JP2019019810A

JP2019019810A - 制御装置および制御方法

Info

Publication number: JP2019019810A
Application number: JP2017141977A
Authority: JP
Inventors: 大貴菅原; Daiki Sugawara
Original assignee: Isuzu Motors Ltd
Current assignee: Isuzu Motors Ltd
Priority date: 2017-07-21
Filing date: 2017-07-21
Publication date: 2019-02-07

Abstract

【課題】より適正なオイルの温度を得ること。【解決手段】制御装置２００は、車両の内燃機関から排出された排ガスが流れる排気管がバイパス排気管１ａと熱交換排気管１ｂとに分岐しており、熱交換排気管１ｂの一部が、オイルが貯留されているオイルパン３内に配置された排気管構造１００における排ガスの流れを制御する装置であり、排ガスの温度とオイルの温度との温度差が大きくなるほど、熱交換排気管１ｂを流れる排ガスの流量がバイパス排気管１ａを流れる排ガスの流量よりも少なくなるように制御する。【選択図】図２

Description

本発明は、排ガスの流れを制御する制御装置および制御方法に関する。

従来、車両の内燃機関から排出された排ガスが流れる排気管を途中で２つの排気管に分岐させ、一方の排気管がオイルパン内を通るように構成することにより、排ガスの熱を利用して、オイルパンに貯留されているオイルを昇温させる技術が知られている（例えば、特許文献１参照）。

特開２０１６−７０１７７号公報

オイルパンに貯留されているオイルの温度は、車両が置かれている環境に応じて変化する。しかしながら、上述した従来の技術では、オイルパンが備える２つの貯留槽にそれぞれ貯留されているオイルの温度差に基づいて熱交換を行うか否かを決定しており、各オイルの温度変化について考慮されていないため、適正なオイルの温度を得るには不十分であった。

本発明の目的は、より適正なオイルの温度を得ることができる制御装置および制御方法を提供することである。

本発明の制御装置は、車両の内燃機関から排出された排ガスが流れる排気管が第１排気管と第２排気管とに分岐しており、前記第２排気管の一部が、オイルが貯留されているオイル貯留部の内側に配置された排気管構造における前記排ガスの流れを制御する制御装置であって、前記排ガスの温度と前記オイルの温度との温度差が大きくなるほど、前記第２排気管を流れる排ガスの流量が前記第１排気管を流れる排ガスの流量よりも少なくなるように制御する流量制御部を有する。

本発明の制御方法は、車両の内燃機関から排出された排ガスが流れる排気管が第１排気管と第２排気管とに分岐しており、前記第２排気管の一部が、オイルが貯留されているオイル貯留部の内側に配置された排気管構造における前記排ガスの流れを制御する制御方法であって、前記排ガスの温度と前記オイルの温度との温度差が大きくなるほど、前記第２排気管を流れる排ガスの流量が前記第１排気管を流れる排ガスの流量よりも少なくなるように制御する。

本発明によれば、より適正なオイルの温度を得ることができる。

本発明の実施の形態に係る排気管構造の構成の一例を示す模式図本発明の実施の形態に係る制御装置の構成の一例を示すブロック図本発明の実施の形態に係る制御装置が用いるマップの一例を示す図本発明の実施の形態に係る制御装置の動作の一例を示すフローチャート

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。

本実施の形態に係る排気管構造１００の構成について、図１を用いて説明する。図１は、排気管構造１００の構成の一例を示す模式図である。図１において、各矢印は、排ガスの流れを示している。

図１に示す排気管構造１００は、内燃機関（例えば、ディーゼルエンジン。図示略）を搭載した車両に備えられる。

排気管１は、内燃機関から排出された排ガスが流れる流路である。排気管１は、その途中で、バイパス排気管１ａ（第１排気管の一例）と熱交換排気管１ｂ（第２排気管の一例）とに分岐している。図１において、点線の矢印は、バイパス排気管１ａにおける排ガスの流れを示しており、一点鎖線の矢印は、熱交換排気管１ｂにおける排ガスの流れを示している。なお、熱交換排気管１ｂの内径は、バイパス排気管１ａの内径よりも小さくてもよい。

バイパス排気管１ａと熱交換排気管１ｂとの分岐点には、上流側バルブ２ａが配置されている。また、バイパス排気管１ａと熱交換排気管１ｂとの合流点には、下流側バルブ２ｂが配置されている。

上流側バルブ２ａおよび下流側バルブ２ｂは、バイパス排気管１ａを流れる排ガスの流量と、熱交換排気管１ｂを流れる排ガスの流量とを調整できるバルブである。上流側バルブ２ａおよび下流側バルブ２ｂは、後述の制御装置２００（図２参照）により制御される。この制御の詳細は後述する。

熱交換排気管１ｂの一部は、オイルパン３（オイル貯留部の一例）の内部に配置されている。また、オイルパン３内には、内燃機関の被潤滑部に供給されるオイル（図示略）が貯留されている。よって、熱交換排気管１ｂを流れる排ガスと、オイルパン３内のオイルとで熱交換が行われ、オイルが加熱される。

また、熱交換排気管１ｂのうちオイルパン３内に配置されている所定部分には、その所定部分の内部を流れる排ガスの温度（以下、単に排ガス温度という）を検出する排ガス温度センサ４が設けられている。排ガス温度センサ４は、検出された排ガス温度を示す信号を後述の制御装置２００（図２参照）へ出力する。

また、オイルパン３内には、オイルパン３に貯留されているオイルの温度（以下、単にオイル温度という）を検出するオイル温度センサ５が設けられている。オイル温度センサ５は、検出されたオイル温度を示す信号を後述の制御装置２００（図２参照）へ出力する。

以上、排気管構造１００の構成について説明した。

次に、制御装置２００の構成について、図２を用いて説明する。図２は、制御装置２００の構成の一例を示すブロック図である。

図２に示す制御装置２００は、例えば、ＥＣＵ（Electronic Control Unit）によって実現される。図示は省略するが、制御装置２００は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、制御プログラムを格納したＲＯＭ（Read Only Memory）等の記憶媒体、ＲＡＭ（Random Access Memory）等の作業用メモリ、および通信回路を有する。以下に説明する図２の各部の機能は、ＣＰＵが制御プログラムを実行することにより実現される。

図２に示すように、制御装置２００は、温度差算出部２０１、流量比率決定部２０２、および流量制御部２０３を有する。以下、各部について説明する。

温度差算出部２０１は、排ガス温度センサ４から排ガス温度を取得し、オイル温度センサ５からオイル温度を取得し、排ガス温度とオイル温度との差（以下、温度差という）を算出する。なお、排ガス温度は、常にオイル温度より大きい。

流量比率決定部２０２は、温度差算出部２０１により算出された温度差と、予め定められた流量比率決定用マップ（流量比率決定用データの一例）とに基づいて、熱交換排気管１ｂを流れる排ガスの流量（以下、熱交換排気管側流量という）とバイパス排気管１ａを流れる排ガスの流量（以下、バイパス排気管側流量という）との比率（以下、流量比率という）を決定する。

ここで、図３を用いて、流量比率決定用マップの一例について説明する。図３は、流量比率決定用マップの一例を示す図である。図３において、横軸は温度差を示しており、縦軸は流量比率を示している。縦軸において、括弧なしで示された数値は、熱交換排気管側流量の割合（単位は％）であり、括弧ありで示された数値は、バイパス排気管側流量の割合（単位は％）である。

図３に示すように、流量比率決定マップでは、温度差が大きくなるほど、バイパス排気管側流量に比べ、熱交換排気管側流量が少なくなるように定められている。

よって、例えば、温度差算出部２０１により算出された温度差がｄ１である場合、流量比率決定部２０２は、流量比率（熱交換排気管流量：バイパス排気管側流量）を５０％：５０％（すなわち、１：１）に決定する。

または、例えば、温度差算出部２０１により算出された温度差がｄ２である場合、流量比率決定部２０２は、流量比率（熱交換排気管流量：バイパス排気管側流量）を２５％：７５％（すなわち、１：３）に決定する。

なお、図３に示した流量比率決定用マップは、予め実施された実験やシミュレーション等に基づいて定められる。また、この流量比率決定マップは、例えば、制御装置２００内に記憶されていてもよいし、または、制御装置２００外の記憶装置（図示略）等に記憶されていてもよい。

以上、流量比率決定用マップの一例について説明した。以下、図２の説明に戻る。

流量制御部２０３は、流量比率決定部２０２により決定された流量比率に基づいて熱交換排気管１ｂおよびバイパス排気管１ａのそれぞれに排ガスが流れるように、上流側バルブ２ａおよび下流側バルブ２ｂを制御する。

例えば、流量比率決定部２０２により決定された流量比率が１：１である場合、流量制御部２０３は、内燃機関からの排ガス（上流側バルブ２ａよりも上流側の排気管１を流れる排ガス）のうち、１／２の量の排ガスが熱交換排気管１ｂを流れ、かつ、１／２の量の排ガスがバイパス排気管１ａを流れるように制御する。

または、例えば、流量比率決定部２０２により決定された流量比率が１：３である場合、流量制御部２０３は、内燃機関からの排ガス（上流側バルブ２ａよりも上流側の排気管１を流れる排ガス）のうち、１／４の量の排ガスが熱交換排気管１ｂを流れ、かつ、３／４の量の排ガスがバイパス排気管１ａを流れるように制御する。

以上、制御装置２００の構成について説明した。

次に、制御装置２００の動作について、図４を用いて説明する。図４は、制御装置２００の動作の一例（本発明の制御方法の一例）を示すフローチャートである。図４に示すフローは、例えば、車両の内燃機関の始動時に開始されてもよいし、車両の走行中に開始されてもよい。

まず、温度差算出部２０１は、排ガス温度センサ４から排ガス温度を取得し、オイル温度センサ５からオイル温度を取得する（ステップＳ１０１）。

次に、温度差算出部２０１は、排ガス温度とオイル温度との温度差を算出する（ステップＳ１０２）。

次に、流量比率決定部２０２は、温度差算出部２０１により算出された温度差と、予め定められた流量比率決定用マップ（例えば、図３参照）とに基づいて、流量比率を決定する（ステップＳ１０３）。

次に、流量制御部２０３は、流量比率決定部２０２により決定された流量比率に基づいて熱交換排気管１ｂおよびバイパス排気管１ａのそれぞれに流れる排ガスの流量を制御する（ステップＳ１０４）。この制御は、上述したように、例えば、上流側バルブ２ａおよび下流側バルブ２ｂに対する制御である。

この制御により、熱交換排気管１ｂおよびバイパス排気管１ａのそれぞれには、流量比率に基づいた量の排ガスが流れることになる。

以上、制御装置２００の動作について説明した。

以上説明したように、本実施の形態の制御装置２００は、排ガス温度とオイル温度との温度差が大きいほど、排ガスが熱交換排気管１ｂを少なく流れるように制御することを特徴とする。

よって、排ガス温度とオイル温度との温度差が大きい場合、熱交換排気管１ｂの流量を少なくすることで放熱量を減少させ、オイルパン３内のオイルの温度が上昇し過ぎることを防ぐことができる。したがって、より適正なオイルの温度を得ることができる。また、オイルパン３内のオイルの劣化を防ぐことができる。

なお、本発明は、上述の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、適宜変形して実施することが可能である。

＜本開示のまとめ＞
本発明の制御装置は、車両の内燃機関から排出された排ガスが流れる排気管が第１排気管と第２排気管とに分岐しており、前記第２排気管の一部が、オイルが貯留されているオイル貯留部の内側に配置された排気管構造における前記排ガスの流れを制御する制御装置であって、前記排ガスの温度と前記オイルの温度との温度差が大きくなるほど、前記第２排気管を流れる排ガスの流量が前記第１排気管を流れる排ガスの流量よりも少なくなるように制御する流量制御部を有する。

なお、上記制御装置において、前記温度差を算出する温度差算出部と、算出された前記温度差と、予め定められた流量比率決定用データとに基づいて、前記第２排気管を流れる排ガスの流量と前記第１排気管を流れる排ガスの流量との流量比率を決定する流量比率決定部と、を有し、前記流量比率決定データは、前記温度差が大きくなるほど、前記第２排気管を流れる排ガスの流量の割合が前記第１排気管を流れる排ガスの流量の割合よりも小さくなるように前記流量比率が定められたデータであり、前記流量制御部は、前記流量比率に基づいて、前記第１排気管および前記第２排気管のそれぞれを流れる前記排ガスの流量を制御してもよい。

また、上記制御装置において、前記第１排気管と前記第２排気管との分岐点および前記第１排気管と前記第２排気管との合流点のそれぞれには、前記第１排気管を流れる前記排ガスの流量と、前記第２排気管を流れる前記排ガスの流量とを調整可能なバルブが設けられており、前記流量制御部は、前記バルブをそれぞれ制御することにより、前記第１排気管および前記第２排気管のそれぞれを流れる前記排ガスの流量を制御してもよい。

また、上記制御装置において、前記排ガスの温度は、前記オイル貯留部の内側に配置された前記第２排気管の一部を流れる排ガスの温度であってもよい。

本発明は、排ガスの流れを制御する制御装置および制御方法に適用できる。

１排気管
２ａ上流側バルブ
２ｂ下流側バルブ
３オイルパン
４排ガス温度センサ
５オイル温度センサ
１００排気管構造
２００制御装置
２０１温度差算出部
２０２流量比率決定部
２０３流量制御部

Claims

車両の内燃機関から排出された排ガスが流れる排気管が第１排気管と第２排気管とに分岐しており、前記第２排気管の一部が、オイルが貯留されているオイル貯留部の内側に配置された排気管構造における前記排ガスの流れを制御する制御装置であって、
前記排ガスの温度と前記オイルの温度との温度差が大きくなるほど、前記第２排気管を流れる排ガスの流量が前記第１排気管を流れる排ガスの流量よりも少なくなるように制御する流量制御部を有する、
制御装置。
前記温度差を算出する温度差算出部と、
算出された前記温度差と、予め定められた流量比率決定用データとに基づいて、前記第２排気管を流れる排ガスの流量と前記第１排気管を流れる排ガスの流量との流量比率を決定する流量比率決定部と、を有し、
前記流量比率決定データは、
前記温度差が大きくなるほど、前記第２排気管を流れる排ガスの流量の割合が前記第１排気管を流れる排ガスの流量の割合よりも小さくなるように前記流量比率が定められたデータであり、
前記流量制御部は、
前記流量比率に基づいて、前記第１排気管および前記第２排気管のそれぞれを流れる前記排ガスの流量を制御する、
請求項１に記載の制御装置。
前記第１排気管と前記第２排気管との分岐点および前記第１排気管と前記第２排気管との合流点のそれぞれには、前記第１排気管を流れる前記排ガスの流量と、前記第２排気管を流れる前記排ガスの流量とを調整可能なバルブが設けられており、
前記流量制御部は、
前記バルブをそれぞれ制御することにより、前記第１排気管および前記第２排気管のそれぞれを流れる前記排ガスの流量を制御する、
請求項１または２に記載の制御装置。
前記排ガスの温度は、
前記オイル貯留部の内側に配置された前記第２排気管の一部を流れる排ガスの温度である、
請求項１から３のいずれか１項に記載の制御装置。
車両の内燃機関から排出された排ガスが流れる排気管が第１排気管と第２排気管とに分岐しており、前記第２排気管の一部が、オイルが貯留されているオイル貯留部の内側に配置された排気管構造における前記排ガスの流れを制御する制御方法であって、
前記排ガスの温度と前記オイルの温度との温度差が大きくなるほど、前記第２排気管を流れる排ガスの流量が前記第１排気管を流れる排ガスの流量よりも少なくなるように制御する、
制御方法。