JP4735707B2 - 内燃機関の油圧制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、内燃機関の油圧制御装置に関する。

特許文献１に記載のものも含めて従来一般の内燃機関の油圧制御装置では、オイルポンプから吐出されるオイルの圧力が所定の開弁圧以上となると開弁するリリーフ弁を備え、同リリーフ弁を通じてオイルの一部をリリーフ通路に逃がすようにしている。これにより、機関の各部位に供給されるオイルの圧力が過度に上昇することを抑制するようにしている。

また、こうしたリリーフ弁の開弁圧を例えば２段階に切り替える切替弁を備え、同切替弁を通じて内燃機関の各部位に対して供給されるオイルの圧力段を高圧段と低圧段とで切り替えることにより、オイルの圧力を制御する内燃機関の油圧制御装置が開発されるに至っている。こうした油圧制御装置によれば、例えば機関の各部位に対して供給するオイルの圧力を高くする必要のない機関運転状態のときにはオイルの圧力段を低圧段に切り替えるようにすることで、燃費の向上を図るようにしている。
特開２００７―１０７４８５号公報

ところが、このような油圧制御装置にあっては、オイルの圧力段を高圧段にすることができない異常がリリーフ弁或いは切替弁に生じると、オイルの圧力が低くなることで、高い圧力のオイルを必要とする機関運転状態のときに機関を安定して運転することができないおそれがある。また、オイルの圧力段を低圧段にすることができない異常が生じると、オイルの圧力が不要に大きくなることに起因して燃費が悪化するといった問題が生じる。

尚、こうした問題は、上記リリーフ弁及び切替弁を備えるものに限られるものではなく、内燃機関の各部位に対して供給するオイルの圧力段を高圧段と低圧段とで切り替える圧力段切替機構を備え、圧力段切替機構の作動態様を変更することによりオイルの圧力を制御する内燃機関の油圧制御装置にあっては概ね共通したものとなっている。

本発明は、こうした実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、圧力段切替機構に異常が生じている場合にこれを的確に判定することのできる内燃機関の油圧制御装置を提供することにある。

以下、上記課題を解決するための手段及びその作用効果について記載する。
（１）請求項１に記載の発明は、機関の各部位に対して供給するオイルの圧力段を高圧段と低圧段とで切り替える圧力段切替機構を備え、前記圧力段切替機構の作動態様を変更することにより前記オイルの圧力を制御する内燃機関の油圧制御装置において、前記圧力段切替機構により制御された後のオイルの圧力を検出する検出手段と、前記オイルの圧力段を前記高圧段とすべく前記圧力段切替機構に対して指令を出力するとともに、当該指令の出力後に前記検出手段により検出される前記オイルの圧力が、そのときの機関運転状態において前記高圧段とされている場合に想定される値と前記低圧段とされている場合に想定される値との間の値として設定される高圧段異常判定値を下回ることを条件に、前記圧力段切替機構に異常が生じている旨判定する判定手段と、を備えることをその要旨としている。

圧力段切替機構に異常が生じていることに起因してオイルの圧力段を高圧段とすることができず、オイルの圧力段が低圧段や、低圧段よりは高いが高圧段よりは低い圧力段となっている場合には、オイルの圧力段を高圧段とすべく同機構に対して指令を出力すると、当該指令の出力後に同機構により制御された後のオイルの圧力は、そのときの機関運転状態において高圧段とされている場合に想定される値よりも小さい値となる。

上記構成によれば、判定に際して、そのときの機関運転状態において高圧段とされている場合に想定される値と低圧段とされている場合に想定される値との間の値として高圧段異常判定値が設定される。そして、判定手段を通じて、当該指令の出力後に検出手段により検出されるオイルの圧力が、上記高圧段異常判定値を下回った場合には、これをもって圧力段切替機構に異常が生じている旨判定される。従って、オイルの圧力段を高圧段とすることができない異常が圧力段切替機構に生じている場合には、これを的確に判定することができるようになる。

（２）請求項１に記載の発明は、請求項２に記載の発明によるように、前記高圧段異常判定値は、当該判定に際してそのときの機関運転状態において前記高圧段とされている場合に想定される値と前記低圧段とされている場合に想定される値との中間の値として設定されるといった態様をもって具体化することができる。この場合、判定に際して、そのときの機関運転状態において高圧段とされている場合に想定される値と低圧段とされている場合に想定される値とから高圧段異常判定値を簡易に設定することができる。

（３）請求項３に記載の発明は、請求項１又は請求項２に記載の内燃機関の油圧制御装置において、前記判定手段は、前記オイルの圧力段を前記低圧段とすべく前記圧力段切替機構に対して指令を出力するとともに、当該指令の出力後に前記検出手段により検出される前記オイルの圧力が、そのときの機関運転状態において前記高圧段とされている場合に想定される値と前記低圧段とされている場合に想定される値との間の値として設定される低圧段異常判定値を上回ることを条件に、前記圧力段切替機構に異常が生じている旨判定することをその要旨としている。

圧力段切替機構に異常が生じていることに起因してオイルの圧力段を低圧段とすることができず、オイルの圧力段が高圧段や、高圧段よりは低いが低圧段よりは高い圧力段となっている場合には、オイルの圧力段を低圧段とすべく同機構に対して指令を出力すると、当該指令の出力後に同機構により制御された後のオイルの圧力は、そのときの機関運転状態において低圧段とされている場合に想定される値よりも大きい値となる。

上記構成によれば、判定に際して、そのときの機関運転状態において高圧段とされている場合に想定される値と低圧段とされている場合に想定される値との間の値として低圧段異常判定値が設定される。そして、判定手段を通じて、当該指令の出力後に検出手段により検出されるオイルの圧力が、上記低圧段異常判定値を上回った場合には、これをもって圧力段切替機構に異常が生じている旨判定される。従って、圧力段切替機構にオイルの圧力段を高圧段とすることができない異常が生じている場合であれ、圧力段切替機構にオイルの圧力段を低圧段とすることができない異常が生じている場合であれ、これらを的確に判定することができるようになる。

（４）請求項４に記載の発明は、機関の各部位に対して供給するオイルの圧力段を高圧段と低圧段とで切り替える圧力段切替機構を備え、前記圧力段切替機構の作動態様を変更することにより前記オイルの圧力を制御する内燃機関の油圧制御装置において、前記圧力段切替機構により制御された後のオイルの圧力を検出する検出手段と、前記オイルの圧力段を前記低圧段とすべく前記圧力段切替機構に対して指令を出力するとともに、当該指令の出力後に前記検出手段により検出される前記オイルの圧力が、そのときの機関運転状態において前記高圧段とされている場合に想定される値と前記低圧段とされている場合に想定される値との間の値として設定される低圧段異常判定値を上回ることを条件に、前記圧力段切替機構に異常が生じている旨判定する判定手段と、を備えることをその要旨としている。

同構成によれば、判定に際して、そのときの機関運転状態において高圧段とされている場合に想定される値と低圧段とされている場合に想定される値との間の値として低圧段異常判定値が設定される。そして、判定手段を通じて、当該指令の出力後に検出手段により検出されるオイルの圧力が、上記低圧段異常判定値を上回った場合には、これをもって圧力段切替機構に異常が生じている旨判定される。従って、オイルの圧力段を低圧段とすることができない異常が圧力段切替機構に生じている場合には、これを的確に判定することができるようになる。

（５）請求項３又は請求項４に記載の発明は、請求項５に記載の発明によるように、前記低圧段異常判定値は、当該判定に際してそのときの機関運転状態において前記高圧段とされている場合に想定される値と前記低圧段とされている場合に想定される値との中間の値として設定されるといった態様をもって具体化することができる。この場合、判定に際して、そのときの機関運転状態において高圧段とされている場合に想定される値と低圧段とされている場合に想定される値とから低圧段異常判定値を簡易に設定することができる。また特に、請求項３に記載の発明において本発明を適用すれば、高圧段異常判定値と低圧段異常判定値とを各別に設定する必要がないことから、これら判定値を各別に設定する場合に比べて、制御構成を簡易なものとすることができる。

（６）請求項６に記載の発明は、請求項１〜請求項５のいずれか一項に記載の内燃機関の油圧制御装置において、前記圧力段切替機構は、オイルポンプから吐出されるオイルの圧力が所定の開弁圧以上となると開弁して前記オイルの一部を逃がすリリーフ弁と、前記低圧段に対応する第１の所定圧と同第１の所定圧よりも大きい圧力であって前記高圧段に対応する第２の所定圧とで前記開弁圧を切り替える切替手段とを備えることをその要旨としている。

同構成によれば、切替手段により、リリーフ弁の開弁圧が第１の所定圧とされた場合には、オイルポンプから吐出されるオイルの圧力が上昇して同第１の所定圧以上となると、リリーフ弁が開弁して過剰なオイルが逃がされるようになる。そしてこれにより、機関の各部に供給されるオイルの圧力段が低圧段とされる。一方、切替手段により、リリーフ弁の開弁圧が第１の所定圧よりも大きい第２の所定圧とされた場合には、オイルポンプから吐出されるオイルの圧力が上昇して同第２の所定圧以上となると、リリーフ弁が開弁して過剰なオイルが逃がされるようになる。そしてこれにより機関の各部に供給されるオイルの圧力段が高圧段とされる。こうした構成を備える内燃機関の油圧制御装置にあっては、例えばリリーフ弁の開弁圧が第１の所定圧に固定されるといった切替手段の異常が生じると、オイルの圧力段を高圧段とすることができなくなる。また、リリーフ弁の開弁圧が第２の所定圧に固定されるといった切替手段の異常が生じると、オイルの圧力段を低圧段とすることができなくなる。

この点、請求項６に記載の内燃機関の油圧制御装置に対して、請求項１〜請求項５のいずれか一項に記載の発明を適用すれば、切替手段に異常が生じている場合には、これを的確に判定することができるようになる。

（７）請求項７に記載の発明は、請求項６に記載の内燃機関の油圧制御装置において、前記オイルポンプは機関駆動式のものであり、前記判定手段は、機関回転速度に基づいて前記高圧段異常判定値或いは前記低圧段異常判定値を設定することをその要旨としている。

機関駆動式のオイルポンプを備える構成にあっては、オイルの圧力段が高圧段或いは低圧段とされている場合に想定されるオイルの圧力は機関回転速度が高くなるほど大きな値となる。従って、判定に際して、そのときの機関運転状態において高圧段とされている場合に想定される値と低圧段とされている場合に想定される値との間の値として設定される高圧段異常判定値或いは低圧段異常判定値を機関回転速度に基づいて設定することとすれば、これら判定値を一層的確に設定することができる。

（８）請求項８に記載の発明は、請求項７に記載の内燃機関の油圧制御装置において、前記判定手段は、機関回転速度及び機関温度の双方に基づいて前記高圧段異常判定値或いは前記低圧段異常判定値を設定することをその要旨としている。

オイルの温度が高くなるほどその粘度は低くなり、オイルの圧力は高いものとなることから、オイルの圧力段が高圧段或いは低圧段とされている場合に想定されるオイルの圧力は、機関回転速度が同一である場合にはオイルの温度が高いほど大きな値となる。従って、判定に際して、そのときの機関運転状態において高圧段とされている場合に想定される値と低圧段とされている場合に想定される値との間の値として設定される高圧段異常判定値或いは低圧段異常判定値を機関回転速度及び機関温度の双方に基づいて設定することとすれば、これら判定値をより一層的確に設定することができる。

以下、図１〜図８を参照して、本発明に係る内燃機関の油圧制御装置を具体化した一実施形態について説明する。
図１に、本実施形態に係る内燃機関の油圧制御装置の概略構成を示す。

同図に示すように、内燃機関には、オイルパン１２の内部に貯留されているオイルを機関の各部位に対して供給するための主供給通路１１が設けられている。主供給通路１１には、オイルを吸引・吐出する機関駆動式のオイルポンプ１４が設けられている。主供給通路１１の上流側の端部、すなわちオイルパン１２側の端部には、オイルに含まれる不純物のうち比較的大きなものを濾過するオイルストレーナ１３が設けられている。主供給通路１１においてオイルポンプ１４の下流側には、オイルに含まれる不純物のうち比較的小さいものを濾過するオイルフィルタ１５が設けられている。そして、機関運転にともないオイルポンプ１４が駆動されると、オイルパン１２内のオイルが主供給通路１１を通じて同ポンプ１４により吸引されるとともに同通路１１の下流側に吐出されて、機関の各部位、例えばオイルの圧力により駆動される油圧駆動式の各種装置、機関出力を取り出すためのピストンに対してオイルを噴射することで同ピストンを冷却するピストンジェット機構、及び機関の被潤滑部等に供給されるようになっている。

また、主供給通路１１には、オイルポンプ１４の下流側と上流側とを接続するリリーフ通路１６が設けられている。具体的には、リリーフ通路１６は、その一端が主供給通路１１においてオイルフィルタ１５の下流側に接続されるとともに、その他端が主供給通路１１においてオイルポンプ１４の上流側であってオイルストレーナ１３の下流側に接続されている。リリーフ通路１６には、機関の各部位に対して供給するオイルの圧力段を高圧段と低圧段とで切り替える圧力段切替機構２０が設けられている。圧力段切替機構２０は、電子制御装置３０により制御される。

電子制御装置３０には、機関回転速度ＮＥを検出する機関回転速度センサ３２の出力信号、機関冷却水の温度（以下、「冷却水温ＴＨＷ」）を検出する冷却水温センサ３３の出力信号、吸入空気量ＧＡを検出する吸入空気量センサ３４の出力信号、主供給通路１１に設けられて機関の各部位に供給されるオイルの圧力（以下、「オイル圧力Ｐｓ」）を検出するオイル圧力センサ３１の出力信号をはじめとして、各種センサの出力信号が入力される。電子制御装置３０は、各種センサの出力信号に基づいて機関運転状態を把握し、これに応じて圧力段切替機構２０を含む内燃機関の制御を行う。

次に、図２を参照して圧力段切替機構２０の具体的な構成について詳細に説明する。
図２に、圧力段切替機構２０を中心とした断面構造を示す。
同図に示すように、圧力段切替機構２０は、オイルポンプ１４から吐出されるオイルの圧力が所定の開弁圧Ｐｒｒｆ以上となると開弁してオイルの一部を逃がすリリーフ弁２１と、上記低圧段に対応する第１の所定圧Ｐｒｒｆ１と、上記高圧段に対応する第２の所定圧Ｐｒｒｆ２とで上記開弁圧Ｐｒｒｆを切り替える切替弁２９とを備えている。ここで、第２の所定圧Ｐｒｒｆ２は第１の所定圧Ｐｒｒｆ１よりも大きな値に設定されている。

まず、リリーフ弁２１は、リリーフ通路１６の途中に設けられる片側有底円筒状のハウジング２２、同ハウジング２２の内部空間である収容室２３内に収容されるとともに同ハウジング２２の軸方向（以下、「軸方向Ａ」）に変位可能に設けられる片側有底筒状の可動部材２４、及び同可動部材２４の内部に収容されるとともに軸方向Ａに対して変位可能に設けられる円柱状の弁体２５を備えている。ハウジング２２及び可動部材２４は、それらの底部２２Ａ，２４Ａがそれぞれリリーフ通路１６において上流側に位置するように設けられている。また、リリーフ弁２１は、ハウジング２２の底部２２Ａとは反対側（図中下側）の端部２２Ｂの開口部を覆う固定部材２６、及び弁体２５と固定部材２６との間に設けられて同弁体２５を可動部材２４の底部２４Ａ側（図中上側）に付勢するばね２７を備えている。

ここで、可動部材２４の外径はハウジング２２の内径よりもわずかに小さくされている。また、弁体２５の外径は可動部材２４の内径よりもわずかに小さくされている。また、固定部材２６は、円柱状の拡径部２６Ａと、同拡径部２６Ａと同軸状に設けられて同拡径部２６Ａに比べて縮径された円柱状の縮径部２６Ｂとを有している。拡径部２６Ａは、その端面がハウジング２２の上記端部２２Ｂの端面に当接するとともに設けられ、縮径部２６Ｂは、その側面が可動部材２４の底部２４Ａとは反対側（図中下側）の端部２４Ｂの内周面に当接するように設けられている。また、ハウジング２２の底部２２Ａの中心には、入口側貫通孔２２Ｃが形成され、可動部材２４の底部２４Ａの中心には、上記入口側貫通孔２２Ｃと同一の直径である入口側連通孔２４Ｃが形成されており、これら貫通孔２２Ｃ及び連通孔２４Ｃはリリーフ通路１６の一部をなしている。尚、入口側貫通孔２２Ｃにおいて収容室２３に開口する開口部が、本発明の入口側開口部に相当する。

一方、ハウジング２２の側部において軸方向Ａにおける中央には、同側部を貫通するとともに軸方向Ａに伸びる出口側貫通孔２２Ｄが形成され、これに対応する可動部材２４の側部には、同側部を貫通するとともに上記出口側貫通孔２２Ｄよりも軸方向Ａにおける大きさが小さい出口側連通孔２４Ｄが形成されている。尚、出口側貫通孔２２Ｄにおいて収容室２３に開口する開口部が、本発明の出口側開口部に相当する。また、軸方向Ａにおいて可動部材２４が最もハウジング２２の底部２２Ａ側に位置するとき（以下、「第１の位置」）、出口側連通孔２４Ｄの底部２４Ａ側（図中上側）の部位と出口側貫通孔２２Ｄの底部２２Ａ側（図中上側）の部位とが一致するようになっている。また、軸方向において可動部材２４が最も固定部材２６側に位置するとき（以下、「第２の位置」）、出口側連通孔２４Ｄの固定部材２６側の部位と出口側貫通孔２２Ｄの固定部材２６側の部位とが一致するようになっている。

他方、可動部材２４は、軸方向Ａにおける大きさが収容室２３よりも小さくされている。これにより、可動部材２４の端部２４Ｂと固定部材２６の拡径部２６Ａと縮径部２６Ｂとによって所定の空間２３Ｅが形成される。また、ハウジング２２の端部２２Ｂには、上記空間２３Ｅと外部とを連通する導入用貫通孔２２Ｅが形成されている。また、リリーフ通路１６においてハウジング２２の入口側貫通孔２２Ｃの上流側と、上記導入用貫通孔２２Ｅとは導入通路２８により接続されている。また、導入通路２８の途中には、オイルポンプ１４から吐出されたオイルを、上記導入用貫通孔２２Ｅに導入するか否かを切り替えるための電磁式の切替弁２９が設けられている。尚、本実施形態では、切替弁２９に対して通電がなされると同弁２９が開弁し、切替弁２９に対する通電が遮断されると同弁２９が閉弁するように構成されている。

次に、図３を参照して圧力段切替機構２０の作動態様について説明する。
図３（ａ）に、オイルの圧力段が低圧段とされている場合における圧力段切替機構２０の断面構造を示す。また、図３（ｂ）に、オイルの圧力段が高圧段とされている場合における圧力段切替機構２０の断面構造を示す。

まず、図３（ａ）に示すように、切替弁２９が開弁状態とされると、オイルポンプ１４から吐出されたオイルが導入通路２８及び導入用貫通孔２２Ｅを通じて上記所定の空間２３Ｅに導入される。これにより、オイルの圧力に基づく力が可動部材２４をハウジング２２の底部２２Ａ側、すなわち弁体２５の閉弁方向に押し上げることで、同可動部材２４は上記第１の位置まで変位する。そして、機関回転速度ＮＥの上昇にともないオイルポンプ１４から吐出されるオイルの圧力が上昇することで、弁体２５に対してその開弁方向に作用するオイルの圧力が第１の所定圧Ｐｒｒｆ１以上となると、弁体２５が同図にて示す位置或いはそれよりも下方まで変位する。これにより、入口側貫通孔２２Ｃ、入口側連通孔２４Ｃ、収容室２３、出口側連通孔２４Ｄ、及び出口側貫通孔２２Ｄの全てが連通状態となる。これにより、オイルポンプ１４の下流側における過剰なオイルがリリーフ通路１６を通じてオイルポンプ１４の上流側に逃がされるようになり、機関の各部に供給されるオイルの圧力段が低圧段となる。

次に、図３（ｂ）に示すように、切替弁２９が閉弁状態とされると、オイルポンプ１４から吐出されたオイルの導入通路２８及び導入用貫通孔２２Ｅを通じた上記所定の空間２３Ｅへの導入が禁止される。これにより、オイルの圧力に基づく力であって可動部材２４を、ハウジング２２の底部２２Ａ側、すなわち弁体２５の閉弁方向に押し上げる力が、固定部材２６側、すなわち弁体２５の開弁方向に押し下げる力よりも小さくなり、同可動部材２４は上記第２の位置まで変位する。そして、機関回転速度ＮＥの上昇にともないオイルポンプ１４から吐出されるオイルの圧力が上昇することで、弁体２５に対してその開弁方向に作用するオイルの圧力が第２の所定圧Ｐｒｒｆ２（＞Ｐｒｒｆ１）以上となると、弁体２５が同図にて示す位置或いはそれよりも下方まで変位する。これにより、入口側貫通孔２２Ｃ、入口側連通孔２４Ｃ、収容室２３、出口側連通孔２４Ｄ、及び出口側貫通孔２２Ｄの全てが連通状態となる。これにより、オイルポンプ１４の下流側における過剰なオイルがリリーフ通路１６を通じてオイルポンプ１４の上流側に逃がされるようになり、機関の各部に供給されるオイルの圧力段が高圧段となる。

次に、図４を参照して、オイルの圧力段を機関回転速度ＮＥの上昇に応じて低圧段から高圧段に切り替えた場合におけるオイル圧力Ｐｓの変化態様の一例について説明する。
図４に、機関回転速度ＮＥと、オイル圧力センサ３１により検出されるオイル圧力Ｐｓとの関係を示す。

同図に示すように、機関回転速度ＮＥが上昇してＮＥ１となるまでは、機関回転速度ＮＥの上昇にともないオイル圧力Ｐｓは上昇する。ここで、オイル圧力Ｐｓが第１の所定圧Ｐｒｒｆ１以上となると、リリーフ弁２１が開弁してオイルポンプ１４の下流側における過剰なオイルがリリーフ通路１６を通じてオイルポンプ１４の上流側に逃がされるようになる。このため、機関回転速度ＮＥの上昇にともないオイル圧力Ｐｓは上昇するものの、機関回転速度ＮＥがＮＥ１以下のときに比べて緩やかに上昇するようになる。そして、機関回転速度ＮＥがＮＥ２（＞ＮＥ１）となるときに、圧力段切替機構２０によりオイルの圧力段を低圧段から高圧段に切り替えると、その時点でのオイル圧力Ｐｓは第２の所定圧Ｐｒｒｆ２よりは小さいことから、リリーフ弁２１が閉弁することとなる。このため、機関回転速度ＮＥが上昇してＮＥ３となるまでは、リリーフ弁２１が開弁しているときに比べて急激にオイル圧力Ｐｓが上昇するようになる。そして、機関回転速度ＮＥがＮＥ３（＞ＮＥ２）となってオイル圧力Ｐｓが第２の所定圧Ｐｒｒｆ２以上となると、リリーフ弁２１が開弁してオイルポンプ１４の下流側における過剰なオイルがリリーフ通路１６を通じてオイルポンプ１４の上流側に逃がされるようになる。このため、機関回転速度ＮＥの上昇にともないオイル圧力Ｐｓは上昇するものの、機関回転速度ＮＥがＮＥ１からＮＥ２までのときに比べて緩やかに上昇するようになる。

次に、図５を参照して、冷却水温ＴＨＷとオイル圧力Ｐｓとの関係について説明する。尚、冷却水温ＴＨＷがＴ１であるときのオイル圧力Ｐｓの変化態様を図中実線にて示し、冷却水温ＴＨＷがＴ２（＜Ｔ１）であるときのオイル圧力Ｐｓの変化態様を図中一点鎖線にて示す。

オイルの温度が高くなるほどオイルの粘度は低くなることから、図５に示すように、冷却水温ＴＨＷが高温側であるＴ１のときには、低温側であるＴ２のときに比べて同一の機関回転速度ＮＥにおけるオイル圧力Ｐｓは小さくなる。このため、冷却水温ＴＨＷがＴ１であるときには、機関回転速度ＮＥ１のときにオイル圧力Ｐｓが第１の所定圧Ｐｒｒｆ１となってリリーフ弁２１が開弁することとなるが、冷却水温ＴＨＷがＴ２であるときには、機関回転速度ＮＥがＮＥ１よりも小さいＮＥ１１（＜ＮＥ１）のときに既にオイル圧力Ｐｓが第１の所定圧Ｐｒｒｆ１となってリリーフ弁２１が開弁することとなる。

以上のように、機関回転速度ＮＥや冷却水温ＴＨＷといった機関運転状態を示すパラメータに応じてオイル圧力Ｐｓは変化する。従って、所望のオイル圧力Ｐｓを得ることができるように、電子制御装置３０を通じて機関運転状態を把握するとともに、機関運転状態に応じてオイルの圧力段を適宜切り替えるようにしている。尚、上記パラメータの他にも、例えば吸入空気量ＧＡを加味してオイルの圧力段の切替タイミングを設定するようにしてもよい。

ところで、こうした圧力段切替機構２０を備える内燃機関の油圧制御装置にあっては、例えば断線等に起因して切替弁２９が閉弁状態のままとなる固着異常、或いは開弁状態のままとなる固着異常が生じることがある。また、可動部材２４が第１の位置或いは第２の位置にて変位しなくなる固着異常が生じることがある。このため、例えばオイルの圧力段を高圧段とすることができず、オイルの圧力段が低圧段や、低圧段よりは高いが高圧段よりは低い圧力段となっている場合には、オイル圧力Ｐｓが所望の圧力よりも低くなることで、高い圧力のオイルを必要とする機関運転状態のときに機関を安定して運転することができないおそれがある。また、オイルの圧力段を低圧段とすることができず、オイルの圧力段が高圧段や、高圧段よりは低いが低圧段よりは高い圧力段となっている場合には、オイル圧力Ｐｓが不要に大きくなることに起因して燃費が悪化するといった問題が生じる。

そこで、本実施形態では、以下のようにして圧力段切替機構２０に生じている異常を把握するようにしている。すなわち、電子制御装置３０を通じて、オイルの圧力段を高圧段とすべく切替弁２９に対して指令を出力するとともに、当該指令の出力後にオイル圧力Ｐｓが、異常判定値Ｐｔｈｘを下回ることを条件に、圧力段切替機構２０に異常が生じている旨判定するようにしている。また、オイルの圧力段を低圧段とすべく切替弁２９に対して指令を出力するとともに、当該指令の出力後にオイル圧力センサ３１により検出されるオイル圧力Ｐｓが、異常判定値Ｐｔｈｘを上回ることを条件に、圧力段切替機構２０に異常が生じている旨判定するようにしている。これにより、圧力段切替機構２０にオイルの圧力段を高圧段とすることができない異常が生じている場合であれ、圧力段切替機構２０にオイルの圧力段を低圧段とすることができない異常が生じている場合であれ、これらを的確に判定するようにしている。

次に、図６を参照して、異常判定値Ｐｔｈｘの設定態様について説明する。
図６に、所定の冷却水温ＴＨＷにおける機関回転速度ＮＥとオイル圧力Ｐｓとの関係を示す。尚、同図において、オイルの圧力段が高圧段とされている場合に想定されるオイルの圧力ＰＨｘを一点鎖線にて、オイルの圧力段が低圧段とされている場合に想定されるオイルの圧力ＰＬｘを破線にてそれぞれ示すとともに、異常判定値Ｐｔｈｘを実線にて示す。

同図に示すように、異常判定値Ｐｔｈｘは、判定に際してそのときの機関運転状態において高圧段とされている場合に想定される値ＰＨｘと低圧段とされている場合に想定される値ＰＬｘとの中間の値（＝（ＰＨｘ＋ＰＬｘ）／２）として設定される。具体的には、同一の冷却水温ＴＨＷにおけるオイル圧力Ｐｓは機関回転速度ＮＥが大きいときほど大きくなることから、機関回転速度ＮＥが大きいときほど異常判定値Ｐｔｈｘを大きな値として設定するようにしている。

また、上述したように、同一の機関回転速度ＮＥにおけるオイル圧力Ｐｓは、冷却水温ＴＨＷが低いときほど大きくなることから、図７に示すように、冷却水温ＴＨＷが低いときほど異常判定値Ｐｔｈｘを大きな値として設定するようにしている。

尚、所定の冷却水温ＴＨＷにおいて、高圧段とされている場合に想定されるオイルの圧力ＰＨｘ及び所定の冷却水温ＴＨＷにおいて低圧段とされている場合に想定されるオイルの圧力ＰＬｘはそれぞれ実験等により予め求められており、機関回転速度ＮＥ及び冷却水温ＴＨＷをパラメータとするマップを参照することにより導き出されるようになっている。

次に、図８を参照して、オイルの圧力段を高圧段とすることができない異常（以下、「高圧段切替異常」）が圧力段切替機構２０に生じているか否かを判定する処理手順について詳細に説明する。尚、図８は、上記処理手順を示すフローチャートである。このフローチャートに示される一連の処理は、機関運転中に切替弁２９に対して通電が行われているときに電子制御装置３０により実行される。

この処理では、まず、ステップＳ１０１の処理として、切替弁２９への通電を遮断する。すなわち、オイルの圧力段を高圧段とすべく切替弁２９に対して指令を出力する。そして、次に、通電が遮断されてから所定時間Δｔが経過したか否かを判断する（ステップＳ１０２）。ここで、所定時間Δｔは、切替弁２９への通電を遮断してからオイルの圧力段が高圧段となるまでに要する時間よりも長い時間として設定されており、所定時間Δｔが経過していない場合には（ステップＳ１０２：「ＮＯ」）、所定時間Δｔが経過するまで上記判断処理が繰り返し実行される。そして、次に、そのときの機関運転状態を示すパラメータとしての機関回転速度ＮＥ及び冷却水温ＴＨＷに基づいて異常判定値Ｐｔｈｘを設定する（ステップＳ１０３）。こうして異常判定値Ｐｔｈｘを設定すると、次に、そのときのオイル圧力Ｐｓが上記異常判定値Ｐｔｈｘ以下であるか否かを判断する（ステップＳ１０４）。そしてこの結果、そのときのオイル圧力Ｐｓが上記異常判定値Ｐｔｈｘ以下である場合には（ステップＳ１０４：「ＹＥＳ」）、圧力段切替機構２０に高圧段異常切替異常が生じている旨判断して、この一連の処理を一旦終了する。一方、上記ステップＳ１０４の判断処理において、そのときのオイル圧力Ｐｓが上記異常判定値Ｐｔｈｘよりも大きい場合には、この一連の処理を一旦終了する。

次に、図９を参照して、オイルの圧力段を低圧段とすることができない異常（以下、「低圧段切替異常」）が圧力段切替機構２０に生じているか否かを判定する処理手順について詳細に説明する。尚、図９は、上記処理手順を示すフローチャートである。このフローチャートに示される一連の処理は、機関運転中に切替弁２９に対する通電が遮断されているときに電子制御装置３０により実行される。

この処理では、まず、ステップＳ２０１の処理として、切替弁２９への通電を開始する。すなわち、オイルの圧力段を低圧段とすべく切替弁２９に対して指令を出力する。そして、次に、通電が開始されてから所定時間Δｔが経過したか否かを判断する（ステップＳ２０２）。ここで、所定時間Δｔは、切替弁２９への通電を開始してからオイルの圧力段が低圧段となるまでに要する時間よりも長い時間として設定されており、所定時間Δｔが経過していない場合には（ステップＳ２０２：「ＮＯ」）、所定時間Δｔが経過するまで上記判断処理が繰り返し実行される。そして、次に、そのときの機関運転状態を示すパラメータとしての機関回転速度ＮＥ及び冷却水温ＴＨＷに基づいて異常判定値Ｐｔｈｘを設定する（ステップＳ２０３）。こうして異常判定値Ｐｔｈｘを設定すると、次に、そのときのオイル圧力Ｐｓが上記異常判定値Ｐｔｈｘ以上であるか否かを判断する（ステップＳ２０４）。そしてこの結果、そのときのオイル圧力Ｐｓが上記異常判定値Ｐｔｈｘ以上である場合には（ステップＳ２０４：「ＹＥＳ」）、圧力段切替機構２０に低圧段異常切替異常が生じている旨判断して、この一連の処理を一旦終了する。一方、上記ステップＳ２０４の判断処理において、そのときのオイル圧力Ｐｓが上記異常判定値Ｐｔｈｘよりも小さい場合には、この一連の処理を一旦終了する。

以上説明した本実施形態に係る内燃機関の油圧制御装置によれば、以下に示す作用効果が得られるようになる。
（１）圧力段切替機構２０により制御された後のオイル圧力Ｐｓを検出するオイル圧力センサ３１を備えることとした。また、電子制御装置３０を通じて、オイルの圧力段を高圧段とすべく圧力段切替機構２０に対して指令を出力するとともに、当該指令の出力後にオイル圧力Ｐｓが、そのときの機関運転状態において高圧段とされている場合に想定される値ＰＨｘと低圧段とされている場合に想定される値ＰＬｘとの間の値として設定される異常判定値Ｐｔｈｘを下回ることを条件に、圧力段切替機構２０に異常が生じている旨判定することとした。これにより、オイルの圧力段を高圧段とすることができない異常が圧力段切替機構２０に生じている場合には、これを的確に判定することができるようになる。

（２）異常判定値Ｐｔｈｘは、当該判定に際してそのときの機関運転状態において高圧段とされている場合に想定される値ＰＨｘと低圧段とされている場合に想定される値ＰＬｘとの中間の値として設定されることとした。これにより、判定に際して、そのときの機関運転状態において高圧段とされている場合に想定される値ＰＨｘと低圧段とされている場合に想定される値ＰＬｘとから異常判定値Ｐｔｈｘを簡易に設定することができる。

（３）電子制御装置３０を通じて、オイルの圧力段を低圧段とすべく圧力段切替機構２０に対して指令を出力するとともに、当該指令の出力後にオイル圧力センサ３１により検出されるオイル圧力Ｐｓが、そのときの機関運転状態において高圧段とされている場合に想定される値ＰＨｘと低圧段とされている場合に想定される値ＰＬｘとの間の値として設定される異常判定値Ｐｔｈｘを上回ることを条件に、圧力段切替機構２０に異常が生じている旨判定することとした。これにより、圧力段切替機構２０にオイルの圧力段を高圧段とすることができない異常が生じている場合であれ、圧力段切替機構２０にオイルの圧力段を低圧段とすることができない異常が生じている場合であれ、これらを的確に判定することができるようになる。

（４）高圧段異常判定に用いる異常判定値Ｐｔｈｘと低圧段異常判定に用いる異常判定値Ｐｔｈｘとを同一の値とすることとした。これにより、これら異常判定値Ｐｔｈｘを各別に設定する必要がないことから、これら判定値Ｐｔｈｘを各別に設定する場合に比べて、制御構成を簡易なものとすることができる。

（５）オイルポンプ１４は機関駆動式のものであり、電子制御装置３０を通じて、機関回転速度ＮＥに基づいて異常判定値Ｐｔｈｘを設定することとした。機関駆動式のオイルポンプ１４を備える構成にあっては、オイルの圧力段が高圧段或いは低圧段とされている場合に想定されるオイルの圧力ＰＨｘ，ＰＬｘは機関回転速度ＮＥが高くなるほど大きな値となる。従って、判定に際して、そのときの機関運転状態において高圧段とされている場合に想定される値ＰＨｘと低圧段とされている場合に想定される値ＰＬｘとの間の値として設定される異常判定値Ｐｔｈｘを機関回転速度ＮＥに基づいて設定することとすれば、異常判定値Ｐｔｈｘを一層的確に設定することができる。

（６）電子制御装置３０を通じて、機関回転速度ＮＥ及び冷却水温ＴＨＷの双方に基づいて異常判定値Ｐｔｈｘを設定することとした。オイルの温度が高くなるほどオイルの粘度は低くなり、オイルの圧力は高いものとなることから、オイルの圧力段が高圧段或いは低圧段とされている場合に想定されるオイルの圧力ＰＨｘ，ＰＬｘは、機関回転速度ＮＥが同一である場合にはオイルの温度が高いほど大きな値となる。また、オイルの温度が高いときほど冷却水温ＴＨＷは高くなる。従って、判定に際して、そのときの機関運転状態において高圧段とされている場合に想定される値ＰＨｘと低圧段とされている場合に想定される値ＰＬｘとの間の値として設定される異常判定値Ｐｔｈｘを機関回転速度ＮＥ及び冷却水温ＴＨＷの双方に基づいて設定することにより、異常判定値Ｐｔｈｘをより一層的確に設定することができる。

尚、本発明に係る内燃機関の油圧制御装置は、上記実施形態にて例示した構成に限定されるものではなく、これを適宜変更した例えば次のような形態として実施することもできる。

・上記実施形態では、冷却水温ＴＨＷに基づいて異常判定値Ｐｔｈｘを設定するようにしているが、これに代えて、オイルの温度を直接検出するとともに、同検出されたオイルの温度自体に基づいて異常判定値Ｐｔｈｘを設定するようにしてもよい。また、機関温度を反映するパラメータであれば、他の温度を採用することもできる。

・上記実施形態によるように、機関回転速度ＮＥ及び機関温度の双方に基づいて異常判定値Ｐｔｈｘを設定することが、同判定値Ｐｔｈｘをより一層的確に設定する上では望ましい。しかしながら、例えば暖機完了後等の所定の機関温度のときに限って上記異常判定処理を行うようにすれば、機関回転速度ＮＥのみに基づいて異常判定値Ｐｔｈｘを設定することもできる。

・上記実施形態によるように、機関回転速度ＮＥに基づいて異常判定値Ｐｔｈｘを設定することが、同判定値Ｐｔｈｘをより一層的確に設定する上では望ましい。しかしながら、例えば暖機完了後のアイドル運転状態のときに限って上記異常判定処理を行うようにすれば、上記異常判定値として固定値を採用することもできる。

・上記実施形態では、機関駆動式のオイルポンプについて例示したが、本発明に係る油圧制御装置は機関駆動式のオイルポンプを必須の構成とするものではなく、これに代えて電動式のオイルポンプを採用することもできる。この場合であっても、オイルの圧力段が高圧段或いは低圧段とされている場合に想定されるオイル圧力Ｐｓが、機関回転速度ＮＥが高くなるほど大きな値となるといった特性を有するものであれば、上記実施形態と同様の作用効果を奏することができる。

・上記実施形態では、切替弁２９を電磁弁としているが、これに代えて油圧、負圧等によって切替弁を開閉するようにしてもよい。
・上記実施形態では、オイルポンプ１４から吐出されたオイルを、導入通路２８、導入用貫通孔２２Ｅを通じて上記所定の空間２３Ｅへ導入するか否かを切替弁２９により切り替えることで、弁体２５の開閉方向における可動部材２４の位置を上記第１の位置と第２の位置とで切り替えるようにしている。しかしながら、可動部材の位置を切り替える手段はこれに限られるものではなく、電気的或いは機械的に可動部材を直接駆動して可動部材の位置を切り替えるようにしてもよい。

・本発明に係るリリーフ弁は上記実施形態において例示したリリーフ弁２１に限られるものではない。リリーフ弁としては、オイルポンプから吐出されるオイルの圧力が所定の開弁圧Ｐｒｒｆ以上となると開弁して同オイルの一部を逃がすものであればよい。また、切替手段としては、低圧段に対応する第１の所定圧Ｐｒｒｆ１と高圧段に対応する第２の所定圧Ｐｒｒｆ２とで開弁圧を切り替えるものであればよい。

・上記実施形態では、低圧段異常判定に用いられる異常判定値Ｐｔｈｘと、高圧段異常判定に用いられる異常判定値Ｐｔｈｘとを同一の値として設定しているが、本発明に係る高圧段異常判定値及び低圧段異常判定値はこれに限られるものではない。すなわち、高圧段異常判定値と低圧段異常判定値とを個別に設定するようにしてもよい。この場合、高圧段異常判定値を、例えば機関運転状態において高圧段とされている場合に想定される値ＰＨｘと低圧段とされている場合に想定される値ＰＬｘとの中間の値よりも大きな値或いは小さな値或いは大きな値として設定するようにしてもよい。また、低圧段異常判定値を、例えば機関運転状態において高圧段とされている場合に想定される値ＰＨｘと低圧段とされている場合に想定される値ＰＬｘとの中間の値よりも大きな値或いは小さな値或いは大きな値として設定するようにしてもよい。

・上記実施形態では、低圧段異常判定及び高圧段異常判定の双方を実行するものについて例示したが、これに代えて低圧段異常判定及び高圧段異常判定の一方のみを実行するものとしてもよい。

・上記実施形態では、圧力段切替機構の一例として、オイルポンプから吐出されるオイルの圧力が所定の開弁圧以上となると開弁してオイルの一部を逃がすリリーフ弁と、低圧段に対応する第１の所定圧と同第１の所定圧よりも大きい圧力であって高圧段に対応する第２の所定圧とで開弁圧を切り替える切替手段とを備えるものについて説明した。しかしながら、本発明に係る圧力段切替機構はこれに限られるものではなく、例えばオイルポンプ自体が機関の各部位に対して供給するオイルの圧力段を高圧段と低圧段とで切り替えるものであってもよい。

本発明に係る内燃機関の油圧制御装置の一実施形態について、その概略構成を示す概略図。 同実施形態における圧力段切替機構を中心とした断面図。 同実施形態における圧力段切替機構の作動態様を説明する断面図であって、（ａ）オイルの圧力段が低圧段とされている場合における圧力段切替機構の断面図、（ｂ）オイルの圧力段が高圧段とされている場合における圧力段切替機構の断面図。 同実施形態における機関回転速度とオイル圧力との関係を示すグラフ。 同実施形態における機関回転速度とオイル圧力との関係を異なる冷却水温についてそれぞれ示すグラフ。 同実施形態における異常判定値の設定態様を説明するグラフ。 同実施形態における異常判定値の設定態様を説明する他のグラフ。 同実施形態における高圧段異常判定についてその処理手順を示すフローチャート。 同実施形態における低圧段異常判定についてその処理手順を示すフローチャート。

符号の説明

１１…主供給通路、１２…オイルパン、１３…オイルストレーナ、１４…オイルポンプ、１５…オイルフィルタ、１６…リリーフ通路、２０…圧力段切替機構、２１…リリーフ弁、２２…ハウジング、２２Ａ…底部、２２Ｂ…端部、２２Ｃ…入口側貫通孔、２２Ｄ…出口側貫通孔、２２Ｅ…導入用貫通孔、２３…収容室、２４…可動部材、２４Ａ…底部、２４Ｂ…端部、２４Ｃ…入口側連通孔、２４Ｄ…出口側連通孔、２５…弁体、２６…固定部材、２６Ａ…拡径部、２６Ｂ…縮径部、２７…ばね（付勢部材）、２８…導入通路、２９…切替弁、３０…電子制御装置（判定手段）、３１…オイル圧力センサ（検出手段）、３２…機関回転速度センサ、３３…水温センサ、３４…吸入空気量センサ。

Claims (8)

1. 機関の各部位に対して供給するオイルの圧力段を高圧段と低圧段とで切り替える圧力段切替機構を備え、前記圧力段切替機構の作動態様を変更することにより前記オイルの圧力を制御する内燃機関の油圧制御装置において、
   前記圧力段切替機構により制御された後のオイルの圧力を検出する検出手段と、
   前記オイルの圧力段を前記高圧段とすべく前記圧力段切替機構に対して指令を出力するとともに、当該指令の出力後に前記検出手段により検出される前記オイルの圧力が、そのときの機関運転状態において前記高圧段とされている場合に想定される値と前記低圧段とされている場合に想定される値との間の値として設定される高圧段異常判定値を下回ることを条件に、前記圧力段切替機構に異常が生じている旨判定する判定手段と、を備える
   ことを特徴とする内燃機関の油圧制御装置。
2. 請求項１に記載の内燃機関の油圧制御装置において、
   前記高圧段異常判定値は、当該判定に際してそのときの機関運転状態において前記高圧段とされている場合に想定される値と前記低圧段とされている場合に想定される値との中間の値として設定される
   ことを特徴とする内燃機関の油圧制御装置。
3. 請求項１又は請求項２に記載の内燃機関の油圧制御装置において、
   前記判定手段は、前記オイルの圧力段を前記低圧段とすべく前記圧力段切替機構に対して指令を出力するとともに、当該指令の出力後に前記検出手段により検出される前記オイルの圧力が、そのときの機関運転状態において前記高圧段とされている場合に想定される値と前記低圧段とされている場合に想定される値との間の値として設定される低圧段異常判定値を上回ることを条件に、前記圧力段切替機構に異常が生じている旨判定する
   ことを特徴とする内燃機関の油圧制御装置。
4. 機関の各部位に対して供給するオイルの圧力段を高圧段と低圧段とで切り替える圧力段切替機構を備え、前記圧力段切替機構の作動態様を変更することにより前記オイルの圧力を制御する内燃機関の油圧制御装置において、
   前記圧力段切替機構により制御された後のオイルの圧力を検出する検出手段と、
   前記オイルの圧力段を前記低圧段とすべく前記圧力段切替機構に対して指令を出力するとともに、当該指令の出力後に前記検出手段により検出される前記オイルの圧力が、そのときの機関運転状態において前記高圧段とされている場合に想定される値と前記低圧段とされている場合に想定される値との間の値として設定される低圧段異常判定値を上回ることを条件に、前記圧力段切替機構に異常が生じている旨判定する判定手段と、を備える
   ことを特徴とする内燃機関の油圧制御装置。
5. 請求項３又は請求項４に記載の内燃機関の油圧制御装置において、
   前記低圧段異常判定値は、当該判定に際してそのときの機関運転状態において前記高圧段とされている場合に想定される値と前記低圧段とされている場合に想定される値との中間の値として設定される
   ことを特徴とする内燃機関の油圧制御装置。
6. 請求項１〜請求項５のいずれか一項に記載の内燃機関の油圧制御装置において、
   前記圧力段切替機構は、オイルポンプから吐出されるオイルの圧力が所定の開弁圧以上となると開弁して前記オイルの一部を逃がすリリーフ弁と、前記低圧段に対応する第１の所定圧と同第１の所定圧よりも大きい圧力であって前記高圧段に対応する第２の所定圧とで前記開弁圧を切り替える切替手段とを備える
   ことを特徴とする内燃機関の油圧制御装置。
7. 請求項６に記載の内燃機関の油圧制御装置において、
   前記オイルポンプは機関駆動式のものであり、
   前記判定手段は、機関回転速度に基づいて前記高圧段異常判定値或いは前記低圧段異常判定値を設定する
   ことを特徴とする内燃機関の油圧制御装置。
8. 請求項７に記載の内燃機関の油圧制御装置において、
   前記判定手段は、機関回転速度及び機関温度の双方に基づいて前記高圧段異常判定値或いは前記低圧段異常判定値を設定する
   ことを特徴とする内燃機関の油圧制御装置。

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