JP5267159B2

JP5267159B2 - 潤滑油の温度制御システム

Info

Publication number: JP5267159B2
Application number: JP2009016974A
Authority: JP
Inventors: 崇小山; 勇一島崎
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2009-01-28
Filing date: 2009-01-28
Publication date: 2013-08-21
Anticipated expiration: 2029-01-28
Also published as: JP2010174698A

Description

本発明は内燃機関の潤滑油の温度を制御する温度制御システムに関する。

電動冷却水ポンプの作動によって内燃機関を循環する冷却水の一部と、電動潤滑油ポンプの作動によって内燃機関を循環する潤滑油の一部との間で熱交換を行う熱交換器が知られている。この熱交換器における制御装置であって、内燃機関の機関回転数および機関負荷に基づいて目標冷却水温度および目標潤滑油温度を算出し、これら目標冷却水温度および目標潤滑油温度と実際の冷却水温度および実際の潤滑油温度との偏差に基づいて電動冷却水ポンプの作動および電動潤滑油ポンプの作動を制御する装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

この従来技術によれば、内燃機関の熱交換器において、潤滑油の流量および冷却水の流量を制御して潤滑油温度を適切な値に保持することが可能となる。しかしながら、上記従来技術においては、内燃機関の冷却水出口の冷却水温度を基に油温調整を行っているので、熱交換器を通過する冷却水の温度を正確に把握することができず、潤滑油温度の誤差が大きくなるおそれがあった。

また、上記従来技術においては、潤滑油温度を目標値に制御するために電動潤滑油ポンプを作動させて潤滑油の流量を制御するが、潤滑油の流量の制御が潤滑油の粘度や潤滑性能との関係で複雑となったり、潤滑油の流量自体が多く高圧が要求されるためポンプが大型化したりするなどの不都合があった。

特開２００１−４１０４０号公報

本発明の目的とするところは、内燃機関の潤滑油と熱媒体との間で熱交換を行う温度制御システムにおいて、熱媒体の流量を制御することでより簡単またはより確実に、潤滑油の温度を適切な値に保持できる技術を提供することである。

上記目的を達成するための本発明は、熱交換部において潤滑油と熱媒体との間で熱交換を行うことで潤滑油の温度を制御する潤滑油の温度制御システムにおいて、
潤滑油の温度の目標値と、熱交換部に流入する熱媒体の温度と、熱交換部から流出する潤滑油の温度とを取得し、これらの値に基づいて、熱交換部を通過する潤滑油の流量を所定値に維持するとともに熱交換部を通過する熱媒体の流量を変更することで、熱交換部から流出する潤滑油の温度を目標値に制御することを最大の特徴とする。

より詳しくは、内燃機関の潤滑油と該潤滑油の温度調整用の熱媒体とが通過し、該熱媒体と潤滑油との間で熱交換を行うことで該潤滑油の温度を変更する熱交換部と、
前記熱交換部を通過する熱媒体の流量を変更する媒体量変更手段と、
前記熱交換部に流入する熱媒体の温度を検出する媒体温度検出手段と、
前記熱交換部から流出した潤滑油の温度を検出する流出油温検出手段と、
前記内燃機関の運転状態に応じて前記熱交換部から流出した潤滑油の温度の目標値を決
定する目標油温決定手段と、を備え、
前記目標値と、前記媒体温度検出手段によって検出された熱媒体の温度である流入媒体温と、前記流出油温検出手段によって検出された潤滑油の温度である流出油温とに基づいて、前記熱交換部を通過する潤滑油の流量を所定値に維持するとともに前記媒体量変更手段によって前記熱交換部を通過する熱媒体の流量を変更することで、前記熱交換部から流出した潤滑油の温度を前記目標値に近づけるように制御することを特徴とする。

本発明によれば、熱交換部を通過する熱媒体の流量のみを変更するという簡単な制御で、潤滑油の温度を目標値に近づける制御を行うことができる。ここで、潤滑油の温度を目標値に近づけるために熱交換部を通過する潤滑油の流量を変更した場合には、高圧で高粘度の潤滑油の流量を制御することとなるので大容量のバルブ等を必要とし、車輌への搭載性が悪化する問題があった。また、高圧の潤滑油の流量を制御することとなるためバルブ等からの潤滑油の漏れを防ぐことが困難で、潤滑油の温度を高精度に制御することが困難となる場合があった。また、潤滑油の漏れが生じた場合には、オイルポンプの容量を大きくする必要が生じたり、より多くの潤滑油を圧送しなければならなくなるため燃費が悪化したりする虞があった。

これに対し、本発明では、熱交換部を通過する熱媒体の流量のみを変更するので粘度の高い潤滑油の流量を変更する場合と比較して、バルブの大型化や燃費悪化の問題を抑制することができる。また、本発明では、熱交換部に流入する熱媒体の温度を検出しこの値を制御の基準に用いているので、潤滑油の温度の制御を高精度に行うことが可能となる。

ここで、熱交換部を通過する潤滑油の流量を所定値に維持するとは、潤滑油の流量を予め定められた一定値に維持することとしてもよいし、潤滑油の流量を内燃機関の運転状態に応じて予め設定された値に維持することとしてもよい。

また、本発明においては、前記流出油温が前記目標値以下で且つ前記流出油温が前記流入媒体温以上である場合及び、前記流出油温が前記目標値より高く且つ前記流出油温が前記流入媒体温より低い場合には、前記媒体量変更手段によって前記熱交換部を通過する熱媒体の流量を減量し、
前記流出油温が前記目標値以下で且つ前記流出油温が前記流入媒体温より低い場合及び、前記流出油温が前記目標値より高く且つ前記流出油温が前記流入媒体温以上である場合には前記媒体量変更手段によって前記熱交換部を通過する熱媒体の流量を増量するようにしてもよい。

すなわち、潤滑油の温度を上昇させる必要がある場合であって、熱媒体の温度が潤滑油の温度より高い場合及び、潤滑油の温度を低下させる必要がある場合であって、熱媒体の温度が潤滑油の温度以下の場合に、熱媒体の流量を増量する。また、潤滑油の温度を上昇させる必要がある場合であって、熱媒体の温度が潤滑油の温度以下の場合及び、潤滑油の温度を低下させる必要がある場合であって、熱媒体の温度が潤滑油の温度より高い場合には、熱媒体の流量を減量する。これにより、より簡単な制御でより確実に、潤滑油の温度を目標値に近づけることが可能となる。なお、このとき、熱媒体の流量を増量する場合には、流量を最大としてもよい。また、熱媒体の流量を減量する場合には、流量を最小としてもよい。これにより、さらに効率的に、潤滑油の温度を目標値に近づけることが可能となる。

また、本発明においては、前記熱交換部に流入する潤滑油の温度を検出する流入油温検出手段をさらに備え、
前記目標値と、前記流入媒体温と、前記流出油温と、前記流入油温検出手段によって検出された潤滑油の温度である流入油温とに基づいて、前記熱交換部から流出した潤滑油の
温度を前記目標値に制御するようにしてもよい。

これによれば、熱交換部に流入する熱媒体の温度と、熱交換部に流入する潤滑油の温度温とから、熱媒体によって潤滑油が冷却されるのか暖められるのかを早急に判定することができるので、より迅速に、またはより正確に、潤滑油の温度を制御することが可能となる。

また、本発明においては、前記流出油温が前記目標値以下で且つ前記流入油温が前記流入媒体温以上である場合及び、前記流出油温が前記目標値より高く且つ前記流入油温が前記流入媒体温より低い場合には、前記媒体量変更手段によって前記熱交換部を通過する熱媒体の流量を減量し、
前記流出油温が前記目標値以下で且つ前記流入油温が前記流入媒体温より低い場合及び、前記流出油温が前記目標値より高く且つ前記流入油温が前記流入媒体温以上である場合には前記媒体量変更手段によって前記熱交換部を通過する熱媒体の流量を増量するようにしてもよい。

すなわち、潤滑油の温度を上昇させる必要がある場合であって、熱交換部に流入する熱媒体の温度が熱交換部に流入する潤滑油の温度より高い場合及び、潤滑油の温度を低下させる必要がある場合であって、熱交換部に流入する熱媒体の温度が熱交換部に流入する潤滑油の温度以下の場合に、熱媒体の流量を増量する。また、潤滑油の温度を上昇させる必要がある場合であって、熱交換部に流入する熱媒体の温度が熱交換部に流入する潤滑油の温度以下の場合及び、潤滑油の温度を低下させる必要がある場合であって、熱交換部に流入する熱媒体の温度が熱交換部に流入する潤滑油の温度より高い場合には、熱媒体の流量を減量する。これにより、さらに確実に、潤滑油の温度を目標値に近づけることが可能となる。なお、このとき、熱媒体の流量を増量する場合には、流量を最大としてもよい。また、熱媒体の流量を減量する場合には、流量を最小としてもよい。これにより、さらに効率的に、潤滑油の温度を目標値に近づけることが可能となる。

なお、本発明における課題を解決するための手段は、可能な限り組み合わせて使用することができる。

本発明にあっては、内燃機関の潤滑油と熱媒体との間で熱交換を行う熱交換器において、より簡単またはより確実に、潤滑油の温度を適切な値に保持することができる。

本発明の実施例１に係る潤滑油の温度制御システムの概略構成を示した図である。従来の潤滑油の温度制御システムを用いた場合の、機関負荷とオイルクーラの冷却効率、オイルクーラのオイル冷却熱量、潤滑油温度との関係と、各々の理想値について示したグラフである。内燃機関の運転状態と潤滑油温度の理想値との関係を示したグラフである。本発明の実施例１に係る潤滑油の温度制御ルーチンを示すフローチャートである。本発明の実施例１に係る潤滑油の温度制御システムを用いた場合の、機関負荷とオイルクーラの冷却効率、オイルクーラのオイル冷却熱量、潤滑油温度との関係について示したグラフである。本発明の実施例２に係る潤滑油の温度制御システムの概略構成を示した図である。本発明の実施例２に係る潤滑油の温度制御ルーチン２を示すフローチャートである。本発明の潤滑油の温度制御ルーチンを実行した場合と潤滑油の温度制御ルーチン２を実行した場合の流量制御バルブの開度変更タイミングの相違について示したグラフである。流量制御バルブの実効開度とデューティ制御における流量制御バルブの開閉制御との関係を説明するための図である。流量制御バルブの開度の無段階制御とデューティ制御の組み合わせの例について説明するための図である。本発明の参考例に係る潤滑油の温度制御システムの概略構成を示した図である。

以下に図面を参照して、この発明を実施するための最良の形態を例示的に詳しく説明する。

〔実施例１〕
図１は、本実施例に係る内燃機関（不図示）の冷却水と潤滑油の経路の一部を抜き出して示した概略図である。図１に示す経路には、内燃機関の冷却水と潤滑油とが通過し、両者の間で熱交換をさせることで潤滑油の温度を制御するオイルクーラ１が設けられている。

オイルクーラ１には、流入側水路２と流出側水路３とが接続されており、流入側水路２を通過してオイルクーラ１に流入した冷却水はオイルクーラ１中の内部水路１ａを通過して流出側水路３に流出する。流出側水路３には流量制御バルブ４が設けられており、この流量制御バルブ４の開度を変更することでオイルクーラ１の内部水路１ａを通過する冷却水の流量を変更することが可能となっている。流入側水路２にはオイルクーラ１に流入する冷却水の温度を検出する水温センサ１２が設けられている。

また、オイルクーラ１には、流入側油路５と流出側油路６とが接続されており、流入側油路５からオイルクーラ１に流入した潤滑油（エンジンオイル）が内部油路１ｂを通過して流出側油路６に流出するようになっている。

流入側油路５はオイルパン８に接続されている。また、流入側油路５にはオイルポンプ９が設けられている。そして、オイルパン８に貯留された潤滑油をオイルポンプ９で吸い上げオイルクーラ１側に圧送する。圧送された潤滑油はやはり流入側油路５に設けられたオイルフィルタ７で不純物などが取り除かれた後、オイルクーラ１に流入する。

また、流入側油路５のオイルポンプ９の上流側と下流側とはリリーフ弁用油路１０で接続されており、このリリーフ弁用油路１０には、供給圧可変リリーフ弁１１が設けられている。この供給圧可変リリーフ弁１１は、オイルポンプ９の作動圧が設定された設定供給圧を超えた場合に開弁することでで、オイルポンプ９による供給圧力を設定供給圧に調節するとともに、この設定供給圧を可変とするものである。

一方、流出側油路６は途中で分岐油路６ａ〜６ｃに分岐しており、内燃機関の各部分に潤滑油が供給されるようになっている。また、流出側油路６にはオイルクーラ１から流出した潤滑油の温度を検出する油温センサ１３が設けられている。

なお、流量制御バルブ４、水温センサ１２、油温センサ１３は内燃機関に併設されたＥＣＵ（電子制御ユニット）２０に電気的に接続されている。また、ＥＣＵ２０には、クランクポジションセンサ１４及びアクセルポジションセンサ１５が電気的に接続されている
。水温センサ１２によって検出されたオイルクーラ１に流入する冷却水の温度及び、油温センサ１３によって検出されたオイルクーラ１から流出する潤滑油の温度はＥＣＵ２０に入力される。また、クランクポジションセンサ１４によって検出されたクランク角はＥＣＵ２０に入力され機関回転数が算出される。アクセルポジションセンサ１５によって検出されたアクセル開度はＥＣＵ２０に入力され機関負荷が算出される。

ここで、本実施例における潤滑油の温度制御システムは、オイルクーラ１、流入側水路２、流出側水路３、流量制御バルブ４、流入側油路５、流出側油路６、水温センサ１２、油温センサ１３、クランクポジションセンサ１４、アクセルポジションセンサ１５、ＥＣＵ２０を含んで構成される。また、本実施例においてオイルクーラ１は熱交換部に相当する。流量制御バルブ４は媒体量変更手段に相当する。水温センサ１２は媒体温度検出手段に相当する。油温センサ１３は流出油温検出手段に相当する。

ここで、オイルクーラ１において冷却水と潤滑油との間で熱交換させることによる、潤滑油の温度制御についての従来の問題点について説明する。図２には、従来の温度制御システムを用いた場合の、オイルクーラ１の冷却効率、オイルクーラ１のオイル冷却熱量及び、オイルクーラ１から流出する潤滑油の温度について示す。

図２の下段のグラフに示すように、従来のシステムにおいては、内燃機関の機関負荷が高くなると、潤滑油の温度は上昇する。これは、図２の上段のグラフに示すように、従来のシステムにおいては、オイルクーラ１の冷却効率は内燃機関の機関負荷に拘らず略一定であり、機関負荷が高くなると内燃機関の温度が上昇するからである。

しかしながら、潤滑油の機能を考慮すると、上記のような潤滑油の温度の傾向は理想的な傾向ではなかった。理想的には、内燃機関の機関負荷が低い領域においては、潤滑油の温度が低いと粘度が高くなりフリクションが大きくなってしまうので、潤滑油の温度をより高くすることが望ましい。その際には、機関負荷自体が低く内燃機関における軸受部の面圧も低いので潤滑油の粘度が低くても潤滑油としての機能上問題はない。

一方、内燃機関の機関負荷が高い領域においては、潤滑油の温度が高過ぎると粘度が低くなり、軸受部の高い面圧によって油膜が薄くなり部分的に固体同士の接触が起こる部分潤滑域に入り易い。そうするとフリクションが増加し、回転部分の磨耗や内燃機関の焼き付きが生じるおそれがある。従って、機関負荷の高い領域においては潤滑油の温度はより低くすることが望ましい。図２の各グラフに理想的なラインを点線で示す。

また、図３には、内燃機関の運転状態と潤滑油の理想的な温度との関係を示す。図３に示すように、低負荷低回転数の状態から、高負荷または高回転数の状態になるにつれ、潤滑油の理想的な温度は低下していく。

従って、本実施例においては、内燃機関の運転状態に応じた、潤滑油の温度の目標値を決定する。具体的には、内燃機関の運転状態と潤滑油の理想の温度との関係を予め実験等によって求めてマップ化しておき、クランクポジションセンサ１４及びアクセルポジションセンサ１５からの出力信号に基づいてＥＣＵ２０で算出された運転状態に応じた潤滑油の温度が上述のマップから読み出されて目標値とされる。そして、潤滑油の温度が上記の目標値となるように、オイルクーラ１に流入する冷却水の流量を流量制御バルブ４によって制御して潤滑油の温度を制御する。ここで、潤滑油の温度の目標値を決定する主体であるＥＣＵ２０は、本実施例において目標油温決定手段に相当する。

その際、オイルクーラ１から流出する潤滑油の温度と、オイルクーラ１に流入する冷却水の温度とを比較して、オイルクーラ１に冷却水を流入させることで潤滑油が加熱される
のか冷却されるのかを判定し、判定結果に基づいて、オイルクーラ１に流入する冷却水の流量を制御する。

図４には、本実施例における潤滑油の温度制御ルーチンに係るフローチャートについて示す。本ルーチンはＥＣＵ２０内に備えられたＲＯＭに記憶されたプログラムであり、内燃機関の稼動中は所定時間毎に実行される。

本ルーチンが実行されるとまずＳ１０１において、オイルクーラ１から流出した潤滑油の温度である流出油温Ｔooと潤滑油の温度の目標値である目標油温Ｔotとが比較され、流出油温Ｔooが目標油温Ｔot以下が否かが判定される。ここで流出油温Ｔooが目標油温Ｔot以下であると肯定判定された場合にはＳ１０２に進む。一方、流出油温Ｔooが目標油温Ｔotより高いと否定判定された場合にはＳ１０５に進む。

Ｓ１０２においては、流出油温Ｔooがオイルクーラ１に流入する冷却水の温度である流入水温Ｔwi以上か否かが判定される。ここで、流出油温Ｔooが流入水温Ｔwi以上であると肯定判定された場合にはＳ１０３に進む。一方、流出油温Ｔooが流入水温Ｔwiより低いと否定判定された場合にはＳ１０４に進む。

Ｓ１０３においては流量制御バルブ４を閉弁してオイルクーラ１への冷却水の流入を停止する。これにより、オイルクーラ１から流出する潤滑油の温度以下の温度である冷却水による潤滑油の冷却が停止するので、潤滑油の温度は上昇し目標温度に近づく。Ｓ１０３の処理が終了すると本ルーチンを一旦終了する。

また、Ｓ１０４においては流量制御バルブ４を開弁してオイルクーラ１へ冷却水を流入させる。これによりオイルクーラ１から流出する潤滑油の温度より高温の冷却水の熱が潤滑油に供給されることでオイルクーラ１において潤滑油の温度が上昇し目標温度に近づく。Ｓ１０４の処理が終了すると本ルーチンを一旦終了する。

次に、Ｓ１０５においては、流出油温Ｔooが流入水温Ｔwi以上か否かが判定される。ここで流出油温Ｔooが流入水温Ｔwi以上であると肯定判定された場合にはＳ１０６に進む。また、流出油温Ｔooが流入水温より低いと否定判定された場合にはＳ１０７に進む。

また、Ｓ１０６においては流量制御バルブ４を開弁してオイルクーラ１へ冷却水を流入させる。これによりオイルクーラ１から流出する潤滑油の温度以下の温度である冷却水によって潤滑油が冷却されるのでオイルクーラ１において潤滑油の温度が低下し目標温度に近づく。Ｓ１０６の処理が終了すると本ルーチンを一旦終了する。

Ｓ１０７においては流量制御バルブ４を閉弁してオイルクーラ１への冷却水の流入を停止する。これにより、オイルクーラ１から流出する潤滑油の温度より高温の冷却水による潤滑油の加熱が停止するので、オイルクーラ１における潤滑油の温度が低下し目標温度に近づく。Ｓ１０７の処理が終了すると本ルーチンを一旦終了する。本ルーチンにおいて、目標油温Ｔooは潤滑油の温度の目標値に相当する。流入水温Ｔwiは流入媒体温に相当する。流量制御バルブ４を開弁することは熱交換部を通過する熱媒体の流量を最大にすることに相当する。流量制御バルブ４を閉弁することは熱交換部を通過する熱媒体の流量を最小にすることに相当する。

以上、説明したように、本実施例においては、まず目標油温Ｔotと流出油温Ｔooとを比較し、オイルクーラ１において潤滑油の温度を上昇させる必要があるか潤滑油の温度を低下させる必要があるかを判定する。さらに、流出油温Ｔooと流入水温Ｔwiとを比較して冷却水をオイルクーラ１に流入させることによって潤滑油が加熱されるか冷却されるかを判
定する。

そして、その上で、流出油温Ｔooが目標油温Ｔot以下の場合には、潤滑油の温度が上昇するように、流出油温Ｔooが目標油温Ｔotより高い場合には、潤滑油の温度が低下するように、流量制御バルブ４を開閉させる。

これにより、本実施例においては、流量制御バルブ４を開閉させるという簡単な制御によって流出油温Ｔooを目標油温Ｔotに近づくように制御することができる。また、流量制御バルブ４の開閉をオイルクーラ１に流入する直前の冷却水温である流入水温Ｔwiを基準として判断するので、より精度よく、流出油温Ｔooを制御することができる。

ここで、オイルポンプ９は通常容積型のポンプであるのに対し、冷却水を圧送する冷却水ポンプ（不図示）は通常ターボ型のポンプである。従って、本実施例のように流量制御バルブ４で水路を閉塞する方法で冷却水の流入を停止しても水圧はあまり上昇せず、燃費の悪化に繋がることは殆どない。一方、仮に潤滑油の油路を閉塞した場合は、オイルポンプ９により圧送される潤滑油の流量は変わらないのでポンプ仕事が増えて大きな燃費悪化に繋がる。従って、潤滑油の油路を閉塞する方法ではバイパス経路が必要となってしまう。従って、この点でも本実施例によれば、燃費の悪化やシステム構成の複雑化を抑制することができる。

図５には、本実施例に示したシステムを用いた場合の、機関負荷に対する潤滑油の温度の変化を示す。図５においては、流入水温Ｔwiより流出油温Ｔooの方が高温である場合について示している。本実施例によれば、大部分の機関負荷の領域において潤滑油の温度を理想の温度（目標温度Ｔot）に制御することが可能である。

但し、本実施例のシステムでは、流入水温Ｔwiより流出油温Ｔooが高い場合には、オイルクーラ１の冷却効率を０未満、すなわち、冷却水によって潤滑油を加熱することはできないので、機関負荷が極低い領域においては潤滑油の温度は理想温度より低くなっている。また、本実施例に係るシステムでは冷却水による冷却効率を１００％より高くすることはできないので、機関負荷が極高い領域においては、潤滑油の温度は理想の温度より高くなっている。

なお、本実施例で説明したシステムでは、流量制御バルブ４は冷却水用の水路におけるオイルクーラ１の下流側（流出側水路６）に配置されている。こうすることにより、冷却水のオイルクーラ１への流入を停止した状態における、オイルクーラ１内の水圧を高めることができる。これにより、例え潤滑油の温度が１００度以上の高温である場合にも、内部水路１ａに滞留している冷却水が沸騰しづらいようにすることができる。

〔実施例２〕
次に本発明における実施例２について説明する。本実施例においては、流量制御バルブ４の開閉の判断に用いる潤滑油の温度として、流出油温Ｔooではなく、オイルクーラ１へ流入する潤滑油の温度である流入油温Ｔoiを検出し、流入油温Ｔoiと、流入水温Ｔwiとを比較して、流量制御バルブ４の開閉を判断するシステムについて説明する。本実施例における内燃機関（不図示）の冷却水と潤滑油の経路の一部を抜き出して示した概略図を図６に示す。本実施例と実施例１におけるシステム構成の相違点は、本実施例においては、オイルクーラ１近傍の流入側油路５に、オイルクーラ１に流入する潤滑油の温度を検出する第２油温センサ１６が設けられている点である。この第２油温センサ１６は本実施例において流入油温検出手段に相当する。

実施例１におけるシステムでは、流量制御バルブ４の開閉を判断する際に、オイルクー
ラ１に流入する冷却水の温度である流入水温Ｔwiと、オイルクーラ１から流出する潤滑油の温度である流出油温Ｔooとを比較していたために、実際にオイルクーラ１において潤滑油が冷却水によって加熱されるのか冷却されるかの判断の精度が低くなる場合があった。

そこで、本実施例においては、オイルクーラ１に流入する潤滑油の温度である流入油温Ｔoiを取得して流入油温Ｔoiと流入水温Ｔwiとを比較して流量制御バルブ４の開閉の判断を行うこととした。図７には、本実施例における潤滑油の温度制御ルーチン２を示す。

本ルーチンと、実施例１で説明した潤滑油の温度制御ルーチンとの相違点は、本実施例においては、Ｓ１０２の処理の代わりにＳ２０１の処理が、Ｓ１０５の処理の代わりにＳ２０２の処理が実行される点である。以下、本ルーチンと実施例１で説明した潤滑油の温度制御ルーチンとの相違点以降の処理についてのみ説明する。

本ルーチンのＳ２０１においては、流入油温Ｔoiが流入水温Ｔwi以上か否かが判定される。ここで、流入油温Ｔoiが流入水温Ｔwi以上であると肯定判定された場合にはＳ１０３に進む。一方、流入油温Ｔoiが流入水温Ｔwiより低いと否定判定された場合にはＳ１０４に進む。

Ｓ１０３においては流量制御バルブ４を閉弁してオイルクーラ１への冷却水の流入を停止する。これにより、オイルクーラ１における潤滑油の冷却が停止するので、潤滑油の温度は上昇する。Ｓ１０３の処理が終了すると本ルーチンを一旦終了する。

また、Ｓ１０４においては流量制御バルブ４を開弁してオイルクーラ１へ冷却水を最大量流入させる。これにより高温の冷却水からの熱が潤滑油に供給されることで潤滑油の温度が上昇する。Ｓ１０４の処理が終了すると本ルーチンを一旦終了する。

次に、Ｓ２０２においては、流出油温Ｔoiが流入水温Ｔwi以上か否かが判定される。ここで流出油温Ｔoiが流入水温Ｔwi以上であると肯定判定された場合にはＳ１０６に進む。また、流出油温Ｔoiが流入水温Ｔwiより低いと否定判定された場合にはＳ１０７に進む。

Ｓ１０６においては流量制御バルブ４を開弁してオイルクーラ１へ冷却水を流入させる。これにより低温の冷却水に潤滑油の熱が供給されることで潤滑油の温度が低下する。Ｓ１０６の処理が終了すると本ルーチンを一旦終了する。

Ｓ１０７においては流量制御バルブ４を閉弁してオイルクーラ１への冷却水の流入を停止する。これにより、高温の冷却水によるオイルクーラ１における潤滑油の加熱が停止するので、潤滑油の温度は低下する。Ｓ１０７の処理が終了すると本ルーチンを一旦終了する。

以上、説明したように、本実施例においては、目標油温Ｔotと流出油温Ｔooとを比較し、オイルクーラ１において潤滑油の温度を上昇させる必要があるか潤滑油の温度を低下させる必要があるかを判定する。

さらに、流入油温Ｔoiと流入水温Ｔwiとを比較して、冷却水をオイルクーラ１に流入させることによって潤滑油が加熱されるか冷却されるかを判定する。そして、その上で、流出油温Ｔooが目標油温Ｔot以下の場合には、潤滑油の温度が上昇するように、流出油温Ｔooが目標油温Ｔotより高い場合には、潤滑油の温度が低下するように、流量制御バルブ４を開閉させる。

このように、本実施例においては、流量制御バルブ４の開閉の判断を行う際に、流入油
温Ｔoiと流入水温Ｔwiとを比較することにより、冷却水をオイルクーラ１に流入させることで潤滑油が加熱されるか冷却されるかを判定する。従って、潤滑油と冷却水の間の熱の授受の方向をより正確に判定することができ、流出油温Ｔooと流入水温Ｔwiとを比較する場合と比べ、さらに精度よく潤滑油の温度を制御することができる。

図８には、実施例１で示したシステムと本実施例におけるシステムとで、温度制御の精度に差が生じる場合についての例を示す。図８のグラフにおいて横軸は時間、縦軸は温度を示しており目標油温Ｔot、流入油温Ｔoi、流出油温Ｔoo及び流入水温Ｔwiの時間的変化が各々示されている。そして、本実施例では、目標油温Ｔotが流入水温Ｔwiより低い状態から流入油温Ｔoiより高い状態に瞬時に変化する例について示している。

このような場合は、実施例１に示したシステムによれば、目標油温Ｔotが高温に変化した後も、流出油温Ｔooが流入水温Ｔwi以下である限り冷却水の流入を継続し、流出油温Ｔooが流入水温Ｔwiより高温になって初めて流量制御バルブ４を閉弁して冷却水の流入を停止することとなる。一方、本実施例に係るシステムによれば、目標油温Ｔotが高温に変化した時点で、流入水温Ｔwiが流入油温Ｔoiより低温であることから流量制御バルブ４を閉弁して冷却水の流入を停止する。従って、実施例１に係る制御の場合と比較してさらに迅速に精度良く、潤滑油の温度を制御することが可能となる。

なお、上記の実施例においては、流量制御バルブ４の開度を全開と全閉との間で切り換えて冷却水の流量を変更することとした。しかしながら、目標油温Ｔotと流出油温Ｔooまたは流入油温Ｔoiとの温度差に応じて、流量制御バルブ４の開度を無段階に変化させるようにしてもよい。流量制御バルブ４の開度を閉じ側に制御することは、熱交換部を通過する熱媒体の流量を減量することに相当する。また、流量制御バルブ４の開度を開き側に制御することは、熱交換部を通過する熱媒体の流量を増量することに相当する。

また、図９に示すように、流量制御バルブ４の全開と全閉とをパルス的に切換えて、冷却水の流量をデューティ制御してもよい。このように冷却水の流量をデューティ制御した場合には、流量制御バルブ４を繰り返し開閉させることとなるので、バルブに付着した水垢を除去できるという副次的な効果もある。

なお、上記のように冷却水の流量をデューティ制御した場合には、流量制御バルブ４の開閉とともに水圧の高低パルスが発生する。そうすると、流入側水路２や流出側水路３においてホースの抜け、水路を形成する水配管の疲労、冷却水ポンプの疲労などが発生し易くなる場合がある。従って、流量制御バルブ４の開度を制御する場合には、開度の無段階制御とデューティ制御とを組み合わせてもよい。例えば図１０に示すように、流量制御バルブ４の開度の無段階制御を６０分継続し、６０分毎に１分間のデューティ制御を挿入するような制御としてもよい。流量制御バルブ４の開度の無段階制御とデューティ制御の実施時間は６０分と１分でなくても構わないことはもちろんである。

これによれば、流量制御バルブ４の開閉に起因する水圧パルスの影響を抑制できるとともに、バルブの水垢を定期的に除去することが可能となる。

また、上記の実施例においては、潤滑油との間で熱交換を行う熱媒体として内燃機関の冷却水を使用する場合について説明した。しかしながら、熱媒体としては内燃機関の冷却水とは独立した水を用いてもよく、その場合には水路として、冷却水の水路とは独立した循環水路を形成してもよい。また、熱媒体は水である必要はなく、ブラインやシリコン油など別の媒体を使用してもよい。

また、上記の実施例においては、媒体量変更手段の例として流量制御バルブ４を挙げた
が、この他、バイパス水路と流量制御バルブ４との組合せまたは、バイパス水路とバイパス水路に設けられたバルブとの組合せによって媒体量変更手段を構成してもよい。また、媒体温度検出手段の例として水温センサ１２、流出油温検出手段の例として油温センサ１３、流入油温検出手段の例として第２油温センサ１６を挙げたが、それぞれの流入水温Ｔwi、流出油温Ｔoo、流入油温Ｔoiの全てまたは一部を、内燃機関の運転状態または運転状態の履歴に基づいて推定するようにしてもよい。この場合は、媒体温度検出手段、流出油温検出手段、流入油温検出手段はＥＣＵ２０を含んで構成されることとなる。

〔参考例〕
次に、潤滑油の流量を制御することにより、本発明と同様の効果を得るためのシステム例について参考として説明する。図１１には本参考例における内燃機関（不図示）の冷却水と潤滑油の経路の一部を抜き出して示した概略図を示す。

本参考例では、流入側油路５と流出側油路６とを連通するバイパス油路１７が設けられている。また、流量制御バルブ４の代りに流入油量制御バルブ１８が流入側油路５に設けられ、バイパス油量制御バルブ１９がバイパス油路１７に設けられている。

冷却水と潤滑油との間の熱の授受を停止したい場合には、流入油量制御バルブ１８を閉弁するとともにバイパス油量制御バルブ１９を開弁する。これにより、流入油量制御バルブ１８を閉弁することによる油圧の上昇を抑制することができ、バルブからの潤滑油の漏れを抑制することができる。また、バルブの容量を小さくすることができ、システムへの搭載性を向上させることができる。

１・・・オイルクーラ
２・・・流入側水路
３・・・流出側水路
４・・・流量制御バルブ
５・・・流入側油路
６・・・流出側油路
６ａ、６ｂ、６ｃ・・・分岐油路
７・・・オイルフィルタ
８・・・オイルパン
９・・・オイルポンプ
１０・・・リリーフ弁用油路
１１・・・供給圧可変リリーフ弁
１２・・・水温センサ
１３・・・油温センサ
１４・・・クランクポジションセンサ
１５・・・アクセルポジションセンサ
１６・・・第２油温センサ
２０・・・ＥＣＵ

Claims

内燃機関の潤滑油と該潤滑油の温度調整用の熱媒体とが通過し、該熱媒体と潤滑油との間で熱交換を行うことで該潤滑油の温度を変更する熱交換部と、
前記熱交換部を通過する熱媒体の流量を変更する媒体量変更手段と、
前記熱交換部に流入する熱媒体の温度を検出する媒体温度検出手段と、
前記熱交換部から流出した潤滑油の温度を検出する流出油温検出手段と、
前記内燃機関の運転状態に応じて前記熱交換部から流出した潤滑油の温度の目標値を決定する目標油温決定手段と、
を備え、
前記目標値と、前記媒体温度検出手段によって検出された熱媒体の温度である流入媒体温と、前記流出油温検出手段によって検出された潤滑油の温度である流出油温とに基づいて、前記熱交換部を通過する潤滑油の流量を所定値に維持するとともに、
前記流出油温が前記目標値以下で且つ前記流出油温が前記流入媒体温以上である場合及び、前記流出油温が前記目標値より高く且つ前記流出油温が前記流入媒体温より低い場合には、前記媒体量変更手段によって前記熱交換部を通過する熱媒体の流量を減量し、
前記流出油温が前記目標値以下で且つ前記流出油温が前記流入媒体温より低い場合及び、前記流出油温が前記目標値より高く且つ前記流出油温が前記流入媒体温以上である場合には前記媒体量変更手段によって前記熱交換部を通過する熱媒体の流量を増量することで、前記熱交換部から流出した潤滑油の温度を前記目標値に近づけるように制御することを特徴とする潤滑油の温度制御システム。
内燃機関の潤滑油と該潤滑油の温度調整用の熱媒体とが通過し、該熱媒体と潤滑油との間で熱交換を行うことで該潤滑油の温度を変更する熱交換部と、
前記熱交換部を通過する熱媒体の流量を変更する媒体量変更手段と、
前記熱交換部に流入する熱媒体の温度を検出する媒体温度検出手段と、
前記熱交換部から流出した潤滑油の温度を検出する流出油温検出手段と、
前記内燃機関の運転状態に応じて前記熱交換部から流出した潤滑油の温度の目標値を決定する目標油温決定手段と、
を備え、
前記目標値と、前記媒体温度検出手段によって検出された熱媒体の温度である流入媒体温と、前記流出油温検出手段によって検出された潤滑油の温度である流出油温とに基づい
て、前記熱交換部を通過する潤滑油の流量を所定値に維持するとともに、
前記流出油温が前記目標値以下で且つ前記流出油温が前記流入媒体温以上である場合及び、前記流出油温が前記目標値より高く且つ前記流出油温が前記流入媒体温より低い場合には、前記媒体量変更手段によって前記熱交換部を通過する熱媒体の流量を最小とし、
前記流出油温が前記目標値以下で且つ前記流出油温が前記流入媒体温より低い場合及び、前記流出油温が前記目標値より高く且つ前記流出油温が前記流入媒体温以上である場合には前記媒体量変更手段によって前記熱交換部を通過する熱媒体の流量を最大とすることで、前記熱交換部から流出した潤滑油の温度を前記目標値に近づけるように制御することを特徴とする潤滑油の温度制御システム。
内燃機関の潤滑油と該潤滑油の温度調整用の熱媒体とが通過し、該熱媒体と潤滑油との間で熱交換を行うことで該潤滑油の温度を変更する熱交換部と、
前記熱交換部を通過する熱媒体の流量を変更する媒体量変更手段と、
前記熱交換部に流入する熱媒体の温度を検出する媒体温度検出手段と、
前記熱交換部から流出した潤滑油の温度を検出する流出油温検出手段と、
前記内燃機関の運転状態に応じて前記熱交換部から流出した潤滑油の温度の目標値を決定する目標油温決定手段と、
前記熱交換部に流入する潤滑油の温度を検出する流入油温検出手段と、
を備え、
前記目標値と、前記媒体温度検出手段によって検出された熱媒体の温度である流入媒体温と、前記流出油温検出手段によって検出された潤滑油の温度である流出油温と、前記流入油温検出手段によって検出された潤滑油の温度である流入油温とに基づいて、前記熱交換部を通過する潤滑油の流量を所定値に維持するとともに前記媒体量変更手段によって前記熱交換部を通過する熱媒体の流量を変更することで、前記熱交換部から流出した潤滑油の温度を前記目標値に近づけるように制御することを特徴とする潤滑油の温度制御システム。
前記流出油温が前記目標値以下で且つ前記流入油温が前記流入媒体温以上である場合及び、前記流出油温が前記目標値より高く且つ前記流入油温が前記流入媒体温より低い場合には、前記媒体量変更手段によって前記熱交換部を通過する熱媒体の流量を減量し、
前記流出油温が前記目標値以下で且つ前記流入油温が前記流入媒体温より低い場合及び、前記流出油温が前記目標値より高く且つ前記流入油温が前記流入媒体温以上である場合には前記媒体量変更手段によって前記熱交換部を通過する熱媒体の流量を増量することを特徴とする請求項３に記載の潤滑油の温度制御システム。
前記流出油温が前記目標値以下で且つ前記流入油温が前記流入媒体温以上である場合及び、前記流出油温が前記目標値より高く且つ前記流入油温が前記流入媒体温より低い場合には、前記媒体量変更手段によって前記熱交換部を通過する熱媒体の流量を最小とし、
前記流出油温が前記目標値以下で且つ前記流入油温が前記流入媒体温より低い場合及び、前記流出油温が前記目標値より高く且つ前記流入油温が前記流入媒体温以上である場合には前記媒体量変更手段によって前記熱交換部を通過する熱媒体の流量を最大とすることを特徴とする請求項３に記載の潤滑油の温度制御システム。