用于排油孔的开闭控制设备的制作方法
【专利摘要】一种用于发动机的排油孔的开闭控制设备，该发动机包括中间冷却器(6)和形成在进气通道(3a)中的排油孔(23)。用于排油孔的开闭控制设备包括开闭阀(16)和ECU(13)，开闭阀(16)用于打开及关闭排油孔(23)，ECU(13)执行开闭阀(16)在发动机的停止期间打开的控制。ECU(13)在所获得的开闭阀(16)的温度值小于或等于预定温度的情况下禁止对开闭阀(16)进行打开及关闭的控制。
【专利说明】用于排油孔的开闭控制设备
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种打开及关闭用于排出积聚在中间冷却器中的油的排油孔的开闭控制设备。
【背景技术】
[0002]出于改善输出的目的，许多发动机配备有用于迫使进气进入燃烧室的增压器以及用于冷却通过增压器加压而具有高温并因而变得膨胀的进气的中间冷却器。然而，如果该类型的发动机设计成例如使得窜缸混合气回流，则混合在窜缸混合气中的油易于积聚在中间冷却器中。如果加速器踏板在大量油积聚在中间冷却器中的情况下被急剧地压下，则存在发动机由于油击而被损坏的可能性。
[0003]为了解决该问题，例如，日本特许申请公报如.2009-215915(1？ 2009-215915八)提出一种防积油设备，该防积油设备在通过传感器检测到油存在于中间冷却器的油容纳部中的情况下通过致动开闭盖来打开形成在中间冷却器中的排油通孔。
[0004]然而，在了？ 2009-215915八描述的设备中，由于是否致动开闭盖仅基于油容纳部中油的有无来判断，因此，可能发生如下问题。即，在中间冷却器中，除了如以上描述的油的积聚以外，由于车辆停车时的冷凝而发生水的积聚。因此，存在下述可能性:在低温下，中间冷却器中的水可能凝结，从而使得开闭盖(开闭阀)冻结。如果在该情形下仅由于满足油存在于中间冷却器中的条件而尝试强行打开或关闭冻结的开闭阀，则存在损坏开闭阀、阀致动器等的可能性。
【发明内容】
[0005]本发明提供一种用于在开闭控制设备中使用以打开及关闭设置成用于排出积聚在中间冷却器中的油的排油孔的技术，该技术阻止开闭阀等被损坏。
[0006]在本发明中，当存在用于打开及关闭排油孔的开闭阀被冻结的高可能性时，避免开闭阀自身的开/闭动作。
[0007]根据本发明的开闭控制设备设置成用于包括用于对由增压器加压的进气进行冷却的中间冷却器和用于排出积聚在中间冷却器中的油的排油孔的发动机，排油孔形成在中间冷却器中或中间冷却器附近。用于排油孔的开闭控制设备包括:开闭阀，开闭阀用于打开及关闭发动机的排油孔；以及控制装置，控制装置用于控制开闭阀以使得开闭阀打开或关闭，控制装置获取开闭阀的温度，并且在所获得的温度小于或等于预定温度的情况下禁止对开闭阀进行打开及关闭的控制。
[0008]根据上述结构，如果所获得的开闭阀的温度小于或等于预定温度，即，如果存在开闭阀冻结的高可能性，则控制装置禁止对开闭阀进行打开及关闭的控制。该构造可以避免例如当开闭阀在关闭状态被冻结时控制被执行以使得强行打开开闭阀从而排出积聚在中间冷却器中的油的情况。因此，可以阻止对开闭阀、阀致动器等的损坏。
[0009]在本发明中，“预定温度”可以例如为作为水的凝固点的01。
[0010]开闭控制设备还可以包括温度检测装置，温度检测装置靠近开闭阀设置，并且控制装置可以基于由温度检测装置提供的检测结果来获得开闭阀的温度。
[0011]根据上述结构，控制装置基于由靠近开闭阀设置的温度检测装置所检测到的温度来获得开闭阀的温度。因此，与例如开闭阀的温度通过现有的温度传感器、增压压力等而获得(估算)的情况相比，可以更准确地获得开闭阀的温度。因此，变得可以高准确性地判断开闭阀是否冻结，从而可以阻止对开闭阀等的损坏。
[0012]如上所述，根据依据本发明的用于排油孔的开闭控制设备，由于开闭控制设备构造成使得在所获得的开闭阀的温度小于或等于预定温度的情况下禁止对开闭阀进行打开及关闭的控制，因此，可以阻止对开闭阀等的损坏。
【专利附图】
【附图说明】
[0013]以下将参照附图描述本发明的示例性实施方式的特征、优点以及技术和工业意义，在附图中，相同的附图标记表示相同的元件，其中:
[0014]图1为根据本发明的实施方式的内燃发动机的总体结构图；
[0015]图2为示意性示出了开闭设备的总体结构图；以及
[0016]图3为示出了用于排油孔的开闭控制程序的流程图。
【具体实施方式】
[0017]下文将参照附图描述用于实施本发明的方式。
[0018]图1示出了根据本发明的实施方式的内燃发动机的总体结构的简化图。
[0019]在图1中，内燃发动机(发动机)1安装在车辆中，并且包括发动机本体2和管理发动机1的运行控制的电子控制单元)13。发动机1具有从进气通道3的上游侧按下述顺序设置的空气净化器4、涡轮增压器(增压器)5和风冷式中间冷却器6。附带地，在该发动机1中，进气通道3由设置在空气净化器4的上游侧的进气通道3匕连接空气净化器4与中间冷却器6的进气通道36以及设置在中间冷却器6的下游侧的进气通道33构成。
[0020]涡轮增压器5具有设置在进气通道此中的压缩机叶轮52、设置在排气通道7中的涡轮机叶轮51以及连接涡轮机叶轮51与压缩机叶轮52的涡轮机轴53。由于该结构，在该涡轮增压器5中，从燃烧室23排出的废气使涡轮机叶轮51转动并因而使压缩机叶轮52转动，因而，通过进气通道3^引入的外部空气被压缩并随后被迫使进入发动机本体2的燃烧室％中。
[0021〕 附带地，连接涡轮增压器5与空气净化器4的进气通道36通过用于使通风箱2(1中的窜缸混合气回流到进气系统中的窜缸混合气通道8连接至发动机本体2的气缸盖罩2(3。窜缸混合气通道8设置有用于冷却窜缸混合气的冷却器9。冷却器9为类似于中间冷却器6的风冷式中间冷却器并靠近中间冷却器6设置在车辆的发动机室内。在图1中，为便利起见，冷却器9示出为在远离中间冷却器6的位置处。
[0022]中间冷却器6设置在位于压缩机叶轮52的下游侧的进气通道3中。在此中间冷却器6中，风冷式热交换器19设置在中间冷却器6的在上-下方向上的大致中间部中(参见图2)。从进气通道36引入到中间冷却器6中的高温进气由于热交换器19中的与外部空气的热交换而被冷却。附带地，热交换器19不限于风冷式热交换器，而是也可以为水冷式热交换器。
[0023]由于上述结构，在此发动机1中，当涡轮机叶轮51通过废气而转动时，压缩机叶轮52也转动，使得来自空气净化器4的外部空气和来自窜缸混合气通道8的窜缸混合气(下文，也将统称为进气)被压缩，并且由于压缩而使温度升高并因而膨胀的进气进入中间冷却器6中。因此，通过中间冷却器6被冷却并且体积减小的进气供给至发动机本体2的燃烧室23中。
[0024]此外，发动机1设置有用于检测发动机1的运行状态的各种传感器。具体地，设置有用于检测中间冷却器6的下游侧的进气压力(增压压力)的增压压力传感器10、用于检测发动机转速的曲柄角传感器11以及用于检测加速器下压量的加速器传感器12。
[0025]来自增压压力传感器10、曲柄角传感器11和加速器传感器12的检测信号被发送至2(^13。￡(^13集中执行发动机1的各种控制并且配备有存储控制程序和用于执行程序的所需数据等的存储器。因此，基于从来自加速器传感器12的检测信号发现的加速器下压量、从来自曲柄角传感器11的检测信号发现的发动机转速等，2(^13计算关于燃料喷射量和燃料喷射正时的命令值。随后，基于这些命令值，日⑶口控制燃料喷射量和燃料喷射正时从而实现良好的热效率、良好的废气排放等。
[0026]在此发动机1中，当窜缸混合气如上文所提及地回流到进气系统时，从燃烧室％泄漏到曲柄室％中的窜缸混合气通过形成在发动机本体2内的气体通道(未示出)引入到通风箱2(1中。通风箱2(1设置有挡板(未示出)。窜缸混合气中所含的油雾沉积在挡板上，并因而与窜缸混合气分开，由此，限制了窜缸混合气中的油流出到进气系统中。然而，难以从窜缸混合气完全地移除油。因此，在配备有中间冷却器6的发动机1中，被留下的未移除的油可能积聚在中间冷却器6中。随后，积聚在中间冷却器6中的油在加速器踏板的急剧且大幅下压时立即吸入到发动机本体2中，从而产生引起油击等及损坏发动机本体2的可能性。
[0027]因此，在此实施方式1的发动机1中，靠近中间冷却器6形成用于排出积聚在中间冷却器6中的油的排油孔23，并且设置根据发动机1的状态或根据中间冷却器6中油的有无来打开及关闭排油孔23的开闭控制设备。
[0028]更具体地，如图2所示，进气通道33以进气通道33的在其处进气通道33连接至中间冷却器6的连接端部的内部通道的下端部低于中间冷却器6的内部底表面的方式连接至中间冷却器6的下部。用于排出积聚在中间冷却器6中的油18的排油孔23形成在进气通道33的内部通道的最低位置处。由于排油孔23形成在中间冷却器6与如上所述连接至中间冷却器6的进气通道33的组合中的最低位置处，因此，如果排油孔23打开，积聚在中间冷却器6中的油18就会从排油孔23自然地排出。
[0029]排油孔23设置有基于来自￡^13的命令打开及关闭的开闭阀16。当2⑶13通过致动阀致动器(未示出)而打开开闭阀16时，积聚在中间冷却器6中的油18通过排油孔23排出到排出槽17中。
[0030]文中要指出的是，在发动机1处于停止状态且油18存在于中间冷却器6中的情况下，2(^13何时执行使得开闭阀16打开的控制。即，13在不需要保持中间冷却器6的下游侧的预定进气压力以及油18需要被排出的情况下打开开闭阀16。随后，当油18已经在开闭阀16打开后被排出时——这对应于当中间冷却器6不含有要被排出的任何油时，￡0^13关闭开闭阀16。另一方面，当发动机1运行或油18不存在于中间冷却器6中时，2⑶13不打开开闭阀16。因此，当发动机1运行时，可以保持中间冷却器6的下游侧的预定进气压力并且可以限制开闭阀16的不必要的开/闭。
[0031〕 为了实现上述控制，除了前述的各种传感器10、11、12以外，本实施方式还包括用于检测中间冷却器6中油18的有无的红外线式传感器14。红外线式传感器14设置在中间冷却器6内。红外线式传感器14附接至风冷式热交换器19的面向中间冷却器6的内部底表面的下端部。以此方式布置的红外线式传感器14能够朝向中间冷却器6的内部底表面发射红外光并接收来自底表面的反射光。红外线式传感器14通过利用红外光的下述特性来检测中间冷却器6中油18的有无，所述特性为:当油18存在于中间冷却器6的内部底表面上时，来自内部底表面的反射光相对较弱；以及当油18不存在于中间冷却器6的内部底表面上时，来自内部底表面的反射光相对较强。
[0032]13首先例如基于来自曲柄角传感器11的检测信号来判断发动机本体2是否处于停止状态。如果发动机本体2处于停止状态，则2⑶13进一步基于来自红外线式传感器14的检测信号来判断中间冷却器6中油18的有无。如果油存在于中间冷却器6中，则2(^13打开开闭阀16以排出积聚在中间冷却器6中的油。
[0033]以此方式，当状态或时间适当时，开闭控制设备排出积聚在中间冷却器6中的油18。然而，除了油18以外，诸如燃料、水等的其他液体也会以如下所述的方式积聚在中间冷却器6中。即，如果进气阀的阀关闭时间延迟于基准阀关闭时间，则发生曾供给到气缸中的进气返回到进气通道中的进气逆吹，因此，从喷射器喷射的燃料逆吹到进气通道中并积聚在中间冷却器6中。此外，由于在车辆停车时发生冷凝，因此，水会积聚在中间冷却器6中。如果诸如燃料、水等的液体积聚在中间冷却器6中，则可想象的是液体在低温时凝结，从而使开闭阀16冻结。如果尝试强行打开冻结的开闭阀16，则引起损坏开闭阀16或阀致动器的风险。
[0034]因此，本实施方式中的开闭控制设备还在开闭阀16附近配备有进气温度传感器(温度检测装置)15。基于由进气温度传感器15提供的检测结果，￡(^13获得开闭阀16的温度值。如果获得的温度小于或等于预定温度，则2⑶13禁止对开闭阀16进行打开及关闭的控制。
[0035]更具体地，在本实施方式的开闭控制设备中，用于检测进气的温度的进气温度传感器15布置在开闭阀16的附近(更精确地，布置在进气通道33的在其处进气通道33连接至中间冷却器6的连接部中)。因此，由于进气温度传感器15设置在可能被主进气流撞击的位置，因此，￡(^13可以根据进气的温度适当地获得中间冷却器6附近的温度并还可以获得设置在中间冷却器6附近的开闭阀16的温度1\。附带地，为了更准确地检测开闭阀16的温度，进气温度传感器15可以设置在可以直接检测开闭阀16自身或其阀座的温度的位置处。
[0036]接着，如果获得的温度小于或等于预定温度I例如，水的凝固点01:)，则2(^13判定开闭阀16冻结。在该情况下，￡(^13不执行打开及关闭开闭阀16的控制(不打开开闭阀16),甚至当发动机1处于停止状态且油18存在于中间冷却器6中时亦是如此。这使得可以限制由于冻结的开闭阀16的强制打开/关闭而引起的对开闭阀16、阀致动器等的损坏。
[0037]另一方面，如果获得的温度1\超过预定温度I。，则￡^13判定开闭阀16未冻结，并在发动机1处于停止状态且油18存在于中间冷却器6中的条件下执行打开及关闭开闭阀16的控制(打开开闭阀16)。这使得可以在不损坏开闭阀16或阀致动器的情况下在适当的状态期间或在适当的时间处排出积聚在中间冷却器6中的油18。
[0038]由于前述构造，2⑶13、开闭阀16、曲柄角传感器11、红外线式传感器14、进气温度传感器15等用作本实施方式的开闭控制设备。
[0039]接着，将参照图3所示的流程图描述由本实施方式的开闭控制设备执行的对排油孔的开闭控制。
[0040]首先，在步骤51中，2(^13基于来自曲柄角传感器11等的检测信号来判断发动机本体2是否处于停止状态。如果对步骤31中的判断的回答为否，即，如果发动机本体2处于运行中，则2⑶13前进至步骤37，在步骤37中，2⑶13避免打开开闭阀16，使得无论油18是否积聚在中间冷却器6中发动机的运行期间的预定的进气压力都将被保持。此后，过程返回。另一方面，如果对步骤31中的判断的回答为是，即，如果发动机本体2处于停止状态，则过程前进到步骤52。
[0041]在步骤52中，2⑶13通过使用红外线式传感器14来检测中间冷却器6中油18的有无。随后，在步骤33中，2⑶13基于在步骤32中获得的来自红外线式传感器14的检测信号判断油18是否存在于中间冷却器6中。如果对步骤33中的判断的回答为否，即，如果油18不存在于中间冷却器6中，则2⑶13前进到步骤37，在步骤37中，2⑶13避免打开开闭阀16。此后，过程返回。另一方面，如果对步骤33中的判断的回答为是，即，如果油18存在于中间冷却器6中，则过程前进到步骤34。
[0042]随后，在步骤34中，￡^13基于来自进气温度传感器15的检测信号获得开闭阀16的温度1\。
[0043]随后，在步骤35中，2⑶13判断在步骤34中获得的开闭阀16的温度1\是否超过预定温度I。。如果对步骤35中的判断的回答为否，即，如果开闭阀16的温度1\小于或等于预定温度I。，则存在开闭阀16冻结的高可能性。因此，过程前进到步骤37，在步骤37中，2⑶13避免打开开闭阀16。此后，过程返回。另一方面，如果对步骤35中的判断的回答为是，即，如果开闭阀16附近的温度超过预定温度I。，则过程前进到步骤36。
[0044]随后，在步骤36中，2⑶13打开开闭阀16以排出积聚在中间冷却器6中的油18。此后，过程返回。
[0045](其他实施方式)本发明不限于前述实施方式，而是可以在不背离本发明的精神或主要特征的情况下以各种形式实施。
[0046]尽管在前述实施方式中，用于排出积聚在中间冷却器6中的油18的排油孔23形成在进气通道33中，但这不是限制性的。例如，排油孔23也可以形成在中间冷却器6的底部中。
[0047]此外，尽管在实施方式中，开闭阀16的温度通过使用设置在中间冷却器6附近处的进气温度传感器15而获得，但这不是限制性的。例如，开闭阀16的温度还可以通过使用相关技术中为发动机1设置的增压压力传感器10和温度传感器来获得(估算)。
[0048]此外，尽管本实施方式使用利用了来自发动机本体2的排气的涡轮增压器(排气涡轮式增压器)5来作为增压器，但这不是限制性的。还可允许使用其中压缩机通过从发动机本体2的曲柄轴获取的动力经由带等而被驱动的增压器(机械驱动增压器)。
[0049]此外，尽管在本实施方式中，开闭阀16在发动机1处于停止状态并且油18存在于中间冷却器6中时打开，但这不是限制性的。例如，还可允许采用其中省去了红外线式传感器14并且开闭阀16在发动机处于停止状态时打开的构造。
[0050]因此，前述实施方式在所有方面仅作为说明而不应当作限制性解释。此外，属于权利要求的范围或等同范围的改型和变型都在本发明的范围内。
[0051]如上所述，本发明能够限制对开闭阀或阀致动器的损坏，因此适用于用来排出积聚在中间冷却器中的油的排油孔所用的开闭控制设备。
【权利要求】
1.一种用于发动机的排油孔的开闭控制设备，所述发动机包括用于对由增压器加压的进气进行冷却的中间冷却器以及用于排出积聚在所述中间冷却器中的油的排油孔，所述排油孔形成在所述中间冷却器中或所述中间冷却器附近， 用于所述排油孔的所述开闭控制设备包括: 开闭阀，所述开闭阀用于打开及关闭所述排油孔；以及 控制装置，所述控制装置用于控制所述开闭阀以使得所述开闭阀打开或关闭，所述控制装置获得所述开闭阀的温度并且在所获得的所述温度小于或等于预定温度的情况下禁止对所述开闭阀进行打开及关闭的控制。
2.根据权利要求1所述的用于排油孔的开闭控制设备，还包括: 温度检测装置，所述温度检测装置靠近所述开闭阀设置，其中， 所述控制装置基于由所述温度检测装置提供的检测结果来获得所述开闭阀的所述温度。
3.根据权利要求1或2所述的用于排油孔的开闭控制设备，其中， 所述控制装置在所述开闭阀的所述温度小于或等于0°c的情况下禁止对所述开闭阀进行打开及关闭的控制。
【文档编号】F02B29/04GK104487672SQ201380038923
【公开日】2015年4月1日 申请日期:2013年10月16日 优先权日:2012年10月23日
【发明者】滨口龙 申请人:丰田自动车株式会社