JP2014098326A - オイルポンプシステム - Google Patents

Abstract

【課題】オイルポンプの吐出圧を可変可能なオイルポンプシステムを提供する。
【解決手段】オイルを吸引し吐出するオイルポンプ２１１と、オイルポンプ２１１の吐出口とメインギャラリ３１１とを接続するオイル吐出路と、オイル吐出路に接続し、オイル吐出路のオイルをオイルポンプ２１１の吸引側に戻すことで、オイル吐出路の油圧を下げるリリーフ路と、リリーフ路に設けられる共に、第１受圧部１１及び第２受圧部１３を有するスプール１０を備え、第１受圧部１１及び第２受圧部１３に作用する油圧に対応してオイル戻し量を制御するリリーフ弁１と、オイル吐出路から分岐すると共に、第１受圧部１１及び第２受圧部１３にそれぞれ接続した第１受圧部用路、第２受圧部用路と、第１受圧部用路、第２受圧部用路におけるオイルの通流を切り換える切換弁１００と、を備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、オイルポンプシステムに関する。

例えば内燃機関を搭載する車両において、シリンダ内壁面、クランクジャーナル等の潤滑冷却部位を潤滑・冷却するオイルは、オイルポンプからメインギャラリ（オイル供給対象）に一旦供給された後、メインギャラリからシリンダ内壁面等に供給される（特許文献１、２参照）。オイルポンプは内燃機関の動力で作動し、オイルポンプの回転速度は内燃機関の回転速度に比例する。したがって、リリーフ圧未満の領域において、オイル吐出量及び吐出圧は、内燃機関の回転速度に比例して上昇する（図７の比較例参照）。なお、オイル吐出路に分岐するようにリリーフ路が接続され、リリーフ路には常閉型のリリーフ弁が設けられる。

ここで、オイルの粘度は油温（オイルの温度）の上昇に伴って低下する。また、オイルポンプからメインギャラリに至るオイル吐出路にはオイルフィルタが設けられ、オイルフィルタは使用に伴って目詰まりして劣化するので、オイルフィルタにおける圧力損失は劣化に伴って上昇する。

このようにして、オイルポンプの吐出口からメインギャラリに至る経路において、オイルの受ける圧力損失は、油温、オイルフィルタの使用時間に基づいて変動する。そこで、従来、オイルの受ける圧力損失が大きくなっても、メインギャラリにおける油圧が所定油圧以上となるように、オイルポンプの吐出量・吐出圧、リリーフ弁が開くリリーフ圧を設定している。所定油圧は、シリンダ内壁面、クランクジャーナル等が良好に潤滑・冷却される圧力に設定される。

特開２０１０−２４２５２９号公報 特開２０１１−２４７１６７号公報

ところが、本願発明者は鋭意研究を重ねたところ、図７の「ＥＮＧ要求油圧特性」に示すように、潤滑・冷却対象であるシリンダ内壁面等の潤滑冷却部位が実際に要求する要求油圧は、内燃機関の回転速度の増加に伴って線形的に増加するのではなく、第１所定回転速度（例えば２５００ｒｐｍ）までの範囲では線形的に増加し、第１所定回転速度〜第２所定回転速度（例えば４５００ｒｐｍ）の範囲では略一定であり、第２回転速度〜第３回転速度（６０００ｒｐｍ）の範囲では急上昇し、第３回転速度〜の範囲では線形的に増加する、という知見を得た。

すなわち、第１所定回転速度（２５００ｒｐｍ）〜第３回転速度（６０００ｒｐｍ）の範囲では、メインギャラリの実際の油圧（オイルポンプの実際の吐出圧）と、要求される要求油圧とに差が存在している、という知見を得た。そして、実際の油圧が要求油圧を上回っている範囲では、油圧が過剰であるため、オイルポンプ（内燃機関）を駆動させるトルクが不要に上昇し、その結果、燃料消費率（燃費）が悪化する虞があるという知見を得た。

そこで、本発明は、オイルポンプの吐出圧を可変可能なオイルポンプシステムを提供することを課題とする。

前記課題を解決するための手段として、本発明は、オイルを吸引し吐出するオイルポンプと、前記オイルポンプの吐出口とオイル供給対象とを接続するオイル吐出路と、前記オイル吐出路に接続し、前記オイル吐出路のオイルを前記オイルポンプの吸引側に戻すことで、前記オイル吐出路の油圧を下げるリリーフ路と、前記リリーフ路に設けられる共に、複数の受圧部を有する弁体を備え、前記複数の受圧部に作用する油圧に対応してオイル戻し量を制御するリリーフ手段と、前記オイル吐出路から分岐すると共に、前記複数の受圧部にそれぞれ接続した複数の受圧部用路と、前記複数の受圧部用路におけるオイルの通流を切り換える切換手段と、を備えることを特徴とするオイルポンプシステムである。

このような構成によれば、切換手段が複数の受圧部用路におけるオイルの通流を切り換えることにより、油圧の作用する受圧部の数、つまり、受圧面積が可変する。なお、受圧面積とは、油圧が作用した場合に弁体を開方向に移動させる力が発生する部分の面積である。

したがって、油圧の作用する受圧部の数が多い場合（後記する実施形態では、油圧が第１受圧部１１、第２受圧部１３に作用する場合）、受圧面積が大きくなる。したがって、受圧部に作用する油圧（オイル吐出路の油圧、吐出圧）が低くても、リリーフ弁が開き易くなり、リリーフ弁が開いた場合、オイル戻し量が多くなり、オイルポンプの吐出圧が低下する。オイルポンプの吐出圧が低下すると、オイルポンプの作動（駆動）用の駆動トルクも低下し、駆動トルクを発生する駆動源（後記する実施形態では、内燃機関２２１）の負荷も低下する。

一方、油圧の作用する受圧部の数が少ない場合（後記する実施形態では、油圧が第１受圧部１１のみに作用する場合）、受圧面積が小さくなる。したがって、受圧部に作用する油圧（オイル吐出路の油圧、吐出圧）が低い場合、リリーフ弁が開き難くなる。これにより、オイルポンプの吐出圧が低下し難くなり、現状で維持され易くなる。

このようにして、油圧の作用する受圧部の数、受圧面積が可変することで、オイルポンプの吐出圧を可変できる。

また、オイルポンプシステムにおいて、前記リリーフ手段は、１つの前記弁体を備え、前記複数の受圧部は、同一である前記１つの弁体に形成されていることが好ましい。

このような構成によれば、複数の受圧部は、同一である１つの弁体に形成されているので、弁体は１本となる。これにより、弁体の部品点数が少なくなる。

また、オイルポンプシステムにおいて、前記複数の受圧部は、第１受圧部と、第２受圧部と、を備え、前記複数の受圧部用路は、前記第１受圧部に接続した第１受圧部用路と、前記第２受圧部に接続した第２受圧部用路と、を備え、前記切換手段は、前記第２受圧部用路に設けられ、その作動油導入室における作動油の油圧に基づいて連通／遮断を切り換える油圧式のスプール弁と、前記作動油導入室と前記オイル吐出路とを接続し、前記オイル吐出路のオイルを作動油として導入する作動油導入路と、前記作動油導入路に設けられ、連通／遮断を切り換える電磁弁と、を備えることが好ましい。

このような構成によれば、スプール弁の開閉に連動して、第２受圧部用路の連通／遮断が切り換わり、第２受圧部への油圧の作用の有無が切り換わる。そして、スプール弁は、その作動油導入室における作動油の油圧に基づいて開閉する油圧作動式であり、電磁弁が作動油導入路を連通／遮断することで、スプール弁が開閉する。ここで、作動油導入路はスプール弁の開閉のみに寄与するから、作動油導入路を細くすることも可能であり、作動油導入路を細くすれば、電磁弁も小型化できる。そうすると、電磁力を発生するソレノイドも小型化でき、電磁弁を作動させる場合（開く場合）における前記ソレノイドの消費電力も小さくできる。

また、オイルポンプシステムにおいて、前記オイルポンプは、内燃機関の動力によって作動し、前記内燃機関の回転速度が高く、前記内燃機関で発生したトルクが小さくなるにつれて、受圧面積が大きくなるように前記切換手段を制御する制御手段を備えることが好ましい。

ここで、例えば、オイルポンプシステムが車両に搭載された場合において、車両が下り坂を走行中であるとき、駆動輪に連動する内燃機関の回転速度は高くなるが、内燃機関で発生するトルクは小さく、オイル供給対象（メインギャラリ）で必要とされる油圧も低下する。

したがって、このような構成によれば、制御手段が、内燃機関の回転速度が高く、内燃機関で発生したトルクが小さくなるにつれて、受圧面積が大きくなるように切換手段を制御するので、リリーフ弁が低圧で開き易くなる。そして、リリーフ弁が開くと、オイルポンプを駆動させるために内燃機関が発生すべき駆動トルクが小さくなる。これにより、内燃機関において省燃費になると共に、排気エミッション（ＨＣ等）も低減できる。

本発明によれば、オイルポンプの吐出圧を可変可能なオイルポンプシステムを提供できる。

本実施形態に係るオイルポンプシステムの構成図であり、通常リリーフモードを示している。 本実施形態に係るリリーフ弁の側断面図であり、閉じた状態を示している。 本実施形態に係るリリーフ弁の側断面図であり、開いた状態を示している。 本実施形態に係るオイルポンプシステムの構成図であり、低圧リリーフモードを示している。 本実施形態に係るオイルポンプシステムの動作を示すフローチャートである。 運転モードマップである。 本実施形態に係るオイルポンプシステムの一効果を示すグラフである。

本発明の一実施形態について、図１〜図７を参照して説明する。なお、図１、図４では、配管２３２ａから分岐した配管１ｃ等において、配管２３２ａの油圧が作用している配管を太線で記載している。

≪オイルポンプシステムの構成≫
本実施形態に係るオイルポンプシステム２００は、車両に搭載され、オイルパン３０１のオイル溜まり３０２のオイルを吸引し、メインギャラリ３１１（オイル供給対象）に向けて圧送するシステムである。なお、オイルは、メインギャラリ３１１から内燃機関の各部（シリンダ内壁面、クランクジャーナル、カムシャフトのカム面、シリンダヘッド等のオイル潤滑・冷却部）に供給され、各部を潤滑・冷却した後、オイルパン３０１に戻るようになっている。

オイルポンプシステム２００は、オイルポンプ２１１と、内燃機関２２１と、フィルタ２３１と、クーラ２３２（冷却器）と、リリーフ弁１（オイルプレッシャコントロールバルブ、リリーフ手段）と、切換弁１００（オイルフローコントロールバルブ、切換手段）と、電磁弁２４１（切換手段）と、これらを接続する配管と、システムを電子制御するＥＣＵ２６０（Electronic Control Unit、制御手段）と、を備えている。

＜オイルポンプ＞
オイルポンプ２１１は、作動することによって、オイルを吸引して吐出し、オイルを圧送するものである。オイルポンプ２１１は、ギヤ式、トロコイド式（ロータリ式）、プランジャ式等で構成され、ギヤ等は内燃機関２２１のクランク軸２２２と直接連結されている。この他、オイルポンプ２１１とクランク軸２２２との間に、クランク軸２２２の動力をオイルポンプ２１１に伝達するベルト機構等を備える構成でもよい。

そして、内燃機関２２１が作動すると、これに連動して、オイルポンプ２１１が作動するようになっている。また、内燃機関２２１（クランク軸２２２）の回転速度と、オイルポンプ２１１の回転速度とは、一次的な線形関係を有している。したがって、油温（オイル温度）が同一条件下において、内燃機関２２１の回転速度が上昇すると、原則、オイルポンプ２１１の回転速度も上昇し、オイルポンプ２１１の吐出圧が上昇することになる。

オイルポンプ２１１の吸引口には、配管２１１ａ（オイル吸引路）が接続されており、配管２１１ａの上流端はオイル溜まり３０２に配置されている。なお、配管２１１ａの上流端にはストレーナ２１１ｂが取り付けられている。そして、オイルポンプ２１１が作動すると、オイル溜まり３０２のオイルが、配管２１１ａを通ってオイルポンプ２１１に吸引されるようになっている。

＜内燃機関＞
内燃機関２２１は、燃料を燃焼することで車両を走行させるための駆動力を発生する動力発生装置（動力源）である。内燃機関２２１は、例えばレシプロ型で構成され、作動するとそのクランク軸２２２が回転するように構成されている。そして、クランク軸２２２の回転力（駆動力）は、変速機、フロントデフ装置（図示しない）を介して、駆動輪（例えば前輪）に伝達するようになっている。すなわち、クランク軸２２２の回転と駆動輪の回転とは連動している。したがって、例えば下り坂を走行中、アクセル開度が小さく、内燃機関２２１における発生トルク（内燃機関２２１への要求トルク）が小さくても、クランク軸２２２が高速で回転する場合もある。

クランク軸２２２には、その回転速度を検出する回転速度センサ２２３が取り付けられている。回転速度センサ２２３は、検出した回転速度をＥＣＵ２６０に出力するようになっている。回転速度センサ２２３は、例えばクランク角を検出するクランク角センサを備えて構成される。

＜オイル吐出路＞
オイルポンプ２１１の吐出口は、配管２１１ｃ、フィルタ２３１、配管２３１ａ、クーラ２３２、配管２３２ａを介して、メインギャラリ３１１と接続されている。そして、オイルポンプ２１１から吐出されたオイルは、配管２１１ｃ等を通って、メインギャラリ３１１に供給されるようになっている。したがって、オイルポンプ２１１の吐出口とメインギャラリ３１１とを接続するオイル吐出路は、配管２１１ｃと、配管２３１ａと、配管２３２ａと、を備えて構成されている。

なお、後記する配管１ｃの接続点の直上流側の配管２３２ａには、油圧センサ２３４が取り付けられている。油圧センサ２３４は、メインギャラリ３１１に流入直前のオイルの実油圧Ｐ１検出し、ＥＣＵ２６０に出力するようになっている。

ＥＣＵ２６０は、内燃機関２２１にＯＮ信号（駆動指令）を出力している場合において、実油圧Ｐ１が所定油圧以下である場合、例えば、オイルポンプ２１１の故障やオイル漏れが発生していると判断するように構成されている。ただし、油圧センサ２３４は、実油圧Ｐ１が所定油圧未満である場合、ＥＣＵ２６０にＯＮ信号を出力する電気スイッチで構成してもよい。後記する油圧センサ２３５についても同様である。

＜フィルタ、クーラ＞
フィルタ２３１は、オイルから塵埃を除去するものであり、例えば、所定の目開きのメッシュを備えて構成されている。
クーラ２３２は、オイルを冷却する冷却装置であり、例えば水冷式で構成されている。

＜リリーフ路、リリーフ弁＞
オイルポンプ２１１の吐出側の配管２１１ｃは、配管１ａを介して、リリーフ弁１の後記する第３ポート３８（図２参照）に接続されている。リリーフ弁１の後記する第４ポート３９（図２参照）は、配管１ｂを介して、オイルポンプ２１１の吸引側の配管２１１ａに接続されている。

すなわち、配管２１１ｃ（オイル吐出路）に接続し、配管２１１ｃのオイルをオイルポンプ２１１の吸引側の配管２１１ａに戻すことで、配管２１１ｃの油圧を下げるリリーフ路は、配管１ａと配管１ｂとを備えて構成されている。ただし、配管１ｂがオイルパン３０１に接続し、オイルがオイルパン３０１に戻る構成でもよい。そして、リリーフ路にリリーフ弁１が設けられている。

リリーフ弁１は、図２に示すように、油圧に対応して開度を可変する油圧式のスプール弁であり、リリーフ路を通って戻されるオイルの戻し量を０を含めて制御する弁である。また、１つのスプール１０（弁体）は、作動油の油圧が作用する複数の受圧部（ここでは、第１受圧部１１（プライマリ）、第２受圧部１３（セカンダリ））を備えることを特徴としている。

リリーフ弁１は、往復運動するスプール１０と、スプール１０を摺動自在で収容したハウジング３０と、スプール１０を閉方向（図２の左方向）に付勢する圧縮コイルばね５１と、ハウジング３０に螺合すると共に圧縮コイルばね５１を保持したキャップ５２と、を備えている。

＜スプール＞
スプール１０は、その外形が略円柱状であり、ハウジング３０内で軸方向において往復運動することで、配管１ａと配管１ｂとを連通する連通路の最小流路断面積を、０を含めて可変するものである。連通路は、後記する第３ポート３８と、第３油室Ｖ３と、第４ポート３９と、を備えて構成されており、前記最小流路断面積は、第４ポート３９と第３油室Ｖ３との連通面積に対応している。

図２は、リリーフ弁１が閉じた状態であって最小流路断面積（連通面積）が０の状態を示している。図３は、リリーフ弁１が開いた状態であって最小流路断面積（連通面積）が最大の状態を示している。なお、最小流路断面積（連通面積）が大きくなるにつれて、リリーフ路（配管１ａ、１ｂ）を通って戻されるオイル戻し量が多くなるから、配管２１１ｃの油圧（吐出圧）が下がり易くなる。

スプール１０は、図２における左先端に第１受圧部１１を有する円柱状のスプール本体１２と、スプール本体１２の軸方向中間から径方向外に延出したリング状（フランジ状）の第２受圧部１３と、スプール本体１２の右端部から右方に延出した円筒状の基部１４と、を備えている。

本実施形態では、オイルポンプ２１１の作動時において、第１受圧部１１には油圧が常時に作用し、第２受圧部１３には切換弁１００の開弁時に油圧が作用する。ここで、第１受圧部１１のみに油圧が作用する運転モードを「通常リリーフモード」とし、第１受圧部１１及び第２受圧部１３に油圧が作用する運転モードを「低圧リリーフモード」とする。

ここで、第１受圧部１１、第２受圧部１３に作用するオイルは途中で分岐したものであるから、その油圧は同一である（図１参照）。したがって、オイルポンプ２１１の回転速度が同一で、油温が同一である場合、リリーフ弁１は、通常リリーフモード時よりも低圧リリーフモード時において開き易くなる。

第１受圧部１１の円形状の左端面は第１受圧面１１ａを構成しており、第２受圧部１３のリング状の左端面は第２受圧面１３ａを構成している。第１受圧面１１ａの面積と、第２受圧面１３ａの面積との関係はどのようでもよいが、例えば、第２受圧面１３ａの面積が大きくなるにつれて、低圧リリーフモード時にリリーフ弁１が開き易くなる。

ハウジング３０は、右端側が開口した有底円筒体であり、左側の底壁部３１と、底壁部３１から右方に延びる円筒状の周壁部３２と、を備えている。

底壁部３１には、大径穴３３と、大径穴３３の底面から左方向に延びると共に大径穴よりも小径の小径穴３４が形成されている。すなわち、大径穴３３と小径穴３４とで段違い穴が構成されている。

大径穴３３は、第１受圧部１１を含むスプール本体１２の左端部を摺動自在で収容している。小径穴３４は、径方向に延びる第１ポート３５を介して外部に開口しており、第１ポート３５には配管１ｃが接続されている。

小径穴３４の縁部である段差部はストッパ部３６を構成している。ストッパ部３６は、オイルポンプ２１１（内燃機関２２１）の停止時等、配管１ｃからの油圧が低い場合、第１受圧部１１に当接するようになっている。これにより、第１受圧面１１ａの左方に小径穴３４で構成される第１油室Ｖ１が常に形成されるようになっている。

周壁部３２は、軸方向において、スプール１０の大部分を摺動自在に収容している。すなわち、周壁部３２に、第２受圧部１３と基部１４とがそれぞれ摺接している。

第２受圧部１３と底壁部３１との間には、第２油室Ｖ２が形成されている。なお、第２受圧部１３の軸方向における位置は、オイルポンプ２１１のＯＦＦ時も第２油室Ｖ２が形成されるように設計されている。第２油室Ｖ２は、周壁部３２に径方向で延びるように形成された第２ポート３７を介して外部に開口しており、第２ポート３７には配管１００ｂが接続されている。

第２受圧部１３と基部１４との間には、第３油室Ｖ３が形成されている。周壁部３２には、径方向に延びると共に内外を連通する第３ポート３８、第４ポート３９が形成されている。

第３油室Ｖ３は、第３ポート３８を介して外部に開口しており、第３ポート３８には配管１ａが接続されている。第３ポート３８は、スプール１０のストローク範囲（往復運動範囲）において、第３ポート３８と第３油室Ｖ３との連通面積が一定となるように設計されている（図２、図３参照）。

オイルポンプ２１１のＯＦＦ時（スプール１０とストッパ部３６との当接時）、第４ポート３９の内側開口は、スプール１０の基部１４で塞がれ、第４ポート３９と第３油室Ｖ３とが遮断される（連通しない）ように構成されている。

第４ポート３９は、軸方向に長い長孔や楕円形孔で構成されており、オイルポンプ２１１のＯＮ時かつ通常リリーフモード時又は低圧リリーフモード時、スプール１０が油圧により圧縮コイルばね５１のばね力に抗して右方に移動するにつれて、つまり、スプール１０のストローク量が大きくなるにつれて、第４ポート３９と第３油室Ｖ３との連通面積が徐々に大きくなるように構成されている。すなわち、前記連通面積は可変するように構成されており、連通面積が大きくなるにつれて、リリーフされるオイル戻り量が多くなり、配管２１１ｃの油圧が速やかに低下する。

＜第１受圧部用路＞
配管２３２ａは、配管１ｃを介して、第１ポート３５に接続されている。そして、常時、配管２３２ａのオイルが、配管１ｃを通って、第１ポート３５に供給されるようになっている。すなわち、配管１ｃは、配管２３２ａ（オイル吐出路）から分岐すると共に、リリーフ弁１の第１受圧部１１に接続した、第１受圧部用路を構成している。

＜第２受圧部用路＞
配管１ｃは、配管１００ａ、切換弁１００、配管１００ｂを介して、第２ポート３７に接続されている。そして、切換弁１００の開弁時、配管２３２ａのオイルが、配管１ｃの一部、配管１００ａ、配管１００ｂを通って、第２ポート３７に供給されるようになっている。すなわち、配管１ｃの一部、配管１００ａ及び配管１００ｂは、配管２３２ａ（オイル吐出路）から分岐すると共に、リリーフ弁１の第２受圧部１３に接続した、第２受圧部用路を構成している。

また、配管１００ｂには、油圧センサ２３５が取り付けられている。油圧センサ２３５は、配管１００ｂ内のオイルの実油圧Ｐ２検出し、ＥＣＵ２６０に出力するようになっている。ＥＣＵ２６０は、内燃機関２２１にＯＮ信号（駆動指令）を出力し、電磁弁２４１にＯＮ信号を出力している場合において、実油圧Ｐ２が所定値以上である場合、切換弁１００は正常に開いていると判断するように構成されている。

＜切換弁＞
切換弁１００は、配管１００ａ、１００ｂ等で構成された前記第２受圧部用路に設けられ、その作動油導入室１０１における作動油の油圧に基づいて、前記第２受圧部用路の連通／遮断を切り換える油圧式のスプール弁である。

切換弁１００は、往復運動するスプール１１０（弁体）と、スプール１１０を摺動自在に収容したハウジング１３０と、スプール１１０を閉方向（図１の右方向）に付勢する圧縮コイルばね１５１と、ハウジング１３０に螺合すると共に圧縮コイルばね１５１を保持したキャップ１５２と、を備えている。

ハウジング１３０は有底円筒状を呈しており、底壁部１３１と、周壁部１３２とを備えている。そして、底壁部１３１とスプール１１０との間に作動油導入室１０１が形成されている。

周壁部１３２には、第Ａポート１３３と、第Ｂポート１３４とが形成されている。第Ａポート１３３には配管１００ａが接続されており、第Ｂポート１３４には配管１００ｂが接続されている。

そして、通常リリーフモード時、作動油導入室１０１にオイルは導入されず、スプール１１０によって、第Ａポート１３３と第Ｂポート１３４とが遮断され、切換弁１００が閉状態なるように構成されている（図１参照）。

一方、低圧リリーフモード時、作動油導入室１０１にオイルが導入されると、作動油導入室１０１の油圧によって、スプール１１０が圧縮コイルばね１５１のばね力に抗して左方にスライドし、第Ａポート１３３と第Ｂポート１３４とが連通され、切換弁１００が開状態なるように構成されている（図４参照）。

＜作動油導入路、電磁弁＞
配管１００ａは、配管２４１ａ、電磁弁２４１、配管２４１ｂを介して、作動油導入室１０１に接続されている。すなわち、作動油導入室１０１と配管２３２ａ（オイル吐出路）とを接続し、オイル吐出路のオイルを作動油として導入する作動油導入路は、配管１ｃの一部と、配管１００ａの一部と、配管２４１ａと、配管２４１ｂとを備えて構成されている。そして、電磁弁２４１は、前記作動油導入路に設けられている。

電磁弁２４１は、通電により磁力を生起するソレノイドを駆動源とした常閉型の遮断弁であり、作動油導入路の連通／遮断を切り換えるものである。そして、ＥＣＵ２６０のＯＮ信号（開弁指令）に従って電磁弁２４１が開くと、配管２３２ａのオイルが、配管２４１ａ等を通って作動油として、作動油導入室１０１に導入されるようになっている。

配管２４１ｂには、配管２４２ａ、常閉型の電磁弁２４２、配管２４２ｂが接続されている。そして、低圧リリーフモードから通常リリーフモードへの切換時、電磁弁２４１がＯＦＦ（閉弁）された後、電磁弁２４２がＯＮ（開弁）されると、作動油導入室１０１のオイルが、配管２４２ａ等を通ってオイルパン３０１に排出され、切換弁１００が閉じるように構成されている。

＜その他機器＞
アクセル開度センサ２５１は、アクセル開度（アクセルペダルの踏み込み量）を検出し、ＥＣＵ２６０に出力するようになっている。

＜ＥＣＵ＞
ＥＣＵ２６０は、オイルポンプシステム２００を電子制御する制御装置であり、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、各種インタフェイス、電子回路などを含んで構成されている。そして、ＥＣＵ２６０は、その内部に記憶されたプログラムに従って各種処理を実行するように構成されている。

≪オイルポンプシステムの動作≫
オイルポンプシステム２００の動作について、図５を参照して説明する。
前提として、車両は走行しており、ＥＣＵ２６０は、アクセル開度等に基づいて、内燃機関２２１に要求される要求トルクを算出し、要求トルクが発生するように内燃機関２２１を制御している。アクセル開度が大きくなると、要求トルクが大きくなる関係となっている。

ステップＳ１０１において、ＥＣＵ２６０は、フェールを検知したか否か判定する。例えば、内燃機関２２１の異常昇温を検知した場合、フェールを検知したと判定される。

フェールを検知したと判定した場合（Ｓ１０１・Ｙｅｓ）、ＥＣＵ２６０の処理はステップＳ１１１に進む。フェールを検知していないと判定した場合（Ｓ１０１・Ｎｏ）、ＥＣＵ２６０の処理はステップＳ１０２に進む。

ステップＳ１０２において、ＥＣＵ２６０は、選択すべきモードをモード検索する。
具体的には、ＥＣＵ２６０は、アクセル開度センサ２５１から入力されるアクセル開度と、回転速度センサ２２３から入力されるエンジン回転速度と、図６のモードマップとに基づいて、選択すべきモードを検索する。

図６のモードマップは、事前試験、シミュレーション等によって求められ、ＥＣＵ２６０に予め記憶されている。図６に示すように、アクセル開度が大きく、エンジン回転速度が低くなるにつれて、低圧リリーフモードが選択され易いように設定されている。すなわち、図７に示すように、オイルポンプ２１１の吐出圧が、内燃機関２２１が実際に要求する油圧に近づくように、低圧リリーフモードの領域が設定されている。

ステップＳ１０３において、ＥＣＵ２６０は、ステップＳ１０２で低圧リリーフモードを選択したか否か判定する。
低圧リリーフモードを選択したと判定した場合（Ｓ１０３・Ｙｅｓ）、ＥＣＵ２６０の処理はステップＳ１０４に進む。低圧リリーフモードを選択していない（通常リリーフモードを選択した）と判定した場合（Ｓ１０３・Ｎｏ）、ＥＣＵ２６０の処理はステップＳ１１１に進む。

＜通常リリーフモード＞
ステップＳ１１１において、ＥＣＵ２６０は、切換弁１００を閉じる。
具体的には、ＥＣＵ２６０は、電磁弁２４１を構成するソレノイドへの通電をＯＦＦし、電磁弁２４１を閉じる。そうすると、切換弁１００の作動油導入室１０１へのオイルの流入が停止し、圧縮コイルばね１５１で付勢されるスプール１１０によって第Ａポート１３３と第Ｂポート１３４とが遮断され、切換弁１００が閉じた状態となる（図１参照）。

なお、低圧リリーフモード（図４参照）から通常リリーフモードに切り換える場合、ＥＣＵ２６０は、電磁弁２４１を閉じた後、電磁弁２４２を一時的に開く。これにより、作動油導入室１０１のオイルが配管２４２ａ等を通ってオイルパン３０１に排出され、切換弁１００が閉じる。

そうすると、オイルポンプシステム２００は、通常リリーフモードで運転する（Ｓ１１２）。通常リリーフモード時、配管２３２ａは配管１ｃを介して第１油室Ｖ１（図２参照）と連通しており、第１受圧部１１はオイルポンプ２１１の吐出圧を受圧しているが、切換弁１００は閉じているので第２受圧部１３は受圧していない。つまり、リリーフ弁１において、通常リリーフモード時の受圧面積は、低圧リリーフモード時の受圧面積よりも小さい。

したがって、リリーフ弁１は、低圧リリーフモード時よりも開き難くなり、オイルポンプ２１１の吐出圧（配管２３２ａの油圧）が、低圧リリーフモード時にリリーフ弁１の開く第１所定油圧よりも高い第２所定油圧以上である場合、リリーフ弁１が開くことになる。言い換えると、通常リリーフモード時において、メインギャラリ３１１の油圧は通常の高圧で維持され易くなる。

その後、ＥＣＵ２６０の処理は、リターンを通ってスタートに戻る。

＜低圧リリーフモード＞
ステップＳ１０４において、ＥＣＵ２６０は、切換弁１００を開く。
具体的には、ＥＣＵ２６０は、電磁弁２４１を構成するソレノイドへの通電をＯＮし、電磁弁２４１を開く。そうすると、切換弁１００の作動油導入室１０１にオイルが流入し、流入したオイルがスプール１１０を圧縮コイルばね１５１のばね力に抗して左方にスライドさせる。これにより、第Ａポート１３３と第Ｂポート１３４とが連通し、切換弁１００が開いた状態となる（図４参照）。

そうすると、オイルポンプシステム２００は、低圧リーフモードで運転する（Ｓ１０５）。低圧リリーフモード時、通常リリーフモード時と同様に、配管２３２ａは配管１ｃを介して第１油室Ｖ１（図２参照）と連通しており、第１受圧部１１はオイルポンプ２１１の吐出圧を受圧している。また、切換弁１００は開いているので、配管２３２ａは、配管１ｃの一部、配管１００ａ、切換弁１００、配管１００ｂを介して、第２油室Ｖ２と連通しており、第２受圧部１３はオイルポンプ２１１の吐出圧を受圧している。つまり、リリーフ弁１において、低圧リリーフモード時の受圧面積は、通常リリーフモード時の受圧面積よりも大きい。

したがって、リリーフ弁１は、通常リリーフモード時よりも開き易くなり、オイルポンプ２１１の吐出圧（配管２３２ａの油圧）が、通常リリーフモード時にリリーフ弁１の開く第２所定油圧よりも低い第１所定油圧以上である場合、リリーフ弁１が開くことになる。言い換えると、低圧リリーフモード時において、メインギャラリ３１１の油圧は低圧となり易くなる。

なお、メインギャラリ３１１の油圧が低下した場合、オイルポンプ２１１から見て、オイルを吐出に対する抵抗（損失）が低下することになるから、オイルポンプ２１１を駆動（回転）させるための駆動用トルクが小さくなる。その結果、オイルポンプ２１１を駆動する内燃機関２２１が発生すべき駆動トルクも小さくなり、内燃機関２２１における燃料消費量も少なくなる。

その後、ＥＣＵ２６０の処理は、リターンを通ってスタートに戻る。

≪オイルポンプシステムの効果≫
オイルポンプシステム２００によれば次の効果を得る。
通常リリーフモード、低圧リリーフモード間で切り換えることで、リリーフ弁１における受圧面積を可変できるので、リリーフ弁１の開くリリーフ圧を可変できる。これにより、メインギャラリ３１１で高圧油が必要でないと判断される場合、低圧リリーフモードを選択してリリーフ弁１のリリーフ圧を下げることにより、リリーフ弁１が開き易くなる。

そして、リリーフ弁１が開いた場合、オイルポンプ２１１の吐出圧が下がるので、オイルポンプ２１１の駆動用トルクも小さくなり、内燃機関２２１で発生すべき駆動用トルクも小さくなる。その結果、内燃機関２２１は低燃費となり、排気エミッションも低減される。

１本のスプール１０が、第１受圧部１１と第２受圧部１３とを備える構成としたので、第１受圧部１１等が別々のスプールに形成される場合に対して、部品点数が少なくなる。

油圧式のスプール弁である切換弁１００で、第２受圧部１３へのオイルの供給／遮断を切り換え、電磁弁２４１が切換弁１００への作動油の供給／遮断を切り換えるので、第２受圧部１３へのオイルの供給／遮断を電磁弁で直接切り換える構成に対して、電磁弁２４１を小型化できる。これにより、電磁弁における消費電力が小さくなる。

≪変形例≫
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明はこれに限定されず、例えば、次のように変更してもよい。なお、次のように変更しても、本発明の技術的範囲に属することは言うまでもない。

前記した実施形態では、リリーフ弁１のスプール１０が２つ受圧部（第１受圧部１１、第２受圧部１３）を備える構成を例示したが、３つ以上の受圧部を備える構成としてもよい。

前記した実施形態では、図２のステップＳ１０２において、アクセル開度と内燃機関２２１の回転速度とに基づいてモード検索する構成を例示したが、アクセル開度に代えて、内燃機関２２１の発生トルク（又は要求トルク）を参照してもよい。また、内燃機関２２１の回転速度に代えて、油温（オイルの温度）、水温（内燃機関２２１を経由する冷媒の温度）を参照してもよい。この場合において、油温を検出する温度センサは、例えば、オイルパン３０１に設けられる。

前記した実施形態では、低圧リリーフモード時も第１受圧部１１に油圧が作用する構成を例示したが、配管１ｃに電磁弁を設け、低圧リリーフモード時に電磁弁を閉じ、第１受圧部１１に油圧が作用しない構成としてもよい。この場合、第２受圧面１３ａを第１受圧面１１ａよりも大きくすればよい。また、配管１ｃと配管１００ａとの分岐点に電磁式の三方弁を設けてもよい。

前記した実施形態では、１系統のリリーフ路（配管１ａ、配管１ｂ）に１つのリリーフ弁１を備える構成としたが、相互に並列である第１リリーフ路及び第２リリーフ路と、第１リリーフ路に設けられた第１リリーフ弁と、第２リリーフ路に設けられ、第１リリーフ弁よりも受圧面積の大きい第２リリーフ弁と、を備え、低圧リリーフモード時に第２リリーフ弁も受圧させる構成としてもよい。すなわち、複数の受圧部が、別々のリリーフ弁に設けられた構成でもよい。

１ リリーフ弁（リリーフ手段）
１ａ、１ｂ 配管（リリーフ路）
１ｃ 配管（第１受圧部用路）
１０ スプール（弁体）
１１ 第１受圧部
１３ 第２受圧部
１００ 切換弁（切換手段）
１００ａ、１００ｂ 配管（第２受圧部用路）
１０１ 作動油導入室
２００ オイルポンプシステム
２１１ オイルポンプ
２１１ａ 配管（オイル吸引路）
２１１ｃ、２３１ａ、２３２ａ 配管（オイル吐出路）
２２１ 内燃機関
２４１ 電磁弁（切換手段）
２４１ａ、２４１ｂ 配管（作動油導入路）
２６０ ＥＣＵ（制御手段）
３１１ メインギャラリ（オイル供給対象）

Claims (4)

1. オイルを吸引し吐出するオイルポンプと、
   前記オイルポンプの吐出口とオイル供給対象とを接続するオイル吐出路と、
   前記オイル吐出路に接続し、前記オイル吐出路のオイルを前記オイルポンプの吸引側に戻すことで、前記オイル吐出路の油圧を下げるリリーフ路と、
   前記リリーフ路に設けられる共に、複数の受圧部を有する弁体を備え、前記複数の受圧部に作用する油圧に対応してオイル戻し量を制御するリリーフ手段と、
   前記オイル吐出路から分岐すると共に、前記複数の受圧部にそれぞれ接続した複数の受圧部用路と、
   前記複数の受圧部用路におけるオイルの通流を切り換える切換手段と、
   を備える
   ことを特徴とするオイルポンプシステム。
2. 前記リリーフ手段は、１つの前記弁体を備え、
   前記複数の受圧部は、同一である前記１つの弁体に形成されている
   ことを特徴とする請求項１に記載のオイルポンプシステム。
3. 前記複数の受圧部は、第１受圧部と、第２受圧部と、を備え、
   前記複数の受圧部用路は、前記第１受圧部に接続した第１受圧部用路と、前記第２受圧部に接続した第２受圧部用路と、を備え、
   前記切換手段は、
   前記第２受圧部用路に設けられ、その作動油導入室における作動油の油圧に基づいて連通／遮断を切り換える油圧式のスプール弁と、
   前記作動油導入室と前記オイル吐出路とを接続し、前記オイル吐出路のオイルを作動油として導入する作動油導入路と、
   前記作動油導入路に設けられ、連通／遮断を切り換える電磁弁と、
   を備える
   ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のオイルポンプシステム。
4. 前記オイルポンプは、内燃機関の動力によって作動し、
   前記内燃機関の回転速度が高く、前記内燃機関で発生したトルクが小さくなるにつれて、受圧面積が大きくなるように前記切換手段を制御する制御手段を備える
   ことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のオイルポンプシステム。

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