JP2003129818A - 油圧制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 制御性能を向上させた信頼性の高い油圧制御
装置を提供する。 【解決手段】 メインギャラリ４に接続して設けられる
弁座１２を有するシリンダハウジング１３と、シリンダ
ハウジング１３に摺動自在に設けられて弁座１２を開閉
するピストン部材１５と、シリンダハウジング１３に設
けられて開弁時に弁座１２と連通してメインギャラリ４
から潤滑油をリリーフするリリーフ孔１６と、ピストン
部材１５を閉弁方向に付勢するスプリング１４と、弁座
１２よりも上流側のメインギャラリ４と、シリンダハウ
ジング１３におけるピストン部材１５の背面側の背圧室
１７とを連通する、オリフィス１９が設けられた連通路
１８と、を備えるレギュレータ２と、背圧室１７と連通
され、背圧室１７内の潤滑油の圧力をエンジンの運転状
態に応じてバランス制御可能なソレノイドバルブ３と、
を備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば自動車等の
エンジンの各潤滑部に供給される油圧を制御する油圧制
御装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種の油圧制御装置において
は、低圧用と高圧用のレギュレータを電磁弁にて切換
え、特に大きな油量を必要としないエンジン低回転・低
負荷時はエンジン油圧を低圧にして、エネルギーロスを
低減していた。

【０００３】図３は、従来技術に係る油圧制御装置を示
す模式図であり、ソレノイドＯＦＦの場合を示してい
る。また、図４は、図３において、ソレノイドＯＮの場
合を示している。

【０００４】油圧制御装置１００は、オイルポンプにて
オイルパンからメインギャラリ１０４を介してエンジン
の各潤滑部へと供給される潤滑油の油圧を制御するもの
で、低圧用レギュレータ１０１と、高圧用レギュレータ
１０２と、メインギャラリ１０４及び低圧用レギュレー
タ１０１の背圧室１０５間に設けられたソレノイドバル
ブ１０３と、を備えている。

【０００５】低圧用レギュレータ１０１は、ピストン１
１６と、リリーフ孔１１８とを備えており、メインギャ
ラリ１０４に接続されている。そして、ピストン１１６
の背面側の背圧室１０５は、ソレノイドバルブ１０３に
連通されている。また、高圧用レギュレータ１０２は、
ピストン１１９と、リリーフ孔１１７とを備えており、
メインギャラリ１０４に接続されている。

【０００６】そして、ピストン１１６（１１９）の移動
により、メインギャラリ１０４とリリーフ孔１１８（１
１７）とが連通して、メインギャラリ１０４を供給され
る潤滑油がリリーフされる。

【０００７】ソレノイドバルブ１０３は、メインギャラ
リ１０４に連通するポート１０６と、低圧用レギュレー
タ１０１の背圧室１０５に連通するポート１０７と、弁
体１０８と、ポート１０６に設けられた弁座１０９と、
ソレノイド本体側に設けられた弁座１１０と、弁体１０
８及び弁座１１０間が開弁状態の場合にドレンが行われ
るポート１１１と、を備えている。

【０００８】そして、ソレノイド本体に設けられたコイ
ル１１２に通電していない場合には、弁体１０８がスプ
リング１１３により弁座１１０方向に付勢されて、弁体
１０８及び弁座１０９間を開弁状態として、弁体１０８
及び弁座１１０間を閉弁状態とする。すなわち、ポート
１０６とポート１０７とが連通される。

【０００９】また、コイル１１２に通電した場合には、
プランジャ１１４の移動に伴い弁体１０８が移動するこ
とにより、弁体１０８及び弁座１０９間が閉弁状態とな
り、弁体１０８及び弁座１１０間が開弁状態となる。す
なわち、ポート１０７とポート１１１とが連通される。

【００１０】次に、油圧制御装置１００の動作について
説明する。

【００１１】通常のエンジン運転状態においては、ソレ
ノイドＯＦＦ状態（図３の状態）としていた。

【００１２】この状態では、弁体１０８及び弁座１０９
間が開弁状態で、ポート１０６とポート１０７とが連通
しているので、メインギャラリ１０４と低圧用レギュレ
ータ１０１の背圧室１０５とが同じ油圧となり、スプリ
ング１１５によりピストン１１６は閉弁状態となる。

【００１３】従って、オイルポンプから供給される潤滑
油は、高圧用レギュレータ１０２の設定値（油圧制御装
置１００では、５ｋｇｆ／ｃｍ²（４９０ｋＰａ））を
越えた場合のみ高圧用レギュレータ１０２のリリーフ孔
１１７からリリーフされる。

【００１４】エンジンが低回転・低負荷の場合には、特
に大きな油量を必要としないので、図３に示す状態のま
までは、エネルギーロスとなってしまう。

【００１５】このため、ソレノイドＯＮとして、プラン
ジャ１１４の移動により弁体１０８を移動させて、弁体
１０８及び弁座１０９間を閉弁状態、弁体１０８及び弁
座１１０間を開弁状態とする図４に示す状態としてい
る。すなわち、メインギャラリ１０４からソレノイドバ
ルブ１０３への連通路１１８は閉じて、ポート１０７と
ポート１１１とを連通させて、低圧用レギュレータ１０
１の背圧室１０５内の潤滑油のドレンを行っている。

【００１６】これにより、メインギャラリ１０４の油圧
が低圧用レギュレータ１０１の設定値（油圧制御装置１
００では、１ｋｇｆ／ｃｍ²（９８ｋＰａ））を越えた
場合に、リリーフ孔１１８からリリーフすることができ
る。

【００１７】このようにして、エンジンが低回転・低負
荷の場合には、低圧とされた潤滑油をエンジンの各潤滑
部へ供給していた。

【００１８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ような従来技術の場合には、低圧用と高圧用のレギュレ
ータ切換え時に、オイルポンプの負荷が急激に変化して
しまうので、エンジンのトルクも急激に変化して振動が
発生してしまうことが懸念されていた。

【００１９】また、制御油圧が２段階のみのため、ロス
の低減効果を得られるのは、限られたエンジン回転・負
荷時のみであった。

【００２０】本発明は上記の従来技術の課題を解決する
ためになされたもので、その目的とするところは、制御
性能を向上させた信頼性の高い油圧制御装置を提供する
ことにある。

【００２１】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明にあっては、潤滑油が供給される潤滑油供給経
路に設けられて、該潤滑油供給経路を供給される潤滑油
の圧力を制御するエンジン用の油圧制御装置において、
前記潤滑油供給経路に接続して設けられる弁座部を有す
る弁室と、前記弁室に摺動自在に設けられ、該弁座部を
開閉する弁体と、前記弁室に設けられ、開弁時に前記弁
座部と連通して潤滑油供給経路から潤滑油をリリーフす
るリリーフ孔と、前記弁体を閉弁方向に付勢する付勢手
段と、前記弁座部よりも上流側の前記潤滑油供給経路
と、前記弁室における前記弁体の背面側の背圧室とを連
通する、オリフィスが設けられた連通路と、を備える遮
断弁と、前記背圧室と連通され、該背圧室内の潤滑油の
圧力をエンジンの運転状態に応じてバランス制御可能な
制御弁と、を備えることを特徴とする。

【００２２】従って、制御弁をバランス制御させて、遮
断弁の背圧室内の背圧を制御することにより、弁体を動
作させてリリーフ孔からリリーフさせることで潤滑油供
給経路での油圧を制御することができるので、オイルポ
ンプから潤滑油供給経路を介して各潤滑部へ供給される
潤滑油の油圧を、低圧から高圧まで連続的に制御するこ
とが可能となり、常にエンジンの運転状態に応じた最適
な制御特性を得ることが可能となる。

【００２３】前記連通路において、前記潤滑油供給経路
と前記オリフィスとの間にフィルタ部材を備えることも
好適である。

【００２４】従って、異物の混入を防ぐことができるの
で、摺動部の耐摩耗性の向上を図ることができ、制御性
能の低下を防止することができ、装置の長寿命化を実現
することが可能となる。

【００２５】

【発明の実施の形態】以下に図面を参照して、この発明
の好適な実施の形態を例示的に詳しく説明する。ただ
し、この実施の形態に記載されている構成部品の寸法、
材質、形状それらの相対配置などは、発明が適用される
装置の構成や各種条件により適宜変更されるべきもので
あり、この発明の範囲を以下の実施の形態に限定する趣
旨のものではない。

【００２６】図１は、本発明の実施の形態に係る油圧制
御装置を示す模式図である。

【００２７】本実施の形態に係る油圧制御装置１は、例
えば自動車等のエンジンに用いられ、オイルポンプにて
オイルパンから潤滑油供給経路としてのメインギャラリ
４を介して各潤滑部へと供給される潤滑油の油圧を制御
するものであり、メインギャラリ４に接続される遮断弁
としてのレギュレータ２と、レギュレータ２の背圧室に
連通して設けられた制御弁としてのソレノイドバルブ３
と、を備えている。

【００２８】まず、レギュレータ２について説明する。

【００２９】レギュレータ２は、開口部１１を有してメ
インギャラリ４に接続する弁座部としての弁座１２を備
えた弁室としてのシリンダハウジング１３と、シリンダ
ハウジング１３内に往復動自在に設けられて、付勢手段
としてのスプリング１４により閉弁方向に付勢される弁
体としてのピストン部材１５と、を備えている。

【００３０】そして、シリンダハウジング１３には、開
弁状態においてメインギャラリ４から弁座１２の開口部
１１を介して潤滑油をリリーフさせるリリーフ孔１６が
側壁に設けられており、また、シリンダハウジング４内
のピストン部材１５の背面側は、背圧室１７を構成して
いる。

【００３１】さらには、弁座１２の開口部１１よりも上
流側のメインギャラリ４と、シリンダハウジング１３内
のピストン部材１５の背面側の背圧室１７とを連通する
連通路１８が設けられている。

【００３２】そして、連通路１８には、オリフィス１９
が設けられている。

【００３３】ここで、連通路１８において、オリフィス
１９とメインギャラリ４との間には、フィルタ部材とし
てのフィルタ２９が設けられていると好適である。

【００３４】次に、ソレノイドバルブ３の構成について
説明する。

【００３５】ソレノイドバルブ３は、概略、通電により
磁界を発生する略円筒状のコイル２０と、コイル２０に
より発生した磁界によってセンターポスト２１に磁気的
に吸引されるプランジャ２２と、プランジャ２２の先端
領域に設けられてプランジャ２２のストロークに応じて
弁の開口面積を変化させて流体（潤滑油）の流量を制御
できるスプールバルブ２３と、コイル２０に制御電流を
通電させる制御手段（例えば、車載ＥＣＵ）３０と、を
備えている。

【００３６】次に、ソレノイドバルブ３の動作について
説明する。

【００３７】プランジャ２２は、通常状態、すなわちコ
イル２０に通電していない状態では、センターポスト２
１から離間する方向に位置する構成となっている。

【００３８】これは、センターポスト２１，プランジャ
２２間に設けられたスプリング２４によって、プランジ
ャ２２をセンターポスト２１から離間する方向に付勢し
て、スプールバルブ２３を閉弁方向に付勢するように構
成されているものである。

【００３９】そして、コイル２０に通電することによっ
て、コイル２０は磁界を発生して、磁路が形成され、プ
ランジャ２２はセンターポスト２１に磁気的に吸引され
る。

【００４０】従って、コイル２０に通電する電流の大き
さによって、磁気力を制御することができるので、これ
によりプランジャ２２の移動量を制御することでスプー
ルバルブ２３のストローク量を制御でき、これにより流
体の流量を制御し、油圧制御を行うことができるという
ものである。

【００４１】そして、本実施の形態においては、スプー
ルバルブ２３のポート２５と、レギュレータ２の背圧室
１７とを連通する連通路２８が設けられており、スプー
ルバルブ２３が開弁した場合には、背圧室１７内の潤滑
油は連通路２８を介してポート２６からドレンが行わ
れ、また、ソレノイドバルブ３本体内を通って、ポート
２７からドレンが行われる。

【００４２】次に、オイルポンプから各潤滑部へ供給さ
れる潤滑油の油圧制御について説明する。

【００４３】エンジンの各潤滑部に最適な潤滑油量を供
給するために必要なメインギャラリ４での油圧は、エン
ジンの回転数や潤滑油温などのエンジンの運転状態に略
対応するものである。

【００４４】そして、制御手段３０には、エンジンの回
転数や潤滑油温などのエンジンの運転状態に関する情報
が入力され、その運転状態に対して好適な油圧値が予め
設定されている。

【００４５】本実施の形態においては、エンジンの運転
状態に応じて、メインギャラリ４に接続したレギュレー
タ２によりリリーフを行うことで、メインギャラリ４で
の油圧を最適なものにしている。

【００４６】そのために、レギュレータ２の背圧室１７
をソレノイドバルブ３に連通させて、制御手段３０によ
り、エンジンの回転数や潤滑油温などのエンジンの運転
状態に対して予め設定された所望の油圧に応じてソレノ
イドバルブ３に通電する制御電流を制御させることによ
り、背圧室１７内の背圧を制御して、レギュレータ２の
ピストン部材を移動させリリーフ孔１６を開いて、メイ
ンギャラリ４からのリリーフを行っている。

【００４７】このときのバランス式を以下に示す。

【００４８】Ｐｐ ＝ Ｐｃ・Ｓ ＋ Ｆｓｐ （但し、 Ｐｐ：エンジン供給油圧， Ｐｃ：レギュレ
ータ背圧， Ｓ：ピストン受圧面積， Ｆｓｐ：スプリ
ング荷重）

【００４９】上記バランス式から、レギュレータ背圧
（Ｐｃ）を制御することにより、エンジン供給油圧（Ｐ
ｐ）の制御が可能となる。

【００５０】以下に、油圧制御装置１の動作について説
明する。

【００５１】本実施の形態では、オイルポンプは７ｋｇ
ｆ／ｃｍ²（６８６ｋＰａ）の圧力を発生させており、
油圧制御装置１により減圧して各潤滑部に潤滑油を供給
している。

【００５２】ソレノイドバルブ３において、コイル２０
に通電していない状態では、プランジャ２２は、センタ
ーポスト２１から離間する方向に位置しており、すなわ
ち、スプールバルブ２３をスプリング２４により付勢す
ることによって、プランジャ２２はセンターポスト２１
から離間されており、閉弁状態となる。

【００５３】これにより、レギュレータ２の背圧室１７
からソレノイドバルブ３へ連通する連通路２８が遮断さ
れることになり、レギュレータ２の背圧室１７は、メイ
ンギャラリ４の油圧と同じ圧力となる。すなわち、ピス
トン部材１５はスプリング１４の作用によって弁座１２
に付勢されるので、レギュレータ２においても閉弁状態
となる。

【００５４】従って、ソレノイドバルブ３においてコイ
ル２０に通電していない状態では、オイルポンプにより
出力される油圧がエンジンの各潤滑部に供給されること
となり、レギュレータ２の設定値（本実施の形態では、
５ｋｇｆ／ｃｍ²（４９０ｋＰａ））を越えた場合に
は、スプリング１４の作用によりピストン部材１５が移
動してリリーフ孔１６が開かれて、メインギャラリ４の
潤滑油はリリーフ孔１６からリリーフされる。

【００５５】ソレノイドバルブ３において、コイル２０
に通電した場合には、磁路が形成されて、プランジャ２
２はセンターポスト２１に磁気的に吸引されることによ
り、スプールバルブ２３が開弁方向に移動する。

【００５６】これにより、レギュレータ２の背圧室１７
からソレノイドバルブ３へ連通する連通路２８が開か
れ、背圧室１７の潤滑油のドレンが行われる。

【００５７】背圧室１７の潤滑油のドレンが行われる
と、背圧室１７の油圧とメインギャラリ４の油圧との間
で圧力差が生じ、この圧力差によってピストン部材１５
が移動して、リリーフ孔１６が開かれ、メインギャラリ
４の潤滑油は、レギュレータ２の弁座１２の開口部１１
から流入してリリーフ孔１６を介してオイルパンにリリ
ーフされる。

【００５８】このように、ソレノイドバルブ３において
は、制御手段３０がコイル２０に通電する電流の大きさ
によって磁気力を制御することができるので、スプリン
グ２４による付勢力とのバランス制御によりプランジャ
２２の移動量を制御することでスプールバルブ２３のス
トローク量を制御し、これにより潤滑油の流量を連続的
に制御することが可能となる。

【００５９】従って、レギュレータ２の背圧室１７から
ソレノイドバルブ３へ流出する流量の制御を連続的に行
うことができる。

【００６０】これにより、背圧室１７の油圧を制御する
ことができるので、背圧室１７の油圧とメインギャラリ
４の油圧との間に圧力差を生じさせることができる。そ
して、この圧力差に応じてピストン部材１５が移動する
ので、リリーフ孔１６からリリーフされる潤滑油量を連
続的に制御することができ、すなわち、メインギャラリ
４の油圧を連続的に制御することが可能となる。

【００６１】ここで、ソレノイドバルブ３において制御
手段３０がコイル２０に通電する制御電流の大きさと、
メインギャラリ４での油圧（エンジン供給油圧制御圧
力）との関係は、図２に示すようになる。

【００６２】制御手段３０に、エンジンの回転数や潤滑
油温などのエンジンの運転状態に対応した最適な油圧を
設定しておけば、制御手段３０は、図２に示す関係から
所望の油圧となるような制御電流をソレノイドバルブ３
に通電して、オイルポンプからメインギャラリ４を介し
て各潤滑部へ供給される潤滑油の油圧を制御することが
できる。

【００６３】ここで、本実施の形態においては、図２に
示すように、ソレノイドバルブに通電する制御電流０
［Ａ］時に、エンジン供給油圧が最大になるように設定
している。従って、断線等によりソレノイドバルブが動
作不良を起こすようなことがあったとしても、エンジン
へのオイル供給が最大となるため、エンジンに重大な損
傷を与えるようなことはない。

【００６４】本実施の形態によれば、エンジンの運転状
態に応じて、ソレノイドバルブ３に通電する制御電流を
制御して、ソレノイドバルブ３をバランス制御させて、
背圧室１７内の背圧を制御することにより、メインギャ
ラリ４での油圧を図２に示すような油圧（エンジン供給
油圧制御圧力）とすることができるので、オイルポンプ
からメインギャラリ４を介して各潤滑部へ供給される潤
滑油の油圧を、低圧から高圧まで連続的に制御すること
が可能となり、常にエンジンの運転状態に応じた最適な
制御特性を得ることが可能となる。

【００６５】また、従来では、レギュレータを２個必要
とするため装置本体が大型化してしまうという欠点があ
ったが、本実施の形態では、レギュレータを１つとする
ことができるので、装置本体を小型化することが可能と
なる。

【００６６】また、連通路１８において、オリフィス１
９とメインギャラリ４との間に、フィルタ２９を設けた
場合には、レギュレータ２及びソレノイドバルブ３に流
入する潤滑油に混入しているコンタミ等の異物を除去す
ることができる。特に、摺動部を傷つけることがないの
で、耐摩耗性の向上を図ることができ、異物混入による
制御性能の低下を防止することができ、装置の長寿命化
を実現することが可能となる。

【００６７】また、フィルタ２９は、メインギャラリ４
と、レギュレータ２の背圧室１７とを連通している連通
路１８に設けられているので、フィルタの取付や交換時
の作業性を向上することができる。この連通路１８をフ
ィルタの取付や交換時の作業性を向上させる位置に配設
することもできる。

【００６８】なお、ソレノイドバルブ３において、プラ
ンジャ２２とセンタポスト２１の対向面の形状は、バラ
ンス制御に好適な形態とするために、プランジャが移動
しても各電流ごとの推力の変化を抑えるような特性を得
るために円錐形状部を外周側に備えていると好適であ
る。

【００６９】また、本実施の形態では、ソレノイドバル
ブ３に通電する電流を制御することにより、メインギャ
ラリ４の油圧を検出することなく、メインギャラリ４か
ら供給される潤滑油を、常にエンジンの運転状態に応じ
た最適な潤滑油量とすることができるが、メインギャラ
リ４の油圧を検出するセンサを用いて、センサによりメ
インギャラリ４の油圧を検出させて、その検出結果に応
じてソレノイドバルブ３に通電する電流を制御すること
もできる。

【００７０】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
制御弁をバランス制御させて、遮断弁の背圧室内の背圧
を制御することにより、弁体を動作させてリリーフ孔か
らリリーフさせることで潤滑油供給経路での油圧を制御
することができるので、オイルポンプから潤滑油供給経
路を介して各潤滑部へ供給される潤滑油の油圧を、低圧
から高圧まで連続的に制御することが可能となり、常に
エンジンの運転状態に応じた最適な制御特性を得ること
が可能となる。従って、エネルギーロスの低減効果を向
上することができる。

【００７１】また、フィルタを備えることにより、異物
の混入を防ぐことができるので、摺動部の耐摩耗性の向
上を図ることができ、制御性能の低下を防止することが
でき、装置の長寿命化を実現することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態に係る油圧制御装置を示す
模式図である。

【図２】制御弁に通電される制御電流の大きさと、エン
ジン供給油圧制御圧力との関係を示す図である。

【図３】従来技術に係る油圧制御装置を示す模式図であ
り、ソレノイドＯＦＦの場合を示している。

【図４】従来技術に係る油圧制御装置を示す模式図であ
り、ソレノイドＯＮの場合を示している。

【符号の説明】

１ 油圧制御装置 ２ レギュレータ ３ ソレノイドバルブ ４ メインギャラリ １１ 開口部 １２ 弁座 １３ シリンダハウジング １４ スプリング １５ ピストン部材 １６ リリーフ孔 １７ 背圧室 １８ 連通路 １９ オリフィス ２０ コイル ２１ センターポスト ２２ プランジャ ２３ スプールバルブ ２４ スプリング ２５，２６，２７ ポート ２８ 連通路 ２９ フィルタ ３０ 制御手段

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】潤滑油が供給される潤滑油供給経路に設け
   られて、該潤滑油供給経路を供給される潤滑油の圧力を
   制御するエンジン用の油圧制御装置において、 前記潤滑油供給経路に接続して設けられる弁座部を有す
   る弁室と、 前記弁室に摺動自在に設けられ、該弁座部を開閉する弁
   体と、 前記弁室に設けられ、開弁時に前記弁座部と連通して潤
   滑油供給経路から潤滑油をリリーフするリリーフ孔と、 前記弁体を閉弁方向に付勢する付勢手段と、 前記弁座部よりも上流側の前記潤滑油供給経路と、前記
   弁室における前記弁体の背面側の背圧室とを連通する、
   オリフィスが設けられた連通路と、 を備える遮断弁と、 前記背圧室と連通され、該背圧室内の潤滑油の圧力をエ
   ンジンの運転状態に応じてバランス制御可能な制御弁
   と、 を備えることを特徴とする油圧制御装置。
2. 【請求項２】前記連通路において、前記潤滑油供給経路
   と前記オリフィスとの間にフィルタ部材を備えることを
   特徴とする請求項１に記載の油圧制御装置。