleitung 255 aus dem Ölkühler 220 austreten. Die erste Kühlmittelleitung 253 kann einen ersten Temperatursensor 252 beinhalten und die zweite Kühlmittelleitung kann einen zweiten Temperatursensor 254 beinhalten. Somit versteht es sich, dass der Ölkühler 220 als Kühlmittel-Öl-Kühler betrieben werden kann. Der Ölkühler 220 kann Wärmeenergie in Abhängigkeit von relativen Temperaturen von jedem des Kühlmittels und des Öls zwischen dem Kühlmittel und dem Öl übertragen. Wenn zum Beispiel die Öltemperatur höher als die des Kühlmittels ist, kann der Ölkühler ermöglichen, dass das Kühlmittel Wärmeenergie aus dem Öl absorbiert, um somit das Öl zu kühlen. Alternativ kann der Ölkühler, wenn die Kühlmitteltemperatur höher als die des Öls ist, ermöglichen, dass das Kühlmittel Wärmeenergie auf das Öl überträgt, um dadurch die Temperatur des Öls zu steigern. Somit kann die Kühlmittelpumpe 251 dazu konfiguriert sein, Kühlmittel durch den Ölkühler 220 zirkulieren zu lassen, um die Temperatur des Öls zu modifizieren.
Eine Strömung von Öl über das Motorschmiersystem 200 wird nun erörtert. In der Ölwanne 240 ist Öl für das Motorschmiersystem 200 untergebracht. Die Ölpumpe 180 saugt Öl aus der Ölwanne 240 an, wie über den Pfeil 202 dargestellt. Der Ausgang der Pumpe und/oder der Öldruck können durch das Ölpumpenventil 182 der Steuerung der Steuerung 12 unterliegen, wie vorstehend erörtert und wie über den Pfeil 204 dargestellt. Die Steuerung 12 kann Ausgabeanweisungen auf Grundlage der Abfrage einer Lookup-Tabelle 205 bestimmen, wie über den Pfeil 207 dargestellt. Die Lookup-Tabelle 205 kann Eingabeparameter und Ausgabeparameter beinhalten. Eingabeparameter können unter anderem die Temperatur des Öls, die Motordrehzahl (RPM) und die Motorlast beinhalten. Der Ausgabeparameter kann dem Öldruck (z. B. kPa) entsprechen. Die Öltemperatur kann von einem Minimum (z. B. -40 °C) bis zu einem Maximum (nicht spezifizierter Wert) reichen, die Motordrehzahl kann von einem Minimum (z. B. Leerlaufdrehzahl) bis zu einem Maximum (nicht spezifizierter Wert) reichen und die Motorlast kann von einem Minimum (z. B. 0 %) bis zu einem Maximum (z. B. 100 %) reichen. Während keine spezifischen Werte für den Öldruckausgang gezeigt sind, versteht es sich, dass einzelne Werte in Abhängigkeit von einer oder mehreren Variablen abgerufen werden können, einschließlich unter anderem Öltemperatur, Motordrehzahl und Motorlast.
Der Ausgang aus der Ölpumpe 180 kann über das Ölpumpenventil 182 unter der Steuerung der Steuerung 12 reguliert werden. Als ein Beispiel kann ein an das Ölpumpenventil 182 gesendetes Impulsbreitenmodulationssignal (pulse-width modulation signal - PWM-Signal) gesteuert werden, um den gewünschten Ausgangsöldruck zu erreichen, wie er aus der Lookup-Tabelle 205 abgerufen wird.
Der Ausgang aus der Ölpumpe 180 kann zu einer ersten Leitung (durch den Pfeil 206 dargestellt) geleitet werden, die die Ölpumpe 180 und den Ölkühler 220 fluidisch koppelt. Eine zweite Leitung (durch den Pfeil 210 dargestellt) kann von der ersten Leitung stammen und kann ein Ölkühlerumgehungsventil 235 beinhalten. Das Umgehungsventil 235 kann ein passiv betätigbares Ventil umfassen, wie es in Bezug auf 3A-3C ausführlicher erörtert wird. Unter Bedingungen, bei denen das Umgehungsventil 235 offen ist, kann Öl um den Ölkühler 220 geleitet werden, wie über den Pfeil 210 dargestellt. Alternativ kann unter Bedingungen, bei denen das Umgehungsventil 235 geschlossen ist, das Öl durch den Ölkühler 220 geleitet werden, wie über den Pfeil 206 dargestellt. In einigen Beispielen kann ein Öltemperatursensor 209 in der zweiten Leitung enthalten sein. Es können mehr als eine offene Konfiguration, die dem Umgehungsventil 235 entspricht (z. B. erste offene Position und zweite offene Position), und eine einzelne geschlossene Konfiguration (z. B. geschlossene Position oder erste geschlossene Position) vorhanden sein, was nachstehend erläutert wird. Umstände, unter denen verhindert wird, dass Öl durch das Umgehungsventil 235 und um den Ölkühler 220 strömt und stattdessen so geleitet wird, dass es durch den Ölkühler 220 strömt, kann als Ölströmung durch einen ersten Weg bezeichnet werden. Alternativ kann die Ölströmung unter Umständen, bei denen ermöglicht wird, dass Öl um den Ölkühler strömt, als entlang eines zweiten Wegs strömend bezeichnet werden. Somit bezieht sich der in dieser Schrift erörterte erste Weg auf die Ölströmung durch den Ölkühler und der zweite Weg auf die Ölströmung um den Ölkühler. In einigen Beispielen kann der zweite Weg sowohl Öl beinhalten, das den Ölkühler umgeht, als auch eine gewisse Ölmenge, die durch den Ölkühler strömt.
Unabhängig davon, ob die Ölströmung über den ersten Weg oder den zweiten Weg erfolgt, fließt die Ölströmung weiterhin durch das Ölfilter 225, wie über den Pfeil 212 angegeben. Der Pfeil 212 kann zum Beispiel eine dritte Leitung darstellen. In einigen Beispielen kann ein Öltemperatursensor 213 in der Leitung (z. B. der dritten Leitung) zwischen dem Ölkühler und dem Ölfilter 225 enthalten sein. Das Ölfilter 225 kann dazu dienen, das in den Motor eintretende Öl zu reinigen. Sobald Öl durch das Ölfilter 225 verlaufen ist, kann das Öl an den Motor 10 abgegeben werden, wie über den Pfeil 214 dargestellt. Der Pfeil 214 kann zum Beispiel eine vierte Leitung darstellen. Nachdem Öl an den Motor 10 abgegeben worden ist, kann überschüssiges Motoröl dann zurück zu der Wanne 240 ablaufen, wie über den Pfeil 216 dargestellt. In einigen Beispielen kann der Pfeil 216 eine fünfte Leitung sein. Zusätzlich oder alternativ kann der Pfeil 216 einfach Motoröl darstellen, das aus dem Motor zurück in die Wanne abläuft, ohne dass eine physische Leitung für die Übertragung von Öl zurück in die Wanne vorhanden ist.
Somit kann es sich auf Grundlage des Vorstehenden verstehen, dass das Motorschmiersystem 200 eine Ölpumpe mit variabler Verdrängung oder Ölpumpe mit variablem Druck beinhalten kann, von der eine Ausgangsölströmung (z. B. Ausgangsdruck in kPa) über einen elektromechanischen Aktor (z. B. ein Magnetventil) unter der Steuerung der Steuerung und in Abhängigkeit von einer Reihe von Betriebsparametern, einschließlich unter anderem Öltemperatur, Motordrehzahl (RPM) und Motorlast, reguliert werden kann. Der aus der Ölpumpe ausgegebene Öldruck kann das Umgehungsventil 235 passiv betätigen, um Öl so zu leiten, dass es entweder durch oder um den Ölkühler strömt. Dementsprechend kann die Steuerung den Druck des aus der Ölpumpe ausgegebenen Öls abhängig davon, ob es wünschenswert ist, Öl durch den Ölkühler zu leiten, wo es gekühlt werden kann, oder um den Ölkühler, um zu vermeiden, dass es gekühlt wird, in Abhängigkeit von Motorbetriebsbedingungen unterschiedlich steuern. Beispiele dafür, wie das passive Umgehungsventil betätigt wird, werden nachstehend in Bezug auf 3A-3C ausführlich erörtert.
Es wird nun auf 3A-3C Bezug genommen, die beispielhafte Veranschaulichungen (305, 340 und 380) verschiedener Positionen oder Konfigurationen darstellen, die das Umgehungsventil einnehmen kann, zusammen mit einer Angabe, wohin die Ölströmung in Abhängigkeit von den verschiedenen Positionen oder Konfigurationen geleitet wird.
In 3A ist das Umgehungsventil 235 in einer ersten offenen Position gezeigt. Das Umgehungsventil 235 beinhaltet einen Körper 310, einen Stößel 308 und eine Feder 312. Das Umgehungsventil 235 beinhaltet ferner einen ersten Durchlass 315 und einen zweiten Durchlass 318. Der erste Durchlass kann Öl zum Vorspannen der Position des Stößels 308 aufnehmen, während der zweite Durchlass 318 ein Durchlass sein kann, der selektiv ermöglicht oder verhindert, dass Öl den Ölkühler umgeht. In einigen Beispielen ist der erste Durchlass senkrecht zu dem zweiten Durchlass. Die Feder 312 spannt den Stößel 308 in die Richtung des Pfeils 320 vor, wohingegen der Druck des aus der Ölpumpe (z. B. der Ölpumpe 180 in 2) ausgegebenen Öls, das in den ersten Durchlass 315 strömt, eine Gegenkraft zu der Feder 312 in der Richtung des Pfeils 322 bereitstellt. Somit versteht es sich, dass die Ölströmung durch den ersten Durchlass 315 auf den Stößel 308 wirkt, um der Vorspannung der Feder 312 entgegenzuwirken. Der Stößel 308 beinhaltet drei dicke Regionen und zwei dünne Regionen. Konkret beinhaltet der Stößel 308 eine erste dicke Region 326, eine zweite dicke Region 328 und eine dritte dicke Region 330. Es versteht sich, dass jede von der ersten dicken Region 326, der zweiten dicken Region 328 und der dritten dicken Region 330 dichtend mit Innenwänden 336 des Umgehungsventils 235 in Eingriff treten kann. Mit anderen Worten kann ein Umfang der ersten, zweiten und dritten dicken Region einem Innenumfang des Umgehungsventils 235 ähnlich sein, der durch die Innenwände 336 definiert ist, sodass die dicken Regionen dichtend mit den Innenwänden des Umgehungsventils 235 in Eingriff treten. Anders ausgedrückt, können sich die dicken Regionen auf Regionen beziehen, in denen die Dicke des Stößels gleich oder im Wesentlichen ähnlich (z. B. innerhalb von 1-2 % davon) einem Innenumfang des Umgehungsventils ist.
Eine erste dünne Region 332 kann die erste dicke Region 326 an die zweite dicke Region 328 koppeln und eine zweite dünne Region 334 kann die zweite dicke Region 328 an die dritte dicke Region 330 koppeln. Es versteht sich, dass die erste dünne Region und die zweite dünne Region nicht dichtend mit den Innenwänden 336 des Umgehungsventils in Eingriff treten können. Die dünnen Regionen können sich auf Regionen beziehen, in denen die Dicke des Stößels geringer ist als der Innenumfang des Umgehungsventils.
Der Betrieb des Umgehungsventils, wie es in 3A dargestellt ist, wird nun erörtert. Eine Ölströmung aus der Ölpumpe kann durch den ersten Durchlass 315 strömen und der Druck des Öls kann auf den Stößel 308 in der Richtung des Pfeils 322 wirken. In 3A ist der Öldruck derart, dass der Öldruck die Kraft der Feder 312 überwindet, womit der zweite Durchlass 318 mit der ersten dünnen Region 332 ausgerichtet wird. Wenn der zweite Durchlass 318 mit der ersten dünnen Region 332 ausgerichtet ist, kann Öl durch das Umgehungsventil strömen, wie über den Pfeil 323 dargestellt, womit der Ölkühler umgangen wird (siehe X entlang des Pfeils 321, das angibt, dass die Strömung durch den Ölkühler erheblich reduziert (oder verhindert) ist. Dementsprechend stellt 3A das Umgehungsventil 235 in der ersten offenen Position dar, wie erörtert. Es versteht sich, dass das Umgehungsventil 235 in dem Sinne passiv ist, dass die Steuerung dem Umgehungsventil nicht konkret eine bestimmte Position befiehlt, sondern stattdessen indirekt die Position steuert, die das Umgehungsventil einnimmt, indem der Druckausgang aus der Ölpumpe reguliert wird.
Es wird nun zu 3B übergegangen, die das gleiche Umgehungsventil 235 wie das in 3A dargestellte darstellt, und somit sind der Klarheit und Kürze halber nicht alle Bezugszeichen in 3B wiederholt. 3B stellt das Umgehungsventil 235 in der geschlossenen Konfiguration dar. Konkret weist die Ölströmung aus der Pumpe keinen ausreichend hohen Druck auf, um die Kraft der Feder 312 vollständig zu überwinden. Stattdessen ist die Kombination aus der Kraft der Feder 312, die in der Richtung des Pfeils 320 wirkt, und der Kraft, die durch den Stößel 308 in der Richtung des Pfeils 322 gegen die Feder aufgebracht wird, derart, dass die zweite dicke Region 328 mit dem zweiten Durchlass 318 ausgerichtet ist, wodurch der zweite Durchlass vollständig blockiert wird und eine Ölströmung durch das Umgehungsventil über den zweiten Durchlass verhindert wird. Dementsprechend wird eine Strömung durch das Umgehungsventil zum Umgehen des Ölkühlers verhindert, wie über das „X“ über dem Pfeil 323 angegeben. Wenn die Strömung durch das Umgehungsventil darüber blockiert ist, dass die zweite dicke Region eine Ölströmung durch den zweiten Durchlass 318 verhindert, strömt Öl durch den Ölkühler, wie über den Pfeil 321 angegeben.
Es wird nun zu 3C übergegangen, die das gleiche Umgehungsventil 235 wie das in 3A und 3B dargestellte darstellt, und somit sind der Klarheit und Kürze halber nicht alle Bezugszeichen in 3C wiederholt. 3C stellt das Umgehungsventil 235 in einem Kraftstoffeffizienz-Betriebsmodus dar, wenn der Ölkühler umgangen wird, um eine Last an der Ölpumpe zu reduzieren, was dadurch die Kraftstoffeffizienz verbessern kann. 3C stellt das Umgehungsventil 235 in der zweiten offenen Position dar. Konkret weist die Ölströmung aus der Pumpe keinen ausreichend hohen Druck (siehe Pfeil 322) auf, um die Kraft der Feder 312 (siehe Pfeil 320) zu überwinden, und somit ist die zweite dünne Region 334 des Stößels 308 mit dem zweiten Durchlass 318 ausgerichtet. Dementsprechend wird eine Strömung durch das Umgehungsventil zum Umgehen des Ölkühlers ermöglicht, wie durch den Pfeil 323 veranschaulicht. Wenn die Strömung durch das Umgehungsventil mittels des zweiten Durchlasses ermöglicht ist, wird die Ölströmung durch den Ölkühler reduziert (oder verhindert), wie über das „X“ entlang des Pfeils 321 angegeben.
Hinsichtlich 3A-3C versteht es sich, dass das Umgehungsventil (z. B. das Umgehungsventil 235 in 2) in die erste offene Position vorgespannt sein kann, wenn der Öldruck, der auf den Stößel wirkt, in einem ersten Druckbereich liegt. In einem Beispiel kann der erste Druckbereich einen Druck von mehr als 5 bar (> 500 kPa) beinhalten. Es versteht sich ferner, dass das Umgehungsventil in die geschlossene Position vorgespannt sein kann, wenn der Öldruck, der auf den Stößel wirkt, innerhalb eines zweiten Druckbereichs liegt. Als ein Beispiel kann der zweite Druckbereich einen Druck von 2,5-4 bar (250-400 kPa) beinhalten. Darüber hinaus versteht es sich, dass das Umgehungsventil in die zweite offene Position vorgespannt sein kann, wenn der Öldruck, der auf den Stößel wirkt, innerhalb eines dritten Druckbereichs liegt. Als ein Beispiel kann der dritte Druckbereich einen Druck von 1-2 bar (100-200 kPa) beinhalten. Dementsprechend versteht es sich, dass sich das Umgehungsventil bei einem hohen Öldruck in der ersten offenen Position befinden kann, bei einem mittleren Öldruck in der geschlossenen Position befinden kann und bei einem niedrigen Öldruck in der zweiten offenen Position befinden kann. Wie vorstehend in Bezug auf 1 erwähnt, kann das Ölpumpenventil (z. B. das Ölpumpenventil 182 in 1) einen Standarddruckregulierungssollwert aufweisen, der höher als der maximale Öldruckbedarf des Motors bei allen Bedingungen ist. Der Standarddruckregulierungssollwert kann derart sein, dass sich das Umgehungsventil bei dem Standarddruckregulierungssollwert in der ersten offenen Position befindet.
Somit kann, wie in dieser Schrift erörtert, ein System für ein Fahrzeug eine Ölpumpe mit variablem Durchsatz, die einem Motor ein Öl zu Schmierzwecken mittels eines Ölkreislaufs bereitstellt, einen Ölkühler und ein Ölkühlerumgehungsventil beinhalten. Das System kann ferner eine Steuerung mit auf nichttransitorischem Speicher gespeicherten computerlesbaren Anweisungen beinhalten, die bei Ausführung die Steuerung dazu veranlassen, eine Betriebsbedingung des Motors zu bestimmen, und zu befehlen, dass die Ölpumpe mit variablem Durchsatz das Öl in Abhängigkeit von der Betriebsbedingung des Motors mit einem bestimmten Druck pumpt, der einen von einem ersten Druck, einem zweiten Druck oder einem dritten Druck beinhaltet. Der bestimmte Druck kann eine Position des Ölkühlerumgehungsventils passiv einstellen, um zu verhindern oder zu ermöglichen, dass das Öl den Ölkühler umgeht.
Für ein derartiges System kann das Ölkühlerumgehungsventil ein Dreizustandsventil sein, das eine erste offene Position einnimmt, wenn der bestimmte Druck der erste Druck ist, eine geschlossene Position einnimmt, wenn der bestimmte Druck der zweite Druck ist, und eine zweite offene Position einnimmt, wenn der bestimmte Druck der dritte Druck ist. Der erste Druck kann größer als der zweite Druck sein, der wiederum größer als der dritte Druck sein kann. Es kann verhindert werden, dass das Öl den Ölkühler umgeht, wenn sich das Ölkühlerumgehungsventil in der geschlossenen Position befindet, doch es kann ermöglicht werden, dass es den Ölkühler umgeht, wenn sich das Ölkühlerumgehungsventil in der ersten offenen Position und der zweiten offenen Position befindet.
Für ein derartiges System kann das System ferner ein Kühlmittelsystem umfassen, das ein Kühlmittel durch den Ölkühler strömen lässt, um Wärmeübertragung zwischen dem Öl und dem Kühlmittel zu ermöglichen.
Für ein derartiges System kann die Steuerung weitere Anweisungen zu Folgendem speichern: zuerst Befehlen, dass die Ölpumpe mit variablem Durchsatz das Öl bei einem Kaltstartereignis des Motors mit dem ersten Druck pumpt, bis der Ölkreislauf auf über einen vorbestimmten Ölkreislaufdruck mit Druck beaufschlagt ist, dann Befehlen, dass die Ölpumpe mit variablem Durchsatz das Öl mit dem zweiten Druck pumpt, um eine Temperatur des Öls auf innerhalb eines Schwellenwerts einer vorbestimmten Öltemperatur zu steigern. Als Reaktion darauf, dass die Temperatur des Öls innerhalb des Schwellenwerts der vorbestimmten Öltemperatur liegt, können die Anweisungen Befehlen beinhalten, dass die Ölpumpe mit variablem Durchsatz das Öl mit dem dritten Druck pumpt. In einem derartigen System kann die Steuerung weitere Anweisungen zum Bestimmen speichern, ob die Temperatur des Öls eine Schwellenöltemperatur erreicht hat, die größer als die vorbestimmte Öltemperatur ist, während der Ölpumpe mit variablem Durchsatz befohlen wird, das Öl mit dem dritten Druck zu pumpen. Die Steuerung kann weitere Anweisungen zum Befehlen speichern, dass die Ölpumpe mit variablem Durchsatz das Öl mit dem zweiten Druck pumpt, um die Temperatur des Öls als Reaktion darauf, dass die Temperatur des Öls die Schwellenöltemperatur erreicht, auf innerhalb des Schwellenwerts der vorbestimmten Öltemperatur zu senken, während der Ölpumpe mit variablem Durchsatz befohlen wird, das Öl mit dem dritten Druck zu pumpen.
Es wird nun auf 4 Bezug genommen, in der ein beispielhaftes Verfahren 400 zum Steuern des Öldrucks gezeigt ist, der wiederum eine Strömung von Öl durch den Ölkühler oder um den Ölkühler (z. B. diesen umgehend) vorspannt. Konkret stellt das Verfahren 400 eine beispielhafte Methodik zum Steuern eines Öldrucks durch Steuern der Ölpumpe (z. B. 180) und/oder des Ölpumpenventils (z. B. des Ölpumpenventils 182 in 1) dar, was wiederum bewirkt, dass das Ölkühlerumgehungsventil (z. B. das Ölkühlerumgehungsventil 235 in 2) verschiedene Konfigurationen einnimmt, die dazu führen, dass Öl entweder durch den Ölkühler geleitet wird oder den Ölkühler umgeht. Das Steuern des Öldrucks kann auf Fahrzeugbetriebsbedingungen beruhen, wie es nachstehend ausgeführt wird.
Das Verfahren 400 wird unter Bezugnahme auf die in dieser Schrift beschriebenen und in 1-3C gezeigten Systeme und Komponenten beschrieben, obwohl es sich versteht, dass ähnliche Verfahren auf andere Systeme und Komponenten angewendet werden können, ohne vom Umfang dieser Offenbarung abzuweichen. Anweisungen zum Ausführen des Verfahrens 400 und der übrigen in dieser Schrift enthaltenen Verfahren können durch eine Steuerung, wie etwa die Steuerung 12 in 1, auf Grundlage von in nichttransitorischem Speicher gespeicherten Anweisungen und in Verbindung mit Signalen ausgeführt werden, die von Sensoren des Motorsystems und Fahrzeugantriebsstrangs empfangen werden, wie in Bezug auf 1-2 erörtert. Die Steuerung kann Aktoren wie etwa das Ölpumpenventil (z. B. das Ölpumpenventil 182 in 1), die Ölpumpe (z. B. die Ölpumpe 180 in 1) usw. einsetzen, um den Zustand von Vorrichtungen in der physischen Welt gemäß den nachstehend dargestellten Verfahren zu verändern.
Das Verfahren 400 beginnt bei 405 und beinhaltet Schätzen und/oder Messen von Fahrzeugbetriebsbedingungen. Betriebsbedingungen können geschätzt, gemessen und/oder abgeleitet werden und können eine oder mehrere Fahrzeugbedingungen, wie etwa Fahrzeuggeschwindigkeit, Fahrzeugstandort usw., verschiedene Motorbedingungen, wie etwa Motorstatus, Motortemperatur, Motoröltemperatur, Kühlmitteltemperatur, Motorlast, Motordrehzahl, L/K-Verhältnis, Krümmerluftdruck usw., verschiedene Kraftstoffsystembedingungen, wie etwa Kraftstofffüllstand, Kraftstoffart, Kraftstofftemperatur usw., sowie verschiedene Umgebungsbedingungen, wie etwa Umgebungstemperatur, - luftfeuchtigkeit, -luftdruck usw., beinhalten.
Es wird zu 410 übergegangen, wo das Verfahren 400 Angeben beinhaltet, ob Kaltstartbedingungen zum Starten des Motors erfüllt sind. Mit anderen Worten beinhaltet das Verfahren 400 bei 410 Angeben, ob ein Motorstart angefordert wird und ob dieses Motorstartereignis als Kaltstart des Motors qualifiziert ist. Dass Kaltstartbedingungen erfüllt sind, kann eines oder mehrere von einer Motortemperatur unter einer Schwellenmotortemperatur, einer Kühlmitteltemperatur unter einer Schwellenkühlmitteltemperatur, einer Umgebungstemperatur unter einer Schwellenumgebungstemperatur, einer Abgaskatalysatortemperatur unter einer Schwellenabgaskatalysatortemperatur usw. beinhalten.
Falls bei 410 nicht angegeben ist, dass Kaltstartbedingungen erfüllt sind, kann das Verfahren 400 zu 415 übergehen. Bei 415 beinhaltet das Verfahren 400 Beibehalten aktueller Betriebsbedingungen. Falls zum Beispiel das Fahrzeug bereits in Betrieb ist, wobei der Motor Luft und Kraftstoff verbrennt, kann die Ölpumpe mit variablem Durchsatz weiterhin in Abhängigkeit von aktuellen Betriebsbedingungen gesteuert werden. Falls zum Beispiel die Motoröltemperatur bereits innerhalb eines Schwellenwerts einer gewünschten Motoröltemperatur liegt und die Motorbetriebsbedingungen mild sind (z. B. Motorlast unter einer Schwellenmotorlast, Motordrehzahl unter einer Schwellenmotordrehzahl usw.), kann das Verfahren 400 beinhalten, dass ein niedriger Ausgangsdruck aus der Ölpumpe befohlen wird (z. B. 100-200 kPa), um das Umgehungsventil (z. B. das Umgehungsventil 235 in 2) in die zweite offene Position zu steuern oder darin zu halten (siehe 3C). Befehlen des niedrigen Ausgangsdrucks kann in einem Beispiel Steuern eines PWM-Signals des Ölpumpenventils (z. B. des Ölpumpenventils 182) beinhalten, um den niedrigen Ausgangsdruck aus der Ölpumpe zu erreichen. Wenn sich das Umgehungsventil in der zweiten offenen Position befindet, kann der Ölkühler (z. B. der Ölkühler 220 in 2) umgangen werden, was den Druckverlust durch den Ölkühler reduzieren und somit den Leistungsverbrauch der Ölpumpe reduzieren kann, wodurch die Kraftstoffeffizienz verbessert wird. In einem derartigen Beispiel versteht es sich, falls sich Motorbetriebsbedingungen ändern, dass die Steuerung einen anderen Ausgangsdruck aus der Ölpumpe befehlen kann, um das Ölkühlerumgehungsventil auf einen gewünschten Zustand zu steuern, wie es nachstehend ausführlicher erörtert wird. Das Verfahren 400 kann dann enden. In einigen Beispielen versteht es sich, dass das Verfahren 400 als Reaktion auf ein Fahrzeugausschaltereignis enden kann, bei dem der Motor abgeschaltet wird.
Zurück bei 410 geht das Verfahren 400 als Reaktion darauf, dass Kaltstartbedingungen erfüllt sind, zu 420 über. Bei 420 beinhaltet das Verfahren 400 Steuern des Ausgangsdrucks von Öl aus der Ölpumpe auf den ersten Druckbereich. Wie vorstehend erörtert, kann der erste Druckbereich einen Druck von mehr als 500 kPa beinhalten und das Ölpumpenventil (z. B. das Ölpumpenventil 182 in 1) kann einen Standarddruckregulierungssollwert unter Bedingungen aufweisen, bei denen das Magnetventil stromlos ist. Der Standarddruck kann höher als ein maximaler Öldruckbedarf des Motors bei allen Bedingungen sein und kann größer als 500 kPa sein. Somit kann Steuern des Ölpumpenventils bei Schritt 420 beinhalten, dass das Ölpumpenventil stromlos geschaltet wird, sodass die Ölpumpe den Standarddruck ausgibt, der einem Druck von mehr als 500 kPa entspricht. Wenn die Ölpumpe den Standarddruck ausgibt, versteht es sich, dass das Ölkühlerumgehungsventil (z. B. das Umgehungsventil 235 in 2) die erste offene Position einnehmen kann (siehe 3A). Dementsprechend kann der Ölkühler umgangen werden, wenn sich das Umgehungsventil in der ersten Position befindet. Dies kann eine schnelle Druckbeaufschlagung der Motorölkreisläufe ermöglichen, was gegenüber Verfahren vorteilhaft sein kann, die Öl bei einer Kaltstartanforderung zunächst durch den Ölkühler leiten. Es versteht sich, dass sich Ölkreisläufe, wie vorstehend erörtert, auf beliebige Leitungen, Rohre usw. beziehen können, die Öl aufnehmen. Somit dient durch Steuern des Ausgangsdrucks der Ölpumpe auf den ersten Druckbereich (z. B. > 500 kPa) der Öldruck, der auf das Umgehungsventil wirkt, dazu, das Umgehungsventil in die erste offene Position zu drängen, was dadurch das Öl um den Ölkühler leitet. Da der Ausgangsdruck hoch ist, können Motorölkreisläufe im Vergleich zu einer Methodik, bei der Öl durch den Ölkühler geleitet wird, schnell mit Druck beaufschlagt werden.
Dementsprechend beinhaltet das Verfahren 400, wenn zu 425 übergegangen wird, Überwachen des Öldrucks in den Ölkreisläufen. Zum Beispiel kann zum Überwachen des Öldrucks in den Ölkreisläufen auf den Öldrucksensor (z. B. den Drucksensor 188 in 1) zurückgegriffen werden. Auf Grundlage der bei 425 erlangten Informationen hinsichtlich des Öldrucks in den Ölkreisläufen geht das Verfahren 400 zu 430 über, wo das Verfahren 400 beurteilt, ob ein gewünschter Öldruck in den Öldruckkreisläufen erreicht oder erzielt worden ist. Der gewünschte Öldruck kann ein voreingestellter Öldruck sein, der zum Beispiel in der Steuerung gespeichert ist. Falls bei 430 angegeben ist, dass der gewünschte Öldruck erreicht oder überschritten worden ist, kann das Verfahren 400 zu 435 übergehen. Alternativ kehrt das Verfahren 400, falls der gewünschte Öldruck bei 430 nicht erreicht worden ist, zu 420 zurück, wo das Ölpumpenventil weiterhin auf eine Weise gesteuert wird, damit der Ausgangsdruck aus der Ölpumpe auf den ersten Druckbereich reguliert wird.
Als Reaktion darauf, dass der gewünschte Öldruck bei 430 erreicht oder überschritten ist, geht das Verfahren 400 zu 435 über. Bei 435 beinhaltet das Verfahren 400 Befehlen, dass das Ölpumpenventil den Öldruck auf den zweiten Öldruckbereich steuert. Wie vorstehend erörtert, kann der zweite Öldruckbereich einen Druck von 250-400 kPa beinhalten. Erneut kann die Steuerung des Ausgangsöldrucks aus der Ölpumpe dadurch reguliert werden, dass die Steuerung einen Betriebszustand des Ölpumpenventils steuert. Zum Beispiel kann die Steuerung ein PWM-Signal für Strom steuern, das an das Ölpumpenventil gesendet wird, um den Ausgangsöldruck auf 250-400 kPa zu steuern. Wie vorstehend erörtert, kann, wenn der Öldruckausgang aus der Ölpumpe dem zweiten Öldruckbereich entspricht, die Kraft des Öls, das auf das Ölkühlerumgehungsventil wirkt, geringer sein als dann, wenn der Öldruckausgang dem ersten Druckbereich angehört, was bewirken kann, dass das Umgehungsventil die geschlossene Position einnimmt (siehe 3B). Wenn sich das Umgehungsventil in der geschlossenen Position befindet, wird verhindert, dass Öl den Ölkühler umgeht, und es strömt somit durch den Ölkühler. Ein Vorteil des Leitens des Öls durch den Ölkühler besteht darin, dass das Öl erwärmt werden kann, da sich Motorkühlmittel schneller erwärmt als Öl. Konkret kann, wenn die Kühlmitteltemperatur höher als die des Öls ist, das durch den Ölkühler strömt, das wärmere Kühlmittel Wärmeenergie auf das Öl übertragen, wodurch die Temperatur des Öls gesteigert wird. Das Erhöhen der Temperatur des Öls auf eine derartige Weise während eines Kaltstarts kann dahingehend einen Vorteil bringen, dass die Kraftstoffeffizienz im Vergleich zu einer Situation verbessert werden kann, in der es länger dauert, die Temperatur des Motoröls zu steigern.
Dementsprechend geht das Verfahren 400 zu 440 über, wenn Öl durch den Ölkühler strömt, da der Ausgangsdruck aus der Ölpumpe auf den zweiten Druckbereich gesteuert wird, wodurch bewirkt wird, dass sich das Umgehungsventil schließt. Bei 440 beinhaltet das Verfahren 400 Überwachen der Motoröltemperatur. Die Motoröltemperatur kann nach dem Ölkühler überwacht werden, zum Beispiel über einen Motoröltemperatursensor (z. B. den Motoröltemperatursensor 213 in 2). Es wird zu 445 übergegangen, wo das Verfahren 400 Beurteilen beinhalten kann, ob die Öltemperatur innerhalb eines Schwellenwerts (z. B. innerhalb von 5 % oder weniger) einer gewünschten oder vorbestimmten Motoröltemperatur liegt. Die vorbestimmte Motoröltemperatur kann zum Beispiel in der Steuerung gespeichert sein. Falls die Öltemperatur nicht innerhalb des Schwellenwerts der vorbestimmten Motoröltemperatur liegt, kann das Verfahren 400 zu Schritt 435 zurückkehren, wo die Steuerung weiterhin die Steuerung des Ölpumpenventils ausüben kann, um den Ausgangsdruck auf den zweiten Druckbereich zu steuern, sodass das Motoröl auf innerhalb des Schwellenwerts der gewünschten Temperatur gesteigert werden.
Als Reaktion darauf, dass die Öltemperatur innerhalb des Schwellenwerts der gewünschten Temperatur liegt, geht das Verfahren 400 zu 450 über. Bei 450 beinhaltet das Verfahren 400 Befehlen, dass das Ölpumpenventil den Ausgangsöldruck aus der Ölpumpe auf den dritten Druckbereich steuert. Wie vorstehend erörtert, kann der dritte Druckbereich einen Druck von 100-200 kPa beinhalten. Wenn der Ausgangsöldruck aus der Ölpumpe innerhalb des dritten Druckbereichs liegt, kann der Öldruck nicht hoch genug sein, um die Kraft der Feder (z. B. der Feder 312 in 3C) zu überwinden, und somit kann das Umgehungsventil die zweite offene Konfiguration einnehmen (siehe 3C). In der zweiten offenen Konfiguration kann der Ölkühler erneut umgangen werden. Mit anderen Worten kann es, nachdem das Motoröl auf innerhalb des Schwellenwerts der gewünschten Temperatur erwärmt worden ist, wünschenswert sein, den Motorölkühler zu umgehen, um die Last an der Pumpe zu reduzieren, was dadurch die Kraftstoffeffizienz verbessern kann. Es versteht sich, dass der Umstand, dass der Öldruckausgang aus der Ölpumpe auf den dritten Druckbereich gesteuert wird, als Reaktion darauf sein kann, dass die Motoröltemperatur innerhalb des Schwellenwerts der gewünschten Motortemperatur liegend wird, und ferner als Reaktion auf eine Angabe milder Motorbetriebsbedingungen, wobei milde Motorbetriebsbedingungen die meisten Kundenfahrzyklen definieren können, bei denen die Motorlast unter einer Schwellenmotorlast liegt und die Motordrehzahl unter einer Schwellenmotordrehzahl liegt.
Während der Ausgangsöldruck aus der Ölpumpe auf den dritten Druckbereich gesteuert wird, sodass die Motorölströmung den Ölkühler umgeht, kann das Verfahren 400 zu 455 übergehen, wo die Motoröltemperatur weiterhin überwacht wird. Erneut kann die Motoröltemperatur über einen Motoröltemperatursensor (z. B. den Motoröltemperatursensor 213 in 2) überwacht werden. Es wird zu 460 übergegangen, wo das Verfahren 400 Angeben beinhaltet, ob Bedingungen zum Kühlen des Öls erfüllt sind. Zum Beispiel kann eine Motoröltemperatur über einem zweiten Motoröltemperaturschwellenwert, der größer als die gewünschte Motoröltemperatur ist, eine Angabe davon sein, dass Ölkühlung notwendig ist. Zusätzlich oder alternativ kann die Motorlast über der Schwellenmotorlast und/oder die Motordrehzahl über der Schwellenmotordrehzahl auf einen Bedarf zum Kühlen des Motoröls hinweisen. Mit anderen Worten kann ein Übergang von milden zu aggressiveren Motorbetriebsbedingungen einer Situation entsprechen, in der Bedingungen zum Kühlen des Motoröls erfüllt sind.
Falls bei 460 Bedingungen zur Motorölkühlung erfüllt sind, kann das Verfahren 400 zu Schritt 435 zurückkehren, wo befohlen wird, dass der Ausgangsöldruck innerhalb des zweiten Druckbereichs liegt, sodass sich das Umgehungsventil schließt. Wenn das Umgehungsventil geschlossen ist, kann Motoröl durch den Ölkühler geleitet werden. In einem Fall, in dem Motoröl über dem zweiten Motoröltemperaturschwellenwert liegt, versteht es sich, dass das Kühlmittel, das durch den Ölkühler zirkuliert, eine Temperatur aufweisen kann, die niedriger als die des Öls ist. Demnach kann der Ölkühler ermöglichen, dass das Kühlmittel Wärmeenergie aus dem Öl absorbiert, um dadurch das Öl zu kühlen. Wenn dem Ölpumpenventil auf eine Weise Befehle erteilt werden, dass der Ausgangsdruck der Ölpumpe auf den zweiten Bereich gesteuert wird, kann das Verfahren 400 weiterhin die Temperatur des zirkulierenden Öls überwachen. Sobald die Öltemperatur innerhalb des Schwellenwerts der gewünschten Temperatur liegt, kann der Ölpumpenausgangsdruck erneut auf den dritten Druckbereich gesteuert werden, um den Ölkühler zu umgehen.
Zurück bei 460 kann das Verfahren 400 als Reaktion auf eine Angabe, dass keine Bedingungen für die Ölkühlung erfüllt sind, zu 465 übergehen. Bei 465 beinhaltet das Verfahren 400 Angeben, ob der Fahrzeugbetrieb unterbrochen worden ist. Konkret beurteilt das Verfahren 400 bei Schritt 465, ob ein Fahrzeugausschaltereignis auftritt, bei dem der Motor abgeschaltet wird. Ist dies der Fall, kann das Verfahren 400 enden. Alternativ kann das Verfahren 400 zu 450 zurückkehren, wo der Ölpumpenausgangsdruck weiterhin auf den dritten Druckbereich gesteuert wird.
Somit kann, wie in dieser Schrift erörtert, ein Verfahren Steuern einer Ölpumpe beinhalten, um ein Öl zum Schmieren eines Motors mit einem ersten Druck, einem zweiten Druck oder einem dritten Druck zu pumpen, um ein Ölkühlerumgehungsventil in Abhängigkeit von Motorbetriebsbedingungen jeweils in eine erste Position, eine zweite Position oder eine dritte Position vorzuspannen, um das Öl selektiv durch oder um einen Ölkühler zu leiten.
Für ein derartiges Verfahren kann die erste Position eine erste offene Position sein, in der das Öl um den Ölkühler geleitet wird, wobei die zweite Position eine geschlossene Position sein kann, in der verhindert wird, dass Öl um den Ölkühler geleitet wird, und wobei die dritte Position eine zweite offene Position sein kann, in der das Öl um den Ölkühler geleitet wird.
Für ein derartiges Verfahren kann der erste Druck größer als der zweite Druck sein, der wiederum größer als der dritte Druck sein kann.
Für ein derartiges Verfahren kann das Ölkühlerumgehungsventil passiv auf den Druck des Öls reagieren, um die erste Position, die zweite Position und/oder die dritte Position einzunehmen.
Für ein derartiges Verfahren kann die Ölpumpe eine Ölpumpe mit variabler Verdrängung sein.
Für ein derartiges Verfahren kann Steuern der Ölpumpe Einstellen einer Position eines Magnetventils der Ölpumpe auf Grundlage eines Befehls von einer Steuerung beinhalten. In einem derartigen Beispiel kann das Ölkühlerumgehungsventil nicht kommunikativ an die Steuerung gekoppelt sein.
Für ein derartiges Verfahren kann der erste Druck größer als 500 kPa sein, kann der zweite Druck zwischen 250-400 kPa liegen und kann der dritte Druck zwischen 100-200 kPa liegen.
Für ein derartiges Verfahren kann der Ölkühler ein Kühlmittel-Öl-Wärmetauscher sein, bei dem Wärmeenergie zwischen einem Kühlmittel, das durch den Ölkühler zirkuliert, und dem Öl übertragen wird.
Für ein derartiges Verfahren kann das Verfahren ferner Vorspannen des Ölkühlerumgehungsventils in die erste Position bei einem Kaltstartereignis des Motors umfassen, bei dem eine Temperatur des Öls mehr als einen Schwellenwert unter einer vorbestimmten Öltemperatur liegt und bei dem ein Kreislauf, der das Öl aufnimmt, unter einem vorbestimmten Kreislaufdruck liegt. Das Verfahren kann ferner Vorspannen des Ölkühlerumgehungsventils in die zweite Position beinhalten, um die Temperatur des Öls auf innerhalb des Schwellenwerts der vorbestimmten Öltemperatur zu steuern. Das Verfahren kann noch ferner Vorspannen des Ölkühlerumgehungsventils in die dritte Position beinhalten, wenn die Temperatur des Öls innerhalb des Schwellenwerts der vorbestimmten Öltemperatur liegt.
Ein anderes Beispiel für ein Verfahren kann Steuern, ob ein Öl, das zum Schmieren eines Motors verwendet wird, durch oder um einen Ölkühler geleitet wird, allein durch Einstellen eines Drucks des Öls beinhalten, das von einer Ölpumpe ausgeht, um ein Ölkühlerumgehungsventil unter einer ersten Betriebsbedingung in eine erste offene Position, unter einer zweiten Betriebsbedingung in eine geschlossene Position und unter einer dritten Betriebsbedingung in eine zweite offene Position vorzuspannen.
Für ein derartiges Verfahren kann die erste Betriebsbedingung einen Kaltstart des Motors beinhalten, bei dem der Druck eines Ölkreislaufs, der das Öl aufnimmt, unter einem Schwellenkreislaufdruck liegt, und eine Temperatur des Öls nicht innerhalb eines Schwellenwerts einer vorbestimmten Öltemperatur liegt. Die zweite Betriebsbedingung kann beinhalten, dass der Ölkreislauf auf über den Schwellenkreislaufdruck mit Druck beaufschlagt ist und dass die Temperatur des Öls nicht innerhalb des Schwellenwerts der vorbestimmten Temperatur liegt. Die dritte Betriebsbedingung kann beinhalten, dass der Ölkreislauf auf über den Schwellendruck mit Druck beaufschlagt ist und die Temperatur des Öls innerhalb des Schwellenwerts der vorbestimmten Temperatur liegt.
Für ein derartiges Verfahren kann Vorspannen des Ölkühlerumgehungsventils in die erste Position ermöglichen, dass das Öl den Ölkühler umgeht. Ferner kann Vorspannen des Ölkühlerumgehungsventils in die geschlossene Position verhindern, dass das Öl den Ölkühler umgeht. Vorspannen des Ölkühlerumgehungsventils in die zweite offene Position kann zusätzlich ermöglichen, dass das Öl den Ölkühler umgeht.
Für ein derartiges Verfahren kann der Ölkühler zusätzlich ein Kühlmittel aus einem Kühlmittelsystem aufnehmen. Wärme kann von dem Öl auf das Kühlmittel übertragen werden oder umgekehrt, wenn das Ölkühlerumgehungsventil unter der zweiten Betriebsbedingung geschlossen ist.
Für ein derartiges Verfahren kann die Ölpumpe eine Ölpumpe mit variablem Durchsatz sein. Der Druck des von der Ölpumpe ausgehenden Öls kann auf Grundlage eines Befehls von einer Steuerung an ein der Ölpumpe zugeordnetes Ventil eingestellt werden.
Es wird nun auf 5 Bezug genommen, in der eine beispielhafte Zeitleiste 500 ein voraussichtliches Beispiel dafür darstellt, wie der Ölpumpenausgangsdruck gesteuert werden kann, um das Ölkühlerumgehungsventil abhängig von Fahrzeugbetriebsbedingungen in gewünschte Positionen vorzuspannen. Die Zeitleiste 500 beinhaltet einen Verlauf 505, der im Zeitverlauf angibt, ob angegeben ist, dass Kaltstartbedingungen erfüllt sind (ja oder nein). Die Zeitleiste 500 beinhaltet ferner einen Verlauf 510, der den Ölpumpenausgangsdruck im Zeitverlauf angibt. Wie vorstehend in Bezug auf 3A-4 erörtert, kann der Ölpumpenausgangsdruck auf einen ersten Druckbereich (1), einen zweiten Druckbereich (2), einen dritten Druckbereich (3) gesteuert werden oder die Pumpe kann ausgeschaltet sein. Die Zeitleiste 500 beinhaltet ferner einen Verlauf 515, der eine Position des Ölkühlerumgehungsventils (z. B. des Umgehungsventils 235 in 2) im Zeitverlauf angibt. Wie vorstehend in Bezug auf 3A-4 erörtert, kann sich das Ölkühlerumgehungsventil in einer ersten offenen Position (siehe 3A), einer geschlossenen Position (siehe 3B) oder einer zweiten offenen Position (siehe 3C) befinden. Die Zeitleiste 500 beinhaltet ferner einen Verlauf 520, der im Zeitverlauf angibt, ob ein Kreislauf oder Kreisläufe (z. B. Leitungen, Öleinspritzvorrichtung(en), Rohre usw.), die Öl aus der Ölpumpe (z. B. der Ölpumpe 180 in 1) aufnehmen, auf ein gewünschtes Niveau mit Druck beaufschlagt sind (ja oder nein). Die Zeitleiste 500 beinhaltet ferner einen Verlauf 525, der eine Temperatur des Öls im Zeitverlauf angibt. Die Temperatur des Motoröls kann im Zeitverlauf zunehmen (+) oder abnehmen (-).
Zu Zeitpunkt t0 versteht es sich, dass der Motor ausgeschaltet ist und das Fahrzeug stationär ist. Es gibt keine Anforderung für einen Motorstart und somit sind noch keine Kaltstartbedingungen erfüllt (Verlauf 505). Wenn das Fahrzeug ausgeschaltet ist, gibt es keinen Ölpumpenausgangsdruck (Verlauf 510). Das Umgehungsventil (Verlauf 515) befindet sich in der zweiten offenen Position (siehe 3C), da kein Öldruck vorhanden ist, um die Kraft der Feder (z. B. der Feder 312 in 3C), die dem Umgehungsventil zugeordnet ist, zu überwinden. Wenn das Fahrzeug ausgeschaltet ist, sind Ölkreisläufe, die Öl aus der Ölpumpe aufnehmen, nicht mit Druck beaufschlagt (Verlauf 520), und die Öltemperatur ist niedrig (Verlauf 525).
Zu Zeitpunkt t1 wird angegeben, dass Kaltstartbedingungen erfüllt sind. Zum Beispiel erfolgt zu Zeitpunkt t1 eine Anforderung für einen Motorstart (z. B. Fernstartanforderung, Drehen eines Schlüssels durch den Fahrer, um den Motorbetrieb einzuleiten, Drücken einer Taste auf dem Fahrzeugarmaturenbrett durch den Fahrer, um den Motorbetrieb einzuleiten usw.) und es wird angegeben, dass die Anforderung eine Kaltstartanforderung ist. Wie vorstehend bei Schritt 410 des Verfahrens 400 erörtert, können Kaltstartbedingungen erfüllt sein, wenn eines oder mehrere davon gelten, dass die Motortemperatur unter einer Schwellenmotortemperatur liegt, die Temperatur des Kühlmittels unter einer Schwellenkühlmitteltemperatur liegt, die Umgebungstemperatur unter einer Schwellenumgebungstemperatur liegt, die Abgaskatalysatortemperatur unter einer Schwellenabgaskatalysatortemperatur liegt usw.
Wenn ein Motorkaltstart angegeben ist, wird zu Zeitpunkt t1 die Ölpumpe (z. B. die Ölpumpe 180 in 1) auf eine solche Weise gesteuert, dass sie einen Ausgangsöldruck innerhalb des ersten Druckbereichs (z. B. > 500 kPa) erzeugt. Wie vorstehend erörtert, kann der Ölpumpenausgangsdruck über ein Magnetventil (z. B. das Ölpumpenventil 182 in 1-2) unter der Steuerung der Steuerung (z. B. der Steuerung 12 in 1) reguliert werden. Das Ölpumpenventil kann einen Standarddruckregulierungssollwert unter Bedingungen aufweisen, bei denen das Magnetventil stromlos ist, und der Standarddruck kann größer als ein maximaler Öldruckbedarf des Motors bei allen Bedingungen sein, und somit kann der Standarddruck größer als 500 kPa sein. Somit kann zu Zeitpunkt t1 das Steuern des Ölpumpenausgangsdrucks auf den ersten Druckbereich beinhalten, dass das Ölpumpenventil stromlos geschaltet oder stromlos gehalten wird. Dementsprechend steigt der Ölpumpenausgangsdruck zwischen Zeitpunkt t1 und t2 auf den ersten Druckbereich. Wenn der Ölpumpenausgang auf den ersten Druckbereich gesteuert wird, nimmt das Umgehungsventil zu Zeitpunkt t2 passiv die erste offene Position (siehe 3A) ein, wodurch der Ölkühler umgangen wird.
Wie vorstehend erörtert, kann der Hochdruckausgang (z. B. Druckausgang in dem ersten Druckbereich) der Ölpumpe dazu dienen, den Ölkreislauf bzw. die Ölkreisläufe mit Druck zu beaufschlagen. Durch Regulieren des Umgehungsventils in die erste offene Position kann der restriktive Ölkühler umgangen werden, was eine schnelle Druckbeaufschlagung der Ölkreisläufe auf eine Weise ermöglichen kann, die schneller ist als in dem Fall, dass das Öl durch den Ölkühler geleitet würde. Zum Bestimmen, ob die Ölkreisläufe auf ein gewünschtes Niveau mit Druck beaufschlagt sind, kann auf einen Öldrucksensor (z. B. den Öldrucksensor 188 in 1) zurückgegriffen werden, um den Öldruck in den Ölkreisläufen an die Steuerung zu kommunizieren. Zu Zeitpunkt t3 ist angegeben, dass die Ölkreisläufe ausreichend mit Druck beaufschlagt sind (Verlauf 520). Als Reaktion auf die Angabe, dass die Ölkreisläufe ausreichend mit Druck beaufschlagt sind, wird der Ölpumpenausgangsdruck zwischen Zeitpunkt t3 und t4 auf den zweiten Druckbereich (z. B. 250-400 kPa) gesteuert (Verlauf 510). Wenn der Ölpumpenausgangsdruck auf den zweiten Druckbereich gesteuert wird, reagiert das Umgehungsventil passiv auf die Änderung des Ölpumpenausgangsdrucks, um zu Zeitpunkt t4 die geschlossene Position (siehe 3B) einzunehmen. Wie vorstehend erörtert, leitet die geschlossene Position des Umgehungsventils somit das von der Ölpumpe ausgehende Öl durch den Ölkühler. Es kann vorteilhaft sein, das Öl zu Zeitpunkt t4 durch den Ölkühler zu leiten, da eine Temperatur des Kühlmittels (nicht gezeigt) größer als eine Temperatur des Öls ist (Verlauf 525), da die Temperatur von Kühlmittel bei einem Kaltstart schneller zunimmt als die von Motoröl. Somit kann die Übertragung von Wärme von dem Kühlmittel auf das Motoröl, die in dem Ölkühler stattfindet, die Temperatur des Öls schneller erhöhen als in dem Fall, dass der Ölkühler weiterhin umgangen würde, sobald die Ölkreisläufe mit Druck beaufschlagt sind.
Somit ist vor Zeitpunkt t4 in der Zeitleiste 500 zu sehen, dass die Öltemperatur mit einer langsameren Rate ansteigt als zwischen Zeitpunkt t4 und t5. Mit anderen Worten ist die Anstiegsrate der Öltemperatur zwischen Zeitpunkt t4 und t5 größer als vor Zeitpunkt t4, da das Öl zwischen Zeitpunkt t4 und t5 durch den Ölkühler geleitet wird.
Zu Zeitpunkt t5 wird die Temperatur des Öls innerhalb eines Schwellenwerts (Linie 526) der gewünschten oder vorbestimmten Motoröltemperatur (durch Linie 527 dargestellt) liegend. Dementsprechend werden keine Kaltstartbedingungen mehr angegeben (Verlauf 505) und die Ölpumpe wird so gesteuert, dass ein Öldruck innerhalb des dritten Druckbereichs (z.B. 100-200 kPa) ausgegeben wird. Wenngleich dies nicht ausdrücklich veranschaulicht ist, versteht es sich, dass die Betriebsbedingungen mild sind (z. B. Motordrehzahl unter dem Motordrehzahlschwellenwert und Motorlast unter dem Motorlastschwellenwert), womit es wünschenswert ist, die Ölpumpe so zu steuern, dass sie den Öldruck innerhalb des dritten Druckbereichs ausgibt. Zwischen Zeitpunkt t5 und t6 wird der Ölpumpenausgangsdruck (über das Steuern des Ölpumpenventils) auf innerhalb des dritten Druckbereichs gesteuert (Verlauf 510). Wenn der Druck von dem zweiten Druckbereich zu dem dritten Druckbereich abnimmt, nimmt das Ölkühlerumgehungsventil (Verlauf 515) zu Zeitpunkt t6 passiv die zweite offene Position (siehe 3C) ein. Somit wird, wenn sich das Umgehungsventil in der zweiten offenen Position befindet, der Ölkühler erneut umgangen. Das Umgehen des Ölkühlers unter milden Motorbetriebsbedingungen kann dazu dienen, Öldruckverluste im Vergleich zu dem Fall zu reduzieren, dass die Ölströmung weiterhin durch den Ölkühler geleitet würde. Das Reduzieren des Druckverlustes durch den Ölkühler kann den Leistungsverbrauch der Ölpumpe reduzieren, wodurch die Kraftstoffeffizienz verbessert wird.
Zwischen Zeitpunkt t6 und t7 vergeht eine gewisse Zeit. Zu Zeitpunkt t7 steigt die Motoröltemperatur auf über den zweiten Öltemperaturschwellenwert (Linie 528), und somit besteht eine Anforderung für Motorölkühlung. Dementsprechend wird der Ölpumpenausgangsdruck zwischen Zeitpunkt t8 und t9 wieder auf den zweiten Druckbereich gesteuert (Verlauf 510). Das Erhöhen des Ausgangsdrucks aus der Ölpumpe führt dazu, dass das Umgehungsventil zu Zeitpunkt t9 passiv die geschlossene Position einnimmt (Verlauf 515). Wenn sich das Umgehungsventil in der geschlossenen Position befindet, wird das von der Ölpumpe ausgehende Öl erneut durch den Ölkühler geleitet. Wenngleich dies nicht ausdrücklich veranschaulicht ist, versteht es sich, dass zu Zeitpunkt t9 die Öltemperatur höher als die Temperatur des Kühlmittels ist. Somit findet zwischen Zeitpunkt t9 und t10 Übertragung von Wärme von dem Öl auf das Kühlmittel statt, wodurch das Öl gekühlt wird. Zu Zeitpunkt t10 liegt die Motoröltemperatur erneut innerhalb des Schwellenwerts (siehe Linie 526) der gewünschten oder vorbestimmten Öltemperatur (Linie 527). Wenn die Motoröltemperatur zu Zeitpunkt t10 ausreichend abgekühlt ist, wird der Ölpumpenausgangsdruck zwischen Zeitpunkt t10 und t11 erneut auf den dritten Druckbereich gesteuert (Verlauf 510), und zu t11 nimmt das Umgehungsventil passiv die zweite offene Position ein (Verlauf 515). Nach Zeitpunkt t11 bleibt die Öltemperatur innerhalb des Schwellenwerts der gewünschten Öltemperatur, der Ölpumpenausgangsdruck wird weiterhin auf den dritten Druckbereich gesteuert und das Umgehungsventil wird in der zweiten offenen Position gehalten, in der der Ölkühler umgangen wird, um die Kraftstoffeffizienz zu verbessern.
Es wird nun auf 6 Bezug genommen, in der ein beispielhaftes Verfahren 600 auf hoher Ebene zum Bestimmen, ob das Ölkühlerumgehungsventil (z. B. das Umgehungsventil 235 in 2) beeinträchtigt ist oder wie gewünscht oder erwartet funktioniert, gezeigt ist. Konkret kann das Verfahren 600 unter Bedingungen verwendet werden, unter denen erwartet wird, dass das Wechseln vom Umgehen des Ölkühlers (z. B. des Ölkühlers 220) zum Leiten von Öl durch den Ölkühler aufgrund einer Temperaturdifferenz zwischen dem Motoröl und dem Kühlmittel zu einer Änderung der Öltemperatur führt. Falls die erwartete Änderung nicht beobachtet wird, kann das Umgehungsventil beeinträchtigt sein.
Das Verfahren 600 wird unter Bezugnahme auf die in dieser Schrift beschriebenen und in 1-3C gezeigten Systeme und Komponenten beschrieben, obwohl es sich versteht, dass ähnliche Verfahren auf andere Systeme und Komponenten angewendet werden können, ohne vom Umfang dieser Offenbarung abzuweichen. Anweisungen zum Ausführen des Verfahrens 600 und der übrigen in dieser Schrift enthaltenen Verfahren können durch eine Steuerung, wie etwa die Steuerung 12 in 1, auf Grundlage von in nichttransitorischem Speicher gespeicherten Anweisungen und in Verbindung mit Signalen ausgeführt werden, die von Sensoren des Motorsystems und Fahrzeugantriebsstrangs empfangen werden, wie in Bezug auf 1-2 erörtert. Die Steuerung kann Aktoren wie etwa das Ölpumpenventil (z. B. das Ölpumpenventil 182 in 1) usw. einsetzen, um den Zustand von Vorrichtungen in der physischen Welt gemäß den nachstehend dargestellten Verfahren zu verändern.
Das Verfahren 600 beginnt bei 605 und beinhaltet Angeben, ob Bedingungen zum Bestimmen einer möglichen Beeinträchtigung des Umgehungsventils erfüllt sind. Bedingungen können auf Grundlage eines oder mehrerer der folgenden Beispiele erfüllt sein. In einem Beispiel können Bedingungen erfüllt sein, wenn eine Anforderung vorliegt, vom Umgehen der Ölströmung durch den Ölkühler zum Leiten der Ölströmung durch den Ölkühler zu wechseln. Bedingungen können erfüllt sein, wenn eine Temperatur von Motoröl in einem Beispiel um eine vorbestimmte Schwellendifferenz höher als die von Kühlmittel ist. In einem anderen Beispiel können Bedingungen erfüllt sein, wenn die Temperatur von Motoröl um eine andere vorbestimmte Schwellendifferenz niedriger als die von Kühlmittel ist. Bedingungen können unter Umständen erfüllt sein, bei denen keine abgeleitete Beeinträchtigung des Ölkühlers, des Kühlmittelsystems, der Motorölpumpe, des Ölpumpenventils, der Motoröltemperatursensoren, der Kühlmitteltemperatursensoren usw. vorliegt.
Falls bei 605 nicht angegeben ist, dass Bedingungen zum Bestimmen einer Beeinträchtigung des Umgehungsventils erfüllt sind, kann das Verfahren 600 zu 610 übergehen, wo aktuelle Betriebsbedingungen beibehalten werden können. Falls zum Beispiel der Ölkühler umgangen wird, können derartige Bedingungen in Abwesenheit einer Anforderung zum Leiten von Öl durch den Ölkühler beibehalten werden. Falls in einem anderen Beispiel der Ölkühler nicht umgangen wird, können derartige Bedingungen in Abwesenheit einer Anforderung zum Umgehen des Ölkühlers beibehalten werden. In einigen Beispielen, in denen die Differenz zwischen der Kühlmitteltemperatur und der Motortemperatur nicht größer als die vorbestimmte Schwellendifferenz ist, aber in denen ein Wechsel vom Umgehen des Ölkühlers zum Leiten von Öl durch den Ölkühler (oder umgekehrt) angefordert wird, kann der Wechsel wie vorstehend erörtert ausgeführt werden, doch der Beeinträchtigungstest kann aufgrund möglicher Signal-Rausch-Probleme nicht vorgenommen werden. Das Verfahren 600 kann dann enden.
Alternativ geht das Verfahren 600 als Reaktion darauf, dass Bedingungen zum Bestimmen einer Beeinträchtigung des Umgehungsventils erfüllt sind, zu 615 über. Bei 615 beinhaltet das Verfahren 600 Vornehmen des Wechsels vom Umgehen des Ölkühlers zum Leiten von Öl durch den Ölkühler. In einem Beispiel kann das Vornehmen des Wechsels Steuern des Ausgangsdrucks der Ölpumpe von dem ersten Druckbereich auf den zweiten Druckbereich beinhalten. Als ein anderes Beispiel kann das Vornehmen des Wechsels Steuern des Ausgangsdrucks der Ölpumpe von dem dritten Druckbereich auf den zweiten Druckbereich beinhalten. Anders ausgedrückt, kann das Vornehmen des Wechsels Steuern der Ölpumpe auf eine Weise, um das Umgehungsventil von der ersten offenen Position (siehe 3A) in die geschlossene Position (siehe 3B) vorzuspannen, oder Steuern der Ölpumpe auf eine Weise, um das Umgehungsventil aus der zweiten offenen Position (siehe 3C) in die geschlossene Position (siehe 3B) vorzuspannen, beinhalten. Es versteht sich, dass vor dem Durchführen des Wechsels sowohl die Motoröltemperatur als auch die Kühlmitteltemperatur von jeweiligen Sensoren abgerufen und in der Steuerung gespeichert werden können.
Als Reaktion darauf, dass der Wechsel vorgenommen wird, geht das Verfahren 600 zu 620 über. Bei 620 beinhaltet das Verfahren 600 Überwachen der Motoröltemperatur. Wenngleich dies nicht ausdrücklich veranschaulicht ist, versteht es sich, dass die Kühlmitteltemperatur zusätzlich oder alternativ überwacht werden kann.
Es wird zu 625 übergegangen, wo das Verfahren 600 Bestimmen beinhaltet, ob eine Änderung der Motoröltemperatur (z. B. Differenz der Öltemperatur vor dem Wechsel und nach dem Wechsel) innerhalb eines Schwellenwerts (z. B. innerhalb von 5 % von, innerhalb von 10 % von, innerhalb von 20 % von, innerhalb von 50 % von usw.) einer erwarteten Motoröltemperaturänderung liegt. Falls zum Beispiel die Motoröltemperatur vor dem Wechsel höher als die Kühlmitteltemperatur war, kann erwartet werden, dass die Motoröltemperatur als Reaktion auf den Wechsel abkühlen kann. Falls alternativ die Motoröltemperatur vor dem Wechsel niedriger als die Kühlmitteltemperatur war, kann erwartet werden, dass die Motoröltemperatur als Reaktion auf den Wechsel steigen kann. Die erwartete Differenz kann über die Steuerung bestimmt werden und kann von Variablen abhängig sein, die unter anderem Umgebungstemperatur, Kühlmittelströmungsrate, Motorölströmungsrate, Motorölvolumen usw. beinhalten.
Falls bei 625 bestimmt wird, dass die Änderung der Motoröltemperatur nicht innerhalb des Schwellenwerts der erwarteten Motoröltemperaturänderung liegt, geht das Verfahren 600 zu 630 über, wo eine Beeinträchtigung des Umgehungsventils angegeben wird. Zum Beispiel kann das Umgehungsventil nicht wie gewünscht funktionieren, da die Änderung der Öltemperatur nicht innerhalb des Schwellenwerts der erwarteten Temperaturänderung lag. Konkret kann das Umgehungsventil in einer beliebigen der ersten offenen Position, der zweiten offenen Position oder der geschlossenen Position feststecken, sodass das Umgehungsventil nicht wie erwartet reagiert, wenn der Wechsel befohlen wird, und infolgedessen die Motoröltemperatur nicht die erwartete Temperaturänderung durchläuft.
Es wird zu 635 übergegangen, wo das Verfahren 600 Aktualisieren von Fahrzeugbetriebsbedingungen beinhaltet. Aktualisieren von Fahrzeugbetriebsbedingungen kann Speichern der Ergebnisse des Tests in der Steuerung, Setzen eines Diagnosefehlercodes (diagnostic trouble code - DTC) und Aufleuchten einer Fehlfunktionsanzeigeleuchte (malfunction indicator light - MIL) auf dem Fahrzeugarmaturenbrett beinhalten, um den Fahrzeugführer auf eine Anforderung aufmerksam zu machen, das Fahrzeug warten zu lassen. Das Verfahren 600 kann dann enden.
Zurück bei 625 geht das Verfahren 600 als Reaktion auf eine Angabe, dass die Änderung der Motoröltemperatur innerhalb des Schwellenwerts der erwarteten Temperaturänderung liegt, zu 640 über. Bei 640 beinhaltet das Verfahren 600 Angeben, dass das Umgehungsventil wie gewünscht oder erwartet funktioniert. Es wird zu 635 übergegangen, wo das bestandene Ergebnis in der Steuerung gespeichert werden kann. Das Verfahren 600 kann dann enden.
Wenngleich sich die vorstehende Erörterung in Bezug auf das Verfahren 600 auf Motoröltemperaturänderungen konzentriert hat, können Kühlmitteltemperaturänderungen zusätzlich oder alternativ auf ähnliche Weise überwacht werden, um abzuleiten, ob das Umgehungsventil wie gewünscht funktioniert. Falls zum Beispiel die Kühlmitteltemperatur niedriger als die Motoröltemperatur ist, bevor ein Wechsel vom Umgehen des Ölkühlers zum Leiten von Motoröl durch den Ölkühler erfolgt, kann erwartet werden, dass die Kühlmitteltemperatur um einen vorbestimmten Betrag zunehmen kann. Falls die Kühlmitteltemperatur nicht auf innerhalb eines Schwellenwerts des vorbestimmten Betrags zunimmt, kann eine Beeinträchtigung des Umgehungsventils abgeleitet werden. Falls als ein anderes Beispiel die Kühlmitteltemperatur größer als die Motoröltemperatur ist, bevor ein Wechsel vom Umgehen des Ölkühlers zum Leiten von Motoröl durch den Ölkühler erfolgt, kann erwartet werden, dass die Kühlmitteltemperatur um einen anderen vorbestimmten Betrag abnehmen kann. Falls die Kühlmitteltemperatur nicht auf innerhalb eines Schwellenwerts des anderen vorbestimmten Betrags abnimmt, kann eine Beeinträchtigung des Umgehungsventils abgeleitet werden.
Darüber hinaus kann, wenngleich sich die vorstehende Erörterung in Bezug auf das Verfahren 600 darauf konzentriert hat, dass der Wechsel vom Umgehen des Ölkühlers zum Leiten von Motoröl durch den Ölkühler erfolgt, eine ähnliche Methodik für einen Wechsel vom Leiten von Motoröl durch den Ölkühler zum Umgehen des Motorölkühlers verwendet werden, ohne vom Umfang dieser Offenbarung abzuweichen.
Auf diese Weise kann unter milden Fahrbedingungen, in denen Fahrzeuge tendenziell die meiste Zeit verbringen, ein Ölkühler umgangen werden, was die Kraftstoffeffizienz verbessern kann, indem eine Last an der Ölpumpe reduziert wird. Zusätzlich kann das anfängliche Umgehen der Ölpumpe bei einem Kaltstartereignis eine schnellere Zeit bis zum gewünschten Öldruck ermöglichen, im Gegensatz zu anderen Verfahren, die Öl bei Kaltstartereignissen zunächst durch den Ölkühler leiten.
Die technische Wirkung des Kombinierens eines passiven Dreizustands-Ölkühlerumgehungsventils und einer Ölpumpe mit variablem Durchsatz besteht darin, eine Änderung des Öldrucks zu ermöglichen, wie sie über eine Steuerung befohlen wird, um zu beeinflussen, ob der Ölkühler umgangen wird oder nicht. Konkret können niedrige, mittlere und hohe Öldrucksollwerte zum Steuern der Position des Umgehungsventils derart ausgestaltet sein, dass der Öldruckbedarf für den Motor bei jedem unterschiedlichen Drucksollwert erfüllt wird und das Umgehungsventil automatisch (z. B. passiv) die zweckmäßige Position zum Leiten von Öl entweder um den Ölkühler oder durch den Ölkühler einnimmt, sodass die Öltemperatur bei einer Temperatur gehalten werden kann, die für unterschiedliche Motorbetriebsbedingungen zweckmäßig ist. Auf diese Art und Weise kann das Zurückgreifen auf zusätzliche Aktoren, einschließlich unter anderem eines Wachsthermostats von elektromagnetischen Magnetventilen, um den Ölkühler zu umgehen, vermieden werden, womit Quellen einer möglichen Beeinträchtigung entfernt werden.
Die in dieser Schrift und unter Bezugnahme auf 1-3C erörterten Systeme können zusammen mit den in dieser Schrift und unter Bezugnahme auf 4 und 6 erörterten Verfahren ein oder mehrere Systeme und ein oder mehrere Verfahren ermöglichen. In einem Beispiel umfasst ein Verfahren Steuern einer Ölpumpe, um ein Öl zum Schmieren eines Motors mit einem ersten Druck, einem zweiten Druck oder einem dritten Druck zu pumpen, um ein Ölkühlerumgehungsventil in Abhängigkeit von Motorbetriebsbedingungen jeweils in eine erste Position, eine zweite Position oder eine dritte Position vorzuspannen, um das Öl selektiv durch oder um einen Ölkühler zu leiten. In einem ersten Beispiel für das Verfahren beinhaltet das Verfahren ferner, wobei die erste Position eine erste offene Position ist, in der das Öl um den Ölkühler geleitet wird, wobei die zweite Position eine geschlossene Position ist, in der verhindert wird, dass Öl um den Ölkühler geleitet wird, und wobei die dritte Position eine zweite offene Position ist, in der das Öl um den Ölkühler geleitet wird. Ein zweites Beispiel für das Verfahren beinhaltet optional das erste Beispiel und beinhaltet ferner, wobei der erste Druck größer als der zweite Druck ist, der wiederum größer als der dritte Druck ist. Ein drittes Beispiel für das Verfahren beinhaltet optional ein beliebiges oder mehrere oder jedes des ersten bis einschließlich zweiten Beispiels und beinhaltet ferner, wobei das Ölkühlerumgehungsventil passiv auf den Druck des Öls reagiert, um die erste Position, die zweite Position oder die dritte Position einzunehmen. Ein viertes Beispiel für das Verfahren beinhaltet optional ein beliebiges oder mehrere oder jedes des ersten bis einschließlich dritten Beispiels und beinhaltet ferner, wobei die Ölpumpe eine Ölpumpe mit variabler Verdrängung ist. Ein fünftes Beispiel für das Verfahren beinhaltet optional ein beliebiges oder mehrere oder jedes des ersten bis einschließlich vierten Beispiels und beinhaltet ferner, wobei Steuern der Ölpumpe Einstellen einer Position eines Magnetventils der Ölpumpe auf Grundlage eines Befehls von einer Steuerung beinhaltet. Ein sechstes Beispiel für das Verfahren beinhaltet optional ein beliebiges oder mehrere oder jedes des ersten bis einschließlich fünften Beispiels und beinhaltet ferner, wobei das Ölkühlerumgehungsventil nicht kommunikativ an die Steuerung gekoppelt ist. Ein siebtes Beispiel für das Verfahren beinhaltet optional ein beliebiges oder mehrere oder jedes des ersten bis einschließlich sechsten Beispiels und beinhaltet ferner, wobei der erste Druck größer als 500 kPa ist, wobei der zweite Druck zwischen 250-400 kPa liegt und wobei der dritte Druck zwischen 100-200 kPa liegt. Ein achtes Beispiel für das Verfahren beinhaltet optional ein beliebiges oder mehrere oder jedes des ersten bis einschließlich siebten Beispiels und beinhaltet ferner, wobei der Ölkühler ein Kühlmittel-Öl-Wärmetauscher ist, bei dem Wärmeenergie zwischen einem Kühlmittel, das durch den Ölkühler zirkuliert, und dem Öl übertragen wird. Ein neuntes Beispiel für das Verfahren beinhaltet optional ein beliebiges oder mehrere oder jedes des ersten bis einschließlich achten Beispiels und umfasst ferner Vorspannen des Ölkühlerumgehungsventils in die erste Position bei einem Kaltstartereignis des Motors, bei dem eine Temperatur des Öls mehr als einen Schwellenwert unter einer vorbestimmten Öltemperatur liegt und bei dem ein Kreislauf, der das Öl aufnimmt, unter einem vorbestimmten Kreislaufdruck liegt; Vorspannen des Ölkühlerumgehungsventils in die zweite Position, um die Temperatur des Öls auf innerhalb des Schwellenwerts der vorbestimmten Öltemperatur zu steuern; und Vorspannen des Ölkühlerumgehungsventils in die dritte Position, wenn die Temperatur des Öls innerhalb des Schwellenwerts der vorbestimmten Öltemperatur liegt.
Ein anderes Beispiel für ein Verfahren umfasst Steuern, ob ein Öl, das zum Schmieren eines Motors verwendet wird, durch oder um einen Ölkühler geleitet wird, allein durch Einstellen eines Drucks des Öls, das von einer Ölpumpe ausgeht, um ein Ölkühlerumgehungsventil unter einer ersten Betriebsbedingung in eine erste offene Position, unter einer zweiten Betriebsbedingung in eine geschlossene Position und unter einer dritten Betriebsbedingung in eine zweite offene Position vorzuspannen. In einem ersten Beispiel für das Verfahren beinhaltet das Verfahren ferner, wobei die erste Betriebsbedingung einen Kaltstart des Motors beinhaltet, bei dem der Druck eines Ölkreislaufs, der das Öl aufnimmt, unter einem Schwellenkreislaufdruck liegt, und eine Temperatur des Öls nicht innerhalb eines Schwellenwerts einer vorbestimmten Öltemperatur liegt; wobei die zweite Betriebsbedingung beinhaltet, dass der Ölkreislauf auf über den Schwellenkreislaufdruck mit Druck beaufschlagt ist und dass die Temperatur des Öls nicht innerhalb des Schwellenwerts der vorbestimmten Temperatur liegt; und wobei die dritte Betriebsbedingung beinhaltet, dass der Ölkreislauf auf über den Schwellendruck mit Druck beaufschlagt ist und die Temperatur des Öls innerhalb des Schwellenwerts der vorbestimmten Temperatur liegt. Ein zweites Beispiel für das Verfahren beinhaltet optional das erste Beispiel und beinhaltet ferner, wobei Vorspannen des Ölkühlerumgehungsventils in die erste Position ermöglicht, dass das Öl den Ölkühler umgeht, wobei Vorspannen des Ölkühlerumgehungsventils in die geschlossene Position verhindert, dass das Öl den Ölkühler umgeht, und wobei Vorspannen des Ölkühlerumgehungsventils in die zweite offene Position ermöglicht, dass das Öl den Ölkühler umgeht. Ein drittes Beispiel für das Verfahren beinhaltet optional ein beliebiges oder mehrere oder jedes des ersten bis einschließlich zweiten Beispiels und beinhaltet ferner, wobei der Ölkühler zusätzlich ein Kühlmittel aus einem Kühlmittelsystem aufnimmt; und wobei Wärme von dem Öl auf das Kühlmittel übertragen wird oder umgekehrt, wenn das Ölkühlerumgehungsventil unter der zweiten Betriebsbedingung geschlossen ist. Ein viertes Beispiel für das Verfahren beinhaltet optional ein beliebiges oder mehrere oder jedes des ersten bis einschließlich dritten Beispiels und beinhaltet ferner, wobei die Ölpumpe eine Ölpumpe mit variablem Durchsatz ist; und wobei der Druck des von der Ölpumpe ausgehenden Öls auf Grundlage eines Befehls von einer Steuerung an ein der Ölpumpe zugeordnetes Ventil eingestellt wird.
Ein Beispiel für ein System für ein Fahrzeug umfasst eine Ölpumpe mit variablem Durchsatz, die einem Motor ein Öl zu Schmierzwecken mittels eines Ölkreislaufs bereitstellt; einen Ölkühler; ein Ölkühlerumgehungsventil; und eine Steuerung mit auf nichttransitorischem Speicher gespeicherten computerlesbaren Anweisungen, die bei Ausführung die Steuerung zu Folgendem veranlassen: Bestimmen einer Betriebsbedingung des Motors; Befehlen, dass die Ölpumpe mit variablem Durchsatz das Öl in Abhängigkeit von der Betriebsbedingung des Motors mit einem bestimmten Druck pumpt, der einen von einem ersten Druck, einem zweiten Druck oder einem dritten Druck beinhaltet, wobei der bestimmte Druck eine Position des Ölkühlerumgehungsventils passiv einstellt, um zu verhindern oder zu ermöglichen, dass das Öl den Ölkühler umgeht. In einem ersten Beispiel für das System beinhaltet das System ferner, wobei das Ölkühlerumgehungsventil ein Dreizustandsventil ist, das eine erste offene Position einnimmt, wenn der bestimmte Druck der erste Druck ist, eine geschlossene Position einnimmt, wenn der bestimmte Druck der zweite Druck ist, und eine zweite offene Position einnimmt, wenn der bestimmte Druck der dritte Druck ist, wobei der erste Druck größer als der zweite Druck ist, der wiederum größer als der dritte Druck ist; und wobei verhindert wird, dass das Öl den Ölkühler umgeht, wenn sich das Ölkühlerumgehungsventil in der geschlossenen Position befindet, wobei jedoch ermöglicht wird, dass Öl den Ölkühler umgeht, wenn sich das Ölkühlerumgehungsventil in der ersten offenen Position und der zweiten offenen Position befindet. Ein zweites Beispiel für das System beinhaltet optional das erste Beispiel und umfasst ferner ein Kühlmittelsystem, das ein Kühlmittel durch den Ölkühler strömen lässt, um Wärmeübertragung zwischen dem Öl und dem Kühlmittel zu ermöglichen. Ein drittes Beispiel für das System beinhaltet optional ein beliebiges oder mehrere oder jedes des ersten bis einschließlich zweiten Beispiels und beinhaltet ferner, wobei die Steuerung weitere Anweisungen zu Folgendem speichert: zuerst Befehlen, dass die Ölpumpe mit variablem Durchsatz das Öl bei einem Kaltstartereignis des Motors mit dem ersten Druck pumpt, bis der Ölkreislauf auf über einen vorbestimmten Ölkreislaufdruck mit Druck beaufschlagt ist, dann Befehlen, dass die Ölpumpe mit variablem Durchsatz das Öl mit dem zweiten Druck pumpt, um eine Temperatur des Öls auf innerhalb eines Schwellenwerts einer vorbestimmten Öltemperatur zu steigern; und als Reaktion darauf, dass die Temperatur des Öls innerhalb des Schwellenwerts der vorbestimmten Öltemperatur liegt, Befehlen, dass die Ölpumpe mit variablem Durchsatz das Öl mit dem dritten Druck pumpt. Ein viertes Beispiel für das System beinhaltet optional ein beliebiges oder mehrere oder jedes des ersten bis einschließlich dritten Beispiels und beinhaltet ferner, wobei die Steuerung weitere Anweisungen zu Folgendem speichert: Bestimmen, ob die Temperatur des Öls eine Schwellenöltemperatur erreicht hat, die größer als die vorbestimmte Öltemperatur ist, während der Ölpumpe mit variablem Durchsatz befohlen wird, das Öl mit dem dritten Druck zu pumpen; und Befehlen, dass die Ölpumpe mit variablem Durchsatz das Öl mit dem zweiten Druck pumpt, um die Temperatur des Öls als Reaktion darauf, dass die Temperatur des Öls die Schwellenöltemperatur erreicht, auf innerhalb des Schwellenwerts der vorbestimmten Öltemperatur zu senken, während der Ölpumpe mit variablem Durchsatz befohlen wird, das Öl mit dem dritten Druck zu pumpen.
In einer anderen Darstellung umfasst ein Verfahren als Reaktion darauf, dass Bedingungen zum Bestimmen, ob ein passives Dreizustands-Ölkühlerumgehungsventil beeinträchtigt ist, Steuern eines Ausgangsdrucks einer Ölpumpe mit variablem Durchsatz, um das Umgehungsventil vorzuspannen, um vom Leiten einer Strömung von Öl um einen Ölkühler zum Leiten durch den Ölkühler zu wechseln, und Überwachen einer Temperaturänderung des Öls. In einem ersten Beispiel für das Verfahren beinhaltet das Verfahren Angeben einer Beeinträchtigung des Umgehungsventils als Reaktion darauf, dass die Temperaturänderung des Öls nicht innerhalb eines Schwellenwerts einer erwarteten Temperaturänderung liegt.
Es ist zu beachten, dass die in dieser Schrift enthaltenen beispielhaften Steuer- und Schätzroutinen mit verschiedenen Motor- und/oder Fahrzeugsystemkonfigurationen verwendet werden können. Die in dieser Schrift offenbarten Steuerverfahren und -routinen können als ausführbare Anweisungen in nichttransitorischem Speicher gespeichert und durch das Steuersystem einschließlich der Steuerung in Kombination mit den verschiedenen Sensoren, Aktoren und anderer Motorhardware ausgeführt werden. Die in dieser Schrift beschriebenen konkreten Routinen können eine oder mehrere aus einer beliebigen Anzahl von Verarbeitungsstrategien, wie etwa ereignisgesteuert, unterbrechungsgesteuert, Multitasking, Multithreading und dergleichen, darstellen. Demnach können verschiedene veranschaulichte Handlungen, Vorgänge und/oder Funktionen in der veranschaulichten Abfolge oder parallel durchgeführt oder in einigen Fällen weggelassen werden. Gleichermaßen ist die Verarbeitungsreihenfolge nicht zwangsläufig erforderlich, um die Merkmale und Vorteile der in dieser Schrift beschriebenen beispielhaften Ausführungsformen zu erreichen, sondern wird zur Erleichterung der Veranschaulichung und Beschreibung bereitgestellt. Eine(r) oder mehrere der veranschaulichten Handlungen, Vorgänge und/oder Funktionen können in Abhängigkeit der konkret verwendeten Strategie wiederholt durchgeführt werden. Ferner können die beschriebenen Handlungen, Vorgänge und/oder Funktionen grafisch Code darstellen, der in nichttransitorischen Speicher des computerlesbaren Speichermediums in dem Motorsteuersystem einzuprogrammieren ist, wobei die beschriebenen Handlungen durch Ausführen der Anweisungen in einem System, das die verschiedenen Motorhardwarekomponenten in Kombination mit der elektronischen Steuerung beinhaltet, ausgeführt werden.
Es versteht sich, dass die in dieser Schrift offenbarten Konfigurationen und Routinen beispielhafter Natur sind und dass diese konkreten Ausführungsformen nicht in einschränkendem Sinn aufzufassen sind, da zahlreiche Variationen möglich sind. Zum Beispiel kann die vorstehende Technik auf V6-, I4-, I6-, V12-, 4-Zylinder-Boxer- und andere Motorarten angewendet werden. Der Gegenstand der vorliegenden Offenbarung beinhaltet alle neuartigen und nicht naheliegenden Kombinationen und Unterkombinationen der verschiedenen Systeme und Konfigurationen sowie andere Merkmale, Funktionen und/oder Eigenschaften, die in dieser Schrift offenbart sind.
Wie in dieser Schrift verwendet, wird der Ausdruck „ungefähr“ so ausgelegt, dass er plus oder minus fünf Prozent des jeweiligen Bereichs bedeutet, es sei denn, es ist etwas anderes angegeben.
Die folgenden Patentansprüche heben bestimmte Kombinationen und Unterkombinationen besonders hervor, die als neuartig und nicht naheliegend betrachtet werden. Diese Patentansprüche können sich auf „ein“ Element oder „ein erstes“ Element oder das Äquivalent davon beziehen. Derartige Patentansprüche sind so zu verstehen, dass sie die Einbeziehung eines oder mehrerer derartiger Elemente einschließen und zwei oder mehr derartige Elemente weder erfordern noch ausschließen. Andere Kombinationen und Unterkombinationen der offenbarten Merkmale, Funktionen, Elemente und/oder Eigenschaften können durch Änderung der vorliegenden Patentansprüche oder durch Einreichung neuer Patentansprüche in dieser oder einer verwandten Anmeldung beansprucht werden. Derartige Patentansprüche werden unabhängig davon, ob sie einen weiteren, engeren, gleichen oder unterschiedlichen Umfang im Vergleich zu den ursprünglichen Patentansprüchen aufweisen, ebenfalls als im Gegenstand der vorliegenden Offenbarung enthalten betrachtet.
Gemäß der vorliegenden Erfindung beinhaltet ein Verfahren Steuern einer Ölpumpe, um ein Öl zum Schmieren eines Motors mit einem ersten Druck, einem zweiten Druck oder einem dritten Druck zu pumpen, um ein Ölkühlerumgehungsventil in Abhängigkeit von Motorbetriebsbedingungen jeweils in eine erste Position, eine zweite Position oder eine dritte Position vorzuspannen, um das Öl selektiv durch oder um einen Ölkühler zu leiten.
In einem Aspekt der Erfindung ist die erste Position eine erste offene Position, in der das Öl um den Ölkühler geleitet wird, wobei die zweite Position eine geschlossene Position ist, in der verhindert wird, dass Öl um den Ölkühler geleitet wird, und wobei die dritte Position eine zweite offene Position ist, in der das Öl um den Ölkühler geleitet wird.
In einem Aspekt der Erfindung ist der erste Druck größer als der zweite Druck, der wiederum größer als der dritte Druck ist.
In einem Aspekt der Erfindung reagiert das Ölkühlerumgehungsventil passiv auf den Druck des Öls, um die erste Position, die zweite Position oder die dritte Position einzunehmen.
In einem Aspekt der Erfindung ist die Ölpumpe eine Ölpumpe mit variabler Verdrängung.
In einem Aspekt der Erfindung beinhaltet Steuern der Ölpumpe Einstellen einer Position eines Magnetventils der Ölpumpe auf Grundlage eines Befehls von einer Steuerung.
In einem Aspekt der Erfindung ist das Ölkühlerumgehungsventil nicht kommunikativ an die Steuerung gekoppelt.
In einem Aspekt der Erfindung ist der erste Druck größer als 500 kPa, wobei der zweite Druck zwischen 250-400 kPa liegt und wobei der dritte Druck zwischen 100-200 kPa liegt.
In einem Aspekt der Erfindung, wobei der Ölkühler ein Kühlmittel-Öl-Wärmetauscher ist, bei dem Wärmeenergie zwischen einem Kühlmittel, das durch den Ölkühler zirkuliert, und dem Öl übertragen wird.
In einem Aspekt der Erfindung beinhaltet das Verfahren Vorspannen des Ölkühlerumgehungsventils in die erste Position bei einem Kaltstartereignis des Motors, bei dem eine Temperatur des Öls mehr als einen Schwellenwert unter einer vorbestimmten Öltemperatur liegt und bei dem ein Kreislauf, der das Öl aufnimmt, unter einem vorbestimmten Kreislaufdruck liegt; Vorspannen des Ölkühlerumgehungsventils in die zweite Position, um die Temperatur des Öls auf innerhalb des Schwellenwerts der vorbestimmten Öltemperatur zu steuern; und Vorspannen des Ölkühlerumgehungsventils in die dritte Position, wenn die Temperatur des Öls innerhalb des Schwellenwerts der vorbestimmten Öltemperatur liegt.
Gemäß der vorliegenden Erfindung beinhaltet ein Verfahren Steuern, ob ein Öl, das zum Schmieren eines Motors verwendet wird, durch oder um einen Ölkühler geleitet wird, allein durch Einstellen eines Drucks des Öls, das von einer Ölpumpe ausgeht, um ein Ölkühlerumgehungsventil unter einer ersten Betriebsbedingung in eine erste offene Position, unter einer zweiten Betriebsbedingung in eine geschlossene Position und unter einer dritten Betriebsbedingung in eine zweite offene Position vorzuspannen.
In einem Aspekt der Erfindung beinhaltet die erste Betriebsbedingung einen Kaltstart des Motors, bei dem der Druck eines Ölkreislaufs, der das Öl aufnimmt, unter einem Schwellenkreislaufdruck liegt, und eine Temperatur des Öls nicht innerhalb eines Schwellenwerts einer vorbestimmten Öltemperatur liegt; wobei die zweite Betriebsbedingung beinhaltet, dass der Ölkreislauf auf über den Schwellenkreislaufdruck mit Druck beaufschlagt ist und dass die Temperatur des Öls nicht innerhalb des Schwellenwerts der vorbestimmten Temperatur liegt; und wobei die dritte Betriebsbedingung beinhaltet, dass der Ölkreislauf auf über den Schwellendruck mit Druck beaufschlagt ist und die Temperatur des Öls innerhalb des Schwellenwerts der vorbestimmten Temperatur liegt.
In einem Aspekt der Erfindung ermöglicht Vorspannen des Ölkühlerumgehungsventils in die erste Position, dass das Öl den Ölkühler umgeht, wobei Vorspannen des Ölkühlerumgehungsventils in die geschlossene Position verhindert, dass das Öl den Ölkühler umgeht, und wobei Vorspannen des Ölkühlerumgehungsventils in die zweite offene Position ermöglicht, dass das Öl den Ölkühler umgeht.
In einem Aspekt der Erfindung nimmt der Ölkühler zusätzlich ein Kühlmittel aus einem Kühlmittelsystem auf; und wobei Wärme von dem Öl auf das Kühlmittel übertragen wird oder umgekehrt, wenn das Ölkühlerumgehungsventil unter der zweiten Betriebsbedingung geschlossen ist.
In einem Aspekt der Erfindung ist die Ölpumpe eine Ölpumpe mit variablem Durchsatz; und wobei der Druck des von der Ölpumpe ausgehenden Öls auf Grundlage eines Befehls von einer Steuerung an ein der Ölpumpe zugeordnetes Ventil eingestellt wird.
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist ein System für ein Fahrzeug bereitgestellt, das Folgendes aufweist: eine Ölpumpe mit variablem Durchsatz, die einem Motor ein Öl zu Schmierzwecken mittels eines Ölkreislaufs bereitstellt; einen Ölkühler; ein Ölkühlerumgehungsventil; und eine Steuerung mit auf nichttransitorischem Speicher gespeicherten computerlesbaren Anweisungen, die bei Ausführung die Steuerung zu Folgendem veranlassen: Bestimmen einer Betriebsbedingung des Motors; Befehlen, dass die Ölpumpe mit variablem Durchsatz das Öl in Abhängigkeit von der Betriebsbedingung des Motors mit einem bestimmten Druck pumpt, der einen von einem ersten Druck, einem zweiten Druck oder einem dritten Druck beinhaltet, wobei der bestimmte Druck eine Position des Ölkühlerumgehungsventils passiv einstellt, um zu verhindern oder zu ermöglichen, dass das Öl den Ölkühler umgeht.
Gemäß einer Ausführungsform ist das Ölkühlerumgehungsventil ein Dreizustandsventil, das eine erste offene Position einnimmt, wenn der bestimmte Druck der erste Druck ist, eine geschlossene Position einnimmt, wenn der bestimmte Druck der zweite Druck ist, und eine zweite offene Position einnimmt, wenn der bestimmte Druck der dritte Druck ist, wobei der erste Druck größer als der zweite Druck ist, der wiederum größer als der dritte Druck ist; und wobei verhindert wird, dass das Öl den Ölkühler umgeht, wenn sich das Ölkühlerumgehungsventil in der geschlossenen Position befindet, wobei jedoch ermöglicht wird, dass Öl den Ölkühler umgeht, wenn sich das Ölkühlerumgehungsventil in der ersten offenen Position und der zweiten offenen Position befindet.
Gemäß einer Ausführungsform ist die Erfindung ferner durch ein Kühlmittelsystem gekennzeichnet, das ein Kühlmittel durch den Ölkühler strömen lässt, um Wärmeübertragung zwischen dem Öl und dem Kühlmittel zu ermöglichen.
Gemäß einer Ausführungsform speichert die Steuerung weitere Anweisungen zu Folgendem: zuerst Befehlen, dass die Ölpumpe mit variablem Durchsatz das Öl bei einem Kaltstartereignis des Motors mit dem ersten Druck pumpt, bis der Ölkreislauf auf über einen vorbestimmten Ölkreislaufdruck mit Druck beaufschlagt ist, dann Befehlen, dass die Ölpumpe mit variablem Durchsatz das Öl mit dem zweiten Druck pumpt, um eine Temperatur des Öls auf innerhalb eines Schwellenwerts einer vorbestimmten Öltemperatur zu steigern; und als Reaktion darauf, dass die Temperatur des Öls innerhalb des Schwellenwerts der vorbestimmten Öltemperatur liegt, Befehlen, dass die Ölpumpe mit variablem Durchsatz das Öl mit dem dritten Druck pumpt.
Gemäß einer Ausführungsform speichert die Steuerung weitere Anweisungen zum Bestimmen, ob die Temperatur des Öls eine Schwellenöltemperatur erreicht hat, die größer als die vorbestimmte Öltemperatur ist, während der Ölpumpe mit variablem Durchsatz befohlen wird, das Öl mit dem dritten Druck zu pumpen; und Befehlen, dass die Ölpumpe mit variablem Durchsatz das Öl mit dem zweiten Druck pumpt, um die Temperatur des Öls als Reaktion darauf, dass die Temperatur des Öls die Schwellenöltemperatur erreicht, auf innerhalb des Schwellenwerts der vorbestimmten Öltemperatur zu senken, während der Ölpumpe mit variablem Durchsatz befohlen wird, das Öl mit dem dritten Druck zu pumpen.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

US 9896979 [0005]

Claims

Verfahren, umfassend: Steuern einer Ölpumpe, um ein Öl zum Schmieren eines Motors mit einem ersten Druck, einem zweiten Druck oder einem dritten Druck zu pumpen, um ein Ölkühlerumgehungsventil in Abhängigkeit von Motorbetriebsbedingungen jeweils in eine erste Position, eine zweite Position oder eine dritte Position vorzuspannen, um das Öl selektiv durch oder um einen Ölkühler zu leiten.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die erste Position eine erste offene Position ist, in der das Ölum den Ölkühler geleitet wird, wobei die zweite Position eine geschlossene Position ist, in der verhindert wird, dass Öl um den Ölkühler geleitet wird, und wobei die dritte Position eine zweite offene Position ist, in der das Öl um den Ölkühler geleitet wird.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei der erste Druck größer als der zweite Druck ist, der wiederum größer als der dritte Druck ist.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Ölkühlerumgehungsventil passiv auf den Druck des Öls reagiert, um die erste Position, die zweite Position oder die dritte Position einzunehmen.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Ölpumpe eine Ölpumpe mit variabler Verdrängung ist.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei Steuern der Ölpumpe Einstellen einer Position eines Magnetventils der Ölpumpe auf Grundlage eines Befehls von einer Steuerung beinhaltet.
Verfahren nach Anspruch 6, wobei das Ölkühlerumgehungsventil nicht kommunikativ an die Steuerung gekoppelt ist.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei der erste Druck größer als 500 kPa ist, wobei der zweite Druck zwischen 250-400 kPa liegt und wobei der dritte Druck zwischen 100-200 kPa liegt.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Ölkühler ein Kühlmittel-Öl-Wärmetauscher ist, bei dem Wärmeenergie zwischen einem Kühlmittel, das durch den Ölkühler zirkuliert, und dem Öl übertragen wird.
Verfahren nach Anspruch 1, ferner umfassend Vorspannen des Ölkühlerumgehungsventils in die erste Position bei einem Kaltstartereignis des Motors, bei dem eine Temperatur des Öls mehr als einen Schwellenwert unter einer vorbestimmten Öltemperatur liegt und bei dem ein Kreislauf, der das Öl aufnimmt, unter einem vorbestimmten Kreislaufdruck liegt; Vorspannen des Ölkühlerumgehungsventils in die zweite Position, um die Temperatur des Öls auf innerhalb des Schwellenwerts der vorbestimmten Öltemperatur zu steuern; und Vorspannen des Ölkühlerumgehungsventils in die dritte Position, wenn die Temperatur des Öls innerhalb des Schwellenwerts der vorbestimmten Öltemperatur liegt.
System für ein Fahrzeug, umfassend: eine Ölpumpe mit variablem Durchsatz, die einem Motor ein Öl zu Schmierzwecken mittels eines Ölkreislaufs bereitstellt; einen Ölkühler; ein Ölkühlerumgehungsventil; und eine Steuerung mit auf nichttransitorischem Speicher gespeicherten computerlesbaren Anweisungen, die bei Ausführung die Steuerung zu Folgendem veranlassen: Bestimmen einer Betriebsbedingung des Motors; Befehlen, dass die Ölpumpe mit variablem Durchsatz das Öl in Abhängigkeit von der Betriebsbedingung des Motors mit einem bestimmten Druck pumpt, der einen von einem ersten Druck, einem zweiten Druck oder einem dritten Druck beinhaltet, wobei der bestimmte Druck eine Position des Ölkühlerumgehungsventils passiv einstellt, um zu verhindern oder zu ermöglichen, dass das Öl den Ölkühler umgeht.
System nach Anspruch 11, wobei das Ölkühlerumgehungsventil ein Dreizustandsventil ist, das eine erste offene Position einnimmt, wenn der bestimmte Druck der erste Druck ist, eine geschlossene Position einnimmt, wenn der bestimmte Druck der zweite Druck ist, und eine zweite offene Position einnimmt, wenn der bestimmte Druck der dritte Druck ist, wobei der erste Druck größer als der zweite Druck ist, der wiederum größer als der dritte Druck ist; und wobei verhindert wird, dass das Öl den Ölkühler umgeht, wenn sich das Ölkühlerumgehungsventil in der geschlossenen Position befindet, wobei jedoch ermöglicht wird, dass Öl den Ölkühler umgeht, wenn sich das Ölkühlerumgehungsventil in der ersten offenen Position und der zweiten offenen Position befindet.
System nach Anspruch 11, ferner umfassend: ein Kühlmittelsystem, das ein Kühlmittel durch den Ölkühler strömen lässt, um Wärmeübertragung zwischen dem Öl und dem Kühlmittel zu ermöglichen.
System nach Anspruch 11, wobei die Steuerung weitere Anweisungen zu Folgendem speichert: zuerst Befehlen, dass die Ölpumpe mit variablem Durchsatz das Öl bei einem Kaltstartereignis des Motors mit dem ersten Druck pumpt, bis der Ölkreislauf auf über einen vorbestimmten Ölkreislaufdruck mit Druck beaufschlagt ist, dann Befehlen, dass die Ölpumpe mit variablem Durchsatz das Öl mit dem zweiten Druck pumpt, um eine Temperatur des Öls auf innerhalb eines Schwellenwerts einer vorbestimmten Öltemperatur zu steigern; und als Reaktion darauf, dass die Temperatur des Öls innerhalb des Schwellenwerts der vorbestimmten Öltemperatur liegt, Befehlen, dass die Ölpumpe mit variablem Durchsatz das Öl mit dem dritten Druck pumpt.
System nach Anspruch 14, wobei die Steuerung weitere Anweisungen zu Folgendem speichert: Bestimmen, ob die Temperatur des Öls eine Schwellenöltemperatur erreicht hat, die größer als die vorbestimmte Öltemperatur ist, während der Ölpumpe mit variablem Durchsatz befohlen wird, das Öl mit dem dritten Druck zu pumpen; und Befehlen, dass die Ölpumpe mit variablem Durchsatz das Öl mit dem zweiten Druck pumpt, um die Temperatur des Öls als Reaktion darauf, dass die Temperatur des Öls die Schwellenöltemperatur erreicht, auf innerhalb des Schwellenwerts der vorbestimmten Öltemperatur zu senken, während der Ölpumpe mit variablem Durchsatz befohlen wird, das Öl mit dem dritten Druck zu pumpen.