(57)【要約】【課題】ピストンオイルジェットの最適化によって信頼性を維持しつつ内燃機関の冷却損失を低減させる。【解決手段】エンジン１は、シリンダヘッド２と、シリンダブロック３と、ピストン２６と、ピストン２６に潤滑油を噴射するオイルジェット装置２９とを備える。制御装置４０は、エンジン１への供給燃料量に基づいて投入熱量を算出し、燃焼室４からシリンダヘッド２およびシリンダブロック３に対して生じる第１の冷却損失と、エンジン１の仕事量と、排気損失と、ポンプ損失と、機械損失とを投入熱量から減算して、燃焼室４からピストン２６に対して生じる第２の冷却損失を算出する。制御装置４０は、第２の冷却損失と、燃焼ガス温度とに基づいてピストンの温度を算出し、算出したピストンの温度に基づいてオイルジェット装置２９を制御する。【選択図】図１
2018131941.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の制御装置であって、前記内燃機関は、シリンダヘッドと、シリンダブロックと、ピストンと、前記ピストンに潤滑油を噴射するオイルジェット装置とを備え、
前記制御装置は、前記内燃機関への供給燃料量に基づいて投入熱量を算出し、燃焼室から前記シリンダヘッドおよび前記シリンダブロックに対して生じる第１の冷却損失と、前記内燃機関の仕事量と、排気損失と、ポンプ損失と、機械損失とを前記投入熱量から減算して、前記燃焼室から前記ピストンに対して生じる第２の冷却損失を算出し、
前記制御装置は、前記第２の冷却損失と、燃焼ガス温度とに基づいて前記ピストンの温度を算出し、算出した前記ピストンの温度に基づいて前記オイルジェット装置を制御する、内燃機関の制御装置。
【請求項２】
前記制御装置は、前記第１の冷却損失を算出する場合に、ニュートンの冷却法則を使用して燃焼ガス温度と冷却水温度とに基づいて損失を算出し、前記ピストンの温度を算出する場合に、ニュートンの冷却法則を使用して前記第２の冷却損失と、燃焼ガス温度とに基づいて前記ピストンの温度を算出する、請求項１に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項３】
前記制御装置は、前記オイルジェット装置から前記潤滑油の噴射の停止中において算出した前記ピストンの温度が第１しきい値温度を超えた場合に前記オイルジェット装置から前記潤滑油を噴射し、
前記制御装置は、前記オイルジェット装置から前記潤滑油を噴射中において算出した前記ピストンの温度が前記第１しきい値温度よりも低い第２しきい値温度より低い場合に前記オイルジェット装置からの前記潤滑油の噴射を停止する、請求項１または２に記載の内燃機関の制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、内燃機関の制御装置に関し、特に、内燃機関の冷却損失からピストン温度を予測してピストンを冷却するオイルジェット装置を制御する内燃機関の制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
エンジンのピストンの熱は、シリンダを介してウォータジャケットの冷却水に放熱される。近年、エンジンは体格を小さく抑えつつ高出力であることが求められており、発熱量が多いため放熱をさらに行なう必要がある。
【０００３】
このため、近年のエンジンには潤滑油をピストンの裏側に噴射して冷却するオイルジェットが採用されている。特にピストンの温度が上昇しやすいターボチャージャ付きエンジンや、熱負荷が高いキャビティが形成されている直接筒内噴射式エンジンでは、ピストンにクーリングチャンネルという潤滑油を流し込む円環状の空洞が形成され、オイルジェットの冷却効果が高められている。オイルジェットの実行・停止は、以下のような目的で行なわれる。
【０００４】
まず、オイルジェット実行時の第１の目的は、ピストンを冷却してノッキング抑制することである。ガソリンエンジンでしばしばみられるが、ピストンの温度が上昇しすぎると、燃焼室端部のところで異常燃焼が発生しノッキングが発生する。ノッキングによってエンジンが破壊されるのを防ぐため、ノッキングを抑制する必要がある。
【０００５】
第２の目的は、ピストンクーリングチャンネル内のデポジット（deposit）抑制と除去である。オイルジェット装置の冷却対象であるピストンはクーリングチャンネルという冷却のための潤滑油の通路が設けられている。潤滑油は、たとえば２００℃を超えるとデポジット化してクーリングチャンネルの中に付着する。オイルジェットによって、ピストンを冷却しデポジットが発生しにくくするとともに、付着したデポジットを洗い流す。
【０００６】
第３の目的は、潤滑油温度の早期に上昇させることである。たとえば、早朝の始動時はエンジン温度は１０℃程度である。内燃機関の始動時には、燃焼熱をピストンを経由して潤滑油に移動させ潤滑油をエンジンに循環させることによって、エンジン全体の早期暖機を行なうことができる。
【０００７】
一方、オイルジェットは、内燃機関の運転中でも停止することもある。このような停止の目的は以下の通りである。
【０００８】
第１の目的は、冷却損失低減による燃費向上である。ピストンを冷却するということは、冷却損失を増加させることである。ピストン温度が適温範囲である場合にオイルジェットを停止させることによって、冷却損失が低減する。
【０００９】
第２の目的は、オイルポンプ仕事量減による燃費向上である。オイルジェットを噴射すると潤滑油の圧力が低下するので圧力を維持するためにオイルポンプを余分に駆動する必要がある。このため、内燃機関の運転中であっても必要がなければオイルジェットを停止したほうが燃費が向上する。
【００１０】
オイルジェット装置を備えた内燃機関が特開２０１２−１４５０２１（特許文献１）に開示されている。この内燃機関は、ピストン温度算出マップに基づいてピストン温度を算出し、オイルジェット装置の油量を制御するコントローラユニットを含む。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】特開２０１２−１４５０２１
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
従来技術ではオイルジェット実行、停止はそれぞれエンジン潤滑油温や冷却水温度で判定する方法を主として使用している。たとえば、予め実験等で適合範囲をマップに定めておき、エンジン始動時の低油温、低水温時はピストンオイルジェットを停止、油温および水温が上昇したエンジン暖機後はピストンオイルジェットを実行する。
【００１３】
このとき、オイルジェット実行による信頼性確保（ピストンクーリングチャンネル内のデポ抑制および除去）とオイルジェット停止による燃費向上（冷却損失低減）のトレードオフが課題となる。仮に燃費優先のため、オイルジェットを停止すると、ピストン温度が上昇（＝冷却損失低減）し、投入エネルギーが仕事となる割合が増えることによって燃費が向上する。この背反現象としてピストン温度が上昇するため、ピストンクーリングチャンネル内のオイルのデポジット化が課題となる。したがって、オイルジェットの実行を必要な範囲に限定して行なうことが重要である。
【００１４】
特開２０１２−１４５０２１のように、マップを使用してピストン温度を推定する方法では、油温および水温以外の全ての条件や現象を盛り込むことは膨大な量の実験を行なわなくてはならず現実的ではない。したがって、使用状況によってはオイルジェットを実行しなくても良い場合であっても、マップを用いた制御ではオイルジェットを実行してしまうことがある。
【００１５】
たとえば、油温および水温が上がっている場合でもピストン温度が低いような低負荷運転においては、オイルジェットの実行は必ずしも必要ではない。このような場合には、油温および水温が高くても、ピストン温度は低いため、オイルジェットを停止しても機能上は問題なく、オイルジェットを停止することによって燃費向上が期待できる。
【００１６】
また、極低温環境下でエンジンを停止させた直後は、油水温は低下するがピストンの温度はそれほど低下していない場合が考えられる。その後に始動するタイミングによっては油水温のマップでオイルジェットを制御することが適切でない場合も考えられる。
【００１７】
つまり、油温および水温とピストン温度とは挙動が異なる場合も考えられるので、ピストン温度をより正確に推定してオイルジェットの実行の判断を行なうことができれば好ましい。
【００１８】
この発明の目的は、ピストンオイルジェットの最適化によって信頼性を維持しつつ内燃機関の冷却損失を低減させたピストンオイルジェット制御装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
この発明は、要約すると、内燃機関の制御装置に関する。内燃機関は、シリンダヘッドと、シリンダブロックと、ピストンと、ピストンに潤滑油を噴射するオイルジェット装置とを備える。制御装置は、内燃機関への供給燃料量に基づいて投入熱量を算出し、燃焼室からシリンダヘッドおよびシリンダブロックに対して生じる第１の冷却損失と、内燃機関の仕事量と、排気損失と、ポンプ損失と、機械損失とを投入熱量から減算して、燃焼室からピストンに対して生じる第２の冷却損失を算出する。制御装置は、第２の冷却損失と、燃焼ガス温度とに基づいてピストンの温度を算出し、算出したピストンの温度に基づいてオイルジェット装置を制御する。
【００２０】
好ましくは、制御装置は、第１の冷却損失を算出する場合に、ニュートンの冷却法則を使用して燃焼ガス温度と冷却水温度とに基づいて損失を算出し、ピストンの温度を算出する場合に、ニュートンの冷却法則を使用して第２の冷却損失と、燃焼ガス温度とに基づいてピストンの温度を算出する。
【００２１】
好ましくは、制御装置は、オイルジェット装置から潤滑油の噴射の停止中において算出したピストンの温度が第１しきい値温度を超えた場合にオイルジェット装置から潤滑油を噴射する。また、制御装置は、オイルジェット装置から潤滑油を噴射中において算出したピストンの温度が第１しきい値温度よりも低い第２しきい値温度より低い場合にオイルジェット装置からの潤滑油の噴射を停止する。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、物理モデル構築によるピストン温度予測により、オイルジェットの実行、停止が判定でき内燃機関の熱効率が向上する。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本実施の形態に係る冷却装置を備えるエンジン１の概略構成を示す図である。
【図２】内燃機関への投入燃料エネルギーがどのように消費されたかを示すヒートバランスを説明するための図である。
【図３】ピストン周辺の物理モデルを示す図である。
【図４】ＥＣＵ４０が実行する処理を説明するためのフローチャートである。
【図５】図４のステップＳ２においてＥＣＵ４０が実行する処理を説明するための等価ブロック図である。
【図６】図４のステップＳ３で実行されるピストン温度の算出処理を説明するための等価ブロック図である。
【図７】ピストン温度の変化とオイルジェットの作動状態について制御例を示したグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰り返さない。
【００２５】
図１は、本実施の形態に係る冷却装置を備えるエンジン１の概略構成を示す図である。エンジン１は、複数のシリンダを備える場合もあり、図１には代表的に１つのシリンダの断面が概略的に示される。また、エンジン１は、ディーゼルエンジンであるが、ディーゼルエンジンに限定されるものではなく、本願発明はガソリンエンジンにも適用してもよい。
【００２６】
各シリンダには、燃焼室４内に燃料を噴射するインジェクタ（燃料噴射弁）５が設けられている。インジェクタ５は図示しないコモンレールに接続されており、コモンレールに貯留された高圧燃料がインジェクタ５に常時供給されている。
【００２７】
エンジン１には、燃焼室４内に空気を吸入するための吸気通路がインテークマニホールド８を介して接続されている。また、エンジン１には、燃焼後の排気ガスを排出するための排気通路がエキゾーストマニホールド１０を介して接続されている。燃焼室４とインテークマニホールド８との間は、吸気バルブ１１によって開閉される。燃焼室４とエキゾーストマニホールド１０との間は、排気バルブ１２によって開閉される。
【００２８】
シリンダブロック３の内部には、ピストン２６が往復運動可能に収容されている。ピストン２６は、クランクシャフト２７にコンロッド２８を介して連結されている。
【００２９】
シリンダブロック３には、ピストン２６の裏面に対して潤滑油（以下、単にオイルという）を噴射するオイルジェット装置２９が取り付けられている。また、シリンダブロック３には、オイルジェット装置２９にオイルを供給するためのオイル流路３０が形成されている。
【００３０】
ピストン２６には、オイルジェット装置２９から噴射されたオイルが導入されるクーリングチャンネル３２が形成されている。クーリングチャンネル３２にオイルが導入されることによって、ピストン２６が効率的に冷却される。なお、クーリングチャンネル３２に導入されたオイルは、オイル排出口３１からピストン２６の外部に排出される。
【００３１】
燃焼ガスは１０００℃を超える高温であるが、潤滑油の温度は通常は１００℃前後である。潤滑油をピストンの裏面側にピストンオイルジェットによって噴射して、ピストンに形成された通路（クーリングチャンネル）に潤滑油を循環させることにより、ピストンが冷却される。
【００３２】
エンジン１は、電子制御ユニット（ＥＣＵ）４０をさらに備える。ＥＣＵ４０には、各種センサから、アクセル開度Ａｃｃ、エンジン回転速度Ｎｅ、冷却水温度Ｔｗ、外気温Ｔａｔｍ、油温Ｔｏ等が与えられる。
【００３３】
ＥＣＵ４０は、アクセル開度Ａｃｃ、エンジン回転速度Ｎｅ、冷却水温度Ｔｗ及び油温Ｔｏを取得し、所定の処理を行ない、インジェクタ５を制御することで、燃焼室４内への燃料の噴射を制御する。
【００３４】
図１に示したような構成の内燃機関の燃費向上のためには内燃機関の熱効率向上が必要不可欠である。内燃機関への投入燃料エネルギー（噴射した燃料量に比例）は、仕事（動力）と損失に消費される。このうち損失は、機械損失、冷却損失、排気損失、ポンプ損失に大別される。
【００３５】
図２は、内燃機関への投入燃料エネルギーがどのように消費されたかを示すヒートバランスを説明するための図である。このようなヒートバランスにおいて、各損失を低減させることが内燃機関仕事率（熱効率）の向上に対してキーポイントとなる。
【００３６】
図２には、オイルジェット実行時とオイルジェット停止時のそれぞれのヒートバランス例が示される。熱効率は、仕事／投入燃料エネルギーで算出される。したがって、オイルジェット実行時に、投入燃料エネルギーを１００として、そのうち３５が仕事に使われた場合、熱効率は３５％となる。また、投入燃料エネルギーのうち１９％は冷却損失に消費される。一方、オイルジェット停止時は、冷却損失は１６％となり、熱効率は３７％に向上する。
【００３７】
すなわち、損失を低減させると、同じ仕事をさせるために投入する燃料が少なくて済むので、燃費が向上する。
【００３８】
本実施の形態では、冷却損失に着目し、冷却損失を低減させることによって燃費を向上させる。エンジンの冷却は、燃料の燃焼によって一旦加熱したエンジンをわざわざ冷やすことである。しかし、エンジンが冷えすぎると、オイル潤滑不足などの不具合が生じる。エンジンの温度が上昇しすぎると、デポジットの発生等の不具合が生じる。冷却自体は損失であるので、冷却は、エンジンの過熱を防止するために必要な分だけにとどめておくことが好ましい。したがって、エンジンの過熱を防ぎつつエンジンを冷却しすぎないように熱制御を行なうことが重要である。
【００３９】
図３は、ピストン周辺の物理モデルを示す図である。図３に示すように、冷却損失Ｑｒの内訳は、燃焼室内では、主にシリンダライナーにおける冷却損失Ｑ１と、シリンダヘッドにおける冷却損失Ｑ２と、ピストンにおける冷却損失Ｑ３とに大別される。このうち、ピストンへの冷却損失量Ｑ３は、ピストンオイルジェットの有無およびオイルジェット量（と温度）に応じて変化する。
【００４０】
本実施の形態では、ＥＣＵ４０が、エンジン全体のヒートバランス（投入熱量、冷却損失等の比率）をエンジン状態から算出する。さらにＥＣＵ４０が、各部位の物性、幾何学形状から決まる部材毎への熱移動量を算出し、これを用いてピストン温度Ｔｐを計算する。たとえば、部位の物性、幾何学形状の例としては、燃焼室の中のガス温度、燃焼室壁面の表面積、ガス−壁面の熱伝導性などが挙げられる。
【００４１】
そして、ＥＣＵ４０は、計算したピストン温度により、ピストンオイルジェットの実行、停止判定を行なう。
【００４２】
図４は、ＥＣＵ４０が実行する処理を説明するためのフローチャートである。図４を参照して、ＥＣＵ４０は、ステップＳ１において、エンジンの運転条件と、各種センサの検出値とを読み込む。
【００４３】
続いて、ステップＳ２において、運転条件およびセンサ検出値から得た状態量より、エンジンのヒートバランス（仕事量、各損失の割合）を示す各熱量を計算する。
【００４４】
投入熱量Ｑｉ、仕事量Ｑｗ、排気損失Ｑｅｘ、ポンプ損失Ｑｐ、機械損失Ｑｍ、冷却損失Ｑｒの間には以下の式（１）が成立する。
Ｑｉ＝Ｑｗ＋Ｑｅｘ＋Ｑｐ＋Ｑｍ＋Ｑｒ  …（１）
上式より、冷却損失Ｑｒは次式（２）で求めることができる。
Ｑｒ＝Ｑｉ−（Ｑｗ＋Ｑｅｘ＋Ｑｐ＋Ｑｍ）  …（２）
図５は、図４のステップＳ２においてＥＣＵ４０が実行する処理を説明するための等価ブロック図である。ステップＳ２の処理を行なうために、ＥＣＵ４０は、熱量計算部１００として動作する。図５を参照して、熱量計算部１００は、投入熱量算出部１０１と、仕事量算出部１０２と、排気損失算出部１０３と、ポンプ損失算出部１０４と、機械損失算出部１０５と、減算部１０６，１０７と、加算部１０８とを含む。
【００４５】
投入熱量算出部１０１は、燃料噴射量から投入熱量Ｑｉを算出する。仕事量算出部１０２は、筒内圧センサの検出値（筒内圧）と、インテークマニホールド中のセンサの検出値（シリンダの中に入るガス量、ガス温度）、エンジン回転速度Ｎｅに基づいて仕事量Ｑｗを算出する。減算部１０６は、投入熱量Ｑｉから仕事量Ｑｗを減算して、損失Ｑｌｏｓｓを算出する。
【００４６】
排気損失算出部１０３は、排気温度センサの検出した排気温から排気損失Ｑｅｘを算出する。ポンプ損失算出部１０４は、ガス量、過給圧、スロットル開度、排気圧からポンプ損失Ｑｐを算出する。機械損失算出部１０５は、幾何学上の図面値、ピストン速度、筒内圧、油温、水温に基づいて、機械損失Ｑｍを算出する。
【００４７】
加算部１０８は、排気損失Ｑｅｘ、ポンプ損失Ｑｐ、機械損失Ｑｍを加算する。減算部１０７は、損失Ｑｌｏｓｓから加算部１０８の出力値を減算して、冷却損失Ｑｒを算出する。
【００４８】
再び図４に戻って、ステップＳ２の熱量計算の処理によって、冷却損失Ｑｒが求まったら、続いてＥＣＵ４０は、ピストン温度Ｔｐの計算を行なう。ピストン温度Ｔｐを計算するために、燃焼室全体での冷却損失Ｑｒから他の部分の損失を引いて、ピストン部における冷却損失を算出する必要がある。
【００４９】
図３で説明したように、冷却損失Ｑｒは、シリンダ冷却分Ｑ１、ヘッド冷却分Ｑ２、ピストン冷却分Ｑ３の合計である。したがって、ピストン部における冷却損失Ｑ３は、次式（３）で求められる。
Ｑ３＝Ｑｒ−（Ｑ１＋Ｑ２）  …（３）
図６は、図４のステップＳ３で実行されるピストン温度の算出処理を説明するための等価ブロック図である。図６を参照して、ピストン温度算出部２００は、シリンダ部冷却損失算出部２０１と、ヘッド部冷却損失算出部２０２と、加算部２０３と、減算部２０４と、ピストン温度算出部２０５とを含む。
【００５０】
冷却損失Ｑ１，Ｑ２，Ｑ３には、全てニュートンの冷却法則より、以下の式（４）が成立する。
Ｑ＝ｈ×Ａ×（Ｔ１−Ｔ２）  …（４）
ここで、Ｑは冷却損失（ｋＷ）を示し、Ａは燃焼ガスとの接触面積（ｍ２）を示し、Ｔ１は、燃焼ガス温度（Ｋ）を示し、Ｔ２は燃焼ガスから熱が移動する部材（シリンダブロック、シリンダヘッド、ピストン）の温度を示す。また、ｈは、燃焼ガスと部材間の熱伝達係数（Ｗ／Ｋ）を示す。
【００５１】
また、伝達係数ｈは次式（５）のように算出することができる。
ｈ＝λ×Ｎｕ／Ｌ  …（５）
ここでＬは、熱が移動する長さを示す（例えばシリンダライナーなら、ピストン上下に合わせてＬが変化するので、逐次計算する）。λは、熱伝導率（Ｗ／ｍＫ）を示し、材質によって固有の値である。Ｎｕは、ヌッセルト数を示し、ヌッセルト数Ｎｕは、レイノルズ数Ｒｅとプラントル数Ｐｕの関数である（Ｎｕ∝ｆ（Ｒｅ、Ｐｒ））。
【００５２】
シリンダ部冷却損失算出部２０１は、燃焼ガスからシリンダライナーへの熱移動が、シリンダライナーから冷却水への熱移動と等しいとして、燃焼ガス温度Ｔｃ、冷却水温度Ｔｗを上記のニュートンの冷却法則の式に適用して、シリンダ部の冷却損失Ｑ１を算出する。
【００５３】
ヘッド部冷却損失算出部２０２は、燃焼ガスからシリンダヘッド間の熱移動が、シリンダヘッドから冷却水への熱移動と等しいとして、燃焼ガス温度Ｔｃ、冷却水温度Ｔｗを上記のニュートンの冷却法則の式に適用して、ヘッド部の冷却損失Ｑ２を算出する。
【００５４】
加算部２０３によってＱ１＋Ｑ２が算出され、減算部２０４によって、冷却損失の合計値ＱｒからＱ１＋Ｑ２が減算され、ピストン部の冷却損失Ｑ３が算出される。
【００５５】
ピストン温度算出部２０５は、上記のニュートンの冷却法則の式（４）を変形し、既知数としてＱ３をＱに適用し、ガス温度ＴｃをＴ１に適用すると、未知数Ｔ２としてピストン温度Ｔｐを次式（６）によって算出することができる。
Ｔｐ＝Ｔｃ−Ｑ３／（ｈ×Ａ）  …（６）
再び図４に戻って、ステップＳ４以降において、ＥＣＵ４０は、算出されたピストン温度Ｔｐに基づいてピストンジェットの実行／停止の判定を行なう。
【００５６】
まず、ステップＳ４において、ピストン温度ＴｐとオイルジェットＯＮのしきい値温度Ｔｏｎとが比較される。ステップＳ４においてＴｐ＞Ｔｏｎが成立したときには（Ｓ４でＹＥＳ）、ステップＳ５に処理が進められ、ＥＣＵ４０は、オイルジェットがオフであればオイルジェットを作動させ、オイルジェットがオンであればオイルジェットの作動を継続させる。
【００５７】
ステップＳ４においてピストン温度ＴｐがＴｏｎ以下であった場合（Ｓ４でＮＯ）、ステップＳ６に処理が進められ、ピストン温度ＴｐとオイルジェットＯＦＦのしきい値温度Ｔｏｆｆとが比較される。ステップＳ６においてＴｐ＜Ｔｏｆｆが成立したときには（Ｓ６でＹＥＳ）、ステップＳ７に処理が進められ、ＥＣＵ４０は、オイルジェットが作動中であればオイルジェットを停止させ、オイルジェットが停止中であればオイルジェットの停止を継続させる。
【００５８】
ステップＳ６においてピストン温度ＴｐがＴｏｆｆ以上であった場合（Ｓ６でＮＯ）、ステップＳ８に処理が進められ、オイルジェットは、現状が維持される。
【００５９】
ステップＳ５，Ｓ７，Ｓ８のいずれかでオイルジェットの状態が決定されたら、ステップＳ９において処理はメインルーチンに戻される。
【００６０】
図７は、ピストン温度の変化とオイルジェットの作動状態について制御例を示したグラフである。図４で説明したしきい値温度ＴｏｎとＴｏｆｆは、Ｔｏｎ＞Ｔｏｆｆとなるように設定されている。したがって、図７のようにピストン温度Ｔｐが変化したとき、時刻ｔ０〜ｔ１の間のように、オイルジェットＯＦＦの場合には、しきい値温度Ｔｏｆｆを超えてもしきい値温度Ｔｏｎを超えない限り、オイルジェットはＯＦＦ状態のままである。
【００６１】
時刻ｔ１においてオイルジェットＯＦＦの場合において、ピストン温度Ｔｐがしきい値温度Ｔｏｎを超えたとき、オイルジェットはＯＦＦ状態からＯＮ状態に変化する。
【００６２】
その後時刻ｔ１〜ｔ２の間のように、オイルジェットＯＮの場合にはしきい値温度Ｔｏｎを下回ってもしきい値温度Ｔｏｆｆを下回らない限り、オイルジェットはＯＮ状態のままである。
【００６３】
時刻ｔ２においてオイルジェットＯＮの場合において、ピストン温度Ｔｐがしきい値温度Ｔｏｆｆを下回ると、オイルジェットはＯＮ状態からＯＦＦ状態に変化する。
【００６４】
図４，図５に示した例では、ピストン温度を判定するしきい値を２つ設けた。しきい値は１つでも良いが、オイルジェットＯＮ／ＯＦＦを頻繁に繰り返すと、ピストン温度Ｔｐの推定精度も悪くなっていくおそれがある。ＯＮしきい値とＯＦＦしきい値を別々に設定して判定を行なうことにより、オイルジェットのＯＮ／ＯＦＦのごく短時間での繰り返しが避けられ、ピストン温度Ｔｐの推定精度を維持することが期待できる。ただし、必ずしもしきい値を２つ設ける必要はない。しきい値が１つである場合でも、本実施の形態で説明したピストン温度Ｔｐの算出手法を適用することができる。なお、しきい値が１つの場合には、オイルジェットのＯＮ／ＯＦＦの切替えが発生した後にしばらくの時間は現状維持とし切替を行なわないようにすることが好ましい。
【００６５】
以上説明したように、本実施の形態に示したオイルジェットの制御によれば、物理モデル構築によるピストン温度予測により、これまではピストン温度が低いにもかかわらず、オイルジェットを実行していた走行について、オイルジェットを停止することが可能となる。そのようなジェット停止により、内燃機関の熱効率は向上し、燃費が向上する。たとえば、図２の例に示したように、熱効率が３５％から３７％に向上すると、燃費は５％近く向上することが期待できる。
【００６６】
最後に、本実施の形態について、図面を再び参照して総括する。図１に示すエンジン１は、シリンダヘッド２と、シリンダブロック３と、ピストン２６と、ピストン２６に潤滑油を噴射するオイルジェット装置２９とを備える。図４、図５に示すように、制御装置４０は、エンジン１への供給燃料量に基づいて投入熱量Ｑｉを算出し、燃焼室４からシリンダヘッド２およびシリンダブロック３に対して生じる第１の冷却損失（Ｑ１＋Ｑ２）と、エンジン１の仕事量Ｑｗｏｒｋと、排気損失Ｑｅｘと、ポンプ損失Ｑｐと、機械損失Ｑｍとを投入熱量Ｑｉから減算して、燃焼室４からピストン２６に対して生じる第２の冷却損失（Ｑ３）を算出する。制御装置４０は、第２の冷却損失（Ｑ３）と、燃焼ガス温度Ｔｃとに基づいてピストンの温度Ｔｐを算出し、算出したピストンの温度Ｔｐに基づいてオイルジェット装置２９を制御する。
【００６７】
図６に示すように、好ましくは、制御装置４０は、第１の冷却損失（Ｑ１＋Ｑ２）を算出する場合に、シリンダ部冷却損失算出部２０１、ヘッド部冷却損失算出部２０２の各々においてニュートンの冷却法則を使用して燃焼ガス温度Ｔｃと冷却水温度Ｔｗとに基づいて損失を算出する。また、制御装置４０は、ピストンの温度Ｔｐを算出する場合には、ニュートンの冷却法則を使用して第２の冷却損失（Ｑ３）と、燃焼ガス温度Ｔｃとに基づいてピストンの温度Ｔｐを算出する。
【００６８】
図７に示すように、好ましくは、制御装置４０は、オイルジェット装置２９から潤滑油を噴射停止中において、算出したピストンの温度Ｔｐが第１しきい値温度Ｔｏｎを超えた場合に、オイルジェット装置２９から潤滑油を噴射する。また、制御装置４０は、オイルジェット装置２９から潤滑油を噴射中において算出したピストンの温度Ｔｐが第１しきい値温度Ｔｏｎよりも低い第２しきい値温度Ｔｏｆｆより低い場合にオイルジェット装置２９からの潤滑油の噴射を停止する。
【００６９】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した説明ではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【００７０】
１  エンジン、２  シリンダヘッド、３  シリンダブロック、４  燃焼室、５  インジェクタ、８  インテークマニホールド、１０  エキゾーストマニホールド、１１  吸気バルブ、１２  排気バルブ、２６  ピストン、２７  クランクシャフト、２８  コンロッド、２９  オイルジェット装置、３０  オイル流路、３１  オイル排出口、３２  クーリングチャンネル、４０  制御装置、１００  熱量計算部、１０１  投入熱量算出部、１０２  仕事量算出部、１０３  排気損失算出部、１０４  ポンプ損失算出部、１０５  機械損失算出部、１０６，１０７，２０３，２０４  減算部、１０８  加算部、２００，２０５  ピストン温度算出部、２０１  シリンダ部冷却損失算出部、２０２  ヘッド部冷却損失算出部。
【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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【図６】
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【図７】
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