(57)【要約】【課題】エンジンを始動するための装置および方法を提供する。【解決手段】エンジンの構成要素は、それが十分に潤滑されていない間にエンジンが始動されると損傷する恐れがある。開示される方法および装置は、エンジンの始動がオペレータによって要求されたとき、測定されたエンジン潤滑油圧力が閾値未満である場合、エンジンを始動する前に所定の期間エンジン潤滑油圧力をプライミングすることによって、エンジンの構成要素に対するそのような損傷からの改善された保護を促進し得る。これにより、始動される前にエンジンはより良く潤滑され得、その結果、エンジンの構成要素は改善された寿命を有し得る。【選択図】図２
2014062546.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンを始動する方法であって、
ａ）エンジンの始動が要求されたあと、エンジン潤滑油圧力が潤滑油圧力閾値未満である場合、前記エンジン潤滑油圧力をある期間プライミングするステップと、
ｂ）前記エンジン潤滑油圧力をプライミングする前記期間のあと、前記エンジンを始動するステップと、
を含む方法。
【請求項２】
前記エンジン潤滑油圧力が、エンジン燃料インジェクタを停止させた状態で前記エンジンをクランキングすることによってプライミングされる、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記潤滑油圧力閾値が、大気圧、エンジン冷却液温度、空気入口温度、および空気インテークマニホルド内の空気温度、の少なくとも１つを考慮することによって決定される、請求項１または２に記載の方法。
【請求項４】
前記エンジン潤滑油圧力をプライミングする前記期間は、前記エンジン潤滑油圧力が前記潤滑油圧力閾値を超えるまで、または前記エンジン潤滑油圧力をプライミングするのに費やされる時間が潤滑油圧力プライミング時間閾値を超えるまで、どちらがより早く生じようと続く、請求項１〜３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項５】
前記エンジン潤滑油圧力プライミング時間閾値は、大気圧、エンジン冷却液温度、空気入口温度、および空気インテークマニホルド内の空気温度、の少なくとも１つを考慮することによって決定される、請求項４に記載の方法。
【請求項６】
ステップｂ）が、
前記エンジン潤滑油圧力をプライミングする前記期間のあと、前記エンジンを始動する前に遅延期間を待つステップ
をさらに含む、請求項１〜５のいずれか一項に記載の方法。
【請求項７】
前記遅延期間が、大気圧、エンジン冷却液温度、空気入口温度、および空気インテークマニホルド内の空気温度、の少なくとも１つを考慮することによって決定される、請求項６に記載の方法。
【請求項８】
ｃ）前記エンジンが始動したあと、前記エンジンの最大回転数をある期間制限するステップ、
をさらに含む、請求項１〜７のいずれか一項に記載の方法。
【請求項９】
前記エンジンの最大回転数を制限する前記期間は、前記エンジン潤滑油圧力が別の潤滑油圧力閾値を超えるまで、または前記エンジンを始動したあとの時間がエンジン回転速度制限時間閾値を超えるまで、どちらがより早く生じようと続く、請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
前記別の潤滑油圧力閾値が、大気圧、エンジン冷却液温度、空気入口温度、および空気インテークマニホルド内の空気温度、の少なくとも１つを考慮することによって決定される、請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
前記エンジン回転速度制限時間閾値が、大気圧、エンジン冷却液温度、空気入口温度、および空気インテークマニホルド内の空気温度、の少なくとも１つを考慮することによって決定される、請求項９または１０に記載の方法。
【請求項１２】
エンジンを始動するための制御器であって、
エンジンの始動が要求されたあと、エンジン潤滑油圧力が潤滑油圧力閾値未満である場合、前記エンジン潤滑油圧力をある期間プライミングし、
前記エンジン潤滑油圧力をプライミングする前記期間のあと、前記エンジンを始動する
ように構成される制御器。
【請求項１３】
請求項１２に記載の制御器を含むエンジン装置。
【請求項１４】
請求項１３に記載のエンジン装置を含む乗り物。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、エンジンを始動する装置および方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
内燃機関の、およびターボチャージャなど内燃機関の周辺にある装置の様々な可動部品は、摩擦および熱を低減し、それによって部品の寿命を延ばすために潤滑を必要とし得る。エンジンが作動する間、潤滑油はエンジンおよびその周辺装置の周りを、様々な手段によって、例えばポンプによって循環され得る。しかしながら、エンジンが停止される間、潤滑油を圧送する手段は作動せず、潤滑油は、潤滑の必要がある可動部品から徐々に流れ出て、潤滑油溜めに集まり得る。
【０００３】
その結果、長期間停止されたエンジンを始動すると、可動部品は最初に十分に潤滑されないかもしれない。エンジンが始動したあと、エンジンシステム内の潤滑油圧力は、例えば潤滑油ポンプが作動を始めるので徐々に上昇し得る。潤滑油圧力は上昇するにつれ、エンジンおよびその周辺装置の可動部品が良好に潤滑され得る高さに到達し得る。
【０００４】
エンジンおよびその周辺装置が良好に潤滑される前、それらは摩擦および熱によって引き起こされる損傷を受けやすい可能性がある。例えば、始動直後、およびエンジンおよびその周辺装置が適切に潤滑される前、エンジンの急な加速が使用者によって要求される場合、エンジンおよびその周辺装置の潤滑の不足した部品に永久的な損傷が与えられ得る。
【０００５】
例えば高圧ターボチャージャは、ベアリングのような良好に潤滑された部品を必要とし得、かつ潤滑不足によって引き起こされる故障を生じる傾向があり得る。始動直後およびターボチャージャが適切に潤滑される前、高い負荷がエンジンに与えられる場合、またはエンジンの高い回転速度が要求される場合、ターボチャージャは非常に早く、例えば約１０秒以内に永久的な損傷を受ける可能性がある。
【０００６】
（特許文献１）は、内燃機関の潤滑を制御する方法を開示し、この方法では、バッテリ駆動されるオイルポンプが、エンジンが始動される前、潤滑油をエンジンシリンダの中に噴射し得る。オイルの噴射は、エンジン始動履歴および噴射要求タイミングに依存して、様々な周期で先制して開始し得る。
【０００７】
先制オイル噴射を周期的に開始することによって、多数の先制オイル噴射事象が点火要求前に行われる場合、バッテリが完全に使い果たされ、エンジンの始動がもはや不可能であり得る程度まで、電力はバッテリから徐々に流出され得る。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】米国特許出願公開第２０１０／００１８８０５号明細書
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本開示は、エンジンを始動する方法であって、ａ）エンジンの始動が要求されたあと、エンジン潤滑油圧力が潤滑油圧力閾値未満である場合、エンジン潤滑油圧力をある期間プライミングするステップと、ｂ）エンジン潤滑油圧力をプライミングする期間のあと、エンジンを始動するステップと、を含む方法を提供する。
【００１０】
本開示はまた、エンジンを始動するための制御器であって、エンジンの始動が要求されたあと、エンジン潤滑油圧力が潤滑油圧力閾値未満である場合、エンジン潤滑油圧力をある期間プライミングし、エンジン潤滑油圧力をプライミングする期間のあと、エンジンを始動するように構成されている制御器を提供する。
【００１１】
次に本開示の実施形態を、以下の図面を参照して、単に例によって記載する。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】エンジン装置の概略図を示す。
【図２】図１のエンジン装置を始動するときに使用され得る方法ステップを示す。
【図３】図１のエンジン装置を始動したあとで使用され得る方法ステップを示す。
【図４】図１に示されるエンジン装置が中で使用され得る例の乗り物を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
図１はエンジン１１０の例、例えば内燃機関を示す。エンジン１１０の始動は制御器１２０によって制御され得る。制御器１２０はエンジン始動要求信号１６１を受信する。エンジン始動要求信号１６１は、例えば、エンジンオペレータがイグニッションキーを回すことによって、またはエンジンの始動が要求され得る他の何らかの手段によって、生成され得る。エンジン始動要求信号１６１を受信すると、制御器１２０はエンジン始動ルーチンを開始し得る。
【００１４】
エンジンの始動は当業者によく知られているいずれかの手段によって実行され得る。例えば、エンジン始動要求によって、スタータモータがエンジン１１０のクランキングを開始し得る、すなわちエンジン１１０を回転させ得る。制御器１２０が燃料インジェクタ制御信号１７２を用いてエンジン燃料インジェクタ１４０を作動させると、燃料がエンジン１１０のシリンダに噴射される。エンジンのクランキングの間シリンダに燃料が噴射される結果、シリンダ内に燃焼がもたらされ、エンジン１１０は作動する。制御器１２０がエンジン燃料インジェクタ１４０を停止したままだと、シリンダ内の燃焼は発生せず、エンジンのクランキングが続く。
【００１５】
エンジン１１０は、例えばオイルで潤滑され得、制御器１２０は、エンジン１１０の始動を制御するとき、測定されたエンジン潤滑油圧力１６２を考慮し得る。制御器１２０はまた、気圧１６３、エンジン冷却液温度１６４、空気入口温度１６５、および空気インテークマニホルドの空気温度１６６の測定値を受信し得る。それらのいくつか、または全ては、エンジン１１０の始動を制御するとき考慮され得る。当業者によく知られているであろう任意の型のセンサを使用してこれら読取りを実行してもよい。
【００１６】
図１に示される例では、ターボチャージャ１５０が周辺装置としてエンジン１１０に配置される。ターボチャージャ１５０の部品もまた、エンジン１１０の潤滑に使用されるものと同じ潤滑システムによって潤滑され得る。結果、測定されたエンジン潤滑油圧力１６２は、ターボチャージャ１５０の潤滑油圧力も示し得る。ターボチャージャ１５０は、エンジン１１０とともに使用され得る潤滑を必要とする周辺装置の例であることを単に意図される。あるいはエンジン１１０はターボチャージャのない標準吸気式エンジンであり得る。潤滑を必要とする追加的または代替的な周辺装置がまた、エンジン１１０とともに使用されてよい。
【００１７】
図２は本開示の実施形態に従うエンジン１１０を始動する例示的な方法を示す。
【００１８】
エンジン１１０を始動する要求を受信すると、ステップＳ２１０において、測定されたエンジン潤滑油圧力１６２が潤滑油圧力閾値未満か否かが判定され得る。
【００１９】
測定されたエンジン潤滑油圧力１６２が潤滑油圧力閾値を超えているとステップＳ２１０が判定した場合、エンジン１１０およびいずれの周辺装置も損傷を回避すべく十分に潤滑され得るので、エンジン１１０を始動することは安全であると見なされ得る。結果、制御方法はステップＳ２３０に進み、かつ、例えば、エンジン１１０のクランキングがエンジンシリンダ内の燃焼を引き起こすようにエンジン燃料インジェクタ１４０をイネーブルにすることによってエンジン１１０を始動し得る。
【００２０】
測定されたエンジン潤滑油圧力１６２が潤滑油圧力閾値未満であるとステップＳ２１０が判定した場合、不十分な潤滑のため、エンジン１１０を始動することはエンジン１１０およびいかなる周辺装置をも損傷し得ると見なされ得る。この場合、制御方法は、潤滑油圧力プライミングのため、ステップＳ２２０へ進み得る。
【００２１】
潤滑油圧力プライミングは多数の異なる技法を用いて実行され得る。例えば、エンジン１１０の潤滑システムの電気潤滑ポンプが、エンジンバッテリから電力を引くことによって作動され得る。あるいは、エンジン１１０が始動され、すなわちクランキングされ得、そしてクランクシャフトと機械的潤滑油ポンプとの間の機械的連結が、機械的潤滑油ポンプを駆動して潤滑油圧力を増大し得る。あるいは、機械的ポンプに加えて、小型の電気プライミングポンプが使用され得る。しかしながら、電気ポンプを単独で、または機械的ポンプと組み合わせて使用することは、機械的ポンプのみを使用した場合と比べて、費用が増大し得る。従って、機械的に駆動される潤滑油ポンプを作動するために、エンジン１１０をクランキングすることによってエンジン潤滑油圧力をプライミングすることが好ましいかもしれない。
【００２２】
エンジン１１０のクランキングは、制御器１２０によって、エンジン燃料インジェクタ１４０を機能停止することによって、従ってエンジン１１０がエンジン始動要求に応答してクランキングされたとき、エンジン１１０の完全な始動が阻止され、エンジンのクランキングだけが生じるように、燃料インジェクタ制御信号１７２を設定することによって、実行され得る。
【００２３】
潤滑油圧力閾値は、それ未満だとエンジン１１０、および潤滑されるいっさいの周辺装置、例えばターボチャージャ１５０が、エンジン１１０を始動すると、不十分な潤滑の結果として損傷し得ると見なされるレベルに設定され得る。潤滑油圧力閾値は、エンジン１１０および周辺装置の寸法および型に適切であると考えられる所定値に、例えば８０ｋＰａＧなど、５０ｋＰａＧ〜１５０ｋＰａＧ（すなわち、５０ｋＰａ〜１５０ｋＰａゲージ圧力）の間の値に固定されうる。
【００２４】
あるいは、潤滑油圧力閾値は、エンジンの始動が要求されたときのエンジン１１０の作動状態を考慮することによって決定され得る。それら作動状態は、限定しないが、大気圧１６３、エンジン冷却液温度１６４、空気入口温度１６５、および空気インテークマニホルド内の空気温度１６６のうちの少なくとも１つを含み得る。
【００２５】
例えばエンジン１１０が高高度にあるために大気圧が低いとき、エンジン１１０およびあらゆる周辺構成要素の潤滑はより困難であり、ゆえにより一層懸念されると予想され得る。結果、潤滑油圧力閾値は、エンジン１１０が始動される前の良好な潤滑の可能性を改善するために、低気圧に対してより高く設定され得る。
【００２６】
反対に、高気圧において、エンジン１１０およびあらゆる周辺構成要素の潤滑は比較的簡単であると予想され得、そのためエンジン１１０の始動前に高い潤滑油圧力が達成されることが保証されることはそれほど懸念されないかもしれない。従って、潤滑油圧力閾値は、潤滑油圧力のプライミングの期間が延長されることによって使用者があまり激しく妨害されないように高気圧に対してより低く設定され得る。
【００２７】
従って潤滑油圧力閾値は、大気圧と反比例するレベルで設定され得る。
【００２８】
同様に低温の際、エンジン１１０およびあらゆる周辺構成要素の潤滑はより困難であり、ゆえにより一層懸念されると再び予想され得る。結果、潤滑油圧力閾値は、エンジン１１０が始動される前の良好な潤滑の可能性を改善するために、低温に対してより高く設定され得る。反対に潤滑油圧力閾値は高温に対してより低く設定され得、その結果、潤滑油圧力についての懸念が少ないとき、使用者は潤滑油圧力のプライミングの期間が延長されることによって激しく妨害されることはない。
【００２９】
従って潤滑油圧力閾値は、温度と反比例するレベルで設定され得る。
【００３０】
温度を考慮するとき、エンジン冷却液温度１６４、空気入口温度１６５、および空気インテークマニホルド内の空気温度１６６のうち、最も低い少なくとも２つを使用して潤滑油圧力閾値を決定し得る。これにより、潤滑油圧力閾値が、間違って高い温度測定値によって危険なほど低いレベルに設定される可能性が低減され得る。
【００３１】
潤滑油圧力閾値はまた、大気圧１６３、およびエンジン冷却液温度１６４と、空気入口温度１６５と、空気インテークマニホルド内の空気温度１６６とのうち最小の少なくとも２つを考慮して決定され得る。これは、例えば、２つの入力、大気圧と温度、および１つの出力、潤滑油圧力閾値を備えたルックアップテーブルまたはマップを使用して達成され得る。このように、エンジン１１０の安全な始動を改善すること、およびオペレータに対する潤滑油圧力プライミングの干渉を最小化することの対立する要件を最も効果的に平衡させる潤滑油圧力閾値が設定され得る。
【００３２】
エンジン潤滑油圧力は、プライミングの間潤滑油ポンプの作動の結果、急速に上昇し得る。測定されるエンジン潤滑油圧力１６２は、ステップＳ２２２において、潤滑油圧力のプライミングの間モニタリングされ得、測定されたエンジン潤滑油圧力１６２が潤滑油圧力閾値をひとたび超えると、制御方法はステップＳ２３０に進み、エンジン１１０が始動され得る。エンジン１１０は、エンジン燃料インジェクタ１４０をイネーブルにするように制御器１２０が燃料インジェクタ制御信号１７２を設定し、それによりエンジン１１０のシリンダ内の燃焼が開始することによって、または当業者に公知の任意の他の技法によって、始動され得る。
【００３３】
あるいは、ステップＳ２２４において、潤滑油圧力のプライミングが行われた期間がモニタリングされ得、エンジン１１０は、潤滑油圧力のプライミングが所定の期間（潤滑油圧力プライミング時間閾値）行われたあと、始動され得る。この閾値は、固定された時間、例えば、１０秒など、５〜２５秒の時間であり得、またはそれはエンジン始動要求のときのエンジン１１０の作動状態に基づいて設定され得る。それら作動状態は、限定しないが、大気圧１６３、エンジン冷却液温度１６４、空気入口温度１６５、および空気インテークマニホルド内の空気温度１６６のうちの少なくとも１つを含み得る。
【００３４】
大気圧が、例えばエンジン１１０が高高度にあるために、低いとき、エンジン１１０が損傷を引き起こさずに始動し得る圧力に潤滑油が達するには、より長い時間がかかり得る。結果、潤滑油圧力プライミング時間閾値は低気圧に対してより長く設定され得、その結果、エンジン潤滑油圧力が安全なレベルに到達するためにより長い時間が提供される。
【００３５】
反対に高気圧の場合、エンジン１１０が損傷を引き起こすことなく始動され得る圧力に潤滑油が到達することは、比較的簡単であると予想され得る。従って、エンジン１１０の始動前の潤滑油圧力のプライミングは、それほど懸念されないかもしれない。結果、潤滑油圧力プライミング時間閾値は、潤滑油圧力のプライミングの期間が延長されることによって使用者が激しく妨害されないように、より短い期間に設定され得る。
【００３６】
従って潤滑油圧力プライミング時間閾値は、大気圧と反比例し得る。
【００３７】
同様に、低温の場合、エンジン１１０が損傷を引き起こさずに始動し得る圧力にエンジン潤滑油圧力が到達するには、より長い時間がかかり得る。従って、潤滑油圧力プライミング時間閾値は低温に対してより長く設定され得、その結果、エンジン潤滑油圧力が安全なレベルまで上昇するためにより長い時間が提供される。反対に潤滑油圧力プライミング時間閾値は高温に対してより短く設定され得、その結果、潤滑油圧力についての懸念が少ないとき、使用者は潤滑油圧力のプライミングの期間が延長されることによって激しく妨害されることはない。
【００３８】
従って潤滑油圧力プライミング時間閾値は、温度と反比例し得る。
【００３９】
温度を考慮するとき、エンジン冷却液温度１６４、空気入口温度１６５、および空気インテークマニホルド内の空気温度１６６のうち、最も低い少なくとも２つを使用して潤滑油圧力プライミング時間閾値を決定し得る。これにより、潤滑油圧力プライミング時間閾値が、間違って高い温度測定値によって危険なほど短い期間に設定される可能性が低減され得る。
【００４０】
潤滑油圧力プライミング時間閾値はまた、大気圧１６３、およびエンジン冷却液温度１６４と、空気入口温度１６５と、空気インテークマニホルド内の空気温度１６６とのうち最小の少なくとも２つを考慮して決定され得る。これは、例えば、２つの入力、大気圧と温度、および１つの出力、潤滑油圧力プライミング時間閾値を備えたルックアップテーブルまたはマップを使用して達成され得る。このように、エンジン１１０の安全な始動を改善すること、およびオペレータに対する潤滑油圧力プライミングの干渉を最小化することの対立する要件を最も効果的に平衡させる潤滑油圧力プライミング時間閾値が設定され得る。
【００４１】
ステップＳ２２２およびＳ２２４の両方が図２に示されるように実行され得、潤滑油圧力プライミングは、測定されるエンジン潤滑油圧力１６２が潤滑油圧力閾値を超えるまで、または潤滑油圧力プライミングが潤滑油圧力プライミング時間閾値を超える期間行われるまで、どちらがより早く行われようと、続き得る。たいていの環境では、測定されるエンジン潤滑油圧力１６２が潤滑油圧力閾値を非常に速く、例えば約３秒以内に超えることが予想され得る。潤滑油圧力プライミングが潤滑油圧力プライミング時間閾値を超える期間行われたあと、測定されたエンジン潤滑油圧力１６２が潤滑油圧力閾値未満に留まるとき、エンジン潤滑油圧力は十分に高いが測定されたエンジン潤滑油圧力１６２が、例えば故障したセンサのせいで間違っていることが一般に予想され得る。
【００４２】
潤滑油圧力プライミングは無限の期間行うことはできない、さもないとエンジンのバッテリはエンジン１１０をクランキングすることによって電力を流出する恐れがあり、またはエンジン１１０のオペレータが苛立つ恐れがある。そのような場合、潤滑油圧力プライミング時間を超えたあと、測定されたエンジン潤滑油圧力１６２が潤滑油圧力閾値未満であってもエンジン１１０を始動すること、および潤滑油圧力が実際にはエンジン１１０および周辺装置への損傷を回避するのに十分に高いことを信頼することが好ましいかもしれない。測定されたエンジン潤滑油圧力１６２が低くてもエンジン１１０が始動されたことをオペレータに警告するために、オペレータへの警告インジケータ、例えば警告ランプまたは警告音がまた起動されてもよい。
【００４３】
例えば測定されたエンジン潤滑油圧力１６２が潤滑油圧力閾値を超えている場合、エンジン１１０が始動されるべきであるといったん判定されると、エンジン１１０の始動がステップＳ２３０において遅延期間だけ遅延され得、その時間の間、潤滑油圧力プライミングが続く。測定されるエンジン潤滑油圧力１６２を判定するために使用される潤滑油圧力センサは、エンジン１１０の潤滑油フィルタの近くに位置付けられ得る。測定されるエンジン潤滑油圧力１６２の潤滑油圧力センサにおける上昇は、ある程度時間をかけて、潤滑システム全体に、特にターボチャージャなどの多数の周辺装置が潤滑システムに接続されているとき、適切な潤滑をもたらし得る。ステップ２３０において、潤滑油圧力閾値を超えているエンジン潤滑油圧力を潤滑油圧力センサが示すことと、エンジン１１０を始動することとの間に遅延時間を導入することによって、エンジン１１０および周辺装置は、エンジン１１０が始動される前、良好に潤滑される可能性がより高くなる。
【００４４】
遅延時間は所定の期間であり得、エンジン１１０と周辺装置の寸法および型に基づいて設定される。時間は、例えば２秒など、１０秒までの期間に設定され得る。
【００４５】
あるいはエンジン１１０の作動状態を考慮することによってそれは決定され得る。それら作動状態は、限定しないが、大気圧１６３、エンジン冷却液温度１６４、空気入口温度１６５、および空気インテークマニホルド内の空気温度１６６のうちの少なくとも１つを含み得る。
【００４６】
遅延時間は大気圧１６３または温度、もしくはその両方を、それらエンジン作動状態が上記のように潤滑油圧力閾値および潤滑油圧力プライミング時間閾値を設定するために使用されるのと同じ方法で考慮することによって設定され得る。高気圧および／または高温の結果、より短い遅延時間が設定され得、低気圧および／または低温の結果、より長い遅延時間がもたらされ得る。
【００４７】
エンジン１１０が始動されたあと、その後エンジン１１０はオペレータによって停止され得る。エンジン１１０が最初に始動されたとき、エンジン１１０およびその周辺装置は潤滑油圧力プライミングのおかげで良く潤滑され得る。エンジン１１０の作動中、エンジン潤滑油圧力は潤滑液ポンプのおかげで同様に高く維持され得、潤滑の良好なレベルが結果として維持される。エンジン１１０の停止後、エンジン潤滑油圧力は徐々に低下し得、エンジン１１０およびその周辺装置は徐々に上手く潤滑されなくなり得る。しかしながら、エンジン１１０を停止したあとのある期間、エンジン潤滑油圧力およびエンジン１１０の潤滑は、エンジン１１０が潤滑油圧力プライミングの必要なく元に戻るのになおも十分であり得る。
【００４８】
エンジン１１０が停止したあとのこの期間内にエンジン始動要求が受信された場合、エンジン１１０がすぐに再始動されることが調整され得る。そうすることによって、計算および時間が節約され得、エンジン１１０のオペレータが、実際に要求されないことが明らかなとき、潤滑油圧力プライミングを始める誤った判断によって不都合を受けないことが保証され得る。
【００４９】
エンジン１１０を停止したあとの、エンジン１１０がすぐに再始動され得る期間（停止期間）は、固定された所定の期間であり得、例えばエンジン１１０の停止後１５分など、エンジン１１０の停止後２０分までであり得る。停止期間はエンジン１１０および周辺構成要素の寸法および型を考慮して設定され得る。停止期間が経過したあとでエンジン始動要求信号が受信された場合、前に記載されかつ図２に示される始動方法はステップＳ２１０に進むことによって実行され得る。
【００５０】
ステップＳ２３０においてエンジンが始動されたあと、エンジン回転速度は、図３に示されるステップに従って、ある期間制限され得る。回転速度は、例えば、低アイドリング回転速度に、またはそれがより低い場合、調整可能なエンジン回転速度閾値に制限され得る。
【００５１】
不十分な潤滑によって引き起こされるエンジン１１０、およびターボチャージャ１５０などの周辺装置への損傷は、エンジン回転速度が高いほどひどくなる傾向がある。エンジン１１０の低速作動の間、エンジン潤滑油圧力は、潤滑油ポンプがより多量の動力で駆動されるはずなので、潤滑油圧力プライミングによって得られた圧力から素早く上昇し得る。従って、エンジン１１０を始動したあとのある期間の低速作動により、エンジン１１０およびあらゆる周辺装置はさらに潤滑され、その結果、エンジン１１０はより高い回転速度で自由に作動することが許容されるとき、損傷しにくくなる。
【００５２】
結果、エンジン始動後にエンジン回転速度制限を課すことによって、エンジン１１０、およびあらゆる周辺装置は、通常であれば高エンジン回転速度で生じ得る損傷から保護され得る。
【００５３】
ステップＳ２３０においてエンジン１１０が始動されたあと、ステップＳ３２０において、測定されたエンジン潤滑油圧力１６２が第２の潤滑油圧力閾値未満か否かが判定され得る。エンジン１１０の始動後、測定されたエンジン潤滑油圧力１６２が低い場合、エンジン１１０およびあらゆる周辺装置が高エンジン回転速度によって引き起こされる損傷から保護するのに十分に潤滑されていないことが予想され得る。反対にエンジン１１０の始動後、測定されたエンジン潤滑油圧力１６２が高い場合、エンジン１１０およびあらゆる周辺装置は高エンジン回転速度によって引き起こされる損傷から保護するのに十分に潤滑されていると予想され得る。
【００５４】
測定されたエンジン潤滑油圧力１６２が第２の潤滑油圧力閾値を超えていることをステップＳ３２０が判定した場合、エンジン１１０およびあらゆる周辺装置は損傷を回避するのに十分に潤滑され得るので、エンジンを標準的に（潜在的には高回転速度で）作動させることが安全であると見なされ得る。結果、制御方法はステップＳ３４０に進み、エンジンの標準的な作動を可能にし得る。
【００５５】
測定されたエンジン潤滑油圧力１６２が第２の潤滑油圧力閾値未満であることをステップＳ３２０が判定した場合、エンジン１１０が高回転速度で作動すると、エンジン１１０およびあらゆる周辺装置は損傷する恐れがあると考えられ得る。この場合、制御方法はステップＳ３３０に進み、そこでエンジン回転速度は制限される。
【００５６】
第２の潤滑油圧力閾値は、それ未満だとエンジン１１０、および潤滑されるあらゆる周辺装置、例えばターボチャージャ１５０が、エンジン１１０が高回転速度で作動することを許容される場合、損傷し得ると見なされ得るレベルに設定され得る。第２の潤滑油圧力閾値レベルは、エンジン１１０および周辺装置の寸法および型に適切と考えられる所定の値、例えば１５０ｋＰａＧなど、１００ｋＰａＧ〜３００ｋＰａＧ（すなわち１００ｋＰａ〜３００ｋＰａゲージ圧力）の間の値に固定され得る。
【００５７】
あるいは、第２の潤滑油圧力閾値は、エンジン１１０の作動状態を考慮することによって決定され得る。それら作動状態は、限定しないが、大気圧１６３、エンジン冷却液温度１６４、空気入口温度１６５、および空気インテークマニホルド内の空気温度１６６のうちの少なくとも１つを含み得る。
【００５８】
例えばエンジン１１０が高高度にあるために大気圧が低いとき、エンジン１１０およびあらゆる周辺装置の潤滑はより困難であり、ゆえにより一層懸念されると予想され得る。結果、第２の潤滑油圧力閾値は、エンジン１１０がより高い回転速度での作動を許容される前に、良好な潤滑の可能性を改善するために、低気圧に対してより高く設定され得る。
【００５９】
反対に、高気圧において、エンジン１１０およびあらゆる周辺装置の潤滑は比較的簡単であると予想され得、そのため高いエンジン潤滑油圧力が達成されることが保証されることはそれほど懸念されないかもしれない。従って、第２の潤滑油圧力閾値は、エンジン回転速度の制限の期間が延長されることによって使用者があまり激しく妨害されないように高気圧に対してより低く設定され得る。
【００６０】
従って第２の潤滑油圧力閾値は、大気圧と反比例するレベルで設定され得る。
【００６１】
同様に低温の際、エンジン１１０およびあらゆる周辺構成要素の潤滑はより困難であり、ゆえにより一層懸念されると再び予想され得る。結果、第２の潤滑油圧力閾値は、エンジン１１０が高回転速度で作動することが許容される前の良好な潤滑の可能性を改善するために、低温に対してより高く設定され得る。反対に第２の潤滑油圧力閾値は高温に対してより低く設定され得、その結果、潤滑油圧力についての懸念が少ないとき、使用者はエンジン速度制限の期間が延長されることによって激しく妨害されることはない。
【００６２】
従って第２の潤滑油圧力閾値は、温度と反比例するレベルで設定され得る。
【００６３】
温度を考慮するとき、エンジン冷却液温度１６４、空気入口温度１６５、および空気インテークマニホルド内の空気温度１６６のうち、最も低い少なくとも２つを使用して第２の潤滑油圧力閾値を決定し得る。これにより、第２の潤滑油圧力閾値が、間違って高い温度測定値によって危険なほど低いレベルに設定される可能性が低減され得る。
【００６４】
第２の潤滑油圧力閾値はまた、大気圧１６３、およびエンジン冷却液温度１６４と、空気入口温度１６５と、空気インテークマニホルド内の空気温度１６６とのうち最小の少なくとも２つを考慮して決定され得る。これは、例えば、２つの入力、大気圧と温度、および１つの出力、第２の潤滑油圧力閾値を備えたルックアップテーブルまたはマップを使用して達成され得る。このように、エンジン１１０の安全な始動を改善すること、およびオペレータに対するエンジン回転速度制限の干渉を最小化することの対立する要件を最も効果的に平衡させる第２の潤滑油圧力閾値が設定され得る。
【００６５】
ステップＳ３３０において、最大エンジン回転速度が低回転速度、例えば低アイドリング回転速度に、またはそれがより低い場合、調整可能なエンジン回転速度閾値に制限され得る。当業者であれば、回転速度制限が多数の異なる方法で、例えば機械的調速機を使用して、または制御器１２０によって達成され得ることを認識するであろう。
【００６６】
最大エンジン回転速度は、始動後、測定されたエンジン潤滑油圧力１６２が第２の潤滑油圧力閾値を超えるまで（その時、エンジン１１０およびあらゆる周辺構成要素は上手く潤滑され得ることが予想され得る）、またはエンジン１１０の始動後の時間（すなわち最大エンジン回転速度が制限されていた期間）がエンジン回転速度制限時間閾値を超えるまで、どちらがより早く生じようと、制限され得る。たいていの環境では、エンジン１１０の始動後、測定されるエンジン潤滑油圧力１６２が第２の潤滑油圧力閾値を非常に速く、例えば約２秒以内に超えることが予想され得る。エンジン１１０が、エンジン回転速度制限時間閾値を超える期間、始動されたあと、測定されたエンジン潤滑油圧力１６２が第２の潤滑油圧力閾値未満に留まるとき、エンジン潤滑油圧力は十分に高いが測定されたエンジン潤滑油圧力１６２が、例えば故障したセンサのせいで間違っていることが一般に予想され得る。
【００６７】
最大エンジン回転速度の制限は、エンジン１１０の作動に大きく干渉することなく、およびオペレータに大きな不都合を引き起こすことなく、無限の期間行うことはできない。そのような場合、エンジン回転速度制限時間閾値を超えたあと、測定されたエンジン潤滑油圧力１６２が第２の潤滑油圧力閾値未満であってもエンジン１１０を標準的に作動すること、および潤滑油圧力が実際にはエンジン１１０および周辺装置への損傷を回避するのに十分に高いことを信頼することが好ましい。エンジンの標準的な作動が許容されたとき、測定されたエンジン潤滑油圧力１６２が低いことをオペレータに警告するために、オペレータへの警告インジケータ、例えば警告ランプまたは警告音がまた起動されてもよい。
【００６８】
このため、図３に示されるように、ステップＳ３３２において、最大エンジン回転速度制限の間、測定されたエンジン潤滑油圧力１６２は第２の潤滑油圧力閾値と比較され得る。測定されたエンジン潤滑油圧力１６２が第２の潤滑油圧力閾値を超えた場合、制御方法はステップＳ３４０に進み得、そこでエンジン回転速度制限はエンジン１１０が標準的に作動できるように取り払われる。
【００６９】
ステップＳ３３２において、測定されたエンジン潤滑油圧力１６２が第２の潤滑油圧力閾値未満であることが判定される場合、制御方法はステップＳ３３４に進み得、そこでエンジン回転速度制限時間閾値を超えたかどうかが判定される。エンジンの始動からの時間量がエンジン回転速度制限時間閾値未満である場合、制御方法はステップＳ３３２に戻り得る。しかしながら、エンジンの始動からの時間量がエンジン回転速度制限時間閾値を超えている場合、制御方法はステップＳ３４０に進み得、そこでエンジン回転速度制限はエンジン１１０が通常通り作動できるように取り払われる。
【００７０】
このように、最大エンジン回転速度は、エンジン１１０の始動後、測定されたエンジン潤滑油圧力１６２が第２の潤滑油圧力閾値を超えるまで、またはエンジン１１０の始動後に経過した時間がエンジン回転速度制限時間閾値を超えるまで、どちらがより早く生じようと、制限され得る。
【００７１】
エンジン回転速度制限時間閾値は、エンジン１１０および周辺装置の寸法および型に基づいて設定され得、それは例えば、５〜２５秒に、例えば１０秒に設定され得る。またはそれはエンジン１１０の作動状態に基づいて設定され得る。それら作動状態は、限定しないが、大気圧１６３、エンジン冷却液温度１６４、空気入口温度１６５、および空気インテークマニホルド内の空気温度１６６のうちの少なくとも１つを含み得る。
【００７２】
大気圧が、例えばエンジン１１０が高高度にあるために、低いとき、エンジン１１０が損傷を引き起こさずに自由に作動し得る圧力に潤滑油が達するには、より長い時間がかかり得る。結果、エンジン回転速度制限時間閾値は低気圧に対してより長く設定され得、その結果、エンジン潤滑油圧力が上昇するためにより長い時間が提供される。
【００７３】
反対に高気圧の場合、エンジン１１０が損傷を引き起こすことなく自由に作動し得る圧力にエンジン潤滑油圧力が到達することは、比較的簡単であると予想され得る。結果、エンジン回転速度制限時間閾値は、エンジン潤滑油圧力があまり懸念されないとき、回転速度制限の期間が延長されることによって使用者が激しく妨害されないように、より短く設定され得る。
【００７４】
従ってエンジン回転速度制限時間閾値は、大気圧と反比例し得る。
【００７５】
同様に、低温の場合、エンジン１１０が損傷を引き起こさずに自由に作動することが許容され得る圧力にエンジン潤滑油圧力が到達するには、より長い時間がかかり得る。従って、エンジン回転速度制限時間閾値は低温に対してより長く設定され得、その結果、エンジン潤滑油圧力が上昇するためにより長い時間が提供される。反対にエンジン回転速度制限時間閾値は高温に対してより短く設定され得、その結果、エンジン潤滑油圧力があまり懸念されないとき、使用者は回転速度制限の期間が延長されることによって激しく妨害されることはない。
【００７６】
従ってエンジン回転速度制限時間閾値は、温度と反比例し得る。
【００７７】
温度を考慮するとき、エンジン冷却液温度１６４、空気入口温度１６５、および空気インテークマニホルド内の空気温度１６６のうち、最も低い少なくとも２つを使用してエンジン回転速度制限時間閾値を決定し得る。これにより、エンジン回転速度制限時間閾値が、間違って高い温度測定値によって危険なほど短い時間に設定される可能性が低減され得る。
【００７８】
エンジン回転速度制限時間閾値はまた、大気圧１６３、およびエンジン冷却液温度１６４と、空気入口温度１６５と、空気インテークマニホルド内の空気温度１６６とのうち最小の少なくとも２つを考慮することによって決定され得る。これは、例えば、２つの入力、大気圧と温度、および１つの出力、エンジン回転速度制限時間閾値を備えたルックアップテーブルまたはマップを使用して達成され得る。このように、エンジン１１０の安全な始動を改善すること、およびオペレータに対する回転速度制限の干渉を最小化することの対立する要件を最も効果的に平衡させるエンジン回転速度制限時間閾値が設定され得る。
【００７９】
ステップＳ３４０において、エンジン１１０が標準的に作動することを許容するために、最大エンジン回転速度制限は多数の異なる方法において取り払われる。
【００８０】
いくつかのエンジンの型、および機械の利用、例えば発電セットに関して、ステップＳ３４０において最大エンジン回転速度を即座に取り払うことが好ましいかもしれない。この理由は、この機械は、最大エンジン回転速度制限の期間の間、効果的に作動不能であり得、この場合、機械が作動を許容され得るように、最大エンジン回転速度制限をステップＳ３４０においてできるだけ早く取り払うことが好ましい可能性があるためである。
【００８１】
いくつかの他のエンジンの型、および機械の利用、例えば掘削機に関して、この機械は、最大エンジン回転速度制限の期間の間、おそらく機能が制限された状態で作動可能であり得る。この場合、最大エンジン回転速度制限を即座に取り払うことによって発生するエンジン回転速度のステップ変化は、機械のパワーまたは速度の予期せぬ急上昇を引き起こす可能性があり、それはオペレータにまたは人々にもしくは適切には機械の付近の人々に危険性を与える恐れがある。
【００８２】
この危険性を低減するために、ステップＳ３４０において、最大エンジン回転速度制限は、エンジン回転速度および機械パワーの変化率を制限する傾斜型機能によって取り払われ得る。あるいは、最大エンジン回転速度制限は、最大エンジン回転速度制限が課されていない場合でさえ機械が低回転速度のアイドル状態のままであることが決定されるまで適切に保持され得る。この時、取り払われるとエンジン１１０がとにかく低回転速度のままであるということに基づいて、最大エンジン回転速度制限を取り払うことが安全であり得る。低回転速度のアイドル状態は、オペレータが速度要求を所定の安全なレベルまで低減することから、または例えば、変速機がニュートラルである、ブームが操作されていない等、エンジン１１０をより高い回転速度またはパワーで作動させ得るシステムが作動しないことにより、制御器１２０によって特定され得る。
【００８３】
上の開示に対する様々な修正が当業者には明らかであろう。
【００８４】
例えば、上に記載された様々な閾値の１つまたは複数（例えば、潤滑油圧力閾値、エンジン回転速度制限時間閾値等）が、気圧および／または温度など、エンジン１１０のエンジン作動状態を考慮することによって設定される場合、閾値は作動状態と反比例であるように設定されなくてもよい。代わりに、それらは作動状態と何らかの関係形態を有するように、例えばそれらが作動状態と比例し得るように、設定され得る。これは、気圧および／または温度が低いため、潤滑油圧力プライミングまたは最大エンジン回転速度制限の間、エンジン１１０が決して高い潤滑油圧力閾値に達しないと予想される場合、有益であり得る。結果、低気圧および／または低温のせいでエンジン１１０の標準的な作動が、始動後、延長された期間、いかなる場合にも非常に低くなる傾向があり、その間、エンジン潤滑油圧力が徐々に上昇し得、高エンジン回転速度が生じる前に潤滑を改善し得ることを期待して、閾値は、オペレータが延長された期間のために不都合にならないように、およびエンジン１１０が標準的に始動および／または作動され得るように、比例的に低く設定されてもよい。
【００８５】
さらに、最大エンジン回転速度制限が、エンジン１１０の始動後、潤滑油プライミングが一切考慮されない状態で課され得るように、図３に示される方法ステップは、図２に示される方法ステップと無関係に実行されてもよい。そのため、エンジンを作動させる以下のような方法があってもよい。すなわち、エンジンを始動したあと、エンジン潤滑油圧力が潤滑油圧力閾値未満である場合、エンジンの最大回転速度をある期間制限するステップと、制限された最大エンジン回転速度の期間のあと、エンジンの標準的な作動を許容するステップとを含む方法であって、制限された最大エンジン回転速度の期間は、エンジン潤滑油圧力が潤滑油圧力閾値を超えるまで、またはエンジン始動後に経過した時間がエンジン回転速度制限時間閾値を超えるまで、どちらがより早く生じようと続く方法である。
【００８６】
同様にエンジンを作動させる制御器があってもよく、この制御器は、エンジンの始動後、エンジン潤滑油圧力が潤滑油圧力閾値未満の場合、エンジンの最大回転速度をある期間制限し；制限された最大エンジン回転速度の期間のあと、エンジンの標準的な作動を許容するように構成され、制限された最大エンジン回転速度の期間は、エンジン潤滑油圧力が潤滑油圧力閾値を超えるまで、またはエンジン始動後に経過した時間がエンジン回転速度制限時間閾値を超えるまで、どちらがより早く生じようと続く。
【００８７】
潤滑油圧力プライミング（図２に示される）に関連する方法ステップを実行することなく、最大エンジン回転速度制限にのみ関連する方法ステップを実行することは、エンジン１１０および周辺構成要素の、高エンジン回転速度によって引き起こされる損傷からの保護をなおも改善し得る。
【００８８】
図１は本開示の実施形態に従う制御器１２０を示す。
【００８９】
制御器１２０は本開示に記載した方法ステップを実行するように構成され得る。
【００９０】
制御器１２０は、エンジン潤滑油圧力およびエンジン作動状態を判定するために使用され得る多数の入力を有し得る。例えば入力は、限定することなく、潤滑油圧力センサからのエンジン潤滑油圧力測定値１６２、気圧読取値１６３、エンジン冷却液温度読取値１６４、空気入口温度読取値１６５、および空気インテークマニホルドの空気温度の読取値１６６を含み得る。制御器１２０はまた、オペレータがエンジン１１０を始動させたいときを示すためにエンジン始動要求信号１６１入力を有し得る。
【００９１】
制御器１２０はまた、潤滑油圧力プライミング、エンジン１１０の始動、および最大エンジン回転速度制限を制御するために使用され得る多数の出力を有し得る。例えば出力は、限定することなく、燃料インジェクタ制御信号１７２を含み得る。
【００９２】
図１はまたエンジン１１０および制御器１２０を含むエンジン装置を示す。
【００９３】
図３は図１に示されるエンジン装置を使用し得る乗り物を示す。
【産業上の利用可能性】
【００９４】
本開示は、エンジンを始動する前のエンジンの潤滑の改善に利用を見出し、それにより潤滑されたエンジン部品の寿命の延長がもたらされ得る。
【符号の説明】
【００９５】
１１０  エンジン
１２０  制御器
１４０  エンジン燃料インジェクタ
１５０  ターボチャージャ
１６１  エンジン始動要求信号
１６２  エンジン潤滑油圧力
１６３  気圧
１６４  エンジン冷却液温度
１６５  空気入口温度
１６６  空気インテークマニホルドの空気温度
１７２  燃料インジェクタ制御信号
【図１】
2014062546.tif 000003
【図２】
2014062546.tif 000004
【図３】
2014062546.tif 000005
【図４】
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