具有电控润滑的雪地机动车的制作方法

专利名称：具有电控润滑的雪地机动车的制作方法
技术领域：
本发明涉及具有电控润滑的雪地机动车。
背景技术：
传统的雪地机动车具有使用油泵的润滑系统，所述油泵被雪地机动车的发动机机 械驱动。这种油泵通常被称作机械油泵。 当发动机按四冲程原理工作时，润滑剂存储在通常连接发动机或与发动机成一体 的油箱中，例如油盘。机械油泵从油箱中抽取润滑剂，使其在发动机内循环流动。在循环通 过发动机之后，润滑剂再回到油箱中。 当发动机按两冲程原理工作时，润滑剂存储在通常与发动机间隔开的油箱中。机 械油泵将润滑剂从油箱抽取到发动机的曲轴箱。润滑剂再从曲轴箱流到气缸，在那里与燃 料和空气混合物一起燃烧。由于发动机使润滑剂燃烧，所以有时需要为油箱重新填充润滑 剂，以使发动机正常工作。 由于具有发动机驱动的机械油泵，润滑剂的抽取量与发动机的速度成正比。因此， 发动机转动得越快，通过机械油泵抽取的润滑剂就越多，并且发动机的速度与润滑剂的抽 取量成线性关系。但是，发动机实际所需的润滑剂，特别是两冲程发动机的情况下，与发动 机的速度并不成线性比例关系。 有些由发动机驱动的机械油泵还连接由车辆的驱动器操作的节流控制杆，因此节 流控制杆的位置将调节机械油泵的输出量。尽管这样能提高对发动机的润滑剂的供给，但 是并没有考虑其他影响发动机实际所需的润滑剂的因素，例如气温和海拔。
对于两冲程发动机而言，实际需要的润滑剂至少部分取决于发动机的输出功率， 而不是速度。输出功率越大，需要的润滑剂越多。在两冲程发动机工作过程中，存在这样的 情况，即发动机的速度很高，但是发动机的输出功率却很低。在这种情况下，即便实际需要 的润滑剂的量不大，由发动机驱动的机械油泵仍会提供大量润滑剂。这种情况的一个例子 是雪地机动车在一片冰地上滑行时。在这种情况下，由于滑行的缘故发动机的速度很高，但 实际输出功率却很低。还有其他例子，即实际所需的润滑剂量低于由发动机驱动的机械油 泵所提供的量。例如，在起动时，发动机中的所有润滑剂在发动机停止工作时已积聚在曲轴 箱的底部。在发动机工作的最初几分钟里，这些积聚在曲轴箱底部的润滑剂足以使发动机 润滑，但由于机械油泵与发动机连接，它仍照样添加润滑剂。因此，在发动机以两冲程原理 工作时，使用机械油泵会导致发动机比实际所需消耗更多的润滑剂。这还导致所排出的废 气高于按发动机实际所需提供的润滑剂排出的废气，因为与必需量相比燃烧了更多的润滑
4剂。 雪地机动车实际需要的润滑剂还受雪地机动车工作的海拔高度、发动机温度、以 及节流控制杆位置等一个或多个因素的影响。因为雪地机动车常在山区使用，那里冬天的 温度变化非常大，这些因素能严重影响发动机实际所需的润滑剂，因此必须要考虑这些因 素。使用机械油泵的传统雪地机动车的润滑系统，由于发动机速度与润滑剂抽取量之间成 线性关系，而无法考虑这些影响因素。 在现有技术中，有些雪地机动车带有机械机构，它会更改发动机每转一圈时油泵
所提供的润滑剂的量。这些机械机构带有两组(正常/高，或正常/低)或三组(正常/ 高/低)油泵设置。尽管这些设置能够对油泵提供给发动机的润滑剂的量进行一些调节， 但由于该油泵与发动机仍然是机械连接，其关系仍然成线性关系，因此不能克服上述所有 的不足。这些设置只是视情况恒定地提供比正常设置或多或少的润滑剂。 因此，需要雪地机动车具有一种润滑系统，其给雪地机动车的发动机提供的润滑 剂量接近或符合发动机实际需要的量。 雪地机动车还需要有一种润滑系统，其提供给雪地机动车发动机的润滑剂与发动 机速度或其他参数不成线性关系。 同时，由于雪地机动车内的机械油泵被发动机驱动，发动机驱动泵所需的功率不 能用于驱动雪地机动车的履带。 因此，需要雪地机动车具有一种润滑系统，其与驱动传统机械油泵所必需的功率 相比需要的发动机功率更低。 最后，由于雪地机动车在冬季使用，环境气温有时特别低以至于润滑剂变得过于 粘滞而不能被有效抽取。 因此，还需要雪地机动车具有一种能在低温下抽取润滑剂的润滑系统，而且还需 要一种操作该润滑系统的方法。

发明内容
本发明的一个目的是改进现有技术中的至少部分缺陷。 本发明的还一个目的是提供一种雪地机动车，其电控从油泵流入发动机的油流。
本发明的另一个目的是提供具有电子油泵的雪地机动车。 本发明的还一个目的是提供具有靠近雪地机动车发热部件设置的油泵的雪地机 动车。 本发明的还一个目的是提供操作电子油泵的方法。 一方面，本发明提供一种具有 车架的雪地机动车。该车架包括发动机舱和位于发动机舱的后方的槽道。在槽道下方设置 环形传动履带来推进雪地机动车。 一对滑雪板操作性地与车架连接。发动机设置在发动机 舱中。发动机操作性地连接环形传动履带。在发动机舱中设置油箱。电子油泵与油箱流体 连接。电子油泵与发动机流体连接，用于向发动机输送润滑剂。电子控制单元(ECU)与电 子油泵电连接，用于控制电子油泵的致动。 另一方面，发动机速度传感器连接发动机。发动机速度传感器与ECU电连接，用于 向ECU传送代表发动机速度的信号。ECU至少部分地基于代表发动机速度的信号来控制电 子油泵的致动。
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还有一方面，电子油泵设置在油箱的外部，并连接至油箱的底部。
另一方面，电子油泵直接连接至油箱的底部。 还有一方面，发动机包括一对气缸。电机油泵包括一个进口和第一对出口 ，该第一 对出口的每个与所述一对气缸中对应的一个流体连通。 另一方面，发动机还包括一对排气门。该对排气门的每个与所述一对气缸中对应 的一个流体连通。电子油泵还包括第二对出口 ，该第二对出口的每个与所述一对排气门中 对应的一个流体连通。 还有一方面，雪地机动车还包括至少一个发热部件。电子油泵设置在至少一个发 热部件的附近。至少一个发热部件包括下列部件中的至少一者与发动机的排气口流体连 通的消声器；与发动机的冷却系统流体连通的冷却剂软管；以及与发动机的冷却系统流体 连通的热交换器。 另一方面，电子油泵设置在消声器、冷却剂软管和热交换器的附近。
还有一方面，电子油泵设置在发动机的附近。
另一方面，电子油泵包括电磁线圈。 还有一方面，本发明提供一种操作包括有电磁线圈的电子油泵的方法。该方法包 括确定电子油泵的循环时间；确定第一时段，第一时段长于电子油泵的行程时间；在第一 时段中将电磁线圈连接至电源；以及在所述循环时间的剩余时间中将电磁线圈与电源断开。
一方面，第一时段小于或等于循环时间减去电子油泵的返程时间。 有一方面，第一时段是循环时间的一部分。 一方面，第一时段在循环时间的百分之30至百分之50之间。 有一方面，第一时段是循环时间的大约百分之40。 一方面，第一时段是恒定的，而与循环时间无关。
有一方面，在第一时段中使电磁线圈连接至电源，由此向电子油泵中的润滑剂 供热。 另一方面，该方法还包括感测电子油泵将润滑剂供应至其上的发动机的发动机速 度。当发动机的速度小于预定发动机速度时，第一时段是恒定的，而与循环时间无关。
还有一方面，预定发动机速度是发动机的空转速度。 另一方面，该方法还包括感测环境气温，当环境气温低于预定温度时，减小电子油 泵将润滑剂供应至其上的发动机的发动机速度限值，其中，确定电子油泵的循环时间包括 感测发动机的发动机速度。 还有一方面，该方法还包括查看计数器，并在计数大于预定值时增加发动机的发 动机速度限值。 另一方面，确定电子油泵的循环时间包括感测节流阀位置。 还有一方面，确定电子油泵的循环时间包括感测环境气压。 另一方面，确定电子油泵的循环时间包括感测冷却剂温度。 还有一方面，确定电子油泵的循环时间包括确定发动机是否处于磨合时期。 另一方面，确定电子油泵的循环时间包括查看与电子油泵相关联的数据。 本发明的实施方式至少具有上述目的和/或方面之一，但不必全都包括。应当理
另还另还另还
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o o o o o o解，本发明为了尝试获得上述目的而进行某些方面时，并不一定能实现这些目的和/或可 实现其他本文未具体提及的其他目的。 本发明实施方式的其他和/或可替代的特征、方面和优点将从下面的说明书、附 图和权利要求中看得更清楚。


为了更好地理解本发明，以及本发明的其他方面和其他特征，现参考以下将结合 附图使用的说明，其中 图1是根据本发明的雪地机动车的右视图； 图2是从图1所示雪地机动车中使用的油箱和电子油泵的右前侧观察到的立体 图； 图3是从图2所示油箱和电子油泵的左后侧观察到的立体图； 图4是从图1所示雪地机动车内部部件的右前侧观察到的立体图，其中为清楚起
见移走了一些部件； 图5是从图1所示雪地机动车内部部件的右后侧观察到的立体图，其中为清楚起 见移走了一些部件； 图6是图2所示装置中使用的电子油泵的分解图； 图7是从图6所示电子油泵的可替代实施方式的左后侧观察到的立体图；
图8是从图7所示电子油泵的右前侧观察到的立体图；
图9是图1所示雪地机动车的一些不同的传感器和部件的示意图；
图10是示出控制电子油泵的逻辑图； 图11是示出电子油泵工作频率、发动机速度和节流阀开度之间关系的图表；
图12是示出施加于电子油泵的电流、泵活塞的位置和时间之间关系的两幅图；
图13A是示出电子油泵可替代的控制逻辑图；
图13B是电子油泵另一可替代的控制逻辑图； 图14是用于图1所示雪地机动车的润滑系统的可替代实施方式的示意图；以及
图15是用于图1所示雪地机动车的润滑系统的另一可替代实施方式的示意图。
具体实施例方式
图1示出雪地机动车IO，其包括前端12和后端14，被限定成与雪地机动车10的 行进方向一致。雪地机动车10包括具有槽道18和发动机舱20的车架16。前悬架22与 车架连接。槽道18通常由弯曲成倒U形的一张或多张金属片组成。槽道18沿雪地机动车 10的纵向中心线61向后延伸，并在前部连接发动机舱20。如图l所示意性地示出的发动 机24由车架16的发动机舱20携载。设置有转向组件(未图示)，其中两个滑雪板26设置 在雪地机动车10的前端12，并通过一对前悬架组件28连接前悬架22。各前悬架组件28 包括滑雪板支腿30、一对A形臂32和减震器29，用于操作性地连接各滑雪板26与转向柱 34。可预期有其他类型的前悬架组件28，例如摆动臂或套管伸縮式悬架。转向装置例如位 于驾驶者前方的把手杆36连接转向柱34的上端，使驾驶者能转动滑雪板支腿30进而转动 滑雪板26，从而使雪地机动车10转向。
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环形传动履带65位于雪地机动车10的后端14。环形传动履带65通常被设置在槽 道18下方，并操作性地连接发动机24。环形传动履带65被驱动绕后悬架组件42运转，用 于推进雪地机动车IO。后悬架组件42包括一对与环形传动履带滑动接触的滑轨44。后悬 架组件42还包括一个或多个减震器46，所述减震器还可包括环绕各减震器46的巻簧(未 图示)。设置悬架臂48和50以连接滑轨44和车架16。后悬架组件42中还具有一个或多 个惰轮52。 在雪地机动车10的前端12，整流罩54将发动机24围住，从而提供了一个外壳， 不仅能保护发动机24，而且还能加以装饰，使雪地机动车10更美观，令人赏心悦目。通常， 整流罩54包括外罩(未图示)和一个或多个侧板，以便在需要时，如检查或维修发动机24 时能打开所述侧板以接近发动机24。在图1所示的特定雪地机动车10中，侧板能沿竖直轴 线打开，从而从雪地机动车10上转开。挡风板56连接靠近雪地机动车10前端12的整流 罩54。可替代地，挡风板56还可直接与手柄36连接。挡风板56作为挡风屏，能减少雪地 机动车10行进时对驾驶者造成的风力。 在车架16顶上设置跨式座椅58。座椅58的后部可以包括储物箱，或能够用来安 放乘客座椅(未图示)。在雪地机动车10两侧的座椅58下方设有两个脚蹬60，用来放置 驾驶者的双脚。 现在参照图2和3，雪地机动车10的润滑系统包括油箱70和电子油泵72。油箱 70设置在发动机舱20内(见图4)，其形状要适合安装在发动机舱20内的其他各种部件之 间。油箱70优选与车架18固定在一起，并优选稍稍位于发动机24的后方。因为油箱70 不直接与发动机24连接，因此油箱70不受发动机24震动的部分影响。油箱70优选由塑 料制成。如图3所示，油箱70的一部分74是透明的，以便能看到油箱70内润滑剂的高度。 高度标记76提供涉及油箱70内润滑剂相对高度的可视指示。油箱70上设置有油箱帽78， 用以打开和关闭注油口 (未图示)。软管80从油箱70的上部延伸至发动机24的部件，例 如水泵(未图示)，以为其提供润滑剂。当油箱70被填充成高于软管80上端的高度时，则 软管80充满润滑剂。然后，软管80内的润滑剂依靠重力逐渐喂到软管80连接的部件中。 软管80内润滑剂的量优选足以向所述部件提供润滑剂，直至油箱70再次被填充至软管80 上端的高度以上。 从图2和3中还可看到，电子油泵72设置在油箱70外部。电子油泵72的进口82 和与注油口那侧相对的油箱70另一侧的油箱底部直接连接。进口 82优选连接油箱70的 最低点。电子油泵72具有四个出口 84、86。两个出口 84连接软管88。如图4所示，软管 88连接发动机24的两个排气门90(每个气缸92有一个排气门)以向其供给润滑剂。排气 门90可以是2001年6月12日授权的美国专利US 6244227公开的那种结构，在此通过引 用并入本文。应当理解，可以预期的其他结构的排气门90不会脱离本发明的范围。两个出 口86连接软管94。如图4所示，软管94连接发动机24的曲轴箱96。各软管94与曲轴箱 96内的曲轴管(未图示)(一个气缸92 —个曲轴管)流体连通，以向其中的曲轴轴承(未 图示)或其他部件提供润滑剂。应当可以理解，发动机24的气缸92数量或多或少，电子油 泵72的出口 84和86的数量要与气缸的数量对应。例如，如果发动机24有三个气缸92，那 么电子油泵72就有三个出口 84和三个出口 86。还可以预期，如果出口的数量对于一个电 子油泵72来说太多的话，可以使用两个电子油泵72。还可以预期，电子油泵72仅向气92
8供给润滑剂(通过曲轴箱96)，而排气门90则通过其他方式润滑。在这种情况下，会使用图 7和8所示的仅有两个出口 86 (针对发动机24具有两个气缸92的情况)的电子油泵72'。 还可以预期，电子油泵72能向发动机24的其他部件提供润滑剂。 现在参照图4和5，将介绍冷却系统、排气系统、以及电子油泵72与这些系统的相 对位置。冷却系统具有冷却罐(未图示)，通过管98向系统的其他部件提供冷却剂。当由 于冷却剂温度增加而使冷却剂在冷却系统内膨胀时，冷却剂还可通过管98流回冷却罐。同 样地，冷却系统的气泡可通过管98流入冷却罐。系统中的冷却剂通过冷却剂软管100流入 T形连接器102，并从T形连接器102流入冷却剂软管104。自冷却剂软管104，冷却剂进入 发动机24内的冷却通道(未图示)，由此从发动机24吸收热量。然后，冷却剂通过冷却剂 软管106离开发动机24。自冷却剂软管106，冷却剂进入恒温器108。当冷却剂的温度低于 预定温度时，恒温器直接引导冷却剂返回冷却剂软管ioo，冷却剂从那里按上述方式重复循 环通过发动机24。当冷却剂的温度高于预定温度时，恒温器108阻止冷却剂进入冷却剂软 管IOO，并重新引导冷却剂进入冷却剂软管110。可以预期，恒温器108可以只把部分冷却 剂重新引导至冷却剂软管IIO，并使剩余的冷却剂流入冷却剂软管100。自冷却剂软管110， 冷却剂流入第一热交换器112进行冷却。第一热交换器112形成槽道18的中上部。自第 一热交换器112，冷却剂流入冷却剂软管114。自冷却剂软管114，冷却剂流入位于发动机舱 20后部的第二热交换器116 (在图4中其大部分被发动机24遮挡)，被进一步冷却。可以预 期，第一和第二热交换器112U16在雪地机动车10的其他地方冷却，同时可以只使用第一 和第二热交换器112、116中的一个。自第二热交换器116，冷却剂流入冷却剂软管118。自 冷却剂软管118，冷却剂流入T形连接器102、冷却剂软管104、发动机24、冷却剂软管106， 然后如前所述流回恒温器108。恒温器108使冷却剂流过第一和第二热交换器112、 116，直 至冷却剂的温度再次低于预定温度。 排气系统接收来自发动机24的排气口 120 (图4)的废气。排气门90调节废气流 过排气口 120的流速。排气歧管(未图示)连接排气口 120。废气从排气口经排气歧管进 入消声器122(图5)。自消声器122，废气经排气管(未图示)流至大气。
从图4和5中可以看到，电子油泵72设置成靠近雪地机动车10的发热部件。这 些发热部件包括冷却剂软管110和114、热交换器116、消声器122和发动机24。冷却剂软 管110和114以及热交换器116由于有热的冷却剂流过而发热。消声器122由于有热的废 气流过而发热。发动机24由于在气缸92内有燃烧发生而发热。电子油泵72设置成离这 些发热部件足够近，所以在雪地机动车10工作时，它们产生的热量使电子油泵72内的润滑 剂加热。由此，通过加热，润滑剂的粘度保持在易于被电子油泵72抽取的水平。可以预期， 将电子油泵72设置在靠近至少一个发热部件的位置，就足以保持电子油泵72内润滑剂的 这一粘度。 现在参照图6，将介绍电子油泵72的详细情况。电子油泵72被称作往复式螺线管 泵。电子油泵72具有泵体124，该泵体具有一体成型的进口82和出口84、86。如图所示，出 口 86大于出口 84。因为需要通过出口 86提供给气缸92的润滑剂要多于通过出口 84提供 给排气门90的润滑剂。围绕出口 82设置两个0形环126使油箱70与出口 82之间的连接 处密封，以防止油箱70中的润滑剂泄漏。在出口 82内设置过滤器128，以防止碎渣进入电 子油泵72。止动器130插入出口 84、86的中央。围绕止动器130设置0形环132，使止动
9器130与泵体124之间的连接处密封。出口 84的通道内设置止回阀134，用于防止润滑剂 通过出口 84进入泵体124。同样地，在出口 86的通道内设置止回阀136，用于防止润滑剂 通过出口 86进入泵体124。止回阀134U36的尺寸对应于其相应的出口 84、86的尺寸。活 塞座138上有四个活塞140、 142。可以看出活塞142比活塞140大。活塞142用于抽取润 滑剂通过较大的出口 86，活塞140则用于抽取润滑剂通过较小的出口 84。在活塞座138与 止动器130之间设置弹簧144。活塞座138连接电极146。围绕电极146设置0形环148， 用于防止泵体124内的润滑剂泄漏进入电子油泵72的与电极146连接活塞座138的一侧 (即图6中电极146的左侧)相对的那一部分。由可磁化材料如铁制成的电枢150连接电 极146。电枢150滑动设置在套筒152内。套筒152设置在绕线管154的中央。绕线管154 具有线圈156(在图6中用虚线示出)缠绕其上。线圈156的端部连接用于将电子油泵72 与电子控制单元(ECU) 160 (图4)连接的连接器158。绕线管154设置在螺线管壳162内。 垫圈164设置在绕线管154与螺线管壳162端部之间。弹簧166设置在电枢150与螺线管 壳162的端部之间。使用三个螺纹紧固件168将螺线管壳162固定到泵体124上。当螺线 管壳162固定到泵体124上时，图6所示的它们之间的所有部件，除了连接器158，都安装在 螺线管壳162和泵体124产生的空间内。 电子油泵72的工作如下。润滑剂通过进口 82进入泵体124。通过ECU 160向线 圈156通电，下文将更详细的介绍。通入线圈156的电流产生磁场。电枢150在磁场的作 用下朝着泵体124滑动(图6中向右)。电极146和活塞140、 142与电枢150 —起移动。 电枢的这种移动还使弹簧144在活塞座138与止动器130之间压縮。活塞140、 142朝泵 体124的移动挤压泵体124内的润滑剂，使润滑剂经止回阀134、 136而通过出口 84、86从 电子油泵72中排出。 一旦润滑剂已从电子油泵72排出时，ECU 160，在延迟一定时间后， 停止向线圈156通电，然后线圈不再产生磁场。由于电枢不再施加力来压縮弹簧144，弹簧 144会扩张，由此使活塞140、 142、电极146和电枢150回到其初始位置(图6中朝左)。弹 簧166防止电枢150撞到螺线管壳162的端部，因为这会产生噪音并可能损坏电枢150，同 时抵消弹簧144的力使电枢150处于其正确的初始位置。由于回到它们的初始位置，活塞 140、 142在泵体124内产生抽吸力。抽吸力124连同重力使更多的润滑剂通过进口 182流 入泵体124内。止回阀134、 136防止从电子油泵172排出的润滑剂再通过出口 84、86进入 泵体。 一旦电枢150回到其初始位置，ECU 160对线圈156通电，再次重复上述循环过程。
可以预期，还可以使用其他类型的电子油泵。例如，使用电子旋转泵。可替代地， 上述往复式电子油泵72的电枢还可用永磁体代替。在该实施方式中，向线圈156通入第一 方向的电流使永磁体，进而使活塞140、142朝第一方向移动，然后向线圈156通入第二方向 的电流使永磁体朝与第一方向相反的第二方向移动。因此，与上述螺线管泵72相比，这种 类型的泵通过控制永磁体朝两个方向移动，提供了另外一种控制泵往复运动的方式。
如上所述，ECU 160与电子油泵72的连接器158进行电连接，以对线圈156提供电 流。ECU 160连接电源161(图9)，并且基于下文参照图9介绍的一个或多个不同传感器的 输入信号，调节需要向电子油泵72施加电源161的电流的时间，从而向发动机94的气缸92 提供合适的润滑剂量。参照图9，发动机速度传感器(RPM传感器)170连接至发动机24，并 电连接至ECU 160，用于向ECU 160提供指示发动机速度的信号。发动机24具有齿轮(未 图示)，设置在发动机24的轴上并随其转动，例如曲轴(未图示)或输出轴(未图示)。发动机速度传感器170的位置靠近齿轮(例如图4所示)，并且在每次其前部有一个齿经过的 时候就向ECU 160发送一次信号。然后，ECU 160通过计算各信号之间的时间间隔来确定发 动机的转速。气温传感器(ATS) 172设置在发动机24的进气系统中，优选设置在气箱(未 图示)中，并且与ECU160电连接，用于向ECU 160提供指示环境气温的信号。根据情况，将 节流阀位置传感器(TPS) 174设置在邻近发动机24的节流阀体或邻近发动机24的化油器 (未图示)的位置，并且与ECU 160电连接，用于向ECU 160提供指示节流阀体或化油器内 的节流板位置的信号。气压传感器(APS) 176设置在发动机24的进气系统中，优选设置在 气箱内(未图示)，并且与ECU 160电连接，用于向ECU 160提供指示环境气压的信号。冷 却剂温度传感器(CTS) 178设置在发动机24的冷却系统内，优选设置在冷却剂软管100、 104 或106的其中一个管内，并与ECU160电连接，用于向ECU 160提供指示冷却剂温度的信号。 可以预期，CTS178可与恒温器108成一体。计数器180与ECU 160电连接。计数器180可 以是计时器形式的，向ECU 160提供指示时间的信号。计数器180还可以统计电子油泵72 被致动的次数。计数器180还可以连接发动机24，向ECU 160提供指示发动机24的轴转数 的信号。可以预期，RPM传感器170可整合计数器180的功能，除了向ECU 160提供指示发 动机速度的信号之外还提供指示发动机的轴转数的信号。还可以预期，可以有两个(或更 多)计数器180，一个作为计时器，另一个则用来统计发动机24转数或电子油泵72的致动 次数。还可以预期可使用其他传感器，例如感测油箱70内润滑剂类型的油型传感器。
电子油泵72有一个内在的时间延迟，这是由自电子油泵72从ECU160接收电流的 时刻到润滑剂实际开始从电子油泵72排出的时刻之间的时间间隔决定的。由于存在制造 公差，这个时间延迟会随电子油泵72的不同而不同。因此，电子油泵72自身具有特定的时 间延迟182。时间延迟182存储在与电子油泵72有关联的计算机可读存储介质例如条形码 或RFID标签上。向ECU 160提供时间延迟182，然后在调节施加给电子油泵72的电流时予 以考虑，使电子油泵72的实际操作与通过ECU 160计算的电子油泵72的预期操作相一致。2007年1月16日授权的美国专利 7164984中介绍了有关对于燃料喷射器如何实现这一点以及哪些可能适用在电子油泵上的 实施方式，这里通用弓I用将其全部内容并入本文。 由于存在制造公差，电子油泵72每冲程排出的润滑剂量由于电子油泵72的不同 而不同。因此，电子油泵72自身具有与电子油泵72每冲程排出的实际润滑剂量对应的特 定泵输出183。泵输出183存储在与电子油泵72相关联的计算机可读存储介质例如条形码 或RFID标签中。计算机可读存储介质可以和用于时间延迟182的相同或不同。泵输出183 提供给ECU 160，并在调节施加给电子油泵72的电流时予以考虑，使电子油泵72的实际操 作与通过ECU 160计算的电子油泵72的预期操作相一致。可以预期，可对电子油泵72只 提供时间延迟182和泵输出183中的一个。 现在参照图10，将介绍对电子油泵72的控制方法。在步骤200，当把点火钥匙(未 图示)插在雪地机动车10中或当起动发动机24时，该方法开始。在步骤202， ATS172感 测环境气温(AT)，并向ECU 160传送代表温度的信号。在步骤204， ECU 160将在步骤202 中感测到的温度与预定温度(X°C )作比较，低于预定温度时，润滑剂的粘度增加(由于低
温)，使得难以使抽取开始。例如，xt:值可以是-3(TC。应当理解，xt:的实际值取决于所使
用的润滑剂的特性。如果温度不低于Xt:，在步骤206，ECU 160给各抽吸循环(t。N)过程中
11对线圈156通电的时间长度赋予Zmsec值。如果在步骤204时，确定温度低于X。C，则ECU 160在步骤208时观测计数器180的值。图10中，计数器180统计电子油泵72的抽吸循 环次数。应当理解，也可以使用其他类型的计数器代替上述计数器180。然后在步骤210， ECU 160会比较从计数器180获取的计数和预定值N。如果在步骤208时的计数值不小于 N，意味着电子油泵72已经工作了一定的时间，则在步骤206，ECU 160给各抽吸循环过程中 对线圈156通电的时间长度赋予Zmsec值。如果步骤208时的计数值小于N，意味着电子 油泵72刚开始，则在步骤212， ECU160给各抽吸循环过程中对线圈156通电的时间长度赋 予Ymsec值。Y值大于Z值。这是因为当温度低于X值(步骤204)，泵刚开始工作(或即 将开始)，电子油泵72内的润滑剂需要加热以降低粘度，便于抽取。由于线圈156通电的时 间(Ymsec)长于正常时间(Zmsec)，所以线圈156比正常情况产生更多的热量，从而加热润 滑剂。 一旦已经开始在一定次数的抽吸循环中抽取润滑剂，各抽吸循环过程中对线圈156 通电的时间长度可以更改成更短的时间周期Zmsec，即使气温仍然很低(从步骤210到步 骤206)。这是因为一旦润滑剂开始流过电子油泵72，就会容易被抽取，即使其粘度高于正 常水平。还因为，当电子油泵72已经工作了一定的时间时，雪地机动车10的其他部件也已 经工作了一定的时间，这意味着前面所述的发热部件会产生足够的热量来加热电子油泵72 内的润滑剂。最后，只需要在电子油泵72初始时的几个循环里，使用较长的线圈156通电 时间(Ymsec)即可。因为其需要的能量(即施加较长时间的电流)高于大部分循环所需的 能量，而且在较长时间内采用这种方式操作电子油泵72有可能产生足以损坏电子油泵72 的部件的热量。 —旦视情况在步骤206或212确定了每个抽吸循环中线圈156通电的时间长度， 则ECU 160确定电子油泵72工作的频率(f)。由于已知通电的时间量，通过确定频率，就能 很容易的确定不通电的时间量。为了确定频率，首先RPM 170传感器在步骤214感测发动机 24的速度，并向ECU 160发送代表发动机速度的信号。随后TPS174在步骤216感测节流阀 位置(TP)，并向ECU 160发送代表节流阀位置的信号。基于从RPM传感器170和TPS174接 收到的信号，在步骤218， ECU 160计算作为发动机速度和节流阀位置的函数的第一频率。 该函数和发动机速度以及节流阀位置不成线性关系，如图ll所示。需要注意，图ll仅为了 示意性地示出，频率、发动机速度以及节流阀位置之间的实际关系随发动机类型的不同而 不同。随后，在步骤220，APS176感测周围大气压(AP)，并向ECU 160发送代表气压的信号。 基于从APS176接收到的信号，ECU 160在步骤222对在步骤218时计算的频率采用校正系 数。如果气压低的话(高海拔)，则减小频率，因为这些条件下需要较少的润滑剂。如果气 压高的话(低海拔)，则增加频率，因为这些条件下需要较多的润滑剂。然后，在步骤224， CTS178感测冷却剂的温度(CT)，并向ECU 160发送代表冷却剂温度的信号。基于从CTS176 接收到的信号，ECU 160在步骤226对步骤222计算的频率采用校正系数。如果冷却剂温 度是高的，则提高频率，因为这种条件下需要较多的润滑剂。如果冷却剂温度是低的，则减 小频率，因为这种条件下需要较少的润滑剂。然后在步骤228，ECU 160确定发动机24是否 仍处于其"磨合"时期。磨合时期是指新的发动机24不应当满负荷工作的时期。该时期对 应于一定的工作小时数、雪地机动车行驶的千米数或一定的发动机转数。在磨合时期，也需 要对发动机提供更多的润滑剂，以很好的润滑其中的部件。因此，如果在步骤228确定发动 机处于磨合时期，ECU160在步骤230采用校正系数，来提高在步骤226时计算的频率，然后进入步骤232。如果在步骤228确定发动机不是处于磨合时期，于是ECU160直接进入步骤 232。在步骤232之前，视情况已经在步骤230或226计算的最新的频率对应电子油泵72 工作所需的频率。如上所述，电子油泵72具有与其相关联的数据，用于考虑其工作过程中 的内在时间延迟和/或每冲程排出的实际润滑剂量(泵输出183)。因此，在步骤232， ECU 160检查电子油泵72的数据(即时间延迟182和/或泵输出183)，然后在步骤234相应地 校正所需的频率。在步骤234计算出的频率对应于在一定时间(Y或Zmsec)中ECU 160对 线圈156通电所采用的频率(fFINAJ ，从而使得油泵按所需的频率(步骤226或230所计算 的)工作。ECU 160从步骤234返回步骤202，并重复前述步骤。步骤222、226和230所需 的校对量是根据存储在ECU 160内的或ECU 160可访问的单独的电子存储介质中的检查表 确定的。可以预期，可在步骤216和218之间进行步骤220、224、228和232来代替在步骤 222、226和230采用校正系数，这样在步骤218，ECU 160计算的频率可作为ECU160接收的 多个信号的函数，从而不需要进行步骤222、226、230和234。 现在参照图12，将介绍施加给电子油泵72的电磁线圈156的电流、泵活塞140、 142的位置和时间之间的关系。这种关系将就电子油泵72的一个工作循环进行介绍。循环 时间(或完成一个循环的时间)是指从活塞140、 142的一个冲程开始到活塞140、 142的下 一个冲程开始的时间。在循环开始时，电磁线圈156通过ECU 160连接电源161，电流施加 到电磁线圈156。这使得活塞140U42向电子油泵72的泵体124移动。活塞140、142从其 初始位置(0%行程长度)移动到能达到的最大位置(100%行程长度)所用的时间被称作 行程时间(tST。ffiE)。从图12中可以看到，电磁线圈156通电的时间(t。N)大于行程时间。多 出的时间使电子油泵72内的润滑剂被电磁线圈156产生的热量加热。在此多出的时间内， 活塞停在同一位置。于是电磁线圈156通过ECU 160与电源断开，这样在循环的剩余时间 (t。FF)里不再向电磁线圈156通电。这使得活塞140、142返回其初始位置(0%行程长度)。 活塞140、142返回其初始位置(0%行程长度)所用的时间被称作返程时间(tKET)。然后活 塞140、 142停在其初始位置，直至下一个循环开始。下文将详细介绍计算t。N的方法，但是 为了维持正常的抽取工作，t。N比行程时间长，但优选小于或等于行程时间减去返程时间的 值。冲程和返程时间取决于冲程的长度、弹簧144U66的弹力、电磁线圈156产生的磁场强 度、以及正在抽取的润滑剂的粘度(其随时间而变化)，通常通过实验确定。
现在参照图13A，将介绍控制电子油泵72的可替代的方法。该方法从步骤250开 始，当点火钥匙(未图示)插入雪地机动车10时或当起动发动机24时。在步骤252， ECU 160将最大发动机速度限制到A RPM值，其对应正常工作过程中的发动机速度限值。在步骤 254， ATS 172感测环境气温(AT)，向ECU 160发送代表温度的信号。在步骤256， ECU 160 比较在步骤254感测到的温度和预定温度(XtO，低于预定温度的话，润滑剂粘度增加(低
温缘故)难以开始抽取工作。例如，xt:的温度可能是-3(TC。应当理解，xt:的实际值取决
于所使用的润滑剂的性质。如果温度低于Xt:，则在步骤258， ECU 160将发动机的最大速 度限制到B RPM值，该值低于正常工作过程中的发动机速度限值(A RPM)。这是因为如果 发动机要在B RPM以上工作，低温下增加的润滑剂粘度将无法使电子油泵72在足以高至向 发动机提供润滑剂的频率下工作。自步骤258起该方法进入步骤260。如果在步骤256时 确定温度不小于Xt:，该方法直接进入步骤260。在步骤260，计算电子油泵72工作的频率 (f)。例如，像上述图10的步骤214至234那样计算，但是应当理解，也可以使用其他计算
13方法。随后，在步骤262，根据步骤260计算的频率来计算循环时间。本领域技术人员能够 理解，循环时间(秒)等于一刻度的频率(Hz)。可以预期，通过转换成频率来计算循环时 间的方法可被取代，即省略步骤260，直接计算循环时间。随后在步骤264， RPM传感器170 感测发动机24的速度，并向ECU 160发送代表发动机速度的信号。在步骤266， ECU 160比 较步骤264感测的发动机速度和预定发动机速度(C RPM)， C RPM小于A和B RPM。优选C RPM对应于发动机24的空转速度。如果在步骤266时确定步骤264感测的发动机速度小 于C RPM，则用于电磁线圈156的t。N设定成时间常量(Dmsec)。对D值进行选择，使t。N大 于电子油泵72的行程时间，无论在C RPM以下需要的工作频率如何，以便加热润滑剂，但时 间十分短，电源161能向电磁线圈156通入足够的电流，以正确操作电子油泵72。这是因 为，在优选的实施方式中，电源161包括交流发电机，交流发电机产生的电量与发动机速度 成比例。因此，在发动机速度低于C RPM时t。,太长，则会消耗电量并影响电子油泵72的工 作。自步骤268起，该方法返回步骤260。如果在步骤266确定步骤264时感测的发动机速 度不小于C RPM，则用于电磁线圈156的t。w被设定成等于步骤262时计算的循环时间的百 分比(E%)。对该循环时间的百分比进行选择，使t。,大于行程时间但小于或等于循环时间 减去返程时间。EX优选在循环时间的30X-50%之间。在优选的实施方式中，EX约为循 环时间的40%。在步骤270之后，ECU 160在步骤272查看计数器180的值。在图13A中， 计数器180计算发动机24已经在C RPM或之上工作的时间。应当理解，上述计数器180还 可以使用其他类型的。在步骤274， ECU 160比较从计数器180获得的数值和预定的N值。 如果步骤274的数值大于N，意味着电子油泵72已经在C RPM以上工作了一定的时间，然后 在步骤276，ECU 160将发动机最大速度限制在上述A RPM值。因此，如果发动机最大速度 之前在步骤258被限制在BRPM，那么现在就增大至限制在A RPM。这是因为到这时候润滑 剂已经被充分加热，使电子油泵72能在向以A RPM运转的发动机24提供足够的润滑剂所 必需的频率下工作。自步骤276起，该方法回到步骤260。如果步骤274时的计数不大于 N，该方法回到步骤260，且发动机的速度视情况继续限制在其之前的A或B RPM限值。
现在参照图13B，将介绍电子油泵72另一可替代的实施方式。通过该方法，计算电 子油泵72的工作频率(f)，例如可以向上述图10的步骤214至234那样计算，但是应当理 解，可以使用其他计算频率的方法。循环时间是基于计算出的频率来计算的。可以预期，可 以直接计算循环时间而不用通过转换频率来计算循环时间。在步骤350，一旦点火钥匙(未 图示)插入雪地机动车10时或发动机24起动时，该方法即开始。在步骤352，ECU 160重置 计数器180，在其是时间计数器的情况下，重置回零并使其开始，将用于电磁线圈156的t。N 设置成时间常量(Dmsec)。对D值进行选择，使t。N大于发动机启动时电子油泵72的行程时 间。同样在步骤352，ECU 160关掉低温功能(低温限值T)，下文将详细介绍。在步骤354， ATS 172感测环境气温(AT)，并向ECU 160发送代表温度的信号。在步骤356， ECU 160确 定是否在G秒期间的任何时刻步骤354感测到的温度低于预定温度(X°C )，低于该预定温 度时润滑剂增加的粘度(由于低温)使其难以被抽取。例如，Xt:的值可能是-3(TC。应当 理解，Xt:的实际值取决于所使用的润滑剂的性质。如果在发动机24工作的第一个G秒期 间，温度大于或等于Xt:，该方法在步骤358时结束，电子油泵72重新开始正常的工作(例 如，像如下所述的步骤376至382那样)。如果在发动机24工作的第一个G秒期间，任何时 刻的温度低于X°C ，则在步骤360， ECU 160开启低温功能(低温限值T)。当低温功能开启时，ECU 160控制发动机24以便限制排气门开启的最大程度，将发动机最大速度限制在一 个值，该值小于发动机速度正常工作过程的限值，并向雪地机动车10的显示屏(未图示) 发送信号，这样，显示屏向雪地机动车10的驾驶者提供低温功能启动的指示。发动机的速 度受到限制，因为润滑剂在低温下增加的粘度无法使电子油泵72在很高的频率下工作，如 果发动机在高速下工作，所述频率高的足以向发动机提供润滑剂。自步骤360开始该方法 进入步骤362，在那里RPM传感器170感测发动机24的速度，并向ECU 160发送代表发动 机速度的信号。在步骤364，ECU 160将步骤362感测的发动机速度与发动机预定速度(C RPM)做比较。C RPM优选对应发动机24的空转速度。如果在步骤364确定步骤362感测的 发动机速度低于或等于C RPM，则在步骤366将用于电磁线圈156的时间t，设置成时间常 量(Dmsec)。对D值进行选择，使t。N大于电子油泵72的行程时间，无论在C RPM或以下工 作所需的频率如何，以便加热润滑剂，但时间十分短，使电源161能向电磁线圈156通入足 够的电流，以正确操作电子油泵72。自步骤366起，该方法回到步骤362。如果在步骤364 确定步骤362感测的发动机24速度大于C RPM，则在步骤368将用于电磁线圈156的t。N设 定为等于循环时间的百分比(E%)。选择该循环时间的百分比使t。,大于行程时间但小于 或等于循环时间减去返程时间。￡%优选在循环时间的30%-50%之间。在优选的实施方 式中，EX约为循环时间的40X。在步骤368之后，ECU 160在步骤370查看计数器180的 值。对图13B来说，计数器180计算发动机24已经在C RPM以上工作的时间。应当理解， 上述计数器180还可以使用其他类型的。在步骤372，ECU 160比较从计数器180获得的计 数和预定的值N。如果步骤372的计数值不大于N，该方法返回步骤362。如果步骤372的 计数值大于N，意味着电子油泵72已经在C RPM以上工作了一定的时间，然后在步骤374， ECU 160关掉低温功能。这意味着排气门开启的最大程度不再受到限制，发动机最大速度值 回到正常工作过程中的发动机速度限值，并且显示屏不再向雪地机动车10的驾驶者提供 低温功能启动的指示(或提供没有启动的指示)。这是因为到这一时间，润滑剂已经被足够 加热，电子油泵72可以在向以任意速度运转的发动机24提供足够的润滑剂所必需的频率 下工作。自步骤374起，该方法进入步骤376。在那里，ECU 160将步骤376感测的发动机 速度与发动机预定速度(CRPM)做比较。如果在步骤378确定步骤376感测的发动机速度 小于或等于C RPM，则用于电磁线圈156的t。w，设定成时间常量Hmsec，Hmsec大于步骤380 的Dmsec。自步骤380和382起，该方法回到步骤376，并重复步骤376至382，直至发动机 24停止工作。 现在参照图14和15，将介绍雪地机动车10的润滑系统的可替代实施方式。图14 和15所示的润滑系统包括油箱70、与油箱70流体连接并通过油路302向发动机24提供润 滑剂的油泵300、以及与油泵300下游的油路302流体连接的电子阀304。油路302的数量 优选对应发动机24气缸的数量，在本例中是两个。油泵300优选是现有技术中已知的由发 动机24驱动的机械油泵。可以预期，也可以使用电子油泵和其他类型的油泵。电子阀304 优选包括可接通电流的电磁线圈305以致动阀304。电子阀304通过将油泵300提供的过 量的润滑剂重新引导至油路支线306来控制提供给发动机24的润滑剂量。油路支线306 将其中的润滑剂送回油泵300的上游，如图所示。可替代地，油路支线306还可以将其中的 润滑剂送回油箱70 (如图14和15所示的线路306') 。 ECU160至少部分基于从RPM传感器 170接收到的信号，确定需要重新引导的润滑剂量。然后与电子阀304电连接的ECU 160，从电源向电子阀304通入电流，以调节该阀的位置。ECU 160控制电子阀在一个或多个位置 与另一个位置之间移动，在前面的一个或多个位置时，油路302中流动的至少一部分润滑 剂通过油路支线306重新返回油泵300，在后一位置时，油路302中流动的润滑剂完全输送 给发动机24。可以预期，ECU 160还以相似的方式即上述图10确定电子油泵72工作的频 率的方式确定需要重新引导至油路支线306的润滑剂量。在图14所示的实施方式中，电子 油阀304与油路302串联设置。在图15所示的实施方式中，电子油阀304与油路302并联 设置。可以预期，可以为每个油路302提供一个电子油阀304。 对本发明的上述实施方式的修改和改进对本领域技术人员而言是显而易见的。前 述说明是为了举例而非限制。因此本发明仅受限于权利要求书的保护范围。
权利要求
一种雪地机动车，包括车架，所述车架包括发动机舱；以及槽道，其位于所述发动机舱的后方；环形传动履带，其设置在所述槽道下方，用于推进所述雪地机动车；一对滑雪板，其操作操作性地连接至所述车架；发动机，其设置在所述发动机舱中，所述发动机操作性地连接至所述环形传动履带；油箱，其设置在所述发动机舱中；电子油泵，其流体连接至所述油箱，所述电子油泵流体连接至所述发动机，用于向所述发动机输送润滑剂；以及电子控制单元ECU，其电连接至所述电子油泵，用于控制所述电子油泵的致动。
2. 根据权利要求1所述的雪地机动车，还包括连接所述发动机的发动机速度传感器，所述发动机速度传感器电连接至所述ECU，用于向所述ECU传送代表发动机速度的信号；其中，所述ECU至少部分地基于代表发动机速度的所述信号来控制所述电子油泵的致动。
3. 根据权利要求1所述的雪地机动车，其中，所述电子油泵设置在所述油箱的外部，并连接至所述油箱的底部。
4. 根据权利要求3所述的雪地机动车，其中，所述电子油泵直接连接至所述油箱的底部。
5. 根据权利要求1所述的雪地机动车，其中，所述发动机包括一对气缸；并且所述电子油泵包括一个进口和第一对出口，所述第一对出口中的每个出口与所述一对气缸中对应的一个气缸流体连通。
6. 根据权利要求5所述的雪地机动车，其中，所述发动机还包括一对排气门，所述一对排气门中的每个排气门与所述一对气缸中对应的一个汽缸流体连通；并且，所述电子油泵还包括第二对出口 ，所述第二对出口中的每个出口与所述一对排气门中对应的一个排气门流体连通。
7. 根据权利要求1所述的雪地机动车，还包括至少一个发热部件；其中，所述电子油泵设置在所述至少一个发热部件的附近；并且，所述至少一个发热部件包括下列部件中的至少一者与所述发动机的排气口流体连通的消声器；与所述发动机的冷却系统流体连通的冷却剂软管；以及与所述发动机的冷却系统流体连通的热交换器。
8. 根据权利要求7所述的雪地机动车，其中，所述电子油泵设置在所述消声器、所述冷却剂软管和所述热交换器的附近。
9. 根据权利要求7所述的雪地机动车，其中，所述电子油泵设置在所述发动机的附近。
10. 根据权利要求1所述的雪地机动车，其中，所述电子油泵包括电磁线圈。
11. 一种操作包括有电磁线圈的电子油泵的方法，包括确定所述电子油泵的循环时间；确定第一时段，所述第一时段长于所述电子油泵的行程时间；在所述第一时段中将所述电磁线圈连接至电源；以及在所述循环时间的剩余时间中将所述电磁线圈与所述电源断开。
12. 根据权利要求11所述的方法，其中，所述第一时段小于或等于所述循环时间减去所述电子油泵的返程时间。
13. 根据权利要求12所述的方法，其中，所述第一时段是所述循环时间的一部分。
14. 根据权利要求13所述的方法，其中，所述第一时段在所述循环时间的百分之30至百分之50之间。
15. 根据权利要求14所述的方法，其中，所述第一时段是所述循环时间的大约百分之40。
16. 根据权利要求12所述的方法，其中，所述第一时段是恒定的，而与所述循环时间无关。
17. 根据权利要求12所述的方法，其中，在所述第一时段中使所述电磁线圈连接至所述电源，由此向所述电子油泵中的润滑剂供热。
18. 根据权利要求12所述的方法，还包括感测所述电子油泵将润滑剂供应至其上的发动机的发动机速度；其中，当所述发动机速度小于预定发动机速度时，所述第一时段是恒定的，而与所述循环时间无关。
19. 根据权利要求18所述的方法，其中，所述预定发动机速度是所述发动机的空转速度。
20. 根据权利要求12所述的方法，还包括感测环境气温；当所述环境气温低于预定温度时，减小所述电子油泵将润滑剂供应至其上的发动机的发动机速度限值；其中，确定所述电子油泵的循环时间包括感测所述发动机的发动机速度。
21. 根据权利要求20所述的方法，还包括查看计数器；以及当所述计数器大于预定值时，增加所述发动机的发动机速度限值。
22. 根据权利要求20所述的方法，其中，确定所述电子油泵的循环时间包括感测节流
23. 根据权利要求20所述的方法，其中，确定所述电子油泵的循环时间包括感测环境气压。
24. 根据权利要求20所述的方法，其中，确定所述电子油泵的循环时间包括感测冷却剂温度。
25. 根据权利要求20所述的方法，其中，确定所述电子油泵的循环时间包括确定所述发动机是否处于磨合时期。
26. 根据权利要求20所述的方法，其中，确定所述电子油泵的循环时间包括查看与所述电子油泵相关联的数据。
全文摘要
一种雪地机动车(10)，其具有流体连接至其油箱(70)的电子油泵(72)。该电子油泵(72)流体连接至雪地机动车(10)的发动机(24)，用于向发动机(24)输送润滑剂。电子控制单元(150)电连接至电子油泵(72)，用于控制电子油泵(72)的致动。还公开了一种操作电子油泵(72)的方法。
文档编号B62M27/02GK101784760SQ200880103804
公开日2010年7月21日 申请日期2008年2月29日 优先权日2007年6月22日
发明者布鲁诺·许马赫, 米歇尔·贝涅尔 申请人:庞巴迪动力产品公司