带有增压器的内燃的制造方法

文档序号:5141851阅读:270来源:国知局
带有增压器的内燃的制造方法
【专利摘要】本发明的带有增压器的内燃机,配备有:涡轮增压器(18),所述涡轮增压器(18)将压缩机(18b)配备在进气通路(24)上;连通通路(52),所述连通通路(52),将进气通路(24)的压缩机叶轮(18b3)的上游侧的部位和内燃机(10)的内部空间(90)连接起来;油供应装置(96、98、100),所述油供应装置将油供应到吸入空气流动的压缩机(18)的内部通路内。油供应装置(96、98、100),在担心沉积物向压缩机(18)的内部堆积的沉积物堆积运转条件成立的情况下,与沉积物堆积运转条件不成立的情况相比,增加供应给内部通路的油的量。
【专利说明】带有增压器的内燃机

【技术领域】
[0001]本发明涉及带有增压器的内燃机。

【背景技术】
[0002]过去,例如在专利文献I中,公开了一种带有增压器的内燃机。这种现有技术的内燃机配备有:节气门,所述节气门配置在比压缩机靠下游侧的进气通路中;第一连接通路,所述第一连接通路使比节气门靠下游测的进气通路与曲轴室连通;第二连接通路,所述第二连接通路使比压缩机靠上游侧的进气通路与曲轴室连通。在非增压时,新鲜空气被从第二连接通路导入到曲轴室,并且,曲轴室的窜缸混合气经由第一连接通路被在进气通路中扫气。另一方面,在增压时,新鲜空气从第一连接通路被导入到曲轴室,并且,曲轴室的窜缸混合气经由第二连接通路被在进气通路中扫气。
[0003]如上述专利文献I中记载的带有增压器的内燃机中的增压时那样,当将窜缸混合气导入到进气通路中的压缩机的上游侧的部位时,包含在窜缸混合气中的油被引入到压缩机的内部。当已经劣化的(含有炭烟的)油在压缩机的内部暴露在高温下时,存在着在压缩机的内部蒸发而高粘度化,生成沉积物的担忧。并且,当进行这样的沉积物向压缩机的内部的堆积时,存在着产生增压器的性能降低的担忧。
[0004]另外,作为与本发明相关的技术,包含上述文献在内, 申请人:已知有下面记载的文献。
[0005]现有技术文献
[0006]专利文献
[0007]专利文献1:日本特开2009 - 293464号公报
[0008]专利文献2:日本特开2007 - 309128号公报
[0009]专利文献3:日本特开2008 - 150956号公报
[0010]专利文献4:日本特开2009 - 097450号公报
[0011]专利文献5:日本特开平6 - 033792号公报
[0012]专利文献6:日本特开2008 - 157047号公报
[0013]专利文献7:日本特开2011 - 074833号公报
[0014]专利文献8:日本特开2011 - 202591号公报
[0015]专利文献9:日本特开2010 - 90873号公报
[0016]专利文献10:日本特开2006 - 104983号公报
[0017]专利文献11:日本特开2011 — 140922号公报
[0018]专利文献12:日本特开2009 — 041443号公报


【发明内容】

[0019]本发明是为了解决上述课题而做出的,其目的是提供一种带有增压器的内燃机,可以有效地防止沉积物向压缩机的堆积。
[0020]本发明是一种带有增压器的内燃机,配备有增压器、连通通路和油供应装置。
[0021]增压器将压缩机配置于进气通路。连通通路将进气通路中的压缩机的比叶轮靠上游侧的部位与内燃机的曲轴室或者通往该曲轴室的内燃机内部空间连接起来。另外,油供应装置向吸入空气流动的压缩机的内部通路供应油。该油供应装置,在担心沉积物向压缩机的内部堆积的沉积物堆积运转条件成立的情况下,与沉积物堆积运转条件不成立的情况相比,增加供应给内部通路的油的量。
[0022]对于上述沉积物堆积运转条件,具体地说,相当于沉积物容易在压缩机的内部堆积的运转状态到来,预计到通过该运转状态的继续,沉积物会持续堆积的运转条件。另外,对于沉积物堆积运转条件,也相当于推定为沉积物实际上堆积到压缩机的内部的运转条件。根据本发明,在这样的沉积物堆积运转条件成立的情况下,与沉积物堆积运转条件不成立的情况相比,增加供应给压缩机的内部通路的油的量。在内燃机中,通常时,即,在沉积物堆积运转条件不成立的情况下,基本上,以与曲轴室内压力与压缩机上游的进气压力的压力差相对应的量,经由连通通路将窜缸混合气导入比压缩机靠上游侧的进气通路。即,根据本发明,在沉积物堆积运转条件成立的情况下,与在这样使沉积物堆积运转条件不成立的情况下包含在导入进气通路的窜缸混合气中的油的量相比,使供应给压缩机的内部通路的油量增加。但是,也可以设想通过进行某种控制,不进行将窜缸混合气经由连通通路向进气通路的导入的状况。从而,在本发明中,在沉积物堆积运转条件不成立的情况下,作为供应给内部通路的油量,也可以包含零。因此,在本发明中,在沉积物堆积运转条件成立的情况下的油量增加的形式中,也包含比沉积物堆积运转条件不成立的情况下的油量(零)增加的形式,即,包含在该沉积物堆积运转条件成立的时刻不向内部通路供应油的情况下,实施向内部通路供应油的的形式。
[0023]根据本发明的油供应装置,当不停地蒸发,大量的油被带入到压缩机的内部通路中时,不生成沉积物,另外,附着到压缩机上的沉积物被剥离除去。因此,根据本发明,在沉积物堆积运转条件成立的情况下,通过增加油量,可以有效地防止沉积物向压缩机的堆积。更具体地说,如果在沉积物不持续堆积到压缩机的内部的状况下,可以防止沉积物的生成或生长,实际上,如果在沉积物堆积的状况下,可以清洗并除去已经堆积的沉积物。
[0024]另外,本发明中的所述沉积物堆积运转条件,也可以在压缩机的温度达到规定值的情况下成立。
[0025]在压缩机的内部暴露在高温下的时间越长,油的蒸发越进展,油的粘度变高而沉积物的堆积越进展,因此,如果压缩机的温度升高,则沉积物变得更容易堆积。从而,可以基于压缩机的温度,恰当地判断沉积物堆积运转条件的成立。
[0026]另外,本发明中的所述沉积物堆积运转条件,也可以在压缩机的压缩机效率降低到规定值以下的情况下成立。
[0027]当沉积物堆积到压缩机的内部时,压缩机效率降低。从而,可以基于压缩机效率的降低,恰当地判断沉积物堆积运转条件的成立。
[0028]另外,本发明中的所述沉积物堆积运转条件,也可以在油发生规定水平以上的劣化并且压缩机的温度在规定值以上的情况下成立。
[0029]当油劣化到规定水平以上,并且压缩机的温度变高时,沉积物更容易堆积。从而,基于油劣化的水平和压缩机的温度,可以恰当地判断沉积物堆积运转条件的成立。
[0030]另外,本发明的所述压缩机,也可以是离心式压缩机。所述内燃机可以还配备有压缩机局部温度取得机构,所述压缩机局部温度取得机构取得在离心式压缩机的内部局部地变成高温的高温部的温度。并且,所述沉积物堆积运转条件,也可以在油劣化到所述规定水平以上并且所述高温部的温度在规定值以上的情况下成立。
[0031]在压缩机的内部的上述局部的高温部容易生成沉积物。从而,可以基于这样的局部的高温部的温度和油劣化的水平,恰当地判断沉积物堆积运转条件的成立。
[0032]另外,本发明中的所述沉积物堆积运转条件,也可以在压缩机的温度在规定值以上并且油中的炭烟浓度在规定值以上的情况下成立。
[0033]由于沉积物的一个原因是包含在油中的炭烟,所以,如果炭烟浓度高,则沉积物更容易堆积。另外,如上所述,如果压缩机的温度高,则沉积物变得更容易堆积。从而,基于压缩机的温度和炭烟浓度,可以恰当地判断沉积物堆积运转条件的成立。
[0034]另外,本发明的所述油供应装置也可以通过增加供应给进气通路的上述上游侧的部位的油的量,增加供应给内部通路的油的量。
[0035]当增加供应给进气通路的上述上游侧的部位的油的量时,与进气一起供应给压缩机的上述内部通路的油的量增加。因此,利用这种形式,在沉积物堆积运转条件成立的情况下,通过增加供应给上述内部通路的油的量,可以有效地防止沉积物向压缩机的堆积。
[0036]另外,本发明的所述油供应装置也可以通过增加经由连通通路导入到进气通路的上述上游侧的部位的窜缸混合气的量,增加供应给上述上游侧的部位的油的量。
[0037]在窜缸混合气中含有油。因此,当增加供应给进气通路的上述上游侧的部位的窜缸混合气的量时,与该窜缸混合气一起供应给进气通路,与进气一起供应给压缩机的上述内部通路的油的量增加。因此,利用这种形式,在沉积物堆积运转条件成立的情况下,通过增加供应给上述内部通路的油的量,可以有效地防止沉积物向压缩机的堆积。
[0038]另外,本发明中的所述油供应装置也可以包括生成油雾的油雾生成装置。并且,所述油供应装置也可以将由油雾生成装置生成的油雾供应给曲轴室或者通往该曲轴室的内燃机内部空间。
[0039]当由油雾生成装置生成的油雾被供应给曲轴室或者通往该曲轴室的内燃机内部空间时,存在于曲轴室等中的窜缸混合气中的油雾量增加。其结果是,可以增加经由连通通路供应给进气通路的上述上游侧的部位的油的量。
[0040]另外,本发明的所述油供应装置也可以包括:负压泵,所述负压泵接受油的供应并且能够将油随排气一起排出;气体导入通路,所述气体导入通路与负压泵的进气口连通;以及开闭机构,所述开闭机构开闭气体导入通路。所述负压泵的排气口也可以与曲轴室或者通往曲轴室的内燃机内部空间连通。并且,所述开闭机构也可以构成为在沉积物堆积运转条件成立的情况下打开气体导入通路。
[0041]借此,在沉积物堆积运转条件成立的情况下,油和被从气体导入通路导入的气体在负压泵内混合之后,作为含有油雾的气体,被从负压泵中排出到曲轴室等中。其结果是,可以增加经由连通通路供应给进气通路的上述上游侧的部位的油的量。另外,在内燃机上,一般地,为了生成负压,搭载负压泵。根据上述结构,可以利用这种负压泵构成油雾生成装置。因此,可以实现低成本并且搭载性优异的油雾生成装置以及包含该油雾生成装置在内的油供应装置。
[0042]另外,本发明的所述负压泵也可以被内燃机所配备的凸轮轴旋转驱动。并且,也可以从凸轮轴向所述负压泵供应在内燃机的内部循环的油。
[0043]根据上述结构,可以利用凸轮轴的旋转力驱动负压泵,并且,利用一般地为了气门传动系统的润滑而配备在凸轮轴上的油路,向负压泵供应油。因此,可以良好地实现低成本并且搭载性优异的油雾生成装置以及包含该油雾生成装置在内的油供应装置。
[0044]另外,本发明的所述负压泵的所述进气口,也可以与利用由负压泵生成的负压的负压利用装置相关联。并且,所述油供应装置在由负压利用装置利用的负压不足的情况下,也可以禁止由开闭机构进行的气体导入通路的开放。
[0045]根据上述结构,与为了防止沉积物堆积是否应当打开开闭机构的判断相比,优先地执行为了防止负压不足而是否应当禁止打开开闭机构的判断。借此,能够可靠地防止由负压不足引起的负压利用装置的工作不良。
[0046]另外,本发明也可以还配备有制动负压通路,所述制动负压通路使所述负压泵的所述进气口与搭载所述内燃机的车辆的制动系统所配备的制动助力器连通。并且,所述开闭机构也可以构成为,当在所述气体导入通路的打开状态中产生所述制动助力器利用所述负压泵生成的负压的要求、并且所述负压泵生成的负压比要求负压小的情况下,将所述气体导入通路切断。
[0047]借此,在气体导入通路打开的状况下,在利用负压泵生成的负压不能生成满足来自于负压助力器的利用要求的负压的情况下,通过切断气体导入通路,可以防止由于制动助力器利用的负压的不足而引起的制动器的响应滞后。
[0048]另外,本发明也可以还配备有负压箱,所述负压箱存储所述负压泵生成的负压。
[0049]借此,在为了防止沉积物的堆积而由开闭机构将气体导入通路打开的状况下,也能够更可靠地向负压利用装置供给负压。从而,可以改善负压利用装置的响应滞后。
[0050]另外,本发明中的所述气体导入通路也可以是将空气导入负压泵的通路。并且,所述内燃机也可以还配备有:吸入空气量计量机构,所述吸入空气量计量机构计量在比连接所述连通通路的部位靠上游侧流动于所述进气通路的吸入空气量;以及吸入空气量修正机构,所述吸入空气量修正机构基于在所述气体导入通路打开的状况下的所述负压泵的工作中的曲轴室内压力,修正由所述吸入空气量计量机构计量的吸入空气量。
[0051]借此,由于进行考虑到从负压泵引入的空气量的吸入空气量的修正,所以,能够进行采用了修正后的正确的空气流量的发动机控制(空燃比控制等)。
[0052]另外,本发明中的所述油雾生成装置也可以包括油喷嘴,所述油喷嘴向曲轴室或者通往该曲轴室的内燃机内部空间喷射油。
[0053]借此,在沉积物堆积运转条件成立的情况下,通过从油喷嘴喷射油,可以增加存在于曲轴室等内的窜缸混合气中的油雾量。其结果是,可以增加经由连通通路供应给进气通路的上述上游侧的部位的油的量。
[0054]另外,本发明也可以还配备有碰撞式的油分离器,所述油分离器配置在所述连通通路、或者所述曲轴室或者通往该曲轴室的所述内燃机内部空间中。
[0055]碰撞式的油分离器是通过单纯地使窜缸混合气碰撞壁面来捕集油的装置。因此,可以获得无论窜缸混合气流量如何油捕集率都几乎没有变化的特性。借此,在想要使油量增加的沉积物堆积运转条件成立的情况下,可以有效地增加供应给进气通路的上述上游侧的部位的油的量。
[0056]另外,本发明中的所述油供应装置也可以包括:油捕集机构,所述油捕集机构设置在所述连通通路的途中,将包含在窜缸混合气中的油从该窜缸混合气中分离并进行捕集;旁通通路,所述旁通通路在比所述油捕集机构靠窜缸混合气的气流的上游侧的上游侧连接部从所述连通通路分支,在比所述油捕集机构靠窜缸混合气的气流的下游侧的下游侧连接部与所述连通通路汇合;流路切换机构,所述流路切换机构能够在油捕集流路形态和非油捕集流路形态之间选择窜缸混合气的流路形态,在所述油捕集流路形态下,窜缸混合气通过所述油捕集机构,在所述非油捕集流路形态下,窜缸混合气不通过所述油捕集机构而流动于所述旁通通路;以及流路控制机构,在所述沉积物堆积运转条件成立的情况下,所述流路控制机构控制所述流路切换机构,以便选择所述非油捕集流路形态。
[0057]借此,在沉积物堆积运转条件下,通过向压缩机投入大粒径的油雾(供应的油雾量的增加),可以有效地防止沉积物堆积到压缩机的内部。另外,在配备有上述油捕集机构的内燃机中,能够恰当地兼顾油的消耗的降低和防止沉积物向压缩机的堆积。
[0058]另外,本发明中的所述流路控制机构,也可以在沉积物堆积运转条件成立的情况下控制流路切换机构,以便间歇地获得非油捕集流路形态。
[0059]借此,在沉积物堆积运转条件下,可以谋求防止沉积物的堆积,并且可以减轻由在使用非油捕集流路形态时附着的油引起流路切换机构粘附的危险性。
[0060]另外,本发明中的所述流路切换机构也可以设置在下游侧连接部或者旁通通路的途中,是进行窜缸混合气的流路形态的切换的切换阀。
[0061]借此,与在上述上游侧连接部设定流路切换机构的情况相比,可以减轻由于油的附着引起的流路切换机构粘附的危险性。
[0062]另外,本发明中的所述压缩机也可以包括:涡轮轴,所述压缩机的所述叶轮设置于所述涡轮轴的一端;压缩机壳体,所述压缩机壳体容纳所述叶轮,并且所述压缩机壳体在所述叶轮的下游部形成有扩压器部;以及中心壳体,所述中心壳体与所述压缩机壳体连接。另夕卜,所述油供应装置也可以包括:油路,所述油路形成于所述中心壳体,向所述涡轮轴的轴承部供应油;连通油路,所述连通油路将所述油路和所述扩压器部连通;开闭机构,所述开闭机构能够开闭所述连通油路;以及扩压器部油供应机构,在所述沉积物堆积运转条件成立的情况下,所述扩压器部油供应机构利用所述开闭机构开通所述连通油路,从所述油路向所述扩压器部供应油。
[0063]通过如上所述地构成油供应装置,在沉积物堆积运转条件成立的情况下,可以将油诱导到形成在压缩机的叶轮的下游部的扩压器部。因此,通过利用这种形式增加供应给与压缩机的内部通路相当的扩压器部的油的量,可以既抑制对叶轮造成损伤,又能够清洗除去附着到扩压器部的沉积物。
[0064]另外,本发明中的所述开闭机构,也可以是在油路的压力比扩压器部的压力高的情况下能够开启的单向阀。
[0065]根据上述结构,通过在上述油路与扩压器部之间设置压力差来开启单向阀,能够将油引导到扩压器部。
[0066]另外,本发明也可以还配备有设置在进气通路的所述扩压器部的下游的节气门。所述扩压器部油供应机构也可以包括节气门速开机构,在所述沉积物堆积运转条件成立的情况下,所述节气门速开机构在所述内燃机的怠速状态下快速打开节气门。
[0067]根据上述结构,利用内燃机变成了怠速状态时,进行快速打开节气门的控制。借此,压缩机周边的空气急剧地向内燃机侧流动,可以在扩压器部产生负压。利用该负压,在上述油路与扩压器部之间产生压力差,能够使单向阀开启。
[0068]另外,本发明也可以还配备有可变喷嘴,所述可变喷嘴通过增大喷嘴的开度,降低向在所述涡轮轴的另一端设置的涡轮施加的排气压力。另外,所述扩压器部的油供应机构可以包括可变喷嘴打开机构,在所述沉积物堆积运转条件成立的情况下,所述可变喷嘴打开机构在所述内燃机的怠速状态下增大所述可变喷嘴的开度。
[0069]根据上述结构,通过增大可变喷嘴的开度,可以防止涡轮的旋转的上升。其结果是,能够在扩压器部中制造大的负压。
[0070]另外,本发明也可以还配备有:EGR通路,所述EGR通路将所述内燃机的排气通路和所述进气通路连接起来,使排气的一部分向所述进气通路回流;以及EGR阀,所述EGR阀能够开闭所述EGR通路。并且,所述沉积物清洗机构也可以包括EGR阀关闭机构,在所述沉积物堆积运转条件成立的情况下,所述EGR阀关闭机构在所述内燃机的怠速状态下关闭所述EGR阀。
[0071]根据上述结构,通过关闭EGR阀,能够在扩压器部中制造大的负压。
[0072]另外,本发明中的所述油供应装置也可以还包括:油捕集机构,所述油捕集机构设置在所述连通通路的途中,将包含在窜缸混合气中的油从该窜缸混合气中分离并进行捕集;油箱,所述油箱储存由所述油捕集机构捕集的油;油雾注入阀,所述油雾注入阀设置在所述进气通路的所述上游侧的部位,与所述油箱连接,向所述上游侧的部位供应具有如下程度的大小的粒径的油雾:即,所述程度能够抑制所述压缩机内部的沉积物堆积。
[0073]根据上述结构,在沉积物堆积运转条件成立的情况下,可以从窜缸混合气回收油,利用油雾注入阀将该回收的油作为油雾供应给进气通路的上述上游侧的部位。根据这种形式,通过增加供应给与扩压器部的内部通路相当的扩压器部的油的量,在必要的情况下,能够可靠地采取防止沉积物向压缩机堆积的措施。
[0074]另外,本发明也可以还配备有LPL - EGR装置。并且所述油供应装置也可以包括:沉积物堆积判定机构,所述沉积物堆积判定机构基于流动于所述压缩机的所述内部通路的气体的炭烟浓度、所述LPL - EGR装置中的LPL混合率的值、和所述压缩机的出口温度,判定所述沉积物堆积运转条件是否成立;以及控制机构,在由所述沉积物堆积判定机构判定为所述沉积物堆积运转条件成立的情况下,所述控制机构开启所述油雾注入阀。
[0075]借此,能够高精度地判定沉积物堆积运转条件的成立,迅速地实现油雾注入,可靠地抑制压缩机中的沉积物堆积。
[0076]另外,本发明中的所述油雾注入阀也可以供应具有如下程度的大小以上的粒径的油雾:即,所述程度使得所属油雾即使在落在了所述压缩机的扩压器部的情况下,也会在粘附之前到达所述扩压器部的出口。
[0077]借此,能够可靠地抑制沉积物在压缩机的扩压器部壁面上的堆积。
[0078]另外,本发明也可以还配备有:旁通通路,所述旁通通路在比所述油捕集机构靠窜缸混合气的气流的上游侧的上游侧连接部从所述连通通路分支,在比所述油捕集机构靠窜缸混合气的气流的下游侧的下游侧连接部与所述连通通路汇合;流路切换机构,所述流路切换机构能够油捕集流路形态与非油捕集流路形态之间选择窜缸混合气的流路形态,在所述油捕集流路形态下,窜缸混合气通过所述油捕集机构,在所述非油捕集流路形态下,窜缸混合气不通过所述油捕集机构而流动于所述旁通通路;以及
[0079]流路控制机构,所述流路控制机构根据所述内燃机的运转状态以及所述油箱内的油量是否在上限值以上,控制所述流路切换机构,在所述油捕集流路形态和所述非油捕集流路形态之间切换窜缸混合气的流路形态。所述油捕集机构可以是离心分离式的油分离器。所述油雾注入阀可以供应粒径比通过所述离心分离式的油分离器的油雾的粒径的最大值大的油雾。
[0080]借此,可以不被窜缸混合气的流路形态所左右,而以所希望的正时稳定地向进气通路的上述上游侧的部位供应具有一定程度的大小的粒径的油雾。

【专利附图】

【附图说明】
[0081]图1是说明本发明的实施方式I的内燃机的系统结构用的图。
[0082]图2是概略地表示图1所示的内燃机的内部结构的图。
[0083]图3是表示负压泵的进气口周围的结构的一个例子的概略图。
[0084]图4是说明图2所示的负压泵的详细结构用的图。
[0085]图5是表示图2所示的负压泵周围的气缸盖的内部空间的结构的图。
[0086]图6是放大地表示图2所示的油分离器室周围的结构的一个例子的图。
[0087]图7是表示图1所示的压缩机的详细结构的剖视图。
[0088]图8是说明压缩机的内部的沉积物的具体的生成机理用的图。
[0089]图9是在本发明的实施方式I中执行的程序的流程图。
[0090]图10是表示大气释放阀开启时的气流的图。
[0091]图11是说明通过向压缩机供应大量的油雾而产生的防止沉积物堆积的效果用的图。
[0092]图12是表示窜缸混合气中的油的量和油的粒径的关系的图。
[0093]图13是表示压缩机效率降低余量与发动机运转时间的关系的图。
[0094]图14是表示由于大气释放阀的开闭引起的压缩机效率的变化的图。
[0095]图15是在本发明的实施方式2中执行的程序的流程图。
[0096]图16是说明由图15所示的控制程序产生的效果用的图。
[0097]图17是在本发明的实施方式2的变形例中执行的程序的流程图。
[0098]图18是说明由图17所示的控制程序产生的效果用的图。
[0099]图19是表示本发明的实施方式3中的负压泵的进气口周围的结构的概略图。
[0100]图20是表示在本发明的实施方式3中为了有效地利用负压箱而执行的控制的概要的时间图。
[0101]图21是表示在本发明的实施方式3的变形例中为了有效地利用负压箱而执行的控制的概要的时间图。
[0102]图22是在本发明的实施方式4中执行的程序的流程图。
[0103]图23是说明负压泵相对于图1所示的内燃机的润滑系统的配置的例子用的图。
[0104]图24是说明负压泵相对于图1所示的内燃机的润滑系统的配置的另外的例子用的图。
[0105]图25是说明负压泵相对于图1所示的内燃机的润滑系统的配置的另外的例子用的图。
[0106]图26是说明负压泵的入口侧的结构的第一个变形例用的图。
[0107]图27是说明负压泵的入口侧的结构的第二个变形例用的图。
[0108]图28是说明负压泵的入口侧的结构的第三个变形例用的图。
[0109]图29是说明负压泵的入口侧的结构的第四个变形例用的图。
[0110]图30是概略地表示本发明的实施方式5的内燃机的内部结构的图。
[0111]图31是是说明油喷嘴相对于图30所示的内燃机的润滑系统的配置的例子用的图。
[0112]图32是表示在本发明的实施方式5中执行的程序的流程图。
[0113]图33是表示在本发明的实施方式6中执行的程序的流程图。
[0114]图34是说明油喷嘴相对于图30所示的内燃机的润滑系统的配置的另外的例子用的图。
[0115]图35是说明本发明的实施方式7的内燃机的系统结构用的图。
[0116]图36是通过油分离器的有无比较地表示窜缸混合气中的油雾的量与粒径的关系(油雾粒径分布)的图。
[0117]图37是说明油雾粒径的不同对于由被引入到压缩机中的油雾引起的沉积物的堆积的影响用的图。
[0118]图38是通过油分离器的有无比较地表示压缩机效率降低量Λ He与内燃机的运转时间的关系的图。
[0119]图39是在本发明的实施方式7中执行的程序的流程图。
[0120]图40是说明通过图39所示的控制程序产生的效果用的图。
[0121]图41是通过有无利用油分离器进行油的捕集来比较地表示沉积物向压缩机的堆积与压缩机效率nc的变化的关系的图。
[0122]图42是说明切换阀的配置场所的变型用的图。
[0123]图43是在本发明的实施方式8中执行的程序的流程图。
[0124]图44是说明由图43所示的控制程序产生的效果用的图。
[0125]图45是说明本发明的实施方式9的内燃机的系统结构用的图。
[0126]图46是表示增压器的压缩机壳体及中心壳体的一部分的剖视图。
[0127]图47是在本发明的实施方式9中执行的程序的流程图。
[0128]图48是说明本发明的实施方式10的内燃机的系统结构用的图。
[0129]图49是将油雾回收箱及油雾注入阀的近旁放大的模式图。
[0130]图50是说明沉积物堆积与炭烟浓度的关系用的图。
[0131]图51是说明沉积物堆积与LPL - EGR混合率的关系用的图。
[0132]图52是说明沉积物堆积与LPL — EGR混合率的关系用的图。
[0133]图53是说明沉积物堆积与压缩机出口温度的关系用的图。
[0134]图54是在本发明的实施方式10中执行的程序的流程图。
[0135]图55是在本发明的实施方式10中执行的程序的流程图。

【具体实施方式】
[0136]实施方式1.
[0137][实施方式I的系统结构]
[0138]图1是说明本发明的实施方式I的内燃机10的系统结构用的图。图1所示的系统配备有内燃机10。这里,内燃机10是四冲程的柴油发动机(压缩点火内燃机)10,被搭载于车辆,作为其动力源。本实施方式的内燃机10是串列四气缸式的,但是,本发明中的内燃机的气缸数及气缸配置并不被限定于此。
[0139]在内燃机10的各个气缸设置有喷射器12,所述喷射器12向气缸内直接喷射燃料。各个气缸的喷射器12被连接到共同的共轨14。向共轨14内供应被供应泵(图中未示出)加压的高压的燃料。并且,从该共轨14向各个气缸的喷射器12供应燃料。从各个气缸排出的排气被排气歧管16a汇集,流入排气通路16。
[0140]内燃机10配备有可变喷嘴式的涡轮增压器18。涡轮增压器18包括:由排气的排气能量操作的汽轮机18a ;以及压缩机18b,所述压缩机18b经由连接轴18c (后面描述的图6)与涡轮机18a成一体地连接,由被输入到涡轮机18a的排气的排气能量旋转驱动。压缩机18b如后面的图6所示,为离心式的压缩机。涡轮增压器18的涡轮机18a配置在排气通路16的途中。进而,涡轮增压器18具有用于调整供应给涡轮机18a的排气的流量的可变喷嘴(VN)(图中省略)。通过利用图中省略的促动器(例如,利用后面描述的负压泵96生成的负压的促动器)调整可变喷嘴的开度,可以控制增压。另外,在比涡轮机18a靠下游侧的排气通路16中,为了净化排气,从上游侧起依次设置氧化催化剂20及DPF(DieselParticulate Filter:柴油机排气烟尘过滤器)22。
[0141]在内燃机10的进气通路24的入口附近设置有空气滤清器26。通过空气滤清器26被吸入的空气,被涡轮增压器18的压缩机18b压缩之后,被中间冷却器28冷却。通过了中间冷却器28的吸入空气被进气歧管24a分配,流入各个气缸。在进气通路24的中间冷却器28与进气歧管24a之间,设置柴油机节气门30。
[0142]在进气通路24中的空气滤清器26的下游附近,分别设置有用于检测吸入空气量的空气流量计32、和用于检测进气通路24的入口处的进气的温度(进气入口温度T0)的第一进气温度传感器34。另外,在进气通路24中的压缩机18b的出口附近,设置有用于检测从压缩机18b排出的进气的温度(压缩机出口温度)的第二进气温度传感器36。进而,在进气歧管24a中设置有用于检测进气歧管压力(增压)的进气压力传感器38。
[0143]另外,图1所示的系统配备有高压排气回流通路(HPL:High Pressure Loop)40。HPL40以将位于涡轮机18a的上游侧的排气歧管16a和位于压缩机16b的下游侧的进气歧管24a连通起来的方式构成。在该HPL40的途中,配置有用于调整通过HPL40回流到进气歧管24a中的再循环排气(EGR气体)的量的HPL — EGR阀42。
[0144]进而,图1所示的系统配备有低压排气回流通路(LPL:Low Pressue Loop)44?LPL44以将比涡轮机18a靠下游侧并且比DPF22靠下游侧的排气通路16与比压缩机18b靠上游侧的进气通路24连通起来的方式构成。在该LPL44的途中,从EGR气体的气流的上游侧起依次设置有用于冷却在LPL44中流动的EGR气体的EGR冷却器46、以及用于调整通过LPL向进气通路24回流的EGR气体量的LPL — EGR阀48。另外,在比LPL44和排气通路16的连接部位靠下游侧的排气通路16中配置有排气节流阀50。
[0145]进而,本实施方式的系统配备有EQJ(Electronic Control Unit:电子控制装置)60。在E⑶60的输入部,除了连接有上述空气流量计32、进气温度传感器34、36以及进气压力传感器38之外,还连接有检测发动机转速用的曲柄角传感器62、检测发动机冷却水温度用的水温传感器64、以及检测曲轴室80内的压力用的曲轴室内压力传感器82等用于检测内燃机10的运转状态的各种传感器。另外,在ECU60上连接有检测搭载内燃机10的车辆的行驶距离用的旅程表66、以及用于检测车辆的制动踏板的踏力或者开度(踩下量)的制动传感器67。进而,在ECU60的输出部,除了上述喷射器12、柴油节气门30、HPL — EGR阀42、LPL - EGR阀48以及排气节流阀50之外,还连接有开闭气体导入通路98 (参照图2)用的大气释放阀100(参照图2)、开闭制动负压通路102(参照图3)用的电磁阀106(参照图3)、以及开闭负压通路108(参照图3)用的电磁阀110(参照图3)等用于控制内燃机的运转的各种促动器。ECU60通过基于上述各种传感器输出和规定的程序驱动上述各种促动器,控制内燃机10的运转状态。
[0146]图2是概略地表示图1所示的内燃机10的内部结构的图。
[0147]在内燃机10的各个气缸的内部,可自由往复移动地配置有活塞68。活塞68经由连杆70连接到曲轴72上。在作为构成内燃机10的各个气缸的构件的气缸体74的下方,配置有曲轴箱76,进而,在该曲轴箱的下方配置有用于储存对内燃机10的各个部分进行润滑的油的集油盘78。
[0148]在活塞68的下方侧(曲轴72侧),作为被活塞68、气缸体74、曲轴箱76及集油盘78包围的空间,形成曲轴室80。另外,在曲轴箱76上安装上述曲轴室内压力传感器82。
[0149]另一方面,在气缸体74的上方,配置着形成有进气通路24及排气通路16的各自的一部分的气缸盖84。在活塞68的上方侧,作为在与气缸盖84之间被包围的空间,形成燃烧室86。另外,在图2中省略了节气门及排气门的图示。
[0150]另外,在气缸盖84的上方,配置有覆盖气缸盖84的气缸盖罩88。被气缸盖84和气缸盖罩88包围的内部空间90,经由形成在气缸体74及气缸盖84上的内部连通通路92、94,与曲轴室80连通。即,在内燃机内部(内燃机10的本体部的内部),作为通往曲轴室80的内燃机内部空间,形成有内部连通通路92、94及上述内部空间90。
[0151]内燃机10配备有连通通路52,所述连通通路52使该内部空间90和比压缩机18b (更具体地说,压缩机叶轮18b3(参照图7)靠上游侧的进气通路24连通。如图2所示,从燃烧室86侧漏出的燃烧气体及未燃烧的混合气体(窜缸混合气)挤过活塞68与气缸壁面之间的间隙而被导入到曲轴室80内。曲轴室80、以及作为通往该曲轴室80的内燃机内部空间的内部连通通路92、94及内部空间90,在内燃机内部起着窜缸混合气流动的窜缸混合气通路的作用。并且,连通通路52起着使存在于内燃机内部的窜缸混合气回流到进气通路24用的窜缸混合气通路的作用。
[0152]如图2所示,在内燃机10的气缸盖84上,设置有负压泵(例如,真空泵)96。如可以从后面的图5看出的那样,这些连通通路52及负压泵96配置在曲轴72的轴向方向上的内燃机10的一个端部附近。其另一端向大气开放的气体导入通路98的一端连接到负压泵96的进气口 96a上。在气体导入通路98的途中,设置有作为开闭气体导入通路98用的电磁阀的大气释放阀100。负压泵96的排气口 96b与气缸盖84内的内部空间90连通。
[0153]与利用负压泵96生成的负压的规定的负压利用装置相连接的通路,在比大气释放阀100更靠近进气口 96a的部位,连接到气体导入通路98上。图3是表示负压泵96的进气口 96a周围的结构的一个例子的概略图。如图3所示,制动负压通路102的一端连接到气体导入通路98上。制动负压通路102的另一端连接到搭载内燃机10的车辆的制动系统所配备的制动助力器104(相当于负压利用装置)上。在制动负压通路102的途中,设置有开闭制动负压通路102用的电磁阀106。另外,向其它负压利用装置(例如,用于分别驱动可变喷嘴、HPL - EGR阀42、LPL 一 EGR阀48以及排气压力减压阀(图中省略)的促动器)供应负压的负压通路108连接到气体导入通路98上,在负压通路108的途中,设置有开闭负压通路108用的电磁阀110。
[0154]图4是说明图2所示的负压泵96的详细结构用的图。
[0155]如图4所示,在负压泵96的缸体96c的内部,配置圆盘状的转子96d。转子96d以相对于大致圆筒状的缸体96c偏心的状态配置。转子96d成同心状地与凸轮轴112 (参照后面描述的图5)固定。S卩,负压泵96被凸轮轴112的旋转力驱动。
[0156]在转子96d的中心轴96dl上设置给油口 96e,所述给油口 96e与形成在凸轮轴(进气凸轮轴、排气凸轮轴或者进气排气凸轮轴)112的内部的油路(图中省略)相连。在转子96d上形成一对转子槽96d2,所述一对转子槽96d2以向着将转子中心轴96dl作为中心地对向的两个径向方向延伸的方式形成。在各个转子槽96d2的内部,容纳有沿着转子槽96d2在转子96d的径向方向上可自由进退的叶片96f。在各个叶片96f与转子中心轴96dl之间配置有弹簧96g,所述弹簧96g用于将叶片96f向转子96d的径向方向外侧加载。
[0157]负压泵96的进气口 96a,如已经描述过的那样,与气体导入通路98连通。在与气缸盖84内的的内部空间90连通的排气口 98,设置有开闭排气口 96b用的排气阀96h。排气阀96h被弹簧96i加载,以便关闭排气口 96b。
[0158]在如上所述构成的负压泵96中,如图4(A)及⑶所示,伴随着转子96d的旋转,一对叶片96f在转子96d的径向方向上伸缩。根据这时的转子96d的旋转位置,缸体96c的内部通过被一对叶片96f间隔而被分割成三个或者两个空间。从进气口 96a引入到缸体96c内的被分割的空间中的空气,伴随着转子96d的旋转被持续压缩。当由被压缩的空气的压力产生的排气阀96h的上推力克服了弹簧96i的加载力时,排气阀96h打开,空气被从排气口 96b排出。这时,从转子中心轴96dl的给油口 96e供应给缸体96c内的油被与空气(新鲜空气)一起作为油雾排出。
[0159]如已经描述过的那样,挤过了活塞68与气缸壁面的间隙的窜缸混合气,被导入到内燃机10的运转过程中的曲轴室80内。在大气释放阀100的打开中,被从气体导入通路98吸入到负压泵96的新鲜空气被与油雾一起排出到气缸盖84内的内部空间90。如图2中的虚线箭头所示,从负压泵96排出的新鲜空气及油雾的一部分,通过靠近排气口 96b的内部连通通路被导入到曲轴室80,剩余的部分被导入到内部空间90。另外,存在于曲轴室80内的窜缸混合气,与从内部连通通路92被导入到曲轴室80内的新鲜空气及油雾一起,再一次通过一方的内部连通通路94被导入到内部空间90。这样,被导入到内部空间90的窜缸混合气(包含来自于负压泵96的新鲜空气及油雾),借助在通往曲轴室80的内部空间90与压缩机18b的上游侧的进气通路24之间的压力差,通过连通通路52持续地流向压缩机18b的上游侧的进气通路24。而且,被导入到进气通路24的油雾,与进气的气流一起被供应给压缩机18b的内部通路(扩压器部18b6等)。
[0160]如上所述,本实施方式的内燃机10配备有油供应装置,所述油供应装置利用连通通路52向压缩机18b的内部通路供应油。另外,油供应装置,为了生成油雾,配备有油雾生成装置,所述油雾生成装置具有负压泵96、气体导入通路98和大气释放阀100。以对应于曲轴室80与比压缩机18b靠上游侧的进气通路24之间的压力差的量,经由连通通路52向压缩机18b的上游供应含有油雾的窜缸混合气。与这样供应的油雾量相比,在大气释放阀100开启时,增加从负压泵96排出的油雾量。因此,可以增加油雾的量。
[0161]图5是表示图2所示的负压泵96周围的气缸盖84的内部空间90的结构的图。更具体地说,图5(A)表示大气释放阀100处于关闭状态时的动作,图5(B)表示大气释放阀100处于开启状态时的动作。
[0162]如图5所示,从形成在凸轮轴112内的油路向负压泵96供应油。在大气释放阀100被关闭的图5(A)所示的状态下,不对负压泵96供应新鲜空气(大气)。因此,在这种状态下,供应给负压泵96的油,如图5(A)所示,变成块被从排气口 96b排出。在这种情况下,由于质量大,所以,油一直落下到集油盘78上。因此,在这种情况下,能够有效地使窜缸混合气中的油雾增加。
[0163]另一方面,在大气释放阀100开启的图5(B)所示的状态下,从气体导入通路98供应的空气和从凸轮轴112供应的油一面在负压泵96内混合一面被压缩。因此,在这种状态下,如图5(B)所示,通过将油和空气(新鲜空气)一起从负压泵96的排气口 96b放出,以喷雾的方式向内燃机内部供应油雾。
[0164]另外,如图5所示,在凸轮轴112的上方侧(气缸盖罩88侧)的内部空间90中配置有挡板114,所述挡板114具有使包含在窜缸混合气中的油或从凸轮轴112等气门传动系统的构件飞散的油下落用的壁面。在大气释放阀100开启时,从负压泵96排出的油雾和新鲜空气,一面将由于凸轮轴112的旋转等引起的气门传动系统的构件的运动产生的油雾和附着到挡板114的壁面上的油卷入,一面供应给内部空间90。
[0165]进而,在大气释放阀100开启时,通过将空气从负压泵96的排气口 96b导入到内部空间90,增加在内燃机内部流动的窜缸混合气的量。其结果是,可以增加存在于曲轴室80内的油雾(通过活塞68或连杆70的运动等产生的油雾等)的带走量(回收到进气通路24内的窜缸混合气量)。
[0166]另外,如图2所示,在连通通路52向气缸盖罩88的连接部附近(挡板114的上部)的内部空间90内,划分出用于从窜缸混合气罩分离出油的油分离室116。图6是表示将图2所示的油分离室116周围放大地表示的结构的一个例子的图。如图6所示,在油分离室116设置有通往气缸盖罩84内的内部空间90的入口部116a。更具体地说,上述连通通路52设置在油分离室116的出口部。
[0167]内部空间90内的窜缸混合气借助通向曲轴室80的内部空间90与压缩机18b的上游侧的进气通路24之间的压力差,向进气通路24持续流动。如图6所示,为了捕集包含在窜缸混合气中的油,油分离室116以不使通过入口部116a的气体的气流与通过出口部(连通通路52的连接部)的气体的气流位于同一直线上的方式,使两者离开规定的距离地配置。借助这种结构,从入口部116a流入油分离器116的窜缸混合气,如图6中的箭头所示,一面使流动方向变化一面向出口部前进。借此,在通过油分离室116的内部的期间,通过碰撞油分离室116的壁面的窜缸混合气中的油附着到壁面上,从窜缸混合气中分离捕集油。通过附着到壁面上而被捕集的油,通过油回收孔116b及内部连通通路92返回到集油盘78内。如上所述,为了抑制油的消耗,本实施方式的内燃机10配备的油分离室116是碰撞式的油分离室。
[0168][关于沉积物向压缩机的堆积]
[0169]其次,作为在被导入到进气通路24的窜缸混合气中包含劣化了的雾状的油的情况下会产生的课题,对于沉积物向压缩机18b的内部(扩压器部18b6)的堆积进行说明。
[0170]图7是表示图1所示的压缩机18b的详细结构的剖视图。
[0171]压缩机18b介于进气通路24的途中,压缩机18b的壳体ISbl的内部通路,起着作为进气通路24的一部分的作用。即,在进气通路24中,也包含压缩机18b的内部通路。如图7所示,在涡轮增压器18中的压缩机18b侧的壳体18b2上,形成有:压缩机入口部18b2,所述压缩机入口部18b2连接到进气的上游侧的进气通路24 ;叶轮部18b4,所述叶轮部18b4容纳固定于连接轴18c上的压缩机叶轮18b3 ;涡旋状的蜗壳部18b5 ;作为圆盘状的通路的扩压器部18b6,所述扩压器部18b6在叶轮部18b4与蜗壳部18b5之间位于比叶轮部18b4靠外周侧。
[0172]从压缩机入口部18b2引入到压缩机18b的内部的进气气体,在通过叶轮部18b4及扩压器部18b6时被加压变成高温之后,通过蜗壳部18b5,被排出到压缩机18b的下游侧的进气通路24。
[0173]如图1所示,窜缸混合气经由连通通路52被导入到进气通路24的压缩机18b的上游侧的部位。其结果是,当在被导入到进气通路24中的窜缸混合气中包含有油雾时,油雾被引入到压缩机18b的内部。因此,在被引入到压缩机18b内的油是劣化了油(包含有炭烟)的情况下,当该油雾在压缩机18b的内部暴露在高温下时,存在着在压缩机18b的内部通路(具体地说,如图7所示,扩压器部18b6的壁面)上生成沉积物,堆积到扩压器部18b6上的担忧。另外,当这种沉积物向扩压器部18b6的堆积进行时,产生涡轮增压器18的性能降低的担忧。
[0174]另外,在本实施方式的内燃机10中,EGR气体经由LPL44被导入到进气通路24的压缩机入口部18b2的附近。这样,当EGR气体被导入到压缩机18b的上游时,高温的EGR气体不与低温(常温)的新鲜空气充分混合地而原样地流入到压缩机18b,压缩机18b的内部(扩压器部18b6)会变成局部的高温。其结果是,当劣化了的油雾暴露在这种局部的高温部中时,容易生成沉积物。另外,在不使用利用LPL44的EGR的运转区域,在高负荷运转时,压缩机18b的内部温度也变高,容易发生沉积物。
[0175]图8是说明在压缩机18b的内部沉积物的具体的生成机理用的图。
[0176]如图8所示,包含在窜缸混合气中的油雾的直径在6 μ m左右以下。在劣化了的油雾中,包含直径在0.1 μ m左右的烟灰。当这样的油雾流入叶轮部18b4中时,通过与进气一起温度上升,油部分持续蒸发。其结果是,油雾高粘度化,粘着性变高。
[0177]之后,当高粘度化的沉积物流入到扩压器部18b6中时,已经流入的油雾的一部分落在扩压器部18b6,剩余的油雾不落下而流向下游侧。落在扩压器部18b6的油雾,之后,通过暴露在高温的进气中,进一步持续蒸发。其结果是,落下的油雾的一部分粘附到扩压器部18b6上变成沉积物,剩余的油雾,在不会粘附而向下游侧流动。
[0178][实施方式I中的特征的控制]
[0179]本发明的发明人等深入研究的结果发现,在相当于来不及蒸发的程度的大量的油被带入到压缩机18b的内部通路中的情况下,获得不生成沉积物,另外,附着到压缩机18b上的沉积物被剥离而除去的有益效果。
[0180]因此,在本实施方式中,在担心包含在窜缸混合气中的油引起的沉积物向压缩机18b的内部的堆积的沉积物堆积运转条件成立的情况下,与该沉积物堆积运转条件不成立的情况相比,要增加供应给压缩机18b的内部通路的油的量。
[0181]更具体地说,当沉积物堆积到压缩机18b的内部时,压缩机效率降低。因此,在本实施方式中,在内燃机10的运转中,在压缩机效率降低到规定值以下的情况下,判定为上述沉积物堆积运转条件成立。另外,在沉积物堆积运转条件成立的情况下,通过将在平时处于关闭状态的大气释放阀100打开规定开度,将气体导入通路98打开。
[0182]另外,在本实施方式中,判定上述负压利用装置利用的负压是否不足。并且,在产生了负压不足的情况下,通过禁止打开大气释放阀100,不打开气体导入通路98。
[0183]进而,在本实施方式中,在气体导入通路98的打开状态中,产生了制动助力器104利用负压泵96生成的负压的要求的情况下。通过关闭大气释放阀100,立即切断气体导入通路98。
[0184]图9是表示为了实现本发明的实施方式I的特征控制,ECU60执行的控制程序的流程图。另外,本程序每规定的控制周期重复执行。
[0185]在图9所示的程序中,首先,判定上述负压利用利用的负压是否不足(步骤100)。本步骤100的判定,例如,可以用下面所述的方法进行。即,基于由上述制动传感器67检测的制动踏板的踏力或者开度(踩下量)利用预先设定的映射等计算出制动助力器104所必需的负压值。同样地,对于其它的负压利用装置(例如,驱动可变喷嘴用的促动器),基于现在的开度(例如可变喷嘴的开度)和目标开度的偏差,利用预先设定的映射等计算作为对象的负压利用装置所必需的负压值。另外,利用预先设定的映射等,计算将大气释放阀100以规定开度打开了时能够确保的负压值。在本步骤100中,基于这样的信息,在各个负压利用装置所必需的负压值比大气释放阀100开启时能够确保的负压值大的情况下,判定为负压利用装置利用的负压不足。
[0186]在步骤100中,在认定为负压不足的情况下,作为大气释放阀100的控制模式,选择将大气释放阀100完全关闭的通常运转模式(步骤102)。
[0187]另一方面,在步骤100中被判定为没有产生负压不足的情况下,接着,判定压缩机效率是否在规定值以下(步骤104)。在本步骤104中的判定,例如,可以用下述方法来进行。
[0188]S卩,例如,在利用发动机转速和发动机负荷(燃料喷射量)计算出的目标增压和利用进气压力传感器38检测出的实际增压的偏差变成规定值以上的情况下,可以判断为压缩机效率降低到规定值以下。
[0189]或者,例如,为了使实际增压与目标增压相一致,在利用PID控制进行可变喷嘴的开度控制的情况下,在I项(积分项)的值变大成规定值以上的值的情况下,可以判断为压缩机效率降低到规定值以下。
[0190]或者,例如,也可以利用下面所述的方法。可以根据下面的公式分别计算出压缩机效率nc以及压缩机出口温度Τ3。
[0191]n C = Τ1((Ρ3/Ρ1)(Κ-1)"-1)/(Τ3 — Tl)
[0192]Τ3 = Tl((P3/Pl)(K_1)/K-l)/nc+Tl
[0193]其中,在上述公式中,P3是压缩机出口压力,Pl是压缩机入口压力或者大气压,Tl是压缩机出口温度。
[0194]在实现了由转矩(燃料喷射量)和发动机转速的关系规定的目标空气流量、目标压缩机出口压力(进气歧管压力)或者压缩机18b的压力比(P3/P1)时,在利用上述公式计算出的压缩机出口温度T3比规定值高时,也可以判断为压缩机效率Π c降低到规定值以下。根据上述公式,如果压缩机18b的压力比(P3/P1)以及压缩机入口温度Tl 一定,则当压缩机效率He降低时,压缩机出口温度T3上升。因此,基于上述公式,可以判断为压缩机效率ηc已经降低到规定值以下。
[0195]在本实施方式中,在通过本步骤104的处理判定为压缩机效率降低到规定值以下时,判断为担心沉积物向压缩机18b的内部的堆积的沉积物堆积运转条件成立。另外,一旦成立的沉积物堆积运转条件,一直持续到压缩机效率达到(恢复到)比上述规定值大的其它的规定值为止。
[0196]在上述步骤104中没有认定压缩机效率降低的情况下,选择通常运转描述(步骤102)。另一方面,在认定压缩机效率降低的情况下,即,在沉积物堆积运转条件成立的情况下,执行将大气释放阀100打开规定开度扫除沉积物的模式(步骤106)。通过调整大气释放阀100的开度,可以调整供应给负压泵96的空气量。借此,可以调整从负压泵96排出的油雾的量,进而,可以调整内燃机内部的窜缸混合气量。从而,预先设定在本步骤106中被控制的大气释放阀100的开度,以便在油的消耗在必要的最小限度的范围内,将为了防止沉积物的堆积(这里,防止沉积物的附着(生成)及防止成长,以及通过清洗除去附着的沉积物)所必要的油雾供应给压缩机18b的上游。另外,大气释放阀100的开度也可以根据被判定的沉积物的堆积程度进行变更。
[0197]其次,在步骤108中,判定下面两个必要条件是否同时成立。即,作为第一个必要条件,利用制动传感器67判定通过步骤106的处理,在大气释放阀100被打开的状态下是否有制动要求(即,制动助力器104利用负压泵生成的负压的要求)。进而,作为第二个必要条件,判定在打开大气释放阀的状态下,负压泵96生成的负压是否比满足制动要求的负压小。其结果是,在本步骤108的判定成立的情况下,通过返回到通常运转模式,立即关闭大气释放阀100。另外,在没有制动要求的情况下,大气释放阀100的开度被返回到关闭之前的开度。
[0198]另外,在上述图9所示的程序的处理中,在认定负压不足的情况下,无论压缩机效率的高低,都选择将大气释放阀完全关闭的通常运转模式。但是,大气释放阀100的控制方式,并不局限于上述方式。即,大气释放阀100,例如,在认定负压不足的情况下,也可以为了消除各个时期的负压不足缩小到必要的开度。即,为了确保不产生负压不足的目标负压,也可以反馈控制大气释放阀100的开度。
[0199]根据以上说明的图9所示的程序,在没有认定负压不足的状况下,在能够判断为由于压缩机效率降低到规定值以下而沉积物堆积运转条件成立的情况下,大气释放阀100被打开。图10是表不大气释放阀100开启时的气流的图。本实施方式的负压泵96,由于利用凸轮轴112的旋转力,所以,在内燃机10的运转中总是被驱动。因此,在大气释放阀100被打开的状态下,利用负压泵96的作用,如图10所示,与新鲜空气一起向内燃机内部(内部空间90)供应油雾。因此,在这种状态下,可以增加包含在经由连通通路52被导入到压缩机18b的上游侧的进气通路24的窜缸混合气中的油雾的量,另外,也可以增加窜缸混合气的量本身。另外,被导入到进气通路24中的包含有油雾的窜缸混合气被供应给压缩机18b的内部通路。
[0200]图11是说明通过向压缩机18b供应大量的油雾所产生的防止沉积物的堆积的效果用的图。
[0201]在相当于来不及蒸发的程度的大量的油在具有流动性的状态下被带入到压缩机18b的内部的情况下,可以获得如图11所示的防止沉积物堆积的效果。更具体地说,如图11所示,设想在具有流动性的油A的前方,流动性丧失,原样地变成沉积物的小粒径的油B落下的情况。在这种情况下,当油A接触到油B时,具有流动性的油A吞噬油B而巨大化。并且,巨大化的油,具有流动性而原样地到达扩压器部18b6的出口,被排出到下游侧。这样,通过将相当于来不及蒸发的程度的大量的油供应给压缩机18b的内部通过,获得清洗扩压器部18b6、防止由小粒径的油造成的沉积物的生成及成长的效果。
[0202]另外,根据本实施方式的内燃机的结构,如已经参照图5所描述过的那样,由于下面所述的三个理由,可以增加窜缸混合气中的油雾的量。即,作为第一个理由,配备有向大气敞开的气体导入通路98连接到其进气口 96a上的负压泵96、和开闭气体导入通路98的大气释放阀100。借此,在大气释放阀100开启时,可以将油雾和被负压泵96压缩的新鲜空气一起从排气口 96b供应给内燃机内部。作为第二个理由,将负压泵96的排气向配置气门传动系统的内部空间90导入。借此,可以将从负压泵96排出的油雾和新鲜空气,一面卷入由于凸轮轴112的旋转等的气门传动系统的构件的运动产生的油雾和附着到挡板114的壁面上的油,一面供应给内部空间90。作为第三个理由,负压泵96的排气被导入到与曲轴室80连通的内部空间90。借此,可以增加在内燃机内部流动的窜缸混合气的量。其结果是,可以增加存在于曲轴室80内的油雾(由于活塞68或连杆70的运动产生的油雾等)的带走量(回收到进气通路24内的窜缸混合气量)。
[0203]图12是表示窜缸混合气中的油量和油的粒径的关系的图。
[0204]根据具有上面说明的结构的内燃机10,在打开大气释放阀100、将空气从负压泵96导入到了内燃机内部的情况下,与通常运转时(大气释放阀100关闭时)相比,如图12所示,不管油的粒径如何,都可以大大地增大窜缸混合气中的油量。更具体地说,根据配备有接受油的供应、并且能够与排气(在本实施方式中,为新鲜空气)一起将油排出的负压泵96的内燃机10,与单纯地增加窜缸混合气的量的情况相比,可以有效地增加窜缸混合气中的油的量。
[0205]图13是表示压缩机效率降低余量和发动机运转时间的关系的图。
[0206]如图13所示,在对沉积物堆积不采取任何对策的通常运转时,随着发动机运转时间的经过,伴随着沉积物堆积,压缩机效率持续降低。与此相对,由于根据配备有上述负压泵96的内燃机10,在打开大气释放阀100并从负压泵96将空气导入到内燃机内部的状态下,可以防止沉积物的发生,所以,可以防止压缩机效率的降低。
[0207]图14是表示通过大气释放阀100的开闭引起的压缩机效率的变化的图。
[0208]在大气释放阀100被打开的通常运转模式下的内燃机10的运转中,通过沉积物逐渐地堆积到压缩机18b上,压缩机效率持续降低。根据配备有上述负压泵96的内燃机10,如上所述,通过打开大气释放阀100可以防止压缩机效率的降低。但是,在确保高的压缩机效率的状况下,也一律地打开大气释放阀100,会增加油消耗量,所以,不能说是恰当的应对。
[0209]与此相对,根据图9所示的程序,在通过压缩机效率降低到规定值以下而判定为沉积物堆积运转条件成立的情况下,以不产生负压不足等作为条件,打开大气释放阀100(执行沉积物扫除模式)。借此,如图14所示,由于可以清洗除去堆积在压缩机18b的内部的沉积物,所以可以使压缩机效率恢复。这样,可以谋求油的消耗量的抑制,并且压缩机效率不会降低到某个水平以下。
[0210]另外,一般地,在内燃机上,为了制动器或促动器(上述负压利用装置)的驱动,搭载有负压泵。在本实施方式中,以这样的方式构成负压泵96,S卩,使被大气释放阀100开闭的气体导入通路98与这种负压泵96的进气口 96a连通,并且将从凸轮轴112 ( 一个例子)供应的油与排气(新鲜空气)一起导入到内燃机内部。借此,不需要追加的装置,就可以如上面所述有效地增加窜缸混合气中的油雾的量。从而,可以实现低成本、并且搭载性优异的油雾生成装置及包含该油雾生成装置的油供应装置。进而,根据这种结构,由于不需要将进气引入到曲轴室80内的路径,所以,在这一点上,也可以实现低成本以及优异的搭载性。另外,通过调整大气释放阀100的开度,可以高精度地调整窜缸混合气的量。即,不将窜缸混合气的量增加到必要的量以上,能够以微少的量进行窜缸混合气量的调整。从而,可以将油的消耗量限制在必要的最小限度的范围内,并且增加油向压缩机18b内的带入量,清洗沉积物。再加上,在本实施方式的情况下,由于在调整窜缸混合气的量的大气释放阀100中只通过空气,所以,没有阀的闭塞或者发生故障的担忧。
[0211]另外,根据上述程序,在沉积物堆积运转条件是否成立的判断之前,先判断负压利用装置利用的负压是否不足。即,与为了沉积物的清洗、是否应当打开大气释放阀100的判断相比,优先地执行为了防止负压不足是否应当禁止打开大气释放阀100的判断。从而,能够可靠地防止由于负压不足引起的负压利用装置的动作不良。
[0212]另外,根据上述程序,在大气释放阀100的开启中,在提出制动要求,并且负压泵96生成的负压比满足制动要求的负压小的情况下,大气释放阀100立即被完全关闭。从而,在打开大气释放阀100的状况下,利用负压泵96生成的负压不能生成满足来自于制动助力器104的利用要求的负压的情况下,通过关闭大气释放阀100,可以防止由于制动助力器104利用的负压的不足引起的制动器的响应滞后。但是,如果是在使用下面所述的负压泵的情况下的话,即使在确认制动要求的情况下,也没有必要关闭大气释放阀100,其中,所述负压泵,即使在打开了大气释放阀100的状况下,也能够生成确保足够的制动负压的大小的负压。
[0213]另外,本实施方式的内燃机10配备有起着碰撞式的油分离器的作用的油分离器室116。与这种结构的油分离器不同,例如,在使用旋流式的油分离器的情况下,当窜缸混合气流量增加时,由于离心力的增大,油捕集率会提高。另外,在使用过滤式或静电式油分离器的情况下,由于油捕集率变得过高,因此可以说,对于这些类型的油分离器,在沉积物堆积运转条件成立时,进行利用负压泵96的窜缸混合气的量的增加是不恰当的。与此相对,碰撞式的油分离器室116,通过单纯地使窜缸混合气碰撞壁面来捕集油。因此,可以与窜缸混合气的流量无关地获得油捕集率几乎不变化的特性。从而,与配备有其它方式的油分离器的情况相比,可以更有效地实践利用负压泵96的油雾的量的增加进行的沉积物的清洗以及防止沉积物的堆积。不过,即使在利用碰撞方式以外的方式的油分离器的情况下,也能够实践沉积物的清洗和堆积的防止。
[0214]另外,根据本实施方式的内燃机10,只通过打开大气释放阀100,就能够可靠地充分确保为了防止沉积物的附着和清洗所必要的油的量。即,在有必要防止沉积物的堆积时,能够可靠地进行防止沉积物堆积的运转。另外,进行这种控制所必要的阀只有一个(大气释放阀100),可以谋求控制本身的容易化。
[0215]如上面所说明的那样,根据本实施方式的内燃机10,通过利用在内燃机10上一般配备的结构(负压泵96),没有必要实质上追加装置,并且,利用简便的控制,以通过单纯的窜缸混合气的量的增加所不能实现的量,增加窜缸混合气中的油雾的量。另外,可以有效地防止沉积物向压缩机18b的内部的堆积。
[0216]另外,在上述实施方式I中,大气释放阀100相当于本发明中的“开闭机构”。
[0217]实施方式2.
[0218]其次,主要参照图15及图16,对于本发明的实施方式2进行说明。
[0219]利用图1至图6所示的硬件结构,通过在ECU60中代替图9所示的程序而执行后面所述的图15所示的程序,可以实现本实施方式的系统。
[0220]在上述实施方式I中,在判定为压缩机效率在规定值以下的情况下,判断为沉积物堆积运转条件成立。 即,实施方式I的系统,通过基于压缩机效率的降低,推定沉积物实际上已堆积,担心沉积物向压缩机18b的内部的堆积的沉积物堆积运转条件成立。而且,为了清洗(扫除)沉积物,打开大气释放阀100 (执行沉积物扫除模式)。
[0221]与此相对,在本实施方式的系统中,由于在油劣化到规定水平以上,并且压缩机18b的温度变成规定值以上的运转状态(下面,称之为“沉积物堆积模式”)成立的情况下,预想到担心沉积物堆积(预想到由于这种状态的继续,沉积物持续堆积),所以,为了防止沉积物的生成及成长,通过打开大气释放阀100,打开气体导入通路98。即,在本实施方式中,基于油劣化和沉积物堆积模式的成立(压缩机温度的上升),在沉积物实际上成长前的阶段,由于担心沉积物的堆积,认为沉积物堆积运转条件成立。
[0222]另外,在本实施方式中,在上述负压利用装置利用的负压中产生不足的情况下,通过禁止打开大气释放阀100,气体导入通路98不被打开。进而,在本实施方式中,在气体导入通路98的打开状态中提出了制动要求的情况下,通过关闭大气释放阀100,立即切断气体导入通路98。
[0223]图15是表示为了实现本发明的实施方式2的特征控制,ECU60执行的控制程序的流程图。另外,在图15中,对于与实施方式I中的图9所示的步骤相同的步骤,赋予相同的参考标号,省略或者简化其说明。
[0224]在图15所示的程序中,首先,判定油是否劣化到规定水平以上(具体地说,例如,油中的炭烟浓度是否超过规定值)(步骤200)。本步骤200的判定,例如,可以通过判断搭载内燃机10的车辆在最近更换油之后的行驶距离,或者在最近更换油之后的累计燃料喷射量(可以利用ECU60计算)是否超过了规定值来执行。
[0225]在步骤200中判定为油没有劣化到上述规定水平以上的情况下,判定上述负压利用装置利用的负压是否不足(步骤100)。其结果是,在认定负压不足的情况下,大气释放阀100被完全关闭(步骤202)。
[0226]另一方面,在步骤100中判定为没有发生负压不足的情况下,接着,判定上述沉积物堆积模式是否成立(步骤204)。如上所述,在压缩机18b的内部温度高的情况下,沉积物容易堆积。因此,在本步骤204中,在利用下面的方法计算出压缩机内部温度T3之后,在计算出的压缩机内部温度T3在规定值以上的情况下,判定为沉积物的堆积容易的沉积物堆积模式成立。ECU60,将利用发动机转速和发动机负荷(燃料喷射量)和压缩机18b的压力比(出口压力P3/入口压力Pl)的关系预先确定压缩机内部温度T3的映射(图示省略)存储起来,在本步骤204中,参照这样的映射,计算出压缩机内部温度T3。另外,压缩机18b的出口压力P3及入口压力P1,例如,可以分别利用进气歧管压力及大气压力取得。另夕卜,沉积物堆积模式有没有成立的判定方法,也可以是通过判定利用第二进气温度传感器36检测出来的压缩机18b的出口温度是否在规定值以上来进行的简便的方法。但是,根据本步骤204的压缩机内部温度T3的取得方法,由于没有必要追加专用的温度传感器,所以,在进气损失及成本方面是有利的。
[0227]在步骤204中判定为沉积物堆积模式不成立的情况下,大气释放阀100被完全关闭(步骤202)。另一方面,在判定为沉积物堆积模式成立的情况下,即,由于油劣化到上述规定水平以上、并且沉积物堆积模式成立,可以判断为本实施方式的沉积物堆积运转条件成立的情况下,大气释放阀100被打开规定的开度(执行沉积物成长抑制模式)(步骤206)。在油的消耗在必要的最小限度的范围内,以将防止沉积物的堆积(这里,防止沉积物的生成及成长)所必要的油雾供应给压缩机18b的上游的方式,预先设定在本步骤206中的大气释放阀100的开度。另外,大气释放阀100的开度,也可以基于油劣化的程度或压缩机18b的温度,根据沉积物的堆积的容易程度,进行变更。
[0228]另外,在图15所示的程序中,在通过步骤206的处理大气释放阀100被打开的状态下,执行对应于制动要求的有无以及负压泵96生成的负压水平的大气释放阀100的开闭控制。对于该处理,由于和基于已经描述过的步骤108的判定的处理一样,所以这里省略其详细的说明。
[0229]图16是说明由图15所示的控制程序所产生的效果用的图。
[0230]根据以上说明的图15所示的程序,如图16所示,在不是沉积物堆积运转条件的情况下(油没有劣化到规定水平以上的情况下,或者不是沉积物堆积模式的情况下),大气释放阀100被完全关闭。并且,根据上述程序,在沉积物堆积运转条件成立的情况下(由于油劣化到规定水平以上,并且沉积物堆积模式成立,担心沉积物向压缩机18b的内部堆积的情况下),以不产生负压不足作为条件,大气释放阀100被打开。借此,和窜缸混合气一起供应给压缩机18b的上游侧的进气通路24的油雾的量增加。这样,在担心沉积物堆积的状况下,通过增加供应给压缩机18b的内部通路的油雾的量,可以有效地防止在压缩机18b的内部(扩压器部18b6等)中的沉积物的生成(附着)或其成长。因此,如图16(B)所示,SP使在沉积物堆积运转条件下,也可以不使压缩机效率降低。
[0231 ] 对实施方式2的变形例.
[0232]在上述实施方式2中,对于在沉积物堆积运转条件成立的情况下,使大气释放阀100变成被打开规定开度的状态的例子进行了说明。但是,在沉积物堆积运转条件成立的情况下,也可以如下面的图17所示的程序那样,以间歇地打开的方式控制大气释放阀100。
[0233]图17是表示为了实现本发明的实施方式2的变形例中的特征控制,ECU60执行的控制程序的流程图。另外,在图17中,对于和实施方式2中的图15所示的步骤相同的步骤,赋予相同的附图标记,省略或者简化其说明。
[0234]在图17所示的程序中,继关于步骤200的油劣化的判定的成立之后,在步骤204判定为沉积物堆积模式成立的情况下,即,在可以判断为沉积物堆积运转条件成立的情况下,作为抑制沉积物成长控制的模式,执行间歇地打开大气释放阀100的控制(步骤300)。
[0235]图18是说明由图17所示的程序产生的效果用的图。
[0236]根据以上说明的图17所示的程序,在沉积物堆积运转条件成立的情况下(油劣化到规定水平以上,并且沉积物堆积模式成立的情况下),如图18(A)所示,大气释放阀100被间歇地打开。与此相伴,如图18(B)所示,随着运转时间的经过,根据大气释放阀10的开闭,向压缩机18b的油雾供应量变化,沉积物向扩压器部18b6的堆积量变化。
[0237]更具体地说,在沉积物堆积运转条件下,当大气释放阀100被关闭时,随着运转时间的经过,沉积物堆积量持续增加。之后,当大气释放阀100被打开时,通过已经描述过的沉积物的清洗效果,随着运转时间的经过,沉积物堆积量持续减少。但是,当沉积物的堆积进行到某种程度以上时(当沉积物成长时),沉积物会牢固地粘附到扩压器部18b6上。因此,在本实施方式中,间歇地打开大气释放阀100时的开阀期间的间隔,基于预先进行的实验等,被设定为具有余量的间隔,以便在发挥通过投入大量的油雾产生的沉积物清洗效果的范围内打开大气释放阀100 (沉积物会牢固地粘附到扩压器部18b6上之前,通过打开大气释放阀100能够投入大量的油雾)。
[0238]如上面说明的那样,利用在沉积物堆积运转条件下间歇地打开大气释放阀100的方法,通过间歇地投入大量的油雾,也可以防止沉积物堆积到压缩机18b的内部。其结果是,可以防止压缩机效率nc的降低。
[0239]另外,在上述实施方式2中,通过判定参照E⑶60存储的映射计算出的压缩机内部温度T3是否在所规定值以上,在步骤204中判定沉积物堆积模式是否成立。但是,沉积物堆积模式有没有成立的判定方法,并不局限于上述方法,例如,也可以是下面所示的方法。
[0240]具体地说,例如,也可以是下面的方法。即,首先,利用第一进气温度传感器34,取得进气通路24的入口(空气滤清器26的近旁)的进气入口温度T0。从空气滤清器26引入的进气的温度,在直到被导入到压缩机18b之前的期间,从内燃机10的本体受热、或者由于被导入到压缩机18b的上游的高温LPL - EGR气体的存在,局部地上升。其结果是,在被导入到压缩机入口部18b2的气体中,产生局部的高温部。被导入到压缩机18b的气体,一面旋转一面通过压缩机18b的内部。因此,在压缩机18b的内部(叶轮部18b4或扩压器部18b6)上,由于流入压缩机18b中的局部的高温气体,产生局部的高温部。
[0241]因此,取得在从空气滤清器26到压缩机入口部18b2的区间中的进气的局部的温度上升量AT。具体地说,将基于实验结果等,利用吸入空气量、LPL — EGR率及发动机冷却水温度的关系确定了上述温度上升量AT的映射,预先存储到ECU60中,在内燃机10的运转中,参照这样的映射,计算温度上升量AT。另外,在不配备有LPL — EGR装置的情况下,也可以删除LPL — EGR率一项。另外,作为进气入口温度TO和上述温度上升量Λ T之和,计算出压缩机入口部18b2中的气体的局部高温部(温度最高的部位)的温度Tllocal。其次,取得压缩机效率He。压缩机效率η c可以基于吸入空气量、压缩机18b的压力比(P3/PD或者涡轮机转速,利用已知的公式计算。其次,作为上述温度Tllocal、压力比P3/P1、压缩机效率He的函数,例如,根据下面的公式,计算出压缩机18b的内部(扩压器部18b6)中的局部的高温部(温度最高的部位)的温度T31ocal。
[0242]T31ocal = Tllocal ((P3/P1)(κ_1)/κ-1) / n c+Tllocal
[0243]而且, 根据计算出来的压缩机18b内部的局部的高温部的温度T31ocal是否在规定值以上,判定沉积物堆积模式是否成立。在压缩机18b的内部(扩压器部18b6)中的上述局部的高温部,容易生成沉积物。根据这种方法,与粗略地计算出压缩机18b的内部温度T3的上述实施方式2的方法相比,在正确地掌握了局部的高温部的温度T31ocal之后(即,在高精度地检测出沉积物容易堆积的条件之后),进行大气释放阀100的开闭。从而,与上述实施方式2相比,能够更恰当地兼顾油消耗量的降低和防止沉积物向压缩机18b上的堆积。另外,利用本方法,由于没有必要追加专用的温度传感器,所以,在进气损失及成本方面是有利的。
[0244]另一方面,沉积物堆积模式有没有成立的判定方法,例如,也可以是下面所述的方法。即,事前通过实验掌握压缩机入口部18b2的局部的高温部的位置,将温度传感器安装到基于该实验结果的位置。另外,利用该温度传感器,取得在内燃机10的运转中该局部的高温部的温度Tllocal。另外,关于温度上述量AT及温度T31ocal的取得,可以利用前面说明过的方法。利用这种方法,也可以在正确地掌握局部的高温部的温度T31ocal之后(即,高精度地检测出沉积物的堆积容易的条件之后)进行大气释放阀100的开闭。
[0245]实施方式3.
[0246]其次,主要参照图19至图21,对于本发明的实施方式3进行说明。
[0247][实施方式3中的特征结构]
[0248]图19是表示本发明的实施方式3中的负压泵96的进气口 96a周围的结构的概略图。另外,在图19中。对于与上述图3等所示的结构部件相同的部件,赋予相同的附图标记,省略或者简化其说明。
[0249]本实施方式的内燃机120,除了代替图3所示的结构,配备图19所示的结构之外,与上述内燃机10同样地构成。如图19所示,在气体导入通路98,连接有向负压利用装置122供应负压用的负压通路124,在负压通路124的途中,设置用于开闭负压通路124的电磁阀126。
[0250]进而,在负压通路124中的负压利用装置122与负压泵96之间的部位,夹装储存负压泵96生成的负压的负压箱128。更具体地说,负压箱128在比电磁阀126更靠负压泵96的部位,配备在负压通路124。另外,在图19中,为了图示的简化,作为负压利用装置122,表示制动助力器104及除此之外的负压利用装置(用于驱动可变喷嘴的促动器等)。但是,实际上,在对于各个负压利用装置配备负压通路和电磁阀的情况下,负压箱128在比全部电磁阀更靠近负压泵96的部位,配备于负压通路上。另外,也可以在负压通路124中的比负压箱128更靠负压泵96的部位,配备单向阀(图示省略),所述单向阀,以只允许从负压箱128侧向气体导入通路98侧的方向上的空气的流入的方式构成。
[0251 ][实施方式3的特征控制]
[0252]图20是表示在本发明的实施方式3中,为了有效地利用负压箱128而执行的控制的概要的时间图。
[0253]如图20(A)所示,在本实施方式中,通过也实施和实施方式I或者实施方式2的图9或者图15所示的程序的处理,根据沉积物堆积运转条件是否成立,开闭大气释放阀100。
[0254]根据具有图19所示的结构的内燃机120,在没有提出负压利用装置122利用负压的要求(即,电磁阀126关闭),并且大气释放阀100被关闭的状况下,通过负压泵96的驱动生成的负压,如图20所示,被蓄积到负压箱128中。如图20所示,在大气释放阀100被打开,并且提出负压要求(即,电磁阀126已经被打开)的情况下,利用蓄积在负压箱128中的负压。
[0255]如上面说明的那样,根据配备有储存负压泵96生成的负压的负压箱128的内燃机120,即使在大气释放阀100打开状态中,也可以向负压利用装置122供应负压。另外,根据内燃机120,通过使负压利用装置122利用负压箱128储存的负压,与不配备负压箱128、在要求负压时通过关闭大气释放阀100以便确保负压的结构相比,可以改进负压利用装置122的响应滞后。
[0256]对实施方式3的变形例.
[0257]在配备有负压箱128的内燃机120中,用于有效地利用负压泵128的控制,例如,可以是下面的图21所示的方法。图21是表示在本发明的实施方式3的变形例中,为了有效地利用负压泵128所执行的控制的概要的时间图。
[0258]如图21所示,在大气释放阀100的开启状态中,没有提出负压要求的状况下,也可以进行将大气释放阀10 0只关闭规定时间的控制。根据这种控制,在大气释放阀100的开启中,可以将负压储存到负压箱128中。由于通过这样的控制,确保更多的将负压储存到负压箱128内的机会,所以,可以良好地改进负压利用装置122的响应滞后。
[0259]实施方式4.
[0260]其次,主要参照图22对于本发明的实施方式4进行说明。
[0261]本实施方式的系统,可以利用配备有上述内燃机10或者120的硬件结构,通过使ECU60执行后面描述的图22所示的程序来实现。
[0262]如上述实施方式I等所示,在沉积物堆积运转条件成立的情况下打开大气释放阀100时,通过与油雾向内燃机内部引入新鲜空气,存在于内燃机内部的窜缸混合气量增加。这种气体量的增加,表示曲轴室80内压力上升。如已经描述过的那样,被导入到压缩机18b的上游侧的进气通路24中的窜缸混合气量,变成与曲轴室80与压缩机18b的上游侧的进气通路24之间的压力差相应的量。从而,当通过大气释放阀100被打开,曲轴室内的压力上升时,被导入到压缩机18b的上游侧的进气通路24的窜缸混合气(包含从负压泵96被导入的新鲜空气)的量增加。
[0263]如图1所示,计量被引入到进气通路24的吸入空气量的空气流量计32,配置在比导入窜缸混合气的连通通路52靠上游侧。因此,在大气释放阀100的开启中被吸入内燃机10的气缸内的空气量,相对于利用空气流量计32检测的开启吸入量而言,变成包括包含在从连通通路52被导入到进气通路24的窜缸混合气中的新鲜空气量的量。然而,当相对于填充到气缸内的吸入空气量而言,没有考虑到从连通通路52导入到进气通路24内的新鲜空气时,不能进行利用正确的空气流量的发动机控制。
[0264]因此,在本实施方式中,在大气释放阀100被打开的情况下,利用基于曲轴室内压力的修正量A,修正由空气流量计32计量的吸入空气量。
[0265]图22是表示为了实现本发明的实施方式4中的吸入空气量的修正处理,而由ECU60所执行的程序的流程图。另外,本程序每隔规定的控制周期重复执行。
[0266]在图22所示的程序中,利用空气流量计32取得计量的吸入空气量(步骤300)。接着,判定大气释放阀100是否处于开启中(步骤302)。其次,当在步骤302判定为大气释放阀100处于开启中的情况下,利用曲轴室内压力传感器82取得计量的曲轴室内压力(步骤 304)。
[0267]其次,基于曲轴室内压力,计算出对于经由连通通路52导入的新鲜空气量进行修正用的吸入空气量的修正量A (步骤306)。经由连通通路52导入到进气通路24的新鲜空气量,变成与伴随着大气释放阀100的开启引起的曲轴室内压力的上升量相对应的量。因此,E⑶60将预先确定曲轴室内压力和修正量A的关系的信息(例如映射)存储起来。在本步骤306中,基于这样的信息,计算出修正量A。
[0268]其次,基于在步骤306中计算出的修正量A,修正利用空气流量计32计量的吸入空气量(步骤308)。
[0269]根据以上说明的图22所示的程序,在通过将大气释放阀100开启从负压泵96和油雾一起向内燃机内部导入新鲜空气的状况下,利用基于曲轴室内压力的修正量A,修正被空气流量计32计量的吸入空气量。从而,由于进行考虑到从负压泵96引入的新鲜空气量的吸入空气量的修正,所以,可以进行利用修正后的正确的空气流量的发动机控制(空燃比控制等)。
[0270]另外,在上述实施方式4中,通过E⑶60实施步骤300的处理,实现本发明中的“吸入空气量计量机构”,并且,通过E⑶60实施步骤302~308的一系列的处理,实现本发明中的“吸入空气量修正机构”。
[0271]对实施方式I至4的变形例.
[0272]首先,参照图23至图25,对于向负压泵96的油供应方法的变型进行说明。
[0273]图23是说明负压泵96相对于图1所示的内燃机10的润滑系统的配置例用的图。
[0274]如图23所示,储存在集油盘78内的油,经由滤油器130被油泵132汲取。油泵132以内燃机10的转矩作为动力动作。被油泵132汲取的油,经由副油孔134及机油滤清器136被供应给主油孔138。
[0275]油从主油孔138供应给内燃机10的各个部分,之后,再次返回到集油盘78。具体地说,如图23所示,主油孔138内的油,被供应给气缸盖84、曲柄轴颈140及涡轮增压器18等。供应给气缸盖84的油,通过凸轮轴(相当于凸轮轴112等)的内部,被供应给进气凸轮轴轴颈142及排气凸轮轴轴颈144等。供应给排气凸轮轴轴颈144的油,被供应给驱动凸轮轴112的链条(图中省略)用的链条张紧器146。另外,供应给曲柄轴颈140的油被供应给曲柄销148等。
[0276]在上述实施方式I中,油被从凸轮轴112供应给负压泵96的给油口 96a。从而,如图23所示,负压泵96,例如,也可以如下面所述的构成,即,从将进气凸轮轴轴颈142润滑之后的部位供应油。另外,负压泵96也可以如下面所述的构成,即,从润滑了链条张紧器146之后的部位供应油。进而,另外,负压泵96,例如,也可以如下面所述地构成,从润滑了曲轴72(曲轴轴颈140、曲柄销148)之后的部位供应油。进而,负压泵96,例如也可以如下面所述地构成,即,从润滑了涡轮增压器18 (的轴承部)之后的部位供应油。
[0277]图24是说明负压泵96相对于图1所示的内燃机10的润滑系统的配置的其它例子用的图。
[0278]图24所示的例子中的内燃机10的润滑系统,配备有直接将主油孔138和集油盘78连接起来的负压泵用油路150。如图24所示,负压泵96也可以如下面所述的构成,即,从负压泵用油路150供应油。
[0279]图25是说明负压泵96相对于图1所示的内燃机10的润滑系统的配置的其它例子用的图。
[0280]图25所示的例子中的内燃机10的润滑系统,配备有能够将集油盘78内的油直接向负压泵96供应的结构。更具体地说,为了向负压泵96供应油,配备有专用的油泵154,所述专用的油泵154,用于经由滤油器152将集油盘78内的油汲取。从该油泵154经由副油孔156及机油滤清器158向负压泵96供应油。为了向负压泵96供应油,也可以采用这样的结构。
[0281]其次,参照图26至图29对于负压泵96的入口侧的结构的变型进行说明。
[0282]图26表示说明负压泵96的入口侧的结构的第一个变形例用的图。
[0283]负压泵96的入口侧的结构,也可以代替图10表示的结构,例如,采用图26所示的结构。图26所示的结构,配备有气体导入通路160,所述气体导入通路160将负压泵96的进气口 96a与比中间冷却器28靠下游侧(比HPL40靠上游侧)的进气通路24连通。在气体导入通路160的途中安装有气体导入阀162,所述气体导入阀具有与大气释放阀100同样的作用。借助这种结构,也可以在气体导入阀162开启时,将通过中间冷却器28之后的新鲜空气导入到负压泵96中。
[0284]图27是说明负压泵96的入口侧的结构的第二个变形例用的图。
[0285]负压泵96的入口侧的结构,也可以代替图10表示的结构,例如是图27所示的结构。图27所示的结构,配备有气体导入通路164,所述气体导入通路164使负压泵96的进气口 96a、和比空气滤清器26靠下游侧且比压缩机18b靠上游侧(更优选地,比连通通路52更靠上游侧)的进气通路连通。气体导入阀162安装在气体导入通路164的途中。借助这种结构,也可以在气体导入阀162开启时,将在压缩机18b的上游侧流动的新鲜空气导入负压泵96。
[0286]图28是说明负压泵96的入口侧的结构的第三个变形例用的图。
[0287]负压泵96的入口侧的结构,代替图10表示的结构,例如,是如图28所示的结构。图28所示的结构,配备有气体导入通路166,所述气体导入通路166使负压泵96的进气口96a和连通通路(窜缸混合气通路)52的途中的部位连通。气体导入阀162安装在气体导入通路166的途中,借助这种结构,也可以在气体导入阀162开启时,将在连通通路52中流动的窜缸混合气导入到负压泵96。进而,再加上,由于当使用这种方法时,大的油颗粒难以被吸入,所以,使相对小的油颗粒和窜缸混合气一起返回到内燃机内部。并且,在这种情况下,从负压泵96的排气口 96b将窜缸混合气和油雾供应给内部空间90。
[0288]图29是说明负压泵96的入口侧的结构的第四个变形例用的图。
[0289]负压泵96的入口侧的结构,可以代替图10表示的结构,例如,是图29所示的结构。图29所示的结构配备有气体导入通路168,所述气体导入通路168使负压泵96的进气口 96a与内燃机内部(例如,曲轴室80或者内部空间90)连通。气体导入阀162安装在气体导入通路168的途中。借助这种结构,存在于内燃机内部的窜缸混合气,也可以在气体导入阀162开启时循环地被导入到负压泵96。
[0290]另外,在上述实施方式I至4中,列举了以将排气口 96b与气缸盖84内的内部空间90连通的方式配置负压泵96的结构作为例子进行了说明。但是,负压泵96的出口侧的结构并不局限于上述结构。即,例如,负压泵96的排气口 96b也可以以在接近于曲轴72的位置与曲轴室80连通的方式构成。借助这种结构,对于通过曲轴72的旋转产生的油雾,也能够有效地引入到在内燃机内部流动并返回到进气通路24的窜缸混合气中。
[0291]负压泵96的出口侧的结构,也可以是下面所述的结构。即,也可以这样的方式构成,所述方式为,将负压泵96的排气不经由内燃机内部,直接供应给与压缩机18b的上游侧的进气通路24连通的连通通路(窜缸混合气通路)52。在这种情况下。当采用将被负压泵96吸入的气体作为新鲜空气的入口侧的结构时,作为窜缸混合气不被增加,供应给进气通路24的油雾量增加。本发明的油供应装置,也可以是这种形式。进而,也可以利用与窜缸混合气流动的连通通路52分开单独设置的通路,从负压泵96向压缩机18b的内部通路供应包含有油雾的气。
[0292]另外,在上述实施方式I至4中,对于以利用凸轮轴112的旋转力驱动负压泵96的方式构成的例子进行了说明。但是,本发明的负压泵的驱动方法并不局限于上述方法。即,例如,负压泵可以是电动的,或者,也可以是被曲轴72的旋转力驱动的。另外,在利用曲轴72的旋转力的情况下,例如,可以利用皮带或者链条等传动构件,或者,也可以利用将负压泵96与曲轴72连接起来的齿轮作为传动构件。
[0293]实施方式5.
[0294]其次,主要参照图30至图32对于本发明的实施方式5进行说明。
[0295][实施方式5中的特征结构]
[0296]图30是概略地表示本发明的实施方式5的内燃机170的内部结构的图。
[0297]上述内燃机10、120,作为利用连通通路52向压缩机18b的内部通路供应油的油供应装置的结构部件,配备有油雾生成装置,所述油雾生成装置具有负压泵96、气体导入通路98和大气释放阀100。与此相对,本实施方式的内燃机170,代替包含负压泵96的油雾生成装置,配备有以下面所述的方式构成的油雾生成装置。
[0298]具体地说,如图30所示,内燃机170,作为油雾生成装置,配备有向曲轴室80内喷射油的一对油喷射器172。一对油喷射器172以下面所述的方式配置,即,向着窜缸混合气从内部空间90向曲轴室80流动的内部连通通路92的出口附近、和窜缸混合气从曲轴室80向内部空间90流动的内部连通通路94的入口附近,分别喷射油。
[0299]图31是说明油喷射器172相对于图30所示的内燃机170的润滑系统的配置例用的图。另外,在图31中,对于和上述图23等所示的结构部件相同的部件,赋予相同的附图标记,省略或者简化其说明。
[0300]如图31所示,内燃机170的润滑系统配备有从主油孔138向油喷射器172供应油用的油喷射器用油路174。在油喷射器用油路174的途中,设置开闭该油路174用的电磁阀176。电磁阀176由上述E⑶60控制。
[0301]根据以上述方式构成的内燃机170,通过打开电磁阀176,从油喷射器172喷射油,可以增加曲轴室80内的窜缸混合气中的油雾量。并且,通过将含有的油雾量增加的窜缸混合气从连通通路52供应给压缩机18b的上游侧的进气通路24,可以增加供应给压缩机18b的内部通路的油(雾)量。这样,在内燃机170中,利用包含有一对有油喷射器172的油雾生成装置,实现油供应装置。另外,为了内燃机内部的窜缸混合气的换气,也可以在内燃机170的内部空间90或者曲轴室80上,连接有与进气通路24的规定部位连通的新鲜空气导入通路(图中省略)。
[0302][实施方式5的特征控制]
[0303]在本实施方式中,在内燃机170的运转中,沉积物堆积运转条件成立的情况下,为了增加窜缸混合气中的油雾量,并且增加供应给压缩机18b的内部通路的油的量,从油喷射器172喷射油。
[0304]图32是表示为了实现本发明的实施方式5的特征的控制,ECU60实现的控制程序的流程图。另外,在图32中,对于与实施方式I中的图9所示的步骤相同的步骤,赋予相同的附图标记,省略或者简化其说明。
[0305]在图32所示的程序中,首先,判定压缩机效率是否在规定值以下(步骤104)。其结果是,在没有认定压缩机效率降低的情况下,选择不执行利用油喷射器172进行油喷射的通常运转模式(步骤400)。
[0306]另一方面,在确认压缩机效率降低的情况下,即,在沉积物堆积运转条件成立的情况下,选择执行利用油喷射器172进行油喷射的沉积物扫除模式(步骤402)。另外,在本程序中,一旦成立的沉积物堆积运转条件,持续成立到压缩机效率达到(恢复到)比上述规定值大的其它的规定值为止 。
[0307]根据以上说明的图32所示的程序,在沉积物堆积运转条件成立的情况下,实施向曲轴室80内喷射油的油喷射。通过利用这种方法增加向压缩机18b供应的油的量,可以清洗堆积到压缩机18b的内部通路(扩压器部18b6等)上的沉积物,使压缩机效率恢复。
[0308]实施方式6.
[0309]其次,主要参照图33对于本发明的实施方式6进行说明。
[0310]本实施方式的系统,可以利用内燃机170配备的硬件结构,在ECU60中代替图32所示的程序而执行后面描述的图33所示的程序来实现。
[0311]本实施方式相对于实施方式5的地位,相当于实施方式2相对于实施方式I的地位。即,本实施方式的系统,在油劣化到规定水平以上、并且压缩机18b的温度变成规定值以上的运转状态(沉积物堆积模式)成立的情况下,沉积物堆积运转条件成立。并且,在这种情况下,以防止沉积物的生成及成长作为目的,为了增加窜缸混合气中的油雾量并且增加供应给压缩机18b的内部通路的油的量,实施利用油喷射器172进行的油喷射。
[0312]图33是表示为了实现本发明的实施方式6的特征的控制,ECU60执行的控制程序的流程图。另外,在图33中,对于和实施方式5中的图32所示的步骤相同的步骤,赋予相同的附图标记,省略或者简化其说明。
[0313]在图33所示的程序中,首先,判定油是否劣化到规定水平以上。其结果是,在判定为油没有劣化到上述规定水平以上的情况下,选择不利用油喷射器172执行油的喷射的通常运转模式(步骤500)。另一方面,在判定为油劣化到上述规定水平以上的情况下,接着,基于压缩机18b的出口温度判定沉积物堆积模式是否成立(步骤204)。
[0314]在步骤204判定为沉积物堆积模式不成立的情况下,选择不利用油喷射器172执行油喷射的通常运转模式(步骤500)。另一方面,和在步骤200的油劣化的判定一起,判定为沉积物堆积模式成立的情况下,即,在判断为沉积物堆积运转条件成立的情况下,实施由油喷射器172进行的油的喷射(执行沉积物成长抑制模式)(步骤502)。
[0315]根据以上说明的图33所示的程序,在沉积物堆积运转条件成立的情况(由于油劣化到规定水平以上,并且沉积物堆积模式成立,担心沉积物向压缩机18b的内部堆积的情况)下,实施向曲轴室80内喷射油的油喷射。利用这种方法,通过增加供应给压缩机18b的油量,可以有效地防止在压缩机18b的内部通路(扩压器部18b6等)的沉积物的生成(附着)及其成长。
[0316]对实施方式5以及6的变形例.
[0317]图34是说明油喷射器172相对于图30所示的内燃机170的润滑系统的配置的其它的例子用的图。
[0318]在图34所示的例子中的内燃机170的润滑系统,配备有能够直接向油喷射器172供应集油盘78内的油的结构。更具体地说,为了向油喷射器172供应油,配备有专用的油泵180,用于经由滤油器178汲取集油盘78内的油。经由副油孔182及机油滤清器184从该油泵180向油喷射器172供应油。另外,该润滑系统配备有使从油泵180排出的油返回到油泵180的吸入侧用的油返回通路186和开闭油返回通路186的电磁阀188。
[0319]为了向油喷射器172供应油,也可以代替上述图31所示的结构,使用图34所示的结构。具体地说,在图34所示的结构中,也可以在将油泵180电动化之后,在有必要向油喷射器172供应油的情况下,驱动油泵180。另外,在配备有被曲轴72的旋转力驱动的方式的油泵180的情况下,也可以通过调整电磁阀188的开度,控制向油喷射器172的油的供应。
[0320]另外,在上述实施方式5及6中,列举了配备有向曲轴室80内喷射油的油喷射器172的结构的例子进行了说明。但是,本发明的油喷射器,只要是能够向曲轴室或者通往该曲轴室的内燃机内部空间喷射油,并不局限于上述结构。即,本发明的油喷射器,例如,也可以是向气缸盖84内的上述内部空间90喷射油的油喷射器。
[0321]实施方式7.
[0322]其次,主要参照图35至40,对于本发明的实施方式7进行说明。
[0323][实施方式7的系统结构]
[0324]图35是说明本发明的实施方式7的内燃机190的系统结构用的图。另外,在图35中,对于和上述图1等表示的结构部件相同的部件,赋予相同的附图标记,省略或者简化其说明。
[0325]上述实施方式I等的内燃机10、120,作为利用连通通路52向压缩机18b的内部通路供应油的油供应装置的结构部件,配备有油雾生成装置,所述油雾生成装置包括负压泵96、气体导入通路98和大气释放阀100。与此相对,本实施方式的内燃机190,代替具有包含负压泵96的油雾生成装置的油供应装置,配备有以下面的方式构成的油供应装置。另外,对于与油供应装置相关的结构之外的方面,内燃机190基本上和内燃机10、120同样地构成。
[0326]即,本实施方式的油供应装置,也利用连通通路192,该油供应装置配备有油分离器54、旁通通路56、和切换阀58。下面,对于这些结构部件进行说明。
[0327]连通通路192是处理在内燃机190的内部产生的窜缸混合气用的窜缸混合气处理装置(图中省略)的结构部件。在连通通路192的途中,设置油分离器54,所述油分离器54用于分离并捕集包含的窜缸混合气中的油雾。这里,油分离器54是旋流式的油分离器。更具体地说,旋流式的油分离器54是通过利用离心力使油雾碰撞分离器内部的壁面,分离并捕集油从窜缸混合气的方式的油分离器。另外,被旋流式油分离器54捕集的油返回到集油盘78。
[0328]另外,在油分离器54的周边设置窜缸混合气可以绕过油分离器54用的旁通通路56。旁通通路56构成为这样的通路,即,所述通路在比油分离器54的更靠窜缸混合气的气流的上游侧的上游侧连接部192a从连通通路192分支,在比油分离器54靠窜缸混合气的气流的下游侧的下游侧连接部92b,与连通通路192汇合。进而,在下游侧连接部192b,设置切换窜缸混合气的流路用的切换阀(三通阀)58。切换阀58被E⑶60控制。
[0329]更具体地说,切换阀58能够选择在下游侧连接部192b将旁通通路56切断的第一动作位置、与在下游侧连接部192b将比旁通通路56靠上游侧的连通通路192切断的第二动作位置。因此,作为窜缸混合气的流路形态,通过将切换阀58控制到第一动作位置,实现窜缸混合气通过油分离器54的“油捕集流路形态”,另一方面,通过将切换阀58控制到第二动作位置,可以实现窜缸混合气不通过油分离器54而在旁通通路56中流动的“非油捕集流路形态”。另外,也可以作为油分离器单元,将成一整体地构成油分离器54、旁通通路56及切换阀58而构成的单元夹装在连通通路192的途中。另外,这种油分离器单元的配置场所,只要是朝向压缩机18b的上游侧的进气通路24的窜缸混合气的气流的途中即可,并不局限于从内部空间出来之后的连通通路192,例如,也可以配备在气缸盖84内的内部空间90中。
[0330][实施方式7的特征的控制]
[0331]对于与沉积物向压缩机18b的内部通路(扩压器部18b6等)上堆积相关的课题,如参照图7及图8在实施方式I中已经描述过的那样。本实施方式的内燃机190,为了油消耗抑制等目的,如已经描述过的那样,配备有捕集包含在窜缸混合气中的油雾的油分离器54。图36是通过油分离器54的有无,比较并表示窜缸混合气中的油雾的量和粒径的关系(油雾粒径分布)的图。
[0332]作为在内燃机中实际上广泛使用的油分离器的方式,可以列举出本实施方式的油分离器54这样的旋流式的方式。其理由是,因为其它冷却器方式或电动式的油分离器,具有下面所述的缺点。即,在滤清器式的油分离器中,当提高油雾的捕集率时,反过来,压力损失增大,捕集了油的滤清器的维修成为必要。因此,作为搭载在内燃机上的油分离器是不恰当的。另外,电动式的油分离器一般是大型的,可以说成本高,向汽车上的应用是困难的。
[0333]另一方面,对于使用旋流式的油分离器的油雾的捕集,有下面所述的特征。S卩,在利用旋流式的油分离器54进行窜缸混合气中的油雾的捕集的情况下,如图36所示,粒径大的油雾被有效地捕集,但是,粒径小的油雾,粒径越小,越不能被捕集。这是因为,当油雾的粒径变小时,由于离心力的作用变弱,所以,油雾难以碰撞油分离器54的内部壁面。从而,在选择了绕过油分离器54的非油捕集流路形态的情况下,可以增加包含在供应给压缩机18b的上游侧的进气通路24的窜缸混合气中的油雾(大粒径的油雾)的量。
[0334]图37是为了说明油雾的粒径的不同对由被引入到压缩机18b内的油雾引起的沉积物的堆积给予的影响用的图示。
[0335]首先,参照图37(A),对于油雾的粒径对沉积物的堆积的容易程度的影响进行说明。如图37(A)所示,在大粒径的油雾的情况下,由于质量大,所以,即使在压缩机18b的内部稍稍蒸发,也可以保持高的流动性。因此,即使大粒径的油雾落在扩压器部18b6的情况下,在粘附之前,也容易到达扩压器部18b6的出口。另一方面,在小粒径的油雾的情况下,由于落在扩压器部18b6上之后,流动性消失(降低),所以,未到达扩压器部18b6的出口而粘附,会变成沉积物。
[0336]进而,可以看出,大粒径的油雾在清洗扩压器部18b6、抑制由小粒径的油雾引起的沉积物的生成及成长(堆积的进行)方面,是有效的。更具体地说,如图37(B)所示,设想这样的情况:落在扩压器部18b6上的大粒径的油雾A的前方,流动性丧失、原样地变成沉积物的小粒径的油雾B落下。在这种情况下,当大粒径的油雾A和小粒径的油雾B接触时,大粒径的油雾A吞噬小粒径的油雾B并巨大化。并且,巨大化的大粒径的油雾,原样地具有流动性而到达扩压器部18b6的出口,向下游侧排出。这样,可以说,大粒径的油雾的存在,在清洗扩压器部18b6,抑制由小粒径的油雾引起的沉积物的生成及成长方面是有效的。
[0337]图38是通过有没有油分离器54比较并表示的压缩机效率降低量Λ He和内燃机190的运转时间的关系的图。
[0338]如上面说明的那样,在利用了油分离器54的窜缸混合气中的油雾的捕集的情况下,大粒径的油雾被捕集,不能捕集的小粒径的油雾流入压缩机18b中。并且,小粒径的油雾容易变成沉积物,另外,大粒径的油雾具有抑制由小粒径的油雾引起的沉积物的生成及成长的效果。从而,在不进行利用油分离器54的油雾的捕集的情况下,与进行该捕集的情况相比,由于(大粒径的)油雾的量的增加,沉积物向扩压器部18b6的堆积被抑制。因此,如图38所示,与在不进行油雾捕集的情况下,不能认为由于沉积物的堆积引起的压缩机效率He的降低相对地,在进行油雾捕集的情况下,随着运转时间的经过,压缩机效率的降低量δ nc变大。
[0339]因此,在本实施方式中,着眼于如上所述地伴随着利用油分离器54进行的油捕集的窜缸混合气中的油雾的粒径分布的变化,对沉积物向压缩机18b的内部的堆积的影响,进行下面所述的控制。
[0340]S卩,首先,如图35所示,配备有旁通通路56及切换阀58,所述旁通通路56及切换阀58,用于能够对应于内燃机190的运转状态,在上述“油捕集流路形态”与“非油捕集流路形态”之间,切换被导入到进气通路24内的窜缸混合气的流路形态。
[0341]而且,在本实施方式中,在内燃机190的运转中,判定现在的运转条件是否是担心包含在窜缸混合气中的油雾引起沉积物向压缩机18b的内部(扩压器部18b6)的堆积的沉积物堆积运转条件。具体地说,在油劣化到规定水平以上,并且压缩机18b的温度在规定值以上的运转状态(下面,称为“沉积物堆积模式”)成立的情况下,判定为沉积物堆积运转条件成立。并且,在判定为该沉积物堆积运转条件成立的情况下,控制切换阀58,以便获得用于以窜缸混合气不通过油分离器54的方式来进行的上述非油捕集流路形态。
[0342]图39是表示在本发明的实施方式7中,为了抑制沉积物向压缩机18b的堆积,ECU194执行的控制程序的流程图。另外,在图39中,对于和实施方式2中的图15所示的步骤相同的步骤,赋予相同的附图标记,省略或简化其说明。
[0343]在图39所示的程序中,首先,判定油是否劣化到规定水平以上(步骤200)。
[0344]在步骤200中判定为油没有劣化到上述规定水平以上的情况下,以选择油分离器54被如通常那样使用、即油捕集流路形态的方式,控制切换阀58(步骤600)。
[0345]另一方面,在步骤200中判定为油劣化到上述规定水平以上的情况下,接着,判定上述沉积物堆积模式是否成立(步骤204)。另外,作为对于本实施方式的内燃机190的沉积物堆积模式的判定方法,除了本步骤204的方法之外,也可以使用作为对实施方式2的变形例已经描述过的方法。
[0346]在步骤204中判定为沉积物堆积模式不成立的情况下,以选择油分离器54被如通常那样使用、即油捕集流路形态的方式,控制切换阀58 (步骤600)。另一方面,继步骤200的判定的成立之后,在步骤204中判定为沉积物堆积模式成立的情况下,即,在能够判断为现在的运转条件是担心包含在窜缸混合气中的油雾引起沉积物向压缩机18b的内部(扩压器部18b6)堆积的沉积物堆积运转条件的情况下,执行本实施方式的沉积物成长抑制模式(步骤602)。具体地说,在本步骤602中的沉积物成长抑制模式,为了不使用油分离器54,控制切换阀58以获得上述非油捕集流路形态。
[0347]图40是说明图39所示的控制程序产生的效果用的图。
[0348]根据以上说明的图39所示的程序,如图40(A)所示,在不是沉积物堆积运转条件的情况下(油没有劣化到规定水平以上的情况下,或者不是沉积物堆积模式的情况下),为了使用油分离器54,控制切换阀58以获得油捕集流路形态。并且,根据上述程序,在是沉积物堆积运转条件的情况下(油劣化到规定水平以上,并且,沉积物堆积模式成立的情况下)为了不使用油分离器54,控制切换阀58以获得非油捕集流路形态。
[0349]图41是通过有没有利用油分离器54进行的油捕集来比较并表示沉积物向压缩机18b的堆积与压缩机效率Π c的变化的关系的图。
[0350]下面,为了便于说明,在上述图37(A)中,将带有“小粒径油雾的情况”表示的现象,称为“现象Α”,将上述图37(B)所示的产生利用大粒径的油雾产生的沉积物的生成及成长的抑制效果的现象称为“现象B”。
[0351]在沉积物堆积运转条件下,在压缩机18b的扩压器部18b6,同时引起上述现象A和现象B。如图41 (A)所示,在使用油分离器54的情况下,通过利用油分离器54进行的捕集,大粒径油雾的比例相对地变小。因此,与现象B相比,现象A发生得更多。其结果是,由于沉积物在扩压器部18b6中生成、成长,所以,压缩机效率nc降低。
[0352]另一方面,如图41 (B)所示,在不使用油分离器54的情况下,与使用油分离器54时相比,大粒径油雾的比例变大。伴随着油捕集的有无的油雾粒径分布的变化,如上述图36所示。因此,在不使用油分离器54的情况下,现象B和现象A以同等以上的频度发生。其结果是,沉积物不生成,或者如果沉积物的堆积量变到某种程度的量(如果是沉积物不牢固地粘附到扩压器部18b6的情况),则沉积物被现象B清洗除去。从而,压缩机效率nc不降低,或者如果压缩机效率降低量Λ η c变到某种程度的值,通过产生现象B比现象A发生得多的状况,可以使压缩机效率He恢复。
[0353]由于以上说明的理由,在沉积物堆积运转条件的情况(油劣化到规定水平以上,并且,沉积物堆积模式成立的情况)下,通过不使用油分离器54,如果是在油分离器54使用时,则被油分离器54捕集的大粒径的油雾被投入到压缩机18b中。即,与在沉积物堆积运转条件不成立的情况(选择油捕集流路形态的情况)相比,油雾的量增加。从而,可以清洗扩压器部18b6,防止沉积物堆积的生成及成长。从而,如图40(B)所示,可以不堆积沉积物,压缩机效率He不降低。另外,在不是沉积物堆积运转条件的情况(油没有劣化到规定水平以上的情况,或者不是沉积物堆积模式的情况)下,通过使用油分离器54,在没有压缩机效率He的降低的担心的状况下,可以抑制油的消耗。
[0354]如上所述,根据本实施方式的系统,只有在为担心沉积物向压缩机18b堆积的沉积物堆积运转条件的情况下,切换窜缸混合气的流路形态,以为了防止沉积物的堆积而不使用油分离器54。从而,能够恰当地兼顾油消耗的降低和防止向沉积物压缩机18b的堆积。
[0355]对实施方式7的变形例.
[0356]其次,参照图42对于包含上述实施方式7的结构、切换阀58的恰当的配置场所进行说明。
[0357]图42是说明切换阀58的配置场所的变型用的图。
[0358]图42(A)所示的切换阀58的配置,是上述实施方式7的配置、除了该图42(A)所示的结构之外,在图42(B)及(C)所示的任一种结构中,也可以在油捕集流路形态和非油捕集流路形态之间切换窜缸混合气的流路形态。进而,由于在油分离器54中存在着压力损失,所以,在旁通通路的途中设置切换阀的图42(B)所示的结构的情况下,通过利用切换阀进行旁通通路的开闭,可以切换窜缸混合气的流路形态。
[0359]但是,在图42(A)至(C)所示的结构中,表示恰当的切换阀58的配置场所的图,是图42 (A)及(B)。其理由是,在图42(C)所示的结构的情况下,与是否使用油分离器54没有关系,未被油分离器54捕集的油或总是碰撞切换阀。与此相对,在图42(A)及(B)所示的结构的情况下,只有在选择非油捕集流路形态的情况下,切换阀(58)才暴露在未被油分离器54捕集的油中。这样,根据这些结构,与图42(C)所示的结构相比,由于可以降低切换阀(58)暴露在油中的机会,所以可以减轻由于油的附着,切换阀(58)会粘着的的危险性。
[0360]另外,在上述实施方式7中,油分离器54相当于本发明中的“油捕集机构”,被E⑶194控制的切换阀58相当于本发明中的“流路切换机构”。另外,E⑶194,根据步骤200及204的判定结果,通过执行步骤600或者602,实现本发明中的“流路控制机构”。
[0361]另外,在上述实施方式7的变形例中,E⑶194根据上述方法,通过计算出在压缩机18b的内部(扩压器部18b6)中的局部的高温部的温度T31ocal,实现本发明中的“压缩机局部温度取得机构”。
[0362]实施方式8.
[0363]其次,主要参照图43及图44,对于本发明的实施方式8进行说明。
[0364]利用内燃机190配备的硬件结构,通过在E⑶194中代替图39所示的程序,执行后面描述的图43所示的程序,可以实现本实施方式的系统。
[0365]在上述实施方式7的系统中,在担心沉积物向压缩机18b堆积的沉积物堆积运转条件成立的情况下,控制切换阀58不使用油分离器54。与此相对,在本实施方式的系统中,在沉积物向压缩机18b的堆积运转条件成立的情况下,使切换阀动作以间歇地获得非油捕集流路形态。即,交替地重复切换使用油分离器54的状态和不使用油分离器54的状态。
[0366] 图43是表示在本发明的实施方式8中,为了抑制沉积物向压缩机18b的堆积,ECU194执行的程序的流程图。另外,在图43中,对于和实施方式7中图39所示的步骤相同的步骤,赋予相同的附图标记,省略或者简化其说明。
[0367]在图43所示的程序中,继步骤200的判定的成立之后,在步骤204判定为沉积物堆积运转条件成立的情况下,即,在能够判断为现在的运转条件是担心包含在窜缸混合气中的油雾引起沉积物向压缩机18b的内部(扩压器部18b6)堆积的沉积物堆积运转条件的情况下,执行本实施方式的沉积物成长抑制模式(步骤702)。具体地说,在本步骤702中的沉积物成长抑制模式中,为了交互地重复地切换使用油分离器54的状态和不使用油分离器54的状态,驱动切换阀59,以便间歇地获得非油捕集流路形态的方式(间歇地使用旁通通路56)。
[0368]图44是说明由图43所示的控制程序产生的效果用的图。
[0369]根据以上说明的图43所示的程序,在为沉积物堆积运转条件的情况下(由劣化到规定水平以上,并且沉积物堆积模式成立的情况下),如图44(A)所示,交替地切换使用油分离器54的状态和不使用油分离器54的状态。与此相伴,如图44(B)所示,随着运转时间的经过,根据有没有使用油分离器54,沉积物向扩压器部18b6上的堆积量变化。
[0370]更具体地说,通过在沉积物堆积运转条件下变成使用油分离器54的状态,根据上述图41 (A)所示的理由,随着运转时间的经过,沉积物的堆积量增加。之后,当通过以变成不使用油分离器54的状态控制切换阀58时,由于上述图41 (B)所示的理由(沉积物的清洗效果),随着运转时间的经过,沉积物的堆积量减少。但是,当沉积物的堆积进行到某种程度以上时(沉积物成长时),沉积物会牢固地粘附到扩压器部18。因此,在本实施方式中,交替地切换使用油分离器54的状态和不使用油分离器54的状态时的切换间隔,基于预先进行的实验结果等,被设定为具有余量的间隔,以便在发挥由于大粒径油雾的投入产生的沉积物的清洗效果的范围内进行流路的切换(通过在沉积物会牢固地粘附到扩压器部18b6上之前切换成不使用油分离器54的状态,可以投入大粒径的油雾)。
[0371]如以上所说明的那样,利用间歇地使用旁通通路56(非油捕集流路形态)的方式控制切换阀58的本实施方式的方法,在沉积物堆积运转条件下,通过间歇地投入大粒径的油雾,可以防止沉积物在压缩机18b的内部的堆积。其结果是,可以防止压缩机效率nc的降低。更具体地说,根据本实施方式的方法,通过间歇地使用旁通通路56,将沉积物的堆积量抑制到某种程度以下,以便沉积物不会完全粘附到扩压器部18b6,并且增加由油分离器54捕集油的机会。因此,根据本实施方式的系统,与上述实施方式7相比,可提高对油的消耗的降低的期待,并且,能够恰当地兼顾油的消耗的降低和防止沉积物向压缩机18b的堆积。
[0372]另外,根据本实施方式,在沉积物堆积运转条件下,为了旁通通路56的间歇地使用,通过频繁地使切换阀58往复动作,与在沉积物堆积运转条件下处于将切换阀58持续地控制到上述第二动作位置的状态的上述实施方式7的系统相比,可以进一步减轻由于在使用非油捕集流路形态(旁通通路56)时附着的油引起切换阀58粘附的危险性。
[0373]对于实施方式7及8的变形例.
[0374]不过,在上述实施方式7及8中,列举出旋流式的油分离器54作为例子进行了说明。但是,本发明的产生的效果,并不局限于配备有旋流式油分离器54时的情况,只要是在配备有具有容易捕集大粒径的油雾,难以捕集小粒径的油雾的特性的油捕集机构的情况下,可以同样起到本发明的效果。
[0375]实施方式9.
[0376]其次,参照图45至图47,对于本发明的实施方式9进行说明。
[0377][实施方式9的系统结构]
[0378]图45是说明本发明的实施方式9的内燃机200的系统结构用的图。图45所示的系统,配备有内燃机(下面,也简单地称为发动机)200。图45所示的内燃机200是串列式四缸柴油发动机,在本发明中,气缸数及气缸的配置并不局限于此。在各个气缸,设置直接向气缸(燃烧室)内喷射燃料的喷射器202。
[0379]在内燃机200的各个气缸,连接有进气通路204及排气通路206。从内燃机200的各个气缸排出的排气,流入排气通路206。内燃机200配备有利用排气的能量进行增压的涡轮增压器208。涡轮增压器208配备有涡轮机208a及压缩机208b,以及同轴上支承它们的轴承部208c。
[0380]在涡轮增压器208下游的排气通路206中,设置将排气中的有害成分净化的催化剂 210。
[0381]另外,在进气通路204的入口附近设置有空气滤清器212,在空气滤清器212的下游设置压缩机208b。在压缩机208b的下游设置中间冷却器214。在中间冷却器214的下游,设置电子控制式的节气门(柴油机节气门)216。在节气门216的下游,形成作为进气通路204的一部分的进气歧管。在进气歧管上设置有进气压力传感器218。
[0382]通过空气滤清器212而被吸入的新鲜空气,在被涡轮增压器208的压缩机208b压缩之后,被中间冷却器214 冷却。被冷却的新鲜空气通过节气门216,被分配流入各个气缸。
[0383]另外,本实施方式的系统,配备有排气再循环装置(EGR装置:Exhaust gasrecirculat1n system)。EGR装置使得在排气通路206中流动的排气的一部分作为EGR气体回流到进气通路204。具体地说,设置将涡轮机208a上游的排气通路206和节气门216下游的进气通路204连接起来的EGR通路220。在EGR通路220上设置EGR冷却器222。在EGR冷却器222的下游设置EGR阀224。
[0384]另外,本实施方式的系统,配备有图中省略的窜缸混合气还元装置(PCV =Positivecrankcase ventilat1n:曲轴箱强制通风)。窜缸混合气还元装置是将窜缸混合气导入到进气通路204中使之再燃烧,主要谋求降低HC的装置。在本系统中,发动机本体和压缩机208b的上游部的进气通路204被连接起来,窜缸混合气被返回到压缩机208b上游。
[0385]本实施方式的系统还配备有E⑶230。E⑶230例如利用配备有包含ROM,RAM等存储回路的运算处理装置构成。在E⑶230的输入部,除了上述进气压力传感器218之外,还连接有用于检测曲柄角及曲柄角速度的曲柄角传感器232、检测加速踏板的踩下量的加速器开度传感器234等用于检测内燃机200的运转状态的各种传感器。在ECU230的输出侧,连接有上述喷射器202、节气门216、EGR阀224、后面描述的可变喷嘴等用于控制内燃机200的运转状态的各种促动器。ECU230通过根据各种传感器的输出和规定的程序,驱动各种促动器,控制内燃机200的运转状态。
[0386][实施方式9的特征部]
[0387]其次,利用图46及图47对于本实施方式的系统的特征部进行说明。本发明的主要特征之一,在于配备有图46所示的连通油路258和单向阀260。另外一个特征之一在于图47所示的特征的控制。
[0388](离心压缩机的结构)
[0389]图46是表示涡轮增压器208的压缩机壳体及中心壳体的一部分的剖视图。涡轮增压器208配备有涡轮机208a、压缩机208b和轴承部208c。
[0390]汽轮机208a配备有涡轮机壳体。涡轮被容纳在涡轮机壳体内。涡轮机壳体将排气引导到涡轮,涡轮将排气的能量变换成旋转能量。
[0391]另外,本实施方式的涡轮增压器208是可变喷嘴式涡轮增压器,在涡轮壳体内,容纳可变喷嘴(VN)。可变喷嘴被调整喷嘴开度的促动器驱动。通过降低可变喷嘴的开度,排气的流速上升,通过增加开度,可以降低排气压力。例如,在通常运转时,根据发动机转速等控制可变喷嘴的开度。
[0392]压缩机208b配备有压缩机壳体240。在压缩机壳体240内容纳压缩机叶轮242。压缩机叶轮242设置在涡轮轴244的一端。在涡轮轴244的另一端设置有上述涡轮。上述涡轮的旋转能量经由涡轮轴244被传递,使压缩机叶轮242旋转。
[0393]压缩机208b是离心压缩机,空气沿着半径方向通过压缩机叶轮242的叶轮内的大半个流路。空气主要被离心力的作用升压。另外,在压缩机叶轮242下游的压缩机壳体240上形成扩压器部246。通过扩压器部246的空气,通过减速,压力被提高,并被送往下游的进气通路204。
[0394]轴承部208c配备有中心壳体248。中心壳体248将涡轮机壳体和压缩机壳体240连接起来。在中心壳体248,设置轴承部250,所述轴承部250可旋转地支承被贯通插入的涡轮轴244。对于轴承部250,使用油润滑轴承,在本实施方式中,使用滑动轴承。
[0395]另外,在中心壳体248上,连接有将油从内燃机200导入的油导入通路252 (图45)。从油导入通路252被导入的油,被导入到轴承部250及其周围的空间(轴承室254)。之后,油被排出到油排出通路256 (图45)中,返回内燃机200。
[0396]特别是,本实施方式的涡轮增压器208配备有作为将轴承室254和扩压器部246连接起来的连通孔的连通油路258。具体地说,连通油路258设置于压缩机壳体240或者中心壳体248,将轴承室254和扩压器部246连通。另外,在扩压器部246,也可以包含压缩机壳体240的压缩机叶轮242背面侧。进而,设置开闭连通油路258的单向阀260。单向阀260在轴承室254的压力比扩压器部246的压力高出规定值以上的情况下可以开启。下面更具体地进行说明。图46(B)是单向阀260周边的放大图。单向阀260具有阀体260a和弹簧260b。在压缩机壳体240的连通油路258内的部位上,形成能够设置从扩压器部246侧插入的阀体260a的底座部262。阀体260a被弹簧260b推压到底座部262上而就位。在轴承室254的压力超过扩压器部246的压力和弹簧260b的加载力的合计值的情况下,单向阀260开启。
[0397]实施方式的涡轮增压器208,由于具有上述特征结构,所以,通过使单向阀开启,从轴承室254向扩压器部246进行油的供应成为可能。因此,在PCV的油返回到压缩机208b上游的系统中,由于包含在该油内的炭烟等,沉积物会附着到扩压器部246上,根据本实施方式的涡轮增压器208,可以将轴承室254的油引导到扩压器部246,能够将沉积物清洗除去。
[0398](特征控制)
[0399]图47是ECU50执行的本发明的实施方式9的特征控制程序的流程图。在图47所示的程序中,首先,ECU230判定沉积物堆积运转条件是否成立(步骤800)。沉积物堆积运转条件,例如,在压缩机出口温度或油中的炭烟浓度比规定值高的情况下成立。压缩机出口温度,可以将确定了运转状态和压缩机出口温度的关系的映射等存储起来,基于该关系进行推定,也可以利用模型推定压缩机208b的出口温度。对于油中的炭烟浓度也一样。
[0400]在沉积物堆积运转条件不成立的情况下,结束本程序的处理。另一方面,在沉积物堆积运转条件成立的情况下,E⑶230对其运转时间计数(步骤802)。E⑶230判定计数的运转时间是否达到规定值(步骤804)。作为该规定值,将与堆积到扩压器部246上的沉积物的允许量相关的值存储到ECU230中。
[0401]在步骤804的判定条件不成立的情况下,本程序的处理结束。另一方面,在判定条件成立的情况下,实施扩压器部油供应处理(步骤806?步骤820)。在通常运转中,扩压器部油供应处理利用内燃机200变成怠速状态时来实施。首先,ECU230判定内燃机200是否是怠速状态(步骤806)。例如,可以基于加速器开度传感器234的输出值等进行判定。
[0402]在步骤806的判定条件不成立的情况下,本程序的处理结束。另一方面,在判定条件成立的情况下,可变喷嘴(VN)被打开。优选地,全部打开(步骤808)。另外,EGR阀224被关闭。优选地,完全关闭(步骤810)。另外,变速器被变更到空档。
[0403]接着,在发动机怠速状态,节气门216被快速打开(步骤814)。进而,E⑶230,在节气门被快速打开时,基于利用进气压力传感器218检测出的进气歧管内的压力等推定泵损变化,与此相应地减少燃料喷射量(步骤816)。之后,返回到通常的发动机怠速状态(步骤818)。
[0404]扩压器部的油供应处理,一直反复进行到规定的清洗次数为止(步骤820)。但是,在驾驶员进行了加速操作的情况下,中断扩压器部油供应处理,被切换到通常运转处理。对于剩余的清洗次数,在变成下一次的怠速状态时,继续进行。
[0405]如上面说明的那样,根据图47所示的程序,利用发动机200变成了怠速时,快速打开节气门216(步骤814)。借此,压缩机208b的周边的空气向发动机侧急剧流动,可以在扩压器部246生成负压。通过在扩压器部246中生成负压,扩压器部246与轴承室254的压力差变大,单向阀260被自动地开启。其结果是,轴承室254内的油的液滴被引导到压缩机叶轮242的下游侧的扩压器部246中。
[0406]上述实施方式I等的内燃机10、120,作为利用连通通路52向压缩机18b的内部通路供应油的油供应装置的结构部件,配备有油雾生成装置,所述油雾生成装置包括负压泵96、气体导入通路98和大气释放阀100。与此相对,本实施方式的内燃机200配备的油供应装置,配备有轴承室254 (油路)、连通油路258、和单向阀260。并且,配备有这种结构的油供应装置,通过进行上述图47所示的程序的控制,在沉积物堆积运转条件成立的情况下,在怠速条件到来了时,向作为压缩机108b的内部通路的扩压器部246供应油。借此,在将包含有油雾的窜缸混合气供应给压缩机208b的状况下,与沉积物堆积运转条件不成立的情况相比,可以增加供应给上述内部通路(扩压器部246)的油的量。
[0407]根据以上说明的本实施方式的系统,不会给压缩机叶轮242造成损伤,可以清洗除去附着到扩压器部246上的沉积物。另外,由于在发动机怠速状态下实施,所以,不会对内燃机200的通常运转造成障碍,可以清洗除去沉积物。
[0408]另外,在快速打开节气门的时候,通过打开可变喷嘴的控制(步骤808),可以防止涡轮机旋转上升。另外,在快速打开节气门的时候,通过关闭EGR阀224的控制(步骤810),可以产生更大的负压。
[0409]另外,在进行扩压器部油供应处理的时候,通过将变速器自动地变更控制到空档的控制(步骤812),可以在发动机怠速状态下,不向停车中的车辆施加转矩。
[0410]另外,通过推定泵损变化,与之对应地减少燃料喷射量,在快速打开了节气门时,就可以防止由于进气歧管的压力增加而引起发动机转矩急剧增加(步骤816)。
[0411]另外,在上述图47的处理程序中,作为步骤814的前处理,实施步骤808~812的处理。但是,也可以除去步骤808~步骤818的处理的一部分或者全部。
[0412]另外,在上述图47所示的处理程序中,也可以除去步骤816的处理。
[0413]另外,在上述实施方式9中,轴承室254相当于本发明中的“油路”,单向阀260相当于本发明中的“开闭机构”。
[0414]另外,这里,通过E⑶230实施步骤860~步骤820的处理,实现本发明的“扩压器部油供应机构”,通过E⑶230实施步骤806及步骤814的处理,实现本发明的“节气门速开机构”,通过E⑶230实施步骤808的处理,实现本发明的“可变喷嘴打开机构”,另外,通过E⑶230实施步骤810的处理,实现本发明的“EGR阀关闭机构”。
[0415]实施方式10.
[0416]其次,主要参照图48至图55,对于本发明的实施方式7进行说明。
[0417][实施方式10的系统结构]
[0418]图48是说明本发明的实施方式10的内燃机270的系统结构用的图。另外,在图48中,对于和实施方式7的图35等中所示的结构部件同样的部件,赋予相同的附图标记,省略或者简化其说明。
[0419]上述实施方式I等内燃机10、120,作为利用连通通路52向压缩机18b的内部通路供应油的油供应装置的结构部件,配置有油雾生成装置,所述油雾生成装置具有负压泵96、气体导入通路98和大气释放阀100。与此相对,本实施方式的内燃机270,代替具有包含负压泵96的油雾生成装置的油供应装置,配备有如下面所述地构成的油供应装置。另外,除了和油供应装置有关的结构之外,内燃机270基本上与内燃机10同样地构成。
[0420]即,本实施方式的油供应装置也是利用连通通路192的油供应装置,该油供应装置配备有:油分离器54、油雾回收箱272、和油雾注入阀274。下面,主要对于这些结构部件进行说明。另外,在油分离器54的周围的结构中,对于和实施方式7、8的内燃机190共同的部分,这里省略其说明。
[0421]油分离器54经由油通路276连接到油雾回收箱272上。油雾回收箱272可以回收被油分离器54捕集的油,储存一定量的油。油雾回收箱272经由油雾注入通路278连接到进气通路24的压缩机18b的上游侧的部位。在油雾注入通路278上设置有油雾注入阀274。
[0422]油雾回收箱272经由油返回通路280,连接到内燃机270的集油盘78上。在油返回通路280上设置有油返回阀282,通过打开油返回阀282,被捕集的油返回到集油盘78。
[0423]图49是将油雾回收箱272及油雾注入阀274的附近放大了的模式图。油雾注入阀274配备有阀体274a和喷嘴体274b。在喷嘴体274b内部,作为流路形成有喷嘴部274c,喷嘴部274c的直径在喷嘴体274b前端侧变大。通过油雾注入阀274的开启(S卩,阀体274a的开启),如图49所示,油雾被喷射到进气通路24内。另外,虽然图中没有特别表示出来,但根据需要,压力控制用泵等的喷雾形成用的各种结构(关于这一点,由于可以应用公知的技术,所以,省略其详细的说明),可以适当地设置在油雾注入阀274上。在油雾回收箱272上搭载有计量油的剩余量的油剩余量测量器284。
[0424]在本实施方式的E⑶286的输入部,除了和连接到E⑶60的同样的各种传感器之夕卜,连接有油剩余量测量器284。另外,在E⑶286的输出部,除了与连接到E⑶60上的促动器同样的促动器之外,还连接有油雾注入阀274及油返回阀282。E⑶286可以利用控制信号分别开闭控制油雾注入阀274及油返回阀282。油雾注入阀274是常闭(通常状态下关闭)的,油返回阀282是常开(在通常状态下打开)的。
[0425][实施方式10的特征的控制]
[0426]对于包含旋流式(离心分离式)的油分离器54的动作的影响在内、与沉积物向压缩机18b的内部通路(扩压器部18b6等)的堆积有关的课题,如参照图7及图8在实施方式I中已经描述过的那样、并且如参照图36至图38已经描述过的那样。在本实施方式中,为了防止沉积物向压缩机18b的内部的堆积,进行下面说明的控制。
[0427](油雾注入阀274)
[0428]在本实施方式中,为了抑制上述沉积物的堆积,设置油雾注入阀274。对于油雾注入阀274的喷嘴部274c,预先通过试验等设计喷嘴的形状,以便形成含有“最适合清洗堆积的沉积物的油雾粒径”多的喷雾。具体地说,如图37中说明的那样,优选地,这种油雾粒径是即使落在压缩机18b的扩压器部18b6上的情况下,在粘附之前也能够到达扩压器部18b6的出口的程度的大小的粒径。对于这种粒径的含有量,通过预先试验等,以变成可以抑制沉积物堆积的程度的量的方式设计喷嘴部274c即可。
[0429]根据本实施方式,通过从窜缸混合气中回收油,在必要时,可以借助油雾注入阀274将该回收的油作为油雾供应给进气通路24的压缩机18b的上游侧的部位。另外,由于可以只有在必要的情况下进行油雾的注入,所以,可以不会不必要地消耗利用油分离器54回收的油,可以有效地利用有限的量的油。
[0430]另外,油雾注入阀274也可以供应比图36的Dmax大的粒径的油雾。该Dmaxjfl图36所示,是“通过离心分离式的油分离器54的油雾的粒径的最大值”。在油捕集流路形态中,由于利用油分离器54进行油的捕集,所以,不能将比该Dmax大的粒径的油雾供应给进气通路24。如前面所述,大粒径的油雾在清洗扩压器部18b6、抑制由小粒径的油雾造成的沉积物的生成及成长(堆积的进行)方面是有效果的。通过油雾注入阀274以能够充分供应这样的大粒径的油雾的方式构成,不被窜缸混合气的流路形态所左右,能够以所希望的正时,稳定地向进气通路24的压缩机18b的上游侧的部位供应具有某种程度的大小的粒径的油雾。利用这种方法,借助本实施方式的结构,也能够增加供应给压缩机18b的上游侧的部位的油雾的量,可以增加供应给压缩机18b的内部通路的油的量。由于可以独立地控制由油分离器54进行的油的回收和利用油雾注入阀274进行的油雾的供应,所以,可以恰当地兼顾油消耗量的降低和沉积物向压缩机上的堆积的防止。
[0431](沉积物堆积运转条件的判定)
[0432]在本实施方式中,在内燃机270的运转中,判定现在的运转条件是否是“担心由于包含在窜缸混合气中的油雾引起沉积物向压缩机18b的内部(扩压器部18b6)上堆积的沉积物堆积运转条件”。在本实施方式中,沉积物堆积运转条件利用炭烟浓度、LPL - EGR混合率和压缩机出口温度进行判定。
[0433](1)基于沉积物堆积和炭烟浓度的关系的判定
[0434]图50是说明沉积物堆积和炭烟浓度的关系用的图。
[0435]如图50(A)所示,炭烟浓度与燃料喷射量具有相关性。在说明其因果关系时,即,如图50(B)所示,在压缩机18b内流动的气体的炭烟浓度,与压缩机效率的降低率具有相关性。进而,如图50(C)所示,压缩机效率的降低,与在压缩机的扩压器部18b6的壁面上的沉积物堆积量(堆积的沉积物的厚度)具有相关性。
[0436]因此,在本实施方式中,根据上述相关性,利用下述公式(I),计算出炭烟浓度。
[0437]S = Cof^Cof2 XA...(]_)
[0438]S是炭烟浓度,A是燃料喷射量,COf1及COf2分别是规定的常数。
[0439]ECU286取得喷射器12中的燃料喷射量的指令值,根据上述公式(I),计算炭烟浓度S。在炭烟浓度在规定的上限值以上的情况下,ECU286与炭烟浓度相关地判定为是沉积物堆积运转条件。
[0440](2)基于沉积物堆积和LPL混合率的关系的判定
[0441]图51及图52是说明沉积物堆积和LPL — EGR混合率的关系用的图。
[0442]如图51 (A)所示,在LPL — EGR的混合率和压缩机入口温度之间具有相关性。如图51(B)所示,在压缩机入口温度与压缩机出口温度之间具有相关性。如图52(A)所示,当压缩机出口温度上升时,压缩机效率降低。如图52(B)所示,压缩机效率的降低与压缩机的扩压器部18b6的壁面上的沉积物堆积(堆积的沉积物厚度)具有相关性。当在压缩机内流动的气体温度上升时,油雾被加热,可以说变得容易产生沉积物在扩压器部的壁面上的堆积。
[0443]因此,在本实施方式中,根据上述相关性,预先计算出“压缩机效率降低率变成规定值(边界值)的LPL混合率上限值”,将其存储到E⑶286中。E⑶286取得LPL — EGR的混合率的值,与存储的LPL混合率上限值进行比较。LPL - EGR混合率,例如,也可以由进气量及LPL - EGR阀48的开度等计算。在LPL — EGR混合率高到变成LPL混合率上限值以上的程度的情况下,E⑶286与LPL混合率相关地判定为是沉积物堆积运转条件。
[0444](3)基于沉积物堆积和压缩机出口温度的关系的判定
[0445]图53是说明沉积物堆积和压缩机出口温度的关系用的图。
[0446]如图53(A)所示,压缩机出口温度和压缩机效率降低率之间具有相关性。如图53(B)所示,压缩机效率降低率与压缩机的扩压器部18b6的壁面上的沉积物的堆积量(堆积的沉积物的厚度)具有相关性。当压缩机出口温度上升时,油雾被加热,可以说容易产生扩压器部壁面的沉积物堆积。
[0447]因此,在本实施方式中,根据上述相关性,通过判定利用第二进气温度传感器36检测出来的压缩机18b的出口温度是否在规定值以上,进行沉积物堆积运转条件是否成立的判定。即,预先计算“压缩机效率降低率变成规定值(边界值)的压缩机出口温度上限值”,将其存储到E⑶286中。E⑶286取得压缩机18b的出口温度,与存储的压缩机出口温度上限值进行比较。压缩机18b的出口温度可以利用第二进气温度传感器36检测。在压缩机18b的出口温度升高到变成压缩机出口温度上限值以上的程度的情况下,与压缩机出口温度相关,E⑶286判定为是沉积物堆积运转条件。
[0448]在本实施方式中,进行上述(I)?(3)的各个判定,在任何一个判定的结果中,判定为是沉积物堆积运转条件的情况下,E⑶286打开油雾注入阀274,进行油雾注入。借此,可以高精度地判定沉积物堆积运转条件的成立,迅速地实现油雾注入,可靠地抑制沉积物在压缩机的扩压器部18b6的壁面上的堆积。
[0449]另外,在本实施方式中,也根据油雾回收箱272的油剩余量,进行下面的控制。
[0450]S卩,在判定为是沉积物堆积运转条件下的情况下,ECU286将从油剩余量测量器284取得的油剩余量与规定的下限值进行比较。在从油剩余量测量器284取得的油剩余量在下限值以上的情况下,打开常闭的油雾注入阀274,并且关闭常开的油返回阀282。
[0451]另一方面,在判定为不是沉积物堆积运转条件的情况下,ECU286将从油剩余量测量器284取得的油剩余量与下限值进行比较。在从油剩余量测量器284取得的油剩余量不足下限值的情况下,关闭常开的油返回阀282。借此,储存利用油分离器54回收的油,将油雾回收箱272内的油剩余量保持在比下限值多的值,可以确保油的量。另外,将油雾回收箱272制成小容量的回收箱,可以小型化。
[0452][实施方式10的具体的处理]
[0453]图54及图55是在本发明的实施方式10的带有增压器的内燃机270中,E⑶286执行的程序的流程图。图54是判定沉积物堆积运转条件用的程序,图55是油雾注入阀等的控制程序。
[0454](沉积物堆积运转条件判定程序)
[0455]在图54所示程序中,首先,E⑶286执行判定压缩机出口温度是否在上限值以上的程序(步骤900)。E⑶286取得压缩机18b的出口温度,与存储的压缩机出口温度上限值进行比较。在压缩机18b的出口温度高到变成压缩机出口温度上限值以上的程度的情况下,本步骤的条件成立,ECU286与压缩机出口温度相关地判定为是沉积物堆积运转条件。
[0456]在判定为步骤900的条件成立的情况下,处理进入步骤902,E⑶286开启沉积物堆积运转条件判定标志I (将I代入标志值)。在判定为不成立的情况下,不经由步骤902,处理进入下一个步骤。
[0457]其次,E⑶286执行判定LPL混合率是否在上限值以上的程序(步骤904)。E⑶286取得LPL - EGR的混合率的值,与存储的LPL混合率上限值进行比较。在LPL — EGR的混合率高到变成LPL混合率上限值以上的程度的情况下,本步骤904的条件成立,E⑶286与LPL混合率相关地判定为是沉积物堆积运转条件。另外,在对于配备有LPL — EGR的内燃机270的图54所示的程序中,伴有本步骤904的处理,但是,本程序是即使不配备有LPL —EGR也成立的程序。因此,在不配备有LPL - EGR的情况下,可以省略与LPL混合率相关的步骤904的处理。
[0458]在判定为步骤904的条件成立的情况下,处理进入步骤906,E⑶286开启沉积物堆积运转条件判定标志2 (将I代入标志值)。在判定为不成立的情况下,不经由步骤906,处理进入下一个步骤。
[0459]其次,E⑶286执行判定炭烟浓度是否在上限值以上的程序(步骤908)。E⑶286根据上面的公式(I),计算炭烟浓度,将该存储值与上限值比较。在该炭烟浓度在规定的上限值以上的情况下,本步骤的条件成立,E⑶286与炭烟浓度相关地判定为是沉积物堆积运转条件。
[0460]在判定为步骤908的条件成立的情况下,处理进入步骤910,E⑶286开启沉积物堆积运作条件标志3 (将I代入标志值)。在判定不成立的情况下,不经由步骤910,处理进入下一个步骤。
[0461]其次,E⑶286判定沉积物堆积运转条件判定标志1、2及3的总计值是否在3以上(步骤912)。如果该总计值达到3,则在步骤902、906、910中,全部标志被开启。在不是这样的情况下,由于至少在一个判定中未被判定为沉积物堆积运转条件,所以,这次的程序结束。
[0462]在判定为步骤912的条件成立的情况下,E⑶286实施判定发动机转速是否在规定的上限值以上的处理(步骤914)。在发动机转速在规定上限值以上的情况下,当是沉积物堆积运转条件时,最终的判定标志被开启(步骤916),图54的程序结束,处理转移到图55。在发动机转速不在规定的上限值的情况下,这次的程序结束。
[0463](油雾注入阀等的控制程序)
[0464]E⑶286与图54的程序并行地还执行图55的程序。在图55的程序中,首先,E⑶286实施沉积物堆积运转条件判定的结果是否是“是”的处理(步骤1000)。在该步骤中,参照图54的程序的步骤916的标志,在标志开启的情况下,处理进入步骤1002。
[0465]在步骤1002,E⑶286实施判定油雾箱剩余量是否在下限值以上的处理。E⑶286将从油剩余量测量器284取得的油剩余量与规定的下限值进行比较。在由油剩余量测量器284取得的油剩余量在下限值以上的情况下,打开常闭的油雾注入阀274(步骤1004),并且,关闭常开的油返回阀282 (步骤1006)。另一方面,在由油剩余量测量器284取得的油剩余量不足下限值的情况下,不进行打开油雾注入阀274等的处理,关闭油雾返回阀282,进行将油储存到油雾箱内的处理。
[0466]另一方面,在步骤1000,参照图54的程序的步骤916的标志,在标志开启的情况下,处理进入步骤1008。这是判定为不是沉积物堆积运转条件的情况。E⑶286将从油剩余量测量器284取得的油剩余量和上限值进行比较。在从油剩余量测量器284取得的油剩余量不在上限值以上的情况下,这次的程序结束,常开的油返回阀282被保持在打开状态。
[0467]在从油剩余量测量器284取得的油剩余量在上限值以下的情况下,进而,E⑶286实施判定油剩余量是否不足下限值的处理(步骤1010)。从油剩余量测量器284取得的油剩余量没有不足下限值的情况下,这次的程序结束,常开的油返回阀282被保持在打开的状态。从而,油剩余量处于在上限值以下且在下限值以上的恰当的范围内。
[0468]在油剩余量不足下限值的情况下,关闭常开的油返回阀282。从而,贮存利用油分离器54回收的油,使油雾回收箱272内的油剩余量增加到比下限值多的值,可以确保油量。
[0469]根据以上的处理,可以高精度地判定沉积物堆积运转条件的成立。而且,在沉积物堆积运转条件成立的情况下,利用油雾注入阀274与沉积物堆积运转条件不成立时相比,可以增加供应给压缩机18b的油雾的量。并且,可以迅速地实现油雾的注入,可靠地抑制沉积物在压缩机的扩压器部18b6的壁面上的堆积。另外,能够可靠地将油雾回收箱272内的油剩余量保持在恰当的量,可以确保油雾注入阀274的使用。
[0470]对实施方式10的变形例.
[0471]在上述实施方式10中,没有提到通过切换阀58的控制进行的窜缸混合气路径的切换,但是,也可以加上下面所述的控制。即,在判定为沉积物堆积运转条件成立的情况下,控制切换阀58,以获得用于不使窜缸混合气通过油分离器54的上述非油捕集流路形态。并且,在未被判定为沉积物堆积运转条件成立的情况下,也可以控制切换阀58以获得窜缸混合气通过油分离器54的上述油捕集流路形态。进而,也可以根据油雾回收箱272内的油剩余量是否在上限值以上,切换窜缸混合气的流路形态。具体地说,也可以在油雾回收箱272内的油剩余量在上限值以上的情况下,即,在没有必要利用油分离器54回收油的情况下,选择非油捕集流路形态。也可以将这种控制适当地与实施方式10的控制组合,借此,可以恰当地兼顾油消耗的减少和防止沉积物向压缩机的堆积。
[0472]另外,上述实施方式10的内燃机270,配备有旁通通路56以及切换阀58,但是,本发明的对象并不局限于这种结构,也可以不配备旁通通路及切换阀。
[0473]对于实施方式I至10的变形例.
[0474]在上述实施方式I至10中,作为判定沉积物堆积运转条件的方法,列举了下面所述的方法作为例子进行了说明:利用压缩机效率的方法,以及利用油的劣化水平(例如,油中的炭烟浓度)和沉积物堆积模式判定(压缩机温度判定)的方法等。沉积物堆积运转条件可以利用在上面说明的实施方式I至10中使用的各种参数恰当地进行判定。但是,在判定沉积物堆积运转条件用的参数中,除了包括已经描述过的参数之外,还包括:压缩机转速、内燃机负荷、增压、以及曲轴室内压力与进气压力的压力差等。另外,在实施方式I至10中说明的沉积物堆积运转条件的各个判定方法,在实施方式I至10的每一个中,可以相互置换加以利用。
[0475]另外,在上述实施方式I至10中,作为具有离心式压缩机18b的增压器,列举了作为驱动力利用排气能量的涡轮增压器作为例子进行了说明。但是,本发明的增压器,并不局限于配备有离心式压缩机的涡轮增压器。即,本发明中的增压器配备的压缩机并不一定局限于离心式压缩机,另外,压缩机的驱动方式例如可以是利用来自于内燃机的曲轴的动力的驱动方式,或者,也可以是利用电动机的驱动方式。
[0476]另外,在上述实施方式I至10中,列举了作为压缩点火式柴油发动机的内燃机10等作为例子进行了说明,但是,作为本发明的对象的内燃机,并不局限于上面所述的内燃机,例如,也可以是火花点火式的内燃机(汽油发动机等)。
[0477]另外,在上述实施方式I至10中,列举了配备有LPL — EGR的内燃机10等作为例子进行了说明。但是,本发明在不配备有LPL - EGR的内燃机中也成立。
[0478]附图标记说明
[0479]10、120、179、190、200、270 内燃机
[0480]12、202 喷射器
[0481]16、206 排气通路
[0482]18、208 涡轮增压器
[0483]18a、208a 涡轮增压器的涡轮机
[0484]18b,208b 涡轮增压器的离心式压缩机
[0485]18bl、240 离心式压缩机的壳体
[0486]18b2 尚心式压缩机的压缩机入口部
[0487]18b3、242 压缩机叶轮
[0488]18b4 离心式压缩机的叶轮部
[0489]18b5 离心式压缩机的涡壳部
[0490]18b6、246 离心式压缩机的扩压器部
[0491]18c 涡轮增压器的连接轴
[0492]24,204 进气通路
[0493]26、212 空气滤清器
[0494]30 柴油机节气门
[0495]32 空气流量计
[0496]34 第一进气温度传感器
[0497]36 第二进气温度传感器
[0498]38 进气压力传感器
[0499]40 高压排气回流通路(HPL)
[0500]42 HPL — EGR 阀
[0501]44 低压排气回流通路(LPL)
[0502]46 EGR 冷却器
[0503]48 LPL — EGR 阀
[0504]52、192 连通通路
[0505]192a 连通通路的上游侧连接部
[0506]192b 连通通路的下游侧连接部
[0507]54 油分离器
[0508]56 旁通通路
[0509]58 切换阀
[0510]60、194、230、286 ECU(电子控制装置)
[0511]62,232 曲柄角传感器
[0512]64 水温传感器
[0513]66 旅程表
[0514]67 制动传感器
[0515]68 活塞
[0516]70 连杆
[0517]72 曲轴
[0518]74 气缸体
[0519]76 曲轴箱
[0520]78 集油盘
[0521]80 曲轴室
[0522]82 曲轴室内压力传感器
[0523]84 气缸盖
[0524]86 燃烧室
[0525]88 气缸盖罩
[0526]90 内部空间
[0527]92、94 内部连通通路
[0528]96 负压泵
[0529]96a 负压泵的进气口
[0530]96b 负压泵的排气口
[0531]96c 负压泵的缸体
[0532]96d 负压泵的转子
[0533]96dl 负压泵的转子中心轴
[0534]96d2 负压泵的转子槽
[0535]96e 负压泵的给油口
[0536]96f 负压泵的叶片
[0537]96g、96i 负压泵的弹簧
[0538]96h 负压泵的排气阀
[0539]98、160、164、166、168 气体导入通路
[0540]100 大气释放阀
[0541]102 制动负压通路
[0542]104 制动助力器
[0543]106、110、126、176、188 电磁阀
[0544]108 负压通路
[0545]112 凸轮轴
[0546]114 挡板
[0547]116 油分离器室
[0548]116a 油分离器室的入口部
[0549]116b 油分离器室的油回收孔
[0550]122 负压利用装置
[0551]124 负压通路
[0552]128 负压箱
[0553]130、152、178 滤油器
[0554]132、154、180 油栗
[0555]134、156、182 副油孔
[0556]136、158、184 机油滤清器
[0557]138 主油孔
[0558]140 曲轴轴颈
[0559]142 进气凸轮轴轴颈
[0560]144 排气凸轮轴轴颈
[0561]146 链条张紧器
[0562]148 曲柄销
[0563]150 负压泵用油路
[0564]162 气体导入阀
[0565]172油喷射器
[0566]174油喷射器用油路
[0567]186油返回通路
[0568]208c 涡轮增压器的轴承部
[0569]216节气门
[0570]218进气压力传感器
[0571]220EGR 通路
[0572]224EGR 阀
[0573]234加速器开度传感器
[0574]244压缩机的涡轮轴
[0575]248压缩机的中心壳体
[0576]250压缩机的轴承部
[0577]252油导入通路
[0578]254压缩机的轴承室
[0579]256油排出通路
[0580]258连通油路
[0581]260单向阀
[0582]260a 单向阀的阀体
[0583]260b 单向阀的弹簧
[0584]262压缩机壳体的底座部
[0585]272油雾回收箱
[0586]274油雾注入阀
[0587]274a 油雾注入阀的阀体
[0588]274b 油雾注入阀的喷嘴体
[0589]274c 油雾注入阀的喷嘴部
[0590]276油通路
[0591]278油雾注入通路
[0592]280油返回通路
[0593]282油返回阀
[0594]284油剩余量测量器。
【权利要求】
1.一种带有增压器的内燃机,其特征在于,配备有: 增压器,所述增压器在进气通路上配备有压缩机; 连通通路,所述连通通路将所述进气通路中的比所述压缩机的叶轮靠上游侧的部位和内燃机的曲轴室或者通往该曲轴室的内燃机内部空间连接起来;以及 油供应装置,所述油供应装置向吸入空气所流动的所述压缩机的内部通路供应油,在担心沉积物向所述压缩机的内部堆积的沉淀物堆积运转条件成立的情况下,与所述沉积物堆积运转条件不成立的情况相比,所述油供应装置增加供应给所述内部通路的油的量。
2.如权利要求1所述的带有增压器的内燃机,其特征在于,在所述压缩机的温度达到规定值的情况下,所述沉淀物堆积运转条件成立。
3.如权利要求1所述的带有增压器的内燃机,其特征在于,在所述压缩机的压缩机效率降低到规定值以下的情况下,所述沉淀物堆积运转条件成立。
4.如权利要求1所述的带有增压器的内燃机,其特征在于,在油发生规定水平以上的劣化并且所述压缩机的温度在规定值以上的情况下,所述沉淀物堆积运转条件成立。
5.如权利要求4所述的带有增压器的内燃机,其特征在于, 所述压缩机是离心式压缩机, 所述内燃机还配备有压缩机局部温度取得机构,所述压缩机局部温度取得机构取得在所述离心式压缩机的内部局部地变成高温的高温部的温度, 在油发生所述规定水平以上的劣化并且所述高温部的温度在规定值以上的情况下,所述沉淀物堆积运转条件成立。
6.如权利要求1所述的带有增压器的内燃机,其特征在于,在所述压缩机的温度在规定值以上并且油中的炭烟浓度在规定值以上的情况下,所述沉淀物堆积运转条件成立。
7.如权利要求1至6中任一项所述的带有增压器的内燃机,其特征在于,所述油供应装置通过增加供应给所述进气通路的所述上游侧的部位的油的量,增加供应给所述内部通路的油的量。
8.如权利要求7所述的带有增压器的内燃机,其特征在于,所述油供应装置通过增加经由所述连通通路导入所述进气通路的所述上游侧的部位的窜缸混合气的量,增加供应给所述进气通路的所述上游侧的部位的油的量。
9.如权利要求7所述的带有增压器的内燃机,其特征在于, 所述油供应装置包括生成油雾的油雾生成装置, 所述油供应装置将由所述油雾生成装置生成的油雾供应给所述曲轴室或者通往该曲轴室的所述内燃机内部空间。
10.如权利要求9所述的带有增压器的内燃机,其特征在于, 所述油雾生成装置包括: 负压泵,所述负压泵接受油的供应并且能够将油随排气一起排出; 气体导入通路,所述气体导入通路与所述负压泵的进气口连通;以及 开闭机构,所述开闭机构开闭所述气体导入通路, 所述负压泵的排气口与所述曲轴室或者通往该曲轴室的所述内燃机内部空间连通, 所述开闭机构构成为在所述沉积物堆积运转条件成立的情况下打开所述气体导入通路。
11.如权利要求10所述的带有增压器的内燃机,其特征在于, 所述负压泵被所述内燃机所配备的凸轮轴旋转驱动, 从所述凸轮轴向所述负压泵供应在所述内燃机的内部循环的油。
12.如权利要求10或11所述的带有增压器的内燃机,其特征在于, 所述负压泵的所述进气口与利用所述负压泵生成的负压的负压利用装置连接, 在所述负压利用装置利用的负压不足的情况下,所述油供应装置禁止由所述开闭机构打开所述气体导入通路。
13.如权利要求10至12中任一项所述的带有增压器的内燃机,其特征在于, 还配备有制动负压通路,所述制动负压通路使所述负压泵的所述进气口与搭载所述内燃机的车辆的制动系统所配备的制动助力器连通, 所述开闭机构构成为,当在所述气体导入通路的打开状态中产生所述制动助力器利用所述负压泵生成的负压的要求、并且所述负压泵生成的负压比要求负压小的情况下,将所述气体导入通路切断。
14.如权利要求 12或13所述的带有增压器的内燃机,其特征在于,还配备有负压箱,所述负压箱存储所述负压泵生成的负压。
15.如权利要求9至14中任一项所述的带有增压器的内燃机,其特征在于, 所述气体导入通路是将空气导入所述负压泵的通路, 所述内燃机还配备有: 吸入空气量计量机构,所述吸入空气量计量机构计量在比连接所述连通通路的部位靠上游侧流动于所述进气通路的吸入空气量;以及 吸入空气量修正机构,所述吸入空气量修正机构基于在所述气体导入通路打开的状况下的所述负压泵的工作中的曲轴室内压力,修正由所述吸入空气量计量机构计量的吸入空气量。
16.如权利要求9所述的带有增压器的内燃机,其特征在于,所述油雾生成装置包括喷油嘴,所述喷油嘴向所述曲轴室或者通往该曲轴室的所述内燃机内部空间喷射油。
17.如权利要求8至16中任一项所述的带有增压器的内燃机,其特征在于,还配备有碰撞式的油分离器,所述油分离器配置在所述连通通路、或者所述曲轴室或者通往该曲轴室的所述内燃机内部空间中。
18.如权利要求7或8所述的带有增压器的内燃机,其特征在于, 所述油供应装置包括: 油捕集机构,所述油捕集机构设置在所述连通通路的途中,将包含在窜缸混合气中的油从该窜缸混合气中分离并进行捕集; 旁通通路,所述旁通通路在比所述油捕集机构靠窜缸混合气的气流的上游侧的上游侧连接部从所述连通通路分支,在比所述油捕集机构靠窜缸混合气的气流的下游侧的下游侧连接部与所述连通通路汇合; 流路切换机构,所述流路切换机构能够在油捕集流路形态和非油捕集流路形态之间选择窜缸混合气的流路形态,在所述油捕集流路形态下,窜缸混合气通过所述油捕集机构,在所述非油捕集流路形态下,窜缸混合气不通过所述油捕集机构而流动于所述旁通通路;以及 流路控制机构,在所述沉积物堆积运转条件成立的情况下,所述流路控制机构控制所述流路切换机构,以便选择所述非油捕集流路形态。
19.如权利要求18所述的带有增压器的内燃机,其特征在于,在所述沉积物堆积运转条件成立的情况下,所述流路控制机构控制所述流路切换机构,以便间歇地获得所述非油捕集流路形态。
20.如权利要求18或19所述的带有增压器的内燃机,其特征在于,所述流路切换机构设置在所述下游侧连接部或者所述旁通通路的途中,是进行窜缸混合气的流路形态的切换的切换阀。
21.如权利要求1至6中任一项所述的带有增压器的内燃机,其特征在于, 所述压缩机包括: 涡轮轴,所述压缩机的所述叶轮设置于所述涡轮轴的一端; 压缩机壳体,所述压缩机壳体容纳所述叶轮,并且所述压缩机壳体在所述叶轮的下游部形成有扩压器部;以及 中心壳体,所述中心壳体与所述压缩机壳体连接, 所述油供应装置包括 : 油路,所述油路形成于所述中心壳体,向所述涡轮轴的轴承部供应油; 连通油路,所述连通油路将所述油路和所述扩压器部连通, 开闭机构,所述开闭机构能够开闭所述连通油路;以及 扩压器部油供应机构,在所述沉积物堆积运转条件成立的情况下,所述扩压器部油供应机构利用所述开闭机构开通所述连通油路,从所述油路向所述扩压器部供应油。
22.如权利要求21所述的带有增压器的内燃机,其特征在于,所述开闭机构是在所述油路的压力比所述扩压器部的压力高的情况下能够开启的单向阀。
23.如权利要求22所述的带有增压器的内燃机,其特征在于,还配备有设置在所述进气通路的所述扩压器部的下游的节气门, 所述扩压器部油供应机构包括节气门速开机构,在所述沉积物堆积运转条件成立的情况下,所述节气门速开机构在所述内燃机的怠速状态下快速打开节气门。
24.如权利要求22或23所述的带有增压器的内燃机,其特征在于,还配备有可变喷嘴,所述可变喷嘴通过增大喷嘴的开度,降低向在所述涡轮轴的另一端设置的涡轮施加的排气压力, 所述扩压器部油供应机构包括可变喷嘴打开机构,在所述沉积物堆积运转条件成立的情况下,所述可变喷嘴打开机构在所述内燃机的怠速状态下增大所述可变喷嘴的开度。
25.如权利要求22至24中任一项所述的带有增压器的内燃机,其特征在于,还配备有: EGR通路,所述EGR通路将所述内燃机的排气通路和所述进气通路连接起来,使排气的一部分向所述进气通路回流;以及 EGR阀,所述EGR阀能够开闭所述EGR通路, 所述沉积物清洗机构包括EGR阀关闭机构,在所述沉积物堆积运转条件成立的情况下,所述EGR阀关闭机构在所述内燃机的怠速状态下关闭所述EGR阀。
26.如权利要求7所述的带有增压器的内燃机,其特征在于,所述油供应装置包括: 油捕集机构,所述油捕集机构设置在所述连通通路的途中,将包含在窜缸混合气中的油从该窜缸混合气中分离并进行捕集; 油箱,所述油箱储存由所述油捕集机构捕集的油; 油雾注入阀,所述油雾注入阀设置在所述进气通路的所述上游侧的部位,与所述油箱连接,向所述上游侧的部位供应具有如下程度的大小的粒径的油雾:即,所述程度能够抑制所述压缩机内部的沉积物堆积。
27.如权利要求26所述的带有增压器的内燃机,其特征在于, 还配备有LPL — EGR装置, 所述油供应装置包括: 沉积物堆积判定机构,所述沉积物堆积判定机构基于流动于所述压缩机的所述内部通路的气体的炭烟浓度、所述LPL - EGR装置中的LPL混合率的值、和所述压缩机的出口温度,判定所述沉积物堆积运转条件是否成立;以及 控制机构,在由所述沉积物堆积判定机构判定为所述沉积物堆积运转条件成立的情况下,所述控制机构开启所述油雾注入阀。
28.如权利要求26或27所述的带有增压器的内燃机,其特征在于,所述油雾注入阀供应具有如下程度的大小以上的粒径的油雾:即,所述程度使得所述油雾即使在落在了所述压缩机的扩压器部的情况下,也会在粘附之前到达所述扩压器部的出口。
29.如权利要求26至28中任一项所述的带有增压器的内燃机,其特征在于,还配备有: 旁通通路,所述旁通通路在比所述油捕集机构靠窜缸混合气的气流的上游侧的上游侧连接部从所述连通通路分支,在比所述油捕集机构靠窜缸混合气的气流的下游侧的下游侧连接部与所述连通通路汇合; 流路切换机构,所述流路切换机构能够在油捕集流路形态与非油捕集流路形态之间选择窜缸混合气的流路形态,在所述油捕集流路形态下,窜缸混合气通过所述油捕集机构,在所述非油捕集流路形态下,窜缸混合气不通过所述油捕集机构而流动于所述旁通通路;以及 流路控制机构,所述流路控制机构根据所述内燃机的运转状态以及所述油箱内的油量是否在上限值以上,控制所述流路切换机构,在所述油捕集流路形态和所述非油捕集流路形态之间切换窜缸混合气的流路形态, 所述油捕集机构是离心分离式的油分离器, 所述油雾注入阀供应粒径比通过所述离心分离式的油分离器的油雾的粒径的最大值大的油雾。
【文档编号】F01M13/00GK104081020SQ201280068467
【公开日】2014年10月1日 申请日期:2012年7月6日 优先权日:2011年12月1日
【发明者】盐田隼平, 角田有史, 杉山末吉 申请人:丰田自动车株式会社
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