JP2018123714A - オイル粘度推定装置 - Google Patents

Abstract

【課題】オイルポンプから吐出されるオイルの粘度の推定精度の低下を抑制することができるオイル粘度推定装置を提供する。【解決手段】オイル粘度推定装置としての制御装置３００は、オイルポンプ１０と、オイルポンプ１０から吐出されたオイルが流れる吐出油路１３ａと、吐出油路１３ａを流れるオイルの圧力を検出する吐出圧センサ３１１とを備えるオイル供給装置２１０に適用される。この制御装置３００は、目標吐出圧が吐出圧センサ値と相違していると判定できる規定条件の成立時点から吐出圧センサ値が目標吐出圧に収束するまでに要する時間である応答時間を取得する応答時間取得部３０３と、取得された応答時間が短いほど、オイルの粘度が低いと推定する処理部３０４とを備える。【選択図】図１

Description

本発明は、オイルポンプから吐出されるオイルの粘度を推定するオイル粘度推定装置に関する。

オイルポンプから吐出されてエンジン内を循環するオイルが劣化していると判定されたときには、オイル交換を促すための報知が行われることがある。例えば、特許文献１に記載のエンジンは、エンジン回転速度を検出するクランク角センサと、エンジン内を循環するオイルの圧力である油圧を検出する油圧センサと、オイルの温度である油温を検出する油温センサとを備えている。そして、各センサによって検出されたエンジン回転速度、油圧及び油温に基づいて上記報知を行うタイミングが決定されるようになっている。

具体的には、エンジン回転速度及び油温に応じた許容油圧範囲が導出される。そして、油圧が許容油圧範囲の上限よりも高かったり、油圧が許容油圧範囲の下限よりも低かったりしたときには、上記報知が行われる。例えば、エンジンのシリンダ内で燃焼されなかった未燃燃料がオイルに混ざるなどしてオイルが希釈すると、オイルの粘度が低くなるため、油圧が低くなりやすい。そして、こうしたオイルの希釈が進行すると、許容油圧範囲の下限を油圧が超えなくなり、上記報知が行われる。

なお、オイルの粘度は、油温が高いほど低くなる。そのため、オイルポンプにおけるオイルの実際の吐出圧と目標吐出圧とを用いたフィードバック制御を実施するオイル供給装置では、例えば特許文献２に記載されるように、フィードバック制御のゲインを油温に応じて可変するようにしている。

特開２０１３−１９９８５２号公報 特開２０１４−１５９７６１号公報

エンジン内で循環するオイルを供給するオイル供給装置として、オイルポンプから吐出されたオイルが流れる吐出油路に油圧センサが配置され、同吐出油路における油圧センサよりも上流側に異物を捕捉するためのフィルタが配設されている装置もある。このような装置では、フィルタによって異物が捕捉されると、吐出油路における油圧センサよりも上流側での圧力損失が高くなり、結果として、油圧センサによって検出される油圧が低くなりやすい。吐出油路における油圧センサよりも上流側にフィルタが設けられていなくても、吐出油路における油圧センサよりも上流側にデポジットが堆積した場合には、同吐出油路での圧力損失がやはり高くなり、油圧センサによって検出される油圧が低くなりやすい。そのため、油圧センサによって検出される油圧に基づいてオイルの粘度を推定する場合、吐出油路における油圧センサよりも上流側での圧力損失が大きいと、粘度の推定精度が低くなる。

また、オイルの粘度は、油温だけではなく、オイルの希釈度合いによっても変わる。そのため、特許文献２に記載されているように油温によってフィードバック制御のゲインを可変するようにしたとしても、オイルの希釈が進行している場合には、オイルの粘度に応じたオイルポンプの作動制御を実施できるとは言い難い。こうしたオイルの粘度に応じたオイルポンプの作動制御を行う場合なども含め、オイルの粘度を的確に推定することが望まれている。

上記課題を解決するためのオイル粘度推定装置は、オイルの吐出圧を変更可能なオイルポンプと、オイルポンプから吐出されたオイルが流れる吐出油路と、吐出油路を流れるオイルの圧力を検出するセンサと、を備え、オイルポンプに対する吐出圧の目標値である目標吐出圧にセンサによって検出されているオイルの圧力である吐出圧センサ値が収束するように、オイルポンプの作動が制御されるオイル供給装置に適用される。このオイル粘度推定装置は、目標吐出圧が吐出圧センサ値と相違していると判定できる規定条件の成立時点から吐出圧センサ値が目標吐出圧に収束するまでに要する時間である応答時間を取得する応答時間取得部と、取得された応答時間が短いほど、オイルの粘度が低いと推定する処理部と、を備える。

オイルポンプから吐出されたオイルが流れる吐出油路において、同吐出油路におけるセンサよりも上流側で圧力損失が大きくなることがある。吐出油路のうち、圧力損失が大きくなっている部位よりも上流側を上流側通路とし、同部位よりも下流側を下流側通路とした場合、上流側通路と下流側通路との間では圧力損失の大きさに相当する差圧が発生する。このように差圧が発生している状況下で、オイルポンプにおけるオイルの吐出圧が所定圧変化した場合、上記差圧が維持されるかたちで、上流側通路内の油圧及び下流側通路内の油圧の双方が変化する。そのため、吐出圧センサ値を目標吐出圧に向けて変更する際の同吐出圧センサ値の変化速度は、上記圧力損失によって左右されにくい。

また、オイルポンプにおけるオイルの吐出圧を変更する場合、オイルの粘度が低いほど、吐出圧センサ値の変化速度が高くなる。そのため、オイルの粘度が低いほど、吐出圧センサ値が目標吐出圧に収束するまでに要する時間は短くなる。したがって、上記規定条件の成立時点から吐出圧センサ値が目標吐出圧に収束するまでに要する時間である応答時間の長さも、上記圧力損失によって左右されにくい。

そこで、上記構成では、上記規定条件の成立時点から吐出圧センサ値が目標吐出圧に収束するまでに要する時間である応答時間を取得し、当該応答時間が短いほど、オイルの粘度が低いと推定するようにしている。このように吐出油路におけるセンサよりも上流側での圧力損失の変化に左右されにくい応答時間を基にオイルの粘度を推定することにより、吐出油路におけるセンサよりも上流側での圧力損失の変化による影響を抑制した態様でオイルの粘度を推定することができる。

なお、目標吐出圧の単位時間あたりの変化量が大きく、目標吐出圧と吐出圧センサ値との差分が大きいほど、オイルの粘度が高い場合と低い場合とで、取得される上記応答時間の差が出やすい。そのため、目標吐出圧の単位時間あたりの変化量が目標変化判定値以上であるときに規定条件が成立したとして応答時間を計測し、当該応答時間を用いてオイルの粘度を推定することにより、オイルの粘度の推定精度を高くすることができる。

また、オイルポンプとして、エンジンのクランク軸の回転に同期して回転する入力軸を有し、同入力軸の一回転あたりのオイルの吐出量を操作可能な機関駆動式のオイルポンプが採用されていることがある。この場合、エンジン回転速度が高いほど、入力軸の一回転あたりのオイルの吐出量が増えるため、オイルポンプにおけるオイルの吐出圧が高くなる。すなわち、目標吐出圧が変更されていない状況下でエンジン回転速度の単位時間あたりの変化量が大きいときには、目標吐出圧と吐出圧センサ値との差分が大きくなる。そして、このように当該差分が大きいほど、オイルの粘度が高い場合と低い場合とで、取得される上記応答時間の差が出やすい。そのため、オイルポンプが機関駆動式のオイルポンプである場合、エンジン回転速度の単位時間あたりの変化量が回転変化判定値以上であるときに規定条件が成立したとして応答時間を計測し、当該応答時間を用いてオイルの粘度を推定することにより、オイルの粘度の推定精度を高くすることができる。

エンジンにおける未燃燃料がオイルと混ざってしまうと、オイルが希釈され、同オイルの粘度が低くなる。そして、オイルと混合している未燃燃料の量が多くなり、オイルの希釈が進むと、オイルの粘度が極端に低くなるため、上記応答時間が極端に短くなる。そこで、応答時間取得部によって取得された上記応答時間が報知用判定時間未満であることを条件に、処理部はオイル交換を促す報知処理を行うことが好ましい。この構成によれば、応答時間が報知用判定時間未満であることに基づいて応答時間が極端に短くなっていると判定できたときに、オイルの交換を促す報知を行うことができる。

また、処理部は、応答時間取得部によって取得された応答時間が報知用判定時間以上であることを条件に、目標吐出圧に吐出圧センサ値を収束させるべくオイルポンプの作動を制御するためのパラメータを、応答時間から推定されるオイルの粘度に応じた値と等しくするようにしてもよい。

応答時間が報知用判定時間以上であっても、オイル交換の必要は未だない程度にオイルが希釈されており、オイルが希釈されていない場合よりもオイルの粘度が低くなっていることがある。そのため、上記構成では、オイルポンプの作動を制御する際のパラメータが、応答時間から推定されるオイルの粘度に応じた値と等しくされる。そのため、オイルポンプから吐出されるオイルの粘度が低くなっても、現時点でのオイルの粘度に応じたオイルポンプの作動制御を行うことができる。

ところで、オイル供給装置で使用されるオイルが、以前よりも粘度の低い種類のオイルに交換されることがある。この場合であっても、オイルポンプの作動を適切に制御するためには、同オイルポンプから吐出されるオイルの種類を適切に推定し、オイルポンプの作動を制御するためのパラメータを、その推定したオイルの種類に応じた値とすることになる。

そこで、処理部は、応答時間取得部によって取得された応答時間が判別用判定時間未満であることを条件に、当該応答時間が判別用判定時間以上である場合よりも粘度の低い種類のオイルがオイルポンプから吐出されていると推定し、目標吐出圧に吐出圧センサ値を収束させるべくオイルポンプの作動を制御するためのパラメータを、粘度の低い種類のオイルに対応した値に変更するようにしてもよい。この構成によれば、上記応答時間が判別用判定時間未満であるときには、上記パラメータを、当該応答時間が判別用判定時間以上であるときよりも粘度の低い種類のオイルに対応した値とすることができる。そのため、粘度の低い種類のオイルが使用されるようになっても、当該オイルの種類に応じたオイルポンプの作動制御を行うことができる。

オイル粘度推定装置の第１の実施形態である制御装置の機能構成と、同制御装置を備えるエンジンにおけるオイルの循環経路の概略とを示す模式図。 同制御装置によって作動が制御されるオイルポンプを示す断面図であって、オイルの吐出圧が最大となっている状態を示す図。 同オイルポンプを示す断面図であって、オイルの吐出圧が最小となっている状態を示す図。 同制御装置の応答時間取得部が実行する処理ルーチンを説明するフローチャート。 同制御装置の処理部が実行する処理ルーチンを説明するフローチャート。 定常状態から非定常状態に移行したときにおける、オイルポンプにおけるオイルの吐出圧の推移を示すタイミングチャート。 オイル粘度推定装置の第２の実施形態である制御装置の処理部が実行する処理ルーチンを説明するフローチャート。

以下、オイル粘度推定装置の第１の実施形態を図１〜図６に従って説明する。
図１には、本実施形態のオイル粘度推定装置である制御装置３００を備えるエンジン２００におけるオイルの循環経路が図示されている。図１に示すように、エンジン２００は、オイルを貯留しているオイルパン２０１と、オイルパン２０１内のオイルがオイル供給装置２１０を介して供給されるメインオイルギャラリ２０２とを備えている。また、エンジン２００には、オイルの供給を必要とする複数のデバイス２０３が設けられている。そして、デバイス２０３から排出されたオイルが、オイルパン２０１に戻るようになっている。

オイル供給装置２１０は、オイルの吐出圧を変更可能なオイルポンプ１０と、オイル制御バルブ１００とを備えている。そして、制御装置３００がオイル制御バルブ１００の駆動を制御することで、オイルポンプ１０におけるオイルの吐出圧が変更されるようになっている。

次に、図１、図２及び図３を参照し、オイルポンプ１０について説明する。
オイルポンプ１０は、エンジン２００のクランク軸の回転に基づいて駆動する可変容量型のポンプである。図２及び図３に示すように、オイルポンプ１０は、クランク軸と同期して回転する入力軸１１と、内部に収容空間４０が区画されているケーシング部材ＣＳとを備えている。この収容空間４０には、入力軸１１と一体回転するインナロータ５０と、インナロータ５０よりも外周側に配置されているアウタロータ６０と、アウタロータ６０を取り囲むリング状の調整リング７０とが設けられている。

ケーシング部材ＣＳには、その内部にオイルを吸入する吸入ポート１２と、内部のオイルをケーシング部材ＣＳ外に吐出する吐出ポート１３とが設けられている。なお、図１に示すように、吸入ポート１２はオイルパン２０１に通じる吸入油路１１４に連通しており、吐出ポート１３はメインオイルギャラリ２０２に通じる吐出油路１３ａに連通している。なお、吐出油路１３ａには、オイルとともに吐出ポート１３から吐出された異物を捕捉するためのフィルタ１３ｂが設けられている。

図２及び図３に示すように、インナロータ５０の外周には複数の外歯５１が設けられており、アウタロータ６０の内周には、インナロータ５０の外歯５１と噛み合う複数の内歯６１が設けられている。内歯６１の数は外歯５１の数よりも１つ多くなっている。そして、アウタロータ６０は、調整リング７０によって回転可能に保持されている。

アウタロータ６０の回転中心は、インナロータ５０の回転中心に対して偏心している。インナロータ５０の外歯５１とアウタロータ６０の内歯６１とは、それらの一部分（図２では右側部分）が互いに噛み合った状態となっている。インナロータ５０の外周とアウタロータ６０の内周との間には、オイルにより満たされる作動室４１が形成されている。

作動室４１において、インナロータ５０の外歯５１とアウタロータ６０の内歯６１とが互いに噛み合う位置から図２に矢印で示す入力軸１１の回転方向における所定位置までの部分では、各ロータ５０，６０の回転に伴ってインナロータ５０の外歯５１とアウタロータ６０の内歯６１との間の隙間が徐々に大きくなる。そして、このようにインナロータ５０の外歯５１とアウタロータ６０の内歯６１との間の隙間が徐々に大きくなる部分が、吸入ポート１２と連通する。一方、作動室４１において、ロータ５０，６０の回転に伴ってインナロータ５０の外歯５１とアウタロータ６０の内歯６１との間の隙間が徐々に小さくなる部分が、吐出ポート１３と連通する。

オイルポンプ１０が駆動する際には、入力軸１１が回転することにより、各ロータ５０，６０が互いに噛み合いながら回転する。そして、オイルパン２０１に貯留されているオイルが吸入油路１１４を介して吸入ポート１２から作動室４１に吸入され、吐出ポート１３から吐出油路１３ａに吐出される。

調整リング７０は、アウタロータ６０を保持するリング状の本体部７１と、本体部７１の外周からロータ５０，６０の径方向に突出する突出部７２とを有している。調整リング７０の本体部７１には、規定方向に延びる長孔７１１，７１２が設けられている。これら長孔７１１，７１２には、ケーシング部材ＣＳに固定されているガイドピン８１，８２が挿通されている。これにより、調整リング７０は、長孔７１１，７１２の延びる方向に変位可能となっている。

調整リング７０の突出部７２の先端には第１のシール部材８３が設けられているとともに、本体部７１には第２のシール部材８４が設けられている。各シール部材８３，８４はケーシング部材ＣＳの側壁に当接し、側壁と調整リング７０の外周との間の空間がシールされることにより、収容空間４０には、調整リング７０及び各シール部材８３，８４によって制御油室４２が区画形成されている。

制御油室４２には、制御油路１１１と連通する開口部１４が設けられており、この制御油路１１１及び開口部１４を通じてオイル制御バルブ１００から制御油室４２にオイルが供給可能となっている。また、収容空間４０には、制御油室４２の容積を小さくする方向への付勢力を突出部７２に付与するスプリング１５が設けられている。このスプリング１５は、突出部７２を挟んだ制御油室４２の反対側に配設されている。図２には、制御油室４２の内圧が低いため、スプリング１５からの付勢力によって、制御油室４２の容積が最小となる位置で調整リング７０が保持されている状態が示されている。なお、本実施形態では、このように制御油室４２の容積が最小となるときの調整リング７０の位置、すなわち図２での調整リング７０の位置を、「初期位置」というものとする。

そして、調整リング７０が初期位置に配置されている状況下で、制御油室４２にオイルが供給され、制御油室４２の内圧が高くなると、スプリング１５からの付勢力に抗し、制御油室４２の容積を大きくする方向に初期位置から調整リング７０が変位する。すなわち、図２に示す状態から図３に示す状態に向かう方向（図２における反時計回り方向）に調整リング７０が回動しながら変位する。一方、オイル制御バルブ１００の駆動によって制御油室４２からオイルが排出されるようになると、制御油室４２の内圧が低くなり、スプリング１５からの付勢力によって、制御油室４２の容積を小さくする方向に調整リング７０が変位する。すなわち、図３に示す状態から図２に示す状態に向かう方向（図３における時計回り方向）に調整リング７０が回動しながら変位する。つまり、調整リング７０の位置は、制御油室４２の内圧とスプリング１５からの付勢力とによって決まる。そして、調整リング７０の位置の変化によって、吸入ポート１２及び吐出ポート１３の各々の開口に対するインナロータ５０及びアウタロータ６０の歯５１，６１の噛み合う部分の相対的な位置が変化する。このため、制御油室４２の内圧の調整による調整リング７０の位置の変更を通じ、入力軸１１の一回転あたりの吐出ポート１３からのオイルの吐出量、すなわち吐出ポート１３から吐出されるオイルの圧力である吐出圧が変更される。

具体的には、オイルポンプ１０では、図２に示されているように調整リング７０の位置が「初期位置」にあるときに、オイルの吐出圧が最大になる。図２に示すようにオイルの吐出圧が最大となる位置にある状態から制御油室４２の内圧が高くなると、内圧の上昇に伴い、調整リング７０が、スプリング１５からの付勢力に抗して図２における反時計回り方向に回動しながら変位する。その結果、ロータ５０，６０の回転に伴って外歯５１と内歯６１との間の隙間が徐々に大きくなる部分のうち、吸入ポート１２と重なる範囲が小さくなるとともに、外歯５１と内歯６１との間の隙間が徐々に小さくなる部分の一部が吸入ポート１２と重なるようになる。その結果、オイルの吐出圧が低くなる。反対に、制御油室４２の内圧が低くなると、内圧の低下に伴い、調整リング７０が、スプリング１５からの付勢力によって図３における時計回り方向に回動しながら変位し、オイルの吐出圧が高くなる。

次に、図１、図２及び図３を参照し、オイル制御バルブ１００について説明する。
図１及び図２に示すように、オイル制御バルブ１００は、電磁駆動式のアクチュエータ１００Ａの駆動によってスプールの位置を切り替えることにより複数の油路の連通状態を切り替えることができる。すなわち、オイル制御バルブ１００は、制御油路１１１が接続される制御ポート１０１と、オイルポンプ１０の吐出油路１３ａから分岐する供給油路１１２が接続される供給ポート１０２と、オイルを排出するための排出油路１１３が接続される排出ポート１０３とを備えている。そして、アクチュエータ１００Ａに対する指示電流値Ｉｏｃｖの調整によって、同スプールの位置が、制御ポート１０１に還流してきたオイルを排出ポート１０３から排出する排出位置（図２）と、供給ポート１０２に供給されるオイルを制御ポート１０１から制御油路１１１に送り出す供給位置（図３）との間で変わるようになっている。すなわち、本実施形態では、アクチュエータ１００Ａに入力する指示電流値Ｉｏｃｖが大きくなるにつれて、スプールが排出位置から供給位置に向けて変位するようになる。このように排出位置から供給位置に向けてスプールを変位させることで、オイルポンプ１０の制御油室４２の内圧を高くすることができる、すなわちオイルポンプ１０におけるオイルの吐出圧を低くすることができる。

次に、図１を参照し、制御装置３００について説明する。
図１に示すように、制御装置３００には、吐出圧センサ３１１と、温度センサ３１２と、クランク角センサ３１３とが電気的に接続されている。吐出圧センサ３１１は、吐出油路１３ａにおけるフィルタ１３ｂよりも下流側に配置されており、フィルタ１３ｂを通過したオイルの圧力である吐出圧センサ値ＰＳを検出する。また、温度センサ３１２はオイルポンプ１０に供給されるオイルの温度である油温ＴＭＰを検出し、クランク角センサ３１３はエンジン２００のクランク軸の回転速度であるエンジン回転速度ＮＥを検出する。そして、制御装置３００は、これら各センサ３１１〜３１３によって検出された情報を基に、オイル供給装置２１０の作動を制御するようになっている。

また、制御装置３００は、オイルポンプ１０におけるオイルの吐出圧を制御したり、オイルの粘度を推定したりするための機能部として、目標圧設定部３０１、吐出圧制御部３０２、応答時間取得部３０３及び処理部３０４を有している。

目標圧設定部３０１は、オイルポンプ１０におけるオイルの吐出圧の目標値である目標吐出圧ＰＴｒの導出を行っている。そして、目標圧設定部３０１は、導出した目標吐出圧ＰＴｒを吐出圧制御部３０２及び応答時間取得部３０３に出力する。

吐出圧制御部３０２は、目標圧設定部３０１から入力された目標吐出圧ＰＴｒと吐出圧センサ値ＰＳとを用いたフィードバック制御に基づいて指示電流値Ｉｏｃｖを算出し、この指示電流値Ｉｏｃｖをアクチュエータ１００Ａに入力することで、制御油室４２の内圧、すなわちオイルポンプ１０におけるオイルの吐出圧を制御する。具体的には、吐出圧制御部３０２は、以下に示す関係式（式１）を用いて指示用目標吐出圧ＰＴｒＡを算出し、この指示用目標吐出圧ＰＴｒＡに対応する指示電流値Ｉｏｃｖを求める。すなわち、指示電流値Ｉｏｃｖは、指示用目標吐出圧ＰＴｒＡが低いほど大きくなる。なお、関係式（式１）において、「Ｘ」はフィードバック制御の比例項であり、「Ｙ」はフィードバック制御の積分項である。また、「Ｇ」は共通のゲインであり、ゲインＧはオイルの粘度に応じた値に設定される。

ＰＴｒＡ＝（ＰＴｒ＋Ｘ＋Ｙ）×Ｇ ・・・（式１）
応答時間取得部３０３は、規定条件の成立時点から、吐出圧センサ値ＰＳが目標吐出圧ＰＴｒに収束するまでに要する時間である応答時間ＴＭを取得する。規定条件とは、吐出圧センサ値ＰＳが目標吐出圧ＰＴｒよりも小さいと判定するための条件のことであり、その詳細については後述する。そして、応答時間取得部３０３は、取得した応答時間ＴＭを処理部３０４に出力する。

処理部３０４は、応答時間取得部３０３から入力された応答時間ＴＭに基づきオイルの粘度を推定し、その推定結果に応じた処理を行う。具体的には、処理部３０４は、応答時間ＴＭから推定されるオイルの粘度が極端に低いときには、未燃燃料のオイルへの混入量が多く、オイル交換が必要なほどにオイルの希釈が進行していると判定し、オイル交換を促す報知処理を行う。また、処理部３０４は、オイル交換が必要なほどにオイルの希釈が進行していると判定していない場合、オイル供給装置２１０で使用されているオイル粘度の推定値を基に、オイルポンプ１０の作動を制御するためのパラメータである上記ゲインＧを補正する。

次に、図４を参照し、応答時間ＴＭを取得するために応答時間取得部３０３が実行する処理ルーチンについて説明する。この処理ルーチンは、吐出圧センサ値ＰＳが目標吐出圧ＰＴｒに収束している定常状態から吐出圧センサ値ＰＳが目標吐出圧ＰＴｒに収束していない非定常状態に移行したときに実行される。

図４に示すように、本処理ルーチンにおいて、応答時間取得部３０３は、規定条件が成立したかを判定する（ステップＳ１１）。本実施形態では、規定条件を、目標吐出圧ＰＴｒの単位時間あたりの増大量ＩＰＴｒが増大量判定値ＩＰＴｒＴｈ以上であることと、エンジン回転速度ＮＥの単位時間あたりの減少量ＤＮＥが減少量判定値ＤＮＥＴｈ以上であることと、の論理和としている。ここでいう「単位時間」とは、上記フィードバック制御の実行周期の時間の長さと等しい。なお、増大量判定値ＩＰＴｒＴｈは、「目標変化判定値」の一例であり、増大量ＩＰＴｒが増大量判定値ＩＰＴｒＴｈ以上である場合に、目標吐出圧ＰＴｒが変更されたために吐出圧センサ値ＰＳと目標吐出圧ＰＴｒとの差分が大きくなったと判定できるような値に設定されている。また、減少量判定値ＤＮＥＴｈは、「回転変化判定値」の一例であり、減少量ＤＮＥが減少量判定値ＤＮＥＴｈ以上である場合に、エンジン回転速度ＮＥが減少したために吐出圧センサ値ＰＳと目標吐出圧ＰＴｒとの差分が大きくなったと判定できるような値に設定されている。

そして、規定条件が成立した場合には、目標吐出圧ＰＴｒが吐出圧センサ値ＰＳと相違していると判定する。一方、規定条件が成立していない場合には、定常状態から非定常状態に移行していても、目標吐出圧ＰＴｒが吐出圧センサ値ＰＳと相違しているとは判定しない。

そのため、規定条件が成立している場合（ステップＳ１１：ＹＥＳ）、応答時間取得部３０３は、上記応答時間ＴＭの計測を開始する（ステップＳ１２）。そして、応答時間取得部３０３は、吐出圧センサ値ＰＳが目標吐出圧ＰＴｒに収束したか否かを判定する（ステップＳ１３）。未だ収束していない場合（ステップＳ１３：ＮＯ）、応答時間取得部３０３は、吐出圧センサ値ＰＳが目標吐出圧ＰＴｒに収束するまでステップＳ１３の判定処理を繰り返す。一方、既に収束している場合（ステップＳ１３：ＹＥＳ）、応答時間取得部３０３は、応答時間ＴＭの計測を終了し（ステップＳ１４）、本処理ルーチンを終了する。

その一方で、ステップＳ１１において、規定条件が成立していない場合（ＮＯ）、応答時間取得部３０３は、本処理ルーチンを終了する。つまり、規定条件が成立していない場合、すなわち定常状態から非定常状態に移行しても吐出圧センサ値ＰＳと目標吐出圧ＰＴｒとの差分が小さいときには、応答時間ＴＭが取得されない。

次に、図５を参照し、応答時間取得部３０３によって応答時間ＴＭが取得されたことを契機に処理部３０４が実行する処理ルーチンについて説明する。
図５に示すように、本処理ルーチンにおいて、処理部３０４は、応答時間取得部３０３から入力された応答時間ＴＭが報知用判定時間ＴＭＴｈ１未満であるか否かを判定する（ステップＳ２１）。

オイルへの未燃燃料の混入によってオイルが希釈されると、オイルの粘度が低くなり、応答時間ＴＭが短くなる。そのため、オイルへの未燃燃料の混入量が多くなってオイルの希釈が進むと、オイルの粘度が極端に低くなるため、応答時間ＴＭが極端に短くなる。このようにオイルが希釈されてオイルの粘度が極端に低くなったときには、オイル交換が必要となる。そこで、本実施形態では、オイルの希釈が進行したためにオイルの粘度が極端に低くなったか否かを判定するための判定値として、報知用判定時間ＴＭＴｈ１が設定されている。そして、応答時間ＴＭが報知用判定時間ＴＭＴｈ１未満であるときには、オイル交換が必要なほどにオイルの希釈が進行した可能性があると判定する。一方、応答時間ＴＭが報知用判定時間ＴＭＴｈ１以上であるときには、オイル交換が必要なほどにはオイルの希釈が進行していないと判定する。

そのため、応答時間ＴＭが報知用判定時間ＴＭＴｈ１未満である場合（ステップＳ２１：ＹＥＳ）、処理部３０４は、報知判定カウンタＣＮＴ１を「１」インクリメントする（ステップＳ２２）。この報知判定カウンタＣＮＴ１は、応答時間ＴＭが報知用判定時間ＴＭＴｈ１未満になることの連続回数のことである。そして、処理部３０４は、更新した報知判定カウンタＣＮＴ１が報知開始用判定値ＣＮＴＴｈ１以上であるか否かを判定する（ステップＳ２３）。報知開始用判定値ＣＮＴＴｈ１は、「２」以上の整数（例えば、４）に設定されている。そして、報知判定カウンタＣＮＴ１が報知開始用判定値ＣＮＴＴｈ１以上になったときには、オイル交換が必要なほどにオイルの希釈化が進行したと判定する。

そのため、報知判定カウンタＣＮＴ１が報知開始用判定値ＣＮＴＴｈ１以上である場合（ステップＳ２３：ＹＥＳ）、処理部３０４は、オイル交換を促す報知処理を行う（ステップＳ２４）。すなわち、本実施形態では、応答時間ＴＭが報知用判定時間ＴＭＴｈ１未満であることを条件に報知処理が行われるようになっている。その後、処理部３０４は、本処理ルーチンを終了する。一方、報知判定カウンタＣＮＴ１が報知開始用判定値ＣＮＴＴｈ１未満である場合（ステップＳ２３：ＮＯ）、処理部３０４は、報知処理を行うことなく、本処理ルーチンを終了する。

その一方で、ステップＳ２１において、応答時間ＴＭが報知用判定時間ＴＭＴｈ１以上である場合（ＮＯ）、処理部３０４は、報知判定カウンタＣＮＴ１を「０」にリセットする（ステップＳ２５）。そして、処理部３０４は、オイル供給装置２１０で使用されているオイルの粘度を推定する推定処理を行う（ステップＳ２６）。すなわち、この推定処理では、処理部３０４は、応答時間ＴＭが短いほどオイルの粘度が低いと推定する。続いて、処理部３０４は、推定したオイルの粘度を基に、オイルポンプ１０におけるオイルの吐出圧を制御するために用いられる制御パラメータの補正処理を行う（ステップＳ２７）。例えば、処理部３０４は、補正処理では、フィードバック制御のパラメータの一例である上記関係式（式１）のゲインＧを、推定したオイルの粘度に応じて補正する。その後、処理部３０４は、本処理ルーチンを終了する。

次に、図６を参照し、定常状態から非定常状態に移行したときに規定条件が成立した場合の作用を効果とともに説明する。なお、図６において、破線は、未燃燃料がオイルに混入していない場合における吐出圧センサ値ＰＳの推移を表している一方、太い実線は、未燃燃料がオイルに混入しており、オイル交換が必要なほどにオイルの希釈が進行している場合における吐出圧センサ値ＰＳの推移を表している。

吐出油路１３ａに配置されているフィルタ１３ｂで異物が捕捉されると、吐出油路１３ａにおける吐出圧センサ３１１よりも上流側で圧力損失が大きくなる。この場合、吐出油路１３ａのうち、フィルタ１３ｂよりも上流側とフィルタ１３ｂよりも下流側との間では、圧力損失の大きさに相当する差圧が発生する。このように差圧が発生している状況下で、オイルポンプ１０におけるオイルの吐出圧を増大させる場合、上記差圧が維持されるかたちで、吐出油路１３ａにおけるフィルタ１３ｂよりも上流側の油圧及びフィルタ１３ｂよりも下流側の油圧の双方が高くなる。そのため、吐出圧センサ値ＰＳを目標吐出圧ＰＴｒに向けて増大させる際の吐出圧センサ値ＰＳの増大速度は、上記圧力損失によって左右されにくい。したがって、オイルの粘度が低いほど、吐出圧センサ値ＳＰが目標吐出圧ＰＴｒに収束するまでに要する時間は短くなる。すなわち、応答時間ＴＭの長さも、上記圧力損失によって左右されにくい。

本実施形態では、定常状態から非定常状態に移行したときに、規定条件が成立した場合、規定条件の成立時点から、吐出圧センサ値ＰＳが目標吐出圧ＰＴｒに収束するまでの時間である応答時間ＴＭが取得される。そして、この応答時間ＴＭが短いほど、オイル供給装置２１０で使用されているオイルの粘度が低いと推定される。このように吐出油路１３ａにおける吐出圧センサ３１１よりも上流側での圧力損失の変化に左右されにくい応答時間ＴＭを基にオイル粘度を推定することにより、当該圧力損失の変化による影響を抑制した態様でオイルの粘度を推定することができる。

また、本実施形態では、定常状態から非定常状態に移行した場合において、吐出圧センサ値ＰＳと目標吐出圧ＰＴｒとの差分が大きいほど、オイルの粘度が高い場合と低い場合とで、取得される応答時間ＴＭの差が出やすい。そのため、定常状態から非定常状態に移行した際に、目標吐出圧ＰＴｒの単位時間あたりの増大量ＩＰＴｒが増大量判定値ＩＰＴｒＴｈ以上であること、及び、エンジン回転速度ＮＥの単位時間あたりの減少量ＤＮＥが減少量判定値ＤＮＥＴｈ以上であることの少なくとも１つの条件が成立し、規定条件が成立したときに限って、応答時間ＴＭの取得を行うようにしている。そして、このようなときに取得した応答時間ＴＭを用いてオイル粘度を推定することにより、オイルの粘度を精度良く推定することができる。

例えば、図６に示すように、第１のタイミングｔ１１で、目標吐出圧ＰＴｒが大きくなる。目標吐出圧ＰＴｒの単位時間あたりの増大量ＩＰＴｒが増大量判定値ＩＰＴｒＴｈよりも大きいと、規定条件が成立する。このとき、オイルが希釈していない場合、図６に破線で示すように、第４のタイミングｔ１４で、吐出圧センサ値ＰＳが目標吐出圧ＰＴｒに収束し、非定常状態から定常状態に移行する。この第４のタイミングｔ１４は、第１のタイミングｔ１１から報知用判定時間ＴＭＴｈ１が経過した第３のタイミングｔ１３よりもあとのタイミングである。そのため、報知判定カウンタＣＮＴ１は「０」のままである。

油温ＴＭＰが同一温度という条件下では、オイルに混合される未燃燃料の量が徐々に多くなり、オイルの希釈化が進むにつれてオイルの粘度が徐々に低くなる。そのため、オイルの希釈化が進むにつれて、規定条件が成立して吐出圧センサ値ＰＳを目標吐出圧ＰＴｒに収束させる際に取得される応答時間ＴＭが徐々に短くなる。

そして、このように取得される応答時間ＴＭが短くなると、オイルの粘度が低くなったと推定できるため、応答時間ＴＭに基づいたオイルの粘度の推定値によって、フィードバック制御のパラメータが補正される。したがって、オイルの希釈化によってオイルの粘度が低くなっても、現時点のオイル粘度に応じたオイルポンプ１０の作動制御を行うことができる。

そして、未燃燃料のオイルへの混入量が増えてオイルの希釈がさらに進行した場合、規定条件が成立したときに取得される応答時間ＴＭが極端に短くなる。そして、図６に太い実線で示すように第３のタイミングｔ１３よりも前の第２のタイミングｔ１２で吐出圧センサ値ＰＳが目標吐出圧ＰＴｒに収束するようになると、オイル交換が必要なほどにオイルの希釈が進行している可能性があると判定できるため、報知判定カウンタＣＮＴ１が更新される。そして、報知判定カウンタＣＮＴ１が報知開始用判定値ＣＮＴＴｈ１以上になったときには、報知処理によってオイル交換が促される。すなわち、オイル交換が必要なほどにオイルの希釈化が進行したときに、オイル交換を促すことができる。

（第２の実施形態）
次に、オイル粘度推定装置の第２の実施形態を図７に従って説明する。第２の実施形態では、応答時間ＴＭを元に取得したオイル粘度の推定値を用い、オイルの種類を推定する点などが第１の実施形態と相違している。そこで、以下の説明においては、第１の実施形態と相違している部分について主に説明するものとし、第１の実施形態と同一又は相当する部材構成には同一符号を付して重複説明を省略するものとする。

次に、図７を参照し、応答時間取得部３０３によって応答時間ＴＭが取得されたことを契機に処理部３０４が実行する処理ルーチンについて説明する。
図７に示すように、本処理ルーチンにおいて、処理部３０４は、応答時間取得部３０３から入力された応答時間ＴＭが判別用判定時間ＴＭＴｈ２未満であるか否かを判定する（ステップＳ３１）。

粘度の低い種類のオイルをオイル供給装置２１０で使用している状況下において、オイルポンプ１０におけるオイルの吐出圧を高くするときには、粘度の高い種類のオイルをオイル供給装置２１０で使用している場合と比較して吐出圧センサ値ＰＳの増大速度が高くなる。そのため、粘度の低い種類のオイルを使用している場合ほど、定常状態から非定常状態に移行した時点から吐出圧センサ値ＰＳが目標吐出圧ＰＴｒに収束するまでに要する時間、すなわち応答時間ＴＭが短くなる。すなわち、応答時間ＴＭを基に、オイル供給装置２１０で使用しているオイルの種類を推定することができる。

そこで、本実施形態では、オイル供給装置２１０で使用されるオイルの純正品の応答性に応じた判定時間として、判別用判定時間ＴＭＴｈ２が設定されている。オイルの粘度は油温ＴＭＰが高いほど低くなる。そのため、本実施形態では、判別用判定時間ＴＭＴｈ２を、油温ＴＭＰが高いほど短くしている。そして、応答時間取得部３０３から入力された応答時間ＴＭが判別用判定時間ＴＭＴｈ２未満であるときには、純正品よりも粘度の低い種類のオイルがオイル供給装置２１０で使用されている可能性があると判定する。一方、応答時間ＴＭが判別用判定時間ＴＭＴｈ２以上であるときには、純正品よりも粘度の低い種類のオイルがオイル供給装置２１０で使用されている可能性があると判定しない。

そのため、応答時間ＴＭが判別用判定時間ＴＭＴｈ２以上である場合（ステップＳ３１：ＮＯ）、処理部３０４は、後述する油種推定カウンタＣＮＴ２を「０」にリセットする（ステップＳ３２）。その後、処理部３０４は、本処理ルーチンを終了する。一方、応答時間ＴＭが判別用判定時間ＴＭＴｈ２未満である場合（ステップＳ３１：ＹＥＳ）、処理部３０４は、油種推定カウンタＣＮＴ２を「１」インクリメントする（ステップＳ３３）。この油種推定カウンタＣＮＴ２は、応答時間ＴＭが判別用判定時間ＴＭＴｈ２未満になることの連続回数のことである。

そして、処理部３０４は、更新した油種推定カウンタＣＮＴ２が油種推定開始用判定値ＣＮＴＴｈ２以上であるか否かを判定する（ステップＳ３４）。油種推定開始用判定値ＣＮＴＴｈ２は、「２」以上の整数（例えば、４）に設定されている。そして、油種推定カウンタＣＮＴ２が油種推定開始用判定値ＣＮＴＴｈ２以上であるときには、純正品よりも粘度の低い種類のオイルがオイル供給装置２１０で使用されていると判定する。一方、油種推定カウンタＣＮＴ２が油種推定開始用判定値ＣＮＴＴｈ２未満であるときには、純正品よりも粘度の低い種類のオイルがオイル供給装置２１０で使用されていると判定しない。

そのため、油種推定カウンタＣＮＴ２が油種推定開始用判定値ＣＮＴＴｈ２未満である場合（ステップＳ３４：ＮＯ）、処理部３０４は、本処理ルーチンを終了する。一方、油種推定カウンタＣＮＴ２が油種推定開始用判定値ＣＮＴＴｈ２以上である場合（ステップＳ３４：ＹＥＳ）、処理部３０４は、油種の推定処理を行う（ステップＳ３５）。すなわち、油種の推定処理では、処理部３０４は、応答時間ＴＭに加え、温度センサ３１２によって検出されている油温ＴＭＰも用いて油種を推定する。例えば、処理部３０４は、応答時間ＴＭが短いほどオイル粘度の推定値を低くする。このとき、処理部３０４は、油温ＴＭＰが高いほどオイル粘度の推定値が高くなるように、応答時間ＴＭを基に算出したオイル粘度の推定値を油温ＴＭＰを用いて補正する。そして、処理部３０４は、補正後のオイル粘度の推定値を基に、オイル供給装置２１０で使用されているオイルの種類を推定する。すなわち、処理部３０４は、オイルの粘度とオイルの種類とを関連付けたマップを有しており、当該マップを用い、オイル粘度の推定値に対応するオイルの種類を導出する。

続いて、処理部３０４は、推定したオイルの種類を基に、オイルポンプ１０におけるオイルの吐出圧を制御するために用いられる制御パラメータの補正処理を行う（ステップＳ３６）。例えば、処理部３０４は、補正処理では、フィードバック制御のパラメータの一例である上記関係式（式１）のゲインＧを、推定したオイルの種類に応じて補正する。その後、処理部３０４は、本処理ルーチンを終了する。

次に、純正品よりも粘度の低い種類のオイルがオイル供給装置２１０で使用されている場合の作用を効果とともに説明する。
定常状態から非定常状態に移行したときに、規定条件が成立した場合、規定条件の成立時点から、吐出圧センサ値ＰＳが目標吐出圧ＰＴｒに収束するまでの時間である応答時間ＴＭが取得される。純正品よりも粘度の低い種類のオイルがオイル供給装置２１０で使用されているため、取得される応答時間ＴＭは、純正品がオイル供給装置２１０で使用されている場合よりも短くなる。このとき、応答時間ＴＭが判別用判定時間ＴＭＴｈ２未満であると油種推定カウンタＣＮＴ２が更新される。

そして、油種推定カウンタＣＮＴ２が油種推定開始用判定値ＣＮＴＴｈ２以上になったときには油種の推定処理が行われる。そして、この推定処理の結果に基づいてフィードバック制御のパラメータが補正される。したがって、純正品よりも低粘度の種類のオイルがオイル供給装置２１０で使用されるようになった場合でも、油種に応じたオイルポンプ１０の作動制御を行うことができる。

なお、上記各実施形態は以下のような別の実施形態に変更してもよい。
・吐出圧センサ値ＰＳが目標吐出圧ＰＴｒよりも大きいときに、規定条件が成立するようにし、規定条件が成立したと判定した時点から吐出圧センサ値ＰＳが目標吐出圧ＰＴｒに収束するまでの時間を応答時間ＴＭとして取得するようにしてもよい。この場合であっても、応答時間ＴＭは、オイル粘度が低いほど短くなるとともに、吐出油路１３ａにおけるフィルタ１３ｂよりも上流側での圧力損失の大きさに左右されにくい。したがって、このように取得した応答時間ＴＭを用いてオイル粘度を推定することによって、吐出油路１３ａにおけるフィルタ１３ｂよりも上流側で圧力損失が高くなってもオイル粘度の推定精度の低下を抑制することができる。

この場合、規定条件は、例えば、目標吐出圧ＰＴｒの単位時間あたりの減少量ＤＰＴｒが減少量判定値ＤＰＴｒＴｈ以上であることと、エンジン回転速度ＮＥの単位時間あたりの増大量ＩＮＥが増大量判定値ＩＮＥＴｈ以上であることと、の論理和とすればよい。この場合、減少量判定値ＤＰＴｒＴｈが「目標変化判定値」に相当し、増大量判定値ＩＮＥＴｈが「回転変化判定値」に相当する。

・上記実施形態では、オイル供給装置２１０は、オイルポンプ１０としてギヤポンプを備えている。しかし、オイル供給装置２１０は、ギヤポンプ以外の他の種類のポンプ（例えば、ベーンポンプ）をオイルポンプ１０として備えた構成であってもよい。

・オイルポンプは、機関駆動式のポンプではなく、電動式のポンプであってもよい。この場合、電動モータの回転速度、すなわち電動モータに対する指示電流値を調整することによってオイルポンプにおけるオイルの吐出圧を制御することができる。このような電動式のオイルポンプを備えるオイル供給装置では、目標吐出圧ＰＴｒが小さくなったり大きくなったりすると、規定条件が成立することがある。こうしたオイル供給装置でも、規定条件の成立時点から吐出圧センサ値ＰＳが目標吐出圧ＰＴｒに収束するまでの時間である応答時間ＴＭを用いることで、オイル粘度を精度良く推定することができる。

なお、このような電動式のオイルポンプを備えるオイル供給装置では、電動モータの回転速度は、エンジン回転速度ＮＥとは同期していない。そのため、エンジン回転速度ＮＥが高くなっても、電動モータの回転速度が変化しない限り規定条件が成立することはない。

１０…オイルポンプ、１１…入力軸、１３ａ…吐出油路、２００…エンジン、２１０…オイル供給装置、３００…制御装置、３０３…応答時間取得部、３０４…処理部、３１１…吐出圧センサ。

Claims (6)

1. オイルの吐出圧を変更可能なオイルポンプと、前記オイルポンプから吐出されたオイルが流れる吐出油路と、前記吐出油路を流れるオイルの圧力を検出するセンサと、を備え、前記オイルポンプに対する吐出圧の目標値である目標吐出圧に前記センサによって検出されているオイルの圧力である吐出圧センサ値が収束するように、前記オイルポンプの作動が制御されるオイル供給装置に適用され、
   前記目標吐出圧が前記吐出圧センサ値と相違していると判定できる規定条件の成立時点から前記吐出圧センサ値が前記目標吐出圧に収束するまでに要する時間である応答時間を取得する応答時間取得部と、
   取得された前記応答時間が短いほど、オイルの粘度が低いと推定する処理部と、を備える
   オイル粘度推定装置。
2. 前記規定条件は、前記目標吐出圧の単位時間あたりの変化量が目標変化判定値以上であることを含む
   請求項１に記載のオイル粘度推定装置。
3. 前記オイルポンプは、エンジンのクランク軸の回転に同期して回転する入力軸を有し、同入力軸の一回転あたりのオイルの吐出量を操作可能なポンプであり、
   前記規定条件は、エンジン回転速度の単位時間あたりの変化量が回転変化判定値以上であることを含む
   請求項１に記載のオイル粘度推定装置。
4. 前記処理部は、前記応答時間取得部によって取得された前記応答時間が報知用判定時間未満であることを条件に、オイル交換を促す報知処理を行う
   請求項１〜請求項３のうち何れか一項に記載のオイル粘度推定装置。
5. 前記処理部は、前記応答時間取得部によって取得された前記応答時間が前記報知用判定時間以上であることを条件に、前記目標吐出圧に前記吐出圧センサ値を収束させるべく前記オイルポンプの作動を制御するためのパラメータを、前記応答時間から推定されるオイルの粘度に応じた値と等しくする
   請求項４に記載のオイル粘度推定装置。
6. 前記処理部は、前記応答時間取得部によって取得された前記応答時間が判別用判定時間未満であることを条件に、当該応答時間が前記判別用判定時間以上である場合よりも粘度の低い種類のオイルがオイルポンプから吐出されていると推定し、前記目標吐出圧に前記吐出圧センサ値を収束させるべく前記オイルポンプの作動を制御するためのパラメータを、粘度の低い種類のオイルに対応した値に変更する
   請求項１〜請求項３のうち何れか一項に記載のオイル粘度推定装置。

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