JP4296819B2 - オイルジェット制御装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ピストンに潤滑オイルを噴射して冷却するオイルジェットの制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
エンジン内部には、シリンダ内を往復移動するピストンを冷却するために、潤滑オイルをピストンの燃焼室裏側に噴射するオイルジェットが設けられている。このオイルジェットは、シリンダブロックに形成されたオイル流路であるメインギャラリに接続されていて、オイルギャラリ内の油圧によって潤滑オイルを噴射している。このため、オイルの噴射量や噴射時期等を任意に変更することができず、エンジン負荷に応じた冷却性能を得ることが難しかった。そこで特許文献１では、オイルジェットからのオイルの噴射時期や周期を自由に変更することで、エンジン負荷に対応してオイルジェットからのオイル噴射量を制御し、エンジンの運転状態に応じて冷却性能を変更可能とする発明が提案されている。
特許文献１に記載の発明では、ピストン位置、エンジン回転数及びエンジン負荷等のパラメータを用いてオイルの噴射時期や噴射期間を制御手段で計算し、この制御手段によりオイルジェットへのオイル流路を開閉する電磁弁の開閉動作を制御している。
【０００３】
【特許文献１】
実公平４−２６６５３号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
特許文献１においては、エンジン負荷やエンジン回転数、ピントン位置に応じてオイルジェットからの噴射時期や噴射期間を適宜制御しているが、オイルの粘性は考慮されてはいない。このため、外気温が低いときやエンジン始動時及びその直後などで油温や水温が低く、オイルの粘性が高い場合には、潤滑オイルをオイルギャラリへ送圧するオイルポンプやエンジンへの負荷が大きくなる。また、オイルの粘性によりエンジン回転数が思うように上昇しないことから、アクセル開度が大きくなり、燃費を低減させてしまうことが懸念される。
本発明は、潤滑オイルの粘性を考慮してオイルジェットへのオイル供給路を開閉する電磁弁の開閉動作を制御し、エンジン運転領域に対応させた冷却性能を得ながら、燃費の向上を図れるオイルジェット制御装置を提供することを、その目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明にかかる、シリンダ内を往復移動するピストンに向かってオイル供給部の潤滑オイルを噴射するオイルジェットと、オイルジェットよりも上流側のオイル流路の設けられてオイル供給部を開閉する電磁弁と、エンジンの運転状態に応じて電磁弁の開閉動作を制御する制御手段とを備えたオイルジェット制御装置では、温度検出手段を設けて潤滑オイルの温度あるいはそれに相関するパラメータの温度を検出し、制御手段で、温度検出手段から出力される温度情報と予め設定された所定温度とを比較し、温度情報が所定温度以下のときに、運転状態に応じた電磁弁の開閉制御に優先してオイル流路を開放すべく電磁弁の開閉動作を制御するようにした。このため、潤滑オイルの温度あるいはそれに相関するパラメータの温度が所定温度よりも低い場合には、電磁弁によりオイル供給部が開放されてオイルジェットから潤滑オイルが噴射される。
オイル供給部はエンジンのシリンダブロックに形成され、その一端がエンジンの駆動力によって駆動されるオイルポンプにつながる第１流路と、この第１流路の他端に連結路を介して接続された第２流路とで構成され、オイルジェットをこの第２流路に設け、電磁弁をシリンダブロックに設けて連結路を開閉するようにしている。
【０００６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を用いて説明する。図１に符号１で示すエンジンは、多気筒エンジンであって、そのシリンダブロック１Ａに複数のシリンダ２が列設されている。図１においては１つのシリンダ２のみを示す。各シリンダ２内にはピストン３がシリンダ内で往復移動可能に挿入されている。シリンダブロック１Ａには、各シリンダ２を囲むように冷却水路となるウォータジャケット４が形成されている。このウォータジャケット４には、エンジン１から得る駆動力によって回転駆動するウォータポンプ１５により冷却水が供給されてブロック内を循環している。シリンダブロック１Ａの上部には、シリンダヘッド１Ｂが装着されていて、各ピントン３との間に燃焼室３０がそれぞれ形成されている。
【０００７】
一方のウォータジャケット４の下方に位置するシリンダブロック１Ａには、各ピストン３の裏面に向かってオイル供給部２０を流れる潤滑オイルを噴射するオイルジェット１０がそれぞれ配設されている。オイル供給部２０は、シリンダブロック１Ａにシリンダ２の列設方向に向かって延設されて形成された第１通路となるメインギャラリ５と、メインギャラリ５に連結路９を介して接続する第２流路としてのジェット用流路８とで構成されている。メインギャラリ５の一端にはエンジン１の駆動によって回転駆動するオイルポンプ７が配管６を介して接続されている。ジェット用流路８は、メインギャラリ５と略平行に形成されている。メインギャラリ５の他端とジェット用流路８の一端とは、シリンダブロック１Ａに形成された連通路９で連通されている。
【０００８】
シリンダブロック１Ａの下方には、その内部に潤滑オイルがためられる図示しないオイルパンが装着される。オイルポンプ７は、エンジン１が回転駆動すると連動し、オイルパン内の潤滑オイルを吸い上げてメインギャラリ５内へと圧送して供給する。供給された潤滑オイルは、メインギャラリ５から連通路９を介してジェット用流路８に供給される。シリンダブロック１Ａには、連通路９を開閉する電磁弁１１が配設されている。オイルジェット制御装置は、潤滑オイルの温度と相関するパラメータである冷却水の温度を検出する温度検出手段として温度センサ１５を有している。本形態において、温度センサ１５はシリンダブロック１Ａに装着されて、ウォータジャケット４内の冷却水の温度を検出し、温度情報ｔｓとして出力している。
【０００９】
オイルジェット制御装置は、電磁弁１１の開閉動作を制御する制御手段１２、エンジン負荷となるアクセル開度θｓを検出するアクセル開度センサ１３、エンジン回転数Ｎeを検出するクランク角センサ１４を備えている。制御手段１２は、周知のＣＰＵ、メモリ等を備えたコンピュータで構成されており、電磁弁１１、アクセル開度センサ１３、クランク角センサ１４及び温度センサ１５が信号線によって接続されている。制御手段１２には、各信号線を介してアクセル開度センサ１３からのアクセル開度θｓ情報と、クランク角センサ１４からのエンジン回転数Ｎe情報と、温度センサ１５からの温度情報tｓとが入力される。
【００１０】
制御手段１２は、これらアクセル開度θｓ情報とエンジン回転数Ｎe情報とからエンジン１の運転状態を検出し、この運転状態に応じて電磁弁１１の作動／非作動を制御する機能と、温度センサ１５からの温度情報tｓに基づき電磁弁１１の開閉動作を運転状態に応じた電磁弁１１の開閉制御に優先して行う機能を備えている。本形態では、アクセル開度θｓ情報とエンジン回転数Ｎe情報とから運転状態を判断し、図２に示すように、運転状態に応じて電磁弁１１の開閉動作を制御するオイルジェット１０の基本動作領域マップが制御手段１２のメモリ内に記憶されている。このメモリには、所定温度情報として最低水温情報ｔｗが予め設定されている。本形態において、電磁弁１１は、非作動状態の時には連通路９を遮蔽状態とし、作動状態の時には連通路９を開放状態とするように機能する。
【００１１】
このような構成のオイルジェット制御装置の動作を図３に示すフローチャートに沿って説明する。図３において、ステップＳ１で各センサからの情報が読み込まれてステップＳ２に進む。ステップＳ２では、温度センサ１５からの温度情報tｓが最低水温情報ｔｗ（極低温）であるか否かが判断される。ここでは、温度情報ｔｓと最低温度情報ｔｗとが比較される。この比較結果、検出された水温が最低温度以下でなければステップＳ４に進む。ステップＳ４では、アクセル開度θｓ情報とエンジン回転数Ｎe情報から図２に示すマップを用いて電磁弁１１の領域が判断される。例えばエンジン回転数Ｎｅが低く、アクセル開度θｓも低負荷の場合には、非作動領域となるので電磁弁１１は作動せず、連通路９が遮蔽状態のままとなり、各オイルジェット１０から各ピストン３へのオイル噴射は停止状態となる。エンジン回転数Ｎｅが高く、アクセル開度θｓも高負荷の場合には作動領域となるので、電磁弁１１は作動して連通路９が開放状態とされる。このため、メインギャラリ５内に供給されている潤滑オイルが連通路９からジェット用流路８へ流れ込み、各オイルジェット１０から各ピストン３へ噴射される。
【００１２】
このようにステップＳ４に進んだ場合には、エンジン１の運転状態に応じて各ピストン３に対するオイル噴射が制御されるので、運転状態に応じてピストンの冷却性能を変更することができる。
【００１３】
一方、ステップＳ２において、温度情報ｔｓが最低温度情報ｔｗ以下、すなわちオイルの粘性に相関する水温が所定温度以下の場合には、ステップＳ３に進んで電磁弁１１が開弁される。すなわちアクセル開度θｓ情報やエンジン回転数Ｎeが入力されていても、これら情報に基づく電磁弁１１の制御は行われず、温度情報ｔｓに基づき電磁弁１１が制御手段１２によって作動される。このため、温度が低く潤滑オイルの粘性が高い場合には、各オイルジェット１０からオイルが噴射されるので、油圧を低減することができる。つまり、温度が低く潤滑オイルの粘性が高い場合に各オイルジェット１０から粘性オイルを噴射させることで、オイルジェット１０が油圧開放弁として機能することになり、オイルポンプ７にかかる負荷を低減することができる。また、このような低温度においても、各ピストン３に粘性オイルが噴射されるので、ピントン３の往復運動により発生する熱によってオイルが加熱されることになり、エンジン１への負荷も低減する。
【００１４】
本形態では、最低温度情報ｔｗとして摂氏−１０℃を設定している。一般に冷却水には不凍液が使用されるので、冷却水の温度は検出可能である。本形態では、オイル粘性に相関するパラメータとして冷却水の温度を用いたが、オイルの温度を検出して図３のステップＳ２で判断させる制御形態であってもよい。また水温を検出するセンサは、通常、エンジン冷却水出口に設けられたものであっても良い。本形態では、負荷情報としてアクセル開度θｓ情報を用いているが、スロットル弁の開度や吸入吸気量、目標負荷情報や燃料噴射量などを負荷情報として図２に示すマップを作成してもよい。
【００１５】
【発明の効果】
本発明によれば、潤滑オイルの温度あるいはそれに相関するパラメータの温度が所定温度よりも低い場合には、電磁弁によりオイル供給部が開放されてオイルジェットから潤滑オイルがピストンに噴射されるので、油圧の上昇が抑えられることになり、エンジン運転領域に対応させた冷却性能を得ながら、エンジン負荷が低減し、かつ燃費の向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態の構成を示す模式図である。
【図２】運転状態に応じて電磁弁の開閉してオイルジェットの基本作動領域量を示すマップである。
【図３】温度情報に基づいて電磁弁の作動を制御する際のフローチャートである。
【符号の説明】
１ エンジン
１Ａ シリンダブロック
２ シリンダ
３ ピストン
５ 第１流路
７ オイルポンプ
８ 第２流路
９ 連結路
１０ オイルジェット
１１ 電磁弁
１２ 制御手段
１５ 温度検出手段
２０ オイル供給部
ｔｓ 温度情報
ｔｗ 所定温度

Claims (2)

1. シリンダ内を往復移動するピストンに向かってオイル供給部の潤滑オイルを噴射するオイルジェットと、前記オイル供給部の、前記オイルジェットよりも上流側に設けられ、当該オイル供給部を開閉する電磁弁と、前記電磁弁の開閉動作をエンジンの運転状態に応じて制御する前記制御手段とを備えたオイルジェット制御装置において、
   前記潤滑オイルの温度あるいはそれに相関するパラメータの温度情報を検出する温度検出手段を有し、
   前記制御手段は、前記温度検出手段からの温度情報と予め設定された所定温度とを比較し、前記温度情報が所定温度以下のときに、前記運転状態に応じた前記電磁弁の開閉制御に優先して前記オイル供給部を開放すべく前記電磁弁の動作を制御することを特徴とするオイルジェット制御装置。
2. 請求項１記載のオイルジェット制御装置において、
   前記オイル供給部は、前記エンジンのシリンダブロックに形成され、その一端が前記エンジンの駆動力によって駆動されるオイルポンプにつながる第１流路と、前記第１流路の他端に連結路を介して接続された第２流路とを備え、
   前記オイルジェットは前記第２流路に設けられ、前記電磁弁は前記連結路を開閉する前記シリンダブロックに設けられていることを特徴とするオイルジェット制御装置。

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