JP2006077696A - 二槽式オイルパン - Google Patents

Abstract

【課題】 低温時のポンパビリティーを確保することができ、その一方で、高油温時の燃費向上に寄与することができ、さらに、オイル交換を確実に行うことができる二槽式オイルパン構造を提供することを目的とする。
【解決手段】 二槽式オイルパン（１）は、エンジン水温センサー（９）、エンジン油温センサー（１０）、エンジン油圧センサー（１１）、スロットル開度センサー（１１）、操作部（１３）が接続されたＣＰＵ（８）に制御された電子サーモスタット（７）を備えている。電子サーモスタット（７）は、エンジン水温センサー（９）、エンジン油温センサー（１０）等から取得したデータに基づいて、電子サーモスタット（７）のヒータ（７ｆ）に通電して開閉でき、副室（４）と主室（５）を連通させ、又は閉鎖することができる。これにより、油温のみによらず任意に副室のオイルと主室のオイルとを混合することができ、オイルを適切な状態とすることができる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、エンジンブロックの下側に設け、エンジンオイルを貯留させるオイルパンに関する。

従来から、エンジンの潤滑・冷却にはエンジンオイルが用いられている。このエンジンオイルは、エンジンの下部に設けられたオイルパンに貯留され、オイルポンプによってエンジン各部に循環される。エンジン各部を循環したエンジンオイルは、下方のオイルパン内に滴下する。そして、オイルパン内に滴下したエンジンオイルは、再度オイルポンプによってエンジン各部に循環される。この間、エンジンオイルはエンジン各部から熱を受け取って各部を冷却する。また、エンジンオイルは、エンジン各部で油膜を形成して各部品間の潤滑を促進すると共に、部品の酸化を防止するなどの役目もある。

ここで、エンジンの冷間始動直後は、オイルパン内部に貯留されたエンジンオイルも冷えており、粘性も高く、エンジン各部を循環して各部を潤滑させるのに適した状態ではない。そこで、冷間始動直後は、できるだけ早くエンジンオイルを昇温させて適度な粘性を有する状態にさせたい。このためには、オイルパンを複数の区画に分け、冷間始動直後は一方の区画内のエンジンオイルが循環されやすい状況を作り、この区画内のエンジンオイルをより早期に昇温させて好ましい状態とすることが既に検討されている（特許文献１）。特許文献１に記載されたこのようなオイルパンでは、第１オイル貯留室と第２オイル貯留室との間に、油面の上下に伴って開閉を行うべくフロートと連動させた第１開閉弁と油温の変化に伴って開閉を行うバイメタル弁である第２開閉弁とを備えている。すなわち、特許文献１記載のオイルパンは第１オイル貯留室の油面が下がった場合、油温が上昇した場合に第１オイル貯留室と第２オイル貯留室とが連通される。

また、エンジンオイルの早期昇温は、フリクションの早期低減による燃費向上にも寄与するものであり、近年の燃費向上に対する強い要望からも改善が望まれる点である。この点を考慮して、特許文献２のようなオイルパン構造の提案もされている。特許文献２の提案では、エンジンオイルの昇温を効果的に行うべく、オイルの吸込口が配置される主室と吸込口が配置されない副室とに仕切るオイルセパレータをオイルパン内に設け、主室と副室とを連通させる連通孔を有する構成を採用している。このような連通孔は、エンジンオイルの粘度変化を利用して主室と副室との間のエンジンオイルの導通を制御するようになっている。すなわち、連通孔を小径としておき、暖機時の粘度の高いオイルは連通孔を通過する際の通油抵抗が大きいことを利用して主室と副室との間のオイルの混合を防止し、一方、暖機完了後の粘度の低いオイルは連通孔を通過することができ、主室と副室との間でオイルの混合が行われる。主室と副室との間でオイルが混合されれば、低温の副室内のオイルによって高温となった主室内のオイルの温度を低下させることができる。

一方、従来用いられている一槽式のオイルパン構造では、オイルパンの下面に冷却フィンを設け、車速風により油温の過上昇を防止することが行われている。

特開２００１−１５２８２５号公報 特開２００３−２２２０１２号公報

しかしながら、特許文献１記載のオイルパンにおいて、第１オイル貯留室と第２オイル貯留室とが連通されるのは、第１オイル貯留室の油面が下がった場合と、油温が上昇した場合のみであり、これらの条件を満たしていない場合に第１オイル貯留室と第２オイル貯留室とを連通させることができない。すなわち、エンジンの運転状況等に応じた油温の緻密な制御を行うことができないという問題があった。

また、前記特許文献２に開示されたオイルパン構造では以下のような問題が生じるおそれがあった。まず、第一点目として、いわゆる低温ポンパビリティー確保の問題が挙げられる。極低温時、オイルの粘度が非常に高くなり、特に冷間時のエンジン始動直後にオイルストレーナから吸われ、エンジン各部に分配されて循環するオイルは主室に戻りにくくなっている。このような状態のとき、前記文献２に開示されたオイルパン構造では粘度の高い副室内のオイルは前記連通孔を通過し難く、主室内のオイル量が不足し始める。主室内のオイル量が不足すると油圧低下を誘引し、最悪の場合、エアーを吸ってしまいエンジン焼き付きなどの不具合が生じ得る。

さらに、第二点目として、油温上昇時のエンジンオイル劣化対策、燃費向上対策が不十分であることが挙げられる。エンジンオイルの早期昇温を重視し、少量のオイルを循環させ続けるとエンジンオイルの温度が上昇しすぎ、一部のオイルの劣化を早めることになりかねない。このため、あまりに少量のエンジンオイルを循環させ続けるのは得策ではない。また、特許文献２記載のオイルパン構造は、エンジンオイルの温度の変化に基づくエンジンオイルの粘度の変化に伴って主室と副室との間でエンジンオイルが導通するようになっており、連通孔の径や主室の容積の相違によってエンジンオイル昇温の効果が異なることから燃費への影響も異なってくる。このような状況で、実際に使用されるエンジンオイルは、低粘度から高粘度の種々のものがあるため、常に燃費に対して最良の状態に保っておくことは困難である。この問題に対し、特許文献２記載のオイルパン構造では使用されるエンジンオイルの特性に応じて連通孔の数や大きさ等を自由に変えられるように嵌め込み式とすることも提案されているが、これも一々使用しているエンジンオイルの特性に合わせた変更作業が必要となり面倒である。また、燃費向上対策として、エンジンヘッドのカム周りや、シリンダボアとピストンとのフリクション、クランク軸周りのフリクションを軽減することが考えられる。ここで、エンジンにおけるこれらの摺動部の温度はエンジン冷却水の温度との関係が大きく、特に水温が高すぎる条件と油温が高い条件とが重なると、特にエンジンヘッドのカム周りや、シリンダボアとピストンとのフリクションが増大し、燃費が悪化する。ところが、特許文献２記載のオイルパン構造ではこれらの事項は考慮されていない。このような条件が加味されていないのは特許文献１記載のオイルパンも同様である。

さらに、第三点目として、オイル交換時の問題がある。前記のように特許文献２記載のオイルパン構造では、油温が高い状態であれば、オイルの粘度が低下しており連通孔を介して主室と副室との間のオイルの流通が行われる。従って、オイル交換時にオイルドレンを介してオイルパン内の大部分のオイルを抜き切ることができる。しかし、油温が低い状態では副室内のオイルが主室内に流入することができず、主室、すなわち、オイルパンの最外郭に設けたオイルドレンから副室内にあるオイルを抜き取ることができないという問題があった。これとは逆に、オイルレベルゲージのガイドパイプからチューブを差し込んで上側からオイルを抜き取ろうとすれば主室内のオイルは抜き取れるが、副室内のオイルを抜き取ることができないこととなる。さらに、新たなエンジンオイルを上側から注入するときに、主室には供給されるが副室には行き渡らず、オイルパン内のオイル総量が不足するという問題がある。エンジンオイルが不足すれば、エンジン焼き付き等の原因となる。

一方、従来用いられている一槽式のオイルパン構造に設けた冷却フィンは、本来、外気温が高い場合等に油温を過上昇させないために設けられるもので、気温が低い場合は、油温上昇の妨げとなり、粘度の高いオイルが各部のフリクションを増大させ、燃費に悪影響を与えるという問題があった。

そこで、本発明は、エンジンの作動状況、その他の状況に応じてオイルパン内のエンジンオイルの状態を適切に制御することができる二槽式オイルパンを提供することを目的とする。

かかる目的を達成するための、本発明の二槽式オイルパンは、吸込口が配置される副室と前記吸込口が配置されない主室とに仕切るオイルパンセパレータをオイルパンの内部に備え、前記オイルパンセパレータは前記副室を形成する凹部を有し、前記副室がエンジンブロックと連通され、前記凹部は前記副室と前記主室とを連通させる連通孔を有する二槽式オイルパンにおいて、前記副室と前記主室とを連通させる電子制御弁を前記オイルパンセパレータに装着したことを特徴とする。

このような二槽式オイルパン構造において、エンジン冷却水温度データ、エンジン油温データ、エンジン油圧データ、エンジン負荷データの少なくとも１つのデータに基づいて前記電子制御弁の開閉を制御する制御手段を有する構成とすることができる。さらに、外部からの指示に応じて、前記電子制御弁の所望の開閉状態に設定する手段を有する構成とすることができる。

ここで、前記電子制御弁は、サーモワックスと当該サーモワックスを加熱するヒータを備えた電子サーモスタット、電磁弁及び電動スロットル弁のいずれかとすることができる。また、前記オイルパンは、その下面に冷却フィンを設けたものを用いることができる。

本発明によれば、凹部を有するオイルパンセパレータによってオイルパン内を主室と副室とに仕切り、前記副室と前記主室とを連通させる開閉弁であって、外部制御手段による信号により開閉可能な電子制御弁を前記オイルパンセパレータに装着したので、副室内のオイルの油温のみによらず、任意に制御可能な電子制御弁を介して副室と主室とを連通させることができ、副室内のオイルと主室内のオイルとを循環させ、オイルの状態を適切に制御することができる。また、外部から電子制御弁に指示し、電子制御弁を所望の開閉状態とすることにより、例えば、油温が低い状態であっても副室内、主室内のオイルを抜き取って、オイル交換作業を行うことができる。

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。

まず、本発明の二槽式オイルパン１について図を参照しつつ説明する。図１は、二槽式オイルパン１を断面とした説明図である。二槽式オイルパン１は、オイルドレン１４が取り付けられ、下面に冷却フィン２ａを設けたオイルパン２の内部に、凹部３ａを有するオイルパンセパレータ３が備えられている。オイルパン２内はこのオイルパンセパレータ３によって副室４と主室５とに仕切られている。この副室４内にはオイルストレーナ６の吸込口６ａが配置されている。ここで、オイルパンセパレータ３の凹部３ａが副室４を形成し、この副室４はエンジンブロック１８と連通している。また、凹部３ａには、副室４と主室５とを連通させる連通孔３ａ１を有している。

また、オイルパンセパレータ３には電子サーモスタット７が装着されている。この電子サーモスタット７は、本発明の電子制御弁に相当するものであり、同じく本発明の制御手段に相当するＣＰＵ８に接続されている。図２は、このＣＰＵ８に接続した各種センサーのブロック図であるが、ＣＰＵ８には、エンジン水温センサー９、エンジン油温センサー１０、エンジン油圧センサー１１、スロットル開度センサー１２が接続されている。このエンジン水温センサー９は、図示しないウォータージャケットの出口側に設置されている。エンジン油温センサー１０は、図３に示すようにオイルパンセパレータ３に設置されている。エンジン油圧センサー１１は、図示しないオイルポンプの出口側近辺に設置されている。また、スロットル開度センサー１２は、図示しないアクセルペダルの裏側に設置されており、このスロットル開度センサー１２により取得されたデータに基づいてエンジン負荷データが算出される。さらに、ＣＰＵ８には、電子サーモスタット７を所望の開閉状態に設定できる操作部１３が取り付けられている。この操作部１３は、本発明の「外部からの指示に応じて、電子制御弁を所望の開閉状態に設定する手段」に相当し、操作部１３を操作すれば意図的に電子サーモスタット７を開閉することができる。このような構成により、ＣＰＵ８は、これらの各センサーから取得したエンジン冷却水温度データ、エンジン油温データ、エンジン油圧データ、エンジン負荷データに基づき、又は、操作部１３からの入力に基づいて電子サーモスタット７に通電する。

ここで、電子サーモスタット７について、図３を参照しつつ説明する。図３（ａ）は電子サーモスタット７が閉塞した状態、図３（ｂ）は電子サーモスタット７が開放した状態の断面図である。電子サーモスタット７は、図３に示すように、枠体７ａに支持させた板体７ｂに穴７ｂ１が設けてある。また、この穴７ｂ１を開閉する弁体７ｅ、サーモワックスを充填したサーモワックス充填部７ｃ、スプリング７ｄを備えており、サーモワックスの膨張力及びスプリング７ｄの弾性により弁体７ｅが進退移動して穴７ｂ１を開閉する。さらに、サーモワックス充填部７ｃにはヒータ７ｆが取り付けられている。サーモワックスは、暖機完了温度（およそ８０℃）で膨張し、電子サーモスタット７を開放するものを選定した。このように構成した電子サーモスタット７は、サーモワックスが熱せられると弁体７ｅを開放するが、ヒータ７ｆに通電してサーモワックス充填部７ｃを加熱することにより、サーモワックス充填部７ｃ周囲のオイルの温度にかかわらず弁体７ｅを開放することができる。

以上のように構成した二槽式オイルパン１は、副室４内のオイルの油温のみならず前記各センサーが取得したデータに基づいて電子サーモスタット７を介して副室４と主室５とを連通させることができる。これにより副室４内のオイルと主室５内のオイルとを循環させ、エンジン始動時、高負荷時といったエンジンの状態に応じてオイルの状態を適切に制御することができる。また、操作部１３による信号により、例えば、油温が低い状態であっても電子サーモスタット７を開放し、副室４と主室５を連通させて両室のオイルを抜き取り、オイル交換作業を行うことができる。以下、二槽式オイルパン１の具体的な動作につき詳説する。

［低油温時のエンジン始動における動作］
低油温時のエンジン始動においても十分なポンパビリティーを確保しなければならない。表１は、エンジン油温センサー１０により取得した油温と電子サーモスタット７のヒータ７ｆに通電する時間との関係を示すものである。油温が低ければ低いほどサーモワックス充填部７ｃ内のサーモワックスを膨張させるのに時間がかかるので、通電時間を長く設定している。一方、図４はエンジン始動時の必要油圧を示す図である。横軸は時間軸であるが、エンジンキーＯＮとした状態を「０」とし、エンジンスタータモータに通電してエンジンが始動した時間を「Ｓ０」としている。この横軸０からＳ０までの間は、図示しないグロープラグによりエンジンに予熱が付与される。この予熱時間（０〜Ｓ０）はエンジン水温センサー９から取得したエンジン水温に基づいて規定されている。エンジン始動後Ｓ１秒経過時からＳ２秒経過までは、Ｐ１ｋｇ／ｃｍ^２の油圧が必要であり、Ｓ２秒経過以降はＰ２ｋｇ／ｃｍ^２必要であることを示している。ＣＰＵ８は以上の条件に基づいて低温ポンパビリティーを確保するための制御を行う。この制御につき図５に示すフロー図に基づいて説明する。

まずエンジンキーＯＮとすると（ステップＳ１）と、ＣＰＵ８は、エンジン油温センサー１０が測定した副室４内のエンジン油温データＴ０を得て（ステップＳ２）、このエンジン油温データＴ０が−２０℃より低いか否かを判断する（ステップＳ３）。ステップＳ３でＣＰＵ８がＹＥＳと判断するとステップＳ４に進む。一方、ＣＰＵ８がＮＯと判断したときは、オイルの循環量不足が懸念されるほどオイルの粘度が高まっていないと考えられるのでステップＳ５へ進み、電子サーモスタット７のヒータ７ｆへ通電することなく、さらに次のステップ（ステップＳ１４）へ進む。

ステップＳ４では、ＣＰＵ８はエンジン油温データＴ０が−３０℃＜Ｔ０≦−２０℃の条件に当てはまるか否かを判断する。ここで、ＣＰＵ８がＹＥＳと判断したときはステップＳ６へ進み、ヒータ７ｆへ通電する（ステップＳ６）。一方、ＣＰＵ８がＮＯと判断したときは、ステップＳ７へ進む。ステップＳ７では、ＣＰＵ８はエンジン油温データＴ０が−４０℃＜Ｔ０≦−３０℃の条件に当てはまるか否かを判断する。ここで、ＣＰＵ８がＹＥＳと判断したときはステップＳ８へ進み、ヒータ７ｆへ通電する（ステップＳ８）。一方、ＣＰＵ８がＮＯと判断したときも、ステップＳ９へ進んでヒータ７ｆへ通電する。このように、エンジン油温データＴ０が−２０℃を下回っており、ステップＳ３でＹＥＳと判断した場合は、いずれの場合もヒータ７ｆに通電することとなる。但し、エンジン油温データＴ０が属する温度領域により、ヒータ７ｆへの通電時間が異なる。すなわち、ステップＳ６によりヒータ７ｆに通電した場合は、通電時間をＴ２０秒とすべくステップＳ１０へ進み、通電開始後Ｔ２０秒が経過したか否かを監視する。また、ステップＳ８によりヒータ７ｆに通電した場合は、通電時間をより長時間のＴ３０秒とすべくステップＳ１１へ進み、通電開始後Ｔ３０秒が経過したか否かを監視する。さらに、ステップＳ９によりヒータ７ｆに通電した場合は、通電時間をさらに長時間のＴ４０秒とすべくステップＳ１２へ進み、通電開始後Ｔ４０秒が経過した否かを監視する。

このようにエンジン油温データＴ０の温度領域によって各ステップで所定時間のヒータ７ｆへの通電を終えた後は、それぞれのステップ、ステップＳ１０、ステップＳ１１、ステップＳ１２からステップＳ１３へ進み、ＣＰＵ８はヒータ７ｆへの通電を停止する（ステップＳ１３）。ここまでがエンジン油温データＴ０に基づく制御であるが、ＣＰＵ８は引き続きステップＳ１４以降のエンジン油圧データＰに基づく制御を行う。

ステップＳ１３を経て、又は、ステップＳ５を経てステップＳ１４に進むとＣＰＵ８は時間Ｓ１秒が経過したか否かを監視する。すなわちエンジン始動後Ｓ１秒が経過したか否かを監視し、次いでＣＰＵ８はエンジン油圧センサー１１が測定したエンジン油圧データＰを得る（ステップＳ１５）。

ステップＳ１５でエンジン油圧データＰを得たＣＰＵ８はステップＳ１６に進み、Ｐ＞Ｐ１であるか否かを判断する（ステップＳ１６）。ステップＳ１６でＣＰＵ８がＹＥＳと判断した場合は、油圧の値が所望の値を上回っており、オイル量も不足していないと考えられることから、ヒータ７ｆへの通電は行わず次のステップＳ１７へ進む。一方、ステップＳ１６でＣＰＵ８がＮＯと判断した場合は、エンジン油圧が所望の値を下回っており、オイル量の不足が懸念されることからステップＳ１８へ進んでヒータ７ｆへ通電し、副室４と主室５とを連通させて循環するオイル量を十分なものとして油圧が低い状態を改善する。ここで、図４に示すようにＰ＞Ｐ１の状態が求められるのはエンジン始動時（Ｓ０）のＳ１秒後〜Ｓ２秒後までの間である。そこで、ステップＳ１６から直接、又はステップＳ１８を経てステップＳ１７に進むとＣＰＵ８はＳ２秒が経過したか否かを監視する。すなわち、ステップＳ１７でＣＰＵ８がＮＯと判断すると、ＣＰＵ８はステップＳ１５からステップＳ１８の制御を繰り返す。

Ｓ２秒が経過し、ステップＳ１７でＣＰＵ８がＹＥＳと判断すると、ステップＳ１９に進む。ステップＳ１９では、ステップＳ１５と同様にＣＰＵ８はエンジン油圧センサー１１が測定した油圧データＰを得る（ステップＳ１９）。ステップＳ１９で油圧データＰを得たＣＰＵ８はステップＳ２０に進み、Ｐ＞Ｐ２であるか否かを判断する（ステップＳ２０）。ステップＳ２０でＣＰＵ８がＹＥＳと判断した場合は、油圧の値が所望の値を上回っているおり、オイル量も不足していないと考えられることからことから、ヒータ７ｆへの通電は行わず次のステップＳ２１へ進む。一方、ステップＳ２０でＣＰＵ８がＮＯと判断した場合は、油圧が所望の値を下回っており、オイル量の不足が懸念されることからステップＳ２２へ進んでヒータ７ｆへ通電し、副室４と主室５とを連通させて循環するオイル量を十分なものとして油圧が低い状態を改善する。ここで、図４に示すようにＰ＞Ｐ２の状態が求められるのはエンジン始動時（Ｓ０）のＳ２秒以上のときである。そこで、ステップＳ２０から直接、又はステップＳ２２を経てステップＳ２１に進むとＣＰＵ８はＳ３秒となったか否かを監視する。すなわち、ステップＳ２１でＣＰＵ８がＮＯと判断すると、ＣＰＵ８はステップＳ１９からステップＳ２２の制御を繰り返す。

Ｓ３秒が経過し、ステップＳ２１でＣＰＵ８がＹＥＳと判断すると、ステップＳ２３に進む。ステップＳ２３では、ＣＰＵ８は再びＰ＞Ｐ２の条件となっているか否かを判断する。ステップＳ２３でＣＰＵ８がＹＥＳと判断したときはステップＳ２４に進む。ステップＳ２４でＣＰＵ８は、それ以前のステップでヒータ７ｆに通電したままの状態となっているか否かの判断を行う（ステップＳ２４）。ステップＳ２４でＣＰＵ８がＹＥＳと判断した場合、すなわち、ヒータ７ｆが通電中の場合は、通電を停止し（ステップＳ２５）、エンジン始動時の制御を終了する（ステップＳ２６）。また、ステップＳ２４でＣＰＵ８がＮＯと判断した場合は、既にヒータ７ｆへの通電は停止した状態となっているので、そのままエンジン始動時の制御を終了する。

一方、ステップＳ２３でＣＰＵ８がＮＯと判断した場合、すなわちヒータ７ｆに通電して副室４と主室５とを連通させ、オイル量不足を解消する措置を採ったにもかかわらず油圧が所望の値以上に上昇していないときには、エンジン内部、二槽式オイルパン１、またはその周辺等に何らかの不具合が生じていることが考えられる。そこで、ステップＳ２７で油圧不足であることの警告を行い、ユーザにエンジン停止等の措置を促したり、強制的にエンジンを停止させて、エンジン始動時の制御を終了する（ステップＳ２８）。

以上が低油温時のエンジン始動における二槽式オイルパン１の動作の一例である。次に、エンジン油温昇温時における動作について説明する。

［エンジン油温昇温時における動作］
エンジンオイルは、エンジン始動時は早期昇温をさせることが好ましいが、エンジンオイルの劣化防止のためにも、油温の過上昇は回避することが好ましい。ここで、二槽式オイルパン１は冷却フィン２ａを備えていることから、図１中、矢示１５のように車速風により冷却効果が高められている。この冷却されたオイルを副室４内のオイルと混合すれば、過上昇の問題を回避できる。また、暖機が完了した後は、エンジンの負荷状態等に応じて、油温をコントロールすることにより燃費向上が期待できる。ここで、エンジンは各所に摺動部を有しているが、この摺動部におけるフリクションを低減すれば、燃費向上につながる。表２は、エンジン主要摺動部対燃費最適温度領域の目安を示したものである。すなわち、エンジンの主要な摺動部がどのような温度領域のときにフリクションが低減され、燃費向上につながるかの目安を示したものである。例えば、カム周りにあっては、暖機完了温度近辺の温度であれば、あまりに油温が高くなった状態よりも低温寄りの状態の方がフリクションが低減され燃費向上に有利である。同様の観点から、シリンダ／ボア間では中温域、クランク軸周りでは高温域ということになる。ここで、カム周りと、クランク軸周りとでは相反する温度領域であるため、どちらを重視すべきかという問題があるが、暖機が完了した状態の油温領域では油温を低下させたことによるクランク軸周りのフリクションの増加の影響よりも、油温を低下させたことによるカム周りのフリクションの低減の効果の方が大きい。すなわち、エンジン全体とすれば、油温を適度に低下させた方が燃費向上対策として有利である。そこで、所定条件を満たした場合は、電子サーモスタット７のヒータ７ｆに通電し、主室５内の低温のオイルを循環させる制御を行う。

図６は、電子サーモスタット７のヒータ７ｆへの通電条件を示す図である。図６は、縦軸をエンジン水温（℃）、横軸をエンジン負荷（％）としている。ＣＰＵ８は、図６中、ハッチングを付した領域Ａの条件となるときに電子サーモスタット７のヒータ７ｆに通電する制御を行い、エンジンの摺動部、特にカム周りのフリクションを低減して燃費向上対策とする。この制御につき図７に示すフロー図に基づいて説明する。

まず、制御が開始されると（ステップＳ５１）、ＣＰＵ８は、ステップＳ５２でエンジンキーがＯＮとなっているか否かを判断する。ステップＳ５２でＣＰＵ８がＹＥＳと判断するとステップＳ５３に進む。ステップＳ５３では、エンジン水温センサー９が取得したエンジン水温ｗを得るとともに、スロットル開度センサー１２が取得したスロットル開度に関するデータ等からエンジン負荷ｅを算出する。一方、ステップＳ５２でＣＰＵ８がＮＯと判断すれば、制御は行わず、終了する（ステップＳ５９）。

ステップＳ５３でエンジン水温ｗを得るとともにエンジン負荷ｅを算出したＣＰＵ８は、これらの値が図６中の領域Ａに当てはまるか否かの判断をし、さらにこの条件がＴａ秒間継続したか否かの判断をする（ステップＳ５４）。ステップＳ５４でＣＰＵ８がＹＥＳと判断した場合は、ステップＳ５５に進み、電子サーモスタット７のヒータ７ｆに通電する。一方、ステップＳ５４でＣＰＵ８がＮＯと判断した場合は、ステップＳ５２からの制御を繰り返す。

ステップＳ５５でヒータ７ｆに通電した後、ＣＰＵ８は通電後の秒数を計測し、通電後Ｔｂ秒が経過したか否かを監視する。通電後Ｔｂ秒が経過し、ステップＳ５６でＣＰＵ８がＹＥＳと判断したら、ステップＳ５７に進み、ＣＰＵ８は未だ領域Ａの条件が継続しているか否かの判断を行う（ステップＳ５７）。すなわち、Ｔｂ秒毎に領域Ａの条件が継続しているか否かの判断を行う。ステップＳ５７でＣＰＵ８がＹＥＳと判断したときは、ヒータ７ｆへの通電状態を維持すべくステップＳ５６へ戻る。一方、ステップＳ５７でＣＰＵ８がＮＯと判断した場合は、ステップＳ５８へ進み、一旦、ヒータ７ｆへの通電を停止し、再びステップＳ５２からの制御を繰り返す。すなわち、エンジンキーがＯＦＦとなるまでは、制御が継続される。

以上がエンジン油温昇温時における二槽式オイルパン１の動作の一例である。このように、状況に応じて電子サーモスタット７のヒータ７ｆに通電する制御を行えば、副室４内の油温のみならず、エンジンの負荷状態等に基づいてオイルを適切な状態に保つことができる。図８は、副室４内と主室５内の油温変化を示したものである。図８中、一点鎖線は暖機完了温度で、電子サーモスタット７のサーモワックスが膨張し、電子サーモスタット７が開放する温度である。また、実線で描いた曲線は副室４内の油温変化、破線で描いた曲線は主室５内の油温変化を表している。エンジンが始動すると、副室４内の油温は、徐々に上昇するが、一方の主室５内の油温はほとんど変化せず、低温のままである。副室４内の油温が上昇を続け、一点鎖線で示した暖機完了温度に到達すると電磁サーモスタット７が開放する。電磁サーモスタット７が開放されると、副室４内と主室５内のオイルが混合され始め、主室５内の油温は急激に上昇する。一方、副室４内の油温は、温度の低かった主室５内のオイルと混合されることにより、油温は下降しようとするが暖機完了温度よりも下回れば電子サーモスタット７は閉鎖されるので、副室４内の油温は暖機完了温度付近で一定となる。

その後、ｔ２秒が経過したときにそれまでＯＦＦ状態だった電子サーモスタット７のヒータ７ｆに通電し、ＯＮ状態とすると、電子サーモスタット７は油温にかかわらず開放状態を保つので、副室４内のオイルと主室５内のオイルとの混合が促進され、両室の油温は、暖機完了温度を下回る温度で一旦安定する。その後、ｔ３秒が経過したときにヒータ７ｆの通電をＯＦＦにすると、再び油温に基づく開閉が行われ、副室４内の油温は再び、サーモワックスの膨張温度である暖機完了温度付近で一定となる。

このように本実施例の制御によれば油温のみによらず、電子サーモスタット７を開閉でき、運転状況等に応じた最適なオイルの状態とすることができる。ここで、従来のオイルパンにおける油温の変化と本実施例の二槽式オイルパン１の油温の変化を比較しつつ図９に基づいて説明する。図９中、一点鎖線は、暖機完了温度すなわちサーモワックスが膨張する温度を示している。実線で示した曲線は、本実施例の電子サーモスタット７を備えた二槽式オイルパン１の副室４内の油温変化、点線で示した曲線は、従来の一槽式のオイルパンの油温変化、二点鎖線で示した曲線は冷却フィンを備えた従来の一槽式のオイルパンの油温変化を表している。図９から明らかなように二槽式オイルパン１の副室４内の油温は、従来のいずれのオイルパンよりも昇温の速度が速い。さらに、本実施例の二槽式オイルパン１では、例えば図９中のａ点でヒータ７ｆへ通電すると油温が暖機完了温度より低い状態で運転することが可能である。また、ｃ点のようにヒータ７ｆへの通電を停止すれば油温が暖機完了温度となった状態での運転を継続することができる。

［オイル交換時における動作］
本実施例の二槽式オイルパン１は、ヒータ７ｆに通電しない限り、油温が暖機完了温度以下であると閉塞されている。このため、油温が暖機完了温度以下で、ヒータ７ｆに通電していない状態では、オイルパン２のオイルドレン１４を開放しても副室４内のオイルを抜き取ることができない。そこで、オイル交換時には、操作部１３により意図的にヒータ７ｆに通電した状態とする。このようにすれば、油温が低い場合であっても副室４と主室５を連通させることができ、両室からオイルを抜き取ることができる。両室からオイルを抜き取った後も、通電状態としておけば、エンジン上方から供給したオイルを副室４と主室５の双方に素早く充填することができる。すなわち、エンジンの上方から供給したオイルは、連通孔３ａ１を通じて両室に行き渡るが、ヒータ７ｆに通電して電子サーモスタット７を開放しておけば、副室４に流入したオイルをヒータ７ｆに通電することにより開放状態となった電子サーモスタット７を通じて主室５内にもオイルを行き渡らせることができる。

次に、本発明の実施例２について図１０、図１１を参照しつつ説明する。この実施例２の二槽式オイルパン２１は、実施例１の二槽式オイルパン１の電子サーモスタット７に代えて電磁弁１６を備えている。この電磁弁１６はＣＰＵ８に接続されており、ＣＰＵ８の指令に基づいて開閉動作を行う。その他の構成は、実施例１の二槽式オイルパン１と異なるところはないので、共通する構成要素については図面中、同一の参照番号を付して、その詳細な説明は省略する。

このように構成した二槽式オイルパン２１の動作は、ほぼ実施例１の二槽式オイルパン１と同様であるが、実施例１の二槽式オイルパン１が油温に反応して開閉動作を行うサーモワックスを備えているのに対し、実施例２の二槽式オイルパン２１ではこのようなサーモワックスを備えていないことに起因して、その制御は、多少異なったものとなっている。以下、この制御について図１１を参照しつつ説明する。

図１１中、一点鎖線は暖機完了温度を示している。実施例１の二槽式オイルパン１では、油温が上昇してきて、およそｔ１秒が経過するころに暖機完了温度に到達すると、電子サーモスタットはサーモワックスが膨張することによって自動的に開放される。しかし、実施例２の二槽式オイルパン２１ではこのような機能を有さないので、油温が暖機完了温度になったのを見計らってＣＰＵ８が指令を出し、電磁弁１６を開放するようになっている。このとき、電磁弁１６の開度はＣＰＵ８のＯＮ比率の指令により、広範囲の制御が可能である。図１１におけるｔ１秒からｔ２秒の間は油温が暖機完了温度を維持するようなＯＮ比率に制御されている。また、ｔ２秒からｔ３秒、ｔ３秒以後もＯＮ比率を制御することによって、油温を制御している。このように電磁弁１６のＯＮ比率を制御することにより、実施例１の二槽式オイルパン１と同様な油温制御をすることができる。

次に、本発明の実施例３について図１２、図１３を参照しつつ説明する。この実施例３の二槽式オイルパン３１は、実施例１の二槽式オイルパン１の電子サーモスタット７に代えて電動スロットル弁１７を備えている。この電動スロットル弁１７はＣＰＵ８に接続されており、ＣＰＵ８の指令に基づいて開閉動作を行う。その他の構成は、実施例１の二槽式オイルパン１と異なるところはないので、共通する構成要素については図面中、同一の参照番号を付して、その詳細な説明は省略する。

このように構成した二槽式オイルパン３１の動作は、ほぼ実施例１の二槽式オイルパン１と同様であるが、実施例１の二槽式オイルパン１が油温に反応して開閉動作を行うサーモワックスを備えているのに対し、実施例３の二槽式オイルパン３１ではこのようなサーモワックスを備えていないことに起因して、その制御は、多少異なったものとなっている。以下、この制御について図１３を参照しつつ説明する。

図１３中、一点鎖線は暖機完了温度を示している。実施例１の二槽式オイルパン１では、油温が上昇してきて、およそｔ１秒が経過するころに暖機完了温度に到達すると、電子サーモスタットはサーモワックスが膨張することによって自動的に開放される。しかし、実施例３の二槽式オイルパン３１ではこのような機能を有さないので、油温が暖機完了温度になったのを見計らってＣＰＵ８が指令を出し、電動スロットル弁１７を開放するようになっている。このとき、電動スロットル弁１７の開度はＣＰＵ８のスロットル開度の指令により、広範囲の制御が可能である。図１３におけるｔ１秒からｔ２秒の間は油温が暖機完了温度を維持するようなスロットル開度に制御されている。また、ｔ２秒からｔ３秒、ｔ３秒以後もスロットル開度を制御することによって、油温を制御している。このように電動スロットル弁１７のスロットル開度を制御することにより、実施例１の二槽式オイルパン１と同様な油温制御をすることができる。

このような電動スロットル弁１７は、その機構上の特性からスロットル開度を徐々に変化させることができる。そのため、油温とスロットル開度を対応させた制御を行うこともできる。すなわち、油温が高温になるのに伴ってスロットル開度を徐々に大きくするというような制御を行うことができ、オイルの劣化抑制やしたり、エンジンの潤滑効率向上を図ることができる。

上記実施例は本発明を実施するための例にすぎず、本発明はこれらに限定されるものではなく、これらの実施例を種々変形することは本発明の範囲内であり、更に本発明の範囲内において、他の様々な実施例が可能であることは上記記載から自明である。

本発明の二槽式オイルパンを断面とした説明図である。 図１に示した二槽式オイルパンが備えるＣＰＵ８に接続した各種センサーのブロック図である。 図１に示す二槽式オイルパンが備える電子サーモスタットの断面図で、（ａ）は閉鎖した状態、（ｂ）は開放した状態を示すものである。 エンジン始動時の必要油圧の一例を示す説明図である。 低油温時のエンジン始動における二槽式オイルパンの制御の一例を示すフローである。 図１に示す二槽式オイルパンが備える電子サーモスタットのヒータへの通電条件を示す説明図である。 エンジン油温昇温時における二槽式オイルパンの制御の一例を示すフローである。 油温の制御を行ったときの主室内の油温と副室内の油温の変化を示す説明図である。 油温の変化を従来のオイルパンと比較した説明図である。 実施例２の二槽式オイルパンを断面とした説明図である。 図１０図示の二槽式オイルパンにおいて油温の制御を行ったときの主室内の油温と副室内の油温の変化を示す説明図である。 実施例３の二槽式オイルパンを断面とした説明図である。 図１２図示の二槽式オイルパンにおいて油温の制御を行ったときの主室内の油温と副室内の油温の変化を示す説明図である。

符号の説明

１、２１、３１ 二槽式オイルパン
２ オイルパン
３ オイルパンセパレータ
４ 副室
５ 主室
６ ストレーナ
６ａ 吸込口
７ 電子サーモスタット
７ｆ ヒータ
８ ＣＰＵ
９ エンジン水温センサー
１０ エンジン油温センサー
１１ エンジン油圧センサー
１２ スロットル開度センサー
１３ 操作部
１４ オイルドレン
１６ 電磁弁
１７ 電動スロットル弁
１８ エンジンブロック

Claims (5)

1. 吸込口が配置される副室と前記吸込口が配置されない主室とに仕切るオイルパンセパレータをオイルパンの内部に備え、前記オイルパンセパレータは前記副室を形成する凹部を有し、前記副室がエンジンブロックと連通され、前記凹部は前記副室と前記主室とを連通させる連通孔を有する二槽式オイルパンにおいて、
   前記副室と前記主室とを連通させる電子制御弁を前記オイルパンセパレータに装着したことを特徴とする二槽式オイルパン。
2. エンジン冷却水温度データ、エンジン油温データ、エンジン油圧データ、エンジン負荷データの少なくとも１つのデータに基づいて前記電子制御弁の開閉を制御する制御手段を有することを特徴とする請求項１記載の二槽式オイルパン。
3. 外部からの指示に応じて、前記電子制御弁を所望の開閉状態に設定する手段を有することを特徴とする請求項１又は２記載の二槽式オイルパン。
4. 前記電子制御弁は、サーモワックスと当該サーモワックスを加熱するヒータを備えた電子サーモスタット、電磁弁及び電動スロットル弁のいずれかであることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項記載の二槽式オイルパン。
5. 前記オイルパンの下面に冷却フィンを設けたことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項記載の二槽式オイルパン。
   

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