JP6947656B2 - 内燃機関の制御装置 - Google Patents
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Description
内燃機関の摺動部の近傍に設置され、前記摺動部において発生するアコースティックエミッション波の強度に応じた信号を出力する弾性波センサと、
前記摺動部を潤滑するオイルの油圧を変更可能な可変オイルポンプと、
を備える前記内燃機関を制御する。
前記制御装置は、前記油圧がエンジン運転条件に応じた目標油圧に近づくように前記可変オイルポンプを制御する油圧制御を実行する。
前記油圧制御は、前記弾性波センサにより検出される前記アコースティックエミッション波の強度又は発生頻度に相関するAE相関値が第1閾値よりも大きくなった場合に実行される第1増圧処理を含む。
前記第1増圧処理は、前記AE相関値が前記第1閾値以下である場合と比較して、前記AE相関値が前記第1閾値よりも大きくなった時の第1エンジン運転条件に関連付けられた前記目標油圧を増加させるものである。
前記第1増圧処理は、前記第1エンジン運転条件に関連付けられた前記目標油圧だけでなく、前記第1エンジン運転条件と比べてエンジン回転速度及びエンジントルク相関値のうちの少なくとも一方が高いエンジン運転領域に含まれるエンジン運転条件に関連付けられた前記目標油圧をも増加させるものである。
内燃機関の摺動部の近傍に設置され、前記摺動部において発生するアコースティックエミッション波の強度に応じた信号を出力する弾性波センサと、
前記摺動部を潤滑するオイルの油圧を変更可能な可変オイルポンプと、
を備える前記内燃機関を制御する。
前記制御装置は、前記油圧がエンジン運転条件に応じた目標油圧に近づくように前記可変オイルポンプを制御する油圧制御を実行する。
前記油圧制御は、前記弾性波センサにより検出される前記アコースティックエミッション波の強度又は発生頻度に相関するAE相関値が第1閾値よりも大きくなった場合に実行される第1増圧処理を含む。
前記第1増圧処理は、前記AE相関値が前記第1閾値以下である場合と比較して、前記AE相関値が前記第1閾値よりも大きくなった時の第1エンジン運転条件に関連付けられた前記目標油圧を増加させるものである。
前記油圧制御は、前記AE相関値が前記第1閾値以下であり、かつ、エンジン回転速度及びエンジントルク相関値が時間の経過に対して一定又は実質的に一定で推移する定常条件が満たされている場合において、現在満たされている前記定常条件の継続時間に基づいて実行される減圧処理を含む。
前記減圧処理は、現在満たされている前記定常条件に対応するエンジン運転条件に関連付けられた前記目標油圧を時間経過とともに減少させていくものである。
内燃機関の摺動部の近傍に設置され、前記摺動部において発生するアコースティックエミッション波の強度に応じた信号を出力する弾性波センサと、
前記摺動部を潤滑するオイルの油圧を変更可能な可変オイルポンプと、
を備える前記内燃機関を制御する。
前記制御装置は、前記油圧がエンジン運転条件に応じた目標油圧に近づくように前記可変オイルポンプを制御する油圧制御を実行する。
前記油圧制御は、前記弾性波センサにより検出される前記アコースティックエミッション波の強度又は発生頻度に相関するAE相関値が第1閾値よりも大きくなった場合に実行される第1増圧処理を含む。
前記第1増圧処理は、前記AE相関値が前記第1閾値以下である場合と比較して、前記AE相関値が前記第1閾値よりも大きくなった時の第1エンジン運転条件に関連付けられた前記目標油圧を増加させるものである。
前記制御装置は、前記AE相関値が前記第1閾値よりも大きな第2閾値よりも大きくなった場合には、運転制限処理を実行する。前記運転制限処理は、前記AE相関値が前記第2閾値よりも大きくなった時の第2エンジン運転条件と比べてエンジン回転速度及びエンジントルク相関値のそれぞれが低いエンジン運転領域において前記内燃機関が運転されるように、前記内燃機関の運転を制限する。
内燃機関の摺動部の近傍に設置され、前記摺動部において発生するアコースティックエミッション波の強度に応じた信号を出力する弾性波センサと、
前記摺動部を潤滑するオイルの油圧を変更可能な可変オイルポンプと、
を備える前記内燃機関を制御する。
前記制御装置は、前記油圧がエンジン運転条件に応じた目標油圧に近づくように前記可変オイルポンプを制御する油圧制御を実行する。
前記油圧制御は、前記弾性波センサにより検出される前記アコースティックエミッション波の強度又は発生頻度に相関するAE相関値が第1閾値よりも大きくなった場合に実行される第1増圧処理を含む。
前記第1増圧処理は、前記AE相関値が前記第1閾値以下である場合と比較して、前記AE相関値が前記第1閾値よりも大きくなった時の第1エンジン運転条件に関連付けられた前記目標油圧を増加させるものである。
前記制御装置は、前記弾性波センサの故障を検出する故障検出処理を実行する。前記油圧制御は、前記故障検出処理において前記弾性波センサの故障を検出した場合には、前記故障が生じていない場合と比較して、同一エンジン運転条件に関連付けられた前記目標油圧を増加させる第2増圧処理を含む。
まず、図1〜図5を参照して、本発明の実施の形態1及びその変形例について説明する。
図1は、本発明の実施の形態1に係るシステムの構成例を説明するための図である。本実施形態のシステムは、内燃機関10を備えている。内燃機関10は、4つの気筒12が形成されたシリンダブロック14を備えている。内燃機関10の気筒数及び気筒配置は特に限定されない。また、内燃機関10は、一例として火花点火式エンジンであるものとするが、本発明は、圧縮着火式エンジンにも適用できる。
ECU50は、内燃機関10の運転中に、実油圧がエンジン運転条件に応じた目標油圧に近づくようにオイルポンプ24を制御する「油圧制御」を実行する。この油圧制御に利用される実油圧は、例えば、油圧センサ56により検出される油圧(メインギャラリ36に供給される油圧)である。具体的には、この油圧制御は、例えば、次のようなフィードバック制御演算を実行することにより行われる。
図2は、油圧制御において用いられる目標油圧の設定例を表した図である。目標油圧は、エンジン運転条件(主に、エンジン回転速度Neとエンジントルク相関値(エンジン負荷率))に基づいて決定されている。図2には、エンジン回転速度Neと目標油圧との関係が表されている。
本実施形態の油圧制御は、目標油圧を基本油圧から変更する「第1増圧処理」を含む。より具体的には、この第1増圧処理は、弾性波センサ40により検出されるAE波の強度又は発生頻度に相関する「AE相関値」が閾値TH1(本発明に係る「第1閾値」に相当)よりも大きくなった場合に実行される。
図5は、本発明の実施の形態1に係る油圧制御に関する処理のルーチンを示すフローチャートである。ECU50は、本ルーチンを所定の制御周期(例えば、数ms)で繰り返し実行する。
以上説明した本実施形態に係る油圧制御によれば、AE最大振幅値が閾値TH1よりも高くなった場合、つまり、摺動部Sの摩擦の増加に起因する焼き付きの予兆があると判断された場合に、第1増圧処理が実行される。
1−3−1.目標油圧の増加の仕方の他の例
上述した実施の形態1における第1増圧処理によれば、AE最大振幅値が閾値TH1よりも高くなる度に、第1増圧処理の対象となるエンジン運転条件に関連付けられた目標油圧が所定量ΔP1だけ高められる。しかしながら、このような例に代え、第1増圧処理は、例えば、AE最大振幅値が閾値TH1よりも高くなった場合に、増加の対象の目標油圧を一度に上限油圧まで高めるものであってもよい。
また、上述した実施の形態1においては、AE最大振幅値が閾値TH1よりも高くなった時の第1エンジン運転条件だけでなく、当該第1エンジン運転条件よりもエンジン回転速度及びエンジン負荷のうちの少なくとも一方が高いエンジン運転領域に含まれるエンジン運転条件についても、目標油圧の増加の対象とされている。しかしながら、本発明に係る「第1増圧処理」の対象は、上記の複数のエンジン運転条件のうちの少なくとも第1エンジン運転条件であってもよい。
次に、図6及び図7を参照して、本発明の実施の形態2及びその変形例について説明する。以下の説明では、実施の形態2のシステム構成の一例として、図1に示す構成が用いられているものとする。このことは、後述の実施の形態3及び4のシステム構成についても同様である。
本実施形態に係る油圧制御は、主に、第1増圧処理とともに次のような「減圧処理」を含むという点において、実施の形態1に係る油圧制御と相違している。
図6は、第1増圧処理とともに減圧処理を含む本発明の実施の形態2に係る油圧制御の動作例を表したタイムチャートである。図6に示す例では、上記の定常条件が継続的に満たされている状況下において油圧制御が実行されている。
図7は、本発明の実施の形態2に係る油圧制御に関する処理のルーチンを示すフローチャートである。図7に示すルーチン中のステップS100〜S106の処理については、実施の形態1において既述した通りである。
以上説明したように、第1増圧処理とともに減圧処理を含む本実施形態の油圧制御によれば、減圧処理の実行によって各エンジン運転条件の油圧を極力下げることにより燃費向上を図りつつ、必要に応じて実行される第1増圧処理によって内燃機関10の信頼性を高く確保できるようになる。
上述した実施の形態2における第1増圧処理においても、AE最大振幅値が閾値TH1よりも高くなる度に、第1増圧処理の対象となるエンジン運転条件に関連付けられた目標油圧が所定量ΔP1だけ高められる。しかしながら、このような例に代え、第1増圧処理は、例えば、AE最大振幅値が閾値TH1よりも高くなった場合に、増加の対象の目標油圧を一度に上限油圧まで高めるものであってもよい。
次に、図8〜図10を参照して、本発明の実施の形態3及びその変形例について説明する。
本実施形態に係る油圧制御は、次のような「運転制限処理」とともに行われるという点において、実施の形態2に係る油圧制御と相違している。
図9は、運転制限処理とともに実行される本発明の実施の形態3に係る油圧制御の動作例を表したタイムチャートである。図9に示す例では、図6に示す例と同様に、定常条件が継続的に満たされている状況下において油圧制御が実行されている。以下、図9に示す例について、図6に示す例との相違点を中心に説明を行う。
図10は、本発明の実施の形態3に係る油圧制御及び運転制限処理に関する処理のルーチンを示すフローチャートである。図10に示すルーチン中のステップS100〜S106、及びS200〜S208の処理については、実施の形態1及び2において既述した通りである。
以上説明したように、運転制限処理を伴う油圧制御が行われる本実施形態の制御によれば、AE最大振幅値が閾値TH1よりも大きな閾値TH2よりも大きくなった場合には、運転制限処理が実行される。つまり、内燃機関10の信頼性の低下に関してより大きな懸念を抱かせる変化を示すAE波が検出された場合には、このようなAE波が検出されたエンジン運転条件(第2エンジン運転条件)と比べて、より低いエンジン回転速度及びエンジントルク相関値を使用する運転がなされるように、エンジン運転領域が制限される。このため、本実施形態の制御によれば、AE最大振幅値の大きな上昇が認められた場合であっても、運転制限処理によって内燃機関10の信頼性の低下を抑制しつつ、実施の形態2と同様の効果を奏する油圧制御を行えるようになる。
上述した実施の形態3における運転制限処理は、実施の形態2のように第1増圧処理とともに減圧処理を含む油圧制御に代え、実施の形態1のように減圧処理を含まずに第1増圧処理を含む油圧制御と組み合わされてもよい。
次に、図11を参照して、本発明の実施の形態4及びその変形例について説明する。
本実施形態に係る油圧制御は、第1増圧処理とともに、次のような「故障検出処理」及び「第2増圧処理」を含むという点において、実施の形態1に係る油圧制御と相違している。
本実施形態の故障検出処理は、弾性波センサ40の故障を検出するために実行される。具体的には、実施の形態1において既述したように、AE信号(電圧)は、内燃機関10の運転中であれば、摺動部Sにおいて摩擦の増加が進行していない場合であっても、連続的にゼロにはならず、微弱な値を示している。このため、弾性波センサ40が正常であれば、弾性波センサ40の出力は定常的にはゼロにならないはずである。したがって、弾性波センサ40の故障(より詳細には、断線)の発生の有無は、例えば、ある所定時間にわたって継続してAE信号がゼロを示すか否かに基づいて判定することができる。
図11は、本発明の実施の形態4に係る油圧制御に関する処理のルーチンを示すフローチャートである。図11に示すルーチン中のステップS100〜S108の処理については、実施の形態1において既述した通りである。
以上説明したように、本実施形態の第2増圧処理によれば、弾性波センサ40に故障が生じていると判定された場合には、故障が生じていない場合と比較して、同一エンジン運転条件に関連付けられた目標油圧が高められる。これにより、弾性波センサ40の故障のために摺動部Sの異常(焼き付き)の判定ができなくなっている状況下において、内燃機関10の信頼性確保の観点で油圧を安全側で制御できるようになる。そして、このような効果は、図11に示すルーチンの例のように、第2増圧処理の対象となるエンジン運転条件をすべてのエンジン運転条件とすることで、より優れたものとなる。
上述した実施の形態4の故障検出処理に基づく第2増圧処理は、実施の形態1の油圧制御に代え、実施の形態2又は3の油圧制御と組み合わされてもよい。
上述した実施の形態1〜4においては、弾性波センサ40により検出されるAE波の強度又は発生頻度に相関する「AE相関値」の例として、AE最大振幅値が使用された。しかしながら、本発明に係る「AE相関値」の取得のためには、上記の例に代えて、例えば、以下に図11を参照して説明されるように、特定の周波数帯域における弾性波センサ40の信号強度(AE波の信号強度)が利用されてもよい。
12 気筒
14 シリンダブロック
16 クランクシャフト
16a クランクシャフトのメインジャーナル
18 隔壁
18a 隔壁の支持部
20 メイン軸受
22 クランクキャップ
24 可変オイルポンプ
24a オイルコントロールバルブ(OCV)
36 メインギャラリ
40 弾性波センサ
50 電子制御ユニット(ECU)
52 エアフローセンサ
54 クランク角センサ
56 油圧センサ
58 燃料噴射弁
60 スロットルバルブ
62 故障表示灯(MIL)
Claims (6)
- 内燃機関の摺動部の近傍に設置され、前記摺動部において発生するアコースティックエミッション波の強度に応じた信号を出力する弾性波センサと、
前記摺動部を潤滑するオイルの油圧を変更可能な可変オイルポンプと、
を備える前記内燃機関を制御する制御装置であって、
前記制御装置は、前記油圧がエンジン運転条件に応じた目標油圧に近づくように前記可変オイルポンプを制御する油圧制御を実行し、
前記油圧制御は、前記弾性波センサにより検出される前記アコースティックエミッション波の強度又は発生頻度に相関するAE相関値が第1閾値よりも大きくなった場合に実行される第1増圧処理を含み、
前記第1増圧処理は、前記AE相関値が前記第1閾値以下である場合と比較して、前記AE相関値が前記第1閾値よりも大きくなった時の第1エンジン運転条件に関連付けられた前記目標油圧を増加させるものであり、
前記第1増圧処理は、前記第1エンジン運転条件に関連付けられた前記目標油圧だけでなく、前記第1エンジン運転条件と比べてエンジン回転速度及びエンジントルク相関値のうちの少なくとも一方が高いエンジン運転領域に含まれるエンジン運転条件に関連付けられた前記目標油圧をも増加させるものである
ことを特徴とする内燃機関の制御装置。 - 内燃機関の摺動部の近傍に設置され、前記摺動部において発生するアコースティックエミッション波の強度に応じた信号を出力する弾性波センサと、
前記摺動部を潤滑するオイルの油圧を変更可能な可変オイルポンプと、
を備える前記内燃機関を制御する制御装置であって、
前記制御装置は、前記油圧がエンジン運転条件に応じた目標油圧に近づくように前記可変オイルポンプを制御する油圧制御を実行し、
前記油圧制御は、前記弾性波センサにより検出される前記アコースティックエミッション波の強度又は発生頻度に相関するAE相関値が第1閾値よりも大きくなった場合に実行される第1増圧処理を含み、
前記第1増圧処理は、前記AE相関値が前記第1閾値以下である場合と比較して、前記AE相関値が前記第1閾値よりも大きくなった時の第1エンジン運転条件に関連付けられた前記目標油圧を増加させるものであり、
前記油圧制御は、前記AE相関値が前記第1閾値以下であり、かつ、エンジン回転速度及びエンジントルク相関値が時間の経過に対して一定又は実質的に一定で推移する定常条件が満たされている場合において、現在満たされている前記定常条件の継続時間に基づいて実行される減圧処理を含み、
前記減圧処理は、現在満たされている前記定常条件に対応するエンジン運転条件に関連付けられた前記目標油圧を時間経過とともに減少させていくものである
ことを特徴とする内燃機関の制御装置。 - 前記制御装置は、前記AE相関値が前記第1閾値よりも大きな第2閾値よりも大きくなった場合には、運転制限処理を実行し、
前記運転制限処理は、前記AE相関値が前記第2閾値よりも大きくなった時の第2エンジン運転条件と比べてエンジン回転速度及びエンジントルク相関値のそれぞれが低いエンジン運転領域において前記内燃機関が運転されるように、前記内燃機関の運転を制限する
ことを特徴とする請求項1又は2に記載の内燃機関の制御装置。 - 内燃機関の摺動部の近傍に設置され、前記摺動部において発生するアコースティックエミッション波の強度に応じた信号を出力する弾性波センサと、
前記摺動部を潤滑するオイルの油圧を変更可能な可変オイルポンプと、
を備える前記内燃機関を制御する制御装置であって、
前記制御装置は、前記油圧がエンジン運転条件に応じた目標油圧に近づくように前記可変オイルポンプを制御する油圧制御を実行し、
前記油圧制御は、前記弾性波センサにより検出される前記アコースティックエミッション波の強度又は発生頻度に相関するAE相関値が第1閾値よりも大きくなった場合に実行される第1増圧処理を含み、
前記第1増圧処理は、前記AE相関値が前記第1閾値以下である場合と比較して、前記AE相関値が前記第1閾値よりも大きくなった時の第1エンジン運転条件に関連付けられた前記目標油圧を増加させるものであり、
前記制御装置は、前記AE相関値が前記第1閾値よりも大きな第2閾値よりも大きくなった場合には、運転制限処理を実行し、
前記運転制限処理は、前記AE相関値が前記第2閾値よりも大きくなった時の第2エンジン運転条件と比べてエンジン回転速度及びエンジントルク相関値のそれぞれが低いエンジン運転領域において前記内燃機関が運転されるように、前記内燃機関の運転を制限する
ことを特徴とする内燃機関の制御装置。 - 前記制御装置は、前記弾性波センサの故障を検出する故障検出処理を実行し、
前記油圧制御は、前記故障検出処理において前記弾性波センサの故障を検出した場合には、前記故障が生じていない場合と比較して、同一エンジン運転条件に関連付けられた前記目標油圧を増加させる第2増圧処理を含む
ことを特徴とする請求項1〜4の何れか1つに記載の内燃機関の制御装置。 - 内燃機関の摺動部の近傍に設置され、前記摺動部において発生するアコースティックエミッション波の強度に応じた信号を出力する弾性波センサと、
前記摺動部を潤滑するオイルの油圧を変更可能な可変オイルポンプと、
を備える前記内燃機関を制御する制御装置であって、
前記制御装置は、前記油圧がエンジン運転条件に応じた目標油圧に近づくように前記可変オイルポンプを制御する油圧制御を実行し、
前記油圧制御は、前記弾性波センサにより検出される前記アコースティックエミッション波の強度又は発生頻度に相関するAE相関値が第1閾値よりも大きくなった場合に実行される第1増圧処理を含み、
前記第1増圧処理は、前記AE相関値が前記第1閾値以下である場合と比較して、前記AE相関値が前記第1閾値よりも大きくなった時の第1エンジン運転条件に関連付けられた前記目標油圧を増加させるものであり、
前記制御装置は、前記弾性波センサの故障を検出する故障検出処理を実行し、
前記油圧制御は、前記故障検出処理において前記弾性波センサの故障を検出した場合には、前記故障が生じていない場合と比較して、同一エンジン運転条件に関連付けられた前記目標油圧を増加させる第2増圧処理を含む
ことを特徴とする内燃機関の制御装置。
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