JP4692478B2

JP4692478B2 - オイル温度推定装置及びオイル温度推定方法

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Publication number: JP4692478B2
Application number: JP2006349618A
Authority: JP
Inventors: 健大埜; 浩阿部
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 2006-12-26
Filing date: 2006-12-26
Publication date: 2011-06-01
Anticipated expiration: 2026-12-26
Also published as: JP2008157186A

Description

本発明は、エンジンオイルのオイル温度推定装置及びオイル温度推定方法に関する。

従来から、エンジンオイルのオイル温度からエンジンのフリクションを求めて要求トルクを算出したり、可変バルブタイミング装置をエンジンオイルの油圧によって制御して吸排気バルブのバルブタイミングを変化させて排気エミッションを低減したりする車両のエンジンが広く知られている。このようなエンジンでは、精度よくフリクションを算出したり、可変バルブタイミング装置の制御性を確保したりするためにオイル温度を検出することが必要となる。しかしながら、オイル温度を検出するためにオイル温度センサを新たに設置すると製造コストがかかる。

そのため、特許文献１ではオイル温度センサを設けずに、エンジンの冷却水温度と、エンジンへの吸気量から算出されるなまし率と、オイル温度初期値とに基づいて車両走行中のエンジンオイルのオイル温度を推定する。
特開平２００５−２０７２９７号公報

ところで、特許文献１に記載のオイル温度推定装置では、エンジン停止中の外気温度の平均値を用いてオイル温度初期値を決定するので、エンジン停止中の外気温度の変化に対するロバスト性が低くなる。そのため、オイル温度初期値を正確に決定することができない場合があり、推定されたオイル温度が実際のオイル温度よりも高くなることがある。

エンジンのフリクションを算出したり、バルブタイミングの制御性を確保したりする場合には、オイル温度から決定されるエンジンオイルの粘性が所定値以上になっているか否かに基づいて判断する。推定されたオイル温度が実オイル温度よりも高いと、エンジンオイルの粘性が小さく算出されるので、エンジンフリクションが実際よりも小さく算出されたり、可変バルブタイミング装置の制御性が悪化したりする。

そこで、本発明は、このような問題点に着目してなされたものであり、エンジンオイルのオイル温度をエンジン運転状態に応じて推定するとともに、オイル温度推定値を実オイル温度よりも低く推定することができるオイル温度推定装置及びオイル温度推定方法を提供することを目的とする。

本発明は、以下のような解決手段によって前記課題を解決する。なお、理解を容易にするために本発明の実施形態に対応する符号を付するが、これに限定されるものではない。

本発明は、エンジンオイルの温度を推定するオイル温度推定装置であって、エンジンを冷却する冷却水の温度を検出する冷却水温度検出手段と、外気の温度を検出する外気温度検出手段と、検出された冷却水温度から所定値を減じた第１選択値と外気温度から設定される第２選択値とのうちの大きい方をエンジンオイル温度として選択するオイル温度選択手段と、を備え、所定値はエンジン冷機状態からエンジン暖機状態までの間における冷却水温度とエンジンオイル実温度との温度差の最大値であることを特徴とする。

本発明によれば、第１選択値、第２選択値ともに実オイル温度よりも低い値となるので、オイル温度センサを設けることなくオイル温度を推定できるだけでなく、推定されるオイル温度が実オイル温度よりも高くなることがない。そのため、バルブタイミングなどの制御性が悪化することを抑制することができる。

また、第１選択値と第２選択値のうち大きい方をエンジンオイル温度として選択するので、推定されるエンジンオイル温度はより実オイル温度に近いものとなり、オイル温度の推定精度が向上する。

（第１実施形態）
以下、図面を参照にして本発明の第１実施形態を説明する。

図１は、第１実施形態のエンジンの全体構成を示す。

図１に示すように、エンジン１０は、シリンダヘッド１１に吸気ポート１２と排気ポート１４とを形成する。吸気ポート１２には、燃焼室１３と連通するように、吸気通路２０が接続する。また、排気ポート１４には、燃焼室１３と連通するように、排気通路４０が接続する。

吸気通路２０は、外部から取り入れた空気を吸気ポート１２に流す。この吸気通路２０には、エアフローメータ２１と、スロットルバルブ２２と、燃料噴射弁２３とが吸気通路上流側から順次配置される。

エアフローメータ２１は、外部から取り込まれ、エンジン１０に吸入される空気（吸気）量を検出する。

スロットルバルブ２２は、吸気通路２０の吸気流通面積を変化させることで、エンジン１０に導入される吸気量を調整する。

燃料噴射弁２３は、燃焼室１３に向かって燃料を噴射するように吸気通路２０に設置される。この燃料噴射弁２３は、燃料供給流路３１によって燃料タンク３０と接続する。燃料タンク３０に蓄えられた燃料は、燃料ポンプ３２によって燃料噴噴射弁２３に圧送される。そして、燃料噴射弁２３は、目標空燃比となるように吸気量に応じた燃料を吸気ポート内に噴射して混合気を形成する。

上記した吸気ポート１２には、吸気バルブ１５が設置される。この吸気バルブ１５は、バルブタイミングを可変制御する可変バルブタイミング装置１５ａによって、所定のバルブタイミングで吸気ポート１２を開閉する。可変バルブタイミング装置１５ａは、エンジンオイルの油圧によって吸気バルブ１５のバルブタイミングを制御する。そして、この吸気バルブ１５が吸気ポート１２を開くと、燃焼室２に混合気が導入される。導入された混合気は、燃焼室１３の上側に設置された点火プラグ１７によって点火されて爆発燃焼する。この燃焼により得られたエネルギーでエンジン１０は出力回転し、その回転は変速機を介して図示しない車輪に伝達される。

一方、エンジン１０の排気ポート１４には、排気バルブ１６が設置される。この排気バルブ１６も吸気バルブ１５と同様に、可変バルブタイミング装置１６ａによってバルブタイミングが可変制御される。そして、排気バルブ１６が排気ポート１４を開くと、燃焼により生じた排気が排気通路４０に排出される。排気通路４０に排出された排気は、排気通路下流の三元触媒などによって浄化され外部に放出される。

上記したエンジン１０のシリンダブロック１８には、エンジン１０を冷却する冷却水の温度を検出する冷却水温度センサ１９が設置されている。この冷却水温度センサ１９からの出力信号はコントローラ６０に入力する。また、コントローラ６０には、エアコン用の外気温度センサ５１、イグニッションスイッチ（以下適宜「ＩＧＳ」という。）５２、その他の車両の運転状態を検出するセンサからの出力信号が入力する。

コントローラ６０は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ及びＩ／Ｏインタフェースから構成される。このコントローラ６０は、内蔵されたＲＯＭに記憶された各種のエンジン制御プログラムを実行することで、エンジン運転状態に応じて燃料噴射弁２３の燃料噴射量や点火プラグ１７の点火時期を制御する。

ところで、上記したようなエンジン１０では、エンジンオイルのオイル温度からエンジンのフリクションを求めて要求トルクを算出したり、可変バルブタイミング装置をエンジンオイルの油圧によって制御して吸排気バルブのバルブタイミングを変化させて排気エミッションを低減したりする。エンジンオイルは、そのオイル温度に応じて粘性が変化するので、精度よくフリクションを算出したり、可変バルブタイミング装置の制御性を確保したりするためにオイル温度を検出することが必要となるが、オイル温度を検出するためにオイル温度センサを新たに設置するとコストを抑えることができない。

そこで、オイル温度センサを設けずに、エンジンの冷却水温度と、吸入空気量から算出されるなまし率と、エンジンオイル温度の初期値とに基づいて車両走行中のエンジンオイルのオイル温度を推定する方法（従来手法）が知られている。しかしながら、このような従来手法では、エンジン停止中の外気温度の平均値を用いてオイル温度の初期値を決定するので、エンジン停止中の外気温度の変化に対するロバスト性が低く、オイル温度の初期値を正確に決定することができず、推定されたオイル温度が実オイル温度よりも高くなることがある。

エンジンのフリクションを算出したり、バルブタイミングの制御性を確保したりする場合には、オイル温度から決定されるエンジンオイルの粘性が所定値以上になっているか否かに基づいて判断する。そのため、推定されたオイル温度が実オイル温度よりも高いとエンジンオイルの粘性が小さく算出され、エンジンフリクションが実際よりも小さく算出されたり、バルブタイミングの制御性が悪化したりするという問題がある。

そこで、本実施形態のオイル温度推定装置は、オイル温度センサを新たに設けることなく、既に設置されている冷却水温度センサ１９によって検出される冷却水温度と、外気温度センサ５１によって検出される外気温度とを用いて、実オイル温度よりも推定されたオイル温度が低くなるようにオイル温度を推定する。

以下では、コントローラ６０が実行するオイル温度の推定ロジックについて、図２に示すフローチャートに沿って説明する。

図２は、コントローラ６０が実行する制御を示すフローチャートである。この制御は、イグニッションスイッチ５２がオンになってから一定周期（例えば１０ミリ秒周期）で、イグニッションスイッチ５２がオフになるまで実施される。

ステップＳ１０では、コントローラ６０は、検出された冷却水温度に基づいて次式（１）から第１オイル温度Ｔ_O1を算出する。

オイル温度や冷却水温度は、エンジン１０から発生する熱を受けるので、エンジン運転状態に応じて変化する。そのため、（１）式のようにエンジンを冷却する冷却水温度を用いることによって、オイル温度を推定することができる。

図３は、エンジン回転速度と、冷却水温度、オイル温度との関係を示した図である。

図３（Ａ）では、極低温状態でエンジン１０を始動させ、暖機状態になるまでアイドル運転させているので、エンジン回転速度はアイドル回転速度で一定となっている。

冷却水とエンジンオイルは、燃焼によって生じるエンジン１０からの熱を受けて、温度上昇する。そのため、図３（Ｂ）に示すように、冷却水温度はエンジン１０が始動した後の時刻ｔ₁で上昇し始める。これに対して、エンジンオイルは冷却水よりも比熱が大きいので、オイル温度は時刻ｔ₁よりも遅れて時刻ｔ₂で上昇し始める。このように、冷却水温度とオイル温度の温度変化には、ある程度の時間遅れが生じるので、冷却水とエンジンオイルとの間には図３（Ｂ）に示すように温度差が生じる。この温度差は時刻ｔ₃で最大となり、この最大温度差をＴ_GAPとする。そして、（１）式に示すように、車両運転中の冷却水温度Ｔ_Cから最大温度差Ｔ_GAPを引いた値を第１オイル温度Ｔ_O1とするので、第１オイル温度Ｔ_Cは必ず実オイル温度よりも低くなる。

このように、図２のステップＳ１０において、コントローラ６０は第１オイル温度Ｔ_O1を算出し、ステップＳ１１に移る。

ステップＳ１１では、コントローラ６０は、第２オイル温度Ｔ_O2を次式（２）から算出し、ステップＳ１２に移る。

（２）式に示すように、イグニッションスイッチ５２がオンになったときに外気温度センサ５１によって検出された外気温度が第２オイル温度として設定される。エンジン１０が始動していない場合には、エンジンオイルはエンジン１０からの熱を受けないので、実オイル温度は外気温度Ｔ_OUTとほぼ同一となる。そのため、エンジン始動直後のオイル温度は、第２オイル温度Ｔ_O2から推定することができる。また、外気温度Ｔ_OUTは実オイル温度よりも高くなることもないので、第２オイル温度Ｔ_O2は必ず実オイル温度よりも低くなる。

ステップＳ１２では、コントローラ６０は、外気温度センサ５１が故障しているか否かを判定する。外気温度センサ５１の断線やショートなどの故障は、外気温度センサ５１からの電圧値を基準電圧値と比較することによって判定することができる。そして、外気温センサ５１が故障していないと判定された場合には、ステップＳ１３に移る。一方、外気温度センサ５１が故障していると判定された場合には、ステップＳ１６に移る。

ステップＳ１３では、コントローラ６０は、冷却水温度センサ１９が故障しているか否かを判定する。冷却水温度センサ１９の断線やショートなどの故障は、外気温度センサ５１の場合と同様に、冷却水温度センサ１９からの電圧値を基準電圧値と比較することによって判定することができる。また、エンジン１０が始動しているにもかかわらず冷却水温度が上昇しないなど、冷却水の温度上昇量を検出することによっても冷却水温度センサ１９の故障を判定することができる。そして、冷却水温度センサ１９が故障していないと判定された場合には、ステップＳ１４に移る。一方、冷却水温度センサ１９が故障していると判定された場合には、ステップＳ１５に移る。

ステップＳ１４では、コントローラ６０は、第１オイル温度Ｔ_O1と第２オイル温度Ｔ_O2のうち、高い方をオイル温度推定値Ｔ_OILとし、処理を終了する。外気温度センサ５１、冷却水温度センサ１９ともに故障しておらず、第１オイル温度Ｔ_O1、第２オイル温度Ｔ_O2ともに正確に算出されているので、第１オイル温度Ｔ_O1と第２オイル温度Ｔ_O2のうち実オイル温度により近い方をオイル温度推定値Ｔ_OILとする。

ステップＳ１５では、コントローラ６０は、第２オイル温度Ｔ_O2をオイル温度推定値Ｔ_OILとし、処理を終了する。ステップＳ１３において、冷却水温度センサ１９が故障していると判定された場合には、冷却水温度から算出された第１オイル温度Ｔ_O1は信頼できないので、イグニッションスイッチオン時の外気温度Ｔ_OUTから算出される第２オイル温度Ｔ_O2をオイル温度推定値Ｔ_OILとするのである。

一方、ステップＳ１２において外気温度センサ５１が故障していると判定された場合には、ステップＳ１６で、コントローラ６０は、冷却水温度センサ１９が故障しているか否かを判定する。冷却水温度センサが故障しているか否かはステップＳ１３と同様の方法で判断するので、説明は便宜上省略する。そして、冷却水温度センサ１９が故障していないと判定された場合には、ステップＳ１７に移る。また、冷却水温度センサ１９が故障していると判定された場合には、ステップＳ１８に移る。

ステップＳ１７では、コントローラ６０は、第１オイル温度Ｔ_O1をオイル温度推定値Ｔ_OILとし、処理を終了する。つまり、外気温度センサ５１が故障しており、冷却水温度センサ１９が故障していない場合には、エンジン始動時の外気温度Ｔ_OUTから算出される第２オイル温度Ｔ_O2は信頼できないので、冷却水温度から算出される第１オイル温度Ｔ_O1をオイル温度推定値Ｔ_OILとするのである。

ステップＳ１８では、コントローラ６０は、エンジンオイルのオイル温度下限値Ｔ_O3をオイル温度推定値Ｔ_OILとし、処理を終了する。つまり、外気温度センサ５１と冷却水温度センサ１９との両方が故障している場合には、第１オイル温度Ｔ_O1と第２オイル温度Ｔ_O2ともに信頼することができないので、実用上考えられるエンジンオイル温度の最低値（オイル温度下限値Ｔ_O3）をオイル温度推定値Ｔ_OILとして設定する。なお、このオイル温度下限値Ｔ_O3は、エンジン１０に使用されるエンジンオイルごとに定められ、予めの実験などを通じて設定されている。

上記したオイル温度推定装置の動作について、図４を参照して説明する。なお、フローチャートとの対応が分かりやすくなるように冒頭にＳを付けてフローチャートのステップ番号を示す。

図４は、外気温度センサ５１と冷却水温度センサ１９とが故障していない場合における、オイル温度推定装置の動作を示すタイムチャートである。ここで、図４（Ａ）の太実線Ａはエンジン回転速度を示す。また、図４（Ｂ）の実線Ｂは実オイル温度、点線Ｃは冷却水温度Ｔ_C、破線Ｄは冷却水温度Ｔ_Cから最大温度差Ｔ_GAPを引いた第１オイル温度Ｔ_O1、そして一点鎖線Ｅは外気温度Ｔ_OUTを示す。

図４（Ａ）の太実線Ａに示すように、時刻ｔ₁でイグニッションスイッチ５２をオフにした後にエンジン１０を停止させる。そうすると、実線Ｂで示した実オイル温度と点線Ｃで示した冷却水温度Ｔ_Cは徐々に低下し始める。エンジン停止後十分に時間が経過すると、実オイル温度と冷却水温度Ｔ_Cは一点鎖線Ｅで示す外気温度Ｔ_OUTとほぼ同じ温度となる。

そして、太実線Ａに示すように時刻ｔ₂でイグニッションスイッチ５２をオンにしてエンジン１０を再び始動させる。点Ｐに示すように、時刻ｔ₂における外気温度Ｔ_OUTが、第２オイル温度Ｔ_O2となる（ステップＳ１１）。エンジン１０が始動し始めると、まず冷却水温度Ｔ_Cが上昇し始め（点線Ｃ）、その後冷却水よりも比熱の大きいエンジンオイルのオイル温度が上昇する（実線Ｂ）。このように冷却水温度Ｔ_Cが上昇すると、冷却水温度Ｔ_Cから算出される第１オイル温度Ｔ_O1も破線Ｄで示すように上昇する（ステップＳ１０）。

ここで、図４（Ｂ）においては、外気温度センサ５１と冷却水温度センサ１９はともに故障していないので、第１オイル温度Ｔ_O1と第２オイル温度Ｔ_O2とのうち高い方がオイル温度推定値Ｔ_OILとして設定される（ステップＳ１４）。したがって、時刻ｔ₂から時刻ｔ₃までの間は、第２オイル温度Ｔ_O2の方が第１オイル温度Ｔ_O1よりも高いので、第２オイル温度Ｔ_O2がオイル温度推定値Ｔ_OILとして採用される。そして、冷却水温度Ｔ_Cが上昇して時刻ｔ₃で第２オイル温度Ｔ_O2よりも第１オイル温度Ｔ_O1が高くなると、第１オイル温度Ｔ_O1がオイル温度推定値Ｔ_OILとして採用される。

以上により、第１実施形態は下記の効果を得ることができる。

本発明によれば、冷却水温度Ｔ_Cから最大温度差Ｔ_GAPを引いた第１オイル温度Ｔ_O1と、イグニッションスイッチオン時の外気温度Ｔ_OUTから定まる第２オイル温度Ｔ_O2と、実用上考えられるエンジンオイル温度の最低値であるオイル温度下限値Ｔ_O3とから、オイル温度推定値Ｔ_OILを推定する。そのため、オイル温度推定値Ｔ_OILを必ず実オイル温度よりも低く推定することができ、実オイル温度よりもオイル温度推定値の方が高くなることによってバルブタイミングなどの制御性が悪化することを抑制することができる。

また、冷却水温度センサ１９と外気温度センサ５１が故障していない場合には、第１オイル温度Ｔ_O1と第２オイル温度Ｔ_O2のうち高い方をオイル温度推定値Ｔ_OILとするので、より実オイル温度に近いオイル温度を推定することができ、推定精度を向上することができる。

さらに、冷却水温度センサ１９や外気温度センサ５１の故障を判定して、オイル温度推定値Ｔ_OILを決定するので、オイル温度推定値Ｔ_OILの信頼性が向上する。

（第２実施形態）
第２実施形態の構成は、第１実施形態と基本構成はほぼ同様であるが、図１に示すように燃料タンク３０に燃料温度センサ３３を配置することにおいて相違する。つまり、イグニッションスイッチオン時の燃料温度を第２オイル温度と設定するようにしたもので、以下にその相違点を中心に説明する。

エンジン１０が始動していない場合には、エンジンオイルや燃料タンク３０に蓄えられた燃料は、エンジン１０からの熱を受けないので外気温度とほぼ同一の温度になる。そのため、エンジン始動直後のオイル温度は、外気温度ではなく、燃料温度から推定することができる。また、エンジン１０が始動した場合には、オイル温度はエンジン１０の燃焼熱によって上昇する。これに対して、燃料温度は、エンジン１０の燃焼熱を直接受けるのではなく、排気管からの放射熱によって上昇する。このように、燃料温度はエンジン１０から生じる燃焼熱よりも低い排気管からの放射熱を受けて上昇するので、温度上昇の速度は遅く、到達温度も実オイル温度よりも低くなる。したがって、外気温度の代わりに燃料温度を第２オイル温度としても、推定されるオイル温度は実オイル温度よりも低くなる。

しかしながら、冬季など外気温度が非常に低く、燃料温度とオイル温度が外気温度と同様の低い温度となっている場合に、燃料タンク３０に燃料を供給すると、その供給した燃料の方が燃料タンク３０に残留している燃料よりも暖かく、燃料タンク内の燃料温度が上昇することがある。このように、燃料給油によって燃料温度が上昇すると、イグニッションスイッチオン時の燃料温度が実オイル温度よりも高くなることがある。ここで、外気温度ではなく燃料温度に基づいてオイル温度を推定すると、推定されるオイル温度が実オイル温度よりも高くなってしまう問題がある。

そこで、本実施形態においては、上記した問題を解決するために、給油により燃料温度が上昇したか否かを判定し、その結果に基づいてエンジンオイルのオイル温度をそれぞれ推定する。

以下では、コントローラ６０が実行するエンジンオイル温度の推定ロジックについて説明する。図５は、コントローラ６０が実行する制御を示すフローチャートである。この制御はイグニッションスイッチ５２がオンになってから一定周期（例えば１０ミリ秒周期）で、イグニッションスイッチ５２がオフになるまで実施される。

ステップＳ２０では、コントローラ６０は、燃料温度センサ３３により検出された燃料温度に基づいて給油があったか否かを判定する給油判定処理を実行し、ステップＳ２１に移る。この給油判定処理の詳細については、図６を参照して後述する。

ステップＳ２１では、コントローラ６０は、冷却水温度と燃料温度とを用いてエンジンオイルのオイル温度を推定するオイル温度推定処理を実行し、処理を終了する。このオイル温度推定処理の詳細については、図７を参照して後述する。

図６は、給油判定処理を示すフローチャートである。

ステップＳ２００では、コントローラ６０は、イグニッションスイッチ５２がオンからオフになったか否かを判定する。イグニッションスイッチ５２がオンからオフになった場合には、ステップＳ２０１に移る。そうでない場合には、ステップＳ２０２に移る。

ステップＳ２０１では、コントローラ６０は、燃料タンク３０に設置された燃料温度センサ３３によって検出した燃料温度をイグニッションスイッチオフ時燃料温度Ｔ_f1としてＲＡＭに一時的に記憶し、ステップＳ２０２に移る。

ステップＳ２０２では、コントローラ６０は、イグニッションスイッチ５２がオフからオンになったか否かを判定する。イグニッションスイッチ５２がオフらオンになった場合には、ステップＳ２０３に移る。そうでない場合には、ステップＳ２０４に移る。

ステップＳ２０３では、コントローラ６０は、燃料温度センサ３３で検出した燃料温度をイグニッションスイッチオン時燃料温度Ｔ_f2としてＲＡＭに一時的に記憶し、ステップＳ２０４に移る。

ステップＳ２０４では、コントローラ６０は、給油による燃料温度の上昇があったか否かを、イグニッションスイッチオン時燃料温度Ｔ_f2とイグニッションスイッチオフ時燃料温度Ｔ_f1との差に基づいて判定する。つまり、Ｔ_f2−Ｔ_f1が所定値ΔＴ_fよりも大きい場合には、燃料タンク３０に燃料が補給されて燃料温度が上昇したと判定し、ステップＳ２０５に移る。また、Ｔ_f2−Ｔ_f1が所定値ΔＴ_f以下である場合には、給油が行われていない、又は給油が行われていても給油されてから十分に時間が経過しているため給油による燃料温度の上昇がないと判定し、ステップＳ２０６に移る。

ステップＳ２０５では、コントローラ６０は給油判定フラグをオンにし、フラグＦに１を設定し、一旦処理を抜ける。

ステップＳ２０６では、コントローラ６０は給油判定フラグをオフにし、フラグＦにゼロを設定し、一旦処理を抜ける。

上記のように給油判定を実施した後に、コントローラ６０は図７に示すオイル温度推定処理を実施する。

図７は、オイル温度推定処理を示すフローチャートである。

ステップＳ２１０では、コントローラ６０は、冷却水温度センサ１９により検出し
た車両運転中の冷却水温度Ｔ_Cと最大温度差Ｔ_GAPとの差から第１オイル温度Ｔ_O1を算出し（（１）式参照）、ステップＳ２１１に移る。

ステップＳ２１１では、コントローラ６０は、燃料タンク３０に設置された燃料温度センサ３３により検出したイグニッションスイッチオン時の燃料温度Ｔ_f2を第２オイル温度Ｔ_O2とし、ステップＳ２１９に移る。このように、第２実施形態では、外気温度の代わりとして燃料温度Ｔ_f2を用いて第２オイル温度Ｔ_O2を決定する。

ステップＳ２１９では、コントローラ６０は、給油判定のフラグＦが１であるか否かを判定する。

給油判定フラグＦ＝１である場合には、ステップＳ２１６に移る。つまり、給油判定フラグＦが１である場合は、給油により燃料温度が上昇しており、燃料温度が実際のオイル温度よりも高くなることもあるので、ステップＳ２１６〜Ｓ２１８において、第２オイル温度Ｔ_f2を用いずにエンジンオイルのオイル温度推定値Ｔ_OILを決定する。

一方、給油判定フラグＦ＝０である場合には、ステップＳ２１２に移る。この場合は、給油により燃料温度が上昇していないので、燃料温度Ｔ_f2から設定した第２オイル温度Ｔ_O2からオイル温度を推定しても実オイル温度よりも高く推定することはない。そのため、ステップＳ２１２〜Ｓ２１８において、第１オイル温度Ｔ_O1、第２オイル温度Ｔ_O2及びオイル温度下限値Ｔ_O3からオイル温度推定値Ｔ_OILを決定する。

なお、ステップＳ２１２〜Ｓ２１８は、第１実施形態のステップＳ１２〜Ｓ１８と同様であるので、説明は便宜上省略する。

上記したオイル温度推定装置の動作について、図８〜図１０のタイムチャートを参照して説明する。なお、フローチャートとの対応が分かりやすくなるように冒頭にＳを付けてフローチャートのステップ番号を示す。

図８は、燃料が給油されておらず、燃料温度センサ３３と冷却水温度センサ１９がともに故障していない場合におけるオイル温度推定装置の動作を示すタイムチャートである。ここで、図８（Ａ）の太実線Ａはエンジン回転速度を示す。また、図８（Ｂ）の実線Ｂは実オイル温度、点線Ｃは冷却水温度Ｔ_C、破線Ｄは冷却水温度Ｔ_Cから最大温度差Ｔ_GAPを引いた第１オイル温度Ｔ_O1、そして一点鎖線Ｆは燃料タンク内の燃料温度を示す。

図８（Ａ）の太実線Ａに示すように、時刻ｔ₄でイグニッションスイッチ５２をオフにした後にエンジン１０を停止させる。そうすると、実オイル温度（実線Ｂ）、冷却水温度Ｔ_C（点線Ｃ）及び燃料温度（一点鎖線Ｆ）は徐々に低下し始める。エンジン１０が停止してから十分に時間が経過すると、実オイル温度、冷却水温度Ｔ_C及び燃料温度はほぼ外気温度まで低下する。

そして、太実線Ａに示すように時刻ｔ₄でイグニッションスイッチ５２をオンにしてエンジン１０を再び始動させると、このときの燃料温度Ｔ_f2が点Ｐに示すように第２オイル温度Ｔ_O2となる（ステップＳ２１１）。エンジン１０が始動し始めると、まず冷却水温度Ｔ_Cが上昇し始め（点線Ｃ）、その後冷却水よりも比熱の大きいエンジンオイルのオイル温度が上昇する（実線Ｂ）。このように冷却水温度Ｔ_Cが上昇すると、冷却水温度Ｔ_Cから算出される第１オイル温度Ｔ_O1も破線Ｄで示すように上昇する（ステップＳ２１０）。ここで、図８においては、燃料温度センサ３３と冷却水温度センサ１９は故障していないので、第１オイル温度Ｔ_O1と第２オイル温度Ｔ_O2とのうちの高い方がオイル温度推定値Ｔ_OILとして設定される（ステップＳ２１４）。したがって、時刻ｔ₅から時刻ｔ₆までの間は、第２オイル温度Ｔ_O2の方が第１オイル温度Ｔ_O1よりも高いので、第２オイル温度Ｔ_O2がオイル温度推定値Ｔ_OILとして採用される。そして、冷却水温度Ｔ_Cが上昇して時刻ｔ₆で第２オイル温度Ｔ_O2よりも第１オイル温度Ｔ_O1が高くなると、第１オイル温度Ｔ_O1がオイル温度推定値Ｔ_OILとして採用される。

図９は、燃料が給油されておらず、燃料温度センサ３３と冷却水温度センサ１９が故障していない場合におけるオイル温度推定装置の動作を示すタイムチャートである。ここで、図９（Ａ）の太実線Ａはエンジン回転速度を示す。また、図９（Ｂ）の実線Ｂは実オイル温度、点線Ｃは冷却水温度Ｔ_C、破線Ｄは冷却水温度Ｔ_Cから最大温度差Ｔ_GAPを引いた第１オイル温度Ｔ_O1、そして一点鎖線Ｆは燃料タンク内の燃料温度を示す。

図９（Ａ）の太実線Ａに示すように、時刻ｔ₇でイグニッションスイッチ５２をオフにし、エンジン１０を停止して、その後すぐに時刻ｔ₈でエンジン１０を再始動させる。そのため、実オイル温度（実線Ｂ）、冷却水温度Ｔ_C（点線Ｃ）及び燃料温度（一点鎖線Ｆ）は、エンジン１０が停止する時刻ｔ₇から徐々に低下し始めるが、それら温度が外気温度まで低下する前にエンジン１０を再始動するので、時刻ｔ₈からは再び温度が上昇し始める。

時刻ｔ₈でイグニッションスイッチ５２をオンにしてエンジン１０を再び始動させると、このときの燃料温度Ｔ_f2が点Ｐに示すように第２オイル温度Ｔ_O2となる（ステップＳ２１１）。エンジン１０が始動し始めると、まず冷却水温度Ｔ_Cが上昇し始め（点線Ｃ）、その後冷却水よりも比熱の大きいエンジンオイルのオイル温度が上昇する（実線Ｂ）。このように冷却水温度Ｔ_Cが上昇すると、冷却水温度Ｔ_Cから算出される第１オイル温度Ｔ_O1も破線Ｄで示すように上昇する（ステップＳ２１０）。ここで、図９では、燃料温度センサ３３と冷却水温度センサ１９は故障していないので、第１オイル温度Ｔ_O1と第２オイル温度Ｔ_O2とのうち高い方がオイル温度推定値Ｔ_OILとして設定される（ステップ２１４）。したがって、図９のように、エンジン１０を停止した後すぐに再始動する場合には、エンジン再始動時（時刻ｔ₈）から第１オイル温度Ｔ_O1の方が第２オイル温度Ｔ_O2よりも高いので、第１オイル温度Ｔ_O1がオイル温度推定値Ｔ_OILとして採用される。

図１０は、燃料温度センサ３３と冷却水温度センサ１９は故障していないが、燃料の給油が行われた場合におけるオイル温度推定装置の動作を示すタイムチャートである。ここで、図１０（Ａ）の太実線Ａはエンジン回転速度を示す。また、図１０（Ｂ）の実線Ｂは実オイル温度、点線Ｃは冷却水温度Ｔ_C、破線Ｄは冷却水温度Ｔ_Cから最大温度差Ｔ_GAPを引いた第１オイル温度Ｔ_O1、そして一点鎖線Ｆは燃料タンク内の燃料温度を示す。

図１０（Ａ）の太実線Ａに示すように、時刻ｔ₉でイグニッションスイッチ５２をオフにした後にエンジン１０を停止させる。そうすると、実オイル温度（実線Ｂ）、冷却水温度Ｔ_C（点線Ｃ）及び燃料温度（一点鎖線Ｆ）は徐々に低下し始める。エンジン１０が停止してから十分に時間が経過すると、実オイル温度、冷却水温度Ｔ_C及び燃料温度はほぼ外気温度まで低下する。時刻ｔ₁₀で、燃料タンク３０に燃料が供給されると、一点鎖線Ｆで示すように燃料温度が上昇する。そして、時刻ｔ₁₁でイグニッションスイッチ５２をオンにしてエンジン１０を再び始動させると、イグニッションスイッチオン時の燃料温度Ｔ_f2が点Ｐに示すように第２オイル温度Ｔ_O2となる（ステップＳ２１１）。ここで、図１０（Ｂ）において、点Ｑで示すイグニッションスイッチオフ時の燃料温度Ｔ_f1と、点Ｐで示すイグニッションスイッチオン時の燃料温度Ｔ_f2との差は所定値ΔＴ_fより大きいΔＴ_f＋αであるため給油されたと判定される（ステップＳ１０）。図１０では、冷却水温度センサ１９などは故障していないので、上記の通り給油判定されると、第１オイル温度Ｔ_O1がオイル温度推定値Ｔ_OILとして設定される（ステップＳ２１７）。したがって、エンジン１０は始動した時刻ｔ₁₁以降は、第２オイル温度Ｔ_O2の値に関わらず第１オイル温度Ｔ_O1がオイル温度推定値Ｔ_OILとして採用される。

以上により、第２実施形態は下記の効果を得ることができる。

本発明によれば、冷却水温度Ｔ_Cから最大温度差Ｔ_GAPを引いた第１オイル温度Ｔ_O1と、イグニッションスイッチオン時の燃料温度Ｔ_f2から設定される第２オイル温度Ｔ_O2と、実用上考えられるエンジンオイル温度の最低値であるオイル温度下限値Ｔ_O3とから、オイル温度推定値Ｔ_OILを推定することでき、第１実施形態と同様の効果を得ることができる。

また、燃料温度Ｔ_f1、Ｔ_f2に基づいて給油判定を行うので、燃料が給油されてイグニッションスイッチオン時の燃料温度Ｔ_f2が実オイル温度よりも高くなった場合であっても、エンジンオイル推定値Ｔ_OILが実オイル温度よりも高くなることを防止することができる。

本発明は上記した実施形態に限定されずに、その技術的な思想の範囲内において種々の変更がなし得ることは明白である。

例えば、第１実施形態ではイグニッションスイッチ５２がオンになったときの外気温度を検出して第２オイル温度としているが、エンジン１０への始動信号が出力されたときの外気温度を検出して第２オイル温度とするようにしてもよい。

また、第２実施形態ではイグニッションスイッチ５２のオン時及びオフ時の燃料温度を検出するようにしているが、エンジン１０への始動信号及び停止信号が出力されたときの燃料温度を検出するようにしてもよい。

エンジンの全体構成を示す構成図である。コントローラが実行する制御を示すフローチャートである。エンジン回転速度と、冷却水温度、オイル温度との関係を示した図である。オイル温度推定装置の動作を示すタイムチャートである。コントローラが実行する制御を示すフローチャートである。給油判定処理を示すフローチャートである。オイル温度推定処理を示すフローチャートである。オイル温度推定装置の動作を示すタイムチャートである。オイル温度推定装置の動作を示すタイムチャートである。オイル温度推定装置の動作を示すタイムチャートである。

符号の説明

１０エンジン
１２吸気ポート
１３燃焼室
１４排気ポート
１５吸気バルブ
１５ａ、１６ａ可変バルブタイミング装置
１６排気バルブ
１７点火プラグ
１９冷却水温度センサ（冷却水温度検出手段）
２０吸気通路
２３燃料噴射弁
３０燃料タンク
３３燃料温度センサ（外気温度検出手段）
５１外気温度センサ（外気温度検出手段）
５２イグニッションスイッチ

Claims

エンジンオイルの温度を推定するオイル温度推定装置であって、
エンジンを冷却する冷却水の温度を検出する冷却水温度検出手段と、
外気の温度を検出する外気温度検出手段と、
前記検出された冷却水温度から所定値を減じた第１選択値と、前記外気温度から設定される第２選択値とのうちの大きい方をエンジンオイル温度として選択するオイル温度選択手段と、を備え、
前記所定値は、エンジン冷機状態からエンジン暖機状態までの間における冷却水温度とエンジンオイル実温度との温度差の最大値であることを特徴とするオイル温度推定装置。
前記外気温度検出手段は、エアコン用の外気温度センサであることを特徴とする請求項１に記載のオイル温度推定装置。
前記外気温度検出手段は、前記エンジンの燃料タンクに設置された燃料温度センサであること特徴とする請求項１に記載のオイル温度推定装置。
前記エンジンの燃料タンクに燃料が給油されたか否かを判定する給油判定手段を備え、
前記給油判定手段により給油がされたと判定された場合には、前記オイル温度選択手段は、前記第１選択値をエンジンオイル温度として選択することを特徴とする請求項３に記載のオイル温度推定装置。
前記給油判定手段は、前記燃料温度センサにより検出された燃料温度に基づいて給油判定を行うことを特徴とする請求項４に記載のオイル温度推定装置。
前記冷却水温度検出手段の故障を判定する第１故障判定手段を備え、
前記オイル温度選択手段は、前記冷却水温度検出手段が故障している判定された場合には、前記第２選択値をエンジンオイル温度として選択することを特徴とする請求項１から５のいずれか一つに記載のオイル温度推定装置。
前記外気温度検出手段の故障を判定する第２故障判定手段を備え、
前記オイル温度選択手段は、前記外気温度検出手段が故障している判定された場合には、前記第１選択値をエンジンオイル温度として選択することを特徴とする請求項１から５のいずれか一つに記載のオイル温度推定装置。
前記冷却水温度検出手段の故障を判定する第１故障判定手段と、
前記外気温度検出手段の故障を判定する第２故障判定手段と、を備え、
前記オイル温度選択手段は、前記冷却水温度検出手段が故障している判定された場合には前記第２選択値をエンジンオイル温度として選択し、前記外気温度検出手段が故障している判定された場合には前記第１選択値をエンジンオイル温度として選択し、前記冷却水温度検出手段と前記外気温度検出手段とがともに故障していると判定された場合には前記エンジンオイルごとに決定される第３選択値をエンジンオイル温度として選択することを特徴とする請求項１から５のいずれか一つに記載のオイル温度推定装置。
エンジンオイルの温度を推定するオイル温度推定方法であって、
エンジンを冷却する冷却水の温度を検出する冷却水温度検出工程と、
外気の温度を検出する外気温度検出工程と、
前記検出された冷却水温度から所定値を減じた第１選択値と、前記外気温度から設定される第２選択値とのうちの大きい方をエンジンオイル温度として選択するオイル温度選択工程と、を備え、
前記所定値は、エンジン冷機状態からエンジン暖機状態までの間における冷却水温度とエンジンオイル実温度との温度差の最大値であることを特徴とするオイル温度推定方法。