WO2022065105A1 - クリアランス推定装置、摺動制御装置、クリアランス推定方法および摺動制御方法 - Google Patents

クリアランス推定装置、摺動制御装置、クリアランス推定方法および摺動制御方法 Download PDF

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WO2022065105A1
WO2022065105A1 PCT/JP2021/033527 JP2021033527W WO2022065105A1 WO 2022065105 A1 WO2022065105 A1 WO 2022065105A1 JP 2021033527 W JP2021033527 W JP 2021033527W WO 2022065105 A1 WO2022065105 A1 WO 2022065105A1
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WO
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temperature
skirt
clearance
estimation
estimated
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Application number
PCT/JP2021/033527
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English (en)
French (fr)
Inventor
拓朗 三田
Original Assignee
いすゞ自動車株式会社
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01M—LUBRICATING OF MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; LUBRICATING INTERNAL COMBUSTION ENGINES; CRANKCASE VENTILATING
    • F01M1/00—Pressure lubrication
    • F01M1/08—Lubricating systems characterised by the provision therein of lubricant jetting means
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01P—COOLING OF MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; COOLING OF INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
    • F01P3/00—Liquid cooling
    • F01P3/06—Arrangements for cooling pistons
    • F01P3/08—Cooling of piston exterior only, e.g. by jets
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D45/00—Electrical control not provided for in groups F02D41/00 - F02D43/00
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02F—CYLINDERS, PISTONS OR CASINGS, FOR COMBUSTION ENGINES; ARRANGEMENTS OF SEALINGS IN COMBUSTION ENGINES
    • F02F3/00—Pistons 
    • F02F3/02—Pistons  having means for accommodating or controlling heat expansion

Definitions

  • the present disclosure relates to a clearance estimation device, a sliding control device, a clearance estimation method, and a sliding control method.
  • Patent Documents 1 and 2 Conventionally, a method of adjusting the clearance between the piston and the cylinder of an internal combustion engine is known (see, for example, Patent Documents 1 and 2).
  • the temperature difference between the upper part and the lower part of the cylinder bore is calculated based on the temperature of the cooling water circulating in the water jacket of the cylinder block and the rotation speed of the water pump circulating the cooling water. If the calculated temperature difference is larger than the predetermined value, the injection of oil by the oil jet mechanism is prohibited. In this way, when the upper part of the cylinder bore is thermally expanded, the cooling of the piston by the oil is stopped to thermally expand the piston, and the clearance between the piston and the upper part of the cylinder bore is reduced.
  • An object of the present disclosure is to provide a clearance estimation device, a sliding control device, a clearance estimation method, and a sliding control method that can appropriately estimate the magnitude of the clearance between the piston and the cylinder.
  • the clearance estimation device has a temperature estimation unit for other parts that estimates the temperature of other parts other than the skirt part in the piston constituting the internal combustion engine, and the temperature of the other part estimated by the temperature estimation unit for other parts. Based on this, the skirt temperature estimation unit that estimates the temperature of the skirt portion, the cylinder that houses the piston so that it can be reciprocated based on the temperature of the skirt portion estimated by the skirt temperature estimation unit, and the skirt portion. It is provided with a clearance estimation unit that estimates the magnitude of the clearance between the two.
  • the sliding control device controls the sliding state between the cylinder and the skirt portion based on the above-mentioned clearance estimation device and the size of the clearance estimated by the clearance estimation device. It is provided with a sliding control unit.
  • the clearance estimation method is a step of estimating the temperature of a portion other than the skirt portion of the piston constituting the internal combustion engine, and the temperature of the skirt portion of the piston based on the estimated temperature of the other portion. And a step of estimating the size of the clearance between the cylinder that houses the piston so as to be reciprocally movable and the skirt portion based on the estimated temperature of the skirt portion. ..
  • the sliding control method according to the present disclosure is between the cylinder and the skirt portion based on the step of executing the above-mentioned clearance estimation method and the magnitude of the clearance estimated by the execution of the clearance estimation method.
  • the step of controlling the sliding state and the step are executed.
  • a clearance estimation device it is possible to provide a clearance estimation device, a sliding control device, a clearance estimation method, and a sliding control method that can appropriately estimate the size of the clearance between the piston and the cylinder.
  • Sectional drawing which shows the schematic structure of the engine which concerns on one Embodiment of this disclosure.
  • a block diagram showing a configuration of a sliding control device according to an embodiment of the present disclosure.
  • a graph showing the relationship between the temperature of the mouth portion and the temperature of the skirt portion in the state where the cooling oil is injected and the state where the cooling oil is not injected according to the embodiment of the present disclosure.
  • a flowchart showing an example of the operation of the sliding control device according to the embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view showing a schematic configuration of an engine.
  • the engine 10 shown in FIG. 1 is a diesel engine mounted on an automobile such as a truck.
  • the engine 10 includes a cylinder 20 and a piston 40.
  • the internal combustion engine of the present disclosure is not limited to a diesel engine, and may be a gasoline engine or the like.
  • the cylinder 20 is provided with a cooling passage 21.
  • the cooling water of the cylinder 20 is supplied to the cooling passage 21.
  • a liner 22 is provided on the inner peripheral surface of the cylinder 20.
  • the liner 22 may not be provided.
  • An injector 24 is provided on the cylinder head 23 above the cylinder 20 so as to face the center of the top surface of the piston 40.
  • the cylinder head 23 is provided with an intake port 25 and an exhaust port 26 so as to be located on the left and right sides of the injector 24.
  • the intake port 25 and the exhaust port 26 are provided with an intake valve 27 and an exhaust valve 28, respectively.
  • the piston 40 is installed so as to be able to reciprocate in the cylinder 20 along the liner 22.
  • the piston 40 is made of, for example, an aluminum alloy.
  • a cavity 42 is provided on the top surface of the piston upper portion 41 of the piston 40.
  • the piston upper portion 41 has a cooling channel 44 formed along the circumferential direction, an introduction hole 45 for introducing oil into the cooling channel 44, and a discharge hole 46 for discharging oil from the cooling channel 44. It is provided. Oil is introduced into the cooling channel 44 from the oil jet 61 through the introduction hole 45. The introduced oil circulates in the cooling channel 44 and is discharged from the discharge hole 46, so that the piston 40 is efficiently cooled.
  • the oil injected from the oil jet 61 may be referred to as "cooling oil”.
  • a ring groove 47 formed along the circumferential direction is provided on the outer periphery of the piston upper portion 41 of the piston 40.
  • a piston ring 48 that is in sliding contact with the liner 22 is mounted on the ring groove 47.
  • a clearance P is provided between the skirt portion 49 of the piston 40 and the cylinder 20.
  • the skirt portion 49 of the piston 40 is provided with a pair of pin boss portions 50 facing each other (only one pin boss portion 50 is shown in FIG. 1).
  • the pair of pin boss portions 50 are each provided with pin fitting holes 51 penetrating from the center side of the piston 40 toward the outer peripheral side of the piston.
  • the upper end of the connecting rod 53 is connected to the pin fitting hole 51 via the piston pin 52.
  • the lower end of the connecting rod 53 is connected to the crankshaft 55 via the crankpin 54.
  • the crankshaft 55 converts the reciprocating motion of the piston 40 into a rotary motion.
  • Oil is supplied from the variable oil pump 64, which will be described later, to the bearing 53A of the crankpin 54 provided at the lower end of the connecting rod 53. The supplied oil maintains a good sliding condition between the bearing 53A of the connecting rod 53 and the crankpin 54.
  • the oil jet 61 includes a supply valve 62 and a nozzle 63.
  • the supply valve 62 When the supply valve 62 is “closed”, the cooling oil is not injected from the nozzle 63.
  • the supply valve 62 When the supply valve 62 is “open”, cooling oil is injected from the nozzle 63. Since the configuration of the oil jet 61 is known, detailed description thereof will be omitted.
  • An oil passage 65 is provided between the oil jet 61 and an oil pan (not shown).
  • the oil passage 65 is provided with a variable oil pump 64 capable of changing the flow rate of oil.
  • the portion of the oil passage 65 on the oil jet 61 side of the variable oil pump 64 is connected to a supply passage (not shown) for supplying oil to the sliding portion of the engine 10.
  • the variable oil pump 64 supplies the oil (lubricating oil) stored in the oil pan to a sliding portion such as a bearing 53A or an oil jet 61 or the like.
  • FIG. 2 is a block diagram showing a configuration of a sliding control device.
  • FIG. 3 is a graph showing the relationship between the temperature of the mouth portion and the temperature of the skirt portion in the state where the cooling oil is injected and the state where the cooling oil is not injected.
  • the sliding control device 100 includes a clearance estimation device 110, a storage unit 120, and a sliding control unit 130.
  • the clearance estimation device 110 and the sliding control unit 130 have, for example, a CPU (Central Processing Unit), a ROM (Read Only Memory), a RAM (Random Access Memory), and the like as hardware.
  • a CPU Central Processing Unit
  • ROM Read Only Memory
  • RAM Random Access Memory
  • the clearance estimation device 110 includes an acquisition unit 111, a mouth temperature estimation unit 112, a determination unit 113, a skirt temperature estimation unit 114, a cylinder temperature estimation unit 115, and a clearance estimation unit 116.
  • the acquisition unit 111 acquires engine status information representing the engine status from various sensors.
  • the mouth temperature estimation unit 112 estimates the temperature of the mouth portion 43 of the cavity 42 of the piston 40.
  • the mouth portion 43 is a portion of the piston 40 where the temperature is highest.
  • the temperature of the mouth portion 43 estimated by the mouth temperature estimation unit 112 may be referred to as “estimated mouth portion temperature”.
  • the mouth temperature estimation unit 112 is an example of another unit temperature estimation unit, and the mouth unit 43 is an example of another unit.
  • the determination unit 113 determines whether or not the oil jet 61 injects cooling oil toward the piston 40.
  • the skirt temperature estimation unit 114 estimates the temperature of the skirt portion 49 in the piston 40 based on the temperature estimation information stored in the storage unit 120 and the estimated mouth portion temperature estimated by the mouth temperature estimation unit 112. ..
  • the temperature of the skirt portion 49 estimated by the skirt temperature estimation unit 114 may be referred to as an “estimated skirt portion temperature”.
  • the skirt temperature estimation unit 114 selects a predetermined time constant from a plurality of time constants stored in the storage unit 120, and corrects the estimated skirt temperature by using the selected time constant.
  • the temperature of the skirt portion 49 corrected by using the time constant may be referred to as “corrected skirt portion temperature”.
  • the cylinder temperature estimation unit 115 estimates the temperature of the cylinder 20.
  • the temperature of the cylinder 20 estimated by the cylinder temperature estimation unit 115 may be referred to as an “estimated cylinder temperature”.
  • the clearance estimation unit 116 estimates the size of the clearance P based on the corrected skirt portion temperature and the estimated cylinder temperature estimated by the cylinder temperature estimation unit 115.
  • the storage unit 120 stores the mouth temperature estimation map.
  • the mouth temperature estimation map is a map showing the relationship between the rotation speed of the crankshaft 55, the fuel injection amount, and the estimated temperature of the mouth portion 43.
  • the mouth temperature estimation map is used for estimating the estimated mouth temperature in the mouth temperature estimation unit 112.
  • the storage unit 120 stores the first estimation formula represented by the following formula (1) and the second estimation formula represented by the formula (2).
  • the first estimation formula is an example of the first estimation information
  • the second estimation formula is an example of the second estimation information.
  • the temperature estimation information is composed of the first estimation formula and the second estimation formula.
  • the first estimation formula and the second estimation formula are used for estimating the estimated skirt temperature in the skirt temperature estimation unit 114.
  • the first estimation formula and the second estimation formula are not limited to the formulas (1) and (2). Further, the first estimation information and the second estimation information may be in a map format such as a mouth temperature estimation map.
  • T ON ⁇ ON ⁇ TK + ⁇ ON ⁇ ⁇ ⁇ (1)
  • T OFF ⁇ OFF ⁇ TK + ⁇ OFF ⁇ ⁇ ⁇ (2)
  • T OFF Cooling oil is injected Estimated skirt temperature when not in use ⁇ OFF, ⁇ OFF : Coefficient when cooling oil is not injected
  • the first estimation formula and the second estimation formula are obtained, for example, as follows.
  • the relationship between the temperature of the mouth portion 43 and the temperature of the skirt portion 49 in the state where the cooling oil is injected and the state where the cooling oil is not injected is obtained.
  • the horizontal axis is the temperature of the mouth portion 43 and the vertical axis is the temperature of the skirt portion 49, as shown in FIG. 3, the temperature of the mouth portion 43 regardless of whether or not the cooling oil is injected. It can be seen that there is a linear relationship between the temperature and the temperature of the skirt portion 49.
  • the first-order approximation formula of the data when the cooling oil is injected is obtained as the first estimation formula
  • the first-order approximation formula of the data when the cooling oil is not injected is obtained as the second estimation formula.
  • the temperature of the mouth portion 43 is the same, the temperature of the skirt portion 49 when the cooling oil is injected is lower than the temperature of the skirt portion 49 when the cooling oil is not injected. Therefore, the coefficient ⁇ ON of the first estimation formula is smaller than the coefficient ⁇ OFF of the second estimation formula.
  • the temperature of the mouth portion 43 and the temperature of the skirt portion 49 used for creating the first estimation formula and the second estimation formula may be values obtained by simulation or may be actual measurement values.
  • the storage unit 120 has a first time constant, a second time constant, a third time constant, a fourth time constant, a fifth time constant, a sixth time constant, a seventh time constant, and an eighth time constant. Memorize the time constant.
  • the first to eighth time constants indicate the degree of change rate of the temperature of the skirt portion 49.
  • the first to eighth time constants are used to calculate the corrected skirt temperature in the skirt temperature estimation unit 114.
  • the first to fourth time constants are selected when the cooling oil is not injected into the piston 40.
  • the first time constant is selected when the estimated skirt temperature has dropped, fuel injection has not been performed, and the engine 10 has stopped.
  • the second time constant is selected when the estimated skirt temperature has dropped, fuel injection has not been performed, and the engine 10 is running.
  • the value of the first time constant is larger than the value of the second time constant.
  • the third time constant is selected when the estimated skirt temperature has dropped and fuel injection is being performed.
  • the temperature of the piston 40 changes greatly with respect to the change in the fuel injection amount, and the temperature decrease rate of the skirt portion 49 is the fuel injection. Is equal to or faster than if was not done. Therefore, the value of the third time constant is smaller than the value of the first time constant, and is equal to or smaller than the value of the second time constant.
  • the fourth time constant is selected when the estimated skirt temperature is rising.
  • the value of the fourth time constant is larger than the value of the third time constant.
  • the fifth to eighth time constants are selected in a state where the cooling oil is injected into the piston 40.
  • the fifth time constant is selected when the estimated skirt temperature has dropped, fuel injection has not been performed, and the engine 10 has stopped.
  • the temperature of the skirt portion 49 drops faster than when the cooling oil is not injected into the piston 40. Therefore, the value of the fifth time constant is smaller than the value of the first time constant.
  • the sixth time constant is selected when the estimated skirt temperature has dropped, fuel injection has not been performed, and the engine 10 is running.
  • the temperature of the skirt portion 49 drops faster than when the cooling oil is not injected into the piston 40. Therefore, the value of the sixth time constant is smaller than the value of the second time constant.
  • the seventh time constant is selected when the estimated skirt temperature has dropped and fuel injection is being performed.
  • the temperature of the skirt portion 49 drops faster than when the cooling oil is not injected into the piston 40. Therefore, the value of the seventh time constant is smaller than the value of the third time constant.
  • the eighth time constant is selected when the estimated skirt temperature is rising.
  • the temperature rise rate of the skirt portion 49 is faster than that in the case where the cooling oil is not injected into the piston 40. Therefore, the value of the eighth time constant is smaller than the value of the fourth time constant.
  • the acquisition unit 111 the mouth temperature estimation unit 112, the determination unit 113, the skirt temperature estimation unit 114, the cylinder temperature estimation unit 115, the clearance estimation unit 116, and the sliding control unit 130 will be described.
  • the acquisition unit 111 provides engine state information such as the rotation speed of the crank shaft 55 of the engine 10, the fuel injection amount to the combustion chamber 11 surrounded by the piston 40 of the engine 10, the cylinder 20 and the cylinder head 23, the fuel injection timing, and the fuel. Injection pressure, presence / absence of injection of cooling oil to piston 40, oil pressure of cooling oil, oil temperature of cooling oil, intake air temperature, intake pressure, intake air amount, intake air temperature, cooling water temperature of cylinder 20, exhaust Acquires the operation signal of the brake, the exhaust temperature, the EGR (Exhaust Gas Recirculation) gas flow rate, and the like.
  • EGR exhaust Gas Recirculation
  • the mouth temperature estimation unit 112 of the mouth portion 43 of the piston 40 is based on the rotation speed and fuel injection amount of the crankshaft 55 acquired by the acquisition unit 111 and the mouth temperature estimation map stored in the storage unit 120. Estimate the temperature.
  • the mouth temperature estimation unit 112 corrects the temperature estimated based on the mouth temperature estimation map or the like using the information such as the fuel injection timing acquired by the acquisition unit 111, and estimates the corrected value as the estimated mouth temperature. do.
  • the determination unit 113 determines whether or not the cooling oil is injected toward the piston 40 based on the engine state information acquired by the acquisition unit 111.
  • skirt temperature estimation unit 114 When the determination unit 113 determines that the cooling oil has been injected, the skirt temperature estimation unit 114 uses the mouth temperature estimation unit 112 in the first estimation formula (formula (1)) stored in the storage unit 120. By substituting the estimated mouth temperature estimated in, the estimated skirt temperature is obtained. When the determination unit 113 determines that the cooling oil has not been injected, the skirt temperature estimation unit 114 applies the mouth temperature estimation unit 112 to the second estimation formula (formula (2)) stored in the storage unit 120. By substituting the estimated mouth temperature estimated in, the estimated skirt temperature is obtained.
  • the estimated skirt temperature and the actual skirt temperature may differ depending on the state of the engine 10.
  • the difference between the estimated temperature of the skirt portion and the actual temperature of the skirt portion 49 is remarkable.
  • the time constant indicating the degree of change in the estimated skirt portion temperature changes depending on the state of the engine 10.
  • the skirt temperature estimation unit 114 further corrects the estimated skirt portion temperature by using the time constant corresponding to the state of the engine 10, and calculates the corrected skirt portion temperature.
  • the skirt temperature estimation unit 114 determines the change state of the estimated skirt temperature, the operating state of the engine 10, and the injection state of the cooling oil to the piston 40. Based on, select a given time constant. The skirt temperature estimation unit 114 corrects the estimated skirt temperature based on the selected predetermined time constant.
  • the skirt temperature estimation unit 114 divides the difference between the newly estimated estimated skirt temperature and the estimated skirt temperature one cycle before by a predetermined time constant, and divides the value by a predetermined time constant to obtain the estimated skirt temperature one cycle before.
  • the estimated skirt temperature is corrected by adding to. Thereby, the estimated temperature of the skirt portion can be corrected to correspond to the speed of change in the temperature of the actual skirt portion 49.
  • the skirt temperature estimation unit 114 selects a relatively small time constant. As a result, the corrected skirt portion temperature is greatly affected by the newly estimated estimated skirt portion temperature.
  • the skirt temperature estimation unit 114 selects a relatively large time constant. As a result, the corrected skirt portion temperature is greatly affected by the estimated skirt portion temperature estimated in the past.
  • the skirt temperature estimation unit 114 calculates the corrected skirt temperature T PSC using, for example, the following equation (3).
  • the formula for calculating the temperature of the corrected skirt is not limited to the formula (3).
  • T PSC T PSO + ⁇ ⁇ ( TPS-T PSO ) / ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ (3)
  • T PSO Estimated skirt temperature estimated before one cycle
  • T PS Estimated skirt temperature newly estimated
  • ⁇ Predetermined value
  • ⁇ Time constant
  • the cylinder temperature estimation unit 115 estimates the estimated cylinder temperature based on the temperature of the cooling water of the cylinder 20 acquired by the acquisition unit 111.
  • the cylinder temperature estimation unit 115 may estimate the estimated cylinder temperature based on the measurement result of the sensor that measures the temperature of the cylinder 20 or the liner 22. Further, the cylinder temperature estimation unit 115 may correct the estimated cylinder temperature by using the correction skirt temperature, or may correct the estimated cylinder temperature by using a value representing the heat supply amount of the piston 40 such as the fuel injection amount.
  • the clearance estimation unit 116 calculates the expansion amount of the piston 40 (hereinafter, may be referred to as “piston expansion amount”) based on the temperature of the corrected skirt portion.
  • the clearance estimation unit 116 calculates the piston expansion amount C PIST using, for example, the following equation (4).
  • the formula for calculating the piston expansion amount is not limited to the formula (4).
  • C PIST K PIST ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ PIST ⁇ D PIST ⁇ ( TPSC -T STD ) ⁇ ⁇ ⁇ (4) K PIST : Predetermined value ⁇ : Pi ⁇ PIST : Linear expansion coefficient of piston 40 D PIST : Outer diameter of skirt 49 at standard temperature T STD (for example, 23 ° C at room temperature) T PSC : Corrected skirt temperature
  • the clearance estimation unit 116 calculates the expansion amount of the cylinder 20 (hereinafter, may be referred to as “cylinder expansion amount”) based on the estimated cylinder temperature.
  • the clearance estimation unit 116 calculates the cylinder expansion amount C CYL using, for example, the following equation (5).
  • the formula for calculating the cylinder expansion amount is not limited to the formula (5).
  • C CLY K CYL ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ CLY ⁇ D CLY ⁇ (T CYL -T STD ) ⁇ ⁇ ⁇ (5)
  • K CYL Predetermined value
  • D CLY Inner diameter of cylinder 20 (liner 22) at standard temperature
  • T STD for example, 23 ° C at room temperature
  • T CLY Estimated cylinder temperature
  • the clearance estimation unit 116 determines the size of the clearance P when the engine 10 is being operated based on the size of the clearance P at the standard temperature T STD , the piston expansion amount C PIST , and the cylinder expansion amount C CYL . presume.
  • the sliding control unit 130 has the following sliding control A, in order to control the sliding state between the cylinder 20 and the skirt portion 49 based on the size of the clearance P obtained by the clearance estimation device 110. Performs any one of B and C. In addition, at least two processes of sliding control A, B, and C may be performed.
  • Sliding control A When the cooling oil is not injected, the supply valve 62 is controlled to inject the cooling oil having the injection amount per unit time as the reference amount.
  • Sliding control B The reference amount of the cooling oil is injected. If so, the variable oil pump 64 is controlled to increase the injection amount of cooling oil per unit time and the supply amount of oil to the sliding portion per unit time.
  • Sliding control C To the piston 40. Reduce the amount of heat supplied
  • the temperature of the piston 40 is lowered by the reference amount of cooling oil, and the piston 40 contracts, so that the clearance P becomes large.
  • the slidability between the cylinder 20 and the skirt portion 49 is improved, and seizure of the skirt portion 49 to the cylinder 20 is suppressed.
  • the control for reducing the amount of heat supplied to the piston 40 includes a control for reducing the fuel injection amount to the combustion chamber 11 and a delay in the fuel injection timing to the combustion chamber 11 (fuel at a timing when the position of the piston 40 becomes lower than usual).
  • the control (injecting) and the control for increasing the EGR gas flow rate at least one control can be exemplified.
  • the acquisition unit 111 of the sliding control device 100 acquires engine state information (step S1).
  • the mouth temperature estimation unit 112 of the sliding control device 100 includes the rotation speed and fuel injection amount of the crankshaft 55 included in the engine state information acquired by the acquisition unit 111, and the mouth temperature stored in the storage unit 120.
  • the estimated mouth temperature is estimated based on the estimation map and the like (step S2).
  • the determination unit 113 of the sliding control device 100 determines whether or not the cooling oil is injected based on the information regarding the presence or absence of the injection of the cooling oil included in the engine state information acquired by the acquisition unit 111. Is determined (step S3).
  • the skirt temperature estimation unit 114 of the sliding control device 100 has a first estimation formula (step S3: YES) stored in the storage unit 120.
  • the estimated skirt temperature is estimated based on the equation (1)) and the estimated mouth temperature (step S4).
  • the skirt temperature estimation unit 114 has a second estimation formula (formula (2)) stored in the storage unit 120. ) And the estimated mouth temperature, and the estimated skirt temperature is estimated (step S5).
  • the skirt temperature estimation unit 114 determines the operating state of the engine 10 and the injection state of the cooling oil included in the engine state information acquired by the acquisition unit 111, and the change in the estimated skirt temperature. A time constant is selected based on the situation (step S6).
  • the skirt temperature estimation unit 114 calculates the corrected skirt portion temperature based on the calculation formula (formula (3)), the time constant selected in step S6, and the estimated skirt portion temperature (step S7). ..
  • the estimated skirt portion temperature T PSO estimated one cycle before the equation (3) does not exist.
  • the oil temperature, the estimated mouth temperature calculated separately, or a preset value may be used as the estimated skirt temperature T PSO .
  • the cylinder temperature estimation unit 115 of the sliding control device 100 estimates the estimated cylinder temperature based on the temperature of the cooling water of the cylinder 20 included in the engine state information acquired by the acquisition unit 111 (step S8). ..
  • the clearance estimation unit 116 of the sliding control device 100 includes the corrected skirt temperature, the piston expansion amount C PIST obtained based on the above formula (4), the estimated cylinder temperature, and the cylinder obtained based on the above formula (5).
  • the size of the clearance P is estimated based on the expansion amount C CYL and the size of the clearance P at the standard temperature T STD (step S9).
  • the sliding control unit 130 of the sliding control device 100 determines whether or not the lubricity is insufficient based on the size of the clearance P (step S10). For example, when the size of the clearance P is less than the first threshold value, the sliding control unit 130 determines that the lubricity is insufficient.
  • the reason for this determination is that the smaller the clearance P, the smaller the amount of oil present in the clearance P, so that the lubricity between the cylinder 20 and the skirt portion 49 deteriorates, and as a result, the lubricity between them deteriorates. This is because the slidability deteriorates.
  • step S10 NO
  • the sliding control unit 130 stops the injection of the cooling oil (step S11).
  • step S11 the sliding control unit 130 stops the injection of the cooling oil.
  • the sliding control unit 130 determines whether or not to terminate the sliding control (step S12).
  • the sliding control unit 130 terminates the process when it is determined that the sliding control is terminated (step S12: YES), for example, when the operation of the engine 10 is terminated. On the other hand, when the sliding control unit 130 determines that the sliding control is not terminated (step S12: NO), the sliding control device 100 performs the process of step S1.
  • step S10 determines whether or not the sliding control unit 130 is in an appropriate sliding state by injecting a reference amount of cooling oil (sliding control A). Is determined (step S13). For example, when the size of the clearance P is less than the first threshold value and equal to or larger than the second threshold value, the sliding control unit 130 determines that an appropriate sliding state is obtained by injecting a reference amount of cooling oil, and determines that the sliding state is appropriate. If it is less than the threshold value of 2, it is determined that the proper sliding state is not obtained by injecting the reference amount of cooling oil. Further, when the sliding control unit 130 has already injected the reference amount of cooling oil, the sliding control unit 130 determines that the appropriate sliding state is not obtained by injecting the reference amount of cooling oil.
  • step S13 When the sliding control unit 130 determines that an appropriate sliding state is obtained by injecting the reference amount of cooling oil (step S13: YES), the sliding control unit 130 controls the supply valve 62 to start injecting the reference amount of cooling oil. (Sliding control A is performed) (step S14). After that, the sliding control unit 130 performs the process of step S12.
  • step S13 NO
  • the oil supply amount is increased by controlling the variable oil pump 64 (sliding).
  • Control B) determines whether or not an appropriate sliding state is obtained (step S15). For example, when the size of the clearance P is less than the second threshold value and equal to or larger than the third threshold value, the sliding control unit 130 determines that an appropriate sliding state is obtained due to an increase in the amount of oil supplied, and the third If it is less than the threshold value, it is determined that an appropriate sliding state is not achieved due to an increase in the amount of oil supplied.
  • step S15 When the sliding control unit 130 determines that an appropriate sliding state is obtained due to an increase in the oil supply amount (step S15: YES), the sliding control unit 130 controls the variable oil pump 64 to increase the oil supply amount by a predetermined amount (sliding). Dynamic control B is performed) (step S16). After that, the sliding control unit 130 performs the process of step S12.
  • the sliding control unit 130 determines whether or not seizure of the piston 40 may occur (step). S17). For example, the sliding control unit 130 determines whether or not seizure of the piston 40 may occur based on the size of the clearance P, the estimated temperature of the piston 40, the estimated temperature of the cylinder 20, and the like.
  • step S17 When the sliding control unit 130 determines that seizure of the piston 40 may occur (step S17: YES), the sliding control unit 130 controls to reduce the amount of heat supplied to the piston 40 (sliding control C is performed) (step S18). ). After that, the sliding control unit 130 performs the process of step S12.
  • step S17 NO
  • the sliding control unit 130 determines that there is no possibility of seizure of the piston 40 (step S17: NO)
  • the sliding control unit 130 performs the process of step S12.
  • the clearance estimation device 110 of the sliding control device 100 estimates the estimated mouth portion temperature of the mouth portion 43 of the cavity 42 of the piston 40, and based on the estimated mouth portion temperature and the temperature estimation information, the estimated skirt portion. Estimate the temperature.
  • the clearance estimation device 110 estimates the size of the clearance P based on the estimated skirt portion temperature. Therefore, the size of the clearance P can be appropriately estimated based on the estimated skirt portion temperature which is the same as the temperature of the actual skirt portion 49 or close to the temperature of the actual skirt portion 49.
  • the sliding control device 100 can appropriately control the sliding state between the cylinder 20 and the skirt portion 49 based on the appropriately estimated size of the clearance P. As a result, wear of the cylinder 20 and the skirt portion 49 can be suppressed, seizure of the sliding surface of the cylinder 20 and the skirt portion 49 can be suppressed, and the durability of the engine 10 can be improved.
  • the clearance estimation device 110 estimates the estimated skirt temperature using different estimation formulas depending on whether or not the cooling oil is injected. Therefore, the estimated skirt portion temperature can be estimated more appropriately depending on whether or not the piston 40 is cooled by the cooling oil. As a result, the size of the clearance P can be estimated accurately.
  • the clearance estimation device 110 calculates the corrected skirt portion temperature obtained by correcting the estimated skirt portion temperature based on a time constant indicating the degree of change rate of the temperature of the skirt portion 49. Therefore, the temperature of the skirt portion 49 at the time of estimation can be estimated more appropriately. As a result, the size of the clearance P can be estimated accurately.
  • the clearance estimation device 110 has a predetermined time constant selected from a plurality of time constants based on the temperature change state of the skirt portion 49, the rotation speed of the crankshaft 55, the fuel injection amount, and the injection state of the cooling oil. Is used to calculate the corrected skirt temperature. Therefore, the actual temperature of the skirt portion 49 can be estimated accurately. As a result, the size of the clearance P can be estimated more accurately.
  • the clearance estimation device 110 estimates the size of the clearance P based on the corrected skirt portion temperature and the estimated cylinder temperature. In this way, by reflecting the expansion of the cylinder 20 in addition to the expansion of the skirt portion 49, the size of the clearance P can be estimated more accurately.
  • the sliding control device 100 controls the variable oil pump 64 in order to control the sliding state between the cylinder 20 and the skirt portion 49, and controls the injection amount of cooling oil per unit time and the sliding portion. Increase the amount of oil supplied per unit time. Therefore, the sliding state between the cylinder 20 and the skirt portion 49 can be appropriately controlled by a simple method of controlling the variable oil pump 64.
  • an injection device for injecting oil toward the clearance P is provided separately from the oil jet 61, and in order to control the sliding state between the cylinder 20 and the skirt portion 49, the injection device is directed toward the clearance P. Oil may be sprayed.
  • the skirt temperature estimation unit 114 may estimate the estimated skirt temperature using the same estimation formula regardless of whether or not the cooling oil is injected.
  • the first-order approximation formula of the data when the cooling oil is injected and the data when the cooling oil is not injected, which is shown in FIG. 3, is obtained as an estimation formula and estimated by this estimation formula. Substitute the mouth temperature.
  • the sliding control unit 130 When the sliding control unit 130 cannot secure a clearance P having an appropriate size even after processing the sliding controls A, B, and C, the sliding control unit 130 lowers the flow rate of the variable oil pump 64 and raises the temperature of the cylinder 20. Sliding control D may be performed.
  • the mouth temperature estimation part 112 is illustrated, but it is a specific part such as the top surface or the outer peripheral surface of the piston upper portion 41 which is an example of the other part, and the temperature is higher than that of the skirt part 49.
  • the skirt temperature estimation unit 114 may estimate the temperature of the skirt portion 49 based on the temperature estimated by the other portion temperature estimation unit by applying the other portion temperature estimation unit that estimates the temperature of the high portion. Such a configuration using another temperature estimation unit is useful for a gasoline engine in which a cavity does not exist in the piston.
  • the first to eighth time constants were used properly, but it is not limited to this.
  • the time constant may be further subdivided based on the temperature change state of the skirt portion 49, the engine operating state, and the injection state of the cooling oil. Other parameters may be taken into consideration when subdividing the time constant.
  • the clearance estimation unit 116 estimates the size of the clearance P based on the estimated skirt temperature and the estimated cylinder temperature without providing the skirt temperature estimation unit 114 with a function for correcting the estimated skirt temperature. You may.
  • the configuration of the present disclosure can be applied to a clearance estimation device, a sliding control device, a clearance estimation method, and a sliding control method.

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Abstract

クリアランス推定装置は、内燃機関を構成するピストンにおけるスカート部以外の他部の温度を推定する他部温度推定部と、前記他部温度推定部で推定された前記他部の温度に基づいて、前記ピストンにおけるスカート部の温度を推定するスカート温度推定部と、前記スカート温度推定部で推定された前記スカート部の温度に基づいて、前記ピストンを往復移動可能に収納するシリンダと前記スカート部との間のクリアランスの大きさを推定するクリアランス推定部と、を備える。

Description

クリアランス推定装置、摺動制御装置、クリアランス推定方法および摺動制御方法
　本開示は、クリアランス推定装置、摺動制御装置、クリアランス推定方法および摺動制御方法に関する。
　従来、内燃機関のピストンとシリンダとの間のクリアランスを調整する方法が知られている（例えば、特許文献１，２参照）。
　特許文献１に記載の方法では、シリンダの冷却水の温度が、オイルジェットからピストンに噴射されるオイルの温度よりも高く、その差が所定値以上の場合、オイルジェットを停止して、ピストンを冷却しないようにする。このようにして、ピストン外径の拡大量をシリンダボア径の拡大量に追従させ、シリンダボアの内面とピストンの外面との間のクリアランスが大きくなることを抑制する。
　特許文献２に記載の方法では、シリンダブロックのウォータジャケットを循環する冷却水の温度と、冷却水を循環させるウォータポンプの回転速度とに基づいて、シリンダボアの上部と下部との温度差を算出し、算出した温度差が所定値よりも大きい場合、オイルジェット機構によるオイルの噴射を禁止する。このようにして、シリンダボアの上部が熱膨張しているときに、オイルによるピストンの冷却を停止してピストンを熱膨張させ、ピストンとシリンダボアの上部とのクリアランスを小さくする。
日本国特開２０１４－５５５４９号公報 日本国特開２０１７－２１８９３４号公報
　しかしながら、特許文献１，２に記載の方法では、オイルによるピストンの冷却を停止することによってクリアランスの大きさを制御しているため、実際のピストンの温度に基づくクリアランスの大きさが把握されていないおそれがある。
　本開示の目的は、ピストンとシリンダとの間のクリアランスの大きさを適切に推定できるクリアランス推定装置、摺動制御装置、クリアランス推定方法および摺動制御方法を提供することである。
　本開示に係るクリアランス推定装置は、内燃機関を構成するピストンにおけるスカート部以外の他部の温度を推定する他部温度推定部と、前記他部温度推定部で推定された前記他部の温度に基づいて、前記スカート部の温度を推定するスカート温度推定部と、前記スカート温度推定部で推定された前記スカート部の温度に基づいて、前記ピストンを往復移動可能に収納するシリンダと前記スカート部との間のクリアランスの大きさを推定するクリアランス推定部と、を備える。
　本開示に係る摺動制御装置は、上述のクリアランス推定装置と、前記クリアランス推定装置で推定された前記クリアランスの大きさに基づいて、前記シリンダと前記スカート部との間の摺動状態を制御する摺動制御部と、を備える。
　本開示に係るクリアランス推定方法は、内燃機関を構成するピストンにおけるスカート部以外の他部の温度を推定するステップと、前記推定された前記他部の温度に基づいて、前記ピストンにおけるスカート部の温度を推定するステップと、前記推定された前記スカート部の温度に基づいて、前記ピストンを往復移動可能に収納するシリンダと前記スカート部との間のクリアランスの大きさを推定するステップと、を実行する。
　本開示に係る摺動制御方法は、上述のクリアランス推定方法を実行するステップと、前記クリアランス推定方法の実行により推定された前記クリアランスの大きさに基づいて、前記シリンダと前記スカート部との間の摺動状態を制御するステップと、を実行する。
　本開示によれば、ピストンとシリンダとの間のクリアランスの大きさを適切に推定できるクリアランス推定装置、摺動制御装置、クリアランス推定方法および摺動制御方法を提供することができる。
本開示の一実施の形態に係るエンジンの概略構成を示す断面図 本開示の一実施の形態に係る摺動制御装置の構成を示すブロック図 本開示の一実施の形態に係る冷却用オイルが噴射されている状態および冷却用オイルが噴射されていない状態における口元部の温度とスカート部の温度との関係を示すグラフ 本開示の一実施の形態に係る摺動制御装置の動作の一例を示すフローチャート 本開示の一実施の形態に係る摺動制御装置の動作の一例を示すフローチャート
［実施の形態］
　以下、本開示の一実施の形態について説明する。
〔エンジンの概略構成〕
　まず、本開示の摺動制御装置によって制御されるエンジンの概略構成について説明する。エンジンは、内燃機関の一例である。図１は、エンジンの概略構成を示す断面図である。
　図１に示すエンジン１０は、例えば、トラックのような自動車に搭載されるディーゼルエンジンである。エンジン１０は、シリンダ２０と、ピストン４０と、を備える。なお、本開示の内燃機関は、ディーゼルエンジンに限定されず、ガソリンエンジン等であっても良い。
　シリンダ２０には、冷却通路２１が設けられている。冷却通路２１には、シリンダ２０の冷却水が供給される。シリンダ２０の内周面には、ライナ２２が設けられている。なお、ライナ２２は設けられていなくても良い。シリンダ２０の上部のシリンダヘッド２３には、インジェクタ２４が、ピストン４０の頂面中央に対向するように設けられている。シリンダヘッド２３には、インジェクタ２４の左右に位置するように、吸気ポート２５および排気ポート２６がそれぞれ設けられている。吸気ポート２５および排気ポート２６には、それぞれ吸気用バルブ２７および排気用バルブ２８が設けられている。
　ピストン４０は、ライナ２２に沿ってシリンダ２０内を往復運動が可能なように設置されている。ピストン４０は、例えばアルミニウム合金等で構成されている。
　ピストン４０のピストン上部４１の頂面には、キャビティ４２が設けられている。ピストン上部４１には、周方向に沿って形成されたクーリングチャンネル４４と、クーリングチャンネル４４にオイルを導入するための導入孔４５と、クーリングチャンネル４４からオイルを排出するための排出孔４６と、が設けられている。クーリングチャンネル４４には、オイルジェット６１から、導入孔４５を介してオイルが導入される。この導入されたオイルがクーリングチャンネル４４を循環して、排出孔４６から排出されることによって、ピストン４０が効率的に冷却される。なお、オイルジェット６１から噴射されるオイルを「冷却用オイル」という場合がある。ピストン４０のピストン上部４１の外周には、周方向に沿って形成されたリング溝４７が設けられている。リング溝４７には、ライナ２２と摺接するピストンリング４８が装着されている。
　ピストン４０のスカート部４９とシリンダ２０との間には、クリアランスＰが設けられている。クリアランスＰに、適切な量のオイルが供給されることによって、スカート部４９とシリンダ２０との間の摺動状態が適切に保たれる。ピストン４０のスカート部４９には、互いに対向する一対のピンボス部５０（図１では一方のピンボス部５０のみを図示）が設けられている。一対のピンボス部５０には、ピストン４０の中心側からピストン外周側に向かって貫通するピン嵌入孔５１がそれぞれ設けられている。ピン嵌入孔５１には、ピストンピン５２を介してコンロッド５３の上端部が接続されている。コンロッド５３の下端部は、クランクピン５４を介して、クランクシャフト５５に接続されている。クランクシャフト５５によって、ピストン４０の往復運動が回転運動に変換される。コンロッド５３の下端部に設けられたクランクピン５４の軸受け５３Ａには、後述する可変オイルポンプ６４からオイルが供給されるようになっている。この供給されたオイルによって、コンロッド５３の軸受け５３Ａと、クランクピン５４との間の良好な摺動状態が維持されている。
　オイルジェット６１は、供給バルブ６２と、ノズル６３と、を備える。供給バルブ６２が「閉」のとき、ノズル６３から冷却用オイルは噴射されない。供給バルブ６２が「開」のとき、ノズル６３から冷却用オイルが噴射される。なお、オイルジェット６１の構成については、公知であるため、詳細な説明を省略する。
　オイルジェット６１と図示しないオイルパンとの間には、油路６５が設けられている。油路６５には、オイルの流量を変化させることができる可変オイルポンプ６４が設けられている。油路６５における可変オイルポンプ６４よりもオイルジェット６１側の部分は、エンジン１０の摺動部位にオイルを供給する図示しない供給路に接続されている。可変オイルポンプ６４は、オイルパンに貯留されたオイル（潤滑油）を、軸受け５３Ａ等の摺動部位やオイルジェット６１等に供給する。
〔摺動制御装置の構成〕
　次に、摺動制御装置の構成について説明する。図２は、摺動制御装置の構成を示すブロック図である。図３は、冷却用オイルが噴射されている状態および冷却用オイルが噴射されていない状態における口元部の温度とスカート部の温度との関係を示すグラフである。
　図２に示すように、摺動制御装置１００は、クリアランス推定装置１１０と、記憶部１２０と、摺動制御部１３０と、を備える。クリアランス推定装置１１０および摺動制御部１３０は、ハードウェアとして、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）等を有する。以下において説明するクリアランス推定装置１１０および摺動制御部１３０の各機能は、ＣＰＵがＲＯＭから読み出したコンピュータプログラムをＲＡＭ上で実行することにより実現される。
　クリアランス推定装置１１０は、取得部１１１と、口元温度推定部１１２と、判定部１１３と、スカート温度推定部１１４と、シリンダ温度推定部１１５と、クリアランス推定部１１６と、を備える。
　取得部１１１は、各種センサからエンジンの状態を代表するエンジン状態情報を取得する。
　口元温度推定部１１２は、ピストン４０のキャビティ４２の口元部４３の温度を推定する。口元部４３は、ピストン４０の中で最も温度が高くなる部位である。以下、口元温度推定部１１２で推定された口元部４３の温度を、「推定口元部温度」という場合がある。なお、口元温度推定部１１２は、他部温度推定部の一例であり、口元部４３は、他部の一例である。
　判定部１１３は、オイルジェット６１がピストン４０に向けて冷却用オイルを噴射しているか否かを判定する。
　スカート温度推定部１１４は、記憶部１２０に記憶された温度推定用情報と、口元温度推定部１１２で推定された推定口元部温度と、に基づいて、ピストン４０におけるスカート部４９の温度を推定する。以下、スカート温度推定部１１４で推定されたスカート部４９の温度を、「推定スカート部温度」という場合がある。スカート温度推定部１１４は、記憶部１２０に記憶されている複数の時定数から、所定の時定数を選択し、選択した時定数を用いて推定スカート部温度を補正する。以下、時定数を用いて補正されたスカート部４９の温度を、「補正スカート部温度」という場合がある。
　シリンダ温度推定部１１５は、シリンダ２０の温度を推定する。以下、シリンダ温度推定部１１５で推定されたシリンダ２０の温度を、「推定シリンダ温度」という場合がある。
　クリアランス推定部１１６は、補正スカート部温度と、シリンダ温度推定部１１５で推定された推定シリンダ温度と、に基づいて、クリアランスＰの大きさを推定する。
　記憶部１２０は、口元温度推定マップを記憶する。口元温度推定マップは、クランクシャフト５５の回転速度と、燃料噴射量と、口元部４３の推定温度と、の関係を示すマップである。口元温度推定マップは、口元温度推定部１１２における推定口元部温度の推定に用いられる。
　記憶部１２０は、以下の式（１）で表される第１の推定式と、式（２）で表される第２の推定式と、を記憶する。第１の推定式は、第１の推定情報の一例であり、第２の推定式は、第２の推定情報の一例である。第１の推定式および第２の推定式によって、温度推定用情報が構成される。第１の推定式および第２の推定式は、スカート温度推定部１１４における推定スカート部温度の推定に用いられる。なお、第１の推定式および第２の推定式は、式（１），（２）に限定されない。また、第１の推定情報および第２の推定情報は、口元温度推定マップのようなマップ形式であってもよい。
　　ＴON＝αON×ＴK＋βON　・・・　（１）
　　ＴOFF＝αOFF×ＴK＋βOFF　・・・　（２）
　　　ＴON：冷却用オイルが噴射されているときの推定スカート部温度
　　　αON，βON：冷却用オイルが噴射されているときの係数
　　　ＴK：推定口元部温度
　　　ＴOFF：冷却用オイルが噴射されていないときの推定スカート部温度
　　　αOFF，βOFF：冷却用オイルが噴射されていないときの係数
　第１の推定式および第２の推定式は、例えば、以下のようにして求められる。冷却用オイルが噴射されている状態および冷却用オイルが噴射されていない状態における、口元部４３の温度と、スカート部４９の温度との関係を求める。横軸を口元部４３の温度、縦軸をスカート部４９の温度としたグラフを作成すると、図３に示すように、冷却用オイルが噴射されているか否かに関係なく、口元部４３の温度と、スカート部４９の温度との間には、線形の関係があることがわかる。冷却用オイルが噴射されているときのデータの一次近似式を第１の推定式として求め、冷却用オイルが噴射されていないときのデータの一次近似式を第２の推定式として求める。口元部４３の温度が同じ場合、冷却用オイルが噴射されているときのスカート部４９の温度は、冷却用オイルが噴射されていないときのスカート部４９の温度よりも低くなる。このため、第１の推定式の係数αONは、第２の推定式の係数αOFFよりも小さくなる。なお、第１の推定式および第２の推定式の作成に用いる口元部４３の温度およびスカート部４９の温度は、シミュレーションで求めた値であっても良いし、実測値であっても良い。
　記憶部１２０は、第１の時定数、第２の時定数、第３の時定数、第４の時定数、第５の時定数、第６の時定数、第７の時定数および第８の時定数を記憶する。第１～第８の時定数は、スカート部４９の温度の変化速度の度合いを示す。第１～第８の時定数は、スカート温度推定部１１４における補正スカート部温度の算出に用いられる。
　第１～第４の時定数は、ピストン４０に冷却用オイルが噴射されていない状態のときに選択される。
　第１の時定数は、推定スカート部温度が低下し、燃料噴射が行われておらず、かつ、エンジン１０が停止している場合に選択される。第２の時定数は、推定スカート部温度が低下し、燃料噴射が行われておらず、かつ、エンジン１０が運転している場合に選択される。
　推定スカート部温度が低下し、燃料噴射が行われておらず、かつ、エンジン１０が運転している場合には、冷却オイルおよび冷却水がエンジン１０内を循環するので、スカート部４９の温度の低下速度は速くなる。
　一方、推定スカート部温度が低下し、燃料噴射が行われておらず、かつ、エンジン１０が停止している場合には、冷却オイルおよび冷却水の循環が停止する。このため、スカート部４９の温度の低下速度は遅くなる。したがって、第１の時定数の値は、第２の時定数の値よりも大きい。
　第３の時定数は、推定スカート部温度が低下し、燃料噴射が行われている場合に選択される。燃料噴射が行われている場合には、エンジン１０は燃料を燃焼させているので、燃料噴射量の変化に対してピストン４０の温度の変化が大きく、スカート部４９の温度の低下速度は燃料噴射が行われていない場合と同等あるいは速くなる。したがって、第３の時定数の値は、第１の時定数の値よりも小さく、第２の時定数と同等あるいは小さい。
　第４の時定数は、推定スカート部温度が上昇している場合に選択される。第４の時定数の値は、第３の時定数の値よりも大きい。
　第５～第８の時定数は、ピストン４０に冷却用オイルが噴射されている状態に選択される。
　第５の時定数は、推定スカート部温度が低下し、燃料噴射が行われておらず、かつ、エンジン１０が停止している場合に選択される。ピストン４０に冷却用オイルが噴射されている場合には、ピストン４０に冷却用オイルが噴射されてない場合に比べて、スカート部４９の温度の低下速度は速くなる。したがって、第５の時定数の値は、第１の時定数の値よりも小さい。
　第６の時定数は、推定スカート部温度が低下し、燃料噴射が行われておらず、かつ、エンジン１０が運転している場合に選択される。ピストン４０に冷却用オイルが噴射されている場合には、ピストン４０に冷却用オイルが噴射されてない場合に比べて、スカート部４９の温度の低下速度は速くなる。したがって、第６の時定数の値は、第２の時定数の値よりも小さい。
　第７の時定数は、推定スカート部温度が低下し、燃料噴射が行われている場合に選択される。ピストン４０に冷却用オイルが噴射されている場合には、ピストン４０に冷却用オイルが噴射されてない場合に比べて、スカート部４９の温度の低下速度は速くなる。したがって、第７の時定数の値は、第３の時定数の値よりも小さい。
　第８の時定数は、推定スカート部温度が上昇している場合に選択される。ピストン４０に冷却用オイルが噴射されている場合には、ピストン４０に冷却用オイルが噴射されてない場合に比べて、スカート部４９の温度の上昇速度は速くなる。したがって、第８の時定数の値は、第４の時定数の値よりも小さい。
　以下、取得部１１１、口元温度推定部１１２、判定部１１３、スカート温度推定部１１４、シリンダ温度推定部１１５、クリアランス推定部１１６、摺動制御部１３０の詳細な構成について説明する。
（取得部１１１）
　取得部１１１は、エンジン状態情報として、エンジン１０のクランクシャフト５５の回転速度、エンジン１０のピストン４０、シリンダ２０およびシリンダヘッド２３に囲まれた燃焼室１１への燃料噴射量、燃料噴射時期、燃料噴射圧力、ピストン４０への冷却用オイルの噴射の有無、冷却用オイルの油圧、冷却用オイルの油温、吸気温度、吸気圧力、吸入空気量、吸入空気温度、シリンダ２０の冷却水温度、排気ブレーキの動作信号、排気温度、ＥＧＲ（Exhaust Gas Recirculation）ガス流量等を取得する。
（口元温度推定部１１２）
　口元温度推定部１１２は、取得部１１１で取得されたクランクシャフト５５の回転速度および燃料噴射量と、記憶部１２０に記憶された口元温度推定マップと、に基づいて、ピストン４０の口元部４３の温度を推定する。口元温度推定部１１２は、口元温度推定マップ等に基づき推定した温度を、取得部１１１で取得された燃料噴射時期等の情報を用いて補正して、当該補正した値を推定口元部温度として推定する。
（判定部１１３）
　判定部１１３は、取得部１１１で取得されたエンジン状態情報に基づいて、ピストン４０に向けて冷却用オイルが噴射されているか否かを判定する。
（スカート温度推定部１１４）
　スカート温度推定部１１４は、判定部１１３で冷却用オイルが噴射されていると判定された場合、記憶部１２０に記憶された第１の推定式（式（１））に、口元温度推定部１１２で推定された推定口元部温度を代入することによって、推定スカート部温度を求める。スカート温度推定部１１４は、判定部１１３で冷却用オイルが噴射されていないと判定された場合、記憶部１２０に記憶された第２の推定式（式（２））に、口元温度推定部１１２で推定された推定口元部温度を代入することによって、推定スカート部温度を求める。
　推定スカート部温度と、実際のスカート部の温度とは、エンジン１０の状態によって異なる場合がある。特に、エンジン１０の状態が過渡的に変化する状況では、推定スカート部温度と実際のスカート部４９の温度との違いが顕著である。そして、エンジン１０の状態によって、推定スカート部温度の変化の速さの度合いを示す時定数が変化する。
　そこで、スカート温度推定部１１４は、エンジン１０の状態に対応する時定数を用いて、推定スカート部温度をさらに補正して、補正スカート部温度を算出する。
　スカート温度推定部１１４は、記憶部１２０に記憶されている複数の時定数の中から、推定スカート部温度の変化状況、エンジン１０の運転状態、および、ピストン４０への冷却用オイルの噴射状態に基づいて、所定の時定数を選択する。スカート温度推定部１１４は、選択した所定の時定数に基づいて、推定スカート部温度を補正する。
　スカート温度推定部１１４は、新たに推定した推定スカート部温度と、１周期前に推定した推定スカート部温度との差分値を所定の時定数で除算した値を、１周期前の推定スカート部温度に加算することにより、推定スカート部温度を補正する。これにより、推定スカート部温度を、実際のスカート部４９の温度の変化の速さに対応するものに補正することができる。
　推定スカート部温度の変化の速度が速い場合には、スカート温度推定部１１４は、相対的に小さい時定数を選択する。これにより、補正スカート部温度は、新たに推定された推定スカート部温度の影響が大きくなる。
　また、推定スカート部温度の変化の速度が遅い場合には、スカート温度推定部１１４は、相対的に大きい時定数を選択する。これにより、補正スカート部温度は、過去に推定された推定スカート部温度の影響が大きくなる。
　スカート温度推定部１１４は、例えば以下の式（３）を用いて補正スカート部温度ＴPSCを算出する。なお、補正スカート部温度の算出式は式（３）に限定されない。
　　ＴPSC＝ＴPSO＋γ×（ＴPS－ＴPSO）／τ　・・・　（３）
　　　ＴPSO：１周期前に推定された推定スカート部温度
　　　ＴPS：新たに推定された推定スカート部温度
　　　γ：所定値
　　　τ：時定数
（シリンダ温度推定部１１５）
　シリンダ温度推定部１１５は、取得部１１１で取得されたシリンダ２０の冷却水の温度に基づいて、推定シリンダ温度を推定する。なお、シリンダ温度推定部１１５は、シリンダ２０やライナ２２の温度を測定するセンサの測定結果に基づいて、推定シリンダ温度を推定しても良い。また、シリンダ温度推定部１１５は、推定シリンダ温度を補正スカート部温度を用いて補正してもよいし、燃料噴射量などのピストン４０の供給熱量を代表する値を用いて補正してもよい。
（クリアランス推定部１１６）
　クリアランス推定部１１６は、補正スカート部温度に基づいて、ピストン４０の膨張量（以下、「ピストン膨張量」という場合がある）を算出する。クリアランス推定部１１６は、例えば以下の式（４）を用いてピストン膨張量ＣPISTを算出する。なお、ピストン膨張量の算出式は式（４）に限定されない。
　　ＣPIST＝ＫPIST×π×αPIST×ＤPIST×（ＴPSC－ＴSTD）・・・　（４）
　　　ＫPIST：所定値
　　　π：円周率
　　　αPIST：ピストン４０の線膨張係数
　　　ＤPIST：標準温度ＴSTD（例えば、室温である２３℃）におけるスカート部４９の外径
　　　ＴPSC：補正スカート部温度
　クリアランス推定部１１６は、推定シリンダ温度に基づいて、シリンダ２０の膨張量（以下、「シリンダ膨張量」という場合がある）を算出する。クリアランス推定部１１６は、例えば以下の式（５）を用いてシリンダ膨張量ＣCYLを算出する。なお、シリンダ膨張量の算出式は式（５）に限定されない。
　　ＣCLY＝ＫCYL×π×αCLY×ＤCLY×（ＴCYL－ＴSTD）・・・　（５）
　　　ＫCYL：所定値
　　　π：円周率
　　　αCLY：シリンダ２０の線膨張係数
　　　ＤCLY：標準温度ＴSTD（例えば、室温である２３℃）におけるシリンダ２０（ライナ２２）の内径
　　　ＴCLY：推定シリンダ温度
　クリアランス推定部１１６は、標準温度ＴSTDにおけるクリアランスＰの大きさと、ピストン膨張量ＣPISTと、シリンダ膨張量ＣCYLと、に基づいて、エンジン１０を運転しているときのクリアランスＰの大きさを推定する。
（摺動制御部１３０）
　摺動制御部１３０は、クリアランス推定装置１１０で求められたクリアランスＰの大きさに基づいて、シリンダ２０とスカート部４９との間の摺動状態を制御するために、以下の摺動制御Ａ，Ｂ，Ｃのうちいずれか１つの処理を行う。なお、摺動制御Ａ，Ｂ，Ｃのうち少なくとも２つの処理を行っても良い。
　摺動制御Ａ：冷却オイルが噴射されていない場合、供給バルブ６２を制御して、単位時間当たりの噴射量が基準量の冷却オイルを噴射する
　摺動制御Ｂ：基準量の冷却オイルが噴射されている場合、可変オイルポンプ６４を制御して、冷却オイルの単位時間当たりの噴射量と、摺動部位へのオイルの単位時間当たりの供給量と、を増やす
　摺動制御Ｃ：ピストン４０への供給熱量を減らす
　摺動制御Ａが行われると、基準量の冷却オイルによってピストン４０の温度が下がり、ピストン４０が収縮することによって、クリアランスＰが大きくなる。この大きくなったクリアランスＰに、冷却オイルの一部が入り込むことによって、シリンダ２０とスカート部４９との間の摺動性が向上するとともに、スカート部４９のシリンダ２０への焼き付きが抑制される。
　摺動制御Ｂが行われると、冷却オイルによるピストン４０の冷却能力が向上し、クリアランスＰが大きくなる。この大きくなったクリアランスＰに、冷却オイルの一部と、摺動部位（例えば、コンロッド５３の軸受け５３Ａ）から漏れ出したオイルの一部と、が入り込むことによって、シリンダ２０とスカート部４９との間の摺動性が向上するとともに、スカート部４９のシリンダ２０への焼き付きが抑制される。なお、オイルジェット６１へのオイル供給量と、摺動部位へのオイル供給量と、を別々に制御できるような構成の場合、冷却オイルの単位時間当たりの噴射量または摺動部位へのオイルの単位時間当たりの供給量のみを増やしても良い。
　摺動制御Ｃが行われると、シリンダ２０内の圧力が低くなり、ピストン４０が昇降するときにピストン４０の首振りが発生しても、ピストン４０がシリンダ２０に押し付けられる力が弱くなる。その結果、ピストン４０のシリンダ２０への焼き付きが抑制されるとともに、シリンダ２０とスカート部４９との間の摺動性の低下が抑制される。なお、ピストン４０への供給熱量を減らす制御としては、燃焼室１１への燃料噴射量を減らす制御、燃焼室１１への燃料噴射タイミグを遅らせる（通常よりもピストン４０の位置が低くなるタイミングで燃料を噴射する）制御、および、ＥＧＲガス流量を増やす制御のうち、少なくとも１つの制御が例示できる。
〔摺動制御装置の動作〕
　次に、摺動制御装置１００の動作について説明する。図４および図５は、摺動制御装置の動作の一例を示すフローチャートである。
　まず、図４に示すように、摺動制御装置１００の取得部１１１は、エンジン状態情報を取得する（ステップＳ１）。
　次に、摺動制御装置１００の口元温度推定部１１２は、取得部１１１で取得されたエンジン状態情報に含まれるクランクシャフト５５の回転速度および燃料噴射量と、記憶部１２０に記憶された口元温度推定マップと、等に基づいて、推定口元部温度を推定する（ステップＳ２）。
　次に、摺動制御装置１００の判定部１１３は、取得部１１１で取得されたエンジン状態情報に含まれる冷却用オイルの噴射の有無に関する情報に基づいて、冷却用オイルが噴射されているか否かを判定する（ステップＳ３）。
　判定部１１３で冷却用オイルが噴射されていると判定された場合（ステップＳ３：ＹＥＳ）、摺動制御装置１００のスカート温度推定部１１４は、記憶部１２０に記憶された第１の推定式（式（１））と、推定口元部温度と、に基づいて、推定スカート部温度を推定する（ステップＳ４）。
　一方、判定部１１３で冷却用オイルが噴射されていないと判定された場合（ステップＳ３：ＮＯ）、スカート温度推定部１１４は、記憶部１２０に記憶された第２の推定式（式（２））と、推定口元部温度と、に基づいて、推定スカート部温度を推定する（ステップＳ５）。
　ステップＳ４またはステップＳ５の処理の後、スカート温度推定部１１４は、取得部１１１で取得されたエンジン状態情報に含まれるエンジン１０の運転状態および冷却用オイルの噴射状態と、推定スカート部温度の変化状況と、に基づいて、時定数を選択する（ステップＳ６）。
　次に、スカート温度推定部１１４は、算出式（式（３））と、ステップＳ６で選択した時定数と、推定スカート部温度と、に基づいて、補正スカート部温度を算出する（ステップＳ７）。なお、１周期目の摺動制御処理を行う場合、式（３）の１周期前に推定された推定スカート部温度ＴPSOが存在しない。この場合、オイル温度あるいは別途計算して求めた推定口元部温度や、予め設定された値を推定スカート部温度ＴPSOとして用いても良い。
　次に、摺動制御装置１００のシリンダ温度推定部１１５は、取得部１１１で取得されたエンジン状態情報に含まれるシリンダ２０の冷却水の温度に基づいて、推定シリンダ温度を推定する（ステップＳ８）。
　次に、摺動制御装置１００のクリアランス推定部１１６は、補正スカート部温度および上記式（４）に基づき求めたピストン膨張量ＣPISTと、推定シリンダ温度および上記式（５）に基づき求めたシリンダ膨張量ＣCYLと、標準温度ＴSTDにおけるクリアランスＰの大きさと、に基づいて、クリアランスＰの大きさを推定する（ステップＳ９）。
　次に、摺動制御装置１００の摺動制御部１３０は、図５に示すように、クリアランスＰの大きさに基づいて、潤滑性が不足しているか否かを判定する（ステップＳ１０）。例えば、摺動制御部１３０は、クリアランスＰの大きさが第１の閾値未満の場合、潤滑性が不足していると判定する。このように判定するのは、クリアランスＰが小さいほど、クリアランスＰに存在するオイルの量が少なくなるため、シリンダ２０とスカート部４９との間の潤滑性が悪くなり、その結果、これらの間の摺動性が悪くなるためである。
　摺動制御部１３０は、潤滑性が不足していないと判定した場合（ステップＳ１０：ＮＯ）、冷却用オイルの噴射を停止する（ステップＳ１１）。このように、潤滑性が不足していない場合に冷却用オイルの噴射を停止することによって、冷却用オイルの使用量の増加を抑制することができる。なお、ステップＳ１１の処理を行う時点で冷却用オイルの噴射が停止されている場合、摺動制御部１３０は、特に処理を行わない。
　次に、摺動制御部１３０は、摺動制御を終了させるか否かを判定する（ステップＳ１２）。
　摺動制御部１３０は、例えば、エンジン１０の運転が終了した場合等、摺動制御を終了させると判定した場合（ステップＳ１２：ＹＥＳ）、処理を終了させる。一方、摺動制御部１３０で摺動制御を終了させないと判定した場合（ステップＳ１２：ＮＯ）、摺動制御装置１００は、ステップＳ１の処理を行う。
　摺動制御部１３０は、潤滑性が不足していると判定した場合（ステップＳ１０：ＹＥＳ）、基準量の冷却オイルの噴射（摺動制御Ａ）によって、適切な摺動状態になるか否かを判定する（ステップＳ１３）。例えば、摺動制御部１３０は、クリアランスＰの大きさが第１の閾値未満であり第２の閾値以上の場合、基準量の冷却オイルの噴射によって、適切な摺動状態になると判定し、第２の閾値未満の場合、基準量の冷却オイルの噴射によって、適切な摺動状態にならないと判定する。また、摺動制御部１３０は、すでに基準量の冷却オイルを噴射している場合、基準量の冷却オイルの噴射によって、適切な摺動状態にならないと判定する。
　摺動制御部１３０は、基準量の冷却オイルの噴射によって、適切な摺動状態になると判定した場合（ステップＳ１３：ＹＥＳ）、供給バルブ６２を制御して、基準量の冷却オイルの噴射を開始する（摺動制御Ａを行う）（ステップＳ１４）。その後、摺動制御部１３０は、ステップＳ１２の処理を行う。
　摺動制御部１３０は、基準量の冷却オイルの噴射によって、適切な摺動状態にならないと判定した場合（ステップＳ１３：ＮＯ）、可変オイルポンプ６４の制御によるオイルの供給量の増加（摺動制御Ｂ）によって、適切な摺動状態になるか否かを判定する（ステップＳ１５）。例えば、摺動制御部１３０は、クリアランスＰの大きさが第２の閾値未満であり第３の閾値以上の場合、オイルの供給量増加によって、適切な摺動状態になると判定し、第３の閾値未満の場合、オイルの供給量増加によって、適切な摺動状態にならないと判定する。
　摺動制御部１３０は、オイルの供給量増加によって、適切な摺動状態になると判定した場合（ステップＳ１５：ＹＥＳ）、可変オイルポンプ６４を制御してオイルの供給量を所定量増加させる（摺動制御Ｂを行う）（ステップＳ１６）。その後、摺動制御部１３０は、ステップＳ１２の処理を行う。
　摺動制御部１３０は、オイルの供給量増加によって、適切な摺動状態にならないと判定した場合（ステップＳ１５：ＮＯ）、ピストン４０の焼き付きが発生するおそれがあるか否かを判定する（ステップＳ１７）。例えば、摺動制御部１３０は、クリアランスＰの大きさ、ピストン４０の推定温度、シリンダ２０の推定温度等に基づいて、ピストン４０の焼き付きが発生するおそれがあるか否かを判定する。
　摺動制御部１３０は、ピストン４０の焼き付きが発生するおそれがあると判定した場合（ステップＳ１７：ＹＥＳ）、ピストン４０への供給熱量を減らす制御を行う（摺動制御Ｃを行う）（ステップＳ１８）。その後、摺動制御部１３０は、ステップＳ１２の処理を行う。
　摺動制御部１３０は、ピストン４０の焼き付きが発生するおそれがないと判定した場合（ステップＳ１７：ＮＯ）、ステップＳ１２の処理を行う。
〔実施の形態の作用効果〕
　摺動制御装置１００のクリアランス推定装置１１０は、ピストン４０のキャビティ４２の口元部４３の推定口元部温度を推定し、当該推定口元部温度と、温度推定用情報と、に基づいて、推定スカート部温度を推定する。クリアランス推定装置１１０は、推定スカート部温度に基づいて、クリアランスＰの大きさを推定する。このため、実際のスカート部４９の温度と同じまたは実際のスカート部４９の温度に近い推定スカート部温度に基づいて、クリアランスＰの大きさを適切に推定することができる。また、摺動制御装置１００は、適切に推定されたクリアランスＰの大きさに基づいて、シリンダ２０とスカート部４９との間の摺動状態を適切に制御することができる。その結果、シリンダ２０やスカート部４９の摩耗を抑制したり、シリンダ２０やスカート部４９の摺動面の焼き付きを抑制することができ、エンジン１０の耐久性を向上させることができる。
　クリアランス推定装置１１０は、冷却用オイルが噴射されているか否かに応じて、異なる推定式を用いて、推定スカート部温度を推定する。このため、冷却用オイルによってピストン４０が冷却されているか否かに応じて、推定スカート部温度をより適切に推定することができる。その結果、クリアランスＰの大きさを精度良く推定することができる。
　クリアランス推定装置１１０は、推定スカート部温度をスカート部４９の温度の変化速度の度合いを示す時定数に基づいて補正した、補正スカート部温度を算出する。このため、推定時点でのスカート部４９の温度を、より適切に推定することができる。その結果、クリアランスＰの大きさを精度良く推定することができる。
　クリアランス推定装置１１０は、スカート部４９の温度の変化状況、クランクシャフト５５の回転速度、燃料噴射量および冷却用オイルの噴射状態に基づいて、複数の時定数の中から選択された所定の時定数を用いて、補正スカート部温度を算出する。このため、実際のスカート部４９の温度を精度良く推定することができる。その結果、クリアランスＰの大きさをさらに精度良く推定することができる。
　クリアランス推定装置１１０は、補正スカート部温度と、推定シリンダ温度と、に基づいて、クリアランスＰの大きさ推定する。このように、スカート部４９の膨張に加えてシリンダ２０の膨張も反映させることによって、クリアランスＰの大きさをさらに精度良く推定することができる。
　摺動制御装置１００は、シリンダ２０とスカート部４９との間の摺動状態を制御するために、可変オイルポンプ６４を制御して、冷却オイルの単位時間当たりの噴射量や、摺動部位へのオイルの単位時間当たりの供給量を増やす。このため、可変オイルポンプ６４を制御するだけの簡単な方法で、シリンダ２０とスカート部４９との間の摺動状態を適切に制御することができる。
［実施の形態の変形例］
　本開示は、これまでに説明した実施の形態に示されたものに限られないことは言うまでも無く、その趣旨を逸脱しない範囲内で、種々の変形を加えることができる。
　例えば、クリアランスＰに向けてオイルを噴射する噴射装置を、オイルジェット６１とは別に設け、シリンダ２０とスカート部４９との間の摺動状態を制御するために、上記噴射装置からクリアランスＰに向けてオイルを噴射するようにしてもよい。
　スカート温度推定部１１４は、冷却用オイルが噴射されているか否かに関係なく、同じ推定式を用いて、推定スカート部温度を推定しても良い。この場合、例えば、図３に示す、冷却用オイルが噴射されているときのデータ、および、冷却用オイルが噴射されていないときのデータの一次近似式を推定式として求め、この推定式に推定口元部温度を代入すれば良い。
　摺動制御部１３０は、摺動制御Ａ，Ｂ，Ｃの処理を行っても適切な大きさのクリアランスＰを確保できない場合，可変オイルポンプ６４の流量を下げて，シリンダ２０の温度を上昇させる摺動制御Ｄを行っても良い。
　他部温度推定部の一例として、口元温度推定部１１２を例示したが、他部の一例であるピストン上部４１の頂面や外周面の特定の部位等であって、スカート部４９よりも温度が高い部位の温度を推定する他部温度推定部を適用し、他部温度推定部で推定された温度に基づいて、スカート温度推定部１１４がスカート部４９の温度を推定しても良い。このような他部温度推定部を用いる構成は、ピストンにキャビティが存在しないガソリンエンジンに有用である。
　第１～第８の時定数を使い分ける構成としたが、これに限定されない。例えば、スカート部４９の温度の変化状況、エンジン運転状態および冷却用オイルの噴射状態に基づいて、時定数をさらに細分化しても良い。時定数の細分化にあたり、その他のパラメータを考慮しても良い。
　スカート温度推定部１１４に推定スカート部温度を補正する機能を設けずに、クリアランス推定部１１６で、推定スカート部温度と、推定シリンダ温度と、に基づいて、クリアランスＰの大きさを推定するようにしてもよい。
　２０２０年９月２４日出願の特願２０２０－１６００６７の日本出願に含まれる明細書、図面および要約書の開示内容は、すべて本願に援用される。
　本開示の構成は、クリアランス推定装置、摺動制御装置、クリアランス推定方法および摺動制御方法に適用することができる。
　１０　エンジン
　１１　燃焼室
　２０　シリンダ
　２１　冷却通路
　２２　ライナ
　２３　シリンダヘッド
　２４　インジェクタ
　２５　吸気ポート
　２６　排気ポート
　２７　吸気用バルブ
　２８　排気用バルブ
　４０　ピストン
　４１　ピストン上部
　４２　キャビティ
　４３　口元部
　４４　クーリングチャンネル
　４５　導入孔
　４６　排出孔
　４７　リング溝
　４８　ピストンリング
　４９　スカート部
　５０　ピンボス部
　５１　ピン嵌入孔
　５２　ピストンピン
　５３　コンロッド
　５３Ａ　軸受け
　５４　クランクピン
　５５　クランクシャフト
　６１　オイルジェット
　６２　供給バルブ
　６３　ノズル
　６４　可変オイルポンプ
　６５　油路
　１００　摺動制御装置
　１１０　クリアランス推定装置
　１１１　取得部
　１１２　口元温度推定部
　１１３　判定部
　１１４　スカート温度推定部
　１１５　シリンダ温度推定部
　１１６　クリアランス推定部
　１２０　記憶部
　１３０　摺動制御部
　Ｐ　クリアランス

Claims (11)

  1. 　内燃機関を構成するピストンにおけるスカート部以外の他部の温度を推定する他部温度推定部と、
    　前記他部温度推定部で推定された前記他部の温度に基づいて、前記スカート部の温度を推定するスカート温度推定部と、
    　前記スカート温度推定部で推定された前記スカート部の温度に基づいて、前記ピストンを往復移動可能に収納するシリンダと前記スカート部との間のクリアランスの大きさを推定するクリアランス推定部と、を備える、クリアランス推定装置。
  2. 　前記スカート温度推定部は、前記他部の温度および前記スカート部の温度の関係を示す温度推定用情報と、前記他部温度推定部で推定された前記他部の温度と、に基づいて、前記スカート部の温度を推定する、請求項１に記載のクリアランス推定装置。
  3. 　オイルジェットが前記ピストンに向けてオイルを噴射しているか否かを判定する判定部をさらに備え、
    　前記温度推定用情報は、
    　前記オイルジェットがオイルを噴射している場合における前記スカート部の温度の推定に用いる第１の推定情報と、
    　オイルを噴射していない場合における前記スカート部の温度の推定に用いる第２の推定情報と、を備え、
    　前記スカート温度推定部は、
    　前記判定部で前記オイルジェットがオイルを噴射していると判定された場合、前記第１の推定情報と、前記他部温度推定部で推定された前記他部の温度と、に基づいて、前記スカート部の温度を推定し、
    　前記判定部で前記オイルジェットがオイルを噴射していないと判定された場合、前記第２の推定情報と、前記他部温度推定部で推定された前記他部の温度と、に基づいて、前記スカート部の温度を推定する、請求項２に記載のクリアランス推定装置。
  4. 　前記スカート温度推定部は、前記推定した前記スカート部の温度を、前記スカート部の温度の変化速度の度合いを示す時定数に基づいて補正する、請求項１に記載のクリアランス推定装置。
  5. 　前記シリンダの温度を推定するシリンダ温度推定部をさらに備え、
    　前記クリアランス推定部は、前記スカート温度推定部の処理で得られた前記スカート部の温度と、前記シリンダ温度推定部で推定された前記シリンダの温度と、に基づいて、前記クリアランスの大きさを推定する、請求項１に記載のクリアランス推定装置。
  6. 　前記他部は、前記ピストンのキャビティの口元部である、請求項１に記載のクリアランス推定装置。
  7. 　請求項１に記載のクリアランス推定装置と、
    　前記クリアランス推定装置で推定された前記クリアランスの大きさに基づいて、前記シリンダと前記スカート部との間の摺動状態を制御する摺動制御部と、を備える、摺動制御装置。
  8. 　前記摺動制御部は、前記シリンダと前記スカート部との間の摺動状態を制御するために、オイルジェットから前記ピストンに向けて噴射されるオイルの噴射状態、前記内燃機関の摺動部位に供給されるオイルの供給量および前記ピストンへの供給熱量のうち、少なくともいずれか１つを制御する、請求項７に記載の摺動制御装置。
  9. 　内燃機関を構成するピストンにおけるスカート部以外の他部の温度を推定するステップと、
    　前記推定された前記他部の温度に基づいて、前記ピストンにおけるスカート部の温度を推定するステップと、
    　前記推定された前記スカート部の温度に基づいて、前記ピストンを往復移動可能に収納するシリンダと前記スカート部との間のクリアランスの大きさを推定するステップと、を実行する、クリアランス推定方法。
  10. 　前記他部は、前記ピストンのキャビティの口元部である、請求項９に記載のクリアランス推定方法。
  11. 　請求項９または１０に記載のクリアランス推定方法を実行するステップと、
    　前記クリアランス推定方法の実行により推定された前記クリアランスの大きさに基づいて、前記シリンダと前記スカート部との間の摺動状態を制御するステップと、を実行する、摺動制御方法。
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