JP2019190298A - Oil circulation device of engine and circulation control device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、エンジンのオイル循環装置及びこのオイル循環装置を制御する循環制御装置に関するものである。 The present invention relates to an engine oil circulation device and a circulation control device for controlling the oil circulation device.
車両のエンジンの始動時には、エンジン本体を早期に暖機してフリクションロスを減らすことが望ましい。例えば、特許文献1では、エンジンオイルを貯蔵するオイルタンクに蓄熱器が設けられ、エンジンの始動後、オイルが所定温度になるまでは、蓄熱器とエンジンとの間でオイルを循環させることで、早期暖機を行う構成が開示されている。
When starting the vehicle engine, it is desirable to warm up the engine body early to reduce friction loss. For example, in
しかしながら、特許文献1の構成では、エンジンの暖機の途中に、エンジンで温められたオイルの熱が蓄熱器のオイルの昇温に用いられることになる。そのため、エンジンの暖機の早期化が損なわれる。
However, in the configuration of
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、その主たる目的は、早期暖機を促進可能なエンジンのオイル循環装置を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above problems, and a main object thereof is to provide an engine oil circulation device that can promote early warm-up.
オイルパン(20)に蓄えられたオイルをオイルポンプ(32)によりエンジン(10)に循環させ、摺動部分(13,15)を潤滑させるようにしたエンジンのオイル循環装置であって、前記オイルパンから前記エンジンにオイルを供給するオイル供給経路(L1,L2)と、前記エンジンから前記オイルパン又は前記オイル供給経路にオイルを流出させるオイル流出経路(L2,L4,L5)と、前記オイルパンよりも高温でオイルを蓄える蓄熱器(21)と、前記オイル供給経路において、前記オイルパンのオイルを前記蓄熱器を介して前記エンジンに流入させる状態と、前記オイルパンのオイルを前記蓄熱器を介さずに前記エンジンに流入させる状態とを切り替える第1切替部(41)と、前記オイル流出経路において、前記エンジンから流出する流出オイルを前記オイルパンに戻す状態と、前記流出オイルを前記蓄熱器を介して前記オイル供給経路に流入させる状態と、前記流出オイルを前記蓄熱器を介さずに前記オイル供給経路に流入させる状態とを切り替える第2切替部(42,43)とを備える。 An oil circulator for an engine in which oil stored in an oil pan (20) is circulated to an engine (10) by an oil pump (32) to lubricate sliding parts (13, 15). An oil supply path (L1, L2) for supplying oil from the pan to the engine, an oil outflow path (L2, L4, L5) for flowing oil from the engine to the oil pan or the oil supply path, and the oil pan A heat accumulator (21) for storing oil at a higher temperature, a state in which oil in the oil pan flows into the engine via the heat accumulator in the oil supply path, and the oil in the oil pan through the heat accumulator. A first switching unit (41) for switching between a state of flowing into the engine without intervention, and the engine in the oil outflow path. A state in which spilled oil flowing out from the oil pan is returned to the oil pan, a state in which the spilled oil flows into the oil supply path through the heat accumulator, and a state in which the spilled oil enters the oil supply path without passing through the heat accumulator. And a second switching unit (42, 43) for switching between the states to be introduced.
供給経路においては、蓄熱器を介して昇温させてオイルパンのオイルをエンジンに流入させる状態と、蓄熱器を介さずにオイルパンのオイルをエンジンに流入させる状態とを第1切替部によって切り替えている。この場合、例えばエンジンの冷間時には高温のオイルを蓄熱器からエンジンに供給し、それ以外の場合に、蓄熱器を介さずにオイルをエンジンに供給できる。 In the supply path, the first switching unit switches between a state in which the temperature of the oil pan is caused to flow through the heat accumulator and the oil in the oil pan flows into the engine and a state in which the oil in the oil pan is caused to flow into the engine without going through the heat accumulator. ing. In this case, for example, when the engine is cold, high-temperature oil can be supplied from the heat accumulator to the engine, and in other cases, the oil can be supplied to the engine without going through the heat accumulator.
オイル流出経路においては、蓄熱器を介さずにオイルパンに戻す状態と、蓄熱器を介して再びエンジンに流入させる状態と、蓄熱器を介さずにオイル供給経路に流入させる状態とを第2切替部によって切り替えている。蓄熱器を介さずに供給経路に流入させる状態を有していることで、流出オイルがオイルパンや蓄熱器の中にあるオイルと混ざることなく、流出オイルを再びエンジンに供給することができる。特に、蓄熱器内のオイルの温度が流出オイルの温度より低い場合に、蓄熱器内のオイルと混ざって流出オイルの温度を下げることがなく、エンジンに供給することができる。そのため、エンジンの早期暖機を促進できる。 In the oil outflow path, the second switching is performed between the state of returning to the oil pan without passing through the heat accumulator, the state of flowing back into the engine via the heat accumulator, and the state of flowing into the oil supply path without passing through the heat accumulator. Switching by part. By having the state of flowing into the supply path without going through the heat accumulator, the outflow oil can be supplied to the engine again without being mixed with the oil in the oil pan or the heat accumulator. In particular, when the temperature of the oil in the regenerator is lower than the temperature of the spilled oil, the oil can be supplied to the engine without being mixed with the oil in the regenerator and lowering the temperature of the spilled oil. Therefore, early warm-up of the engine can be promoted.
<第1実施形態>
以下、本発明を具体化した実施形態を図面に基づいて説明する。なお、以下の各実施形態相互において、互いに同一もしくは均等である部分には、図中、同一符号を付している。本実施形態では、エンジンを駆動源として走行する車両において、エンジンの摺動部分を潤滑させるオイルを循環させるオイル循環装置を具体化するものとしている。
<First Embodiment>
DESCRIPTION OF EXEMPLARY EMBODIMENTS Embodiments of the invention will be described below with reference to the drawings. In the following embodiments, the same or equivalent portions are denoted by the same reference numerals in the drawings. In the present embodiment, an oil circulation device that circulates oil that lubricates a sliding portion of the engine in a vehicle that runs using the engine as a drive source is embodied.
図1は、エンジン10のオイル循環装置Sの概略構成図である。エンジン10は、シリンダヘッド11と、シリンダヘッド11に連結されるシリンダブロック12とを備えている。シリンダブロック12の下部には、オイルパン20が取り付けられており、オイルパン20にエンジン10内部を潤滑させるオイルが蓄えられている。
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an oil circulation device S of the
シリンダヘッド11には、シリンダヘッド内摺動部13が設けられている。シリンダヘッド内摺動部13には、燃焼室の吸気弁や排気弁を駆動するカムシャフト等の動弁系やターボチャージャ等が含まれている。
The
シリンダブロック12には、メインギャラリ14が形成されている。メインギャラリ14は、シリンダブロック12内に形成されたオイル通路であって、各部にオイルを供給する。シリンダブロック12には、シリンダブロック内摺動部15が設けられている。シリンダブロック内摺動部15には、ピストンやコンロッドやクランクシャフト等が含まれている。
A
オイルパン20からエンジン10にオイルを供給する経路として、オイル供給経路が設けられている。オイル供給経路は、オイルパン20とメインギャラリ14とを接続する第1経路L1を有している。そして、第1経路L1には、ストレーナ31と、オイルポンプ32と、オイルクーラ33が設けられている。
An oil supply path is provided as a path for supplying oil from the
ストレーナ31は、後記する接続点N1より上流側、具体的には、オイルパン20の第1経路L1への接続位置付近に設けられている。ストレーナ31は、オイルに含まれるゴミ等を取り除くためもので、例えば金属製の金網等で構成されている。
The
オイルポンプ32は、オイルをエンジン10内各部に供給するためのポンプであって、エンジン10によって駆動される。なお、オイルポンプ32の上流又は下流の近傍には、オイル内の異物を取り除くためのオイルフィルタが設けられている。オイルフィルタは、オイル内の細かい金属粉等の微細な異物を除去している。
The
オイルクーラ33は、後記する接続点N2より下流側に設けられており、エンジン10を冷却する冷却水とオイルとの間の熱交換を行う熱交換器である。オイルの温度が冷却水の水温よりも高い場合には、オイルが冷却され、オイルの温度が冷却水の温度よりも低い場合には、オイルが昇温される。オイルポンプ32の下流側(エンジン10側)にオイルクーラ33を設けることで、流路抵抗が比較的大きいオイルクーラ33にオイルを流しやすくなる。
The
オイル循環装置Sには、オイルパン20よりも高温のオイルを蓄える蓄熱器21が設けられている。オイルパン20からオイルを供給するオイル供給経路は、2経路に分岐した並列経路として設けられており、そのうちの一方として、蓄熱器21を介する第2経路L2を有している。この場合、第2経路L2は、接続点N1で第1経路L1から分岐して、蓄熱器21を介して、接続点N2で第1経路L1に合流している。接続点N2には、三方弁である第1制御弁41が設けられている。第1制御弁41は、蓄熱器21を介さない第1経路L1と、蓄熱器21を介する第2経路L2との間で経路を切り替える。
The oil circulation device S is provided with a
エンジン10から第1経路L1又はオイルパン20にオイルを流出させるオイル流出経路が設けられている。オイル流出経路は、メインギャラリ14から供給されてシリンダヘッド内摺動部13を潤滑したオイルを流出させる経路である。オイル流出経路は、シリンダヘッド内摺動部13(エンジン10)とオイルパン20とを接続する第1流出経路である第3経路L3を有している。また、シリンダブロック内摺動部15を潤滑したオイルは、シリンダブロック12のシリンダ内やクランクケース内から落下してオイルパン20に戻る。
An oil outflow path through which oil flows out from the
オイル供給経路は、第3経路L3から第1経路L1に接続される第2流出経路である第4経路L4を有している。第4経路L4は、シリンダヘッド内摺動部13からオイル供給経路である第1経路L1に蓄熱器21を介さずにオイルを戻す経路であって、接続点N3で第3経路L3から分岐して、蓄熱器21を介さずに、接続点N1で第1経路L1に合流している。なお、接続点N1では、オイルパン20からと、第4経路L4からオイルが供給されるが、流路抵抗等を調整することで、第4経路L4からのオイルが優先して第1経路L1に流れるようになっている。接続点N3には、三方弁である第2制御弁42が設けられている。第2制御弁42は、オイルパン20に戻る第3経路L3と、蓄熱器21を介さずに第1経路L1に戻る第4経路L4との間で経路を切り替える。
The oil supply path has a fourth path L4 that is a second outflow path connected from the third path L3 to the first path L1. The fourth path L4 is a path that returns oil from the cylinder
オイル供給経路は、第3経路L3から蓄熱器21に接続される第3流出経路である第5経路L5を有している。第5経路L5は、シリンダヘッド内摺動部13からオイル供給経路である第1経路L1に蓄熱器21を介してオイルを戻す経路であって、接続点N4で第3経路L3から分岐して、蓄熱器21を介して、接続点N1で第1経路L1に合流している。接続点N4は、接続点N3より上流であって、接続点N4には、三方弁である第3制御弁43が設けられている。第3制御弁43は、オイルパン20に戻る第3経路L3と、蓄熱器21介して第1経路L1に戻る第5経路L5との間で経路を切り替える。なお、各経路L1〜L5は、エンジン10内に形成された通路として構成されてもよいし、エンジン10の外部設けられた配管として構成されてもよいし、これらを組み合わせて構成されてもよい。また、第1制御弁41が「第1切替部」に相当し、第2制御弁42及び第3制御弁43が「第2切替部」に相当する。
The oil supply path has a fifth path L5 which is a third outflow path connected to the
オイル循環装置Sは、各制御弁41,42,43を制御することで、エンジン10のオイル循環装置Sを制御する制御装置50を備えている。制御装置50は、CPU、ROM、RAM、入出力インターフェース等を含むマイコンにより構成されている。制御装置50には、例えば、エンジン10の点火等の制御を行うECUが接続されており、制御装置50との間で相互に通信可能となっている。なお、制御装置50が「循環制御装置」に相当する。
The oil circulation device S includes a
制御装置50には、各種センサが接続されている。例えば、エンジン10(シリンダヘッド内摺動部13)から流出した流出オイルの温度を検出する第1温度センサ51が第3経路L3の上流側に設けられている。また、蓄熱器21内のオイルの温度を検出する第2温度センサ52が蓄熱器21に設けられている。
Various sensors are connected to the
次に、各制御弁41,42,43を切り替えることで形成されるオイルの経路について、図2を用いて説明する。図2において、(a)〜(d)は、本実施形態のオイル循環装置Sにおける4つの状態を示しており、(e)はその4つの状態についてエンジン始動後における時系列の変化を示している。ここでは、図2(a)の状態を第1状態、図2(b)の状態を第2状態、図2(c)の状態を第3状態、図2(d)の状態を第4状態としている。なお、図2において、図2(a)に符号を例示し、図2(b)〜図2(d)では符号は共通のため省略されている。
Next, the oil path formed by switching the
図2(a)に示す第1状態では、オイル供給側において、オイルパン20からエンジン10に対して蓄熱器21を介してオイルが供給される状態となっている。この場合、オイルパン20のオイルを蓄熱器21を介してエンジン10に流入させるオイル供給経路(第2経路L2)が形成されている。また、オイル流出側では、エンジン10とオイルパン20とが第1流出経路(第3経路L3)により接続されており、その第3経路L3によりエンジン10からオイルパン20にオイルが戻される。第1状態では、蓄熱器21の蓄熱を利用した放熱が行われる。
In the first state shown in FIG. 2A, the oil is supplied from the
図2(b)に示す第2状態では、オイル供給側において、オイルパン20からエンジン10に対して蓄熱器21を介さずにオイルが供給される状態となっている。また、オイル流出側では、第1流出経路(第3経路L3)及び第2流出経路(第4経路L4)を介して、エンジン10からの流出オイルが蓄熱器21を介さずにオイル供給経路(第1経路L1)側に戻されるようになっている。この場合、エンジン10からの流出オイルは、オイルパン20及び蓄熱器21をいずれも経由しない循環経路で循環可能となっている。なお、オイル循環状態において、オイル不足分はオイルパン20から適宜補充される。第2状態では、エンジン10からの流出オイルをそのままエンジン10に戻すことで昇温性が維持される。
In the second state shown in FIG. 2B, oil is supplied from the
図2(c)に示す第3状態では、オイル供給側において、オイルパン20からエンジン10に対して蓄熱器21を介さずにオイルが供給される状態となっている。また、オイル流出側では、第1流出経路(第3経路L3)及び第3流出経路(第5経路L5)を介して、エンジン10からの流出オイルが蓄熱器21を介してオイル供給経路(第1経路L1)側に戻されるようになっている。この場合、エンジン10からの流出オイルは、蓄熱器21を経由する循環経路で循環可能となっている。なお、オイル循環状態において、オイル不足分はオイルパン20から適宜補充される。第3状態では、蓄熱器21での蓄熱が行われる。
In the third state shown in FIG. 2C, oil is supplied from the
図2(d)に示す第4状態では、オイル供給側において、オイルパン20からエンジン10に対して蓄熱器21を介さずにオイルが供給される状態となっている。つまり、第1経路L1を介して、オイルパン20のオイルがエンジン10に供給されている。また、オイル流出側では、第1流出経路(第3経路L3)を介して、エンジン10からの流出オイルがオイルパン20に戻されるようになっている。第4状態では、オイル温度が保持される。
In the fourth state shown in FIG. 2D, oil is supplied from the
上記第1〜第4の状態は、図2(e)に示すように時系列で切り替えられる。この場合、エンジン10の始動後において、エンジン10が暖機されるのに応じて各状態が切り替えられる。ただしその詳細は後述する。
The first to fourth states are switched in time series as shown in FIG. In this case, after the
次に、制御装置50によるオイル循環制御について、図2及び図3を用いて説明する。図3は、制御装置50でのオイル循環制御の処理手順を示すフローチャートであり、本処理は、制御装置50により所定周期で繰り返し実施される。
Next, oil circulation control by the
まず、ステップS10で、エンジン10(シリンダヘッド内摺動部13)から流出する流出オイルの温度を取得する。具体的には、第1温度センサ51で検出された流出オイルの温度を取得する。そして、ステップS11で、取得した流出オイルの温度が所定以上かを判定する。つまり、流出オイルの温度が目標油温に達して、エンジン10の暖機が終了しているかを判定する。なお、ステップS11が「温度判定部」に相当する。
First, in step S10, the temperature of the spilled oil flowing out from the engine 10 (sliding
ステップS11で、流出オイルの温度が所定より低いと判定した場合(ステップS11が否だった場合)には、ステップS12で、第2温度センサ52で検出された蓄熱器21内のオイルの温度を取得する。そして、ステップS13で、ステップS12で取得した蓄熱器21内のオイルの温度に基づいて、高温のオイルがあるかを判定する。蓄熱器21内のオイルの温度によって、高温のオイルが残っているか推定することができる。蓄熱器21内には、オイルパン20からのオイルが流れ込み、高温のオイルは供給されるため、徐々に蓄熱器21内のオイル温度が下がることになる。そのため、蓄熱器21内のオイル温度に基づいて、蓄熱器21内に高温のオイルがあるかを判定できる。
If it is determined in step S11 that the temperature of the spilled oil is lower than the predetermined value (if step S11 is negative), the temperature of the oil in the
なお、蓄熱器21内に高温のオイルがない状態とは、高温のオイルが全く残っていない状態だけではなく、蓄熱器21内のオイルの温度が流出オイルの温度より低くなったり、所定の温度よりも低くなったりしている状態、つまり高温のオイルの残量が少ない状態も含む。また、蓄熱器21内に高温のオイルがあるかを判定する際には、蓄熱器21内のオイルの温度ではなく、蓄熱器21から供給されたオイルの量に基づいて判定してもよい。例えば、第2経路L2に流量センサを設け、その流量センサで検出した蓄熱器21から流出したオイルの累積流量を蓄熱器21の容量から差し引くことでオイル残量を算出して、高温のオイルがあるかを判定してもよい。また、ステップS13が「蓄熱判定部」に相当する。
The state in which there is no high-temperature oil in the
ステップS13で、蓄熱器21に高温のオイルがあると判定した場合には、ステップS14で、蓄熱器21の蓄熱を利用した放熱を行う第1状態にする制御を実施する。具体的には、第2経路L2にオイルが流れるように第1制御弁41を切り替え、第3経路L3にオイルが流れるように第2制御弁42及び第3制御弁43を切り替える制御を行って、処理を終了する。なお、ステップS14が「第1制御部」に相当する。
If it is determined in step S13 that there is high-temperature oil in the
ステップS13で、蓄熱器21にある高温のオイルがないと判定した場合には、ステップS15で、エンジン10からの流出オイルをそのままエンジン10に戻す第2状態にする制御を実施する。具体的には、第1経路L1にオイルが流れるように第1制御弁41を切り替え、第3経路L3側にオイルが流れるように第2制御弁42を切り替え、第4経路L4にオイルが流れるように第3制御弁43を切り替える制御を行って、処理を終了する。なお、ステップS15が「第2制御部」に相当する。
If it is determined in step S13 that there is no high-temperature oil in the
一方、ステップS11で、流出オイルの温度が所定以上であると判定した場合には、ステップS17で、蓄熱器21内のオイルの温度を取得する。具体的には、第2温度センサ52で検出された蓄熱器21内のオイルの温度を取得する。そして、ステップS17で取得した蓄熱器21内のオイルの温度が所定以上かを判定する。つまり、蓄熱器21内に高温のオイルが蓄えられているかを判定する。
On the other hand, if it is determined in step S11 that the temperature of the spilled oil is equal to or higher than a predetermined value, the temperature of oil in the
ステップS17で、蓄熱器21内のオイルの温度が所定よりも低いと判定した場合、つまり、蓄熱器21内に高温のオイルが蓄えられていない場合には、ステップS18で、蓄熱器21内に高温のオイルを貯める第3状態にする制御を実施する。具体的には、第1経路L1にオイルが流れるように第1制御弁41を切り替え、第5経路L5にオイルが流れるように第3制御弁43を切り替える制御を行い、処理を終了する。なお、第2制御弁42については、特に経路を切り替える制御を行わなくてもよい。また、ステップS18が、「第3制御部」に相当する。
If it is determined in step S17 that the temperature of the oil in the
ステップS17で、蓄熱器21内のオイルの温度が所定以上と判定した場合、つまり、蓄熱器21内に次回暖機のための高温のオイルが蓄えられている場合には、ステップS19で第4状態にする制御を実施する。具体的には、第1経路L1にオイルが流れるように第1制御弁41を切り替え、第3経路L3にオイルが流れるように第2制御弁42及び第3制御弁43を切り替える制御を行い、処理を終了する。
If it is determined in step S17 that the temperature of the oil in the
なお、ステップS16及びステップS17では、蓄熱器21内のオイルの温度を取得して、蓄熱器21内のオイルの温度に基づいてステップS18とステップS19とを切り替えている。その代わりに、蓄熱器21内に流れ込んだオイルの流量や、オイルが流れ込んだ時間などに基づいてステップS18とステップS19とを切り替える判定を行ってもよい。
In step S16 and step S17, the temperature of the oil in the
次に、図2に基づき、流出オイルの温度とオイルの経路の切り替えについて説明する。図2(e)は、第1〜第4状態での流出オイルの温度変化を示すタイムチャートである。図中実線は、本実施形態での流出オイルの温度を示しており、図中破線は、従来の流出オイルの温度を示している。 Next, switching of the temperature of the spilled oil and the oil path will be described with reference to FIG. FIG.2 (e) is a time chart which shows the temperature change of the spilled oil in a 1st-4th state. The solid line in the figure shows the temperature of the spilled oil in the present embodiment, and the broken line in the figure shows the temperature of the conventional spilled oil.
タイミングt1で、エンジン10が始動すると、オイルポンプ32が駆動して、オイルが循環し始める。エンジン始動後の第1状態(図2(a)の状態)では、エンジン10の温度が低く、流出オイルの温度(油温)が低い一方で、蓄熱器21内には高温のオイルが蓄えられている。そこで、第1状態では、オイルパン20のオイルを蓄熱器21を介してエンジン10に流入させる。つまり、エンジン10の始動後は、蓄熱器21の高温のオイルがエンジン10に供給されることで、蓄熱器21の蓄熱を利用した放熱が行われる。一方で、エンジン10から流出したオイルは、蓄熱器21を介さずにオイルパン20に戻される。なお、蓄熱器21内では、高温のオイルがエンジン10に供給される一方で、オイルパン20から冷えたオイルが流入され、高温のオイルの残量が徐々に少なくなる。
When the
タイミングt2で、蓄熱器21内の高温のオイルがなくなり、蓄熱器21内のオイルの温度が流出オイルの温度よりも低い状態となる。このタイミングt2以降において、従来技術では、流出したオイルが蓄熱器21又はオイルパン20に流れ込み、蓄熱器21又はオイルパン20のオイルの昇温に用いられていた。流出したオイルによって蓄熱器21又はオイルパン20のオイル全体が昇温されるまでは、蓄熱器21又はオイルパン20の流出オイルよりも温度の低いオイルがエンジン10に供給されていた。そのため、蓄熱器21又はオイルパン20のオイル全体の温度が上がるまで、エンジン10からの流出オイルよりも温度の低いオイルを供給することになるため、温度上昇が鈍化し、早期暖機が困難であった。
At timing t2, the hot oil in the
そこで、本実施形態では、タイミングt2で、蓄熱器21内の高温のオイルがなくなると、流出オイルを蓄熱器21を介さずに第1経路L1に流入させる第2状態(図2(b)の状態)とすることにした。第2状態では、エンジン10で昇温された流出オイルが、蓄熱器21やオイルパン20を介さず、第1経路L1に直接供給されて、エンジン10に供給されている。蓄熱器21を介さずに第1経路L1に流入させる第4経路L4を有していることで、流出オイルがオイルパン20や蓄熱器21の中にあるオイルと混ざることなく、流出オイルを再びエンジン10に供給することができる。特に、蓄熱器21内のオイルの温度が流出オイルの温度より低い場合に、蓄熱器21内のオイルと混ざって流出オイルの温度を下げることがなく、エンジン10に供給することができる。つまり、エンジン10からの流出オイルをそのままエンジン10に戻すことで昇温性が維持され、エンジン10の早期暖機を促進できる。
Therefore, in this embodiment, when the hot oil in the
タイミングt3で、流出オイルの温度(油温)が目標油温に達すると、蓄熱器21内に高温のオイルを蓄える第3状態(図2(c)の状態)となる。第3状態では、エンジン10からの流出オイルを蓄熱器21を介して第1経路L1に供給する。そのため、蓄熱器21内に高温のオイルが流入する一方で、蓄熱器21内にある冷えたオイルが流出して第1経路L1に供給される。そして、次回の暖機のための高温のオイルが蓄熱器21内に蓄えられることになる。目標温度になってすぐに蓄熱器21内に高温のオイルを蓄えることになるため、確実に次回の暖機のための高温のオイルを蓄えることができる。
When the temperature of the spilled oil (oil temperature) reaches the target oil temperature at timing t3, a third state (the state shown in FIG. 2C) in which high-temperature oil is stored in the
タイミングt4で、蓄熱器21内のオイルの温度が所定以上になる。つまり、蓄熱器21内に高温のオイルが蓄えられると、第4状態(図2(d)の状態)となる。第4状態では、オイルパン20から蓄熱器21を介さない状態でエンジン10にオイルが供給され、エンジン10からオイルパン20にオイルが流出する。つまり、オイル温度が保持される。
At timing t4, the temperature of the oil in the
以上詳述した本実施形態によれば、以下の優れた効果が得られる。 According to the embodiment described in detail above, the following excellent effects can be obtained.
供給経路においては、蓄熱器21を介して昇温させてオイルパン20のオイルをエンジン10に流入させる状態と、蓄熱器21を介さずにオイルパン20のオイルをエンジン10に流入させる状態とを第1制御弁41によって切り替えている。この場合、例えばエンジン10の冷間時には高温のオイルを蓄熱器21からエンジン10に供給し、それ以外の場合に、蓄熱器21を介さずにオイルをエンジン10に供給できる。
In the supply path, there are a state in which the temperature of the
流出経路においては、蓄熱器21を介さずにオイルパン20に戻す状態と、蓄熱器21を介して第1経路L1に流入させる状態と、蓄熱器21を介さずに第1経路L1に流入させる状態とを第2制御弁42及び第3制御弁43によって切り替えている。蓄熱器21を介さずに第1経路L1に流入させる状態を有していることで、流出オイルがオイルパン20や蓄熱器21の中にあるオイルと混ざることなく、流出オイルを再びエンジン10に供給することができる。特に、蓄熱器21内のオイルの温度が流出オイルの温度より低い場合に、蓄熱器21内のオイルと混ざって流出オイルの温度を下げることがなく、エンジン10に供給することができる。そのため、エンジン10の早期暖機を促進できる。
In the outflow path, the state of returning to the
エンジン10の始動後において、最初は、流出オイルはオイルパン20に戻す状態とし、次に、蓄熱器21を介さずに第1経路L1に戻す状態とし、次に、流出オイルを蓄熱器21を介して第1経路L1に流入させる。エンジン10の始動直後の流出オイルは冷えているためオイルパン20に戻し、ある程度暖機が進んできて流出オイルの温度が上昇してくると、流出オイルを第1経路L1に流入させ、さらに流出オイルの温度が上昇してくると、次回の暖機のために蓄熱器21に高温のオイルを蓄えることができる。このような順番になるように第2制御弁42及び第3制御弁43を切り替えられることで、早期暖機を促すことができる。
After the
<第2実施形態>
第2実施形態について、図4を参照して説明する。第2実施形態では、熱交換器であるオイルクーラ33の設けられている位置が第1実施形態とは異なっている。具体的には、オイルクーラ33は、オイル供給経路における蓄熱器21を介さない経路上に設けられている。図4は、第2実施形態におけるエンジン10のオイル循環装置Sの概略構成図である。なお、本実施形態での制御等は第1実施形態と同様のため説明を省略する。
Second Embodiment
A second embodiment will be described with reference to FIG. In 2nd Embodiment, the position in which the
オイルクーラ33は、第1経路L1における第1制御弁41の上流側(オイルパン20側)であって、第4経路L4との接続点N1の下流側(エンジン10側)に設けられている。つまり、オイルクーラ33は、オイル供給経路における接続点N1で2経路に分岐した並列経路において、反蓄熱器側(蓄熱器21を介さない側)の経路である第1経路L1上であって、オイル流出経路である第4経路L4及び第5経路L5との接続点N1でオイルが合流した後の経路上に設けられている。
The
第1状態では、オイルは、オイルパン20から蓄熱器21を介する第2経路L2を通って、メインギャラリ14に供給される。つまり、蓄熱器21の高温のオイルは、オイルクーラ33を通ることなく、エンジン10(メインギャラリ14)に供給される。そのため、第1状態では、高温のオイルが冷却水と熱交換することなくエンジン10の昇温に用いられるため、エンジン10の昇温効率を向上できる。
In the first state, oil is supplied from the
第2状態では、流出オイルは、第4経路L4を通って、接続点N1で第1経路L1に合流し、オイルクーラ33を介してメインギャラリ14に供給される。つまり、流出オイルは、オイルクーラ33で冷却水と熱交換して、エンジン10(メインギャラリ14)に供給される。ここで、冷却水はオイルよりも早く昇温するため、ある程度暖機が進んだ第2状態では、冷却水の方がオイルよりも温度が高いと考えられる。そのため、オイルクーラ33でオイルが冷却水によって昇温されることで、さらに昇温が促進される。
In the second state, the spilled oil passes through the fourth path L4, joins the first path L1 at the connection point N1, and is supplied to the
なお、蓄熱器21の容量が大きく、蓄熱器21にエンジン10を昇温させるための十分な高温のオイルがある場合について考える。蓄熱器21の容量が非常に大きく、エンジン10を昇温させるための十分な容量がある場合には、第2状態になった段階で、冷却水の温度が目標水温に達していると考えられる。一方で、一般的に目標油温は目標水温よりも高く設定されているため、流出オイルの温度が目標水温以上で、目標油温には至っていない状態になると考えられる。オイルクーラ33の水温よりも流出オイルの温度が高い状態では、第1経路L1における接続点N1よりも下流にオイルクーラ33が設けられていると、オイルの温度が冷却水によって冷やされてしまうため、好ましくない。そのため、蓄熱器21の容量が非常に大きい場合には、オイルクーラ33は、第1経路L1における接続点N1よりも上流に設けられていることが望ましい。ただし、蓄熱器21にエンジン10を暖機させるための十分なオイル容量を確保することは、スペースや必要なオイルの量の観点からあまり現実的ではない。
Consider a case where the capacity of the
以上詳述した本実施形態によれば、第1実施形態の効果に加え、以下の優れた効果が得られる。 According to the embodiment described above in detail, the following excellent effects can be obtained in addition to the effects of the first embodiment.
オイル供給経路は、2経路に分岐した並列経路であり、そのうちの一方が、蓄熱器21を経由する第2経路L2であり、他方が反蓄熱器21側、つまり蓄熱器21を経由しない第1経路L1である。そして、オイルクーラ33が、蓄熱器21を経由しない第1経路上に設けられていることで、第2経路L2を介して蓄熱器21から供給される高温のオイルが、オイルクーラ33で冷却されることを防止できる。そのため、昇温効率を上げることができる。
The oil supply path is a parallel path branched into two paths, one of which is the second path L2 that passes through the
オイルクーラ33は、第1経路L1において第3経路L3から第1経路L1に接続される第4経路L4との接続点N1よりも下流側に設けられている。そのため、第4経路L4を通ってきたオイルはオイルクーラ33で熱交換される。オイルクーラ33の冷却水は、エンジン10を冷却しており、水はオイルよりも昇温しやすいため、オイルクーラ33の冷却水の水温が流出オイルの温度より高いことが考えられる。このような場合には、第4経路L4を通ってきた流出オイルがオイルクーラ33で温められることで、さらにオイルの温度を上げることができ、早期暖機が可能になる。
The
<第3実施形態>
第3実施形態では、オイルの昇温のために、シリンダヘッドから流出した流出オイルが通るボア間通路を設けている。以下、図5〜図7を参照して、詳しく説明する。図5は、第3実施形態におけるエンジン10のオイル循環装置Sの概略構成図である。図6は、シリンダブロック12の平面図(シリンダヘッド11側からみた図)であり、図7は、図6におけるVII−VII位置での断面図である。図6及び図7において、IN側と記載があるのが、吸気側で、EX側と記載があるのが排気側になっており、図中の矢印はオイル及び冷却水の流れを示している。なお、本実施形態での制御等は第1実施形態と同様のため説明を省略する。
<Third Embodiment>
In the third embodiment, a passage between bores through which spilled oil flowing out from the cylinder head passes is provided in order to raise the temperature of the oil. Hereinafter, a detailed description will be given with reference to FIGS. FIG. 5 is a schematic configuration diagram of the oil circulation device S of the
図5に示すように、シリンダヘッド内摺動部13を潤滑したオイルは、シリンダブロック12に形成された各ボア間通路61を通る。各ボア間通路61を通ったオイルが第3制御弁43に流れ込む。つまり、シリンダヘッド内摺動部13を潤滑したオイルは、第3経路L3に流れ込む前に、ボア間通路61を通っている。なお、他の経路等については、第1実施形態と同じであるため、説明を省略する。
As shown in FIG. 5, the oil that has lubricated the in-cylinder
図6及び図7を用いて、ボア間通路61等の具体的な構成について説明する。シリンダブロック12は、多気筒エンジンである直列4気筒のエンジン10のシリンダブロックであり、4つのシリンダボア62を有している。シリンダボア62の外周には、冷却水を循環させるウォータジャケット63が形成されている。各シリンダボア62の間には、冷却水によってシリンダボア62の間を冷却するためのドリルパス64が設けられている。なお、ドリルパス64及びウォータジャケット63はシリンダヘッド11側のウォータジャケットと連通している。
A specific configuration of the
ボア間通路61は、各シリンダボア62の間であって、ドリルパス64と交差しない位置に、ドリルパス64とは別に設けられている。具体的には、ボア間通路61は、排気側のウォータジャケット63の側方(内側)を通って、ウォータジャケット63の下側から外側に流れ出す通路によって、形成されている。オイルは、シリンダヘッド11側(上側)からボア間通路61に入り込み、ボア間通路61を通って、シリンダブロック12の排気側に流れ出す。このように温度が高い各シリンダボア62の側方をオイルが通ることで、オイルが昇温される。
The
以上詳述した本実施形態によれば、第1実施形態の効果に加え、以下の優れた効果が得られる。 According to the embodiment described above in detail, the following excellent effects can be obtained in addition to the effects of the first embodiment.
シリンダヘッド11から流出した流出オイルが、シリンダボア62の間に設けられたボア間通路61を通ることで、流出オイルが昇温される。そのため、さらにオイルの温度を上げることができ、早期暖機が可能になる。
The oil flowing out from the
<第4実施形態>
第4実施形態では、シリンダボアの側方に設けられた冷却用ジャケットの少なくとも一部であるシリンダにオイル供給経路からオイルを供給可能となっている。以下、図8〜図10を参照して、詳しく説明する。図8は、第4実施形態におけるエンジン10のオイル循環装置Sの概略構成図である。図9は、シリンダブロック12の平面図(シリンダヘッド11側からみた図)であり、図10は、図9におけるX−X位置での断面図である。図9及び図10において、IN側と記載があるのが、吸気側で、EX側と記載があるのが排気側になっており、図中の矢印は流体の流れを示している。なお、本実施形態での制御等は第1実施形態と同様のため説明を省略する。
<Fourth embodiment>
In the fourth embodiment, oil can be supplied from the oil supply path to a cylinder that is at least a part of a cooling jacket provided on the side of the cylinder bore. Hereinafter, a detailed description will be given with reference to FIGS. FIG. 8 is a schematic configuration diagram of the oil circulation device S of the
図8に示すように、オイルポンプ32を通過したオイルの一部が、シリンダブロック12に設けられたシリンダ内通路65に供給される。シリンダ内通路65で昇温されたオイルは、シリンダヘッド内摺動部13にその一部が供給され、その残りは第2制御弁42に流れ込む。また、メインギャラリ14及びシリンダ内通路65からシリンダヘッド内摺動部13を潤滑したオイルは、第3制御弁43に流れ込む。なお、他の経路等については、第1実施形態と同じであるため、説明を省略する。なお、第1温度センサ51は、第3制御弁43の手前のオイルの温度を検出する。
As shown in FIG. 8, part of the oil that has passed through the
図9及び図10を用いて、シリンダ内通路65等の具体的な構成について説明する。シリンダブロック12は、直列4気筒のエンジン10のシリンダブロックであり、4つのシリンダボア62を有している。シリンダブロック12において、シリンダボア62の周囲には、冷却水を循環させるウォータジャケット63と、オイルを循環させるオイルジャケット66とが設けられている。ウォータジャケット63がシリンダボア62の排気側に設けられている一方で、オイルジャケット66がシリンダボア62の吸気側に設けられている。ウォータジャケット63とオイルジャケット66との間には、この2つを区切る障壁部67が設けられており、冷却水とオイルが混ざらないようになっている。オイルジャケット66は、シリンダボア62の並び方向に長くなっており、その一端に第1経路L1からオイルが供給され、その他端から第3制御弁43に繋がる第3経路L3に流れ込むようになっている。オイルジャケット66の一部は、そのシリンダヘッド11側に供給されており、シリンダヘッド内摺動部13にオイルが供給される。
A specific configuration of the in-
シリンダブロック12の各シリンダボア62の間には、オイルジャケット66に連通する孔を、ドリル等の工具によってあけて形成されたドリルパス64が設けられている。ドリルパス64は、オイルジャケット66内のオイルをシリンダボア62間に導くための通路である。なお、オイルジャケット66及びドリルパス64がシリンダ内通路65を構成する。
Between each cylinder bore 62 of the
以上詳述した本実施形態によれば、第1実施形態の効果に加え、以下の優れた効果が得られる。 According to the embodiment described above in detail, the following excellent effects can be obtained in addition to the effects of the first embodiment.
シリンダボア62側方に設けられた冷却ジャケットの少なくとも一部であるオイルジャケット66及びドリルパス64にオイル供給経路(第1経路L1)からオイルを供給可能となっている。このオイルジャケット66及びドリルパス64を通って昇温されたオイルが第3経路L3に流入することで、第3実施形態と同様の効果を得ることができる。また、既存の冷却用ジャケットの一部をオイル昇温のための通路とすることで、第3実施形態のように新たなボア間通路61を設ける場合に比べて、設計変更が容易になる。
Oil can be supplied from an oil supply path (first path L1) to an
<他の実施形態>
本発明は、上記実施形態に限定されず、例えば以下のように実施してもよい。ちなみに、以下の別例の構成を、上記実施形態の構成に対して、個別に適用してもよく、また、任意に組み合わせて適用してもよい。
<Other embodiments>
The present invention is not limited to the above embodiment, and may be implemented as follows, for example. Incidentally, the configuration of another example below may be applied individually to the configuration of the above embodiment, or may be applied in any combination.
・第1切替部は、オイル供給経路において、蓄熱器21を介する経路と反蓄熱器側の経路とを切り替えることができれば、他の位置に設けてもよい。例えば、第1制御弁41は、第1経路L1から蓄熱器21に流れ込む第2経路L2へ分岐する接続点N1に設けてもよい。この場合には、流出オイルを第4経路L4に流す場合に、第4経路L4のオイルがエンジン10側に流れるように第1制御弁41を制御するとよい。なお、第2切替部も同様に、第4経路L4上又は第5経路L5上等の他の位置に設けてもよい。
The first switching unit may be provided at another position in the oil supply path as long as the path through the
・第4経路L4は、第3経路L3における第3制御弁43の上流で分岐し、第1経路L1における第1制御弁41とオイルポンプ32との間に接続するようにしてもよい。
The fourth path L4 may be branched upstream of the
・第3及び第4実施形態においても、オイルクーラ33を第2実施形態の位置に設けてもよい。
-In 3rd and 4th embodiment, you may provide the
10…エンジン、11…シリンダヘッド、12…シリンダブロック、20…オイルパン、21…蓄熱器、32…オイルポンプ、33…オイルクーラ、41…第1制御弁、42…第2制御弁、43…第3制御弁、50…制御装置、61…ボア間通路62…シリンダボア、63…ウォータジャケット、65…シリンダ内通路、L1…第1経路、L2…第2経路、L3…第3経路、L4…第4経路、L5…第5経路、N1…接続点、S…オイル循環装置。
DESCRIPTION OF
Claims (7)
前記オイルパンから前記エンジンにオイルを供給するオイル供給経路(L1,L2)と、
前記エンジンから前記オイルパン又は前記オイル供給経路にオイルを流出させるオイル流出経路(L3,L4,L5)と、
前記オイルパンよりも高温でオイルを蓄える蓄熱器(21)と、
前記オイル供給経路において、前記オイルパンのオイルを前記蓄熱器を介して前記エンジンに流入させる状態と、前記オイルパンのオイルを前記蓄熱器を介さずに前記エンジンに流入させる状態とを切り替える第1切替部(41)と、
前記オイル流出経路において、前記エンジンから流出する流出オイルを前記オイルパンに戻す状態と、前記流出オイルを前記蓄熱器を介して前記オイル供給経路に流入させる状態と、前記流出オイルを前記蓄熱器を介さずに前記オイル供給経路に流入させる状態とを切り替える第2切替部(42,43)とを備えるエンジンのオイル循環装置。 An oil circulator for an engine in which oil stored in an oil pan (20) is circulated to an engine (10) by an oil pump (32) to lubricate sliding parts (13, 15),
An oil supply path (L1, L2) for supplying oil from the oil pan to the engine;
An oil outflow path (L3, L4, L5) for flowing oil from the engine to the oil pan or the oil supply path;
A regenerator (21) for storing oil at a higher temperature than the oil pan;
In the oil supply path, a first state is switched between a state in which the oil in the oil pan flows into the engine via the heat accumulator and a state in which the oil in the oil pan flows into the engine without going through the heat accumulator. A switching unit (41);
In the oil outflow path, a state in which the outflow oil flowing out from the engine is returned to the oil pan, a state in which the outflow oil flows into the oil supply path through the heat accumulator, and the outflow oil to the heat accumulator An engine oil circulation device comprising: a second switching unit (42, 43) that switches between a state of flowing into the oil supply path without intervention.
前記エンジンを冷却する冷却水と前記オイルとの熱交換を行う熱交換器(33)が前記反蓄熱器側の経路に設けられている請求項1に記載のエンジンのオイル循環装置。 The oil supply path is a parallel path branched into two paths, one of which is a path (L2) on the regenerator side via the heat accumulator, and the other is a path (L1) on the anti-regenerator side. ,
The engine oil circulation device according to claim 1, wherein a heat exchanger (33) for exchanging heat between the cooling water for cooling the engine and the oil is provided in a path on the side opposite to the regenerator.
前記熱交換器は、前記反蓄熱器側の経路において前記第2流出経路との接続点(N1)よりも下流側に設けられている請求項2に記載のエンジンのオイル循環装置。 The oil outflow path includes a first outflow path (L3) connecting the engine and the oil pan, and a second outflow path (L4) connected from the first outflow path to the path on the anti-heat storage side. And a third outflow path (L5) connected to the heat accumulator from the first outflow path,
3. The engine oil circulation device according to claim 2, wherein the heat exchanger is provided on a downstream side of a connection point (N <b> 1) with the second outflow path in a path on the counter-heat storage side.
前記エンジンに設けられた各シリンダボアの間に、前記流出オイルが通るボア間通路(61)を設けており、
前記ボア間通路を通過したオイルが前記オイル流出経路に流入する請求項1から請求項3のいずれか一項に記載のエンジンのオイル循環装置。 The engine is a multi-cylinder engine;
Between each cylinder bore provided in the engine, an inter-bore passage (61) through which the spilled oil passes is provided,
The oil circulation device for an engine according to any one of claims 1 to 3, wherein oil that has passed through the inter-bore passage flows into the oil outflow path.
前記シリンダを通過したオイルが前記オイル流出経路に流入する請求項1から請求項3のいずれか一項に記載のエンジンのオイル循環装置。 Oil can be supplied from the oil supply path to a cylinder that is at least a part of a cooling jacket provided on the side of the cylinder bore (62) of the engine,
4. The engine oil circulation device according to claim 1, wherein oil that has passed through the cylinder flows into the oil outflow path. 5.
前記エンジンの始動後に、前記オイルパンのオイルを前記蓄熱器を介して前記エンジンに流入させる状態に前記第1切替部を切り替え、かつ、前記流出オイルを前記オイルパンに戻す状態に前記第2切替部を切り替える第1制御部と、
前記蓄熱器にある高温のオイルがあるかを判定する蓄熱判定部と、
前記蓄熱判定部により前記蓄熱器にある高温のオイルがないと判定された場合に、前記オイルパンのオイルを前記蓄熱器を介して前記エンジンに流入させる状態から前記オイルパンのオイルを前記蓄熱器を介さずに前記エンジンに流入させる状態に前記第1切替部を切り替え、かつ、前記流出オイルを前記オイルパンに戻す状態から前記流出オイルを前記蓄熱器を介さずに前記オイル供給経路に流入させる状態に前記第2切替部を切り替える第2制御部と、
前記流出オイルの温度が所定より高いかを判定する温度判定部と、
前記温度判定部により前記流出オイルの温度が所定より高いと判定された場合に、前記流出オイルを前記蓄熱器を介さずに前記オイル供給経路に流入させる状態から前記流出オイルを前記蓄熱器を介して前記オイル供給経路に流入させる状態に前記第2切替部を切り替える第3制御部とを備える循環制御装置。 A circulation control device for controlling an oil circulation device for an engine according to any one of claims 1 to 6,
After the engine is started, the first switching unit is switched to a state in which oil in the oil pan flows into the engine via the heat accumulator, and the second switching is performed to return the outflow oil to the oil pan. A first control unit for switching the unit,
A heat storage determination unit that determines whether there is high-temperature oil in the heat storage; and
When the heat storage determining unit determines that there is no high-temperature oil in the heat accumulator, the oil pan oil is removed from the state in which the oil in the oil pan flows into the engine via the heat accumulator. The first switching unit is switched to a state in which it flows into the engine without passing through the engine, and the spilled oil flows into the oil supply path without going through the heat accumulator from a state in which the spilled oil is returned to the oil pan. A second control unit that switches the second switching unit to a state;
A temperature determination unit for determining whether the temperature of the spilled oil is higher than a predetermined value;
When the temperature determination unit determines that the temperature of the spilled oil is higher than a predetermined value, the spilled oil is passed through the regenerator from a state in which the spilled oil flows into the oil supply path without passing through the regenerator. And a third control unit that switches the second switching unit to a state of flowing into the oil supply path.
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