(57)【要約】      （修正有）【課題】内燃機関停止時、電動式オイルポンプによって、内燃機関の潤滑油を保持すると共に、潤滑部の潤滑油圧力が減少すると電動式オイルポンプを作動させるようにした内燃機関の潤滑油保持装置を提供する。【解決手段】内燃機関１に駆動され潤滑油を圧送する機械式オイルポンプ５と、内燃機関の各摺動部２２と機械式オイルポンプとを連結する第１油路５１の中間部に介装され、潤滑油の機械式オイルポンプ側への逆流防止の第１逆止弁７と、第１逆止弁の下流側に連結した第２油路６２を備えた電動式オイルポンプ６と、第２油路に潤滑油の電動式オイルポンプ側への逆流防止の第２逆止弁８と、電動式オイルポンプの作動を制御する制御装置１０と、を備え、内燃機関が停止中、各摺動部の潤滑油が減少すると、制御装置１０は、電動式オイルポンプを作動させて、各摺動部に記潤滑油を圧送することを特徴とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
アイドルストップ＆スタート装置を装着した内燃機関において、
前記内燃機関に駆動されて、前記内燃機関の潤滑部に潤滑油を圧送する機械式オイルポンプと、
前記潤滑部と前記機械式オイルポンプとを連結する第１油路の中間部に介装され、前記潤滑油が前記機械式オイルポンプ側へ逆流するのを防止する第１逆止弁と、
前記第１逆止弁の下流側に連結した第２油路を備えた電動式オイルポンプと、
前記第２油路の前記電動式オイルポンプの下流側に前記潤滑油が前記電動式オイルポンプ側へ逆流するのを防止する第２逆止弁と、
前記電動式オイルポンプの作動を制御する制御装置と、を備え、
前記内燃機関が停止し、前記潤滑部に充満している潤滑油が減少すると、前記制御装置は、前記電動式オイルポンプを作動させて、前記潤滑部に前記潤滑油を圧送するようにしたことを特徴とする内燃機関の潤滑油保持装置。
【請求項２】
前記潤滑油の減少は、前記潤滑部の潤滑油圧力、又は内燃機関停止後の一定時間経過後の時間の少なくとも何れか一方を用いて前記潤滑油の減少とすることを特徴とする請求項１記載の内燃機関の潤滑油保持装置。
【請求項３】
前記電動式オイルポンプの吐出量は、前記機械式オイルポンプの吐出量によって前記潤滑部に発生する潤滑油圧力より低い一定圧力に設定されていることを特徴とする請求項１又は２のいずれかに記載の内燃機関の潤滑油保持装置。
【請求項４】
前記電動式オイルポンプの作動は、前記制御装置によってＯＮ−ＯＦＦ制御され、ＯＮ時は定格回転で駆動され、前記一定圧力を吐出するようにしたことを特徴とする請求項３記載の内燃機関の潤滑油保持装置。
【請求項５】
前記制御装置は、前記内燃機関が始動すると前記電動式オイルポンプを停止するようにしたことを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の内燃機関の潤滑油保持装置。
【請求項６】
前記制御装置は、前記内燃機関始動後に前記電動式オイルポンプが停止するまでの遅延時間を設けていることを特徴とする請求項５記載の内燃機関の潤滑油保持装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関の停止、始動が頻繁に行われる、該内燃機関の潤滑油を内燃機関停止中においても保持する内燃機関の潤滑油保持装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
最近は、省燃費化のため、アイドルストップ＆スタート装置が搭載された車両が実用化されている。アイドルストップ＆スタート装置は、車両が交差点、踏切及び交通整理用信号等で、一時的に停車した際に、内燃機関を自動的に停止させ、省燃費を実施し、運転者が車両の走行操作を実施すると内燃機関を自動的に始動する装置である。
ところが、内燃機関は、高温状態で運転されるため、内燃機関内の潤滑部である各摺動部を潤滑する潤滑油は、各摺動部を冷却する作用も有しており、潤滑油を多く流通させている。
【０００３】
内燃機関が停止して、機械式オイルポンプの駆動が停止すると、潤滑部に充満している潤滑油は潤滑部の各摺動部の隙間から潤滑油の自重によりオイルパンに流出して、各摺動部の潤滑油はなくなることがある。
図３（Ｃ）に示すように、内燃機関が停止すると、内燃機関運転時の潤滑部の潤滑油圧力Ｐ１は、時間ＴａからＴｅにかけて徐々に低下していく。
この場合、内燃機関の停止時間Ｔ０とした時、Ｔ２の時間は潤滑油圧力Ｐがゼロの状態になっている。
停止時間Ｔ０が経過すると、内燃機関は時間Ｔｃで始動する。この状態で、内燃機関が再始動されても、潤滑部の潤滑油圧力Ｐは、０（ゼロ）→Ｐ１にするまでに、時間Ｔ３を要する。
内燃機関によって駆動される機械式オイルポンプからの潤滑油が各摺動部に到達するまでの時間Ｔ３の間、各摺動部は潤滑油が無い及び不足の状態で摺動することになる。
特に、アイドルストップ＆スタート装置搭載車両においては、潤滑部に潤滑油が無い、又は不足の状態で内燃機関の停止、再始動を繰返すと、潤滑部の各摺動部の摩耗及び冷却不足等により、内燃機関の耐久性を低下させる不具合を起こす。
このような、潤滑油が不足する場合の対応技術として特許文献１が知られている。
【０００４】
特許文献１によると、内燃機関の駆動により油圧を圧送する機械式オイルポンプからの油圧を作動油として用いる油圧機器を備えた車両において、該機械式オイルポンプと並列に連結した電動式オイルポンプを備え、イグニションキーによらずに、内燃機関の停止及び、再始動を自動的に行う装置を搭載し、内燃機関の停止条件が満たされると電動式オイルポンプによって低油圧を発生させる。内燃機関の再始動条件が満たされると電動式オイルポンプは高油圧を発生させるように駆動される。内燃機関の再始動後、所定条件で電動式オイルポンプを停止させる技術である。
これにより、内燃機関再始動時にタイミングよく必要十分な油圧を確保して、油圧クラッチの係合状態を維持してクラッチの係合に伴うショックの低減を図るものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００２−１０６３８０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところが、特許文献１によると、内燃機関自動停止自動始動装置においては、内燃機関の停止条件が満たされるに伴って電動式オイルポンプが低油圧を発生し、内燃機関の再始動条件が満たされるに伴って、電動式オイルポンプが相対的に高油圧を発生させる。
即ち、油圧クラッチの係合状態を維持するために、電動式オイルポンプの吐出圧力を２段階に制御するものであり、且つ、少なくとも内燃機関停止中は常に作動する装置となっており、電動式オイルポンプの耐久性及び、制御の複雑さに伴う装置全体のコスト等に問題が発生する可能性が高い不具合を有している。
【０００７】
本発明は、上述した従来技術の課題に鑑みなされた発明であって、内燃機関停止時、電動式オイルポンプによって、内燃機関の潤滑油を保持すると共に、潤滑部の潤滑油圧力が減少すると電動式オイルポンプを作動させるようにした内燃機関の潤滑油保持装置の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するため本発明によれば、アイドルストップ＆スタート装置を装着した内燃機関において、
前記内燃機関に駆動されて、前記内燃機関の潤滑部に潤滑油を圧送する機械式オイルポンプと、
前記潤滑部と前記機械式オイルポンプとを連結する第１油路の中間部に介装され、前記潤滑油が前記機械式オイルポンプ側へ逆流するのを防止する第１逆止弁と、
前記第１逆止弁の下流側に連結した第２油路を備えた電動式オイルポンプと、
前記第２油路の前記電動式オイルポンプの下流側に前記潤滑油が前記電動式オイルポンプ側へ逆流するのを防止する第２逆止弁と、
前記電動式オイルポンプの作動を制御する制御装置と、を備え、
前記内燃機関が停止し、前記潤滑部に充満している潤滑油が減少すると、前記制御装置は、前記電動式オイルポンプを作動させて、前記潤滑部に前記潤滑油を圧送するようにしたことを特徴とする内燃機関の潤滑油保持装置を提供できる。
【０００９】
本発明によれば、内燃機関が停止しても、電動式オイルポンプ、第１及び第２逆止弁によって、潤滑部に潤滑油を保持できるので、潤滑部の耐摩耗性及び、冷却効果が維持でき、内燃機関の耐久性を向上させることが可能となる。
また、電動式オイルポンプは、潤滑油が減少すると作動するようにしたので、電動式オイルポンプの作動時間が短くなり、電動式オイルポンプの耐久性を向上させると共に、駆動による消費電力抑制に伴う内燃機関の省燃費が図れる。
【００１０】
また、本発明において好ましくは、前記潤滑油の減少は、前記潤滑部の潤滑油圧力、又は内燃機関停止後の一定時間経過後の時間の少なくとも何れか一方を用いて前記潤滑油の減少とするとよい。
【００１１】
このような構成にすることにより、従来から内燃機関に装着されている潤滑油圧力センサ（油圧センサ）又は、内燃機関停止後の一定時間経過後の潤滑部から潤滑油が流出する量を予測して、電動式オイルポンプを作動させるので、装置が簡素化され、装置のコスト上昇を抑制できる。
【００１２】
また、本発明において好ましくは、前記電動式オイルポンプの吐出量は、前記機械式オイルポンプの吐出量によって前記潤滑部に発生する潤滑油圧力より低い一定圧力に設定されているとよい。
【００１３】
前記電動式オイルポンプの作動は、前記制御装置によってＯＮ−ＯＦＦ制御され、ＯＮ時は定格回転で駆動され、前記一定圧力を吐出するようにするとよい。
【００１４】
このような構成にすることにより、内燃機関が停止している間は、該内燃機関が稼働している時の潤滑油圧力を保持する必要がない。
内燃機関始動時、潤滑部に潤滑油が保持され、摺動部の潤滑に必要な潤滑油量があればよい。このようにすることで、電動式オイルポンプを小型化による重量軽減、及びコストの低減、消費電力の抑制による燃費向上が図れる。
【００１５】
また、本発明において好ましくは、前記制御装置は、前記内燃機関が始動すると前記電動式オイルポンプを停止するようにするとよい。
【００１６】
このような構成にすることにより、電動式オイルポンプを不要に回転させないようにすることで、電動式オイルポンプの耐久性向上と、電力使用の抑制による内燃機関の省燃費化が図れる。
【００１７】
また、本発明において好ましくは、前記制御装置は、前記内燃機関始動後に前記電動式オイルポンプが停止するまでの遅延時間を設けるとよい。
【００１８】
このような構成にすることにより、内燃機関始動後、機械式オイルポンプから潤滑部を内燃機関の駆動に必要な潤滑油圧力になるまでの時間を極力短くして、潤滑部の耐摩耗性を向上させることができる。
【発明の効果】
【００１９】
このようにすることで、内燃機関停止時、電動式オイルポンプによって、内燃機関の潤滑油を保持すると共に、潤滑部の潤滑油圧力が減少すると電動式オイルポンプを作動させるようにして、内燃機関の耐久性向上、電動式オイルポンプの小型化による重量軽減、及びコストの低減と、消費電力の抑制による燃費向上が図れる内燃機関の潤滑油保持装置の提供ができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の実施形態が適用された、内燃機関全体の概略構成図を示す。
【図２】本発明を実施するための作動フロー図を示す。
【図３】（Ａ）は本発明による潤滑部の内燃機関停止及び始動の潤滑油圧の変化、（Ｂ）は（Ａ）のＺ部拡大図、（Ｃ）は従来における内燃機関停止及び始動の潤滑油圧の変化の説明図を示す。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本発明の実施形態を図に基づいて詳細に説明する。
但し、この実施形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは特に特定的な記載がない限り、この発明の範囲をそれのみに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。
【００２２】
図１は実施形態が適用された、内燃機関全体の概略構成図を示す。
１は内燃機関全体構成図を示す。内燃機関１は、内燃機関本体２と、該内燃機関本体２の下部に装着され、内燃機関本体２の各部を潤滑する潤滑油を貯溜するオイルパン３と、内燃機関本体２駆動され、オイルパン３内の潤滑油を汲みあげて、第１油路５１を介して後述するオイルギャラリィー２１に潤滑油を圧送する機械式オイルポンプ５と、第１油路５１で、機械式オイルポンプ５の下流側に配設され、機械式オイルポンプ５から圧送した潤滑油が機械式オイルポンプ５側に逆流しないようにする第１逆止弁７と、機械式オイルポンプ５から圧送した潤滑油を内燃機関本体２内の潤滑部である各摺動部２２に供給するオイルギャラリィー２１と、第１油路５１のオイルギャラリィー２１と第１逆止弁７との間に連結した第２油路６２を備えた電動式オイルポンプ６と、第２油路６２で電動式オイルポンプ６の下流側に配設され、第１油路５１及び電動式オイルポンプ６から圧送した潤滑油が電動式オイルポンプ６側に逆流しないようにする第２逆止弁８と、オイルギャラリィー２１内の潤滑油圧力を検知する潤滑油圧力検知センサ９と、内燃機関１の作動状態を検知する回転数センサ１１と、内燃機関１の作動を制御する制御装置１０とを備えている。
２１は内燃機関本体２内の冷却水を冷却するラジエータ（図示省略）を通過する空気を吸引するラジエータファンである。
【００２３】
尚、潤滑油圧力検知センサ９は、オイルギャラリィー２１内の潤滑油圧力が規定値以下になると警報を発するためのセンサであり、従来から装着されており、俗称オイルプレッシャスイッチとも呼称され、本発明用に特別に設けたセンサではない。
第１逆止弁７は、内燃機関１が停止すると機械式オイルポンプ５が停止する。機械式オイルポンプ５が停止すると、内燃機関本体２側に圧送していた潤滑油が、該潤滑油の自重によって機械式オイルポンプ５の隙間からオイルパン３側に流出（戻る）のを防止する。
更に、第１逆止弁７は、内燃機関１の停止後、電動式オイルポンプ６が作動した時に、電動式オイルポンプ６から吐出された潤滑油が、機械式オイルポンプ５を介してオイルパン３側に流出（戻る）するのを防止している。
【００２４】
第２逆止弁８も第１逆止弁７と同様に、内燃機関本体２側に圧送していた潤滑油及び機械式オイルポンプ５から吐出された潤滑油が、第２逆止弁８を介してオイルパン３側に流出（戻る）するのを防止している。
従って、第１逆止弁７及び第２逆止弁８は、内燃機関１が停止して、電動式オイルポンプ６が作動するまでの間（時間）オイルギャラリィー２１の上流側を密閉する構造となり、各摺動部２２から潤滑油が流出するのを遅らせる効果を有している。
【００２５】
制御装置１０は、内燃機関１の運転状態、即ち内燃機関１が作動しているか、停止しているかを検知する回転数センサ１１からの信号と、オイルギャラリィー２１内の潤滑油圧力Ｐが閾値（規定値）Ｐ２以下になった場合に潤滑油圧力検知センサ９からの信号とが入力される。
また、制御装置１０は、回転数センサ１１からの信号で内燃機関１が停止したことを判断すると、制御装置１０内蔵されているタイマー（図示省略）が作動するようになっている。
タイマーによって計測が開始されて一定時間経過すると、制御装置１０は、電動式オイルポンプ６の駆動モータ６１を駆動する指令を出す。
本実施形態の場合、制御装置１０は、電動式オイルポンプ６を作動させるために潤滑油圧力検知センサ９と、タイマーとの２情報が得られるようになっている。
２情報において、電動式オイルポンプ６を作動させるタイミングが異なる場合には、先に電動式オイルポンプ６を作動させる条件が整った方を優先して、電動式オイルポンプ６を作動させるようになっている。
【００２６】
また、タイマーによって計測される一定時間経過とは、内燃機関１を停止して、機械式オイルポンプ５が潤滑油の圧送を停止してから、各摺動部２２に充満している潤滑油の流出が始まり、各摺動部２２の潤滑油圧力が規定値Ｐ２になるまでの時間を試験装置にて実測した結果を使用している。
潤滑油圧が規定値Ｐ２になるまでの時間は、潤滑油の温度、各摺動部２２の隙間によって異なる。
しかし、各摺動部２２の隙間は、内燃機関１の製造工程で高精度に管理されており、潤滑油は、図示省略したオイルクーラ等により一定温度に保たれている。
従って、夫々の内燃機関１によるバラツキは小さく、タイマーだけによる電動式オイルポンプ６の駆動制御を実施しても本発明の目的は達成できる。
【００２７】
図２及び図３（Ａ）及び（Ｂ）に基づいて制御装置の作動について説明する。
図２は本発明を実施するための作動フロー図を示し、図３（Ａ）は、本発明による潤滑部の内燃機関停止及び始動の潤滑油圧力の変化を示し、（Ｂ）は（Ａ）Ｚ部の拡大図を示す。
尚、本作動フローはアイドルストップ＆スタート装置を搭載した車両に基づいて説明する。
ステップＳ１において本発明の制御がスタートする。ステップＳ２において、車両が交差点等の交通整理信号により停車すると、車両に搭載された内燃機関（Ｅ/Ｇ）１が停止すると共に、制御装置１０はタイマーを作動させる。
ステップＳ３において、タイマーの経過時間Ｔ≧Ｔ５一定時間（閾値）になっているかを判断する。
図３（Ａ）において、各摺動部２２の潤滑油圧力Ｐは時間Ｔａの潤滑油圧力Ｐ１から時間の経過とともに降下していく。
また、潤滑油圧力検知センサ９からの信号も入力されている。潤滑油圧力検知センサ９からの信号は、各摺動部２２の潤滑油圧力Ｐ≦Ｐ２閾値かを判断する。
タイマーの経過時間Ｔ情報と、潤滑油圧力Ｐ情報の少なくともいずれか一方がＹｅｓならステップＳ４に進む。各摺動部２２の潤滑油切れ防止を安全サイドに実施している。
経過時間Ｔ及び、潤滑油圧力Ｐ共に条件である閾値を満たしていない場合は、Ｎｏを選択してステップＳ２に戻る。
【００２８】
ステップＳ４において、制御装置１０は電動式オイルポンプ６を作動させる。
電動式オイルポンプ６が作動を開始しても、各摺動部２２への潤滑油の到達には時間を要するため、潤滑油圧力Ｐは下がり続ける。
電動式オイルポンプ６が作動を開始して、時間Ｔ６経過後に各摺動部２２の潤滑油圧力Ｐは下降から上昇に転じる。
【００２９】
ステップＳ５において、潤滑部である各摺動部２２に電動式オイルポンプ６によって潤滑油を圧送するが、潤滑油の圧送量は、各摺動部２２の隙間から流出する流出量を見込んで、潤滑油圧力Ｐが内燃機関１の作動時の潤滑油圧力Ｐ１より低い一定圧力Ｐ３に維持する量としている。
電動式オイルポンプ６の作動は、制御装置１０によってＯＮ−ＯＦＦ制御され、ＯＮ時は定格回転数で駆動されて、一定圧力Ｐ３を吐出するようになっている。
維持する時間は、内燃機関１が再始動するまでの時間Ｔｃとなる。
ステップＳ６において、運転者が車両の走行操作をすると、内燃機関１は始動（時間Ｔｃ）する。（内燃機関１は時間Ｔ０の間停止していたことになる）
Ｙｅｓを選択してステップＳ７に進む。
ステップＳ６において、内燃機関１が始動していない場合は、ステップＳ４に戻り、電動式オイルポンプ６の作動は継続される。
潤滑油圧力ＰをＰ１より低いＰ３に保持することは、内燃機関１が停止している間は、該内燃機関１が稼働している時の潤滑油圧力Ｐ３を保持する必要がない。
従って、内燃機関１始動時、各摺動部２２に潤滑油が保持され、各摺動部２２の潤滑に必要な潤滑油量があればよい。このようにすることで、電動式オイルポンプ６を小型化して、重量、コスト及び消費電力の抑制と燃費向上が図れる。
【００３０】
ステップＳ７において、図３（Ｂ）に示すように、電動式オイルポンプ６の駆動を内燃機関１の始動後遅延時間Ｔ７を設けて電動式オイルポンプ６の駆動を継続させている。
これは、内燃機関１の始動当初は、機械式オイルポンプ５の潤滑油吐出圧力も低い。従って、機械式オイルポンプ５と電動式オイルポンプ６の駆動を併用させることにより、各摺動部２２の潤滑油圧力Ｐを早急にＰ１に上昇させることにより、各摺動部２２の潤滑油不足の時間を少なくすることにある。
【００３１】
ステップＳ８において電動式オイルポンプ６は停止される。
内燃機関１の作動が継続し、機械式オイルポンプ５からの潤滑油吐出量も多くなると、第１油路５１内の潤滑油圧力Ｐが上昇して第２逆止弁８を電動式オイルポンプ６側に押圧するようになる。
従って、電動式オイルポンプ６は制御装置１０によって駆動を停止する。ステップＳ１０にて終了する。
【００３２】
このようにすることで、内燃機関１が停止しても、電動式オイルポンプ６、第１及び第２逆止弁７，８によって、各摺動部２２に潤滑油を保持できるので、各摺動部２２の耐摩耗性及び、冷却効果が維持でき、内燃機関の耐久性を向上させることが可能となる。
また、電動式オイルポンプは、潤滑油が減少すると作動するようにしたので、電動式オイルポンプの作動時間が短くなり、耐久性を向上させると共に、駆動による消費電力抑制に伴う内燃機関の省燃費が図れる。
更に、電動式オイルポンプ６の吐出量は、機械式オイルポンプ５の吐出量によって各摺動部２２に発生する潤滑油圧力Ｐ１より低い潤滑油圧力Ｐ３になるように設定することで、電動式オイルポンプを小型軽量化して、コスト及び消費電力の抑制による燃費向上を図る。  
【産業上の利用可能性】
【００３３】
内燃機関の停止、始動が頻繁に行われる該内燃機関の潤滑部の潤滑油を内燃機関停止中においても保持する内燃機関の潤滑油保持装置に利用できる。
【符号の説明】
【００３４】
１        内燃機関
２        内燃機関本体
３        オイルパン
５        機械式オイルポンプ
６        電動式オイルポンプ
７        第１逆止弁
８        第２逆止弁
９        潤滑油圧力検知センサ
１０      制御装置
１１      回転数センサ
２１      オイルギャラリィー
２２      各摺動部（潤滑部）
【図１】
2014105665.tif 000003
【図２】
2014105665.tif 000004
【図３】
2014105665.tif 000005