专利名称：预测的发动机油压力的制作方法
技术领域：
本发明涉及发动机油压力的预测，并且更具体地涉及根据 下游油压力测量值做出的发动机油供给压力预测。
背景技术：
本节的陈述只是提供与本发明相关的背景信息并且不构成
现有技术。发动机通常具有油供给压力传感器来监控供给发动机的润 滑部例如主轴承的油压力。有了额外液压驱动部件，例如凸轮相位器 和并入发动机的多级挺杆，就需要额外油压力传感器布置在油供给压 力传感器的下游。额外油压力传感器会增大额外费用和发动机的复杂性。
发明内容
—种方法，包括打开发动机中的油控制阀(OCV)从而提
供使凸轮相位器运行的油流，当ocv开着时测量ocv与凸轮相位器 之间的位置处的第 一 发动机油压力，以及根据所述第 一 发动机油压力
确定ocv与油泵出口位置之间的位置处的第二发动机油压力。 —种控制模块，包括凸轮相位器控制模块、凸轮相位器油
压力确定模块和系统油压力预测模块。凸轮相位器控制模块可控制油
控制阀(ocv)从而控制流向凸轮相位器的油流。凸轮相位器油压力
确定模块可与凸轮相位器控制模块相联系并且在ocv处于打开位置
时确定ocv与凸轮相位器之间的位置处的第一发动机油压力。系统
油压力预测模块根据第一发动机油压力确定ocv与油泵出口之间的 位置处的第二发动机油压力。
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从本文的描述将明显看出更多适用领域。应当理解，描述 和特定例子只是起到举例的作用，而不意图限制本发明的范围。
本文给出的附图仅是示例性的，决无意图限制本发明的范围。图1是根据本发明的车辆的示意图；图2是图1所示车辆的发动机油系统的示意图；图3是图1所示控制模块的控制框图；图4是图1所示车辆的油压力预测的步骤的流程图。
具体实施例方式下列描述实际上只是示例性的并且不意图限制本发明、应 用或用途。为了清楚起见，附图中用相同的附图标记表示相同的元件。 本文所用的术语"模块"是指专用集成电路(ASIC)、电子电路、执 行一种或多种软件或固件程序的处理器(共享的、专用的或成组的) 和存储器、组合逻辑电路或其它的提供所述功能的适当部件。现在参照图1,示意性地示出了示例车辆10。车辆10包括 与进气系统14和控制才莫块15相耳关系(communication)的发动才几12。 发动机12具有多个气缸16,气缸内布置有活塞18。发动机12还可 以包括用于每个气缸16的燃料喷射器20、火花塞22、进气门24、排 气门26、进气门挺杆28和排气门挺杆30，以及进气、排气凸轮轴32、 34和进气、排气凸轮相位器系统36、 38。进气系统14包括进气歧管40和与电子节流控制(ETC) 44相联系的节气门42。节气门42和进气门24可以控制进入发动机 12的空气流量。燃料喷射器20可以控制进去发动机12的燃料流量， 火花塞22可以点燃经由进气系统14和燃料喷射器20提供给发动机 12的空气/燃料混合物。进气和/或排气门挺杆28、 30可以包括多级挺 杆，例如二级纟廷杆。还参照图2，发动机12包括供油系统46，该系统包括油泵 '48、凸轮轴承和4廷杆通道50、主轴承通道52以及与进、排气凸寿仑相 位器36、 38流体连通的凸轮相位器油供给54。进气凸轮相位器系统 36包括油控制阀(OCV) 56、凸轮相位器58和位于OCV 56与凸轮相位器58之间的压力传感器60。压力传感器60可与控制模块15相 联系并且给控制模块15提供表征OCV 56与凸轮相位器58之间的油 压力的信号。排气凸轮相位器系统38包括OCV62和凸轮相位器64。 尽管示出的油压力传感器60是位于OCV 56与凸轮相位器58之间， 但应当理解，油压力传感器60还可以换成位于OCV 62与凸轮相位器 64之间。控制模块15可与发动才几12相联系并且从发动机12接收表 征当前发动机转速的信号。控制模块15还与进气、排气凸轮相位器 系统36、 38和ETC40相联系。更具体地说，在目前的例子中，控制 模块15与OCV56和凸轮相位器58相联系从而控制OCV56的打开并 且确定凸轮相位器58的相比和位置。参照图3，控制模块15包括凸 轮相位器控制模块66、凸轮相位器油压力确定模块68和系统油压力 预测模块70。凸轮相位器控制模块66控制OCV56的打开并且由此控制 凸轮相位器58的相比和位移。凸轮相位器油压力确定模块68可与凸 轮相位器控制模块66相联系并从其接收表征OCV56的位置和凸轮相 位器58的相比的信号。凸轮相位器油压力确定模块68可确定OCV56 与凸轮相位器58之间的位置处的油压力。当多级挺杆并入发动机12 中时，确定的油压力可用于对进气和/或排气门挺杆28、 30的估计。 确定的油压力还可用于估算或预测油供给压力。油供给压力包括供油 系统46中位于油泵48与OCV56之间位置处的油压力，并且更具体 地说是主轴承通道52处的油压力。系统油压力预测模块70可与凸轮相位器油压力确定模块 68相联系，并且可接收预测的油压力。系统油压力预测模块70估算 系统油流速并且预测油供给压力。参照图4,控制逻辑IOO概括地示出了预测上述油供给压力 的方法。控制逻辑IOO乂人方块102开始，在这里，打开OCV56乂人而 驱动凸轮相位器58。控制逻辑100然后继续到方块104,在这里，用 压力传感器60确定OCV 56开着时OCV 56与凸4^相位器58之间的 位置处的油压力(Pd)。控制逻辑100然后继续到方块106，在这里， 预测油供给压力(Ps)。 一旦确定了油供给压力，就结束控制逻辑100。用确定的油压力(Pd)预测油供给压力(Ps)包括根据下列等式计算油供给压力:
(2) CW一，Av
式中，Ps是油供给压力，Pd是确定的油压力(在目前的例子中，
是OCV56与凸轮相位器58之间的下游油压力)，^是估算的系统油体 积流速，p是油密度，"是油粘度，Cd是流量系数，As是供给侧参考 面积，Ad是下游侧参考面积，g是万有引力常数(9.81 m/s2)， h是Pd 相对于Ps的位置的高度。对于各种发动机运行工况可以确定流量系数(Cd)的矩阵。 流量系数(Cd)可以从组件级测试得到，并且是油体积流速(P)、油 密度(p )和油粘度(")的函数，如上述等式(2)所示。更具体地 说，流量系数(Cd)可以根据组件级测试算出。例如，可以在对应于油泵出口的位置处向发动才几12供给已 知的油体积流速(P )。可以为各种发动机工况提供油体积流速的值域 (R， g，……，K ),包括油温度(其说明了油密度(p )和油粘度 (v ))以及凸轮相位器58、 64的运转条件。第一油压力测量值(P1) 通常对应于确定的油压力(Pd),其在压力传感器60处获得，第二油 压力测量值(P2)通常对应于油供给压力(Ps)，其在第一油压力测量 值(Pl)的上游获得。例如，第二油压力测量值(P2)在主轴承通道 52处获得。对应于油体积流速的值域(R， K,……，6),可以集中
第一油压力的值域(Pl,， Pl2,……，Pln)和第二油压力的值域(P2,,
P22，…."，P2n)。可以利用等式(1)来使用第一、第二油压力测量值(Pl、 P2)解算流量系数(Cd)，如下列等式(3)所示
(3) Crf =
(P2-尸l)-2gA对应于油体积流速的值域(R, ^，……，& )、第一油压力(Pl,,
Pl2,……，Pln)和第二油压力(P2l5 P22,……，P2n),可以算出 流量系数的值域(Cd,， Cd2,……，Cdn)。可以选择供给和排出侧参 考面积(As, Ad)，这里，As不等于Ad。可以相对随意的方式选择供 给和排出侧参考面积(As, Ad),只要用相同的供给和排出侧参考面 积(As， Ad)计算每个流量系数(Cdl， Cd2,……，Cdn)和计算供给 压力(Ps)。流量系数的值域(Cdl， Cd2，……，Cdn)可以形成流量系 数的矩阵，用于计算供给压力(Ps)。流量系数的值域的数值可以形成 回归基石出函凄史(regression-based function )或者并入查i句表中。因jt匕， 基于估算的系统油流速(P),可以根据从压力传感器60得到的确定 的油压力(Pd)预测供给压力(Ps)。替换地，油供给压力(Ps)可以从单纯的回归经验等式确 定，如下列等式所示
(4) & = /(/^，層， );
式中，Pd是确定的油压力，如上所述，RPM是发动机转速(转/ 分钟)，T是油温度，6,是进气相位器相比，6f是排气相位器相比。 等式(4)可以从发动机测试经验地推导出。当油泵48是由发动机12 的机械组件例如曲轴驱动时，可以用到发动机转速(RPM)。当油泵 48是独立于发动机12例如由电动机驱动时，可以不考虑发动机转速 (RPM )。在任一种油供给压力(Ps)确定方法中，压力传感器60通 常可用于估算系统供给压力，消除了对额外的油压力传感器的需要。
权利要求
1、一种方法，包括打开发动机中的油控制阀OCV从而提供使凸轮相位器运行的油流；当所述OCV打开时，测量所述OCV与所述凸轮相位器之间一位置处的第一发动机油压力；以及根据所述第一发动机油压力确定所述OCV与油泵出口位置之间一位置处的第二发动机油压力。
2、 如^l利要求1所述的方法，其中，所述的打开所述OCV包括 打开所述OCV到全开位置。
3、 如权利要求1所述的方法，其中，所述第二发动机油压力表 示轴承供给压力。
4、 如权利要求1所述的方法，其中，所述确定是基于所述第一 和第二发动机油压力位置之间的预定系统油流限制的。
5、 如权利要求4所述的方法，其中，所述预定系统油流限制是 基于流量系数的。
6、 如权利要求5所述的方法，其中，所述流量系数是根据经验 推导的。
7、 如权利要求5所述的方法，还包括确定估算的系统油流速， 所述确定的第二发动机油压力是所述第一发动机油压力、所述流量系 数和所述估算的油流速的函数。
8、 如权利要求7所述的方法，其中，所述流量系数是所述估算 的发动才几油流速的函数。
9、 如权利要求7所述的方法，其中，所述的确定所述第二发动 机油压力包括确定所述估算的系统油流速与所述流量系数之间的t匕 值。
10、 如权利要求l所述的方法，其中，所述确定包括根据回归基 础函数确定所述第二发动机油压力。
11、 一种控制模块，包括凸轮相位器控制模块，其控制油控制阀OCV从而控制流向凸轮 相位器的油流；凸轮相位器油压力确定模块，其与所述凸轮相位器控制模块相联系，在所述OCV处于打开位置时确定所述OCV与所述凸轮相位器之 间一位置处的第一发动才几油压力；以及系统油压力预测模块，其与所述凸轮相位器油压力确定模块相联 系，根据所述第一发动机油压力确定所述OCV与油泵出口之间一位 置处的第二发动机油压力。
12、 如权利要求11所述的控制模块，其中，在所述凸轮相位器 控制模块打开所述OCV时，所述凸轮相位器油压力确定模块确定所 述第一发动;f几油压力。
13、 如权利要求11所述的控制模块，其中，所述第二发动机油 压力表示轴承供给压力。
14、 如权利要求11所述的控制模块，其中，所述系统油压力预 测模块根据所述第 一 和第二发动机油压力位置之间的预定系统油流 限制确定所述第二发动机油压力。
15、 如权利要求14所述的控制模块，其中，所述预定系统油流 限制是基于流量系数的。
16、 如权利要求15所述的控制模块，其中，所述流量系数是根 据经验推导出的。
17、 如权利要求15所述的控制模块，其中，所述系统油压力预 测模块确定估算的系统油流速，所述确定的第二发动机油压力是所述 第 一 发动机油压力、所述流量系数和所述估算的油流速的函数。
18、 如权利要求17所述的控制模块，其中，所述流量系数是所 述估算的发动机油流速的函数。
19、 如权利要求17所述的控制模块，其中，所述确定的第二发 动机油压力是基于所述估算的系统油流速与所述流量系数之间的比 值。
20、 如权利要求11所述的控制模块，其中，所述系统油压力预 测模块根据回归基础函数确定所述第二发动才几油压力。
全文摘要
本发明涉及预测的发动机油压力。具体地，提供了一种控制模块，包括凸轮相位器控制模块、凸轮相位器油压力确定模块和系统油压力预测模块。凸轮相位器控制模块可控制油控制阀(OCV)从而控制流向凸轮相位器的油流。凸轮相位器油压力确定模块可与凸轮相位器控制模块相联系并且在OCV处于打开位置时确定OCV与凸轮相位器之间的位置处的第一发动机油压力。系统油压力预测模块根据第一发动机油压力确定OCV与油泵出口之间的位置处的第二发动机油压力。
文档编号G01M99/00GK101463739SQ20081018441
公开日2009年6月24日 申请日期2008年12月19日 优先权日2007年12月20日
发明者B·李, K·J·钦平斯基, L·郑 申请人:通用汽车环球科技运作公司