CN101287895B - 发动机液压控制装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及发动机液压控制装置(1)，该发动机液压控制装置(1)具有由曲轴的旋转从油盘(3)中吸取油的油泵(4)，当已由油泵(4)吸取的油的液压达到阀开启压力Qa时打开并经由油喷射路径(5)向活塞喷射油的活塞喷嘴(6)，配置在回油路径(7)中并在已由油泵(4)吸取的油的液压达到阀开启压力Qb时打开的减压阀(8)，和设置在回油路径(7)中的切换阀(9)。阀开启压力Qb被设定为比阀开启压力Qa小。

Description

发动机液压控制装置

技术领域

本发明涉及一种能恰当地控制发动机液压的发动机液压控制装置。

背景技术

在发动机内部，被存储在油盘中用于润滑的油由油泵吸取并供给，并形成向每个被润滑部分提供润滑剂的油通路。另外，油减压通路在油泵的下游与油通路连接，且油减压通路设置有当伴随有由油泵供给油的油通路内部的压力(液压)变得等于或大于设定压力时打开的油减压阀。多余的油返回到油盘，从而调节了油通路中的最大液压。

关于这点，已提出一种油泵，在低温启动期间，当油的粘度变高时，通过增大从油通路排出的油量来减小施加于油泵上的负荷，从而实现启动性能的改进(专利文献1)。

具体地说，当发动机启动时，飞轮由启动电机旋转，且飞轮必须达到使发动机启动的最小转速。但是，由于温度低时油的粘度变高，由于流经油通路的油的流动阻力增大，所以施加于油泵上的负荷增大，这表现为克服启动马达驱动力的反作用力。因此，飞轮不能达到使发动机启动的最小速度，这将导致启动性能恶化。

因此，根据已在专利文献1中提出的油通路结构，设置有与油泵和油盘下游的油通路连通的第一油减压通路和与该油通路并行的第二油减压通路。当油通路内的液压变得等于或大于设定值时打开的油减压阀设置在第一油减压通路上，基于温度和启动信号打开的油减压通路开闭阀设置在第二油减压通路上。

由于具有这类结构，在低温期间、当油的粘度变高时油减压通路开闭阀打开，一部分油经由第二油减压通路返回油盘。因此，施加于油泵的负荷由于油泵下游的液压变低而减小。

此外，专利文献2的提案是对根据专利文献1的提案的改进。专利文献2公开了一种发动机的油通路结构，其中即使油的粘度随着温度的变化而改变，油泵上的负荷在确保正常启动所需要的最小液压的同时得以减小，改进了启动性能。具体地说，发动机的油通路结构设置有与油泵和油盘下游的油通路连通的第一油减压通路和与该油通路并行的第二油减压通路，当油通路中的液压变得等于或大于设定液压时打开的油减压阀设置在第一油减压通路上，基于启动信号打开的油减压通路开闭阀设置在第二油减压通路上，其中与油减压通路开闭阀串联的第二油减压阀设置在第二油减压通路上，第二油减压阀的阀开启压力设定为比设置在第一油减压通路上的油减压阀的阀开启压力低，该第二油减压阀基于等于或大于启动期间所要求的最小液压打开。

基于这类结构，设置在第二油减压通路上的油减压通路开闭阀打开，并且在低温启动期间，施加于油泵的负荷能通过降低油泵下游的液压得以减小。另外，由于第二减压阀的打开通过等于或大于启动期间所要求的最小液压的液压来执行，所以即使当油的粘度发生变化时，油也不会过量地返回油盘，从而确保了启动期间所要求的油量。

但是，活塞喷嘴是结合在发动机中在暖机完成之后恰当地冷却发动机各部分的各种机构中的一种。这些喷嘴向工作中的活塞喷射油而实现活塞周围区域的冷却。这些活塞喷嘴进行动作以使当油通路内的液压变得等于或大于预定值时，面向活塞的喷嘴打开并喷射油。

专利文献1：日本未审查实用新型申请公开No.55-135112

专利文献2：日本已审查实用新型申请公开No.2-34404

发明内容

[本发明所解决的问题]

如上所述，在已在专利文献1中提出的用于发动机的润滑装置和已在专利文献2中提出的用于发动机的油通路结构中，执行调整以使当发动机中的液压变得等于或大于预定值时，通过打开油减压阀使发动机中的液压不超过最大液压。这里，尽管在专利文献1和专利文献2中没有提及活塞喷嘴，但是在专利文献1和专利文献2中，考虑到油减压阀调节油通路的最大液压，所以激活活塞喷嘴的液压将比油减压阀的阀开启压力低。

因此，当由于在冷启动期间油的粘度高使得液压(喷射压力)增大时，油泵的工作负荷增大。如果油泵的工作负荷增大，这将引起，比如，燃料经济性的恶化。

另外，如果液压增大并达到活塞喷嘴的阀开启压力，则油被喷向活塞。然而，即使暖机尚未完成也会被喷射的油导致活塞过度冷却，这会妨碍暖机的尽早完成。

因此，本发明的目的是提供一种发动机液压控制装置，该发动机液压控制装置能在已完成暖机后通过活塞喷嘴执行对活塞的冷却，能减小油泵的负荷并能在冷启动期间通过避免液压的增大来停止从活塞喷嘴喷射。

[解决问题的手段]

为了解决这些问题，本发明的发动机液压控制装置是一种控制发动机的液压的装置，包括从油箱吸取油的油泵；当已由油泵吸取的油的液压达到阀开启压力Qa时打开并经由油喷射路径向活塞喷射油的活塞喷嘴；配置在与油喷射路径不同的回油路径上并在已由油泵吸取的油的液压达到阀开启压力Qb时打开的减压阀；以及配置在回油路径上的切换阀；其特征在于，阀开启压力Qb被设定为能确保发动机的润滑所要求的必要油量的必要液压范围内并且比阀开启压力Qa低的阀开启压力；所述切换阀参照由循环油量推定装置所推定的推定油量来执行打开和关闭操作；所述循环油量推定装置例如通过ECU或类似物基于已由液压测量装置(比如油压表)所获得的液压值、已从油温测量装置(比如油温计)获得的油温值和泵送速度来计算推定油量。根据这种结构，即使在冷启动期间油的粘度高且液压升高的情况下，由于当达到预定液压Qb时减压阀打开且油被释放，实现了磨擦的减小和油泵负荷的减小。另外，油没有从活塞喷嘴向活塞喷射，并且没有妨碍暖机的尽快完成。另外，通过将阀开启压力设定在等于或大于指定的必要液压范围内，能防止不足量的油被供给到每一个被润滑部分。应注意，油箱可以是设置在气缸体下方的油盘，或是单独箱。此外，根据这种结构，能够维持在避免要被润滑的部分具有不足量油的状态的同时尽可能不向油泵施加负荷的液压，并且能够实现磨擦的减小和油泵的负荷的减小。

这里，切换阀可以是在低温期间打开并能使油在回油路径中流动的节温器。如果使用了节温器，当油的粘度变高时，切换阀在低温期间打开，当随着暖机的进行液压升高时通过关闭切换阀提高液压。如果液压升高并达到阀开启压力Qa，油从活塞喷嘴喷射，则活塞能被冷却。

如果节温器以这种方式使用，则可能根据油温来打开和关闭切换阀，但是切换阀能被构造成根据发动机转速和发动机负荷来执行打开和关闭操作。比如，切换阀能被构造成采用由ECU(电子控制单元)控制的电磁线圈或类似物，并基于取决于发动机转速和发动机负荷的打开和关闭指令执行打开和关闭操作。注意到这种切换阀能参照发动机转速、发动机负荷等等各种类型的值来在适当的定时执行打开和关闭操作。这些值可以单独或以适当方式结合来判定打开和关闭定时。这些值常规上从设置在发动机或车辆中的各种类型的传感器获得。比如，能够通过燃料喷射率或加速器开度判定发动机负荷。

此外，这种切换阀被构造成当通过参照发动机转速和发动机负荷已判定发动机处于需要一定量油的运转状态时切换阀关闭。比如，即使当发动机转速低时，在发动机负荷高时切换阀被关闭以使油被供给到每一个被润滑部分。另外，即使在速度低且负荷低的情况下，当油温度高时切换阀被关闭，能够从活塞喷嘴喷射油。

另外，在具有这种结构的发动机液压控制装置中，能够将切换阀构造成当液压值没有达到已由基于油温值和泵送速度推定的液压值时停止阀的打开操作。当所测量的液压值尚未达到所推定的液压值时，则能够设想已存在某些故障且切换阀没有正常运转，或油已劣化或变稀等等。因此，关闭切换阀以便供给到每一个被润滑部分的必要油量没有延迟，且通过油泵已被吸取的油不能经由回油路径返回。此时，进行示警，比如点亮指示灯，以便将故障通知驾驶员。另外，能够同时执行其中抑制发动机转速来保护发动机的控制。

[发明的效果]

根据本发明，由于减压阀的阀开启压力Qb是设定在能确保发动机的润滑所要求的必要油量的必要液压范围内并低于活塞喷嘴的阀开启压力Qa的阀开启压力，因此当伴随着发动机的冷启动期间油的粘度的变高而液压升高时，在油通过活塞喷嘴喷射之前减压阀打开，并且能通过减小液压实现磨擦的减小和油泵负荷的减小并避免即使温度低也会执行的油的喷射。

附图说明

图1是示出装有第一实施例的液压控制装置的发动机示意性结构的示意图；

图2是回油路径的下游端连接到油盘的实施例的示意图；

图3是用作切换阀的节温器的说明图；

图4是示出装有第二实施例的液压控制装置的发动机示意性结构的示意图；

图5是示出第二实施例的液压控制装置中的切换阀打开和关闭控制的例子的流程图；以及

图6是示出备选的切换阀打开和关闭控制的例子的流程图。

具体实施方式

以下，参照附图对实施本发明的最佳实施方式作详细说明。

第一实施例

图1是示出装有本发明的液压控制装置1的发动机2示意性结构的示意图。该液压控制装置1包括由曲轴的旋转将油从油盘3吸入的油泵4；当已经被该油泵4吸入的油的液压达到阀开启压力Qa时打开并经由油喷射路径5将油向活塞(未示出)喷射的活塞喷嘴6；布置在不同于油喷射路径5的回油路径7上且当已被油泵4吸入的油的液压达到阀开启压力Qb时打开的减压阀8；以及布置在回油路径7上的切换阀9。油盘3在本发明中对应于油箱。油泵4的上游端部分上配置有粗滤器10。另外，回油路径7的下游端连接油泵4和粗滤器10，从而使回油循环起来。回油沿油的路径返回而没有直接流入油盘3，因此油盘3中的油不会起泡沫。注意到由于油盘3中的油没有起泡沫，如图2所示，则能采用回油路径7的下游端与比油盘3的油面低的位置连接的结构。

另外，如图所示，油过滤器11设置在油泵4的下游。油喷射路径5和回油路径7在油过滤器11的下游分开。由于具有这种结构，阻止了污染物流入切换阀9内，且防止了由于污染物堵塞引起的故障。注意到，还能采用一种能实现油泵4的磨擦减小并通过在油过滤器11的上游分开油喷射路径5和回油路径7且在压力损失增大之前将油释放到回油路径7来改进燃料经济性的结构。

当路径中的液压达到预定阀开启压力Qb时，具有这种结构的液压控制装置1中的减压阀8打开。该阀开启压力Qb被设定为在能确保发动机2的润滑所要求的必要油量的必要液压范围内并且比活塞6的阀开启压力Qa低的阀开启压力。

另外，切换阀9是一个节温器，通过其热敏部分检测油的温度，并在低温期间打开以使已由油泵4吸取的油流到回油路径7侧。

该切换阀9的具体结构在图3中示出。切换阀9中的阀体9b通过压向或离开设置在板体9a上的孔9a1来打开和关闭。切换阀9由设置在阀体9b的一侧沿打开孔9a1的方向推动阀体9b的弹簧9c，和设置在阀体9b的另一侧包含热蜡的活塞9d构成。在具有这种结构的切换阀9中，当该热蜡随着其附近的温度升高而膨胀时，活塞9c沿箭头30的方向将阀体9b向下压以关闭孔9a1。具体地说，在切换阀9中，在达到热蜡膨胀的温度之前，由弹簧9c推动阀体9b打开孔9a1，并且当温度升高且活塞9c由于热蜡的膨胀而被压下时，阀体9b关闭孔9a1。

接下来，将说明如上所述构造的液压控制装置1的工作。当发动机2冷启动时，曲轴开始旋转、油泵4开始运转、油盘3中的油被吸取。此时，由于油的温度低，所以油的粘度高。在这种情况下，当油的温度低时，作为节温器的切换阀9打开。另外，当发动机启动后油压不会立即升的很高时，减压阀8关闭。因此，油被减压阀8拦阻。

当油泵4连续工作时，油压逐渐上升，当油压达到阀开启压力Qb(即减压阀8的阀开启压力)时，减压阀8打开。因此，路径中的油压减小，油泵4的磨擦也减小，且负荷减小。另外，在达到阀开启压力Qb的时间点时，减压阀8打开，因此液压不会进一步升高，且不会达到活塞喷嘴6的阀开启压力Qa。因此，尽管状态是冷的，油不会向活塞喷射，不会妨碍发动机2的快速暖机。

与此相反，当暖机完成且液压上升后，切换阀9关闭，回油路径7中的油的液流被拦阻。因此，路径中的液压超过了减压阀8的阀开启压力Qb，且液压上升。当升高的液压达到活塞喷嘴的阀开启压力Qa后，油从活塞喷嘴6向活塞喷射，且活塞的周围区域得到冷却。

第二实施例

下面，参照图4对本发明的第二实施例作以说明。图4所示的液压控制装置20与第一实施例的液压控制装置1的不同点在于，在第一实施例的液压控制装置1中，切换阀9是通过检测油的温度来执行打开和关闭的节温器，与此相反，在第二实施例的液压控制装置20中，切换阀21采用由根据从传感器组23获得的数据执行打开和关闭指令的ECU22控制的电磁螺线管。其它结构与第一实施例的液压控制装置1的结构没有不同，因此附图中对相同的零件赋予相同的参考数字，并省略其说明。

这种液压控制装置20的切换阀21基于取决于发动机转速NE、燃料喷射率Qv以及加速器开度ACCP的发动机负荷执行打开和关闭操作。在ECU22中，准备好多个根据运行状况选择的映射(脉谱图)，通过分析所获得的数据选择适当的映射，并执行切换阀21的打开和关闭控制。用于控制切换阀21的基本方法是，当通过参照发动机转速和发动机负荷判定发动机处于需要适量油的运转状态时关闭切换阀21，油被供应到每一个被润滑部分。以下，将示出在冷启动期间和暖机完成之后，切换阀打开和关闭控制的例子。

图5是示出冷启动期间切换阀打开和关闭控制的流程图。当发动机2启动时，ECU22通过从包含在传感器组23中的油温计和水温计获取油温OT和水温WT判定发动机2是否处于暖机状态前(步骤S11)。当已判定步骤S11为是时，也即当已判定发动机2处于暖机状态前时，程序前进至步骤S12。在步骤S12中，ECU22判定发动机转速NE是否已达到记录在映射中的值X1。当已判定步骤S12为是时，也即当已判定发动机转速NE还未达到值X1时，程序前进至步骤S13。在步骤S13中，判定建立在燃料喷射率Qv和加速器开度ACCP基础上的发动机负荷是否已达到记录在映射中的值Y1。在已判定步骤S13为是的情况下，也即，当已判定发动机负荷还未达到值Y1时，程序前进至步骤S14。在步骤S14中，ECU22打开切换阀21。因此，路径中液压的升高受到抑制，并能实现磨擦和油泵4的负荷的减小，实现燃料经济性的改进。

与此相反，当已判定步骤S11、步骤S12、和步骤S13为否时，在所有情况下，切换阀21关闭(步骤S15)。在采取了步骤S15中的措施的情况下，由于所有情况都是每一个被润滑部分被判定需要适量的油的运转状态，切换阀21关闭并将油提供给每一个被润滑部分。注意到，当没有执行控制时，也即当电磁螺线管没有充电时，切换阀21关闭。这是用于即使在控制系统等存在某些故障且切换阀21不工作的情况下将油提供给每一个被润滑部分的措施。

下面，参照图6所示的流程图对完成暖机之后的切换阀的打开和关闭控制作以说明。暖机完成，并且当暖机完成之后使用的映射已被选定时，在步骤S21中，ECU22判定发动机转速NE是否已达到记录在映射中的值X2。当已判定步骤S21为是时，也即当已判定发动机转速NE还未达到值X2时，程序前进至步骤S22。在步骤S22中，判定建立在燃料喷射率Qv和加速器开度ACCP基础上的发动机负荷是否已达到记录在映射中的值Y2。在已判定步骤S22为是的情况下，也即当发动机负荷还未达到值Y2时，程序前进至步骤S23。在步骤S23中，ECU22打开切换阀21。因此，路径中液压的升高受到抑制，并能实现磨擦和油泵4的负荷的减小，实现燃料经济性的改进。

与此相反，当已判定步骤S21和步骤S22为否时，在这些情况下，切换阀21关闭(步骤S24)。在采取了步骤S24中的措施的情况下，由于所有情况都是每一个被润滑部分被判定需要适量的油的运转状态，切换阀21关闭并将油提供给每一个被润滑部分。

上述实施例仅是实施本发明的例子，并非由此限制本发明。这些例子可以在本发明的范围内进行各种各样的改进，此外，显然在本发明的范围内各种替换方案也是可行的。

注意，以下内容概括了本发明的液压控制装置的效果。首先，能利用减压阀释放已由油泵吸取的油实现低温时的油泵磨擦的减小，并且能通过为提高活塞和孔的温度而停止活塞喷嘴的喷射以促进减小滑动摩擦来实现燃料经济性的改进。另外，由于能够通过活塞喷嘴适当地执行油喷射，所以能通过提高活塞和孔的温度、抑制低温时的不点火以及抑制尾气排放(HCs)来稳定燃烧。此外，由于油泵的磨擦减小，所以可以预期在极度寒冷期间发动机启动性能得以改进。另外，由于能使发动机润滑油的量少，所以能增大在极度低温期间润滑油量不足时的可靠性水平。

Claims (2)

1.一种发动机液压控制装置，所述发动机液压控制装置是控制发动机的液压的装置，其特征在于包括：

从油箱吸取油的油泵；

活塞喷嘴，所述活塞喷嘴在已由所述油泵吸取的油的液压达到阀开启压力Qa时打开并经由油喷射路径向活塞喷射油；

减压阀，所述减压阀配置在与所述油喷射路径不同的回油路径上，并在已由所述油泵吸取的所述油的液压达到阀开启压力Qb时打开；以及

配置在所述回油路径上的切换阀，其中：

所述阀开启压力Qb被设定为在能确保所述发动机的润滑所要求的必要油量的必要液压范围内并且比所述阀开启压力Qa低的阀开启压力；

所述切换阀参照由循环油量推定装置所推定的推定油量来执行打开和关闭动作；并且

所述循环油量推定装置基于已由液压测量装置所获得的液压值、已从油温测量装置获得的油温值以及泵送速度来计算所述推定油量。

2.根据权利要求1所述的发动机液压控制装置，其特征在于，所述切换阀在液压值没有达到基于所述油温值和所述泵送速度推定的液压值时停止阀打开动作。

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