エンジンの潤滑装置
【課題】エンジンの各部にオイルを供給するにあたり、必要な油量や油圧を確保しつつ、省エネルギー性を高めることが可能なエンジンの潤滑装置を提供する。
【解決手段】潤滑装置１Ａはオイルギャラリ部３０と、エンジン５０の下部に設けられる第１のオイルタンク１１と、オイルギャラリ部３０を介することなく第１のオイルタンク１１からシリンダヘッド５１にオイルを供給する第１のオイルポンプ１２と、シリンダブロック５２以上の高さに設けられ、シリンダヘッド５１からオイルを回収する第２のオイルタンク２１と、第２のオイルタンク２１からシリンダブロック５２にオイルを供給する第２のオイルポンプ２２と、第２のオイルタンク２１から第１のオイルタンク１１にオイルを流通させるバイパス通路部４０とを備える。
【解決手段】潤滑装置１Ａはオイルギャラリ部３０と、エンジン５０の下部に設けられる第１のオイルタンク１１と、オイルギャラリ部３０を介することなく第１のオイルタンク１１からシリンダヘッド５１にオイルを供給する第１のオイルポンプ１２と、シリンダブロック５２以上の高さに設けられ、シリンダヘッド５１からオイルを回収する第２のオイルタンク２１と、第２のオイルタンク２１からシリンダブロック５２にオイルを供給する第２のオイルポンプ２２と、第２のオイルタンク２１から第１のオイルタンク１１にオイルを流通させるバイパス通路部４０とを備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はエンジンの潤滑装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
エンジンでは一般にオイル潤滑が行われている。オイルギャラリ部を介することなく、シリンダヘッド等にオイルを供給する技術が例えば特許文献１から３で開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−２５６６９４号公報
【特許文献２】特開２００５−１２０８２７号公報
【特許文献３】特開２００８−３１９５８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
図５は一般的なエンジンの潤滑装置１Ｘの一例を示す図である。エンジンの潤滑装置１Ｘはシリンダヘッド５１Ｘおよびシリンダブロック５２Ｘを備えるエンジン５０Ｘに適用されている。また、第１のオイルタンク１１Ｘと、第１のオイルポンプ１２Ｘと、オイルギャラリ部３０Ｘとを備えている。第１のオイルポンプ１２Ｘは第１のオイルタンク１１Ｘからオイルを吸い上げる。そして、オイルギャラリ部３０Ｘにオイルを供給することで、シリンダヘッド５１Ｘおよびシリンダブロック５２Ｘにオイルを供給する。シリンダヘッド５１Ｘおよびシリンダブロック５２Ｘに供給されたオイルは、各部に供給された後、第１のオイルタンク１１Ｘに戻される。
【０００５】
必要な油量や油圧を確保しつつ、エンジン５０Ｘの各部にオイルを供給するにあたり、エンジンの潤滑装置１Ｘでは、少なくとも並列にオイルが供給される各部の必要油量や必要油圧の合計値を共通の第１のオイルポンプ１２Ｘで確保する必要がある。さらに第１のオイルポンプ１２Ｘは、必要油量や必要油圧が互いに異なる各部それぞれで必要な油量や油圧が確保されるようにオイルを供給する必要がある。
【０００６】
このためこの場合には、各部のうち、いずれかの部分で必要以上にオイルが供給されることになる分、オイルポンプで無駄な仕事が発生する。また、オイルポンプの容量が大きくなる分、オイルポンプで発生するフリクションも大きくなる。
【０００７】
本発明は上記課題に鑑み、エンジンの各部にオイルを供給するにあたり、必要な油量や油圧を確保しつつ、省エネルギー性を高めることが可能なエンジンの潤滑装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明はシリンダヘッドおよびシリンダブロックを備えるエンジンに適用され、オイルを流通させるオイルギャラリ部と、前記エンジンの下部に設けられる第１のオイルタンクと、前記オイルギャラリ部を介することなく、前記第１のオイルタンクから前記シリンダヘッドにオイルを供給する第１のオイルポンプと、前記シリンダブロック以上の高さに設けられ、前記シリンダヘッドからオイルを回収する第２のオイルタンクと、前記第２のオイルタンクから前記オイルギャラリ部にオイルを供給することで、前記シリンダブロックにオイルを供給する第２のオイルポンプと、前記第２のオイルタンクから前記第１のオイルタンクに前記シリンダブロックをバイパスしてオイルを流通させるバイパス通路部と、を備えるエンジンの潤滑装置である。
【０００９】
また本発明は前記第２のオイルポンプが電動式のオイルポンプであり、前記エンジンの始動時、且つ前記エンジンのクランクシャフトが回転する前に、前記第２のオイルポンプを作動させる制御部をさらに備える構成であることが好ましい。
【００１０】
また本発明は前記第２のオイルポンプが電動式のオイルポンプであり、前記エンジンの始動時、且つ前記エンジンのクランクシャフトが回転する前に、前記第２のオイルポンプを作動させるとともに、前記第２のオイルポンプの作動電力が所定値よりも大きい場合に、前記エンジンのクランクシャフトが回転する前に、前記第２のオイルポンプを停止させる制御部をさらに備える構成であることが好ましい。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、エンジンの各部にオイルを供給するにあたり、必要な油量や油圧を確保しつつ、省エネルギー性を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】エンジンの潤滑装置の概略構成図である。
【図２】ＥＣＵの概略構成図である。
【図３】第１の動作をフローチャートで示す図である。
【図４】第２の動作をフローチャートで示す図である。
【図５】一般的なエンジンの潤滑装置の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
図面を用いて、本発明の実施例について説明する。
【実施例１】
【００１４】
図１はエンジンの潤滑装置（以下、単に潤滑装置と称す）１Ａの概略構成図である。潤滑装置１Ａは第１のオイルタンク１１と、第１のオイルポンプ１２と、第２のオイルタンク２１と、第２のオイルポンプ２２と、オイルギャラリ部３０と、バイパス通路部４０とを備えている。潤滑装置１Ａは、シリンダヘッド５１およびシリンダブロック５２を備えるエンジン５０に適用されている。
【００１５】
第１のオイルタンク１１はオイルパンであり、エンジン５０の下部に設けられる。第１のオイルポンプ１２は第１のオイルタンク１１からシリンダヘッド５１にオイルを供給する。第２のオイルタンク２１は、シリンダブロック５２以上の高さに設けられるとともに、シリンダヘッド５１からオイルを回収する。第２のオイルポンプ２２は、第２のオイルタンク２１からシリンダブロック５２にオイルを供給する。
【００１６】
第１のオイルポンプ１２はエンジン５０の出力で駆動する機械式のオイルポンプとなっている。また、第２のオイルポンプ２２は電動式のオイルポンプとなっている。但し、必ずしもこれに限られず、第１のオイルポンプ１２は例えば電動式のオイルポンプであってもよく、第２のオイルポンプ２２は例えばエンジン５０の出力で駆動する機械式のオイルポンプであってもよい。
【００１７】
オイルギャラリ部３０はオイルを流通させる。オイルギャラリ部３０はシリンダヘッド５１およびシリンダブロック５２のうち、シリンダブロック５２にオイルを流通させるように設けられている。この点、第１のオイルポンプ１２はオイルギャラリ部３０を介することなく、第１のオイルタンク１１からシリンダヘッド５１にオイルを供給する。一方、第２のオイルポンプ２２は第２のオイルタンク２１からオイルギャラリ部３０にオイルを供給することで、シリンダブロック５２にオイルを供給する。オイルギャラリ部３０はシリンダブロック５２の一部であってもよく、シリンダブロック５２とは別体の構成としてシリンダブロック５２に設けられてもよい。
【００１８】
シリンダヘッド５１には、チェーンジェットＰ１１、ラッシュアジャスタ（ＨＬＡ）Ｐ１２、カムジャーナルＰ１３およびカムシャワーＰ１４が設けられている。第１のオイルポンプ１２がシリンダヘッド５１に供給するオイルは、具体的にはこれらＰ１１、Ｐ１２、Ｐ１３、Ｐ１４に並列に供給される。ラッシュアジャスタＰ１２、カムジャーナルＰ１３、カムシャワーＰ１４に供給されたオイルは、第２のオイルタンク２１によって回収される。そしてこれにより、第２のオイルタンク２１は、少なくともシリンダブロック５２におけるオイル潤滑を維持可能な量のオイルをシリンダヘッド５１から回収する。チェーンジェットＰ１１に供給されたオイルは第１のオイルタンク１１によって回収される。
【００１９】
シリンダブロック５２には、オイルジェットＰ２１、クランクジャーナルＰ２２、ピストンＰ２３、シリンダボアＰ２４およびクランクピンＰ２５が設けられている。第２のオイルポンプ２２がシリンダブロック５２に供給するオイルは、具体的にはオイルジェットＰ２１とクランクジャーナルＰ２２とに並列に供給される。
【００２０】
この点、オイルギャラリ部３０は具体的にはオイルジェットＰ２１とクランクジャーナルＰ２２とにオイルを流通させるように設けられている。そして、オイルギャラリ部３０の入口はクランクジャーナルＰ２２よりも高い位置に設けられている。また、第２のオイルタンク２１はオイルギャラリ部３０の入口よりも高い位置に設けられている。
【００２１】
オイルジェットＰ２１に供給されたオイルは、ピストンＰ２３、シリンダボアＰ２４に噴射されることで供給される。クランクジャーナルＰ２２に供給されたオイルの一部は、クランクピンＰ２５に供給され、残りは第１のオイルタンク１１によって回収される。ピストンＰ２３、シリンダボアＰ２４またはクランクピンＰ２５に供給されたオイルは、第１のオイルタンク１１によって回収される。
【００２２】
バイパス通路部４０は第２のオイルタンク２１から第１のオイルタンク１１にシリンダブロック５２をバイパスしてオイルを流通させるように設けられている。具体的には、バイパス通路部４０は第２のオイルタンク２１内の油面が所定の高さよりも高い場合にオイルが流入するように設けられるとともに、流入したオイルを第２のオイルタンク２１から第１のオイルタンク１１にシリンダブロック５２をバイパスして流通させるように設けられている。
【００２３】
所定の高さは、シリンダブロック５２よりもシリンダヘッド５１のほうが必要となる油量および油圧が大きい場合（例えばエンジン５０の回転数が低回転である場合）に、シリンダブロック５２が必要とするよりも多く第２のオイルタンク２１内に存在する余剰オイルを第２のオイルタンク２２から第１のオイルタンク１１に流通させることが可能な高さに設定することができる。
【００２４】
次に潤滑装置１Ａの作用効果について説明する。潤滑装置１Ａは、第１のオイルポンプ１２でシリンダヘッド５１にオイルを供給するとともに、第２のオイルポンプ２２でシリンダブロック５２にオイルを供給する。このため、潤滑装置１Ａはエンジン５０の各部にオイルを供給するにあたり、例えば前述した潤滑装置１Ｘが備える第１のオイルポンプ１２Ｘと比較して、必要な油量や油圧を確保しつつ、オイルポンプ１２、２２それぞれの能力を小さくすることができる。
【００２５】
潤滑装置１Ａは、第２のオイルタンク２１をシリンダブロック５２以上の高さに設けている。このため、潤滑装置１Ａは第２のオイルポンプ２２で重力を利用しつつ、シリンダブロック５２にオイルを供給することで、第２のオイルポンプ２２の能力をより小さくすることができる。
【００２６】
潤滑装置１Ａは、第２のオイルタンク２１から第１のオイルタンク１１にシリンダブロック５２をバイパスするようにオイルを流通させるバイパス通路部４０を設けている。このため、潤滑装置１Ａはシリンダブロック５２が必要とするよりも多く第２のオイルタンク２１内に存在する余剰オイルをバイパス通路部４０によってバイパスさせることで、シリンダブロック５２に必要以上のオイルを供給しないで済むようにすることができる。結果、第２のオイルポンプ２２で無駄な仕事が発生しないようにすることができる。
【００２７】
そしてこれらにより、潤滑装置１Ａは例えば前述した潤滑装置１Ｘの場合と比較して、オイルポンプ１２、２２それぞれの仕事量を第１のオイルポンプ１２Ｘの仕事量よりも小さくするとともに、オイルポンプ１２、２２の合計の仕事量を第１のオイルポンプ１２Ｘの仕事量よりも小さくすることができる。結果、エンジン５０の各部にオイルを供給するにあたり、必要な油量や油圧を確保しつつ、省エネルギー性を高めることができる。
【００２８】
また、潤滑装置１Ａはシリンダブロック５２よりもシリンダヘッド５１のほうが必要となる油量および油圧が大きい場合に、シリンダブロック５２が必要とするよりも多く第２のオイルタンク２１内に存在する余剰オイルを第２のオイルタンク２１から第１のオイルタンク１１に流通させることが可能な高さに所定の高さを設定することで、エンジン５０の各部にオイルを供給するにあたり、必要な油量や油圧を好適に確保することもできる。
【００２９】
潤滑装置１Ａは、第２のオイルタンク２１をオイルギャラリ部３０の入口よりも高い位置に設けるとともに、オイルギャラリ部３０の入口をクランクジャーナルＰ２２（オイルギャラリ部３０がオイルを流通させる部分のうち、少なくともいずれかの部分）よりも高い位置に設けることで、クランクジャーナルＰ２２にオイルを好適に流通させることもできる。
【００３０】
この場合、さらに潤滑装置１Ａは停止中の第２のオイルポンプ２２で第２のオイルタンク２１からクランクジャーナルＰ２２（オイルギャラリ部３０がオイルを流通させる部分のうち、少なくともいずれかの部分）にオイルを自重で流通させることで、必要に応じて第２のオイルポンプ２２を作動させるようにすることもできる。結果、さらに省エネルギー性を高めることもできる。
【実施例２】
【００３１】
本実施例にかかる潤滑装置１ＢはＥＣＵ７０Ａをさらに備えている点以外、潤滑装置１Ａと実質的に同一である。このため、潤滑装置１Ｂについては図示省略する。図２はＥＣＵ７０Ａの概略構成図である。ＥＣＵ７０Ａは電子制御装置であり、ＣＰＵ７１、ＲＯＭ７２、ＲＡＭ７３等からなるマイクロコンピュータと入出力回路７４、７５とを備えている。これらの構成は互いにバス７６を介して接続されている。
【００３２】
ＥＣＵ７０Ａには、エンジン５０の始動を行うためのイグニッションＳＷ８１などの各種のセンサ・スイッチ類が電気的に接続されている。また、第２のオイルポンプ２２や、エンジン５０の始動を行うスタータモータ５５など各種の制御対象が電気的に接続されている。
【００３３】
ＲＯＭ７２はＣＰＵ７１が実行する種々の処理が記述されたプログラムやマップデータなどを格納するための構成である。ＣＰＵ７１がＲＯＭ７２に格納されたプログラムに基づき、必要に応じてＲＡＭ７３の一時記憶領域を利用しつつ処理を実行することで、ＥＣＵ７０Ａでは各種の機能部が実現される。例えばＥＣＵ７０Ａでは、エンジン５０の始動時、且つエンジン５０のクランクシャフト（図示省略）が回転する前に、第２のオイルポンプ２２を作動させる制御部が実現される。
【００３４】
次に第１の動作であるＥＣＵ７０Ａの動作を図３に示すフローチャートを用いて説明する。ＥＣＵ７０Ａはエンジン５０の始動操作があったか否かを判定する（ステップＳ１）。エンジン５０の始動操作があったか否かは、例えばイグニッションＳＷ８１がＯＮになったか否かで判定できる。否定判定であれば、本フローチャートを一旦終了する。
【００３５】
一方、ステップＳ１で肯定判定であれば、エンジン５０の始動時であると判断される。このときＥＣＵ７０Ａは第２のオイルポンプ２２を作動させる（ステップＳ２）。これにより、エンジン５０の始動時に第２のオイルポンプ２２を作動させることができる。続いてＥＣＵ７０Ａは、スタータモータ５５を作動させる（ステップＳ３）。これにより、クランクシャフトが回転するとともに、エンジン５０で燃焼が開始される。そしてこれにより、クランクシャフトが回転する前に、第２のオイルポンプ２２を作動させることができる。
【００３６】
次に潤滑装置１Ｂの作用効果について説明する。潤滑装置１Ｂは、上述したように第２のオイルポンプ２２を作動させることで、クランクシャフトやピストンＰ２３が動作し始める前に、シリンダブロック５２にオイルを供給することができる。このため、例えばエンジン５０を長期間停止していた後でも、クランクシャフトやピストンＰ２３の油膜切れによる焼付きや摩耗を防止できる。
【００３７】
また、潤滑装置１Ｂは例えばオイルポンプ１２、２２がともに電動式のオイルポンプである場合に、オイルポンプ１２、２２のうち、第２のオイルポンプ２２のみを作動させることで、前述した潤滑装置１Ｘで第１のオイルポンプ１２Ｘを同様に作動させる場合と比較して、仕事量を大幅に小さくすることもできる。
【実施例３】
【００３８】
本実施例にかかる潤滑装置１ＣはＥＣＵ７０Ａの代わりにＥＣＵ７０Ｂを備えている点以外、潤滑装置１Ｂと実質的に同一である。また、ＥＣＵ７０Ｂは制御部が以下に示すように実現される点以外、ＥＣＵ７０Ａと実質的に同一である。このため、潤滑装置１ＣおよびＥＣＵ７０Ｂについては図示省略する。
【００３９】
ＥＣＵ７０Ｂでは、制御部がエンジン５０の始動時、且つエンジン５０のクランクシャフトが回転する前に第２のオイルポンプ２２を作動させるとともに、第２のオイルポンプ２２の作動電力が所定値αよりも大きい場合に、エンジン５０のクランクシャフトが回転する前に、第２のオイルポンプ２２を停止させるように実現される。第２のオイルポンプ２２の作動電力は例えば出力回路７５で計測できる。
【００４０】
次に第２の動作であるＥＣＵ７０Ｂの動作を図４に示すフローチャートを用いて説明する。ＥＣＵ７０Ｂはエンジン５０の始動動作があったか否かを判定する（ステップＳ１１）。否定判定であれば、本フローチャートを一旦終了する。肯定判定であれば、ＥＣＵ７０Ｂは第２のオイルポンプ２２を作動させる（ステップＳ１２）。続いて、ＥＣＵ７０Ｂは第２のオイルポンプ２２の作動電力を計測する（ステップＳ１３）。そして、計測した作動電力が所定値αよりも大きいか否かを判定する（ステップＳ１４）。作動電力が所定値αよりも大きいか否かを判定することで、オイル粘度が所定の度合いよりも高いか否かを判定できる。
【００４１】
ステップＳ１４で否定判定であれば、オイル粘度が所定の度合い以下であると判断される。このときＥＣＵ７０Ｂはスタータモータ５５を作動させる（ステップＳ２１）。これにより、クランクシャフトが回転するとともに、燃焼が開始される。一方、ステップＳ１４で肯定判定であれば、オイル粘度が所定の度合いよりも高いと判断される。このときＥＣＵ７０Ｂは第２のオイルポンプ２２を停止し（ステップＳ１５）、スタータモータ５５を作動させる（ステップＳ１６）。
【００４２】
これにより、クランクシャフトが回転するとともに、燃焼が開始される。そしてこれにより、作動電力が所定値αよりも大きい場合に、クランクシャフトが回転する前に、第２のオイルポンプ２２を停止させることができる。ステップＳ１６で燃焼が開始された後、ＥＣＵ７０Ｂは第２のオイルポンプ２２を再始動させる（ステップＳ１７）。
【００４３】
次に潤滑装置１Ｃの作用効果について説明する。潤滑装置１Ｃは、第２のオイルポンプ２２の作動電力を計測することで、エンジン５０始動時のオイル粘度を把握することができる。そして、作動電力が所定値αよりも高い場合に、第２のオイルポンプ２２を停止させることで、オイル粘度が所定の度合いよりも高い場合に、第２のオイルポンプ２２で電力が消費されることを回避できる。
【００４４】
このため、潤滑装置１Ｃはオイル粘度が所定の度合いよりも高い場合に、スタータモータ５５の作動に必要となる大きなバッテリ電力の確保に資することができる。結果、潤滑装置１Ｂと比較してさらにバッテリの小型化を図ることも可能になる。また、エンジン５０の始動時、且つクランクシャフトが回転する前に第２のオイルポンプ２２を一旦作動させることで、第２のオイルポンプ２２を再始動させるまでの間のクランクシャフトやピストンＰ２３の潤滑性も確保できる。
【００４５】
以上、本発明の実施例について詳述したが、本発明はかかる特定の実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。
【符号の説明】
【００４６】
潤滑装置 １Ａ、１Ｂ、１Ｃ、１Ｘ
第１のオイルタンク １１、１１Ｘ
第１のオイルポンプ １２、１２Ｘ
第２のオイルタンク ２１
第２のオイルポンプ ２２
オイルギャラリ部 ３０、３０Ｘ
バイパス通路部 ４０
エンジン ５０、５０Ｘ
シリンダヘッド ５１、５１Ｘ
シリンダブロック ５２、５２Ｘ
ＥＣＵ ７０Ａ、７０Ｂ
【技術分野】
【０００１】
本発明はエンジンの潤滑装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
エンジンでは一般にオイル潤滑が行われている。オイルギャラリ部を介することなく、シリンダヘッド等にオイルを供給する技術が例えば特許文献１から３で開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−２５６６９４号公報
【特許文献２】特開２００５−１２０８２７号公報
【特許文献３】特開２００８−３１９５８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
図５は一般的なエンジンの潤滑装置１Ｘの一例を示す図である。エンジンの潤滑装置１Ｘはシリンダヘッド５１Ｘおよびシリンダブロック５２Ｘを備えるエンジン５０Ｘに適用されている。また、第１のオイルタンク１１Ｘと、第１のオイルポンプ１２Ｘと、オイルギャラリ部３０Ｘとを備えている。第１のオイルポンプ１２Ｘは第１のオイルタンク１１Ｘからオイルを吸い上げる。そして、オイルギャラリ部３０Ｘにオイルを供給することで、シリンダヘッド５１Ｘおよびシリンダブロック５２Ｘにオイルを供給する。シリンダヘッド５１Ｘおよびシリンダブロック５２Ｘに供給されたオイルは、各部に供給された後、第１のオイルタンク１１Ｘに戻される。
【０００５】
必要な油量や油圧を確保しつつ、エンジン５０Ｘの各部にオイルを供給するにあたり、エンジンの潤滑装置１Ｘでは、少なくとも並列にオイルが供給される各部の必要油量や必要油圧の合計値を共通の第１のオイルポンプ１２Ｘで確保する必要がある。さらに第１のオイルポンプ１２Ｘは、必要油量や必要油圧が互いに異なる各部それぞれで必要な油量や油圧が確保されるようにオイルを供給する必要がある。
【０００６】
このためこの場合には、各部のうち、いずれかの部分で必要以上にオイルが供給されることになる分、オイルポンプで無駄な仕事が発生する。また、オイルポンプの容量が大きくなる分、オイルポンプで発生するフリクションも大きくなる。
【０００７】
本発明は上記課題に鑑み、エンジンの各部にオイルを供給するにあたり、必要な油量や油圧を確保しつつ、省エネルギー性を高めることが可能なエンジンの潤滑装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明はシリンダヘッドおよびシリンダブロックを備えるエンジンに適用され、オイルを流通させるオイルギャラリ部と、前記エンジンの下部に設けられる第１のオイルタンクと、前記オイルギャラリ部を介することなく、前記第１のオイルタンクから前記シリンダヘッドにオイルを供給する第１のオイルポンプと、前記シリンダブロック以上の高さに設けられ、前記シリンダヘッドからオイルを回収する第２のオイルタンクと、前記第２のオイルタンクから前記オイルギャラリ部にオイルを供給することで、前記シリンダブロックにオイルを供給する第２のオイルポンプと、前記第２のオイルタンクから前記第１のオイルタンクに前記シリンダブロックをバイパスしてオイルを流通させるバイパス通路部と、を備えるエンジンの潤滑装置である。
【０００９】
また本発明は前記第２のオイルポンプが電動式のオイルポンプであり、前記エンジンの始動時、且つ前記エンジンのクランクシャフトが回転する前に、前記第２のオイルポンプを作動させる制御部をさらに備える構成であることが好ましい。
【００１０】
また本発明は前記第２のオイルポンプが電動式のオイルポンプであり、前記エンジンの始動時、且つ前記エンジンのクランクシャフトが回転する前に、前記第２のオイルポンプを作動させるとともに、前記第２のオイルポンプの作動電力が所定値よりも大きい場合に、前記エンジンのクランクシャフトが回転する前に、前記第２のオイルポンプを停止させる制御部をさらに備える構成であることが好ましい。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、エンジンの各部にオイルを供給するにあたり、必要な油量や油圧を確保しつつ、省エネルギー性を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】エンジンの潤滑装置の概略構成図である。
【図２】ＥＣＵの概略構成図である。
【図３】第１の動作をフローチャートで示す図である。
【図４】第２の動作をフローチャートで示す図である。
【図５】一般的なエンジンの潤滑装置の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
図面を用いて、本発明の実施例について説明する。
【実施例１】
【００１４】
図１はエンジンの潤滑装置（以下、単に潤滑装置と称す）１Ａの概略構成図である。潤滑装置１Ａは第１のオイルタンク１１と、第１のオイルポンプ１２と、第２のオイルタンク２１と、第２のオイルポンプ２２と、オイルギャラリ部３０と、バイパス通路部４０とを備えている。潤滑装置１Ａは、シリンダヘッド５１およびシリンダブロック５２を備えるエンジン５０に適用されている。
【００１５】
第１のオイルタンク１１はオイルパンであり、エンジン５０の下部に設けられる。第１のオイルポンプ１２は第１のオイルタンク１１からシリンダヘッド５１にオイルを供給する。第２のオイルタンク２１は、シリンダブロック５２以上の高さに設けられるとともに、シリンダヘッド５１からオイルを回収する。第２のオイルポンプ２２は、第２のオイルタンク２１からシリンダブロック５２にオイルを供給する。
【００１６】
第１のオイルポンプ１２はエンジン５０の出力で駆動する機械式のオイルポンプとなっている。また、第２のオイルポンプ２２は電動式のオイルポンプとなっている。但し、必ずしもこれに限られず、第１のオイルポンプ１２は例えば電動式のオイルポンプであってもよく、第２のオイルポンプ２２は例えばエンジン５０の出力で駆動する機械式のオイルポンプであってもよい。
【００１７】
オイルギャラリ部３０はオイルを流通させる。オイルギャラリ部３０はシリンダヘッド５１およびシリンダブロック５２のうち、シリンダブロック５２にオイルを流通させるように設けられている。この点、第１のオイルポンプ１２はオイルギャラリ部３０を介することなく、第１のオイルタンク１１からシリンダヘッド５１にオイルを供給する。一方、第２のオイルポンプ２２は第２のオイルタンク２１からオイルギャラリ部３０にオイルを供給することで、シリンダブロック５２にオイルを供給する。オイルギャラリ部３０はシリンダブロック５２の一部であってもよく、シリンダブロック５２とは別体の構成としてシリンダブロック５２に設けられてもよい。
【００１８】
シリンダヘッド５１には、チェーンジェットＰ１１、ラッシュアジャスタ（ＨＬＡ）Ｐ１２、カムジャーナルＰ１３およびカムシャワーＰ１４が設けられている。第１のオイルポンプ１２がシリンダヘッド５１に供給するオイルは、具体的にはこれらＰ１１、Ｐ１２、Ｐ１３、Ｐ１４に並列に供給される。ラッシュアジャスタＰ１２、カムジャーナルＰ１３、カムシャワーＰ１４に供給されたオイルは、第２のオイルタンク２１によって回収される。そしてこれにより、第２のオイルタンク２１は、少なくともシリンダブロック５２におけるオイル潤滑を維持可能な量のオイルをシリンダヘッド５１から回収する。チェーンジェットＰ１１に供給されたオイルは第１のオイルタンク１１によって回収される。
【００１９】
シリンダブロック５２には、オイルジェットＰ２１、クランクジャーナルＰ２２、ピストンＰ２３、シリンダボアＰ２４およびクランクピンＰ２５が設けられている。第２のオイルポンプ２２がシリンダブロック５２に供給するオイルは、具体的にはオイルジェットＰ２１とクランクジャーナルＰ２２とに並列に供給される。
【００２０】
この点、オイルギャラリ部３０は具体的にはオイルジェットＰ２１とクランクジャーナルＰ２２とにオイルを流通させるように設けられている。そして、オイルギャラリ部３０の入口はクランクジャーナルＰ２２よりも高い位置に設けられている。また、第２のオイルタンク２１はオイルギャラリ部３０の入口よりも高い位置に設けられている。
【００２１】
オイルジェットＰ２１に供給されたオイルは、ピストンＰ２３、シリンダボアＰ２４に噴射されることで供給される。クランクジャーナルＰ２２に供給されたオイルの一部は、クランクピンＰ２５に供給され、残りは第１のオイルタンク１１によって回収される。ピストンＰ２３、シリンダボアＰ２４またはクランクピンＰ２５に供給されたオイルは、第１のオイルタンク１１によって回収される。
【００２２】
バイパス通路部４０は第２のオイルタンク２１から第１のオイルタンク１１にシリンダブロック５２をバイパスしてオイルを流通させるように設けられている。具体的には、バイパス通路部４０は第２のオイルタンク２１内の油面が所定の高さよりも高い場合にオイルが流入するように設けられるとともに、流入したオイルを第２のオイルタンク２１から第１のオイルタンク１１にシリンダブロック５２をバイパスして流通させるように設けられている。
【００２３】
所定の高さは、シリンダブロック５２よりもシリンダヘッド５１のほうが必要となる油量および油圧が大きい場合（例えばエンジン５０の回転数が低回転である場合）に、シリンダブロック５２が必要とするよりも多く第２のオイルタンク２１内に存在する余剰オイルを第２のオイルタンク２２から第１のオイルタンク１１に流通させることが可能な高さに設定することができる。
【００２４】
次に潤滑装置１Ａの作用効果について説明する。潤滑装置１Ａは、第１のオイルポンプ１２でシリンダヘッド５１にオイルを供給するとともに、第２のオイルポンプ２２でシリンダブロック５２にオイルを供給する。このため、潤滑装置１Ａはエンジン５０の各部にオイルを供給するにあたり、例えば前述した潤滑装置１Ｘが備える第１のオイルポンプ１２Ｘと比較して、必要な油量や油圧を確保しつつ、オイルポンプ１２、２２それぞれの能力を小さくすることができる。
【００２５】
潤滑装置１Ａは、第２のオイルタンク２１をシリンダブロック５２以上の高さに設けている。このため、潤滑装置１Ａは第２のオイルポンプ２２で重力を利用しつつ、シリンダブロック５２にオイルを供給することで、第２のオイルポンプ２２の能力をより小さくすることができる。
【００２６】
潤滑装置１Ａは、第２のオイルタンク２１から第１のオイルタンク１１にシリンダブロック５２をバイパスするようにオイルを流通させるバイパス通路部４０を設けている。このため、潤滑装置１Ａはシリンダブロック５２が必要とするよりも多く第２のオイルタンク２１内に存在する余剰オイルをバイパス通路部４０によってバイパスさせることで、シリンダブロック５２に必要以上のオイルを供給しないで済むようにすることができる。結果、第２のオイルポンプ２２で無駄な仕事が発生しないようにすることができる。
【００２７】
そしてこれらにより、潤滑装置１Ａは例えば前述した潤滑装置１Ｘの場合と比較して、オイルポンプ１２、２２それぞれの仕事量を第１のオイルポンプ１２Ｘの仕事量よりも小さくするとともに、オイルポンプ１２、２２の合計の仕事量を第１のオイルポンプ１２Ｘの仕事量よりも小さくすることができる。結果、エンジン５０の各部にオイルを供給するにあたり、必要な油量や油圧を確保しつつ、省エネルギー性を高めることができる。
【００２８】
また、潤滑装置１Ａはシリンダブロック５２よりもシリンダヘッド５１のほうが必要となる油量および油圧が大きい場合に、シリンダブロック５２が必要とするよりも多く第２のオイルタンク２１内に存在する余剰オイルを第２のオイルタンク２１から第１のオイルタンク１１に流通させることが可能な高さに所定の高さを設定することで、エンジン５０の各部にオイルを供給するにあたり、必要な油量や油圧を好適に確保することもできる。
【００２９】
潤滑装置１Ａは、第２のオイルタンク２１をオイルギャラリ部３０の入口よりも高い位置に設けるとともに、オイルギャラリ部３０の入口をクランクジャーナルＰ２２（オイルギャラリ部３０がオイルを流通させる部分のうち、少なくともいずれかの部分）よりも高い位置に設けることで、クランクジャーナルＰ２２にオイルを好適に流通させることもできる。
【００３０】
この場合、さらに潤滑装置１Ａは停止中の第２のオイルポンプ２２で第２のオイルタンク２１からクランクジャーナルＰ２２（オイルギャラリ部３０がオイルを流通させる部分のうち、少なくともいずれかの部分）にオイルを自重で流通させることで、必要に応じて第２のオイルポンプ２２を作動させるようにすることもできる。結果、さらに省エネルギー性を高めることもできる。
【実施例２】
【００３１】
本実施例にかかる潤滑装置１ＢはＥＣＵ７０Ａをさらに備えている点以外、潤滑装置１Ａと実質的に同一である。このため、潤滑装置１Ｂについては図示省略する。図２はＥＣＵ７０Ａの概略構成図である。ＥＣＵ７０Ａは電子制御装置であり、ＣＰＵ７１、ＲＯＭ７２、ＲＡＭ７３等からなるマイクロコンピュータと入出力回路７４、７５とを備えている。これらの構成は互いにバス７６を介して接続されている。
【００３２】
ＥＣＵ７０Ａには、エンジン５０の始動を行うためのイグニッションＳＷ８１などの各種のセンサ・スイッチ類が電気的に接続されている。また、第２のオイルポンプ２２や、エンジン５０の始動を行うスタータモータ５５など各種の制御対象が電気的に接続されている。
【００３３】
ＲＯＭ７２はＣＰＵ７１が実行する種々の処理が記述されたプログラムやマップデータなどを格納するための構成である。ＣＰＵ７１がＲＯＭ７２に格納されたプログラムに基づき、必要に応じてＲＡＭ７３の一時記憶領域を利用しつつ処理を実行することで、ＥＣＵ７０Ａでは各種の機能部が実現される。例えばＥＣＵ７０Ａでは、エンジン５０の始動時、且つエンジン５０のクランクシャフト（図示省略）が回転する前に、第２のオイルポンプ２２を作動させる制御部が実現される。
【００３４】
次に第１の動作であるＥＣＵ７０Ａの動作を図３に示すフローチャートを用いて説明する。ＥＣＵ７０Ａはエンジン５０の始動操作があったか否かを判定する（ステップＳ１）。エンジン５０の始動操作があったか否かは、例えばイグニッションＳＷ８１がＯＮになったか否かで判定できる。否定判定であれば、本フローチャートを一旦終了する。
【００３５】
一方、ステップＳ１で肯定判定であれば、エンジン５０の始動時であると判断される。このときＥＣＵ７０Ａは第２のオイルポンプ２２を作動させる（ステップＳ２）。これにより、エンジン５０の始動時に第２のオイルポンプ２２を作動させることができる。続いてＥＣＵ７０Ａは、スタータモータ５５を作動させる（ステップＳ３）。これにより、クランクシャフトが回転するとともに、エンジン５０で燃焼が開始される。そしてこれにより、クランクシャフトが回転する前に、第２のオイルポンプ２２を作動させることができる。
【００３６】
次に潤滑装置１Ｂの作用効果について説明する。潤滑装置１Ｂは、上述したように第２のオイルポンプ２２を作動させることで、クランクシャフトやピストンＰ２３が動作し始める前に、シリンダブロック５２にオイルを供給することができる。このため、例えばエンジン５０を長期間停止していた後でも、クランクシャフトやピストンＰ２３の油膜切れによる焼付きや摩耗を防止できる。
【００３７】
また、潤滑装置１Ｂは例えばオイルポンプ１２、２２がともに電動式のオイルポンプである場合に、オイルポンプ１２、２２のうち、第２のオイルポンプ２２のみを作動させることで、前述した潤滑装置１Ｘで第１のオイルポンプ１２Ｘを同様に作動させる場合と比較して、仕事量を大幅に小さくすることもできる。
【実施例３】
【００３８】
本実施例にかかる潤滑装置１ＣはＥＣＵ７０Ａの代わりにＥＣＵ７０Ｂを備えている点以外、潤滑装置１Ｂと実質的に同一である。また、ＥＣＵ７０Ｂは制御部が以下に示すように実現される点以外、ＥＣＵ７０Ａと実質的に同一である。このため、潤滑装置１ＣおよびＥＣＵ７０Ｂについては図示省略する。
【００３９】
ＥＣＵ７０Ｂでは、制御部がエンジン５０の始動時、且つエンジン５０のクランクシャフトが回転する前に第２のオイルポンプ２２を作動させるとともに、第２のオイルポンプ２２の作動電力が所定値αよりも大きい場合に、エンジン５０のクランクシャフトが回転する前に、第２のオイルポンプ２２を停止させるように実現される。第２のオイルポンプ２２の作動電力は例えば出力回路７５で計測できる。
【００４０】
次に第２の動作であるＥＣＵ７０Ｂの動作を図４に示すフローチャートを用いて説明する。ＥＣＵ７０Ｂはエンジン５０の始動動作があったか否かを判定する（ステップＳ１１）。否定判定であれば、本フローチャートを一旦終了する。肯定判定であれば、ＥＣＵ７０Ｂは第２のオイルポンプ２２を作動させる（ステップＳ１２）。続いて、ＥＣＵ７０Ｂは第２のオイルポンプ２２の作動電力を計測する（ステップＳ１３）。そして、計測した作動電力が所定値αよりも大きいか否かを判定する（ステップＳ１４）。作動電力が所定値αよりも大きいか否かを判定することで、オイル粘度が所定の度合いよりも高いか否かを判定できる。
【００４１】
ステップＳ１４で否定判定であれば、オイル粘度が所定の度合い以下であると判断される。このときＥＣＵ７０Ｂはスタータモータ５５を作動させる（ステップＳ２１）。これにより、クランクシャフトが回転するとともに、燃焼が開始される。一方、ステップＳ１４で肯定判定であれば、オイル粘度が所定の度合いよりも高いと判断される。このときＥＣＵ７０Ｂは第２のオイルポンプ２２を停止し（ステップＳ１５）、スタータモータ５５を作動させる（ステップＳ１６）。
【００４２】
これにより、クランクシャフトが回転するとともに、燃焼が開始される。そしてこれにより、作動電力が所定値αよりも大きい場合に、クランクシャフトが回転する前に、第２のオイルポンプ２２を停止させることができる。ステップＳ１６で燃焼が開始された後、ＥＣＵ７０Ｂは第２のオイルポンプ２２を再始動させる（ステップＳ１７）。
【００４３】
次に潤滑装置１Ｃの作用効果について説明する。潤滑装置１Ｃは、第２のオイルポンプ２２の作動電力を計測することで、エンジン５０始動時のオイル粘度を把握することができる。そして、作動電力が所定値αよりも高い場合に、第２のオイルポンプ２２を停止させることで、オイル粘度が所定の度合いよりも高い場合に、第２のオイルポンプ２２で電力が消費されることを回避できる。
【００４４】
このため、潤滑装置１Ｃはオイル粘度が所定の度合いよりも高い場合に、スタータモータ５５の作動に必要となる大きなバッテリ電力の確保に資することができる。結果、潤滑装置１Ｂと比較してさらにバッテリの小型化を図ることも可能になる。また、エンジン５０の始動時、且つクランクシャフトが回転する前に第２のオイルポンプ２２を一旦作動させることで、第２のオイルポンプ２２を再始動させるまでの間のクランクシャフトやピストンＰ２３の潤滑性も確保できる。
【００４５】
以上、本発明の実施例について詳述したが、本発明はかかる特定の実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。
【符号の説明】
【００４６】
潤滑装置 １Ａ、１Ｂ、１Ｃ、１Ｘ
第１のオイルタンク １１、１１Ｘ
第１のオイルポンプ １２、１２Ｘ
第２のオイルタンク ２１
第２のオイルポンプ ２２
オイルギャラリ部 ３０、３０Ｘ
バイパス通路部 ４０
エンジン ５０、５０Ｘ
シリンダヘッド ５１、５１Ｘ
シリンダブロック ５２、５２Ｘ
ＥＣＵ ７０Ａ、７０Ｂ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
シリンダヘッドおよびシリンダブロックを備えるエンジンに適用され、
オイルを流通させるオイルギャラリ部と、
前記エンジンの下部に設けられる第１のオイルタンクと、
前記オイルギャラリ部を介することなく、前記第１のオイルタンクから前記シリンダヘッドにオイルを供給する第１のオイルポンプと、
前記シリンダブロック以上の高さに設けられ、前記シリンダヘッドからオイルを回収する第２のオイルタンクと、
前記第２のオイルタンクから前記オイルギャラリ部にオイルを供給することで、前記シリンダブロックにオイルを供給する第２のオイルポンプと、
前記第２のオイルタンクから前記第１のオイルタンクに前記シリンダブロックをバイパスしてオイルを流通させるバイパス通路部と、を備えるエンジンの潤滑装置。
【請求項２】
請求項１記載のエンジンの潤滑装置であって、
前記第２のオイルポンプが電動式のオイルポンプであり、
前記エンジンの始動時、且つ前記エンジンのクランクシャフトが回転する前に、前記第２のオイルポンプを作動させる制御部をさらに備えるエンジンの潤滑装置。
【請求項３】
請求項１記載のエンジンの潤滑装置であって、
前記第２のオイルポンプが電動式のオイルポンプであり、
前記エンジンの始動時、且つ前記エンジンのクランクシャフトが回転する前に、前記第２のオイルポンプを作動させるとともに、前記第２のオイルポンプの作動電力が所定値よりも大きい場合に、前記エンジンのクランクシャフトが回転する前に、前記第２のオイルポンプを停止させる制御部をさらに備えるエンジンの潤滑装置。
【請求項１】
シリンダヘッドおよびシリンダブロックを備えるエンジンに適用され、
オイルを流通させるオイルギャラリ部と、
前記エンジンの下部に設けられる第１のオイルタンクと、
前記オイルギャラリ部を介することなく、前記第１のオイルタンクから前記シリンダヘッドにオイルを供給する第１のオイルポンプと、
前記シリンダブロック以上の高さに設けられ、前記シリンダヘッドからオイルを回収する第２のオイルタンクと、
前記第２のオイルタンクから前記オイルギャラリ部にオイルを供給することで、前記シリンダブロックにオイルを供給する第２のオイルポンプと、
前記第２のオイルタンクから前記第１のオイルタンクに前記シリンダブロックをバイパスしてオイルを流通させるバイパス通路部と、を備えるエンジンの潤滑装置。
【請求項２】
請求項１記載のエンジンの潤滑装置であって、
前記第２のオイルポンプが電動式のオイルポンプであり、
前記エンジンの始動時、且つ前記エンジンのクランクシャフトが回転する前に、前記第２のオイルポンプを作動させる制御部をさらに備えるエンジンの潤滑装置。
【請求項３】
請求項１記載のエンジンの潤滑装置であって、
前記第２のオイルポンプが電動式のオイルポンプであり、
前記エンジンの始動時、且つ前記エンジンのクランクシャフトが回転する前に、前記第２のオイルポンプを作動させるとともに、前記第２のオイルポンプの作動電力が所定値よりも大きい場合に、前記エンジンのクランクシャフトが回転する前に、前記第２のオイルポンプを停止させる制御部をさらに備えるエンジンの潤滑装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２０１２−１５４２０８（Ｐ２０１２−１５４２０８Ａ）
【公開日】平成２４年８月１６日（２０１２．８．１６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１２２３３（Ｐ２０１１−１２２３３）
【出願日】平成２３年１月２４日（２０１１．１．２４）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【出願人】（０００２０７７９１）大豊工業株式会社 (152)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年８月１６日（２０１２．８．１６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１月２４日（２０１１．１．２４）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【出願人】（０００２０７７９１）大豊工業株式会社 (152)
【Ｆターム（参考）】
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