JP4136790B2 - 油圧装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、内燃機関の油圧駆動系と潤滑系にそれぞれ油液を供給する油圧装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来、内燃機関の油圧装置として、特開平11−13429号公報に記載されるように、内燃機関の出力軸に駆動連結されたオイルポンプの駆動により油液を潤滑系と可変バルブタイミング機構の双方に供給可能とし、所定の油圧で油液をアキュームレータに蓄圧しておき内燃機関の始動時などにそのアキュームレータに蓄圧された油圧を可変バルブタイミング機構に供給するものが知られている。
【0003】
【特許文献1】
特開平11−13429号公報
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような油圧装置にあっては、アキュームレータに十分な油圧で油液を蓄圧できないという問題点がある。すなわち、上述した油圧装置では、オイルポンプから吐出される油液を、潤滑系への分岐位置の下流側で分岐する油圧通路を通じてアキュームレータに流入させている。また、オイルポンプから逆止弁71及び逆止弁74の二つの逆止弁を経た後でアキュームレータにオイルが供給され、圧力損失が大きくなっている。このため、油圧が低下した状態でオイルがアキュームレータに流入し、油液を高圧状態で蓄圧することができない。従って、可変バルブタイミング機構などの油圧駆動系に高い油圧でオイルを供給することが困難となる。
【0005】
そこで本発明は、このような問題点を解決するためになされたものであって、油圧駆動系に高い油圧で油液を供給可能とする油圧装置を提供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】
すなわち、本発明に係る油圧装置は、オイルポンプの吐出口に接続される第一流路を第二流路と第三流路に分岐させ、第二流路を通じて潤滑系に油液を供給すると共に、第三流路を通じて油圧駆動系に油液を供給する内燃機関の油圧装置において、第一流路における第二流路と第三流路の分岐位置の上流側から油液を流入させて蓄圧し、蓄圧した油液を第三流路に供給可能とした蓄圧手段を備え、第三流路にはオイルポンプ側から油圧駆動系側への油液の流通のみを許容する逆止弁が設けられ、蓄圧手段は第三流路における逆止弁の下流位置に油液を供給可能であることを特徴とする。
【0008】
この発明によれば、潤滑系の分岐位置より上流側から油液を流入させて蓄圧することにより、高い油圧で油液を蓄圧することができる。また、分岐位置の下流側の油圧駆動系に近い位置に油液を供給できるため、圧力損失が少なく高い油圧の状態で油液を供給可能である。
【0009】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照して本発明の実施の形態を詳細に説明する。なお、図面の説明において同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。
(第一実施形態)
図1に本実施形態に係るに係る油圧装置の構成概略図を示す。
【0010】
本実施形態に係る油圧装置1は、オイルポンプ2によって油液を潤滑系3及び油圧駆動系4に供給する装置である。オイルポンプ2は、油液を所定の油圧とする油圧発生手段として機能するものであり、例えば内燃機関の出力軸に駆動連結されて駆動するものが用いられる。
【0011】
潤滑系3は、内燃機関に内蔵され油液を作動時の潤滑油として必要とするものであり、例えばクランクジャーナル、クランクピン、コネティングロッド、ピストン、カムジャーナルなどにより構成される。
【0012】
油圧駆動系4は、内燃機関に内蔵され、油液の油圧を用いて駆動するものであり、例えば可変バルブタイミング機構により構成される。また、油圧駆動系4としては、バルブラッシュアジャスタなどであってもよい。
【0013】
オイルポンプ2は、その作動により、オイルパン5から油液を吸い上げて第一流路11に油液を圧送する。第一流路11は、オイルポンプ2の吐出口に接続され、潤滑系3及び油圧駆動系4に向けて油液を流通させる流路である。
【0014】
第一流路11の途中には、オイルフィルタ6が設けられている。第一流路11は、オイルフィルタ6の下流側で第二流路12と第三流路13に分岐している。第二流路12は、潤滑系3に油液を供給するための流路であり、分岐位置から潤滑系3まで延びている。第三流路13は、油圧駆動系4に油液を供給するための流路であり、分岐位置から油圧駆動系4まで延びている。
【0015】
油圧装置1には、アキュームレータ7が設けられている。アキュームレータ7は、油液を収容し蓄圧する蓄圧手段として機能するものである。アキュームレータ7は、第一流路11における第二流路12と第三流路13の分岐位置の上流側から油液を流入させて蓄圧し、蓄圧した油液を第三流路13に供給する。
【0016】
例えば、第一流路11における第二流路12と第三流路13の分岐位置の上流側からアキュームレータ7の吸入口まで延びる流入路14が設けられ、この流入路14を通じて油液がアキュームレータ7に流入される。また、アキュームレータ7の排出口から第三流路13まで延びる流出路15が設けられ、この流出路15を通じて蓄圧された油液が油圧駆動系4に供給される。
【0017】
第三流路13には第一逆止弁16が設けられている。第一逆止弁16は、アキュームレータ7から第三流路13に供給される油液の逆流を防止するための逆止弁であり、オイルポンプ2側から油圧駆動系4側への油液の流通のみを許容する。この第一逆止弁16の下流位置で、流出路15が第三流路17に合流している。これにより、アキュームレータ7により蓄圧された油液が流出路15を通じて第三流路13に供給される。
【0018】
流入路14には第二逆止弁17が設けられている。第二逆止弁17は、アキュームレータ7に蓄圧された油液の逆流防止用の逆止弁であり、第一流路11側からアキュームレータ7側への油液の流通のみを許容する。
【0019】
流出路15には、制御弁18が設けられている。制御弁18は、流出路15の流通を許容及び禁止する弁であり、ECU20により開閉制御されている。制御弁18を開くことにより、流出路15が流通可能状態となり、アキュームレータ7に蓄圧された油液が流出路15を通じて油圧駆動系4に供給される。一方、制御弁18を閉じることにより、流出路15が流通不可能状態となり、アキュームレータ7から油圧駆動系4への油液の供給が停止される。
【0020】
ECU20は、油圧装置1の装置全体の制御を行うものであり、例えばCPU、ROM、RAMを含むコンピュータを主体として構成されている。ECU20には、図示しない内燃機関のエンジン回転数信号、負荷信号が入力される。これにより、内燃機関の運転状態を検出することができる。また、ECU20には、図示しない油温信号が入力される。これにより、油温を検出することができる。また、ECU20には、図示しない水温信号が入力される。これにより、内燃機関の温度状態を検出することができる。なお、油温信号を検出しない場合もあるが、この場合、ECU20により内燃機関の運転状態から油温を推定すればよい。
【0021】
アキュームレータ7には圧力センサ21が設けられている。圧力センサ21は、アキュームレータ7内の圧力を検出する圧力検出手段である。圧力センサ21の出力信号は、ECU20に入力される。圧力センサ21でアキュームレータ7の油圧を検出しておくことにより、細かな制御が簡単に可能となる。
【0022】
なお、圧力センサ21を設けない場合もある。この場合、ECU20により内燃機関の運転状態からアキュームレータ7の蓄圧状態を推定すればよい。
【0023】
次に本実施形態に係る油圧装置の動作について説明する。
【0024】
図1において、オイルポンプ2の作動により、オイルパン5から油液が吸引され第一流路11に圧送される。油液は、オイルフィルタ6を通過し、その一部が流入路14を流通し、第二逆止弁17を経由してアキュームレータ7に流れ込む。
【0025】
このとき、図2に示すように、一般的にオイルポンプ2の圧送力が周期的に変化するので、圧送による平均油圧に対し第二逆止弁17の開弁圧を高く設定しておくのが望ましい。これにより、第二逆止弁17の開弁圧を超える油圧部分(図2の斜線部分)の油液がアキュームレータ7に流入することとなる。すなわち、オイルポンプ2からの平均吐出圧よりも高い油圧を蓄圧することができる。
【0026】
その際、油液は、第一流路11における潤滑系3への分岐位置より上流側からアキュームレータ7へ導かれる。従って、アキュームレータ7に油液を高圧状態で蓄圧することができる。また、アキュームレータ7に油液を所定の圧力まで迅速に蓄圧することができる。
【0027】
一方、オイルフィルタ6を通過した油液の一部は、流入路14側へ流通せず、第二流路12と第三流路13の分岐位置に達する。そこで、その油液の一部は第二流路12を通じて潤滑系3に供給される。その他の油液は第三流路13を流通し第一逆止弁16を経由して油圧駆動系4に供給される。
【0028】
潤滑系3に供給された油液は、潤滑油として用いられた後、オイルパン5へ戻される。油圧駆動系4に供給された油液は、作動油として用いられた後、オイルパン5へ戻される。
【0029】
そして、内燃機関の所定の状態になったときに、ECU20から制御信号が制御弁18に出力され、制御弁18が開弁される。ここで、内燃機関の所定の状態とは、例えば内燃機関の低回転運転時、高油温時において可変バルブタイミング機構への油圧供給が不足している状態、エンジン始動後においてチェーンテンションナへの油圧供給が不足している状態などである。
【0030】
この制御弁18の開弁により、アキュームレータ7から油液が流出し、流出路15を通じて油圧駆動系4に油液が供給される。その際、流出路15が第一逆止弁16の下流側の油圧駆動系4の近傍位置で第三流路13に合流しているので、高い油圧状態で油液を油圧駆動系4に供給することが可能となる。
【0031】
また、アキュームレータ7内の油圧が低下したときには、制御弁18を開いた状態のまま、オイルポンプ2を作動させてもよい。この場合、オイルポンプ2から圧送される油液が流入路14、第二逆止弁17、アキュームレータ7、流出路15を通じて、油圧駆動系4に供給される。これにより、油圧の低下したアキュームレータ7に蓄圧しながら、油圧駆動系4に油液の供給が可能となる。また、油圧駆動系4に対して優先的に油液の供給が可能となる。
【0032】
また、内燃機関の始動の際、制御弁18を開弁して、アキュームレータ7から油圧駆動系4に油液を供給してもよい。この場合、内燃機関の始動前又は始動時に油圧駆動系4に所定の油圧で油液を供給することにより、例えば可変バルブタイミング機構のハンチングやチェーンの始動時のばたつきに起因する内燃機関の不安定な運転状態を抑制できるなどの効果が得られる。
【0033】
以上のように、本実施形態に係る油圧装置によれば、潤滑系3の分岐位置より上流側で油液をアキュームレータ7に流入して蓄圧することにより、高い油圧で油液を蓄圧することができる。また、油圧駆動系4に対して、分岐位置の下流側の油圧駆動系4に近い位置から油液を供給できるため、圧力損失が少なく高い油圧の状態で油液を供給できる。
【0034】
また、潤滑系3の分岐位置より上流側から油液をアキュームレータ7に流入させて蓄圧することにより、オイルポンプ2により圧送される油液の油圧の変動を抑制することができる。例えば、図2に示すように、変動する油圧において所定の油圧以上の高圧領域(図2の斜線部分)の油液をアキュームレータ7に流入させることにより、油液の油圧変動を低減することができる。これにより、第二流路12を通じて潤滑系3に油圧変動の少ない油液を供給でき、第三流路13を通じて油圧駆動系4に油圧変動の少ない油液を供給できる。
【0035】
また、油圧駆動系4に油圧変動の少ない油液を供給することで、油圧駆動系4の作動を円滑化することができ、エンジン回転の変動等を抑制することができる。これにより、燃費の向上、排ガスの改善が図れる。
【0036】
また、高油温時の油圧不足の際にアキュームレータ7から油液を供給することにより、内燃機関の出力低下、焼き付き防止、可変バルブタイミング機構などの応答性の向上、バルブラッシュアジャスタへのエア混入防止が図れる。
【0037】
また、低回転時の油圧不足の際にアキュームレータ7から油液を供給することにより、摺動部において境界摺動部分をなくして低フリクション化が図れ、始動直後の油圧立上りを早くし、吹上り性の向上が図れる。また、可変バルブタイミング機構などの油圧駆動系4の確実な作動による燃費向上が図れ、エミッション低下が図れる。
(第二実施形態)
次に第二実施形態に係る油圧装置について説明する。
【0038】
図3に本実施形態に係る油圧装置の概略構成図を示す。図3に示すように、本実施形態に係る油圧装置1aは、図1の第一実施形態に係る油圧装置1とほぼ同様な構成を有するものであるが、第二逆止弁17に代えて流入路14に膜ポンプ27を設けた点で異なっている。
【0039】
膜ポンプ27は、膜の往復運動を利用して油液を圧送するポンプであり、例えば容器内に往復運動可能な膜体を設置し、吸引口に吸引方向の流通のみを許容する逆止弁を設け、排出口に排出方向の流通のみを許容する逆止弁を設けたものが用いられる。
【0040】
また、膜ポンプ27としては、ECU20からの制御によって膜体を往復運動可能としたものを用いてもよい。この場合、アキュームレータ7内の油圧が低下したときに膜ポンプ27の加圧によりアキュームレータ7の油圧を増圧することが可能となる。また、アキュームレータ7に蓄えられた油液以上の油液を用いることができる。
【0041】
このような油圧装置1aであっても、第一実施形態に係る油圧装置1と同様な作用効果が得られる。さらに、膜ポンプ27を用いてアキュームレータ7に蓄圧することにより、微少な油圧変化に対して応答可能となり、結果としてアキュームレータ7内の油圧変動が低減でき、油圧駆動系4の応答性の精度が向上できる。また、オイルポンプ2の圧送による油圧変動を膜ポンプ27で吸収可能となり、油圧変動の少ない油液を潤滑系3、油圧駆動系4に供給することができる。なお、アキュームレータがない場合は、従来からある機械式オイルポンプの容量をアップせざるを得ず、オイルポンプのフリクションの増加につながる。
【0042】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、油圧駆動系に高い油圧で油液を供給することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第一実施形態に係る油圧装置の構成概略図である。
【図2】図1の油圧装置における油液の油圧変動の説明図である。
【図3】第二実施形態に係る油圧装置の構成概略図である。
【符号の説明】
1…油圧装置、2…オイルポンプ、3…潤滑系、4…油圧駆動系、5…オイルパン、7…アキュームレータ(蓄圧手段)、11…第一流路、12…第二流路、13…第三流路、14…流入路、15…流出路、16…第一逆止弁(逆止弁)、17…第二逆止弁、18…制御弁、20…ECU、27…膜ポンプ。
Claims (1)
- オイルポンプの吐出口に接続される第一流路を第二流路と第三流路に分岐させ、前記第二流路を通じて潤滑系に油液を供給すると共に、前記第三流路を通じて油圧駆動系に前記油液を供給する内燃機関の油圧装置において、
前記第一流路における前記第二流路と前記第三流路の分岐位置の上流側から前記油液を流入させて蓄圧し、蓄圧した前記油液を前記第三流路に供給可能とした蓄圧手段を備え、
前記第三流路には、オイルポンプ側から油圧駆動系側への前記油液の流通のみを許容する逆止弁が設けられ、
前記蓄圧手段は、前記第三流路における前記逆止弁の下流位置に前記油液を供給可能であること、
を特徴とする油圧装置。
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