JP2017155679A - エンジンのオイル供給装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】油圧駆動式可変バルブ開閉機構を有するエンジンを長期間停止させたときに、該エンジンの応答性が悪化するのを抑制する。
【解決手段】エンジンのオイル供給装置は、電動式オイルポンプの作動を制御するコントロールユニットであって、副室のオイル残量を推定するオイル残量推定手段を構成するコントロールユニットを備えている。コントロールユニットは、エンジンが非作動状態であるときにおいて、副室内のオイルの残量が所定オイル残量以下となったことが推定されたときに、電動式オイルポンプを作動させて、副室にオイルを補充するオイル補充制御を実行する。
【選択図】図6

Description

本発明は、エンジンのオイル供給装置に関する。
従来より、エンジンの各部にオイルを供給するオイル供給装置が知られている。
特許文献1には、高圧室と、中間圧室と、液圧媒体のリザーバとしての低圧室と、を備え、低圧室が絞り開口を介して中間圧と連通しており、該絞り開口が低圧室と中間圧室との間にある仕切り壁を貫通している液圧ユニットが開示されている。
また、従来より、液媒体を利用することで、エンジンにおける吸排気バルブの作動制御を行う、液圧式可変動弁機構が知られている。
特許文献2には、動力の伝達媒体となるオイルが充填された油通路を内部に有する油圧ユニットを有し、油通路は、回転するカムと排気バルブ等との間に介在しており、油通路に設けられたソレノイドバルブを開閉して油通路のオイル量を増減することにより、バルブの開閉タイミングや開閉量が自在に制御できる可変バルブ機構(液圧式可変動弁機構に相当)が開示されている。
特開2014−47921号公報 特開2008−308998号公報
ところで、特許文献2に記載のように液圧式可変動弁機構の一例として、液媒体としてオイルを用いる油圧駆動式可変動弁機構がある。この油圧駆動式可変動弁機構には、例えば、エンジンによって駆動される機械式オイルポンプから給油路を介してオイルが供給される。
上記機械式オイルポンプによって上記油圧駆動式可変動弁機構にオイルを供給する場合、エンジンが停止して、非作動状態となっている間は、上記機械式オイルポンプが停止するため、上記油圧駆動式可変動弁機構にはオイルが供給されない。上記機械式オイルポンプが停止したとき、エンジンの停止直後であれば、上記給油路内にオイルが残っているが、エンジンの停止期間が長期間に及ぶと、上記給油路内のオイルは、上記油圧駆動式可変動弁機構内の隙間等から漏れ出て、上記給油路から抜けてしまう。このように、上記給油路内のオイルが抜けてしまうと、エンジン始動時において、先ず給油路をオイルで満たしてからでなければ、上記油圧駆動式可変動弁機構を作動させることができないため、エンジンの応答性が悪化する。
これを防止するために、例えば、特許文献1に記載の液圧ユニットのように、リザーバとなる低圧室を形成し、エンジン始動時には、上記リザーバに蓄えられたオイルによって上記油圧駆動式可変動弁機構を駆動させることが考えられる。
しかしながら、エンジンの停止期間中には、上記油圧駆動式可変動弁機構に形成された隙間等からもオイルが漏れ出るため、上記油圧駆動式可変動弁機構内からもオイルが抜ける。上記油圧駆動式可変動弁機構内から抜けた分のオイルは、リザーバに貯留されたオイルで補うことができるが、エンジンの停止期間が長期間に及ぶと、リザーバ内のオイルが枯渇してしまうおそれがある。これに対応するためには、リザーバの容積を大きく設計する必要あるが、エンジンのサイズによってリザーバの容積は制限されてしまう。そのため、リザーバを設けるだけでは、長期間のエンジン停止への対応が困難である。
本発明は、斯かる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、油圧駆動式可変動弁機構を有するエンジンを長期間停止させたときに、該エンジンの応答性が悪化するのを抑制することにある。
上記課題を解決するために、本発明は、エンジンに設けられた油圧駆動式可変動弁機構と、バッテリから供給される電力によって駆動しかつ上記油圧駆動式可変動弁機構にオイルを供給する電動式オイルポンプと、上記電動式オイルポンプから吐出されたオイルを上記油圧駆動式可変動弁機構に供給するための可変動弁機構用給油路と、上記可変動弁機構用給油路に配設され、上記電動式オイルポンプから吐出されたオイルを貯留するとともに、上記エンジンの非作動状態において、上記油圧駆動式可変動弁機構に上記貯留されたオイルを供給するオイル貯留部と、上記電動式オイルポンプの作動制御を行う制御手段とを備えた、エンジンのオイル供給装置を対象として、上記オイル貯留部内のオイルの残量を推定するオイル残量推定手段又は該オイルの残量を検出するオイル残量検出手段をさらに備え、上記制御手段は、上記エンジンが非作動状態であるときにおいて、上記オイル貯留部内のオイルの残量が所定オイル残量以下となったことが、上記オイル残量推定手段によって推定、又は、上記オイル残量検出手段によって検出されたときに、上記電動式オイルポンプを作動させて、上記オイル貯留部にオイルを補充するオイル補充制御を実行するように構成されている、ものとした。
この構成によると、エンジンを長期間停止させたときであっても、オイル貯留部内にオイルが所定オイル残量よりも多く残った状態となるため、エンジンを長期間停止させたときに、該エンジンの応答性が悪化するのを抑制することができる。
具体的には、上記制御手段は、上記エンジンが非作動状態であるときにおいて、上記オイル貯留部内のオイルの残量が所定オイル残量以下となったことが、上記オイル残量推定手段によって推定、又は、上記オイル残量検出手段によって検出されたとき、換言すると、上記オイル残量推定手段によって推定された上記オイル貯留部内のオイル残量、又は、上記オイル残量検出手段によって検出された上記オイル貯留部内のオイル残量が、所定オイル残量以下になったと判断したときに、上記電動式オイルポンプを作動させて、上記オイル貯留部にオイルを補充するオイル補充制御を実行する。
このとき、上記所定オイル残量を、上記油圧駆動式可変動弁機構が駆動可能な程度のオイル残量に設定しておけば、エンジンを長期間停止させ、上記可変動弁機構用給油路及び上記油圧駆動式可変動弁機構内からオイルが抜けたとしても、上記オイル貯留部に貯留されたオイルによって上記油圧駆動式可変動弁機構内をオイルで満たすことができ、エンジン始動時に、即座に上記油圧駆動式可変動弁機構を駆動させることができる。これにより、エンジンを長期間停止させたときに、該エンジンの応答性が悪化するのを抑制することができる。
上記エンジンのオイル供給装置の一実施形態において、上記電動式オイルポンプから吐出されたオイルの粘度を推定するオイル粘度推定手段をさらに備え、上記電動式オイルポンプは、上記バッテリから供給される電力の大きさによってオイルの吐出圧を変更可能なものであって、上記制御手段は、上記オイル補充制御を実行するときには、上記エンジンが非作動状態となる直前のエンジン作動中に上記オイル粘度推定手段によって推定された推定オイル粘度に基づいて、上記電動式オイルポンプに供給する電力量の大きさを決定して、該決定した大きさの電力量でもって、上記電動式オイルポンプを駆動するように構成されている、ことが望ましい。
一般的に、オイルポンプから吐出されたオイルを所定の部位に到達させるには、オイルの粘度が高いほど、上記電動式オイルポンプに供給する電力を大きくして、高い吐出圧でオイルを吐出させるか、又は、上記電動式オイルポンプの駆動時間を長くする必要がある。つまり、オイルの粘度が高いときほど、上記電動式オイルポンプに供給する電力量を大きくする必要がある。
したがって、上記制御手段は、上記オイル粘度推定手段によって推定されたオイルの粘度に基づいて、上記電動式オイルポンプに供給する電力の大きさ及び上記電動式オイルポンプに電力を供給する時間の長さのうちの少なくとも一方を変更させて、該変更した電力及び時間から、上記電動式オイルポンプに供給する電力量の大きさを決定して、該決定した大きさの電力量でもって、上記電動式オイルポンプを駆動する。これにより、オイルの粘度に合わせて適切な電力量で上記電動式オイルポンプを駆動させることができ、上記バッテリの電力消費を最小限に留めることができる。
上記エンジンのオイル供給装置において、上記オイル残量推定手段を備え、上記オイル残量推定手段は、上記エンジンが非作動状態となってからの実際の経過期間に基づいて、上記オイル貯留部内のオイルの残量を推定するように構成されており、上記制御手段は、上記オイル残量推定手段によって推定された上記オイル貯留部内のオイルの残量が、所定オイル残量以下となったときに上記オイル補充制御を実行するように構成されている、ことが望ましい。
すなわち、エンジン停止時のオイル漏れは、油路と弁との隙間等から発生するものであるため、所定期間あたりの上記オイル貯留部からのオイルの減少量は、上記油圧駆動式可変動弁機構の構成によって定めることができる。そのため、エンジンが非作動状態となってからの実際の経過期間に基づいて、上記オイル貯留部内のオイルの残量を推定することができる。
したがって、エンジンが非作動状態となってからの実際の経過期間に基づいて上記オイル貯留部のオイルの残量を推定し、該推定された、上記オイル貯留部内のオイルの残量が、上記所定オイル残量以下となったときに、上記オイル補充制御を実行することによって、上記オイル貯留部のオイルの残量が上記所定残量以下になるタイミングで適切に上記オイル補充制御を実行することができる。
上記エンジンのオイル供給装置において、上記制御手段は、上記オイル補充制御を実行するときには、上記オイル貯留部がオイルで充満されるまでオイルを供給した後、上記電動式オイルポンプを停止させるように構成されている、ことが望ましい。
この構成によると、上記オイル補充制御が実行されたときには、上記オイル貯留部がオイルで充満されるため、次に上記オイル補充制御が必要になるまでの期間を最大限確保することができる。これにより、エンジンを長期間停止させたときに、該エンジンの応答性が悪化するのを、より効果的に抑制することができる。
上記オイル補充制御を実行するときに、上記オイル貯留部がオイルで充満されるまでオイルを供給するように構成されたエンジンのオイル供給装置において、上記可変動弁機構用給油路の油圧を検出する油圧検出手段をさらに備え、上記制御手段は、上記油圧検出手段によって検出された検出油圧が、所定油圧以上になったときに、上記オイル貯留部がオイルで充満されたと判断するように構成されている、ことが望ましい。
すなわち、上記オイル貯留部がオイルで充満された後には、上記可変動弁機構用給油路がオイルで満たされる。上記可変動弁機構用給油路がオイルで満たされれば、上記可変動弁機構用給油路内の油圧が上昇する。そのため、上記可変動弁機構用給油路内の油圧が所定油圧以上になったときには、上記オイル貯留部はオイルで充満されていることになる。
したがって、上記制御手段が、上記可変動弁機構用給油路内の油圧が所定油圧以上になったときに、上記オイル貯留部がオイルで充満されたと判断することにより、上記オイル貯留部がオイルで充満されたタイミングを適切に判断することができる。この結果、上記オイル貯留部をオイルで充満させるまでに必要な、上記バッテリの電力消費を最小限に抑えることができる。
上記エンジンのオイル供給装置において、上記電動式オイルポンプは、上記油圧駆動式可変動弁機構にのみオイルを供給するオイルポンプである、ことが望ましい。
この構成によると、上記電動式オイルポンプは、上記油圧駆動式可変動弁機構にのみオイルを供給するものであるため、上記電動式オイルポンプには、上記油圧駆動式可変動弁機構の要求油圧を満たすために必要な分だけの電力を供給すればよいため、上記バッテリの電力消費をより抑えることができる。
以上説明したように、本発明のエンジンのオイル供給装置によれば、オイル貯留部内のオイルの残量を推定するオイル残量推定手段又は該オイルの残量を検出するオイル残量検出手段を備え、制御手段は、エンジンが非作動状態であるときにおいて、オイル貯留部内のオイルの残量が所定オイル残量以下となったことが、オイル残量推定手段によって推定、又は、オイル残量検出手段によって検出されたときに、電動式オイルポンプを作動させて、オイル貯留部にオイルを補充するオイル補充制御を実行するように構成されているため、エンジンを長期間停止させたときに、該エンジンの応答性が悪化するのを抑制することができる。
実施形態1に係るオイル供給装置が設けられたエンジンの概略構成を示す断面図である。 油圧式可動バルブ開閉機構を示す概略図である。 エンジンの給油系統を示す図である。 エンジン停止期間に対する推定オイル残量を示すマップである。 推定オイル粘度に対する電動ポンプの吐出圧を示すグラフである。 エンジンが停止してからオイル補充制御実行するまでのコントロールユニットによる処理動作を示すフローチャートである。 エンジン停止期間と副室内のオイル量との関係を示したグラフである。
以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。
図1は、実施形態1に係るオイル供給装置1が設けられたエンジン2の概略構成を示す。このエンジン2は、第1気筒乃至第4気筒が順に図1の紙面に垂直な方向(以下、気筒列方向という)に直列に配置された直列4気筒ガソリンエンジンであって、自動車等の車両に搭載される。
エンジン2は、シリンダヘッド3、シリンダブロック4と、クランクケース(図示省略)及びオイルパン5(図3参照)が上下に連結されて構成されている。
シリンダブロック4には、第1気筒乃至第4気筒に対応する4つのシリンダボア6が気筒列方向に並んで形成されている。各シリンダボア6の内部には、各シリンダボア6をそれぞれ摺動可能なピストン6が収容されていて、該ピストン7は、コネクティングロッド8を介して、上記クランクケースに配設されたクランクシャフト9と連結されている。また、各シリンダボア6内には、シリンダボア6と、ピストン7と、シリンダヘッド3とによって、燃焼室10が区画されている。
シリンダヘッド3には、燃焼室10に開口する吸気ポート11と排気ポート12とが設けられている。吸気ポート11には、吸気ポート11を開閉する吸気バルブ13が設けられ、排気ポート12には、排気ポート12を開閉する排気バルブ14が設けられている。これら吸気バルブ13及び排気バルブ14は、閉じる方向にスプリングで付勢されており、該付勢力に抗して吸気バルブ13等が燃焼室10に突入することにより、吸気ポート11等が開かれるようになっている。
これら吸気バルブ13及び排気バルブ14を開閉動作させるために、各気筒には可変動弁機構としてのバルブ開閉機構が設置されている。本実施形態では、シリンダヘッド3における吸気ポート11側には、吸気バルブ13を開閉動作させるための油圧駆動式可変動弁機構としての油圧駆動式可変バルブ開閉機構40が設置され、シリンダヘッド3における排気ポート12側には、排気バルブ14を開閉動作させるための油圧駆動式可変動弁機構としての油圧駆動式可変バルブ開閉機構40が設置されている。尚、油圧駆動式バルブ開閉機構40が、吸気バルブ13又は排気バルブ14のうちの一方にのみ設けられる構成であってもよい。
図2に、吸気バルブ13及び排気バルブ14を開閉動作させる油圧駆動式可変バルブ開閉機構40を示す。油圧駆動式可変バルブ開閉機構40は、バルブ用給油路41、副室(オイル貯留部)42、バルブ用油圧制御弁43を有しており、エンジン2の出力に応じて回転するカム44の動力がオイルを介してバルブに伝達されることによって吸気バルブ13等を開閉するように構成されている。油圧駆動式可変バルブ開閉機構40では、油圧の調整により、バルブの開閉タイミング及び開閉量の、連続したきめ細やかな制御が可能である。バルブ用給油路41内や副室42内は、高圧になるため、ブロック状のバルブ体(図示省略)の内部に形成されている。
バルブ用給油路41は、副室42に接続された副室側油路41aと、油圧を吸気バルブ13等に伝達させるための第2伝達室46に接続された第2伝達室側油路41bと、カム44の動力をオイルに作用させるための第1伝達室45に接続された第1伝達室側油路41cと、を有している。バルブ用給油路41の各油路41a〜41cは、それぞれバルブ用油圧制御弁43を介して接続されている。すなわち、各油路41a〜41cは、一端が各室42,45,46に接続される一方、他端がバルブ用油圧制御弁43に接続されている。尚、副室側油路41aは、油圧駆動式可変バルブ開閉機構40にオイルを供給するための可変動弁機構用給油路を構成している。
副室42は、油圧駆動式可変バルブ開閉機構40の各部(バルブ用給油路41など)に供給するためオイルが貯留される室である。吸気側の油圧駆動式可変バルブ開閉機構40における副室42は、後述する第2給油路52から分岐した吸気側連通油路55と接続されており、排気側の油圧駆動式可変バルブ開閉機構40における副室42は、同じく第2給油路52から分岐した排気側連通油路56と接続されている。後述する電動式オイルポンプ91(以下、電動ポンプ91という)から吐出されたオイルは、吸気側又は排気側連通油路55,56を通って、副室42に流入してから油圧駆動式可変バルブ開閉機構40の各部に供給されるようになっている。
副室42は、例えば、エンジン2の停止状態(非作動状態)において、油圧駆動式可変バルブ開閉機構40の各部にオイルを供給するためのリザーバとして役割を有している。
すなわち、油圧駆動式可変バルブ開閉機構40には、例えば、吸気バルブ13等と第2伝達室46と間等に隙間があり、エンジン2の停止中には、該隙間からオイルが漏れ出て、油圧駆動式可変バルブ開閉機構40の各部の各部からオイルが抜け出ることがある。油圧駆動式可変バルブ開閉機構40の各部のオイルが抜け出ていると、エンジン2の始動時には、これらを満たしてからでなければ、油圧駆動式可変バルブ開閉機構40に油圧が供給されず、エンジン2の応答性が悪化してしまう。そこで、エンジン2の停止中には、副室42に貯留されたオイルが油圧駆動式可変バルブ開閉機構40の各部に供給されることで、油圧駆動式可変バルブ開閉機構40の各部をオイルで満たした状態にすることができる。これにより、エンジン2の応答性の悪化を抑制することができる。
副室42は、エンジン2の停止状態において、油圧駆動式可変バルブ開閉機構40の各部にオイルを確実に供給できるように、エンジン2が、車両に配置されたときに油圧駆動式可変バルブ開閉機構40の各部よりも上側に位置するように配設されている。
第1伝達室45では、クランクシャフト9と同期して回転するカム44のカム面の変化に応じて往復動する動力を、動力伝達用ピストン47を介して、バルブ用給油路41のオイルに伝達させる。上記動力が伝達されたオイルは、第2伝達室46において上記動力を吸気バルブ13等に伝達させる。
バルブ用油圧制御弁43は、後述するコントロールユニット100と電気的に接続されている。バルブ用油圧制御弁43は、コントロールユニット100の制御により、副室側油路41aと第2伝達室側油路41bとの間を遮断する閉じ状態と、副室側油路41aと第2伝達室側油路41bとの間を連通させる開き状態とに変位する。すなわち、バルブ用油圧制御弁43が閉じ状態に保持されることで、カム44から第1伝達室45に伝達される動力は、そのままオイルを介して第2伝達室46に伝達され、吸気バルブ13又は排気バルブ14が開閉動作する。一方で、バルブ用油圧制御弁43が開き状態に保持されると、第2伝達室側油路41b内のオイルが、副室側油路41aを介して副室42に流入して、該副室42に設けられた連通孔48を介して油圧駆動式可変バルブ開閉機構40の外部に流出するため、カム44から第1伝達室45内のオイルに伝達される動力は、第2伝達室46に伝達されなくなり、吸気バルブ13又は排気バルブ14の開閉動作が停止し、吸気ポート11又は排気ポート12は閉じ状態が保持される。
油圧駆動式可変バルブ開閉機構40では、バルブ用油圧制御弁43の作動タイミングや作動時間を調整することにより、吸気バルブ13等の開閉タイミング及び開閉量を多様に変化させることが可能である。すなわち、この油圧駆動式可変バルブ開閉機構40によって、最適な条件での燃焼が可能となるため、燃費の向上等が期待される。
次に、図3を参照しながら、上述のエンジン2にオイルを供給するためのオイル供給装置1について詳細に説明する。
オイル供給装置1は、クランクシャフト9の回転力によって駆動される機械式オイルポンプ81(以下、機械ポンプ81という)と、車両のバッテリ30から供給される電力によって駆動される電動ポンプ91と、機械ポンプ81に接続され、機械ポンプ81により昇圧されたオイルを主にエンジン2の潤滑部60に導く第1給油路51と、第1給油路51と並列に設けられかつ電動ポンプ91に接続され、電動ポンプ91により昇圧されたオイルを主にエンジン2の油圧駆動式可変バルブ開閉機構40に導く第2給油路52と、第1給油路51と第2給油路52とを接続する補助給油路53と、を備えている。尚、潤滑部60は、クランクシャフト9を回転自在に支持する軸受部の軸受メタル、コネクティングロッド8が回転自在に連結されたクランクピンに配設された軸受メタル、ピストン冷却用のオイルジェット、カムジャーナル(図示省略)の軸受部等を含むものである。
機械ポンプ81は、該機械ポンプ81内のポンプ室の容積を変更して機械ポンプ81のオイルの吐出量を可変にする公知の可変容量型のオイルポンプである。図示は省略するが、機械ポンプ81は、上記ポンプ室の容積を変更するための圧力室を備えており、該圧力室に供給される油圧(オイル量)によって、機械ポンプ81のオイルの吐出量が変更されるようになっている。
電動ポンプ91は、後述するコントロールユニット100から送られる制御信号に基づいて駆動されるオイルポンプである。図示は省略するが、電動ポンプ91はモータを備えており、該モータによって電動ポンプ91の駆動軸が回転駆動される。上記モータは車両に備えられたバッテリ30と電気的に接続されており、上記制御信号に基づいて、電動ポンプ91から所望の量のオイルを吐出させるのに必要なだけ大きさの電力量(電力と時間との積)が、バッテリ30から上記モータに供給されることで、電動ポンプ91が駆動される。すなわち、電動ポンプ91は、バッテリ30から上記モータに供給される電力の大きさによって、オイルの吐出圧を変更可能なものである。尚、バッテリ30は、電動ポンプ91やスタータモータなどエンジン2の始動に必要な電力駆動装置を駆動させるための電力が蓄積されるものであって、エンジン2によって駆動されて発電する発電機(図示省略)により発電された電気が蓄電(充電)される。
機械ポンプ81及び電動ポンプ91は、エンジン2のオイルパン5内に収容された状態又はオイルパン5の外壁に取り付けられた状態で、エンジン2にそれぞれ配設されている。機械ポンプ81及び電動ポンプ91のオイルストレーナ81a,91aは、それぞれ共通のオイルパン5に貯留されたオイルに浸漬されており、それぞれ独立してオイルパン5に貯留されたオイルを吸入して昇圧した後、機械ポンプ81は第1給油路51にオイルを吐出し、電動ポンプ91は第2給油路52にオイルを吐出する。
第1給油路51、第2給油路52及び補助給油路53は、パイプ並びに、シリンダヘッド3及びシリンダブロック4に穿設された流路で形成されている。
第1給油路51は、一端が機械ポンプ81の吐出口に接続されて、シリンダブロック4において気筒列方向に延びている。第1給油路51には、オイルフィルタ82及びオイルクーラ83が、機械ポンプ81側から順に設けられている。つまり、機械ポンプ81から第1給油路53へ吐出されたオイルは、オイルフィルタ82で濾過され、オイルクーラ83で油温が調整された後、潤滑部60に供給される。また、第1給油路51におけるオイルクーラ83よりも下流側かつ潤滑部60よりも上流側には、第1給油路51を流通するオイルの温度を検出するための油温センサ104と、第1給油路51内の油圧を検出するための第1油圧センサ105が設けられている。
また、第1給油路51におけるオイルフィルタ82とオイルクーラ83との間の給油路からは、エンジン2の運転状態に応じて機械ポンプ81からのオイルの吐出量を調整するための油圧制御弁85を介して、機械ポンプ81の上記圧力室に接続された制御用油路54が分岐している。第1給油路51のオイルの一部は、制御用油路54を通り、油圧制御弁85によって油圧が調整された後、機械ポンプ81の上記圧力室に流入する。つまり、油圧制御弁85によって、上記圧力室内の油圧が調整される。
油圧制御弁85は、本実施形態ではリニアソレノイドバルブであり、エンジン2の運転状態に応じて入力される制御信号のデューティ比に応じて、上記圧力室へのオイルの供給量を調整することで、機械ポンプ81からのオイルの吐出量を制御する。リニアソレノイドバルブは、開弁時に機械ポンプ81の上記圧力室にオイルが供給されるようになっているが、リニアソレノイドバルブ自体の構成は周知であるため説明を省略する。
第2給油路52は、一端が電動ポンプ91の吐出口に接続されて、シリンダブロック4からシリンダヘッド3に延びている。第2給油路52は第1給油路51と並列に設けられている。第2給油路52からは、吸気側の油圧駆動式可変バルブ開閉機構40にオイルを供給するための吸気側連通油路55と排気側の油圧駆動式可変バルブ開閉機構40にオイルを供給するための排気側連通油路56とが分岐している。吸気側及び排気側連通油路55,56は、シリンダヘッド3内で吸気側と排気側との間を略水平方向に延びかつ油圧駆動式可変バルブ開閉機構40の副室42と接続されている。電動ポンプ91から吐出したオイルは、第2給油路51を通った後、吸気側及び排気側連通油路55,56を通って、それぞれの油圧駆動式可変バルブ開閉機構40の副室42を介して、油圧駆動式可変バルブ開閉機構40の各部に供給される。すなわち、第2給油路52、吸気側連通油路55及び排気側連通油路56は、副室側油路41aと同様に、油圧駆動式可変バルブ開閉機構40にオイルを供給するための可変動弁機構用給油路を構成する。
また、第2給油路52には、第2給油路52内の油圧を検出するための第2油圧センサ106が設けられている。
補助給油路53は、互いに並列に設けられた第1給油路51と第2給油路52とを接続する給油路であり、第1給油路51におけるオイルクーラ83よりも下流側と第2給油路とを接続している。補助給油路53には、チェックバルブ86が設けられている。チェックバルブ86は、逆止弁であって、第1給油路51から第2給油路52へのオイルの流入を許容する一方、第2給油路52から第1給油路51へのオイルの流入を阻止する。すなわち、第1給油路51の油圧が第2給油路52の油圧よりも高いときには、チェックバルブ86が開いて、第1給油路51から第2給油路52へオイルが流入する一方、第2給油路52の油圧が第1給油路51の油圧よりも高いときであっても、チェックバルブ86は閉じたままであり、第2給油路52から第1給油路51へオイルが流入することはない。
エンジン2の油圧駆動式可変バルブ開閉機構40や潤滑部60等の各部に供給されたオイルは、図示しないドレイン油路を通って、オイルパン5に滴下し、各ポンプ81,91により再び環流される。
オイル供給装置1は、制御手段としてのコントロールユニット100によって制御される。コントロールユニット100には、エンジン2の運転状態を検出する各種センサからの検出情報が入力される。例えば、コントロールユニット100には、クランクシャフト9の回転角度を検出するクランク角センサ101と、車両の乗員によるアクセルペダルの踏み込み量(アクセル開度)を検出するアクセル開度センサ102と、バッテリ30の電圧を検出するバッテリ残量検出手段としてのバッテリ電圧センサ103と、第1給油路51内の油温を検出する油温センサ104と、第1給油路51内の油圧を検出する第1油圧センサ105と、第2給油路52内の油圧を検出する第2油圧センサ106等の検出結果が入力される。コントロールユニット100は、クランク角センサ101の検出信号に基づいてエンジン回転数を検出し、アクセル開度センサ102の検出信号に基づいてエンジン負荷を検出する。
コントロールユニット100は、周知のマイクロコンピュータをベースとする制御装置であって、各センサ(クランク角センサ101、アクセル開度センサ102、バッテリ電圧センサ103、油温センサ104、第1油圧センサ105、第2油圧センサ106等)からの検出信号を入力する信号入力部と、制御に係る演算処理を行う演算部と、制御対象となる装置(電動ポンプ91等)に制御信号を出力する信号出力部と、制御に必要なプログラムやデータ(油圧制御マップ等)を記憶する記憶部とを備えている。
コントロールユニット100は、電動ポンプ91に対し、上記油圧制御弁85に対する制御と同様に、エンジン2の運転状態に応じたデューティ比の制御信号を送信して、電動ポンプ91(詳しくは、電動ポンプ91のモータ)へ供給される電力量を制御して、電動ポンプ91の吐出量を制御する。例えば、デューティ比が、1サイクルの時間に対する上記モータの通電時間を表す場合、デューティ比が大きいほど上記モータへの供給電力量が大きくなるため、1サイクルの時間あたりの電動ポンプ91の吐出量が多くなる。
ここで、コントロールユニット100は、エンジン2が停止状態のときには、油圧駆動式可変バルブ開閉機構40を駆動させる必要が無いため、基本的には、バッテリ30から電動ポンプ91への電力供給を停止させて、電動ポンプ91を停止させる。このようにエンジン2の停止状態で、電動ポンプ91が停止されていても、上述したように、副室42にオイルが貯留されているため、油圧駆動式可変バルブ開閉機構40の各部にオイルには、副室42からオイルが供給される。
しかしながら、エンジン2の停止期間が長期間になると、副室42に貯留されたオイルが枯渇してしまうことがある。また、エンジン2を長期間停止させると、吸気側及び排気側連通油路55,56からもオイルが抜け出る。そのため、エンジン2の停止期間中に副室42に貯留されたオイルが枯渇してしまうと、エンジン2を始動時には、吸気側及び排気側連通油路55,56及び油圧駆動式可変バルブ開閉機構40内をオイルで満たした後でなければ、油圧駆動式可変バルブ開閉機構40に油圧を供給できず、油圧駆動式可変バルブ開閉機構40を正常に駆動させることができない。この結果、エンジン2の応答性の悪化を招いてしまう。
そこで、本実施形態では、コントロールユニット100は、エンジン2が停止状態であるときにおいて、副室42内のオイル残量が所定オイル残量以下であると判断したときには、電動ポンプ91を作動させて、副室42にオイルを補充するオイル補充制御を実行するようにしている。
具体的には、コントロールユニット100は、エンジン2が停止状態であるときに、副室42内のオイル残量を推定し、その推定されたオイル残量(以下、推定オイル残量という)が上記所定オイル残量以下となったときに、上記オイル補充制御を実行して、バッテリ30から電動ポンプ91に電力を供給させて、電動ポンプ91を作動させ、副室42内にオイルを補充する。尚、上記所定オイル残量は、エンジン2の始動時において、油圧駆動式可変バルブ開閉機構40が所望のバルブ制御を実行できる程度のオイル残量である。
このとき、コントロールユニット100は、エンジン2の停止直前における、電動ポンプ91から吐出されたオイルの粘度と、エンジン2を停止させてからの実際の経過期間(以下、エンジン停止期間という)とに基づいて、副室42内のオイル残量を推定する。
オイルの粘度は、油温及びオイルの劣化状態の少なくとも一方に基づいて推定される。オイルの粘度は、油温については、油温が高いほどオイルの粘性が低くなる一方、油温が低いほどオイルの粘性が高くなる傾向にあり、オイルの劣化状態については、劣化が進んでいるほどオイルの粘性が高くなる一方、オイルが新しいほどオイルの粘性が低くなる傾向がある。コントロールユニット100は、上述のような関係に基づいた、油温に対するオイルの粘度のマップ及びオイルの劣化状態に対するオイルの粘度のマップを有しており、それらのマップを読み込むことで、オイルの粘度を推定する。このように、コントロールユニット100は、オイルの粘度を推定するオイル粘度推定手段を構成する。
コントロールユニット100は、オイルの粘度を推定する際に、油温については、油温センサ104の検出結果を用いる一方、オイルの劣化状態については、エンジン2の停止直前におけるスモーク発生量の積算値を用いる。尚、油温センサ104が設けられているのは第1給油路51であるが、第1給油路51を流れるオイルと電動ポンプ91から吐出されるオイルとは、同一のオイルパン5に貯留されたものであり、また、エンジン2において、第1給油路51と第2給油路52とは並列して設けられているため、第2給油路52を流れるオイルの温度は、第1給油路51を流れるオイルの温度と略同じであり、電灯ポンプ91から吐出されるオイルの粘度を、第1給油路51を流れるオイルの温度から推定したとしても問題ない。
上記スモーク発生量の積算値は、エンジン2の運転状態から推定される。具体的にスモーク発生量の推定について説明すると、コントロールユニット100は、先ず、エンジン回転数、エンジン負荷及び燃焼室10の温度を検出する。上述したように、本実施形態では、エンジン回転数はクランク角センサ101によって検出され、エンジン負荷はアクセル開度センサ102によって検出される。
燃焼室10の温度は、本実施形態では、油温センサ104の検出結果を用いる。油温は燃焼室10の温度と相関関係を有するため、油温から燃焼室10の温度を算出することができる。尚、燃焼室10の温度は、上記油温に代えて、燃焼室10の温度と相関関係のある、エンジン冷却水の温度や排気ガスの温度から算出するようにしてもよい。
そして、コントロールユニット100は、検出されたエンジン回転数、エンジン負荷及び燃焼室10の温度を、予め格納されたマップに照らし合わせて、スモーク発生量を推定し、該推定値を以前の推定結果に加えて積算する。これにより、スモーク発生量の積算値が求められ、該積算値からオイルの劣化状態が推定される。
尚、オイルの粘度について、油温とオイルの劣化状態との両方に基づいて推定するときには、例えば、オイルの劣化状態から推定されたオイルの粘度を、油温に基づいて補正するなどして推定される。
一方で、エンジン2が停止してからの期間については、コントロールユニット100に予め格納されたタイマーなどによって検出される。
次に、図4を参照しながら、コントロールユニット100が、エンジン2の停止直前の推定オイル粘度とエンジン停止期間とに基づいて、副室42内のオイル残量を推定する方法について説明する。
図4は、エンジン停止期間から推定オイル残量を算出するマップの一例である。図4において、横軸が0のときがエンジン2を停止させた瞬間であり、そのときの推定オイル残量が、充満時の副室42内のオイル量を表している。また、図4に実線で示す複数の直線は、それぞれの粘度におけるエンジン停止期間に対する推定オイル残量を表しており、図4に破線で示した直線は、所定オイル残量を表している。
エンジン停止直後から期間が経過していくと、油圧駆動式可変バルブ開閉機構40からオイルが漏れ出ていくため、副室42内のオイル残量は減少していく。このとき、エンジン停止期間に対する副室42内のオイル残量の減少率、すなわち、図4における各直線の傾きは、油圧駆動式可変バルブ開閉機構40の構成と推定オイル粘度とに依存する。油圧駆動式可変バルブ開閉機構40の構成に依存する減少率は、例えば、吸気バルブ13等と第2伝達室46との間の隙間の大きさ等から一律に定められる。一方で、推定オイル粘度に依存する減少率については、オイルの粘度が低いほどオイルが漏れやすくなるため、推定オイル粘度が低いほど直線の傾きが大きくなる一方、推定オイル粘度が高いほど傾きが小さくなる。
コントロールユニット100には、油圧駆動式可変バルブ開閉機構40の構成に依存する減少率として、基準となる粘度(例えば、図4における推定オイル粘度中の粘度)のときの減少率に関するデータが予め格納されており、コントロールユニット100は、該データを推定オイル粘度に基づいて補正することで、最終的な減少率としている。
そして、図4において、実線と破線が交差した点におけるエンジン停止期間が、推定オイル残量が上記所定オイル残量以下になるエンジン停止期間となる。
コントロールユニット100は、油圧駆動式可変バルブ開閉機構40の構成と推定オイル粘度とから、エンジン停止期間に対する副室42内のオイルの減少率を定め、図4に示すマップに基づいてエンジン停止期間から副室42内のオイルの残量を推定する。そして、該推定オイル残量が上記所定オイル残量以下となったときには、上記オイル補充制御を実行する。以上のことから、コントロールユニット100は、オイル残量推定手段を構成する。
ここで、コントロールユニット100は、上記オイル補充制御を実行するときには、副室42がオイルで充満されるまで、副室42にオイルを供給し、副室42がオイルで充満された後、電動ポンプ91を停止させるようにする。
このように、副室42がオイルで充満されれば、次に上記オイル補充制御が必要になるまでの期間を最大限確保することができるため、エンジン2を長期間停止させたときに、該エンジン2の応答性が悪化するのを、より効果的に抑制することができる。
このとき、コンロトールユニット100は、副室42がオイルで充満されたか否かを、第2油圧センサ106によって検出される第2給油路52内の油圧に基づいて判断する。すなわち、副室42がオイルで充満された後には、第2給油路52がオイルで満たされる。第2給油路52がオイルで満たされれば、第2給油路52内の油圧が上昇する。そのため、第2給油路52内の油圧が所定油圧以上になったときには、副室42はオイルで充満されていることになる。したがって、副室42がオイルで充満されたか否かを第2給油路52内の油圧から判断することによって、副室42オイルで充満されたタイミングを適切に判断することができる。
尚、副室42内の推定オイル残量と、電動ポンプ91の吐出量とに基づいて、電動ポンプ91の駆動時間を決め、該決定した駆動時間だけ、電動ポンプ91を駆動したことをもって副室42がオイルで充満されたと判断するようにしても良い。
また、コントロールユニット100は、上記オイル補充制御を実行するときには、エンジン2が停止する直前の推定オイル粘度に基づいて、バッテリ30から電動ポンプ91に供給する電力量を決定して、該決定した大きさの電力量でもって、電動ポンプ91を駆動するようにしている。
一般的に、オイルの粘度が高いほどオイルは、オイルポンプから吐出されにくくなるため、オイルポンプから吐出されたオイルを所定の部位に到達させるには、オイルの粘度が高いほど高い吐出圧でオイルを吐出させるか又は電動ポンプ91の駆動時間を長くする必要がある。すなわち、オイルの粘度が高いほど電動ポンプ91に供給する電力を大きくして、電動ポンプ91の吐出圧を増大させるか、又は、電動ポンプ91の駆動時間を長くするようにしなければ、オイルが、電動ポンプ91から副室42に到達しないおそれがある。
そこで、コントロールユニット100は、図5に示すように、推定オイル粘度が高いほど、バッテリ30から電動ポンプ91に供給する電力を大きくして、電動ポンプ91の吐出圧を高くするか、又は、電動ポンプ91の駆動時間を長くするようにしている。これにより、オイルの粘度が高いときであってものオイルを副室42に到達させることができる。また、オイルの粘度が低いときには、電動ポンプ91に余分な量の電力が供給されるのを防止することができるため、バッテリ30の消費を最小限に留めることができる。尚、オイルの粘度に応じて、電動ポンプ91に供給する電力及び電動ポンプ91の駆動時間の両方を変更するようにしてもよい。
さらに、コントロールユニット100は、バッテリ電圧センサ103によって検出されるバッテリ30の残存容量である検出容量が、所定容量以下であるときには、上記オイル補充制御におけるオイルの供給量を、上記検出容量が上記所定容量よりも多いときに比べて少ない供給量にする。詳しくは、コントロールユニット100は、上記検出容量が少ないほど副室42へのオイルの供給量を少なくする。
すなわち、上述したように、バッテリ30に蓄えられた電力は、スタータモータや点火プラグなど、エンジン2の始動に必要な電力駆動装置(図示省略)にも供給される。そのため、エンジン2の始動性を確保するには、バッテリ30に、上記電力駆動装置が駆動できるだけの電力を残しておく必要がある。一方で、副室42内のオイルが枯渇してしまうと、上記電力駆動装置によるクランキングによってオイルを供給する必要があるため、エンジン2の始動時における消費電力が増大してしまう。
そこで、コントロールユニット100は、バッテリ電圧センサ103によって検出された検出容量が上記所定容量以下であるときには、上記オイル補充制御における副室42へのオイルの供給量を上記検出容量が少ないほど少なくすることによって、上記電力駆動装置が駆動できるだけの電力を残しつつ、副室42内のオイルの枯渇を防止するようにしている。これにより、エンジン2の始動性を確保するとともに、エンジン2の始動時における消費電力の増大を防止することができる。尚、上記所定容量は、電動ポンプ91を駆動させたとしても、上記電力駆動装置を駆動させることができる程度の容量が残るような容量であり、コントロールユニット100は、電動ポンプ91を駆動させて副室42へのオイル供給を行った後でも、上記電力駆動装置を駆動させることができる程度のバッテリ残量が残るように、副室42へのオイルの供給量を決定する。
次に、図6を参照しながら、上記オイル補充制御が実行されるまでのコントロールユニット100による処理動作について説明する。
最初のステップS101で、副室42内のオイル残量を推定し、該推定オイル残量が所定オイル残量以下であるか否かを判定する。推定オイル残量は、上述したように油圧駆動式可変バルブ開閉機構40の構成と推定オイル粘度とから求められた、副室42内のオイルの減少率に基づいて推定される。判定の結果、推定オイル残量が所定オイル残量以下であるYESのときには、ステップS102に進む一方、推定オイル残量が所定オイル残量よりも多いNOのときには、リターンする。
上記ステップS102では、バッテリ30の残存容量が所定容量よりも多いか否かについて判定する。該判定は、バッテリ電圧センサ103の検出結果に基づいて行われる。バッテリ30の残存容量が所定容量よりも多いYESのときには、ステップS103に進む一方、バッテリ30の残存容量が所定容量以下のNOのときには、ステップS106に進む。
上記ステップS103では、電動ポンプ91へバッテリ30から電力を供給して、電動ポンプ91を駆動させる。このとき、電動ポンプ91に供給する電力量は、推定オイル粘度等に基づいて決定される。ステップS103の後はステップS104に進む。
上記ステップS104では、副室42がオイルで充満されたか否かについて判定する。該判定は、第2油圧センサ106によって検出される第2給油路52内の検出油圧が所定油圧以上であるか否かに基づいて行われる。すなわち、上記検出油圧が上記所定油圧以上であるときには、副室42がオイルで充満された判定とする一方、上記検出油圧が上記所定油圧よりも小さいときには、副室42はオイルで充満されていないと判定する。副室42がオイルで充満されたYESのときにはステップS105に進む一方、副室42がオイルで充満されていないNOのときには、副室42にオイルを供給させ続けて、再びステップS104で判定を受ける。
上記ステップS105では、バッテリ30から電動ポンプ91への電力供給を停止させて、電動ポンプ91を停止させる。そして、ステップS105の後は、リターンする。
一方、上記ステップS102の判定がNOである上記ステップS106では、副室42へのオイルの供給量を決定する。このオイルの供給量はバッテリ電圧センサ103の検出結果に基づいて決定される。詳しくは、上述したように、バッテリ30の残存容量が少ないほど、少ない供給量に決定される。
次の上記ステップS107では、電動ポンプ91へバッテリ30から電力を供給して、電動ポンプ91を駆動させる。このとき、電動ポンプ91に供給する電力量は、上記ステップS106で決定されたオイルの供給量や推定オイル粘度等に基づいて決定される。ステップS107の後はステップS108に進む。
上記ステップS108では、上記ステップS106で決定した供給量のオイルの副室42への供給が完了したか否かを判定する。副室42へ上記供給量のオイルが供給されたか否かは、電動ポンプ91の吐出量や電動ポンプ91の駆動時間等に基づいて判定する。副室42へ上記供給量のオイルが供給されたYESのときにはステップS105に進んで電動ポンプ91を停止させる一方、副室42へ上記供給量のオイルが供給されていないNOのときには、副室42にオイルを供給させ続けて、再びステップS108で判定を受ける。
コントロールユニット100は、例えば1日に1回の割合で、上述のフローチャートに基づく処理を行う。
図7は、エンジン停止期間と副室42内のオイル量との関係を示したグラフである。縦軸は副室42内のオイル残量であり、横軸はエンジン停止期間である。横軸が0の時がエンジン2を停止させた瞬間であり、そのときの副室42内のオイル残量が、充満時の副室42内のオイル量を表している。また、横軸と平行に記した2本の破線は、それぞれ副室42内のオイル量が多い方が充満時の副室42のオイル量を表し、副室42内のオイル量が少ない方が所定オイル残量を表している。さらに、縦軸と平行に記した1本の一点鎖線は、図4に示すマップから求められる推定オイル残量が上記所定オイル残量以下になるエンジン停止期間tを表している。尚、図7では、上記検出容量が上記所定容量よりも多い場合、すなわち、上記オイル補充制御において、副室42内がオイルで充満されるまでオイルが供給される場合について示している。
エンジン2が停止されると、電動ポンプ91も停止され副室42にはオイルが供給されなくなる、また、油圧駆動式可変バルブ開閉機構40からはオイルが漏れ出るため、副室42内のオイル量は、エンジン停止期間が経過するにつれて減少していく。コントロールユニット100は、上述のフローチャートに従って、図4に示すマップ等から副室42内のオイルの残量を推定し、該推定オイル残量が所定残量よりも多いときには、上記オイル補充制御を実行しない。
そして、エンジン停止期間がt到達すると、副室42内のオイル量は、おおよそ所定オイル残量以下になる。このとき、上記推定オイル残量は、所定残量以下となるため、コントロールユニット100は、上述のフローチャートに従って、上記オイル補充制御を実行して、電動ポンプ91を駆動させ、副室42内がオイルで充満されるまで、副室42内にオイルを供給する。
副室42内がオイルで充満された後も油圧駆動式可変バルブ開閉機構40のオイル漏れは発生するため、副室42内のオイル量は、期間の経過するにつれて減少していく。
コントロールユニット100は、上記オイル補充制御を実行した後は、上記オイル補充制御を実行した時点(図7のt)を基準として、その時点からの実際の経過期間に基づいて、副室42内のオイルの残量を推定する。そして、該推定オイル残量が所定残量以下になったときには、再度、上記オイル補充制御を実行して、副室42内をオイルで充満させる。
したがって、本実施形態では、副室42内のオイル残量を推定するオイル残量推定手段を構成するコントロールユニット100を備え、コントロールユニット100は、エンジン2が非作動状態であるときにおいて、副室42内のオイルの残量が所定オイル残量以下となったことが、コントロールユニット100によって推定されたときに、電動ポンプ91を作動させて、副室42にオイルを補充するオイル補充制御を実行するように構成されているため、エンジンを停止させている間も、副室42には油圧駆動式可変バルブ開閉機構40を駆動させるだけのオイルが貯留されるようになる。この結果、エンジンを長期間停止させたときに、該エンジンの応答性が悪化するのを防止することができる。
本発明は、上記実施形態に限られるものではなく、請求の範囲の主旨を逸脱しない範囲で代用が可能である。
例えば、上述の実施形態では、エンジン停止期間及び推定オイル粘度から副室42内のオイル残量を推定するようにしていたが、これに限らず、副室42内のオイル量を検出するオイル残量検出手段としてのオイル残量センサを設けて、該オイル残量センサの検出結果から、副室42内のオイル残量が上記所定残量以下であるか否かを判断するようにしてもよい。このとき、コントロールユニット100は、上記オイル残量センサによって、副室42内のオイル残量が上記所定オイル残量以下となったことが検出されたときに、上記オイル補充制御を実行する。
また、上述の実施形態では、油圧式可変動弁機構として、吸気バルブ13及び排気バルブ14ともに油圧駆動式可変バルブ開閉機構40を用いていたが、これに限らず、公知の油圧ラッシュアジャスタや油圧式のバルブタイミング機構が設けられた直動式バルブ開閉機構としてもよい。また、油圧駆動式可変バルブ開閉機構40と直動式バルブ開閉機構とを混在させるようにしてもよい。この場合でも、油圧ラッシュアジャスタや油圧式のバルブタイミング機構にオイルを供給するための副室が設けられていれば、本実施形態のようなオイル補充制御が必要となってくる。
さらに、上述の実施形態では、副室42は吸気側及び排気側連通油路55,56の下流側の端部と接続されていたが、これに限らず、吸気側及び排気側連通油路55,56の中間に設けられていてもよい。
また、上述の実施形態では、第2油圧センサ106は、第2給油路52に設けられていたが、これに限らず、吸気側及び排気側連通油路55,56に設けられていてもよく、副室側油路41aに設けられていてもよい。
さらに、上述の実施形態では、エンジン2が停止状態になってからの実際の経過期間に基づいて副室42内のオイルの残量を推定し、該推定オイル残量が所定オイル残量以下となったときに、上記オイル補充制御を実行するようにしていたが、これに限らず、例えば、推定オイル残量に代えて、図4に示すマップ等から推定オイル残量が所定オイル残量以下になるまでの期間を求めて、該期間が経過したときに上記オイル補充制御を実行するようにしてもよい。
また、上述の実施形態では、エンジン2の潤滑部60にオイルを供給するためのオイルポンプとして、可変容量型の機械式のオイルポンプが用いられていたが、電動式オイルポンプを用いてもよい。また、可変容量型のオイルポンプでなく、エンジン回転数のみによってオイルの吐出量が変更される通常のオイルポンプであってもよい。
上述の実施形態は単なる例示に過ぎず、本発明の範囲を限定的に解釈してはならない。本発明の範囲は請求の範囲によって定義され、請求の範囲の均等範囲に属する変形や変更は、全て本発明の範囲内のものである。
本発明は、油圧によって吸気バルブ又は排気バルブの開閉を制御する油圧駆動式動弁機構と、エンジンの非作動状態において、上記油圧駆動式可変動弁機構にオイルを供給するオイル貯留部とを備えた、エンジンのオイル供給装置として有用である。
1 オイル供給装置
2 エンジン
30 バッテリ
40 油圧作動式可変バルブ開閉機構(油圧駆動式動弁機構)
41a 副室側油路(可変動弁機構用給油路)
42 副室(オイル貯留部)
52 第2給油路(可変動弁機構用給油路)
55 吸気側連通油路(可変動弁機構用給油路)
56 排気側連通油路(可変動弁機構用給油路)
91 電動式オイルポンプ
100 コントロールユニット(制御手段、オイル残量推定手段、オイル粘度推定手段)
103 バッテリ電圧センサ(バッテリ残量検出手段)
106 第2油圧センサ(油圧検出手段)

Claims (6)

  1. エンジンに設けられた油圧駆動式可変動弁機構と、
    バッテリから供給される電力によって駆動しかつ上記油圧駆動式可変動弁機構にオイルを供給する電動式オイルポンプと、
    上記電動式オイルポンプから吐出されたオイルを上記油圧駆動式可変動弁機構に供給するための可変動弁機構用給油路と、
    上記可変動弁機構用給油路に配設され、上記電動式オイルポンプから吐出されたオイルを貯留するとともに、上記エンジンの非作動状態において、上記油圧駆動式可変動弁機構に上記貯留されたオイルを供給するオイル貯留部と、
    上記電動式オイルポンプの作動制御を行う制御手段とを備えた、エンジンのオイル供給装置であって、
    上記オイル貯留部内のオイルの残量を推定するオイル残量推定手段又は該オイルの残量を検出するオイル残量検出手段をさらに備え、
    上記制御手段は、上記エンジンが非作動状態であるときにおいて、上記オイル貯留部内のオイルの残量が所定オイル残量以下となったことが、上記オイル残量推定手段によって推定、又は、上記オイル残量検出手段によって検出されたときに、上記電動式オイルポンプを作動させて、上記オイル貯留部にオイルを補充するオイル補充制御を実行するように構成されている
    ことを特徴とするエンジンのオイル供給装置。
  2. 請求項1に記載のエンジンのオイル供給装置において、
    上記電動式オイルポンプから吐出されたオイルの粘度を推定するオイル粘度推定手段をさらに備え、
    上記電動式オイルポンプは、上記バッテリから供給される電力の大きさによってオイルの吐出圧を変更可能なものであって、
    上記制御手段は、上記オイル補充制御を実行するときには、上記エンジンが非作動状態となる直前のエンジン作動中に上記オイル粘度推定手段によって推定された推定オイル粘度に基づいて、上記電動式オイルポンプに供給する電力量の大きさを決定して、該決定した大きさの電力量でもって、上記電動式オイルポンプを駆動するように構成されている
    ことを特徴とするエンジンのオイル供給装置。
  3. 請求項1又は2に記載のエンジンのオイル供給装置において、
    上記オイル残量推定手段を備え、
    上記オイル残量推定手段は、上記エンジンが非作動状態となってからの実際の経過期間に基づいて、上記オイル貯留部内のオイルの残量を推定するように構成されており、
    上記制御手段は、上記オイル残量推定手段によって推定された上記オイル貯留部内のオイルの残量が、所定オイル残量以下となったときに上記オイル補充制御を実行するように構成されている
    ことを特徴とするエンジンのオイル供給装置。
  4. 請求項1〜3のいずれか1つに記載のエンジンのオイル供給装置において、
    上記制御手段は、上記オイル補充制御を実行するときには、上記オイル貯留部がオイルで充満されるまでオイルを供給した後、上記電動式オイルポンプを停止させるように構成されている
    ことを特徴とするエンジンのオイル供給装置。
  5. 請求項4に記載のエンジンのオイル供給装置において、
    上記可変動弁機構用給油路の油圧を検出する油圧検出手段をさらに備え、
    上記制御手段は、上記油圧検出手段によって検出された検出油圧が、所定油圧以上になったときに、上記オイル貯留部がオイルで充満されたと判断するように構成されている
    ことを特徴とするエンジンのオイル供給装置。
  6. 請求項1〜5のいずれか1つに記載のエンジンのオイル供給装置において、
    上記電動式オイルポンプは、上記油圧駆動式可変動弁機構にのみオイルを供給するオイルポンプである
    ことを特徴とするエンジンのオイル供給装置。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE112018004104T5 (de) 2017-08-10 2020-05-20 Denso Corporation Kühlkreislaufvorrichtung
WO2020189638A1 (ja) * 2019-03-20 2020-09-24 いすゞ自動車株式会社 エンジンオイル量推定装置およびエンジンオイル量推定方法

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10428705B2 (en) * 2017-05-15 2019-10-01 Polaris Industries Inc. Engine
US10550754B2 (en) 2017-05-15 2020-02-04 Polaris Industries Inc. Engine
USD904227S1 (en) 2018-10-26 2020-12-08 Polaris Industries Inc. Headlight of a three-wheeled vehicle
JP7172762B2 (ja) * 2019-03-13 2022-11-16 トヨタ自動車株式会社 車両用油供給装置の制御装置
AT524987B1 (de) * 2021-04-30 2023-06-15 Avl List Gmbh Verfahren zum Einstellen einer wirksamen Länge einer Pleuelstange
CN114294119B (zh) * 2021-12-29 2023-07-14 重庆潍柴发动机有限公司 发动机的控制方法、发动机及船舶
DE102022211260A1 (de) 2022-10-24 2024-04-25 Magna powertrain gmbh & co kg Verfahren zur Optimierung der Ölversorgung in einem Getriebe, sowie Getriebe

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS59142407U (ja) * 1983-03-15 1984-09-22 富士重工業株式会社 内燃機関のバルブ駆動装置
JPS61229912A (ja) * 1985-03-30 1986-10-14 ローベルト・ボツシユ・ゲゼルシヤフト・ミツト・ベシユレンクテル・ハフツング 往復動ピストン型内燃機関のための弁制御装置
JPH03249315A (ja) * 1990-02-27 1991-11-07 Honda Motor Co Ltd 内燃機関の動弁装置
JPH1172011A (ja) * 1997-08-29 1999-03-16 Aisin Seiki Co Ltd ガスヒートポンプ用エンジンの動弁機構

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000045726A (ja) * 1998-08-04 2000-02-15 Mitsubishi Electric Corp 油圧式バルブタイミング調節装置
US6792911B2 (en) * 2002-11-26 2004-09-21 Diamlerchrysler Corporation System and method for controlling the flow of oil in an engine
JP2008308998A (ja) 2007-06-12 2008-12-25 Hino Motors Ltd 減筒運転の制御方法
JP5270525B2 (ja) * 2009-12-22 2013-08-21 日立オートモティブシステムズ株式会社 制御弁装置
JP6029866B2 (ja) 2012-06-26 2016-11-24 株式会社石川時鐵工所 板状成型品の製造方法
JP2014017921A (ja) 2012-07-06 2014-01-30 Sharp Corp 充電装置、その制御方法および充電システム
KR101338454B1 (ko) 2012-09-03 2013-12-10 현대자동차주식회사 차량용 자동변속기의 유압공급시스템
JP6163831B2 (ja) * 2013-03-29 2017-07-19 マツダ株式会社 エンジンのオイル供給装置

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS59142407U (ja) * 1983-03-15 1984-09-22 富士重工業株式会社 内燃機関のバルブ駆動装置
JPS61229912A (ja) * 1985-03-30 1986-10-14 ローベルト・ボツシユ・ゲゼルシヤフト・ミツト・ベシユレンクテル・ハフツング 往復動ピストン型内燃機関のための弁制御装置
JPH03249315A (ja) * 1990-02-27 1991-11-07 Honda Motor Co Ltd 内燃機関の動弁装置
JPH1172011A (ja) * 1997-08-29 1999-03-16 Aisin Seiki Co Ltd ガスヒートポンプ用エンジンの動弁機構

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE112018004104T5 (de) 2017-08-10 2020-05-20 Denso Corporation Kühlkreislaufvorrichtung
WO2020189638A1 (ja) * 2019-03-20 2020-09-24 いすゞ自動車株式会社 エンジンオイル量推定装置およびエンジンオイル量推定方法

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