WO2013054407A1 - 内燃機関制御装置 - Google Patents

Abstract

　電子制御装置は、機関駆動式のポンプを備える内燃機関に適用され、内燃機関の駆動力を利用して潤滑油を循環させるとともに、潤滑油の需要が小さいときに潤滑油の循環量を制限する低圧制御を実行して内燃機関に作用するポンプの駆動負荷を低減する。また、所定の自動停止条件が成立したときに機関運転を自動停止するとともに、当該自動停止中に所定の再始動条件が成立したときに内燃機関を再始動する。また、イグニッションスイッチの操作に伴う内燃機関の始動時には低圧制御の実行を禁止する一方、内燃機関の再始動時には低圧制御の実行を許容する。

Description

内燃機関制御装置

　本発明は、機関駆動式のポンプを備える内燃機関に適用され、内燃機関の駆動力を利用して潤滑油を循環させるとともに、潤滑油の需要が小さいときに潤滑油の循環量を制限する低圧制御を実行して内燃機関に作用するポンプの駆動負荷を低減する内燃機関制御装置に関する。

　従来、内燃機関は機関駆動式のポンプを備えており、同ポンプを駆動することで内燃機関の各部に潤滑油を循環させるようにしている。

　また、例えば特許文献１には、潤滑油の供給通路にリリーフ圧を変更することのできるリリーフ弁を備え、潤滑油の需要が小さいときにリリーフ弁のリリーフ圧を低くすることにより、潤滑油の循環量を制限する低圧制御を実行する構成が開示されている。こうした構成によれば、低圧制御を実行することにより内燃機関に作用するポンプの駆動負荷を低減することができ、ひいては内燃機関の燃料消費量を抑制することができる。

　ところで、内燃機関の始動時は、それまでの機関停止中に供給通路内の潤滑油が流れ出てしまうことによって、供給通路内に潤滑油が残っていない状況となる。そこで、内燃機関の始動時には、低圧制御の実行を禁止することで、機関始動直後に供給通路内の潤滑油の圧力を高い状態にして供給通路の末端まで速やかに潤滑油を行き渡らせることができるようにしたものも提案されている。

　また従来、機関運転中において、例えば車速が所定速度以下であり、且つアクセルペダルが踏み込まれていないといった所定の自動停止条件が成立したときに機関運転を自動停止する制御、所謂アイドリングストップ制御を行なうことで、内燃機関の燃料消費量を抑制する技術が周知である。尚、当該自動停止中において、例えばアクセルペダルが再び踏み込まれたといった所定の再始動条件が成立したときに内燃機関が再始動される。

特開２０１０―１１６８９０号公報

　ところで、上述した内燃機関の自動停止再始動制御を行なう制御装置に対して、内燃機関の始動時に低圧制御の実行を禁止する上記技術を適用すると、内燃機関の再始動の頻度が増大するために、低圧制御の実行が頻繁に禁止されることとなる。そのため、低圧制御の実行機会が大きく制限されてしまい、内燃機関の燃料消費量を抑制する上では尚、改善の余地を残すものとなっている。

　本発明は、こうした実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、機関始動時に潤滑油の供給不足が発生してしまうことを抑制する一方で、内燃機関に作用するポンプの駆動負荷を低減することのできる内燃機関制御装置を提供することにある。

　以下、上記課題を解決するための手段及びその作用効果について記載する。

　上記目的を達成するため、本発明に従う内燃機関制御装置は、機関駆動式のポンプを備える内燃機関に適用され、前記内燃機関の駆動力を利用して潤滑油を循環させるとともに、潤滑油の需要が小さいときに潤滑油の循環量を制限する低圧制御を実行して前記内燃機関に作用する前記ポンプの駆動負荷を低減する制御装置であって、機関始動時に前記低圧制御の実行を制限する内燃機関制御装置において、所定の自動停止条件が成立したときに機関運転を自動停止するとともに、当該自動停止中に所定の再始動条件が成立したときに内燃機関を再始動するものであり、内燃機関の再始動時には前記低圧制御の実行制限を緩和することをその要旨としている。

　上記態様によれば、内燃機関の自動停止後の再始動時には、低圧制御の実行制限が緩和されるようになるため、再始動直後には他の始動時に比べて潤滑油の循環量が制限されるようになる。ここで、内燃機関の再始動時は、直前に機関運転が停止されてからの経過時間が短い場合が多い。この場合、機関停止中に供給通路内の潤滑油が流れ出てしまう前に機関始動が行なわれることとなる。このため、上記発明によれば、機関始動直後には潤滑油の循環量を制限しながらも供給通路内の潤滑油の圧力がある程度、高い状態に保持されるようになる。

　したがって、上記請求項１に記載の発明によれば、機関始動時に潤滑油の供給不足が発生してしまうことを抑制する一方で、内燃機関に作用するポンプの駆動負荷を低減することができるようになる。

　この場合、内燃機関の再始動時に、直前の自動停止継続時間が所定時間以上であるときには前記低圧制御の実行制限の緩和を無効化して同低圧制御の実行を制限するといった態様が好ましい。

　内燃機関の自動停止後の再始動時であっても、直前に機関運転が停止されてからの経過時間が長いことがある。この場合、機関停止中に供給通路内の潤滑油が流れ出てしまい、機関始動時には供給通路内に潤滑油が多くは残っていない状況となる。そのため、こうした場合にまで、内燃機関の再始動時であることをもって低圧制御が実行されると、機関始動直後に供給通路の末端まで潤滑油を行き渡らせるのに多くの時間を要することとなる。この点、上記態様によれば、内燃機関の再始動時であっても、直前の自動停止継続時間が所定時間以上であるときには低圧制御の実行制限の緩和が無効化されて低圧制御の実行が制限されるようになる。このため、直前の自動停止継続時間が長いことに起因して機関始動直後に供給通路の末端まで速やかに潤滑油を行き渡らせることができないといった上記不都合の発生を好適に抑制することができるようになる。

　またこの場合、内燃機関の再始動時に、直前の自動停止中における機関温度が高いときほど前記所定時間を短く設定するといった態様が好ましい。

　上記所定時間を極力長い時間に設定することが低圧制御の実行機会を増加させて内燃機関に作用するポンプの駆動負荷を低減するようにする上では望ましい。ただし、直前の自動停止継続時間が同一であっても、機関停止中に供給通路内から流れ出る潤滑油の量は潤滑油の粘度が低いときほど多くなる。このため、仮に粘度が高く供給通路内の潤滑油が流れ出しにくい状況を想定して上記所定時間を極力長い固定値に設定すると、以下の問題が生じるおそれがある。すなわち、直前の自動停止継続時間が上記所定時間未満であっても、粘度が低く供給通路内の潤滑油が流れ出しやすい状況にあっては、機関停止中に供給通路内の潤滑油が流れ出てしまい、機関始動時には供給通路内に潤滑油が残っていない状況となるおそれがある。

　この点、上記態様によれば、内燃機関の再始動時に、直前の自動停止中における機関温度が高いときほど所定時間が短く設定されるようになる。このため、潤滑油の粘度に高い相関を有する機関温度に応じて所定時間を的確に設定することができる。したがって、機関始動時に潤滑油の供給不足が発生してしまうことを的確に抑制する一方で、内燃機関に作用するポンプの駆動負荷を低減して内燃機関の燃料消費量を的確に抑制することができるようになる。

　また、潤滑油の供給通路にはリリーフ圧を変更することのできるリリーフ弁が設けられ、前記低圧制御にあっては、前記リリーフ弁のリリーフ圧を低くすることにより、潤滑油の循環量を制限するといった態様が好ましい。

　潤滑油の循環量を制限することにより、ポンプの駆動負荷を低減するための構成としては、上記態様によるように、潤滑油の供給通路にリリーフ圧を変更することのできるリリーフ弁を設ける構成を採用することができる。こうした構成を採用すれば、リリーフ弁のリリーフ圧を低くすることにより、低圧制御を実行することができるようになる。

本発明の一実施形態における内燃機関制御装置について、当該内燃機関の油圧供給システムの概略構成を示す模式図。 同実施形態における油圧供給システムの高リリーフ圧状態における動作態様を説明する模式図。 同実施形態における油圧供給システムの低リリーフ圧状態における動作態様を説明する模式図。 同実施形態における機関始動時の油圧制御の処理手順を示すフローチャート。 （ａ）～（ｅ）同実施形態における機関始動時の油圧制御が実行された際の各種パラメータの推移の一例を示すタイミングチャート、（ｆ），（ｇ）従来の機関始動時における油圧制御が実行された際の各種パラメータの推移の一例を示すタイミングチャート。

　以下、図１～図５を参照して、本発明に係る内燃機関制御装置を、車両に搭載される内燃機関を統括的に制御する電子制御装置として具体化した一実施形態について説明する。図１に、本実施形態における内燃機関の油圧供給システムの概略構成を示す。

　本実施形態における油圧供給システムは、内燃機関１０の図１に破線で示す出力軸１１に連結された機関駆動式のポンプ２０を備えている。油圧供給システムは、内燃機関１０の駆動力を利用してこのポンプ２０を駆動し、オイルパン２２に貯留された潤滑油をポンプ２０で圧送することにより、被潤滑部である内燃機関１０の各部に潤滑油を供給するものである。

　図１に示されるように、ポンプ２０には供給通路２１が接続されており、オイルパン２２に貯留された潤滑油を供給通路２１を通じて被潤滑部に供給する。尚、内燃機関１０の被潤滑部に供給されて潤滑に供された潤滑油は、内燃機関１０の内部を伝い落ちて内燃機関１０の下部に取り付けられたオイルパン２２に再び貯留されるようになっている。図１に示されるように供給通路２１におけるポンプ２０よりも下流側の部分には、リリーフ弁３０が設けられている。このリリーフ弁３０には、供給通路２１におけるポンプ２０よりも上流側の部位に接続する還流通路２３が接続されている。尚、オイルパン２２からポンプ２０に向かう方向を、供給通路２１を流れる潤滑油の流れ方向とし、ポンプ２０とオイルパン２２の間の供給通路２１の部位が、供給通路２１におけるポンプ２０よりも上流側の部位である。

　これにより、供給通路２１内の潤滑油の圧力がリリーフ圧以上になったときには、リリーフ弁３０が開弁し、供給通路２１内の潤滑油の一部が、還流通路２３を通じて供給通路２１におけるポンプ２０よりも上流側の部位に還流されるようになっている。

　リリーフ弁３０は、後述するように、油圧切替え弁４０を制御することによってリリーフ圧を２段階に変更することができるように構成されている。尚、油圧切替え弁４０は、内燃機関１０を統括的に制御する電子制御装置１００からの駆動指令に基づいて駆動される。

　電子制御装置１００は、内燃機関１０の制御に係る演算処理や、油圧切替え弁４０の制御を通じた潤滑油の圧力制御に係る演算処理等を実行する中央演算処理装置（ＣＰＵ）を備えている。また、電子制御装置１００は、演算処理のための演算プログラムや演算マップ、そして各種のデータが記憶された読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）、演算の結果を一時的に記憶するランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）等を備えている。

　電子制御装置１００には、出力軸１１の回転角に基づいて機関回転速度ＮＥを検出するクランク角センサ１０１と、内燃機関１０の内部に形成されたウォータジャケット内を循環する機関冷却水の水温（以下、冷却水温ＴｈＷ）を検出する水温センサ１０２とが接続されている。また、電子制御装置１００には、車速Ｖを検出する車速センサ１０３、内燃機関１０に導入される吸入空気量ＧＡを検出するエアフロメータ１０４、運転者によるアクセルペダルの操作量を検出するアクセルポジションセンサ１０５も接続されている。また、電子制御装置１００には、運転者によるブレーキの踏み込み状態を検出するブレーキセンサ１０６、シフトレバーの操作位置を検出するシフトポジションセンサ１０７、イグニッションキーの操作位置を検出するイグニッションスイッチ１０８等も接続されている。

　電子制御装置１００は、これら各種センサ１０１～１０８から出力される信号を取り込み、取り込まれた信号に基づいて燃料噴射量Ｑや点火時期の制御等にかかる各種の演算を実行するとともに、潤滑油の循環量を制御すべく供給通路２１を通じて内燃機関１０に供給される潤滑油の圧力及び循環量を制御するために油圧切替え弁４０を操作する。

　また、電子制御装置１００は、所定の自動停止条件が成立したときに燃料噴射を停止することで機関運転を自動停止する。本実施形態では、例えば車速Ｖが所定速度以下であり、アクセルペダルの操作量が「０」であり、且つブレーキが踏み込まれていることをもって所定の自動停止条件が成立する。更に、当該自動停止中に所定の再始動条件が成立したときにスタータモータを駆動するとともに燃料噴射及び混合気への点火を開始することで内燃機関１０を再始動する。本実施形態では、例えばブレーキの踏み込みが解除されること、或いはアクセルペダルの操作量が増大することをもって所定の自動停止条件が成立する。

　以下、本実施形態における油圧供給システムのリリーフ弁３０の構成並びに動作について、図２及び図３を参照して更に詳しく説明する。尚、図２及び図３は本実施形態における油圧供給システムのリリーフ弁３０の構成を示す模式図であり、図２はリリーフ弁３０が高リリーフ圧状態にあるときの状態を示しており、図３はリリーフ弁３０が低リリーフ圧状態にあるときの状態を示している。

　上述したように供給通路２１におけるポンプ２０よりも下流側の部分には、リリーフ弁３０が設けられている。図２に示されるようにリリーフ弁３０にあっては、そのハウジング３０ａ内に、円筒状のスリーブ３１が軸方向に摺動可能に収容されている。詳しくはスリーブ３１は、供給通路２１と環流通路２３とに連通するようにハウジング３０ａに形成された弁収容空間３０ｂに収容されている。そして、このスリーブ３１の側壁には、同側壁を径方向に貫通するリリーフポート３２が形成されている。リリーフポート３２は環流通路２３に連通している。また、スリーブ３１の内部には、このリリーフポート３２を開閉するようにスリーブ３１の軸方向、すなわち図２における上下方向に摺動可能な有底円筒状の弁体３５が収容されている。

　リリーフ弁３０のハウジング３０ａの図２における下方の底面には支持部材３７が固定されている。そして、この支持部材３７と弁体３５との間には圧縮されたスプリング３６が収容されている。これにより、弁体３５は、スプリング３６によって図２における上方、すなわちリリーフポート３２を閉塞する方向に常に付勢されている。

　これにより、リリーフ弁３０にあっては、供給通路２１を流れる潤滑油の圧力が増大することで弁体３５に作用する潤滑油の圧力が増大したときに、矢印で示されるように弁体３５がスプリング３６の付勢力に抗して図２における下方に変位するため、リリーフポート３２が開口するようになっている。

　図２の右側に示されるようにリリーフポート３２は、還流通路２３内に開口するように形成されている。そのため、弁体３５が開弁位置、すなわちリリーフポート３２が開口される位置まで変位することにより、リリーフポート３２を介して供給通路２１と還流通路２３とが連通されるようになる。

　そして、こうしてリリーフポート３２を介して供給通路２１と還流通路２３とが連通されると、供給通路２１を流れる潤滑油の一部が還流通路２３を通じてポンプ２０の上流側に還流されるようになる。

　要するに、このリリーフ弁３０にあっては、スプリング３６の付勢力の大きさによってリリーフ圧が決定されている。すなわち、供給通路２１を流れる潤滑油が弁体３５を図２における下方に付勢する付勢力が、スプリング３６の付勢力よりも大きくなったときにリリーフポート３２が開口されることによって、供給通路２１を流れる潤滑油の一部がポンプ２０の上流側に還流されるようになる。

　図２の下方に示されるようにスリーブ３１の底面３１ａと、支持部材３７が固定されているハウジング３０ａの底面との間には背圧室３８が形成されている。この背圧室３８には、供給通路２１を流れる潤滑油の一部が分岐通路４１及び背圧通路４２を順に通じて選択的に導かれるようになっている。

　上述したようにスリーブ３１は、リリーフ弁３０のハウジング３０ａ内において、その軸方向に摺動可能に収容されている。これにより、このリリーフ弁３０にあっては、スリーブ３１の底面３１ａに作用する油圧に起因して同スリーブ３１を図２における上方へ付勢する付勢力と、スリーブ３１の頂面３１ｂに作用する油圧に起因して同スリーブ３１を下方へ付勢する力との大小関係に応じて、スリーブ３１がハウジング３０ａ内で上下方向に変位するようになっている。

　尚、スリーブ３１の形状は、背圧室３８内の油圧が作用する底面３１ａの面積が、供給通路２１を流れる潤滑油の圧力が作用する頂面３１ｂの面積よりも大きくなるように設計されている。そのため、背圧室３８が分岐通路４１及び背圧通路４２を通じて供給通路２１と連通されることによって、スリーブ３１の底面３１ａ及び頂面３１ｂに等しい油圧が作用するようになったときには、底面３１ａの受圧面積が頂面３１ｂの受圧面積よりも大きい分だけスリーブ３１を上方に付勢する力が大きくなる。

　その結果、スリーブ３１が上方に変位し、図３に示されるようにハウジング３０ａ内の上方に位置するようになる。図３の状態でもリリーフポート３２は、環流通路２３に連通している。

　図２の左側に示されるように供給通路２１に接続されている分岐通路４１と、背圧室３８に接続されている背圧通路４２との間には油圧切替え弁４０が設けられている。この油圧切替え弁４０には、更にドレン通路４３が接続されており、油圧切替え弁４０は、図３に示されるように分岐通路４１と背圧通路４２とを連通する状態と、図２に示されるように背圧通路４２とドレン通路４３とを連通する状態とを切替えることができるようになっている。

　ドレン通路４３は供給通路２１におけるポンプ２０よりも上流側の部位に接続されており、油圧切替え弁４０が背圧通路４２とドレン通路４３とを連通する状態に切替えられているときにドレン通路４３は背圧室３８内の潤滑油を供給通路２１におけるポンプ２０よりも上流側の部分に還流させる。

　本実施形態の油圧供給システムは、油圧切替え弁４０を操作することにより、背圧室３８内の油圧を制御し、その結果としてハウジング３０ａ内におけるスリーブ３１の位置を変更することによってリリーフ圧を変更する。

　具体的には、図３に示されるように分岐通路４１と背圧通路４２とを連通するように油圧切替え弁４０を操作することで、供給通路２１内の潤滑油の一部を背圧室３８に導入するようにした場合には、スリーブ３１の底面３１ａに供給通路２１内の潤滑油の圧力と等しい油圧が作用するようになる。

　その結果、スリーブ３１の底面３１ａに作用する油圧に起因してスリーブ３１を図３における上方に付勢する力が、スリーブ３１の頂面３１ｂに作用する油圧に起因してスリーブ３１を図３における下方に付勢する力よりも大きくなると、スリーブ３１が上方に変位して図３に示されるようにリリーフ弁３０のハウジング３０ａにおける上方に位置するようになる。

　一方で、図２に示されるように背圧通路４２とドレン通路４３とを連通するように油圧切替え弁４０を操作した場合には、背圧室３８内の潤滑油がドレン通路４３を通じて供給通路２１におけるポンプ２０よりも上流側の部分に還流されるようになるため、背圧室３８内の油圧が低下する。

　その結果、スリーブ３１の頂面３１ｂに作用する油圧に起因してスリーブ３１を図２における下方に付勢する力が、スリーブ３１の底面３１ａに作用する油圧に起因してスリーブ３１を図２における上方に付勢する力よりも大きくなると、スリーブ３１が下方に変位して図２に示されるようにリリーフ弁３０のハウジング３０ａにおける下方に位置するようになる。

　このようにスリーブ３１がハウジング３０ａ内において下方に位置している場合には、スリーブ３１が図３に示されるように上方に位置している場合よりも、弁体３５が開弁位置まで変位させたときのスプリング３６の圧縮量が多くなる。すなわち、図２のようにスリーブ３１が下方に位置するときには、図３のようにスリーブ３１が上方に位置している場合と比較して弁体３５がスプリング３６から受ける付勢力が大きくなる。このため、リリーフポート３２が開口するときの供給通路２１内の潤滑油の圧力、すなわちリリーフ圧が高くなる。

　一方で、図３に示されるようにスリーブ３１がハウジング３０ａ内において上方に位置している場合には、スリーブ３１が下方に位置している場合よりも、弁体３５を開弁位置まで変位させたときのスプリング３６の圧縮量が少なくなる。すなわち、図３のときには、スリーブ３１が下方に位置している場合と比較して弁体３５がスプリング３６から受ける付勢力が小さくなり、リリーフ圧が低くなる。

　このように本実施形態の油圧供給システムによれば、油圧切替え弁４０を操作することで背圧室３８内の油圧オイルを制御し、その結果としてスリーブ３１をスプリング３６の伸縮方向に変位させることにより、リリーフ圧が高くなる高リリーフ圧状態（図２に示される状態）と、リリーフ圧が低くなる低リリーフ圧状態（図３に示される状態）とを切替えることができる。

　さて、本実施形態では、機関回転速度ＮＥ及び機関負荷ＫＬに基づいて内燃機関１０における潤滑油の需要の大きさを推定し、機関回転速度ＮＥが低く且つ機関負荷ＫＬが低いときのように潤滑油の需要がそれほど大きくないときには、油圧切替え弁４０を操作することで低リリーフ圧状態を実現（切替）する低圧制御を実行するようにしている。また、機関回転速度ＮＥが高いときや機関負荷ＫＬが高いときのように潤滑油の需要が大きいときには、油圧切替え弁４０を操作することで高リリーフ圧状態を実現（切替）する高圧制御を実行するようにしている。

　ところで、前述したように、内燃機関１０の始動時は、それまでの機関停止中に供給通路２１内の潤滑油が流れ出てしまっていることから、供給通路２１内に潤滑油が残っていない状況となる。そこで、内燃機関１０の始動時には低圧制御の実行を禁止することによって高圧制御を実行することで、機関始動直後に供給通路２１内の潤滑油の圧力を高い状態にし、その結果として供給通路２１の末端まで速やかに潤滑油を行き渡らせるようにすることが考えられる。

　ところが、内燃機関１０の自動停止再始動制御が行なわれると、内燃機関１０の再始動の頻度が増大するため、低圧制御の実行が頻繁に禁止されることとなる。そのため、低圧制御の実行機会が大きく制限されてしまう。

　こうした問題に対して、本実施形態では、イグニッションスイッチ１０８の操作に伴う内燃機関１０の始動時には低圧制御の実行を禁止する一方、内燃機関１０の再始動時には低圧制御の実行禁止を解除するようにしている。これにより、機関始動時に潤滑油の供給不足が発生してしまうことを抑制する一方で、内燃機関１０に作用するポンプ２０の駆動負荷を極力低減することで内燃機関１０の燃料消費量を抑制するようにしている。

　次に、図４及び図５を参照して、本実施形態の作用について説明する。

　図４は、本実施形態における機関始動時の油圧制御の処理手順を示すフローチャートであり、電子制御装置１００により内燃機関１０の始動が開始されたときに実行される。

　図４に示すように、この一連の処理では、まず、ステップＳ１において、当該内燃機関１０の始動がキー操作による始動であるか否かを判断する。すなわち、イグニッションスイッチ１０８の操作による機関始動であるか、前述した所定の再始動条件の成立による機関始動であるかを判断する。ここで、キー操作による機関始動である場合（ステップＳ１：「ＹＥＳ」）には、次に、ステップＳ２に進み、低圧制御の実行を禁止する。こうして低圧制御の実行が禁止され、高圧制御を実行すると、次に、ステップＳ３に進み、第１の停止条件が成立しているか否かを判断する。ここで、第１の停止条件は高圧制御を停止するためのものであり、例えば機関始動開始から第１の判定時間Δｔ１が経過したことをもって成立する。尚、この第１の判定時間Δｔ１は、機関停止中に供給通路２１内の潤滑油が流れ出てしまい、供給通路２１内に潤滑油がほとんど残っていない状況から、内燃機関１０の始動に伴い低圧制御の実行を禁止した場合に供給通路２１の末端まで潤滑油が行き渡るまでに要する時間の最大値とされており、予め実験等を通じて設定された値である。

　上記ステップＳ３において第１の停止条件が成立していない場合（ステップＳ３：「ＮＯ」）には、同条件が成立するまでステップＳ３の判断処理を所定期間毎に繰り返し実行する。一方、ステップＳ３において第１の停止条件が成立している場合（ステップＳ３：「ＹＥＳ」）には、次に、ステップＳ４に進み、低圧制御を実行し、この一連の処理を終了する。

　また、ステップＳ１において、当該内燃機関１０の始動がキー操作による始動ではない場合（ステップＳ１：「ＮＯ」）、すなわち自動停止後の再始動である場合には、次に、ステップＳ５に進み、直前の自動停止継続時間Δｔｓｔｐが所定時間Δｔｔｈ以下であるか否かを判断する。この所定時間Δｔｔｈは、直前の自動停止中における冷却水温ＴｈＷに応じて可変設定される判定値であり、詳しくはマップを参照して同冷却水温ＴｈＷが高いときほど短く設定される。このように所定時間Δｔｔｈを冷却水温ＴｈＷに応じて可変設定する理由については後に詳述する。

　さて、先のステップＳ５において直前の自動停止継続時間Δｔｓｔｐが所定時間Δｔｔｈ以下である場合（ステップＳ５：「ＹＥＳ」）には、次に、ステップＳ４に進み、低圧制御を実行し、この一連の処理を終了する。これは、直前の機関停止中において供給通路２１内の潤滑油が流れ出てしまう前に機関始動が行なわれたため、潤滑油の循環量を制限しながらも供給通路２１内の潤滑油の圧力がある程度、高い状態に保持されると判断したことによるものである。

　一方、ステップＳ５において直前の自動停止継続時間Δｔｓｔｐが所定時間Δｔｔｈよりも長い場合（ステップＳ５：「ＮＯ」）には、次に、ステップＳ６に進み、低圧制御の実行を禁止する。こうして低圧制御の実行が禁止され、高圧制御を実行すると、次に、ステップＳ７に進み、第２の停止条件が成立しているか否かを判断する。ここで、第２の停止条件は高圧制御を停止するためのものであり、例えば機関始動開始から第２の判定時間Δｔ２が経過したことをもって成立するものとされている。この第２の判定時間Δｔ２は第１の判定時間Δｔ１よりも小さい値に設定されている。これは、自動停止継続時間Δｔｓｔｐが上記所定時間Δｔｔｈよりも長いとはいえ、内燃機関１０の再始動時にはキー操作による最初の始動時に比べて供給通路２１内に潤滑油が多く残っているので、供給通路２１の末端まで潤滑油を行き渡らせるのに要する時間が短くて済むためである。尚、第２の判定時間Δｔ２は、内燃機関１０の自動停止が長く行なわれたことによって供給通路２１内に潤滑油がほとんど残っていない状況から、内燃機関１０の再始動に伴い高圧制御を実行した場合に供給通路２１の末端まで潤滑油が行き渡るまでに要する時間の最大値とされており、予め実験等を通じて設定された値である。

　ステップＳ７において第２の停止条件が成立していない場合には、同条件が成立するまでステップＳ７の判断処理を所定期間毎に繰り返し実行する。一方、ステップＳ７において第２の停止条件が成立している場合には、次に、ステップＳ４に進み、低圧制御を実行し、この一連の処理を終了する。

　ここで、ステップＳ５の処理に先立ち、上述したように所定時間Δｔｔｈを冷却水温ＴｈＷに応じて可変設定する理由について説明する。

　低圧制御の実行機会を増加させることによって内燃機関１０に作用するポンプ２０の駆動負荷を低減する上では上記所定時間Δｔｔｈを極力長い時間に設定することが望ましい。ただし、直前の自動停止継続時間Δｔｓｔｐが同一であっても、機関停止中に供給通路２１内から流れ出る潤滑油の量は潤滑油の粘度が低いときほど多くなる。このため、仮に粘度が高く供給通路２１内の潤滑油が流れ出しにくい状況を想定して上記所定時間Δｔｔｈを極力長い固定値に設定すると、以下の問題が生じるおそれがある。すなわち、直前の自動停止継続時間Δｔｓｔｐが上記所定時間Δｔｔｈ未満であっても、粘度が低く供給通路２１内の潤滑油が流れ出しやすい状況にあっては、機関停止中に供給通路２１内の潤滑油が流れ出てしまい、供給通路２１内に潤滑油が残っていない状況となるおそれがある。そこで、内燃機関１０の再始動時に、直前の自動停止中における冷却水温ＴｈＷが高いときほど所定時間Δｔｔｈを短く設定することで、潤滑油の粘度に高い相関を有する冷却水温ＴｈＷに応じて所定時間Δｔｔｈを的確に設定するようにしている。

　図５は、機関始動時における油圧制御が実行された際の各種パラメータの推移の一例を示したタイミングチャートである。

　図５に示すように、本実施形態における油圧制御では、タイミングｔ１においてイグニッションスイッチ１０８がＯＮ操作されることによって（ａ）、機関始動が開始されると（ｃ）、リリーフ弁３０のリリーフ圧が高リリーフ圧とされることで（ｄ）、低圧制御の実行が禁止され、高圧制御が実行される（ｅ）。尚、この高圧制御は、タイミングｔ１から第１の判定時間Δｔ１が経過するタイミングｔ２まで継続される。

　イグニッションスイッチ１０８の操作に伴う内燃機関１０の始動時は、直前に機関運転が停止されてから当該始動までの経過時間が長い場合が多い。この場合、機関停止中に供給通路２１内の潤滑油が流れ出てしまい、機関始動時には供給通路２１内に潤滑油が残っていない状況となる。ここで、本実施形態によれば、イグニッションスイッチ１０８の操作に伴う内燃機関１０の始動時には、低圧制御の実行が禁止され、高圧制御が実行されるようになるため、機関始動直後には循環量が制限されずに潤滑油が循環されるようになる。このため、機関始動直後には供給通路２１内の潤滑油の圧力が、低圧制御を実行した場合と比較して高い状態に保持されるようになる。その結果、供給通路２１の末端まで速やかに潤滑油を行き渡らせることができるようになる。

　その後のタイミングｔ３において所定の自動停止条件が成立すると（ｂ）、これに伴い機関運転が停止される（ｃ）。そして、タイミングｔ４において所定の再始動条件が成立することで（ｂ）、内燃機関１０が再始動される（ｃ）。ここで、直前の自動停止継続時間Δｔｓｔｐ１は所定時間Δｔｔｈ以下であるため、タイミングｔ４以降においてリリーフ弁３０のリリーフ圧が低リリーフ圧とされ（ｄ）、低圧制御が実行される（ｅ）。

　その後のタイミングｔ６において所定の自動停止条件が成立すると（ｂ）、これに伴い機関運転が停止される（ｃ）。そして、タイミングｔ７において所定の再始動条件が成立することで（ｂ）、内燃機関１０が再始動される（ｃ）。ここでも、直前の自動停止継続時間Δｔｓｔｐ２が所定時間Δｔｔｈ以下であるため、タイミングｔ７以降においてリリーフ弁３０のリリーフ圧が低リリーフ圧とされ（ｄ）、低圧制御が実行される（ｅ）。

　このように本実施形態によれば、内燃機関１０の自動停止後の再始動時には、低圧制御が実行されるようになるため、機関始動直後には潤滑油の循環量が制限されるようになる。ここで、内燃機関１０の再始動時は、直前に機関運転が停止されてからの経過時間が短い場合が多い。この場合、機関停止中に供給通路２１内の潤滑油が流れ出てしまう前に機関始動が行なわれることとなる。このため、機関始動直後には潤滑油の循環量を制限しながらも供給通路２１内の潤滑油の圧力が高い状態に保持されるようになる。

　その後のタイミングｔ９において所定の自動停止条件が成立すると（ｂ）、これに伴い機関運転が停止される（ｃ）。そして、タイミングｔ１１において所定の再始動条件が成立することで（ｂ）、内燃機関１０が再始動される（ｃ）。ここでは、直前の自動停止継続時間Δｔｓｔｐ３が所定時間Δｔｔｈよりも長いため、タイミングｔ１１以降においてリリーフ弁３０のリリーフ圧が高リリーフ圧とされ（ｄ）、低圧制御の実行が禁止され、高圧制御が実行される（ｅ）。尚、この高圧制御は、タイミングｔ１１から第２の判定時間Δｔ２（＜ｔ１）が経過するタイミングｔ１２まで継続される。

　ところで、直前の自動停止継続時間Δｔｓｔｐが長い場合、機関停止中に供給通路２１内の潤滑油が流れ出てしまい、機関始動時には供給通路２１内に潤滑油が多くは残っていない状況となる。そのため、こうした場合にまで、内燃機関１０の再始動時であることをもって低圧制御が実行されると、機関始動直後に供給通路２１の末端まで潤滑油を行き渡らせるのに多くの時間を要することとなる。この点、本実施形態では、内燃機関１０の再始動時であっても、直前の自動停止継続時間Δｔｓｔｐが所定時間Δｔｔｈ以上であるときには低圧制御の実行禁止の解除が無効化されて低圧制御の実行が禁止されるようになる。このため、高圧制御が実行されることで、上述した不都合の発生が好適に抑制されるようになる。

　従来の油圧制御においても、本実施形態における油圧制御と同様にして、イグニッションスイッチ１０８の操作に伴う内燃機関１０の始動時であるタイミングｔ１からタイミングｔ２までの期間においては、リリーフ弁３０のリリーフ圧が高リリーフ圧とされることで（ｆ）、低圧制御の実行が禁止され、高圧制御が実行される（ｇ）。

　しかしながら、従来の油圧制御においては、自動停止後の再始動時であるタイミングｔ４からタイミングｔ５までの期間Ｐ１及びタイミングｔ７からタイミングｔ８までの期間Ｐ２においては、低圧制御の実行が禁止され、高圧制御が実行される。また本実施形態では、タイミングｔ１１からタイミングｔ１２まで高圧制御が実行されるのに対し、従来の油圧制御では、タイミングｔ１１から第１の判定時間Δｔ１が経過するタイミングｔ１３まで高圧制御が実行される。このため、従来の油圧制御においては、タイミングｔ１２からタイミングｔ１３までの期間Ｐ３においては、高圧制御が実行される。これらのことから、本実施形態によれば、上記期間Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３の分だけ低圧制御の実行期間が増大されるようになる。

　以上説明した本実施形態に係る内燃機関制御装置によれば、以下に示す効果が得られるようになる。

　（１）電子制御装置１００は、所定の自動停止条件が成立したときに機関運転を自動停止するとともに、当該自動停止中に所定の再始動条件が成立したときに内燃機関１０を再始動するようにした。また、電子制御装置１００は、イグニッションスイッチ１０８の操作に伴う内燃機関１０の始動時には低圧制御の実行を禁止する一方、内燃機関１０の再始動時には低圧制御の実行禁止を解除するようにした。こうした態様によれば、機関始動時に潤滑油の供給不足が発生してしまうことを抑制する一方で、内燃機関１０に作用するポンプ２０の駆動負荷を極力低減して内燃機関１０の燃料消費量を抑制することができるようになる。

　（２）電子制御装置１００は、内燃機関１０の再始動時に、直前の自動停止継続時間Δｔｓｔｐが所定時間Δｔｔｈ以上であるときには低圧制御の実行禁止の解除を無効化して低圧制御の実行を禁止するようにした。こうした態様によれば、直前の自動停止継続時間Δｔｓｔｐが長いことに起因して機関始動直後に供給通路２１の末端まで速やかに潤滑油を行き渡らせることができないといった不都合の発生を好適に抑制することができるようになる。

　（３）電子制御装置１００は、内燃機関１０の再始動時に、直前の自動停止中における冷却水温ＴｈＷが高いときほど上記所定時間Δｔｔｈを短く設定するようにした。こうした態様によれば、潤滑油の粘度に高い相関を有する冷却水温ＴｈＷに応じて所定時間Δｔｔｈを的確に設定することで、機関始動時に潤滑油の供給不足が発生してしまうことを的確に抑制する一方で、内燃機関１０に作用するポンプ２０の駆動負荷を極力低減することで内燃機関１０の燃料消費量を的確に抑制することができるようになる。

　尚、本発明に係る内燃機関制御装置は、上記実施形態にて例示した構成に限定されるものではなく、これを適宜変更した例えば次のような形態として実施することもできる。

　・上記実施形態では、第１の判定時間Δｔ１および第２の判定時間Δｔ２が予め実験等を通じて設定された固定値とした。これに代えて、例えば第１の判定時間Δｔ１および第２の判定時間Δｔ２を機関始動時における機関温度（例えば冷却水温ＴｈＷ）に応じて可変設定するようにしてもよい。すなわち、機関始動時における機関温度が高いときほど潤滑油の粘性が低く、供給通路２１の末端まで潤滑油が行き渡るまでに要する時間が短くなる。したがって、上記各判定時間を機関温度に応じて可変設定することによって高圧制御の実行期間を的確に設定することができるようになる。

　・上記実施形態では、潤滑油の供給通路２１にはリリーフ圧を変更することのできるリリーフ弁３０が設けられるものとされ、低圧制御にあっては、リリーフ弁３０のリリーフ圧を低くすることにより、潤滑油の循環量を制限するものについて例示した。しかしながら、低圧制御を行なうための構成はこれに限られるものではない。他に例えば、機関駆動式のメインポンプとサブポンプとを備え、潤滑油の需要が小さいときにメインポンプ及びサブポンプのいずれか一方の駆動を停止することで潤滑油の循環量を制限する構成を採用してもよい。

　・上記実施形態では、自動停止継続時間Δｔｓｔｐを判定するための所定時間Δｔｔｈを冷却水温ＴｈＷに応じて可変設定するようにしたが、これに代えて、潤滑油の温度を直接検出し、当該潤滑油の温度に応じて所定時間Δｔｔｈを可変設定するようにしてもよい。

　・上記実施形態によるように、機関温度に応じて所定時間Δｔｔｈを可変設定することが、潤滑油の粘度に高い相関を有する機関温度に応じて所定時間Δｔｔｈを的確に設定する上で望ましい。しかしながら、本発明は機関温度に応じて所定時間Δｔｔｈを可変設定するものに限らず、所定時間Δｔｔｈを固定値とすることもできる。

　・上記実施形態によるように、内燃機関の再始動時に、直前の自動停止継続時間が所定時間以上であるときには低圧制御の実行を禁止するようにすることが、直前の自動停止継続時間が長いことに起因して機関始動直後に供給通路の末端まで速やかに潤滑油を行き渡らせることができなくなることを好適に抑制する上で望ましい。しかしながら、本発明はこうした実施形態に限られるものではなく、内燃機関の再始動時には常に、低圧制御を実行するようにしてもよい。

　・上記実施形態では、イグニッションスイッチ１０８の操作に伴う内燃機関１０の始動時には低圧制御の実行を禁止する一方、内燃機関１０の再始動時には低圧制御の実行禁止を解除するものについて例示した。しかしながら、本発明はこのように内燃機関の再始動時に低圧制御の実行禁止を解除するものに限られない。他に例えば、内燃機関の再始動時には、イグニッションスイッチの操作に伴う内燃機関の始動時に比べて、低圧制御の実行禁止期間を短くする等、低圧制御の実行制限を緩和するものであればよい。この場合であっても、機関始動時に潤滑油の供給不足が発生してしまうことを抑制する一方で、内燃機関に作用するポンプの駆動負荷を低減することができるようになる。

　１０…内燃機関、１１…出力軸、２０…ポンプ、２１…供給通路、２２…オイルパン、２３…還流通路、３０…リリーフ弁、３０ａ…ハウジング、３０ｂ…弁収容空間、３１…スリーブ、３１ａ…底面、３１ｂ…頂面、３２…リリーフポート、３５…弁体、３６…スプリング、３７…支持部材、３８…背圧室、４０…油圧切替え弁、４１…分岐通路、４２…背圧通路、４３…ドレン通路、１００…電子制御装置、１０１…クランク角センサ、１０２…水温センサ、１０３…車速センサ、１０４…エアフロメータ、１０５…アクセルポジションセンサ、１０６…ブレーキセンサ、１０７…シフトポジションセンサ、１０８…イグニッションスイッチ。

Claims (4)

1. 　機関駆動式のポンプを備える内燃機関に適用され、前記内燃機関の駆動力を利用して潤滑油を循環させるとともに、潤滑油の需要が小さいときに潤滑油の循環量を制限する低圧制御を実行して前記内燃機関に作用する前記ポンプの駆動負荷を低減する制御装置であって、機関始動時に前記低圧制御の実行を制限する内燃機関制御装置において、
   　所定の自動停止条件が成立したときに機関運転を自動停止するとともに、当該自動停止中に所定の再始動条件が成立したときに内燃機関を再始動するものであり、
   　内燃機関の再始動時には前記低圧制御の実行制限を緩和する
   　ことを特徴とする内燃機関制御装置。
2. 　請求項１に記載の内燃機関制御装置において、
   　内燃機関の再始動時に、直前の自動停止継続時間が所定時間以上であるときには前記低圧制御の実行制限の緩和を無効化して同低圧制御の実行を制限する
   　ことを特徴とする内燃機関制御装置。
3. 　請求項２に記載の内燃機関制御装置において、
   　内燃機関の再始動時に、直前の自動停止中における機関温度が高いときほど前記所定時間を短く設定する
   　ことを特徴とする内燃機関制御装置。
4. 　潤滑油の供給通路にはリリーフ圧を変更することのできるリリーフ弁が設けられ、
   　前記低圧制御にあっては、前記リリーフ弁のリリーフ圧を低くすることにより、潤滑油の循環量を制限する
   　請求項１～請求項３のいずれか一項に記載の内燃機関制御装置。

Images