(57)【要約】【課題】  軽油等の燃料を潤滑油として兼用する軽油等燃料潤滑式エンジンにおいて、潤滑剤として供給される燃料のワックス化、凍結に対処し、潤滑不良を回避することができるエンジン制御装置を提供する。【解決手段】  エンジン制御装置（１）は、潤滑系燃料循環回路（３）と、噴射系燃料循環回路（４）と、潤滑系燃料循環回路（３）に組み込んだ電動潤滑ポンプ（６）と、この電動潤滑ポンプ（６）の動作を制御するＥＣＵ（１２）を有している。このエンジン制御装置（１）は、燃料の温度等の状態に応じて電動潤滑ポンプ（６）を駆動し、潤滑系燃料循環回路（３）に燃料を流通させる。これにより、極低温時における燃料のワックス化、凍結に対処し、エンジン始動時の油膜切れ、焼き付き等の潤滑不良を防止することができる。【選択図】          図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
軽油等の燃料を潤滑油として兼用する軽油等燃料潤滑エンジンの燃料供給を制御するエンジン制御装置であって、
潤滑系燃料循環回路と、噴射系燃料循環回路と、前記潤滑系燃料循環回路に組み込んだ電動潤滑ポンプと、当該電動潤滑ポンプの動作を制御する電動潤滑ポンプ制御手段とを
有することを特徴とするエンジン制御装置。
【請求項２】
前記電動潤滑ポンプ制御手段は、前記潤滑系燃料循環回路を流通する燃料の状態に応じて前記電動潤滑ポンプを駆動し、前記潤滑系燃料循環回路に燃料を流通させることを特徴とする請求項１記載のエンジン制御装置。
【請求項３】
前記電動潤滑ポンプ制御手段は、前記潤滑系燃料循環回路を流通する燃料の温度に応じて前記電動潤滑ポンプを駆動し、前記潤滑系燃料循環回路に燃料を流通させることを特徴とする請求項１又は２記載のエンジン制御装置。
【請求項４】
軽油等の燃料を潤滑油として兼用する軽油等燃料潤滑エンジンの燃料供給を制御するエンジン制御装置であって、
エンジンブロックの下側に装着したオイルパンと、
当該オイルパン内へ当該オイルパンとは別個の燃料タンクから燃料を供給する電動供給ポンプと、
エンジン停止時は前記オイルパン内のオイルレベルを上昇させ、エンジン稼働時は前記オイルパン内のオイルレベルを低下させるように前記電動供給ポンプを駆動する電動供給ポンプ制御手段とを
有することを特徴としたエンジン制御装置。
【請求項５】
請求項１乃至３のいずれか一項記載のエンジン制御装置であって、
エンジンブロックの下側に装着したオイルパンと、
当該オイルパン内へ当該オイルパンとは別個の燃料タンクから燃料を供給する電動供給ポンプと、
エンジン停止時は前記オイルパン内のオイルレベルを上昇させ、エンジン稼働時は前記オイルパン内のオイルレベルを低下させるように前記電動供給ポンプを駆動する電動供給ポンプ制御手段とを
有することを特徴としたエンジン制御装置。
【請求項６】
請求項４又は５記載のエンジン制御装置において、
前記電動供給ポンプ制御手段は、エンジン停止時は前記オイルパン内のオイルレベルを少なくともコンロッドの下端が浸る位置まで上昇させ、エンジン稼働時は前記オイルパン内のオイルレベルを少なくともコンロッドの下端が油面から露出する位置まで低下させることを特徴とするエンジン制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は軽油等の燃料を潤滑油として兼用する軽油等燃料潤滑エンジンの燃料供給を制御するエンジン制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、燃料タンクとディーゼルエンジンとの間に気泡分離を行うリザーバを配設し、そのリザーバとエンジンとの間に潤滑系燃料循環回路と、燃焼系燃料循環回路とを構成した軽油潤滑式ディーゼルエンジンが開示されている（特許文献１）。このような軽油潤滑式ディーゼルエンジンでは、燃料となる軽油がエンジン各部の潤滑剤としても用いられ、エンジン各部を循環する。このため、潤滑専用のオイルは不要であり、オイル交換の手間も省くことができる。
【特許文献１】実開昭６０−１９４１１２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、前記のような軽油潤滑式ディーゼルエンジンに潤滑剤として用いられる軽油は、一般のエンジンオイルと比べて粘度が低く、低温環境下に置いたときに潤滑剤として通常用いるエンジンオイルよりもワックス化し易く、凍結し易い。この為、前記のような軽油潤滑式ディーゼルエンジンを極寒冷地で停止状態とすると、軽油のワックス化、凍結がおこり、エンジンを再始動する際に軽油、すなわち、潤滑剤がエンジン各部に行き渡っておらず、エンジンの潤滑不良が懸念される。
【０００４】
そこで、本発明は、軽油等燃料潤滑式エンジンにおける前記のような問題を回避し、極低温の状況下であっても潤滑不良を回避することのできるエンジン制御装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
かかる課題を達成するための、本発明のエンジン制御装置は、軽油等の燃料を潤滑油として兼用する軽油等燃料潤滑エンジンの燃料供給を制御するエンジン制御装置であって、潤滑系燃料循環回路と、噴射系燃料循環回路と、前記潤滑系燃料循環回路に組み込んだ電動潤滑ポンプと、当該電動潤滑ポンプの動作を制御する電動潤滑ポンプ制御手段とを有することを特徴とする。このような構成とすることにより、エンジンが稼働していない状態でも電動潤滑ポンプを作動して燃料を循環、移動させ、燃料に撹拌作用等を付与して、燃料のワックス化、凍結を防止する等、エンジンの潤滑不良を回避することができる。
【０００６】
このようなエンジン制御装置における、前記電動潤滑ポンプ制御手段は、前記潤滑系燃料循環回路を流通する燃料の状態に応じて前記電動潤滑ポンプを駆動し、前記潤滑系燃料循環回路に燃料を流通させる構成とすることができる。ここで、前記潤滑系燃料循環回路を流通する燃料の状態とは、燃料の粘度、ワックス化の程度を指す。この燃料の粘度、ワックス化の程度は、通常、燃料の温度と関係しているので、燃料の温度に応じて電動潤滑ポンプを駆動するように構成することができる。このような構成とすることにより、燃料のワックス化、凍結の防止を図ることができる。
【０００７】
軽油等の燃料を潤滑油として兼用する軽油等燃料潤滑エンジンは、通常、前記潤滑系燃料循環回路に供給される燃料が貯留されるオイルタンクを備えているが、このオイルタンクは、エンジンブロックの下側に装着されるオイルパンとすることもできる。そこで、オイルタンクとしてこのようなオイルパンを採用したエンジンである場合、以下のような構成のエンジン制御装置としても、燃料のワックス化等に起因する潤滑不良を回避することができる。すなわち、エンジン制御装置は、エンジンブロックの下側に装着したオイルパンと、当該オイルパン内へ当該オイルパンとは別個の燃料タンクから燃料を供給する電動供給ポンプと、エンジン停止時は前記オイルパン内のオイルレベルを上昇させ、エンジン稼働時は前記オイルパン内のオイルレベルを低下させるように前記電動供給ポンプを駆動する電動供給ポンプ制御手段とを有する構成とすることができる。このような構成とする場合、前記電動供給ポンプ制御手段は、エンジン停止時は前記オイルパン内のオイルレベルを少なくともコンロッドの下端が浸る位置まで上昇させ、エンジン稼働時は前記オイルパン内のオイルレベルを少なくともコンロッドの下端（コンロッドローカス）が油面から露出する位置まで低下させるようにする。このように、エンジン停止時にコンロッドの下端が浸る位置までオイルレベルを上昇させておけば、ワックス化した燃料が潤滑系燃料循環回路を流通できずエンジン各部に供給され難い状況となっても、エンジン再始動時にはクランク軸周辺を潤滑できる。また、クランク軸が回転することによってコンロッド等が燃料をはね上げることによりシリンダボアやメインジャーナル等潤滑剤の供給が必要な箇所にも燃料（潤滑剤）を供給することができる。
【０００８】
一方、エンジン稼働時は前記オイルパン内のオイルレベルを少なくともコンロッドの下端が油面から露出する位置まで低下させ、コンロッドやクランク軸等の回転部品が油面に接触しないようにすることにより、エンジン稼働時に燃料がクランク軸等に接触することによる抵抗を軽減することができる。この結果、燃費悪化の抑制を図ることができる。
【０００９】
なお、本発明において電動潤滑ポンプや電動供給ポンプとしているのは、エンジンの回転等にかかわらず任意の駆動制御が可能なポンプとする趣旨である。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、エンジンの停止時においても、潤滑系燃料循環回路に組み込んだ電動潤滑ポンプ、電動供給ポンプを適宜駆動することにより、燃料のワックス化、凍結の防止、潤滑剤不足の回避を図り、エンジンの潤滑不良を回避することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明を実施するための最良の形態を図面と共に詳細に説明する。
【実施例１】
【００１２】
図１は、本発明のエンジン制御装置１のブロック図であるが、このブロック図に基づいてエンジン制御装置１の概略構成を説明する。エンジン制御装置１は、軽油を燃料とし、この燃料を潤滑油として兼用する図示しないディーゼルエンジンと一体をなすものであり、いずれも燃料タンク２から燃料の供給を受けて循環させる別経路の潤滑系燃料循環回路３と、噴射系燃料循環回路４とを有している。
【００１３】
この潤滑系燃料循環回路３は、図１に示すように燃料タンク２、フィルタ５、電動潤滑ポンプ６、エンジン各部７、再び燃料タンク２という順に燃料が流通するように形成された回路である。燃料タンク２内には内部の燃料の温度を測定する油温計１１が設置されている。この油温計１１は本発明における電動潤滑ポンプ制御手段に相当するＥＣＵ１２と接続されており、さらに、このＥＣＵ１２は電動潤滑ポンプ６に接続されている。このような電動潤滑ポンプ６は、ＥＣＵ１２による指令に基づいて電力によって駆動される。すなわち、一般的な多くの潤滑ポンプがエンジンの回転により駆動される形式のものとは異なる形式となっている。
なお、前記エンジン各部７は、シリンダヘッドやクランク軸周り等、摩擦低減のために潤滑剤の供給が必要となる箇所を指す。
【００１４】
一方、噴射系燃料潤滑回路４は、図１に示すように燃料タンク２、セジメンタ８、噴射ポンプ９、燃料噴射系１０、再び燃料タンク２という順に燃料が流通するように形成された回路である。ここで、燃料噴射系１０には噴射ポンプ９から燃料の供給を受ける図示しないコモンレール及び燃料噴射弁（インジェクタ）等が含まれる。
【００１５】
以上のように構成されるエンジン制御装置１は、エンジンが稼働していないときであっても、電動潤滑ポンプ６を駆動させることにより潤滑系燃料循環系回路３に燃料を供給し、燃料タンク２を含む潤滑系燃料循環系回路３に燃料循環させることができる。このとき、油温計１１により燃料タンク２内の燃料の温度を測定し、その測定値に基づいて、燃料がワックス化し易い状態であると判断されるときにＥＣＵ１２により指令を受けて電動潤滑ポンプ６を稼働させるようにすれば燃料のワックス化を防止することができる。これにより、エンジン各部の潤滑部に燃料、すなわち潤滑剤を供給して、エンジンが始動した際の油膜切れ、焼き付き等を防止している。
【００１６】
図２は、図1に示したエンジン制御装置１におけるＥＣＵ１２が行う制御の一例を示すフロー図である。ＥＣＵ１２は、ステップＳ１で油温計１１より油温データを取得し、ステップＳ２でその油温がｘ未満であるか否かの判断をする。ここで、ｘとは、燃料タンク２内に貯留されている燃料が潤滑系燃料循環回路３中でワックス化するおそれがある温度であり、燃料の成分により異なるものである。エンジン制御装置１は、この値ｘを取得するために燃料の成分を判別して値ｘを指定する手段、値ｘを任意に指定する手段の双方を備えており、ＥＣＵ１２はいずれかの手段により設定された値ｘに応じた判定を行う。
【００１７】
ＥＣＵ１２はステップＳ２でＮｏと判断したとき、すなわち、油温がｘ以上であると判断したときは、再びステップＳ１に戻って油温がｘ未満となったか否かを監視する。
【００１８】
一方、ステップＳ２でＹｅｓと判断したとき、すなわち、油温が未満であると判断したときは、ステップＳ３に進む。ステップＳ３では、ＥＣＵ１２は電動潤滑ポンプ６に指令を送り、電動潤滑ポンプ６を作動させる。電動潤滑ポンプ６が作動すれば、燃料タンク２内に貯留されている燃料が潤滑系燃料循環回路３を循環し、燃料のワックス化が防止される。ここで、電動潤滑ポンプ６はｔ秒間作動させる。そこでステップＳ４では電動潤滑ポンプ６が始動してからｔ秒が経過しているか否かを判断する。ＥＣＵ１２はステップＳ４でＮｏと判断したときは、ｔ秒が経過するまで待機する。ｔ秒が経過し、ＥＣＵ１２がステップＳ４でＹｅｓと判断すると、ステップＳ５に進み、電動潤滑ポンプ６を停止させる。以後、以上説明した工程を繰り返す（リターン）。
ここで、ｔ秒の値は燃料の成分や、油温により異なる値であり、ＥＣＵ１２は予め与えられたマップからｔの値を取得する。
【００１９】
なお、潤滑系燃料循環系回路３を流通する燃料のワックス化のおそれがあるときは、同時に噴射系燃料潤滑回路４を流通する燃料のワックス化も懸念されるが、本実施例では、このような噴射系燃料潤滑回路４を流通する燃料のワックス化対策として、図示しないヒータを装着して燃料のワックス化が懸念される箇所の加熱を行っている。
【実施例２】
【００２０】
次に、本発明の実施例２について図３及び図４を参照しつつ説明する。図３は、本発明のエンジン制御装置２０の概略構成を示す説明図である。エンジン制御装置２０は、エンジンブロック２９の下側に装着したオイルパン２１、このオイルタンク２１とは別個の燃料タンク２２、さらに、このオイルパン２１と燃料タンクとを接続する燃料供給経路２３を備えている。この燃料供給経路２３には電動供給ポンプ２４が装備されている。この電動供給ポンプ２４には本発明における電動供給ポンプ制御手段に相当するＥＣＵ２５が接続されている。オイルパン２１にはフロート２６ａを備えたオイルレベルセンサ２６が設置されており、このオイルレベルセンサ２６もＥＣＵ２５へ接続されている。さらに、ＥＣＵ２５にはイグニッション（ＩＧＮ）３０が接続されており、そのＯＮ／ＯＦＦ情報が送られるようになっている。このようなエンジン制御装置２０のオイルパン２１とエンジンブロック２９との間にはコンロッド２８を取り付けたクランクシャフト２７が装着されている。
【００２１】
このようなエンジン制御装置２０では、電動供給ポンプ２４が駆動されることにより燃料タンク２２内の燃料が燃料供給経路２３を経由してオイルパン２１内に供給される。オイルパン２１内の燃料は、電動潤滑ポンプ(図１参照)により潤滑剤を必要とするエンジン各部へ供給される。
【００２２】
図４は、図３に示したエンジン制御装置２０におけるＥＣＵ２５が行う制御の一例を示すフロー図である。ＥＣＵ２５は、ステップＳ１１でイグニッション３０からの情報に基づいて、エンジンの停止要求があったか否かを判断する。ＥＣＵ２５はステップＳ１１でＹｅｓと判断したとき、ステップＳ１２へ進む。ステップＳ１２では、ＥＣＵ２５は、オイルレベルセンサ２６からオイルパン２１内の油面高さに関する情報を取得する。ＥＣＵ２５はこの情報に基づいて油面高さがエンジン停止時の基準レベル以下であるか否かの判断を行う（ステップＳ１３）。ここで、油面高さのエンジン停止時の基準レベルは、図３中、鎖線の波線で表すと共に「ｈｉｇｈ」の文字で示した位置で、コンロッド２８の下端が燃料に浸る位置となっている。ＥＣＵ２５は、ステップＳ１３でＹｅｓと判断されたときはステップＳ１４へ進み。一方、Ｎｏと判断されたとき、すなわち、コンロッド２８の下端が油面に浸っているときには、その状態でエンジンを停止させればよいので電動供給ポンプ２４を駆動することなく一連の処理を終了する（リターン）。但し、エンジンが稼働しているときの油面高さは、実線の波線で示した「ｌｏｗ」レベル近辺となるように制御されているので、ステップＳ１３における判断ではＹｅｓと判断されるのが一般的である。
【００２３】
次に、ＥＣＵ２５は、ステップＳ１２で取得した油面高さに関するデータから油面高さを「ｈｉｇｈ」レベルまで上昇させるために必要となる給油量を算出する（ステップＳ１４）。また、これに引き続き、電動供給ポンプ２４へ駆動指令を送り、燃料タンク２２からオイルパン２１へ必要給油量を送油する（ステップＳ１５）。ステップＳ１５で一旦送油を行った後は、再びオイルレベルセンサ２６により油面高さを検出し（Ｓ１６）、エンジン停止時の基準レベル（「ｈｉｇｈ」レベル）まで増量できているか否かの判断を行う（ステップＳ１７）。ステップＳ１７における判断でＹｅｓと判断されたとき、すなわち、油面高さがエンジン停止時基準レベル以上であると判断されたときはステップＳ１８へ進み電動供給ポンプ２４の駆動を停止し、一連の処理を終了する（リターン）。一方、ステップＳ１７における判断で、Ｎｏと判断されたとき、すなわち、油面高さがエンジン停止時基準レベル以下であると判断されたときは、油面高さがエンジン停止時基準レベル以上となるまでステップＳ１４〜ステップＳ１７までの処理を繰り返す。
【００２４】
エンジン制御装置２０による以上の処理を経過し、停止した状態となるエンジンは、極寒冷地で長時間経過することにより、燃料がワックス化する。燃料のワックス化は燃料が流通する各経路中で生じ易いこともあり、燃料がこのような状態となると電動潤滑ポンプによるエンジン各部への燃料の供給は困難となる。しかし、本実施例のエンジン制御装置２０により、オイルパン２１内の油面高さを上昇させておけば、エンジンを再始動させると、コンロッド２８は、オイルパン２１内の燃料で潤滑され、さらに、クランクシャフト２７が回転することによってはねあげられる燃料により各部の潤滑も行うことができる。
【００２５】
エンジン制御装置２０は、エンジンが稼働開始した後は、オイルパン２１内の油面高さをコンロッドの下端が油面から露出する位置まで低下させるように電動供給ポンプ２４を制御する。このような制御を行うことにより、エンジン稼働時にクランクシャフト２７やコンロッド２８等が油面をたたくことがなく、回転抵抗を軽減することができる。この結果、燃費悪化の抑制を図ることができる。ここで、電動供給ポンプ２４によるオイルパン２１内への燃料の供給量を減少又はその供給を停止すると共に、オイルパン２１内の燃料を燃料噴射系で消費するようにすれば、オイルパン２１内の油面高さを低下させることができる。また、電動供給ポンプ２４やを駆動して強制的にオイルパン２１内の燃料を排出し、油面高さを低下させることも可能である。
【００２６】
上記実施例は本発明を実施するための例にすぎず、本発明はこれらに限定されるものではなく、これらの実施例を種々変形することは本発明の範囲内であり、更に本発明の範囲内において、他の様々な実施例が可能であることは上記記載から自明である。例えば、実施例２で説明した構成を実施例１で説明した構成と組み合わせることもできる。すなわち、実施例１における燃料タンク２を実施例２におけるオイルパン２１とこのオイルパン２１と燃料供給経路２２で接続された燃料タンク２３に置き換え、電動潤滑ポンプ６と電動供給ポンプ２４とを制御して燃料のワックス化に起因する潤滑不良対策とすることができる。
なお、燃料を潤滑油として兼用し、本発明のエンジン制御装置を組み込んだエンジンと、電気モータとを組み合わせてハイブリッド式の車両を構成することもできる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】実施例１のエンジン制御装置の概略構成を示すブロック図である。
【図２】図1に示したエンジン制御装置における制御の一例を示すフロー図である。
【図３】実施例２のエンジン制御装置の概略構成を示すブロック図である。
【図４】図３に示したエンジン制御装置における制御の一例を示すフロー図である。
【符号の説明】
【００２８】
１、２０  エンジン制御装置
２、２２  燃料タンク
３  潤滑系燃料循環回路
４  噴射系燃料潤滑回路
５  フィルタ
６  電動潤滑ポンプ
７  エンジン各部
８  セジメンタ
９  噴射ポンプ
１０  燃料噴射系
１１  油温計
１２、２５  ＥＣＵ
２１  オイルタンク
２３  燃料供給経路
２４  電動供給ポンプ
２６  オイルレベルセンサ
２６ａ  フロート
２７  クランクシャフト
２８  コンロッド
２９  エンジンブロック
３０  イグニッション（ＩＧＮ）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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