JP4962657B2 - 内燃機関の制御装置 - Google Patents
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Description
このような制御を実行する内燃機関では、電磁弁を用いて潤滑油流路の開閉等を行うことによって潤滑油流路内の油圧を制御している。このようなシステムは、2ステージ油圧システムと称されることがある。2ステージ油圧システムは、低油圧状態で潤滑油をリリーフすることにより潤滑油の粘度が高いときの潤滑油ポンプの負荷を軽減したり、冷間時におけるピストンオイルジェットからの潤滑油噴射を停止させたりすることができる。これにより、内燃機関の負荷低下や暖機性向上による燃費向上の効果を得ることができる。
このように、従来の技術では両システムを適切に協調制御することが困難であるために、内燃機関の暖機性を大幅に向上させることができない、といった問題点がある。
冷媒循環停止手段によって冷媒の循環が停止されると、冷媒の温度が短時間で大きく上昇するために、内燃機関の摺動部や潤滑油の温度を精度よく検出することができずに、本来の温度よりも高い温度が検出される場合がある。よって、冷媒循環停止手段の実行中に検出された内燃機関の温度に基づいて低油圧調整手段の実行を停止するか否かを判断すると、低油圧調整手段が実行可能な運転領域にあるにも関わらず、その実行を停止してしまう場合がある。そこで、冷媒の循環が所定時間継続した時の内燃機関の温度に基づいて低油圧調整手段の実行を停止するか否かを判断することで、高い精度で検出された内燃機関の温度に基づいて適切に低油圧調整手段を実行することができる。よって、低油圧調整手段の実行領域を損ねることなく内燃機関の暖機性をより向上させることができる。
冷媒循環停止手段または低油圧調整手段を実行すると、内燃機関の各部の温度が上昇するために、内燃機関が所定の出力以上のときに実行すると摺動部に焼き付が生じる場合がある。そこで、内燃機関の出力が所定の領域内にある場合にのみ冷媒循環停止手段または低油圧調整手段の実行を許可することで、内燃機関の摺動部が焼き付くことを抑制することができる。特に、冷媒循環停止手段と低油圧調整手段とが重複して実行されると、内燃機関の冷却能力が大幅に低下するために各部の温度が急激に上昇する。そこで、内燃機関の出力がより小さい所定の領域内にある場合にのみ両制御の重複実行を許可することで、摺動部の焼き付き発生を抑制することができる。よって、内燃機関の暖機性を向上させるための制御をより安全に実行することができる。
システムエラーや故障等により低油圧調整の実行を停止できない場合、内燃機関の冷却能力不足により各部の温度が過度に上昇して摺動部に焼き付きが生じる。そのため、低油圧調整手段の実行を停止できない場合は、冷媒循環停止手段の実行も禁止することで内燃機関の冷却能力を確保し、各部の温度が過度に上昇することを抑制することができる。これにより、内燃機関の摺動部に焼き付きが生じることを抑制し、暖機性を向上させるための制御をより安全に実行することができる。
システムエラーや故障等により冷媒の循環停止の実行を停止できない場合、内燃機関の冷却能力不足により各部の温度が過度に上昇して摺動部に焼き付きが生じる。そのため、冷媒循環停止手段の実行を停止できない場合は、低油圧調整手段の実行も禁止することで内燃機関の冷却能力を確保し、各部の温度が過度に上昇することを抑制することができる。これにより、内燃機関の摺動部に焼き付きが生じることを抑制し、暖機性を向上させるための制御をより安全に実行することができる。
冷媒の循環が所定時間継続した後に低油圧調整手段の実行を停止するか否かを判断することで、高い精度で検出された内燃機関の温度に基づいて低油圧調整手段を高効率で実行することができる。しかしながら、気温や内燃機関の出力によっては冷媒の温度上昇よりも潤滑油の温度上昇が早くなる場合がある。その場合、低油圧調整手段の実行の停止を冷媒の循環が所定時間継続した後に判断すると、潤滑油の温度が過度に上昇して摺動部が油膜切れを生ずるおそれがある。そのため、内燃機関が所定の温度よりも高い場合には、冷媒が循環しているか否かに関わらずに潤滑油圧を低油圧側から通常油圧に調整することで、潤滑油の温度が過度に上昇することを抑制することができる。これにより、内燃機関の摺動部に焼き付きが生じることを抑制し、暖機性を向上させるための制御をより安全に実行することができる。
吸気ポートから燃焼室内へ流入した混合ガスは、ピストンの上昇運動により燃焼室内で圧縮される。ECU11は、クランク角センサからのピストンの位置、および吸気カム角センサからのカム軸回転位相の情報に基づき、点火タイミングを決定しイグナイタに信号を送る。イグナイタはECU11の信号に従って、指示された点火タイミングでバッテリからの電力を点火プラグに通電する。点火プラグはバッテリからの電力により点火し、圧縮混合ガスを着火させて、燃焼室内を膨張させピストンを下降させる。この下降運動がコネクティングロッドを介してクランクシャフトの軸回転に変更されることにより、エンジン100は動力を得る。
そして、ウォータジャケットには冷却水の温度を測定するための水温センサ31が設けられており、ウォータジャケット内部の冷却水温の検出結果をECU11へ送信する。ECU11は、水温センサ31が検出した冷却水温をもとにエンジン100の温度を認識する。この場合、水温センサ31は、エンジン100内部の比較的高温な冷却水の温度を検出できるような任意の位置に設けることができ、例えば冷却水の出口付近(第2流路22との接続部付近)に設けることができる。
なお、水温センサ31は、本発明の温度検出手段に相当する。
なお、ウォータポンプ23は、本発明の冷媒循環停止手段に相当する。
そして、メインギャラリーには潤滑油の温度を測定するための潤滑油温センサ32が設けられており、潤滑油温の検出結果をECU11へ送信する。ECU11は、潤滑油温センサ32が検出した潤滑油温をもとにエンジン100の温度を認識する。この場合、潤滑油温センサ32は、メインギャラリーに限られず、エンジン100内部の比較的高温な潤滑油の温度を検出できる任意の位置に設けることができる。
なお、潤滑油温センサ32は、本発明の温度検出手段に相当する。
なお、オイルリリーフ装置25は、本発明の低油圧調整手段に相当する。
図6は、OCV26の構成を示している。OCV26は第1室2611、連通部2612、第2室2613を備えたケース261内に、ニードル262を備えて構成されている。ニードル262は、先端側にボール弁2621が形成され、ニードル262の基端側は、コイル部263への通電により摺動する駆動部2622となっている。ニードル262は、ボール弁2621が第1室2611内、駆動部2622が第2室2613内に位置するように配置されている。第1室2611内にはボール弁2621と当接する第1スプリング(弾性体)264が装着され、第2室2613内には、駆動部2622と当接する第2スプリング(弾性体)265が装着されている。第1室2611と連通部2612との境界部は、ボール弁2621が着座する第1シール部266を構成し、連通部2612と第2室2613との境界部は、駆動部2622が着座する第2シール部267を構成している。連通部2612には第1開口268が形成され、第2室2613にはオイルパン13へオイルを導入する第2開口269が形成されている。
なお、OCV26は、本発明の低油圧調整手段に相当する。
ECU11は、水温センサ31が検出する冷却水温、潤滑油温センサ32が検出する潤滑油温、クランク角センサが検出するエンジン回転数、燃料噴射量や吸入空気量から求めるエンジン負荷の少なくとも一つに基づいてエンジン100の温度を検出する。図7は、潤滑油圧の切り替え基準の一例を示している。潤滑油圧の切り替え基準は、冷却水温Thwによってマップとして規定されている。潤滑油圧の切り替え基準は、ヒステリシスを考慮して冷却水温が低下してくる際に低油圧から通常油圧に切り替えるときの基準となるT1[℃]、冷却水温が上昇していく際に通常油圧から低油圧に切り替えるときの基準となるT2[℃]、冷却水温が低下してくる際に通常油圧から低油圧に切り替えるときの基準となるT3[℃]、冷却水温が上昇していくときに低油圧から通常油圧に切り替えるときの基準となるT4[℃]の4つの基準が規定されている。これらのT1〜T4の基準は、ECU11内のROMに予めマップとして記憶させておく。ECU11は、エンジン100の温度の検出結果がT1(例えば、0[℃])からT4(例えば、87[℃])の間にある場合に、潤滑油圧を低油圧側へ調整するための温度条件が成立していると判断する。
ECU11は、前述したように冷却水温、潤滑油温、エンジン回転数、エンジン負荷の少なくとも一つに基づいてエンジン100の温度を検出する。図9は、冷却水循環停止制御の一例を示している。冷却水の循環停止を許可する基準は、冷却水温Thwによってマップとして規定されている。冷却水の循環停止を許可する基準は、ヒステリシスを考慮して冷却水温が低下してくる際に循環停止から循環開始に切り替えるときの基準となるT5(℃)、冷却水温が上昇していく際に循環開始から循環停止に切り替えるときの基準となるT6(℃)、冷却水温が低下してくる際に循環開始から循環停止に切り替えるときの基準となるT7(℃)、冷却水温が上昇していくときに循環停止から循環開始に切り替えるときの基準となるT8(℃)の4つの基準が規定されている。これらのT5〜T8の基準は、ECU11内のROMに予めマップとして記憶させておく。ECU11は、エンジン100の温度の検出結果がT5(例えば、0[℃])からT8(例えば、80[℃])の間にある場合に、冷却水の循環を停止させるための温度条件が成立していると判断する。
ECU11は、冷却水の循環の停止と潤滑油圧の低油圧側への調整との重複実行を許可する基準となるエンジン回転数をN1からN2へ、燃料噴射量をQ1からQ2へと縮小する。ここで、N2は、両制御を重複実行した場合でも焼き付きが発生するおそれが少ないN1よりも充分に小さい任意のエンジン回転数を適用する。また、Q2は、両制御を重複実行した場合でも焼き付きが発生するおそれが少ないQ1よりも充分に小さい任意の燃料噴射量を適用する。この場合、ECU11は、エンジン100の運転環境によってはエンジン回転数、または燃料噴射量(負荷)のいずれか一方の許可範囲のみを縮小してもよい。
ここで、所定時間とは、冷却水温に基づいてエンジン100の温度を精度よく検出できるための任意の循環時間を適用することができるが、例えば20[sec]とすることができる。
気温やエンジン100の出力によっては冷却水の温度上昇よりも潤滑油の温度上昇が早くなる場合がある。その場合、低油圧調整手段の実行の停止を冷却水の循環が所定時間継続した後に判断すると、潤滑油の温度が過度に上昇して摺動部が油膜切れを生ずるおそれがある。そのため、エンジン100が所定の温度よりも高い場合には、冷却水が循環しているか否かに関わらずに潤滑油圧を低油圧側から通常油圧に調整することで、潤滑油の温度が過度に上昇することを抑制することができる。これにより、内燃機関の摺動部に焼き付きが生じることを抑制し、暖機性を向上させるための制御をより安全に実行することができる。
ここで、第1しきい値とは、潤滑油の温度が過度に上昇することで焼き付きが生じる可能性があると判断することができる任意のエンジン温度を適用することがで、例えば80[℃]とすることができる。
なお、ECU11は、本発明の制御手段に相当する。
例えば、オイルリリーフ装置25が低油圧側に固着している等により、2ステージ油圧システムが正常に稼動しない場合は、エンジン100の冷却能力が低下する。そのため、冷却水の循環を停止すると各部の温度が過度に上昇して摺動部が焼き付いてしまう。そこで、2ステージ油圧システムに異常があると判定した場合は、潤滑油圧を低油圧側へ調整することを禁止すると共に、冷却水の循環を停止させることも禁止することで、エンジン100の冷却能力を確保し、摺動部に焼き付きが生じることを抑制する。
2ステージ油圧システムが正常に稼動する、即ち異常が無いと判定する場合(ステップS2/YES)は、ECU11は次のステップS3へ進む。
例えば、ウォータポンプ23のクラッチ異常や冷却水量の不足等により、冷却水が正常に循環していない場合は、エンジン100の冷却能力が低下する。そのため、潤滑油圧を低油圧側へ調整すると各部の温度が過度に上昇して摺動部が焼き付いてしまう。そこで、冷却水の循環に異常があると判定した場合は、冷却水の循環を停止させることを禁止すると共に、潤滑油圧を低油圧側へ調整することも禁止することで、エンジン100の冷却能力を確保し、摺動部に焼き付きが生じることを抑制する。
冷却水が正常に循環している、即ち異常が無いと判定する場合(ステップS3/YES)は、ECU11は次のステップS4へ進む。
ECU11は、ステップS37の処理を終えると、制御の処理を終了する。
ECU11は、ステップS39の処理を終えると、制御の処理を終了する。
11 ECU
23 ウォータポンプ
24 オイルポンプ
25 オイルリリーフ装置
26 OCV
31 水温センサ
32 潤滑油温センサ
100 エンジン
Claims (6)
- 内燃機関の冷媒流路内の冷媒の循環を停止させる冷媒循環停止手段と、
前記内燃機関の潤滑油流路内の潤滑油圧を通常油圧よりも低油圧側へ調整する低油圧調整手段と、
前記内燃機関の温度を検出する温度検出手段と、
前記温度検出手段の検出結果に基づいて、前記冷媒循環停止手段と前記低油圧調整手段との実行を制御する制御手段と、を備え、
前記制御手段は、前記冷媒循環停止手段の実行の停止が所定時間継続した時の前記温度検出手段の検出結果に基づいて、前記低油圧調整手段の実行を停止するか否かを判断することを特徴とする内燃機関の制御装置。 - 前記制御手段は、前記内燃機関の出力が所定の領域内にある場合にのみ前記冷媒循環停止手段の実行および前記低油圧調整手段の実行を許可し、
更に、前記制御手段は、前記冷媒循環停止手段と前記低油圧調整手段とを重複して実行させる間、前記冷媒循環停止手段の実行および前記低油圧調整手段の実行を許可する出力の領域を縮小することを特徴とする請求項1記載の内燃機関の制御装置。 - 前記制御手段は、前記低油圧調整手段の実行が停止できない場合は前記冷媒循環停止手段の実行を禁止することを特徴とする請求項1または2記載の内燃機関の制御装置。
- 前記制御手段は、前記冷媒循環停止手段の実行が停止できない場合は前記低油圧調整手段の実行を禁止することを特徴とする請求項1または2記載の内燃機関の制御装置。
- 前記制御手段は、前記温度検出手段の検出結果が第1しきい値以上の場合に、前記低油圧調整手段の実行を停止することを特徴とする請求項1から4のいずれか1項記載の内燃機関の制御装置。
- 前記温度検出手段は、前記内燃機関の回転数と、負荷と、冷媒温度と、潤滑油温度との少なくとも一つに基づいて、前記内燃機関の温度を検出することを特徴とする請求項1から5のいずれか1項記載の内燃機関の制御装置。
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