JP2004346769A

JP2004346769A - 油圧装置

Info

Publication number: JP2004346769A
Application number: JP2003142253A
Authority: JP
Inventors: Takao Suzuki; 孝男鈴木; Atsutoshi Ikegawa; 敦俊池川
Original assignee: Aisin Seiki Co Ltd; Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp; Aisin Corp
Priority date: 2003-05-20
Filing date: 2003-05-20
Publication date: 2004-12-09
Anticipated expiration: 2023-05-20
Also published as: JP4136790B2

Abstract

【課題】内燃機関の油圧駆動系に高い油圧で油液を供給することができる油圧装置を提供すること。
【解決手段】オイルポンプ２の吐出口に接続される第一流路１１を第二流路１２と第三流路１３に分岐させ、第二流路１２を通じて潤滑系３に油液を供給すると共に、第三流路１３を通じて油圧駆動系４に油液を供給する内燃機関の油圧装置であって、第一流路１１における第二流路１２と第三流路１３の分岐位置の上流側から油液を流入させて蓄圧しその蓄圧した油液を第三流路１３に供給可能としたアキュームレータ７を備えている。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、内燃機関の油圧駆動系と潤滑系にそれぞれ油液を供給する油圧装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、内燃機関の油圧装置として、特開平１１−１３４２９号公報に記載されるように、内燃機関の出力軸に駆動連結されたオイルポンプの駆動により油液を潤滑系と可変バルブタイミング機構の双方に供給可能とし、所定の油圧で油液をアキュームレータに蓄圧しておき内燃機関の始動時などにそのアキュームレータに蓄圧された油圧を可変バルブタイミング機構に供給するものが知られている。
【０００３】
【特許文献１】
特開平１１−１３４２９号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような油圧装置にあっては、アキュームレータに十分な油圧で油液を蓄圧できないという問題点がある。すなわち、上述した油圧装置では、オイルポンプから吐出される油液を、潤滑系への分岐位置の下流側で分岐する油圧通路を通じてアキュームレータに流入させている。また、オイルポンプから逆止弁７１及び逆止弁７４の二つの逆止弁を経た後でアキュームレータにオイルが供給され、圧力損失が大きくなっている。このため、油圧が低下した状態でオイルがアキュームレータに流入し、油液を高圧状態で蓄圧することができない。従って、可変バルブタイミング機構などの油圧駆動系に高い油圧でオイルを供給することが困難となる。
【０００５】
そこで本発明は、このような問題点を解決するためになされたものであって、油圧駆動系に高い油圧で油液を供給可能とする油圧装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
すなわち、本発明に係る油圧装置は、オイルポンプの吐出口に接続される第一流路を第二流路と第三流路に分岐させ、第二流路を通じて潤滑系に油液を供給すると共に、第三流路を通じて油圧駆動系に油液を供給する内燃機関の油圧装置において、第一流路における第二流路と第三流路の分岐位置の上流側から油液を流入させて蓄圧し、蓄圧した油液を第三流路に供給可能とした蓄圧手段を備えたことを特徴とする。
【０００７】
また本発明に係る油圧装置は、第三流路にはオイルポンプ側から油圧駆動系側への油液の流通のみを許容する逆止弁が設けられ、蓄圧手段は第三流路における逆止弁の下流位置に油液を供給可能であることを特徴とする。
【０００８】
これらの発明によれば、潤滑系の分岐位置より上流側から油液を流入させて蓄圧することにより、高い油圧で油液を蓄圧することができる。また、分岐位置の下流側の油圧駆動系に近い位置に油液を供給できるため、圧力損失が少なく高い油圧の状態で油液を供給可能である。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照して本発明の実施の形態を詳細に説明する。なお、図面の説明において同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。
（第一実施形態）
図１に本実施形態に係るに係る油圧装置の構成概略図を示す。
【００１０】
本実施形態に係る油圧装置１は、オイルポンプ２によって油液を潤滑系３及び油圧駆動系４に供給する装置である。オイルポンプ２は、油液を所定の油圧とする油圧発生手段として機能するものであり、例えば内燃機関の出力軸に駆動連結されて駆動するものが用いられる。
【００１１】
潤滑系３は、内燃機関に内蔵され油液を作動時の潤滑油として必要とするものであり、例えばクランクジャーナル、クランクピン、コネティングロッド、ピストン、カムジャーナルなどにより構成される。
【００１２】
油圧駆動系４は、内燃機関に内蔵され、油液の油圧を用いて駆動するものであり、例えば可変バルブタイミング機構により構成される。また、油圧駆動系４としては、バルブラッシュアジャスタなどであってもよい。
【００１３】
オイルポンプ２は、その作動により、オイルパン５から油液を吸い上げて第一流路１１に油液を圧送する。第一流路１１は、オイルポンプ２の吐出口に接続され、潤滑系３及び油圧駆動系４に向けて油液を流通させる流路である。
【００１４】
第一流路１１の途中には、オイルフィルタ６が設けられている。第一流路１１は、オイルフィルタ６の下流側で第二流路１２と第三流路１３に分岐している。第二流路１２は、潤滑系３に油液を供給するための流路であり、分岐位置から潤滑系３まで延びている。第三流路１３は、油圧駆動系４に油液を供給するための流路であり、分岐位置から油圧駆動系４まで延びている。
【００１５】
油圧装置１には、アキュームレータ７が設けられている。アキュームレータ７は、油液を収容し蓄圧する蓄圧手段として機能するものである。アキュームレータ７は、第一流路１１における第二流路１２と第三流路１３の分岐位置の上流側から油液を流入させて蓄圧し、蓄圧した油液を第三流路１３に供給する。
【００１６】
例えば、第一流路１１における第二流路１２と第三流路１３の分岐位置の上流側からアキュームレータ７の吸入口まで延びる流入路１４が設けられ、この流入路１４を通じて油液がアキュームレータ７に流入される。また、アキュームレータ７の排出口から第三流路１３まで延びる流出路１５が設けられ、この流出路１５を通じて蓄圧された油液が油圧駆動系４に供給される。
【００１７】
第三流路１３には第一逆止弁１６が設けられている。第一逆止弁１６は、アキュームレータ７から第三流路１３に供給される油液の逆流を防止するための逆止弁であり、オイルポンプ２側から油圧駆動系４側への油液の流通のみを許容する。この第一逆止弁１６の下流位置で、流出路１５が第三流路１７に合流している。これにより、アキュームレータ７により蓄圧された油液が流出路１５を通じて第三流路１３に供給される。
【００１８】
流入路１４には第二逆止弁１７が設けられている。第二逆止弁１７は、アキュームレータ７に蓄圧された油液の逆流防止用の逆止弁であり、第一流路１１側からアキュームレータ７側への油液の流通のみを許容する。
【００１９】
流出路１５には、制御弁１８が設けられている。制御弁１８は、流出路１５の流通を許容及び禁止する弁であり、ＥＣＵ２０により開閉制御されている。制御弁１８を開くことにより、流出路１５が流通可能状態となり、アキュームレータ７に蓄圧された油液が流出路１５を通じて油圧駆動系４に供給される。一方、制御弁１８を閉じることにより、流出路１５が流通不可能状態となり、アキュームレータ７から油圧駆動系４への油液の供給が停止される。
【００２０】
ＥＣＵ２０は、油圧装置１の装置全体の制御を行うものであり、例えばＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭを含むコンピュータを主体として構成されている。ＥＣＵ２０には、図示しない内燃機関のエンジン回転数信号、負荷信号が入力される。これにより、内燃機関の運転状態を検出することができる。また、ＥＣＵ２０には、図示しない油温信号が入力される。これにより、油温を検出することができる。また、ＥＣＵ２０には、図示しない水温信号が入力される。これにより、内燃機関の温度状態を検出することができる。なお、油温信号を検出しない場合もあるが、この場合、ＥＣＵ２０により内燃機関の運転状態から油温を推定すればよい。
【００２１】
アキュームレータ７には圧力センサ２１が設けられている。圧力センサ２１は、アキュームレータ７内の圧力を検出する圧力検出手段である。圧力センサ２１の出力信号は、ＥＣＵ２０に入力される。圧力センサ２１でアキュームレータ７の油圧を検出しておくことにより、細かな制御が簡単に可能となる。
【００２２】
なお、圧力センサ２１を設けない場合もある。この場合、ＥＣＵ２０により内燃機関の運転状態からアキュームレータ７の蓄圧状態を推定すればよい。
【００２３】
次に本実施形態に係る油圧装置の動作について説明する。
【００２４】
図１において、オイルポンプ２の作動により、オイルパン５から油液が吸引され第一流路１１に圧送される。油液は、オイルフィルタ６を通過し、その一部が流入路１４を流通し、第二逆止弁１７を経由してアキュームレータ７に流れ込む。
【００２５】
このとき、図２に示すように、一般的にオイルポンプ２の圧送力が周期的に変化するので、圧送による平均油圧に対し第二逆止弁１７の開弁圧を高く設定しておくのが望ましい。これにより、第二逆止弁１７の開弁圧を超える油圧部分（図２の斜線部分）の油液がアキュームレータ７に流入することとなる。すなわち、オイルポンプ２からの平均吐出圧よりも高い油圧を蓄圧することができる。
【００２６】
その際、油液は、第一流路１１における潤滑系３への分岐位置より上流側からアキュームレータ７へ導かれる。従って、アキュームレータ７に油液を高圧状態で蓄圧することができる。また、アキュームレータ７に油液を所定の圧力まで迅速に蓄圧することができる。
【００２７】
一方、オイルフィルタ６を通過した油液の一部は、流入路１４側へ流通せず、第二流路１２と第三流路１３の分岐位置に達する。そこで、その油液の一部は第二流路１２を通じて潤滑系３に供給される。その他の油液は第三流路１３を流通し第一逆止弁１６を経由して油圧駆動系４に供給される。
【００２８】
潤滑系３に供給された油液は、潤滑油として用いられた後、オイルパン５へ戻される。油圧駆動系４に供給された油液は、作動油として用いられた後、オイルパン５へ戻される。
【００２９】
そして、内燃機関の所定の状態になったときに、ＥＣＵ２０から制御信号が制御弁１８に出力され、制御弁１８が開弁される。ここで、内燃機関の所定の状態とは、例えば内燃機関の低回転運転時、高油温時において可変バルブタイミング機構への油圧供給が不足している状態、エンジン始動後においてチェーンテンションナへの油圧供給が不足している状態などである。
【００３０】
この制御弁１８の開弁により、アキュームレータ７から油液が流出し、流出路１５を通じて油圧駆動系４に油液が供給される。その際、流出路１５が第一逆止弁１６の下流側の油圧駆動系４の近傍位置で第三流路１３に合流しているので、高い油圧状態で油液を油圧駆動系４に供給することが可能となる。
【００３１】
また、アキュームレータ７内の油圧が低下したときには、制御弁１８を開いた状態のまま、オイルポンプ２を作動させてもよい。この場合、オイルポンプ２から圧送される油液が流入路１４、第二逆止弁１７、アキュームレータ７、流出路１５を通じて、油圧駆動系４に供給される。これにより、油圧の低下したアキュームレータ７に蓄圧しながら、油圧駆動系４に油液の供給が可能となる。また、油圧駆動系４に対して優先的に油液の供給が可能となる。
【００３２】
また、内燃機関の始動の際、制御弁１８を開弁して、アキュームレータ７から油圧駆動系４に油液を供給してもよい。この場合、内燃機関の始動前又は始動時に油圧駆動系４に所定の油圧で油液を供給することにより、例えば可変バルブタイミング機構のハンチングやチェーンの始動時のばたつきに起因する内燃機関の不安定な運転状態を抑制できるなどの効果が得られる。
【００３３】
以上のように、本実施形態に係る油圧装置によれば、潤滑系３の分岐位置より上流側で油液をアキュームレータ７に流入して蓄圧することにより、高い油圧で油液を蓄圧することができる。また、油圧駆動系４に対して、分岐位置の下流側の油圧駆動系４に近い位置から油液を供給できるため、圧力損失が少なく高い油圧の状態で油液を供給できる。
【００３４】
また、潤滑系３の分岐位置より上流側から油液をアキュームレータ７に流入させて蓄圧することにより、オイルポンプ２により圧送される油液の油圧の変動を抑制することができる。例えば、図２に示すように、変動する油圧において所定の油圧以上の高圧領域（図２の斜線部分）の油液をアキュームレータ７に流入させることにより、油液の油圧変動を低減することができる。これにより、第二流路１２を通じて潤滑系３に油圧変動の少ない油液を供給でき、第三流路１３を通じて油圧駆動系４に油圧変動の少ない油液を供給できる。
【００３５】
また、油圧駆動系４に油圧変動の少ない油液を供給することで、油圧駆動系４の作動を円滑化することができ、エンジン回転の変動等を抑制することができる。これにより、燃費の向上、排ガスの改善が図れる。
【００３６】
また、高油温時の油圧不足の際にアキュームレータ７から油液を供給することにより、内燃機関の出力低下、焼き付き防止、可変バルブタイミング機構などの応答性の向上、バルブラッシュアジャスタへのエア混入防止が図れる。
【００３７】
また、低回転時の油圧不足の際にアキュームレータ７から油液を供給することにより、摺動部において境界摺動部分をなくして低フリクション化が図れ、始動直後の油圧立上りを早くし、吹上り性の向上が図れる。また、可変バルブタイミング機構などの油圧駆動系４の確実な作動による燃費向上が図れ、エミッション低下が図れる。
（第二実施形態）
次に第二実施形態に係る油圧装置について説明する。
【００３８】
図３に本実施形態に係る油圧装置の概略構成図を示す。図３に示すように、本実施形態に係る油圧装置１ａは、図１の第一実施形態に係る油圧装置１とほぼ同様な構成を有するものであるが、第二逆止弁１７に代えて流入路１４に膜ポンプ２７を設けた点で異なっている。
【００３９】
膜ポンプ２７は、膜の往復運動を利用して油液を圧送するポンプであり、例えば容器内に往復運動可能な膜体を設置し、吸引口に吸引方向の流通のみを許容する逆止弁を設け、排出口に排出方向の流通のみを許容する逆止弁を設けたものが用いられる。
【００４０】
また、膜ポンプ２７としては、ＥＣＵ２０からの制御によって膜体を往復運動可能としたものを用いてもよい。この場合、アキュームレータ７内の油圧が低下したときに膜ポンプ２７の加圧によりアキュームレータ７の油圧を増圧することが可能となる。また、アキュームレータ７に蓄えられた油液以上の油液を用いることができる。
【００４１】
このような油圧装置１ａであっても、第一実施形態に係る油圧装置１と同様な作用効果が得られる。さらに、膜ポンプ２７を用いてアキュームレータ７に蓄圧することにより、微少な油圧変化に対して応答可能となり、結果としてアキュームレータ７内の油圧変動が低減でき、油圧駆動系４の応答性の精度が向上できる。また、オイルポンプ２の圧送による油圧変動を膜ポンプ２７で吸収可能となり、油圧変動の少ない油液を潤滑系３、油圧駆動系４に供給することができる。なお、アキュームレータがない場合は、従来からある機械式オイルポンプの容量をアップせざるを得ず、オイルポンプのフリクションの増加につながる。
【００４２】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、油圧駆動系に高い油圧で油液を供給することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第一実施形態に係る油圧装置の構成概略図である。
【図２】図１の油圧装置における油液の油圧変動の説明図である。
【図３】第二実施形態に係る油圧装置の構成概略図である。
【符号の説明】
１…油圧装置、２…オイルポンプ、３…潤滑系、４…油圧駆動系、５…オイルパン、７…アキュームレータ（蓄圧手段）、１１…第一流路、１２…第二流路、１３…第三流路、１４…流入路、１５…流出路、１６…第一逆止弁（逆止弁）、１７…第二逆止弁、１８…制御弁、２０…ＥＣＵ、２７…膜ポンプ。

Claims

オイルポンプの吐出口に接続される第一流路を第二流路と第三流路に分岐させ、前記第二流路を通じて潤滑系に油液を供給すると共に、前記第三流路を通じて油圧駆動系に前記油液を供給する内燃機関の油圧装置において、
前記第一流路における前記第二流路と前記第三流路の分岐位置の上流側から前記油液を流入させて蓄圧し、蓄圧した前記油液を前記第三流路に供給可能とした蓄圧手段を備えたこと、
を特徴とする油圧装置。
前記第三流路には、オイルポンプ側から油圧駆動系側への前記油液の流通のみを許容する逆止弁が設けられ、
前記蓄圧手段は、前記第三流路における前記逆止弁の下流位置に前記油液を供給可能であること、
を特徴とする請求項１に記載の油圧装置。