(57)【要約】【課題】オイルジェットからの潤滑油の噴射を、シリンダ内の状態、潤滑油の状態に基づいて適切に行う。【解決手段】エンジン各部を冷却する潤滑油を貯留するオイルパン５と、冷却する対象箇所に潤滑油を噴射するオイルジェット１０と、オイルジェット１０に向かって潤滑油を供給するポンプ装置１４と、潤滑油の供給圧力が所定圧力以上となった場合に開放されるチェックバルブ１２と、ポンプ装置から供給される潤滑油をオイルジェット１０側又はオイルパン５側へと導く三方弁２０と、エンジン始動時における前記オイルジェットによる潤滑油の始動時初期噴射の必要噴射時間又は必要噴射量を算出する始動時初期噴射決定手段３３と、エンジン始動後、始動時初期噴射を完了した後に三方弁２０をオイルパン５側へ開放して供給圧力を所定圧力未満に制御する油圧制御手段３１とを備えるエンジンの冷却装置とした。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジン各部を冷却する潤滑油を貯留するオイルパンと、
冷却する対象箇所に潤滑油を噴射するオイルジェットと、
前記オイルジェットに向かって潤滑油を供給するポンプ装置と、
前記オイルジェットと前記ポンプ装置との間に配置され潤滑油の供給圧力が所定圧力以上となった場合に開放されるチェックバルブと、
前記チェックバルブよりも前記ポンプ装置側に配置され前記ポンプ装置から供給される潤滑油を前記オイルジェット側又は前記オイルパン側へと導く三方弁と、
エンジン始動時における前記オイルジェットによる潤滑油の始動時初期噴射の必要噴射時間又は必要噴射量を算出する始動時初期噴射決定手段と、
エンジン始動後、前記始動時初期噴射を完了した後に前記三方弁を前記オイルパン側へ開放して前記供給圧力を前記所定圧力未満に制御する油圧制御手段と、
を備えるエンジンの冷却装置。
【請求項２】
前記対象箇所はエンジンのシリンダ内を往復運動するピストン又はシリンダの内面である
請求項１に記載のエンジンの冷却装置。
【請求項３】
前記始動時初期噴射決定手段は、エンジン始動時における潤滑油の温度又は冷却水の温度に基づいて前記必要噴射時間又は前記必要噴射量を算出する
請求項１又は２に記載のエンジンの冷却装置。
【請求項４】
前回のエンジン停止時までに噴射された潤滑油の今回のエンジン始動時における前記対象箇所での残付着量を推定する潤滑油付着量推定手段を備え、
前記始動時初期噴射決定手段は、前記残付着量に基づいて前記必要噴射時間又は前記必要噴射量を算出する
請求項１〜３の何れか１項に記載のエンジンの冷却装置。
【請求項５】
前記残付着量は、前回のエンジン停止時における前記対象箇所での潤滑油の暫定付着量と、前回のエンジン停止時から今回のエンジン始動時までの付着量の減少量とに基づいて推定される
請求項４に記載のエンジンの冷却装置。
【請求項６】
前記暫定付着量は、前回のエンジン停止時以前に設定される所定期間における前記対象箇所での潤滑油の噴射期間に基づいて推定される
請求項５に記載のエンジンの冷却装置。
【請求項７】
前記付着量の減少量は、前回のエンジン停止時から今回のエンジン始動時までの間に設定される所定時期における潤滑油の温度又は冷却水の温度、あるいは、前回のエンジン停止時から今回のエンジン始動時までの時間に基づいて推定される
請求項５又は６に記載のエンジンの冷却装置。
【請求項８】
前記油圧制御手段は、
今回のエンジン始動時における潤滑油の温度又は冷却水の温度、
前回のエンジン停止時までに噴射された潤滑油の今回のエンジン始動時における前記対象箇所での残付着量、
前回のエンジン停止時以前に設定される所定期間における前記対象箇所での潤滑油の噴射期間、
前回のエンジン停止時から今回のエンジン始動時までの間に設定される所定時期における潤滑油の温度又は冷却水の温度、
前回のエンジン停止時から今回のエンジン始動時までの時間
の情報の中から選択される単一の又は複数の情報の組み合わせに基づいて、前記供給圧力を前記所定圧力未満に制御する継続時間を決定する
請求項１〜７の何れか１項に記載のエンジンの冷却装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、潤滑油の噴射によりエンジン各部を冷却するエンジンの冷却装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
エンジン内部には、潤滑油を噴射するためのオイルジェット（噴射装置）が設けられる場合がある。例えば、シリンダ内を往復運動するピストンを冷却するためのオイルジェットは、ピストンの裏側、すなわち、燃焼室側の面の反対側の面に潤滑油を噴射できる位置に配置され、ピストンやその周辺の冷却装置として機能するようになっている。
【０００３】
オイルジェットは、シリンダブロック等に形成された潤滑油通路に接続されて、エンジンの回転によって駆動されるポンプ装置の油圧によって、そのオイルジェットに潤滑油が供給される。オイルジェットへ通じる潤滑油通路にはチェックバルブが配置される。潤滑油通路内の油圧がチェックバルブに設定された所定圧力以上となれば、チェックバルブが開放されてオイルジェットから潤滑油が噴射される。また、オイルジェットへ通じる潤滑油通路内の油圧が所定圧力未満となれば、チェックバルブが閉鎖されてオイルジェットからの潤滑油の噴射が停止される。
【０００４】
ここで、特許文献１では、エンジンの低負荷領域において、チェックバルブの上流側に設けたリリーフバルブを開放することにより潤滑油通路内の油圧を下げて、オイルジェットからピストンへ向けてのオイルの噴射を停止している。これにより、低負荷領域でオイルジェットへ通じる潤滑油通路内の油圧が過剰になることを防止するとともに、ピストンが不要に冷却されるのを抑制している。
【０００５】
また、特許文献２では、暖機運転に要する時間を短縮するために、冷態始動時におけるピストンの頂面の裏面付近への潤滑油の噴射量を、通常時よりも増量する制御を行っている。噴射された潤滑油が、ピストンの最も温度が高い部分である頂面の裏面付近から受熱して早期に温められることで、暖機運転の時間を短縮している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００９−１５６１８６号公報
【特許文献２】特開２０１１−１２７５７１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、エンジンの冷態始動時等において、潤滑油は温度が低くその粘性が高いので、油圧は高くなる傾向がある。このため、特許文献１のピストンの冷却装置によれば、本来、潤滑油を噴射するべき運転状態ではないにもかかわらずチェックバルブが開放されて、オイルジェットから潤滑油を噴射してしまう場合がある。
【０００８】
本来、必要でない場合に潤滑油が噴射されると、シリンダ壁に付着した油で冷却されシリンダの昇温が遅くなり、さらには、潤滑油によって冷却された部材と燃焼室内との温度差が大きくなり、熱損失が増大するという問題がある。
【０００９】
また、特許文献２のピストンの冷却装置によれば、ピストンの裏面への潤滑油噴射量の増量により、暖機運転に要する時間を短縮する効果はあるものの、冷態始動時等において、潤滑油の温度が低い場合に油圧が高くなり、過度に潤滑油を噴射してしまうという上記の問題は解決できていない。
【００１０】
また、特許文献２のピストンの冷却装置によれば、冷態始動時等においては、前回のエンジン停止までの間に噴射された潤滑油がピストンの表面やシリンダの内面に付着しているので、その付着量が多い場合には、過度に潤滑油を噴射してしまうという問題もある。
【００１１】
そこで、この発明の課題は、始動時におけるオイルジェットからの潤滑油の噴射を、シリンダ内の状態や潤滑油の状態に基づいて適切に行うことである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記の課題を解決するために、この発明は、エンジン各部を冷却する潤滑油を貯留するオイルパンと、冷却する対象箇所に潤滑油を噴射するオイルジェットと、前記オイルジェットに向かって潤滑油を供給するポンプ装置と、前記オイルジェットと前記ポンプ装置との間に配置され潤滑油の供給圧力が所定圧力以上となった場合に開放されるチェックバルブと、前記チェックバルブよりも前記ポンプ装置側に配置され前記ポンプ装置から供給される潤滑油を前記オイルジェット側又は前記オイルパン側へと導く三方弁と、エンジン始動時における前記オイルジェットによる潤滑油の始動時初期噴射の必要噴射時間又は必要噴射量を算出する始動時初期噴射決定手段と、エンジン始動後、前記始動時初期噴射を完了した後に前記三方弁を前記オイルパン側へ開放して前記供給圧力を前記所定圧力未満に制御する油圧制御手段と、を備えるエンジンの冷却装置を採用した。
【００１３】
ここで、前記対象箇所はエンジンのシリンダ内を往復運動するピストン又はシリンダの内面である構成を採用することができる。
【００１４】
前記始動時初期噴射決定手段は、エンジン始動時における潤滑油の温度又は冷却水の温度に基づいて前記必要噴射時間又は前記必要噴射量を算出する構成を採用することができる。
【００１５】
これらの各態様において、前回のエンジン停止時までに噴射された潤滑油の今回のエンジン始動時における前記対象箇所での残付着量を推定する潤滑油付着量推定手段を備え、前記始動時初期噴射決定手段は、前記残付着量に基づいて前記必要噴射時間又は前記必要噴射量を算出する構成を採用することができる。
【００１６】
このとき、前記残付着量は、前回のエンジン停止時における前記対象箇所での潤滑油の暫定付着量と、前回のエンジン停止時から今回のエンジン始動時までの付着量の減少量とに基づいて推定される構成を採用することができる。
【００１７】
また、前記暫定付着量は、前回のエンジン停止時以前に設定される所定期間における前記対象箇所での潤滑油の噴射期間に基づいて推定される構成を採用することができる。
【００１８】
前記付着量の減少量は、前回のエンジン停止時から今回のエンジン始動時までの間に設定される所定時期における潤滑油の温度又は冷却水の温度、あるいは、前回のエンジン停止時から今回のエンジン始動時までの時間に基づいて推定される構成を採用することができる。
【００１９】
これらの各態様において、前記油圧制御手段は、今回のエンジン始動時における潤滑油の温度又は冷却水の温度、前回のエンジン停止時までに噴射された潤滑油の今回のエンジン始動時における前記対象箇所での残付着量、前回のエンジン停止時以前に設定される所定期間における前記対象箇所での潤滑油の噴射期間、前回のエンジン停止時から今回のエンジン始動時までの間に設定される所定時期における潤滑油の温度又は冷却水の温度、前回のエンジン停止時から今回のエンジン始動時までの時間、の情報の中から選択される単一の又は複数の情報の組み合わせに基づいて、前記供給圧力を前記所定圧力未満に制御する継続時間を決定する構成を採用することができる。
【発明の効果】
【００２０】
この発明は、ポンプ装置からオイルジェットへの油経路の途中に三方弁を配置し、ポンプ装置からの潤滑油の供給圧力を、チェックバルブの作動油圧として設定された所定圧力よりも低い油圧に制御できるようにし、エンジンの冷態始動時における潤滑油の始動時初期噴射の必要噴射時間又は必要噴射量を算出して、その始動時初期噴射を完了した後に、三方弁を開放して油圧を下げて噴射を停止するようにした。このため、始動時における潤滑油の噴射を、シリンダ内の状態や潤滑油の状態に基づいて適切に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】この発明の一実施形態を示す模式図である。
【図２】同実施形態の変形例を示す要部の模式図である。
【図３】同実施形態の制御を示すフローチャートである。
【図４】（ａ）〜（ｃ）は、同実施形態の制御に用いるグラフ図である。
【図５】（ａ）〜（ｅ）は、同実施形態の制御に用いるグラフ図である。
【図６】（ａ）（ｂ）は、同実施形態の制御を説明するグラフ図である。
【図７】（ａ）（ｂ）は、同実施形態の制御を説明するグラフ図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
この発明の実施形態を、図面に基づいて説明する。この実施形態は、シリンダ１内を往復運動するピストン２を冷却するための噴射装置１０（以下、「オイルジェット１０」と称する。）を備えた車両用エンジン、及び、そのエンジンの冷却装置、特に、ピストン２の冷却装置に関するものである。
【００２３】
エンジンの主たる構成は、上方から下方に向かって順に、シリンダヘッド部、シリンダブロック及びロアブロック等からなるブロック本体の下部に、オイルパン５が連結されている。オイルパン５上には、シリンダヘッド部やシリンダ各部を潤滑した潤滑油が落下し、その落下した潤滑油が貯留される。
【００２４】
エンジンは、多気筒エンジンであっても単気筒エンジンであってもよい。図１では、１つのシリンダ１のみを示している。
【００２５】
オイルジェット１０は、図１に示すように、潤滑油を、特に、ピストン２の裏側、すなわち、燃焼室３側の面の反対側の面に噴射し、そのピストン２やコネクティングロッド、シリンダ１の内面１ａ等を冷却する機能を有する。ピストン２の裏側には、環状の空洞であるクーリングチャンネル４へ通じる開口４ａが臨んでいるので、オイルジェット１０は、この開口４ａに向かって潤滑油を噴射することができる。
【００２６】
オイルジェット１０は、ブロック本体に設けた取付孔に挿通され、エンジンのシリンダ１の内側には噴射ノズル１１の先端が臨み、エンジンのシリンダ１の外側には、潤滑油の供給管１３が接続されている。
【００２７】
オイルパン５から潤滑油の吸込管１５が引き出されて、その吸込管１５は、オイルジェット１０に向かって潤滑油を供給するポンプ装置１４へ接続されている。エンジンのクランクシャフトの回転によるポンプ装置１４の作用により、吸込管１５を通じてオイルパン５内の潤滑油が吸引され、その潤滑油が、供給管１３を通じてオイルジェット１０側に送り出されるようになっている。
【００２８】
供給管１３のオイルジェット１０とポンプ装置１４との間には、潤滑油の供給圧力が所定圧力以上となった場合に開放されるチェックバルブ１２が配置されている。
【００２９】
チェックバルブ１２は、そのチェックバルブ１２よりも上流側の供給管１３内の潤滑油の圧力が、予め設定された所定圧力以上となった場合に、内部の弁室１２ａに収容されたバネ等の弾性部材１２ｂの付勢力に抗して弁体１２ｃを押圧し、チェックバルブ１２の上流側の供給管１３と下流側の供給管１３とを連通させた状態にする。また、チェックバルブ１２よりも上流側の供給管１３内の潤滑油の圧力が、所定圧力未満となった場合には、内部の弁室１２ａに収容されたバネ等の弾性部材１２ｂの付勢力によって弁体１２ｃが押し戻されて、チェックバルブ１２の上流側の供給管１３と下流側の供給管１３とが遮断された状態になる。
【００３０】
また、供給管１３には、チェックバルブ１２よりも上流側、すなわち、ポンプ装置１４側から供給される潤滑油を、オイルジェット１０側又はオイルパン５側へと導く三方弁２０が配置されている。
【００３１】
三方弁２０は、チェックバルブ１２とポンプ装置１４との間の供給管１３に配置される電磁式の弁装置である。三方弁２０には、ポンプ装置１４へ通じる上流側の供給管１３と、チェックバルブ１２へ通じる下流側の供給管１３、及び、その供給管１３から分岐してオイルパン５上の空間に接続される還流管２１が接続されている。
【００３２】
この三方弁２０により、オイルジェット１０への潤滑油の供給を切断し、あるいは、オイルジェット１０への潤滑油の供給量を絞った際に、その三方弁２０の上流側における供給管１３内の潤滑油を、オイルパン５内への空間へと戻すことができる。すなわち、三方弁２０は、各種の運転状況の情報に応じて、ポンプ装置１４によって供給される潤滑油を、オイルジェット１０側へのルートである下流側の供給管１３と、オイルパン５側へのルートである還流管２１とに切り替えて送り出す機能を有する。
【００３３】
エンジンには、潤滑油の温度を検知する油温計１６や、図示以外にも、エンジンの冷却水の温度を検出する水温計、その他、エンジンの回転数や、エンジンの負荷等を検知する各種検知手段が備えられている。車両が備える電子制御ユニット（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ｕｎｉｔ）３０は、これらの検知手段からの情報に基づいて、ピストン２の裏側への潤滑油の噴射時期、噴射量等を制御する油圧制御手段３１を備えている。
【００３４】
油圧制御手段３１は、オイルジェット１０による潤滑油の噴射や、エンジン各部への潤滑油の供給全般を制御するほか、エンジンの冷態時に、供給管１３内の供給圧力が所定圧力以上である場合には、三方弁２０をオイルパン５側へ開放して、チェックバルブ１２側の供給管１３内の供給圧力を、所定圧力未満に制御する。
【００３５】
エンジンが冷態時であるかどうかは、例えば、エンジンの冷却水の水温が規定の温度未満であることで、電子制御ユニット３０が判定することができる。また、供給管１３内の供給圧力は、三方弁２０よりもチェックバルブ１２側の供給管１３内に配置した圧力センサ１７が検知し、その情報を電子制御ユニット３０が取得する。
【００３６】
また、ここで、油圧制御手段３１は、エンジンが冷態時であるという条件に代えて、又は加えて、エンジンの負荷が所定負荷未満、あるいは、エンジンの回転数が所定回転数未満であるという条件を満たした際に、三方弁２０をオイルパン５側へ開放して供給圧力を所定圧力未満に制御するようにしてもよい。
【００３７】
また、油圧制御手段３１は、供給管１３内の供給圧力が、チェックバルブ１２の所定圧力よりも低い値に設定された下限圧力未満の際に、三方弁２０をオイルジェット１０側へ開放して供給圧力を上昇させるように制御する。これにより、供給管１３内の供給圧力は、所定圧力未満、下限圧力以上の範囲で、昇圧と減圧を繰り返すように制御される。
【００３８】
さらに、油圧制御手段３１は、潤滑油の温度が所定温度未満の際に三方弁２０をオイルパン５側へ周期的に開放して、オイルパン５内の潤滑油の温度を上昇させるように制御することもできる。潤滑油の温度は、オイルパン５内に配置した油温計１６が検知し、その情報を電子制御ユニット３０が取得する。
【００３９】
密閉された空間内において、ある圧力に設定された状態の流体が密閉空間から開放されて減圧された時、その流体が有していた圧力のエネルギは熱エネルギに変換される。このため、三方弁２０のオイルパン５側への開放によってオイルパン５上に流下した潤滑油は、供給管１３内にあった時よりも温度が上昇した状態となる。これにより、オイルパン５上の潤滑油の温度を上昇させることができる。
【００４０】
なお、供給管１３内の潤滑油の供給圧力と、三方弁３０のオイルパン５側への開放時間、あるいは、オイルパン５側への潤滑油の還流量、オイルパン５内の潤滑油の貯留量等の潤滑油に係わる各種情報に基づいて、電子制御ユニット３０は、オイルパン５内の潤滑油の温度の上昇量を予測することができる。この予測は、例えば、マップや演算等を用いて行うことができる。このため、油圧制御手段３１は、要求されるオイルパン５内の潤滑油の温度の上昇量を要求された時間内に実現するために、三方弁２０やポンプ装置１４の制御を行うことができる。例えば、早期に温度を上昇させたい時は、ポンプ装置１４の駆動によって供給管１３内の圧力をより高めておき、三方弁２０のオイルパン５側への開放時間を長い目に、潤滑油の還流量を多い目に設定することが有効である。
【００４１】
また、図２に示すように、供給管１３の途中に、潤滑油を冷却するオイルクーラ２２が備えられている構成を採用することもできる。このとき、電子制御ユニット３０は、オイルクーラ２２による潤滑油の冷却を制御するオイルクーラ制御手段３２を備える。
【００４２】
オイルクーラ２２は、供給管１３の途中に設けられる冷却用コア２２ａと、冷却コア２２ａ内に配置される冷媒流路２２ｂ、冷媒流路２２ｂに流通する冷媒（例えば、水）の流れを制御する冷媒調整弁２２ｃを備えている。オイルクーラ制御手段３２は、潤滑油の温度が所定温度以上の際に、供給管１３を通る潤滑油をオイルクーラ２２によって冷却し、潤滑油の劣化を抑制する制御を行う。オイルクーラ制御手段３２が、冷媒調整弁２２ｃを開放すれば冷媒が冷媒流路２２ｂに流通し、供給管１３内の潤滑油を冷却する。オイルクーラ制御手段３２が、冷媒調整弁２２ｃを閉鎖すれば冷媒の冷媒流路２２ｂ内の流通は停止し、潤滑油の冷却は抑制される。
【００４３】
電子制御ユニット３０は、エンジン始動時におけるオイルジェット１０による潤滑油の噴射（以下、始動時初期噴射と称する。）の必要噴射時間又は必要噴射量を算出する始動時初期噴射決定手段３３を備える。始動時初期噴射決定手段３３は、潤滑油の温度又はエンジンの冷却水の温度に基づいて、エンジン始動時におけるオイルジェット１０による始動時初期噴射の必要噴射時間又は必要噴射量を算出することができる。
【００４４】
油圧制御手段３１は、冷態時におけるエンジン始動後、始動時初期噴射の潤滑油の噴射を行う制御を行い、その始動時初期噴射の潤滑油の噴射を完了した後に、三方弁２０をオイルパン５側へ開放して、供給管１３内の潤滑油の供給圧力を、チェックバルブ１２の所定圧力未満にする低油圧化の制御を行う。
【００４５】
また、電子制御ユニット３０は、前回のエンジン停止時までに噴射された潤滑油のうち、今回のエンジン始動時における、ピストン２の表面やシリンダ１の内面１ａでの潤滑油の残付着量を推定する潤滑油付着量推定手段３４を備える。
【００４６】
始動時初期噴射決定手段３３は、今回のエンジン始動時における潤滑油の温度又は冷却水の温度が低いほど必要噴射時間を長く（又は、必要噴射量を多く。以下、同じ。）算出し、潤滑油の温度又は冷却水の温度が高いほど必要噴射時間を短く（又は、必要噴射量を少なく。以下、同じ。）算出する（図４（ａ）参照）。この理由は、エンジン始動時における潤滑油の温度又は冷却水の温度が低いほど、始動時初期噴射の制御完了後に実施する低油圧化制御の期間が長期化し、潤滑油の噴射が停止される期間が長くなって潤滑油不足の可能性が高まるためである。あるいは、始動時初期噴射決定手段３３は、残付着量が多いほど必要噴射時間を短く算出し、残付着量が少ないほど必要噴射時間を長く算出するように設定されている（図４（ｂ）参照）。また、残付着量と、潤滑油の温度又は冷却水の温度の両方の情報に基づいて、マップや演算等により、必要噴射時間（又は、必要噴射量。以下、同じ。）を算出してもよい。
【００４７】
ここで、残付着量は、前回のエンジン停止時におけるピストン２の表面やシリンダ１の内面１ａでの潤滑油の暫定付着量と、前回のエンジン停止時から今回のエンジン始動時までの付着量の減少量、すなわち、機関の停止期間中におけるオイルパン５側への潤滑油の落下量とに基づいて推定される。
【００４８】
また、暫定付着量は、前回のエンジン停止時以前に設定される所定期間における、オイルジェット１０によるピストン２の表面やシリンダ１の内面１ａへの潤滑油の噴射期間、すなわち、前回の運転時における潤滑油の噴射の積算量に基づいて推定される。
【００４９】
暫定付着量は、例えば、前回のエンジン始動から前回のエンジン停止時までを所定期間（所定算定期間）とし、その所定算定期間における潤滑油の噴射積算量に所定の比例定数を乗じることにより、あるいは、マップや演算等により推定することができる。暫定付着量は、前回の運転時における供給管１３内の潤滑油の供給圧力が所定圧力以上となっていた積算時間に比例する、あるいは、相関関係があると考えられるからである。なお、その所定算定期間としては、上記のように、前回のエンジン始動から前回のエンジン停止時までとする場合も考えられるし、それ以外にも、例えば、前回の運転時におけるエンジン停止までの最後の１時間、２時間・・・その他規定の時間等とする場合も考えられる。
【００５０】
つぎに、付着量の減少量は、前回のエンジン停止時から今回のエンジン始動時までの時間（機関の停止期間）に基づいて推定される。前回のエンジン停止時から今回のエンジン始動時までの時間が長ければ付着量の減少量が多く、その時間が短ければ付着量の減少量も少なくなる。すなわち、付着量の減少量は、前回のエンジン停止時から今回のエンジン始動時までの時間との間に相関関係があると考えられるからである。
【００５１】
付着量の減少量は、機関の停止期間以外にも、例えば、前回のエンジン停止時から今回のエンジン始動時までの間に設定される所定時期における潤滑油の温度、又は、冷却水の温度（機関停止中の油水温）、あるいは、それらの情報の組み合わせに基づいて推定されるようにしてもよい。所定時期とは、例えば、前回のエンジン停止時としてその時の温度を機関停止中の油水温として採用してもよいし、あるいは、所定時期を前回のエンジン停止時から今回のエンジン始動時までの期間として、その期間中の温度の平均値等の代表値を機関停止中の油水温として用いてもよい。潤滑油の粘度が高ければ付着量の減少量は少なく、粘度が低ければ付着量の減少量は多くなり、粘度と減少量とは相関関係があると考えられるからである。
【００５２】
以上により、ピストン２の表面やシリンダ１の内面１ａでの潤滑油の残付着量が算出される。この結果、図４（ｃ）に示すように、前回の運転時における潤滑油の噴射の積算量が多いほど残付着量は多くなり、積算量が少ないほど残付着量は少なくなる。また、機関の停止期間が短いほど残付着量は多くなり、機関の停止期間が長いほど残付着量は少なくなる。さらに、機関停止中の油水温が低いほど残付着量は多くなり、機関停止中の油水温が高いほど残付着量は少なくなる。
【００５３】
以下、このピストンの冷却装置の制御を、図３のフローチャートに基づいて説明する。
【００５４】
まず、ステップＳ１で制御を開始し、ステップＳ２でイグニッションスイッチのＯＮの信号が入力される。その後、ステップＳ３，Ｓ４で、エンジンがストップ（エンスト）しておらず、エンジンがアイドリングを維持していることが確認できれば、ステップＳ５へ移行する。エンジンが停止していれば、ステップＳ１７へ移行してこの制御を終了する。
【００５５】
ステップＳ５では、潤滑油の温度が判別される。
【００５６】
潤滑油の温度（油温）が５０℃未満であれば、エンジンは冷態であると認識され、ステップＳ６、Ｓ７の始動時初期噴射の制御へ移行する。始動時初期噴射は、エンジンの冷態下でエンジンの始動が開始された後、その時のエンジンの状態に応じて、必要噴射時間の潤滑油の噴射を行うものである。
【００５７】
潤滑油の温度（油温）が５０℃以上であれば、エンジンは温態であると認識され、始動時初期噴射の制御を行うことなく、ステップＳ１７へ移行してこの制御を終了する。なお、この冷態、温態の判別の温度は、５０℃以外に設定することもできる。
【００５８】
ステップＳ６では、ピストン２の表面やシリンダ１の内面１ａでの潤滑油の残付着量が推定され、その残付着量や、現在の潤滑油の温度又は冷却水の温度等に基づいて、必要噴射時間が算出される。このとき、算出される必要噴射時間に代えて、潤滑油の必要噴射量、又は、その必要噴射量に基づく必要噴射行程数等を、算出の単位、基準としてもよい。
【００５９】
ここで、今回のエンジン始動時における潤滑油の温度又は冷却水の温度が低い場合は、後述のように、低油圧化制御の期間が長く、すなわち、潤滑油の噴射停止期間が長く設定される傾向がある。このため、その噴射停止期間中のシリンダ１内の潤滑性を確保するため、始動時初期噴射の必要噴射時間は相対的に長く設定される。逆に、潤滑油の温度又は冷却水の温度が高い場合は、同じく後述のように、低油圧化制御の期間が短く、すなわち、潤滑油の噴射停止期間が短く設定される傾向がある。このため、始動時初期噴射の必要噴射時間は相対的に短く設定される（図４（ａ）参照）。
【００６０】
また、ピストン２の表面やシリンダ１の内面１ａでの潤滑油の残付着量が少ない場合は、始動時初期噴射の必要噴射時間は長く設定され、ピストン２の表面やシリンダ１の内面１ａでの潤滑油の残付着量が多い場合は、始動時初期噴射の必要噴射時間は短く設定される（図４（ｂ）参照）。
【００６１】
ステップＳ７で始動時初期噴射の実行の終了が確認されると、ステップＳ８以降の低油圧化の制御へ移行する。
【００６２】
ステップＳ８では、始動時初期噴射の終了後、三方弁２０の制御により、供給管１３内の潤滑油の供給圧力を低下させ、潤滑油の噴射を停止する低油圧化の制御が開始される。既に、始動時初期噴射を行っているので、潤滑油の噴射を停止してもシリンダ１内の潤滑性は確保されている。
【００６３】
まず、ステップＳ９では、エンジンの負荷が所定負荷未満、あるいは、エンジンの回転数が所定回転数未満であるかどうかが判別される。エンジンの負荷の条件、エンジンの回転数の条件のいずれかを満たしていれば、低油圧化の制御が必要であるので、ステップＳ１０へ移行する。いずれの条件も満たしていなければ、低油圧化の制御が必要ないので、ステップＳ１７へ移行してこの低油圧化の制御を終了する。なお、エンジンの負荷、エンジンの回転数による低油圧化の要、不要の判断は省略して、常に、ステップＳ１０へ進むようにすることもできる。
【００６４】
ステップＳ１０では、供給管１３内の潤滑油の供給圧力を判定する。ここでは、エンジン始動直後であるので、エンジンは冷態である。三方弁２０は、チェックバルブ１２側に開通した状態を定位としている。
【００６５】
ここで、供給管１３内の潤滑油の供給圧力が、チェックバルブ１２に設定された所定圧力ｂ以上である場合にはステップＳ１１へ移行し、三方弁２０をオイルパン５側へ開放して、チェックバルブ１２側の供給管１３内の潤滑油の供給圧力を、所定圧力未満に制御する。これにより、チェックバルブ１２は閉鎖された状態を維持し、ピストン２への潤滑油の噴射は行われない。その後、ステップＳ１５へ移行する。なお、三方弁２０のオイルパン５側への開放により、オイルパン５内の潤滑油の温度は高められて、早期の暖機が図られる。
【００６６】
また、ステップＳ１０で、供給管１３内の潤滑油の供給圧力が所定圧力ｂ未満であれば、三方弁２０は定位のままで、ステップＳ１２へ移行する。
【００６７】
ステップＳ１２では、供給管１３内の潤滑油の供給圧力が下限圧力ａ未満であれば、三方弁２０を定位、すなわち、オイルジェット１０側へ開放して、供給管１３内の潤滑油の供給圧力を上昇させるように制御する。その後、ステップＳ１５へ移行する。
【００６８】
供給管１３内の潤滑油の供給圧力が下限圧力ａ以上であれば、それ以上圧力を高める必要はなく、また、現在の運転状態ではピストン２に潤滑油を噴射する必要もないので、ステップＳ１４に移行し、三方弁２０はオイルパン５側へ開放された状態とする。その後、ステップＳ１５へ移行する。
【００６９】
ステップＳ１５では、潤滑油の温度が判別される。ステップＳ１５において、潤滑油の温度が５０℃未満であれば、ステップＳ５へ戻って同様の制御を繰り返す。潤滑油の温度が５０℃以上であれば、既に暖機運転は終了しており、ステップＳ１６へ移行して、低油圧化の制御を終了する。このときの設定温度５０℃は、別の温度に設定することもできる。
【００７０】
低油圧化の制御を行う継続時間は、通常は、ステップＳ７において始動時初期噴射の実行を終了した後、ステップＳ１５において潤滑油の温度が５０℃以上になるまでの間とされる。ただし、この低油圧化の制御時間を、例えば、図５（ａ）〜（ｅ）に示すように、種々の要素に基づいて決定してもよい。この場合、決定された低油圧化の制御時間が経過すれば、ステップＳ１６へ移行して、低油圧化の制御を終了する。
【００７１】
図５（ａ）は、現在の油水温、すなわち、今回のエンジン始動時における潤滑油の温度又は冷却水の温度に基づいて、低油圧化の制御時間を決定する場合のグラフ図である。潤滑油の温度又は冷却水の温度が低いほど低油圧化の制御時間を長く算出し、潤滑油の温度又は冷却水の温度が高いほど低油圧化の制御時間を短く算出するように設定されている。
【００７２】
図５（ｂ）は、残付着量に基づいて、低油圧化の制御時間を決定する場合のグラフ図である。ここでは、残付着量が多いほど低油圧化の制御時間を長く算出し、残付着量が少ないほど低油圧化の制御時間を短く算出するように設定されている。また、残付着量と、潤滑油の温度又は冷却水の温度の両方の情報に基づいて、低油圧化の制御時間を算出してもよい。
【００７３】
図５（ｃ）は、前回の運転時における潤滑油の噴射の積算量（前回のエンジン停止時におけるピストン２の表面やシリンダ１の内面１ａでの潤滑油の暫定付着量を用いてもよい）に基づいて、低油圧化の制御時間を決定する場合のグラフ図である。潤滑油の噴射の積算量が多いほど低油圧化の制御時間を長く算出し、潤滑油の噴射の積算量が少ないほど低油圧化の制御時間を短く算出するように設定されている。
【００７４】
図５（ｄ）は、前回のエンジン停止時から今回のエンジン始動時までの時間（機関の停止期間）に基づいて、低油圧化の制御時間を決定する場合のグラフ図である。機関の停止期間が短いほど低油圧化の制御時間を長く算出し、機関の停止期間が長いほど低油圧化の制御時間を短く算出するように設定されている。
【００７５】
図５（ｅ）は、機関停止中の油水温に基づいて、低油圧化の制御時間を決定する場合のグラフ図である。機関停止中の油水温の決定方法は、前述の始動時初期噴射の制御の場合と同様である。機関停止中の油水温が低いほど低油圧化の制御時間を長く算出し、機関停止中の油水温が高いほど低油圧化の制御時間を短く算出するように設定されている。
【００７６】
その他、低油圧化の制御時間は、これらの情報群、すなわち、今回のエンジン始動時における潤滑油の温度又は冷却水の温度、前回のエンジン停止時までに噴射された潤滑油の今回のエンジン始動時における残付着量、前回のエンジン停止時以前に設定される所定期間における潤滑油の噴射期間、前回のエンジン停止時から今回のエンジン始動時までの間に設定される所定時期における潤滑油の温度又は冷却水の温度、前回のエンジン停止時から今回のエンジン始動時までの時間の情報の中から選択される単一の又は複数の情報の組み合わせに基づいて、マップ、演算等により算出してもよい。
【００７７】
ステップＳ１７で低油圧化の制御を終了し、その後は、始動時初期噴射や低油圧化の制御を伴わない通常の制御に移行する。なお、この実施形態では、供給管１３の途中にオイルクーラ２２を備えているので、その後、通常の制御において、例えば、潤滑油の温度が上限温度（例えば１３０℃）以上になるようなことがあれば、オイルクーラ２２による潤滑油の冷却を開始することができる。
【００７８】
図６（ａ）（ｂ）は、潤滑油の温度の変化（縦軸／油温、横軸／時間）と、供給管１３内の潤滑油の供給圧力の変化（縦軸／油圧、横軸／時間）の対応を示している。図４（ｂ）のように、グラフ中の右側に向かって時間の経過とともに油温が上昇すれば、潤滑油の粘度が減少するので、油圧は、他の運転条件が同一であっても、図６（ａ）のグラフ中の右側に向かうように、徐々に減少する傾向となる。グラフ中の左寄りの範囲に示す冷態時、始動時等においては、潤滑油の粘度が高く、油圧は高くなりがちであるので、不必要な潤滑油の噴射を防ぐためにも、上記のような供給管１３内の低油圧化が有効であり、その低油圧化は、同時に、潤滑油の早期昇温の上でも有効である。
【００７９】
また、図７（ａ）は、三方弁２０の制御により、供給管１３内の潤滑油の供給圧力が、下限圧力ａ以上、所定圧力ｂ未満の間に制御されて、潤滑油の噴射が行われない状態を維持しているグラフである（縦軸／油圧、横軸／時間）。図７（ｂ）は、潤滑油の温度が、オイルクーラ２２の制御により、最小温度ｔ以上、最大温度ｓ未満の間に制御されている状態を示すグラフである（縦軸／油温、横軸／時間）。
【００８０】
上記の制御の例では、始動時初期噴射の実行が終了した後、三方弁２０の開通方向を制御することで、ピストン２等の冷却が必要な状況である場合には、供給管１３内の潤滑油がオイルジェット１０側へのみに向かうようにし、ピストン２等の冷却が不要な状況である場合、又は、潤滑油の昇温が必要である場合には、供給管１３内の潤滑油がオイルパン５側へのみに向かうように切り替えるようにしている。ただし、三方弁２０を中間開度として、供給管１３内の潤滑油がオイルジェット１０側とオイルパン５側の両方へ向かうように設定してもよい。さらに、その両ルートへの供給量の比率を調整することも可能である。
【００８１】
また、冷態時、始動時等において、始動時初期噴射の必要がない場合、あるいは、始動時初期噴射が既に終了している場合には、潤滑油の温度が所定温度未満の際に、供給管１３内の潤滑油の圧力状態にかかわらず、三方弁２０をオイルパン５側へ周期的に開放して、オイルパン５内の潤滑油の温度を上昇させるように制御することも可能である。
【００８２】
以上のように、この発明では、エンジンの駆動力によりオイルを送り出すポンプ装置１４からオイルジェット１０への油経路の途中に三方弁２０を配置し、エンジンの始動時に、必要な始動時初期噴射を行った後、潤滑油の圧力をチェックバルブ１２の作動油圧より低い油圧に制御するようにした。始動時初期噴射によりシリンダ内の潤滑性を確保するとともに、その後の低油圧化の制御により不必要な潤滑油の噴射を抑制することで、シリンダ１の内面１ａの昇温を早期化し、熱損失低減で燃費を向上することを実現している。
【００８３】
また、三方弁２０のオイルパン５側への開放による低油圧化（ポンプ装置１４からチェックバルブ１２を経てオイルジェット１０へ通じる油経路の低油圧化）は、クランクシャフトへの給油量を減少させて、冷態時等における軸受の過度な冷却を抑制する。さらに、三方弁２０のオイルパン５側への開放による低油圧化は、潤滑油に作用する圧力を熱エネルギに変換することで、オイルパン５内の潤滑油の温度を上昇させることができるので、潤滑油の粘性低下を促進させることができる。これにより、フリクションを早期に低減させ、チェックバルブ１２の作動油圧以下の運転状況下でも、油圧を高めることができる。
【００８４】
この実施形態は、車両用エンジンのピストン２の冷却装置を例に、この発明を説明したが、ピストン２の冷却装置以外のエンジン各部の冷却装置であっても、この発明を適用できる。
【符号の説明】
【００８５】
１  シリンダ
２  ピストン
３  燃焼室
４  クーリングチャンネル
５  オイルパン
１０  オイルジェット
１１  噴射ノズル
１２  チェックバルブ
１３  供給管
１４  ポンプ装置
１５  吸込管
２０  三方弁
２１  還流管
２２  オイルクーラ
３０  電子制御ユニット
３１  油圧制御手段
３２  オイルクーラ制御手段
３３  始動時初期噴射決定手段
３４  潤滑油付着量推定手段
【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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