(57)【要約】      （修正有）【課題】摩擦平均有効圧力を用いてエンジンの運転状態を判定したり、冷却システムや潤滑システムを最適に制御したりする。【解決手段】油温と、エンジン回転数と、クランク角と、筒内圧力と、ひずみ量を検知するステップと、検知されたエンジンの状態量に基づいて、図示平均有効圧力および正味平均有効圧力を算出するステップ（Ｓ１７０）と、図示平均有効圧力と正味平均有効圧力とに基づいて、実摩擦平均有効圧力（Ａ）を算出するステップ（Ｓ１８０）と、摩擦平均有効圧力標準マップから標準摩擦平均有効圧力（Ｂ）を読出すステップ（Ｓ１９０）と、実摩擦平均有効圧力（Ａ）と標準摩擦平均有効圧力（Ｂ）とが一致しておらず（Ｓ２００にてＮＯ）、かつ実摩擦平均有効圧力（Ａ）の方が標準摩擦平均有効圧力（Ｂ）よりも大きいと（Ｓ２１０にてＹＥＳ）、冷却水量を増加させたり潤滑油量を増加させたりするステップ（Ｓ２２０）とを含むプログラムを実行する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンにおける状態量を検知するための検知手段と、
前記状態量に基づいて、前記エンジンにおける第１の摩擦平均有効圧力を算出するための算出手段と、
予め記憶された情報と、前記状態量に基づいて算出された情報とに基づいて、第２の摩擦平均有効圧力を算定するための算定手段と、
前記第１の摩擦平均有効圧力と前記第２の摩擦平均有効圧力とに基づいて、前記エンジンの運転状態を判定するための判定手段とを含む、エンジンの制御システム。
【請求項２】
前記算出手段は、前記状態量に基づいて、前記エンジンにおける図示平均有効圧力を算出するための手段と、前記状態量に基づいて、前記エンジンにおける正味平均有効圧力を算出するための手段と、前記図示平均有効圧力と前記正味平均有効圧力とに基づいて、第１の摩擦平均有効圧力を算出するための手段とを含み、
前記算定手段は、前記予め記憶されたマップと、前記エンジンの回転数と、前記正味平均有効圧力とに基づいて、第２の摩擦平均有効圧力を算定するための手段を含む、請求項１に記載のエンジンの制御システム。
【請求項３】
前記判定手段は、前記第１の摩擦平均有効圧力が、前記第２の摩擦平均有効圧力に一致していると、前記エンジンの運転状態が正常であると判定するための手段を含む、請求項１または２に記載のエンジンの制御システム。
【請求項４】
前記判定手段は、前記第１の摩擦平均有効圧力が、前記第２の摩擦平均有効圧力に一致していないと、前記エンジンの運転状態が異常であると判定するための手段を含む、請求項１または２に記載のエンジンの制御システム。
【請求項５】
前記判定手段は、前記第１の摩擦平均有効圧力が、前記第２の摩擦平均有効圧力よりも大きいと、前記エンジンの運転状態が異常であると判定するための手段を含み、
前記エンジンの制御システムは、前記判定手段により前記第１の摩擦平均有効圧力が前記第２の摩擦平均有効圧力よりも大きいと判定されると、前記エンジンの冷却システムにおける冷却効率を向上させるための制御手段をさらに含む、請求項１または２に記載のエンジンの制御システム。
【請求項６】
前記制御手段は、冷却水の流量を増加させるための手段を含む、請求項５に記載のエンジンの制御システム。
【請求項７】
前記制御手段は、冷却水の温度を低下させるための手段を含む、請求項５に記載のエンジンの制御システム。
【請求項８】
前記判定手段は、前記第１の摩擦平均有効圧力が、前記第２の摩擦平均有効圧力よりも大きいと、前記エンジンの運転状態が異常であると判定するための手段を含み、
前記エンジンの制御システムは、前記判定手段により前記第１の摩擦平均有効圧力が前記第２の摩擦平均有効圧力よりも大きいと判定されると、前記エンジンの潤滑システムにおける潤滑効率を向上させるための制御手段をさらに含む、請求項１または２に記載のエンジンの制御システム。
【請求項９】
前記制御手段は、潤滑オイルの流量を増加させるための手段を含む、請求項８に記載のエンジンの制御システム。
【請求項１０】
前記制御手段は、潤滑オイルの温度を低下させるための手段を含む、請求項８に記載のエンジンの制御システム。
【請求項１１】
前記判定手段は、前記第１の摩擦平均有効圧力が、前記第２の摩擦平均有効圧力よりも大きいと、前記エンジンの運転状態が異常であると判定するための手段を含み、
前記エンジンの制御システムは、前記判定手段により前記第１の摩擦平均有効圧力が前記第２の摩擦平均有効圧力よりも大きいと判定されると、前記エンジンの出力を予め定められた値以下にするように前記エンジンを制御するための制御手段をさらに含む、請求項１または２に記載のエンジンの制御システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エンジンの制御システムに関し、特に、摩擦平均有効圧力を用いて、的確にエンジンの運転状態を判定して、それに基づいてエンジンを最適に制御して、エンジンの効率を向上させることができる、エンジンの制御システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
車両に搭載されて、燃料と空気を混合して燃焼させることによって動力を得るエンジンは、燃焼・膨張行程で発生する熱を放出するために冷却システムを備えている。このような冷却システムは、冷却効率の良い、冷却水のような冷媒を循環させてエンジンを冷却する水冷式が採用されている。この冷却システムは、エンジンの内部に設けられたウォーターギャラリーといわれる冷却水の通路に、ウォータポンプで強制的に冷却水を循環させるとともに、ラジエーターで冷却水の熱を放熱している。
【０００３】
また、上述した冷却システムとは別に、エンジンには潤滑システムが設けられている。この潤滑システムは、オイルポンプでエンジンオイルを循環させて、エンジン各部にエンジンオイルを供給する。このエンジンオイルにより、潤滑、気密、冷却、洗浄、緩衝、防錆というような作用を発現させている。エンジン各部に循環されるエンジンオイルは、エンジン上部の高温部分に供給され、その高温部分との間で熱交換が行なわれる。高温になったエンジンオイルはオイルパンに戻り、オイルパンはその外側が外気に触れていることおよびエンジンの発熱部分から離れた場所に設置されていることから、エンジンオイルは放熱して冷える。また、高出力、高回転エンジンにはオイルノズルが設けられる場合もあり、ピストンヘッド付近をエンジンオイルで強制的に冷却している。
【０００４】
このような冷却システムや潤滑システムを用いて、冷却水の流量やエンジンオイルの流量を制御してエンジンを効率的に冷却することが、エンジンの効率を最大限に発現させるために重要な要因の１つである。すなわち、最適な流量の冷却水でエンジンを冷却し、最適な流量のエンジンオイルでエンジンを潤滑することが重要である。
【０００５】
このような技術に関連して、特開２００３−１７２１４０号公報（特許文献１）は、エンジンにおける冷媒の流れをシリンダーヘッドとシリンダーブロックとに分割して制御できる冷却システムを開示する。この冷却システムは、冷媒を流通させる第１冷却流路が備えられたシリンダーヘッドおよび冷媒を流通させる第２冷却流路が備えられたシリンダーブロックを含むエンジンを冷却するための冷却システムであって、冷媒を冷却させるラジエーターと、シリンダーヘッドからラジエーターに高温冷媒を供給する高温流路と、ラジエーターで冷却された冷媒を第１、第２冷却流路のうちの１つ以上に供給する低温流路と、低温流路又は高温流路のうちのいずれか１ヶ所に設置される第１サーモスタットと、第２冷却流路から高温流路に冷媒を流通させる分岐流路と、分岐流路に設置される第２サーモスタットとを含む。第２冷却流路と第１冷却流路の間には冷媒を流通させる主通路が形成され、主通路と分岐流路の間として定義されるシリンダー区間では、第１冷却流路と第２冷却流路の間の冷媒の流れが遮断するように制御される。
【０００６】
このエンジン冷却システムによると、エンジンのシリンダーヘッドとシリンダーブロックを区分して冷却できるので冷却効率が増大し、エンジン全体の均一な作動温度を実現することができ、また、エンジンの負荷状態に応じてシリンダーヘッドとシリンダーブロックの冷媒の流れを制御することによって適切なエンジン温度を維持することができる。また、シリンダーブロックに含まれた冷媒の温度を適切に高い温度に維持することによってエンジンの摩擦力を減少させることができ、エンジンの燃料消費を減少させるようになる。
【特許文献１】特開２００３−１７２１４０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１には、横軸をエンジン回転数での冷媒温度および潤滑油温度に応じたエンジン動作状態を区分して、縦軸を各エンジン動作状態によって発生する摩擦力の平均有効圧力として表わされた図を開示する。この摩擦平均有効圧力とは、エンジンが動作する時にピストンとシリンダーなどで発生する摩擦力をピストンに作用する燃焼圧力に換算することにより、摩擦によって生じる燃焼圧力の損失程度を表わすものである。この摩擦平均有効圧力とは、エンジンの摩擦損失（フリクション）を排気量あたりの値に換算した値ともいえる。そして、エンジンが特定回転数で回転している時、冷媒温度が同一であっても、潤滑油温度が上昇すると摩擦平均有効圧力（つまり摩擦損失）が減少することを開示する摩擦平均有効圧力が約０．１ｂａｒ減少すると、車両燃費は約３〜４％向上することを開示する。
【０００８】
しかしながら、特許文献１に開示された摩擦平均有効圧力は、この冷却システムの効果を推定すべく開示されたものに過ぎない。
【０００９】
本発明は、上述の課題を解決するためになされたものであって、その目的は、エンジンの摩擦平均有効圧力に基づいて、エンジンの運転状態を判定したり、エンジンの冷却システムや潤滑システムを最適に制御したりすることができる、エンジンの制御システムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
第１の発明に係るエンジンの制御システムは、エンジンにおける状態量を検知するための検知手段と、状態量に基づいて、エンジンにおける第１の摩擦平均有効圧力を算出するための算出手段と、予め記憶された情報と、状態量に基づいて算出された情報とに基づいて、第２の摩擦平均有効圧力を算定するための算定手段と、第１の摩擦平均有効圧力と第２の摩擦平均有効圧力とに基づいて、エンジンの運転状態を判定するための判定手段とを含む。
【００１１】
第１の発明によると、算出手段により、エンジンが運転中における各種の状態量（燃焼圧力、エンジン出力軸のねじれ、エンジン回転数、クランク角等）を検知して、これらの状態量から、現在のエンジンの運転状態に対応した、実際のエンジンの摩擦平均有効圧力である第１の摩擦平均有効圧力が算出される。算定手段により、予め記憶された標準摩擦平均有効圧力マップに基づいて、現在のエンジンの運転状態に対応した、標準のエンジンの摩擦平均有効圧力である第２の摩擦平均有効圧力が算定される。エンジンの運転状態が正常であれば、第１の摩擦平均有効圧力と第２の摩擦平均有効圧力とは一致するが、エンジンの運転状態が異常（たとえば、エンジンオイル切れやエンジン構成部品の異常高温等が発生している）であれば、第１の摩擦平均有効圧力と第２の摩擦平均有効圧力とは一致しない。このため、判定手段により、これら２つの摩擦平均有効圧力を比較してエンジンの運転状態を判定することができる。その結果、エンジンの摩擦平均有効圧力に基づいて、エンジンの運転状態を判定することができる、エンジンの制御システムを提供することができる。
【００１２】
第２の発明に係るエンジンの制御システムにおいては、第１の発明の構成に加えて、算出手段は、状態量に基づいて、エンジンにおける図示平均有効圧力を算出するための手段と、状態量に基づいて、エンジンにおける正味平均有効圧力を算出するための手段と、図示平均有効圧力と正味平均有効圧力とに基づいて、第１の摩擦平均有効圧力を算出するための手段とを含む。算定手段は、予め記憶されたマップと、エンジンの回転数と、正味平均有効圧力とに基づいて、第２の摩擦平均有効圧力を算定するための手段を含む。
【００１３】
第２の発明によると、算出手段により、エンジンの状態量の１つである燃焼圧力に基づいて図示平均有効圧力が算出され、エンジンの状態量の１つであるエンジン出力軸のねじれ量に基づいて正味平均有効圧力が算出され、図示平均有効圧力から正味平均有効圧力を減算することにより第１の摩擦平均有効圧力が算出することができる。算定手段により、標準摩擦平均有効圧力マップ（エンジン回転数と正味平均有効圧力とにより標準摩擦平均有効圧力を読み出すことはできるマップ）に基づいて、標準摩擦平均有効圧力である第２の摩擦平均有効圧力が算出することができる。これら２つの摩擦平均有効圧力を比較してエンジンの運転状態を判定することができる。
【００１４】
第３の発明に係るエンジンの制御システムにおいては、第１または２の発明の構成に加えて、判定手段は、第１の摩擦平均有効圧力が、第２の摩擦平均有効圧力に一致していると、エンジンの運転状態が正常であると判定するための手段を含む。
【００１５】
第３の発明によると、実際の摩擦平均有効圧力を表わす第１の摩擦平均有効圧力が、標準の摩擦平均有効圧力を表わす第２の摩擦平均有効圧力に一致していると、エンジンの運転状態が正常であると判定できる。
【００１６】
第４の発明に係るエンジンの制御システムにおいては、第１または２の発明の構成に加えて、判定手段は、第１の摩擦平均有効圧力が、第２の摩擦平均有効圧力に一致していないと、エンジンの運転状態が異常であると判定するための手段を含む。
【００１７】
第４の発明によると、実際の摩擦平均有効圧力を表わす第１の摩擦平均有効圧力が、標準の摩擦平均有効圧力を表わす第２の摩擦平均有効圧力に一致していないと、エンジンの運転状態が異常であると判定できる。
【００１８】
第５の発明に係るエンジンの制御システムにおいては、第１または２の発明の構成に加えて、判定手段は、第１の摩擦平均有効圧力が、第２の摩擦平均有効圧力よりも大きいと、エンジンの運転状態が異常であると判定するための手段を含む。エンジンの制御システムは、判定手段により第１の摩擦平均有効圧力が第２の摩擦平均有効圧力よりも大きいと判定されると、エンジンの冷却システムにおける冷却効率を向上させるための制御手段をさらに含む。
【００１９】
第５の発明によると、実際の摩擦平均有効圧力を表わす第１の摩擦平均有効圧力が、標準の摩擦平均有効圧力を表わす第２の摩擦平均有効圧力よりも大きいと、エンジンが最適に冷却されていないと考えられる。このため、制御手段により、エンジンの冷却システムにおける冷却効率が向上されるのでエンジンの運転状態を正常な状態になり、エンジンの効率を向上させることができる。その結果、エンジンの摩擦平均有効圧力に基づいてエンジンの運転状態を判定して、その判定に基づいてエンジンの冷却システムを最適に制御することができる、エンジンの制御システムを提供することができる。
【００２０】
第６の発明に係るエンジンの制御システムにおいては、第５の発明の構成に加えて、制御手段は、冷却水の流量を増加させるための手段を含む。
【００２１】
第６の発明によると、冷却システムの冷却効率を向上させるために、冷却水の流量を増加させて、エンジンの運転状態を正常な状態にすることができる。
【００２２】
第７の発明に係るエンジンの制御システムにおいては、第５の発明の構成に加えて、制御手段は、冷却水の温度を低下させるための手段を含む。
【００２３】
第７の発明によると、冷却システムの冷却効率を向上させるために、冷却水の温度を低下させて、エンジンの運転状態を正常な状態にすることができる。
【００２４】
第８の発明に係るエンジンの制御システムにおいては、第１または２の発明の構成に加えて、判定手段は、第１の摩擦平均有効圧力が、第２の摩擦平均有効圧力よりも大きいと、エンジンの運転状態が異常であると判定するための手段を含む。エンジンの制御システムは、判定手段により第１の摩擦平均有効圧力が第２の摩擦平均有効圧力よりも大きいと判定されると、エンジンの潤滑システムにおける潤滑効率を向上させるための制御手段をさらに含む。
【００２５】
第８の発明によると、実際の摩擦平均有効圧力を表わす第１の摩擦平均有効圧力が、標準の摩擦平均有効圧力を表わす第２の摩擦平均有効圧力よりも大きいと、エンジンが最適にエンジンオイルにより潤滑されていないと考えられる。このため、制御手段により、エンジンの潤滑システムにおける潤滑効率が向上されるのでエンジンの運転状態を正常な状態になり、エンジンの効率を向上させることができる。その結果、エンジンの摩擦平均有効圧力に基づいてエンジンの運転状態を判定して、その判定に基づいてエンジンの潤滑システムを最適に制御することができる、エンジンの制御システムを提供することができる。
【００２６】
第９の発明に係るエンジンの制御システムにおいては、第８の発明の構成に加えて、制御手段は、潤滑オイルの流量を増加させるための手段を含む。
【００２７】
第９の発明によると、潤滑システムの潤滑効率を向上させるために、潤滑オイルの流量を増加させて、エンジンの運転状態を正常な状態にすることができる。
【００２８】
第１０の発明に係るエンジンの制御システムにおいては、第８の発明の構成に加えて、制御手段は、潤滑オイルの温度を低下させるための手段を含む。
【００２９】
第１０の発明によると、潤滑システムの潤滑効率を向上させるために、潤滑オイルの温度を低下させて、エンジンの運転状態を正常な状態にすることができる。
【００３０】
第１１の発明に係るエンジンの制御システムにおいては、第１または２の発明の構成に加えて、判定手段は、第１の摩擦平均有効圧力が、第２の摩擦平均有効圧力よりも大きいと、エンジンの運転状態が異常であると判定するための手段を含む。エンジンの制御システムは、判定手段により第１の摩擦平均有効圧力が第２の摩擦平均有効圧力よりも大きいと判定されると、エンジンの出力を予め定められた値以下にするようにエンジンを制御するための制御手段をさらに含む。
【００３１】
第１１の発明によると、実際の摩擦平均有効圧力を表わす第１の摩擦平均有効圧力が、標準の摩擦平均有効圧力を表わす第２の摩擦平均有効圧力よりも大きいと、エンジンが最適にエンジンオイルにより潤滑されていないと考えられる。このため、制御手段により、エンジンの出力を予め定められた値以下になるようにエンジンの出力を制御する。その結果、エンジンの摩擦平均有効圧力に基づいてエンジンの運転状態を判定して、その判定に基づいてエンジンを制御することができる、エンジンの制御システムを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３２】
以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明する。以下の説明では、同一の部品には同一の符号を付してある。それらの名称および機能も同じである。したがってそれらについての詳細な説明は繰返さない。
【００３３】
図１を参照して、本発明の実施の形態に係るエンジン制御システムの制御ブロック図を  なお、以下の説明において記述される平均有効圧力について最初に説明する。
【００３４】
摩擦平均有効圧力とは、エンジンの摩擦損失（フリクション）を排気量あたりの値に換算した数値であって、図示平均有効圧力から正味平均有効圧力を減算することにより算出される。
【００３５】
図示平均有効圧力は、ピストンのした仕事を排気量あたりの値に換算した数値であって、筒内圧力センサにより検知された燃焼圧力に基づいて算出される。このとき、ピストンのした仕事は、仕事＝（力×移動距離）＝（各クランク角における燃焼圧力×シリンダ断面積×そのときのピストン速度）となるため、各クランク角における燃焼圧力に、エンジン回転数から算出されるそのときのピストン速度を乗算することにより算出することができる。
【００３６】
正味平均有効圧力とは、エンジンの出力トルクを排気量あたりの値に換算した数値であって、エンジンの出力軸最後端（トランスミッションのインプットシャフト）に取付けられたひずみゲージにより検知された値に基づいて算出される。ひずみ量に予め定められた係数を乗算することにより正味平均有効圧力が算出される。
【００３７】
また、摩擦平均有効圧力標準マップは、エンジン回転数と正味平均有効圧力とにより、標準の摩擦平均有効圧力を算出するためのマップであって、後述するエンジンＥＣＵ（Electronic Control Unit）のメモリに記憶されている。
【００３８】
図１に示すように、このエンジン制御システムは、エンジンＥＣＵ１００と、エンジンの回転数を検知するエンジン回転数センサ２００と、クランクシャフトのクランク角を検知するエンコーダなどのクランク角センサ２１０と、エンジンの潤滑システムにおけるエンジンオイルの油温を検知する油温センサ２２０と、エンジンの冷却システムにおける冷却水の温度を検知する冷却水温度センサ２３０とを含む。これらのセンサは、すべてエンジンＥＣＵ１００に検知したそれぞれの状態量を出力する。
【００３９】
また、エンジンの燃焼室には、燃焼圧力センサ３００が設けられる。図１に示すように、本実施の形態においては、４気筒エンジンを想定しているため、燃焼圧力センサが４つ設けられる。この燃焼圧力センサ３００により検知された燃焼圧力は、エンジンＥＣＵ１００に出力される。また、エンジンのクランクシャフト最後端（トランスミッションインプットシャフト）にはひずみゲージ３１０が設けられ、ひずみゲージ３１０により検知されたひずみ量がエンジンＥＣＵ１００に出力される。
【００４０】
また、図１に示すように、エンジンの潤滑システムとして、エンジンオイルを潤滑するためのエンジンオイル供給装置４００と、エンジンオイル供給量制御装置４１０とが備えられている。
【００４１】
エンジンオイル供給量制御装置４１０は、たとえば、ピストンジェットやボアジェットに連通した開閉弁である。これらのピストンジェットやボアジェットに、エンジンオイル供給量制御装置４１０が連通され、エンジンＥＣＵ１００からの制御信号に基づいて、ピストンジェットやボアジェットにそれぞれ連通した開閉弁が開閉される。ピストンジェットに連通したジェット開閉弁が開くとピストンジェットからエンジンオイルが吐出され、ボアジェットに連通したジェット開閉弁が開くとボアジェットからエンジンオイルが吐出される。
【００４２】
また、エンジンオイル供給装置４００は、エンジンＥＣＵ１００からの制御信号（制御デューティ）に基づいて、その回転数が制御され、エンジンオイル供給装置４００からのエンジンオイルの吐出量や吐出圧が制御される。
【００４３】
さらに、このエンジンの潤滑システムには、エンジンオイル温制御装置４２０が設けられる。このエンジンオイル温制御装置４２０は、エンジンＥＣＵ１００からの制御信号（制御デューティ）に基づいて、エンジンオイルの温度を冷却するように制御して、エンジンオイル供給装置４００から吐出されるエンジンオイルの温度が制御される。
【００４４】
また、図１に示すように、エンジンの冷却システムとして、冷却水量制御装置５００、冷却水温制御装置５１０および冷却水路形状制御装置５２０が備えられる。
【００４５】
冷却水量制御装置５００は、たとえば、冷却水をラジエーター、ウォーターギャラリーおよびラジエーターホース間で循環させるためのポンプであって、エンジンＥＣＵ１００からの制御信号（制御デューティ）に基づいて、装置の作動が制御され、装置からの冷却水の吐出量や吐出圧が制御される。
【００４６】
また、冷却水温制御装置５１０は、ラジエーターヘ冷却水を送るエンジンの冷却水出口に備えられる。この冷却水温制御装置５１０は、設定温度より液温が低いとサーモスタットが閉じて冷却水はラジエーターに送られずバイパス通路を通って循環する。そのため放熱が行なわれない。これで冷却水の温度上昇を早めることができる。また、液温が高くなるとサーモスタットが開き、通常の冷却経路を冷却水が通ることになり、ラジエーターによる放熱で適温が維持されるようになる。
【００４７】
このような基本的なサーモスタットの機能に加えて、冷却水温制御装置５１０においては、エンジンＥＣＵ１００からの制御信号に基づいて、たとえば、サーモスタット（冷却水温によって開いたり閉じたりする弁）を強制的に開いたり閉じたりすることにより、冷却水の循環量を制御することができる。
【００４８】
冷却水路形状制御装置５２０は、たとえば、シリンダーブロックのウォータジャケットに設けられ、本来は、ボア壁温を昇温するために設けられるものがある。この水路形状をたとえば、形状記憶合金などにより形成したり、水路形状を強制的に変更するアクチュエータを用いることにより、形状を変更して、冷却システムにおける冷却水量を制御することができる。
【００４９】
潤滑システムにおけるエンジンオイル供給装置４００、エンジンオイル供給量制御装置４１０およびエンジンオイル温制御装置４２０をエンジンＥＣＵ１００が制御する理由は、潤滑システムにおける潤滑効率を制御するためである。また、冷却システムにおける冷却水量制御装置５００、冷却水温制御装置５１０および冷却水路形状制御装置５２０をエンジンＥＣＵ１００が制御する理由は、冷却システムにおける冷却効率を制御するためである。したがって、潤滑システムの潤滑効率を制御するものであれば、エンジンオイル供給装置４００やエンジンオイル供給量制御装置４１０やエンジンオイル温制御装置４２０に限定されるものではなく、冷却システムの冷却効率を制御できるものであれば、冷却水量制御装置５００、冷却水温制御装置５１０および冷却水路形状制御装置５２０に限定されるものではない。
【００５０】
図２を参照して、図１のエンジンＥＣＵ１００で実行されるプログラムの制御構成について説明する。
【００５１】
ステップ（以下、ステップをＳと略す。）１００にて、エンジンＥＣＵ１００は、エンジンがスタートしたか否かを判断する。エンジンがスタートすると（Ｓ１００にてＹＥＳ）、処理はＳ１１０へ移される。もしそうでないと（Ｓ１００にてＮＯ）、処理はＳ１００へ戻され、エンジンがスタートするまで待機する。
【００５２】
Ｓ１１０にて、エンジンＥＣＵ１００は、油温センサ２２０からの信号に基づいて、エンジンオイルの油温を計測する。Ｓ１２０にて、エンジンＥＣＵ１００は、計測したエンジンオイルの油温が規定値より高いか否かを判断する。エンジンオイルの油温が規定値よりも高いと（Ｓ１２０にてＹＥＳ）、処理はＳ１３０へ移される。もしそうでないと（Ｓ１２０にてＮＯ）、処理はＳ１１０へ戻される。
【００５３】
Ｓ１３０にて、エンジンＥＣＵ１００は、エンジン回転数センサ２００からの信号に基づいて、エンジン回転数を検知する。Ｓ１４０にて、エンジンＥＣＵ１００は、クランク角センサ２１０からの信号に基づいて、クランク角を検知する。
【００５４】
Ｓ１５０にて、エンジンＥＣＵ１００は、燃焼圧力センサ３００からの信号に基づいて、筒内圧力を検知する。Ｓ１６０にて、エンジンＥＣＵ１００は、ひずみゲージ３１０からの信号に基づいてひずみ量を検知する。
【００５５】
Ｓ１７０にて、エンジンＥＣＵ１００は、図示平均有効圧力および正味平均有効圧力を算出する。このとき、図示平均有効圧力は、前述の説明のとおり、各クランク角における筒内圧力とエンジン回転数から算出されたそのときのピストン速度と予め定められた係数とを用いて計算することにより算出される。また、正味平均有効圧力は、前述の説明のとおり、出力トルクはエンジン出力軸のねじれとして検出できるため、クランクシャフト最後端に設けられたひずみゲージ３１０により検知されたひずみ量に予め定められた係数を乗算することにより算出される。
【００５６】
Ｓ１８０にて、エンジンＥＣＵ１００は、実摩擦平均有効圧力（Ａ）を算出する。このとき、エンジンＥＣＵ１００は、Ｓ１７０にて算出された図示平均有効圧力から正味平均有効圧力を減算することにより実摩擦平均有効圧力（Ａ）を算出する。
【００５７】
Ｓ１９０にて、エンジンＥＣＵ１００は、摩擦平均有効圧力標準マップから、標準摩擦平均有効圧力（Ｂ）を読出す。このとき、検知されたエンジン回転数と、正味平均有効圧力とに基づいて、標準摩擦平均有効圧力（Ｂ）を読出す。
【００５８】
Ｓ２００にて、エンジンＥＣＵ１００は、実摩擦平均平均有効圧力（Ａ）と標準摩擦平均有効圧力（Ｂ）とが一致しているか否かを判断する。実摩擦平均有効圧力（Ａ）と標準摩擦平均有効圧力（Ｂ）とが一致していると（Ｓ２００にＹＥＳ）、この処理は終了する。もしそうでないと（Ｓ２００にてＮＯ）、処理はＳ２１０へ移される。
【００５９】
Ｓ２１０にて、エンジンＥＣＵ１００は、実摩擦平均有効圧力（Ａ）が標準摩擦平均有効圧力（Ｂ）よりも大きいか否かを判断する。実摩擦平均有効圧力（Ａ）が標準摩擦平均有効圧力（Ｂ）よりも大きいと（Ｓ２１０にてＹＥＳ）、処理はＳ２２０へ移される。もしそうでないと（Ｓ２１０にてＮＯ）、この処理は終了する。
【００６０】
Ｓ２２０にて、エンジンＥＣＵ１００は、冷却水量の増加および／または潤滑油量が増加するように、エンジンオイル供給装置４００、エンジンオイル供給量制御装置４１０、エンジンオイル温制御装置４２０、冷却水量制御装置５００、冷却水温制御装置５１０および冷却水路形状制御装置５２０に制御信号を出力する。
【００６１】
以上のような構造およびフローチャートに基づく、本実施の形態に係るエンジン制御システムの動作について説明する。
【００６２】
エンジンがスタートすると（Ｓ１００にてＹＥＳ）、エンジン潤滑システムにおけるエンジンオイルの油温が計測される（Ｓ１１０）。エンジンオイルの油温が規定値より高いと（Ｓ１２０にてＹＥＳ）、エンジン回転数が検知され（Ｓ１３０）、クランク角が検知され（Ｓ１４０）、筒内圧力が検知され（Ｓ１５０）、ひずみ量が検知される（Ｓ１６０）。
【００６３】
検知されたエンジンの状態量に基づいて、図示平均有効圧力および正味平均有効圧力が算出され（Ｓ１７０）、算出された図示平均有効圧力から正味平均有効圧力を減算することにより実摩擦平均有効圧力（Ａ）が算出される（Ｓ１８０）。
【００６４】
摩擦平均有効圧力標準マップに基づいて、標準摩擦平均有効圧力（Ｂ）が読出される。このとき、エンジン回転数と正味平均有効圧力とから標準摩擦平均有効圧力（Ｂ）が読出される。
【００６５】
実摩擦平均有効圧力（Ａ）と標準摩擦平均有効圧力（Ｂ）とが一致している場合には（Ｓ２００にてＹＥＳ）、エンジンは正常に動作していると判断され、特に冷却システムや潤滑システムに対して新たな制御が行われない。
【００６６】
一方、実摩擦平均有効圧力（Ａ）と標準摩擦平均有効圧力（Ｂ）が一致しておらず（Ｓ２００にてＮＯ）、かつ実摩擦平均有効圧力（Ａ）の方が標準摩擦平均有効圧力（Ｂ）よりも大きい場合には（Ｓ２１０にてＹＥＳ）、エンジンオイルの不足や、エンジン構成部品の異常昇温などが発生しており、実摩擦平均有効圧力（Ａ）が標準摩擦平均有効圧力（Ｂ）よりも大きくなったと考えられる。そのため、エンジンＥＣＵ１００により、冷却水量の増加や潤滑量の増加が行われ（Ｓ２２０）、エンジン冷却システムによる冷却効率の向上やエンジン潤滑システムにおける潤滑効率の向上が図られて、エンジンが正常な状態になるように制御される。
【００６７】
以上のようにして、本実施の形態に係るエンジン制御システムによると、エンジンが運転中における各種の状態量（燃焼圧力、エンジン出力軸のねじれ、エンジン回転数、クランク角など）を検知して、これらの状態量から、現在のエンジンの運転状態に対応した実摩擦平均有効圧力が算出される。また、予め記憶された標準摩擦平均有効圧力マップに基づいて、現在のエンジンの運転状態に対応した標準摩擦平均有効圧力が算定される。この実摩擦平均有効圧力と標準摩擦平均有効圧力とが一致していると、エンジンの運転状態が正常であると判定される。これらの実摩擦平均有効圧力と、標準摩擦平均有効圧力とが一致していないとエンジンが異常であると判断される。
【００６８】
特に、実摩擦平均有効圧力の方が標準摩擦平均有効圧力よりも大きい場合には、エンジンの冷却システムの冷却効率が低下しているおよび／またはエンジンの潤滑システムの潤滑効率が低下していることが考えられる。そのため、本制御システムにおいては冷却システムの冷却効率を向上させたり、潤滑システムの潤滑効率を向上させたりして、エンジンを正常な状態にして、エンジンを最適に制御してエンジンの効率を向上させることができる。
【００６９】
なお、上述した実施の形態においては、エンジンＥＣＵ１００が潤滑システムにおける潤滑効率を制御したり、冷却システムにおける冷却効率を制御したりするとして説明したが、本発明はこれに限定されない。吸入空気量制御装置６００や燃料噴射装置６１０を制御して、エンジンの出力自体を予め定められた規定値以下の出力になるように、エンジンを制御するようにしてもよい。
【００７０】
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て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。
【図面の簡単な説明】
【００７１】
【図１】本発明の実施の形態に係るエンジン制御システムの制御ブロック図である。
【図２】図１のエンジンＥＣＵで実行されるプログラムの制御構造を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００７２】
１００  エンジンＥＣＵ、２００  エンジン回転数センサ、２１０  クランク角センサ、２２０  油温センサ、２３０  冷却水温センサ、３００  燃焼圧力センサ、３１０  ひずみゲージ、４００  エンジンオイル供給装置、４１０  エンジンオイル供給量制御装置、４２０  エンジンオイル温制御装置、５００  冷却水量制御装置、５１０  冷却水温制御装置、５２０  冷却水路形状制御装置、６００  吸入空気量制御装置、６１０  燃料噴射装置。
【図１】
2005240723.tif 000003
【図２】
2005240723.tif 000004