(57)【要約】【課題】限られたオイル蓄熱容器内の高温のエンジンオイルの有効活用により、スモークの発生防止、及びエンジンの各摺動部のフリクションの低減を図ることを可能とする内燃機関の暖機制御装置を提供する。【解決手段】内燃機関の暖機制御装置として好適なエンジンオイルの循環装置を使用する。エンジンオイルの循環装置にオイル蓄熱容器を設け、エンジン始動開始からの経過時間の計測処理、及び／又はエンジン内への吸気温度の計測処理を行い、その計測結果に基づいてエンジン始動直後の低温状態にあるピストンにオイル蓄熱容器内の高温のエンジンオイルを噴射して、そのピストンを加熱する。また、オイル蓄熱容器内に残存する高温のエンジンオイルを、エンジンの各摺動部の側へ供給する。【選択図】      図１
2004176662.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ピストンを暖機するピストン暖機手段を備える内燃機関の暖機制御装置において、
前記内燃機関に吸入される吸気の吸気温度を計測する手段と、
前記吸気温度が所定温度値以下の場合に、前記ピストン暖機手段によるピストンの暖機を実行する制御手段と、を備えることを特徴とする内燃機関の暖機制御装置。
【請求項２】
前記所定温度値は、前記内燃機関から排出される排出ガスの可視限界に対応する温度であることを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の暖機制御装置。
【請求項３】
ピストンを暖機するピストン暖機手段を備える内燃機関の暖機制御装置において、
前記内燃機関の始動から所定時間経過後に、前記ピストン暖機手段によるピストンの暖機を停止することを特徴とする内燃機関の暖機制御装置。
【請求項４】
高温のエンジンオイルを蓄熱するためのオイル蓄熱容器を備え、
前記ピストン暖機手段は、前記オイル蓄熱容器内の高温のエンジンオイルを、ピストンに噴射するオイルジェットを含むことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の内燃機関の暖機制御装置。
【請求項５】
前記オイル蓄熱容器内のエンジンオイルの圧力を検出する手段と、
前記オイル蓄熱容器内のエンジンオイルの圧力が所定の圧力値以下となるまで、前記オイル蓄熱容器内の高温のエンジンオイルを前記内燃機関の各摺動部へ循環させる循環手段と、を備えることを特徴とする請求項４に記載の内燃機関の暖機制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、内燃機関の暖機制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
エンジンのフリクションロス、及び燃料消費量の低減、並びに排出ガスの低減を図るため、エンジンの始動後、エンジンオイルが所定の温度になるまでは保温タンク内に蓄熱されていたエンジンオイルを循環させてエンジンを暖機し、エンジンオイルが所定温度以上になったときにメインタンク内のエンジンオイルを循環させるように構成したエンジンのオイル循環装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
また、エンジンの始動時において、オイルジェットのジェットノズルの部分をヒータで加熱することによりエンジンオイルを加熱し、その加熱されたエンジンオイルをピストンの内面などに噴射してエンジンを暖機状態にする内燃機関のオイルジェットが知られている（例えば、特許文献２参照）。
【０００４】
【特許文献１】
特開２００２−１７４１０６号公報
【特許文献２】
実開平４−５４９０９号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
エンジン始動時においてエンジンの暖機が不十分な場合に生じる問題として、スモークの発生がある。これは、エンジン始動時にピストンの温度が低い状態にあると、燃料の気化が不十分となって燃焼が不完全となる結果、黒煙などの可視的な排気ガスが排出される現象である。この現象は、いわゆる筒内直噴型エンジンにおいて、成層燃焼時に比較的多量の燃料を噴射した場合に発生しやすい。このため、特に筒内直噴型エンジンにおいては、スモークの発生を抑制するために、高温のエンジンオイルをオイルジェットによりピストンのキャビティなどに噴射してピストンを加熱することは有効である。
【０００６】
その一方で、エンジン始動時にエンジン内の各摺動部に高温のオイルを循環して暖機を行い、フリクションを低減することも必要である。よって、特に筒内直噴型エンジンにおいては、保温タンク内に用意された限られた容量の高温のエンジンオイルを、ピストンキャビティ及びエンジンの各摺動部の両方に効率的に供給することが必要となる。
【０００７】
本発明は、以上の点に鑑みてなされたものであり、限られたオイル蓄熱容器内の高温のエンジンオイルの有効活用により、スモークの発生防止、及びエンジンの各摺動部のフリクションの低減を図ることを可能とする内燃機関の暖機制御装置を提供することを課題とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明の１つの観点では、ピストンを暖機するピストン暖機手段を備える内燃機関の暖機制御装置は、前記内燃機関に吸入される吸気の吸気温度を計測する手段と、前記吸気温度が所定温度値以下の場合に、前記ピストン暖機手段によるピストンの暖機を実行する制御手段と、を備える。
【０００９】
上記の内燃機関の暖機制御装置によれば、内燃機関に吸入される吸気の吸気温度を計測することができ、その吸気温度が所定温度値以下の場合に、ピストン暖機手段によってピストンに対する暖機の実行をすることができる。これにより、ピストンは加熱されるので、エンジン始動直後よりシリンダ内の燃料の気化が促進され、内燃機関から排出されるスモークの排出の防止又は抑制をすることができる。
【００１０】
上記内燃機関の暖機制御装置の一態様では、前記所定温度値は、前記内燃機関から排出される排出ガスの可視限界に対応する温度である。
【００１１】
この態様によれば、エンジン始動直後のスモークは、吸気温度が低いほど大きくなるので、その吸気温度を計測して、吸気温度が所定温度値以下、つまり内燃機関から排出される排出ガスの可視限界に対応する温度以下の場合に、ピストンに対する暖機を行うことができる。これにより、ピストンは加熱されるので、エンジン始動直後より燃料の気化が促進され、内燃機関から排出されるスモークの排出の防止又は抑制をすることができる。よって、内燃機関からスモークが排出されることによって運転者などが感じる不快感を低減させることができる。
【００１２】
本発明の他の観点では、ピストンを暖機するピストン暖機手段を備える内燃機関の暖機制御装置は、前記内燃機関の始動から所定時間経過後に、前記ピストン暖機手段によるピストンの暖機を停止する。
【００１３】
この態様によれば、内燃機関からスモークが排出される時間は通常エンジン始動開始から所定時間、およそ５乃至１０秒程度となるので、エンジン始動開始からその時間が経過したとき、ピストンへの暖機を停止する。即ち、エンジン始動開始から所定時間、例えば５乃至１０秒以内においてはピストンへの暖機を実行し、その時間が経過したときピストンへの暖機を停止するようにしているので、効率よく内燃機関からスモークが排出されるのを防止又は抑制することができる。
【００１４】
上記内燃機関の暖機制御装置の一態様では、前記内燃機関の暖機制御装置は、高温のエンジンオイルを蓄熱するためのオイル蓄熱容器を備え、前記ピストン暖機手段は、前記オイル蓄熱容器内の高温のエンジンオイルを、ピストンに噴射するオイルジェットを含む。
【００１５】
この態様によれば、内燃機関の暖機制御装置は、高温のエンジンオイルを蓄熱するためのオイル蓄熱容器を備えているので、ピストン暖機手段は、そのオイル蓄熱容器内の高温のエンジンオイルをオイルジェットを通じてピストンに噴射することができる。これにより、高温のエンジンオイルが直接ピストンに対して噴射されるため、ピストンの暖機がより促進され、より一層エンジン始動直後に排出されるスモークの発生を防止又は抑制することができる。
【００１６】
上記内燃機関の暖機制御装置の他の一態様では、前記内燃機関の暖機制御装置は、前記オイル蓄熱容器内のエンジンオイルの圧力を検出する手段と、前記オイル蓄熱容器内のエンジンオイルの圧力が所定の圧力値以下となるまで、前記オイル蓄熱容器内の高温のエンジンオイルを前記内燃機関の各摺動部へ循環させる循環手段と、を備える。
【００１７】
この態様によれば、内燃機関の暖機制御装置は、オイル蓄熱容器内のエンジンオイルの圧力を検出する手段を備えているため、その圧力を検出する手段からの出力に基づいて、当該オイル蓄熱容器内の高温のエンジンオイルの容量を推定することができる。オイル蓄熱容器内のエンジンオイルの圧力値が所定の圧力値以下となったときは、オイル蓄熱容器内の高温のエンジンオイルの容量は殆ど空に近い状態であると推定される。
【００１８】
したがって、オイル蓄熱容器内のエンジンオイルの圧力値が所定の圧力値以下となるまでは、そのオイル蓄熱容器内の高温のエンジンオイルをオイルジェットを通じてピストンに噴射すると共に、その高温のエンジンオイルを内燃機関の各摺動部に対しても循環させる。これにより、限られたオイル蓄熱容器内の高温のエンジンオイルの有効利用が図れ、尚且つ内燃機関からのスモークの排出防止及び内燃機関の各摺動部に対するフリクションの低減を図ることができる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る内燃機関の暖機制御装置として好適な実施形態であるエンジンオイルの循環装置１について説明する。
【００２０】
［基本原理］
まず、本発明の基本原理について概説する。前述のように、オイル蓄熱容器などに蓄えられた高温のエンジンオイルは、ピストンを加熱してスモークの発生を抑制する用途と、エンジン内の各摺動部を潤滑する用途の２つの用途がある。ここで、低温下でのエンジン始動時における排出ガスの濃度は、一般的にエンジンの始動後５〜１０秒でピークとなることから、このピークを超えるまでピストンを加熱してエンジンの暖機をすればスモークの発生を抑制することができ、ピークを超えた後は排出ガスの濃度は低下するため、それ以降もピストンを加熱する必要性は乏しい。
【００２１】
また、スモークの発生はエンジン内への吸気温度が低い場合に生じやすく、吸気温度が比較的高い場合にはスモークの発生量は少ないか、又は発生しない。よって、たとえエンジンの始動時においても、スモークが発生しない温度領域においては、ピストンを暖める必要性は乏しい。
【００２２】
そこで、本発明では、エンジン始動からの経過時間、及び／又はエンジン始動時の吸気温度に基づいて、スモークが発生しうる状況においてのみ高温のエンジンオイルでピストンの暖機を行うこととする。これにより、高温のエンジンオイルは基本的にエンジン内の各摺動部の潤滑に利用され、スモークの発生が生じる場合にのみピストンの暖機に使用されることとなり、限られた量の高温のエンジンオイルを効率的に使用することが可能となる。以下、上記の原理による実施形態を説明する。
【００２３】
［エンジンオイルの循環装置の構成］
まず、エンジンオイルの循環装置１の概略構成を図１に示す。なお、本実施形態のエンジンオイルの循環装置１は、筒内直噴型のエンジンに適用されるものである。
【００２４】
エンジンオイルの循環装置１は、主としてピストン８を早急に加熱してエンジンを暖機し、あるいはエンジンの各摺動部９、例えば、クランクシャフトなどの摺動部にエンジンオイル１５を供給して潤滑し、それらのフリクションの低減などを図る役割を果たすものである。
【００２５】
エンジンオイルの循環装置１は、図１に示すように、オイルパン２と、メカニカルオイルポンプ３と、オイル蓄熱容器４と、電動オイルポンプ４ａと、油圧センサ５と、メインギャラリ６と、サブギャラリ７と、電磁弁１０〜１３とを備え、それらの各構成要素が有機的に結合して、エンジンオイル１５をピストン８のキャビティ（内面）やエンジンの各摺動部９へ循環させる。以下、図１を参照して説明する。
【００２６】
オイルパン２は、エンジンの下方に設けられ、エンジンオイル１５を溜めるためのオイル溜めである。オイルパン２内から送り出されたエンジンオイル１５は、エンジンの各摺動部９などを潤滑する作用を果たすと共に、それらの各摺動部９などにおいて潤滑の役目を果たしたエンジンオイル１５は油滴となってエンジンの内壁等を伝わり落ち、再びオイルパン２内に還流される。エンジンの定常動作状態では、エンジン内を循環して加熱された高温のエンジンオイル１５がオイルパン２内に蓄えられる。また、オイルパン２には、オイルパン２内のエンジンオイル１５の温度を計測するための温度センサ２ａが設けられている。その温度センサ２ａが、所定の条件、及び所定の温度を検出すると、ＥＣＵ（Ｅｎｇｉｎｅ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ｕｎｉｔ、図示略）はメカニカルオイルポンプ３の動作信号をＯＮして、オイル蓄熱容器４内へ高温のエンジンオイル１５を供給する。
【００２７】
メカニカルオイルポンプ３は、オイルパン２内に蓄えられたエンジンオイル１５をメインギャラリ６やオイル蓄熱容器４へ供給する役割を果たすポンプである。メカニカルオイルポンプ３は、機械的な方式によりエンジンオイル１５を供給するオイルポンプであり、例えば、トロコイドポンプや内接・外接ギア式ポンプなどが挙げられる。
【００２８】
オイル蓄熱容器４は、エンジンルーム内に設けられ、その容器内には高温の所定量のエンジンオイル１５が蓄えられている。オイル蓄熱容器４は、保温性を有しており、そのオイル蓄熱容器４内のエンジンオイル１５の温度を、エンジンオイル１５の潤滑機能を最大限に発揮する温度、例えば、８０〜８５℃程度に維持することが可能である。また、オイル蓄熱容器４をエンジンルーム内に搭載することを考慮すると、オイル蓄熱容器４内のエンジンオイル１５の量は、２〜３（Ｌ）（リットル）とするのが好ましい。尚、オイル蓄熱容器４内の高温のエンジンオイル１５は、ピストン８を早急に加熱してエンジンの暖機を促進し、尚且つエンジンの各摺動部９に供給して、その各摺動部９のフリクションの低減を図ることを目的として使用されるものである。
【００２９】
電動オイルポンプ４ａは、オイル蓄熱容器４の上部に設けられ、ＥＣＵからの指令信号を受信して電動による動作・停止を行うポンプである。また、電動オイルポンプ４ａは、オイル蓄熱容器４内の高温のエンジンオイル１５を吸引して、メインギャラリ６やサブギャラリ７へ供給する役割を果たす。
【００３０】
油圧センサ５は、電動オイルポンプ４ａ近傍のオイル通路１４などに設けられ、
オイル蓄熱容器４内の圧力を計測する機器である。また、油圧センサ５は、エンジン始動中にはオイル蓄熱容器４内の圧力を常時計測することにより、オイル蓄熱容器４内のエンジンオイル１５の量が適量となるようにＥＣＵを通じて制御する役割を果たす。具体的には、油圧センサ５は、オイル蓄熱容器４内の圧力値の変化に応じ、予め設定された圧力値と比較して出力信号をＥＣＵへ出力し、その信号に基づいてＥＣＵは、メカニカルオイルポンプ３や電動オイルポンプ４ａの動作・停止の制御を行う。
【００３１】
また、油圧センサ５は、圧力値（Ｐａ）、及びオイル蓄熱容器４内のオイル容量（Ｌ）とを関連付けて設定することができるようになっている。その設定された圧力値（Ｐａ）と、オイル蓄熱容器４内のオイル容量（Ｌ）との関係を示すグラフの一例を図２に示す。図２に示すグラフでは、縦軸には圧力値（Ｐａ）が、横軸にはオイル蓄熱容器４内のオイル容量（Ｌ）が示される。具体的には、縦軸の圧力値（Ｐａ）には、下限値Ｐｍｉｎ（Ｐａ）と、上限値Ｐｍａｘ（Ｐａ）がそれぞれ設定されており、横軸のオイル蓄熱容器４内のオイル容量（Ｌ）には、下限値Ｖ１（Ｌ）と、上限値Ｖ２（Ｌ）がそれぞれ設定されている。即ち、この例では圧力値（Ｐａ）と、オイル蓄熱容器４内のオイル容量（Ｌ）とは比例関係を示している。
【００３２】
この場合、オイル蓄熱容器４内のオイル容量（Ｌ）として、オイル容量（Ｌ）の下限値Ｖ１（Ｌ）は、オイル蓄熱容器４内のエンジンオイル１５の量がほとんど空に近い状態の容量に設定することができ、一方、オイル容量（Ｌ）の上限値Ｖ２（Ｌ）は、オイル蓄熱容器４に蓄えることが可能な最大容量、例えば容器の大きさに応じて２〜３（Ｌ）に設定することができる。こうして、油圧センサ５の検出する圧力値により、オイル蓄熱容器４内のオイル量を検出することが可能となる。
【００３３】
メインギャラリ６は、エンジンルーム内に設けられ、クランクシャフトやシリンダなどのエンジンの各摺動部９に対して所定量のエンジンオイル１５を供給するために、エンジンオイル１５が通るオイル通路である。
【００３４】
サブギャラリ７は、エンジンルーム内に設けられ、ピストン８のピストンオイルギャラリ８ａに対して所定量のエンジンオイル１５を供給するためにエンジンオイル１５が通るオイル通路である。また、サブギャラリ７には、エンジンの気筒数に応じたオイルジェット７ａが設けられる。本例においては、図１に示すように、サブギャラリ７は４気筒分のオイルジェット７ａを備える。
【００３５】
オイルジェット７ａは、図１に示すように、ピストン８の底面側内部に設けられている。また、オイルジェット７ａは、ピストン８のピストンオイルギャラリ８ａに対して、高温のエンジンオイル１５を噴射する。したがって、所定気筒数分のオイルジェット７ａをサブギャラリ７の適切な位置に各々設けることにより、オイル蓄熱容器４内の高温のエンジンオイル１５を、オイルジェット７ａを通じてピストンオイルギャラリ８ａに噴射し、エンジン始動直後の低温状態にあるピストン８を早急に加熱することができる。
【００３６】
エンジンの各摺動部９は、ピストン８に連動して動作するクランクシャフト、及び連続可変バルブタイミング機構（Ｖａｒｉａｂｌｅ  Ｖａｌｖｅ  Ｔｉｍｉｎｇ、以下、「ＶＶＴ」と呼ぶ。）などを含む各種の摺動部である。これらの各摺動部に対して、高温のエンジンオイル１５を供給することにより、各摺動部の潤滑作用が促進されスムーズな動作を実現でき、各摺動部のフリクションの低減を図ることができる。よって、各摺動部のフリクションの低減が促進されるので、燃費の向上をも図ることができる。
【００３７】
電磁弁１０〜１３は、ＥＣＵからの指令信号に基づいて開閉動作をする。各電磁弁１０〜１３は、それぞれ開状態においてはオイル通路１４内をエンジンオイル１５が循環可能な状態とし、それぞれ閉状態においてはオイル通路１４内をエンジンオイル１５が循環するのを遮断する状態とする。
【００３８】
電磁弁１０は、サブギャラリ７近傍のオイル通路１４上に設けられる。ＥＣＵからの指令信号により電磁弁１０が開状態になると、オイル蓄熱容器４内の高温のエンジンオイル１５はサブギャラリ７を通じてオイルジェット７ａへ流入し、ピストンオイルギャラリ８ａへ噴射される。一方、ＥＣＵからの指令信号により電磁弁１０が閉状態になると、オイル蓄熱容器４内の高温のエンジンオイル１５はサブギャラリ７へ流入しなくなる。
【００３９】
電磁弁１１は、メインギャラリ６近傍のオイル通路１４上に設けられる。ＥＣＵからの指令信号により電磁弁１１が開状態になると、オイル蓄熱容器４内の高温のエンジンオイル１５がメインギャラリ６を通じてエンジンの各摺動部９へ流入する。一方、ＥＣＵからの指令信号により電磁弁１１が閉状態になると、オイル蓄熱容器４内の高温のエンジンオイル１５はメインギャラリ６の側へ流入しなくなる。
【００４０】
電磁弁１２は、メカニカルオイルポンプ３近傍のオイル通路１４上に設けられる。ＥＣＵからの指令信号により電磁弁１２が開状態になると、オイルパン２内のエンジンオイル１５がメインギャラリ６を通じてエンジンの各摺動部９へ流入する。一方、ＥＣＵからの指令信号により電磁弁１２が閉状態になると、オイルパン２内のエンジンオイル１５はメインギャラリ６の側へ流入しなくなる。
【００４１】
電磁弁１３は、メカニカルオイルポンプ３近傍のオイル通路１４上に設けられる。ＥＣＵからの指令信号により電磁弁１３が開状態になると、オイルパン２内のエンジンオイル１５がオイル蓄熱容器４内へ流入する。一方、ＥＣＵからの指令信号により電磁弁１３が閉状態になると、オイルパン２内のエンジンオイル１５はオイル蓄熱容器４内へ流入しなくなる。
【００４２】
［スモークの特性］
前述のように、エンジン始動時にピストン８が低温であると、燃料の不完全燃焼によりスモークが発生する現象があり、これは特に筒内直噴型エンジンで生じやすい問題となる。即ち、筒内直噴型エンジンにおいては、燃料が直接に燃焼室内のピストン８の頂面部側に噴射されるため、ピストン８の頂面部が低温状態の場合には混合気は不完全燃焼を起こし易く、前述のスモークが発生しやすい傾向にある。よって、この状態のときは、車両から排出される排出ガスは高濃度の状態（黒煙状態）で排出される。
【００４３】
車両から排出されるスモーク濃度とエンジン始動開始からの経過時間との関係を図３（ａ）に示し、ピークスモーク濃度と吸気温度との関係を図３（ｂ）に示す。
【００４４】
図３（ａ）に示すグラフを説明すると、縦軸は、車両から排出されるスモーク濃度（ｐｐｍ）を示しており、横軸は、エンジン始動開始からの経過時間（ｓ）を示している。図３（ａ）のグラフに示すように、エンジン始動開始後５〜１０秒でスモーク濃度がピーク値を迎える。このスモーク濃度のピーク値においては、車両からスモークが最も排出される状態を示している。図３（ａ）においては、エンジン始動開始（時刻０）からＳａ秒経過後（即ち、５〜１０秒経過後）にスモーク濃度がピーク値Ｎｐｅａｋ（ｐｐｍ）となる場合を一例として示している。よって、このグラフより、エンジン始動開始からＳａ秒以降は、発生するスモークの量は減少していく。
【００４５】
よって、エンジン始動開始後Ｓａ秒（本例では５〜１０秒）の間は、オイル蓄熱容器４内の高温のエンジンオイル１５をオイルジェット７ａを通じてピストンオイルギャラリ８ａに噴射してやれば、エンジン始動直後の低温状態にあるピストン８を早急に加熱することができ、スモークの発生を効果的に防止することができることがわかる。一方、エンジン始動開始後Ｓａ秒以降は、スモーク濃度が減少していくので、その後もピストン８を加熱し続ける必要は少ないことがわかる。
【００４６】
次に、図３（ｂ）に示すグラフを説明すると、縦軸は車両から排出されるピークスモーク濃度（ｐｐｍ）を示しており、横軸はインテークマニホールド（図示略）などを通じてシリンダ内部に吸入される吸気の吸気温度（℃）を示している。なお、一般的にインテークマニホールド内には吸気温度を計測するための温度センサ（図示略）が設けられており、吸気温度はその温度センサにより測定することができる。但し、車両の外部に設けられた温度センサなどにより測定した外気温度を横軸にとっても、図３（ｂ）に示す特性はほぼ同じである。
【００４７】
図３（ｂ）に示すグラフより、インテークマニホールドなどを通じてシリンダ内部に吸入される吸気の吸気温度のとる値によってピークスモーク濃度（ｐｐｍ）が変化することがわかる。つまり、吸気温度が低いほどピークスモーク濃度（ｐｐｍ）は高く、吸気温度が高いほどピークスモーク濃度（ｐｐｍ）は低くなる。図３（ｂ）において、ピークスモーク濃度（ｐｐｍ）の可視限界点（即ち、排出ガスがスモークとして可視状態にある限界点）における吸気温度をＴａ（℃）とすると、吸気温度がＴａ（℃）以下である場合のみ排出ガスがスモークとして見えることになる。よって、吸気温度がＴａ（℃）以下である場合のみ高温のエンジンオイル１５でピストン８を加熱してスモークの発生を防止すればよく、吸気温度がＴａ（℃）以上である場合は排出ガスは不可視（即ち、スモークは生じない）なので、高温のエンジンオイル１５でピストン８を加熱する必要はないことがわかる。
【００４８】
したがって、吸気温度がＴａ（℃）以下の場合にオイル蓄熱容器４内の高温のエンジンオイル１５を、オイルジェット７ａを通じてピストンオイルギャラリ８ａに噴射してやることにより、エンジン始動直後の低温状態にあるピストン８を早急に加熱し、スモークの発生を効果的に防止することができる。
【００４９】
［エンジンオイル循環処理］
次に、エンジンオイルの循環装置１におけるエンジンオイル循環処理について説明する。エンジンオイル循環処理のフローチャートを図４及び図５に示す。
【００５０】
まず、イグニションスイッチ（図示略）をＯＮすることにより、エンジンが始動する（ステップＳ１）。そして、電動オイルポンプ４ａをＯＮしてオイル蓄熱容器４内の高温のエンジンオイル１５をサブギャラリ７やメインギャラリ６へ供給できる状態にする（ステップＳ２）。
【００５１】
次に、インテークマニホールド内に設置された温度センサにより吸気温度を計測する。インテークマニホールドなどを通じてシリンダ内に吸入される吸気温度Ｔ（℃）がＴａ（℃）より低いときは、図３（ｂ）を参照して説明したように、ピークスモークの濃度（ｐｐｍ）が可視限界点を超えており、スモークが発生する。よって、高温のエンジンオイル１５でピストン８を加熱する必要がある。具体的には、吸気温度Ｔ（℃）がＴａ（℃）より低いときは、ＥＣＵからの指令信号を受けて電磁弁１２及び１３を閉じ、電磁弁１０及び１１を開く（ステップＳ４）。これにより、オイル蓄熱容器４内の高温のエンジンオイル１５がサブギャラリ７及びメインギャラリ６の双方へそれぞれ供給される。
【００５２】
よって、サブギャラリ７へ供給された高温のエンジンオイル１５は、オイルジェット７ａを通じて所定気筒数のピストン８のピストンオイルギャラリ８ａへ噴射される。これにより、エンジン始動直後の低温状態にあるピストン８が早急に加熱され、エンジン始動直後に排出されるスモークの発生を効果的に防止することができる。一方、メインギャラリ６へ供給された高温のエンジンオイル１５は、クランクシャフト、又はＶＶＴなどのエンジンの各摺動部９へ供給される。これにより、それらの各摺動部９は高温のエンジンオイル１５により潤滑されるため、そのエンジンオイル１５の潤滑作用によりメカ動作がスムーズになり、各摺動部９のフリクションの低減、及び燃費向上を図ることができる。
【００５３】
なお、吸気温度Ｔ（℃）がＴａ（℃）より高いときは、前述のようにピークスモークの濃度（ｐｐｍ）が可視限界点以下であるので、処理はステップＳ６へ進む。
【００５４】
次に、エンジン始動開始からの経過時間Ｓ（ｓ）を判定する。エンジン始動開始からの経過時間Ｓ（ｓ）がＳａ（ｓ）より小さいとき、前述の例では５〜１０（ｓ）以下のときは、スモークが発生しうるので、引続きオイル蓄熱容器４内の高温のエンジンオイル１５がサブギャラリ７及びメインギャラリ６の双方へ供給され続けられる（ステップＳ５：ＮＯ）。そして、エンジン始動開始からの経過時間Ｓ（ｓ）がＳａ（ｓ）を経過すると（ステップＳ５：ＹＥＳ）、スモークは発生しなくなるため、ＥＣＵからの指令信号を受けて電磁弁１０、１２及び１３を閉状態とし、電磁弁１１のみを開状態とする（ステップＳ６）。即ち、ピストン８側への高温のエンジンオイル１５の供給を停止し、高温のエンジンオイル１５は、メインギャラリ６のみへ供給されるように電磁弁が切り換えられる。これにより、ピストンオイルギャラリ８ａへ高温のエンジンオイル１５を不要に供給するのを防止することができ、オイル蓄熱容器４内の限られた量の高温のエンジンオイル１５の有効活用を図ることができる。
【００５５】
また、前述したステップＳ３においてインテークマニホールド内の吸気温度ＴがＴａより高いときは（ステップＳ３：ＮＯ）、ピストン８は低温状態にはない、つまりエンジン始動直後においてもスモークは発生しないため、ＥＣＵは、同様に電磁弁１０、１２及び１３を閉状態、電磁弁１１を開状態とし（ステップＳ６）、エンジン始動時からオイル蓄熱容器４内の高温のエンジンオイル１５をメインギャラリ６のみへ供給する。
【００５６】
こうして、オイル蓄熱容器４内の高温のエンジンオイル１５は、メインギャラリ６を通じてエンジンの各摺動部９を潤滑するために循環され続けるが、オイル蓄熱容器４内の高温のエンジンオイル１５の量には限りがあるため、時間の経過と共にオイル蓄熱容器４内のエンジンオイル１５は空の状態に近づく。即ち、オイル蓄熱容器４内のエンジンオイル１５の量が空の状態になると、メインギャラリ６を通じてエンジンの各摺動部９へのエンジンオイル１５の供給が停止状態となり、エンジンの各摺動部９のフリクションが増大し、当該部分の磨耗、焼き付き、あるいは変形などが生じることになる。
【００５７】
また、オイル蓄熱容器４内の高温のエンジンオイル１５の量が空の状態のままでは、次回のエンジン始動時に高温のエンジンオイル１５の使用をすることは不可能となってしまう。
【００５８】
そのため、油圧センサ５からの出力信号を受けたＥＣＵは、オイル蓄熱容器４内の高温のエンジンオイル１５の量が空の状態に近づいた場合には、エンジンの各摺動部９に供給するエンジンオイル１５の供給元をオイル蓄熱容器４からオイルパン２の方へ切り換えるよう電磁弁の開閉制御を行う。また、ＥＣＵは、エンジンオイル１５が空の状態となったオイル蓄熱容器４内に対してエンジンオイル１５を補給するため、オイルパン２内の高温のエンジンオイル１５をオイル蓄熱容器４内へ供給をするための電磁弁の開閉制御も行う。
【００５９】
具体的には、高温のエンジンオイル１５がメインギャラリ６を通じてエンジンの各摺動部９へ消費され続け、オイル蓄熱容器４内のエンジンオイル１５の量が空の状態に近づくと、次第にオイル蓄熱容器４内のエンジンオイル１５の圧力値が低下してくる。油圧センサ５は、オイル蓄熱容器４内のエンジンオイル１５の圧力値Ｐ（Ｐａ）が、Ｐｍｉｎ（Ｐａ）より大きい状態の時は、オイル蓄熱容器４内の高温のエンジンオイル１５を未だ供給できる状況にあるので、その高温のエンジンオイル１５をメインギャラリ６を通じてエンジンの各摺動部９へ供給し続ける（ステップＳ７：ＮＯ）。一方、オイル蓄熱容器４内のエンジンオイル１５の圧力値Ｐ（Ｐａ）が、Ｐｍｉｎ（Ｐａ）以下の状態になると、油圧センサ５は、オイル蓄熱容器４内の高温のエンジンオイル１５の量が空の状態に近づいたことをＥＣＵに知らせるため、ＥＣＵに対して出力信号を送信し、ＥＣＵはその指令信号を受信して電磁弁１１を閉じ、電動オイルポンプ４ａの動作信号をＯＦＦする（ステップＳ８）。
【００６０】
さらに、ＥＣＵは電磁弁１２を開き、メカニカルオイルポンプ３をＯＮし（ステップＳ９）、オイルパン２内のエンジンオイル１５をエンジンの各摺動部９へ供給するように動作を切り換える（ステップＳ１０）。これにより、オイルパン２内のエンジンオイル１５がエンジンの各摺動部９に供給されて潤滑作用を果たすと共に、エンジンの各摺動部９の潤滑のために使用されたエンジンオイル１５は再びオイルパン２内に還流される。そして、オイルパン２内のエンジンオイル１５は、エンジンの各摺動部９を循環することにより、エンジンから発生する熱によって加熱される。
【００６１】
オイルパン２内に設けられた温度センサ２ａは常時オイルパン２内のエンジンオイル１５の温度を計測しており、その計測された温度が予め設定された温度になると出力信号をＥＣＵに送信する。エンジン始動直後の低温状態にあるピストン８を早急に加熱し、エンジンの各摺動部９のフリクションが低減するための最適な温度は、例えば、下限値として８０℃、上限値として８５℃となるように設定されており、温度センサ２ａによって計測されたオイルパン２内のエンジンオイル１５の温度が８０℃〜８５℃の範囲内となるまでは、ステップＳ１０に示したようにエンジンの各摺動部９やシリンダ内へのエンジンオイル１５の循環を行う（ステップＳ１１：ＮＯ）。
【００６２】
そして、温度センサ２ａは、オイルパン２内のエンジンオイル１５の温度を計測し、そのエンジンオイル１５の温度が８０℃〜８５℃の範囲内になると（ステップＳ１１：ＹＥＳ）、ＥＣＵに出力信号を送信し、その信号を受信したＥＣＵは、電磁弁１３を開く（ステップＳ１２）。これにより、オイルパン２内の高温のエンジンオイル１５はオイル蓄熱容器４内へも供給される。そして、油圧センサ５は、オイル蓄熱容器４内のエンジンオイル１５の圧力値を計測して、その圧力値Ｐ（Ｐａ）が、Ｐｍａｘ（Ｐａ）より小さい状態のときは、引き続きオイルパン２内の高温のエンジンオイル１５をオイル蓄熱容器４内へ補給し続ける（ステップＳ１３：ＮＯ）。
【００６３】
油圧センサ５は、オイル蓄熱容器４内のエンジンオイル１５の圧力値を計測して、その圧力値Ｐ（Ｐａ）が、Ｐｍａｘ（Ｐａ）以上の状態になると（ステップＳ１３：ＹＥＳ）、ＥＣＵに対して出力信号を送信し、その信号を受信したＥＣＵは、電磁弁１３を閉じる（ステップＳ１４）。こうして、オイル蓄熱容器４内には、適量の高温のエンジンオイル１５が蓄えられる。これにより、オイル蓄熱容器４内の高温のエンジンオイル１５を再び使用することが可能となるので、次回のエンジン始動時においても、エンジン始動直後の低温状態にあるピストン８を早急に加熱して、スモークの発生を効果的に防止することができ、尚且つエンジンの各摺動部９のフリクションの低減をも図ることができる。
【００６４】
そして、走行が終了し、イグニションスイッチをＯＦＦすることにより、エンジンが停止すると共に、エンジンオイルの循環装置１も停止状態となる（ステップＳ１５）。
【００６５】
［変形例］
上記実施形態においては、図３（ａ）及び（ｂ）に示すグラフのように、エンジン始動開始からの経過時間（ｓ）と、吸気温度（℃）とに基づいて高温のエンジンオイル１５の噴射によるピストン８への加熱を行っているが、これに限らず、それらのどちらか一方のみに基づいてピストン８への加熱を制御してもよい。
【００６６】
また、上記実施形態においては、オイル蓄熱容器４内へ高温のエンジンオイル１５を補給するために、オイルパン２内に温度センサ２ａを設置してオイルパン２内のエンジンオイル１５の温度を計測し、そのエンジンオイル１５の温度が所定温度の範囲内になったときに、そのエンジンオイル１５をオイル蓄熱容器４内へ補給するように構成している。その代わりに、オイルパン２内に温度センサ２ａを設けることなく、所定のタイミング、例えばエンジン始動中であって、尚且つエンジン始動から所定の時間が経過したときにオイルパン２内のエンジンオイル１５が十分に高温となったものと推定して、その高温のエンジンオイル１５をオイル蓄熱容器４内へ補給するような構成であってもよい。
【００６７】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、内燃機関の暖機制御装置として好適なエンジンオイルの循環装置に、オイル蓄熱容器を設け、エンジン始動開始からの経過時間の計測処理、及び／又はエンジン内への吸気温度の計測処理を行う。そして、その計測結果に基づいてエンジン始動直後の低温状態にあるピストンにオイル蓄熱容器内の高温のエンジンオイルを噴射して、そのピストンを加熱することにより、内燃機関からスモークが発生することを効果的に防止又は抑制することができる。
【００６８】
また、エンジン始動開始からの経過時間、及び／又はエンジン内への吸気温度に基づいて、スモークの発生を防止するために必要最小限の高温のエンジンオイルをピストンを加熱するのに使用することができる。これにより、オイル蓄熱容器内に残存するエンジンオイルは、エンジンの各摺動部の側へ供給できるため、その各摺動部のフリクションの低減、及び燃費の向上を図ることができる。よって、オイル蓄熱容器内に蓄えられた高温のエンジンオイルの有効活用を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に係るエンジンオイルの循環装置のシステム構成を示す図である。
【図２】図１に示すオイル蓄熱容器内のエンジンオイルの容量と圧力値との関係を示すグラフである。
【図３】スモークの濃度とエンジン始動開始からの経過時間、又は吸気温度との関係をそれぞれ示すグラフである。
【図４】図１に示すシステムによるエンジンオイル循環処理のフローチャートを示す。
【図５】図１に示すシステムによるエンジンオイル循環処理のフローチャートを示す。
【符号の説明】
１  エンジンオイルの循環装置
２  オイルパン
３  メカニカルオイルポンプ
４  オイル蓄熱容器
５  油圧センサ
６  メインギャラリ
７  サブギャラリ
８  ピストン
９  エンジンの各摺動部
１０、１１、１２、１３  電磁弁
１４  オイル通路
１５  エンジンオイル
２ａ  温度センサ
４ａ  電動オイルポンプ
７ａ  オイルジェット
８ａ  ピストンオイルギャラリ
【図１】
2004176662.tif 000003
【図２】
2004176662.tif 000004
【図３】
2004176662.tif 000005
【図４】
2004176662.tif 000006
【図５】
2004176662.tif 000007