專利名稱：預測的發(fā)動機油壓力的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及發(fā)動機油壓力的預測，并且更具體地涉及根據 下游油壓力測量值做出的發(fā)動機油供給壓力預測。
背景技術：
本節(jié)的陳述只是提供與本發(fā)明相關的背景信息并且不構成
現有技術。發(fā)動機通常具有油供給壓力傳感器來監(jiān)控供給發(fā)動機的潤 滑部例如主軸承的油壓力。有了額外液壓驅動部件，例如凸輪相位器 和并入發(fā)動機的多級挺桿，就需要額外油壓力傳感器布置在油供給壓 力傳感器的下游。額外油壓力傳感器會增大額外費用和發(fā)動機的復雜性。
發(fā)明內容
—種方法，包括打開發(fā)動機中的油控制閥(OCV)從而提
供使凸輪相位器運行的油流，當ocv開著時測量ocv與凸輪相位器 之間的位置處的第 一 發(fā)動機油壓力，以及根據所述第 一 發(fā)動機油壓力
確定ocv與油泵出口位置之間的位置處的第二發(fā)動機油壓力。 —種控制模塊，包括凸輪相位器控制模塊、凸輪相位器油
壓力確定模塊和系統(tǒng)油壓力預測模塊。凸輪相位器控制模塊可控制油
控制閥(ocv)從而控制流向凸輪相位器的油流。凸輪相位器油壓力
確定模塊可與凸輪相位器控制模塊相聯系并且在ocv處于打開位置
時確定ocv與凸輪相位器之間的位置處的第一發(fā)動機油壓力。系統(tǒng)
油壓力預測模塊根據第一發(fā)動機油壓力確定ocv與油泵出口之間的 位置處的第二發(fā)動機油壓力。
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從本文的描述將明顯看出更多適用領域。應當理解，描述 和特定例子只是起到舉例的作用，而不意圖限制本發(fā)明的范圍。
本文給出的附圖僅是示例性的，決無意圖限制本發(fā)明的范圍。圖1是根據本發(fā)明的車輛的示意圖；圖2是圖1所示車輛的發(fā)動機油系統(tǒng)的示意圖；圖3是圖1所示控制模塊的控制框圖；圖4是圖1所示車輛的油壓力預測的步驟的流程圖。
具體實施例方式下列描述實際上只是示例性的并且不意圖限制本發(fā)明、應 用或用途。為了清楚起見，附圖中用相同的附圖標記表示相同的元件。 本文所用的術語"模塊"是指專用集成電路(ASIC)、電子電路、執(zhí) 行一種或多種軟件或固件程序的處理器(共享的、專用的或成組的) 和存儲器、組合邏輯電路或其它的提供所述功能的適當部件。現在參照圖1,示意性地示出了示例車輛10。車輛10包括 與進氣系統(tǒng)14和控制才莫塊15相耳關系(communication)的發(fā)動才幾12。 發(fā)動機12具有多個氣缸16,氣缸內布置有活塞18。發(fā)動機12還可 以包括用于每個氣缸16的燃料噴射器20、火花塞22、進氣門24、排 氣門26、進氣門挺桿28和排氣門挺桿30，以及進氣、排氣凸輪軸32、 34和進氣、排氣凸輪相位器系統(tǒng)36、 38。進氣系統(tǒng)14包括進氣歧管40和與電子節(jié)流控制(ETC) 44相聯系的節(jié)氣門42。節(jié)氣門42和進氣門24可以控制進入發(fā)動機 12的空氣流量。燃料噴射器20可以控制進去發(fā)動機12的燃料流量， 火花塞22可以點燃經由進氣系統(tǒng)14和燃料噴射器20提供給發(fā)動機 12的空氣/燃料混合物。進氣和/或排氣門挺桿28、 30可以包括多級挺 桿，例如二級纟廷桿。還參照圖2，發(fā)動機12包括供油系統(tǒng)46，該系統(tǒng)包括油泵 '48、凸輪軸承和4廷桿通道50、主軸承通道52以及與進、排氣凸壽侖相 位器36、 38流體連通的凸輪相位器油供給54。進氣凸輪相位器系統(tǒng) 36包括油控制閥(OCV) 56、凸輪相位器58和位于OCV 56與凸輪相位器58之間的壓力傳感器60。壓力傳感器60可與控制模塊15相 聯系并且給控制模塊15提供表征OCV 56與凸輪相位器58之間的油 壓力的信號。排氣凸輪相位器系統(tǒng)38包括OCV62和凸輪相位器64。 盡管示出的油壓力傳感器60是位于OCV 56與凸輪相位器58之間， 但應當理解，油壓力傳感器60還可以換成位于OCV 62與凸輪相位器 64之間?？刂颇K15可與發(fā)動才幾12相聯系并且從發(fā)動機12接收表 征當前發(fā)動機轉速的信號?？刂颇K15還與進氣、排氣凸輪相位器 系統(tǒng)36、 38和ETC40相聯系。更具體地說，在目前的例子中，控制 模塊15與OCV56和凸輪相位器58相聯系從而控制OCV56的打開并 且確定凸輪相位器58的相比和位置。參照圖3，控制模塊15包括凸 輪相位器控制模塊66、凸輪相位器油壓力確定模塊68和系統(tǒng)油壓力 預測模塊70。凸輪相位器控制模塊66控制OCV56的打開并且由此控制 凸輪相位器58的相比和位移。凸輪相位器油壓力確定模塊68可與凸 輪相位器控制模塊66相聯系并從其接收表征OCV56的位置和凸輪相 位器58的相比的信號。凸輪相位器油壓力確定模塊68可確定OCV56 與凸輪相位器58之間的位置處的油壓力。當多級挺桿并入發(fā)動機12 中時，確定的油壓力可用于對進氣和/或排氣門挺桿28、 30的估計。 確定的油壓力還可用于估算或預測油供給壓力。油供給壓力包括供油 系統(tǒng)46中位于油泵48與OCV56之間位置處的油壓力，并且更具體 地說是主軸承通道52處的油壓力。系統(tǒng)油壓力預測模塊70可與凸輪相位器油壓力確定模塊 68相聯系，并且可接收預測的油壓力。系統(tǒng)油壓力預測模塊70估算 系統(tǒng)油流速并且預測油供給壓力。參照圖4,控制邏輯IOO概括地示出了預測上述油供給壓力 的方法?？刂七壿婭OO乂人方塊102開始，在這里，打開OCV56乂人而 驅動凸輪相位器58。控制邏輯100然后繼續(xù)到方塊104,在這里，用 壓力傳感器60確定OCV 56開著時OCV 56與凸4^相位器58之間的 位置處的油壓力(Pd)?？刂七壿?00然后繼續(xù)到方塊106，在這里， 預測油供給壓力(Ps)。 一旦確定了油供給壓力，就結束控制邏輯100。用確定的油壓力(Pd)預測油供給壓力(Ps)包括根據下列等式計算油供給壓力:
(2) CW一，Av
式中，Ps是油供給壓力，Pd是確定的油壓力(在目前的例子中，
是OCV56與凸輪相位器58之間的下游油壓力)，^是估算的系統(tǒng)油體 積流速，p是油密度，"是油粘度，Cd是流量系數，As是供給側參考 面積，Ad是下游側參考面積，g是萬有引力常數(9.81 m/s2)， h是Pd 相對于Ps的位置的高度。對于各種發(fā)動機運行工況可以確定流量系數(Cd)的矩陣。 流量系數(Cd)可以從組件級測試得到，并且是油體積流速(P)、油 密度(p )和油粘度(")的函數，如上述等式(2)所示。更具體地 說，流量系數(Cd)可以根據組件級測試算出。例如，可以在對應于油泵出口的位置處向發(fā)動才幾12供給已 知的油體積流速(P )。可以為各種發(fā)動機工況提供油體積流速的值域 (R， g，……，K ),包括油溫度(其說明了油密度(p )和油粘度 (v ))以及凸輪相位器58、 64的運轉條件。第一油壓力測量值(P1) 通常對應于確定的油壓力(Pd),其在壓力傳感器60處獲得，第二油 壓力測量值(P2)通常對應于油供給壓力(Ps)，其在第一油壓力測量 值(Pl)的上游獲得。例如，第二油壓力測量值(P2)在主軸承通道 52處獲得。對應于油體積流速的值域(R， K,……，6),可以集中
第一油壓力的值域(Pl,， Pl2,……，Pln)和第二油壓力的值域(P2,,
P22，…."，P2n)?？梢岳玫仁?1)來使用第一、第二油壓力測量值(Pl、 P2)解算流量系數(Cd)，如下列等式(3)所示
(3) Crf =
(P2-尸l)-2gA對應于油體積流速的值域(R, ^，……，& )、第一油壓力(Pl,,
Pl2,……，Pln)和第二油壓力(P2l5 P22,……，P2n),可以算出 流量系數的值域(Cd,， Cd2,……，Cdn)。可以選擇供給和排出側參 考面積(As, Ad)，這里，As不等于Ad?？梢韵鄬﹄S意的方式選擇供 給和排出側參考面積(As, Ad),只要用相同的供給和排出側參考面 積(As， Ad)計算每個流量系數(Cdl， Cd2,……，Cdn)和計算供給 壓力(Ps)。流量系數的值域(Cdl， Cd2，……，Cdn)可以形成流量系 數的矩陣，用于計算供給壓力(Ps)。流量系數的值域的數值可以形成 回歸基石出函凄史(regression-based function )或者并入查i句表中。因jt匕， 基于估算的系統(tǒng)油流速(P),可以根據從壓力傳感器60得到的確定 的油壓力(Pd)預測供給壓力(Ps)。替換地，油供給壓力(Ps)可以從單純的回歸經驗等式確 定，如下列等式所示
(4) & = /(/^，層， );
式中，Pd是確定的油壓力，如上所述，RPM是發(fā)動機轉速(轉/ 分鐘)，T是油溫度，6,是進氣相位器相比，6f是排氣相位器相比。 等式(4)可以從發(fā)動機測試經驗地推導出。當油泵48是由發(fā)動機12 的機械組件例如曲軸驅動時，可以用到發(fā)動機轉速(RPM)。當油泵 48是獨立于發(fā)動機12例如由電動機驅動時，可以不考慮發(fā)動機轉速 (RPM )。在任一種油供給壓力(Ps)確定方法中，壓力傳感器60通 常可用于估算系統(tǒng)供給壓力，消除了對額外的油壓力傳感器的需要。
權利要求
1、一種方法，包括打開發(fā)動機中的油控制閥OCV從而提供使凸輪相位器運行的油流；當所述OCV打開時，測量所述OCV與所述凸輪相位器之間一位置處的第一發(fā)動機油壓力；以及根據所述第一發(fā)動機油壓力確定所述OCV與油泵出口位置之間一位置處的第二發(fā)動機油壓力。
2、 如^l利要求1所述的方法，其中，所述的打開所述OCV包括 打開所述OCV到全開位置。
3、 如權利要求1所述的方法，其中，所述第二發(fā)動機油壓力表 示軸承供給壓力。
4、 如權利要求1所述的方法，其中，所述確定是基于所述第一 和第二發(fā)動機油壓力位置之間的預定系統(tǒng)油流限制的。
5、 如權利要求4所述的方法，其中，所述預定系統(tǒng)油流限制是 基于流量系數的。
6、 如權利要求5所述的方法，其中，所述流量系數是根據經驗 推導的。
7、 如權利要求5所述的方法，還包括確定估算的系統(tǒng)油流速， 所述確定的第二發(fā)動機油壓力是所述第一發(fā)動機油壓力、所述流量系 數和所述估算的油流速的函數。
8、 如權利要求7所述的方法，其中，所述流量系數是所述估算 的發(fā)動才幾油流速的函數。
9、 如權利要求7所述的方法，其中，所述的確定所述第二發(fā)動 機油壓力包括確定所述估算的系統(tǒng)油流速與所述流量系數之間的t匕 值。
10、 如權利要求l所述的方法，其中，所述確定包括根據回歸基 礎函數確定所述第二發(fā)動機油壓力。
11、 一種控制模塊，包括凸輪相位器控制模塊，其控制油控制閥OCV從而控制流向凸輪 相位器的油流；凸輪相位器油壓力確定模塊，其與所述凸輪相位器控制模塊相聯系，在所述OCV處于打開位置時確定所述OCV與所述凸輪相位器之 間一位置處的第一發(fā)動才幾油壓力；以及系統(tǒng)油壓力預測模塊，其與所述凸輪相位器油壓力確定模塊相聯 系，根據所述第一發(fā)動機油壓力確定所述OCV與油泵出口之間一位 置處的第二發(fā)動機油壓力。
12、 如權利要求11所述的控制模塊，其中，在所述凸輪相位器 控制模塊打開所述OCV時，所述凸輪相位器油壓力確定模塊確定所 述第一發(fā)動;f幾油壓力。
13、 如權利要求11所述的控制模塊，其中，所述第二發(fā)動機油 壓力表示軸承供給壓力。
14、 如權利要求11所述的控制模塊，其中，所述系統(tǒng)油壓力預 測模塊根據所述第 一 和第二發(fā)動機油壓力位置之間的預定系統(tǒng)油流 限制確定所述第二發(fā)動機油壓力。
15、 如權利要求14所述的控制模塊，其中，所述預定系統(tǒng)油流 限制是基于流量系數的。
16、 如權利要求15所述的控制模塊，其中，所述流量系數是根 據經驗推導出的。
17、 如權利要求15所述的控制模塊，其中，所述系統(tǒng)油壓力預 測模塊確定估算的系統(tǒng)油流速，所述確定的第二發(fā)動機油壓力是所述 第 一 發(fā)動機油壓力、所述流量系數和所述估算的油流速的函數。
18、 如權利要求17所述的控制模塊，其中，所述流量系數是所 述估算的發(fā)動機油流速的函數。
19、 如權利要求17所述的控制模塊，其中，所述確定的第二發(fā) 動機油壓力是基于所述估算的系統(tǒng)油流速與所述流量系數之間的比 值。
20、 如權利要求11所述的控制模塊，其中，所述系統(tǒng)油壓力預 測模塊根據回歸基礎函數確定所述第二發(fā)動才幾油壓力。
全文摘要
本發(fā)明涉及預測的發(fā)動機油壓力。具體地，提供了一種控制模塊，包括凸輪相位器控制模塊、凸輪相位器油壓力確定模塊和系統(tǒng)油壓力預測模塊。凸輪相位器控制模塊可控制油控制閥(OCV)從而控制流向凸輪相位器的油流。凸輪相位器油壓力確定模塊可與凸輪相位器控制模塊相聯系并且在OCV處于打開位置時確定OCV與凸輪相位器之間的位置處的第一發(fā)動機油壓力。系統(tǒng)油壓力預測模塊根據第一發(fā)動機油壓力確定OCV與油泵出口之間的位置處的第二發(fā)動機油壓力。
文檔編號G01M99/00GK101463739SQ20081018441
公開日2009年6月24日 申請日期2008年12月19日 優(yōu)先權日2007年12月20日
發(fā)明者B·李, K·J·欽平斯基, L·鄭 申請人:通用汽車環(huán)球科技運作公司