エンジンオイル検出装置
【課題】 特に時間的な遅れに対して精度良くエンジンオイル温度を算出できるとともに、さらにはエンジンオイルの劣化度も算出でき、これによりエンジンオイルの劣化に対しても精度良くエンジンオイル温度を算出できる内燃機関のエンジンオイル検出装置、及びオイルレベルセンサを要することなくエンジンオイル量を算出できる内燃機関のエンジンオイル検出装置を提供する。
【解決手段】 内燃機関５０で使用されるエンジンオイルについての検出を行うためのＥＣＵ１Ａであって、算出過程で内燃機関５０の筒内圧Ｐ及びクランク角θを用いて内燃機関５０の平均フリクショントルクＴｆ，ａｖｅ（ｎ）を算出するフリクショントルク算出手段と、フリクショントルク算出手段が算出した平均フリクショントルクＴｆ，ａｖｅ（ｎ）に基づき、エンジンオイル温度Ｔ０を算出するエンジンオイル温度算出手段とを備える。
【解決手段】 内燃機関５０で使用されるエンジンオイルについての検出を行うためのＥＣＵ１Ａであって、算出過程で内燃機関５０の筒内圧Ｐ及びクランク角θを用いて内燃機関５０の平均フリクショントルクＴｆ，ａｖｅ（ｎ）を算出するフリクショントルク算出手段と、フリクショントルク算出手段が算出した平均フリクショントルクＴｆ，ａｖｅ（ｎ）に基づき、エンジンオイル温度Ｔ０を算出するエンジンオイル温度算出手段とを備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はエンジンオイル検出装置に関し、特にエンジンオイルについて温度、劣化度または量を検出するためのエンジンオイル検出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
エンジンオイルが内燃機関において発揮する性能（例えば油膜性能や潤滑性能）はその温度や劣化度や量などによって変化する。このため、内燃機関においてエンジンオイルの性能を好適に維持するためには、これらについて検出を行う必要があり、また検出するにあたってはより好適に検出できることが望ましい。この点、エンジンオイル温度に関しては、従来から冷却水温に基づきエンジンオイル温度を算出といった検出方法が一般に知られている。またエンジンオイル温度の算出という点で、本発明と関連性があると考えられる技術が例えば特許文献１で提案されている。そのほかエンジンオイルの劣化度の算出という点で、本発明と関連性があると考えられる技術が例えば特許文献２で提案されている。
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−１３８４６８号公報
【特許文献２】特表２００２−５１１９４８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、上述した冷却水温に基づくエンジンオイル温度検出方法につき、冷却水温を検出するための水温センサは通常、耐久性や搭載性などの観点から、内燃機関のうち、燃焼室近傍（エンジンオイル温度が最高となる箇所）から離れた箇所に取り付けられる。このため、冷却水温に基づくエンジンオイル温度検出方法では、検出された冷却水温及び算出されたエンジンオイル温度が、燃焼室近傍から水温センサに冷却水が到達するまでの輸送時間分遅れてしまうことになる。
【０００５】
一方、エンジンオイル温度は例えば油膜切れの発生を防止するために内燃機関の制御等に用いることができる。しかしながら、上記のように輸送時間分の遅れが発生するエンジンオイル温度検出方法では、例えば急加速時などエンジンオイル温度の変化率が大きくなる場合に、温度推定精度が大幅に悪化してしまうことになる。そしてエンジンオイル温度の推定精度が悪化すると内燃機関の制御等を意図通りに行えない結果、油膜切れが発生し、これによりブローバイガスの増大による空燃比悪化や、最悪の場合、焼き付きによる内燃機関の破損などを招く虞がある。
【０００６】
さらにエンジンオイルは経時的に劣化するところ、オイルの劣化は潤滑性能に悪影響を及ぼすことから、後述するようにフリクショントルクとエンジンオイル温度との相関関係に着目してエンジンオイル温度を算出する場合には、算出精度の観点からエンジンオイルの劣化度も考慮する必要がある。またエンジンオイル量を検出するにあたっては、一般にオイルレベルセンサなどで油面検知を行う必要があるところ、オイルレベルセンサを備えればその分コストが高まってしまうほか、油面が安定した状態でしかオイル量を正確に検出できないといった問題がある。
【０００７】
そこで本発明は上記の課題に鑑みてなされたものであり、特に時間的な遅れに対して精度良くエンジンオイル温度を算出できるとともに、さらにはエンジンオイルの劣化度も算出でき、これによりエンジンオイルの劣化に対しても精度良くエンジンオイル温度を算出できる内燃機関のエンジンオイル検出装置、及びオイルレベルセンサを要することなくエンジンオイル量を算出できる内燃機関のエンジンオイル検出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】
【０００８】
上記課題を解決するために本発明は内燃機関で使用されるエンジンオイルについての検出を行うためのエンジンオイル検出装置であって、算出過程で前記内燃機関の筒内圧及びクランク角を用いて前記内燃機関のフリクショントルクを算出するフリクショントルク算出手段と、該フリクショントルク算出手段が算出したフリクショントルクに基づき、前記エンジンオイルの温度を算出するエンジンオイル温度算出手段とを備えることを特徴とする。ここで、フリクショントルクとエンジンオイル温度との間には相関関係がある。またフリクショントルクは算出過程で筒内圧及びクランク角を用いて算出できるところ、筒内圧及びクランク角はともに内燃機関の燃焼サイクルに対して大きな時間的遅れを伴うことなく（すなわち、通常センサが有する応答遅れ程度の遅れで）検出できる。
【０００９】
このため算出過程で筒内圧及びクランク角を用いてフリクショントルクを算出するとともに、算出したフリクショントルクからエンジンオイル温度を算出するようにした本発明によれば、ほぼリアルタイムにエンジンオイル温度の推定が可能になる。すなわち本発明によれば、特に時間的な遅れに対して精度良くエンジンオイル温度を算出できることから、エンジンオイル温度の変化率が大きい場合でも、ブローバイガス量を適正に制御できるようになるため空燃比制御性が向上するとともに、油膜切れによる内燃機関の破損も防止できる。なお、フリクショントルクとエンジンオイル温度の相関関係を把握するにあたっては、フリクショントルクとして平均フリクショントルクを用いることが便宜であることから、本発明において、フリクショントルク算出手段はさらに具体的にはフリクショントルクとして平均フリクショントルクを算出することが好ましい。
【００１０】
また本発明は前記内燃機関が停止状態で所定時間放置された後の機関始動時に前記エンジンオイル温度算出手段が算出したエンジンオイルの温度と、前記機関始動時に前記内燃機関の冷却水温から求められたエンジンオイルの温度とに基づき、前記エンジンオイルの劣化度を算出するエンジンオイル劣化度算出手段をさらに備えてもよい。
【００１１】
ここでエンジンオイルが劣化するとフリクショントルクが増大する。そしてこれは、フリクショントルクとエンジンオイル温度の相関関係がエンジンオイルの劣化に応じて変化することを意味し、係る相関関係に着目してエンジンオイル温度を算出する場合には、エンジンオイルが劣化するとエンジンオイル温度の推定精度も低下してしまうことになる。これに対して本発明によればエンジンオイルの劣化度を算出することができるため、エンジンオイルの劣化に対してエンジンオイル温度推定精度を向上させることも可能になる。
【００１２】
また本発明は前記エンジンオイル劣化度算出手段が算出したエンジンオイルの劣化度を用いて、前記エンジンオイル温度算出手段が算出するエンジンオイルの温度を補正するエンジンオイル温度補正手段をさらに備えてもよい。またエンジンオイルの劣化に対してエンジンオイル温度推定精度を向上させるためには、具体的には例えば本発明のようなエンジンオイル温度補正手段をさらに備えることが好適である。
【００１３】
また本発明は内燃機関で使用されるエンジンオイルについての検出を行うためのエンジンオイル検出装置であって、算出過程で前記内燃機関の筒内圧及びクランク角を用いて前記内燃機関のフリクショントルクを算出するフリクショントルク算出手段と、該フリクショントルク算出手段が算出したフリクショントルクのサイクル内変動を算出するフリクショントルク変動算出手段と、該フリクショントルク変動算出手段が算出したフリクショントルクのサイクル内変動に基づき、前記エンジンオイルの量を算出するエンジンオイル量算出手段とを備えることを特徴とする。
【００１４】
ここでエンジンオイル量が減少した場合には、ピストン周りの潤滑が悪化するため、フリクショントルクのサイクル内変動（例えばサイクル内で最大のフリクショントルクと最小のフリクショントルクとの差）が増加することになる。この点、係る相関関係に着目してフリクショントルクのサイクル内変動を算出するとともに、算出したフリクショントルクのサイクル内変動に基づき、エンジンオイル量を算出するようにした本発明によれば、エンジンオイル量を検出するためのオイルレベルセンサを不要化することでコストの低減を図ることができる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、特に時間的な遅れに対して精度良くエンジンオイル温度を算出できるとともに、さらにはエンジンオイルの劣化度も算出でき、これによりエンジンオイルの劣化に対しても精度良くエンジンオイル温度を算出できる内燃機関のエンジンオイル検出装置、及びオイルレベルセンサを要することなくエンジンオイル量を算出できる内燃機関のエンジンオイル検出装置を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明を実施するための最良の形態を図面と共に詳細に説明する。
【実施例１】
【００１７】
図１はＥＣＵ（Electronic Control Unit：電子制御装置）１Ａで実現されている内燃機関のエンジンオイル検出装置を内燃機関５０とともに模式的に示す図である。内燃機関５０は直列４気筒の気筒配列構造を有しており、気筒毎に筒内圧Ｐを検出するための筒内圧センサ７１を備えている。また内燃機関５０にはクランク角θを検出するためのクランク角センサ７２や冷却水温Ｔｗを検出するための水温センサ７３などが配設されている。
【００１８】
ＥＣＵ１Ａは図示しないＣＰＵ（Central Processing Unit：中央演算処理装置）と、ＲＯＭ（Read Only Memory）と、ＲＡＭ（Random Access Memory）とを有して構成されるマイクロコンピュータと、入出力回路などを有して構成されている。ＥＣＵ１Ａは主として内燃機関５０を制御するための構成である。内燃機関５０を制御するにあたって、ＥＣＵ１Ａには具体的には図示しない点火プラグ（より具体的にはイグナイタ）や燃料噴射弁などが制御対象として電気的に接続されている。またＥＣＵ１Ａには筒内圧センサ７１やクランク角センサ７２や水温センサ７３などが電気的に接続されている。なお、ＥＣＵ１Ａにはこのほか各種の制御対象やセンサ、スイッチ類が電気的に接続されていてよい。
【００１９】
ＲＯＭはＣＰＵが実行する種々の処理が記述されたプログラムやマップデータなどを格納するための構成であり、本実施例では内燃機関制御用プログラムのほか、以下に示すフリクショントルク算出用プログラムやエンジンオイル温度算出用プログラムなども格納している。なお、これらのプログラムは一体として構成されていてもよい。フリクショントルク算出用プログラムは算出過程で筒内圧Ｐ及びクランク角θを用いて内燃機関５０の平均フリクショントルクＴｆ，ａｖｅ（ｎ）（請求項１記載のフリクショントルクに相当）を算出するように作成されている。このフリクショントルク算出用プログラムは具体的には後述する図２に示すフローチャートのステップＳ１１からＳ２５までに示す処理を実現するためのプログラムとして作成されており、筒内圧Ｐ及びクランク角θは筒内圧センサ７１及びクランク角センサ７２の出力に基づき夫々検出される。
【００２０】
エンジンオイル温度算出用プログラムは、フリクショントルク算出用プログラムに基づいて算出された平均フリクショントルクＴｆ，ａｖｅ（ｎ）とクランク角速度ωとに基づき、エンジンオイルの温度Ｔ０を算出するように作成されている。このエンジンオイル温度算出用プログラムは具体的には後述する図２に示すフローチャートのステップＳ２６に示す処理を実現するためのプログラムとして作成されている。またこれに関連し、ＲＯＭはエンジンオイル温度Ｔ０のマップデータ（以下、単にオイル温度マップと称す）も格納している。このオイル温度マップでエンジンオイル温度Ｔ０は平均フリクショントルクＴｆ，ａｖｅとクランク角速度ωに応じて予め設定されている。
【００２１】
なお、オイル温度マップでエンジンオイル温度Ｔ０がクランク角速度ωにも応じて定められているのは、平均フリクショントルクＴｆ，ａｖｅが算出時のクランク角速度ωに応じて異なってくるためである。また、オイル温度マップの代わりにエンジンオイル温度Ｔ０、平均フリクショントルクＴｆ，ａｖｅ及びクランク角速度ω間の相関関係を予め演算式で規定し、これに基づきエンジンオイル温度Ｔ０を算出するようにエンジンオイル温度算出用プログラムを作成することも可能である。本実施例ではＲＯＭに格納されたプログラムとマイコンとで各種の制御手段や判定手段や検出手段や算出手段などが実現されており、特にフリクショントルク算出用プログラムとマイコンとでフリクショントルク算出手段が、エンジンオイル温度算出用プログラムとマイコンとでエンジンオイル温度算出手段が夫々実現されている。
【００２２】
次にＥＣＵ１Ａで行われる処理を図２に示すフローチャートを用いて詳述する。本フローチャートは、ステップＳ２３でフリクショントルク履歴Ｔｆ（θ）を算出する処理を行うために、まずクランク角速度履歴ω（θ）を算出するための処理をステップＳ１１からステップＳ１４までで、筒内圧Ｐによるトルク履歴ＴＰ（θ）を算出するための処理をステップＳ１５からステップＳ２０までで、慣性質量によるトルク履歴Ｔｍ（θ）を算出する処理をステップＳ２１で、慣性モーメント履歴Ｊ（θ）を算出する処理をステップＳ２２で夫々行い、その後ステップＳ２３を経て、平均フリクショントルクＴｆ，ａｖｅ（ｎ）を算出する処理をステップＳ２４で、エンジンオイル温度Ｔ０（ｎ）を算出する処理をステップＳ２５で行うという流れとなっている。
【００２３】
クランク角速度履歴ω（θ）を算出するにあたって、ＣＰＵはクランク角センサ７１の出力を検出するとともに（ステップＳ１１）、クランク角履歴θ（ｔ）を取得する処理を実行する（ステップＳ１２）。続いてＣＰＵはクランク角速度履歴ω（ｔ）を算出する処理を実行する（ステップＳ１３）。本ステップでＣＰＵは具体的にはクランク角履歴θ（ｔ）を時間ｔで微分することでクランク角速度履歴ω（ｔ）を算出する。さらにＣＰＵはクランク角θの関数としてクランク角速度履歴ω（θ）を算出する処理を実行する（ステップＳ１４）。本ステップでＣＰＵは具体的にはステップＳ１２で取得したクランク角履歴θ（ｔ）を用いて、時間ｔの関数であるクランク角履歴ω（ｔ）からクランク角θの関数であるクランク角履歴ω（θ）を算出する。
【００２４】
筒内圧Ｐによるトルク履歴ＴＰ（θ）を算出するにあたって、ＣＰＵは筒内圧センサ７１の出力を検出するとともに（ステップＳ１５）、筒内圧履歴Ｐ（ｔ）を取得する処理を実行する（ステップＳ１６）。続いてＣＰＵはクランク角θの関数として筒内圧履歴Ｐ（θ）を算出する処理を実行する（ステップＳ１７）。本ステップでＣＰＵは具体的にはステップＳ１２で取得したクランク角履歴θ（ｔ）を用いて、時間ｔの関数である筒内圧履歴Ｐ（ｔ）からクランク角θの関数である筒内圧履歴Ｐ（θ）を算出する。
【００２５】
一方、ＣＰＵは筒内容積履歴Ｖ（θ）を算出する処理を実行するとともに（ステップＳ１８）、筒内容積変化率履歴ｄＶ（θ）／ｄθを算出する処理を実行する（ステップＳ１９）。さらにＣＰＵはステップＳ１７で算出した筒内圧履歴Ｐ（θ）と、ステップＳ１９で算出した筒内容積変化率履歴ｄＶ（θ）／ｄθを用いて筒内圧Ｐによるトルク履歴ＴＰ（θ）を算出する処理を実行する（ステップＳ２０）。本ステップでＣＰＵは具体的には次の数１に示す式に基づいて筒内圧Ｐによるトルク履歴ＴＰ（θ）を算出する。
（数１）
ＴＰ（θ）＝Ｐ（θ）×ｄＶ（θ）／ｄθ
【００２６】
またＣＰＵは慣性質量によるトルク履歴Ｔｍ（θ）を算出する処理を実行するとともに（ステップＳ２１）、慣性モーメント履歴Ｊ（θ）を算出する処理を実行する（ステップＳ２２）。なお、筒内容積履歴Ｖ（θ）、慣性質量によるトルク履歴Ｔｍ（θ）及び慣性モーメント履歴Ｊ（θ）は設計値から算出可能であり、予め式或いはマップデータとして求めて与えておくことができる。これによりクランク角速度履歴ω（θ）、筒内圧によるトルク履歴ＴＰ（θ）、慣性質量によるトルク履歴Ｔｍ（θ）及び慣性モーメント履歴Ｊ（θ）がステップＳ１４、Ｓ２０、Ｓ２１及びＳ２２で夫々算出されたことになる。続いてＣＰＵは次の数２に示す式に基づいて、フリクショントルク履歴Ｔｆ（θ）を算出する処理を実行する（ステップＳ２３）。
（数２）
Ｔｆ（θ）＝ＴＰ（θ）＋Ｔｍ（θ）−Ｊ（θ）×ｄω（θ）／ｄｔ
ここで数２に示す式は、筒内圧Ｐによるトルクと慣性質量によるトルクの和からフリクショントルクを差し引いた値が、慣性モーメントとクランク角加速度との積に等しくなるという力学的関係を移項することで導かれたものである。
【００２７】
続いてＣＰＵは次の数３に示す式に基づき、平均フリクショントルクＴｆ，ａｖｅ（ｎ）を算出する処理を実行する（ステップＳ２４）。
（数３）
Ｔｆ，ａｖｅ（ｎ）＝１／π×∫Ｔｆ（θ）ｄθ
但し積分∫はｎπから（ｎ＋１）πまで。
続いてＣＰＵはオイル温度マップを参照することにより、エンジンオイル温度Ｔ０（ｎ）を算出する処理を実行する（ステップＳ２５）。これにより、ほぼリアルタイムにエンジンオイル温度Ｔ０の推定が可能になる。このため例えば急加速時などであっても、ブローバイガス量を適正に制御できるようになるため空燃比制御性が向上するとともに、油膜切れによる内燃機関５０の破損も防止できる。以上により、特に時間的な遅れに対して精度良くエンジンオイル温度Ｔ０を算出できるＥＣＵ１Ａを実現できる。
【実施例２】
【００２８】
本実施例に係るＥＣＵ１Ｂは、内燃機関５０が停止状態で所定時間（エンジンオイル温度が低下後、安定する程度に長時間）放置された後の機関始動時にエンジンオイル温度算出用プログラムに基づき算出されたエンジンオイルの温度Ｔ０と、同じく同様の機関始動時に冷却水温Ｔｗから求められた実測エンジンオイル温度Ｔ０，ｍｅａｓとに基づき、エンジンオイルの劣化度Ｄを算出するエンジンオイル劣化度算出用プログラムと、エンジンオイル劣化度算出用プログラムに基づき算出されたエンジンオイルの劣化度Ｄを用いて、エンジンオイル温度算出用プログラムに基づき算出されたエンジンオイルの温度Ｔ０を補正し、補正後のエンジンオイル温度Ｔ０，ｃｏｍｐを算出するエンジンオイル温度補正用プログラムとをさらにＲＯＭに格納している点以外、実施例１に係るＥＣＵ１Ａと実質的に同一のものとなっている。
【００２９】
エンジンオイル劣化度算出用プログラムは、本実施例では具体的には後述する図３に示すフローチャートのステップＳ３４、Ｓ３５及びＳ３７に示す処理を実現するためのプログラムとして作成されている。またエンジンオイル温度補正用プログラムは、本実施例では具体的には後述する図３に示すフローチャートのステップＳ３９に示す処理を実現するように作成されている。本実施例ではＲＯＭに格納されたプログラムとマイコンとで各種の制御手段や判定手段や検出手段や算出手段などが実現されており、特にエンジンオイル劣化度算出用プログラムとマイコンとでエンジンオイル劣化度算出手段が、エンジンオイル温度補正用プログラムとマイコンとでエンジンオイル温度補正手段が夫々実現されている。また本実施例ではＥＣＵ１Ｂで内燃機関のエンジンオイル検出装置が実現されている。
【００３０】
次にＥＣＵ１Ｂで行われる処理を図３に示すフローチャートを用いて詳述する。なお、本フローチャートには、周知技術であることなどから上述の記載で特段明示しなかったプログラムに基づいて行われる処理も含まれているが、本フローチャートに示す処理はすべてＲＯＭに格納されたプログラムに基づきＣＰＵが実行するものとなっている。ＣＰＵは水温センサ７３の出力を検出するとともに（ステップＳ３１）、冷却水温Ｔｗを取得する処理を実行する（ステップＳ３２）。続いてＣＰＵは実測エンジンオイル温度Ｔ０，ｍｅａｓを算出する処理を実行する（ステップＳ３３）。本ステップでＣＰＵは具体的には次の数４に示す式に基づき、冷却水温Ｔｗを算出する。
（数４）
Ｔ０，ｍｅａｓ＝Ｔｗ
ここで、内燃機関５０が停止状態で長時間放置された後に始動したときには、冷却水温Ｔｗがそのまま実際のエンジンオイル温度を表すものとして差し支えなく、また本フローチャートでは係る機関始動時の実測エンジンオイル温度Ｔ０，ｍｅａｓを算出することを目的とするため、数４に示す式により実際のエンジンオイル温度とみなすことが可能な実測エンジンオイル温度Ｔ０，ｍｅａｓを算出できる。
【００３１】
一方、ＣＰＵは内燃機関５０が始動したか否かを判定する処理を実行する（ステップＳ３４）。肯定判定であれば、ＣＰＵは内燃機関５０が停止状態で長時間放置された後に始動したか否かを判定する（ステップＳ３５）。肯定判定であれば、ＣＰＵはエンジンオイル温度Ｔ０（ｎ）を算出する処理を実行する（ステップＳ３６）。なお、本ステップに示す処理を実行する前にＣＰＵは具体的には図２に示すフローチャートのステップＳ１１からＳ２５までに示す処理を実行するが、説明の重複を避けるため、ここでは記載を省略している。また本ステップに示す処理は、図２に示すフローチャートのステップＳ２６に示す処理と同じである。
【００３２】
ステップＳ３３及びＳ３６で、実測エンジンオイル温度Ｔ０，ｍｅａｓ及びエンジンオイル温度Ｔ０（ｎ）を算出した後、ＣＰＵはオイル劣化度Ｄを算出する処理を実行する（ステップＳ３７）。本ステップでＣＰＵは具体的には次の数５に示す式に基づき、オイル劣化度Ｄを算出する処理を実行する。
（数５）
Ｄ＝Ｔ０，ｍｅａｓ／Ｔ０
さらにＣＰＵは、エンジンオイル温度Ｔ０（ｎ）にオイル劣化度Ｄを乗算することにより、補正後エンジンオイル温度Ｔ０，ｃｏｍｐ（ｎ）を算出する処理を実行する（ステップＳ３９）。このときには補正後エンジンオイル温度Ｔ０，ｃｏｍｐ（ｎ）は実測エンジンオイル温度Ｔ０，ｍｅａｓに補正される。
【００３３】
一方、その後ステップＳ３４またはＳ３５で否定判定された場合には、ＣＰＵはステップＳ３６と同様にエンジンオイル温度Ｔ０（ｎ）を算出するとともに（ステップＳ３８）、補正後エンジンオイル温度Ｔ０，ｃｏｍｐ（ｎ）を算出する処理を実行する（ステップＳ３９）。これにより、その後算出したエンジンオイル温度Ｔ０（ｎ）についても補正でき、以って補正後エンジンオイル温度Ｔ０，ｃｏｍｐを算出することができる。以上により、特に時間的な遅れに対して精度良くエンジンオイル温度Ｔ０を算出できるとともに、さらにはエンジンオイルの劣化度Ｄも算出でき、これによりエンジンオイルの劣化に対してもより精度の良いエンジンオイル温度として補正後エンジンオイル温度Ｔ０，ｃｏｍｐを算出できるＥＣＵ１Ｂを実現できる。
【実施例３】
【００３４】
本実施例に係るＥＣＵ１Ｃは、フリクショントルク算出用プログラムとして、算出過程で筒内圧Ｐ及びクランク角θを用いて内燃機関５０のフリクショントルク履歴Ｔｆ（θ）（請求項４記載のフリクショントルクに相当）を算出するように作成されたフリクショントルク算出用プログラムをＲＯＭに格納している点と、エンジンオイル温度算出用プログラムの代わりに、フリクショントルク算出用プログラムに基づき算出されたフリクショントルクＴｆ（θ）のサイクル内変動であるフリクショントルク変動ΔＴｆ（ｎ）を算出するフリクショントルク変動算出用プログラムと、フリクショントルク変動算出用プログラムに基づいて算出されたフリクショントルク変動ΔＴｆ（ｎ）と角速度ωとに基づき、エンジンオイルの量Ｍ０を算出するエンジンオイル量算出用プログラムとをＲＯＭに格納している点以外、実施例１に係るＥＣＵ１Ａと実質的に同一のものとなっている。なお、フリクショントルク算出用プログラムは実施例１と同様に作成されていてもよく、またＥＣＵ１ＡのＲＯＭに対してさらにフリクショントルク変動算出用プログラムとエンジンオイル量算出用プログラムとを格納することも可能である。
【００３５】
フリクショントルク算出用プログラムは、本実施例では具体的には前述した図２に示すフローチャートのステップＳ１１からステップＳ２３までに示す処理を実現するように作成されている。なお、図２に示すフローチャートのステップＳ２３で行われる処理と、後述する図４に示すフローチャートのステップＳ４１で行われる処理は同じである。フリクショントルク変動算出用プログラムは、本実施例では具体的には後述する図４に示すフローチャートのステップＳ４２からステップＳ４４までに示す処理を実行するためのプログラムとして作成されている。
【００３６】
またエンジンオイル量算出用プログラムは、本実施例では具体的にはステップＳ４５に示す処理を実行するためのプログラムとして作成されている。またこれに関連し、本実施例ではＲＯＭがエンジンオイル量Ｍ０のマップデータ（以下、単にオイル量マップと称す）を格納している。このオイル量マップでは、エンジンオイル量Ｍ０がフリクショントルク変動ΔＴｆとクランク角速度ωに応じて予め設定されている。なお、オイル量マップの代わりにエンジンオイル温度Ｔ０とフリクショントルク変動ΔＴｆ及びクランク角速度ωとの相関関係を予め演算式で規定し、これに基づきエンジンオイル量Ｍ０を算出するようにエンジンオイル量算出用プログラムを作成することも可能である。
【００３７】
本実施例ではＲＯＭに格納されたプログラムとマイコンとで各種の制御手段や判定手段や検出手段や算出手段などが実現されており、特にフリクショントルク算出用プログラムとマイコンとでフリクショントルク算出手段が、フリクショントルク変動算出用プログラムとマイコンとでフリクショントルク変動算出手段が、エンジンオイル量算出用プログラムとマイコンとでエンジンオイル量算出手段が夫々実現されている。また本実施例ではＥＣＵ１Ｃで内燃機関のエンジンオイル検出装置が実現されている。
【００３８】
次に図４に示すフローチャートを用いてＥＣＵ１Ｃで行われる処理について詳述する。ＣＰＵは前述した数２に示す式に基づき、フリクショントルク履歴Ｔｆ（θ）を算出する処理を実行する（ステップＳ４１）。なお、本ステップに示す処理を実行する前に、ＣＰＵは図２に示すフローチャートのステップＳ１１からＳ２３までに示す処理を実行するが、説明の重複を避けるためここではその記載を省略している。続いてＣＰＵはサイクル内最大フリクショントルクＴｆ，ｍａｘ（ｎ）を算出する処理を実行する（ステップＳ４２）。本ステップでＣＰＵは具体的には次の数６に示す式に基づき、サイクル内最大フリクショントルクＴｆ，ｍａｘ（ｎ）を算出する処理を実行する。
（数６）
Ｔｆ，ｍａｘ（ｎ）＝ｍａｘ｛Ｔｆ（θ）｜ｎπ≦θ≦（ｎ＋１）π｝
【００３９】
またＣＰＵはサイクル内最小フリクショントルクＴｆ，ｍｉｎ（ｎ）を算出する処理を実行する（ステップＳ３２）。本ステップでＣＰＵは具体的には次の数７に示す式に基づき、サイクル内最小フリクショントルクＴｆ，ｍｉｎ（ｎ）を算出する。
（数７）
Ｔｆ，ｍｉｎ（ｎ）＝ｍｉｎ｛Ｔｆ（θ）｜ｎπ≦θ≦（ｎ＋１）π｝
ステップＳ３２及びＳ３３で、Ｔｆ，ｍａｘ（ｎ）及びＴｆ，ｍｉｎ（ｎ）を算出した後、ＣＰＵはフリクショントルク変動ΔＴｆ（ｎ）を算出する処理を実行する（ステップＳ４４）。本ステップでＣＰＵは具体的には次の数８に示す式に基づき、フリクショントルク変動ΔＴｆ（ｎ）を算出する。
（数８）
ΔＴｆ（ｎ）＝Ｔｆ，ｍａｘ（ｎ）−Ｔｆ，ｍｉｎ（ｎ）
なお、通常は上死点（ＴＤＣ）時にピストンが停止し、フリクショントルク履歴Ｔｆ（θ）が最小になると考えられる（図５参照）。
【００４０】
続いてＣＰＵはオイル量マップを参照することにより、エンジンオイル量Ｍ０（ｎ）を算出する処理を実行する（ステップＳ４５）。これにより、エンジンオイル量Ｍ０を検出するためのオイルレベルセンサを要することなくエンジンオイル量Ｍ０を検出できることから、オイルレベルセンサを不要化することでコストの低減を図ることができる。以上により、オイルレベルセンサを要することなくエンジンオイル量Ｍ０を算出できるＥＣＵ１Ｃを実現できる。
【００４１】
上述した実施例は本発明の好適な実施の例である。但し、これに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変形実施可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】ＥＣＵ１Ａを内燃機関５０とともに模式的に示す図である。
【図２】ＥＣＵ１Ａで行われる処理をフローチャートで示す図である。
【図３】ＥＣＵ１Ｂで行われる処理をフローチャートで示す図である。
【図４】ＥＣＵ１Ｃで行われる処理をフローチャートで示す図である。
【図５】フリクショントルク履歴Ｔｆ（θ）がクランク角θに応じて変化する様子を模式的に示す図である。
【符号の説明】
【００４３】
１ ＥＣＵ
５０ 内燃機関
７１ 筒内圧センサ
７２ クランク角センサ
７３ 水温センサ
【技術分野】
【０００１】
本発明はエンジンオイル検出装置に関し、特にエンジンオイルについて温度、劣化度または量を検出するためのエンジンオイル検出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
エンジンオイルが内燃機関において発揮する性能（例えば油膜性能や潤滑性能）はその温度や劣化度や量などによって変化する。このため、内燃機関においてエンジンオイルの性能を好適に維持するためには、これらについて検出を行う必要があり、また検出するにあたってはより好適に検出できることが望ましい。この点、エンジンオイル温度に関しては、従来から冷却水温に基づきエンジンオイル温度を算出といった検出方法が一般に知られている。またエンジンオイル温度の算出という点で、本発明と関連性があると考えられる技術が例えば特許文献１で提案されている。そのほかエンジンオイルの劣化度の算出という点で、本発明と関連性があると考えられる技術が例えば特許文献２で提案されている。
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−１３８４６８号公報
【特許文献２】特表２００２−５１１９４８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、上述した冷却水温に基づくエンジンオイル温度検出方法につき、冷却水温を検出するための水温センサは通常、耐久性や搭載性などの観点から、内燃機関のうち、燃焼室近傍（エンジンオイル温度が最高となる箇所）から離れた箇所に取り付けられる。このため、冷却水温に基づくエンジンオイル温度検出方法では、検出された冷却水温及び算出されたエンジンオイル温度が、燃焼室近傍から水温センサに冷却水が到達するまでの輸送時間分遅れてしまうことになる。
【０００５】
一方、エンジンオイル温度は例えば油膜切れの発生を防止するために内燃機関の制御等に用いることができる。しかしながら、上記のように輸送時間分の遅れが発生するエンジンオイル温度検出方法では、例えば急加速時などエンジンオイル温度の変化率が大きくなる場合に、温度推定精度が大幅に悪化してしまうことになる。そしてエンジンオイル温度の推定精度が悪化すると内燃機関の制御等を意図通りに行えない結果、油膜切れが発生し、これによりブローバイガスの増大による空燃比悪化や、最悪の場合、焼き付きによる内燃機関の破損などを招く虞がある。
【０００６】
さらにエンジンオイルは経時的に劣化するところ、オイルの劣化は潤滑性能に悪影響を及ぼすことから、後述するようにフリクショントルクとエンジンオイル温度との相関関係に着目してエンジンオイル温度を算出する場合には、算出精度の観点からエンジンオイルの劣化度も考慮する必要がある。またエンジンオイル量を検出するにあたっては、一般にオイルレベルセンサなどで油面検知を行う必要があるところ、オイルレベルセンサを備えればその分コストが高まってしまうほか、油面が安定した状態でしかオイル量を正確に検出できないといった問題がある。
【０００７】
そこで本発明は上記の課題に鑑みてなされたものであり、特に時間的な遅れに対して精度良くエンジンオイル温度を算出できるとともに、さらにはエンジンオイルの劣化度も算出でき、これによりエンジンオイルの劣化に対しても精度良くエンジンオイル温度を算出できる内燃機関のエンジンオイル検出装置、及びオイルレベルセンサを要することなくエンジンオイル量を算出できる内燃機関のエンジンオイル検出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】
【０００８】
上記課題を解決するために本発明は内燃機関で使用されるエンジンオイルについての検出を行うためのエンジンオイル検出装置であって、算出過程で前記内燃機関の筒内圧及びクランク角を用いて前記内燃機関のフリクショントルクを算出するフリクショントルク算出手段と、該フリクショントルク算出手段が算出したフリクショントルクに基づき、前記エンジンオイルの温度を算出するエンジンオイル温度算出手段とを備えることを特徴とする。ここで、フリクショントルクとエンジンオイル温度との間には相関関係がある。またフリクショントルクは算出過程で筒内圧及びクランク角を用いて算出できるところ、筒内圧及びクランク角はともに内燃機関の燃焼サイクルに対して大きな時間的遅れを伴うことなく（すなわち、通常センサが有する応答遅れ程度の遅れで）検出できる。
【０００９】
このため算出過程で筒内圧及びクランク角を用いてフリクショントルクを算出するとともに、算出したフリクショントルクからエンジンオイル温度を算出するようにした本発明によれば、ほぼリアルタイムにエンジンオイル温度の推定が可能になる。すなわち本発明によれば、特に時間的な遅れに対して精度良くエンジンオイル温度を算出できることから、エンジンオイル温度の変化率が大きい場合でも、ブローバイガス量を適正に制御できるようになるため空燃比制御性が向上するとともに、油膜切れによる内燃機関の破損も防止できる。なお、フリクショントルクとエンジンオイル温度の相関関係を把握するにあたっては、フリクショントルクとして平均フリクショントルクを用いることが便宜であることから、本発明において、フリクショントルク算出手段はさらに具体的にはフリクショントルクとして平均フリクショントルクを算出することが好ましい。
【００１０】
また本発明は前記内燃機関が停止状態で所定時間放置された後の機関始動時に前記エンジンオイル温度算出手段が算出したエンジンオイルの温度と、前記機関始動時に前記内燃機関の冷却水温から求められたエンジンオイルの温度とに基づき、前記エンジンオイルの劣化度を算出するエンジンオイル劣化度算出手段をさらに備えてもよい。
【００１１】
ここでエンジンオイルが劣化するとフリクショントルクが増大する。そしてこれは、フリクショントルクとエンジンオイル温度の相関関係がエンジンオイルの劣化に応じて変化することを意味し、係る相関関係に着目してエンジンオイル温度を算出する場合には、エンジンオイルが劣化するとエンジンオイル温度の推定精度も低下してしまうことになる。これに対して本発明によればエンジンオイルの劣化度を算出することができるため、エンジンオイルの劣化に対してエンジンオイル温度推定精度を向上させることも可能になる。
【００１２】
また本発明は前記エンジンオイル劣化度算出手段が算出したエンジンオイルの劣化度を用いて、前記エンジンオイル温度算出手段が算出するエンジンオイルの温度を補正するエンジンオイル温度補正手段をさらに備えてもよい。またエンジンオイルの劣化に対してエンジンオイル温度推定精度を向上させるためには、具体的には例えば本発明のようなエンジンオイル温度補正手段をさらに備えることが好適である。
【００１３】
また本発明は内燃機関で使用されるエンジンオイルについての検出を行うためのエンジンオイル検出装置であって、算出過程で前記内燃機関の筒内圧及びクランク角を用いて前記内燃機関のフリクショントルクを算出するフリクショントルク算出手段と、該フリクショントルク算出手段が算出したフリクショントルクのサイクル内変動を算出するフリクショントルク変動算出手段と、該フリクショントルク変動算出手段が算出したフリクショントルクのサイクル内変動に基づき、前記エンジンオイルの量を算出するエンジンオイル量算出手段とを備えることを特徴とする。
【００１４】
ここでエンジンオイル量が減少した場合には、ピストン周りの潤滑が悪化するため、フリクショントルクのサイクル内変動（例えばサイクル内で最大のフリクショントルクと最小のフリクショントルクとの差）が増加することになる。この点、係る相関関係に着目してフリクショントルクのサイクル内変動を算出するとともに、算出したフリクショントルクのサイクル内変動に基づき、エンジンオイル量を算出するようにした本発明によれば、エンジンオイル量を検出するためのオイルレベルセンサを不要化することでコストの低減を図ることができる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、特に時間的な遅れに対して精度良くエンジンオイル温度を算出できるとともに、さらにはエンジンオイルの劣化度も算出でき、これによりエンジンオイルの劣化に対しても精度良くエンジンオイル温度を算出できる内燃機関のエンジンオイル検出装置、及びオイルレベルセンサを要することなくエンジンオイル量を算出できる内燃機関のエンジンオイル検出装置を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明を実施するための最良の形態を図面と共に詳細に説明する。
【実施例１】
【００１７】
図１はＥＣＵ（Electronic Control Unit：電子制御装置）１Ａで実現されている内燃機関のエンジンオイル検出装置を内燃機関５０とともに模式的に示す図である。内燃機関５０は直列４気筒の気筒配列構造を有しており、気筒毎に筒内圧Ｐを検出するための筒内圧センサ７１を備えている。また内燃機関５０にはクランク角θを検出するためのクランク角センサ７２や冷却水温Ｔｗを検出するための水温センサ７３などが配設されている。
【００１８】
ＥＣＵ１Ａは図示しないＣＰＵ（Central Processing Unit：中央演算処理装置）と、ＲＯＭ（Read Only Memory）と、ＲＡＭ（Random Access Memory）とを有して構成されるマイクロコンピュータと、入出力回路などを有して構成されている。ＥＣＵ１Ａは主として内燃機関５０を制御するための構成である。内燃機関５０を制御するにあたって、ＥＣＵ１Ａには具体的には図示しない点火プラグ（より具体的にはイグナイタ）や燃料噴射弁などが制御対象として電気的に接続されている。またＥＣＵ１Ａには筒内圧センサ７１やクランク角センサ７２や水温センサ７３などが電気的に接続されている。なお、ＥＣＵ１Ａにはこのほか各種の制御対象やセンサ、スイッチ類が電気的に接続されていてよい。
【００１９】
ＲＯＭはＣＰＵが実行する種々の処理が記述されたプログラムやマップデータなどを格納するための構成であり、本実施例では内燃機関制御用プログラムのほか、以下に示すフリクショントルク算出用プログラムやエンジンオイル温度算出用プログラムなども格納している。なお、これらのプログラムは一体として構成されていてもよい。フリクショントルク算出用プログラムは算出過程で筒内圧Ｐ及びクランク角θを用いて内燃機関５０の平均フリクショントルクＴｆ，ａｖｅ（ｎ）（請求項１記載のフリクショントルクに相当）を算出するように作成されている。このフリクショントルク算出用プログラムは具体的には後述する図２に示すフローチャートのステップＳ１１からＳ２５までに示す処理を実現するためのプログラムとして作成されており、筒内圧Ｐ及びクランク角θは筒内圧センサ７１及びクランク角センサ７２の出力に基づき夫々検出される。
【００２０】
エンジンオイル温度算出用プログラムは、フリクショントルク算出用プログラムに基づいて算出された平均フリクショントルクＴｆ，ａｖｅ（ｎ）とクランク角速度ωとに基づき、エンジンオイルの温度Ｔ０を算出するように作成されている。このエンジンオイル温度算出用プログラムは具体的には後述する図２に示すフローチャートのステップＳ２６に示す処理を実現するためのプログラムとして作成されている。またこれに関連し、ＲＯＭはエンジンオイル温度Ｔ０のマップデータ（以下、単にオイル温度マップと称す）も格納している。このオイル温度マップでエンジンオイル温度Ｔ０は平均フリクショントルクＴｆ，ａｖｅとクランク角速度ωに応じて予め設定されている。
【００２１】
なお、オイル温度マップでエンジンオイル温度Ｔ０がクランク角速度ωにも応じて定められているのは、平均フリクショントルクＴｆ，ａｖｅが算出時のクランク角速度ωに応じて異なってくるためである。また、オイル温度マップの代わりにエンジンオイル温度Ｔ０、平均フリクショントルクＴｆ，ａｖｅ及びクランク角速度ω間の相関関係を予め演算式で規定し、これに基づきエンジンオイル温度Ｔ０を算出するようにエンジンオイル温度算出用プログラムを作成することも可能である。本実施例ではＲＯＭに格納されたプログラムとマイコンとで各種の制御手段や判定手段や検出手段や算出手段などが実現されており、特にフリクショントルク算出用プログラムとマイコンとでフリクショントルク算出手段が、エンジンオイル温度算出用プログラムとマイコンとでエンジンオイル温度算出手段が夫々実現されている。
【００２２】
次にＥＣＵ１Ａで行われる処理を図２に示すフローチャートを用いて詳述する。本フローチャートは、ステップＳ２３でフリクショントルク履歴Ｔｆ（θ）を算出する処理を行うために、まずクランク角速度履歴ω（θ）を算出するための処理をステップＳ１１からステップＳ１４までで、筒内圧Ｐによるトルク履歴ＴＰ（θ）を算出するための処理をステップＳ１５からステップＳ２０までで、慣性質量によるトルク履歴Ｔｍ（θ）を算出する処理をステップＳ２１で、慣性モーメント履歴Ｊ（θ）を算出する処理をステップＳ２２で夫々行い、その後ステップＳ２３を経て、平均フリクショントルクＴｆ，ａｖｅ（ｎ）を算出する処理をステップＳ２４で、エンジンオイル温度Ｔ０（ｎ）を算出する処理をステップＳ２５で行うという流れとなっている。
【００２３】
クランク角速度履歴ω（θ）を算出するにあたって、ＣＰＵはクランク角センサ７１の出力を検出するとともに（ステップＳ１１）、クランク角履歴θ（ｔ）を取得する処理を実行する（ステップＳ１２）。続いてＣＰＵはクランク角速度履歴ω（ｔ）を算出する処理を実行する（ステップＳ１３）。本ステップでＣＰＵは具体的にはクランク角履歴θ（ｔ）を時間ｔで微分することでクランク角速度履歴ω（ｔ）を算出する。さらにＣＰＵはクランク角θの関数としてクランク角速度履歴ω（θ）を算出する処理を実行する（ステップＳ１４）。本ステップでＣＰＵは具体的にはステップＳ１２で取得したクランク角履歴θ（ｔ）を用いて、時間ｔの関数であるクランク角履歴ω（ｔ）からクランク角θの関数であるクランク角履歴ω（θ）を算出する。
【００２４】
筒内圧Ｐによるトルク履歴ＴＰ（θ）を算出するにあたって、ＣＰＵは筒内圧センサ７１の出力を検出するとともに（ステップＳ１５）、筒内圧履歴Ｐ（ｔ）を取得する処理を実行する（ステップＳ１６）。続いてＣＰＵはクランク角θの関数として筒内圧履歴Ｐ（θ）を算出する処理を実行する（ステップＳ１７）。本ステップでＣＰＵは具体的にはステップＳ１２で取得したクランク角履歴θ（ｔ）を用いて、時間ｔの関数である筒内圧履歴Ｐ（ｔ）からクランク角θの関数である筒内圧履歴Ｐ（θ）を算出する。
【００２５】
一方、ＣＰＵは筒内容積履歴Ｖ（θ）を算出する処理を実行するとともに（ステップＳ１８）、筒内容積変化率履歴ｄＶ（θ）／ｄθを算出する処理を実行する（ステップＳ１９）。さらにＣＰＵはステップＳ１７で算出した筒内圧履歴Ｐ（θ）と、ステップＳ１９で算出した筒内容積変化率履歴ｄＶ（θ）／ｄθを用いて筒内圧Ｐによるトルク履歴ＴＰ（θ）を算出する処理を実行する（ステップＳ２０）。本ステップでＣＰＵは具体的には次の数１に示す式に基づいて筒内圧Ｐによるトルク履歴ＴＰ（θ）を算出する。
（数１）
ＴＰ（θ）＝Ｐ（θ）×ｄＶ（θ）／ｄθ
【００２６】
またＣＰＵは慣性質量によるトルク履歴Ｔｍ（θ）を算出する処理を実行するとともに（ステップＳ２１）、慣性モーメント履歴Ｊ（θ）を算出する処理を実行する（ステップＳ２２）。なお、筒内容積履歴Ｖ（θ）、慣性質量によるトルク履歴Ｔｍ（θ）及び慣性モーメント履歴Ｊ（θ）は設計値から算出可能であり、予め式或いはマップデータとして求めて与えておくことができる。これによりクランク角速度履歴ω（θ）、筒内圧によるトルク履歴ＴＰ（θ）、慣性質量によるトルク履歴Ｔｍ（θ）及び慣性モーメント履歴Ｊ（θ）がステップＳ１４、Ｓ２０、Ｓ２１及びＳ２２で夫々算出されたことになる。続いてＣＰＵは次の数２に示す式に基づいて、フリクショントルク履歴Ｔｆ（θ）を算出する処理を実行する（ステップＳ２３）。
（数２）
Ｔｆ（θ）＝ＴＰ（θ）＋Ｔｍ（θ）−Ｊ（θ）×ｄω（θ）／ｄｔ
ここで数２に示す式は、筒内圧Ｐによるトルクと慣性質量によるトルクの和からフリクショントルクを差し引いた値が、慣性モーメントとクランク角加速度との積に等しくなるという力学的関係を移項することで導かれたものである。
【００２７】
続いてＣＰＵは次の数３に示す式に基づき、平均フリクショントルクＴｆ，ａｖｅ（ｎ）を算出する処理を実行する（ステップＳ２４）。
（数３）
Ｔｆ，ａｖｅ（ｎ）＝１／π×∫Ｔｆ（θ）ｄθ
但し積分∫はｎπから（ｎ＋１）πまで。
続いてＣＰＵはオイル温度マップを参照することにより、エンジンオイル温度Ｔ０（ｎ）を算出する処理を実行する（ステップＳ２５）。これにより、ほぼリアルタイムにエンジンオイル温度Ｔ０の推定が可能になる。このため例えば急加速時などであっても、ブローバイガス量を適正に制御できるようになるため空燃比制御性が向上するとともに、油膜切れによる内燃機関５０の破損も防止できる。以上により、特に時間的な遅れに対して精度良くエンジンオイル温度Ｔ０を算出できるＥＣＵ１Ａを実現できる。
【実施例２】
【００２８】
本実施例に係るＥＣＵ１Ｂは、内燃機関５０が停止状態で所定時間（エンジンオイル温度が低下後、安定する程度に長時間）放置された後の機関始動時にエンジンオイル温度算出用プログラムに基づき算出されたエンジンオイルの温度Ｔ０と、同じく同様の機関始動時に冷却水温Ｔｗから求められた実測エンジンオイル温度Ｔ０，ｍｅａｓとに基づき、エンジンオイルの劣化度Ｄを算出するエンジンオイル劣化度算出用プログラムと、エンジンオイル劣化度算出用プログラムに基づき算出されたエンジンオイルの劣化度Ｄを用いて、エンジンオイル温度算出用プログラムに基づき算出されたエンジンオイルの温度Ｔ０を補正し、補正後のエンジンオイル温度Ｔ０，ｃｏｍｐを算出するエンジンオイル温度補正用プログラムとをさらにＲＯＭに格納している点以外、実施例１に係るＥＣＵ１Ａと実質的に同一のものとなっている。
【００２９】
エンジンオイル劣化度算出用プログラムは、本実施例では具体的には後述する図３に示すフローチャートのステップＳ３４、Ｓ３５及びＳ３７に示す処理を実現するためのプログラムとして作成されている。またエンジンオイル温度補正用プログラムは、本実施例では具体的には後述する図３に示すフローチャートのステップＳ３９に示す処理を実現するように作成されている。本実施例ではＲＯＭに格納されたプログラムとマイコンとで各種の制御手段や判定手段や検出手段や算出手段などが実現されており、特にエンジンオイル劣化度算出用プログラムとマイコンとでエンジンオイル劣化度算出手段が、エンジンオイル温度補正用プログラムとマイコンとでエンジンオイル温度補正手段が夫々実現されている。また本実施例ではＥＣＵ１Ｂで内燃機関のエンジンオイル検出装置が実現されている。
【００３０】
次にＥＣＵ１Ｂで行われる処理を図３に示すフローチャートを用いて詳述する。なお、本フローチャートには、周知技術であることなどから上述の記載で特段明示しなかったプログラムに基づいて行われる処理も含まれているが、本フローチャートに示す処理はすべてＲＯＭに格納されたプログラムに基づきＣＰＵが実行するものとなっている。ＣＰＵは水温センサ７３の出力を検出するとともに（ステップＳ３１）、冷却水温Ｔｗを取得する処理を実行する（ステップＳ３２）。続いてＣＰＵは実測エンジンオイル温度Ｔ０，ｍｅａｓを算出する処理を実行する（ステップＳ３３）。本ステップでＣＰＵは具体的には次の数４に示す式に基づき、冷却水温Ｔｗを算出する。
（数４）
Ｔ０，ｍｅａｓ＝Ｔｗ
ここで、内燃機関５０が停止状態で長時間放置された後に始動したときには、冷却水温Ｔｗがそのまま実際のエンジンオイル温度を表すものとして差し支えなく、また本フローチャートでは係る機関始動時の実測エンジンオイル温度Ｔ０，ｍｅａｓを算出することを目的とするため、数４に示す式により実際のエンジンオイル温度とみなすことが可能な実測エンジンオイル温度Ｔ０，ｍｅａｓを算出できる。
【００３１】
一方、ＣＰＵは内燃機関５０が始動したか否かを判定する処理を実行する（ステップＳ３４）。肯定判定であれば、ＣＰＵは内燃機関５０が停止状態で長時間放置された後に始動したか否かを判定する（ステップＳ３５）。肯定判定であれば、ＣＰＵはエンジンオイル温度Ｔ０（ｎ）を算出する処理を実行する（ステップＳ３６）。なお、本ステップに示す処理を実行する前にＣＰＵは具体的には図２に示すフローチャートのステップＳ１１からＳ２５までに示す処理を実行するが、説明の重複を避けるため、ここでは記載を省略している。また本ステップに示す処理は、図２に示すフローチャートのステップＳ２６に示す処理と同じである。
【００３２】
ステップＳ３３及びＳ３６で、実測エンジンオイル温度Ｔ０，ｍｅａｓ及びエンジンオイル温度Ｔ０（ｎ）を算出した後、ＣＰＵはオイル劣化度Ｄを算出する処理を実行する（ステップＳ３７）。本ステップでＣＰＵは具体的には次の数５に示す式に基づき、オイル劣化度Ｄを算出する処理を実行する。
（数５）
Ｄ＝Ｔ０，ｍｅａｓ／Ｔ０
さらにＣＰＵは、エンジンオイル温度Ｔ０（ｎ）にオイル劣化度Ｄを乗算することにより、補正後エンジンオイル温度Ｔ０，ｃｏｍｐ（ｎ）を算出する処理を実行する（ステップＳ３９）。このときには補正後エンジンオイル温度Ｔ０，ｃｏｍｐ（ｎ）は実測エンジンオイル温度Ｔ０，ｍｅａｓに補正される。
【００３３】
一方、その後ステップＳ３４またはＳ３５で否定判定された場合には、ＣＰＵはステップＳ３６と同様にエンジンオイル温度Ｔ０（ｎ）を算出するとともに（ステップＳ３８）、補正後エンジンオイル温度Ｔ０，ｃｏｍｐ（ｎ）を算出する処理を実行する（ステップＳ３９）。これにより、その後算出したエンジンオイル温度Ｔ０（ｎ）についても補正でき、以って補正後エンジンオイル温度Ｔ０，ｃｏｍｐを算出することができる。以上により、特に時間的な遅れに対して精度良くエンジンオイル温度Ｔ０を算出できるとともに、さらにはエンジンオイルの劣化度Ｄも算出でき、これによりエンジンオイルの劣化に対してもより精度の良いエンジンオイル温度として補正後エンジンオイル温度Ｔ０，ｃｏｍｐを算出できるＥＣＵ１Ｂを実現できる。
【実施例３】
【００３４】
本実施例に係るＥＣＵ１Ｃは、フリクショントルク算出用プログラムとして、算出過程で筒内圧Ｐ及びクランク角θを用いて内燃機関５０のフリクショントルク履歴Ｔｆ（θ）（請求項４記載のフリクショントルクに相当）を算出するように作成されたフリクショントルク算出用プログラムをＲＯＭに格納している点と、エンジンオイル温度算出用プログラムの代わりに、フリクショントルク算出用プログラムに基づき算出されたフリクショントルクＴｆ（θ）のサイクル内変動であるフリクショントルク変動ΔＴｆ（ｎ）を算出するフリクショントルク変動算出用プログラムと、フリクショントルク変動算出用プログラムに基づいて算出されたフリクショントルク変動ΔＴｆ（ｎ）と角速度ωとに基づき、エンジンオイルの量Ｍ０を算出するエンジンオイル量算出用プログラムとをＲＯＭに格納している点以外、実施例１に係るＥＣＵ１Ａと実質的に同一のものとなっている。なお、フリクショントルク算出用プログラムは実施例１と同様に作成されていてもよく、またＥＣＵ１ＡのＲＯＭに対してさらにフリクショントルク変動算出用プログラムとエンジンオイル量算出用プログラムとを格納することも可能である。
【００３５】
フリクショントルク算出用プログラムは、本実施例では具体的には前述した図２に示すフローチャートのステップＳ１１からステップＳ２３までに示す処理を実現するように作成されている。なお、図２に示すフローチャートのステップＳ２３で行われる処理と、後述する図４に示すフローチャートのステップＳ４１で行われる処理は同じである。フリクショントルク変動算出用プログラムは、本実施例では具体的には後述する図４に示すフローチャートのステップＳ４２からステップＳ４４までに示す処理を実行するためのプログラムとして作成されている。
【００３６】
またエンジンオイル量算出用プログラムは、本実施例では具体的にはステップＳ４５に示す処理を実行するためのプログラムとして作成されている。またこれに関連し、本実施例ではＲＯＭがエンジンオイル量Ｍ０のマップデータ（以下、単にオイル量マップと称す）を格納している。このオイル量マップでは、エンジンオイル量Ｍ０がフリクショントルク変動ΔＴｆとクランク角速度ωに応じて予め設定されている。なお、オイル量マップの代わりにエンジンオイル温度Ｔ０とフリクショントルク変動ΔＴｆ及びクランク角速度ωとの相関関係を予め演算式で規定し、これに基づきエンジンオイル量Ｍ０を算出するようにエンジンオイル量算出用プログラムを作成することも可能である。
【００３７】
本実施例ではＲＯＭに格納されたプログラムとマイコンとで各種の制御手段や判定手段や検出手段や算出手段などが実現されており、特にフリクショントルク算出用プログラムとマイコンとでフリクショントルク算出手段が、フリクショントルク変動算出用プログラムとマイコンとでフリクショントルク変動算出手段が、エンジンオイル量算出用プログラムとマイコンとでエンジンオイル量算出手段が夫々実現されている。また本実施例ではＥＣＵ１Ｃで内燃機関のエンジンオイル検出装置が実現されている。
【００３８】
次に図４に示すフローチャートを用いてＥＣＵ１Ｃで行われる処理について詳述する。ＣＰＵは前述した数２に示す式に基づき、フリクショントルク履歴Ｔｆ（θ）を算出する処理を実行する（ステップＳ４１）。なお、本ステップに示す処理を実行する前に、ＣＰＵは図２に示すフローチャートのステップＳ１１からＳ２３までに示す処理を実行するが、説明の重複を避けるためここではその記載を省略している。続いてＣＰＵはサイクル内最大フリクショントルクＴｆ，ｍａｘ（ｎ）を算出する処理を実行する（ステップＳ４２）。本ステップでＣＰＵは具体的には次の数６に示す式に基づき、サイクル内最大フリクショントルクＴｆ，ｍａｘ（ｎ）を算出する処理を実行する。
（数６）
Ｔｆ，ｍａｘ（ｎ）＝ｍａｘ｛Ｔｆ（θ）｜ｎπ≦θ≦（ｎ＋１）π｝
【００３９】
またＣＰＵはサイクル内最小フリクショントルクＴｆ，ｍｉｎ（ｎ）を算出する処理を実行する（ステップＳ３２）。本ステップでＣＰＵは具体的には次の数７に示す式に基づき、サイクル内最小フリクショントルクＴｆ，ｍｉｎ（ｎ）を算出する。
（数７）
Ｔｆ，ｍｉｎ（ｎ）＝ｍｉｎ｛Ｔｆ（θ）｜ｎπ≦θ≦（ｎ＋１）π｝
ステップＳ３２及びＳ３３で、Ｔｆ，ｍａｘ（ｎ）及びＴｆ，ｍｉｎ（ｎ）を算出した後、ＣＰＵはフリクショントルク変動ΔＴｆ（ｎ）を算出する処理を実行する（ステップＳ４４）。本ステップでＣＰＵは具体的には次の数８に示す式に基づき、フリクショントルク変動ΔＴｆ（ｎ）を算出する。
（数８）
ΔＴｆ（ｎ）＝Ｔｆ，ｍａｘ（ｎ）−Ｔｆ，ｍｉｎ（ｎ）
なお、通常は上死点（ＴＤＣ）時にピストンが停止し、フリクショントルク履歴Ｔｆ（θ）が最小になると考えられる（図５参照）。
【００４０】
続いてＣＰＵはオイル量マップを参照することにより、エンジンオイル量Ｍ０（ｎ）を算出する処理を実行する（ステップＳ４５）。これにより、エンジンオイル量Ｍ０を検出するためのオイルレベルセンサを要することなくエンジンオイル量Ｍ０を検出できることから、オイルレベルセンサを不要化することでコストの低減を図ることができる。以上により、オイルレベルセンサを要することなくエンジンオイル量Ｍ０を算出できるＥＣＵ１Ｃを実現できる。
【００４１】
上述した実施例は本発明の好適な実施の例である。但し、これに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変形実施可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】ＥＣＵ１Ａを内燃機関５０とともに模式的に示す図である。
【図２】ＥＣＵ１Ａで行われる処理をフローチャートで示す図である。
【図３】ＥＣＵ１Ｂで行われる処理をフローチャートで示す図である。
【図４】ＥＣＵ１Ｃで行われる処理をフローチャートで示す図である。
【図５】フリクショントルク履歴Ｔｆ（θ）がクランク角θに応じて変化する様子を模式的に示す図である。
【符号の説明】
【００４３】
１ ＥＣＵ
５０ 内燃機関
７１ 筒内圧センサ
７２ クランク角センサ
７３ 水温センサ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関で使用されるエンジンオイルについての検出を行うためのエンジンオイル検出装置であって、
算出過程で前記内燃機関の筒内圧及びクランク角を用いて前記内燃機関のフリクショントルクを算出するフリクショントルク算出手段と、該フリクショントルク算出手段が算出したフリクショントルクに基づき、前記エンジンオイルの温度を算出するエンジンオイル温度算出手段とを備えることを特徴とするエンジンオイル検出装置。
【請求項２】
前記内燃機関が停止状態で所定時間放置された後の機関始動時に前記エンジンオイル温度算出手段が算出したエンジンオイルの温度と、前記機関始動時に前記内燃機関の冷却水温から求められたエンジンオイルの温度とに基づき、前記エンジンオイルの劣化度を算出するエンジンオイル劣化度算出手段をさらに備えることを特徴とする請求項１記載のエンジンオイル検出装置。
【請求項３】
前記エンジンオイル劣化度算出手段が算出したエンジンオイルの劣化度を用いて、前記エンジンオイル温度算出手段が算出するエンジンオイルの温度を補正するエンジンオイル温度補正手段をさらに備えることを特徴とする請求項３記載のエンジンオイル検出装置。
【請求項４】
内燃機関で使用されるエンジンオイルについての検出を行うためのエンジンオイル検出装置であって、
算出過程で前記内燃機関の筒内圧及びクランク角を用いて前記内燃機関のフリクショントルクを算出するフリクショントルク算出手段と、該フリクショントルク算出手段が算出したフリクショントルクのサイクル内変動を算出するフリクショントルク変動算出手段と、該フリクショントルク変動算出手段が算出したフリクショントルクのサイクル内変動に基づき、前記エンジンオイルの量を算出するエンジンオイル量算出手段とを備えることを特徴とするエンジンオイル検出装置。
【請求項１】
内燃機関で使用されるエンジンオイルについての検出を行うためのエンジンオイル検出装置であって、
算出過程で前記内燃機関の筒内圧及びクランク角を用いて前記内燃機関のフリクショントルクを算出するフリクショントルク算出手段と、該フリクショントルク算出手段が算出したフリクショントルクに基づき、前記エンジンオイルの温度を算出するエンジンオイル温度算出手段とを備えることを特徴とするエンジンオイル検出装置。
【請求項２】
前記内燃機関が停止状態で所定時間放置された後の機関始動時に前記エンジンオイル温度算出手段が算出したエンジンオイルの温度と、前記機関始動時に前記内燃機関の冷却水温から求められたエンジンオイルの温度とに基づき、前記エンジンオイルの劣化度を算出するエンジンオイル劣化度算出手段をさらに備えることを特徴とする請求項１記載のエンジンオイル検出装置。
【請求項３】
前記エンジンオイル劣化度算出手段が算出したエンジンオイルの劣化度を用いて、前記エンジンオイル温度算出手段が算出するエンジンオイルの温度を補正するエンジンオイル温度補正手段をさらに備えることを特徴とする請求項３記載のエンジンオイル検出装置。
【請求項４】
内燃機関で使用されるエンジンオイルについての検出を行うためのエンジンオイル検出装置であって、
算出過程で前記内燃機関の筒内圧及びクランク角を用いて前記内燃機関のフリクショントルクを算出するフリクショントルク算出手段と、該フリクショントルク算出手段が算出したフリクショントルクのサイクル内変動を算出するフリクショントルク変動算出手段と、該フリクショントルク変動算出手段が算出したフリクショントルクのサイクル内変動に基づき、前記エンジンオイルの量を算出するエンジンオイル量算出手段とを備えることを特徴とするエンジンオイル検出装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２００９−３１０６８（Ｐ２００９−３１０６８Ａ）
【公開日】平成２１年２月１２日（２００９．２．１２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−１９３９００（Ｐ２００７−１９３９００）
【出願日】平成１９年７月２５日（２００７．７．２５）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年２月１２日（２００９．２．１２）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年７月２５日（２００７．７．２５）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
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