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技術 内燃機関

出願人 三菱自動車工業株式会社
発明者 松田征二大島弘己秦幸司山本剛司
出願日 2014年12月19日 (4年0ヶ月経過) 出願番号 2014-257228
公開日 2016年6月30日 (2年6ヶ月経過) 公開番号 2016-118122
状態 特許登録済
技術分野 内燃機関潤滑の細部、換気
主要キーワード 累積経過時間 キャップセンサ ドレイン孔 エンジンポンプ 総運転時間 劣化具合 貯留室内 サーモバルブ
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2016年6月30日)のものです。
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図面 (5)

課題

二槽式のオイルパンを有している場合に暖機運転までの間に使用される潤滑油劣化遅延させることのできる内燃機関を提供する。

解決手段

内燃機関1は、第1のオイルパン41と第2のオイルパン42と電磁弁5と制御部6とを備える。第1のオイルパン41は、潤滑油Loを吸い出すポンプ7の配管71が差し込まれ第1の槽P1を形成する。第2のオイルパン42は、第1の槽P1に連通部401を介して接続される第2の槽P2を形成する。電磁弁5は、連通部401に設置され、第1の槽P1と第2の槽P2との間の潤滑油Loの移動を封止する。制御部6は、電磁弁5が閉じられている状態での運転時間を積算した第1の累積経過時間が第1の開弁時間を超えた場合に電磁弁5を開く。

概要

背景

内燃機関は、潤滑油貯留するオイルパンを下部に備えている。エンジン始動から短時間で潤滑油を温めて暖機運転を完了させるために、インナオイルパンとアウタオイルパンとの二槽のオイルパンを二重構造に構成した内燃機関がある(例えば特許文献1)。

特許文献1に記載されたエンジンオイルパン構造によれば、アウタオイルパンの底壁にインナオイルパンが設置され、インナオイルパンの内側の第1の貯留室をインナオイルパンとアウタオイルパンとの間に形成される第2の貯留室へ連通させる連通孔サーモバルブを設けている。潤滑油は、インナオイルパンに差し込まれたストレーナを通してエンジンポンプで吸い上げられて、動弁装置などに供給された後、インナオイルパンに流れ落ちてくる。サーモバルブは、温度によって開閉動作する構造を有している。このサーモバルブは、潤滑油の温度が低い間すなわち暖機運転中は連通孔を閉じており、潤滑油の温度がある一定の温度以上になるすなわち暖機運転が完了すると連通孔を開通させる。

潤滑油の温度が低い暖機運転中は、サーモバルブが閉じられているのでインナオイルパン内(第1の貯留室内)の潤滑油が循環されて、潤滑油の温度は短時間で上昇する。潤滑油の温度が一定の温度以上になるとサーモバルブが開かれ、第1の貯留室と第2の貯留室とが連通される。これにより、第1の貯留室の潤滑油に加えて第2の貯留室の潤滑油の一部も循環されるようになる。

概要

二槽式のオイルパンを有している場合に暖機運転までの間に使用される潤滑油の劣化遅延させることのできる内燃機関を提供する。内燃機関1は、第1のオイルパン41と第2のオイルパン42と電磁弁5と制御部6とを備える。第1のオイルパン41は、潤滑油Loを吸い出すポンプ7の配管71が差し込まれ第1の槽P1を形成する。第2のオイルパン42は、第1の槽P1に連通部401を介して接続される第2の槽P2を形成する。電磁弁5は、連通部401に設置され、第1の槽P1と第2の槽P2との間の潤滑油Loの移動を封止する。制御部6は、電磁弁5が閉じられている状態での運転時間を積算した第1の累積経過時間が第1の開弁時間を超えた場合に電磁弁5を開く。

目的

本発明は、二槽式のオイルパンを有している場合に暖機運転までの間に使用される潤滑油の劣化を遅延させることのできる内燃機関を提供する

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

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請求項1

潤滑油吸い出すポンプ配管が差し込まれ第1の槽を形成する第1のオイルパンと、前記第1の槽に連通部を介して接続される第2の槽を形成する第2のオイルパンと、前記連通部に設置され前記第1の槽と前記第2の槽との間の潤滑油の移動を封止する電磁弁と、前記電磁弁が閉じられている状態での運転時間を積算した第1の累積経過時間が第1の開弁時間を超えた場合に前記電磁弁を開く制御部と、を備えることを特徴とする内燃機関

請求項2

前記第1の槽の油温計測する第1の温度計をさらに備え、前記制御部は、前記第1の温度計によって検出される温度が第1の温度を超える場合に前記電磁弁を開き、前記第1の温度計によって検出される温度が前記第1の温度を下回る場合に前記電磁弁を閉じることを特徴とする請求項1に記載された内燃機関。

請求項3

前記制御部は、前記第1の温度計によって検出される温度が前記第1の温度を超えている時間を積算した第2の累積経過時間が第2の開弁時間を超えた場合に、前記第1の温度計によって検出される温度が前記第1の温度を下回っても前記電磁弁を開いた状態を維持することを特徴とする請求項2に記載された内燃機関。

請求項4

車両の走行距離積算計測する距離計をさらに備え、前記制御部は、前記第1の温度計によって検出される温度が前記第1の温度よりも低い間に前記距離計によって計測された距離を積算して所定の距離を超えた場合に前記電磁弁を開くことを特徴とする請求項2または請求項3に記載された内燃機関。

請求項5

前記第1の槽の油面の高さを計測する第1の液面計と、前記第2の槽の油面の高さを計測する第2の液面計と、をさらに備え、前記制御部は、前記第1の液面計で計測された油面の高さよりも前記第2の液面計で計測された油面の高さのほうが低い場合、前記電磁弁を開くことを特徴とする請求項1から請求項4のいずれか1項に記載された内燃機関。

請求項6

前記第1のオイルパンは、前記連通部を開口され、前記第2のオイルパンは、前記第1のオイルパンの下部外側を覆い、前記第1のオイルパンとの間に前記第2の槽を形成し、底部にドレイン孔を設けられ、前記内燃機関は、前記ドレイン孔に装着されるプラグと、前記プラグが外されたことを検出するプラグセンサと、をさらに備え、前記制御部は、前記プラグが外されたことを前記プラグセンサによって検出すると、前記電磁弁を開くことを特徴とする請求項1から請求項5のいずれか1項に記載された内燃機関。

請求項7

前記第1の槽に少なくとも連通する供給孔と、前記供給孔に装着されるキャップと、前記キャップが外されたことを検出するキャップセンサと、をさらに備え、前記制御部は、前記キャップが外されたことを前記キャップセンサによって検出すると、前記電磁弁を開くことを特徴とする請求項1から請求項6のいずれか1項に記載された内燃機関。

技術分野

0001

本発明は、二槽のオイルパンを有する内燃機関に関する。

背景技術

0002

内燃機関は、潤滑油貯留するオイルパンを下部に備えている。エンジン始動から短時間で潤滑油を温めて暖機運転を完了させるために、インナオイルパンとアウタオイルパンとの二槽のオイルパンを二重構造に構成した内燃機関がある(例えば特許文献1)。

0003

特許文献1に記載されたエンジンオイルパン構造によれば、アウタオイルパンの底壁にインナオイルパンが設置され、インナオイルパンの内側の第1の貯留室をインナオイルパンとアウタオイルパンとの間に形成される第2の貯留室へ連通させる連通孔サーモバルブを設けている。潤滑油は、インナオイルパンに差し込まれたストレーナを通してエンジンポンプで吸い上げられて、動弁装置などに供給された後、インナオイルパンに流れ落ちてくる。サーモバルブは、温度によって開閉動作する構造を有している。このサーモバルブは、潤滑油の温度が低い間すなわち暖機運転中は連通孔を閉じており、潤滑油の温度がある一定の温度以上になるすなわち暖機運転が完了すると連通孔を開通させる。

0004

潤滑油の温度が低い暖機運転中は、サーモバルブが閉じられているのでインナオイルパン内(第1の貯留室内)の潤滑油が循環されて、潤滑油の温度は短時間で上昇する。潤滑油の温度が一定の温度以上になるとサーモバルブが開かれ、第1の貯留室と第2の貯留室とが連通される。これにより、第1の貯留室の潤滑油に加えて第2の貯留室の潤滑油の一部も循環されるようになる。

先行技術

0005

特開2014−25407号公報

発明が解決しようとする課題

0006

ところで、内燃機関でのみ駆動される車両の場合、日常的に使用している限り、暖機運転に費やされる時間は、内燃機関の総運転時間の内のごくわずかである。つまり、内燃機関のみで駆動される車両に二重構造のオイルパンを有する内燃機関を適用する場合、運転時間のほとんどにおいて、サーモバルブは開かれており、第2の貯留室にある潤滑油の一部も第1の貯留室内に吸い出されて循環される。したがって、第1の貯留室の潤滑油と第2の貯留室の潤滑油との間において、劣化の差は生じにくい。

0007

これに対して、停車中のアイドリング運転を停止させるいわゆるアイドリングストップ運転を行う車両の場合、街中の近い範囲を走行すると内燃機関が頻繁に止まることも有る。また、内燃機関とともにバッテリ及びモータを搭載したいわゆるハイブリッド車両の場合、バッテリが十分に充電されているときは、必要トルクを補う間だけ内燃機関を運転するといった制御が行われることがある。このような運転モードにおいて、内燃機関は、潤滑油の温度があまり上昇せず、暖機は促進されない。

0008

したがって、このような車両において短時間で油温を上昇させるために二槽式のオイルパンを備えた内燃機関を搭載していても、サーモバルブが開かれる機会が減り、第1の貯留室にある潤滑油のみが循環されることが多くなる。潤滑油は、主に内燃機関の運転時間に応じた熱履歴によって劣化するので、第1の貯留室にある潤滑油の劣化が進みやすくなる。潤滑油を交換する場合、第2の貯留室にある潤滑油はあまり劣化していないと思われるのに、全ての潤滑油を交換しなければならないのは不経済ではあるが、第2の貯留室の潤滑油がどの程度劣化しているか判別できないため、第1の貯留室の潤滑油のみを交換するわけにはいかない。また、サーモバルブは、温度が下がると閉じられる。したがって、潤滑油を交換する際に、第1の貯留室の潤滑油を排出しづらく作業性が悪い。

0009

そこで、本発明は、二槽式のオイルパンを有している場合に暖機運転までの間に使用される潤滑油の劣化を遅延させることのできる内燃機関を提供する。

課題を解決するための手段

0010

本発明の一実施形態の内燃機関は、第1のオイルパンと第2のオイルパンと電磁弁と制御部とを備える。第1のオイルパンは、潤滑油を吸い出すポンプ配管が差し込まれ第1の槽を形成する。第2のオイルパンは、第1の槽に連通部を介して接続される第2の槽を形成する。電磁弁は、連通部に設置され、第1の槽と第2の槽との間の潤滑油の移動を封止する。制御部は、電磁弁が閉じられている状態での運転時間を積算した第1の累積経過時間が第1の開弁時間を超えた場合に電磁弁を開く。

0011

このとき、内燃機関は、第1の槽の油温を計測する第1の温度計をさらに備えてもよい。そして制御部は、第1の温度計によって計測される温度が第1の温度を超える場合に電磁弁を開き、第1の温度計によって検出される温度が第2の温度を下回る場合に電磁弁を閉じる。また、制御部は、第1の温度計によって検出される温度が第1の温度を超えている時間を積算した第2の累積経過時間が第2の開弁時間を超えた場合に、第1の温度計によって検出される温度が第1の温度を下回っても電磁弁を開いた状態を維持する。

0012

また、内燃機関は、車両の走行距離積算計測する距離計をさらに備える。制御部は、第1の温度計によって検出される温度が第1の温度よりも低い間に距離計によって計測された距離を積算し、所定の距離を超えた場合に電磁弁を開く。

0013

また、内燃機関は、第1の槽の油面の高さを計測する第1の液面計と、第2の槽の油面の高さを計測する第2の液面計と、を備えてもよい。そして制御部は、第1の液面計で計測された油面の高さよりも第2の液面計で計測された油面の高さのほうが低い場合、電磁弁を開く。

0014

また、第1のオイルパンは、連通部を開口され、第2のオイルパンは、第1のオイルパンの下部外側を覆い、第1のオイルパンとの間に第2の槽を形成し、底部にドレイン孔を設けられる。この内燃機関は、さらにドレイン孔に装着されるプラグと、プラグが外されたことを検出するプラグセンサとを備える。そして、制御部は、プラグが外されたことをプラグセンサによって検出すると、電磁弁を開く。

0015

また、内燃機関は、第1の槽に少なくとも連通する供給孔と、この供給孔に装着されるキャップと、キャップが外されたことを検出するキャップセンサと、をさらに備える。そして、制御部は、キャップセンサによってキャップが外されたことを検出すると電磁弁を開く。

発明の効果

0016

本発明に係る内燃機関によれば、電磁弁が閉じられている状態での運転時間、すなわち第1の槽の潤滑油だけがポンプによって循環される内燃機関の運転時間を積算した第1の累積経過時間が第1の開弁時間を超えた場合に電磁弁が制御部によって開かれる。電磁弁が開かれることによって、第1の槽と第2の槽が連通され、潤滑油が相互に流動する状態となる。第1の槽にはポンプの配管が差し込まれているので、ポンプが作動することで第1の槽の液面が低下し、第2の槽から第1の槽へ潤滑油が流入する。ポンプによって循環される潤滑油の量が増えることで、第1の槽に貯留された潤滑油の劣化が抑制される。また、内燃機関の負荷が変動することでポンプによる潤滑油の循環流量も変動する。循環流量が変動することで第1の槽の潤滑油の液面の高さが変動し、電磁弁が開かれていることで第1の槽と第2の槽との間で潤滑油が電磁弁を通って移動する。このように、本発明に係る内燃機関は、制御部によって、第1の槽の潤滑油が循環されている運転時間を積算した第1の累積経過時間を基に、潤滑油の熱履歴に起因する劣化状態推定し、予め設定される第1の開弁時間を超える場合に第1の槽と第2の槽を連通させる電磁弁を積極的(能動的)に開いているので、潤滑油が部分的に劣化することを抑制できる。

0017

第1の累積経過時間は、潤滑油を交換したあと、電磁弁が閉じられた状態で運転された時間(すなわち電磁弁が開かれた状態であった時間を除く)を積算した時間でもよいし、電磁弁が閉じられてから次に開かれるまでの時間としてもよい。前者である場合、潤滑油の全体の劣化具合を把握できるので、潤滑油を交換する時期を第1の開弁時間として設定することもできる。後者である場合、第1の槽に貯留されている潤滑油すなわち潤滑油の部分的な劣化を抑制できる。また、後者である場合、暖機運転に要する時間に相当する時間を第1の開弁時間として設定してもよい。

0018

第1の槽の油温を計測する第1の温度計をさらに備え、第1の温度計によって検出される温度が第1の温度を超える場合に制御部が電磁弁を開き、第1の温度計によって検出される温度が第1の温度を下回る場合に制御部が電磁弁を閉じる発明の内燃機関によれば、油温に基づいて電磁弁が開閉制御される。したがって、潤滑油が適正な温度に温まっていることを確認できるとともに、温度に起因する潤滑油の劣化を最小限に抑えることができる。第1の温度計で検出された温度が第1の温度を超えることで、暖機運転が完了したとして電磁弁を開くことで、潤滑油の熱履歴を精度よく管理し、劣化状態を精度よく推定することができる。

0019

さらに、第1の温度計によって検出される温度が第1の温度を超えている時間を積算した第2の累積経過時間が第2の開弁時間を超えた場合に、第1の温度計によって検出される温度が第1の温度を下回っても制御部が電磁弁を開いた状態に維持する発明の内燃機関によれば、潤滑油の適正な交換の時期を把握することができるとともに、暖機運転の際に循環される潤滑油の量が増えることで、劣化がある程度進んだ潤滑油がさらに劣化する速度を抑制し、潤滑油を交換することを促す時間を十分に確保することができる。

0020

また、車両の走行距離を積算計測する距離計をさらに備え、第1の温度計によって検出される温度が第1の温度よりも低い間に距離計によって計測された距離を積算して所定の距離を超える場合に制御部が電磁弁を開く発明の内燃機関によれば、潤滑油が温まっていない状態でアイドリングよりも負荷の高い運転状態となることで第1の槽の潤滑油が劣化することを抑制することができる。

0021

第1の槽の油面の高さを計測する第1の液面計と、第2の槽の油面の高さを計測する第2の液面計とをさらに備え、第1の液面計で計測された油面の高さよりも第2の液面計で計測された油面の高さのほうが低い場合、制御部が電磁弁を開く発明の内燃機関によれば、第1の槽の潤滑油の一部が第2の槽へ流れることで、第1の槽の潤滑油と第2の槽の潤滑油が混ざり合う。第2の槽よりも第1の槽の油面が高い状態は、電磁弁が開かれた後、内燃機関の負荷すなわち回転数が低下した場合、あるいは、内燃機関が停止した直後に生じる。第1の槽の潤滑油を第2の槽へ戻すことで劣化の進んだ潤滑油と劣化の進んでいない潤滑油を効率よく攪拌させることができる。また、潤滑油を交換するために第2の槽から潤滑油を抜き取ることで、第1の槽の油面の高さよりも第2の槽の油面の高さが低くなるので、電磁弁が開かれ、第1の槽の潤滑油が第2の槽を介して効率よく排出される。

0022

さらに、第1のオイルパンに連通部が開口され、第2のオイルパンが第1のオイルパンの下部外側を覆って第1のオイルパンとの間に第2の槽を形成するとともに底部にドレイン孔を設けられ、ドレイン孔に装着されるプラグとこのプラグが外されたことを検出するプラグセンサとを内燃機関がさらに備え、プラグが外されたことをプラグセンサによって検出すると制御部が電磁弁を開く発明の内燃機関によれば、劣化した潤滑油を交換する際に、第1の槽の潤滑油を効率よく排出させることができる。

0023

また、第1の槽に少なくとも連通する供給孔と、連通孔に装着されるキャップと、このキャップが外されたことを検出するキャップセンサとを内燃機関がさらに備え、キャップが外されたことをキャップセンサによって検出すると制御部が電磁弁を開く発明の内燃機関によれば、潤滑油を第1の槽および第2の槽から効率よく排出することができるとともに、新しい潤滑油を注入する際にも電磁弁が開かれた連通孔を通して効率よく第1の槽および第2の槽に分配することができる。

図面の簡単な説明

0024

本発明に係る第1の実施形態の内燃機関の概略図。
図1に示した内燃機関の電磁弁の動作に関するフローチャート
図2のフローチャートのAとBにつながるフローチャート。
本発明に係る第2の実施形態の内燃機関の概略図。

実施例

0025

本発明に係る第1の実施形態の内燃機関1について、図1から図3を参照して説明する。この内燃機関1は、シリンダブロック2の上に動弁機構を内蔵するシリンダヘッド3を有し、シリンダブロック2の下に潤滑油Loを貯留するオイルパン4を有しており、車両に搭載される場合を一例に説明する。以下、説明の便宜上、内燃機関を据えた状態で、重力の作用する方向を基準に「上」、「下」をそれぞれ定義する。

0026

図1に示すように、本実施形態の内燃機関は、オイルパン4と電磁弁5と制御部6とを有する。このオイルパン4は、第1のオイルパン41と第2のオイルパン42とを有したいわゆる二槽式のオイルパンである。

0027

第1のオイルパン41は、第1の槽P1を形成し、潤滑油Loを吸い出すポンプ7の配管71が差し込まれている。配管71は、異物等を濾し取るストレーナ72を先端部に有している。ポンプ7によって第1のオイルパン41から吸い出された潤滑油Loは、シリンダブロック2内のクランクシャフト軸受部や、シリンダヘッド3内の動弁機構の軸受部及び摺動部に供給され、第1のオイルパン41に回収される。

0028

第2のオイルパン42は、連通部401を介して第1の槽P1に接続される第2の槽P2を形成する。第1の実施形態では、オイルパン4は、第1のオイルパン41と第2のオイルパン42とが二重構造に形成されている。第1のオイルパン41は、内側に配置され、第2のオイルパン42は、第1のオイルパン41の下部外側を覆い、第1のオイルパン41との間に第2の槽P2を形成する。本実施形態の場合、連通部401は、第1のオイルパン41の底部に設けられる。

0029

電磁弁5は、連通部401に設置され、第1の槽P1と第2の槽P2との間の潤滑油Loの移動を封止する。電磁弁5は、フェールセーフを考慮すると、電力が供給されなくなった場合に開く構造であることが望ましい。この電磁弁5は、制御部6によって設定される条件に基づいて、閉じたり開いたり制御される。制御部6が電磁弁5を閉じる条件及び開く条件について後述する。

0030

第1の実施形態の内燃機関1において、オイルパン4は、第2のオイルパン42の底部にドレイン孔43を有する。ドレイン孔43には、プラグ44が装着される。また、潤滑油Loを注入するための供給孔31をシリンダヘッド3に有している。供給孔31には、キャップ32が装着される。ポンプ7によってシリンダヘッド3に供給される潤滑油Loと同様に、供給孔31から注入された潤滑油Loは、第1の槽P1に貯留される。つまり、供給孔31は、少なくとも第1の槽P1に連通している。

0031

さらに、内燃機関1は、第1の槽P1の潤滑油Loの温度(油温K)を計測する第1の温度計G1と、第2の槽P2の潤滑油Loの温度(油温K)を計測する第2の温度計G2と、第1の槽P1の潤滑油Loの液面(油面L1)の高さを計測する第1の液面計G3と、第2の槽P2の潤滑油Loの液面(油面L2)の高さを計測する第2の液面計G4と、車両の走行距離を積算計測する距離計G5と、プラグ44が外されたことを検出するプラグセンサG6と、キャップ32が外されたことを検出するキャップセンサG7と、を備える。また、制御部6は、内燃機関1が始動されたのち、運転時間を計測するタイマ、及び各種計測器で検出したデータを記憶するメモリ61を有している。

0032

以上の構成を有した内燃機関1において、制御部6は、各種計測器で検出されるデータを基に、電磁弁5を操作する。内燃機関1が始動されてから以降に制御部6が電磁弁5を操作することについて図2のフローチャートに示す。内燃機関1が始動されていない状態で制御部6が電磁弁5を操作することについて図3のフローチャートに示す。

0033

まず、図2を参照して制御部6が電磁弁5を操作することについて説明する。図2に示すように、内燃機関1が始動される(S1)と暖機運転のために電磁弁5が閉じられる(S2)。第1の槽P1の潤滑油Loが優先的にポンプ7によって循環されるので、オイルパン4内の全ての潤滑油Loを循環させる場合よりも短時間で潤滑油Loが温まる。このとき、電磁弁5は閉じられているので、シリンダブロック2やシリンダヘッド3へ供給される分だけ第1の槽P1の油面L1が図1に示すように第2の槽P2の油面L2よりも低くなる。

0034

制御部6は、電磁弁5が閉じられている状態での運転時間を計測し、積算した第1の累積経過時間T1が第1の開弁時間を超えたか判断する(S3)。第1の累積経過時間T1が第1の開弁時間を超えている場合、第1の槽P1の潤滑油Loのみが循環されて劣化することを防止するために、制御部6は、電磁弁5を開く(S4)。第1の累積経過時間T1が第1の開弁時間を超えていない場合、制御部6は、第1の温度計G1で第1の槽P1の油温Kが第1の温度を超えたか判断する(S5)。第1の槽P1の油温Kが第1の温度を超えている場合、いわゆる暖機運転が完了したことを意味するので、制御部6は電磁弁を開く(S4)。第1の槽P1の油温Kが第1の温度を超えていない場合、暖機運転が完了していないので、制御部6は電磁弁5を閉じた状態を維持する。

0035

暖機運転が完了していない場合でも車両を走行させることもある。そこで、内燃機関1の負荷に基づく潤滑油Loの劣化を考慮して、第1の槽P1の油温Kが第1の温度を超えていない場合、制御部6は、内燃機関1が始動されてから距離計G5で積算した走行距離Dが所定の距離を超えたか判断する(S6)。電磁弁5が閉じられた状態で積算された走行距離Dが所定の距離を超えた場合、第1の槽P1の潤滑油Loのみが劣化されることを防止するために、制御部6は、電磁弁5を開く(S4)。走行距離Dが所定の距離に満たない場合、制御部6は、第1の槽P1の潤滑油Loの劣化が軽微であると判断し、電磁弁5を閉じた状態を維持する。

0036

ここで、潤滑油Loの油温Kが上昇しない原因として第1の槽P1の潤滑油Loの量が多いことも考えられる。内燃機関1が短時間だけ運転された後すぐに停止されるような場合、第1の温度計G1によって計測された油温Kが第1の温度を超えて(S5)電磁弁5が開かれても第2の槽P2から移動した潤滑油Loが第1の槽P1に加わることで、油温Kが低下し、電磁弁5が閉じられることも想定される。そのような場合、シリンダブロック2やシリンダヘッド3に循環されていた潤滑油Loが、再び内燃機関1を始動するまでの間に第1の槽P1に戻ってくることで、第1の槽P1の潤滑油Loの油面L1が第2の槽P2の潤滑油Loの油面L2よりも高くなる。そこで、走行距離Dが所定の距離に満たない場合、第1の液面計G3によって計測される第1の槽P1の油面L1と第2の液面計G4によって計測される第2の槽P2の油面L2を比較(S7)する。

0037

第1の槽P1の油面L1が第2の槽P2の油面L2よりも高い場合、制御部6は、電磁弁5を開き(S4)、第1の槽P1の油面L1を下げる、すなわち第1の槽P1の油量を減らし、短時間で潤滑油Loが温まるようにする。第1の槽P1の油面L1が第2の槽P2の油面L2よりも低い場合は、潤滑油Loが温まるまで電磁弁5を閉じた状態(S2)を維持する。すなわち、図2のフローチャートのS2,S3,S5,S6,S7を繰り返す。なお、内燃機関1の始動(S1)の直後に、第1の液面計G3によって計測される油面L1と第2の液面計G4によって計測される油面L2を比較し、短時間の間、電磁弁5を開いて潤滑油Loを第1の槽P1から第2の槽P2へ移動させるようにしてもよい。

0038

また、S3,S5,S6,S7の判断の結果、電磁弁5が開かれる(S4)と、制御部6は、第1の温度計G1によって検出される第1の槽P1の油温Kが第1の温度を超えている時間を積算した第2の累積経過時間T2が、第2の開弁時間を超えたか判断する(S8)。この第2の開弁時間は、電磁弁5が開かれた状態での潤滑油Loの温度が第1の温度を超えている第2の累積経過時間T2、すなわち潤滑油Lo全体が劣化される温度に晒された熱履歴を管理するために設定される。したがって、第2の累積経過時間T2が第2の開弁時間を超えた場合、潤滑油Loの劣化がそれ以上進むのを抑えるために、潤滑油Loが交換されるまで、制御部6は電磁弁5を開いた状態に維持する(S9)。一度劣化した潤滑油Loは、冷えても回復しないので、第1の温度計G1によって計測される油温Kが第1の温度を下回っても、例えば内燃機関1が停止されて油温Kが低下しても、制御部6は、電磁弁5を閉じない。このとき、潤滑油Loの交換を促すように、ダッシュパネル等に表示をしてもよい。

0039

また、電磁弁5が閉じられている場合は図1に示すようにポンプ7でシリンダブロック2やシリンダヘッド3へ送られ循環されている分だけ第1の槽P1の油面L1が第2の槽P2の油面L2よりも低くなっているが、電磁弁5が開かれると、第2の槽P2の潤滑油Loが第1の槽P1へ移動し、第1の槽P1の油面L1と第2の槽P2の油面L2の高さは、ほぼ等しくなる。そして、内燃機関1の運転負荷に応じて、第1の槽P1の油面L1が第2の槽P2の油面L2より高くなると、潤滑油Loは第2の槽P2へ移動し、第2の槽P2の油面L2が第1の槽P1の油面L1より高くなると、潤滑油Loは第1の槽P1へ移動する。これを繰り返すことで、電磁弁5が開いている間は、第2の槽P2の潤滑油Loの温度(油温K)も第1の槽P1の潤滑油Loの温度(油温K)に等しくなる。したがって、電磁弁が開かれた(S4)後の潤滑油Loの温度は、第2の槽P2に設置された第2の温度計G2によってまたは第1の温度計G1と併用して計測し、第2の累積経過時間T2が第2の開弁時間を超えたか判断(S8)してもよい。

0040

電磁弁5が開かれた(S4)直後は、第2の槽P2の潤滑油Loが第1の槽P1に移動するので、一時的に第1の温度計G1で計測される油温Kが第1の温度を下回ることも有り得る。そこで、第2の累積経過時間T2が第2の開弁時間超えていない場合は、油温Kが第1の温度を超えているか判断(S10)する。油温Kが第1の温度を超えている場合、引き続き第2の累積
経過時間T2が第2の開弁時間を超えたか(S8)判断する。油温Kが第1の温度よりも低くなった場合、制御部6は電磁弁5を閉じる(S11)。なお、電磁弁5がS5において開かれない、すなわち第1の槽P1の油温Kが第1の温度以下であった場合で、かつ、S6やS7の判断で電磁弁5が開かれた(S4)場合、S8で第2の累積経過時間T2が第2の開弁時間を経過していないと判定されると、その次の油温Kの判定(S10)においても、油温Kは第1の温度以下であると判断されることで、電磁弁5が閉じられる(S11)。油温Kが第1の温度以下であるということは、すなわち暖機運転が不十分であることを意味するので、S3に戻って第1の槽P1の潤滑油Loを優先的に温めかつ過度の劣化を防止するフローを繰り返す。

0041

次に、図2において内燃機関1が始動されていない場合(A)、図3に示すフローチャートを基に、制御部6が電磁弁5を操作することについて説明する。図3は、内燃機関1が始動されていない場合(A)、すなわち、潤滑油Loが交換される場合における電磁弁5の操作を示す。制御部6は、内燃機関1が始動されていない状態(A)で、ドレイン孔43にプラグ44が装着されているかプラグセンサG6で監視している(S21)。プラグ44が装着されていない、すなわちプラグ44が外された場合、制御部6は、潤滑油Loの交換が始まったと判断し、第1の槽P1の潤滑油Loも排出するために、電磁弁5を開く(S22)。そして、制御部6は、潤滑油Loを排出中である(S23)と認識し、プラグ44が装着される(S24)まで、電磁弁5を開いた状態を維持する。

0042

潤滑油Loの排出が完了したことは、プラグ44が装着されていることを判定(S24)することによって、判断する。プラグ44が装着されている状態である(S21,S24)場合、キャップ32が供給孔31に装着されているかキャップセンサG7で判断する(S25)。キャップ32が装着されていない、すなわちキャップ32が外された場合、制御部6は、潤滑油Loを注入するために供給孔31が開けられたと判断し、第1の槽P1及び第2の槽P2のそれぞれに潤滑油Loが行き渡るように、電磁弁5を開く(S26)。電磁弁5を開いている間、制御部6は、潤滑油Loを注入中であると認識し(S27)、次にキャップ32が装着される(S28)まで、電磁弁5を開いた状態を維持する。

0043

潤滑油の注入が完了したことはキャップ32が装着されたことによって判定し、潤滑油Loの交換が完了したと認識する(S29)。潤滑油Loが規定量だけ充填されていることは、第1の液面計G3及び第2の液面計G4によって確認(S30)される。第1の液面計G3と第2の液面計G4の値に差が無いか規程以内に収まっていることも確認されることが好ましい。液面計の確認(S30)をしたときに油面L1,L2の高さが不十分である場合、何らかの不具合であるので、フローを終了する。潤滑油Loが規定量だけ補充されたことが確認されると、制御部6は、電磁弁5を閉じ(S31)、図1のフローチャートの(B)に戻る。図3に示すフローチャートは、潤滑油Loを補充するだけの場合にも機能する。

0044

電磁弁5が閉じられた状態で運転された時間(第1の累積経過時間T1)、電磁弁5が開かれた状態で運転された時間(第2の累積経過時間T2)、第1の温度計G1及び第2の温度計G2の計測値(油温K)など、潤滑油Loの劣化に関する情報(温度変化と経過時間によって算出される熱履歴なども含む)は、メモリ61に記憶されているが、プラグ44が外されたことをプラグセンサG6で検出した場合、これらの情報を初期化し、潤滑油の劣化に関する情報を更新する。

0045

以上のように構成された内燃機関1は、第1の温度計G1で暖機運転が完了したか判定することができるし、第1の開弁時間を暖機運転に相当する長さに設定することによっても暖機運転が完了したか判定することができる。また、ハイブリッド車両のように内燃機関1を必要な時だけ稼働させる場合、あるいはアイドリングストップ運転を行う車両のように内燃機関1を頻繁に停止させる場合でも、電磁弁5を閉じた状態で運転される第1の開弁時間及び走行距離を設定しているので、第1の槽P1の潤滑油Loだけが循環されて劣化してしまうことを防止できる。さらに、電磁弁5が開放されて第1の槽P1及び第2の槽P2の潤滑油Loが循環される状態で、第2の累積経過時間を基に潤滑油Loの劣化状態を推定し、第2の開弁時間を超えた場合、電磁弁5を常時開放状態とし、始動直後の暖機運転においても、第1の槽P1において潤滑油Loの劣化が促進することを抑制することができる。

0046

このように、本発明に係る内燃機関1は、二槽式のオイルパン4において、第1の槽P1と第2の槽P2との連通部401に電磁弁5を設置しているので、潤滑油Loの劣化を正確に推定し、ある程度の劣化が進んだ場合に、電磁弁5を開放することでそれ以上の劣化が促進されることを抑制することができる。潤滑油Loの劣化を推定する手段として、第1の槽P1の油温Kを計測する第1の温度計G1、第2の槽P2の油温Kを計測する第2の温度計G2、及び電磁弁5が閉じられている間の運転時間(第1の累積経過時間T1)と電磁弁5が開かれている間の運転時間(第2の累積経過時間T2)をそれぞれ計測するタイマを備え、潤滑油Loが受けた熱履歴を積算し、閾値として予め設定される第1の開弁時間、第2の開弁時間を用いて、電磁弁5の開閉の操作を制御部6で積極的に(能動的に)行うので、潤滑油Loの交換の時期をより正確に推定することができる。第1の開弁時間及び第2の開弁時間は、第1の温度計G1で計測される第1の槽P1の油温K及び第2の温度計G2で計測される第2の槽P2の油温Kや、電磁弁5を開くための温度閾値となる第1の温度に関連した熱履歴を推定するデータ表(テーブル)に基づいて変動してもよい。

0047

本発明に係る第2の実施形態の内燃機関1について、図4を参照して説明する。図4に示す内燃機関1は、第1の実施形態の内燃機関1と同様に、二槽式のオイルパン4を備えている。第2の実施形態の場合、オイルパン4の第1のオイルパン41と第2のオイルパン42は、隣り合わせに形成されており、隔壁40で仕切られた状態である。連通部401は、隔壁40に設けられ、電磁弁5は、隔壁40の連通部401に設置されている。

0048

第2の実施形態の内燃機関1のこの他の構成は、第1の実施形態の内燃機関1の構成と同じである。したがって、図4中において、第1の実施形態の内燃機関1と同じ機能を有する構成は、同一の符号を付し、その説明は、第1の実施形態の対応する記載を参酌するものとする。また、第2の実施形態の内燃機関1における電磁弁5の開閉操作を行う制御部6の動作は、図2及び図3のフローチャート及びそれに対応する記載を参酌するものとする。このように、二槽式のオイルパン4は、第1の実施形態のように二重構造であることに限定されない。第2の実施形態のように隔壁40で隔てて設けられていてもよいし、別々に形成され、連通部401を介して第1の槽P1と第2の槽P2とが接続されていてもよい。

0049

以上、第1の実施形態及び第2の実施形態の内燃機関1によれば、第1の槽P1の潤滑油Loの劣化度合いと第2の槽P2の潤滑油Loの劣化度合いに極端な差が生じることを抑制できる。また、第1の槽P1と第2の槽P2の間に設けられる弁が電磁弁5であり、能動的に開閉制御できるため、潤滑油Loの劣化のを少なくすることができる。

0050

1…内燃機関、4…オイルパン、41…第1のオイルパン、42…第2のオイルパン、401…連通部、5…電磁弁、6…制御部、7…ポンプ、71…配管、G1…第1の温度計、G2…第2の温度計、G3…第1の液面計、G4…第2の液面計、G5…距離計、G6…プラグセンサ、G7…キャップセンサ、P1…第1の槽、P2…第2の槽、Lo…潤滑油、L1…(第1の槽の)油面、L2…(第2の槽の)油面、T1…第1の累積経過時間、T2…第2の累積経過時間

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