專利名稱：用于二沖程發(fā)動機的油控制裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于控制發(fā)動機潤滑系統(tǒng)的發(fā)動機控制系統(tǒng)，尤其涉及雙循環(huán)發(fā)動機的潤滑系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
上述待審定申請揭示了一種非常簡單但極為有效的確定發(fā)動機負載以及響應(yīng)確定的負載控制發(fā)動機點火系統(tǒng)的途徑，從而簡化了發(fā)動機的操作。由于該方法和裝置的簡單性，該方法和裝置允許用于相對較小的、低生產(chǎn)容量的發(fā)動機，如摩托車、小型摩托車等發(fā)動機的應(yīng)用。
除了點火系統(tǒng)之外，發(fā)明人還認識到許多其它的發(fā)動機控制系統(tǒng)是由發(fā)動機負載控制的，這些系統(tǒng)通常測定發(fā)動機負載來形成操作者的指令，而這通常又是從發(fā)動機節(jié)流控制的位置確定的。例如，在雙循環(huán)發(fā)動機中通常采用一種獨立的潤滑系統(tǒng)，該潤滑系統(tǒng)響應(yīng)發(fā)動機的狀態(tài)、如速度和負載、來計量油的輸送，從而在不產(chǎn)生不希望的排放情況下提供足夠的潤滑。在1994年2月22日公開的美國特許專利5,287,833中示出了這樣一種系統(tǒng)。在該系統(tǒng)中，潤滑劑的供給量是通過使輸送路徑和返回路徑之間的一流量控制泵循環(huán)來控制的。對于此類系統(tǒng)，發(fā)動機負載由確定節(jié)流開口的一節(jié)流閥位置傳感器確定，并由此確定發(fā)動機負載。隨后，查閱負載、發(fā)動機速度和油需求來確定所需的潤滑劑的量，此后，使流量控制閥循環(huán)以提供該量。
節(jié)流口傳感器被用在傳統(tǒng)的潤滑劑控制系統(tǒng)中以檢測節(jié)流開口，該節(jié)流口傳感器的應(yīng)用會導致組件數(shù)量增加以及控制系統(tǒng)的復(fù)雜化。這顯然會增加車輛的成本。此外，特別是在小型車輛中還會存在各種組件的位置布置問題，尤其由于發(fā)動機周圍空間有限，節(jié)流閥位置傳感器的布置會存在問題。
因此，本發(fā)明的主要目的在于提供一種無需節(jié)流閥位置傳感器便可計算發(fā)動機負載的一發(fā)動機系統(tǒng)潤滑劑控制。
此外，大多數(shù)發(fā)動機已具有用于點火控制的、檢測發(fā)動機曲軸的角度位置的軸位置傳感器。
因此，本發(fā)明的另一個目的在于，利用點火計時傳感器的輸出來確定用于控制一發(fā)動機潤滑劑系統(tǒng)的發(fā)動機負載，從而不需要節(jié)流閥位置傳感器。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的第一特征適用于內(nèi)燃發(fā)動機及其潤滑劑控制中。該發(fā)動機具有一根發(fā)動機從動軸以及一個與該軸相聯(lián)的用于指示從動軸角度位置的計時傳感器。發(fā)動機包括一個潤滑系統(tǒng)，該潤滑系統(tǒng)具有一個流量控制閥。該流量控制閥的操作是通過計時傳感器的輸出來控制的。
根據(jù)本發(fā)明的另一個特征，流量控制閥為雙循環(huán)發(fā)動機的流量控制閥。


圖1為示出了用于本發(fā)明的發(fā)動機系統(tǒng)控制結(jié)構(gòu)和方法的一種發(fā)動機軸速度傳感器的示意圖。
圖2為示出了圖1所示的傳感器的輸出的示圖。
圖3為根據(jù)本發(fā)明構(gòu)造及操作的二沖程發(fā)動機潤滑系統(tǒng)的潤滑系統(tǒng)的局部示意圖。
圖4為潤滑控制系統(tǒng)的框圖。
具體實施例方式
在參照其附圖描述本發(fā)明之前，上述待審定申請的內(nèi)容援引在此以作參考，這是由于該申請中更為詳細地示出了本發(fā)明可以利用的基本類型的發(fā)動機以及一種基本的火花時間控制裝置和方法。然而，也可以相信，從下列描述中本領(lǐng)域的技術(shù)人員將不僅易于理解如何用該申請中示出的基本的結(jié)構(gòu)和方法來實踐本發(fā)明，而且可以理解如何以下文中將要描述的發(fā)動機潤滑系統(tǒng)來實踐本發(fā)明。
接著，詳細地參照附圖，首先是圖1，其中示出了一種發(fā)動機計時傳感器，例如，該傳感器是與任何所需類型的相關(guān)的內(nèi)燃發(fā)動機的發(fā)動機從動軸元件相聯(lián)。具體地說，固定了一個飛輪11，以與發(fā)動機軸一起轉(zhuǎn)動，在此實施例中，特定是與曲軸12一起轉(zhuǎn)動。曲軸12被軸頸支承以在發(fā)動機的一本體內(nèi)旋轉(zhuǎn)，這是本技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)公知的。飛輪11承載了一個定時記號13，如上述待審定專利中所指出的，與本技術(shù)領(lǐng)域中普通使用的那些相比，該定時記號具有較大的圓周范圍。在一較佳實施例中，記號13的圓周長度約為曲軸旋轉(zhuǎn)的60度，記號13的前邊緣在頂部死點(tdc)之前幾度。
傳感器線圈14與定時記號13協(xié)作，當定時記號13的前邊緣和后邊緣通過傳感器時，傳感器線圈14產(chǎn)生正負脈沖。這些脈沖大致如圖2所示。同樣如圖2所示，旋轉(zhuǎn)的剩余部分不會引起輸出。傳感器線圈14可以使用一種傳統(tǒng)的點火定時傳感器。
兩個前邊緣脈沖信號之間的時間間隔T是軸12完成一次回轉(zhuǎn)的時間，并且由此，此次回轉(zhuǎn)的瞬時軸速度是該時間間隔的反函數(shù)。另一方面，定時記號13通過傳感器線圈14的時間間隔t是軸12在完成緊接著頂部死點(tdc)之前的局部回轉(zhuǎn)的瞬時時間。
如上述待審定申請中指出的，計算為旋轉(zhuǎn)變化“D”的一角度的比值t/T與發(fā)動機負載直接相關(guān)。因此，發(fā)動機負載可使用貯存在微型計算機的存儲器中的映象(map)來確定。對于映象，旋轉(zhuǎn)變化度、曲軸的旋轉(zhuǎn)速率以及發(fā)動機負載之間的相互關(guān)系由預(yù)備實驗等方式的來確定，并且所獲得的三維映象被貯存在存儲器中。因此，發(fā)動機的潤滑控制可以使用這些數(shù)據(jù)來設(shè)置。
現(xiàn)具體參照其它附圖，首先參照圖3，它示出了根據(jù)本發(fā)明構(gòu)造和操作的潤滑系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示圖。一種用于向任何所需類型的雙循環(huán)內(nèi)燃發(fā)動機(在框圖中以標號15表示)的潤滑系統(tǒng)供油的油供給系統(tǒng)總地由16表示。該系統(tǒng)16設(shè)有一個用于從油箱18向發(fā)動機15供油的油泵17。油泵17的吸入側(cè)通過一油供給通道19與油箱18相連。油泵17的輸送側(cè)通過一油供給通道21與發(fā)動機15相連。一個總地以22表示的轉(zhuǎn)換閥設(shè)置在油供給通道21中。
轉(zhuǎn)換閥22包括一個電磁操作的三通閥以及與三個孔(一第一、一第二和一第三孔23、24、25)連通的開關(guān)。這是通過由一個電磁線圈27控制的一閥活塞26來完成的。
在本實施例中，第一孔23為入口孔，第二和第三孔24、25為出口孔。第一孔23與泵17的輸送側(cè)上的油供給通道21相連。第二孔24為一出口孔，它與發(fā)動機的油供給通道28相連。作為另一出口孔的第三孔25通過一油返回通道29與泵吸入側(cè)上的油吸入通道19相連。
轉(zhuǎn)換閥22的電磁線圈27根據(jù)開/關(guān)占空比通過由一CPU構(gòu)成的油控制裝置31控制，這將在下文中描述。油控制裝置31通過一個主開關(guān)33由一電池32供電。傳感器線圈14與油控制裝置31相連，從而用于響應(yīng)發(fā)動機的負載計算電磁線圈27的控制量，這將在下文中進一步描述。
參見圖1和圖2，傳感器線圈14檢測設(shè)置在飛輪11上的定時記號13，從而獲得回轉(zhuǎn)檢測信號。因此，油控制裝置31不是與傳統(tǒng)的節(jié)流口檢測傳感器相連的，傳統(tǒng)的節(jié)流口檢測傳感器是用于獲得用來與發(fā)動機負載相關(guān)的發(fā)動機負載計算的節(jié)流口信號的。
現(xiàn)參照圖4，它是根據(jù)本發(fā)明的油控制裝置31的框圖。油控制裝置31包括一個可接收傳感器線圈14的輸出的波形整形電路34。波形整形電路向輸出一速度信號D的一回轉(zhuǎn)速度計算電路35和一旋轉(zhuǎn)變化度計算電路36輸出整形后的波。
旋轉(zhuǎn)變化度計算電路36將其信號D輸出至一負載計算電路37，用于根據(jù)旋轉(zhuǎn)變化度D來計算發(fā)動機的負載。其輸出的負載值被標示為L。而后，旋轉(zhuǎn)速度計算電路35，速度信號D和負載信號L被傳送到一個控制量計算電路38和一個轉(zhuǎn)換閥驅(qū)動電路39，其中控制量計算電路38被用來根據(jù)旋轉(zhuǎn)速度和發(fā)動機的負載來計算電磁三通閥38的開/關(guān)占空比。轉(zhuǎn)換閥驅(qū)動電路39與轉(zhuǎn)換閥22的電磁線圈27相連。
負載計算電路37根據(jù)計算出的旋轉(zhuǎn)變化度D來計算發(fā)動機的負載L。對于發(fā)動機負載，從預(yù)備實驗等方式獲得的數(shù)據(jù)中準備帶有作為參數(shù)的旋轉(zhuǎn)變化度D的一維映象，或者帶有作為參數(shù)的旋轉(zhuǎn)變化度d和旋轉(zhuǎn)速度N，并且被存貯在CPU31的存儲器中，這樣便可以使用映象來計算發(fā)動機的負載。
控制量計算電路38根據(jù)計算得出的旋轉(zhuǎn)速度N和發(fā)動機負載L來計算轉(zhuǎn)換閥22的驅(qū)動控制量，從而與該操作情況下的最優(yōu)的油供給相應(yīng)。在本實施例中，轉(zhuǎn)換閥22是一個電磁三通閥，并且從入口孔23流向出口孔24、25的油的分配量是根據(jù)電磁線圈27的開/關(guān)占空比來確定的。
控制量計算電路38可計算開/關(guān)占空比。對于開/關(guān)占空比，帶有作為參數(shù)的旋轉(zhuǎn)速度N和發(fā)動機負載L的兩維映象根據(jù)由預(yù)備實驗之類的方式獲得的數(shù)據(jù)來備制并且被貯存在CPU的存儲器中，開/關(guān)占空比可以從映象中計算出。
或者，可以從旋轉(zhuǎn)變化度D和旋轉(zhuǎn)速度N中備制用于直接計算開/關(guān)占空比的一映象，而不從旋轉(zhuǎn)變化度D中暫時確定負載L，開/關(guān)占空比可以直接從映象中計算出。在此種情況下，旋轉(zhuǎn)變化度計算電路36和負載計算電路37形成了一個具有兩種功能的一個整體計算電路。
轉(zhuǎn)換閥驅(qū)動電路39可根據(jù)計算出的開/關(guān)占空比來驅(qū)動轉(zhuǎn)換閥22的電磁線圈27。因此，從油泵送到轉(zhuǎn)換閥的第一入口孔23的油的所需量從第二出口孔24供給到發(fā)動機，而多余的油通過第三孔25返回到油箱(泵的吸入側(cè))。
因此，從上述描述中，可以顯而易見的是旋轉(zhuǎn)速度可以從發(fā)動機的回轉(zhuǎn)檢測信號計算出，旋轉(zhuǎn)變化度可以從同樣的回轉(zhuǎn)檢測信號計算出，而發(fā)動機負載可以從旋轉(zhuǎn)變化度計算出。因此，無須諸如節(jié)流口傳感器之類特殊的發(fā)動機負載檢測傳感器即可確定發(fā)動機的負載，由此可有效地減少零件數(shù)量，簡化結(jié)構(gòu)，降低成本，并且由于響應(yīng)操作情況而進行適當?shù)墓┯?，因此可以減少無效的油耗并且減少排煙。當然，本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員可以理解的是，上述實施例僅是較佳實施人列，在不脫離為權(quán)利要求書所指示出的本發(fā)明的精神和范圍的前提下可以作出各種變型和改進。
權(quán)利要求
1.一種用于內(nèi)燃發(fā)動機及其控制的潤滑系統(tǒng)，所述潤滑系統(tǒng)具有一控制閥、一發(fā)動機從動軸、一與所述軸相聯(lián)用于測定所述從動軸的角度位置的計時傳感器，所述控制閥由所述計時傳感器的輸出來控制。
2.如權(quán)利要求1所述的用于內(nèi)燃發(fā)動機及其控制的潤滑系統(tǒng)，其特征在于，控制閥控制在所述發(fā)動機和所述油泵的吸入側(cè)之間通過一油返回通道使油流從油泵轉(zhuǎn)換到所述油泵的輸送側(cè)上的油供給通道而供應(yīng)的潤滑劑的量，在所述油泵的輸送側(cè)上的一油供給通道和通過油返回通道的所述油泵的吸入側(cè)與所述發(fā)動機之間轉(zhuǎn)換來供給的。
3.如權(quán)利要求2所述的用于內(nèi)燃發(fā)動機及其控制的潤滑系統(tǒng)，其特征在于，發(fā)動機以一種兩循環(huán)原理操作。
4.如權(quán)利要求2所述的用于內(nèi)燃發(fā)動機及其控制的潤滑系統(tǒng)，其特征在于，計時傳感器在所述從動軸的小于一整轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)過程中感測從動軸的瞬時旋轉(zhuǎn)速度，并且感測其中的整轉(zhuǎn)的所述從動軸的旋轉(zhuǎn)速度，其中包括測過的小于一整轉(zhuǎn)的回轉(zhuǎn)，并且從這些測量值確定發(fā)動機的負載以控制控制閥。
5.如權(quán)利要求4所述的用于內(nèi)燃發(fā)動機及其控制的潤滑系統(tǒng)，其特征在于，通過在相繼的間隔過程中的速度變化來確定負載。
6.如權(quán)利要求2所述的用于內(nèi)燃發(fā)動機及其控制的潤滑系統(tǒng)，其特征在于，計時傳感器包括一單個傳感器。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種方法和裝置，其中的方法和裝置允許無須使用獨立于單個發(fā)動機計時傳感器的輸出的負載傳感器便可進行發(fā)動機潤滑劑的控制。
文檔編號F01M1/16GK1474040SQ0313788
公開日2004年2月11日 申請日期2003年5月30日 優(yōu)先權(quán)日2002年5月30日
發(fā)明者磯田直也, 之, 長津善之 申請人:株式會社萌力克