專利名稱：可變油泵診斷的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用變壓油泵來診斷部件退化的方法。
背景技術(shù)：
可變流量油泵可以以被優(yōu)化用于發(fā)動機有效工作的壓力提供發(fā)動機機油，從而提高燃料效率。此外，使用活塞冷卻噴嘴可以在發(fā)動機高轉(zhuǎn)速和負荷下提供增強的活塞冷卻，從而允許發(fā)動機在這些工作點處工作。但是，在包含可變流量油泵和/或活塞冷卻噴嘴的情況下，在潤滑系統(tǒng)提供了新的額外部件。當前在現(xiàn)行檢測和/或診斷部件退化的方法中尚未考慮這些新部件。美國專利申請第2011/0224883號公開了一種用于診斷活塞冷卻噴嘴的退化的方法。在此，可以基于由于受控的閥轉(zhuǎn)換造成的發(fā)動機油壓的變化來確定診斷活塞冷卻噴嘴閥打開的退化的方法。但是，這種方法依靠可控閥的特定操作。此外，退化檢測可能提供不正確的結(jié)果，這是由于可變·流量油泵提供的變化的油壓導致的，其源自于除受控閥轉(zhuǎn)換造成的油壓變化之外的油壓波動。

發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明人已意識到上述方法的問題，并提出了至少部分解決這些問題的方法。在一個實施例中，一種發(fā)動機方法包含響應于在最大油泵排量條件下的發(fā)動機轉(zhuǎn)速和油壓之間的關(guān)系指示活塞冷卻噴嘴系統(tǒng)的退化。以此方式，可以確定活塞冷卻噴嘴系統(tǒng)的退化的識別。在一個示例中，所述關(guān)系可以被用來確定活塞冷卻噴嘴的止回閥的彈簧預負荷設定點，并且如果該設定點在預期范圍之外，則可以調(diào)整發(fā)動機控制策略以解決該變化。此外，如果指示退化，則可以告知操作者，并且可以調(diào)整發(fā)動機工作參數(shù)以便減少由于退化的活塞冷卻噴嘴引起的發(fā)動機問題。在另一個實施例中，一種發(fā)動機方法包含:在選擇的條件下，如果在最大油泵排量下發(fā)動機轉(zhuǎn)速和油壓之間的拐點在第一閾值之下，則減少來自可變流量油泵的發(fā)動機機油輸出，而如果該拐點在第二閾值之上，則增加來自可變流量油泵的發(fā)動機機油輸出。在另一個實施例中，所述選擇的條件包含發(fā)動機溫度在閾值以上。在另一個實施例中，所述選擇的條件包含發(fā)動機轉(zhuǎn)速和負荷超過閾值。在另一個實施例中，該發(fā)動機方法進一步包含:如果該拐點在第二閾值之上并且在選擇的條件下發(fā)動機機油輸出處于最大輸出，則降低最大可用發(fā)動機扭矩和/或降低冷卻液溫度設定點。在另一個實施例中，一種發(fā)動機系統(tǒng)包括:可變流量油泵；包括預加載的彈簧止回閥的活塞冷卻噴嘴系統(tǒng)；以及包括指令的控制器，所述指令用于:響應于在最大油泵排量條件下的發(fā)動機轉(zhuǎn)速和油壓之間的關(guān)系指示活塞冷卻噴嘴系統(tǒng)的退化；以及響應于所指示的退化降低最大可用發(fā)動機扭矩和發(fā)動機冷卻液溫度設定點中的一個或更多個。在另一個實施例中，在穩(wěn)定的可變凸輪軸正時條件下確定該拐點的改變。
在另一個實施例中，在未經(jīng)調(diào)節(jié)的油壓工況下確定該拐點的改變。在另一個實施例中，在油溫處于閾值范圍內(nèi)的條件下確定該拐點的改變。在另一個實施例中，該拐點的下降表明止回閥的設定點的減小，并且響應于設定點的減小在發(fā)動機溫度超過閾值時減少油泵輸出。在另一個實施例中，該拐點的上升表明止回閥的設定點的增加，并且響應于設定點的增加在發(fā)動機溫度超過閾值時增加油泵輸出。在另一個實施例中，該控制器包括進一步的指令，所述進一步的指令用于:如果在給定的發(fā)動機轉(zhuǎn)速下確定的油壓低于預期的油壓，則指示可變流量油泵的退化。本發(fā)明可以提供若干優(yōu)點。例如，通過確定各種潤滑部件的功能，可以增加發(fā)動機潤滑效率。通過增加發(fā)動機效率，可以提高燃料經(jīng)濟性。此外，通過檢測磨損部件或低功能部件，可以告知車輛的操作·者和/或可以調(diào)整發(fā)動機控制策略以補償磨損部件，降低發(fā)動機部件由于在不希望的發(fā)動機油壓下工作而遭受退化的可能性。當單獨參照以下說明書或結(jié)合附圖參照以下說明書時，本發(fā)明的上述優(yōu)點和其它優(yōu)點以及特征將是顯而易見的。應當理解，提供上述概要是為了以簡化的形式介紹一些概念，這些概念在說明書中進一步描述。這并不意味著確定所要求保護的主題的關(guān)鍵特征或必要特征，要求保護的主題的范圍通過隨附于說明書的權(quán)利要求唯一地確定。此外，要求保護的主題不限于解決任何上述缺點或在本公開的任何一部分中指明的缺點。


圖1示出了示例發(fā)動機的示意圖。圖2是示出根據(jù)本發(fā)明的實施例用于操作可變流量油泵的示例控制程序的流程圖。圖3是示出根據(jù)本發(fā)明的實施例用可變流量油泵診斷活塞冷卻噴嘴系統(tǒng)的示例控制程序的流程圖。圖4是示出根據(jù)本發(fā)明的實施例診斷額外的潤滑系統(tǒng)部件的示例控制程序的流程圖。圖5是根據(jù)本發(fā)明的實施例的示例發(fā)動機油壓響應曲線。
具體實施例方式活塞冷卻噴嘴可以向活塞下側(cè)提供機油，從而冷卻活塞和相應的燃燒室。在高發(fā)動機輸出條件下和/或在升壓發(fā)動機中，活塞冷卻可能是有益的。通過被設置為在相對高的發(fā)動機油壓下打開的止回閥，為活塞冷卻噴嘴提供發(fā)動機機油并控制活塞冷卻噴嘴。在這些條件下，額外的負擔將被施加于油泵，從而降低發(fā)動機效率。為了克服這一缺點，發(fā)動機可以與可變流量排量泵一起工作，所述可變流量排量泵被控制以便在指示活塞冷卻的條件下提供高油泵輸出，而當未指示活塞冷卻時提供較低的輸出。這種系統(tǒng)提供之前難以診斷退化的新潤滑部件。通過在隔離由于單一部件的動作產(chǎn)生的油壓變化的選擇條件下監(jiān)測發(fā)動機油壓，可以確定潤滑系統(tǒng)部件的退化。在一個示例中，可以監(jiān)測控制活塞冷卻噴嘴的止回閥打開時的發(fā)動機油壓，并且如果該油壓偏離預期油壓的幅度超過閾值，則可以調(diào)整發(fā)動機工作參數(shù)條件以避免由于退化的活塞冷卻噴嘴系統(tǒng)造成的發(fā)動機退化。圖1是示出多汽缸發(fā)動機10的一個汽缸的示意圖，其可以被包括在機動車的推進系統(tǒng)中。發(fā)動機10可以至少部分由包括控制器12的控制系統(tǒng)和通過輸入裝置130來自車輛操作者132的輸入控制。在該示例中，輸入裝置130包括加速器踏板和生成成比例的踏板位置信號PP的踏板位置傳感器134。發(fā)動機10的燃燒室(即汽缸)30可以包括燃燒室壁32，活塞36被放置在其中?；钊?6可以被耦接到曲軸40，以使得活塞的往復運動被轉(zhuǎn)變?yōu)榍S的旋轉(zhuǎn)運動。曲軸40可以通過中間傳動系統(tǒng)被耦接到車輛的至少一個驅(qū)動輪。此外，啟動器電動機可以通過飛輪被耦接到曲軸40以使得能夠?qū)崿F(xiàn)發(fā)動機10的啟動操作。燃燒室30通過進氣通道42接收來自進氣歧管44的進氣，并且可以通過排氣通道48排出燃燒氣體。進氣歧管44和排氣道48能夠分別通過進氣門52和排氣門54選擇性地與燃燒室30連通。在一些實施例中，燃燒室30可以包括兩個或更多個進氣門和/或兩個或更多個排氣門。在該示例中，進氣門52和排氣門54可以分別通過凸輪驅(qū)動系統(tǒng)51和53由凸輪驅(qū)動進行控制。凸輪驅(qū)動系統(tǒng)51和53均可以包括一個或更多個凸輪，并且可以使用凸輪輪廓線變換(CPS)、可變凸輪正時(VCT)、可變氣門正時(VVT)和/或可變氣門升程(VVL)系統(tǒng)中的一種或更多種，這些系統(tǒng)可以被控制器12操作以改變氣門操作。例如，氣門操作可以作為提前點火消除或發(fā)動機爆震消除操作的一部分而被改變。進氣門52和排氣門54的位置可以分別由位置傳感器55和57確定。在可替代的實施例中，進氣門52和排氣門54可以由電動氣門驅(qū)動控制。例如，汽缸30可以可替代地包括通過電動氣門驅(qū)動控制的進氣門和通過包括CPS和/或VCT系統(tǒng)的凸輪驅(qū)動控制的排氣門。
發(fā)動機10可以進一步包括壓縮裝置，諸如包括沿進氣歧管44布置的至少一個壓縮機162的渦輪增壓器或機械增壓器。對于渦輪增壓器而言，壓縮機162可以至少部分由沿排氣通道48布置的渦輪機164驅(qū)動(例如通過軸驅(qū)動)。對于機械增壓器而言，壓縮機162可以至少部分由發(fā)動機和/或電機驅(qū)動，并且可以不包括渦輪機。因此，可以由控制器12改變通過渦輪增壓器或機械增壓器為發(fā)動機的一個或更多個汽缸提供的壓縮量。增壓傳感器123可以被放置在進氣歧管44中壓縮機的下游，以便為控制器12提供增壓壓力(增壓)信號。燃料噴射器66被顯示為直接耦連到燃燒室30，以便與通過電子驅(qū)動器68接收來自控制器12的信號FPW的脈沖寬度成比例地將燃料直接噴射到燃燒室30內(nèi)。以此方式，燃料噴射器66提供了將燃料噴射到燃燒室30內(nèi)的所謂直接噴射。例如，燃料噴射器可以被安裝在燃燒室的側(cè)面或燃燒室的頂部。包括燃料箱、燃料泵和燃料導軌的燃料系統(tǒng)(未示出)可以將燃料輸送至燃料噴射器66。在一些實施例中，燃燒室30可以可替代地或額外地包括以某一配置布置在進氣通道42中的燃料噴射器，該配置提供將燃料噴射到燃燒室30上游的進氣道內(nèi)的所謂進氣道噴射。燃料噴射器66可以被控制以便根據(jù)工況改變不同汽缸中的燃料噴射。例如，作為提前點火消除操作的一部分，控制器12可以命令在一個或更多個汽缸中停止燃料噴射，以便允許燃燒室30冷卻。此外，可以連同燃料噴射的停止一起打開進氣門52和/或排氣門54，以提供進氣用于額外冷卻。進氣通道42可以包括具有節(jié)流板64的節(jié)氣門64。在這個特殊的示例中，可以通過為包含在節(jié)氣門62中的電動機或驅(qū)動器(一般稱為電子節(jié)氣門控制器(ETC)的配置)提供的信號由控制器12改變節(jié)流板64的位置。以此方式，可以操作節(jié)氣門62以改變?yōu)槠渌l(fā)動機汽缸中的燃燒室30提供的進氣?？梢酝ㄟ^節(jié)氣門位置信號TP為控制器12提供節(jié)流板64的位置。進氣通道42可以包括質(zhì)量空氣流量傳感器120和歧管空氣壓力傳感器122，它們?yōu)榭刂破?2提供各自的信號MAF和MAP。在選擇的工作模式下，點火系統(tǒng)88能夠響應于來自控制器12的火花提前信號SA通過火花塞92為燃燒室30提供點火火花?？刂破?2可以基于工況改變信號SA。例如，作為發(fā)動機爆震消除操作的一部分，控制器可以響應于發(fā)動機爆震的指示而延遲信號SA以便延遲火花。在一些實施例中，盡管示出了火花點火部件，但不論有沒有火花點火，燃燒室30或發(fā)動機10的一個或更多個其它燃燒室都可以在壓縮點火模式下工作?？勺兞髁坑捅?80能夠被耦連到曲軸40，以便為運轉(zhuǎn)可變流量油泵180提供旋轉(zhuǎn)動力。在一個示例中，可變流量油泵180包括偏心安裝的多個內(nèi)轉(zhuǎn)子(未示出)。至少一個內(nèi)轉(zhuǎn)子能夠由控制器12控制以改變·該轉(zhuǎn)子·相對一個或更多個其它轉(zhuǎn)子的位置，從而調(diào)整可變流量油泵180的輸出流量并由此調(diào)整油壓。例如，電子控制的轉(zhuǎn)子可以被耦連到齒輪與齒條組件，該齒輪與齒條組件由控制器12調(diào)整以改變轉(zhuǎn)子的位置?？勺兞髁坑捅?80可以選擇性地為發(fā)動機10的各種區(qū)域和/或部件提供機油，以便提供冷卻和潤滑。可變流量油泵180的輸出流速或油壓可以由控制器12調(diào)整以便適應變化的工況，從而提供變化的冷卻和/或潤滑水平。此外，來自可變流量油泵180的油壓輸出可以被調(diào)整以減少機油損耗和/或減少可變流量油泵180的能量消耗。應理解，可以實施任何合適的可變流量油泵配置以改變油壓和/或油流速。在一些實施例中，代替耦連到曲軸40，可變流量油泵180可以被耦連到凸輪軸，或由不同的動力源如電動機等提供動力?？勺兞髁坑捅?80可以包括在圖1中未示出的額外部件,諸如液壓調(diào)節(jié)器、電動液壓電磁閥等。機油噴射器184可以被耦連到可變流量油泵180的輸出端的下游，以便選擇性地接收來自可變流量油泵180的機油。在一些實施例中，機油噴射器184可以被并入到發(fā)動機汽缸的燃燒室壁32，并且可以接收來自壁上所形成的溝道的機油。機油噴射器184可以進行操作以將來自可變流量油泵180的機油噴射到活塞36的底側(cè)。機油噴射器184噴射的機油為活塞36提供冷卻效果。正因如此，機油噴射器184可以是活塞冷卻噴嘴。此外，通過活塞36的往復運動，機油被引入燃燒室30內(nèi)以便為燃燒室30的壁提供冷卻效果。閥182可以被定位在可變流量油泵180的輸出端和機油噴射器184之間，以便控制機油流動到機油噴射器184。在一些實施例中，閥182可以是設定為在預定壓力或溫度水平下打開的止回閥，在該預定壓力或溫度水平下期望機油噴射器184的操作提供冷卻效果。在一些實施例中，止回閥可以被集成到機油噴射器184的組裝件中。止回閥可以具有彈簧預負荷設定點，當油壓大于該設定點時，止回閥被配置為打開。在一些實施例中，閥182可以是由控制器12控制的電子可致動閥。閥182可以是可致動的，以便響應于燃燒室30中的溫度超過閾值而向機油噴射器184提供機油。相應地，閥182可以是可致動的，以便響應于工況而停止機油噴射器184噴射機油，該工況例如為汽缸溫度小于閾值，在該閾值下，相比冷卻效果，更加期望燃燒室中較少的機油消耗和/或機油沉積。控制器12可以響應于各種工況如發(fā)動機溫度、發(fā)動機轉(zhuǎn)速等調(diào)整可變流量油泵180的操作。例如，該控制器可以調(diào)整來自可變流量油泵180的機油輸出，以便調(diào)整機油噴射器184將要噴射到活塞36上的機油噴射。更特別地，可以響應于第一發(fā)動機溫度將機油噴射調(diào)整至第一量，而響應于不同的第二發(fā)動機溫度將機油噴射調(diào)整至不同于第一量的第二量。例如，響應于增加的發(fā)動機溫度的指示，將機油噴射增加至更高的流速或噴射壓力。以此方式，可以提供更大的冷卻效果以降低活塞36、燃燒室30的退化風險或其它效果。在其他示例中，控制器12可以響應于發(fā)動機處于增壓或非增壓條件(例如，當壓縮空氣被引導至發(fā)動機時，可以控制可變流量油泵180增加輸出)或響應于發(fā)動機轉(zhuǎn)速和負荷調(diào)整可變流量油泵180的操作。排氣傳感器126被顯示為耦連到排放控制裝置70上游的排氣通道48。傳感器126可以是提供排氣空燃比指示的任何合適的傳感器，諸如線性氧傳感器或UEGO (通用或?qū)捰蚺艢庋鮽鞲衅?、雙態(tài)氧傳感器或EGO (排氣氧傳感器)、HEG0 (加熱EGO)、氮氧化合物(NOx)、碳氫化合物(HC)或一氧化碳(CO)傳感器。排放控制裝置70被顯示為沿排氣通道48布置在排氣氧傳感器126的下游。裝置70可以是三元催化劑(TWC)、NOx捕集器、各種其它排放控制裝置或其組合。在一些實施例中，在發(fā)動機10的工作期間，通過在特定空燃比內(nèi)操作發(fā)動機的至少一個汽缸，可以周期性地重置排放控制裝置70?？刂破?2在圖1中顯示為微型計算機，其包括微處理器單元(CPU)102、輸入/輸出端口(I/O) 104、用于可 執(zhí)行程序和校準值的電子存儲介質(zhì)(在該特殊示例中顯示為只讀存儲器(ROM)芯片106)、隨機存儲器(RAM) 108、?；畲鎯ζ?KAM) 110和數(shù)據(jù)總線?？刂破?2可以接收來自耦連到發(fā)動機10的傳感器的各種信號，除之前討論的那些信號之外，還包括來自質(zhì)量空氣流量傳感器120的進氣質(zhì)量空氣流量(MAF)的測量結(jié)果；來自耦連到曲軸40的霍爾效應傳感器118 (或其他類型的傳感器)的表面點火感測信號(PIP);來自節(jié)氣門位置傳感器的節(jié)氣門位置(TP);以及來自傳感器122的歧管絕對壓力信號MAP?？刂破?2可以根據(jù)信號PIP生成發(fā)動機轉(zhuǎn)速信號RPM。來自歧管壓力傳感器的歧管壓力信號MAP可以被用來提供進氣歧管中的真空或壓力的指示。請注意，可以使用上述傳感器的各種組合，諸如不帶有MAP傳感器的MAF傳感器，反之亦可。在化學計量工作期間，MAP傳感器能夠給出發(fā)動機扭矩的指示。此外，這一傳感器能夠連同所檢測的發(fā)動機轉(zhuǎn)速一起提供進入汽缸的充氣(包括空氣)的估計值。在一個示例中，也被用作發(fā)動機轉(zhuǎn)速傳感器的傳感器118可以在曲軸的每次回轉(zhuǎn)中產(chǎn)生預定數(shù)量的等間距脈沖。 此外，控制器12可以接收可能指示燃燒室30中的提前點火或發(fā)動機爆震的信號。例如，來自耦連到冷卻套筒114的溫度傳感器112的發(fā)動機冷卻液溫度(ECT)可以被發(fā)送給控制器12，以便指示燃燒室的溫度是否在提前點火可以發(fā)生的范圍內(nèi)?？刂破?2可以響應于包括發(fā)動機溫度大于閾值的提前點火指示來調(diào)整機油噴射?？刂破?2可以接收來自位于可變流量油泵180輸出端下游的壓力傳感器188的油壓指示。控制器12可以使用該油壓指示來通過改變來自油泵的機油流速輸出而控制油壓的調(diào)整。能夠用表示指令的計算機可讀數(shù)據(jù)對存儲介質(zhì)只讀存儲器106進行編程，所述指令可以由處理器102執(zhí)行以下所描述的方法以及預期到但未具體列出的其它變體。如上所述，圖1僅示出多汽缸發(fā)動機的一個汽缸，并且每個汽缸可以相似地包括它自己的一套進氣/排氣門、燃料噴射器、火花塞、機油噴射器等等。上述配置能實現(xiàn)在可變流量油泵工作期間診斷潤滑系統(tǒng)部件退化的各種方法。相應地，現(xiàn)在通過繼續(xù)參考上述配置以示例方式描述若干這樣的方法。但是應理解，也可能通過其它配置來實現(xiàn)這些方法或完全在本發(fā)明范圍內(nèi)的其它方法。轉(zhuǎn)向圖2，其描述一種用于操作可變流量油泵的方法200。方法200可以由諸如控制器12的控制器響應于發(fā)送機工況來執(zhí)行，以便控制諸如油泵180的可變流量油泵。在202處，方法200包括確定工況。工況可以包括發(fā)動機轉(zhuǎn)速、發(fā)動機負荷、發(fā)動機溫度、來自渦輪增壓器的進氣中的壓縮空氣量等等。在204處，確定可變流量油泵是否以最大排量工作。在指示來自泵的機油流量的最大輸出的條件下，控制器可以發(fā)送命令給油泵以使其以最大排量工作。這些條件可以包括發(fā)動機溫度在閾值之上，因為可能需要額外的油壓來操作一個或更多個活塞冷卻噴嘴以便冷卻燃燒室。其它的條件可以包括凸輪軸位置的改變，因為可變凸輪正時(VCT)相位器是通過油壓液壓控制的。此外，在高發(fā)動機轉(zhuǎn)速和負荷條件下和/或增壓條件下，可能指示最大機油流量。如果確定油泵以最大排量工作，則方法200進行到206處以開始活塞冷卻噴嘴系統(tǒng)的診斷程序，將參照圖3對其更加詳細地描述。簡而言之，當油泵以最大排量工作時，發(fā)動機主要在未經(jīng)調(diào)節(jié)的油壓下工作。由于油壓不是由控制器控制而是由油溫和發(fā)動機轉(zhuǎn)速之間的關(guān)系控制，因而可以監(jiān)控油壓與發(fā)動機轉(zhuǎn)速的變化來診斷某些潤滑系統(tǒng)部件(諸如如下所述的控制活塞冷卻噴嘴的閥)的退化。如果油泵沒有以最大排量工作，則方法200進行到208處以通過油泵的反饋控制維持期望的油壓。油泵的反饋控制可以包括接收來自諸如傳感器188的油壓傳感器的信號，以及調(diào)整油泵以便輸出機油流量以到達期望油壓。在一些條件下，當不需要高油壓時，可能期望小于最大油泵排量以便減少與油泵工作有關(guān)的能量損失。例如，如果發(fā)動機溫度在閾值之下，諸如在暖機工作溫度之下，則由冷卻噴嘴提供的額外冷卻將是不利的。因此，期望的油壓可能低于控制冷卻噴嘴的止回閥的設定點，正因如此可以使油泵在小于最大排量下工作。在另一個示例中，如果發(fā)動機在沒有顯著增壓的情況下工作，諸如在車輛停止后的啟動期間或當排氣溫度低時，可以將油泵 控制到小于最大排量。一旦在206處開始診斷程序或在208處通過反饋控制維持期望的油壓，方法200結(jié)束。圖3示出一種用于診斷活塞冷卻噴嘴系統(tǒng)的退化的方法300。方法300可以由存儲在控制器12的存儲器中的指令響應于可變流量油泵180以最大排量工作來執(zhí)行。方法300包括在302處確定油溫是否在閾值范圍內(nèi)。油溫可以由發(fā)動機通道中的傳感器來確定，或者可以根據(jù)發(fā)動機冷卻液溫度或其它工作參數(shù)來推斷。閾值油溫范圍可以是一合適范圍，在其中油壓作為發(fā)動機轉(zhuǎn)速的函數(shù)而增加，諸如隨發(fā)動機轉(zhuǎn)速增加而線性地增加。由于機油的粘性隨著油溫降低而增加，因此非常低的油溫或非常高的油溫可能引起導致不正確的退化檢測的油壓波動。如果油溫未在閾值范圍內(nèi)，則方法300結(jié)束。如果油溫在閾值范圍內(nèi)，則方法300進行到304處以收集發(fā)動機轉(zhuǎn)速(例如RPM)和油壓數(shù)據(jù)，并將其存儲在控制器的存儲器中。在306處，確定所收集的數(shù)據(jù)點的數(shù)量是否超過閾值。閾值數(shù)量的數(shù)據(jù)點可以是固定數(shù)量的數(shù)據(jù)點，諸如100個，或者可以基于發(fā)動機轉(zhuǎn)速或油溫而改變。例如，如果發(fā)動機轉(zhuǎn)速保持恒定，則可以繼續(xù)收集數(shù)據(jù)點直至發(fā)動機轉(zhuǎn)速改變，以便收集寬范圍的發(fā)動機轉(zhuǎn)速數(shù)據(jù)點。如果還未達到數(shù)據(jù)點的閾值數(shù)量，則方法300返回到304處繼續(xù)收集轉(zhuǎn)速和壓力數(shù)據(jù)。如果已達到閾值，則方法300進行到308處以確定可變凸輪正時位置是否穩(wěn)定。正前所述，通過流通至可變凸輪正時相位器的機油來使能可變凸輪正時系統(tǒng)的凸輪軸的位置改變。這可能導致油壓波動，其可能混淆準確的退化判斷。如果在數(shù)據(jù)收集的持續(xù)時間期間可變凸輪正時位置是不穩(wěn)定的，則方法300返回。如果在數(shù)據(jù)收集期間可變凸輪正時位置是穩(wěn)定的，也就是說如果凸輪軸位置變化小于閾值量(例如未發(fā)生變化)，則方法300進行到310處以便將油壓與發(fā)動機轉(zhuǎn)速的關(guān)系繪制成響應曲線。圖5示出了壓力與轉(zhuǎn)速的示例性響應曲線500。該響應曲線可以包括拐點502。該拐點可以表示控制活塞冷卻噴嘴的止回閥打開時的油壓。因此，由增加的發(fā)動機轉(zhuǎn)速導致的油壓上升可能暫時停止，因為閥打開造成的壓力釋放可以補償上升的油壓。返回圖3，在312處確定拐點的油壓。在314處，確定拐點是否在閾值范圍內(nèi)。如上所述，在最大油泵排量期間油溫在閾值范圍內(nèi)并且可變凸輪正時系統(tǒng)的位置未發(fā)生改變時，拐點代表控制活塞冷卻噴嘴的止回閥的彈簧預負荷設定點。如果拐點在預負荷設定點的閾值范圍內(nèi)，諸如在設定點的10%內(nèi)，它表明止回閥是起作用的并且在正確的油壓下打開。這樣，方法300進行到316處以便指示活塞冷卻噴嘴系統(tǒng)起作用，并以油泵的當前控制程序維持發(fā)動機工作。但是，如果拐點在閾值范圍外，它表明活塞冷卻噴嘴系統(tǒng)的退化。因此，如果在314處確定拐點在閾值范圍外，則方法300進行到318處以便調(diào)整油泵的控制程序。取決于拐點是高·于還是低于止回閥的預負荷設定點，調(diào)整油泵的控制程序可能發(fā)生改變。如果拐點較高，它表明止回閥在高于控制程序依據(jù)的油壓下打開，例如止回閥未在期望的油壓下打開，而是在高于期望的油壓下打開。這可能導致提供給活塞冷卻噴嘴的機油的延遲。當發(fā)動機溫度超過閾值時(例如，當發(fā)動機溫度足夠高以至于需要來自活塞冷卻噴嘴的額外冷卻時)，為了補償，可以調(diào)整控制程序以使油泵以較高的輸出工作。但是，由于油泵經(jīng)常以最大排量工作以便提供油壓來打開止回閥，可能不能夠使油泵以較高的輸出工作。在這樣的狀況下，可以調(diào)整其它發(fā)動機工作參數(shù)，諸如限制最大可用發(fā)動機扭矩，以便在不使用活塞冷卻噴嘴的情況下降低發(fā)動機溫度。例如，如果操作者使踏板位置處于最大位置，則并不提供本應提供的發(fā)動機輸出扭矩，而是針對給定的條件提供較低的發(fā)動機扭矩。如果拐點低于預負荷設定點，它表明止回閥在比低于控制程序依據(jù)的油壓下打開，例如止回閥未在期望的油壓下打開，而是在低于期望的油壓下打開。這可能導致活塞冷卻噴嘴在發(fā)動機溫度不足夠高以確保使用機油時接收機油，造成對發(fā)動機的不必要冷卻，降低發(fā)動機效率，浪費燃料并降低排放質(zhì)量。為了補償，在某些條件下可以減小油泵排量以降低到達止回閥的油壓。在320處，如果拐點表明活塞冷卻噴嘴系統(tǒng)的退化，則可以設置活塞冷卻噴嘴退化的診斷代碼，并可以例如通過點亮故障指示燈來告知車輛的操作者。如果拐點顯著地在閾值范圍外，則可以指示退化。在一個示例中，止回閥可能退化到其處于常開的狀態(tài)，因此可能不存在拐點或存在非常低的拐點?；蛘?，止回閥被卡住處于關(guān)閉狀態(tài)，導致沒有拐點或非常高的拐點。如果活塞冷卻噴嘴系統(tǒng)退化，在標準條件下的持續(xù)的發(fā)動機工作可能導致發(fā)動機退化。為了避免這種情況，如果指示退化，則在322處可以減小發(fā)動機的最大允許扭矩。此外，為了確保發(fā)動機溫度不到達足夠高的溫度而使任何發(fā)動機部件退化，在324處可以減小發(fā)動機冷卻液溫度設定點。這可以包括調(diào)整發(fā)動機冷卻液溫度控制系統(tǒng)，諸如電子控制系統(tǒng)，以便降低期望的冷卻液溫度。例如，可以控制電子恒溫閥或變速冷卻液泵，以使得實際冷卻液溫度接近期望冷卻液溫度。一旦診斷活塞冷卻噴嘴系統(tǒng)，方法300結(jié)束。因此，圖2的方法200被提出用于操作可變流量油泵。在某些條件下，諸如當油泵未被調(diào)節(jié)時(例如，當油泵以最大排量工作時)，可以開始由圖3的方法300提供的診斷程序，以便確定活塞冷卻噴嘴系統(tǒng)是否起作用。以此方式，可以維持油泵的反饋控制，并且可以確定活塞冷卻噴嘴系統(tǒng)的退化。圖3的方法300提出一種發(fā)動機方法，該方法包括:在選擇的條件下，如果在最大油泵排量下發(fā)動機轉(zhuǎn)速和油壓之間的拐點在第一閾值之下，則減少來自可變流量油泵的發(fā)動機機油輸出，以及在選擇的條件下，如果拐點在第二閾值之上，則增加來自可變流量油泵的發(fā)動機機油輸出。該方法也可以包括:如果拐點在第二閾值之上，并且在選擇的條件下發(fā)動機機油輸出處于最大輸出，則減小最大可用發(fā)動機扭矩和/或減小冷卻液溫度設定點。此外，可以在其它條件下控制可變流量油泵以便診斷額外的潤滑系統(tǒng)部件的退化。圖4示出了診斷潤滑系統(tǒng)部件的方法400。方法400可以由控制器12響應于諸如油壓傳感器188的各種發(fā)動機傳感器提供的反饋來執(zhí)行。在402處，方法400包括確定工況。工況可以包括發(fā)動機轉(zhuǎn)速、負荷、溫度以及油壓、油泵輸出等等。在404處，增加對油泵的脈沖寬度調(diào)制(PWM)以增加油泵輸出，并且監(jiān)測所引起的發(fā)動機油壓(EOP)的變化。如果油溫在閾值范圍內(nèi)，如果發(fā)動機轉(zhuǎn)速是恒定的，如果油壓在閾值之下(例如，在止回閥打開時的壓力之下)，并且如果凸輪軸位置是穩(wěn)定的，則可以增加油泵的輸出以監(jiān)測因而發(fā)生的油壓變化。在這些條件下，偏離期望機油變化的任何發(fā)動機油壓變化都可以歸因于油泵的電動液壓電磁閥。在406處，針對當前的發(fā)動機轉(zhuǎn)速和油溫確定發(fā)動機油壓變化是否在預期范圍內(nèi)。預期范圍可以基于存儲在控制器的存儲器中的表。如果發(fā)動機油壓變化不在預期范圍內(nèi)，則方法400進行到408處以指示電動液壓電磁閥的退化。然后方法400 進行到410處。同樣，如果發(fā)動機油壓變化在預期范圍內(nèi)，則方法400進行到410處以使可變流量油泵(VOP)輸出從高變化到低并監(jiān)測發(fā)動機油壓變化。實現(xiàn)這點的條件與上述條件相似，例如恒定的發(fā)動機轉(zhuǎn)速、油溫在閾值范圍內(nèi)等等。在412處，確定發(fā)動機油壓波動和發(fā)動機油壓響應頻率是否在預期范圍內(nèi)。當可變流量油泵輸出從高轉(zhuǎn)變到低時，從可變流量油泵調(diào)節(jié)器起發(fā)生連鎖反應，其在油壓下降時造成油壓的波動?？梢员O(jiān)測峰值高度和峰值頻率的差異以診斷調(diào)節(jié)器的狀態(tài)。如果波動和頻率不在范圍內(nèi)，例如如果峰值高度差異大并且頻率低，則方法400進行到414處以指示油泵的液壓調(diào)節(jié)器的退化。然后方法400進行到416處。同樣，如果在412處發(fā)動機油壓波動和頻率在范圍內(nèi)，則方法400進行到416處以根據(jù)發(fā)動機轉(zhuǎn)速來監(jiān)測發(fā)動機油壓變化。與上面關(guān)于圖3所描述的響應曲線相似，可以用在最大泵排量期間可變凸輪正時位置沒有改變并且油溫在閾值范圍內(nèi)的情況下收集的數(shù)據(jù)繪制該響應曲線。發(fā)動機油壓應當根據(jù)與發(fā)動機轉(zhuǎn)速的已知關(guān)系而增加。在418處，確定發(fā)動機油壓是否處于針對特定發(fā)動機轉(zhuǎn)速的預期發(fā)動機油壓。例如，在最大泵排量下，油壓可以根據(jù)發(fā)動機轉(zhuǎn)速線性地增加，并且可以預期油壓在2000RPM轉(zhuǎn)速下為40psi。如果油壓在2000RPM轉(zhuǎn)速下低于40psi，這可能表明泵的退化。正因如此，如果發(fā)動機油壓不處于預期的發(fā)動機油壓，則方法400進行到420處以指示油泵的退化。420和來自418的肯定回答都進行到422，其中如果在408、414和/或420處指示了退化，則采取缺省動作。缺省動作可以包括設置診斷代碼、告知車輛操作者和/或調(diào)整油泵的控制程序以反映退化部件。在采取缺省動作之后，或者如果沒有指示退化，則方法400返回。因此，圖4的方法400可能提出一種發(fā)動機方法，該方法包含響應于可變油泵輸出的變化基于發(fā)動機油壓的變化來指示一個或更多個發(fā)動機部件的退化。該方法可以進一步包含增加可變流量油泵的脈沖寬度調(diào)制，以及響應于在閾值外的油壓變化而指示電動液壓電磁閥的退化。發(fā)動機方法也可以包含基于在特定的持續(xù)時間內(nèi)發(fā)動機油壓的變化率來指示一個或更多個發(fā)動機部件的退化。應理解，此處所公開的配置和方法本質(zhì)上是示范性的，并且這些具體的實施例不被認為是限制性的，因為許多變體是可能的。例如，上述技術(shù)能夠應用于V-6、1-4、1-6、V-12、對置式4缸發(fā)動機和其它發(fā)動機類型。本發(fā)明的主題包括此處所公開的各種系統(tǒng)和配置和其它的特征、功能和/或性質(zhì)的所有新穎的和非顯而易見的組合和子組合。本申請的權(quán)利要求具體地指出某些被認為是新穎的和非顯而易見的組合和子組合。這些權(quán)利要求可引用“一個”元素或“第一”元素或其等同物。這些權(quán)利要求應該理解為包括一個或多個這種元素的結(jié)合， 既不要求也不排除兩個或更多個這種元素。所公開的特征、功能、元件和/或特性的其他組合和次組合可通過修改現(xiàn)有權(quán)利要求或通過在這個或關(guān)聯(lián)申請中提出新的權(quán)利要求得到主張。這些權(quán)利要求，無論與原始權(quán)利要求范圍相比更寬、更窄、相同或不相同，也被認為包括在本發(fā)明主題內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種發(fā)動機方法，其包含: 響應于在最大油泵排量條件下的發(fā)動機轉(zhuǎn)速和油壓之間的關(guān)系指示活塞冷卻噴嘴系統(tǒng)的退化。
2.如權(quán)利要求1所述的發(fā)動機方法，其中所述關(guān)系包括所述油壓的響應曲線拐點。
3.如權(quán)利要求2所述的發(fā)動機方法，其中所述拐點指示所述活塞冷卻噴嘴上游的止回閥打開時的油壓。
4.如權(quán)利要求1所述的發(fā)動機方法，其中所述關(guān)系是在選擇的工況下確定的。
5.如權(quán)利要求4所述的發(fā)動機方法，其中所述選擇的工況包括可變凸輪軸正時的變化小于閾值。
6.如權(quán)利要求4所述的發(fā)動機方法，其中所述選擇的工況包括未經(jīng)調(diào)節(jié)的油壓。
7.如權(quán)利要求1所述的發(fā)動機方法，其中指示所述活塞冷卻噴嘴系統(tǒng)的退化進一步包含設置用于所述活塞冷卻噴嘴退化的診斷代碼和告知車輛操作者。
8.如權(quán)利要求1所述的發(fā)動機方法，其進一步包含響應于退化的指示降低最大可用發(fā)動機扭矩。
9.如權(quán)利要求1所述的發(fā)動機方法，其進一步包含響應于退化的指示降低發(fā)動機冷卻液溫度設定點。
10.一種發(fā)動機方法,其包含: 在選擇的條件下，如果在最大油泵排量下發(fā)動機轉(zhuǎn)速和油壓之間的拐點在第一閾值之下，則減少來自可變流量油泵的發(fā)動機機油輸出，而如果所述拐點在第二閾值之上，則增加來自所述可變流量油泵的發(fā)動機機油輸出。
全文摘要
本發(fā)明涉及可變油泵診斷。本發(fā)明提供用于指示活塞冷卻噴嘴系統(tǒng)的退化的實施例。在一個示例中，一種發(fā)動機方法包含響應于在最大油泵排量條件下的發(fā)動機轉(zhuǎn)速和油壓之間的關(guān)系指示活塞冷卻噴嘴系統(tǒng)的退化。以此方式，可以響應于所指示的退化調(diào)整發(fā)動機工作。
文檔編號F01M1/08GK103225526SQ20131003510
公開日2013年7月31日 申請日期2013年1月30日 優(yōu)先權(quán)日2012年1月31日
發(fā)明者D·K·比德納, J·E·羅林格, J·斯邁利, E·巴迪羅 申請人:福特環(huán)球技術(shù)公司