СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ПОТОКОМ МАСЛА В ДВИГАТЕЛЕ (ВАРИАНТЫ) И СИСТЕМА ПОДАЧИ МАСЛА ДЛЯ ПОРШНЕВОГО ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ Российский патент 2017 года по МПК F01M1/16 

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ

Настоящее изобретение относится к системам и способам для подачи масла в поршневом двигателе внутреннего сгорания.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

Хорошо известно, что следует предусматривать систему подачи масла для двигателя, которая подает масло из резервуара, часто упоминаемого как поддон, в различные компоненты в двигателе, требующие подачи масла, такие как подшипники, поршни, гидравлические клапанные механизмы и форсунки охлаждения поршня.

Известны подходы, которые регулируют давление масла, подводимое к различным компонентам двигателя, на основании числа оборотов двигателя (RPM, числа оборотов в минуту). Например, давление масла может увеличиваться в ответ на увеличения числа оборотов двигателя, для того чтобы преодолевать центробежные силы на коленчатом вале двигателя наряду с удовлетворением требований к смазке двигателя.

РАСКРЫТИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Однако авторы в материалах настоящей заявки осознали, что число оборотов двигателя может быстро изменятся во время определенных условий работы двигателя, и регулирования давления масла, основанные на числе оборотов двигателя, могут поступать слишком поздно вследствие времени реакции компонентов системы подачи масла, таких как масляный насос или клапаны. Например, типичная реакция давления масла в двигателе имеет значение от 0,2 до 1 секунды в зависимости от условий масляного насоса. Таким образом, регулирования давления масла, основанные на текущем числе оборотов двигателя, могут задерживаться при определенных условиях, что может приводить к ухудшению характеристик компонентов двигателя, например, которые полагаются на точные регулирования давления масла.

Соответственно, в материалах настоящей заявки раскрыты системы и способы, чтобы по меньшей мере частично принимать меры в ответ на вышеприведенные проблемы.

Таким образом, согласно одному аспекту предложен способ управления потоком масла в двигателе, включающий регулирование давления масла, подаваемого на двигатель, на основании ускорения двигателя.

Ускорение двигателя предпочтительно является ускорением коленчатого вала двигателя, а регулирование дополнительно основано на текущем числе оборотов двигателя.

Ускорение двигателя предпочтительно основано на предыдущем числе оборотов двигателя и текущем числе оборотов двигателя.

Способ предпочтительно дополнительно включает увеличение частоты выборки отсчетов числа оборотов двигателя в ответ на ускорение двигателя, большее чем пороговое значение.

Способ предпочтительно дополнительно включает прогнозирование будущего числа оборотов двигателя на основании ускорения двигателя и планирование будущего регулирования давления масла на основании будущего числа оборотов двигателя.

Регулирование давления масла, подаваемого на двигатель, предпочтительно включает увеличение давления масла в ответ на прогнозируемое увеличение числа оборотов двигателя и уменьшение давления масла в ответ на прогнозируемое уменьшение числа оборотов двигателя.

Регулирование давления масла, подаваемого на двигатель, предпочтительно включает регулирование электромагнитного клапана, гидравлически соединенного с масляным насосом.

Способ предпочтительно дополнительно включает регулирование рабочего параметра двигателя на основании ускорения двигателя.

Регулирование давления масла, подаваемого на двигатель, на основании ускорения двигателя предпочтительно включает увеличение давления масла в ответ на увеличение ускорения и уменьшение давления масла в ответ на уменьшение ускорения.

Регулирование давления масла, подаваемого на двигатель, на основании ускорения двигателя предпочтительно включает: во время первого режима работы двигателя, регулирование давления масла на первую величину в ответ на ускорение, а во время второго режима работы двигателя, регулирование давление масла на вторую величину в ответ на ускорение, при этом первая величина отличается от второй величины.

Согласно другому аспекту предложен способ управления потоком масла в двигателе, включающий увеличение давления масла, подаваемого на двигатель, в ответ на увеличение ускорения двигателя и уменьшение давления масла в ответ на уменьшение ускорения двигателя.

Ускорение двигателя предпочтительно основано на предыдущем числе оборотов двигателя и текущем числе оборотов двигателя.

Давление масла предпочтительно дополнительно регулируется в ответ на ошибку в управлении установкой фаз кулачкового распределения.

Способ предпочтительно дополнительно включает: во время первого режима работы двигателя, увеличение давления масла на первую величину в ответ на ускорение, а во время второго режима работы двигателя, увеличение давление масла на вторую величину в ответ на ускорение, при этом первая величина отличается от второй величины.

Согласно еще одному аспекту предложена система подачи масла для поршневого двигателя внутреннего сгорания, содержащая электронный блок управления, масляный резервуар, насос для подачи масла под давлением из резервуара к компонентам, включающим по меньшей мере одну форсунку охлаждения поршня, требующую подачи масла, при этом электронный блок управления включает в себя память с командами для регулирования рабочего состояния насоса для регулирования давления масла, подаваемого из резервуара к компонентам, на основании ускорения двигателя.

Ускорение двигателя предпочтительно основано на предыдущем числе оборотов двигателя и текущем числе оборотов двигателя.

Электронный блок управления предпочтительно дополнительно включает в себя память с командами для прогнозирования будущего числа оборотов двигателя на основании ускорения двигателя и планирования будущего регулирования давления масла на основании будущего числа оборотов двигателя.

Электронный блок управления предпочтительно дополнительно включает в себя память с командами для увеличения давления масла в ответ на увеличение ускорения и уменьшения давления масла в ответ на уменьшение ускорения.

Электронный блок управления предпочтительно дополнительно включает в себя память с командами для: во время первого режима работы двигателя, увеличения давления масла на первую величину в ответ на ускорение, а во время второго режима работы двигателя, увеличения давления масла на вторую величину в ответ на ускорение, при этом первая величина отличается от второй величины.

Таким образом, регулирования давления масла могут планироваться соответствующим образом, чтобы учитывать время реакции давления масла, время реакции двигателя и/или время реакции исполнительных механизмов, например, так чтобы требования к смазке компонентов двигателя могли быть удовлетворены в разных условиях работы двигателя. Кроме того, ухудшение характеристик компонентов двигателя может снижаться, поскольку текущие требования к давлению масла в отношении двигателя скорее удовлетворяются своевременным образом, нежели реализуются запаздывающим образом.

Следует понимать, что раскрытие изобретения, приведенное выше, предоставлено для ознакомления с упрощенной формой подборки концепций, которые дополнительно описаны в подробном описании изобретения. Она не идентифицирует ключевые или существенные признаки заявленного предмета изобретения, объем которого однозначно определен формулой изобретения, которая сопровождает подробное описание. Более того, заявленный предмет изобретения не ограничен реализациями, которые решают какие-нибудь недостатки, отмеченные выше или в любой части этого описания.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Фиг. 1 представляет собой частичный вид двигателя и соответствующих систем.

Фиг. 2 представляет собой структурную схему системы масляной смазки двигателя.

Фиг. 3 представляет собой примерные графики числа оборотов двигателя и ускорения двигателя во время работы двигателя.

Фиг. 4 представляет собой график, иллюстрирующий, каким образом может определяться ускорение двигателя на основании текущего и предыдущего числа оборотов двигателя.

Фиг. 5 представляет собой один примерный способ для управления потоком масла в двигателе в соответствии с изобретением.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Последующее описание относится к системам и способам для управления потоком масла в двигателе, таком как двигатель, изображенный на фиг. 1. Давление масла, подводимое из системы смазки двигателя, например, как показанная на фиг. 2, может регулироваться на основании ускорения двигателя, например, как показано в способе по фиг. 3. Таким образом, изменения числа оборотов и ускорения двигателя, например, как показано на фиг. 4, могут использоваться для прогнозирования будущих требований к смазке двигателя, например, как показано на фиг. 5, так чтобы регулирования давления масла могли планироваться соответствующим образом.

Фиг. 1 изображает примерный вариант осуществления камеры сгорания или цилиндра двигателя 10 внутреннего сгорания. Фиг. 1 показывает, что двигатель 10 может принимать параметры управления из системы управления, включающей в себя контроллер 12, а также входные данные от водителя 190 транспортного средства через устройство 192 ввода. Например, контроллер 12 может быть электронным блоком управления (ЭБУ, ECU). В этом примере, устройство 192 ввода включает в себя педаль акселератора и датчик 194 положения педали для формирования пропорционального сигнала PP положения педали.

Цилиндр 30 (в материалах настоящей заявки также «камера сгорания») двигателя 10 может включать в себя стенки 32 камеры сгорания с поршнем 36, расположенным в них. Поршень 36 может быть присоединен к коленчатому валу 40, так чтобы возвратно-поступательное движение поршня преобразовывалось во вращательное движение коленчатого вала. Коленчатый вал 40 может быть присоединен к по меньшей мере одному ведущему колесу пассажирского транспортного средства через систему трансмиссии. Кроме того, электродвигатель стартера может быть присоединен к коленчатому валу 40 через маховик, чтобы обеспечивать операции запуска двигателя 10. Коленчатый вал 40 присоединен к масляному насосу 208, чтобы создавать давление в системе 200 масляной смазки двигателя (соединение коленчатого вала 40 с масляным насосом 208 не показано). Картер 136 гидравлически присоединен к коленчатому валу 40 через цепь или ремень механизма газораспределения (не показаны). Масляный насос 208 может регулироваться для увеличения или уменьшения давления масла.

Цилиндр 30 может принимать всасываемый воздух через впускной коллектор или воздушные каналы 44. Впускной воздушный патрубок 44 может сообщаться с другими цилиндрами двигателями 10 в дополнение к цилиндру 30. В некоторых вариантах осуществления один или более впускных каналов могут включать в себя устройство наддува, такое как турбонагнетатель или нагнетатель. Система дросселя, включающая в себя дроссельную заслонку 62, может быть установлена вдоль впускного патрубка двигателя для изменения расхода и/или давления всасываемого воздуха, подаваемого в цилиндры двигателя. В этом конкретном примере, дроссельная заслонка 62 присоединена к электродвигателю 94, так чтобы положение эллиптической дроссельной заслонки 62 управлялось контроллером 12 посредством электродвигателя 94. Эта конфигурация может указываться ссылкой, как электронное управление дросселем (ETC), которое также может использоваться во время регулирования числа оборотов холостого хода.

Камера 30 сгорания показана сообщающейся с впускным коллектором 44 и выпускным коллектором 48 через соответственные впускные клапаны 52a и 52b (не показаны), и выпускные клапаны 54a и 54b (не показаны). Таким образом, наряду с тем, что могут использоваться четыре клапана на цилиндр, в другом примере, одиночный впускной и одиночный выпускной клапан на цилиндр также могут использоваться.

В еще одном другом примере могут использоваться два впускных клапана и один выпускной клапан на цилиндр.

Выпускной коллектор 48 может принимать отработавшие газы из других цилиндров двигателя 10 в дополнение к цилиндру 30. Датчик 76 отработавших газов показан присоединенным к выпускному коллектору 48 выше по потоку от каталитического нейтрализатора 70 отработавших газов (где датчик 76 может соответствовать различным другим датчикам). Например, датчик 76 может быть любым из множества известных датчиков для выдачи показания топливо/воздушного соотношения в отработавших газах, таким как линейный датчик кислорода, UEGO (универсальный датчик кислорода отработавших газов), двухрежимный датчик кислорода, EGO (датчик кислорода отработавших газов), HEGO (подогреваемый EGO), или датчик содержания HC или CO. Устройство 72 снижения токсичности выбросов показано расположенным ниже по потоку от каталитического нейтрализатора 70 отработавших газов. Устройство 72 снижения токсичности выбросов может быть трехкомпонентным каталитическим нейтрализатором, уловителем NOx, различными другими устройствами снижения токсичности выбросов или их комбинациями.

В некоторых вариантах осуществления, каждый цилиндр двигателя 10 может включать в себя свечу 92 зажигания для инициирования сгорания. Система 88 зажигания может выдавать искру зажигания в камеру 30 сгорания через свечу 92 зажигания в ответ на сигнал SA опережения зажигания из контроллера 12, при выбранных рабочих режимах. Однако, в некоторых вариантах осуществления, свеча 92 зажигания может быть не включена в состав, где двигатель 10 может инициировать сгорание самовоспламенением или впрыском топлива, как может иметь место у некоторых дизельных двигателей.

В некоторых вариантах осуществления, каждый цилиндр двигателя 10 может быть сконфигурирован одной или более топливных форсунок для подачи топлива в него. В качестве неограничивающего примера, топливная форсунка 66A показана присоединенной непосредственно к цилиндру 30 для впрыска топлива прямо в него пропорционально длительности импульса сигнала dfpw, принятого из контроллера 12 через электронный формирователь 68. Таким образом, топливная форсунка 66A обеспечивает то, что известно в качестве непосредственного впрыска (в дальнейшем, также упоминаемого как «DI») топлива в цилиндр 30.

Двигатель 10 дополнительно может включать в себя компрессионное устройство, такое как турбонагнетатель или нагнетатель, включающий в себя по меньшей мере компрессор 162, скомпонованный вдоль канала 44 компрессора, который может включать в себя датчик давления наддува для измерения давления воздуха. Что касается турбонагнетателя, компрессор 162 может по меньшей мере частично приводиться в действие турбиной 164, (например, через вал), скомпонованной на протяжении выпускного канала 48. Что касается нагнетателя, компрессор 162 может по меньшей мере частично приводиться в действие двигателем и/или электрической машиной и может не включать в себя турбину. Таким образом, величина компрессии, подаваемой в один или более цилиндров двигателя через турбонагнетатель или нагнетатель, может регулироваться контроллером 12.

Контроллер 12 показан в качестве микрокомпьютера, включающего в себя микропроцессорный блок 102, порты 104 ввода/вывода, электронный запоминающий носитель для исполняемых программ и калибровочных значений, показанный в качестве микросхемы 106 постоянного запоминающего устройства в этом конкретном примере, оперативное запоминающее устройство 108, энергонезависимую память 110 и традиционную шину данных. Контроллер 12 показан принимающим различные сигналы с датчиков, присоединенных к двигателю 10, в дополнение к тем сигналам, которые обсуждены ранее, в том числе, измерение вводимого массового расхода воздуха (MAF) с датчика 100 массового расхода воздуха, присоединенного к дросселю 62; температуру охлаждающей жидкости двигателя (ECT) с датчика 112 температуры, присоединенного к патрубку 114 охлаждения; сигнал профильного считывания зажигания (PIP) с датчика 118 на эффекте Холла, присоединенного к коленчатому валу 40; и положение дросселя (TP) с датчика 20 положения дросселя; сигнал абсолютного давления в коллекторе, MAP, с датчика 122; указание детонации с датчика 182 детонации; и указание абсолютной или относительной влажности окружающей среды с датчика 180. Сигнал RPM числа оборотов двигателя формируется контроллером 12 из сигнала PIP традиционным образом, и сигнал MAP давления в коллекторе с датчика давления в коллекторе дает показание разрежения или давления во впускном коллекторе. Во время стехиометрической работы, этот датчик может давать показание нагрузки двигателя. Кроме того, этот датчик, наряду с числом оборотов двигателя, может давать оценку заряда (включающего в себя воздух), введенного в цилиндр. В одном из примеров, датчик 118, который также используется в качестве датчика числа оборотов двигателя, вырабатывает предопределенное количество равноразнесенных импульсов каждый оборот коленчатого вала. Как описано ниже, измерения числа оборотов двигателя с датчика числа оборотов двигателя могут использоваться для определения ускорения коленчатого вала.

В этом конкретном примере, температура T_cat1 каталитического нейтрализатора 70 отработавших газов выдается датчиком 124 температуры, а температура T_cat2 устройства 72 снижения токсичности выбросов выдается датчиком 126 температуры. В альтернативном варианте осуществления, температура T_cat1 и температура T_cat2 могут выводиться из режима работы двигателя.

Продолжая по фиг. 1, показана система 19 a регулируемой установки фаз кулачкового распределения (VCT). В этом примере проиллюстрирована система с верхним распределительным валом, хотя могут использоваться другие подходы. Более конкретно, распределительный вал 130 двигателя 10 показан взаимодействующим с коромыслами 132 и 134 клапана для приведения в действие впускных клапанов 52a, 52b и выпускных клапанов 54a, 54b. Система 19 VCT может быть с приводом от давления масла (OPA), с приводом от крутящего момента распределительного вала (CTA), или их комбинацией. Посредством регулирования множества гидравлических клапанов, чтобы тем самым направлять гидравлическую жидкость, такую как моторное масло, в полость (такую как камера опережения или камера запаздывания) регулятора фаз распределительного вала, может изменяться установка фаз клапанного распределения, то есть подвергаться опережению или запаздыванию. Как дополнительно конкретизировано в материалах настоящей заявки, работа гидравлических клапанов управления может управляться соответственными соленоидами управления. Более конкретно, контроллер двигателя может передавать сигнал на соленоиды для перемещения золотника клапана, который регулирует поток масла через полость регулятора фаз. В качестве используемого в материалах настоящей заявки, опережение или запаздывание установки фаз кулачкового распределения указывает ссылкой на относительные установки фаз кулачкового распределения по той причине, что подвергнутое полному опережению положение может по прежнему давать открывание впускного клапана с запаздыванием относительно верхней мертвой точки, только в качестве примера.

Распределительный вал 130 гидравлически присоединен к картеру 136. Картер 136 образует зубчатое колесо, имеющее множество зубцов 138. В примерном варианте осуществления, картер 136 механически присоединен к коленчатому валу 40 через цепь или ремень механизма газораспределения (не показаны). Поэтому картер 136 и распределительный вал 130 вращаются с частотой вращения, по существу равной друг другу и синхронной с коленчатым валом. В альтернативном варианте осуществления, как в в четырехтактном двигателе, например, картер 136 и коленчатый вал 40 могут быть механически присоединены к распределительному валу 130, из условия, чтобы картер 136 и коленчатый вал 40 могли синхронно вращаться с частотой вращения, иной, чем распределительный вал 130 (например, отношением 2:1, где коленчатый вал вращается с удвоенной частотой вращения распределительного вала). В альтернативном варианте осуществления, зубья 138 могут быть механически присоединены к распределительному валу 130. Посредством манипулирования гидравлической связью, как описано в материалах настоящей заявки, относительное положение распределительного вала 130 к коленчатому валу 40 может меняться гидравлическими давлениями в камере 142 запаздывания и камере 144 опережения (не показанных на фиг. 3, но показанных на фиг. 1). Посредством обеспечения проникновения рабочей текучей среды высокого давления возможности в камеру 142 запаздывания, относительное взаимное положение между распределительным валом 130 и коленчатым валом 40 подвергается запаздыванию. Таким образом, впускные клапаны 52a, 52b и выпускные клапаны 54a, 54b открываются и закрываются в момент времени, более ранний, чем нормальный, относительно коленчатого вала 40. Подобным образом, посредством обеспечения проникновения рабочей текучей среде высокого давления в камеру 144 опережения, относительное взаимное положение между распределительным валом 130 и коленчатым валом 40 подвергается опережению. Таким образом, впускные клапаны 52a, 52b и выпускные клапаны 54a, 54b открываются и закрываются в момент времени, более поздний, чем нормальный, относительно коленчатого вала 40.

Несмотря на то что этот пример показывает систему, в которой непрерывно регулируется установка фаз распределения впускных и выпускных клапанов, может использоваться регулируемая установка фаз кулачкового распределения впускных клапанов, регулируемая установка фаз кулачкового распределения выпускных клапанов, сдвоенная равная регулируемая установка фаз кулачкового распределения, или другая регулируемая установка фаз кулачкового распределения. Кроме того, также может использоваться регулируемый подъем клапана. Кроме того, переключение профиля распределительного вала может использоваться для предоставления разных профилей кулачка в разных условиях работы. Кроме того, еще клапанный механизм может быть роликовым штифтовым повторителем, непосредственно действующим механическим поршнем, электрогидравлическим или другими альтернативными вариантами для коромысел клапана.

Продолжая с системой регулируемой установки фаз клапанного распределения, зубцы 138, вращающиеся синхронно с распределительным валом 130, обеспечивают возможность измерения относительного положения кулачка посредством датчика 150 установки фаз кулачкового распределения, выдающего сигнал VCT в контроллер 12. Зубцы 1, 2, 3 и 4 могут использоваться для измерения установки фаз кулачкового распределения и равномерно разнесены (например, в двухрядном двигателе V-8, разнесены на 90 градусов друг от друга), в то время как зубец 5 может использоваться для идентификации цилиндра. В дополнение, контроллер 12 отправляет сигналы управления (LACT, RACT) на традиционные электромагнитные клапаны (не показаны) для управления потоком гидравлической жидкости в камеру 142 запаздывания, камеру 144 опережения, или ни в одну из них.

Относительная установка фаз кулачкового распределения может измеряться многообразием способов. В общих чертах, время или угол поворота, между передним фронтом сигнала PIP и приемом сигнала с одного из множества зубцов 138 на картере 136 дает измерение относительной установки фаз кулачкового распределения. Что касается конкретного примера двигателя V-8, с двумя рядами цилиндров и колесом с пятью зубцами, измерение установки фаз кулачкового распределения для конкретного ряда принимается четыре раза за оборот, причем, добавочный сигнал используется для идентификации цилиндра.

Как описано выше, фиг. 1 показывает только один цилиндр многоцилиндрового двигателя, и что каждый цилиндр имеет свой собственный набор впускных/выпускных клапанов, топливных форсунок, свечей зажигания, и т.д.

Фиг. 2 показывает примерный вариант осуществления системы 200 масляной смазки двигателя с масляным насосом 208, присоединенным к коленчатому валу 40 (не показан), и включающей в себя различные масляные подсистемы 216, 218, 220. Масляная система может использовать поток масла для выполнения некоторой функции, такой как смазка, приведение в действие исполнительного механизма, и т.д. Например, одна или более масляных подсистем 216, 218, 220 могут быть гидравлическими системами с гидравлическими исполнительными механизмами и гидравлическими клапанами управления. Кроме того, масляные подсистемы 216, 218, 220 могут быть системами смазки, такими как перепускные каналы для доставки масла к движущимся компонентам, таким как распределительные валы, клапаны цилиндров, и т.д. Кроме того, еще другими неограничивающими примерами масляных подсистем являются регуляторы фаз распределительного вала, стенки цилиндров, разнообразные подшипники.

Масло подается в масляную подсистему через канал подачи, и масло возвращается через обратный канал. В некоторых вариантах осуществления может быть меньшее или большее количество масляных подсистем.

Продолжая по фиг. 2, масляный насос 208, в ассоциативной связи с вращением коленчатого вала 40 (не показан), всасывает масло из масляного резервуара 304, накопленное в масляном поддоне 202, через канал 206 подачи. Масло подается из масляного насоса 208 давлением через канал 210 подачи и масляный фильтр 212 в основную магистраль 214. Давление внутри основной магистрали 214 является функцией силы, вырабатываемой масляным насосом 208 и потока масла, проникающего в каждую масляную подсистему 216, 218, 220 через каналы 214a, 214b, 214c подачи соответственно. Масло возвращается в масляный резервуар 204 под атмосферным давлением через обратный канал 222. Датчик 224 давления масла измеряет давление масла в основной магистрали и отправляет данные давления в контроллер 12 (не показан). Давление в основной магистрали может увеличиваться или уменьшаться соответственным увеличением или уменьшением силы, вырабатываемой масляным насосом 208, например, в ответ на сигналы, принятые из контроллера 12.

Уровень давления масла в основной магистрали может оказывать влияние на рабочие характеристики одной или более из масляных подсистем 216, 218, 220, например, сила, вырабатываемая гидравлическим исполнительным механизмом, прямо пропорциональна давлению масла в основной магистрали. Когда давление масла является высоким, исполнительный механизм может быть более чувствительным; когда давление масла является низким, исполнительный механизм может быть менее чувствительным. Низкое давление масла также может ограничивать эффективность моторного масла для смазки движущихся компонентов. Например, если давление масла в основной магистрали находится ниже порогового давления, может подаваться уменьшенный поток смазочного масла, и может происходить ухудшение характеристик компонентов.

Как отмечено выше, число оборотов двигателя может быстро изменяться во время некоторых условий работы двигателя, например, в ответ на переключения дросселя. В качестве примера, фиг. 3 показывает примерный график числа оборотов двигателя на 302, и соответствующий график ускорения двигателя на 304 в качестве функции времени в течение примерной работы двигателя. Во время по существу постоянного числа оборотов двигателя, например, в областях, показанных на 306, 308 и 310, давление масла в двигателе может оставаться по существу постоянным. Однако, при определенных условиях, число оборотов двигателя может быстро изменяться. Например, на 312, число оборотов двигателя быстро возрастает, например, в ответ на запрос оператора двигателя, а на 314 число оборотов двигателя быстро убывает.

Вследствие времени реакции компонентов системы подачи масла, которое может быть задержкой порядка одной секунды, регулирования давления масла, основанные на числе оборотов двигателя, могут поступать слишком поздно, когда число оборотов двигателя является быстро изменяющимся, например, в течение временных интервалов, указанных на 312 и 314. Таким образом, в определенных условиях, требования к смазке двигателя могут не удовлетворяться своевременным образом, что может приводить к ухудшению характеристик различных компонентов двигателя.

Таким образом, во время некоторых условий работы двигателя, может быть полезным регулировать давление масла, подаваемое на компоненты двигателя, скорее на основании ускорения двигателя, чем числа оборотов двигателя. Например, фиг. 4 показывает график 400, иллюстрирующий каким образом ускорение двигателя может определяться на основании текущего и предыдущего числа оборотов двигателя, и каким образом ускорение затем может использоваться для прогнозирования будущих или последующих требований к смазке двигателя, так чтобы изменения давления масла могли планироваться соответствующим образом. На фиг. 4, кривая 402 показывает число оборотов двигателя, увеличивающееся со временем. Текущее число оборотов двигателя в момент t₁ времени может использоваться с предыдущим числом оборотов двигателя в момент t₀ времени для определения ускорения двигателя на основании уклона 404 кривой числа оборотов двигателя между моментом t₀ времени и моментом t₁ времени. Будущее или последующее число оборотов двигателя в t₂ затем может прогнозироваться на основании уклона 404. Это прогнозируемое число оборотов двигателя затем может использоваться для планирования регулирования давления масла на основании времени реакции подсистемы подачи масла. Например, если время реакции подсистемы подачи масла имеет значение 1 секунды, то регулирование давления масла может планироваться для пуска в ход за 1 секунду до достижения момента t₂ времени на основании ускорения, определенного по числам оборотов двигателя до t₂.

Далее, обращаясь к фиг. 5, показан примерный способ 500 для регулирования давления масла, подаваемого на двигатель, на основании ускорения двигателя.

На 502 способ 500 включает в себя определение, удовлетворены ли начальные условия. Например, начальные условия могут быть основаны на температуре масла, давлении масла, давлении окружающей среды и/или различных других условиях работы двигателя. В некоторых примерах, например, вслед за холодным запуском двигателя из состояния покоя, или во время холостого хода двигателя, режима буксировки, крейсерского режима, или других условий, где число оборотов двигателя не изменяется очень быстро, способ может осуществлять выход, поскольку состояние двигателя довольно постоянно, и требования к давлению масла могут прогнозируемо выполняться своевременным образом.

Если начальные условия удовлетворены на 502, способ 500 переходит на 504. На 504, способ 500 включает в себя определение ускорения двигателя. Например, способ 500 может включать в себя определение ускорения коленчатого вала с помощью датчика 118 и может быть основан на текущем числе оборотов двигателя (RPM) и одном или более предыдущих чисел оборотов двигателя, как описано выше со ссылкой на фиг. 4.

На 506, способ 500 по выбору может включать в себя определение, является ли ускорение двигателя большим, чем пороговое значение. Например, показания числа оборотов двигателя с помощью датчика 118 могут подвергаться выборке отсчетов на первой частоте во время условий работы двигателя, в которых число оборотов двигателя не изменяется быстро, например, когда ускорение двигателя находится ниже порогового значения. Однако в некоторых примерах, может быть полезным увеличивать частоту выборки отсчетов числа оборотов двигателя во время условий работы двигателя, в которых число оборотов двигателя быстро изменяется, например, когда ускорение двигателя находится выше порогового значения. Поскольку ускорение определяется на основании показаний числа оборотов двигателя, как описано выше, увеличение этой частоты выборки отсчетов может повышать точность прогнозирования ускорения, так чтобы будущие регулирования давления масла могли планироваться для удовлетворения требований к смазке.

Таким образом, если ускорение двигателя является большим, чем пороговое значение, на 506, способ 500 переходит на 508 для увеличения частоты выборки отсчетов числа оборотов двигателя. Если ускорение не является большим, чем пороговое значение, на 506, или после увеличения частоты выборки отсчетов числа оборотов двигателя на 508, способ 500 переходит на 510.

На 510, способ 500 включает в себя регулирование давления масла на основании ускорения. Например, давление масла может регулироваться посредством регулирования электромагнитного клапана, гидравлически связанного с масляным насосом. В некоторых примерах, регулирование может быть дополнительно основано на текущем числе оборотов двигателя. Например, как описано выше со ссылкой на фиг. 4, текущее число оборотов двигателя в момент t₁ времени может использоваться во взаимодействии с одним или более предыдущих чисел оборотов двигателя, например, в момент t₀ времени, для определения ускорения, на котором основано регулирование давления масла.

Например, давление масла может увеличиваться в ответ на прогнозируемое увеличение числа оборотов двигателя и уменьшаться в ответ на прогнозируемое уменьшение числа оборотов двигателя. В еще одном примере, давление масла может увеличиваться в ответ на увеличение ускорения и уменьшаться в ответ на уменьшение ускорения. В, кроме того, еще других примерах, давление масла может временно увеличиваться, а затем уменьшаться в ответ на положительное ускорение двигателя (например, увеличение числа оборотов двигателя), являющееся большим, чем пороговое ускорение двигателя, наряду с тем, что давление масла может только уменьшаться в ответ на отрицательное ускорение двигателя (например, уменьшение числа оборотов двигателя), являющееся в большей степени отрицательным, чем отрицательное пороговое ускорение двигателя.

Кроме того, давление масла может регулироваться по-разному во время разных условий работы двигателя. Например, во время первого режима работы двигателя, давление масла может регулироваться первой величиной на основании ускорения, а во время второго режима работы двигателя, давление масла может регулироваться второй величиной на основании ускорения, где первая величина отлична от второй величины, даже для одного и того же уровня ускорения. Например, вслед за холодным запуском, когда температура масла является более низкой, и масло является более вязким, давление масла может увеличиваться, но увеличивается в меньшей степени, чем увеличение во время состояния, когда двигатель прогревается, и температура масла находится выше порогового значения. Таким образом, во время первого режима, давление масла в двигателе может увеличиваться на первую величину в ответ на ускорение двигателя выше порогового значения наряду с тем, что во время второго режима, давление масла в двигателе может увеличиваться на вторую, меньшую величину в ответ на ускорение двигателя выше порогового значения, где второе состояние представляет более холодное состояние двигателя, чем первое состояние. В качестве других примеров, давление масла может регулироваться по-разному в зависимости от других условий работы двигателя, таких как, с наддувом ли двигатель, давление окружающей среды, и т.д. Например, во время условий с наддувом, более агрессивное увеличение давления масла двигателя может обеспечиваться в ответ на пороговый уровень положительного ускорения двигателя, чем во время условий без наддува.

Кроме того, еще других примерах, регулирование давления масла может быть основано на уровне ускорения двигателя и рабочем состоянии VCT. Например, в ответ на ускорение двигателя, большее, чем пороговое значение, и абсолютное значение ошибки VCT (например, разности между требуемым положением VCT и фактическим положением VCT), большее, чем пороговое значение, давление масла увеличивается.

На 512, способ 500 включает в себя регулирование других рабочих параметров двигателя на основании ускорения. Например, ускорение также может использоваться для планирования регулировок давления масла для других подсистем двигателя, таких как исполнительный механизм VCT.

Специалистами в данной области техники следует понимать, что, хотя описание было приведено в качестве примера со ссылкой на один или более варианты осуществления, оно не ограничено раскрытыми вариантами осуществления, и что одна или более модификаций в отношении раскрытых вариантов осуществления или альтернативных вариантов осуществления могли бы быть сконструированы, не выходя из объема раскрытия, который преподан в прилагаемой формуле изобретения.

Отметим, что примерные процедуры управления и оценки, включенные в материалы настоящей заявки, могут использоваться с различными конфигурациями систем двигателя и/или транспортного средства. Конкретные процедуры, описанные в материалах настоящей заявки, могут представлять собой одну или более из любого количества стратегий обработки, таких как управляемая событиями, управляемая прерыванием, многозадачная, многопоточная, и тому подобная. По существу, проиллюстрированные различные действия, операции или функции могут выполняться в проиллюстрированной последовательности, параллельно, или в некоторых случаях пропускаться. Подобным образом, порядок обработки не требуется обязательно для достижения признаков и преимуществ примерных вариантов осуществления, описанных в материалах настоящей заявки, но приведен для облегчения иллюстрации и описания. Одно или более из проиллюстрированных действий или функций могут выполняться неоднократно, в зависимости от конкретной используемой стратегии. Кроме того, описанные действия могут графически представлять код, который должен быть запрограммирован на машинно-читаемый запоминающий носитель в системе управления двигателем.

Следует понимать, что конфигурации и процедуры, раскрытые в материалах настоящей заявки, являются примерными по природе, и что эти конкретные варианты осуществления не должны рассматриваться в ограничительном смысле, так как возможны многочисленные варианты. Например, вышеприведенная технология может быть применена к типам двигателя V6, I-4, I-6, V-12, оппозитному 4-цилиндровому, и другим типам двигателя. Предмет настоящего раскрытия включает в себя все новейшие и неочевидные комбинации и подкомбинации различных систем и конфигураций, и другие признаки, функции и/или свойства, раскрытые в материалах настоящей заявки.

Последующая формула изобретения подробно указывает некоторые комбинации и подкомбинации, рассматриваемые в качестве новейших и неочевидных. Эти пункты формулы изобретения могут указывать ссылкой на элемент в единственном числе либо «первый» элемент или его эквивалент. Следует понимать, что такие пункты формулы изобретения включают в себя объединение одного или более таких элементов, не требуя и не исключая двух или более таких элементов. Другие комбинации и подкомбинации раскрытых признаков, функций, элементов и/или свойств могут быть заявлены формулой изобретения посредством изменения настоящей формулы изобретения или представления новой формулы изобретения в этой или родственной заявке. Такая формула изобретения, более широкая, более узкая, равная или отличная по объему по отношению к исходной формуле изобретения, также рассматривается в качестве включенной в предмет изобретения настоящего раскрытия.

Изобретение относится к системе и способам подачи масла. Раскрыты системы и способы для регулирования давления масла, подаваемого к компонентам двигателя. В одном варианте способ управления потоком масла в двигателе включает регулирование давления масла, подаваемого в двигатель, на основании ускорения двигателя. Например, ускорение двигателя может использоваться для прогнозирования будущих требований к смазке двигателя, так чтобы регулирования давления масла могли планироваться соответствующим образом. Во втором варианте способ управления включает регулирование давления масла в первом режиме на первую величину в ответ на ускорение, а во втором режиме – регулируют давление масла на вторую величину в ответ на ускорение, при этом первая величина отличается от второй величины. Рассмотрена система подачи масла для поршневого двигателя внутреннего сгорания. Изобретение обеспечивает улучшение смазки двигателя путем регулирования подачи масла в зависимости от числа оборотов двигателя. 4 н. и 10 з.п. ф-лы, 5 ил.

1. Способ управления потоком масла в двигателе, включающий в себя этапы, на которых:

регулируют давление масла, подаваемого на двигатель, на основании ускорения двигателя, которое основано на предыдущем числе оборотов двигателя и текущем числе оборотов двигателя, и

прогнозируют будущее число оборотов двигателя на основании ускорения двигателя и планируют будущее регулирование давления масла на основании будущего числа оборотов двигателя.

2. Способ по п. 1, в котором ускорение двигателя является ускорением коленчатого вала двигателя.

3. Способ по п. 1, дополнительно включающий в себя этап, на котором увеличивают частоту выборки отсчетов числа оборотов двигателя в ответ на ускорение двигателя, большее чем пороговое значение.

4. Способ по п. 1, в котором регулирование давления масла, подаваемого на двигатель, включает в себя этапы, на которых увеличивают давление масла в ответ на прогнозируемое увеличение числа оборотов двигателя и уменьшают давление масла в ответ на прогнозируемое уменьшение числа оборотов двигателя.

5. Способ по п. 1, в котором регулирование давления масла, подаваемого на двигатель, включает в себя этап, на котором регулируют электромагнитный клапан, гидравлически соединенный с масляным насосом.

6. Способ по п. 1, дополнительно включающий в себя этап, на котором регулируют рабочий параметр двигателя на основании ускорения двигателя.

7. Способ по п. 1, в котором регулирование давления масла, подаваемого на двигатель, на основании ускорения двигателя включает в себя этапы, на которых увеличивают давление масла в ответ на увеличение ускорения и уменьшают давление масла в ответ на уменьшение ускорения.

8. Способ управления потоком масла в двигателе, включающий в себя этапы, на которых

регулируют давление масла, подаваемого на двигатель, на основании ускорения двигателя, которое основано на предыдущем числе оборотов двигателя и текущем числе оборотов двигателя,

при этом регулирование давления масла, подаваемого на двигатель, на основании ускорения двигателя, включает в себя этапы, на которых: в первом режиме работы двигателя регулируют давление масла на первую величину в ответ на ускорение, а во втором режиме работы двигателя регулируют давление масла на вторую величину в ответ на ускорение, при этом первая величина отличается от второй величины.

9. Способ управления потоком масла в двигателе, включающий в себя этапы, на которых:

увеличивают давление масла, подаваемого на двигатель, в ответ на увеличение ускорения двигателя и уменьшают давление масла в ответ на уменьшение ускорения двигателя, и

дополнительно регулируют давление масла в ответ на ошибку в управлении установкой фаз кулачкового распределения.

10. Способ по п. 9, в котором ускорение двигателя основано на предыдущем числе оборотов двигателя и текущем числе оборотов двигателя.

11. Способ по п. 9, дополнительно включающий в себя этапы, на которых: в первом режиме работы двигателя увеличивают давление масла на первую величину в ответ на ускорение, а во втором режиме работы двигателя увеличивают давление масла на вторую величину в ответ на ускорение, при этом первая величина отличается от второй величины.

12. Система подачи масла для поршневого двигателя внутреннего сгорания, содержащая:

электронный блок управления;

масляный резервуар; и

насос для подачи масла под давлением из резервуара к компонентам, включающим по меньшей мере одну форсунку охлаждения поршня, требующую подачи масла;

при этом электронный блок управления включает в себя память с командами для регулирования рабочего состояния насоса для регулирования давления масла, подаваемого из резервуара к компонентам, на основании ускорения двигателя, которое основано на предыдущем числе оборотов двигателя и текущем числе оборотов двигателя, причем

электронный блок управления дополнительно включает в себя память с командами для: увеличения в первом режиме работы двигателя давления масла на первую величину в ответ на ускорение, и увеличения во втором режиме работы двигателя давления масла на вторую величину в ответ на ускорение, при этом первая величина отличается от второй величины.

13. Система по п. 12, в которой электронный блок управления дополнительно включает в себя память с командами для

прогнозирования будущего числа оборотов двигателя на основании ускорения двигателя и планирования будущего регулирования давления масла на основании будущего числа оборотов двигателя.

14. Система по п. 12, в которой электронный блок управления дополнительно включает в себя память с командами для увеличения давления масла в ответ на увеличение ускорения и уменьшения давления масла в ответ на уменьшение ускорения.