2025-41307 エンジン制御装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2025041307

(43)【公開日】2025-03-26

(54)【発明の名称】エンジン制御装置

(51)【国際特許分類】

   F01M 1/16 20060101AFI20250318BHJP

   F01M 7/00 20060101ALI20250318BHJP

   F02D 19/02 20060101ALI20250318BHJP

【ＦＩ】

F01M1/16 G

F01M7/00 Z

F02D19/02 B

【審査請求】未請求

【請求項の数】5

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023148507

(22)【出願日】2023-09-13

(71)【出願人】

【識別番号】000003207

【氏名又は名称】トヨタ自動車株式会社

(71)【出願人】

【識別番号】390008822

【氏名又は名称】アート金属工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100105957

【弁理士】

【氏名又は名称】恩田 誠

(74)【代理人】

【識別番号】100068755

【弁理士】

【氏名又は名称】恩田 博宣

(72)【発明者】

【氏名】西野入 康作

【テーマコード（参考）】

3G092

3G313

【Ｆターム（参考）】

3G092AB09

3G092HA01

3G092HE03

3G092HE08

3G092HF21

3G313BB14

3G313BB33

3G313EA02

3G313EA03

(57)【要約】

【課題】エンジンオイルの白濁化を抑制する。
【解決手段】エンジンオイルを吐出するオイルポンプを有するエンジンにおいて、エンジンが低出力運転中であるか否かを判定する判定処理（Ｓ１００）と、油温ＴＨＯが閾値Ｘ未満の場合（Ｓ１１０：ＹＥＳ）には、油温ＴＨＯが閾値Ｘ以上の場合よりもオイルポンプのオイル吐出量Ｖｐを減少させる昇温処理（Ｓ１２０）と、を実施する。Ｓ１２０の昇温処理は、判定処理においてエンジンが低出力運転中であると判定されていること（Ｓ１００：ＹＥＳ）を条件に実施される。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

エンジンオイルを吐出するオイルポンプを有するエンジンを制御する装置であって、
前記エンジンが低出力運転中であるか否かを判定する判定処理と、
前記エンジンオイルの温度が閾値未満の場合には、前記エンジンオイルの温度が前記閾値以上の場合よりも前記オイルポンプのオイル吐出量を減少させる昇温処理と、
を実施し、かつ前記判定処理において前記エンジンが低出力運転中であると判定されていることを条件に前記昇温処理を実施する
エンジン制御装置。

【請求項2】

前記判定処理は、エンジン回転速度が閾値以下であることを、前記エンジンが低出力運転中であるとの判定の条件とする請求項１に記載のエンジン制御装置。

【請求項3】

前記判定処理は、前記エンジンを搭載する車両の走行速度が閾値以下であることを、前記エンジンが低出力運転中であるとの判定の条件とする請求項１に記載のエンジン制御装置。

【請求項4】

前記判定処理は、エンジントルクが閾値以下であることを、前記エンジンが低出力運転中であるとの判定の条件とする請求項１に記載のエンジン制御装置。

【請求項5】

前記エンジンは、水素エンジンである請求項１に記載のエンジン制御装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、エンジン制御装置に関する。

【背景技術】

【0002】

車載等のエンジンは、オイルパン内のエンジンオイルを摺動部に供給するオイルポンプを備えている。特許文献１には、エンジンオイルの温度（以下、油温と記載する）が所定温度未満のときに、オイル吐出量を増大するようにオイルポンプを制御するエンジン制御装置が記載されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１０－２５５４６９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

低油温時には、燃焼により生じた凝縮水の混入によりエンジンオイルが白濁化することがある。そしてその結果、エンジンの潤滑性能が低下することがある。

【課題を解決するための手段】

【0005】

上記課題を解決するエンジン制御装置は、エンジンオイルを吐出するオイルポンプを有するエンジンを制御する装置であって、前記エンジンが低出力運転中であるか否かを判定する判定処理と、前記エンジンオイルの温度が閾値未満の場合には、前記エンジンオイルの温度が前記閾値以上の場合よりも前記オイルポンプのオイル吐出量を減少させる昇温処理と、を実施し、かつ前記判定処理において前記エンジンが低出力運転中であると判定されていることを条件に前記昇温処理を実施するように構成されている。

【発明の効果】

【0006】

上記エンジン制御装置には、エンジンオイルの白濁化を抑制する効果がある。

【図面の簡単な説明】

【0007】

【図1】エンジン制御装置の一実施形態の構成を模式的に示す図である。

【図2】上記エンジン制御装置が実行する処理のフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0008】

以下、エンジン制御装置の一実施形態を、図１及び図２を参照して詳細に説明する。
＜エンジン制御装置の構成＞
まず、図１を参照して、本実施形態のエンジン制御装置の構成を説明する。本実施形態が適用されるエンジン１０は、車載用の水素エンジンである。エンジン１０は、電動式のオイルポンプ１１を備えている。オイルポンプ１１は、オイルパン１２内のエンジンオイルを汲み出して、エンジン１０の摺動部１３に向けて吐出する。エンジンオイルは、摺動部１３を通過後、オイルパン１２に滴下する。

【0009】

エンジン１０の制御装置である電子制御モジュール（以下、ＥＣＭと記載する）２０は、処理回路２１と記憶装置２２とを備えている。記憶装置２２には、エンジン１０の制御に用いるプログラムやデータが記憶されている。処理回路２１は、記憶装置２２からプログラムを読み出して実行する。ＥＣＭ２０には、エンジン１０や、同エンジン１０が搭載された車両の各部に設置された各種のセンサの検出信号が入力されている。ＥＣＭ２０に検出信号を出力するセンサには、クランク角センサ２３、エアフローメータ２４、車速センサ２５、及び油温センサ２６が含まれる。クランク角センサ２３は、エンジン１０の出力軸であるクランク軸の回転角を検出する。エアフローメータ２４は、エンジン１０の吸入空気量ＧＡを検出する。車速センサ２５は、エンジン１０を搭載する車両の走行速度（以下、車速Ｖと記載する）を検出する。油温センサ２６は、オイルパン１２内のエンジンオイルの温度（以下、油温ＴＨＯと記載する）を検出する。

【0010】

＜オイルポンプの制御＞
次に、図２を併せ参照して、エンジン制御の一環としてＥＣＭ２０が実行するオイルポンプ１１の制御について説明する。図２は、ＥＣＭ２０がオイルポンプ１１のオイル吐出量Ｖｐを設定するために実行する処理のフローチャートを示している。ＥＣＭ２０は、エンジン１０の運転中、既定の制御周期毎に図２の処理を繰り返し実行している。本処理においてＥＣＭ２０は、オイル吐出量Ｖｐを決定する。オイル吐出量Ｖｐは、オイルポンプ１１が単位時間に吐出するエンジンオイルの量を表している。ＥＣＭ２０は、本処理で決定したオイル吐出量Ｖｐに従ってオイルポンプ１１の給電量を調整している。

【0011】

図２の処理において、ＥＣＭ２０は、条件（Ａ）、（Ｂ）の論理積の真偽を判定している。条件（Ａ）は、エンジン１０が低出力運転中である旨の条件である（Ｓ１００：ＹＥＳ）。ＥＣＭ２０は、例えば車速Ｖが閾値Ｖｘ以下の状態が、既定時間以上継続している場合に、エンジン１０が低出力運転中であると判定している。条件（Ｂ）は、油温ＴＨＯが既定の閾値Ｘ未満である旨の条件である（Ｓ１１０：ＹＥＳ）。エンジンオイル中の凝縮水は、油温ＴＨＯが一定の温度を超えると、蒸発してエンジンオイルから脱離する。閾値Ｘには、エンジンオイル中の凝縮水が蒸発する油温ＴＨＯの下限値が設定されている。以下の説明では、閾値Ｘの値として設定される温度を、凝縮水の蒸発温度と記載する。

【0012】

ＥＣＭ２０は、条件（Ａ）、（Ｂ）の論理積が偽の場合（Ｓ１００：ＮＯ、又はＳ１１０：ＮＯ）には、標準値Ｖｒｅｇをオイル吐出量Ｖｐの値として設定する（Ｓ１３０）。これに対して、ＥＣＭ２０は、条件（Ａ）、（Ｂ）の論理積が真の場合（Ｓ１００：ＹＥＳ、且つＳ１１０：ＹＥＳ）には、減量値Ｖｌｏｗをオイル吐出量Ｖｐの値として設定する（Ｓ１２０）。減量値Ｖｌｏｗは、標準値Ｖｒｅｇよりも少ない量に設定されている。具体的には、標準値Ｖｒｅｇの値は、フリクション損失やオイルポンプ１１の駆動負荷等の考慮した上で、エンジン１０を効率良く動作させるために必要な量のエンジンオイルを摺動部１３に供給可能なオイル吐出量Ｖｐが値として設定されている。標準値Ｖｒｅｇは、固定した値としてもよいし、エンジン１０の運転条件に応じて可変設定される値としてもよい。減量値Ｖｌｏｗは、摺動部１３の潤滑等に必要な量のエンジンオイルを供給可能な範囲内で、標準値Ｖｒｅｇよりも少ない量となるように設定されている。

【0013】

＜実施形態の作用及び効果＞
本実施形態の作用及び効果について説明する。
オイルポンプ１１は、オイルパン１２内のエンジンオイルを汲み出して吐出する。オイルポンプ１１が吐出したエンジンオイルは、エンジン１０の各部を巡った後、オイルパン１２に還流される。エンジンオイルの循環経路には、エンジン１０の摺動部１３が含まれており、エンジンオイルは摺動部１３の潤滑に供される。

【0014】

エンジン１０では、水素の燃焼により水分は生成される。エンジン１０の冷間時には、そうした水分が凝縮してオイルパン１２内のエンジンオイルに混入する。エンジンオイルは、凝縮水が混入した状態で撹拌されると、白濁化して潤滑能力が低下してしまう。こうしたエンジンオイルの白濁化は、油温ＴＨＯが、閾値Ｘとして設定される凝縮水の蒸発温度未満の場合に発生する可能性がある。

【0015】

エンジンオイルは、エンジン１０の内部を通過している間に、エンジン１０から熱を受ける。そのため、エンジン１０の発熱が十分に多い場合には、オイルパン１２内では、凝縮水の蒸発温度未満であっても、エンジン１０の内部の通過中にエンジンオイルの温度が蒸発温度以上に上昇する。したがって、エンジンオイルの白濁化は、上述の条件（Ａ）、（Ｂ）の論理積が真となる場合、すなわちエンジン１０が低出力運転中、かつ油温ＴＨＯが閾値Ｘ未満の場合に生じ易くなる。

【0016】

ＥＣＭ２０は、図２のＳ１００において、エンジン１０が低出力運転中であるか否かを判定する判定処理を実施している。また、ＥＣＭ２０は、図２のＳ１２０において、油温ＴＨＯが閾値Ｘ未満の場合（Ｓ１１０：ＹＥＳ）には、油温ＴＨＯが閾値Ｘ以上の場合（Ｓ１１０：ＮＯ）よりもオイルポンプ１１のオイル吐出量Ｖｐを減少させる昇温処理を実施している。こうしたＳ１２０での昇温処理は、Ｓ１００の判定処理においてエンジン１０が低出力運転中であると判定されていることを条件に実施される。

【0017】

昇温処理によりオイル吐出量Ｖｐが減少されると、エンジン１０の内部でのエンジンオイルの滞留時間が長くなる。これにより、エンジン１０の内部を巡る間に、エンジンオイルがエンジン１０から受け取る熱量が多くなる。そのため、昇温処理を実施することで、エンジンオイルの昇温が促進される。その結果、エンジンオイルの温度が、凝縮水の蒸発温度以上に高まり易くなる。

【0018】

以上の本実施形態のエンジン制御装置によれば、以下の効果を奏することができる。
（１）ＥＣＭ２０は、エンジン１０が低出力運転中であるか否かを判定する判定処理と、油温ＴＨＯが閾値Ｘ未満の場合には油温ＴＨＯが閾値Ｘ以上の場合よりもオイルポンプ１１のオイル吐出量Ｖｐを減少させる昇温処理と、を実施する。さらにＥＣＭ２０は、判定処理においてエンジン１０が低出力運転中であると判定されていることを条件に昇温処理を実施している。昇温処理を実施すると、エンジンオイルの昇温が促進されるため、エンジンオイル中の凝縮水が蒸発し易くなる。したがって、本実施形態のエンジン制御装置には、エンジンオイルの白濁化を抑制する効果がある。

【0019】

（２）ＥＣＭ２０は、エンジン１０を搭載する車両の走行速度である車速Ｖが閾値Ｖｘ以下の状態が既定時間以上継続していることをもって、エンジン１０が低出力運転中であると判定している。すなわち、ＥＣＭ２０は、車速Ｖが閾値Ｖｘ以下であることを、判定処理でのエンジン１０が低出力運転中であるとの判定の条件としている。車両の定常走行には、車速Ｖが高いほど、高いエンジン出力が必要となる。そのため、車速Ｖが閾値Ｖｘ以下であることを、エンジン１０が低出力運転中であることの判定の条件として用いることができる。

【0020】

＜他の実施形態＞
本実施形態は、以下のように変更して実施することができる。本実施形態及び以下の変更例は、技術的に矛盾しない範囲で互いに組み合わせて実施することができる。

【0021】

・上記実施形態では、車速Ｖが閾値Ｖｘ以下の状態が既定時間以上継続している場合に、エンジン１０が低出力運転中であると判定していた。車速Ｖが閾値Ｖｘ以下であることを判定の条件としつつ、これ以外の態様で判定処理を実施するようにしてもよい。例えば既定の期間における車速Ｖの平均値が閾値Ｘ以下である場合に、エンジン１０が低出力運転中であると判定するようにしてもよい。

【0022】

・上記実施形態では、車速Ｖが閾値Ｖｘ以下であることを、判定処理でのエンジン１０が低出力運転中であるとの判定の条件としていた。車速Ｖの代わりにエンジン回転速度ＮＥやエンジントルクを用いても、同様の判定が可能である。すなわち、エンジン回転速度ＮＥが閾値以下であること、或いはエンジントルクが閾値以下であることを、判定処理でのエンジン１０が低出力運転中であるとの判定の条件としてもよい。なお、エンジン回転速度ＮＥは、クランク角センサ２３の検出結果から演算して求めることができる。また、エンジントルクは、エンジン回転速度ＮＥと、エアフローメータ２４による吸入空気量ＧＡの検出結果と、に基づいて演算して求めることが可能である。

【0023】

・オイル吐出量の調整機能を有していれば、エンジン１０の回転を受けて動作する機械式のポンプを、オイルポンプ１１に採用してもよい。
・ガソリンエンジンやディーゼルエンジンのような水素エンジン以外のエンジンでも、燃焼により生成された水の混入によるエンジンオイルの白濁化は生じ得る。そのため、水素エンジン以外のエンジンにも上記実施形態のエンジン制御装置を適用してもよい。

【符号の説明】

【0024】

１０ エンジン
１１ オイルポンプ
１２ オイルパン
１３ 摺動部
２０ ＥＣＭ
２１ 処理回路
２２ 記憶装置
２３ クランク角センサ
２４ エアフローメータ
２５ 車速センサ
２６ 油温センサ

【図1】

【図2】