(57)【要約】【課題】本発明の目的は、定常運転時と過渡運転時共に、エンジンオイルの推定油温を精度良く算出することができる内燃機関の油温推定装置を提供することにある。【解決手段】本発明の内燃機関の油温推定装置は、エンジンオイルに受熱される受熱量を演算する受熱演算とエンジンオイルから放熱される放熱量を演算する放熱演算に基づいてエンジンの油温を演算する第１の油温演算手段105と、ある特定の定常運転状況下にエンジンの水温情報に基づいてエンジンの油温を演算する第２の油温演算手段303を有している。前記特定の定常運転状況下において、前記第１の油温演算手段105で演算された推定油温と前記第２の油温演算手段303で演算された推定油温にある一定の偏差が生じた場合には、第１の油温演算手段105における受熱演算、あるいは放熱演算の少なくとも一方の演算定数を、第２の油温演算手段303で演算された推定油温に一致する様に補正値で修正する。【選択図】図１４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンオイルに受熱される受熱量を演算する受熱演算とエンジンオイルから放熱される放熱量を演算する放熱演算に基づいてエンジンの油温を演算する第１の油温演算手段と、ある特定の定常運転状況下にエンジンの水温情報に基づいてエンジンの油温を演算する第２の油温演算手段を有し、前記特定の定常運転状況下において、前記第１の油温演算手段で演算された推定油温と前記第２の油温演算手段で演算された推定油温にある一定の偏差が生じた場合には、第１の油温演算手段における受熱演算、あるいは放熱演算の少なくとも一方の演算定数を、第２の油温演算手段で演算された推定油温に一致する様に補正値で修正することを特徴とする内燃機関の油温推定装置。
【請求項２】
請求項１に記載の内燃機関の油温推定装置において、前記第１の油温演算手段は、エンジンオイルに対する受熱放熱量とオイルパンに対する受熱放熱量とを分離して演算することを特徴とする内燃機関の油温推定装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の内燃機関の油温推定装置において、前記第１の油温演算手段における受熱演算、あるいは放熱演算の少なくとも一方の演算定数に関する修正値は、エンジンコントロールユニット内に記憶されることを特徴とする内燃機関の油温推定装置。
【請求項４】
請求項１又は２に記載の内燃機関の油温推定装置において、前記第１の油温演算手段における受熱演算、あるいは放熱演算の少なくとも一方の演算定数に関する修正値は、水温センサの出力値に応じて変化することを特徴とする内燃機関の油温推定装置。
【請求項５】
請求項１ないし４のいずれかに記載の内燃機関の油温推定装置において、前記特定の定常運転状況とは、スロットル開度１／４以下の領域であることを特徴とする内燃機関の油温推定装置。
【請求項６】
請求項１ないし４のいずれかに記載の内燃機関の油温推定装置において、前記特定の定常運転状況とは、車速８０ｋｍ／ｈ以下の領域であることを特徴とする内燃機関の油温推定装置。
【請求項７】
請求項１ないし４のいずれかに記載の内燃機関の油温推定装置において、前記特定の定常運転状況とはアイドリング状態であることを特徴とする内燃機関の油温推定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関のエンジンオイルの温推定装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年の自動車用エンジン制御の高度化に伴い、エンジンの油温を高精度に検出する必要性が高まっている。その一例として、エンジンのトルク制御やバルブタイミング制御が挙げられる。
【０００３】
エンジンのトルク制御においては、一般に、エンジン軸トルクが制御対象となる。エンジン軸トルクとは、エンジンのクランク軸から外部に取り出せる正味のエンジントルクを指し、これは、エンジンシリンダ内の燃焼圧により得られるトルク(以下、エンジン図示トルク)から、エンジン内部で失われる摩擦損失トルク(ピストンとシリンダ間の摩擦、カムシャフト系駆動摩擦など)を差し引いたものである。従って、エンジン軸トルクを高精度に制御するためには、エンジン内部で失われる前記摩擦損失トルクを正確に算出しておく必要がある。
【０００４】
一方、前記摩擦損失トルクは、エンジン回転数の他、エンジンの油温に密接に関係する。例えば、エンジンの油温が低温の時にはエンジンオイルの粘度は増大し、それに起因して、オイルで潤滑されている部位(ピストンとシリンダ間やカムシャフト駆動系など)の摩擦損失トルクが増加する。従って前記因果関係より、エンジン軸トルクを高精度に制御するためには、正確なエンジン油温情報を得る必要がある。
【０００５】
また、高精度なエンジンの油温検出が必要な他の制御の例として、油圧駆動式バルブタイミング制御がある。エンジンオイルの温度によってエンジンオイルの粘性が変化し、バルブタイミング変更用アクチュエータの応答性が変化することから、油温に応じた最適な制御ロジックを構築するためにも、正確なエンジン油温情報を得る必要がある。
【０００６】
正確なエンジンオイルの温度情報を得るためには、エンジンオイル用の温度センサを設置すれば良いが、コストが増加する問題がある。そこで、油温計を用いずに、水温やエンジン回転数、エンジン負荷などの情報に基づいて油温を推定演算する技術が特許文献１（特開２００５−２０７２９７号公報）や特許文献２（特開２００４−１３８４６８号公報）などで公開されている。
【０００７】
特許文献１の内燃機関の油温推定装置は、予め実験で求めた平均エンジン回転数と油温の関係、あるいは水温と油温の関係を、近似式やマップデータとしてECU内に格納し、それらを用いて油温推定演算を行うものである。
【０００８】
一方、特許文献２に示される技術は、内燃機関の燃焼に伴うエンジンオイルへの受熱分と、エンジンオイルから外気へ放熱される放熱分を熱収支演算モデルに基づいて独立に演算し、時々刻々の熱収支の差分とオイルの熱容量からオイルの温度変化率を求め、時間積分することにより油温を求めるものである。
【０００９】
【特許文献１】特開２００５−２０７２９７号公報
【特許文献２】特開２００４−１３８４６８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
エンジンオイルは大きな熱容量を有しており、例えば冷機始動から暖機運転を実施する際には、油温が上昇して平衡温度（80〜90℃）に達するまでに、少なくとも10分程度の時間を要する。しかしながら、特許文献１の内燃機関の油温推定装置は、定常状態（温度平衡状態）の実験データを基に、前記近似式やマップデータを構築しているため、過渡時の油温の挙動が再現できず、暖機運転期間中等の油温推定精度に問題あった。
【００１１】
また、特許文献２に示される技術については、内燃機関の燃焼に伴うエンジンオイルへの受熱分と、エンジンオイルから外気へ放熱される放熱分を熱収支演算モデルに基づいた時々刻々の熱収支を演算しており、過渡時の油温の挙動を演算することが可能である。しかしながら、時々刻々実施される熱収支の演算に僅かな誤差が生じても、積分計算の過程でその誤差が蓄積されて増大し、結果として熱収支がバランスする温度平衡点がずれることがあり、定常時における実油温と推定油温の差分が大きくなり易いといった問題があった（図１２参照。）。
【００１２】
本発明は以上の問題に鑑みてなされたものであり、その目的は、定常運転時と過渡運転時共に、エンジンオイルの推定油温を精度良く算出することができる内燃機関の油温推定装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
前記目的を達成するために、本発明による内燃機関の油温推定装置は、エンジンオイルに受熱される受熱量を演算する受熱演算とエンジンオイルから放熱される放熱量を演算する放熱演算に基づいてエンジンの油温を演算する第１の油温演算手段と、ある特定の定常運転状況下にエンジンの水温情報に基づいてエンジンの油温を演算する第２の油温演算手段を有し、前記特定の定常運転状況下において、前記第１の油温演算手段で演算された推定油温と前記第２の油温演算手段で演算された推定油温にある一定の偏差が生じた場合には、第１の油温演算手段で演算された推定油温が第２の油温演算手段で演算された推定油温に一致する様に、第１の油温演算手段における受熱演算、あるいは放熱演算の少なくとも一方の演算定数を補正値で補正することを特徴としている。
【００１４】
本発明は、エンジンオイルに受熱される受熱量を演算する受熱演算とエンジンオイルから放熱される放熱量を演算する放熱演算に基づいてエンジンの油温を演算することにより、過渡状態のエンジンの油温を正確に推定することができる。また、ある特定の定常運転状況下（例えば，アイドリングや低負荷の定速走行など）においては、エンジンの油温と水温は、ほぼ一定の関係にあると見なして良い（例えば油温≒水温）ことに着目し、ある特定の定常運転状況下において、エンジンオイルに受熱される受熱量を演算する受熱演算とエンジンオイルから放熱される放熱量を演算する放熱演算とに基づく第１の油温演算手段で演算するエンジンの推定油温が、エンジンの水温情報に基づく第２の油温演算手段で演算したエンジンの推定油温と一致するように補正することにより、定常運転時におけるエンジンの湯温をも正確に演算して推定することができる。
【００１５】
本発明による内燃機関の油温推定装置は、第１の油温演算手段が、エンジンオイルに対する受熱放熱量とオイルパンに対する受熱放熱量とを分離して演算することを特徴としている。本発明では、エンジンオイルに対する受熱放熱量とオイルパンに対する受熱放熱量とを分離して演算することにより、エンジンからエンジンオイルに吸熱される吸熱量と、エンジンオイルからオイルパンを介して外気に放熱される放熱量とを、正確に演算することができる。
【００１６】
本発明による内燃機関の油温推定装置は、第１の油温演算手段における受熱演算、あるいは放熱演算の少なくとも一方の演算定数に関する補正値が、エンジンコントロールユニット内に記憶されることを特徴としている。本発明では、第１の油温演算手段における受熱演算、あるいは放熱演算の少なくとも一方の演算定数に関する補正値が、エンジンコントロールユニット内に記憶されているので、特定の運転状態において記憶した補正値を用いることにより、第１の油温演算手段で演算するエンジンの油温を、エンジンの水温情報に基づく第２の油温演算手段で演算したエンジンの油温に速やかに一致させることができる。
【００１７】
本発明による内燃機関の油温推定装置は、第１の油温演算手段における受熱演算、あるいは放熱演算の少なくとも一方の演算定数に関する補正値が、水温センサの出力値に応じて変化する。
【００１８】
本発明による内燃機関の油温推定装置は、具体的には、特定の定常運転状況が、スロットル開度１／４以下の領域、車速８０ｋｍ／ｈ以下の領域、あるいはアイドリング状態である。
【発明の効果】
【００１９】
本発明は、エンジンオイルに受熱される受熱量を演算するとともに、エンジンオイルから放熱される放熱量を演算し、受熱量と放熱量との熱収支に基づいてエンジンの油温を演算することにより、過渡時におけるエンジンの推定油温を精度良く求めることができ、また、特定の定常運転状況下において、受熱量と放熱量との熱収支に基づくエンジンの推定油温を、エンジンの水温情報に基づいて演算したエンジンの推定油温に一致する様に補正値で補正することにより、定常運転時の推定油温の精度を向上させることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下に、本発明に係る内燃機関の油温推定装置の実施形態を図に基づいて説明する。図１は、本発明の内燃機関の油温推定装置が適用されるガソリンエンジン用エンジントルク制御システムのハード構成を示す図である。ガソリンエンジン１の本体には吸気管３が取り付けられており、吸気管入口から順に、エアクリーナ７、エアフロセンサ８、スロットルバルブ９、サージタンク11、インジェクタ12、吸気弁５が設置されている。また、吸気管３とつながる燃焼室２の上部には、点火プラグ18が取り付けられており、さらに燃焼室２とつながる排気管４には、燃焼室側から順に、排気弁６、酸素センサ13と三元触媒14が設置されている。
【００２１】
吸気管３の入口より吸入された空気は、エアクリーナ７を通り、その直後に設置されたエアフロセンサ８にて吸入空気量が計測された後に、スロットルバルブ９に到達する。エンジンコントロールユニット19（以下、ECU）では、要求されたエンジントルクを基に、スロットルバルブ９のバルブ開度を決定して、燃焼室への流入空気量の制御を行う。更にECU19では、エアフロセンサ８で計測した吸入空気量を基に、理論空燃比を実現する上で必要な燃料噴射量と、目標トルクの実現に最適な点火時期を演算する。スロットルバルブ9を通過した空気はサージタンク11に導かれた後、前記ECU19の指令値に従ってインジェクタ12から噴射された燃料と混じり合って混合気となり、吸気弁５の開弁と同期して燃焼室内に導入される。
【００２２】
燃焼室内の混合気はピストンの上昇と共に圧縮され、前記ECU19の指令値に従った最適な点火タイミングにて、点火プラグ18により着火される。その後、混合気は燃焼して燃焼圧によりピストンを押し下げ、所望のエンジントルクを発生させた後、ピストンの上昇と共に開いた吸気弁５から排気ガスとなって排気管４に流出する。排気管４には、酸素センサ13と三元触媒14が設置されており、ECU19では三元触媒14が効率良く排気ガスを浄化できる理論空燃比からのズレを防止するために、酸素センサ13の出力を用いて燃料噴射量を調整する、所謂空燃比フィードバック制御を行う。
【００２３】
次に、ＥＣＵ19に実装されているガソリンエンジン用エンジントルク制御ロジックについて説明する。図２に示すように、本ロジックは目標トルク演算手段101と目標トルク実現手段102から構成される。目標トルク演算手段101は、ドライバー要求トルク演算手段103を内包しており、本演算手段103ではアクセルペダルに取り付けられたアクセル開度センサ値を基に、ドライバーが要求するドライバー要求エンジン軸トルクを算出する。また、要求トルク選択手段104では、ドライバー要求トルク演算手段103で演算された前記ドライバー要求エンジン軸トルクと、トラクションコントロールやクルーズコントロール等の外部要求トルク群の中から、安全性や利便性などを考慮し、本車両にとって最適なエンジン軸トルク（目標軸トルク）として選択する。また摩擦損失トルク推定手段106では、エンジン内部で失われる摩擦損失トルクを推定する。要求トルク選択手段104で選択された目標軸トルクと摩擦損失トルク推定手段106で推定された摩擦損失トルクとが加算されて目標図示トルクに変換された後に、目標図示トルクは目標トルク実現手段102へ送信される。
【００２４】
目標トルク実現手段102では、トルク振分け演算手段107を用いて、目標図示トルク実現に向けて吸気系・点火系・燃料系へのトルク操作量の振分けを行い、スロットル開度演算手段108、点火時期補正演算手段109、燃料噴射量演算手段110のそれぞれに、トルク操作量指令値を送信する。スロットル開度演算手段108、点火時期補正演算手段109、燃料噴射量演算手段110は、振り分けられたトルク操作量指令値を基に、目標スロットル開度、点火時期補正量、燃料噴射量を演算し、その演算結果をそれぞれスロットル、点火プラグ、インジェクタに送信して、所望のエンジン軸トルクが得られるように制御を実施する。
【００２５】
前記摩擦損失トルクの原因の要素としては、主にピストンとシリンダ間の摩擦、カムシャフト系駆動摩擦などがあり、これらはエンジン回転数に依存する他、前記部材を潤滑するエンジンオイルの粘性にも大きく依存する。更にオイルの粘性は、オイル温度に依存することから、摩擦損失トルク推定手段106の主要な入力として、エンジン回転数とエンジンの油温を用いるのが望ましい。しかしながら、一般の車両には、エンジンの油温計は装着されていないことが多いため、エンジンの油温情報を得るための手段として、本実施形態ではエンジン油温演算手段を設置している。
【００２６】
次に、本実施形態におけるエンジン油温推定装置における第１のエンジン油温演算手段105について図３〜１1を用いて説明する。図３および図４は、第１のエンジン油温演算手段105の概要について説明するためのものであり、図３は、燃焼室２で発生する熱量がエンジンオイルに伝わった後に、外気に放出される過程を模式的に示したものである。まず、燃焼室２で発生する熱量の一部がエンジンオイルに吸熱量Ｑoaとして吸収される（図３の（１））と共に、エンジンオイルに蓄積されていた熱量の一部が、エンジンオイルに接するオイルパンへ放熱量Ｑorとして移動する（図３の（２））。一方、移動した前記熱量はオイルパンに吸熱量Ｑopaとして吸収される（図３の（２））と共に、オイルパンに蓄積された熱量の一部が外気を介して放熱量Ｑoprとして放出される（図３の（３））。即ち、それぞれの部材において、吸熱と放熱のやり取りが行われ、前記熱量の収支バランスと熱容量に応じて、部材の温度変化率が決定される。具体的には、放熱量に比べて吸熱量が多い場合には部材の温度は上昇し、少ない場合には部材の温度は下降する。また、部材の熱容量が大きい程、部材の温度上昇や下降は緩やかになる。
【００２７】
前記物理法則を基に構築した第1のエンジン油温演算手段を図４に示す。第1のエンジン油温演算手段105は、オイル吸熱量演算手段201、オイル放熱量(オイルパン吸熱量)演算手段202、推定オイル温度演算手段203、オイルパン放熱量演算手段204、推定オイルパン温度演算手段205より構成される。これらの演算手段201，…，205を用いて、エンジンオイルおよびオイルパンのそれぞれの吸熱量と放熱量とを独立に演算し、それらの収支演算を行って、それぞれの温度を推定する。次に、各演算手段201，…，205の詳細について説明する。
【００２８】
オイル吸熱量演算手段201の詳細について、図５を用いて説明する。オイル吸熱量演算部201は、発生熱量演算手段211、燃料カット補正手段212、オイル吸熱率演算手段213、及び熱量伝達遅延補正手段214から構成されている。
発生熱量演算手段211では、エアフロセンサ８からの吸入空気量情報を基に、エンジンの燃焼により発生する熱量Qhを演算する。熱量Qhの演算式は、エアフロセンサ８により検出された吸入空気量Qaと理論空燃比AF、ガソリンの低位発熱量Egを用いて下記の（１）式により表される。
Ｑh＝Ｑa×Ｅg／ＡＦ  ……………………………………………  （１）
【００２９】
燃料カット補正手段212は、エンジンにおいて燃料カットが実施されている際の、エンジンの燃焼による発生熱量の補正を行う。燃料カット補正値は、下記（２）式で表すことができる。
燃料カット補正値＝（全気筒数−燃料カット気筒数）／全気筒数  ………  (２)
【００３０】
また、オイル吸熱率演算手段213では、吸熱率算出テーブルを用いて、上記発生熱量から実際にエンジンオイルが吸熱する吸熱率Ｐkを求める。図６に、吸熱率Ｐkの算出テーブルの特性を示す。エンジンの発生熱量は、エンジン負荷が大きくなるほど、冷却水用ラジエータからの放出や、エンジン本体からの輻射などにより失われる割合が高くなり、エンジンオイルが吸収する吸熱率Ｐkは、吸入空気量Qa（エンジン負荷を代表する値）の増加に対し、相対的に低くなる。エンジンオイル吸熱量Ｑoaは下記（３）式により表される。
Ｑoa＝Ｑh×燃料カット補正率×Ｐk  ……………………  （３）
【００３１】
また、エンジン本体とオイル温度との温度差が小さい程、エンジン本体からエンジンオイルへの熱の移動は小さくなるため、吸熱率Ｐkにオイル温度に関する補正を加えても良い。
【００３２】
熱量伝達遅延補正部214は、エンジンの発生熱量がエンジンオイルに吸収されるまでの時間遅れを補正するものである。時間遅れは一次遅れで近似しており、その時定数は、実験の他、理論計算にて求めても良い。
【００３３】
次に、エンジンオイル放熱量Ｑor（＝オイルパン吸熱量Ｑopa）を演算するオイル放熱量演算手段202の詳細について、図７を用いて説明する。本演算手段202は、図3中の（２）に示されるエンジンオイル放熱量Ｑorを求めるものである。エンジンオイル放熱量Ｑorは、オイルパンの熱伝導率αop、オイルパンとエンジンオイルとの接触面積Ｓoｐ、オイル温度前回演算値Ｔoilｎ−１、オイルパン温度前回演算値Ｔopｎ−１、オイルパンの厚さＬoｐを用い、フーリエの法則に基づいた下記（４）式により求められる。
Ｑor(=Ｑopa)＝αop×Ｓop×(Ｔoilｎ−１−Ｔopｎ−１)／Ｌop  …………  （４）
【００３４】
次に、推定オイル温度演算手段203の詳細について、図８を用いて説明する。推定オイル温度演算手段203では、前記オイル吸熱量演算手段201で求められたエンジンオイル吸熱量Ｑoa、オイル放熱量演算手段202で求められたエンジンオイル放熱量Ｑor、エンジンオイルの熱容量Ｗo、及び推定オイル温度の前回演算値であるＴoilｎ−１を用いて、下記（５）式により推定オイル温度Ｔoilを演算する。
Ｔoil＝〔（Ｑoa−Ｑor）／Ｗo〕＋Ｔoilｎ−１  ……………………………  （５）
【００３５】
またオイルの熱容量Ｗoは、下記（６）式で表すことができる。
Ｗo＝オイル比熱×オイル重量×オイル比重  ……………………………  （６）
【００３６】
次に、オイルパン放熱量演算手段204の詳細について、図９を用いて説明する。オイルパン放熱量演算部204では、図３の（３）に示すオイルパンから外気に放熱する放熱量Ｑoprの演算を行う。オイルパンの放熱量Ｑoprは、オイルパンから空気への熱伝達率αa、放熱面積Ｓa、オイルパン温度前回演算値Ｔopｎ−１、外気温Ｔaを用いて、下記（７）式により演算することができる。
Ｑopr＝（Ｔopｎ−１−Ｔa）×αa×Ｓa  ……………………………………  （７）
【００３７】
物体から空気へ熱伝達する場合、境界付近の空気の流れの有無によって、熱伝達率が大きく変化する。オイルパン表面を通過する風速は、ほぼ車速と等しいと見なすことができるため、本実施形態では車速の有無により、熱伝達率αaを切り替えるロジックを採用している。
【００３８】
車速＞０の場合の熱伝達率は、車速に大きく依存する。そこで、車速＞０の場合には、図１０（ａ）に示す様な、車速と熱伝達率αaの関係を格納した熱伝達率αa算出テーブルを適用している。一方、車速＝０の場合の熱伝達率αaは、オイルパン温度と外気温の差分に依存するため、図１０（ｂ）に示す様に、オイルパン温度と外気温との差分温度ΔＴに応じて熱伝達率αaを変更する演算テーブルを適用している。
【００３９】
最後に、推定オイルパン温度演算手段205について、図１１を用いて説明する。推定オイルパン温度Ｔopは、上記で求めたオイルパン吸熱量Ｑopa、オイルパン放熱量Ｑopr、オイルパンの熱容量Ｃop、推定オイルパン温度の前回演算値Ｔopｎ−１の値を用いて、下記（８）式にて求めることができる
Ｔoｐ＝〔（Ｑopa−Ｑopr）／Ｃoｐ〕＋Ｔoｐｎ−１…………………………（８）
【００４０】
本実施形態においては、上記一連の熱収支演算モデルによって、図１２に矢印Ａで示すように過渡時の油温の挙動を精度良く演算することが可能である。しかしながら、時々刻々実施される熱収支演算結果を積分して推定油温を算出しているため、熱収支演算に僅かな誤差が生じても、積分計算の過程で蓄積されて増大するケースが生じる。結果として熱収支がバランスする温度平衡点がずれ、図１２の矢印Ｂに示す様に、定常時における実油温（破線で示す）と推定油温（実線で示す）の差分が大きくなってしまうことがあるといった問題があった。
【００４１】
この問題を解決するために、本実施形態では、第２のエンジン油温演算手段301を備え、水温情報を基に推定油温を演算し、この推定油温によって第1のエンジン油温演算手段105で熱収支演算によって演算した推定油温の誤差を是正する構成としている。図１３に示す様に、定常且つ低負荷な運転領域においては、油温と水温がほぼ一致することから、実水温情報から実油温情報を得ることが可能である。したがって、前記したある特定の運転領域においては、水温センサ15で検出された水温に基づいて得られた油温情報から第１のエンジン油温演算手段105の熱収支演算の誤差を是正することにより、定常状態における第１のエンジン油温演算手段105による推定油温の演算精度向上を図ることができる。
【００４２】
次に、前記対策を取り入れ、定常状態において、第２のエンジン油温演算手段303で演算した油温推定値により第１のエンジン油温演算手段105における熱収支演算の誤差を是正するエンジン油温推定装置について、図１４〜２０を用いて説明する。実施形態における、エンジン油温推定装置の全体ブロック図を図１４に示す。図１４に示す第1のエンジン油温演算手段105は、図４〜図１１で説明したエンジンオイルへの熱収支演算モデルをベースとしたものである。第２のエンジン油温演算手段303は、実水温情報を基にエンジンオイルの推定油温を演算する。特定運転状態判定手段301は、前記第２のエンジン油温演算手段303でエンジンの油温を演算可能な、定常且つ低負荷な運転状態であるか否かを判定する手段である。また、オイル吸熱量演算補正値演算手段304は、特定運転状態判定手段301の判定結果を起動条件とし、第１のエンジン油温演算手段105による油温推定値と、第２のエンジン油温演算手段303による油温推定値を比較し、双方の差分が設定したしきい値を超えた場合には、前記オイル吸熱量演算手段201に対し、補正値を与える手段である。
【００４３】
次に、特定運転状態判定手段301の内容について、図１５を用いて説明する。暖機終了判定手段311は、キーON SWや水温センサ15からの情報を基に、エンジン始動から十分な時間が経過し、エンジンオイル温度が平衡温度にほぼ到達していることを判定する手段である。また、定常運転判定手段312には、アイドルSW、スロットル開度、エアフロセンサ値、エンジン回転数及び車速が入力され、スロットル開度やエアフロセンサ値、エンジン回転数などの変化率を検出し、定常運転が行われているか否かについて判定する手段である。低負荷判定手段313は、スロットル開度や車速、エアフロセンサ値などの情報により、運転領域が低負荷状態(例えば、スロットル開度1／4以下、車速80km／h以下など)であるか否かについて判定を行う。特定運転状態総合判定手段314は、前記暖機終了判定手段311、定常運転判定手段312、低負荷判定手段313の判定結果を基に、第２のエンジン油温演算手段303によって油温を演算するのに適した運転状態であるか否かを総合的に判定する。
【００４４】
次に、第2のエンジン油温演算手段303について、図１６を用いて説明する。オイル温度変換手段321は、予め計測した、前記定常且つ低負荷な運転状態における水温と油温の関係（水温≒油温）を基に、水温センサ値を推定油温値に変換する手段（基本変換手段）である。なお、要求される油温推定精度によっては、推定油温＝水温としても良い。回転数補正手段322は、前記基本変換手段であるオイル温度変換手段321で水温から変換した推定油温に対し、エンジン回転数に応じた補正を行う手段であり、エンジン負荷補正手段323は、前記基本変換手段であるオイル温度変換手段321からの推定油温に対し、エンジン負荷に応じた補正を行う手段である。なお、要求される油温推定精度によっては、回転数補正手段322やエンジン負荷補正手段323を省略しても良い。
【００４５】
次に、オイル吸熱量演算補正値演算手段304について、図１７を用いて説明する。差分量判定手段331では、熱収支に基づく前記第1のエンジン油温演算手段105による第1のエンジン油温推定値と水温に基づく第2のエンジン油温演算手段303による第２のエンジン油温推定値との差分が、あるしきい値以上であるか否かについて判定を行う。また、補正許可判定手段332では、前記特定運転状態判定結果と差分量判定手段331による差分量判定結果を基に、吸熱量演算補正値演算手段333で吸熱量演算補正値を演算する許可判定を行う。吸熱量演算補正値演算手段333においては、前記吸熱量演算補正値を演算する許可判定結果を基に、前記第1のエンジン油温推定値と前記第２のエンジン油温推定値との差分から、オイル吸熱量演算手段201の演算における演算定数である吸熱率Ｐkに対する補正値を演算する。また、吸熱量演算補正値記憶手段334では、前記吸熱量演算補正値演算手段333の演算結果を、運転領域毎にECU19内のメモリーに記録すると共に、記録後に同じ運転領域を走行する際には、補正値を取り出して出力する機能を有する。
【００４６】
次に、前記吸熱量演算補正値演算手段333について、図１８を用いて説明する。吸熱量演算補正値演算手段333の演算内容は、熱収支に基づく第1のエンジン油温推定値と水温に基づく第２のエンジン油温推定値との差分が小さくなる様に、積分制御ゲイン演算手段341を用いた積分器によるフィードバック制御を実施するものである。積分制御ゲイン演算手段341で演算したゲインを積分した値は吸熱量演算補正値として、前記エンジンオイル吸熱量演算手段201へ送信される。
【００４７】
次に、エンジンオイル吸熱量演算手段201における、前記吸熱量演算補正値の入力方法について、図１９を用いて説明する。吸熱量演算補正値演算手段333で演算された吸熱量演算補正値は、前記オイル吸熱率演算手段213の演算結果である吸熱率Ｐkに加算され、最終的にオイル吸熱量演算値を適正化し、前記第1のエンジン油温推定値が前記第２のエンジン油温推定値と同じになるようにする。図２０に本実施形態のエンジン油温推定装置における、水温、実油温、推定油温のタイムチャートを示す。始動後、第1のエンジン油温演算手段105による僅かな誤差が積分され、その結果、定常且つ低負荷な運転状態になった場合に、推定油温と実油温（≒水温）の差分が大きいときには、オイル吸熱量演算補正値演算手段304の吸熱量演算補正値演算手段333が起動し、熱収支に基づく第1のエンジン油温演算手段105で演算したエンジン油温推定値が実油温（≒水温）と一致する様に、第1のエンジン油温演算手段105における受熱演算、あるいは放熱演算の少なくとも一方の演算定数の補正を行う。本実施形態では、低負荷の定常運転が行われているときに第２のエンジン油温推定値によって第1のエンジン油温演算手段105のエンジン油温推定値が実油温に補正されているので、その後に加速状態等の特定の運転状態でない場合において第1のエンジン油温演算手段105によって正確なエンジンオイルの油温を演算することができる。
【００４８】
なお、本実施形態においては、吸熱量演算補正値演算手段333で演算された吸熱量演算補正値によってエンジンオイル吸熱量演算手段201におけるオイル吸熱量に対して補正を実施しているが、オイル放熱量演算手段202におけるオイル放熱量（オイルパン熱伝達率）、あるいはオイルパン放熱量演算手段204におけるオイルパン放熱量（熱伝達率演算手段221の熱伝達率）のいずれかに対する補正値を演算して補正を実施しても良い。あるいは、エンジンオイル吸熱量演算手段201、オイル放熱量演算手段202、又はオイルパン放熱量演算手段204の少なくとも２つに、補正値を振り分けることも有効である。
【００４９】
また本実施形態では補正値は、水温センサ情報を基に決定されるため、水温センサの劣化や故障時には、正常時とは異なる値が算出される。この場合、補正により油温推定値の精度が改悪する可能性が高いため、故障診断によって水温センサの故障が検出された際には、補正を禁止するなどの対策を講じる必要がある。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】本発明の内燃機関の油温推定装置が適用されるガソリンエンジンのハード構成を示す図。
【図２】本発明の内燃機関の油温推定装置の実施形態における、トルクベースエンジン制御の全体制御ブロックを示す図。
【図３】本実施形態におけるエンジン内部の熱の流れを示す図。
【図４】本実施形態におけるエンジン油温演算手段の内容を示す図。
【図５】本実施形態におけるエンジンオイル吸熱量演算手段の制御内容を示す図。
【図６】本実施形態における吸熱率算出テーブルの特性を示す図。
【図７】本実施形態におけるエンジンオイル放熱量演算手段の制御内容を示す図。
【図８】本実施形態における推定オイル温度演算手段の制御内容を示す図。
【図９】本実施形態におけるオイルパン放熱量演算手段の制御内容を示す図。
【図１０】本実施形態における、熱伝達率算出テーブルの特性を示す図。
【図１１】本実施形態におけるオイルパン温度演算手段の制御内容を示す図。
【図１２】本実施形態における、始動からの実油温と推定油温のタイムチャートを示す図。
【図１３】本実施形態における、始動からの油温と水温のタイムチャートを示す図。
【図１４】本実施形態におけるエンジン油温推定装置の制御内容を示す図。
【図１５】本実施形態における特定運転状態判定手段の内容を示す図。
【図１６】本実施形態における第２のエンジン油温演算手段の制御内容を示す図。
【図１７】本実施形態におけるオイル吸熱量演算補正値演算手段の制御内容を示す図。
【図１８】本実施形態における吸熱量演算補正値演算手段の制御内容を示す図。
【図１９】本実施形態におけるエンジンオイル吸熱量演算手段の制御内容を示す図。
【図２０】本実施形態における、吸熱量補正を実施した際の、水温、実油温、推定油温のタイムチャートを示す図。
【符号の説明】
【００５１】
１…ガソリンエンジン
２…燃焼室
３…吸気管
４…排気管
５…吸気弁
６…排気弁
７…エアクリーナ
８…エアフロセンサ
９…スロットバルブ
11…サージタンク
12…インジェクタ
13…酸素センサ
14…三元触媒
15…水温センサ
16…外気温センサ
17…車速センサ
18…点火プラグ
19…エンジンコントロールユニット
101…目標トルク演算部
102…目標トルク実現部
103…ドライバー要求トルク演算手段
104…トルク選択手段
105…第1のエンジン油温演算手段
106…摩擦損失トルク推定手段
107…トルク振分け演算手段
108…スロットル開度演算手段
109…点火時期補正演算手段
110…燃料噴射量演算手段
201…オイル吸熱量演算手段
202…オイル放熱量演算手段
203…推定オイル温度演算手段
204…オイルパン放熱量演算手段
205…推定オイルパン温度演算手段
211…発生熱量演算手段
212…燃料カット補正手段
213…オイル吸熱率演算手段
214…熱量伝達遅延補正手段
221…熱伝達率演算手段
301…特定運転状態判定手段
303…第２のエンジン油温演算手段
304…オイル吸熱量演算補正値演算手段
311…暖機終了判定手段
312…定常運転判定手段
313…低負荷判定手段
314…特定運転状態総合判定手段
321…オイル温度変換手段
322…回転数補正手段
323…エンジン負荷補正手段
331…差分量判定手段
332…補正許可判定手段
333…吸熱量演算補正値演算手段
334…吸熱量演算補正値記憶手段
341…積分制御ゲイン演算手段
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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