JP2013170451A - Abnormality determination device for internal combustion engine - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、内燃機関の異常判定装置に関し、特に、オイルレベルの低下に起因する油圧異常を判定する内燃機関の異常判定装置に関する。 The present invention relates to an abnormality determination device for an internal combustion engine, and more particularly to an abnormality determination device for an internal combustion engine that determines an abnormality in hydraulic pressure caused by a decrease in oil level.
従来、オイルパンに貯留されたオイルを吐出して被供給部位に供給する機械式のオイルポンプを備えた内燃機関のオイル供給装置が知られている。
通常、内燃機関の被供給部位は、油圧式可変動弁機構や動弁系の油圧式ラッシュアジャスタ等、内燃機関に搭載される油圧駆動部品や、クランクシャフトやカムシャフト等の摺動部位を含んで構成されている。
2. Description of the Related Art Conventionally, there is known an oil supply device for an internal combustion engine that includes a mechanical oil pump that discharges oil stored in an oil pan and supplies the oil to a supply site.
Normally, the supplied parts of the internal combustion engine include hydraulic drive parts mounted on the internal combustion engine such as a hydraulic variable valve mechanism and a hydraulic lash adjuster of the valve system, and sliding parts such as a crankshaft and a camshaft. It consists of
オイルポンプから吐出されるオイルは、これらの複数の被供給部位に対して、例えば、油圧式可変動弁機構、油圧式ラッシュアジャスタ、内燃機関の摺動部位といった順にオイル供給経路を通じて供給される。 The oil discharged from the oil pump is supplied to the plurality of supplied parts through an oil supply path in the order of, for example, a hydraulic variable valve mechanism, a hydraulic lash adjuster, and a sliding part of the internal combustion engine.
ところで、これら油圧式可変動弁機構や動弁系の油圧式ラッシュアジャスタ等の油圧駆動部品は、例えば、機関低回転時に高圧で多量のオイルを供給する必要が生じることがある。ところが、こうした要求に合わせて高圧で多量のオイルを油圧駆動部品に供給すると、通常の摺動部位に過剰なオイルが供給されてしまうことになる。 By the way, hydraulic drive parts such as these hydraulic variable valve mechanisms and valve hydraulic lash adjusters may need to supply a large amount of oil at a high pressure when the engine is running at a low speed. However, if a large amount of oil is supplied to the hydraulically driven component at a high pressure in accordance with such a demand, excessive oil is supplied to the normal sliding portion.
こうした過剰なオイルの供給は、内燃機関の駆動抵抗を増大させる一因となる上に、この要求に見合うだけのオイル供給能力を確保するために、オイルポンプの大型化も避けきれないものとなる。 Such excessive oil supply contributes to an increase in the driving resistance of the internal combustion engine, and an increase in the size of the oil pump is inevitable in order to secure an oil supply capacity sufficient to meet this requirement. .
このため、機械式のオイルポンプの大型化を招来させずに、摺動部位に過剰なオイルが供給されるのを防止しつつ、油圧駆動部品に高圧で多量のオイルを供給することができるものとして、特許文献1に記載された内燃機関の潤滑装置が知られている。 For this reason, it is possible to supply a large amount of oil to a hydraulic drive component at a high pressure while preventing an excessive amount of oil from being supplied to the sliding portion without causing an increase in size of the mechanical oil pump. As an example, a lubricating device for an internal combustion engine described in Patent Document 1 is known.
この内燃機関の潤滑装置は、カムシャフト等の機関潤滑部位(摺動部位)にオイルを供給する機械式オイルポンプと、機械式オイルポンプの加圧後にリリーフされた高圧のオイルを油圧式可変動弁機構に供給する電動式オイルポンプとを備えている。 This internal combustion engine lubrication device includes a mechanical oil pump that supplies oil to an engine lubrication site (sliding site) such as a camshaft, and hydraulically variable high-pressure oil that is relieved after the mechanical oil pump is pressurized. And an electric oil pump that supplies the valve mechanism.
この内燃機関の潤滑装置は、機関潤滑部位に供給されたオイルの一部の他に電動式オイルポンプから油圧式可変動弁機構にオイルを供給するようにしているので、機械式オイルポンプの大型化を招来することなく、機関低回転時にあっても油圧式可変動弁機構に高圧のオイルを供給することができる。 In this internal combustion engine lubrication device, oil is supplied from the electric oil pump to the hydraulic variable valve mechanism in addition to a part of the oil supplied to the engine lubrication part. High pressure oil can be supplied to the hydraulic variable valve mechanism even when the engine is running at low speed.
ところで、機械式オイルポンプおよび電動式オイルポンプとしては、トロコイドポンプやギヤポンプが多用されている。例えば、トロコイドポンプは、内ロータと外ロータの中心が互いに偏心しており、内ロータの歯数が外ロータの歯数より1枚少ないので、回転によってロータ間の空間が拡大および縮小することにより、ポンプ作用を行う。 By the way, trochoid pumps and gear pumps are frequently used as mechanical oil pumps and electric oil pumps. For example, in the trochoid pump, the center of the inner rotor and the outer rotor are eccentric from each other, and the number of teeth of the inner rotor is one less than the number of teeth of the outer rotor. Performs pumping action.
1個のロータ間の空間は、オイルを圧縮した状態で吐出口に臨むため、吐出時に高圧オイルが吐出される。次のロータ間空間が吐出口に臨むとき再び高圧オイルが吐出される。そして、高圧オイルの吐出と次の高圧オイルの吐出との間は低圧となる。
したがって、ロータの回転に伴って油圧が高圧および低圧に交互に繰り返されることにより、圧力変動、すなわち、圧力脈動が生じる。
Since the space between one rotor faces the discharge port in a compressed state, high-pressure oil is discharged during discharge. When the next space between the rotors faces the discharge port, the high pressure oil is discharged again. Then, the pressure is low between the discharge of the high pressure oil and the next discharge of the high pressure oil.
Therefore, pressure fluctuations, that is, pressure pulsations are generated by alternately repeating the hydraulic pressure to a high pressure and a low pressure as the rotor rotates.
一方、通常、オイルパンに貯留されるオイルは、オイルポンプによって被供給部位に供給された後、オイルパンに回収されるが、オイルパンに貯留されるオイル量が少ないと、オイルパンに回収されるオイルの回収効率が悪化し、オイルパン内に貯留されるオイルレベル(油面高さ)が適正量に対して低下、すなわち、不足する。 On the other hand, normally, the oil stored in the oil pan is recovered to the oil pan after being supplied to the supply site by the oil pump. However, if the amount of oil stored in the oil pan is small, it is recovered to the oil pan. The oil recovery efficiency is deteriorated, and the oil level (oil level height) stored in the oil pan is reduced relative to the appropriate amount, that is, insufficient.
このようにオイルレベルが低下すると、オイルパンからオイルポンプに向けてオイルを吸い上げるためのストレーナは、空気を吸い込む状態(以下、この状態をエア吸いと呼ぶ)となる可能性がある。 When the oil level decreases in this way, the strainer for sucking oil from the oil pan toward the oil pump may be in a state of sucking air (hereinafter, this state is referred to as air sucking).
オイルポンプがエア吸い状態になると、オイルポンプが気泡を噛み込む、所謂、エア噛みを起こしてしまい、エア噛みに起因する圧力変動、すなわち、圧力脈動が発生することが知られている(例えば、特許文献2参照)。 It is known that when an oil pump is in an air sucking state, the oil pump bites bubbles, so-called air biting, and pressure fluctuation due to air biting, that is, pressure pulsation occurs (for example, Patent Document 2).
このエア吸い時の圧力脈動は、オイルポンプが気泡を噛み込むときに発生した振動が圧力脈動の原因となり、この圧力脈動は、オイル量が少ない状態での気泡の噛み込みであることから、オイルパン内のオイルレベルが正常な場合の圧力脈動よりも小さい変動幅となる。 This pressure pulsation when sucking air causes the pressure pulsation due to vibration generated when the oil pump bites the bubbles, and this pressure pulsation is caused by the bubble biting when the amount of oil is small. The fluctuation range is smaller than the pressure pulsation when the oil level in the pan is normal.
しかしながら、このような従来の内燃機関の潤滑装置にあっては、機械式オイルポンプと電動式オイルポンプとが圧力脈動を発生するため、オイルポンプ特有の圧力脈動とエア噛みによる圧力脈動とを早期に区別することができない。したがって、オイルパンに貯留されたオイルレベルが低下したことを早期に検知することができない。この結果、摺動部位の焼き付けが発生したり、油圧駆動部品の挙動が悪化してしまうおそれがある。 However, in such a lubrication device for a conventional internal combustion engine, the mechanical oil pump and the electric oil pump generate pressure pulsation. Can not be distinguished. Therefore, it cannot be detected early that the oil level stored in the oil pan has decreased. As a result, there is a risk that seizure of the sliding portion may occur or the behavior of the hydraulically driven component may deteriorate.
本発明は、上述のような従来の問題を解決するためになされたもので、オイル貯留手段に貯留されたオイルが不足したことを早期に検知することができる内燃機関の異常判定装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above-described conventional problems, and provides an abnormality determination device for an internal combustion engine capable of detecting at an early stage that the oil stored in the oil storage means is insufficient. For the purpose.
本発明に係る内燃機関の異常判定装置は、上記目的を達成するため、(1)オイル貯留手段に貯留されるオイルを第1の被供給部位に供給する第1のオイルポンプと、前記第1のオイルポンプに対して下流側に設けられるとともに、前記第1のオイルポンプと等速で駆動され、前記第1のオイルポンプから供給されるオイルを第2の被供給部位に供給する第2のオイルポンプと、前記第1のオイルポンプから吐出されるオイルの圧力脈動に対して前記第2のオイルポンプから吐出されるオイルの圧力脈動が逆位相となるように前記第1のオイルポンプおよび第2のオイルポンプが駆動される内燃機関に設けられた異常判定装置であって、前記第2のオイルポンプの下流側に設けられ、前記第2のオイルポンプから吐出されるオイルの圧力を検知する油圧検知手段と、前記油圧検知手段の検知情報に基づいて、前記第2のオイルポンプから吐出されるオイルの圧力脈動の変動幅が予め定められた閾値を超えたことを条件として、油圧異常と判定する異常判定手段とを備えたものから構成されている。 In order to achieve the above object, an abnormality determination device for an internal combustion engine according to the present invention includes: (1) a first oil pump that supplies oil stored in an oil storage means to a first supply site; The second oil pump is provided downstream of the first oil pump, is driven at the same speed as the first oil pump, and supplies the oil supplied from the first oil pump to the second supply site. The oil pump and the first oil pump and the first oil pump so that the pressure pulsation of oil discharged from the second oil pump is in reverse phase with respect to the pressure pulsation of oil discharged from the first oil pump. 2 is an abnormality determination device provided in an internal combustion engine in which the second oil pump is driven, and is provided on the downstream side of the second oil pump, and detects the pressure of oil discharged from the second oil pump. On the condition that the fluctuation range of the pressure pulsation of the oil discharged from the second oil pump exceeds a predetermined threshold based on the detection information of the oil pressure detecting means and the oil pressure detecting means It is comprised from the thing provided with the abnormality determination means to determine.
この内燃機関は、第1のオイルポンプから吐出されるオイルの圧力脈動に対して第2のオイルポンプから吐出されるオイルの圧力脈動が逆位相となるように第1のオイルポンプおよび第2のオイルポンプが駆動されるので、オイル貯留手段に貯留されるオイルレベルが正常である場合には、第1のオイルポンプから吐出されるオイルの圧力脈動が第2のオイルポンプによってキャンセルされて第2のオイルポンプの吐出圧が一定となる。 The internal combustion engine includes the first oil pump and the second oil pump so that the pressure pulsation of the oil discharged from the second oil pump is opposite in phase to the pressure pulsation of the oil discharged from the first oil pump. Since the oil pump is driven, when the oil level stored in the oil storage means is normal, the pressure pulsation of the oil discharged from the first oil pump is canceled by the second oil pump, and the second The oil pump discharge pressure becomes constant.
また、オイル貯留手段に貯留されたオイルが不足すると、第1のオイルポンプおよび第2のオイルポンプにエア吸いが発生して第1のオイルポンプおよび第2のオイルポンプから吐出されるオイルの圧力脈動が発生する。この圧力脈動は、エア噛みに起因する振動であり、オイルレベルが正常な場合に比べて圧力脈動の変動幅が小さく、不規則なものとなる。
このため、第1のオイルポンプから吐出されるオイルの圧力脈動が第2のオイルポンプによってキャンセルされずに第2のオイルポンプから吐出されるオイルの圧力脈動が発生する。
Further, when the oil stored in the oil storage means is insufficient, air suction occurs in the first oil pump and the second oil pump, and the pressure of the oil discharged from the first oil pump and the second oil pump Pulsation occurs. This pressure pulsation is vibration caused by the air biting, and the fluctuation range of the pressure pulsation is small and irregular as compared with the case where the oil level is normal.
For this reason, the pressure pulsation of the oil discharged from the second oil pump is generated without the pressure pulsation of the oil discharged from the first oil pump being canceled by the second oil pump.
内燃機関の異常判定装置は、第2のオイルポンプの下流側に第2のオイルポンプから吐出されるオイルの圧力を検知する油圧検知手段を有し、異常判定手段が、油圧検知手段の検知情報に基づいて、第2のオイルポンプから吐出されるオイルの圧力脈動の変動幅が予め定められた閾値を超えたことを条件として、油圧異常と判定するように構成される。
このため、異常判定手段は、オイル貯留手段に貯留されたオイルレベルが正常な場合の第2のオイルポンプから吐出される一定の油圧と、エア吸いにより第2のオイルポンプから吐出されたオイルの圧力脈動とを正確に区別することができる。この結果、オイル貯留手段に貯留されたオイルが不足したことを早期に検知することができる。
The abnormality determination device for an internal combustion engine has hydraulic pressure detection means for detecting the pressure of oil discharged from the second oil pump on the downstream side of the second oil pump, and the abnormality determination means detects detection information of the hydraulic pressure detection means. The hydraulic pressure abnormality is determined on the condition that the fluctuation range of the pressure pulsation of the oil discharged from the second oil pump exceeds a predetermined threshold.
For this reason, the abnormality determination means includes a constant hydraulic pressure discharged from the second oil pump when the oil level stored in the oil storage means is normal, and oil discharged from the second oil pump due to air suction. Pressure pulsation can be accurately distinguished. As a result, it is possible to detect at an early stage that the oil stored in the oil storage means is insufficient.
上記(1)の内燃機関の異常判定装置において、(2)第1の被供給部位が、前記第1のオイルポンプおよび前記第2のオイルポンプと等速で駆動され、前記オイルによって潤滑される摺動部位から構成され、前記第2の被供給部位が、油圧に基づいて駆動される油圧駆動部品を含んで構成されている。 In the abnormality determination device for an internal combustion engine according to (1), (2) the first supplied part is driven at a constant speed with the first oil pump and the second oil pump and is lubricated by the oil. The second portion to be supplied is configured to include a hydraulic drive component that is driven based on hydraulic pressure.
この内燃機関は、第1の被供給部位が、オイルによって潤滑される摺動部位から構成され、第2の被供給部位が、油圧に基づいて駆動される油圧駆動部品から構成されるので、第1のオイルポンプの大型化を招来することなく、内燃機関の低回転時にあっても第2のオイルポンプから油圧駆動部品に高圧のオイルを供給することができる。 In this internal combustion engine, the first supplied part is constituted by a sliding part lubricated by oil, and the second supplied part is constituted by a hydraulic drive part driven based on hydraulic pressure. The high-pressure oil can be supplied from the second oil pump to the hydraulic drive parts without causing an increase in the size of the oil pump 1 even when the internal combustion engine is running at a low speed.
また、内燃機関の低回転時には第1のオイルポンプから摺動部位に少量のオイルを供給することができるため、摺動部位の摺動抵抗が増大するのを防止して内燃機関の燃費が悪化するのを防止することができる。 In addition, since the small amount of oil can be supplied from the first oil pump to the sliding portion when the internal combustion engine is running at a low speed, the sliding resistance of the sliding portion is prevented from increasing and the fuel consumption of the internal combustion engine is deteriorated. Can be prevented.
上記(1)または(2)の内燃機関の異常判定装置において、(3)前記異常判定手段から出力される異常信号に基づいて警告を行う警告手段を有し、前記異常判定手段は、前記第2のオイルポンプから吐出されるオイルの圧力脈動の変動幅が予め定められた閾値を超えたことを条件として、前記警告手段に前記異常信号を出力するものから構成されている。 In the abnormality determination device for an internal combustion engine according to the above (1) or (2), (3) warning means for giving a warning based on an abnormality signal output from the abnormality determination means, the abnormality determination means includes the first 2 is configured to output the abnormal signal to the warning means on condition that the fluctuation range of the pressure pulsation of oil discharged from the oil pump 2 exceeds a predetermined threshold.
この内燃機関の異常判定装置は、異常判定手段から出力される異常信号に基づいて警告を行う警告手段を有し、異常判定手段が、第2のオイルポンプから吐出されるオイルの圧力脈動の変動幅が予め定められた閾値を超えたことを条件として、警告手段に異常信号を出力するので、オイル貯留手段に貯留されるオイルが不足したことを運転者に警告することができる。このため、運転者に対して、オイル貯留手段のオイルの点検またはオイル貯留手段にオイルを補充する作業を促すことができる。 This abnormality determination device for an internal combustion engine has warning means for giving a warning based on an abnormality signal output from the abnormality determination means, and the abnormality determination means detects fluctuations in pressure pulsations of oil discharged from the second oil pump. Since an abnormal signal is output to the warning means on condition that the width exceeds a predetermined threshold, it is possible to warn the driver that the oil stored in the oil storage means is insufficient. For this reason, it is possible to prompt the driver to check the oil in the oil storage means or to replenish the oil storage means with oil.
このため、摺動部位や油圧駆動部品に早期にオイルを供給することができ、摺動部位の焼き付けが発生したり、油圧駆動部品の挙動が悪化してしまうのを回避することができる。 For this reason, oil can be supplied to the sliding portion and the hydraulic drive component at an early stage, and it is possible to avoid the occurrence of seizure of the sliding portion and the deterioration of the behavior of the hydraulic drive component.
上記(1)〜(3)に記載の内燃機関の異常判定装置において、(4)前記第1のオイルポンプおよび前記第2のオイルポンプが前記内燃機関の出力軸によって駆動され、前記第1のオイルポンプおよび前記第2のオイルポンプから吐出されるオイルの吐出タイミングの位相をずらすものから構成されている。 In the internal combustion engine abnormality determination device according to any of (1) to (3), (4) the first oil pump and the second oil pump are driven by an output shaft of the internal combustion engine, and the first The oil pump is configured to shift the phase of the discharge timing of oil discharged from the second oil pump.
この内燃機関は、第1のオイルポンプおよび第2のオイルポンプが内燃機関の出力軸によって駆動し、第1のオイルポンプおよび第2のオイルポンプから吐出されるオイルの吐出タイミングの位相をずらすことにより、第1のオイルポンプから吐出されるオイルの圧力脈動と第2のオイルポンプから吐出されるオイルの圧力脈動とを逆位相にすることができる。 In this internal combustion engine, the first oil pump and the second oil pump are driven by the output shaft of the internal combustion engine, and the phase of the discharge timing of the oil discharged from the first oil pump and the second oil pump is shifted. Thus, the pressure pulsation of the oil discharged from the first oil pump and the pressure pulsation of the oil discharged from the second oil pump can be in opposite phases.
本発明によれば、オイル貯留手段に貯留されたオイルが不足したことを早期に検知することができる内燃機関の異常判定装置を提供することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the abnormality determination apparatus of the internal combustion engine which can detect early that it was insufficient for the oil stored by the oil storage means can be provided.
以下、本発明に係る内燃機関の異常判定装置の実施の形態について、図面を用いて説明する。
図1〜図5は、本発明に係る内燃機関の異常判定装置の一実施の形態を示す図である。
まず、構成を説明する。
図1において、車両1は、内燃機関としてのエンジン2と、オイル供給装置3と、エンジン2の異常判定装置4とを含んで構成されている。
Embodiments of an abnormality determination device for an internal combustion engine according to the present invention will be described below with reference to the drawings.
1 to 5 are diagrams showing an embodiment of an abnormality determination device for an internal combustion engine according to the present invention.
First, the configuration will be described.
In FIG. 1, a vehicle 1 includes an engine 2 as an internal combustion engine, an
エンジン2は、図示しない気筒内に往復移動可能に収容されたピストン21が2往復する間に、吸気行程、圧縮行程、膨張行程および排気行程からなる一連の4行程を行う、所謂4サイクルのガソリンエンジンである。
The engine 2 performs a series of four strokes including an intake stroke, a compression stroke, an expansion stroke, and an exhaust stroke while a
このエンジン2は、気筒およびピストン21をそれぞれ4つずつ備える直列4気筒のエンジンである。なお、気筒数は一例を示すもので4気筒に限られるものではない。また、エンジン2は、ガソリンエンジンに限らず、ディーゼルエンジンであってもよい。
The engine 2 is an in-line four-cylinder engine having four cylinders and four
エンジン2は、ピストン21と、可変バルブタイミング機構(Variable Valve Timing:以下、VVTという)22と、クランクシャフト23と、シリンダヘッド27(図3参照)、シリンダブロック28(図3参照)およびクランクケースからなるエンジンブロック24と、気筒内に燃料を噴射する図示しない燃料噴射装置とを含んで構成されている。
The engine 2 includes a
VVT22は、運転状態に応じて吸気バルブ25aおよび排気バルブ25bを最適な開閉タイミングに制御する機構である。VVT22は、吸気カムシャフト26aおよび排気カムシャフト26bの軸方向端部にそれぞれ設けられたVVTコントローラからなる。
The
VVT22は、各VVTコントローラに油圧が供給されることにより、カムスプロケットに対する吸気カムシャフト26a、排気カムシャフト26bの位相を変更して吸気バルブ25aおよび排気バルブ25bの開閉タイミングを進角または遅角させることができる。
The
VVT22の各VVTコントローラに供給される油圧は、吸気側および排気側のオイルコントロールバルブ(OCV:Oil Control Valve)22a、22bにより制御される。
The hydraulic pressure supplied to each VVT controller of the
クランクシャフト23は、クランクジャーナル23aを介してエンジンブロック24に回転可能に支持されている。また、クランクシャフト23は、コネクティングロッド21aを介してピストン21に連結されており、ピストン21の往復運動が伝達されて回転運動するようになっている。なお、コネクティングロッド21aは、クランクシャフト23のクランクピン23bに連結されている。
The
図1、図2に示すように、オイル供給装置3は、オイル貯留手段としてのオイルパン30と、オイルストレーナ31と、オイルポンプ32、33と、オイルフィルタ34と、オイル通路35と、オイル供給経路36とを含んで構成されている。但し、図1においては、オイルフィルタ34の図示を省略している。
As shown in FIGS. 1 and 2, the
オイルパン30にはオイルストレーナ31が浸漬されており、オイルストレーナ31は、オイルパン30に貯留されたオイルを濾過するようになっている。
An
オイルパン30に貯留されたオイルは、オイルストレーナ31を通して第1のオイルポンプとしてのオイルポンプ32によって吸い上げられ、オイルポンプ32からオイル通路35に吐出されるようになっている。
The oil stored in the
図2に示すように、オイル通路35にはオイルフィルタ34が介装されており、オイルフィルタ34は、オイルに混入される異物を除去するようになっている。
オイル通路35の下流側にはメインギャラリ37が設けられており、メインギャラリ37は、クランクシャフト23(図1参照)に沿ってシリンダブロック28の壁面内に延設されている。このメインギャラリ37にはオイルポンプ32により加圧されたオイルが供給されるようになっており、メインギャラリ37に供給されたオイルは、シリンダヘッド27やシリンダブロック28に分岐して供給されるようになっている。
As shown in FIG. 2, an
A
なお、本実施の形態で言う下流側とは、オイルの流れる方向である。例えば、オイルポンプ32、33のそれぞれ下流側とは、オイルポンプ32、33からオイルが吐出される側の方向である。
シリンダヘッド27およびシリンダブロック28に分岐して供給されたオイルは、エンジン2の各被供給部位に供給される。
In addition, the downstream side said by this Embodiment is a direction through which oil flows. For example, the downstream sides of the oil pumps 32 and 33 are directions on the side from which oil is discharged from the oil pumps 32 and 33, respectively.
The oil branched and supplied to the
例えば、シリンダブロック28においては、供給されたオイルが摺動部位を構成するクランクジャーナル23a、クランクピン23b、コネクティングロッド21a等の潤滑用のオイルや油圧駆動部品を構成するオイルジェット38の作動油として、シリンダヘッド27においては、吸気カムシャフト26aおよび排気カムシャフト26bを回転自在に支持するカムジャーナル29等の潤滑用のオイルや油圧駆動部品を構成するラッシュアジャスタ50やVVT22の作動油として用いられる。
For example, in the
なお、本実施の形態では、第1の被供給部位を構成する摺動部位は、クランクジャーナル23a、クランクピン23b、コネクティングロッド21a、オイルジェット38からオイルが供給されるピストン21から構成されており、ラッシュアジャスタ50やVVT22等の油圧駆動部品が第2の被供給部位を構成している。
In the present embodiment, the sliding part constituting the first supplied part is constituted by the
ここで、オイルジェット38は、エンジン2のピストン21(図1参照)の底面に向けてオイルを噴射することで、燃焼ガスに晒され熱負荷が高くなるピストン21を冷却し、例えば、高負荷運転時での異常燃焼を防止しノッキングの抑制を図るものである。
Here, the
また、第2のオイルポンプとしてのオイルポンプ33は、オイルポンプ32の下流側でかつ、メインギャラリ37の下流側に設けられており、オイルポンプ32によってメインギャラリ37に供給されたオイルをカムジャーナル29等の潤滑用のオイルやラッシュアジャスタ50やVVT22の作動油として供給するようになっている。
The
各被供給部位に供給されたオイルは、その後、エンジンブロック24内を滴下し再度オイルパン30に戻るようになっている。オイル供給装置3のオイル供給経路36は、オイル通路35およびメインギャラリ37を含んで構成されており、オイルパン30に貯留されたオイルをエンジン2の各被供給部位に供給した後に、オイルパン30に回収する循環経路として構成されている。
The oil supplied to each supply site is then dropped inside the
すなわち、オイル供給経路36は、オイルパン30に貯留されたオイルをオイルポンプ32、33によってエンジン2の各被供給部位に供給した後、オイルパン30に回収するまでのオイルの循環経路である。
That is, the
オイルポンプ32、33は、例えば、トロコイドポンプやギヤポンプ等からなる同一機種のオイルポンプから構成されており、図示しないチェーンを介してエンジン2の出力軸であるクランクシャフト23に連結され、それぞれクランクシャフト23とは別軸でクランクシャフト23により等速駆動されるようになっている。なお、オイルポンプ32、33は、チェーンを介してクランクシャフト23と同軸で駆動されてもよい。
The oil pumps 32 and 33 are composed of, for example, an oil pump of the same model including a trochoid pump and a gear pump, and are connected to a
また、オイルポンプ32、33は、オイルポンプ32から吐出されるオイルの圧力脈動に対してオイルポンプ33から吐出されるオイルの圧力脈動が逆位相となるように駆動されるように構成されている。
The oil pumps 32 and 33 are configured so that the pressure pulsation of the oil discharged from the
具体的には、オイルポンプ32、33は、それぞれ内ロータと外ロータの中心が互いに偏心するとともに、内ロータの歯数が外ロータの歯数より1枚少なく構成されており、内ロータの回転によって内ロータと外ロータとの間の空間が拡大および縮小することにより、ポンプ作用を行うようになっている。 Specifically, the oil pumps 32 and 33 are configured such that the centers of the inner rotor and the outer rotor are eccentric from each other, and the number of teeth of the inner rotor is one less than the number of teeth of the outer rotor. As a result, the space between the inner rotor and the outer rotor is expanded and contracted to perform a pumping action.
内ロータの1つの歯と外ロータの1つの歯とによって画成される空間は、オイルを圧縮した状態で吐出口に臨むため、吐出時に高圧オイルが吐出され、次の1つの内ロータの歯と外ロータの歯とによって画成される空間が吐出口に臨むとき再び高圧オイルが吐出される。そして、高圧オイルの吐出と次の高圧オイルの吐出との間は低圧となる。 Since the space defined by one tooth of the inner rotor and one tooth of the outer rotor faces the discharge port in a compressed state, high pressure oil is discharged at the time of discharge, and the next one tooth of the inner rotor And high pressure oil is discharged again when the space defined by the teeth of the outer rotor faces the discharge port. Then, the pressure is low between the discharge of the high pressure oil and the next discharge of the high pressure oil.
このため、内ロータの回転に伴って油圧が高圧および低圧に交互に繰り返されることにより、圧力変動、すなわち、圧力脈動が生じる。
したがって、本実施の形態では、オイルポンプ32、33のそれぞれの内ロータの歯と外ロータとの歯との位相をずらすことにより、オイルポンプ32、33から吐出される高圧オイルの吐出タイミングをずらすことで、図3に示すように、オイルポンプ32、33のそれぞれから吐出されるオイルの圧力脈動P1、P2を逆位相とすることができる。
For this reason, the pressure fluctuation, that is, the pressure pulsation is generated by alternately repeating the hydraulic pressure to a high pressure and a low pressure as the inner rotor rotates.
Therefore, in this embodiment, the discharge timing of the high-pressure oil discharged from the oil pumps 32 and 33 is shifted by shifting the phases of the teeth of the inner rotor and the teeth of the outer rotor of the oil pumps 32 and 33, respectively. Thus, as shown in FIG. 3, the pressure pulsations P1 and P2 of the oil discharged from the oil pumps 32 and 33 can be in opposite phases.
また、オイルポンプ32、33のそれぞれの内ロータの歯と外ロータとの歯との位相をずらすにあたり、オイルポンプ32から吐出されるオイルの圧力脈動の上限値とオイルポンプ33から吐出されるオイルの圧力脈動の下限値とが一致するタイミングと、オイルポンプ32から吐出されるオイルの圧力脈動の下限値とオイルポンプ33から吐出されるオイルの圧力脈動の上限値とが一致するタイミングを同じにする。
この結果、オイルポンプ32から吐出されるオイルの圧力脈動がオイルポンプ33によってキャンセルされ、オイルポンプ33から吐出されるオイルの圧力、すなわち、油圧P3は、圧力脈動がキャンセルされたフラットな油圧となる。
Further, when shifting the phase between the teeth of the inner rotor and the teeth of the outer rotor of each of the oil pumps 32, 33, the upper limit value of the pressure pulsation of the oil discharged from the
As a result, the pressure pulsation of the oil discharged from the
一方、異常判定装置4は、電子制御ユニット(Electronic Control Unit:以下、ECUという)41と、油圧検知手段としての油圧センサ42と、ウォーニングランプ43とを含んで構成されている。
On the other hand, the abnormality determination device 4 includes an electronic control unit (hereinafter referred to as ECU) 41, a
油圧センサ42は、オイルポンプ33の吐出側のオイル供給経路36上に設けられており、油圧センサ42は、オイルポンプ33から吐出されるオイルの圧力を検知して、油圧に応じた信号をECU41に出力するようになっている。
The
ECU41は、例えば、CPU、RAM、ROMおよび入出力インターフェース等を備えるマイクロコンピュータを含んで構成されている。
ROMには、後述する異常判定プログラム等の制御プログラムや初期データおよび各種制御マップ等が予め記憶されている。
The
In the ROM, a control program such as an abnormality determination program described later, initial data, various control maps, and the like are stored in advance.
CPUは、RAMの一時記憶機能を利用するとともにROMに予め記憶された異常判定プログラムや初期データおよび各種制御マップ等に従って演算処理を行い、その演算結果に基づいて異常判定処理等の各種制御を実行するようになっている。また、RAMは、データを一時的に記憶したり、ワークエリアとして機能する。 The CPU uses the temporary storage function of the RAM and performs arithmetic processing according to the abnormality determination program, initial data and various control maps stored in advance in the ROM, and executes various controls such as abnormality determination processing based on the calculation results. It is supposed to be. The RAM temporarily stores data and functions as a work area.
ECU41は、油圧センサ42の検知情報に基づいて、オイルポンプ33から吐出されるオイルの圧力脈動の変動幅が予め定められた閾値(例えば、50kPa)を超えたことを条件として、油圧異常と判定するようになっており、異常判定手段を構成している。
Based on the detection information of the
そして、ECU41は、油圧異常と判定したときに、オイルパン30内のオイルレベルが低下してエンジン2の各被供給部位に供給されるオイルが不足したものと判断してウォーニングランプ43に異常信号を出力するようになっている。
When the
ウォーニングランプ43は、ECU41から異常信号が入力されると、点灯あるいは点滅するようになっており、運転者にオイルパン30内のオイルが不足したことを警告するようになっている。本実施の形態の異常判定装置4は、ウォーニングランプ43が警告手段を構成している。
The warning
運転者は、ウォーニングランプ43の状態を見てオイルパン30内のオイルレベルが低下していることを認識することができ、ウォーニングランプ43は、運転者に対してオイルパン30のオイルの点検またはオイルパン30にオイルを補充する作業を促すことができる。
The driver can recognize that the oil level in the
なお、異常判定装置4は、油圧異常が発生したことの警告として、ウォーニングランプ43の点灯あるいは点滅に代えて、ブザーによる警告音あるいはスピーカから出力される音声によって警告を行うようにしてもよい。
The abnormality determination device 4 may issue a warning by a warning sound by a buzzer or a sound output from a speaker, instead of lighting or blinking the warning
次に、図4、図5を参照して、内燃機関の異常判定装置4のECU41で実行される異常判定処理について説明する。
図4は、ECU41によって実行される異常判定処理のフローチャートであり、ECU41のCPUが、ROMに格納された異常判定プログラムを実行するようになっている。
Next, an abnormality determination process executed by the
FIG. 4 is a flowchart of the abnormality determination process executed by the
ECU41のCPUは、油圧センサ42の検知情報に基づいてオイルポンプ33から吐出されるオイルの圧力脈動の変動幅PSが予め定められた閾値P0を超えたか否かを判別し(ステップS1)、閾値P0を超えていないものと判断した場合には、オイルパン30内のオイルレベルが適正なものであり、オイルポンプ33から吐出されるオイルの油圧が正常であるものと判断して今回の処理を終了する。
The CPU of the
すなわち、オイルパン30のオイルレベルが適正である場合には、オイルパン30からオイルポンプ32により吸い上げられたオイルがオイル通路35からメインギャラリ37を通してクランクジャーナル23a、クランクピン23b、コネクティングロッド21a、オイルジェット38に供給される。
That is, when the oil level of the
また、メインギャラリ37から分岐したオイル供給経路36上のオイルポンプ33によって、オイルポンプ32から吐出されるオイルがVVT22およびラッシュアジャスタ50等の油圧駆動部品およびカムジャーナル29に供給される。
Further, oil discharged from the
本実施の形態のオイル供給装置3のオイルポンプ32、33は、オイルポンプ32から吐出されるオイルの圧力脈動に対してオイルポンプ33から吐出されるオイルの圧力脈動が逆位相となるように駆動されるように構成されている。
The oil pumps 32 and 33 of the
このため、オイルポンプ32から吐出されるオイルの圧力脈動をオイルポンプ33によってキャンセルすることができ、図5に示すように、オイルポンプ33から吐出されるオイルの圧力は、圧力脈動がキャンセルされたフラットな油圧P3となり、圧力脈動が閾値P0未満となる。
Therefore, the pressure pulsation of the oil discharged from the
また、ステップS1でECU41のCPUは、オイルポンプ33から吐出されるオイルの圧力脈動の変動幅PSが予め定められた閾値P0を超えたものと判断した場合には、ウォーニングランプ43に異常信号を送信して(ステップS2)、今回の処理を終了する。
If the CPU of the
すなわち、オイルパン30内のオイルレベルが低下すると、オイルポンプ32がエア吸い状態となり、オイルポンプ32が気泡を噛み込む、所謂、エア噛みを起こしてしまう。オイルポンプ32がエア噛みを起こしてしまうと、オイルポンプ32が気泡を噛み込むときに発生した振動が圧力脈動となる。
この圧力脈動は、オイルポンプ32に吸い込まれるオイル量が少ない状態での気泡の噛み込みであることから、オイルレベルが正常な場合の圧力脈動よりも小さい変動幅となる。また、この圧力脈動は、エア噛みの影響を受けて不規則な圧力脈動となる。
That is, when the oil level in the
Since this pressure pulsation is the entrapment of bubbles when the amount of oil sucked into the
また、オイルポンプ32から吐出されたオイルがオイルポンプ33によって吸い上げられるときに、オイルポンプ33もエア噛みを起こしてしまう。このため、オイルポンプ32、33から吐出されるオイルの圧力脈動は、共にエア噛みの影響を受けて不規則となり、オイルポンプ33によって圧力脈動をキャンセルすることができなくなる。
In addition, when the oil discharged from the
したがって、図5に示すように、オイルポンプ33から吐出されるオイルの圧力脈動PSが発生する。ECU41のCPUは、この圧力脈動の変動幅PSが閾値P0以上であるものと判断した場合には、オイルパン30内のオイルレベルが低下したものと判断し、ウォーニングランプ43に異常信号を送信する。
Therefore, as shown in FIG. 5, the pressure pulsation PS of the oil discharged from the
ウォーニングランプ43は、ECU41から異常信号が入力したときに、点灯または点滅することにより、オイルパン30内のオイルレベルが低下したことを運転者に警告する。
The warning
このように本実施の形態では、オイルポンプ32から吐出されるオイルの圧力脈動に対してオイルポンプ33から吐出されるオイルの圧力脈動が逆位相となるようにオイルポンプ32、33を駆動したので、オイルパン30に貯留されるオイルレベルが正常である場合には、オイルポンプ32から吐出されるオイルの圧力脈動をオイルポンプ33によってキャンセルしてオイルポンプ33の吐出圧を一定にすることができる。
As described above, in the present embodiment, the oil pumps 32 and 33 are driven so that the pressure pulsation of the oil discharged from the
この前提において、本実施の形態のECU41は、オイルポンプ33から吐出されるオイルの圧力脈動の変動幅PSが予め定められた閾値P0を超えたことを条件として、油圧異常と判定するので、オイルパン30内のオイルレベルが正常な場合のオイルポンプ33から吐出される一定の油圧と、オイルパン30内のオイルレベルが低下した場合にオイルポンプ33から吐出されたオイルの圧力脈動とを正確に区別することができる。この結果、オイルパン30に貯留されたオイルが不足したことを早期に検知することができる。
Under this premise, the
特に、本実施の形態のオイル供給装置3は、オイルパン30内のオイルレベルが適正な場合に、オイルポンプ33から吐出されるオイルの圧力がフラットな特性となるため、このフラットな特性に対して閾値P0を小さくすることができ、圧力脈動が小さい場合であっても直ちにオイルパン30内のオイルレベルが低下したものと判断することができる。
したがって、オイルパン30内のオイルレベルが低下したことをより早期に検知することができる。すなわち、本実施の形態の異常判定装置4は、油圧異常を検知するための感度を高くすることができるのである。
In particular, in the
Therefore, it is possible to detect earlier that the oil level in the
また、本実施の形態のエンジン2は、第1の被供給部位が、オイルポンプ33およびオイルポンプ33と等速で駆動され、オイルによって潤滑されるクランクジャーナル23a、クランクピン23b、コネクティングロッド21a、ピストン21等の摺動部位から構成され、第2の被供給部位が、油圧に基づいて駆動されるVVT22、ラッシュアジャスタ50等の油圧駆動部品を含んで構成されている。
Further, in the engine 2 of the present embodiment, the first supplied portion is driven at a constant speed with the
このため、オイルポンプ32の大型化を招来することなく、エンジン2の低回転時にあってもオイルポンプ33からVVT22やラッシュアジャスタ50に高圧のオイルを供給することができる。
For this reason, high-pressure oil can be supplied from the
また、エンジン2の低回転時にはオイルポンプ32から摺動部位に少量のオイルを供給することができるため、摺動部位の摺動抵抗が増大するのを防止してエンジン2の燃費が悪化するのを防止することができる。
特に、本実施の形態のオイル供給装置3は、オイルポンプ33から吐出されるオイルの圧力脈動の上限油圧および下限油圧が存在しないフラットな特性となるため、圧力脈動がない分だけオイルポンプ33の吐出圧を高くすることができる。
Further, since a small amount of oil can be supplied from the
In particular, the
このため、例えば、VVT22に供給される油圧を高くすることができ、VVT22の信頼性を向上させることができる。
具体的には、オイルレベルが適正な場合に圧力脈動が生じる従来のオイルポンプでは、VVT22を安定して作動させるためには、VVT22の作動油圧を下限油圧に設定することが好ましいが、作動油圧を下限油圧に設定すると、オイルポンプを大型化してVVT22に供給するオイルの圧力を高くする必要がある。
For this reason, for example, the hydraulic pressure supplied to the
Specifically, in the conventional oil pump that generates pressure pulsation when the oil level is appropriate, in order to operate the
これに対して、本実施の形態のオイルポンプ33は、フラットな特性となるため、実質的に下限油圧をフラットな油圧まで上昇できることになり、VVT22の作動油圧を高くして、VVT22の信頼性を向上させることができる。
On the other hand, since the
また、本実施の形態の異常判定装置4は、ECU41から出力される異常信号に基づいて警告を行うウォーニングランプ43を有し、ECU41が、オイルポンプ33から吐出されるオイルの圧力脈動の変動幅PSが予め定められた閾値P0を超えたことを条件として、ウォーニングランプ43に警告手段に異常信号を出力している。
In addition, the abnormality determination device 4 of the present embodiment has a warning
このため、オイルパン30内のオイルが不足したことを運転者に警告することができ、運転者に対して、オイルパン30内のオイルの点検またはオイルパン30内にオイルを補充する作業を促すことができる。
For this reason, it is possible to warn the driver that the oil in the
このため、摺動部位や油圧駆動部品に早期にオイルを供給することができ、摺動部位の焼き付けが発生したり、油圧駆動部品の挙動が悪化してしまうのを回避することができる。 For this reason, oil can be supplied to the sliding portion and the hydraulic drive component at an early stage, and it is possible to avoid the occurrence of seizure of the sliding portion and the deterioration of the behavior of the hydraulic drive component.
また、本実施の形態では、オイルポンプ32、33がエンジン2のクランクシャフト23によって駆動され、オイルポンプ32、33から吐出されるオイルの吐出タイミングの位相をずらすように構成されるので、オイルポンプ32から吐出されるオイルの圧力脈動とオイルポンプ33から吐出されるオイルの圧力脈動とを逆位相にすることができる。
In the present embodiment, the oil pumps 32 and 33 are driven by the
なお、本実施の形態の内燃機関の異常判定装置4は、車両用内燃機関に適用した例について説明したが、動力源として内燃機関を用いるものであれば適用可能であり、例えば、所謂ハイブリッド車や自動二輪車等に搭載される内燃機関はもとより、船舶や建設機械等のように車両以外のものに搭載される内燃機関にも適用可能である。 The abnormality determination device 4 for an internal combustion engine according to the present embodiment has been described with reference to an example applied to an internal combustion engine for a vehicle. However, any device using an internal combustion engine as a power source can be applied. The present invention can be applied not only to an internal combustion engine mounted on a motorcycle or a motorcycle but also to an internal combustion engine mounted on a vehicle other than a vehicle such as a ship or a construction machine.
以上のように、本発明に係る内燃機関の異常判定装置は、オイル貯留手段に貯留されたオイルが不足したことを早期に検知することができるという効果を有し、オイルレベルの低下に起因する油圧異常を判定する内燃機関の異常判定装置等として有用である。 As described above, the abnormality determination device for an internal combustion engine according to the present invention has an effect that it can be detected at an early stage that the oil stored in the oil storage means is insufficient, and is caused by a decrease in the oil level. This is useful as an abnormality determination device for an internal combustion engine that determines an abnormality in hydraulic pressure.
2 エンジン(内燃機関)
4 異常判定装置
21 ピストン(第1の被供給部位、摺動部位)
21a コネクティングロッド(第1の被供給部位、摺動部位)
22 VVT(第2の被供給部位、油圧駆動部品)
23a クランクジャーナル(第1の被供給部位、摺動部位)
23b クランクピン(第1の被供給部位、摺動部位)
30 オイルパン(オイル貯留手段)
32 オイルポンプ(第1のオイルポンプ)
33 オイルポンプ(第2のオイルポンプ)
38 オイルジェット(第1の被供給部位、摺動部位)
41 ECU(異常判定手段)
42 油圧センサ(油圧検知手段)
43 ウォーニングランプ(警告手段)
50 ラッシュアジャスタ(第2の被供給部位、油圧駆動部品)
2 Engine (Internal combustion engine)
4
21a Connecting rod (first supplied part, sliding part)
22 VVT (second supply part, hydraulic drive part)
23a Crank journal (first supplied part, sliding part)
23b Crank pin (first supplied part, sliding part)
30 Oil pan (oil storage means)
32 Oil pump (first oil pump)
33 Oil pump (second oil pump)
38 Oil jet (first supplied part, sliding part)
41 ECU (abnormality determination means)
42 Hydraulic sensor (hydraulic detection means)
43 Warning lamp (Warning means)
50 Rush adjuster (second supply part, hydraulically driven parts)
Claims (4)
前記第2のオイルポンプの下流側に設けられ、前記第2のオイルポンプから吐出されるオイルの圧力を検知する油圧検知手段と、
前記油圧検知手段の検知情報に基づいて、前記第2のオイルポンプから吐出されるオイルの圧力脈動の変動幅が予め定められた閾値を超えたことを条件として、油圧異常と判定する異常判定手段とを備えたことを特徴とする内燃機関の異常判定装置。 A first oil pump that supplies oil stored in the oil storage means to the first supplied part, and provided at a downstream side with respect to the first oil pump, and at a constant speed with respect to the first oil pump. And a second oil pump that supplies oil supplied from the first oil pump to the second supply site, and the pressure pulsation of oil discharged from the first oil pump. An abnormality determination device provided in an internal combustion engine in which the first oil pump and the second oil pump are driven so that pressure pulsations of oil discharged from a second oil pump are in reverse phase,
A hydraulic pressure detecting means provided on the downstream side of the second oil pump for detecting the pressure of oil discharged from the second oil pump;
Based on detection information of the oil pressure detection means, an abnormality determination means that determines that the oil pressure is abnormal on the condition that the fluctuation range of the pressure pulsation of the oil discharged from the second oil pump exceeds a predetermined threshold value An abnormality determination device for an internal combustion engine, comprising:
前記第2の被供給部位が、油圧に基づいて駆動される油圧駆動部品を含んで構成されることを特徴とする請求項1に記載の内燃機関の異常判定装置。 The first supplied part is composed of a sliding part that is driven at a constant speed with the first oil pump and the second oil pump and is lubricated by the oil;
The abnormality determination device for an internal combustion engine according to claim 1, wherein the second supplied part includes a hydraulic drive component driven based on hydraulic pressure.
前記異常判定手段は、前記第2のオイルポンプから吐出されるオイルの圧力脈動の変動幅が予め定められた閾値を超えたことを条件として、前記警告手段に前記異常信号を出力することを特徴とする請求項1または請求項2に記載の内燃機関の異常判定装置。 Warning means for giving a warning based on an abnormality signal output from the abnormality determination means;
The abnormality determination means outputs the abnormality signal to the warning means on condition that the fluctuation range of the pressure pulsation of oil discharged from the second oil pump exceeds a predetermined threshold value. The abnormality determination device for an internal combustion engine according to claim 1 or 2.
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WO2017065281A1 (en) * | 2015-10-16 | 2017-04-20 | ヤマハ発動機株式会社 | Drive unit for saddled vehicles |
-
2012
- 2012-02-17 JP JP2012032740A patent/JP2013170451A/en active Pending
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