專利名稱：干油底殼型內(nèi)燃機(jī)的控制裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種干油底殼型內(nèi)燃機(jī)的控制裝置，更具體地涉及一種包括回油泵的干油底殼型內(nèi)燃機(jī)的控制裝置，回油泵的排出量可以不取決于發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速而改變。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)的干油底殼型內(nèi)燃機(jī)控制裝置例如由日本專利特開2000-337119披露，該控制裝置包括將油從位于曲軸箱外部的機(jī)油箱供給到曲軸箱中的電供給泵，該控制裝置還包括電回油泵，電回油泵使機(jī)油箱將從電供給泵供給到內(nèi)燃機(jī)各個(gè)部分并滴入油底殼中的油收集起來，油底殼設(shè)置在曲軸箱的底部。此外，上述傳統(tǒng)控制裝置根據(jù)油底殼或機(jī)油箱的油位控制電回油泵的轉(zhuǎn)速。上述傳統(tǒng)控制裝置能在將電回油泵的驅(qū)動能量減到最少的同時(shí)，正確地保持油底殼和機(jī)油箱的油位。
包括上述文獻(xiàn)，申請人注意到下面的文獻(xiàn)作為本發(fā)明的相關(guān)技術(shù)。
日本專利特開2000-337119[專利文獻(xiàn)2]日本專利特開平06-042325[專利文獻(xiàn)3]日本專利特開平05-005409[專利文獻(xiàn)4]日本實(shí)用新型平06-10110[專利文獻(xiàn)5]日本專利特開2001-020715[專利文獻(xiàn)6]日本實(shí)用新型特開平03-1721
發(fā)明內(nèi)容一般，內(nèi)燃機(jī)所需的油循環(huán)量隨著發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速的增加而增加，因而，在干油底殼型內(nèi)燃機(jī)中，供給泵排出量(轉(zhuǎn)速)隨著發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速的增加而增加。回油泵不僅用來收集曲軸箱中的油，而且?guī)椭S箱的通風(fēng)，因而，回油泵的排出量(轉(zhuǎn)速)比供給泵高。更具體地，將回油泵構(gòu)形成以一個(gè)通過用預(yù)定比值(大于1)乘供給泵的排出量(轉(zhuǎn)速)而獲得的排出量(轉(zhuǎn)速)運(yùn)行。因而，在普通的干油底殼型內(nèi)燃機(jī)中，當(dāng)供給泵的排出量(轉(zhuǎn)速)隨著發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速的增加而增加時(shí)，回油泵的排出量(轉(zhuǎn)速)增加。
在上述傳統(tǒng)裝置中，當(dāng)供給泵的排出量(轉(zhuǎn)速)隨著發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速的增加而增加，從而使電回油泵的排出量(轉(zhuǎn)速)增加時(shí)，泵驅(qū)動損失增加(泵機(jī)械損失和泵的功增加)，結(jié)果，功耗隨著發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速的增加而增加。如果采用的回油泵不是電機(jī)驅(qū)動的而是由內(nèi)燃機(jī)的旋轉(zhuǎn)力矩驅(qū)動，則當(dāng)泵驅(qū)動損失增加時(shí)，燃料效率隨著發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速的增加而降低。因而優(yōu)選地，當(dāng)考慮在回油泵驅(qū)動效果和取決于內(nèi)燃機(jī)運(yùn)行狀態(tài)的能量消耗之間的關(guān)系的同時(shí)，確定前述用來確定回油泵的排出量(轉(zhuǎn)速)的比值。
本發(fā)明用來解決上述問題。本發(fā)明的目標(biāo)是提供一種干油底殼型內(nèi)燃機(jī)控制裝置，其能根據(jù)內(nèi)燃機(jī)運(yùn)行狀態(tài)對回油泵驅(qū)動實(shí)行適當(dāng)?shù)目刂啤?br> 上述目標(biāo)由根據(jù)本發(fā)明第一方面的干油底殼型內(nèi)燃機(jī)的控制裝置實(shí)現(xiàn)，干油底殼型內(nèi)燃機(jī)的控制裝置包括供給泵和回油泵，供給泵的排出量隨著發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速而改變，回油泵的排出量能不取決于發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速而改變。提供了泵控制設(shè)備用來以這樣一種方式控制回油泵，即在發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速高的范圍內(nèi)在回油泵的排出量和供給泵的排出量之間的排出量比值低于在發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速低的范圍內(nèi)的排出量比值。
在本發(fā)明的第二方面中，根據(jù)本發(fā)明第一方面的干油底殼型內(nèi)燃機(jī)的控制裝置還可以包括用于獲取排出量比值的排出量比值獲取裝置?？梢蕴峁┡懦隽勘戎嫡{(diào)節(jié)裝置用來進(jìn)行調(diào)節(jié)，以便排出量比值在發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速高的范圍內(nèi)比發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速低的范圍內(nèi)低。泵控制設(shè)備可以根據(jù)由排出量比值調(diào)節(jié)裝置調(diào)節(jié)的排出量比值控制回油泵的排出量。
在本發(fā)明的第三方面中，根據(jù)本發(fā)明第二方面的干油底殼型內(nèi)燃機(jī)的控制裝置還可以包括用來檢測曲軸箱內(nèi)的氮氧化物濃度的氮氧化物濃度傳感器。排出量比值調(diào)節(jié)裝置可以進(jìn)行調(diào)節(jié)以便排出量比值在氮氧化物濃度高時(shí)高于氮氧化物濃度低時(shí)。
上述目標(biāo)由根據(jù)本發(fā)明第四方面的干油底殼型內(nèi)燃機(jī)的控制裝置實(shí)現(xiàn)。干油底殼型內(nèi)燃機(jī)的控制裝置包括供給泵和回油泵，供給泵的轉(zhuǎn)速隨著發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速而改變，回油泵的轉(zhuǎn)速能不取決于發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速而改變，控制裝置包括泵控制設(shè)備，其用來以這樣一種方式控制回油泵，即在發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速高的范圍內(nèi)的回油泵的轉(zhuǎn)速和供給泵的轉(zhuǎn)速之間的轉(zhuǎn)速比值低于在發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速低的范圍內(nèi)的轉(zhuǎn)速比值。
在本發(fā)明的第五方面中，根據(jù)本發(fā)明第四方面的干油底殼型內(nèi)燃機(jī)的控制裝置還可以包括用于獲取轉(zhuǎn)速比值的轉(zhuǎn)速比值獲取裝置。可以提供轉(zhuǎn)速比值調(diào)節(jié)裝置用來進(jìn)行調(diào)節(jié)，以便轉(zhuǎn)速比值在發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速高的范圍內(nèi)比發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速低的范圍內(nèi)低。泵控制設(shè)備可以根據(jù)由轉(zhuǎn)速比值調(diào)節(jié)裝置調(diào)節(jié)的轉(zhuǎn)速比值控制回油泵的轉(zhuǎn)速。
在本發(fā)明的第六方面中，根據(jù)本發(fā)明第五方面的干油底殼型內(nèi)燃機(jī)的控制裝置還可以包括用來檢測曲軸箱內(nèi)的氮氧化物濃度的氮氧化物濃度傳感器。轉(zhuǎn)速比值調(diào)節(jié)裝置可以進(jìn)行調(diào)節(jié)以便轉(zhuǎn)速比值在氮氧化物濃度高時(shí)高于氮氧化物濃度低時(shí)。
本發(fā)明的第一方面在高轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)控制能量消耗的增加，并通過給曲軸箱提供增加的通風(fēng)在低轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)充分減少氮氧化物濃度，從而有效地控制油的變質(zhì)。換句話說，本發(fā)明能建立一個(gè)系統(tǒng)，該系統(tǒng)能在低轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)產(chǎn)生回油泵驅(qū)動的效果，低轉(zhuǎn)速范圍是實(shí)際的正常內(nèi)燃機(jī)運(yùn)行范圍。
本發(fā)明的第二方面進(jìn)行調(diào)節(jié)以便用于高轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)的排出量比值低于用于低轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)的排出量比值。因而，本發(fā)明能在高轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)控制能量消耗的增加，并通過給曲軸箱提供增加的通風(fēng)在低轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)充分減少氮氧化物濃度，從而有效地控制油的變質(zhì)。
本發(fā)明的第三方面用比本發(fā)明第二方面更高的精度提供曲軸箱通風(fēng)。


圖1表示根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的干油底殼型內(nèi)燃機(jī)的構(gòu)形。
圖2表示回油泵的排出量和曲軸箱中的氮氧化物濃度或回油泵的驅(qū)動損失之間的關(guān)系。
圖3是流程圖，表示在本發(fā)明第一實(shí)施例中執(zhí)行的例行程序。
圖4表示根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的干油底殼型內(nèi)燃機(jī)的改進(jìn)實(shí)施例的構(gòu)形。
圖5表示時(shí)間和留在油底殼中的油量之間的關(guān)系。
圖6表示根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的干油底殼型內(nèi)燃機(jī)的另一個(gè)改進(jìn)實(shí)施例的構(gòu)形。
圖7是流程圖，表示在圖6中所示的另一個(gè)改進(jìn)實(shí)施例中執(zhí)行的例行程序。
圖8是流程圖，表示在本發(fā)明第二實(shí)施例中執(zhí)行的例行程序。
具體實(shí)施例方式
第一實(shí)施例[第一實(shí)施例的構(gòu)形]圖1表示根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的干油底殼型內(nèi)燃機(jī)的構(gòu)形。圖1中所示的內(nèi)燃機(jī)10包括缸體12。缸蓋14安裝在缸體12的頂部上。缸蓋罩16安裝在缸蓋14的頂部上。缸蓋14與進(jìn)氣道18連通，進(jìn)氣道18設(shè)有節(jié)氣門體20，節(jié)氣門體20位于空氣濾清器的下游。
曲軸箱22形成于缸體12內(nèi)，曲軸箱22位于活塞(未示出)下面。根據(jù)本實(shí)施例的系統(tǒng)包括機(jī)油箱24，其存儲將被供給到內(nèi)燃機(jī)10的各個(gè)部分的油。機(jī)油箱24的底部與供油管26的一個(gè)端部連通，供油管26的剩余端部與形成于缸體12中的潤滑油道(未示出)連通。供給泵28設(shè)置在供油管26中間，供給泵28由內(nèi)燃機(jī)10的旋轉(zhuǎn)力矩驅(qū)動。
油底殼30安裝在缸體12下面，以收集在由供給泵28供給到發(fā)動機(jī)的各個(gè)部分之后自由落入曲軸箱22中的油。濾油器32位于離油底殼30的底部預(yù)定距離處。濾油器32與集油管34連通。電回油泵36設(shè)在集油管34中間，集油管34的剩余端部與機(jī)油箱24的頂部連通。
回油泵36的排出量比供給泵28大，以便收集由供給泵28供給到發(fā)動機(jī)的油并將竄缸混合氣從曲軸箱22排出。更具體地，將回油泵36構(gòu)形成以一個(gè)通過用預(yù)定比值乘供給泵28的排出量而獲得的排出量運(yùn)行。在這里將預(yù)定比值確定為S/F(回油泵排出量/供給泵排出量)比值。
曲軸箱22通過連通通道38與機(jī)油箱24的頂部連通，以便保持曲軸箱22和機(jī)油箱24之間的竄缸混合氣壓力平衡。機(jī)油箱24的頂部與竄缸混合氣供給管40連通，PCV閥42設(shè)在竄缸混合氣供給管40中間，竄缸混合氣供給管40的剩余端部與位于節(jié)氣門體20下游的進(jìn)氣道18連通。
竄缸混合氣供給管40與旁路通道44的一個(gè)端部連接，該端部位于機(jī)油箱24和PCV閥42之間，旁路通道44的剩余端部通過止回閥46與位于節(jié)氣門體20上游的進(jìn)氣道18連通。位于節(jié)氣門體20上游的進(jìn)氣道18與新鮮空氣連通通道48連通，止回閥50設(shè)在新鮮空氣連通通道48中間，新鮮空氣連通通道48的剩余端部與缸蓋罩16連通。
根據(jù)本實(shí)施例的系統(tǒng)包括ECU52，ECU52連接到檢測發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速、節(jié)氣門開度等等的各個(gè)傳感器。ECU52例如還連接到回油泵36的致動器。ECU52基于傳感器產(chǎn)生的輸出執(zhí)行預(yù)定程序，并實(shí)行控制以便回油泵36的排出量與所需的值相符。
當(dāng)內(nèi)燃機(jī)10開始運(yùn)行時(shí)，根據(jù)發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速驅(qū)動供給泵28。ECU52根據(jù)預(yù)定規(guī)則確定的S/F比值驅(qū)動回油泵36。供給泵28將機(jī)油箱24中的油強(qiáng)行供給到設(shè)在缸體12中的潤滑油道，供給到潤滑油道的油在使內(nèi)燃機(jī)10的各個(gè)部分潤滑之后落入曲軸箱22中，回油泵36將油底殼30收集的油排出曲軸箱22，并通過集油管34使油返回到機(jī)油箱24。
當(dāng)驅(qū)動回油泵36時(shí)，曲軸箱22中的竄缸混合氣與油一起供給到機(jī)油箱24。供給到機(jī)油箱24的竄缸混合氣在進(jìn)氣負(fù)壓下被帶入進(jìn)氣道18中。在這種情況下，竄缸混合氣以與PCV閥開度相符的流量被帶入進(jìn)氣道18中，PCV閥開度根據(jù)進(jìn)氣負(fù)壓確定。如果回油泵36的排出量高于PCV閥42的通道流量，則竄缸混合氣供給管40的內(nèi)部壓力高。在這種狀況下，止回閥46依靠這種氣壓打開，通過旁路通道44將竄缸混合氣帶入進(jìn)氣道18中。
當(dāng)回油泵36將竄缸混合氣排出曲軸箱22時(shí)，從新鮮空氣連通通道48將新鮮空氣引入到缸蓋罩16。這促進(jìn)了缸蓋罩16內(nèi)部和曲軸箱22的通風(fēng)，從而防止包含在竄缸混合氣中的氮氧化物使油變質(zhì)。
當(dāng)以預(yù)定的S/F比值(S/F＞1)驅(qū)動供給泵28和回油泵36時(shí)，上面描述的根據(jù)本實(shí)施例的系統(tǒng)能將油從機(jī)油箱24連續(xù)供給到內(nèi)燃機(jī)10。此外，能通過驅(qū)動回油泵36使曲軸箱22通風(fēng)。
圖2表示回油泵36的排出量和曲軸箱22中的氮氧化物濃度或回油泵36的驅(qū)動損失之間的關(guān)系。如圖2中所示，當(dāng)增加回油泵36的轉(zhuǎn)速以增加回油泵36的排出量時(shí)，促進(jìn)了曲軸箱22的通風(fēng)，所以曲軸箱22中的氮氧化物濃度降低。同時(shí)，當(dāng)回油泵36的排出量增加時(shí)，回油泵36的驅(qū)動損失增加(從而增加了泵內(nèi)部摩擦的程度或其它機(jī)械損失和泵的功的量)。因而，功耗隨著電回油泵36的排出量的增加而增加。
一般，內(nèi)燃機(jī)所需的油循環(huán)量隨著發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速的增加而增加。因而，在干油底殼型內(nèi)燃機(jī)中，供給泵28的排出量隨著發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速的增加而增加，如上所述。回油泵36的排出量比供給泵28高，以便提供預(yù)定的S/F比值。因而，當(dāng)供給泵28的排出量隨著發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速的增加而增加時(shí)，回油泵36的排出量也增加。
如果S/F比值是固定的，與內(nèi)燃機(jī)10的運(yùn)行狀態(tài)無關(guān)，則如上所述構(gòu)形的回油泵36的功耗量隨著發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速的增加而增加。此外，如果S/F比值隨著發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速的增加而增加，則功耗隨著發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速的增加而額外地增加?；赜捅?6的排出量需要高于供給泵28的排出量，以便實(shí)行油收集功能和曲軸箱通風(fēng)功能。然而，如果回油泵36的排出量在發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速高的范圍內(nèi)太高，則功耗過度增加。同時(shí)，在如圖2中所示的回油泵36的排出量低的范圍內(nèi)，回油泵36的驅(qū)動損失小，所以功耗的影響比排出量高的范圍內(nèi)小。
在上述情況下，根據(jù)本實(shí)施例的系統(tǒng)在發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速高的范圍內(nèi)提供了比發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速低的范圍內(nèi)低的S/F比值。更具體地，在發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速高的范圍內(nèi)，采用低S/F比值以優(yōu)先考慮功耗最小化，另一方面，在發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速低的范圍內(nèi)，采用高S/F比值以優(yōu)先考慮使氮氧化物濃度減小的通風(fēng)改善，這是因?yàn)楣牡挠绊懕劝l(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速高的范圍內(nèi)小。
圖3是流程圖，表示根據(jù)第一實(shí)施例的ECU52執(zhí)行的實(shí)現(xiàn)上述功能的例行程序。在圖3所示的例行程序中，首先執(zhí)行步驟100以檢測發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速。接著，執(zhí)行步驟102以獲取S/F比值基值(S/F)BASE。在該例行程序中執(zhí)行的程序用預(yù)定的發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速作為閾值，將內(nèi)燃機(jī)10的運(yùn)行范圍分成低轉(zhuǎn)速范圍和高轉(zhuǎn)速范圍，并為兩個(gè)范圍提供不同的S/F比值。ECU52存儲用于S/F比值設(shè)置的基值(S/F)BASE。設(shè)定基值(S/F)BASE，以使得回油泵36能充分地給曲軸箱22通風(fēng)。在該例行程序中執(zhí)行的程序中，將基值(S/F)BASE設(shè)定為用于低轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)的S/F比值?？梢愿鶕?jù)發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速慣用頻率設(shè)定S/F比值轉(zhuǎn)變的閾值發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速。
接著，執(zhí)行步驟104以判斷發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速是否處于高轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)。如果獲得的判斷結(jié)果表明發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速不是處于高轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)而是處于低轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)，則執(zhí)行步驟106以將基值(S/F)BASE設(shè)定為在當(dāng)前處理循環(huán)中使用的S/F比值。
另一方面，如果在步驟104中獲得的判斷結(jié)果表明發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速處于高轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)，則執(zhí)行步驟108以使得在當(dāng)前處理循環(huán)中使用的S/F比值小于在低轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)使用的值。更具體地，使在當(dāng)前處理循環(huán)中使用的S/F比值等于值(S/F)BASE×kN，通過用基于發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速的預(yù)定修正系數(shù)kN(0＜kN＜1)乘基值(S/F)BASE來獲得值(S/F)BASE×kN。
接著，執(zhí)行步驟110以根據(jù)在步驟106或108中設(shè)定的S/F比值控制回油泵36的排出量。ECU52存儲圖表1和2。圖表1定義發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速和供給泵28的排出量之間的關(guān)系，圖表2定義回油泵36的轉(zhuǎn)速和排出量之間的關(guān)系。在步驟110中，首先根據(jù)圖表1獲取符合發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速的供給泵28的排出量，然后通過用在上面的步驟中設(shè)定的S/F比值乘供給泵28的排出量計(jì)算回油泵36的排出量。接著，根據(jù)圖表2確定用來提供所算排出量的回油泵36的轉(zhuǎn)速。最后，控制回油泵36以便提供所確定的轉(zhuǎn)速。
當(dāng)執(zhí)行上述例行程序中的程序時(shí)，能根據(jù)發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速控制回油泵36的排出量以在高轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)提供比低轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)低的S/F比值。換句話說，基本上按照供給泵28的排出量、根據(jù)發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速控制回油泵36的排出量。然而，當(dāng)執(zhí)行上述程序時(shí)，根據(jù)轉(zhuǎn)速范圍改變符合發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速的回油泵36的排出量特性。
因而，根據(jù)本實(shí)施例的系統(tǒng)將功耗的增加減到最少，這是因?yàn)橐栽诟咿D(zhuǎn)速范圍內(nèi)比低轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)低的S/F比值驅(qū)動回油泵36。在低轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)，為曲軸箱22提供程度增大的通風(fēng)以充分減小氮氧化物濃度，因此，能有效地控制油的變質(zhì)。在根據(jù)本實(shí)施例的系統(tǒng)中，高轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)普遍的通風(fēng)性能降低。然而，為低轉(zhuǎn)速范圍設(shè)定了提供足夠通風(fēng)性能的S/F比值，低轉(zhuǎn)速范圍實(shí)際上是內(nèi)燃機(jī)10的經(jīng)常使用的運(yùn)行范圍。因而，能防止通風(fēng)性能在高轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)變壞。如上所述，通過驅(qū)動回油泵36，根據(jù)本實(shí)施例的系統(tǒng)能在高轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)將功耗的增加減到最少和在低轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)產(chǎn)生足夠的效果(通風(fēng)改善)，低轉(zhuǎn)速范圍是常規(guī)的運(yùn)行范圍。此外，根據(jù)本實(shí)施例的系統(tǒng)增大了油的壽命，從而能實(shí)現(xiàn)將換油頻率減到最小的干油底殼型內(nèi)燃機(jī)。
在上面描述的和包括排出量隨著發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速而改變的供給泵28的第一實(shí)施例中，控制回油泵36以使得普遍用于發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速高的范圍內(nèi)的S/F比值(其是回油泵36的排出量和供給泵28的排出量之間的比值)比發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速低的范圍內(nèi)低。然而，本發(fā)明不局限于這種回油泵控制。更具體地，當(dāng)采用的構(gòu)形是這樣的，即采用的供給泵根據(jù)發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速改變其轉(zhuǎn)速時(shí)，可以基于供給泵或回油泵轉(zhuǎn)速而不是前述排出量來控制回油泵。換句話說，可以控制回油泵以使得回油泵和供給泵之間的轉(zhuǎn)速比在發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速高的范圍內(nèi)比發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速低的范圍內(nèi)低。即使在采用這樣一種替換的控制模式時(shí)，也能在高轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)將能量消耗量的增加減到最小和在低轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)通過提供程度增大的曲軸箱通風(fēng)充分減少氮氧化物濃度，從而有效地控制油的變質(zhì)。
在上面描述的第一實(shí)施例中，執(zhí)行圖3中所示的例行程序以控制回油泵36的排出量。然而，本發(fā)明不局限于使用這種回油泵控制方法。一個(gè)替換方案是基于發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速和供給泵排出量(或轉(zhuǎn)速)之間的關(guān)系，獲得定義發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速和回油泵排出量(或轉(zhuǎn)速)之間的關(guān)系的圖或計(jì)算公式，其中提供預(yù)定的S/F比值，并根據(jù)該圖或計(jì)算公式控制回油泵的排出量(或轉(zhuǎn)速)。另一個(gè)替換方案是基于發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速和供給泵排出量(或轉(zhuǎn)速)之間的關(guān)系，根據(jù)供給泵排出量(或轉(zhuǎn)速)控制回油泵的排出量(或轉(zhuǎn)速)。
上面描述的第一實(shí)施例將內(nèi)燃機(jī)10的運(yùn)行范圍分成低和高轉(zhuǎn)速范圍并向兩個(gè)范圍應(yīng)用不同的S/F比值。然而，本發(fā)明不局限于使用這種S/F比值。一個(gè)替換方案是隨著發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速的增加逐步減小S/F比值或隨著發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速的增加連續(xù)減小S/F比值。另一個(gè)替換方案是根據(jù)發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速和負(fù)載或僅僅根據(jù)負(fù)載改變S/F比值。更具體地，S/F比值設(shè)定可以隨著施加在內(nèi)燃機(jī)10上的負(fù)載的增加而增加。
在上面描述的第一實(shí)施例中，供給泵28由內(nèi)燃機(jī)10的旋轉(zhuǎn)力矩驅(qū)動，然而，本發(fā)明不局限于使用這種供給泵。更具體地，本發(fā)明可應(yīng)用于使用排出量隨著發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速而改變的供給泵。例如，使用電供給泵是可接受的。此外，本發(fā)明不局限于使用電回油泵，本發(fā)明可應(yīng)用于使用排出量能不取決于發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速而改變的回油泵。例如，本發(fā)明能應(yīng)用于使用一種回油泵，該回油泵的排出量能不取決于發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速而用變速皮帶輪或其它外部裝置控制。本發(fā)明也能應(yīng)用于使用每個(gè)旋轉(zhuǎn)的排出量可調(diào)節(jié)的可調(diào)流量類型的回油泵。此外，本發(fā)明可應(yīng)用于這樣一種情況，其中供給泵和回油泵的排出量隨著發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速連續(xù)改變或隨著發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速間歇地改變。
上面描述的第一實(shí)施例假定本發(fā)明應(yīng)用于圖1中所示的內(nèi)燃機(jī)構(gòu)形。然而，本發(fā)明不局限于這種內(nèi)燃機(jī)構(gòu)形。本發(fā)明也能應(yīng)用于圖4中所示的構(gòu)形。除了增加了止回閥62之外，圖4中所示的內(nèi)燃機(jī)60具有與圖1中所示的內(nèi)燃機(jī)10相同的構(gòu)形。如圖4中所示，止回閥62安裝在機(jī)油箱24和供給泵28之間的供油管26中，止回閥62僅僅在內(nèi)燃機(jī)60停止時(shí)起作用。安裝止回閥62以避免在內(nèi)燃機(jī)60停止時(shí)，油從機(jī)油箱24流到曲軸箱22。當(dāng)采用的構(gòu)形包括止回閥62時(shí)，不必在確定機(jī)油箱24的安裝位置時(shí)考慮機(jī)油箱24和油底殼30之間的高度差。因而，能提高確定機(jī)油箱24安裝位置的設(shè)計(jì)自由度。此外，圖4中所示的內(nèi)燃機(jī)60可以用來實(shí)行如圖5中所示的控制。
圖5表示時(shí)間和留在油底殼30中的油量之間的關(guān)系。在普通的干油底殼型內(nèi)燃機(jī)中，回油泵驅(qū)動在發(fā)動機(jī)停止時(shí)停下來。在內(nèi)燃機(jī)停止之后的預(yù)定時(shí)間段，使發(fā)動機(jī)各個(gè)部分潤滑的油時(shí)間滯后地落入油底殼中。因而，在普通的內(nèi)燃機(jī)中，留在油底殼中的油量在發(fā)動機(jī)停止后增加，如圖5中所示。如果留在油底殼中的油量在下一次運(yùn)行開始之前超過預(yù)定量，則油會在運(yùn)行開始后干涉曲軸。為了避免這種情況，可以在發(fā)動機(jī)停止后將電回油泵36繼續(xù)驅(qū)動幾分鐘。當(dāng)使用該控制方法時(shí)，機(jī)油箱24能在發(fā)動機(jī)停止后收回油底殼30收集的油，這確保油不會在下一次運(yùn)行開始時(shí)干涉曲軸，因而，內(nèi)燃機(jī)60正確地起動。當(dāng)發(fā)動機(jī)停止時(shí)，回油泵36可以在下一次起動開始之前運(yùn)行，或在發(fā)動機(jī)停止后流逝的某個(gè)時(shí)間段中運(yùn)行，即，運(yùn)行一個(gè)預(yù)定時(shí)間，在該預(yù)定時(shí)間，判定油停止落入油底殼30中。
上面描述的第一實(shí)施例假定本發(fā)明應(yīng)用于圖1中所示的內(nèi)燃機(jī)構(gòu)形，然而，本發(fā)明不局限于這種內(nèi)燃機(jī)構(gòu)形，本發(fā)明也能應(yīng)用于圖6中所示的構(gòu)形。除了增加了油位傳感器72之外，圖6中所示的內(nèi)燃機(jī)70具有與圖1中所示的內(nèi)燃機(jī)10相同的構(gòu)形。如圖6中所示，油位傳感72安裝在機(jī)油箱24的側(cè)壁上，并能檢測機(jī)油箱24中的油位。
當(dāng)安裝有圖6中所示的內(nèi)燃機(jī)70的車輛的運(yùn)行狀態(tài)改變時(shí)(例如由于轉(zhuǎn)彎或突然的加速/減速)，機(jī)油箱24中的油位和油底殼30中的油位之間的平衡可能很大地改變。在這種情況下，曲軸箱22中的油偏斜，以致回油泵36不能正確地實(shí)現(xiàn)油收集。結(jié)果，機(jī)油箱24中的油位降低，以致供給泵28難以供油。此外，當(dāng)溫度極低時(shí)，油粘性高，以致延遲了油向油底殼30中的返回。這招致與上述相同的問題。為了避免這種情況，可以執(zhí)行圖7中所示的例行程序。
圖7是流程圖，表示圖6中所示的內(nèi)燃機(jī)70中的ECU52執(zhí)行的避免上述情況的例行程序。在圖7中所示的例行程序中，首先執(zhí)行步驟112以檢測發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速。然后執(zhí)行步驟114以檢測回油泵36的轉(zhuǎn)速。在步驟116中，油位傳感器72檢測機(jī)油箱24中的油位。接著，執(zhí)行步驟118以判斷機(jī)油箱24中的油位是否在目標(biāo)油位范圍內(nèi)。
如果在步驟118中獲得的判斷結(jié)果表明機(jī)油箱24中的油位不在目標(biāo)油位范圍內(nèi)，則執(zhí)行步驟120以計(jì)算目標(biāo)油位和在步驟116中檢測的當(dāng)前油位之間的偏差。接著，實(shí)行控制以增加回油泵36的轉(zhuǎn)速，直到機(jī)油箱24中的油位恢復(fù)到目標(biāo)油位為止(步驟122)。
當(dāng)執(zhí)行圖7中所示的例行程序以根據(jù)機(jī)油箱24中的油位控制回油泵36的排出量時(shí)，能避免供給泵28由于機(jī)油箱24中的低油位而不能泵起油的情況。
在上面描述的第一實(shí)施例中，當(dāng)ECU52執(zhí)行步驟110時(shí)實(shí)現(xiàn)根據(jù)本發(fā)明第一方面的“泵控制設(shè)備”。當(dāng)ECU52執(zhí)行步驟102時(shí)實(shí)現(xiàn)根據(jù)本發(fā)明第二方面的“排出量比值獲取裝置”。當(dāng)ECU52執(zhí)行步驟104、106和108時(shí)實(shí)現(xiàn)根據(jù)本發(fā)明第二方面的“排出量比值調(diào)節(jié)裝置”。
第二實(shí)施例現(xiàn)在將參考圖8描述本發(fā)明的第二實(shí)施例。
除了包括氮氧化物濃度傳感器以檢測曲軸箱22中的氮氧化物濃度之外，根據(jù)本實(shí)施例的系統(tǒng)構(gòu)形得與第一實(shí)施例相同。之前描述的第一實(shí)施例根據(jù)發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速改變S/F比值，本實(shí)施例的系統(tǒng)根據(jù)曲軸箱22中的氮氧化物濃度以及發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速改變S/F比值。
圖8是流程圖，表示根據(jù)本實(shí)施例的ECU52執(zhí)行的實(shí)現(xiàn)上述功能的例行程序。在參考圖8描述本實(shí)施例時(shí)，與參考用于第一實(shí)施例的圖3描述的步驟同樣的步驟由與它們的對應(yīng)步驟相同的附圖標(biāo)記表示，并從說明中省略或進(jìn)行簡要描述。在圖8中所示的例行程序中，首先執(zhí)行步驟100以檢測發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速。然后執(zhí)行步驟124以根據(jù)氮氧化物濃度傳感器的輸出檢測曲軸箱22中的氮氧化物濃度。該例行程序不僅根據(jù)發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速改變S/F比值，而且在曲軸箱22中的氮氧化物濃度高于預(yù)定的目標(biāo)氮氧化物濃度時(shí)增加S/F比值。對于在例行程序中執(zhí)行的程序，將ECU52存儲的基值(S/F)BASE設(shè)定為在低轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)使用的S/F比值和設(shè)定為在達(dá)到目標(biāo)氮氧化物濃度的情況中使用的S/F比值。
如果在步驟104中獲得的判斷結(jié)果表明發(fā)動機(jī)不處于高轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)，則執(zhí)行步驟126以判斷是否達(dá)到目標(biāo)氮氧化物濃度。
如果在步驟126中獲得的判斷結(jié)果表明達(dá)到了目標(biāo)氮氧化物濃度，則將基值(S/F)BASE設(shè)定為在當(dāng)前處理循環(huán)中使用的S/F比值(步驟106)。
另一方面，如果在步驟126中獲得的判斷結(jié)果表明沒有達(dá)到目標(biāo)氮氧化物濃度，則將在當(dāng)前處理循環(huán)中使用的S/F比值設(shè)定得高于當(dāng)?shù)趸餄舛炔桓哂谀繕?biāo)濃度時(shí)的比值(步驟128)。更具體地，用預(yù)定的基于氮氧化物濃度的修正系數(shù)kNOX(kNOX＞1)乘基值(S/F)BASE，并將所得到的值(S/F)BASE×kNOX設(shè)定為在當(dāng)前處理循環(huán)中使用的S/F比值。
當(dāng)在步驟104中獲得的判斷結(jié)果表明發(fā)動機(jī)處于高轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)時(shí)，執(zhí)行步驟130以判斷是否達(dá)到目標(biāo)氮氧化物濃度。如果獲得的判斷結(jié)果表明達(dá)到了目標(biāo)氮氧化物濃度，則用預(yù)定的基于發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速的修正系數(shù)kN乘基值(S/F)BASE，并將所得到的值(S/F)BASE×kN設(shè)定為在當(dāng)前處理循環(huán)中使用的S/F比值(步驟108)。
另一方面，如果在步驟130中獲得的判斷結(jié)果表明沒有達(dá)到目標(biāo)氮氧化物濃度，則用基于發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速的修正系數(shù)kN和用基于氮氧化物濃度的修正系數(shù)kNOX乘基值(S/F)BASE，并將所得到的值(S/F)BASE×kN×kNOX設(shè)定為在當(dāng)前處理循環(huán)中使用的S/F比值(步驟132)。
接著，執(zhí)行步驟110以根據(jù)在步驟106、128、108或132中設(shè)定的S/F比值控制回油泵36的排出量。
上述例行程序以這樣一種方式控制回油泵36的排出量，即根據(jù)曲軸箱22中的氮氧化物濃度以及根據(jù)發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速提供S/F比值。因而，根據(jù)本實(shí)施例的系統(tǒng)能用比第一實(shí)施例的構(gòu)形更高的精度給曲軸箱22通風(fēng)。換句話說，當(dāng)在曲軸箱22中達(dá)到目標(biāo)氮氧化物濃度時(shí)，根據(jù)本實(shí)施例的系統(tǒng)不必過度的提供通風(fēng)，結(jié)果，能將功耗減到最小和提供以高效率使用能量的系統(tǒng)。
根據(jù)是否達(dá)到目標(biāo)氮氧化物濃度，上面描述的第二實(shí)施例使用不同的S/F比值。然而，本發(fā)明不局限于這種S/F比值的使用。可選地，采用的S/F比值可以隨著氮氧化物濃度的增加而增加。
權(quán)利要求
1.一種干油底殼型內(nèi)燃機(jī)的控制裝置，其包括供給泵和回油泵，該供給泵的排出量隨著發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速而改變，該回油泵的排出量能不取決于發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速而改變，所述控制裝置包括泵控制設(shè)備，用來以這樣一種方式控制所述回油泵，即在發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速高的范圍內(nèi)的所述回油泵的排出量和所述供給泵的排出量之間的排出量比值低于在發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速低的范圍內(nèi)的排出量比值。
2.如權(quán)利要求1所述的干油底殼型內(nèi)燃機(jī)的控制裝置，該控制裝置包括用于獲取排出量比值的排出量比值獲取裝置；和排出量比值調(diào)節(jié)裝置，其用來進(jìn)行調(diào)節(jié)以便排出量比值在發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速高的范圍內(nèi)比發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速低的范圍內(nèi)低；其中泵控制設(shè)備根據(jù)由所述排出量比值調(diào)節(jié)裝置調(diào)節(jié)的排出量比值控制所述回油泵的排出量。
3.如權(quán)利要求2所述的干油底殼型內(nèi)燃機(jī)的控制裝置，該控制裝置包括用來檢測曲軸箱內(nèi)的氮氧化物濃度的氮氧化物濃度傳感器；其中所述排出量比值調(diào)節(jié)裝置進(jìn)行調(diào)節(jié)以便排出量比值在氮氧化物濃度高時(shí)高于氮氧化物濃度低時(shí)。
4.一種干油底殼型內(nèi)燃機(jī)的控制裝置，其包括供給泵和回油泵，該供給泵的轉(zhuǎn)速隨著發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速而改變，該回油泵的轉(zhuǎn)速能不取決于發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速而改變，所述控制裝置包括泵控制設(shè)備，用來以這樣一種方式控制所述回油泵，即在發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速高的范圍內(nèi)的所述回油泵的轉(zhuǎn)速和所述供給泵的轉(zhuǎn)速之間的轉(zhuǎn)速比值低于在發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速低的范圍內(nèi)的轉(zhuǎn)速比值。
5.如權(quán)利要求4所述的干油底殼型內(nèi)燃機(jī)的控制裝置，該控制裝置包括用于獲取轉(zhuǎn)速比值的轉(zhuǎn)速比值獲取裝置；和轉(zhuǎn)速比值調(diào)節(jié)裝置，其用來進(jìn)行調(diào)節(jié)以便轉(zhuǎn)速比值在發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速高的范圍內(nèi)比發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速低的范圍內(nèi)低；其中泵控制設(shè)備根據(jù)由轉(zhuǎn)速比值調(diào)節(jié)裝置調(diào)節(jié)的轉(zhuǎn)速比值控制所述回油泵的轉(zhuǎn)速。
6.如權(quán)利要求5所述的干油底殼型內(nèi)燃機(jī)的控制裝置，該控制裝置包括用來檢測曲軸箱內(nèi)的氮氧化物濃度的氮氧化物濃度傳感器；其中所述轉(zhuǎn)速比值調(diào)節(jié)裝置進(jìn)行調(diào)節(jié)以便轉(zhuǎn)速比值在氮氧化物濃度高時(shí)高于氮氧化物濃度低時(shí)。
全文摘要
安裝由內(nèi)燃機(jī)(10)的旋轉(zhuǎn)力矩驅(qū)動的供給泵(28)。安裝電回油泵(36)。計(jì)算回油泵(36)和供給泵(28)的排出量之間的比值(S/F比值)的基值。修正基值以使得S/F比值在發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速高的范圍內(nèi)比發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速低的范圍內(nèi)低。根據(jù)以上述方式修正的S/F比值控制回油泵(36)的排出量。
文檔編號F01M1/16GK1820124SQ20058000056
公開日2006年8月16日 申請日期2005年6月13日 優(yōu)先權(quán)日2004年6月22日
發(fā)明者鈴木孝男, 薄井英憲 申請人:豐田自動車株式會社, 愛信精機(jī)株式會社