JP2013194635A - 内燃機関の制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】オイル貯留手段内のオイルレベルが低下した場合に、過給機が過昇温されるのを防止して過給機の軸受および連結軸の焼き付けやオイルコーキングが発生するのを抑制することができる内燃機関の制御装置を提供すること。
【解決手段】ＥＣＵ６１は、油圧Ｐ１が判定値Ｐ以下であるものと判断した場合には、イグナイタ６６を制御して点火プラグ１８の点火時期の遅角を禁止する機関制御、ＥＧＲバルブ３５の閉じ制御を行う機関制御、あるいは、インタークーラ２９への冷却水量を増大させる機関制御のうちのいずれかの機関制御を実行する。
【選択図】図１

Description

本発明は、内燃機関の制御装置に関し、特に、オイルによって過給機の潤滑を行う内燃機関の制御装置に関する。

車両の内燃機関の吸入空気を過給する過給機としては、排気通路に配置されたタービンと、吸気通路に配置されたコンプレッサと、タービンとコンプレッサとを連結し、軸受を介してハウジングに回転自在に支持されるタービンシャフト（連結軸）とを備えている。

この過給機は、排気通路に配置されるタービンが排気ガスのエネルギによって回転し、これに伴って吸気通路に配置されるコンプレッサが回転して吸入空気を圧縮するものである。

この過給機にあっては、高速回転時等に軸受およびタービンシャフトの焼き付けが発生すること等を防止するために、オイルポンプによって軸受にオイルを供給して、軸受およびタービンシャフトを潤滑するようにしている。

ところで、過給機をオイルによって潤滑する場合には、オイルパン内のオイルが不足すると、オイルポンプによって軸受に供給される油圧が低下するため、軸受に供給されるオイル量が少なくなってしまい、軸受およびタービンシャフトの焼き付け等が発生するおそれがある。このため、軸受およびタービンシャフトの焼き付け等が発生するおそれがあることを早期に検出する必要がある。

従来、過給機の異常検出装置としては、過給機の軸受に供給される油圧を、内燃機関の回転数と油圧とによって設定された基準油圧値と比較し、過給機の軸受に供給される油圧が基準油圧値よりも低下したときに警報を発生することにより、過給機の異常を早期に検出するようにしたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。

特公昭６１−３１１５０号公報

しかしながら、このような従来の過給機の異常検出装置にあっては、過給機の軸受に供給される油圧が基準油圧値よりも低下したときに警報を発生しているが、警報を発生した後には、過給機の軸受に供給されるオイル量が少なくなることから、オイルによる過給機の冷却性能が低下してしまう。このため、過給機が高温の排気ガスに晒されてしまい、過度に昇温されてしまう。

このため、軸受に供給されるオイルが少ない上に、過昇温の発生によってオイルの粘性が過度に低くなってしまい、軸受とタービンシャフトの間に形成される油膜が薄くなってしまう。また、オイルによる軸受とタービンシャフトとの冷却性能が低下するため、過昇温により軸受とタービンシャフトが過度に発熱してしまう。これらの結果、軸受およびタービンシャフトの焼き付けが発生してしまう。

これに加えて、オイル量の低下によって軸受の冷却性能が低下してしまうことで、オイルが高温の排気ガスによって過昇温されてタール化し、所謂、オイルコーキングが発生してしまう。

このオイルコーキングは、過給機の高温部に付着したり、軸受にオイルを供給するためのオイル通路に堆積されてしまう。このため、例えば、オイルがオイル通路内を流通し難くなる。また、軸受とタービンシャフトとの間にオイルコーキングが入り込んでタービンシャフトを円滑に回転させることができないおそれがある。

本発明は、上述のような従来の問題を解決するためになされたもので、オイル貯留手段内のオイルレベルが低下した場合に、過給機が過昇温されるのを防止して過給機の軸受および連結軸の焼き付けやオイルコーキングが発生するのを抑制することができる内燃機関の制御装置を提供することを目的とする。

本発明に係る内燃機関の制御装置は、上記目的を達成するため、（１）内燃機関の気筒の燃焼室から排出される排気ガスによって作動するタービン、前記タービンによって駆動され、吸気を圧縮するコンプレッサ、および前記タービンと前記コンプレッサとを連結し、ハウジングに軸受を介して回転自在に支持された連結軸を含んで構成される過給機と、オイルが貯留されたオイル貯留手段と、前記オイル貯留手段に貯留されたオイルを、オイル供給経路を通して前記過給機の前記軸受に供給するオイルポンプとを含んで構成される内燃機関に設けられた制御装置であって、前記オイルポンプから前記軸受に供給される油圧が、少なくとも前記内燃機関の回転数に応じて予め定められた所定値以下となったことを条件として、前記燃焼室から排出される排気ガスの温度を低下させる機関制御を実行する機関制御手段を有するものから構成されている。

この内燃機関の制御装置は、機関制御手段が、オイルポンプから過給機の軸受に供給される油圧が、少なくとも内燃機関の回転数に応じて予め定められた所定値以下となったことを条件として、排気ガスの温度を低下させる機関制御を実行するので、オイル貯留手段のオイルレベルが低下して過給機の軸受に供給されるオイル量が少なくなった場合に、過給機に供給される排気ガスの温度を低下させることができる。

このため、過給機が過昇温されるのを防止して、過給機に供給されるオイル量が低下した場合であっても、オイルの粘性が過度に低くなるのを防止して、軸受と連結軸との間に油膜を形成することができるとともに、軸受と連結軸とが過度に発熱してしまうのを抑制することができる。この結果、軸受および連結軸の焼き付けが発生するのを抑制することができる。

また、オイルが過昇温されるのを防止することができるため、過給機の高温部や軸受にオイル供給するためのオイル通路等にオイルコーキングが発生するのを抑制することができる。

このため、例えば、オイル通路の流路面積を確保してオイル通路を介してオイルを軸受に確実に供給することができるとともに、軸受および連結軸の間にオイルコーキングが入り込んでしまうのを抑制して、連結軸を円滑に回転させることができる。

上記（１）の内燃機関の制御装置において、（２）前記内燃機関が、複数の気筒毎に設けられた点火手段と、前記点火手段の点火時期を制御する点火時期制御手段とを含んで構成され、前記機関制御手段は、前記オイルポンプから前記過給機に供給される油圧が前記所定値以下となったことを条件として、前記点火時期の遅角制御を禁止することにより、前記機関制御を実行するものから構成されている。

この内燃機関の制御装置は、機関制御手段が、オイルポンプから過給機に供給される油圧が所定値以下となったことを条件として、点火時期の遅角制御を禁止することにより、機関制御を実行するので、燃焼室内の燃焼速度を速くして燃焼室から未燃焼ガスを排出し難くすることができ、排気ガスの温度を低下させることができる。したがって、過給機が過昇温されてしまうのを防止することができる。

上記（１）の内燃機関の制御装置において、（３）前記内燃機関が、前記複数の気筒に吸入空気を導入する吸気管と、前記燃焼室から排出された排気ガスが導入される排気管と、前記排気管に排出される排気ガスの一部をＥＧＲガスとして前記吸気管に導入するＥＧＲ管と、前記ＥＧＲ管の流路面積を調整する流路調整手段とを備え、前記機関制御手段は、前記オイルポンプから前記過給機に供給される油圧が前記所定値以下となったことを条件として、前記流路調整手段を調整してＥＧＲガスが前記吸気管に導入されるのを禁止することにより、前記機関制御を実行するものから構成されている。

この内燃機関の制御装置は、機関制御手段が、オイルポンプから過給機に供給される油圧が所定値以下となったことを条件として、流路調整手段を調整してＥＧＲガスが吸気管に導入されるのを禁止することにより、機関制御を実行するので、燃焼室に導入されるＥＧＲガスによって燃焼室内の燃焼温度が低下するのを防止することができる。

このため、燃焼室内の燃焼速度を速くして燃焼室から未燃焼ガスを排出し難くすることができ、排気ガスの温度を低下させることができる。したがって、過給機が過昇温されてしまうのを防止することができる。

上記（１）に記載の内燃機関の制御装置において、（４）前記内燃機関が、前記複数の気筒に吸入空気を導入する吸気管と、前記排気管に排出される排気ガスの一部をＥＧＲガスとして前記吸気管に導入するＥＧＲ管と、前記ＥＧＲガスの流れ方向の下流側の前記吸気管に設けられ、前記吸気管内の吸入空気を冷却するインタークーラと、前記インタークーラに冷却水を導入する導入管と、前記導入管によって前記インタークーラに導入される冷却水量を調整する冷却水量調整手段とを含んで構成され、前記機関制御手段は、前記オイルポンプから前記過給機に供給される油圧が前記所定値以下となったことを条件として、前記冷却水量調整手段を調整して前記インタークーラに導入される冷却水量を増大させることにより、前記機関制御を実行するものから構成されている。

この内燃機関の制御装置は、機関制御手段が、オイルポンプから過給機に供給される油圧が所定値以下となったことを条件として、インタークーラに導入される冷却水量を増大させることにより、機関制御を実行するので、過給機による圧縮および高温のＥＧＲガスの導入によって吸気温度が上昇されて密度の低下を招いた吸入空気をインタークーラで冷却して、吸入空気の密度を高めることができる。

このため、燃焼室に導入される吸入空気の充填効率を高くして、燃焼室内の燃焼速度を速くすることができる。このため、燃焼室から未燃焼ガスを排出し難くすることができ、排気ガスの温度を低下させることができる。したがって、過給機が過昇温されてしまうのを防止することができる。

上記（１）〜（４）の内燃機関の制御装置において、（５）前記機関制御手段から出力される異常信号に基づいて警告を行う警告手段を有し、前記機関制御制御手段は、前記オイルポンプから前記過給機に供給される油圧が前記所定値以下となったことを条件として、前記警告手段に前記異常信号を出力するものから構成されている。

この内燃機関の制御装置は、機関制御手段が、オイルポンプから過給機に供給される油圧が所定値以下となったことを条件として、警告手段に異常信号を出力して警告手段による警告を行うので、運転者にオイル貯留手段内のオイルを交換するための作業を促してオイル貯留手段に貯留されるオイルが不足したことを運転者に警告することができる。このため、運転者に対して、オイル貯留手段のオイルの点検またはオイル貯留手段にオイルを補充する作業を促すことができる。

本発明によれば、オイル貯留手段内のオイルレベルが低下した場合に、過給機が過昇温されるのを防止して過給機の軸受および連結軸の焼き付けやオイルコーキングが発生するのを抑制することができる内燃機関の制御装置を提供することができる。

本発明に係る内燃機関の制御装置の第１の実施の形態を示す図であり、内燃機関の制御装置を備えたエンジンの概略構成図である。 本発明に係る内燃機関の制御装置の第１の実施の形態を示す図であり、過給機の断面図である。 本発明に係る内燃機関の制御装置の第１の実施の形態を示す図であり、機関制御手段を構成する電子部品のブロック図である。 本発明に係る内燃機関の制御装置の第１の実施の形態を示す図であり、最低油圧判定マップを示す図である。 本発明に係る内燃機関の制御装置の第１の実施の形態を示す図であり、機関制御プログラムのフローチャートである。 本発明に係る内燃機関の制御装置の第２の実施の形態を示す図であり、機関制御プログラムのフローチャートである。 本発明に係る内燃機関の制御装置の第３の実施の形態を示す図であり、機関制御プログラムのフローチャートである。

以下、本発明に係る内燃機関の制御装置の実施の形態について、図面を用いて説明する。
（第１の実施の形態）
図１〜図５は、本発明に係る内燃機関の制御装置の第１の実施の形態を示す図である。
まず、構成を説明する。
図１において、内燃機関としてのエンジン１は、火花点火式のガソリンエンジンであり、エンジン１の気筒数および気筒配置は、特に限定されない。図１には、１つの気筒のみが代表して描かれている。

エンジン１は、シリンダブロック１０と、シリンダブロック１０の上部に設けられたシリンダヘッド１１と、シリンダブロック１０の下部に設けられたクランクケース１２と、クランクケース１２の下部に取付けられ、オイルＯが貯留されるオイル貯留手段としてのオイルパン１３とを備えている。

シリンダブロック１０には気筒１４が形成されており、この気筒１４内にはピストン１５が上下方向に移動自在に収納されている。例えば、４気筒エンジンであれば、ピストン１５が２往復する間に、吸気行程、圧縮行程、膨張行程および排気行程からなる一連の４行程を行う。

ピストン１５は、コネクティングロッド３１ａを介してクランクシャフト３１が連結されており、ピストン１５の上下運動は、コネクティングロッド３１ａを介してクランクシャフト３１の回転運動に変換されるようになっている。

シリンダヘッド１１には吸気弁１６と、排気弁１７と、点火手段としての点火プラグ１８と、気筒１４の内周面（シリンダボア）とシリンダヘッド１１とピストン１５の頂部とによって囲まれる燃焼室１９に直接に燃料を噴射するインジェクタ２０とが設けられている。

インジェクタ２０には燃料タンクから燃料ポンプによって所定圧力の燃料が供給されるようになっており、インジェクタ２０は、燃焼室１９内に燃料を噴射する。

シリンダヘッド１１には吸気通路２１ａを有する吸気管２１が連通しており、各気筒１４の吸気弁１６には吸気通路２１ａが連通している。シリンダヘッド１１には排気通路２２ａを有する排気管２２が連通しており、各気筒１４の排気弁１７には排気通路２２ａが連通している。

また、エンジン１は、過給機２３を備えており、この過給機２３は、コンプレッサ２４と、タービン２５と、コンプレッサ２４およびタービン２５を連結する連結軸としてタービンシャフト２６とを備えている。

コンプレッサ２４は、吸気管２１の途中に設けられており、タービン２５は、排気管２２の途中に設けられている。コンプレッサ２４より上流側の吸気管２１には、エアクリーナ２７と、吸気管２１に吸入される吸入空気量を検出するエアフローメータ２８とが設けられており、コンプレッサ２４より下流側の吸気管２１には、インタークーラ２９と、スロットル弁３０とが設けられている。

また、タービン２５より下流側の排気管２２には、排気ガスを浄化する触媒３２が設けられており、この触媒３２は、例えば、ＨＣ、ＣＯおよびＮＯｘを同時に低減することができる三元触媒としての機能を有している。

また、エンジン１にはＥＧＲ装置３３が搭載されている。ＥＧＲ装置３３は、吸入空気に排気ガスの一部をＥＧＲガスとして導入することで、燃焼室１９内の燃焼温度および燃焼速度を低下させてＮＯｘの発生量を低減させる装置である。
このＥＧＲ装置３３は、吸気管２１の吸気通路２１ａと排気管２２の排気通路２２ａとを連通するＥＧＲ管３４と、このＥＧＲ管３４の途中に設けられた流路調整手段としてのＥＧＲバルブ３５とを含んで構成されている。

ＥＧＲ管３４は、一端部が排気管２２に接続されており、他端部が吸気管２１に接続され、排気通路２２ａに排出された排気ガスの一部をＥＧＲガスとして吸気通路２１ａに還流させるようになっている。

ＥＧＲバルブ３５は、エンジンコントロールユニット（以下、ＥＣＵという）６１からの出力信号に基づいて開度が制御されるようになっており（図３参照）、ＥＧＲ管３４の流路面積を調整することにより、気筒１４に導入されるＥＧＲガスの割合、すなわち、ＥＧＲ率［ＥＧＲ量／（ＥＧＲ量＋吸入空気量（新規空気量））（％）］を変更することができ、排気管２２から吸気管２１に導入されるＥＧＲガス量（排気還流量）を調整することができる。

インタークーラ２９は、コンプレッサ２４よりも下流で、かつＥＧＲ管３４の他端部よりも下方で吸気管２１に取付けられており、吸気とエンジン１の冷却水との間で熱交換を行うようになっている。
インタークーラ２９にはエンジン１から冷却水が導入される導入管としての冷却水導入管３７が接続されている。本実施の形態のインタークーラ２９は、ＥＧＲガスの流れ方向に対して下流側に設けられており、ＥＧＲガスが混合された吸入空気を冷却するようになっている。

冷却水導入管３７の途中には冷却水導入管３７の流路面積を可変する冷却水量調整手段としてのクーラバルブ３８が設けられており、このクーラバルブ３８は、ＥＣＵ６１からの出力信号に基づいて開度が調節されるようになっている。
そして、クーラバルブ３８の開度を調節することにより、インタークーラ２９に導入される冷却水量を調節して吸入空気の冷却性能を変更することができる。

また、インタークーラ２９には冷却水排出管３９が接続されており、この冷却水排出管３９は、インタークーラ２９に導入され、吸入空気と熱交換された冷却水を図示しないラジエータ側に排出するようになっている。

一方、エンジン１にはオイル供給装置４０が設けられており、このオイル供給装置４０は、オイルストレーナ４１、オイルポンプ４２、オイルフィルタ４３および配管やエンジン１内に設けられたオイル通路等からなるオイル供給経路４４を含んで構成されている。

オイルストレーナ４１は、オイルパン１３内のオイルＯに浸漬されており、オイルポンプ４２によってオイルパン１３内のオイルＯが汲み上げられたときに、オイルＯの異物を除去するようになっている。

オイルポンプ４２によって汲み上げられたオイルは、オイルフィルタ４３で浄化された後に、オイル供給経路４４を介して過給機２３に供給されるようになっている。また、オイル供給経路４４は、過給機２３に供給されたオイルを再度、オイルパン１３に回収する。

なお、オイル供給経路４４は、エンジン１のシリンダブロック１０内に設けられたピストン１５、クランクシャフト３１とコネクティングロッド３１ａとを連結するコンロッド軸受、クランクシャフト３１をクランクケース１２に回転自在に支持するクランク軸受、シリンダヘッド１１に設けられた吸・排気シャフトのカムジャーナル、ＶＶＴ（Ｖａｒｉａｂｌｅ Ｖａｌｖｅ Ｔｉｍｉｎｇ）等の被供給部位にオイルポンプ４２から吐出されたオイルを供給するようになっている。
そして、これら被供給部位に供給されたオイルは、シリンダヘッド１１およびシリンダブロック１０内を滴下してオイルパン１３に回収される。図１では、説明の便宜上、オイルパン１３をシリンダブロック１０と別の位置に描いているが、オイルパン１３は、シリンダブロック１０の下部に設けられている。
オイルポンプ４２は、クランクシャフト３１に機械的に結合されており、エンジン１の駆動力を用いてオイル供給経路４４にオイルを吐出させるトロコイドポンプ、またはギヤポンプ等の機械式オイルポンプから構成されている。なお、オイルポンプ４２は、エンジン１の作動とは独立して駆動される電動ポンプから構成されてもよい。

図２に示すように、過給機２３は、コンプレッサ２４とタービン２５とがそれぞれコンプレッサハウジング４５とタービンハウジング４６とに収容されており、コンプレッサ２４およびタービン２５を連結するタービンシャフト２６は、ハウジングとしてのセンターハウジング４７に軸受４８ａ、４８ｂを介して回転自在に支持されている。軸受４８ａ、４８ｂとしては、タービンシャフトを支持する軸受として、例えば、油孔付きのフルフロート式またはセミフロート式の浮動ブッシュ軸受が用いられる。なお、軸受４８ａ、４８ｂとしては、この構成に限定されるものではない。

センターハウジング４７には、軸受４８ａ、４８ｂに連通するオイル通路４９ａ、４９ｂが形成されており、このオイル通路４９ａ、４９ｂは、オイル導入通路５０を通じてオイル供給経路４４からオイルが供給されることにより、軸受４８ａ、４８ｂにオイルを供給する。

また、センターハウジング４７にはオイル排出通路５１が形成されており、このオイル排出通路５１は、軸受４８ａ、４８ｂに供給されたオイルをオイル供給経路４４に排出する。すなわち、過給機２３は、オイル供給経路４４上に設けられており、オイル排出通路５１からオイル供給経路４４に排出されたオイルは、オイル供給経路４４を通してオイルパン１３に回収される。

一方、図３に示すように、エンジン１には制御装置６０が設けられており、この制御装置６０は、ＥＣＵ６１、エアフローメータ２８、油圧センサ６２、油温センサ６３、クランク角センサ６４、水温センサ６５およびウォーニングランプ６７を含んで構成されている。

図１に示すように、油圧センサ６２は、オイル供給経路４４上に設けられており、オイルポンプ４２から吐出されたオイルの圧力（以下、単に油圧という）を検出してＥＣＵ６１に検出情報を出力する。

図１に示すように、油温センサ６３は、オイル供給経路４４上に設けられており、オイルポンプ４２から吐出されたオイルの温度（以下、単に油温という）を検出してＥＣＵ６１に検出情報を出力する。

また、クランク角センサ６４は、クランクシャフト３１の近傍に設けられており、このクランク角センサ６４は、例えば、電磁ピックアップであって、クランクシャフト３１が回転する際にクランクシャフト３１に設けられたシグナルロータの歯に対応するパルス状の信号（出力パルス）を発生してＥＣＵ６１に出力する。ＥＣＵ６１は、クランク角センサ６４の出力情報に基づいて単位時間当たりのパルス数を計測することにより、エンジン回転数を演算する。

図１に示すように、水温センサ６５は、シリンダブロック１０に取付けられており、エンジン１内を潤滑する冷却水の温度を検出してＥＣＵ６１に検出情報を出力するようになっている。

ＥＣＵ６１は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）６１ａ、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）６１ｂ、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）６１ｃおよび入出力インターフェース６１ｄ等を含んで構成されている。
ＲＯＭ６１ｂは、機関制御プログラムを含んだ各種制御プログラムや、これら各種制御プログラムを実行する際に参照されるマップ等が記憶されている。

ＣＰＵ６１ａは、ＲＯＭ６１ｂに記憶された各種制御プログラムやマップに基づいて機関制御を含んだ各種演算処理を実行する。ＲＡＭ６１ｃは、ＣＰＵ６１ａでの演算結果や上述した各種センサから入力されたデータ等を一時的に記憶するメモリであり、ワークエリアの一部も構成する不揮発性のメモリである。

また、ＥＣＵ６１の入出力インターフェース６１ｄにはインジェクタ２０、エアフローメータ２８、ＥＧＲバルブ３５、クーラバルブ３８、油圧センサ６２、油温センサ６３、クランク角センサ６４、水温センサ６５、イグナイタ６６およびウォーニングランプ６７が接続されている。

イグナイタ６６は、点火プラグ１８の点火時期を調節するものであり、ＥＣＵ６１は、エンジン回転数および吸入空気量に基づいて定められる基本点火時期を基準として、水温等のエンジン負荷に基づいて基本点火時期の進角量または遅角量を演算し、演算結果に基づいてイグナイタ６６を制御して点火プラグ１８の点火時期を制御する。
なお、基本点火時期は、エンジン回転数および吸入空気量と基本点火時期とが関連付けられた基本点火時期マップがＲＯＭ６１ｂに格納されている。

具体的には、ＥＣＵ６１は、エアフローメータ２８とクランク角センサ６４からの検出情報に基づいて基本点火時期マップを参照して基本点火時期を演算し、水温センサ６５からの検出情報に基づいて基本点火時期から遅角量または進角量を演算してイグナイタ６６を制御して点火プラグ１８の点火時期を決定する。

ＥＣＵ６１は、例えば、エンジン負荷が高いとき程、点火時期を遅角させるとともに、エンジン回転数が高いとき程、点火時期を進角させる制御を行うことによって、ノッキングや混合気の不完全燃焼といった異常燃焼を抑制してエンジン出力の向上やエミッションの改善を図る。

また、ＲＯＭ６１ｂには目標ＥＧＲ率演算マップが格納されており、この目標ＥＧＲ率演算マップは、目標ＥＧＲ率と、クランク角センサ６４が検出するエンジン回転数、エアフローメータ２８が検出した吸入空気量に基づく充填効率等のエンジン負荷とが関連付けられている。

ＥＣＵ６１は、クランク角センサ６４およびエアフローメータ２８等の検出情報に基づいて目標ＥＧＲ率演算マップを参照し、ＥＧＲバルブ３５の開度を調整する。
また、ＲＯＭ６１ｂには、目標冷却温度演算マップが格納されており、この目標冷却温度演算マップは、目標冷却温度と、クランク角センサ６４が検出するエンジン回転数、エアフローメータ２８が検出した吸入空気量に基づく充填効率等のエンジン負荷とが関連付けられている。

ＥＣＵ６１は、クランク角センサ６４およびエアフローメータ２８等の検出情報に基づいて目標冷却温度演算マップを参照し、クーラバルブ３８の開度を調節する。

また、ＲＯＭ６１ｂには、図４に示す最低油圧判定マップ６８が格納されている。この最低油圧判定マップ６８は、油温毎にエンジン回転数とそのエンジン回転数での最低油圧とが割り当てられてＲＯＭ６１ｂに記憶されている。すなわち、最低油圧判定マップ６８は、温度毎に複数のマップを有しており、図４では、Ｔ℃の油温にエンジン回転数とそのエンジン回転数での最低油圧とが割り当てられたマップの一例を示している。この最低油圧は、オイルの粘性が低い高油温になる程、低く設定される。

なお、最低油圧判定マップ６８は、温度毎にエンジン回転数とそのエンジン回転数での最低油圧とが割り当てられてもよいし、一定の温度範囲毎（例えば、１０℃毎）にエンジン回転数とそのエンジン回転数での最低油圧とが割り当てられてもよい。

ＣＰＵ６１ａは、油温センサ６３によって検出された油温と、油圧センサ６２から検出された油圧と、クランク角センサ６４によって検出されたエンジン回転数とに基づいて最低油圧判定マップ６８を参照する。

そして、ＣＰＵ６１ａは、油温とエンジン回転数とに応じた油圧が判定値Ｐ以下であるものと判断した場合には、オイルパン１３内のオイルレベルが適正な液面よりも低下し、エア吸いによって過給機２３に供給されるオイルの圧力が低下したものと判断するようになっている。

なお、適正なレベルとは、油圧が油温およびエンジン回転数に応じた油圧よりも大きく低下し、過給機２３やコンロッド軸受等の被供給部位の潤滑性が悪化するレベルである。

ＣＰＵ６１ａは、油圧センサ６２が検出した油圧が判定値Ｐよりも低下したものと判断したことを条件として、点火時期の遅角制御を禁止する機関制御を実行する。

本実施の形態では、制御装置６０のＥＣＵ６１、エアフローメータ２８、クランク角センサ６４、水温センサ６５およびイグナイタ６６が、点火プラグ１８の点火時期を制御する点火時期制御手段を構成している。また、制御装置６０のＥＣＵ６１、油圧センサ６２、油温センサ６３が点火時期の遅角制御を禁止する機関制御手段を構成している。

また、ＣＰＵ６１ａは、油圧センサ６２が検出した油圧が判定値Ｐよりも低下したものと判断したことを条件として、ウォーニングランプ６７に異常信号を出力するようになっている。

ウォーニングランプ６７は、ＣＰＵ６１ａから異常信号が入力されると、点灯あるいは点滅するようになっており、運転者にオイルパン１３内のオイルが不足したことを警告するようになっている。本実施の形態の制御装置６０は、ウォーニングランプ６７が警告手段を構成している。

運転者は、ウォーニングランプ６７の状態を見てオイルパン１３内のオイルレベルが低下していることを認識することができ、ウォーニングランプ６７は、運転者に対してオイルパン１３のオイルの点検またはオイルパン１３にオイルを補充する作業を促すことができる。

なお、制御装置は、油圧異常が発生したことの警告として、ウォーニングランプ６７の点灯あるいは点滅に代えて、ブザーによる警告音あるいはスピーカから出力される音声によって警告を行うようにしてもよい。

次に、作用を説明する。
オイルパン１３に貯留されるオイルＯは、エンジン１の回転数に比例する回転数によって回転するオイルポンプ４２によって吸い上げられ、オイル供給経路４４を介して過給機２３に供給される。

過給機２３に供給されるオイルは、オイル導入通路５０からオイル通路４９ａ、４９ｂに導入され、軸受４８ａ、４８ｂに供給される。軸受４８ａ、４８ｂに供給されるオイルは、軸受４８ａ、４８ｂとタービンシャフト２６の間に供給され、軸受４８ａ、４８ｂとタービンシャフト２６との間に油膜を形成することにより、軸受４８ａ、４８ｂとタービンシャフト２６とを潤滑するとともに、軸受４８ａ、４８ｂとタービンシャフト２６とを冷却する。

軸受４８ａ、４８ｂとタービンシャフト２６とに供給されたオイルは、オイル排出通路５１を通してオイル供給経路４４に排出され、オイル供給経路４４からオイルパン１３に回収される。この動作を繰り返すことにより、軸受４８ａ、４８ｂにオイルが常時、供給される。

また、クランク角センサ６４およびエアフローメータ２８等の検出情報に基づいてＲＯＭ６１ｂに記憶された目標ＥＧＲ率演算マップを参照して目標ＥＧＲ率を取得し、ＥＧＲバルブ３５の開度を調整する。

エンジン１から排気管２２に排出された排気ガスは、ＥＧＲ管３４に介して吸気管２１に導入される。このため、エアクリーナ２７から取り込まれた吸入空気に排気ガスの一部が混合されて燃焼室１９に導入されることにより、燃焼室１９内の燃焼温度および燃焼速度が低下してＮＯｘの発生量が低減する。

また、過給機２３は、エンジン１から排気管２２に排出された排気ガスのエネルギによってタービン２５が回転され、このタービン２５がタービンシャフト２６を介してコンプレッサ２４を回転させることにより、吸気管２１内の吸入空気を圧縮して燃焼室１９に導入する。

また、ＥＣＵ６１は、クランク角センサ６４およびエアフローメータ２８等からの検出情報に基づいてＲＯＭ６１ｂに記憶された目標冷却温度演算マップを参照して目標冷却温度を取得し、クーラバルブ３８の開度を調整する。

このため、冷却水導入管３７からインタークーラ２９に供給された冷却水量が調節され、過給機２３からインタークーラ２９に導入されたＥＧＲガスを含んだ高温の吸入空気の温度が調整される。

図５は、機関制御のフローチャートを示す図であり、このフローチャートは、ＥＣＵ６１のＲＯＭ６１ｂに格納され、ＣＰＵ６１ａによって実行される機関制御プログラムである。

まず、ＣＰＵ６１ａは、油圧センサ６２、油温センサ６３およびクランク角センサ６４によってそれぞれ油温、油圧およびエンジン回転数を読み込む（ステップＳ１）。次いで、ＲＯＭ６１ｂに記憶された最低油圧判定マップ６８を参照し、油圧センサ６２によって検出された油圧Ｐ１が判定値Ｐ以下であるか否かを判別する（ステップＳ２）。

ＣＰＵ６１ａは、油圧Ｐ１が判定値Ｐを超えているものと判断した場合には、オイルパン１３内のオイルレベルが正常であるものと判断して今回の処理を終了する。図４では、オイルレベルが正常のときの油圧Ｐ１の一例と判定値Ｐを示している。

また、ＣＰＵ６１ａは、油圧Ｐ１が判定値Ｐ以下であるものと判断した場合には、エア吸いにより油圧が低下することによりオイルパン１３内のオイルレベルが低下したものと判断して、ウォーニングランプ６７に異常信号を送信する（ステップＳ３）。

ウォーニングランプ６７は、ＣＰＵ６１ａから異常信号が入力したときに、点灯または点滅することにより、オイルパン１３内のオイルレベルが低下したことを運転者に警告する。

ＣＰＵ６１ａは、ウォーニングランプ６７に異常信号を送信した後に、イグナイタ６６を制御して点火プラグ１８の点火時期の遅角を禁止して（ステップＳ４）、今回の処理を終了する。

具体的には、エアフローメータ２８とクランク角センサ６４からの検出情報に基づいて基本点火時期マップを参照して基本点火時期を演算し、水温センサ６５からの検出情報に基づいて基本点火時期から遅角量または進角量を演算する。このとき、基本点火時期から遅角量が演算された場合には、遅角制御を禁止し、例えば、基本点火時期マップの演算値をそのまま用いて点火プラグ１８の点火時期を決定する。また、点火時期の進角量が決定された場合には、点火時期としてその進角量を設定する。

ここで、点火時期の遅角が行われると、燃焼室１９内の燃焼速度が遅くなって燃料の不完全燃焼が発生するため、燃焼室１９から未燃焼ガスが排気管２２に排出されて燃料の後燃えが生じて排気ガスの温度が高温となる。

この高温の排気ガスが過給機２３に導入されると、過給機２３が高温となる。軸受４８ａ、４８ｂに供給されるオイルが適正な量であれば、オイルによって軸受４８ａ、４８ｂが冷却されるとともに、軸受４８ａ、４８ｂとタービンシャフト２６との間に潤滑に十分な油膜が形成されるため、軸受４８ａ、４８ｂとタービンシャフト２６とを十分に潤滑することができる。

ところが、オイルパン１３内のオイルレベルが低下して過給機２３に供給されるオイル量が低下すると、オイルによって軸受４８ａ、４８ｂとタービンシャフト２６とを十分に冷却することができない。

このため、高温の排気ガスによって過給機２３が過昇温してしまい、オイルの粘性が低くなって軸受４８ａ、４８ｂとタービンシャフト２６との間に十分な油膜が形成されずに、軸受４８ａ、４８ｂとタービンシャフト２６とに焼き付けが発生する。

これに加えて、オイル量の低下によって軸受４８ａ、４８ｂの冷却性能が低下してしまうことで、オイルが高温の排気ガスによって過昇温されてタール化し、所謂、オイルコーキングが発生してしまう。

このオイルコーキングは、過給機２３の高温のセンターハウジング４７の高温部に付着したり、オイル導入通路５０やオイル排出通路５１に堆積されてしまうため、オイルがオイル導入通路５０やオイル排出通路５１を流通し難くなる。これに加えて、軸受４８ａ、４８ｂとタービンシャフト２６との間にオイルコーキングが入り込んでタービンシャフト２６を円滑に回転させることができないおそれがある。これらの現象は、オイル交換後にも継続するおそれがある。

本実施の形態のＥＣＵ６１のＣＰＵ６１ａは、油圧Ｐ１が判定値Ｐ以下であるものと判断した場合には、イグナイタ６６を制御して点火プラグ１８の点火時期の遅角を禁止するので、オイルパン１３内のオイルレベルが低下して過給機２３の軸受４８ａ、４８ｂに供給されるオイル量が少なくなった場合に、過給機２３に供給される排気ガスの温度を低下させることができる。

このため、過給機２３が過昇温されるのを防止して、過給機２３に供給されるオイル量が低下した場合であっても、オイルの粘性が過度に低くなるのを防止して、軸受４８ａ、４８ｂとタービンシャフト２６との間に油膜を形成することができるとともに、軸受４８ａ、４８ｂとタービンシャフト２６とが過度に発熱してしまうのを抑制することができる。この結果、軸受４８ａ、４８ｂおよびタービンシャフト２６の焼き付けが発生するのを抑制することができる。

また、オイルが過昇温されるのを防止することができるため、過給機２３のセンターハウジング４７の高温部、オイル導入通路５０、オイル排出通路５１にオイルコーキングが発生するのを抑制することができる。

このため、オイル導入通路５０、オイル排出通路５１の流路面積を確保してオイル導入通路５０を介して軸受４８ａ、４８ｂにオイルを確実に供給することができるとともに、オイル排出通路５１を介してオイルを確実に排出することができる。これに加えて、軸受４８ａ、４８ｂおよびタービンシャフト２６の間にオイルコーキングが入り込んでしまうのを抑制して、タービンシャフト２６を円滑に回転させることができる。

（第２の実施の形態）
図６は、本発明に係る内燃機関の制御装置の第２の実施の形態を示す図であり、ハード構成は、第１の実施の形態と同一であるため、第１の実施の形態の図面を用いて説明を行う。

本実施の形態のＥＣＵ６１は、油圧センサ６２が検出した油圧が所定値Ｐ以下となったものと判断したことを条件として、ＥＧＲバルブ３５を調整してＥＧＲガスが吸気管２１に導入されるのを禁止する機関制御を実行する。
本実施の形態では、制御装置６０のＥＣＵ６１、油圧センサ６２および油温センサ６３が機関制御手段を構成している。

図６は、機関制御のフローチャートを示す図であり、このフローチャートは、ＥＣＵ６１のＲＯＭ６１ｂに格納され、ＣＰＵ６１ａによって実行される機関制御プログラムである。

ＣＰＵ６１ａは、油圧センサ６２、油温センサ６３およびクランク角センサ６４によってそれぞれ油温、油圧およびエンジン回転数を読み込む（ステップＳ１１）。次いで、ＲＯＭ６１ｂに記憶された最低油圧判定マップ６８を参照し、油圧センサ６２によって検出された油圧Ｐ１が判定値Ｐ以下であるか否かを判別する（ステップＳ１２）。

ＣＰＵ６１ａは、油圧Ｐ１が判定値Ｐを超えているものと判断した場合には、オイルパン１３内のオイルレベルが正常であるものと判断して今回の処理を終了する。また、ＣＰＵ６１ａは、油圧Ｐ１が判定値Ｐ以下であるものと判断した場合には、エア吸いにより油圧が低下することによりオイルパン１３内のオイルレベルが低下したものと判断して、ウォーニングランプ６７に異常信号を送信する（ステップＳ１３）。

ウォーニングランプ６７は、ＣＰＵ６１ａから異常信号が入力したときに、点灯または点滅することにより、オイルパン１３内のオイルレベルが低下したことを運転者に警告する。

ＣＰＵ６１ａは、ウォーニングランプ６７に異常信号を送信した後に、ＥＧＲバルブ３５を閉じることにより、ＥＧＲガスが吸気管２１に導入されるのを禁止して（ステップＳ１４）、今回の処理を終了する。

このようにすれば、排気ガスの温度を低下させることができる。具体的には、エアクリーナ２７から取り込まれた吸入空気に排気ガスの一部を導入し、この吸入空気を燃焼室１９に導入すると、燃焼室１９内の燃焼温度および燃焼速度が低下する。このため、燃料の不完全燃焼が発生し、燃焼室１９から未燃焼ガスが排気管２２に排出されて燃料の後燃えが生じて排気ガスの温度が高温となる。

したがって、ＥＧＲバルブ３５を閉じてＥＧＲガスが吸気管２１に導入されるのを禁止することにより、燃焼室１９内の燃焼速度を速くして燃焼室１９から未燃焼ガスを排出し難くして排気ガスの温度を低下させることができる。

このようにすれば、過給機２３が過昇温されてしまうのを防止することができるので、オイルパン１３内のオイルレベルが低下した場合であっても、軸受４８ａ、４８ｂおよびタービンシャフト２６の焼き付けやオイルコーキングが発生するのを抑制することができる。

（第３の実施の形態）
図７は、本発明に係る内燃機関の制御装置の第３の実施の形態を示す図であり、ハード構成は、第１の実施の形態と同一であるため、第１の実施の形態の図面を用いて説明を行う。

本実施の形態のＥＣＵ６１は、油圧センサ６２が検出した油圧が所定値Ｐ以下となったものと判断したことを条件として、クーラバルブ３８を調整してインタークーラ２９に導入される冷却水量を増大させる機関制御を実行する。
本実施の形態では、制御装置６０のＥＣＵ６１、油圧センサ６２および油温センサ６３が機関制御手段を構成している。

図７は、機関制御のフローチャートを示す図であり、このフローチャートは、ＥＣＵ６１のＲＯＭ６１ｂに格納され、ＣＰＵ６１ａによって実行される機関制御プログラムである。

まず、ＣＰＵ６１ａは、油圧センサ６２、油温センサ６３およびクランク角センサ６４によってそれぞれ油温、油圧およびエンジン回転数を読み込む（ステップＳ２１）。次いで、ＲＯＭ６１ｂに記憶された最低油圧判定マップ６８を参照し、油圧センサ６２によって検出された油圧Ｐ１が判定値Ｐ以下であるか否かを判別する（ステップＳ２２）。

ＣＰＵ６１ａは、油圧Ｐ１が判定値Ｐを超えているものと判断した場合には、オイルパン１３内のオイルレベルが正常であるものと判断して今回の処理を終了する。また、ＣＰＵ６１ａは、油圧Ｐ１が判定値Ｐ以下であるものと判断した場合には、エア吸いにより油圧が低下することによりオイルパン１３内のオイルレベルが低下したものと判断して、ウォーニングランプ６７に異常信号を送信する（ステップＳ２３）。

ウォーニングランプ６７は、ＣＰＵ６１ａから異常信号が入力したときに、点灯または点滅することにより、オイルパン１３内のオイルレベルが低下したことを運転者に警告する。

ＣＰＵ６１ａは、ウォーニングランプ６７に異常信号を送信した後に、クーラバルブ３８を調整してインタークーラ２９に導入される冷却水量を増大させて（ステップＳ２４）、今回の処理を終了する。

このようにすれば、排気ガスの温度を低下させることができる。具体的には、インタークーラ２９による吸入空気の冷却温度が高いと、過給機２３による圧縮および高温のＥＧＲガスの導入によって吸気温度が上昇して吸入空気の密度の低下してしまい、燃焼室１９に導入される吸入空気の充填効率が低くなる。そして、充填効率が低くなると、燃焼室１９内の燃焼速度が遅くなり、排気温度が高くなる。

これに対して、インタークーラ２９に導入される冷却水量を増大させると、吸入空気の密度の増大を招いた吸入空気が冷却され、吸入空気の密度が高められる。
このため、燃焼室１９に導入される吸入空気の充填効率を高くして、燃焼室１９内の燃焼速度を速くすることができる。このため、燃焼室１９から未燃焼ガスを排出し難くすることができ、排気ガスの温度を低下させることができる。したがって、過給機２３が過昇温されてしまうのを防止することができる。

この結果、オイルパン１３内のオイルレベルが低下した場合であっても、軸受４８ａ、４８ｂおよびタービンシャフト２６の焼き付けやオイルコーキングが発生するのを抑制することができる。

なお、上記各実施の形態では、ＥＣＵ６１が、機関制御として、油圧センサ６２が検出した油圧が所定値Ｐ以下となったものと判断したことを条件として、点火遅角の禁止、ＥＧＲバルブ３５の閉じ制御、インタークーラ２９への冷却水の増大という制御を個別に行っている。

しかしながら、個別に行わずに、３つの制御を同時に行ってもよく、３つのうちのいずれか２つの異なる制御を組み合わせてもよい。

また、上記各実施の形態では、本発明の制御装置６０を、ガソリンエンジンに適用しているが、内燃機関としては、ディーゼルエンジンに適用してもよい。この場合には、点火プラグが不要となるので、機関制御として、ＥＧＲバルブ３５の閉じ制御、インタークーラ２９への冷却水の増大という制御を個々に、あるいは２つ同時に行ってもよい。

また、本発明の制御装置６０を、ＥＧＲ装置３３やインタークーラ２９が存在しないガソリンエンジンに適用してもよい。この場合には、機関制御として、点火遅角を禁止する制御を行えばよい。

また、上記各実施の形態の内燃機関の制御装置は、車両用内燃機関に適用した例について説明したが、動力源として内燃機関を用いるものであれば適用可能であり、例えば、所謂ハイブリッド車や自動二輪車等に搭載される内燃機関はもとより、船舶や建設機械等のように車両以外のものに搭載される内燃機関にも適用可能である。

以上のように、本発明に係る内燃機関の制御装置は、オイル貯留手段内のオイルレベルが低下した場合に、過給機が過昇温されるのを防止して過給機の軸受および連結軸の焼き付けやオイルコーキングが発生するのを抑制することができるという効果を有し、オイルによって過給機の潤滑を行う内燃機関の制御装置等として有用である。

１ エンジン（内燃機関）
１３ オイルパン（オイル貯留手段）
１４ 気筒
１８ 点火プラグ（点火手段）
１９ 燃焼室
２１ 吸気管
２２ 排気管
２３ 過給機
２４ コンプレッサ
２５ タービン
２６ タービンシャフト（連結手段）
２９ インタークーラ
２８ エアフローメータ（点火時期制御手段）
３４ ＥＧＲ管
３５ ＥＧＲバルブ（流路調整手段）
３７ 冷却水導入管（導入管）
３８ クーラバルブ（冷却水量調整手段）
４２ オイルポンプ
４４ オイル供給経路
４７ センターハウジング（ハウジング）
６０ 制御装置
６１ ＥＣＵ（点火時期制御手段、機関制御手段）
６２ 油圧センサ（機関制御手段）
６３ 油温センサ（機関制御手段）
６５ 水温センサ（点火時期制御手段）
６６ イグナイタ（点火時期制御手段）
６７ ウォーニングランプ（警告手段）

Claims (5)

1. 内燃機関の気筒の燃焼室から排出される排気ガスによって作動するタービン、前記タービンによって駆動され、吸気を圧縮するコンプレッサ、および前記タービンと前記コンプレッサとを連結し、ハウジングに軸受を介して回転自在に支持された連結軸を含んで構成される過給機と、
   オイルが貯留されたオイル貯留手段と、
   前記オイル貯留手段に貯留されたオイルを、オイル供給経路を通して前記過給機の前記軸受に供給するオイルポンプとを含んで構成される内燃機関に設けられた制御装置であって、
   前記オイルポンプから前記軸受に供給される油圧が、少なくとも前記内燃機関の回転数に応じて予め定められた所定値以下となったことを条件として、前記燃焼室から排出される排気ガスの温度を低下させる機関制御を実行する機関制御手段を有することを特徴とする内燃機関の制御装置。
2. 前記内燃機関が、複数の気筒毎に設けられた点火手段と、前記点火手段の点火時期を制御する点火時期制御手段とを含んで構成され、
   前記機関制御手段は、前記オイルポンプから前記過給機に供給される油圧が前記所定値以下となったことを条件として、前記点火時期の遅角制御を禁止することにより、前記機関制御を実行することを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の制御装置。
3. 前記内燃機関が、前記複数の気筒に吸入空気を導入する吸気管と、前記燃焼室から排出された排気ガスが導入される排気管と、前記排気管に排出される排気ガスの一部をＥＧＲガスとして前記吸気管に導入するＥＧＲ管と、前記ＥＧＲ管の流路面積を調整する流路調整手段とを備え、
   前記機関制御手段は、前記オイルポンプから前記過給機に供給される油圧が前記所定値以下となったことを条件として、前記流路調整手段を調整してＥＧＲガスが前記吸気管に導入されるのを禁止することにより、前記機関制御を実行することを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の制御装置。
4. 前記内燃機関が、前記複数の気筒に吸入空気を導入する吸気管と、前記排気管に排出される排気ガスの一部をＥＧＲガスとして前記吸気管に導入するＥＧＲ管と、
   前記ＥＧＲガスの流れ方向の下流側の前記吸気管に設けられ、前記吸気管内の吸入空気を冷却するインタークーラと、前記インタークーラに冷却水を導入する導入管と、前記導入管によって前記インタークーラに導入される冷却水量を調整する冷却水量調整手段とを含んで構成され、
   前記機関制御手段は、前記オイルポンプから前記過給機に供給される油圧が前記所定値以下となったことを条件として、前記冷却水量調整手段を調整して前記インタークーラに導入される冷却水量を増大させることにより、前記機関制御を実行することを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の制御装置。
5. 前記機関制御手段から出力される異常信号に基づいて警告を行う警告手段を有し、
   前記機関制御制御手段は、前記オイルポンプから前記過給機に供給される油圧が前記所定値以下となったことを条件として、前記警告手段に前記異常信号を出力することを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか１の請求項に記載の内燃機関の制御装置。

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