(57)【要約】【課題】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。【解決手段】内燃機関１００のオイル循環装置１、１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄは、高温側オイルパン４１と、高温側オイルポンプ４２と、加熱部４４と、高温側オイル被供給部４３とが設けられ、高温側オイルパンと加熱部と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４０と、低温側オイルパン３１と、低温側オイルポンプ３２と、低温側オイル被供給部３３とが設けられ、低温側オイルパンと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３０と、加熱部に接続されると共に加熱部内の空気を排出するように構成された通気路４６とを備える。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項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。
【請求項２】
前記通気路は前記加熱部の最上部に接続される、請求項１に記載の内燃機関のオイル循環装置。
【請求項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、請求項１又は２に記載の内燃機関のオイル循環装置。
【請求項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、請求項１又は２に記載の内燃機関のオイル循環装置。
【請求項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、請求項１又は２に記載の内燃機関のオイル循環装置。
【請求項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、請求項５に記載の内燃機関のオイル循環装置。
【請求項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、請求項１又は２に記載の内燃機関のオイル循環装置。
【請求項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、請求項６又は７に記載の内燃機関のオイル循環装置。
【請求項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、請求項１から８のいずれか１項に記載の内燃機関のオイル循環装置。
【請求項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、請求項９に記載の内燃機関のオイル循環装置。
【請求項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、請求項１から１０のいずれか１項に記載の内燃機関のオイル循環装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は内燃機関のオイル循環装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
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。
【０００３】
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。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１２−１３７０１６号公報
【特許文献２】特開昭６２−１７４５１７号公報
【特許文献３】実開平４−１１１５０５号公報
【特許文献４】特開平３−２４２４１８号公報
【特許文献５】特開２０１０−０２４９８２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
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。
【０００６】
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。
【０００７】
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。
【０００８】
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。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本開示の要旨は以下のとおりである。
【００１０】
（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。
【００１１】
（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。
【００１２】
（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。
【００１３】
（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。
【００１４】
（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。
【００１５】
（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。
【００１６】
（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。
【００１７】
（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。
【００１８】
（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。
【００１９】
（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。
【００２０】
（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。
【発明の効果】
【００２１】
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。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】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の概略的な側面断面図を示す。
【図２】図２は、本発明の第一実施形態に係る内燃機関のオイル循環装置の構成を概略的に示す図である。
【図３】図３は、オイル循環装置の構成の具体例を示す図である。
【図４】図４は、内燃機関のシリンダヘッドの平面断面図である。
【図５】図５は、図４のＶ−Ｖ線に沿ったシリンダヘッドの断面図である。
【図６】図６は、図４のＶＩ−ＶＩ線に沿ったシリンダヘッドの断面図である。
【図７】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の構成を概略的に示す図である。
【図８】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の構成を概略的に示す図である。
【図９】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。
【図１０】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の構成を概略的に示す図である。
【図１１】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。
【図１２】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の構成を概略的に示す図である。
【図１３】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。
【図１４】図１４は、内燃機関の停止時間と基準時間との関係を示すマップである。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
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。
【００２４】
＜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。
【００２５】
＜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。
【００２６】
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。
【００２７】
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。
【００２８】
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。
【００２９】
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。
【００３０】
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。
【００３１】
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。
【００３２】
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。
【００３３】
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。
【００３４】
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。
【００３５】
＜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。
【００３６】
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。
【００３７】
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。
【００３８】
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。
【００３９】
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。
【００４０】
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。
【００４１】
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。
【００４２】
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。
【００４３】
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。
【００４４】
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。
【００４５】
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。
【００４６】
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。
【００４７】
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。
【００４８】
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。
【００４９】
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。
【００５０】
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。
【００５１】
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。
【００５２】
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。
【００５３】
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。
【００５４】
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。
【００５５】
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。
【００５６】
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。
【００５７】
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。
【００５８】
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。
【００５９】
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。
【００６０】
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。
【００６１】
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。
【００６２】
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。
【００６３】
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。
【００６４】
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。
【００６５】
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。
【００６６】
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。
【００６７】
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。
【００６８】
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。
【００６９】
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。
【００７０】
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。
【００７１】
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。
【００７２】
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。
【００７３】
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。
【００７４】
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。
【００７５】
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。
【００７６】
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。
【００７７】
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。
【００７８】
＜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。
【００７９】
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。
【００８０】
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。
【００８１】
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。
【００８２】
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。
【００８３】
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。
【００８４】
＜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。
【００８５】
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。
【００８６】
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。
【００８７】
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。
【００８８】
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。
【００８９】
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。
【００９０】
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。
【００９１】
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。
【００９２】
＜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。
【００９３】
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。
【００９４】
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。
【００９５】
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。
【００９６】
＜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。
【００９７】
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。
【００９８】
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。
【００９９】
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。
【０１００】
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。
【０１０１】
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。
【０１０２】
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。
【０１０３】
＜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。
【０１０４】
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。
【０１０５】
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。
【０１０６】
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。
【０１０７】
＜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。
【０１０８】
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。
【０１０９】
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。
【０１１０】
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。
【０１１１】
＜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。
【０１１２】
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。
【０１１３】
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。
【０１１４】
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。
【０１１５】
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。
【０１１６】
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。
【０１１７】
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。
【符号の説明】
【０１１８】
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
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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