用于控制润滑系统的控制方法、控制器和控制程序、承载控制程序的计算机可读介质、润滑系统和车辆与流程

1.本发明涉及用于控制配备有怠速减少系统(怠速停止系统)的发动机的润滑系统的控制方法、控制器和控制程序，以及承载该控制程序的计算机可读介质。此外，本发明还涉及配备有怠速减少系统的发动机的润滑系统，以及配备有该润滑系统的车辆。


背景技术：

2.如jp 2010-236693 a(专利文献1)中所公开的，车辆中的润滑系统通过根据润滑油的温度而打开和关闭阀来防止润滑油的过度冷却，该阀设置在绕过油冷却器的旁路通路中。特别地，润滑系统可以将润滑油的温度控制在相对高的水平，以减少发动机中的摩擦并因此提高燃料经济性。
3.引用文献列表
4.专利文献
5.专利文献1：jp 2010-236693 a


技术实现要素：

6.技术问题
7.近来，许多车辆配备有怠速减少系统，该怠速减少系统被配置成在车辆停驻、停止或等待交通信号灯时停止发动机，以便实现燃料节省和减排。这种怠速减少系统被配置成检测车辆速度的降低并停止发动机，并且然后检测驾驶员的车辆起动操作并重新起动发动机。这里，润滑油的粘度随着其温度的升高而降低。因此，如果在这种配备有怠速减少系统的车辆中，润滑油的温度被控制在相对高的水平，那么紧接在发动机通过怠速减少系统而重新起动之后，可能需要较长时间来充分增大润滑油的压力。如果需要较长时间来充分增大润滑油的压力，那么发动机可能在诸如轴承等可移动部件还没有被充分润滑时就被重新起动，并且这可能加速这些可移动部件的磨损。
8.因此，本发明的一个目的是提供用于控制发动机的润滑系统的控制方法、控制器和控制程序，它们能够在发动机通过怠速减少系统重新起动之后立即快速增大润滑油的压力；并且提供承载该控制程序的计算机可读介质。本发明的另一目的是提供一种发动机的润滑系统，该润滑系统能够在发动机通过怠速减少系统重新起动之后立即快速增大润滑油的压力；并且提供配备有该润滑系统的车辆。
9.问题的解决方案
10.一种配备有怠速减少系统的发动机的润滑系统，包括：油冷却器；可远程操作阀，该可远程操作阀被配置成打开/关闭绕过油冷却器的旁路通路；以及电子控制单元。电子控制单元被配置成执行以下步骤：控制阀，以使得润滑油的温度接近目标温度；以及当发动机的平均扭矩小于预定阈值时降低目标温度。一种用于控制润滑系统的程序，包括用于至少执行控制阀和降低目标温度的步骤的程序代码。一种计算机可读介质承载用于控制润滑系
统的程序，并且该程序包括用于至少执行控制阀和降低目标温度的步骤的程序代码。一种车辆配备有上述润滑系统。
11.本发明的有利效果
12.根据本发明，可以在发动机通过怠速减少系统重新起动之后立即快速增大润滑油的压力。
附图说明
13.图1是本发明适用的车辆的示例的示意图。
14.图2是发动机和润滑系统的示例的示意图。
15.图3是电子怠速减少控制单元的示例的框图。
16.图4是图示了怠速减少控制处理的示例的流程图。
17.图5是电子润滑控制单元的示例的框图。
18.图6是图示了润滑油温度控制处理的示例的流程图。
19.图7是图示了目标温度改变处理的示例的流程图。
20.图8是图示了目标温度改变处理的示例的流程图。
具体实施方式
21.下文中，将参照附图来详细地描述用于实施本发明的实施例。
22.图1示出了本发明适用的车辆的示例。将使用卡车100作为这种车辆的示例进行以下描述。然而，车辆不限于卡车100，并且可以是另一车辆，诸如，公共汽车、客车或建筑机械。
23.卡车100包括发动机200、怠速减少系统300和用于发动机200的润滑系统400。发动机200被配置成通过离合器和变速器(未示出)驱动后轮120。柴油发动机可以用作卡车100的发动机200，但是汽油发动机可以用作客车等的发动机200。怠速减少系统300被配置成检测车辆速度的降低并停止发动机，并且然后检测驾驶员的车辆起动操作并重新起动发动机，以便实现燃料节省和减排。润滑系统400将润滑油供应给发动机200的可移动部件(诸如，轴承和气门机构)，以便润滑这些可移动部件。
24.如图2所示，发动机200包括气缸体205、活塞210、曲轴215、连杆220、气缸盖225、气缸盖罩230和油底壳235。气缸体205具有气缸孔205a，活塞210以往复运动的方式装配到这些气缸孔中。曲轴215设置在气缸体205下方而轴承(未示出)介于它们之间，以便曲轴能够相对于气缸体205旋转。活塞210通过连杆220连接到曲轴215，以便能够相对于曲轴215旋转。
25.气缸盖225具有用于引入进气的进气口225a和用于排放排气的排气口225b。当气缸盖225紧固到气缸体205的上表面时，空间由气缸体205的气缸孔205a、活塞210的顶表面(crown surface)和气缸盖225的下表面限定。这些空间充当燃烧室240。被配置成由进气凸轮轴245打开和关闭的进气门250被设置在进气口225a的面向燃烧室240的开口端处。被配置成由排气凸轮轴255打开和关闭的排气门260被设置在排气口225b的面向燃烧室240的开口端处。此外，用于将高压燃料喷射到燃烧室240中的燃料喷射器265安装在气缸盖225的面向燃烧室240的预定位置处。作为燃料喷射器265，例如可以使用共轨燃料喷射器。
26.用于覆盖包括进气凸轮轴245和排气凸轮轴255的气门机构的气缸盖罩230可拆卸地紧固到气缸盖225的上表面。油底壳235被配置成储存预定量的润滑油oil，以用于润滑诸如曲轴215的轴承、活塞210和气门机构等部件。油底壳235可拆卸地紧固到气缸体205的下表面。
27.怠速减少系统300包括电子怠速减少控制单元310。当踩下制动踏板并且车速下降到预定车速以下时，电子怠速减少控制单元310向电子发动机控制单元输出发动机停止命令。当制动踏板的踩下被释放时，电子怠速减少控制单元310向电子发动机控制单元输出发动机重新起动命令。如图3所示，电子怠速减少控制单元310在其中包括处理器310a(诸如，中央处理单元(cpu))、非易失性存储器310b、易失性存储器310c、输入/输出电路310d、通信电路310e以及用于将这些部件彼此通信连接的内部总线310f。
28.处理器310a是执行应用程序所描述的指令集(例如，用于数据传送、算术处理、数据处理以及数据控制和管理)的硬件。处理器310a包括算术单元、存储指令和数据的寄存器、周边电路等。非易失性存储器310b例如由闪速只读存储器(rom)形成，其即使在断电后也能够保持数据。非易失性存储器310b保持用于实施怠速减少系统300的控制单元的应用程序(控制程序)。易失性存储器310c由例如动态随机存取存储器(ram)形成，其在断电时损失在其中保持的数据。易失性存储器310c用作来自处理器310a的算术运算的数据的临时存储区域。
29.输入/输出电路310d包括a/d转换器、d/a转换器、d/d转换器等。输入/输出电路310d提供对外部装置输入和输出模拟和数字信号的功能。例如，通信电路310e可以包括控制器局域网络(can)收发器。通信电路310e提供连接到车辆的车载网络的功能。内部总线310f用作用于在与其连接的部件之间交换数据的路径。内部总线310f包括用于传送地址的地址总线、用于传送数据的数据总线和控制总线，该控制总线用于通过地址总线和/或数据总线交换控制信息和关于何时实际执行输入/输出操作的信息。
30.通过输入/输出电路310d，电子怠速减少控制单元310接收来自怠速减少开关320、踏板行程传感器330和车速传感器340的输出信号。例如，用于根据需要选择激活或去激活怠速减少系统的怠速减少开关320安装在面向卡车100的驾驶员座位的位置处。怠速减少开关320输出“开启(on)”信号以激活怠速减少系统300，并输出“关断(off)”信号以去激活怠速减少系统300。例如，踏板行程传感器330安装在制动踏板附近，并输出制动踏板位置pos。车速传感器340例如安装到变速器的输出轴，并输出车速vsp。
31.图4示出了怠速减少控制处理的示例，该怠速减少控制处理通过电子怠速减少控制单元310的激活来触发，并且由处理器310a根据存储在非易失性存储器310b中的应用程序以每第一预定时间重复执行。
32.在步骤1中(在图4中缩写为“s1”，这同样适用于下文的其它步骤)，处理器310a从怠速减少开关320读取输出信号，并确定怠速减少开关320是否开启。当处理器310a确定怠速减少开关320开启，即确定要激活怠速减少系统300(是)时，操作进行到步骤2。当处理器310a确定怠速减少开关320关断，即确定去激活怠速减少系统300(否)时，怠速减少控制处理结束。
33.在步骤2中，处理器310a从踏板行程传感器330读取输出信号，并基于制动踏板位置pos来确定制动踏板是否被踩下。当处理器310a确定制动踏板被踩下(是)时，操作进行到
步骤3。当处理器310a确定制动踏板未被踩下(否)时，怠速减少控制处理结束。
34.在步骤3中，处理器310a从车速传感器340读取输出信号，并确定车速vsp是否小于预定车速。这里，预定车速是用于确定卡车100是否已基本停止的阈值。例如，可以考虑车速传感器340等的分辨率来指定预定车速。当处理器310a确定车速vsp小于预定车速(是)时，操作进行到步骤4。当处理器310a确定车速vsp等于或高于预定车速(否)时，怠速减少控制处理结束。
35.在步骤4中，处理器310a向电子发动机控制单元输出发动机停止命令。在接收到发动机停止命令时，电子发动机控制单元通过例如适当地控制燃料喷射器265来停止发动机200。
36.在步骤5中，处理器310a从踏板行程传感器330读取输出信号，并基于制动踏板位置pos来确定制动踏板的踩下是否被释放。当处理器310a确定制动踏板的踩下被释放(是)时，操作进行到步骤6。当处理器310a确定制动踏板的踩下没有被释放(否)时，处理器310a等待，直到制动踏板的释放被检测到。
37.在步骤6中，处理器310a向电子发动机控制单元输出发动机重新起动命令。在接收到发动机重新起动命令时，电子发动机控制单元通过例如适当地控制起动马达和燃料喷射器265来重新起动发动机200。然后，怠速减少控制处理结束。
38.根据上述怠速减少控制处理，当怠速减少开关320开启时，以下操作得以执行。当踩下制动踏板并且车速vsp下降到预定车速以下时，将发动机停止命令输出到电子发动机控制单元。然后，当制动踏板的踩下被释放时，发动机重新起动命令被输出到电子发动机控制单元。这样，上述怠速减少控制处理通过在车辆停驻、停止或等待交通信号灯时停止发动机200来实现燃料节省和减排。应注意，怠速减少控制处理的上述示例仅仅是概述怠速减少控制处理的说明性示例。
39.润滑系统400包括油路405，以及沿着油路405依次设置的油粗滤器410、电动油泵415、油过滤器420和油冷却器425。油底壳235中的润滑油oil通过油路405循环。油粗滤器410被配置成过滤润滑油oil中所含有的相对大的异物。例如，油粗滤器410可以由金属丝网制成。油泵415被配置成泵送已通过油粗滤器410的润滑油oil。油泵415由电动机(未示出)驱动，以使得即使当发动机通过怠速减少系统300停止时，润滑油oil也可以循环。油过滤器420被配置成过滤由油泵415泵送的润滑油oil中所含有的相对小的异物，诸如，油泥。例如，油过滤器420可以由具有许多褶皱的圆柱形滤纸制成。油冷却器425被配置成冷却已通过油过滤器420的润滑油oil。例如，油冷却器425可以是具有稳定冷却能力的水基冷却器。
40.润滑系统400进一步包括绕过油冷却器425的旁路通路430。可远程操作阀435(诸如，电磁阀)设置在油路405分支到旁路通路430的分支点处，因此设置在油冷却器425的上游。阀435允许仅在流经油冷却器425与流经旁路通路430之间切换润滑油oil的流动路径。
41.已通过油路405的润滑油oil被引入到形成在发动机200中的主油道(未示出)中。然后，一部分润滑油oil通过第一油道a，同时润滑支撑曲轴215、连杆220、活塞210等的轴承，并且然后返回到油底壳235。被引入到主油道中的润滑油oil的剩余部分通过第二油道b，同时润滑气门机构等，并且然后返回到油底壳235。第一油道a和第二油道b构成润滑系统400的一部分。
42.润滑系统400进一步包括电子润滑控制单元440(电子控制单元)，该电子润滑控制
单元被配置成控制油泵415和阀435，以使得润滑油oil的温度接近目标温度。如图5所示，电子润滑控制单元440在其中包括处理器440a(诸如，cpu)、非易失性存储器440b、易失性存储器440c、输入/输出电路440d、通信电路440e以及用于将这些部件彼此通信连接的内部总线440f。应注意，电子润滑控制单元440的配置基本上与电子怠速减少控制单元310的配置相同，并且因此将不进一步描述，以避免重复描述。如有必要，也请参考上文对电子怠速减少控制单元310的描述。
43.通过输入/输出电路440d，电子润滑控制单元440接收来自温度传感器445的输出信号。温度传感器445被配置成测量润滑油oil的温度(油温)t。通过提供例如到can 500的连接的通信电路440e，电子润滑控制单元440通信连接到电子怠速减少控制单元310、电子发动机控制单元(未示出)等。
44.根据发动机200的操作状态，电子润滑控制单元440控制油泵415，以使得润滑油oil被供应到发动机200的可移动部件并适当地润滑它们。此外，电子润滑控制单元440还控制阀435，以使得由温度传感器445测量的油温t接近目标温度。
45.图6示出了温度控制处理的示例，该温度控制处理通过电子润滑控制单元440的激活来触发，并且由处理器440a根据存储在非易失性存储器440b中的应用程序以每第二预定时间重复执行。在激活电子润滑控制单元440时，润滑油oil的目标温度被设定为能够减小发动机200的摩擦的相对高的目标温度th。第二预定时间可以等于第一预定时间，或者可以不同于第一预定时间(这同样适用于下文的“第三预定时间”)。
46.在步骤11中，处理器440a通过使用例如在电子润滑控制单元440中实施的自诊断功能来确定温度传感器445是否正确操作。当处理器440a确定温度传感器445正确操作(是)时，操作进行到步骤12。当处理器440a确定温度传感器445没有正确操作(否)时，处理器440a确定它不能使润滑油oil的温度接近目标温度，并且温度控制处理结束。这样，例如，如果温度传感器445没有正确操作，那么阀435可以被控制成使得润滑油oil流经油冷却器425，以便防止润滑油oil的温度过度升高。
47.在步骤12中，处理器440a从温度传感器445读取油温t。
48.在步骤13中，处理器440a确定油温t是否高于目标温度。当处理器440a确定油温t高于目标温度(是)时，操作进行到步骤14。当处理器440a确定油温t等于或低于目标温度(否)时，操作进行到步骤15。
49.在步骤14中，处理器440a控制阀435，以使得润滑油oil流经油冷却器425。然后，温度控制处理结束。
50.在步骤15中，处理器440a控制阀435，以使得润滑油oil流经旁路通路430。然后，温度控制处理结束。
51.根据上述温度控制处理，当温度传感器445正确操作时，以下操作得以执行。当油温t高于目标温度时，电子润滑控制单元440的处理器440a控制阀435，以使得润滑油oil流经油冷却器425。结果，润滑油oil在流经油冷却器425时被冷却，并且这确保了润滑油oil的温度被控制成等于或低于目标温度。另一方面，当油温t等于或低于目标温度时，电子润滑控制单元440的处理器440a控制阀435，以使得润滑油oil流经旁路通路430。使润滑油oil流经绕过油冷却器425的旁路通路430防止了润滑油oil被过度冷却并下降到目标温度以下。结果，润滑油oil的粘度降低，并且这提供了诸如提高燃料经济性等益处。
52.图7和图8示出了目标温度改变处理的示例，该目标温度改变处理通过电子润滑控制单元440的激活来触发，并且由处理器440a根据存储在非易失性存储器440b中的应用程序以每第三预定时间重复执行。应注意，仅当温度传感器445正确操作时，才执行目标温度改变处理。
53.在步骤21中，处理器440a与电子怠速减少控制单元310通信，并确定怠速减少开关320是否开启。当处理器440a确定怠速减少开关320开启(是)时，操作进行到步骤22。当处理器440a确定怠速减少开关320关断(否)时，操作进行到步骤25。
54.在步骤22中，处理器440a与电子怠速减少控制单元310通信，并确定发动机200在当前驾驶循环中是否已通过怠速减少系统300经历了自动停止。如本文所使用，一个驾驶循环对应于从通过开启点火开关(未示出)来起动发动机200时到停止发动机200时的时间段。当处理器440a确定发动机200在当前驾驶循环中已通过怠速减少系统300经历了自动停止(是)时，操作进行到步骤23。当处理器440a确定发动机200在当前驾驶循环中还没有通过怠速减少系统300经历自动停止(否)时，操作进行到步骤25。
55.在步骤23中，处理器440a与电子发动机控制单元通信，并确定发动机200的平均扭矩是否小于第一预定阈值th1。这里，发动机200的平均扭矩可以是预定时间段内的移动平均扭矩。当处理器440a确定发动机200的平均扭矩小于第一预定阈值th1(是)时，操作进行到步骤24。当处理器440a确定发动机200的平均扭矩不小于第一预定阈值th1，即确定发动机200的平均扭矩等于或大于第一预定阈值th1(否)时，操作进行到步骤25。
56.在步骤24中，处理器440a降低目标温度，即，将目标温度设定为相对低的目标温度t
l
。然后，目标温度改变处理结束。
57.在步骤25中，处理器440a确定目标温度是否被设定为相对低的目标温度t
l
，即，是否降低了目标温度。当处理器440a确定降低了目标温度(是)时，操作进行到步骤26。当处理器440a确定没有降低目标温度(否)时，目标温度改变处理结束。
58.在步骤26中，处理器440a与电子发动机控制单元通信，并确定发动机200的平均扭矩是否大于第二预定阈值th2。这里，第二预定阈值th2不同于第一预定阈值th1。也就是说，第二预定阈值th2比第一预定阈值th1高了或低了预定值。当处理器440a确定发动机200的平均扭矩大于第二预定阈值th2(是)时，操作进行到步骤28。当处理器440a确定发动机200的平均扭矩等于或小于第二预定阈值th2(否)时，操作进行到步骤27。
59.在步骤27中，处理器440a与电子怠速减少控制单元310通信，并确定怠速减少开关320是否关断，即怠速减少开关320是否从开启转换到关断。当处理器440a确定怠速减少开关320关断(是)时，操作进行到步骤28。当处理器440a确定怠速减少开关320保持开启(否)时，目标温度改变处理结束。
60.在步骤28中，处理器440a使目标温度返回到其初始值，即，将目标温度设定为相对高的目标温度th。然后，目标温度改变处理结束。
61.根据上述目标温度改变处理，当怠速减少开关320通过驾驶员的选择等关断时，目标温度被设定为th，以便将润滑油oil的温度维持在相对高的温度并提高燃料经济性。
62.另一方面，当怠速减少开关320通过驾驶员的选择等被开启时，确定发动机200是否已在当前驾驶循环中通过怠速减少系统300经历了自动停止；即怠速减少操作在当前驾驶循环中是否曾被执行过。在发动机200预热时，怠速减少系统300不会自动停止发动机
200，并且因此发动机200的操作还没有稳定。因此，通过确定怠速减少操作在当前驾驶循环中是否曾被执行过，可以间接确定发动机200当前是否正在预热。当确定发动机200当前正在预热时，目标温度被设定为相对高的温度，以便不妨碍预热操作。
63.此外，当确定怠速减少开关320开启并且怠速减少操作在当前驾驶循环中曾被执行时，进一步确定发动机200在预定时间段内的移动平均扭矩是否小于第一预定阈值th1。这里，当发动机200的平均扭矩小于第一预定阈值th1时，发动机200的冷却水温度被认为相对低。因此，在这种情况下，水基油冷却器425能够可靠地降低润滑油oil的温度。另一方面，当平均扭矩等于或高于第一预定阈值th1时，冷却水温度被认为相对高。因此，在这种情况下，简单地降低目标温度可能无助于水基油冷却器425降低润滑油oil的温度。这样，根据上述目标温度改变处理，基于发动机200的平均扭矩而间接估计冷却水温度，并且仅当油冷却器425能够可靠地降低润滑油oil的温度时才降低目标温度。
64.因此，当满足以下条件时，润滑油oil的目标温度降低：怠速减少开关320开启；怠速减少操作在当前驾驶循环中曾被执行；以及发动机200的平均扭矩小于第一预定阈值th1。因此，润滑油oil的温度被控制成使得它接近此降低的目标温度，并且因此，润滑油oil的粘度维持在相对高的水平。在润滑油oil具有高粘度的情况下，即使在发动机200被怠速减少系统300重新起动之后，也可以立即快速增大润滑油oil的压力。这允许向发动机200的可移动部件充分供应润滑油oil，因此防止发动机在这些可移动部件还没有被充分润滑时就被重新起动。
65.在目标温度降低到相对低的目标温度t
l
之后，当发动机200的平均扭矩变得大于第二预定阈值th2时，或者当怠速减少开关320通过驾驶员的选择等从开启转换到关断时，目标温度返回到相对高的目标温度th。换句话说，将发动机200的平均扭矩(该平均扭矩是用于改变目标温度的一个参数)与不同阈值(即，第一预定阈值th1和第二预定阈值th2)进行比较。这提供了具有滞后的控制结构，因此例如防止或减少控制中的振荡。
66.应用程序可以存储在诸如sd卡或usb存储器等计算机可读介质中，并在市场上分发。作为替代，应用程序可以存储在连接到互联网等的节点处的存储装置中，并从此节点分发。在这种情况下，节点处的存储装置被理解为计算机可读介质的示例。
67.应注意，本领域技术人员可以容易地理解，上述实施例中的技术特征中的一些可以被省略，与另一实施例中的任何一个或多个技术特征组合，和/或用一个或多个熟知的技术特征替换，以提供各种替代实施例。
68.例如，电子润滑控制单元440可以并入在诸如电子发动机控制单元等另一电子控制单元中。此外，代替从踏板行程传感器330读取制动踏板位置pos以及从车速传感器340读取车速vsp，电子怠速减少控制单元310可以通过例如与另一电子控制单元的通信来获取制动踏板位置pos和车速vsp。
69.附图标记列表
70.100 卡车(车辆)
71.200 发动机
72.300 怠速减少系统
73.310 电子怠速减少控制单元
74.320 怠速减少开关
75.400 润滑系统
76.425 油冷却器
77.430 旁路通路
78.435 阀
79.440 电子润滑控制单元(电子控制单元)
80.445 温度传感器