JP2009097372A - エンジンの油圧制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】エンジンの油圧制御装置を極低温時などオイル粘度が高い場合でもピストンへのオイル噴射を停止でき、また油圧が低油圧である場合でもピストンへのオイル噴射を行えるものとすることを課題とする。
【解決手段】ピストンジェット５にエンジンのオイルポンプ２が吐出するオイルを導く第一油圧路３１には、オイルポンプ２とオイルジェット５との間にＯＪリリーフ弁４ｂが介在している。ＯＪリリーフ弁４が備えるリリーフ弁４ｂの背面４ｂ２には第一ＯＣＶ７の切り替えにより受圧面４ｂ１と同等の油圧が作用する。受圧面４ｂ１と背面４ｂ２とに同等の油圧が作用するときにはリリーフ弁４ｂはスプリング４ｃの付勢力によってオイルジェット５へのオイルの供給を遮断する。これによりオイルジェットからのオイルの噴射が停止する。
【選択図】図１

Description

本発明はエンジンの油圧制御装置に関し、特にエンジンのピストンに向けてオイルを噴射するピストンジェットを備えたエンジンの油圧制御装置に関する。

従来、オイルポンプによって送油されるオイルのエンジン内における油圧を制御するエンジンの油圧制御装置が知られている。またエンジンの油圧制御装置としては、エンジンのピストンを冷却するためにピストンに向けてオイルを噴射するピストンジェットを備えたエンジンの油圧制御装置が知られている。このようなエンジンの油圧制御装置に関し、特許文献１ではエンジンのオイルポンプをバイパスするオイルリターン経路に切替弁を配置するとともに、配置した切替弁の開弁圧をピストンジェットの開弁圧よりも低圧にしたエンジンの油圧制御装置が提案されている。特許文献１が提案するエンジンの油圧制御装置によれば、オイル粘度が高い冷間時に切替弁を開弁することで、オイルポンプが吐出するオイルの油圧を低圧に制御することができる。このため、これによってオイルポンプの駆動仕事を低減できる。またこれにより燃料噴射量を抑制できることから、エンジンの燃費向上を図ることができる。またこのエンジンの油圧制御装置によれば、同時にピストンジェットからのオイル噴射を停止でき、これによりピストンの過冷却を防止できるため、エンジンの早期暖機やエミッションの低減を図ることもできる。

またエンジンの油圧制御装置としては、エンジンの油圧を通常の油圧（高圧）から低油圧（低圧）に切り替える油圧可変リリーフ装置を備えたエンジンの油圧制御装置も知られている。このエンジンの油圧制御装置によれば、エンジンの油圧を低油圧に切り替えることで、オイルポンプの駆動仕事を低減できるため、これにより燃費向上を図ることができる。またピストンへのオイル噴射を低油圧で停止するようにエンジンの油圧制御装置を構成すれば、冷間時にエンジンの油圧を低油圧に切り替えることで、オイルポンプの駆動仕事低減による燃費の向上と、ピストンの昇温によるエミッションの低減及び早期暖機との両立も図ることができる。またこのほか本発明と関連性があると考えられる技術が例えば特許文献２に開示されている。

特開２００７−１０７４８５号公報 特開２００６−２４９９４０号公報

ところで、極低温時においてはオイル粘度が高くなり過ぎることに起因して、油圧を低圧に制御すべくオイルポンプが吐出するオイルをリリーフしようとしても、オイルリターン経路からオイルがリリーフされ難くなるといった現象が発生することがある。このときには油圧が高まってしまうため、上述したようなエンジンの油圧制御装置では、ピストンジェットがピストンに向けて低温のオイルを噴射してしまい、この結果、ピストンの温度が低下してエミッションの悪化や白煙の発生等を招く虞があった。

またこのようなときでもオイルは多少なりともリリーフされるところ、これによってオイルポンプの駆動仕事が低下した場合、極低温時においてはオイルの粘度が非常に高いことから、オイルポンプの駆動仕事はオイルのリリーフ量が比較的少なくても大きく低下することになる。そして極低温時にオイルポンプの駆動仕事の低下に伴い燃料噴射量が低下すると、燃焼ガスの温度が低くなることから、ピストンの温度が更に低下して燃焼が不安定となり、この結果、失火の発生等を招く虞もあった。さらに上述したエンジンの油圧制御装置のように、低油圧のときにピストンへのオイル噴射を停止する構成とした場合には、低油圧のときにはピストンへのオイル噴射を一切行えなくなってしまうという問題があった。

そこで、本発明はエンジンの油圧制御装置を極低温時などオイル粘度が高い場合でもピストンへのオイル噴射を停止でき、また油圧が低油圧である場合でもピストンへのオイル噴射を行えるものとすることを課題とする。

かかる課題を解決する本発明のエンジンの油圧制御装置は、エンジンのピストンに向けてオイルを噴射するピストンジェットと、前記ピストンジェットに前記エンジンのオイルポンプが吐出するオイルを導く第一油圧路と、前記第一油圧路に介在するとともに、前記オイルポンプが吐出するオイルを内部に備える受圧ピストンの受圧面に導き、内部に備える付勢手段が前記受圧ピストンを付勢する力に抗して当該受圧ピストンを移動させることで、前記ピストンジェットにオイルをリリーフする第一油圧リリーフ手段と、前記受圧ピストンの背面に前記オイルポンプが吐出するオイルを導く第二油圧路と、前記受圧ピストンの背面に導いたオイルを排出する第三油圧路と、前記第二油圧路と前記第三油圧路とを切り替えて構成する油圧路切替手段とを備えたことを特徴とする（請求項１）。

このような構成とすることにより、受圧ピストンの背面にオイルを導くことで、受圧面にかかる油圧に対向する油圧を発生させることができる。そしてこのときには付勢手段の付勢力によって受圧ピストンを移動させることが容易になり、付勢力が受圧面にかかる油圧による力に勝るようになることで、ピストンジェットへのオイルリリーフを停止できる。したがってこのような構成とすることにより、オイルを受圧ピストンの背面に導くことで、極低温時などオイル粘度が高い場合でもピストンへのオイル噴射を停止することができる。

またこのような構成とすることにより、受圧ピストンの背面に導いたオイルを排出することで、受圧ピストンを付勢する力に抗して受圧面のみに油圧をかけることができる。そしてこのときには受圧面にかかる油圧によって受圧ピストンを移動させることが容易になり、付勢力に勝る力を発生させる油圧が導入されることで、ピストンジェットへオイルをリリーフできる。したがってこのような構成とすることにより、受圧ピストンの背面に導いたオイルを排出することで、オイルポンプが吐出する油圧が低油圧である場合でも付勢力の設定次第でピストンへのオイル噴射を行える。

またこのようなエンジンの油圧制御装置は、前記受圧ピストンに係る前記受圧面及び前記背面の面積を略等しい大きさに設定した構成とすることができる（請求項２）。具体的にはこのような構成とすることにより、受圧ピストンの背面にオイルを導くことで、受圧面にかかる油圧による力と背面にかかる油圧による力をバランスさせることができるため、極低温時などオイル粘度が高い場合にピストンへのオイル噴射を停止するにあたって好適である。

またこのようなエンジンの油圧制御装置は、前記オイルポンプにより吐出されたオイルを当該オイルポンプの上流側へリターンさせる少なくとも一つのオイルリターン経路と、前記オイルリターン経路に配置され、前記オイルポンプから吐出されたオイルの油圧を制御する少なくとも一つの第二油圧リリーフ手段とをさらに備え、前記少なくとも一つの第二油圧リリーフ手段により油圧を制御されるオイルが前記第一油圧路に導かれるように、当該第一油圧路を配置した構成とすることができる（請求項３）。このような構成とすることにより、油圧の制御が行われたオイルをピストンジェットに供給できるため、過大な油圧など不適切な油圧でピストンにオイルが噴射されることを防止できる。

またこのようなエンジンの油圧制御装置は、前記少なくとも一つの第二油圧リリーフ手段を、前記オイルポンプが吐出したオイルを二つの異なる油圧（例えば低圧及び高圧）でリリーフ可能な油圧可変リリーフ手段とした構成とすることができる（請求項３）。このような構成とすることにより、低圧及びオイル噴射、低圧及び噴射停止、高圧及びオイル噴射、高圧及び噴射停止といった４つの態様で油圧の制御とオイル噴射制御とを行える。このためこのような構成とすることにより、機関運転状態に応じて燃費の向上や早期暖機やエミッション低減やピストン冷却等を好適に図ることができる。

またこのようなエンジンの油圧制御装置は、前記少なくとも一つの第二油圧リリーフ手段につき、最も低く設定された開弁圧よりも前記第一油圧リリーフ手段の開弁圧を低く設定した構成とすることができる（請求項４）。具体的にはこのような構成とすることにより、油圧が低油圧の場合でもピストンへのオイル噴射を行える。

本発明のエンジンの油圧制御装置は、極低温時などオイル粘度が高い場合でもピストンへのオイル噴射を停止でき、また油圧が低油圧である場合でもピストンへのオイル噴射を行える。

以下、本発明を実施するための最良の形態を図面と共に詳細に説明する。

本発明の実施例について図面を参照しつつ説明する。本実施例のエンジンの油圧制御装置（以下、単に油圧制御装置と称す）１０は、オイルポンプ２と、油圧可変リリーフ装置（請求項記載の第二油圧リリーフ手段、及び油圧可変リリーフ手段に相当）３と、ＯＪ（オイルジェット）リリーフ弁（請求項記載の第一油圧リリーフ手段に相当）４と、ピストンジェット５と、第二ＯＣＶ（オイルコントロールバルブ）６と、第一ＯＣＶ（請求項記載の油圧路切替手段に相当）７を有して構成されている。また油圧制御装置１０は、油圧経路としてオイル通路１と、メインオイルホール２１と、オイルリターン経路２２と、第一油圧路３１と、第二油圧路３２と、第三油圧路３３と、第四油圧路３４と、第五油圧路３５を有して構成されている。

オイルポンプ２はオイルパン１１内のオイルをエンジン（図示しない）各部へ供給するための構成であり、オイル通路１に配置されている。オイル通路１はオイルパン１１とメインオイルホール２１とを接続している。メインオイルホール２１はエンジン各部に連通している。オイル通路１はオイルポンプ２の下流側でオイルリターン経路２２へ分岐している。オイルリターン経路２２には、油圧可変リリーフ装置３が組み込まれており、オイルポンプ２により吐出されたオイルをオイルポンプ２の上流側にリリーフする。なお、オイルパン１１内にオイルをリリーフするようにオイルリターン経路２２を構成してもよい。

オイルリターン経路２２のうち、油圧可変リリーフ装置３よりも上流側の部分には第一油圧路３１が接続されている。第一油圧路３１はその他端がノズルからなるピストンジェット５各々に分岐接続されており、オイルポンプ２が吐出するオイルをピストンジェット５各々に導く。このオイルは油圧可変リリーフ装置３により油圧が制御されるオイルとなっている。ピストンジェット５はエンジンの各気筒に配置されたピストン（図示しない）に向けてオイルを噴射するための構成であり、エンジンは気筒毎にピストンジェット５を備えている。

第一油圧路３１にはＯＪリリーフ弁４が設けられている。第一油圧路３１はＯＪリリーフ弁４で第一油圧路前半部３１ａと第一油圧路後半部３１ｂとに分割されている。第一油圧路前半部３１ａはＯＪリリーフ弁４のオイル導入口４ｉに接続されており、第一油圧路後半部３１ｂはＯＪリリーフ弁４のオイルリリーフ口４ｊに接続されている。また第一油圧路前半部３１ａは第二油圧路３２に分岐している。

第二油圧路３２はＯＪリリーフ弁４の背圧導入口４ｋに接続されている。第二油圧路３２には第一ＯＣＶ７が設けられている。第二油圧路３２は第一ＯＣＶ７で第二油圧路前半部３２ａと第二油圧路後半部３２ｂとに分割されている。第二油圧路前半部３２ａは第一ＯＣＶ７のオイル導入口７ｉに接続されており、第二油圧路後半部３２ｂは第一ＯＣＶ７のオイル出口７ｋに接続されている。第一ＯＣＶ７のオイルリリーフ口７ｊには第二オイル排出通路３７が接続されており、第二オイル排出通路３７はさらにオイルパン１１に接続されている。

第一ＯＣＶ７は切替により、第二油圧路３２と第三油圧路３３とを構成する。第一ＯＣＶ７がオイル導入口７ｉとオイル出口７ｋとを連通すると、第二油圧路前半部３２ａと第二油圧路後半部３２ｂとが連通する。このとき第二油圧路前半部３２ａと第二油圧路後半部３２ｂとで第二油圧路３２が構成される。またこのときオイルポンプ２が吐出するオイルがＯＪリリーフ弁４に背圧導入口４ｋから導入される。このオイルは油圧可変リリーフ装置３により油圧が制御されるオイルとなっており、またＯＪリリーフ弁４のオイル導入口４ｉに導入されるオイルと油圧が略等しいオイルとなっている。一方、第一ＯＣＶ７がオイル流入出口４ｋとオイルリリーフ口４ｊとを連通すると、第二油圧路後半部３２ｂと第二オイル排出通路３７とが連通する。このとき第二油圧路後半部３２ｂと第二オイル排出通路３７とで第三油圧路３３が構成される。またこのときＯＪリリーフ弁４に背圧導入口４ｋから導入されたオイルがオイルパン１１に排出される。なお、図１では第一ＯＣＶ７がオイル導入口７ｉとオイル出口７ｋとを連通している状態を白抜きの表示で模式的に示している。

第二油圧路前半部３２ａからは第四油圧路３４が分岐している。第四油圧路３４は油圧可変リリーフ装置３の背圧導入口３ｋに接続されている。第四油圧路３４には第二ＯＣＶ６が設けられている。第四油圧路３４は第二ＯＣＶ６で第四油圧路前半部３４ａと第四油圧路後半部３４ｂとに分割されている。第四油圧路前半部３４ａは第二ＯＣＶ６のオイル導入口６ｉに接続されており、第四油圧路後半部３４ｂは第二ＯＣＶ６のオイル出口６ｋに接続されている。第二ＯＣＶ６のオイルリリーフ口６ｊには第一オイル排出通路３６が接続されており、第一オイル排出通路３６はさらにオイルパン１１に接続されている。

第二ＯＣＶ６は切替により、第四油圧路３４と第五油圧路３５とを構成する。第二ＯＣＶ６がオイル導入口６ｉとオイル出口６ｋとを連通すると、第四油圧路前半部３４ａと第四油圧路後半部３４ｂとが連通する。このとき第四油圧路前半部３４ａと第四油圧路後半部３４ｂとで第四油圧路３４が構成される。またこのときオイルポンプ２が吐出するオイルが油圧可変リリーフ装置３に背圧導入口３ｋから導入される。このオイルは油圧可変リリーフ装置３により油圧が制御されるオイルとなっており、また油圧可変リリーフ装置３のオイル導入口３ｉに導入されるオイルと油圧が略等しいオイルとなっている。一方、第二ＯＣＶ６がオイル出口６ｋとオイルリリーフ口６ｊとを連通すると、第四油圧路後半部３４ｂと第一オイル排出通路３６とが連通する。このとき第四油圧路後半部３４ｂと第一オイル排出通路３６とで第五油圧路３５が構成される。またこのとき油圧可変リリーフ装置３に背圧導入口３ｋから導入されたオイルがオイルパン１１に排出される。なお、図１では第二ＯＣＶ６がオイル出口６ｋとオイルリリーフ口６ｊとを連通している状態を白抜きの表示で模式的に示している。

ＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）４０は電子制御を行うための構成であり、ＥＣＵ４０には制御対象として第二ＯＣＶ６及び第一ＯＣＶ７が電気的に接続されている。またＥＣＵ４０には機関運転状態を検出するために、エンジンの水温ＴＨＷを検知するための水温センサや、エンジンの回転数ＮＥを検出するためのクランク角センサや、アクセル開度ＡＣＣＰ（或いは負荷）を検出するためのアクセル開度センサを含む各種のセンサ、スイッチ類５０が電気的に接続されている。

ＥＣＵ４０は内蔵するプログラムに基づき第二ＯＣＶ６への通電のＯＮ／ＯＦＦ制御を行うことで、オイルポンプが吐出するオイルの油圧を二つの異なる油圧（ここでは低圧及び高圧）のうち、いずれかに制御をするための油圧制御手段として機能する。またＥＣＵ４０は内蔵するプログラムに基づき第一ＯＣＶ７への通電のＯＮ／ＯＦＦ制御を行うことで、ピストンジェット５からのオイル噴射（以下、単にＰＯＪ噴射と称す）の実行、停止を制御するためのオイル噴射制御手段として機能する。ＥＣＵ４０は内蔵するプログラムに基づき、機関運転状態に応じてこれら油圧制御とＰＯＪ噴射制御とを行う。なお、油圧制御装置１０がＥＣＵ４０を構成の一部として備えてもよい。

次に油圧可変リリーフ装置３、ＯＪリリーフ弁４及び第一ＯＣＶ７の概略構成について夫々説明する。図２は油圧可変リリーフ装置３の概略構成を模式的に示す図である。油圧可変リリーフ装置３はケース３ａと、ケース３ａ内に配置されたリリーフ弁３ｂと、リテーナ３ｃ及びリリーフ弁３ｂとリテーナ３ｃとの間に挟持されたスプリング３ｄとを有して構成されている。ケース３ａは、断面直径が小径である小径部３ａ１と断面直径が大径である大径部３ａ２とを備えている。小径部３ａ１から大径部３ａ２へ移行する段部が、リテーナ３ｃのリリーフ弁３ｂ側への移動距離を規制するストッパ３ｅを構成している。ケース３ａの小径部３ａ１の先端側にはメイン室３ｍが形成されている。ケース３ａの小径部３ａ１の先端に設けられたオイル導入口３ｉはメイン室３ｍに連通しており、メイン室３ｍにはオイルポンプ２の下流側のオイルが導入される。

リリーフ弁３ｂはメイン室３ｍに内装されている。リリーフ弁３ｂは受圧面３ｂ１でメイン室３ｍ内の油圧を受ける。リリーフ弁３ｂはメイン室３ｍ内で摺動し、小径部３ｂ１の先端側に最も移動した状態でケース３ａの側部に設けられたオイルリリーフ口３ｊを閉止し、オイル導入口３ｉとオイルリリーフ口３ｊとの連通を遮断するように有底円筒状に形成されている。オイルリリーフ口３ｊは、リリーフ弁３ｂが大径部３ｂ２側に移動することで開放される。ケース３ａの大径部３ａ２の先端側には、サブ室３ｓが形成されている。リテーナ３ｃはサブ室３ｓに内装されている。ケース３ａの大径部３ａ２の先端に設けられた背圧導入口３ｋはサブ室３ｓに連通しており、サブ室３ｓには第二ＯＣＶ６を介してオイルポンプ２の下流側のオイルが導入される。

サブ室３ｓ内の油圧を受けるリテーナ３ｃの受圧面３ｃ１の面積は、リリーフ弁３ｂの受圧面３ｂ１の面積よりも大きく設定されている。このためリテーナ３ｃはサブ室３ｓにオイルが導入されたときに小径部３ａ１側へ向かって移動し、ストッパに突き当たる（図２（ａ）に示す状態参照）。このときスプリング３ｄはリテーナ３ｃによって短縮され、強い力でリリーフ弁３ｂを付勢する。この状態で第二ＯＣＶ６は高圧リリーフ弁として機能する。このときにはオイル導入口３ｉを介してメイン室３ｍに高圧のオイルが導入されることで、リリーフ弁３ｂがスプリング３ｄの付勢力に抗して大径部３ａ２側へ移動する。これによりオイル導入口３ｉとオイルリリーフ口３ｊとが連通し、オイルがリリーフされる。またこれによりオイルポンプ２が吐出するオイルの油圧を高圧に制御できる。

一方、サブ室３ｓからオイルが排出されたときには、リテーナ３ｃは大径部３ａ２の先端側へ移動する（図２（ｂ）に示す状態参照）。このときスプリング３ｄは伸張し、リテーナ３ｃによって短縮されたときよりも弱い力でリリーフ弁３ｂを付勢する。また第二ＯＣＶ６の低圧側の開弁圧はこのときのスプリング３ｄが発揮する付勢力によって決定されるため、この状態で第二ＯＣＶ６は低圧リリーフ弁として機能する。したがってこの状態でオイル導入口３ｉを介してメイン室３ｍに低圧側の開弁圧よりも油圧の高いオイルが導入されることで、リリーフ弁３ｂがスプリング３ｄの付勢力に抗して大径部３ｂ２側へ移動する。これによりオイル導入口３ｉとオイルリリーフ口３ｊとが連通し、オイルがリリーフされる（図２（ｂ）に示す状態参照）。またこれによりオイルポンプ２が吐出するオイルの油圧を低圧に制御できる。

図３はＯＪリリーフ弁４の概略構成を模式的に示す図である。ＯＪリリーフ弁４はケース４ａと、ケース４ａ内に配置されたリリーフ弁４ｂ（請求項記載の受圧ピストンに相当）と、スプリング４ｃ（請求項記載の付勢手段に相当）とを有して構成されている。ケース４ａは、断面円状のシリンダ４ｄを内部に備えている。このシリンダ４ｄにはリリーフ弁４ｂが配置されており、リリーフ弁４ｂはシリンダ４ｄをメイン室４ｍとサブ室４ｓに区分している。ケース４ａの先端に設けられたオイル導入口４ｉはメイン室４ｍに連通しており、メイン室４ｍにはオイルポンプ２の下流側のオイルが導入される。リリーフ弁４ｂは受圧面４ｂ１でメイン室４ｍ内の油圧を受ける。リリーフ弁４ｂは先端側に最も移動した状態でケース４ａの側部に設けられたオイルリリーフ口４ｊを閉止し、オイル導入口４ｉとオイルリリーフ口４ｊとの連通を遮断するように有底円筒状に形成されている。オイルリリーフ口４ｊは、リリーフ弁４ｂが後端側に移動することで開放される。

ケース４ａの後端には背圧導入口４ｋが設けられている。背圧導入口４ｋはサブ室４ｓに連通しており、サブ室４ｓには第一ＯＣＶ７を介してオイルポンプ２の下流側のオイルが導入される。サブ室４ｓ内の油圧を受けるリリーフ弁４ｂの背面４ｂ２の面積と、リリーフ弁４ｂの受圧面４ｂ１の面積とは略等しい大きさに設定されている。このためサブ室４ｓにオイルが導入されたときには、リリーフ弁４ｂには油圧が受圧面４ｂ１側からだけでなく背面４ｂ２側からも作用するが、これらの油圧による力は釣り合うことになる。このときリリーフ弁４ｂはスプリング４ｃによって先端側に向かって付勢され、オイル導入口４ｉとオイルリリーフ口４ｊとを閉止する（図３（ａ）に示す状態参照）。これによりＰＯＪ噴射を停止できる。

一方、サブ室４ｓからオイルが排出されたときには、リリーフ弁４ｂの背面４ｂ２にはスプリング４ｃの付勢力が作用し、受圧面４ｂ１には油圧による力が夫々作用する。ここで、ＯＪリリーフ弁４の開弁圧はスプリング４ｃによって決定されるが、ＯＪリリーフ弁４の開弁圧は油圧を低圧に制御するときの油圧可変リリーフ装置３の開弁圧よりも低く設定されている。このため油圧可変リリーフ装置３が油圧を低圧に制御しているときでも、サブ室４ｓからオイルが排出されたときには、受圧面４ｂ１側からの油圧による力がスプリング４ｃの付勢力に勝り、リリーフ弁４ｂはスプリング４ｃの付勢力に抗して後端側に移動する（図３（ｂ）に示す状態参照）。これによりオイル導入口４ｉとオイルリリーフ口４ｊとが連通するため、ＰＯＪ噴射を実行できる。

図４は第一ＯＣＶ７の概略構成を模式的に示す図である。第一ＯＣＶ７は三方弁として構成された電磁弁であり、ケース７ａと、ニードル７ｂと、ボール７ｃと、コイル７ｄと、第一スプリング７ｅと、第二スプリング７ｆとを有して構成されている。ケース７ａは先端側に形成されたメイン室７ｍと、後端側に形成されたサブ室７ｓと、メイン室７ｍとサブ室７ｓとを連通する連通室７ｒとを内部に備えている。ケース７ａにはオイル導入口７ｉ、オイルリリーフ口７ｊ及びオイル出口７ｋが設けられており、オイル導入口７ｉはメイン室７ｍに、オイルリリーフ口７ｊはサブ室７ｓに、オイル出口７ｋは連通室７ｒに夫々連通している。

メイン室７ｍにはボール７ｃと第一スプリング７ｅとが配置されている。第一スプリング７ｅはボール７ｃを連通室７ｒに向けて付勢する。ボール７ｃが連通室７ｒに当接した場合、ボール７ｃはメイン室７ｍと連通室７ｒとの連通を遮断する。サブ室７ｓにはニードル７ｂと、コイル７ｄと、第二スプリング７ｆとが配置されている。第二スプリング７ｆはニードル７ｂを連通室７ｒに向けて付勢する。ニードル７ｂが連通室７ｒに当接した場合、ニードル７ｂはサブ室７ｓと連通室７ｒとの連通を遮断する。またニードル７ｂはサブ室７ｓから連通室７ｒ内にまで延伸しており、ニードル７ｂが連通室７ｒに当接した場合、ニードル７ｂのうち、連通室７ｒ内に延伸している小径部７ｂ１がボール７ｃに当接するとともにボール７ｃを押し上げ、メイン室７ｍと連通室７ｒとを連通する。一方、コイル７ｄは通電によりニードル７ｂを後端側へ向かって引き寄せる。第二スプリング７ｆの付勢力は第一スプリング７ｅの付勢力よりも大きく設定されている。

このように構成された第一ＯＣＶ７では、コイル７ｄが通電されていない場合、ニードル７ｂが第二スプリング７ｆに付勢されて連通室７ｒ側に移動する。これによりニードル７ｂが連通室７ｒに当接すると、ニードル７ｂが連通室７ｒとサブ室７ｓとの連通を遮断するとともに、ニードル７ｂに押し上げられたボール７ｃがオイル導入口７ｉとオイル出口７ｋとを連通する（図４（ａ）に示す状態参照）。このためＥＣＵ４０の制御のもと、コイル７ｄに通電しないことで、ＯＪリリーフ弁４の背圧導入口４ｋにオイルを導入でき、これによりＰＯＪ噴射を停止できる。

一方、コイル７ｄが通電されている場合には、ニードル７ｂがコイル７ｄに引き寄せられて後端部側に移動する。これによりニードル７ｂがオイル出口７ｋとオイルリリーフ口７ｊとを連通するとともに、ニードル７ｂがボール７ｃから離れるため、ボール７ｃがメイン室７ｍと連通室７ｒとの連通を遮断する（図４（ｂ）に示す状態参照）。このためＥＣＵ４０の制御のもと、コイル７ｄに通電することで、ＯＪリリーフ弁４の背圧導入口４ｋに導入したオイルを排出でき、これによりＰＯＪ噴射を実行できる。なお、第二ＯＣＶ６も第一ＯＣＶ７と同様にケース６ａと、ニードル６ｂと、ボール６ｃと、コイル６ｄと、第一スプリング６ｅと、第二スプリング６ｆを有するとともに、第一ＯＣＶ７と同様に構成されているため、ここではその説明を省略する。

次に油圧制御装置１０の動作について図５から図８までを用いて詳述する。図５は高油圧でＰＯＪ噴射を停止するときの油圧制御装置１０の状態を模式的に示す図である。なお、これらの図では第二ＯＣＶ６及び第一ＯＣＶ７の連通状態を白抜きの表示で模式的に示している。オイルポンプ２が吐出する油圧を高油圧に制御する場合、第二ＯＣＶ６はＥＣＵ４０の制御のもと、オイル導入口６ｉとオイル出口６ｋとを連通する。これにより、油圧可変リリーフ装置３の背圧導入口３ｋにオイルが導入され、リテーナ３ｃがスプリング３ｄを短縮する。短縮したスプリング３ｄは強い力でリリーフ弁３ｂを小径部３ａ１の先端側へ付勢する。このため高圧のオイルがオイル導入口３ｉから導入されるまでの間、オイル導入口３ｉとオイルリリーフ口３ｊとが連通しなくなる。また高圧のオイルがオイル導入口３ｉから導入された場合には、オイル導入口３ｉとオイルリリーフ口３ｊとを連通することでオイルをリリーフし、オイルポンプ２が吐出するオイルの油圧を高圧に制御する。

一方、ＰＯＪ噴射を停止する場合、第一ＯＣＶ７はＥＣＵ４０の制御のもと、オイル導入口７ｉとオイル出口７ｋとを連通する。これにより、ＯＪリリーフ弁４の背圧導入口４ｋにオイルが導入され、リリーフ弁４ｂにかかる油圧の力が釣り合う。このためリリーフ弁４ｂはスプリング４ｃによって先端側に付勢され、オイル導入口４ｉとオイルリリーフ口４ｊとを閉止する。これにより、高油圧であってもＰＯＪ噴射を停止できる。

このためＥＣＵ４０によって機関運転状態に応じて、例えば冷間始動時初期に上記のように第二ＯＣＶ６及び第一ＯＣＶ７を制御することで、冷間始動時初期に高油圧となるような状態であってもＰＯＪ噴射を停止できる。このときには、燃料噴射量を下げることなくピストン温度を上昇させることで、エミッションの低減及び排気温度の上昇による触媒昇温の優先等を図ることができる。またＥＣＵ４０によって機関運転状態に応じて、例えば極低温時に上記のように第二ＯＣＶ６及び第一ＯＣＶ７を制御することで、極低温時に高油圧でＰＯＪ噴射を停止できる。このときには、燃料噴射量を下げることなくピストン温度を上昇させることで、白煙の発生やエンジン負荷の低下による失火の発生を防止することなどができる。なお、冷間始動時初期であるか否かは、例えば水温センサの出力に基づきＥＣＵ４０で判定できる。

図６は高油圧でＰＯＪ噴射を行うときの油圧制御装置１０の状態を模式的に示す図である。オイルポンプ２が吐出する油圧を高油圧に制御するときには、上述の通り第二ＯＣＶ６はＥＣＵ４０の制御のもと、オイル導入口６ｉとオイル出口６ｋとを連通する。一方、ＰＯＪ噴射を行うときには、第一ＯＣＶ７はＥＣＵ４０の制御のもと、オイル出口７ｋとオイルリリーフ口７ｊとを連通する。これにより、ＯＪリリーフ弁４に背圧導入口４ｋから導入されていたオイルがオイルパン１１に排出される。このためリリーフ弁４ｂの受圧面４ｂ１にのみ高圧の油圧がかかる。このため高圧の油圧がリリーフ弁４ｂを押す力は、スプリング４ｃがリリーフ弁４ｂを付勢する力に勝り、この結果、リリーフ弁４ｂが後端側に移動し、オイルリリーフ口４ｊを開放する。これにより、高油圧でＰＯＪ噴射を行うことも可能になる。

このためＥＣＵ４０によって機関運転状態に応じて、例えばエンジン高負荷、高水温時に上記のように第二ＯＣＶ６及び第一ＯＣＶ７を制御することで、エンジン高負荷、高水温時に高油圧でＰＯＪ噴射を行うことができる。このときにはエンジンのピストンを適切に冷却できる。またＥＣＵ４０によって機関運転状態に応じて高油圧でＰＯＪ噴射を行うことと、停止することとを切り替えることができるため、ターボチャージャなどエンジン各部の潤滑を優先しこれらの信頼性を確保することもできる。

図７は低油圧でＰＯＪ噴射を停止するときの油圧制御装置１０の状態を模式的に示す図である。オイルポンプ２が吐出する油圧を低油圧に制御する場合、第二ＯＣＶ６はＥＣＵ４０の制御のもと、オイル出口６ｋとオイルリリーフ口６ｊとを連通する。これにより、油圧可変リリーフ装置３の背圧導入口３ｋからオイルパン１１にオイルを排出でき、この結果、スプリング３ｄが伸張する。伸張したスプリング３ｄは短縮したときよりも弱い力でリリーフ弁３ｂを小径部３ａ１の先端側へ付勢する。このため低圧でないオイルがオイル導入口３ｉから導入されると、第二ＯＣＶ６はオイル導入口３ｉとオイルリリーフ口３ｊとを連通することでオイルをリリーフし、オイルポンプ２が吐出するオイルの油圧を低圧に制御する。

一方、ＰＯＪ噴射をするときには、前述の通り第一ＯＣＶ７はＥＣＵ４０の制御のもと、オイル導入口７ｉとオイル出口７ｋとを連通する。これにより、ＯＪリリーフ弁４の背圧導入口４ｋにオイルが導入され、リリーフ弁４ｂにかかる油圧の力が釣り合う。このためリリーフ弁４ｂはスプリング４ｃによって先端側に付勢される。これにより、低油圧でＰＯＪ噴射を停止できる。このためＥＣＵ４０によって機関運転状態に応じて、例えばエンジン低中負荷時や暖機時などに上記のように第二ＯＣＶ６及び第一ＯＣＶ７を制御することで、エンジン低中負荷時や暖気時に低油圧でＰＯＪ噴射を停止できる。このときには燃費向上の最大限化とエミッション低減の両立を最優先して図ることができる。

図８は低油圧でＰＯＪ噴射を行うときの油圧制御装置１０の状態を模式的に示す図である。オイルポンプ２が吐出する油圧を低油圧に制御するときには、前述の通り第二ＯＣＶ６はＥＣＵ４０の制御のもと、オイル出口６ｋとオイルリリーフ口６ｊとを連通する。一方、ＰＯＪ噴射を行うときには、前述の通り第一ＯＣＶ７はＥＣＵ４０の制御のもと、オイル出口７ｋとオイルリリーフ口７ｊとを連通する。これにより、ＯＪリリーフ弁４に背圧導入口４ｋから導入されたオイルがオイルパン１１に排出される。このためリリーフ弁４ｂの受圧面４ｂ１にはスプリング４ｃの付勢力に抗して低圧の油圧がかかる。

一方、スプリング４ｃは油圧可変リリーフ装置３が油圧を低圧に制御するときの開弁圧よりも低い開弁圧でＯＪリリーフ弁４が開弁するように設定されている。このため油圧可変リリーフ装置３により低圧に制御された油圧がリリーフ弁４ｂを押す力は、スプリング４ｃがリリーフ弁４ｂを付勢する力に勝り、この結果、リリーフ弁４ｂが後端側に移動し、オイルリリーフ口４ｊを開放する。これにより、低油圧であってもＰＯＪ噴射を行うことができる。このためＥＣＵ４０によって機関運転状態に応じて、例えば暖機時のエンジン高負荷時に上記のように第二ＯＣＶ６及び第一ＯＣＶ７を制御することで、暖機時のエンジン高負荷時に低油圧でＰＯＪ噴射を行うことができる。またこのときには例えばＥＣＵ４０によって間欠的に必要最低限のＰＯＪ噴射を行うことで、信頼性を確保することができる。このように油圧制御装置１０は、極低温時などオイル粘度が高い場合でもピストンへのオイル噴射を停止でき、また油圧が低油圧である場合でもピストンへのオイル噴射を行える。

上記実施例は本発明を実施するための例にすぎず、本発明はこれらに限定されるものではなく、これらの実施例を種々変形することは本発明の範囲内であり、さらに本発明の範囲内において、他の様々な実施例が可能であることは上記記載から自明である。例えばオイルポンプ２から吐出されたオイルの油圧を制御する第一オイルリリーフ手段には、上記実施例のように油圧可変リリーフ装置５を適用することが好適であるが、請求項１記載の本発明においてはこれに限られず、適宜の第一オイルリリーフ手段が適用されていてよい。また請求項１乃至３のいずれか１項に記載の本発明においては、例えば互いに開弁圧が異なる複数の第一オイルリリーフ手段が適用されていてもよい。

油圧制御装置１０の概略構成を模式的に示す図である。 油圧可変リリーフ装置３の概略構成を模式的に示す図である。 ＯＪリリーフ弁４の概略構成を模式的に示す図である。 第一ＯＣＶ７の概略構成を模式的に示す図である。 高油圧でＰＯＪ噴射を停止するときの油圧制御装置１０の状態を模式的に示す図である。 高油圧でＰＯＪ噴射を行うときの油圧制御装置１０の状態を模式的に示す図である。 低油圧でＰＯＪ噴射を停止するときの油圧制御装置１０の状態を模式的に示す図である。 低油圧でＰＯＪ噴射を行うときの油圧制御装置１０の状態を模式的に示す図である。

符号の説明

１ オイル通路
２ オイルポンプ
３ 油圧可変リリーフ装置
４ ＯＪリリーフ弁
５ ピストンジェット
６ 第一ＯＣＶ
７ 第二ＯＣＶ
１０ 油圧制御装置
１１ オイルパン
２１ メインオイルホール
２２ オイルリターン経路
３１ 第一油圧路
３５ 第五油圧路
４０ ＥＣＵ
５０ センサ、スイッチ類

Claims (5)

1. エンジンのピストンに向けてオイルを噴射するピストンジェットと、
   前記ピストンジェットに前記エンジンのオイルポンプが吐出するオイルを導く第一油圧路と、
   前記第一油圧路に介在するとともに、前記オイルポンプが吐出するオイルを内部に備える受圧ピストンの受圧面に導き、内部に備える付勢手段が前記受圧ピストンを付勢する力に抗して当該受圧ピストンを移動させることで、前記ピストンジェットにオイルをリリーフする第一油圧リリーフ手段と、
   前記受圧ピストンの背面に前記オイルポンプが吐出するオイルを導く第二油圧路と、
   前記受圧ピストンの背面に導いたオイルを排出する第三油圧路と、
   前記第二油圧路と前記第三油圧路とを切り替えて構成する油圧路切替手段と
   を備えたことを特徴とするエンジンの油圧制御装置。
2. 請求項１記載のエンジンの油圧制御装置において、
   前記受圧ピストンに係る前記受圧面及び前記背面の面積を略等しい大きさに設定したことを特徴とするエンジンの油圧制御装置。
3. 請求項１又は２記載のエンジンの油圧制御装置において、
   前記オイルポンプにより吐出されたオイルを当該オイルポンプの上流側へリターンさせる少なくとも一つのオイルリターン経路と、
   前記オイルリターン経路に配置され、前記オイルポンプから吐出されたオイルの油圧を制御する少なくとも一つの第二油圧リリーフ手段と
   をさらに備え、
   前記少なくとも一つの第二油圧リリーフ手段により油圧を制御されるオイルが前記第一油圧路に導かれるように、当該第一油圧路を配置したことを特徴とするエンジンの油圧制御装置。
4. 請求項３記載のエンジンの油圧制御装置において、
   前記少なくとも一つの第二油圧リリーフ手段を、前記オイルポンプが吐出したオイルを二つの異なる油圧でリリーフ可能な油圧可変リリーフ手段としたことを特徴とするエンジンの油圧制御装置。
5. 請求項３又は４記載のエンジンの油圧制御装置において、
   前記少なくとも一つの第二油圧リリーフ手段につき、最も低く設定された開弁圧よりも前記第一油圧リリーフ手段の開弁圧を低く設定したことを特徴とするエンジンの油圧制御装置。

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