(57)【要約】【課題】エンジンオイル内の気泡率が高くなることを抑制する内燃機関の制御装置を提供する。【解決手段】制御装置１０は、クランクシャフト８１の回転を駆動源としてエンジンオイルを圧送するオイルポンプ８３を備える内燃機関８０に適用される。制御装置１０は、エンジンオイルの油圧が油圧判定値よりも低いときに、機関回転数を低下させる回転数低下制御を実行する気泡率制御部１１を備える。気泡率制御部１１は、機関回転数とエンジンオイルの油温とに基づいて油圧判定値を設定する。気泡率制御部１１は、機関回転数のパラメータと油温のパラメータとの組み合わせに対応する油圧判定値を、複数の内燃機関に対して測定された油圧の各測定値の代表値よりも低い値として記憶している。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関のクランクシャフトの回転を駆動源としてエンジンオイルを圧送するオイルポンプを備える内燃機関に適用される内燃機関の制御装置であって、
エンジンオイルの油圧が油圧判定値よりも低いときに、機関回転数を低下させる回転数低下制御を実行する気泡率制御部を備え、
前記気泡率制御部は、前記機関回転数とエンジンオイルの油温とに基づいて前記油圧判定値を設定するものであり、機関回転数のパラメータと油温のパラメータとの組み合わせに対応する前記油圧判定値を、複数の内燃機関に対して測定された前記油圧の各測定値の代表値よりも低い値として記憶している
内燃機関の制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関の制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
内燃機関のクランクシャフトの回転を駆動源としたオイルポンプが知られている。特許文献１には、こうしたオイルポンプを備える内燃機関の制御装置として、内燃機関の始動後にエンジンオイルの油圧が所定値に達するまでの期間は、機関回転数を高くして油圧を上昇させる制御装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平８‐２３２７０９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
オイルポンプによって圧送されて内燃機関の各部を循環するエンジンオイル内には、気泡が発生することがある。気泡の発生は、エンジンオイルの潤滑作用の低下等を引き起こすことがある。
【０００５】
エンジンオイル内に含まれる気泡の割合である気泡率は、機関回転数が高いときほど高くなる。これは、オイルパンに貯留されているエンジンオイルと、回転しているクランクシャフトとが衝突することによって気泡が発生するためである。
【０００６】
ここで、例えば、エンジンオイルが供給されるラッシュアジャスタでは、ボディとボディの内部に収容されているプランジャとの間に気泡が噛み込むと、ボディの軸線方向に移動するプランジャの変位が不安定になる虞がある。なお、油圧が高いときにはプランジャがボディから突出した状態が保持されるため、気泡による影響が小さい。すなわち、ラッシュアジャスタでは、油圧が高いほどエンジンオイル内の気泡による影響が小さくなり、油圧が低いほど気泡による影響が大きいという傾向がある。
【０００７】
このため、特許文献１のように、油圧が所定値に達するまでの期間、すなわち油圧が低いときに機関回転数を高くすると、油圧が低い状態で気泡率が高くなり、気泡による影響が大きくなる虞があった。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するための内燃機関の制御装置は、内燃機関のクランクシャフトの回転を駆動源としてエンジンオイルを圧送するオイルポンプを備える内燃機関に適用される内燃機関の制御装置であって、エンジンオイルの油圧が油圧判定値よりも低いときに、機関回転数を低下させる回転数低下制御を実行する気泡率制御部を備え、前記気泡率制御部は、前記機関回転数とエンジンオイルの油温とに基づいて前記油圧判定値を設定するものであり、機関回転数のパラメータと油温のパラメータとの組み合わせに対応する前記油圧判定値を、複数の内燃機関に対して測定された前記油圧の各測定値の代表値よりも低い値として記憶している。
【０００９】
上記構成によれば、エンジンオイル内における気泡率の許容値と相関する油圧に基づいて機関回転数を制御することで、気泡率を調節することができる。具体的には、油圧が油圧判定値よりも低いときに機関回転数を低下させることで気泡率を低下させることができる。これによって、許容値を上回るほど気泡率が高くなることを抑制できる。
【００１０】
ところで、同一設計の基で製造された複数の内燃機関について性能を比較した場合、各内燃機関の性能は各種指標の許容誤差の範囲内でばらつきがある。上記構成では、機関回転数と油温の組み合わせに対応する油圧の値として代表値よりも低い値を示す内燃機関に基づいて設定された油圧判定値を用いることによって、内燃機関の性能のばらつきに関わらず、気泡率が許容値を上回ることを抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】内燃機関の制御装置の一実施形態と、その制御対象である内燃機関を示す模式図。
【図２】機関回転数と気泡率との関係を示す図。
【図３】同制御装置の気泡率制御部が実行する気泡率制御の処理を示すフローチャート。
【図４】気泡率制御に用いられる油圧判定値のマップ。
【図５】機関回転数と油圧との関係を示す図。
【図６】（ａ）油圧と許容気泡率との関係を示す図、（ｂ）試料内燃機関の度数分布を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、内燃機関の制御装置の一実施形態としての制御装置１０について、図１〜図６を参照して説明する。
図１には、制御装置１０と、その制御対象である内燃機関８０とを示している。
【００１３】
内燃機関８０では、燃料噴射弁８２から噴射された燃料と吸入空気とを混合した混合気の燃焼によって、内燃機関８０の駆動軸であるクランクシャフト８１が回転する。
内燃機関８０には、クランクシャフト８１の回転に連動して駆動するオイルポンプ８３が設けられている。オイルポンプ８３は、オイルパンから汲み上げたエンジンオイルを吐出して内燃機関８０の各部にエンジンオイルを供給する。
【００１４】
内燃機関８０には、機関運転状態を検出する各種センサが設けられている。図１には、各種センサとして、クランクポジションセンサ９１と、油圧センサ９２と、油温センサ９３とを示している。
【００１５】
制御装置１０には、内燃機関８０に設けられている各種センサからの信号が入力される。制御装置１０は、クランクポジションセンサ９１からの検出信号に基づいて機関回転数ＮＥを検出する。制御装置１０は、油圧センサ９２からの検出信号に基づいてエンジンオイルの油圧Ｐを検出する。制御装置１０は、油温センサ９３からの検出信号に基づいてエンジンオイルの油温Ｔを検出する。
【００１６】
制御装置１０は、燃料噴射弁８２から噴射する燃料噴射量の目標値を内燃機関８０の運転状況に基づいて算出する。より詳しくは、制御装置１０は、機関回転数ＮＥと吸入空気量に基づいて基本燃料噴射量を算出する。制御装置１０は、基本燃料噴射量を補正して目標燃料噴射量を算出する。また、制御装置１０は、燃料噴射弁８２の駆動を制御して燃料噴射を実行する。
【００１７】
制御装置１０は、機能部として気泡率制御部１１を備えている。気泡率制御部１１は、エンジンオイル内に含まれる気泡の割合である気泡率ＢＦを制御するための気泡率制御を実行する。
【００１８】
図２には、機関回転数ＮＥと気泡率ＢＦとの関係を示している。図２に示すように、機関回転数ＮＥが高いほど気泡率ＢＦが高くなり、機関回転数ＮＥが低いほど気泡率ＢＦは低くなる。これは、オイルパンに貯留されているエンジンオイルと、回転しているクランクシャフト８１との衝突が気泡の発生源であるため、機関回転数ＮＥが高いほど気泡が発生しやすくなることによる。気泡率制御部１１は、気泡率制御において、燃料噴射弁８２からの燃料噴射量を補正することで機関回転数ＮＥの制御を行い、気泡率ＢＦを制御する。
【００１９】
図３及び図４を参照して、気泡率制御部１１が実行する気泡率制御の処理ルーチンについて説明する。本処理ルーチンは、所定の周期毎に繰り返し実行される。
本処理ルーチンの実行が開始されると、まずステップＳ１０１において、油圧Ｐが油圧判定値Ｐｔよりも低いか否かを気泡率制御部１１が判定する。油圧判定値Ｐｔは、図４に示すような演算マップに基づいて気泡率制御部１１によって設定される。この演算マップは、気泡率制御部１１に記憶されている。気泡率制御部１１は、演算マップを参照し、機関回転数ＮＥと油温Ｔに対応する油圧判定値Ｐｔの値を読み込む。
【００２０】
油圧Ｐが油圧判定値Ｐｔ以上である場合（Ｓ１０１：ＮＯ）、本処理ルーチンが一旦終了される。一方、油圧Ｐが油圧判定値Ｐｔよりも低い場合（Ｓ１０１：ＹＥＳ）、処理がステップＳ１０２に移行される。
【００２１】
ステップＳ１０２では、気泡率制御部１１が回転数低下制御を実行する。回転数低下制御では、補正値を用いて基本燃料噴射量を補正することで目標燃料噴射量を算出する。補正値は、燃料噴射弁８２から噴射される燃料噴射量を減量する値として、予め実験等によって求められている値を用いることができる。また、油圧Ｐと油圧判定値Ｐｔとの乖離度合いに基づいて補正値を算出することもできる。例えば、油圧Ｐと油圧判定値Ｐｔとが乖離しているほど燃料噴射量を減量する値として補正値を算出してもよい。
【００２２】
ステップＳ１０２において回転数低下制御が実行された後、本処理ルーチンが終了される。
図４を参照して、油圧判定値Ｐｔの演算マップについて説明する。この演算マップは、機関回転数ＮＥについてＮＥ１〜ＮＥｍまでのｍ個のパラメータを有し、油温ＴについてＴ１〜Ｔｎまでのｎ個のパラメータを有している（ｍ，ｎは正の整数）。このため、図４に示す演算マップには、合計（ｍ×ｎ）個の値がそれぞれのパラメータの組み合わせに対応する油圧判定値Ｐｔの値として記憶されている。例えば、機関回転数ＮＥの値が「ＮＥ１」であり、油温Ｔの値が「Ｔ１」である場合には、図４の演算マップを参照することによって「Ｐｔ（ＮＥ１，Ｔ１）」の値が油圧判定値Ｐｔとして算出される。
【００２３】
次に、図４〜６を参照して、図４の演算マップに記憶されている油圧判定値Ｐｔの値について説明する。
図５には、機関回転数ＮＥと油圧Ｐとの関係を示している。なお、油温Ｔは所定の値に維持されている。図５に示すように、機関回転数ＮＥが高いほど油圧Ｐは高い値を示す。
【００２４】
ところで、同一設計の基で製造された複数の内燃機関について性能を調査した場合、各内燃機関の間には性能のばらつきがある。これは、内燃機関を構成する様々な部品のクリアランスが、許容される範囲内において異なることによる。ここで、調査の対象とする内燃機関を「試料内燃機関」とする。各試料内燃機関同士は、同一設計の基で製造された内燃機関である。図５には、例として四つの試料内燃機関Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄについて、機関回転数ＮＥと油圧Ｐとの関係を表示している。図５に示すように、機関回転数ＮＥの値が同じであったとしても、試料内燃機関Ａ〜Ｄの順に、検出される油圧Ｐが高い値を示す。
【００２５】
図６（ａ）には、油圧Ｐと、気泡率ＢＦの許容値である許容気泡率ＢＦＡとの関係を示している。ここでは許容気泡率ＢＦＡは、内燃機関８０に設けられているラッシュアジャスタの動作を保障できる値として設定されている。エンジンオイルが供給されるラッシュアジャスタでは、ボディとボディの内部に収容されているプランジャとの間に気泡が噛み込むと、ボディの軸線方向に移動するプランジャの変位が不安定になる虞がある。なお、油圧が高いときにはプランジャがボディから突出した状態が保持されるため、気泡による影響が小さい。すなわち、ラッシュアジャスタでは、油圧が高いほどエンジンオイル内の気泡による影響が小さくなり、油圧が低いほど気泡による影響が大きいという傾向がある。こうした傾向に基づいて設定されている許容気泡率ＢＦＡは、図６（ａ）に示すように、油圧Ｐと相関しており、油圧Ｐが高いほど高い値となる。
【００２６】
図５を参照して説明したように、内燃機関の間では性能にばらつきがあり、機関回転数ＮＥが同一の値であったとしても油圧センサ９２によって検出される油圧Ｐが内燃機関毎に異なる。図６（ｂ）には、油圧Ｐと、複数の試料内燃機関を母集団として所定の機関回転数ＮＥ及び所定の油温Ｔで試料内燃機関を運転しているときに油圧Ｐが油圧センサ９２によって検出される試料内燃機関の度数と、に基づく度数分布を示している。
【００２７】
この度数分布において、油圧Ｐの算術平均を「μ」として標準偏差を「σ」とする。本実施形態では、各試料内燃機関を機関回転数ＮＥｘ（ｘ：１〜ｍ）及び油温Ｔｙ（ｙ：１〜ｎ）で運転しているときに測定される油圧Ｐに関して、「μ−２σ」の値を機関回転数ＮＥｘと油温Ｔｙとの組み合わせに対応する油圧判定値Ｐｔとしている。そして、合計（ｍ×ｎ）個の油圧判定値Ｐｔに基づいて図４に示す演算マップを作成している。したがって、図４に示す演算マップでは、平均値「μ」よりも低い値である「μ−２σ」が油圧判定値Ｐｔとして記憶されている。
【００２８】
すなわち、制御装置１０では、図３を参照して説明した気泡率制御におけるステップＳ１０１の処理において、油圧Ｐの代表値である平均値「μ」よりも低い値として記憶されている油圧判定値Ｐｔをしきい値として、ステップＳ１０２で実行される回転数低下制御の実行可否を判定している。このため、油圧Ｐが油圧判定値Ｐｔよりも低いときに、機関回転数ＮＥを低下させる回転数低下制御が実行される。
【００２９】
本実施形態の作用及び効果について説明する。
制御装置１０によれば、許容気泡率ＢＦＡと相関する油圧Ｐに基づいて機関回転数ＮＥを制御することで、気泡率ＢＦを調節することができる。具体的には、油圧Ｐが油圧判定値Ｐｔよりも低いときに機関回転数ＮＥを低下させることで、気泡率ＢＦを低下させることができる。これによって、気泡率ＢＦが高くなることを抑制できる。
【００３０】
また、図６（ｂ）に示すように、機関回転数ＮＥ及び油圧Ｐを同一条件として運転している場合に、試料内燃機関のうち半数以上の内燃機関では、「μ−２σ」よりも高い油圧Ｐが検出される。したがって、同一条件で内燃機関を運転している場合に、半数以上の内燃機関では、油圧Ｐに対応する許容気泡率ＢＦＡが図６（ａ）に示す「ＢＦＡＬ」以上の値である。このため、平均値「μ」よりも低い値である「μ−２σ」を油圧判定値Ｐｔとすると、半数以上の内燃機関では、油圧Ｐに対応する実際の許容気泡率ＢＦＡが油圧判定値Ｐｔよりも高い値となる。このように代表値である平均値よりも低い値が記憶されている油圧判定値Ｐｔをしきい値として用いて気泡率ＢＦの制御を行うことによって、内燃機関の性能のばらつきに関わらず、気泡率ＢＦが許容気泡率ＢＦＡを上回ることを抑制できる。
【００３１】
エンジンオイルには、エンジンオイル内の気泡率ＢＦを低くするための消泡剤が添加されることがある。制御装置１０によれば、気泡率ＢＦが許容気泡率ＢＦＡを上回る虞があるときに機関回転数ＮＥの低下によって気泡率ＢＦを低下させることができるため、こうした消泡剤の添加量を少なくすることができる。
【００３２】
本実施形態は、以下のように変更して実施することができる。本実施形態及び以下の変更例は、技術的に矛盾しない範囲で互いに組み合わせて実施することができる。
・上記実施形態において、気泡率制御部１１が実行する回転数低下制御では、燃料噴射量を減らすことで機関回転数ＮＥを低下させるように構成している。回転数低下制御において機関回転数ＮＥを低下させる構成としては、燃料噴射量を減らすことに限らない。例えば、回転数低下制御において、吸入空気量を少なくするようにスロットルバルブを閉じ側に制御してもよい。吸入空気量を少なくするほど機関回転数ＮＥを低下させることができる。
【００３３】
・上記実施形態では、図６（ｂ）を用いて説明した度数分布において「μ−２σ」の値を油圧判定値Ｐｔとして、図４に示した演算マップを作成している。油圧判定値Ｐｔとして採用できる値は、これに限らない。油圧判定値Ｐｔとして平均値よりも低い値が演算マップに記憶されているのであれば、油圧Ｐに対応する実際の許容気泡率ＢＦＡが油圧判定値Ｐｔよりも高い値になることが多くなる。なお、油圧判定値Ｐｔとして記憶されている値を平均値よりも低い値とするほど、油圧Ｐに対応する実際の許容気泡率ＢＦＡと油圧判定値Ｐｔとの差を大きくすることができる。
【００３４】
・上記実施形態では、図６（ｂ）を用いて説明した度数分布において油圧Ｐの平均値を代表値として扱ったが、中央値を代表値として扱うこともできる。また、最頻値を代表値として扱うこともできる。
【符号の説明】
【００３５】
１０…制御装置、１１…気泡率制御部、８０…内燃機関、８１…クランクシャフト、８２…燃料噴射弁、８３…オイルポンプ、９１…クランクポジションセンサ、９２…油圧センサ、９３…油温センサ。
【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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