JP5565323B2 - 内燃機関の潤滑装置 - Google Patents
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クランク軸のトルクにより駆動され、内燃機関の各部を潤滑するためのオイルを圧送可能なメインオイルポンプと、
所定の駆動源により駆動され、前記オイルを圧送可能であり、前記メインオイルポンプよりも容量の小さいサブオイルポンプと、
前記クランク軸と前記メインオイルポンプとが連結された連結状態と、前記クランク軸と前記メインオイルポンプとが非連結とされた非連結状態とを切り替えるクラッチ機構と、
スターターによる前記クランク軸のクランキング中に、前記非連結状態となるように前記クラッチ機構を制御するクラッチ制御手段と、
前記オイルの粘度を取得するオイル粘度取得手段と、
を備え、
前記クラッチ制御手段は、前記クランキング中に前記オイルの粘度が所定値以下である場合には、前記連結状態となるように前記クラッチ機構を制御する低オイル粘度時制御手段を含むことを特徴とする。
クランク軸のトルクにより駆動され、内燃機関の各部を潤滑するためのオイルを圧送可能なメインオイルポンプと、
電動モーターにより駆動され、前記オイルを圧送可能であり、前記メインオイルポンプよりも容量の小さいサブオイルポンプと、
前記クランク軸と前記メインオイルポンプとが連結された連結状態と、前記クランク軸と前記メインオイルポンプとが非連結とされた非連結状態とを切り替えるクラッチ機構と、
前記内燃機関の始動要求を検知する始動要求検知手段と、
前記始動要求が検知された場合に、前記クランク軸を回転駆動可能なスターターの稼動開始前に前記サブオイルポンプの稼動を開始させるサブポンプ制御手段と、
前記オイルの粘度を取得するオイル粘度取得手段と、
前記スターターによる前記クランク軸のクランキング中に、前記オイルの粘度に応じて、前記クラッチ機構の動作状態を前記非連結状態と前記連結状態との間で切り替えるクラッチ制御手段と、
を備えることを特徴とする。
前記始動要求が検知された場合に、前記オイル粘度取得手段が前記オイルの粘度を取得するまで前記スターターの稼動を禁止するスターター稼動禁止手段を更に備えることを特徴とする。
エンジン回転数を取得する回転数取得手段と、
前記スターターによる前記クランク軸のクランキング中に、エンジン回転数が所定値よりも高いか否かに応じて、前記クラッチ機構の動作状態を前記非連結状態と前記連結状態との間で切り替えるクラッチ制御手段と、
を更に備えることを特徴とする。
また、第5の発明は、内燃機関の潤滑装置であって、
クランク軸のトルクにより駆動され、内燃機関の各部を潤滑するためのオイルを圧送可能なメインオイルポンプと、
電動モーターにより駆動され、前記オイルを圧送可能であり、前記メインオイルポンプよりも容量の小さいサブオイルポンプと、
前記クランク軸と前記メインオイルポンプとが連結された連結状態と、前記クランク軸と前記メインオイルポンプとが非連結とされた非連結状態とを切り替えるクラッチ機構と、
前記内燃機関の始動要求を検知する始動要求検知手段と、
前記始動要求が検知された場合に、前記クランク軸を回転駆動可能なスターターの稼動開始前に前記サブオイルポンプの稼動を開始させるサブポンプ制御手段と、
エンジン回転数を取得する回転数取得手段と、
前記スターターによる前記クランク軸のクランキング中に、エンジン回転数が所定値よりも高いか否かに応じて、前記クラッチ機構の動作状態を前記非連結状態と前記連結状態との間で切り替えるクラッチ制御手段と、
を備えることを特徴とする。
エンジン回転数を取得する回転数取得手段と、
前記スターターによるクランキングの終了後においてエンジン回転数が所定値よりも高い場合には、前記オイルの粘度に関係なく、前記連結状態となるように前記クラッチ機構を制御するクランキング後制御手段と、
を更に備えることを特徴とする。
前記クラッチ制御手段は、
前記サブオイルポンプが発生する油圧を前記クラッチ機構に導くための油圧通路と、
前記油圧通路の途中に配置され、当該クラッチ機構に作用する油圧を制御する制御弁と、
を含むことを特徴とする。
前記クラッチ機構は、前記油圧通路を介して前記サブオイルポンプが発生する油圧の供給を受けた場合に、前記連結状態となるように構成されており、
前記油圧通路の途中に配置され、当該油圧通路を流れる前記オイルの油量を絞る絞り部を更に備えることを特徴とする。
また、第9の発明は、内燃機関の潤滑装置であって、
クランク軸のトルクにより駆動され、内燃機関の各部を潤滑するためのオイルを圧送可能なメインオイルポンプと、
所定の駆動源により駆動され、前記オイルを圧送可能であり、前記メインオイルポンプよりも容量の小さいサブオイルポンプと、
前記クランク軸と前記メインオイルポンプとが連結された連結状態と、前記クランク軸と前記メインオイルポンプとが非連結とされた非連結状態とを切り替えるクラッチ機構と、
スターターによる前記クランク軸のクランキング中に、前記非連結状態となるように前記クラッチ機構を制御するクラッチ制御手段と、
を備え、
前記クラッチ制御手段は、
前記サブオイルポンプが発生する油圧を前記クラッチ機構に導くための油圧通路と、
前記油圧通路の途中に配置され、当該クラッチ機構に作用する油圧を制御する制御弁と、
を含み、
前記クラッチ機構は、前記油圧通路を介して前記サブオイルポンプが発生する油圧の供給を受けた場合に、前記連結状態となるように構成されており、
前記油圧通路の途中に配置され、当該油圧通路を流れる前記オイルの油量を絞る絞り部を更に備えることを特徴とする。
第5の発明によれば、内燃機関の始動要求が検知された場合に、スターターの稼動開始前に電動式のサブオイルポンプの稼動が開始される。これにより、スターターによる駆動によって内燃機関が回転し始める前に、内燃機関の摩耗懸念部位にサブオイルポンプからのオイルを供給することができるので、オイル切れによる異常摩耗を防止することができる。また、本発明では、クランク軸駆動のメインオイルポンプと電動式のサブオイルポンプとを選択的に使用可能な構成を備えている。従って、必要に応じてメインオイルポンプを停止することにより、クランク軸のトルクにより駆動されるオイルポンプのみで必要な油量を確保する場合と比べて、始動時のフリクション低減を図ることができる。このように、本発明によれば、始動時にフリクションの低減を図りつつ、内燃機関の各部の異常摩耗を防止することができる。また、本発明によれば、クランキング中にエンジン回転数が上記所定値以下となる場合、つまり、内燃機関の負荷が大きい状況であるために完爆に必要なエンジン回転数が確保できていないものと考えられる場合には、クラッチ機構を非連結状態としてメインオイルポンプを停止させるようにすることで、内燃機関の負荷を低減させることができる。その結果、エンジン回転数が上昇し易くなるので、完爆状態に速やかに到達させられるようになる。
第9の発明によれば、クランキング中にクラッチ機構が非連結状態に制御されることにより、メインオイルポンプが稼動せずに、サブオイルポンプのみが稼動するようになる。このように、メインオイルポンプに比して容量の小さいサブオイルポンプのみを利用することにより、クランキング時のフリクションを低減することができる。また、カムノーズや軸受メタル等の摩耗が懸念される部位には、サブオイルポンプを利用してクランキング中にオイルを供給することができる。このため、内燃機関の各部の異常摩耗を防止することができる。以上のように、本発明によれば、始動時にフリクションの低減を図りつつ、内燃機関の各部の異常摩耗を防止することができる。また、本発明によれば、サブオイルポンプの発生油圧を利用して、クラッチ機構の動作状態を非連結状態と連結状態との間で切り替えることが可能となる。さらに、本発明によれば、オイルの粘度が高い場合に、クラッチ機構が繋がるタイミングを遅らせることができるので、メインオイルポンプのフリクションによってエンジンストール等の不具合が発生してしまうことを防止することができる。
先ず、図1および図2を参照して、本発明の実施の形態1について説明する。
[実施の形態1のシステム構成]
図1は、本発明の実施の形態1における内燃機関10の潤滑装置のシステム構成を説明するための模式図である。
図1に示す内燃機関10は、シリンダヘッド12を備えている。シリンダヘッド12の下方には、シリンダブロック(およびクランクケース)14が配置されている。シリンダブロック14の下方には、内燃機関10の各部を潤滑するためのオイルを溜めておくためのオイルパン16が設置されている。
オイルの粘度が高いと、オイルポンプのフリクションが増大する。しかしながら、内燃機関の始動時のフリクションを低減するために、オイルの性状に関係なく、単にオイルポンプの駆動を停止するようにすると、内燃機関の暖機後のようにオイルの粘度が低い場合であっても、クランキング中に、内燃機関の各部へのオイルの供給が停止されてしまう。このため、内燃機関の各部の異常摩耗が生ずることが懸念される。
図2に示すルーチンでは、先ず、内燃機関10の始動中(始動スイッチ70の操作に伴ってスターター26が駆動状態とされている期間)、すなわち、クランキング中であるか否かが判定される(ステップ100)。
また、上述した実施の形態1においては、ECU66が、上記ステップ102の処理を実行することにより前記第1の発明における「オイル粘度取得手段」が、上記ステップ104の判定が不成立である場合に上記ステップ108の処理を実行することにより前記第1の発明における「低オイル粘度時制御手段」が、それぞれ実現されている。
また、上述した実施の形態1においては、ECU66が、上記ステップ110の処理を実行することにより前記第6の発明における「回転数取得手段」が、上記ステップ100の判定が不成立し、かつ上記ステップ110の判定が成立する場合に上記ステップ108の処理を実行することにより前記第6の発明における「クランキング後制御手段」が実現されている。
次に、図3および図4を参照して、本発明の実施の形態2について説明する。
[実施の形態2のシステム構成]
図3は、本発明の実施の形態2における内燃機関80の潤滑装置のシステム構成を説明するための模式図である。尚、図3において、上記図1に示す構成要素と同一の要素については、同一の符号を付してその説明を省略または簡略する。
上述した構成を備える本実施形態のシステムでは、始動スイッチ70がONとされた場合(すなわち、内燃機関80の始動要求が検知された場合)に、スターター26の稼動開始前に電動式のサブオイルポンプ84の稼動を開始させるようにした。そして、オイルの粘度が検出されるまでスターター26の稼動を禁止するようにした。
また、上述した実施の形態2においては、ECU66が、上記ステップ206の処理を実行することにより前記第2の発明における「オイル粘度取得手段」が、上記ステップ212の判定結果に応じて上記ステップ208または上記ステップ214の処理を実行することにより前記第2の発明における「クラッチ制御手段」が、それぞれ実現されている。
また、上述した実施の形態2においては、ECU66が上記ステップ204の判定が不成立である間は上記ステップ210の処理を実行しないことにより、前記第3の発明における「スターター稼動禁止手段」が実現されている。
次に、図5を参照して、本発明の実施の形態3について説明する。
本実施形態のシステムは、図3に示すハードウェア構成を用いて、ECU66に図4に示すルーチンに代えて後述の図5に示すルーチンを実行させることにより実現することができるものである。
本実施形態においても、上述した実施の形態2と同様に、始動スイッチ70がONとされた場合(すなわち、内燃機関80の始動要求が検知された場合)に、スターター26の稼動開始前に電動式のサブオイルポンプ84の稼動を開始させるようにしている。そのうえで、本実施形態では、サブオイルポンプ84の稼動開始とともに、VSV56を開くようにし、クラッチ機構50への油圧の供給を開始させるようにした。
図5に示すルーチンでは、始動スイッチ70がONとされたことに伴って電動式のサブオイルポンプ84の運転が開始された(ステップ200、202)後に、所定時間T1が経過したか否かが判定される(ステップ300)。本ステップ300における所定時間T1は、VSV56の開弁に伴ってサブオイルポンプ84の運転が開始された際に、クラッチ機構50を連結状態に切り替えるための油圧を確保するために要する時間として予め設定された値である。
12 シリンダヘッド
14 シリンダブロック
16 オイルパン
22 クランク軸
24 フライホイール
26 スターター
28 チェーンケース
30 駆動プーリー
32 メインオイルポンプ
34、82 メインポンプ駆動軸
36 従動プーリー
38 ベルト
40、84 サブオイルポンプ
42 メインオイルストレーナー
44 サブオイルストレーナー
46 メインオイル吸入通路
48 サブオイル吸入通路
50 クラッチ機構
52、92 サブオイル通路
54、90 油圧通路
56 VSV
58 絞り部
60、88 メインオイル通路
62 チェック弁
64 油圧センサ
66 ECU(Electronic Control Unit)
68 クランク角センサ
70 始動スイッチ
86 電動モーター
Claims (9)
- クランク軸のトルクにより駆動され、内燃機関の各部を潤滑するためのオイルを圧送可能なメインオイルポンプと、
所定の駆動源により駆動され、前記オイルを圧送可能であり、前記メインオイルポンプよりも容量の小さいサブオイルポンプと、
前記クランク軸と前記メインオイルポンプとが連結された連結状態と、前記クランク軸と前記メインオイルポンプとが非連結とされた非連結状態とを切り替えるクラッチ機構と、
スターターによる前記クランク軸のクランキング中に、前記非連結状態となるように前記クラッチ機構を制御するクラッチ制御手段と、
前記オイルの粘度を取得するオイル粘度取得手段と、
を備え、
前記クラッチ制御手段は、前記クランキング中に前記オイルの粘度が所定値以下である場合には、前記連結状態となるように前記クラッチ機構を制御する低オイル粘度時制御手段を含むことを特徴とする内燃機関の潤滑装置。 - クランク軸のトルクにより駆動され、内燃機関の各部を潤滑するためのオイルを圧送可能なメインオイルポンプと、
電動モーターにより駆動され、前記オイルを圧送可能であり、前記メインオイルポンプよりも容量の小さいサブオイルポンプと、
前記クランク軸と前記メインオイルポンプとが連結された連結状態と、前記クランク軸と前記メインオイルポンプとが非連結とされた非連結状態とを切り替えるクラッチ機構と、
前記内燃機関の始動要求を検知する始動要求検知手段と、
前記始動要求が検知された場合に、前記クランク軸を回転駆動可能なスターターの稼動開始前に前記サブオイルポンプの稼動を開始させるサブポンプ制御手段と、
前記オイルの粘度を取得するオイル粘度取得手段と、
前記スターターによる前記クランク軸のクランキング中に、前記オイルの粘度に応じて、前記クラッチ機構の動作状態を前記非連結状態と前記連結状態との間で切り替えるクラッチ制御手段と、
を備えることを特徴とする内燃機関の潤滑装置。 - 前記始動要求が検知された場合に、前記オイル粘度取得手段が前記オイルの粘度を取得するまで前記スターターの稼動を禁止するスターター稼動禁止手段を更に備えることを特徴とする請求項2記載の内燃機関の潤滑装置。
- エンジン回転数を取得する回転数取得手段と、
前記スターターによる前記クランク軸のクランキング中に、エンジン回転数が所定値よりも高いか否かに応じて、前記クラッチ機構の動作状態を前記非連結状態と前記連結状態との間で切り替えるクラッチ制御手段と、
を更に備えることを特徴とする請求項2または3記載の内燃機関の潤滑装置。 - クランク軸のトルクにより駆動され、内燃機関の各部を潤滑するためのオイルを圧送可能なメインオイルポンプと、
電動モーターにより駆動され、前記オイルを圧送可能であり、前記メインオイルポンプよりも容量の小さいサブオイルポンプと、
前記クランク軸と前記メインオイルポンプとが連結された連結状態と、前記クランク軸と前記メインオイルポンプとが非連結とされた非連結状態とを切り替えるクラッチ機構と、
前記内燃機関の始動要求を検知する始動要求検知手段と、
前記始動要求が検知された場合に、前記クランク軸を回転駆動可能なスターターの稼動開始前に前記サブオイルポンプの稼動を開始させるサブポンプ制御手段と、
エンジン回転数を取得する回転数取得手段と、
前記スターターによる前記クランク軸のクランキング中に、エンジン回転数が所定値よりも高いか否かに応じて、前記クラッチ機構の動作状態を前記非連結状態と前記連結状態との間で切り替えるクラッチ制御手段と、
を備えることを特徴とする内燃機関の潤滑装置。 - エンジン回転数を取得する回転数取得手段と、
前記スターターによるクランキングの終了後においてエンジン回転数が所定値よりも高い場合には、前記オイルの粘度に関係なく、前記連結状態となるように前記クラッチ機構を制御するクランキング後制御手段と、
を更に備えることを特徴とする請求項1乃至3の何れか1項記載の内燃機関の潤滑装置。 - 前記クラッチ制御手段は、
前記サブオイルポンプが発生する油圧を前記クラッチ機構に導くための油圧通路と、
前記油圧通路の途中に配置され、当該クラッチ機構に作用する油圧を制御する制御弁と、
を含むことを特徴とする請求項1乃至6の何れか1項記載の内燃機関の潤滑装置。 - 前記クラッチ機構は、前記油圧通路を介して前記サブオイルポンプが発生する油圧の供給を受けた場合に、前記連結状態となるように構成されており、
前記油圧通路の途中に配置され、当該油圧通路を流れる前記オイルの油量を絞る絞り部を更に備えることを特徴とする請求項7記載の内燃機関の潤滑装置。 - クランク軸のトルクにより駆動され、内燃機関の各部を潤滑するためのオイルを圧送可能なメインオイルポンプと、
所定の駆動源により駆動され、前記オイルを圧送可能であり、前記メインオイルポンプよりも容量の小さいサブオイルポンプと、
前記クランク軸と前記メインオイルポンプとが連結された連結状態と、前記クランク軸と前記メインオイルポンプとが非連結とされた非連結状態とを切り替えるクラッチ機構と、
スターターによる前記クランク軸のクランキング中に、前記非連結状態となるように前記クラッチ機構を制御するクラッチ制御手段と、
を備え、
前記クラッチ制御手段は、
前記サブオイルポンプが発生する油圧を前記クラッチ機構に導くための油圧通路と、
前記油圧通路の途中に配置され、当該クラッチ機構に作用する油圧を制御する制御弁と、
を含み、
前記クラッチ機構は、前記油圧通路を介して前記サブオイルポンプが発生する油圧の供給を受けた場合に、前記連結状態となるように構成されており、
前記油圧通路の途中に配置され、当該油圧通路を流れる前記オイルの油量を絞る絞り部を更に備えることを特徴とする内燃機関の潤滑装置。
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