CN104968912A - 内燃机的机油喷射异常判定装置及内燃机的控制装置 - Google Patents

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Abstract

根据发动机转速及发动机负荷求出MBT点火正时及爆震点火正时(步骤ST4)，将两者中的滞后侧的点火正时设定为最提前点火正时(步骤ST5)。将相对于该最提前点火正时滞后了KCS学习值的滞后侧的点火正时作为要求点火正时，在利用爆震控制系统设定的实际点火正时比要求点火正时超出规定量而位于滞后侧的情况下，判定机油喷射发生了异常(步骤ST7、ST8)。与该异常判定相应地执行将节气门开度向关闭侧修正等的故障安全处理。

Description

内燃机的机油喷射异常判定装置及内燃机的控制装置
技术领域
本发明涉及一种判定内燃机中的机油喷射的异常的有无的装置。另外，本发明也涉及一种根据该判定结果控制内燃机的控制装置。特别是，本发明涉及机油喷射异常判定方法的改良。
背景技术
以往，在搭载于汽车等的发动机中设置有用于将发动机机油(润滑油)供给到被润滑部分或被冷却部分的机油供给系统(参照专利文献1及专利文献2)。另外，作为该机油供给系统具备的设备，公知机油喷射装置。该机油喷射装置朝向活塞的背面喷射发动机机油(以下，将该发动机机油的喷射称为“机油喷射”)。
在专利文献1及专利文献2中公开的机油喷射装置切换机油喷射的执行与非执行。例如，在机油喷射装置的机油供给路径内配置有机油喷射切换阀。在发动机的冷启动初期时等，机油喷射切换阀关闭，机油喷射停止。由此，谋求发动机的暖机性能的提高。而且，使喷射到缸内的燃料的雾化得到促进而谋求排气污染的改善、机油稀释(因燃料引发的机油的稀释)的防止。另一方面，在发动机的暖机完成后等，若发动机负荷上升，则机油喷射切换阀开放，执行机油喷射。由此，将活塞冷却，抑制缸内温度的过度上升，从而防止爆震的发生。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2003-83065号公报
专利文献2：日本特开2010-48159号公报
发明内容
发明要解决的问题
另外，在开闭上述机油喷射切换阀来切换机油喷射的执行与非执行的情况下，有时未正常地进行机油喷射切换阀的开放动作，或者将用于进行机油喷射的油路堵塞。在该情况下，不能进行机油喷射。在这种状况下，导致活塞的冷却不能充分地进行等这样的不良。例如设想到机油喷射切换阀固定为关闭状态的情况等。
因此，谋求一种能提前且准确地判定机油喷射的异常的有无的异常判定装置。
另外，作为上述机油喷射切换阀被固定的原因，可以举出机油中的沉积物的存在。另外，在利用电磁螺线管开闭机油喷射切换阀的结构中，该电磁螺线管的故障等也成为上述固定的原因。
作为判定上述机油喷射的异常的有无的方法，考虑使机油喷射切换阀的下游侧具备液压传感器。也就是说，根据由该液压传感器检测出的液压的变化，判定机油喷射切换阀的切换是否正常进行。
但是，这样就需要在机油喷射切换阀的下游侧新设置液压传感器。在该情况下，难以确保液压传感器的设置空间。另外，液压传感器的设置作业繁琐。由此欠缺实用性。
本发明是鉴于该点而做成的。本发明的目的在于，提供一种能够准确地判定机油喷射的异常的有无的机油喷射异常判定装置及内燃机的控制装置。
用于解决问题的方案
发明的解决原理
为了达到上述的目的而讲到的本发明的解决原理是鉴于如下事项：在机油喷射发生异常而使缸内温度上升了的情况下，发动机的爆震提前发生(与机油喷射正常进行的情况相比，在点火正时的滞后侧发生爆震)，点火正时向滞后侧转移。那么，基于该点火正时向滞后侧的转移量(滞后量)判定机油喷射的异常的有无(是否成为虽然有机油喷射的执行的指令，但仍未执行机油喷射的状态)。
解决方案
详细而言，本发明将如下的内燃机的机油喷射异常判定装置作为对象，即，进行用于使缸内温度下降的机油喷射，并且进行在爆震发生时使火花塞的点火正时滞后的点火正时控制的内燃机的机油喷射异常判定装置。对于该机油喷射异常判定装置，在上述火花塞的点火正时滞后量超过了规定的判定阈值的情况下，判定为处于机油喷射的量不足的异常状态。
根据该特征，在应该进行以缸内温度的下降为目的的机油喷射的内燃机的运转状态下，在因某些原因而成为不能进行机油喷射、或者不能充分地获得机油喷射的量的状态的情况下，成为随着缸内温度的上升，爆震提前(比机油喷射正常进行的情况提前)发生的状况。在该情况下，虽然通过点火正时控制使火花塞的点火正时滞后，但该点火正时(实际点火正时)与机油喷射正常进行的情况相比，大幅向滞后侧转移。因此，在该实际点火正时超过规定的判定阈值的状况下，缸内温度大幅上升，判断其原因是机油喷射的量不足而未充分地获得缸内温度的下降功能，判定为机油喷射是异常状态。通过这样有效地利用现有的点火正时控制，不用液压的检测等的元件就能准确地判定机油喷射的异常的有无。
作为一例，对要求点火正时和实际点火正时进行比较，上述要求点火正时是相对于基于上述内燃机的运转状态设定的上述火花塞的基本点火正时以在爆震发生时为了消除爆震而学习的KCS学习值滞后了的点火正时。那么，在实际点火正时相对于上述要求点火正时向滞后侧的偏差超过了规定量的情况下，判定为处于机油喷射的量不足的异常状态。
作为上述基本点火正时的一例，可以将基本点火正时设定为MBT点火正时和爆震点火正时中的滞后侧的点火正时，上述MBT点火正时是在当下的内燃机运转条件下获得最大转矩的点火正时，上述爆震点火正时是能使爆震的大小收敛于可容许的等级以内的点火正时的提前极限值。
在内燃机的理想的燃烧状态(利用机油喷射良好地冷却缸内的情况等)下，上述实际点火正时与要求点火正时大致一致。但是，在成为不能进行机油喷射，或者不能充分地获得机油喷射的量的状态的情况下，随着缸内温度的上升，实际点火正时相对于要求点火正时向滞后侧持续转移。那么，在本解决方案中，在该向滞后侧的转移量(实际点火正时相对于要求点火正时向滞后侧的偏差)超过规定量的情况下，判定为处于机油喷射的量不足的异常状态。由此，能够准确地判定机油喷射的异常的有无。
另外，作为一例，可以在用于进行上述机油喷射的油路中设置有机油喷射切换阀，在上述内燃机的运转状态处于机油喷射执行区域内的情况下，按照开放指令信号开放该机油喷射切换阀，在上述内燃机的运转状态处于机油喷射停止区域内的情况下，按照关闭指令信号关闭该机油喷射切换阀。并且，在虽然输出了上述开放指令信号，但上述火花塞的点火正时滞后量超过了规定的判定阈值的情况下，判定为处于机油喷射的量不足的异常状态。
当这样设置有机油喷射切换阀时，能够根据需要切换机油喷射的执行及非执行。例如在内燃机的冷启动初期时，能够关闭机油喷射切换阀，使机油喷射停止而谋求内燃机的暖机性能的提高，或者使喷射到缸内的燃料的雾化得到促进而谋求排气污染的改善。另外，在内燃机的暖机完成后，能够开放机油喷射切换阀而执行机油喷射，抑制缸内温度的过度上升，从而防止爆震的发生。但是，在设置有这种机油喷射切换阀的情况下，可能导致该机油喷射切换阀固定为关闭状态等的不良。在该情况下，可能成为不能进行机油喷射，或者不能充分地获得机油喷射的量的状态。在本解决方案中，作为与这种可能发生故障的部位的增大相应的对策，通过有效地利用现有的点火正时控制，能够准确地判定机油喷射的异常的有无。由此，能够消除因设置机油喷射切换阀而产生的缺点，提高设置该机油喷射切换阀所得到的实用性。
另外，作为一例，上述内燃机具有可变气门正时机构，对此，也可以是在进行了上述机油喷射异常判定的情况下，根据上述可变气门正时机构的响应速度求出油种类及油粘度，根据上述油种类、油粘度和检测出的液压判定上述机油喷射切换阀的固定状态。
由此，不仅能判定是否处于机油喷射的量不足的异常状态，也能判定机油喷射切换阀的固定状态，能够提前想出用于消除该不良的对策。
作为根据上述机油喷射异常判定结果进行的内燃机的控制，在判定为处于上述机油喷射的量不足的异常状态的情况下，限制内燃机的输出。
由此，能够抑制气缸内的温度的进一步上升，能够谋求内燃机的构成零件的长寿命化。
发明效果
在本发明中，在火花塞的点火正时滞后量超过了规定的判定阈值的情况下，判定为处于机油喷射的量不足的异常状态。因此，能够有效地利用现有的点火正时控制而准确地判定机油喷射的异常的有无。
附图说明
图1是表示实施方式的发动机的结构的剖视图。
图2是表示发动机的机油供给系统的概略结构的立体图。
图3是机油喷射装置及其周边的剖视图，是表示机油喷射切换阀及止回阀球机构的关闭状态的图。
图4是机油喷射装置及其周边的剖视图，是表示机油喷射切换阀及止回阀球机构的开放状态的图。
图5是机油喷射切换阀的分解立体图。
图6是表示发动机及机油喷射装置的控制系统的框图。
图7是表示将发动机转速及发动机负荷作为参数的机油喷射执行映射的图。
图8是将机油喷射切换阀的前端部分放大后得到的剖视图，是表示机油喷射切换阀的关闭状态的图。
图9是用于说明爆震控制系统中的点火正时设定的基本动作的示意图。
图10是表示与发动机负荷相对应的MBT点火正时及爆震点火正时的变化的一例的图。
图11是与MBT点火正时及爆震点火正时的变化的一例一起表示处于不能进行机油喷射的状态下的与发动机负荷所对应的点火正时的变化的一例的图。
图12A是表示发动机负荷为KL1的情况下的各点火正时与发动机转矩的关系的图，图12B是表示发动机负荷为KL2的情况下的各点火正时与发动机转矩的关系的图。
图13是用于说明发动机负荷为KL2的情况下的各点火正时的示意图。
图14是表示机油喷射异常判定的次序的流程图。
图15是表示机油喷射装置的阀关闭固定时及阀开放固定时各自的油粘度与液压的关系的一例的图。
图16是表示变形例中的固定判定的次序的流程图。
具体实施方式
以下，基于附图说明本发明的实施方式。在本实施方式中，说明将本发明应用在汽车用的多缸(例如直列4缸)汽油发动机中的情况。
发动机的概略结构
图1是表示本实施方式的发动机(内燃机)1的结构的剖视图。如该图1所示，本实施方式的发动机1包括缸盖11和具有4个缸(在图1中只表示1个缸)的缸孔12b的缸体12。在各缸孔12b内具有设置为能够往返移动的活塞14。该活塞14借助连杆(连接杆)17与作为发动机1的输出轴的曲轴(在图1中未图示)相连结。并且，在缸孔12b的内部，利用被活塞14和缸盖11包围的空间划分形成燃烧室18。
在上述缸盖11上与各燃烧室18相对应地安装有火花塞19。该火花塞19对供给到燃烧室18内的混合气体进行点火。
另外，在缸盖11上分别设有与各燃烧室18相通的进气口11a及排气口11b。在进气口11a及排气口11b的与燃烧室18相通的各开口端分别设置有进气门11c及排气门11d。利用进气凸轮轴16a及排气凸轮轴16b，借助摇臂16c、16d开闭进气门11c及排气门11d。进气凸轮轴16a及排气凸轮轴16b利用曲轴的动力分别旋转。
另外，缸盖11设置有将燃料喷射到进气口11a内的喷射器(燃料喷射阀)10。也就是说，本实施方式的发动机1从喷射器10将燃料喷射到经由进气口11a被向缸孔12b内吸入的空气中，生成混合气体。并且，利用活塞14将该混合气体压缩，利用火花塞19使该混合气体起燃而进行燃烧。
另外，图1中的附图标记11e是缸盖罩(用假想线表示)。附图标记11f、11f是将各凸轮轴16a、16b的轴颈部的上侧部分支承为旋转自如的凸轮帽。附图标记44、45是支承上述摇臂16c、16d的间隙调节器。
发动机的机油供给系统
接下来，说明本实施方式的发动机1中的机油供给系统的概略结构。
图2是表示机油供给系统2的概略结构的图。如该图2所示，在机油供给系统2中，存积在油盘13中的机油被从该油盘13中吸出。该机油被供给到上述活塞14、曲轴15和凸轮轴16a、16b等多个各被润滑构件、被冷却构件。并且，机油从上述被润滑构件、被冷却构件回流到油盘13内。
在油盘13内的底部附近配置有机油粗滤器31(日文：オイルストレーナ)，该机油粗滤器31具有用于将存积在该油盘13的内部的机油吸入的吸入口31a。该机油粗滤器31借助机油粗滤器流路31b与设置于缸体12的机油泵(日文：オイルポンプ)32相连接。
上述机油泵32是公知的回转泵。机油泵32的转子32a以与曲轴15一起旋转的方式与该曲轴15机械性结合。该机油泵32借助机油输送通路34与设置在缸体12的外部的机油滤清器(日文：オイルフィルタ)33的机油入口相连接。另外，机油滤清器33的机油出口与朝向被润滑构件、被冷却构件的作为机油流路设置的机油供给通路35相连接。另外，作为机油泵32，也可以是电动机油泵。
以下，对经由上述机油供给通路35供给机油的机油供给系统2的具体结构进行说明。
该机油供给系统2从油盘13中将机油经由机油粗滤器31汲取上来。并且，该机油被机油泵32供给到各被润滑构件而利用为润滑油。另外，机油被供给到活塞14等的被冷却构件而利用为冷却油。另外，机油被供给到液压工作设备而利用为工作油。
详细而言，从机油泵32加压输送的机油在经过了机油滤清器33后，被送出到沿缸排列方向延伸的主注油孔(主油道；主机油通路)21中。从缸体12向上方延伸到缸盖11的机油通路22、23与该主注油孔21的一端侧及另一端侧相连通。
此外，与主注油孔21的一端侧(图2中的左侧)相连通的机油通路22分支成链条张紧装置侧通路24和VVT(Variable Valve Timing，可变气门正时)侧通路25。
被供给到链条张紧装置侧通路24内的机油被利用为用于调整正时链的张力的链条张紧装置41的工作油。另一方面，被供给到VVT侧通路25内的机油经过OCV(Oil Control Valve，机油控制阀)用机油滤清器42a被利用为VVT用OCV42b及可变气门正时机构42、43的工作油。
另一方面，与主注油孔21的另一端侧(图2中的右侧)相连通的机油通路23分支成间隙调节器侧通路26和喷淋管侧通路27。
间隙调节器侧通路26进一步分支成进气侧通路26a和排气侧通路26b。在各通路26a、26b内流动的机油被利用为上述各间隙调节器44、45的工作油。
另外，该间隙调节器侧通路26也将机油分支供给到各凸轮轴16a、16b的轴颈部。该机油将各凸轮轴16a、16b与缸盖11的轴颈轴支承部之间以及各凸轮轴16a、16b与上述凸轮帽11f、11f的轴颈轴支承部之间润滑。
喷淋管侧通路27也分支成进气侧通路27a和排气侧通路27b。在各通路27a、27b内流动的机油从未图示的机油散布孔中散布到各凸轮轴16a、16b的凸轮凸起，从而帮助这两者的润滑。
机油喷射装置
上述机油供给系统2具备用于将活塞14冷却的机油喷射装置5。以下，说明该机油喷射装置5。
图3是机油喷射装置5及其周边的剖视图。该图3表示将后述的机油喷射切换阀8关闭的状态(关于将机油喷射切换阀8开放的状态，参照图4)。另外，为了方便说明，在图3及图4中，沿水平方向(将轴线方向设定为水平方向)配置后述的OSV7，沿铅垂方向(将轴线方向设定为铅垂方向)配置液压传感器107。
如图3所示，机油喷射装置5包括机油喷射机构51和设置在该机油喷射机构51的上游侧的机油喷射切换机构52。
上述机油喷射机构51具有与各缸分别对应配置的多个(在本实施方式中是4个)活塞喷嘴(机油喷嘴)6、6、……。另外，该机油喷射机构51具有机油喷射通道(油路)53。在上述机油喷射切换机构52的机油喷射切换阀8处于开放状态时，该机油喷射通道53将从上述主注油孔21流入的机油供给到活塞喷嘴6。
另一方面，机油喷射切换机构52具有与上述主注油孔21相连通的机油喷射流路54。另外，该机油喷射切换机构52具有与上述机油喷射流路54相连接的OSV(Oil Switching Valve；控制阀)7及机油喷射切换阀8。
以下，说明机油喷射机构51及机油喷射切换机构52各自的具体结构。
机油喷射机构
上述机油喷射通道53形成在上述缸体12的内部，上游端借助上述机油喷射切换机构52能与主注油孔21相连通。另外，该机油喷射通道53的下游侧与各缸对应地分支。在该分支形成的各油路的下游端附近配置有上述活塞喷嘴6。由此，在上述机油喷射切换机构52的机油喷射切换阀8处于开放状态时(参照图4)，从上述主注油孔21经由机油喷射切换机构52将机油向机油喷射通道53供给(机油喷射切换机构52中的机油喷射切换阀8的开闭动作见后述)。
活塞喷嘴6包括主体部61和安装于该主体部61的管状的喷嘴62。
在上述主体部61的内部收容有止回阀球机构(单向阀机构)63。作为该止回阀球机构63的结构，详细而言，在上述主体部61的内部形成有沿上下方向贯穿的通孔61a。该通孔61a的上端开口与上述机油喷射通道53相连通。另外，作为该通孔61a的内径尺寸，将上侧部分设定为小径(以下称为小径部分)，将下侧部分设定为大径(以下称为大径部分)。并且，该小径部分的下端成为阀座61b。
在该通孔61a的内部收容有能与上述阀座61b抵接的止回阀球63a。另外，在该通孔61a的内部收容有朝向阀座61b推压该止回阀球63a的由压缩螺旋弹簧构成的弹簧63b。止回阀球63a的外径尺寸设定为比上述通孔61a的小径部分的内径尺寸大，且比大径部分的内径尺寸小。此外，在主体部61的下端安装有塞子63c，该塞子63c将上述通孔61a的下端开口关闭，并且与弹簧63b的下端抵接。由此，弹簧63b在塞子63c与止回阀球63a之间被压缩。
另一方面，上述喷嘴62的内部空间与上述主体部61的通孔61a的大径部分相连通。另外，喷嘴62在从上述主体部61沿大致水平方向延伸后，向大致铅垂上方延伸，在喷嘴62的上端部形成有朝向上述活塞14的背面的喷射孔。
采用该结构，在从上述机油喷射通道53作用于上述通孔61a的上端开口的液压小于规定压力的情况下，利用上述弹簧63b的作用力使止回阀球63a与上述阀座61b抵接。由此，将上述通孔61a关闭(止回阀球机构63的关闭状态参照图3)。在该情况下，不执行从喷嘴62的喷射孔喷射机油。
另一方面，当从上述机油喷射通道53作用于上述通孔61a的上端开口的液压达到规定压力以上时，止回阀球63a克服上述弹簧63b的作用力地脱离上述阀座61b。由此，将通孔61a开放(止回阀球机构63的开放状态参照图4)。并且，从机油喷射通道53流入到通孔61a中的机油流入喷嘴62。由此，流入到喷嘴62内的机油被朝向活塞14的背面喷射。利用该机油喷射将活塞14冷却。由此，例如抑制缸内温度的过度上升而防止爆震的发生。另外，通过适当地设定上述弹簧63b的弹簧常数，调整止回阀球机构63开放的液压的值。
机油喷射切换机构
上述机油喷射切换机构52的机油喷射流路54形成在上述缸体12的内部，上游端与上述主注油孔21相连通。另外，该机油喷射流路54的下游侧分支成：下游端与OSV7相连的先导流路54a；与上述机油喷射通道53大致同轴配置的机油喷射导入油路54b。
上述机油喷射切换阀8收容在形成于上述缸体12的内部的阀插入孔81中。该阀插入孔81沿与上述机油喷射通道53及机油喷射导入油路54b的延长方向大致正交的方向延伸。另外，该阀插入孔81的一端侧(图中的上端侧)与上述OSV7的内部空间相连通，另一端侧(图中的下端侧)与上述机油喷射通道53及机油喷射导入油路54b相连通。
收容在该阀插入孔81内的机油喷射切换阀8亦如图5(机油喷射切换阀8的分解立体图)所示，包括阀外壳82、阀主体83、套环84和弹簧85。以下，分别进行说明。
阀外壳
阀外壳82是插入在上述阀插入孔81内的大致圆筒形状的构件。该阀外壳82的外径尺寸与阀插入孔81的内径尺寸大致一致。因此，该阀外壳82在阀插入孔81的内部在沿着阀插入孔81的轴心的方向(图3中的上下方向)上移动自如。另外，该阀外壳82的长度尺寸(沿着轴心的方向的长度尺寸)设定为比上述阀插入孔81的长度尺寸(沿着轴心的方向的长度尺寸)与上述机油喷射导入油路54b的内径尺寸之和稍短。由此，阀外壳82能在阀插入孔81的内部沿轴线方向稍微往返移动。
另外，在该阀外壳82的前端部附近的侧表面形成有隔着该阀外壳82的轴心相对的机油导入口82a及机油导出口82b。机油导入口82a朝向上述机油喷射导入油路54b开口。该机油导入口82a的轴心与阀外壳82的轴心正交。另一方面，机油导出口82b朝向上述机油喷射通道53开口。该机油导出口82b的轴心也与阀外壳82的轴心正交。另外，该机油导出口82b的开口面积设定为比上述机油导入口82a的开口面积稍小。另外，该机油导出口82b的轴心位于比上述机油导入口82a的轴心稍靠上侧的位置(参照图8)。
另外，在上述阀插入孔81的内表面上的图中的上端附近位置形成有圆环状的凹部81a。适当地设定该凹部81a的形成位置、高度尺寸及外径尺寸。
另一方面，在上述阀外壳82的外周面上形成有插入在该凹部81a内的圆环状的突起82c。该突起82c的厚度尺寸(图3中的上下方向的尺寸)比上述凹部81a的高度尺寸(图中的上下方向的尺寸)稍短。也就是说，在上述突起82c与凹部81a之间沿图中的上下方向具有间隙C。由此，阀外壳82在阀插入孔81的内部在沿着轴心的方向(图中的上下方向)上以该间隙C的尺寸移动自如。
另外，在上述机油喷射导入油路54b与上述机油喷射通道53的边界部分的油路的底部，形成有与上述阀外壳82的前端部分(下端部分)的形状大致吻合的形状的凹陷部55。该凹陷部55为大致圆柱形状，内径尺寸设定为与上述阀外壳82的前端部分的外径尺寸大致一致，或者比该外径尺寸稍大。因此，在如上所述沿上下方向移动自如的阀外壳82朝向下侧移动的情况下，该阀外壳82的前端部分嵌入到凹陷部55内。另外，在阀外壳82的前端部分嵌入到该凹陷部55内的状态下，上述阀外壳82的突起82c的下表面构成为与上述阀插入孔81的凹部81a的底面抵接，或者在这两者间存在微小的间隙。也就是说，上述突起82c及凹部81a形成为具有这样的上述间隙C，即，在阀外壳82朝向下侧移动时，上述间隙C容许阀外壳82的移动直到该阀外壳82的前端部分嵌入到凹陷部55的位置。
此外，亦如图8所示，在阀外壳82的前端部形成有开口82d。在该开口82d的内周缘设置有朝向内周侧突出的突部86、87。设置在上述机油导出口82b侧的突部87的高度尺寸(图中的t1)设定为比设置在上述机油导入口82a侧的突部86的高度尺寸(图中的t2)稍长。另外，在设置于该机油导出口82b侧的突部87的内缘上端部形成有倾斜面87a。在后述的阀主体83的关闭状态下，阀主体83的前端部与该倾斜面87a抵接。另外，作为上述机油导出口82b侧的突部87的形成范围，设定在阀外壳82的整个四周的1/3～1/4左右的范围内。该范围并不限定于此，见后述，只要是能确保将弹簧85的作用力经由阀主体83可靠地传递到阀外壳82的面积(上述倾斜面87a的面积)的范围即可。
阀主体
阀主体83插入在上述阀外壳82的内部。如图5及图8所示，该阀主体83成为具有圆筒形状的主体部83a和与该主体部83a的下端形成为一体的阀部83b的有底圆筒形状。主体部83a的外径尺寸与上述阀外壳82的内径尺寸大致一致。因此，该阀主体83在阀外壳82的内部在沿着轴心的方向(图中的上下方向)上移动自如。另外，作为上述阀部83b的结构，包括具有与上述主体部83a的外径尺寸一致的外径的基部83c、和与该基部83c的下端连续且比基部83c小径的前端部83d。该前端部83d的外径尺寸比形成在上述阀外壳82的前端部的上述开口82d的内径尺寸大径。由此，成为如下结构：在如上所述的阀主体83的关闭状态下，该阀部83b的前端部83d与设置在上述阀外壳82的机油导出口82b侧的突部87的倾斜面87a抵接(参照图8所示的状态)。另外，在该阀部83b的前端部83d与上述机油导出口82b侧的突部87的倾斜面87a抵接了的状态下，在阀部83b的前端部83d与上述机油导入口82a侧的突部86之间产生间隙，上述主注油孔21及机油喷射导入油路54b的液压作用于该阀部83b的前端部83d。该液压沿与阀部83b的前端部83d垂直的方向进行作用，作为使上述阀主体83进行后退移动(向图中的上方移动)的力而发挥作用。
套环
套环84是插入在上述阀外壳82的内部的圆筒形状的构件。该套环84的外径尺寸与阀外壳82的内径尺寸大致一致。另外，在该套环84的下端部形成有与上述弹簧85的上端缘抵接的弹簧座84a。该套环84的上端面与后述的OSV7的壳体71抵接。
弹簧
弹簧85由压缩螺旋弹簧构成。该弹簧85以在上述阀主体83的阀部83b的上表面与套环84的弹簧座84a之间压缩了的状态被收容。因此，对阀主体83施加朝向图中下方的作用力。也就是说，对该阀主体83施加了朝向上述机油喷射导入油路54b与机油喷射通道53的边界部分前进的方向的作用力。因此，在阀主体83的背压与机油喷射导入油路54b的内压(作用于阀部83b的前端部83d的液压)变为大致相同的情况下，利用该弹簧85的作用力使阀主体83向机油喷射导入油路54b侧前进移动，将阀外壳82的机油导出口82b关闭。由此，将机油喷射导入油路54b与机油喷射通道53之间切断(机油喷射切换阀8的关闭状态参照图3的状态)。另一方面，在机油喷射导入油路54b的内压(作用于阀部83b的前端部83d的液压)变得高于阀主体83的背压与弹簧85的作用力之和的情况下，阀主体83克服该弹簧85的作用力沿自机油喷射导入油路54b后退的方向移动(被拉入到阀插入孔81的内部)，将阀外壳82的机油导出口82b开放。由此，将机油喷射导入油路54b与机油喷射通道53之间连通(机油喷射切换阀8的开放状态参照图4的状态)。
OSV
上述OSV7的柱塞72能往返移动地收容在该壳体71内，利用与电磁螺线管77的通电/非通电相应的柱塞72的往返移动，切换机油的流路。
详细而言，在上述壳体71形成有液压导入口71a、阀压力口71b及排泄口71c。上述液压导入口71a设置在壳体71的前端面，与上述先导流路54a相连通。阀压力口71b设置在壳体71的侧表面(图3中的下表面)，与上述阀插入孔81相连通。排泄口71c设置在比形成有上述阀压力口71b的位置靠基端侧(电磁螺线管77侧)的壳体71的侧表面，连通于与未图示的曲轴箱相连的排泄油路12a。
另外，在该壳体71内的与上述液压导入口71a及阀压力口71b相对应的位置收容有止回阀球73。该止回阀球73根据位置的不同，能在阀关闭位置(参照图3的状态)与阀开放位置(参照图4的状态)之间移动，在上述阀关闭位置，将上述液压导入口71a与阀压力口71b连通，且将上述液压导入口71a及阀压力口71b与排泄口71c切断，在上述阀开放位置，将上述阀压力口71b与排泄口71c连通，且将上述阀压力口71b及排泄口71c与液压导入口71a切断。
详细而言，相对于止回阀球73的收容位置，在液压导入口71a侧固定有止挡部74。该止挡部74具有将上述液压导入口71a与壳体71的内部(止回阀球73的收容空间)连通的液压导入孔74a。该液压导入孔74a的内径尺寸设定为比上述止回阀球73的外径尺寸小。因此，在止回阀球73位于自止挡部74后退了的位置的情况下，如图3所示，将上述液压导入孔74a开放，使上述液压导入口71a相对于阀压力口71b相连通。另一方面，在止回阀球73朝向止挡部74移动而与止挡部74抵接了的情况下，如图4所示，将上述液压导入孔74a关闭，将上述液压导入口71a相对于阀压力口71b切断。
另外，相对于止回阀球73的收容位置在排泄口71c侧固定有阀座75。该阀座75具有将上述排泄口71c与壳体71的内部(止回阀球73的收容空间)连通的排泄孔75a。该排泄孔75a的内径尺寸设定为比上述止回阀球73的外径尺寸小。因此，在止回阀球73位于自阀座75后退了的位置的情况下，如图4所示，将上述排泄孔75a开放，使上述阀压力口71b与排泄口71c连通。另一方面，在止回阀球73朝向阀座75移动而与阀座75抵接了的情况下，如图3所示，将上述排泄孔75a关闭，将上述阀压力口71b与排泄口71c切断。
另外，利用由压缩螺旋弹簧构成的弹簧76对上述柱塞72施加朝向上述止回阀球73侧的作用力。另外，该柱塞72由电磁螺线管77驱动。也就是说，在未对电磁螺线管77外加电压时，如图4所示，利用上述弹簧76的作用力使柱塞72在壳体71内向图中左侧前进移动。该状态就是OSV7的关闭状态。另一方面，在对电磁螺线管77外加了电压时，如图3所示，柱塞72克服上述弹簧76的作用力在壳体71内向图中右侧后退移动。该状态就是OSV7的开放状态。向电磁螺线管77的电压的外加与否由ECU100(参照图6)控制。
在上述OSV7的开放状态下，如图3所示，柱塞72不推压止回阀球73，该止回阀球73接受来自上述先导流路54a的液压，从而自止挡部74后退而位于与阀座75抵接了的位置。由此，上述液压导入口71a与阀压力口71b连通。因此，从上述主注油孔21经过了先导流路54a的液压被导入到阀插入孔81内。在该情况下，来自主注油孔21的液压分别作用于机油喷射切换阀8的阀主体83的前端面及背面，因此该阀主体83在设置于背面侧的弹簧85的作用力的作用下朝向机油喷射导入油路54b侧移动(移动到图中的下侧)。随着该阀主体83的移动，该阀主体83将阀外壳82的机油导出口82b关闭，并且该阀主体83的前端部83d的外缘部与阀外壳82的机油导出口82b侧的突部87的倾斜面87a抵接。通过该抵接，阀外壳82也接受到来自上述弹簧85的作用力，阀外壳82朝向上述凹陷部55前进移动，如图8所示，阀外壳82的前端部嵌入到凹陷部55内。由此，机油喷射导入油路54b的下游端处于被机油喷射切换阀8关闭了的状态，不对机油喷射机构51的机油喷射通道53供给机油，机油喷射停止。
另一方面，当上述OSV7处于关闭状态时，如图4所示，柱塞72受到上述弹簧76的作用力而前进移动，推压止回阀球73。由此，止回阀球73自阀座75后退而位于与止挡部74抵接了的位置，上述阀压力口71b与排泄口71c连通。因此，阀插入孔81的机油从阀压力口71b及排泄口71c经由排泄油路12a被排泄到曲轴箱内。由此，阀插入孔81的液压急速下降。另外，来自主注油孔21的液压作用于机油喷射切换阀8的阀主体83的前端面，因此该机油喷射切换阀8克服设置于背面侧的弹簧85的作用力朝向阀插入孔81的内部移动(移动到图中的上侧)。随着该阀主体83的移动，该阀主体83将阀外壳82的机油导出口82b开放，使上述机油喷射导入油路54b与机油喷射通道53连通而向机油喷射机构51的机油喷射通道53供给机油。并且，当随着发动机转速的上升等，供给到该机油喷射通道53内的机油的液压达到规定值时，上述活塞喷嘴6的止回阀球机构63开放，执行机油喷射而将活塞14冷却。
这样，在机油喷射切换机构52中，与OSV7的切换动作联动地切换阀插入孔81内部的液压而进行机油喷射切换阀8的开闭。因此，该OSV7仅具备供油通路的切换功能即可，能够实现为比较小型的结构。由此，能够实现机油喷射切换机构52的小型化。另外，在使机油喷射切换阀8后退移动时，使阀插入孔81的液压下降，所以在OSV7的切换的大致同时，开始进行机油喷射切换阀8的后退移动，控制性变得良好。
上述活塞14的冷却以防止发动机1的燃烧行程内的爆震的发生为主要目的。因此，基本上，在发动机1的暖机过程中等，将活塞14冷却的要求低，在发动机1的暖机完成后(特别是暖机完成后的高负荷运转区域、高旋转区域)，将活塞14冷却的要求变高。因此，例如在发动机1的冷启动的初期时，冷却水温度比较低，因此将活塞14冷却的要求低，上述OSV7成为开放状态而使机油喷射停止。由此，谋求发动机1的暖机性能的提高，或者使喷射到缸内的燃料的雾化得到促进而谋求排气污染的改善、机油稀释的防止。另一方面，在发动机1的暖机完成后的规定运转区域(高负荷运转区域、高旋转区域)，上述OSV7成为关闭状态，对机油喷射通道53供给发动机机油，从各活塞喷嘴6、6、……朝向活塞14、14、……的背面侧喷射发动机机油。由此，抑制缸内温度的过度上升而防止爆震的发生。
控制系统
图6是表示发动机1及机油喷射装置5的控制系统的框图。ECU100是执行发动机1的运转控制等的电子控制装置。该ECU100包括CPU(Central Processing Unit，中央处理单元)、ROM(ReadOnly Memory，只读存储器)、RAM(Random Access Memory，随机读取存储器)以及备用RAM等。
在ROM中存储有各种控制程序、在执行这些各种控制程序时参照的映射等。CPU基于存储在ROM中的各种控制程序、映射来执行运算处理。RAM是将CPU中的运算结果、从各传感器输入的数据等暂时存储的存储器。备用RAM是在发动机1停止时等，将应该保存的数据等存储的非易失性的存储器。
上述ECU100连接有多个传感器。详细而言，连接有曲轴位置传感器101、凸轮位置传感器102、空气流量计103、节气门开度传感器104、加速踏板位置传感器105、水温传感器106、液压传感器107、油温传感器108及爆震传感器109等。每当作为发动机1的输出轴的曲轴15旋转规定角度时，曲轴位置传感器101发出脉冲信号。每当凸轮轴(例如进气凸轮轴16a)旋转规定角度(例如360°)时，凸轮位置传感器102发出脉冲信号。空气流量计103测量吸入空气量。节气门开度传感器104对进气系统所具备的节气门的开度进行检测。加速踏板位置传感器105检测加速踏板的踏下量。水温传感器106检测发动机冷却水的温度。液压传感器107检测上述主注油孔21的内部的液压。油温传感器108检测主注油孔21的内部的油温。爆震传感器109利用压电元件(压敏元件)对传递到缸体12的发动机1的振动进行检测。另外，作为爆震传感器109，也可以是电磁式(磁体，线圈式)结构。来自上述传感器101～109的信号输入到ECU100中。
另外，该ECU100除了上述各传感器以外，作为公知的传感器，还连接有车轮速度传感器、挡位传感器、制动踏板传感器、进气温度传感器、A/F传感器和O2传感器等(均省略图示)。来自这些传感器的信号也输入到ECU100中。
另外，在ECU100的输出接口连接有上述OSV7、调整节气门的开度的节气门马达9、喷射器10、火花塞(详细而言是火花塞的点火器)19、可变气门正时(VVT)机构42、43以及在异常发生时亮灯的MIL(Malfunction Indicator Lamp，故障指示灯)110等。
并且，ECU100基于上述的各种传感器的检测信号，进行包括喷射器10的燃料喷射控制、火花塞19的点火正时控制以及节气门的开度控制等在内的发动机1的各种控制。另外，ECU100也进行上述OSV7的开闭控制(机油喷射控制)。另外，ECU100也根据发动机1的运转状态进行由VVT机构42、43执行的气门正时调整动作。
作为由上述机油喷射装置5进行的机油喷射的切换控制，在规定的机油喷射停止条件成立的期间中，上述OSV7为ON，使机油喷射停止。例如在发动机转速为规定值以下且发动机负荷为规定值以下的情况下，该机油喷射停止条件成立。
图7表示存储在上述ECU100的ROM中的机油喷射执行映射。在该机油喷射执行映射中，将发动机转速及发动机负荷作为参数，设定机油喷射执行区域和机油喷射停止区域。也就是说，在发动机转速为图中的Ne0以下且发动机负荷为图中的KL0以下的情况下，发动机运转区域位于机油喷射停止区域。在该情况下，从ECU100输出机油喷射停止信号。由此，使上述OSV7为ON，使机油喷射停止。相对于此，在发动机转速超过图中的Ne0的情况下、发动机负荷超过图中的KL0的情况下，发动机运转区域位于机油喷射执行区域。在该情况下，从ECU100输出机油喷射执行信号。由此，使上述OSV7为OFF，执行机油喷射。
另外，作为上述发动机转速Ne0及发动机负荷KL0的值，通过实验或模拟来设定。例如，将各值设定成不会在发动机1的燃烧行程内发生爆震的范围且适当地维持活塞14的温度(不会将活塞14过度冷却)。
并且，在规定的机油喷射停止条件成立而从ECU100输出机油喷射停止信号的情况下，如上所述，使上述OSV7ON，如图8所示，利用弹簧85的作用力使阀主体83朝向机油喷射导入油路54b侧移动(移动到图中的下侧)。随着该阀主体83的移动，该阀主体83将阀外壳82的机油导出口82b关闭。另外，阀主体83的前端部83d的外缘部与阀外壳82的机油导出口82b侧的突部87的倾斜面87a抵接。通过该抵接，阀外壳82也受到来自上述弹簧85的作用力。因此，阀外壳82朝向上述凹陷部55前进移动，而朝向凹陷部55的底面推压阀外壳82的前端部。结果，阀外壳82的前端面与凹陷部55的底面之间的密封性得到良好的确保，防止机油从该阀外壳82的前端面与凹陷部55的底面之间漏出到活塞喷嘴6侧。
爆震控制系统(KCS)
在上述ECU100中搭载有爆震控制系统。该爆震控制系统调整火花塞19的点火正时，以消除发动机1的爆震。以下，说明该爆震控制系统。
另外，在以下的说明、特别是后述的各运算式中，将点火正时的提前侧取作“正”侧，将点火正时的滞后侧取作“负”侧。
上述爆震控制系统基于上述爆震传感器109的输出信号判定是否发生了爆震。并且，该爆震控制系统在判定为发生了爆震的情况下，相对于根据发动机1的运转状态(发动机负荷、发动机转速等)设定的基本点火正时(也称作最提前点火正时)将点火正时持续向滞后侧变更。也就是说，该爆震控制系统利用点火正时的滞后使燃烧室18内的混合气体的燃烧速度下降而将最高燃烧压抑制为较低，由此消除爆震，或者抑制爆震。另外，爆震控制系统在判定为未发生爆震时，使点火正时逐渐朝向上述基本点火正时提前，而进行谋求点火正时的最佳化(向燃烧效率最高的点火正时(后述的MBT点火正时)转移、或者在不发生爆震的范围内向最提前侧的点火正时(后述的爆震点火正时)转移)的点火正时控制。另外，见后述，基于MBT点火正时及爆震点火正时算出上述基本点火正时。
详细而言，在利用上述爆震传感器109检测的振动的强度大于规定的阈值(爆震判定阈值)的情况下，爆震控制系统判定为发生了爆震。另一方面，在上述振动的强度小于规定的阈值的情况下，爆震控制系统判定为未发生爆震。并且，学习距基本点火正时的滞后量，即，由爆震控制系统获得的点火正时的修正量来作为KCS学习值(以下有时也称为KCS滞后学习值)而存储在上述RAM等中。
该KCS学习值用于调整点火正时的滞后量。在发生爆震时，以使点火正时滞后的方式学习该KCS学习值。详细而言，通过对根据爆震的有无而设定的反馈项进行逐渐变化处理，算出该KCS学习值(例如参照日本特开2010-270688号公报、日本特开2012-97595号公报等)。另外，如上所述，这里将点火正时的滞后侧取作“负”侧，所以该KCS学习值(向滞后侧的修正值)为负的值。也就是说，当发生爆震时，为了增大点火正时的滞后量而进行学习，以将KCS学习值的绝对值(负的值的绝对值)设定为较大。另一方面，当未发生爆震时，为了使点火正时逐渐提前而以将KCS学习值的绝对值设定为较小的方式进行学习。因而，在发动机1的理想的运转状态(例如后述的未发生机油喷射的异常的情况等)下，将自基本点火正时滞后了KCS学习值的点火正时(基本点火正时与KCS学习值(负的值)相加后得到的点火正时)设定为作为目标的点火正时(要求点火正时)。
KCS学习控制
接下来，详细说明边改变上述KCS学习值，边调整点火正时的KCS学习控制(点火正时控制)。
该KCS学习控制是为了抑制发动机1的爆震的发生而持续改变KCS学习值的控制。也就是说，该KCS学习控制如上所述基于爆震传感器109的输出信号判定爆震的发生的有无，基于该判定结果使点火正时自基本点火正时以KCS学习值进行滞后，并且持续学习该点火正时的滞后量(KCS学习值)。
详细而言，根据基于曲轴位置传感器101的输出信号算出的发动机转速及根据空气流量计103的输出信号获得的吸入空气量(相当于发动机负荷)，参照预先设定的映射算出基本点火正时。另外，将来自爆震传感器109的爆震信号的峰值与爆震判定阈值进行比较，判定爆震发生的有无。并且，在判定为发生了爆震时，使点火正时自基本点火正时滞后，从而降低混合气体的燃烧速度，将最高燃烧压抑制为较低，从而消除爆震。此时，基于爆震被消除后的滞后量(自基本点火正时的滞后量)学习KCS学习值而存储在上述RAM、备用RAM中。另外，如上所述，在该KCS学习控制中，以在发生爆震时使点火正时滞后的方式学习滞后量(KCS学习值)。另外，在未发生爆震时，以使点火正时逐渐提前的方式学习滞后量(KCS学习值)。
这里，基本点火正时是基于发动机转速及发动机负荷(吸入空气量)等的发动机1的运转状态，在标准的环境条件下不使爆震发生的最提前侧的点火正时。另外，发动机负荷是根据加速踏板位置、空调负荷和电负荷等求出的要求负荷(要求发生转矩)。例如基于根据空气流量计103的输出信号获得的吸入空气量，参照映射算出该发动机负荷。另外，也可以基于吸入空气量及发动机转速算出发动机负荷。
图9是用于说明爆震控制系统中的点火正时设定的基本动作的示意图。如该图9所示，上述点火正时控制用于设定作为点火正时的控制目标值的要求点火正时afin。另外，这里，将点火正时表示成曲轴转角相对于成为点火对象的汽缸的压缩上死点的提前量[℃A]，如上所述，将提前侧取作“正”侧，将滞后侧取作“负”侧。
在设定上述要求点火正时afin时，首先，算出点火正时控制中的要求点火正时afin的设定范围的提前侧的极限值即基本点火正时(最提前点火正时)absef，以及该范围的滞后侧的极限值即最滞后点火正时akmf。并且，据此算出要求点火正时afin相对于爆震控制中的最提前点火正时absef的最大滞后量akmax。
另外，将最滞后点火正时akmf设定成即使在设想的最差的条件下，也能将爆震发生收敛在可充分地容许的等级以内的点火正时的指标值。
利用最提前点火正时absef及最滞后点火正时akmf，根据以下的算式(1)算出上述最大滞后量akmax。
akmax＝absef-akmf……(1)
基于MBT(Minimum Advance for Best Torque，最小点火提前角)点火正时ambt及爆震发生点火正时(以下简称为爆震点火正时)ak否k算出上述最提前点火正时absef。详细而言，如以下的算式(2)所示，将MBT点火正时ambt及爆震点火正时ak否k中的更靠滞后侧的值设定为最提前点火正时absef。在图9所示的图中，爆震点火正时ak否k位于比MBT点火正时ambt靠滞后侧的位置，将该爆震点火正时ak否k设定为最提前点火正时absef。
absef＝min(ambt、ak否k)……(2)
这里，MBT点火正时ambt表示在现状的发动机运转条件下能获得最大转矩的点火正时(最大转矩点火正时)。另外，爆震点火正时ak否k表示在使用爆震极限高的高辛烷值燃料时，在设想的最佳的条件下，能将爆震发生(爆震的大小)收敛在可容许的等级以内的点火正时的提前极限值(爆震极限点火正时)。基于现状的发动机转速Ne、发动机负荷KL等，参照预先存储在上述ROM中的设定映射，设定上述MBT点火正时ambt及爆震点火正时ak否k。设定该MBT点火正时ambt及爆震点火正时ak否k的映射通过实验或模拟来预先作成而存储在上述ROM中。另外，作为该映射，包括在从上述ECU100输出机油喷射执行指令信号的情况下使用的机油喷射执行指令时映射以及在从ECU100输出机油喷射停止指令信号的情况下使用的机油喷射停止指令时映射。并且，按照根据该指令信号选择的映射，设定上述MBT点火正时ambt及爆震点火正时ak否k。
另外，上述MBT点火正时ambt及爆震点火正时ak否k中的哪一个成为滞后侧是因发动机负荷而异的。图10是表示与发动机负荷的变化相对应的MBT点火正时ambt及爆震点火正时ak否k的变化的一例的图。如该图10所示，在发动机负荷比较低的运转区域(图中的小于发动机负荷KL3的区域)，MBT点火正时ambt位于比爆震点火正时ak否k靠滞后侧的位置。因此，在该运转区域内，最提前点火正时absef成为MBT点火正时ambt。也就是说，在该运转区域内，理想的是，在相对于MBT点火正时ambt滞后了当下的KCS学习值的正时设定要求点火正时afin。另一方面，在发动机负荷比较高的运转区域(图中的发动机负荷KL3以上的区域)，爆震点火正时ak否k位于比MBT点火正时ambt靠滞后侧的位置。因此，在该运转区域内，最提前点火正时absef成为爆震点火正时ak否k。也就是说，在该运转区域内，理想的是，在相对于爆震点火正时ak否k滞后了当下的KCS学习值的正时设定要求点火正时afin。
也就是说，如以下的算式(3)所示，通过使最提前点火正时absef与当下的KCS学习值(KCS滞后学习值)aknk相加(相加负的值)，来设定要求点火正时afin。
afin＝absef+aknk……(3)
另外，为了防止要求点火正时afin成为比最提前点火正时absef靠提前侧的正时，对KCS滞后学习值aknk的值施与限制。例如在基于算式(3)算出要求点火正时afin的情况下，将KCS滞后学习值aknk限制为“0”以下的值。因而，在KCS滞后学习值aknk成为了正的值时，将该值设定为“0”。
经这样的点火正时控制，将要求点火正时afin设定成在不会发生可容许的等级以上的爆震的范围内获得大转矩的提前侧的值。
以上就是爆震控制系统中的点火正时设定的基本动作。
机油喷射异常判定
接下来，说明作为本实施方式的特征的动作即机油喷射异常判定。首先，说明该机油喷射异常判定的概略。
如上所述，在开闭机油喷射切换阀8来切换机油喷射的执行与非执行的结构中，在机油喷射切换阀8的开放动作不再正常进行，或用于进行机油喷射的油路(例如上述机油喷射通道53)堵塞的情况下，不能进行机油喷射。在该情况下，导致不再能够充分地冷却活塞14等这样的不良。例如设定将机油喷射切换阀8固定为关闭状态(以下称为关闭固定)的情况等。
本实施方式鉴于这一点，以提前且准确地判定机油喷射的异常的有无为目的，基于火花塞19的点火正时判定机油喷射的异常的有无。以下，具体进行说明。
图11是将机油喷射切换阀8达到关闭固定而成为不能进行机油喷射(机油喷射停止)的状态下的与发动机负荷相对应的点火正时(实际点火正时)ajs的变化的一例，与上述MBT点火正时ambt及爆震点火正时ak否k的变化的一例(在图10中表示)一起表示的图。
如该图11所示，在成为不能进行机油喷射的状态下，即，在虽然从ECU100输出机油喷射执行指令信号(发动机转速及发动机负荷处于图7所示的机油喷射执行区域)但却不能进行机油喷射的状态下，不能充分地冷却活塞14。因此，随着缸内温度的上升，提前发生爆震。也就是说，将点火正时ajs设定在比利用由上述爆震控制系统进行的点火正时控制设定的要求点火正时afin(自最提前点火正时absef以存储在RAM内的当下的KCS滞后学习值aknk进行了滞后而得到的要求点火正时afin)更靠滞后侧的位置。也就是说，在不能进行机油喷射的状态下，将点火正时ajs设定在比利用爆震控制系统设定的原来的要求点火正时afin(设想为进行机油喷射的状态下的要求点火正时afin)更靠滞后侧的位置。
例如在发动机负荷是图中的KL1的情况下，MBT点火正时ambt1位于比爆震点火正时ak否k1靠滞后侧的位置，作为最提前点火正时absef，设定成MBT点火正时ambt1。并且，将实际的点火正时ajs1设定在比该最提前点火正时(MBT点火正时ambt1)以规定量滞后了的滞后侧(比利用上述KCS滞后学习值aknk设定的点火正时更靠滞后侧)的位置。
另外，在发动机负荷是图中的KL2的情况下，爆震点火正时ak否k2位于比MBT点火正时ambt2靠滞后侧的位置，作为最提前点火正时absef，设定成爆震点火正时ak否k2。并且，将实际的点火正时ajs2设定在比该最提前点火正时(爆震点火正时ak否k2)以规定量滞后了的滞后侧(比利用上述KCS滞后学习值aknk设定的点火正时更靠滞后侧)的位置。
图12A是表示发动机负荷为KL1的情况下的各点火正时与发动机转矩的关系的图。如该图12A所示，相比能在现状的发动机运转条件下获得最大转矩的点火正时即MBT点火正时ambt1，爆震点火正时ak否k1位于提前侧，将实际的点火正时ajs1设定在滞后侧。
图12B是表示发动机负荷为KL2的情况下的各点火正时与发动机转矩的关系的图。如该图12B所示，相比能在线状的发动机运转条件下获得最大转矩的点火正时即MBT点火正时ambt2，爆震点火正时ak否k2位于滞后侧，将实际的点火正时ajs2设定在更滞后侧的位置。
这样，作为将实际的点火正时设定在比最提前点火正时(在发动机负荷为KL1的情况下是MBT点火正时ambt1，在发动机负荷为KL2的情况下是爆震点火正时ak否k2)靠滞后侧的位置的主要原因，可以举出上述KCS滞后学习值aknk，如图13(表示发动机负荷为KL2的情况下的各点火正时的示意图)所示，在相比设定在以当下的KCS滞后学习值aknk滞后了的滞后侧的点火正时(上述要求点火正时afin)，将实际的点火正时(实际点火正时)ajs设定在更靠滞后侧的位置的状况(相当于在本发明中所说的“火花塞的点火正时滞后量超过了规定的判定阈值的情况”)下，设定其原因是虽然能良好地进行活塞14的冷却，但提前发生了爆震(参照图13中的异常滞后量)。也就是说，推测为未适当地进行机油喷射。并且，在本实施方式中，在相比设定在以该KCS滞后学习值aknk滞后了的滞后侧的点火正时(要求点火正时afin)将实际的点火正时(实际点火正时ajs)设定在更靠滞后侧的位置的情况下的滞后量(上述异常滞后量)超过规定的阈值(图13中的滞后量阈值A)的情况下，判定为未适当地进行机油喷射。本实施方式基于这样的原理，进行利用了点火正时的机油喷射异常判定。
另外，也可以不设定上述滞后量阈值A，在实际点火正时ajs达到了比要求点火正时afin靠滞后侧的位置的时刻判定为机油喷射处于异常。但是，理想的是，考虑干扰及其它的不均(例如因沉积物附着在缸内、活塞14上而使实际压缩比变高了的情况等)，在实际点火正时ajs与要求点火正时afin的偏差超过了上述滞后量阈值A时判定为机油喷射处于异常。
接下来，使用图14的流程图具体说明上述机油喷射异常判定。在发动机1的运转中每隔数msec执行该图14所示的流程图。
首先，在步骤ST1中取得来自各传感器的信息。详细而言，取得来自上述曲轴位置传感器101的曲轴旋转位置信息、来自上述空气流量计103的吸入空气量信息、来自上述加速踏板位置传感器105的加速踏板位置信息、来自水温传感器106的冷却水温度信息以及来自爆震传感器109的振动信息等。
随后，转到步骤ST2，判定当下的发动机1的运转区域是否是机油喷射执行区域。通过判定发动机转速及发动机负荷是否处于图7所示的机油喷射执行映射中的机油喷射执行区域内，来进行该判定。基于来自曲轴位置传感器101的曲轴的旋转位置信息算出发动机转速。基于来自空气流量计103的吸入空气量信息求出发动机负荷。也就是说，在发动机转速及发动机负荷处于机油喷射执行区域内的情况下，在该步骤ST2中判定为是。另一方面，在发动机转速及发动机负荷不处于机油喷射执行区域内的情况下，在该步骤ST2中判定为否。
在发动机转速及发动机负荷不处于机油喷射执行区域内而在步骤ST2中判定为否的情况下，视作在当下的发动机1的运转区域内不要求机油喷射，直接返回。例如在发动机1的冷启动时等，视作处于为了谋求发动机1的提前暖机而应该停止机油喷射的运转区域内，直接返回。
另一方面，在发动机转速及发动机负荷处于机油喷射执行区域内而在步骤ST2中判定为是的情况下，转到步骤ST3。在该步骤ST3中，取得当下的运转区域内的KCS学习值(KCS滞后学习值)aknk。也就是说，将在上述的KCS学习控制中求出而存储在RAM、备用RAM中的KCS学习值aknk读出。这里读出的KCS学习值aknk成为设想在当下的运转区域内进行机油喷射的情况的值。
随后，转到步骤ST4，取得当下的发动机转速及发动机负荷下的MBT点火正时ambt及爆震点火正时ak否k。详细而言，如上所述，通过使当下的发动机转速及发动机负荷应用于设定MBT点火正时ambt及爆震点火正时ak否k的映射，来抽出MBT点火正时ambt及爆震点火正时ak否k。
接下来，转到步骤ST5，算出最提前点火正时absef。根据上述算式(2)算出该最提前点火正时absef。也就是说，求出MBT点火正时ambt及爆震点火正时ak否k中的靠滞后侧的值来作为最提前点火正时absef。
随后，转到步骤ST6，取得实际点火正时ajs。根据来自ECU100的点火指示信号识别该实际点火正时ajs。采用由上述的爆震控制系统进行的点火正时控制，当在不会发生爆震的范围内使点火正时持续逐渐提前时，从ECU100输出来自该ECU100的点火指示信号。也就是说，基于从该ECU100输出的点火指示信号取得实际点火正时ajs。
然后，转到步骤ST7，判定使上述最提前点火正时absef(在步骤ST5中算出的最提前点火正时absef)与KCS学习值aknk(负的值)相加并减掉规定的判定余量(相当于上述滞后量阈值A；正的值)后得到的值(点火正时)是否大于上述实际点火正时(在步骤ST6中取得的实际点火正时)(是否是正侧的值)，即，判定是否处于提前侧(参照图13)。
上述KCS学习值aknk是使点火正时向滞后侧转移的负的值，所以将最提前点火正时absef与KCS学习值aknk相加是算出相对于该最提前点火正时absef以KCS学习值aknk的绝对值量滞后了的滞后侧的点火正时。
另外，上述判定余量(滞后量阈值A)如上所述用于提高机油喷射异常判定的可靠性，在与相对于最提前点火正时absef以KCS学习值aknk的绝对值量滞后了的滞后侧的点火正时(上述要求点火正时afin)相比，使实际点火正时ajs进一步超过规定量(上述判定余量)而位于滞后侧的情况下，判定为机油喷射处于异常。预先基于实验或模拟来设定该判定余量，考虑上述机油喷射异常判定的误判定主要原因(例如因沉积物的附着而使实际压缩比上升等)地设定该判定余量。
当在步骤ST7中判定为否的情况下，视作实际点火正时ajs未达到发生了机油喷射异常的情况下的滞后量，直接返回。也就是说，视作机油喷射正常进行，返回。在该情况下，实际点火正时ajs与上述要求点火正时afin一致，或者位于比自该要求点火正时afin滞后了上述滞后量阈值A的点火正时靠提前侧的位置。
另一方面，当在步骤ST7中判定为是的情况下，视作实际点火正时ajs达到了发生机油喷射异常的情况下的滞后量(参照图13所示的实际点火正时ajs)，在步骤ST8中判定机油喷射处于异常。例如在从机油喷射正常进行的状态发生异常(例如上述关闭固定)而停止了机油喷射的情况等，实际点火正时ajs自利用上述KCS学习值aknk设定的上述要求点火正时afin进一步超过规定量(上述判定余量)而位于滞后侧，在步骤ST7中判定为是。由此，判定机油喷射处于异常(步骤ST8)。
并且，在步骤ST9中，使上述MIL110亮灯，催促驾驶员进行检查维修。另外，进行车辆的退避行使(发动机1的故障安全处理)。例如通过减小节气门的开度或者减少来自喷射器10的燃料喷射量等来将发动机输出设定为较低(限制输出)，转移到抑制活塞14的温度的上升的控制。另外，将异常信息写入上述ECU100具备的诊断中。
根据以上的动作，通过利用现有的爆震控制系统能够准确地进行机油喷射是否发生异常的判定。
如上所述，在本实施方式中，在实际点火正时ajs超过规定的判定阈值(自要求点火正时afin滞后了滞后量阈值A的点火正时)而位于滞后侧的状况下，缸内温度大幅上升，判断其原因在于机油喷射的量不足。并且，不能充分地获得缸内温度的降低功能，判定机油喷射处于异常状态。由此，能够有效地利用现有的点火正时控制，不用液压的检测等的构件就能准确地判定机油喷射的异常的有无。
另外，在如本实施方式那样设置有机油喷射切换阀8时，能够根据需要切换机油喷射的执行及非执行，例如能在发动机1的冷启动初期时使机油喷射停止而谋求发动机1的暖机性能的提高，或者在发动机1的暖机完成后放置爆震的发生。但是，设置这种机油喷射切换阀8会使故障发生主要原因部位增加。在本实施方式中，能够准确地进行该增加了的故障发生主要原因部位的故障判定。因此，本实施方式能将设置机油喷射切换阀8所产生的缺点消除，提高设置该机油喷射切换阀8的实用性。
变形例
接下来，说明变形例。该变形例用于在判定机油喷射发生了异常的情况下，进一步特定该异常的状态。
详细而言，用于辨别机油喷射切换阀8的关闭固定与开放固定。该机油喷射切换阀8的关闭固定是机油喷射切换阀8固定为关闭状态而不能向机油喷射装置5供给机油的状态。另外，机油喷射切换阀8的开放固定使机油喷射切换阀8固定为开放状态而始终向机油喷射装置5供给机油的状态。
图15表示与上述关闭固定时及开放固定时的各情况下的油粘度相对应的液压的变化幅度。在该情况下，若利用上述液压传感器107检测的液压为图中的P1，则不能辨别关闭固定和开放固定。这是因为，该液压为P1的状况是在油粘度较低的状态下关闭固定的情况，以及油粘度较高的状态下开放固定的情况中的任一种情况下都可能产生的液压。这样，只通过检测液压并不能辨别关闭固定和开放固定。
在本变形例中，不仅求出液压，还求出油种类及油粘度，据此辨别关闭固定和开放固定。以下，使用图16的流程图进行详细说明。在发动机的运转中每隔数msec执行该图16所示的流程图。
首先，在步骤ST11中，辨别是否已判定为机油喷射发生了异常。该判定与上述实施方式同样地进行。
在机油喷射未发生异常的情况下，在步骤ST11中判定为否，直接返回。
另一方面，当机油喷射发生异常，在步骤ST11中判定为是的情况下，转到步骤ST12。在该步骤ST12中，取得进行了由上述VVT机构42、43执行的气门正时调整动作时的响应速度和当下的油温。基于来自上述凸轮位置传感器102的输出，根据当下气门正时与目标气门正时之间的差(相位差)和达到该目标气门正之前所花费的时间，算出VVT机构42、43的响应速度。另外，利用上述油温传感器108检测当下的油温。
在步骤ST13中，根据上述VVT机构42、43的响应性求出工作油的油种类及油粘度。例如，可以将上述的关系预先作为映射而存储在ROM中，根据该映射求出油种类及油粘度。
随后，转到步骤ST14，基于上述液压、油种类及油粘度判定机油喷射切换阀8的固定状态。该判定预先通过实验、模拟求出液压、油种类及油粘度与机油喷射切换阀8的固定状态(是关闭固定还是开放固定)的关系，形成映射，将液压、油种类及油粘度的信息应用于该映射，从而判定机油喷射切换阀8的固定状态。
随后，转到步骤ST15，将该机油喷射切换阀8的固定状态的信息写入到上述ECU100所具备的诊断中。
采用本例，能够判定机油喷射切换阀的固定状态。因此，能够提前想出用于消除该不良的对策(应该执行关闭固定的情况下的对策及开放固定的情况下的对策中的哪一个对策)。
其它实施方式
在以上说明的实施方式及变形例中，说明了将本发明应用在直列4缸汽油发动机中的情况。本发明的缸数、发动机的形式(V型、水平对置型等)并不受特别限定。另外，也可以将本发明应用在柴油发动机中。
另外，在上述实施方式及变形例中，在机油喷射切换机构52中设置有OSV7。本发明不限定于此，也可以设置能调整开度的OCV(OilControl Valve，机油控制阀)。
另外，在上述实施方式及变形例中，说明了将本发明应用在普通车辆(只搭载发动机1作为驱动力源的车辆)中的情况。本发明也可以应用在混合动力车辆(搭载发动机及电动机作为驱动力源的车辆)。
另外，在上述实施方式及变形例中，说明了将本发明应用在用于冷却活塞14的机油喷射装置5中的情况。本发明也可以应用在用于冷却缸内壁面的机油喷射装置中。
另外，在上述实施方式中，在发动机1的运转中，每隔规定时间进行按照图14的流程图进行的机油喷射异常判定。本发明不限定于此，也可以只在发动机1的运转中的规定期间内进行上述机油喷射异常判定。例如也可以从发动机运转状态自图7所示的机油喷射停止区域向机油喷射执行区域转移而从ECU100输出了机油喷射执行指令信号的时刻开始进行上述机油喷射异常判定。
工业实用性
本发明能够应用在搭载于发动机的机油喷射装置的机油喷射切换阀中的关闭固定等的异常的判定中。
附图标记说明
1、发动机(内燃机)；18、燃烧室；19、火花塞(火花塞)；5、机油喷射装置；8、机油喷射切换阀；100、ECU。

Claims (6)

1.一种机油喷射异常判定装置，是内燃机的机油喷射异常判定装置，该内燃机进行用于使缸内温度下降的机油喷射，并且进行在爆震发生时使火花塞的点火正时滞后的点火正时控制，其特征在于，
在上述火花塞的点火正时滞后量超过了规定的判定阈值的情况下，判定为处于机油喷射的量不足的异常状态。
2.根据权利要求1所述的机油喷射异常判定装置，其特征在于，
对要求点火正时和实际点火正时进行比较，在实际点火正时相对于上述要求点火正时向滞后侧的偏差超过了规定量的情况下，判定为处于机油喷射的量不足的异常状态，上述要求点火正时是相对于基于上述内燃机的运转状态设定的上述火花塞的基本点火正时以在爆震发生时为了消除爆震而学习的KCS学习值滞后了的点火正时。
3.根据权利要求2所述的机油喷射异常判定装置，其特征在于，
上述火花塞的基本点火正时设定为MBT点火正时和爆震点火正时中的滞后侧的点火正时，上述MBT点火正时是在当下的内燃机运转条件下获得最大转矩的点火正时，上述爆震点火正时是能使爆震的大小收敛于可容许的等级以内的点火正时的提前极限值。
4.根据权利要求1、2或3所述的机油喷射异常判定装置，其特征在于，
在用于进行上述机油喷射的油路中设置有机油喷射切换阀，在上述内燃机的运转状态处于机油喷射执行区域内的情况下，按照开放指令信号开放该机油喷射切换阀，在上述内燃机的运转状态处于机油喷射停止区域内的情况下，按照关闭指令信号关闭该机油喷射切换阀，
在虽然输出了上述开放指令信号，但上述火花塞的点火正时滞后量超过了规定的判定阈值的情况下，判定为处于机油喷射的量不足的异常状态。
5.根据权利要求4所述的机油喷射异常判定装置，其特征在于，
上述内燃机具有可变气门正时机构，
在进行了上述机油喷射异常判定的情况下，根据上述可变气门正时机构的响应速度求出油种类及油粘度，根据上述油种类、油粘度和检测出的液压判定上述机油喷射切换阀的固定状态。
6.一种内燃机的控制装置，其特征在于，
在由权利要求1～5中任一项所述的机油喷射异常判定装置判定为处于上述机油喷射的量不足的异常状态的情况下，限制内燃机的输出。
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