JP2018003795A - 可変容量式オイルポンプの制御装置及び制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】オイル温度が低いときにオイル流量が不足することを抑制できる、可変容量式オイルポンプの制御装置及び制御方法を提供する。
【解決手段】電子制御装置は、エンジンの始動後にオイル温度ＴＯが第２閾値ＴＯＳＬ２に達すると、可変容量式オイルポンプを低吐出圧側（小容量側）で動作させる状態から高吐出圧側（大容量側）で動作させる状態に切り換えると共に、油圧式ＶＴＣ機構の動作を開始させる。その後、オイル温度ＴＯが第２閾値ＴＯＳＬ２よりも高い第１閾値ＴＯＳＬ１を超えると、可変容量式オイルポンプを低吐出圧側（小容量側）で動作させる状態に戻す。
【選択図】図５

Description

本発明は、エンジンにオイルを供給する可変容量式オイルポンプの制御装置及び制御方法に関する。

特許文献１には、可変容量式オイルポンプと、前記可変容量式オイルポンプの発生する油圧により動作して機関バルブのバルブタイミングを可変とする油圧式可変動弁機構と、を備える可変動弁システムにおいて、前記油圧式可変動弁機構を動作させてバルブタイミングを変更しながら、前記可変容量式オイルポンプの容量を低下させていくことで、前記油圧式可変動弁機構を動作させることが可能な前記可変容量式オイルポンプの最小容量を学習することが開示されている。

特開２０１０−２０３３７０号公報

ところで、エンジンの暖機中などのオイル温度が低い条件では、オイルの粘度が高いために、可変容量式オイルポンプからエンジンに供給されるオイルの流量が不足し、エンジン性能の低下などを招く場合があった。
例えば、エンジンバルブのバルブタイミングを可変とする油圧式可変動弁機構を備えるエンジンの場合、オイルの粘度が高く油圧式可変動弁機構の油圧室に供給されるオイルの流量が不足すると、バルブタイミングを目標値にまで変化させることができなくなる場合があった。

本発明は上記問題点に鑑みなされたものであり、オイル温度が低いときにオイル流量が不足することを抑制できる、可変容量式オイルポンプの制御装置及び制御方法を提供することを目的とする。

そのため、本願発明に係る可変容量式オイルポンプの制御装置は、エンジンにオイルを供給する可変容量式オイルポンプの制御装置であって、前記オイルの温度が所定温度よりも低いときに、前記可変容量式オイルポンプを高吐出圧側で動作させる容量制御手段を備える。

また、本願発明に係る可変容量式オイルポンプの制御方法は、エンジンにオイルを供給する可変容量式オイルポンプの制御方法であって、前記オイルの温度が所定温度よりも低いか否かを検出するステップと、前記オイルの温度が所定温度よりも低いことが検出されたときに、前記可変容量式オイルポンプを高吐出圧側で動作させるステップと、を含む。

また、本願発明に係る可変容量式オイルポンプの制御方法は、エンジンの油圧装置にオイルを供給する可変容量式オイルポンプの制御方法であって、前記オイルの温度が、前記油圧装置の作動が開始される作動開始温度を超えたか否かを検出するステップと、前記オイルの温度が前記作動開始温度を超えたことが検出されたときに、前記可変容量式オイルポンプを低吐出圧側で動作させる状態から高吐出圧側で動作させる状態に切り換えるステップと、前記オイルの温度が、前記作動開始温度よりも高い所定温度を超えたか否かを検出するステップと、前記オイルの温度が前記所定温度を超えたことが検出されたときに、前記可変容量式オイルポンプを高吐出圧側で動作させる状態から低吐出圧側で動作させる状態に切り換えるステップと、を含む。

上記発明によると、オイル温度が低くオイルの粘度が高い状態で可変容量式オイルポンプを高吐出圧側で動作させるので、オイル温度が低いことによるオイル流量の不足を抑制できる。

本発明の実施形態におけるエンジンの構成図である。 本発明の実施形態における油圧式バルブタイミング可変機構の構成図である。 本発明の実施形態における油圧式バルブタイミング可変機構でのデューティ比と流量との相関を示す線図である。 本発明の実施形態における可変容量式オイルポンプの構成図である。 本発明の実施形態における可変容量式オイルポンプの動作状態とオイル温度との相関を示す線図である。 本発明の実施形態におけるポンプ容量の切り換え制御の手順を示すフローチャートである。 本発明の実施形態におけるポンプ容量の切り換えに伴うオイル流量の応答特性の変化を説明するための線図である。

以下に本発明の実施の形態を説明する。
図１は、可変容量式オイルポンプからオイルが供給されるエンジンの一態様を示す構成図である。

エンジン１は、車両に走行用動力源として搭載される４サイクル内燃機関である。
エンジン１は、各気筒に空気を導入するための吸気管１１を備え、吸気管１１に配置される吸入空気量センサ１２は、エンジン１の吸入空気流量ＱＡを検出する。吸入空気量センサ１２は、例えば吸気の質量流量を検出する熱線式流量計で構成される。

吸気バルブ１３は、各気筒の燃焼室１４の吸気口を開閉する。
燃料噴射弁１５は、気筒毎に吸気バルブ１３の上流側の吸気管１１に配置される。燃料噴射弁１５から噴射された燃料は、吸気行程で吸気バルブ１３が開くと燃焼室１４内に空気と共に吸引される。

燃焼室１４内に吸引された燃料は、点火プラグ１６による火花点火によって着火燃焼し、燃焼圧力がピストン１７をクランクシャフト１８に向けて押し下げることで、クランクシャフト１８が回転駆動される。
なお、図１のエンジン１は、燃料噴射弁１５が吸気管１１内に燃料を噴射する所謂ポート噴射式エンジンであるが、燃料噴射弁１５が燃焼室１４内に直接燃料を噴射する筒内直接噴射式エンジンとすることができる。

クランク角センサ２７は、クランクシャフト１８の回転角を検出し、クランクシャフト１８の基準位置信号ＲＥＦ及び単位角度信号ＰＯＳを出力する。
点火モジュール１９は、点火プラグ１６に対して点火エネルギを供給するためのデバイスで、点火コイル及び点火コイルへの通電を制御するパワートランジスタを備え、点火プラグ１６それぞれに直付けされる。

排気バルブ２０は、燃焼室１４の排気口を開閉し、排気行程で排気バルブ２０が開くと排気ガスが排気管２１に排出される。
三元触媒等を備えた触媒コンバータ２２は、排気管２１に設置されて排気を浄化する。
また、空燃比センサ２３は、触媒コンバータ２２の上流側の排気管２１に設置され、排気中の酸素濃度に基づいて空燃比Ａ／Ｆを検出する。

吸気バルブ１３は、クランクシャフト１８によって回転駆動される吸気カムシャフト２４の回転に伴って開閉動作し、排気バルブ２０は、クランクシャフト１８によって回転駆動される排気カムシャフト２５の回転に伴って開閉動作する。
エンジンバルブのバルブタイミングを可変とする油圧式可変動弁機構である油圧式バルブタイミング可変機構（以下、油圧式ＶＴＣ機構と略称する）２６は、クランクシャフト１８に対する吸気カムシャフト２４の相対回転位相角を変更することで、吸気バルブ１３の作動角の中心位相を可変とし、吸気バルブ（エンジンバルブ）１３のバルブタイミング（開弁時期及び閉弁時期）を進角方向及び遅角方向に変化させる。

油圧式バルブタイミング可変機構２６は、ソレノイドバルブ３４によってオイル通路が切り換えられることで、吸気バルブ１３のバルブタイミングを可変とする。
なお、エンジン１は、油圧式ＶＴＣ機構２６を、排気バルブ２０のバルブタイミングを可変とするための機構として備えることができ、また、吸気側と排気側との双方に油圧式ＶＴＣ機構２６を備えることができる。

カム角センサ２８は、吸気カムシャフト２４の回転角を検出し、基準カム位置信号（吸気カムシャフトの回転角信号）ＣＡＭを出力する。
水温センサ２９は、エンジン１の冷却水の温度（水温）ＴＷを検出し、油温センサ３３は、オイルパン内または循環経路においてオイル温度ＴＯを検出する。更に、アクセル開度センサ３０は、アクセルペダル３１の踏込み量（アクセル開度ＡＣＣ）を検出する。

電子制御装置６は、マイクロコンピュータを備え、エンジン１に設けられた各種のセンサからの信号、例えば吸入空気流量検出信号ＱＡ、アクセル開度検出信号ＡＣＣ、基準位置信号ＲＥＦ、単位角度信号ＰＯＳ、空燃比検出信号Ａ／Ｆ、水温検出信号ＴＷ、オイル温度検出信号ＴＯ及び回転角信号ＣＡＭなどを入力する。また、電子制御装置６は、エンジン１の運転及び停止のメインスイッチであるイグニッションスイッチ（エンジンスイッチ）３２の操作位置を示す信号を入力する。
そして、電子制御装置６は、各種の入力信号に基づき、予め記憶されたプログラムに従って演算処理を行い、燃料噴射弁１５、油圧式ＶＴＣ機構２６のソレノイドバルブ３４、点火モジュール１９等の操作量を算出して出力する。

図２は、油圧式ＶＴＣ機構２６の構成の一態様を示す。
油圧式ＶＴＣ機構２６は、吸気カムシャフト２４の一端に配設される。
油圧式ＶＴＣ機構２６は、クランクシャフト１８と同期して回転するプーリ４１と、吸気カムシャフト２４と一体的に回転可能に連結されたロータ４２とを相対回転可能に組み合わせることによって構成される。

プーリ４１は、図示しないタイミングベルトによってエンジン１のクランクシャフト１８と連結され、クランクシャフト１８と同期して回転する。
プーリ４１は、ロータ４２を収容する円筒状のハウジング４３を有する。
ハウジング４３は、円筒状を呈し、内周面に隔壁部４３ａ，４３ｂ，４３ｃが突設されている。隔壁部４３ａ，４３ｂ，４３ｃは、横断面が台形状を呈し、それぞれハウジング４３の軸方向に沿って設けられている。

一方、ロータ４２の外周にはその径方向に延びる複数のベーン４２ａ，４２ｂ，４２ｃが形成されていて、ハウジング４３の内周にはベーン４２ａ，４２ｂ，４２ｃをそれぞれ収容する収容部４４ａ，４４ｂ，４４ｃが隔壁部４３ａ，４３ｂ，４３ｃによって形成されている。
ベーン４２ａ，４２ｂ，４２ｃは、断面が略逆台形状を呈し、収容部４４ａ，４４ｂ，４４ｃを回転方向の前後に隔成し、ベーン４２ａ，４２ｂ，４２ｃの両側と各隔壁部４３ａ，４３ｂ，４３ｃの両側面との間に、進角側油圧室４５ａ，４５ｂ，４５ｃと遅角側油圧室４６ａ，４６ｂ，４６ｃを形成する。

第１油圧通路４７は、進角側油圧室４５ａ，４５ｂ，４５ｃにおけるオイルの給排を行うための通路であり、第２油圧通路４８は、遅角側油圧室４６ａ，４６ｂ，４６ｃにおけるオイルの給排を行うための通路である。
両油圧通路４７，４８は、通路切り換え用のソレノイドバルブ３４を介して、オイル供給通路４９及びドレイン通路５０，５１に接続される。

可変容量式オイルポンプ５４は、オイル供給通路４９に配置されて、オイルパン５３内のオイルを、ソレノイドバルブ３４を含むエンジン１に向けて圧送する。
可変容量式オイルポンプ５４は、エンジン１で回転駆動されてオイルパン５３内のオイルをエンジン１に向けて圧送するエンジン駆動式のベーンポンプであって、電子制御装置６からの操作信号によって容量が２段階に切り換えることが可能に構成されている。

ドレイン通路５０，５１の下流端はオイルパン５３に連通している。
ソレノイドバルブ３４は、内部のスプール弁体３４ｂが各油圧通路４７，４８とオイル供給通路４９又はドレイン通路５０，５１とを選択的に接続する。
電子制御装置６は、ソレノイド３４ａへの通電をデューティ制御することで、スプール弁体３４ｂの位置を制御し、以って、進角側油圧室４５ａ，４５ｂ，４５ｃ及び遅角側油圧室４６ａ，４６ｂ，４６ｃでのオイル（作動油）の給排を制御する。

電子制御装置６が、ソレノイド３４ａにデューティ比０％のオフ制御信号を出力すると（ソレノイド３４ａへの通電を遮断すると）、スプール弁体３４ｂはコイルばね３４ｃによる付勢力によって図２の初期位置、つまり、第１油圧通路４７とドレイン通路５１とを連通させ、第２油圧通路４８とオイル供給通路４９とを連通させる位置になる。
このとき、可変容量式オイルポンプ５４から圧送されたオイルは第２油圧通路４８を通って遅角側油圧室４６ａ，４６ｂ，４６ｃに供給され、進角側油圧室４５ａ，４５ｂ，４５ｃ内のオイルは第１油圧通路４７を通ってドレイン通路５１からオイルパン５３内に排出される。

このように、電子制御装置６がソレノイド３４ａにデューティ比０％のオフ制御信号を供給すると、遅角側油圧室４６ａ，４６ｂ，４６ｃの内圧が高くなる一方で、進角側油圧室４５ａ，４５ｂ，４５ｃの内圧が低くなり、ロータ４２は図２における反時計方向に相対回転し、このときの回転方向は、吸気バルブ１３のバルブタイミングの遅角方向になるよう構成されている。

換言すれば、遅角側油圧室４６ａ，４６ｂ，４６ｃの容積が増え、相対的に進角側油圧室４５ａ，４５ｂ，４５ｃの容積が減るロータ４２の回転方向が、吸気バルブ１３のバルブタイミングの遅角方向であり、遅角側油圧室４６ａ，４６ｂ，４６ｃにオイルを供給し、進角側油圧室４５ａ，４５ｂ，４５ｃからオイルを排出させることで、吸気バルブ１３のバルブタイミングが遅角方向に変化するよう構成されている。
そして、ロータ４２が遅角方向に回転し、ベーン４２ａが隔壁部４３ｃに、ベーン４２ｂが隔壁部４３ａに、ベーン４２ｃが隔壁部４３ｂに突き当たった位置（最接近した位置）が、吸気バルブ１３のバルブタイミングの最遅角位置になる。

また、電子制御装置６が、ソレノイド３４ａにデューティ比１００％のオン制御信号を出力すると（ソレノイド３４ａに最大電圧を印加すると）、スプール弁体３４ｂは、コイルばね３４ｃの付勢力に抗して図２の矢印方向に向けて変位し、第１油圧通路４７とオイル供給通路４９とを連通させ、第２油圧通路４８とドレイン通路５０とを連通させる位置になる。
このとき、可変容量式オイルポンプ５４から圧送されたオイルは第１油圧通路４７を通って進角側油圧室４５ａ，４５ｂ，４５ｃ内に供給され、進角側油圧室４５ａ，４５ｂ，４５ｃの内圧が高くなる。

一方、遅角側油圧室４６ａ，４６ｂ，４６ｃ内のオイルは、第２油圧通路４８及びドレイン通路５０を通ってオイルパン５３に排出され、遅角側油圧室４６ａ，４６ｂ，４６ｃの内圧が低くなる。
このように、電子制御装置６が、ソレノイド３４ａにデューティ比１００％のオン制御信号を出力すると、ロータ４２は図２における時計方向に相対回転し、このときの回転方向は、吸気バルブ１３のバルブタイミングの進角方向になるよう構成されている。

換言すれば、遅角側油圧室４６ａ，４６ｂ，４６ｃの容積が減り、相対的に進角側油圧室４５ａ，４５ｂ，４５ｃの容積が増えるロータ４２の回転方向が、吸気バルブ１３のバルブタイミングの進角方向であり、遅角側油圧室４６ａ，４６ｂ，４６ｃからオイルを排出させ、進角側油圧室４５ａ，４５ｂ，４５ｃにオイルを供給することで、吸気バルブ１３のバルブタイミングが進角方向に変化するよう構成されている。
そして、ロータ４２が進角方向に回転し、ベーン４２ａが隔壁部４３ａに、ベーン４２ｂが隔壁部４３ｂに、ベーン４２ｃが隔壁部４３ｃに突き当たった位置（最接近した位置）が、吸気バルブ１３のバルブタイミングの最進角位置になる。

更に、電子制御装置６が、ソレノイド３４ａにデューティ比５０％付近のオン制御信号を出力すると、スプール弁体３４ｂは、第１油圧通路４７及び第２油圧通路４８を共に閉じる位置になり、遅角側油圧室４６ａ，４６ｂ，４６ｃ及び進角側油圧室４５ａ，４５ｂ，４５ｃでのオイルの給排が停止される。これにより、吸気バルブ１３のバルブタイミングは、進角方向及び遅角方向のいずれにも変化せずに一定値を保持することになる。

電子制御装置６は、目標バルブタイミングと実際のバルブタイミングとを比較することで、バルブタイミングを進角方向に変化させるか、遅角方向に変化させるか、或いは、現状のバルブタイミングを維持させるかを決定し、係る決定に基づき、ソレノイド３４ａに供給する制御信号のデューティ比（平均印加電圧）を変更してスプール弁体３４ｂの位置を調整することで、吸気バルブ１３のバルブタイミングを最遅角位置から最進角位置までの間の任意のタイミングに制御する。

図３は、ソレノイド３４ａに供給する制御信号のデューティ比と、進角側油圧室４５ａ，４５ｂ，４５ｃ及び遅角側油圧室４６ａ，４６ｂ，４６ｃに供給されるオイル流量との相関の一例を示す。
図３に示す特性例の場合、デューティ比が５０％近傍領域であるときは、第１油圧通路４７及び第２油圧通路４８が共に閉じられて、進角側油圧室４５ａ，４５ｂ，４５ｃ及び遅角側油圧室４６ａ，４６ｂ，４６ｃにおけるオイルの給排が停止され、係る給排停止領域よりもデューティ比が低くなるにしたがって遅角側油圧室４６ａ，４６ｂ，４６ｃに供給されるオイル流量が増え（進角側油圧室４５ａ，４５ｂ，４５ｃからのオイル排出量が増え）、逆に、給排停止領域よりもデューティ比が高くなるにしたがって進角側油圧室４５ａ，４５ｂ，４５ｃ供給されるオイル流量が増える（遅角側油圧室４６ａ，４６ｂ，４６ｃからのオイル排出量が増える）。

次いで、可変容量式オイルポンプ５４の容量可変構造の一態様を、図４を参照して説明する。
可変容量式オイルポンプ５４のポンプハウジング６１は、両側部に吸入口と吐出口を有し、略中央にエンジン１のクランクシャフト１８から回転力が伝達されるドライブシャフト６２が貫通配置されている。

ポンプハウジング６１の内部には、ロータ６４及びカムリング６５が収容配置されている。ロータ６４は、ドライブシャフト６２に結合され、外周側に複数のベーン６３を半径方向へ進退自在に保持する。カムリング６５は、ロータ６４の外周側に偏心揺動自在に設けられ、内周面に各ベーン６３の先端が摺接する。
また、ロータ６４の内周部側の両側面には、一対のベーンリング７２が摺動自在に配置されている。

カムリング６５の外周には、シール部材６６ａ，６６ｂによって隔成される作動室６７，６８が形成される。そして、カムリング６５は、作動室６７，６８に導入されるポンプ吐出圧に応じてピボットピン６９を中心に、ドライブシャフト６２に対するカムリング６５の偏心量が減少する方向（図４で反時計回りの方向）に揺動し、また、外周に一体的に有するレバー部６５ａを押圧するコイルばね７０のばね力によって偏心量が増大する方向（図４で時計回りの方向）へ揺動するよう構成される。そして、偏心量が大きくなるほど、ポンプ室７３の容積が大きくなるよう構成されている。

作動室６７には、エンジン１のオイル経路を構成するメインギャラリーからオイルが直接供給され、作動室６８へのオイルの給排はソレノイドバルブ７１によって制御される。
ソレノイドバルブ７１は、電子制御装置６によってオン／オフ制御され、ソレノイドバルブ７１がオンのときは、作動室６８がドレイン（オイルパン５３）に連通して低圧状態になり、ソレノイドバルブ７１がオフのときには、メインギャラリーからオイルが作動室６８に供給される。

ここで、作動室６７には、メインギャラリーからのオイルがソレノイドバルブ７１を介さずに直接供給される一方、ソレノイドバルブ７１がオフのときには、作動室６８にもソレノイドバルブ７１を介してメインギャラリーからのオイルが供給される。
したがって、ソレノイドバルブ７１がオフ状態では、作動室６７内の圧力と作動室６８内の圧力とが同等になり、コイルばね７０のばね力が、ピボットピン６９を中心としてカムリング６５を時計方向に揺動させる方向に作用することで、カムリング６５は図４に示す揺動位置を保持する。

一方、ソレノイドバルブ７１がオンのときは、作動室６８がドレイン（オイルパン５３）に連通して圧力低下することで、継続してオイル供給される作動室６７内の圧力に比べて作動室６８内の圧力が低くなる。
作動室６７内の圧力は、ピボットピン６９を中心としてカムリング６５を反時計方向に揺動させるように作用し、作動室６８内の圧力が低くなることで、コイルばね７０による付勢力に抗してカムリング６５は反時計方向に揺動し、係る反時計方向への揺動に伴ってポンプ室７３の容積が減る。

このように、可変容量式オイルポンプ５４は、ソレノイドバルブ７１がオフであるときの容量に比べてソレノイドバルブ７１がオンであるときの容量が小さく、ソレノイドバルブ７１がオフであるときの大容量（最大容量）と、ソレノイドバルブ７１がオンであるときの小容量（最小容量）との２段階にポンプ容量が切り換わる構成である。
つまり、可変容量式オイルポンプ５４は、ソレノイドバルブ７１のオン／オフ信号によってポンプ容量（吐出圧）が２段階に電子制御される可変容量式オイルポンプであり、電制２ステージオイルポンプとも呼ばれる公知のオイルポンプである（特開２０１４−１９０２２５号公報等参照）。

上記の可変容量式オイルポンプ５４を備えるエンジン１において、電子制御装置６がエンジン１の運転条件による必要油圧の違いに応じて可変容量式オイルポンプ５４の容量を切り換えることで、必要なポンプ吐出量を確保しつつ、エンジン１が可変容量式オイルポンプ５４を駆動する負荷（補機負荷）を軽減できる。

例えば、電子制御装置６は、エンジン運転条件としてのエンジン回転速度に基づいて可変容量式オイルポンプ５４の容量を切り換えることができる。
電子制御装置６は、エンジン回転速度が低中回転域（エンジン実用域）であって必要吐出圧が低いときに、ポンプ容量（ポンプ吐出量）を小さくする（低吐出圧側とする）ことで、補機負荷を低減することができる。

更に、電子制御装置６は、エンジン回転速度が高回転域であって必要油圧が高いときに、ポンプ容量（ポンプ吐出量）を大きくする（高吐出圧側とする）ことで、エンジン１の潤滑性能、冷却性能を十分に確保し、また、油圧式ＶＴＣ機構２６などの油圧機器（油圧装置）を所期の性能で動作させることができる。

但し、エンジン１の暖機中などのオイル温度が低い条件ではオイルの粘度が高くなるために、同じエンジン実用域のエンジン回転速度の状態であっても、可変容量式オイルポンプ５４からエンジン１に供給されるオイルの流量が低粘度のときに比べて低下する。
そして、係る高粘度による流量低下によって、油圧式ＶＴＣ機構２６に供給されるオイルの流量が不足すると、バルブタイミングを目標値にまで変化させることができなく場合がある。

図３に点線で示した特性は、エンジン１の暖機後よりもオイル温度が低い状態での特性であり、暖機後よりもオイル温度が低くオイル粘度が高いことで、油圧式ＶＴＣ機構２６の各油圧室に供給されるオイル流量が、各デューティ比で低下する様子を示す。
ここで、オイル温度の十分な上昇を待って油圧式ＶＴＣ機構２６の動作（バルブタイミングを進角させる制御）を開始させれば、オイル流量が不足する状態での油圧式ＶＴＣ機構２６の動作を避けることができる。

しかし、係る構成とした場合、エンジン１の始動から油圧式ＶＴＣ機構２６の動作開始まで期間が長くなるため、暖機中に最適なバルブタイミングでエンジン１を運転させることができる期間が短くなり、暖機中の排気性状などを可及的に改善することができない。
そこで、電子制御装置６は、オイル温度（若しくはオイル温度に相関する冷却水温度などの温度条件）に基づき、可変容量式オイルポンプ５４のポンプ容量（吐出圧）を制御する機能（容量制御手段）をソフトウェアとして備えている。

つまり、電子制御装置６は、エンジン実用域（低中回転速度域）であるか否かに応じて可変容量式オイルポンプ５４のポンプ容量（吐出圧）を制御すると共に、エンジン実用域（低中回転速度域）であって低吐出圧側（小容量側）を標準とする場合であっても、オイル温度ＴＯが第１閾値（第１所定温度）ＴＯＳＬ１よりも低いときに可変容量式オイルポンプ５４を高吐出圧側で動作させる。

ここで、第１閾値ＴＯＳＬ１は、可変容量式オイルポンプ５４を低吐出圧側（小容量側）で動作させても、油圧式ＶＴＣ機構２６が目標のバルブタイミングに動作できるだけのオイル流量を確保できるオイル温度の最低値（下限温度）として予め適合されている。
換言すれば、オイル温度ＴＯが第１閾値ＴＯＳＬ１よりも低い状態は、可変容量式オイルポンプ５４を低吐出圧側（小容量側）で動作させると、油圧式ＶＴＣ機構２６に供給されるオイル流量の不足により、油圧式ＶＴＣ機構２６が目標のバルブタイミングに動作できなくなる可能性がある低オイル温度状態である。

また、電子制御装置６は、油圧式ＶＴＣ機構２６の動作開始をオイル温度に基づき制御する機能（ＶＴＣ動作開始手段）を有していて、オイル温度ＴＯが第２閾値（第２所定温度）ＴＯＳＬ２を超えると、可変容量式オイルポンプ５４を低吐出圧側（小容量側）での動作状態から高吐出圧側（大容量側）での動作に切り換え、油圧式ＶＴＣ機構２６の動作（ソレノイドバルブ３４の制御）を開始する。
ここで、第２閾値ＴＯＳＬ２は、第１閾値ＴＯＳＬ１よりも低い温度であり（ＴＯＳＬ１＞ＴＯＳＬ２）、可変容量式オイルポンプ５４を高吐出圧側（大容量側）で動作させることで、油圧式ＶＴＣ機構２６が目標のバルブタイミングに動作できるだけのオイル流量を確保できるオイル温度の最低値（下限温度）として予め適合されている。

つまり、オイル温度ＴＯが第１閾値ＴＯＳＬ１を下回っていても、第２閾値ＴＯＳＬ２よりも高ければ（ＴＯＳＬ２＜ＴＯ＜ＴＯＳＬ１）、可変容量式オイルポンプ５４を高吐出圧側（大容量側）で動作させることで、油圧式ＶＴＣ機構２６が目標のバルブタイミングに動作できるだけのオイル流量を確保できることになる。
そこで、電子制御装置６は、図５に示すように、エンジン１の始動後にオイル温度ＴＯが第２閾値ＴＯＳＬ２に達すると、可変容量式オイルポンプ５４を低吐出圧側（小容量側）で動作させる状態から高吐出圧側（大容量側）で動作させる状態に切り換えると共に、油圧式ＶＴＣ機構２６の動作を開始させる。その後、オイル温度ＴＯが第２閾値ＴＯＳＬ２よりも高い第１閾値ＴＯＳＬ１を超えると、可変容量式オイルポンプ５４を低吐出圧側（小容量側）で動作させる状態に戻す。

係る構成によると、オイル温度ＴＯが第２閾値ＴＯＳＬ２を下回るとき、可変容量式オイルポンプ５４が低吐出圧側（小容量側）で動作するので、エンジン１が可変容量式オイルポンプ５４を駆動する負荷（補機負荷）が軽減される。
また、オイル温度ＴＯが第２閾値ＴＯＳＬ２を超えると、油圧式ＶＴＣ機構２６の動作が開始されるが、このとき、可変容量式オイルポンプ５４を高吐出圧側（大容量側）で動作させることで、油圧式ＶＴＣ機構２６の動作に必要なオイル流量が確保され、油圧式ＶＴＣ機構２６が目標のバルブタイミングに動作することができる。

つまり、電子制御装置６は、可変容量式オイルポンプ５４を高吐出圧側（大容量側）で動作させることで、油圧式ＶＴＣ機構２６の動作を開始させるオイル温度を、低吐出圧側（小容量側）を保持する場合よりも低くできる。換言すれば、電子制御装置６は、可変容量式オイルポンプ５４を高吐出圧側（大容量側）で動作させることで、油圧式ＶＴＣ機構２６を正常動作させるオイル流量をオイル温度がより低い状態から確保できる。
これにより、電子制御装置６は、エンジン１の暖機中の早期から、吸気バルブ１３のバルブタイミングを最適に制御して、暖機中のエンジン１の運転性能を向上させることができる。

更に、可変容量式オイルポンプ５４を低吐出圧側（小容量側）で動作させても、油圧式ＶＴＣ機構２６の動作に必要なオイル流量が確保されるオイル温度に達すると、電子制御装置６は、可変容量式オイルポンプ５４を低吐出圧側（小容量側）で動作させる状態（標準容量状態）に戻すから、エンジン１が可変容量式オイルポンプ５４を駆動する負荷（補機負荷）が軽減される。

図６のフローチャートは、電子制御装置６による可変容量式オイルポンプ５４の容量制御の一態様を示す。
電子制御装置６は、ステップＳ１０１で、エンジン回転速度ＮＥと所定回転速度ＮＥ１とを比較することで、エンジン回転速度ＮＥが実用域（所定の低中回転速度域）であるか否かを判別する。

そして、エンジン回転速度ＮＥが所定回転速度ＮＥ１よりも高い高回転速度域であるとき（エンジン実用域でないとき）、電子制御装置６は、ステップＳ１０２に進み、ソレノイドバルブ７１にオフ信号を送信する（通電遮断する）ことで、可変容量式オイルポンプ５４を高吐出圧側（大容量側）で動作させる。
一方、エンジン回転速度ＮＥが所定回転速度ＮＥ１よりも低いエンジン１の常用域であるとき、電子制御装置６は、ステップＳ１０３に進み、油温センサ３３で検出したオイル温度ＴＯと第２閾値ＴＯＳＬ２とを比較する。

そして、オイル温度ＴＯが第２閾値ＴＯＳＬ２以下であるとき、電子制御装置６は、ステップＳ１０４に進み、ソレノイドバルブ７１にオン信号を送信する（通電する）ことで、可変容量式オイルポンプ５４を低吐出圧側（小容量側）で動作させる。
また、オイル温度ＴＯが第２閾値ＴＯＳＬ２よりも高いとき、電子制御装置６は、ステップＳ１０５に進み、油圧式ＶＴＣ機構２６の動作（ソレノイドバルブ３４の通電制御）を開始させる。

次いで、電子制御装置６は、ステップＳ１０６に進み、油温センサ３３で検出したオイル温度ＴＯと第１閾値ＴＯＳＬ１（ＴＯＳＬ１＞ＴＯＳＬ２）とを比較する。
そして、オイル温度ＴＯが第１閾値ＴＯＳＬ１よりも低いとき、つまり、オイル温度ＴＯが第２閾値ＴＯＳＬ２よりも高く、かつ、第１閾値ＴＯＳＬ１よりも低いとき、電子制御装置６は、ステップＳ１０７に進み、ソレノイドバルブ７１にオフ信号を送信する（通電遮断する）ことで、可変容量式オイルポンプ５４を高吐出圧側（大容量側）で動作させる。

また、オイル温度ＴＯが第１閾値ＴＯＳＬ１以上になると、電子制御装置６は、ステップＳ１０６からステップＳ１０４に進み、ソレノイドバルブ７１にオン信号を送信する（通電する）ことで、可変容量式オイルポンプ５４を低吐出圧側（小容量側）で動作させる。
つまり、電子制御装置６は、オイル温度ＴＯが第２閾値ＴＯＳＬ２よりも高くなると油圧式ＶＴＣ機構２６の動作（ソレノイドバルブ３４の通電制御）を開始し、オイル温度ＴＯが第１閾値ＴＯＳＬ１以上になるまでの間においては、油圧式ＶＴＣ機構２６の動作に必要なオイル流量を確保するために、可変容量式オイルポンプ５４を高吐出圧側（大容量側）で動作させる。

なお、電子制御装置６が、可変容量式オイルポンプ５４を低吐出圧側（小容量側）で動作させる状態から高吐出圧側（大流量側）で動作させる状態に切り換えることで、オイル粘度が高いことによる流量低下分を補うことができる。しかし、可変容量式オイルポンプ５４を高吐出圧側（大流量側）で動作させると、図７に示すように、低吐出圧側で動作させる場合に比べてソレノイド３４ａのデューティ制御に対するオイル流量の応答が速くなり、バルブタイミングの収束安定性が損なわれる可能性がある。

そこで、電子制御装置６は、エンジン常用域で可変容量式オイルポンプ５４を高吐出圧側（大流量側）で動作させるときに、油圧式ＶＴＣ機構２６（ソレノイド３４ａ）の制御ゲインを低吐出圧側（小流量側）で動作させる場合よりも低下させることで、収束安定性の低下を抑制することができる。

また、電子制御装置６は、オイル温度ＴＯに代えて、水温センサ２９で検出される冷却水温ＴＷに基づいて可変容量式オイルポンプ５４のポンプ容量（吐出圧）を制御することができる。冷却水温ＴＷは、オイル温度ＴＯと相関性のある状態量であり、冷却水温ＴＷに基づく制御においても、第１閾値ＴＯＳＬ１、第２閾値ＴＯＳＬ２と同等の温度条件を検出できる水温閾値ＴＷＳＬ１、ＴＷＳＬ２を設定し、オイル温度ＴＯに基づく制御と同様にして可変容量式オイルポンプ５４のポンプ容量（吐出圧）を制御することで、同様な作用効果を得ることができる。

また、電子制御装置６は、可変容量式オイルポンプ５４を低吐出圧側（小容量側）で動作させる状態から高吐出圧側（大流量側）で動作させる状態に切り換える指令を出力した時点から所定の遅れ時間が経過した後に、油圧式ＶＴＣ機構２６の制御（ソレノイドバルブ３４の通電）を開始することができる。

以上、好ましい実施形態を参照して本発明の内容を具体的に説明したが、本発明の基本的技術思想及び教示に基づいて、当業者であれば種々の変形態様を採り得ることは自明である。
上記実施形態では、エンジン１は、可変容量式オイルポンプ５４からオイル供給を受ける油圧装置の一態様として油圧式ＶＴＣ機構２６を備えるが、油圧装置は油圧式ＶＴＣ機構２６に限定されず、例えば、ピストンの上死点位置を変更することで圧縮比を変更可能な油圧式可変圧縮比機構などを備えることができる。

また、可変容量式オイルポンプ５４は、高低の２段階に容量が切り換えられる構成に限定されず、３段階以上に切り換えられる構成とすることができる。
また、電子制御装置６は、エンジン回転速度及びオイルの温度に応じて可変容量式オイルポンプ５４の容量を切り換える構成に限定されず、少なくともオイルの温度に応じて可変容量式オイルポンプ５４の容量を切り換える構成とすることができる。
また、可変容量式オイルポンプの容量を可変とする構造は図４の構造に限定されず、図４の構造とは異なる容量可変機構を採用した可変容量式オイルポンプに本願発明を適用することができる。

また、オイル温度に基づき可変容量式オイルポンプ５４を高吐出圧側で動作させるときに、オイル温度の上昇を促進させる制御を並行して実施することができる。ここで、オイル温度の上昇を促進させる制御としては、エンジン１の水冷式冷却装置においてラジエータを迂回して循環させる冷却水の流量を増やす制御や電動式ウォータポンプの吐出流量を減らす制御、また、エンジン１においてエンジン１のアイドル回転速度を高く変更する制御などがある。
オイル温度の上昇を促進できれば、相対的に可変容量式オイルポンプ５４を高吐出圧側で動作させる期間を短くでき、可変容量式オイルポンプ５４の駆動負荷を減らすことができる。

ここで、上述した実施形態から把握し得る技術的思想について、以下に記載する。
可変容量式オイルポンプの制御装置は、その一態様として、エンジンにオイルを供給する可変容量式オイルポンプの制御装置であって、前記オイルの温度が所定温度よりも低いときに、前記可変容量式オイルポンプを高吐出圧側で動作させる容量制御手段を備える。

前記可変容量式オイルポンプの制御装置の好ましい態様において、前記可変容量式オイルポンプは、前記エンジンの油圧装置にオイルを供給し、前記油圧装置は、前記オイルの温度が前記所定温度よりも低い作動開始温度を超えているときに作動され、前記容量制御手段は、前記オイルの温度が前記作動開始温度を超え前記設定温度よりも低いときに、前記可変容量式オイルポンプを高吐出圧側で動作させる。
別の好ましい態様では、前記油圧装置は、エンジンバルブのバルブタイミングを可変とする油圧式可変動弁機構である。

また、可変容量式オイルポンプの制御方法は、エンジンにオイルを供給する可変容量式オイルポンプの制御方法であって、前記オイルの温度が所定温度よりも低いか否かを検出するステップと、前記オイルの温度が所定温度よりも低いことが検出されたときに、前記可変容量式オイルポンプを高吐出圧側で動作させるステップと、を含む。

前記可変容量式オイルポンプの制御方法の好ましい態様において、前記可変容量式オイルポンプは、前記エンジンの油圧装置にオイルを供給し、前記油圧装置は、前記オイルの温度が前記所定温度よりも低い作動開始温度を超えているときに作動され、前記オイルの温度が前記作動開始温度を超えているか否かを検出するステップを更に備え、前記可変容量式オイルポンプを高吐出圧側で動作させるステップは、前記オイルの温度が前記作動開始温度を超え前記設定温度よりも低い状態であることが検出されたときに、前記可変容量式オイルポンプを高吐出圧側で動作させる。

また、可変容量式オイルポンプの制御方法は、その一態様として、エンジンの油圧装置にオイルを供給する可変容量式オイルポンプの制御方法であって、前記オイルの温度が、前記油圧装置の作動が開始される作動開始温度を超えたか否かを検出するステップと、前記オイルの温度が前記作動開始温度を超えたことが検出されたときに、前記可変容量式オイルポンプを低吐出圧側で動作させる状態から高吐出圧側で動作させる状態に切り換えるステップと、前記オイルの温度が、前記作動開始温度よりも高い所定温度を超えたか否かを検出するステップと、前記オイルの温度が前記所定温度を超えたことが検出されたときに、前記可変容量式オイルポンプを高吐出圧側で動作させる状態から低吐出圧側で動作させる状態に切り換えるステップと、を含む。

１…エンジン（内燃機関）、６…電子制御装置、２６…油圧式バルブタイミング可変機構（油圧式可変動弁機構）、２９…水温センサ、３３…油温センサ、３４…ソレノイドバルブ、３４ａ…ソレノイド、５４…可変容量式オイルポンプ、７１…ソレノイドバルブ

Claims (6)

1. エンジンにオイルを供給する可変容量式オイルポンプの制御装置であって、
   前記オイルの温度が所定温度よりも低いときに、前記可変容量式オイルポンプを高吐出圧側で動作させる容量制御手段を備える、可変容量式オイルポンプの制御装置。
2. 前記可変容量式オイルポンプは、前記エンジンの油圧装置にオイルを供給し、
   前記油圧装置は、前記オイルの温度が前記所定温度よりも低い作動開始温度を超えているときに作動され、
   前記容量制御手段は、前記オイルの温度が前記作動開始温度を超え前記設定温度よりも低いときに、前記可変容量式オイルポンプを高吐出圧側で動作させる、請求項１記載の可変容量式オイルポンプの制御装置。
3. 前記油圧装置は、エンジンバルブのバルブタイミングを可変とする油圧式可変動弁機構である、請求項２記載の可変容量式オイルポンプの制御装置。
4. エンジンにオイルを供給する可変容量式オイルポンプの制御方法であって、
   前記オイルの温度が所定温度よりも低いか否かを検出するステップと、
   前記オイルの温度が所定温度よりも低いことが検出されたときに、前記可変容量式オイルポンプを高吐出圧側で動作させるステップと、
   を含む、可変容量式オイルポンプの制御方法。
5. 前記可変容量式オイルポンプは、前記エンジンの油圧装置にオイルを供給し、
   前記油圧装置は、前記オイルの温度が前記所定温度よりも低い作動開始温度を超えているときに作動され、
   前記オイルの温度が前記作動開始温度を超えているか否かを検出するステップを更に備え、
   前記可変容量式オイルポンプを高吐出圧側で動作させるステップは、前記オイルの温度が前記作動開始温度を超え前記設定温度よりも低い状態であることが検出されたときに、前記可変容量式オイルポンプを高吐出圧側で動作させる、
   請求項４記載の可変容量式オイルポンプの制御方法。
6. エンジンの油圧装置にオイルを供給する可変容量式オイルポンプの制御方法であって、
   前記オイルの温度が、前記油圧装置の作動が開始される作動開始温度を超えたか否かを検出するステップと、
   前記オイルの温度が前記作動開始温度を超えたことが検出されたときに、前記可変容量式オイルポンプを低吐出圧側で動作させる状態から高吐出圧側で動作させる状態に切り換えるステップと、
   前記オイルの温度が、前記作動開始温度よりも高い所定温度を超えたか否かを検出するステップと、
   前記オイルの温度が前記所定温度を超えたことが検出されたときに、前記可変容量式オイルポンプを高吐出圧側で動作させる状態から低吐出圧側で動作させる状態に切り換えるステップと、
   を含む、可変容量式オイルポンプの制御方法。