JP2010048159A - オイル供給制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】エンジンのフューエルカットが実行された場合、エンジンの燃費を改善することができるとともに、簡単な制御でオイルによるエンジンの冷却能力の低下を抑制することができるオイル供給制御装置を提供すること。
【解決手段】オイルパンと、ポンプ機構と、オイル供給制御部と、オイル還流部と、ＯＳＶと、ＥＣＵの燃料供給制御部と、燃料供給制御部による燃料の供給制御が実行される直前のエンジンの負荷が基準負荷より高いか否かを判定するＥＣＵのエンジン負荷判定部とを備え、エンジン負荷判定部により、エンジンの負荷が基準負荷より高いと判定された場合、オイル供給制御部が、ＯＳＶを閉じ、エンジン負荷判定部により、エンジンの負荷が基準負荷より低いと判定された場合、オイル供給制御部が、ＯＳＶを開いて、オイル通路内を流通するオイルの一部をオイル還流通路を介してポンプ機構に還流させることを特徴とする。
【選択図】図５

Description

本発明は、オイル供給制御装置に関し、特に、エンジンのフューエルカット制御が実行されているとき、オイルの供給を制御することにより、燃費を向上させることができるオイル供給制御装置に関する。

自動車などの車両に設けられたエンジンにおいては、ポンプ機構によってオイルパン内に貯留されたオイルを吸入してメインオイルギャラリなどのオイル通路内に圧送し、オイル通路を介してピストン、吸・排気カムシャフトやクランクシャフトのジャーナルなどの潤滑部にオイルを供給している。また、エンジンの運転状態に応じて、オイル供給制御装置によりポンプ機構のオイルの供給をコントロールして、適量のオイルによりこれら潤滑部の潤滑および冷却を行うとともに、ポンプ機構の負荷を軽減し、エンジンの負荷を減少させて燃費の悪化を防止するようにしている。

従来、この種のオイル供給制御装置として、吐出圧または吐出量などの出力を調整することができるオイルポンプを備え、エンジンに供給される燃料をカットするフューエルカット手段により、エンジンがフューエルカットされたときに、オイルポンプの出力を調整するようにしたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
この従来のオイル供給制御装置においては、エンジンがフューエルカットされたときに、オイルポンプの出力を低下させてオイルポンプの負荷を軽くすることにより、エンジンの負荷を軽くして、車両に作用する急激な減速力の増大を抑制し、車両のスムーズな減速を得るようにしている。また、オイルポンプの負荷を軽くし、エンジンの負荷を軽くすることにより、エンジンの燃費の悪化を防止している。

他方、フューエルカットが終了したとき、エンジンに燃料が供給されエンジンの出力トルクが上昇し、車両は加速可能な状態となる。このとき、オイルポンプの出力が増大するよう制御され、オイルポンプの負荷が増大する。オイルポンプの負荷が増大するとエンジンの負荷も増大し、車両の急激な加速が抑制され車両のスムーズな加速が得られるようにしている。
特開２００４−１２４９７３号公報

しかしながら、このような従来のオイル供給制御装置においては、エンジンのフューエルカットがなされたとき、一律にオイルポンプの出力を低下させてオイルポンプの負荷を軽くするようにしているので、エンジンの潤滑部に供給するオイルの供給量が減少し、十分な潤滑および冷却がなされないという問題があった。また、オイルをピストンに向けて噴射するオイルジェットの油圧が低下して、オイルジェット噴射が停止してしまうので、オイルジェットによるピストンの冷却能力が低下してしまうという問題があった。
フューエルカットがなされたときであっても、エンジンの負荷が比較的大きく、オイルジェットによるピストンの冷却を必要とする領域がある。このような冷却必要領域において、フューエルカットがなされると、オイルポンプの出力が低下するので、ピストンの冷却要求に対応できないという問題があった。

本発明は、前述の従来の問題を解決し、以下の目的を達成することを課題とする。すなわち、本発明は、エンジンのフューエルカットが実行された場合、エンジンの燃費を改善することができるとともに、簡単な制御でオイルによるエンジンの冷却能力の低下を抑制することができるオイル供給制御装置を提供することを目的とする。

本発明に係るオイル供給制御装置は、目的を達成するため、（１）オイルを貯留するオイルパンと、前記オイルパンに貯留された前記オイルをオイル通路を介してエンジンの潤滑部に供給するポンプ機構と、前記オイルの供給を制御するオイル供給制御部とを備えたオイル供給制御装置において、前記オイル通路から分岐し前記オイル通路内の前記オイルの一部を前記ポンプ機構に還流させるオイル還流通路を有するオイル還流部と、前記オイル還流部に設けられ前記オイル還流通路を開閉するオイルスイッチバルブと、前記エンジンの運転状態に応じて前記エンジンへの燃料の供給を制御する燃料供給制御部と、前記燃料供給制御部によるフューエルカットが実行される直前の前記エンジンの負荷が基準負荷より高いか否かを判定するエンジン負荷判定部と、を備え、前記エンジン負荷判定部により、前記エンジンの負荷が前記基準負荷より高いと判定された場合、前記オイル供給制御部が、前記オイルスイッチバルブを閉じ、前記エンジン負荷判定部により、前記エンジンの負荷が前記基準負荷より低いと判定された場合、前記オイル供給制御部が、前記オイルスイッチバルブを開いて、前記オイル通路内を流通する前記オイルの一部を前記オイル還流通路を介して前記ポンプ機構に還流させるものから構成されている。

この構成により、燃料供給制御部の指令に基づいてフューエルカットが開始されると、エンジン負荷判定部の指令に基づいて、フューエルカット直前のエンジンの負荷が基準負荷と比較され、エンジンの負荷が基準負荷より高いか否かが判定される。エンジンの負荷が基準負荷よりも高いと判定されると、オイル供給制御部により、オイルスイッチバルブが閉じられて、オイル通路内を流通するオイルの一部がオイル還流通路を介してポンプ機構に還流されないので、従来技術におけるエンジンのようにフューエルカットの開始により、一律にオイル通路内の油圧が低下することはない。その結果、オイルをピストンに向けて噴射するオイルジェットに必要な油圧を確保することができ、フューエルカット制御時にオイルジェットによるピストンの冷却能力が低下してしまうという問題が解消される。また、フューエルカット制御時にエンジンの潤滑部に供給するオイルの供給量が減少し、十分な潤滑および冷却がなされないという問題が解消される。

また、フューエルカット制御時において、エンジンの負荷が基準負荷よりも比較的小さいと判定されたときには、オイル供給制御部により、オイルスイッチバルブが開かれて、オイル通路内を流通するオイルの一部がオイル還流通路を介してポンプ機構に還流するので、ポンプ機構から吐出されるオイルの圧力が低下し、ポンプ機構の仕事率が減少する。
この場合、クランクシャフトに連結されたポンプ機構の負荷が軽減されるので、クランクシャフトのフリクションが低減され、エンジンの負荷が軽減され、燃料消費率が向上し、いわゆる燃費が改善される。

本発明によれば、オイル通路から分岐したオイル還流部を形成し、このオイル還流部にオイルスイッチバルブを設けるだけの簡単な構造および簡単な制御で、エンジンのフューエルカット制御時において、エンジンの負荷の高低により、木目細かなオイルの供給制御が実行され、オイルによるエンジンの冷却および潤滑と、燃料消費率の向上、すなわち燃費の改善との両立が可能なオイル供給制御装置を提供することができる。

以下、本発明の実施の形態に係るオイル供給制御装置について、図面を参照して説明する。
図１は、本発明の実施の形態に係るオイル供給制御装置を適用した車両のエンジンの概略斜視図であり、図２は、エンジン内部の各潤滑部とオイルの流れを示すブロック図であり、図３は、ポンプ機構の回路図であり、図４は、ピストンを収容するシリンダブロックの部分断面図である。

まず、構成を説明する。
図１に示すように、エンジン１は、気筒内に収容されたピストン２と、可変バルブタイミング機構（ＶＶＴ：Ｖａｒｉａｂｌｅ Ｖａｌｖｅ Ｔｉｍｉｎｇ）３と、クランクシャフト４と、オイル供給制御装置５と、シリンダヘッド、シリンダブロックおよびクランクケースからなるエンジンブロック６と、エンジン１の内部を冷却する冷却部７と、気筒内に直接燃料を噴射する図示しない燃料噴射装置とを含んで構成されている。

ピストン２は、図示しない他の３個のピストンを含めて直列４気筒のエンジン１を構成している。なお、エンジン１は、直列４気筒のものに限られず、単気筒や任意に気筒配列された多気筒であってもよく、ガソリンエンジン、ディーゼルエンジンなど、空気と混合し得る炭化水素などの液体または気体を燃料とする公知のエンジンであってもよい。

ＶＶＴ３は、吸気カムシャフト３１に連結され、ベーン型アクチュエータ３２を駆動する吸気側油圧コントローラ３３と、排気カムシャフト３４に連結され、ベーン型アクチュエータ３５を駆動する排気側油圧コントローラ３６とを含んで構成されている。吸気側油圧コントローラ３３および排気側油圧コントローラ３６は、チェーン３７を介してクランクシャフト４と連結されており、クランクシャフト４の動力で駆動されるようになっている。

吸気側油圧コントローラ３３には、吸気側オイルコントロールバルブ（ＯＣＶ：Ｏｉｌ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｖａｌｖｅ）３３ｃが接続され、吸気側油圧コントローラ３３に供給される油圧が制御されるようになっている。また、排気側油圧コントローラ３６にも、排気側オイルコントロールバルブ（ＯＣＶ）３６ｃが接続され、排気側油圧コントローラ３６に供給される油圧が制御されるようになっている。

吸気カムシャフト３１には、ロッカーアーム４１を介して吸気バルブ４２が連結されるとともに、排気カムシャフト３４には、ロッカーアーム４３を介して排気バルブ４４が連結されている。吸気バルブ４２の開閉タイミングは、吸気側油圧コントローラ３３により、排気バルブ４４の開閉タイミングは、排気側油圧コントローラ３６により、それぞれ遅角制御や進角制御が実行され、吸気および排気の効率を向上させるとともに、エンジン１の出力（ｋＷ）およびトルク（Ｎ・ｍ）が調整されるようになっている。

例えば、吸気バルブ４２を閉じるときの閉弁タイミングをピストン２の下死点（ＢＤＣ：Ｂｏｔｔｏｍ Ｄｅａｄ Ｃｅｎｔｅｒ）を超えて遅角させると、エンジン１の圧縮行程で混合気を圧縮する際、吸気バルブ４２が閉じてからの燃焼室の容積比が小さくなり、圧縮比を低下させることができる。また、ＶＶＴ３が、遅角させた開閉タイミングを進角すれば、低下した圧縮比を高めることができる。

クランクシャフト４は、クランクジャーナル１１を介してエンジンブロック６に回転可能に支持されるとともに、コネクティングロッドを介してピストン２に連結されており、ピストン２の往復運動が伝達されて回転運動するようになっている。

オイル供給制御装置５は、オイルパン５１と、オイルストレーナ５２と、ポンプ機構５３と、ポンプ機構５３から吐出されたオイルをろ過するオイルフィルタ５４と、オイル通路部５５と、オイル還流部５６と、オイルスイッチバルブ（ＯＳＶ：Ｏｉｌ Ｓｗｉｔｃｈ Ｖａｌｖｅ）５７と、オイル噴射ノズル５８と、ポンプ機構５３を流通するオイルの流量を調節するストップバルブ５９（図２参照）と、電子制御ユニット（ＥＣＵ：Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）６０とを含んで構成されている。オイル供給制御装置５は、エンジン１内の各潤滑部１０にオイルを供給し各潤滑部１０を潤滑するとともに冷却するよう構成されている。

この潤滑部１０は、エンジン１内の潤滑を必要とする構成要素で、例えば、図２に示すように、ピストン２と、クランクシャフト４を回転可能に支持するクランクジャーナル１１と、コネクティングロッド１２をクランクシャフト４に連結するクランクピン１３と、吸気カムシャフト３１と、排気カムシャフト３４と、ロッカーアーム４１、４３、吸気カムシャフトジャーナル４７と、排気カムシャフトジャーナル４８とを含んで構成されている。

オイルパン５１は、潤滑部１０の各潤滑要素から還流されたオイルを貯留するケースからなり、エンジンブロック６の下部に固定されている。このオイルパン５１に貯留されたオイル内には、オイルストレーナ５２の吸入口が浸漬されており、この吸入口からオイルが吸入されるようになっている。

図３に示すように、ポンプ機構５３は、ポンプ本体５３ｈと、オイルストレーナ５２から吸い込まれたオイルをポンプ本体５３ｈに流通させる吸入パイプ５３ｋと、ポンプ本体５３ｈから吐出されたオイルをオイルフィルタ５４に流通させる吐出パイプ５３ｔを含んで構成されている。

図１に示すように、ポンプ本体５３ｈは、例えば、トロコイドポンプ、ギヤポンプなどのオイルを吸入し吐出するポンプからなり、図示しないチェーンを介してクランクシャフト４に連結されており、クランクシャフト４とは別軸でクランクシャフト４により等速駆動されるようになっている。なお、ポンプ本体５３ｈは、チェーンによらず、クランクシャフト４に直結されクランクシャフト４により等速駆動される構造のものでもよい。

オイル通路部５５は、オイルフィルタ５４で浄化されたオイルを潤滑部１０の各潤滑要素に供給する複数のオイル通路５５ｔを含んで構成されている。このオイル通路５５ｔは、潤滑部１０の潤滑要素にオイルを圧送するオイルパイプ５５ｐ内に形成されたもの、メインオイルギャラリ５５ｍなどのエンジンブロック６の壁部内に形成されたもの、吸気カムシャフト３１および排気カムシャフト３４に向けてオイルを放出するオイルシャワーパイプ５５ｓ内に形成されたものを含んで構成されている。

また、オイル通路５５ｔは、オイルパイプ５５ｐから滴下されるオイルを通すよう内部空間により構成されるもの、エンジンブロック６の壁部の表面を伝わるよう壁部の表面により構成されたものなど、オイルを流通させる媒体によって構成されている。

オイル還流部５６は、オイルフィルタ５４の排出口５４ｈとメインオイルギャラリ５５ｍとを連通するオイル通路５５ｔから分岐し、ポンプ機構５３の吸入口と連通するオイル還流通路５６ｋを有するオイル還流パイプ５６ｐを含んで構成されている。このオイル還流通路５６ｋ内には、オイル還流通路５６ｋを開閉するＯＳＶ５７が設けられている。このＯＳＶ５７は、エンジンブロック６に装着されており、ＥＣＵ６０によりその開閉が制御されるようになっている。なお、このＯＳＶ５７は、エンジンブロック６以外のものに装着されていてもよく、例えば、ポンプ機構５３に装着されていてもよい。

ＯＳＶ５７は、オイル還流通路５６ｋを開閉する機能を有する開閉弁からなり、例えば、電磁力により動作するソレノイドバルブで構成されている。

図１および図４に示すように、オイル噴射ノズル５８は、内部にオイル通路５５ｔを有するパイプからなり、先端部がピストン２の方向に向くよう、基端部がエンジンブロック６に支持されている。この先端部にはオイル噴射口が形成されており、メインオイルギャラリ５５ｍからオイル通路５５ｔに供給されたオイルがオイル噴射口からピストン２の方向に噴射されるようになっている。

ＥＣＵ６０は、燃料供給制御部と、エンジン負荷判定部と、オイル供給制御部とを含んで構成されており、単一または複数のプログラムにより各部の動作が連続的に実行されるようになっている。
ＥＣＵ６０は、具体的には、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）、燃料供給制御部、エンジン負荷判定部およびオイル供給制御部の各部の動作を実行させるプログラムなどが記憶されたＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）、一時的にデータを記憶するＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）、バッテリを電源として作動し書換え可能な不揮発性のメモリからなるＥＥＰＲＯＭ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃａｌｌｙ Ｅｒａｓａｂｌｅ ａｎｄ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）、Ａ／Ｄ変換器やバッファなどの入力インターフェース回路および駆動回路などの出力インターフェース回路を含んで構成されている。

エアフロメータ、クランクポシションセンサ、圧力センサ、アクセルポジションセンサ、スロットル開度センサ、水温センサ、油温センサ、燃圧センサなどのセンサが、ＥＣＵ６０の入力インターフェース回路に、それぞれ接続されており、これらのセンサから出力される情報は、入力インターフェース回路を介してＥＣＵ６０に取り込まれるようになっている。

ＥＣＵ６０においては、クランクポジションセンサなどのクランクシャフト４の回転数（ｒｐｍ）を検知するセンサから入力された情報に基づいてエンジン回転数Ｎｅ（ｒｐｍ）が求められるようになっている。また、スロットル開度センサ、エアフロメータ、アクセルポジションセンサおよびクランクポジションセンサなどのエンジン１の出力に関する情報に基づいて、エンジン１に搭載されたＶＶＴ３の吸気バルブ４２、排気バルブ４４の開閉タイミングが制御されるようになっている。

エアフロメータは、例えば、ホットワイヤ式エアフロメータからなり、吸気温度計測用の抵抗と、加熱抵抗とによりブリッジ回路とを含む公知のもので構成されており、吸入空気量が変化したときに、ブリッジ回路により、吸気温度計測用の抵抗と、加熱抵抗との温度差を常に一定に保つよう加熱抵抗への供給電力をフィードバック制御するようなものでもよい。この供給電力が電圧に変換され吸入空気量として、ＥＣＵ６０に出力するようになっており、ＥＣＵ６０において、予め設定されたエアフロメータの電圧と吸入空気の流量との関係から吸入空気量が算出されるよう構成されている。

このエアフロメータは、吸気通路内に吸気温度計測用の抵抗および加熱抵抗が露出するよう吸気管に装着されている。なお、吸気管に吸入空気量計測用のバイパス通路管を設け、このバイパス通路管の吸気通路内に吸気温度計測用の抵抗および加熱抵抗が露出するようバイパス通路管に装着し、エアクリーナからの吸気脈動の影響を受けにくくしてもよい。

また、エアフロメータは、他の計測手段であってもよい。例えば、吸気管内の負圧を圧力センサで検知し、検知圧力を吸入空気量に換算するＤジェトロニックタイプでもよく、吸入空気の流れの中に障害物をおくとその後ろに渦が発生し、この渦の数が吸入空気の流れが速いほど多くなる現象を利用したカルマン渦式エアフロメータでもよい。また、吸気管内にプレートを設け、吸入空気がこのプレートを押すことでその動いた変位量から吸入空気量を算出する可動プレート式エアフロメータでもよい。

クランクポシションセンサは、例えば、クランクシャフト４に固定されたタイミングロータと電磁ピックアップセンサとを含む公知のもので構成されており、エンジンブロック６に固定されている。このクランクポジションセンサは、クランク位置、クランク角速度などのクランクの回転を検出し、検出された回転の信号は、ＥＣＵ６０に出力されるようになっている。

圧力センサは、例えば、高い感度を有する半導体ピエゾ抵抗を含む公知のもので構成されている。この半導体ピエゾ抵抗は、ＥＣＵ６０に接続されており、オイル通路部５５内の圧力に応じた抵抗値を検知し電圧信号をＥＣＵ６０の入力インターフェース回路に入力するようになっている。このオイル圧力センサは、ＶＶＴ３の上流側のオイル通路５５ｔ内に設けられ、吸気側油圧コントローラ３３および排気側油圧コントローラ３６に供給されるオイルの圧力（ｋＰａ）を検出するようになっている。

ＥＣＵ６０の燃料供給制御部は、燃料噴射装置の燃料噴射ノズルから噴射される燃料の噴射量の制御や噴射タイミングの進角制御または遅角制御を実行するとともに、エンジン１の運転状態に応じたフューエルカット制御を実行するよう構成されている。

噴射タイミングの制御の場合、具体的には、燃料の噴射開始時期および噴射終了時期を、クランクポジションセンサの検知情報から得られた所定のクランク角度に基づいて遅角または進角させ、空燃比制御性の向上や排気ガス中のエミッションの低減を促進させるとともに、エンジン１の最適なトルクおよび出力を得るようにしている。

また、フューエルカット制御の場合は、エンジン１の運転状態が減速時の場合や高回転時の場合に、燃料噴射装置の燃料噴射ノズルへの燃料の噴射信号を停止させ、燃料噴射を停止することにより実行され、減速時や高回転時の運転状態における燃料消費量を低減するようにしている。

減速時の運転状態においては、フューエルカット制御の開始条件が満たされたとき、例えば、アクセルペダルが非操作状態で、エンジン回転速度（ｒｐｍ）が、予め設定された設定カット回転速度（ｒｐｍ）以上のときであって、燃料の噴射の必要がなく、フューエルカット可能な状態と判定されたとき、燃料供給制御部によりフューエルカット制御が実行される。この設定カット回転速度は、単一のものでもよく、複数のものでもよい。例えば、車両のギヤシフト位置に基づいて設定されたギヤシフト位置に基づく設定カット回転速度Ｇ、エアコンなどの負荷の有無に基づいて設定された負荷に基づく設定カット回転速度Ｆ、エンジン１の冷却水温度に基づいて設定された冷却水温度に基づく設定カット回転速度Ｒなど、車両の運転状態に基づいて適宜設定された異なる３つの設定カット回転速度を駆使して木目細かな制御が実行されるよう構成してもよい。

また、寒冷地仕様、暖地仕様などの車種や、燃料の種別、エンジン１の種別、排気量などの車両が持っている特性、取得した実機評価のデータに基づいてフューエルカット制御の開始条件を適宜設定するようにしてもよい。例えば、前述のエンジン回転速度（ｒｐｍ）以外のフューエルカット制御の開始条件が満たされたとき、フューエルカット制御を実行するようにしてもよい。具体的には、車速（ｋｍ／ｈ）、エアフロメータの吸入空気量（ｇ／ｒｅｖ）、燃料圧力（ｋＰａ）、スロットル開度（％）の各所定値が満たされたとき、フューエルカット制御を実行するようにしてもよい。

高回転時の運転状態においては、例えば、エンジン１が過回転領域、すなわち、各車速毎に対応したエンジン１の通常使用最高回転数ＮｅＧを超え、かつオーバーレブ防止燃料カット回転数などの最高許容回転数ＮｅＣ未満の領域となった場合、フューエルカット制御が実行され、エンジン１の回転速度の上昇が抑制され、エンジン１の損傷が防止される。具体的には、設定カット回転速度（ｒｐｍ）を８，０００ｒｐｍとし、エンジン１が８，０００ｒｐｍを超えたときにフューエルカット制御が実行される。

なお、フューエルカット制御は、エンジン１が復帰回転速度（ｒｐｍ）より低くなったとき、または、運転者によりアクセルべダルが操作され、スロットルが開かれるという加速要求があったときなど、燃料の噴射の必要が生じたときまで実行される。
この復帰回転速度は、エンジン１の駆動が停止した惰行走行をし続けたときに燃料噴射を再び開始する回転速度であり、例えば、前述の設定カット回転速度より一定回転速度下げた回転速度に設定されている。

ＥＣＵ６０のエンジン負荷判定部は、燃料供給制御部により、エンジン１のフューエルカット制御が実行される直前のエンジン負荷情報に基づいて得られた、エンジン１のフューエルカット制御の実行直前の直前エンジン負荷と、予め設定され、エンジン負荷の高低の基準となる基準エンジン負荷、すなわち基準負荷としての閾値とを比較するよう構成されている。この比較により、直前エンジン負荷が基準エンジン負荷より高いか否かが判定される。

エンジン負荷情報には、例えば、エアフロメータの吸入空気量（ｇ／ｒｅｖ）の出力信号、圧力センサの吸入空気圧（ｋＰａ）やオイル圧力（ｋＰａ）の出力信号、アクセルポジションセンサのアクセル開度ＡＣＣの出力信号、スロットル開度センサのスロットル開度の出力信号、クランクポシションセンサのクランク回転の出力信号、水温センサの冷却水温（℃）の出力信号、油温センサの潤滑油温（℃）の出力信号、燃圧センサの燃料の圧力（ｋＰａ）の出力信号などの各出力信号からなる情報が含まれる。

ＥＣＵ６０は、これらのうちの任意に選択されたエンジン負荷情報に基づいて、具体的な直前エンジン負荷を算出するようになっている。これらのうちの任意に選択されたエンジン負荷情報は、単一であってもよく、複数であってもよい。
これらのエンジン負荷情報は、ＥＣＵ６０におけるエンジン負荷を予測しているＲＡＭに一旦記憶させ、必要に応じて読み出して利用することができる。

基準エンジン負荷は、前述のエンジン負荷情報から得られた直前エンジン負荷に対応するもので、直接比較できるよう、直前エンジン負荷と同種の負荷であり、具体的には、直前エンジン負荷と基準エンジン負荷の単位が同一であることが好ましい。

この基準エンジン負荷は、寒冷地仕様、暖地仕様などの車種や、燃料の種別、エンジン１の種別、排気量などの車両が持っている特性により異なり、取得した実機評価のデータに基づいて車両の特性毎に適宜設定されたものであり、判定基準となる数値であってもよく、エンジン１の運転状態に応じたエンジン負荷マップなどの判定基準となるマップであってもよい。

この基準エンジン負荷については、実機評価においてどのような制御を優先させるかを決定することができる。具体的には、Ｈｉｇｈ側の油圧の制御を優先させて、フューエルカット制御の復帰後の性能、例えば、加速性維持、もたつきの解消などの向上を優先させるのか、それとも、Ｌｏｗ側の油圧の制御を優先させて、燃費を向上させることを優先させるのか、いずれの制御を優先させるのかを、車両としての優位性に基づいて決定することができる。

このＨｉｇｈ側の油圧は、ＯＳＶ５７を閉じて、オイル通路５５ｔ内を流通するオイルの一部をオイル還流通路５６ｋを介してポンプ機構５３に還流させないようオイル還流通路５６ｋを遮断することにより得られ、Ｌｏｗ側の油圧は、ＯＳＶ５７を開いて、オイル通路５５ｔ内を流通するオイルの一部をオイル還流通路５６ｋを介してポンプ機構５３に還流させることにより得られる。

ＥＣＵ６０のオイル供給制御部は、エンジン負荷判定部によりフューエルカット直前のエンジン１の負荷情報に基づいて得られたエンジン１の直前エンジン負荷が、設定された基準エンジン負荷、すなわち基準負荷としての閾値よりも高くないと判定されたとき、ＯＳＶ５７を開いて、オイル通路５５ｔ内を流通するオイルの一部をオイル還流通路５６ｋを介してポンプ機構５３に還流させ、Ｌｏｗ側の油圧で制御するよう構成されている。また、エンジン負荷判定部により直前エンジン負荷が、閾値よりも高いと判定されたとき、ＯＳＶ５７を閉じて、オイル通路５５ｔ内を流通するオイルの一部がオイル還流通路５６ｋを介してポンプ機構５３に還流しないようオイル還流通路５６ｋを遮断させ、通常走行時のＨｉｇｈ側の油圧で制御するよう構成されている。

エンジンブロック６は、燃焼室６ａを含むシリンダを画成するシリンダヘッドおよびシリンダブロックと、クランクケースとがボルトなどの締結具により締結され一体化されている。
このエンジンブロック６は、図示しない複数のエンジンマウントを介して車体にマウントされている。

図１に示すように、冷却部７は、流入する高温の冷却液を低温の外気で冷却するラジエータ７ａと、冷却された冷却液をラジエータ７ａからエンジンブロック６内に流入させるアッパーパイプ７ｂと、エンジンブロック６からラジエータ７ａに冷却液を流入させるロアパイプ７ｃと、エンジンブロック６内で冷却液を流通させるようエンジンブロック６に設けられた図３に示すウォータジャケット７ｗとを含んで構成されている。

冷却部７は、さらに、ウォーターポンプ７ｐと、アッパーパイプ７ｂとロアパイプ７ｃとの間に介装されたバイパスパイプ７ｄと、このバイパスパイプ７ｄとアッパーパイプ７ｂの分岐部分に設けられたサーモスタット７ｔとを含んで構成されている。

冷却部７内の冷却液は、ラジエータ７ａ内で空冷され、アッパーパイプ７ｂからエンジンブロック６内のウォータジャケット７ｗに流入し、エンジンブロック６内の冷却液通路を流通したのち、ロアパイプ７ｃからラジエータ７ａに還流するようになっている。

このサーモスタット７ｔは、ウォータジャケット７ｗに流入する冷却液の温度を検出し、この冷却液の温度が設定温度か否かで、すなわち、冷却液の温度に応じて冷却液がラジエータ７ａを通る循環と、通らない循環のいずれかに切り替えるようになっている。例えば、冷却液の温度が８０℃未満のとき、サーモスタット７ｔにより、冷却液がラジエータ７ａを通らない循環に切り替わる。すなわち、アッパーパイプ７ｂとバイパスパイプ７ｄとが連通し、冷却液がロアパイプ７ｃからウォータジャケット７ｗに流入する。このとき、ＥＣＵ６０により、ウォーターポンプ７ｐが駆動し、冷却液がウォータジャケット７ｗ、アッパーパイプ７ｂ、バイパスパイプ７ｄおよびロアパイプ７ｃ内を循環し、エンジン１の冷間時における暖気運転が促進されるようにしている。

他方、冷却液の温度が８０℃以上のとき、サーモスタット７ｔにより、冷却液がラジエータ７ａを通る循環に切り替わる。このとき、アッパーパイプ７ｂがラジエータ７ａ側に連通し、冷却液がバイパスパイプ７ｄを通らない状態、すなわち、冷却液がラジエータ７ａを通る状態になり、冷却液がラジエータ７ａで空冷され、アッパーパイプ７ｂからウォータジャケット７ｗ内を流通し、ロアパイプ７ｃからラジエータ７ａに還流し、エンジン１が好適に冷却されるようにしている。

燃料噴射装置は、気筒内に燃料噴射ノズルを露出させるようエンジンブロック６に設けられたインジェクタと、燃料を貯留する燃料タンクと、燃料を浄化する燃料フィルタと、燃料タンク内の燃料を燃料噴射ノズルに供給する燃料ポンプと、燃料を流通させる燃料パイプとを含んで構成されている。燃料噴射装置においては、高圧の燃料を燃焼室６ａ内に噴射し、効率よく爆発させるよう、燃焼室内に吸入される吸入空気と均一に混合させるようになっている。また、燃料噴射装置は、エンジン１の運転状態に応じて、ＥＣＵ６０の燃料供給制御部の指令により、フューエルカットや燃料の噴射タイミングの進角または遅角を実行するよう構成されている。

次に、本実施の形態に係るオイル供給制御装置５のオイル供給制御の動作について説明する。

図５は、オイル供給制御装置のオイル供給制御の動作を示すフローチャートである。
なお、図５に示すフローチャートは、ＥＣＵ６０のＲＯＭに格納されたオイル供給制御プログラムの実行内容を示すもので、このオイル供給制御プログラムは、燃料供給制御部、エンジン負荷判定部およびオイル供給制御部の各機能内容を実行する単一または複数のプログラムを含んで構成されている。このオイル供給制御プログラムは、ＥＣＵ６０のＣＰＵによって実行される。

まず、ＥＣＵ６０は、エンジン１のスタータモータを作動するスタータスイッチがオンとなったことを検知、またはスタータスイッチがオンからオフに切り替わってから所定時間未満であることを検知した場合には、ＥＣＵ６０は、所定の時間間隔で、エンジン１がフューエルカットの開始条件を満たすか否かを判定し、フューエルカットの開始条件を満たす場合、フューエルカットが開始されると判定する（ステップＳ１１）。

フューエルカットの開始条件は、例えば、アクセルペダルが非操作状態で、エンジン回転速度がＡ（ｒｐｍ）以上であり、かつエアフロメータの吸入空気量が吸入空気量の設定範囲Ｂ_０〜Ｂ_１（ｇ／ｒｅｖ）にあるときなどが含まれる。具体的には、エンジン回転速度Ａ、吸入空気量の設定範囲Ｂ_０〜Ｂ_１は、寒冷地仕様、暖地仕様などの車種や、燃料の種別、エンジン１の種別、排気量などの車両が持っている特性、取得した実機評価のデータに基づいて適宜選択される。

ＥＣＵ６０は、フューエルカットが開始されると判定された場合、フューエルカット直前のエンジン１の負荷情報を取得する（ステップＳ１２）。フューエルカット直前のエンジン１の負荷情報は、例えば、エアフロメータの吸入空気量（ｇ／ｒｅｖ）に基づいて、ＥＣＵ６０により予測され、ＲＡＭなどに記憶されたフューエルカット直前の直前エンジン負荷を含んで構成されている。

次いで、ＥＣＵ６０は、ＲＯＭに記憶されたエンジン負荷の高低の基準となる基準エンジン負荷、すなわち基準負荷としての閾値を、ＲＯＭから読み出して、フューエルカット直前のエンジン１の負荷情報から取得した直前エンジン負荷と比較する。この比較により、直前エンジン負荷が基準エンジン負荷より高いか否かが判定される（ステップＳ１３）。

ＥＣＵ６０は、直前エンジン負荷が基準エンジン負荷より高いと判定した場合、ＯＳＶ５７を閉じて、オイル通路５５ｔ内を流通するオイルの一部がオイル還流通路５６ｋを介してポンプ機構５３に還流しないようオイル還流通路５６ｋを遮断させ、通常走行時のＨｉｇｈ側の油圧で制御する（ステップＳ１４）。

ＥＣＵ６０は、直前エンジン負荷が基準エンジン負荷より高くないと判定した場合、ＯＳＶ５７を開いて、オイル通路５５ｔ内を流通するオイルの一部をオイル還流通路５６ｋを介してポンプ機構５３に還流させ、Ｌｏｗ側の油圧で制御する（ステップＳ１５）。

また、ＥＣＵ６０は、ステップＳ１４またはステップＳ１５の制御を実行した後、フューエルカット制御の実行が終了したか否かを判断する（ステップＳ１６）。
例えば、ＥＣＵ６０は、フューエルカット制御の実行を終了させてエンジン１を通常の燃料供給の状態に復帰させる復帰回転速度（ｒｐｍ）より低くなったとき、または、運転者によりアクセルべダルが操作され、スロットルが開かれるという加速要求があったときなど、燃料の噴射の必要が生じたときにフューエルカット制御の実行が終了したと判断する。

ＥＣＵ６０は、フューエルカット制御の実行が終了したと判断した場合、通常走行時の油圧制御、すなわち、ＯＳＶ５７を閉じて、オイル通路５５ｔ内を流通するオイルの一部がオイル還流通路５６ｋを介してポンプ機構５３に還流しないようオイル還流通路５６ｋを遮断させ、通常走行時のＨｉｇｈ側の油圧制御に戻す（ステップＳ１７）。

次いで、ＥＣＵ６０は、例えば、クランクポジションセンサの出力信号に基づいて、エンジン１が停止したか否かを判定し、エンジン１が停止したと判定したとき、本実施の形態に係るオイル供給制御装置５のオイル供給制御を終了させる（ステップＳ１８）。
また、ＥＣＵ６０は、ステップＳ１１において、エンジン１のフューエルカットが開始していないと判定したとき、ステップＳ１８に処理を移行させ、エンジン１が停止したか否かを判定する。
ＥＣＵ６０は、エンジン１が停止していないと判定したとき、エンジン１のフューエルカットが開始したか否かを判定するステップＳ１１に戻る。

このように、本実施の形態に係るオイル供給制御装置５は構成されているので、次のような効果を得ることができる。

本実施の形態に係るオイル供給制御装置５は、オイルパン５１と、オイル通路５５ｔを介してエンジン１の潤滑部１０に供給するポンプ機構５３と、オイル還流部５６と、ＯＳＶ５７と、ＥＣＵ６０の燃料供給制御部と、ＥＣＵ６０のエンジン負荷判定部とを備え、ＥＣＵ６０のエンジン負荷判定部により、エンジン１の負荷が閾値より高いと判定された場合、ＥＣＵ６０のオイル供給制御部により、ＯＳＶ５７が閉じられてＨｉｇｈ側の油圧で制御され、ＥＣＵ６０のエンジン負荷判定部により、エンジン１の負荷が閾値より低いと判定された場合、ＥＣＵ６０のオイル供給制御部により、ＯＳＶ５７が開かれてＬｏｗ側の油圧で制御されるもので構成されている。

その結果、ＥＣＵ６０の燃料供給制御部によりフューエルカットが開始すると、ＥＣＵ６０のエンジン負荷判定部により、フューエルカット直前のエンジン１の負荷が閾値と比較され、その高低が判定される。

エンジン１の負荷が閾値よりも高いと判定されると、ＥＣＵ６０のオイル供給制御部により、ＯＳＶ５７が閉じられてＨｉｇｈ側の油圧で制御されるので、従来技術におけるエンジンのようにフューエルカットの開始により、一律にＬｏｗ側の油圧で制御されることはない。エンジン１のフューエルカット制御時においても、エンジン１の負荷が比較的大きいときには、Ｈｉｇｈ側の油圧で制御され、オイルをピストンに向けて噴射するオイルジェットに必要な油圧を確保することができ、フューエルカット制御時にオイルジェットによるピストンの冷却能力が低下してしまうという問題が解消される。また、エンジン１の潤滑部に供給するオイルの供給量が減少し、十分な潤滑および冷却がなされないという問題が解消される。

図６は、本実施の形態に係るオイル供給制御装置のエンジン回転数Ｎｅに対するオイル通路内の油圧を示すグラフである。

また、フューエルカット制御時において、エンジン１の負荷が比較的小さいときには、図６に示すように、フューエルカット制御が終了するまで、Ｌｏｗ側の油圧で制御されるので、吐出量（ｍｍ^３／ｓｅｃ）×圧力（ｋＰａ）で表されるポンプ機構５３の仕事率（ｗ）が減少する。すなわち、ポンプ機構５３から吐出されたオイルの一部が、オイル還流部５６からポンプ機構５３に還流されるので、ポンプ機構５３から吐出されるオイルの圧力（ｋＰａ）が低下してポンプ機構５３の仕事率（ｗ）が減少する。この場合、クランクシャフト４に連結されたポンプ機構５３の負荷が軽減されるので、クランクシャフト４のフリクションが低減され、エンジン１の負荷が軽減され、燃料消費率（ｇ／ＫＷｈ：ｇは燃料の重量、ＫＷは出力、ｈは時間）も向上し、いわゆる燃費がよくなるという効果がある。

このように、本実施の形態に係るオイル供給制御装置５においては、オイル通路５５ｔから分岐したオイル還流部５６を形成し、このオイル還流部５６にＯＳＶ５７を設けるだけの簡単な構造および簡単な制御で、エンジン１のフューエルカット制御時において、エンジン１の負荷の高低により、木目細かな、オイルの供給制御を実行することができ、オイルによるエンジンの冷却および潤滑と、燃料消費率の向上とを両立させることができるという効果がある。

なお、エンジン１が、オイルの圧力により吸気バルブ４２および排気バルブ４４の少なくともいずれか一方のバルブの開閉タイミングを変更しうるＶＶＴ３を備えたものであっても、ＶＶＴ３の制御に悪影響を及ぼすことはない。すなわち、図６に示すように、エンジン１のフューエルカット制御時において、Ｌｏｗ側の油圧で制御されたとき、Ｌｏｗ側の油圧がオイルジェット油圧（ｋＰａ）の下限を下回り、オイルジェットの噴射が停止しても、なおＬｏｗ側の油圧はＶＶＴ３を作動させる下限のＶＶＴ制御油圧（ｋＰａ）より大きいので、ＶＶＴ３の進角制御または遅角制御に影響はない。

また、図６に示すように、ＥＣＵ６０は、ステップＳ１６において、フューエルカット制御の実行が終了したと判断した場合、ステップＳ１７において、エンジン１が速やかに通常走行時の油圧制御、すなわち、Ｈｉｇｈ側の油圧制御に戻されるので、オイルジェット油圧（ｋＰａ）の下限を超え、図４に示すように、オイル噴射ノズル５８からピストン２に向けてオイルが噴射される。これにより、ピストン２がオイルにより冷却され、燃焼室６ａ内の混合気が冷却され、エンジン１のいわゆるノッキングの発生が抑制されるという効果が得られる。また、エンジン１がＨｉｇｈ側の油圧制御に戻されると、点火時期の進角制御が可能となり、燃焼室６ａ内の混合気の燃焼が改善される。すなわち、フューエルカット復帰後のエンジントルクを改善することができる。

本実施の形態に係るオイル供給制御装置５のポンプ機構５３をクランクシャフト４に連結させ、エンジン１の動力によりポンプ機構５３を駆動させる構造のもので構成し、オイル通路５５ｔからポンプ機構５３にオイルを還流させるオイル還流通路５６ｋを形成し、エンジン１がフューエルカット制御され、エンジン負荷が比較的小さいとき、オイル還流通路５６ｋに設けたＯＳＶ５７を開いて、Ｌｏｗ側の油圧にする場合について説明した。

しかしながら、本発明に係るオイル供給制御装置のポンプ機構においては、他の構造のもので構成してもよい。例えば、ポンプ機構を可変容量型のオイルポンプで構成し、エンジン１がフューエルカット制御され、エンジン負荷が比較的小さいとき、ポンプ機構の容量を小さくして、ポンプ機構の負荷を小さくし、燃費を向上させるようにしてもよい。さらに、ポンプ機構を大容量のポンプ機構と、小容量のポンプ機構との２個のポンプ機構で構成し、エンジン１がフューエルカット制御され、エンジン負荷が比較的小さいとき、小容量のポンプ機構に切り替えてポンプ機構の負荷を小さくし、燃費を向上させるようにしてもよい。

以上のように、本発明に係るオイル供給制御装置は、エンジンのフューエルカットが実行された場合、エンジンの燃費を改善することができるとともに、簡単な制御でオイルによるエンジンの冷却能力の低下を抑制することができるという効果を有し、エンジンの潤滑部にオイルを供給することにより、潤滑部の潤滑を行うことができるオイル供給制御装置に有用である。

本発明の実施の形態に係るオイル供給制御装置を適用した車両のエンジンの概略斜視図である。 本発明の実施の形態に係るオイル供給制御装置が適用されるエンジン内部の各潤滑部とオイルの流れを示すブロック図である。 本発明の実施の形態に係るオイル供給制御装置のポンプ機構の回路図である。 本発明の実施の形態に係るオイル供給制御装置のピストンを収容するシリンダブロックの部分断面図である。 本発明の実施の形態に係るオイル供給制御装置におけるオイル供給制御を示すフローチャートである。 本発明の実施の形態に係るオイル供給制御装置のエンジン回転数Ｎｅに対するオイル通路内の油圧を示すグラフである。

符号の説明

１ エンジン
２ ピストン
３ ＶＶＴ（可変バルブタイミング機構）
４ クランクシャフト
５ オイル供給制御装置
６ エンジンブロック
７ 冷却部
１０ 潤滑部
５１ オイルパン
５２ オイルストレーナ
５３ ポンプ機構
５４ オイルフィルタ
５５ オイル通路部
５５ｔ オイル通路
５６ オイル還流部
５６ｋ オイル還流通路
５７ ＯＳＶ（オイルスイッチバルブ）
５８ オイル噴射ノズル
５９ ストップバルブ
６０ ＥＣＵ（電子制御ユニット、オイル供給制御部、燃料供給制御部、エンジン負荷判定部）

Claims (1)

1. オイルを貯留するオイルパンと、前記オイルパンに貯留された前記オイルをオイル通路を介してエンジンの潤滑部に供給するポンプ機構と、前記オイルの供給を制御するオイル供給制御部とを備えたオイル供給制御装置において、
   前記オイル通路から分岐し前記オイル通路内の前記オイルの一部を前記ポンプ機構に還流させるオイル還流通路を有するオイル還流部と、
   前記オイル還流部に設けられ前記オイル還流通路を開閉するオイルスイッチバルブと、
   前記エンジンの運転状態に応じて前記エンジンへの燃料の供給を制御する燃料供給制御部と、
   前記燃料供給制御部によるフューエルカットが実行される直前の前記エンジンの負荷が基準負荷より高いか否かを判定するエンジン負荷判定部と、を備え、
   前記エンジン負荷判定部により、前記エンジンの負荷が前記基準負荷より高いと判定された場合、前記オイル供給制御部が、前記オイルスイッチバルブを閉じ、前記エンジン負荷判定部により、前記エンジンの負荷が前記基準負荷より低いと判定された場合、前記オイル供給制御部が、前記オイルスイッチバルブを開いて、前記オイル通路内を流通する前記オイルの一部を前記オイル還流通路を介して前記ポンプ機構に還流させることを特徴とするオイル供給制御装置。

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