(57)【要約】【課題】内燃機関への負荷を考慮しながら効率よくピストンを冷却するピストンの冷却装置を提供する。【解決手段】冷却装置１０１は、ピストン２６にオイルを噴射する噴射ノズル３０ａと、噴射ノズル噴射ノズル３０ａにオイルを供給するオイルポンプ４５と、を備え、噴射ノズル３０ａは、エンジン負荷がしきい値よりも低い場合には、少なくともピストン２６の裏面に向けてオイルを噴射し、エンジン負荷がしきい値よりも高い場合には、当該エンジン負荷が当該しきい値よりも低い場合よりも多い量のオイルを噴射することで、少なくともクーリングチャネル３２の入口３１に向けてオイルを噴射する。【選択図】図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関のピストンをオイルの噴射によって冷却する冷却装置であって、
前記ピストンにオイルを噴射する噴射ノズルと、
前記噴射ノズルにオイルを供給するオイルポンプと、を備え、
前記ピストンの内部には、オイルを出入りさせることによって当該ピストンを冷却するためのオイル通路が形成され、
前記噴射ノズルは、
前記内燃機関への負荷がしきい値よりも低い場合には、少なくとも前記ピストンの裏面に向けてオイルを噴射し、
前記内燃機関への負荷が前記しきい値よりも高い場合には、当該負荷が当該しきい値よりも低い場合よりも多い量のオイルを噴射することで、少なくとも前記オイル通路の入口に向けてオイルを噴射するように構成されている、ピストンの冷却装置。
【請求項２】
前記噴射ノズルは、
オイルが流通するとともに、当該オイルを前記ピストンに向けて噴射する開口部をそれぞれ有する複数の流路と、
前記複数の流路の外側を取り囲むとともに、前記開口部よりも前記ピストン側に向かって突出した外側部と、を含み、
前記複数の流路のうちの一部の流路にオイルが流通した場合には、少なくとも前記ピストンの裏面に向けてオイルを噴射し、
前記複数の流路の全てにオイルが流通した場合には、少なくとも前記オイル通路の入口に向けてオイルを噴射するように構成されている、請求項１に記載のピストンの冷却装置。
【請求項３】
前記噴射ノズルからのオイルの噴射量を制御する制御装置を備え、
前記制御装置は、前記内燃機関への負荷が前記しきい値よりも高い場合には、当該負荷が当該しきい値よりも低い場合よりも多い量のオイルを前記噴射ノズルから噴射させる、請求項１または請求項２に記載のピストンの冷却装置。
【請求項４】
前記制御装置は、前記内燃機関への負荷が前記しきい値よりも低い場合において、前記ピストンの位置が下死点を含む所定範囲内であるときには、当該ピストンの位置が当該所定範囲内でないときよりも多い量のオイルを前記噴射ノズルから噴射させる、請求項３に記載のピストンの冷却装置。
【請求項５】
前記制御装置は、前記内燃機関における冷却水の温度に基づき前記しきい値を設定する、請求項３または請求項４に記載のピストンの冷却装置。
【請求項６】
前記噴射ノズルは、第１の噴射ノズルであり、
前記ピストンの裏面に向けてオイルを噴射する第２の噴射ノズルをさらに備え、
前記オイルポンプは、前記第２の噴射ノズルにオイルを供給し、
前記第２の噴射ノズルは、
前記内燃機関への負荷がしきい値よりも低い場合には、オイルを噴射せず、
前記内燃機関への負荷が前記しきい値よりも高い場合には、オイルを噴射するように構成されている、請求項１〜請求項５のいずれか１項に記載のピストンの冷却装置。
【請求項７】
前記第２の噴射ノズルからのオイルの噴射量を制御する制御装置を備え、
前記制御装置は、
前記内燃機関への負荷が前記しきい値よりも低い場合には、前記第２の噴射ノズルからオイルを噴射させず、
前記内燃機関への負荷が前記しきい値よりも高い場合には、前記第２の噴射ノズルからオイルを噴射させる、請求項６に記載のピストンの冷却装置。
【請求項８】
前記制御装置は、前記内燃機関における冷却水の温度に基づき前記しきい値を設定する、請求項７に記載のピストンの冷却装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ピストンの冷却装置に関し、特に、内燃機関のピストンをオイルの噴射によって冷却する冷却装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
内燃機関のピストンを潤滑油などのオイルの噴射によって冷却する従来の技術として、たとえば、特開平１０−６８３１９号公報（特許文献１）には、オイルポンプから供給されたオイルを、オイルジェットからピストンに向けて噴射させることによってピストンを冷却する冷却装置が開示されている。この冷却装置は、ピストンの内部に形成されたオイルギャラリ（以下、クーリングチャネルという）の入口に向けてオイルジェットからオイルを噴射することで、ピストンを内部から冷却するように構成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平１０−６８３１９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
内燃機関の高出力化に伴なう発熱量の増加によって、ピストンのさらなる冷却が必要である。そこで、従来のようにクーリングチャネルの入口に向けてオイルを噴射することに加えて、ピストンの裏面に向けてオイルを噴射するようにすれば、ピストンをさらに冷却することができる。
【０００５】
しかしながら、クーリングチャネルの入口に向けてオイルを噴射させるオイルジェットに加えて、さらに、ピストンの裏面に向けてオイルを噴射させるオイルジェットを設けた場合、オイルポンプから複数のオイルジェットにオイルを供給しなければならず、オイルポンプへの負荷が増大する。したがって、オイルポンプの駆動源となる内燃機関への負荷も増大することになるため、燃費が向上し難くなる虞がある。
【０００６】
本発明は、上述した課題を解決するためになされたものであって、その目的は、内燃機関への負荷を考慮しながら効率よくピストンを冷却するピストンの冷却装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この発明のある局面に係るピストンの冷却装置は、内燃機関のピストンをオイルの噴射によって冷却する冷却装置である。この冷却装置は、ピストンにオイルを噴射する噴射ノズルと、噴射ノズルにオイルを供給するオイルポンプと、を備える。ピストンの内部には、オイルを出入りさせることによって当該ピストンを冷却するためのオイル通路が形成されている。噴射ノズルは、内燃機関への負荷がしきい値よりも低い場合には、少なくともピストンの裏面に向けてオイルを噴射し、内燃機関への負荷がしきい値よりも高い場合には、当該負荷が当該しきい値よりも低い場合よりも多い量のオイルを噴射することで、少なくともオイル通路の入口に向けてオイルを噴射するように構成されている。
【０００８】
上記の構成によれば、内燃機関の負荷に応じて噴射ノズルからのオイルの噴射量が変わることにより、内燃機関への負荷がしきい値よりも低い場合には少なくともピストンの裏面に向けてオイルが噴射される一方で、内燃機関への負荷がしきい値よりも高い場合には少なくともピストンのオイル通路の入口に向けてオイルが噴射される。このように、内燃機関の負荷に応じて冷却効果の大きい適切な箇所に適量のオイルが噴射されるため、内燃機関への負荷を考慮しながら効率よくピストンを冷却することができる。
【０００９】
好ましくは、噴射ノズルは、オイルが流通するとともに、当該オイルをピストンに向けて噴射する開口部をそれぞれ有する複数の流路と、複数の流路の外側を取り囲むとともに、開口部よりもピストン側に向かって突出した外側部と、を含む。さらに、噴射ノズルは、複数の流路のうちの一部の流路にオイルが流通した場合には、少なくともピストンの裏面に向けてオイルを噴射し、複数の流路の全てにオイルが流通した場合には、少なくともオイル通路の入口に向けてオイルを噴射するように構成されている。
【００１０】
上記の構成によれば、複数の流路のうちの一部の流路をオイルが流通した場合には、噴射ノズルの先端での圧力低下によって、開口部から噴射したオイルが散乱することでオイルの噴霧角が広がる。その結果、内燃機関への負荷がしきい値よりも低い場合には、ピストンの裏面に向けてオイルを噴射することができる。一方、複数の流路の全てにオイルが流通した場合には、噴射ノズルの先端での圧力上昇によって、開口部から噴射したオイルがそれほど散乱することがないため、オイルの噴霧角が狭まる。その結果、内燃機関への負荷がしきい値よりも高い場合にはオイル通路の入口に向けてオイルを噴射することができる。
【００１１】
好ましくは、ピストンの冷却装置は、噴射ノズルからのオイルの噴射量を制御する制御装置を備える。制御装置は、内燃機関への負荷がしきい値よりも高い場合には、当該負荷が当該しきい値よりも低い場合よりも多い量のオイルを噴射ノズルから噴射させる。
【００１２】
上記の構成によれば、制御装置によって、内燃機関への負荷に応じて、噴射ノズルからのオイルの噴射量が制御される。これにより、オイルの噴射量を精度よく調整することができる。
【００１３】
好ましくは、制御装置は、内燃機関への負荷がしきい値よりも低い場合において、ピストンの位置が下死点を含む所定範囲内であるときには、当該ピストンの位置が当該所定範囲内でないときよりも多い量のオイルを噴射ノズルから噴射させる。
【００１４】
上記の構成によれば、内燃機関への負荷がしきい値よりも低い場合であっても、ピストンの位置が下死点を含む所定範囲内であるか否かに応じて、噴射ノズルからのオイルの噴射量が制御される。たとえば、ピストンの位置が下死点付近であるときのように噴射ノズルから近くなる場合には多量のオイルが噴射され、ピストンの位置が噴射ノズルから遠ざかる場合には少量のオイルが噴射される。このように、ピストンの位置を考慮しながら効率よくピストンを冷却することができる。
【００１５】
好ましくは、制御装置は、内燃機関における冷却水の温度に基づきしきい値を設定する。
【００１６】
上記の構成によれば、たとえば、内燃機関における冷却水の温度が高いときのように内燃機関への負荷が高くなり易い場合にはしきい値を低めに設定し、内燃機関における冷却水の温度が低いときのように内燃機関への負荷が低くなり易い場合にはしきい値を高めに設定することができる。これにより、内燃機関における冷却水の温度を考慮しながら効率よくピストンを冷却することができる。
【００１７】
好ましくは、噴射ノズルは、第１の噴射ノズルである。ピストンの冷却装置は、ピストンの裏面に向けてオイルを噴射する第２の噴射ノズルをさらに備える。オイルポンプは、第２の噴射ノズルにオイルを供給する。第２の噴射ノズルは、内燃機関への負荷がしきい値よりも低い場合には、オイルを噴射せず、内燃機関への負荷がしきい値よりも高い場合には、オイルを噴射するように構成されている。
【００１８】
上記の構成によれば、内燃機関の負荷に応じて第２の噴射ノズルからのオイルの噴射有無が変わることにより、内燃機関への負荷がしきい値よりも低い場合には第１の噴射ノズルのみでピストンの裏面に向けてオイルが噴射される一方で、内燃機関への負荷がしきい値よりも高い場合には第１の噴射ノズルでピストンのオイル通路の入口に向けてオイルが噴射されるとともに第２の噴射ノズルでピストンの裏面に向けてオイルが噴射される。このように、複数の噴射ノズルを備える場合であっても、内燃機関の負荷に応じて冷却効果の大きい適切な箇所に適量のオイルが噴射されるため、内燃機関への負荷を考慮しながら効率よくピストンを冷却することができる。
【００１９】
好ましくは、ピストンの冷却装置は、第２の噴射ノズルからのオイルの噴射量を制御する制御装置を備える。制御装置は、内燃機関への負荷がしきい値よりも低い場合には、第２の噴射ノズルからオイルを噴射させず、内燃機関への負荷がしきい値よりも高い場合には、第２の噴射ノズルからオイルを噴射させる。
【００２０】
上記の構成によれば、制御装置によって、内燃機関への負荷に応じて、第２の噴射ノズルからのオイルの噴射有無が制御される。これにより、オイルの噴射量を精度よく調整することができる。
【００２１】
好ましくは、制御装置は、内燃機関における冷却水の温度に基づきしきい値を設定する。
【００２２】
上記の構成によれば、たとえば、内燃機関における冷却水の温度が高いときのように内燃機関への負荷が高くなり易い場合にはしきい値を低めに設定し、内燃機関における冷却水の温度が低いときのように内燃機関への負荷が低くなり易い場合にはしきい値を高めに設定することができる。これにより、内燃機関における冷却水の温度を考慮しながら効率よくピストンを冷却することができる。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば、内燃機関への負荷を考慮しながら効率よくピストンを冷却することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】第１実施形態に係る冷却装置を備えるエンジンの概略構成を示す図である。
【図２】第１実施形態におけるピストンおよびオイルジェットを示す図である。
【図３】第１実施形態に係る可変オイルジェットが備える噴射ノズルの先端部の内部構造を示す図である。
【図４】第１実施形態に係る可変オイルジェットの内部構造を示す図である。
【図５】第１実施形態に係る可変オイルジェットから噴射するオイルの噴霧角を説明するための図である。
【図６】第１実施形態におけるエンジン負荷とオイルジェットの噴射との関係を説明するための図である。
【図７】第２実施形態に係る冷却装置を備えるエンジンの概略構成を示す図である。
【図８】第２実施形態におけるピストンおよびオイルジェットを示す図である。
【図９】第２実施形態に係るエンジンの状態をエンジン負荷との関係で説明するための図である。
【図１０】第２実施形態に係る冷却装置のＥＣＵが実行する処理を示すフローチャートである。
【図１１】第２実施形態におけるエンジン負荷とオイルジェットの噴射との関係を説明するための図である。
【図１２】第３実施形態に係る固定オイルジェットの内部構造を示す図である。
【図１３】第４実施形態に係る冷却装置のＥＣＵが実行する処理を示すフローチャートである。
【図１４】変形例においてピストン位置および冷却装置のＥＣＵが実行する処理を説明するための図である。
【図１５】変形例においてエンジン負荷および冷却装置のＥＣＵが実行する処理を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、図面を参照しつつ、本実施の形態について説明する。以下の説明では、同一の部品には同一の符号が付されている。それらの名称および機能も同じである。したがってそれらについての詳細な説明は繰り返さない。
【００２６】
［第１実施形態］
先ず、第１実施形態に係る冷却装置１０１について図面を参照しながら説明する。図１は、第１実施形態に係る冷却装置１０１を備えるエンジン１００の概略構成を示す図である。エンジン１００は、内燃機関であり、その一例としては、ガソリンエンジン、ガスエンジン、およびディーゼルエンジンなどがある。エンジン１００は、複数のシリンダを備える場合もあり、図１には代表的に１つのシリンダの断面が概略的に示される。
【００２７】
エンジン１００は、シリンダヘッド２と、シリンダブロック４と、オイルパン６と、ピストン２６と、クランクシャフト２７と、コネクティングロッド（コンロッド）２８と、を備える。
【００２８】
いずれも図示されないが、シリンダには、燃焼室内に燃料を噴射するインジェクタ（燃料噴射弁）、燃焼室内に空気を供給する吸気通路を開閉する吸気バルブ、および燃焼後の排気ガスを排出するための排気通路を開閉する排気バルブなどが設けられている。
【００２９】
シリンダの内部には、ピストン２６が収容されており、ピストン２６は上下往復運動が可能である。ピストン２６は、クランクシャフト２７にコネクティングロッド２８を介して連結されている。クランクシャフト２７の回転軸には、クランク角センサープレート（パルサープレート）１４が取り付けられ、クランク角センサ１２でクランク角ＣＡが測定される。クランク角ＣＡが測定されることで、エンジン回転速度Ｎｅが得られる。
【００３０】
エンジン１００は、ピストン２６を潤滑油（以下、オイルという）の噴射によって冷却する冷却装置１０１を備えている。第１実施形態に係る冷却装置１０１は、ピストン２６に向けてオイルを噴射する可変オイルジェット３５ａと、可変オイルジェット３５ａにオイルを供給するオイルポンプ４５と、ＥＣＵ（Electric  Control  Unit）４０と、を備える。なお、図１では、説明を分かり易くするために、オイルポンプ４５がオイルパン６から離れた位置に示されている。
【００３１】
可変オイルジェット３５ａは、ピストン２６に向けてオイルを噴射する噴射ノズル３０ａと、開閉弁２９ａと、を含む。なお、以下では、可変オイルジェット３５ａを単にオイルジェットともいう。
【００３２】
オイルポンプ４５は、クランクシャフト２７の回転による油圧の上昇に従ってオイルパン６からオイルを吸い上げる。オイルポンプ４５によって吸い上げられたオイルは、可変オイルジェット３５ａに供給される。
【００３３】
可変オイルジェット３５ａでは、エンジン１００への負荷（以下、エンジン負荷という）の上昇に伴なう油圧の上昇に従って開閉弁２９ａが徐々に開き、オイルポンプ４５から供給されたオイルが噴射ノズル３０ａに供給される。このように、第１実施形態に係る冷却装置１０１は、機械式の開閉弁２９ａを含む可変オイルジェット３５ａを備える。
【００３４】
シリンダブロック４には、開閉弁２９ａにオイルを供給するためのオイル流路３８ａが形成されている。オイル流路３８ａには、油圧Ｐａを測定する油圧センサ３７ａが配置されている。
【００３５】
シリンダヘッド２およびシリンダブロック４には、それぞれウォータジャケット２２，２４が形成される。ウォータジャケット２２には、エンジン冷却水の水温Ｔｗを測定する水温センサ３６が配置されている。
【００３６】
ＥＣＵ４０は、図示しないアクセル開度センサから、アクセル開度Ａｃｃを取得する。ＥＣＵ４０は、クランク角センサ１２から、クランク角ＣＡおよびエンジン回転速度Ｎｅを取得する。ＥＣＵ４０は、水温センサ３６から、水温Ｔｗを取得する。ＥＣＵ４０は、油圧センサ３７ａから、油圧Ｐａを取得する。
【００３７】
図２は、第１実施形態におけるピストン２６およびオイルジェットを示す図である。図２に示されるように、ピストン２６の内部には、可変オイルジェット３５ａの噴射ノズル３０ａから噴射したオイルが出入りするクーリングチャネル３２が形成されている。クーリングチャネル３２は、「オイル通路」の一実施形態に対応する。
【００３８】
可変オイルジェット３５ａでは、クーリングチャネル３２の入口３１に向けられるように噴射ノズル３０ａが配置されている。クーリングチャネル３２の入口３１に向けて噴射ノズル３０ａからオイルが噴射されると、クーリングチャネル３２にオイルが導入され、ピストン２６が内部から冷却される。クーリングチャネル３２に導入されたオイルは、クーリングチャネル３２の内部を流通し、やがてピストン２６の外部に排出される。
【００３９】
ここで、エンジン１００の高出力化に伴なう発熱量の増加によって、ピストン２６のさらなる冷却が必要であるが、クーリングチャネル３２の入口３１に向けてオイルを噴射することに加えて、ピストン２６の裏面に向けてオイルを噴射するようにすれば、ピストン２６をさらに冷却することができる。
【００４０】
しかしながら、クーリングチャネル３２の入口３１に向けてオイルを噴射させるオイルジェットに加えて、さらに、ピストン２６の裏面に向けてオイルを噴射させるオイルジェットを設けた場合、オイルポンプ４５から複数のオイルジェットにオイルを供給しなければならず、オイルポンプ４５への負荷が増大する。したがって、オイルポンプ４５の駆動源となるエンジン１００への負荷も増大することになるため、燃費が向上し難くなる虞がある。
【００４１】
そこで、第１実施形態に係る冷却装置１０１は、可変オイルジェット３５ａによって、エンジン１００の負荷（以下、エンジン負荷ともいう）に応じて冷却効果の大きい適切な箇所に適量のオイルを噴射するように構成されている。以下、詳細に説明する。
【００４２】
図３は、第１実施形態に係る可変オイルジェット３５ａが備える噴射ノズル３０ａの先端部の内部構造を示す図である。なお、図３（Ａ）には、噴射ノズル３０ａの先端部を上から見た図が示され、図３（Ｂ）には、噴射ノズル３０ａの先端部を横から見た図が示されている。
【００４３】
図３（Ａ），（Ｂ）に示されるように、噴射ノズル３０ａは、円筒形状を有する第１流路６１と、側壁５８によって第１流路６１から隔てられた第２流路６２と、を含む。第１流路６１には、ピストン２６側に開口する開口部６１０が形成されている。第２流路６２には、ピストン２６側に開口する開口部６２０が形成されている。なお、第１実施形態においては、開口部６１０の開口面積が開口部６２０の開口面積よりも大きいが、開口部６１０の開口面積と開口部６２０の開口面積とが同じであってもよいし、開口部６１０の開口面積が開口部６２０の開口面積よりも小さくてもよい。
【００４４】
第１流路６１および第２流路６２は、外側部５６によって取り囲まれている。このため、外側部５６の開口面積は、開口部６１０の開口面積および開口部６２０の開口面積のいずれよりも大きい。また、外側部５６は、第１流路６１の開口部６１０、および第２流路６２の開口部６２０よりも、ピストン２６側に向かって突出している。
【００４５】
このような構成を備える可変オイルジェット３５ａは、エンジン負荷の上昇に伴なう油圧の上昇に従って、オイルの噴射有無、およびオイルの噴霧角を可変することができる。以下、図４および図５を参照しながら具体的に説明する。
【００４６】
図４は、第１実施形態に係る可変オイルジェット３５ａの内部構造を示す図である。なお、図４では、油圧ＰａがＰ１、Ｐ２、Ｐ３といったように徐々に大きくなる過程における可変オイルジェット３５ａが示されている。
【００４７】
図４（Ａ）に示されるように、可変オイルジェット３５ａの開閉弁２９ａは、第１流路６１および第２流路６２のそれぞれに連通する連通路６３に設けられている。開閉弁２９ａは、固定部５２と、可変部５１と、固定部５２および可変部５１のそれぞれに接続される弾性体５３と、を含む。可変部５１は、油圧が加わるように配置されており、油圧が弾性体５３の弾性力よりも大きい場合には固定部５２に近づくように移動し、油圧が弾性体５３の弾性力よりも小さい場合には固定部５２から遠ざかるように移動する。
【００４８】
図４（Ｂ）に示されるように、可変部５１に加わる油圧がＰ１に達するまでは、連通路６３における供給路６３ａが、第１流路６１および第２流路６２のいずれとも連通しない。このため、供給路６３ａを介してオイルポンプ４５から供給されるオイルが、第１流路６１および第２流路６２のいずれにも流通しない。よって、油圧がＰ１に達するまでは、噴射ノズル３０ａからオイルが噴射されない。
【００４９】
図４（Ｃ）に示されるように、可変部５１に加わる油圧がＰ１から徐々に大きくなると、可変部５１が徐々に固定部５２に近づくように移動する。これにより、供給路６３ａが第１流路６１と徐々に連通するようになり、第１流路６１にオイルが流通する。第１流路６１を流通したオイルは、やがて第１流路６１の開口部６１０から外部に噴射される。
【００５０】
ここで、前述したように、外側部５６の開口面積は開口部６１０の開口面積よりも大きく、かつ外側部５６は開口部６１０よりもピストン２６側に向かって突出している。このため、開口部６１０のみから噴射したオイルは、噴射ノズル３０ａの先端部で圧力低下が生じて外側部５６で散乱する。これにより、オイルの噴霧角が広がる。
【００５１】
図４（Ｄ）に示されるように、可変部５１に加わる油圧がＰ２から徐々に大きくなると、可変部５１がさらに固定部５２に近づくように移動する。これにより、供給路６３ａが第１流路６１および第２流路６２のいずれにも連通するようになり、第１流路６１および第２流路６２のいずれにもオイルが流通する。第１流路６１および第２流路６２のそれぞれを流通したオイルは、やがて第１流路６１の開口部６１０および第２流路６２の開口部６２０から外部に噴射する。
【００５２】
開口部６１０および開口部６２０のそれぞれからオイルが噴射する場合、開口部６１０のみからオイルが噴射する場合とは異なり、噴射ノズル３０ａの先端部で圧力上昇が生じるため、オイルが外側部５６で散乱し難い。このため、開口部６１０および開口部６２０のそれぞれからオイルが噴射する場合、開口部６１０のみからオイルが噴射する場合に比べて、オイルの噴霧角が狭まる。
【００５３】
図５は、第１実施形態に係る可変オイルジェット３５ａから噴射するオイルの噴霧角を説明するための図である。なお、図５（Ａ）には、油圧がＰ２である場合のオイルの噴霧角θ２が示されている。図５（Ｂ）には、油圧がＰ３である場合のオイルの噴霧角θ３が示されている。図５（Ｃ）には、油圧と噴霧角との関係を表すグラフが示されている。
【００５４】
図５（Ａ），（Ｂ）に示されるように、油圧がＰ２である場合、噴霧角はθ２になる。図４（Ｃ）を用いて説明したように、油圧がＰ２である場合、圧力低下によって開口部６１０のみから噴射したオイルが散乱することでオイルの噴霧角が広がる。このため、図５（Ａ）に示されるように、少なくともピストン２６の裏面に向けてオイルが噴射される。これにより、ピストン２６が裏面から冷却される。
【００５５】
また、油圧がＰ３である場合、噴霧角はθ３になる。図４（Ｄ）を用いて説明したように、油圧がＰ３である場合、圧力上昇によってオイルが散乱し難いため、オイルの噴霧角が狭まる。このため、図５（Ｂ）に示されるように、少なくともクーリングチャネル３２の入口３１に向けてオイルが噴射される。これにより、ピストン２６が内部から冷却される。
【００５６】
ここで、エンジン負荷が大きくなると、ピストン２６の温度（以下、ピストン温度という）が上昇し、また油圧も上昇する。つまり、エンジン負荷、ピストン温度、および油圧のそれぞれは、変化に相関関係がある。そこで、第１実施形態に係る冷却装置１０１においては、エンジン負荷における低領域と高領域との境界点となる値をしきい値Ｘとし、エンジン負荷がＸとなるときの油圧がＰ３となるように、弾性体５３の弾性力や連通路６３の断面積などが調整されている。なお、エンジン負荷は、エンジントルクとエンジン回転速度とに基づき決定される。このため、しきい値Ｘは、たとえば、エンジン回転速度とエンジントルクとの関係によってエンジン負荷を表すマップを、実験やシミュレーションによって予め求めておき、当該マップごとに決めておけばよい。
【００５７】
このように、第１実施形態に係る冷却装置１０１においては、エンジン負荷の低領域と高領域との境界点となるＸがしきい値とされている。そして、冷却装置１０１は、エンジン負荷がしきい値よりも低い場合（たとえば、Ｐ２のように油圧がＰ３よりも低い場合）には、少なくともピストン２６の裏面に向けてオイルを噴射する。一方、冷却装置１０１は、エンジン負荷がしきい値よりも高い場合（たとえば、油圧がＰ３以上の場合）には、エンジン負荷が当該しきい値よりも低い場合よりも多い量のオイルを噴射することで、少なくともクーリングチャネル３２の入口３１に向けてオイルを噴射する。
【００５８】
図６は、第１実施形態におけるエンジン負荷と可変オイルジェット３５ａの噴射との関係を説明するための図である。なお、図６（Ａ）には、エンジン負荷が低領域である場合の可変オイルジェット３５ａの噴射態様が示されている。図６（Ｂ）には、エンジン負荷が高領域である場合の可変オイルジェット３５ａの噴射態様が示されている。図６（Ｃ）には、エンジン負荷と可変オイルジェット３５ａの噴射との関係が示されている。
【００５９】
図６（Ａ），（Ｃ）に示されるように、エンジン負荷が低領域、すなわちエンジン負荷がＸよりも低い場合（たとえば、Ｐ２のように油圧がＰ３よりも低い場合）、第１流路６１のみに流通したオイルが可変オイルジェット３５ａから噴射されるため、噴霧角が広がる。これにより、少なくともピストン２６の裏面に向けてオイルが噴射される。さらに、第２流路６２にはオイルが流通しないため、その分、オイルポンプ４５への負荷（以下、ポンプ負荷という）を軽減できる。したがって、オイルポンプ４５の駆動源となるエンジン１００への負荷を抑えることができるため、燃費が向上する。
【００６０】
図６（Ｂ），（Ｃ）に示されるように、エンジン負荷が高領域、すなわちエンジン負荷がＸよりも高い場合（たとえば、油圧がＰ３以上の場合）、第１流路６１および第２流路６２のいずれにも流通したオイルが可変オイルジェット３５ａから噴射される。これにより、エンジン負荷が高領域である場合には、エンジン負荷が低領域である場合よりも、多い量のオイルが噴射されることで噴霧角θが狭まる。これにより、少なくともクーリングチャネル３２の入口３１に向けてオイルが噴射される。
【００６１】
以上のように、第１実施形態に係る冷却装置１０１は、エンジン負荷に応じて可変オイルジェット３５ａからのオイルの噴射量を変えることにより、エンジン負荷がしきい値よりも低い場合には少なくともピストン２６の裏面に向けてオイルを噴射する一方で、エンジン負荷がしきい値よりも高い場合には少なくともピストン２６のクーリングチャネル３２の入口３１に向けてオイルを噴射する。
【００６２】
つまり、第１実施形態に係る冷却装置１０１は、エンジン負荷が低領域である場合のようにピストン温度がそれほど高くならない場合には、少量のオイルを噴射することでポンプ負荷を軽減しながら、少なくともピストン２６の裏面を含む広い範囲で全体的にピストン２６を冷却する。一方、冷却装置１０１は、エンジン負荷が高領域である場合のようにピストン温度が高くなる場合には、多量のオイルを噴射することでピストン２６を内部から集中的に冷却する。
【００６３】
このように、エンジン負荷に応じて冷却効果の大きい適切な箇所に適量のオイルが噴射されるため、エンジン負荷を考慮しながら効率よくピストン２６を冷却することができる。
【００６４】
また、第１実施形態に係る冷却装置１０１では、第１流路６１のみにオイルが流通した場合には、噴射ノズル３０ａの先端部で圧力低下が生じ、開口部６１０から噴射したオイルが散乱することでオイルの噴霧角θが広がる。したがって、冷却装置１０１は、エンジン負荷がしきい値よりも低い場合には、ピストン２６の裏面に向けてオイルを噴射することができる。一方、第１流路６１および第２流路６２のそれぞれにオイルが流通した場合には、噴射ノズル３０ａの先端部で圧力上昇が生じ、オイルの噴霧角θが狭まる。したがって、冷却装置１０１は、エンジン負荷がしきい値よりも高い場合には、クーリングチャネル３２の入口３１に向けてオイルを噴射することができる。
【００６５】
なお、上記で説明した第１実施形態においては、エンジン負荷の値Ｘが「しきい値」の一実施形態に対応する。
【００６６】
［第２実施形態］
次に、第２実施形態に係る冷却装置２０１について図面を参照しながら説明する。なお、第２実施形態に係る冷却装置２０１は、以下で説明する構成以外の構成について、第１実施形態に係る冷却装置１０１が備える構成と同様の構成を備える。
【００６７】
図７は、第２実施形態に係る冷却装置２０１を備えるエンジン２００の概略構成を示す図である。第２実施形態に係る冷却装置２０１は、機械式の開閉弁２９ａを含む可変オイルジェット３５ａに加えて、電動式の開閉弁２９ｂを含む固定オイルジェット３５ｂをさらに備える。固定オイルジェット３５ｂは、ピストン２６に向けてオイルを噴射する噴射ノズル３０ｂと、開閉弁２９ｂと、を含む。なお、以下では、可変オイルジェット３５ａおよび固定オイルジェット３５ｂを単にオイルジェットともいう。
【００６８】
オイルポンプ４５によって吸い上げられたオイルは、固定オイルジェット３５ｂに供給される。固定オイルジェット３５ｂでは、ＥＣＵ４０からの制御信号ＳＶに基づき開閉弁２９ｂが開閉する。開閉弁２９ｂが開放すると、オイルポンプ４５から供給されたオイルが噴射ノズル３０ｂに供給される。このように、第２実施形態に係る冷却装置２０１は、機械式の開閉弁２９ａを含む可変オイルジェット３５ａに加えて、電動式の開閉弁２９ｂを含む固定オイルジェット３５ｂを備える。
【００６９】
シリンダブロック４には、開閉弁２９ｂにオイルを供給するためのオイル流路３８ｂが形成されている。オイル流路３８ｂには、油圧Ｐｂを測定する油圧センサ３７ｂが配置されている。ＥＣＵ４０は、油圧センサ３７ｂから、油圧Ｐｂを取得する。
【００７０】
図８は、第２実施形態におけるピストン２６およびオイルジェットを示す図である。図８に示されるように、可変オイルジェット３５ａでは、クーリングチャネル３２の入口３１に向けられるように噴射ノズル３０ａが配置されている。一方、固定オイルジェット３５ｂでは、ピストン２６の裏面に向けられるように噴射ノズル３０ｂが配置されている。なお、噴射ノズル３０ａは、「第１の噴射ノズル」の一実施形態に対応し、噴射ノズル３０ｂは、「第２の噴射ノズル」の一実施形態に対応する。
【００７１】
図９は、第２実施形態に係るエンジン２００の状態をエンジン負荷との関係で説明するための図である。
【００７２】
図９（Ａ）には、エンジン回転速度とエンジントルクとの関係を表すグラフが示されている。図９（Ｂ１）には、参考例に係るエンジン負荷と油圧との関係を表すグラフが示されている。図９（Ｃ１）には、参考例に係るエンジン負荷と油量（オイルジェットからの所定期間当りの噴射量）との関係を表すグラフが示されている。図９（Ｄ１）には、参考例に係るエンジン負荷とポンプ負荷との関係を表すグラフが示されている。図９（Ｅ１）には、参考例に係るエンジン負荷とピストン温度との関係を表すグラフが示されている。
【００７３】
また、図９（Ｂ２）には、第２実施形態に係るエンジン負荷と油圧との関係を表すグラフが示されている。図９（Ｃ２）には、第２実施形態に係るエンジン負荷と油量との関係を表すグラフが示されている。図９（Ｄ２）には、第２実施形態に係るエンジン負荷とポンプ負荷との関係を表すグラフが示されている。図９（Ｅ２）には、第２実施形態に係るエンジン負荷とピストン温度との関係を表すグラフが示されている。
【００７４】
図９（Ａ）に示されるように、エンジン負荷は、エンジントルクとエンジン回転速度とに基づき決定される。図９に示される各グラフは、エンジン回転速度がＮｅ１であるときにおいて、エンジン負荷を変化させた場合について示されている。なお、図９（Ａ）において、実線は、エンジン負荷の限界を示し、点線は、エンジン負荷の低領域と高領域との境界を示す。この例では、エンジン回転速度がＮｅ１である場合における、エンジン負荷の低領域と高領域との境界点をＸ２とする。
【００７５】
先ず、参考例に係る冷却装置について説明する。参考例においては、いずれも図示しないが、冷却装置が、ピストンのクーリングチャネルの入口に向けてオイルを噴射するオイルジェット（１）と、ピストンの裏面に向けてオイルを噴射するオイルジェット（２）と、を備える例について説明する。なお、オイルジェット（１）およびオイルジェット（２）は、いずれも機械式の開閉弁を含むオイルジェットである。
【００７６】
図９（Ｂ１）に示されるように、エンジン負荷の上昇に伴ない油圧が上昇する。エンジン負荷がＸ１に到達すると、図示しないリリーフバルブの作動によって油圧が一定になる。
【００７７】
図９（Ｃ１）に示されるように、エンジン負荷の上昇に伴ない油圧が上昇するため、オイルジェット（１）およびオイルジェット（２）ともに油量が増える。エンジン負荷がＸ１に到達すると、油圧が一定になるため、オイルジェット（１）およびオイルジェット（２）ともに油量が一定になる。
【００７８】
図９（Ｄ１）に示されるように、オイルジェット（１）およびオイルジェット（２）ともに油量が増えると、オイルジェット（１）およびオイルジェット（２）にオイルを供給するため、ポンプ負荷が上昇する。エンジン負荷がＸ１に到達すると、オイルジェット（１）およびオイルジェット（２）ともに油量が一定になるため、ポンプ負荷が一定になる。
【００７９】
図９（Ｅ１）に示されるように、エンジン負荷の上昇に伴なってピストン温度が上昇する。エンジン負荷がＸ１に到達するまでは、オイルジェット（１）およびオイルジェット（２）ともに油量が増え続けるため、ピストン温度の上昇は緩やかになる。エンジン負荷がＸ１に到達すると、オイルジェット（１）およびオイルジェット（２）ともに油量が一定になるため、それ以降はピストン温度の上昇が急峻になる。
【００８０】
このように、参考例に係るエンジンにおいては、エンジン負荷の上昇に伴なって複数のオイルジェット（１）およびオイルジェット（２）それぞれの油量が増え続けるため、ポンプ負荷が大きくなる。したがって、オイルポンプの駆動源となるエンジンへの負荷も増大するため、燃費が向上し難くなる虞がある。
【００８１】
次に、第２実施形態に係る冷却装置２０１について説明する。第２実施形態においては、前述したように、冷却装置２０１が、ピストン２６のクーリングチャネル３２の入口３１に噴射ノズル３０ａが向けられた機械式の可変オイルジェット３５ａと、ピストン２６の裏面に噴射ノズル３０ｂが向けられた電動式の固定オイルジェット３５ｂと、を備える例について説明する。
【００８２】
図９（Ｂ２）に示されるように、エンジン負荷の上昇に伴ない油圧が上昇する。エンジン負荷がＸ１に到達すると、図示しないリリーフバルブの作動によって油圧が一定になる。
【００８３】
図９（Ｃ２）に示されるように、可変オイルジェット３５ａでは、エンジン負荷の上昇に伴ない油圧が上昇するため油量が増える。エンジン負荷がＸ１に到達すると、油圧が一定になるため、可変オイルジェット３５ａの油量が一定になる。図４および図５を参照しながら前述したように、エンジン負荷がＸ１に到達すると、可変オイルジェット３５ａにおける油圧がＰ３になるため、噴霧角がθ３になりクーリングチャネル３２の入口３１に向けてオイルが噴射される。
【００８４】
一方、固定オイルジェット３５ｂでは、エンジン負荷が低領域の間はＥＣＵ４０からの制御信号ＳＶに基づき開閉弁２９ｂが閉鎖するため、油量は増えない。エンジン負荷がＸ２に到達すると、ＥＣＵ４０からの制御信号ＳＶに基づき開閉弁２９ｂが開放するため、固定オイルジェット３５ｂの油量が一定量だけ増える。エンジン負荷がＸ２以上となる高領域では、開閉弁２９ｂが開放し続けるため、固定オイルジェット３５ｂの油量が一定になる。
【００８５】
図９（Ｄ２）に示されるように、エンジン負荷がＸ２に到達するまでは、固定オイルジェット３５ｂがオイルを噴射しないため、図９（Ｄ１）に示された参考例と比べて、ポンプ負荷が少ない。
【００８６】
図９（Ｅ２）に示されるように、エンジン負荷がＸ２に到達するまでは、固定オイルジェット３５ｂからオイルが噴射されないため、図９（Ｅ１）に示された参考例と比べて、ピストン温度が高く推移する。しかし、ピストン温度が限界値であるＴｍに到達する前にはエンジン負荷がＸ２に到達するため、固定オイルジェット３５ｂからオイルが噴射される。したがって、エンジン負荷がＸ２に到達すると、ピストン温度が下がる。
【００８７】
このように、第２実施形態に係る冷却装置２０１においては、エンジン負荷が低領域である場合には可変オイルジェット３５ａのみがオイルを噴射し、固定オイルジェット３５ｂはオイルを噴射しないため、その分、ポンプ負荷を軽減できる。したがって、オイルポンプ４５の駆動源となるエンジン２００への負荷も抑えることができるため、燃費が向上する。
【００８８】
なお、図９で説明した第２実施形態においては、エンジン負荷の値Ｘ１が可変オイルジェット３５ａにおける「しきい値」の一実施形態に対応する。また、エンジン負荷の値Ｘ２が固定オイルジェット３５ｂにおける「しきい値」の一実施形態に対応する。
【００８９】
なお、図９において、エンジン負荷の値Ｘ１は、Ｘ２と同じであってもよい。つまり、可変オイルジェット３５ａにおける「しきい値」と、固定オイルジェット３５ｂにおける「しきい値」とが同じであってもよい。この場合、可変オイルジェット３５ａは、固定オイルジェット３５ｂからオイルが噴射されるときに噴霧角を狭め、クーリングチャネル３２の入口３１に向けてオイルを噴射することになる。
【００９０】
図１０は、第２実施形態に係る冷却装置２０１のＥＣＵ４０が実行する処理を示すフローチャートである。第２実施形態においては、ＥＣＵ４０が、図１０に示された処理を実行することで、固定オイルジェット３５ｂの開閉弁２９ｂを制御する。なお、図１０、および後述する図１３，図１５に示すフローチャートの各ステップ（以下、Ｓと略す）は、基本的にはＥＣＵ４０によるソフトウェア処理によって実現されるが、ＥＣＵ４０内に作製されたハードウェア（電子回路）によって実現されてもよい。
【００９１】
図１０に示されるように、ＥＣＵ４０は、エンジン負荷が高領域であるか否かを判定する（Ｓ１０）。このとき、ＥＣＵ４０は、エンジントルクとエンジン回転速度とに基づきエンジン負荷を算出し、算出したエンジン負荷と予め設定されたしきい値とを比較することで、エンジン負荷が高領域であるか否かを判定する。なお、ＥＣＵ４０は、図示しないアクセル開度センサから取得したアクセル開度Ａｃｃに基づきエンジントルクを算出し、クランク角センサ１２からエンジン回転速度を取得する。
【００９２】
ＥＣＵ４０は、エンジン負荷が低領域である、すなわちエンジン負荷がしきい値（たとえば、図９に示されたＸ２）以下の場合（Ｓ１０でＮＯ）、開閉弁２９ｂを閉鎖状態にすることで固定オイルジェット３５ｂからオイルを噴射させない。その後、ＥＣＵ４０は、本ルーチンを終了する。
【００９３】
一方、ＥＣＵ４０は、エンジン負荷が高領域である、すなわちエンジン負荷がしきい値よりも高い場合（Ｓ１０でＹＥＳ）、開閉弁２９ｂを開放状態にすることで固定オイルジェット３５ｂからオイルを噴射させる。その後、ＥＣＵ４０は、本ルーチンを終了する。
【００９４】
図１１は、第２実施形態におけるエンジン負荷とオイルジェットの噴射との関係を説明するための図である。なお、図１１（Ａ）には、エンジン負荷が低領域である場合の可変オイルジェット３５ａおよび固定オイルジェット３５ｂの噴射態様が示されている。図１１（Ｂ）には、エンジン負荷が高領域である場合の可変オイルジェット３５ａおよび固定オイルジェット３５ｂの噴射態様が示されている。図１１（Ｃ）には、エンジン負荷と可変オイルジェット３５ａおよび固定オイルジェット３５ｂそれぞれの噴射との関係が示されている。
【００９５】
図１１（Ａ），（Ｃ）に示されるように、エンジン負荷が低領域である場合、可変オイルジェット３５ａにおいては第１流路６１のみに流通したオイルが噴射されるため、噴霧角が広がる。これにより、可変オイルジェット３５ａからは少なくともピストン２６の裏面に向けてオイルが噴射される。また、可変オイルジェット３５ａにおいては第２流路６２にオイルが流通しないため、その分、ポンプ負荷を軽減できる。さらに、固定オイルジェット３５ｂにおいてもオイルが噴射されないため、その分、ポンプ負荷を軽減できる。したがって、オイルポンプ４５の駆動源となるエンジン２００への負荷を抑えることができるため、燃費が向上する。
【００９６】
図１１（Ｂ），（Ｃ）に示されるように、エンジン負荷が高領域である場合、可変オイルジェット３５ａにおいては第１流路６１および第２流路６２のそれぞれを流通したオイルが噴射される。これにより、可変オイルジェット３５ａにおいては、エンジン負荷が低領域である場合よりも、多い量のオイルが噴射されることで噴霧角θが狭まる。これにより、可変オイルジェット３５ａからは少なくともクーリングチャネル３２の入口３１に向けてオイルが噴射される。一方、固定オイルジェット３５ｂからは少なくともピストン２６の裏面に向けてオイルが噴射される。
【００９７】
以上のように、第２実施形態に係る冷却装置２０１は、エンジン負荷に応じて、可変オイルジェット３５ａからのオイルの噴射量、および固定オイルジェット３５ｂからのオイルの噴射有無を変える。具体的には、冷却装置２０１は、エンジン負荷がしきい値よりも低い場合には可変オイルジェット３５ａのみで少なくともピストン２６の裏面に向けてオイルを噴射する一方で、ピストン負荷がしきい値よりも高い場合には可変オイルジェット３５ａで少なくともピストン２６のクーリングチャネル３２の入口３１に向けてオイルを噴射するとともに固定オイルジェット３５ｂで少なくともピストン２６の裏面に向けてオイルを噴射する。このように、複数のオイルジェットを備える場合であっても、エンジン負荷に応じて冷却効果の大きい適切な箇所に適量のオイルが噴射されるため、エンジン負荷を考慮しながら効率よくピストン２６を冷却することができる。
【００９８】
また、ＥＣＵ４０によって、エンジン負荷に応じて、固定オイルジェット３５ｂからのオイルの噴射有無が制御されるため、オイルの噴射量を精度よく調整することができる。
【００９９】
［第３実施形態］
次に、第３実施形態に係る冷却装置について図面を参照しながら説明する。なお、第３実施形態に係る冷却装置は、以下で説明する構成以外の構成について、第２実施形態に係る冷却装置２０１が備える構成と同様の構成を備える。
【０１００】
図１２は、第３実施形態に係る固定オイルジェット３５０ｂの内部構造を示す図である。第３実施形態に係る固定オイルジェット３５０ｂは、第２実施形態に係る固定オイルジェット３５ｂと異なり、電動式の開閉弁２９ｂの代わりに機械式の開閉弁２９０ｂを含む。つまり、第３実施形態に係る冷却装置は、機械式の開閉弁２９ａを含む可変オイルジェット３５ａと、機械式の開閉弁２９０ｂを含む固定オイルジェット３５０ｂと、を備える。なお、図１２では、油圧ＰｂがＰ１、Ｐ２、Ｐ３といったように徐々に大きくなる過程における固定オイルジェット３５０ｂが示されている。
【０１０１】
図１２（Ａ）に示されるように、固定オイルジェット３５０ｂの開閉弁２９０ｂは、流路７６に連通する連通路７５に設けられている。開閉弁２９０ｂは、固定部７２と、可変部７１と、固定部７２および可変部７１のそれぞれに接続される弾性体７３と、を含む。可変部７１は、油圧が加わるように配置されており、油圧が弾性体７３の弾性力よりも大きい場合には固定部７２に近づくように移動し、油圧が弾性体７３の弾性力よりも小さい場合には固定部７２から遠ざかるように移動する。
【０１０２】
図１２（Ｂ），（Ｃ）に示されるように、可変部７１に加わる油圧がＰ２に達するまでは、連通路７５における供給路７５ａが、流路７６と連通しない。このため、供給路７５ａを介してオイルポンプ４５から供給されるオイルが、流路７６に流通しない。よって、油圧がＰ２に達するまでは、噴射ノズル３０ｂからオイルが噴射されない。
【０１０３】
図１２（Ｄ）に示されるように、可変部７１に加わる油圧がＰ２から徐々に大きくなると、可変部７１がさらに固定部７２に近づくように移動する。これにより、供給路７５ａが流路７６と連通するようになり、流路７６にオイルが流通する。流路７６を流通したオイルは、やがて流路７６の開口部７６０から外部に噴射される。
【０１０４】
第３実施形態に係る冷却装置は、図４に示された可変オイルジェット３５ａと、図１２に示された固定オイルジェット３５０ｂと、を備えることで、以下のようにオイルを噴射することができる。
【０１０５】
つまり、第３実施形態に係る冷却装置は、エンジン負荷に応じて、可変オイルジェット３５ａからのオイルの噴射量、および固定オイルジェット３５０ｂからのオイルの噴射有無を変える。具体的には、冷却装置は、エンジン負荷がしきい値よりも低い場合には可変オイルジェット３５ａのみで少なくともピストン２６の裏面に向けてオイルを噴射する一方で、ピストン負荷がしきい値よりも高い場合には可変オイルジェット３５ａで少なくともピストン２６のクーリングチャネル３２の入口３１に向けてオイルを噴射するとともに固定オイルジェット３５０ｂで少なくともピストン２６の裏面に向けてオイルを噴射する。このように、複数のオイルジェットを備える場合であっても、エンジン負荷に応じて冷却効果の大きい適切な箇所に適量のオイルが噴射されるため、エンジン負荷を考慮しながら効率よくピストン２６を冷却することができる。
【０１０６】
［第４実施形態］
次に、第４実施形態に係る冷却装置について図面を参照しながら説明する。なお、第４実施形態に係る冷却装置は、以下で説明する構成以外の構成について、第２実施形態に係る冷却装置２０１が備える構成と同様の構成を備える。
【０１０７】
第４実施形態に係る可変オイルジェットは、第２実施形態に係る可変オイルジェット３５ａと異なり、機械式の開閉弁２９ａの代わりに電動式の開閉弁を含む。つまり、第４実施形態に係る冷却装置は、電動式の開閉弁を含む可変オイルジェットと、電動式の開閉弁２９ｂを含む固定オイルジェット３５ｂと、を備える。
【０１０８】
図１３は、第４実施形態に係る冷却装置のＥＣＵ４０が実行する処理を示すフローチャートである。第４実施形態においては、ＥＣＵ４０が、図１３に示された処理を実行することで、可変オイルジェットの開閉弁、および固定オイルジェット３５ｂの開閉弁２９ｂを制御する。
【０１０９】
図１３に示されるように、ＥＣＵ４０は、エンジン負荷が高領域であるか否かを判定する（Ｓ２０）。つまり、ＥＣＵ４０は、エンジン負荷が低領域と高領域との境界点となるしきい値よりも高いか否かを判定する。ＥＣＵ４０は、エンジン負荷が低領域である、すなわちエンジン負荷がしきい値以下の低い場合（Ｓ２０でＮＯ）、可変オイルジェットから少量のオイルを噴射させることで少なくともピストン２６の裏面に向けてオイルを噴射させ、さらに開閉弁２９ｂを閉鎖状態にすることで固定オイルジェット３５ｂからオイルを噴射させない（Ｓ２１）。その後、ＥＣＵ４０は、本ルーチンを終了する。
【０１１０】
一方、ＥＣＵ４０は、エンジン負荷が高領域である、すなわちエンジン負荷がしきい値よりも高い場合（Ｓ２０でＹＥＳ）、エンジン負荷がしきい値よりも低い場合よりも多い量のオイルを可変オイルジェットから噴射させることで少なくともクーリングチャネル３２の入口３１に向けてオイルを噴射させ、さらに、開閉弁２９ｂを開放状態にすることで固定オイルジェット３５ｂからオイルを噴射させる（Ｓ２２）。その後、ＥＣＵ４０は、本ルーチンを終了する。
【０１１１】
以上のように、第４実施形態に係る冷却装置は、エンジン負荷に応じて、可変オイルジェットからのオイルの噴射量、および固定オイルジェット３５ｂからのオイルの噴射有無を変える。具体的には、冷却装置は、エンジン負荷がしきい値よりも低い場合には可変オイルジェットのみで少なくともピストン２６の裏面に向けてオイルを噴射する一方で、ピストン負荷がしきい値よりも高い場合には可変オイルジェットで少なくともピストン２６のクーリングチャネル３２の入口３１に向けてオイルを噴射するとともに固定オイルジェット３５ｂで少なくともピストン２６の裏面に向けてオイルを噴射する。このように、複数のオイルジェットを備える場合であっても、エンジン負荷に応じて冷却効果の大きい適切な箇所に適量のオイルが噴射されるため、エンジン負荷を考慮しながら効率よくピストン２６を冷却することができる。
【０１１２】
また、ＥＣＵ４０によって、エンジン負荷に応じて、可変オイルジェットからのオイルの噴射量、および固定オイルジェット３５ｂからのオイルの噴射有無が制御されるため、オイルの噴霧角や噴射量を精度よく調整することができる。
【０１１３】
[変形例]
以上、本実施の形態を説明してきたが、本実施の形態に係る構成は、上記に限られず、種々の変形、応用が可能である。以下、本実施の形態に適用可能な変形例について説明する。
【０１１４】
（オイルジェットの組合せについて）
第１実施形態に係る冷却装置１０１では、可変オイルジェット３５ａが機械式の開閉弁２９ａを含んでいた。しかし、第４実施形態に係る冷却装置のように、可変オイルジェット３５ａが電動式の開閉弁を含んでいてもよい。この場合、電動式の開閉弁を制御するＥＣＵ４０は、図１３に示される処理のように、エンジン負荷に応じて可変オイルジェットからのオイルの噴射量を変えることにより、エンジン負荷がしきい値よりも低い場合には可変オイルジェットに少なくともピストン２６の裏面に向けてオイルを噴射させる一方で、ピストン負荷がしきい値よりも高い場合には可変オイルジェットに少なくともピストン２６のクーリングチャネル３２の入口３１に向けてオイルを噴射させてもよい。
【０１１５】
第２実施形態に係る冷却装置２０１は、オイルジェットして、機械式の開閉弁２９ａを含む可変オイルジェット３５ａと、電動式の開閉弁２９ｂを含む固定オイルジェット３５ｂと、を備えていた。また、第３実施形態に係る冷却装置は、機械式の開閉弁２９ａを含む可変オイルジェット３５ａと、機械式の開閉弁２９０ｂを含む固定オイルジェット３５０ｂと、を備えていた。また、第４実施形態に係る冷却装置は、電動式の開閉弁を含む可変オイルジェットと、電動式の開閉弁２９ｂを含む固定オイルジェット３５ｂと、を備えていた。しかし、オイルジェットとしては、これらの組合せに限らない。たとえば、冷却装置は、電動式の開閉弁を含む可変オイルジェットと、機械式の開閉弁２９０ｂを含む固定オイルジェット３５０ｂと、を備えてもよい。これら、いずれの組合せであっても、エンジン負荷に応じて、可変オイルジェットからのオイルの噴射量、および固定オイルジェットからのオイルの噴射有無を変えることにより、エンジン負荷に応じて冷却効果の大きい適切な箇所に適量のオイルが噴射されるため、エンジン負荷を考慮しながら効率よくピストン２６を冷却することができる。
【０１１６】
（ピストン位置に応じた噴射量の制御について）
電動式の開閉弁を含む可変オイルジェットは、図１４を参照しながら以下で説明するように、ピストン２６の位置（以下、ピストン位置という）に応じてオイルの噴射量を変えてオイルの噴霧角を変えてもよい。図１４は、変形例においてピストン位置および冷却装置のＥＣＵ４０が実行する処理を説明するための図である。なお、図１４に示される例は、電動式の開閉弁を含む可変オイルジェットを備える冷却装置であれば、上述したいずれの実施形態においても適用可能である。
【０１１７】
図１４（Ａ）には、クランク角とピストン位置との関係を表すグラフが示されている。図１４（Ａ）に示されるように、上死点ＴＤＣにおけるクランク角を０°とし、下死点ＢＤＣにおけるクランク角を±１８０°すると、クランク角が−１８０°〜０°であるときにはピストン２６が上昇し、クランク角が０°〜１８０°であるときにはピストン２６が下降する。以下では、±１８０°となるクランク角をＢＤＣ角度と称する。
【０１１８】
また、クランク角がＢＤＣ角度±α°である場合、可変オイルジェットからのオイルがピストン２６のクーリングチャネル３２に導入され易いものとする。つまり、クランク角ＣＡがＢＤＣ角度±α°である場合、少なくともクーリングチャネル３２の入口３１に向けてオイルを噴射させれば、オイルがクーリングチャネル３２に導入され易くなる。
【０１１９】
図１４（Ｂ）には、冷却装置のＥＣＵ４０が実行する処理を示すフローチャートが示されている。図１４（Ｂ）に示されるように、ＥＣＵ４０は、エンジン負荷が高領域であるか否かを判定する（Ｓ３０）。つまり、ＥＣＵ４０は、エンジン負荷が低領域と高領域との境界点となるしきい値よりも高いか否かを判定する。ＥＣＵ４０は、エンジン負荷が低領域である、すなわちエンジン負荷がしきい値以下の場合（Ｓ３０でＮＯ）、クランク角がＢＤＣ角度±α°の範囲内であるか否かを判定する（Ｓ３１）。
【０１２０】
ＥＣＵ４０は、クランク角がＢＤＣ角度±α°の範囲内でない場合（Ｓ３１でＮＯ）、可変オイルジェットから少量のオイルを噴射させることで、少なくともピストン２６の裏面に向けてオイルを噴射させる（Ｓ３２）。一方、ＥＣＵ４０は、クランク角ＣＡがＢＤＣ角度±α°の範囲内である場合（Ｓ３１でＹＥＳ）、クランク角がＢＤＣ角度±α°の範囲内でない場合よりも多い量のオイルを可変オイルジェットから噴射させることで、少なくともクーリングチャネル３２の入口３１に向けてオイルを噴射させる（Ｓ３３）。ＥＣＵ４０は、Ｓ３２あるいはＳ３３の処理の後、本ルーチンを終了する。
【０１２１】
一方、ＥＣＵ４０は、エンジン負荷が高領域である、すなわちエンジン負荷がしきい値よりも高い場合（Ｓ３０でＹＥＳ）、エンジン負荷がしきい値よりも低い場合よりも多い量のオイルを可変オイルジェットから噴射させることで、少なくともクーリングチャネル３２の入口３１に向けてオイルを噴射させる（Ｓ３４）。その後、ＥＣＵ４０は、本ルーチンを終了する。
【０１２２】
以上のように、エンジン負荷がしきい値よりも低い場合であっても、ピストン位置が下死点を含む所定範囲内であるか否かに応じて、可変オイルジェットからのオイルの噴射量が制御される。具体的には、ピストン位置が下死点付近であるときのように可変オイルジェットから近くなる場合には多量のオイルが噴射され、ピストン位置が可変オイルジェットから遠ざかる場合には少量のオイルが噴射される。これにより、ピストン位置を考慮しながら効率よくピストン２６を冷却することができる。
【０１２３】
（水温補正に基づくしきい値の設定について）
ＥＣＵ４０は、水温センサ３６から取得したエンジン冷却水の水温Ｔｗ（以下、エンジン水温という）に基づき、しきい値を設定するものであってもよい。図１５は、変形例においてエンジン負荷および冷却装置のＥＣＵ４０が実行する処理を説明するための図である。
【０１２４】
図１５（Ａ）には、エンジン回転速度とエンジントルクとの関係を表すグラフが示されている。エンジン水温が高温であればあるほど、エンジン負荷が高くなるため、図中の点線は左下方向に推移し、高領域が広がる。一方、エンジン水温が低温であればあるほど、エンジン負荷が低くなるため、図中の点線は右上方向に推移し、低領域が広がる。
【０１２５】
図１５（Ｂ）には、冷却装置のＥＣＵ４０が実行する処理を示すフローチャートが示されている。図１５（Ｂ）に示される例は、第４実施形態のように、電動式の開閉弁を含む可変オイルジェットと、電動式の開閉弁２９ｂを含む固定オイルジェット３５ｂと、を備える冷却装置に適用される例である。なお、図１５（Ｂ）に示される例は、エンジン負荷のしきい値を設定する冷却装置であれば、上述したいずれの実施形態においても適用可能である。
【０１２６】
図１５（Ｂ）に示されるように、ＥＣＵ４０は、エンジン負荷を水温補正する（Ｓ４０）。たとえば、ＥＣＵ４０は、エンジン水温ごとのエンジン回転速度とエンジントルクとの関係を表すマップを予め記憶しておき、現在のエンジン水温に応じたマップを参照する。このようなマップは、実験やシミュレーションによって予め求めることができる。
【０１２７】
図１５（Ａ）に示されたように、エンジン負荷が水温補正されると、エンジン負荷における高領域および低領域の範囲が変わるため、エンジン回転速度が一定であってもエンジン水温に応じてしきい値が変わる。つまり、ＥＣＵ４０は、Ｓ４０の処理を実行することで、エンジン水温に基づきしきい値を設定する。具体的には、ＥＣＵ４０は、エンジン水温が高いときのようにエンジン負荷が高くなり易い場合にはしきい値を低めに設定し、エンジン水温が低いときのようにエンジン負荷が低くなり易い場合にはしきい値を高めに設定する。
【０１２８】
ＥＣＵ４０は、水温補正されたエンジン負荷が高領域であるか否かを判定する（Ｓ４１）。ＥＣＵ４０は、エンジン負荷が低領域である、すなわちエンジン負荷がしきい値よりも以下の場合（Ｓ４１でＮＯ）、可変オイルジェットから少量のオイルを噴射させることで少なくともピストン２６の裏面に向けてオイルを噴射させ、さらに開閉弁２９ｂを閉鎖状態にすることで固定オイルジェット３５ｂからオイルを噴射させない（Ｓ４２）。その後、ＥＣＵ４０は、本ルーチンを終了する。
【０１２９】
一方、ＥＣＵ４０は、水温補正されたエンジン負荷が高領域である、すなわちエンジン負荷がしきい値よりも高い場合（Ｓ４１でＹＥＳ）、エンジン負荷がしきい値よりも低い場合よりも多い量のオイルを可変オイルジェットから噴射させることで少なくともクーリングチャネル３２の入口３１に向けてオイルを噴射させ、さらに、開閉弁２９ｂを開放状態にすることで固定オイルジェット３５ｂからオイルを噴射させる（Ｓ４３）。その後、ＥＣＵ４０は、本ルーチンを終了する。
【０１３０】
以上のように、冷却装置は、エンジン水温が高いときのようにエンジン負荷が高くなり易い場合にはしきい値を低めに設定し、内燃機関における冷却水の温度が低いときのように内燃機関への負荷が低くなり易い場合にはしきい値を高めに設定することができる。これにより、エンジンの冷却水の温度を考慮しながら効率よくピストン２６を冷却することができる。
【０１３１】
（その他の変形例ついて）
冷却装置は、３つ以上のオイルジェットを備えてもよい。たとえば、第２実施形態に係る冷却装置２０１は、機械式の開閉弁２９ａを含む可変オイルジェット３５ａを１つ、電動式の開閉弁２９ｂを含む固定オイルジェット３５ｂを２つ備えていてもよい。あるいは、第２実施形態に係る冷却装置２０１は、機械式の開閉弁２９ａを含む可変オイルジェット３５ａを２つ、電動式の開閉弁２９ｂを含む固定オイルジェット３５ｂを２つ備えていてもよい。また、冷却装置は、可変オイルジェットと固定オイルジェットとを１つずつ備えるものに限らず、固定オイルジェットを備えない一方で、可変オイルジェットを複数備えてもよい。冷却装置は、機械式および電動式に関わらず、可変オイルジェットを１つ以上備えるものであればよい。
【０１３２】
機械式の開閉弁を含む可変オイルジェットは、第１流路６１および第２流路６２といったように２つの流路に限らず、３つ以上の流路を含むものであってもよい。
【０１３３】
なお、上述した本実施の形態およびその変形例については、適宜組合せることも可能である。
【０１３４】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【０１３５】
２  シリンダヘッド、４  シリンダブロック、６  オイルパン、１２  クランク角センサ、２２，２４  ウォータジャケット、２６  ピストン、２７  クランクシャフト、２８  コネクティングロッド、２９ａ，２９ｂ，２９０ｂ  開閉弁、３０ａ，３０ｂ  噴射ノズル、３１  入口、３２  クーリングチャネル、３５ａ，３５ｂ  可変オイルジェット、３５ｂ  固定オイルジェット、３５ｂ，３５０ｂ  固定オイルジェット、３６  水温センサ、３７ａ，３７ｂ  油圧センサ、３８ａ，３８ｂ  オイル流路、４５  オイルポンプ、５１，７１  可変部、５２，７２  固定部、５３，７３  弾性体、５６  外側部、５８  側壁、６１，６２，７６  流路、６３，７５  連通路、６３ａ，７５ａ  供給路、１００，２００  エンジン、１０１，２０１  冷却装置、６１０，６２０，７６０  開口部。
【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】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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