JP2016118130A - エンジン - Google Patents

Abstract

【課題】気筒内にデポジットが堆積することによるオイルの消費量の増加を抑制する。【解決手段】制御装置は、走行距離が予め定められた距離Ａ以上である場合に（Ｓ１００にてＹＥＳ）、オイルパンにおけるオイルの貯留量を算出するステップ（Ｓ１０２）と、予め定められた距離Ａ当たりのオイル消費量を算出するステップ（Ｓ１０４）と、オイル消費量がしきい値Ｃよりも大きい場合に（Ｓ１０６にてＹＥＳ）、あるいは、所定時間当たりのデポジットの膜厚の増加量に基づく総膜厚がしきい値Ｂよりも大きい場合（Ｓ１１２にてＹＥＳ）、デポジット焼失制御を実行するステップ（Ｓ１１４）とを含む、制御処理を実行する。【選択図】図６

Description

本発明は、オイルジェットを用いてピストンにオイルを噴射してピストンの温度上昇を抑制するエンジンにおいて、気筒内に堆積したデポジットを除去する技術に関する。

従来、オイルジェットを用いて気筒内のピストンやシリンダボアにオイルを噴射して潤滑とともにエンジン温度の上昇を抑制する技術が公知である。このような技術を利用して、たとえば、特開２０１３−２５３５２３号公報（特許文献１）には、ある運転領域に達する場合に、オイルジェットからのオイル噴射を抑制して、ピストンに堆積したデポジットを焼失させる技術が開示される。

特開２０１３−２５３５２３号公報

ところで、ピストンの周囲やシリンダボアにデポジットが堆積すると、ピストンとシリンダボアとの間の隙間が縮小する場合がある。ピストンとシリンダボアとの間の隙間が縮小すると、当該隙間に存在するオイルは、ピストン上部に掻き上げられる場合がある。その結果、エンジンオイルの消費量が増加する場合があるため、適切なタイミングでデポジットを焼失させる必要がある。しかしながら、特許文献１においては、エンジンオイルの消費量を考慮されておらず、エンジンオイルの消費量の増加を抑制できない場合がある。

本発明は、上述した課題を解決するためになされたものであって、その目的は、気筒内にデポジットが堆積することによるオイルの消費量の増加を抑制するエンジンを提供することである。

この発明のある局面に係るエンジンは、気筒と、気筒内を移動可能に設けられるピストンと、ピストンの下部に向けてオイルを噴射するオイル噴射装置と、エンジンの下部に貯留されるオイルの貯留量を検出する検出装置と、オイル噴射装置からのオイル噴射量を制御する制御装置とを備える。制御装置は、エンジンの作動時において、検出装置によって検出される貯留量の変化履歴に基づいてオイル消費量を推定し、推定されたオイル消費量がしきい値よりも大きい場合に、ピストン温度がピストンの周囲に付着するデポジットの焼失が可能な焼失可能温度になるようにオイル噴射量を制御する。

このようにすると、ピストンの周囲にデポジットが堆積することによりオイル消費量が増加するような場合に、ピストン温度をピストンの周囲に付着するデポジットの焼失が可能な焼失可能温度にすることができる。そのため、オイル消費量の増加の原因となるデポジットを除去することができるため、気筒内にデポジットが堆積することによるオイルの消費量の増加を抑制することができる。

好ましくは、制御装置は、ピストン温度が焼失可能温度よりも低い場合には、ピストン温度と焼失可能温度との差に応じた分だけオイル噴射量を減少させる。

このようにすると、ピストン温度と焼失可能温度との差に応じた分だけオイル噴射量を減少させることにより、ピストンの温度を焼失可能温度まで上昇させることができる。

さらに好ましくは、制御装置は、ピストン温度が焼失可能温度よりも低い場合には、ピストン温度が焼失可能温度の下限値になるオイル噴射量を目標値としてオイル噴射量を減少させる。

このようにすると、ピストン温度が焼失可能温度の下限値になるオイル噴射量を目標値としてオイル噴射量が減少されることにより、ピストン温度を焼失可能温度まで上昇させることができる。

さらに好ましくは、エンジンは、車両に搭載される。制御装置は、車両が予め定められた距離を走行する毎に貯留量の減少量を算出して、予め定められた距離を走行する間におけるオイル消費量を推定する。

このようにすると、車両が予め定められた距離を走行する毎にオイル消費量を推定することができるため、デポジットの焼失を適切なタイミングで実施することができる。

さらに好ましくは、制御装置は、エンジンが予め定められた期間が経過するまで作動する毎に貯留量の減少量を算出して、予め定められた期間におけるオイル消費量を推定する。

このようにすると、エンジンが予め定められた期間が経過するまで作動する毎にオイル消費量を推定することができるため、デポジットの焼失を適切なタイミングで実施することができる。

この発明によると、ピストンの周囲にデポジットが堆積することによりオイル消費量が増加するような場合に、ピストン温度をピストンの周囲に付着するデポジットの焼失が可能な焼失可能温度にすることができる。そのため、オイル消費量の増加の原因となるデポジットを除去することができる。したがって、気筒内にデポジットが堆積することによるオイルの消費量の増加を抑制するエンジンを提供することができる。

エンジンの概略構成を示す図である。 図１の破線枠の拡大図である。 図２の破線枠の拡大図である。 制御装置の機能ブロック図である。 ピストン温度とオイルジェット流量との関係を示す図である。 制御装置で実行される制御処理（その１）である。 制御装置で実行される制御処理（その２）である。

以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明する。以下の説明では、同一の部品には同一の符号が付されている。それらの名称および機能も同じである。したがってそれらについての詳細な説明は繰返されない。

図１に、エンジン１の概略構成が示される。本実施の形態において、エンジン１は、たとえば、ガソリンエンジン、ディーゼルエンジンあるいはガスエンジン等の内燃機関である。エンジン１がガソリンエンジンである場合には、燃焼室内に直接燃料を噴射する、いわゆる直噴型エンジンとしてもよい。あるいは、エンジン１がディーゼルエンジンである場合には、気筒の内壁とピストン上面とにより形成される燃焼室に連通する副室が設けられる、いわゆる副室式エンジンとしてもよい。本実施の形態において、エンジン１は、車両（図示せず）に搭載されている場合を一例として説明する。

図１に示すように、エンジン１は、シリンダブロック１０と、ピストン１２と、コネクティングロッド１６と、クランクシャフト１８と、オイルパン２０と、オイルストレーナ２２と、オイルポンプ２４と、オイルコントロールバルブ２６と、オイルクーラ２８と、制御装置３０と、潤滑装置２００とを備える。なお、図１において、実線矢印はオイル（潤滑油）の流れを示し、破線矢印は各種の信号の流れを示す。

シリンダブロック１０には、シリンダボア（ボア壁）によって気筒１４が形成される。ピストン１２は、気筒１４内に収納される。また、ピストン１２は、コネクティングロッド１６によりクランクシャフト１８に接続されている。ピストン１２が往復運動することで、この往復運動がコネクティングロッド１６により回転運動に変換され、クランクシャフト１８が回転する。ピストン１２の外周にはリング溝が設けられ、このリング溝に複数個（たとえば、３個）のピストンリング（図２および図３参照）が嵌め合わされる。

潤滑装置２００は、その内部に噴射量調整バルブ（図示しない）とオイルジェット２５０を含む。オイルジェット２５０は、矢印Ｓ、Ｐで示す２方向に分岐したノズルを有し、オイルジェット２５０から、噴射量調整バルブの開度に応じて各矢印Ｓ、Ｐの方向にオイルが噴射される。

矢印Ｓで示す方向に噴射されたオイルは気筒１４に接触して気筒１４のボア壁とピストン１２との摩擦を低減させる。すなわち、矢印Ｓで示す方向に噴射されたオイルは気筒１４のボア壁の表面に油膜を形成し、この油膜がピストン１２と接触することで、ピストン１２と気筒１４のボア壁との直接的な接触を防止し、摩擦抵抗が低減される。

矢印Ｐで示す方向に供給されたオイルはピストン１２の裏面と衝突して、ピストン１２の熱を奪う。熱を奪ったオイルは下部方向に落下し、オイルを溜めておく容器であるオイルパン２０へ集められる（矢印ｇ）。

オイルパン２０に集められたオイルは、オイルポンプ２４の吸引力によりオイルパン２０から吸い上げられる。オイルパン２０から吸い上げられたオイルは、オイル内の異物を除去するフィルタであるオイルストレーナ２２およびオイルポンプ２４を経由してオイルコントロールバルブ２６に流通する。オイルコントロールバルブ２６において潤滑装置２００を含むエンジン１全体へのオイルの供給量（後述する）が調節される。供給量が調節されたオイルは、オイルを冷却するオイルクーラ２８を経由して潤滑装置２００に流通する。なお、オイルポンプ２４は、たとえば、エンジン１のクランクシャフト１８に連動して作動する機械式オイルポンプであってもよいし、モータによって作動する電動オイルポンプであってもよい。

本実施の形態のエンジン１においては、潤滑装置２００へのオイルの供給経路（矢印ａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅ）を通るオイルの少なくとも一部をオイルパン２０へ導く経路ｆが設けられる。経路ｆは、たとえば、潤滑装置２００へのオイルの供給経路を実現する配管の中途に、オイルパン２０に向かって分岐する配管を設けることによって実現される。

オイルコントロールバルブ２６は、潤滑装置２００を含むエンジン１全体へのオイルの供給量（たとえば、矢印ｄ、ｅの経路を通るオイルの量）及びオイルパン２０に戻すオイルの量（矢印ｆの経路を通るオイルの量）を調節する。オイルコントロールバルブ２６の開度は、制御装置３０からの制御信号に従って変化する。オイルコントロールバルブ２６は、潤滑装置２００を含むエンジン１全体に供給されるオイルの油圧を調節して潤滑装置２００を含むエンジン１全体に供給されるオイルの量を調節する。

制御装置３０は、エンジン１及びこれを搭載した車両に設けられる各種のセンサ（図示しない）から取得される検出値を用いて、潤滑装置２００を含むエンジン１全体へのオイルの供給量を制御する。たとえば、制御装置３０は、エンジン１の冷却装置（図示しない）に設けられる水温センサからエンジン冷却水温を取得し、取得したエンジン冷却水温に従って決定した量のオイルが潤滑装置２００を含むエンジン１全体に供給されるようにオイルコントロールバルブ２６および潤滑装置２００の噴射量調整バルブの開度を制御する制御信号を生成する。生成された制御信号はオイルコントロールバルブ２６と潤滑装置２００とに対して出力され、オイルコントロールバルブ２６および潤滑装置２００の噴射量調整バルブの開度は、この制御信号に従った開度に調節される。

また、制御装置３０は、エンジン負荷を表す情報をさらに取得し、エンジン冷却水温だけでなくエンジン負荷も参照して、潤滑装置２００からのオイルの供給量を制御する。本実施の形態においては、制御装置３０は、エンジン負荷を表す情報として、エンジン回転数、アクセル踏込量、および燃料噴射量の少なくともいずれかを用いる。エンジン回転数は、たとえば、クランクシャフト１８付近に設けられるクランク角センサから取得される。アクセル踏込量は、たとえば、エンジン１を搭載した車両のアクセルペダルの位置を検出するアクセルポジションセンサから取得される。燃料噴射量は、たとえば、制御装置３０とは別個の制御装置（図示しない）であってエンジンの吸入空気量、エンジン冷却水温、及びエンジン回転数などに基づいて燃料噴射量を制御する制御装置から取得すればよい。あるいは、制御装置３０において、燃料噴射量の決定に必要な各種パラメータを対応する各種センサから取得して燃料噴射量を算出してもよい。また、制御装置３０は、オイルパン２０に貯留するオイルの量を表す情報およびオイルの温度（油温）を表す情報を取得して、後述するように潤滑装置２００の噴射量調整バルブの開度を制御する。オイルの量は、たとえば、オイルパン２０に設けられるレベルセンサ３２によって検出される、オイルパン２０における油面の高さに基づいて算出される。また、油温は、たとえば、オイルパン２０に設けられ、油温を検出する油温センサ（図示しない）から取得される。

制御装置３０は、たとえば、ＲＯＭ（Read Only Memory）やＲＡＭ（Random Access Memory）などの記憶装置とＣＰＵ（Central Processing Unit）やＭＰＵ（Micro Processing Unit）などの演算装置とを備えるコンピュータ（又はマイクロコンピュータ）により実現される。すなわち、制御装置３０が行なう後述の処理を記述したプログラムを記憶装置に記憶させておき、当該プログラムを演算装置が記憶装置から読出して実行することでコンピュータが制御装置３０として機能する。また、たとえば、エンジン１の動作に関する各種の制御を行なうＥＣＵ（Electronic Control Unit）の機能の一部として制御装置３０を実現してもよい。

以上のような構成を有するエンジン１の作動時において、図２に示されるように、複数のシリンダリングのうちの最上部のシリンダリング５０によってピストン１２と気筒１４のボア壁との間のオイルがピストン１２の上面側に掻き上げられる場合がある。なお、図２は、図１の破線枠の拡大図を示す。

この現象は、特に、ピストン１２と気筒１４のボア壁との間にデポジットが堆積する顕著になる。これは、図３に示されるように、ピストン１２の外周部分に堆積したデポジットによって形成される膜５４と、気筒１４のボア壁に堆積したデポジットによって形成される膜５６とによって、気筒１４のボア壁とピストン１２との間の隙間が縮小するためである。なお、図３は、図２の破線枠の拡大図を示す。

気筒１４のボア壁とピストン１２との間の隙間が縮小すると、下方向にオイルを逃がす隙間が縮小することになり、気筒１４のボア壁とピストン１２との間の隙間に存在するオイルは、ピストン１２の上部に掻き上げられたまま、エンジン１の燃焼により焼失することとなる。このような現象が頻繁に発生することによって、オイルの消費量が増加する場合がある。そのため、適切なタイミングでデポジットを焼失させる必要がある。

そこで、本実施の形態においては、制御装置３０が、エンジン１の作動時において、オイルパン２０におけるオイルの貯留量の変化の履歴に基づいてオイル消費量を推定し、推定されたオイル消費量がしきい値よりも大きくなる場合に、ピストン１２の温度（以下、ピストン温度と記載する）をピストン１２周辺に付着するデポジットの除去が可能な焼失温度になるようにオイルジェット２５０からのオイル噴射量を制御する点を特徴とする。

このようにすると、ピストン１２の周囲にデポジットが堆積することによりオイル消費量が増加するような場合に、ピストン温度をピストン１２の周囲に付着するデポジットの焼失が可能な焼失可能温度にすることができる。そのため、オイル消費量の増加の原因となるデポジットを除去することができるため、気筒内にデポジットが堆積することによるオイル消費量の増加を抑制することができる。

図４に、本実施の形態に係るエンジン１の動作を制御する制御装置３０の機能ブロック図を示す。制御装置３０は、膜厚推定部１０２と、消費量推定部１０４と、実行条件判定部１０６と、焼失制御部１０８とを含む。なお、これらの構成は、プログラム等のソフトウェアにより実現されてもよいし、ハードウェアにより実現されてもよい。

膜厚推定部１０２は、エンジン１の作動履歴に基づいてピストン１２の周囲に形成されるデポジットの膜厚（堆積量）を推定する。具体的には、膜厚推定部１０２は、たとえば、エンジン回転数と、エンジン負荷と、油温とから所定時間（たとえば、１時間）当たりのピストン１２に付着するデポジットの膜厚の増加量を推定する。本実施の形態において、膜厚推定部１０２は、エンジン回転数と、エンジン負荷と、油温と、膜厚の増加量との関係を示すマップを用いて所定時間当たりにピストン１２に付着するデポジットの膜厚の増加量を推定する。マップは、エンジン回転数、エンジン負荷、および、油温と膜厚の増加量との関係を実験的あるいは設計的に算出して作成される。作成されたマップは、制御装置３０のメモリ等の記憶領域に予め記憶される。たとえば、エンジン１がエンジン回転数およびエンジン負荷を一定にして作動する場合には、エンジン回転数およびエンジン負荷を一定にした状態で油温変化に応じた膜厚の増加量を実験的に算出することによってマップを作成してもよいし、エンジン回転数およびエンジン負荷が変動する場合には、エンジン回転数およびエンジン負荷が変動する範囲内でエンジン回転数、エンジン負荷、および、油温について、複数の組み合わせに応じた膜厚の増加量を実験的に算出することによってマップを作成してもよい。

膜厚推定部１０２は、マップを用いて推定された所定時間当たりの膜厚の増加量に運転時間を乗算した値を、前回の計算で算出された総膜厚に加算することによって総膜厚を推定する。なお、エンジン回転数およびエンジン負荷が頻繁に変動する場合には、エンジン回転数およびエンジン負荷が一定の場合よりも膜厚の増加量を算出する間隔を短くすることが望ましい。このようにすると、膜厚の推定精度を向上させることができる。

消費量推定部１０４は、オイルパン２０におけるオイルの貯留量の変化履歴に基づいてオイル消費量を推定する。本実施の形態において、消費量推定部１０４は、車両の走行距離が予め定められた距離Ａ以上となる毎にレベルセンサ３２を用いて検出されるオイルの油面高さに基づいてオイルパン２０におけるオイルの貯留量の変化量を推定する。消費量推定部１０４は、予め定められた距離Ａを走行する間のオイルの貯留量の変化量をオイルの消費量として算出する。

実行条件判定部１０６は、後述するデポジットの焼失制御を実行する実行条件が成立するか否かを判定する。本実施の形態においては、実行条件は、膜厚推定部１０２によって推定された総膜厚がしきい値Ｂよりも大きいという第１条件と、消費量推定部１０４によって推定されたオイルの消費量がしきい値Ｃよりも大きいという第２条件とを含む。実行条件判定部１０６は、第１条件と第２条件とのうちの少なくともいずれかの条件が成立する場合に実行条件が成立すると判定する。なお、しきい値Ｂは、エンジン１の運転時における種々の要因による総膜厚の減少量も考慮して設定されることが望ましい。また、しきい値Ｃは、エンジン１の運転時における種々の要因によるオイル消費量も考慮して設定されることが望ましい。

焼失制御部１０８は、実行条件判定部１０６によって実行条件が成立すると判定される場合に、デポジットの焼失制御を実行する。具体的には、焼失制御部１０８は、ピストン温度がデポジットが焼失する温度範囲（以下、焼失可能温度範囲と記載する）内になるようにオイルジェット２５０からのオイル噴射量を制御する。焼失制御部１０８は、ピストン温度が焼失可能温度範囲内となる状態を予め定められた時間Ｄが経過するまで維持する。予め定められた時間Ｄは、ピストン温度が焼失可能温度範囲内である場合に、オイル消費量の増加が抑制される程度にデポジットが焼失するまでの時間であって、実験等によって適合される。

焼失制御部１０８は、温度推定部２０２と、流量制御部２０４と、積算部２０６と、積算時間判定部２０８とを含む。

温度推定部２０２は、エンジン１の運転状態に基づいてピストン温度を推定する。温度推定部２０２は、たとえば、冷却水温センサによって検出される冷却水温等の暖機状態からピストン温度を推定してもよいし、外気温を初期値として燃焼による温度上昇値と、放熱による温度下降値とを推定し、推定された温度上昇値と温度下降値とを積算して、ピストン温度を推定してもよい。あるいは、温度推定部２０２は、気筒１４のボア壁の上部の温度をセンサ等によって検出し、検出された温度からピストン温度を推定してもよい。

流量制御部２０４は、ピストン温度がしきい値Ｅよりも低い場合に、オイルジェット２５０からのオイル噴射量が減少するように潤滑装置２００の噴射量調整バルブを制御する。しきい値Ｅは、少なくとも焼失可能温度範囲内の温度であって、たとえば、焼失可能温度範囲の下限値である。

流量制御部２０４は、ピストン温度がしきい値Ｅよりも低い場合には、ピストン温度と焼失可能温度（たとえば、しきい値Ｅ）との差に応じた分だけオイル噴射量を減少させる。

図５は、オイルジェット２５０からのオイル噴射量と、ピストン温度との関係を示す図である。図５の縦軸はピストン温度を示し、図５の横軸は、オイル噴射量を示す。

図５において、ピストン温度がＴｐ（０）よりも大きい範囲がデポジットの焼失可能温度範囲である。図５の実線は、オイル噴射量の変化に対するピストン温度の変化を示す。図５に実線に示すように、オイル噴射量とピストン温度とは、オイル噴射量が増加するほどピストン温度が減少する関係を有する。これはオイル噴射量が増加すれば、ピストンから奪う熱量も増加するためである。オイル噴射量ｆｏｉｌ（０）は、エンジン１の作動状態に応じた通常のオイル噴射量を示す。図５の実線の傾きは、実験等により適合される。

なお、流量制御部２０４は、冷却水温あるいはピストン温度に基づいて通常のオイル噴射量を算出する。流量制御部２０４は、たとえば、冷却水温（あるいはピストン温度）と通常のオイル噴射量との関係を示すマップを用いて通常のオイル噴射量を算出してもよい。

流量制御部２０４は、たとえば、ピストン温度がしきい値Ｅよりも低い場合には、オイル噴射量をｆｏｉｌ（０）から焼失可能温度範囲の下限値Ｔｐ（０）に対応するオイル噴射量まで減少させる。本実施の形態において、流量制御部２０４は、オイル噴射量を通常のオイル噴射量ｆｏｉｌ（０）から焼失可能温度範囲の下限値Ｔｐ（０）に対応するオイル噴射量ｆｏｉｌ＿ｔに減少させる。流量制御部２０４は、たとえば、オイル噴射量ｆｏｉｌ＿ｔを目標値として、オイル噴射量が目標値になるように噴射量調整バルブをフィードバック制御してもよい。

積算部２０６は、ピストン温度がしきい値Ｅよりも高いと判定される場合には、その時点からエンジン１の運転時間を積算する。また、積算部２０６は、ピストン温度がしきい値Ｅよりも低いと判定される場合には、オイル噴射量をｆｏｉｌ＿ｔまで減少させた時点からエンジン１の運転時間を積算する。

なお、積算部２０６は、ピストン温度がしきい値Ｅよりも低いと判定される場合には、オイル噴射量を減少させることによってピストン温度がしきい値Ｅよりも高くなる時点からエンジン１の運転時間を積算するようにしてもよい。積算部２０６は、たとえば、オイル噴射量を減少させた時点から予め定められた時間を経過した時点を、ピストン温度がしきい値Ｅよりも高くなる時点として、積算を開始してもよい。

積算時間判定部２０８は、積算された運転時間が予め定められた時間Ｆを経過するか否かを判定する。この予め定められた時間Ｆは、たとえば、ピストン温度が焼失可能温度範囲内の温度である場合に、ピストン１２の周囲あるいは気筒１４のボア壁に付着したデポジットがオイル消費量の増加を抑制する程度に焼失するのに要する時間であって、たとえば、設計的にあるいは実験等によって適合される。

図６を参照して、本実施の形態に係るエンジン１に搭載された制御装置３０で実行される、デポジットの堆積量を推定してデポジットを除去する制御処理について説明する。

ステップ（以下、ステップをＳと記載する）１００にて、制御装置３０は、前回オイル消費量の算出が実施されてからの走行距離が予め定められた距離Ａ以上であるか否かを判定する。走行距離が予め定められた距離Ａ以上であると判定される場合（Ｓ１００にてＹＥＳ）、処理はＳ１０２に移される。もしそうでない場合（Ｓ１００にてＮＯ）、処理はＳ１０８に移される。

Ｓ１０２にて、制御装置３０は、レベルセンサ３２によって検出される油面高さに基づいてオイルパン２０におけるオイルの貯留量を算出する。Ｓ１０４にて、制御装置３０は、予め定められた距離Ａ当たりのオイル消費量を算出する。オイル消費量の算出方法については上述したとおりであるため、その詳細な説明は繰り返さない。

Ｓ１０６にて、制御装置３０は、オイル消費量がしきい値Ｃよりも大きいか否かを判定する。オイル消費量がしきい値Ｃよりも大きいと判定される場合（Ｓ１０６にてＹＥＳ）、処理はＳ１１４に移される。もしそうでない場合（Ｓ１０６にてＮＯ）、処理はＳ１００に戻される。

Ｓ１０８にて、制御装置３０は、所定時間当たりのデポジットの膜厚の増加量を推定する。Ｓ１１０にて、制御装置３０は、推定された膜厚の増加量に基づいて総膜厚を推定する。なお、膜厚の増加量および総膜厚の推定方法については上述したとおりであるため、その詳細な説明は繰り返さない。

Ｓ１１２にて、制御装置３０は、総膜厚がしきい値Ｂよりも大きいか否かを判定する。総膜厚がしきい値Ｂよりも大きいと判定される場合（Ｓ１１２にてＹＥＳ）、処理はＳ１１４に移される。もしそうでない場合（Ｓ１１２にてＮＯ）、処理はＳ１００に戻される。Ｓ１１４にて、制御装置３０は、後述するデポジット焼失制御を実行する。

図７を参照して、本実施の形態に係るエンジン１に搭載された制御装置３０で実行される、デポジット焼失制御の制御処理について説明する。

Ｓ２００にて、制御装置３０は、エンジン１の作動状態に基づいてピストン温度を推定する。具体的なピストン温度の推定方法は上述したとおりであるため、その詳細な説明は繰り返さない。

Ｓ２０２にて、制御装置３０は、ピストン温度がしきい値Ｅよりも小さいか否かを判定する。ピストン温度がしきい値Ｅよりも小さいと判定される場合（Ｓ２０２にてＹＥＳ）、処理はＳ２０４に移される。

Ｓ２０４にて、制御装置３０は、通常のオイル噴射量を算出する。Ｓ２０６にて、制御装置３０は、目標オイル噴射量を算出する。なお、通常のオイル噴射量および目標オイル噴射量の算出方法については、上述したとおりであるため、その詳細な説明は繰り返さない。

Ｓ２０８にて、制御装置３０は、オイル噴射量が目標オイル噴射量になるようにオイル噴射量を制御する。制御装置３０は、たとえば、通常のオイル噴射量と目標オイル噴射量との差に応じてオイル噴射量が目標オイル噴射量になるように噴射量調整バルブを制御する。

Ｓ２１０にて、制御装置３０は、運転時間を積算する。具体的には、制御装置３０は、前回の運転時間の積算値に対して今回の運転時間の増加分（前回の運転時間の積算値の計算時点からの経過時間）を加算して、今回の運転時間の積算値として算出する。

Ｓ２１２にて、制御装置３０は、運転時間の積算値が予め定められた時間Ｆよりも大きいか否かを判定する。運転時間の積算値が予め定められた時間Ｆよりも大きいと判定される場合（Ｓ２１２にてＹＥＳ）、処理はＳ２１４に移される。もしそうでない場合（Ｓ２１２にてＮＯ）、処理はＳ２００に戻される。Ｓ２１４にて、制御装置３０は、総膜厚および目標オイル噴射量を初期値にリセットする。なお、総膜厚の初期値は、たとえば、ゼロである。目標オイル噴射量の初期値は、通常のオイル噴射量と同じ値である。また、制御装置３０は、運転時間の積算値も初期値（たとえば、ゼロ）にリセットする。

以上のような構造およびフローチャートに基づく本実施の形態に係るエンジン１の制御装置３０の動作について説明する。

たとえば、気筒１４のボア壁とピストン１２にデポジットが堆積している場合を想定する。この場合においては、上述のとおりオイルがピストン１２の上方に掻き上げられるため、オイル消費量が増加することとなる。たとえば、前回オイル消費量が算出されてからの走行距離が予め定められた距離Ａ以上である場合（Ｓ１００にてＹＥＳ）、オイルパン２０におけるオイルの貯留量が算出されるとともに（Ｓ１０２）、算出されたオイルの貯留量の変化量が予め定められた距離Ａ当たりのオイル消費量として算出される（Ｓ１０４）。算出されたオイル消費量がしきい値Ｃよりも大きい場合（Ｓ１０６にてＹＥＳ）、デポジット焼失制御が実行される（Ｓ１１４）。

一方、前記オイル消費量が算出されてからの走行距離が予め定められた距離Ａ以上でない場合（Ｓ１００にてＮＯ）、所定時間当たりのデポジットの膜厚の増加量が推定される（Ｓ１０８）。算出された膜厚の増加量に基づいてデポジットの総膜厚が算出される（Ｓ１１０）。算出された総膜厚がしきい値Ｂよりも大きい場合（Ｓ１１２にてＹＥＳ）、デポジット焼失制御が実行される（Ｓ１１４）。

デポジット焼失制御が実行される場合においては、エンジン１の作動状態に基づいてピストン温度が推定される（Ｓ２００）。推定されたピストン温度がしきい値Ｅよりも低い場合には（Ｓ２０２にてＹＥＳ）、通常のオイル噴射量が算出され（Ｓ２０４）、目標オイル噴射量が算出される（Ｓ２０６）。

算出されたオイル噴射量が通常のオイル噴射量から目標オイル噴射量に変化するようにオイル噴射量が制御されるとともに（Ｓ２０８）、運転時間が積算される（Ｓ２０９）。積算運転時間が予め定められた時間Ｆよりも大きい場合には（Ｓ２１２にてＹＥＳ）、総膜厚および目標オイル噴射量が初期値にリセットされる（Ｓ２１４）。

以上のようにして、本実施の形態に係るエンジン１によると、ピストン１２の周囲にデポジットが堆積することによりオイル消費量が増加するような場合に、ピストン温度をピストン１２の周囲に付着するデポジットの焼失が可能な焼失可能温度にすることができる。そのため、オイル消費量の増加の原因となるデポジットを除去することができる。したがって、気筒内にデポジットが堆積することによるオイルの消費量の増加を抑制するエンジンを提供することができる。

さらに、ピストン温度が焼失可能温度よりも低い場合には、ピストン温度と焼失可能温度との差に応じた分だけオイル噴射量が減少させられる。具体的には、ピストン温度が焼失可能温度の下限値になるオイル噴射量を目標値としてオイル噴射量が減少させられる。そのため、ピストン温度を焼失可能温度まで上昇させることができる。

さらに、車両が予め定められた距離Ａを走行する毎に貯留量の減少量を算出して、予め定められた距離Ａを走行する間におけるオイル消費量が推定される。そのため、デポジットの焼失を適切なタイミングで実施することができる。

以下、変形例について説明する。本実施の形態においては、車両が予め定められた距離Ａを走行する毎にオイル消費量を推定するものとして説明したが、たとえば、エンジン１が予め定められた期間が経過するまで作動する毎に、予め定められた期間におけるオイル消費量を推定するようにしてもよい。このようにすると、エンジンが予め定められた期間が経過するまで作動する毎にオイル消費量を推定することができるため、デポジットの焼失を適切なタイミングで実施することができる。また、このようにすると、エンジンが建物に設置される場合や、車両以外の移動物体に設置される場合や、走行距離の増加が堆積量の増加に関連しない発電用エンジンが車両に搭載される場合等に、本発明を適用することができる。

さらに、本実施の形態においては、エンジン１の作動状態に基づいてピストン温度を推定するものとして説明したが、たとえば、気筒１４の上部のボア壁の温度を検出する温度センサの検出結果に基づいてピストン温度を推定するようにしてもよい。このようにすると、より精度高くピストン温度を推定することができる。また、気筒１４の上部のボア壁の温度を検出し、気筒１４の上部のボア壁に付着するデポジットの除去が可能な焼失温度になるようにオイルジェット２５０からのオイル噴射量を制御してもよい。

本実施の形態においては、通常のオイル噴射量を冷却水温に基づいて算出するものとして説明したが、たとえば、オイルジェット２５０に流量センサを設けることによってオイルジェット２５０からのオイル噴射量を検出するようにしてもよい。このようにすると、ピストン温度を精度高く焼失可能温度範囲内に変化させることができる。また、潤滑装置２００の噴射量調整バルブに、ピストン１２と気筒１４へ供給するオイル噴射量を個別に制御する機能を持たせてもよい。

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

１ エンジン、１０ シリンダブロック、１２ ピストン、１４ 気筒、１６ コネクティングロッド、１８ クランクシャフト、２０ オイルパン、２２ オイルストレーナ、２４ オイルポンプ、２６ オイルコントロールバルブ、２８ オイルクーラ、３０ 制御装置、３２ レベルセンサ、５０ シリンダリング、５４，５６ 膜、１０２ 膜厚推定部、１０４ 消費量推定部、１０６ 実行条件判定部、１０８ 焼失制御部、２００ 潤滑装置、２０２ 温度推定部、２０４ 流量制御部、２０６ 積算部、２０８ 積算時間判定部、２５０ オイルジェット。

Claims (5)

1. 気筒と、
   前記気筒内を移動可能に設けられるピストンと、
   前記ピストンの下部に向けてオイルを噴射するオイル噴射装置と、
   エンジンの下部に貯留される前記オイルの貯留量を検出する検出装置と、
   前記オイル噴射装置からのオイル噴射量を制御する制御装置とを備え、
   前記制御装置は、前記エンジンの作動時において、前記検出装置によって検出される前記貯留量の変化履歴に基づいてオイル消費量を推定し、推定された前記オイル消費量がしきい値よりも大きい場合に、ピストン温度が前記ピストンの周囲に付着するデポジットの焼失が可能な焼失可能温度になるように前記オイル噴射量を制御する、エンジン。
2. 前記制御装置は、前記ピストン温度が前記焼失可能温度よりも低い場合には、前記ピストン温度と前記焼失可能温度との差に応じた分だけ前記オイル噴射量を減少させる、請求項１に記載のエンジン。
3. 前記制御装置は、前記ピストン温度が前記焼失可能温度よりも低い場合には、前記ピストン温度が前記焼失可能温度の下限値になる前記オイル噴射量を目標値として前記オイル噴射量を減少させる、請求項２に記載のエンジン。
4. 前記エンジンは、車両に搭載され、
   前記制御装置は、前記車両が予め定められた距離を走行する毎に前記貯留量の減少量を算出して、前記予め定められた距離を走行する間における前記オイル消費量を推定する、請求項１〜３のいずれかに記載のエンジン。
5. 前記制御装置は、前記エンジンが予め定められた期間が経過するまで作動する毎に前記貯留量の減少量を算出して、前記予め定められた期間における前記オイル消費量を推定する、請求項１〜３のいずれかに記載のエンジン。

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