JP2021032104A - 内燃機関のオイルジェット用制御弁の異常診断装置 - Google Patents

Abstract

【課題】オイルジェットの異常診断の精度を向上させることができる内燃機関のオイルジェット用制御弁の異常診断装置を提供すること。【解決手段】エンジン２のピストンに向けてオイルを噴射するオイルジェット１２と、オイルをオイルジェット１２に送るオイルジェットギャラリ９と、オイルジェット１２へのオイルの流通を制御するオイルジェットバルブ１３と、オイルジェットギャラリ９の油圧を検出する油温油圧センサ３１と、エンジン２がフューエルカット運転状態で、かつ所定条件が成立している場合、オイルジェットバルブ１３が開いた状態の時のオイルジェットギャラリ９の油圧と、所定時間が経過した後にオイルジェットバルブ１３が閉じた状態の時のオイルジェットギャラリ９の油圧と、の差が予め定められた所定差よりも小さい場合、オイルジェットバルブ１３に異常があると判定する異常診断制御を行なう制御部１４と、を備える。【選択図】図１

Description

本発明は、内燃機関のオイルジェット用制御弁の異常診断装置に関する。

特許文献１には、アイドル運転中にオイルジェットの作動状態をＯＮ−ＯＦＦ制御したときのエンジン回転数の変化に基づいて、オイルジェットの異常診断を行なう技術が開示されている。

特開２０１３−２０９９１５号公報

しかしながら、アイドル運転中に補機の駆動等によりエンジンの負荷が変化すると、エンジンの回転数は不安定になる可能性があり、オイルジェットの異常診断を正確に行なえないことが考えられる。

そこで、本発明は、オイルジェットの異常診断の精度を向上させることができる内燃機関のオイルジェット用制御弁の異常診断装置を提供することを目的としている。

上記課題を解決するため本発明は、内燃機関の回転によって駆動されるオイルポンプと、前記内燃機関のピストンに向けてオイルを噴射するオイルジェットと、オイルを前記オイルポンプから前記オイルジェットに送るオイルジェットギャラリと、前記オイルジェットギャラリに配置され前記オイルジェットへのオイルの流通を制御する制御弁と、前記オイルジェットギャラリの前記制御弁より上流側に設けられる油圧センサと、前記制御弁の開閉を制御する制御部と、を備え、前記制御部は、前記内燃機関がフューエルカット運転状態で、かつ所定条件が成立している場合、前記制御弁を開いた状態にし、前記オイルジェットギャラリの油圧が安定する所定時間が経過した後に前記制御弁を閉じた状態にし、前記制御弁が開いた状態の時の前記オイルジェットギャラリの油圧と、前記所定時間が経過した後に前記制御弁が閉じた状態の時の前記オイルジェットギャラリの油圧と、の差が予め定められた所定差よりも小さい場合、前記制御弁に異常があると判定する異常診断制御を行なうものである。

このように、本発明によれば、オイルジェットの異常診断の精度を向上させることができる。

図１は、本発明の一実施例に係る内燃機関のオイルジェット用制御弁の異常診断装置の概略構成図である。 図２は、本発明の一実施例に係る内燃機関のオイルジェット用制御弁の異常診断装置の異常診断処理の手順を示すフローチャートである。 図３は、本発明の一実施例に係る内燃機関のオイルジェット用制御弁の異常診断装置の異常診断処理によるオイルジェットバルブが正常と診断される場合のオイルジェットギャラリの油圧の変化を示すタイムチャートである。 図４は、本発明の一実施例に係る内燃機関のオイルジェット用制御弁の異常診断装置の異常診断処理によるオイルジェットバルブが異常と診断される場合のオイルジェットギャラリの油圧の変化を示すタイムチャートである。

本発明の一実施の形態に係る内燃機関のオイルジェット用制御弁の異常診断装置は、内燃機関の回転によって駆動されるオイルポンプと、内燃機関のピストンに向けてオイルを噴射するオイルジェットと、オイルをオイルポンプからオイルジェットに送るオイルジェットギャラリと、オイルジェットギャラリに配置されオイルジェットへのオイルの流通を制御する制御弁と、オイルジェットギャラリの制御弁より上流側に設けられる油圧センサと、制御弁の開閉を制御する制御部と、を備え、制御部は、内燃機関がフューエルカット運転状態で、かつ所定条件が成立している場合、制御弁を開いた状態にし、オイルジェットギャラリの油圧が安定する所定時間が経過した後に制御弁を閉じた状態にし、制御弁が開いた状態の時のオイルジェットギャラリの油圧と、所定時間が経過した後に制御弁が閉じた状態の時のオイルジェットギャラリの油圧と、の差が予め定められた所定差よりも小さい場合、制御弁に異常があると判定する異常診断制御を行なうよう構成されている。

これにより、本発明の一実施の形態に係る内燃機関のオイルジェット用制御弁の異常診断装置は、オイルジェットの異常診断の精度を向上させることができる。

以下、図面を参照して、本発明の実施例に係る内燃機関のオイルジェット用制御弁の異常診断装置について詳細に説明する。

図１において、本発明の一実施例に係る内燃機関のオイルジェット用制御弁の異常診断装置を搭載した車両１は、内燃機関としてのエンジン２と、制御部１４とを含んで構成される。

エンジン２は、少なくとも１つ以上、例えば４つの気筒を有する直列４気筒で構成されている。なお、気筒数は特に４つに限定されるものではない。

エンジン２は、図示しないシリンダブロックと、シリンダブロックの上部に締結された図示しないシリンダヘッドと、シリンダブロックの下部に締結されたオイルパン３とを含んで構成されている。オイルパン３には、図示しないオイルが貯留されるようになっている。

シリンダブロックには、図示しない気筒としてのシリンダが形成されている。シリンダには、このシリンダ内を上下に往復動可能な図示しないピストンが収納されている。

エンジン２は、シリンダ内でピストンが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行程を行なう、いわゆる４サイクルのガソリンエンジンである。

オイルポンプ４は、オイルパン３に貯留されたオイルを、ストレーナ５を介して吸い上げる。オイルポンプ４は、例えば、エンジン２の出力を利用して駆動される機械式のポンプが用いられる。

オイルフィルタ６は、オイルポンプ４から吐出されるオイルを濾過する。
オイルポンプ４から吐出されるオイルは、オイルフィルタ６を経て、メインギャラリ７とヘッドギャラリ８及びオイルジェットギャラリ９の３系統のオイルギャラリに分流する。

メインギャラリ７に分配されたオイルは、図示しないクランクシャフトを支承する各主軸受１０に供給される。

ヘッドギャラリ８に分配されたオイルは、カムシャフトや吸気弁、排気弁等で構成される動弁機構１１に供給される。

オイルジェットギャラリ９に制御弁としてのオイルジェットバルブ１３を経て分配されたオイルは、各オイルジェット１２に供給される。

オイルジェット１２は、エンジン２のピストンに向けてオイルを噴射する。オイルジェット１２の噴射ノズルから噴射されるオイルの噴射量は、オイルの供給圧に応じて変化する。

オイルジェットバルブ１３は、オイルポンプ４からオイルジェット１２に供給されるオイルの供給流量及び供給圧を制御する。オイルジェットバルブ１３は、制御部１４により開閉が制御される。

オイルジェットバルブ１３のオイルが流れる方向の上流側のメインギャラリ７との間には、油圧センサとしての油温油圧センサ３１が設けられている。

制御部１４は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）と、ＲＡＭ（Random Access Memory）と、ＲＯＭ（Read Only Memory）と、フラッシュメモリと、入力ポートと、出力ポートとを備えたコンピュータユニットによって構成されている。

このコンピュータユニットのＲＯＭには、各種制御定数や各種マップ等とともに、当該コンピュータユニットを制御部１４として機能させるためのプログラムが記憶されている。すなわち、ＣＰＵがＲＯＭに記憶されたプログラムを実行することにより、当該コンピュータユニットは、制御部１４として機能する。

制御部１４の入力ポートには、上述の油温油圧センサ３１に加え、エンジン回転数センサ３２等の各種センサ類が接続されている。

エンジン回転数センサ３２は、エンジン２のクランクシャフトの回転からクランクシャフトの回転数に比例したパルス数のエンジン回転数パルス信号を出力する。制御部１４は、エンジン回転数パルス信号に基づいてエンジン回転数を検出できるようになっている。

一方、制御部１４の出力ポートには、上述のオイルジェットバルブ１３等の各種制御対象類が接続されている。

本実施例において、制御部１４は、オイルジェットバルブ１３の異常を診断する。
制御部１４は、エンジン２がフューエルカット運転状態において、オイルジェットバルブ１３の異常を診断する。

制御部１４は、エンジン２がフューエルカット運転状態において、オイルジェットバルブ１３を開いた状態とし、オイルジェットギャラリ９の油圧が安定する時間である所定時間が経過した後にオイルジェットバルブ１３を閉じた状態とする。

制御部１４は、このときの、オイルジェットバルブ１３を開いた状態としたときのオイルジェットギャラリ９の油圧と、オイルジェットバルブ１３を閉じた状態としたときのオイルジェットギャラリ９の油圧と、の差が予め定められた所定差よりも小さい場合、オイルジェットバルブ１３に異常があると診断する異常診断制御を行なう。

制御部１４は、エンジン２がフューエルカット運転状態において、オイルジェットギャラリ９の油圧が所定値よりも低い場合、またはエンジン回転数が所定回転数より低い場合、オイルジェットバルブ１３の異常診断制御を行なうようにしてもよい。

制御部１４は、エンジン回転数の減少勾配（変化量）が所定変化量より小さい場合に、オイルジェットバルブ１３の異常診断制御を行なうようにしてもよい。

制御部１４は、オイルジェットバルブ１３の異常診断制御を行なう前に、オイルポンプ４のデューティを固定するようにしてもよい。

制御部１４は、オイルジェットギャラリ９の油温が所定温度より低い場合、オイルジェットバルブ１３の異常診断制御を禁止する。

以上のように構成された本実施例に係る内燃機関のオイルジェット用制御弁の異常診断装置による異常診断処理について、図２を参照して説明する。なお、以下に説明する異常診断処理は、制御部１４が動作を開始すると開始され、予め設定された時間間隔で実行される。

ステップＳ１において、制御部１４は、オイルジェットギャラリ９の油温が所定温度より低いか否かを判定する。オイルジェットギャラリ９の油温が所定温度より低いと判定した場合、制御部１４は、処理を終了する。

オイルジェットギャラリ９の油温が所定温度より低くないと判定した場合、ステップＳ２において、制御部１４は、エンジン２がフューエルカット運転状態であるか否かを判定する。エンジン２がフューエルカット運転状態でないと判定した場合、制御部１４は、処理を終了する。

エンジン２がフューエルカット運転状態であると判定した場合、ステップＳ３において、制御部１４は、オイルジェットギャラリ９の油圧が所定値よりも低いか否かを判定する。

オイルジェットギャラリ９の油圧が所定値よりも低くないと判定した場合、ステップＳ４において、制御部１４は、エンジン回転数が所定回転数より低いか否かを判定する。エンジン回転数が所定回転数より低くないと判定した場合、制御部１４は、処理を終了する。

ステップＳ３においてオイルジェットギャラリ９の油圧が所定値よりも低いと判定した場合、または、ステップＳ４において、エンジン回転数が所定回転数より低いと判定した場合、ステップＳ５において、制御部１４は、オイルポンプ４のデューティを固定する。

ステップＳ６において、制御部１４は、オイルジェットバルブ１３を開く。
ステップＳ７において、制御部１４は、油温油圧センサ３１によりオイルジェットギャラリ９の油圧を取得する。

ステップＳ８において、制御部１４は、オイルジェットギャラリ９の油圧が安定する時間である所定時間が経過したか否かを判定する。所定時間が経過していないと判定した場合、制御部１４は、ステップＳ８の処理を繰り返す。

所定時間が経過したと判定した場合、ステップＳ９において、制御部１４は、オイルジェットバルブ１３を閉じる。

ステップＳ１０において、制御部１４は、油温油圧センサ３１によりオイルジェットギャラリ９の油圧を取得する。

ステップＳ１１において、制御部１４は、オイルジェットバルブ１３を開いた時のオイルジェットギャラリ９の油圧と、オイルジェットバルブ１３を閉じた時のオイルジェットギャラリ９の油圧と、の差が予め定められた所定差よりも小さいか否かを判定する。

オイルジェットバルブ１３を開いた時と閉じた時のオイルジェットギャラリ９の油圧の差が所定差よりも小さいと判定した場合、ステップＳ１２において、制御部１４は、オイルジェットバルブ１３に異常があると判定し、処理を終了する。

オイルジェットバルブ１３を開いた時と閉じた時のオイルジェットギャラリ９の油圧の差が所定差よりも小さくないと判定した場合、ステップＳ１３において、制御部１４は、オイルジェットバルブ１３に異常は無いと判定し、処理を終了する。

このような異常診断処理による動作について図３及び図４を参照して説明する。図３は、オイルジェットバルブ１３に異常は無いと判定される場合を示している。

時刻ｔ１において、エンジン２がフューエルカット運転状態となり、エンジン回転数が所定回転数より低くなり、オイルジェットギャラリ９の油圧が所定値より低くなり、オイルジェットギャラリ９の油温が所定温度以上であると、時刻ｔ２において、オイルジェットバルブ１３が開かれ、オイルジェットギャラリ９の油圧が取得される。

その後、オイルジェットギャラリ９の油圧が安定する所定時間が経過した時刻ｔ３において、オイルジェットバルブ１３が閉じられ、オイルジェットギャラリ９の油圧が取得される。

時刻ｔ２のオイルジェットバルブ１３が開かれた後のオイルジェットギャラリ９の油圧と、時刻ｔ３のオイルジェットバルブ１３が閉じられた後のオイルジェットギャラリ９の油圧と、の差が所定差以上であるので、オイルジェットバルブ１３は正常であると判定される。

図４は、オイルジェットバルブ１３は異常であると判定される場合を示している。
時刻ｔ１１において、エンジン２がフューエルカット運転状態となり、エンジン回転数が所定回転数より低くなり、オイルジェットギャラリ９の油圧が所定値より低くなり、オイルジェットギャラリ９の油温が所定温度以上であると、時刻ｔ１２において、オイルジェットバルブ１３が開かれ、オイルジェットギャラリ９の油圧が取得される。

その後、オイルジェットギャラリ９の油圧が安定する所定時間が経過した時刻ｔ１３において、オイルジェットバルブ１３が閉じられ、オイルジェットギャラリ９の油圧が取得される。

時刻ｔ１２のオイルジェットバルブ１３が開かれた後のオイルジェットギャラリ９の油圧と、時刻ｔ１３のオイルジェットバルブ１３が閉じられた後のオイルジェットギャラリ９の油圧と、の差が所定差より小さいので、時刻ｔ１４において、オイルジェットバルブ１３は異常であると判定される。

このように、本実施例では、エンジン２がフューエルカット運転状態の場合、オイルジェットバルブ１３を開いた状態としたときのオイルジェットギャラリ９の油圧と、オイルジェットギャラリ９の油圧が安定する時間である所定時間が経過した後にオイルジェットバルブ１３を閉じた状態としたときのオイルジェットギャラリ９の油圧と、の差が予め定められた所定差よりも小さい場合、オイルジェットバルブ１３に異常があると診断する。

エンジン回転数が安定していないアイドル運転中よりもエンジン２が燃焼を行なっていないフューエルカット中にオイルジェットバルブ１３の異常診断を行なうことで、燃焼による回転変動の影響をなくし、異常診断の精度を向上させることができる。

また、エンジン回転数ではなく、オイルジェットギャラリ９の油圧の差を異常診断の判定に用いることで、異常診断の精度を向上させることができる。

さらに、オイルジェットバルブ１３が正常であれば、オイルジェットバルブ１３の開状態と閉状態とでオイルジェットギャラリ９の油圧に差が生じるが、フューエルカット中はエンジン２の回転数の減少に伴いオイルジェットギャラリ９の油圧が徐々に減少するため、オイルジェットバルブ１３を閉じた後に開いたときは、オイルジェットバルブ１３の閉開によってオイルジェットギャラリ９の油圧が減少しているのか、エンジン回転数の減少によってオイルジェットギャラリ９の油圧が減少しているのか、の判別がつかず、誤判定してしまう可能性がある。

このため、オイルジェットバルブ１３を開いた後に閉じたときのオイルジェットギャラリ９の油圧の上昇による油圧差を判定に用いることで、異常診断の精度を向上させることができる。

また、エンジン２がフューエルカット運転状態において、オイルジェットギャラリ９の油圧が所定値よりも低い場合、またはエンジン回転数が所定回転数より低い場合、オイルジェットバルブ１３の異常を診断する。

オイルジェットギャラリ９の油圧が所定値以上の場合、オイルポンプ４から安定した油圧でオイルを供給することができないため、オイルジェットギャラリ９の油圧が不安定になる可能性がある。

エンジン回転数が所定回転数以上の場合も、オイルポンプ４から安定した油圧でオイルを供給することができず、オイルジェットギャラリ９の油圧が不安定になる可能性がある。

オイルポンプ４から安定した油圧でオイルを供給することができる状態で異常診断を行なうことで、異常診断の精度を向上させることができる。

また、エンジン回転数の変化量が所定変化量より小さい場合に、オイルジェットバルブ１３の異常を診断する。

エンジン回転数の変化量が大きい場合、オイルジェットギャラリ９の油圧の変化量も大きくなるため、オイルジェットバルブ１３の開閉に伴うオイルジェットギャラリ９の油圧の変化を誤判定してしまう可能性がある。

このため、エンジン回転数の変化量が所定変化量より小さい場合に異常診断を行なうことで、異常診断の精度を向上させることができる。

また、オイルジェットギャラリ９の油温が所定温度より低い場合、オイルジェットバルブ１３の異常の診断を禁止する。

低温状態であるとオイルの粘度が上昇して油圧差が発生しにくい状況が考えられる。このため、オイルジェットギャラリ９の油温が所定温度より低い場合、異常診断を禁止することで、異常診断の精度を向上させることができる。

また、オイルジェットバルブ１３の異常診断を行なう前に、オイルポンプ４のデューティを固定している。このため、オイルポンプ４のデューティを固定して油圧を低下させることで、異常診断の精度を向上させることができる。

本実施例では、各種センサ情報に基づき制御部１４が各種の判定や算出を行なう例について説明したが、これに限らず、車両１が外部サーバ等の車外装置と通信可能な通信部を備え、該通信部から送信された各種センサの検出情報に基づき車外装置によって各種の判定や算出が行なわれ、その判定結果や算出結果を通信部で受信して、その受信した判定結果や算出結果を用いて各種制御を行なってもよい。

本発明の実施例を開示したが、当業者によっては本発明の範囲を逸脱することなく変更が加えられうることは明白である。すべてのこのような修正及び等価物が次の請求項に含まれることが意図されている。

１ 車両
２ エンジン（内燃機関）
４ オイルポンプ
９ オイルジェットギャラリ
１２ オイルジェット
１３ オイルジェットバルブ（制御弁）
１４ 制御部
３１ 油温油圧センサ（油圧センサ）
３２ エンジン回転数センサ

Claims (4)

1. 内燃機関の回転によって駆動されるオイルポンプと、
   前記内燃機関のピストンに向けてオイルを噴射するオイルジェットと、
   オイルを前記オイルポンプから前記オイルジェットに送るオイルジェットギャラリと、
   前記オイルジェットギャラリに配置され前記オイルジェットへのオイルの流通を制御する制御弁と、
   前記オイルジェットギャラリの前記制御弁より上流側に設けられる油圧センサと、
   前記制御弁の開閉を制御する制御部と、を備え、
   前記制御部は、前記内燃機関がフューエルカット運転状態で、かつ所定条件が成立している場合、前記制御弁を開いた状態にし、前記オイルジェットギャラリの油圧が安定する所定時間が経過した後に前記制御弁を閉じた状態にし、前記制御弁が開いた状態の時の前記オイルジェットギャラリの油圧と、前記所定時間が経過した後に前記制御弁が閉じた状態の時の前記オイルジェットギャラリの油圧と、の差が予め定められた所定差よりも小さい場合、前記制御弁に異常があると判定する異常診断制御を行なう内燃機関のオイルジェット用制御弁の異常診断装置。
2. 前記所定条件として、前記オイルジェットギャラリの油圧が所定値よりも低いこと、または前記内燃機関の回転数が所定回転数よりも低いこと、を含む請求項１に記載の内燃機関のオイルジェット用制御弁の異常診断装置。
3. 前記所定条件として、前記内燃機関の回転数の変化量が所定変化量より小さいことを含む請求項１または請求項２に記載の内燃機関のオイルジェット用制御弁の異常診断装置。
4. 前記制御部は、前記オイルジェットギャラリの油温が所定温度より低い場合、前記異常診断制御を禁止する請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の内燃機関のオイルジェット用制御弁の異常診断装置。

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