DE102010041076B4

DE102010041076B4 - Steuerungsvorrichtung und Steuerungsverfahren für eine Brennkraftmaschine

Info

Publication number: DE102010041076B4
Application number: DE201010041076
Authority: DE
Inventors: Shoichiro Morinaka; Kyosuke Togawa
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2009-10-01
Filing date: 2010-09-20
Publication date: 2015-04-02
Anticipated expiration: 2030-09-21
Also published as: JP2011074891A; JP4985739B2; DE102010041076A1

Abstract

Steuerungseinrichtung (9) für eine Brennkraftmaschine (1), die eine Kühlmitteltemperaturerfassungseinrichtung (81), die an einem Ort bereitgestellt ist, der von einem zu einem Kolben (32) der Brennkraftmaschine (1) benachbarten Ort in einem Kühlmittelkanal (5) der Brennkraftmaschine (1) entfernt ist, und die eine Temperatur des Kühlmittels an dem entfernten Ort erfasst, eine Kühlmitteldurchflussmengenvariationseinrichtung (55), die es ermöglicht, dass eine Durchflussmenge des Kühlmittels in dem Kühlmittelkanal (5) auf der Grundlage eines Kraftmaschinenbetriebszustand variabel ist, und eine Öldruckvariationseinrichtung (64) umfasst, die einen Druck eines Öls, das einem Kolben (32) zugeführt wird, vergrößert, wenn die Kraftmaschinenzustandgröße höher oder gleich einem vorbestimmten Schwellenwert ist, wobei die Steuerungsvorrichtung (9) bei der Brennkraftmaschine (1) angewendet wird und eine Schwellenwerteinstelleinrichtung (9) umfasst, die den vorbestimmten Schwellenwert verkleinert, wenn die Temperatur des Kühlmittels, die durch die Kühlmitteltemperaturerfassungseinrichtung (81) erfasst wird, hoch ist, im Vergleich mit einer Situation, wenn die erfasste Temperatur des Kühlmittels niedrig ist, wobei die Steuerungsvorrichtung (9) dadurch gekennzeichnet ist, dass sie ferner umfasst: eine Bestimmungseinrichtung (9), die eingerichtet ist zu bestimmen, ob die Durchflussmenge des Kühlmittels eine erste Durchflussmenge oder eine zweite Durchflussmenge ist, wobei die erste Durchflussmenge höher als die zweite Durchflussmenge ist, wobei für jeden Temperaturbereich des Kühlmittels ein erster Satz von vorbestimmten Schwellenwerten für einen Fall bereitgestellt ist, in dem die Durchflussmenge des Kühlmittels die erste Durchflussmenge ist, und ein zweiter Satz von vorbestimmten Schwellenwerten für einen Fall bereitgestellt ist, in dem die Durchflussmenge des Kühlmittels die zweite Durchflussmenge ist, wobei die Werte des ersten Satzes von vorbestimmten Schwellenwerten höher sind als die Werte des zweiten Satzes von vorbestimmten Schwellenwerten, ...

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
1. Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft eine Steuerungsvorrichtung und ein Steuerungsverfahren für eine Brennkraftmaschine, die in der Lage sind, die Durchflussmenge eines Kühlmittels in einem Kühlmittelkanal der Brennkraftmaschine auf der Grundlage eines Kraftmaschinenbetriebszustands zu variieren und, wenn eine Kraftmaschinenzustandsgröße größer oder gleich einem vorbestimmten Schwellenwert ist, den Druck eines Öls, das auf einen Kolben der Brennkraftmaschine gespritzt und diesem zugeführt wird, zu vergrößern.
2. Beschreibung des verwandten Standes der Technik
In einem existierenden Stand der Technik vergrößert eine Steuerungsvorrichtung für eine Brennkraftmaschine den Druck eines Öls, das verschiedenen Abschnitten der Brennkraftmaschine zugeführt wird, wenn eine Kraftmaschinendrehgeschwindigkeit höher oder gleich einem vorbestimmten Schwellenwert ist oder wenn eine Kraftstoffeinspritzmenge höher oder gleich einem vorbestimmten Schwellenwert ist. Zusätzlich gibt es eine Steuerungsvorrichtung, die den Druck eines Öls vergrößert, um eine größere Menge von Öl auf einen Kolben der Brennkraftmaschine pro Einheitszeit zu spritzen und diesem zuzuführen, um hierdurch eine übermäßige Vergrößerung der Temperatur des Kolbens zu unterdrücken. Hierbei nimmt die Temperatur eines Kühlmittels, das durch einen Kühlmittelkanal der Brennkraftmaschine fließt, zu, wenn die Temperatur des Kolbens zunimmt, wobei es erforderlich ist, den Kolben frühzeitig in einer Situation zu kühlen, bei der die Temperatur des Kolbens zunimmt. Folglich ist es denkbar, dass ein Kühlmitteltemperatursensor, der die Temperatur des Kühlmittels in dem Kühlmittelkanal erfasst, bereitgestellt wird, wobei dann die vorstehend beschriebenen vorbestimmten Schwellenwerte verkleinert werden, wenn die Temperatur des Kühlmittels, die durch den Kühlmitteltemperatursensor erfasst wird, hoch ist, im Vergleich mit einer Situation, bei der die erfasste Temperatur des Kühlmittels niedrig ist. Es ist anzumerken, dass ein derartiger Kühlmitteltemperatursensor üblicherweise in dem Kühlmittelkanal stromabwärts zu einem Zylinderblock und einem Zylinderkopf, die einen Brennkraftmaschinenkörper bilden, bereitgestellt ist.
Zusätzlich ermöglicht es eine Steuerungsvorrichtung für eine Brennkraftmaschine, dass die Durchflussmenge eines Kühlmittels in einem Kühlmittelkanal auf der Grundlage eines Kraftmaschinenbetriebszustands variabel ist. Eine derartige Steuerungsvorrichtung für eine Brennkraftmaschine ist beispielsweise in der japanischen Patentveröffentlichung Nr. 2008-169750 ( JP-A-2008-169750 ) beschrieben. Eine existierende typische Steuerungsvorrichtung für eine Brennkraftmaschine, die die in der JP-A-2008-169750 beschriebene Technik umfasst, gestattet oder verhindert einen Kühlmittelfluss in einem Kühlmittelkanal durch eine Antriebssteuerung über eine Wasserpumpe auf der Grundlage eines Kraftmaschinenbetriebszustands. Spezifisch wird, wenn die Temperatur des Kühlmittels in einen vorbestimmten Temperaturbereich fällt, ein Fließen des Kühlmittels in dem Kühlmittelkanal verhindert, um ein Aufwärmen der Brennkraftmaschine zu erleichtern. Zusätzlich wird, wenn die Brennkraftmaschine in einen Hochlastbetrieb oder einen Hochgeschwindigkeitsdrehbetrieb schaltet, während das Fließen des Kühlmittels verhindert ist, gestattet, dass Kühlmittel durch den Kühlmittelkanal fließt, um hierdurch eine übermäßige Erhöhung der Temperatur der Brennkraftmaschine zu unterdrücken.
Im Übrigen ist, wie es vorstehend beschrieben ist, der Kühlmitteltemperatursensor an einem Ort bereitgestellt, der von einem zu dem Kolben benachbarten Ort in dem Kühlmittelkanal der Brennkraftmaschine entfernt ist. Zusätzlich wird, wenn das Kühlmittel in dem Kühlmittelkanal fließt, eine große Wärmemenge zu dem Kühlmittel transferiert, wenn das Kühlmittel durch den Ort hindurchgeht, der benachbart zu dem Kolben und der Innenseite des Zylinderkopfs ist. Aufgrund dieser Tatsachen ist die Temperatur des Kühlmittels bei dem Ort, bei dem der Kühlmitteltemperatursensor angeordnet ist, höher als die Temperatur des Kühlmittels bei dem Ort, der zu dem Kolben benachbart ist. Demgegenüber wird, wenn durch die Antriebssteuerung über die Wasserpumpe verhindert wird, dass Kühlmittel in dem Kühlmittelkanal fließt, eine große Wärmemenge von dem Kolben zu dem Kühlmittel transferiert, das bei dem zu dem Kolben benachbarten Ort stagniert. Folglich ist die Temperatur des Kühlmittels bei dem Ort, bei dem der Kühlmitteltemperatursensor angeordnet ist, niedriger als die Temperatur des Kühlmittels bei dem zu dem Kolben benachbarten Ort. Aus diesem Grund ist es in einer Konfiguration, bei der die vorstehend beschriebenen vorbestimmten Schwellenwerte für eine Vergrößerung des Drucks eines Öls, das dem Kolben zugeführt wird, in Abhängigkeit der Temperatur des Kühlmittels, die durch den Kühlmitteltemperatursensor erfasst wird, beispielsweise auf der Grundlage der Annahme, dass verhindert ist, dass das Kühlmittel in dem Kühlmittelkanal fließt, d. h., die Temperatur des Kühlmittels bei dem zu dem Kolben benachbarten Ort ist in Bezug auf die Temperatur des Kühlmittels, die durch den Kühlmitteltemperatursensor erfasst wird, maximal, wünschenswert, die Beziehung zwischen der Temperatur des Kühlmittels, die durch den Kühlmitteltemperatursensor erfasst wird, und den vorbestimmten Schwellenwerten hinsichtlich eines Unterdrückens einer übermäßigen Vergrößerung der Temperatur des Kolbens zu definieren. In diesem Fall tritt jedoch, wenn es gestattet ist, dass das Kühlmittel in dem Kühlmittelkanal fließt, die nachstehend genannte Schwierigkeit auf. Wenn die Temperatur des Kühlmittels bei dem Ort, bei dem der Kühlmitteltemperatursensor angeordnet ist, zunimmt und dementsprechend die vorbestimmten Schwellenwerte verkleinert werden, und dann die Kraftmaschinendrehgeschwindigkeit oder dergleichen höher oder gleich einem entsprechenden der vorbestimmten Schwellenwerte ist, wird der Druck des Öls vergrößert, um eine größere Menge von Öl dem Kolben pro Einheitszeit zuzuführen, wie es vorstehend beschrieben ist. Zu dieser Zeit tritt jedoch tatsächlich eine Situation auf, dass die Temperatur des Kolbens der Brennkraftmaschine nicht in einem solchen Ausmaß zugenommen hat, dass der Kolben durch Öl gekühlt werden muss. Als Ergebnis nimmt der Kraftstoffverbrauch der Brennkraftmaschine unnötig um eine Größe zu, mit der der Druck des Öls vergrößert wird, um eine größere Menge von Öl auf den Kolben pro Einheitszeit zu spritzen und diesem zuzuführen.
Es ist anzumerken, dass die vorstehend beschriebene Schwierigkeit nicht nur in der Steuerungsvorrichtung auftritt, die ein Fließen des Kühlmittels in dem Kühlmittelkanal gestattet oder verhindert, sondern auch meistens in einer Steuerungsvorrichtung auftritt, die es ermöglicht, dass die Durchflussmenge des Kühlmittels auf der Grundlage des Kraftmaschinenbetriebszustands variabel ist.
Die Druckschrift DE 199 24 499 A1 offenbart eine Antriebsvorrichtung für ein an einer Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeugs angeordnetes Nebenaggregat, insbesondere für eine Wasserpumpe, mit einer elektrisch steuerbaren Kupplung zwischen einem Abtrieb der Brennkraftmaschine und einem Antrieb des Nebenaggregats. Es ist eine Kennfeldsteuereinrichtung zur ständigen und direkten Ansteuerung der Kupplung vorgesehen, mit Kennfeldern, in denen Kupplungsgrade der Kupplung abhängig von Betriebszuständen der Brennkraftmaschine, des Kraftfahrzeugs oder abhängig von Umgebungsparametern abgelegt sind, um gemäß dieser Kupplungsgrade elektrische Signale zur Steuerung der Kupplung zu erzeugen.
Die Druckschrift DE 28 17 515 A1 offenbart eine Brennkraftmaschine mit direkter Kraftstoffeinspritzung wobei ein Ölkühlsystem für einen Kolben eingesetzt wird.
Die Druckschrift DE 10 2004 017 909 A1 offenbart eine Vorrichtung zur Kühlung der Kolben einer Brennkraftmaschine mittels einer Schmierölpumpe, die Öl aus dem Schmierölkreislauf jedem Kolben über jeweils eine, eine Austrittsöffnung aufweisende Zuführleitung zumindest bodenseitig zuführt, wobei die Ölzufuhr über zumindest ein Ventil erfolgt. Das zumindest eine Ventil ist ein Rückschlagventil, welches eine Zuführung von Öl erst ab einem definierten Druck im Schmierölkreislauf zulässt, wobei eine Steuereinheit vorhanden ist, die gewährleistet, dass die Schmierölpumpe zur Bereitstellung eines variablen Druckes im Schmierölkreislauf bei unterschiedlichen Betriebszuständen der Brennkraftmaschine lastabhängig geregelt wird. Alternativ kann das zumindest eine Ventil ein steuerbares Magnetventil sein und die Steuereinheit derart ausgebildet sein, dass die Ansteuerung des Magnetventils in Anhängigkeit von der Last der Brennkraftmaschine erfolgt.
KURZZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Die Erfindung stellt eine Steuerungsvorrichtung und ein Steuerungsverfahren für eine Brennkraftmaschine bereit, die in der Lage sind, eine unnötige Vergrößerung des Kraftstoffverbrauchs der Brennkraftmaschine zu unterdrücken, während eine übermäßige Vergrößerung der Temperatur eines Kolbens der Brennkraftmaschine unterdrückt wird.
Diese Aufgabe wird durch eine Steuerungsvorrichtung gemäß Patentanspruch 1 und ein Steuerungsverfahren gemäß Patentanspruch 7 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den abhängigen Patentansprüchen angegeben.
Gemäß einem Beispiel ist eine Steuerungsvorrichtung für eine Brennkraftmaschine bereitgestellt, die eine Kühlmitteltemperaturerfassungseinrichtung, die an einem Ort bereitgestellt ist, der von einem zu einem Kolben der Brennkraftmaschine benachbarten Ort in einem Kühlmittelkanal der Brennkraftmaschine entfernt ist, und die eine Temperatur eines Kühlmittels an dem entfernten Ort erfasst, eine Kühlmitteldurchflussmengenvariationseinrichtung, die es ermöglicht, dass eine Durchflussmenge eines Kühlmittels in dem Kühlmittelkanal auf der Grundlage eines Kraftmaschinenbetriebszustands variabel ist, und eine Öldruckvariationseinrichtung umfasst, die einen Druck eines Öls, das dem Kolben zugeführt wird, vergrößert, wenn die Kraftmaschinenzustandsgröße höher oder gleich einem vorbestimmten Schwellenwert ist. Die Steuerungsvorrichtung wird bei der Brennkraftmaschine angewendet und umfasst eine Schwellenwerteinstelleinrichtung, die den vorbestimmten Schwellenwert verkleinert, wenn die Temperatur des Kühlmittels, die durch die Kühlmitteltemperaturerfassungseinrichtung erfasst wird, hoch ist, im Vergleich mit einer Situation, wenn die erfasste Temperatur des Kühlmittels niedrig ist. Die Schwellenwerteinstelleinrichtung vergrößert den vorbestimmten Schwellenwert, der für die Temperatur des Kühlmittels eingestellt ist, die durch die Kühlmitteltemperaturerfassungseinrichtung erfasst wird, wenn die Durchflussmenge des Kühlmittels in dem Kühlmittelkanal hoch ist, im Vergleich zu einer Situation, wenn die Durchflussmenge des Kühlmittels in dem Kühlmittelkanal niedrig ist.
Die Kühlmitteltemperaturerfassungseinrichtung ist bei einem Ort bereitgestellt, der von einem zu dem Kolben der Brennkraftmaschine benachbarten Ort in dem Kühlmittelkanal der Brennkraftmaschine entfernt ist, und erfasst die Temperatur des Kühlmittels an dem entfernten Ort. Somit ist, auch wenn die Temperatur des Kühlmittels, die durch die Kühlmitteltemperaturerfassungseinrichtung erfasst wird, die gleiche ist, die Temperatur des Kühlmittels an dem zu dem Kolben benachbarten Ort niedriger, wenn die Durchflussmenge des Kühlmittels in dem Kühlmittelkanal hoch ist, als wenn die Durchflussmenge des Kühlmittels in dem Kühlmittelkanal niedrig ist.
Mit der vorstehend beschriebenen Konfiguration wird der vorbestimmte Schwellenwert, der für die Temperatur des Kühlmittels eingestellt wird, die durch die Kühlmitteltemperaturerfassungseinrichtung erfasst wird, vergrößert, wenn die Durchflussmenge des Kühlmittels in dem Kühlmittelkanal hoch ist, im Vergleich mit einer Situation, wenn die Durchflussmenge des Kühlmittels in dem Kühlmittelkanal niedrig ist, d. h., wenn die Temperatur des Kühlmittels an dem zu dem Kolben benachbarten Ort in Bezug auf die Temperatur des Kühlmittels, die durch die Kühlmitteltemperaturerfassungseinrichtung erfasst wird, relativ niedrig ist, im Vergleich mit einer Situation, wenn die Temperatur des Kühlmittels an dem zu dem Kolben benachbarten Ort in Bezug auf die erfasste Temperatur des Kühlmittels relativ hoch ist. Auf diese Weise ist es, wenn der vorbestimmte Schwellenwert eingestellt ist, unter Berücksichtigung nicht nur der Temperatur des Kühlmittels, die durch die Kühlmitteltemperaturerfassungseinrichtung erfasst wird, sondern auch der Temperatur des Kühlmittels an dem zu dem Kolben benachbarten Ort, die auf der Grundlage der Temperatur des Kühlmittels erlangt wird, die durch die Kühlmitteltemperaturerfassungseinrichtung erfasst wird, und der Durchflussmenge des Kühlmittels in dem Kühlmittelkanal möglich, den vorbestimmten Schwellenwert entsprechend der tatsächlichen Temperatur des Kühlmittels an dem zu dem Kolben benachbarten Ort einzustellen. Indem dies getan wird, kann der Druck des Öls in vorteilhafter Weise in einem breiteren Kraftmaschinenzustandsgrößenbereich auf einem niedrigen Zustand gehalten werden. Somit kann eine unnötige Vergrößerung des Kraftstoffverbrauchs der Brennkraftmaschine unterdrückt werden, während eine übermäßige Vergrößerung der Temperatur des Kolbens der Brennkraftmaschine in adäquater Weise unterdrückt wird.
In der vorstehend beschriebenen Konfiguration kann die Kühlmitteldurchflussmengenvariationseinrichtung ein Fließen des Kühlmittels in dem Kühlmittelkanal gestatten oder verhindern, und die Schwellenwerteinstelleinrichtung kann den vorbestimmten Schwellenwert, der für die Temperatur des Kühlmittels eingestellt ist, die durch die Kühlmitteltemperaturerfassungseinrichtung erfasst wird, vergrößern, wenn es gestattet ist, dass das Kühlmittel in dem Kühlmittelkanal fließt, im Vergleich zu einer Situation, wenn verhindert ist, dass das Kühlmittel in dem Kühlmittelkanal fließt.
Die Kühlmitteltemperaturerfassungseinrichtung ist an dem Ort bereitgestellt, der von dem zu dem Kolben der Brennkraftmaschine benachbarten Ort in dem Kühlmittelkanal der Brennkraftmaschine entfernt ist, und erfasst die Temperatur des Kühlmittels an dem entfernten Ort. Somit ist, auch wenn die Temperatur des Kühlmittels, die durch die Kühlmitteltemperaturerfassungseinrichtung erfasst wird, die gleiche ist, die Temperatur des Kühlmittels an dem zu dem Kolben benachbarten Ort niedriger, wenn das Kühlmittel in dem Kühlmittelkanal fließt, als wenn das Kühlmittel nicht in dem Kühlmittelkanal fließt.
Mit der vorstehend beschriebenen Konfiguration wird der vorbestimmte Schwellenwert, der für die Temperatur des Kühlmittels eingestellt ist, die durch die Kühlmitteltemperaturerfassungseinrichtung erfasst wird, vergrößert, wenn es gestattet ist, dass das Kühlmittel in dem Kühlmittelkanal fließt, im Vergleich zu einer Situation, wenn verhindert ist, dass das Kühlmittel in dem Kühlmittelkanal fließt, d. h., wenn die Temperatur des Kühlmittels an dem zu dem Kolben benachbarten Ort in Bezug auf die Temperatur des Kühlmittels, die durch die Kühlmitteltemperaturerfassungseinrichtung erfasst wird, relativ niedrig ist, im Vergleich mit einer Situation, wenn die Temperatur des Kühlmittels an dem zu dem Kolben benachbarten Ort in Bezug auf die erfasste Temperatur des Kühlmittels relativ hoch ist. Somit kann eine unnötige Vergrößerung des Kraftstoffverbrauchs der Brennkraftmaschine unterdrückt werden, während in adäquater Weise eine übermäßige Vergrößerung der Temperatur des Kolbens der Brennkraftmaschine unterdrückt wird.
In der vorstehend beschriebenen Konfiguration kann die Schwellenwerteinstelleinrichtung den vorbestimmten Schwellenwert für jeden einer Vielzahl von Temperaturbereichen, die für die Temperatur des Kühlmittels eingestellt sind, die durch die Kühlmitteltemperaturerfassungseinrichtung erfasst wird, einstellen und kann den vorbestimmten Schwellenwert, der für einen der Vielzahl von Temperaturbereichen eingestellt ist, wenn die Durchflussmenge des Kühlmittels in dem Kühlmittelkanal hoch ist, vergrößern, im Vergleich mit einer Situation, wenn die Durchflussmenge des Kühlmittels in dem Kühlmittelkanal niedrig ist. Auch in diesem Fall können vorteilhafte Wirkungen erreicht werden, die ähnlich zu den vorteilhaften Wirkungen sind, die durch die vorstehend beschriebene Konfiguration erreicht werden.
In der vorstehend beschriebenen Konfiguration kann die Kraftmaschinenzustandsgröße eine Kraftmaschinendrehgeschwindigkeit umfassen, und die Öldruckvariationseinrichtung kann den Druck des Öls, das auf den Kolben der Brennkraftmaschine gespritzt wird und diesem zugeführt wird, vergrößern, wenn die Kraftmaschinendrehgeschwindigkeit höher oder gleich einem vorbestimmten Wert ist.
In der vorstehend beschriebenen Konfiguration kann die Kraftmaschinenzustandsgröße eine Kraftmaschinenlast umfassen, und die Öldruckvariationseinrichtung kann den Druck des Öls, das auf den Kolben der Brennkraftmaschine gespritzt wird und diesem zugeführt wird, vergrößern, wenn die Kraftmaschinenlast höher oder gleich einem vorbestimmten Wert ist. Hierbei kann, wenn das Beispiel beispielsweise bei einer Steuerungsvorrichtung für eine Dieselkraftmaschine angewendet wird, eine Kraftstoffeinspritzmenge als die Kraftmaschinenlast verwendet werden. Zusätzlich kann, wenn das Beispiel beispielsweise bei einer Steuerungsvorrichtung für eine Benzinkraftmaschine angewendet wird, eine Einlassluftströmungsmenge als die Kraftmaschinenlast verwendet werden.
In der vorstehend beschriebenen Konfiguration kann die Öldruckvariationseinrichtung einen Druckstufenänderungsmechanismus umfassen, der eine Druckstufe eines Öls, das von einer Kraftmaschinen betriebenen Ölpumpe ausgestoßen wird und dem Kolben der Brennkraftmaschine zugeführt wird, zwischen einer niedrigen Druckstufe und einer hohen Druckstufe ändert, und die Öldruckvariationseinrichtung kann die Druckstufe des Öls zu der hohen Druckstufe ändern, wenn die Kraftmaschinenzustandsgröße höher oder gleich dem vorbestimmten Schwellenwert ist, wohingegen die Öldruckvariationseinrichtung die Druckstufe des Öls zu der niedrigen Druckstufe ändern kann, wenn die Kraftmaschinenzustandsgröße niedriger als der vorbestimmte Schwellenwert ist. Mit der vorstehend beschriebenen Konfiguration kann eine unnötige Vergrößerung des Kraftstoffverbrauchs der Brennkraftmaschine unterdrückt werden, während eine übermäßige Vergrößerung der Temperatur des Kolbens der Brennkraftmaschine unterdrückt wird.
Ein zweites Beispiel stellt ein Steuerungsverfahren für eine Brennkraftmaschine bereit. Das Steuerungsverfahren umfasst: ein Erfassen einer Temperatur eines Kühlmittels an einem Ort, der von einem zu einem Kolben der Brennkraftmaschine benachbarten Ort in einem Kühlmittelkanal der Brennkraftmaschine entfernt ist, ein Ermöglichen, dass eine Durchflussmenge des Kühlmittels in dem Kühlmittelkanal auf der Grundlage eines Kraftmaschinenbetriebszustands variabel ist, ein Vergrößern eines Drucks des Öls, das dem Kolben zugeführt wird, wenn eine Kraftmaschinenzustandsgröße höher oder gleich einem vorbestimmten Schwellenwert ist, ein Verkleinern des vorbestimmten Schwellenwerts, wenn die Temperatur des Kühlmittels hoch ist, im Vergleich mit einer Situation, wenn die Temperatur des Kühlmittels niedrig ist, und ein Vergrößern des vorbestimmten Schwellenwerts, der für die Temperatur des Kühlmittels eingestellt ist, wenn die Durchflussmenge des Kühlmittels in dem Kühlmittelkanal hoch ist, im Vergleich mit einer Situation, wenn die Durchflussmenge des Kühlmittels in dem Kühlmittelkanal niedrig ist.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNG
Die vorstehend genannten und weitere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der Erfindung werden aus der nachstehenden Beschreibung beispielhafter Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung ersichtlich, wobei gleiche Bezugszeichen zur Darstellung gleicher Elemente verwendet werden. Es zeigen:
1 ein schematisches Konfigurationsdiagramm eines Kühlmittelzirkulationssystems einer Brennkraftmaschine, bei der eine Steuerungsvorrichtung für eine Brennkraftmaschine gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung angewendet wird,
2 ein schematisches Konfigurationsdiagramm, das die schematische Konfiguration eines Ölzufuhrsystems der Brennkraftmaschine gemäß dem Ausführungsbeispiel zeigt,
3A eine Querschnittsansicht, die den Querschnittsaufbau eines Druckeinstellventils bzw. Entlastungsventils zeigt, wenn ein Umschaltventil offen ist,
3B eine Querschnittsansicht, die einen Querschnittsaufbau des Druckeinstellventils zeigt, wenn das Umschaltventil geschlossen ist,
4 eine Abbildung, die die Beziehung zwischen einer Kraftmaschinendrehgeschwindigkeit oder einer Kraftstoffeinspritzmenge und einer Druckstufe eines Öls bei einer vorbestimmten Kühlmitteltemperatur bei einer Schaltsteuerung über die Druckstufe des Öls gemäß dem Ausführungsbeispiel definiert,
5 einen Graphen, der ein Beispiel der Beziehung zwischen einer Kraftmaschinendrehgeschwindigkeit NE und einem Druck P des Öls bei einer vorbestimmten Kraftstoffeinspritzmenge bei einer Schaltsteuerung über die Druckstufe des Öls gemäß dem Ausführungsbeispiel zeigt,
6 ein Flussdiagramm, das die Prozedur einer Antriebssteuerung über eine Wasserpumpe gemäß dem Ausführungsbeispiel zeigt,
7 ein Flussdiagramm, das die Prozedur einer Schaltsteuerung über die Druckstufe des Öls gemäß dem Ausführungsbeispiel zeigt, und
8A bis 8C Abbildungen, die einen vorbestimmten Wert NEth einer Kraftmaschinendrehgeschwindigkeit NE und einen vorbestimmten Wert Qth einer Kraftstoffeinspritzmenge für jeden Temperaturbereich einer Kühlmitteltemperatur in einer Schaltsteuerung über die Druckstufe des Öls gemäß dem Ausführungsbeispiel definieren.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSBEISPIELE
Nachstehend wird ein Ausführungsbeispiel, in dem eine Steuerungsvorrichtung für eine Brennkraftmaschine gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung als eine Steuerungsvorrichtung für eine in einem Fahrzeug angebrachte Dieselkraftmaschine (nachstehend als eine Brennkraftmaschine bezeichnet) 1 verkörpert ist, unter Bezugnahme auf 1 bis 8C beschrieben. 1 zeigt die schematische Konfiguration eines Kühlmittelzirkulationssystems der Brennkraftmaschine 1, bei der die Steuerungsvorrichtung gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel angewendet wird.
Wie es in 1 gezeigt ist, umfasst die Brennkraftmaschine 1 einen Brennkraftmaschinenkörper 2, der aus einem Zylinderblock 3 und einem Zylinderkopf 4 gebildet ist. Eine Zylinderbohrung 31 ist innerhalb des Zylinderblocks 3 ausgebildet. Ein Kolben 32 ist in der Zylinderbohrung 31 bereitgestellt, um wechselseitig bewegbar zu sein. Der Kolben 32 ist antriebsfähig mit einer Kraftmaschinenausgabewelle gekoppelt.
Zusätzlich weist die Brennkraftmaschine 1 einen Kühlmittelkanal 5 als einen Fließkanal auf, durch den ein Kühlmittel zirkuliert. Der Kühlmittelkanal 5 weist einen blockseitigen Kühlwassermantel 53 und einen kopfseitigen Kühlwassermantel 54 auf. Der blockseitige Kühlwassermantel 53 ist in dem Zylinderblock 3 ausgebildet, um die Zylinderbohrung 31 zu umgeben. Der kopfseitige Kühlwassermantel 54 ist in dem Zylinderkopf 4 ausgebildet. Es ist anzumerken, dass der blockseitige Kühlwassermantel 53 und der kopfseitige Kühlwassermantel 54 miteinander seriell verbunden sind.
In dem Kühlmittelkanal 5 ist ein primärer Kühlmittelkanal 51 zwischen einen stromabwärts liegenden Endabschnitt des kopfseitigen Kühlwassermantels 54 und einem stromaufwärts liegenden Endabschnitt des blockseitigen Kühlwassermantels 53 angeschlossen. Zusätzlich ist ein Kühler 56 in dem primären Kühlmittelkanal 51 bereitgestellt, um das Kühlmittel abzukühlen. Zusätzlich ist ein sekundärer Kühlmittelkanal 52 an den primären Kühlmittelkanal 51 angeschlossen. Der sekundäre Kühlmittelkanal 52 verbindet den stromaufwärts liegenden Abschnitt und den stromabwärts liegenden Abschnitt des primären Kühlmittelkanals 51 in Bezug auf den Kühler 56, um den Kühler 56 zu umgehen. Zusätzlich ist ein Wärmeregler bzw. ein Thermostat 57 bei einem Abschnitt des primären Kühlmittelkanals 51 bereitgestellt, der mit dem stromabwärts liegenden Endabschnitt des sekundären Kühlmittelkanals 52 verbunden ist. Der Thermostat 57 ermöglicht oder sperrt eine Flüssigkeitskommunikation zwischen dem sekundären Kühlmittelkanal 52 und dem primären Kühlmittelkanal 51.
Eine kraftmaschinenbetriebene Wasserpumpe 55 ist in dem Kühlmittelkanal 5 zwischen dem Thermostat 57 und dem Zylinderblock 3 bereitgestellt. Die Wasserpumpe 55 saugt Kühlmittel an und stößt es aus. Zusätzlich ist eine Kupplung 58 zwischen einer Eingangswelle der Wasserpumpe 55 und der Kraftmaschinenausgabewelle bereitgestellt. Die Kupplung 58 wird verwendet, um eine Kraftmaschinenausgabe zu der Eingangswelle der Wasserpumpe 55 zu übertragen oder dies zu unterbrechen. Wenn die Kraftmaschinenausgabe zu der Eingangswelle der Wasserpumpe 55 über die Kupplung 58 übertragen wird, wird die Wasserpumpe 55 angetrieben. Indem dies getan wird, fließt, wie es durch den Pfeil in 1 angezeigt ist, das Kühlmittel sequenziell durch den blockseitigen Kühlwassermantel 53 und den kopfseitigen Kühlwassermantel 54.
Das Fahrzeug ist mit einer elektronischen Steuerungseinheit 9 ausgestattet, die verschiedene Arten von Steuerungen über die Brennkraftmaschine 1 ausführt, einschließlich einer Betriebssteuerung der Kupplung 58, d. h. einer Antriebssteuerung der Wasserpumpe 55. Die elektronische Steuerungseinheit 9 umfasst eine CPU, ein ROM, ein RAM, Eingangs- und Ausgangsanschlüsse und dergleichen. Die CPU führt verschiedene Arten von Berechnungen aus, die die verschiedenen Arten von Steuerungen betreffen, wie beispielsweise eine Startsteuerung und eine Kraftstoffeinspritzsteuerung über die Brennkraftmaschine 1. Das ROM speichert Programme und Daten, die für die verscheidenden Arten von Steuerungen erforderlich sind. Das RAM speichert zeitweilig die Ergebnisse der Berechnung der CPU. Die Eingangs- und Ausgangsanschlüsse werden verwendet, um Signale von und nach außen einzugeben und auszugeben.
Verschiedene Sensoren und dergleichen, wie beispielsweise ein Kühlmitteltemperatursensor 81, ein Zündschalter für die Brennkraftmaschine 1, ein Drehgeschwindigkeitssensor und ein Einlassluftdrucksensor sind mit dem Eingangsanschluss der elektronischen Steuerungseinheit 9 verbunden. Der Kühlmitteltemperatursensor 81 ist an der Außenseite des Zylinderkopfs 4 bereitgestellt und erfasst die Temperatur des Kühlmittels (nachstehend als ”Kühlmitteltemperatur” bezeichnet) THW an einem Ort, bei dem der kopfseitige Kühlwassermantel 54 mit dem primären Kühlmittelkanal 51 verbunden ist. Der Drehgeschwindigkeitssensor erfasst eine Kraftmaschinendrehgeschwindigkeit NE, die die Drehgeschwindigkeit der Kraftmaschinenausgabewelle ist. Der Einlassluftdrucksensor erfasst den Druck einer Einlassluft, die einer Verbrennung der Brennkraftmaschine 1 ausgesetzt wird.
In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel gestattet oder verhindert die elektronische Steuerungseinheit 9 während eines Aufwärmens der Brennkraftmaschine 1 ein Fließen des Kühlmittels in dem Kühlmittelkanal 5 durch eine Antriebssteuerung über die Wasserpumpe 55 auf der Grundlage eines Kraftmaschinenbetriebszustands. Spezifisch wird, wenn die Kühlmitteltemperatur THW, die durch den Kühlmitteltemperatursensor 81 erfasst wird, in einen vorbestimmten Temperaturbereich fällt (T0 ≤ THW ≤ T4), ein Antrieb der Wasserpumpe 55 gestoppt, um ein Fließen des Kühlmittels in dem Kühlmittelkanal 5 zu verhindern, um somit ein Aufwärmen der Brennkraftmaschine 1 zu erleichtern. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist die Temperatur T0 auf ”5°C” eingestellt. Zusätzlich ist die Temperatur T4 auf ”80°C” eingestellt. Zusätzlich wird, wenn die Brennkraftmaschine 1 in einen Hochlastbetrieb oder einen Hochgeschwindigkeitsdrehungsbetrieb schaltet, während ein Fließen des Kühlmittels verhindert ist, wie es vorstehend beschrieben ist, die Wasserpumpe 55 angetrieben, um ein Fließen des Kühlmittels zu gestatten, um hierdurch eine übermäßige Vergrößerung der Temperatur der Brennkraftmaschine 1 zu unterdrücken. Es ist anzumerken, dass die Wasserpumpe 55 und die Kupplung 58 in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel als Kühlmitteldurchflussmengenvariationseinrichtung gemäß der Ausgestaltung der Erfindung fungieren.
2 zeigt die schematische Konfiguration eines Ölzufuhrsystems der Brennkraftmaschine gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel. Wie es in 2 gezeigt wird, weist die Brennkraftmaschine 1 einen primären Zufuhrkanal 61 auf, der verwendet wird, um Öl, das innerhalb einer Ölwanne 63 gespeichert ist, zu verschiedenen Abschnitten der Brennkraftmaschine 1 zuzuführen. Eine kraftmaschinenbetriebene Ölpumpe 64, die Öl anzieht und ausstößt, ist in dem primären Zufuhrkanal 61 bereitgestellt. Wenn eine Kraftmaschinenausgabe zu der Eingangswelle der Ölpumpe 64 übertragen wird, wird die Ölpumpe 64 angetrieben, um Öl zu verschiedenen Abschnitten der Brennkraftmaschine über den primären Zufuhrkanal 61 zuzuführen. Spezifisch ist ein sekundärer Zufuhrkanal 65 stromabwärts zu der Ölpumpe 64 in dem primären Zufuhrkanal 61 bereitgestellt. Der sekundäre Zufuhrkanal 65 zweigt von dem primären Zufuhrkanal 61 ab und wird verwendet, um Öl zu Schmierabschnitten der Brennkraftmaschine 1 zuzuführen. Zusätzlich ist ein Ölspritzmechanismus 66 mit einem stromabwärts liegenden Endabschnitt des primären Zufuhrkanals 61 verbunden. Der Ölspritzmechanismus 66 spritzt kühlendes Öl auf den Kolben 32 der Brennkraftmaschine 1 über ein Rückschlagventil 67 und führt es diesem zu. Das Rückschlagventil 67 ist geschlossen, wenn der Druck des Öls, der von der Seite des primären Zufuhrkanals 61 an das Ventilelement des Rückschlagventils 67 angelegt ist, niedriger ist als ein vorbestimmter Druck. Demgegenüber ist das Rückschlagventil 67 offen, wenn der Druck des Öls höher oder gleich dem vorbestimmten Druck ist. Der Ölspritzmechanismus 66 wird verwendet, um eine Änderung herbeizuführen, ob Öl auf den Kolben 32 gespritzt wird und diesem zugeführt wird.
Ein Druckeinstellkanal bzw. Entlastungskanal 62 ist mit dem primären Zufuhrkanal 61 verbunden. Der Druckeinstellkanal 62 verbindet einen stromabwärts liegenden Abschnitt und einen stromaufwärts liegenden Abschnitt des primären Zufuhrkanals 61 in Bezug auf die Ölpumpe 64. Ein Druckeinstellventil bzw. Entlastungsventil 71 ist in dem Druckeinstellkanal 62 bereitgestellt. Das Druckeinstellventil 71 ist geschlossen, wenn der Druck des Öls bei einem Abschnitt, der stromaufwärts zu dem Druckeinstellventil 71 in dem Druckeinstellkanal 62 liegt, niedriger als ein vorbestimmter Ventilöffnungsdruck ist. Demgegenüber ist das Druckeinstellventil 71 offen, wenn der Druck des Öls höher oder gleich dem vorbestimmten Ventilöffnungsdruck ist. Das Druckeinstellventil 71 führt eine Änderung dahingehend herbei, ob Öl durch den Druckeinstellkanal 62 entlastet bzw. abgebaut wird.
Nachstehend wird die Konfiguration des Entlastungsventils bzw. Druckeinstellventils 71 beschrieben. Das Druckeinstellventil 71 weist ein zylindrisches Gehäuse 72 und ein kreisförmiges zylindrisches Ventilelement 75 auf. Das Gehäuse 72 weist ein geschlossenes Ende an einer Seite auf. Das Ventilelement 75 ist in einer Unterbringungskammer 73 untergebracht, die ein Innenraum des Gehäuses 72 ist. Das Ventilelement 75 ist in einer axialen Richtung des Gehäuses 72 (nachstehend als ”axiale Richtung A” bezeichnet) versetzbar. Zusätzlich ist ein bewegliches Element 74 in der Unterbringungskammer 73 zwischen der Innenumfangsoberfläche des Gehäuses 72 und der Außenumfangsoberfläche des Ventilelements 75 bereitgestellt. Das bewegliche Element 74 ist in der axialen Richtung A versetzbar. Das bewegliche Element 74 weist eine zylindrische Form auf, die an einer Seite ein geschlossenes Ende aufweist. Der Außendurchmesser des beweglichen Elements 74 ist ein wenig kleiner als der Innendurchmesser des Gehäuses 72, und der Innendruchmesser des beweglichen Elements 74 ist ein wenig größer als der Außendurchmesser des Ventilelements 75. Zusätzlich ist ein fixiertes Element 74 bei einem Endabschnitt 72b des Gehäuses 72 bereitgestellt. Das fixierte Element 74 deckt die Öffnung des Gehäuses 72 ab. Das fixierte Element 76 weist einen kreisförmigen zylindrischen Abschnitt mit großem Durchmesser 76A und einen kreisförmigen zylindrischen Abschnitt mit kleinem Durchmesser 76B auf. Der Abschnitt mit kleinem Durchmesser 76B ist integral und koaxial mit dem Abschnitt mit großem Durchmesser 76A bereitgestellt und ist hinsichtlich eines Außendurchmessers kleiner als der Abschnitt mit großem Durchmesser 76A. Die obere Endoberfläche des Abschnitts mit großem Durchmesser 76A ist in Kontakt mit der unteren Endoberfläche des Endabschnitts 72B des Gehäuses 72. Die Seitenoberfläche des Abschnitts mit kleinem Durchmesser 76B ist in Kontakt mit der Innenseitenoberfläche eines Endabschnitts 74B des beweglichen Elements 74. Zusätzlich ist eine Feder 77 zwischen der oberen Oberfläche des Abschnitts mit kleinem Durchmesser 76B des fixierten Elements 76 und der unteren Oberfläche des Ventilelements 75 bereitgestellt, wobei sie das Ventilelement 75 hin zu einem Bodenabschnitt 74A des beweglichen Elements 74 (obere Seite in der Zeichnung) drängt bzw. drückt.
Das bewegliche Element 74 ist hinsichtlich der Länge in der axialen Richtung A kürzer als die Unterbringungskammer 73. Eine ringförmige Lücke 73F ist durch die untere Oberfläche des Endabschnitts 74B des beweglichen Elements 74, die Innenseitenoberfläche des Endabschnitts 72b des Gehäuses 72, die obere Oberfläche des Abschnitts mit großem Durchmesser 76A und die Außenumfangsoberfläche des Abschnitts mit kleinem Durchmesser 76b des fixierten Elements 76 definiert.
Ein Einlassdurchgangsloch 72C ist durch die Mitte eines Bodenabschnitts 72A des Gehäuses 72 ausgebildet. Ein Einlasskommunikationsloch 74C, das den gleichen Durchmesser wie das Einlassdurchgangsloch 72C aufweist, ist durch den Bodenabschnitt 74A des beweglichen Elements 74 ausgebildet. Dieses Durchgangsloch 72C und das Kommunikationsloch 74C bilden einen Teil des Druckeinstellkanals 62. Ein Auslassdurchgangsloch 72D ist ausgebildet, um sich durch einen Seitenabschnitt des Gehäuses 72 zu erstrecken. Zusätzlich ist ein Auslasskommunikationsloch 74D ausgebildet, um sich durch einen Seitenabschnitt des beweglichen Elements 74 zu erstrecken. Das Auslasskommunikationsloch 74D ist hinsichtlich einer Länge in der axialen Richtung A kürzer als das Auslassdurchgangsloch 72D des Gehäuses 72. Hierbei stimmt in einem Zustand, bei dem das bewegliche Element 74 an der obersten Position in der Zeichnung in der Unterbringungskammer 73 platziert ist, die obere Endoberfläche des Auslasskommunikationslochs 74D in der Zeichnung mit der oberen Endoberfläche des Auslassdurchgangslochs 72D überein. Zusätzlich stimmt in einem Zustand, bei dem das bewegliche Element 74 an der untersten Position in der Zeichnung in der Unterbringungskammer 73 platziert ist, die untere Endoberfläche des Auslasskommunikationslochs 74D in der Zeichnung mit der unteren Endoberfläche des Auslassdurchgangslochs 72D überein. Auf diese Weise wird durch eine Änderung der Position des beweglichen Elements 74 in der Unterbringungskammer 73 die Öffnungsposition eines Auslassabschnittes 73D der Unterbringungskammer 73 in der axialen Richtung A verändert.
Ein Einbringungsdurchgangsloch 72E ist durch den Endabschnitt 72B des Gehäuses 72 ausgebildet. Das Einbringungsdurchgangsloch 72E stellt eine Flüssigkeitskommunikation zwischen der Lücke 73F und der Außenseite des Gehäuses 72 bereit. Zusätzlich ist ein Einbringungskanal 78 zwischen dem Einbringungsdurchgangsloch 72E und einem Abschnitt, der stromaufwärts zu dem Druckeinstellventil 71 in dem Druckeinstellkanal 62 liegt, angeschlossen. Zusätzlich ist ein elektromagnetisches Magnetumschaltventil 79 in dem Einbringungskanal 78 bereitgestellt. Das Umschaltventil 79 wir über einen elektrischen Strom durch die elektronische Steuerungseinheit 9 gesteuert. Wenn die elektronische Steuerungseinheit 9 den Elektromagneten des Umschaltventils 79 mit Strom versorgt, wird das Umschaltventil 79 geöffnet, wobei dann Öl bei einem Abschnitt, der stromaufwärts zu dem Druckeinstellventil 71 in dem Druckeinstellkanal 62 liegt, durch den Einbringungskanal 78 in die Lücke 73F eingebracht wird. Zusätzlich wird, wenn die elektronische Steuerungseinheit 9 die Stromzufuhr zu dem Elektromagnet des Umschaltventils 79 beendet, das Umschaltventil 79 geschlossen, wobei dann kein Öl in die Lücke 73F eingebracht wird. Es ist anzumerken, dass ein (nicht gezeigter) Ablaufkanal mit der Lücke 73F verbunden ist; wenn kein Öl in die Lücke 73F eingebracht wird, wird das Öl in der Lücke 73F nach außen über den Ablaufkanal abgeleitet.
Als nächstes wird die Betriebsart des Druckeinstellventils 71 unter Bezugnahme auf 3A und 3B beschrieben. 3A zeigt den Querschnittsaufbau des Druckeinstellventils 71, wenn das Umschaltventil 79 offen ist. Zusätzlich zeigt 3B den Querschnittsaufbau des Druckeinstellventils 71, wenn das Umschaltventil 79 geschlossen ist.
Wie es in 3A gezeigt ist, wird, wenn das Umschaltventil 79 offen ist, ein Teil des Öls, das von der Ölpumpe 64 ausgestoßen wird, in die Lücke 73F durch den Druckeinstellkanal 62 und den Einbringkanal 78 eingebracht. Indem dies getan wird, wird das bewegliche Element 74 durch den Druck des Öls in der Lücke 73F nach oben in der Zeichnung gedrückt. Somit wird das bewegliche Element 74 in einem Zustand gehalten, in dem der Bodenabschnitt 74A in Kontakt mit dem Bodenabschnitt 72A des Gehäuses 72 ist. In diesem Zustand sind, wenn die Kraftmaschinenausgabe zunimmt, um den Druck des Öls, das aus der Ölpumpe 64 ausgestoßen wird, zu vergrößern, und der Druck des Öls, der an das Ventilelement 75 über den Druckeinstellkanal 62 angelegt wird, zunimmt, um das Ventilelement 75 zu veranlassen, zu der in 3A gezeigten Position versetzt zu werden, der Einlassabschnitt 73C und der Auslassabschnitt 73D der Unterbringungskammer 73 in einer Flüssigkeitskommunikation miteinander. Indem dies getan wird, wird ein Teil des Öls in dem primären Zufuhrkanal 61 zu einem Abschnitt, der stromaufwärts zu der Ölpumpe 64 liegt, durch den Druckeinstellkanal 62 abgebaut bzw. geleitet, wobei dann die Druckstufe des Öls, das zu verschiedenen Abschnitten der Brennkraftmaschine 1 geleitet wird, auf eine niedrige Druckstufe eingestellt ist.
Wie es in 3B gezeigt ist, wird, wenn das Umschaltventil 79 geschlossen ist, kein Öl in die Lücke 73F eingebracht. Indem dies getan wird, nimmt eine Kraft, die das bewegliche Element 74 nach oben in der Zeichnung drückt, ab. Somit wird das bewegliche Element 74 in einem Zustand gehalten, bei dem der Endabschnitt 74B in Kontakt mit dem Abschnitt mit großem Durchmesser 76A des fixierten Elements 76 ist. In diesem Zustand befinden sich, wenn die Kraftmaschinenausgabe zunimmt, um den Druck des Öls, das von der Ölpumpe 64 ausgestoßen wird, zu vergrößern, und der Druck des Öls, der an das Ventilelement 75 durch den Druckeinstellkanal 62 angelegt wird, zunimmt, um das Ventilelement 75 zu veranlassen, zu der in 3B gezeigten Position versetzt zu werden, der Einlassabschnitt 73C und der Auslassabschnitt 73D der Unterbringungskammer 73 in einer Flüssigkeitskommunikation miteinander. Indem dies getan wird, wird ein Teil des Öls in dem primären Zufuhrkanal 61 zu einem Abschnitt, der stromaufwärts zu der Ölpumpe 64 liegt, durch den Druckeinstellkanal 62 abgebaut bzw. geleitet, wobei die Druckstufe des Öls, die zu verschiedenen Abschnitten der Brennkraftmaschine zugeführt wird, auf eine hohe Druckstufe eingestellt wird.
Dann führt in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel die elektronische Steuerungseinheit 9 eine Schaltsteuerung über die Druckstufe des Öls auf der Grundlage einer Kraftmaschinendrehgeschwindigkeit NE und einer Kraftstoffeinspritzmenge Q aus. Spezifisch wird, wenn die Kraftmaschinendrehgeschwindigkeit NE höher oder gleich einem vorbestimmten Wert NEth ist, die Druckstufe des Öls von der niedrigen Druckstufe zu der hohen Druckstufe durch eine Stromsteuerung über das Umschaltventil 79 geändert. Zusätzlich wird, wenn die Kraftstoffeinspritzmenge Q höher oder gleich dem vorbestimmten Wert Qth ist, die Druckstufe des Öls von der niedrigen Druckstufe zu der hohen Druckstufe durch eine Stromsteuerung über das Umschaltventil 79 geändert.
4 zeigt ein Beispiel einer Abbildung bzw. eines Kennfeldes, die die Beziehung zwischen einer Kraftmaschinendrehgeschwindigkeit NE oder einer Kraftstoffeinspritzmenge Q und einer Druckstufe des Öls (eine niedrige Druckstufe oder eine hohe Druckstufe) bei einer vorbestimmten Kühlmitteltemperatur THW zeigt. Wie es in 4 gezeigt ist, wird in einem Bereich, in dem die Kraftmaschinendrehgeschwindigkeit NE niedriger als der vorbestimmte Wert NEth ist und die Kraftstoffeinspritzmenge Q niedriger als der vorbestimmte Wert Qth ist, die Druckstufe des Öls auf die niedrige Druckstufe eingestellt. Hingegen wird in einem Bereich, in dem die Kraftmaschinendrehgeschwindigkeit NE höher oder gleich dem vorbestimmten Wert NEth ist oder die Kraftstoffeinspritzmenge Q höher oder gleich dem vorbestimmten Wert Qth ist, die Druckstufe des Öls auf die hohe Druckstufe eingestellt. Es ist anzumerken, dass der vorbestimmte Wert NEth und der vorbestimmte Wert Qth ein vorbestimmter Schwellenwert gemäß der Ausgestaltung der Erfindung sein können.
5 zeigt ein Beispiel eines Graphen, der die Beziehung zwischen der Kraftmaschinendrehgeschwindigkeit NE bei einer vorbestimmten Kraftstoffeinspritzmenge Q (wo Q < Qth gilt) und einem Druck P des Öls, der durch das Druckeinstellventil 71 reguliert wird und verschiedenen Abschnitten der Brennkraftmaschine 1 zugeführt wird, zeigt.
Die Antriebskraft der Ölpumpe 64 nimmt mit einer Zunahme der Kraftmaschinenausgabe zu, so dass, wie es in 5 gezeigt ist, der Druck P des Öls mit einer Zunahme der Kraftmaschinendrehgeschwindigkeit NE zunimmt. Hierbei wird, wenn das Umschaltventil 79 offen ist, d. h. wenn die Druckstufe des Öls auf die niedrige Druckstufe eingestellt ist, wenn die Kraftmaschinendrehgeschwindigkeit NE einen vorbestimmten Wert NE0 erreicht, das Druckeinstellventil 71 geöffnet, um Öl in dem primären Zufuhrkanal 61 abzubauen bzw. abzuleiten (Punkt A in 5). Indem dies getan wird, ist in einem Bereich, in dem die Kraftmaschinengeschwindigkeit NE höher oder gleich dem vorbestimmten Wert NE0 ist, der Vergrößerungsbetrag des Drucks P des Öls kleiner als der Vergrößerungsbetrag der Kraftmaschinendrehgeschwindigkeit NE im Vergleich mit einem Bereich, in dem die Kraftmaschinendrehgeschwindigkeit NE niedriger als der vorbestimmte Wert NE0 ist.
Demgegenüber wird, wenn die Kraftmaschinendrehgeschwindigkeit NE weiter zunimmt und den vorbestimmten Wert NEth erreicht, der in 4 veranschaulicht ist (Punkt B in 5), das Umschaltventil 79 geschlossen, d. h. die Druckstufe des Öls wird auf die hohe Druckstufe eingestellt. Wie es in 3B gezeigt ist, wird das bewegliche Element 74 abgesenkt, um den Ventilöffnungsdruck, der an das Druckeinstellventil 71 angelegt wird, zu vergrößern, so dass das Druckeinstellventil 71 wieder geschlossen wird. Indem dies getan wird, wird kein Öl durch den Druckeinstellkanal 62 und das Druckeinstellventil 71 abgebaut bzw. abgeleitet, und der Druck P des Öls nimmt steil zu. Dann wird, wenn das Druckeinstellventil 71 wieder geöffnet wird, Öl in dem primären Zufuhrkanal 61 abgebaut bzw. abgeleitet. Indem dies getan wird, nimmt der Druck P des Öls mit einer Vergrößerung der Kraftmaschinendrehgeschwindigkeit NE zu. Im Vergleich mit dem Fall, bei dem die Druckstufe des Öls auf die niedrige Druckstufe eingestellt ist, ist die Vergrößerungsgeschwindigkeit des Drucks P des Öls in Bezug auf die Kraftmaschinendrehgeschwindigkeit NE hoch.
Auf diese Weise nimmt, indem die Druckstufe des Öls zu der hohen Druckstufe geändert wird, der Druck des Öls zu, um das Rückschlagventil 67 zu veranlassen, sich zu öffnen, wobei dann ein Hochdrucköl durch den Ölspritzmechanismus 66 auf den Kolben 32 gespritzt wird und diesem zugeführt wird. Zusätzlich wird, wenn der Druck des Öls, das auf den Kolben 32 gespritzt und diesem zugeführt wird, vergrößert wird, eine größere Ölmenge pro Einheitszeit auf den Kolben 32 gespritzt und diesem zugeführt, so dass die Kühlwirkung des Kolbens 32 vergrößert wird. Auf diese Weise wird eine übermäßige Zunahme der Temperatur des Kolbens 32 unterdrückt. Es ist anzumerken, dass das Ölzufuhrsystem gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel als eine Öldruckvariationseinrichtung gemäß der Ausgestaltung der Erfindung fungiert, wobei der Druckeinstellkanal 62, das Druckeinstellventil 71, der Einbringkanal 78 und das Umschaltventil 79 gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel als ein Druckstufenänderungsmechanismus gemäß der Ausgestaltung der Erfindung fungieren.
Hierbei nimmt die Temperatur des Kühlmittels, das durch den Kühlmittelkanal 5 der Brennkraftmaschine 1 fließt, zu, wenn die Temperatur des Kolbens 32 zunimmt, wobei es notwendig wird, den Kolben 32 in einer Situation, bei der die Temperatur des Kolbens 32 zunimmt, früh abzukühlen. Folglich werden die vorbestimmten Werte NEth und Qth jeweils verkleinert, wenn die Kühlmitteltemperatur THW, die durch den Kühlmitteltemperatursensor 81 erfasst wird, hoch ist, im Vergleich mit einer Situation, wenn die Kühlmitteltemperatur THW niedrig ist. Spezifisch werden drei Temperaturbereiche (ein erster Temperaturbereich (T1 ≤ THW < T2), ein zweiter Temperaturbereich (T2 ≤ THW < T3) und ein dritter Temperaturbereich (T3 ≤ THW < T5)) für die Kühlmitteltemperatur THW, die durch den Kühlmitteltemperatursensor 81 erfasst wird, eingestellt, wobei die vorbestimmten Werte NEth und Qth für jeden der drei Temperaturbereiche eingestellt werden. Es ist anzumerken, dass in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel die Beziehung der vorstehend beschriebenen Temperaturen ”T0 < T1 < T2 < T3 < T4 < T5” ist.
Im Übrigen ist, wie es vorstehend beschrieben ist, der Kühlmitteltemperatursensor 81 bei einem Ort bereitgestellt, der entfernt von einem zu dem Kolben 32 benachbarten Ort in dem Kühlmittelkanal 5 der Brennkraftmaschine 1 ist. Zusätzlich wird, wenn das Kühlmittel in dem Kühlmittelkanal 5 fließt, eine große Wärmemenge zu dem Kühlmittel zu der Zeit transferiert, wenn das Kühlmittel durch den zu dem Kolben 32 benachbarten Ort in dem blockseitigen Kühlwassermantel 53 und durch den kopfseitigen Kühlwassermantel 54 hindurchgeht. Aus diesem Grund ist die Kühlmitteltemperatur THW bei dem Ort, an dem der Kühlmitteltemperatursensor 81 angeordnet ist, höher als die Kühlmitteltemperatur THW an dem zu dem Kolben 32 benachbarten Ort. Demgegenüber wird, wenn durch die vorstehend beschriebene Antriebssteuerung über die Wasserpumpe 55 verhindert ist, dass das Kühlmittel in dem Kühlmittelkanal 5 fließt, eine große Wärmemenge von dem Kolben 32 zu dem Kühlmittel transferiert, das bei dem zu dem Kolben 32 benachbarten Ort stagniert. Somit ist die Kühlmitteltemperatur THW an dem Ort, an dem der Kühlmitteltemperatursensor 81 angeordnet ist, niedriger als die Temperatur des Kühlmittels an dem zu dem Kolben 32 benachbarten Ort. Folglich ist es unter der Annahme, dass verhindert ist, dass das Kühlmittel in dem Kühlmittelkanal 5 fließt, d. h. dass die Temperatur des Kühlmittels an dem zu dem Kolben 32 benachbarten Ort in Bezug auf die Kühlmitteltemperatur THW, die durch den Kühlmitteltemperatursensor 81 erfasst wird, maximal ist, in denkbarer Weise wünschenswert, die Beziehung zwischen der Kühlmitteltemperatur THW, die durch den Kühlmitteltemperatursensor 81 erfasst wird, und den vorbestimmten Werten NEth und Qth hinsichtlich eines Unterdrückens einer übermäßigen Vergrößerung der Temperatur des Kolbens 32 zu definieren. In diesem Fall tritt jedoch, wenn es gestattet wird, dass das Kühlmittel in dem Kühlmittelkanal 5 fließt, die nachstehend genannte Schwierigkeit auf. Wenn die Kühlmitteltemperatur THW an dem Ort, an dem der Kühlmitteltemperatursensor 81 angeordnet ist, zunimmt und dementsprechend die vorbestimmten Werte NEth und Qth verkleinert werden, und dann die Kraftmaschinendrehgeschwindigkeit NE oder die Kraftstoffeinspritzmenge Q höher oder gleich dem vorbestimmten Wert NEth oder Qth ist, wie es vorstehend beschrieben ist, wird die Druckstufe des Öls auf die hohe Druckstufe eingestellt, um Öl auf den Kolben 32 zu spritzen und diesem zuzuführen. Zu dieser Zeit tritt jedoch tatsächlich eine Situation auf, dass die Temperatur des Kolbens 32 nicht in einem solchen Umfang zugenommen hat, dass der Kolben 32 durch Öl gekühlt werden muss. Als Ergebnis kann eine Schwierigkeit auftreten, dass eine Antriebslast der Ölpumpe 64 um einen Betrag zunimmt, dass die Druckstufe des Öls auf die hohe Druckstufe eingestellt wird, um Öl auf den Kolben 32 zu spritzen und diesem zuzuführen, um hierdurch in unnötiger Weise den Kraftstoffverbrauch der Brennkraftmaschine 1 zu vergrößern.
Dann stellt in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel die elektronische Steuerungseinheit 9 die vorbestimmten Werte NEth und Qth unter Berücksichtigung der Tatsache, dass die Temperatur des Kühlmittels an dem zu dem Kolben 32 benachbarten Ort niedriger ist, wenn es gestattet ist, dass das Kühlmittel in dem Kühlmittelkanal 5 fließt, als wenn es verhindert ist, dass das Kühlmittel in dem Kühlmittelkanal 5 fließt, auch wenn die Kühlmitteltemperatur THW, die durch den Kühlmitteltemperatursensor 81 erfasst wird, die gleiche ist. Das heißt, die vorbestimmten Werte NEth und Qth, die für den Temperaturbereich eingestellt sind, der die Kühlmitteltemperatur THW umfasst, die durch den Kühlmitteltemperatursensor 81 erfasst wird, werden vergrößert, wenn es gestattet ist, dass das Kühlmittel in dem Kühlmittelkanal 5 fließt, im Vergleich zu einer Situation, wenn es verhindert ist, dass das Kühlmittel in dem Kühlmittelkanal 5 fließt. Indem dies getan wird, wird eine unnötige Vergrößerung des Kraftstoffverbrauchs der Brennkraftmaschine 1 unterdrückt, während in adäquater Weise eine übermäßige Vergrößerung der Temperatur des Kolbens 32 unterdrückt wird. Es ist anzumerken, dass die elektronische Steuerungseinheit 9 gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel als eine Schwellenwerteinstelleinrichtung fungiert.
Als nächstes wird die Prozedur der vorstehend beschriebenen Antriebssteuerung über die Wasserpumpe 55 unter Bezugnahme auf das in 6 gezeigte Flussdiagramm beschrieben. Es ist anzumerken, dass die elektronische Steuerungseinheit 9 eine Abfolge von in 6 gezeigten Verarbeitungen bei einem vorbestimmten Intervall während eines Aufwärmens der Brennkraftmaschine 1 wiederholt ausführt.
Wie es in 6 gezeigt ist, werden in dieser Abfolge von Verarbeitungen zuerst in der Verarbeitung gemäß Schritt S101 die Kraftmaschinendrehgeschwindigkeit NE, die Kraftstoffeinspritzmenge Q und die Kühlmitteltemperatur THW zu diesem Moment geladen. Dann wird nachfolgend in der Verarbeitung gemäß Schritt S102 bestimmt, ob die Kraftmaschinendrehgeschwindigkeit NE niedriger oder gleich einem vorbestimmten Wert NEhigh ist. Das heißt, es wird bestimmt, ob die Brennkraftmaschine 1 in einem beliebigen eines niedrigen Drehgeschwindigkeitszustands und eines Zwischendrehgeschwindigkeitszustands ist. Hierbei schreitet, wenn die Kraftmaschinendrehgeschwindigkeit NE höher als der vorbestimmte Wert NEhigh ist (Schritt S102: ”NEIN”), die Verarbeitung anschließend zu der Verarbeitung gemäß Schritt S106 voran. In Schritt S106 wird, da die Brennkraftmaschine 1 in einem hohen Drehgeschwindigkeitszustand ist, die Wasserpumpe 55 angetrieben, um die Brennkraftmaschine 1 zu kühlen, wobei dann die Abfolge von Verarbeitungen einmal endet.
Demgegenüber schreitet in Schritt S102, wenn die Kraftmaschinendrehgeschwindigkeit NE niedriger oder gleich dem vorbestimmten Wert NEhigh ist (Schritt S102: ”JA”), die Verarbeitung anschließend zu der Verarbeitung gemäß Schritt S103 voran. In Schritt S103 wird bestimmt, ob die Kraftstoffeinspritzmenge Q niedriger oder gleich einem vorbestimmten Wert Qhigh ist. Das heißt, es wird bestimmt, ob die Brennkraftmaschine 1 in einem beliebigen eines niedrigen Lastzustands und eines Zwischenlastzustands ist. Hierbei schreitet, wenn die Kraftstoffeinspritzmenge Q höher als der vorbestimmte Wert Qhigh ist (Schritt S103: ”NEIN”), die Verarbeitung anschließend zu der Verarbeitung gemäß Schritt S106 voran. In Schritt S106 wird, da die Brennkraftmaschine 1 in einem hohen Lastzustand ist, die Wasserpumpe 55 angetrieben, um die Brennkraftmaschine 1 zu kühlen, wobei dann die Abfolge der Verarbeitungen einmal endet.
Demgegenüber schreitet in Schritt S103, wenn die Kraftstoffeinspritzmenge Q niedriger oder gleich dem vorbestimmten Wert Qhigh ist (Schritt S103: ”JA”), die Verarbeitung anschließend zu der Verarbeitung gemäß Schritt S104 voran. In Schritt S104 wird bestimmt, ob die Kühlmitteltemperatur THW in einen vorbestimmten Temperaturbereich (T0 ≤ THW ≤ T4) fällt. Hierbei wird beispielsweise bestimmt, ob die Brennkraftmaschine 1 sich nicht in einem niedrigen Temperaturzustand befindet, und ob ein Aufwärmen der Brennkraftmaschine 1 nicht abgeschlossen ist. Als Ergebnis schreitet, wenn die Kühlmitteltemperatur THW nicht in den vorbestimmten Temperaturbereich fällt (Schritt S104: ”NEIN”), die Verarbeitung anschließend zu der Verarbeitung gemäß Schritt S106 voran. In Schritt S106 wird, wenn die Kühlmitteltemperatur THW höher als eine obere Grenze (T4) des vorbestimmten Temperaturbereichs ist, die Wasserpumpe 55 angetrieben, um die Brennkraftmaschine 1 zu kühlen. Zusätzlich wird, wenn die Kühlmitteltemperatur THW niedriger als eine untere Grenze (T0) des vorbestimmten Temperaturbereichs ist, die Wasserpumpe 55 angetrieben, um das Kühlmittel zu verschiedenen Abschnitten der Brennkraftmaschine 1 fließen zu lassen, um hierdurch ein Einfrieren dieser Abschnitte zu unterdrücken.
Demgegenüber schreitet in Schritt S104, wenn die Kühlmitteltemperatur THW in den vorbestimmten Temperaturbereich fällt (Schritt S104: ”JA”), die Verarbeitung anschließend zu der Verarbeitung gemäß Schritt S105 voran. In Schritt S105 wird die Wasserpumpe 55 gestoppt, um ein Aufwärmen der Brennkraftmaschine 1 zu erleichtern, wobei dann die Abfolge der Verarbeitungen einmal endet.
Als nächstes wird die Prozedur der vorstehend beschriebenen Schaltsteuerung über die Druckstufe des Öls unter Bezugnahme auf das in 7 gezeigte Flussdiagramm beschrieben. Es ist anzumerken, dass die elektronische Steuerungseinheit 9 eine Abfolge von in 7 gezeigten Verarbeitungen bei einem vorbestimmten Intervall während eines Aufwärmens der Brennkraftmaschine 1 wiederholt ausführt.
Wie es in 7 gezeigt ist, wird in dieser Abfolge von Verarbeitungen zuerst in der Verarbeitung gemäß Schritt S201 die Kühlmitteltemperatur THW zu diesem Moment geladen. Dann wird nachfolgend in der Verarbeitung gemäß Schritt S202 bestimmt, ob die Wasserpumpe 55 gestoppt ist, d. h. ob verhindert ist, dass das Kühlmittel in dem Kühlmittelkanal 5 fließt. Hierbei wird, wenn die Wasserpumpe 55 gestoppt ist (Schritt S202 ”JA”), eine Schaltsteuerung über die Druckstufe des Öls unter Bezugnahme auf eine Abbildung ausgeführt, die während eines Stopps der Wasserpumpe verwendet wird (Schritt S203), wobei dann die Abfolge von Verarbeitungen einmal endet.
Demgegenüber wird in Schritt S202, wenn die Wasserpumpe 55 nicht gestoppt ist (Schritt S202: ”NEIN”), d. h. wenn die Wasserpumpe 55 angetrieben wird und es gestattet ist, dass das Kühlmittel in dem Kühlmittelkanal 5 fließt, eine Schaltsteuerung über die Druckstufe des Öls unter Bezugnahme auf eine Abbildung ausgeführt, die während eines Antriebs der Wasserpumpe verwendet wird (Schritt S204), wobei dann die Abfolge von Verarbeitungen einmal endet.
8A bis 8C zeigen jeweils eine Abbildung bzw. ein Kennfeld, die den vorbestimmten Wert NEth der Kraftmaschinendrehgeschwindigkeit NE und den vorbestimmten Wert Qth der Kraftstoffeinspritzmenge, die in einer Schaltsteuerung über die Druckstufe des Öls verwendet werden, für jeden der Temperaturbereiche der Kühlmitteltemperatur THW definiert. Es ist anzumerken, dass 8A eine Abbildung bzw. ein Kennfeld ist, die angewendet wird, wenn die Kühlmitteltemperatur THW in den ersten Temperaturbereich fällt (T1 ≤ THW < T2), 8B eine Abbildung bzw. ein Kennfeld ist, die angewendet wird, wenn die Kühlmitteltemperatur THW in den zweiten Temperaturbereich (T2 ≤ THW < T3) fällt, der höher ist als der erste Temperaturbereich, und 8C eine Abbildung bzw. ein Kennfeld ist, die angewendet wird, wenn die Kühlmitteltemperatur THW in den dritten Temperaturbereich (T3 ≤ THW < T5) fällt, der höher ist als der zweite Temperaturbereich. Zusätzlich zeigt in 8A bis 8C die durchgezogene Linie die Abbildung bzw. das Kennfeld an, die während eines Antriebs der Wasserpumpe verwendet wird, und die gestrichelte Linie zeigt die Abbildung bzw. das Kennfeld an, die während eines Stopps der Wasserpumpe verwendet wird.
Wie es durch die durchgezogenen Linien in 8A bis 8C angezeigt ist, werden, wenn die Wasserpumpe 55 angetrieben wird und das Kühlmittel in dem Kühlmittekanal 5 fließt, der vorbestimmte Wert NEth der Kraftmaschinendrehgeschwindigkeit NE und der vorbestimmte Wert Qth der Kraftstoffeinspritzmenge Q in einer Reihenfolge des ersten Temperaturbereichs, des zweiten Temperaturbereichs und des dritten Temperaturbereichs verkleinert, d. h. wenn Temperaturen in dem Temperaturbereich zunehmen (NE1 > NE2 > NE3, Q1 > Q2 > Q3). Zusätzlich werden auf ähnliche Weise, wenn die Wasserpumpe 55 gestoppt ist und kein Kühlmittel in dem Kühlmittelkanal 5 fließt, der vorbestimmte Wert NEth der Kraftmaschinendrehgeschwindigkeit NE und der vorbestimmte Wert Qth der Kraftstoffeinspritzmenge Q in einer Reihenfolge des ersten Temperaturbereichs, des zweiten Temperaturbereichs und des dritten Temperaturbereichs verkleinert, d. h. wenn Temperaturen in dem Temperaturbereich zunehmen (NE11 > NE12 > NE13, Q11 > Q12 > Q13). Die vorbestimmten Werte NEth (NE1, NE2, NE3) der Kraftmaschinendrehgeschwindigkeit NE, wenn das Kühlmittel in dem Kühlmittelkanal 5 fließt, sind jedoch jeweils höher als die vorbestimmten Werte NEth (NE11, NE12, NE13) der Kraftmaschinendrehgeschwindigkeit NE, wenn kein Kühlmittel in dem Kühlmittelkanal fließt (NE1 > NE11, NE2 > NE12, NE3 > NE13). Zusätzlich sind die vorbestimmten Werte Qth (Q1, Q2, Q3) der Kraftstoffeinspritzmenge Q, wenn das Kühlmittel in dem Kühlmittekanal 5 fließt, jeweils höher als die vorbestimmten Werte Qth (Q11, Q12, Q13) der Kraftstoffeinspritzmenge Q, wenn kein Kühlmittel in dem Kühlmittelkanal 5 fließt (Q1 > Q11, Q2 > Q12, Q3 > Q13).
Mit der Steuerungsvorrichtung für eine Brennkraftmaschine gemäß dem vorstehend beschriebenen vorliegenden Ausführungsbeispiel können die nachstehend genannten Funktionen und vorteilhaften Wirkungen erreicht werden.

(1) Die Brennkraftmaschine 1 umfasst den Kühlmitteltemperatursensor 81, die Wasserpumpe 55 und die Kupplung 58. Der Kühlmitteltemperatursensor 81 ist an einem Ort bereitgestellt, der von einem zu dem Kolben 32 benachbarten Ort in dem Kühlmittelkanal 5 entfernt ist, und erfasst die Kühlmitteltemperatur THW bei dem entfernten Ort. Die Wasserpumpe 55 und die Kupplung 58 gestatten oder verhindern ein Fließen des Kühlmittels in dem Kühlmittelkanal. Zusätzlich umfasst die Brennkraftmaschine 1 den Druckeinstellkanal 62, das Druckeinstellventil 71, den Einbringkanal 78 und das Umschaltventil 79, die die Druckstufe des Öls, das von der Kraftmaschinen angetriebenen Ölpumpe 64 ausgestoßen wird und auf den Kolben 32 der Brennkraftmaschine 1 gespritzt und diesem zugeführt wird, zwischen der niedrigen Druckstufe und der hohen Druckstufe ändern. Die Druckstufe des Öls wird auf die hohe Druckstufe geändert, wenn die Kraftmaschinendrehgeschwindigkeit NE höher oder gleich dem vorbestimmten Wert NEth ist oder die Kraftstoffeinspritzmenge Q höher oder gleich dem vorbestimmten Wert Qth ist. Zusätzlich stellt die elektronische Steuerungseinheit 9 drei Temperaturbereiche (T1 ≤ THW < T2, T2 ≤ THW < T3, T3 ≤ THW < T5) für die Kühlmitteltemperatur THW, die durch den Kühlmitteltemperatursensor 81 erfasst wird, bereit und stellt die vorbestimmten Werte NEth und Qth für jeden dieser drei Temperaturbereiche ein. Dann werden die vorbestimmten Werte NEth und Qth, die für den Temperaturbereich eingestellt sind, der die Kühlmitteltemperatur THW umfasst, die durch den Kühlmitteltemperatursensor 81 erfasst wird, vergrößert, wenn es gestattet ist, dass das Kühlmittel in dem Kühlmittelkanal fließt, im Vergleich mit einer Situation, wenn es verhindert ist, dass das Kühlmittel in dem Kühlmittelkanal 5 fließt.

Der Kühlmitteltemperatursensor 81 ist an einem Ort bereitgestellt, der von einem zu dem Kolben 23 benachbarten Ort in dem Kühlmittelkanal 5 entfernt ist, und erfasst die Kühlmitteltemperatur THW bei dem entfernten Ort. Aus diesem Grund ist, auch wenn die durch den Kühlmitteltemperatursensor 81 erfasste Kühlmitteltemperatur THW die gleiche ist, die Temperatur des Kühlmittels an dem zu dem Kolben 32 benachbarten Ort niedriger, wenn das Kühlmittel in dem Kühlmittelkanal 5 fließt, als wenn kein Kühlmittel in dem Kühlmittelkanal 5 fließt.
Somit werden die vorbestimmten Werte NEth und Qth, die für die Kühlmitteltemperatur THW eingestellt sind, die durch den Kühlmitteltemperatursensor 81 erfasst werden, vergrößert, wenn es gestattet ist, dass das Kühlmittel in dem Kühlmittelkanal 5 fließt, im Vergleich mit einer Situation, wenn verhindert ist, dass das Kühlmittel in dem Kühlmittelkanal 5 fließt, d. h. wenn die Temperatur des Kühlmittels an dem zu dem Kolben 32 benachbarten Orts in Bezug auf die Kühlmitteltemperatur THW, die durch den Kühlmitteltemperatursensor 81 erfasst wird, relativ niedrig ist, im Vergleich mit einer Situation, wenn die Temperatur des Kühlmittels an dem zu dem Kolben 32 benachbarten Ort relativ hoch ist. Auf diese Weise wird, wenn die vorbestimmten Werte NEth und Qth eingestellt werden, nicht nur die Kühlmitteltemperatur THW berücksichtigt, die durch den Kühlmitteltemperatursensor 81 erfasst wird, sondern auch die Temperatur des Kühlmittels an dem zu dem Kolben 32 benachbarten Ort, die auf der Grundlage der Kühlmitteltemperatur THW und einer Betriebsart erfasst wird, in der das Kühlmittel in dem Kühlmittelkanal 5 fließt, so dass die vorbestimmten Werte NEth und Qth entsprechend der tatsächlichen Temperatur des Kühlmittels an dem zu dem Kolben 32 benachbarten Ort eingestellt werden können. Indem dies getan wird, kann der Druck des Öls in vorteilhafter Weise in einem niedrigen Zustand in einem breiteren Kraftmaschinendrehgeschwindigkeitsbereich und einem breiteren Kraftstoffeinspritzmengenbereich gehalten werden. Somit kann eine unnötige Vergrößerung des Kraftstoffverbrauchs der Brennkraftmaschine 1 unterdrückt werden, während in adäquater Weise eine übermäßige Vergrößerung der Temperatur des Kolbens 32 der Brennkraftmaschine 1 unterdrückt wird.
Es ist anzumerken, dass die Steuerungsvorrichtung für eine Brennkraftmaschine gemäß der Ausgestaltung der Erfindung nicht auf die in dem Ausführungsbeispiel veranschaulichte Konfiguration begrenzt ist; das Ausführungsbeispiel kann in geeigneter Weise beispielsweise in die nachstehend genannten alternativen Ausführungsbeispiele modifiziert werden. In dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel sind die kraftmaschinenangetriebene Wasserpumpe 55 und die Kupplung 58 bereitgestellt; die Kühlmitteldurchflussmengenvariationseinrichtung gemäß der Ausgestaltung der Erfindung ist jedoch nicht hierauf begrenzt. Stattdessen kann beispielsweise eine elektrische Wasserpumpe eingesetzt werden.
In dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel sind der Druckeinstellkanal 62, das Druckeinstellventil 71, der Einbringkanal 78 und das Umschaltventil 79 bereitgestellt; der Druckstufenänderungsmechanismus gemäß der Ausgestaltung der Erfindung ist jedoch nicht hierauf begrenzt. Solange ein Druckstufenänderungsmechanismus die Druckstufe des Öls, das von der kraftmaschinenangetriebenen Ölpumpe 64 ausgestoßen wird und dem Kolben 32 zugeführt wird, zwischen einer niedrigen Druckstufe und einer hohen Druckstufe ändert, kann die vorstehend genannte Konfiguration in eine ausgewählte Konfiguration modifiziert werden.
In dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel ist die kraftmaschinenangetriebene Ölpumpe 64 bereitgestellt; die Konfiguration der Ölpumpe ist jedoch nicht hierauf begrenzt. Stattdessen kann eine elektrische Ölpumpe eingesetzt werden.
In dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel ist das Rückschlagventil 67 in dem Ölzufuhrsystem zwischen dem primären Zufuhrkanal 61 und dem Ölspritzmechanismus 66 bereitgestellt; es ist jedoch ebenso anwendbar, dass ein derartiges Rückschlagventil 67 weggelassen wird, um Öl über den primären Zufuhrkanal 61 und den Ölspritzmechanismus 66 konstant auf den Kolben 32 zu spritzen und diesem zuzuführen. In diesem Fall nimmt, wenn der Druck des Öls zunimmt, d. h. wenn die pro Einheitszeit gespritzte und zugeführte Menge von Öl zunimmt, die Kühlwirkung des Öls auf dem Kolben 32 zu.
In dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel werden sowohl die Kraftmaschinendrehgeschwindigkeit NE als auch die Kraftstoffeinspritzmenge Q als die Kraftmaschinenzustandsgröße eingesetzt, die für eine Änderung der Druckstufe des Öls verwendet wird; stattdessen ist es ebenso anwendbar, dass nur ein Parameter aus der Kraftmaschinendrehgeschwindigkeit NE und der Kraftstoffeinspritzmenge Q als die Kraftmaschinenzustandsgröße eingesetzt wird.
In dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel wird die Kraftstoffeinspritzmenge Q als die Kraftmaschinenlast eingesetzt; stattdessen kann ein Einlassluftdruck oder dergleichen als die Kraftmaschinenlast eingesetzt werden. Zusätzlich kann in dem Fall einer Benzinkraftmaschine beispielsweise eine Einlassluftströmungsmenge als die Kraftmaschinenlast eingesetzt werden.
In dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel ist der Kühlmitteltemperatursensor 81 an der Außenseite des Zylinderkopfs 4 bereitgestellt; die Kühlmitteltemperaturerfassungseinrichtung gemäß der Ausgestaltung der Erfindung ist jedoch nicht hierauf begrenzt. Solange ein Sensor bei einem Ort bereitgestellt ist, der von dem zu dem Kolben benachbarten Ort in dem Kühlmittelkanal der Brennkraftmaschine entfernt ist, und die Temperatur des Kühlmittels bei dem entfernten Ort erfasst, kann der Sensor stromabwärts zu dem in dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel veranschaulichten Ort bereitgestellt sein.
In dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel sind drei Temperaturbereiche für die Kühlmitteltemperatur THW, die durch den Kühlmitteltemperatursensor 81 erfasst wird, bereitgestellt, wobei die vorbestimmten Werte NEth und Qth für jeden dieser drei Temperaturbereiche eingestellt sind; stattdessen können zwei Temperaturbereiche oder vier oder mehr Temperaturbereiche eingestellt werden. Auch in diesem Fall ist es lediglich erforderlich, dass ein vorbestimmter Schwellenwert, der für die Temperatur des Kühlmittels eingestellt ist, die durch die Kühlmitteltemperaturerfassungseinrichtung erfasst wird, vergrößert wird, wenn die Durchflussmenge des Kühlmittels in dem Kühlmittelkanal hoch ist, im Vergleich mit einer Situation, wenn die Durchflussmenge des Kühlmittels in dem Kühlmittelkanal niedrig ist.
Wie es vorstehend beschrieben ist, umfasst eine Steuerungsvorrichtung für eine Brennkraftmaschine, die eine Kühlmitteltemperaturerfassungseinrichtung (81), die an einem Ort bereitgestellt ist, der von einem zu einem Kolben benachbarten Ort in einem Kühlmittelkanal der Brennkraftmaschine entfernt ist, und eine Kühlmitteltemperatur an dem entfernten Ort erfasst, eine Kühlmitteldurchflussmengenvariationseinrichtung (55), die es ermöglicht, dass eine Kühlmitteldurchflussmenge in dem Kühlmittelkanal auf der Grundlage eines Kraftmaschinenbetriebszustands variabel ist, und eine Öldruckvariationseinrichtung (64) umfasst, die einen Druck eines Öls, das dem Kolben zugeführt wird, vergrößert, wenn die Kraftmaschinenzustandsgröße ein vorbestimmter Schwellenwert oder höher ist, eine Schwellenwerteinstelleinrichtung (9), die den vorbestimmten Schwellenwert verkleinert, wenn die erfasste Kühlmitteltemperatur hoch ist, im Vergleich mit einer Situation, wenn die erfasste Kühlmitteltemperatur niedrig ist. Die Schwellenwerteinstelleinrichtung vergrößert den vorbestimmten Schwellenwert, der für die erfasste Kühlmitteltemperatur eingestellt ist, wenn die Kühlmitteldurchflussmenge hoch ist, im Vergleich mit einer Situation, wenn die Kühlmitteldurchflussmenge niedrig ist.

Claims

Steuerungseinrichtung (9) für eine Brennkraftmaschine (1), die eine Kühlmitteltemperaturerfassungseinrichtung (81), die an einem Ort bereitgestellt ist, der von einem zu einem Kolben (32) der Brennkraftmaschine (1) benachbarten Ort in einem Kühlmittelkanal (5) der Brennkraftmaschine (1) entfernt ist, und die eine Temperatur des Kühlmittels an dem entfernten Ort erfasst, eine Kühlmitteldurchflussmengenvariationseinrichtung (55), die es ermöglicht, dass eine Durchflussmenge des Kühlmittels in dem Kühlmittelkanal (5) auf der Grundlage eines Kraftmaschinenbetriebszustand variabel ist, und eine Öldruckvariationseinrichtung (64) umfasst, die einen Druck eines Öls, das einem Kolben (32) zugeführt wird, vergrößert, wenn die Kraftmaschinenzustandgröße höher oder gleich einem vorbestimmten Schwellenwert ist, wobei die Steuerungsvorrichtung (9) bei der Brennkraftmaschine (1) angewendet wird und eine Schwellenwerteinstelleinrichtung (9) umfasst, die den vorbestimmten Schwellenwert verkleinert, wenn die Temperatur des Kühlmittels, die durch die Kühlmitteltemperaturerfassungseinrichtung (81) erfasst wird, hoch ist, im Vergleich mit einer Situation, wenn die erfasste Temperatur des Kühlmittels niedrig ist, wobei die Steuerungsvorrichtung (9) dadurch gekennzeichnet ist, dass sie ferner umfasst: eine Bestimmungseinrichtung (9), die eingerichtet ist zu bestimmen, ob die Durchflussmenge des Kühlmittels eine erste Durchflussmenge oder eine zweite Durchflussmenge ist, wobei die erste Durchflussmenge höher als die zweite Durchflussmenge ist, wobei für jeden Temperaturbereich des Kühlmittels ein erster Satz von vorbestimmten Schwellenwerten für einen Fall bereitgestellt ist, in dem die Durchflussmenge des Kühlmittels die erste Durchflussmenge ist, und ein zweiter Satz von vorbestimmten Schwellenwerten für einen Fall bereitgestellt ist, in dem die Durchflussmenge des Kühlmittels die zweite Durchflussmenge ist, wobei die Werte des ersten Satzes von vorbestimmten Schwellenwerten höher sind als die Werte des zweiten Satzes von vorbestimmten Schwellenwerten, wobei die Schwellenwerteinstelleinrichtung (9) eingerichtet ist, den vorbestimmten Schwellenwert für die Temperatur des Kühlmittels, die durch die Kühlmitteltemperaturerfassungseinrichtung erfasst wird, auf einen Wert des ersten Satzes von vorbestimmten Schwellenwerten einzustellen, wenn die Durchflussmenge des Kühlmittels in dem Kühlmittelkanal die erste Durchflussmenge ist, wobei der eingestellte Wert des ersten Satzes von vorbestimmten Schwellenwerten im Vergleich mit einem eingestellten Wert, wenn die Durchflussmenge des Kühlmittels in dem Kühlmittelkanal (5) die zweite Durchflussmenge ist, höher ist.
Steuerungsvorrichtung (9) nach Anspruch 1, wobei die Kühlmitteldurchflussmengenvariationseinrichtung (55) ein Fließen des Kühlmittels in dem Kühlmittelkanal (5) gestattet oder verhindert, und die Schwellenwerteinstelleinrichtung den vorbestimmten Schwellenwert für die Temperatur des Kühlmittels, die durch die Kühlmitteltemperaturerfassungseinrichtung (81) erfasst wird, auf einen Wert des ersten Satzes von vorbestimmten Schwellenwerten einstellt, wenn es gestattet ist, dass das Kühlmittel in dem Kühlmittelkanal (5) fließt, und den vorbestimmten Schwellenwert für die Temperatur des Kühlmittels, die durch die Kühlmitteltemperaturerfassungseinrichtung (81) erfasst wird, auf einen Wert des zweiten Satzes von vorbestimmten Schwellenwerten einstellt, wenn es verhindert ist, dass das Kühlmittel in dem Kühlmittelkanal (5) fließt.
Steuerungsvorrichtung (9) nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Schwellenwerteinstelleinrichtung (9) den vorbestimmten Schwellenwert für jeden einer Vielzahl von Temperaturbereichen einstellt, die für die Temperatur des Kühlmittels eingestellt sind, die durch die Kühlmitteltemperaturerfassungseinrichtung (81) erfasst wird, und den vorbestimmten Schwellenwert für einen der Vielzahl von Temperaturbereichen auf einen Wert des ersten Satzes von vorbestimmten Schwellenwerten einstellt, wenn die Durchflussmenge des Kühlmittels in dem Kühlmittelkanal (5) die erste Durchflussmenge ist, im Vergleich mit einer Situation, wenn die Durchflussmenge des Kühlmittels in dem Kühlmittelkanal (5) die zweite Durchflussmenge ist.
Steuerungsvorrichtung (9) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Kraftmaschinenzustandsgröße eine Kraftmaschinendrehgeschwindigkeit umfasst, und die Öldruckvariationseinrichtung (64) den Druck des Öls, das auf den Kolben (32) der Brennkraftmaschine (1) gespritzt wird und diesem zugeführt wird, vergrößert, wenn die Kraftmaschinendrehgeschwindigkeit höher oder gleich einem vorbestimmten Wert ist.
Steuerungsvorrichtung (9) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Kraftmaschinenzustandsgröße eine Kraftmaschinenlast umfasst, und die Öldruckvariationseinrichtung (64) den Druck des Öls, das auf den Kolben (32) der Brennkraftmaschine (1) gespritzt wird und diesem zugeführt wird, vergrößert, wenn die Kraftmaschinenlast höher oder gleich einem vorbestimmten Wert ist.
Steuerungsvorrichtung (9) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die Öldruckvariationseinrichtung (64) einen Druckstufenänderungsmechanismus (62, 71, 78, 79) umfasst, der eine Druckstufe des Öls, das von einer kraftmaschinenangetriebenen Ölpumpe ausgestoßen wird und dem Kolben (32) der Brennkraftmaschine (1) zugeführt wird, zwischen einer niedrigen Druckstufe und einer hohen Druckstufe ändert, wobei die Öldruckvariationseinrichtung (64) die Druckstufe des Öls zu der hohen Druckstufe ändert, wenn die Kraftmaschinenzustandsgröße höher oder gleich dem vorbestimmten Schwellenwert ist, wohingegen die Öldruckvariationseinrichtung (64) die Druckstufe des Öls zu der niedrigen Druckstufe ändert, wenn die Kraftmaschinenzustandsgröße niedriger als der vorbestimmte Schwellenwert ist.
Steuerungsverfahren für eine Brennkraftmaschine (1), gekennzeichnet durch Schritte: zum Erfassen einer Temperatur eines Kühlmittels an einem Ort, der von einem zu einem Kolben (32) der Brennkraftmaschine (1) benachbarten Ort in einem Kühlmittelkanal (5) der Brennkraftmaschine (1) entfernt ist, zum Ermöglichen, dass eine Durchflussmenge des Kühlmittels in dem Kühlmittelkanal (5) auf der Grundlage eines Kraftmaschinenbetriebszustands variabel ist, zum Vergrößern eines Drucks eines Öls, das einem Kolben (32) zugeführt wird, wenn eine Kraftmaschinenzustandsgröße höher oder gleich einem vorbestimmten Schwellenwert ist, zum Verkleinern des vorbestimmten Schwellenwerts, wenn die Temperatur des Kühlmittels hoch ist, im Vergleich zu einer Situation, wenn die Temperatur des Kühlmittels niedrig ist, zum Bestimmen, ob die Durchflussmenge des Kühlmittels eine erste Durchflussmenge oder eine zweite Durchflussmenge ist, wobei die erste Durchflussmenge höher als die zweite Durchflussmenge ist, wobei für jeden Temperaturbereich des Kühlmittels ein erster Satz von vorbestimmten Schwellenwerten für einen Fall bereitgestellt ist, in dem die Durchflussmenge des Kühlmittels die erste Durchflussmenge ist, und ein zweiter Satz von vorbestimmten Schwellenwerten für einen Fall bereitgestellt ist, in dem die Durchflussmenge des Kühlmittels die zweite Durchflussmenge ist, wobei die Werte des ersten Satzes von vorbestimmten Schwellenwerten höher sind als die Werte des zweiten Satzes von vorbestimmten Schwellenwerten, und zum Einstellen des vorbestimmten Schwellenwerts für die Temperatur des Kühlmittels auf einen Wert des ersten Satzes von vorbestimmten Schwellenwerten, wenn die Durchflussmenge des Kühlmittels in dem Kühlmittelkanal (5) die erste Durchflussmenge ist, wobei der eingestellte Wert des ersten Satzes von vorbestimmten Schwellenwerten im Vergleich zu einem eingestellten Wert, wenn die Durchflussmenge des Kühlmittels in dem Kühlmittelkanal (5) die zweite Durchflussmenge ist, höher ist.