JP2005299592A - 内燃機関の潤滑装置 - Google Patents

Abstract

【課題】内燃機関の潤滑装置において、潤滑油を所定の温度範囲に維持することで最適な粘度の潤滑油を供給可能として潤滑性能の向上を図ると共に、排気再循環ガスを確実に冷却することで排気浄化性能の向上を図る。
【解決手段】エンジンオイルをオイルポンプ２９によりオイルクーラ３１及びＥＧＲクーラ３２を通してエンジン１１の潤滑必要部に供給する潤滑油通路３３を設けると共に、オイルクーラ３１をバイパスしてＥＧＲクーラ３２に連結するバイパス通路３４を設け、この潤滑油通路３３とバイパス通路３４との分岐部に切換弁３５を設け、制御部３８がエンジン１１の運転状態に応じて切換弁３５を切換制御する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、内燃機関における動弁系や摺動系などの潤滑必要部に潤滑油を供給する内燃機関の潤滑装置に関するものである。

内燃機関においては、吸気弁及び排気弁の開閉駆動を行う動弁系、クランクシャフトやピストンなどを駆動する摺動系に対して、常時潤滑油を供給して磨耗や発熱を防止し、円滑な作動を確保するようにしている。一般的に、潤滑油はエンジン下部に装着されたオイルパンに貯留されており、オイルポンプによってオイルギャラリ（オイル通路）を通してエンジンの各潤滑必要部に供給されるようになっている。

ところで、この潤滑油は低温状態で粘度が高いためにフリクションとして作用してしまうことから、エンジンの始動時には、この潤滑油を早期に昇温することが望ましい。一方、潤滑油は高温状態で粘度が低くなって摺動部に適正な油膜を確保することが困難となるため、エンジンの高負荷運転時には、この潤滑油を冷却することが望ましい。そこで、潤滑油をエンジンに供給するオイル配管に、エンジン冷却水を利用して潤滑油を冷却するオイルクーラと、排気再循環（ＥＧＲ：Exhaust gas recirculation）ガスを利用して潤滑油を加熱すると共に、潤滑油を利用してＥＧＲガスを冷却するＥＧＲクーラを装着することが考えられており、例えば、下記特許文献１に記載されている。

この特許文献１に記載された「エンジンバランサの潤滑装置」は、オイルパン内の潤滑油をオイルポンプによりオイルクーラを通してエンジンバランサ及びエンジン各潤滑部へ供給可能とすると共に、オイルクーラの手前で分岐するバイパス通路からＥＧＲクーラを通してエンジンバランサへ供給可能とするものである。従って、エンジンの冷間時には、オイルポンプからの潤滑油をＥＧＲクーラに供給して排気ガスにより加熱してからエンジンバランサに供給することができる一方、エンジンの温間時には、オイルポンプからの潤滑油をオイルクーラに供給して冷却水により冷却してからエンジンバランサ及びエンジン各潤滑部に供給することができる。

特開平１１−３１１１１４号公報

ところで、エンジンの運転状態がＥＧＲ領域における高負荷運転時であるとき、潤滑油はエンジンを潤滑するときに高熱を受け取って高温状態となることから、この潤滑油をオイルクーラで冷却する必要がある。また、このとき、排気ガスも高温状態となることから、ＥＧＲガスをＥＧＲクーラを通して潤滑油で冷却する必要がなる。ところが、上述した特許文献１の「エンジンバランサの潤滑装置」にあっては、オイルポンプに対してオイルクーラとＥＧＲクーラが並列に配設されているため、各クーラへ送る潤滑油の流量はバイパス通路に設けられた切換弁の開閉動作に依存している。

そのため、上述したようなエンジンの運転状態にて、切換弁を閉止すると、オイルポンプからの潤滑油をオイルクーラで冷却してからエンジンバランサ及びエンジン各潤滑部に供給することができるものの、ＥＧＲクーラでＥＧＲガスを冷却することができない。一方、切換弁を開放すると、オイルポンプからの潤滑油をＥＧＲクーラに供給してＥＧＲガス冷却することができるものの、この加熱された高温の潤滑油をエンジンバランサに供給することとなり、潤滑油が適正粘度とならずにエンジンバランサを確実に潤滑することができないという問題がある。

本発明は、このような問題を解決するものであって、潤滑油を所定の温度範囲に維持することで最適な粘度の潤滑油を供給可能として潤滑性能の向上を図ると共に、排気再循環ガスを確実に冷却することで排気浄化性能の向上を図った内燃機関の潤滑装置を提供することを目的とする。

上述した課題を解決してその目的を達成するために、本発明の内燃機関の潤滑装置は、潤滑油を冷却するオイルクーラと、潤滑油と排気再循環ガスとの間で熱交換を行う排気再循環クーラと、潤滑油を前記オイルクーラ及び前記排気再循環クーラを通して内燃機関の潤滑必要部に供給する潤滑油通路と、潤滑油を前記オイルクーラをバイパスして前記排気再循環クーラに供給するバイパス通路と、前記潤滑油通路に流れる潤滑油量と前記バイパス通路に流れる潤滑油量とを調整する流量調整手段と、前記内燃機関の運転状態に応じて前記流量調整手段を制御する制御手段とを具えたことを特徴とするものである。

また、本発明の内燃機関の潤滑装置では、前記制御手段は、前記内燃機関の高負荷時に、潤滑油が前記潤滑油通路により前記オイルクーラ及び前記排気再循環クーラを通して内燃機関の潤滑必要部に供給されるように前記流量調整手段を制御することを特徴としている。

本発明の内燃機関の潤滑装置では、前記排気再循環クーラの出側における潤滑油の温度を検出する油温検出手段を設け、前記制御手段は、前記油温検出手段が検出した潤滑油の温度が所定値より高いときに、潤滑油が前記潤滑油通路により前記オイルクーラ及び前記排気再循環クーラを通して内燃機関の潤滑必要部に供給されるように前記流量調整手段を制御することを特徴としている。

本発明の内燃機関の潤滑装置では、冷却水の温度を検出する水温検出手段と、潤滑油の温度を検出する油温検出手段を設け、前記制御手段は、前記内燃機関の始動時に、前記水温検出手段が検出した冷却水の温度が前記油温検出手段が検出した潤滑油の温度より高いときには、潤滑油が前記潤滑油通路により前記オイルクーラ及び前記排気再循環クーラを通して内燃機関の潤滑必要部に供給されるように前記流量調整手段を制御することを特徴としている。

本発明の内燃機関の潤滑装置では、前記潤滑油通路に上流側から下流側に向けて第１オイルクーラ、前記排気再循環クーラ、第２オイルクーラの順に配列し、前記バイパス通路が前記第１オイルクーラをバイパスして前記排気再循環クーラに連結されることを特徴としている。

本発明の内燃機関の潤滑装置では、前記第１オイルクーラを冷却風により潤滑油を冷却可能な空冷式とし、前記第２オイルクーラを冷却水により潤滑油を冷却可能な水冷式としたことを特徴としている。

本発明の内燃機関の潤滑装置によれば、潤滑油をオイルクーラ及び排気再循環クーラを通して内燃機関の潤滑必要部に供給する潤滑油通路を設けると共に、潤滑油をオイルクーラをバイパスして排気再循環クーラに供給するバイパス通路を設け、流量調整手段により潤滑油通路に流れる潤滑油量とバイパス通路に流れる潤滑油量とを調整可能とすると共に、制御手段により内燃機関の運転状態に応じてこの流量調整手段を制御可能としたので、エンジン運転状態に応じて潤滑油の供給通路を切り換えることで潤滑油を適正温度まで冷却することができ、常時最適な粘度の潤滑油を供給することで潤滑性能を向上することができると共に、この適正温度の潤滑油により排気再循環ガスを確実に冷却することで、適正温度の排気再循環ガスを吸気系に供給して燃焼温度を下げることができ、ＮＯｘなどの有害物質の発生を抑制して排気浄化性能を向上することができる。

以下に、本発明にかかる内燃機関の潤滑装置の実施例を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施例によりこの発明が限定されるものではない。

図１は、本発明の実施例１に係る内燃機関の潤滑装置を表す概略構成図、図２は、実施例１の内燃機関の潤滑装置における流量制御弁の切換制御のフローチャートである。

実施例１の内燃機関の潤滑装置において、図１に示すように、内燃機関としてのエンジン１１は、図示しないが、内部に燃焼室を有しており、吸気ポートを介して吸気管１２が連結されると共に、排気ポートを介して排気管１３が連結されている。そして、吸気管１２の上流端部にはエアクリーナ１４が取付けられており、この吸気管１２には電子スロットルバルブ１５が取付けられると共に、このスロットルバルブ１５の開度θを検出するスロットルポジションセンサ１６が取付けられている。一方、排気管１３の下流部には触媒装置１７が取付けられている。また、エンジン１１には、排気再循環(ＥＧＲ)機構として、排気管１３と吸気管１２におけるスロットルバルブ１５の下流側とを連結して排気ガスの一部を吸気へ再循環させるＥＧＲ通路１８が設けられると共に、このＥＧＲ通路１８にＥＧＲ弁１９が設けられている。更に、エンジン１１にはクランクポジションセンサ２０が取付けられており、この検出信号に基づいてエンジン回転数Ｎｅを算出することができる。

また、エンジン１１には、エンジン冷却水が充填されるウォータジャケット２１が形成されており、車両前部には、このエンジン冷却水を走行風により冷却するラジエータ２２が設けられている。そして、エンジン１１のウォータジャケット２１からラジエータ２２に第１冷却通路２３が接続されると共に、ラジエータ２２からサーモスタット弁２４を介してウォータジャケット２１に第２冷却通路２５が接続されており、エンジン１１に設けられたウォータポンプ２６によりウォータジャケット２１とラジエータ２２との間でエンジン冷却水を循環可能となっている。

更に、エンジン１１は、内部に吸気弁及び排気弁の開閉駆動を行う動弁系、また、クランクシャフトやピストンなどを駆動する摺動系などの潤滑必要部を有しており、この潤滑必要部に潤滑油（エンジンオイル）を供給するためのオイルギャラリが設けられている。即ち、エンジン１１の下部にはオイルパン２７が装着され、このオイルパン２７にはエンジンオイルを貯留可能となっている。そして、オイルパン２７のエンジンオイルをストレーナ２８、オイルポンプ２９、オイルフィルタ３０、オイルクーラ３１、ＥＧＲクーラ（排気再循環クーラ）３２を介してエンジン１１のオイルギャラリに供給する潤滑油通路３３が設けられている。また、この潤滑油通路３３には、オイルフィルタ３０からオイルクーラ３１をバイパスしてＥＧＲクーラ３２に連結するバイパス通路３４が設けられており、潤滑油通路３３とバイパス通路３４との分岐部には、流量調整手段としての切換弁３５が設けられている。なお、３６は、潤滑油通路３３に設けられたリリーフバルブであり、３７は、エンジン１１を潤滑したエンジンオイルがオイルパン２７に戻る戻り通路である。

このオイルクーラ３１は、エンジンオイルと第２冷却通路２５を流れるエンジン冷却水との間で熱交換を行うことで、このエンジンオイルを冷却することができる。ＥＧＲクーラ３２は、エンジンオイルとＥＧＲ通路１８を流れるＥＧＲガスとの間で熱交換を行うことで、このエンジンオイルを加熱する一方、ＥＧＲガスを冷却することができる。そして、切換弁３５は三方弁であり、潤滑油通路３３に流れるエンジンオイル量とバイパス通路３４に流れるエンジンオイル量とを調整することができる。そして、この切換弁３５は、エンジン１１の運転状態に応じて切換制御可能となっている。

即ち、制御部（制御手段）３８には、スロットルポジションセンサ１６が検出したスロットル開度θと、クランクポジションセンサ２０が検出したエンジン回転数Ｎｅが入力されており、制御部３８は、このスロットル開度θとエンジン回転数Ｎｅに基づいてエンジン負荷を算出している。そして、制御部３８は、エンジン１１の中・低負荷運転時、つまり、算出したエンジン負荷が予め設定された所定値以下のときには、切換弁３５をバイパス通路３４側に切り換え、エンジンオイルをこの潤滑油通路３３からバイパス通路３４に流し、オイルクーラ３１を通さずにＥＧＲクーラ３２に流し、エンジン１１のオイルギャラリに供給するように制御する。一方、エンジン１１の高負荷運転時、つまり、算出したエンジン負荷が予め設定された所定値より大きいときには、切換弁３５を潤滑油通路３３側に切り換え、エンジンオイルを潤滑油通路３３からオイルクーラ３１及びＥＧＲクーラ３２を通してエンジン１１のオイルギャラリに供給するように制御する。

従って、エンジン１１の中・低負荷運転時は、エンジンオイルがオイルクーラ３１を通過しないために冷却されずにＥＧＲクーラ３２に流れ、ここでＥＧＲガスと熱交換を行った後にエンジン１１の潤滑必要部に供給される。一方、エンジン１１の高負荷運転時は、エンジンオイルがオイルクーラ３１で冷却されてからＥＧＲクーラ３２に流れ、ここでＥＧＲガスと熱交換を行った後にエンジン１１の潤滑必要部に供給される。そのため、エンジン１１が高負荷状態となって、エンジン本体や排気ガス（ＥＧＲガス）が高温となったときには、エンジンオイルを冷却してからＥＧＲクーラ３２及びエンジン１１に供給することとなり、エンジンオイルの高温化を防止することができる。

ここで、制御部３８による切換弁３５の切換制御を、図２のフローチャートに基づいて説明する。

図２に示すように、ステップＳ１にて、制御部３８は、エンジン１１が現在高負荷運転状態にあるかどうかを判定する。即ち、スロットル開度θとエンジン回転数Ｎｅに基づいてエンジン負荷を算出し、このエンジン負荷が予め設定された所定値より大きいかどうかを判定する。ここで、エンジン負荷が所定値以下であるときには、ステップＳ２に移行し、切換弁３５をバイパス通路３４側に切り換え、エンジンオイルをこの潤滑油通路３３からバイパス通路３４に流す。すると、エンジンオイルが冷却されずにＥＧＲクーラ３２に流れ、ステップＳ３では、ＥＧＲクーラ３２にて、エンジンオイルとＥＧＲガスとで熱交換を行われ、エンジンオイルが適度に加熱される一方、ＥＧＲガスが冷却される。その後、ステップＳ４にて、昇温されたエンジンオイルがエンジン１１の潤滑必要部に供給される。

従って、エンジン１１の低温始動時には、低温のエンジンオイルが高温のＥＧＲガスにより加熱されて低粘度となるため、この低粘度のエンジンオイルをエンジン１１の潤滑必要部に供給することで、フリクションを低減することができる。また、エンジン１１の始動後には、エンジンオイルによるＥＧＲガスの過冷却を防止することとなり、低温のＥＧＲガスの導入によるＨＣなどの有害物質の発生を抑制することができる。

一方、ステップＳ１にて、制御部３８はエンジン負荷が所定値より大きいと判定したときには、ステップＳ５にて、切換弁３５を潤滑油通路３３（オイルクーラ３１）側に切り換え、エンジンオイルを潤滑油通路３３に流す。すると、ステップＳ６にて、オイルクーラ３１でエンジンオイルが冷却されてからＥＧＲクーラ３２に流れ、ステップＳ３では、ＥＧＲクーラ３２にて、エンジンオイルとＥＧＲガスとで熱交換を行われ、低温のエンジンオイルにより高温のＥＧＲガスが適温に冷却される。その後、ステップＳ４にて、昇温されたエンジンオイルがエンジン１１の潤滑必要部に供給される。

従って、エンジン１１の高負荷運転時には、エンジン本体や排気ガス（ＥＧＲガス）が高温となるものの、オイルクーラ３１で事前にエンジンオイルを冷却するためにこのエンジンオイルの高温化を防止することができる。そのため、高温のＥＧＲガスを低温のエンジンオイルにより冷却することで、ＥＧＲガスが適温まで冷却されてから吸気系に供給されることとなり、燃焼室での燃焼温度を下げてＮＯｘなどの有害物質の発生を抑制することができる。また、低温のエンジンオイルが高温のエンジン１１に供給されて潤滑必要部を潤滑することとなり、エンジンオイルの低粘度化による潤滑膜の無効化を防止することができる。

なお、制御部３８は、エンジン回転数とエンジン負荷に基づいてＥＧＲ制御領域を設定し、ＥＧＲ弁１９の開度を制御しており、ＥＧＲ弁１９が閉止状態でＥＧＲクーラ３２にＥＧＲガスが流れていないときには、エンジンオイルによりＥＧＲガスを冷却せずにその温度のままでエンジン１１に供給されることとなる。この場合、エンジン１１の高負荷運転時には、オイルクーラ３１で冷却されたエンジンオイルが直接高温のエンジン１１に供給されて潤滑するため、エンジン１１の冷却効率を向上することができる。

このように実施例１の内燃機関の潤滑装置にあっては、エンジンオイルをオイルポンプ２９によりオイルクーラ３１及びＥＧＲクーラ３２を通してエンジン１１の潤滑必要部に供給する潤滑油通路３３を設けると共に、オイルクーラ３１をバイパスしてＥＧＲクーラ３２に連結するバイパス通路３４を設け、この潤滑油通路３３とバイパス通路３４との分岐部に切換弁３５を設け、制御部３８がエンジン１１の運転状態に応じて切換弁３５を切換制御している。

従って、エンジン１１の中・低負荷運転時など、エンジン本体やＥＧＲガスがそれ程高温でないときにはエンジンオイルを冷却せず、エンジン１１の高負荷運転時など、エンジン本体やＥＧＲガスが高温であるときにはエンジンオイルをオイルクーラ３１で冷却することとなる。そのため、エンジン１１の運転状態に拘らず適温のエンジンオイルによりエンジン本体やＥＧＲガスを確実に適正温度まで冷却することができ、適温のＥＧＲガスを吸気系に供給することで、燃焼室での燃焼温度を下げてＮＯｘなどの有害物質の発生を抑制し、排気浄化性能を向上することができる。また、適温のエンジンオイルをエンジン１１に供給して潤滑することで、常時最適な粘度のエンジンオイルを供給して潤滑性能を向上することができる。

図３は、本発明の実施例２に係る内燃機関の潤滑装置を表す概略構成図である。なお、前述した実施例で説明したものと同様の機能を有する部材には同一の符号を付して重複する説明は省略する。

実施例２の内燃機関の潤滑装置において、図３に示すように、オイルパン２７に貯留されたエンジンオイルをストレーナ２８、オイルポンプ２９、オイルフィルタ３０、オイルクーラ３１、ＥＧＲクーラ３２を介してエンジン１１のオイルギャラリに供給する潤滑油通路３３が設けられると共に、この潤滑油通路３３にはオイルクーラ３１をバイパスしてＥＧＲクーラ３２に連結するバイパス通路３４が設けられており、潤滑油通路３３とバイパス通路３４との分岐部に切換弁３５が設けられている。そして、この潤滑油通路３３には、ＥＧＲクーラ３２の下流側にエンジンオイルの温度Ｔ_Oを検出する油温センサ（油温検出手段）４１が設けられている。

そして、制御部３８は、この油温センサ４１が検出したエンジンオイルの温度（油温）Ｔ_Oに基づいて切換弁３５を切換制御可能となっている。即ち、制御部３８は、現在の油温Ｔ_Oが予め設定された所定値以下のときには、切換弁３５をバイパス通路３４側に切り換え、エンジンオイルをオイルクーラ３１を通さずにＥＧＲクーラ３２に流してからエンジン１１に供給するように制御する。一方、現在の油温Ｔ_Oが所定値より高いときには、切換弁３５を潤滑油通路３３側に切り換え、エンジンオイルをオイルクーラ３１及びＥＧＲクーラ３２を通してエンジン１１に供給するように制御する。

従って、エンジンオイルの温度Ｔ_Oが低いときは、エンジンオイルを冷却せずにＥＧＲクーラ３２に流し、ここでＥＧＲガスと熱交換を行った後にエンジン１１の潤滑必要部に供給する。一方、エンジンオイルの温度Ｔ_Oが高いときは、エンジンオイルをオイルクーラ３１で冷却してからＥＧＲクーラ３２に流し、ここでＥＧＲガスと熱交換を行った後にエンジン１１の潤滑必要部に供給する。そのため、エンジン１１の高負荷運転時などエンジンオイルが高いときには、エンジンオイルを事前に冷却してからＥＧＲクーラ３２及びエンジン１１に供給することとなり、ＥＧＲガスを適正に冷却できると共に、エンジン１１を適正に潤滑できる。

このように実施例２の内燃機関の潤滑装置にあっては、潤滑油通路３３におけるＥＧＲクーラ３２の下流側にエンジンオイルの温度Ｔ_Oを検出する油温センサ４１を設け、制御部３８がこの油温センサ４１が検出したエンジンオイルの温度Ｔ_Oに応じて切換弁３５を切換制御している。

従って、エンジン１１の高負荷運転時などエンジンオイルが高温状態にあるときには、このエンジンオイルをオイルクーラ３１で冷却してからＥＧＲクーラ３２及びエンジン１１に供給することとなる。そのため、低温のエンジンオイルによりエンジン本体やＥＧＲガスを確実に適正温度まで冷却することができ、排気浄化性能を向上することができると共に、最適な粘度のエンジンオイルを供給して潤滑性能を向上することができる。また、切換弁３５の切換制御をＥＧＲクーラ３２の出側の油温により実施したことで、エンジン負荷により切換制御を行うものに比べて、制御マップ等を記憶させる必要はなく制御を容易に行うことができる。

図４は、本発明の実施例３に係る内燃機関の潤滑装置を表す概略構成図、図５は、実施例３の内燃機関の潤滑装置における切換弁の切換制御のフローチャートである。なお、前述した実施例で説明したものと同様の機能を有する部材には同一の符号を付して重複する説明は省略する。

実施例３の内燃機関の潤滑装置において、図４に示すように、エンジン１１のウォータジャケット２１に充填されたエンジン冷却水は、始動時にウォータジャケット２１内を循環して昇温し、始動後に第１冷却通路２３を通してラジエータ２２に送って走行風により冷却し、第２冷却通路２５を通してラジエータ２２に戻し可能となっている。そして、このウォータジャケット２１に隣接してオイルクーラ３１が設けられると共に、ウォータジャケット２１を循環するエンジン冷却水の温度Ｔ_Wを検出する水温センサ（水温検出手段）５１が設けられている。

また、オイルパン２７に貯留されたエンジンオイルをストレーナ２８、オイルポンプ２９、オイルフィルタ３０、オイルクーラ３１、ＥＧＲクーラ３２を介してエンジン１１のオイルギャラリに供給する潤滑油通路３３が設けられると共に、この潤滑油通路３３にはオイルクーラ３１をバイパスしてＥＧＲクーラ３２に連結するバイパス通路３４が設けられており、潤滑油通路３３とバイパス通路３４との分岐部に切換弁３５が設けられている。そして、この潤滑油通路３３における切換弁３５の上流側にエンジンオイルの温度Ｔ_Oを検出する油温センサ（油温検出手段）５２が設けられている。

そして、制御部３８は、エンジン１１の始動時には、水温センサ５１が検出したエンジン冷却水の温度（水温）Ｔ_Wと油温センサ５２が検出したエンジンオイルの温度（油温）Ｔ_Oに基づいて切換弁３５を切換制御可能となっている。即ち、制御部３８は、エンジン１１の始動時に、水温Ｔ_Wが油温Ｔ_O以下のときには、切換弁３５をバイパス通路３４側に切り換え、エンジンオイルをオイルクーラ３１を通さずにＥＧＲクーラ３２に流してからエンジン１１に供給するように制御する。一方、エンジン１１の始動時に、水温Ｔ_Wが油温Ｔ_Oより高いときには、切換弁３５を潤滑油通路３３側に切り換え、エンジンオイルをオイルクーラ３１及びＥＧＲクーラ３２を通してエンジン１１に供給するように制御する。

一般的に、エンジン始動時にはエンジン冷却水よりもエンジンオイルの方が早期に昇温されるものであるが、エンジンの冷却構造によっては、始動時にエンジン冷却水の方が早期に昇温されるものがある。従って、エンジン１１の始動時に、水温Ｔ_Wが油温Ｔ_Oより高いときには、エンジンオイルをオイルクーラのエンジン冷却水で加熱し、更にＥＧＲクーラ３２で加熱してからエンジン１１の潤滑必要部に供給する。そのため、低温のエンジンオイルが高温のエンジン冷却水及びＥＧＲガスにより早期に加熱されて低粘度となり、エンジン１１でのフリクションを低減することができる。

エンジン１１の始動時における制御部３８による切換弁３５の切換制御を説明すると、図５に示すように、ステップＳ１１にて、制御部３８は、水温センサ５１が検出したエンジン冷却水の温度Ｔ_Wと油温センサ５２が検出したエンジンオイルの温度Ｔ_Oを比較する。そして、水温Ｔ_Wが油温Ｔ_Oより高いと判定したときには、ステップＳ１２にて、切換弁３５を潤滑油通路３３（オイルクーラ３１）側に切り換え、エンジンオイルを潤滑油通路３３に流す。すると、ステップＳ１３にて、オイルクーラ３１でエンジンオイルがエンジン冷却水により昇温されてからＥＧＲクーラ３２に流れ、ステップＳ１４では、ＥＧＲクーラ３２にて、エンジンオイルとＥＧＲガスとで熱交換を行われ、低温のエンジンオイルが高温のＥＧＲガスにより加熱される。その後、ステップＳ１５にて、昇温されたエンジンオイルがエンジン１１の潤滑必要部に供給される。

従って、エンジン１１の始動時には、低温のエンジンオイルがオイルクーラ３１及びＥＧＲクーラで加熱されるため、低粘度となった適温のエンジンオイルがエンジン１１に供給されて潤滑必要部を潤滑することとなり、フリクションを低減することができる。

一方、ステップＳ１１にて、制御部３８は、水温Ｔ_Wが油温Ｔ_O以下であると判定したときには、ステップＳ１６にて、エンジン１１が現在高負荷運転状態にあるかどうかを判定し、エンジン１１の負荷に応じて切換弁３５の切換制御を行う。なお、この切換弁３５の切換制御に関る処理を実行するステップＳ１６、Ｓ１７、Ｓ１４、Ｓ１５及びステップＳ１６、Ｓ１８、Ｓ１９、Ｓ１４、Ｓ１５は、前述した実施例１におけるステップＳ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４及びステップＳ１、Ｓ５、Ｓ６、Ｓ３、Ｓ４と同様であるため、説明は省略する。

このように実施例３の内燃機関の潤滑装置にあっては、ウォータジャケット２１に隣接してオイルクーラ３１を設けると共に、このウォータジャケット２１を循環するエンジン冷却水の温度Ｔ_Wを検出する水温センサ５１を設ける一方、潤滑油通路３３における切換弁３５の上流側にエンジンオイルの温度を検出する油温センサ５２を設け、制御部３８がこの水温センサ５１が検出した水温Ｔ_Wと油温センサ５２が検出した油温Ｔ_Oとを比較して切換弁３５を切換制御している。

従って、エンジン１１の始動時などエンジンオイルが低温状態にあるとき、エンジン冷却水温が高ければこのエンジンオイルをオイルクーラ３１で加熱してからＥＧＲクーラ３２で更に加熱してエンジン１１に供給することとなる。そのため、エンジンオイルを早期に適温まで上げることができ、適温で低粘度となったエンジンオイルをエンジン１１に供給して潤滑必要部を潤滑することとなり、フリクションを早期に低減して潤滑性能を向上することができる。

図６は、本発明の実施例４に係る内燃機関の潤滑装置を表す概略構成図である。なお、前述した実施例で説明したものと同様の機能を有する部材には同一の符号を付して重複する説明は省略する。

実施例４の内燃機関の潤滑装置において、図６に示すように、オイルパン２７に貯留されたエンジンオイルをストレーナ２８、オイルポンプ２９、オイルフィルタ３０、空冷式オイルクーラ６１、ＥＧＲクーラ３２、水冷式オイルクーラ３１を介してエンジン１１のオイルギャラリに供給する潤滑油通路６２が設けられると共に、この潤滑油通路６２には空冷式オイルクーラ５１をバイパスしてＥＧＲクーラ３２に連結するバイパス通路６３が設けられており、潤滑油通路６２とバイパス通路６３との分岐部に切換弁６４が設けられている。この空冷式オイルクーラ５１は走行風によりエンジンオイルを冷却するものであり、水冷式オイルクーラ３１はエンジン冷却水によりエンジンオイルを冷却するものである。

そして、制御部３８は、スロットル開度θとエンジン回転数Ｎｅに基づいてエンジン負荷を算出し、エンジン１１の中・低負荷運転時、つまり、算出したエンジン負荷が予め設定された所定値以下のときには、切換弁６４をバイパス通路６３側に切り換え、エンジンオイルをこの潤滑油通路６２からバイパス通路６３に流し、空冷式オイルクーラ６１を通さずにＥＧＲクーラ３２及び水冷式オイルクーラ３１に流し、エンジン１１のオイルギャラリに供給するように制御する。一方、エンジン１１の高負荷運転時、つまり、算出したエンジン負荷が予め設定された所定値より大きいときには、切換弁６４を潤滑油通路６２側に切り換え、エンジンオイルを潤滑油通路６２から空冷式オイルクーラ６１、ＥＧＲクーラ３２、水冷式オイルクーラ３１を通してエンジン１１のオイルギャラリに供給するように制御する。

従って、エンジン１１の中・低負荷運転時は、エンジンオイルが空冷式オイルクーラ６１を通過しないために冷却されずにＥＧＲクーラ３２に流れ、ここでＥＧＲガスと熱交換を行った後に水冷式オイルクーラ３１を通ってエンジン１１の潤滑必要部に供給される。そのため、エンジンオイルの冷やしすぎによるＥＧＲガスの過冷却を防止することができる。

一方、エンジン１１の高負荷運転時は、エンジンオイルが空冷式オイルクーラ６１で冷却されてからＥＧＲクーラ３２に流れ、ここでＥＧＲガスと熱交換を行った後にオイルクーラ３１を通ってエンジン１１の潤滑必要部に供給される。そのため、エンジンオイルをエンジン冷却水に依存することなくその温度以下まで冷却することができ、低温のエンジンオイルにより高温のＥＧＲガスを効率よく冷却することができる。また、ＥＧＲガスにより再び高温となったエンジンオイルは水冷式オイルクーラ３１により冷却されることとなり、低温のエンジンオイルをエンジン１１に供給することができる。

このように実施例４の内燃機関の潤滑装置にあっては、エンジンオイルをオイルポンプ２９により空冷式オイルクーラ６１、ＥＧＲクーラ３２、水冷式オイルクーラ３１を通してエンジン１１の潤滑必要部に供給する潤滑油通路６２を設けると共に、空冷式オイルクーラ６１をバイパスしてＥＧＲクーラ３２に連結するバイパス通路６３を設け、この潤滑油通路６２とバイパス通路６３との分岐部に切換弁６４を設け、制御部３８がエンジン１１の運転状態に応じて切換弁６４を切換制御している。

従って、エンジン冷却水の温度に依存しない空冷式オイルクーラ６１をＥＧＲクーラ６２の上流側に設けたことで、ＥＧＲガスがそれ程高温でないときはエンジンオイルを空冷式オイルクーラ６１で冷却せず、エンジン１１の高負荷運転時などＥＧＲガスが高温であるときにはエンジンオイルを空冷式オイルクーラ６１で冷却することとなる。そのため、エンジン１１の運転状態に拘らず所定温度のエンジンオイルによりＥＧＲガスを確実に冷却することができ、適温のＥＧＲガスを吸気系に供給することで排気浄化性能を向上することができる。また、ＥＧＲクーラ３２の下流側に水冷式オイルクーラ３１を設けたことで、ＥＧＲガスとの熱交換で高温となったエンジンオイルをこのオイルクーラ３１で再び冷却することができ、適温のエンジンオイルをエンジン１１に供給することで、潤滑性能を向上することができる。更に、切換バルブ６４の故障時にも、エンジンオイルをオイルクーラ３１で冷却することができる。

なお、上述した実施例４では、エンジン負荷に応じて切換弁６４の切換制御を実行したが、前述した実施例２や実施例３のように、エンジンオイルやエンジン冷却水の温度に応じて切換弁６４の切換制御を実行しても良い。この場合、ＥＧＲクーラ３２の上流側に油温センサを設けてＥＧＲクーラ３２に流入するエンジンオイルの温度に応じて、切換弁６４の切換制御を実行することで、このＥＧＲクーラ３２に流入するエンジンオイルの温度を所定温度に維持することができ、ＥＧＲガスの温度に拘らずこのＥＧＲガスを確実に適正温度まで冷却することができる。

なお、上述した各実施例では、エンジン負荷や油温、水温などに基づいて切換弁３５を切換制御したが、これらのパラメータに限定されるものではなく、燃料噴射量、スロットル開度、アクセル開度、吸入空気量、体積効率、排気ガス、ＥＧＲガスの温度、エンジン本体の温度などを利用しても良い。また、ＥＧＲガスの冷却効率を重視するのであれば、エンジン１１におけるＥＧＲ運転領域にて、高負荷と中・低負荷、エンジンオイルの高温と低温などに応じて切換弁３５の切換制御を行っても良い。更に、切換弁３５を三方弁としたが、流量制御弁であってもよく、エンジンの運転状態を詳細に判定し、オイルクーラ３１に流す油量とバイパスする油量とを調整するようにしても良い。

以上のように、本発明にかかる内燃機関の潤滑装置は、適温の潤滑油をエンジンに供給して潤滑性能の向上を図ると共に排気再循環ガスを確実に冷却して排気浄化性能の向上を図るものであり、内燃機関の形態に限定されるものではなく、ガソリンエンジンやディーゼルエンジンなど全てのエンジンに適用して有用である。

本発明の実施例１に係る内燃機関の潤滑装置を表す概略構成図である。 実施例１の内燃機関の潤滑装置における切換弁の切換制御のフローチャートである。 本発明の実施例２に係る内燃機関の潤滑装置を表す概略構成図である。 本発明の実施例３に係る内燃機関の潤滑装置を表す概略構成図である。 実施例３の内燃機関の潤滑装置における切換弁の切換制御のフローチャートである。 本発明の実施例４に係る内燃機関の潤滑装置を表す概略構成図である。

符号の説明

１１ エンジン
１８ ＥＧＲ通路
１９ ＥＧＲ弁
２２ ラジエータ
２５ 第２冷却通路
２７ オイルパン
２９ オイルポンプ
３１ （水冷式）オイルクーラ
３２ ＥＧＲクーラ（排気再循環クーラ）
３３，６２ 潤滑油通路
３４，６３ バイパス通路
３５，６４ 切換弁（流量調整手段）
３８ 制御部（制御手段）
４１，５２ 油温センサ（油温検出手段）
５１ 水温センサ（水温検出手段）
６１ 空冷式オイルクーラ

Claims (6)

1. 潤滑油を冷却するオイルクーラと、潤滑油と排気再循環ガスとの間で熱交換を行う排気再循環クーラと、潤滑油を前記オイルクーラ及び前記排気再循環クーラを通して内燃機関の潤滑必要部に供給する潤滑油通路と、潤滑油を前記オイルクーラをバイパスして前記排気再循環クーラに供給するバイパス通路と、前記潤滑油通路に流れる潤滑油量と前記バイパス通路に流れる潤滑油量とを調整する流量調整手段と、前記内燃機関の運転状態に応じて前記流量調整手段を制御する制御手段とを具えたことを特徴とする内燃機関の潤滑装置。
2. 請求項１記載の内燃機関の潤滑装置において、前記制御手段は、前記内燃機関の高負荷時に、潤滑油が前記潤滑油通路により前記オイルクーラ及び前記排気再循環クーラを通して内燃機関の潤滑必要部に供給されるように前記流量調整手段を制御することを特徴とする内燃機関の潤滑装置。
3. 請求項１記載の内燃機関の潤滑装置において、前記排気再循環クーラの出側における潤滑油の温度を検出する油温検出手段を設け、前記制御手段は、前記内燃機関の始動時に、前記油温検出手段が検出した潤滑油の温度が所定値より高いときに、潤滑油が前記潤滑油通路により前記オイルクーラ及び前記排気再循環クーラを通して内燃機関の潤滑必要部に供給されるように前記流量調整手段を制御することを特徴とする内燃機関の潤滑装置。
4. 請求項１記載の内燃機関の潤滑装置において、冷却水の温度を検出する水温検出手段と、潤滑油の温度を検出する油温検出手段を設け、前記制御手段は、前記水温検出手段が検出した冷却水の温度が前記油温検出手段が検出した潤滑油の温度より高いときには、潤滑油が前記潤滑油通路により前記オイルクーラ及び前記排気再循環クーラを通して内燃機関の潤滑必要部に供給されるように前記流量調整手段を制御することを特徴とする内燃機関の潤滑装置。
5. 請求項１記載の内燃機関の潤滑装置において、前記潤滑油通路に上流側から下流側に向けて第１オイルクーラ、前記排気再循環クーラ、第２オイルクーラの順に配列し、前記バイパス通路が前記第１オイルクーラをバイパスして前記排気再循環クーラに連結されることを特徴とする内燃機関の潤滑装置。
6. 請求項５記載の内燃機関の潤滑装置において、前記第１オイルクーラを冷却風により潤滑油を冷却可能な空冷式とし、前記第２オイルクーラを冷却水により潤滑油を冷却可能な水冷式としたことを特徴とする内燃機関の潤滑装置。

Images