JP3963250B2 - エンジンオイル循環制御システムおよび方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はエンジンオイル循環制御システムおよび方法に係り、より詳しくは、初期始動時のエンジンの負荷を減らし、空回転時にエンジンオイルの圧力を適切に制御して公害物質の排出量を抑制することができるエンジンオイル循環制御システムおよび方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
周知のように、最近は自動車を評価する際に公害物質の排出をどのくらい抑えているかが重要な基準として認識されており、各国別に自動車の公害物質の排出を規制する法案が強化され、自動車業界は公害を低減するための技術開発に多くの努力を傾けている。
【０００３】
自動車が排出する公害物質としては、一酸化炭素や二酸化炭素のような炭素酸化物、一酸化窒素などの窒素酸化物、そして炭化水素類が代表的である。この中で炭化水素類は完全燃焼しないために発生する公害物質であって、近来の自動車はシリンダーで完全燃焼しなかった排気ガスを触媒装置で完全燃焼するようにしているが、この触媒装置は所定の温度以上になったときに充分な機能を発揮し、エンジン温度の高くない初期始動時には公害物質の排出が正常な温度の時より多くなる。
【０００４】
そこでエンジン始動初期に発生する公害物質の排出を減らすには、エンジンを稀薄な空燃比で駆動させたり点火時期を遅延させることが重要な要素になるが、エンジンの負荷が大きい場合に空燃比を稀薄にしたり点火時期を遅延させるとエンジンが正常に始動および作動しなくなるので、初期始動時の公害物質の排出を減らすことは初期始動時のエンジンの負荷を減らすことになってしまうという問題があった。
【０００５】
エンジンが駆動された時エンジンの回転によって駆動される多くの構成要素があり、これらのうち動作しているエンジンの各部に潤滑用オイルを供給するオイルポンプも、エンジンの負荷を増す主要な要因となっている。
【０００６】
従来の技術によるエンジンオイル供給システムは、図１に示されているように、エンジンのクランク軸１２の回転によって駆動されるオイルポンプ１３がオイル圧力を発生させると、このオイル圧力がオイル圧力調節バルブ１５の設定圧力以下である場合には、エンジン内部にオイルを供給するメインギャラリー（Ｍａｉｎ ｇａｌｌｅｒｙ）に供給されるようになり、オイルポンプ１３のオイル圧力がオイル圧力調節バルブ１５の設定圧力以上である場合には、オイル圧力調節バルブ１５が開放されてオイルは戻り管路１６を通じてオイルファン１１に戻され、これによりオイルポンプ１３にはその以上の負荷がかからないようになる。オイル圧力調節バルブ１５は，スプリング１７を介在し、スプリング１７の弾性力によって設定圧力を定めている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
従って、本発明は上記の問題点を解決するためになされたものであって、本発明の目的は、オイル供給およびエンジン制御システムを改善して、初期始動時の公害物質の排出を減らすエンジンオイル循環制御システムおよび方法を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、本発明請求項１に係る発明はエンジンオイル循環制御システムであり、オイルファンの下部に装着され、オイルファンにあるオイル温度を検出するオイル温度センサー、オイルポンプから排出されるオイル圧力を検出するオイル圧力センサー、エンジン回転数およびエンジン負荷を検出するエンジン駆動状態検出部、オイルポンプの一側に装着され、前記オイルポンプから供給されるオイル圧力が設定圧力以上である場合にはバイパスさせるオイル圧力調節バルブ、前記オイル圧力調節バルブのオイルファンへのバイパス管路上に設けられ、オイル圧力調節バルブからバイパスされたオイルのオイルファンへの回収を制御するソレノイドバルブ、および前記各センサーおよびエンジン駆動状態検出部から入力されるデータに基づいて前記ソレノイドバルブの作動を制御する制御部を含むことからなるエンジンオイル循環制御システムにおいて、始動モーターが駆動されると、前記オイル圧力調節バルブによって設定されるオイル圧力は、エンジンの正常作動時に必要なオイル圧力の最小値に設定され、前記制御部は、設定されたロジックによって前記オイル温度、オイル圧力、エンジン駆動状態に基づいて前記ソレノイドバルブを制御し、前記設定されたロジックは、エンジン回転数が設定回転数以上になるまで前記ソレノイドバルブを完全開放する段階を含むことを特徴としている。
【００１０】
請求項２に係る発明はエンジンオイル循環制御方法であり、請求項１に記載のエンジンオイル循環制御システムを利用して、始動キーがオンされて空回転速度アクチュエータを設定デューティ値に開放する段階と、前記ソレノイドバルブを完全開放する段階と、エンジン回転数が設定回転数の以上になるまで前記ソレノイドバルブの開放状態を維持する開放維持段階と、を含むことを特徴としている。
【００１１】
請求項３に係る発明は請求項２記載のエンジンオイル循環制御方法であり、前記開放維持段階の後には、設定されたロジックによって前記オイル温度、オイル圧力、エンジン駆動状態に基づいて前記ソレノイドバルブを制御する空回転モードに進む段階をさらに含むことを特徴としている。
【００１２】
請求項４に係る発明は請求項３に記載のエンジンオイル循環制御方法であり、前記空回転モードは、設定された空気流量関数によって計算される空気流量により空回転速度アクチュエータを制御する空回転速度アクチュエータ制御段階と、前記ソレノイドバルブを、エンジンオイル温度、エンジン回転数および負荷を考慮して演算される関数によって設定されるデューティに制御するソレノイドバルブ制御段階と、空燃比を、点火時期を制御することによってエンジン回転数変動を調整することができると判断される範囲内の値に制御する空燃比制御段階と、エンジン回転数変動がある場合には、点火時期を前記エンジン回転数変動を解消するように所定の点火時期関数によって制御する点火時期制御段階と、エンジン回転数が設定されたアイドル回転数を超えるまで現在の時刻（ｔ（ｉ））を測定する現在時刻測定段階と、エンジン回転数が前記設定されたアイドル回転数を超えた場合には、変速段が“Ｎ状態”あるいは“Ｐ状態”であるかを判断して、“Ｎ状態”あるいは“Ｐ状態”でない場合には、Ｄ段モードの制御段階に進む変速段判断段階と、前記変速段判断段階で変速段が“Ｎ状態”あるいは“Ｐ状態”である場合には、（１）酸素センサーの温度（ＴＯ２）がラムダフィードバック（Ｌａｍｂｄａ Ｆｅｅｄ Ｂａｃｋ）に設定された温度（ＴＬＯＴ）未満であったり、（２）空回転モードに進入した後から現在まで経過した時間（ｔ（ｉ）−ｔ（１））が冷却水温に対する関数として設定された設定時間（ｔｓ（Ｔ））未満であるかを判断して、そうでない場合には、前記空回転速度アクチュエータ制御段階に進行む第１判断段階と、前記第１判断段階で、（１）酸素センサーの温度（ＴＯ２）がラムダフィードバック温度（ＴＬＯＴ）未満であり、（２）空回転モードに進んだ後の経過時間が前記設定時間（ｔｓ（Ｔ））未満である場合には、空回転速度アクチュエータの位置を設定値Ｐ１に制御する段階と、直前の状態と現在の状態とのエンジン回転数変化量（｜ｎ（ｉ−１）−ｎ（ｉ）｜）が設定変化量（Δｎｓ）を超過するか否かを判断して、設定変化量（Δｎｓ）を超過しない場合には、前記点火時期制御段階に進み、設定変化量を超過する場合には、前記空燃比制御段階に進むエンジン回転数変化量判断段階と、を含むことを特徴としている。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、添付した図面に基づいて本発明の実施の形態を詳細に説明する。図２は本発明の実施の形態であるエンジンオイル循環制御システムの構成図であり、図３はそのエンジンオイル循環制御システムのブロック図である。
【００１４】
図２および図３に示したように、本発明の実施の形態ではエンジンオイル循環制御システムは、オイルファン１１の下部に装着され、オイルファンにあるオイル温度を検出するオイル温度センサー２７；オイルポンプから排出されるオイル圧力を検出するオイル圧力センサー１４；エンジン回転数およびエンジン負荷を検出するエンジン駆動状態検出部２９；オイルポンプの一側に装着され、前記オイルポンプから供給されるオイル圧力が設定圧力以上である場合にはバイパスさせるオイル圧力調節バルブ１５；前記オイル圧力調節バルブ１５のオイルファン１１へのバイパス管路上に設けられ、オイル圧力調節バルブ１５からバイパスされたオイルのオイルファンへの回収を制御するソレノイドバルブ２８；および前記各センサー２７、１４およびエンジン駆動状態検出部２９から入力されるデータに基づいてソレノイドバルブ２８の作動を制御する制御部３０を含んでなっている。
【００１５】
オイル圧力調節バルブ１５によって設定されるオイル圧力は、従来技術における設定圧力より低く、エンジンの正常作動時に必要なオイル圧力の最小値に設定され、例えば３バール（Ｂａｒ）である。
【００１６】
エンジン駆動状態検出部２９は、クランク角度センサー（Ｃｒａｎｋ ａｎｇｌｅ ｓｅｎｓｏｒ）、さらにエンジン負荷検出のためにスロットルバルブ開度センサー（ＴＰＳ；Ｔｈｒｏｔｔｌｅ Ｐｏｓｉｔｉｏｎ Ｓｅｎｓｏｒ）を有することもできる。
【００１７】
制御部３０は、設定されたロジックによってオイル温度、オイル圧力、エンジン駆動状態に基づいてソレノイドバルブ２８を制御する。例えば後述する実施の形態では、エンジンオイル循環制御方法を遂行することによってソレノイドバルブ２８を制御している。制御部３０はプログラムによって駆動されるマイクロプロセッサーである。
【００１８】
図４は、本発明の実施の形態における始動時のエンジンオイル循環制御方法を示したフローチャートである。図４に示したように、始動スイッチをオン（ＯＮ）にすると、設定時間経過後にスタートモードに進んで（Ｓ４１０）空回転進入前の公害物質排出低減方法を開始し、これにより空回転速度アクチュエータ（Ｉｄｌｅ Ｓｐｅｅｄ Ａｃｔｕａｔｏｒ；以下「ＩＳＡ」と称する）を設定デューティ比で開放する（Ｓ４１５）。次に、変速機バルブボディーのライン圧を最少に調整する（Ｓ４２０）。
【００１９】
前記初期段階（Ｓ４１５）（Ｓ４２０）は従来技術によって遂行される始動初期のエンジン制御方法と同一であり、従来技術の任意の方法によって遂行できるので、詳細な説明は省略する。
【００２０】
次に、制御部３０は、ソレノイドバルブ２８のデューティ比を１００％に制御して、オイル圧力調節バルブ１５により戻されるオイルが全てオイルファン１１へ回収されるように制御する（Ｓ４２５）。
【００２１】
次に、始動モーターが駆動されてクランキングが開始されると（Ｓ４３０）、制御部３０は空燃比をラムダ＝１以上の状態となるように制御する（Ｓ４３５）。前記ラムダ＝１の状態は理論空燃比状態であって、ラムダ＝１以上の状態は理論空燃比より稀薄な状態を意味している。
【００２２】
前記ソレノイドバルブ開放段階（Ｓ４２５）において、ソレノイドバルブが開放された状態で初期始動時のオイルの粘性が高いためにオイル圧力が過剰になる場合には、設定圧力を最小限に設定したオイル圧制御バルブ１５によってオイルファンに戻される。これによってエンジンは、オイルポンプによる負荷が減り、稀薄な燃料状態でも円滑な駆動が可能になる。
【００２３】
空燃比を制御した後には，点火時期の遅延（Ｒｅｔａｒｄ）制御をする（Ｓ４４０）。点火時期の遅延制御は、ソレノイドバルブ開放段階でソレノイドバルブが開放されることによってエンジン負荷が減って安定してエンジンを駆動することができる遅延角度の最大値に点火時期を遅延制御することであり、例えば８゜の遅延角度で遅延制御することができる。
【００２４】
次に、最初の爆発が発生するシリンダーを検出して、爆発数を累積演算する（Ｓ４４５）。最初の爆発シリンダーの検出は、圧縮行程の後に爆発行程でクランク軸の各加速度が設定加速度以上になるシリンダーを検出して判別することができ、前記爆発数の累積演算は、最初の爆発シリンダーで爆発が起こった回数を測定することによって行うことができる。
【００２５】
次に、前記検出されたシリンダーでの爆発数に基づいて燃料量を減少させる（Ｓ４５０）。燃料量の減少は、「該当シリンダーでの爆発数、最初の爆発からの爆発数、マニホールド圧力、冷却水温度、大気温度」を考慮して計算される該当シリンダーでのウェッティング（Ｗｅｔｔｉｎｇ）量に基づいて制御する。マニホールド圧力、冷却水温度および大気温度は、燃料の蒸発に影響を与えるので、計算に適するように換算定数によって換算して計算に用いる。
【００２６】
燃料量を減少した後に、エンジン回転数が設定回転数以上であるか否かを判断する（Ｓ４５５）。前記設定回転数は、クランキング時にエンジン回転数が十分に上昇して安定空回転制御が可能であると判断される任意の回転数に設定され、例えば１２００ｒｐｍである。
【００２７】
エンジン回転数判断段階（Ｓ４５５）でエンジン回転数が設定回転数以上でない場合には、点火時期制御段階（Ｓ４４０）に進み、前記点火時期制御段階（Ｓ４４０）ないし燃料量減少制御段階（Ｓ４５０）はエンジン回転数が前記設定回転数以上になるまで繰返し遂行される。
【００２８】
エンジン回転数判断段階（Ｓ４５５）でエンジン回転数が設定回転数以上である場合には、空回転モードに進み、ソレノイドバルブ２８はエンジン回転数、エンジン負荷およびオイル圧力を考慮して計算されるように設定された関数によって制御される。
【００２９】
図５は、本発明の実施の形態における空回転モードでのエンジンオイル循環制御方法を示すフローチャートである。図５に示したように、空回転モードに進むと、まず変数ｉを０に設定し（Ｓ５０５）、設定された空気流量関数によって計算される空気流量によりＩＳＡを所定の開放率に制御する（Ｓ５１０）。
【００３０】
ＩＳＡを制御した後には、ソレノイドバルブ２８を所定のデューティ比に制御する（Ｓ５１５）。所定のデューティ比は、エンジンオイル温度、エンジン回転数および負荷を考慮して演算される関数により設定できる。
【００３１】
次に、空燃比を所定の空燃比関数によって制御し（Ｓ５２０）、点火時期を所定の点火時期関数によって制御する（Ｓ５２５）。空燃比は稀薄に制御されるが、点火時期を制御することによってエンジン回転数変動を調整できると判断される範囲内の値に制御される。点火時期は、エンジン回転数変動がある場合には、前記エンジン回転数変動を解消するように予め設定されたロジックによって制御される。
【００３２】
次に、変数ｉに１を足して（Ｓ５２７）、現在の時刻（ｔ（ｉ））を測定し（Ｓ５３０）、エンジン回転数が設定したアイドル回転数であるか否かを判断して（Ｓ５３５）、アイドル回転数以下である場合には、前記現在時刻測定段階（Ｓ５３０）に進むことによってエンジン回転数が設定されたアイドル回転数を超える時刻が測定されるようにする。
【００３３】
アイドル回転数を超えた場合には、変速段が“Ｎ状態”あるいは“Ｐ状態”であるかを判断して（Ｓ５４０）、“Ｎ状態”あるいは“Ｐ状態”でない場合には、Ｄ段モードの制御段階に進む。
【００３４】
アイドル回転数を超えた場合で、変速段が“Ｎ状態”あるいは“Ｐ状態”である場合には、（１）酸素センサーの温度（ＴＯ２）がラムダフィードバック（Ｌａｍｂｄａ Ｆｅｅｄ Ｂａｃｋ）に設定された温度（ＴＬＯＴ）未満であったり、（２）空回転モードに進んだ後から現在まで経過した時間（ｔ（ｉ）−ｔ（１））が冷却水温度に対する関数として設定された設定時間（ｔｓ（Ｔｃ））未満であるかを判断する（Ｓ５４５）（Ｓ５５０）。
【００３５】
前記判断段階（Ｓ５４５）（Ｓ５５０）で、（１）酸素センサーの温度（ＴＯ２）がラムダフィードバック温度（ＴＬＯＴ）以上であったり、（２）空回転モードに進んだ後の経過時間が前記設定時間以上、つまり空回転モードに進んだ後で前記設定時間（ｔｓ（Ｔ））以上の時間が経過した場合には、前記ＩＳＡ制御段階（Ｓ５１０）に進むことによってソレノイドバルブ２８制御段階（Ｓ５１５）を持続して遂行する。
【００３６】
前記判断段階（Ｓ５４５）（Ｓ５５０）で、（１）酸素センサーの温度（ＴＯ２）がラムダフィードバック温度（ＴＬＯＴ）未満であり、（２）空回転モードに進んだ後の経過時間が前記設定時間（ｔｓ（Ｔ））未満である場合には、まずＩＳＡの位置を設定値Ｐ１に制御する（Ｓ５５５）。Ｐ１は１００％に近い任意の値に設定され、例えば１００％に設定されることができる。つまり、空回転状態に進んだ後に時間がそれほど経過していない状態では、前記ＩＳＡの制御値を最初の１００％から大きな変動を起こさないようにするのである。
【００３７】
そして、直前の状態と現在の状態とのエンジン回転数変化量（｜ｎ（ｉ−１）−ｎ（ｉ）｜）が設定変化量（Δｎｓ）を超過するか否かを判断する（Ｓ５６０）。設定変化量（Δｎｓ）は点火時期制御で解消可能であると判断されるエンジン回転数変化量であって、予め設定された値である。
【００３８】
前記エンジン回転数変化量判断段階（Ｓ５６０）で、エンジン回転数変化量が設定変化量を超過しない場合には、前記点火時期制御段階（Ｓ５２５）に進み、設定変化量を超過する場合には、前記空燃比制御段階（Ｓ５２０）に進む。
【００３９】
従って、ラムダフィードバックが不可能な状態で設定時間が経過する前には、点火時期で調節可能な範囲のエンジン回転数変動は点火時期で制御されることができ、エンジン回転数変動が点火時期で調節可能な範囲を超える場合には、空燃比が過度に稀薄（ｌｅａｎ）であると判断して空燃比を制御し、点火時期だけで制御可能な範囲内にあるように空燃比を制御するようになる。
【００４０】
以上で本発明のエンジンオイル循環制御システムおよび方法に関する好ましい実施の形態を説明したが、本発明はこれら実施の形態に限定されず、本発明の実施の形態から当該発明が属する技術分野において通常の知識を有する者によって容易に変更され均等であると認められる範囲の全ての変更を含むものである。
【００４１】
【発明の効果】
本発明によれば、エンジン始動時にエンジンにかかるオイルポンプの負荷を減らすことによってエンジン始動を円滑にするだけでなく、前記負荷が減るようになるので空燃比をさらに稀薄に制御したり点火時期をさらに遅延してもエンジン始動性が維持され、初期始動時の公害物質の排出を減らすことができる。
【００４２】
また、空回転の際にもエンジン回転数、オイル温度および負荷によってソレノイドバルブを制御することにより、エンジンオイル圧力を最適の状態に維持し、空燃比制御および点火時期制御を可能にしてエンジンの燃費を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来技術によるエンジンオイル供給システムの構成図である。
【図２】本発明の実施の形態によるエンジンオイル循環制御システムの構成図である。
【図３】本発明の実施の形態によるエンジンオイル循環制御システムのブロック図である。
【図４】本発明の実施の形態による始動時のエンジンオイル循環制御方法を示したフローチャートである。
【図５】本発明の実施の形態による空回転モードのエンジンオイル循環制御方法を示したフローチャートである。
【符号の説明】
１１ オイルファン
１２ クランク軸
１３ オイルポンプ
１４ オイル圧力センサー
１５ オイル圧力調節バルブ
１６ 戻り管路
１７ スプリング
２７ オイル温度センサー
２８ ソレノイドバルブ
２９ エンジン駆動状態検出部
３０ 制御部
【発明の属する技術分野】
本発明はエンジンオイル循環制御システムおよび方法に係り、より詳しくは、初期始動時のエンジンの負荷を減らし、空回転時にエンジンオイルの圧力を適切に制御して公害物質の排出量を抑制することができるエンジンオイル循環制御システムおよび方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
周知のように、最近は自動車を評価する際に公害物質の排出をどのくらい抑えているかが重要な基準として認識されており、各国別に自動車の公害物質の排出を規制する法案が強化され、自動車業界は公害を低減するための技術開発に多くの努力を傾けている。
【０００３】
自動車が排出する公害物質としては、一酸化炭素や二酸化炭素のような炭素酸化物、一酸化窒素などの窒素酸化物、そして炭化水素類が代表的である。この中で炭化水素類は完全燃焼しないために発生する公害物質であって、近来の自動車はシリンダーで完全燃焼しなかった排気ガスを触媒装置で完全燃焼するようにしているが、この触媒装置は所定の温度以上になったときに充分な機能を発揮し、エンジン温度の高くない初期始動時には公害物質の排出が正常な温度の時より多くなる。
【０００４】
そこでエンジン始動初期に発生する公害物質の排出を減らすには、エンジンを稀薄な空燃比で駆動させたり点火時期を遅延させることが重要な要素になるが、エンジンの負荷が大きい場合に空燃比を稀薄にしたり点火時期を遅延させるとエンジンが正常に始動および作動しなくなるので、初期始動時の公害物質の排出を減らすことは初期始動時のエンジンの負荷を減らすことになってしまうという問題があった。
【０００５】
エンジンが駆動された時エンジンの回転によって駆動される多くの構成要素があり、これらのうち動作しているエンジンの各部に潤滑用オイルを供給するオイルポンプも、エンジンの負荷を増す主要な要因となっている。
【０００６】
従来の技術によるエンジンオイル供給システムは、図１に示されているように、エンジンのクランク軸１２の回転によって駆動されるオイルポンプ１３がオイル圧力を発生させると、このオイル圧力がオイル圧力調節バルブ１５の設定圧力以下である場合には、エンジン内部にオイルを供給するメインギャラリー（Ｍａｉｎ ｇａｌｌｅｒｙ）に供給されるようになり、オイルポンプ１３のオイル圧力がオイル圧力調節バルブ１５の設定圧力以上である場合には、オイル圧力調節バルブ１５が開放されてオイルは戻り管路１６を通じてオイルファン１１に戻され、これによりオイルポンプ１３にはその以上の負荷がかからないようになる。オイル圧力調節バルブ１５は，スプリング１７を介在し、スプリング１７の弾性力によって設定圧力を定めている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
従って、本発明は上記の問題点を解決するためになされたものであって、本発明の目的は、オイル供給およびエンジン制御システムを改善して、初期始動時の公害物質の排出を減らすエンジンオイル循環制御システムおよび方法を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、本発明請求項１に係る発明はエンジンオイル循環制御システムであり、オイルファンの下部に装着され、オイルファンにあるオイル温度を検出するオイル温度センサー、オイルポンプから排出されるオイル圧力を検出するオイル圧力センサー、エンジン回転数およびエンジン負荷を検出するエンジン駆動状態検出部、オイルポンプの一側に装着され、前記オイルポンプから供給されるオイル圧力が設定圧力以上である場合にはバイパスさせるオイル圧力調節バルブ、前記オイル圧力調節バルブのオイルファンへのバイパス管路上に設けられ、オイル圧力調節バルブからバイパスされたオイルのオイルファンへの回収を制御するソレノイドバルブ、および前記各センサーおよびエンジン駆動状態検出部から入力されるデータに基づいて前記ソレノイドバルブの作動を制御する制御部を含むことからなるエンジンオイル循環制御システムにおいて、始動モーターが駆動されると、前記オイル圧力調節バルブによって設定されるオイル圧力は、エンジンの正常作動時に必要なオイル圧力の最小値に設定され、前記制御部は、設定されたロジックによって前記オイル温度、オイル圧力、エンジン駆動状態に基づいて前記ソレノイドバルブを制御し、前記設定されたロジックは、エンジン回転数が設定回転数以上になるまで前記ソレノイドバルブを完全開放する段階を含むことを特徴としている。
【００１０】
請求項２に係る発明はエンジンオイル循環制御方法であり、請求項１に記載のエンジンオイル循環制御システムを利用して、始動キーがオンされて空回転速度アクチュエータを設定デューティ値に開放する段階と、前記ソレノイドバルブを完全開放する段階と、エンジン回転数が設定回転数の以上になるまで前記ソレノイドバルブの開放状態を維持する開放維持段階と、を含むことを特徴としている。
【００１１】
請求項３に係る発明は請求項２記載のエンジンオイル循環制御方法であり、前記開放維持段階の後には、設定されたロジックによって前記オイル温度、オイル圧力、エンジン駆動状態に基づいて前記ソレノイドバルブを制御する空回転モードに進む段階をさらに含むことを特徴としている。
【００１２】
請求項４に係る発明は請求項３に記載のエンジンオイル循環制御方法であり、前記空回転モードは、設定された空気流量関数によって計算される空気流量により空回転速度アクチュエータを制御する空回転速度アクチュエータ制御段階と、前記ソレノイドバルブを、エンジンオイル温度、エンジン回転数および負荷を考慮して演算される関数によって設定されるデューティに制御するソレノイドバルブ制御段階と、空燃比を、点火時期を制御することによってエンジン回転数変動を調整することができると判断される範囲内の値に制御する空燃比制御段階と、エンジン回転数変動がある場合には、点火時期を前記エンジン回転数変動を解消するように所定の点火時期関数によって制御する点火時期制御段階と、エンジン回転数が設定されたアイドル回転数を超えるまで現在の時刻（ｔ（ｉ））を測定する現在時刻測定段階と、エンジン回転数が前記設定されたアイドル回転数を超えた場合には、変速段が“Ｎ状態”あるいは“Ｐ状態”であるかを判断して、“Ｎ状態”あるいは“Ｐ状態”でない場合には、Ｄ段モードの制御段階に進む変速段判断段階と、前記変速段判断段階で変速段が“Ｎ状態”あるいは“Ｐ状態”である場合には、（１）酸素センサーの温度（ＴＯ２）がラムダフィードバック（Ｌａｍｂｄａ Ｆｅｅｄ Ｂａｃｋ）に設定された温度（ＴＬＯＴ）未満であったり、（２）空回転モードに進入した後から現在まで経過した時間（ｔ（ｉ）−ｔ（１））が冷却水温に対する関数として設定された設定時間（ｔｓ（Ｔ））未満であるかを判断して、そうでない場合には、前記空回転速度アクチュエータ制御段階に進行む第１判断段階と、前記第１判断段階で、（１）酸素センサーの温度（ＴＯ２）がラムダフィードバック温度（ＴＬＯＴ）未満であり、（２）空回転モードに進んだ後の経過時間が前記設定時間（ｔｓ（Ｔ））未満である場合には、空回転速度アクチュエータの位置を設定値Ｐ１に制御する段階と、直前の状態と現在の状態とのエンジン回転数変化量（｜ｎ（ｉ−１）−ｎ（ｉ）｜）が設定変化量（Δｎｓ）を超過するか否かを判断して、設定変化量（Δｎｓ）を超過しない場合には、前記点火時期制御段階に進み、設定変化量を超過する場合には、前記空燃比制御段階に進むエンジン回転数変化量判断段階と、を含むことを特徴としている。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、添付した図面に基づいて本発明の実施の形態を詳細に説明する。図２は本発明の実施の形態であるエンジンオイル循環制御システムの構成図であり、図３はそのエンジンオイル循環制御システムのブロック図である。
【００１４】
図２および図３に示したように、本発明の実施の形態ではエンジンオイル循環制御システムは、オイルファン１１の下部に装着され、オイルファンにあるオイル温度を検出するオイル温度センサー２７；オイルポンプから排出されるオイル圧力を検出するオイル圧力センサー１４；エンジン回転数およびエンジン負荷を検出するエンジン駆動状態検出部２９；オイルポンプの一側に装着され、前記オイルポンプから供給されるオイル圧力が設定圧力以上である場合にはバイパスさせるオイル圧力調節バルブ１５；前記オイル圧力調節バルブ１５のオイルファン１１へのバイパス管路上に設けられ、オイル圧力調節バルブ１５からバイパスされたオイルのオイルファンへの回収を制御するソレノイドバルブ２８；および前記各センサー２７、１４およびエンジン駆動状態検出部２９から入力されるデータに基づいてソレノイドバルブ２８の作動を制御する制御部３０を含んでなっている。
【００１５】
オイル圧力調節バルブ１５によって設定されるオイル圧力は、従来技術における設定圧力より低く、エンジンの正常作動時に必要なオイル圧力の最小値に設定され、例えば３バール（Ｂａｒ）である。
【００１６】
エンジン駆動状態検出部２９は、クランク角度センサー（Ｃｒａｎｋ ａｎｇｌｅ ｓｅｎｓｏｒ）、さらにエンジン負荷検出のためにスロットルバルブ開度センサー（ＴＰＳ；Ｔｈｒｏｔｔｌｅ Ｐｏｓｉｔｉｏｎ Ｓｅｎｓｏｒ）を有することもできる。
【００１７】
制御部３０は、設定されたロジックによってオイル温度、オイル圧力、エンジン駆動状態に基づいてソレノイドバルブ２８を制御する。例えば後述する実施の形態では、エンジンオイル循環制御方法を遂行することによってソレノイドバルブ２８を制御している。制御部３０はプログラムによって駆動されるマイクロプロセッサーである。
【００１８】
図４は、本発明の実施の形態における始動時のエンジンオイル循環制御方法を示したフローチャートである。図４に示したように、始動スイッチをオン（ＯＮ）にすると、設定時間経過後にスタートモードに進んで（Ｓ４１０）空回転進入前の公害物質排出低減方法を開始し、これにより空回転速度アクチュエータ（Ｉｄｌｅ Ｓｐｅｅｄ Ａｃｔｕａｔｏｒ；以下「ＩＳＡ」と称する）を設定デューティ比で開放する（Ｓ４１５）。次に、変速機バルブボディーのライン圧を最少に調整する（Ｓ４２０）。
【００１９】
前記初期段階（Ｓ４１５）（Ｓ４２０）は従来技術によって遂行される始動初期のエンジン制御方法と同一であり、従来技術の任意の方法によって遂行できるので、詳細な説明は省略する。
【００２０】
次に、制御部３０は、ソレノイドバルブ２８のデューティ比を１００％に制御して、オイル圧力調節バルブ１５により戻されるオイルが全てオイルファン１１へ回収されるように制御する（Ｓ４２５）。
【００２１】
次に、始動モーターが駆動されてクランキングが開始されると（Ｓ４３０）、制御部３０は空燃比をラムダ＝１以上の状態となるように制御する（Ｓ４３５）。前記ラムダ＝１の状態は理論空燃比状態であって、ラムダ＝１以上の状態は理論空燃比より稀薄な状態を意味している。
【００２２】
前記ソレノイドバルブ開放段階（Ｓ４２５）において、ソレノイドバルブが開放された状態で初期始動時のオイルの粘性が高いためにオイル圧力が過剰になる場合には、設定圧力を最小限に設定したオイル圧制御バルブ１５によってオイルファンに戻される。これによってエンジンは、オイルポンプによる負荷が減り、稀薄な燃料状態でも円滑な駆動が可能になる。
【００２３】
空燃比を制御した後には，点火時期の遅延（Ｒｅｔａｒｄ）制御をする（Ｓ４４０）。点火時期の遅延制御は、ソレノイドバルブ開放段階でソレノイドバルブが開放されることによってエンジン負荷が減って安定してエンジンを駆動することができる遅延角度の最大値に点火時期を遅延制御することであり、例えば８゜の遅延角度で遅延制御することができる。
【００２４】
次に、最初の爆発が発生するシリンダーを検出して、爆発数を累積演算する（Ｓ４４５）。最初の爆発シリンダーの検出は、圧縮行程の後に爆発行程でクランク軸の各加速度が設定加速度以上になるシリンダーを検出して判別することができ、前記爆発数の累積演算は、最初の爆発シリンダーで爆発が起こった回数を測定することによって行うことができる。
【００２５】
次に、前記検出されたシリンダーでの爆発数に基づいて燃料量を減少させる（Ｓ４５０）。燃料量の減少は、「該当シリンダーでの爆発数、最初の爆発からの爆発数、マニホールド圧力、冷却水温度、大気温度」を考慮して計算される該当シリンダーでのウェッティング（Ｗｅｔｔｉｎｇ）量に基づいて制御する。マニホールド圧力、冷却水温度および大気温度は、燃料の蒸発に影響を与えるので、計算に適するように換算定数によって換算して計算に用いる。
【００２６】
燃料量を減少した後に、エンジン回転数が設定回転数以上であるか否かを判断する（Ｓ４５５）。前記設定回転数は、クランキング時にエンジン回転数が十分に上昇して安定空回転制御が可能であると判断される任意の回転数に設定され、例えば１２００ｒｐｍである。
【００２７】
エンジン回転数判断段階（Ｓ４５５）でエンジン回転数が設定回転数以上でない場合には、点火時期制御段階（Ｓ４４０）に進み、前記点火時期制御段階（Ｓ４４０）ないし燃料量減少制御段階（Ｓ４５０）はエンジン回転数が前記設定回転数以上になるまで繰返し遂行される。
【００２８】
エンジン回転数判断段階（Ｓ４５５）でエンジン回転数が設定回転数以上である場合には、空回転モードに進み、ソレノイドバルブ２８はエンジン回転数、エンジン負荷およびオイル圧力を考慮して計算されるように設定された関数によって制御される。
【００２９】
図５は、本発明の実施の形態における空回転モードでのエンジンオイル循環制御方法を示すフローチャートである。図５に示したように、空回転モードに進むと、まず変数ｉを０に設定し（Ｓ５０５）、設定された空気流量関数によって計算される空気流量によりＩＳＡを所定の開放率に制御する（Ｓ５１０）。
【００３０】
ＩＳＡを制御した後には、ソレノイドバルブ２８を所定のデューティ比に制御する（Ｓ５１５）。所定のデューティ比は、エンジンオイル温度、エンジン回転数および負荷を考慮して演算される関数により設定できる。
【００３１】
次に、空燃比を所定の空燃比関数によって制御し（Ｓ５２０）、点火時期を所定の点火時期関数によって制御する（Ｓ５２５）。空燃比は稀薄に制御されるが、点火時期を制御することによってエンジン回転数変動を調整できると判断される範囲内の値に制御される。点火時期は、エンジン回転数変動がある場合には、前記エンジン回転数変動を解消するように予め設定されたロジックによって制御される。
【００３２】
次に、変数ｉに１を足して（Ｓ５２７）、現在の時刻（ｔ（ｉ））を測定し（Ｓ５３０）、エンジン回転数が設定したアイドル回転数であるか否かを判断して（Ｓ５３５）、アイドル回転数以下である場合には、前記現在時刻測定段階（Ｓ５３０）に進むことによってエンジン回転数が設定されたアイドル回転数を超える時刻が測定されるようにする。
【００３３】
アイドル回転数を超えた場合には、変速段が“Ｎ状態”あるいは“Ｐ状態”であるかを判断して（Ｓ５４０）、“Ｎ状態”あるいは“Ｐ状態”でない場合には、Ｄ段モードの制御段階に進む。
【００３４】
アイドル回転数を超えた場合で、変速段が“Ｎ状態”あるいは“Ｐ状態”である場合には、（１）酸素センサーの温度（ＴＯ２）がラムダフィードバック（Ｌａｍｂｄａ Ｆｅｅｄ Ｂａｃｋ）に設定された温度（ＴＬＯＴ）未満であったり、（２）空回転モードに進んだ後から現在まで経過した時間（ｔ（ｉ）−ｔ（１））が冷却水温度に対する関数として設定された設定時間（ｔｓ（Ｔｃ））未満であるかを判断する（Ｓ５４５）（Ｓ５５０）。
【００３５】
前記判断段階（Ｓ５４５）（Ｓ５５０）で、（１）酸素センサーの温度（ＴＯ２）がラムダフィードバック温度（ＴＬＯＴ）以上であったり、（２）空回転モードに進んだ後の経過時間が前記設定時間以上、つまり空回転モードに進んだ後で前記設定時間（ｔｓ（Ｔ））以上の時間が経過した場合には、前記ＩＳＡ制御段階（Ｓ５１０）に進むことによってソレノイドバルブ２８制御段階（Ｓ５１５）を持続して遂行する。
【００３６】
前記判断段階（Ｓ５４５）（Ｓ５５０）で、（１）酸素センサーの温度（ＴＯ２）がラムダフィードバック温度（ＴＬＯＴ）未満であり、（２）空回転モードに進んだ後の経過時間が前記設定時間（ｔｓ（Ｔ））未満である場合には、まずＩＳＡの位置を設定値Ｐ１に制御する（Ｓ５５５）。Ｐ１は１００％に近い任意の値に設定され、例えば１００％に設定されることができる。つまり、空回転状態に進んだ後に時間がそれほど経過していない状態では、前記ＩＳＡの制御値を最初の１００％から大きな変動を起こさないようにするのである。
【００３７】
そして、直前の状態と現在の状態とのエンジン回転数変化量（｜ｎ（ｉ−１）−ｎ（ｉ）｜）が設定変化量（Δｎｓ）を超過するか否かを判断する（Ｓ５６０）。設定変化量（Δｎｓ）は点火時期制御で解消可能であると判断されるエンジン回転数変化量であって、予め設定された値である。
【００３８】
前記エンジン回転数変化量判断段階（Ｓ５６０）で、エンジン回転数変化量が設定変化量を超過しない場合には、前記点火時期制御段階（Ｓ５２５）に進み、設定変化量を超過する場合には、前記空燃比制御段階（Ｓ５２０）に進む。
【００３９】
従って、ラムダフィードバックが不可能な状態で設定時間が経過する前には、点火時期で調節可能な範囲のエンジン回転数変動は点火時期で制御されることができ、エンジン回転数変動が点火時期で調節可能な範囲を超える場合には、空燃比が過度に稀薄（ｌｅａｎ）であると判断して空燃比を制御し、点火時期だけで制御可能な範囲内にあるように空燃比を制御するようになる。
【００４０】
以上で本発明のエンジンオイル循環制御システムおよび方法に関する好ましい実施の形態を説明したが、本発明はこれら実施の形態に限定されず、本発明の実施の形態から当該発明が属する技術分野において通常の知識を有する者によって容易に変更され均等であると認められる範囲の全ての変更を含むものである。
【００４１】
【発明の効果】
本発明によれば、エンジン始動時にエンジンにかかるオイルポンプの負荷を減らすことによってエンジン始動を円滑にするだけでなく、前記負荷が減るようになるので空燃比をさらに稀薄に制御したり点火時期をさらに遅延してもエンジン始動性が維持され、初期始動時の公害物質の排出を減らすことができる。
【００４２】
また、空回転の際にもエンジン回転数、オイル温度および負荷によってソレノイドバルブを制御することにより、エンジンオイル圧力を最適の状態に維持し、空燃比制御および点火時期制御を可能にしてエンジンの燃費を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来技術によるエンジンオイル供給システムの構成図である。
【図２】本発明の実施の形態によるエンジンオイル循環制御システムの構成図である。
【図３】本発明の実施の形態によるエンジンオイル循環制御システムのブロック図である。
【図４】本発明の実施の形態による始動時のエンジンオイル循環制御方法を示したフローチャートである。
【図５】本発明の実施の形態による空回転モードのエンジンオイル循環制御方法を示したフローチャートである。
【符号の説明】
１１ オイルファン
１２ クランク軸
１３ オイルポンプ
１４ オイル圧力センサー
１５ オイル圧力調節バルブ
１６ 戻り管路
１７ スプリング
２７ オイル温度センサー
２８ ソレノイドバルブ
２９ エンジン駆動状態検出部
３０ 制御部
Claims (4)
- オイルファンの下部に装着され、オイルファンにあるオイル温度を検出するオイル温度センサー、オイルポンプから排出されるオイル圧力を検出するオイル圧力センサー、エンジン回転数およびエンジン負荷を検出するエンジン駆動状態検出部、オイルポンプの一側に装着され、前記オイルポンプから供給されるオイル圧力が設定圧力以上である場合にはバイパスさせるオイル圧力調節バルブ、前記オイル圧力調節バルブのオイルファンへのバイパス管路上に設けられ、オイル圧力調節バルブからバイパスされたオイルのオイルファンへの回収を制御するソレノイドバルブ、および前記各センサーおよびエンジン駆動状態検出部から入力されるデータに基づいて前記ソレノイドバルブの作動を制御する制御部を含むことからなるエンジンオイル循環制御システムにおいて、始動モーターが駆動されると、前記オイル圧力調節バルブによって設定されるオイル圧力は、エンジンの正常作動時に必要なオイル圧力の最小値に設定され、前記制御部は、設定されたロジックによって前記オイル温度、オイル圧力、エンジン駆動状態に基づいて前記ソレノイドバルブを制御し、前記設定されたロジックは、エンジン回転数が設定回転数以上になるまで前記ソレノイドバルブを完全開放する段階を含むことを特徴とするエンジンオイル循環制御システム。
- 請求項１に記載のエンジンオイル循環制御システムを利用して、始動キーがオンされて空回転速度アクチュエータを設定デューティ値に開放する段階と、前記ソレノイドバルブを完全開放する段階と、エンジン回転数が設定回転数以上になるまで前記ソレノイドバルブの開放状態を維持する開放維持段階と、を含むことを特徴とするエンジンオイル循環制御方法。
- 前記開放維持段階の後には、設定されたロジックによって前記オイル温度、オイル圧力、エンジン駆動状態に基づいて前記ソレノイドバルブを制御する空回転モードに進む段階をさらに含むことを特徴とする請求項２記載のエンジンオイル循環制御方法。
- 前記空回転モードは、設定された空気流量関数によって計算される空気流量により空回転速度アクチュエータを制御する空回転速度アクチュエータ制御段階と、前記ソレノイドバルブを、エンジンオイル温度、エンジン回転数および負荷を考慮して演算される関数によって設定されるデューティに制御するソレノイドバルブ制御段階と、空燃比を、点火時期を制御することによってエンジン回転数変動を調整することができると判断される範囲内の値に制御する空燃比制御段階と、エンジン回転数変動がある場合には、点火時期を前記エンジン回転数変動を解消するように所定の点火時期関数によって制御する点火時期制御段階と、エンジン回転数が設定されたアイドル回転数を超えるまで現在の時刻（ｔ（ｉ））を測定する現在時刻測定段階と、エンジン回転数が前記設定されたアイドル回転数を超えた場合には、変速段が“Ｎ状態”あるいは“Ｐ状態”であるかを判断して、“Ｎ状態”あるいは“Ｐ状態”でない場合には、Ｄ段モードの制御段階に進む変速段判断段階と、前記変速段判断段階で変速段が“Ｎ状態”あるいは“Ｐ状態”である場合には、（１）酸素センサーの温度（ＴＯ２）がラムダフィードバック（Ｌａｍｂｄａ ＦｅｅｄＢａｃｋ）に設定された温度（ＴＬＯＴ）未満であったり、（２）空回転モードに進入した後から現在まで経過した時間（ｔ（ｉ）−ｔ（１））が冷却水温に対する関数として設定された設定時間（ｔｓ（Ｔ））未満であるかを判断して、そうでない場合には、前記空回転速度アクチュエータ制御段階に進行む第１判断段階と、前記第１判断段階で、（１）酸素センサーの温度（ＴＯ２）がラムダフィードバック温度（ＴＬＯＴ）未満であり、（２）空回転モードに進んだ後の経過時間が前記設定時間（ｔｓ（Ｔ））未満である場合には、空回転速度アクチュエータの位置を設定値Ｐ１に制御する段階と、直前の状態と現在の状態とのエンジン回転数変化量（｜ｎ（ｉ−１）−ｎ（ｉ）｜）が設定変化量（Δｎｓ）を超過するか否かを判断して、設定変化量（Δｎｓ）を超過しない場合には、前記点火時期制御段階に進み、設定変化量を超過する場合には、前記空燃比制御段階に進むエンジン回転数変化量判断段階と、を含むことを特徴とする請求項３に記載のエンジンオイル循環制御方法。
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