(57)【要約】      （修正有）【課題】自動変速機内でのメカロスの発生を抑制し燃費の向上を図るべく、オイルウォーマシステムの故障を発見できるようにする。【解決手段】内燃機関と、この内燃機関を冷却するためのエンジン冷却水が導かれ該エンジン冷却水の冷却を行うためのラジエータと、エンジン冷却水をこのラジエータに導き内燃機関に還流させるラジエータ通路と、このラジエータ通路の開閉を行う第一の開閉弁と、自動変速機に供給するオイルをエンジン冷却水との熱交換により加熱するためのオイルウォーマシステムとを備えている車両において、エンジン冷却水の温度が所定温度Ｔ1を下回る期間の前記オイルの温度の上昇度合いとエンジン冷却水の温度が所定温度Ｔ1を上回る期間の前記オイルの温度の上昇度合いとを比較し、これらオイルの温度の上昇度合いの差が所定値を下回る場合にオイルウォーマシステムが故障していると判定する制御装置をさらに備えさせる。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関と、この内燃機関を冷却するためのエンジン冷却水が導かれ該エンジン冷却水の冷却を行うためのラジエータと、エンジン冷却水をこのラジエータに導き内燃機関に還流させるラジエータ通路と、このラジエータ通路の開閉を行う第一の開閉弁と、自動変速機に供給するオイルをエンジン冷却水との熱交換により加熱するための変速機用オイルウォーマ、エンジン冷却水を前記変速機用オイルウォーマに導き内燃機関に還流させる冷却水循環管路、及びこの冷却水循環管路の開閉を行うべく設けられエンジン冷却水の温度が所定温度を上回る場合に開弁する第二の開閉弁を有するオイルウォーマシステムとを備えている車両であって、
エンジン冷却水の温度が所定温度を下回る期間の前記オイルの温度の上昇度合いとエンジン冷却水の温度が所定温度を上回る期間の前記オイルの温度の上昇度合いとを比較し、これらオイルの温度の上昇度合いの違いが所定値を下回る場合に前記オイルウォーマシステムが故障していると判定する制御装置をさらに備えていることを特徴とする内燃機関を有する車両。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動変速機に供給するオイルをエンジン冷却水との熱交換により加熱するための変速機用オイルウォーマを備えた内燃機関を有する車両に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、内燃機関とラジエータとの間には、エンジン冷却水をこのラジエータに導き内燃機関に還流させるラジエータ通路が設けられており、このラジエータ通路中に該ラジエータ通路の開閉を行う第一の開閉弁が設けられている構成が広く知られている。また、自動変速機に供給するオイルをエンジン冷却水との熱交換により加熱するための変速機用オイルウォーマを備えた車両において、自動変速機に供給するオイルの加熱のためのエンジン冷却水が、エンジン冷却水を前記変速機用オイルウォーマに導き内燃機関に還流させる冷却水循環管路により導入される構成が広く知られている。この冷却水循環管路は、エンジン冷却水を空調用ヒータコアに導くための空調用ヒータ通路から分岐して設けられる。そして、前記冷却水循環管路中には、この冷却水循環管路の開閉を行う第二の開閉弁が設けられている（例えば、特許文献１を参照）。ここで、前記変速機用オイルウォーマ、前記冷却水循環管路及び前記第二の開閉弁は、オイルウォーマシステムを構成している。
【０００３】
ところで、このような内燃機関、ラジエータ及び変速機用オイルウォーマを備えた車両において、前記第一及び第二の開閉弁は、サーモスタットを利用して形成している。これら第一及び第二の開閉弁は、冷間始動を行う際には、以下のように作動する。すなわち、車両の始動時には、少しでも内燃機関を速く暖機させるべく、前記第一及び第二の開閉弁をともに閉弁状態とする。それから、冷却水温が所定のオイル加熱許可温度に達した際には、前記第二の開閉弁を開弁し、エンジン冷却水を変速機用オイルウォーマに導入する。この制御は、暖機完了に先立ち自動変速機に供給するオイルを加熱しておくことで、オイルの粘性を低下させ、メカロスの低下ひいては燃費の向上を図るべく行う。そして、冷却水温が前記オイル加熱許可温度より高温側の所定のラジエータ冷却許可温度に達すると、暖機が完了したものとして第一の開閉弁が開弁し、ラジエータにエンジン冷却水が導かれる。
【０００４】
ここで、上述した構成において、第二の開閉弁が故障しており、冷却水温が前記オイル加熱許可温度に達しても第二の開閉弁が開弁しない場合、自動変速機に供給するオイルが加熱されないので、オイルの粘性が高い状態である。このような状態で自動変速機を作動させるとメカロスが多く発生し、燃費が悪化するという不具合が発生する。
【０００５】
しかし、前段で述べたような故障が発生した場合であっても、通常は車両としての走行に支障を生じさせる不具合は発生しない。そのため、前段で述べたような故障が発生したことに運転者が気付くことがなく、そのため、このような故障が放置されることにより燃費が悪化した状態も放置されるという、さらなる不具合が存在する。
【０００６】
また、前記オイルウォーマシステムの冷却水循環管路が詰まっていてエンジン冷却水が変速機用オイルウォーマに供給されない場合や、変速機用オイルウォーマ内部でエンジン冷却水が流通せずオイルとエンジン冷却水との熱交換が円滑に行われない場合も同様に上述したメカロスの発生に伴う燃費の悪化が発生し得る。この場合も、通常は車両としての走行に支障を生じさせる不具合は発生しないので、故障が放置されることにより燃費が悪化した状態も放置されるという、さらなる不具合が存在する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００７−１６６５１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は以上の点に着目し、自動変速機内でのメカロスの発生を抑制し燃費の向上を図るべく、エンジン冷却水を変速機用オイルウォーマに導入するためのオイルウォーマシステムの故障を発見できるようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
以上の課題を解決すべく、本発明に係る内燃機関を有する車両は、以下に述べるような構成を有する。すなわち本発明に係る車両は、内燃機関と、この内燃機関を冷却するためのエンジン冷却水が導かれ該エンジン冷却水の冷却を行うためのラジエータと、エンジン冷却水をこのラジエータに導き内燃機関に還流させるラジエータ通路と、このラジエータ通路の開閉を行う第一の開閉弁と、自動変速機に供給するオイルをエンジン冷却水との熱交換により加熱するための変速機用オイルウォーマ、エンジン冷却水を前記変速機用オイルウォーマに導き内燃機関に還流させる冷却水循環管路、及びこの冷却水循環管路の開閉を行うべく設けられエンジン冷却水の温度が所定温度を上回る場合に開弁する第二の開閉弁を有するオイルウォーマシステムとを備えている車両であって、エンジン冷却水の温度が所定温度を下回る期間の前記オイルの温度の上昇度合いとエンジン冷却水の温度が所定温度を上回る期間の前記オイルの温度の上昇度合いとを比較し、これらオイルの温度の上昇度合いの違いが所定値を下回る場合に前記オイルウォーマシステムが故障していると判定する制御装置をさらに備えている。
【００１０】
このような構成の車両は、第二の開閉弁が故障している場合には、エンジン冷却水の温度が所定温度を上回った後でも閉弁したままの状態、又はエンジン冷却水の温度が所定温度を上回る以前でも開弁した状態であり、前記冷却水循環管路内を流通するエンジン冷却水の流量は大きく変化しないこと、及び冷却水循環管路が詰まった場合や変速機用オイルウォーマ内部でエンジン冷却水が流通せずオイルとエンジン冷却水との熱交換が円滑に行われなくなった場合にも前記冷却水循環管路内を流通するエンジン冷却水の流量は大きく変化しないことに着目し、オイルの温度の上昇度合いの差に着目してオイルウォーマシステムが故障していることを検出できるようにしている。従って、オイルウォーマシステムが故障していることを検出した際に運転者にそのことを示す表示を行うようにして、燃費の悪化が放置されることを防止又は抑制すること、すなわち燃費の向上を図ることができる。
【００１１】
なお、本発明において、「オイルの温度の上昇度合いの違いが所定値を下回る」とは、オイルの温度の上昇度合いの差が所定値を下回ること、及びオイルの温度の上昇度合いの比が所定値を下回ることの双方を含む概念である。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、自動変速機内でのメカロスの発生を抑制し燃費の向上を図るべく、エンジン冷却水を変速機用オイルウォーマに導入するためのオイルウォーマシステムの故障を発見できるようにすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の一実施形態に係る車両の内燃機関を概略的に示す図。
【図２】同実施形態に係る自動変速機の概略構成図。
【図３】同実施形態に係る車両のエンジン冷却水配管を概略的に示す図。
【図４】同実施形態に係る制御装置が実行する処理の手順を概略的に示すフローチャート。
【図５】同実施形態に係る車両のエンジン冷却水及びオイルの温度の経時変化を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
図１に、車両用内燃機関の概要を示す。本実施形態における内燃機関Ｅは、火花点火式ガソリンエンジンであり、複数の気筒１（図１には、そのうち一つを図示している）を具備している。各気筒１の吸気ポート近傍には、燃料を噴射するインジェクタ１１を設けている。また、各気筒１の燃焼室の天井部に、点火プラグ１２を取り付けてある。点火プラグ１２は、点火コイルにて発生した誘導電圧の印加を受けて、中心電極と接地電極との間で火花放電を惹起するものである。点火コイルは、半導体スイッチング素子であるイグナイタとともに、コイルケースに一体的に内蔵される。
【００１５】
吸気を供給するための吸気通路３は、外部から空気を取り入れて各気筒１の吸気ポートへと導く。吸気通路３上には、エアクリーナ３１、電子スロットルバルブ３２、サージタンク３３、吸気マニホルド３４を、上流からこの順序に配置している。
【００１６】
排気を排出するための排気通路４は、気筒１内で燃料を燃焼させた結果発生した排気を各気筒１の排気ポートから外部へと導く。この排気通路４上には、排気マニホルド４２及び排気浄化用の三元触媒４１を配置している。
【００１７】
図２に、車両が備える駆動系の例を示す。この駆動系は、トルクコンバータ７及び遊星歯車機構を利用した本発明の変速機たる自動変速機８を備えてなる。
【００１８】
内燃機関Ｅが出力する回転トルクは、内燃機関Ｅのクランク軸からトルクコンバータ７の入力側のポンプインペラ７１に入力され、出力側のタービンランナ７２に伝達される。タービンランナ７２の回転は、自動変速機８の入力軸に伝達された後適宜駆動方向、変速比が調整された後、プライマリーリダクションドライブギヤ８１４を介してプライマリーリダクションドリブンギヤ８１５の回転軸である出力軸８１５ａに伝達され、さらに出力ギア１０１に伝達される。出力ギア１０１は、デファレンシャル装置のリングギア１０２と噛合し、デファレンシャル装置を介して車軸１０３及び駆動輪（図示せず）を回転させる。この自動変速機８は、油圧を利用して作動する周知の構成のものである。この自動変速機の作動に用いられる作動油は、図３に示すようなオイルウォーマ通路８０ｂを介して変速機用オイルウォーマ８０ａに導かれ、エンジン冷却水と熱交換を行うことにより加熱される。
【００１９】
そして本実施形態では、エンジン冷却水は、図３に示すような配管内を循環する。すなわち、エンジン冷却水の一部は、ラジエータ通路９３内を流通し、内燃機関Ｅのウォータジャケットからラジエータ９１に導かれて外気と熱交換を行うことにより冷却された後前記ウォータジャケットに還流する。このラジエータ通路９３の上流側の端部には、第一の開閉弁９６を設けている。この第一の開閉弁９６は、サーモスタットを利用して構成しており、冷却水の温度が所定のラジエータ冷却許可温度Ｔ0を上回ると開弁し、その他の場合には閉弁する。また、エンジン冷却水の他の一部は内燃機関Ｅのウォータジャケットから、空調用ヒータ通路９４内を流通して空調用ヒータコア９２に導かれ、客室内の暖房の熱源に供された後内燃機関Ｅに還流する内燃機関Ｅのウォータジャケットに還流する。その上で、この空調用ヒータ通路９４内を流通する冷却水のさらに一部は、この空調用ヒータ通路９４内の前記空調用ヒータコア９２の上流側の部位から分岐させて設けた冷却水バイパス通路９５内を流通し、内燃機関Ｅのウォータジャケットに還流する。この冷却水バイパス通路９５は、前記空調用ヒータコア９２の上流側から、前記変速機用オイルウォーマ８０ａを経て前記ウォータジャケットに還流し、請求項中の冷却水循環管路としての機能を有する。そして、冷却水バイパス通路９５の上流側の端部には、第二の開閉弁９７を設けている。この第二の開閉弁９７は、サーモスタットを利用して構成しており、冷却水の温度が前記ラジエータ冷却許可温度Ｔ0よりも低い所定のオイル加熱許可温度Ｔ1を上回ると開弁し、その他の場合には閉弁する。ここで、前記変速機用オイルウォーマ８０ａ、前記冷却水バイパス通路９５及び前記第二の開閉弁９７は、請求項中のオイルウォーマシステムを形成する。
【００２０】
内燃機関の運転制御を司る制御装置であるＥＣＵ０は、プロセッサ、メモリ、入力インタフェース、出力インタフェース等を有したマイクロコンピュータシステムである。
【００２１】
入力インタフェースには、車両の実車速を検出する車速センサから出力される車速信号ａ、クランクシャフトの回転角度及びエンジン回転数を検出するエンジン回転センサから出力されるクランク角信号（Ｎ信号）ｂ、アクセルペダルの踏込量またはスロットルバルブ３２の開度をアクセル開度（いわば、要求負荷）として検出するセンサから出力されるアクセル開度信号ｃ、ブレーキペダルの踏込量を検出するセンサから出力されるブレーキ踏量信号ｄ、吸気通路３（特に、サージタンク３３）内の吸気温及び吸気圧を検出する温度・圧力センサから出力される吸気温・吸気圧信号ｅ、機関の冷却水温を検出する水温センサから出力される冷却水温信号ｆ、吸気カムシャフト６３または排気カムシャフトの複数のカム角にてカム角センサから出力されるカム角信号（Ｇ信号）ｇ、自動変速機に供給するオイルの温度を検出する温度センサから出力される油温信号ｈ等が入力される。
【００２２】
出力インタフェースからは、点火プラグ１２に対して点火信号ｉ、インジェクタ１１に対して燃料噴射信号ｊ、スロットルバルブ３２に対して開度操作信号ｋ、第二の開閉弁９７に対して開閉制御信号ｍ、図示しないアラームランプに対して点灯信号ｎ等を出力する。
【００２３】
ＥＣＵ０のプロセッサは、予めメモリに格納されているプログラムを解釈、実行し、運転パラメータを演算して内燃機関の運転を制御する。ＥＣＵ０は、内燃機関の運転制御に必要な各種情報ａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅ、ｆ、ｇ、ｈを入力インタフェースを介して取得し、エンジン回転数を知得するとともに気筒１に充填される吸気量を推算する。そして、それらエンジン回転数及び吸気量等に基づき、要求される燃料噴射量、燃料噴射タイミング（一度の燃焼に対する燃料噴射の回数を含む）、燃料噴射圧、点火タイミングといった各種運転パラメータを決定する。運転パラメータの決定手法自体は、既知のものを採用することが可能である。しかして、ＥＣＵ０は、運転パラメータに対応した各種制御信号ｉ、ｊ、ｋ、ｍ、ｎを出力インタフェースを介して印加する。
【００２４】
ここで、本実施形態では、ＥＣＵ０は、以下のようにして、エンジン冷却水の温度Ｔが所定の温度すなわち前記オイル加熱許可温度Ｔ1を下回る期間の前記オイルの温度の上昇度合い（以下、第一の上昇度合いＡと称する）とエンジン冷却水の温度Ｔが前記オイル加熱許可温度Ｔ1を上回る期間の前記オイルの温度の上昇度合い（以下、第二の上昇度合いＢと称する）とを比較し、前記第一の上昇度合いＡと第二の上昇度合いＢとの差が所定値を下回る場合に第二の開閉弁９７が故障していると判定する開閉弁故障判定制御プログラムを実行する。
【００２５】
以下、この開閉弁故障判定制御プログラムによる制御の手順についてフローチャートである図４を参照しつつ以下に述べる。
【００２６】
まず、内燃機関Ｅの始動が完了した時点でオイルの温度を測定し（ステップＳ１）、このオイルの温度が第一の上昇度合いＡ（例えば３°Ｃ）だけ上昇するまでの時間である温度上昇時間ｔを測定する（ステップＳ２）。次いで、エンジン冷却水の温度Ｔが前記オイル加熱許可温度Ｔ1を上回ってから（ステップＳ３）所定時間ｔ0が経過するまで待機した後（ステップＳ４）、再度オイルの温度を測定し（ステップＳ５）、前記温度上昇時間ｔが経過した後再度オイルの温度を測定して、直前の温度測定値との間の差すなわち第二の上昇度合いＢを求める（ステップＳ６）。そして、前記第二の上昇度合いＢと前記第一の上昇度合いＡとの差が所定値Ｘ以下である場合（ステップＳ７）、オイルウォーマシステムが故障しているものと判定しアラームランプを点灯させる（ステップＳ８）。ここで、前記第一の上昇度合いＡは、通常の運転時における、内燃機関Ｅの始動完了からエンジン冷却水の温度Ｔがオイル加熱許可温度Ｔ1を上回るまでの間の期間のオイル温度の上昇幅を上回らない範囲で設定している。また、前記所定値Ｘは、第二の開閉弁９７が故障していない場合の前記第二の上昇度合いＢと前記第一の上昇度合いＡとの差、及び第二の開閉弁９７が故障しておりエンジン冷却水の温度Ｔに関わらず閉弁している場合の前記第二の上昇度合いＢと前記第一の上昇度合いＡの差を予め実験により測定した上で、前者よりは小さく、後者よりは大きな値に設定している。
【００２７】
すなわち、図５に示すように、オイルウォーマシステムが故障していない場合には、実線ｘに示すエンジン冷却水の温度Ｔがオイル加熱許可温度Ｔ1を上回らない期間では第二の開閉弁９７が閉弁しており、エンジン冷却水の温度Ｔがオイル加熱許可温度Ｔ1を上回ると第二の開閉弁９７が開弁し、前記冷却水バイパス通路９５及び前記変速機用オイルウォーマ８０ａ内をエンジン冷却水が流通するので、同図の実線ａに示すように、エンジン冷却水の温度Ｔがオイル加熱許可温度Ｔ1を上回った後の前記温度上昇時間ｔあたりのオイルの温度の上昇幅すなわち第二の上昇度合いＢはエンジン冷却水の温度がオイル加熱許可温度Ｔ1を上回る前の前記温度上昇時間ｔあたりのオイルの温度の上昇幅すなわち第一の上昇度合いＡを大きく上回ることとなり、オイルウォーマシステムが故障しているものとは判定されない。一方、オイルウォーマシステムが故障している場合、すなわち第二の開閉弁９７が故障しておりエンジン冷却水の温度Ｔに関わらず閉弁したままであるかあるいは前記冷却水バイパス通路９５の詰まりや前記変速機用オイルウォーマ８０ａの故障によりエンジン冷却水が流通していない場合には、同図の破線ｂに示すように、エンジン冷却水の温度Ｔがオイル加熱許可温度Ｔ1を上回った後の前記温度上昇時間ｔあたりのオイルの温度の上昇幅すなわち第二の温度上昇度合い幅Ｂは小さく、前記第二の上昇度合いＢと前記第一の上昇度合いＡとの差が所定値Ｘを下回ることとなるので、オイルウォーマシステムが故障しているものと判定され、アラームランプが点灯する。また、図示はしないが、オイルウォーマシステムの第二の開閉弁９７が故障しておりエンジン冷却水の温度Ｔに関わらず開弁したままである場合も、変速機用オイルウォーマ８０ａに導かれるエンジン冷却水の量は、エンジン冷却水の温度Ｔがオイル加熱許可温度Ｔ1を上回る前と上回った後とで変化しないため、前記第二の上昇度合いＢと前記第一の上昇度合いＡとの差は小さくなり、所定値Ｘを下回ることとなるので、オイルウォーマシステムが故障しているものと判定され、アラームランプが点灯する。
【００２８】
以上に述べたように、本実施形態によれば、オイルの温度の上昇度合いの差に着目してオイルウォーマシステムが故障していることを検出でき、オイルウォーマシステムが故障していることを検出した際にはアラームランプを点灯させることにより運転者にそのことを示す表示を行うことができる。従って、オイルの温度が低くオイルの粘性が高いことによる大きなメカロスの発生が放置されること、すなわち燃費の悪化が放置されることを防止又は抑制することができる。換言すれば、本実施形態の構成によれば、燃費の向上を図ることができる。
【００２９】
なお、本発明は以上に述べた実施形態に限らない。
【００３０】
例えば、上述した実施形態では、アラームランプを点灯させることによりオイルウォーマシステムが故障していることを運転者に示すようにしているが、文字表示や音等、他の方法によりオイルウォーマシステムが故障していることを運転者に示すようにしてもよい。
【００３１】
また、上述した実施形態では、エンジン冷却水の温度が所定温度を下回る期間の前記オイルの温度の上昇度合いとエンジン冷却水の温度が所定温度を上回る期間の前記オイルの温度の上昇度合いとの差に基づきオイルウォーマシステムの故障を検出するようにしているが、前記温度の上昇度合いの比に基づきオイルウォーマシステムの故障を検出するようにしてもよい。すなわち、前記温度の上昇度合いの比が所定値を下回る場合にオイルウォーマシステムが故障しているものと判定してもよい。
【００３２】
その他、本発明の趣旨を損ねない範囲で種々に変更してよい。
【符号の説明】
【００３３】
Ｅ…内燃機関
０…制御装置（ＥＣＵ）
８…自動変速機
８０ａ…変速機用オイルウォーマ
９５…冷却水循環管路（冷却水バイパス通路）
９６…第一の開閉弁
９７…第二の開閉弁
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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