发动机的润滑系统及其控制方法

技术领域

本发明涉及发动机的润滑领域，尤其涉及一种发动机的润滑系统及其控制方法。

背景技术

在发动机的润滑过程中需要通过润滑系统将机油引导至发动机的各运动副，以通过机油对发动机的各运动副进行润滑。混动车辆可以利用发动机带动发电机产生电能，混动车辆在运行过程中可能存在需要使发动机频繁起停的情况，在这种情况下发动机在重启的过程中存在润滑系统的油压难以建立的技术问题。

发明内容

本发明提供一种发动机的润滑系统及其控制方法，用于解决在混动车辆处于需要发动机频繁起停的情况下，如何降低润滑系统的油压建立的难度的技术问题。

本发明实施例提供一种发动机的润滑系统，应用于混动车辆，该润滑系统包括：缸体油路，具有第一油泵，所述缸体油路用于对所述发动机的缸体部件进行润滑；缸盖油路，具有第二油泵，所述缸盖油路用于对所述发动机的缸盖部件进行润滑；连接油路，连接所述缸体油路和所述缸盖油路，且所述连接油路内具有电控阀；车速传感器，用于获取车辆的车速；电量传感器，用于获取所述车辆的剩余电量。

进一步的，所述第一油泵为机械泵，所述第二油泵为电子泵。

进一步的，所述第一油泵和所述第二油泵均为电子泵，且所述第一油泵的最大排量大于所述第二油泵的最大排量。

进一步的，所述润滑系统还包括：油温传感器，用于获取缸体油路和所述缸盖油路内的机油温度；加热件，用于对所述缸体油路和所述缸盖油路内的机油进行加热。

本发明实施例还提供一种润滑系统的控制方法，该控制方法应用于如上实施例所述的发动机的润滑系统，该控制方法包括：由所述车速传感器获取所述车辆的车速，并由所述电量传感器获取所述车辆的剩余电量；在所述车速高于车速阈值且所述剩余电量小于电量阈值，且所述发动机处于停机的状态下，控制电控阀开启，并控制所述第一油泵和/或所述第二油泵开启。

进一步的，所述第一油泵为机械泵，所述第二油泵为电子泵，所述控制所述第一油泵和/或所述第二油泵开启包括：控制所述第二油泵开启。

进一步的，控制所述第二油泵开启包括：获取所述发动机的停机时长，根据所述停机时长确定油泵转速，开启所述第二油泵开启并以所述油泵转速运转，其中，所述油泵转速与所述停机时长成正相关关系。

进一步的，所述第一油泵和所述第二油泵均为电子泵，且所述第一油泵的最大排量大于所述第二油泵的最大排量，所述控制所述第一油泵和/或所述第二油泵开启包括：获取所述发动机的停机时长，在所述停机时长小于时长阈值的状态下，控制所述第二油泵开启，在所述停机时长大于所述时长阈值的状态下，控制所述第一油泵开启。

进一步的，所述润滑系统还包括用于获取机油温度的油温传感器和用于对机油进行加热的加热件；所述在所述车速高于车速阈值且所述剩余电量小于电量阈值，且所述发动机处于停机的状态下，控制电控阀开启，并控制所述第一油泵和/或所述第二油泵开启之后，所述控制方法还包括：由所述油温传感器获取机油温度，并在所述机油温度小于温度阈值的状态下，开启所述加热件。

进一步的，所述由所述油温传感器获取机油温度，并在所述机油温度小于温度阈值的状态下，开启所述加热件包括：获取所述发动机的停机时长，根据所述停机时长确定加热功率，并控制所述加热件以所述加热功率对机油进行加热，其中，所述加热功率与所述停机时长成正相关关系。

本发明实施例提供一种润滑系统，该润滑系统包括具有第一油泵且用于对发动机的缸体部件进行润滑的缸体油路，具有第二油泵且用于对发动机的缸盖部件进行润滑的缸盖油路，从而通过能够独立运行的缸体油路和缸盖油路分别对缸体部件和缸盖部件进行分别润滑，从而使润滑系统能够在满足缸体部件和缸盖部件对机油的需求的同时减小对油泵的排量的需求，从而减小润滑系统的体积；同时，通过车速传感器和电量传感器能够确定车辆是否处于高速且剩余电量不足的工况，在此工况下需要发动机频繁启动从而对亏电且电能迅速消耗的动力电池充电，为了在发动机需要频繁启动的情况下，通过分体式润滑系统中的电子泵驱动机油在缸体油路和缸盖油路内循环流动，能够利用发动机的余温保持机油的温度，从而避免机油温度迅速下降导致粘度快速上升，从而使发动机下次启动时能够快速建立油压。

附图说明

图1为本发明实施例提供的一种发动机的润滑系统的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的润滑系统应用于发动机中的用油部件的油压需求与发动机转速的关系图；

图3为本发明实施例提供的另一种发动机的润滑系统的结构示意图；

图4为本发明实施例提供的一种润滑系统的控制方法的流程示意图；

图5为本发明实施例提供的另一种润滑系统的控制方法的流程示意图；

图6为本发明实施例提供的另一种润滑系统的控制方法的流程示意图；

图7为本发明实施例提供的另一种润滑系统的控制方法的流程示意图。

附图标记说明

100、缸体油路；110、第一油泵；120、第一过滤件；200、缸盖油路；210、第二油泵；220、第二过滤件；300、连接油路；310、电控阀；410、主轴承；420、凸轮轴；430、高压燃油泵；440、链条张紧器；450、可变气门正时系统；460、增压器；500、车速传感器；600、电量传感器；700、油温传感器；800、加热件。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

在具体实施例中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，例如通过不同的具体技术特征的组合可以形成不同的实施例和技术方案。为了避免不必要的重复，本发明中各个具体技术特征的各种可能的组合方式不再另行说明。

在以下的描述中，所涉及的术语“第一第二...”仅仅是区别不同的对象，不表示各对象之间具有相同或联系之处。应该理解的是，所涉及的方位描述“上方”、“下方”、“外”、“内”均为正常使用状态时的方位，“左”、“右”方向表示在具体对应的示意图中所示意的左右方向，可以为正常使用状态的左右方向也可以不是。

需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者装置不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者装置所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者装置中还存在另外的相同要素。术语“连接”在未特别说明的情况下，既包括直接连接也包括间接连接。

在以下具体实施方式中，发动机的润滑系统可以为应用于任何类型的发动机，示例性的，该润滑系统可以应用于汽油机也可以应用于柴油机；该润滑系统应用于增程式的混动车辆，以下以该润滑系统应用于增程式的混动汽车的发动机为例，对润滑系统的结构进行说明。

在一些实施例中，如图1所示，润滑系统包括：缸体油路100、缸盖油路200和连接油路300。缸体油路100具有第一油泵110，缸体油路100用于对发动机的缸体部件进行润滑，示例性的，缸体内部的部件包括主轴承410，主轴承410位于缸体和曲轴之间，第一油泵110用于驱动机油在缸体油路100内循环流动，从而使机油在缸体油路100内循环流动的过程中将机油引导至主轴承410以对主轴承410进行润滑从而降低了主轴承410的磨损速度；可选的，缸体油路100还具有第一过滤件120，机油在流经第一过滤件120后流向主轴承410，使机油在被第一过滤件120过滤后再流向主轴承410，减小了机油中的杂质对主轴承410的影响。缸盖油路200具有第二油泵210，缸盖油路200用于对发动机的缸盖部件进行润滑，示例性的，缸盖内部的部件包括凸轮轴420和高压燃油泵430，凸轮轴420用于通过旋转的凸轮驱动发动机的气门运动，高压燃油泵430用于对油轨中的燃油进行加压，第二油泵210用于驱动机油在缸盖油路200内循环流动，从而使机油流向凸轮轴420和高压燃油泵430，以实现对凸轮轴420和高压燃油泵430的润滑；可选的，缸盖油路200还具有第二过滤件220，机油在被第二过滤件220过滤后再流向凸轮轴420和高压燃油泵430，减小了机油中的杂质对凸轮轴420和高压燃油泵430的影响；可选的，在发动机的配气机构通过传动链进行传动的情况下，缸盖部件还包括链条张紧器440，链条张紧器440用于压紧传动链从而减小传动链脱离链轮的可能性，缸盖油路200还用于将机油引导至链条张紧器440以对链条张紧器440进行润滑；可选的，在发动机具有可变气门正时系统的情况下，缸盖部件还包括可变气门正时系统450，可变气门正时系统450与凸轮轴420连接，且能够使凸轮轴420产生旋转从而改变发动机的气门正时，缸盖油路200还用于将机油引导至可变气门正时系统，触发可变气门正时系统或驱动可变气门正时系统带动凸轮轴420旋转，从而改变发动机的气门正时，同时，通过机油对可变气门正时系统中的运动副进行润滑；在发动机具有增压系统的情况下，缸盖部件还包括增压器460，增压器460通过排气管内的废气的冲击力或通过曲轴的转矩带动进气管内叶轮旋转，从而提高发动机的进气能力，缸盖油路200用于将机油引导至增压器460中的运动副，以对增压器460的运动副进行润滑。

需要说明的是，缸体部件和缸盖部件对机油的需求量不同，下面结合图2，以缸体部件包括图1中的主轴承410，缸盖部件包括图1中的高压燃油泵430、链条张紧器440、可变气门正时系统450和增压器460为例，对缸体部件和缸盖部件对机油的需求量，随着发动机的转速提高的变化关系进行示例性说明，如图2所示，随着发动机转速的升高，主轴承410对机油的需求量持续上升，且主轴承410对机油的需求量与发动机的转速成正比例关系；高压燃油泵430、链条张紧器440和可变气门正时系统450对机油的需求量保持不变；在低转速区间内由于增压器460尚未介入发动机运行，增压器460对机油的需求量为零，在发动机转速达到增压器460介入转速后，增压器460对机油的需求量增加且随着发动机转速提高，增压器460对机油需求量的增加速率减小直至增压器460对机油的需求量不随发动机的转速的增加而增加；综上所述，在低转速区间内，缸盖部件对机油的需求量大于缸体部件对机油的需求量，在高转速区间内，缸体部件对机油的需求量大于缸盖部件对机油的需求量，而且，缸体部件对机油的需求量随着发动机转速的变化趋势，也与缸盖部件对机油的需求量随着发动机转速的变化趋势不同，如果采用一套润滑系统对缸体部件和缸盖部件进行润滑，则要么无法完全满足缸体或缸盖对机油量的需求，要么需要设置大排量的油泵，导致润滑系统具有较大的体积，本发明实施例提供的润滑系统通过设置分体式的缸体油路100和缸盖油路200，且缸体油路100和缸盖油路200分别具有独立的第一油泵110和第二油泵210，以使缸体油路100和缸盖油路200分别能够根据缸体部件对机油的需求量和缸盖部件对机油的需求量进行独立运行，即，通过使缸体油路100和缸盖油路200的控制解耦，从而能够在分别满足缸体部件和缸盖部件对机油的需求的同时，减小机油泵所需的排量，减小了润滑系统的体积。

同时，润滑系统还包括车速传感器500和电量传感器600，车速传感器500用于获取车辆的车速，示例性的，车速传感器500为发动机曲轴的转速传感器，通过发动机的转速和传动系统的传动比能够计算得到车辆的车速；电量传感器600用于获取车辆的动力电池中的剩余电量，示例性的，电量传感器600可以通过车辆的电池管理系统中读取或计算得到车辆的剩余电量；通过车速传感器500和电量传感器600获取的车速和车辆的剩余电量能够确定混动车辆的发动机是否处于需要频繁起停的状态，具体的，在车辆的车速大于预设车速且车辆的剩余电量小于预设的电量阈值的状态下，确定混动车辆的发动机需要频繁起停，可以理解为，在混动车辆处于高速行驶且动力电池的剩余电量处于较低电量的情况下，车辆需要起动发动机带动发电机进行发电以使电池的剩余电量升高至预设的阈值并使发动机停机，但由于车辆高速行驶需要快速消耗动力电池中的电能从而会使动力电池的剩余电量快速下降，从而需要重起发动机进行发电。在发动机处于需要频繁起停的工况下，车辆在停机后车辆的机油温度会迅速下降，导致机油的粘度升高，下次启动的过程中会难以建立油压，在确定发动机处于需要频繁起停的工况下，打开电控阀并控制第一油泵和/或第二油泵开启，即，使在发动机处于停机的状态下仍然能够运行的油泵驱动机油在缸体油路和缸盖油路内循环流动，从而利用发动机的缸体的余温对机油进行保温，减缓机油的降温速度，从而减缓机油的粘度的提升速度，进而在发动机下次起动时能够更加容易地建立润滑系统的油压。

本发明实施例提供一种润滑系统，该润滑系统包括具有第一油泵且用于对发动机的缸体部件进行润滑的缸体油路，具有第二油泵且用于对发动机的缸盖部件进行润滑的缸盖油路，从而通过能够独立运行的缸体油路和缸盖油路分别对缸体部件和缸盖部件进行分别润滑，从而使润滑系统能够在满足缸体部件和缸盖部件对机油的需求的同时减小对油泵的排量的需求，从而减小润滑系统的体积；同时，通过车速传感器和电量传感器能够确定车辆是否处于高速且剩余电量不足的工况，在此工况下需要发动机频繁启动从而对亏电且电能迅速消耗的动力电池充电，为了在发动机需要频繁启动的情况下，通过分体式润滑系统中的电子泵驱动机油在缸体油路和缸盖油路内循环流动，能够利用发动机的余温保持机油的温度，从而避免机油温度迅速下降导致粘度快速上升，从而使发动机下次启动时能够快速建立油压。

在一些实施例中，如图1所示，第一油泵110为机械泵，第二油泵210为电子泵，可以理解为，缸体油路100用于对缸体部件进行润滑，缸体部件包括主轴承410，主轴承410对机油的需求量与发动机的转速成正比例关系，而且，机械泵与发动机的曲轴连接，以使发动机的曲轴驱动机械泵运行，且使机械泵的机油流量与发动机的转速成正比例关系，即，通过使第一油泵100为机械泵能够使第一油泵100的机油流量与主轴承410所需的机油量相适应，且无需对第一油泵110进行控制，从而简化了润滑系统的控制难度，同时，第二油泵210为电子泵，电子泵能够通过主动控制油泵的转速控制油泵的机油流量，从而使第二油泵210的机油流量能够满足缸盖部件对机油的需求。而且，在车辆处于冷启动的状态下，控制电控阀打开并控制第二油泵210开启，以使第二油泵210能够驱动机油在缸体油路100和缸盖油路200内循环流动，从而使加热件500能够对润滑系统的机油及整个油路油路进行整体加热。

在一些实施例中，如图1所示，第一油泵110和第二油泵210均为电子泵，从而能够根据缸体部件和缸盖部件对机油量的需求，从而在发动机处于冷启动的状态下，能够使第一油泵110和第二油泵210均能够驱动机油流动，从而提高机油的流动速度，进而提高加热件500对机油及整个润滑油路的加热速度。

在一些实施例中，如图3所示，该润滑系统还包括：油温传感器700和加热件800，油温传感器700用于获取缸体油路100和缸盖油路200内的机油的油温，加热件800用于对缸体油路100和缸盖油路200内的机油进行加热，可以理解为，在通过油温传感器700检测到机油的温度低于温度阈值的状态下，确定发动机的余温不足以将机油保温在所需的温度内，需要启动加热件800对机油进行辅助加热，从而减慢机油的降温速度。

本发明实施例还提供一种润滑系统的控制方法，该控制方法应用于如图1至图3所示的发动机的润滑系统。

在一些实施例中，如图4所示，图4为本发明实施例提供的一种润滑系统的控制方法的流程示意图，该控制方法包括：

步骤S101、由车速传感器获取车辆的车速，并由电量传感器获取车辆的剩余电量。

可以理解为，通过车速传感器和电量传感器获取的车速和车辆的剩余电量能够确定混动车辆的发动机是否处于需要频繁起停的状态，具体的，在车辆的车速大于预设车速且车辆的剩余电量小于预设的电量阈值的状态下，确定混动车辆的发动机需要频繁起停，即，在混动车辆处于高速行驶且动力电池的剩余电量处于较低电量的情况下，车辆需要起动发动机带动发电机进行发电以使电池的剩余电量升高至预设的阈值并使发动机停机，但由于车辆高速行驶需要快速消耗动力电池中的电能从而会使动力电池的剩余电量快速下降，从而需要重起发动机进行发电。在发动机处于需要频繁起停的工况下，车辆在停机后车辆的机油温度会迅速下降，导致机油的粘度升高，下次启动的过程中会难以建立油压

步骤S102、在车速高于车速阈值且剩余电量小于阈值，且发动机处于停机的状态下，控制电控阀开启，并控制第一油泵和/或第二油泵开启。

可以理解为，在确定车辆处于发动机处于需要频繁起停的工况下，如果发动机处于停机状态，则控制电控阀开启以使缸体油路和缸盖油路通过连接油路连通，此时开启第一油泵和/或第二油泵以使机油能够在发动机处于停机状态下使机油在缸体油路和缸盖油路内循环流动，从而利用发动机的余温对机油进行保温，其中，开启的油泵为第一油泵和第二油泵中在发动机处于停机状态下仍然能够启动的油泵，即，开启的油泵为第一油泵和第二油泵中的电子泵。

其中，在第一油泵为机械泵，第二油泵为电子泵的情况下，步骤S102中开启第一油泵和/或开启第二油泵的具体步骤为控制第二油泵开启，可选的，控制第二油泵开启的具体步骤包括：获取发动机的停机时长，根据停机时长确定油泵转速，开启第二油泵并以该油泵转速运转，其中，油泵转速与停机时长成正相关关系，可以理解为，在发动机短时间停机的状态下，机油的温度处于较高的水平，机油的粘度较低，从而使第二油泵以较低的转速驱动机油流动，以节省驱动机油所需的能量；在发动机处于长时间停机的状态下，机油的温度下降到降低的水平，机油的粘度较高，此时需要提高第二油泵的转速，以使第二油泵能够驱动粘度较高的机油流动。

在一些实施例中，第一油泵和第二油泵均为电子泵，且第一油泵的最大排量大于第二油泵的最大排量，可以理解为，第一油泵和第二油泵均可以在发动机停机的状态下启动，且第一油泵的驱动能力大于第二油泵的驱动能力，如图5所示，图5为本发明实施例提供的另一种润滑系统的控制方法的流程示意图，与图4所示的控制方法不同的是，图4中的步骤S102包括：

步骤S201、获取发动机的停机时长，在停机时长小于预设阈值的状态下，控制第二油泵开启，在停机时长大于时长阈值的状态下，控制第一油泵开启。

可以理解为，根据发动机的停机时长控制第一油泵开启或第二油泵开启，在停机时长较短的情况下，机油的油温较高，机油的粘度较低，从而通过驱动能力较小第二油泵驱动机油循环流动，以节省驱动机油所需的能量；在停机时长较长的情况下，机油的油温降低到较低的水平，机油的粘度较高，此时通过第二油泵可能难以驱动机油循环流动，在此状态下关闭第二油泵并开启第一油泵，以通过驱动能力较强的第一油泵驱动机油循环流动。

在一些实施例中，润滑系统还包括用于获取机油温度的油温传感器和用于对机油进行加热的加热件，如图6所示，图6为本本发明实施例提供的另一种润滑系统的控制方法的流程示意图，与图4所示的控制方法不同的是，在图4中的步骤S102之后，控制方法还包括：

步骤S301、由油温传感器获取机油温度，并在机油温度小于温度阈值的状态下，开启加热件。

可以理解为，在发动机需要频繁起停的状态下，如果通过油温传感器检测到机油温度低于所需的温度，即，发动机的余温不足以满足机油的保温要求的情况下，启动加热件对机油进行辅助加热，将机油的温度保持在所需的温度之上，从而使机油的保温时间更长，更加有利于下一次发动机起动时机油油压的建立。

在一些实施例中，如图7所示，图7为本发明实施例提供的另一种润滑系统的控制方法的流程示意图，与图6所示的控制方法不同的是，图6中的步骤S301包括：

步骤S401、获取发动机的停机时长，根据停机时长确定加热功率，并控制加热件以该加热功率对机油进行加热。

其中，加热功率与停机时长成正相关关系，可以理解为，发动机的停机时长越长，发动机的余温越低，利用发动机的余温对机油进行包围的效果越差，根据发动机停机时长确定加热件的运行功率，发动机停机时间越长，使加热件以越大的功率对机油进行加热，从而在保持机油在所需温度的前提下充分利用发动机的余温，节省加热件需要消耗的能量。

以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。