JP6579160B2 - Oil circulation device for internal combustion engine - Google Patents
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Description
本発明は内燃機関のオイル循環装置に関する。 The present invention relates to an oil circulation device for an internal combustion engine.
内燃機関のいくつかの構成部材(クランクジャーナル等)には、内燃機関の運転中にオイル循環装置によってオイルが供給される。オイル循環装置は、オイルを貯留するオイルパンと、オイルが供給されるオイル被供給部との間でオイルを循環させる。 Oil is supplied to some components of the internal combustion engine (such as a crank journal) by an oil circulation device during operation of the internal combustion engine. The oil circulation device circulates oil between an oil pan that stores oil and an oil supplied portion to which the oil is supplied.
特許文献1には、オイル被供給部の機械抵抗を低下させて内燃機関の燃費を改善するために、排気ガスの熱を利用して、オイル被供給部に供給されるオイルを昇温させることが記載されている。具体的には、内燃機関の暖機運転中に、オイルの一部を排気ポート近傍の油路に流すことで、排気ポート内の高温の排気ガスによってオイルを加熱する。
In
しかしながら、特許文献1に記載のオイル循環装置では、内燃機関の暖機運転中に、排気ポート近傍の油路に供給されるオイルと、排気ポート近傍の油路を通らずに各オイル被供給部に供給されるオイルとが同一のオイルパン(インナオイルパン)に戻される。このため、加熱された少量のオイルと、加熱されていない大量のオイルとがオイルパン内で混ざるため、オイル全体を効果的に昇温させることができない。
However, in the oil circulation device described in
これに対して、本願の発明者は、各オイル被供給部におけるオイルの温度と機械抵抗との関係に着目し、内燃機関の燃費を改善するために必ずしも全てのオイル被供給部に高温のオイルを供給する必要はないことを見出した。この事実に基づいて、本願の発明者によって発案されたオイル循環装置では、加熱部によって加熱されたオイルを一部のオイル被供給部に供給するように構成された高温側オイル循環路と、加熱部によって加熱されないオイルを残りのオイル被供給部に供給するように構成された低温側オイル循環路とが別個に設けられる。この結果、内燃機関の暖機運転中に高温側オイル循環路内のオイルを迅速に昇温させることができ、ひいては内燃機関の燃費を改善することができる。 On the other hand, the inventor of the present application pays attention to the relationship between the oil temperature and the mechanical resistance in each oil supplied part, and in order to improve the fuel consumption of the internal combustion engine, the oil supplied to all the oil supplied parts is not always hot. Found that there is no need to supply. Based on this fact, in the oil circulation device conceived by the inventor of the present application, a high-temperature side oil circulation path configured to supply oil heated by the heating unit to some of the oil-supplied units, and a heating A low-temperature side oil circulation path configured to supply oil not heated by the section to the remaining oil-supplied parts is provided separately. As a result, it is possible to quickly raise the temperature of the oil in the high-temperature side oil circulation path during the warm-up operation of the internal combustion engine, thereby improving the fuel efficiency of the internal combustion engine.
しかしながら、内燃機関が停止すると、高温側オイル循環路内のオイルがオイルパンに戻され、大気開放された部分から流入した空気が高温側オイル循環路の加熱部に滞留する場合がある。加熱部に残された空気は、内燃機関の再始動後に加熱部の周囲と加熱部を流れるオイルとの熱交換を妨げる。このため、加熱部に多くの空気が残されると、加熱部におけるオイルの昇温が抑制される。また、加熱部を流れるオイルは、加熱部の周りの温度を低下させる冷却媒体としても機能する。このため、加熱部に多くの空気が残されると、オイルによる加熱部の周囲の冷却も抑制される。 However, when the internal combustion engine is stopped, the oil in the high temperature side oil circulation path is returned to the oil pan, and the air flowing in from the part opened to the atmosphere may stay in the heating part of the high temperature side oil circulation path. The air left in the heating unit prevents heat exchange between the surroundings of the heating unit and the oil flowing through the heating unit after the internal combustion engine is restarted. For this reason, when much air remains in a heating part, the temperature rise of the oil in a heating part is suppressed. The oil flowing through the heating unit also functions as a cooling medium that lowers the temperature around the heating unit. For this reason, if much air remains in the heating part, cooling of the surroundings of the heating part by oil is also suppressed.
そこで、上記課題に鑑みて、本発明の目的は、加熱部によってオイルを昇温させるように構成された高温側オイル循環路と、加熱部が設けられない低温側オイル循環路とを備えたオイル循環装置において、高温側オイル循環路の加熱部内の空気の排出を促進することにある。 Accordingly, in view of the above problems, an object of the present invention is to provide an oil having a high temperature side oil circulation path configured to raise the temperature of the oil by the heating section and a low temperature side oil circulation path not provided with the heating section. In the circulation device, it is to promote the discharge of air in the heating part of the high-temperature side oil circulation path.
本開示の要旨は以下のとおりである。 The gist of the present disclosure is as follows.
(1)オイルを貯留する高温側オイルパンと、該高温側オイルパンからオイルを汲み上げる高温側オイルポンプと、該高温側オイルポンプによって前記高温側オイルパンから供給されたオイルを加熱する加熱部と、該加熱部によって加熱されたオイルが供給されると共に鉛直方向において該加熱部よりも低い位置に配置された高温側オイル被供給部とが設けられ、前記高温側オイルパンと前記加熱部と前記高温側オイル被供給部との間でオイルを循環させる高温側オイル循環路と、オイルを貯留する低温側オイルパンと、該低温側オイルパンからオイルを汲み上げる低温側オイルポンプと、該低温側オイルポンプによって前記低温側オイルパンからオイルが供給される低温側オイル被供給部とが設けられ、前記低温側オイルパンと前記低温側オイル被供給部との間でオイルを循環させる低温側オイル循環路と、前記加熱部に接続されると共に該加熱部内の空気を排出するように構成された通気路とを備える、内燃機関のオイル循環装置。 (1) A high temperature side oil pan for storing oil, a high temperature side oil pump for pumping oil from the high temperature side oil pan, and a heating unit for heating the oil supplied from the high temperature side oil pan by the high temperature side oil pump; The oil heated by the heating unit is supplied, and a high-temperature side oil supplied unit disposed at a position lower than the heating unit in the vertical direction is provided, the high-temperature side oil pan, the heating unit, and the A high temperature side oil circulation path for circulating oil between the high temperature side oil supplied part, a low temperature side oil pan for storing oil, a low temperature side oil pump for pumping oil from the low temperature side oil pan, and the low temperature side oil A low-temperature-side oil-supplied portion to which oil is supplied from the low-temperature-side oil pan by a pump, and the low-temperature-side oil pan and the low-temperature side An oil for an internal combustion engine, comprising: a low temperature side oil circulation path for circulating oil between the oil supply section and a ventilation path connected to the heating section and configured to exhaust air in the heating section Circulation device.
(2)前記通気路は前記加熱部の最上部に接続される、上記(1)に記載の内燃機関のオイル循環装置。 (2) The oil circulation device for an internal combustion engine according to (1), wherein the air passage is connected to an uppermost part of the heating unit.
(3)前記通気路は、鉛直方向において前記加熱部よりも高い位置に配置された前記低温側オイル被供給部に接続される、上記(1)又は(2)に記載の内燃機関のオイル循環装置。 (3) The oil circulation of the internal combustion engine according to (1) or (2), wherein the air passage is connected to the low-temperature side oil-supplied portion arranged at a position higher than the heating portion in the vertical direction. apparatus.
(4)前記通気路は前記高温側オイル被供給部に接続される、上記(1)又は(2)に記載の内燃機関のオイル循環装置。 (4) The oil circulation device for an internal combustion engine according to (1) or (2), wherein the air passage is connected to the high temperature side oil supplied portion.
(5)前記通気路は前記加熱部内のオイルの一部を前記高温側オイルパンに戻すように構成され、当該オイル循環装置は、前記通気路を開閉する開閉弁と、該開閉弁を制御する弁制御部とを更に備え、前記弁制御部は、前記高温側オイルポンプの始動後、前記開閉弁を一時的に開く、上記(1)又は(2)に記載の内燃機関のオイル循環装置。 (5) The air passage is configured to return a part of the oil in the heating unit to the high temperature side oil pan, and the oil circulation device controls the on / off valve for opening and closing the air passage, and the on / off valve. The internal combustion engine oil circulation device according to (1) or (2), further including a valve control unit, wherein the valve control unit temporarily opens the on-off valve after the high temperature side oil pump is started.
(6)前記弁制御部は、前記高温側オイルポンプが始動してから基準時間が経過するまで前記開閉弁を開く、上記(5)に記載の内燃機関のオイル循環装置。 (6) The oil circulation device for an internal combustion engine according to (5), wherein the valve control unit opens the on-off valve until a reference time elapses after the high temperature side oil pump is started.
(7)前記通気路は前記加熱部内のオイルの一部を前記高温側オイルパンに戻すように構成され、当該オイル循環装置は、前記通気路を開閉する第一開閉弁と、前記加熱部と前記高温側オイル被供給部との間の前記高温側オイル循環路を開閉する第二開閉弁と、前記第一開閉弁及び前記第二開閉弁を制御する弁制御部と、前記内燃機関の始動時期を制御する始動時期制御部と、前記高温側オイルポンプを制御するポンプ制御部とを更に備え、前記ポンプ制御部は、前記内燃機関の始動が要求されたときに前記高温側オイルポンプを始動させ、前記弁制御部は、前記内燃機関の始動が要求されてから基準時間が経過するまで前記第一開閉弁を開き且つ前記第二開閉弁を閉じ、前記内燃機関の運転中に前記第一開閉弁を閉じ且つ前記第二開閉弁を開き、前記始動時期制御部は、前記内燃機関の始動が要求されてから前記基準時間が経過した後に前記内燃機関を始動させる、上記(1)又は(2)に記載の内燃機関のオイル循環装置。 (7) The air passage is configured to return a part of the oil in the heating unit to the high temperature oil pan, and the oil circulation device includes a first on-off valve that opens and closes the air passage, the heating unit, A second on-off valve that opens and closes the high-temperature side oil circulation path between the high-temperature side oil supplied portion, a valve control unit that controls the first on-off valve and the second on-off valve, and starting of the internal combustion engine A start timing control section for controlling the timing; and a pump control section for controlling the high temperature side oil pump. The pump control section starts the high temperature side oil pump when the start of the internal combustion engine is requested. The valve control unit opens the first on-off valve and closes the second on-off valve until a reference time elapses after the start of the internal combustion engine is requested, and the first on-off valve is operated during the operation of the internal combustion engine. Close the on-off valve and turn off the second on-off valve The internal combustion engine oil circulation device according to (1) or (2), wherein the start timing control unit starts the internal combustion engine after the reference time has elapsed since the start of the internal combustion engine was requested. .
(8)前記内燃機関の停止時間を検出するソークタイマを更に備え、前記弁制御部は、前記ソークタイマによって検出された前記内燃機関の停止時間が相対的に長い場合に、該停止時間が相対的に短い場合に比べて、前記基準時間を長くする、上記(6)又は(7)に記載の内燃機関のオイル循環装置。 (8) A soak timer for detecting a stop time of the internal combustion engine is further provided, and the valve control unit relatively detects the stop time when the stop time of the internal combustion engine detected by the soak timer is relatively long. The oil circulation device for an internal combustion engine according to (6) or (7), wherein the reference time is lengthened as compared with a short case.
(9)前記加熱部は、排気ポートの周りに形成された加熱油路を含む、上記(1)から(8)のいずれか1つに記載の内燃機関のオイル循環装置。 (9) The oil circulation device for an internal combustion engine according to any one of (1) to (8), wherein the heating unit includes a heating oil passage formed around an exhaust port.
(10)前記加熱油路は、鉛直方向上向きに突出する突出部を有し、前記通気路は前記突出部の頂部に接続される、上記(9)に記載の内燃機関のオイル循環装置。 (10) The oil circulation device for an internal combustion engine according to (9), wherein the heating oil passage has a protrusion that protrudes upward in the vertical direction, and the air passage is connected to a top of the protrusion.
(11)前記高温側オイル被供給部はクランクジャーナルを含む、上記(1)から(10)のいずれか1つに記載の内燃機関のオイル循環装置。 (11) The oil circulation device for an internal combustion engine according to any one of (1) to (10), wherein the high temperature side oil supplied portion includes a crank journal.
本発明によれば、加熱部によってオイルを昇温させるように構成された高温側オイル循環路と、加熱部が設けられない低温側オイル循環路とを備えたオイル循環装置において、高温側オイル循環路の加熱部内の空気の排出を促進することができる。 According to the present invention, in an oil circulation device that includes a high-temperature side oil circulation path configured to raise the temperature of oil by a heating unit and a low-temperature side oil circulation path that is not provided with a heating unit, The exhaust of the air in the heating part of the path can be promoted.
以下、図面を参照して本発明の実施形態について詳細に説明する。なお、以下の説明では、同様な構成要素には同一の参照番号を付す。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In the following description, the same reference numerals are assigned to similar components.
<第一実施形態>
最初に図1〜図6を参照して、本発明の第一実施形態について説明する。
<First embodiment>
First, a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
<内燃機関の構成>
図1は、本発明の第一実施形態に係るオイル循環装置を備える内燃機関100の概略的な側面断面図を示す。図1に示したように、内燃機関100は、クランクケース2、シリンダブロック3、シリンダヘッド4、ピストン5、及び燃焼室6を備える。シリンダブロック3はクランクケース2上に配置される。シリンダヘッド4はシリンダブロック3上に配置される。ピストン5はシリンダブロック3内に形成されたシリンダ内で上下に往復運動する。燃焼室6はシリンダヘッド4、シリンダ及びピストン5によって画定される。
<Configuration of internal combustion engine>
FIG. 1 is a schematic side sectional view of an
シリンダヘッド4には、燃焼室6の頂面中央部に配置されて燃焼室6内の混合気に点火する点火プラグ7と、燃焼室6内に燃料を噴射する燃料噴射弁8とが設けられる。
The
また、シリンダヘッド4には、吸気ガスが流通する吸気ポート10が形成され、吸気ポート10を開閉する吸気弁11が設けられる。吸気弁11の上方端部は吸気ロッカーアーム12の一方の端部に接するように配置される。吸気ロッカーアーム12は、その他方の端部が吸気ラッシュアジャスタ13に接すると共に、その中央部が吸気カム14と接するように配置される。吸気ラッシュアジャスタ13は吸気弁11のバルブクリアランスがゼロになるように吸気ロッカーアーム12を付勢する。
The
吸気カム14は、吸気カムシャフト15に固定されており、吸気カムシャフト15の回転に伴って回転する。吸気カムシャフト15は、シリンダヘッド4に形成された軸受(図示せず)に支持され、この軸受内で回転する。本実施形態では、吸気カムシャフトを支持する軸受は滑り軸受であり、吸気カムシャフト15に設けられた吸気カムジャーナルがこの軸受内で回転する。
The
吸気カムシャフト15が回転するとこれに伴って吸気カム14が回転し、これにより吸気ロッカーアーム12が吸気カム14によって押される。吸気ロッカーアーム12は、このように吸気カム14に押されることにより、吸気ラッシュアジャスタ13に接した端部を支点として下方に揺動する。これにより吸気弁11が開弁せしめられる。
When the
また、本実施形態では、吸気カムシャフト15の端部には吸気可変バルブタイミング機構(VVT機構)が設けられる。このVVT機構は、タイミングベルトによって駆動される吸気カムプーリと吸気カムシャフトとの相対角度を油圧により変更することによって吸気弁11のバルブタイミングを変更する。VVT機構は、オイルコントロールバルブ(OCV)に接続されており、このOCVによりVVT機構に供給する油圧を制御することによって吸気弁11のバルブタイミングが制御される。
In the present embodiment, an intake variable valve timing mechanism (VVT mechanism) is provided at the end of the
加えて、シリンダヘッド4には、排気ガスが流通する排気ポート20が形成され、排気ポート20を開閉する排気弁21が設けられる。排気弁21の上方端部は排気ロッカーアーム22の一方の端部に接するように配置される。排気ロッカーアーム22は、その他方の端部が排気ラッシュアジャスタ23に接すると共に、その中央部が排気カム24と接するように配置される。排気ラッシュアジャスタ23は排気弁21のバルブクリアランスがゼロになるように排気ロッカーアーム22を付勢する。
In addition, the
排気カム24は、排気カムシャフト25に固定されており、排気カムシャフト25の回転に伴って回転する。排気カムシャフト25は、シリンダヘッド4に形成された軸受(図示せず)に支持され、この軸受内で回転する。本実施形態では、排気カムシャフト25を支持する軸受は滑り軸受であり、排気カムシャフト25に設けられた排気カムジャーナルがこの軸受内で回転する。なお、排気カムシャフトの端部にも排気可変バルブタイミング機構が設けられてもよい。
The
ピストン5は、コンロッド28を介してクランクシャフト26に連結される。コンロッド28は、一方の端部においてピストンピン29に連結されると共に、他方の端部においてクランクシャフト26のクランクピン27に連結される。コンロッド28は、ピストン5の往復運動をクランクシャフト26の回転運動に変換するようにピストンピン29及びクランクピン27に連結される。
The piston 5 is connected to the
クランクシャフト26は、シリンダブロック3に形成された軸受(図示せず)に支持され、この軸受内で回転する。本実施形態では、クランクシャフト26を支持する軸受は滑り軸受であり、クランクシャフト26に設けられたクランクジャーナルがこの軸受内で回転する。なお、本実施形態では、クランクシャフト26用の軸受は、シリンダブロック3に形成されているが、シリンダブロック3とクランクケース2の両方それぞれに半体が設けられるように形成されてもよい。
The
<オイル循環装置の構成>
図2は、本発明の第一実施形態に係る内燃機関100のオイル循環装置1の構成を概略的に示す図である。オイル循環装置1は、内燃機関100に設けられた一部の部品を潤滑、冷却又は作動すべく、対象部品にオイルを供給する。オイル循環装置1は、内燃機関100の暖機運転中にオイルを迅速に昇温させるように構成された高温側オイル循環路40と、内燃機関の暖機と共にオイルを緩やかに昇温させるように構成された低温側オイル循環路30とを備える。高温側オイル循環路40及び低温側オイル循環路30は互いから独立してオイルを循環させる。
<Configuration of oil circulation device>
FIG. 2 is a diagram schematically showing the configuration of the
低温側オイル循環路30には、オイルを貯留する低温側オイルパン31と、低温側オイルパン31からオイルを汲み上げる低温側オイルポンプ32と、低温側オイルポンプ32によって低温側オイルパン31からオイルが供給される低温側オイル被供給部33とが設けられる。低温側オイル循環路30は低温側オイルパン31と低温側オイル被供給部33との間でオイルを循環させる。
In the low temperature side
図1に示されるように、低温側オイルパン31は、クランクケース2の下方の開口全面を覆うようにクランクケース2に直接取り付けられる。低温側オイルポンプ32は、オイル中の異物を除去する低温側オイルストレーナ(図示せず)を通して低温側オイルパン31内のオイルを汲み上げる。低温側オイルポンプ32は低温側オイルパン31内のオイルを低温側オイル被供給部33に供給する。低温側オイルポンプ32は機械式オイルポンプ又は電動式オイルポンプである。機械式オイルポンプはクランクシャフト26の回転によって駆動され、電動式オイルポンプはバッテリから供給される電力によって駆動される。
As shown in FIG. 1, the low temperature
低温側オイルポンプ32と低温側オイル被供給部33との間の低温側高圧油路35には、低温側オイルポンプ32によって昇圧された高圧のオイルが流れる。低温側オイル被供給部33に供給されたオイルは、大気に開放され、重力によって低温側オイルパン31に落下する。したがって、低温側オイルパン31から低温側オイル被供給部33に供給されたオイルは再び低温側オイルパン31に戻される。なお、低温側高圧油路35に、オイル中の微小な異物を除去する低温側オイルフィルタが設けられてもよい。
High pressure oil pressurized by the low temperature
高温側オイル循環路40には、オイルを貯留する高温側オイルパン41と、高温側オイルパン41からオイルを汲み上げる高温側オイルポンプ42と、高温側オイルポンプ42によって高温側オイルパン41から供給されたオイルを加熱する加熱部44と、加熱部44によって加熱されたオイルが供給される高温側オイル被供給部43とが設けられている。高温側オイルポンプ42及び高温側オイル被供給部43は鉛直方向において加熱部44よりも低い位置に配置される。高温側オイル循環路40は高温側オイルパン41と加熱部44と高温側オイル被供給部43との間でオイルを循環させる。
The high temperature side
高温側オイルパン41は低温側オイルパン31の内側に配置される。言い換えれば、低温側オイルパン31は高温側オイルパン41を囲むように配置される。高温側オイルパン41の容積は低温側オイルパン31の容量よりも小さく、高温側オイルパン41に貯留されるオイルの量は、低温側オイルパン31に貯留されるオイルの量よりも少ない。このことによって、高温側オイル循環路40内のオイルの昇温を促進することができる。
The high temperature
なお、高温側オイルパン41及び低温側オイルパン31の構成は上記に限定されない。例えば、高温側オイルパン41は低温側オイルパン31に隣接するように配置されてもよい。この場合、高温側オイルパン41は低温側オイルパン31の外側に配置される。また、高温側オイルパン41の容積が低温側オイルパン31の容量よりも大きく、高温側オイルパン41に貯留されるオイルの量が、低温側オイルパン31に貯留されるオイルの量よりも多くてもよい。
In addition, the structure of the high temperature
高温側オイルポンプ42は低温側オイルポンプ32と同様に機械式オイルポンプ又は電動式オイルポンプである。なお、本実施形態では、高温側オイルポンプ42と低温側オイルポンプ32とは、別体のポンプであるが、一体的な一つのオイルポンプであってもよい。この場合、例えば、一つのオイルポンプの中に油路が互いに独立した二つのポンプ機構が設けられ、これら二つのポンプ機構が一つの駆動シャフトによって駆動される。
The high temperature
加熱部44は、例えば、内燃機関100の排気通路の周りに形成された油路である。この場合、加熱部44を流れるオイルは、排気通路を流れる高温の排気ガスとの熱交換によって加熱される。また、排気ポート20には、燃焼室6から排出された直後の排気ガスが流れるため、一般的に排気ポート20内の温度は排気ポート20よりも下流側の排気通路(排気マニホルド、排気管等)よりも高くなる。このため、排気ポート20の周りに形成された第一加熱油路51を加熱部として用いることで、オイルの昇温をより促進することができる。第一加熱油路51は、例えば、図1に示されるように、各シリンダに接続された排気ポート20の近傍を水平方向に延びるようにシリンダヘッド4に形成される。
The
また、加熱部44は、各シリンダの周りに形成された第二加熱油路52であってもよい。この場合、第二加熱油路52を流れるオイルは、混合気の燃焼によって燃焼室6で発生する熱によって加熱される。第二加熱油路52は、例えば、各シリンダの周方向において部分的に延びると共に、図1に示したように各シリンダの軸線方向にも延びるようにシリンダブロック3に形成される。なお、加熱部44として第一加熱油路51及び第二加熱油路52が併用されてもよい。
The
加熱部44によって加熱されたオイルは高温側オイル被供給部43に供給される。高温側オイルポンプ42と高温側オイル被供給部43との間の高温側高圧油路45には、高温側オイルポンプ42によって昇圧された高圧のオイルが流れる。また、加熱部44以外の高温側高圧油路45は、オイルの温度が低下することを抑制すべく、樹脂等の断熱材によって周囲から断熱されていることが好ましい。
The oil heated by the
高温側オイル被供給部43に供給されたオイルは、大気に開放され、重力によって高温側オイルパン41に落下する。したがって、高温側オイルパン41から高温側オイル被供給部43に供給されたオイルは再び高温側オイルパン41に戻される。なお、高温側高圧油路45に、オイル中の微小な異物を除去する高温側オイルフィルタが設けられてもよい。
The oil supplied to the high temperature side oil supplied
本実施形態では、内燃機関100において高温側オイル循環路40が低温側オイル循環路30とは別個に設けられる。このため、オイル全体の量よりも少ない量のオイルが高温側オイル循環路40内に保持されるため、加熱部44において加熱されたオイルによって高温側オイル循環路40内のオイルを迅速に昇温させることができる。また、低温側オイル被供給部33に供給されたオイルが高温側オイルパン41に戻されないため、加熱部44を通過しないオイルによって高温側オイル循環路40内のオイルの温度が低下することを防止することができる。この結果、高温側オイル循環路40内のオイルの昇温が促進される。
In the present embodiment, the high temperature side
また、本実施形態では、高温側オイル循環路40は、高温側オイルパン41、加熱部44、高温側オイル被供給部43の順にオイルが循環するように構成されている。すなわち、高温側オイル循環路40では、加熱部44から高温側オイル被供給部43にオイルが直接供給される。このことによって、高温側オイル循環路40において最も温度が高いオイルが高温側オイル被供給部43に供給されるため、高温側オイル被供給部43に供給されるオイルを迅速に昇温させることができる。
In the present embodiment, the high temperature side
上述したように、各オイル循環路には、オイルの供給対象であるオイル被供給部が設けられる。オイル被供給部は、オイルによって潤滑される構成部材、オイルによって冷却される構成部材、オイルによって作動される構成部材等である。高温側オイル被供給部43及び低温側オイル被供給部33はオイル被供給部の中から例えば以下のように選定される。
As described above, each oil circulation path is provided with an oil-supplied portion that is an oil supply target. The oil-supplied portion is a component that is lubricated by oil, a component that is cooled by oil, a component that is actuated by oil, or the like. The high temperature side oil supplied
図1に示される内燃機関100に設けられるオイル循環装置1では、オイル被供給部は、クランクジャーナル61、クランクピン27、VVT機構81、カムジャーナル83、ラッシュアジャスタ13、23及びピストン5を含む。図3は、オイル循環装置1の構成の具体例を示す図である。図3の例では、加熱部44は、排気ポート20の周りに形成された第一加熱油路51である。
In the
上述したように、クランクジャーナル61は、シリンダブロック3に形成された軸受内に支持され、この軸受内で回転する。オイル被供給部であるクランクジャーナル61では、クランクジャーナル61とシリンダブロック3に形成された軸受との間にオイルが供給される。この軸受は滑り軸受であることから、供給されたオイルによりクランクジャーナル61と軸受との間で流体潤滑が行われ、これにより摩擦抵抗が低減される。
As described above, the
クランクピン27はコンロッド28の下側端部に形成された軸受内に支持され、この軸受内で回動せしめられる。オイル被供給部であるクランクピン27では、クランクピン27とコンロッド28に形成された軸受との間にオイルが供給される。この軸受も滑り軸受であることから、供給されたオイルによりクランクピン27と軸受との間で流体潤滑が行われ、これにより摩擦抵抗が低減される。
The
VVT機構81では、作動油としてオイルが用いられる。VVT機構81の一方の油圧室にオイルが供給されると吸気カムシャフト15が吸気カムプーリに対して進角側に回動し、よって吸気弁11のバルブタイミングが進角せしめられる。一方、VVT機構81の他方の油圧室にオイルが供給されると吸気カムシャフト15が吸気カムプーリに対して遅角側に回動し、よって吸気弁11のバルブタイミングが遅角せしめられる。VVT機構81の各油圧室へのオイルの供給はOCV82によって制御される。したがって、OCV82に供給されたオイルは、オイル被供給部であるVVT機構81を駆動するのに用いられる。
In the
カムジャーナル83は、吸気カムシャフト15に形成された吸気カムジャーナルと排気カムシャフト25に形成された排気カムジャーナルとを含む。上述したように、カムジャーナル83は、シリンダヘッド4に形成された軸受に支持され、この軸受内で回転する。オイル被供給部であるカムジャーナル83では、カムジャーナル83とシリンダヘッド4に形成された軸受との間にオイルが供給される。この軸受も滑り軸受であることから、供給されたオイルによりカムジャーナル83と軸受との間で流体潤滑が行われ、これにより摩擦抵抗が低減される。
The
吸気ラッシュアジャスタ13では、作動油としてオイルが用いられ、吸気ロッカーアーム12と吸気カム14との間にバルブクリアランスが生じるときには供給されたオイルにより吸気ラッシュアジャスタ13が押し伸ばされる。同様に、排気ラッシュアジャスタ23では、作動油としてオイルが用いられ、排気ロッカーアーム22と排気カム24との間にバルブクリアランスが生じるときには供給されたオイルにより排気ラッシュアジャスタ23が押し伸ばされる。
In the intake lash
図1に示されるように、オイルジェット84は、各シリンダの下方においてシリンダブロック3に取り付けられ、ピストン5の内側に向かってオイルを噴射する。オイルジェット84から噴射されたオイルはピストン5の冷却を行うと共にピストンピン29とコンロッド28の上側端部に形成された軸受との間に供給される。この軸受も滑り軸受であることから、供給されたオイルによりピストンピン29と軸受との間で流体潤滑が行われ、これにより摩擦抵抗が低減される。
As shown in FIG. 1, the
また、ピストン5の往復運動中には、ピストン5はピストンピン29を中心としてシリンダ内で揺動する。この結果、ピストン5の往復運動中に、ピストン5のピストンスカート5aとシリンダ壁面とは互いに接触した状態で摺動する。オイルジェット84から噴射されたオイルはシリンダの壁面にも付着するため、シリンダの壁面とピストンスカート5aとの間にオイルが供給される。したがって、供給されたオイルによりピストン5のピストンスカート5aとシリンダの壁面との間で流体潤滑が行われ、これにより摩擦抵抗が低減される。
Further, during the reciprocating motion of the piston 5, the piston 5 swings in the cylinder around the
滑り軸受を有する構造部材のような流体潤滑が行われる構造部材では、供給されるオイルの温度が低くてオイルの粘度が高いと、機械抵抗が増加し、内燃機関100の燃費が悪化する。このため、内燃機関100の燃費を改善するためには、内燃機関100が冷間始動される場合等に、流体潤滑が行われる構造部材に供給されるオイルを迅速に昇温させる必要がある。
In a structural member in which fluid lubrication is performed, such as a structural member having a slide bearing, when the temperature of supplied oil is low and the viscosity of the oil is high, the mechanical resistance increases and the fuel consumption of the
このため、高温側オイル被供給部43は、流体潤滑が行われる構造部材の少なくとも一部、例えば滑り軸受を有する構造部材の少なくとも一部を含む。流体潤滑が行われる構成部材は、クランクジャーナル61、クランクピン27、カムジャーナル83、ピストンスカート5a(ピストン5)等である。また、本実施形態では、高温側オイル被供給部43として、鉛直方向において加熱部44よりも低い位置に配置される構成部材が選定される。
For this reason, the high temperature side oil supplied
図3に示した例では、高温側オイル被供給部43はクランクジャーナル61及びクランクピン27を含む。クランクジャーナル61は、流体潤滑が行われる構成部材の中でも特に大きな荷重を受ける。このため、クランクジャーナル61に供給されるオイルを迅速に昇温させて機械抵抗を低減することで、顕著な燃費改善効果を得ることができる。また、流体潤滑が行われる構成部材の一部のみを高温側オイル被供給部43にすることで、高温側オイル循環路40内のオイルの量をより少なくすることができ、高温側オイル循環路40内のオイルの昇温を促進することができる。
In the example shown in FIG. 3, the high temperature side oil supplied
低温側オイル被供給部33は、高温側オイル被供給部43に含まれないオイル被供給部を含む。図3に示した例では、低温側オイル被供給部33は、VVT機構81、カムジャーナル83、ラッシュアジャスタ13、23及びピストン5を含む。また、低温側オイル被供給部33は燃料ポンプ又は真空ポンプを含んでもよい。
The low temperature side oil supplied
なお、高温側オイル被供給部43は、流体潤滑が行われるピストンスカート5a(ピストン5)を含んでもよい。また、バランスシャフト及びターボチャージャも、滑り軸受を有し、流体潤滑が行われるオイル被供給部である。このため、内燃機関100にバランスシャフトが設けられている場合、高温側オイル被供給部43はバランスシャフトを含んでもよい。同様に、内燃機関100にターボチャージャが設けられている場合、高温側オイル被供給部43はターボチャージャを含んでもよい。
The high temperature side oil supplied
また、内燃機関100が停止すると、高温側オイルポンプ42及び低温側オイルポンプ32の作動も停止される。この結果、高温側オイル循環路40内のオイルが高温側オイルパン41に戻され、低温側オイル循環路30内のオイルが低温側オイルパン31に戻される。
When the
本実施形態では、高温側オイルパン41及び低温側オイルパン31は、内燃機関100が停止したときに高温側オイルパン41内のオイルと低温側オイルパン31内のオイルとが混ざるように構成される。このことによって、特定のオイルのみが高温側オイル循環路40内で熱負荷を受けることを抑制することができ、熱負荷をオイル全体に分散させることができる。この結果、オイルの劣化を抑制することができる。例えば、高温側オイルパン41及び低温側オイルパン31は、内燃機関100が停止して低温側オイルパン31及び高温側オイルパン41にオイルが戻されると低温側オイルパン31及び高温側オイルパン41内のオイルが高温側オイルパン41の周壁を乗り越えるように構成される。
In the present embodiment, the high temperature
また、内燃機関100が停止して高温側オイル循環路40の高温側高圧油路45からオイルが抜けると、高温側オイルポンプ42及び高温側オイル被供給部43の隙間から高温側高圧油路45に空気が流入する。高温側高圧油路45に流入した空気は、加熱部44に向かって進み、その後、加熱部44に滞留する。内燃機関100が再始動されてオイルが加熱部44に供給されると、オイルによって加熱部44内の空気がオイルの進行方向に押し出される。しかしながら、加熱部44内には、オイルが行き渡らない空間が存在する。空気は浮力によって上昇するため、特に加熱部44の上部に空気が残される傾向がある。
Further, when the
加熱部44に残された空気は、加熱部44の周囲と加熱部44を流れるオイルとの熱交換を妨げる。このため、加熱部44に多くの空気が残されると、加熱部44におけるオイルの昇温が抑制される。また、加熱部44を流れるオイルは、加熱部44の周りの温度を低下させる冷却媒体としても機能する。このため、加熱部44に多くの空気が残されると、オイルによる加熱部44の周囲の冷却も抑制される。
The air left in the
これに対して、本実施形態では、オイル循環装置1は加熱部44に接続されると共に加熱部44内の空気を排出するように構成された通気路46を備える。このことによって、加熱部44に滞留した空気が通気路46からも排出されるため、加熱部44内の空気の排出を促進することができる。また、好ましくは、通気路46は加熱部44の最上部に接続される。このことによって、オイルによって排出されずに加熱部44の上部に残された空気を効果的に排出することができる。
On the other hand, in the present embodiment, the
以下、加熱部44として第一加熱油路51が用いられる場合の加熱部44及び通気路46の構成の例について説明する。図4は、内燃機関100のシリンダヘッド4の平面断面図である。図4に示した例では、内燃機関100は、直列に配置された四つのシリンダ#1〜#4を備える。すなわち、内燃機関100は直列四気筒の内燃機関である。
Hereinafter, an example of the configuration of the
シリンダ#1〜#4には、それぞれ、一対の吸気弁11と一対の排気弁21とが設けられている。各吸気ポート10はシリンダヘッド4の吸気弁11側の側部に開口している。一方、各排気ポート20は共通の排気集合部62において統合され、排気集合部62はシリンダヘッド4の排気弁21側の側部に開口している。すなわち、シリンダヘッド4は排気マニホルド一体型シリンダヘッドである。
Each of the
排気集合部62の開口部の周りのシリンダヘッド4には排気管63のフランジ64がボルト固定され、排気集合部62は排気管63に接続される。なお、図1には、図4のI−I線に沿った内燃機関100の断面図が示されている。
A
図5は、図4のV−V線に沿ったシリンダヘッド4の断面図である。加熱部44として用いられる第一加熱油路51は、排気ポート20及び排気集合部62の周りに形成され、シリンダ#1〜#4の配列方向に延びる。高温側オイルポンプ42によって高温側オイルパン41から汲み上げられたオイルは高温側高圧油路45を通って第一加熱油路51の入口51aから第一加熱油路51に流入する。また、第一加熱油路51に流入したオイルは第一加熱油路51を通って第一加熱油路51の出口51bから流出する。入口51aの開口面積と出口51bの開口面積とはほぼ等しい。
FIG. 5 is a cross-sectional view of the
第一加熱油路51は、排気ポート20及び排気集合部62の上部の周りに形成された上側油路51cと、排気ポート20及び排気集合部62の下部の周りに形成された下側油路51dとを有する。上側油路51c及び下側油路51dはシリンダ#1〜#4の配列方向に延びる。
The first
また、第一加熱油路51は、入口51aから上側油路51c及び下側油路51dにオイルを供給する第1接続油路51eと、上側油路51c及び下側油路51dから出口51bにオイルを供給する第2接続油路51fとを有する。第1接続油路51e及び第2接続油路51fは、鉛直方向に延び、上側油路51cと下側油路51dとを接続する。
The first
図6は、図4のVI−VI線に沿ったシリンダヘッド4の断面図である。図1及び図6から分かるように、上側油路51c及び下側油路51dの延在方向、すなわちシリンダ#1〜#4の配列方向と垂直な断面における上側油路51c及び下側油路51dの形状は、上側油路51c及び下側油路51dが排気ポート20及び排気集合部62と接触しないようにシリンダ#1〜#4の配列方向に沿って変化する。
FIG. 6 is a cross-sectional view of the
また、上側油路51c及び下側油路51dの延在方向と垂直な断面における上側油路51c及び下側油路51dの断面積の合計は入口51aの開口面積及び出口51bの開口面積よりも大きい。上側油路51c及び下側油路51dの断面積を広くすることで、第一加熱油路51を流れるオイルと排気ポート20及び排気集合部62を流れる排気ガスとの熱交換を促進することができる。この結果、加熱部44(第一加熱油路51)におけるオイルの昇温が促進される。
The sum of the cross-sectional areas of the
また、第一加熱油路51は、鉛直方向上向きに突出する突出部51gを有する。突出部51gは、上に凸の形状を有し、上側油路51cに接続される。突出部51gの頂部は第一加熱油路51の最上部に位置する。突出部51gの頂部には通気路46が接続される。通気路46は大気に開放されている。オイルによって排出されなかった空気は浮力によって突出部51gに集まる傾向がある。このため、空気を集める突出部51gを設け、突出部51gに通気路46を接続することで第一加熱油路51内の空気を効果的に排出することができる。
The first
なお、シリンダヘッド4の外側に排気マニホルドが設けられ、各排気ポート20はシリンダヘッド4の外側で統合されてもよい。この場合、第一加熱油路51は、排気ポート20の周りに形成され、シリンダ#1〜#4の配列方向に延びる。また、第一加熱油路51は突出部51gを有していなくてもよい。この場合、通気路46は例えば上側油路51cに接続される。また、通気路46は第一加熱油路51の最上部以外の部分に接続されてもよい。この場合も、第一加熱油路51内の少なくとも一部の空気が通気路46から排出されるため、第一加熱油路51内の空気の排出が促進される。また、加熱部44として第二加熱油路52が用いられる場合、通気路46は第二加熱油路52に接続される。
An exhaust manifold may be provided outside the
<第二実施形態>
第二実施形態に係る内燃機関のオイル循環装置は、以下に説明する点を除いて、基本的に第一実施形態に係る内燃機関のオイル循環装置の構成及び制御と同様である。このため、以下、本発明の第二実施形態について、第一実施形態と異なる部分を中心に説明する。
<Second embodiment>
The oil circulation device of the internal combustion engine according to the second embodiment is basically the same as the configuration and control of the oil circulation device of the internal combustion engine according to the first embodiment, except for the points described below. For this reason, the second embodiment of the present invention will be described below with a focus on differences from the first embodiment.
第一実施形態のように通気路46が設けられる場合、加熱部44内の空気が排出された後、加熱部44内のオイルの一部が通気路46から流出する。通気路46から流出したオイルは大気に開放されて高温側オイルパン41に落下する。したがって、オイルの一部がオイル被供給部に供給されずに高温側オイルパン41に戻されるため、高温側オイルポンプ42の仕事量の一部が無駄になり、内燃機関100の燃費が悪化する。
When the
そこで、第二実施形態に係るオイル循環装置は以下のように構成される。図7は、本発明の第二実施形態に係る内燃機関のオイル循環装置1aの構成を概略的に示す図である。第二実施形態では、通気路46は低温側オイル被供給部33に接続される。すなわち、通気路46は加熱部44と低温側オイル被供給部33とを接続する。このため、加熱部44から通気路46に排出されたオイルは低温側オイル被供給部33に供給される。通気路46に接続される低温側オイル被供給部33は、鉛直方向において加熱部44よりも高い位置に配置された構成部材、例えば、VVT機構81、カムジャーナル83、ラッシュアジャスタ13、13、燃料ポンプ、真空ポンプ等である。
Therefore, the oil circulation device according to the second embodiment is configured as follows. FIG. 7 is a diagram schematically showing the configuration of an
上述した構成によれば、低温側オイル被供給部33の一部に加熱部44からオイルが供給されるため、低温側オイルポンプ32によってオイルが供給されるオイル被供給部の数を減らすことができる。このため、低温側オイルポンプ32の仕事量を低減することができ、ひいては通気路46を設けたときの内燃機関100の燃費の悪化を抑制することができる。
According to the above-described configuration, since oil is supplied from the
なお、通気路46は、加熱部44から通気路46に排出されるオイルの量が、加熱部44から高温側オイル被供給部43に供給されるオイルの量よりも少なくなるように構成される。このことによって、高温側オイル循環路40におけるオイルの昇温効果が低下することを抑制することができると共に、内燃機関100の運転中に高温側オイル循環路40内のオイルが不足することを抑制することができる。例えば、加熱部44から通気路46に排出されるオイルの量は、加熱部44に流入するオイル全体の量の2〜5%程度である。
The
なお、通気路46は低温側オイル被供給部33の代わりに高温側オイル被供給部43に接続されてもよい。この場合、加熱部44から通気路46に排出されたオイルは高温側オイル被供給部43に供給される。このことによって、高温側オイル循環路40におけるオイルの昇温効果が低下することをより抑制することができる。
The
<第三実施形態>
第三実施形態に係る内燃機関のオイル循環装置は、以下に説明する点を除いて、基本的に第一実施形態に係る内燃機関のオイル循環装置の構成及び制御と同様である。このため、以下、本発明の第三実施形態について、第一実施形態と異なる部分を中心に説明する。
<Third embodiment>
The oil circulation device for an internal combustion engine according to the third embodiment is basically the same as the configuration and control of the oil circulation device for the internal combustion engine according to the first embodiment, except for the points described below. For this reason, the third embodiment of the present invention will be described below with a focus on differences from the first embodiment.
第一実施形態のように通気路46が設けられる場合、加熱部44内の空気が排出された後、加熱部44内のオイルの一部が通気路46から流出する。通気路46から流出したオイルは大気に開放されて高温側オイルパン41に落下する。このため、加熱部44において十分に加熱されなかったオイルが高温側オイルポンプ42に戻されるため、高温側オイル循環路40におけるオイルの昇温効果が低下する。
When the
そこで、第三実施形態に係るオイル循環装置は以下のように構成される。図8は、本発明の第三実施形態に係る内燃機関のオイル循環装置1bの構成を概略的に示す図である。第三実施形態では、通気路46は加熱部44内のオイルの一部を高温側オイルパン41に戻すように構成される。通気路46を通ったオイルは大気に開放されて重力によって高温側オイルパン41に落下する。
Therefore, the oil circulation device according to the third embodiment is configured as follows. FIG. 8 is a diagram schematically showing the configuration of an
また、オイル循環装置1bは、通気路46を開閉する開閉弁70と、開閉弁70を制御する弁制御部91とを備える。開閉弁70は通気路46に設けられる。加熱部44内のオイル及び空気は、開閉弁70が弁制御部91によって開かれたときには開閉弁70を通過することができ、開閉弁70が弁制御部91によって閉じられたときには開閉弁70を通過することができない。
The
本実施形態では、電子制御ユニット(ECU)90が弁制御部91として機能する。ECU90は、中央演算装置(CPU)、読み出し専用メモリ(ROM)及びランダムアクセスメモリ(RAM)のようなメモリ、入力ポート、出力ポート等を備えたマイクロコンピュータである。ECU90は各種センサの出力に基づいて内燃機関100の各種アクチュエータを制御する。本実施形態では、一つのECU90が設けられているが、機能毎に複数のECUが設けられていてもよい。
In the present embodiment, an electronic control unit (ECU) 90 functions as the
弁制御部91は、高温側オイルポンプ42の始動後、開閉弁70を一時的に開く。高温側オイルポンプ42が機械式の可変容量オイルポンプである場合、高温側オイルポンプ42はクランキングの開始時に始動する。また、高温側オイルポンプ42が電動式の可変容量オイルポンプである場合、ECU90は所定のタイミングで高温側オイルポンプ42を始動させる。例えば、ECU90は、内燃機関100の始動が要求されたとき、クランキングの開始前に高温側オイルポンプ42を始動させる。また、ECU90は、クランキングの開始時に高温側オイルポンプ42を始動させてもよい。
The
開閉弁70を一時的に開くことによって、内燃機関100の停止中に加熱部44に流入した空気を通気路46から排出することができる。また、開閉弁70が一時的に開かれるため、加熱部44から高温側オイルパン41に戻されるオイルの量を少なくすることができ、高温側オイル循環路40におけるオイルの昇温効果が低下することを抑制することができる。
By opening the on-off
弁制御部91は、例えば、高温側オイルポンプ42が始動してから基準時間が経過するまで開閉弁70を開く。基準時間は、予め定められ、例えば、最も多くの空気が加熱部44に滞留したときに加熱部44内の空気を通気路46から排出するのに要する時間に設定される。この制御によって、内燃機関100の停止中に加熱部44に流入した空気を高温側オイルポンプ42の始動直後に迅速に排出することができる。
For example, the
<空気排出処理>
以下、図9のフローチャートを参照して、第三実施形態において加熱部44内の空気を排出するための制御について説明する。図9は、本発明の第三実施形態における空気排出処理の制御ルーチンを示すフローチャートである。本制御ルーチンは、高温側オイルポンプ42の始動後、ECU90によって所定の時間間隔で繰り返し実行される。
<Air discharge treatment>
Hereinafter, with reference to the flowchart of FIG. 9, the control for discharging the air in the
最初に、ステップS101において、弁制御部91は、高温側オイルポンプ42が始動してからの経過時間ETが基準時間Tref以上であるか否かを判定する。経過時間ETが基準時間時間Tref未満であると判定された場合、本制御ルーチンはステップS102に進む。ステップS102では、弁制御部91は開閉弁70を開く。ステップS102の後、本制御ルーチンは終了する。
First, in step S101, the
一方、ステップS101において経過時間ETが基準時間時間Tref以上であると判定された場合、本制御ルーチンはステップS103に進む。ステップS103では、弁制御部91は開閉弁70を閉じる。ステップS103の後、本制御ルーチンは終了する。
On the other hand, if it is determined in step S101 that the elapsed time ET is greater than or equal to the reference time Tref, the present control routine proceeds to step S103. In step S <b> 103, the
なお、本制御ルーチンは、高温側オイルポンプ42が始動してから所定時間が経過した後に実行されてもよい。すなわち、弁制御部91は、高温側オイルポンプ42が始動してから所定時間が経過した後に、基準時間だけ開閉弁70を開いてもよい。
This control routine may be executed after a predetermined time has elapsed since the high temperature
<第四実施形態>
第三実施形態に係る内燃機関のオイル循環装置は、以下に説明する点を除いて、基本的に第一実施形態に係る内燃機関のオイル循環装置の構成及び制御と同様である。このため、以下、本発明の第四実施形態について、第一実施形態と異なる部分を中心に説明する。
<Fourth embodiment>
The oil circulation device for an internal combustion engine according to the third embodiment is basically the same as the configuration and control of the oil circulation device for the internal combustion engine according to the first embodiment, except for the points described below. For this reason, the fourth embodiment of the present invention will be described below with a focus on differences from the first embodiment.
内燃機関100が再始動されてオイルが加熱部44に供給されると、オイルによって加熱部44内の空気がオイルの進行方向に押し出される。一方、加熱部44内の空気は浮力によって上昇しようとする。この結果、オイルによる押圧力と空気の浮力とが平衡し、空気が加熱部44から排出されない場合がある。
When the
そこで、第四実施形態に係るオイル循環装置は以下のように構成される。図10は、本発明の第四実施形態に係る内燃機関のオイル循環装置1cの構成を概略的に示す図である。第三実施形態では、通気路46は加熱部44内のオイルの一部を高温側オイルパン41に戻すように構成される。通気路46を通ったオイルは大気に開放されて重力によって高温側オイルパン41に落下する。
Therefore, the oil circulation device according to the fourth embodiment is configured as follows. FIG. 10 is a diagram schematically showing the configuration of an oil circulation device 1c for an internal combustion engine according to the fourth embodiment of the present invention. In the third embodiment, the
また、オイル循環装置1cは、第一開閉弁71と、第二開閉弁72と、第一開閉弁71及び第二開閉弁72を制御する弁制御部91とを備える。第一開閉弁71は、通気路46に設けられ、通気路46を開閉する。第二開閉弁72は、加熱部44と高温側オイル被供給部43との間の高温側オイル循環路40(高温側高圧油路45)に設けられ、加熱部44と高温側オイル被供給部43との間の高温側オイル循環路40を開閉する。加熱部44内のオイル及び空気は、第一開閉弁71が弁制御部91によって開かれたときには第一開閉弁71を通過することができ、第一開閉弁71が弁制御部91によって閉じられたときには第一開閉弁71を通過することができない。同様に、加熱部44内のオイル及び空気は、第二開閉弁72が弁制御部91によって開かれたときには第二開閉弁72を通過することができ、第二開閉弁72が弁制御部91によって閉じられたときには第二開閉弁72を通過することができない。
The oil circulation device 1 c includes a first on-off
また、オイル循環装置1cは、内燃機関100の始動時期を制御する始動時期制御部92と、高温側オイルポンプ42を制御するポンプ制御部93とを備える。本実施形態では、電子制御ユニット(ECU)90が、弁制御部91、始動時期制御部92及びポンプ制御部93として機能する。始動時期制御部92は、例えば、スタータモータによるクランキングによって内燃機関100を始動させる。第四実施形態では、高温側オイルポンプ42は、内燃機関100の始動前にも作動可能な電動式オイルポンプである。
The oil circulation device 1 c includes a start
ポンプ制御部93は、内燃機関100の始動が要求されたときに高温側オイルポンプ42を始動させる。弁制御部91は、内燃機関100の始動が要求されてから基準時間が経過するまで第一開閉弁71を開き且つ第二開閉弁72を閉じる。このことによって、加熱部44内の空気をオイルと共に通気路46から排出することができる。基準時間は、予め定められ、例えば、最も多くの空気が加熱部44に滞留したときに加熱部44内の空気を通気路46から排出するのに要する時間に設定される。
The
始動時期制御部92は、内燃機関100の始動が要求されてから基準時間が経過した後に内燃機関100を始動させる。また、弁制御部91は内燃機関100の運転中に第一開閉弁71を閉じ且つ第二開閉弁72を開く。このことによって、内燃機関100の始動後には、加熱部44に供給される全てのオイルが加熱部44を通過して高温側オイル被供給部43に供給されるため、高温側オイル被供給部43に供給されるオイルを迅速に昇温させることができる。また、上述した制御では、内燃機関100の運転中には第二開閉弁72は開かれている。このため、高温側オイル被供給部43において焼き付き等が発生することを抑制することができる。
The start
<空気排出処理>
以下、図11のフローチャートを参照して、第四実施形態において加熱部44内の空気を排出するための制御について説明する。図11は、本発明の第四実施形態における空気排出処理の制御ルーチンを示すフローチャートである。本制御ルーチンは、内燃機関100の始動が要求された後、ECU90によって所定の時間間隔で繰り返し実行される。
<Air discharge treatment>
Hereinafter, with reference to the flowchart of FIG. 11, the control for discharging the air in the
ECU90は、例えば、内燃機関100を搭載した車両のイグニッションスイッチがオンにされたときに内燃機関100の始動が要求されたと判定する。また、ECU90は、内燃機関100を搭載した車両のドアロックが解除されたときに内燃機関100の始動が要求されたと判定してもよい。
For example, the
最初に、ステップS201において、ポンプ制御部93は高温側オイルポンプ42を始動させる。次いで、ステップS202において、弁制御部91は、高温側オイルポンプ42が始動してからの経過時間ETが基準時間Tref以上であるか否かを判定する。経過時間ETが基準時間時間Tref未満であると判定された場合、本制御ルーチンはステップS203に進む。ステップS203では、弁制御部91は、第一開閉弁71を開き、第二開閉弁72を閉じる。ステップS203の後、本制御ルーチンは終了する。
First, in step S <b> 201, the
一方、ステップS202において経過時間ETが基準時間時間Tref以上であると判定された場合、本制御ルーチンはステップS204に進む。ステップS204では、始動時期制御部92は内燃機関100を始動させる。次いで、ステップS205では、弁制御部91は、第一開閉弁71を閉じ、第二開閉弁72を開く。ステップS205の後、本制御ルーチンは終了する。
On the other hand, if it is determined in step S202 that the elapsed time ET is greater than or equal to the reference time Tref, the present control routine proceeds to step S204. In step S204, the start
<第五実施形態>
第五実施形態に係る内燃機関のオイル循環装置は、以下に説明する点を除いて、基本的に第三実施形態に係る内燃機関のオイル循環装置の構成及び制御と同様である。このため、以下、本発明の第五実施形態について、第三実施形態と異なる部分を中心に説明する。
<Fifth embodiment>
The oil circulation device for the internal combustion engine according to the fifth embodiment is basically the same as the configuration and control of the oil circulation device for the internal combustion engine according to the third embodiment, except for the points described below. For this reason, the fifth embodiment of the present invention will be described below with a focus on differences from the third embodiment.
図12は、本発明の第五実施形態に係る内燃機関のオイル循環装置1dの構成を概略的に示す図である。オイル循環装置1dは、内燃機関100の停止時間を検出するソークタイマ95を更に備える。ソークタイマ95は、内燃機関100を搭載した車両のイグニッションスイッチがオフにされている時間を計測することで内燃機関100の停止時間を検出する。ソークタイマ95はECU90に内蔵され、ソークタイマ95にはバッテリから電力が直接供給される。
FIG. 12 is a diagram schematically showing the configuration of an oil circulation device 1d for an internal combustion engine according to the fifth embodiment of the present invention. The oil circulation device 1 d further includes a soak
内燃機関100が停止して高温側高圧油路45からオイルが抜けると、大気中の空気は徐々に加熱部44に流入する。このため、内燃機関100の停止時間が長いほど、加熱部44に滞留する空気の量が多くなる。加熱部44内の空気の量が少ない場合には、開閉弁70を短時間だけ開くことで加熱部44内の空気を排出することができる。一方、加熱部44内の空気の量が多い場合には、加熱部44内の空気を排出するためには、開閉弁70を長時間開く必要がある。
When the
このため、第五実施形態では、弁制御部91は、高温側オイルポンプ42が始動してから基準時間が経過するまで開閉弁70を開き、ソークタイマ95によって検出された内燃機関100の停止時間が相対的に長い場合に、停止時間が相対的に短い場合に比べて、基準時間を長くする。このことによって、空気が排出された後に加熱部44内のオイルが通気路46から排出されることを抑制することができ、ひいては高温側オイル循環路40におけるオイルの昇温効果が低下することを抑制することができる。
Therefore, in the fifth embodiment, the
<空気排出処理>
以下、図13のフローチャートを参照して、第五実施形態において加熱部44内の空気を排出するための制御について説明する。図13は、本発明の第五実施形態における空気排出処理の制御ルーチンを示すフローチャートである。本制御ルーチンは、高温側オイルポンプ42の始動後、ECU90によって所定の時間間隔で繰り返し実行される。
<Air discharge treatment>
Hereinafter, with reference to the flowchart of FIG. 13, the control for discharging the air in the
最初に、ステップS301において、弁制御部91は内燃機関100の停止時間を取得する。内燃機関100の停止時間はソークタイマ95によって検出される。
First, in step S301, the
次いで、ステップS302において、弁制御部91は、内燃機関100の停止時間に基づいて基準時間Trefを設定する。例えば、図14に示したようなマップを用いて、内燃機関100の停止時間に基づいて基準時間Trefを設定する。このマップでは、基準時間Trefが内燃機関100の停止時間の関数として示される。図14に実線で示したように、基準時間Trefは内燃機関100の停止時間が長くなるにつれて線形的に長くされる。なお、基準時間Trefは、図14に破線で示したように、内燃機関100の停止時間が長くなるにつれて段階的(ステップ状)に長くされてもよい。
Next, in step S <b> 302, the
次いで、ステップS303において、弁制御部91は、高温側オイルポンプ42が始動してからの経過時間ETが基準時間Tref以上であるか否かを判定する。経過時間ETが基準時間時間Tref未満であると判定された場合、本制御ルーチンはステップS304に進む。ステップS304では、弁制御部91は開閉弁70を開く。ステップS304の後、本制御ルーチンは終了する。
Next, in step S303, the
一方、ステップS303において経過時間ETが基準時間時間Tref以上であると判定された場合、本制御ルーチンはステップS305に進む。ステップS305では、弁制御部91は開閉弁70を閉じる。ステップS305の後、本制御ルーチンは終了する。
On the other hand, if it is determined in step S303 that the elapsed time ET is greater than or equal to the reference time Tref, the present control routine proceeds to step S305. In step S305, the
なお、第四実施形態において、弁制御部91は、内燃機関100の始動が要求されてから基準時間が経過するまで第一開閉弁71を開き且つ第二開閉弁72を閉じ、ソークタイマ95によって検出された内燃機関100の停止時間が相対的に長い場合に、停止時間が相対的に短い場合に比べて、基準時間を長くしてもよい。この場合、図11に示した制御ルーチンにおいて、図13のステップS301及びステップS302が図11のステップS202の前に実行される。なお、この場合、内燃機関100が停止してから内燃機関100の始動が要求されるまでの時間が内燃機関100の停止時間とされる。第四実施形態のこの変形例では、内燃機関100の始動が要求されてから内燃機関100が始動されるまでの時間が長くなることを抑制することができる。
In the fourth embodiment, the
以上、本発明に係る好適な実施形態を説明したが、本発明はこれら実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲の記載内で様々な修正及び変更を施すことができる。 The preferred embodiments according to the present invention have been described above, but the present invention is not limited to these embodiments, and various modifications and changes can be made within the scope of the claims.
1、1a、1b、1c、1d オイル循環装置
30 低温側オイル循環路
31 低温側オイルパン
32 低温側オイルポンプ
33 低温側オイル被供給部
40 高温側オイル循環路
41 高温側オイルパン
42 高温側オイルポンプ
43 高温側オイル被供給部
44 加熱部
46 通気路
100 内燃機関
DESCRIPTION OF
Claims (11)
オイルを貯留する低温側オイルパンと、該低温側オイルパンからオイルを汲み上げる低温側オイルポンプと、該低温側オイルポンプによって前記低温側オイルパンからオイルが供給される低温側オイル被供給部とが設けられ、前記低温側オイルパンと前記低温側オイル被供給部との間でオイルを循環させる低温側オイル循環路と、
前記加熱部に接続されると共に該加熱部内の空気を排出するように構成された通気路と
を備える、内燃機関のオイル循環装置。 A high-temperature oil pan for storing oil, a high-temperature oil pump for pumping oil from the high-temperature oil pan, a heating unit for heating the oil supplied from the high-temperature oil pan by the high-temperature oil pump, and the heating The oil heated by the unit is supplied, and a high-temperature side oil supply unit arranged in a position lower than the heating unit in the vertical direction is provided, the high-temperature side oil pan, the heating unit, and the high-temperature side oil A high temperature side oil circulation path for circulating oil between the supplied parts;
A low temperature side oil pan for storing oil, a low temperature side oil pump for pumping oil from the low temperature side oil pan, and a low temperature side oil supplied portion to which oil is supplied from the low temperature side oil pan by the low temperature side oil pump. A low-temperature side oil circulation path that circulates oil between the low-temperature side oil pan and the low-temperature side oil supplied portion;
An oil circulation device for an internal combustion engine, comprising: an air passage connected to the heating unit and configured to exhaust air in the heating unit.
当該オイル循環装置は、前記通気路を開閉する開閉弁と、該開閉弁を制御する弁制御部とを更に備え、
前記弁制御部は、前記高温側オイルポンプの始動後、前記開閉弁を一時的に開く、請求項1又は2に記載の内燃機関のオイル循環装置。 The air passage is configured to return a part of the oil in the heating unit to the high temperature oil pan,
The oil circulation device further includes an on-off valve that opens and closes the air passage, and a valve control unit that controls the on-off valve,
3. The oil circulation device for an internal combustion engine according to claim 1, wherein the valve control unit temporarily opens the on-off valve after the high temperature side oil pump is started.
当該オイル循環装置は、前記通気路を開閉する第一開閉弁と、前記加熱部と前記高温側オイル被供給部との間の前記高温側オイル循環路を開閉する第二開閉弁と、前記第一開閉弁及び前記第二開閉弁を制御する弁制御部と、前記内燃機関の始動時期を制御する始動時期制御部と、前記高温側オイルポンプを制御するポンプ制御部とを更に備え、
前記ポンプ制御部は、前記内燃機関の始動が要求されたときに前記高温側オイルポンプを始動させ、前記弁制御部は、前記内燃機関の始動が要求されてから基準時間が経過するまで前記第一開閉弁を開き且つ前記第二開閉弁を閉じ、前記内燃機関の運転中に前記第一開閉弁を閉じ且つ前記第二開閉弁を開き、前記始動時期制御部は、前記内燃機関の始動が要求されてから前記基準時間が経過した後に前記内燃機関を始動させる、請求項1又は2に記載の内燃機関のオイル循環装置。 The air passage is configured to return a part of the oil in the heating unit to the high temperature oil pan,
The oil circulation device includes: a first on-off valve that opens and closes the ventilation path; a second on-off valve that opens and closes the high-temperature side oil circulation path between the heating unit and the high-temperature side oil supplied part; A valve control unit for controlling the one on-off valve and the second on-off valve, a start timing control unit for controlling the start timing of the internal combustion engine, and a pump control unit for controlling the high temperature side oil pump,
The pump control unit starts the high temperature side oil pump when the start of the internal combustion engine is requested, and the valve control unit performs the first operation until a reference time elapses after the start of the internal combustion engine is requested. One open / close valve is opened and the second open / close valve is closed, and the first open / close valve is closed and the second open / close valve is opened during operation of the internal combustion engine. The oil circulation device for an internal combustion engine according to claim 1 or 2, wherein the internal combustion engine is started after the reference time has elapsed since the request was made.
前記弁制御部は、前記ソークタイマによって検出された前記内燃機関の停止時間が相対的に長い場合に、該停止時間が相対的に短い場合に比べて、前記基準時間を長くする、請求項6又は7に記載の内燃機関のオイル循環装置。 A soak timer for detecting a stop time of the internal combustion engine;
The valve control unit makes the reference time longer when the stop time of the internal combustion engine detected by the soak timer is relatively longer than when the stop time is relatively short. An oil circulation device for an internal combustion engine according to claim 7.
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