CN107781041A - 发动机的液压控制系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种发动机的液压控制系统。该发动机(100)具有多个气缸。该液压控制系统包括从全部气缸运转切换到部分气缸运转的气门停止机构(45d、46d)、在全部气缸运转和部分气缸运转下能够改变气门14的开关时刻的VVT(18)、经油压通路将机油供向包括这些气门停止机构(45d、46d)和VVT(18)的油压工作装置的油泵(31)以及控制装置(60)。控制装置(60)进行控制以便：进行部分气缸运转时，维持气门停止机构(45d、46d)的工作状态所需要的维持油压在所述机油的粘度较高的区域升高。

Description

发动机的液压控制系统

技术领域

本发明涉及一种发动机的液压控制系统，其具有可变相位配气机构和气门停止机构，可变相位配气机构和气门停止机构都靠液压工作。

背景技术

例如，在专利文献1中公开了这样的发动机的液压控制系统。

发动机上安装有很多靠油压工作的油压工作装置，如可变相位配气机构(VVT)、气门停止机构等。通常情况下，通过被油泵调节到规定油压(目标油压)的油压通路将压力油供向这些油压工作装置。

靠气门停止机构工作而进行部分气缸运转，但为维持该工作状态，需要在气门停止机构中确保维持该工作状态所需要的油压(维持油压)，另一方面，如果提高目标油压，燃料消耗量便会随之增大。因此，近年来，从降低燃料消耗量的观点出发，大多数情况下将目标油压调节在所需要的最低水平上。

因此，如果在进行部分气缸运转时VVT开始工作，则存在以下问题：由于机油供向VVT，因此机油消耗量暂时会增大，油压会下降，而难以确保维持油压。

于是，在专利文献1的发明中，着眼于油压的下降与VVT的工作速度成正比地增大这一关系，当进行部分气缸运转时VVT工作之际，通过限制VVT的工作速度来确保维持油压。

专利文献1：日本公开专利公报特开2015-194132号公报

发明内容

-发明要解决的技术问题-

专利文献1所公开的发明能够将目标油压调节得较低，而能够抑制燃料消耗量。尽管如此，因为限制了VVT的工作速度，所以有可能对部分气缸运转时的运转性能造成不良的影响。

能够想到以下做法：不限制VVT的工作速度，却加上相当于VVT工作所导致的油压下降量的油压来调节目标油压。但是，在该情况下，为能够稳定地确保维持油压，不得不给目标油压留有余量而使该目标油压较高，结果是无法避免燃料消耗量增加。

于是，本发明的目的在于提供一种发动机的液压控制系统，其能够避免燃料消耗量过度地增加，而且，即使在进行部分气缸运转时气门停止机构工作，也能够稳定地确保维持油压，不用限制VVT的工作速度。

-用于解决技术问题的技术方案-

公开的技术涉及一种发动机的液压控制系统，该发动机具有多个气缸。

该发动机的液压控制系统：气门停止机构、可变相位配气机构、油泵以及控制装置。该气门停止机构，利用压力油从让全部所述气缸工作的全部气缸运转切换到让一部分所述气缸停止运转的部分气缸运转。该可变相位配气机构具有提前角工作室和推迟角工作室，该提前角工作室由与曲柄轴联动着旋转的壳体和与凸轮轴一体旋转的叶片体划分出来，该提前角工作室利用压力油改变所述凸轮轴相对于所述曲柄轴的相位角，该推迟角工作室由与曲柄轴联动着旋转的壳体和与凸轮轴一体旋转的叶片体划分出来，该推迟角工作室分别利用压力油改变所述凸轮轴相对于所述曲柄轴的相位角，在全部气缸运转和部分气缸运转下，该可变相位配气机构能够改变安装在所述气缸上的气门的开关时刻。该油泵经油压通路将所述机油供向包括所述可变相位配气机构和所述气门停止机构的油压工作装置。该控制装置控制所述油压工作装置和所述油泵工作。所述控制装置进行控制以便：进行部分气缸运转时，维持所述气门停止机构的工作状态所需要的维持油压在所述机油的粘度较高的区域升高。

也就是说，该液压控制系统包括用油压驱动的气门停止机构和可变相位配气机构，进行部分气缸运转时存在以下情况：可变相位配气机构根据改变安装在气缸上的气门的开关时刻这样的要求而工作。在该情况下，压力油供向可变相位配气机构的提前角工作室和推迟角工作室，故有可能出现以下不良现象：油压通路的油压由于机油消耗量增加而下降，而无法确保维持油压。

还能够想到加上相当于上述油压下降量的油压来调节油压，但是机油的粘度越高，压力损失越大，可变相位配气机构对液压控制的响应性下降，因此如果将要加上的相当于油压下降量的油压设定为所需要的最低限度的值来调节油压，也有可能无法暂时确保油压。

相对于此，在该液压控制系统中，进行控制以便：进行部分气缸运转时，维持气门停止机构的工作状态所需要的维持油压在机油的粘度较高的区域升高。因此，即使将要加上的相当于油压下降量的油压设定为所需要的最低限度的值来调节油压，也能够稳定地确保维持油压。因此，根据该液压控制系统，能够抑制燃料消耗量增加，同时能够稳定地进行部分气缸运转，还能够让可变相位配气机构稳定地工作。

技术方案还可以是这样的，所述控制装置进行控制以便：在从全部气缸运转向部分气缸运转切换时，所述气门停止机构工作所需要的过渡油压在所述机油的粘度较高的区域升高，并且所述控制装置根据所述发动机的转速改变该过渡油压。

这样做以后，在从全部气缸运转向部分气缸运转切换时，也能够抑制燃料消耗量增加，同时能够稳定地进行部分气缸运转，还能够让可变相位配气机构稳定地工作。

技术方案还可以是这样的，所述油泵是喷油量可调节的变量油泵，该液压控制系统包括油压传感器和喷油量调节装置，该油压传感器设置在所述油压通路上，该喷油量调节装置根据由该油压传感器检测的油压调节所述变量油泵的喷油量。所述控制装置对所述喷油量进行控制来调节所述维持油压和所述过渡油压。

这样做以后，不需要复杂的机构，就能够高精度地调节维持油压和过渡油压，能够让变量油泵以适当的与发动机的运转状态相匹配的效率工作。

-发明的效果-

根据公开的发动机的液压控制系统，能够抑制燃料消耗量增加，同时能够稳定地进行部分气缸运转，还能够让可变相位配气机构稳定地工作。

附图说明

图1是以包含气缸轴心的平面切开的发动机的简略剖视图。

图2(A)是示出气门停止机构的结构和工作情况的剖视图，示出锁紧状态。

图2(B)是示出气门停止机构的结构和工作情况的剖视图，示出锁紧解除状态。

图2(C)是示出气门停止机构的结构和工作情况的剖视图，示出气门已停止工作的状态。

图3是示出可变相位配气机构的简略结构的剖视图。

图4是液压控制系统的回路图。

图5是基础油压的图表。

图6是要求改善润滑时所要求的要求油压的图表。

图7是机油喷射器的要求油压的图表。

图8是排气侧VVT的要求油压的图表。

图9是油压控制的方框图。

图10是表示部分气缸运转区域的图。

图11是表示部分气缸运转区域的图。

图12是维持油压的图表。

图13是过渡油压的图表。

图14是时序图，表示油压随时间的变化情况。

图15是液压控制的流程图。

-符号说明-

100-发动机；11-进气道；12-排气道；13-进气门；14-排气门；18-排气侧VVT；45、46-HLA；45d、46d-气门停止机构；50-主油道；60-控制器(控制装置)。

具体实施方式

下面，参照附图对示例性的实施方式进行说明。

<发动机>

图1是发动机100的简略剖视图。该发动机100是装载在汽车上的直列四气缸式发动机。四个气缸(从一端开始，依次称为第一气缸、第二气缸、第三气缸以及第四气缸)在发动机100内并排着布置在气缸排列方向(图1中，垂直于纸面的方向)上。为抑制燃料消耗量增加等，该发动机100构成为：根据发动机100的运转状态在让上述全部气缸工作的运转(全部气缸运转)和让一半气缸停止等一部分气缸停止的运转(部分气缸运转)之间进行切换。

发动机100包括气缸盖1、安装在气缸盖1下侧的气缸体2以及安装在气缸体2下侧的油底壳3。气缸体2具有上气缸体21和下气缸体22。下气缸体22安装在上气缸体21的下表面上，油底壳3安装在下气缸体22的下表面上。

在上气缸体21中，构成各气缸的四个圆筒状气缸孔23沿上下方向延伸(图1中，仅示出了一个气缸孔23)。气缸盖1安装在上气缸体21上，以便将这些气缸孔23上部的开口堵起来。活塞24设置在气缸孔23的内部，能够沿上下方向滑动。活塞24经连杆25与位于下方的曲柄轴26相连结。发动机100的内部由气缸孔23的内周壁、活塞24的上表面以及面向气缸孔23的气缸盖1的下部划分出燃烧室27。

气缸盖1上设置有进气道11和排气道12，进气道11和排气道12在燃烧室27的上部具有开口。在进气道11上设置有打开、关闭进气道11的开口的进气门13；在排气道12上设置有打开、关闭排气道12的开口的排气门14。进气门13由设置在进气凸轮轴41上的进气凸轮部41a驱动；排气门14由设置在排气凸轮轴42上的排气凸轮部42a驱动。

详细而言，进气门13借助气门弹簧15朝着关闭开口的方向(图1中的上方)施加作用力；排气门14借助气门弹簧16朝着关闭开口的方向(图1中的上方)施加作用力。在进气门13和进气凸轮部41a之间设置有在大致中央部位具有进气凸轮从动件43a的进气摇臂43；在排气门14和排气凸轮部42a之间设置有在大致中央部位具有排气凸轮从动件44a的排气摇臂44。

这些进气摇臂43的一端部由液压间隙调节器(Hydraulic Lash Adjuster，以下称为“HLA”)45支承；排气摇臂44的一端部由液压间隙调节器(Hydraulic Lash Adjuster，以下称为“HLA”)46支承。进气凸轮从动件43a被进气凸轮部41a压着，由此进气摇臂43以由该HLA45支承的一端部为支点摆动；排气凸轮从动件44a被排气凸轮部42a压着，由此排气摇臂44以由该HLA46支承的一端部为支点摆动。这样摆动的进气摇臂43的另一端部抵抗气门弹簧15的作用力往下推进气门13，进气门13朝着打开开口的方向(图1中的下方)移动；这样摆动的排气摇臂44的另一端部抵抗气门弹簧16的作用力往下推排气门14，排气门14朝着打开开口的方向(图1中的下方)移动。HLA45、46在油压的作用下自动地将气门间隙调节为零。

设置在第一气缸和第四气缸上的HLA45、46分别包括让进气门13和排气门14停止工作的气门停止机构45d、46d(详情后述)。另一方面，设置在第二气缸和第三气缸上的HLA45、46不包括气门停止机构45d、46d(将前者称为高功能HLA45a、46a，将后者称为标准HLA45b、46b)。

高功能HLA45a、46a工作而进行全部气缸运转和部分气缸运转二者间的切换(详情后述)。也就是说，通过经与高功能HLA45a、46a连通的供油通路(形成在气缸盖1上)供给压力油，高功能HLA45a、46a的油压就受到控制，对全部气缸运转和部分气缸运转进行切换。

<气门停止机构>

图2(A)～图2(C)示出高功能HLA45a。需要说明的是，除了气门停止机构45d以外，高功能HLA45a的构造实质上与标准HLA45b、46b相同，故下面以高功能HLA45a为例进行说明。

高功能HLA45a具有枢轴机构45c和气门停止机构45d。枢轴机构45c为公知的HLA的枢轴机构，其构成为：在油压的作用下将气门间隙自动地调节为零。气门停止机构45d是对所对应的进气门13或排气门14的工作状态或者工作停止状态进行切换的机构。

如图2(A)所示，气门停止机构45d具有外筒45e、一对锁销45g、锁紧弹簧45h以及空动弹簧45i。其中，该外筒45e有底且呈圆筒状；该枢轴机构45c安装在该外筒45e内，能够沿轴向滑动而突出；一对锁销45g插入两个通孔45f内，能够进退，且该两个通孔45f彼此相对地形成在外筒45e的侧壁上；锁紧弹簧45h朝着外筒45e的半径方向外侧对各锁销45g施加作用力；空动弹簧45i安装在外筒45e的底部，朝着让枢轴机构45c突出的方向对枢轴机构45c施加作用力。

锁销45g布置在枢轴机构45c的下端。锁销45g在油压的作用下工作，锁销45g在锁紧状态和非锁紧状态之间进行切换，在锁紧状态下，枢轴机构45c被固定为不能位移；在非锁紧状态下，枢轴机构45c沿轴向滑动而能够位移。

图2(A)示出该锁紧状态。在锁紧状态下，枢轴机构45c以较大的突出量从外筒45e突出来，通过锁销45g与通孔45f嵌合来限制外筒45e沿轴向移动。在该锁紧状态下，枢轴机构45c的顶部与进气摇臂43或排气摇臂44的一端部接触，起摆动支点的作用。

也就是说，当气门停止机构45d处于锁紧状态时，高功能HLA45a实质上与标准HLA45b、46b一样，所对应的进气门13或排气门14正常工作。

另一方面，压力油被供向高功能HLA45a，如图2(B)中的黑箭头所示，当规定的油压作用于锁销45g时，锁销45g就抵抗锁紧弹簧45h的作用力朝着半径方向的内侧移动，从而解除与通孔45f的嵌合状态。其结果是，锁销45g被切换到非锁紧状态，即锁销45g退到外筒45e的内部且一直退到不与该通孔45f嵌合的位置。

由于空动弹簧45i对枢轴机构45c施加作用力，因此所述枢轴机构45c处于以较大的突出量从外筒45e突出来的状态。但是，空动弹簧45i的作用力被设定得小于由气门弹簧15、16朝着关闭进气门13和排气门14的方向施加的作用力。因此，在非锁紧状态下，进气凸轮从动件43a被进气凸轮部41a压着，进气摇臂43以该进气门13的顶部为支点摆动；排气凸轮从动件44a被排气凸轮部42a压着，排气摇臂44以该排气门14的顶部为支点摆动。如图2(C)中的中空箭头所示，让枢轴机构45c抵抗空动弹簧45i的作用力朝着外筒45e的底侧产生位移。

也就是说，当气门停止机构45d处于非锁紧状态时，高功能HLA45a不起HLA的作用，所对应的进气门13或排气门14停止工作。其结果是，包括这些进气门13或排气门14的气缸不能再工作而处于停止状态，变成部分气缸运转。在进行部分气缸运转的过程中，气门停止机构45d维持着非锁紧状态。

凸轮盖47安装在气缸盖1的上部。进气凸轮轴41和排气凸轮轴42皆由这些气缸盖1和凸轮盖47支承且能够旋转。

在进气凸轮轴41的上方设置有进气侧机油喷射头48，在排气凸轮轴42的上方设置有排气侧机油喷射头49。进气侧机油喷射头48将机油滴到进气凸轮部41a与进气摇臂43的进气凸轮从动件43a接触的部位；排气侧机油喷射头49将机油滴到排气凸轮部42a与排气摇臂44的排气凸轮从动件44a接触的部位。

<可变相位配气机构(VVT)>

发动机100上设置有能够改变进气门13和排气门14的气门特性的可变相位配气机构(以下，称为“VVT”)。在发动机为该发动机100的情况下，进气侧VVT是电动驱动式VVT；排气侧VVT18式油压驱动式VVT。

图3示出排气侧VVT18。排气侧VVT18具有近似圆环状的壳体18a和安装在壳体18a内的转子18b。壳体18a与凸轮带轮18c一体化，该凸轮带轮18c与曲柄轴26连动着旋转。转子18b与让排气门14打开和关闭的排气凸轮轴42一体化。

放射状探出来的多个叶片体18d形成在转子18b的外周上。在壳体18a的内部形成有安装各叶片体18d的多个空间。通过由叶片体18d将这些空间隔开，在壳体18a的内部形成有多个推迟角工作室18e和多个提前角工作室18f。

为改变排气门14的开关时刻，将压力油供向这些推迟角工作室18e和提前角工作室18f。当推迟角工作室18e内的油压高于提前角工作室18f内的油压时，转子18b就会朝着与壳体18a的旋转方向相反的方向旋转。也就是说，排气凸轮轴42与凸轮带轮18c朝着相反的方向旋转，排气凸轮轴42相对于曲柄轴26的相位角朝着推迟角方向变化。结果是，排气门14的打开时刻会推迟。

另一方面，当提前角工作室18f的油压高于推迟角工作室18e的油压时，转子18b就会朝着与壳体18a的旋转方向相同的方向旋转。也就是说，排气凸轮轴42与凸轮带轮18c朝着相同的方向旋转，排气凸轮轴42相对于曲柄轴的相位角朝着提前角方向变化。结果是，排气门14的打开时刻会提前。

就这样，通过利用排气侧VVT18或进气侧VVT改变排气门14或进气门13的打开时刻，进气门13打开的时间和排气门14打开的时间相重叠的部分就有可能增减，从而能够增加内部EGR量，或者能够由于泵送损失降低等而减少燃料消耗量。需要说明的是，在全部气缸运转和部分气缸运转中都进行控制，以便由这些排气侧VVT18或进气侧VVT改变打开时刻。

<液压控制系统>

图4是发动机100的液压控制系统的回路图。

液压控制系统是这样的一种系统，即：以规定的油压将机油供向HLA45、46或排气侧VVT48等安装在发动机100上的油压工作装置(靠油压工作的装置)、轴承部等发动机100的润滑部位。液压控制系统由这些油压工作装置、油压通路、油泵81以及控制器60(控制装置)等构成。

(油泵)

油泵81是公知的能够调节喷油量的变量油泵。油泵81安装在下气缸体22的下表面上，由曲柄轴26驱动，经油压通路将机油供向各油压工作装置。

详细而言，油泵81具有驱动轴81a、转子81b、多个叶片81c、凸轮环81d、弹簧81e、环状部件81f以及壳体81g。其中，该转子81b连结在驱动轴81a上；该多个叶片81c能够从转子81b的旋转中心朝着半径方向进退；该凸轮环81d上安装有转子81b和叶片81c，且该凸轮环81d构成为其相对于转子81b的旋转中心的偏心量能够调节；该弹簧81e朝着相对于转子81b的旋转中心的偏心量增大的方向对凸轮环81d施加作用力；该环状部件81f布置在转子81b内侧；该转子81b、叶片81c、凸轮环81d、弹簧81e以及环状部件81f安装在该壳体81g内。

在驱动轴81a的朝着壳体81g外突出的一端部连结有从动链轮，正时链绕挂在曲柄轴26的主动链轮和该从动链轮上，省略图示。因此，转子81b由曲柄轴26驱动着旋转。

转子81b旋转时，各叶片81c在凸轮环81d的内周面上滑动。因此而由转子81b、相邻的两个叶片81c、凸轮环81d以及壳体81g围出来一个泵室(工作油室)81i。

在壳体81g上形成有将机油吸进泵室81i的进油口81j和从泵室81i将机油喷出的出油口81k。进油口81j上连接有机油集滤器81l(浸渍在贮存于油底壳3内的机油中)，经机油集滤器81l从进油口81j将贮存于油底壳3内的机油吸进泵室81i内。出油口81k上连接有油压通路，被油泵81吸进来的机油从出油口81k喷向油压通路中。

凸轮环81d由壳体81g支承而绕规定的支点摆动。弹簧81e朝着摆动方向对凸轮环81d施加作用力。在凸轮环81d和壳体81g之间隔出来一个压力室81m，机油会供向该压力室81m内，利用压力室81m的油压朝着与上述摆动方向相反的方向对凸轮环81d施加作用力。因此，凸轮环81d根据弹簧81e的作用力和压力室81m的油压的大小关系摆动，决定凸轮环81d相对于转子81b的旋转中心的偏心量。油泵81的容量随着凸轮环81d的偏心量变化而发生变化，喷油量发生变化。

(油压通路)

油压通路由油压管道、穿过气缸体2等而形成的流路形成。油压通路由主油道50(参照图1)、控制用油压通路54、第一通路51、第二通路52、第三通路53以及第一到第五供油通路55～59等构成。该主油道50在气缸体2中沿着气缸排列方向延伸。该控制用油压通路54由主油道50分支出来。第一通路51连接油泵81和主油道50。第二通路52从主油道50延伸到气缸盖1上。该第三通路53在气缸盖1上且在进气侧和排气侧之间大致沿水平方向延伸。第一到第五供油通路55～59从第三通路53分支出来。

第一通路51连接在油泵81的出油口81k和主油道50的中间部位上。从油泵81一侧开始算起，在第一供油通路51上依次设置有机油过滤器82和机油冷却器83。这样一来，从油泵81喷向第一通路51的机油在机油过滤器82中被过滤，油温在机油冷却器83中得到调节之后，就会流向主油道50的中间部位。

朝着四个活塞24的背面一侧喷射机油的机油喷射器71连接在主油道50上，且机油喷射器71在气缸排列方向上彼此留有间隔(参看图1)。机油喷射器71具有止回阀和喷嘴，规定值以上的油压起作用时，止回阀打开而从喷嘴喷射机油。

将机油供向支承曲柄轴26的五个轴承部29和四根连杆25的轴承部72的分支通路也与主油道50相连接，且分支通路在气缸排列方向上彼此留有间隔。主油道50的一端成为与一条分支通路相通的终端，在主油道50的另一端连接有控制用油压通路54、第二通路52以及分支通路，该分支通路具有将机油供向油压式链条张紧器的机油供给部73和将机油喷向正时链的机油喷射器74。

机油一直被供向主油道50，检测该机油的油压的油压传感器50a设置在主油道50的另一端。根据该油压传感器50a的检测值控制油压通路的油压(详情后述)。

控制用油压通路54与油泵81的压力室81m相连接。控制用油压通路54上设置有机油供给部73、机油过滤器54a以及机油控制阀(喷油量调节装置)84。经过控制用油压通路54且由机油过滤器54a过滤过的机油，油压被机油控制阀84调节后流入油泵81的压力室81m内。

也就是说，由机油控制阀84调节压力室81m的油压。机油控制阀84是线性电磁阀。机油控制阀84根据输入的控制信号的占空比调节供向压力室81m的机油量。

第二通路52与第三通路53相通，主油道50中的机油通过第二通路52流入第三通路53中。流入第三通路53的机油经第三通路53分配给位于气缸盖1的进气侧的第一供油通路55和位于气缸盖1的排气侧的第二供油通路56。

第一供油通路55上连接有进气侧的凸轮轴41的机油供给部91、92、高功能HLA45a的枢轴机构45c、标准HLA45b、进气侧机油喷射头48以及进气侧VVT的滑动部的机油供给部93。

第二供油通路56上连接有排气侧的凸轮轴42的机油供给部94、95、高功能HLA46a的枢轴机构46c、标准HLA46b以及排气侧机油喷射头49。

第三供油通路57经机油过滤器57a和第一换向阀96与排气侧VVT18(具体而言，推迟角工作室18e和提前角工作室18f)以及排气侧的凸轮轴42的机油供给部94相连接。利用第一换向阀96调节供向推迟角工作室18e和提前角工作室18f的机油量。

也就是说，利用第一换向阀96控制排气侧VVT18工作。

第四供油通路58经机油过滤器58a和第二换向阀97与第一气缸的高功能HLA45a、46a的气门停止机构45d、46d相连接。利用第二换向阀97调节供向第一气缸的气门停止机构45d、46d的机油量。

第五供油通路59经机油冷却器59a和第三换向阀98与第四气缸的高功能HLA45a、46a的气门停止机构45d、46d相连接。利用第三换向阀98调节供向第四气缸的气门停止机构45d、46d的机油量。

也就是说，由第二换向阀97控制第一气缸的气门停止机构45d、46d工作，由第三换向阀98控制第四气缸的气门停止机构45d、46d工作。

供向发动机100各个部分的机油通过未图示的漏油通路被回收到油底壳3内。这样一来，液压控制系统就一边让机油循环，一边以规定的油压将机油供向油压工作装置或发动机100的润滑部位。

需要说明的是，摩擦阻力等会导致在油压通路中流动的机油产生压力损失，故具有下游侧的油压比上游侧低的倾向。而且，通路越长，机油压力的下降量就越容易大；通路越长，油压的响应性也越差。故即使让油泵81的喷油量发生变化，也不一定能够马上确保所有的油压工作装置所需要的油压。

控制器60具有处理器、存储器等硬件和控制程序、数据等软件，对发动机100进行综合控制。信号从检测发动机100的运转状态的各种传感器输入控制器60。

例如，信号除了从上述油压传感器50a输入控制器60以外，信号还从检测曲柄轴26的转角的曲轴转角传感器61、检测发动机100吸入的空气量的空气流量传感器62、检测在油压通路中流动的机油的温度的油温传感器63、检测进气凸轮轴41的旋转相位和排气凸轮轴42的旋转相位的凸轮转角传感器64、检测发动机100的冷却水的温度的水温传感器65等输入控制器60。

控制器60根据来自曲轴转角传感器61的信号获取发动机转速，根据来自空气流量传感器62的信号获取发动机负荷，根据来自凸轮转角传感器64的信号获取进气侧VVT和排气侧VVT18的工作角。

控制器60根据这些信号判断发动机100的运转状态，根据判断出来的运转状态控制第一换向阀96、第二换向阀97和第三换向阀98等。

<油压控制>

控制器60还通过控制机油控制阀84来调节油泵81的喷油量。具体而言，控制器60控制机油控制阀84，以便由油压传感器50a检测的油压达到根据发动机100的运转状态设定的油压(目标油压)。

首先，说明是如何设定目标油压的。

液压控制系统通过由一个油泵81将机油供向多个油压工作装置来确保这些油压工作装置所需要的油压(要求油压)，但是各油压工作装置的要求油压不同。例如，该发动机100中，排气侧VVT18、气门停止机构45d、46d和机油喷射器71的要求油压较高。而且，要求油压随着发动机100的运转状态而变化。

因此，为确保所有的油压工作装置的要求油压，需要该发动机100在它的每个运转状态下都将目标油压设定为排气侧VVT18、气门停止机构45d、46d以及机油喷射器71的要求油压中最大的油压值以上。

轴承部等发动机100的润滑部位也有要求油压，该要求油压也随着发动机100的运转状态而变化。在该发动机100的润滑部位，支承曲柄轴26的轴承部29的要求油压较高，故将稍微高于该要求油压的油压设定为润滑部位所需要的油压(基础油压)。

控制器60设定目标油压，以便各油压工作装置的要求油压和基础油压二者都达到所需要的足够大的值。这样一来，既能够以适当的油压将机油供向发动机100的液压控制系统，又能够让油泵81进行最低限度的运转，以抑制燃料消耗量增加。

基础油压和要求油压随着发动机100的运转状态，例如发动机100的负荷、转速、油温等而变化。因此，控制器60将对应于它们的基础油压、要求油压的图表存储在存储器中。

图5是基础油压的图表。图表中，第一行的“运转状态”、“转速”、“负荷”、“油温”表示各种因素，“油温”右侧的“500”等数字表示发动机100的转速(rpm)。基础油压的数值单位是kPa。

需要说明的是，为便于说明，图5是简化后的图表，正常的图表分得更细。图表中，基础油压根据转速等设定为离散值，故通过对设定在图表中的数值进行线性插补即可求出未设定在图表中的转速等数值(以下的图表也一样)。

如图5所示，根据油温(Ta1＞Ta2＞Ta3)和发动机100的转速设定基础油压。转速上升时，便需要与其相应地对轴承部进行润滑，将基础油压设定为：转速越高，该基础油压越大。当转速处于中转速区域时，将基础油压大致设定为一定值；当转速处于低转速区域时，将基础油压设定为：油温越低，该基础油压越低。

图6示出要求改善润滑时的要求油压的图表。主要在空转时发出改善润滑的要求。当处于空转状态时，所产生的油雾有减少的倾向，而存在油雾对连杆25等的润滑不足的时候。于是，根据改善润滑这一要求来提高油压，增加油雾的产生量。

具体而言，如图6所示，当“车速在S0以下”且“未踩油门踏板”时，发出改善润滑这样的要求。因此，仅在发动机100的转速较低时设定该要求油压。油温(Tb1＞Tb2＞Tb3＞Tb4)越低，要求改善润滑时的要求油压越高。这是因为油温越低，机油的粘度就越大，所产生的油雾量就越少之故。

需要说明的是，图6中，即使转速不同，要求油压也为一定值，但还可以让要求油压随转速变化。例如，可以将要求油压设定为：转速越高，该要求油压越高。

图7示出机油喷射器71的要求油压的图表。根据发动机100的转速或负荷决定机油喷射器71的工作条件。机油喷射器71是通过打开止回阀来喷射机油的，故要求油压一定。

图8示出排气侧VVT18的要求油压的图表。根据油温和发动机100的转速设定排气侧VVT18的要求油压。将要求油压设定为：发动机转速越高，要求油压越高；油温(Tc1＜Tc2＜Tc3)越低，要求油压越低。

气门停止机构45d、46d的要求油压(维持油压、过渡油压)的图表也存储在存储器中，对此后述。

(油压控制的具体例)

参照图9，说明在液压控制系统下是如何控制油压的。通过由控制器60控制油泵81的流量(喷油量)进行油压控制。

控制器60将发动机100的转速和油温与基础油压图表做一对比并获取基础油压。控制器60将排气侧VVT18、气门停止机构45d、46d、机油喷射器71以及要求改善润滑时的要求油压与相对应的图表做一对此并获取它们，抽取基础油压和这些要求油压中的最大值，并根据该最大值设定目标油压。

接下来，控制器60根据机油从油泵81流到油压传感器50a所在的位置时的油压下降量增大目标油压并计算出修正目标油压。油压下降量事先存储在存储器中。控制器60将修正目标油压转换为油泵81的流量(喷油量)，获取目标流量(目标喷油量)。

接下来，控制器60对目标流量进行补正。具体而言，控制器60将让排气侧VVT18工作时排气侧VVT18的预测工作量转换为流量，以获取排气侧VVT18工作时的消耗流量。能够从当前的工作角和目标工作角之差与发动机100的转速求得排气侧VVT18的预测工作量。控制器60还将让气门停止机构45d、46d工作时气门停止机构45d、46d的预测工作量转换为流量，以获取气门停止机构45d、46d工作时的消耗流量。控制器60也求出让机油喷射器71工作时的消耗流量。控制器60求出与要工作的油压工作装置相对应的消耗流量，并用该消耗流量对上述目标流量进行补正。

控制器60根据油压反馈量对目标流量进行补正(油压反馈)。喷油量增减时，由于油泵81响应滞后，由油压传感器50a检测的油压(实际油压)会追随着目标油压而变化。能够事先通过实验等对上述油压的响应滞后所引起的实际油压的变化量进行预测，并将预测的油压(预测油压)设定在存储器中。控制器60根据与该预测油压和实际油压的偏差相对应的值(油压反馈量)对目标流量进行补正。这样一来，就能够顺利地使实际油压与目标油压相等。

控制器60将这样补正后的目标流量(补正目标流量)和发动机100的转速与占空比图表做一对比，由此来设定目标占空比，将该控制信号发送给机油控制阀84。这样一来，油泵81以规定的量喷出机油，调节油压通路(主油道50)的油压，并使其达到目标油压。

<气缸数量的控制>

该发动机100构成为：根据其运转状态在全部气缸运转和部分气缸运转之间进行切换，在全部气缸运转下让所有的气缸(第一到第四气缸)都工作进行燃烧；在部分气缸运转下，让一部分气缸(第一气缸和第四气缸)停止、让剩下的气缸(第二气缸和第三气缸)进行燃烧。

详细而言，如图10所示，当发动机100的运转状态处于部分气缸运转区域内时，进行部分气缸运转；当发动机100的运转状态处于与部分气缸运转区域相邻而设的部分气缸运转准备区域时，进行部分气缸运转的准备工作；当发动机100的运转状态处于这些部分气缸运转区域和部分气缸运转准备区域的外侧时，进行全部气缸运转。

例如，在发动机100在规定的负荷(L0以下)下加速且转速上升的情况下，当该转速不到V1时，进行全部气缸运转；当该转速在V1到V2这一范围内时，进行部分气缸运转的准备工作；当该转速在V2以上时，进行部分气缸运转。例如，在发动机100在规定的负荷(L0以下)下减速且转速下降的情况下，当该转速在V4以上时，进行全部气缸运转；当该转速在V4到V3这一范围内时，进行部分气缸运转的准备工作；当该转速在V3以下时，进行部分气缸运转。

如图11所示，也能够根据水温在全部气缸运转和部分气缸运转之间进行切换。发动机100在规定转速(V2以上V3以下)且规定负荷(L0以下)下行驶，发动机100热了，水温上升了。在该情况下，如果该水温不到T0，进行全部气缸运转；如果该水温在从T0到T1这一范围内，进行部分气缸运转的准备工作；如果该水温在T1以上时，进行部分气缸运转。

在部分气缸运转准备区域，为确保气门停止机构45d、46d工作(锁销45g的压入)所需要的油压(过渡油压)，事先进行控制来提高油压。因此，该发动机100能够在全部气缸运转和部分气缸运转之间迅速地进行切换。需要说明的是，可以如图10中的点划线所示，使与部分气缸运转区域的高负荷侧相邻的区域为部分气缸运转准备区域。

<部分气缸运转时的油压控制>

在部分气缸运转下，需要让气门停止机构45d、46d处于非锁紧状态(抵抗锁紧弹簧45h的作用力将锁销45g挤入外筒45e内部的状态)，在进行部分气缸运转时，需要在各气门停止机构45d、46d确保维持该状态所需要的大于全部气缸运转時的要求油压(也称为维持油压)。

另一方面，在进行部分气缸运转时，有改变排气门14的开关时刻这样的要求且排气侧VVT18工作了。在该情况下，将压力油供向其提前角工作室18f或推迟角工作室18e。其结果是有可能出现以下情况：由于机油消耗量增加，油压在油压通路(主油道50)中下降而无法确保维持油压。

有关这一点，在上述专利文献1的发明中是这样做的：着眼于该油压下降量与VVT的工作速度成正比地增大这一关系，限制VVT的工作速度以确保所需要的油压。但是，如果限制VVT的工作速度，就有可能对进行部分气缸运转时的运转性能造成不良的影响。

相对于此，也能够想到以下做法：不限制VVT的工作速度，且加上相当于VVT工作所导致的油压下降量的油压，这样来调节目标油压。但是，在该情况下，为稳定地确保维持油压，就不得不将目标油压设定为一个具有余量的较高的值，故无法避免燃料消耗量增加。

于是，该发动机100通过加上相当于排气侧VVT18工作所导致的油压下降量的油压来调节目标油压，并且为抑制燃料消耗量增加，根据机油的粘度改变维持油压的设定值。

也就是说，第二通路52、机油过滤器57a和第一换向阀96等存在于被看作是目标油压的调节等油压控制的基准的主油道50和需要维持油压的排气侧VVT18之间，其间的路径也较长。

另一方面，油温随着发动机100的运转状态而变化，伴随于此，机油的粘度也会变化。机油的粘度越高，其流动性越差，其压力损失越大。如果机油的粘度升高，排气侧VVT18对油压控制的响应性就会下降，因此，如果将要加上的相当于排气侧VVT18工作所导致的油压下降量的油压设定为所需要的最低限度的值并调节目标油压，则有可能无法暂时确保维持油压。

因此，该发动机100新引入了能够根据油温设定进行部分气缸运转时的气门停止机构45d、46d的要求油压(维持油压)的图表。这样一来，通过根据机油的粘度来改变对维持油压的设定值，即使将要加上的相当于排气侧VVT18工作所导致的油压下降量的油压设定为所需要的最低限度的值并调节目标油压，也能够稳定地确保维持油压。

图12示出该图表(维持油压图表)，纵轴表示由油温传感器63检测的机油的温度(油温，单位：℃)，横轴表示发动机转速(单位：rpm)。Pi1、Pi2、Pi3(Pi1＜Pi2＜Pi3)表示要求油压(维持油压，单位：kPa)。

机油的粘度随油温而变化，油温越低，粘度越高。因此，在该维持油压图表中，划分出高温区域、中温区域和低温区域，在上述各区域内设定了对应于油温(粘度)的维持油压。具体而言，将维持油压设定为：油温越低的区域，换句话说，机油的粘度越高的区域，维持油压越高。

发动机转速在对应于部分气缸运转的速度较低的范围内，在该维持油压图表中，只要在同一个区域，即使发动机转速变化，维持油压也被设定为一定值。需要说明的是，为便于说明，简化示出对各区域的设定等。

<从全部气缸运转向部分气缸运转切换时的油压控制>

如上所述，在部分气缸运转准备区域，为确保气门停止机构45d、46d工作(锁销45g的压入操作，也称为销锁紧)所需要的油压(过渡油压)，事先进行控制来提高油压。

与排气侧VVT18一样，第二通路52、第一供油通路55或第二供油通路56、第二换向阀96或第三换向阀98等存在于主油道50和各气门停止机构45d、46d之间，其间的路径也较长。

另一方面，在从全部气缸运转向部分气缸运转切换时，需要在对应于排气门14工作的规定时间内完成销锁紧这一操作。相对于此，如果机油的粘度升高，也会与排气侧VVT18一样，由于气门停止机构45d、46d对油压控制的响应性下降，而导致无法在规定的时间内完成销锁紧这一操作。

因此，新引入能够根据油温设定销锁紧所需要的要求油压(过渡油压)的图表，根据机油的粘度改变对过渡油压的设定值。这样做以后，在从全部气缸运转向部分气缸运转切换时，也能够通过设定所需要的最低限度的目标油压，来稳定地确保过渡油压。

图13示出该图表(过渡油压图表)。与维持油压图表一样，纵轴表示由油温传感器63检测的机油的温度(油温，单位：℃)，横轴表示发动机转速(单位：rpm)。Pk1、Pk2、Pk3(Pk1＜Pk2＜Pk3)表示要求油压(过渡油压)。

该过渡油压图表也和维持油压图表一样，划分出高温区域、中温区域和低温区域，在上述各区域内设定了对应于油温(粘度)的过渡油压。具体而言，将过渡油压设定为：机油粘度越高的区域，过渡油压越高。将过渡油压设定得比维持油压高(Pi1＜Pk1、Pi2＜Pk2、Pi3＜Pk3)。

过渡油压图表与维持油压图表不同，能够根据发动机转速来改变过渡油压。也就是说，排气门14的工作速度与发动机100的转速联动，如果发动机转速升高，切换时间就会缩短。因此，如果发动机转速升高，气门停止机构45d、46d对油压控制的响应性也需要随之相应地提高，在发动机转速较高的区域，相对于粘度将过渡油压设定得较高。

<油压控制的具体流程>

接下来，参照图14和图15，说明具体的油压控制的流程。其中，图14为时序图，示出在部分气缸运转和全部气缸运转之间进行切换时，油压(实际油压)的变化情况；图15示出油压控制的流程图。

伴随着发动机100的启动，开始控制油压(步骤S1中，为“是”)，伴随着发动机100的停止，结束油压控制(步骤S1中，为“否”)。

一开始进行液压控制，为掌握发动机100的运转状态，控制器60就读取发动机负荷、发动机转速、油温以及水温(步骤S2)。然后，控制器60判断第一气缸和第四气缸是否处于停止状态，也就是说，是否处于部分气缸运转状态(步骤S3)。

当控制器60判断出发动机100处于部分气缸运转状态时，该控制器60则进一步判断是否符合气缸停止条件(步骤S4)。当控制器60判断出符合气缸停止条件时，也就是说，当控制器60判断出在图14中的时刻P1等需要继续进行部分气缸运转的情况下，该控制器60就会从维持油压图表中读取对应于此时的油温的维持油压，并根据对应于此时的油温的维持油压决定目标油压(步骤S5、S6)。

当控制器60判断出不符合气缸停止条件，也就是说，在控制器60判断出在图14的时刻P2等需要从部分气缸运转向全部气缸运转切换的情况下，不执行步骤S5、S6，而向下一个步骤转移。

另一方面，在控制器60判断出第一气缸和第四气缸并非处于停止状态，也就是说，在控制器60判断出发动机100处于全部气缸运转状态的情况下(步骤S3中，为“否”)，控制器60则进一步判断是否符合气缸停止条件(步骤S7)。当控制器60判断出符合气缸停止条件，也就是说，在控制器60判断出在图14中的时刻P3等需要向部分气缸运转切换的情况下，则向部分气缸运转准备区域转移，从过渡油压图表中读取与此时的油温和发动机转速相对应的过渡油压，并基于该过渡油压决定目标油压(步骤S8、S9)。

当控制器60判断出不符合气缸停止条件，也就是说，在控制器60判断出在图14的时刻P4等需要继续进行全部气缸运转的情况下，不执行步骤S8、S9，而向下一个步骤转移。

接下来，由控制器60判断是否满足排气侧VVT18、气门停止机构45d、46d以及机油喷射器71等各油压工作装置的工作条件以及要求改善润滑的条件(步骤S10)。

在尚不满足各油压工作装置的工作条件以及要求改善润滑的条件的情况下，由控制器60从基础油压的图表中求出对应于发动机转速以及油压的基础油压(步骤S12)。

另一方面，在满足各油压工作装置的工作条件或者要求改善润滑的条件的情况下，则在步骤S12之前，由控制器60从图表中读取与满足条件的油压工作装置相对应的要求油压或要求改善润滑的油压(步骤S11)。

由控制器60对基础油压、要求油压、维持油压以及过渡油压进行比较，并根据最大值设定目标油压(步骤S13)。需要说明的是，因为在进行部分气缸运转时，或向部分气缸运转切换时，维持油压或过渡油压变成最大值，所以是将它们设定为目标油压。

接着，由控制器60将油压下降量加到目标油压上，计算出修正目标油压(步骤S14)，并将该修正目标油压转换为流量求出目标流量(目标喷油量)(步骤S15)。控制器60通过加上工作的各油压工作装置的消耗流量对目标流量进行补正(步骤S16)。

控制器60将已补正了的目标流量与占空比图表做一对比并设定目标占空比(步骤S17)。由控制器60读取当前的控制信号的占空比(以下，也称为“当前占空比”)，并判断当前占空比与目标占空比是否相等(步骤S18)。

在当前占空比与目标占空比相等的情况下，控制器60读取实际油压(步骤S20)。另一方面，在当前的占空比与目标占空比不相等的情况下，由控制器60将目标占空比的控制信号输出给机油控制阀84(步骤S19)，之后读取实际油压。

之后，由控制器60判断实际油压和目标油压是否相等(步骤S21)。在实际油压与目标油压不相等的情况下，则由控制器60根据实际油压和目标油压的偏差调节控制信号的占空比(步骤S22)，重复进行步骤S20～步骤S22，直到实际油压和目标油压相等。在实际油压与目标油压相等的情况下(步骤S21中，为“是”)，控制器60再次返回油压控制的初始状态，从步骤S1开始进行上述各处理。

综上所述，根据本实施方式的发动机100，利用液压控制系统进行控制以便：进行部分气缸运转时，维持气门停止机构的工作状态所需要的维持油压在机油粘度较高的区域升高。故即使是所需要的最低限度的目标油压，也能够稳定地确保维持油压。因此，能够抑制燃料消耗量增加，同时能够稳定地进行部分气缸运转，还能够让排气侧VVT稳定地工作。

Claims (4)

1.一种发动机的液压控制系统，该发动机具有多个气缸，其特征在于：

该液压控制系统包括：气门停止机构、可变相位配气机构、油泵以及控制装置，

该气门停止机构，利用压力油从让全部所述气缸工作的全部气缸运转切换到让一部分所述气缸停止运转的部分气缸运转，

该可变相位配气机构具有提前角工作室和推迟角工作室，

该提前角工作室由与曲柄轴联动着旋转的壳体和与凸轮轴一体旋转的叶片体划分出来，该提前角工作室利用压力油改变所述凸轮轴相对于所述曲柄轴的相位角，

该推迟角工作室由与曲柄轴联动着旋转的壳体和与凸轮轴一体旋转的叶片体划分出来，该推迟角工作室利用压力油改变所述凸轮轴相对于所述曲柄轴的相位角，

在全部气缸运转和部分气缸运转下，该可变相位配气机构能够改变安装在所述气缸上的气门的开关时刻，

该油泵经油压通路将所述机油供向包括所述可变相位配气机构和所述气门停止机构的油压工作装置，

该控制装置控制所述油压工作装置和所述油泵工作；

所述控制装置进行控制以便：进行部分气缸运转时，维持所述气门停止机构的工作状态所需要的维持油压在所述机油的粘度较高的区域升高。

2.根据权利要求1所述的液压控制系统，其特征在于：

所述控制装置进行控制以便：在从全部气缸运转向部分气缸运转切换时，所述气门停止机构工作所需要的过渡油压在所述机油的粘度较高的区域升高，并且所述控制装置根据所述发动机的转速改变该过渡油压。

3.根据权利要求1所述的液压控制系统，其特征在于：

所述油泵是喷油量可调节的变量油泵，

该液压控制系统包括油压传感器和喷油量调节装置，该油压传感器设置在所述油压通路上，该喷油量调节装置根据由该油压传感器检测的油压调节所述变量油泵的喷油量，

所述控制装置对所述喷油量调节装置进行控制来调节所述维持油压和所述过渡油压。

4.根据权利要求2所述的液压控制系统，其特征在于：

所述油泵是喷油量可调节的变量油泵，

该液压控制系统包括油压传感器和喷油量调节装置，该油压传感器设置在所述油压通路上，该喷油量调节装置根据由该油压传感器检测的油压调节所述变量油泵的喷油量，

所述控制装置对所述喷油量调节装置进行控制来调节所述维持油压和所述过渡油压。