(57)【要約】【課題】機関の始動性を向上し機関各部位の磨耗や焼付けを低減する。【解決手段】機関のオイルパン３内に装備されたバランスシャフト４と、バランスシャフト４周辺の潤滑油２の攪拌を防止するハウジング５と、ハウジング５内の潤滑油２をオイルパン３外部に汲み出す電動オイルポンプＥＭ１４と、ＥＭ１４に連通し潤滑油２を機関の各部位に供給する油路１２と、潤滑油２の油量または油温を検出する検出手段と、検出手段により検出された潤滑油２の油量または油温に応じてＥＭ１４の運転停止を制御する電子制御ユニットＥＣＵ３０と、を備える。ＥＣＵ３０は、ＥＭ１４の運転停止制御を機関の運転状態に応じて、例えば冷間始動時、高速回転数時、または高負荷時にＥＭ１４を運転するよう制御する。【選択図】　　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関のオイルパン内に装備されたバランスシャフトと該バランスシャフト周辺の潤滑油の攪拌を防止するために該バランスシャフトを囲うハウジングとを備えたバランスシャフトハウジング内における潤滑油の油量調節装置において、
前記ハウジング内の潤滑油を前記オイルパン外部に汲み出す電動オイルポンプと、
前記電動オイルポンプに連通し、前記潤滑油を前記内燃機関の各部位に供給する油路と、
前記潤滑油の状態を検出する検出手段と、
前記検出手段により検出された前記潤滑油の状態に応じて前記電動オイルポンプを運転または停止するよう制御する制御ユニットと、
を備えたことを特徴とするバランスシャフトハウジング内における潤滑油の油量調節装置。
【請求項２】
前記油路から汲み出された潤滑油を前記内燃機関のピストンに向けて噴射するオイルジェットを備えた、請求項１に記載のバランスシャフトハウジング内における潤滑油の油量調節装置。
【請求項３】
前記検出手段は、前記ハウジング内の前記潤滑油の油量を検出する油量センサを備え、
前記制御ユニットは、前記油量センサにより検出された前記油量が所定量より少なくなったとき前記電動オイルポンプを停止する、
請求項１または２に記載のバランスシャフトハウジング内における潤滑油の油量調節装置。
【請求項４】
前記制御ユニットは、機関の運転状態に応じて前記電動オイルポンプの運転停止を制御する、
請求項１乃至３の何れか一つに記載のバランスシャフトハウジング内における潤滑油の油量調節装置。
【請求項５】
内燃機関のオイルパン内に装備されたバランスシャフトと該バランスシャフト周辺の潤滑油の攪拌を防止するために該バランスシャフトを囲うハウジングとを備えたバランスシャフトハウジング内における潤滑油の油量調節装置において、
前記ハウジング内に配設され、前記バランスシャフトの同軸上に連結される電動オイルポンプと、
前記潤滑油の状態を検出する検出手段と、
前記検出手段により検出された前記潤滑油の状態に応じて前記電動オイルポンプを運転または停止するよう制御する制御ユニットと、
備えたことを特徴とするバランスシャフトハウジング内における潤滑油の油量調節装置。
【請求項６】
前記ハウジング内の潤滑油を前記オイルパン外部に汲み出し、該潤滑油を前記内燃機関の各部位に供給する油路と、
前記油路から汲み出された潤滑油を前記内燃機関のピストンに向けて噴射するオイルジェットと、
を備えた請求項５に記載のバランスシャフトハウジング内における潤滑油の油量調節装置。
【請求項７】
前記検出手段は、前記ハウジング内の前記潤滑油の油量を検出する油量センサを備え、
前記制御ユニットは、前記油量センサにより検出された前記油量が所定量より少なくなったとき前記電動オイルポンプを停止する、
請求項５または６に記載のバランスシャフトハウジング内における潤滑油の油量調節装置。
【請求項８】
前記制御ユニットは、機関の運転状態に応じて前記電動オイルポンプの運転停止を制御する、
請求項５乃至７の何れか一つに記載のバランスシャフトハウジング内における潤滑油の油量調節装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はバランスシャフトハウジング内における潤滑油の油量調節装置に関し、特に、内燃機関（以下単に機関と記す）の始動時に高粘性の潤滑油に浸漬されているバランスシャフトのアンバランスマスの回転時における潤滑油に対するフリクション抵抗および機関の各部位におけるフリクション（摩擦）を低減して機関の始動性を向上させ、機関の始動後も潤滑油に含まれる気泡に起因する機関の各部位における磨耗や焼付けの発生を抑制し、ひいては燃費を向上させるバランスシャフトハウジング内における潤滑油の油量調節装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
レシプロエンジンではシリンダ内でのピストンやコンロッドの往復運動によって生じる振動や騒音を抑制し、かつクランクシャフトの回転により生じる振動およびアンバランスを除くためにクランクシャフトと同期して回転する剛体質量をもつバランスシャフトが設けられている。このバランスシャフトは、機関の停止時には潤滑油に浸漬しており、特に寒冷地で長時間停止状態で放置された後の機関のクランキング時には潤滑油の粘度が高くなっているため、バランスシャフトのアンバランスマスの回転抵抗（潤滑油の攪拌抵抗）が増大し、機関の始動性が悪くなる。
【０００３】
この問題を解決し、機関の始動性を向上させることを目的とした発明に、バランスシャフトケースの液位調整機構と題する特開平５−５４１０号公報に開示の発明がある。この機構は、機関のクランキング時にバランスシャフトが潤滑油に浸漬するのを防止するため、機関のシリンダブロック下部とオイルパンとからなるクランクケース内に配設されたバランスシャフトと、オイルパン内の潤滑油からバランスシャフトを隔離するように、バランスシャフトを覆った状態でクランクケース内に配設された有底のバランスシャフトケース（ハウジング）とを備え、バランスシャフトケース内に入り込んだ潤滑油の液位を機関の運転状態に応じて変化させるようにしたバランスシャフトケースの液位調整機構であって、バランスシャフトケースの少なくとも一部に設けられた、バランスシャフトケース内の潤滑油の内容積を可変とする伸縮部（ベローズ）と、伸縮部を、機関の停止時および機関始動後の運転状態継続後には収縮状態とし機関の始動時にはバランスシャフトケース内の潤滑油の液位を下げるため伸張状態とする状態切替え手段とを備えて構成されている。また、状態切替え手段は、潤滑油により加熱されると上方へ突出した凸形状になり冷却されると平坦形状になる支持板ばねを有する。この手段により、機関始動後の運転状態継続後には伸縮部は収縮状態になり潤滑油の液位は上がるが、潤滑油の粘度は低くなっているおり、バランスシャフトのアンバランスマスの回転抵抗は減少しているので、オイルパン内の潤滑油中に生じる気泡の発生は少なく、気泡を含む潤滑油に起因する機関の各部位、例えばピストンとシリンダ間の接触面における磨耗や焼付けの発生は抑制される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記特開平５−５４１０号公報開示のバランスシャフトケースの液位調整機構は、伸縮部が大掛かりの構造となっておりコストが高く耐久性が弱いという問題があり、かつ機関のクランキング時に伸縮部が収縮状態から伸張状態に切替わっても潤滑油の液位はすぐに下がり、クランキング時のバランスシャフトのアンバランスマスの回転時における潤滑油に対するフリクション抵抗は低くなるものの、クランキング後しばらくの間、潤滑油は高い粘度が維持されるので、機関の各部位におけるフリクションが増大し、且つ高い粘度の潤滑油が供給される時間が長いので磨耗や焼付けを発生し、機関の始動性が不十分であるという問題がある。
【０００５】
それゆえ本発明は上記問題を解決し、すなわち機関の始動時に高粘性の潤滑油に浸漬されているバランスシャフトのアンバランスマスの回転時における潤滑油に対するフリクション抵抗および機関の各部位におけるフリクションを低減して機関の始動性を向上させるとともに、機関の始動後も潤滑油に含まれる気泡に起因する機関の各部位における磨耗や焼付けの発生を抑制し、ひいては燃費を向上させることを可能とするバランスシャフトハウジング内における潤滑油の油量調節装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成する第一発明によるバランスシャフトハウジング内における潤滑油の油量調節装置は、内燃機関のオイルパン内に装備されたバランスシャフトと該バランスシャフト周辺の潤滑油の攪拌を防止するために該バランスシャフトを囲うハウジングとを備えたバランスシャフトハウジング内における潤滑油の油量調節装置において、前記ハウジング内の潤滑油を前記オイルパン外部に汲み出す電動オイルポンプと、前記電動オイルポンプに連通し、前記潤滑油を前記内燃機関の各部位に供給する油路と、前記潤滑油の状態を検出する検出手段と、前記検出手段により検出された前記潤滑油の状態に応じて前記電動オイルポンプを運転または停止するよう制御する制御ユニットと、を備えたことを特徴とする。
【０００７】
第二発明によるバランスシャフトハウジング内における潤滑油の油量調節装置は、前記油路から汲み出された潤滑油を前記内燃機関のピストンに向けて噴射するオイルジェットを備える。
【０００８】
第三発明によるバランスシャフトハウジング内における潤滑油の油量調節装置は、前記検出手段は、前記ハウジング内の前記潤滑油の油量を検出する油量センサを備え、前記制御ユニットは、前記油量センサにより検出された前記油量が所定量より少なくなったとき前記電動オイルポンプを停止する。
【０００９】
上記第一、第二または第三発明において、前記制御ユニットは、機関の運転状態に応じて前記電動オイルポンプの運転停止を制御する。
【００１０】
前記目的を達成する第四発明によるバランスシャフトハウジング内における潤滑油の油量調節装置は、内燃機関のオイルパン内に装備されたバランスシャフトと該バランスシャフト周辺の潤滑油の攪拌を防止するために該バランスシャフトを囲うハウジングとを備えたバランスシャフトハウジング内における潤滑油の油量調節装置において、前記ハウジング内に配設され、前記バランスシャフトの同軸上に連結される電動オイルポンプと、前記潤滑油の状態を検出する検出手段と、前記検出手段により検出された前記潤滑油の状態に応じて前記電動オイルポンプを運転または停止するよう制御する制御ユニットと、備えたことを特徴とする。
【００１１】
第五発明によるバランスシャフトハウジング内における潤滑油の油量調節装置は、前記ハウジング内の潤滑油を前記オイルパン外部に汲み出し、該潤滑油を前記内燃機関の各部位に供給する油路と、前記油路から汲み出された潤滑油を前記内燃機関のピストンに向けて噴射するオイルジェットと、を備える。
【００１２】
第六発明によるバランスシャフトハウジング内における潤滑油の油量調節装置は、前記検出手段は、前記ハウジング内の前記潤滑油の油量を検出する油量センサを備え、前記制御ユニットは、前記油量センサにより検出された前記油量が所定量より少なくなったとき前記電動オイルポンプを停止する。
【００１３】
上記第四、第五または第六発明において、前記制御ユニットは、機関の運転状態に応じて前記電動オイルポンプの運転停止を制御する。
を備えたことを特徴とする。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。なお、以下の図において、同一のものは同一参照番号で示す。
【００１５】
図１は本発明によるバランスシャフトハウジング内における潤滑油の油量調節装置の第１実施形態の概略構成を示し、機関停止時のハウジング内の油量状態を示す図であり、図２は図１に示す油量調節装置における機関運転中のハウジング内の油量状態を示す図である。図１の左上はエンジン下部の模式的構成を示し、シリンダブロック１の下部に潤滑油２を貯留したオイルパン３がシリンダブロック１に接続されている。オイルパン３は外気に熱を放散して潤滑油２を冷却する役目も果たしている。
【００１６】
オイルパン３内にはアンバランスマスを有するバランスシャフト４が装備されている。バランスシャフト４はハウジング５により囲まれており、この囲いにより、バランスシャフト４の周辺の潤滑油の攪拌を防止し、潤滑油中の気泡の発生を抑え、エンジンの各部位におけるフリクションを下げる。
【００１７】
バランスシャフト４は、図示しないピストンの往復運動に伴いクランクシャフト６が回転するとバランスシャフト４の駆動ギア７が回転可能に取付けられている。クランクシャフト６の回転は、駆動ギア７、駆動ギア７に噛合うバランスギアと称する被駆動ギア８を介して固定軸９の周りへのバランスシャフト４の回転に伝達される。図１と図２を比較すると、ハウジング５内の潤滑油２の油量は、図１に示す機関停止時ではバランスシャフト４を浸漬する量となり、機関運転時ではバランスシャフト４を露出する量となっていることが判る。したがって、バランスシャフト４の回転負荷抵抗は、機関停止時では多く、機関運転時では少ないことが判る。本発明では、後述するように、機関運転直前に図２に示すようにハウジング５内の潤滑油２の油量をバランスシャフト４を露出する量にする。
【００１８】
図１において、バランスシャフト４、被駆動ギア８および固定軸９はそれぞれ１つのみ示してあるが、これらはそれぞれ２つ設けてもよい。バランスシャフト４、被駆動ギア８および固定軸９をそれぞれ２つ設けた場合、バランスシャフト４と被駆動ギア８の一方の対と他方の対とは互いに逆方向に回転し、図示しないピストン、コンロッド等による慣性力や慣性偶力を消去する方向の荷重を発生し、その荷重がクランクシャフト６の振動を低減する。
【００１９】
シリンダブロック１とオイルパン３とでクランクシャフト６を囲むクランクケース１０内にはエンジンの回転により駆動されるオイルポンプ１１が配設されている。オイルポンプ１１の作動により油路１２を介して潤滑油２が図示しないエンジンの各部位、すなわちピストンとシリンダ間の接触面、クランクシャフトやカムシャフトの軸受、動弁系等の摺動する部位に給油配管を経由して供給され、ピストンも冷却される。クランクケース１０内のオイルパン３の底部にはオイルポンプ１１の吸い込み口にオイルポンプ１１へ浸入する潤滑油２中の異物を除去するためのフィルタであるストレーナ１３が設けられている。クランクケース１０外部の給油配管の途中には図示しない潤滑油のよごれや異物を除去するオイルフィルタや高温となった潤滑油を冷却するオイルクーラが配設されている。
【００２０】
油路１２は、ハウジング５内の潤滑油２をオイルパン３の外部に汲み出し、潤滑油２を電動オイルポンプ（ＥＰ）１４に連通している。油路１２は、電動オイルポンプ１４を経由した後、逆流防止用のチェックバルブ１５、オイル制御バルブ（ＯＣＶ：Ｏｉｌ　Ｃｏｎｔｒｏｌ　Ｖａｌｖｅ）１６を介して図示しない吸気弁や排気弁の開閉弁時期を変化させる機構である可変バルブタイミング（ＶＶＴ：Ｖａｒｉａｂｌｅ　Ｖａｌｖｅ　Ｔｉｍｉｎｇ）１７に延びている。またＯＣＶ１６にはオイルポンプ１１から圧送された潤滑油の油路１８が接続されている。ＯＣＶ１６はＶＶＴ１７の吸気弁や排気弁の開閉弁時期を変化させるための油圧バルブであり、次のように動作する。
【００２１】
吸気弁や排気弁の開閉弁時期を早くしたいときは、ＯＣＶ１６の図示しないアクチュエータを正方向に動作させ、油路１８から圧送された潤滑油をＯＣＶ１６および油路１９を経由してＶＶＴ１７に設けられた図示しない油圧シリンダの２つの油圧室の第１油圧室に送り、油圧シリンダの第２油圧室の潤滑油を油路２０、ＯＣＶ１６および油路２１ａを経由してオイルパン３に戻す。一方、吸気弁や排気弁の開閉弁時期を遅くしたいときは、ＯＣＶ１６のアクチュエータを逆方向に動作させ、油路１８から圧送される潤滑油をＯＣＶ１６および油路２０を経由してＶＶＴ１７の油圧シリンダの第２油圧室に送り、油圧シリンダの第１油圧室の潤滑油を油路１９、ＯＣＶ１６および油路２１ｂを経由してオイルパン３に戻す。吸気弁や排気弁の開閉弁時期を現在の位置に固定したいときは、ＯＣＶ１６のアクチュエータを作動してＯＣＶ１６の図示しないスプールを中立の位置になるように移動し、ＯＣＶ１６の出入口への全て油路のポートをスプール弁で閉じる。なお、潤滑油２はエンジンの各部位の摩擦を少なくし冷却するためエンジンの各部位を循環した後にオイルパン３内に戻され、潤滑油２の上面２２は、常時ハウジング５より高い位置に維持される。
【００２２】
次に、図１に示す第１実施形態のバランスシャフトハウジング内における潤滑油の油量調節装置に装備された電子制御ユニットについて説明する。
【００２３】
電子制御ユニット（ＥＣＵ）３０は、ディジタルコンピュータからなり、図示しない双方向性バスを介して相互に接続されたＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ、入力ポートおよび出力ポート、ならびに入力ポートに接続されたＡＤ変換器および出力ポートに接続された駆動回路を具備する。入力ポートには、ＥＣＵ３０を搭載する車両の各部に設置された検出器等からのアナログ電圧出力が、ＡＤ変換器を介してあるいは直接に入力される。駆動回路は、図示しないバッテリまたはオルタネータから電動オイルポンプ１４、点火プラグ、燃料噴射弁等の電気的負荷に電力を供給するよう動作する。
【００２４】
入力ポートには、エンジンの回転数を算出するためクランクシャフトが３０度回転する毎に出力パルスを発生するクランク角センサ、潤滑油の温度を測定する油温センサ、オイルパン３内に貯留されている潤滑油２のオイルパン３の底部からの高さを検出する後述するレベルセンサ（図６の５０）によりハウジング５内の潤滑油２の油量を検出する油量センサ、エンジン冷却水の水温センサ、エンジンの負荷状態を検出するため吸気圧を測定する吸気圧センサおよびイグニッション（ＩＧ）スイッチの有無およびオン／オフ位置を示すＩＧスイッチからの出力がそれぞれ入力される。
【００２５】
電動オイルポンプ１４は、複数の出力ポートに接続された駆動回路の内の一つに接続され、以下に記すＥＣＵ３０の制御に従って潤滑油の状態に応じて、運転または停止される。
【００２６】
ＥＣＵ３０は、一般的なエンジン制御の他に本発明では大別して次の２つの制御を行なう。
（１）エンジン始動時の潤滑油の粘性を低くする。
（２）エンジン始動後の高速回転時において潤滑油に含まれる気泡を低減する。
【００２７】
上記（１）を実現するため、エンジンの始動直前に電動オイルポンプ１４を回転させてハウジング５内の潤滑油２をハウジング５内からオイルパン２の外部に油路１２を介して汲み出す。これはＥＣＵ３０により次のように制御される。
【００２８】
図３は本発明によるバランスシャフトハウジング内における潤滑油の油量調節装置における電動オイルポンプモータの第１制御ルーチンのフローチャートである。本ルーチンは所定の周期、例えば１秒毎に実行される。
【００２９】
まず、ステップＳ１では、イグニッションスイッチＩＧにキーが挿入されたか否かをＩＧスイッチからの出力に基づき判定し、その判定結果がＹＥＳのときはステップＳ２に進み、その判定結果がＮＯのときは本ルーチンを終了する。
【００３０】
ステップＳ２では、電動オイルポンプ１４の駆動回路に運転信号を送り、電動オイルポンプ１４を運転し、ステップＳ３に進む。
【００３１】
ステップＳ３では、イグニッションスイッチＩＧ挿入後所定時間が経過したか否かを判定し、その判定結果がＹＥＳのときはステップＳ４に進み、その判定結果がＮＯのときは本ルーチンを終了する。この所定時間は、ハウジング５内の潤滑油２の油量がバランスシャフト４を露出する量に至るまでの時間に設定する。
【００３２】
ステップＳ４では、電動オイルポンプ１４の駆動回路に停止信号を送り、電動オイルポンプ１４を停止する。
【００３３】
以上の制御により、エンジンの始動直前に電動オイルポンプ１４を回転しハウジング５内の潤滑油２はハウジング５内からオイルパン２の外部に油路１２を介して汲み出され、エンジンの各部位に送られる。
【００３４】
また、通常イグニッションスイッチＩＧにキーが挿入された後、まもなくＩＧスイッチはオフからオンに切換えられ、エンジンが始動されるので、その後はエンジンの回転によりオイルポンプ１１が駆動され、潤滑油２はエンジンの各部位に送られる。
【００３５】
上記（１）を実現するＥＣＵ３０の制御により、バランスシャフトのアンバランスマスがエンジンの始動時に高粘性の潤滑油に浸漬されなくなるので、バランスシャフトのアンバランスマスの回転時における潤滑油に対するフリクション抵抗およびエンジンの各部位におけるフリクションが低減され、エンジンの始動性が向上する。
【００３６】
上記（２）を実現するため、エンジンの始動後の高速回転時に電動オイルポンプ１４を回転させてハウジング５内の潤滑油２をハウジング５内からオイルパン２の外部に油路１２を介して汲み出す。これはＥＣＵ３０により次のように制御される。
【００３７】
図４は本発明によるバランスシャフトハウジング内における潤滑油の油量調節装置における電動オイルポンプモータの第２制御ルーチンのフローチャートである。本ルーチンは所定の周期、例えば１秒毎に実行される。
【００３８】
まず、ステップＳ１では、クランク角センサからの入力信号を読込む。
【００３９】
ステップＳ２では、クランク角センサからの入力信号に基づきエンジン回転数ＮＥを計算する。
【００４０】
ステップＳ３では、ステップＳ２で計算したエンジン回転数ＮＥが所定の高速回転数ＨＮＥより大か否かを判定し、その判定結果がＹＥＳのときはステップＳ４に進み、その判定結果がＮＯのときはステップＳ４に進む。
【００４１】
ステップＳ４では、電動オイルポンプ１４の駆動回路に運転信号を送り、電動オイルポンプ１４を運転する。
【００４２】
ステップＳ５では、電動オイルポンプ１４の駆動回路に停止信号を送り、電動オイルポンプ１４を停止する。
【００４３】
上記（２）を実現するＥＣＵ３０の制御により、エンジンの始動後の高速回転時にもハウジング４内の潤滑油の油量が減少し、バランスシャフト５による潤滑油の攪拌がほぼなくなり、それゆえ潤滑油に含まれる気泡が少なくなるので、潤滑油に含まれる気泡に起因するエンジンの各部位における磨耗や焼付けの発生が抑制され、ひいては燃費が向上する。
【００４４】
上述したように、電子制御ユニット（ＥＣＵ）３０は、電動オイルポンプ１４の運転停止制御をエンジンの運転状態に応じて、上記（１）の制御では冷間始動時に、上記（２）の制御では高速回転数時に電動オイルポンプ１４を運転するよう制御する。ＥＣＵ３０はまた、エンジンの運転状態として、エンジンの回転数と吸気圧とから測定したエンジンの負荷状態に応じて、エンジンの負荷状態が高負荷状態のとき電動オイルポンプ１４を運転するよう制御する。この制御により、電動オイルポンプ１４により汲み出された低粘度の気泡の少ない潤滑油２がエンジンの各部位に供給されるので、エンジンの各部位における磨耗や焼付けの発生が抑制され、ひいては燃費が向上する。
【００４５】
図５は本発明によるバランスシャフトハウジング内における潤滑油の油量調節装置の第２実施形態の概略構成図である。図５に示す第２実施形態は、図１に示す第１実施形態において、実質的に油路１２から汲み出された潤滑油２をエンジンのピストンに向けて噴射するオイルジェット４０、そのためのバルブ４１および油路４２を付加した点のみが異なる。オイルジェット４０は図５には１つのみ示してあるがエンジンのシリンダ数に応じて複数個設けてもよい。
【００４６】
ＥＣＵ３０は、クランク角センサからの出力を受けエンジン回転数を算出し、エンジン回転数に比例した周期でオイルジェット４０を作動し、この周期毎に潤滑油２をピストンの下面に向けて噴射する。この結果、エンジン運転中におけるピストン周辺の潤滑が良好となり、ピストンとシリンダ間の摺動によるフリクションに起因するピストンやシリンダの磨耗や発熱を抑えることができる。このようにエンジンの運転中、電動オイルポンプ１４で吸引した高温の潤滑油２を真っ先にピストン周辺に向けて噴射できるのでピストンとシリンダ間の摺動によるフリクションが下がり、燃費が向上する。
【００４７】
また、エンジン運転中、バランスシャフト４はクランクシャフト６の２倍の回転数で回転するので、潤滑油２はハウジング５内温度がオイルパン３内温度より高くなっており、したがってハウジング５内の潤滑油２の粘性は低くなり、低粘性の潤滑油２がピストン周辺に噴射されるので、エンジンの各部位におけるフリクションが低減され、燃費が向上する。
【００４８】
また、エンジンの冷間始動時には、ピストンとシリンダ間の摺動部の油膜切れが生じるので、ＥＣＵ３０は、冷却水の水温センサやクランク角センサからの入力信号を受けて、エンジン冷却水の水温が所定温度より低くかつエンジン回転数がクランキング回転数より低いエンジンの冷間始動時に、オイルジェットを作動し、上記油膜切れを阻止するように制御する。この結果、ピストンやシリンダの磨耗や発熱が抑えられ、燃費が向上し、かつエンジンの振動や騒音が低減する。
【００４９】
図６は本発明によるバランスシャフトハウジング内における潤滑油の油量調節装置の第３実施形態の概略構成図である。図６に示す第３実施形態は、図１に示す第１実施形態において、ハウジング５内の潤滑油２の油量を検出する検出手段である油量センサ５０、具体的にはオイルパン３内に貯留されている潤滑油２のオイルパン３の底部からの高さを検出するレベルセンサ５０を付加した点が異なる。
【００５０】
ＥＣＵ３０は、油量センサ５０により検出されたハウジング５内の潤滑油２の油量が、所定量以上になったとき、電動オイルポンプ１４の駆動回路に運転信号を送り、電動オイルポンプ１４を運転し、所定量未満になったとき、電動オイルポンプ１４の駆動回路に停止信号を送り、電動オイルポンプ１４を停止し、ハウジング５内の潤滑油２の油量をバランスシャフト４が露出する量に維持する。これにより、ハウジング５内の潤滑油２を吸い過ぎて空にすることはなく、バランスシャフト４の焼き付けを防止できる。またハウジング４内の空間をなるべく小さくして潤滑油２内への気泡の混入を少なくするので、潤滑油に含まれる気泡に起因するエンジンの各部位における磨耗や焼付けの発生が抑制され、ひいては燃費が向上する。
【００５１】
上述したように、電子制御ユニット（ＥＣＵ）３０は、電動オイルポンプ１４の運転停止制御を潤滑油２の状態に応じて。潤滑油２の油量を検出する検出手段により検出された潤滑油２の油量に応じて、油量が所定温度より低くなったとき電動オイルポンプ１４を運転するよう電動オイルポンプ１４を運転するよう制御する。また、ＥＣＵ３０は、潤滑油２の油温を検出する検出手段により検出された潤滑油２の油温に応じて、油温が所定温度より低くなったとき電動オイルポンプ１４を運転するよう制御する。潤滑油２の油温が高温であれば、潤滑油２の粘度が低くなり、オイルパン３内の潤滑油２中に生じる気泡の発生は少なく、気泡を含む潤滑油２に起因するエンジンの各部位における磨耗や焼付けの発生は抑制されるが、潤滑油２の油温が低温になると、潤滑油２の粘度が高くなり、潤滑油２中に気泡が発生し、エンジンの各部位における磨耗や焼付けが生じるので、上記制御により、これを防止する。
【００５２】
図７は本発明によるバランスシャフトハウジング内における潤滑油の油量調節装置の第４実施形態の概略構成を示し、機関停止時のハウジング内の油量状態を示す図であり、図８は図７に示す油量調節装置における機関運転中のハウジング内の油量状態を示す図である。図７および図８はそれぞれ図１および図２に相当する。図１および図２に示す第１実施形態では、電動オイルポンプ（ＥＰ）１４は、ハウジング５内の潤滑油２をオイルパン３の外部に汲み出す油路１２の途中に配設されているが、図７および図８に示す第４実施形態では、電動オイルポンプ（ＥＰ）１４は、ハウジング５内に配設され、かつバランスシャフト４の同軸上に連結されている点と、電動オイルポンプ（ＥＰ）１４の回転駆動力をバランスシャフト４、被駆動ギヤ８、駆動ギヤ７およびクランクシャフト６の順に伝達するためのクラッチ６０が設けられている点とが異なる。
【００５３】
第４実施形態に係るバランスシャフトハウジング内における潤滑油の油量調節装置は、第１実施形態と同様な作用効果を有する他下記の利点をも有する。
【００５４】
電動オイルポンプ１４をハウジング５内に設けたことにより、電動オイルポンプの発熱によりハウジング５内の潤滑油２の温度が上がり、したがって潤滑油２の粘性は低くなり、低粘性の潤滑油２がエンジンの各部位に供給されるので、エンジンの各部位におけるフリクションが低減し、ひいては燃費が向上する。
【００５５】
図示しないが、本発明によるバランスシャフトハウジング内における潤滑油の油量調節装置の第５実施形態では、図７および図８に示す第４実施形態の構成の他に、第２実施形態と同様なオイルジェット４０、バルブ４１および油路４２が設けられている。第５実施形態におけるＥＣＵ３０によるオイルジェット４０の制御は、第２実施形態と同じなので説明を省略する。
【００５６】
また、図示しないが、本発明によるバランスシャフトハウジング内における潤滑油の油量調節装置の第６実施形態では、図７および図８に示す第４実施形態の構成の他に、第３実施形態と同様な油量センサ５０が設けられている。第６実施形態におけるＥＣＵ３０による油量センサ５０の検出結果に応じた電動オイルポンプ１４の駆動回路の制御は、第３実施形態と同じなので説明を省略する。
【００５７】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明のバランスシャフトハウジング内における潤滑油の油量調節装置によれば、機関の始動時に高粘性の潤滑油に浸漬されているバランスシャフトのアンバランスマスの回転時における潤滑油に対するフリクション抵抗および機関の各部位におけるフリクションを低減して機関の始動性を向上させるとともに、機関の始動後も潤滑油に含まれる気泡に起因する機関の各部位における磨耗や焼付けの発生を抑制し、ひいては燃費を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によるバランスシャフトハウジング内における潤滑油の油量調節装置の第１実施形態の概略構成を示し、機関停止時のハウジング内の油量状態を示す図である。
【図２】図１に示す油量調節装置における機関運転中のハウジング内の油量状態を示す図である。
【図３】本発明によるバランスシャフトハウジング内における潤滑油の油量調節装置における電動オイルポンプモータの第１制御ルーチンのフローチャートである。
【図４】本発明によるバランスシャフトハウジング内における潤滑油の油量調節装置における電動オイルポンプモータの第２制御ルーチンのフローチャートである。
【図５】本発明によるバランスシャフトハウジング内における潤滑油の油量調節装置の第２実施形態の概略構成図である。
【図６】本発明によるバランスシャフトハウジング内における潤滑油の油量調節装置の第３実施形態の概略構成図である。
【図７】本発明によるバランスシャフトハウジング内における潤滑油の油量調節装置の第４実施形態の概略構成を示し、機関停止時のハウジング内の油量状態を示す図である。
【図８】図７に示す油量調節装置における機関運転中のハウジング内の油量状態を示す図である。
【符号の説明】
１…シリンダブロック
２…潤滑油
３…オイルパン
４…バランスシャフト
５…ハウジング
６…クランクシャフト
７…駆動ギア
８…被駆動ギア
９…固定軸
１０…クランクケース
１１…オイルポンプ
１２、１８−２０、２１ａ、２１ｂ、４２…油路
１３…ストレーナ
１４…電動オイルポンプ（ＥＭ）
１５…チェックバルブ
１６…オイル制御バルブ（ＯＣＶ）
１７…可変バルブタイミング（ＶＶＴ）
２２…（潤滑油の）上面
３０…電子制御ユニット（ＥＣＵ）
４０…オイルジェット
４１…バルブ
５０…油量センサ（レベルセンサ）
６０…クラッチ
【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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