DE102013217125A1

DE102013217125A1 - Motorschmierungs-Steuersystem

Info

Publication number: DE102013217125A1
Application number: DE102013217125.0A
Authority: DE
Inventors: Takatoshi Watanabe; Hidehiko Koyashiki; Junichi Miyajima
Original assignee: Yamada Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Yamada Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2012-08-31
Filing date: 2013-08-28
Publication date: 2014-03-06
Also published as: JP6006047B2; CN103775165B; JP2014047704A; US9068485B2; US20140060477A1; CN103775165A

Abstract

Die vorliegende Erfindung gibt ein Motorschmierungs-Steuersystem an, das einen Motor, eine Ölpumpe, die durch den Motor angetrieben wird, einen Ölkreislauf, der sich stromabwärts von der Ölpumpe erstreckt, und eine Vielzahl von Ölverzweigungs-Zuführpfaden, die sich von dem Ölkreislauf verzweigen und Öl zu jedem Teil des Motors zuführen, umfasst. Ein elektronisch gesteuertes erstes Hydrauliksteuerventil, das stufenweise einen Ausgabedruck der Ölpumpe relativ zu einer Geschwindigkeit des Motors steuert, ist an dem Ölkreislauf angeordnet. Ein hydraulisch betriebenes zweites Hydrauliksteuerventil ist an wenigstens einem aus der Vielzahl von Ölverzweigungs-Zuführpfaden angeordnet. Und ein stromabwärts gegebener Hydraulikdruck des zweiten Hydrauliksteuerventils wird derart gesteuert, dass er wenigstens über einen vorbestimmten Motorgeschwindigkeitsbereich hinweg niedriger als ein stromabwärts gegebener Hydraulikdruck des ersten Hydrauliksteuerventils des Ölkreislaufs ist.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Motorschmierungs-Steuersystem zum Einstellen des Hydraulikdrucks, der zu entsprechenden Kanälen in einer Schmieröl-Zuführvorrichtung eines Motors oder insbesondere in einer Schmieröl-Zuführvorrichtung, die mit einem Nockenwellen-Zuführkanal zum Zuführen von Schmieröl zu einem Nockenlagerzapfen oder ähnlichem eines Zylinderkopfs und mit einem Kurbelwellen-Zuführkanal zum Zuführen von Schmieröl zu einer Kurbelwelle, einer Verbindungsstange oder ähnlichem eines Zylinderblocks versehen ist, zugeführt wird.
Weil herkömmlicherweise Öl, das durch gleitende Teile des Motors wie etwa eine Kurbelwelle und eine Nockenwelle oder mechanische Abschnitte einer Nockenwelle benötigt wird, durch eine Ölpumpe zugeführt wird, die durch den Motor angetrieben wird, ändert sich der Druck des von der Ölpumpe zu den entsprechenden Komponenten des Motors zugeführte Öls im Wesentlichen proportional zu der Geschwindigkeit des Öls. Je nach der Motorgeschwindigkeit treten also Fälle auf, in denen der Ausgabedruck größer als benötigt wird, wodurch sich das Problem ergibt, dass die Reibung der Ölpumpe mehr als nötig vergrößert wird und deshalb mehr unnötige Arbeit zu leisten ist. Angesichts dessen wurden Versuche unternommen, einen angemessenen Ausgabedruck in Übereinstimmung mit der Motorgeschwindigkeit zu erzielen.
Als ein Schmierungssteuersystem zum Erzielen der oben genannten Aufgabe gibt es den zum Beispiel in der japanischen Patentanmeldung mit der Veröffentlichungsnummer 2009-264241 angegebenen Typ. Die japanische Patentanmeldung mit der Veröffentlichungsnummer 2009-264241 wird hier kurz erläutert. Die in der Erläuterung verwendeten Bezugszeichen werden aus der japanischen Patentanmeldung mit der Veröffentlichungsnummer 2009-264241 übernommen. Vor allem wird Öl von einer Ölpfanne 10 durch eine Ölpumpe 12 hochgepumpt und zu einer ersten Ölzuführroute 16a (unteren Route) und zu einer zweiten Ölzuführroute 16b (oberen Route) zugeführt.
Die erste Ölzuführroute 16a ist vor allem eine Route zum Zuführen von Öl zu einem Lager 18 der Kurbelwelle, und die zweite Ölzuführroute 16b ist eine Route zum Zuführen von Öl zum Beispiel zu einem Ventilzahnrad 20. Ein Hydraulikdruck-Steuerventil 22 zum Steuern der zu dem Lager 18 der Kurbelwelle zuzuführenden Ölmenge ist über der ersten Ölzuführroute 16a angeordnet. Das Hydraulikdruck-Steuerventil 22 ist derart konfiguriert, dass sein Ausgabehydraulikdruck durch die Steuereinheit 24 gesteuert wird.
Die Steuereinheit 24 wird durch einen Motorgeschwindigkeitssensor 26, einen Motorlastsensor 28, einen Öltemperatursensor 30 und einen Hydraulikdrucksensor 32 gesteuert. Es ist ein Ablassventil 34 vorgesehen, das den übermäßigen Hydraulikdruck aus der Ölroute zwischen der Ölpumpe 12 und einem Filter 14 zu der Ölpfanne 10 ablässt, wenn der Hydraulikdruck einen vorbestimmten Wert übersteigt. In der vorstehenden Konfiguration wird das Hydraulikdruck-Steuerventil 22 durch die Steuereinheit 24 elektronisch gesteuert.
In der japanischen Patentanmeldung mit der Veröffentlichungsnummer 2009-264241 und in der herkömmlichen Technologie mit einem ähnlichen Aufbau wird der zu der Nockenwelle zugeführte Hydraulikdruck durch das Ablassventil zu einem im Wesentlichen konstanten Hydraulikdruck bei einer vorbestimmten Motorgeschwindigkeit oder höher gesteuert. Bei einer derartigen Konfiguration muss jedoch der durch das Ablassventil gesteuerte Hydraulikdruck während einer hohen Drehzahl und hohen Last des Motors ein hoher Druck sein, damit die Schmierung der Nockenwelle ausreichend bleibt.
Deshalb wird der in einem mittleren Drehzahlbereich des Motors zu der Nockenwelle zugeführte Hydraulikdruck zu einem Hydraulikdruck in Entsprechung zu der Motorgeschwindigkeit. Weil jedoch der in der Nockenwelle in einem mittleren Drehzahlbereich des Motors benötigte Hydraulikdruck allgemein niedriger als der Hydraulikdruck in Entsprechung zu der Motorgeschwindigkeit ist, führt die Ölpumpe einen größeren Hydraulikdruck als benötigt zu, sodass sich das Problem ergibt, dass die Reibung der Ölpumpe nicht reduziert werden kann.
Als Ergebnis von intensiven Studien dazu, wie das vorstehend geschilderte Problem gelöst werden kann, haben die vorliegenden Erfinder entdeckt, dass das vorstehend geschilderte Problem durch ein Motorschmierungs-Steuersystem in einem ersten Modus der vorliegenden Erfindung gelöst werden kann, das umfasst: einen Motor, eine Ölpumpe, die durch den Motor angetrieben wird, einen Ölkreislauf, der sich stromabwärts von der Ölpumpe erstreckt, und eine Vielzahl von Ölverzweigungs-Zuführpfaden, die sich von dem Ölkreislauf verzweigen und Öl zu jedem Teil des Motors zuführen, wobei ein hydraulisch betriebenes erstes Hydrauliksteuerventil, das stufenweise einen Ausgabedruck der Ölpumpe relativ zu einer Geschwindigkeit des Motors steuert, an dem Ölkreislauf angeordnet ist, ein hydraulisch betriebenes zweites Hydrauliksteuerventil an wenigstens einem aus der Vielzahl von Ölverzweigungs-Zuführpfaden angeordnet ist, und ein stromabwärts gegebener Hydraulikdruck des zweiten Hydrauliksteuerventils derart gesteuert wird, dass er wenigstens über einen vorbestimmten Motorgeschwindigkeitsbereich hinweg niedriger als ein stromabwärts gegebener Hydraulikdruck des ersten Hydrauliksteuerventils des Ölkreislaufs ist.
Das weiter oben geschilderte Problem wurde weiterhin durch ein Motorschmierungs-Steuersystem in einem zweiten Modus der vorliegenden Erfindung auf der Grundlage des ersten Modus gelöst, wobei das zweite Hydrauliksteuerventil an einem Kurbelwellen-Zuführpfad oder einem Nockenwellen-Zuführpfad aus der Vielzahl von Ölverzweigungs-Zuführpfaden angeordnet ist. Das weiter oben geschilderte Problem wurde weiterhin durch ein Motorschmierungs-Steuersystem in einem dritten Modus der vorliegenden Erfindung auf der Grundlage des ersten oder des zweiten Modus gelöst, wobei der stromabwärts gegebene Hydraulikdruck des ersten Hydrauliksteuerventils des Ölkreislaufs derart gesteuert wird, dass er bei einer Motorgeschwindigkeit, die höher als der vorbestimmte Motorgeschwindigkeitsbereich ist, im Wesentlichen gleich dem stromabwärts gegebenen Hydraulikdruck des zweiten Hydrauliksteuerventils ist.
Das weiter oben geschilderte Problem wurde weiterhin durch ein Motorschmierungs-Steuersystem in einem vierten Modus der vorliegenden Erfindung auf der Grundlage eines der ersten bis dritten Modi gelöst, wobei die Motorgeschwindigkeit beim Start des Betriebs des zweiten Hydrauliksteuerventils niedriger als die Motorgeschwindigkeit beim Start des Betriebs des ersten Hydrauliksteuerventils ist.
Das weiter oben geschilderte Problem wurde weiterhin durch ein Motorschmierungs-Steuersystem in einem fünften Modus der vorliegenden Erfindung auf der Grundlage eines der ersten bis vierten Modi gelöst, wobei das zweite Hydrauliksteuerventil eine Kanalquerschnittflächen-Einstellungsspule umfasst, die eine Kanalquerschnittfläche eines Hauptkanals des Kurbelwellen-Zuführpfads ändert, wobei die Kanalquerschnittflächen-Einstellungsspule die Kanalquerschnittfläche des Hauptkanals vermindert, wenn ein stromabwärts gegebener Hydraulikdruck der Kanalquerschnittflächen-Einstellungsspule größer als ein vorbestimmter Hydraulikdruckwert 1 ist, und wobei die Kanalquerschnittflächen-Einstellungsspule derart wiederhergestellt wird, dass die Kanalquerschnittfläche des Hauptkanals maximiert wird, wenn ein Hydraulikdruck, der weiter stromaufwärts als die Kanalquerschnittflächen-Einstellungsspule gegeben ist, ein vorbestimmter Hydraulikdruckwert 2 ist, der größer als der vorbestimmte Hydraulikdruckwert 1 ist.
Gemäß dem ersten Modus der vorliegenden Erfindung wird in einem vorbestimmten Motorgeschwindigkeitsbereich wie zum Beispiel in einem mittleren Drehzahlbereich der zu den entsprechenden Teilen des Motors zugeführte Hydraulikdruck durch das erste Hydrauliksteuerventil derart gesteuert, dass er niedriger als der Ausgabedruck der Ölpumpe ist, der im Wesentlichen proportional zu der Motorgeschwindigkeit ist. Und während der in den entsprechenden Teilen des Motors benötigte Hydraulikdruck für jeden Teil verschieden ist, kann das an dem Ölverzweigungs-Zuführpfad angeordnete zweite Hydrauliksteuerventil weiterhin den Hydraulikdruck von Teilen vermindern, deren Funktionen auch mit einem niedrigen Hydraulikdruck erfüllt werden können.
Folglich kann in einem vorbestimmten Motorgeschwindigkeitsbereich dadurch, dass das zweite Hydrauliksteuerventil nicht an Teilen angeordnet ist, die einen relativ hohen Hydraulikdruck erfordern, sondern das zweite Hydrauliksteuerventil an Teilen angeordnet ist, deren Funktionen auch mit einem niedrigen Hydraulikdruck erzielt werden können, ein angemessener Hydraulikdruck zu den entsprechenden Teilen des Motors verteilt werden.
Und weil der mindestens benötigte Hydraulikdruck zu den entsprechenden Teilen des Motors zugeführt werden kann, kann die Arbeitslast für die Ölpumpe minimiert werden, was zu einer Verbesserung der Effizienz beiträgt. Und weil das hydraulisch betriebene zweite Hydrauliksteuerventil in Verbindung mit der Änderung des Hydraulikdrucks des elektronisch gesteuerten ersten Hydrauliksteuerventils, das eine genaue Steuerung durchführen kann, betrieben wird, kann auch durch das hydraulisch betriebene zweite Hydrauliksteuerventil, das einfach durch eine Störung wie etwa die Öltemperatur beeinflusst wird, eine genaue Steuerung durchgeführt werden.
Der zweite Modus der vorliegenden Erfindung bietet im Wesentlichen denselben Effekt wie der erste Modus. Und weil aufgrund des Betriebs des zweiten Hydrauliksteuerventils Lager der Kurbelwelle und der Nockenwelle oder ähnliches einem wesentlich reduzierten Gleitwiderstand auf der Basis des verminderten Hydraulikdrucks unterliegen, kann die Kraftstoffeffizienz verbessert werden.
Indem gemäß dem dritten Modus der vorliegenden Erfindung der stromabwärts gegebene Hydraulikdruck des zweiten Hydrauliksteuerventils, der ein niedriger Hydraulikdruck ist, zu im Wesentlichen gleich dem stromabwärts gegebenen Hydraulikdruck des ersten Hydrauliksteuerventils erhöht wird, können eine ausreichende Schmierung und Kühlung auch dann durchgeführt werden, wenn sich der Motor in einem Zustand mit einer hohen Drehzahl und einer hohen Last befindet.
Indem gemäß dem vierten Modus der vorliegenden Erfindung veranlasst wird, dass das zweite Hydrauliksteuerventil seinen Betrieb bei einer niedrigeren Motorgeschwindigkeit startet, wird die Ölnut des Ölverzweigungs-Zuführpfads, an dem das zweite Hydrauliksteuerventil angeordnet ist, verengt. Weil folglich mehr Öl zu den anderen Ölverzweigungs-Zuführpfaden fließt, wird der Hydraulikdruck des durch die anderen Ölverzweigungs-Zuführpfade fließenden Öls erhöht.
Wenn ein variabler Ventilzeitmechanismus oder eine Einrichtung, die mit einem vorbestimmten Hydraulikdruck eines Ölstrahls oder ähnlichem betrieben wird, an den anderen Ölverzweigungs-Zuführpfaden angeordnet ist, kann der für diese Einrichtung benötigte Hydraulikdruck von der Seite der niedrigen Drehzahl sichergestellt werden und kann der Bereich der Motorgeschwindigkeit, in dem die Einrichtung betrieben wird, erweitert werden.
Weil gemäß dem fünften Modus der vorliegenden Erfindung das zweite Hydrauliksteuerventil die Kanalquerschnittfläche des Hauptkanals kontrahiert und wiederherstellt (expandiert), indem es direkt die stromaufwärts und stromabwärts gegebenen Hydraulikdrücke der Kanalquerschnittflächen-Einstellungsspule verwendet, wird der Betrieb der Kanalquerschnittflächen-Einstellungsspule genau und sehr ansprechbar, wobei die Reibung der Ölpumpe vermindert werden kann, ohne die Schmierung der Kurbelwelle zu beeinträchtigen.
1A ist ein Konfigurationsdiagramm des Motorschmierungs-Steuersystems der vorliegenden Erfindung. 1B ist ein schematisches Diagramm der Konfiguration des zweiten Hydrauliksteuerventils von 1A. Und 1C ist ein schematisches Diagramm der Konfiguration des ersten Hydrauliksteuerventils (elektronisch gesteuertes zweistufiges Ablassventil) von 1A.
2 ist ein schematisches Diagramm, das den Zustand des Öls in einem niedrigen Drehzahlbereich des Motorschmierungs-Steuersystems der vorliegenden Erfindung zeigt.
3 ist ein schematisches Diagramm, das den Zustand des Öls in einem mittleren Drehzahlbereich des Motorschmierungs-Steuersystems der vorliegenden Erfindung zeigt.
4 ist ein schematisches Diagramm, das den Zustand des Öls in einem hohen Drehzahlbereich des Motorschmierungs-Steuersystems der vorliegenden Erfindung zeigt.
5 ist ein Kurvendiagramm, das die Kennlinie des Motorschmierungs-Steuersystems der vorliegenden Erfindung zeigt.
6A ist ein schematisches Diagramm, das den Betriebszustand des ersten Hydrauliksteuerventils (zweistufiges Ablassventil) in einem niedrigen Drehzahlbereich zeigt. Und 6B ist ein Betriebszustandsdiagramm des zweiten Hydrauliksteuerventils in einem niedrigen Drehzahlbereich.
7A ist ein schematisches Diagramm, das den Betriebszustand des ersten Hydrauliksteuerventils (zweistufiges Ablassventil) in einem mittleren Drehzahlbereich zeigt. 7B ist ein Betriebszustandsdiagramm des zweiten Hydrauliksteuerventils in einem mittleren Drehzahlbereich. Und 7C ist ein schematisches Diagramm, das den Betriebszustand des ersten Hydrauliksteuerventils (zweistufiges Ablassventil) von einem mittleren Drehzahlbereich zu einem hohen Drehzahlbereich zeigt.
8A ist ein schematisches Diagramm, das den Betriebszustand des ersten Hydrauliksteuerventils (zweistufiges Ablassventil) in einem hohen Drehzahlbereich zeigt. Und 8B ist ein Betriebszustandsdiagramm des zweiten Hydrauliksteuerventils in einem hohen Drehzahlbereich.
Im Folgenden werden Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung mit Bezug auf die Zeichnungen erläutert. In dem Steuersystem der vorliegenden Erfindung umfasst der Kreislauf, durch den Öl fließt, einen Ölkreislauf S und eine Vielzahl von Ölverzweigungs-Zuführpfaden Sk (siehe 1A, 2 bis 4). Der Ölkreislauf S ist stromaufwärts angeordnet, und die Ölverzweigungs-Zuführpfade Sk sind stromabwärts angeordnet. Der Kreislauf enthält eine Vielzahl von Ölverzweigungs-Zuführpfaden Sk, die von dem Ölkreislauf S verzweigen und Öl zu jedem Teil des Motors zuführen.
Außerdem umfassen die Vielzahl von Ölverzweigungs-Zuführpfaden Sk insbesondere einen Nockenwellen-Zuführpfad Sk1 und einen Kurbelwellen-Zuführpfad Sk2, die Öl auf der stromabwärts gelegenen Seite der Ölpumpe 9 zuführen und gelegentlich auch mit einem Variabelventilzeitmechanismus-Zuführpfad Sk3 oder einem Ölstrahl-Zuführpfad Sk4, der Öl zu der unteren Fläche des Kolbens des Motors versprüht, versehen sind.
In dem Ölverzweigungs-Zuführpfad Sk wird der Kurbelwellen-Zuführpfad Sk2 hauptsächlich für das Zuführen von Öl zu den Lagern der Kurbelwelle oder ähnlichem in einem unteren Bereich des Motors verwendet und ist der Nockenwellen-Zuführpfad Sk1 ein Pfad zum Zuführen von Öl zu dem Ventilzahnrad des Motors oder ähnlichem.
Der Ölkreislauf S ist mit einem ersten Hydrauliksteuerventil B versehen. Außerdem ist wenigstens einer aus der Vielzahl von Ölverzweigungs-Zuführpfaden Sk mit einem zweiten Hydrauliksteuerventil A versehen. Mit anderen Worten ist das zweite Hydrauliksteuerventil A an mehreren oder allen aus der Vielzahl von Ölverzweigungs-Zuführpfaden Sk vorgesehen.
Das zweite Hydrauliksteuerventil A steuert den Hydraulikdruck des Ölverzweigungs-Zuführpfads Sk derart, dass er über einen vorbestimmten Motorgeschwindigkeitsbereich hinweg niedriger als der durch das erste Hydrauliksteuerventil B gesteuerte Hydraulikdruck ist. Eine Konfiguration, in welcher das zweite Hydrauliksteuerventil A nur an dem Nockenwellen-Zuführpfad Sk1 und dem Kurbelwellen-Zuführpfad Sk2 des Ölverzweigungs-Zuführpfads Sk vorgesehen ist, wird weiter unten erläutert.
In der vorliegenden Erfindung ist die Ölpumpe 9 eine mechanisch betriebene Ölpumpe 9. Es ist zu beachten, dass auf eine Darstellung des Motors verzichtet wird. Als ein spezifisches Beispiel für das zweite Hydrauliksteuerventil A ist das zweite Hydrauliksteuerventil A an dem Kurbelwellen-Zuführpfad S2 an dem Ölverzweigungs-Zuführpfad Sk vorgesehen und ist das erste Hydrauliksteuerventil (zweistufiges Ablassventil) B an dem Nockenwellen-Zuführpfad S1 vorgesehen. Außerdem ist das zweite Hydrauliksteuerventil A weiter stromabwärts als das erste Hydrauliksteuerventil B (zweistufiges Ablassventil) mit der Position der Ölpumpe 9 als Bezug angeordnet.
Das zweite Hydrauliksteuerventil A umfasst ein Gehäuse (nicht gezeigt), eine Kanalquerschnittflächen-Einstellungsspule 41, ein Kanal-Ein/Aus-Ventil 42, eine Kanal-Ein/Aus-Spule 43 und elastische Glieder 45, 46, 47, die die zuvor genannten Ventile elastisch vorspannen. Ein Hauptkanal 11 ist in dem Gehäuse ausgebildet. Der Hauptkanal 11 bildet einen Teil der Ölverzweigungs-Zuführpfade Sk.
In dem Gehäuse sind eine Kanalquerschnittflächen-Einstellungsspulenkammer 21, eine Kanal-Ein/Aus-Ventilkammer 22 und eine Kanal-Ein/Aus-Spulenkammer 23 ausgebildet. Die Kanalquerschnittflächen-Einstellungsspulenkammer 21 ist in dem im Wesentlichen mittleren Teil des Hauptkanals 11 ausgebildet und ist insbesondere ein Raum, der in einem orthogonalen Zustand den mittleren Teil des Hauptkanals 11 kreuzt und durch den Hauptkanal 11 in zwei Teile geteilt wird. An der Kanalquerschnittflächen-Einstellungsspulenkammer 21 ist die weiter unten beschriebene Kanalquerschnittflächen-Einstellungsspule 41 montiert.
Weiterhin ist ein stromabwärts gelegener Verzweigungskanal 12 an einer Position ausgebildet, die weiter stromabwärts liegt als die Position der Kanalquerschnittflächen-Einstellungsspulenkammer 21 in dem Hauptkanal 11, und ist ein stromaufwärts gelegener Verzweigungskanal 13 weiter stromaufwärts ausgebildet als die Kanalquerschnittflächen-Einstellungsspulenkammer 21.
Die Kanal-Ein/Aus-Ventilkammer 22 ist mit der stromabwärts gelegenen Seite des Hauptkanals 11 über den stromabwärts gelegenen Verzweigungskanal 12 verbunden. Weiterhin ist die Kanal-Ein/Aus-Spulenkammer 23 mit der stromaufwärts gelegenen Seite des Hauptkanals 11 über den stromaufwärts gelegenen Verzweigungskanal 13 verbunden. Insbesondere ist der stromabwärts gelegene Verzweigungskanal 12 mit einer Scheitelöffnung 22a der Kanal-Ein/Aus-Ventilkammer 22 in der Axialrichtung verbunden und ist der stromaufwärts gelegene Verzweigungskanal 13 mit einer Scheitelöffnung 23a an dem Scheitel der Kanal-Ein/Aus-Spulenkammer 23 in der Axialrichtung ausgebildet.
Ein Verbindungskanal 3 ist zwischen der Kanal-Ein/Aus-Ventilkammer 22 und der Kanalquerschnittflächen-Einstellungsspulenkammer 21 ausgebildet. Und die Kanal-Ein/Aus-Ventilkammer 22 und die Kanalquerschnittflächen-Einstellungsspulenkammer 21 sind über den Verbindungskanal 3 verbunden. Die Kanal-Ein/Aus-Spulenkammer 23 ist an dem mittleren Teil des Verbindungskanals 3 angeordnet. Das heißt, dass der Verbindungskanal 3 konfiguriert ist, um durch die Kanal-Ein/Aus-Spulenkammer 23 zweigeteilt zu werden.
Außerdem wird bei dem Verbindungskanal 3 der Kanal zwischen der Kanal-Ein/Aus-Ventilkammer 22 und der Kanal-Ein/Aus-Spulenkammer 23 als ein erster Verbindungskanal 31 bezeichnet und wird der Kanal zwischen der Kanal-Ein/Aus-Spulenkammer 23 und der Kanalquerschnittflächen-Einstellungsspulenkammer 21 als ein zweiter Verbindungskanal 32 bezeichnet. Ein Ende des ersten Verbindungskanals 31 ist mit einem lateralen Auslass 22b verbunden, der auf einer lateralen Fläche ausgebildet ist, die orthogonal zu der Kanal-Ein/Aus-Ventilkammer 22 in der Axialrichtung ist.
Weiterhin ist das andere Ende des ersten Verbindungskanals 31 mit einem lateralen Einlass 23b verbunden, der an einer lateralen Fläche ausgebildet ist, die orthogonal zu der Kanal-Ein/Aus-Spulenkammer 23 in der Axialrichtung ist. Außerdem ist ein Ende des zweiten Verbindungskanals 32 mit einem lateralen Auslass 23c verbunden, der an einer lateralen Fläche ausgebildet ist, die orthogonal zu der Kanal-Ein/Aus-Spulenkammer 23 in der Axialrichtung ist. Weiterhin ist das andere Ende des zweiten Verbindungskanals 32 mit einem Scheiteleinlass 21a verbunden, der an dem Scheitel der Kanalquerschnittflächen-Einstellungsspulenkammer 21 in der Axialrichtung ausgebildet ist.
Außerdem ist ein Ablasskanal 33 in verbindender Weise zwischen der Kanal-Ein/Aus-Spulenkammer 23 und der Kanalquerschnittflächen-Einstellungsspulenkammer 21 an einer Position entlang der Axialrichtung ausgebildet, die von dem zweiten Verbindungskanal 32 verschieden ist. Insbesondere ist ein Scheitelauslass 21b an einer Position ausgebildet, die von dem Scheiteleinlass 21a an dem Scheitel der Kanalquerschnittflächen-Einstellungsspulenkammer 21 verschieden ist, ist ein Ablasseinlass 23d an einer Position, die niedriger als der laterale Auslass 23c in der Axialrichtung ist, an einer lateralen Fläche ausgebildet, die orthogonal zu der Kanal-Ein/Aus-Spulenkammer 23 in der Axialrichtung ist, und ist der Ablasskanal 33 zwischen dem Scheitelauslass 21b und dem Ablasseinlass 23d ausgebildet.
Weiterhin ist ein Ablassauslass 23e an der Kanal-Ein/Aus-Spulenkammer 23 an einer Position ausgebildet, die gleich dem Ablasseinlass 23d in der Axialrichtung, aber verschieden in der Umfangsrichtung ist, und ist ein Ausgabekanal 34, der mit dem Äußeren des Gehäuses verbunden ist, von dem Ablassauslass 23e ausgebildet.
An der Kanalquerschnittflächen-Einstellungsspulenkammer 21 ist die Kanalquerschnittflächen-Einstellungsspule 41 montiert. Die Kanalquerschnittflächen-Einstellungsspule 41 ist an der Kanalquerschnittflächen-Einstellungsspulenkammer 21 gleitbar in der Axialrichtung montiert, sodass sie den Hauptkanal 11 in einem im Wesentlichen orthogonalen Zustand kreuzt. Außerdem dient die Kanalquerschnittflächen-Einstellungsspule 41 dazu, die Flussrate und den Druck des in dem Hauptkanal 11 fließenden Öls zu steuern, indem sie in der Axialrichtung gleitet und die Kanalquerschnittfläche des Hauptkanals 11 verengt.
Die Kanalquerschnittflächen-Einstellungsspule 41 umfasst einen ersten Gleitteil 411, der in den Hauptkammerteil 211 eingesteckt ist, einen zweiten Gleitteil 412, der in den Nebenkammerteil 212 eingesteckt ist, einen verengten Teil 41b, der den ersten Gleitteil 411 und den zweiten Gleitteil 412 verbindet, und einen flanschförmigen Teil 41d mit einem großen Durchmesser. Der Außendurchmesser des ersten Gleitteils 411 und des zweiten Gleitteils 412 ist im Wesentlichen gleich oder etwas kleiner als der Innendurchmesser des Hauptkanals 11 ausgebildet.
Der verengte Teil 41b ist kleiner ausgebildet als der Außendurchmesser des ersten Gleitteils 411 und des zweiten Gleitteils 412. Weiterhin ist der flanschförmige Teil 41d mit einem großen Durchmesser an dem Ende des ersten Gleitteils 411 ausgebildet und größer ausgebildet als der Außendurchmesser des ersten Gleitteils 411. Der Umfang des verengten Teils 41b ist ein Öffnungsbereich 41c.
Die Kanalquerschnittflächen-Einstellungsspule 41 wird normalerweise der elastischen Vorspannkraft des elastischen Glieds 45 unterworfen, sodass der verengte Teil 41b den Hauptkanal 11 kreuzt und die Kanalquerschnittfläche des Hauptkanals 11 vollständig zu einem Maximum geöffnet wird. Als eine Ausführungsform des elastischen Glieds 45 wird vor allem eine Schraubenfeder verwendet. Unter einem vollständig geöffneten Zustand des Hauptkanals 11 ist ein Zustand zu verstehen, in dem nur der verengte Teil 41b der Kanalquerschnittflächen-Einstellungsspule 41 den Hauptkanal 11 kreuzt, und ein Zustand, in dem das Öl zu dem Öffnungsbereich 41c fließt.
Außerdem wird aufgrund des von dem Scheiteleinlass 21a der Kanalquerschnittflächen-Einstellungsspulenkammer 21 fließenden Öls der flanschförmige Teil 41d mit einem großen Durchmesser der Kanalquerschnittflächen-Einstellungsspule 41 durch den Druck von dem durch den Verbindungskanal 3 fließenden Öl gedrückt und gleitet die Kanalquerschnittflächen-Einstellungsspule 41 in der Axialrichtung gegen die elastische Vorspannkraft des elastischen Glieds 45.
Folglich wird der Vorsprung des verengten Teils 41b verkleinert, während der Vorsprung des ersten Gleitteils 411 in dem Hauptkanal 11 vergrößert wird, wird die Kanalquerschnittfläche des Hauptkanals 11 aus einem vollständig geöffneten Zustand kontrahiert und wird die Querschnittfläche des Hauptkanals 11 kontrahiert und werden die Flussrate und der Druck des Öls vermindert (siehe 7B). Weiterhin wird der erste Gleitteil 411 verwendet, um die Kanalquerschnittfläche des Hauptkanals 11 zu kontrahieren, und nicht verwendet, um den Fluss des Öls vollständig zu blockieren, sodass die Flussrate und der Druck des Öls reduziert werden.
Weiterhin ist ein Kanal-Ein/Aus-Ventil 42 an der Kanal-Ein/Aus-Ventilkammer 22 montiert. Das Kanal-Ein/Aus-Ventil 42 funktioniert als ein Ein/Aus-Ventil zum Blockieren und Verbinden des stromabwärts gelegenen Verzweigungskanals 12 und des ersten Verbindungskanals 31 des Verbindungskanals 3. Außerdem wird das Kanal-Ein/Aus-Ventil 42 normalerweise zu dem Scheitel der Kanal-Ein/Aus-Ventilkammer 22 in der Axialrichtung durch die elastische Vorspannkraft des elastischen Glieds 46 gedrückt und an dem Scheitel der Kanal-Ein/Aus-Ventilkammer 22 positioniert.
Dieser Zustand soll der Ausgangszustand des Kanal-Ein/Aus-Ventils 42 sein. Das Kanal-Ein/Aus-Ventil 42 blockiert den stromabwärts gelegenen Verzweigungskanal 12 und den ersten Verbindungskanal 31 in einem an dem Scheitel der Kanal-Ein/Aus-Ventilkammer 22 angeordneten Zustand, d. h. in einem Ausgangszustand.
Eine Kanal-Ein/Aus-Spule 43 ist an der Kanal-Ein/Aus-Spulenkammer 23 angeordnet. Die Kanal-Ein/Aus-Spule 43 dient dazu, den ersten Verbindungskanal 31 und den zweiten Verbindungskanal 32 des Verbindungskanals 3 zu verbinden und zu blockieren. Die Kanal-Ein/Aus-Spule 43 umfasst einen ersten Gleitteil 431, einen zweiten Gleitteil 432 und einen verengten Teil 43b, der den ersten Gleitteil 431 mit dem zweiten Gleitteil 432 verbindet und einen Durchmesser aufweist, der kleiner als der Außendurchmesser des ersten Gleitteils 431 und des zweiten Gleitteils 432 ist. Eine Öffnungsfläche 43c wird durch den verengten Teil 43b und die Innenwand der Kanal-Ein/Aus-Spulenkammer 23 gebildet.
Die Kanal-Ein/Aus-Spule 43 wird normalerweise durch die elastische Vorspannkraft des elastischen Glieds 47 zu dem Scheitel der Kanal-Ein/Aus-Spulenkammer 23 gedrückt und an dem Scheitel der Kanal-Ein/Aus-Spulenkammer 23 positioniert. Dieser Zustand soll der Ausgangszustand der Kanal-Ein/Aus-Spule 43 sein. Das elastische Glied 46 und das elastische Glied 47 werden vor allem durch Schraubenfedern gebildet.
Der verengte Teil 43b ist an dem lateralen Einlass 23b und dem lateralen Auslass 23c angeordnet, wenn sich die Kanal-Ein/Aus-Spule 43 in einem an dem Scheitel der Kanal-Ein/Aus-Spulenkammer 23 positionierten Zustand, d. h. in dem Ausgangszustand befindet, wobei der laterale Einlass 23b und der laterale Auslass 23c durch den Öffnungsbereich 43c freigegeben werden und der erste Verbindungskanal 31 und der zweite Verbindungskanal 32 miteinander verbunden sind.
Außerdem gleitet aufgrund des zu dem stromaufwärts gelegenen Verzweigungskanal 13, der mit der Kanal-Ein/Aus-Spulenkammer 23 an dem Scheitel verbunden ist, fließenden Öls und des ansteigenden Öldrucks die Kanal-Ein/Aus-Spule 43 gegen die elastische Vorspannkraft des elastischen Glieds 47, sodass der erste Gleitteil 431 die Position des lateralen Einlasses 23b und des lateralen Auslasses 23c erreicht und schließt und dadurch den ersten Verbindungskanal 31 und den zweiten Verbindungskanal 32 blockiert.
Wenn die Kanal-Ein/Aus-Spule 43 aufgrund des durch den stromaufwärts gelegenen Verzweigungskanal 13 fließenden Öls gleitet, blockieren die ersten und zweiten Gleitteile 431, 432 der Kanal-Ein/Aus-Spule 43 den lateralen Einlass 23b und den lateralen Auslass 23c der Kanal-Ein/Aus-Spulenkammer 23, sodass sie den Verbindungszustand des ersten Verbindungskanals 31 und des zweiten Verbindungskanals 32 blockieren. Außerdem wird der Fluss des Öls von dem Verbindungskanal 3 zu der Kanalquerschnittflächen-Einstellungsspulenkammer 21 gestoppt.
Die Kanalquerschnittflächen-Einstellungsspule 41 ist an der Kanalquerschnittflächen-Einstellungsspulenkammer 21 gleitbar in der Axialrichtung montiert, sodass sie den Hauptkanal 11 in einem im Wesentlichen orthogonalen Zustand kreuzt. Der Durchmesser des ersten Gleitteils 411 (und des zweiten Gleitteils 412) der Kanalquerschnittflächen-Einstellungsspule 41 ist im Wesentlichen gleich dem Innendurchmesser des Hauptkanals 11 ausgebildet. Und weil die Kanalquerschnittflächen-Einstellungsspule 41 in der Axialrichtung gleitet, werden der Vorsprung des verengten Teils 41b und der Vorsprung des ersten Gleitteils 411 in dem Hauptkanal 11 vergrößert/verkleinert, sodass folglich die Kanalquerschnittfläche des Hauptkanals 11 aus dem vollständig geöffneten Zustand kontrahiert wird.
Die Kanalquerschnittflächen-Einstellungsspule 41 wird normalerweise der elastischen Vorspannkraft des elastischen Glieds 45 unterworfen, sodass der verengte Teil 41b den Hauptkanal 11 kreuzt und die Kanalquerschnittfläche des Hauptkanals 11 vollständig zu einem Maximum geöffnet wird. Und weil das Öl in die Kanalquerschnittflächen-Einstellungsspulenkammer 21 fließt, wird der flanschförmige Teil 41d mit einem großen Durchmesser der Kanalquerschnittflächen-Einstellungsspule 41 gedrückt, sodass er gegen die elastische Vorspannkraft des elastischen Glieds 45 gleitet.
Bei dem zweiten Hydrauliksteuerventil A befindet sich in einem niedrigen Drehzahlbereich des Motors die Kanalquerschnittflächen-Einstellungsspule 41 aufgrund des elastischen Glieds 45 in dem Ausgangszustand, befindet sich der verengte Teil 41b in einem vollständig geöffneten Zustand und kreuzt den Hauptkanal 11 und geht die gesamte Menge des Öls durch den Öffnungsbereich 41c um den verengten Bereich 41b der Kanalquerschnittflächen-Einstellungsspule 41 herum und fließt von der stromaufwärts gelegenen Seite zu der stromabwärts gelegenen Seite (siehe 6B).
In einem niedrigen Drehzahlbereich des Motors kann das durch den Hauptkanal 11 fließende Öl in den stromabwärts gelegenen Verzweigungskanal 12 und den stromaufwärts gelegenen Verzweigungskanal 13 fließen, wobei jedoch das Kanal-Ein/Aus-Ventil 42 und die Kanal-Ein/Aus-Spule 43 niemals in einem Ein/Aus-Betrieb eintreten. Dementsprechend ist keine besondere Änderung in dem Hydraulikdruck gegeben, sodass der obere Hydraulikdruck und der untere Hydraulikdruck im Wesentlichen gleich sind.
Dementsprechend wird in einem mittleren Drehzahlbereich des Motors der Druck des von dem Hauptkanal 11 zu dem stromabwärts gelegenen Verzweigungskanal 12 fließenden Öls erhöht (siehe 7B). Außerdem wird nach der Druckerhöhung das Kanal-Ein/Aus-Ventil 42 gegen die elastische Vorspannkraft des elastisch vorspannenden elastischen Glieds 46 gedrückt und veranlasst ein Gleiten der Kanal-Ein/Aus-Ventilkammer 22. Folglich werden die Scheitelöffnung 22a und der laterale Auslass 22b der Kanal-Ein/Aus-Ventilkammer 22 freigegeben und sind der stromabwärts gelegene Verzweigungskanal 12 und der erste Verbindungskanal 31 des Verbindungskanals 3 verbunden.
Und während das durch den Hauptkanal 11 fließende Öl auch durch den stromaufwärts gelegenen Verzweigungskanal 13 fließt, ist die Kraft von dem Hydraulikdruck auf der stromaufwärts gelegenen Seite in einem mittleren Drehzahlbereich kleiner als die elastische Vorspannkraft des elastischen Glieds 47, das die Kanal-Ein/Aus-Spule 43 elastisch vorspannt und im Wesentlichen unbeweglich gehalten wird. In diesem Zustand wird die Kanal-Ein/Aus-Spulenkammer 43 im Wesentlichen in einem Ausgangszustand gehalten, wird der verengte Teil 43b der Kanal-Ein/Aus-Spule 43 an dem lateralen Einlass 23b und dem lateralen Auslass 23c der Kanal-Ein/Aus-Spulenkammer 23 positioniert und befinden sich der laterale Einlass 23b und der laterale Auslass 23c in einem geöffneten Zustand.
Folglich sind der stromabwärts gelegene Verzweigungskanal 12, der erste Verbindungskanal 31 und der zweite Verbindungskanal 32 verbunden und fließt durch den stromabwärts gelegenen Verzweigungskanal 12 und den Verbindungskanal 3 (erster Verbindungskanal 31, zweiter Verbindungskanal 32) Öl von dem Scheiteleinlass 21a der Kanalquerschnittflächen-Einstellungsspulenkammer 21 (siehe 7B). Weiterhin werden in dem oben beschriebenen Fall der Ablasseinlass 23d und der Ablassauslass 23e der Kanal-Ein/Aus-Spulenkammer 23 durch den zweiten Gleitteil 432 der Kanal-Ein/Aus-Spule 43 geschlossen (siehe 7B).
Bei der Kanalquerschnittflächen-Einstellungsspulenkammer 21 fließt also kein Öl aus dem Scheitelauslass 21b. Folglich gleitet die Kanalquerschnittflächen-Einstellungsspule 41 gegen die elastische Vorspannkraft des elastischen Glieds 45. Und außerdem wechselt bei der Kanalquerschnittflächen-Einstellungsspule 41 der den Hauptkanal 11 kreuzende Teil von dem verengten Teil 41b zu dem ersten Gleitteil 411 und wird die Kanalquerschnittfläche des Hauptkanals 11 reduziert (siehe 7B).
Mit anderen Worten kontrahiert aufgrund des Gleitens der Kanalquerschnittflächen-Einstellungsspule 41 der erste Gleitteil 411 die Kanalquerschnittfläche des Hauptkanals 11 und dient als eine Öffnung. Dementsprechend werden die Flussrate und der Druck des von der stromaufwärts gelegenen Seite zu der stromabwärts gelegenen Seite des Hauptkanals 11 fließenden Öls vermindert. Der Fluss des Öls wird jedoch nicht vollständig gestoppt, sondern nur reduziert, wobei ein geringfügiger Fluss aufrechterhalten wird. Aufgrund der Verkleinerung der Kanalquerschnittfläche des Hauptkanals 11 ist der Hydraulikdruck in dem stromabwärts gegebenen Druck (unterer Hydraulikdruck) des Steuerventils niedriger als der stromaufwärts gegebene Druck (entspricht dem oberen Hydraulikdruck) des Steuerventils.
Dann steigt in einem hohen Drehzahlbereich des Motors der Druck des Öls auf der stromaufwärts gelegenen Seite des Hauptkanals 11 und steigt auch der Druck des von dem Hauptkanal 11 zu dem stromaufwärts gelegenen Verzweigungskanal 13 fließenden Öls (siehe 8B). Folglich veranlasst die Kraft von dem Druck des von der Scheitelöffnung 23a der Kanal-Ein/Aus-Spulenkammer 23 fließenden Öls, dass die Kanal-Ein/Aus-Spule 43 gegen die elastische Vorspannkraft des elastischen Glieds 47, das die Kanal-Ein/Aus-Spule 43 elastisch vorspannt, gleitet.
Außerdem blockiert der erste Gleitteil 431 der Kanal-Ein/Aus-Spule 43 den lateralen Einlass 23b und den lateralen Auslass 23c der Kanal-Ein/Aus-Spulenkammer 23 und erreicht der verengte Teil 43b gleichzeitig die Position des Ablasseinlasses 23d und des Ablassauslasses 23e und gibt den Ablasseinlass 23d und den Ablassauslass 23e frei.
Folglich wird die Kanalquerschnittflächen-Einstellungsspule 41 durch die elastische Vorspannkraft des elastischen Glieds 45 gedrückt und fließt das in der Kanalquerschnittflächen-Einstellungsspulenkammer 21 akkumulierte Öl von dem Scheitelauslass 21b durch den Ablasskanal 33, fließt durch den Ablasseinlass 23d und den Ablassauslass 23e der Kanal-Ein/Aus-Spulenkammer 23 und wird von dem Ausgabekanal 34 aus dem Gehäuse nach außen ausgegeben. Die Kanalquerschnittflächen-Einstellungsspule 41 kehrt dabei glatt zu ihrer Ausgangsposition zurück.
Im Folgenden wird das erste Hydrauliksteuerventil (zweistufiges Ablassventil) B erläutert. Das erste Hydrauliksteuerventil (zweistufiges Ablassventil) B ist eine Einrichtung, die nur durch einen Hydraulikdruck betrieben wird und keinen elektrisch gesteuerten Aufbau umfasst. Das zweistufige Ablassventil B umfasst vor allem ein Ventilgehäuse 5 und einen Ventilkörper 6.
Ein Ventildurchgang 51 für das Gleiten des Ventilkörpers 6 ist in dem Ventilgehäuse 5 ausgebildet, wobei der Ventilkörper 6 durch den Ventildurchgang 51 gleitet. Ein Ablasseinflussteil 52, in den das von der Ölpumpe 9 ausgegebene Öl fließt, ist an dem Ende des Ventilgehäuses 5 in einer Axialrichtung ausgebildet, wobei der Ablasseinflussteil 52 und der Ventildurchgang 51 miteinander verbunden sind (siehe 1C, 6A usw.).
Ein gestufter Teil ist zwischen dem Ventildurchgang 51 und dem Ablasseinflussteil 52 ausgebildet, wobei der gestufte Teil als eine Ablasseinfluss-Blockierfläche 53 dient. Die Grenze des Ablasseinflussteils 52 und des Ventildurchgangs 51 ist ein so genanntes Startende 51a des Ventildurchgangs 51, wobei mit dem Ventildurchgang 51 als der Bezugsposition ein Zustand, in dem ein Ventilkopf 62 des Ventilkörpers 6 in einen Kontakt mit der Ablasseinfluss-Blockierfläche 53 kommt, der Ausgangszustand des Ventilkörpers 6 ist.
Ein erster Ausgabeteil 54 und ein zweiter Ausgabeteil 55 sind an jeweils verschiedenen Positionen in der Axialrichtung an einer im Wesentlichen mittleren Position des Ventilgehäuses 5 in der Axialrichtung ausgebildet. Der zweite Ausgabeteil 55 ist mehr auf der Seite des Ablasseinflussteils 52 ausgebildet als der erste Ausgabeteil 54 (siehe 1C, 6A).
Der erste Ausgabeteil 54 ist ein Durchgangsloch, das das Innere mit dem Äußeren des Ventilgehäuses 5 verbindet. Der zweite Ausgabeteil 55 ist an einer Position ausgebildet, die mehr auf der Seite des Ablasseinflussteils 52 als der erste Ausgabeteil 54 in der Durchgangsrichtung des Ventildurchgangs 51 liegt.
Der Ventilkörper 6 umfasst einen Außenumfangs-Lateralteil 61 und einen Ventilkopf 62, wobei mit dem Ventilkopf 62 eine Schräge 62b an der Außenumfangskante eines Scheitelpunkts 62a gebildet wird. Der in dem Ventilgehäuse 5 aufgenommene Ventilkörper 6 wird durch eine an dem Ventildurchgang 51 montierte Feder 65 konstant elastisch zu dem Ablasseinflussteil 52 des Ventildurchgangs 51 vorgespannt, wobei der Ventilkopf 62 des Ventilkörpers 6 in einen Kontakt mit der Ablasseinfluss-Blockierfläche 53 des Ventildurchgangs 51 kommt.
Eine im Wesentlichen stumpfkegelförmige Form wird durch den Scheitelpunkt 62a und die Schräge 62b gebildet. Ein Ventilkanal 63 wird um die Achse gebildet, die sich von dem Scheitelpunkt 62a des Ventilkopfs 62 zu dem Außenumfang-Lateralteil 61 erstreckt. Für den Ventilkanal 63 ist ein horizontaler Kanal 63c in dem Ventilkörper 6 entlang der Axialrichtung von dem Ventilkopf 62 ausgebildet und ist ein vertikaler Kanal 63d, der orthogonal zu dem horizontalen Kanal 63c ist, um den horizontalen Kanal 63c herum ausgebildet (siehe 6A usw.).
Außerdem ist der horizontale Kanal 63c mit einer Kopföffnung 63b verbunden, die an dem Ventilkopf 62 ausgebildet ist, und ist der vertikale Kanal 63d mit einer Außenumfangs-Lateralöffnung 63a des Außenumfangs-Lateralteils 61 verbunden, wobei bei einer derartigen Konfiguration auch die Kopföffnung 63b und die Außenumfangs-Lateralöffnung 63a verbunden sind. Die Außenumfangs-Lateralöffnung 63a ist in dem Außenumfangs-Lateralteil 61 als eine Außenumfangsnut entlang der Umfangsrichtung des Außenumfangs-Lateralteils 61 ausgebildet.
Das durch den horizontalen Kanal 63c und den vertikalen Kanal 63d geführte Öl fließt nach außen zu der Außenumfangs-Lateralöffnung 63a, die als die Außenumfangsnut ausgebildet ist, wobei der Ventilkörper 6 in dem Ventildurchgang 51 gleitet und das Öl zu dem ersten Ausgabeteil 54 in einem Zustand geführt wird, in dem die Außenumfangs-Lateralöffnung 63a mit dem ersten Ausgabeteil 54 verbunden ist. Ein Ende der Feder 65 in der Längsrichtung ist an einer Federhaltewelle 64 an der Rückseite des Ventilkörpers 6 montiert, während das andere Ende durch ein an dem Ventildurchgang 51 montiertes Halteglied 56 fixiert wird. Die Außenumfangs-Lateralöffnung 63a des Ventilkörpers 6 ist mit dem Ventilkanal 63 und dem ersten Ausgabeteil 54 in einem Zustand verbunden, indem die Position des ersten Ausgabeteils 54 in dem Ventilgehäuse 5 erreicht ist.
Wie oben beschrieben, ist der zweite Ausgabeteil 55 an einer Position ausgebildet, die mehr auf der Seite des Ablasseinflussteils 52 liegt als der erste Ausgabeteil 54. Außerdem ist in dem Ausgangszustand, in dem der Ventilkopf 62 des Ventilkörpers 6 in einem Kontakt mit der Ablasseinfluss-Blockierfläche 53 ist, der zweite Ausgabeteil 55 an einer Position ausgebildet, die mehr auf der Seite des Ablasseinflussteils 52 liegt als die Außenumfangs-Lateralöffnung 63a des Ventilkörpers 6.
Dementsprechend ist die Außenumfangs-Lateralöffnung 63a des Ventilkörpers 6 derart aufgebaut, dass die Außenumfangs-Lateralöffnung 63a nur mit dem ersten Ausgabeteil 54 verbunden ist und nicht mit dem zweiten Ausgabeteil 55 verbunden ist, weil der Ventilkörper 6 in dem Ventildurchgang 51 gleitet.
Außerdem ist der Ventilkörper 6 konfiguriert, um aufgrund des Hydraulikdrucks des von dem Ablasseinflussteil 52 aus dem Ausgangszustand einfließenden Öls zu gleiten, wobei, nachdem die Außenumfangs-Lateralöffnung 63a mit dem ersten Ausgabeteil 54 verbunden ist, der Ventilkopf 62 des Ventilkörpers 6 durch den zweiten Ausgabeteil 55 hindurchgeht. Außerdem wird niemals Öl gleichzeitig von dem ersten Ausgabeteil 54 und dem zweiten Ausgabeteil 55 ausgegeben.
Was den Ablassbetrieb des ersten Hydrauliksteuerventils B betrifft, sind in einem niedrigen Drehzahlbereich des Motors sowohl der erste Ausgabeteil 54 als auch der zweite Ausgabeteil 55 geschlossen und wird das Öl nicht abgelassen (siehe 6A). Der Hydraulikdruck steigt also proportional zu der Motorgeschwindigkeit.
In einem mittleren Drehzahlbereich des Motors sind der erste Ausgabeteil 54 und die Außenumfangs-Lateralöffnung 63a verbunden und wird das Öl abgelassen (siehe 7A). Der Anstieg des Hydraulikdrucks relativ zu der Motorgeschwindigkeit wird also mäßig. Außerdem sind in einem mittleren bis hohen Drehzahlbereich (Übergangsbereich) des Motors sowohl der erste Ausgabeteil 54 als auch der zweite Ausgabeteil 55 geschlossen und wird das Öl nicht abgelassen (siehe 7C). Deshalb steigt der Hydraulikdruck in dem Übergangsbereich plötzlich an.
In einem hohen Drehzahlbereich des Motors bewegt sich der Ventilkopf 62 mehr zu der Rückseite als der zweite Ausgabeteil 55 und wird das Öl von dem zweiten Ausgabeteil 55 abgelassen (siehe 8A). Deshalb wird der Anstieg des Hydraulikdrucks relativ zu der Motorgeschwindigkeit mäßig.
Im Folgenden wird der Betrieb des Motorschmierungs-Steuersystems der vorliegenden Erfindung erläutert. Es ist zu beachten, dass auch ein Leerlauf (auch als Leerdrehung bezeichnet) in dem Drehzustand des Motors enthalten ist. In einem Leerlaufbereich ist das Fahrzeug gestoppt und wirkt keine Antriebslast auf den Motor, während von einem niedrigen Drehzahlbereich bis zu einem hohen Drehzahlbereich eine Last auf den Motor wirkt, weil das Fahrzeug fährt. Als Grundbewegung steuert das zweite Hydrauliksteuerventil A den Hydraulikdruck des Nockenwellen-Zuführpfads Sk1 und des Kurbelwellen-Zuführpfads Sk2 derart, dass dieser über einen vorbestimmten Motorgeschwindigkeitsbereich hinweg niedriger als der durch das erste Hydrauliksteuerventil B gesteuerte Hydraulikdruck ist.
Vor allem werden in einem niedrigen Drehzahlbereich des Motors weder das erste Hydrauliksteuerventil B noch das zweite Hydrauliksteuerventil A betrieben, sodass die gesamte Menge des Öls zu dem Nockenwellen-Zuführpfad S1 und dem Kurbelwellen-Zuführpfad S2 zugeführt wird (siehe 2, 6). In 2 bis 4 gibt der Pfeil den Fluss des Öls an, wobei die Dicke der Pfeillinie die Größe der Flussrate wiedergibt.
Weiterhin kann in einem niedrigen Drehzahlbereich des Motors die Konfiguration auch derart beschaffen sein, dass das zweite Hydrauliksteuerventil A von einer Motorgeschwindigkeit betrieben wird, die niedriger als die minimale Motorgeschwindigkeit in einem vorbestimmten Motorgeschwindigkeitsbereich ist. Indem gemäß dieser Konfiguration der Kurbelwellen-Zuführpfad Sk2 und der Nockenwellen-Zuführpfad Sk1 verengt werden, fließt mehr Öl zu den anderen Ölverzweigungs-Zuführpfaden Sk (Variabelventilzeitmechanismus-Zuführpfad Sk3, Ölstrahl-Zuführpfad Sk4).
Auf diese Weise wird der Hydraulikdruck des Variabelventilzeitmechanismus-Zuführpfads Sk3 und des Ölstrahl-Zuführpfads Sk4 auf einen höheren Druck als der Hydraulikdruck in Entsprechung zu der Motorgeschwindigkeit gesteuert. Der Hydraulikdruck, der in einem Hydraulikgetriebe wie etwa einem Variabelventilzeitmechanismus benötigt wird, kann von einer Seite einer niedrigeren Drehzahl sichergestellt werden, wobei der Motorgeschwindigkeitsbereich, in dem das Hydraulikgetriebe betrieben wird, erweitert werden kann.
Weiterhin wird in einem mittleren Drehzahlbereich des Motors das zweite Hydrauliksteuerventil A (mit einer niedrigeren Geschwindigkeit) vor dem ersten Hydrauliksteuerventil B betrieben (siehe 3, 7). Dementsprechend wird in dem Fluss des Öls von der stromaufwärts gelegenen Seite zu der stromabwärts gelegenen Seite in dem zweiten Hydrauliksteuerventil A die Flussrate vermindert und wird der stromabwärts gegebene Druck im Wesentlichen konstant, ohne erhöht zu werden. Außerdem wird die Zufuhr von Öl zu dem Kurbelwellen-Zuführpfad S2 vermindert und wird eine Erhöhung des Drucks unterdrückt.
Während weiterhin bei dem ersten Hydrauliksteuerventil B die Flussrate und der Druck des Öls in einem mittleren Drehzahlbereich vermindert werden, weil das zweite Hydrauliksteuerventil A zuvor betrieben wird, wird der Fluss des Öls zu dem Nockenwellen-Zuführpfad Sk1 und dem Kurbelwellen-Zuführpfad Sk2 vermindert und fließt mehr Öl zu den anderen Ölverzweigungs-Zuführpfaden Sk (Variabelventilzeitmechanismus-Zuführpfad Sk3, Ölstrahl-Zuführpfad Sk4) (siehe 3, 7). Auf diese Weise kann schneller ein Hydraulikdruck mit einer für den Betrieb des Variabelventilzeitmechanismus benötigten Höhe (z. B. 350 kPa) erreicht werden.
In dem Motorschmierungs-Steuersystem startet das Steuerventil A seinen Betrieb in einem mittleren Drehzahlbereich, wenn der Hydraulikdruck zum Beispiel 150 kPa beträgt. Das erste Hydrauliksteuerventil B startet seinen Betrieb in einem mittleren Drehzahlbereich, wenn der Hydraulikdruck zum Beispiel 350 kPa beträgt. Dabei werden Hydraulikdrücke gesetzt, die wenigstens eine Höhe aufweisen, bei welcher die weiter unten beschriebene Ventilzeitsteuerung (VTC) mit den oben genannten Hydraulikdrücken betrieben werden kann.
Weiterhin steigt in einem hohen Drehzahlbereich des Motors, weil der Steuerbetrieb des ersten Hydrauliksteuerventils (zweistufiges Ablassventil) B hinzugefügt ist, die Flussrate des Öls (siehe 4) und steigt der Hydraulikdruck plötzlich an. Weil die Einstellung derart konfiguriert ist, dass das zweite Hydrauliksteuerventil A mitten während des plötzlich durch das erste Hydrauliksteuerventil (zweistufiges Ablassventil) B veranlassten Anstiegs des Hydraulikdrucks zu einem hohen Drehmodus mit einem entsprechenden Wert (zum Beispiel zwischen 350 und 600 kPa) des Hydraulikdrucks wechselt, kann auch ein plötzlicher Anstieg des stromabwärts gegebenen Hydraulikdrucks des Nockenwellen-Zuführpfads Sk1 und des Kurbelwellen-Zuführpfads Sk2 in Verbindung mit dem plötzlichen Anstieg des stromaufwärts gegebenen Hydraulikdrucks in dem Ölverzweigungs-Zuführpfad Sk des ersten Hydrauliksteuerventils B veranlasst werden.
Dieser Zustand wird in dem Kurvendiagramm von 5 angegeben. Dementsprechend kann die Hydrauliksteuerung des zweiten Hydrauliksteuerventils A in Verbindung mit der Hydrauliksteuerung des ersten Hydrauliksteuerventils B durchgeführt werden.
Weiterhin verwendet das zweite Hydrauliksteuerventil A wie weiter oben beschrieben seinen Hydraulikdruck direkt auf der stromaufwärts gelegenen Seite und auf der stromabwärts gelegenen Seite der Installationsposition der Kanalquerschnittflächen-Einstellungsspule 41 in dem Hauptkanal 11 und steuert die Flussrate durch das Kontrahieren und Expandieren (Wiederherstellen) der Kanalquerschnittfläche des Hauptkanals 11. Auf diese Weise werden für den Druck des auf der stromabwärts gelegenen Seite und auf der stromaufwärts gelegenen Seite in dem Hauptkanal 11 fließenden Öls ein vorbestimmter Hydraulikdruckwert 1 und ein vorbestimmter Hydraulikdruckwert 2, der größer als der vorbestimmte Hydraulikdruckwert 1 ist, als der Druckbereich gesetzt.
Und wenn in dem Hauptkanal der Hydraulikdruck weiter stromaufwärts als die Kanalquerschnittflächen-Einstellungsspule 41 zu dem vorbestimmten Hydraulikdruckwert 2 geht, der größer als der vorbestimmte Hydraulikdruckwert 1 ist, wird die Kanalquerschnittflächen-Einstellungsspule 41 wiederhergestellt und wird die Kanalquerschnittfläche des Hauptkanals 11 maximiert. Folglich wird der Betrieb der Kanalquerschnittflächen-Einstellungsspule 41 genau und äußerst ansprechbar und kann die Reibung der Ölpumpe 9 vermindert werden, ohne die Schmierung der Kurbelwelle zu beeinträchtigen.
Insbesondere wird in 5 der vorbestimmte Hydraulikdruckwert 1 auf 150 kPa gesetzt und wird der vorbestimmte Hydraulikdruckwert 2 auf 600 kPa gesetzt. Die Kontraktion und Wiederherstellung (Expansion) der Kanalquerschnittfläche des Hauptkanals 11 werden in dem oben genannten Bereich durchgeführt.
Liste der Bezugszeichen

A ... zweites Hydrauliksteuerventil; B ... erstes Hydrauliksteuerventil; S ... Ölkreislauf; Sk Ölverzweigungs-Zuführpfad; Sk1 ... Nockenwellen-Zuführpfad; Sk2 ... Kurbelwellen-Zuführpfad; Sk3 Variabelventilzeitmechanismus-Zuführpfad; Sk4 ... Ölstrahl-Zuführpfad; 11 ... Hauptkanal; 12 ... stromabwärts gelegener Verzweigungskanal; 13 ... stromaufwärts gelegener Verzweigungskanal; 21 ... Kanalquerschnittflächen-Einstellungsspulenkammer; 22 ... Kanal-Ein/Aus-Ventilkammer; 23 ... Kanal-Ein/Aus-Spulenkammer; 3 ... Verbindungskanal; 33 Ablasskanal; 34 ... Ausgabekanal; 41 ... Kanalquerschnittflächen-Einstellungsspule; 42 ... Kanal-Ein/Aus-Ventil; 43 ... Kanal-Ein/Aus-Spule.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 2009-264241 [0003, 0003, 0003, 0006]

Claims

Motorschmierungs-Steuersystem, das umfasst: einen Motor, eine Ölpumpe, die durch den Motor angetrieben wird, einen Ölkreislauf, der sich stromabwärts von der Ölpumpe erstreckt, und eine Vielzahl von Ölverzweigungs-Zuführpfaden, die von dem Ölkreislauf verzweigen und Öl zu jedem Teil des Motors zuführen, wobei ein hydraulisch betriebenes erstes Hydrauliksteuerventil, das stufenweise einen Ausgabedruck der Ölpumpe relativ zu einer Geschwindigkeit des Motors steuert, an dem Ölkreislauf angeordnet ist, ein hydraulisch betriebenes zweites Hydrauliksteuerventil an wenigstens einem aus der Vielzahl von Ölverzweigungs-Zuführpfaden angeordnet ist, und ein stromabwärts gegebener Hydraulikdruck des zweiten Hydrauliksteuerventils derart gesteuert wird, dass er wenigstens über einen vorbestimmten Motorgeschwindigkeitsbereich hinweg niedriger als ein stromabwärts gegebener Hydraulikdruck des ersten Hydrauliksteuerventils des Ölkreislaufs ist.
Motorschmierungs-Steuersystem nach Anspruch 1, wobei das zweite Hydrauliksteuerventil an einem Kurbelwellen-Zuführpfad oder einem Nockenwellen-Zuführpfad aus der Vielzahl von Ölverzweigungs-Zuführpfaden angeordnet ist.
Motorschmierungs-Steuersystem nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, wobei der stromabwärts gegebene Hydraulikdruck des ersten Hydrauliksteuerventils des Ölkreislaufs derart gesteuert wird, dass er bei einer Motorgeschwindigkeit, die höher als der vorbestimmte Motorgeschwindigkeitsbereich ist, im Wesentlichen gleich dem stromabwärts gegebenen Hydraulikdruck des zweiten Hydrauliksteuerventils ist.
Motorschmierungs-Steuersystem nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Motorgeschwindigkeit beim Start des Betriebs des zweiten Hydrauliksteuerventils niedriger als die Motorgeschwindigkeit beim Start des Betriebs des ersten Hydrauliksteuerventils ist.
Motorschmierungs-Steuersystem nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei: das zweite Hydrauliksteuerventil eine Kanalquerschnittflächen-Einstellungsspule enthält, die eine Kanalquerschnittfläche eines Hauptkanals des Kurbelwellen-Zuführpfads ändert, und die Kanalquerschnittflächen-Einstellungsspule die Kanalquerschnittfläche des Hauptkanals vermindert, wenn ein stromabwärts gegebener Hydraulikdruck der Kanalquerschnittflächen-Einstellungsspule größer als ein vorbestimmter Hydraulikdruckwert 1 ist, und die Kanalquerschnittflächen-Einstellungsspule derart wiederhergestellt wird, dass die Kanalquerschnittfläche des Hauptkanals maximiert wird, wenn ein Hydraulikdruck, der weiter stromaufwärts als die Kanalquerschnittflächen-Einstellungsspule gegeben ist, ein vorbestimmter Hydraulikdruckwert 2 ist, der größer als der vorbestimmte Hydraulikdruckwert 1 ist.