JP2015110941A - エンジン自体の非効率な潤滑に起因する、内燃機関の機械的損傷を防止するシステム - Google Patents

Abstract

【課題】エンジン自体の非効率な潤滑に起因する、燃機関の機械的損傷を防止するシステムを提供する。
【解決手段】内燃機関の潤滑油管路（Ｐ）の圧力を測定又は推定する手段と、前記圧力が所定の閾値に到達するまで、内燃機関の各始動時に内燃機関（Ｅ）の機械的損傷を防止する作動手段から構成される処理手段（ＥＣＵ）とを備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、内燃機関、あるいは、過給機関の機械要素を保護するシステムの分野に関する。特に、本発明は、ターボスーパーチャージャユニットの損傷を防止するシステムの分野に関する。

内燃機関の潤滑油管路は、エンジンが停止した場合、重力の作用により空になり易い。

エンジンの始動後は、ゆえに、各潤滑油管路を満たし且つ加圧するために一定の時間が必要である。

さらに、潤滑油の粘度は環境条件に大きく影響される。ゆえに、気温が低くエンジンが冷えている場合、潤滑油の粘度は増大し、その結果、潤滑油が内燃機関の様々な機械パーツ、例えば、タービンハウジング及び／又は圧縮機及びそれの軸受けに到達するまでに、より多くの時間がかかってしまう。

この間ずっと、そのような機械パーツは油が無い状態で稼働するため、そのパーツ自体の深刻な劣化をもたらす。

従って、そのような機械パーツ、とりわけターボスーパーチャージャユニットを構成する機械パーツは、もし潤滑油管路が有効となる前に過度に使用されると、その信頼性に問題が生じる可能性がある。

従って、本発明の目的は、上記の欠点の全てを克服し、内燃機関の非効率な潤滑に起因する、内燃機関の機械的損傷を防止するシステムを提供することである。

本発明の基本的な考えは、潤滑油管路の非効率な状態を推測すること及び機械パーツの劣化を制限することを可能にするシステムを提供することである。

本発明の対象は、請求項１に記載のように、内燃機関の非効率な潤滑に起因する、内燃機関の機械的損傷を防止するシステムである。

本発明の好適な他の実施形態によれば、ターボスーパーチャージャを含む、エンジンの機械パーツに起こり得る過度な使用が推定され、そのような過度な使用を制限又は抑制する。言い換えると、スーパーチャージャユニットはもちろん、エンジンの回転数を強制的に制限する。

本発明の他の対象は、前述のコントロールシステムを備えた内燃機関である。

本発明の更なる対象は、前述のコントロールシステムを設けた内燃機関を備えた陸上車両である。

請求項は、本説明を集約した部分である。

本発明の更なる目的及び利点は、下記の好適な実施形態（及び他の実施形態）の詳細や、添付した図面から明らかになるであろう。図面は単なる一例であり、これに限定されない。
図１は、本発明の対象であるシステムの概要を示しており、内燃機関に適用される。 図２は、図１のシステムの機能を示すフローチャート図である。

図面では、同一の参照番号及び文字は、同一の要素又は部品と認定する。

図１は、少なくとも１つのターボスーパーチャージャ段を備える内燃機関Ｅの構成を示し、そのターボスーパーチャージャ段は、内燃機関の排気マニホールドと結合している入口を有するタービンＴと、タービンＴによって駆動され、且つ、内燃機関Ｅの吸入マニホールドと結合している出口を有する圧縮機Ｃとを備える。

エンジンはそれ自体が、例えば、エンジンコントロールユニットＥＣＵといった処理手段、潤滑油Ｐの圧力を測定する手段及び供給手段Ｊを備える。供給手段は、一般に燃料注入システムであり、エンジンコントロールユニットＥＣＵ及び／又は内燃機関の過給を調整する手段によって制御される。内燃機関の過給を調整する手段は、すなわち、少なくとも以下の何れか１つの手段である。
−タービンの幾何学的配置を制御する手段、
−ウェイストゲートバルブを制御する手段、
−タービンの上流の排気管にあるエンジンブレーキバルブを制御する手段、
−タービンの上流の排気ダクトと圧縮機の下流の吸入ダクトとの間にある排気ガス循環バルブを制御する手段、
−吸入ダクトにある空気制御弁（絞り弁）を制御する手段。

発明の対象であるシステムは、油圧が安定し、且つ所定の閾値を超過するまで、少なくともエンジンの始動時に、潤滑油の連続式圧力のモニタリングを作動し、１以上の防止手段を作動することが可能となる。

そのような手段は、例えば、
−「輸送機関の準備ができていない」状態を示す光又はメッセージの表示をすること及び／又は、
−内燃機関によって供給されるトルクの制限をすること及び／又は、
−内燃機関及び／又は各ターボスーパーチャージャユニットの一分あたりの最大回転数の制限をすること、
を含んでも構わない。

１分あたりの回転数を減らすことが、逆に、供給されるトルクの低減につながることから、第２及び第３の前記手順が相互に強力に関連していることを指摘する価値がある。

回転する機械パーツに関しては、潤滑油管路が効率的でない場合にそのパーツにかかる１分あたりの最大回転数（rpm_max_no_lub）は、設計段階の間に定められる。

そのような１分あたりの最大回転数（rpm_max_no_lub）は、時々、そのパーツが最適の潤滑の状態において耐え得る１分あたりの最大回転数（rpm_max）よりも少なくなることがある。

好ましくは、機械パーツに起こり得る過度な使用が発見された場合、すなわち、回転速度が高すぎる場合、システムは、非効率な潤滑の状態にある最大許容速度（rpm_max_no_lub）にまでその回転速度を戻す。

発明の好適な実施形態によれば、エンジンの供給量マップに所定のｒｐｍ制限を設定した後、供給手段Ｊに介在することが可能となる。あるいは、様々なｒｐｍ制限を設定することが可能であり、以下の式に従って計算される。
rpm = rpm_mis - C_mis x f(P,T)
rpm：現在の回転速度、すなわち、防止システムによって強制された回転速度、
rpm_mis: 現在の回転速度、
C_mis: 供給されるトルク、
f(P,T): 周囲の圧力Ｐと周囲の温度Ｔとの関数として、供給されるトルクをｒｐｍへ換算する係数。

内燃機関の１分あたりの回転数の制限は、結果的に各ターボスーパーチャージャユニットの一分あたりの回転数の減少を伴う。

本発明のもう１つの好適な他の実施形態によれば、エンジンの吸気流量が、
ターボスーパーチャージャユニットの一分あたりの回転数を減らすために、
−タービンの幾何学的配置を制御する手段、
−ウェイストゲートバルブを制御する手段、
−タービンの上流の排気管にあるエンジンブレーキバルブを制御する手段、
−タービンの上流の排気ダクトと圧縮機の下流の吸入ダクトとの間にある排気ガス循環バルブを制御する手段、
−吸入ダクトにある空気制御弁（絞り弁）を制御する手段、
のうち少なくとも何れか１つの手段によって減少する。

供給量マップ、すなわち注入システムか、スーパーチャージャシステムの何れか一方において作用するという事実に関わらず、スーパーチャージャユニットを含むエンジンの１分あたりの全体的な回転の減少を得られることは明らかである。

本発明の好適な他の実施形態によれば、防止システムは、エンジンが始動すると稼働し、潤滑油管路の完全な充填及び加圧を検知するまで稼働し続ける。

この場合、２つの選択肢がある。

潤滑油の圧力が測定されるのか、又は推定されるのか、という選択肢である。

圧力センサーは一般的にタービンの上流に設置されるので、管路がまだ効率的でない場合に完全に効率的であると判断することを回避するために、センサーとタービンとの間に備えられた管路の部分の加圧時間を推定する必要があるということを指摘するだけの価値がある。

図２は、本システムの実施例を示すフローチャート図である。
−（ステップ１）エンジンの始動を検出し、
−（ステップ２）潤滑油の圧力の値を測定し、もしその値が所定の閾値（ＳＩ）を超過したら、その場合は、
−（ステップ３）管路は有効であると判断し、サイクルは終了し、もしそうでなければ、
−（ステップ４）（ＮＯ）の場合、前記手順の少なくとも１つが実行され、（２）の潤滑油の圧力の測定に戻る。

ゆえに、システムはエンジンの始動毎に有効とし、潤滑油の圧力が前記定義済の閾値に到達するとすぐに無効とすることが可能である。

本発明は、コンピュータプログラムによって有利に実現されるだろう。コンピュータプログラムは、前記プログラムがコンピュータで稼働している場合に、１以上の前記方法のステップを実現するプログラムコード手段を備える。このことから、本発明の範囲は前記コンピュータプログラムと、記録したメッセージを備えるコンピュータ読み取り可能手段とにも及ぶことを意味する。コンピュータ読み取り可能手段は、そのプログラムがコンピュータで実行されている場合、その方法の１以上のステップを実施するプログラムコード手段を備える。

当業者にとっては、本発明の別のそして同等の実施形態は、発明の範囲から離れることなく実行するために想到され、変形され得ることが明らかである。

本発明によって、エンジンの機械パーツの過度な使用を回避することが可能となり、最適でない潤滑に起因する機械的損傷の可能性を低減する。

さらに、機械式の解決方法と比較すると、本発明よりも通常は高価であるどのような機械的修正も回避することが可能となり、前記エンジンコントロールユニットＥＣＵ又は他のより電気的な車載コントロールユニットによって、ソフトウェアを介して有利に実行され得る。

上記で明らかにした説明によって、さらに詳しい構成の説明を必要とすることなく、当業者が発明を具体化することが可能であろう。異なる好適な実施例で説明した部品及び特質は本出願の範囲を離れることなく組み合わせても良い。背景技術の説明で述べたことは、もし詳細な説明において明確に除外されていなければ、本発明の特質と結びついていると考えなければならず、本発明の不可欠な部分を成している。

Ｊ 供給手段
Ｐ 潤滑油管路
Ｅ 内燃機関
Ｃ 圧縮機
Ｔ タービン

Claims (10)

1. エンジン自体の非効率な潤滑に起因する、内燃機関の機械的損傷を防止するシステムであって、内燃機関の潤滑油管路（Ｐ）の圧力を測定又は推定する手段と、前記圧力が所定の閾値以下になるまで、内燃機関の各始動時に前記内燃機関（Ｅ）の機械的損傷を防止する作動手段から構成される処理手段（ＥＣＵ）とを備えることを特徴とするシステム。
2. 請求項１に記載のシステムであって、前記処理手段は、
   −「輸送機関の準備ができていない」状態を示す光又はメッセージ及び／又は、
   −内燃機関によって供給されるトルクを制限する手段及び／又は、
   −内燃機関及び／又は各ターボスーパーチャージャユニットの一分あたりの最大限の回転を制限する手段及び／又は、
   −タービンの上流の排気管と圧縮機の下流の吸入管との間の排気ガス循環バルブを制御する手段及び／又は、
   −吸入管にある空気制御弁（絞り弁）を制御する手段
   を備え、これにより−ターボスーパーチャージャユニットの一分あたりの回転数を減らすことを特徴とするシステム。
3. 請求項２に記載のシステムであって、前記処理手段が、内燃機関の１分あたりの最大回転数を制限する制限手段を備える場合に、前記制限手段は、強制的にエンジンの回転速度を、所定のｒｐｍ値、又は以下の式：
   
   rpm = rpm_mis - C_mis x f(P,T)
   rpm_mis: 現在の回転速度、
   C_mis: 供給されるトルク、
   f(P,T): 周囲環境の圧力Ｔと周囲環境の温度Ｔとの関数として、供給されるトルクをｒｐｍへ換算する係数、
   によって与えられる値に強制するよう構成されることを特徴とするシステム。
4. 請求項２又は３の何れか１項に記載のシステムであって、前記処理手段が、内燃機関の１分あたりの最大回転数を制限する手段を備える場合に、前記処理手段は、
   −内燃機関（Ｅ）及び結果的にターボスーパーチャージャユニット（Ｔ，Ｃ）の一分あたりの回転数を減らすために内燃機関の燃料供給手段（Ｊ）に介在するよう適合し、
   及び／又は、
   前記処理手段は、少なくとも、
   −ターボスーパーチャージャユニット（Ｔ，Ｃ）の一分あたりの回転数を減らすために、
   −タービンの幾何学的配置を制御する手段、
   −ウェイストゲートバルブを制御する手段、
   −タービンの上流の排気管にあるエンジンブレーキバルブを制御する手段、
   −タービンの上流の排気ダクトと圧縮機の下流の吸入ダクトとの間にある排気ガス循環バルブを制御する手段、及び
   −吸入ダクトにある空気制御弁（絞り弁）を制御する手段、
   のうちの何れか１つに介在するよう適合することを特徴とするシステム。
5. エンジン自体の非効率な潤滑に起因する、内燃機関の機械的損傷を防止する請求項１乃至４の何れか１項に記載のシステムを駆動する方法であって、以下のステップによって構成される：
   −（ステップ１）エンジンの始動を検出し、
   −（ステップ２）潤滑油の圧力の値を測定し、もしその値が所定の閾値（ＳＩ）を超過したら、その場合は、
   −（ステップ３）管路は有効であると判断し、サイクルは終了し、もしそうでなければ、
   −（ステップ４）（ＮＯ）の場合、少なくとも１つの防止手順が実行され、（２）の潤滑油の圧力の測定に戻る。
6. 請求項５に記載の方法であって、前記防止手順が少なくとも以下の何れかであることを特徴とする方法：
   −「輸送機関の準備ができていない」状態を示す光又はメッセージの表示をすること及び／又は、
   −内燃機関によって供給されるトルクの制限をすること及び／又は、
   −内燃機関及び／又は各ターボスーパーチャージャの一分あたりの最大回転数の制限をすること。
7. コンピュータプログラムであって、前記プログラムがコンピュータで稼働している時に、請求項５又は６の何れかに記載の全てのステップを実行するように適合されたプログラムコード手段を備えることを特徴とするコンピュータプログラム。
8. 記録したプログラムを備えるコンピュータ読み取り可能手段であって、前記コンピュータ読み取り可能手段は、前記プログラムがコンピュータで稼働している時に、請求項５又は６の何れかに記載の全てのステップを実行するように適合されたプログラムコード手段を備えることを特徴とするコンピュータ読み取り可能手段。
9. 非効率な潤滑に起因する、エンジン自体の機械的損傷を防止する請求項１乃至４の何れか１項に記載のシステムを備える内燃機関。
10. 請求項９に記載の内燃機関を備えた陸上車両。

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