JP5293834B2 - 内燃機関の潤滑システム - Google Patents

Description

本発明は、内燃機関の潤滑システムに関し、特に発電機が発生する電力を利用して潤滑油を暖めるシステムに関する。

特許文献１には、内燃機関の潤滑油（オイル）を加熱するための加熱器（オイルヒータ）と潤滑油を冷却するための熱交換器（オイルクーラ）とを備えたシステムにおいて、潤滑油の温度が設定値以下のときは加熱器を作動させるとともに熱交換器を非作動とし、潤滑油の温度が設定値を超えるときは加熱器を非作動にするとともに熱交換器を作動させる技術が提案されている。

特許文献２，３には、車両の減速時に回生発電を行うシステムにおいて、バッテリへ充電しきれない余剰の回生電力を潤滑油用の加熱器や排気浄化装置用の加熱器へ供給する技術が提案されている。

特開平１０−１３１７３２号公報 特開２００６−１７４５４３号公報 特開２００４−２７０６１８号公報

ところで、特許文献１に開示された技術において、発電機（又は電動機）が発電した電気エネルギによって加熱器を作動させる場合は、潤滑油の加熱によるフリクションの低減量に対して、発電機の発電量増加による機関負荷の増加量が上回る可能性がある。そのような場合は、内燃機関のフリクション低減による燃料消費量の減少量に対して、機関負荷の増加による燃料消費量の増加量が多くなる可能性もある。

また、特許文献２，３に開示された技術によれば、車両が減速状態となる頻度が少ない場合、減速状態の時間が短い場合、或いはバッテリの充電量が少ない場合等は、加熱器の作動頻度が低くなる可能性がある。その場合、内燃機関の潤滑油が適温に上昇するまでの時間が長くなる可能性もある。

本発明は、上記した実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、内燃機関の発生動力を利用して発電を行う発電機と、発電機が発電動作したときに発生するエネルギを利用して内燃機関の潤滑油を加熱する加熱機構と、を備えた内燃機関の潤滑システムにおいて、内燃機関の燃料消費量の増加を回避しつつフリクションの低減を図ることができる技術の提供にある。

本発明は、上記した課題を解決するために、内燃機関の発生動力を利用して発電を行う発電機と、発電機が発電動作したときに発生するエネルギを利用して内燃機関の潤滑油を加熱する加熱機構とを備え、加熱機構が潤滑油を加熱した場合における機関負荷の減少量と加熱機構の作動を目的として発電機が発電動作した場合における機関負荷の増加量とを比較し、機関負荷の減少量が機関負荷の増加量を上回る場合には、加熱機構へエネルギを供給することを目的とした発電機の発電動作を許可するようにした。

詳細には、本発明の内燃機関の潤滑システムは、
内燃機関の発生動力を利用して発電を行う発電機と、
前記発電機が発電動作したときに発生するエネルギを利用して内燃機関の潤滑油を加熱する加熱機構と、
前記加熱機構を経由する前の潤滑油の温度を検出する第１検出手段と、
前記第１検出手段の検出値をパラメータとして、前記加熱機構が潤滑油を加熱することによる機関負荷の減少量を演算する第１演算手段と、
前記加熱機構へエネルギを供給するために発電機が発電動作することによる機関負荷の増加量を演算する第２演算手段と、
前記第１演算手段の演算結果が前記第２演算手段の演算結果を上回る場合は、前記加熱機構へエネルギを供給するために前記発電機が発電動作することを許可する制御手段と、
を備えるようにした。

内燃機関の潤滑油は、温度が低いときに粘性が高くなる傾向がある。そのため、潤滑油の温度が低いときは、内燃機関のフリクションが増大する。内燃機関のフリクションが大きいときは、機関負荷が増加するため、燃費の悪化（燃料消費量の増加）を招くことになる。

これに対し、潤滑油の温度が低いときに加熱機構が作動すると、潤滑油の昇温により内燃機関のフリクションが低下する。内燃機関のフリクションが低下すると、機関負荷が小さくなるため、内燃機関の燃料消費量が減少する。ただし、内燃機関に負荷がかかっているとき（以下、「負荷状態」と称する）に加熱機構が作動すると、発電機の発電量増加によって機関負荷が却って増加し、それに伴って燃料消費量が増加してしまう虞があった。

ところで、本願発明者が鋭意の実験及び検証を行った結果、潤滑油の温度が低いときに加熱機構が作動（発電機の発電量が増加）すると、潤滑油の昇温による機関負荷の減少量が発電量の増加による機関負荷の増加量を上回る場合があることが見出された。

そこで、本発明の内燃機関の潤滑システムは、加熱機構を作動させる前に、加熱機構が潤滑油を加熱することによる機関負荷の減少量と加熱機構へエネルギを供給するために発電機が発電動作することによる機関負荷の増加量とを比較し、機関負荷の減少量が増加量を上回る場合には、加熱機構へエネルギを供給することを目的した発電機の発電動作を許可するようにした。

かかる発明によれば、内燃機関が負荷状態にある場合であっても、燃料消費量の増加を招くことなく、内燃機関のフリクションを低減させることが可能となる。

本発明において、発電機が発電動作したときに発生するエネルギとしては、熱エネルギを用いることができる。その場合、加熱機構としては、発電機が発電動作したときに発生する熱エネルギを潤滑油に伝達する熱交換機構を用いることができる。すなわち、加熱機構は、発電機と潤滑油との間で熱交換する機構を用いることができる。

なお、第１演算手段の演算結果が第２演算手段の演算結果を下回る場合は、発電機が回生発電可能となる条件下において発電機を回生発電させることにより、発電機から加熱機構へ熱エネルギを供給するようにしてもよい。その場合、潤滑油の温度を即座に昇温させることは難しくなるが、機関負荷の増加による燃料消費量の増加を抑制しつつ潤滑油を加熱することが可能となる。

発電機が回生発電可能な条件が成立する場合としては、内燃機関が減速運転状態にある場合、言い換えれば、内燃機関が車両の駆動輪の回転力を受けて回転している場合を例示することができる。

また、本発明において、発電機が発電動作したときに発生するエネルギとしては、電気エネルギを用いることができる。その場合、加熱機構としては、発電機が発生した電気エネルギを熱エネルギに変換して潤滑油に伝達する電気式ヒータを用いることができる。さらに、加熱機構としては、発電機が発電動作したときに発生する熱エネルギを潤滑油に伝達する熱交換機構と発電機が発生した電気エネルギを熱エネルギに変換して潤滑油に伝達する電気式ヒータとを含む機構を用いることもできる。

加熱機構が電気式ヒータを含む構成においては、第１演算手段の演算結果が第２演算手段の演算結果を下回る場合に、バッテリの電気エネルギを利用して電気式ヒータを作動させるようにしてもよい。その場合、機関負荷の増加による燃料消費量の増加を抑制しつつ潤滑油を加熱することができる。

ただし、バッテリの蓄電量が予め定められた規定量を下回っている場合は、発電機が回生発電可能となる条件下において発電機を回生発電させるとともに該発電機が発生したエネルギを加熱機構へ供給するようにしてもよい。前記した規定量は、バッテリの電気エネルギを利用して電気式ヒータを作動させても、バッテリの蓄電量が不足しないと考えられる蓄電量の下限値である。

その場合、潤滑油の温度を即座に昇温させることは難しくなるが、機関負荷の増加による燃料消費量の増加を抑制しつつ潤滑油を加熱することが可能となる。

本発明において、加熱機構による潤滑油の加熱処理（発電機から加熱機構に対するエネルギの供給処理）は、加熱機構を経由した後の潤滑油の温度が予め定められた上限温度を超えた場合に終了されればよい。ここでいう上限温度は、潤滑油の加熱が必要であると考えられる温度の上限値に相当する。

なお、本発明において、第１演算手段は、機関負荷の減少量を演算する代わりに、燃料消費量の減少量を演算するようにしてもよい。その場合、第２演算手段は、機関負荷の増加量を演算する代わりに、燃料消費量の増加量を演算するものとする。

本発明によれば、内燃機関の発生動力を利用して発電を行う発電機と、発電機が発電動作したときに発生するエネルギを利用して内燃機関の潤滑油を加熱する加熱機構と、を備えた内燃機関の潤滑システムにおいて、内燃機関の燃料消費量の増加を回避しつつフリクションの低減を図ることができる。

第１の実施例における内燃機関の潤滑システムの概略構成を示す図である。 オイルクーラの構成を模式的に示す図である。 第１の実施例における油温制御ルーチンを示すフローチャートである。 基準回転数における油温と油圧と機関負荷との関係を示す図である。 油圧が一定であるときの油温と機関回転数と機関負荷との関係を示す図である。 機関回転数と回転数補正係数との関係を示す図である。 第２の実施例における内燃機関の潤滑システムの概略構成を示す図である。 第２の実施例における油温制御ルーチンを示すフローチャートである。 第３の実施例における内燃機関の潤滑システムの概略構成を示す図である。

以下、本発明の具体的な実施形態について図面に基づいて説明する。本実施形態に記載される構成部品の寸法、材質、形状、相対配置等は、特に記載がない限り発明の技術的範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。

＜実施例１＞
先ず、本発明の第１の実施例について図１乃至図６に基づいて説明する。図１は、内燃機関の潤滑システムの概略構成を示す図である。図１において、内燃機関の潤滑システムは、内燃機関１の潤滑油としてのオイルを貯蔵するためのオイル貯蔵タンク２を備えている。オイル貯蔵タンク２は、内燃機関１の下部に取り付けられたオイルパンであってもよく、内燃機関１から分離して配置されるタンクであってもよい。

オイル貯蔵タンク２に貯蔵されたオイルは、オイルポンプ３によって吸い上げられ、内燃機関１へ向けて吐出される。オイルポンプ３から吐出されたオイルは、オイルフィルタ４、オイルクーラ５、オイルヒータ１１を順次経由して内燃機関１に供給される。内燃機関１に供給されたオイルは、図示しない油路を経由した後にオイル貯蔵タンク２へ戻るようになっている。

ここで、前記したオイルポンプ３は、内燃機関１の出力軸（クランクシャフト）とベルト又はギアを介して連結され、クランクシャフトの回転エネルギにより駆動されるメカニカルポンプ、又は電動機の回転エネルギにより駆動される電動ポンプである。前記したオイルフィルタ４は、オイルに含まれる固体粒を取り除く濾過器である。

前記したオイルクーラ５は、オイルを冷却するための機構である。本実施例のオイルクーラ５は、図２に示すように、内燃機関１の冷却水とオイルとの間で熱交換を行う熱交換器５０と、熱交換器５０へ流入する冷却水の量を調整する流量調整弁５１と、を備えている。流量調整弁５１は、ステップモータやソレノイド等により開閉駆動される電動式の流量調整弁である。なお、流量調整弁５１としては、オイルの温度が一定温度未満のときは閉弁（遮断）し、オイルの温度が一定温度以上のときに開弁するサーモスタット式の弁を用いることもできる。

また、オイルクーラ５としては、空冷式の熱交換器と、熱交換器を迂回してオイルを流すバイパス通路と、熱交換器又はバイパス通路の何れか一方へオイルを流通させる切換弁と、を備えるオイルクーラを用いてもよい。切換弁は、ステップモータやソレノイド等により開閉駆動される電動式の弁であってもよく、又はオイルの温度に応じて切換動作するサーモスタット式の弁であってもよい。

オイルヒータ１１は、オイルを加熱する加熱器である。このオイルヒータ１１は、電気エネルギを熱エネルギに変換することによりオイルを加熱する電気式の加熱器である。オイルヒータ１１は、本発明の加熱機構の一実施態様である。

次に、内燃機関１には、該内燃機関１の図示しない出力軸（クランクシャフト）とベルト等を介して連結され、出力軸から伝達された運動エネルギ（回転エネルギ）を電気エネルギに変換するオルタネータ６が取り付けられている。オルタネータ６が発生した電気エネルギは、バッテリ１２又はオイルヒータ１１へ供給されるようになっている。

このように構成された内燃機関の潤滑システムには、内燃機関１や上記した各種の機器を制御するためのＥＣＵ７が併設されている。ＥＣＵ７は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、バックアップＲＡＭ等を含む電子制御ユニットである。

ＥＣＵ７には、第１油温センサ８０、第２油温センサ８１、油圧センサ９、アクセルポジションセンサ１０等の各種センサが電気的に接続されている。第１油温センサ８０は、オイルヒータ１１へ流入するオイルの温度（第１油温Ｔｏｉｌ１）を検出するセンサであり、オイルクーラ５とオルタネータ６との間のオイル通路に配置されている。第２油温センサ８１は、オイルヒータ１１から流出したオイルの温度（第２油温Ｔｏｉｌ２）を検出するセンサであり、オイルの流れ方向においてオイルヒータ１１より下流に配置されている。油圧センサ９は、内燃機関１へ流入するオイルの圧力（油圧Ｐｏｉｌ）を検出するセンサである。アクセルポジションセンサ１０は、図示しないアクセルペダルの操作量（アクセル開度）に対応した電気信号を出力するセンサである。

ＥＣＵ７は、上記した各種センサの出力信号に基づいてオイルクーラ５、オルタネータ６、及びオイルヒータ１１を電気的に制御する。たとえば、ＥＣＵ７は、図３に示す油温制御ルーチンに従ってオイルクーラ５、オルタネータ６、及びオイルヒータ１１を制御する。油温制御ルーチンは、予めＥＣＵ７のＲＯＭに記憶されているルーチンであり、ＥＣＵ７によって周期的に実行される。

図３の油温制御ルーチンにおいて、ＥＣＵ７は先ずＳ１０１の処理を実行する。Ｓ１０１では、ＥＣＵ７は、第１油温センサ８０の出力信号（第１油温）Ｔｏｉｌ１とバッテリ１２の充電量ＳＯＣを読み込む。

Ｓ１０２では、ＥＣＵ７は、前記Ｓ１０１で読み込まれた第１油温Ｔｏｉｌ１が第１の所定温度αより高いか否かを判別する。第１の所定温度αは、オイルヒータ１１の作動による機関負荷の減少量がオイルヒータ１１の作動に伴うオルタネータ６の発電量増加による機関負荷の増加量より確実に大きくなると考えられる温度の上限値である。そのため、該Ｓ１０２において否定判定された場合（Ｔｏｉｌ１＜α）は、ＥＣＵ７は、Ｓ１０７へ進み、オルタネータ６の発電を許可する。すなわち、オイルヒータ１１によるオイルの加熱が許可される。

一方、前記Ｓ１０２において肯定判定された場合（Ｔｏｉｌ１≧α）は、ＥＣＵ７は、Ｓ１０３へ進む。Ｓ１０３では、ＥＣＵ７は、前記Ｓ１０１で読み込まれた第１油温Ｔｏｉｌ１が第２の所定温度βより低いか否かを判別する。第２の所定温度βは、オイルヒータ１１によるオイルの加熱が必要ではないと考えられる温度域の下限値（言い換えれば、オイルヒータ１１によるオイルの加熱が必要であると考えられる温度域の上限値）である。

前記Ｓ１０３において否定判定された場合（Ｔｏｉｌ１≧β）は、オイルヒータ１１によるオイルの加熱が必要ないため、ＥＣＵ７は、本ルーチンの実行を一旦終了する。その場合、オイルヒータ１１の作動を目的としたオルタネータ６の作動は停止される。一方、前記Ｓ１０３において肯定判定された場合（Ｔｏｉｌ１＜β）は、ＥＣＵ７は、Ｓ１０４へ進む。

Ｓ１０４では、ＥＣＵ７は、前記Ｓ１０１で読み込まれた充電量ＳＯＣが第３所定値γ以上であるか否かを判別する。第３所定値γは、バッテリ１２の充電が必要ないと考えられる充電量の下限値であり、予め実験的に求められた値である。

前記Ｓ１０４において否定判定された場合（ＳＯＣ＜γ）は、バッテリ１２の充電が不可欠となるため、ＥＣＵ７は、Ｓ１０７へ進む。Ｓ１０７では、ＥＣＵ７は、オルタネータ６の発電を許可する。その際の発電量は、バッテリ１２への充電とオイルヒータ１１の作動とを賄える量に設定される。その結果、機関負荷が増加する可能性はあるものの、バッテリ１２の充電量を増加させつつオイルの昇温を図ることが可能となる。

前記Ｓ１０４において肯定判定された場合（ＳＯＣ≧γ）は、ＥＣＵ７は、Ｓ１０５へ進む。Ｓ１０５では、ＥＣＵ７は、オイルヒータ１１がオイルを昇温させることによる機関負荷の減少量（フリクションの減少量を機関負荷（トルク）の減少量に換算した値）△Ｆｅｎｇと、オイルヒータ１１へ電気エネルギを供給するためにオルタネータ６が発電動作することによる機関負荷（トルク）の増加量△Ｔａｌｔと、を演算する。

オルタネータ６が発電動作することによる機関負荷の増加量△Ｔａｌｔは、オルタネータ６に印加される励磁電流の値とオルタネータ６の発電電圧とをパラメータとして演算することができる。その際、励磁電流と発電電圧とオルタネータ６を駆動するために必要となる機関負荷との関係は、予め実験的に求めておくようにしてもよい。

オイルヒータ１１がオイルを昇温させることによる機関負荷の減少量△Ｆｅｎｇは、第１油温Ｔｏｉｌ１をパラメータとして演算することができる。ここで、機関負荷の減少量△Ｆｅｎｇを演算する方法について、図４乃至６に基づいて説明する。

ＥＣＵ７は、先ず、第１油温センサ８０の出力信号（第１油温Ｔｏｉｌ１）と油圧センサ９の出力信号（油圧Ｐｏｉｌ）とをパラメータとして、予め定められた機関回転数（以下、「基準回転数」と称する）における機関負荷（以下、「基準負荷」と称する）を演算する。

機関回転数が一定の下では、機関負荷は、図４に示すように、油温が低く、かつ油圧が高いほど大きくなる傾向がある。そこで、本実施例では、基準回転数における油温と油圧と基準負荷との関係を予め実験的に求めておくとともに、それらの関係をマップ化しておくようにした。

ＥＣＵ７は、図４に示すマップを利用することにより、第１油温センサ８０の出力信号（第１油温Ｔｏｉｌ１）と油圧センサ９の出力信号（油圧Ｐｏｉｌ）とを引数として基準負荷（以下、「第１基準負荷Ｆｏｉｌ０１」と称する）を算出することができる。

なお、第１油温Ｔｏｉｌ１及び油圧Ｐｏｉｌが測定されたときの機関回転数（以下、「実機関回転数」と称する）は、基準回転数と相違する可能性が高い。そのため、実機関回転数が基準回転数と相違する場合は、実機関回転数に基づいて第１基準負荷Ｆｏｉｌ０１を補正する必要がある。

図５は、油圧が一定である場合において、油温と機関回転数と機関負荷との関係を測定した結果である。図５の測定結果によれば、機関負荷は、油圧及び油温が一定であっても、機関回転数が高くなるほど大きくなる傾向がある。このため、実機関回転数が基準回転数より高い場合は第１基準負荷Ｆｏｉｌ０１を増量補正する必要があり、実機関回転数が基準回転数より低い場合は第１基準負荷Ｆｏｉｌ０１を減量補正する必要がある。

そこで、ＥＣＵ７は、実機関回転数に基づく補正係数（以下、「回転数補正係数」と称する）により第１基準負荷Ｆｏｉｌ０１を補正することにより、実機関回転数における機関負荷（以下、「第１機関負荷Ｆｏｉｌ１」と称する）を求めるようにした。

図６は、回転数補正係数と機関回転数との関係を示す図である。図６に示す回転数補正係数は、各機関回転数における機関負荷（図４と同様に、機関回転数一定の下で測定された機関負荷）を基準負荷で除算した値である。図６に示す関係は、予め実験などを利用した適合作業によりマップ化されているものとする。

ＥＣＵ７は、図６に示すマップを利用することにより、実機関回転数を引数として回転数補正係数を算出する。続いて、ＥＣＵ７は、図６から求められた回転数補正係数を前記第１基準負荷Ｆｏｉｌ０１に乗算することにより、第１機関負荷Ｆｏｉｌ１を算出する。

次に、ＥＣＵ７は、オイルヒータ１１が作動したと仮定した場合に第２油温センサ８１が検出するであろう油温（以下、「仮第２油温Ｔｏｉｌ２０」と称する）をパラメータとして、オイルヒータ１１作動後における機関負荷（以下、「第２機関負荷Ｆｏｉｌ２」と称する）を推定演算する。

仮第２油温Ｔｏｉｌ２０は、第１油温Ｔｏｉｌ１とオイルヒータ１１の加熱量（オルタネータ６からオイルヒータ１１へ供給される電流量）と単位時間当たりにオイルヒータ１１を通過するオイル量とをパラメータとして演算することができる。このようにして仮第２油温Ｔｏｉｌ２０が求められると、ＥＣＵ７は、前述した第１機関負荷Ｆｏｉｌ１と同様の手順によって第２機関負荷Ｆｏｉｌ２を演算する。

第１機関負荷Ｆｏｉｌ１及び第２機関負荷Ｆｏｉｌ２が求められると、ＥＣＵ７は、第２機関負荷Ｆｏｉｌ２から第１機関負荷Ｆｏｉｌ１を減算することにより、機関負荷の減少量△Ｆｅｎｇ（＝Ｆｏｉｌ２−Ｆｏｉｌ１）を算出する。

上記した手順によりＳ１０５の処理が実行されると、本発明に係わる第１演算手段及び第２演算手段が実現される。

ここで、図３の油温制御ルーチンに戻り、ＥＣＵ７は、Ｓ１０６へ進む。Ｓ１０６では、ＥＣＵ７は、前記Ｓ１０５で求められた機関負荷の減少量△Ｆｅｎｇと増加量△Ｔａｌｔとを比較する。すなわち、ＥＣＵ７は、機関負荷の減少量△Ｆｅｎｇが増加量△Ｔａｌｔより大きいか否かを判別する。

前記Ｓ１０６において肯定判定された場合（△Ｆｅｎｇ＞△Ｔａｌｔ）は、ＥＣＵ７は、Ｓ１０７へ進み、オイルヒータ１１を作動させることを目的としたオルタネータ６の発電動作を許可する。この場合、機関負荷の増加を招くことなく、オイルヒータ１１を作動させることができる。その結果、燃料消費量の増加を招くことなく、内燃機関１のフリクションを低下させることができる。

前記Ｓ１０６において否定判定された場合（△Ｆｅｎｇ≦△ＴａｌＴ）は、ＥＣＵ７は、Ｓ１０８へ進む。Ｓ１０８では、ＥＣＵ７は、バッテリ１２の充電量ＳＯＣが第４所定値ε以上であるか否かを判別する。第４所定値εは、バッテリ１２の電力を利用してオイルヒータ１１を作動させた場合に、バッテリ１２の充電状態が前述した第３所定値γを下回らないと考えれる充電量の下限値であり、予め実験などを利用した適合作業により求められている。なお、第４所定値εは、本発明に係わる規定量に相当する。

前記Ｓ１０８において肯定判定された場合（ＳＯＣ≧ε）は、バッテリ１２の充電状態がオイルヒータ１１を作動可能な状態にあるため、ＥＣＵ７は、バッテリ１２の電力によりオイルヒータ１１を作動させる。すなわち、ＥＣＵ７は、先ずＳ１０９においてオイルヒータ１１を作動させることを目的としたオルタネータ６の発電動作を禁止し、次いでＳ１１０においてバッテリ１２からオイルヒータ１１へ電力を供給させることにより、オイルの昇温を図る。この場合、燃料消費量の増加を招くことなく、内燃機関１のフリクションを低下させることができる。

また、前記Ｓ１０８において否定判定された場合（ＳＯＣ＜ε）は、バッテリ１２の充電状態がオイルヒータ１１を作動不可能な状態にあるため、ＥＣＵ７は、車両の減速中にオルタネータ６を回生発電させることにより、オイルヒータ１１を作動させる。すなわち、ＥＣＵ７は、Ｓ１１１において車両が減速中であるか否か、言い換えれば、車両の駆動輪の回転力が内燃機関１へ入力されている状態（駆動輪の回転力によってオルタネータ６を作動させることができる状態）であるか否かを判別する。Ｓ１１１において肯定判定された場合は、ＥＣＵ７は、Ｓ１０７へ進み、オイルヒータ１１の作動を目的としたオルタネータ６の作動を許可する。なお、Ｓ１１１において否定判定された場合は、ＥＣＵ７は、オルタネータ６を作動させることなく、本ルーチンの実行を終了する。

ＥＣＵ７がＳ１０６からＳ１１１の処理を実行することにより、本発明に係わる制御手段が実現される。

以上述べた実施例によれば、バッテリ１２の充電量が不足している場合を除き、燃料消費量の増加を招くことなく、内燃機関１のフリクションを低下させることができる。

＜実施例２＞
次に、本発明の第２の実施例について図７乃至図８に基づいて説明する。ここでは、前述した第１の実施例と異なる構成について説明し、同様の構成については説明を省略する。

本実施例と前述した第１の実施例との相違点は、前述した第１の実施例ではオルタネータが発生した電気エネルギを利用してオイルを加熱するのに対し、本実施例ではオルタネータが発生した熱エネルギを利用してオイルを加熱する点にある。

図７は、本実施例における内燃機関の潤滑システムの概略構成を示す図である。図７において、内燃機関の潤滑システムは、オイルヒータの変わりにオルタネータ６０を備えている。本実施例のオルタネータ６０は、オイルと直に熱交換することができるように構成されている。

オルタネータ６０とオイルとの熱交換を実現する方法としては、オルタネータ６０のハウジングに油路を形成することにより回転子等の熱がハウジング壁面を介してオイルへ伝達されるようにする方法、オルタネータ６０の内部にオイルを流通又は飛散させることにより回転子（ロータ）等の熱がオイルへ伝達されるようにする方法、等を例示することができる。このようにオルタネータ６０が構成されることにより、本発明の加熱機構が実現される。

次に、本実施例における油温制御について図８に沿って説明する。図８は、本実施例における油温制御ルーチンを示すフローチャートである。図８において、前述した図３の油温制御ルーチンと同様の処理には同一の符号が付されている。

図８の油温制御ルーチンにおいて、ＥＣＵ７は、前述した図３のＳ１０１の変わりにＳ２０１を実行する。Ｓ２０１では、ＥＣＵ７は、第１油温センサ８０の出力信号（第１油温）Ｔｏｉｌ１を読み込む。

ＥＣＵ７は、前記Ｓ２０１の処理を実行した後にＳ１０２へ進む。Ｓ１０２及びＳ１０３において肯定判定された場合は、ＥＣＵ７は、Ｓ１０５，Ｓ１０６の処理を順次実行する。その際、Ｓ１０５では、オルタネータ６０が発電動作する際に発生する熱によってオイルが昇温した場合の機関負荷の減少量△Ｆｅｎｇと、オルタネータ６０がオイルの加熱を目的として発電動作した場合の機関負荷の増加量△Ｔａｌｔが演算される。機関負荷の減少量△Ｆｅｎｇと増加量△Ｔａｌｔの演算方法は、前述した第１の実施例と同様である。

Ｓ１０６において否定判定された場合（△Ｆｅｎｇ≦△Ｔａｌｔ）は、ＥＣＵ７は、Ｓ１１１へ進み、車両の減速中に限り、オイルの加熱を目的としたオルタネータ６０の発電動作を許可する。

以上述べた実施例によれば、燃料消費量の増加を招くことなく、内燃機関１のフリクションを低下させることができる。

＜実施例３＞
次に、本発明の第３の実施例について図９に基づいて説明する。ここでは、前述した第１の実施例と異なる構成について説明し、同様の構成については説明を省略する。

本実施例と前述した第１の実施例との相違点は、前述した第１の実施例ではオルタネータが発生した電気エネルギを利用してオイルを加熱するのに対し、本実施例ではオルタネータが発生した電気エネルギと熱エネルギとを利用してオイルを加熱する点にある。

図９は、本実施例における内燃機関の潤滑システムの概略構成を示す図である。図９において、内燃機関の潤滑システムは、オイルヒータ１１とオルタネータ６０を備えている。本実施例のオルタネータ６０は、前述した第２の実施例と同様に、該オルタネータ６０が発生した熱をオイルへ伝達可能に構成されている。

このような構成によれば、オイルヒータ１１を作動させた場合に、該オイルヒータ１１が発生した熱に加え、オルタネータ６０が発生する熱によってもオイルが加熱されることになる。そのため、オイルヒータ１１の作動を目的としてオルタネータ６０が作動した場合の機関負荷の減少量△Ｆｅｎｇは、オイルヒータ１１のみによってオイルを加熱した場合よりも大きくなる。よって、前述した第１の実施例と同様の効果を得ることができるとともに、オイルヒータ１１を作動させることができる機会を増加させることができる。

１ 内燃機関
２ オイル貯蔵タンク
３ オイルポンプ
４ オイルフィルタ
５ オイルクーラ
６ オルタネータ
７ ＥＣＵ
９ 油圧センサ
１０ アクセルポジションセンサ
１１ オイルヒータ
１２ バッテリ
５０ 熱交換器
５１ 流量調整弁
６０ オルタネータ
８０ 第１油温センサ
８１ 第２油温センサ

Claims (8)

1. 内燃機関の発生動力を利用して発電を行う発電機と、
   前記発電機が発電動作したときに発生するエネルギを利用して内燃機関の潤滑油を加熱する加熱機構と、
   前記加熱機構を経由する前の潤滑油の温度を検出する第１検出手段と、
   前記第１検出手段の検出値をパラメータとして、前記加熱機構が潤滑油を加熱することによる機関負荷の減少量を演算する第１演算手段と、
   前記加熱機構へエネルギを供給するために前記発電機が発電動作することによる機関負荷の増加量を演算する第２演算手段と、
   前記第１演算手段の演算結果が前記第２演算手段の演算結果を上回る場合は、前記加熱機構へエネルギを供給するために前記発電機が発電動作することを許可する制御手段と、
   を備えることを特徴とする内燃機関の潤滑システム。
2. 請求項１において、前記発電機が発電動作したときに発生するエネルギは熱エネルギであり、
   前記加熱機構は、前記発電機が発電動作したときに発生する熱エネルギを潤滑油に伝達する熱交換機構であることを特徴とする内燃機関の潤滑システム。
3. 請求項２において、前記制御手段は、前記第１演算手段の演算結果が前記第２演算手段の演算結果を下回る場合は、前記発電機が回生発電可能となる条件下において前記発電機を回生発電させるとともに該発電機が発生した熱エネルギにより前記熱交換機構を作動させることを特徴とする内燃機関の潤滑システム。
4. 請求項１において、前記発電機が発電動作したときに発生するエネルギは電気エネルギであり、
   前記加熱機構は、前記発電機が発生した電気エネルギを熱エネルギに変換して潤滑油に伝達する電気式ヒータであることを特徴とする内燃機関の潤滑システム。
5. 請求項１において、前記発電機が発電動作したときに発生するエネルギは、熱エネルギと電気エネルギであり、
   前記加熱機構は、前記発電機が発電動作したときに発生する熱エネルギを潤滑油に伝達する熱交換機構と前記発電機が発生した電気エネルギを熱エネルギに変換して潤滑油に伝達する電気式ヒータとを含むことを特徴とする内燃機関の潤滑システム。
6. 請求項４又は５において、前記発電機が発生した電気エネルギを蓄えるバッテリを更に備え、
   前記制御手段は、前記第１演算手段の演算結果が前記第２演算手段の演算結果を下回る場合に、前記バッテリの電気エネルギを利用して前記電気式ヒータを作動させることを特徴とする内燃機関の潤滑システム。
7. 請求項６において、前記制御手段は、前記バッテリの蓄電量が予め定められた規定量を下回っている場合は、前記発電機が回生発電可能となる条件下において前記発電機を回生発電させるとともに該発電機が発生したエネルギを前記加熱機構へ供給することを特徴とする内燃機関の潤滑システム。
8. 請求項１乃至７の何れか一において、前記加熱機構を経由した後の潤滑油の温度を検出する第２検出手段を更に備え、
   前記制御手段は、前記第２検出手段の検出値が予め定められた上限温度を超えた場合に、前記加熱機構へエネルギを供給するために前記発電機が発電動作することを停止させることを特徴とする内燃機関の潤滑システム。

Images