(57)【要約】【課題】暖機運転時にはオイルの昇温と冷却水の昇温とが促進されてメカロスの低減に貢献でき、通常運転時にはオイルを冷却してオイルの劣化が抑制される内燃機関を提供する。【解決手段】オイルパン２０は、外槽２１と内槽２２とからなる二槽式になっている。ストレーナ装置２３は、内槽吸引部２４と外槽吸引部２５とを有しており、外槽吸引部２５にはオイル切り替え弁２８を設けている。オイルクーラ３１を備えており、オイルクーラ３１への通水は、冷却水切り替え弁３４によって継断できる。暖機運転中でオイル温度が第１温度に至るまでは、両切り替え弁２８，３４は閉じている。第１温度以上で第２温度までの間は、オイル切り替え弁２８は閉じたままで冷却水切り替え弁３４は開く。これにより、冷却水の早期昇温に貢献できる。オイル温度が第２温度を越えたら、オイル切り替え弁２８も開いてオイルの全量を循環させる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
外槽と内槽とから成るオイルパンを有しており、オイルポンプによって前記オイルパンから吸い上げられたオイルの送り経路中にオイルクーラを設けている構成であって、
前記オイルパンに、内槽のみ又は外槽のみからオイルを吸引する状態と両槽からオイルを吸引する状態とに吸引態様を切り替えられる吸引手段を設けている一方、前記オイルクーラへの通水は切り替え自在可能であり、
オイルの温度について暖機運転中における第１温度とそれより高い第２温度とに予め設定しておき、
オイルの温度が前記第１温度よりも低い第１状態では、前記内槽又は外槽のうち片方のみからオイルを吸引してオイルクーラへの通水は遮断する、
オイルの温度が前記第１温度以上で第２温度以下の第２状態では、前記内槽又は外槽のうち片方のみからオイルを吸引してオイルクーラに通水する、
オイルの温度が前記第２温度を越えた第３状態では、前記内槽と外槽との両方からオイルを吸引してオイルクーラへの通水は維持する、
という制御が成される、
二槽式オイルパンを有する内燃機関。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願発明は、自動車用等の内燃機関において、二槽式オイルパンとオイルクーラとを有するものに関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車用の内燃機関において、暖機運転時等におけるオイルの昇温を促進するため、オイルパンを外槽と内槽との二槽式に構成することが行われている（例えば特許文献１）。この二槽式オイルパンでは、オイル吸引口（ストレーナ）を内槽のみに設けている。
【０００３】
他方、オイルが過度に昇温することを防止するため、水冷式のオイルクーラを設けることも広く行われている（例えば特許文献２）。そして、従来、機関の運転開始と共にオイルクーラに通水されるようになっており、従って、従来は、機関の運転中は、オイルはオイルクーラで常時冷却されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１１−２２６３９４号公報
【特許文献２】特開２００６−１４４６８８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
オイルパンを二槽式に構成しているのは、機関を循環するオイルの量を少なくすることで昇温を早めて、メカロスを低減して燃費の向上を図るためであるが、二槽式オイルパンを有する内燃機関に従来のオイルクーラを適用すると、暖機運転中にオイルの昇温が抑制されて、オイルパンを二槽式に構成したことの意味が没却されてしまう。さりとて、オイルクーラを設けないと、オイルが過度に昇温することを防止できないため、オイルの劣化が促進されたり、オイルの粘度が低くなり過ぎて潤滑性が低下したりする弊害が生じ得る。
【０００６】
本願発明は、このような現状を改善すべく成されたものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本願発明の内燃機関は、外槽と内槽とから成るオイルパンを有しており、オイルポンプによって前記オイルパンから吸い上げられたオイルの送り経路中にオイルクーラを設けている構成であって、前記オイルパンに、内槽のみ又は外槽のみからオイルを吸引する状態と両槽からオイルを吸引する状態とに吸引態様を切り替えられる吸引手段を設けている一方、前記オイルクーラへの通水は切り替え自在可能になっている。
【０００８】
そして、  オイルの温度について暖機運転中における第１温度とそれより高い第２温度とに予め設定しておき、
オイルの温度が前記第１温度よりも低い第１状態では、前記内槽又は外槽のうち片方のみからオイルを吸引してオイルクーラへの通水は遮断する、
オイルの温度が前記第１温度以上で第２温度以下の第２状態では、前記内槽又は外槽のうち片方のみからオイルを吸引してオイルクーラに通水する、
オイルの温度が前記第２温度を越えた第３状態では、前記内槽と外槽との両方からオイルを吸引してオイルクーラへの通水は維持する、
という制御が成される。
【０００９】
第１温度と第２温度の具体的な値は運転条件等に応じて設定したらよいが、第２温度は暖機運転を終えた通常運転時における平均的な油温に設定したらよい。第１温度は、暖機運転中における昇温途中の温度であり、機関のメカロスを大幅に低減できる程度の粘度に至った温度とすることができる。
【００１０】
また、従来においてオイルを内槽から吸引しているのは、外槽が保温槽としての役割を果たすため、オイルの早期昇温により有益であるためであるから、本願発明においても、第１状態及び第２状態では内槽のみから吸引するのが好ましい。
【００１１】
オイル温度は場所によって相違するが、暖機運転中におけるオイルの昇温が反映されている部位なら、オイル循環経路のどこで検知してもよい。例えば、内槽で検知したり、オイルポンプの周辺部で検知するなどしたらよい。
【発明の効果】
【００１２】
本願発明では、機関がコールドスタートしたとき、オイルは内槽又は外槽のみから吸引しつつオイルクーラへの通水は遮断しているため、オイルパンを二槽式に構成したことのメリットを最大限に享受して、オイルの早期昇温を確実化できる。つまり、オイルの昇温を最優先させるべき状態を第１状態として設定しておくことにより、メカロスを速やかに低減して燃費の向上に貢献できる。
【００１３】
そして、暖機運転中であるが機関がある程度まで昇温した状態を第２状態と定義しておくことにより、メカロスは低減しつつ、オイルで冷却水を昇温させることができる。これにより、機関全体の昇温を早めて暖機時間減少に貢献できる。
【００１４】
第２温度を超えた第３状態は暖機運転を終えた通常運転状態であり、この状態では、オイルに溜まったオイルの全量が機関を循環するため、オイルは昇温しにくくなっており、かつ、オイルの過度の昇温がオイルクーラによって防止される。これにより、オイルの劣化を抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】（Ａ）は内燃機関の全体的な模式図、（Ｂ）（Ｃ）はオイルクーラへの配管の別例である。
【図２】制御態様を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
(1).概要
次に、本願発明を車両用内燃機関に適用した実施形態を、図面に基づいて発明する。本実施形態の内燃機関は３気筒であり、シリンダブロック１には３つのシリンダボア２が形成されて、それぞれピストン３が摺動自在に嵌まっている。また、シリンダボア２にはクランク軸４が回転自在に保持されていて、クランク軸４と各ピストン３とはコンロッド５で連結されている。
【００１７】
シリンダボア２には、シリンダボア２の群を囲うウォータジャケット６が形成されており、ウォータジャケット６の一端部に、冷却水がウォータポンプ７から圧送される。ウォータポンプ７は、タイミングチェーンを覆うフロントカバー８の個所に設けている。
【００１８】
シリンダブロック１の上面にはシリンダヘッド９が固定されており、シリンダヘッド９の内部にも冷却水が通るヘッドジャケット１０が形成されている。ヘッドジャケット１０には、シリンダブロック１のウォータジャケット６から通水されている。また、シリンダヘッド９のうちフロントカバー８と反対側の端部に、ヘッドジャケット１０の出口と連通した冷却水制御部１１を設けている。
【００１９】
冷却水制御部１１とラジェータ１２とは、ラジェータ送り管１３及びラジェータ戻り管１４とによって接続されており、また、冷却水制御部１１と車内暖房用のヒータ（ヒータコア）１５とは、ヒータ送り管１６及びヒータ戻り管１７によって接続されている。冷却水制御部１１とウォータポンプ７とは、メイン戻り管１８によって接続されている。
【００２０】
ヒータ１５には冷却水が常に流れているが、ラジェータ１２への通水は、冷却水が所定温度にならないと通水開始しないように、冷却水制御部１１に設けたサーモスタット弁によって制御される。
【００２１】
シリンダブロック１の下面には、外槽２１と内槽２２とから成る二槽式オイルパン２０を配置している。すなわち、外槽２１がシリンダブロック１の下面にボルトで固定されていて、内槽２２は外槽２１にビスで固定されている。外槽２１と内槽２２との間には空間が空いており、この空間にもオイルが溜まっている。
【００２２】
(2).オイル循環の構成
内槽２２の適宜部位には、オイルを吸引する吸引手段として、ストレーナ装置２３を配置している。ストレーナ装置２３は、吸引口を内槽２２に開口させた内槽吸引部２４と、吸引口を外槽２１に開口させた外槽吸引部２５とを有している。外槽吸引部２５は、内槽２２を貫通して外槽２１に開口している。外槽吸引部２５と内槽吸引部２４とは１つの排出口２６に集合しており、従って、外槽吸引部２５と内槽吸引部２４とが二股状になっている。排出口２６は、オイルポンプ２７の吸い込み口に接続されている。なお、オイルポンプ２７はクランク軸４で駆動される。
【００２３】
ストレーナ装置２３の第２部分２５には、当該第２部分２５からの吸い込みをＯＮ・ＯＦＦするオイル切り替え弁（開閉弁）２８を設けている。オイル切り替え弁２８は、開度を調節できるものも使用可能ではあるが、全開と全閉とに切り替わる単なる開閉方式でよい。また、三方弁により、両吸引部２４と排出口２６とを接続してもよい。
【００２４】
オイルポンプ２７の吐出口にはオイル吐出通路２９が接続されており、オイルは、オイル吐出通路２９からシリンダブロック１に設けたオイルギャラリー３０に圧送されて、各潤滑部やオイルジェットノズル等の各部位に送られる（排気ターボ過給機を設けている場合は、オイルの送りと戻りはパイプで行われる。）。
【００２５】
オイル吐出通路２９に、水冷式のオイルクーラ３１を介在させている。オイルクーラ３１には、オイルクーラ送り管３２とオイルクーラ戻り管３３とが接続されており、これらの管３２，３３は、ヒータ送り管１６に接続されている。すなわち、オイルクーラ３１への送り管３２と戻り管４４とは、ヒータ送り管１６からバイパスさせた状態で設けている。
【００２６】
図１（Ｂ）に示すように、オイルクーラ冷却水の送り管３２と戻り管３３とをヒータ送り管１７に接続したり、図１（Ｃ）に示すように、オイルクーラ送り管３２はヒータ送り管１６に接続して、オイルクーラ戻り管３３はヒータ戻り管１７に接続したりしてもよい。或いは、オイルクーラ送り管３２とオイルクーラ戻り管３３とは、冷却水制御部１１に接続することも可能である。
【００２７】
オイルクーラ戻り管３３に、オイルクーラ３１への通水をＯＮ・ＯＦＦする冷却水切り替え弁３４を設けている。但し、冷却水切り替え弁３４は、オイルクーラ送り管３２に設けてもよい。また、図では冷却水切り替え弁３４をオイルクーラ３１から離して表示しているが、実際には、冷却水切り替え弁３４はオイルクーラ３１に固定するのが好ましい。オイルクーラ３１に冷却水切り替え弁３４を内蔵することも可能である。また、管路２２，２３を冷却水制御部１１に接続した場合は、冷却水切り替え弁３４を冷却水制御部１１に設けてもよい。
【００２８】
内燃機関はＥＣＵ（エンジン・コントロール・ユニット）を備えており、冷却水切り替え弁３４及びオイル切り替え弁２８は、ＥＣＵからの指令に基づいて作動する。また、内燃機関はオイル温度センサ３５を有している。本実施形態では、オイル温度センサ３５は内槽２２に露出させているが、オイル吐出通路２９など、オイルポンプ２７の近くに設けてもよい。
【００２９】
(3).制御態様
図２では、制御態様をグラフ化して表示している。本制御は、オイルの温度に基づいて行われる。機関の運転開始後、オイル温度は時間の経過とともに上昇していくが、まず、暖機運転中において、ある程度は昇温してメカロス（フリクション）が低下したオイル温度を第１温度Ｔ１として設定し、また、暖機が終了した状態でのオイルの温度を第２温度Ｔ２として設定している。
【００３０】
なお、冷却水の温度も時間の経過と共に上昇していくが、その程度はオイルよりは低くなっている。また、冷却水はある程度まで昇温するとラジェータで放熱されるので、通常は、冷却水温度はオイル温度より常に低い温度に維持されている。
【００３１】
オイル温度が第１温度Ｔ１に至るまでの第１状態では、オイル切り替え弁２８と冷却水切り替え弁３４とはいずれも閉じている。このため、少ない量のオイルが冷却水で冷却されることなく機関を循環する。これにより、オイルパン２０を二槽式にしたことのメリットを享受して、オイルを早期昇温してメカロスの低減を実現できる。
【００３２】
オイル温度が第１温度Ｔ１に至ると、オイル切り替え弁２８は閉じたままで冷却水切り替え弁３４を開き、オイル温度が第２温度Ｔ２を越えるまでの第２状態では、この状態を維持する。この第２状態では、オイルから冷却水に熱交換されて、冷却水の昇温が促進される。この第２状態では、オイルはメカロスを大幅に低減できる状態になっているので、冷却水に熱交換しても特段の問題はなく、機関全体としては早期暖機に貢献できる。
【００３３】
オイル温度が第２温度Ｔ２を超えて第３状態に至ると、冷却水切り替え弁３４は開いたままでオイル切り替え弁２８を開く。これにより、オイルパン２０に溜まったオイルの全量が機関を循環するため、機関からオイルへの熱交換は抑制されると共に、オイルから冷却水への熱交換は促進される。これにより、オイル温度が過度に上昇することを防止して、オイルの劣化を防止できる。
【００３４】
上記の実施形態では、オイル切り替え弁２８と冷却水切り替え弁３４とは単純な開閉弁を採用したが、これらのうち片方又は両方を開度が調節される方式にして、温度変化に応じてオイルの循環量と冷却水の通水量とをきめ細かく調節することも可能である。
【００３５】
また、いったん通常運転に至った後、アイドリング状態が長く続く等によってオイル温度が低下した場合は、冷却水切り替え弁を閉じてオイル温度の維持を図るといったことも可能である。
【産業上の利用可能性】
【００３６】
本願発明は、実際に内燃機関に具体化できる。従って、産業上利用できる。
【符号の説明】
【００３７】
１  シリンダブロック
７  ウォータポンプ
９  シリンダヘッド
１１  接冷却水制御部
２０  オイルパン
２１  外槽
２２  内槽
２３  ストレーナ装置（吸引手段）
２４  内槽吸引部
２５  外槽吸引部
２６  排出口
２７  オイルポンプ
２８  オイル切り替え弁
３１  オイルクーラ
３４  冷却水切り替え弁
【図１】
2017066905.tif 000003
【図２】
2017066905.tif 000004