(57)【要約】【課題】機械式オイルポンプ及び電動式オイルポンプを備えた内燃機関の潤滑装置において、その電動式オイルポンプの負荷低減を図るとともに、装置全体のエネルギ損失を抑える。【解決手段】内燃機関１０の潤滑装置は、機関出力軸１１に駆動連結されて駆動力を得る機械式オイルポンプ２１と、電動式オイルポンプ２３とを備える。機械式オイルポンプ２１は機関潤滑部位１４にオイルを供給する。電動式オイルポンプ２３は可変動弁機構１３にオイルを作動油として供給する。電動式オイルポンプ２３には、リリーフバルブ２２の開弁時に機械式オイルポンプ２１によって一旦昇圧されたオイルがリリーフ通路２４を通じて供給される。【選択図】　　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の出力軸に駆動連結されて駆動力を得る機械式オイルポンプと、電動式オイルポンプとを備え、これら各オイルポンプから内燃機関の各部位にオイルを供給する内燃機関の潤滑装置において、
前記電動式オイルポンプには前記機械式オイルポンプの加圧後にリリーフされた高圧のオイルが供給されるように構成される
ことを特徴とする内燃機関の潤滑装置。
【請求項２】
前記電動式オイルポンプに前記機械式オイルポンプからリリーフされた高圧のオイルを供給する通路には該通路を通じて前記電動式オイルポンプに供給されるオイルを調量する流量制御弁が設けられる
請求項１記載の内燃機関の潤滑装置。
【請求項３】
前記電動式オイルポンプはオイルを作動油としその油圧に基づき動作するアクチュエータにオイルを供給するものである
請求項１又は２記載の内燃機関の潤滑装置。
【請求項４】
前記アクチュエータは内燃機関の可変動弁機構である
請求項３記載の内燃機関の潤滑装置。
【請求項５】
前記アクチュエータの作動状態に応じて前記電動式オイルポンプの吐出量を制御する吐出量制御手段を更に備える
請求項３又は４記載の内燃機関の潤滑装置。
【請求項６】
請求項２記載の流量制御弁と、
前記アクチュエータの作動状態に応じて前記流量制御弁の開度を制御する開度制御手段とを更に備える
請求項３乃至５のいずれかに記載の内燃機関の潤滑装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、機械式オイルポンプと電動式オイルポンプとを備え、これら各ポンプから内燃機関の各部位にオイルを供給するようにした内燃機関の潤滑装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
通常、内燃機関の潤滑装置では、機関出力軸の回転に伴って駆動される機械式のオイルポンプを備え、同ポンプから機関各部にオイルを供給するようにしている。また、こうした潤滑装置により供給されるオイルは、その本来の目的である潤滑油としての機能のみならず、内燃機関の各種アクチュエータに作動油圧を供給する機能、即ち作動油としての機能を有する場合もある。こうしたアクチュエータの代表例としては、近年、多くの内燃機関に搭載されるようになった可変動弁機構をあげることができる。
【０００３】
ところで、こうしたアクチュエータ等にあっては、その作動状態に応じて高圧で多量のオイルを供給する必要が生じることがある。しかしながら、こうした要求に合わせてアクチュエータ等にオイルを供給するようにすると、通常の潤滑部位には過剰なオイルが供給されてしまうこととなる。こうした過剰なオイルの供給は内燃機関の駆動抵抗を増大させる一因となる。また当然ながら、そうした要求に見合うだけのオイル供給能力を確保するために、機械式オイルポンプの大型化も避けきれないものとなる。
【０００４】
そこで、特開平７−７１２１６号公報にあっては、こうした機械式オイルポンプとは別に電動式のオイルポンプを備えるようにしている。そして、機械式オイルポンプの供給能力を超えるオイルを供給する必要がある場合には、この電動式のオイルポンプを作動させて不足するオイルの供給分を補うようにしている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
この従来の装置によれば、機関式オイルポンプについてはその吐出能力を必要以上に高める必要がなく、また電動式オイルポンプについても機関式オイルポンプに生じたオイルの供給不足分にのみ対処すればよいため、電動式オイルポンプのみを用いる構成と比較するとその消費電力を抑えることができるようになる。
【０００６】
しかしながら、この従来の装置にあって、例えば電動式オイルポンプによりアクチュエータ等にオイルを供給するようにした場合、オイルパンに貯留されている低圧のオイルをアクチュエータの作動が可能になるまで昇圧させる必要がある。このため、電動式オイルポンプの負荷自体は依然として大きく、その小型化や消費電力の低減を図るにも自ずと限界があり、この点においてなお改善の余地を残すものとなっていた。
【０００７】
この発明は、こうした従来の実情に鑑みてなされたものであり、その目的は機械式オイルポンプ及び電動式オイルポンプを備えた内燃機関の潤滑装置において、その電動式オイルポンプの負荷低減を図るとともに、装置全体のエネルギ損失を抑えることにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するための構成及びその作用効果について以下に記載する。
請求項１記載の発明では、内燃機関の出力軸に駆動連結されて駆動力を得る機械式オイルポンプと、電動式オイルポンプとを備え、これら各オイルポンプから内燃機関の各部位にオイルを供給する内燃機関の潤滑装置において、前記電動式オイルポンプには前記機械式オイルポンプの加圧後にリリーフされた高圧のオイルが供給されるように構成される。
【０００９】
同構成によれば、電動式オイルポンプには機械式オイルポンプにより一旦加圧されたオイルが供給される。このため、電動式オイルポンプによるオイルの昇圧分を減少させてその負荷の低減を図ることができるようになる。また従来、機械式オイルポンプにより加圧されたものの、そのままオイルパンに戻されていたオイルの有するエネルギを有効に利用することができるため、装置全体のエネルギ損失についてもこれを低く抑えることができるようになる。
【００１０】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の内燃機関の潤滑装置において、前記電動式オイルポンプに前記機械式オイルポンプからリリーフされた高圧のオイルを供給する通路には該通路を通じて前記電動式オイルポンプに供給されるオイルを調量する流量制御弁が設けられるものであるとしている。
【００１１】
同構成によれば、流量制御弁によって電動式オイルポンプに供給されるオイルの量を調量することにより、オイルを必要量だけ電動式オイルポンプに供給することが可能になるため、同電動式オイルポンプの負荷を更に低減することができるようになる。
【００１２】
請求項３記載の発明は、請求項１又は２記載の内燃機関の潤滑装置において、前記電動式オイルポンプはオイルを作動油としその油圧に基づき動作するアクチュエータにオイルを供給するものであるとしている。
【００１３】
また特に、請求項４記載の発明は、こうしたアクチュエータとして、同アクチュエータは内燃機関の可変動弁機構であるとしている。
一般に、こうした内燃機関の可変動弁機構等、アクチュエータにあっては、高圧のオイルを作動油として供給する必要がある。ところが、機械式オイルポンプは内燃機関の出力軸に駆動連結されて駆動力を得る構成であるため、機関回転速度が低いときには吐出量が少なくなり、オイルの供給能力が低下する。従ってこうしたアクチュエータの要求に対して機械式オイルポンプのみで対処しようとすると、機械式オイルポンプの大型化が避けきれないものとなる。
【００１４】
請求項３又は請求項４に記載の発明は、この点を考慮し、こうしたアクチュエータに対しては電動式オイルポンプからオイルを別途供給するようにしている。このため、機械式オイルポンプの大型化を招くことなく、機関低回転時であれ、同アクチュエータに必要量のオイルを供給することができるようになる。
【００１５】
請求項５記載の発明は、請求項３又は４記載の内燃機関の潤滑装置において、前記アクチュエータの作動状態に応じて前記電動式オイルポンプの吐出量を制御する吐出量制御手段を更に備えるようにしている。
【００１６】
また、請求項６記載の発明は、請求項３乃至５のいずれかに記載の内燃機関の潤滑装置において、請求項２記載の流量制御弁と、前記アクチュエータの作動状態に応じて前記流量制御弁の開度を制御する開度制御手段とを更に備えるようにしている。
【００１７】
これら請求項５又は請求項６記載の発明によれば、アクチュエータの作動状態に応じて電動式オイルポンプの吐出量や流量制御弁の開度を制御することにより、電動式オイルポンプの負荷を調節することができ、同負荷の更なる低減を図ることができるようになる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
［第１の実施形態］
以下、本発明の第１の実施形態について図１を参照して説明する。
【００１９】
図１は本実施形態にかかる潤滑装置及びそれが適用される内燃機関１０の構成を概略的に示している。
同図１に示されるように、この内燃機関１０の潤滑装置は、オイルを貯留するオイルパン２０と、このオイルパン２０のオイルを吸引して機関潤滑部位１４に供給する機械式オイルポンプ２１を備えている。この機械式オイルポンプは、内燃機関１０の出力軸１１に駆動連結されており、同出力軸１１の回転力を駆動力として動作する。従って、そのオイルの吐出能力は機関回転速度に依存し、同回転速度が高くなるほど増大する。尚、機関潤滑部位としては、例えば、出力軸１１や、図示しないコネクティングロッド、カムジャーナル、カムノーズ、バルブリフタ等々の摺動部分をあげることができる。
【００２０】
また、この機械式オイルポンプ２１はリリーフ通路２４を介して電動式オイルポンプ２３に接続されている。このリリーフ通路２４の途中には、リリーフバルブ２２が設けられており、同バルブ２２は機関回転速度の増大に伴って機械式オイルポンプ２１の吐出圧が所定圧ＰＬ以上になったときに、開弁してオイルを電動式オイルポンプ２３側にリリーフする。従って、電動式オイルポンプ２３には機械式オイルポンプ２１によって一旦昇圧されたオイルがリリーフ通路２４を通じて供給されることとなる。
【００２１】
電動式オイルポンプ２３は、バッテリ（図示略）からの電力供給を受けて動作するポンプであり、機関回転速度に依存することなく、その吐出能力を確保することができる。また、電動式オイルポンプ２３は内燃機関１０の各種制御を実行する電子制御装置４０と駆動回路４２を介して接続されている。電子制御装置４０は、駆動回路４２に駆動信号を出力することにより電動式オイルポンプ２３の吐出量を制御する。
【００２２】
また、内燃機関１０は可変動弁機構１３を備えている。この可変動弁機構１３は、潤滑装置から供給されるオイルの油圧に基づいて動作することにより、吸気バルブ又は排気バルブ（いずれも図示略）のバルブタイミングやバルブリフト量を変更する。電子制御装置４０は、機関回転速度センサ５１、吸入空気量センサ５２、機関冷却水の温度を検出する水温センサ５３等々、各種センサの検出信号を取り込み、機関運転状態に基づいて可変動弁機構１３の動作状態を制御する。
【００２３】
この可変動弁機構１３は、第１のオイル通路３１により電動式オイルポンプ２３と接続されるとともに、第２のオイル通路３２により機関潤滑部位１４と接続されている。従って、可変動弁機構１３には、第２のオイル通路３２を介して機関潤滑部位１４の潤滑に供されたオイルの一部が供給される他、第１のオイル通路３１を介して電動式オイルポンプ２３により加圧されたオイルが供給される。
【００２４】
また、電子制御装置４０は上述した可変動弁機構１３にかかる制御と併せ、同可変動弁機構１３において必要な作動圧が確保されるように電動式オイルポンプ２３の吐出量を機関運転状態に基づいて制御する。
【００２５】
具体的には、可変動弁機構１３においてその作動量が大きく、従って高圧で多量のオイルが同可変動弁機構１３において必要になる旨、機関運転状態に基づいて判断されるときには、電動式オイルポンプ２３の吐出量を増大させる。一方、可変動弁機構１３の作動量が小さく、オイルの必要量が少ない旨、機関運転状態に基づいて判断されるときには、電動式オイルポンプ２３の吐出量を減少させるようにしている。
【００２６】
ここで、こうした可変動弁機構１３のようなアクチュエータにあっては、機関潤滑部位１４のみにオイルを供給する場合における機械式オイルポンプ２１の吐出圧よりも、通常高圧の作動圧が必要となる。即ちこの作動圧ＰＡと先の所定圧ＰＬとの間には、常に（ＰＡ＞ＰＬ）なる大小関係が成立している。
【００２７】
従って、こうした可変動弁機構１３の作動圧に合わせて機械式オイルポンプ２１の吐出圧ＰＬを設定するようにすると、他の機関潤滑部位１４には過剰なオイルが供給されることとなり、機械式オイルポンプ２１の大型化、更には潤滑装置全体のエネルギ損失を増大させてしまうこととなる。
【００２８】
そこで、本実施形態にあっては、機関潤滑部位１４に供給されたオイルの一部の他、更に電動式オイルポンプ２３から可変動弁機構１３にオイルを供給するようにしている。このように高圧で多量のオイルが必要になる可変動弁機構１３に対しては電動式オイルポンプ２３から別途オイルを供給するようにした本実施形態によれば以下に記載する作用効果を奏することができる。
【００２９】
・電動式オイルポンプ２３には機械式オイルポンプ２１により一旦加圧されたオイルが供給される。このため、電動式オイルポンプ２３によるオイルの昇圧分を減少させてその負荷の低減を図ることができるようになる。また従来、機械式オイルポンプ２１により加圧されたものの、そのままオイルパン２０に戻されていたオイルの有するエネルギを有効に利用することができるため、潤滑装置全体のエネルギ損失を抑えることができるようになる。
【００３０】
・可変動弁機構１３に対しては電動式オイルポンプ２３からオイルを別途供給するようにしている。このため、機械式オイルポンプ２１の大型化を招くことなく、機関低回転時にあっても可変動弁機構１３に必要量のオイルを供給することができるようになる。
【００３１】
・更に、可変動弁機構１３の作動状態に応じて電動式オイルポンプ２３の吐出量を制御するようにしているため、同作動状態に応じて電動式オイルポンプ２３の負荷を調節することができ、負荷の更なる低減を図ることができるようになる。
【００３２】
［第２の実施形態］
以下、本発明の第２の実施形態について上記第１の実施形態との相違点を中心に図２を参照して説明する。
【００３３】
第１の実施形態ではリリーフ通路２４を通じてリリーフされたオイルを全て電動式オイルポンプ２３に供給するようにしたが、本実施形態では、前記リリーフバルブ２２に代えて流量制御弁２５をこのリリーフ通路２４に設けるようにしている。更に、この流量制御弁２５にはリターン通路２６が接続されている。従って、この流量制御弁２５の開度に応じて、リリーフ通路２４を流れるオイルのうち、電動式オイルポンプ２３には必要な量のオイルが供給される一方、余剰分についてはリターン通路２６を通じてオイルパン２０に戻される。
【００３４】
流量制御弁２５は駆動回路４３を介して電子制御装置４０に接続されている。電子制御装置４０は、電動式オイルポンプ２３の吐出量制御に代えて、可変動弁機構１３に必要なオイルが電動式オイルポンプ２３に供給されるように、この流量制御弁２５の開度を機関運転状態に基づいて制御する。
【００３５】
具体的には、可変動弁機構１３においてその作動量が大きく、従って高圧で多量のオイルが同可変動弁機構１３において必要になる旨、機関運転状態に基づいて判断されるときには、流量制御弁２５の開度を増大させることにより、電動式オイルポンプ２３に供給されるオイルの量を増大させる。一方、可変動弁機構１３の作動量が小さく、オイルの必要量が少ない旨、機関運転状態に基づいて判断されるときには、流量制御弁２５の開度を減少させることにより、電動式オイルポンプ２３に供給されるオイルの量を減少させる。尚、このように電動式オイルポンプ２３へのオイル供給量を減少させた場合のオイルの余剰分は流量制御弁２５からリターン通路２６を介してオイルパン２０に戻される。
【００３６】
以上説明した本実施形態によれば以下に記載する作用効果を奏することができる。
・本実施形態によれば、流量制御弁によって電動式オイルポンプ２３に供給されるオイルの量を調量することにより、オイルを必要量だけ電動式オイルポンプ２３に供給することができ、同電動式オイルポンプ２３の負荷を更に低減することができるようになる。
【００３７】
・また、可変動弁機構１３の作動状態に応じて流量制御弁２５を介して電動式オイルポンプ２３に供給されるオイルの量を制御するようにしているため、同作動状態に応じて電動式オイルポンプの負荷を調節することができ、負荷の更なる低減を図ることができるようになる。
【００３８】
以上説明した実施形態は以下のようにその構成を変更することもできる。
・上記実施形態では、電動式オイルポンプ２３によるオイルの供給部位として可変動弁機構１３を例に示したが、例えば、機関潤滑部位１４のうち、同部位に至るまでの油通路ついてその流路抵抗が大きい部位に対して、電動式オイルポンプ２３からオイルを供給する構成としてもよい。
【００３９】
・上記実施形態では、電動式オイルポンプ２３に対して機械式オイルポンプ２１により昇圧されたオイルのみを供給するようにしたが、この供給に併せてオイルパン２０からも電動式オイルポンプ２３に対してオイルを供給するようにしてもよい。そして、機関始動時など、機関回転速度が極めて低く、可変動弁機構１３を作動させるのに十分なオイルが機械式オイルポンプ２１が吐出されないときに、オイルパン２０のオイルを電動式オイルポンプ２３によって可変動弁機構１３に供給するようにしてもよい。
【００４０】
・上記各実施形態では、電動式オイルポンプ２３から第１のオイル通路３１を介して可変動弁機構１３にオイルを供給する一方、機関潤滑部位１４からも第２のオイル通路３２を介してこの可変動弁機構１３に補助的にオイルを供給するようにした。これに対して、第１のオイル通路３１を介して電動式オイルポンプ２３のみから可変動弁機構１３にオイルを供給する構成としてもよい。
【００４１】
・上記各実施形態では、電動式オイルポンプ２３からオイルが供給されるアクチュエータとして可変動弁機構１３を例として示したが、同アクチュエータはこれに限られない。要は、通常の潤滑部位に対するオイルの供給よりも、高圧で多量のオイルを必要とするアクチュエータであれば上記実施形態と同等の作用効果が得られる。
【００４２】
・また、可変動弁機構１３としても、バルブタイミング及びバルブリフト量の双方を変更するものの他、バルブタイミングのみを変更するもの、バルブリフト量のみを変更するものを採用するようにしてもよい。
【００４３】
・上記各実施形態では、可変動弁機構１３に機関潤滑部位１４の潤滑に供されたオイルの一部を第２のオイル通路３２を通じて供給するようにしたがこれを省略し、同可変動弁機構１３に対しては第１のオイル通路３１を通じて電動式オイルポンプ２３のみからオイルを供給する構成としてもよい。
【００４４】
・第２の実施形態では、電子制御装置４０により流量制御弁２５の開度を制御するようにしたが、これに併せて電動式オイルポンプ２３の吐出量制御を行うようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の実施形態にかかる内燃機関の潤滑装置についてその概要を示す概略構成図。
【図２】第２の実施形態にかかる内燃機関の潤滑装置についてその概要を示す概略構成図。
【符号の説明】
１０…内燃機関、１１…出力軸、１３…可変動弁機構、１４…機関潤滑部位、２０…オイルパン、２１…機械式オイルポンプ、２２…リリーフバルブ、２３…電動式オイルポンプ、２４…リリーフ通路、２５…流量制御弁、２６…リターン通路、３１…第１のオイル通路、３２…第２のオイル通路、４０…電子制御装置（吐出量制御手段、開度制御手段）、４２，４３…駆動回路、５１…機関回転速度センサ、５２…吸入空気量センサ、５３…水温センサ。
【図１】
2004044542.tif 000003
【図２】
2004044542.tif 000004