JPH055409A - エンジンの潤滑制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 オイルポンプを有効かつ最適に利用して、オ
イル回収機能に加え、走行燃費及び出力性能等を改善す
ることができるエンジンの潤滑制御装置を提供する。 【構成】 クランクケース２内の潤滑油を吸引排出する
第１のオイルポンプ５と、ヘッドカバー４内の潤滑油を
吸引排出する第２のオイルポンプ６と、上記両オイルポ
ンプ５，６の潤滑油の吸引排出動作を運転状態に応じて
独立して制御する第１の制御手段１４１及び第２の制御
手段１４３等からなる制御手段とを備えた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、クランクケース内とヘ
ッドカバー内との潤滑油をそれぞれ独立して吸引排出す
る２種類のオイルポンプを設けたエンジンの潤滑制御装
置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、特開昭６１−２２９９１３号公報
に示すように、自動車用エンジンの潤滑油の潤滑方式の
一つとして、ドライサンプ方式の潤滑装置が知られてい
る。

【０００３】このドライサンプ方式の潤滑装置はエンジ
ン内にオイルパンを備えてなく、潤滑油（オイル）はエ
ンジン各部を潤滑した後、クランクケース内に溜ること
なくオイルポンプ（一般にスカベンジングポンプと称さ
れる）によって、エンジンに対して別配置されたオイル
タンクに吸引排出されるようになっている。

【０００４】また、一般にこの種の潤滑装置は、ヘッド
カバー内とクランクケース内とが連通しており、クラン
クケースに接続されたオイルポンプの駆動によってヘッ
ドカバー内のオイルをクランクケースを経てオイルタン
クに回収するようになっている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記潤滑装
置では、クランクケース内及びヘッドカバー内のオイル
の回収、循環のためにオイルポンプを駆動する必要があ
るが、上記オイルポンプはエンジンにより直接、駆動さ
れているため、エンジンに対して負荷（駆動抵抗）にな
る。

【０００６】一方、クランクケース内の空気圧及びオイ
ルミストも駆動抵抗となるが、これらはオイルポンプの
作動と関係し、また、これらの駆動抵抗としての影響度
合はエンジンの運転状態によって変化する。これらのこ
とから、走行燃費及び出力性能等の向上を図るために改
善の余地があった。

【０００７】本発明は、これらの事情に鑑み、オイルポ
ンプを有効かつ最適に利用して、オイル回収機能に加
え、走行燃費及び出力性能等を改善することができるエ
ンジンの潤滑制御装置を提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、クランクケース内の潤滑油を吸引排出す
る第１のオイルポンプと、ヘッドカバー内の潤滑油を吸
引排出する第２のオイルポンプと、上記両オイルポンプ
の潤滑油の吸引排出動作を運転状態に応じて独立して制
御する制御手段とを備えたものである。

【０００９】また、請求項２では、エンジン回転数を検
出するエンジン回転数検出手段を備えるとともに、制御
手段は第１のオイルポンプの潤滑油の吸引排出動作を上
記エンジン回転数検出手段により検出されたエンジン回
転数に応じて制御するようにした。

【００１０】さらに、請求項３では、加速時を検出する
加速検出手段を備えるとともに、制御手段は加速時に第
２のオイルポンプの潤滑油の吸引排出動作を停止するよ
うにした。

【００１１】

【作用】上記請求項１のエンジンの潤滑制御装置によれ
ば、第１のオイルポンプによりクランクケース内の潤滑
油が吸引排出され、第２のオイルポンプによりヘッドカ
バー内の潤滑油が吸引排出される。また、オイルポンプ
の駆動による潤滑油の吸引排出作用及び空気圧調整がク
ランクケース側とヘッドカバー側とで別個、独立して制
御される。

【００１２】また、上記請求項２のエンジンの潤滑制御
装置によれば、エンジン回転数検出手段によりエンジン
回転数が検出され、第１のオイルポンプの潤滑油の吸引
排出動作とそれによるクランクケース内のオイルミスト
量の調整が上記エンジン回転数検出手段により検出され
たエンジン回転数に応じて制御される。

【００１３】さらに、上記請求項３のエンジンの潤滑制
御装置によれば、加速検出手段により加速時が検出さ
れ、加速時には第２のオイルポンプによる駆動抵抗が低
減される。

【００１４】

【実施例】図２及び図３は本発明に係るドライサンプ方
式の潤滑制御装置を適用した自動車用Ｖ型エンジンの一
実施例を示す概略構成図である。なお、図２はエンジン
１の側面図を示し、図３はエンジン１の平面図を示して
いる。

【００１５】エンジン１は、下方にクランクケース２を
有するシリンダブロック３と、一対のシリンダヘッド４
により左右にバンクを有するＶ型構造に形成されてい
る。バンク間のシリンダブロック３上部には、複数個の
第１のオイルポンプ（スカベンジングポンプ）５が配設
されている。また、シリンダヘッド４の上部には、複数
個の第２のオイルポンプ（スカベンジングポンプ）６が
配設されている。

【００１６】オイルポンプ５はエンジン１に連動して駆
動されるもので、クランクケース２に連通するオイル排
出通路５１を介してクランクケース２内の潤滑油（以
下、オイルという）を吸引排出し、図示しないオイルタ
ンクに還流させるようにしている。オイルポンプ６は、
上記オイルポンプ５と同様にエンジン１に連動して駆動
されるもので、シリンダヘッド４内のオイルを吸引排出
してオイルタンクに還流させるようにしている。なお、
オイルポンプ５の吸引能力はオイルポンプ６の吸引能力
よりも高くなっている。

【００１７】一方、オイルポンプ５には、図４に示すよ
うに、制御弁７が配設されており、該制御弁７が後述す
るコントロールユニット１４からの制御信号により開か
れると、クランクケース２内を大気に開放するようにな
っている。そして、クランクケース２内が大気に開放さ
れると、オイルポンプ５の吸引動作が不能になる（停止
する）ようになっている。

【００１８】また、シリンダヘッド４には制御弁８（図
４）が配設されており、該制御弁８がコントロールユニ
ット１４からの制御信号により開かれると、シリンダヘ
ッド４内を大気に開放するようになっている。そして、
シリンダヘッド４内が大気に開放されると、オイルポン
プ６によるオイルの吸引動作が不能になる（停止する）
ようになっている。

【００１９】一方、エンジン１への吸気通路にはエアフ
ローセンサ９及びスロットル弁の開度を検出するスロッ
トル開度センサ１０が設けられている。また、エンジン
１にはクランク軸の回転数を検出するエンジン回転数検
出センサ１１が設けられ、更に出力軸（ドライブシャフ
ト）には車速を検出する車速センサ１２が設けられてい
る。また、クランクケース２内にはオイル量（オイルレ
ベル）を検出するオイル量検出センサ１３が設けられて
いる。

【００２０】続いて、上記エンジン１の潤滑制御装置の
制御系について図１のブロック構成図を用いて説明す
る。

【００２１】コントロールユニット１４は第１の制御手
段１４１と、加速検出手段１４２と、第２の制御手段１
４３と、オートクルーズ制御手段１４４等とを備えてい
る。上記第１の制御手段１４１は、エンジン回転数検出
センサ１１により検出されたエンジン回転数やオイル量
検出センサ１３により検出されたオイル量に基づいて、
制御弁７の開閉動作を制御してオイルポンプ５によるオ
イルの吸引動作を制御するものである。

【００２２】加速検出手段１４２は、スロットル開度セ
ンサ１０により検出されたスロットル開度に基づいてス
ロットル弁の開度の変化率を演算することにより、加速
時を検出するものである。なお、加速検出手段１４２は
車速センサ１２により検出された車速の変化率から加速
時を検出するようにしてもよい。

【００２３】第２の制御手段１４３は、上記加速検出手
段１４２からの検出信号に基づいて、制御弁８の開閉動
作を制御してオイルポンプ６によるオイルの吸引動作を
制御するものである。なお、第１の制御手段１４１と第
２の制御手段１４３とはそれぞれ独立して制御動作を行
うようになっている。

【００２４】オートクルーズ制御手段１４４は、オート
クルーズスイッチ１５が操作されると、設定された車速
に保つように（オートクルーズ運転状態）、スロットル
弁の開度を制御するとともに、当該オートクルーズ運転
状態でのスロットル弁の開度が最小になるように制御弁
７又は制御弁８の開度を制御してオイルポンプ５又はオ
イルポンプ６の吸引能力を調整するようにしている。

【００２５】次に、上記構成の動作の一例を図５及び図
６のフローチャートを用いて説明する。なお、制御弁７
及び制御弁８は初期状態では閉じられている。エンジン
１が駆動されてオイルポンプ５及びオイルポンプ６が駆
動され、本フローチャートの動作が開始すると、コント
ロールユニット１４が初期化された後、エンジン回転数
検出センサ１１によりエンジン回転数が検出され、更に
スロットル開度センサ１０によりスロットル開度が検出
された後、該検出されたスロットル開度に基づいてスロ
ットル開度の変化率が演算される（ステップＳ１〜ステ
ップＳ４）。次いで、車速センサ１２により車速が検出
される（ステップＳ５）。

【００２６】そして、上記スロットル開度の変化率等に
基づいて加速時かどうかが判別され（ステップＳ６）、
加速時であれば（ステップＳ６でＹＥＳ）、一時的にオ
イルポンプ６の吸引排出動作を停止させる（加速時制
御）ため、制御弁８が開かれる（ステップＳ７）。この
後、ステップＳ３に戻ってスロットル開度が検出され
る。一方、加速時でなければ（ステップＳ６でＮＯ）、
オイルポンプ６によるシリンダヘッド４内のオイルの吸
引排出動作が行われているかどうか、すなわち制御弁８
が閉じているかどうかが判別される（ステップＳ８）。

【００２７】上記加速直後では、それまでに上記ステッ
プＳ７で制御弁８が開かれているので（ステップＳ８で
ＮＯ）、制御弁８が閉じてオイルポンプ６によるシリン
ダヘッド４内のオイルの吸引動作が再開される（ステッ
プＳ９）。この後、ステップＳ８に戻り、ステップＳ８
ではＹＥＳとなるので、ステップＳ１０に移行する。

【００２８】ステップＳ１０では、上記検出されたエン
ジン回転数が予め設定された設定回転数以下かどうかが
判別され、検出されたエンジン回転数が設定回転数以下
であれば（ステップＳ１０でＹＥＳ）、オイル量検出セ
ンサ１３によりクランクケース２内のオイル量が検出さ
れる（ステップＳ１１）。そして、検出されたオイル量
が予め設定された設定オイル量以下かどうかが判別さ
れ、検出されたオイル量が設定オイル量以下であれば
（ステップＳ１２でＹＥＳ）、制御弁７が開かれてオイ
ルポンプ５によるクランクケース２内のオイルの吸引排
出動作が停止される（ステップＳ１３）。この後、ステ
ップＳ１０に戻る。

【００２９】そして、オイルポンプ５によるオイルの吸
引排出動作の停止により、オイル量が設定オイル量を超
えると（ステップＳ１２でＮＯ）、制御弁７が閉じられ
てクランクケース２内のオイルが吸引排出される（ステ
ップＳ１４）。なお、上記予め設定された設定回転数
は、図７（後に詳述する）に示すオイルミストによる駆
動損失曲線Ａとオイルポンプ５の駆動によるエンジン１
の駆動損失曲線Ｂとの交点であるエンジン回転数Ｒ０を
選択することが望ましい。

【００３０】一方、ステップＳ１０でエンジン回転数が
上昇して上記設定回転数を超えると（ステップＳ１０で
ＮＯ）、オイルポンプ５によりオイルの吸引排出動作が
行われているか、すなわち制御弁７が閉じているかどう
かが判別され（ステップＳ１５）、制御弁７が閉じられ
てオイルポンプ５によるクランクケース２内のオイルの
吸引排出動作が開始される（ステップＳ１６）。この
後、ステップＳ１５に戻り、ステップＳ１５ではＹＥＳ
となるので、ステップＳ１７に移行する。

【００３１】ステップＳ１７では、オートクルーズスイ
ッチ１５が操作されている（オートクルーズ運転状態）
かどうかが判別され、オートクルーズ運転状態に設定さ
れてなく、通常の運転状態であれば（ステップＳ１７で
ＮＯ）、ステップＳ１８に移行する。

【００３２】ステップＳ１８では、エンジン１の回転数
が異常に上昇して予め設定された回転数（過回転数）以
上かどうかが判別され、エンジン１の回転数が過回転数
以上であれば（ステップＳ１８でＹＥＳ）、制御弁７が
開かれる（ステップＳ１９）。

【００３３】一方、エンジン１の回転数が過回転数未
満、すなわち常用回転数であれば（ステップＳ１８でＮ
Ｏ）、制御弁７が閉じてオイルポンプ５によるオイルの
吸引排出動作が行われているかどうかが判別される（ス
テップＳ２１）。上記過回転から常用回転に復帰した後
は、上記ステップＳ１９で制御弁７が閉じられているの
で（ステップＳ２１でＮＯ）、制御弁７が開かれオイル
ポンプ５によるクランクケース２内のオイルの吸引排出
動作が開始される（ステップＳ２２）。この後、ステッ
プＳ２１に戻り、ステップＳ２１ではＹＥＳとなるの
で、リターンする。

【００３４】なお、上述したエンジン回転数Ｒ０以上で
あって上記常用回転数であれば、オイルミスト及びオイ
ルポンプ５，６によるエンジン１の駆動損失が最小にな
るように、例えば図８に示すように、エンジン回転数に
対してオイルポンプ５及びオイルポンプ６の吸引能力が
リニアに上昇するように、制御弁７及び制御弁８の開閉
動作が制御されるようになっている。

【００３５】一方、ステップＳ１７でオートクルーズ運
転状態に設定されていると（ステップＳ１７でＹＥ
Ｓ）、制御弁７又は制御弁８を開いてオイルポンプ５又
はオイルポンプ６の吸引能力を低下させる（ステップＳ
２３）。続いて、車速センサ１２により車速が検出さ
れ、オイルポンプ５又はオイルポンプ６の吸引能力の低
下により、車速が低下したかどうかが判別される（ステ
ップＳ２４，Ｓ２５）。

【００３６】このとき、車速が低下すると（ステップＳ
２５でＹＥＳ）、制御弁７又は制御弁８を閉じて上記低
下したオイルポンプ５又はオイルポンプ６の吸引能力を
上昇させ、車速センサ１２により車速が検出された後
（ステップＳ２６，Ｓ２７）、再びステップＳ２５に戻
る。そして、車速が上昇すると（ステップＳ２５でＮ
Ｏ）、スロットル弁が所定量だけ閉じられる（ステップ
Ｓ２８）。この後、車速センサ１２により車速が検出さ
れる（ステップＳ２９）。そして、車速が設定速度以上
であれば（ステップＳ３０でＹＥＳ）、スロットル弁を
更に閉じるため、ステップＳ２８に戻る。すなわち、車
速が設定速度を維持することができる状態でスロットル
開度を最小にすることができ、走行燃費等の低減を図る
ことができる。

【００３７】一方、車速が設定速度未満になると（ステ
ップＳ３０でＮＯ）、運転条件、すなわちアクセルやブ
レーキ等の操作状態が検出され、更にオートクルーズス
イッチ１５の操作状態が検出される（ステップＳ３１，
Ｓ３２）。このとき、上記運転条件が変更されていなけ
れば、すなわちアクセルやブレーキ等が操作されていな
ければ（ステップＳ３３でＮＯ）、ステップＳ３１に戻
る。一方、ステップＳ３３でアクセルやブレーキ等が操
作されていれば（ステップＳ３３でＹＥＳ）、オートク
ルーズ運転状態に設定されているかどうか判別するた
め、ステップＳ１７に戻る。

【００３８】このように、クランクケース２内のオイル
を吸引排出するオイルポンプ５と、ヘッドカバー４内の
オイルを吸引排出するオイルポンプ６とが運転状態に応
じてそれぞれ独立して制御されるため、オイルの吸引排
出機能を必要以上に低下させることなく、駆動抵抗の低
減や走行燃費の低減等を図ることができる。

【００３９】すなわち、加速時には、制御弁８が開かれ
ることにより、オイルポンプ６はシリンダヘッド４内の
オイルの吸引排出動作を行うことができずに空転（停
止）状態になる。このため、ポンプ駆動抵抗が減少して
エンジン１に対する負荷が低減される。従って、エンジ
ンレスポンスが向上することになる。なお、上記シリン
ダヘッド４内のオイルの吸引排出動作の停止によりシリ
ンダヘッド４内にオイルミストが増加するが、シリンダ
ヘッド４内のカムの回転は比較的低く、オイルミストの
駆動抵抗としての影響は少ない。

【００４０】また、図７に示すように、エンジン回転数
が低い場合には、クランクケース２内のオイルミストに
よるエンジン１の駆動損失（実線Ａ）がオイルポンプ５
の駆動によるエンジン１の駆動損失（実線Ｂ）よりも小
さい。このため、オイルミストによる影響の少ない低回
転時は、オイルポンプ５の駆動を断続的に行わせること
により、走行燃費が低減される。一方、エンジン回転数
が上述したエンジン回転数Ｒ０以上になると、上記オイ
ルミストによる駆動損失（実線Ａ）がオイルポンプ５に
よる駆動損失（実線Ｂ）よりも大きくなる。このため、
オイルポンプ５の駆動により上記オイルミストを減少さ
せることで、駆動損失が低減される。

【００４１】さらに、エンジン１の回転が過回転になる
場合には、制御弁７が開かれることにより、クランクケ
ース２内が大気に開放されるので、エンジン１のピスト
ンの作動に対する抵抗が増大し、エンジンブレーキが助
長される。従って、常用回転数（正常な運転状態の回転
数）への速やかな復帰を図ることができる。

【００４２】また、オートクルーズ運転状態では、オイ
ルポンプ５又はオイルポンプ６の吸引能力を低下させる
ことによって駆動損失を低減させ、それによる車速上昇
分だけスロットル弁が閉じられるので（ステップＳ２５
〜ステップＳ２９）、オートクルーズ運転の場合の走行
燃費改善が図られる。

【００４３】なお、上述したフローチャートでは、エン
ジン回転数が設定回転数以下の場合（ステップＳ１０で
ＹＥＳ）、クランクケース２内のオイル量に応じてオイ
ルポンプ５によるクランクケース２内のオイルの吸引排
出動作の制御を行ったが（ステップＳ１１〜ステップＳ
１４）、エンジン回転数が設定回転数以下の場合、所定
時間毎にオイルポンプ５の吸引排出動作を一定時間行う
ようにしてもよい。

【００４４】また、上述したフローチャートのステップ
Ｓ２３〜ステップＳ３３の処理と同様の処理を行って、
スロットル開度を最小にするとともに車軸の軸トルクが
最大となるように制御するようにしてもよい。また、車
速に対してスロットル開度が最小になるように制御する
ようにしてもよい。

【００４５】

【発明の効果】本発明は、第１のオイルポンプと第２の
オイルポンプとの潤滑油の吸引排出動作を運転状態に応
じて独立して制御するので、潤滑油の吸引排出機能を必
要以上に低下させることなく、駆動抵抗の低減等を図る
ことができる。従って、エンジンの性能を有効に利用す
ることができる。

【００４６】また、第１のオイルポンプの潤滑油の吸引
排出動作をエンジン回転数検出手段により検出されたエ
ンジン回転数に応じて制御することにより、走行燃費の
改善を図ることができる。

【００４７】さらに、加速時に第２のオイルポンプの潤
滑油の吸引排出動作を停止することにより、加速時のエ
ンジンの応答性を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るエンジンの潤滑制御装置の制御系
を示すブロック構成図である。

【図２】本発明に係る潤滑制御装置を適用したエンジン
の一実施例を示す側面図である。

【図３】本発明に係るエンジンを示す平面図である。

【図４】本発明に係る潤滑制御装置の制御系を示す概略
構成図である。

【図５】本発明に係る潤滑制御装置の動作の一実施例を
示すフローチャートである。

【図６】本発明に係る潤滑制御装置の動作の一実施例を
示すフローチャートである。

【図７】オイルミストによる駆動損失曲線とオイルポン
プの駆動による駆動損失曲線とを示す特性図である。

【図８】エンジン回転数とオイルポンプの吸引能力制御
との関係を示すグラフである。

【符号の説明】

１ エンジン ２ クランクケース ３ シリンダブロック ４ シリンダヘッド ５ 第１のオイルポンプ ６ 第２のオイルポンプ ７ 制御弁 ８ 制御弁 ９ エアフローセンサ １０ スロットル開度センサ １１ エンジン回転数検出センサ １２ 車速センサ １３ オイル量検出センサ １４ コントロールユニット １５ オートクルーズスイッチ １４１ 第１の制御手段 １４２ 加速検出手段 １４３ 第２の制御手段 １４４ オートクルーズ制御手段

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 【請求項１】 クランクケース内の潤滑油を吸引排出す
   る第１のオイルポンプと、ヘッドカバー内の潤滑油を吸
   引排出する第２のオイルポンプと、上記両オイルポンプ
   の潤滑油の吸引排出動作を運転状態に応じて独立して制
   御する制御手段とを備えたことを特徴とするエンジンの
   潤滑制御装置。 【請求項２】 エンジン回転数を検出するエンジン回転
   数検出手段を備えるとともに、制御手段は第１のオイル
   ポンプの潤滑油の吸引排出動作を上記エンジン回転数検
   出手段により検出されたエンジン回転数に応じて制御す
   るようにしたことを特徴とする請求項１記載のエンジン
   の潤滑制御装置。 【請求項３】 加速時を検出する加速検出手段を備える
   とともに、制御手段は加速時に第２のオイルポンプの潤
   滑油の吸引排出動作を停止するようにしたことを特徴と
   する請求項１記載のエンジンの潤滑制御装置。