专利名称：用于操作可变排量油泵的方法
用于操作可变排量油泵的方法技术领域
本发明通常涉及用于操作可变排量油泵(VDOP)的方法，该泵属于机动车辆内燃机(如柴油发动机或汽油发动机)的润滑回路。
背景技术：
已知内燃机包括适用于润滑发动机的转动和滑动组件的润滑回路。
这个润滑回路通常包括由发动机驱动的油泵，其从油槽中抽出油并在压力下通过在缸体内实现的主油路将其输送。
主油路经过各自的通道与多个出口相连，用于润滑曲轴轴承(主轴承和大端轴承)、操作阀的凸轮轴轴承、挺杆等，润滑油从其最终返回到油槽中。
为了减少污染排放和燃油消耗，当前内燃机的油泵是可变排量油泵(VDOP)，其可以在高排量配置或在低排量配置中交替操作。
事实上，低排量配置减少了燃油消耗，而高排量配置提高了发动机的保护。
VDOP通过发动机控制单元(EOT)来控制，其在高排量配置和低排量配置之间变换，这是以发动机操作点为基础，也就是以发动机速度和发动机扭矩为基础。
更特别的是，ECU传统上在高排量配置中命令VDOP用于发动机速度和/或发动机扭矩的高值，而在低排量配置中命令VDOP用于发动机速度和/或发动机扭矩的低值。
因此这个控制策略的副作用在于，如果发动机速度和/或发动机扭矩急剧下降， 例如在长时间的高速运行之后由于收费路障停止，VDOP这时从高排量配置变换到低排量配置，尽管发动机仍然非常热。
这个变换引起通过发动机的润滑油流动速率的突然下降，因此引起在主油路中的油温和压力的急剧下降，其导致内燃机的恶劣操作并且其甚至能引起损坏。
为了解决这个缺点，提供用于也以发动机冷却剂温度为基础控制VDOP的策略被提出O
然而，发动机冷却剂温度相对于油温是不精确的，因此这些策略通常不是非常有效的。
鉴于上述情况，本发明实施例的目的是解决上面提到的缺点，也就是在高的发动机功率运行后，当发动机速度和扭矩急剧下降时，避免油压急降和热量高温保温。
另一个目的是优化在发动机瞬时过程中VDOP的管理，以至于在低排量配置中通过VDOP获得的燃油经济和在高排量配置中通过VDOP获得的提高发动机保护之间实现更好的折中。发明内容
这些和/或其它目的是通过在本发明主要方面所报道的本发明的实施例来获得。 本发明其它方面涉及本发明实施例的更优的或特殊的优点。
更详细的是，本发明实施例提供用于操作内燃机可变排量油泵的方法，其包括步骤
-测量发动机金属温度的值，也就是发动机壳体的金属部件的温度，如缸盖或缸体；
-只要测量值高于发动机金属温度的第一阈值，阻止可变排量油泵从高排量配置向低排量配置变换。
因为发动机金属温度与油温和其它油的特征紧密相关，其提供了发动机热状态的精确指示，所以所提出的策略在瞬时过程中改进了获得更优的发动机热管理的VDOP控制。
特别是，即使在高的发动机功率运行之后发动机速度和扭矩急剧下降，VDOP将保持在高排量配置，因此有利的避免了油压急降和热量高温保温(heat soak)，并因此有效的保护了发动机。
这个解决方案的另一个优点在于金属温度传感器(MTS)，其测量上面提到的发动机金属温度，该传感器通常已经安装在大部分内燃机上用于其它目的，所以用于实施所提出的方法不要求附加的传感器和费用。
根据本发明实施例的一方面，本方法可提供用于
-确定发动机金属温度的所述第一阈值；
-直接识别是否发动机金属温度的测量值大于这个第一阈值。
可替代的是，本方法可提供用于
-确定与发动机金属温度相关的不同发动机参数的第一阈值，如油温或压力；
-使用发动机金属温度的测量值用于估计这个发动机参数的值；
-如果发动机参数的估计值大于与之相关的第一阈值，间接识别发动机金属温度的测量值大于相关的第一阈值。
事实上，第一解决方案当其执行时具有要求更少计算量的优点，而第二解决方案具有要求更少用于确定阈值的校正量的优点。
根据本发明当前实施例的另一方面，本方法可以包括进一步的步骤
-只要发动机金属温度的测量值低于发动机金属温度的第二阈值，阻止可变排量油泵从低排量配置向高排量配置变换。
当内燃机冷时这个方面具有加快其预热的优点。
也在这个例子中，本方法可提供用于确定发动机金属温度的所述第二阈值和用于直接识别是否该测量值低于这个第二阈值，或者可替代的是，本方法可提供用于确定与发动机金属温度相关的不同发动机参数的第二阈值，如油温或压力，使用发动机金属温度的测量值以便估计这个发动机参数的值，和如果发动机参数的估计值低于与其相关的第二阈值，间接识别发动机金属温度的测量值低于与其相关的第二阈值。
根据本发明这个实施例的另一方面，发动机金属温度的第一阈值大于发动机金属温度的第二阈值。
这个方面具有考虑内燃机热滞后的优点。
根据本发明另一实施例，本方法可以在包括程序代码的计算机程序的帮助下执行，该代码用于执行上面描述的方法的所有步骤，和以包括计算机程序的计算机程序产品的形式执行。
计算机程序可以通过电磁信号来传递，所述信号被调制以传送数据位序列，其代表计算机程序执行本方法的所有步骤。
计算机程序可以存在于数据载体上或在其中，例如闪存，其是与用于内燃机的控制装置相连的数据。控制装置具有微处理器，其以所述计算机程序部分的形式接收并执行计算机可读指令。执行这些指令相当于执行如上面所述的方法的步骤，或者全部或者部分。
电控装置可以是专用的硬件，如E⑶，其是商业上可获得的并因此在本领域是已知的，或者可以是不同于这个ECU的装置，如嵌入的控制器。如果计算机程序作为如上面所述的电磁信号被嵌入，那么ECAjn E⑶，具有用于接收这个信号的接收器或者连接到置于别处的这个接收器。该信号在制造工厂可通过可编程机器人来传递。该信号所携带的位序列之后由连接到存储单元的解调器来提取，这之后位序列被储存到或储存在ECA的所述存储单元中。
电控装置也可以是内燃机的一部分，该内燃机包括可变排量油泵、发动机控制单元、与发动机控制单元相关的数据载体和储存在数据载体中的计算机程序，所以，当电控装置执行计算机程序时，上面描述的本方法的所有步骤将被执行。
关于本发明的另一方面涉及用于操作内燃机(10)的可变排量油泵的装置， 所述装置包括用于测量发动机金属温度值(EMT)的器件和用于阻止可变排量油泵从高排量配置向低排量配置转换的器件，只要测量值(EMT)大于发动机金属温度的第一阈值 (Tl)。
因为发动机金属温度与油温和其它的油特征紧密相联，这个装置提供了发动机热状态的精确指示，所以所提出的装置提高了在瞬时过程中获得发动机更好的热管理的VDOP 控制。
特别是，即使在高的发动机功率运行之后发动机速度和扭矩急剧下降，VDOP将保持在高排量配置，因此有利的避免了油压急降和热量高温保温，并因此有效的保护了发动机。
这个装置的另一个优点在于金属温度传感器(MTS)，其测量上面提到发动机金属温度，该传感器通常已经安装在大部分内燃机上用于其它目的，所以不需要附加的传感器和费用用于实施所提出的方法。
该装置的实施例还包括用于确定发动机金属温度的这个第一阈值(Tl)的器件， 和用于识别是否发动机金属温度的测量值(EMT)大于这个第一阈值(Tl)的器件。
此处的可替代装置包括用于确定与发动机金属温度相关的不同发动机参数的第一阈值的方法，如油温或压力，使用发动机金属温度的测量值来估计这个发动机参数值的器件，和如果发动机参数的估计值大于与其相关的第一阈值，间接识别发动机金属温度的测量值大于相关的第一阈值的器件。
事实上，倒数第二段的装置首先具有当执行时要求更少计算量的优点，而最后一段的可替代装置具有要求更少用于确定阈值校准量的优点。
进一步的实施例还包括用于当测量值(EMT)小于发动机金属温度的第二阈值 (T2)时阻止可变排量油泵从低排量配置向高排量配置变换的器件。这个选择具有当内燃机冷时加快其预热的优点。
该装置的进一步实施例还包括用于确定发动机金属温度的这个第二阈值(T2)的器件，和用于识别是否发动机金属温度的测量值(EMT)小于这个第二阈值(T2)的器件。在替代中，该装置还包括用于确定与发动机金属温度相关的发动机参数的第二阈值(Th2)的器件，使用发动机金属温度的测量值(EMT)用于估计这个发动机参数值(EPV)的器件，和用于如果发动机参数的估计值(EPV)小于与此处相关的第二阈值(Th2)则识别发动机金属温度的测量值(EMT)小于相关的第二阈值的器件。
仍然根据本发明的另一实施例，该装置被设置用大于发动机金属温度的第二阈值的发动机金属温度的第一阈值去操作。这个选择具有考虑内燃机热滞后的优点。
本发明将借助于实例参考附图进行描述。
图1是内燃机的示意图。
图2是根据本发明实施例的用于操作VDOP的方法的流程图。
图3是根据本发明另一实施例的用于操作VDOP的方法的流程图。
附图标记
10 内燃机
20 润滑回路
21 可变排量油泵(VDOP)
22 散热器
30 发动机控制单元(EOT)
31 金属温度传感器(MTS)
32 数据载体具体实施方式
本发明的两个实施例在下文中参考机动车辆的内燃机10，如柴油发动机或汽油发动机来公开，
内燃机10装备有润滑回路20，润滑油在其中循环以便冷却和润滑内燃机10的旋转或滑动组件。
事实上，润滑回路20示意性地包括由发动机10驱动的油泵21，其从油槽中抽取润滑油，并且其在压力下通过在发动机10的缸体内实现的主油路(未显示)输送这个润滑油。
主油路经过各自的管道连接到多个出口，用于润滑曲轴轴承(主轴承和大端轴承)、操作阀的凸轮轴轴承、挺杆和类似的，润滑油最终从其返回到油槽中。
散热器22通常位于润滑回路20中用于冷却润滑油，由此维持其温度低于预定值。
更特别的是，油泵21是可变排量油泵(VDOP)，其可以在高排量配置和在低排量配置中交替操作。
事实上，对于发动机速度的给定值，处于高排量配置的VDOP 21被设置用于循环大于由处于低排量配置的相同VDOP 61循环的润滑油的质量流量。
因此，低排量配置允许减少燃油消耗，因为其降低了由发动机用于驱动VDOP所消耗的功率，而高排量配置允许提高发动机的保护。
在发动机10操作过程中，VDOP 21由发动机控制单元(ECU) 30来电控，其使得VDOP 21在高排量配置和低排量配置之间变换，其根据图2中流程图所示策略。
这个策略首先提供用于使得VDOP 21的标准控制模式(SCM)成为可能，其通常提供用于以发动机工作点为基础，也就是以发动机速度和发动机扭矩为基础来控制VDOP 21，
更特别的是，SCM通常包括步骤监测在内燃机10运行过程中的发动机速度和 /或发动机扭矩；一旦发动机速度和/或发动机扭矩的监测值超过各自的第一阈值，要求 VDOP 21从低排量配置向高排量配置变换；和一旦发动机速度和/或发动机扭矩的监测值降到低于各自的第二阈值，要求VDOP 21从高排量配置向低排量配置变换。
上面提到的第一阈值通常略大于相关的第二阈值，以便考虑发动机10的热滞后。
理所当然的是，只要发动机速度和/或发动机扭矩的监测值超过各自的第一阈值，SCM也提供用于保持VDOP 61处于高排量配置，并且只要发动机速度和/或发动机扭矩的监测值低于各自的第二阈值，类似地保持VDOP 61处于低排量配置。
当SCM运行时，VDOP操作策略也提供用于监测发动机金属温度，也就是发动机壳体的金属部件的温度，如缸盖和缸体。
更精确的是，发动机金属温度借助于金属温度传感器(MTQ 31来测量，该传感器被应用到上面提到的发动机10的金属部件并且其连线到E⑶30。
如果SCM要求VDOP 21从高排量配置向低排量配置变换，VDOP操作策略提供用于检查是否发动机金属温度的实际测量值EMT大于与其相关的第一阈值Tl。
第一阈值Tl在校正活动过程中可以由经验确定，之后储存在与E⑶30相连的数据载体32中。
如果发动机金属温度的测量值EMT大于第一阈值Tl，那么该策略提供用于阻止 VDOP 21从高排量配置向低排量配置变换而不管SCM要求，由此只要发动机金属温度的测量值EMT大于第一阈值Tl则保持VDOP 21处于高排量配置。
只有当(或者一旦)测量值EMT不大于第一阈值Tl，该策略提供用于实际命令 VDOP 21从高排量配置向低排量配置变换。
事实上，这个命令通过E⑶30来生效，其产生并应用给VDOP 21 —特定的电变换信号。
相反的，如果SCM要求VDOP 21从低排量配置向高排量配置变换，那么该策略提供用于检查是否发动机金属温度的实际测量值EMT小于与其相关的第二阈值T2。
这个第二阈值T2也可以在校正活动过程中由经验确定，之后储存在与E⑶30相连的数据载体32中。
第二阈值T2更好的是略小于第一阈值Tl。
如果发动机金属温度的测量值EMT小于第二阈值T2，那么该策略提供用于阻止 VDOP 21从低排量配置向高排量配置变换而不管SCM要求，由此只要发动机金属温度的测量值EMT小于第二阈值T2则保持VDOP 21处于低排量配置。
只有当(或者一旦)测量值EMT不小于第二阈值Tl，该操作方法提供用于实际命令VDOP 21从低排量配置向高排量配置变换。
事实上，这个命令也通过E⑶30来生效，其产生并应用给VDOP 21—特定的电变换信号。
在所有的其它操作实例中，VDOP 21传统上根据SCM来控制。
应当指出的是上面描述的操作方法提供用于直接比较发动机金属温度的测量值 EMT与和其相关的第一和第二阈值Tl和T2。
然而，也有可能间接的影响这个比较，如由图3所示的可替代的VDOP操作策略所提供。
这个操作方法包括相同的主要步骤使得VDOP 21的标准控制模式(SCM)成为可能；和当SCM在运行时借助于MTS 31监测发动机金属温度。
然而，发动机金属温度的测量值EMT此处用于估计与发动机金属温度成比例相关的不同发动机参数值EPV，例如油温或压力。
以这种方式，这个发动机参数在发动机10的操作过程中被监测，还有发动机金属温度一样。
如果SCM要求VDOP 21从高排量配置向低排量配置变换，当前策略提供用于检查是否上面提到的发动机参数的实际估计值EPV大于这个发动机参数的第一阈值Thl。
如果发动机参数的估计值EPV大于第一阈值Thl，那么该策略提供用于阻止VDOP 21从高排量配置向低排量配置变换而不管SCM要求，由此只要发动机参数的估计值EPV大于第一阈值Thl则保持VDOP 21处于高排量配置。
只有当(或者一旦)估计值EMT不大于第一阈值Tl，该操作方法提供用于实际命令VDOP 21从高排量配置向低排量配置变换。
相反的，如果SCM要求VDOP 21从低排量配置向高排量配置变换，那么当前策略提供用于检查是否发动机参数的实际估计值EPV小于这个发动机参数的第二阈值Th2。
如果发动机参数的估计值EPV小于第二阈值Th2，那么该策略提供用于阻止VDOP 21从低排量配置向高排量配置变换而不管SCM要求，由此只要发动机参数的估计值EPV小于第二阈值Th2则保持VDOP 21处于低排量配置。
只有当(或者一旦)估计值EPV不小于第二阈值Th2，该操作方法提供用于实际命令VDOP 21从低排量配置向高排量配置变换。
在所有的其它操作实例中，VDOP 21传统上根据SCM来管理。
还对于这个操作方法，第一阈值Thl和第二阈值Th2在校正活动过程中可以由经验确定，之后储存在与ECU 30相连的数据载体32中。
第二阈值Th2更优的是略小于第一阈值Thl。
应当指出的是，因为上面提到的发动机参数与发动机金属温度成比例相关，所以识别是否估计值EPV超过或者低于第一和第二阈值Thl和Th2的步骤，实际上识别了是否测量值EMT超过或低于分别相应于阈值Thl和Th2的发动机金属温度的两个值。
根据本发明的一方面，每个上面描述的VDOP操作策略更优的是在计算机程序的帮助下执行，该计算机程序包括用于执行本方法的计算机代码，并且其被储存在数据载体 32中，所以当ECU 30执行计算机程序时，上面描述的本方法的所有步骤被执行。
虽然至少一个示意性的实施例在前述的总结和详细描述中被呈现，但应当意识到大量的变化是存在的。也应当意识到示意性实施例或多个示意性实施例只是实例，并不是想以任何方式限制范围、应用或配置。相反的，前面的总结和详细描述将给那些本领域技术人员提供用于实现至少一个示意性实施例的便捷路线图，应当理解的是可以对在示意性实施例中所描述的元件的功能和布置进行各种改变，而不脱离在附加权利要求书和在其法律等价物中所提出的范围。
权利要求
1.一种用于操作内燃机(10)的可变排量油泵的方法，包括步骤 -测量发动机金属温度值(EMT)；-只要该测量值(EMT)大于所述发动机金属温度的第一阈值(Tl)，阻止所述可变排量油泵从高排量配置向低排量配置变换。
2.如权利要求1所述的方法，其包括步骤 -确定所述发动机金属温度的该第一阈值(Tl)；-识别是否所述发动机金属温度的所述测量值(EMT)大于该第一阈值(Tl).
3.如权利要求1所述的方法，其包括步骤-确定与所述发动机金属温度相关的发动机参数的第一阈值(Thl)； -使用所述发动机金属温度的所述测量值(EMT)来估计该发动机参数的值(EPV)； -如果所述发动机参数的所述估计值(EPV)大于与其相关的所述第一阈值(Thl)，识别所述发动机金属温度的所述测量值(EMT)大于所述相关的第一阈值。
4.如任一前述权利要求所述的方法，其包括进一步的步骤-只要所述测量值(EMT)小于所述发动机金属温度的第二阈值(T2)，阻止所述可变排量油泵从低排量配置向高排量配置变换。
5.如权利要求4所述的方法，其包括步骤 -确定所述发动机金属温度的该第二阈值(Th2)；-识别是否所述发动机金属温度的所述测量值(EMT)小于该第二阈值(T2)。
6.如权利要求4所述的方法，其包括步骤-确定与所述发动机金属温度相关的发动机参数的第二阈值(Th2)； -使用所述发动机金属温度的所述测量值(EMT)来估计该发动机参数的值(EPV)； -如果所述发动机参数的所述估计值(EPV)小于与其相关的所述第二阈值(Th2)，识别所述发动机金属温度的所述测量值(EMT)小于所述相关的第二阈值。
7.如前面权利要求4到6的任一项所述的方法，其中所述发动机金属温度的所述第一阈值(Tl)大于所述发动机金属温度的所述第二阈值(T2)。
8.一种计算机程序，其包括用于执行如任何任一权利要求所述方法的计算机代码。
9.一种计算机程序产品，如权利要求8所述的计算机程序被储存于其上。
10.一种内燃机(10)，其包括可变排量油泵(21)、发动机控制单元(30)、与所述发动机控制单元相关联的数据载体(3 和储存在所述数据载体(3 中的如权利要求8所述的计算机程序。
11.一种电磁信号，其作为载体被调制用于代表如权利要求8所述的计算机程序的数据位序列。
全文摘要
用于操作内燃机(10)的可变排量油泵(21)的方法被公开，其包括测量发动机金属温度值(EMT)，和只要测量值(EMT)大于发动机金属温度的第一阈值(T1)，阻止可变排量油泵(21)从高排量配置向低排量配置变换的步骤。
文档编号F01M1/02GK102536377SQ201110401359
公开日2012年7月4日 申请日期2011年12月6日 优先权日2010年12月6日
发明者A.瓦萨罗, G.戴维 申请人:通用汽车环球科技运作有限责任公司