发动机的机油供应装置 |
|||||||
| 申请号 | CN201710037332.0 | 申请日 | 2017-01-18 | 公开(公告)号 | CN107060944B | 公开(公告)日 | 2019-08-13 |
| 申请人 | 马自达汽车株式会社; | 发明人 | 桥本真宪; 冈泽寿史; | ||||
| 摘要 | 本 发明 涉及 发动机 的机油供应装置，其中，控制装置根据与发动机的运转状态对应的液压工作装置的要求液压来设定目标液压，而且以液压 传感器 所检测的实际液压与目标液压相一致的方式控制机油控制 阀 ，以便反馈控制机油 泵 的排出量。控制装置在以从发动机的启动时开始的规定期间执行固定占空控制后执行反馈控制，所述固定占空控制是机油 控制阀 的占空比被设定为固定占空比的控制。由此，在机油 粘度 高的冷机启动时，能够使实际液压迅速地收敛至目标液压，从而能够进行液压工作装置的早期稳定控制。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种发动机的机油供应装置，其特征在于包括： |
||||||
| 说明书全文 | 发动机的机油供应装置技术领域[0001] 本发明涉及发动机的机油供应装置。 背景技术[0002] 自以往已知有对发动机的各部分供应机油的机油供应装置。 [0003] 日本专利第5168372号公报(以下称为专利文献1)公开了如下的技术：发动机启动时，以可变气门传动机构的机油压力成为目标压力以上的方式来限制流量调整阀供应给曲 轴轴承等的机油量，从启动时开始便确保可变气门传动机构的工作性能。 [0004] 日本专利公开公报特开2014-199011号公报(以下称为专利文献2)公开了如下的机油供应装置：具备多个液压工作装置(液压VVT、气门停止装置)，根据发动机的运转状态将目标液压设定为多个液压工作装置的要求液压中的最大的要求液压，利用机油控制阀来 控制可变容量型机油泵的排出量，以使实际液压与所设定的目标液压相一致。 [0005] 发动机的冷机启动时，机油泵在机油粘度高的状态下工作，因此，机油不容易遍布于供油道的整个区域。由此而会发生如下的情况：设置在比主油道更下游的供油道上的机油泵的压力室中未有充足的机油供应，而在主油道中却有充足的机油供应，而且设置于该 主油道的液压传感器检测到过大的实际液压。 [0006] 此情况下，即使通过反馈控制而将实际液压向降低至目标液压的方向来控制机油控制阀，压力室中也不会有充足的机油供应，因此，机油泵不能调整机油的排出量，不能降低实际液压。为此，向降低实际液压的方向的控制量会进一步增加。 [0007] 不久，充足的机油被供应到压力室，机油泵处于能够调整排出量的状态，但此时由于向降低液压的方向的控制量过大，因此，实际液压会一下子下降，很大地低于目标液压，机油泵的排出量变得过度地小。 [0008] 机油的对压力室的供应量依赖于机油泵的排出量，因此，若机油泵的排出量过小，则没有充足的机油供应给压力室，机油泵再度成为不能够调整的状态。因此，即使将变得过低的实际液压向提升到目标液压的方向来控制机油控制阀，实际液压也不容易上升到目标液压。为此，便增大向提升实际液压的方向的控制量。不久，机油泵便成为可以控制的状态，不过此时，由于向提升实际液压的方向的控制量过大，因此，实际液压急速地增大。 [0009] 这样，若在冷机启动时应用反馈控制，则存在着实际液压的波动变大而导致实际液压收敛至目标液压的时间变长这样的问题。其结果，会发生如下的问题：不能早期地进行液压VVT等液压工作装置的稳定控制。 [0010] 此外，所述专利文献1及专利文献2均以反馈控制为前提，因此不能解决冷机启动时存在的上述问题。 发明内容[0011] 本发明鉴于上述的情况而作，其目的在于提供一种如下的发动机的机油供应装置：即使在冷机启动时，也能够在较短期间内将目标液压收敛至实际液压，从而能够早期进行液压工作装置的稳定控制。 [0012] 本发明所涉及的发动机的机油供应装置包括：可变容量型机油泵；液压工作装置，经由供油道而与所述机油泵连接；液压检测装置，检测所述供油道的液压；机油控制阀，控制供应给所述机油泵的压力室的机油的流量，从而变更从所述机油泵排出的机油的排出量；控制装置，根据与所述发动机的运转状态对应的所述液压工作装置的要求液压来设定 目标液压，并且以所述液压检测装置所检测的实际液压与所述目标液压相一致的方式控制 所述机油控制阀，以便反馈控制所述机油泵的排出量；其中，所述控制装置在以从所述发动机的启动时开始的规定期间执行固定值控制后执行所述反馈控制，所述固定值控制是所述 机油控制阀的控制值被设定为固定控制值的控制，在以构成所述机油控制阀的构件所具有 的特性的偏差中具有最大的偏差的构件来构成所述机油控制阀的情况下，且在所述实际液 压不超过指定的上限液压这一条件下，所述固定控制值被设定为与所述反馈控制的开始时 的所述液压工作装置的要求液压对应的控制值相一致或与该控制值接近的值。 [0016] 图3A是表示锁止状态下的液压式气门停止装置的结构及工作的剖视图。 [0017] 图3B是表示锁止解除状态下的液压式气门停止装置的结构及工作的剖视图。 [0018] 图3C是表示气门的工作处于停止状态下的液压式气门停止装置的结构及工作的剖视图。 [0019] 图4是表示可变气门正时机构的简略结构的剖视图。 [0020] 图5是机油供应装置的液压回路图。 [0021] 图6是表示在冷机启动时进行了PID的反馈控制时的占空比及实际液压的随时间的变化的图形。 [0022] 图7是表示机油控制阀的特性的图形。 [0023] 图8是表示在冷机启动时进行了固定占空控制时的占空比及实际液压的随时间的变化的图形。 [0024] 图9是表示本发明的实施方式中的机油供应装置的工作的一个例子的流程图。 [0025] 图10中，上图是表示固定占空比表的一个例子的图，下图是表示持续时间表的一个例子的图。 [0026] 图11是表示要求液压表的一个例子的图，该要求液压表表示排气侧VVT的要求液压。 具体实施方式[0027] 以下，根据附图详细说明例示性的实施方式。 [0028] 图1是发动机100的由包含气缸的轴心的平面剖切后的简略剖视图。本说明书中，为了方便说明，将气缸的轴心方向称为上下方向，将气缸列方向称为前后方向。而且，将气缸列方向上的发动机100的变速器侧的相反侧称为前侧，将发动机100的变速器侧称为后 侧。 [0030] 气缸体2具有上部缸体21和下部缸体22。下部缸体22安装于上部缸体21的下表面。油底壳3安装于下部缸体22的下表面。 [0031] 上部缸体21中，沿着气缸列方向排列形成有与四个气缸对应的四个缸孔23(图1中只图示了一个缸孔23)。缸孔23形成在上部缸体21的上部，上部缸体21的下部划分曲轴室的一部分。活塞24插入在缸孔23中。活塞24经由连杆25而与曲轴26连结。燃烧室27由缸孔23、活塞24、气缸盖1所规定。四个缸孔23从前侧依次地相当于第一气缸、第二气缸、第三气缸及第四气缸。 [0032] 气缸盖1中设有向燃烧室27开口的进气道11和排气道12。进气道11上设有开闭进气道11的进气门13。排气道12上设有开闭排气道12的排气门14。进气门13及排气门14分别 被凸轮轴41、42上所设置的凸轮部41a、42a所驱动。 [0033] 详细而言，进气门13及排气门14被气门弹簧15、16向关闭方向(图1中为上方)施加作用力。在进气门13及排气门14与凸轮部41a、42a之间分别设有摇臂43、44。摇臂43、44的一端部分别被液压间隙调节器(Hydraulic Lash Adjuster；以下称为“HLA”)45、46支撑。摇臂 43、44基于设于其大致中央部的凸轮从动件43a、44a分别被凸轮部41a、42a推压而以被 HLA45、46支撑的一端部为支点而摆动。摇臂43、44基于如此摆动而通过另一端部克服气门弹簧15、16的作用力从而分别使进气门13及排气门14向打开方向(图1中为下方)移动。 HLA45、46基于液压而自动地将气门间隙调整为零。 [0034] 此外，第一气缸及第四气缸中所设置的HLA45、46分别具备使进气门13及排气门14的工作停止的气门停止机构。以下，在以气门停止机构的有或无来区别HLA时，将具备气门停止机构的HLA45、46称为HLA45a、46a，将不具备气门停止机构的HLA45、46称为HLA45b、 46b。发动机100在全缸运转时使第一至第四气缸的所有的进气门13及排气门14工作，另一 方面，在减缸运转时使第一及第四气缸的进气门13及排气门14工作停止，使第二及第三气 缸的进气门13及排气门14工作。 [0035] 在气缸盖1的与第一及第四气缸对应的部分中形成有用于安装HLA45a、46a的安装孔。HLA45a、46a被安装于该安装孔。气缸盖1中形成有与安装孔连通的供油道。经由该供油道，机油被供应给HLA45a、46a。 [0037] 在进气侧的凸轮轴41的上方设有进气侧的机油喷淋器48，在排气侧的凸轮轴42的上方设有排气侧的机油喷淋器49。进气侧的机油喷淋器48及排气侧的机油喷淋器49以能够 使机油滴下到凸轮部41a、42a与摇臂43、44的凸轮从动件43a、44a的接触部的方式构成。 [0038] 此外，发动机100中设有可变更进气门13及排气门14各自的气门特性的可变气门正时机构(以下称为“VVT(Variable Valve Timing)”)。进气侧VVT为电动式，排气侧VVT18为液压式。 [0039] 上部缸体21具有：相对于四个缸孔23位于进气侧的第一侧壁21a；相对于四个缸孔23位于排气侧的第二侧壁21b；位于比最前侧的缸孔23更前侧的前壁(省略图示)；位于比最后侧的缸孔23更后侧的后壁(省略图示)；在各相邻的两个缸孔23之间的部分沿上下方向扩 展的多个纵壁21c。 [0040] 下部缸体22具有：与上部缸体21的第一侧壁21a对应地位于进气侧的第一侧壁22a；与上部缸体21的第二侧壁21b对应地位于排气侧的第二侧壁22b；与上部缸体21的前壁对应地位于前侧的前壁(省略图示)；与上部缸体21的后壁对应地位于后侧的后壁(省略图 示)；与上部缸体21的纵壁21c对应的多个纵壁22c。上部缸体21和下部缸体22被螺栓紧固。 [0041] 在上部缸体21的前壁与下部缸体22的前壁之间、上部缸体21的后壁与下部缸体22的后壁之间、纵壁21c与纵壁22c之间分别设有支撑曲轴26的轴承部28(参照图2)。 [0042] 以下，参照图2来说明纵壁21c与纵壁22c之间的轴承部28。图2是位于气缸列方向中央的上部缸体21的纵壁21c及下部缸体22的纵壁22c的剖视图。此外，在上部缸体21的前 壁与下部缸体22的前壁之间及上部缸体21的后壁与下部缸体22的后壁之间也设有同样的 轴承部28。在区别各轴承部28时，将它们从前侧依次称为第一轴承部28A、第二轴承部28B、第三轴承部28C、第四轴承部28D、第五轴承部28E。 [0043] 轴承部28设于两个螺栓紧固部位之间。详细而言，轴承部28设置在一对螺孔21f及螺栓插孔22f之间。轴承部28具有圆筒状的轴瓦29。纵壁21c及纵壁22c的各自的接合部上形成有半圆状的凹口部。轴瓦29采用包括第一半圆部29a和第二半圆部29b的分割结构。第一 半圆部29a安装于纵壁21c的凹口部，第二半圆部29b安装于纵壁22c的凹口部。基于纵壁21c与纵壁22c结合，第一半圆部29a与第二半圆部29b结合，从而成为圆筒状。在第一半圆部29a的内周面上形成有沿圆周方向延伸的油槽29c。而且，在第一半圆部29a中穿通地形成有连 接道29d，该连接道29d的一端向第一半圆部29a的外周面开口，另一端向油槽29c开口。上部缸体21中形成有供油道，机油经由该供油道而被供应到第一半圆部29a的外周面。连接道 29d设置在与该供油道连通的位置。由此，从供油道供应的机油经由连接道29d而流入到油 槽29c。 [0045] 参照图3A、图3B、图3C，详细地说明具备气门停止机构的HLA45a、46a。由于HLA45a、46a的结构实质上相同，因此，以下仅对HLA45a进行说明。 [0046] HLA45a具有支点机构45c和气门停止机构45d。 [0047] 支点机构45c是周知的HLA的支点机构，基于液压而自动地将气门间隙调整为零。虽然HLA45b、46b没有气门停止机构，但具有与支点机构45c实质上相同的支点机构。 [0048] 气门停止机构45d是切换对应的进气门13或排气门14的工作及工作停止的机构。气门停止机构45d具有：外筒45e，一端开口而另一端具有底部，将支点机构45c以能够沿轴向滑动的方式收容；一对锁销45g，能够进退地穿通于相向地形成在外筒45e的侧周面上的 两个通孔45f；锁止弹簧45h，对一个锁销45g施加向外筒45e的半径方向外侧的作用力；空动弹簧45i，设于外筒45e的底部与支点机构45c之间，对支点机构45c沿轴向施加向外筒45e的开口侧的作用力。锁销45g设置在支点机构45c的下端。锁销45g基于液压而被驱动，能够在与通孔45f嵌合的状态和移动到外筒45e的半径方向内侧而解除与通孔45f嵌合的状态之间 切换。 [0049] 如图3A所示，在锁销45g与通孔45f嵌合时，支点机构45c从外筒45e以比较大的突出量突出，基于锁销45g而被限制沿外筒45e的轴向的移动。即，支点机构45c处于锁止状态。 在该状态下，支点机构45c的顶部与摇臂43或摇臂44的一端部接触，从而作为摆动支点发挥作用。由此，摇臂43f、44在另一端部克服气门弹簧15、16的作用力而分别使进气门13及排气门14向打开方向移动。即，在气门停止机构45d处于锁止状态时，使对应的进气门13或排气门14工作。 [0050] 另一方面，若液压从半径方向外侧作用于锁销45g时，如图3B所示，锁销45g克服锁止弹簧45h的作用力而向外筒45e的半径方向内侧移动，从而被解除与通孔45f的嵌合。由此，支点机构45c的锁止被解除。 [0051] 即使在该锁止解除状态下，基于空动弹簧45i的作用力，支点机构45c也处于从外筒45e以比较大的突出量突出的状态。但是，支点机构45c的沿外筒45e的轴向的移动不受限制，处于可移动的状态。此外，空动弹簧45i的作用力被设定为小于气门弹簧15、16向关闭方向施加于进气门13及排气门14的作用力。因此，在锁止解除状态下，若凸轮从动件43a、44a分别被凸轮部41a、42a推压，则进气门13及排气门14的顶部便成为摇臂43、44的摆动支点，摇臂43、44如图3C所示那样克服空动弹簧45i的作用力而使支点机构45c向外筒45e的底部 侧移动。即，在气门停止机构45d处于锁止解除状态时，对应的进气门13或排气门14的工作停止。 [0052] 下面，参照图4，详细地说明排气侧VVT18。 [0053] 排气侧VVT18具有大致圆环状的壳体18a和被收容在该壳体18a内部的转子18b。壳体18a与凸轮轴带轮18c可一体转动地连结于该凸轮轴带轮18c，该凸轮轴带轮18c与曲轴26 同步地转动。转子18b与使进气门13开闭的凸轮轴41可一体转动地连结。转子18b中设有与 壳体18a的内周面滑动接触的叶片18d。壳体18a的内部形成有多个由壳体18a的内周面、叶 片18d及转子18b的主体划分而成的延迟角液压室18e和提前角液压室18f。机油被供应到这 些延迟角液压室18e及提前角液压室18f。若延迟角液压室18e的液压高，则转子18b相对于 壳体18a的转动方向向相反的方向转动。即，凸轮轴41相对于凸轮轴带轮18c向相反的方向 转动，从而使进气门13的气门打开时期延迟。另一方面，若提前角液压室18f的液压高，则转子18b相对于壳体18a的转动方向向相同的方向转动。即，凸轮轴41相对于凸轮轴带轮18c向相同的方向转动，从而使进气门13的气门打开时期提前。 [0054] 下面，参照图5来说明机油供应装置200。图5表示机油供应装置200的液压回路图。 [0055] 机油供应装置200具有被曲轴26转动驱动的可变容量型机油泵81和与该机油泵81连接的让机油流通的供油道5。机油泵81是被发动机100驱动的附属机件。 [0056] 机油泵81为公知的可变容量型机油泵，被曲轴26驱动。机油泵81被安装在下部缸体22的下面，处于被收容在油底壳3内的状态。详细而言，机油泵81具有：被曲轴26转动驱动的驱动轴81a、与驱动轴81a连结的转子81b、能够从转子81b沿半径方向进退自如的多个叶 片81c、收容所述转子81b及叶片81c且以能够调整相对于转子81b的转动中心的偏心量的方 式构成的凸轮环81d、向增大相对于转子81b的转动中心的偏心量的方向对凸轮环81d施加 作用力的弹簧81e、设置在转子81b内侧的环形部件81f、收容转子81b、叶片81c、凸轮环81d、弹簧81e及环形部件81f的壳体81g。 [0057] 虽省略了图示，但驱动轴81a的一端部向壳体81g的外侧突出，该一端部与从动链轮连结。从动链轮上卷绕有正时链。该正时链还卷绕在曲轴26的驱动链轮上。这样，转子81b通过正时链而被曲轴26转动驱动。 [0058] 转子81b转动时，各叶片81c在凸轮环81d的内周面上滑动。由此，基于转子81b、相邻的两个叶片81c、凸轮环81d及壳体81g而规定泵室(工作油室)81i。 [0059] 壳体81g上形成有使机油吸入到泵室81i内的吸入口81j，而且形成有从泵室81i排出机油的排出口81k。吸入口81j与机油集滤器81l连接。机油集滤器81l被浸渍于存积在油 底壳3内的机油中。即，存积在油底壳3内的机油经由机油集滤器81l而从吸入口81j被吸入 到泵室81i内。另一方面，排出口81k与供油道5连接。即，基于机油泵81而被增压的机油从排出口81k被排出到供油道5。 [0060] 凸轮环81d以能够绕指定的支点摆动的方式被壳体81g支撑。弹簧81e使凸轮环81d往绕所述支点的一侧来施加作用力。此外，在凸轮环81d与壳体81g之间被划分有压力室 81m。机油从外部被供应到压力室81m。压力室81m内的机油的液压作用于凸轮环81d。由此，凸轮环81d基于弹簧81e的作用力与压力室81m的液压之间的平衡而摆动，从而决定凸轮环 81d的相对于转子81b的转动中心的偏心量。基于凸轮环81d的偏心量，机油泵81的容量发生变化，机油的排出量发生变化。 [0061] 供油道5由管子及穿设在气缸盖1及气缸体2中的流道形成。供油道5具有：在气缸体2中沿气缸列方向延伸的主油道50；将机油泵81与主油道50连接的第一连通道51；从主油道50延伸至气缸盖1的第二连通道52；在气缸盖1中且在进气侧与排气侧之间沿大致水平方 向延伸的第三连通道53；从第一连通道51分支的控制用供油道54；从第三连通道53分支的 第一至第五供油道55至59。 [0062] 第一连通道51与机油泵81的排出口81k连接。第一连通道51上从机油泵81侧依次设有机油滤清器82及机油冷却器83。即，从机油泵81往第一连通道51排出的机油被机油滤 清器82过滤且被机油冷却器83调整油温后流入主油道50。 [0063] 主油道50连接于：向四个活塞24的背面侧喷射机油的喷油器71；将曲轴26转动自如地支撑的五个轴承部28的轴瓦29；设置于曲柄销的轴瓦72，该曲柄销将四个连杆25转动 自如地连结；将机油供应给液压式链条张紧器的机油供应部73；向正时链喷射机油的喷油 器74；检测主油道50中流通的机油的液压的液压传感器50a。液压传感器50a是液压检测装 置的一个例子。机油始终供应到主油道50。喷油器71具有止回阀和吸嘴，若有指定值以上的液压作用时，止回阀打开，机油从吸嘴喷出。 [0064] 此外，经由机油控制阀84而与机油泵81的压力室81m连接的控制用供油道54从主油道50分支。控制用供油道54上设有机油滤清器54a。主油道50的机油经由控制用供油道54而且被机油控制阀84调整液压后而流入到机油泵81的压力室81m。即，机油控制阀84通过控制供应给压力室81m的机油的流量来变更机油泵81的排出量。 [0066] 第二连通道52使主油道50与第三连通道53连通。在主油道50中流通的机油通过第二连通道52而流入到第三连通道53。流入到第三连通道53的机油经由第三连通道53而被分 配到气缸盖1的进气侧和排气侧。 [0067] 第一供油道55连接于：支撑进气侧的凸轮轴41的凸轮轴颈的轴瓦的机油供应部91；进气侧的凸轮轴41的推力轴承的机油供应部92；带气门停止机构HLA45a的支点机构 45c；不带气门停止机构HLA45b；进气侧的机油喷淋器48；进气侧VVT的滑动部的机油供应部 93。 [0068] 第二供油道56连接于：支撑排气侧的凸轮轴42的凸轮轴颈的轴瓦的机油供应部94；排气侧的凸轮轴42的推力轴承的机油供应部95；带气门停止机构HLA46a的支点机构 46c；不带气门停止机构HLA46b；排气侧的机油喷淋器49。 [0069] 第三供油道57经由第一方向切换阀96而连接于排气侧VVT18的延迟角液压室18e及提前角液压室18f。此外，第三供油道57连接于位于排气侧的凸轮轴42的轴瓦的机油供应部94中的最前部的机油供应部94。在第三供油道57中的第一方向切换阀96的上游侧连接有 机油滤清器57a。基于第一方向切换阀96而调整供应给延迟角液压室18e及提前角液压室 18f的机油流量。 [0070] 第四供油道58经由第二方向切换阀97而连接于第一气缸的带气门停止机构HLA45a的气门停止机构45d及带气门停止机构HLA46a的气门停止机构46d。在第四供油道58 中的第二方向切换阀97的上游侧连接有机油滤清器58a。基于第二方向切换阀97而控制往 第一气缸的气门停止机构45d及气门停止机构46d的机油供应。 [0071] 第五供油道59经由第三方向切换阀98而连接于第四气缸的带气门停止机构HLA45a的气门停止机构45d及带气门停止机构HLA46a的气门停止机构46d。在第五供油道59 中的第三方向切换阀98的上游侧连接有机油滤清器59a。基于第三方向切换阀98而控制往 第四气缸的气门停止机构45d及气门停止机构46d的机油供应。 [0072] 供应到发动机100的各部分的机油通过未图示的泄油道而滴下到油底壳3，通过机油泵81而被再循环。 [0073] 发动机100由控制器60控制。控制器60具有处理器及存储器，且输入来自检测发动机100的运转状态的各种传感器的检测结果。例如，控制器60连接于液压传感器50a、检测曲轴26的转角的曲柄角传感器61、检测发动机100吸入的空气量的空气流量传感器62、油温传感器63(粘度特性检测装置的一个例子)、检测凸轮轴41、42的转动相位的凸轮角传感器64 及检测发动机100的冷却水的温度的水温传感器65。控制器60根据来自曲柄角传感器61的 检测信号求出发动机转速，根据空气流量传感器62的检测信号求出发动机负荷，根据凸轮 角传感器64的检测信号求出进气侧VVT及排气侧VVT18的工作角度。控制器60是控制装置的 一个例子。 [0074] 控制器60根据各种检测结果来判定发动机100的运转状态，并根据所判定的运转状态来控制机油控制阀84、第一方向切换阀96、第二方向切换阀97及第三方向切换阀98。 [0075] 控制器60的控制之一为减缸运转。控制器60根据发动机100的运转状态来切换全缸运转和减缸运转，全缸运转为在所有气缸中执行燃烧的运转，减缸运转为停止一部分气 缸中的燃烧而在其余的气缸中执行燃烧的运转。 [0076] 此外，控制器60将与发动机100的运转状态对应的液压工作装置的要求液压中的最高要求液压设定为目标液压，以使液压传感器50a所测出的实际液压与目标液压相一致 的方式控制机油控制阀84，以便反馈控制机油泵81的排出量。作为反馈控制，例如可采用 PID(比例积分微分)控制。作为液压工作装置，例如相应的是排气侧VVT18、气门停止机构 45d、46d、喷油器71。 [0077] 图6是表示在冷机启动时进行了PID的反馈控制时的占空比及实际液压的随时间而变化的图形。图6的上图是表示占空比的随时间而变化的图形，纵轴表示占空比，横轴表示时间。图6的下图是表示实际液压的随时间而变化的图形，纵轴表示液压，横轴表示时间。 在时刻T1，发动机100被启动。 [0078] 机油控制阀84随着占空比的增大而增大阀门的开度。机油泵81随着机油控制阀84的阀门的开度增大而增大流入压力室81m的机油的量，减小凸轮环81d的偏心量。由此，来自机油泵81的机油的排出量减少，实际液压减小。 [0079] 在发动机100刚启动后，由于供油道5未充满机油，压力室81m也未充满机油，压力室81m的压力低。即，在时刻T1，机油控制阀84处于不能控制机油泵81的机油排出量的状态。 因此，在时刻T1，不论机油控制阀84的占空比大小如何均使凸轮环81d的偏心量为最大，机油泵81以最大的排出量来排出机油。由此，实际液压急速地上升。 [0080] 在时刻T2，由于实际液压大幅度超过了目标液压，因此，控制器60为了降低实际液压而使占空比增大。由于主油道50位于供油道5的上游，因此被机油马上填充，液压传感器50a测出液压的急速变化。另一方面，由于压力室81m相对于主油道50位于下游，因此，即使使占空比增大而使机油控制阀84的开度增大其也不容易被机油填充，机油泵81处于不能控 制机油的排出量的状态。 [0081] 为此，在时刻T2至T3的期间，即使增大占空比，实际液压也维持在压力高的状态。此时，基于PID控制的I(积分)项的影响，目标液压与实际液压的偏差被累计，占空比相比于作为目标的目标占空比DR变得过大。此处，目标占空比DR表示假定实际液压成为目标液压 时的占空比。 [0082] 在时刻T3，机油被填充到供油道5的整个区域，总算能够经由机油控制阀84对压力室81m供应机油，机油泵81处于能够调整排出量的状态。此时，基于过大的占空比的影响，实际液压急速地下降至大幅度低于目标液压的值(时刻T4)。 [0083] 在时刻T4至T5的期间，为了朝着目标液压来提高实际液压，占空比逐渐被降低。但是，若在冷机启动时使占空比的斜率增大则会产生液压波动，因此，该斜率尽可能地被设为平缓。为此，实际液压维持低压状态。 [0084] 此外，在时刻T4至T5的期间，实际液压相对于目标液压被大幅度降低，机油泵81的排出量变得过少，因此，压力室81m的机油量变得不充分，机油泵81处于不能调整排出量的状态。由该，实际液压也维持低压状态。 [0085] 图7是表示机油控制阀84的特性的图形，纵轴表示从机油控制阀84供应给压力室81m的机油的流量，横轴表示占空比。 [0086] 如图7所示，占空比超过占空比DA时，机油的流量开始增大，以后，随着占空比的增大，机油的流量线性地增大。而且，占空比超过占空比DB(>DA)时，机油的流量维持一定的值。 [0087] 图7中，以交界占空比DM为界线而位于右侧的区域表示即使改变占空比机油泵81的排出量也不太发生变化的不灵敏区，左侧的区域表示机油泵81的排出量与占空比对应地 变化的灵敏区。 [0088] 即，若占空比超过交界占空比DM，则机油泵81的排出量变得过少，因而压力室81m的机油量变得不足，机油泵81便不能够调整排出量。另一方面，若占空比低于交界占空比 DM，则基于从机油泵81排出的机油，充分的机油被供应给压力室81m，机油泵81能够调整排出量。目标占空比DR相对于交界占空比DM位于占空比稍为低的位置。 [0089] 在图6的时刻T4至T5的期间，在图7的图形的不灵敏区，机油泵81被控制。因此，在该期间中，即使降低占空比，实际液压也不容易上升。 [0090] 返回图6。在时刻T5，占空比总算进入到灵敏区，因而实际液压发生变化，不过由于占空比低于目标占空比DR，因此，实际液压急速地上升到大幅度超过目标液压的值。因此，在时刻T5，为了使实际液压降低至目标液压，占空比的上升开始。 [0091] 以后，实际液压在以目标液压为中心反复波动的情况下逐渐收敛至目标液压。 [0092] 在时刻T5以后，实际液压不太容易收敛至目标液压的原因是由于在冷机启动时机油的粘度高(稠密)，供油道5的压力损失高，重复占空比调整→机油控制阀84的工作→往压力室81m的机油供应→机油泵81的工作→机油的排出量的变化→液压传感器50a的传感检 测→占空比的再调整这一连串的周期花费时间。 [0093] 为此，只要机油的油温为基准油温以下，则控制器60在以从发动机100启动时开始的一定期间执行了将机油控制阀的占空比(控制值的一个例子)设定为固定占空比(固定控 制值的一个例子)的固定占空控制(固定值控制的一个例子)后执行反馈控制。由此，本实施方式从发动机100启动时开始的一定期间不存在PID控制中的基于I项的偏差的累计，能够 缩短图6的时刻T1至T5的期间。 [0094] 图8是表示在冷机启动时进行了固定占空控制时的占空比及实际液压的随时间而变化的图形。图8的上图是表示占空比的随时间而变化的图形，纵轴表示占空比，横轴表示时间。图8的下图是表示实际液压的随时间而变化的图形，纵轴表示液压，横轴表示时间。 [0095] 在时刻T1，发动机100启动。此时，占空比被设定为固定占空比DF，固定占空控制开始。发动机100刚启动后，由于供油道5未充满机油，压力室81m没有充分的机油供应，因此，与图6的情形同样地，机油泵81以最大的排出量排出机油。由此，实际液压急速地上升。以后，在直至固定占空控制结束的时刻T2为止的期间，实际液压与图6的时刻T1至T2的期间同样地变化。 [0096] 在实际液压下降至目标液压的时刻T2，控制器60结束固定占空控制，开始反馈控制。 [0097] 在时刻T2至T3的期间，由于实际液压低于目标液压，因此，为了提高实际液压，占空比逐渐下降，不过，基于实际液压的下降，从机油泵81的排出量也下降，压力室81m的机油量变得不足，在一个短暂期间，实际液压维持低压状态。 [0098] 但是，图8中，在时刻T1至T2的期间，控制器60将机油控制阀84的占空比设定为固定占空比DF。因此，在该期间中，目标液压与实际液压的偏差不被累计，在反馈控制开始的时刻T2，占空比相比于与反馈控制开始时的目标液压对应的目标占空比DR不会变得过大。 因此，实际液压不会如图6的情形那样大幅度低于目标液压，机油泵81成为能够马上调整机油的排出量的状态(时刻T3)。以后，实际液压基于反馈控制而呈现与图6的时刻T5以后同样的动态，并收敛至目标液压。 [0099] 这样，本实施方式中，在冷机启动时不进行反馈控制而进行固定占空控制，因此，图6所示的时刻T1至T5的期间被缩短为图8所示的时刻T1至T3的期间，能够使实际液压迅速地收敛至目标液压。 [0100] 图9是表示本发明的实施方式中的机油供应装置200的工作的一个例子的流程图。首先，控制器60判定油温传感器63所检测的机油的油温是否为基准油温以下(S701)。作为 基准油温可采用如下的温度，即，与进行反馈控制时相比，进行固定占空控制时能够缩短实际液压收敛至目标液压的时间的温度。具体而言，作为基准油温可采用零度，不过，这只是一个例子，还可以根据机油的种类而采用不同的值。 [0101] 由于机油具有随着油温下降而粘度增高这样的特性，因此，只要知道油温便能够确定机油的粘度。为此，本实施方式，采用油温来用作机油的粘度特性。 [0102] 此处，利用油温传感器63来测量油温，不过，这只是一个例子。例如，控制器60也可以根据发动机100的冷却水的温度或气氛温度来推算油温，将所推算的油温与基准油温进行比较。 [0103] 接着，控制器60参照固定占空比表来决定与油温对应的固定占空比。 [0104] 图10的上图是表示固定占空比表T101的一个例子的图。固定占空比表T101将油温与固定占空比对应关联地予以存储。图10的上图的例子中，表示存储有与“－40度”、“－30度”、“－20度”、“－10度”、“0度”这五个油温对应的五个固定占空比“D0”、“D1”、“D2”、“D3”、“D4”。 [0105] 此处，固定占空比被设定为满足以下条件的值：在以构成机油控制阀84的构件所具有的特性的偏差中具有最大的偏差的构件来构成机油控制阀84的情况下，实际液压不会 超过指定的上限液压。此处，机油控制阀84以线性电磁阀构成，因此，作为构成机油控制阀 84的构件，例如相应的是电阻或线圈等电路构件。 [0106] 作为指定的上限液压可采用如下的值：假若液压上升至该值或超过该值时会发生机油供应装置200的破损或机油泄漏或来自机油泵81的噪音，而且从喷油器71喷射机油，基于该机油而冷却发动机100，从而能够抑制发动机100的燃烧稳定性的下降。 [0107] 此外，固定占空比接近于与反馈控制的开始时的目标液压对应的目标占空比时，能够迅速地进行从固定占空控制往反馈控制的过渡。 [0108] 此处，在图10的上图中，固定占空比被设定为如下的值，即，在所述条件下，与对应于反馈控制的开始时的液压工作装置的要求液压的目标占空比相一致或接近的值。具体而言，在目标占空比输入到由偏差为最大的构件构成的机油控制阀84时，若实际液压超过了 上限液压，则为了将实际液压降低至上限液压而将固定占空比设定为比目标占空比更大的 值。另一方面，在目标占空比输入到由偏差为最大的构件构成的机油控制阀84时，若实际液压不超过上限液压，则将固定占空比设定为目标占空比。 [0109] 此外，在启动时，有可能因液压工作装置中的排气侧VVT18早期工作从而该排气侧VVT18的要求液压成为最高，因此，作为要求液压而采用排气侧VVT18的要求液压。 [0110] 图10的上图中，随着油温增高，固定占空比被增大，从而来自机油泵81的机油的排出量被降低。这是由于油温越高则机油的粘度变得越低，机油的反应度提高。即，油温高时，与油温低时相比，即使减少来自机油泵81的机油的排出量，也能够将实际液压设为目标的液压。 [0111] 此外，有关没有直接地被记载在固定占空比表T101中的油温，控制器60只要通过对记载在固定占空比表T101中的一前一后的油温的固定占空比进行线性插补，便可以算出 相应的油温的固定占空比。 [0112] 返回图9。在S703中，控制器60参照持续时间表来决定与油温对应的持续时间。 [0113] 图10的下图是表示持续时间表T102的一个例子的图。持续时间表T102将油温与持续时间对应关联地予以存储。持续时间是指执行固定占空控制的时间。 [0114] 图10的下图的例子中，与“－40度”、“－30度”、“－20度”、“－10度”、“0度”这五个油温对应的五个持续时间“T0”、“T1”、“T2”、“T3”、“T4”被存储。持续时间“T0”至“T4”随着油温的增大而被设定为小的值。这是由于油温越高则机油的反应度提高，因此能够以更短的时间使实际液压收敛至目标液压。 [0115] 返回图9。在S704中，控制器60判定是否经过了在S703中所决定的持续时间。若未经过持续时间(S704中为“否”)，则处理待命。另一方面，若经过了持续时间(S704中为 “是”)，则处理被推进到S705。由此，固定占空控制被执行至经过了持续时间为止。 [0116] 在S705中，控制器60设定目标液压。此处，控制器60将目标液压设定为液压工作装置中现在要求液压为最大的液压工作装置的要求液压。冷机启动时，排气侧VVT18的目标液压有可能为最大，因此，排气侧VVT18的要求液压被设定为目标液压。 [0117] 图11是表示要求液压表T601的一个例子的图，要求液压表T601表示排气侧VVT18的要求液压。要求液压表T601存储与油温和发动机100的转速对应的排气侧VVT18的要求液 压。图11中，“Tc1”、“Tc2”、“Tc3”表示油温，“500”至“6000”表示发动机100的转速。即，控制器60从要求液压表T601读出与现在的油温和发动机100的转速对应的要求液压，设定目标 液压。 [0118] 此处，控制器60对于排气侧VVT18以外的别的液压工作装置(气门停止机构45d、46d、喷油器71)也存储与图11同样的要求液压表，并且从各要求液压表读出与现在的发动 机100的运转状态对应的要求液压。而且，控制器60将从与所有的液压工作装置对应的要求液压表读出的要求液压中最大的要求液压设定为目标液压。 [0119] 返回图9。在S706中，控制器60以在S705中所设定的目标液压与液压传感器50a所检测的实际液压相一致的方式进行反馈控制。以后，控制器60定期地检测发动机100的状态直至发动机停止为止，在所检测到的状态下，将多个液压工作装置所要求的要求液压中最 大的要求液压设定为目标液压，进行反馈控制。 [0120] 这样，根据本实施方式的机油供应装置200，以从冷机启动开始的一定期间执行机油控制阀84的占空比被设定于固定占空比的固定占空控制。因此，不存在进行PID的反馈控制时的基于I项的占空比的累计，即使在机油粘度高的冷机启动时，也能够使实际液压迅速地收敛至目标液压。其结果，能够实现液压工作装置的早期稳定控制。 [0121] 〈变形例〉 [0122] (1)图9的流程图中，在油温为基准油温以下时执行固定占空控制，不过，本发明并不限定于此。例如，在应用了本机油供应装置的车辆显然是在低温地区被使用的情况下，也可以在发动机100的启动时无条件地执行固定占空控制。 [0123] (2)本实施方式中，利用油温传感器63来检测机油的粘度特性，不过，本发明并不限定于此。例如，也可以利用能够直接检测机油的粘度的粘度传感器来检测机油的粘度特 性。此情况下，在图9的S701中，若粘度传感器所测出的机油的粘度比基准粘度高(稠密)，则控制器60执行固定占空控制便可。 [0124] 上述的实施方式的特征总结如下。 [0125] 本发明的一实施方式所涉及的发动机的机油供应装置包括：可变容量型机油泵；液压工作装置，经由供油道而与所述机油泵连接；液压检测装置，检测所述供油道的液压； 机油控制阀，控制供应给所述机油泵的压力室的机油的流量，从而变更从所述机油泵排出 的机油的排出量；控制装置，根据与所述发动机的运转状态对应的所述液压工作装置的要 求液压来设定目标液压，并且以所述液压检测装置所检测的实际液压与所述目标液压相一 致的方式控制所述机油控制阀，以便反馈控制所述机油泵的排出量；其中，所述控制装置在以从所述发动机的启动时开始的规定期间执行固定值控制后执行所述反馈控制，所述固定 值控制是所述机油控制阀的控制值被设定为固定控制值的控制。 [0126] 根据本实施方式，以从发动机的启动时开始的规定期间执行将机油控制阀的控制值设定为固定控制值的固定值控制。因此，即使在机油粘度高的冷机启动时，也不存在如进行PID的反馈控制时那样的基于I项的控制值的累计，能够使实际液压迅速地收敛至目标液 压。其结果，能够进行液压工作装置的早期稳定控制。 [0127] 所述实施方式中，也可以包括：粘度特性检测装置，检测所述机油的粘度特性；其中，所述粘度特性检测装置所检测的粘度特性所示的粘度越小，所述控制装置将所述固定控制值设定得越大。 [0128] 根据本实施方式，由于随着机油的粘度特性所示的粘度变小而将固定控制值设定得较大，因此，能够将发动机的启动后的机油的粘度特性考虑在内，能够尽早地使实际液压向目标液压收敛。 [0129] 所述实施方式中，也可以包括：粘度特性检测装置，检测所述机油的粘度特性；其中，所述粘度特性检测装置所检测的粘度特性所示的粘度越小，所述控制装置将所述规定期间设定得越短。 [0130] 根据本实施方式，由于随着机油的粘度特性所示的粘度变小而将固定值控制的执行时间设定得较短，因此，能够将发动机的启动后的机油的粘度特性考虑在内，能够尽早地使实际液压向目标液压收敛。 [0131] 所述实施方式中，也可以在以构成所述机油控制阀的构件所具有的特性的偏差中具有最大的偏差的构件来构成所述机油控制阀的情况下，且在所述实际液压不超过指定的 上限液压这一条件下，将所述固定控制值设定为与所述反馈控制的开始时的所述液压工作 装置的要求液压对应的控制值相一致或与该控制值接近的值。 [0132] 根据本实施方式，由于固定控制值被设定为与反馈控制的开始时的液压工作装置的要求液压对应的控制值相一致或与该控制值接近的值，因此，能够早期地进行从固定值 控制往反馈控制的控制过渡。而且，固定控制值在以构成机油控制阀的构件所具有的特性 的偏差中具有最大的偏差的构件来构成机油控制阀的情况下，满足实际液压不超过指定的 上限液压这一条件。因此，在固定值控制中，实际液压不会超过上限液压，能够满足机油供应装置的可靠性，能够抑制以机油泵为发生源的噪音。而且，由于实际液压不超过上限液 压，因此，基于从喷油器等液压工作装置喷射的机油，发动机被冷却，能够抑制发动机的燃烧稳定性的下降。 [0133] 所述实施方式中，也可以包括：粘度特性检测装置，检测所述机油的粘度特性；其中，所述控制装置在所述粘度特性检测装置所检测的粘度高于指定的粘度的情况下执行所述固定值控制。 [0134] 根据本实施方式，只要所述粘度特性检测装置所检测的粘度高于指定的粘度，便执行固定值控制。因此，能够防止在粘度低于指定的粘度时因执行固定值控制而导致实际 液压收敛至目标液压的时间变长的情况。 |
||||||
QQ群二维码
意见反馈
意见反馈