JP2016118122A - 内燃機関 - Google Patents

Abstract

【課題】二槽式のオイルパンを有している場合に暖機運転までの間に使用される潤滑油の劣化を遅延させることのできる内燃機関を提供する。【解決手段】内燃機関１は、第１のオイルパン４１と第２のオイルパン４２と電磁弁５と制御部６とを備える。第１のオイルパン４１は、潤滑油Ｌｏを吸い出すポンプ７の配管７１が差し込まれ第１の槽Ｐ１を形成する。第２のオイルパン４２は、第１の槽Ｐ１に連通部４０１を介して接続される第２の槽Ｐ２を形成する。電磁弁５は、連通部４０１に設置され、第１の槽Ｐ１と第２の槽Ｐ２との間の潤滑油Ｌｏの移動を封止する。制御部６は、電磁弁５が閉じられている状態での運転時間を積算した第１の累積経過時間が第１の開弁時間を超えた場合に電磁弁５を開く。【選択図】 図１

Description

本発明は、二槽のオイルパンを有する内燃機関に関する。

内燃機関は、潤滑油を貯留するオイルパンを下部に備えている。エンジン始動から短時間で潤滑油を温めて暖機運転を完了させるために、インナオイルパンとアウタオイルパンとの二槽のオイルパンを二重構造に構成した内燃機関がある（例えば特許文献１）。

特許文献１に記載されたエンジンのオイルパン構造によれば、アウタオイルパンの底壁にインナオイルパンが設置され、インナオイルパンの内側の第１の貯留室をインナオイルパンとアウタオイルパンとの間に形成される第２の貯留室へ連通させる連通孔にサーモバルブを設けている。潤滑油は、インナオイルパンに差し込まれたストレーナを通してエンジンポンプで吸い上げられて、動弁装置などに供給された後、インナオイルパンに流れ落ちてくる。サーモバルブは、温度によって開閉動作する構造を有している。このサーモバルブは、潤滑油の温度が低い間すなわち暖機運転中は連通孔を閉じており、潤滑油の温度がある一定の温度以上になるすなわち暖機運転が完了すると連通孔を開通させる。

潤滑油の温度が低い暖機運転中は、サーモバルブが閉じられているのでインナオイルパン内（第１の貯留室内）の潤滑油が循環されて、潤滑油の温度は短時間で上昇する。潤滑油の温度が一定の温度以上になるとサーモバルブが開かれ、第１の貯留室と第２の貯留室とが連通される。これにより、第１の貯留室の潤滑油に加えて第２の貯留室の潤滑油の一部も循環されるようになる。

特開２０１４−２５４０７号公報

ところで、内燃機関でのみ駆動される車両の場合、日常的に使用している限り、暖機運転に費やされる時間は、内燃機関の総運転時間の内のごくわずかである。つまり、内燃機関のみで駆動される車両に二重構造のオイルパンを有する内燃機関を適用する場合、運転時間のほとんどにおいて、サーモバルブは開かれており、第２の貯留室にある潤滑油の一部も第１の貯留室内に吸い出されて循環される。したがって、第１の貯留室の潤滑油と第２の貯留室の潤滑油との間において、劣化の差は生じにくい。

これに対して、停車中のアイドリング運転を停止させるいわゆるアイドリングストップ運転を行う車両の場合、街中の近い範囲を走行すると内燃機関が頻繁に止まることも有る。また、内燃機関とともにバッテリ及びモータを搭載したいわゆるハイブリッド車両の場合、バッテリが十分に充電されているときは、必要トルクを補う間だけ内燃機関を運転するといった制御が行われることがある。このような運転モードにおいて、内燃機関は、潤滑油の温度があまり上昇せず、暖機は促進されない。

したがって、このような車両において短時間で油温を上昇させるために二槽式のオイルパンを備えた内燃機関を搭載していても、サーモバルブが開かれる機会が減り、第１の貯留室にある潤滑油のみが循環されることが多くなる。潤滑油は、主に内燃機関の運転時間に応じた熱履歴によって劣化するので、第１の貯留室にある潤滑油の劣化が進みやすくなる。潤滑油を交換する場合、第２の貯留室にある潤滑油はあまり劣化していないと思われるのに、全ての潤滑油を交換しなければならないのは不経済ではあるが、第２の貯留室の潤滑油がどの程度劣化しているか判別できないため、第１の貯留室の潤滑油のみを交換するわけにはいかない。また、サーモバルブは、温度が下がると閉じられる。したがって、潤滑油を交換する際に、第１の貯留室の潤滑油を排出しづらく作業性が悪い。

そこで、本発明は、二槽式のオイルパンを有している場合に暖機運転までの間に使用される潤滑油の劣化を遅延させることのできる内燃機関を提供する。

本発明の一実施形態の内燃機関は、第１のオイルパンと第２のオイルパンと電磁弁と制御部とを備える。第１のオイルパンは、潤滑油を吸い出すポンプの配管が差し込まれ第１の槽を形成する。第２のオイルパンは、第１の槽に連通部を介して接続される第２の槽を形成する。電磁弁は、連通部に設置され、第１の槽と第２の槽との間の潤滑油の移動を封止する。制御部は、電磁弁が閉じられている状態での運転時間を積算した第１の累積経過時間が第１の開弁時間を超えた場合に電磁弁を開く。

このとき、内燃機関は、第１の槽の油温を計測する第１の温度計をさらに備えてもよい。そして制御部は、第１の温度計によって計測される温度が第１の温度を超える場合に電磁弁を開き、第１の温度計によって検出される温度が第２の温度を下回る場合に電磁弁を閉じる。また、制御部は、第１の温度計によって検出される温度が第１の温度を超えている時間を積算した第２の累積経過時間が第２の開弁時間を超えた場合に、第１の温度計によって検出される温度が第１の温度を下回っても電磁弁を開いた状態を維持する。

また、内燃機関は、車両の走行距離を積算計測する距離計をさらに備える。制御部は、第１の温度計によって検出される温度が第１の温度よりも低い間に距離計によって計測された距離を積算し、所定の距離を超えた場合に電磁弁を開く。

また、内燃機関は、第１の槽の油面の高さを計測する第１の液面計と、第２の槽の油面の高さを計測する第２の液面計と、を備えてもよい。そして制御部は、第１の液面計で計測された油面の高さよりも第２の液面計で計測された油面の高さのほうが低い場合、電磁弁を開く。

また、第１のオイルパンは、連通部を開口され、第２のオイルパンは、第１のオイルパンの下部外側を覆い、第１のオイルパンとの間に第２の槽を形成し、底部にドレイン孔を設けられる。この内燃機関は、さらにドレイン孔に装着されるプラグと、プラグが外されたことを検出するプラグセンサとを備える。そして、制御部は、プラグが外されたことをプラグセンサによって検出すると、電磁弁を開く。

また、内燃機関は、第１の槽に少なくとも連通する供給孔と、この供給孔に装着されるキャップと、キャップが外されたことを検出するキャップセンサと、をさらに備える。そして、制御部は、キャップセンサによってキャップが外されたことを検出すると電磁弁を開く。

本発明に係る内燃機関によれば、電磁弁が閉じられている状態での運転時間、すなわち第１の槽の潤滑油だけがポンプによって循環される内燃機関の運転時間を積算した第１の累積経過時間が第１の開弁時間を超えた場合に電磁弁が制御部によって開かれる。電磁弁が開かれることによって、第１の槽と第２の槽が連通され、潤滑油が相互に流動する状態となる。第１の槽にはポンプの配管が差し込まれているので、ポンプが作動することで第１の槽の液面が低下し、第２の槽から第１の槽へ潤滑油が流入する。ポンプによって循環される潤滑油の量が増えることで、第１の槽に貯留された潤滑油の劣化が抑制される。また、内燃機関の負荷が変動することでポンプによる潤滑油の循環流量も変動する。循環流量が変動することで第１の槽の潤滑油の液面の高さが変動し、電磁弁が開かれていることで第１の槽と第２の槽との間で潤滑油が電磁弁を通って移動する。このように、本発明に係る内燃機関は、制御部によって、第１の槽の潤滑油が循環されている運転時間を積算した第１の累積経過時間を基に、潤滑油の熱履歴に起因する劣化状態を推定し、予め設定される第１の開弁時間を超える場合に第１の槽と第２の槽を連通させる電磁弁を積極的（能動的）に開いているので、潤滑油が部分的に劣化することを抑制できる。

第１の累積経過時間は、潤滑油を交換したあと、電磁弁が閉じられた状態で運転された時間（すなわち電磁弁が開かれた状態であった時間を除く）を積算した時間でもよいし、電磁弁が閉じられてから次に開かれるまでの時間としてもよい。前者である場合、潤滑油の全体の劣化具合を把握できるので、潤滑油を交換する時期を第１の開弁時間として設定することもできる。後者である場合、第１の槽に貯留されている潤滑油すなわち潤滑油の部分的な劣化を抑制できる。また、後者である場合、暖機運転に要する時間に相当する時間を第１の開弁時間として設定してもよい。

第１の槽の油温を計測する第１の温度計をさらに備え、第１の温度計によって検出される温度が第１の温度を超える場合に制御部が電磁弁を開き、第１の温度計によって検出される温度が第１の温度を下回る場合に制御部が電磁弁を閉じる発明の内燃機関によれば、油温に基づいて電磁弁が開閉制御される。したがって、潤滑油が適正な温度に温まっていることを確認できるとともに、温度に起因する潤滑油の劣化を最小限に抑えることができる。第１の温度計で検出された温度が第１の温度を超えることで、暖機運転が完了したとして電磁弁を開くことで、潤滑油の熱履歴を精度よく管理し、劣化状態を精度よく推定することができる。

さらに、第１の温度計によって検出される温度が第１の温度を超えている時間を積算した第２の累積経過時間が第２の開弁時間を超えた場合に、第１の温度計によって検出される温度が第１の温度を下回っても制御部が電磁弁を開いた状態に維持する発明の内燃機関によれば、潤滑油の適正な交換の時期を把握することができるとともに、暖機運転の際に循環される潤滑油の量が増えることで、劣化がある程度進んだ潤滑油がさらに劣化する速度を抑制し、潤滑油を交換することを促す時間を十分に確保することができる。

また、車両の走行距離を積算計測する距離計をさらに備え、第１の温度計によって検出される温度が第１の温度よりも低い間に距離計によって計測された距離を積算して所定の距離を超える場合に制御部が電磁弁を開く発明の内燃機関によれば、潤滑油が温まっていない状態でアイドリングよりも負荷の高い運転状態となることで第１の槽の潤滑油が劣化することを抑制することができる。

第１の槽の油面の高さを計測する第１の液面計と、第２の槽の油面の高さを計測する第２の液面計とをさらに備え、第１の液面計で計測された油面の高さよりも第２の液面計で計測された油面の高さのほうが低い場合、制御部が電磁弁を開く発明の内燃機関によれば、第１の槽の潤滑油の一部が第２の槽へ流れることで、第１の槽の潤滑油と第２の槽の潤滑油が混ざり合う。第２の槽よりも第１の槽の油面が高い状態は、電磁弁が開かれた後、内燃機関の負荷すなわち回転数が低下した場合、あるいは、内燃機関が停止した直後に生じる。第１の槽の潤滑油を第２の槽へ戻すことで劣化の進んだ潤滑油と劣化の進んでいない潤滑油を効率よく攪拌させることができる。また、潤滑油を交換するために第２の槽から潤滑油を抜き取ることで、第１の槽の油面の高さよりも第２の槽の油面の高さが低くなるので、電磁弁が開かれ、第１の槽の潤滑油が第２の槽を介して効率よく排出される。

さらに、第１のオイルパンに連通部が開口され、第２のオイルパンが第１のオイルパンの下部外側を覆って第１のオイルパンとの間に第２の槽を形成するとともに底部にドレイン孔を設けられ、ドレイン孔に装着されるプラグとこのプラグが外されたことを検出するプラグセンサとを内燃機関がさらに備え、プラグが外されたことをプラグセンサによって検出すると制御部が電磁弁を開く発明の内燃機関によれば、劣化した潤滑油を交換する際に、第１の槽の潤滑油を効率よく排出させることができる。

また、第１の槽に少なくとも連通する供給孔と、連通孔に装着されるキャップと、このキャップが外されたことを検出するキャップセンサとを内燃機関がさらに備え、キャップが外されたことをキャップセンサによって検出すると制御部が電磁弁を開く発明の内燃機関によれば、潤滑油を第１の槽および第２の槽から効率よく排出することができるとともに、新しい潤滑油を注入する際にも電磁弁が開かれた連通孔を通して効率よく第１の槽および第２の槽に分配することができる。

本発明に係る第１の実施形態の内燃機関の概略図。 図１に示した内燃機関の電磁弁の動作に関するフローチャート。 図２のフローチャートのＡとＢにつながるフローチャート。 本発明に係る第２の実施形態の内燃機関の概略図。

本発明に係る第１の実施形態の内燃機関１について、図１から図３を参照して説明する。この内燃機関１は、シリンダブロック２の上に動弁機構を内蔵するシリンダヘッド３を有し、シリンダブロック２の下に潤滑油Ｌｏを貯留するオイルパン４を有しており、車両に搭載される場合を一例に説明する。以下、説明の便宜上、内燃機関を据えた状態で、重力の作用する方向を基準に「上」、「下」をそれぞれ定義する。

図１に示すように、本実施形態の内燃機関は、オイルパン４と電磁弁５と制御部６とを有する。このオイルパン４は、第１のオイルパン４１と第２のオイルパン４２とを有したいわゆる二槽式のオイルパンである。

第１のオイルパン４１は、第１の槽Ｐ１を形成し、潤滑油Ｌｏを吸い出すポンプ７の配管７１が差し込まれている。配管７１は、異物等を濾し取るストレーナ７２を先端部に有している。ポンプ７によって第１のオイルパン４１から吸い出された潤滑油Ｌｏは、シリンダブロック２内のクランクシャフトの軸受部や、シリンダヘッド３内の動弁機構の軸受部及び摺動部に供給され、第１のオイルパン４１に回収される。

第２のオイルパン４２は、連通部４０１を介して第１の槽Ｐ１に接続される第２の槽Ｐ２を形成する。第１の実施形態では、オイルパン４は、第１のオイルパン４１と第２のオイルパン４２とが二重構造に形成されている。第１のオイルパン４１は、内側に配置され、第２のオイルパン４２は、第１のオイルパン４１の下部外側を覆い、第１のオイルパン４１との間に第２の槽Ｐ２を形成する。本実施形態の場合、連通部４０１は、第１のオイルパン４１の底部に設けられる。

電磁弁５は、連通部４０１に設置され、第１の槽Ｐ１と第２の槽Ｐ２との間の潤滑油Ｌｏの移動を封止する。電磁弁５は、フェールセーフを考慮すると、電力が供給されなくなった場合に開く構造であることが望ましい。この電磁弁５は、制御部６によって設定される条件に基づいて、閉じたり開いたり制御される。制御部６が電磁弁５を閉じる条件及び開く条件について後述する。

第１の実施形態の内燃機関１において、オイルパン４は、第２のオイルパン４２の底部にドレイン孔４３を有する。ドレイン孔４３には、プラグ４４が装着される。また、潤滑油Ｌｏを注入するための供給孔３１をシリンダヘッド３に有している。供給孔３１には、キャップ３２が装着される。ポンプ７によってシリンダヘッド３に供給される潤滑油Ｌｏと同様に、供給孔３１から注入された潤滑油Ｌｏは、第１の槽Ｐ１に貯留される。つまり、供給孔３１は、少なくとも第１の槽Ｐ１に連通している。

さらに、内燃機関１は、第１の槽Ｐ１の潤滑油Ｌｏの温度（油温Ｋ）を計測する第１の温度計Ｇ１と、第２の槽Ｐ２の潤滑油Ｌｏの温度（油温Ｋ）を計測する第２の温度計Ｇ２と、第１の槽Ｐ１の潤滑油Ｌｏの液面（油面Ｌ１）の高さを計測する第１の液面計Ｇ３と、第２の槽Ｐ２の潤滑油Ｌｏの液面（油面Ｌ２）の高さを計測する第２の液面計Ｇ４と、車両の走行距離を積算計測する距離計Ｇ５と、プラグ４４が外されたことを検出するプラグセンサＧ６と、キャップ３２が外されたことを検出するキャップセンサＧ７と、を備える。また、制御部６は、内燃機関１が始動されたのち、運転時間を計測するタイマ、及び各種計測器で検出したデータを記憶するメモリ６１を有している。

以上の構成を有した内燃機関１において、制御部６は、各種計測器で検出されるデータを基に、電磁弁５を操作する。内燃機関１が始動されてから以降に制御部６が電磁弁５を操作することについて図２のフローチャートに示す。内燃機関１が始動されていない状態で制御部６が電磁弁５を操作することについて図３のフローチャートに示す。

まず、図２を参照して制御部６が電磁弁５を操作することについて説明する。図２に示すように、内燃機関１が始動される（Ｓ１）と暖機運転のために電磁弁５が閉じられる（Ｓ２）。第１の槽Ｐ１の潤滑油Ｌｏが優先的にポンプ７によって循環されるので、オイルパン４内の全ての潤滑油Ｌｏを循環させる場合よりも短時間で潤滑油Ｌｏが温まる。このとき、電磁弁５は閉じられているので、シリンダブロック２やシリンダヘッド３へ供給される分だけ第１の槽Ｐ１の油面Ｌ１が図１に示すように第２の槽Ｐ２の油面Ｌ２よりも低くなる。

制御部６は、電磁弁５が閉じられている状態での運転時間を計測し、積算した第１の累積経過時間Ｔ１が第１の開弁時間を超えたか判断する（Ｓ３）。第１の累積経過時間Ｔ１が第１の開弁時間を超えている場合、第１の槽Ｐ１の潤滑油Ｌｏのみが循環されて劣化することを防止するために、制御部６は、電磁弁５を開く（Ｓ４）。第１の累積経過時間Ｔ１が第１の開弁時間を超えていない場合、制御部６は、第１の温度計Ｇ１で第１の槽Ｐ１の油温Ｋが第１の温度を超えたか判断する（Ｓ５）。第１の槽Ｐ１の油温Ｋが第１の温度を超えている場合、いわゆる暖機運転が完了したことを意味するので、制御部６は電磁弁を開く（Ｓ４）。第１の槽Ｐ１の油温Ｋが第１の温度を超えていない場合、暖機運転が完了していないので、制御部６は電磁弁５を閉じた状態を維持する。

暖機運転が完了していない場合でも車両を走行させることもある。そこで、内燃機関１の負荷に基づく潤滑油Ｌｏの劣化を考慮して、第１の槽Ｐ１の油温Ｋが第１の温度を超えていない場合、制御部６は、内燃機関１が始動されてから距離計Ｇ５で積算した走行距離Ｄが所定の距離を超えたか判断する（Ｓ６）。電磁弁５が閉じられた状態で積算された走行距離Ｄが所定の距離を超えた場合、第１の槽Ｐ１の潤滑油Ｌｏのみが劣化されることを防止するために、制御部６は、電磁弁５を開く（Ｓ４）。走行距離Ｄが所定の距離に満たない場合、制御部６は、第１の槽Ｐ１の潤滑油Ｌｏの劣化が軽微であると判断し、電磁弁５を閉じた状態を維持する。

ここで、潤滑油Ｌｏの油温Ｋが上昇しない原因として第１の槽Ｐ１の潤滑油Ｌｏの量が多いことも考えられる。内燃機関１が短時間だけ運転された後すぐに停止されるような場合、第１の温度計Ｇ１によって計測された油温Ｋが第１の温度を超えて（Ｓ５）電磁弁５が開かれても第２の槽Ｐ２から移動した潤滑油Ｌｏが第１の槽Ｐ１に加わることで、油温Ｋが低下し、電磁弁５が閉じられることも想定される。そのような場合、シリンダブロック２やシリンダヘッド３に循環されていた潤滑油Ｌｏが、再び内燃機関１を始動するまでの間に第１の槽Ｐ１に戻ってくることで、第１の槽Ｐ１の潤滑油Ｌｏの油面Ｌ１が第２の槽Ｐ２の潤滑油Ｌｏの油面Ｌ２よりも高くなる。そこで、走行距離Ｄが所定の距離に満たない場合、第１の液面計Ｇ３によって計測される第１の槽Ｐ１の油面Ｌ１と第２の液面計Ｇ４によって計測される第２の槽Ｐ２の油面Ｌ２を比較（Ｓ７）する。

第１の槽Ｐ１の油面Ｌ１が第２の槽Ｐ２の油面Ｌ２よりも高い場合、制御部６は、電磁弁５を開き（Ｓ４）、第１の槽Ｐ１の油面Ｌ１を下げる、すなわち第１の槽Ｐ１の油量を減らし、短時間で潤滑油Ｌｏが温まるようにする。第１の槽Ｐ１の油面Ｌ１が第２の槽Ｐ２の油面Ｌ２よりも低い場合は、潤滑油Ｌｏが温まるまで電磁弁５を閉じた状態（Ｓ２）を維持する。すなわち、図２のフローチャートのＳ２，Ｓ３，Ｓ５，Ｓ６，Ｓ７を繰り返す。なお、内燃機関１の始動（Ｓ１）の直後に、第１の液面計Ｇ３によって計測される油面Ｌ１と第２の液面計Ｇ４によって計測される油面Ｌ２を比較し、短時間の間、電磁弁５を開いて潤滑油Ｌｏを第１の槽Ｐ１から第２の槽Ｐ２へ移動させるようにしてもよい。

また、Ｓ３，Ｓ５，Ｓ６，Ｓ７の判断の結果、電磁弁５が開かれる（Ｓ４）と、制御部６は、第１の温度計Ｇ１によって検出される第１の槽Ｐ１の油温Ｋが第１の温度を超えている時間を積算した第２の累積経過時間Ｔ２が、第２の開弁時間を超えたか判断する（Ｓ８）。この第２の開弁時間は、電磁弁５が開かれた状態での潤滑油Ｌｏの温度が第１の温度を超えている第２の累積経過時間Ｔ２、すなわち潤滑油Ｌｏ全体が劣化される温度に晒された熱履歴を管理するために設定される。したがって、第２の累積経過時間Ｔ２が第２の開弁時間を超えた場合、潤滑油Ｌｏの劣化がそれ以上進むのを抑えるために、潤滑油Ｌｏが交換されるまで、制御部６は電磁弁５を開いた状態に維持する（Ｓ９）。一度劣化した潤滑油Ｌｏは、冷えても回復しないので、第１の温度計Ｇ１によって計測される油温Ｋが第１の温度を下回っても、例えば内燃機関１が停止されて油温Ｋが低下しても、制御部６は、電磁弁５を閉じない。このとき、潤滑油Ｌｏの交換を促すように、ダッシュパネル等に表示をしてもよい。

また、電磁弁５が閉じられている場合は図１に示すようにポンプ７でシリンダブロック２やシリンダヘッド３へ送られ循環されている分だけ第１の槽Ｐ１の油面Ｌ１が第２の槽Ｐ２の油面Ｌ２よりも低くなっているが、電磁弁５が開かれると、第２の槽Ｐ２の潤滑油Ｌｏが第１の槽Ｐ１へ移動し、第１の槽Ｐ１の油面Ｌ１と第２の槽Ｐ２の油面Ｌ２の高さは、ほぼ等しくなる。そして、内燃機関１の運転負荷に応じて、第１の槽Ｐ１の油面Ｌ１が第２の槽Ｐ２の油面Ｌ２より高くなると、潤滑油Ｌｏは第２の槽Ｐ２へ移動し、第２の槽Ｐ２の油面Ｌ２が第１の槽Ｐ１の油面Ｌ１より高くなると、潤滑油Ｌｏは第１の槽Ｐ１へ移動する。これを繰り返すことで、電磁弁５が開いている間は、第２の槽Ｐ２の潤滑油Ｌｏの温度（油温Ｋ）も第１の槽Ｐ１の潤滑油Ｌｏの温度（油温Ｋ）に等しくなる。したがって、電磁弁が開かれた（Ｓ４）後の潤滑油Ｌｏの温度は、第２の槽Ｐ２に設置された第２の温度計Ｇ２によってまたは第１の温度計Ｇ１と併用して計測し、第２の累積経過時間Ｔ２が第２の開弁時間を超えたか判断（Ｓ８）してもよい。

電磁弁５が開かれた（Ｓ４）直後は、第２の槽Ｐ２の潤滑油Ｌｏが第１の槽Ｐ１に移動するので、一時的に第１の温度計Ｇ１で計測される油温Ｋが第１の温度を下回ることも有り得る。そこで、第２の累積経過時間Ｔ２が第２の開弁時間超えていない場合は、油温Ｋが第１の温度を超えているか判断（Ｓ１０）する。油温Ｋが第１の温度を超えている場合、引き続き第２の累積
経過時間Ｔ２が第２の開弁時間を超えたか（Ｓ８）判断する。油温Ｋが第１の温度よりも低くなった場合、制御部６は電磁弁５を閉じる（Ｓ１１）。なお、電磁弁５がＳ５において開かれない、すなわち第１の槽Ｐ１の油温Ｋが第１の温度以下であった場合で、かつ、Ｓ６やＳ７の判断で電磁弁５が開かれた（Ｓ４）場合、Ｓ８で第２の累積経過時間Ｔ２が第２の開弁時間を経過していないと判定されると、その次の油温Ｋの判定（Ｓ１０）においても、油温Ｋは第１の温度以下であると判断されることで、電磁弁５が閉じられる（Ｓ１１）。油温Ｋが第１の温度以下であるということは、すなわち暖機運転が不十分であることを意味するので、Ｓ３に戻って第１の槽Ｐ１の潤滑油Ｌｏを優先的に温めかつ過度の劣化を防止するフローを繰り返す。

次に、図２において内燃機関１が始動されていない場合（Ａ）、図３に示すフローチャートを基に、制御部６が電磁弁５を操作することについて説明する。図３は、内燃機関１が始動されていない場合（Ａ）、すなわち、潤滑油Ｌｏが交換される場合における電磁弁５の操作を示す。制御部６は、内燃機関１が始動されていない状態（Ａ）で、ドレイン孔４３にプラグ４４が装着されているかプラグセンサＧ６で監視している（Ｓ２１）。プラグ４４が装着されていない、すなわちプラグ４４が外された場合、制御部６は、潤滑油Ｌｏの交換が始まったと判断し、第１の槽Ｐ１の潤滑油Ｌｏも排出するために、電磁弁５を開く（Ｓ２２）。そして、制御部６は、潤滑油Ｌｏを排出中である（Ｓ２３）と認識し、プラグ４４が装着される（Ｓ２４）まで、電磁弁５を開いた状態を維持する。

潤滑油Ｌｏの排出が完了したことは、プラグ４４が装着されていることを判定（Ｓ２４）することによって、判断する。プラグ４４が装着されている状態である（Ｓ２１，Ｓ２４）場合、キャップ３２が供給孔３１に装着されているかキャップセンサＧ７で判断する（Ｓ２５）。キャップ３２が装着されていない、すなわちキャップ３２が外された場合、制御部６は、潤滑油Ｌｏを注入するために供給孔３１が開けられたと判断し、第１の槽Ｐ１及び第２の槽Ｐ２のそれぞれに潤滑油Ｌｏが行き渡るように、電磁弁５を開く（Ｓ２６）。電磁弁５を開いている間、制御部６は、潤滑油Ｌｏを注入中であると認識し（Ｓ２７）、次にキャップ３２が装着される（Ｓ２８）まで、電磁弁５を開いた状態を維持する。

潤滑油の注入が完了したことはキャップ３２が装着されたことによって判定し、潤滑油Ｌｏの交換が完了したと認識する（Ｓ２９）。潤滑油Ｌｏが規定量だけ充填されていることは、第１の液面計Ｇ３及び第２の液面計Ｇ４によって確認（Ｓ３０）される。第１の液面計Ｇ３と第２の液面計Ｇ４の値に差が無いか規程以内に収まっていることも確認されることが好ましい。液面計の確認（Ｓ３０）をしたときに油面Ｌ１，Ｌ２の高さが不十分である場合、何らかの不具合であるので、フローを終了する。潤滑油Ｌｏが規定量だけ補充されたことが確認されると、制御部６は、電磁弁５を閉じ（Ｓ３１）、図１のフローチャートの（Ｂ）に戻る。図３に示すフローチャートは、潤滑油Ｌｏを補充するだけの場合にも機能する。

電磁弁５が閉じられた状態で運転された時間（第１の累積経過時間Ｔ１）、電磁弁５が開かれた状態で運転された時間（第２の累積経過時間Ｔ２）、第１の温度計Ｇ１及び第２の温度計Ｇ２の計測値（油温Ｋ）など、潤滑油Ｌｏの劣化に関する情報（温度変化と経過時間によって算出される熱履歴なども含む）は、メモリ６１に記憶されているが、プラグ４４が外されたことをプラグセンサＧ６で検出した場合、これらの情報を初期化し、潤滑油の劣化に関する情報を更新する。

以上のように構成された内燃機関１は、第１の温度計Ｇ１で暖機運転が完了したか判定することができるし、第１の開弁時間を暖機運転に相当する長さに設定することによっても暖機運転が完了したか判定することができる。また、ハイブリッド車両のように内燃機関１を必要な時だけ稼働させる場合、あるいはアイドリングストップ運転を行う車両のように内燃機関１を頻繁に停止させる場合でも、電磁弁５を閉じた状態で運転される第１の開弁時間及び走行距離を設定しているので、第１の槽Ｐ１の潤滑油Ｌｏだけが循環されて劣化してしまうことを防止できる。さらに、電磁弁５が開放されて第１の槽Ｐ１及び第２の槽Ｐ２の潤滑油Ｌｏが循環される状態で、第２の累積経過時間を基に潤滑油Ｌｏの劣化状態を推定し、第２の開弁時間を超えた場合、電磁弁５を常時開放状態とし、始動直後の暖機運転においても、第１の槽Ｐ１において潤滑油Ｌｏの劣化が促進することを抑制することができる。

このように、本発明に係る内燃機関１は、二槽式のオイルパン４において、第１の槽Ｐ１と第２の槽Ｐ２との連通部４０１に電磁弁５を設置しているので、潤滑油Ｌｏの劣化を正確に推定し、ある程度の劣化が進んだ場合に、電磁弁５を開放することでそれ以上の劣化が促進されることを抑制することができる。潤滑油Ｌｏの劣化を推定する手段として、第１の槽Ｐ１の油温Ｋを計測する第１の温度計Ｇ１、第２の槽Ｐ２の油温Ｋを計測する第２の温度計Ｇ２、及び電磁弁５が閉じられている間の運転時間（第１の累積経過時間Ｔ１）と電磁弁５が開かれている間の運転時間（第２の累積経過時間Ｔ２）をそれぞれ計測するタイマを備え、潤滑油Ｌｏが受けた熱履歴を積算し、閾値として予め設定される第１の開弁時間、第２の開弁時間を用いて、電磁弁５の開閉の操作を制御部６で積極的に（能動的に）行うので、潤滑油Ｌｏの交換の時期をより正確に推定することができる。第１の開弁時間及び第２の開弁時間は、第１の温度計Ｇ１で計測される第１の槽Ｐ１の油温Ｋ及び第２の温度計Ｇ２で計測される第２の槽Ｐ２の油温Ｋや、電磁弁５を開くための温度閾値となる第１の温度に関連した熱履歴を推定するデータ表（テーブル）に基づいて変動してもよい。

本発明に係る第２の実施形態の内燃機関１について、図４を参照して説明する。図４に示す内燃機関１は、第１の実施形態の内燃機関１と同様に、二槽式のオイルパン４を備えている。第２の実施形態の場合、オイルパン４の第１のオイルパン４１と第２のオイルパン４２は、隣り合わせに形成されており、隔壁４０で仕切られた状態である。連通部４０１は、隔壁４０に設けられ、電磁弁５は、隔壁４０の連通部４０１に設置されている。

第２の実施形態の内燃機関１のこの他の構成は、第１の実施形態の内燃機関１の構成と同じである。したがって、図４中において、第１の実施形態の内燃機関１と同じ機能を有する構成は、同一の符号を付し、その説明は、第１の実施形態の対応する記載を参酌するものとする。また、第２の実施形態の内燃機関１における電磁弁５の開閉操作を行う制御部６の動作は、図２及び図３のフローチャート及びそれに対応する記載を参酌するものとする。このように、二槽式のオイルパン４は、第１の実施形態のように二重構造であることに限定されない。第２の実施形態のように隔壁４０で隔てて設けられていてもよいし、別々に形成され、連通部４０１を介して第１の槽Ｐ１と第２の槽Ｐ２とが接続されていてもよい。

以上、第１の実施形態及び第２の実施形態の内燃機関１によれば、第１の槽Ｐ１の潤滑油Ｌｏの劣化度合いと第２の槽Ｐ２の潤滑油Ｌｏの劣化度合いに極端な差が生じることを抑制できる。また、第１の槽Ｐ１と第２の槽Ｐ２の間に設けられる弁が電磁弁５であり、能動的に開閉制御できるため、潤滑油Ｌｏの劣化の斑を少なくすることができる。

１…内燃機関、４…オイルパン、４１…第１のオイルパン、４２…第２のオイルパン、４０１…連通部、５…電磁弁、６…制御部、７…ポンプ、７１…配管、Ｇ１…第１の温度計、Ｇ２…第２の温度計、Ｇ３…第１の液面計、Ｇ４…第２の液面計、Ｇ５…距離計、Ｇ６…プラグセンサ、Ｇ７…キャップセンサ、Ｐ１…第１の槽、Ｐ２…第２の槽、Ｌｏ…潤滑油、Ｌ１…（第１の槽の）油面、Ｌ２…（第２の槽の）油面、Ｔ１…第１の累積経過時間、Ｔ２…第２の累積経過時間

Claims (7)

1. 潤滑油を吸い出すポンプの配管が差し込まれ第１の槽を形成する第１のオイルパンと、
   前記第１の槽に連通部を介して接続される第２の槽を形成する第２のオイルパンと、
   前記連通部に設置され前記第１の槽と前記第２の槽との間の潤滑油の移動を封止する電磁弁と、
   前記電磁弁が閉じられている状態での運転時間を積算した第１の累積経過時間が第１の開弁時間を超えた場合に前記電磁弁を開く制御部と、を備える
   ことを特徴とする内燃機関。
2. 前記第１の槽の油温を計測する第１の温度計をさらに備え、
   前記制御部は、前記第１の温度計によって検出される温度が第１の温度を超える場合に前記電磁弁を開き、前記第１の温度計によって検出される温度が前記第１の温度を下回る場合に前記電磁弁を閉じる
   ことを特徴とする請求項１に記載された内燃機関。
3. 前記制御部は、前記第１の温度計によって検出される温度が前記第１の温度を超えている時間を積算した第２の累積経過時間が第２の開弁時間を超えた場合に、前記第１の温度計によって検出される温度が前記第１の温度を下回っても前記電磁弁を開いた状態を維持する
   ことを特徴とする請求項２に記載された内燃機関。
4. 車両の走行距離を積算計測する距離計をさらに備え、
   前記制御部は、前記第１の温度計によって検出される温度が前記第１の温度よりも低い間に前記距離計によって計測された距離を積算して所定の距離を超えた場合に前記電磁弁を開く
   ことを特徴とする請求項２または請求項３に記載された内燃機関。
5. 前記第１の槽の油面の高さを計測する第１の液面計と、
   前記第２の槽の油面の高さを計測する第２の液面計と、をさらに備え、
   前記制御部は、前記第１の液面計で計測された油面の高さよりも前記第２の液面計で計測された油面の高さのほうが低い場合、前記電磁弁を開く
   ことを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載された内燃機関。
6. 前記第１のオイルパンは、前記連通部を開口され、
   前記第２のオイルパンは、前記第１のオイルパンの下部外側を覆い、前記第１のオイルパンとの間に前記第２の槽を形成し、底部にドレイン孔を設けられ、
   前記内燃機関は、
   前記ドレイン孔に装着されるプラグと、
   前記プラグが外されたことを検出するプラグセンサと、をさらに備え、
   前記制御部は、前記プラグが外されたことを前記プラグセンサによって検出すると、前記電磁弁を開く
   ことを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか１項に記載された内燃機関。
7. 前記第１の槽に少なくとも連通する供給孔と、
   前記供給孔に装着されるキャップと、
   前記キャップが外されたことを検出するキャップセンサと、をさらに備え、
   前記制御部は、前記キャップが外されたことを前記キャップセンサによって検出すると、前記電磁弁を開く
   ことを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか１項に記載された内燃機関。

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