JP2009079583A - 内燃機関用潤滑装置の運転方法及び内燃機関用潤滑装置 - Google Patents

Abstract

【課題】オイルパンから抜き取ったオイルを一時的に貯留する蓄熱槽を備えた内燃機関用潤滑装置の運転方法を、簡単な構造の潤滑装置を用いながらも暖機運転に要する期間をより短縮化でき、且つ、暖機運転完了後のオイルによる本来の冷却作用も得られ易い方法に改善する。
【解決手段】暖機運転に際して、オイルの一部を蓄熱槽に残しつつ、蓄熱槽のオイルをオイルパンに排出することで、オイルパンのオイル量が減量化された状態とする一部排出ステップを設けることで、オイルの昇温効率を高めた。
【選択図】図７

Description

本発明は、オイルパンから抜き取ったオイルを一時的に貯留する蓄熱槽を備えた内燃機関用潤滑装置の運転方法及び内燃機関用潤滑装置に関する。

この種の運転方法に関連する先行技術文献情報として下記に示す特許文献１がある。この特許文献１に記された内燃機関用潤滑装置の運転方法では、内燃機関が停止された時に、発熱部によって加熱されたオイルパン内のオイルをポンプで蓄熱槽に移し替えて、同槽に保存し、内燃機関の再始動時には蓄熱槽内で比較的高温に保持されていたオイルをポンプの逆転によってオイルパンに戻すという運転方法を行うことができる。したがって、高温で粘性が低く圧送抵抗の小さなオイルを用いた始動が可能となり、暖機運転に要する期間の短縮化も期待できる構成となっている。また、暖機運転終了後の車両走行時には蓄熱槽内が殆ど空にされているので、蓄熱槽やその車両への取り付け部の強度確保のために車両重量が増える虞が少ない。

しかし、特許文献１に記された内燃機関用潤滑装置の運転方法では、内燃機関の始動時には蓄熱槽内のオイルの略全量をオイルパンに排出するため、この排出されたオイルの温度は冷えた内燃機関によって始動直後に一旦奪われ、低温に戻された大量のオイルを加熱しながらの暖機運転となるので、暖機運転の完了（オイルの全体が十分高温になった状態）に要する期間を十分に短縮化できなかった。

また、上記の運転方法に関連する別の先行技術文献情報として下記に示す特許文献２がある。この特許文献２に記された内燃機関用潤滑装置は、板状の仕切りによって第１室と第２室とに分離されたオイルパンを備え、仕切り板の一部にはオイルが一定の温度に達すると開くサーモスタット弁が設けられている。暖機運転中は第１室内の比較的少量のオイルのみをエンジンブロックとの間で循環させることで、より短時間で暖機運転を完了させることができる構成となっている。

しかし、この特許文献２に記された内燃機関用潤滑装置では、サーモスタット弁を備えた仕切り板によって２室に分割された複雑な構造のオイルパンを設ける必要があった。また、オイルパンを２室に分割する場合にはクランク軸に設けられたバランサと干渉しないように仕切り板を設けるという設計上の困難性も伴った。また、この構成では、サーモスタット弁が開放された後も、２室のオイルどうしは断面積の小さな弁孔を介した連通状態しか得られないので、逆に、暖機運転完了後のオイルによる冷却作用が満足に発揮され難い虞があった。
特開２００４−２２５６４１号公報（段落番号０００８、図１〜３） 特開２００６−１８９１２０号公報（段落番号００１３、００１７、図２）

そこで、本発明の目的は、上に例示した従来技術による内燃機関用潤滑装置の運転方法及び内燃機関用潤滑装置の持つ欠点に鑑み、簡単な構造の潤滑装置を用いながらも効果的な暖機工程によって暖機運転に要する期間をより短縮化でき、且つ、暖機運転完了後のオイルによる本来の冷却作用も得られ易い運転方法及び内燃機関用潤滑装置を提供することにある。

本発明に係る内燃機関用潤滑装置の運転方法の第１の特徴構成は、
オイルパンから抜き取ったオイルを一時的に貯留する蓄熱槽を備えた内燃機関用潤滑装置の運転方法であって、
暖機運転に際して、オイルの一部を前記蓄熱槽に残しつつ、前記蓄熱槽のオイルをオイルパンに排出することで、オイルパンのオイル量が減量化された状態とする一部排出ステップを有する点にある。

このような構成を備えるので、本発明の第１の特徴構成による内燃機関用潤滑装置の運転方法では、
一部排出ステップとして、暖機運転を行うのに必要最小限の量のオイルのみをオイルパンに排出し、オイルパンとシリンダブロックなどとの間で循環させるオイルを減量化した状態で暖機運転を行うことで、複雑なオイルパン構造などを用いることなく、オイルとエンジン各部との暖機に要する期間を短縮化することができる。また、オイルの昇温速度が早まるので、オイルの粘性低下によってクランク軸その他の可動部の摩擦抵抗が減り、燃費の改善や排出ガスの低エミッション化促進などの効果も得られる。

本発明に係る内燃機関用潤滑装置の運転方法の他の特徴構成は、前記一部排出ステップに先行するステップとして、前記一部排出ステップにおける排出量を上回る量のオイルを前記蓄熱槽から前記オイルパンに排出する予備排出ステップを有し、前記一部排出ステップでは、前記予備排出ステップの後に、前記オイルパンのオイルの一部を再度前記蓄熱槽に回収することで、オイルパンのオイル量を減量化する点にある。

このように構成することで、内燃機関の温度に対して蓄熱槽の油温が十分に高い場合には、先ず、予備排出ステップとして、蓄熱槽に貯留されている高温のオイルをオイルパンに排出し、この状態で一定期間の暖機運転を行ってオイルを内燃機関のシリンダブロックなどに供給する。これによって、蓄熱槽に蓄積されている熱エネルギーの大半を冷えた内燃機関に与え、内燃機関の要所を迅速に或る程度の温度まで昇温することができ、暖機運転に要する期間の短縮化に貢献する。次に、この熱の授受によってオイルの温度が下がった段階で、オイルパンからオイルの一部を再度蓄熱槽に回収して、引き続き暖機運転を継続する。これは、オイルの回収操作であるが、結果的としてオイルの一部のみを排出した状態が現出されるので「一部排出ステップ」に該当する。これにより、シリンダブロックなどとオイルパンとの間で循環させるオイルを減量化することで、オイルとエンジン各部との暖機に要する期間をさらに短縮化できる。また、オイルの昇温速度が早まるので、オイルの粘性低下によってクランク軸その他の可動部の摩擦抵抗が減り、燃費の改善や排出ガスの低エミッション化促進などの効果も得られる。

本発明に係る内燃機関用潤滑装置の運転方法の他の特徴構成は、前記蓄熱槽のオイルの温度が第１基準値よりも高い場合に、前記予備排出ステップを実行する点にある。

このように構成することで、蓄熱槽のオイルの熱でシリンダブロックなどを昇温可能な程度に蓄熱槽のオイルの温度が高い場合にのみ予備排出ステップを一部排出ステップよりも前に実行し、そうでない場合には予備排出ステップを実行せず、当初から一部排出ステップを実行するという合理的な方法で、内燃機関用潤滑装置を運転することができる。第１基準値としては、シリンダブロックの現状温度、或いは、シリンダブロックの現状温度に定数を加えた値などとすることができる。

本発明に係る内燃機関用潤滑装置の運転方法の他の特徴構成は、前記一部排出ステップの後に、前記蓄熱槽に残存するオイルの全量を前記オイルパン内に排出した状態とする全量排出ステップが実施される点にある。

このように構成することで、例えば内燃機関の暖機工程が或る程度進行した時点で、蓄熱槽に回収されていたオイルを再びオイルパン内に排出することで、オイルの全量を内燃機関の発熱部とオイルパンとの間で循環させることができる。したがって、通常運転中におけるオイルによる冷却作用が十分に発揮され、同時に、十分な量の加熱されたオイルを次回の始動の際に用いるために用意することができる。

本発明に係る内燃機関用潤滑装置の運転方法の他の特徴構成は、前記オイルパンのオイルの温度が第２基準値を越えた時に前記全量排出ステップを実行する点にある。

このように構成すれば、一部排出ステップに続く暖機運転によってオイルパンのオイルが十分に熱されたら、即刻、温度が下がり始めた状態で蓄熱槽に残されているオイルをオイルパンに排出することで、オイルの全量を少しでも早期に最高温度レベルまで昇温させ、次回の蓄熱槽への回収に備えることができる。

本発明に係る内燃機関用潤滑装置の第１の特徴構成は、
オイルを貯留するオイルパンと、前記オイルパンから抜き取ったオイルを一時的に貯留する蓄熱槽と、前記オイルパン及び前記蓄熱槽間を接続する油路と、前記油路を介して前記オイルパン及び前記蓄熱槽間で前記オイルを通流させるオイルポンプとを備え、
前記油路として、上部油路と下部油路とを備え、前記上部油路は、暖機運転の際に必要な最小限のオイル量を確保できる高さ位置に対応する前記オイルパンの側部と、前記蓄熱槽の底部とを接続してなるとともに、前記下部油路は、前記オイルパンの底部と、前記蓄熱槽の底部とを接続してなり、少なくとも前記オイルパンから前記上部油路を介して前記蓄熱槽に、前記オイルパン内のオイルの量が前記最小限のオイル量になるまで前記オイルポンプを用いて回収する点にある。

このような構成を有するので、本発明の第１の特徴構成による内燃機関用潤滑装置では、
オイルパンに貯留されたオイルをオイルポンプを用いて蓄熱槽に回収する際には、少なくとも上部油路を介してオイルを通流させることにより、オイルパン内が暖機運転に必要な最小限のオイル量となると、上部油路へのオイルの侵入が防止されて、当該上部油路を介したオイルの回収を停止させることができる。これにより、特別な液面レベルセンサを設けることなくオイルパン内のオイル量を暖機運転に必要な最小限の量として、オイルの減量化を簡便に図ることができ、装置構成の簡略化を図ることができる。よって、オイルパンとシリンダブロックなどとの間で循環させるオイルを適切に減量化した状態で暖機運転を行うことで、オイルとエンジン各部との暖機に要する期間を短縮化することができる。また、オイルの昇温速度が早まるので、オイルの粘性低下によってクランク軸その他の可動部の摩擦抵抗が減り、燃費の改善や排出ガスの低エミッション化促進などの効果も得られる。

本発明に係る内燃機関用潤滑装置の他の特徴構成は、
前記上部油路には、前記オイルパン及び前記蓄熱槽間で前記オイルの通流を許容し、又は遮断する開閉弁が設けられるとともに、前記下部油路には、前記オイルパンから前記蓄熱槽へ前記オイルの通流を許容し、前記蓄熱槽から前記オイルパンへの前記オイルの通流を遮断する逆止弁が設けられ、前記上部油路と前記下部油路とが、一つの前記オイルポンプを介して前記蓄熱槽の底部に接続されてなり、前記オイルポンプの駆動状態を制御する制御部を備えた点にある。

このように構成することで、開閉弁及び逆止弁、一つのオイルポンプを用いるという簡単な構成にもかかわらず、オイルパンと蓄熱槽との間でオイルを適切に通流させることができる。また、オイルパンに貯留されたオイルを蓄熱槽に回収する際に、オイルパン内のオイルが暖機運転に必要な最小限の量となったことを、制御部が上記一つのオイルポンプの駆動状態の変化（例えば、オイルポンプ内の駆動モータ電流値やトルクの変化）を用いて簡単に検出することができる。

以下に本発明による最良の実施形態について図面を参照しながら説明する。
[第１実施形態]
図１に示す内燃機関１は、その内燃機関用潤滑装置１００（以下、単に潤滑装置１００という場合がある。）として、シリンダブロック２の下方に位置してオイルを貯留するオイルパン３、オイルパン３のオイルをストレーナ４から汲み上げてシリンダブロック２のメインギャラリ２ａなどに送り出す第１オイルポンプ５を備えている。第１オイルポンプ５は内燃機関１の駆動力によって駆動される機械式ポンプからなる。尚、内燃機関１の冷却水系を構成する要素については図から省略してある。

また、この内燃機関１は、シリンダブロック２などによって加熱されたオイルをオイルパン３から一時的に抜き取って貯留するための蓄熱槽６を備えている。オイルパン３の底部と蓄熱槽６の底部との間は油路７で接続され、この油路７には正逆の両方向で運転可能な電動式の第２オイルポンプ８が備えられている。オイルパン３の内部と蓄熱槽６の上方空間とは空気路９によって接続されている。

蓄熱槽６の底部付近には貯留中のオイルの温度ｔ１を検出する第１温度センサＳ１が、オイルパン３にはオイルパン３に貯留されているオイルの温度ｔ２を検出する第２温度センサＳ２が、シリンダブロック２には例えばボア壁などの温度ｔ３を検出する第３温度センサＳ３が配置されている。
オイルパン３にはオイルパン３に貯留されているオイルの液面を検出するレベルセンサ１１が配置されている。

また、内燃機関１のＥＣＵには、上記の潤滑装置１００の運転方法を制御するためにＣＰＵなどで構成された制御部１０が設けられている。

内燃機関１の始動時における潤滑装置１００の運転方法の例を図２〜図５の略図、及び、図６〜図９のフロー図に沿って説明する。

（始動処理）
先ず、図２のように、内燃機関１の前回の停止に伴って、オイルパン３のオイルの大半が蓄熱槽６に回収されている状態において、図６に示す始動処理ルーチンが実行される。ここでは、始動のフラグが出されたか否かの判定が行われ（＃０１）、始動時（ｙｅｓ判定）であれば、制御部１０にてボア壁の温度ｔ３が第１基準温度Ｘ１と比較される（＃０２）。

比較の結果、ボア壁の温度ｔ３が第１基準温度Ｘ１よりも低ければ（ｔ３＜Ｘ１？＝ｙｅｓ判定）、「暖機運転ルーチン」が実施され（＃０３）、他方、ボア壁の温度ｔ３が基準温度Ｘ１よりも低くなければ（ｔ３＜Ｘ１？＝ｎｏ判定）、暖機運転不要との判断から「通常運転ルーチン」が実施される（＃０４）。第１基準温度Ｘ１の具体的な値としては、外気温よりも例えば１０℃高い温度の値を設定することができる。

（暖機運転）
図７に示すように、暖機運転では、先ず、蓄熱槽６の油温ｔ１が、ボア壁の現状の温度ｔ３に基づいて決定される第２基準温度Ｘ２と比較される（＃１１）。蓄熱槽６の油温ｔ１が十分に高温で、第２基準温度Ｘ２を下回らない場合（ｔ１＜Ｘ２＝ｎｏ判定）は、図３のように、第２オイルポンプ８の正転運転によって蓄熱槽６からオイルパン３へオイルの大半が供給される（オイルの予備排出ステップ、＃１４）。

エンジンが始動して、暖機運転が開始されると、引き続き、オイルパン３へ供給されたオイルは、第１オイルポンプ５によってストレーナ４から汲み上げられ、シリンダブロック２のメインギャラリ２ａなどに送り出され、内燃機関１の摺動部の加熱に用いられた後、オイルパン３へ戻るという循環経路に沿った暖機のための循環操作を開始される（＃１５）。

次に、オイルパン３の油温ｔ２が、ボア壁の現状の温度ｔ３に基づいて決定される第３基準温度Ｘ３と比較される（＃１６）。オイルパン３のオイルがシリンダブロック２との熱交換によって冷え始め、この油温ｔ２が第３基準温度Ｘ３よりも低い（すなわち、ボア壁の現状の温度ｔ３に対して有意に高温でない）場合は（ｔ２＜Ｘ３＝ｙｅｓ判定）、図４のように、次の一部回収ステップ（＃１７）が実行される。すなわち、オイルパン３に貯留されているオイルの一部を第２オイルポンプ８の逆転運転によって蓄熱槽６に回収する。

このように、循環されるオイルの量を減量化することで、次の段階で高温化されてくるシリンダブロック２との熱交換によるオイルの昇温効率が高められる。尚、（＃１７）ステップにおいて一部回収するオイルの量の例としては、例えばオイルパン３とシリンダブロック２の間を循環し得る全オイルの６０〜７０％などとすれば良い。一部回収ステップ（＃１７）はオイルパン３からオイルの一部を蓄熱槽６に回収するステップであるが、結果的としてオイルの一部のみを排出した状態が現出されるので、本明細書では便宜的に一部回収ステップ（＃１７）を適宜「一部排出ステップ」と呼ぶ。なお、蓄熱槽６にオイルの一部の回収が完了したか否かは、オイルパン３に設けられたレベルセンサ１１により検出することができる。

他方、内燃機関の停止から著しく長時間が経過してからの始動の場合や、暖機運転が十分に行われないまま停止した後の始動時など、（＃１１）ステップでの温度判定ステップにおいて、蓄熱槽６のオイルが十分に高温でない場合（ｔ１＜Ｘ２＝ｙｅｓ判定）は、オイル全量の排出（予備排出）を行わず、蓄熱槽６から暖機運転に必要な最小限の量のオイル（例えばオイルパン３とシリンダブロック２の間を循環し得る全オイルの４０％など）をオイルパン３に排出する（一部排出ステップ、＃１２）。一部排出ステップを実施後のオイルパン３のオイル量は、一部回収ステップ（＃１７）が行われた後の状態（図４）と類似する。なお、蓄熱槽６から暖気運転に必要な最小限の量のオイルがオイルパン３に排出されたか否かは、オイルパン３に設けられたレベルセンサ１１により検出することができる。

オイルパン３へ供給された減量化されたオイルは、エンジン始動後、第１オイルポンプ５によってストレーナ４から汲み上げられ、シリンダブロック２のメインギャラリ２ａなどに送り出され、内燃機関１の摺動部などの潤滑や加熱に用いられた後、オイルパン３へ戻るという循環経路に沿った暖機のための循環操作を開始される（＃１３）。ここでも、循環されるオイルを減量化することで、次の段階で高温化されてくるシリンダブロック２との熱交換によるオイルの昇温効率が高められる。

前述の一部回収ステップ（＃１７）の結果としてオイルパン３に残留されているオイルの量と、一部排出ステップ（＃１２）によってオイルパン３に貯留されているオイルの量とは同等として良い。

一部回収ステップ（＃１７）と一部排出ステップ（＃１２）のいずれを経由した場合も、次のステップとして、オイルパン３のオイルの温度ｔ２が蓄熱槽６のオイルの温度ｔ１と比較される（＃１８）。その結果、オイルパン３の油温ｔ２が蓄熱槽６の油温ｔ１よりも十分に高い場合は（ｔ２＞＞ｔ１＝ｙｅｓ判定）、図５のように、次の全量排出ステップ（＃１９）を実行する。すなわち、蓄熱槽６に回収されているオイルの全量を第２オイルポンプ８の正転運転によってオイルパン３に排出する。この排出は、例えばオイルパン３の油温ｔ２が基準値より低下しない緩慢な排出速度で実施される。

以上で一連の暖機運転ルーチンは完了するが、内燃機関１の停止が行われた際に実施される停止処理ルーチンの例を図８のフロー図に沿って説明する。
停止処理ルーチンでは、先ず、内燃機関１の停止操作が行われたか否かの判定が行われ（＃２１）、正常な停止であれば（ｙｅｓ判定）、オイルパン３のオイルの油温ｔ２が外気温などによって決定される第４基準温度Ｘ４と比較される（＃２２）。その結果、オイルパン３の油温ｔ２が第４基準温度Ｘ４よりも十分に高い場合（ｔ２＞＞Ｘ４＝ｙｅｓ判定）は、次の二次回収ステップ（＃２３）を実行することで、図２の状態に戻る。
すなわち、次の始動に際して、高温に保持されたオイルをオイルパン３に提供できるように、オイルパン３に貯留されているオイルの大半を第２オイルポンプ８の逆転運転によって蓄熱槽６に回収する。

一方、オイルパン３の油温ｔ２が第４基準温度よりも十分に高くない場合（ｔ２＞＞Ｘ４＝ｎｏ判定）は、オイルパン３に貯留されているオイルの一部を第２オイルポンプ８の逆転運転によって、蓄熱槽６に回収する、一部回収ステップを実行する（♯１７）。
この場合、次の始動に際して、オイルパン３内に暖機運転に必要な最小限のオイルを貯留しておくことで、即座に暖機運転が開始可能な状態に維持でき、暖機運転を開始するまでの時間を短縮できる。

尚、暖機運転を行うか否かを判断するために外気温などに基づいて設定される第１基準温度Ｘ１、及び、オイルパン３に予備排出すべきか否かを判断するためにボア壁の現状温度ｔ３に基づいて設定される第２基準温度Ｘ２の値は、制御部１０によって算出され、記憶されている。

同様に、予備排出後、一部回収すべきか否かを判断するためにボア壁の現状温度ｔ３に基づいて設定される第３基準温度Ｘ３、及び、最終的に蓄熱槽６に二次回収すべきか否かを判断するために外気温などによって決定される第４基準温度Ｘ４の値も、制御部１０によって算出され、記憶されている。

（通常運転）
例えば長時間の継続運転の停止から非常に短いインターバルしか空けずに始動する場合のように、オイルパンのオイルの温度が十分に高い状況における始動においては、ボア壁の温度ｔ３が基準温度Ｘ１よりも低くないため（ｔ３＜Ｘ１？＝ｎｏ判定）、図９のフロー図に示すような通常運転が行われる（＃０４）。

通常運転では、一部排出ステップを実行させることなく、初めからオイルの全量をオイルパン３に排出し（オイルの全量排出、＃３１）、引き続き、内燃機関１を始動することで、オイルの循環を開始する（オイル循環開始、＃３２）ので、オイルが内燃機関の駆動部の潤滑及び温度制御の機能を果たす状態を早急に実現できる。

[第２実施形態]
上記第１実施形態では、オイルパン３に貯留されたオイルの液面を検出するためにレベルセンサ１１を設けて内燃機関用潤滑装置１００を構成したが、これに限らず、図１０に示すように、レベルセンサを設けずに構成することもできる。なお、上記内燃機関用潤滑装置１００と同様の構成については、簡単のため説明を省略する。

具体的には、図１０に示すように、第２実施形態の内燃機関用潤滑装置２００には、オイルパン３の底部と蓄熱槽６の底部との間を接続する下部油路７ａが設けられ、この下部油路７ａには、オイルパン３からのオイルを蓄熱槽６に通流可能な逆止弁１２が配置されている。
また、オイルパン３の側部と蓄熱槽６の底部との間を接続する上部油路７ｂが設けられ、この上部油路７ｂには、オイルパン３及び蓄熱槽６間でオイルを通流又は遮断することが可能な開閉弁１３が配置されている。特に、上部油路７ｂがオイルパン３の側部に接続する箇所は、上記暖機運転時に必要な最小限の量のオイルがオイルパン３に貯留する高さ、すなわち、内燃機関１の暖機運転時（上記一部回収ステップ）において、オイルパン３内の余分なオイルが上部油路７ｂを介して蓄熱槽６に回収され、暖機運転に必要な最小限の量のオイル（例えばオイルパン３とシリンダブロック２の間を循環し得る全オイルの４０％など）が上部油路７ｂに侵入しないような高さ（図１０上、Ｌレベル付近）に設定されている。なお、開閉弁１３は、制御部１０の制御により適切に開閉操作される。
開閉弁１３よりも蓄熱槽６側の上部油路７ｂと、逆止弁１２よりも蓄熱槽６側の下部油路７ａとは接続され、第２オイルポンプ８を介して蓄熱槽６の底部に接続されている。第２オイルポンプ８は、正逆の両方向で運転可能な電動式のオイルポンプである。

内燃機関用循環装置２００の運転方法は、上記第１実施形態において説明したものとほぼ同様であるため、適宜省略して以下に説明する。

（始動処理）
始動処理としては、上記第１実施形態と同様に、図１１のように、内燃機関１の前回の停止に伴って、オイルパン３のオイルの大半が蓄熱槽６に回収されている状態において、図６に示す始動処理ルーチンが実行される（＃０１〜＃０４）。すなわち、「暖機運転ルーチン」、若しくは「通常運転ルーチン」が実施される。なお、始動処理ルーチンの実行開始のフラグとしては、例えば、ドアの開閉操作を用いることができる。

（暖機運転）
図７に示すように、暖機運転では、先ず、蓄熱槽６の油温ｔ１が、ボア壁の現状の温度ｔ３に基づいて決定される第２基準温度Ｘ２と比較される（＃１１）。蓄熱槽６の油温ｔ１が十分に高温で、第２基準温度Ｘ２を下回らない場合（ｔ１＜Ｘ２＝ｎｏ判定）は、図１２のように、開閉弁１３を開き、第２オイルポンプ８の正転運転によって蓄熱槽６から上部油路７ｂを介してオイルパン３へオイルの大半が供給される（オイルの予備排出ステップ、＃１４）。このオイルの予備排出ステップの終了は、第２オイルポンプ８の運転時間及びポンプの駆動モータ電流値から判断することができる。予備排出ステップが終了すると、開閉弁１３は閉じておく。

エンジンが始動して、暖機運転が開始されると、引き続き、オイルパン３へ供給されたオイルは、第１オイルポンプ５によってストレーナ４から汲み上げられ、シリンダブロック２のメインギャラリ２ａなどに送り出され、内燃機関１の摺動部の加熱に用いられた後、オイルパン３へ戻るという循環経路に沿った暖機のための循環操作を開始される（＃１５）。

次に、オイルパン３の油温ｔ２が、ボア壁の現状の温度ｔ３に基づいて決定される第３基準温度Ｘ３と比較される（＃１６）。オイルパン３のオイルがシリンダブロック２との熱交換によって冷え始め、この油温ｔ２が第３基準温度Ｘ３よりも低い（すなわち、ボア壁の現状の温度ｔ３に対して有意に高温でない）場合は（ｔ２＜Ｘ３＝ｙｅｓ判定）、図１３のように、次の一部回収ステップ（＃１７）が実行される。すなわち、開閉弁１３を開き、オイルパン３に貯留されているオイルの一部を第２オイルポンプ８の逆転運転によって、オイルパン３から上部油路７ｂ及び下部油路７ａを介して蓄熱槽６に回収する。この一部回収ステップは、オイルパン３内のオイルの量が、暖機運転時に必要な最小限の量である、Ｌレベルとなるまで（図１３参照）続けられる。
このオイルの一部回収ステップの終了は、第２オイルポンプ８が空気を吸い込むことによるポンプの駆動モータ電流値やトルクの変化から判断することができる。具体的には、上部油路７ｂは、オイルパン３の側部で、かつ、オイルパンの上記暖機運転時に必要な最小限の量のオイルがオイルパン３に貯留する高さ（Ｌレベル付近）に接続されている。すなわち、内燃機関１の暖機運転時（上記一部回収ステップ）において、オイルパン３内の余分なオイルが上部油路７ｂを介して蓄熱槽６に回収され、暖機運転に必要な最小限の量のオイルが上部油路７ｂに流入しないような高さに設定されている。したがって、オイルパン３内のオイルが上記必要最小限の量になると、上部油路７ｂからは空気を吸い込むこととなり、第２オイルポンプ８において駆動モータ電流値やトルクの変化が生じることとなる。この変化を制御部１０などが検出することにより、上記一部回収ステップが終了したと判断することができる。これにより、暖機運転時に必要な最小限のオイル量（Ｌレベル）になったか否かを判断するためのレベルセンサを設ける必要が無く、コストの削減を図ることができる。なお、一部回収ステップが終了すると、開閉弁１３は閉じておく。
このように、循環されるオイルの量を減量化することで、次の段階で高温化されてくるシリンダブロック２との熱交換によるオイルの昇温効率が高められる。尚、（＃１７）ステップにおいて一部回収するオイルの量の例としては、例えばオイルパン３とシリンダブロック２の間を循環し得る全オイルの６０〜７０％などとすれば良い（この場合、暖機運転時に必要な最小限のオイル量は、例えばオイルパン３とシリンダブロック２の間を循環し得る全オイルの３０〜４０％程度となっている）。一部回収ステップ（＃１７）はオイルパン３からオイルの一部を蓄熱槽６に回収するステップであるが、結果的としてオイルの一部のみを排出した状態が現出される。

他方、内燃機関の停止から著しく長時間が経過してからの始動の場合や、暖機運転が十分に行われないまま停止した後の始動時など、（＃１１）ステップでの温度判定ステップにおいて、蓄熱槽６のオイルが十分に高温でない場合（ｔ１＜Ｘ２＝ｙｅｓ判定）は、オイル全量の排出（予備排出）を行わず、開閉弁１３を開いて、蓄熱槽６から暖機運転に必要な最小限の量のオイル（例えばオイルパン３とシリンダブロック２の間を循環し得る全オイルの４０％など）を第２オイルポンプの正転運転によって、上部油路７ｂを介してオイルパン３に排出する（一部排出ステップ、＃１２）。一部排出ステップを実施後のオイルパン３のオイル量（レベルＬ）は、一部回収ステップ（＃１７）が行われた後の状態（図１３）と類似する。なお、蓄熱槽６から暖気運転に必要な最小限の量のオイルがオイルパン３に排出されたか否かは、第２オイルポンプ８の運転時間及びポンプの駆動モータ電流値から判断することができる。この必要最小限の量のオイルがオイルパンに排出された後、開閉弁１３を閉じる。

オイルパン３へ供給された減量化されたオイルは、エンジン始動後、第１オイルポンプ５によってストレーナ４から汲み上げられ、シリンダブロック２のメインギャラリ２ａなどに送り出され、内燃機関１の摺動部などの潤滑や加熱に用いられた後、オイルパン３へ戻るという循環経路に沿った暖機のための循環操作を開始される（＃１３）。ここでも、循環されるオイルを減量化することで、次の段階で高温化されてくるシリンダブロック２との熱交換によるオイルの昇温効率が高められる。
前述の一部回収ステップ（＃１７）の結果としてオイルパン３に残留されているオイルの量と、一部排出ステップ（＃１２）によってオイルパン３に貯留されているオイルの量とは同等として良い。

一部回収ステップ（＃１７）と一部排出ステップ（＃１２）とのいずれを経由した場合も、次のステップとして、オイルパン３のオイルの温度ｔ２が蓄熱槽６のオイルの温度ｔ１と比較される（＃１８）。その結果、オイルパン３の油温ｔ２が蓄熱槽６の油温ｔ１よりも十分に高い場合は（ｔ２＞＞ｔ１＝ｙｅｓ判定）、図１４のように、次の全量排出ステップ（＃１９）を実行する。すなわち、開閉弁１３を開いて、蓄熱槽６に回収されているオイルの全量を第２オイルポンプ８の正転運転により上部油路７ｂを介してオイルパン３に排出する。この排出は、例えばオイルパン３の油温ｔ２が基準値より低下しないよう緩慢な排出速度で実施される。

以上で一連の暖機運転ルーチンは完了するが、内燃機関１の停止が行われた際に実施される停止処理ルーチンの例を図８のフロー図に沿って説明する。
停止処理ルーチンでは、先ず、内燃機関１の停止操作が行われたか否かの判定が行われ（＃２１）、正常な停止であれば（ｙｅｓ判定）、オイルパン３のオイルの油温ｔ２が外気温などによって決定される第４基準温度Ｘ４と比較される（＃２２）。その結果、オイルパン３の油温ｔ２が第４基準温度Ｘ４よりも十分に高い場合（ｔ２＞＞Ｘ４＝ｙｅｓ判定）は、次の二次回収ステップ（＃２３）を実行することで、図１１の状態に戻る。
すなわち、次の始動に際して、高温に保持されたオイルをオイルパン３に提供できるように、オイルパン３に貯留されているオイルの大半を下部油路７ａを介して第２オイルポンプ８の逆転運転によって蓄熱槽６に回収する。この二次回収ステップの終了は、第２オイルポンプ８が空気を吸い込むことによるポンプの駆動モータ電流値やトルクの変化から判断することができる。具体的には、下部油路７ａは、オイルパン３の底部に接続されているため、オイルパン３内のオイルがほとんど全て吸引されると、下部油路７ａからは空気を吸い込むこととなり、第２オイルポンプ８において駆動モータ電流値やトルクの変化が生じることとなる。この変化を制御部１０などが検出することにより、上記二次回収ステップが終了したと判断することができる。

一方、オイルパン３の油温ｔ２が第４基準温度よりも十分に高くない場合（ｔ２＞＞Ｘ４＝ｎｏ判定）は、オイルパン３に貯留されているオイルの一部を第２オイルポンプ８の逆転運転によって、蓄熱槽６に回収する、一部回収ステップを実行する（♯１７）。
この場合、次の始動に際して、オイルパン３内に暖機運転に必要な最小限のオイルを貯留しておくことで、即座に暖機運転が開始可能な状態に維持でき、暖機運転を開始するまでの時間を短縮できる。

（通常運転）
そして、通常運転では、上記第１実施形態と同様に、図９のフロー図に示すような通常運転が行われる（＃０４）。

よって、第２実施形態に係る内燃機関用潤滑装置２００では、特別な液面レベルセンサを設けることなくオイルの減量化を第２オイルポンプ８の駆動状態の変化を用いて簡便に行うことができ、装置構成の簡略化を図ることができる。また、オイルパン３とシリンダブロック２などとの間で循環させるオイルを適切に減量化した状態で暖機運転を行うことで、オイルとエンジン各部との暖機に要する期間を短縮化することができる。さらに、オイルの昇温速度が早まるので、オイルの粘性低下によってクランク軸その他の可動部の摩擦抵抗が減り、燃費の改善や排出ガスの低エミッション化促進などの効果も得られる。

[別実施形態]
上記第２実施形態では、上部油路７ｂに開閉弁１３を設け、下部油路７ａに逆止弁１２を設けて構成したが、オイルパン３と蓄熱槽６との間でオイルを良好に通流させることができれば、特にこの構成に限定されず、適宜変更が可能である。例えば、上部油路７ｂに開閉弁を設け、下部油路７ａに開閉弁を設けることができ、オイルパン３と蓄熱槽６との間でオイルを迅速に通流させることも可能である。

第１実施形態の内燃機関用潤滑装置の構成を示す略図 第１実施形態の内燃機関用潤滑装置の運転工程を示す略図 第１実施形態の内燃機関用潤滑装置の運転工程を示す略図 第１実施形態の内燃機関用潤滑装置の運転工程を示す略図 第１実施形態の内燃機関用潤滑装置の運転工程を示す略図 内燃機関の運転方法を示すフロー図 内燃機関用潤滑装置の運転方法を示すフロー図 内燃機関用潤滑装置の運転方法を示すフロー図 内燃機関用潤滑装置の運転方法を示すフロー図 第２実施形態の内燃機関用潤滑装置の構成を示す略図 第２実施形態の内燃機関用潤滑装置の運転工程を示す略図 第２実施形態の内燃機関用潤滑装置の運転工程を示す略図 第２実施形態の内燃機関用潤滑装置の運転工程を示す略図 第２実施形態の内燃機関用潤滑装置の運転工程を示す略図

符号の説明

Ｓ１ 第１温度センサ
Ｓ２ 第２温度センサ
Ｓ３ 第３温度センサ
１ 内燃機関
２ シリンダブロック
３ オイルパン
５ 第１オイルポンプ
６ 蓄熱槽
７ 油路
７ａ 下部油路
７ｂ 上部油路
８ 第２オイルポンプ
１０ 制御部
１１ レベルセンサ
１２ 逆止弁
１３ 開閉弁
１００、２００ 内燃機関用潤滑装置
Ｌ 暖機運転の際に必要な最小限の量のオイルレベル

Claims (7)

1. オイルパンから抜き取ったオイルを一時的に貯留する蓄熱槽を備えた内燃機関用潤滑装置の運転方法であって、
   暖機運転に際して、オイルの一部を前記蓄熱槽に残しつつ、前記蓄熱槽のオイルをオイルパンに排出することで、オイルパンのオイル量が減量化された状態とする一部排出ステップを有する内燃機関用潤滑装置の運転方法。
2. 前記一部排出ステップに先行するステップとして、前記一部排出ステップにおける排出量を上回る量のオイルを前記蓄熱槽から前記オイルパンに排出する予備排出ステップを有し、前記一部排出ステップでは、前記予備排出ステップの後に、前記オイルパンのオイルの一部を再度前記蓄熱槽に回収することで、オイルパンのオイル量を減量化する請求項１に記載の内燃機関用潤滑装置の運転方法。
3. 前記蓄熱槽のオイルの温度が第１基準値よりも高い場合に、前記予備排出ステップを実行する請求項２に記載の内燃機関用潤滑装置の運転方法。
4. 前記一部排出ステップの後に、前記蓄熱槽に残存するオイルの全量を前記オイルパン内に排出した状態とする全量排出ステップが実施される請求項１から３のいずれか一項に記載の内燃機関用潤滑装置の運転方法。
5. 前記オイルパンのオイルの温度が第２基準値を越えた時に前記全量排出ステップが実施される請求項４に記載の内燃機関用潤滑装置の運転方法。
6. オイルを貯留するオイルパンと、前記オイルパンから抜き取ったオイルを一時的に貯留する蓄熱槽と、前記オイルパン及び前記蓄熱槽間を接続する油路と、前記油路を介して前記オイルパン及び前記蓄熱槽間で前記オイルを通流させるオイルポンプとを備え、
   前記油路として、上部油路と下部油路とを備え、
   前記上部油路は、暖機運転の際に必要な最小限のオイル量を確保できる高さ位置に対応する前記オイルパンの側部と、前記蓄熱槽の底部とを接続してなるとともに、
   前記下部油路は、前記オイルパンの底部と、前記蓄熱槽の底部とを接続してなり、
   少なくとも前記オイルパンから前記上部油路を介して前記蓄熱槽に、前記オイルパン内のオイルの量が前記最小限のオイル量になるまで前記オイルポンプを用いて回収する内燃機関用潤滑装置。
7. 前記上部油路には、前記オイルパン及び前記蓄熱槽間で前記オイルの通流を許容し、又は遮断する開閉弁が設けられるとともに、
   前記下部油路には、前記オイルパンから前記蓄熱槽へ前記オイルの通流を許容し、前記蓄熱槽から前記オイルパンへの前記オイルの通流を遮断する逆止弁が設けられ、
   前記上部油路と前記下部油路とが、一つの前記オイルポンプを介して前記蓄熱槽の底部に接続されてなり、
   前記オイルポンプの駆動状態を制御する制御部を備えた請求項６に記載の内燃機関用潤滑装置。

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