(57)【要約】    【課題】  軸受部において軸と軸受とが直接接触せず、その間の摩擦係数が小さくなるように該軸受部のオイルの油膜を適切な厚さにする。    【解決手段】  本発明は、オイルポンプ１２からクランク軸の軸受部１８に至る第１給油経路１６ａとシリンダヘッドの所定の給油箇所に至る第２給油経路１６ｂとにオイルを供給するエンジンの給油制御装置であって、エンジンの負荷を検出するエンジン負荷検出手段２８と、前記第１給油経路１６ａ上に配置された油圧制御弁２２と、前記油圧制御弁２２を制御して前記クランク軸の軸受部に供給される油圧１８を制御する油圧制御手段２４とを有し、前記油圧制御手段２４は、前記エンジン負荷検出手段２８が検出するエンジン負荷が低いときは、高いときに比べて油圧を低くするように、前記油圧制御弁２２を制御する。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
オイルポンプからクランク軸の軸受部に至る第１給油経路とシリンダヘッドの所定の給油箇所に至る第２給油経路とにオイルを供給するエンジンの給油制御装置であって、
エンジンの負荷を検出するエンジン負荷検出手段と、
前記第１給油経路上に配置された油圧制御弁と、
前記油圧制御弁を制御して前記クランク軸の軸受部に供給される油圧を制御する油圧制御手段とを有し、
前記油圧制御手段は、前記エンジン負荷検出手段が検出するエンジン負荷が低いときは、高いときに比べて油圧を低くするように、前記油圧制御弁を制御することを特徴とするエンジンの給油制御装置。
【請求項２】
請求項１に記載のエンジンの給油制御装置において、
前記油圧制御弁は、絞り量の調整により油圧を制御する可変絞り弁であることを特徴とするエンジンの給油制御装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載のエンジンの給油制御装置において、
クランク軸の軸受部に供給されるオイルの温度を検出するオイル温度検出手段を有し、
前記油圧制御手段は、前記オイル温度検出手段によって検出されたオイル温度が高温であるほど、前記油圧制御弁を介して制御する油圧が高くなるように補正することを特徴とするエンジンの給油制御装置。
【請求項４】
オイルポンプからクランク軸の軸受部に至る第１給油経路とシリンダヘッドの所定の給油箇所に至る第２給油経路とにオイルを供給するエンジンの給油制御装置であって、
クランク軸の軸受部に供給されるオイルの温度を検出するオイル温度検出手段と、
前記第１給油経路上に配置された油圧制御弁と、
前記油圧制御弁を制御して前記クランク軸の軸受部に供給される油圧を制御する油圧制御手段とを有し、
前記油圧制御手段は、前記オイル温度検出手段が検出するオイル温度が低いときは、高いときに比べて油圧を低くするように、前記油圧制御弁を制御することを特徴とするエンジンの給油制御装置。
【請求項５】
請求項４に記載のエンジンの給油制御装置において、
前記油圧制御弁は、絞り量の調整により油圧を制御する可変絞り弁であることを特徴とするエンジンの給油制御装置。
【請求項６】
請求項４または５に記載のエンジンの給油制御装置において、
エンジンの負荷を検出するエンジン負荷検出手段を有し、
前記油圧制御手段は、前記エンジン負荷検出手段によって検出されたエンジン負荷が高負荷であるほど、前記油圧制御弁を介して制御する油圧が高くなるように補正することを特徴とするエンジンの給油制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エンジンのクランク軸の軸受部などの摺動部に対するオイルの供給を制御する給油制御装置に関し、車両のエンジンの技術分野に属する。
【背景技術】
【０００２】
従来、エンジンのクランク軸の軸受部などの摺動部やバルブタイミング可変機構を含む動弁機構などには、エンジンに一体に取り付けられて該エンジンに駆動されるオイルポンプにより、オイルパンなどのオイル貯留部に貯留されたオイルが潤滑油或いは作動油としてシリンダブロックなどに形成された油路を介して供給される。その場合、オイルポンプの出力（吐出圧）はエンジン回転数に対応するため、エンジン回転数が大きくなるほど摺動部などに供給される油圧は高圧になり、油量も多くなる。そこで、過剰に油圧が高くならないように、オイルポンプの吐出側にリリーフ弁を設け、図９に示すように、所定エンジン回転数以上で吐出圧がほぼ一定になるように構成される。
【０００３】
このようなエンジンの給油系として、例えば特許文献１に記載されたものがある。これは、エンジン回転数が低下するとオイルポンプの吐出圧が低下し、その結果、摺動部などに供給される油量が少なくなることに対処したものである。具体的には、油圧が所定値を超えると摺動部とは別の所定の油圧供給箇所に該油圧を供給する制御弁機構が備えられている場合に、この制御弁機構に常時オイルポンプと該油圧供給箇所とを連通するバイパス路が設けられている。これにより、油圧が低くても、所定の油圧供給箇所に不足なくオイルが供給される。
【０００４】
【特許文献１】特開平１０−８９０３５公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
このように、特許文献１に記載されたものも含めて従来のエンジンの給油系においては、摺動部に送られるオイルの油圧（油量）は、エンジン回転数によって決定される。その場合、特許文献１のものが、所定の油圧供給箇所に送られる油量をバイパス路により最低限確保することにより該油圧供給箇所のオイル不足を抑制することを目的としているように、従来の給油系では、各供給箇所において油圧（油量）が不足することがないように、オイルポンプの能力が設定されるが、それだけでは、必要以上に油圧を高くして(油量を多くして)、それにより摺動部における摩擦抵抗を増大させるという問題がある。
【０００６】
つまり、例えばクランク軸などの軸受部には、適切な厚さの油膜を形成する必要があり、この油膜の最も薄い部分の厚さ（最小油膜厚さ）が不十分であると、直接接触を生じて摩擦抵抗が増大する一方、該最小油膜厚さが大きすぎる場合にも、その厚さに応じて摩擦抵抗が大きくなり、エンジンの駆動損失、ひいては燃費の悪化を招く。
【０００７】
ここで、軸受部における各種の条件と最小油膜厚さとの関係を説明すると、図１０に示すように、最小油膜厚さｄは、軸受特性数Ｚが大きくなればなるほど大きくなる。この軸受特性数Ｚは、オイルの粘度をη、軸の回転速度をＶ、軸受面圧をＰとして、Ｚ＝η・Ｖ／Ｐで示され、オイルの粘度ηが大きくなると、またクランク軸の回転速度Ｖ、すなわちエンジン回転数が大きくなると、その数値も大きくなり、面圧Ｐ、すなわちエンジン負荷が大きくなると、その数値は小さくなる。
【０００８】
そして、図１１に示すように、所定の限界厚さｄ０以下（軸受特性数ＺがＺ０以下）では、軸受部は境界摩擦状態となって、軸受特性数Ｚが小さくなるほど（最小油膜厚さが小さくなるほど）摩擦係数が増大し、限界厚さｄ０以上では、軸受特性数Ｚが大きくなるほど（最小油膜厚さが大きくなるほど）摩擦係数が増大する。したがって、軸受特性数Ｚを、境界摩擦領域に入らない範囲で小さくする、すなわち限界厚さｄ０に対応する軸受特性数Ｚ０近傍に制御することが望ましいことになる。
【０００９】
ところが、図９に示す油圧の制御特性では、エンジン回転数に対する制御だけで、最も油量を必要とする状態で不足が生じないように、油圧を設定しているので、必要以上に油圧を高くすると（油量を多くすると）、それにより軸受部がそこから流れ去る大量のオイルに熱を奪われて温度が低くなり、またそれにより軸受部に流れ入って存在するオイルの温度上昇が少ないために粘度が下がらないことがある。したがって、エンジン負荷が低負荷である場合、すなわち軸受面圧が小さい場合、上述のように粘度が大きくなりすぎたことと重なると、軸受特性数が大きくなりすぎ、すなわち最小油膜厚さが大きくなりすぎ、摩擦係数が大きくなる。
【００１０】
一方、必要以上に油圧を低くすると（油量を少なくすると）、それにより軸受部がそこから熱を奪って流れ去るオイルが少量であるために温度が高温のまま維持され、またそれにより軸受部に流れ入って存在するオイルの温度上昇が大きいために粘度が小さくなりすぎることがある。したがって、エンジン負荷が高負荷である場合、すなわち軸受面圧が大きい場合、上述のように粘度が小さくなりすぎたことと重なると、軸受特性数が小さくなりすぎて境界摩擦領域に入り、その結果摩擦抵抗が大きくなる。
【００１１】
また、上述するようにエンジンの負荷の高低に限らず、オイルの温度に対しても同様で、必要以上に油圧を高くすると、粘度が大きいオイル低温時、そのままでも粘度が大きいオイルは、その粘度がさらに大きくなり、その結果、軸受特性数が大きくなりすぎ、すなわち最小油膜厚さが大きくなりすぎ、摩擦係数が大きくなる。
【００１２】
一方、必要以上に油圧を低くすると、粘度が小さいオイル高温時、そのままでも粘度が小さいオイルは、その粘度がさらに小さくなり、その結果、軸受特性数が小さくなりすぎて境界摩擦領域に入り、その結果摩擦抵抗が大きくなる。
【００１３】
そこで、本発明は、軸受特性数を考慮して、すなわちエンジンの回転数のみを考慮せず、軸受部において軸と軸受とが直接接触せず、且つその間の摩擦係数が小さくなるような適切な厚さの油膜を該軸受部に形成することができるエンジンの給油制御装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上述の課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、オイルポンプからクランク軸の軸受部に至る第１給油経路とシリンダヘッドの所定の給油箇所に至る第２給油経路とにオイルを供給するエンジンの給油制御装置であって、
エンジンの負荷を検出するエンジン負荷検出手段と、
前記第１給油経路上に配置された油圧制御弁と、
前記油圧制御弁を制御して前記クランク軸の軸受部に供給される油圧を制御する油圧制御手段とを有し、
前記油圧制御手段は、前記エンジン負荷検出手段が検出するエンジン負荷が低いときは、高いときに比べて油圧を低くするように、前記油圧制御弁を制御することを特徴とする。
【００１５】
また、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のエンジンの給油制御装置において、
前記油圧制御弁は、絞り量の調整により油圧を制御する可変絞り弁であることを特徴とする。
【００１６】
さらに、請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載のエンジンの給油制御装置において、
クランク軸の軸受部に供給されるオイルの温度を検出するオイル温度検出手段を有し、
前記油圧制御手段は、前記オイル温度検出手段によって検出されたオイル温度が高温であるほど、前記油圧制御弁を介して制御する油圧が高くなるように補正することを特徴とする。
【００１７】
一方、請求項４に記載の発明は、オイルポンプからクランク軸の軸受部に至る第１給油経路とシリンダヘッドの所定の給油箇所に至る第２給油経路とにオイルを供給するエンジンの給油制御装置であって、
クランク軸の軸受部に供給されるオイルの温度を検出するオイル温度検出手段と、
前記第１給油経路上に配置された油圧制御弁と、
前記油圧制御弁を制御して前記クランク軸の軸受部に供給される油圧を制御する油圧制御手段とを有し、
前記油圧制御手段は、前記オイル温度検出手段が検出するオイル温度が低いときは、高いときに比べて油圧を低くするように、前記油圧制御弁を制御することを特徴とする。
【００１８】
また、請求項５に記載の発明は、請求項４に記載のエンジンの給油制御装置において、
前記油圧制御弁は、絞り量の調整により油圧を制御する可変絞り弁であることを特徴とする。
【００１９】
さらに、請求項６に記載の発明は、請求項４または５に記載のエンジンの給油制御装置において、
エンジンの負荷を検出するエンジン負荷検出手段を有し、
前記油圧制御手段は、前記エンジン負荷検出手段によって検出されたエンジン負荷が高負荷であるほど、前記油圧制御弁を介して制御する油圧が高くなるように補正することを特徴とする。
【発明の効果】
【００２０】
請求項１に記載の発明によれば、オイルポンプからクランク軸の軸受け部に至る第１給油経路上に油圧制御弁が配置され、油圧制御手段がその油圧制御弁を制御することにより、クランク軸の軸受部に供給する油圧を制御する。この油圧制御手段は、クランク軸の軸受部に供給する油圧を、エンジン負荷が低いときは、高いときに比べて油圧を低くするように油圧制御弁を制御する。
【００２１】
油圧を低くしてクランク軸の軸受部に供給する油量を少なくすると、オイルが該軸受部から流れ去るときに該軸受部から奪う熱量が少なくなるため、該軸受部が高温状態まま維持される。そのために、クランク軸の軸受部のオイルは受熱量が増え、その粘度が小さくなる。
【００２２】
また、エンジン負荷とクランク軸の軸受部の軸受面圧とは対応していることから、軸受特性数を構成する面圧の値は、エンジン負荷が低いときは小さい値になる。
【００２３】
これにより、面圧が分母を構成し、粘度が分子を構成する軸受特性数が、ほぼ一定の値に維持される。したがって、エンジン負荷にかかわらず、軸受特性数を、境界摩擦領域に入らない範囲で摩擦係数が最小となる値（図１１のＺ０）近傍に維持できる、すなわち適切な厚さの油膜が形成される。
【００２４】
加えて、このようにクランク軸の軸受部に対する油圧制御が良好に行われると同時に、第２給油経路によるオイルの供給は、支障なく行われる。
【００２５】
また、請求項２に記載の発明によれば、油圧制御弁が絞り量の調整により油圧を制御する可変絞り弁であるため、すなわち絞り量の調整による流路抵抗の変動幅が小さい弁であるため、第２の給油経路にはオイルが安定して不足なく供給される。
【００２６】
さらに、請求項３に記載の発明によれば、オイル温度検出手段が検出したオイルの温度が高温であるほど、油圧制御手段は、油圧制御弁を介して油圧が高くなるように補正する。これは、高温状態であるために粘度の低いオイルが、クランク軸の軸受部に発生する熱を受けてさらにその粘度が下がるために該軸受部から流れ去りやすくなり、そのために該軸受部に存在するオイル量が不足すること考慮したもので、その対処として、油圧を高圧に補正する、すなわち油量を多くする。その結果、オイルの温度にかかわらず、クランク軸の軸受部に適切な厚さの油膜が安定して形成される。
【００２７】
一方、請求項４に記載の発明によれば、オイルポンプからクランク軸の軸受部に至る第１給油経路上に油圧制御弁が配置され、油圧制御手段がその油圧制御弁を制御することにより、クランク軸の軸受部に供給する油圧を制御する。この油圧制御手段は、クランク軸の軸受部に供給する油圧を、オイル温度が低いときは、高いときに比べて低くするように油圧制御弁を制御する。
【００２８】
すなわち、油温が低いときは粘性の高い少量のオイルをクランク軸の軸受部に供給し、一方、油温が高いときは粘性の低い大量のオイルを該軸受部に供給する。
【００２９】
したがって、例えば標準的なエンジン駆動状態における（エンジン回転数、エンジン負荷、および油温が標準的な状態における）軸受特性数が摩擦係数が最小になる数値近傍を基準値とすることができる粘度のオイルを採用すれば、該オイル温度が低い場合には軸受特性数は基準値よりやや大きい値になり、一方、高い場合には軸受特性数は基準値よりやや小さい値になる。この油温が高い場合は、図１１に示すように軸受特性数が境界摩擦領域内の値になる可能性があるが、言い換えるとクランク軸の軸受部の油量が不足する問題が生じる可能性があるが、この対処として、油圧が高く制御されてクランク軸の軸受部に供給される油量が増量されているので、この問題の発生は抑制される。その結果、クランク軸の軸受部に適切な厚さの油膜が形成される。
【００３０】
加えて、このようにクランク軸の軸受部に対する油圧制御が良好に行われると同時に、第２給油経路によるオイルの供給は、支障なく行われる。
【００３１】
また、請求項５によれば、油圧制御弁が絞り量の調整により油圧を制御する可変絞り弁であるため、すなわち絞り量の調整による流路抵抗の変動幅が小さい弁であるため、第２の給油経路にはオイルが安定して不足なく供給される。
【００３２】
さらに、請求項６に記載の発明によれば、エンジン負荷検出手段が検出したエンジン負荷が高負荷であるほど、油圧制御手段は、油圧制御弁を介して油圧が高くなるように補正する。これは、エンジンが高負荷であるほどクランク軸の軸受部が高熱になって該軸受部のオイルがその粘度が下がって流れ去りやすくなり、そのために該軸受部のオイル量が不足することを考慮したもので、その対処として、油圧を高圧に補正する、すなわち油量を多くする。また、多量のオイルを送ることにより、高熱のクランク軸の軸受部をより冷却できる。その結果、エンジン負荷にかかわらず、クランク軸の軸受部に適切な厚さの油膜が安定して形成される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３３】
以下、２つの実施形態を挙げて本発明について説明する。
【００３４】
（第１の実施形態）
図１は、本発明の第１の実施形態に係るエンジンの給油制御装置を含む、エンジンの給油系統を概略的に示している。
【００３５】
図１に示すように、オイルは、オイルパン１０からエンジン（図示せず）によって駆動されるオイルポンプ１２により汲み上げられ、フィルタ１４に濾過されて、第１給油経路１６ａと、第２給油経路１６ｂとに送られる。
【００３６】
第１給油経路１６ａは、主にシリンダブロックに形成されて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、シリンダブロックからシリンダヘッドに亘って形成されて、例えばバルブタイミング可変機構を含む動弁機構２０などにオイルを供給する経路である。２つの経路１６ａ、１６ｂを流れて供給箇所に到達したオイルは、そこを潤滑した後、および／または冷却した後、エンジン下部のオイルパン１０に再び貯留される。
【００３７】
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、言い換えると油圧を制御するための油圧制御弁２２が配置されている。この油圧制御弁２２は、例えば絞り量の調整により油圧を制御する可変絞り弁、すなわち絞り量の調整による流路抵抗の変動幅が小さい弁が好ましく、それによりクランク軸の軸受部１８に供給される油圧を変更しても、第２油圧系路１６ｂに安定して不足なくオイルが供給される。
【００３８】
油圧制御弁２２は、その出力油圧（絞り量）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。このコントロールユニット２４は、エンジンの回転数を検出するエンジン回転数センサ２６、エンジンの負荷を検出するエンジン負荷センサ２８、またフィルタ１４の下流側近傍に配置されてフィルタ１４を通過するオイルの温度を検出する油温センサ３０、および油圧制御弁２２の下流側近傍に配置されて油圧を検出する油圧センサ３２からの、検出結果を示す信号に基づいて油圧制御弁２２を制御するように構成されている。なお、制御内容の詳細については後述する。
【００３９】
また、第１油圧系路１６ａと第２油圧系路１６ｂとに過剰に油圧が供給されないように、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（油量）を逃がすリリーフバルブ３４が設けられている。
【００４０】
ここからは、本発明の第１の実施形態に係る、コントロールユニット２４の油圧制御弁２２の制御内容について説明する。
【００４１】
内容を理解しやすくするために前提を説明すると、コントロールユニット２４は、クランク軸の軸受部１８においてクランク軸とその軸受とが直接接触せず、且つその間の摩擦係数が小さくなるような適切な厚さの油膜が該軸受部１８に形成されるように、該軸受部１８に供給する油圧、言い換えると該軸受部１８のオイル量を油圧制御弁２２を介して制御する。また、確認するが、オイルは、温度が高いほど温度が低い場合に比べて粘性が低くなる特性を備える一般的なオイルである。
【００４２】
図２にコントロールユニット２４が行う油圧制御弁２２の制御のフローを示す。
【００４３】
まず、コントロールユニット２４は、ステップＳ１００において、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、および油圧センサ３２それぞれから信号を読み込む。
【００４４】
次に、コントロールユニット２４は、ステップＳ１１０において、ステップＳ１００で読み込んだ油温センサ３０からの信号に基づいて、オイルの温度が、予め設定した油圧制御弁２２による油圧制御実行範囲内であるか否かを判定する。
【００４５】
図３は、油圧制御実行範囲を示す、時間の経過に伴う油温の変化を示す図である。図に示すように、油圧制御実行範囲は、下限値と上限値との間の領域に設定されている。下限値は油温がこれより低いとオイルの粘度が高すぎて油圧制御弁２２による油圧制御に適さなくなる値であり、上限値は油温がこれより高いとオイルの粘度が低すぎて油圧制御に適さなくなる値である。この油圧制御実行範囲内に油温がないときは、油圧制御弁２２を全開状態にする（絞り量をゼロとする。）。
【００４６】
図２に戻り、ステップＳ１１０においてオイルの温度が油圧制御実行範囲内である場合、ステップＳ１２０に進む。そうでない場合、Ｓ１５０に進み、コントロールユニット２４は、油圧制御弁２２を全開状態に制御し、リターンに進み、スタートに戻る。
【００４７】
ステップＳ１２０において、コントロールユニット２４は、エンジン回転数センサ２６とエンジン負荷センサ２８とからの信号に基づいて、図４に示す油圧マップから、信号が示すエンジン回転数とエンジン負荷に対応する油圧値を算出する（読み取る。）。
【００４８】
図４に示す油圧マップは、予め実験的または理論的に求められたマップであり、クランク軸の軸受部１８に適切な厚さの油膜を形成できる油圧、エンジン回転数、およびエンジン負荷との対応関係を示している。
【００４９】
図４の油圧マップに示すように、エンジン負荷が低負荷になるほど、高負荷に比べて、低い油圧値を、コントロールユニット２４は読み取る。また図４に示すように、各負荷において、エンジン回転数が中回転数域より低回転数になるほど、中回転数域に比べて高くなる油圧値を読み取る。これは、エンジン回転数が低回転数になると、クランク軸の軸受部１８に一様な油膜（クランク軸の外周全体を覆う一様な油膜）が形成し難くなるからであり、油圧を高くして該軸受部１８に多くのオイルを供給することによりそれを解消している。
【００５０】
さらに図４に示すように、各負荷において、エンジン回転数が中回転数域より高回転になるほど、コントロールユニット２４により、中回転数域に比べて高くなる油圧値が読み取られる。これは、エンジン回転数が高回転になると、中回転数域に比べて軸受部１８が高温状態になるためであり、油圧を高くして該軸受部１８に多くのオイルを供給することにより該軸受部１８を冷却している。
【００５１】
なお、図４に示す油圧マップにおいては、エンジン負荷は、高負荷、中負荷、低負荷の３段階で区別されるが、これより多段階に区別してもよいし、無断階にしてもよい。
【００５２】
図２に戻り、ステップＳ１２０でエンジン回転数とエンジン負荷とに基づいて、図４の油圧マップから対応する油圧値を読み取ると、続くステップＳ１３０において、コントロールユニット２４は、読み取った油圧値を、ステップＳ１００で入力された油温センサ３０からの信号に基づいて補正する。すなわち、オイル温度に基づいて油圧値を補正する。
【００５３】
図５は、予め実験的または理論的に求められた、オイル温度（油温）と油圧補正量との関係を示す図である。例えば、油温がＴｍである場合、ステップＳ１２０で算出した油圧値にΔＯｐｍが増分される。また、油温が高温であるほど、油圧補正量は大きくなる、すなわちクランク軸の軸受部１８の油圧が高く補正される。これは、高温状態であるために粘度の低いオイルが、クランク軸の軸受部１８に発生する熱を受けてさらにその粘度が下がるために該軸受部から流れ去りやすくなり、そのために該軸受部１８に存在するオイル量が不足することを考慮したもので、その対処として、油圧を高圧に補正している、すなわち油量を多くしている。その結果、オイルの温度にかかわらず、クランク軸の軸受部１８に適切な厚さの油膜が安定して形成される。なお、図５に示す上限値は、図３に示す油圧制御実行範囲を規定する上限値と一致する。
【００５４】
図２に戻り、ステップＳ１３０で油圧値を補正すると、ステップＳ１４０において、コントロールユニット２４は、油圧センサ３２が検出する油圧値が補正油圧値になるように油圧制御弁２２を制御する。そして、リターンに進み、スタートに戻る。
【００５５】
本実施形態によれば、オイルポンプ１２からクランク軸の軸受け部１８に至る第１の給油経路１６ａ上に油圧制御弁２２が配置され、コントロールユニット２４がその油圧制御弁２２を制御することにより、クランク軸の軸受部１８に供給する油圧を制御する。コントロールユニット２４は、クランク軸の軸受部１８に供給する油圧を、図４の油圧マップに示すように、エンジン負荷が低いときは、高いときに比べて低くするように油圧制御弁２２を制御する。
【００５６】
油圧を低くしてクランク軸の軸受部１８に供給する油量を少なくすると、オイルが該軸受部１８から流れ去るときに該軸受部１８から奪う熱量が少なくなるため、該軸受部１８が高温状態まま維持される。そのために、クランク軸の軸受部１８のオイルは受熱量が増え、その粘度が小さくなる。
【００５７】
また、エンジン負荷とクランク軸の軸受部１８の軸受面圧とは対応していることから、軸受特性数を構成する面圧の値は、エンジン負荷が低いときは小さい値になる。
【００５８】
なお、補足すると、エンジン負荷が高いときは、低いときに比べてクランク軸の軸受部１８に供給される油圧が高くなるように油圧制御弁２２を制御するので、該軸受部のオイルの粘度は大きくなる。加えて、軸受面圧は大きい値になる。
【００５９】
これにより、面圧が分母を構成し、粘度が分子を構成する軸受特性数（図１０、図１１参照。）を、ほぼ一定の値に維持することが可能になる。したがって、エンジン負荷にかかわらず、軸受特性数を、境界摩擦領域に入らない範囲で摩擦係数が最小となる値（図１１のＺ０）近傍に維持できる、すなわちクランク軸の軸受部１８に適切な厚さの油膜が形成される。
【００６０】
（第２の実施形態）
本実施形態は、第１の実施形態と同様に、クランク軸の軸受部に適切な厚さの油膜を形成するものであり、そのための構成も図１に示す第１の実施形態の構成と同一であるが、コントロールユニットが行う油圧制御弁の制御内容が第１の実施形態と異なる。したがって、構成の説明は省略して制御内容のみを説明する。
【００６１】
図６に本実施形態のコントロールユニットが行う油圧制御弁の制御のフローを示す。
【００６２】
まず、コントロールユニットは、ステップＳ２００において、エンジン回転数センサ、エンジン負荷センサ、油温センサ、および油圧センサそれぞれから信号を読み込む。
【００６３】
次に、コントロールユニットは、ステップＳ２１０において、ステップＳ２００で読み込んだ油温センサからの信号に基づいて、オイルの温度が、予め設定した油圧制御弁による油圧制御実行範囲内であるか否かを判定する。これは、図２に示す第１の実施形態のステップＳ１１０と同一の制御である。オイルの温度が油圧制御実行範囲内である場合、ステップＳ２２０に進む。そうでない場合、Ｓ２５０に進み、コントロールユニットは、油圧制御弁を全開状態に制御し、リターンに進み、スタートに戻る。
【００６４】
ステップＳ２２０において、コントロールユニットは、エンジン回転数センサと油温センサとからの信号に基づいて、図７に示す油圧マップから、信号が示すエンジン回転数と油温に対応する油圧値を算出する（読み取る。）。
【００６５】
図７に示す油圧マップは、予め実験的または理論的に求められたマップであり、クランク軸の軸受部に適切な厚さの油膜を形成できる油圧、エンジン回転数、および油温との対応関係を示している。
【００６６】
図７の油圧マップに示すように、油温が低温になるほど、高温に比べて、低い油圧値を、コントロールユニットは読み取る。また図７に示すように、各負荷において、エンジン回転数が中回転数域より低回転数になるほど、中回転数域に比べて高くなる油圧値を読み取る。これは、エンジン回転数が低回転数になると、クランク軸の軸受部に一様な油膜（クランク軸の外周全体を覆う一様な油膜）が形成し難くなるからであり、油圧を高くして該軸受部に多くのオイルを供給することによりそれを解消している。
【００６７】
さらに図７に示すように、各負荷において、エンジン回転数が中回転数域より高回転になるほど、コントロールユニットにより、中回転数域に比べて高くなる油圧値が読み取られる。これは、エンジン回転数が高回転になると、中回転数域に比べて軸受部が高温状態になるためであり、油圧を高くして該軸受部に多くのオイルを供給することにより該軸受部を冷却している。
【００６８】
なお、図７に示す油圧マップにおいては、油温は、高温、中温、低温の３段階で区別されるが、これより多段階に区別してもよいし、無断階にしてもよい。
【００６９】
図６に戻り、ステップＳ２２０でエンジン回転数と油温とに基づいて、図４の油圧マップから対応する油圧値を読み取ると、続くステップＳ２３０において、コントロールユニットは、読み取った油圧値を、ステップＳ２００で入力されたエンジン負荷センサからの信号に基づいて補正する。すなわち、エンジン負荷に基づいて油圧値を補正する。
【００７０】
図８は、予め実験的または理論的に求められた、エンジン負荷と油圧補正量との関係を示す図である。例えば、エンジン負荷がＬｎである場合、ステップＳ２２０で算出した油圧値にΔＯｐｎが増分される。また、負荷が高負荷であるほど、油圧補正量は大きくなる、すなわちクランク軸の軸受部の油圧が高く補正される。これは、エンジンが高負荷であるほどクランク軸の軸受部が高熱になって該軸受部のオイルがその粘度が下がって流れ去りやすくなり、そのために該軸受部のオイル量が不足することを考慮したもので、その対処として、油圧を高圧に補正する、すなわち油量を多くする。また、多量のオイルを送ることにより、高熱のクランク軸の軸受部をより冷却できる。その結果、エンジン負荷にかかわらず、クランク軸の軸受部に適切な厚さの油膜が安定して形成される。
【００７１】
図２に戻り、ステップＳ２３０で油圧値を補正すると、ステップＳ２４０において、コントロールユニットは、油圧制御弁の下流側近傍に位置する油圧センサが検出する油圧値が補正油圧値になるように油圧制御弁を制御する。そして、リターンに進み、スタートに戻る。
【００７２】
本実施形態によれば、オイルポンプからクランク軸の軸受部に至る第１給油経路上に油圧制御弁が配置され、コントロールユニットがその油圧制御弁を制御することにより、クランク軸の軸受部に供給する油圧を制御する。コントロールユニットは、クランク軸の軸受部に供給する油圧を、図７の油圧マップに示すように、オイル温度が低いときは、高いときに比べて低くするように油圧制御弁を制御する。
【００７３】
すなわち、油温が低いときは粘性の高い少量のオイルをクランク軸の軸受部に供給し、一方、油温が高いときは粘性の低い大量のオイルを該軸受部に供給する。
【００７４】
したがって、例えば標準的なエンジン駆動状態における（エンジン回転数、エンジン負荷、および油温が標準的な状態における）軸受特性数が摩擦係数が最小になる数値近傍を基準値とすることができる粘度のオイルを採用すれば、該オイル温度が低い場合には軸受特性数は基準値よりやや大きい値になり、一方、高い場合には軸受特性数は基準値よりやや小さい値になる。この油温が高い場合は、図１１に示すように軸受特性数が境界摩擦領域内の値になる可能性があるが、言い換えるとクランク軸の軸受部の油量が不足する問題が生じる可能性があるが、この対処として、油圧が高く制御されてクランク軸の軸受部に供給される油量が増量されているので、この問題の発生は抑制される。その結果、クランク軸の軸受部に適切な厚さの油膜が形成される。
【００７５】
以上、２つの実施形態を挙げて本発明を説明したが、本発明はこれらに限定されない。
【００７６】
例えば、上述の実施形態の場合、クランク軸の軸受部のオイルの温度は、直接測定することは困難なので、図１に示すように、代わりとしてフィルタの下流側近傍を流れるオイルの温度を検出しているが、オイル温度検出箇所はこれに限定されない。また、クランク軸の軸受部を構成する、クランク軸を受けるメタルの温度、すなわちオイルと接触している部材の温度を、間接的にオイルの温度としてもよい。さらに、クランク軸の軸受部のオイルの温度に近くなるように、他のオイル経路箇所で検出したオイルの温度、またはオイルと接触しているメタルなどの部材の温度を補正してもよい。さらにまた、複数個所（他のオイル経路箇所、オイルと接触するメタルなどの部材）でオイル温度を検出して、その複数の検出結果に基づいて実験的にまたは理論的に、クランク軸の軸受部のオイルの温度を算出するようにしてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００７７】
以上のように、本発明に係るエンジンの給油制御装置は、軸受特性数を考慮して、すなわちエンジンの回転数のみを考慮せず、軸受部において軸と軸受とが直接接触せず、且つその間の摩擦係数が小さくなるような適切な厚さの油膜を該軸受部に形成することができる。したがって、エンジンの製造産業の分野において好適に利用される可能性がある。
【図面の簡単な説明】
【００７８】
【図１】本発明の実施形態に係るエンジンの給油制御装置を含む、エンジンの給油系統を示す図である。
【図２】第１の実施形態に係る油圧制御のフロー図である。
【図３】油圧制御実行範囲を説明するための図である。
【図４】エンジン回転数およびエンジン負荷とに基づいて、クランク軸の軸受部の油圧を算出するための油圧マップを示す図である。
【図５】油圧マップから算出した油圧値を、油温に基づいて補正するための、油温と油圧補正量との関係を示す図である。
【図６】第２の実施形態に係る油圧制御フロー図である。
【図７】エンジン回転数および油温とに基づいて、クランク軸の軸受部の油圧を算出するための油圧マップを示す図である。
【図８】油圧マップから算出した油圧値を、エンジン負荷に基づいて補正するための、エンジン負荷と油圧補正量との関係を示す図である。
【図９】従来のエンジン回転数に対する油圧制御を示す図である。
【図１０】軸受特性数と最小油膜厚さとの関係を示す図である。
【図１１】軸受特性数と摩擦係数との関係を示す図である。
【符号の説明】
【００７９】
１２        オイルポンプ
１６ａ      第１給油経路
１６ｂ      第２給油経路
１８        クランク軸の軸受部
２２        油圧制御弁
２４        油圧制御手段（コントロールユニット）
２８        エンジン負荷検出手段（エンジン負荷センサ）
【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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