(57)【要約】【課題】保温容器およびその車両取付部の補強を然程必要とすることなく潤滑油の保温性能を確保し、機関の暖機性および燃費性能を向上させる。【解決手段】オイルパン２０と保温容器３０とを連通する潤滑油路４０に電動ポンプ４２と制御バルブ４４とを設ける。さらに、保温容器３０の上部と機関１０の内部とを連通する空気路５０を設け、機関停止時に電動ポンプ４２を作動させてオイルパン２０内の潤滑油を保温容器３０内に回収すると共に制御バルブ２４を閉弁させる。また、機関の再始動に際し、制御バルブ４４を開弁させると共に電動ポンプ４２を作動させて保温容器３０内の潤滑油をオイルパン２０に供給し、さらに、供給完了後に電動ポンプ４２を停止させると共に制御バルブ２４を閉弁させる。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
機関オイルパン内の潤滑油を回収可能な保温容器を機関外部に設けた内燃機関において、
前記オイルパンと保温容器とを連通する潤滑油路に電動ポンプと制御バルブとを設けると共に、前記保温容器の上部と前記機関の内部とを連通する空気路を設け、
機関停止時に前記電動ポンプを作動させて前記オイルパン内の潤滑油を前記保温容器内に回収すると共に前記制御バルブを閉弁させ、機関の再始動に際し、前記制御バルブを開弁させると共に前記電動ポンプを作動させて前記保温容器内の潤滑油を前記オイルパンに供給し、さらに、供給完了後に前記電動ポンプを停止させると共に前記制御バルブを閉弁させるよう構成したことを特徴とする内燃機関の潤滑装置。
【請求項２】
前記保温容器は、保温容器内に潤滑油が回収されたとき、その潤滑油の油面が少なくともオイルパン内の潤滑油の油面よりも高くなるように、その車両搭載位置が設定されていることを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の潤滑装置。
【請求項３】
前記潤滑油路は前記保温容器の底部に開口されていると共に、前記空気路は前記保温容器内部に延在し前記保温容器上部に開口する空気管に連通されていることを特徴とする請求項１または２に記載の内燃機関の潤滑装置。
【請求項４】
前記オイルパン内のオイルストレーナは、オイルパン内の潤滑油の油面に追従可能に設けられていることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の内燃機関の潤滑装置。
【請求項５】
前記オイルパンは、オイルストレーナ有りの主室とオイルストレーナが無く該主室と連通孔で連通された副室とに区画されており、前記潤滑油路は該主室に連通されていることを特徴とする請求項１ないし４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】
本発明は、内燃機関の潤滑装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、内燃機関に用いられる潤滑油は低温時にはその粘度が高く抵抗となることから、冷機時においては機関の始動性あるいは燃費が悪化する。そこで、かかる機関の始動性あるいは燃費を向上させる目的で種々の提案がなされている。
【０００３】
従来、このような内燃機関の潤滑装置の一つとして、例えば、特許文献１に記載の内燃機関の潤滑装置が知られている。この特許文献１に記載の内燃機関の潤滑装置では、機関の潤滑油出口と潤滑油入口とを連結する機関外部の循環管路中に、潤滑油を収容して保温する蓄熱容器を設けている。且つ、この蓄熱容器内に収容された潤滑油を前記循環管路と潤滑油入口とを介して機関各部に圧送するポンプを備えている。そして、機関の回転停止が検出されると該ポンプの作動が停止されて、蓄熱容器内に収容されている潤滑油が保温され、機関の再回転が検出されると該ポンプが作動されて、蓄熱容器内の保温された潤滑油が機関各部に圧送されるようにされている。
【０００４】
【特許文献１】
特開平４−３１６１１号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
かかる従来の内燃機関の潤滑装置にあっては、オイルパンを廃止または小型化できることから機関重心を低くでき、また、機関の再始動時にはポンプが保温された潤滑油を機関各部に供給することから、機関の始動性を向上することができる。
【０００６】
しかしながら、かかる従来の内燃機関の潤滑装置では、機関の運転中においても蓄熱容器内に大量の潤滑油が存在しているので、車両走行中の振動に耐え得るだけの強度の蓄熱容器およびその車両取付部の強度確保が必要である。この結果、強度確保のために容器の厚肉化や車両取付部の剛性強化を図ると重量が増大し、これを避けようとすると保温性能が犠牲になるという問題がある。
【０００７】
そこで、本発明の目的は、保温容器およびその車両取付部の補強を然程必要とすることなく潤滑油の保温性能を確保し、機関の暖機性および燃費性能を向上させることのできる内燃機関の潤滑装置を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成する本発明の内燃機関の潤滑装置の一形態は、機関オイルパン内の潤滑油を回収可能な保温容器を機関外部に設けた内燃機関において、前記オイルパンと保温容器とを連通する潤滑油路に電動ポンプと制御バルブとを設けると共に、前記保温容器の上部と前記機関の内部とを連通する空気路を設け、機関停止時に前記電動ポンプを作動させて前記オイルパン内の潤滑油を前記保温容器内に回収すると共に前記制御バルブを閉弁させ、機関の再始動に際し、前記制御バルブを開弁させると共に前記電動ポンプを作動させて前記保温容器内の潤滑油を前記オイルパンに供給し、さらに、供給完了後に前記電動ポンプを停止させると共に前記制御バルブを閉弁させるよう構成したことを特徴とする。
【０００９】
かかる構成によれば、機関停止時には電動ポンプおよび制御バルブの作動によりオイルパン内の潤滑油が保温容器内に回収されて保持される。また、機関の再始動の際には、電動ポンプおよび制御バルブの作動により保温容器内の潤滑油がオイルパンに供給される。従って、車両走行中は保温容器はほぼ空になるので、保温容器やその車両取付部の強度確保も然程必要とされない。この結果、強度確保のために容器の厚肉化を図ることも回避され、保温性能が犠牲になることもない。
【００１０】
ここで、前記保温容器は、保温容器内に潤滑油が回収されたとき、その潤滑油の油面が少なくともオイルパン内の潤滑油の油面よりも高くなるように、その車両搭載位置が設定されていることが好ましい。
【００１１】
このようにすると、万一、電動ポンプや制御バルブが故障したとしても、保温容器内の潤滑油を重力でもってオイルパンに供給できる。
【００１２】
また、前記潤滑油路は前記保温容器の底部に開口されていると共に、前記空気路は前記保温容器内部に延在し前記保温容器上部に開口する空気管に連通されていることが好ましい。
【００１３】
このようにすると、潤滑油内への空気の混入を防止することができる。
【００１４】
また、前記オイルパン内のオイルストレーナは、オイルパン内の潤滑油の油面に追従可能に設けられていることが好ましい。
【００１５】
このようにすると、オイルパンへの潤滑油供給開始直後の油面が低いときにも、オイルストレーナから空気が吸い込まれることが防止される。
【００１６】
さらに、前記オイルパンは、オイルストレーナ有りの主室とオイルストレーナが無く該主室と連通孔で連通された副室とに区画されており、前記潤滑油路は該主室に連通されていてもよい。
【００１７】
この構成によれば、保温容器には主室内および副室内の高温の潤滑油の一部が回収されて保持され得、機関冷機時の再始動の際には、保温容器内の高温の潤滑油がオイルパンのオイルストレーナ有りの主室に供給され得る。機関冷機時には潤滑油の粘度が低く主室と副室との間に連通孔を介した流動がないので、保温容器内の高温の潤滑油の全量が主室内の低温の潤滑油の加熱に供される。従って、混合により温度が上昇した潤滑油のみがオイルストレーナに吸入され機関に供給されるので暖機性あるいは燃費が良好となる。さらに、潤滑油の一部を回収するのみで、区画されていないオイルパン内の潤滑油全量を回収するのとほぼ同等の効果を奏するように作用するので、保温容器の容量を少なくすることができ、保温容器の小型化が可能である。
【００１８】
【発明の実施の形態】
（第１の実施の形態）
以下に、本発明にかかる内燃機関の潤滑装置の第１の実施形態について、その構成を図１を参照して説明する。なおここでは、同システムを車載用ガソリンエンジン１０に適用した例について示している。
【００１９】
ここで、図１において、エンジン１０の下部には潤滑油を貯留するオイルパン２０が取付けられており、エンジン１０の外部にはこの潤滑油を回収可能な保温容器３０が設けられている。オイルパン２０と保温容器３０とは潤滑油路４０によって連通されている。なお、この潤滑油路４０は一端がオイルパン２０の底部に開口され、その他端が保温容器３０の底部に開口されている。そして、この潤滑油路４０にはオイルパン２０寄りに電動ポンプ４２が設けられ、電動ポンプ４２と保温容器３０との間には制御バルブ４４が設けられている。また、保温容器３０の上部とエンジン１０の内部、例えば、オイルパン２０の上部とを連通する空気路５０が設けられている。なお、空気路５０は、保温容器３０内部にほぼ鉛直に延在し保温容器上部の空間に開口する空気管５２に連通されている。
【００２０】
ここで、電動ポンプ４２と制御バルブ４４とはエンジン１０の制御のために用いられるマイクロコンピュータ等を有して構成される電子制御装置（ＥＣＵ）６０に接続されており、後述する条件で制御されるように構成されている。さらに、保温容器３０は、後述のように保温容器３０内に潤滑油が回収されたとき、その潤滑油の油面が少なくともオイルパン２０内の潤滑油の油面よりも高くなるように、その車両搭載位置が設定されている。より好ましくは、保温容器３０全体がオイルパン２０よりも高い位置で車両に搭載されている。このようにすると、仮に、電動ポンプ４２や制御バルブ４４を含む制御系に故障があった場合にも、オイルパン２０内に潤滑油を保持できるからである。この観点から、制御バルブ４４は常開の電磁バルブを用いることが好ましい。
【００２１】
かかる第１の実施形態における制御ルーチンの一例を図２および図３に示すフローチャートを参照しつつ説明する。なお、以下の説明では潤滑油を単にオイルと称することもある。
【００２２】
そこで、所定周期毎に実行される回収時制御ルーチンでは、図２のフローチャートにおけるステップＳ２０１において、エンジン１０が停止か否かが判断され、停止が判断されるまで待機する。なお、このエンジン１０が停止か否かの判断は、ＥＣＵ６０におけるエンジン１０の制御において、例えば、点火信号が発生されているか否かを検知することにより行うことができる。ステップＳ２０１においてエンジンの停止と判断されると、ステップＳ２０２に進み、オイル回収完了フラグがＯＮか否かが判断される。ＹＥＳの場合には、後述のようにオイル回収動作は完了しているので、この回収時制御ルーチンは終了されることになる。ステップＳ２０２での判断でオイル回収完了フラグがＯＦＦの場合にはステップＳ２０３に進み、回収カウンタの時間計測が所定時間（例えば、１０秒）経過したか否かが判断される。ＮＯの場合にはステップＳ２０４に進み、制御バルブ４４を開弁させると共に電動ポンプ４２を、例えば、正転作動させる。すると、オイルパン２０内の潤滑油の潤滑油路４０を介する保温容器３０内への回収が開始されることになる。この後ステップＳ２０５において回収カウンタをスタートさせ、且つ、ステップＳ２０６においてＥＣＵ６０の電源ＯＦＦ許可フラグをＯＦＦにし、一周期目の制御を終了する。これは、エンジン停止後もＥＣＵ６０に所定の制御を行わせるためである。
【００２３】
さらに、進行した周期におけるステップＳ２０３において、上述のステップＳ２０５においてスタートされた回収カウンタの時間計測が所定時間を経過したときにはステップＳ２０７に進み、電動ポンプ４２を停止させると共に制御バルブ２４を閉弁させる。このときは、オイルパン２０内の潤滑油は潤滑油路４０を介して保温容器３０内へほぼ全量が回収され、そこに保温されて保持されることになる。この後ステップＳ２０８においてオイル回収完了フラグをＯＮとし、ステップＳ２０９において回収カウンタを停止させると共にリセットし、ステップＳ２１０においてオイル供給完了フラグをＯＦＦにし、さらに、ステップＳ２１１においてＥＣＵ６０の電源ＯＦＦ許可フラグをＯＮにして制御を終了する。この後に、ＥＣＵ６０の電源がＯＦＦされることになる。
【００２４】
次に、所定周期毎に実行される供給時制御ルーチンでは、図３のフローチャートにおけるステップＳ３０１において、エンジン１０が始動か否かが判断され、始動が判断されるまで待機する。なお、このエンジン１０の始動か否かの判断は、ＥＣＵ６０におけるエンジン１０の制御において、例えば、車両のアクセサリスイッチがＯＮされたか否か、または、ハイブリッド車両の場合にはエンジンスタート要求信号が発生されたか否かを検知することにより行うことができる。ステップＳ３０１においてエンジンの始動と判断されると、ステップＳ３０２に進み、オイル供給完了フラグがＯＮか否かが判断される。ＹＥＳの場合には、後述のようにオイル供給動作は完了しているので、この供給時制御ルーチンは終了されることになる。
【００２５】
ステップＳ３０２での判断でオイル供給完了フラグがＯＦＦの場合にはステップＳ３０３に進み、供給カウンタの時間計測が所定時間（例えば、１０秒）経過したか否かが判断される。ＮＯの場合にはステップＳ３０４に進み、制御バルブ４４を開弁させると共に電動ポンプ４２を逆転作動させる。すると、保温容器３０内に保持されていた潤滑油の潤滑油路４０を介するオイルパン２０内への供給が開始されることになる。この後ステップＳ３０５において供給カウンタをスタートさせ、一周期目の制御を終了する。
【００２６】
さらに、進行した周期におけるステップＳ３０３において、上述のステップＳ３０５においてスタートされた供給カウンタの時間計測が所定時間を経過したときにはステップＳ３０６に進み、電動ポンプ４２を停止させると共に制御バルブ２４を閉弁させる。このときは、保温容器３０内の潤滑油は潤滑油路４０を介してオイルパン２０内へほぼ全量が供給されたことになる。この後ステップＳ３０７においてオイル供給完了フラグをＯＮとし、ステップＳ３０８において供給カウンタを停止させると共にリセットし、さらに、ステップＳ３０９においてオイル回収完了フラグをＯＦＦにして制御を終了する。この後に、エンジン１０は始動されることになる。
【００２７】
（第２の実施の形態）
次に、本発明の第２の実施形態を図４を参照して説明する。この第２の実施形態が上述の第１の実施形態と異なる点は、エンジン１０のオイルパン２０内に配置されているオイルストレーナ７０をオイルパン２０内の潤滑油の油面に追従可能に設けた点である。その他の構成は第１の実施形態と同じであるから、同一機能部位には同一符号を付し重複説明を避ける。
【００２８】
そのために、この第２の実施形態にあっては、オイルストレーナ７０の吸油管７２の末端部にフロート７４が取付けられると共に、吸油管７２の基端部が支持ピン７６を介して揺動可能にエンジン１０に取付けられている。そして、このようにして、吸油管７２の先端部に開口する吸油口７８が常に潤滑油（エンジンオイル）の油面下に存するようにされている。
【００２９】
この第２の実施形態によれば、オイルパン２０への潤滑油供給開始直後の油面が低いときにも、オイルストレーナ７０から空気が吸い込まれることが防止される。
【００３０】
（第３の実施の形態）
さらに、本発明の第３の実施形態を図５を参照して説明する。この第３の実施形態が上述の第１および第２の実施形態と主に異なる点は、オイルパン２０を、オイルストレーナ７０有りの主室とオイルストレーナ７０が無く該主室と連通孔で連通された副室とに区画して、潤滑油路４０を主室に連通するようにした点である。その他の構成は上述の第１の実施形態と同じであるから、同一機能部位には同一符号を付し重複説明を避け、その相違点につき重点的に説明する。
【００３１】
すなわち、第３の実施形態によるオイルパン２０は、その内部が樹脂製または金属製のオイルパンセパレータ２１によって、ステー７１で支持されたオイルストレーナ７０有りの主室２２とその外周側でオイルストレーナ７０の無い副室２３とに区画されている。そして、主室２２および副室２３は、オイルパンセパレータ２１の側壁上部位置に開口された数個の相対的に大径（例えば、８ｍｍ）の第１連通孔２４、およびオイルパンセパレータ２１の側壁下部位置に開口された数十個の相対的に小径（例えば、２ｍｍ）の第２連通孔２５によって連通されている。この第１連通孔２４は主室２２内のオイル油面が上昇したときに副室２３にオーバフローさせるためのものであり、第２連通孔２５は副室２３内のオイル温度が上昇し粘度が低下したときに主室２２および副室２３間でのオイルの流動を許容するためのものである。なお、オイルパンセパレータ２１の底壁には、オイル交換時に主室２２内のオイルを排出するための小径のドレン孔２６が開口されている。さらに、潤滑油路４０が第２連通孔２５よりも下方位置で主室２２に連通されると共に、空気路５０が副室２３の上部空間に連通されている。
【００３２】
この第３の実施形態によれば、上述した回収時制御ルーチンに従い、エンジン１０が停止すると電動ポンプ４２の正転作動により、オイルパン２０の主室２２から潤滑油路４０を介しての保温容器３０内へのオイルの回収が開始されることになる。エンジン１０の停止時の通常高温状態にあるオイルはその粘度が低い状態にあり、小径の第２連通孔２５を介して主室２２および副室２３との間で自由な流動が可能な状態にある。従って、この高温状態では、オイルパン２０の主室２２から潤滑油路４０を介して回収したとしても、保温容器３０には主室２２内および副室２３内の高温のオイルの一部がそれぞれ回収されて保持される。例えば、オイルパン２０内の全オイル量の半分を保温容器３０に回収する場合には、主室２２内および副室２３内のオイルが共に半分づつ保温容器３０に回収される。
【００３３】
次に、再始動の際には、保温容器３０内の高温のオイルはその全量がオイルパン２０のオイルストレーナ７０有りの主室２２に供給される。機関冷機時にはオイルの粘度が低く主室２２と副室２３との間に第２連通孔２５を介した流動がないので、保温容器３０内の高温のオイルの全量が主室２２内の低温のオイルの加熱に供される。従って、高温のオイルとの混合により温度が上昇した主室２２内のオイルが、まずオイルストレーナ７０に吸入され機関に供給されるので暖機性が良好となる。
【００３４】
より具体的に説明すると、例えば、オイルパン２０内の主室２２に２リットル、副室２３にも同量の２リットル、全量で４リットル貯留されている状態から、その半分の２リットルが保温容器３０に回収されるとすると、主室２２に１リットル、副室２３に１リットルのオイルが残る。そして、再始動の際には、この主室２２の１リットルのオイルに対し高温のオイル２リットルが保温容器３０から供給されて混ざることになる。これは、単に保温容器の小型化の目的で、区画されていない全量４リットルのオイルパンから２リットルのみを保温容器に回収し、残量２リットルのオイルに対し２リットルの高温オイルを供給するのに比べ、格段に暖機性および燃費性能を向上させ得ることを意味する。何故ならば、被加熱オイルと加熱オイルとの割合が、前者の場合には１：２であるのに対し、後者の場合には１：１であるからである。なお、上述した第２連通孔２５の位置を図示の位置よりも高くすれば、その分主室２２からのオイル回収量が副室２３からの量よりも増える（換言すると、主室２２内残量が減る）ので、再始動の際における加熱量が増え、上述の被加熱オイルと加熱オイルとの割合がさらに大きくなり混合による温度上昇度が大になる。
【００３５】
勿論、この第３の実施の形態の変形態様として、オイルパン２０内に貯留されるオイルのほぼ全量を保温容器に回収するようにしてもよい。いずれにしても、エンジンの運転中には保温容器３０内のオイルはほぼ全量オイルパン２０に戻されるので、走行中の振動等に対処するための保温容器および車両取付部の補強は必要でない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態を示すブロック図である。
【図２】本発明の第１の実施形態の制御の一例を示すフローチャートであり、回収時制御を説明している。
【図３】本発明の第１の実施形態の制御の一例を示すフローチャートであり、供給時制御を説明している。
【図４】本発明の第２の実施形態を示すブロック図である。
【図５】本発明の第３の実施形態を示す一部断面ブロック図である。
【符号の説明】
１０    エンジン
２０    オイルパン
２２    主室
２３    副室
２４    第１連通孔
２５    第２連通孔
３０    保温容器
４０    潤滑油路
４２    電動ポンプ
４４    制御バルブ
５０    空気路
６０    ＥＣＵ
７０    オイルストレーナ
【図１】
2004225641.tif 000003
【図２】
2004225641.tif 000004
【図３】
2004225641.tif 000005
【図４】
2004225641.tif 000006
【図５】
2004225641.tif 000007