JP5370295B2 - 内燃機関の機関油温推定装置及びこれを具備する内燃機関のバルブタイミング可変装置 - Google Patents
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Description
〔2〕本機関油温推定装置の独立した一形態は、次の事項を有する。前記機関油温推定装置は、雰囲気温度検知センサ、複数の相関温度検知センサ、および、制御装置を有し、前記雰囲気温度検知センサは、前記内燃機関の雰囲気温度である機関雰囲気温度に応じて変化する雰囲気温度信号を出力し、個々の前記相関温度検知センサは、前記機関油温と相関を有する温度である相関温度に応じて変化する相関温度信号を出力し、前記制御装置は、前記内燃機関の始動時において、前記雰囲気温度信号により示唆される前記機関雰囲気温度、および、個々の前記相関温度信号により示唆される個々の前記相関温度のうちの最も高い温度と最も低い温度との差である温度差に基づいて、前記機関油温を算出するための第1演算形態または第2演算形態を選択し、前記第1演算形態は、前記温度差が所定値以下のときに選択される演算形態であって、前記機関雰囲気温度および複数の前記相関温度の中から前記機関油温の代替値を選択し、前記第2演算形態は、前記温度差が前記所定値よりも大きいときに選択される演算形態であって、少なくとも複数の前記相関温度のうちの特定の相関温度を用いて前記機関油温を算出する。
〔3〕本機関油温推定装置の独立した一形態は、次の事項を有する。前記機関油温推定装置は、雰囲気温度検知センサ、複数の相関温度検知センサ、および、制御装置を有し、前記雰囲気温度検知センサは、前記内燃機関の雰囲気温度である機関雰囲気温度に応じて変化する雰囲気温度信号を出力し、個々の前記相関温度検知センサは、前記機関油温と相関を有する温度である相関温度に応じて変化する相関温度信号を出力し、前記複数の相関温度検知センサのうちの1つである変速機用油温センサは、前記内燃機関の駆動力を車両駆動系に伝達する変速機に取り付けられ、前記変速機の油の温度に応じて変化する前記相関温度信号を出力し、前記制御装置は、前記内燃機関の始動時において、前記機関雰囲気温度および複数の前記相関温度のうちの最も高い温度と最も低い温度との差が所定値よりも大きいことが前記雰囲気温度信号および複数の前記相関温度信号により示唆されるとき、少なくとも前記変速機用油温センサの相関温度信号を用いて前記機関油温を算出する。
〔4〕本機関油温推定装置の独立した一形態は、次の事項を有する。前記機関油温推定装置は、雰囲気温度検知センサ、複数の相関温度検知センサ、および、制御装置を有し、前記雰囲気温度検知センサは、前記内燃機関の雰囲気温度である機関雰囲気温度に応じて変化する雰囲気温度信号を出力し、個々の前記相関温度検知センサは、前記機関油温と相関を有する温度である相関温度に応じて変化する相関温度信号を出力し、前記制御装置は、前記内燃機関の始動時において、前記機関雰囲気温度および複数の前記相関温度のうちの最も高い温度と最も低い温度との差が所定値以下であることが、前記雰囲気温度信号および複数の前記相関温度信号により示唆されるとき、前記機関雰囲気温度、および、複数の前記相関温度のうちの最も低い温度を前記機関油温の代替値として選択する。
〔5〕本機関油温推定装置の独立した一形態は、次の事項を有する。前記機関油温推定装置は、雰囲気温度検知センサ、複数の相関温度検知センサ、および、制御装置を有し、前記雰囲気温度検知センサは、前記内燃機関の雰囲気温度である機関雰囲気温度に応じて変化する雰囲気温度信号を出力し、個々の前記相関温度検知センサは、前記機関油温と相関を有する温度である相関温度に応じて変化する相関温度信号を出力し、前記制御装置は、前記内燃機関の始動時において、前記雰囲気温度信号により示唆される前記機関雰囲気温度、および、個々の前記相関温度信号により示唆される個々の前記相関温度の分布が所定範囲内に収束していないとき、予め設定した相対温度を前記機関油温の代替値として選択し、選択した前記代替値に基づいて前記機関油温を推定し、前記複数の相関温度において、前記内燃機関の停止後における前記機関油温との乖離度合の最大値が最も小さい温度を前記相対温度として設定する。
〔6〕前記機関油温推定装置は、次の事項を有する。前記制御装置は、前記分布が前記所定範囲内に収束しているとき、前記機関雰囲気温度および複数の前記相関温度のうちの最も低い温度を前記機関油温の代替値として選択する。
〔7〕前記機関油温推定装置は、次の事項を有する。前記制御装置は、前記相対温度を前記代替値として選択したとき、前記相対温度よりも低く、かつ、前記相対温度に対して前記機関油温との乖離度合の最大値に相当する分の差を有する温度を前記機関油温として算出する。
〔8〕前記機関油温推定装置は、次の事項を有する。前記複数の相関温度検知センサのうちの1つである変速機用油温センサは、前記内燃機関の駆動力を車両駆動系に伝達する変速機に取り付けられ、前記変速機の油の温度に応じて変化する信号を出力し、前記制御装置は、前記変速機用油温センサの出力信号により示唆される前記変速機の油の温度を前記機関油温の代替値として選択する。
〔9〕本内燃機関のバルブタイミング可変装置の独立した一形態は、次の事項を有する。前記バルブタイミング可変装置は、可変動弁機構、ロック機構、および、請求項1〜8のいずれか一項に記載の内燃機関の機関油温推定装置を有し、前記可変動弁機構は、前記内燃機関の機関油を作動媒体として吸気バルブおよび排気バルブの少なくとも一方のバルブタイミングを変更する構造を有し、前記ロック機構は、前記バルブタイミングを特定時期にロックする構造を有し、前記制御装置は、前記内燃機関の冷間時において、前記バルブタイミングが前記特定時期から変更されるとき、前記バルブタイミングの変更量を前記機関油温に基づいて変化させる。
〔10〕本内燃機関のバルブタイミング可変装置の独立した一形態は、次の事項を有する。前記可変動弁機構は、排気バルブのバルブタイミングを変更する排気側可変動弁機構を有し、前記制御装置は、前記内燃機関の冷間時において、前記排気側可変動弁機構を制御することにより前記排気バルブのバルブタイミングを前記特定時期から前記バルブタイミングの変更量分にわたり遅角する。
内燃機関の停止後において、機関油温および相関温度が機関雰囲気温度に収束していない過渡的な状態を容易かつ正確に判断しやすくなる。このため、内燃機関の始動時における機関油温を容易かつ適切に推定しやすくなる。
〔5〕の装置は、次の効果を奏する。
推定した機関油温が実際の機関油温から著しく乖離する状況が生じにくくなる。
〔6〕の装置は、次の効果を奏する。
分布が所定温度範囲内にあるとき、各温度と機関雰囲気温度との乖離が小さい。しかし、実際の機関油温に対する機関油温の代替値の差が存在することがある。機関油温の代替値が実際の機関油温に対して差を有し、かつ、機関油温の代替値が実際の機関油温よりも高い場合、機関油の粘度が実際の粘度よりも低く推定され、機関油の圧力損失が実際の圧力損失よりも小さく推定されるおそれが生じる。このように推定された場合、例えば、機関油の供給部位における摺動抵抗が実際の抵抗よりも小さく推定され、内燃機関の油圧機器、潤滑部位、または、冷却部位等に供給される機関油の量が実際の量よりも多く推定される。
しかし、このように推定されることは、内燃機関の制御に関する安定性および信頼性の観点から好ましくない。安定性および信頼性の観点からすると、摺動抵抗が実際の摺動抵抗より小さく推定される場合よりも、摺動抵抗が実際の摺動抵抗よりも大きく推定されることが好ましい。また、安定性および信頼性の観点からすると、油圧機器等に対する機関油の供給量が実際の供給量よりも多く推定される場合よりも、油圧機器等に対する機関油の供給量が実際の供給量よりも少なく推定されることが好ましい。
本機関油温推定装置によれば、各温度のうちの最も小さい温度が機関油温の代替値として選択される。このため、機関油温が実際の機関油温よりも高く推定される状況が生じにくくなる。このため、内燃機関の制御に関する安定性および信頼性が低下しにくくなる。
〔7〕の装置は、次の効果を奏する。
機関油温が実際の機関油温よりも高く推定される状況が生じにくくなる。
〔8〕の装置は、次の効果を奏する。
本願発明者は、各種の条件下において内燃機関の運転を停止し、その後の実際の機関油温と各種温度との推移を実験により観察し、次の知見を得た。すなわち、機関油温に対する変速機用油温の乖離度合の最大値は、機関油温に対する変速機用油温とは別の各種温度の乖離度合の最大値よりも小さくなる。
本機関油温推定装置は、上記知見に基づいて、複数の相関温度のうちの変速機用油温を機関油温の代替値として選択する。このため、機関油温が適切に推定されやすくなる。
〔9〕の装置は、次の効果を奏する。
機関油温が低いとき、可変動弁機構の作動媒体である機関油の粘度が高い。このため、可変動弁機構の作動応答性、すなわち、バルブタイミングの動作速度が低下する。このため、内燃機関の停止時において、バルブタイミングが特定時期に到達する前にクランクシャフトの回転が停止する状況が生じやすくなる。バルブタイミングが特定時期に到達する前にクランクシャフトの回転が停止した場合、ロック機構がロックしていない。そして、内燃機関の始動時においてロック機構がロックしていない場合、バルブタイミングの不要な変動が生じる。なお、内燃機関の冷間時は、機関油温が低い状況の一例に該当する。
本バルブタイミング可変装置は、機関油温が低いときのバルブタイミングの変更量を機関油温が高いときのバルブタイミングの変更量よりも小さくする。このため、バルブタイミングが特定時期に到達する前にクランクシャフトの回転が停止する状況が生じにくくなる。
〔10〕の装置は、次の効果を奏する。
排気バルブのバルブタイミングが遅角された場合、点火が行われてから排気バルブが開弁されるまでの期間が長くなるため、燃焼室における混合気の燃焼時間が確保されやすくなる。このため、内燃機関の冷間時において、排気バルブのバルブタイミングが遅角された場合、燃焼室から未燃燃料が排出されにくくなる。一方、内燃機関の冷間時のように機関油温が低いとき、排気側可変動弁機構の作動媒体である機関油の粘度が高いため、その作動応答性が低下する。
本バルブタイミング可変装置は、内燃機関の冷間時における排気バルブのバルブタイミングの遅角量を、機関油温が高いときにおける排気バルブのバルブタイミングの遅角量よりも小さくする。このため、バルブタイミングが特定時期に到達する前にクランクシャフトの回転が停止する状況が生じにくくなる効果、および、未燃燃料が排出されにくくなる効果が得られる。
図1に示されるように、内燃機関10の燃焼室11には、吸気を外部から同燃焼室11に取り込む吸気通路21と、同燃焼室11の排気を外部に排出する排気通路31とがそれぞれ接続されている。吸気通路21には吸入空気量Gaをその開度(スロットル開度TA)に応じて調節するスロットルバルブ22が設けられている。排気通路31には排気に含まれる炭化水素、一酸化炭素、窒素酸化物を浄化する三元触媒が担持された排気浄化装置32が設けられている。
図4に示されるように、この推定処理において制御装置60は、まずステップS110において始動時であるか否かを判定する。即ち、運転者により機関始動操作がなされたか否かを判定する。ステップS110において始動時である旨の判定がなされた場合(ステップS110:YES)、ステップS120において、水温センサ71、外気温センサ75、変速機用油温センサ78により、それぞれ冷却水温θw、外気温θout、変速機用油温θatを検出する。なお、ここでの機関始動時とは、クランキングから自立運転可能となるまでの期間を指す。
即ち、推定される機関油温θeが実際の温度よりも高い場合には、同機関油の粘度が実際よりも低く、またこれが流通する際に生じる圧力損失も小さいものと推定されてしまう懸念がある。そしてこのようなかたちで推定がなされた場合には、例えば機関油の供給部位における摺動抵抗が実際よりも小さいものと判断されたり、内燃機関10の油圧機器、潤滑部位、冷却部位等々に供給される機関油の量が実際よりも多いものと判断されたりする。しかしながら、通常、摺動抵抗であれば実際よりも大きく、油圧機器等に対する機関油の供給量であれば実際よりも少ないものとして判断した場合のほうが、これら摺動抵抗の他、油圧機器、潤滑部位、冷却部位等々に対する機関油の供給量を考慮した各機関制御についてそれらの安定性・信頼性を保証するうえでは望ましい。このため、上述したように各温度θw,θat,θoutのうち最も低い温度を機関始動時の機関油温θeとして推定するようにしている。
(1)冷却水温θw,変速機用油温θat,外気温θoutのうちの最も高い温度と最も低い温度との差Δθが所定値Δθα以内か否かについて判定するようにした。温度差Δθが所定値Δθα以内である場合は、機関油温θeを含めそれら各温度θw,θatと外気温θoutとの間の乖離は小さく、外気温θoutに収束しているとみなすことができる。一方、温度差Δθが所定値Δθαよりも大きい場合は、機関油温θeを含め、それら各温度θw,θat,θoutについての分布が所定範囲内に収束しておらず、過渡的な状態にあると判断することができるようになる。
なお、本発明の実施態様は上記実施形態に限られるものではなく、例えば以下に示す態様をもって実施することもできる。また以下の各変形例は、上記実施形態についてのみ適用されるものではなく異なる変形例同士を互いに組み合わせて実施することもできる。
Claims (10)
- 内燃機関の機関油の温度である機関油温を推定する内燃機関の機関油温推定装置であって、
前記機関油温推定装置は、雰囲気温度検知センサ、複数の相関温度検知センサ、および、制御装置を有し、
前記雰囲気温度検知センサは、前記内燃機関の雰囲気温度である機関雰囲気温度に応じて変化する雰囲気温度信号を出力し、
個々の前記相関温度検知センサは、前記機関油温と相関を有する温度である相関温度に応じて変化する相関温度信号を出力し、
前記制御装置は、
前記内燃機関の始動時において、前記雰囲気温度信号により示唆される前記機関雰囲気温度、および、個々の前記相関温度信号により示唆される個々の前記相関温度の分布が所定範囲内に収束しているとき、前記機関雰囲気温度および複数の前記相関温度のうちの最も低い温度を前記機関油温の代替値として選択する
内燃機関の機関油温推定装置。 - 内燃機関の機関油の温度である機関油温を推定する内燃機関の機関油温推定装置であって、
前記機関油温推定装置は、雰囲気温度検知センサ、複数の相関温度検知センサ、および、制御装置を有し、
前記雰囲気温度検知センサは、前記内燃機関の雰囲気温度である機関雰囲気温度に応じて変化する雰囲気温度信号を出力し、
個々の前記相関温度検知センサは、前記機関油温と相関を有する温度である相関温度に応じて変化する相関温度信号を出力し、
前記制御装置は、
前記内燃機関の始動時において、前記雰囲気温度信号により示唆される前記機関雰囲気温度、および、個々の前記相関温度信号により示唆される個々の前記相関温度のうちの最も高い温度と最も低い温度との差である温度差に基づいて、前記機関油温を算出するための第1演算形態または第2演算形態を選択し、
前記第1演算形態は、前記温度差が所定値以下のときに選択される演算形態であって、前記機関雰囲気温度および複数の前記相関温度の中から前記機関油温の代替値を選択し、
前記第2演算形態は、前記温度差が前記所定値よりも大きいときに選択される演算形態であって、少なくとも複数の前記相関温度のうちの特定の相関温度を用いて前記機関油温を算出する
内燃機関の機関油温推定装置。 - 内燃機関の機関油の温度である機関油温を推定する内燃機関の機関油温推定装置であって、
前記機関油温推定装置は、雰囲気温度検知センサ、複数の相関温度検知センサ、および、制御装置を有し、
前記雰囲気温度検知センサは、前記内燃機関の雰囲気温度である機関雰囲気温度に応じて変化する雰囲気温度信号を出力し、
個々の前記相関温度検知センサは、前記機関油温と相関を有する温度である相関温度に応じて変化する相関温度信号を出力し、
前記複数の相関温度検知センサのうちの1つである変速機用油温センサは、前記内燃機関の駆動力を車両駆動系に伝達する変速機に取り付けられ、前記変速機の油の温度に応じて変化する前記相関温度信号を出力し、
前記制御装置は、
前記内燃機関の始動時において、前記機関雰囲気温度および複数の前記相関温度のうちの最も高い温度と最も低い温度との差が所定値よりも大きいことが、前記雰囲気温度信号および複数の前記相関温度信号により示唆されるとき、少なくとも前記変速機用油温センサの相関温度信号を用いて前記機関油温を算出する
内燃機関の機関油温推定装置。 - 内燃機関の機関油の温度である機関油温を推定する内燃機関の機関油温推定装置であって、
前記機関油温推定装置は、雰囲気温度検知センサ、複数の相関温度検知センサ、および、制御装置を有し、
前記雰囲気温度検知センサは、前記内燃機関の雰囲気温度である機関雰囲気温度に応じて変化する雰囲気温度信号を出力し、
個々の前記相関温度検知センサは、前記機関油温と相関を有する温度である相関温度に応じて変化する相関温度信号を出力し、
前記制御装置は、
前記内燃機関の始動時において、前記機関雰囲気温度および複数の前記相関温度のうちの最も高い温度と最も低い温度との差が所定値以下であることが、前記雰囲気温度信号および複数の前記相関温度信号により示唆されるとき、前記機関雰囲気温度、および、複数の前記相関温度のうちの最も低い温度を前記機関油温の代替値として選択する
内燃機関の機関油温推定装置。 - 内燃機関の機関油の温度である機関油温を推定する内燃機関の機関油温推定装置であって、
前記機関油温推定装置は、雰囲気温度検知センサ、複数の相関温度検知センサ、および、制御装置を有し、
前記雰囲気温度検知センサは、前記内燃機関の雰囲気温度である機関雰囲気温度に応じて変化する雰囲気温度信号を出力し、
個々の前記相関温度検知センサは、前記機関油温と相関を有する温度である相関温度に応じて変化する相関温度信号を出力し、
前記制御装置は、
前記内燃機関の始動時において、前記雰囲気温度信号により示唆される前記機関雰囲気温度、および、個々の前記相関温度信号により示唆される個々の前記相関温度の分布が所定範囲内に収束していないとき、予め設定した相対温度を前記機関油温の代替値として選択し、選択した前記代替値に基づいて前記機関油温を推定し、
前記複数の相関温度において、前記内燃機関の停止後における前記機関油温との乖離度合の最大値が最も小さい温度を前記相対温度として設定する
内燃機関の機関油温推定装置。 - 前記制御装置は、前記分布が前記所定範囲内に収束しているとき、前記機関雰囲気温度および複数の前記相関温度のうちの最も低い温度を前記機関油温の代替値として選択する
請求項5に記載の内燃機関の機関油温推定装置。 - 前記制御装置は、前記相対温度を前記代替値として選択したとき、前記相対温度よりも低く、かつ、前記相対温度に対して前記機関油温との乖離度合の最大値に相当する分の差を有する温度を前記機関油温として算出する
請求項5または6に記載の内燃機関の機関油温推定装置。 - 前記複数の相関温度検知センサのうちの1つである変速機用油温センサは、前記内燃機関の駆動力を車両駆動系に伝達する変速機に取り付けられ、前記変速機の油の温度に応じて変化する信号を出力し、
前記制御装置は、前記変速機用油温センサの出力信号により示唆される前記変速機の油の温度を前記機関油温の代替値として選択する
請求項5〜7のいずれか一項に記載の内燃機関の機関油温推定装置。 - 内燃機関のバルブタイミング可変装置であって、
前記バルブタイミング可変装置は、可変動弁機構、ロック機構、および、請求項1〜8のいずれか一項に記載の内燃機関の機関油温推定装置を有し、
前記可変動弁機構は、前記内燃機関の機関油を作動媒体として吸気バルブおよび排気バルブの少なくとも一方のバルブタイミングを変更する構造を有し、
前記ロック機構は、前記バルブタイミングを特定時期にロックする構造を有し、
前記制御装置は、前記内燃機関の冷間時において、前記バルブタイミングが前記特定時期から変更されるとき、前記バルブタイミングの変更量を前記機関油温に基づいて変化させる
内燃機関のバルブタイミング可変装置。 - 前記可変動弁機構は、排気バルブのバルブタイミングを変更する排気側可変動弁機構を有し、
前記制御装置は、前記内燃機関の冷間時において、前記排気側可変動弁機構を制御することにより前記排気バルブのバルブタイミングを前記特定時期から前記バルブタイミングの変更量分にわたり遅角する
請求項9に記載の内燃機関のバルブタイミング可変装置。
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