用于诊断发动机的活塞冷却喷嘴的故障的装置和方法与流程

本发明涉及一种用于诊断发动机的活塞冷却喷嘴的故障的装置和方法，更特别地，涉及这样一种用于诊断发动机的活塞冷却喷嘴的故障的装置和方法：其可以确定电磁阀的故障以选择性地操作活塞冷却喷嘴。

背景技术：

在用于车辆的发动机的汽缸体中形成的主油道用作这样的通路：其用于使润滑油从汽缸体至曲轴和各种运动单元(perturbation unit)。

除了主油道之外，为了防止活塞环由于燃烧而使得活塞的热疲劳应力增加，并且防止汽缸体损坏，可以在汽缸体中安装活塞冷却剂喷嘴(PCJ)。

参考图1和图2，主油道12纵向设置在汽缸体10的一侧，用于PCJ的油管线14纵向地设置在相对侧，用于将油喷入活塞的PCJ16安装在用于PCJ的油管线14处。

电磁阀18安装在用于PCJ的油管线14的进口处。当电磁阀18连通时，油流向用于PCJ的油管线14，从而进行PCJ16的油喷射操作。当电磁阀18断开时，流向用于PCJ的油管线14的油被阻挡。

为了符合排放规定下的颗粒物规定，考虑到需要有效管理发动机的热效率，所以不使油连续地循环至PCJ。相反地，根据发动机的运行条件来控制运行或停止PCJ的油喷射操作。

由图3可知，根据受控的发动机负载和发动机速度，PCJ的油喷射操作被分为油喷嘴喷射区(在所述油喷嘴喷射区中，油被喷射至活塞中)和油喷嘴停止区(在所述油喷嘴停止区中，停止油喷射)。

在此情况下，PCJ的喷射操作通过电磁阀的连通/断开相应地运行/停止。

亦即，当ECU根据发动机的运行条件而将电磁阀18操作为连通 时，电磁阀18打开，油流至用于PCJ的油管线14，从而进行PCJ16的油喷射操作。当ECU将电磁阀18操作为断开时，电磁阀18关闭，使得流向用于PCJ的油管线14的油被阻挡。

然而，当电磁阀具有故障时，发生下述问题。

首先，当电磁阀由于故障而卡在打开状态时，油连续地流向PCJ，从而发生油的流动并且导致由于发动机热效率的恶化而引起的排放增加。

其次，当电磁阀由于故障卡在关闭状态时，油不能再流至PCJ，汽缸体会由于发动机的温度增加而受损。

公开于该发明背景技术部分的上述信息仅仅旨在加深对发明背景的理解，因此其可以包含的信息并不构成在本国已为本领域技术人员所公知的现有技术。

技术实现要素：

本发明致力于解决与现有技术相关的上述问题。

本发明提供了一种用于诊断发动机的活塞冷却喷嘴的故障的装置和方法，其通过使用油压开关而可以诊断电磁阀(其用于选择性地操作活塞冷却喷嘴的喷射操作)的故障，由此防止超过排放规定值，并防止汽缸体由于电磁阀的故障而受损。

在一方面，本发明提供了一种用于诊断发动机的活塞冷却喷嘴的故障的装置，其包括：用于活塞冷却喷嘴的油管线，其设置在汽缸体中的纵向方向上；活塞冷却喷嘴，其安装在用于活塞冷却喷嘴的油管线处以将油喷向活塞；电磁阀，其安装在用于活塞冷却喷嘴的油管线的进口处以选择性地允许活塞冷却喷嘴的喷射操作；油压检测装置，其安装在电磁阀之后的用于活塞冷却喷嘴的油管线处以检测油压；以及控制单元，其配置成接收油压检测装置的检测信号并确定电磁阀是否处于故障状态。

在优选的实施方案中，所述装置可以进一步包括驾驶员警告装置，当确定电磁阀处于故障状态时，通过控制单元运行所述驾驶员警告装置。

在另一优选的实施方案中，油压检测装置可以为油压开关，其在 检测油压时打开以产生压力检测信号。

在另一方面，本发明提供了一种用于诊断发动机的活塞冷却喷嘴的故障的方法，其包括：打开或闭合电磁阀，从而根据发动机的运行条件而将油供应至用于活塞冷却喷嘴的油管线或对油进行阻挡；当电磁阀打开时，通过活塞油喷嘴而将油喷射流入用于活塞冷却喷嘴的油管线；当电磁阀关闭时，阻挡油流至用于活塞冷却喷嘴的油管线，并且停止活塞油喷嘴的喷射操作；以及检测在用于活塞冷却喷嘴的油管线内的油压，当在电磁阀打开的情况下没有检测到油压时或者当在电磁阀闭合的情况下检测到油压时，确定电磁阀处于故障状态。

在优选的实施方案中，当在电磁阀打开的情况下没有检测到油压时，可以确定电磁阀在闭合状态下存在故障。

在另一优选的实施方案中，当在电磁阀闭合的情况下检测到油压时，可以确定电磁阀在打开状态下存在故障。

在另一优选的实施方案中，所述方法可以进一步包括：当确定电磁阀处于故障时，通过控制单元而运行驾驶员警告装置。

通过上述技术方案，本发明提供如下效果。

首先，通过使用油压开关检测用于活塞冷却喷嘴的油管线的油压而可以容易地诊断用于运行/关闭活塞油喷嘴的喷射操作的电磁阀的故障，由此防止超过排放规定值，并且防止汽缸体由于电磁阀的故障而受损。

其次，通过使用便宜的油压开关而非昂贵的油压传感器，可以减少成本。

下面讨论本发明的其它方面和优选实施方案。

应当理解，此处所使用的术语“车辆”或“车辆的”或其它类似术语一般包括机动车辆，例如包括运动型多用途车辆(SUV)、大客车、卡车、各种商用车辆的乘用汽车，包括各种舟艇、船舶的船只，航空器等等，并且包括混合动力车辆、电动车辆、可插式混合动力电动车辆、氢动力车辆以及其它替代性燃料车辆(例如源于非石油的能源的燃料)。正如此处所提到的，混合动力车辆是具有两种或更多动力源的车辆，例如汽油动力和电力动力两者的车辆。

下面讨论本发明的上述特征及其它特征。

附图说明

接下来将参照某些示例性实施例及其所显示的附图详细地描述本发明的以上和其它特征，在此之后所给附图仅作为显示的方式，因而对本发明是非限定性的，其中：

图1和图2为显示了将用于包括主油道的用于活塞冷却喷嘴的油管线和活塞冷却喷嘴设置在汽缸体中的示意图；

图3为显示了根据发动机运行条件的活塞冷却喷嘴的喷射操作区；

图4为显示了根据本发明的发动机的活塞冷却喷嘴故障诊断装置的示意图；以及

图5为显示了根据本发明的发动机的活塞冷却喷嘴故障诊断方法的流程图。

列于附图中的附图标记包括对下文进一步讨论的下述元件的参考。

应了解，附图并不必须按比例绘制，其示出了某种程度上经过简化了的本发明的基本原理的各个优选的特征。在此所公开的本发明的特定的设计特征，包括例如特定的尺寸、定向、位置和形状，将部分地由特定目的的应用和使用环境加以确定。

具体实施方式

现在将在下文中详细地提及本发明的各个实施方案，这些实施方案的示例示意在附图中并描述如下。虽然本发明与示例性的实施方案相结合进行描述，但是应当了解，本说明书不是要将本发明限制为那些示例性的实施方案。相反，本发明旨在不但覆盖这些示例性实施方案，而且覆盖可以被包括在由所附权利要求所限定的本发明的精神和范围之内的各种替换、修改、等同和其它实施方案。

下面将参考附图对本发明的示例性实施方案进行详细描述。

图4为显示了根据本发明的发动机的活塞冷却喷嘴故障诊断装置的示意图。

从图4中可知，主油道12纵向地设置在汽缸体10的一侧，用于活塞冷却喷嘴的油管线14纵向地设置在相对侧，用于将油喷入活塞的活塞冷却喷嘴16安装在用于活塞冷却喷嘴的油管线14处。

电磁阀18安装在用于活塞冷却喷嘴的油管线14的进口处，当电磁阀18连通而打开时，油流向用于活塞冷却喷嘴的油管线14，从而进行活塞冷却喷嘴16的油喷射操作。相反地，当电磁阀18断开而关闭时，流向用于活塞冷却喷嘴的油管线14的油被阻挡。

当电子控制单元(ECU)根据发动机的运行条件而操作电磁阀18连通时，电磁阀18打开，油流向用于活塞冷却喷嘴的油管线14，从而进行活塞冷却喷嘴16的油喷射操作。相反地，当ECU操作电磁阀18断开时，电磁阀18关闭，使得流向用于活塞冷却喷嘴的油管线14的油被阻挡。

如上所述，通过控制连通/断开电磁阀18来进行活塞冷却喷嘴16的喷射操作的运行/关闭(即，是否进行活塞冷却喷嘴16的喷射操作)。

本发明的重点在于：如上所述，通过诊断可以运行/关闭活塞冷却喷嘴16的喷射操作的电磁阀18的故障可以防止过度排放并防止汽缸体由于电磁阀的故障而受损。

为此目的，为了检测用于活塞冷却喷嘴的油管线14内的油流动的压力，在电磁阀18之后的用于活塞冷却喷嘴的油管线14中安装油压检测装置20。

油压检测装置20可以为油压开关，其在检测油压时连通以产生压力检测信号。

接收油压检测装置的检测信号并确定电磁阀18的故障的控制单元22连接至油压检测装置20。

驾驶员警告装置24(例如，组合仪表的警告灯)连接至控制单元22的输出端，从而在控制单元22确定电磁阀18存在故障时，通过控制单元22的控制信号而运行驾驶员警告装置24。

此处，将参考图4和图5在下文中描述基于上述配置的根据本发明的活塞冷却喷嘴故障诊断方法。

当发动机启动并进入运行状态时，发动机的冷却剂温度等于或高于参考值，汽缸体需要通过活塞冷却喷嘴16的油喷射操作而进行冷却。

当发动机的冷却剂温度等于或高于参考值时，控制单元连通安装在用于活塞冷却喷嘴的油管线14的进口处的电磁阀18，从而打开电磁阀18，并且活塞冷却喷嘴变为活塞冷却喷嘴活动状态。在此状态下， 油经过电磁阀18并流向用于活塞冷却喷嘴的油管线14，并且进行活塞冷却喷嘴16的油喷射操作。

通过活塞冷却喷嘴活动状态(其中进行活塞冷却喷嘴16的喷射操作)来冷却汽缸体。

在此情况下，用作油压检测装置20的油压开关检测在活塞冷却喷嘴活动状态下的用于活塞冷却喷嘴的油管线14内的油流动的压力。

因此，当油压开关检测在用于活塞冷却喷嘴的油管线14内的油流动的压力并且将检测信号传输至控制单元22时，控制单元22确定电磁阀18正常打开，使得油正常地流向用于活塞冷却喷嘴的油管线14。

相反地，当油压开关在预定的时间内没有将压力检测信号传输至控制单元22时，控制单元22确定因为电磁阀18的故障(例如，由于卡在关闭状态的故障)而导致电磁阀18维持在关闭状态以使得在用于活塞冷却喷嘴的油管线14内没有油流动。

当电磁阀18由于故障卡在关闭状态时，电磁阀18不能再将油输送至活塞冷却喷嘴16，汽缸体可能由于发动机的温度增加而受损。因此，控制单元22可以警告驾驶员活塞冷却喷嘴的故障状态并且通过运行驾驶员警告装置24(例如，组合仪表的警告)促使驾驶员维修活塞冷却喷嘴。

当发动机的冷却剂温度等于或低于参考值时，不需要通过活塞冷却喷嘴16的油喷射操作来冷却汽缸体。

因此，当发动机的冷却剂温度等于或低于参考值时，控制单元断开安装在用于活塞冷却喷嘴的油管线14的进口处的电磁阀18，使得电磁阀18关闭。因此，流向用于活塞冷却喷嘴的油管线14的油被阻挡，而活塞冷却喷嘴变为停止活塞冷却喷嘴16的油喷射操作的活塞冷却喷嘴不活跃状态。

在此情况下，用作油压检测装置20的油压开关检测在活塞冷却喷嘴不活跃状态下的用于活塞冷却喷嘴的油管线14内的油流动的压力。

因此，当油压开关在预定的时间内没有将压力检测信号传输至控制单元22时，控制单元确定电磁阀18正常关闭，活塞冷却喷嘴通过电磁阀18的闭合操作而处于正常油阻挡状态(所述正常油阻挡状态使油不流至用于活塞冷却喷嘴的油管线14)。

相反地，当油压开关在用于活塞冷却喷嘴的油管线14内检测到油流动的压力并且将检测信号传输至控制单元22时，控制单元22确定因为电磁阀18的故障(例如，由于卡在打开状态的故障)而使电磁阀18维持在打开状态以使得油在用于活塞冷却喷嘴的油管线14内流动。

当电磁阀18由于故障而卡在打开状态时，油连续流至活塞冷却喷嘴16，从而发生油流动，油流动现象由于发动机的热效率的恶化而引起排放增加。因此，控制单元22可以警告驾驶员活塞冷却喷嘴的故障状态，并且通过运行驾驶员警告装置24(例如，组合仪表的警告灯)而促使驾驶员维修活塞冷却喷嘴。

参考本发明的优选的实施方案详细描述了本发明。然而，应理解，下本领域技术人员可以对这些实施方案作出改变而不脱离本发明的原理和精神，本发明的范围限定在所附权利要求其等同方案中。