JP2006524782A - ドライサンプ式内燃機関の制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】この発明は、ドライサンプ式内燃機関の制御装置に関し、内燃機関の運転状態に応じて、スカベンジポンプの駆動を好適に制御することを目的とする。
【解決手段】内燃機関１０の軸トルクを駆動力とするフィードポンプ２８を設ける。電動式のスカベンジポンプ３６を設ける。スカベンジポンプ２８の吐出量とフィードポンプ３６の吐出量との比率（S/F比）のベース値を算出する。機関回転数が高い領域では、機関回転数が低い領域に比して、S/F比が低くなるように上記ベース値に修正を施す。このように修正されたS/F比に基づいて、スカベンジポンプ３６の吐出量を制御する。
【選択図】図１

Description

この発明は、ドライサンプ式内燃機関の制御装置に係り、特に、機関回転数に依存せずに吐出量が変更可能に構成されたスカベンジポンプを有するドライサンプ式内燃機関の制御装置に関する。

従来、例えば、特開２０００−３３７１１９号公報には、ドライサンプ式内燃機関の制御装置が開示されている。この装置は、クランク室の外部に設けられたオイルタンク内のオイルをクランク室内に供給する電動フィードポンプを備えている。また、この装置は、電動フィードポンプにより内燃機関の各部に供給された後にクランク室の底部に設けられたオイルパン内に滴下したオイルをオイルタンクに回収する電動スカベンジポンプを備えている。そして、上記従来の制御装置は、オイルパン或いはオイルタンクのオイルレベルに応じて、電動スカベンジポンプの回転数を制御している。上記従来の制御装置によれば、電動スカベンジポンプの駆動エネルギーを最小限に抑えながら、オイルパンおよびオイルタンクのオイルレベルを適切に保つことができる。
尚、出願人は、本発明に関連するものとして、上記の文献を含めて、以下に記載する文献を認識している。

特開２０００−３３７１１９号公報 特開平６−４２３２５号公報 特開平５−５４０９号公報 実公平６−１０１１０号公報 特開２００１−２０７１５号公報 実開平３−１７２１３号公報

内燃機関は、一般に、機関回転数が高くなるにつれオイル循環量を多く要求する。従って、ドライサンプ式内燃機関において、フィードポンプの吐出量（回転数）は、機関回転数が高くなるほど大きくなるように構成されている。スカベンジポンプは、クランク室内のオイルの回収に加え、クランク室内の換気を促進させるために駆動されるものである。このため、スカベンジポンプには、フィードポンプより大きな吐出量（回転数）が与えられている。より具体的には、スカベンジポンプは、フィードポンプの吐出量（回転数）に所定の比率（＞１）を乗じた吐出量（回転数）で作動するように構成されている。従って、一般的なドライサンプ式の内燃機関では、機関回転数の増大に応じてフィードポンプの吐出量（回転数）が増大すると、それに伴い、スカベンジポンプの吐出量（回転数）も増大することとなる。

上記従来の装置において、機関回転数の上昇に応じてフィードポンプの吐出量（回転数）を大きくし、それに伴い、電動スカベンジポンプの吐出量（回転数）を大きくすると、ポンプの駆動損失が増大（ポンプの機械損失およびポンプ仕事が増大）することで、機関回転数が高くなるほど、より多くの電力が消費されてしまう。また、スカベンジポンプが電動以外のもの、すなわち、スカベンジポンプが内燃機関の軸トルクを駆動力とするものであれば、ポンプの駆動損失の増大によって、機関回転数が高くなるほど燃費が悪化してしまう。従って、スカベンジポンプの吐出量（回転数）を決定するために用いられる上記比率は、内燃機関の運転状態に応じて、スカベンジポンプを駆動させることにより得られる効果とエネルギー消費との兼ね合いを考慮して決定されるのが望ましい。

この発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、内燃機関の運転状態に応じて、スカベンジポンプの駆動を好適に制御し得るドライサンプ式内燃機関の制御装置を提供することを目的とする。

第１の発明は、上記の目的を達成するため、機関回転数に依存して吐出量が変化するように構成されたフィードポンプと、機関回転数に依存せずに吐出量が変更可能に構成されたスカベンジポンプとを有するドライサンプ式内燃機関の制御装置であって、
機関回転数が高い領域における前記スカベンジポンプの吐出量と前記フィードポンプの吐出量との吐出量比率が、機関回転数が低い領域における前記吐出量比率に比べて低くなるように前記スカベンジポンプを制御するポンプ制御装置を備えることを特徴とする。

第２の発明は、第１の発明において、前記吐出量比率を取得する吐出量比率取得手段と、
機関回転数が高い領域では、機関回転数が低い領域に比して、前記吐出量比率が低くなるように修正を施す吐出量比率修正手段とを備え、
前記ポンプ制御装置は、前記吐出量比率修正手段により修正された吐出量比率に基づいて、前記スカベンジポンプの吐出量を制御することを特徴とする。

また、第３の発明は、第２の発明において、クランク室内のNOx濃度を検出するNOx濃度センサを備え、
前記吐出量比率修正手段は、NOx濃度が高い場合には、NOx濃度が低い場合に比して、前記吐出量比率が高くなるように修正を施すことを特徴とする。

第４の発明は、上記の目的を達成するため、機関回転数に依存して回転数が変化するように構成されたフィードポンプと、機関回転数に依存せずに回転数が変更可能に構成されたスカベンジポンプとを有するドライサンプ式内燃機関の制御装置であって、
機関回転数が高い領域における前記スカベンジポンプの回転数と前記フィードポンプの回転数との回転数比率が、機関回転数が低い領域における前記回転数比率に比べて低くなるように前記スカベンジポンプを制御するポンプ制御装置を備えることを特徴とする。

第５の発明は、第４の発明において、前記回転数比率を取得する回転数比率取得手段と、
機関回転数が高い領域では、機関回転数が低い領域に比して、前記回転数比率が低くなるように修正を施す回転数比率修正手段とを備え、
前記ポンプ制御装置は、前記回転数比率修正手段により修正された回転数比率に基づいて、前記スカベンジポンプの回転数を制御することを特徴とする。

第６の発明は、第５の発明において、クランク室内のNOx濃度を検出するNOx濃度センサを備え、
前記回転数比率修正手段は、NOx濃度が高い場合には、NOx濃度が低い場合に比して、前記回転数比率が高くなるように修正を施すことを特徴とする。

第１の発明によれば、高回転領域においては、エネルギー消費の増大を抑制しつつ、低回転領域においては、クランク室内の換気向上によりNOx濃度を十分に低減させることができ、オイルの劣化を効果的に抑制することができる。つまり、本発明によれば、内燃機関の現実の運転状況下で常用域となる低回転領域において、スカベンジポンプを駆動させることによる効果を十分に得ることのできるシステムを構築することができる。

第２の発明によれば、高回転領域において用いられる吐出量比率が、低回転領域のものに比して低くなるように修正される。このため、本発明によれば、高回転領域においては、エネルギー消費の増大を抑制しつつ、低回転領域においては、クランク室内の換気向上によりNOx濃度を十分に低減させることができ、オイルの劣化を効果的に抑制することができる。

第３の発明によれば、第２の発明に比して、更に精度良くクランク室内の換気を実施することができる。

実施の形態１．
［実施の形態１の構成］
第１図は、本発明の実施の形態１のドライサンプ式内燃機関の構成を説明するための図である。第１図に示す内燃機関１０は、シリンダブロック１２を備えている。シリンダブロック１２の上部には、シリンダヘッド１４が取り付けられている。シリンダヘッド１４の上部には、ヘッドカバー１６が取り付けられている。シリンダヘッド１４には、吸気通路１８が連通している。吸気通路１８には、エアクリーナの下流側にスロットルボディ２０が設けられている。

シリンダブロック１２の内部には、図示しないピストンの下方側に、クランク室２２が形成されている。本実施形態のシステムは、内燃機関１０の各部に供給されるオイルを貯留するオイルタンク２４を備えている。オイルタンク２４には、その下部において、オイル供給管２６が連通している。オイル供給管２６の他端は、シリンダブロック１２に形成された図示しないオイルギャラリに連通している。オイル供給管２６は、その途中にフィードポンプ２８を備えている。フィードポンプ２８は、内燃機関１０の軸トルクを駆動力として作動するものである。

シリンダブロック１２の下方には、フィードポンプ２８により機関の各部に供給された後にクランク室２２に自然落下したオイルを収集するためのオイルパン３０が設けられている。また、オイルパン３０の底部から所定距離離れた位置に、オイルストレーナ３２が配置されている。オイルストレーナ３２には、オイル回収管３４が連通している。オイル回収管３４は、その途中に電動式のスカベンジポンプ３６を備え、その他端においてオイルタンク２４の上部に連通している。

フィードポンプ２８により機関に供給されたオイルの回収と、クランク室２２内のブローバイガスの排出とを行うべく、スカベンジポンプ３６には、フィードポンプ２８より大きな吐出量が与えられている。より具体的には、スカベンジポンプ３６は、フィードポンプ２８の吐出量に対して所定の比率を乗じた吐出量で作動できるように構成されている。そのために設定される上記比率を、ここでは、「S/F（スカベンジポンプ３６の吐出量/フィードポンプの吐出量）比」と定義する。

クランク室２２とオイルタンク２４の上部とは、それらの間でブローバイガスの圧力の平衡を保つべく、連通路３８を介して連通されている。また、オイルタンク２４の頂部には、ブローバイガス供給管４０が連通している。ブローバイガス供給管４０は、その途中にPCVバルブ４２を備え、その他端においてスロットルボディ２０の下流側の吸気通路１８に連通している。

ブローバイガス供給管４０には、オイルタンク２４とPCVバルブ４２との間に、バイパス通路４４が接続されている。バイパス通路４４の他端は、チェックバルブ４６を介して、スロットルボディ２０の上流側の吸気通路１８に連通している。また、スロットルボディ２０の上流側の吸気通路１８には、新気連通路４８が連通している。新気連通路４８は、その途中にチェックバルブ５０を備え、その他端においてヘッドカバー１６に連通している。

本実施形態のシステムは、ECU５２を備えている。ECU５２には、機関回転数、スロットル開度等を検知するための各種センサが接続されている。また、ECU５２には、上述したスカベンジポンプ３６などのアクチュエータが接続されている。ECU５２は、それらのセンサ出力を基礎として所定の処理を行うことにより、スカベンジポンプ３６の吐出量が所望の値となるように制御することができる。

［実施の形態１の動作の概要］
内燃機関１０の運転が開始されると、フィードポンプ２８が機関回転数に依存して駆動される。スカベンジポンプ３６は、ECU５２が所定の規則に従って決定したS/F比に基づいて駆動される。オイルタンク２４内のオイルは、フィードポンプ２８により、シリンダブロック１２に設けられたオイルギャラリに圧送される。オイルギャラリに供給されたオイルは、内燃機関１０の各部を潤滑した後にクランク室２２内に落下する。オイルパン３０に集められたオイルは、スカベンジポンプ３６により、クランク室２２から排出され、オイル回収管３４を介してオイルタンク２４に戻される。

また、スカベンジポンプ３６が駆動されることで、クランク室２２内のブローバイガスがオイルと共にオイルタンク２４に送り込まれる。オイルタンク２４に送り込まれたブローバイガスは、吸入負圧により吸気通路１８に吸引される。この際、ブローバイガスは、吸入負圧に応じて定まるPCVバルブ４２の開度に従った流量で吸気通路１８に吸引される。また、PCVバルブ４２の通過流量に比してスカベンジポンプ３６の吐出量が大きい場合には、ブローバイガス供給管４０の内圧が高くなる。このような場合には、そのガス圧によってチェックバルブ４６が開弁し、ブローバイガスは、バイパス通路４４を介して吸気通路１８内に吸引される。

スカベンジポンプ３６によってクランク室２２内のブローバイガスが排出されると、それに伴い、新気連通路４８からヘッドカバー１６に新気が導入される。これにより、ヘッドカバー１６の内部およびクランク室２２の換気が促進される。その結果、ブローバイガス中に含まれるNOxによりオイルが劣化されるのを防止することができる。

以上のように構成された本実施形態のシステムによれば、フィードポンプ２８とスカベンジポンプ３６とを所定のS/F比（S/F＞１）で駆動することにより、オイルタンク２４内のオイルを内燃機関１０に供給し続けることができる。また、スカベンジポンプ３６を駆動することにより、クランク室２２内を換気することができる。

第２図は、スカベンジポンプ３６の吐出量と、クランク室２２内のNOx濃度またはスカベンジポンプ３６の駆動損失との関係を示す図である。第２図に示すように、スカベンジポンプ３６の回転数を増大させることによりスカベンジポンプ３６の吐出量を増大させると、クランク室２２内の換気が促進されることでクランク室２２内のNOx濃度が低下する。一方、スカベンジポンプ３６の吐出量が増大すると、スカベンジポンプ３６の駆動損失が増大（ポンプ内部の摩擦等の機械損失の増大およびポンプ仕事の増大）する。このため、電動式のスカベンジポンプ３６では、吐出量が増大するほど、電力消費量が大きくなる。

内燃機関は、一般に、機関回転数が高くなるにつれオイル循環量を多く要求する。従って、ドライサンプ式内燃機関において、フィードポンプ２８の吐出量は、上記の如く、機関回転数が高くなるほど大きくなるように構成されている。スカベンジポンプ３６には、所定のS/F比が満たされるように、フィードポンプ２８より大きな吐出量が与えられている。従って、機関回転数の増大に応じてフィードポンプ２８の吐出量が増大すると、それに伴い、スカベンジポンプ３６の吐出量も増大することとなる。

上記のように構成されたスカベンジポンプ３６に対して、S/F比が内燃機関１０の運転状態によらずに一定に設定されていると、機関回転数が大きくなるほどスカベンジポンプ３６の電力消費量が大きくなってしまう。或いは、S/F比が機関回転数の増大に応じて高くなるように設定されていると、機関回転数が大きくなるほど更に電力消費量が大きくなってしまう。つまり、スカベンジポンプ３６の吐出量は、オイル回収機能およびクランク室２２の換気機能を満たすため、もちろんフィードポンプ２８の吐出量より大きくする必要はあるが、機関回転数が高い領域において、スカベンジポンプ３６の吐出量を上げ過ぎると、電力消費の増大という弊害を許容できなくなる。一方、第２図に示すように、スカベンジポンプ３６の吐出量が小さい領域では、スカベンジポンプ３６の駆動損失が小さいため、吐出量が大きい領域に比して電力消費の影響が小さくなる。

そこで、本実施形態のシステムでは、機関回転数が高い領域では、機関回転数が低い領域に比してS/F比を低くすることとした。すなわち、機関回転数が高い領域では、S/F比を低くして電力消費の抑制を優先させることとし、機関回転数が低い領域では、電力消費の影響が高回転領域に比して小さいので、S/F比を高くして換気向上によるNOx濃度の低減を優先させることとした。

［実施の形態１における具体的な処理］
第３図は、上記の機能を実現するために、本実施の形態１においてECU５２が実行するルーチンのフローチャートである。第３図に示すルーチンでは、先ず、機関回転数が検出される（ステップ１００）。次いで、S/F比のベース値（S/F）_BASEが取得される（ステップ１０２）。本ルーチンの処理では、所定の機関回転数を閾値として、内燃機関１０の運転領域を低回転領域と高回転領域の２つの領域に分けて、それぞれの領域で用いるS/F比を変更することとしている。ECU５２は、そのための基準となるベース値（S/F）_BASEを記憶している。このベース値（S/F）_BASEは、スカベンジポンプ３６がクランク室２２内の換気を十分に行い得る値に設定されており、本ルーチンの処理では、低回転領域で用いるS/F比として設定されている。尚、S/F比を変更する閾値となる機関回転数は、機関回転数の使用頻度に応じて設定されるものであってもよい。

次に、機関回転数に基づいて、高回転領域か否かが判定される（ステップ１０４）。
その結果、高回転領域でない、すなわち、低回転領域であると判定された場合には、今回の処理サイクルで用いるS/F比として、ベース値（S/F）_BASEが設定される（ステップ１０６）。

一方、上記ステップ１０４において、高回転領域であると判定された場合には、今回の処理サイクルで用いるS/F比が低回転領域で用いる値に比して低い値に設定される（ステップ１０８）。具体的には、今回の処理サイクルで用いるS/F比として、ベース値（S/F）_BASEに機関回転数に基づく所定の補正係数k_N（０＜k_N＜１）を乗じた値（S/F）_BASE・k_Nが設定される。

次いで、上記ステップ１０６または１０８の処理により設定されたS/F比に基づいて、スカベンジポンプ３６の吐出量が制御される（ステップ１１０）。ECU５２は、機関回転数とフィードポンプ２８の吐出量との関係を定めたマップ１、および、スカベンジポンプ３６の回転数と当該ポンプ３６の吐出量との関係で定めたマップ２をそれぞれ記憶している。本ステップ１１０の具体的な処理では、先ず、上記マップ１に従って、機関回転数に対応するフィードポンプ２８の吐出量が取得される。そして、そのフィードポンプ２８の吐出量に上記のステップで設定されたS/F比を乗じることにより、スカベンジポンプ３６の吐出量が算出される。次いで、上記マップ２に従って、そのような吐出量を実現するためのスカベンジポンプ３６の回転数が決定される。そして、そのような回転数となるようにスカベンジポンプ３６が制御される。

以上説明したルーチンの処理によれば、機関回転数に基づいて、高回転領域では低回転領域に比して低いS/F比が実現されるようにスカベンジポンプ３６の吐出量を制御することができる。つまり、スカベンジポンプ３６は、基本的には、フィードポンプ２８の吐出量に対応して機関回転数に応じた吐出量に制御されるものが、上記の処理によれば、機関回転数に対するスカベンジポンプ３６の吐出量の特性が回転数領域に応じて変更される。

このため、本実施形態のシステムによれば、高回転領域においては、低回転領域に比して低いS/F比に基づいてスカベンジポンプ３８が駆動されることで、電力消費の増大を抑えることができる。また、低回転領域においては、クランク室２２内の換気向上によりNOx濃度を十分に低減させることができ、これにより、オイルの劣化を効果的に抑制することができる。尚、このようなシステムによれば、高回転領域における換気性能は低下するが、内燃機関１０の現実の運転状況下で使用頻度が高い常用域となる低回転領域において、上記の如く、換気性能が十分となるようにS/F比を設定しているため、高回転領域における換気性能の悪化を防ぐことが可能となる。このように、本実施形態のシステムによれば、高回転領域における電力消費の増大を抑制しつつ、常用域となる低回転領域において、スカベンジポンプ３６を駆動させることによる効果（換気向上）を十分に得ることのできるシステムを構築することができる。また、このシステムによれば、オイル寿命を向上させることができるため、オイル交換の頻度を少なくできるドライサンプ式内燃機関を実現することができる。

ところで、上述した実施の形態１においては、機関回転数に依存して吐出量が変化するように構成されたフィードポンプ２８を備えた構成において、機関回転数が高い領域におけるスカベンジポンプ３６の吐出量とフィードポンプ２８の吐出量との吐出量比率であるS/F比が、機関回転数が低い領域におけるS/F比に比べて低くなるようにスカベンジポンプ３６を制御することとしているが、本発明はこれに限定されるものではない。すなわち、機関回転数に依存して回転数が変化するように構成されたフィードポンプを備える構成においては、上述した吐出量に代えて、フィードポンプおよびまたはスカベンジポンプの回転数を基礎として、スカベンジポンプが制御されるものであってもよい。つまり、機関回転数が高い領域におけるスカベンジポンプの回転数とフィードポンプの回転数との回転数比率が、機関回転数が低い領域における回転数比率に比べて低くなるようにスカベンジポンプが制御されるものであってもよい。このような制御によっても、高回転領域においては、エネルギー消費の増大を抑制しつつ、低回転領域においては、クランク室内の換気向上によりNOx濃度を十分に低減させることができ、オイルの劣化を効果的に抑制することができる。

また、上述した実施の形態１においては、上記第３図に示すルーチンの処理に従って、スカベンジポンプ３６の吐出量を制御することとしているが、本発明におけるスカベンジポンプの制御手法はこれに限定されるものではない。例えば、機関回転数とフィードポンプの吐出量（または回転数）との関係を基に、予め定めたS/F比となるような機関回転数とスカベンジポンプの吐出量（または回転数）との関係をマップや計算式として有し、そのマップや計算式に基づいてスカベンジポンプの吐出量（または回転数）を制御してもよい。また、機関回転数とフィードポンプの吐出量（または回転数）との関係から、フィードポンプの吐出量（または回転数）に基づいてスカベンジポンプの吐出量（または回転数）を制御してもよい。

また、上述した実施の形態１においては、内燃機関１０の運転領域を低回転領域と高回転領域の２つの領域に分け、それぞれの領域で用いるS/F比を異なるものとしているが、本発明はこれに限定されるものではない。すなわち、S/F比は、例えば、機関回転数が高くなるにつれ段階的に小さく設定されるものであってもよく、或いは、機関回転数が高くなるにつれ無段階（連続的）に小さくなるような設定であってもよい。また、機関回転数のみに基づいてS/F比を変更するのではなく、例えば、機関回転数と共に、或いは、機関回転数に代えて負荷に基づいてS/F比を変更するものであってもよい。具体的には、S/F比は、内燃機関１０の負荷が高くなるほど高くなるように設定されるものであってもよい。

また、上述した実施の形態１においては、フィードポンプ２８は内燃機関１０の軸トルクを駆動力とするものとしたが、本発明のフィードポンプは、機関回転数に依存して吐出量が変化するものであれば、これに限定されるものではなく、例えば、電動式であってもよい。また、本発明のスカベンジポンプ３６は、機関回転数に依存せずに吐出量が変更可能に構成されたものであれば、電動式のものに限られるものではなく、例えば、可変プーリーを備えるもの等、外部から機関回転数に依らずに吐出量を制御できるものであればよく、或いは、一回転当たりの吐出量が変更可能に構成された可変容量型のポンプであってもよい。更に、フィードポンプやスカベンジポンプの吐出量は、機関回転数に依存して連続的に変化するものでもよく、断続的に変化するものであってもよい。

また、上述した実施の形態１においては、第１図に示す構成を有する内燃機関１０に対して本発明を適用することとしているが、本発明が適用される内燃機関の構成は、そのようなものに限定されるものではなく、例えば、以下の第４図に示すような構成であってもよい。第４図に示す内燃機関６０は、逆止弁６２が追加されている点を除き、第１図に示す内燃機関１０の構成と同様である。第４図に示すように、逆止弁６２は、オイル供給管２６におけるオイルタンク２４とフィードポンプ２８との間に設置されている。逆止弁６２は、内燃機関６０の停止中にのみ機能するものであり、その際に、オイルタンク２４からクランク室２２へのオイルの流入を抑止するために設けられたものである。このような逆止弁６２を備える構成によれば、オイルタンク２４の配置場所を決定するうえで、オイルタンク２４とオイルパン３０との高低差を考慮する必要がないため、オイルタンク２４の搭載位置の設計自由度を向上させることができる。更に、第４図に示す内燃機関６０を用いて、以下の第５図に示す制御を行ってもよい。

第５図は、オイルパン３０の残油量と時間との関係を示している。一般的なドライサンプ式内燃機関では、機関が停止するとスカベンジポンプの駆動が停止される。また、内燃機関が停止した後の所定期間は、機関の各部を潤滑したオイルが時間差を有してオイルパン上に落下する。従って、第５図に示すように、一般的な内燃機関の場合には、機関停止後にオイルパンの残油量が増加する。そして、オイルパンの残油量が次回の運転開始時までに所定量以上にまで上昇していると、始動後にクランクシャフトとオイルとの干渉が生じてしまう。このような事態を防止すべく、機関の停止後の数分間に渡って電動式のスカベンジポンプ３６の駆動を継続させることとしてもよい。このような制御手法によれば、機関停止後にオイルパン３０に集まったオイルをオイルタンク２４に回収することができる。このため、次回の運転開始時に、クランクシャフトとオイルとの干渉が生ずることがないため、内燃機関６０の始動性を良好なものとすることができる。また、機関停止中におけるスカベンジポンプ３６の作動タイミングは、次回の始動開始前であってもよく、或いは、機関停止後からある程度の期間が経過した後、すなわち、オイルパン３０へのオイルの落下が収まったと判断される所定の時点であってもよい。

また、上述した実施の形態１においては、第１図に示す構成を有する内燃機関１０に対して本発明を適用することとしているが、本発明が適用される内燃機関の構成は、そのようなものに限定されるものではなく、例えば、以下の第６図に示すような構成であってもよい。第６図に示す内燃機関７０は、オイルレベルセンサ７２が追加されている点を除き、第１図に示す内燃機関１０の構成と同様である。第６図に示すように、オイルレベルセンサ７２は、オイルタンク２４の側壁に設置されており、オイルタンク２４内の油面を検出することができるものである。

第６図に示す内燃機関７０を搭載した車両の運転状態が変化した時（例えば、旋回時や急加減速時）には、オイルタンク２４内の油面レベルとオイルパン３０の油面レベルとのバランスが大幅に変化することがある。具体的には、そのような際には、クランク室２２内のオイルの偏りが生じ、スカベンジポンプ３６によるオイル回収が満足に行えなくなってしまう。その結果、オイルタンク２４内の油面レベルが低下することで、フィードポンプ２８によるオイル供給が困難となってしまう。それ以外にも、極低温時には、オイルの粘度が高いため、オイルパン３０へのオイル戻りが遅くなることに起因して同様の問題が起こり得る。そこで、このような事態を回避すべく、以下の第７図に示すルーチンの処理を行ってもよい。

第７図は、上記の事態を回避するために、第６図に示す内燃機関７０を用いてECU５２が実行するルーチンのフローチャートである。第７図に示すルーチンでは、先ず、機関回転数が検出される（ステップ１１２）。次いで、スカベンジポンプ３６の回転数の検出（ステップ１１４）、オイルレベルセンサ７２によりオイルタンク２４の油面レベルが検出される（ステップ１１６）。次に、オイルタンク２４の油面レベルが目標レベルの範囲内か否かが判定される（ステップ１１８）。

上記ステップ１１８において、オイルタンク２４の油面レベルが目標レベルの範囲内でないと判定された場合には、目標レベルと上記ステップ１１６で検出された現状の油面レベルとの偏差が算出される（ステップ１２０）。次いで、オイルタンク２４の油面レベルが目標レベルに回復するまでの間、スカベンジポンプ３６の回転数を増大させる制御が実行される（ステップ１２２）。

上記第７図に示すルーチンの処理によれば、オイルタンク２４の油面レベルに基づいて、スカベンジポンプ３６の吐出量を制御することにより、オイルタンク２４の油面レベルの低下によってフィードポンプ２８がオイルを汲み上げできなくなる事態を回避することができる。

尚、上述した実施の形態１においては、ECU５２が、上記ステップ１１０の処理を実行することにより前記第１の発明における「ポンプ制御装置」が実現されている。また、ECU５２が、上記ステップ１０２の処理を実行することにより前記第２の発明における「吐出量比率取得手段」が、上記ステップ１０４、１０６、および１０８の処理を実行することにより前記第２の発明における「吐出量比率修正手段」が、それぞれ実現されている。

実施の形態２．
次に、第８図を参照して、本発明の実施の形態２について説明する。
本実施形態のシステムは、クランク室２２内のNOx濃度を検出するNOx濃度センサを備えている点を除き、上述した実施の形態１の構成と同様である。上述した実施の形態１では、機関回転数に基づいてS/F比を変更することとしている。本実施形態のシステムは、これに加え、クランク室２２内のNOx濃度に基づいてS/F比を変更することとしている点に特徴を有している。

第８図は、上記の機能を実現するために、本実施形態においてECU５２が実行するルーチンのフローチャートである。尚、第８図において、実施の形態１における第３図に示すステップと同一のステップについては、同一の符号を付してその説明を省略または簡略する。第８図に示すルーチンでは、先ず、機関回転数が検出された後（ステップ１００）、NOx濃度センサの出力に基づきクランク室２２内のNOx濃度が検出される（ステップ１２４）。本ルーチンの処理では、機関回転数に基づくS/F比の変更に加え、クランク室２２内のNOx濃度が所定の目標NOx濃度より高い場合にS/F比を高めることとしている。そこで、本ルーチンの処理では、ECU５２が記憶するベース値（S/F）_BASEは、低回転領域で用いるS/F比として、かつ、NOx濃度が目標濃度を満たしている場合に用いるS/F比として設定されている。

上記ステップ１０４において、高回転領域でないと判定された場合には、次いで、NOx濃度が目標濃度を満たしているか否かが判定される（ステップ１２６）。
その結果、NOx濃度が目標濃度を満たしていると判定された場合には、今回の処理サイクルで用いるS/F比として、ベース値（S/F）_BASEが設定される（ステップ１０６）。

一方、上記ステップ１２６において、NOx濃度が目標濃度を満たしていないと判定された場合には、今回の処理サイクルで用いるS/F比がNOx濃度が目標濃度以内である場合に比して高い値に設定される（ステップ１２８）。具体的には、今回の処理サイクルで用いるS/F比として、ベース値（S/F）_BASEにNOx濃度に基づく所定の補正係数k_NOX（k_NOX＞１）を乗じた値（S/F）_BASE・k_NOXが設定される。

また、上記ステップ１０４において、高回転領域であると判定された場合にも、同様に、NOx濃度に基づく判定が実行され（ステップ１３０）、その結果、NOx濃度が目標濃度を満たしていると判定された場合には、今回の処理サイクルで用いるS/F比として、ベース値（S/F）_BASEに機関回転数に基づく補正係数k_Nを乗じた値（S/F）_BASE・k_Nが設定される（ステップ１０８）。
一方、上記ステップ１３０において、NOx濃度が目標濃度を満たしていないと判定された場合には、今回の処理サイクルで用いるS/F比として、ベース値（S/F）_BASEに、機関回転数に基づく補正係数k_N、およびNOx濃度に基づく補正係数k_NOXを乗じた値（S/F）_BASE・k_N・k_NOXが設定される（ステップ１３２）。
次に、上記ステップ１０６、１２８、１０８、または１３２の処理により設定されたS/F比に基づいて、スカベンジポンプ３６の吐出量が制御される（ステップ１１０）。

以上説明したルーチンの処理によれば、機関回転数の高低に加え、クランク室２２内のNOx濃度に基づくS/F比が実現されるように、スカベンジポンプ３６の吐出量を制御することができる。このため、本実施形態のシステムによれば、実施の形態１の構成に比して、更に精度良くクランク室２２内の換気を実施することができる。言い換えれば、本実施形態のシステムによれば、クランク室２２内のNOx濃度が目標濃度を満たしているような場合には、過剰な能力で換気を行わなくて済むこととなり、更に電力消費を節約でき、エネルギー利用効率に優れたシステムを提供することが可能となる。

ところで、上述した実施の形態２においては、NOx濃度が目標濃度を満たしている場合と、そうでない場合とでS/F比を変更することとしているが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、S/F比は、NOx濃度が高くなるほど高くなるように変更されるものであってもよい。

本発明の実施の形態１のドライサンプ式内燃機関の構成を説明するための図である。 第１図に示すスカベンジポンプにおいて、当該ポンプの吐出量と、クランク室内のNOx濃度または当該ポンプの駆動損失との関係を示す図である。 本発明の実施の形態１において実行されるルーチンのフローチャートである。 本発明の実施の形態１における変形例の構成を示す図である。 オイルパンの残油量と経過時間との関係を示す図である。 本発明の実施の形態１における他の変形例の構成を示す図である。 第６図に示す他の変形例の構成を用いて実行されるルーチンのフローチャートである。 本発明の実施の形態２において実行されるルーチンのフローチャートである。

符号の説明

１０、６０、７０ 内燃機関
１２ シリンダブロック
１６ ヘッドカバー
２２ クランク室
２４ オイルタンク
２８ フィードポンプ
３０ オイルパン
３６ スカベンジポンプ
４２ PCVバルブ
５２ ECU（Electronic Control Unit）
６２ 逆止弁
７２ オイルレベルセンサ

Claims (6)

1. 機関回転数に依存して吐出量が変化するように構成されたフィードポンプと、機関回転数に依存せずに吐出量が変更可能に構成されたスカベンジポンプとを有するドライサンプ式内燃機関の制御装置であって、
   機関回転数が高い領域における前記スカベンジポンプの吐出量と前記フィードポンプの吐出量との吐出量比率が、機関回転数が低い領域における前記吐出量比率に比べて低くなるように前記スカベンジポンプを制御するポンプ制御装置を備えることを特徴とするドライサンプ式内燃機関の制御装置。
2. 前記吐出量比率を取得する吐出量比率取得手段と、
   機関回転数が高い領域では、機関回転数が低い領域に比して、前記吐出量比率が低くなるように修正を施す吐出量比率修正手段とを備え、
   前記ポンプ制御装置は、前記吐出量比率修正手段により修正された吐出量比率に基づいて、前記スカベンジポンプの吐出量を制御することを特徴とする請求項１記載のドライサンプ式内燃機関の制御装置。
3. クランク室内のNOx濃度を検出するNOx濃度センサを備え、
   前記吐出量比率修正手段は、NOx濃度が高い場合には、NOx濃度が低い場合に比して、前記吐出量比率が高くなるように修正を施すことを特徴とする請求項２記載のドライサンプ式内燃機関の制御装置。
4. 機関回転数に依存して回転数が変化するように構成されたフィードポンプと、機関回転数に依存せずに回転数が変更可能に構成されたスカベンジポンプとを有するドライサンプ式内燃機関の制御装置であって、
   機関回転数が高い領域における前記スカベンジポンプの回転数と前記フィードポンプの回転数との回転数比率が、機関回転数が低い領域における前記回転数比率に比べて低くなるように前記スカベンジポンプを制御するポンプ制御装置を備えることを特徴とするドライサンプ式内燃機関の制御装置。
5. 前記回転数比率を取得する回転数比率取得手段と、
   機関回転数が高い領域では、機関回転数が低い領域に比して、前記回転数比率が低くなるように修正を施す回転数比率修正手段とを備え、
   前記ポンプ制御装置は、前記回転数比率修正手段により修正された回転数比率に基づいて、前記スカベンジポンプの回転数を制御することを特徴とする請求項４記載のドライサンプ式内燃機関の制御装置。
6. クランク室内のNOx濃度を検出するNOx濃度センサを備え、
   前記回転数比率修正手段は、NOx濃度が高い場合には、NOx濃度が低い場合に比して、前記回転数比率が高くなるように修正を施すことを特徴とする請求項５記載のドライサンプ式内燃機関の制御装置。

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