(57)【要約】【課題】ピストンの昇温又は冷却の応答性を高めること。【解決手段】ピストンヘッド部１ａに形成した内側の第１油路３及び外側の第２油路４からなる二重構造のクーリングチャンネル２と、これら第１又は第２の油路３，４の内の少なくとも何れか一方に対して機関冷間時に暖機オイルを供給する暖機オイル供給手段２０と、これら第１又は第２の油路３，４の内の少なくとも何れか他方に対してピストン高温時に冷却オイルを供給する前記暖機オイル供給手段２０とは別構造の冷却オイル供給手段３０とで構成すること。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ピストンヘッド部に形成した内側の第１油路及び外側の第２油路からなる二重構造のクーリングチャンネルと、
前記第１又は第２の油路の内の少なくとも何れか一方に対して機関冷間時に暖機オイルを供給する暖機オイル供給手段と、
前記第１又は第２の油路の内の少なくとも何れか他方に対してピストン高温時に冷却オイルを供給する前記暖機オイル供給手段とは別構造の冷却オイル供給手段と、
で構成したことを特徴とするピストン温度制御装置。
【請求項２】
前記暖機オイル供給手段は前記第１油路に対して前記暖機オイルを供給し、前記冷却オイル供給手段は前記第２油路に対して前記冷却オイルを供給するよう構成したことを特徴とする請求項１記載のピストン温度制御装置。
【請求項３】
前記暖機オイル供給手段は、オイルを温める昇温手段と、該昇温手段により温められた暖機オイルを前記オイル供給対象の油路のオイル導入路に噴射するオイルジェットとを備え、前記冷却オイル供給手段は、オイルを冷却する冷却手段と、該冷却手段により冷却された冷却オイルを前記オイル供給対象の油路のオイル導入路に噴射するオイルジェットとを備えたことを特徴とする請求項１又は２に記載のピストン温度制御装置。
【請求項４】
前記暖機オイル供給手段のオイルジェットを、前記第１及び第２の油路の双方のオイル導入路に暖機オイルが噴射されるよう構成したことを特徴とする請求項３記載のピストン温度制御装置。
【請求項５】
前記暖機オイル供給手段へのオイル供給を行うオイルポンプとして電動式オイルポンプを設け、前記冷却オイル供給手段へのオイル供給を行うオイルポンプとして電動式オイルポンプ又は機械式オイルポンプを設けたことを特徴とする請求項１，２，３又は４に記載のピストン温度制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関に用いられるピストンの暖機及び冷却を適宜行い得るピストン温度制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、内燃機関においては、ピストン（特にピストンヘッド部）に大きな熱負荷が掛かるので、その熱負荷やノッキング等の異常燃焼によってはピストンが極度に高温になり溶損等してしまう。その一方で、ピストンの温度が低過ぎると、加速性能や燃費が悪化し、また、機関始動時には始動性が悪化してしまう。
【０００３】
そこで、従来、ピストンが高温のときにはこれを冷却させ、また、ピストンが低温のときにはこれを昇温させる種々の技術が開示されている。
【０００４】
例えば、１つのオイルジェットに対して２系統の給油経路を設け、高温時にはオイルクーラを経由させてオイルジェットにオイルを供給する一方、低温時にはオイルクーラを経由させずにバイパスさせてオイルジェットにオイルを供給し、そのオイルジェットからピストンへオイルを噴射させる、という技術が下記の特許文献１に開示されている。また、下記の特許文献２には、１つのオイルジェットに対して２系統の給油経路を設け、夫々の給油経路の流量比を所定の条件に応じて変化させる、という技術が開示されている。
【０００５】
更に、下記の特許文献３には、ピストンへの冷却用のオイルの噴射用として２つのオイル噴射ノズルを設け、オイルを噴射させるオイル噴射ノズルの本数を機関負荷状態に応じて変化させる、という技術が開示されており、また、下記の特許文献４には、エンジン温度が基準温度以下のときに潤滑用のオイルを噴射する技術が開示されている。
【０００６】
また更に、下記の特許文献５には、ピストン頂面の凹部を冷却する凹部冷却通路と、その凹部の側壁面及びピストンヘッドの周縁部を冷却するピストンヘッド冷却通路とをピストンに形成し、これら各冷却通路に冷却用のオイルを供給する、という技術が開示されている。
【０００７】
【特許文献１】実開昭５８−１４９５０６号公報
【特許文献２】特開昭６４−７７７１９号公報
【特許文献３】特開２００３−３０１７４４号公報
【特許文献４】特開昭６３−２８９２１３号公報
【特許文献５】特開２００１−２２７３３９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、上記各特許文献１〜５に開示された従来の技術にあっては、ピストンの冷却又は昇温の何れか一方しか行うことができない。
【０００９】
ここで、上記各特許文献１〜４の各技術において冷却と昇温の双方を行い得るよう構成したと仮定する。しかしながら、かかる場合にあっては、ピストンの冷却要求又は昇温要求に応じて即座に冷却又は昇温を行えない，即ちピストンの温度変化に対する応答性が悪い、という不都合があった。
【００１０】
例えば、上記特許文献１，２又は４に開示された技術にあっては、１つのオイルジェットでオイルを噴射させるので、そのオイルジェットに至るまでの油路上のオイルの温度を所望の用途用（冷却用又は昇温用）へと切り替えるのに時間を要し、ピストンを即座に冷却又は昇温させることができない。ここで、大容量の冷却手段や昇温手段を設けることによって切替時間の短縮を図り得ると考えられるが、その一方で、冷却手段や昇温手段の大型化による車輌への搭載性の悪化、オイル流量の増加に伴うメカニカルロス等の弊害が生じてしまう。
【００１１】
また、上記特許文献３に開示された技術にあっては、２つのオイル噴射ノズルを具備しているので上記特許文献１，２又は４の如き不都合は懸念され難いが、夫々のオイル噴射ノズルから噴射されたオイルはピストンの１つの冷却空洞に供給されるので、この冷却空洞内のオイルの入れ替えに時間を要し、結局の所、ピストンを即座に冷却又は昇温させることができない。
【００１２】
更に、上記特許文献５に開示された技術にあっては、ピストンヘッド部に２つの別個独立した凹部冷却通路とピストンヘッド冷却通路とが張り巡らされているので、このピストンヘッド部の薄肉化による強度低下が懸念される。
【００１３】
そこで、本発明は、かかる従来例の有する不都合を改善し、ピストンの昇温又は冷却を即座に行うことができ、そのピストンの耐久性を向上させ得るピストン温度制御装置を提供することを、その目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記目的を達成する為、請求項１記載の発明では、ピストンヘッド部に形成した内側の第１油路及び外側の第２油路からなる二重構造のクーリングチャンネルと、前記第１又は第２の油路の内の少なくとも何れか一方に対して機関冷間時に暖機オイルを供給する暖機オイル供給手段と、前記第１又は第２の油路の内の少なくとも何れか他方に対してピストン高温時に冷却オイルを供給する前記暖機オイル供給手段とは別構造の冷却オイル供給手段とでピストン温度制御装置を構成している。
【００１５】
この請求項１記載の発明によれば、オイル供給側とオイル流入側共に、暖機用と冷却用として別個独立した構成からなるので、ピストンを即座に昇温又は冷却させることができる。
【００１６】
上記目的を達成する為、請求項２記載の発明では、上記請求項１記載のピストン温度制御装置において、前記暖機オイル供給手段は前記第１油路に対して前記暖機オイルを供給し、前記冷却オイル供給手段は前記第２油路に対して前記冷却オイルを供給するよう構成している。
【００１７】
この請求項２記載の発明によれば、温度が高いピストンの外周面に近い外側の第２油路に冷却オイルが供給されるので、冷却効率が向上する。
【００１８】
上記目的を達成する為、請求項３記載の発明では、上記請求項１又は２に記載のピストン温度制御装置において、前記暖機オイル供給手段は、オイルを温める昇温手段と、この昇温手段により温められた暖機オイルを前記オイル供給対象の油路のオイル導入路に噴射するオイルジェットとを備え、前記冷却オイル供給手段は、オイルを冷却する冷却手段と、この冷却手段により冷却された冷却オイルを前記オイル供給対象の油路のオイル導入路に噴射するオイルジェットとを備えている。
【００１９】
この請求項３記載の発明によれば、暖機性能と冷却性能が向上する。
【００２０】
上記目的を達成する為、請求項４記載の発明では、上記請求項３記載のピストン温度制御装置において、前記暖機オイル供給手段のオイルジェットを前記第１及び第２の油路の双方のオイル導入路に暖機オイルが噴射されるよう構成している。
【００２１】
この請求項４記載の発明によれば、ピストンをより早期に且つより高温まで上昇させることができる。
【００２２】
上記目的を達成する為、請求項５記載の発明では、上記請求項１，２，３又は４に記載のピストン温度制御装置において、前記暖機オイル供給手段へのオイル供給を行うオイルポンプとして電動式オイルポンプを設け、前記冷却オイル供給手段へのオイル供給を行うオイルポンプとして電動式オイルポンプ又は機械式オイルポンプを設けている。
【００２３】
この請求項５記載の発明によれば、最適な量や温度に制御されたオイルを暖機オイル供給手段や冷却オイル供給手段から供給することができる。
【発明の効果】
【００２４】
本発明に係るピストン温度制御装置は、ピストンの温度制御の応答性が良く、これが為、そのピストンの耐久性が向上し、更に、始動性、燃費性能や加速性能が向上する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
以下に、本発明に係るピストン温度制御装置の実施例を図面に基づいて詳細に説明する。尚、この実施例によりこの発明が限定されるものではない。
【実施例１】
【００２６】
本発明に係るピストン温度制御装置の実施例１を図１から図８−２に基づいて説明する。
【００２７】
本実施例１のピストン温度制御装置は、図１に示す如く、ピストン１に形成されたクーリングチャンネル２及びオイル導入路３ａ，４ａ及びオイル排出路３ｂ，４ｂと、クーリングチャンネル２に暖機オイルを供給する暖機オイル供給手段２０と、クーリングチャンネル２に冷却オイルを供給する冷却オイル供給手段３０と、その暖機オイル供給手段２０にオイルを供給する電動式オイルポンプＰｅと、その冷却オイル供給手段３０にオイルを供給する機械式オイルポンプＰｍとで構成される。
【００２８】
最初に、ピストン１側の構成について詳述する。
【００２９】
内燃機関に用いられるピストン１は、シリンダブロック１０内に配置され、コネクティングロッド１１やクランクシャフト１２に連結されて、そのシリンダブロック１０のシリンダボア内で上下動することによりクランクシャフト１２において軸出力を発生させる。
【００３０】
本実施例１のピストン１は、そのピストンヘッド部１ａに当該ピストン１を昇温及び冷却させるクーリングチャンネル２が形成されている。このクーリングチャンネル２は、図１〜図３に示す如く、ピストン１の外径と略同心円上に配置された環状の第１油路３と、この第１油路３の外壁面を内方の壁面とする環状の第２油路４とで構成された二重構造のものであって、その夫々の油路３，４において別個独立してオイルが流れる。
【００３１】
このように別個独立の２つのオイルの流路を二重構造にして一箇所に集中配置させることによって、ピストンヘッド部１ａの薄肉化が抑えられ、その強度を確保することができる。
【００３２】
また、そのピストンヘッド部１ａには、図２に示す如く、ピストン底面と内側の第１油路３とを連通させる２つの油路３ａ，３ｂと、ピストン底面と外側の第２油路４とを連通させる２つの油路４ａ，４ｂとが形成されている。
【００３３】
ここで、本実施例１にあっては、油路３ａの開口部から第１油路３にオイルを導入し、そのオイルは油路３ｂから排出される。また、油路４ａの開口部から第２油路４にオイルを導入し、そのオイルは油路４ｂから排出される。そこで、以下においては、便宜上、「油路３ａ」を「第１オイル導入路３ａ」と、「油路３ｂ」を「第１オイル排出路３ｂ」と、「油路４ａ」を「第２オイル導入路４ａ」と、「油路４ｂ」を「第２オイル排出路４ｂ」という。
【００３４】
次に、本実施例１の暖機オイル供給手段２０の構成について詳述する。
【００３５】
この暖機オイル供給手段２０は、図１に示す如く、第１オイル導入路３ａの開口部にオイルを噴射するオイルジェット２１と、このオイルジェット２１にオイルを送る油路２２と、この油路２２上に配置されたヒータ等の昇温手段２３と、この昇温手段２３を制御する制御装置２４とで構成される。
【００３６】
先ず、本実施例１のオイルジェット２１は、シリンダブロック１０の下面に配設される。また、このオイルジェット２１は、そのオイル噴射ノズル２１ａの先端がピストン底面を向くよう配置され、更に、上下動するピストン１（特にピストンスカート１ｂ）に接触しないよう配置されている。
【００３７】
本実施例１にあっては、そのオイル噴射ノズル２１ａの上方に位置している第１オイル導入路３ａの開口部にオイルジェット２１がオイルを噴射し、第１油路３へのオイル供給を行う。
【００３８】
ここで、そのオイル噴射ノズル２１ａと第１オイル導入路３ａの開口部との位置関係は、例えば、ピストン１が上死点に位置しているときに噴射する場合、下死点に位置しているときに噴射する場合等のピストン１の位置に対しての噴射時期により異なる。これが為、実機においては、その点を考慮した上で、オイル噴射ノズル２１ａの向きや形状、第１オイル導入路３ａの開口部の位置等を適宜設定する。尚、本実施例１にあっては、ピストン１の位置に対しては如何様な時期にオイルを噴射してもよく、これが為、そのピストン１の位置に対しての噴射時期については特に言及しない。
【００３９】
また、このオイルジェット２１には、油路２２からの油圧が所定圧を超えるまではオイル噴射ノズル２１ａからオイルを噴射させず、その所定圧を超えたときにオイル噴射ノズル２１ａからオイルを噴射させる機構が設けられている。例えば、かかる機構として、本実施例１にあってはチェック弁（図示略）が設けられている。
【００４０】
続いて、本実施例１の昇温手段２３について説明する。この昇温手段２３は、例えばシリンダブロック１０の外壁面に固定され、電動式オイルポンプＰｅから送られてきたオイルを加熱する。ここで、本実施例１の昇温手段２３は、機関回転数Ｎｅ，機関負荷Ｌ及び機関水温Ｔｗの情報に基づいて制御装置２４によりＯＮ／ＯＦＦ制御や温度設定制御等が行われる。
【００４１】
このような上記の如き構成からなる暖機オイル供給手段２０には、前述したが如く電動式オイルポンプＰｅからオイルが供給される。ここで、この電動式オイルポンプＰｅは、上記昇温手段２３と共に制御装置２４により制御され、例えばオイルパン（図示略）のオイルを吸引して油路２２に圧送する。
【００４２】
ここで、この電動式オイルポンプＰｅには、油路２２へのオイルの供給圧が所定圧を超えないようリリーフ弁（図示略）が設けられている。その所定圧は、前述したオイルジェット２１のチェック弁の開弁圧よりも高く設定し、更に、それ以上の圧でオイルジェット２１がオイルを噴射してもその供給量の増加により暖機性能が大きく向上しない境界の圧に設定する。
【００４３】
また、この電動式オイルポンプＰｅは、オイルジェット２１が即座に最大量のオイルを噴射できるように、図５に示す如く、リリーフ弁が開弁する最大の供給量ＯＰrelに至るまでのポンプ回転数Ｎｐの立ち上がりが速いものを使用することが好ましい。
【００４４】
ここで、本実施例１のオイルジェット２１は、その図５のハッチング部分の範囲内でオイルを噴射する。この図５によれば、ポンプ回転数Ｎｐがリリーフ弁の開弁するポンプ回転数Ｎｐrelを超えてもオイルジェット２１からのオイル供給量は上限のまま変わらない。これが為、電動式オイルポンプＰｅは、その最高の回転数がポンプ回転数Ｎｐrel又はこれよりも僅かに高い回転数となるよう制御装置２４により制御させることが好ましく、これにより電動式オイルポンプＰｅの無駄な量のオイルの吸引が抑えられるので、例えばオイルパンに溜めるオイル量の低減を図ることができる。
【００４５】
次に、本実施例１の冷却オイル供給手段３０の構成について詳述する。
【００４６】
この冷却オイル供給手段３０は、図１に示す如く、第２オイル導入路４ａの開口部にオイルを噴射するオイルジェット３１と、このオイルジェット３１にオイルを送る油路３２と、この油路３２上に配置されたオイルクーラ等の冷却手段３３と、この冷却手段３３を制御する制御装置３４とで構成される。
【００４７】
ここで、本実施例１のオイルジェット３１についても、前述した暖機オイル供給手段２０のオイルジェット２１と同様に、そのオイル噴射ノズル３１ａの先端をピストン底面に向け、上下動するピストン１（特にピストンスカート１ｂ）に接触しないようシリンダブロック１０の下面に配設される。
【００４８】
この本実施例１のオイルジェット３１は、そのオイル噴射ノズル３１ａの上方に位置している第２オイル導入路４ａの開口部にオイルを噴射し、第２油路４へのオイル供給を行う。
【００４９】
また、そのオイル噴射ノズル３１ａと第２オイル導入路４ａの開口部との位置関係についても、前述した暖機オイル供給手段２０のオイルジェット２１と第１オイル導入路３ａの開口部の場合と同様に、ピストン１の位置に対しての噴射時期によって異なる。これが為、オイル噴射ノズル３１ａの向きや形状、第２オイル導入路４ａの開口部の位置等は、その点を考慮した上で適宜設定する。尚、この冷却オイル供給手段３０のオイル噴射ノズル３１ａについても、ピストン１の位置に対しては如何様な時期にオイルを噴射してもよく、これが為、そのピストン１の位置に対しての噴射時期については特に言及しない。
【００５０】
また、このオイルジェット３１には、油路３２からの油圧が所定圧を超えるまではオイル噴射ノズル３１ａからオイルを噴射させず、その所定圧を超えたときにオイル噴射ノズル３１ａからオイルを噴射させる機構が設けられている。例えば、かかる機構としては、暖機オイル供給手段２０のオイルジェット２１と同様にチェック弁（図示略）が設けられている。
【００５１】
続いて、本実施例１の冷却手段３３について説明する。この冷却手段３３は、例えばシリンダブロック１０の外壁面に固定され、機械式オイルポンプＰｍから送られてきたオイルを冷却する。ここで、本実施例１の冷却手段３３は、機関回転数Ｎｅ及び機関負荷Ｌの情報に基づいて制御装置３４によりＯＮ／ＯＦＦ制御や温度設定制御等が行われる。
【００５２】
このような上記の如き構成からなる冷却オイル供給手段３０には、前述したが如く機械式オイルポンプＰｍからオイルが供給される。
【００５３】
この機械式オイルポンプＰｍは、クランクシャフト１２で直接駆動する又はクランクシャフト１２の回転をチェーンやスプロケット等を介して伝達させて駆動するものであって、例えばオイルパン（図示略）のオイルを吸引し、これを油路３２に圧送する。
【００５４】
ここで、この機械式オイルポンプＰｍについても、前述した電動式オイルポンプＰｅと同様に、油路３２へのオイルの供給圧が所定圧を超えないようリリーフ弁（図示略）が設けられている。その所定圧は、前述したオイルジェット３１のチェック弁の開弁圧よりも高く設定し、更に、それ以上の圧でオイルジェット３１がオイルを噴射してもその供給量の増加により冷却性能が大きく向上しない境界の圧に設定する。
【００５５】
ところで、本実施例１にあっては機械式オイルポンプＰｍを冷却オイルの供給用として使用する。そして、この機械式オイルポンプＰｍはクランクシャフト１２の回転に連動して駆動するので、オイルジェット３１のチェック弁の開弁圧の設定値次第ではあるが、機関始動直後等の内燃機関の暖機運転時においても冷却オイルがオイルジェット３１から噴射される。一方、アイドル回転数ＮｅIDOLのまま長時間停車させていると、走行風がラジエータ等に当たらないので、内燃機関の水温や油温が上昇し、ピストン１の温度も上昇してしまい冷却を要する場合もある。
【００５６】
そこで、本実施例１の機械式オイルポンプＰｍは、図７に示す如く、リリーフ弁が開弁する最大の供給量ＯＰrelに至るまでのポンプ回転数Ｎｐの立ち上がりが緩やかなものを使用し、その立ち上がりの途中にアイドル回転数ＮｅIDOLが来るように設定する。また、オイルジェット３１は、アイドル回転数ＮｅIDOLよりも低い機関回転数Ｎｅでチェック弁が開弁するよう開弁圧を設定する。
【００５７】
ここで、本実施例１のオイルジェット３１は、その図７のハッチング部分の範囲内でオイルを噴射する。これにより、機関始動直後等の暖機運転時においても冷却オイルがオイルジェット３１から噴射されるが、その噴射量を少量に抑えることができるのでピストン１の昇温への影響を極力抑えることができる一方、アイドル回転数ＮｅIDOLでピストン１の温度が上昇しても冷却オイルを噴射できるのでピストン１の耐久性向上を図り得る。尚、制御装置３４は、ピストン１の冷却を要しない状況下において冷却手段３３を停止させるよう設定しておく。
【００５８】
ここで、本実施例１の制御装置２４，３４は、暖機オイル供給手段２０と冷却オイル供給手段３０の夫々に設けたものとして例示しているが、その夫々の制御機能を例えば内燃機関の燃焼制御等を行う電子制御装置（ＥＣＵ）の機能として設けてもよい。
【００５９】
以下に、本実施例１におけるピストン温度制御装置の動作説明を行う。
【００６０】
最初に、暖機オイル供給手段２０側の動作について説明する。
【００６１】
ここで、この暖機オイル供給手段２０側が動作している場合にあっては、冷却オイル供給手段３０のオイルジェット３１からオイルが噴射されないように、そのチェック弁の開弁圧を設定することが好ましい。
【００６２】
上述したが如く、本実施例１の制御装置２４は、機関回転数Ｎｅ，機関負荷Ｌ及び機関水温Ｔｗの情報に基づき昇温手段２３と電動式オイルポンプＰｅを制御して、ピストン１の温度を上昇させる暖機制御を実行する。
【００６３】
例えば、そのピストン１の暖機制御は、主として、ピストン１の温度が低い機関始動時（図４に示す低速／低負荷時）、ピストン１の温度が低く燃費性能が悪化する図４に示す低速／中負荷時に行うことが好ましい。また、本実施例１にあっては、図４に示す如く、中速／低負荷時にも暖機制御を行わせる。これが為、本実施例１の制御装置２４は、機関回転数Ｎｅや機関負荷Ｌの情報に基づいて運転状態を判断し、上記機関始動時等において暖機制御を行うよう設定されている。
【００６４】
また、この制御装置２４は、機関水温Ｔｗの情報に基づいて暖機制御を行い得るようにも設定されている。これが為、この制御装置２４は、上記の如き運転状態に応じた暖機制御の実行条件に該当した場合でも、機関水温Ｔｗが所定温度よりも高ければ、暖機制御を実行しないように設定されている。ここで、その所定温度とは、暖機制御をせずともよい程にピストン１の温度が十分高くなっているときの機関水温Ｔｗであって、予め実験等で求めた閾値である。
【００６５】
先ず、機関始動時の動作について例示する。
【００６６】
ここで、本実施例１にあっては、機関停止状態において車輌のドアが開かれるとドア部分に設けられているスイッチがＯＮになり、バッテリから供給される微弱な電圧によって制御装置２４や暖機オイル供給手段２０が動作するものとする。
【００６７】
ドアが開かれて上記の如きスイッチがＯＮになると、制御装置２４は、機関水温Ｔｗが所定温度以下であるか否かを判定し、所定温度以下であれば、昇温手段２３を作動させると共に電動式オイルポンプＰｅをリリーフ弁が開弁するポンプ回転数Ｎｐrel又はこれよりも僅かに高い回転数まで上昇させる。
【００６８】
これにより、電動式オイルポンプＰｅからオイルが油路２２に供給され、昇温手段２３で加熱された暖機オイルがオイルジェット２１に導かれる。そして、そのオイル噴射ノズル２１ａから図６に示す最大量の暖機オイルが第１オイル導入路３ａの開口部に噴射され、第１油路３へと供給されてピストン１の温度が上昇する。尚、機関水温Ｔｗが所定温度に達していれば、制御装置２４は、ピストン１の暖機制御を行わない。
【００６９】
しかる後、運転者等が内燃機関を始動させると、この内燃機関は暖機運転を始める。これに伴って、制御装置２４は、図６に示す如く、機関回転数Ｎｅに応じて電動式オイルポンプＰｅのポンプ回転数Ｎｐを低下させ、オイルジェット２１からの暖機オイルの噴射量ＯＪHを減少させる。
【００７０】
ここで、その制御装置２４は、例えば内燃機関が暖機運転を終えた際又は機関水温Ｔｗが上記の所定温度に達した際に、ピストン１の暖機制御を終了する。
【００７１】
このように、ピストン１の温度が低い機関始動時において強制的にピストン１の温度を上昇させることにより早期に燃焼室の温度が上昇するので、始動性や加速性能が向上し、これに伴って、暖機運転中の燃費性能や排気ガスの低減等も図ることができる。
【００７２】
尚、運転者等が内燃機関を始動させない場合に制御装置２４が暖機制御を行い続けると、バッテリの容量低下等の不都合が懸念される。これが為、かかる場合にあっては、暖機制御開始から所定時間経過後（例えば１５秒後等）に制御装置２４が昇温手段２３と電動式オイルポンプＰｅを停止させることが好ましい。
【００７３】
次に、通常の運転時における動作について説明する。
【００７４】
例えば、制御装置２４が機関回転数Ｎｅ及び機関負荷Ｌの情報に基づいて運転状態を判断し、その運転状態が低速／中負荷であったとする。かかる場合、その制御装置２４は、機関水温Ｔｗが上記の所定温度以下であるか否かを判定し、所定温度以下であれば、昇温手段２３を作動させると共に、その機関水温Ｔｗに応じたポンプ回転数Ｎｐ（具体的には、図５に示す機関水温Ｔｗに応じた噴射量ＯＪHとなるポンプ回転数Ｎｐ）で電動式オイルポンプＰｅを駆動させる。
【００７５】
これにより、電動式オイルポンプＰｅから供給されたオイルが昇温手段２３で加熱されてオイルジェット２１に導かれ、そのオイル噴射ノズル２１ａから暖機オイルが第１オイル導入路３ａの開口部に噴射されて第１油路３へと供給されるので、ピストン１の温度を上昇させることができる。
【００７６】
ここで、その制御装置２４は、例えばピストン１の暖機制御を行う運転状態から外れた際又は機関水温Ｔｗが上記の所定温度に達した際に、その暖機制御を終了する。
【００７７】
このように、内燃機関の運転状態や機関水温Ｔｗに応じてピストン１の暖機制御を行うので、暖機オイルの供給時期や供給量を緻密に制御することができ、効果的にピストン１の温度を上昇させることができる。これが為、燃費性能の向上や排気ガスの低減が図れ、更には、加速性能も向上させることができる。
【００７８】
次に、冷却オイル供給手段３０側の動作について説明する。
【００７９】
ここで、この冷却オイル供給手段３０側が動作している場合には、暖機オイル供給手段２０側が動作しないように、制御装置２４が昇温手段２３と電動式オイルポンプＰｅを停止させる。
【００８０】
この本実施例１の冷却オイル供給手段３０には、クランクシャフト１２の回転に連動する機械式オイルポンプＰｍからオイルが供給される。これが為、オイルジェット３１は、図７に示す如く、そのチェック弁を開弁させる量のオイルを機械式オイルポンプＰｍが送出する機関回転数Ｎｅ以上になると、常にオイルを第２オイル導入路４ａの開口部に噴射している。尚、本実施例１にあっては、図７に示す如く、アイドル回転数ＮｅIDOLよりも低い機関回転数Ｎｅでオイルジェット３１からオイルが噴射されるよう設定されているので、機関始動後から機関停止までの間には常時オイルの噴射が行われている。
【００８１】
また、上述したが如く、本実施例１の制御装置３４は、機関回転数Ｎｅ及び機関負荷Ｌの情報に基づき冷却手段３３を制御して、ピストン１を冷却させる冷却制御を実行する。
【００８２】
例えば、そのピストン１の冷却制御は、主として、ピストン１の温度が高く溶損や焼き付き等の虞がある図４に示す中速〜高速／高負荷時に行うことが好ましい。また、本実施例１にあっては、高速／中負荷時にも冷却制御を行わせる。これが為、本実施例１の制御装置３４は、機関回転数Ｎｅや機関負荷Ｌの情報に基づいて運転状態を判断し、上記中速〜高速／高負荷時等において冷却制御を行うよう設定されている。
【００８３】
ここで、その制御装置３４が機関回転数Ｎｅ及び機関負荷Ｌの情報に基づいて運転状態を判断し、その運転状態が高速／高負荷であったとする。かかる場合、その制御装置３４は、冷却手段３３を作動させ、オイルジェット３１に送るオイルを冷却する。
【００８４】
これにより、その冷却オイルがオイルジェット３１のオイル噴射ノズル３１ａから第２オイル導入路４ａの開口部に噴射され、第２油路４へと供給される。これが為、ピストン１が効果的に冷却されるので、その溶損や焼き付き等を抑制することができる。
【００８５】
ここで、制御装置３４は、機関水温Ｔｗの情報をも利用して冷却手段３３の作動制御や停止制御を行ってもよく、これにより、より正確なピストン１の温度制御を行うことができる。
【００８６】
以上示した如く、本実施例１のピストン温度制御装置によれば、暖機オイルが供給される第１油路３と冷却オイルが供給される第２油路４とを別個独立して専用のものとして設けているので、その第１及び第２の油路３，４に残存しているオイルに影響されることなくピストン１の昇温や冷却を行うことができる。そして、これにより、そのピストン１は、応答性良く昇温や冷却が行われる。特に、異常燃焼等で急激に燃焼室の温度が上昇した場合にあっては暖機制御から冷却制御へと迅速に切り替える必要があるが、かかる場合には即座にピストン１を冷却することができるので有用である。
【００８７】
また、本実施例１のピストン温度制御装置は、その第１油路３に暖機オイルを供給する暖機オイル供給手段２０と第２油路４に冷却オイルを供給する冷却オイル供給手段３０とについても夫々別系統で設けているので、即座に必要とされる暖機オイル又は冷却オイルを供給することができ、これにより、更に応答性良くピストン１の昇温や冷却を行うことができる。
【００８８】
そして、このように応答性良くピストン１の温度制御を行うことができるので、ピストン１の耐久性が向上すると共に、燃費性能の向上や排気ガスの低減等をも図ることができる。
【００８９】
ここで、本実施例１にあっては、内部側の第１油路３に暖機オイルが供給され、外部側の第２油路４に冷却オイルが供給されるものとして例示しているが、必ずしもこれに限定するものではない。但し、本実施例１の如くピストン１の外周面に近い外部側の第２油路４に冷却オイルを供給することによって、冷却効率が向上する。
【００９０】
ところで、一般に、低速／高負荷時や中速／中負荷時には内燃機関の発熱と放熱のバランスが取れているので、制御装置２４，３４は、図４に示す如く、夫々の制御を実行しないように設定されている。尚、本実施例１にあっては、高速／低負荷時も無制御範囲としている。
【００９１】
ここで、本実施例１の冷却オイル供給手段３０からは前述したが如くオイルが常時噴射されており、このオイルは、冷却手段３３で冷却されなくてもピストン１の温度よりも低温である。これが為、上記の無制御範囲である場合やピストン１の温度が所定温度よりも低いときには、ピストン１の過冷却が起こることも考えられる。
【００９２】
そこで、前述したアイドル回転数ＮｅIDOLのままの長時間停車によるピストン１の温度上昇が無い又は他の手段（例えばラジエータに風を送る電動ファン）により回避し得るのであれば、高速／高負荷等の冷却を要する運転状態のみでオイルジェット３１がオイルを噴射するように、そのオイルジェット３１のチェック弁の開弁圧を高く設定することが好ましい。これにより、ピストン１の過冷却を抑制することができ、より有効に燃費性能の向上を図ることができる。
【００９３】
尚、上記の無制御範囲であったとしても、制御装置２４は、機関水温Ｔｗが上記の所定温度よりも低ければ暖機制御を行うよう設定され、制御装置３４は、機関水温Ｔｗが上記の所定温度よりも高ければ冷却制御を行うよう設定されることが好ましい。
【００９４】
ここで、図８−１に示す如くピストン１の下降時には特に爆発行程において最大のスラスト力Ｆ１が、また、図８−２に示す如くピストン１の上昇時にはスラスト力Ｆ１と反対方向のスラスト力Ｆ２（＜Ｆ１）がピストン１のピストンリング（図示略）やピストンスカート１ｂからシリンダボア壁面１０ａに掛かる。以下、ピストン１の下降行程においてスラスト力Ｆ１が掛かる側を「スラスト側」といい、ピストン１の上昇行程においてスラスト力Ｆ２が掛かる側を「反スラスト側」という。
【００９５】
そして、そのようなスラスト力Ｆ１，Ｆ２によって、反スラスト側よりもスラスト側の方がピストン１の温度が高くなってしまう。
【００９６】
そこで、本実施例１にあっては、相対的に温度が低い反スラスト側をより効果的に昇温させる一方、温度が高いスラスト側をより効果的に冷却させる為に、ピストン１の反スラスト側に第１オイル導入路３ａの開口部を設けると共にスラスト側に第２オイル導入路４ａの開口部を設け、その第１オイル導入路３ａの開口部に暖機オイル供給手段２０のオイルジェット２１から暖機オイルを噴射させ、その第２オイル導入路４ａの開口部に冷却オイル供給手段３０のオイルジェット３１から冷却オイルを噴射させるよう構成することが好ましい。
【実施例２】
【００９７】
次に、本発明に係るピストン温度制御装置の実施例２を図９及び図１０に基づいて説明する。
【００９８】
本実施例２のピストン温度制御装置は、前述した実施例１と同様に、ピストン１に形成されたクーリングチャンネル２及びオイル導入路３ａ，４ａ及びオイル排出路３ｂ，４ｂと、クーリングチャンネル２に暖機オイルを供給する暖機オイル供給手段２０と、クーリングチャンネル２に冷却オイルを供給する冷却オイル供給手段３０と、その暖機オイル供給手段２０にオイルを供給する電動式オイルポンプＰｅと、その冷却オイル供給手段３０にオイルを供給する機械式オイルポンプＰｍとで構成される。
【００９９】
ここで、本実施例２と実施例１との相違は、その実施例１のピストン温度制御装置において、暖機オイル供給手段２０のオイルジェット２１を図９に示すオイルジェット２５に変更した点にある。
【０１００】
具体的に、本実施例２のオイルジェット２５は、実施例１のオイルジェット２１が１本のオイル噴射ノズル２１ａからクーリングチャンネル２における内側の第１油路３へと暖機オイルを供給するものであるのに対して、更に外側の第２油路４へも暖機オイルが供給できるように、２本の第１及び第２のオイル噴射ノズル２５ａ，２５ｂを備えている点が異なる。
【０１０１】
これにより、図１０に示す如くピストン１をより素早く且つより高温まで昇温させることが可能になり、始動性、加速性能や暖機運転中の燃費性能を更に向上させることができ、排気ガスを更に低減させることができる。
【０１０２】
また、長期機関停止後においてはピストン１とシリンダボア壁面との間で油膜が薄くなったり油幕切れが生じたりするので、機関始動時には、その間で異常摩耗や焼き付きが生じ易くなる。しかしながら、本実施例２の如く２方向にオイルを供給することによって、双方（スラスト側及び反スラスト側）のシリンダボア壁面にオイルが飛散し、これを潤滑油として機能させることができるので、異常摩耗や焼き付きの抑制をも図り得る。
【０１０３】
ここで、本実施例２のピストン温度制御装置は前述した実施例１と同様の動作を行うので、ここでの説明は省略する。
【０１０４】
尚、本実施例２にあっては第１及び第２の油路３，４に暖機オイルが供給されるので、例えば異常燃焼等で急激に燃焼室の温度が上昇した場合に暖機制御から冷却制御へと切り替えると、冷却オイル供給手段３０のオイルジェット３１から第２油路４に供給された冷却オイルは、残留している暖機オイルによって温められ、迅速なピストン１の冷却制御を阻害する虞がある。
【０１０５】
ここで、そのような急激な温度上昇は、一般に通常の運転中に起こることが多く、内燃機関の暖機運転終了直後には起こり難い。
【０１０６】
そこで、第２油路４へと暖機オイルを供給する第２オイル噴射ノズル２５ｂに流路切替弁（図示略）を設け、制御装置２４は、内燃機関の暖機運転中には第１及び第２のオイル噴射ノズル２５ａ，２５ｂから暖機オイルを噴射し、それ以外の通常の運転中には第１オイル噴射ノズル２５ａからのみ暖機オイルを噴射するよう流路切替弁の切り替えを行うことが好ましい。
【実施例３】
【０１０７】
次に、本発明に係るピストン温度制御装置の実施例３を図１１及び図１２に基づいて説明する。
【０１０８】
本実施例３のピストン温度制御装置は、図１１に示す如く、前述した実施例１と同様に、ピストン１に形成されたクーリングチャンネル２及びオイル導入路３ａ，４ａ及びオイル排出路３ｂ，４ｂと、クーリングチャンネル２に暖機オイルを供給する暖機オイル供給手段２０と、クーリングチャンネル２に冷却オイルを供給する冷却オイル供給手段３０とを備えている。
【０１０９】
ここで、本実施例３のピストン温度制御装置においては、その暖機オイル供給手段２０には機械式オイルポンプＰｍからオイルを供給し、その冷却オイル供給手段３０には電動式オイルポンプＰｅからオイルを供給するよう構成されている点が実施例１と異なる。
【０１１０】
これが為、その機械式オイルポンプＰｍは、リリーフ弁が作動する所定圧を、オイルジェット２１のチェック弁の開弁圧よりも高く設定し、更に、それ以上の圧でオイルジェット２１がオイルを噴射してもその供給量の増加により昇温性能が大きく向上しない境界の圧に設定する。そのチェック弁の開弁圧は、アイドル回転数ＮｅIDOLにおいてもオイルが噴射されるよう実施例１よりも低めに設定する。
【０１１１】
また、電動式オイルポンプＰｅは、リリーフ弁が作動する所定圧を、オイルジェット３１のチェック弁の開弁圧よりも高く設定し、更に、それ以上の圧でオイルジェット３１がオイルを噴射してもその供給量の増加により冷却性能が大きく向上しない境界の圧に設定する。
【０１１２】
更に、そのオイルポンプの変更に伴って、暖機オイル供給手段２０の制御装置２４と冷却オイル供給手段３０の制御装置３４の制御動作についても変更している。
【０１１３】
以下、この本実施例３におけるピストン温度制御装置の動作について説明する。
【０１１４】
最初に、暖機オイル供給手段２０側の動作について説明する。
【０１１５】
ここで、この暖機オイル供給手段２０側が動作している場合には、冷却オイル供給手段３０側が動作しないように、制御装置３４が冷却手段３３と電動式オイルポンプＰｅを停止させる。
【０１１６】
先ず、機関始動時の動作について例示する。
【０１１７】
内燃機関が始動すると、この内燃機関は暖機運転を始め、クランクシャフト１２に連動して機械式オイルポンプＰｍから油路２２にオイルが送出される。その際、制御装置２４は、昇温手段２３を作動させて油路２２のオイルを加熱させる。
【０１１８】
これにより、その暖機オイルがオイルジェット２１に送られて、そのオイル噴射ノズル２１ａから暖機オイルが第１オイル導入路３ａの開口部に噴射され、第１油路３へと供給されてピストン１の温度が上昇する。
【０１１９】
ここで、暖機運転の初期にはアイドル回転数ＮｅIDOLよりも高めの回転数で運転しているので、その回転数とリリーフ弁が作動する図１２に示す機関回転数Ｎｅrelとが略同等になるよう設定しておくことによって、暖機運転の初期においては最大量の暖機オイルが第１油路３に供給される。これが為、より早期にピストン１の温度を上昇させることができる。
【０１２０】
また、内燃機関の暖機運転は、機関水温Ｔｗや油温が安定するにつれてその高めの回転数から徐々にアイドル回転数ＮｅIDOLまで低下させる。これが為、本実施例３のオイル噴射ノズル２１ａからの暖機オイルの噴射量は、その機関回転数Ｎｅの低下に伴って徐々に減少していく。
【０１２１】
本実施例３にあっては、内燃機関が暖機運転を終えた際に制御装置２４が昇温手段２３を停止させて、ピストン１の暖機制御を終了する。
【０１２２】
このように、本実施例３にあってもピストン１の温度が低い機関始動時において強制的にピストン１の温度を上昇させるので、実施例１と同様の始動性や加速性能等の効果を奏することができる。
【０１２３】
次に、通常の運転時における動作について説明する。
【０１２４】
例えば、制御装置２４が機関回転数Ｎｅ及び機関負荷Ｌの情報に基づいて運転状態を判断し、その運転状態が実施例１で述べたピストン１の暖機制御を要する低速／中負荷であったとする。かかる場合、制御装置２４は、昇温手段２３を作動させて油路２２のオイルを加熱させる。
【０１２５】
これにより、機関回転数Ｎｅに応じた量の暖機オイルがオイル噴射ノズル２１ａから第１油路３へと供給されるので、ピストン１の温度が上昇し、実施例１と同様の燃費性能の向上や排気ガスの低減、加速性能の向上等が図られる。
【０１２６】
その制御装置２４は、例えば暖機制御を行う運転状態から外れた場合に、そのピストン１の暖機制御を終了する。
【０１２７】
ここで、制御装置２４は、機関水温Ｔｗの情報をも利用して昇温手段２３の作動制御や停止制御を行ってもよく、これにより、より正確なピストン１の温度制御を行うことができる。
【０１２８】
次に、冷却オイル供給手段３０側の動作について説明する。
【０１２９】
ここで、この冷却オイル供給手段３０側が動作している場合にあっては、暖機オイル供給手段２０のオイルジェット２１からオイルが噴射されないように、そのチェック弁の開弁圧を設定することが好ましい。
【０１３０】
例えば、制御装置３４が機関回転数Ｎｅ及び機関負荷Ｌの情報に基づいて運転状態を判断し、その運転状態が実施例１で述べたピストン１の冷却制御を要する高速／高負荷であったとする。かかる場合、制御装置３４は、機関水温Ｔｗが所定温度以上であるか否かを判定し、所定温度以上であれば、冷却手段３３を作動させると共に電動式オイルポンプＰｅをリリーフ弁が開弁するポンプ回転数Ｎｐrel又はこれよりも僅かに高い回転数まで上昇させる。
【０１３１】
これにより、電動式オイルポンプＰｅからオイルが油路３２に供給され、冷却手段３３で冷却された冷却オイルがオイルジェット３１に導かれる。そして、そのオイル噴射ノズル３１ａから図６に示す最大量の冷却オイルが第２オイル導入路４ａの開口部に噴射され、第２油路４へと供給されてピストン１を冷却する。尚、機関水温Ｔｗが所定温度よりも低ければ、制御装置３４は、ピストン１の冷却制御を行わない。
【０１３２】
このように、運転状態や機関水温Ｔｗに応じて冷却制御が行われるので、過度のピストン１の温度上昇を回避することができると共に、ピストン１の過冷却が抑制されるので、ピストン１の溶損や焼き付き等を抑制するだけでなく、燃費性能の向上や排気ガスの低減、加速性能の向上等をも図ることができる。
【０１３３】
ここで、機関回転数Ｎｅや機関負荷Ｌに対応するピストン１の温度を予め実験等で求め、この対応関係をマップデータ等として用意しておいてもよく、これを用いることによって制御装置３４の演算処理時間を短縮し、より応答性が高く、且つ精度の高いピストン１の冷却制御を行うことができる。
【０１３４】
以上示した如く、本実施例３のピストン温度制御装置によれば、実施例１と同様の構成からなる二重構造のクーリングチャンネル２や暖機オイル供給手段２０及び冷却オイル供給手段３０を備えているので、その実施例１と同様に、ピストン１を応答性良く昇温又は冷却させることができ、ピストン１の耐久性の向上や燃費性能の向上等の効果を奏することができる。
【実施例４】
【０１３５】
次に、本発明に係るピストン温度制御装置の実施例４を図１３に基づいて説明する。
【０１３６】
本実施例４のピストン温度制御装置は、図１３に示す如く、前述した実施例１のピストン温度制御装置において、冷却オイル供給手段３０にオイルを供給するポンプを電動式オイルポンプＰｅに変更したものである。換言すれば、暖機オイル供給手段２０側の構成を実施例１と同様にし、冷却オイル供給手段３０側の構成を実施例３と同様にしたものである。
【０１３７】
これが為、その暖機オイル供給手段２０と当該暖機オイル供給手段２０にオイルを供給する電動式オイルポンプＰｅは実施例１と同様に動作し、冷却オイル供給手段３０と当該冷却オイル供給手段３０にオイルを供給する電動式オイルポンプＰｅは実施例３と同様に動作するので、ここでの動作説明は省略する。尚、暖機オイル供給手段２０側が動作しているときには冷却オイル供給手段３０側を、冷却オイル供給手段３０側が動作しているときには暖機オイル供給手段２０側を停止させる。
【０１３８】
このような構成にすることにより、本実施例４のピストン温度制御装置は、前述した実施例１又は実施例３と同様の効果を奏するだけでなく、暖機オイル供給手段２０により第１油路３へと供給される暖機オイルと冷却オイル供給手段３０により第２油路４へと供給される冷却オイルの夫々の供給時期や供給量、更には温度を最も緻密に制御することができる。
【０１３９】
これが為、本実施例４のピストン温度制御装置によれば、内燃機関の運転状態や機関水温Ｔｗに応じた最適なピストン１の温度制御が可能になるので、より有効にピストン１の溶損や焼き付き等を抑制することができ、更には、始動性の向上や燃費性能の向上、排気ガスの低減や加速性能の向上等の効果を高めることができる。
【０１４０】
また、クランクシャフト１２を駆動源とする機械式オイルポンプＰｍが不要であるので、メカニカルロスの低減による燃費性能の向上等が可能になる。
【実施例５】
【０１４１】
次に、本発明に係るピストン温度制御装置の実施例５を図１４に基づいて説明する。
【０１４２】
本実施例５のピストン温度制御装置は、前述した実施例１と同様に、ピストン１に形成されたクーリングチャンネル２及びオイル導入路３ａ，４ａ及びオイル排出路３ｂ，４ｂと、クーリングチャンネル２に暖機オイルを供給する暖機オイル供給手段２０と、クーリングチャンネル２に冷却オイルを供給する冷却オイル供給手段３０と、その暖機オイル供給手段２０にオイルを供給する電動式オイルポンプＰｅと、その冷却オイル供給手段３０にオイルを供給する機械式オイルポンプＰｍとを備えている。
【０１４３】
ここで、本実施例５と実施例１との相違は、先ず、本実施例５の電動式オイルポンプＰｅが図１４に示す第１オイル送出路４１を介して暖機オイル供給手段２０の油路２２にオイルを供給し、本実施例５の機械式オイルポンプＰｍが図１４に示す第２オイル送出路４２を介して冷却オイル供給手段３０の油路３２にオイルを供給する点にある。また、本実施例５にあっては、第１オイル送出路４１と第２オイル送出路４２との間に図１４に示すバイパス油路４３が設けられている点が実施例１とは異なる。
【０１４４】
更に、本実施例５にあっては、その相違点に伴って、暖機オイル供給手段２０の制御装置２４と冷却オイル供給手段３０の制御装置３４の制御動作についても変更している。
【０１４５】
以下、この本実施例５におけるピストン温度制御装置の動作について説明する。
【０１４６】
最初に、暖機オイル供給手段２０側の動作について説明する。
【０１４７】
先ず、機関始動時の動作について例示する。
【０１４８】
本実施例５の制御装置２４は、実施例１と同様に、ドアが開かれてスイッチがＯＮになると、機関水温Ｔｗが所定温度以下であるか否かを判定し、所定温度以下であれば、昇温手段２３を作動させると共に電動式オイルポンプＰｅをリリーフ弁が開弁するポンプ回転数Ｎｐrel又はこれよりも僅かに高い回転数まで上昇させる。
【０１４９】
そして、内燃機関が始動するまでは、実施例１と同様の動作を行い、オイルジェット２１のオイル噴射ノズル２１ａから図６に示す最大量の暖機オイルが第１油路３へと供給されてピストン１の温度が上昇する。
【０１５０】
しかる後、運転者等が内燃機関を始動させて暖機運転が始まると、機械式オイルポンプＰｍが駆動し、第２オイル送出路４２を介して油路２２と油路３２にオイルを供給する。その際、制御装置２４は、電動式オイルポンプＰｅを停止させる。
【０１５１】
ここで、オイルジェット３１のチェック弁の開弁圧をオイルジェット２１のチェック弁の開弁圧よりも高くして、ピストン１の暖機制御中はオイル噴射ノズル３１ａからオイルを噴射させないようにする。例えば、機関回転数Ｎｅが低速域においてオイル噴射ノズル３１ａからの噴射が行われないようにする。
【０１５２】
これが為、機械式オイルポンプＰｍからのオイルは油路２２のみに送出され、そのオイルのみが昇温手段２３で加熱されて、オイルジェット２１のオイル噴射ノズル２１ａから暖機オイルを第１油路３へと供給される。
【０１５３】
このようにして供給された機械式オイルポンプＰｍからのオイルによってピストン１の昇温が続けられ、例えば内燃機関が暖機運転を終えた際又は機関水温Ｔｗが上記の所定温度に達した際に、制御装置２４は、昇温手段２３を停止させる。
【０１５４】
次に、通常の運転時における動作について説明する。
【０１５５】
例えば、制御装置２４が機関回転数Ｎｅ及び機関負荷Ｌの情報に基づいて運転状態を判断し、その運転状態が低速／中負荷であったとする。かかる場合、本実施例５の制御装置２４は、機関水温Ｔｗが上記の所定温度以下であるか否かを判定し、所定温度以下であれば昇温手段２３を作動させる。
【０１５６】
これにより、機械式オイルポンプＰｍから油路２２に送られてきたオイルが昇温手段２３で加熱され、その暖機オイルがオイルジェット２１のオイル噴射ノズル２１ａから第１油路３へと供給されてピストン１の温度が上昇する。
【０１５７】
ここで、冷却オイル供給手段３０側の動作については、電動式オイルポンプＰｅを駆動させずに機械式オイルポンプＰｍのみで、２つのオイルジェット２１，３１から第１及び第２の油路３，４へオイルを供給する。かかる場合、オイルジェット２１からは未冷却のオイルが供給され、オイルジェット３１からは冷却手段３３で冷却された冷却オイルが供給される。尚、その未冷却のオイルは、ピストン１の温度よりも低温である為、冷却用のオイルとしての機能は果たしている。
【０１５８】
このように、本実施例５にあっては機関始動前や始動直後のみ電動式オイルポンプＰｅを駆動させ、それ以外は機械式オイルポンプＰｍからのオイルでピストン１の暖機制御及び冷却制御を行う。これが為、この本実施例５のピストン温度制御装置は、実施例１と同様の効果を奏するだけでなく、バッテリの消費電力の低下や電動式オイルポンプＰｅの小容量化を図り得る。
【産業上の利用可能性】
【０１５９】
以上のように、本発明に係るピストン温度制御装置は、条件に応じてピストンの暖機と冷却の双方を応答性良く行い得る技術として有用である。
【図面の簡単な説明】
【０１６０】
【図１】本発明に係るピストン温度制御装置の実施例１の構成を示す説明図である。
【図２】本発明に係るピストン温度制御装置の制御対象たるピストンの底面図である。
【図３】図２のＸ−Ｘ線から見たピストンの断面図である。
【図４】本発明に係るピストン温度制御装置による暖機制御領域と冷却制御領域とを内燃機関の負荷と回転数との関係から表した図である。
【図５】本発明に係るピストン温度制御装置の電動式オイルポンプの性能曲線を表した図である。
【図６】実施例１の暖機制御時におけるオイルジェットからの供給量を示す図である。
【図７】本発明に係るピストン温度制御装置における実施例１の機械式オイルポンプの性能曲線を表した図である。
【図８−１】ピストン下降時においてピストンとシリンダボア壁面との間に掛かるスラスト力を説明する図である。
【図８−２】ピストン上昇時においてピストンとシリンダボア壁面との間に掛かるスラスト力を説明する図である。
【図９】本発明に係るピストン温度制御装置の実施例２の構成を示す説明図である。
【図１０】１本オイル噴射ノズルを具備するオイルジェットと、本実施例２における２本のオイル噴射ノズルを具備するオイルジェットとによるピストン温度の相違を表した図である。
【図１１】本発明に係るピストン温度制御装置の実施例３の構成を示す説明図である。
【図１２】本発明に係るピストン温度制御装置における実施例３の機械式オイルポンプの性能曲線を表した図である。
【図１３】本発明に係るピストン温度制御装置の実施例４の構成を示す説明図である。
【図１４】本発明に係るピストン温度制御装置の実施例５の構成を示す説明図である。
【符号の説明】
【０１６１】
１  ピストン
１ａ  ピストンヘッド部
２  クーリングチャンネル
３  第１油路
３ａ  第１オイル導入路
３ｂ  第１オイル排出路
４  第２油路
４ａ  第２オイル導入路
４ｂ  第２オイル排出路
２０  暖機オイル供給手段
２１  オイルジェット
２１ａ  オイル噴射ノズル
２２  油路
２３  昇温手段
２４  制御装置
２５  オイルジェット
２５ａ  第１オイル噴射ノズル
２５ｂ  第２オイル噴射ノズル
３０  冷却オイル供給手段
３１  オイルジェット
３１ａ  オイル噴射ノズル
３２  油路
３３  冷却手段
３４  制御装置
４１  第１オイル送出路
４２  第２オイル送出路
４３  バイパス油路
Ｐｅ  電動式オイルポンプ
Ｐｍ  機械式オイルポンプ
【図１】
2006029127.tif 000003
【図２】
2006029127.tif 000004
【図３】
2006029127.tif 000005
【図４】
2006029127.tif 000006
【図５】
2006029127.tif 000007
【図６】
2006029127.tif 000008
【図７】
2006029127.tif 000009
【図８−１】
2006029127.tif 000010
【図８−２】
2006029127.tif 000011
【図９】
2006029127.tif 000012
【図１０】
2006029127.tif 000013
【図１１】
2006029127.tif 000014
【図１２】
2006029127.tif 000015
【図１３】
2006029127.tif 000016
【図１４】
2006029127.tif 000017