JP5552446B2 - Engine lubrication equipment - Google Patents
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Description
本発明はエンジンの潤滑装置に関する。 The present invention relates to an engine lubrication device.
エンジンでは一般にオイル潤滑が行われている。オイルギャラリ部を介することなく、シリンダヘッド等にオイルを供給する技術が例えば特許文献1から3で開示されている。
Engines are generally lubricated with oil. For example,
図5は一般的なエンジンの潤滑装置1Xの一例を示す図である。エンジンの潤滑装置1Xはシリンダヘッド51Xおよびシリンダブロック52Xを備えるエンジン50Xに適用されている。また、第1のオイルタンク11Xと、第1のオイルポンプ12Xと、オイルギャラリ部30Xとを備えている。第1のオイルポンプ12Xは第1のオイルタンク11Xからオイルを吸い上げる。そして、オイルギャラリ部30Xにオイルを供給することで、シリンダヘッド51Xおよびシリンダブロック52Xにオイルを供給する。シリンダヘッド51Xおよびシリンダブロック52Xに供給されたオイルは、各部に供給された後、第1のオイルタンク11Xに戻される。
FIG. 5 is a diagram showing an example of a general
必要な油量や油圧を確保しつつ、エンジン50Xの各部にオイルを供給するにあたり、エンジンの潤滑装置1Xでは、少なくとも並列にオイルが供給される各部の必要油量や必要油圧の合計値を共通の第1のオイルポンプ12Xで確保する必要がある。さらに第1のオイルポンプ12Xは、必要油量や必要油圧が互いに異なる各部それぞれで必要な油量や油圧が確保されるようにオイルを供給する必要がある。
When supplying oil to each part of the
このためこの場合には、各部のうち、いずれかの部分で必要以上にオイルが供給されることになる分、オイルポンプで無駄な仕事が発生する。また、オイルポンプの容量が大きくなる分、オイルポンプで発生するフリクションも大きくなる。 Therefore, in this case, useless work is generated in the oil pump because oil is supplied more than necessary in any one of the parts. Further, the friction generated in the oil pump increases as the capacity of the oil pump increases.
本発明は上記課題に鑑み、エンジンの各部にオイルを供給するにあたり、必要な油量や油圧を確保しつつ、省エネルギー性を高めることが可能なエンジンの潤滑装置を提供することを目的とする。 In view of the above problems, an object of the present invention is to provide an engine lubrication device capable of enhancing energy saving while securing necessary oil amount and hydraulic pressure when supplying oil to each part of the engine.
本発明はシリンダヘッドおよびシリンダブロックを備えるエンジンに適用され、オイルを流通させるオイルギャラリ部と、前記エンジンの下部に設けられる第1のオイルタンクと、前記オイルギャラリ部を介することなく、前記第1のオイルタンクから前記シリンダヘッドにオイルを供給する第1のオイルポンプと、前記シリンダブロック以上の高さに設けられ、前記シリンダヘッドからオイルを回収する第2のオイルタンクと、前記第2のオイルタンクから前記オイルギャラリ部にオイルを供給することで、前記シリンダブロックにオイルを供給する第2のオイルポンプと、前記第2のオイルタンクから前記第1のオイルタンクに前記シリンダブロックをバイパスしてオイルを流通させるバイパス通路部と、を備え、前記第2のオイルポンプが電動式のオイルポンプであり、前記エンジンの始動時、且つ前記エンジンのクランクシャフトが回転する前に、前記第2のオイルポンプを作動させるとともに、前記第2のオイルポンプの作動電力が所定値よりも大きい場合に、前記エンジンのクランクシャフトが回転する前に、前記第2のオイルポンプを停止させる制御部をさらに備えるエンジンの潤滑装置である。 The present invention is applied to an engine including a cylinder head and a cylinder block, and includes an oil gallery portion for circulating oil, a first oil tank provided in a lower portion of the engine, and the first oil tank without the oil gallery portion. A first oil pump that supplies oil from the oil tank to the cylinder head, a second oil tank that is provided at a height higher than the cylinder block and that collects oil from the cylinder head, and the second oil By supplying oil from the tank to the oil gallery, a second oil pump that supplies oil to the cylinder block, and bypassing the cylinder block from the second oil tank to the first oil tank comprising a bypass passage for circulating oil, and the second Oirupon Is an electric oil pump, and when the engine is started and before the crankshaft of the engine rotates, the second oil pump is operated, and the operating power of the second oil pump is a predetermined value. The engine lubrication apparatus further includes a control unit that stops the second oil pump before the crankshaft of the engine rotates when the engine speed is larger than .
本発明によれば、エンジンの各部にオイルを供給するにあたり、必要な油量や油圧を確保しつつ、省エネルギー性を高めることができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, when supplying oil to each part of an engine, energy saving property can be improved, ensuring a required oil amount and hydraulic pressure.
図面を用いて、本発明の実施例について説明する。 Embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
図1はエンジンの潤滑装置(以下、単に潤滑装置と称す)1Aの概略構成図である。潤滑装置1Aは第1のオイルタンク11と、第1のオイルポンプ12と、第2のオイルタンク21と、第2のオイルポンプ22と、オイルギャラリ部30と、バイパス通路部40とを備えている。潤滑装置1Aは、シリンダヘッド51およびシリンダブロック52を備えるエンジン50に適用されている。
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an engine lubrication device (hereinafter simply referred to as a lubrication device) 1A. The
第1のオイルタンク11はオイルパンであり、エンジン50の下部に設けられる。第1のオイルポンプ12は第1のオイルタンク11からシリンダヘッド51にオイルを供給する。第2のオイルタンク21は、シリンダブロック52以上の高さに設けられるとともに、シリンダヘッド51からオイルを回収する。第2のオイルポンプ22は、第2のオイルタンク21からシリンダブロック52にオイルを供給する。
The
第1のオイルポンプ12はエンジン50の出力で駆動する機械式のオイルポンプとなっている。また、第2のオイルポンプ22は電動式のオイルポンプとなっている。但し、必ずしもこれに限られず、第1のオイルポンプ12は例えば電動式のオイルポンプであってもよく、第2のオイルポンプ22は例えばエンジン50の出力で駆動する機械式のオイルポンプであってもよい。
The
オイルギャラリ部30はオイルを流通させる。オイルギャラリ部30はシリンダヘッド51およびシリンダブロック52のうち、シリンダブロック52にオイルを流通させるように設けられている。この点、第1のオイルポンプ12はオイルギャラリ部30を介することなく、第1のオイルタンク11からシリンダヘッド51にオイルを供給する。一方、第2のオイルポンプ22は第2のオイルタンク21からオイルギャラリ部30にオイルを供給することで、シリンダブロック52にオイルを供給する。オイルギャラリ部30はシリンダブロック52の一部であってもよく、シリンダブロック52とは別体の構成としてシリンダブロック52に設けられてもよい。
The
シリンダヘッド51には、チェーンジェットP11、ラッシュアジャスタ(HLA)P12、カムジャーナルP13およびカムシャワーP14が設けられている。第1のオイルポンプ12がシリンダヘッド51に供給するオイルは、具体的にはこれらP11、P12、P13、P14に並列に供給される。ラッシュアジャスタP12、カムジャーナルP13、カムシャワーP14に供給されたオイルは、第2のオイルタンク21によって回収される。そしてこれにより、第2のオイルタンク21は、少なくともシリンダブロック52におけるオイル潤滑を維持可能な量のオイルをシリンダヘッド51から回収する。チェーンジェットP11に供給されたオイルは第1のオイルタンク11によって回収される。
The
シリンダブロック52には、オイルジェットP21、クランクジャーナルP22、ピストンP23、シリンダボアP24およびクランクピンP25が設けられている。第2のオイルポンプ22がシリンダブロック52に供給するオイルは、具体的にはオイルジェットP21とクランクジャーナルP22とに並列に供給される。
The
この点、オイルギャラリ部30は具体的にはオイルジェットP21とクランクジャーナルP22とにオイルを流通させるように設けられている。そして、オイルギャラリ部30の入口はクランクジャーナルP22よりも高い位置に設けられている。また、第2のオイルタンク21はオイルギャラリ部30の入口よりも高い位置に設けられている。
In this regard, the
オイルジェットP21に供給されたオイルは、ピストンP23、シリンダボアP24に噴射されることで供給される。クランクジャーナルP22に供給されたオイルの一部は、クランクピンP25に供給され、残りは第1のオイルタンク11によって回収される。ピストンP23、シリンダボアP24またはクランクピンP25に供給されたオイルは、第1のオイルタンク11によって回収される。
The oil supplied to the oil jet P21 is supplied by being injected to the piston P23 and the cylinder bore P24. Part of the oil supplied to the crank journal P22 is supplied to the crankpin P25, and the rest is recovered by the
バイパス通路部40は第2のオイルタンク21から第1のオイルタンク11にシリンダブロック52をバイパスしてオイルを流通させるように設けられている。具体的には、バイパス通路部40は第2のオイルタンク21内の油面が所定の高さよりも高い場合にオイルが流入するように設けられるとともに、流入したオイルを第2のオイルタンク21から第1のオイルタンク11にシリンダブロック52をバイパスして流通させるように設けられている。
The
所定の高さは、シリンダブロック52よりもシリンダヘッド51のほうが必要となる油量および油圧が大きい場合(例えばエンジン50の回転数が低回転である場合)に、シリンダブロック52が必要とするよりも多く第2のオイルタンク21内に存在する余剰オイルを第2のオイルタンク22から第1のオイルタンク11に流通させることが可能な高さに設定することができる。
The predetermined height is higher than that required by the
次に潤滑装置1Aの作用効果について説明する。潤滑装置1Aは、第1のオイルポンプ12でシリンダヘッド51にオイルを供給するとともに、第2のオイルポンプ22でシリンダブロック52にオイルを供給する。このため、潤滑装置1Aはエンジン50の各部にオイルを供給するにあたり、例えば前述した潤滑装置1Xが備える第1のオイルポンプ12Xと比較して、必要な油量や油圧を確保しつつ、オイルポンプ12、22それぞれの能力を小さくすることができる。
Next, the function and effect of the lubricating device 1A will be described. The
潤滑装置1Aは、第2のオイルタンク21をシリンダブロック52以上の高さに設けている。このため、潤滑装置1Aは第2のオイルポンプ22で重力を利用しつつ、シリンダブロック52にオイルを供給することで、第2のオイルポンプ22の能力をより小さくすることができる。
In the
潤滑装置1Aは、第2のオイルタンク21から第1のオイルタンク11にシリンダブロック52をバイパスするようにオイルを流通させるバイパス通路部40を設けている。このため、潤滑装置1Aはシリンダブロック52が必要とするよりも多く第2のオイルタンク21内に存在する余剰オイルをバイパス通路部40によってバイパスさせることで、シリンダブロック52に必要以上のオイルを供給しないで済むようにすることができる。結果、第2のオイルポンプ22で無駄な仕事が発生しないようにすることができる。
The lubricating device 1A is provided with a
そしてこれらにより、潤滑装置1Aは例えば前述した潤滑装置1Xの場合と比較して、オイルポンプ12、22それぞれの仕事量を第1のオイルポンプ12Xの仕事量よりも小さくするとともに、オイルポンプ12、22の合計の仕事量を第1のオイルポンプ12Xの仕事量よりも小さくすることができる。結果、エンジン50の各部にオイルを供給するにあたり、必要な油量や油圧を確保しつつ、省エネルギー性を高めることができる。
As a result, the lubricating device 1A makes the work of each of the oil pumps 12 and 22 smaller than the work of the
また、潤滑装置1Aはシリンダブロック52よりもシリンダヘッド51のほうが必要となる油量および油圧が大きい場合に、シリンダブロック52が必要とするよりも多く第2のオイルタンク21内に存在する余剰オイルを第2のオイルタンク21から第1のオイルタンク11に流通させることが可能な高さに所定の高さを設定することで、エンジン50の各部にオイルを供給するにあたり、必要な油量や油圧を好適に確保することもできる。
Further, when the oil amount and hydraulic pressure required by the
潤滑装置1Aは、第2のオイルタンク21をオイルギャラリ部30の入口よりも高い位置に設けるとともに、オイルギャラリ部30の入口をクランクジャーナルP22(オイルギャラリ部30がオイルを流通させる部分のうち、少なくともいずれかの部分)よりも高い位置に設けることで、クランクジャーナルP22にオイルを好適に流通させることもできる。
The lubricating device 1A is provided with the
この場合、さらに潤滑装置1Aは停止中の第2のオイルポンプ22で第2のオイルタンク21からクランクジャーナルP22(オイルギャラリ部30がオイルを流通させる部分のうち、少なくともいずれかの部分)にオイルを自重で流通させることで、必要に応じて第2のオイルポンプ22を作動させるようにすることもできる。結果、さらに省エネルギー性を高めることもできる。
In this case, the lubrication apparatus 1A further supplies oil from the
本実施例にかかる潤滑装置1BはECU70Aをさらに備えている点以外、潤滑装置1Aと実質的に同一である。このため、潤滑装置1Bについては図示省略する。図2はECU70Aの概略構成図である。ECU70Aは電子制御装置であり、CPU71、ROM72、RAM73等からなるマイクロコンピュータと入出力回路74、75とを備えている。これらの構成は互いにバス76を介して接続されている。
The lubricating device 1B according to the present embodiment is substantially the same as the lubricating device 1A except that the lubricating device 1B further includes an
ECU70Aには、エンジン50の始動を行うためのイグニッションSW81などの各種のセンサ・スイッチ類が電気的に接続されている。また、第2のオイルポンプ22や、エンジン50の始動を行うスタータモータ55など各種の制御対象が電気的に接続されている。
Various sensors and switches such as an ignition SW 81 for starting the
ROM72はCPU71が実行する種々の処理が記述されたプログラムやマップデータなどを格納するための構成である。CPU71がROM72に格納されたプログラムに基づき、必要に応じてRAM73の一時記憶領域を利用しつつ処理を実行することで、ECU70Aでは各種の機能部が実現される。例えばECU70Aでは、エンジン50の始動時、且つエンジン50のクランクシャフト(図示省略)が回転する前に、第2のオイルポンプ22を作動させる制御部が実現される。
The
次に第1の動作であるECU70Aの動作を図3に示すフローチャートを用いて説明する。ECU70Aはエンジン50の始動操作があったか否かを判定する(ステップS1)。エンジン50の始動操作があったか否かは、例えばイグニッションSW81がONになったか否かで判定できる。否定判定であれば、本フローチャートを一旦終了する。
Next, the operation of the
一方、ステップS1で肯定判定であれば、エンジン50の始動時であると判断される。このときECU70Aは第2のオイルポンプ22を作動させる(ステップS2)。これにより、エンジン50の始動時に第2のオイルポンプ22を作動させることができる。続いてECU70Aは、スタータモータ55を作動させる(ステップS3)。これにより、クランクシャフトが回転するとともに、エンジン50で燃焼が開始される。そしてこれにより、クランクシャフトが回転する前に、第2のオイルポンプ22を作動させることができる。
On the other hand, if an affirmative determination is made in step S1, it is determined that the
次に潤滑装置1Bの作用効果について説明する。潤滑装置1Bは、上述したように第2のオイルポンプ22を作動させることで、クランクシャフトやピストンP23が動作し始める前に、シリンダブロック52にオイルを供給することができる。このため、例えばエンジン50を長期間停止していた後でも、クランクシャフトやピストンP23の油膜切れによる焼付きや摩耗を防止できる。
Next, the function and effect of the lubricating device 1B will be described. The lubrication device 1B can supply oil to the
また、潤滑装置1Bは例えばオイルポンプ12、22がともに電動式のオイルポンプである場合に、オイルポンプ12、22のうち、第2のオイルポンプ22のみを作動させることで、前述した潤滑装置1Xで第1のオイルポンプ12Xを同様に作動させる場合と比較して、仕事量を大幅に小さくすることもできる。
Further, the lubrication device 1B operates as described above by operating only the
本実施例にかかる潤滑装置1CはECU70Aの代わりにECU70Bを備えている点以外、潤滑装置1Bと実質的に同一である。また、ECU70Bは制御部が以下に示すように実現される点以外、ECU70Aと実質的に同一である。このため、潤滑装置1CおよびECU70Bについては図示省略する。
The lubricating device 1C according to the present embodiment is substantially the same as the lubricating device 1B, except that the ECU 70B is provided instead of the
ECU70Bでは、制御部がエンジン50の始動時、且つエンジン50のクランクシャフトが回転する前に第2のオイルポンプ22を作動させるとともに、第2のオイルポンプ22の作動電力が所定値αよりも大きい場合に、エンジン50のクランクシャフトが回転する前に、第2のオイルポンプ22を停止させるように実現される。第2のオイルポンプ22の作動電力は例えば出力回路75で計測できる。
In the ECU 70B, the control unit operates the
次に第2の動作であるECU70Bの動作を図4に示すフローチャートを用いて説明する。ECU70Bはエンジン50の始動動作があったか否かを判定する(ステップS11)。否定判定であれば、本フローチャートを一旦終了する。肯定判定であれば、ECU70Bは第2のオイルポンプ22を作動させる(ステップS12)。続いて、ECU70Bは第2のオイルポンプ22の作動電力を計測する(ステップS13)。そして、計測した作動電力が所定値αよりも大きいか否かを判定する(ステップS14)。作動電力が所定値αよりも大きいか否かを判定することで、オイル粘度が所定の度合いよりも高いか否かを判定できる。
Next, the operation of the ECU 70B as the second operation will be described with reference to the flowchart shown in FIG. The ECU 70B determines whether or not the
ステップS14で否定判定であれば、オイル粘度が所定の度合い以下であると判断される。このときECU70Bはスタータモータ55を作動させる(ステップS21)。これにより、クランクシャフトが回転するとともに、燃焼が開始される。一方、ステップS14で肯定判定であれば、オイル粘度が所定の度合いよりも高いと判断される。このときECU70Bは第2のオイルポンプ22を停止し(ステップS15)、スタータモータ55を作動させる(ステップS16)。 If a negative determination is made in step S14, it is determined that the oil viscosity is not more than a predetermined degree. At this time, the ECU 70B operates the starter motor 55 (step S21). As a result, the crankshaft rotates and combustion starts. On the other hand, if an affirmative determination is made in step S14, it is determined that the oil viscosity is higher than a predetermined degree. At this time, the ECU 70B stops the second oil pump 22 (step S15) and operates the starter motor 55 (step S16).
これにより、クランクシャフトが回転するとともに、燃焼が開始される。そしてこれにより、作動電力が所定値αよりも大きい場合に、クランクシャフトが回転する前に、第2のオイルポンプ22を停止させることができる。ステップS16で燃焼が開始された後、ECU70Bは第2のオイルポンプ22を再始動させる(ステップS17)。
As a result, the crankshaft rotates and combustion starts. As a result, when the operating power is larger than the predetermined value α, the
次に潤滑装置1Cの作用効果について説明する。潤滑装置1Cは、第2のオイルポンプ22の作動電力を計測することで、エンジン50始動時のオイル粘度を把握することができる。そして、作動電力が所定値αよりも高い場合に、第2のオイルポンプ22を停止させることで、オイル粘度が所定の度合いよりも高い場合に、第2のオイルポンプ22で電力が消費されることを回避できる。
Next, the function and effect of the lubricating device 1C will be described. The
このため、潤滑装置1Cはオイル粘度が所定の度合いよりも高い場合に、スタータモータ55の作動に必要となる大きなバッテリ電力の確保に資することができる。結果、潤滑装置1Bと比較してさらにバッテリの小型化を図ることも可能になる。また、エンジン50の始動時、且つクランクシャフトが回転する前に第2のオイルポンプ22を一旦作動させることで、第2のオイルポンプ22を再始動させるまでの間のクランクシャフトやピストンP23の潤滑性も確保できる。
For this reason, the
以上、本発明の実施例について詳述したが、本発明はかかる特定の実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。 Although the embodiments of the present invention have been described in detail above, the present invention is not limited to such specific embodiments, and various modifications and changes can be made within the scope of the gist of the present invention described in the claims. It can be changed.
潤滑装置 1A、1B、1C、1X
第1のオイルタンク 11、11X
第1のオイルポンプ 12、12X
第2のオイルタンク 21
第2のオイルポンプ 22
オイルギャラリ部 30、30X
バイパス通路部 40
エンジン 50、50X
シリンダヘッド 51、51X
シリンダブロック 52、52X
ECU 70A、70B
Claims (1)
オイルを流通させるオイルギャラリ部と、
前記エンジンの下部に設けられる第1のオイルタンクと、
前記オイルギャラリ部を介することなく、前記第1のオイルタンクから前記シリンダヘッドにオイルを供給する第1のオイルポンプと、
前記シリンダブロック以上の高さに設けられ、前記シリンダヘッドからオイルを回収する第2のオイルタンクと、
前記第2のオイルタンクから前記オイルギャラリ部にオイルを供給することで、前記シリンダブロックにオイルを供給する第2のオイルポンプと、
前記第2のオイルタンクから前記第1のオイルタンクに前記シリンダブロックをバイパスしてオイルを流通させるバイパス通路部と、を備え、
前記第2のオイルポンプが電動式のオイルポンプであり、
前記エンジンの始動時、且つ前記エンジンのクランクシャフトが回転する前に、前記第2のオイルポンプを作動させるとともに、前記第2のオイルポンプの作動電力が所定値よりも大きい場合に、前記エンジンのクランクシャフトが回転する前に、前記第2のオイルポンプを停止させる制御部をさらに備えるエンジンの潤滑装置。 Applied to engines with cylinder head and cylinder block,
An oil gallery that distributes oil;
A first oil tank provided at a lower portion of the engine;
A first oil pump for supplying oil from the first oil tank to the cylinder head without going through the oil gallery;
A second oil tank provided at a height equal to or higher than the cylinder block and collecting oil from the cylinder head;
A second oil pump for supplying oil to the cylinder block by supplying oil from the second oil tank to the oil gallery;
A bypass passage portion for bypassing the cylinder block from the second oil tank to the first oil tank and allowing oil to flow therethrough ,
The second oil pump is an electric oil pump;
When the engine is started and before the crankshaft of the engine is rotated, the second oil pump is operated, and when the operating power of the second oil pump is larger than a predetermined value, An engine lubrication apparatus further comprising a control unit that stops the second oil pump before the crankshaft rotates .
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