(57)【要約】【課題】ピストンでのデポジットの堆積を効果的に抑制できる内燃機関の制御装置を提供することを課題とする。【解決手段】車両に搭載された内燃機関の回転速度及び負荷率が、オイルジェットからピストンへのオイル噴射を停止する停止領域に属する場合にオイル噴射を停止する内燃機関の制御装置において、前記車両の走行頻度の高い走行経路内での標高差の最大値が閾値以上であり、かつ前記車両の車速が所定範囲内に属し前記内燃機関の運転状態が所定の高回転低負荷領域に属することが所定期間内に所定回数以上あった場合には、前記停止領域を前記内燃機関の回転速度が高い側に拡大する、内燃機関の制御装置。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両に搭載された内燃機関の回転速度及び負荷率が、オイルジェットからピストンへのオイル噴射を停止する停止領域に属する場合にオイル噴射を停止する内燃機関の制御装置において、
前記車両の走行頻度の高い走行経路内での標高差の最大値が閾値以上であり、かつ前記車両の車速が所定範囲内に属し前記内燃機関の運転状態が所定の高回転低負荷領域に属することが所定期間内に所定回数以上あった場合には、前記停止領域を前記内燃機関の回転速度が高い側に拡大する、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】
特許文献１には、ピストンでのデポジットの堆積を抑制するために、ピストンの温度と燃料噴射量とに応じて、オイルジェットからピストンへのオイル噴射を実行又は停止する技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１７−１４５７５７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
このようなデポジットは、所定の走行状態が繰り返し行われることにより、デポジットが成長して堆積量が増大することがわかった。上記特許文献１では、このような観点については考慮されていないため、デポジットの堆積を効果的に抑制できない可能性がある。
【０００５】
そこで本発明は、ピストンでのデポジットの堆積を効果的に抑制できる内燃機関の制御装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的は、車両に搭載された内燃機関の回転速度及び負荷率が、オイルジェットからピストンへのオイル噴射を停止する停止領域に属する場合にオイル噴射を停止する内燃機関の制御装置において、前記車両の走行頻度の高い走行経路内での標高差の最大値が閾値以上であり、かつ前記車両の車速が所定範囲内に属し前記内燃機関の運転状態が所定の高回転低負荷領域に属することが所定期間内に所定回数以上あった場合には、前記停止領域を前記内燃機関の回転速度が高い側に拡大する、内燃機関の制御装置によって達成できる。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、ピストンでのデポジットの堆積を効果的に抑制できる内燃機関の制御装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】図１は、本実施例の制御装置が適用されたエンジンを示した図である。
【図２】図２は、オイル噴射が停止されるオイル噴射停止領域と、オイル噴射が実行されるオイル噴射実行領域とを示したマップの一例である。
【図３】図３は、ＥＣＵが実行する制御の一例を示したフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
図１は、本実施例の制御装置が適用されたエンジン２０を示した図である。エンジン２０は、内燃機関の一例であり、ピストン２４が収納されたシリンダブロック２１上に設置されたシリンダヘッド２２内の燃焼室２３内で混合気を燃焼させて、ピストン２４を往復動させる。ピストン２４の往復動は、クランクシャフト２６の回転運動に変換される。シリンダブロック２１の下部には、潤滑用のオイルを貯留したオイルパン２１ａが設けられている。尚、図示はしていないが、エンジン２０は４つの気筒を有した直列４気筒エンジンであるがこれに限定されない。エンジン２０は、走行源として車両に搭載されている。
【００１０】
エンジン２０のシリンダヘッド２２には、吸気ポート１０ｉを開閉する吸気弁４２と、排気ポート３０ｅを開閉する排気弁４４とが気筒ごとに設けられている。また、シリンダヘッド２２の頂部には、燃焼室２３内の混合気に点火するための点火プラグ２７が気筒ごとに取り付けられている。
【００１１】
各気筒の吸気ポート１０ｉは気筒毎の枝管を介してサージタンク１８に接続されている。サージタンク１８の上流側には吸気管１０が接続されており、吸気管１０の上流端にはエアクリーナ１９が設けられている。そして吸気管１０には、上流側から順に、吸入空気量を検出するためのエアフローメータ１５と、電子制御式のスロットルバルブ１３とが設けられている。
【００１２】
また、各気筒の吸気ポート１０ｉには、燃料を吸気ポート１０ｉ内に噴射するポート噴射弁１２が設置されている。ポート噴射弁１２から噴射された燃料は吸入空気と混合されて混合気をなし、この混合気が吸気弁４２の開弁時に燃焼室２３に吸入され、ピストン２４で圧縮され、点火プラグ２７で点火燃焼させられる。
【００１３】
各気筒の排気ポート３０ｅは気筒毎の枝管を介して排気管３０に接続されている。排気管３０には、三元触媒３１が設けられている。三元触媒３１の上流側には、排気ガスの空燃比を検出するための空燃比センサ３３が設置されている。
【００１４】
オイルパン２１ａ内のオイルをピストン２４の背面側に噴射するオイルジェット５３が設けられている。オイルジェット５３からは、オイルストレーナ５１を介してオイルポンプ５０により吸引されたオイルが噴射される。オイルポンプ５０とオイルジェット５３との間には、制御弁５２が設けられており、制御弁５２の開度に応じてオイルジェット５３からのオイルの噴射量が調整される。オイルジェット５３からピストン２４にオイルが噴射されることにより、ピストン２４の温度を低下させる。また、詳しくは後述するがエンジン２０の運転状態が所定の領域に属する場合には、制御弁５２が全閉されることによりオイル噴射は停止される。
【００１５】
ＥＣＵ（Electronic Control Unit）６０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＡＭ(Random Access Memory)、及びＲＯＭ（Read Only Memory）を備える。ＥＣＵ６０は、ＲＡＭやＲＯＭに記憶されたプログラムを実行することによりエンジン２０を制御する。ＥＣＵ６０は、エンジン２０の制御装置である。
【００１６】
ＥＣＵ６０には、上述の点火プラグ２７、スロットルバルブ１３及びポート噴射弁１２が電気的に接続されている。またＥＣＵ６０には、アクセル開度を検出するアクセル開度センサ１１、スロットルバルブ１３のスロットル開度を検出するスロットル開度センサ１４、吸入空気量を検出するエアフローメータ１５、空燃比センサ３３、クランクシャフト２６のクランク角を検出するクランク角センサ２５、エンジン２０の冷却水の温度を検出する水温センサ２９や、上述した制御弁５２、その他の各種センサが電気的に接続されている。ＥＣＵ６０は、各種センサの検出値等に基づいて、所望の出力が得られるように、点火プラグ２７、スロットルバルブ１３、ポート噴射弁１２等を制御し、点火時期、燃料噴射量、燃料噴射時期、スロットル開度等を制御する。
【００１７】
ナビゲーション装置９０の記憶装置は、エンジン２０が搭載された車両に搭載されており、地図データや車両１の過去の走行履歴等が記憶されている。また、ナビゲーション装置９０は、車両１の位置情報を取得するＧＰＳ（Global Positioning System）受信機を内蔵している。ＥＣＵ６０は、ナビゲーション装置９０に電気的に接続されている。
【００１８】
ここで、オイルジェット５３からピストン２４へのオイル噴射に起因して、ピストン２４の頂面にデポジットが堆積する場合がある。例えば、エンジン２０の運転状態が低回転低負荷の場合には、スロットル開度が比較的小さいことにより、燃焼室２３内の圧力がオイルパン２１ａ内の圧力よりも低下してオイルが燃焼室２３内に引き込まれやすく、また、ピストン２４の温度が低くなりやすい。このため、エンジン２０の運転状態が低回転低負荷の場合には、デポジットが発生しやすい。エンジン２０の運転状態が低回転低負荷の場合には、ＥＣＵ６０はオイルジェット５３からのオイル噴射を停止する。
【００１９】
図２は、オイル噴射が停止されるオイル噴射停止領域と、オイル噴射が実行されるオイル噴射実行領域とを示したマップの一例である。図２では、横軸はエンジン２０の回転速度［ｒｐｍ］を示し、縦軸はエンジン２０の負荷率［％］を示している。オイル噴射停止領域は、オイルによる冷却が必要となるほどピストン２４は高温ではない運転領域に設定されている。例えば、オイル噴射停止領域での回転速度の上限値は３０００ｒｐｍに設定されている。このようにデポジットが発生しやすい運転領域でオイル噴射が停止されることにより、デポジットの発生が抑制されている。
【００２０】
しかしながら、上記のようにオイル噴射停止領域を設定しても、エンジン２０の運転状態が高回転低負荷となるような走行状態が所定期間内に高頻度で繰り返されることにより、デポジットがピストン２４上に発生して成長して、デポジットの堆積量が増大することがわかった。従って本実施例のＥＣＵ６０は、このような所定の走行状態が繰り返される場合には、高回転低負荷も含まれるようにオイル噴射停止領域を拡大することにより、デポジットの堆積を抑制している。以下に、オイル噴射停止領域を変更する制御について説明する。
【００２１】
図３は、ＥＣＵ６０が実行する制御の一例を示したフローチャートである。最初に、ナビゲーション装置９０に記憶されている情報に基づいて、車両の走行頻度の高い走行経路上での標高差の最大値である最大標高差が閾値Ｈ以上であるか否かが判定される（ステップＳ１）。ナビゲーション装置９０には、自宅の登録位置情報や、走行頻度の高い走行経路の情報、及び標高を含む地図データが記憶されている。ＥＣＵ６０は、これらの情報に基づいて、走行頻度の高い走行経路上での標高差を算出して、最大標高差を取得する。
【００２２】
標高差の大きい経路を走行する場合には、車両の加速及び減速は緩やかになりやすく、また例えば坂道を下る場合には、アクセル開度が小さくても車速が上がる状態となりやすい。即ち、標高差の大きい経路を走行する場合には、エンジン２０の運転状態が高回転低負荷になりやすいとみなせる。ステップＳ１で否定判定の場合には、本制御は終了する。
【００２３】
ステップＳ１で肯定判定の場合には、車両の走行時刻がＰＭ１０時からＡＭ７時までの間に含まれるか否かが判定される（ステップＳ３）。車両の走行時刻は、ナビゲーション装置９０に記憶されており、ＥＣＵ６０はナビゲーション装置９０に記憶されている情報を取得して判定する。車両の走行時刻がＰＭ１０時からＡＭ７時までの間に含まれる場合、外気温が比較的低い環境下で車両が走行をしたものとみなすことができる。尚、上記の時間帯はあくまで一例であってこれに限定されない。
【００２４】
外気温が比較的低い環境下で車両が走行した場合に、燃焼室２３内に導入される吸気の温度も比較的低いため、燃焼室２３内の温度も低下しやすく、デポジットが堆積しやすい。ステップＳ３で否定判定の場合には、本制御は終了する。ステップＳ３で肯定判定の場合には、第１フラグがＯＮにされる（ステップＳ５）。
【００２５】
次に、車速が閾値Ｖ以上であって、エンジン２０の回転速度が閾値Ｒ以上であって、エンジン２０の負荷率が閾値Ｋ未満である状態が１５秒以上継続したか否かが判定される（ステップＳ７）。車速は、車両に搭載されている車速センサに基づいて取得され、エンジン２０の回転速度はクランク角センサ２５に基づいて取得され、エンジン２０の負荷率はエアフローメータ１５に基づいて取得される。例えば、閾値Ｖは７０Ｋｍ／ｈであり、閾値Ｒは３０００ｒｐｍであり、閾値Ｋは１５％である。ステップＳ７の処理は、トリップ毎に実行される。尚、上記の各閾値や１５秒という期間は、あくまで一例でありこれに限定されない。
【００２６】
車速が閾値Ｖ以上であることにより、車両がアイドル状態ではない走行状態であるものとみなすことができる。この走行状態でエンジン２０の回転速度が閾値Ｒ以上であり負荷率が閾値Ｋ未満であることにより、エンジン２０の運転状態が高回転低負荷であるものとみなし、デポジットが成長し得る走行状態であるものとみなすことができる。この走行状態が１５秒以上継続されることにより、デポジットが成長して堆積量が増大し得る走行状態であるものとみなすことができる。
【００２７】
ステップＳ７で否定判定の場合には、後述するステップＳ１１が実行される。ステップＳ７で肯定判定の場合には、第２フラグがＯＮにされる（ステップＳ９）。
【００２８】
ステップＳ９の実行後、又はステップＳ７で否定判定がなされた後は、前回のオイル噴射停止領域の変更の有無の判定から２週間以上経過したか否かが判定される（ステップＳ１１）。尚、２週間とはあくまで一例であってこれに限定されない。ステップＳ１１については後述する。
【００２９】
ステップＳ１１で否定判定の場合には、本制御は終了する。ステップＳ１１で肯定判定の場合には、直近の過去一か月間で第１フラグがＯＮとされた回数Ａと、第２フラグがＯＮとされた回数Ｂとがカウントされる（ステップＳ１３）。次に、回数Ａが閾値α以上であってかつ回数Ｂが閾値β以上であるか否かが判定される（ステップＳ１５）。閾値α及びβは、例えば共に９０回であるがこれに限定されず、また、閾値α及びβは異なる値であってもよい。また、一か月とはあくまで一例であってこれに限定されない。
【００３０】
ステップＳ１５で肯定判定の場合には、オイル噴射停止領域が拡大される（ステップＳ１７）。具体的には、オイル噴射停止領域の回転速度の上限値を、図２に示したように初期値の３０００ｒｐｍから高い側の４０００ｒｐｍに変更する。これにより、オイル噴射停止領域に高回転低負荷が含まれ、エンジン２０の運転状態が高回転低負荷領域に属する場合にオイル噴射が停止されることにより、デポジットの堆積を効果的に抑制できる。尚、上記の、オイル噴射停止領域の回転速度の上限値の初期値及び拡大後の上限値は、あくまで一例であってこれに限定されない。
【００３１】
ステップＳ１５で否定判定の場合には、オイル噴射停止領域が拡大済みであるが否かが判定される（ステップＳ１９）。ステップＳ１９で肯定判定の場合には、オイル噴射停止領域が縮小される（ステップＳ２１）。ステップＳ１９で肯定判定される場合とは、前回にオイル噴射停止領域が拡大されたが、今回はエンジン２０の運転状態が高回転低負荷となる走行状態の頻度は少ないとみなされ、オイル噴射停止領域を拡大したままに維持する必要性はないからである。例えば、オイル噴射停止領域の上限値を、４０００ｒｐｍから初期値の３０００ｒｐｍに変更する。
【００３２】
ステップＳ１９で否定判定の場合には、本制御は終了する。この場合は、車両の走行経路での標高差は大きいが、エンジン２０の運転状態が高回転低負荷となる走行状態の頻度は少ないとみなされ、オイル噴射停止領域を拡大する必要性はないからである。
【００３３】
以上のように、デポジットが成長して堆積量が増大しやすい走行状態が頻繁に繰り返されると判断された場合にオイル噴射停止領域が拡大され、デポジットの堆積が抑制される。また、上述したステップＳ１１により、オイル噴射停止領域の変更の有無が２週間経過した後に行われ、オイル噴射停止領域が頻繁に変更されることが抑制されている。
【００３４】
以上、本発明の実施例について詳述したが、本発明はかかる特定の実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。
【００３５】
尚、上記実施例では、ＥＣＵ６０が走行頻度の高い走行経路上での標高差を取得する経路は、ナビゲーション装置９０からの情報に限定されない。例えば、車両の外部に設置されたサーバに車両の現在位置を示す情報が常時送信されており、このサーバがその車両の走行頻度の高い走行経路、その走行経路内での標高差、その標高差の最大値である最大標高差、の何れかをＥＣＵ６０に送信し、ＥＣＵ６０はこの情報に基づいて最大標高差を取得してもよい。
【００３６】
ステップＳ３の時間帯は、地域や季節に応じて異なっていてもよい。また、ステップＳ３に替えて、デポジットが堆積しやすい所定の季節や所定の地域である場合に第１フラグをＯＮにしてもよい。ステップＳ３に替えて、走行経路周辺での走行時間内の温度情報を取得して、この走行時間での平均温度が所定の範囲内に含まれる場合に、第１フラグをＯＮにしてもよい。温度情報は、例えば車両に搭載されている温度センサから取得された外気温であってもよいし、または天気情報等から取得した温度情報であってもよい。尚、ステップＳ３は必ずしも必要ではない。エンジンの種類によっては、走行時刻での外気温がデポジットの堆積に影響を与えにくい場合もあり得るからである。
【００３７】
オイル噴射停止領域が拡大される程度は、上述した回数Ａ及びＢに応じて設定してもよい。例えば、回数Ａ及びＢがそれぞれ５０回以上９０回未満の場合には、オイル噴射停止領域の回転速度の上限値を初期値の３０００ｒｐｍから３５００ｒｐｍに拡大し、回数Ａ及びＢがそれぞれ９０回以上の場合に、上限値を初期値の３０００ｒｐｍから４０００ｒｐｍに拡大してもよい。オイル噴射停止領域が縮小される場合も同様である。
【００３８】
また、オイル噴射停止領域の拡大は、段階的に実行してもよい。例えば、オイル噴射停止領域が拡大される初回は、上限値を初期値の３０００ｒｐｍから３５００ｒｐｍに拡大し、その後に再びオイル噴射停止領域が拡大される場合には、上限値を３５００ｒｐｍから４０００ｒｐｍに拡大してもよい。オイル噴射停止領域が縮小される場合も同様である。
【符号の説明】
【００３９】
２０  エンジン（内燃機関）
２３  燃焼室
２４  ピストン
６０  ＥＣＵ（内燃機関の制御装置）
９０  ナビゲーション装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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