(57)【要約】【目的】潤滑油を送る供給流路を備えた潤滑油供給装置において、各流路への供給油圧を調整するためのエンジン潤滑制御システムを提供すること。【構成】エンジンと、エンジンによって駆動されるオイルポンプ９と、オイルポンプ９から下流に連なるオイル回路Ｓと、オイル回路Ｓから分岐してエンジン各部ヘオイルを供給する複数のオイル分岐供給経路Ｓｋとを有し、オイルポンプ９の吐出圧をエンジンの回転数に対して階段状に制御する油圧駆動式の第１油圧制御バルブＢをオイル回路Ｓに配置し、複数のオイル分岐供給経路Ｓｋの少なくとも１つのオイル分岐供給経路Ｓｋに油圧駆動式の第２油圧制御バルブＡを配置し、少なくとも所定のエンジン回転数の範囲に亘って第２油圧制御バルブＡの下流側の油圧を,オイル回路Ｓの第１油圧制御バルブＢの下流側の油圧よりも低くなるように制御すること。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンと、該エンジンによって駆動されるオイルポンプと、該オイルポンプから下流に連なるオイル回路と、該オイル回路から分岐して前記エンジン各部ヘオイルを供給する複数のオイル分岐供給経路とを有し、前記オイルポンプの吐出圧を前記エンジンの回転数に対して階段状に制御する油圧駆動式の第１油圧制御バルブを前記オイル回路に配置し、複数の前記オイル分岐供給経路の少なくとも１つの前記オイル分岐供給経路に油圧駆動式の第２油圧制御バルブを配置し、少なくとも所定のエンジン回転数の範囲に亘って前記第２油圧制御バルブの下流側の油圧を,前記オイル回路の前記第１油圧制御バルブの下流側
の油圧よりも低くなるように制御してなることを特徴とするエンジン潤滑制御システム。
【請求項２】
請求項1において、前記第２油圧制御バルブは、複数の前記オイル分岐供給経路の中の
クランク軸系供給経路またはカム軸系供給経路に配置することを特徴とするエンジン潤滑制御システム。
【請求項３】
請求項１又は２において、前記所定のエンジン回転数の範囲よりも高いエンジン回転数では、前記オイル回路の前記第１油圧制御バルブの下流側の油圧と、前記第２油圧制御バルブの下流側の油圧とを、略同じとなるように制御してなることを特徴とするエンジン潤滑制御システム。
【請求項４】
請求項１，２又は３のいずれか１項の記載において、前記第１油圧制御バルブが作動開始するエンジン回転数よりも、前記第２油圧制御バルブが作動開始するエンジン回転数の方が低いことを特徴とするエンジン潤滑制御システム。
【請求項５】
請求項１，２，３又は４のいずれか１項の記載において、前記第２油圧制御バルブは、前記クランク軸系供給経路の主流路の流路断面積を変化させる流路断面積調整スプールを有し、該流路断面積調整スプールは、該流路断面積調整スプールの下流側の油圧が所定油圧値１よりも大きい場合は前記主流路の流路断面積を減少させ、前記流路断面積調整スプールよりも上流側の油圧が所定油圧値１よりも大きい所定油圧値２の場合は前記流路断面積調整スプールを復帰させて前記主流路の流路断面積を最大側となるように制御することを特徴とするエンジン潤滑制御システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エンジンの潤滑油供給装置、特に、シリンダヘッドのカムジャーナルなどへ潤滑油を送るカム軸系供給流路と、シリンダブロックのクランクシャフト、コンロッドなどへ潤滑油を送るクランク軸系供給流路とを備えた潤滑油供給装置において、各流路への供給油圧を調整するためのエンジン潤滑制御システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、エンジンのクランク軸、カム軸などの摺動部やカム軸系の機構部が必要とするオイルは、エンジンによって駆動されるオイルポンプによって供給されるため、オイルポンプからエンジン各部に供給されるオイルの圧力は、エンジンの回転数に追従して略比例するように変化する。そのため、エンジン回転数によっては、必要以上に吐出圧力が高くなっている場合があり、オイルポンプのフリクションが必要以上に大きくなることで無駄仕事が増加するといった課題があり、エンジン回転数に応じて適切な吐出圧力とすることを狙った試みが行なわれている。
【０００３】
上記目的を達成するための潤滑制御システムとしては、例えば、特許文献１に開示されたものがある。以下、特許文献１を概説する。なお、説明における符号は、特許文献１に記載されたいたものをそのまま使用する。まず、オイルが、オイルパン１０からオイルポンプ１２により汲み上げられ、第１給油経路１６ａ（下廻り）と、第２給油経路１６ｂ（上廻り）とに送られる。
【０００４】
第１給油経路１６ａは、主にクランク軸の軸受部１８にオイルを供給する経路であり、第２給油経路１６ｂは、例えば動弁機構２０などにオイルを供給する経路である。第１給油経路１６ａ上には、クランク軸の軸受部１８に供給するオイル量を制御するための油圧制御弁２２が配置されている。油圧制御弁２２は、その出力油圧をコントロールユニット２４によって制御されるように構成されている。
【０００５】
コントロールユニット２４は、エンジン回転数センサ２６、エンジン負荷センサ２８、油温センサ３０、油圧センサ３２によって制御される。油圧が所定値を超えるとオイルポンプ１２とフィルタ１４との間のオイル経路部分からオイルパン１０に過剰な油圧を逃がすリリーフバルブ３４が設けられている。以上の構成において、油圧制御弁２２の制御はコントロールユニット２４によって電子制御されるものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００９―２６４２４１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１及び同種の構成を備えた従来技術においては、カム軸系に供給される油圧はリリーフバルブによって所定のエンジン回転数以上でほぼ一定油圧になるように制御されている。ところがこのような構成の場合、リリーフバルブによる制御油圧は、エンジンが高回転且つ高負荷時にカム軸系が潤滑不足にならないよう高圧にする必要がある。
【０００８】
そのため、エンジンの中回転域におけるカム軸系への供給油圧は、エンジン回転数に対応する油圧となる。しかし、エンジンの中回転域のカム軸系の必要油圧は一般的にはエンジン回転数に対応する油圧よりも低いため、オイルポンプは必要以上の油圧を供給することになり、オイルポンプのフリクションの低減ができないという課題があった。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
そこで、発明者は、上記課題を解決すべく、鋭意，研究を重ねた結果、請求項１の発明を、エンジンと、該エンジンによって駆動されるオイルポンプと、該オイルポンプから下流に連なるオイル回路と、該オイル回路から分岐して前記エンジン各部ヘオイルを供給する複数のオイル分岐供給経路とを有し、前記オイルポンプの吐出圧を前記エンジンの回転数に対して階段状に制御する油圧駆動式の第１油圧制御バルブを前記オイル回路に配置し、複数の前記オイル分岐供給経路の少なくとも１つの前記オイル分岐供給経路に油圧駆動式の第２油圧制御バルブを配置し、少なくとも所定のエンジン回転数の範囲に亘って前記第２油圧制御バルブの下流側の油圧を,前記オイル回路の前記第１油圧制御バルブの下流側の油圧よりも低くなるように制御してなるエンジン潤滑制御システムとしたことにより、上記課題を解決した。
【００１０】
請求項２の発明を、請求項1において、前記第２油圧制御バルブは、複数の前記オイル
分岐供給経路の中のクランク軸系供給経路またはカム軸系供給経路に配置してなるエンジン潤滑制御システムとしたことにより、上記課題を解決した。請求項３の発明を、請求項１又は２において、前記所定のエンジン回転数の範囲よりも高いエンジン回転数では、前記オイル回路の前記第１油圧制御バルブの下流側の油圧と、前記第２油圧制御バルブの下流側の油圧とを、略同じとなるように制御してなるエンジン潤滑制御システムとしたことにより、上記課題を解決した。
【００１１】
請求項４の発明を、請求項１，２又は３のいずれか１項の記載において、前記第１油圧制御バルブが作動開始するエンジン回転数よりも、前記第２油圧制御バルブが作動開始するエンジン回転数の方が低いことを特徴とするエンジン潤滑制御システムとしたことにより、上記課題を解決した。
【００１２】
請求項５の発明を、請求項１，２，３又は４のいずれか１項の記載において、前記第２油圧制御バルブは、前記クランク軸系供給経路の主流路の流路断面積を変化させる流路断面積調整スプールを有し、該流路断面積調整スプールは、該流路断面積調整スプールの下流側の油圧が所定油圧値１よりも大きい場合は前記主流路の流路断面積を減少させ、前記流路断面積調整スプールよりも上流側の油圧が所定油圧値１よりも大きい所定油圧値２の場合は前記流路断面積調整スプールを復帰させて前記主流路の流路断面積を最大側となるように制御してなるエンジン潤滑制御システムとしたことにより、上記課題を解決した
【発明の効果】
【００１３】
請求項1の発明によれば、所定のエンジン回転数の範囲、例えば中回転域の場合には、
エンジン各部に供給される油圧は、第１油圧制御バルブにより、エンジン回転数に略比例するオイルポンプの吐出圧よりも低くなるように制御される。またエンジン各部が必要とする油圧は部位ごとに異なるが、オイル分岐供給経路に配置される第２油圧制御バルブにより、低い油圧でも機能を満足する部位の油圧をより一層低減することが出来る。
【００１４】
これにより、所定のエンジン回転数の範囲では、やや高めの油圧を必要とする部位には第２油圧制御バルブを配置せず、低い油圧でも機能を満足する部位には第２油圧制御バルブを配置して低油圧化することで、エンジン各部において最適な油圧配分とすることが出来る。
【００１５】
また、エンジン各部に必要最低限の油圧を供給することが出来るので、オイルポンプ仕事は最小となるため、効率向上にも寄与することとなる。更に、第１油圧制御バルブおよび第２油圧制御バルブは共に油圧によって駆動する機構であり、これらを使用することで複雑な電子制御等は不要にできる。つまり、本発明を用いることによって、電子制御を廃止できる。従って、電気系統が原因となる故障が発生することなく、安価且つ信頼性の高いエンジン潤滑制御システムとすることができる。
【００１６】
請求項２の発明によれば、請求項１と略同等の効果を奏する。また、クランク軸やカム軸等の軸受け部は、第２油圧制御バルブの作動による油圧低減により摺動抵抗の低減が顕著であるため、燃費の向上が図れる。
【００１７】
請求項３の発明によれば、低油圧化していた第２油圧制御バルブの下流側の油圧を、第１油圧制御バルブの下流側の油圧と略同じとなるように引き上げることで、エンジンが高回転・高負荷であったとしても、しっかりと潤滑、冷却を行うことができる。
【００１８】
請求項４の発明によれば、第２油圧制御バルブをより低いエンジン回転数で作動開始させることで第２油圧制御バルブが配置されるオイル分岐供給経路の油路が絞られる。その影響で、より多くのオイルがその他のオイル分岐供給経路を流れるようになるため、その他のオイル分岐供給経路を流れるオイルの油圧は高くなる。
【００１９】
その他のオイル分岐供給経路に可変バルブタイミング機構やオイルジェット等の所定の油圧で作動する装置を配置すれば、装置に必要な油圧を、より低回転側から確保できるようになり、装置が作動できるエンジン回転数の範囲を拡大することができる。
【００２０】
請求項５の発明によれば、第２油圧制御バルブは、流路断面積調整スプールの上流側および下流側の油圧を直接利用して主流路の流路断面積の縮小、復帰(拡大)を行うため、流路断面積調整スプールの動作が正確、且つ高応答でクランク軸系の潤滑に支障を与えることなく、オイルポンプのフリクション低減が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】（Ａ）は本発明のエンジン潤滑制御システムの構成図、（Ｂ）は（Ａ）の第２油圧制御バルブの構成の略示図、（Ｃ）は（Ａ）の第１油圧制御バルブ（２段リリーフバルブ）の構成の略示図である。
【図２】本発明におけるエンジン潤滑制御システムの低回転域のオイルの状態を示す略示図である。
【図３】本発明におけるエンジン潤滑制御システムの中回転域のオイルの状態を示す略示図である。
【図４】本発明におけるエンジン潤滑制御システムの高回転域のオイルの状態を示す略示図である。
【図５】本発明におけるエンジン潤滑制御システムの特性を示すグラフである。
【図６】（Ａ）は低回転域における第１油圧制御バルブ（２段リリーフバルブ）の作動状態を示す略示図、（Ｂ）は低回転域における第２油圧制御バルブの作動状態図である。
【図７】（Ａ）は中回転域における第１油圧制御バルブ（２段リリーフバルブ）の作動状態を示す略示図、（Ｂ）は中回転域における第２油圧制御バルブの作動状態図、（Ｃ）は中回転域から高回転域における遷移領域の第１油圧制御バルブ（２段リリーフバルブ）の作動状態を示す略示図である。
【図８】（Ａ）は高回転域における第１油圧制御バルブ（２段リリーフバルブ）の作動状態を示す略示図、（Ｂ）は高回転域における第２油圧制御バルブの作動状態図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。本発明の制御システムにおいて、オイルが流れる回路としては、一つのオイル回路Ｓと、複数のオイル分岐供給経路Ｓｋとから構成される〔図１（Ａ），図２乃至図４参照〕。オイル回路Ｓは上流側に位置し、オイル分岐供給経路Ｓｋは下流側に位置する。オイル回路Ｓから分岐してエンジン各部ヘオイルを供給する複数のオイル分岐供給経路Ｓｋとを有している。
【００２３】
そして、複数のオイル分岐供給経路Ｓｋは、具体的には、オイルポンプ９の下流側でオイルを供給するカム軸系供給経路Ｓｋ1とクランク軸系供給経路Ｓｋ2とを有するものであり、その他として可変バルブタイミング機構供給経路Ｓｋ3や、エンジンのピストン下面
等にオイルを吹き付けるオイルジェット供給経路Ｓｋ4等が設けられることもある。
【００２４】
オイル分岐供給経路Ｓｋにおいて、クランク軸系供給経路Ｓｋ2は、主にエンジンの下
廻りの領域におけるクランク軸の軸受部等にオイルを送るものであり、カム軸系供給経路Ｓｋ1は、エンジンの動弁機構等にオイルを供給する経路である。
【００２５】
オイル回路Ｓには、第１油圧制御バルブＢが設けられる。また、複数のオイル分岐供給経路Ｓｋの少なくとも１つには第２油圧制御バルブＡが設けられている。つまり複数のオイル分岐供給経路Ｓｋの複数又は全てに第２油圧制御バルブＡが設けられることもある。
【００２６】
前記第２油圧制御バルブＡは、所定のエンジン回転数の範囲に亘って前記オイル分岐供給経路Ｓｋの油圧を前記第１油圧制御バルブＢの制御油圧よりも低い油圧になるように制御する。以下、オイル分岐供給経路Ｓｋのカム軸系供給経路Ｓｋ1とクランク軸系供給経
路Ｓｋ2にのみ前記第２油圧制御バルブＡが設けられている構成として説明する。
【００２７】
本発明において、オイルポンプ９は、機械駆動式のオイルポンプ９である。なお、エンジンの図示は省略する。第２油圧制御バルブＡは、具体例として、前記オイル分岐供給経路Ｓｋにおいて前記クランク軸系供給経路Ｓ2に設けられ、第１油圧制御バルブ（２段リ
リーフバルブ）Ｂは、前記カム軸系供給経路Ｓ1に設けられる。そして、第２油圧制御バ
ルブＡは、オイルポンプ９の位置を基準として第２油圧制御バルブＡ（２段リリーフバルブ）よりも下流側に配置される。
【００２８】
第２油圧制御バルブＡは、図示しないハウジングと、流路断面積調整スプール４１，流路開閉バルブ４２，流路開閉スプール４３及びこれらのバルブを弾性的に付勢する弾性部材４５，４６，４７等とから構成される。ハウジングには、主流路１１が形成されている。該主流路１１は、前記オイル分岐供給経路Ｓｋの一部を構成する。
【００２９】
ハウジングには、流路断面積調整スプール室２１，流路開閉バルブ室２２及び流路開閉スプール室２３が形成される。流路断面積調整スプール室２１は、主流路１１の略中間箇所に形成され、さらに具体的には、前記主流路１１の中間箇所に直交状態で交差するように形成された部屋であり、主流路１１によって、２つの部屋に分離されている。流路断面積調整スプール室２１には、後述する流路断面積調整スプール４１が装着される。
【００３０】
また、前記主流路１１における流路断面積調整スプール室２１の位置よりも下流側に位置する箇所には下流側分岐流路１２が形成され、前記流路断面積調整スプール室２１よりも上流側には上流側分岐流路１３が形成される。
【００３１】
前記流路開閉バルブ室２２は、下流側分岐流路１２を介して主流路１１の下流側と連通している。また流路開閉スプール室２３は、上流側分岐流路１３を介して主流路１１の上流側と連通している。具体的には、下流側分岐流路１２は、流路開閉バルブ室２２の軸方向の頂部開口２２ａと連通し、上流側分岐流路１３は、流路開閉スプール室２３の軸方向の頂部に形成された頂部開口２３ａと連通している。
【００３２】
流路開閉バルブ室２２と流路断面積調整スプール室２１との間には連通流路３が形成され、該連通流路３によって連通されている。流路開閉スプール室２３は、前記連通流路３の中間箇所に配置されている。つまり、該連通流路３は、流路開閉スプール室２３によって２つに分離される構成となっている。
【００３３】
そして、連通流路３は、前記流路開閉バルブ室２２と前記流路開閉スプール室２３との間を第１連通流路３１とし、前記流路開閉スプール室２３と前記流路断面積調整スプール室２１との間を第２連通流路３２と称する。第１連通流路３１の一方側端部は、流路開閉バルブ室２２の軸方向に直交する側面部に形成された側部流出口２２ｂと連通している。
【００３４】
また、第１連通流路３１の他方側端部は、流路開閉スプール室２３の軸方向に直交する側面部に形成された側部流入口２３ｂと連通している。次に、第２連通流路３２の一方側端部は、流路開閉スプール室２３の軸方向に直交する側面部に形成された側部流出口２３ｃと連通している。また、第２連通流路３２の他方側端部は、流路断面積調整スプール室２１の軸方向に頂部の頂部流入口２１ａに連通している。
【００３５】
さらに、流路開閉スプール室２３と流路断面積調整スプール室２１との間には、前記第２連通流路３２とは軸方向に沿って異なる位置にドレン流路３３が連通するように形成されている。具体的には、流路断面積調整スプール室２１の頂部で前記頂部流入口２１ａとは異なる位置に頂部流出口２１ｂが形成され、前記流路開閉スプール室２３の軸方向に直交する側面部で前記側部流出口２３ｃよりも軸方向下方位置にドレン流入口２３ｄが形成され、前記頂部流出口２１ｂと前記ドレン流入口２３ｄとの間に前記ドレン流路３３が形成される。
【００３６】
また、前記流路開閉スプール室２３には、ドレン流入口２３ｄと軸方向において同一で且つ周方向にて異なる適宜の位置にドレン排出口２３ｅが形成され、該ドレン排出口２３ｅから、ハウジングの外部に連通する排出流路３４が形成されている。
【００３７】
流路断面積調整スプール４１は、前記流路断面積調整スプール室２１に軸方向に摺動自在で、且つ前記主流路１１を略直交状態で横切るように装着される。そして、流路断面積調整スプール４１は、軸方向に摺動して、前記主流路１１の流路断面積の絞りを行うことにより、主流路１１を流れるオイルの流量及び圧力を制御する役目をなす。
【００３８】
流路断面積調整スプール４１は、前記主室部２１１に挿入される第１摺動部４１１と、前記副室部２１２に挿入される第２摺動部４１２と、前記第１摺動部４１１と前記第２摺動部４１２を連結する括れ部４１ｂ及び大径顎状部４１ｄとから構成される。前記第１摺動部４１１と前記第２摺動部４１２の外径は、前記主流路１１の内径と略等しく又は極僅かに小さく形成されている。
【００３９】
前記括れ部４１ｂは、第１摺動部４１１と第２摺動部４１２の外径よりも小さく形成されている。また、大径顎状部４１ｄは、第1摺動部４１１の端部に形成され且つ該第１摺
動部４１１の外径よりも大きく形成されている。前記括れ部４１ｂの周囲は空隙部４１ｃとなる。
【００４０】
流路断面積調整スプール４１は、弾性部材４５によって、常時は主流路１１内を括れ部４１ｂが横切り、主流路１１の流路断面積が最大となる全開状態となるように弾性付勢力がかけられている。前記弾性部材４５の実施形態としては、主にコイルスプリングが使用される。また、主流路１１の全開状態とは、主流路１１内を流路断面積調整スプール４１の括れ部４１ｂのみが横切る状態で、且つオイルは前記空隙部４１ｃを流れる状態のことである。
【００４１】
そして、流路断面積調整スプール室２１の頂部流入口２１ａからオイルが流入することによって、流路断面積調整スプール４１の大径鍔状部４１ｄが前記連通流路３を流れるオイルから圧力を受けて押圧され、前記弾性部材４５の弾性付勢力に抗して、流路断面積調整スプール４１が軸方向に摺動する。
【００４２】
これによって、主流路１１内には括れ部４１ｂの突出量が減少しつつ、第１摺動部４１１の突出量が増加し、主流路１１の流路断面積は全開状態から収縮され、主流路１１の断面積が絞られてオイルの流量及び圧力が減少する〔図７（Ｂ）参照〕。また、第１摺動部４１１は、主流路１１の流路断面積を収縮させるものであり、オイルの流れを完全に遮断するものではなく、オイルの流量及び圧力を減少させるものである。
【００４３】
次に、前記流路開閉バルブ室２２には、流路開閉バルブ４２が装着されている。該流路開閉バルブ４２は、下流側分岐流路１２と連通流路３を構成する第１連通流路３１とを遮断及び連通させる開閉弁としての役目をなす。そして、流路開閉バルブ４２は、弾性部材４６の弾性付勢力によって、常時、流路開閉バルブ室２２の軸方向における頂部箇所に向かって押圧され、該流路開閉バルブ室２２の頂部箇所に位置している。
【００４４】
この状態を流路開閉バルブ４２の初期状態とする。流路開閉バルブ４２は、流路開閉バルブ室２２の頂部箇所に位置している状態，すなわち、初期状態では、前記下流側分岐流路１２と第１連通流路３１とを遮断している。
【００４５】
次に、前記流路開閉スプール室２３には、流路開閉スプール４３が配置されている。該流路開閉スプール４３は、連通流路３を構成する第１連通流路３１と第２連通流路３２を連通及び遮断させる役目をなす。流路開閉スプール４３は、第１摺動部４３１と、第２摺動部４３２と、前記第１摺動部４３１と第２摺動部４３２とを連結し、第１摺動部４３１，第２摺動部４３２の外径よりも径が小さい括れ部４３ｂから構成されている。該括れ部４３ｂと流路開閉スプール室２３の内壁とで空隙部４３ｃを形成する。
【００４６】
流路開閉スプール４３は、弾性部材４７の弾性付勢力によって、常時、流路開閉スプール室２３の頂部箇所に向かって押圧され、該流路開閉スプール室２３の頂部箇所に位置している。この状態を流路開閉スプール４３の初期状態とする。前記弾性部材４６及び弾性部材４７は、主にコイルスプリングが使用される。
【００４７】
流路開閉スプール４３は、流路開閉スプール室２３の頂部箇所に位置している状態，すなわち、初期状態では、前記括れ部４３ｂが側部流入口２３ｂと側部流出口２３ｃの位置にあり、側部流入口２３ｂと側部流出口２３ｃとは空隙部４３ｃを介して開放され、第１連通流路３１と第２連通流路３２とが連通する。
【００４８】
そして、流路開閉スプール室２３と頂部で連通する上流側分岐流路１３にオイルが流れてオイル圧力が増加することによって、流路開閉スプール４３は、弾性部材４７の弾性付勢力に抗して摺動し、第１摺動部４３１が側部流入口２３ｂと側部流出口２３ｃとの位置に到達して閉鎖し、第１連通流路３１と第２連通流路３２とを遮断させる。
【００４９】
流路開閉スプール４３が上流側分岐流路１３を流れるオイルの圧力によって摺動すると、流路開閉スプール４３の第１及び第２摺動部４３１，４３２が流路開閉スプール室２３の側部流入口２３ｂと側部流出口２３ｃとを塞ぎ、第１連通流路３１と第２連通流路３２との連通状態を遮断する。そして、連通流路３から流路断面積調整スプール室２１へのオイルの流れを停止させる。
【００５０】
流路断面積調整スプール４１は、前記流路断面積調整スプール室２１に軸方向に摺動自在で、且つ前記主流路１１を略直交状態で横切るように装着される。流路断面積調整スプール４１の第１摺動部４１１（及び第２摺動部４１２）の直径は、主流路１１の内径と略等しく形成されている。そして、流路断面積調整スプール４１が軸方向に摺動することにより、主流路１１内には括れ部４１ｂの突出量と第１摺動部４１１が突出量とが増減し、これによって主流路１１の流路断面積は全開状態から収縮する。
【００５１】
流路断面積調整スプール４１は、弾性部材４５によって常時、主流路１１内を括れ部４１ｂが横切る全開状態となるように弾性付勢力がかけられている。そして、流路断面積調整スプール室２１にオイルが流入することによって、流路断面積調整スプール４１の大径鍔状部４１ｄが押圧され、前記弾性部材４５の弾性付勢力に抗して摺動する。
【００５２】
第２油圧制御バルブＡは、エンジンの低回転域においては、流路断面積調整スプール４１は、弾性部材４５によって、初期状態にあり、主流路１１に対して括れ部４１ｂが横切った状態で全開状態にあり、流路断面積調整スプール４１の括れ部４１ｂの周囲の空隙部４１ｃを通過して、オイルは全量が上流側から下流側に流れていく〔図６（Ｂ）参照〕。
【００５３】
エンジンの低回転域においては、主流路１１を流れるオイルは、下流側分岐流路１２及び上流側分岐流路１３に流れ込むことはあるが、流路開閉バルブ４２及び流路開閉スプール４３は開閉動作することはない。したがって、油圧は、特に変化せず、上廻りの油圧と下廻りの油圧は略等しい。
【００５４】
次に、エンジンの中回転域では、主流路１１から下流側分岐流路１２に流れるオイルの圧力が増加する〔図７（Ｂ）参照〕。そして、その圧力増加に伴って、流路開閉バルブ４２は弾性付勢する弾性部材４６の弾性付勢力に抗して押圧され、流路開閉バルブ室２２を摺動する。これによって該流路開閉バルブ室２２の頂部開口２２ａと側部流出口２２ｂとが開放され、前記下流側分岐流路１２と、連通流路３の第１連通流路３１とが連通する。
【００５５】
また、主流路１１を流れるオイルは上流側分岐流路１３にも流れるが、中回転域における上流側の油圧による力は、流路開閉スプール４３を弾性付勢する弾性部材４７の弾性付勢力よりも小さく、略不動に維持される。この状態では、流路開閉スプール室２３は、略初期状態が維持され、流路開閉スプール室２３の側部流入口２３ｂと側部流出口２３ｃの位置には流路開閉スプール４３の括れ部４３ｂが位置し、側部流入口２３ｂと、側部流出口２３ｃとは開放状態となる。
【００５６】
これによって、前記下流側分岐流路１２，第１連通流路３１，第２連通流路３２が連通し、下流側分岐流路１２及び連通流路３（第１連通流路３１，第２連通流路３２）によって、流路断面積調整スプール室２１の頂部流入口２１ａからオイルが流入する〔図７（Ｂ）参照〕。また、このとき、流路開閉スプール室２３のドレン流入口２３ｄとドレン排出口２３ｅとは流路開閉スプール４３の第２摺動部４３２によって閉鎖されている〔図７（Ｂ）参照〕。
【００５７】
したがって、流路断面積調整スプール室２１では、頂部流出口２１ｂからのオイルは流出することができない。これによって、流路断面積調整スプール４１は弾性部材４５の弾性付勢力に抗して摺動する。そして、流路断面積調整スプール４１は、主流路１１に対して横切る部分が括れ部４１ｂから第１摺動部４１１に変化し、主流路１１の流路断面積が減少する〔図７（Ｂ）参照〕。
【００５８】
つまり、流路断面積調整スプール４１が摺動することにより、第１摺動部４１１が主流路１１の流路断面積を縮小し、オリフィスとしての役目をなす。したがって、主流路１１を上流側から下流側に流れるオイルの流量及び圧力が減少する。ただし、オイルの流れは完全に停止することはなく、減少するのみであり、多少の流れは維持される。よって、主流路１１の流路断面積が減少することで、第２油圧制御バルブＡの上流圧（上廻り油圧に等しい）よりも制御バルブの下流圧（下廻り油圧）の方が油圧が低下する。
【００５９】
次に、エンジンの高回転域では、主流路１１の上流側のオイルの圧力が上昇することになり、主流路１１から上流側分岐流路１３に流れるオイルの圧力も上昇する〔図８（Ｂ）参照〕。これによって、流路開閉スプール室２３の頂部開口２３ａから流れるオイルの圧力による力が、流路開閉スプール４３を弾性付勢する弾性部材４７の弾性付勢力に抗して流路開閉スプール４３を摺動させる。
【００６０】
そして、流路開閉スプール４３の第１摺動部４３１が流路開閉スプール室２３の側部流入口２３ｂと側部流出口２３ｃを閉鎖し、同時に括れ部４３ｂがドレン流入口２３ｄとドレン排出口２３ｅの位置に到達して、前記ドレン流入口２３ｄと前記ドレン排出口２３ｅとを開放する。
【００６１】
これによって、流路断面積調整スプール４１は弾性部材４５の弾性付勢力によって押圧され、流路断面積調整スプール室２１内に溜まっているオイルは、頂部流出口２１ｂからドレン流路３３を流れ、前記流路開閉スプール室２３のドレン流入口２３ｄとドレン排出口２３ｅとを流れ、排出流路３４からハウジングの外部に排出される。これによって、流路断面積調整スプール４１は、円滑に初期位置に復帰する。
【００６２】
次に、第１油圧制御バルブ（２段リリーフバルブ）Ｂについて説明する。該第１油圧制御バルブ（２段リリーフバルブ）Ｂは、油圧のみにて作動する機器であり、電気制御による構造は含まれない。２段リリーフバルブＢは、主に弁ハウジング５と弁体６とから構成される。
【００６３】
前記弁ハウジング５の内部には、弁体６が摺動する弁通路５１が形成され、該弁通路５１を弁体６が摺動する。弁ハウジング５の軸方向端部には、オイルポンプ９から吐出されるオイルが流入するリリーフ流入部５２が形成され、且つ該リリーフ流入部５２と前記弁通路５１とは連通している〔図１（Ｃ），図６（Ａ）等参照〕。
【００６４】
弁通路５１とリリーフ流入部５２との間には、段差が形成され、この段差部分がリリーフ流入閉鎖面５３となる。前記リリーフ流入部５２と前記弁通路５１との境目は、弁通路５１の始端部５１ａと称するものであり、弁通路５１の基準位置とし、弁体６の弁頭部６２が前記リリーフ流入閉鎖面５３に当接した状態を弁体６の初期状態とする。
【００６５】
前記弁ハウジング５の軸方向の略中間位置には、第１排出部５４及び第２排出部５５が軸方向においてそれぞれ異なる位置に形成されている。前記第２排出部５５は前記第１排出部５４よりも前記リリーフ流入部５２側寄りに形成されている〔図１（Ｃ），図６（Ａ）参照〕。
【００６６】
第１排出部５４は、前記弁ハウジング５の内部と外部とを連通する貫通孔である。前記第２排出部５５は、弁通路５１の通路方向において、前記第1排出部５４よりも前記リリ
ーフ流入部５２側寄りの位置に形成される。
【００６７】
弁体６は、外周側部６１と弁頭部６２とから構成され、該弁頭部６２は、頭頂部６２ａの外周縁に斜面部６２ｂが形成されている。弁ハウジング５内に収納された弁体６は、前記弁通路５１に装着されたスプリング６５により常時、弁通路５１のリリーフ流入部５２側に向かって弾性的に付勢され、その弁体６の弁頭部６２は、前記弁通路５１のリリーフ流入閉鎖面５３に当接している。
【００６８】
前記頭頂部６２ａと斜面部６２ｂによって略裁頭円錐形状が構成される。前記弁頭部６２の頭頂部６２ａから外周側部６１の間に亘って軸中心に弁流路６３が形成されている。該弁流路６３は、弁体６内部では、前記弁頭部６２から軸方向に沿って水平流路６３ｃが形成され、該水平流路６３ｃを中心として該水平流路６３ｃに直交する垂直流路６３ｄが形成されている〔図６（Ａ）等参照〕。
【００６９】
そして、前記水平流路６３ｃは、弁頭部６２に形成された頭部開口６３ｂと連通し、前記垂直流路６３ｄは、外周側部６１の外周側部開口６３ａに連通し、このような構成によって前記頭部開口６３ｂと外周側部開口６３ａは連通する構造である。前記外周側部６１には、前記外周側部開口６３ａは、前記外周側部６１を周方向に沿って外周溝として形成されたものである。
【００７０】
前記水平流路６３ｃと前記垂直流路６３ｄを通して送り出されたオイルは、前記外周溝とした外周側部開口６３ａに流れ出し、弁体６が弁通路５１内を摺動して、前記外周側部開口６３ａが前記第１排出部５４と連通した状態でオイルが該第１排出部５４に送り出される。前記スプリング６５は、長手方向の一端が前記弁体６の後部側のスプリング支持軸部６４に装着され、他端側が弁通路５１に装着された押え部材５６によって、固定される。弁体６の外周側部開口６３ａは、前記弁ハウジング５に形成された第１排出部５４の位置に到達した状態で、弁流路６３と第１排出部５４とが連通する。
【００７１】
前述したように、前記第２排出部５５は、前記第１排出部５４よりも前記リリーフ流入部５２側寄りに位置して形成されている。さらに、弁体６の弁頭部６２が前記リリーフ流入閉鎖面５３に当接した初期状態において、前記第２排出部５５は、前記弁体６の外周側部開口６３ａよりも、前記リリーフ流入部５２側寄りに位置して形成されている。
【００７２】
したがって、弁体６の外周側部開口６３ａは、弁体６が弁通路５１を摺動することによって、前記外周側部開口６３ａは、前記第１排出部５４とのみ連通し、前記第２排出部５５とは連通しない構造となっている。
【００７３】
そして、弁体６は、初期状態から前記リリーフ流入部５２より流入したオイルの油圧にて、摺動し、外周側部開口６３ａが第１排出部５４と連通した後、弁体６の弁頭部６２が第２排出部５５を通過する構成となる。また、第１排出部５４と第２排出部５５とから同時にオイルが排出されることはない。
【００７４】
第１油圧制御バルブＢのリリーフ動作については、エンジンが低回転域では、第１排出部５４及び第２排出部５５は共に閉鎖され、オイルはリリーフされない〔図６（Ａ）参照〕。よって、油圧はエンジン回転数に略比例して上昇する。
【００７５】
エンジンが中回転域では、第１排出部５４と外周側部開口６３ａとが連通し、オイルがリリーフされる〔図７（Ａ）参照〕。よって、エンジン回転数に対する油圧上昇は緩やかになる。また、エンジンが中〜高回転域（遷移領域）では、第１排出部５４及び第２排出部５５共に閉鎖され、オイルはリリーフされない〔図７（Ｃ）参照〕。よって、遷移領域では油圧は急上昇する。
【００７６】
エンジンが高回転域では、弁頭部６２が第２排出部５５よりも奥側に移動し、オイルは第２排出部５５からリリーフされる〔図８（Ａ）参照〕。よって、エンジン回転数に対する油圧上昇は緩やかになる。
【００７７】
次に、本発明のエンジン潤滑制御システムの動作について説明する。なお、エンジンの回転状態において、アイドリング（アイドル回転ともいう）も含まれる。アイドル域では、車両は停止しており、エンジンには走行時の負荷はかからないが、低回転域から高回転域では車両は走行するために、エンジンに負荷がかかるものである。また、基本動作は、前記第２油圧制御バルブＡは、所定のエンジン回転数の範囲に亘ってカム軸系供給経路Ｓｋ1及びクランク軸系供給経路Ｓｋ2の油圧を前記第１油圧制御バルブＢの制御油圧よりも低い油圧になるように制御する。
【００７８】
まず、エンジンの低回転域では、第１油圧制御バルブＢ及び第２油圧制御バルブＡは共に作動することなく、オイルを全量でカム軸系供給経路Ｓ1及びクランク軸系供給経路Ｓ2に送る（図２，図６参照）。図２乃至図４において、矢印はオイルの流れを示すものであり、その矢印において線の太さの大小は、流量の大小を示すものである。
【００７９】
また、エンジンの低回転において、所定のエンジン回転数の範囲の最小エンジン回転数よりも、低いエンジン回転数から前記第２油圧制御バルブＡが作動する構成とすることもある。このような構成によって、クランク軸系供給経路Ｓｋ2及びカム軸系供給経路Ｓｋ1を絞ることでより多くのオイルがその他のオイル分岐供給経路Ｓｋ（可変バルブタイミング機構供給経路Ｓｋ3，オイルジェット供給経路Ｓｋ4）を流れる。
【００８０】
よって、可変バルブタイミング機構供給経路Ｓｋ3，オイルジェット供給経路Ｓｋ4の油圧は、いわゆるエンジン回転数に対応した油圧よりも高圧になるように制御される。そのため、可変バルブタイミング機構のような油圧駆動装置に必要な油圧を、より低回転側から確保できるようになり、油圧駆動装置が作動できるエンジン回転数の範囲を拡大することができる。
【００８１】
次に、エンジンの中回転域では、第２油圧制御バルブＡは、第１油圧制御バルブＢよりも先行して（低い回転数で）作動する（図３，図７参照）。したがって、第２油圧制御バルブＡにおける上流側から下流側へのオイルの流れにおいて、その流量が減少し、下流側の圧力は増加することなく略一定となる。そして、クランク軸系供給経路Ｓ2には、オイ
ルの供給は減少し、圧力の増加は抑えられる。
【００８２】
一方、第１油圧制御バルブＢは、中回転域に、オイルの流量及び圧力は減少するが、第２油圧制御バルブＡが先行して作動しているので、カム軸系供給経路Ｓｋ1及びクランク
軸系供給経路Ｓｋ2へのオイルの流れが少なくなるために、その他のオイル分岐供給経路
Ｓｋ（可変バルブタイミング機構供給経路Ｓｋ3，オイルジェット供給経路Ｓｋ4）にはオイルが多く流れるようになる（図３，図７参照）。よって、より早く可変バルブタイミング機構を作動させるための油圧の大きさ(例えば３５０kPa)に達することができる。
【００８３】
エンジン潤滑制御システムにおいて制御バルブＡは油圧が例えば１５０kPaで中回転域
の動作を開始する。第１油圧制御バルブＢは、油圧が例えば３５０kPaで中回転域の動作
を開始する。これらは、少なくとも後述するＶＴＣ(バルブタイミングコントロール)が油圧で動作可能な程度の油圧の大きさとする。
【００８４】
また、エンジンの高回転域では、第１油圧制御バルブ（２段制御バルブ）Ｂの制御動作が加わることにより、オイルの流量が増加し（図４参照）、油圧が跳ね上がる。第１油圧制御バルブＢによる油圧の跳ね上りの途中の油庄の値（例えば３５０乃至６００kPaの間)で第２油圧制御バルブＡが高回転時のモードに切り替わる設定にすることで、第１油圧制御バルブＢにてオイル分岐供給経路Ｓｋにおける上流側の油圧が跳ね上がった時に連動し、カム軸系供給経路Ｓｋ1及びクランク軸系供給経路Ｓｋ2の下流の油圧も跳ね上げることが出来る。
【００８５】
この状態は、図５のグラフによって示される。このように、第１油圧制御バルブＢの油圧制御に連動して第２油圧制御バルブＡの油圧制御も行うことができる。
【００８６】
また、第２油圧制御バルブＡは、前述したように、前記主流路１１における流路断面積調整スプール４１の設置位置の上流側及び下流側において、その油圧を直接利用し、主流路１１の流路断面積の縮小及び拡大（復帰）を行い流量を制御する。そこで、主流路１１の下流及び上流を流れるオイルの圧力におおいて、圧力の範囲として、所定油圧値１及び該所定油圧値１よりも大きい所定油圧値２を設定する。
【００８７】
そして、主流路において、流路断面積調整スプール４１よりも上流側の油圧が所定油圧値１よりも大きい所定油圧値２となった場合は前記流路断面積調整スプール４１を復帰させて、前記主流路１１の流路断面積を最大側となるように制御する。これによって、流路断面積調整スプール４１の動作が正確、且つ高応答でクランク軸系の潤滑に支障を与えることなく、オイルポンプ９のフリクション低減が可能である。
【００８８】
具体的には、図５において所定油圧値１を１５０kPaとし、所定油圧値２を６００kPaとしている。この範囲にて主流路１１の流路断面積の縮小、復帰(拡大)を行うものである。
【符号の説明】
【００８９】
Ａ…第２油圧制御バルブ、Ｂ…第１油圧制御バルブ、Ｓ…オイル回路、
Ｓｋ…オイル分岐供給経路、Ｓｋ1…カム軸系供給経路、Ｓｋ2…クランク軸系供給経路、Ｓｋ3…可変バルブタイミング機構供給経路、Ｓｋ4…オイルジェット供給経路、
１１…主流路、１２…下流側分岐流路、１３…上流側分岐流路、
２１…流路断面積調整スプール室、２２…流路開閉バルブ室、
２３…流路開閉スプール室、３…連通流路、３３…ドレン流路、３４…排出流路、
４１…流路断面積調整スプール、４２…流路開閉バルブ、４３…流路開閉スプール。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2014047704.tif 000009
【図８】
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