(57)【要約】【課題】ピストンの温度を適切に制御すること。【解決手段】内燃機関３のピストン温度を推定する推定部２０と、推定されたピストン温度を、ピストン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補正部４０と、補正されたピストン温度に基づいて、ピストンへのオイルの供給を制御する制御部５０と、を備える、ピストン温度制御装置１。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関のピストン温度を推定する推定部と、
前記推定されたピストン温度を、前記ピストン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補正部と、
前記補正されたピストン温度に基づいて、ピストンへのオイルの供給を制御する制御部と、を備える
ピストン温度制御装置。
【請求項２】
複数の前記時定数を記憶する記憶部と、
前記複数の時定数の中から、所定の時定数を選択する選択部と、をさらに備え、
前記選択部は、前記推定されたピストン温度の変化状況に基づいて、前記所定の時定数を選択し、
前記補正部は、前記選択された所定の時定数に基づいて、前記ピストン温度を補正する、
請求項１に記載のピストン温度制御装置。
【請求項３】
前記内燃機関の運転状態を示す状態情報を取得する取得部をさらに備え、
前記選択部は、前記ピストン温度の変化状況と前記状態情報とに基づいて、前記所定の時定数を選択する、
請求項２に記載のピストン温度制御装置。
【請求項４】
前記選択部は、前記ピストン温度の変化状況、前記状態情報、および、前記ピストンへのオイルの供給状態に基づいて、前記所定の時定数を選択する、
請求項３に記載のピストン温度制御装置。
【請求項５】
前記取得部は、前記状態情報として前記内燃機関のクランクシャフトの回転数と前記内燃機関の燃焼室への燃料噴射量とを取得する、
請求項３または４に記載のピストン温度制御装置。
【請求項６】
前記推定部は、前記回転数と前記燃料噴射量とに基づいて前記ピストン温度を推定する、
請求項５に記載のピストン温度制御装置。
【請求項７】
内燃機関のピストン温度を推定するステップと、
前記推定されたピストン温度を、前記ピストン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ステップと、
前記補正されたピストン温度に基づいて、ピストンへのオイルの供給を制御するステップと、を備える
ピストン温度制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、ピストン温度制御装置およびピストン温度制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、内燃機関のピストンの背面側に冷却用オイルを噴射して、ピストンを冷却する装置が知られている（例えば、特許文献１を参照）。特許文献１には、ピストンの温度を推定し、推定されたピストンの温度に基づいて、ピストンの背面側への冷却用オイルの噴射を制御することが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１２−１４５０２１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本開示の目的は、ピストンの温度を適切に制御することができるピストン温度制御装置およびピストン温度制御方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本開示の一態様に係るピストン温度制御装置は、内燃機関のピストン温度を推定する推定部と、前記推定されたピストン温度を、前記ピストン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補正部と、前記補正されたピストン温度に基づいて、ピストンへのオイルの供給を制御する制御部と、を備える、ピストン温度制御装置である。
【０００６】
また、本開示の一態様に係るピストン温度制御方法は、内燃機関のピストン温度を推定するステップと、前記推定されたピストン温度を、前記ピストン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ステップと、前記補正されたピストン温度に基づいて、ピストンへのオイルの供給を制御するステップと、を備える、ピストン温度制御方法である。
【発明の効果】
【０００７】
本開示に係るピストン温度制御装置およびピストン温度制御方法によれば、ピストンの温度を適切に制御することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】図１は、実施形態に係るピストン温度制御装置の構成の一例を示す図である。
【図２】図２は、ピストン温度制御装置の動作の一例を示すフローチャートである。
【図３Ａ】図３Ａは、ピストン温度の推移の一例を示すタイムチャートである。
【図３Ｂ】図３Ｂは、ピストン温度の推移の一例を示すタイムチャートである。
【図３Ｃ】図３Ｃは、ピストン温度の推移の一例を示すタイムチャートである。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本開示の実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、以下に説明する実施形態は一例であり、本開示はこの実施形態により限定されるものではない。
【００１０】
まず、図１を参照して、ピストン温度制御装置１の構成について説明する。図１は、実施形態に係るピストン温度制御装置１の構成の一例を示す図である。ピストン温度制御装置１は、車両２に搭載される内燃機関であるエンジン３が備えるピストンの温度を制御するコンピュータである。
【００１１】
車両２は、例えばバス、トラック等の大型の車両である。ピストン温度制御装置１は、車両２に搭載されており、車両２に設けられている各種センサからエンジン３の状態を示すエンジン状態情報を取得する。
【００１２】
エンジン３は、ディーゼルエンジンである。また、車両２は、ＥＧＲ（Exhaust Gas Recirculation）システムおよびターボチャージャを実装している。また、エンジン３は、可変バルブ機構を実装している。なお、エンジン３は、ＥＧＲシステム、ターボチャージャおよび可変バルブ機構を有しないものでもよい。
【００１３】
図１に示すように、ピストン温度制御装置１は、取得部１０と、推定部２０と、選択部３０と、補正部４０と、制御部５０と、記憶部６０とを機能的要素として備える。ピストン温度制御装置１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ピストン温度制御装置１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。
【００１４】
取得部１０は、各種センサからエンジン状態情報を取得する。
【００１５】
推定部２０は、取得部１０で取得されたエンジン状態情報に基づいて、ピストンの温度を推定する。
【００１６】
選択部３０は、記憶部６０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する。
【００１７】
補正部４０は、推定部２０で推定されたピストンの温度を、選択部３０で選択された時定数を用いて補正する。
【００１８】
制御部５０は、補正部４０で補正されたピストンの温度に基づいて、ピストンの背面側への冷却用オイルの噴射を制御する。
【００１９】
記憶部６０は、推定部２０におけるピストンの温度の推定に用いられる各種推定マップを記憶している。また、記憶部６０は、上述のとおり、選択部３０における時定数の選択に用いられる複数の時定数を記憶している。
【００２０】
（取得部１０）
取得部１０は、エンジン状態情報として、エンジン３のクランクシャフトの回転数を取得する。また、取得部１０は、エンジン状態情報として、エンジン３の燃焼室への燃料噴射量を取得する。さらに、取得部１０は、エンジン状態情報として、冷却用オイルの油圧、冷却用オイルの油温、吸気温度、吸入空気量、および、燃料噴射タイミングを取得する。さらにまた、取得部１０は、エンジン状態情報として、冷却水の水温、燃料噴射圧力、排気ブレーキの動作信号、吸入空気温度、排気温度、吸気圧力等を取得する。
【００２１】
（推定部２０）
推定部２０は、クランクシャフトの回転数および燃料噴射量に基づいて、ピストンの温度を推定する。また、推定部２０は、クランクシャフトの回転数および燃料噴射量に基づいて、冷却用オイルの油圧、冷却用オイルの油温、吸気温度、吸入空気量、および、燃料噴射タイミングを推定する。
【００２２】
記憶部６０には、クランクシャフトの回転数および燃料噴射量をパラメータとするピストン温度推定マップ、油圧推定マップ、油温推定マップ、吸気温度推定マップ、吸入空気量推定マップ、および、燃料噴射タイミング推定マップが記憶されている。
【００２３】
推定部２０は、ピストン温度推定マップに基づいて、ピストンの温度を特定する。
【００２４】
推定部２０は、油圧推定マップ、油温推定マップ、吸気温度推定マップ、吸入空気量推定マップ、および、燃料噴射タイミング推定マップに基づいて、冷却用オイルの油圧、冷却用オイルの油温、吸気温度、吸入空気量、および、燃料噴射タイミングを推定する。
【００２５】
推定部２０は、推定された冷却用オイルの油圧と、取得部１０で取得された冷却用オイルの油圧との差分に基づいて、第１補正値を算出する。また、推定部２０は、推定された冷却用オイルの油温と、取得部１０で取得された冷却用オイルの油温との差分に基づいて、第２補正値を算出する。また、推定部２０は、推定された吸気温度と、取得部１０で取得された吸気温度との差分に基づいて、第３補正値を算出する。また、推定部２０は、推定された吸入空気量と、取得部１０で取得された吸入空気量との差分に基づいて、第４補正値を算出する。また、推定部２０は、推定された燃料噴射タイミングと、取得部１０で取得された燃料噴射タイミングとの差分に基づいて、第５補正値を算出する。
【００２６】
推定部２０は、ピストン温度推定マップに基づいて特定されたピストンの温度と、第１〜第５補正値とを用いて、ピストンの温度を推定する。以下、推定部２０において推定されたピストンの温度を、「推定ピストン温度」と呼ぶ。
【００２７】
（補正部４０）
推定部２０から出力される推定ピストン温度と、実際のピストン温度とは、エンジン３の状態によって異なる場合がある。特に、エンジン３の状態が過渡的に変化する状況では、推定ピストン温度と実際のピストン温度との違いが顕著である。そして、エンジン３の状態によって、推定ピストン温度の変化の速さの度合いを示す時定数が変化する。
【００２８】
そこで、本実施形態では、補正部４０において、エンジン３の状態に対応する時定数を用いて、推定ピストン温度をさらに補正する。以下、補正部４０において補正されたピストンの温度を、「補正ピストン温度」と呼ぶ。
【００２９】
記憶部６０には、複数の時定数が記憶されている。選択部３０は、記憶部６０に記憶されている複数の時定数の中から、推定ピストン温度の変化状況、エンジン３の運転状態、および、ピストン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。補正部４０は、選択部３０で選択された所定の時定数に基づいて、推定ピストン温度を補正する。
【００３０】
具体的には、補正部４０は、推定部２０で新たに推定された推定ピストン温度と、１周期前に推定された推定ピストン温度との差分値を所定の時定数で除算した値を、１周期前の推定ピストン温度に加算することにより、推定ピストン温度を補正する。これにより、推定ピストン温度を、実際のピストン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。
【００３１】
推定ピストン温度の変化の速度が速い場合には、選択部３０は、相対的に小さい時定数を選択する。これにより、補正ピストン温度は、新たに推定された推定ピストン温度の影響が大きくなる。
【００３２】
また、推定ピストン温度の変化の速度が遅い場合には、選択部３０は、相対的に大きい時定数を選択する。これにより、補正ピストン温度は、過去に推定された推定ピストン温度の影響が大きくなる。
【００３３】
記憶部６０には、第１時定数、第２時定数、第３時定数、第４時定数、第５時定数、第６時定数、第７時定数および第８時定数が記憶されている。ここで、記憶部６０に記憶されている第１〜第８時定数について説明する。
【００３４】
第１〜第４時定数は、ピストンに冷却用オイルが噴射されていない状態に選択される。
【００３５】
第１時定数は、推定ピストン温度が低下し、燃料噴射が行われておらず、かつ、エンジンが停止している場合に選択される。第２時定数は、推定ピストン温度が低下し、燃料噴射が行われておらず、かつ、エンジンが運転している場合に選択される。
【００３６】
推定ピストン温度が低下し、燃料噴射が行われておらず、かつ、エンジン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３内を循環するので、ピストン温度の低下の速度は速くなる。
【００３７】
一方、推定ピストン温度が低下し、燃料噴射が行われておらず、かつ、エンジン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、ピストン温度の低下の速度は遅くなる。したがって、第１時定数の値は、第２時定数の値よりも大きい。
【００３８】
第３時定数は、推定ピストン温度が低下し、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３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温度の変化が大きく、推定ピストン温度の低下の速度は燃料噴射が行われていない場合と同等あるいは早くなる。したがって、第３時定数の値は、第１時定数の値よりも小さく、第２時定数と同等あるいは小さい。
【００３９】
第４時定数は、推定ピストン温度が上昇している場合に選択される。第４時定数の値は、第３時定数の値よりも大きい。
【００４０】
第５〜第８時定数は、ピストンに冷却用オイルが噴射されている状態に選択される。
【００４１】
第５時定数は、推定ピストン温度が低下し、燃料噴射が行われておらず、かつ、エンジンが停止している場合に選択される。ピストンに冷却用オイルが噴射されている場合には、ピストンに冷却用オイルが噴射されてない場合に比べて、ピストン温度の低下速度は速くなる。したがって、第５時定数の値は、第１時定数の値よりも小さい。
【００４２】
第６時定数は、推定ピストン温度が低下し、燃料噴射が行われておらず、かつ、エンジンが運転している場合に選択される。ピストンに冷却用オイルが噴射されている場合には、ピストンに冷却用オイルが噴射されてない場合に比べて、ピストン温度の低下速度は速くなる。したがって、第６時定数の値は、第２時定数の値よりも小さい。
【００４３】
第７時定数は、推定ピストン温度が低下し、燃料噴射が行われている場合に選択される。ピストンに冷却用オイルが噴射されている場合には、ピストンに冷却用オイルが噴射されてない場合に比べて、ピストン温度の低下速度は速くなる。したがって、第７時定数の値は、第３時定数の値よりも小さい。
【００４４】
第８時定数は、推定ピストン温度が上昇している場合に選択される。ピストンに冷却用オイルが噴射されている場合には、ピストンに冷却用オイルが噴射されてない場合に比べて、ピストン温度の上昇速度は速くなる。したがって、第８時定数の値は、第４時定数の値よりも小さい。
【００４５】
補正部４０は、例えば以下の式（１）を用いて補正ピストン温度Ｔｐｓｃを算出する。なお、補正ピストン温度の算出式は式（１）に限定されない。式（１）中、Ｔｐｓは新たに推定された推定ピストン温度であり、Ｔｐｓｏは１周期前に推定された推定ピストン温度であり、Ｘは所定値であり、τは時定数である。
【数１】
2020051304.tif 000003
【００４６】
制御部５０は、補正部４０で補正されたピストンの温度に基づいて、ピストンの背面側への冷却用オイルの噴射を行うか否かを判断する。制御部５０は、ピストンの背面側への冷却用オイルの噴射を行うと判断された場合、冷却用オイルの噴射を制御する。
【００４７】
本実施形態では、オイルポンプは、可変容量ポンプである。また、オイルポンプとオイルジェットとの間の油路には、オイルジェットからの冷却用オイルの噴射を制御する供給バルブが設けられている。
【００４８】
供給バルブが「閉」のとき、オイルポンプからオイルジェットへの油路は遮断され、オイルジェットから冷却用オイルは噴射されない。供給バルブが「開」のとき、オイルジェットから冷却用オイルが噴射される。
【００４９】
制御部５０は、オイルジェットの供給バルブおよびオイルポンプの少なくとも一方を制御する。なお、ピストンの背面側へ冷却用オイルを噴射する装置の構成については、公知であるため、詳細な説明を省略する。
【００５０】
次に、図２を参照して、ピストン温度制御装置１の動作について説明する。図２は、ピストン温度制御装置１の動作の一例を示すフローチャートである。図２に示すフローチャートは、所定の周期で繰り返し実行される。
【００５１】
ステップＳ１で、ピストン温度制御装置１（具体的には、取得部１０）は、エンジン３のクランクシャフトの回転数およびエンジン３の燃焼室への燃料噴射量を含むエンジン状態情報を取得する。
【００５２】
ステップＳ１に続くステップＳ２で、ピストン温度制御装置１（具体的には、制御部５０）は、冷却用オイルの噴射を停止可能であるか否かを判定する。なお、この判定は、ピストンの温度以外の条件に基づいて行われる。
【００５３】
例えば、ピストン温度制御装置１（具体的には、制御部５０）は、冷却用オイルの噴射を停止することで、クランクシャフトのベアリング、エンジン３の可変バルブ機構のアクチュエータ等、他の機器に悪影響が生じない場合に、冷却用オイルの噴射を停止可能であると判断する。
【００５４】
ステップＳ２において、冷却用オイルの噴射を停止可能でないと判断された場合（ステップＳ２：ＮＯ）、処理はステップＳ３に進む。
【００５５】
ステップＳ３で、ピストン温度制御装置１（具体的には、制御部５０）は、オイルジェットからピストンの背面側に冷却用オイルを噴射させる。具体的には、ピストン温度制御装置１は、オイルポンプが所望のオイルを吐出するように、オイルポンプを制御するとともに、オイルジェットから冷却用オイルが噴射されるように、供給バルブを制御する。
【００５６】
ステップＳ３の処理の後、処理は終了する。
【００５７】
一方、ステップＳ２において、冷却用オイルの噴射を停止可能であると判断された場合（ステップＳ２：ＹＥＳ）、処理はステップＳ４に進む。
【００５８】
ステップＳ４で、ピストン温度制御装置１（具体的には、推定部２０および補正部４０）は、補正ピストン温度を算出する。
【００５９】
ステップＳ４に続くステップＳ５で、ピストン温度制御装置１（具体的には、制御部５０）は、補正ピストン温度が予め定められた所定の第１閾値以下であるか否かを判定する。なお、第１閾値は、ピストンの寿命等を考慮して、ピストンの材質等に応じて可変設定される。
【００６０】
ステップＳ５において、ピストンの温度が第１閾値以下でないと判断された場合（ステップＳ５：ＮＯ）、処理はステップＳ３に進む。
【００６１】
一方、ステップＳ５において、ピストンの温度が第１閾値以下であると判断された場合（ステップＳ５：ＹＥＳ）、処理はステップＳ６に進む。
【００６２】
ステップＳ６で、ピストン温度制御装置１（具体的には、制御部５０）は、冷却用オイルの噴射を停止させる。これにより、ピストンの温度を高温に維持することが可能となる。
【００６３】
例えば、ピストン温度制御装置１は、供給バルブを「開」としたまま、オイルポンプからのオイルの吐出を停止または低減させる。このようにすれば、オイルポンプの負荷を低減することができる。そのため、エンジン３の負荷を低減し、燃費を向上させることが可能となる。
【００６４】
また、例えば、ピストン温度制御装置１は、オイルポンプの吐出量を維持した状態で、供給バルブを「閉」とする。このようにすれば、オイルポンプから吐出されたオイルを、高圧の状態で上述の他の機器へ供給することが可能となる。
【００６５】
また、例えば、ピストン温度制御装置１は、オイルポンプからのオイルの吐出を停止または低減させ、かつ、供給バルブを「閉」とする。このようにすれば、オイルを必要とする他の機器に最低限必要なオイル供給を行いながら、可変容量オイルポンプによって吐出圧力を制御することによりオイルポンプの負荷を低減することができる。そのため、エンジン３の負荷を低減し、燃費を向上させることが可能となる。
【００６６】
ステップＳ６の処理の後、処理は終了する。
【００６７】
次に、図３Ａ、図３Ｂおよび図３Ｃを参照して、本実施形態の作用効果について説明する。図３Ａは、第一の比較例におけるピストンの温度の推移を示すタイムチャートである。図３Ｂは、第二の比較例におけるピストンの温度の推移を示すタイムチャートである。図３Ｃは、本実施形態におけるピストンの温度の推移を示すタイムチャートである。図３Ａないし図３Ｃにおいて、横軸は時間を示しており、縦軸はピストン温度を示している。
【００６８】
まず、第一の比較例について説明する。図３Ａにおける破線は、実際のピストン温度を示している。
【００６９】
図３Ａには、参考として、第二の比較例および本実施形態において冷却用オイルの噴射が開始される第１閾値Ｔ１が示されている。また、図３Ａには、参考として、第二の比較例における時刻ｔ１〜ｔ５が示されている。
【００７０】
第一の比較例では、ピストン温度の推移と関係なく、オイルジェットから冷却用のオイルが噴射され続けている。すなわち、オイルポンプは常に一定量以上の仕事を行っている。そのため、オイルポンプを駆動するために、エンジンに常に一定量以上の負荷が掛かっていることになる。
【００７１】
第一の比較例では、ピストンに常に冷却用のオイルが噴射されることで、ピストン温度は高温にはなり難い。図３Ａに示すように、エンジン３の高負荷時（時刻ｔ１〜ｔ３）においても、ピストン温度は第１閾値Ｔ１まで達していない。さらに、エンジン３の低負荷時（時刻ｔ３〜ｔ４）において、ピストン温度は大きく低下する。そのため、燃焼室内からピストンおよびライナーへの放熱量が大きくなる。また、排気温度も高温にはなり難く、排気管下流に設けた後処理排ガス装置の活性が得られにくい。さらに、ピストンの温度が大きく変化するため、ピストンに対する熱ストレスも比較的大きい。
【００７２】
次に、第二の比較例について説明する。図３Ｂにおける一点鎖線は、推定ピストン温度を示している。図３Ｂにおける破線は、実際のピストン温度を示している。第二の比較例では、推定ピストン温度が第１閾値Ｔ１を超えるまでは、冷却用オイルの噴射が行われない。そのため、第一の比較例に比べて、ピストン温度を高温状態で維持することができる。
【００７３】
時刻ｔ１で、推定ピストン温度が第１閾値Ｔ１を超えると、冷却用オイルの噴射が開始される。なお、この時点で、実際のピストン温度は第１閾値Ｔ１未満である。また、時刻ｔ１で冷却用オイルの噴射が開始されることで、時刻ｔ１以降、実際のピストン温度の上昇速度は遅くなる。
【００７４】
その後、時刻ｔ２で、実際のピストン温度はＴ１に達する。
【００７５】
さらにその後、時刻ｔ３で、推定ピストン温度の低下によって冷却用オイルの噴射は停止される。冷却用オイルの噴射が停止されることで、実際のピストン温度の低下速度は、第一の比較例よりも遅くなる。そのため、ピストンに対する熱ストレスは、第一の比較例よりも緩和される。
【００７６】
時刻ｔ４で、推定ピストン温度が再び第１閾値Ｔ１を超えると、冷却用オイルの噴射が再び開始される。なお、この時点で、実際のピストン温度は第１閾値Ｔ１未満である。また、時刻ｔ４で冷却用オイルが噴射されることで、時刻ｔ４以降、実際のピストン温度の上昇速度は遅くなる。
【００７７】
そのため、実際のピストン温度がＴ１に達しないまま、時刻ｔ５で、推定ピストン温度の低下によって冷却用オイルの噴射は停止される。
【００７８】
次に、本実施形態について説明する。図３Ｃにおける実線は、補正ピストン温度を示している。図３Ｃにおける破線は、実際のピストン温度を示している。また、図ＣＢには、参考として、図３Ｂにおける時刻ｔ１〜ｔ５も示されている。
【００７９】
図３Ｃで明らかなように、時定数を用いて補正された補正ピストン温度は、実際のピストン温度とほぼ一致している。
【００８０】
時刻ｔ１で、推定ピストン温度が第１閾値Ｔ１を超えても、補正ピストン温度は第１閾値Ｔ１未満であるため、冷却用オイルの噴射は開始されない。本実施形態では、時刻ｔ１１で補正ピストン温度が第１閾値Ｔ１を超えたときに、初めて冷却用オイルの噴射が開始される。そのため、第二の比較例に比べて、冷却用オイルを噴射する期間を短くすることができる。
【００８１】
また、冷却用オイルが噴射されていない間、実際のピストン温度の上昇速度は速い。そのため、実際のピストン温度は、時刻ｔ２よりも前の時刻ｔ１１でＴ１に達する。すなわち、第二の比較例に比べて、実際のピストン温度をＴ１まで速やかに上昇させることができる。
【００８２】
その後、時刻ｔ３よりも僅かに後の時刻ｔ１３で、補正ピストン温度の低下によって冷却用オイルの噴射は停止される。冷却用オイルの噴射が停止されることで、実際のピストン温度の低下速度は、第一の比較例よりも遅くなる。そのため、ピストンに対する熱ストレスは、第一の比較例よりも緩和される。なお、時刻ｔ１３が時刻ｔ３よりも僅かに後なのは、時定数として、小さな値が選択されるからである。
【００８３】
時刻ｔ４で、推定ピストン温度が再び第１閾値Ｔ１を超えても、補正ピストン温度は第１閾値Ｔ１未満であるため、冷却用オイルの噴射は開始されない。本実施形態では、時刻ｔ１４で補正ピストン温度が第１閾値を超え、冷却用オイルの噴射が開始される。
【００８４】
そのため、第二の比較例に比べて、冷却用オイルを噴射する期間を短くすることができ、かつ、ピストンの温度を、速やかに、Ｔ１まで上昇させることができる。
【００８５】
その後、時刻ｔ５よりも僅かに後の時刻ｔ１５で、ピストン温度の低下によって冷却用オイルの噴射は停止される。なお、時刻ｔ１５が時刻ｔ５よりも僅かに後なのは、時定数として、小さな値が選択されるからである。
【００８６】
以上説明したように、本実施形態によれば、ピストン温度制御装置１は、エンジン３のピストン温度を推定する推定部２０と、推定されたピストン温度を、ピストン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補正部４０と、補正されたピストン温度に基づいて、ピストンへのオイルの供給を制御する制御部５０と、を備える。
【００８７】
そのため、ピストンの温度を適切に制御することができる。
【００８８】
また、本実施形態によれば、ピストン温度の変化状況、クランクシャフトの回転数、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ピストン温度を補正する。
【００８９】
本実施形態では、冷却用オイルの噴射状態を考慮することで、実際のピストン温度を精度良く推定することができ、ピストンの温度を適切に制御することができる。
【００９０】
また、本実施形態によれば、以下の効果を得ることができる。
【００９１】
冷却オイルを噴射する期間を短くすることができる。これにより、冷却オイルの消費量を抑制することができ、オイルポンプの仕事量を低減することができる。
【００９２】
例えば、オイルポンプとして、エンジンで駆動される可変容量型のオイルポンプを用いる場合、ピストンの冷却以外で要求される分だけオイルを吐出すれば良くなり、エンジンの負荷を低減することができる。これにより、燃料消費量を低減させることができる。
【００９３】
また、例えば、固定容量型のオイルポンプをクラッチ等の断接機構を介してエンジンと接続する場合、当該断接機構を「断」とすることで、エンジンの負荷を低減することができる。
【００９４】
また、例えば、オイルポンプとして、モータで駆動される電動オイルポンプを用いる場合、オイルポンプを停止させることで、電力消費量を低減させることができる。
【００９５】
ピストンの温度を、速やかに上昇させることができる。これにより、ピストンの温度を、ピストンの寿命に悪影響を及ぼさない範囲で、高温状態に維持することができる。ピストンの温度を高温状態に維持することで、例えば、次のような効果を得ることができる。
【００９６】
ピストンと接するライナーの温度を上昇させることができる。これにより、燃焼室内からピストンおよびライナーへの放熱量を低減することができる。そのため、エンジンの仕事量を増大させることができる。
【００９７】
また、排気温度を上昇させることができる。これにより、排気管に設けられたターボチャージャの仕事量を低減させることができる。また、排気温度を上昇させることで、排気浄化装置における触媒を活性化させることができる。そのため、車両の排ガス性能を向上させることができる。
【００９８】
また、ピストンの温度が変化するのを抑制することができる。これにより、ピストンに対する熱ストレスを抑制することができ、ピストンを高寿命化することができる。
【００９９】
以上、本開示の実施形態について説明したが、本開示は、上述の実施形態に限定されるものではなく、本開示の趣旨を逸脱しない範囲で、適宜変形して実施することが可能である。
【０１００】
例えば、上述の実施形態では、第１〜第８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、ピストン温度の変化状況、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よい。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よい。
【０１０１】
また、上述の実施形態では、供給バルブが「開」および「閉」の２位置を取るバルブであるものを例に説明を行ったが、これに限定されない。供給バルブを、流量を連続的に調整可能なバルブとして、供給バルブにより冷却用オイルの流量および油圧を制御するようにしてもよい。
【０１０２】
また、上述の実施形態では、オイルポンプから吐出されたオイルを、オイルジェットに加え、オイルを必要とする他の機器に供給するものを例に説明を行ったが、これに限定されない。オイルを必要とする他の機器にオイルを供給するオイルポンプとは別に、オイルジェットにオイルを供給する専用のオイルポンプを設けるようにしてもよい。
【０１０３】
また、上述の実施形態では、冷却用オイルの噴射を制御することでピストン温度を制御するものを例に説明を行ったが、これに限定されない。例えば、冷却用オイルを冷却するオイルクーラをバイパスする油路を設け、補正ピストン温度に応じてオイルクーラをバイパスさせるか否かを切り替えるようにすることで、冷却用オイルの温度を調整し、ピストン温度を制御するようにしてもよい。
【産業上の利用可能性】
【０１０４】
本開示のピストン温度制御装置およびピストン温度制御方法によれば、ピストンの温度を適切に制御することができ、産業上の利用可能性は多大である。
【符号の説明】
【０１０５】
１  ピストン温度制御装置
２  車両
３  エンジン
１０  取得部
２０  推定部
３０  選択部
４０  補正部
５０  制御部
６０  記憶部
【図１】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図３Ｃ】
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