内燃機関の潤滑装置
【課題】内燃機関の潤滑装置に備えられたイオン交換樹脂等の反応体の温度を調整する。
【解決手段】本発明に係る内燃機関１０の潤滑装置１は、オイル中から所定の成分を除去するように該所定の成分を吸着する機能を有する反応体を含む除去装置４４と、除去装置４４に対して、オイルパン３６から吸引された後にオイルクーラー２４を経ていない第１オイルおよびオイルパン３６から吸引された後にオイルクーラー２４を経た第２オイルを供給するように構成された供給装置４９であって、第１オイルおよび第２オイルの少なくとも一方の温度に応じて、第１オイルの供給量と第２オイルの供給量とを制御する、供給装置４９とを備える。
【解決手段】本発明に係る内燃機関１０の潤滑装置１は、オイル中から所定の成分を除去するように該所定の成分を吸着する機能を有する反応体を含む除去装置４４と、除去装置４４に対して、オイルパン３６から吸引された後にオイルクーラー２４を経ていない第１オイルおよびオイルパン３６から吸引された後にオイルクーラー２４を経た第２オイルを供給するように構成された供給装置４９であって、第１オイルおよび第２オイルの少なくとも一方の温度に応じて、第１オイルの供給量と第２オイルの供給量とを制御する、供給装置４９とを備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、オイルが循環するように構成された内燃機関の潤滑装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１は、内燃機関の潤滑システム内で使用する化学フィルタを開示する。特許文献１の記載によれば、この化学フィルタは、内燃機関潤滑システム内のオイルフィルタのハウジング内に使用されるか、またはそのオイルフィルタのバイパス部分に使用され、イオン交換材料を有することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特表２００８−５４０１２３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
一般に、イオン交換材料であるイオン交換樹脂は、吸着機能を良好に発揮する温度域を有する。それ故、イオン交換樹脂の温度をそのような温度域内に維持するようにイオン交換樹脂の温度制御を行うことが望まれる。
【０００５】
そこで、本発明はかかる点に鑑みて創案されたものであり、その目的は、内燃機関の潤滑装置に備えられるイオン交換樹脂等の反応体の温度を好適に調整することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、オイル中から所定の成分を除去するように該所定の成分を吸着する機能を有する反応体を含む除去装置と、該除去装置に対して、オイルクーラーを経ていない第１オイルを供給すると共にオイルクーラーを経た第２オイルを供給するように構成された供給装置であって、前記第１オイルおよび前記第２オイルの少なくとも一方の温度に応じて、前記第１オイルの供給量と前記第２オイルの供給量とを制御する、供給装置とを備えた、内燃機関の潤滑装置を提供する。なお、供給装置は、反応体の温度を調整するように、第１オイルおよび前記第２オイルの少なくとも一方の温度に応じて、第１オイルの供給量と第２オイルの供給量とを制御するとよい。
【０００７】
供給装置は、第１オイルの供給量を制御するための第１弁と、第２オイルの供給量を制御するための第２弁と、第１オイルおよび第２オイルの少なくとも一方の温度に応じて、第１弁および第２弁の作動を制御するための制御手段とを備えるとよい。
【０００８】
除去装置に形成された第１オイルが出入可能な第１室と第２オイルが出入可能な第２室とは隔てられていて、第１室および第２室の各々に、所定の成分を吸着する機能を有する反応体が配置されているとよい。この場合、第１室と第２室とは互いに熱伝達可能に構成されているとよい。
【０００９】
または、除去装置内で第１オイルと第２オイルとが混合可能なように、除去装置は構成されているとよい。
【００１０】
または、第１オイルを除去装置に供給するための第１オイル供給通路と、第２オイルを除去装置に供給するための第２オイル供給通路とは、除去装置の上流側で合流するとよい。
【００１１】
本発明は、そのような潤滑装置を備えた内燃機関を提供する。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の実施形態が適用された内燃機関の概念図である。
【図２】図１の内燃機関の潤滑装置の第１弁および第２弁の制御を説明するために用いられるグラフであり、イオン交換樹脂の温度とイオン交換樹脂のイオン吸着効率との関係を概念的に表したグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の好適な実施形態を添付図面に基づいて詳述する。
【００１４】
潤滑装置１を備えた内燃機関（以下、エンジン）１０には図示しないウォータジャケットが形成されている。このウォータジャケットのジャケット入口１２とジャケット出口１４とは、冷却水路１６および電動ファン１８にて冷却されるラジエータ２０により相互に接続されて冷却水の循環路を形成している。また、ジャケット入口１２側にはウォータポンプ２２が設けられている。エンジン１０の運転時、冷却水は、ウォータポンプ２２により圧送され、ウォータジャケット内を循環してエンジン１０を冷却し、冷却水路１６およびラジエータ２０内を流通して放熱され、再びウォータジャケット内に導入されている。また、この冷却水は潤滑装置１のオイルクーラー２４にも供給され、エンジンオイルを冷却する。
【００１５】
潤滑装置１にはオイルポンプ２６が配設されている。オイルポンプ２６の吸込側はストレーナ２８に接続されている。オイルポンプ２６の吐出側はリリーフ弁３０の他、オイルフィルタ３２を介してエンジン１０内に形成された油路３４に接続されている。
【００１６】
より具体的には、この潤滑装置１はオイル溜部としてのオイルパン３６を備え、オイルパン３６には油路３４に供給されるエンジンオイルが貯留されている。このエンジンオイルは、オイルポンプ２６によりオイルパン３６からストレーナ２８を介して吸引され、オイルフィルタ３２に圧送される。
【００１７】
オイルフィルタ３２の下流側には、上記オイルクーラー２４を介してオイルフィルタ３２からのエンジンオイルが油路３４に供給されるようにメイン通路３８が形成されている。メイン通路３８には、それぞれメイン通路３８から分岐してメイン通路３８に戻る第１オイル通路４０および第２オイル通路４２が形成されている。第１オイル通路４０は、オイルフィルタ３２とオイルクーラー２４との間にオイルクーラー２４よりも上流側に延びるメイン通路３８の上流側メイン通路３８ａから分岐すると共に上流側メイン通路３８ａに合流するように延びている。第２オイル通路４２は、オイルクーラー２４よりも下流側に延びるメイン通路３８の下流側メイン通路３８ｂから分岐すると共に下流側メイン通路３８ｂに合流するように延びている。したがって、第１オイル通路４０にはオイルパン３６から吸引された後にオイルクーラー２４を経ていないオイル（以下、第１オイルと称し得る。）が流れることができ、また、第２オイル通路４２にはオイルパン３６から吸引された後にオイルクーラー２４を経たオイル（以下、第２オイルと称し得る。）が流れることができる。そして、このような第１オイル通路４０および第２オイル通路４２は、それぞれ、除去装置４４内に延びるように形成されている。
【００１８】
第１オイル通路４０へのオイルの流れを調節するために、つまり、除去装置４４への第１オイルの供給量を調節するために、除去装置４４に向けて延びる第１オイル通路４０の第１オイル供給通路４０ａに、ここでは制御弁である第１弁４６が設けられている。また、第２オイル通路４２へのオイルの流れを調節するために、つまり、除去装置４４への第２オイルの供給量を調節するために、除去装置４４に向けて延びる第２オイル通路４２の第２オイル供給通路４２ａに、ここでは制御弁である第２弁４８が設けられている。なお、第１弁４６、第２弁４８、およびこれらの作動を制御するための制御手段の機能を有する後述するＥＣＵの一部は、除去装置４４に対して第１オイルおよび第２オイルを供給するように構成された供給装置４９に含まれる。
【００１９】
メイン通路３８は、油圧調整用のレギュレータ弁５０を介して油路３４に接続されている。このように、エンジン１０の運転時のエンジンオイルは、ストレーナ２８を経てオイルポンプ２６に吸い上げられ、オイルフィルタ３２およびオイルクーラー２４に至る。そして、エンジンオイルの一部は、第１弁４６、第２弁４８の作動により、第１オイル通路４０や第２オイル通路４２に流れてから油路３４に流通する。油路３４に至ったオイルは、エンジン１０内の図示しないピストンやジャーナル部等を潤滑し、その後にオイルパン３６に戻される。例えば、シリンダヘッドに圧送されたオイルは、シリンダブロックとシリンダヘッドに形成された、ヘッドカバー内とクランクケース内つまりオイルパン３６内とを連通する図示しないオイル落とし通路（オイル戻し孔）を介して、オイルパン３６に戻される。このようなオイル落とし通路は、具体的に説明すると、動弁系の潤滑を終えたオイルをシリンダヘッドからオイルパン内へ向けて落とす（戻す）ための通路であると同時に、クランクケース内のブローバイガスをヘッドカバー内に向けて上昇移動させるための通路である。
【００２０】
ここで、ブローバイガスとは、ピストンのピストンリングと、シリンダブロックのシリンダボアとの隙間からクランクケース内へ漏れ出るガスのことである。このブローバイガスは多量の炭化水素や水分を含み得る。このため、ブローバイガスがあまりに多いとそれはエンジンオイルの早期劣化やエンジン内部の錆の原因になる。また、ブローバイガスには炭化水素が含まれているため、それをこのまま大気に解放することは環境上好ましくない。そのため、エンジン１０は、既知のブローバイガス環流装置（不図示）を備えている。ブローバイガスは、上記したように、上記オイル落とし通路を通して、クランクケース内からヘッドカバー内に向けて上昇移動させられる。そして、ブローバイガスは、ヘッドカバー内に導入された後、吸気負圧を利用してブローバイガス還流装置のＰＣＶ通路等を通じて強制的に吸気通路へ戻され、燃焼室に供給される。
【００２１】
また、エンジン１０のヘッドカバー内には、ブローバイガスからオイルを分離するためのオイルセパレータ室が区画形成されている。ブローバイガスは、上記したような燃料成分である炭化水素、水分を含む以外に、クランクケース内のオイルの攪拌、蒸発によって生成された気体としてのオイルミストを含んでいる。このため、単にブローバイガスを吸気側に環流させるだけだとオイルも同時に燃焼されてしまい、オイルの消費量が多くなると同時に、オイル燃焼による白煙が生じて問題となる。そこで、ヘッドカバー内には、既知の構成のオイルセパレータ室が形成されている。オイルセパレータ室は、例えば、部分的にまたは全体的にバッフルプレートによって区画形成される。このオイルセパレータ室にブローバイガスを通すことにより、ブローバイガスを吸気系に戻す前にブローバイガスからオイルを分離して回収することを可能にし、そのような問題を解消可能にしている。なお、オイルセパレータ室は、ヘッドカバー以外の箇所に設けられることができる。
【００２２】
ところで、そのようなブローバイガスには既燃焼ガスに含まれるＮＯｘおよび水分が含まれている。そして、ヘッドカバーがエンジンからの熱を伝達されづらくかつその外面が外気に晒されて冷却風等によって冷却されるので、ヘッドカバーの内面には結露等による凝縮水が生じやすい。よって、ヘッドカバー内には、それらの反応により、酸性物質、例えば硝酸ができ易い。このような酸性物質は、潤滑油つまりエンジンオイルに混ざり得、エンジン内部におけるスラッジの発生、付着、堆積を促し得る。
【００２３】
そこで、そのような酸性物質つまり酸性成分をオイル中から除去するべく、潤滑装置１は上記除去装置４４を備える。除去装置４４は、ケース部材４４ｃと、その中に入れられたイオン交換樹脂とを備える。なお、除去装置４４は、ここではクランクケース内に位置付けられるが、エンジン１０内外の種々の箇所に位置付けられ得る。
【００２４】
ケース部材４４ｃは、第１室４４ａと第２室４４ｂとを除去装置４４の内部に隔てて形成するように構成されている。図示しないが、第１室４４ａと第２室４４ｂとは相互に熱伝達可能に構成されていて、例えばフィンである熱伝達部材が第１室４４ａおよび第２室４４ｂの間の間仕切部４４ｄに備えられている。なお、第１室４４ａと第２室４４ｂとは間仕切部４４ｄによりオイルが互いに流れ込まないように隔てられている。第１室４４ａは第１オイルが出入可能なように第１オイル通路４０の途中に位置付けられ、第２室４４ｂは第２オイルが出入可能なように第２オイル通路４２の途中に位置付けられている。ここでは、第１室４４ａは第１オイル通路４０に含まれ得、第２室４４ｂは第２オイル通路４２に含まれ得る。第１室４４ａおよび第２室４４ｂの各々に同種のイオン交換樹脂が配置されている。なお、第１室４４ａおよび第２室４４ｂのそれぞれからイオン交換樹脂が流出しないように、ここでは、第１室４４ａおよび第２室４４ｂのそれぞれは金網部材を備えている。
【００２５】
除去装置４４のイオン交換樹脂は、反応体であり、所定のイオン（イオン成分）を吸着する機能を有する。換言すると、所定のイオンを除去するべく、そのような所定のイオンを吸着する機能を除去装置４４のイオン交換樹脂は有する。なお、イオン交換樹脂は、所定のイオンを吸着し、その代わりに、別のイオンを放出する機能を有する。ここでは、イオン交換樹脂としてアニオン性イオン交換樹脂が用いられ、除去装置４４のイオン交換樹脂はこれからなる。なお、イオン交換樹脂としては、例えば、三菱化学社製ダイヤイオン（登録商標）シリーズのイオン交換樹脂、ローム・アンド・ハース社製アンバーライト（登録商標）シリーズのイオン交換樹脂がある。
【００２６】
ここでは、具体的に、ブローバイガス中のＮＯｘと水とにより生じ得る硝酸イオン（ＮＯ3-）のオイル中からの除去を図るべく、硝酸イオンを吸着する機能を有するアニオン性イオン交換樹脂が用いられる。このようなアニオン性イオン交換樹脂は、その陰イオンを吸着し、代わりに、例えば水酸化物イオンを放出する機能を有する。なお、このようなイオン交換樹脂は、繊維状、ビーズ状（球状）または膜状の種々の形状を有し得る。
【００２７】
エンジン１０は、各種制御手段ないしは制御装置の機能を有するＥＣＵ５４を備えている。ＥＣＵ５４には、図示しない入出力装置、多数の制御プログラムを内蔵した記憶装置（ＲＯＭ、ＲＡＭ、不揮発性ＲＡＭ等）、ＣＰＵやタイマカウンタ等が備えられている。ＥＣＵ５４により、除去装置４４へのオイルの供給制御を含めたエンジン１０の総合的な制御が行われる。
【００２８】
ＥＣＵ５４には種々のセンサ等が接続されている。例えば、ＥＣＵ５４には第１オイルの温度を検出するために第１温度センサ（第１温度検出手段）５６から検出信号が出力される。また、ＥＣＵ５４には第２オイルの温度を検出するために第２温度センサ（第２温度検出手段）５８から検出信号が出力される。また、ＥＣＵ５４には、図示しないが、エンジン回転速度を検出するためにエンジン回転速度センサから検出信号が出力され、エンジン負荷を検出するためにエンジン負荷センサから検出信号が出力される。
【００２９】
そして、ＥＣＵ５４は上記各種センサ等の出力信号に基づいて、特に第１温度センサ５６および第２温度センサ５８の出力信号に基づいて、第１弁４６および第２弁４８の作動を制御する。つまり、ＥＣＵ５４は、第１オイルおよび第２オイルの両方の温度に応じて、除去装置４４に対する第１オイルの供給量と第２オイルの供給量とを制御できる。なお、第１弁４６および第２弁４８の各々は、初期状態では、閉じられている。
【００３０】
第１弁４６および第２弁４８の作動制御に関して図２を用いて説明する。図２には、除去装置４４のイオン交換樹脂の温度Ｔと、該イオン交換樹脂のイオン吸着効率ηとの関係が概念的に表されている。イオン交換樹脂は、耐用温度Ｔｍａｘを有し、また、その温度が所定温度域にあるとき、その機能、特に吸着機能を好適に発揮する。イオン交換樹脂のそのような所定温度域は第１温度Ｔ１以上、第２温度Ｔ２以下の温度域である。ここでは、イオン交換樹脂が十分にその吸着機能を発揮する温度域、具体的には所定吸着効率η１以上の吸着効率を発揮する温度域が、所定温度域として定められている。つまり、その所定温度域は、イオン交換樹脂の温度特性を考慮して設定されている。所定吸着効率η１は、種々設定され得、例えば最大の吸着効率ηｍａｘに対して９０％の吸着効率である。好ましくは、その所定温度域は、除去装置４４のイオン交換樹脂が上記最大吸着効率ηｍａｘに対して７０％以上の吸着効率を発揮する温度域にされるとよい。
【００３１】
ＥＣＵ５４は、除去装置４４のイオン交換樹脂の温度Ｔを上記所定温度域に上昇させてそこに維持するように、つまりイオン交換樹脂の温度Ｔを調整するように、以下で説明するように、第１弁４６および第２弁４８の作動をそれぞれ制御する。
【００３２】
ＥＣＵ５４は、第１オイルの温度Ｔｏｉｌ１が第１温度Ｔ１以上、第２温度Ｔ２以下であり、かつ、第２オイルの温度Ｔｏｉｌ２が第１オイルの温度Ｔｏｉｌ１未満のとき、第１弁４６を開き、第２弁４８を閉じるように作動信号を出力する。なお、具体的には、ＥＣＵ５４は、第１弁４６を開くように第１弁４６のアクチュエータを作動させるための作動信号を出力し、第２弁４８を閉じるように第２弁４８のアクチュエータを作動させるための作動信号を出力する。
【００３３】
また、ＥＣＵ５４は、第２オイルの温度Ｔｏｉｌ２が第１温度Ｔ１以上、第２温度Ｔ２未満であり、かつ、第１オイルの温度Ｔｏｉｌ１が第２温度Ｔ２よりも高いとき、以下に示すように第１オイルの温度Ｔｏｉｌ１および第２オイルの温度Ｔｏｉｌ２の関係に応じてそれら弁４６、４８の作動を制御する。予め実験により定められているデータや予め定められている演算式を用いて、ＥＣＵ５４は、第１オイルの温度Ｔｏｉｌ１および第２オイルの温度Ｔｏｉｌ２の関係が、イオン交換樹脂の温度を第１温度Ｔ１以上かつ第２温度Ｔ２以下に維持できる関係であると判断した場合、第１弁４６および第２弁４８を開くように作動信号を出力する。他方、予め実験により定められているデータや予め定められている演算式を用いて、ＥＣＵ５４は、第１オイルの温度Ｔｏｉｌ１および第２オイルの温度Ｔｏｉｌ２の関係が、イオン交換樹脂の温度を第２温度Ｔ２以上にまで高める可能性のある関係であると判断した場合、第１弁４６を閉じて第２弁４８を開くように作動信号を出力する。
【００３４】
このように、ＥＣＵ５４は、オイルクーラー２４を未だ経ていない第１オイルの温度とオイルクーラー２４を経た第２オイルの温度とに応じて第１弁４６および第２弁４８の作動を制御することで、除去装置４４への第１オイルと第２オイルとの供給を制御する。これにより、除去装置４４のイオン交換樹脂の温度は調整され、上記所定温度域に上昇させられると共にその温度域に維持され得る。故に、除去装置４４でより適切にオイル中から上記した所定の成分を除去し、オイルの劣化を抑制できる。
【００３５】
また、エンジン冷間始動時等には、特に、イオン交換樹脂の暖機を行うことが求められる。そのようなときには以下に説明するように相対的に温度の高い一方のオイルを用いるように第１弁４６および第２弁４８の作動を制御することで除去装置４４のイオン交換樹脂の暖機が図られる（イオン交換樹脂の温度を上記所定温度域に高めて維持することが促される）。具体的には、第１オイルおよび第２オイルの一方の温度が例えば２５％であるイオン吸着効率η３に対応する第３温度Ｔ３以上、第１温度Ｔ１未満のとき、次のように弁４６、４８を制御することで、イオン交換樹脂の暖機が図られる。例えば、エンジンオイルの温度が概して冷却水の温度よりも低く、第１オイルの温度Ｔｏｉｌ１が第３温度Ｔ３未満であり、第２オイルの温度Ｔｏｉｌ２が第３温度Ｔ３以上かつ第１温度Ｔ１未満のとき、第１弁４６が閉じられ、第２弁４８が開かれる。これに対して、第２オイルの温度Ｔｏｉｌ２が第３温度Ｔ３未満であり、第１オイルの温度Ｔｏｉｌ１が第３温度Ｔ３以上かつ第１温度Ｔ１未満のとき、第１弁４６が開かれ、第２弁４８が閉じられる。
【００３６】
ただし、エンジンオイルの温度が除去装置４４でのオイル中の所定の成分の除去を阻害する温度域にあるときには、積極的に、第１弁４６および第２弁４８が閉じられる。具体的には、第１オイルおよび第２オイルの両温度が第３温度Ｔ３未満の場合、ＥＣＵ５４は、積極的に、第１弁４６および第２弁４８を共に閉じるように作動信号を出力する。これは、そのようなオイルを除去装置４４に供給した場合、イオン交換樹脂が冷やされ、イオン交換樹脂の温度を上記所定温度域に高めて維持することを阻害する可能性があるからである。また、第１オイルおよび第２オイルの両温度が第２温度Ｔ２を超えている場合には、ＥＣＵ５４は、積極的に、第１弁４６および第２弁４８を共に閉じるように作動信号を出力する。これは、そのようなオイルを除去装置４４に供給した場合、イオン交換樹脂は過熱され、イオン交換樹脂の温度をその耐用温度Ｔｍａｘ以上に高める虞があるからである。
【００３７】
以上、本発明を一実施形態に基づいて説明したが、種々の変更が可能である。除去装置への第１オイルの供給時期および供給タイミング、並びに、除去装置への第２オイルの供給時期および供給タイミングは、上記説明に限定されず、除去装置のイオン交換樹脂の温度を上記所定温度域に高めてそこに維持するように様々にされ得る。また、例えば、上記実施形態では、第１弁および第２弁は単に開閉されたが、全開、全閉以外の中間開度に開かれることも可能である。
【００３８】
また、例えば、第１オイルの温度や第２オイルの温度は温度センサを用いずに、エンジン負荷またはエンジン運転状態に基づいて、推定可能である。また、上記実施形態では第１オイルの温度および第２オイルの温度に応じて除去装置に対する第１オイルの供給量および第２オイルの供給量は制御されたが、第１オイルの温度および第２オイルの温度は関係があるので、これらのうちの一方の温度に応じて除去装置へのオイルの供給制御が実行されてもよい。
【００３９】
また、上記実施形態では、第１オイルと第２オイルとが別途独立して除去装置に供給され、それらが除去装置への供給に際して混ざることは無かったが、それらが除去装置への供給に際して混合可能にされてもよい。温度の異なるオイルを混ぜることで、除去装置でのオイルの温度を調節し、除去装置のイオン交換樹脂の温度を上記実施形態と同様に上記所定温度域に高めると共に維持することができるからである。例えば、除去装置の上記間仕切部４４ｄは省かれることができ、この場合、除去装置からオイルを排出する通路はまとめられ得る。そしてさらに、第１オイル供給通路４０ａと第２オイル供給通路４２ａとは合流するように構成されてもよい。
【００４０】
また、上記したような除去装置４４へのオイルの供給制御は、上記エンジン１０を備えた車両の走行距離が所定距離に達するたびに定期的に所定時間行われてもよい。例えば、そのような供給制御は、走行距離が３０００ｋｍに達するたびに、実行され得る。
【００４１】
また、上記実施形態では、第１弁および第２弁は制御手段によって制御される制御弁であったが、他の形式の弁であり得る。例えば、第１弁および第２弁は、それぞれ、オイルの温度に応じて自動的に作動する弁とされてもよい。
【００４２】
また、除去装置に備えられるイオン交換樹脂のような反応体は、該反応体が高効率にその機能を発揮する温度域と、エンジンのエンジンオイルの温度範囲Ｔｏｉｌ（図２参照）のうちの高温領域（例えば８０℃〜１００℃）とが一致または重なるように、選択されるとよい。
【００４３】
さらに、上記実施形態の潤滑装置では、反応体としてアニオン性イオン交換樹脂を用いたが、反応体は、上記の如きイオン交換樹脂に限定されない。反応体として、種々のアニオン性イオン交換樹脂および／またはカチオン性イオン交換樹脂を用いることが可能である。以下、具体的に説明する。
【００４４】
アニオン性イオン交換樹脂の使用により吸着除去することが望まれるイオンには、上記硝酸イオン（ＮＯ3-）ばかりでなく、例えば、ブローバイガスから生じ得る硫酸イオン（ＳＯ42-）、ブローバイガスから生じ得る酢酸イオン（ＣＨ3ＣＯＯ-）、同様にブローバイガスから生じ得るギ酸イオン（ＨＣＯＯ-）、塩化物イオン（Ｃｌ-）、クロム酸イオン（ＣｒＯ42-）がある。これらを含む群またはこれらからなる群から選択された少なくとも１つのイオンを吸着する機能を有するアニオン性イオン交換樹脂が用いられ得る。なお、アニオン性イオン交換樹脂から放出されるイオンは、オイルの劣化を促進しないイオンであるとよく、好ましくは、オイルの劣化を抑制するイオンであるとよい。
【００４５】
また、スラッジ生成を抑制するようにエンジンにアルカリ性物質、例えば炭酸カルシウムが設けられた場合、Ｃａイオンを吸着する機能を有するイオン交換樹脂が用いられるとよい。また、オイル中に添加剤としてカルシウムスルホネートが添加されている場合には、このカルシウムスルホネートからＣａイオンが生じ得るので、このような場合にもＣａイオンを吸着する機能を有するカチオン性イオン交換樹脂が用いられるとよい。
【００４６】
なお、カチオン性イオン交換樹脂の使用により吸着除去することが望まれるイオンには、そのようなＣａイオン（Ｃａ2+）ばかりでなく、例えば、Ａｌ3+、Ｆｅ2+、Ｆｅ3+、Ｃｒ3+、Ｐｂ2+、Ｎｉ2+、Ｃｕ2+、Ｍｇ2+、Ｔｉ+がある。これらは、オイルへの添加剤、例えばＺｎＤＴＰから生じたり、エンジンの構成部材の磨耗および／または溶出により生じたりする。特に、エンジンの摺動部の摩耗によりエンジンオイル中に生じるＣｕイオン、Ａｌイオン、Ｆｅイオン等は、除去されることが望まれる。これらを含む群またはこれらからなる群から選択された少なくとも１つのイオンを吸着する機能を有するカチオン性イオン交換樹脂が用いられ得る。なお、カチオン性イオン交換樹脂から放出されるイオンは、オイルの劣化を促進しないイオンであるとよく、好ましくは、オイルの劣化を抑制するイオンであるとよい。
【００４７】
また、本発明における反応体はイオン交換樹脂に限定されない。イオン交換樹脂、無機イオン交換体、キレート樹脂および／または合成吸着剤を反応体として用いることが可能である。反応体として、所定の成分を吸着する機能を有する種々の物質や、所定の成分を吸着する機能と別の所定の成分を放出する機能とを有する種々の物質を用いることができる。
【００４８】
また、反応体によって吸着除去されるべき成分は、上記したような硝酸イオン等の酸成分、添加物から生じた成分、エンジンの構成部材の磨耗および／または溶出により生じた成分であって、オイル中の不要成分または不純物であるとよい。なお、吸着されるべき成分は、上記イオンに限定されず、また、イオン以外の成分をも含み得る。また反応体から放出されるべき成分はエンジンオイルに無害である成分またはオイルへの添加剤として機能する有用成分であるとよい。なお、同様に、放出されるべき成分は、上記イオンに限定されず、イオン以外の成分も含み得る。
【００４９】
また、除去装置では、金網ケース、パンチングメッシュタイプのケース、金網や樹脂などを用いて形成された袋状ケース、メッシュタイプの筒状ケース（内筒と外筒との間に収納領域を有する。）等が用いられ得、その中にイオン交換樹脂等の反応体が入れられ得る。また、反応体は、板やフィルムに積層されたり、部品にスプレー等を用いて塗布されたりすることができ、そのようにして板等に固定された反応体が除去装置に備えられることができる。
【００５０】
以上、本発明を上記実施形態や変形例に基づいて説明した。それら実施形態では、基本的に、反応体としてイオン交換樹脂を用いた。そして、上記の如くオイル循環路にイオン交換樹脂を配置することによる効果を調べるために種々の実験を行った。例えば、硝酸を含むオイル中に硝酸イオンを吸着する機能を有するイオン交換樹脂を加えて所定温度までそのオイルを加熱したとき、そのオイルの粘度は上がった。しかし、その上昇量は、そのようなイオン交換樹脂を添加しなかった場合のオイルの粘度の上昇量の約半分程度であった。これは、イオン交換樹脂により硝酸イオンが吸着され、スラッジ生成が抑制されたことを意味する。このように、硝酸イオンを吸着する機能を有するイオン交換樹脂を用いることで、オイルの劣化を抑制できた。したがって、上記した実施形態の潤滑装置で、エンジンオイルの劣化を抑制できることは明らかである。
【００５１】
以上、本発明を上記実施形態およびその変形例に基づいて説明した。しかし、本発明は、それら実施形態等に限定されず、さらに他の実施形態を許容する。本発明には、特許請求の範囲によって規定される本発明の思想に包含されるあらゆる変形例や応用例、均等物が含まれる。
【符号の説明】
【００５２】
１ 潤滑装置
１０ エンジン
１６ 冷却水路
１８ 電動ファン
２０ ラジエータ
２２ ウォータポンプ
２４ オイルクーラー
２６ オイルポンプ
３４ 油路
３６ オイルパン
４０ 第１オイル通路
４０ａ 第１オイル供給通路
４２ 第２オイル通路
４２ａ 第２オイル供給通路
４４ 除去装置
４６ 第１弁
４８ 第２弁
４９ 供給装置
【技術分野】
【０００１】
本発明は、オイルが循環するように構成された内燃機関の潤滑装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１は、内燃機関の潤滑システム内で使用する化学フィルタを開示する。特許文献１の記載によれば、この化学フィルタは、内燃機関潤滑システム内のオイルフィルタのハウジング内に使用されるか、またはそのオイルフィルタのバイパス部分に使用され、イオン交換材料を有することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特表２００８−５４０１２３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
一般に、イオン交換材料であるイオン交換樹脂は、吸着機能を良好に発揮する温度域を有する。それ故、イオン交換樹脂の温度をそのような温度域内に維持するようにイオン交換樹脂の温度制御を行うことが望まれる。
【０００５】
そこで、本発明はかかる点に鑑みて創案されたものであり、その目的は、内燃機関の潤滑装置に備えられるイオン交換樹脂等の反応体の温度を好適に調整することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、オイル中から所定の成分を除去するように該所定の成分を吸着する機能を有する反応体を含む除去装置と、該除去装置に対して、オイルクーラーを経ていない第１オイルを供給すると共にオイルクーラーを経た第２オイルを供給するように構成された供給装置であって、前記第１オイルおよび前記第２オイルの少なくとも一方の温度に応じて、前記第１オイルの供給量と前記第２オイルの供給量とを制御する、供給装置とを備えた、内燃機関の潤滑装置を提供する。なお、供給装置は、反応体の温度を調整するように、第１オイルおよび前記第２オイルの少なくとも一方の温度に応じて、第１オイルの供給量と第２オイルの供給量とを制御するとよい。
【０００７】
供給装置は、第１オイルの供給量を制御するための第１弁と、第２オイルの供給量を制御するための第２弁と、第１オイルおよび第２オイルの少なくとも一方の温度に応じて、第１弁および第２弁の作動を制御するための制御手段とを備えるとよい。
【０００８】
除去装置に形成された第１オイルが出入可能な第１室と第２オイルが出入可能な第２室とは隔てられていて、第１室および第２室の各々に、所定の成分を吸着する機能を有する反応体が配置されているとよい。この場合、第１室と第２室とは互いに熱伝達可能に構成されているとよい。
【０００９】
または、除去装置内で第１オイルと第２オイルとが混合可能なように、除去装置は構成されているとよい。
【００１０】
または、第１オイルを除去装置に供給するための第１オイル供給通路と、第２オイルを除去装置に供給するための第２オイル供給通路とは、除去装置の上流側で合流するとよい。
【００１１】
本発明は、そのような潤滑装置を備えた内燃機関を提供する。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の実施形態が適用された内燃機関の概念図である。
【図２】図１の内燃機関の潤滑装置の第１弁および第２弁の制御を説明するために用いられるグラフであり、イオン交換樹脂の温度とイオン交換樹脂のイオン吸着効率との関係を概念的に表したグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の好適な実施形態を添付図面に基づいて詳述する。
【００１４】
潤滑装置１を備えた内燃機関（以下、エンジン）１０には図示しないウォータジャケットが形成されている。このウォータジャケットのジャケット入口１２とジャケット出口１４とは、冷却水路１６および電動ファン１８にて冷却されるラジエータ２０により相互に接続されて冷却水の循環路を形成している。また、ジャケット入口１２側にはウォータポンプ２２が設けられている。エンジン１０の運転時、冷却水は、ウォータポンプ２２により圧送され、ウォータジャケット内を循環してエンジン１０を冷却し、冷却水路１６およびラジエータ２０内を流通して放熱され、再びウォータジャケット内に導入されている。また、この冷却水は潤滑装置１のオイルクーラー２４にも供給され、エンジンオイルを冷却する。
【００１５】
潤滑装置１にはオイルポンプ２６が配設されている。オイルポンプ２６の吸込側はストレーナ２８に接続されている。オイルポンプ２６の吐出側はリリーフ弁３０の他、オイルフィルタ３２を介してエンジン１０内に形成された油路３４に接続されている。
【００１６】
より具体的には、この潤滑装置１はオイル溜部としてのオイルパン３６を備え、オイルパン３６には油路３４に供給されるエンジンオイルが貯留されている。このエンジンオイルは、オイルポンプ２６によりオイルパン３６からストレーナ２８を介して吸引され、オイルフィルタ３２に圧送される。
【００１７】
オイルフィルタ３２の下流側には、上記オイルクーラー２４を介してオイルフィルタ３２からのエンジンオイルが油路３４に供給されるようにメイン通路３８が形成されている。メイン通路３８には、それぞれメイン通路３８から分岐してメイン通路３８に戻る第１オイル通路４０および第２オイル通路４２が形成されている。第１オイル通路４０は、オイルフィルタ３２とオイルクーラー２４との間にオイルクーラー２４よりも上流側に延びるメイン通路３８の上流側メイン通路３８ａから分岐すると共に上流側メイン通路３８ａに合流するように延びている。第２オイル通路４２は、オイルクーラー２４よりも下流側に延びるメイン通路３８の下流側メイン通路３８ｂから分岐すると共に下流側メイン通路３８ｂに合流するように延びている。したがって、第１オイル通路４０にはオイルパン３６から吸引された後にオイルクーラー２４を経ていないオイル（以下、第１オイルと称し得る。）が流れることができ、また、第２オイル通路４２にはオイルパン３６から吸引された後にオイルクーラー２４を経たオイル（以下、第２オイルと称し得る。）が流れることができる。そして、このような第１オイル通路４０および第２オイル通路４２は、それぞれ、除去装置４４内に延びるように形成されている。
【００１８】
第１オイル通路４０へのオイルの流れを調節するために、つまり、除去装置４４への第１オイルの供給量を調節するために、除去装置４４に向けて延びる第１オイル通路４０の第１オイル供給通路４０ａに、ここでは制御弁である第１弁４６が設けられている。また、第２オイル通路４２へのオイルの流れを調節するために、つまり、除去装置４４への第２オイルの供給量を調節するために、除去装置４４に向けて延びる第２オイル通路４２の第２オイル供給通路４２ａに、ここでは制御弁である第２弁４８が設けられている。なお、第１弁４６、第２弁４８、およびこれらの作動を制御するための制御手段の機能を有する後述するＥＣＵの一部は、除去装置４４に対して第１オイルおよび第２オイルを供給するように構成された供給装置４９に含まれる。
【００１９】
メイン通路３８は、油圧調整用のレギュレータ弁５０を介して油路３４に接続されている。このように、エンジン１０の運転時のエンジンオイルは、ストレーナ２８を経てオイルポンプ２６に吸い上げられ、オイルフィルタ３２およびオイルクーラー２４に至る。そして、エンジンオイルの一部は、第１弁４６、第２弁４８の作動により、第１オイル通路４０や第２オイル通路４２に流れてから油路３４に流通する。油路３４に至ったオイルは、エンジン１０内の図示しないピストンやジャーナル部等を潤滑し、その後にオイルパン３６に戻される。例えば、シリンダヘッドに圧送されたオイルは、シリンダブロックとシリンダヘッドに形成された、ヘッドカバー内とクランクケース内つまりオイルパン３６内とを連通する図示しないオイル落とし通路（オイル戻し孔）を介して、オイルパン３６に戻される。このようなオイル落とし通路は、具体的に説明すると、動弁系の潤滑を終えたオイルをシリンダヘッドからオイルパン内へ向けて落とす（戻す）ための通路であると同時に、クランクケース内のブローバイガスをヘッドカバー内に向けて上昇移動させるための通路である。
【００２０】
ここで、ブローバイガスとは、ピストンのピストンリングと、シリンダブロックのシリンダボアとの隙間からクランクケース内へ漏れ出るガスのことである。このブローバイガスは多量の炭化水素や水分を含み得る。このため、ブローバイガスがあまりに多いとそれはエンジンオイルの早期劣化やエンジン内部の錆の原因になる。また、ブローバイガスには炭化水素が含まれているため、それをこのまま大気に解放することは環境上好ましくない。そのため、エンジン１０は、既知のブローバイガス環流装置（不図示）を備えている。ブローバイガスは、上記したように、上記オイル落とし通路を通して、クランクケース内からヘッドカバー内に向けて上昇移動させられる。そして、ブローバイガスは、ヘッドカバー内に導入された後、吸気負圧を利用してブローバイガス還流装置のＰＣＶ通路等を通じて強制的に吸気通路へ戻され、燃焼室に供給される。
【００２１】
また、エンジン１０のヘッドカバー内には、ブローバイガスからオイルを分離するためのオイルセパレータ室が区画形成されている。ブローバイガスは、上記したような燃料成分である炭化水素、水分を含む以外に、クランクケース内のオイルの攪拌、蒸発によって生成された気体としてのオイルミストを含んでいる。このため、単にブローバイガスを吸気側に環流させるだけだとオイルも同時に燃焼されてしまい、オイルの消費量が多くなると同時に、オイル燃焼による白煙が生じて問題となる。そこで、ヘッドカバー内には、既知の構成のオイルセパレータ室が形成されている。オイルセパレータ室は、例えば、部分的にまたは全体的にバッフルプレートによって区画形成される。このオイルセパレータ室にブローバイガスを通すことにより、ブローバイガスを吸気系に戻す前にブローバイガスからオイルを分離して回収することを可能にし、そのような問題を解消可能にしている。なお、オイルセパレータ室は、ヘッドカバー以外の箇所に設けられることができる。
【００２２】
ところで、そのようなブローバイガスには既燃焼ガスに含まれるＮＯｘおよび水分が含まれている。そして、ヘッドカバーがエンジンからの熱を伝達されづらくかつその外面が外気に晒されて冷却風等によって冷却されるので、ヘッドカバーの内面には結露等による凝縮水が生じやすい。よって、ヘッドカバー内には、それらの反応により、酸性物質、例えば硝酸ができ易い。このような酸性物質は、潤滑油つまりエンジンオイルに混ざり得、エンジン内部におけるスラッジの発生、付着、堆積を促し得る。
【００２３】
そこで、そのような酸性物質つまり酸性成分をオイル中から除去するべく、潤滑装置１は上記除去装置４４を備える。除去装置４４は、ケース部材４４ｃと、その中に入れられたイオン交換樹脂とを備える。なお、除去装置４４は、ここではクランクケース内に位置付けられるが、エンジン１０内外の種々の箇所に位置付けられ得る。
【００２４】
ケース部材４４ｃは、第１室４４ａと第２室４４ｂとを除去装置４４の内部に隔てて形成するように構成されている。図示しないが、第１室４４ａと第２室４４ｂとは相互に熱伝達可能に構成されていて、例えばフィンである熱伝達部材が第１室４４ａおよび第２室４４ｂの間の間仕切部４４ｄに備えられている。なお、第１室４４ａと第２室４４ｂとは間仕切部４４ｄによりオイルが互いに流れ込まないように隔てられている。第１室４４ａは第１オイルが出入可能なように第１オイル通路４０の途中に位置付けられ、第２室４４ｂは第２オイルが出入可能なように第２オイル通路４２の途中に位置付けられている。ここでは、第１室４４ａは第１オイル通路４０に含まれ得、第２室４４ｂは第２オイル通路４２に含まれ得る。第１室４４ａおよび第２室４４ｂの各々に同種のイオン交換樹脂が配置されている。なお、第１室４４ａおよび第２室４４ｂのそれぞれからイオン交換樹脂が流出しないように、ここでは、第１室４４ａおよび第２室４４ｂのそれぞれは金網部材を備えている。
【００２５】
除去装置４４のイオン交換樹脂は、反応体であり、所定のイオン（イオン成分）を吸着する機能を有する。換言すると、所定のイオンを除去するべく、そのような所定のイオンを吸着する機能を除去装置４４のイオン交換樹脂は有する。なお、イオン交換樹脂は、所定のイオンを吸着し、その代わりに、別のイオンを放出する機能を有する。ここでは、イオン交換樹脂としてアニオン性イオン交換樹脂が用いられ、除去装置４４のイオン交換樹脂はこれからなる。なお、イオン交換樹脂としては、例えば、三菱化学社製ダイヤイオン（登録商標）シリーズのイオン交換樹脂、ローム・アンド・ハース社製アンバーライト（登録商標）シリーズのイオン交換樹脂がある。
【００２６】
ここでは、具体的に、ブローバイガス中のＮＯｘと水とにより生じ得る硝酸イオン（ＮＯ3-）のオイル中からの除去を図るべく、硝酸イオンを吸着する機能を有するアニオン性イオン交換樹脂が用いられる。このようなアニオン性イオン交換樹脂は、その陰イオンを吸着し、代わりに、例えば水酸化物イオンを放出する機能を有する。なお、このようなイオン交換樹脂は、繊維状、ビーズ状（球状）または膜状の種々の形状を有し得る。
【００２７】
エンジン１０は、各種制御手段ないしは制御装置の機能を有するＥＣＵ５４を備えている。ＥＣＵ５４には、図示しない入出力装置、多数の制御プログラムを内蔵した記憶装置（ＲＯＭ、ＲＡＭ、不揮発性ＲＡＭ等）、ＣＰＵやタイマカウンタ等が備えられている。ＥＣＵ５４により、除去装置４４へのオイルの供給制御を含めたエンジン１０の総合的な制御が行われる。
【００２８】
ＥＣＵ５４には種々のセンサ等が接続されている。例えば、ＥＣＵ５４には第１オイルの温度を検出するために第１温度センサ（第１温度検出手段）５６から検出信号が出力される。また、ＥＣＵ５４には第２オイルの温度を検出するために第２温度センサ（第２温度検出手段）５８から検出信号が出力される。また、ＥＣＵ５４には、図示しないが、エンジン回転速度を検出するためにエンジン回転速度センサから検出信号が出力され、エンジン負荷を検出するためにエンジン負荷センサから検出信号が出力される。
【００２９】
そして、ＥＣＵ５４は上記各種センサ等の出力信号に基づいて、特に第１温度センサ５６および第２温度センサ５８の出力信号に基づいて、第１弁４６および第２弁４８の作動を制御する。つまり、ＥＣＵ５４は、第１オイルおよび第２オイルの両方の温度に応じて、除去装置４４に対する第１オイルの供給量と第２オイルの供給量とを制御できる。なお、第１弁４６および第２弁４８の各々は、初期状態では、閉じられている。
【００３０】
第１弁４６および第２弁４８の作動制御に関して図２を用いて説明する。図２には、除去装置４４のイオン交換樹脂の温度Ｔと、該イオン交換樹脂のイオン吸着効率ηとの関係が概念的に表されている。イオン交換樹脂は、耐用温度Ｔｍａｘを有し、また、その温度が所定温度域にあるとき、その機能、特に吸着機能を好適に発揮する。イオン交換樹脂のそのような所定温度域は第１温度Ｔ１以上、第２温度Ｔ２以下の温度域である。ここでは、イオン交換樹脂が十分にその吸着機能を発揮する温度域、具体的には所定吸着効率η１以上の吸着効率を発揮する温度域が、所定温度域として定められている。つまり、その所定温度域は、イオン交換樹脂の温度特性を考慮して設定されている。所定吸着効率η１は、種々設定され得、例えば最大の吸着効率ηｍａｘに対して９０％の吸着効率である。好ましくは、その所定温度域は、除去装置４４のイオン交換樹脂が上記最大吸着効率ηｍａｘに対して７０％以上の吸着効率を発揮する温度域にされるとよい。
【００３１】
ＥＣＵ５４は、除去装置４４のイオン交換樹脂の温度Ｔを上記所定温度域に上昇させてそこに維持するように、つまりイオン交換樹脂の温度Ｔを調整するように、以下で説明するように、第１弁４６および第２弁４８の作動をそれぞれ制御する。
【００３２】
ＥＣＵ５４は、第１オイルの温度Ｔｏｉｌ１が第１温度Ｔ１以上、第２温度Ｔ２以下であり、かつ、第２オイルの温度Ｔｏｉｌ２が第１オイルの温度Ｔｏｉｌ１未満のとき、第１弁４６を開き、第２弁４８を閉じるように作動信号を出力する。なお、具体的には、ＥＣＵ５４は、第１弁４６を開くように第１弁４６のアクチュエータを作動させるための作動信号を出力し、第２弁４８を閉じるように第２弁４８のアクチュエータを作動させるための作動信号を出力する。
【００３３】
また、ＥＣＵ５４は、第２オイルの温度Ｔｏｉｌ２が第１温度Ｔ１以上、第２温度Ｔ２未満であり、かつ、第１オイルの温度Ｔｏｉｌ１が第２温度Ｔ２よりも高いとき、以下に示すように第１オイルの温度Ｔｏｉｌ１および第２オイルの温度Ｔｏｉｌ２の関係に応じてそれら弁４６、４８の作動を制御する。予め実験により定められているデータや予め定められている演算式を用いて、ＥＣＵ５４は、第１オイルの温度Ｔｏｉｌ１および第２オイルの温度Ｔｏｉｌ２の関係が、イオン交換樹脂の温度を第１温度Ｔ１以上かつ第２温度Ｔ２以下に維持できる関係であると判断した場合、第１弁４６および第２弁４８を開くように作動信号を出力する。他方、予め実験により定められているデータや予め定められている演算式を用いて、ＥＣＵ５４は、第１オイルの温度Ｔｏｉｌ１および第２オイルの温度Ｔｏｉｌ２の関係が、イオン交換樹脂の温度を第２温度Ｔ２以上にまで高める可能性のある関係であると判断した場合、第１弁４６を閉じて第２弁４８を開くように作動信号を出力する。
【００３４】
このように、ＥＣＵ５４は、オイルクーラー２４を未だ経ていない第１オイルの温度とオイルクーラー２４を経た第２オイルの温度とに応じて第１弁４６および第２弁４８の作動を制御することで、除去装置４４への第１オイルと第２オイルとの供給を制御する。これにより、除去装置４４のイオン交換樹脂の温度は調整され、上記所定温度域に上昇させられると共にその温度域に維持され得る。故に、除去装置４４でより適切にオイル中から上記した所定の成分を除去し、オイルの劣化を抑制できる。
【００３５】
また、エンジン冷間始動時等には、特に、イオン交換樹脂の暖機を行うことが求められる。そのようなときには以下に説明するように相対的に温度の高い一方のオイルを用いるように第１弁４６および第２弁４８の作動を制御することで除去装置４４のイオン交換樹脂の暖機が図られる（イオン交換樹脂の温度を上記所定温度域に高めて維持することが促される）。具体的には、第１オイルおよび第２オイルの一方の温度が例えば２５％であるイオン吸着効率η３に対応する第３温度Ｔ３以上、第１温度Ｔ１未満のとき、次のように弁４６、４８を制御することで、イオン交換樹脂の暖機が図られる。例えば、エンジンオイルの温度が概して冷却水の温度よりも低く、第１オイルの温度Ｔｏｉｌ１が第３温度Ｔ３未満であり、第２オイルの温度Ｔｏｉｌ２が第３温度Ｔ３以上かつ第１温度Ｔ１未満のとき、第１弁４６が閉じられ、第２弁４８が開かれる。これに対して、第２オイルの温度Ｔｏｉｌ２が第３温度Ｔ３未満であり、第１オイルの温度Ｔｏｉｌ１が第３温度Ｔ３以上かつ第１温度Ｔ１未満のとき、第１弁４６が開かれ、第２弁４８が閉じられる。
【００３６】
ただし、エンジンオイルの温度が除去装置４４でのオイル中の所定の成分の除去を阻害する温度域にあるときには、積極的に、第１弁４６および第２弁４８が閉じられる。具体的には、第１オイルおよび第２オイルの両温度が第３温度Ｔ３未満の場合、ＥＣＵ５４は、積極的に、第１弁４６および第２弁４８を共に閉じるように作動信号を出力する。これは、そのようなオイルを除去装置４４に供給した場合、イオン交換樹脂が冷やされ、イオン交換樹脂の温度を上記所定温度域に高めて維持することを阻害する可能性があるからである。また、第１オイルおよび第２オイルの両温度が第２温度Ｔ２を超えている場合には、ＥＣＵ５４は、積極的に、第１弁４６および第２弁４８を共に閉じるように作動信号を出力する。これは、そのようなオイルを除去装置４４に供給した場合、イオン交換樹脂は過熱され、イオン交換樹脂の温度をその耐用温度Ｔｍａｘ以上に高める虞があるからである。
【００３７】
以上、本発明を一実施形態に基づいて説明したが、種々の変更が可能である。除去装置への第１オイルの供給時期および供給タイミング、並びに、除去装置への第２オイルの供給時期および供給タイミングは、上記説明に限定されず、除去装置のイオン交換樹脂の温度を上記所定温度域に高めてそこに維持するように様々にされ得る。また、例えば、上記実施形態では、第１弁および第２弁は単に開閉されたが、全開、全閉以外の中間開度に開かれることも可能である。
【００３８】
また、例えば、第１オイルの温度や第２オイルの温度は温度センサを用いずに、エンジン負荷またはエンジン運転状態に基づいて、推定可能である。また、上記実施形態では第１オイルの温度および第２オイルの温度に応じて除去装置に対する第１オイルの供給量および第２オイルの供給量は制御されたが、第１オイルの温度および第２オイルの温度は関係があるので、これらのうちの一方の温度に応じて除去装置へのオイルの供給制御が実行されてもよい。
【００３９】
また、上記実施形態では、第１オイルと第２オイルとが別途独立して除去装置に供給され、それらが除去装置への供給に際して混ざることは無かったが、それらが除去装置への供給に際して混合可能にされてもよい。温度の異なるオイルを混ぜることで、除去装置でのオイルの温度を調節し、除去装置のイオン交換樹脂の温度を上記実施形態と同様に上記所定温度域に高めると共に維持することができるからである。例えば、除去装置の上記間仕切部４４ｄは省かれることができ、この場合、除去装置からオイルを排出する通路はまとめられ得る。そしてさらに、第１オイル供給通路４０ａと第２オイル供給通路４２ａとは合流するように構成されてもよい。
【００４０】
また、上記したような除去装置４４へのオイルの供給制御は、上記エンジン１０を備えた車両の走行距離が所定距離に達するたびに定期的に所定時間行われてもよい。例えば、そのような供給制御は、走行距離が３０００ｋｍに達するたびに、実行され得る。
【００４１】
また、上記実施形態では、第１弁および第２弁は制御手段によって制御される制御弁であったが、他の形式の弁であり得る。例えば、第１弁および第２弁は、それぞれ、オイルの温度に応じて自動的に作動する弁とされてもよい。
【００４２】
また、除去装置に備えられるイオン交換樹脂のような反応体は、該反応体が高効率にその機能を発揮する温度域と、エンジンのエンジンオイルの温度範囲Ｔｏｉｌ（図２参照）のうちの高温領域（例えば８０℃〜１００℃）とが一致または重なるように、選択されるとよい。
【００４３】
さらに、上記実施形態の潤滑装置では、反応体としてアニオン性イオン交換樹脂を用いたが、反応体は、上記の如きイオン交換樹脂に限定されない。反応体として、種々のアニオン性イオン交換樹脂および／またはカチオン性イオン交換樹脂を用いることが可能である。以下、具体的に説明する。
【００４４】
アニオン性イオン交換樹脂の使用により吸着除去することが望まれるイオンには、上記硝酸イオン（ＮＯ3-）ばかりでなく、例えば、ブローバイガスから生じ得る硫酸イオン（ＳＯ42-）、ブローバイガスから生じ得る酢酸イオン（ＣＨ3ＣＯＯ-）、同様にブローバイガスから生じ得るギ酸イオン（ＨＣＯＯ-）、塩化物イオン（Ｃｌ-）、クロム酸イオン（ＣｒＯ42-）がある。これらを含む群またはこれらからなる群から選択された少なくとも１つのイオンを吸着する機能を有するアニオン性イオン交換樹脂が用いられ得る。なお、アニオン性イオン交換樹脂から放出されるイオンは、オイルの劣化を促進しないイオンであるとよく、好ましくは、オイルの劣化を抑制するイオンであるとよい。
【００４５】
また、スラッジ生成を抑制するようにエンジンにアルカリ性物質、例えば炭酸カルシウムが設けられた場合、Ｃａイオンを吸着する機能を有するイオン交換樹脂が用いられるとよい。また、オイル中に添加剤としてカルシウムスルホネートが添加されている場合には、このカルシウムスルホネートからＣａイオンが生じ得るので、このような場合にもＣａイオンを吸着する機能を有するカチオン性イオン交換樹脂が用いられるとよい。
【００４６】
なお、カチオン性イオン交換樹脂の使用により吸着除去することが望まれるイオンには、そのようなＣａイオン（Ｃａ2+）ばかりでなく、例えば、Ａｌ3+、Ｆｅ2+、Ｆｅ3+、Ｃｒ3+、Ｐｂ2+、Ｎｉ2+、Ｃｕ2+、Ｍｇ2+、Ｔｉ+がある。これらは、オイルへの添加剤、例えばＺｎＤＴＰから生じたり、エンジンの構成部材の磨耗および／または溶出により生じたりする。特に、エンジンの摺動部の摩耗によりエンジンオイル中に生じるＣｕイオン、Ａｌイオン、Ｆｅイオン等は、除去されることが望まれる。これらを含む群またはこれらからなる群から選択された少なくとも１つのイオンを吸着する機能を有するカチオン性イオン交換樹脂が用いられ得る。なお、カチオン性イオン交換樹脂から放出されるイオンは、オイルの劣化を促進しないイオンであるとよく、好ましくは、オイルの劣化を抑制するイオンであるとよい。
【００４７】
また、本発明における反応体はイオン交換樹脂に限定されない。イオン交換樹脂、無機イオン交換体、キレート樹脂および／または合成吸着剤を反応体として用いることが可能である。反応体として、所定の成分を吸着する機能を有する種々の物質や、所定の成分を吸着する機能と別の所定の成分を放出する機能とを有する種々の物質を用いることができる。
【００４８】
また、反応体によって吸着除去されるべき成分は、上記したような硝酸イオン等の酸成分、添加物から生じた成分、エンジンの構成部材の磨耗および／または溶出により生じた成分であって、オイル中の不要成分または不純物であるとよい。なお、吸着されるべき成分は、上記イオンに限定されず、また、イオン以外の成分をも含み得る。また反応体から放出されるべき成分はエンジンオイルに無害である成分またはオイルへの添加剤として機能する有用成分であるとよい。なお、同様に、放出されるべき成分は、上記イオンに限定されず、イオン以外の成分も含み得る。
【００４９】
また、除去装置では、金網ケース、パンチングメッシュタイプのケース、金網や樹脂などを用いて形成された袋状ケース、メッシュタイプの筒状ケース（内筒と外筒との間に収納領域を有する。）等が用いられ得、その中にイオン交換樹脂等の反応体が入れられ得る。また、反応体は、板やフィルムに積層されたり、部品にスプレー等を用いて塗布されたりすることができ、そのようにして板等に固定された反応体が除去装置に備えられることができる。
【００５０】
以上、本発明を上記実施形態や変形例に基づいて説明した。それら実施形態では、基本的に、反応体としてイオン交換樹脂を用いた。そして、上記の如くオイル循環路にイオン交換樹脂を配置することによる効果を調べるために種々の実験を行った。例えば、硝酸を含むオイル中に硝酸イオンを吸着する機能を有するイオン交換樹脂を加えて所定温度までそのオイルを加熱したとき、そのオイルの粘度は上がった。しかし、その上昇量は、そのようなイオン交換樹脂を添加しなかった場合のオイルの粘度の上昇量の約半分程度であった。これは、イオン交換樹脂により硝酸イオンが吸着され、スラッジ生成が抑制されたことを意味する。このように、硝酸イオンを吸着する機能を有するイオン交換樹脂を用いることで、オイルの劣化を抑制できた。したがって、上記した実施形態の潤滑装置で、エンジンオイルの劣化を抑制できることは明らかである。
【００５１】
以上、本発明を上記実施形態およびその変形例に基づいて説明した。しかし、本発明は、それら実施形態等に限定されず、さらに他の実施形態を許容する。本発明には、特許請求の範囲によって規定される本発明の思想に包含されるあらゆる変形例や応用例、均等物が含まれる。
【符号の説明】
【００５２】
１ 潤滑装置
１０ エンジン
１６ 冷却水路
１８ 電動ファン
２０ ラジエータ
２２ ウォータポンプ
２４ オイルクーラー
２６ オイルポンプ
３４ 油路
３６ オイルパン
４０ 第１オイル通路
４０ａ 第１オイル供給通路
４２ 第２オイル通路
４２ａ 第２オイル供給通路
４４ 除去装置
４６ 第１弁
４８ 第２弁
４９ 供給装置
【特許請求の範囲】
【請求項１】
オイル中から所定の成分を除去するように該所定の成分を吸着する機能を有する反応体を含む除去装置と、
該除去装置に対して、オイルクーラーを経ていない第１オイルおよびオイルクーラーを経た第２オイルを供給するように構成された供給装置であって、前記第１オイルおよび前記第２オイルの少なくとも一方の温度に応じて、前記第１オイルの供給量と前記第２オイルの供給量とを制御する、供給装置と
を備えたことを特徴とする内燃機関の潤滑装置。
【請求項２】
前記供給装置は、前記反応体の温度を調整するように、前記第１オイルおよび前記第２オイルの少なくとも一方の温度に応じて、前記第１オイルの供給量と前記第２オイルの供給量とを制御す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】
前記供給装置は、
前記第１オイルの供給量を制御するための第１弁と、
前記第２オイルの供給量を制御するための第２弁と、
前記第１オイルおよび前記第２オイルの少なくとも一方の温度に応じて、前記第１弁および前記第２弁の作動を制御するための制御手段と
を備えた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】
前記除去装置に形成された前記第１オイルが出入可能な第１室と前記第２オイルが出入可能な第２室とは隔てられていて、
前記第１室および前記第２室の各々に、所定の成分を吸着する機能を有する反応体が配置されていることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の内燃機関の潤滑装置。
【請求項５】
前記第１室と前記第２室とは互いに熱伝達可能に構成されていることを特徴とする請求項４に記載の内燃機関の潤滑装置。
【請求項６】
前記除去装置内で前記第１オイルと前記第２オイルとが混合可能なように、前記除去装置は構成されていることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の内燃機関の潤滑装置。
【請求項７】
前記第１オイルを前記除去装置に供給するための第１オイル供給通路と、前記第２オイルを前記除去装置に供給するための第２オイル供給通路とは、前記除去装置の上流側で合わさることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の内燃機関の潤滑装置。
【請求項１】
オイル中から所定の成分を除去するように該所定の成分を吸着する機能を有する反応体を含む除去装置と、
該除去装置に対して、オイルクーラーを経ていない第１オイルおよびオイルクーラーを経た第２オイルを供給するように構成された供給装置であって、前記第１オイルおよび前記第２オイルの少なくとも一方の温度に応じて、前記第１オイルの供給量と前記第２オイルの供給量とを制御する、供給装置と
を備えたことを特徴とする内燃機関の潤滑装置。
【請求項２】
前記供給装置は、前記反応体の温度を調整するように、前記第１オイルおよび前記第２オイルの少なくとも一方の温度に応じて、前記第１オイルの供給量と前記第２オイルの供給量とを制御す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】
前記供給装置は、
前記第１オイルの供給量を制御するための第１弁と、
前記第２オイルの供給量を制御するための第２弁と、
前記第１オイルおよび前記第２オイルの少なくとも一方の温度に応じて、前記第１弁および前記第２弁の作動を制御するための制御手段と
を備えた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】
前記除去装置に形成された前記第１オイルが出入可能な第１室と前記第２オイルが出入可能な第２室とは隔てられていて、
前記第１室および前記第２室の各々に、所定の成分を吸着する機能を有する反応体が配置されていることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の内燃機関の潤滑装置。
【請求項５】
前記第１室と前記第２室とは互いに熱伝達可能に構成されていることを特徴とする請求項４に記載の内燃機関の潤滑装置。
【請求項６】
前記除去装置内で前記第１オイルと前記第２オイルとが混合可能なように、前記除去装置は構成されていることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の内燃機関の潤滑装置。
【請求項７】
前記第１オイルを前記除去装置に供給するための第１オイル供給通路と、前記第２オイルを前記除去装置に供給するための第２オイル供給通路とは、前記除去装置の上流側で合わさることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の内燃機関の潤滑装置。
【図１】
【図２】
【図２】
【公開番号】特開２０１２−１２９６３（Ｐ２０１２−１２９６３Ａ）
【公開日】平成２４年１月１９日（２０１２．１．１９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１４７９８９（Ｐ２０１０−１４７９８９）
【出願日】平成２２年６月２９日（２０１０．６．２９）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１月１９日（２０１２．１．１９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年６月２９日（２０１０．６．２９）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
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