JP2005299592A - Lubricating device of internal combustion engine - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、内燃機関における動弁系や摺動系などの潤滑必要部に潤滑油を供給する内燃機関の潤滑装置に関するものである。 The present invention relates to a lubricating device for an internal combustion engine that supplies lubricating oil to a lubrication-necessary part such as a valve operating system or a sliding system in the internal combustion engine.
内燃機関においては、吸気弁及び排気弁の開閉駆動を行う動弁系、クランクシャフトやピストンなどを駆動する摺動系に対して、常時潤滑油を供給して磨耗や発熱を防止し、円滑な作動を確保するようにしている。一般的に、潤滑油はエンジン下部に装着されたオイルパンに貯留されており、オイルポンプによってオイルギャラリ(オイル通路)を通してエンジンの各潤滑必要部に供給されるようになっている。 In an internal combustion engine, lubrication oil is constantly supplied to a valve operating system that opens and closes intake valves and exhaust valves, and a sliding system that drives crankshafts, pistons, etc., to prevent wear and heat generation. The operation is ensured. In general, the lubricating oil is stored in an oil pan attached to the lower part of the engine, and is supplied to each lubrication required part of the engine through an oil gallery (oil passage) by an oil pump.
ところで、この潤滑油は低温状態で粘度が高いためにフリクションとして作用してしまうことから、エンジンの始動時には、この潤滑油を早期に昇温することが望ましい。一方、潤滑油は高温状態で粘度が低くなって摺動部に適正な油膜を確保することが困難となるため、エンジンの高負荷運転時には、この潤滑油を冷却することが望ましい。そこで、潤滑油をエンジンに供給するオイル配管に、エンジン冷却水を利用して潤滑油を冷却するオイルクーラと、排気再循環(EGR:Exhaust gas recirculation)ガスを利用して潤滑油を加熱すると共に、潤滑油を利用してEGRガスを冷却するEGRクーラを装着することが考えられており、例えば、下記特許文献1に記載されている。
By the way, since this lubricating oil acts as friction because of its high viscosity in a low temperature state, it is desirable to raise the temperature of this lubricating oil at an early stage when the engine is started. On the other hand, since the viscosity of the lubricating oil becomes low at a high temperature and it is difficult to secure an appropriate oil film on the sliding portion, it is desirable to cool the lubricating oil during high-load operation of the engine. Therefore, an oil cooler that cools the lubricating oil using engine cooling water and an exhaust gas recirculation (EGR) gas is used to heat the lubricating oil to an oil pipe that supplies the lubricating oil to the engine. It is considered to install an EGR cooler that cools EGR gas using lubricating oil, and is described, for example, in
この特許文献1に記載された「エンジンバランサの潤滑装置」は、オイルパン内の潤滑油をオイルポンプによりオイルクーラを通してエンジンバランサ及びエンジン各潤滑部へ供給可能とすると共に、オイルクーラの手前で分岐するバイパス通路からEGRクーラを通してエンジンバランサへ供給可能とするものである。従って、エンジンの冷間時には、オイルポンプからの潤滑油をEGRクーラに供給して排気ガスにより加熱してからエンジンバランサに供給することができる一方、エンジンの温間時には、オイルポンプからの潤滑油をオイルクーラに供給して冷却水により冷却してからエンジンバランサ及びエンジン各潤滑部に供給することができる。
The “engine balancer lubrication device” described in
ところで、エンジンの運転状態がEGR領域における高負荷運転時であるとき、潤滑油はエンジンを潤滑するときに高熱を受け取って高温状態となることから、この潤滑油をオイルクーラで冷却する必要がある。また、このとき、排気ガスも高温状態となることから、EGRガスをEGRクーラを通して潤滑油で冷却する必要がなる。ところが、上述した特許文献1の「エンジンバランサの潤滑装置」にあっては、オイルポンプに対してオイルクーラとEGRクーラが並列に配設されているため、各クーラへ送る潤滑油の流量はバイパス通路に設けられた切換弁の開閉動作に依存している。
By the way, when the operating state of the engine is during high load operation in the EGR region, the lubricating oil receives high heat when lubricating the engine and becomes a high temperature state. Therefore, it is necessary to cool the lubricating oil with an oil cooler. . At this time, since the exhaust gas is also in a high temperature state, it is necessary to cool the EGR gas with the lubricating oil through the EGR cooler. However, in the “engine balancer lubrication device” of
そのため、上述したようなエンジンの運転状態にて、切換弁を閉止すると、オイルポンプからの潤滑油をオイルクーラで冷却してからエンジンバランサ及びエンジン各潤滑部に供給することができるものの、EGRクーラでEGRガスを冷却することができない。一方、切換弁を開放すると、オイルポンプからの潤滑油をEGRクーラに供給してEGRガス冷却することができるものの、この加熱された高温の潤滑油をエンジンバランサに供給することとなり、潤滑油が適正粘度とならずにエンジンバランサを確実に潤滑することができないという問題がある。 Therefore, when the switching valve is closed in the engine operating state as described above, the lubricating oil from the oil pump can be cooled by the oil cooler and then supplied to the engine balancer and each lubricating part of the engine. The EGR gas cannot be cooled. On the other hand, if the switching valve is opened, the lubricating oil from the oil pump can be supplied to the EGR cooler to cool the EGR gas, but this heated high-temperature lubricating oil will be supplied to the engine balancer. There is a problem that the engine balancer cannot be reliably lubricated without achieving an appropriate viscosity.
本発明は、このような問題を解決するものであって、潤滑油を所定の温度範囲に維持することで最適な粘度の潤滑油を供給可能として潤滑性能の向上を図ると共に、排気再循環ガスを確実に冷却することで排気浄化性能の向上を図った内燃機関の潤滑装置を提供することを目的とする。 The present invention solves such a problem, and by maintaining the lubricating oil in a predetermined temperature range, it is possible to supply lubricating oil having an optimum viscosity so as to improve the lubricating performance, and the exhaust gas recirculation gas. An object of the present invention is to provide a lubricating device for an internal combustion engine that improves the exhaust purification performance by reliably cooling the engine.
上述した課題を解決してその目的を達成するために、本発明の内燃機関の潤滑装置は、潤滑油を冷却するオイルクーラと、潤滑油と排気再循環ガスとの間で熱交換を行う排気再循環クーラと、潤滑油を前記オイルクーラ及び前記排気再循環クーラを通して内燃機関の潤滑必要部に供給する潤滑油通路と、潤滑油を前記オイルクーラをバイパスして前記排気再循環クーラに供給するバイパス通路と、前記潤滑油通路に流れる潤滑油量と前記バイパス通路に流れる潤滑油量とを調整する流量調整手段と、前記内燃機関の運転状態に応じて前記流量調整手段を制御する制御手段とを具えたことを特徴とするものである。 In order to solve the above-described problems and achieve the object, a lubricating device for an internal combustion engine according to the present invention includes an oil cooler that cools the lubricating oil, and an exhaust that performs heat exchange between the lubricating oil and the exhaust recirculation gas. A recirculation cooler, a lubricating oil passage for supplying lubricating oil to the lubrication required part of the internal combustion engine through the oil cooler and the exhaust gas recirculation cooler, and supplying lubricating oil to the exhaust gas recirculation cooler by bypassing the oil cooler A bypass passage, flow rate adjusting means for adjusting the amount of lubricating oil flowing in the lubricating oil passage and the amount of lubricating oil flowing in the bypass passage, and control means for controlling the flow rate adjusting means in accordance with the operating state of the internal combustion engine; It is characterized by comprising.
また、本発明の内燃機関の潤滑装置では、前記制御手段は、前記内燃機関の高負荷時に、潤滑油が前記潤滑油通路により前記オイルクーラ及び前記排気再循環クーラを通して内燃機関の潤滑必要部に供給されるように前記流量調整手段を制御することを特徴としている。 In the lubricating device for an internal combustion engine according to the present invention, the control means may supply the lubricating oil to the lubrication required portion of the internal combustion engine through the oil cooler and the exhaust gas recirculation cooler through the lubricating oil passage when the internal combustion engine is heavily loaded. The flow rate adjusting means is controlled to be supplied.
本発明の内燃機関の潤滑装置では、前記排気再循環クーラの出側における潤滑油の温度を検出する油温検出手段を設け、前記制御手段は、前記油温検出手段が検出した潤滑油の温度が所定値より高いときに、潤滑油が前記潤滑油通路により前記オイルクーラ及び前記排気再循環クーラを通して内燃機関の潤滑必要部に供給されるように前記流量調整手段を制御することを特徴としている。 In the lubricating device for an internal combustion engine of the present invention, an oil temperature detecting means for detecting the temperature of the lubricating oil on the outlet side of the exhaust gas recirculation cooler is provided, and the control means detects the temperature of the lubricating oil detected by the oil temperature detecting means. When the flow rate is higher than a predetermined value, the flow rate adjusting means is controlled so that lubricating oil is supplied to the lubrication required portion of the internal combustion engine through the oil cooler and the exhaust gas recirculation cooler through the lubricating oil passage. .
本発明の内燃機関の潤滑装置では、冷却水の温度を検出する水温検出手段と、潤滑油の温度を検出する油温検出手段を設け、前記制御手段は、前記内燃機関の始動時に、前記水温検出手段が検出した冷却水の温度が前記油温検出手段が検出した潤滑油の温度より高いときには、潤滑油が前記潤滑油通路により前記オイルクーラ及び前記排気再循環クーラを通して内燃機関の潤滑必要部に供給されるように前記流量調整手段を制御することを特徴としている。 In the lubricating device for an internal combustion engine according to the present invention, a water temperature detecting means for detecting the temperature of the cooling water and an oil temperature detecting means for detecting the temperature of the lubricating oil are provided, and the control means is configured to detect the water temperature when the internal combustion engine is started. When the temperature of the cooling water detected by the detecting means is higher than the temperature of the lubricating oil detected by the oil temperature detecting means, the lubricating oil passes through the oil cooler and the exhaust gas recirculation cooler through the lubricating oil passage and is required to lubricate the internal combustion engine. The flow rate adjusting means is controlled so as to be supplied.
本発明の内燃機関の潤滑装置では、前記潤滑油通路に上流側から下流側に向けて第1オイルクーラ、前記排気再循環クーラ、第2オイルクーラの順に配列し、前記バイパス通路が前記第1オイルクーラをバイパスして前記排気再循環クーラに連結されることを特徴としている。 In the lubricating device for an internal combustion engine of the present invention, the first oil cooler, the exhaust gas recirculation cooler, and the second oil cooler are arranged in this order from the upstream side to the downstream side in the lubricating oil passage, and the bypass passage is the first oil cooler. The oil cooler is bypassed and connected to the exhaust gas recirculation cooler.
本発明の内燃機関の潤滑装置では、前記第1オイルクーラを冷却風により潤滑油を冷却可能な空冷式とし、前記第2オイルクーラを冷却水により潤滑油を冷却可能な水冷式としたことを特徴としている。 In the lubricating device for an internal combustion engine of the present invention, the first oil cooler is an air-cooled type capable of cooling the lubricating oil by cooling air, and the second oil cooler is a water-cooled type capable of cooling the lubricating oil by cooling water. It is a feature.
本発明の内燃機関の潤滑装置によれば、潤滑油をオイルクーラ及び排気再循環クーラを通して内燃機関の潤滑必要部に供給する潤滑油通路を設けると共に、潤滑油をオイルクーラをバイパスして排気再循環クーラに供給するバイパス通路を設け、流量調整手段により潤滑油通路に流れる潤滑油量とバイパス通路に流れる潤滑油量とを調整可能とすると共に、制御手段により内燃機関の運転状態に応じてこの流量調整手段を制御可能としたので、エンジン運転状態に応じて潤滑油の供給通路を切り換えることで潤滑油を適正温度まで冷却することができ、常時最適な粘度の潤滑油を供給することで潤滑性能を向上することができると共に、この適正温度の潤滑油により排気再循環ガスを確実に冷却することで、適正温度の排気再循環ガスを吸気系に供給して燃焼温度を下げることができ、NOxなどの有害物質の発生を抑制して排気浄化性能を向上することができる。 According to the lubricating device for an internal combustion engine of the present invention, a lubricating oil passage is provided for supplying lubricating oil to a necessary lubrication portion of the internal combustion engine through an oil cooler and an exhaust gas recirculation cooler, and the lubricating oil is bypassed through the oil cooler and exhausted again. A bypass passage is provided for supplying to the circulation cooler, and the flow rate adjusting means can adjust the amount of lubricating oil flowing in the lubricating oil passage and the amount of lubricating oil flowing in the bypass passage, and the control means can adjust the amount of lubricating oil according to the operating state of the internal combustion engine. Since the flow rate adjusting means can be controlled, the lubricating oil can be cooled to an appropriate temperature by switching the lubricating oil supply passage according to the engine operating condition, and lubrication can be achieved by always supplying the lubricating oil with the optimum viscosity. Performance can be improved, and the exhaust gas recirculation gas at the proper temperature is sucked into the exhaust gas by reliably cooling the exhaust gas recirculation gas with this proper temperature lubricant. Supply to be able to lower the combustion temperature, it is possible to improve the exhaust purification performance by suppressing the generation of harmful substances such as NOx.
以下に、本発明にかかる内燃機関の潤滑装置の実施例を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施例によりこの発明が限定されるものではない。 Embodiments of a lubricating device for an internal combustion engine according to the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. Note that the present invention is not limited to the embodiments.
図1は、本発明の実施例1に係る内燃機関の潤滑装置を表す概略構成図、図2は、実施例1の内燃機関の潤滑装置における流量制御弁の切換制御のフローチャートである。 FIG. 1 is a schematic configuration diagram illustrating a lubricating device for an internal combustion engine according to a first embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a flowchart of switching control of a flow rate control valve in the lubricating device for the internal combustion engine according to the first embodiment.
実施例1の内燃機関の潤滑装置において、図1に示すように、内燃機関としてのエンジン11は、図示しないが、内部に燃焼室を有しており、吸気ポートを介して吸気管12が連結されると共に、排気ポートを介して排気管13が連結されている。そして、吸気管12の上流端部にはエアクリーナ14が取付けられており、この吸気管12には電子スロットルバルブ15が取付けられると共に、このスロットルバルブ15の開度θを検出するスロットルポジションセンサ16が取付けられている。一方、排気管13の下流部には触媒装置17が取付けられている。また、エンジン11には、排気再循環(EGR)機構として、排気管13と吸気管12におけるスロットルバルブ15の下流側とを連結して排気ガスの一部を吸気へ再循環させるEGR通路18が設けられると共に、このEGR通路18にEGR弁19が設けられている。更に、エンジン11にはクランクポジションセンサ20が取付けられており、この検出信号に基づいてエンジン回転数Neを算出することができる。
In the internal combustion engine lubrication apparatus according to the first embodiment, as shown in FIG. 1, an
また、エンジン11には、エンジン冷却水が充填されるウォータジャケット21が形成されており、車両前部には、このエンジン冷却水を走行風により冷却するラジエータ22が設けられている。そして、エンジン11のウォータジャケット21からラジエータ22に第1冷却通路23が接続されると共に、ラジエータ22からサーモスタット弁24を介してウォータジャケット21に第2冷却通路25が接続されており、エンジン11に設けられたウォータポンプ26によりウォータジャケット21とラジエータ22との間でエンジン冷却水を循環可能となっている。
Further, the
更に、エンジン11は、内部に吸気弁及び排気弁の開閉駆動を行う動弁系、また、クランクシャフトやピストンなどを駆動する摺動系などの潤滑必要部を有しており、この潤滑必要部に潤滑油(エンジンオイル)を供給するためのオイルギャラリが設けられている。即ち、エンジン11の下部にはオイルパン27が装着され、このオイルパン27にはエンジンオイルを貯留可能となっている。そして、オイルパン27のエンジンオイルをストレーナ28、オイルポンプ29、オイルフィルタ30、オイルクーラ31、EGRクーラ(排気再循環クーラ)32を介してエンジン11のオイルギャラリに供給する潤滑油通路33が設けられている。また、この潤滑油通路33には、オイルフィルタ30からオイルクーラ31をバイパスしてEGRクーラ32に連結するバイパス通路34が設けられており、潤滑油通路33とバイパス通路34との分岐部には、流量調整手段としての切換弁35が設けられている。なお、36は、潤滑油通路33に設けられたリリーフバルブであり、37は、エンジン11を潤滑したエンジンオイルがオイルパン27に戻る戻り通路である。
Further, the
このオイルクーラ31は、エンジンオイルと第2冷却通路25を流れるエンジン冷却水との間で熱交換を行うことで、このエンジンオイルを冷却することができる。EGRクーラ32は、エンジンオイルとEGR通路18を流れるEGRガスとの間で熱交換を行うことで、このエンジンオイルを加熱する一方、EGRガスを冷却することができる。そして、切換弁35は三方弁であり、潤滑油通路33に流れるエンジンオイル量とバイパス通路34に流れるエンジンオイル量とを調整することができる。そして、この切換弁35は、エンジン11の運転状態に応じて切換制御可能となっている。
The
即ち、制御部(制御手段)38には、スロットルポジションセンサ16が検出したスロットル開度θと、クランクポジションセンサ20が検出したエンジン回転数Neが入力されており、制御部38は、このスロットル開度θとエンジン回転数Neに基づいてエンジン負荷を算出している。そして、制御部38は、エンジン11の中・低負荷運転時、つまり、算出したエンジン負荷が予め設定された所定値以下のときには、切換弁35をバイパス通路34側に切り換え、エンジンオイルをこの潤滑油通路33からバイパス通路34に流し、オイルクーラ31を通さずにEGRクーラ32に流し、エンジン11のオイルギャラリに供給するように制御する。一方、エンジン11の高負荷運転時、つまり、算出したエンジン負荷が予め設定された所定値より大きいときには、切換弁35を潤滑油通路33側に切り換え、エンジンオイルを潤滑油通路33からオイルクーラ31及びEGRクーラ32を通してエンジン11のオイルギャラリに供給するように制御する。
In other words, the throttle opening θ detected by the
従って、エンジン11の中・低負荷運転時は、エンジンオイルがオイルクーラ31を通過しないために冷却されずにEGRクーラ32に流れ、ここでEGRガスと熱交換を行った後にエンジン11の潤滑必要部に供給される。一方、エンジン11の高負荷運転時は、エンジンオイルがオイルクーラ31で冷却されてからEGRクーラ32に流れ、ここでEGRガスと熱交換を行った後にエンジン11の潤滑必要部に供給される。そのため、エンジン11が高負荷状態となって、エンジン本体や排気ガス(EGRガス)が高温となったときには、エンジンオイルを冷却してからEGRクーラ32及びエンジン11に供給することとなり、エンジンオイルの高温化を防止することができる。
Therefore, when the
ここで、制御部38による切換弁35の切換制御を、図2のフローチャートに基づいて説明する。
Here, the switching control of the switching
図2に示すように、ステップS1にて、制御部38は、エンジン11が現在高負荷運転状態にあるかどうかを判定する。即ち、スロットル開度θとエンジン回転数Neに基づいてエンジン負荷を算出し、このエンジン負荷が予め設定された所定値より大きいかどうかを判定する。ここで、エンジン負荷が所定値以下であるときには、ステップS2に移行し、切換弁35をバイパス通路34側に切り換え、エンジンオイルをこの潤滑油通路33からバイパス通路34に流す。すると、エンジンオイルが冷却されずにEGRクーラ32に流れ、ステップS3では、EGRクーラ32にて、エンジンオイルとEGRガスとで熱交換を行われ、エンジンオイルが適度に加熱される一方、EGRガスが冷却される。その後、ステップS4にて、昇温されたエンジンオイルがエンジン11の潤滑必要部に供給される。
As shown in FIG. 2, in step S1, the
従って、エンジン11の低温始動時には、低温のエンジンオイルが高温のEGRガスにより加熱されて低粘度となるため、この低粘度のエンジンオイルをエンジン11の潤滑必要部に供給することで、フリクションを低減することができる。また、エンジン11の始動後には、エンジンオイルによるEGRガスの過冷却を防止することとなり、低温のEGRガスの導入によるHCなどの有害物質の発生を抑制することができる。
Therefore, when the
一方、ステップS1にて、制御部38はエンジン負荷が所定値より大きいと判定したときには、ステップS5にて、切換弁35を潤滑油通路33(オイルクーラ31)側に切り換え、エンジンオイルを潤滑油通路33に流す。すると、ステップS6にて、オイルクーラ31でエンジンオイルが冷却されてからEGRクーラ32に流れ、ステップS3では、EGRクーラ32にて、エンジンオイルとEGRガスとで熱交換を行われ、低温のエンジンオイルにより高温のEGRガスが適温に冷却される。その後、ステップS4にて、昇温されたエンジンオイルがエンジン11の潤滑必要部に供給される。
On the other hand, when it is determined in step S1 that the engine load is greater than the predetermined value, the
従って、エンジン11の高負荷運転時には、エンジン本体や排気ガス(EGRガス)が高温となるものの、オイルクーラ31で事前にエンジンオイルを冷却するためにこのエンジンオイルの高温化を防止することができる。そのため、高温のEGRガスを低温のエンジンオイルにより冷却することで、EGRガスが適温まで冷却されてから吸気系に供給されることとなり、燃焼室での燃焼温度を下げてNOxなどの有害物質の発生を抑制することができる。また、低温のエンジンオイルが高温のエンジン11に供給されて潤滑必要部を潤滑することとなり、エンジンオイルの低粘度化による潤滑膜の無効化を防止することができる。
Therefore, when the
なお、制御部38は、エンジン回転数とエンジン負荷に基づいてEGR制御領域を設定し、EGR弁19の開度を制御しており、EGR弁19が閉止状態でEGRクーラ32にEGRガスが流れていないときには、エンジンオイルによりEGRガスを冷却せずにその温度のままでエンジン11に供給されることとなる。この場合、エンジン11の高負荷運転時には、オイルクーラ31で冷却されたエンジンオイルが直接高温のエンジン11に供給されて潤滑するため、エンジン11の冷却効率を向上することができる。
The
このように実施例1の内燃機関の潤滑装置にあっては、エンジンオイルをオイルポンプ29によりオイルクーラ31及びEGRクーラ32を通してエンジン11の潤滑必要部に供給する潤滑油通路33を設けると共に、オイルクーラ31をバイパスしてEGRクーラ32に連結するバイパス通路34を設け、この潤滑油通路33とバイパス通路34との分岐部に切換弁35を設け、制御部38がエンジン11の運転状態に応じて切換弁35を切換制御している。
As described above, in the internal combustion engine lubrication apparatus according to the first embodiment, the lubricating
従って、エンジン11の中・低負荷運転時など、エンジン本体やEGRガスがそれ程高温でないときにはエンジンオイルを冷却せず、エンジン11の高負荷運転時など、エンジン本体やEGRガスが高温であるときにはエンジンオイルをオイルクーラ31で冷却することとなる。そのため、エンジン11の運転状態に拘らず適温のエンジンオイルによりエンジン本体やEGRガスを確実に適正温度まで冷却することができ、適温のEGRガスを吸気系に供給することで、燃焼室での燃焼温度を下げてNOxなどの有害物質の発生を抑制し、排気浄化性能を向上することができる。また、適温のエンジンオイルをエンジン11に供給して潤滑することで、常時最適な粘度のエンジンオイルを供給して潤滑性能を向上することができる。
Therefore, the engine oil is not cooled when the engine body and EGR gas are not so hot, such as during medium / low load operation of the
図3は、本発明の実施例2に係る内燃機関の潤滑装置を表す概略構成図である。なお、前述した実施例で説明したものと同様の機能を有する部材には同一の符号を付して重複する説明は省略する。 FIG. 3 is a schematic configuration diagram illustrating a lubricating device for an internal combustion engine according to a second embodiment of the present invention. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the member which has the same function as what was demonstrated in the Example mentioned above, and the overlapping description is abbreviate | omitted.
実施例2の内燃機関の潤滑装置において、図3に示すように、オイルパン27に貯留されたエンジンオイルをストレーナ28、オイルポンプ29、オイルフィルタ30、オイルクーラ31、EGRクーラ32を介してエンジン11のオイルギャラリに供給する潤滑油通路33が設けられると共に、この潤滑油通路33にはオイルクーラ31をバイパスしてEGRクーラ32に連結するバイパス通路34が設けられており、潤滑油通路33とバイパス通路34との分岐部に切換弁35が設けられている。そして、この潤滑油通路33には、EGRクーラ32の下流側にエンジンオイルの温度TOを検出する油温センサ(油温検出手段)41が設けられている。
In the internal combustion engine lubrication apparatus according to the second embodiment, as shown in FIG. 3, the engine oil stored in the
そして、制御部38は、この油温センサ41が検出したエンジンオイルの温度(油温)TOに基づいて切換弁35を切換制御可能となっている。即ち、制御部38は、現在の油温TOが予め設定された所定値以下のときには、切換弁35をバイパス通路34側に切り換え、エンジンオイルをオイルクーラ31を通さずにEGRクーラ32に流してからエンジン11に供給するように制御する。一方、現在の油温TOが所定値より高いときには、切換弁35を潤滑油通路33側に切り換え、エンジンオイルをオイルクーラ31及びEGRクーラ32を通してエンジン11に供給するように制御する。
Then, the
従って、エンジンオイルの温度TOが低いときは、エンジンオイルを冷却せずにEGRクーラ32に流し、ここでEGRガスと熱交換を行った後にエンジン11の潤滑必要部に供給する。一方、エンジンオイルの温度TOが高いときは、エンジンオイルをオイルクーラ31で冷却してからEGRクーラ32に流し、ここでEGRガスと熱交換を行った後にエンジン11の潤滑必要部に供給する。そのため、エンジン11の高負荷運転時などエンジンオイルが高いときには、エンジンオイルを事前に冷却してからEGRクーラ32及びエンジン11に供給することとなり、EGRガスを適正に冷却できると共に、エンジン11を適正に潤滑できる。
Therefore, when the temperature T O of the engine oil is low, the engine oil is supplied to the
このように実施例2の内燃機関の潤滑装置にあっては、潤滑油通路33におけるEGRクーラ32の下流側にエンジンオイルの温度TOを検出する油温センサ41を設け、制御部38がこの油温センサ41が検出したエンジンオイルの温度TOに応じて切換弁35を切換制御している。
As described above, in the lubricating device for the internal combustion engine according to the second embodiment, the oil temperature sensor 41 for detecting the temperature T O of the engine oil is provided on the downstream side of the
従って、エンジン11の高負荷運転時などエンジンオイルが高温状態にあるときには、このエンジンオイルをオイルクーラ31で冷却してからEGRクーラ32及びエンジン11に供給することとなる。そのため、低温のエンジンオイルによりエンジン本体やEGRガスを確実に適正温度まで冷却することができ、排気浄化性能を向上することができると共に、最適な粘度のエンジンオイルを供給して潤滑性能を向上することができる。また、切換弁35の切換制御をEGRクーラ32の出側の油温により実施したことで、エンジン負荷により切換制御を行うものに比べて、制御マップ等を記憶させる必要はなく制御を容易に行うことができる。
Therefore, when the engine oil is in a high temperature state such as when the
図4は、本発明の実施例3に係る内燃機関の潤滑装置を表す概略構成図、図5は、実施例3の内燃機関の潤滑装置における切換弁の切換制御のフローチャートである。なお、前述した実施例で説明したものと同様の機能を有する部材には同一の符号を付して重複する説明は省略する。 FIG. 4 is a schematic configuration diagram illustrating a lubricating device for an internal combustion engine according to a third embodiment of the present invention, and FIG. 5 is a flowchart of switching control of the switching valve in the lubricating device for the internal combustion engine according to the third embodiment. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the member which has the same function as what was demonstrated in the Example mentioned above, and the overlapping description is abbreviate | omitted.
実施例3の内燃機関の潤滑装置において、図4に示すように、エンジン11のウォータジャケット21に充填されたエンジン冷却水は、始動時にウォータジャケット21内を循環して昇温し、始動後に第1冷却通路23を通してラジエータ22に送って走行風により冷却し、第2冷却通路25を通してラジエータ22に戻し可能となっている。そして、このウォータジャケット21に隣接してオイルクーラ31が設けられると共に、ウォータジャケット21を循環するエンジン冷却水の温度TWを検出する水温センサ(水温検出手段)51が設けられている。
In the internal combustion engine lubrication apparatus according to the third embodiment, as shown in FIG. 4, the engine coolant filled in the
また、オイルパン27に貯留されたエンジンオイルをストレーナ28、オイルポンプ29、オイルフィルタ30、オイルクーラ31、EGRクーラ32を介してエンジン11のオイルギャラリに供給する潤滑油通路33が設けられると共に、この潤滑油通路33にはオイルクーラ31をバイパスしてEGRクーラ32に連結するバイパス通路34が設けられており、潤滑油通路33とバイパス通路34との分岐部に切換弁35が設けられている。そして、この潤滑油通路33における切換弁35の上流側にエンジンオイルの温度TOを検出する油温センサ(油温検出手段)52が設けられている。
In addition, a lubricating
そして、制御部38は、エンジン11の始動時には、水温センサ51が検出したエンジン冷却水の温度(水温)TWと油温センサ52が検出したエンジンオイルの温度(油温)TOに基づいて切換弁35を切換制御可能となっている。即ち、制御部38は、エンジン11の始動時に、水温TWが油温TO以下のときには、切換弁35をバイパス通路34側に切り換え、エンジンオイルをオイルクーラ31を通さずにEGRクーラ32に流してからエンジン11に供給するように制御する。一方、エンジン11の始動時に、水温TWが油温TOより高いときには、切換弁35を潤滑油通路33側に切り換え、エンジンオイルをオイルクーラ31及びEGRクーラ32を通してエンジン11に供給するように制御する。
Then, when the
一般的に、エンジン始動時にはエンジン冷却水よりもエンジンオイルの方が早期に昇温されるものであるが、エンジンの冷却構造によっては、始動時にエンジン冷却水の方が早期に昇温されるものがある。従って、エンジン11の始動時に、水温TWが油温TOより高いときには、エンジンオイルをオイルクーラのエンジン冷却水で加熱し、更にEGRクーラ32で加熱してからエンジン11の潤滑必要部に供給する。そのため、低温のエンジンオイルが高温のエンジン冷却水及びEGRガスにより早期に加熱されて低粘度となり、エンジン11でのフリクションを低減することができる。
In general, the engine oil temperature rises earlier than the engine cooling water when starting the engine, but depending on the engine cooling structure, the engine cooling water temperature rises earlier when starting the engine. There is. Therefore, at the start of the
エンジン11の始動時における制御部38による切換弁35の切換制御を説明すると、図5に示すように、ステップS11にて、制御部38は、水温センサ51が検出したエンジン冷却水の温度TWと油温センサ52が検出したエンジンオイルの温度TOを比較する。そして、水温TWが油温TOより高いと判定したときには、ステップS12にて、切換弁35を潤滑油通路33(オイルクーラ31)側に切り換え、エンジンオイルを潤滑油通路33に流す。すると、ステップS13にて、オイルクーラ31でエンジンオイルがエンジン冷却水により昇温されてからEGRクーラ32に流れ、ステップS14では、EGRクーラ32にて、エンジンオイルとEGRガスとで熱交換を行われ、低温のエンジンオイルが高温のEGRガスにより加熱される。その後、ステップS15にて、昇温されたエンジンオイルがエンジン11の潤滑必要部に供給される。
To describe the switching control of the switching
従って、エンジン11の始動時には、低温のエンジンオイルがオイルクーラ31及びEGRクーラで加熱されるため、低粘度となった適温のエンジンオイルがエンジン11に供給されて潤滑必要部を潤滑することとなり、フリクションを低減することができる。
Therefore, when the
一方、ステップS11にて、制御部38は、水温TWが油温TO以下であると判定したときには、ステップS16にて、エンジン11が現在高負荷運転状態にあるかどうかを判定し、エンジン11の負荷に応じて切換弁35の切換制御を行う。なお、この切換弁35の切換制御に関る処理を実行するステップS16、S17、S14、S15及びステップS16、S18、S19、S14、S15は、前述した実施例1におけるステップS1、S2、S3、S4及びステップS1、S5、S6、S3、S4と同様であるため、説明は省略する。
On the other hand, when it is determined in step S11 that the water temperature T W is equal to or lower than the oil temperature T O , in step S16, the
このように実施例3の内燃機関の潤滑装置にあっては、ウォータジャケット21に隣接してオイルクーラ31を設けると共に、このウォータジャケット21を循環するエンジン冷却水の温度TWを検出する水温センサ51を設ける一方、潤滑油通路33における切換弁35の上流側にエンジンオイルの温度を検出する油温センサ52を設け、制御部38がこの水温センサ51が検出した水温TWと油温センサ52が検出した油温TOとを比較して切換弁35を切換制御している。
In the lubrication apparatus of the internal combustion engine of the third embodiment, provided with an oil cooler 31 adjacent to the
従って、エンジン11の始動時などエンジンオイルが低温状態にあるとき、エンジン冷却水温が高ければこのエンジンオイルをオイルクーラ31で加熱してからEGRクーラ32で更に加熱してエンジン11に供給することとなる。そのため、エンジンオイルを早期に適温まで上げることができ、適温で低粘度となったエンジンオイルをエンジン11に供給して潤滑必要部を潤滑することとなり、フリクションを早期に低減して潤滑性能を向上することができる。
Accordingly, when the engine oil is at a low temperature such as when the
図6は、本発明の実施例4に係る内燃機関の潤滑装置を表す概略構成図である。なお、前述した実施例で説明したものと同様の機能を有する部材には同一の符号を付して重複する説明は省略する。 FIG. 6 is a schematic configuration diagram illustrating a lubricating device for an internal combustion engine according to a fourth embodiment of the present invention. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the member which has the same function as what was demonstrated in the Example mentioned above, and the overlapping description is abbreviate | omitted.
実施例4の内燃機関の潤滑装置において、図6に示すように、オイルパン27に貯留されたエンジンオイルをストレーナ28、オイルポンプ29、オイルフィルタ30、空冷式オイルクーラ61、EGRクーラ32、水冷式オイルクーラ31を介してエンジン11のオイルギャラリに供給する潤滑油通路62が設けられると共に、この潤滑油通路62には空冷式オイルクーラ51をバイパスしてEGRクーラ32に連結するバイパス通路63が設けられており、潤滑油通路62とバイパス通路63との分岐部に切換弁64が設けられている。この空冷式オイルクーラ51は走行風によりエンジンオイルを冷却するものであり、水冷式オイルクーラ31はエンジン冷却水によりエンジンオイルを冷却するものである。
In the lubricating device for the internal combustion engine of the fourth embodiment, as shown in FIG. 6, the engine oil stored in the
そして、制御部38は、スロットル開度θとエンジン回転数Neに基づいてエンジン負荷を算出し、エンジン11の中・低負荷運転時、つまり、算出したエンジン負荷が予め設定された所定値以下のときには、切換弁64をバイパス通路63側に切り換え、エンジンオイルをこの潤滑油通路62からバイパス通路63に流し、空冷式オイルクーラ61を通さずにEGRクーラ32及び水冷式オイルクーラ31に流し、エンジン11のオイルギャラリに供給するように制御する。一方、エンジン11の高負荷運転時、つまり、算出したエンジン負荷が予め設定された所定値より大きいときには、切換弁64を潤滑油通路62側に切り換え、エンジンオイルを潤滑油通路62から空冷式オイルクーラ61、EGRクーラ32、水冷式オイルクーラ31を通してエンジン11のオイルギャラリに供給するように制御する。
Then, the
従って、エンジン11の中・低負荷運転時は、エンジンオイルが空冷式オイルクーラ61を通過しないために冷却されずにEGRクーラ32に流れ、ここでEGRガスと熱交換を行った後に水冷式オイルクーラ31を通ってエンジン11の潤滑必要部に供給される。そのため、エンジンオイルの冷やしすぎによるEGRガスの過冷却を防止することができる。
Therefore, when the
一方、エンジン11の高負荷運転時は、エンジンオイルが空冷式オイルクーラ61で冷却されてからEGRクーラ32に流れ、ここでEGRガスと熱交換を行った後にオイルクーラ31を通ってエンジン11の潤滑必要部に供給される。そのため、エンジンオイルをエンジン冷却水に依存することなくその温度以下まで冷却することができ、低温のエンジンオイルにより高温のEGRガスを効率よく冷却することができる。また、EGRガスにより再び高温となったエンジンオイルは水冷式オイルクーラ31により冷却されることとなり、低温のエンジンオイルをエンジン11に供給することができる。
On the other hand, when the
このように実施例4の内燃機関の潤滑装置にあっては、エンジンオイルをオイルポンプ29により空冷式オイルクーラ61、EGRクーラ32、水冷式オイルクーラ31を通してエンジン11の潤滑必要部に供給する潤滑油通路62を設けると共に、空冷式オイルクーラ61をバイパスしてEGRクーラ32に連結するバイパス通路63を設け、この潤滑油通路62とバイパス通路63との分岐部に切換弁64を設け、制御部38がエンジン11の運転状態に応じて切換弁64を切換制御している。
As described above, in the lubrication device for the internal combustion engine of the fourth embodiment, the lubrication for supplying the engine oil to the necessary lubrication portion of the
従って、エンジン冷却水の温度に依存しない空冷式オイルクーラ61をEGRクーラ62の上流側に設けたことで、EGRガスがそれ程高温でないときはエンジンオイルを空冷式オイルクーラ61で冷却せず、エンジン11の高負荷運転時などEGRガスが高温であるときにはエンジンオイルを空冷式オイルクーラ61で冷却することとなる。そのため、エンジン11の運転状態に拘らず所定温度のエンジンオイルによりEGRガスを確実に冷却することができ、適温のEGRガスを吸気系に供給することで排気浄化性能を向上することができる。また、EGRクーラ32の下流側に水冷式オイルクーラ31を設けたことで、EGRガスとの熱交換で高温となったエンジンオイルをこのオイルクーラ31で再び冷却することができ、適温のエンジンオイルをエンジン11に供給することで、潤滑性能を向上することができる。更に、切換バルブ64の故障時にも、エンジンオイルをオイルクーラ31で冷却することができる。
Therefore, by providing the air-cooled oil cooler 61 that does not depend on the temperature of the engine cooling water on the upstream side of the
なお、上述した実施例4では、エンジン負荷に応じて切換弁64の切換制御を実行したが、前述した実施例2や実施例3のように、エンジンオイルやエンジン冷却水の温度に応じて切換弁64の切換制御を実行しても良い。この場合、EGRクーラ32の上流側に油温センサを設けてEGRクーラ32に流入するエンジンオイルの温度に応じて、切換弁64の切換制御を実行することで、このEGRクーラ32に流入するエンジンオイルの温度を所定温度に維持することができ、EGRガスの温度に拘らずこのEGRガスを確実に適正温度まで冷却することができる。
In the above-described fourth embodiment, the switching control of the switching
なお、上述した各実施例では、エンジン負荷や油温、水温などに基づいて切換弁35を切換制御したが、これらのパラメータに限定されるものではなく、燃料噴射量、スロットル開度、アクセル開度、吸入空気量、体積効率、排気ガス、EGRガスの温度、エンジン本体の温度などを利用しても良い。また、EGRガスの冷却効率を重視するのであれば、エンジン11におけるEGR運転領域にて、高負荷と中・低負荷、エンジンオイルの高温と低温などに応じて切換弁35の切換制御を行っても良い。更に、切換弁35を三方弁としたが、流量制御弁であってもよく、エンジンの運転状態を詳細に判定し、オイルクーラ31に流す油量とバイパスする油量とを調整するようにしても良い。
In each of the above-described embodiments, the switching
以上のように、本発明にかかる内燃機関の潤滑装置は、適温の潤滑油をエンジンに供給して潤滑性能の向上を図ると共に排気再循環ガスを確実に冷却して排気浄化性能の向上を図るものであり、内燃機関の形態に限定されるものではなく、ガソリンエンジンやディーゼルエンジンなど全てのエンジンに適用して有用である。 As described above, the lubrication apparatus for an internal combustion engine according to the present invention improves the lubrication performance by supplying lubricating oil at an appropriate temperature to the engine, and improves the exhaust purification performance by reliably cooling the exhaust recirculation gas. However, the present invention is not limited to the form of the internal combustion engine, and is useful when applied to all engines such as gasoline engines and diesel engines.
11 エンジン
18 EGR通路
19 EGR弁
22 ラジエータ
25 第2冷却通路
27 オイルパン
29 オイルポンプ
31 (水冷式)オイルクーラ
32 EGRクーラ(排気再循環クーラ)
33,62 潤滑油通路
34,63 バイパス通路
35,64 切換弁(流量調整手段)
38 制御部(制御手段)
41,52 油温センサ(油温検出手段)
51 水温センサ(水温検出手段)
61 空冷式オイルクーラ
11
33, 62
38 Control unit (control means)
41, 52 Oil temperature sensor (oil temperature detection means)
51 Water temperature sensor (water temperature detection means)
61 Air-cooled oil cooler
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