JP2011196330A - オイル圧制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】オイル切換弁を必要としないオイル圧制御装置を提供する。
【解決手段】エンジン回転により駆動されるポンプ１と、駆動側回転部材２１に対する従動側回転部材２２の相対回転位相をオイルの給排により変位させる弁開閉時期の制御装置２と、第１流路１１Ａを介してポンプ１と連通し、第２流路１２Ｂを介して制御装置２と連通し、制御装置２へのオイルの給排を制御する制御弁機構４と、第１流路１１Ａから分岐して制御装置以外の部位７にオイルを供給する第３流路１３と、を備え、第３流路１３の流路面積を調節可能な開口３１ａを有し、第３流路１３のオイル圧により流路面積が増大する側に付勢される可動部材３１を第３流路１３に設け、第２流路１２Ｂから分岐した第４流路１４が連通され、第４流路１４のオイル圧を第３流路１３のオイル圧とは別に作用させ、可動部材３１を流路面積が増大する側に付勢する流路面積調節機構３を備えた。
【選択図】図２

Description

本発明は、エンジンの回転によって駆動されるポンプから吐出され、エンジン各部に供給されるオイルの油圧を制御するオイル圧制御装置に関する。

従来、特許文献１に記載されているように、エンジンの回転によって駆動されてオイルを吐出するポンプ（文献では「オイルポンプ」）と、クランクシャフトと同期回転する駆動側回転部材（文献では「外部ロータ」）、及び、駆動側回転部材と同軸状に配置されてカムシャフトと同期回転する従動側回転部材（文献では「内部ロータ」）を有し、駆動側回転部材に対する従動側回転部材の相対回転位相をオイルの供給又は排出によって変位させ、弁開閉時期の制御を行う制御装置（文献では「弁開閉時期制御装置」）と、ポンプによって供給されるオイルを用いてエンジン各部を潤滑するエンジン潤滑装置と、を備えたオイル圧圧制御装置があった。

特許文献１に記載の発明は、制御装置に作用する油圧が低いときに、ポンプからエンジン潤滑装置へのオイル流量を制限し、ポンプから弁開閉時期制御装置へのオイル供給を優先させる優先弁を備えている。したがって、ポンプの回転数が低いときは、弁開閉時期制御装置に作用する油圧が優先的に確保され、ポンプを補助する電動式ポンプを備えなくとも、弁開閉時期制御装置を適切に作動させることが可能となる。

特開２００９−２９９５７３号公報

しかしながら、特許文献１に記載の発明は、エンジンの駆動状態に応じて動作し、昇圧機構へのオイルの供給及び供給停止を切り替えるオイル切換弁（文献では「開閉弁」）を備えて、優先弁の制御を行っている。したがって、現実的にエンジンに搭載するとコストアップにつながる虞がある。

本発明の目的は、オイル切換弁を必要とせず、エンジンの駆動状態に応じたオイル圧制御が可能なオイル圧制御装置を提供することにある。

本発明に係るオイル圧制御装置の第一特徴構成は、エンジンの回転によって駆動されてオイルを吐出するポンプと、クランクシャフトと同期回転する駆動側回転部材、及び、前記駆動側回転部材と同軸状に配置されてカムシャフトと同期回転する従動側回転部材を有し、前記駆動側回転部材に対する前記従動側回転部材の相対回転位相をオイルの供給又は排出によって変位させ、弁開閉時期の制御を行う制御装置と、第１流路を介して前記ポンプと連通すると共に、第２流路を介して前記制御装置と連通して、前記制御装置に対するオイルの供給及び排出を制御する制御弁機構と、前記第１流路から分岐して前記制御装置以外の所定部位にオイルを供給する第３流路と、を備え、前記第３流路の流路面積を調節可能な開口を有すると共に、前記第３流路のオイル圧の作用によって前記流路面積が増大する側に付勢される可動部材を前記第３流路に設け、前記第２流路から分岐した第４流路が連通されると共に、前記第４流路のオイル圧を前記第３流路のオイル圧とは別に前記可動部材に作用させて、前記可動部材を前記流路面積が増大する側に付勢する流路面積調節機構を備えた点にある。

本構成によると、相対回転位相の変位を制御する制御装置以外の所定部位、いわゆるメインギャラリに潤滑油としてのオイルを送る第３流路を、制御弁機構よりもポンプの側の第１流路に接続し、第３流路のオイル圧で第３流路の流路面積を調整する可動部材を第３流路に備えてある。また、可動部材は、第３流路のオイル圧の高まりに従って、第３流路の流路面積を増大させる。よって、エンジンの回転数の高まりに基づいてポンプの吐出圧が高まると、第３流路の開度が大きくなり、メインギャラリには適切にオイルが供給される。

一方、制御弁機構よりも制御装置の側の第２流路と、第３流路のオイル圧とは別のオイル圧の作用によって第３流路の流路面積を増大させる側に可動部材を付勢可能な流路面積調節機構と、を第４流路で接続してある。制御弁機構は、ポンプから吐出されたオイルの制御装置への供給及び制御装置からの排出を制御するものであるため、第４流路を、制御弁機構の制御に応じたオイル供給状態、即ち、制御装置の動作に応じたオイル供給状態とすることができる。

即ち、第３流路の流路面積の調節を、第３流路を流通するオイルの圧力そのものによって行なえるばかりでなく、制御弁機構を動作させることで第２流路のオイル圧の変更によっても行なうことができる。

例えば、メインギャラリにオイルを供給する場合、通常、エンジンの回転数の増大に応じて供給するオイル量を増大させる必要がある。本構成では、メインギャラリに接続される第３流路をポンプの直後から分岐させ、この第３流路の圧力の高まりに応じて流路面積が大きくなるように構成してある。ポンプの回転数とエンジン回転数とは同期しているから、エンジンの回転数を徐々に高めていくと、メインギャラリに供給されるオイル量も連動して増加する。

本構成のオイル圧制御装置によれば、少なくとも通常の運転状態のときはメインギャラリに供給するオイル量を略適切に調節することができ、さらに、制御弁機構を動作させることで積極的に第３流路の流路面積を減少させて、第２流路のオイル圧を高めることもできる。例えば、エンジン始動直後のように、まずメインギャラリにオイルを供給したいような場合には、制御弁機構を動作させることで、オイルの供給先を調節することができる。このように、可動部材の動作を制御するオイル制御弁を設けることなく、エンジンの駆動状態に応じたオイル圧制御が可能なオイル圧制御装置とすることができる。

本発明に係るオイル圧制御装置の第二特徴構成は、前記第２流路が、前記相対回転位相を進角側または遅角側に変更する流路であり、前記第２流路へ最大にオイル供給が可能な状態に前記制御弁機構が設定されたとき、前記開口が前記第３流路を全開とする位置に、前記可動部材が移動可能な点にある。

本構成であれば、第２流路へ最大にオイル供給が可能な状態に制御弁機構を設定すると、制御装置行きのオイルが第４流路に供給されて可動部材に作用し、可動部材に作用する第３流路のオイル圧の大小に拘らず、第３流路が全開となる。このように、簡易な制御でメインギャラリに十分なオイルを供給することができる。

本発明に係るオイル圧制御装置の第三特徴構成は、オイルの温度が予め定めた第１設定温度よりも低いとき、前記第２流路へ最大にオイル供給が可能な状態に前記制御弁機構を維持する点にある。

例えば、エンジン始動直後はエンジンの回転数が低く、オイルの温度が低い。また、オイルの温度が低いとオイル粘度が高く、オイルの流通性が悪い。エンジン始動直後は、エンジン本体の温度が低く、吸気温度も低いため、必ずしも制御装置を作動させる必要がない。即ち、エンジン始動直後は、制御装置はオイル圧をあまり必要としないが、メインギャラリについては潤滑のためのオイルを必要とする。しかし、エンジン始動直後はオイルの流通性が悪く、第３流路のオイル圧だけでは可動部材が迅速に動作せず、第３流路を開放するに至らないことが考えられる。

しかし、本構成であると、第２流路へ最大にオイル供給が可能な状態に制御弁機構を維持することで、可動部材に作用する第３流路のオイル圧の大小に拘らず、可動部材が第３流路を全開とし、優先的にメインギャラリにオイルを供給することが可能である。

一方、暖機してオイルの温度がある程度高まると、制御装置を作動させるべく、制御弁機構の動作が開始される。すると、流路面積調節機構に作用する第４流路のオイル圧が下がり、可動部材が第３流路を絞る状態となって、その後の可動部材の動作は、第３流路のオイル圧の高低、即ち、ポンプの吐出圧の高低に直接的に支配される。よって、エンジン回転数が低くオイル圧が低いときは可動部材が第３流路を絞り、オイルが第２流路を介して優先的に制御装置に供給されることで、制御装置に作用するオイル圧が高まり、制御装置の安定した初動制御が可能となる。

また、エンジンの回転数が高くなると、可動部材が徐々に第３流路を開放し、最終的に全開とする。これにより、メインギャラリに対しても運転状況に応じて必要なオイルが供給されることとなる。このときは、制御装置にもオイル圧が必要であるが、絶対的にポンプの吐出圧が高まっているので、第２流路にも十分なオイルが供給される。

このように、本構成のオイル圧制御装置であれば、エンジンの運転状態に応じた弁開閉時期を制御する制御装置の動作に基づいて、エンジンの運転状態に適したオイル圧を制御することができる。

本発明に係るオイル圧制御装置の第四特徴構成は、オイルの温度が予め定めた第２設定温度よりも高いとき、前記第２流路へ最大にオイル供給が可能な状態に前記制御弁機構を維持する点にある。

例えば、エンジン始動直後は、上述したように、オイルの温度が低く、オイル粘度が高い。したがって、オイルの流通性が悪い。一方、エンジンの暖機が完了するとオイル温度は高く、オイル粘度は低い。したがって、オイルの流通性は良い。

しかしながら、オイルの供給先である制御装置が、弁開閉時期制御装置のごとく構成部品間の微小隙間からオイルが漏れ出す（滲み出る）ような装置である場合、オイル粘度が低くなると部品間の微小隙間から漏れ出す（滲み出る）オイルの量が多くなり、オイル圧が効率良く制御装置に作用しないことが考えられる。このような場合に制御装置を作動させると、制御装置によるエンジンの燃費向上は期待できる一方で、制御装置を作動させるべくポンプを積極的に作動させる必要がある。しかし、ポンプがエンジンの回転によって駆動される場合、ポンプの吐出圧はエンジンの回転数に基づくため、制御装置に積極的にオイル圧を供給するには、ポンプを大型化してポンプの吐出圧を高めなければならない。即ち、ポンプを駆動させる動力が必要となって、逆にエンジンの燃費悪化を招来し得る。

本構成によると、オイルの温度が第２設定温度よりも高いときは、前記第２流路へ最大にオイル供給が可能な状態に前記制御弁機構を維持して、相対回転位相を任意の位相から動かさない。即ち、オイルの温度が第２設定温度よりも高いときは、制御装置を作動させない。したがって、制御装置を作動させるべくポンプを積極的に作動させる必要がなく、小型なポンプを採用できる。

本発明に係るオイル圧制御装置の第五特徴構成は、前記開口を壁部に設けてあると共に、当該開口から前記第３流路のオイルを受け入れ可能な筒形状のスプールと、前記スプールのうち前記第３流路から離れた側の端部をスライド自在に内挿保持するカップ形状のリテーナと、前記スプールを前記リテーナの底部に押し付ける付勢部材と、を前記流路面積調節機構が備え、前記スプールに、前記リテーナから突出する方向に前記第３流路のオイル圧が作用可能な受圧部を備えると共に、前記底部のうち前記スプールとは反対側の面に、前記第４流路のオイル圧が作用するよう構成した点にある。

本構成によると、第３流路のオイルが開口からスプールの筒形状内部に流入し、そのオイル圧が受圧部に作用する。これにより、スプールはリテーナから突出する方向に付勢される。即ち、第３流路からのオイル圧が高まるにつれて、スプールは第３流路に対して突出し、開口が第３流路を開放する。

さらに、リテーナの底部のうちスプールとは反対側の面に第４流路のオイル圧が作用する。この圧力により、リテーナを介してスプールが動作する方向は、上記の第３流路のオイルによってスプールが動く方向と同じである。リテーナはスプールを内挿保持しているから、通常は、スプールの上記受圧面に対してリテーナの底面の面積が大きく構成される。第２流路は第１流路の下流にあり、一般に第２流路のオイル圧は第１流路のオイル圧よりも低いのであるが、本構成のごとくリテーナ底面に第４流路のオイル圧を作用させることで、オイル圧が低い状態でもリテーナおよびスプールを動作させ、第３流路を開放することができる。

このように、流路面積調節機構が、簡易な形状のスプール及びリテーナと付勢部材とを備えるだけで、エンジンの運転状態に応じた適切なオイル圧制御が可能なオイル圧制御装置を実現できる。

は、本発明に係るオイル圧制御装置の全体構成を示す図である。 は、オイルの温度が第１設定温度Ｔ１よりも低いとき、又は、第２設定温度Ｔ１よりも高いときのオイル圧制御装置の状態を示す断面図である。 は、オイルの温度が第１設定温度Ｔ１と第２設定温度Ｔ２との間の温度であり、かつ、エンジンの回転数が低いときのオイル圧制御装置の状態を示す断面図である。 は、オイルの温度が第１設定温度Ｔ１と第２設定温度Ｔ２との間の温度であり、かつ、エンジンの回転数が高まっている途中におけるオイル圧制御装置の状態を示す断面図である。 は、オイルの温度が第１設定温度Ｔ１と第２設定温度Ｔ２との間の温度であり、かつ、エンジンの回転数が高いときのオイル圧制御装置の状態を示す図である。 （ａ）は、上からスプールの平面図・縦断面図・見上図であり、（ｂ）は、上からリテーナの平面図・縦断面図・見上図である。 （ａ）は、オイルの温度とＯＣＶのＯＮ／ＯＦＦ状態との関係を示す図であり、（ｂ）は、オイルの温度が第１設定温度Ｔ１よりも低いとき、又は、第２設定温度Ｔ１よりも高いときのエンジン回転数と各部のオイル圧との関係を示す図であり、（ｃ）は、オイルの温度が第１設定温度Ｔ１と第２設定温度Ｔ２との間の温度であるときのエンジン回転数と各部のオイル圧との関係を示す図である。

本発明を自動車用エンジンのオイル圧制御装置として適応した実施形態について、図１乃至図７に基づいて説明する。なお、本実施形態では、制御装置が吸気弁側の弁開閉時期制御装置であるとして説明する。

１．全体構成
オイル圧制御装置は、図１に示すごとく、エンジンの回転によって駆動されるポンプ１と、相対回転位相をオイルの供給又は排出によって変位させる「制御装置」としての弁開閉時期制御装置２と、弁開閉時期制御装置２に対するオイルの供給及び排出を制御する「制御弁機構」としてのＯＣＶ（オイルコントロールバルブ）４と、を備えている。ポンプ１とＯＣＶ４とは「第１流路」としての吐出油路１１Ａで接続され、弁開閉時期制御装置２とＯＣＶ４とは「第２流路」としての遅角油路１２Ｂで接続される。吐出油路１１Ａからは、「制御装置以外の所定部位」としてのメインギャラリ７にオイルを供給する「第３流路」としての潤滑油路１３が分岐してあり、潤滑油路１３には、その流路面積を調節する流路面積調節機構３が設けてある。遅角油路１２Ｂからは、流路面積調節機構３にオイルを供給する「第４流路」として作動油路１４が分岐してある。なお、各油路は、エンジンのシリンダケース等に形成されている。

２.ポンプ
ポンプ１は、クランクシャフトの回転駆動力が伝達されることにより機械的に駆動されてオイルを吐出する。ポンプ１は、図１に示すごとく、オイルパン１ａに貯留されたオイルを吸入し、そのオイルを吐出油路１１Ａへ吐出する。吐出油路１１Ａには、オイルフィルタ５が配設されており、オイルストレーナで濾過されなかった小さなごみやスラッジを濾過する。オイルフィルタ５による濾過後のオイルは、ＯＣＶ４を介して弁開閉時期制御装置２及びメインギャラリ７へ供給される。なお、メインギャラリ７とは、不図示のピストン、シリンダ、クランクシャフトの軸受、等の摺動部材全体を示す。

弁開閉時期制御装置２から排出されたオイルは、ＯＣＶ４及び戻り油路１１Ｂを介して、オイルパン１ａに戻される。メインギャラリ７に供給されたオイルは、不図示のカバー類を伝ってオイルパン１ａに回収される。また、弁開閉時期制御装置２から漏洩したオイルもカバー類を伝ってオイルパン１ａに回収される。

３.弁開閉時期制御装置（制御装置）
〔概要〕
弁開閉時期制御装置２は、図１に示すごとく、不図示のエンジンのクランクシャフトに対して同期回転する「駆動側回転部材」としてのハウジング２１と、ハウジング２１に対して同軸上に配置され、カムシャフト１０１と同期回転する「従動側回転部材」としての内部ロータ２２とを備えている。弁開閉時期制御装置２は、ハウジング２１に対する内部ロータ２２の相対回転移動を拘束することにより、ハウジング２１に対する内部ロータ２２の相対回転位相を、最遅角位相に拘束可能なロック機構２７を備えている。

〔ハウジング及び内部ロータ〕
内部ロータ２２は、図１に示すごとく、カムシャフト１０１の先端部に組付けられている。ハウジング２１は、カムシャフト１０１が接続される側とは反対側のフロントプレート２１ａと、タイミングスプロケット２１ｄを一体的に備えた外部ロータ２１ｂと、カムシャフト１０１が接続される側のリアプレート２１ｃと、を備えている。外部ロータ２１ｂを内部ロータ２２に外装し、フロントプレート２１ａとリアプレート２１ｃとで挟み込み、フロントプレート２１ａと外部ロータ２１ｂとリアプレート２１ｃとをボルトによって締結してある。

クランクシャフトが回転駆動すると、動力伝達部材１０２を介してタイミングスプロケット２１ｄにその回転駆動力が伝達され、ハウジング２１が図２に示す回転方向Ｓに回転駆動する。ハウジング２１の回転駆動に伴い、内部ロータ２２が回転方向Ｓに回転駆動してカムシャフト１０１が回転し、カムシャフト１０１に設けられたカムがエンジンの吸気弁を押し下げて開弁させる。

図２に示すごとく、外部ロータ２１ｂと内部ロータ２２とによって三箇所の流体圧室２４を形成してある。図２に示すごとく、流体圧室２４内に位置するよう、内部ロータ２２に径外方向に突出する複数個のベーン２２ａを回転方向Ｓに沿って互いに離間させて形成してある。流体圧室２４は、ベーン２２ａによって回転方向Ｓに沿って進角室２４ａと遅角室２４ｂとに仕切られている。

図１，図２に示すごとく、各進角室２４ａに連通するよう、進角室連通路２５を内部ロータ２２及びカムシャフト１０１に形成してある。また、各遅角室２４ｂに連通するよう、遅角室連通路２６を内部ロータ２２及びカムシャフト１０１に形成してある。図１に示すごとく、進角室連通路２５は、ＯＣＶ４に連通する進角油路１２Ａに接続されている。遅角室連通路２６は、ＯＣＶ４に連通する遅角油路１２Ｂに接続されている。

図１に示すごとく、内部ロータ２２とフロントプレート２１ａとに亘ってトーションスプリング２３を設けてある。トーションスプリング２３は、カムトルク変動に基づく遅角方向への平均変位力に抗するよう、内部ロータ２２を進角側に付勢している。これにより、円滑かつ迅速に、相対回転位相を後述する進角方向Ｓ１へ変位させることが可能である。

〔ロック機構〕
ロック機構２７は、エンジンの始動直後においてオイルのオイル圧力が安定しない状況において、ハウジング２１と内部ロータ２２とを所定の相対位置に保持することで、相対回転位相を最遅角位相に拘束する。この結果、適切なエンジン始動が可能であると共に、エンジン始動時やアイドリング運転時に、カムトルク変動に基づく変位力によって内部ロータ２２がバタつくこともない。

ロック機構２７は、図２に示すごとく、プレート状の二つのロック部材２７ａと、ロック溝２７ｂと、ロック機構連通路２８と、を備えている。ロック溝２７ｂは、内部ロータ２２の外周面に形成されており、相対回転方向に一定の幅を有している。ロック部材２７ａは、外部ロータ２１ｂに形成された収容部に配設され、ロック溝２７ｂに対して径方向に出退可能である。ロック部材２７ａは径方向内側、即ち、ロック溝２７ｂの側にスプリングによって常時付勢されている。ロック機構連通路２８は、ロック溝２７ｂと進角室連通路２５とを接続している。これにより、進角室２４ａにオイルが供給されると、ロック溝２７ｂにもオイルが供給され、進角室２４ａからオイルが排出されると、ロック溝２７ｂからもオイルが排出される。

ロック溝２７ｂからオイルが排出されていると、各ロック部材２７ａはロック溝２７ｂに突出可能である。図２に示すごとく、両方のロック部材２７ａがロック溝２７ｂに突入すると、ロック溝２７ｂの周方向の両端に各ロック部材２７ａが夫々同時に係止することとなる。この結果、内部ロータ２２のハウジング２１に対する相対回転移動が拘束され、相対回転位相が最遅角位相に拘束される。ロック溝２７ｂにオイルが供給されると、図３に示すごとく、両方のロック部材２７ａがロック溝２７ｂから引退して相対回転位相の拘束が解除され、内部ロータ２２は相対回転移動自在となる。以下、ロック機構２７が相対回転位相を最遅角位相に拘束している状態を「ロック状態」と称する。また、ロック状態が解除された状態を「ロック解除状態」と称する。

４.ＯＣＶ（制御弁機構）
ＯＣＶ４は、電磁制御型であって、進角室連通路２５及び遅角室連通路２６に対するオイルの供給、排出、及び供給量保持の制御が可能である。ＯＣＶ４は、スプール３１式に構成され、ＥＣＵ６（エンジンコントロールユニット）による給電量の制御に基づいて動作する。ＯＣＶ４によって、進角油路１２Ａへのオイル供給・遅角油路１２Ｂからのオイル排出、進角油路１２Ａからのオイル排出・遅角油路１２Ｂへのオイル供給、進角油路１２Ａ及び遅角油路１２Ｂへのオイル給排遮断、といった制御が可能である。進角油路１２Ａへのオイル供給・遅角油路１２Ｂからのオイル排出を行う制御が「進角制御」である。進角制御を行うと、ベーン２２ａは外部ロータ２１ｂに対して進角方向Ｓ１に相対回転移動し、相対回転位相は進角側へ変位する。進角油路１２Ａからのオイル排出・遅角油路１２Ｂへのオイル供給を行う制御が「遅角制御」である。遅角制御を行うと、ベーン２２ａは外部ロータ２１ｂに対して遅角方向Ｓ２に相対回転移動し、相対回転位相は遅角側へ変位する。進角油路１２Ａ及び遅角油路１２Ｂへのオイルの給排を遮断する制御を行うと、対回転位相を任意の位相に保持できる。

なお、ＯＣＶ４に給電（ＯＮ）すると進角制御が可能な状態となり、ＯＣＶ４への給電を停止（ＯＦＦ）すると遅角制御が可能な状態となるよう設定してある。また、ＯＣＶ４は、電磁ソレノイドに供給する電力のデューティ比の調節により開度を設定するものである。これにより、オイルの給排量の微調節が可能である。

このように、ＯＣＶ４を制御することによって、進角室２４ａ及び遅角室２４ｂに対してオイルを供給、排出、または給排量保持し、ベーン２２ａにそのオイルのオイル圧力を作用させる。このようにして、相対回転位相を進角方向または遅角方向へ変位させ、或いは、任意の位相に保持する。

５．弁開閉時期制御装置の動作
弁開閉時期制御装置２の動作を図２乃至図５に基づいて説明する。上述の構成により、内部ロータ２２はハウジング２１に対して軸芯Ｘの回りに一定の範囲内で円滑に相対回転移動可能である。ハウジング２１と内部ロータ２２とが相対回転移動可能な一定の範囲、即ち最進角位相と最遅角位相との位相差は、流体圧室２４の内部でベーン２２ａが変位可能な範囲に対応する。なお、遅角室２４ｂの容積が最大となるのが最遅角位相であり、進角室２４ａの容積が最大となるのが最進角位相である。

図示はしていないが、エンジンのクランクシャフトの回転角を検出するクランク角センサと、カムシャフト１０１の回転角を検出するカムシャフト角センサとが設けられている。ＥＣＵ６は、これらのクランク角センサとカムシャフト角センサとの検出結果から相対回転位相を検出し、相対回転位相がいずれの位相にあるかを判定する。また、ＥＣＵ６には、イグニッションキーのＯＮ／ＯＦＦ情報、オイルの温度を検出する油温センサからの情報、等を取得する信号系が形成されている。また、ＥＣＵ６のメモリ内には、エンジンの運転状態に応じた最適の相対回転位相の制御情報が記憶されている。ＥＣＵ６は、運転状態（エンジン回転速度、冷却水温等）の情報と、上述した制御情報とから、相対回転位相を制御する。

エンジン始動前は、図２に示すごとく、ロック機構２７によってロック状態となっている。不図示のイグニッションキーがＯＮ操作されると、クランキングが開始され、エンジンは相対回転位相が最遅角位相に拘束された状態で始動する。そして、アイドリング運転に移行し、触媒暖機が開始される。触媒暖機が終了し、不図示のアクセルが踏み込まれると、相対回転位相を進角方向Ｓ１に変位させるべく、ＯＣＶ４に給電がなされて進角制御が行われる。これにより、進角室２４ａ及びロック溝２７ｂにオイルが供給され、図３に示すごとく、ロック部材２７ａがロック溝２７ｂから引退し、ロック解除状態となる。ロック解除状態となると、相対回転位相は変位自在であり、進角室２４ａへのオイル供給に従って図４、図５の状態へと変位する。その後は、エンジンの負荷や回転速度等に応じて、相対回転位相を最進角位相と最遅角位相と間で変位させる。

エンジン停止前にはアイドリング運転となるため、相対回転位相は最遅角位相となる。このとき、少なくとも遅角側のロック部材２７ａがロック溝２７ｂに突入している。そして、イグニッションキーがＯＦＦ操作されると、カムトルクの変動によって内部ロータ２２がバタつき、進角側のロック部材２７ａもロック溝２７ｂに突入し、ロック状態となる。したがって、次回のエンジン始動が好適に行える。

６．流路面積調節機構
流路面積調節機構３は、図１及び図２に示すごとく、潤滑油路１３に対して直交するスプール収容部３５と、スプール収容部３５と連続しつつ、スプール収容部３５に対して潤滑油路１３と反対側に形成されたリテーナ収容部３６と、を備えている。スプール収容部３５には、潤滑油路１３を介して吐出油路のオイルが供給される。リテーナ収容部３６のうちのスプール収容部３５とは反対側の端面には、潤滑油路１３に直交する方向から作動油路１４が接続され、リテーナ収容部３６には作動油路１４を介してＯＣＶ４を通過した後の遅角流路のオイルが供給される。

図２に示すごとく、スプール収容部３５には、スプール収容部３５の形状に沿って摺動可能であって、潤滑油路１３に対して出退可能な「可動部材」としてのスプール３１が配設されている。リテーナ収容部３６には、リテーナ収容部３６の形状に沿って摺動可能なリテーナ３２が配設されている。

図２及び図６に示すごとく、スプール３１は、円筒形状の部材であって、一方端の外周に径外方向に張り出したフランジ部３１ｃを有している。円筒形状の壁部には、スプール３１の摺動方向に直交する方向に壁部を貫通する「開口」としての開口部３１ａを二つ設けてある。スプール３１の壁部の外径は、スプール収容部３５の内径とほぼ等しい。リテーナ３２は、底部３２ａの外周から壁部を鉛直方向に立ち上げたカップ形状の部材であって、その外径はスプール３１の外径よりも大きい。リテーナ３２の壁部の外径は、スプール収容部３５の内径とほぼ等しい。リテーナ３２の壁部の内径は、フランジ部３１ｃの外径とほぼ等しい。リテーナ３２は、スプール３１のフランジ部３１ｃの側を内装保持するよう、スプール３１に外装されている。スプール３１の壁部とリテーナ３２の壁部との間に、「付勢部材」としてのスプリング３４を介装し、リテーナ３２の壁部の内周面に形成した溝にＣリング３３を嵌め込んで、Ｃリング３３の下面とフランジ部３１ｃの上面とでスプリング３４を挟み込んである。これにより、スプール３１とリテーナ３２とは、互いに摺動して相対移動可能である。また、スプール３１とリテーナ３２とは、スプリング３４によって底面３１ｄが内底面３２ｂに押付けられるよう付勢されている。即ち、スプール３１とリテーナ３２とは、互いに離間しないように付勢されている。

スプール３１とリテーナ３２とは、互いに組付けた状態で、開口部３１ａが潤滑油路１３の上流側と下流側とを常時連通可能なよう、スプール収容部３５及びリテーナ収容部３６に配設されている。開口部３１ａから潤滑油路１３のオイルがスプール３１の内部に侵入するため、スプール３１及びリテーナ３２には潤滑油路１３のオイル圧が作用する。作動油路１４のオイルがリテーナ収容部３６に流入可能であるため、リテーナ３２には作動油路１４のオイル圧も作用可能である。

スプール３１は、潤滑油路１３のオイル圧の作用によって潤滑油路１３に対して出退する。スプール３１のうち開口部３１ａ、先端部３１ｂ、及び底面３１ｄが、スプール３１を出退させる方向のオイル圧を受ける。開口部３１ａは、突出方向にも引退方向にも受圧するため、オイル圧による作用は相殺される。先端部面積Ａｓ１よりも、フランジ部面積Ａｓ２の方が大きいため、図６に示すごとく、スプール３１は、突出する方向向きの「〔潤滑油路１３のオイル圧〕×〔フランジ部面積Ａｓ２−先端部面積Ａｓ１〕」で計算される力（以下、「力Ｆｓ」と称する）と、引退する向きのスプリング３４の付勢力（以下、「付勢力Ｆｐ」と称する）と、を受ける。即ち、底面３１ｄのうちの先端部面積Ａｓ１よりも広い部分が本発明に係る「受圧部」に相当する。潤滑油路１３のオイル圧が高まって、力Ｆｓが付勢力Ｆｐを上回ると、スプール３１は突出する方向へ動き出す。エンジンが停止し、ポンプが作動していないときは、後述するリテーナ３２も動作しないため、図３に示す状態のごとく、スプール３１は自重によりリテーナ３２と共に潤滑油路１３から引退する。

このように、潤滑油路１３のオイル圧の作用によって、スプール３１は最大で、底面３１ｄが内底面３２ｂに当接する図３に示す状態から、先端部３１ｂがスプール収容部３５のうちのリテーナ収容部３６とは反対側の端面に当接する図５の状態までの間で摺動可能である。潤滑油路１３の流路断面に対して開口部３１ａは小さい。したがって、開口部３１ａの全てが潤滑油路１３に対向したとき、潤滑油路１３は全開となる。スプール３１が潤滑油路１３から最も引退している図３の状態のとき、潤滑油路１３の流路面積は最も絞られている。スプール３１が潤滑油路１３に対して吐出して図３の状態から図４の状態となると、潤滑油路１３の流路面積は増大する。図示はしないが、さらにスプール３１が突出して、開口部３１ａの下端位置が潤滑油路１３の下端位置と一致すると、潤滑油路１３は全開となる。スプール３１が潤滑油路１３にさらに突出しても、開口部３１ａが潤滑油路１３を絞ることはなく、潤滑油路１３の全開状態は維持される。スプール３１が潤滑油路１３に最も突出している図５の状態のとき、開口部３１ａの上端位置は潤滑油路１３の上端位置と略一致する。

リテーナ３２は、潤滑油路１３のオイル圧及び作動油路１４のオイル圧の作用によって、リテーナ収容部３６の内部で摺動する。図６に示すごとく、リテーナ３２は、引退する向きの「〔潤滑油路１３のオイル圧〕×〔底部内側面積Ａｒ１〕」で計算される力（以下、「力Ｆｒ１」と称する）と、突出する方向向きの「〔作動油路１４のオイル圧〕×〔底部外側面積Ａｒ２〕」で計算される力（以下、「力Ｆｒ２」と称する）と、突出する向きの付勢力Ｆｐと、を受ける。即ち、底部３２ａのうち外底面３２ｃが、本発明に係る「スプール３１とは反対側の面」に相当する。

ここで、作動油路１４のオイル圧は、そのオイルがＯＣＶ４を通過している分、管路抵抗による摩擦損失によって潤滑油路１３のオイル圧よりも常に低い。しかし、ポンプ１の吐出圧が低く、オイル圧が全体的に低いときに「力Ｆｒ２＋付勢力Ｆｐ」が「力Ｆｒ１」よりも大きくなるよう、底部内側面積Ａｒ１と底部外側面積Ａｒ２とを設定してある。本実施形態では、例えば、暖機運転時のポンプ吐出圧を基準として、底部内側面積Ａｒ１と底部外側面積Ａｒ２とを設定してある。これにより、暖機運転時の回転数よりもエンジンの回転数が低いときは、図２に示すごとく、リテーナ３２は潤滑流路の側へ移動する。この際、底部３２ａがフランジ部３１ｃに係止し、スプール３１も潤滑油路１３に突出する。暖機運転時の回転数よりもエンジンの回転数が高まると、「力Ｆｒ１」が「力Ｆｒ２＋付勢力Ｆｐ」よりも大きくなり、図３から図５に示すごとく、リテーナ３２は作動油路１４の側に移動する。作動油路１４にオイルが供給されていないとき、即ち、ＯＣＶ４が進角制御をしているときも、図３から図５に示すごとく、リテーナ３２は作動油路１４の側に移動する。

このように、潤滑油路１３のオイル圧の作用、または、潤滑油路１３のオイル圧及び作動油路１４のオイル圧の作用によって、リテーナ３２は最大で、外底面３２ｃがリテーナ収容部３６のうちのスプール収容部３５とは反対側の端面に当接する図５の状態から、立ち上がり先端部がスプール収容部３５とリテーナ収容部３６との段差面に当接する図２の状態までの間で摺動可能である。

図６に示すごとく、スプール３１の先端部３１ｂ及び底面３１ｄに夫々スペーサ部３１ｅとしての複数の突起を設けてある。また、リテーナ３２の外底面３２ｃにもスペーサ部３２ｄとしての複数の突起を設けてある。これにより、図２及び図３に示すごとく、スプール収容部３５と先端部３１ｂとの間、フランジ部３１ｃと底部３２ａとの間、及び、リテーナ収容部３６と底部３２ａとの間に、最低限の隙間が形成される。よって。オイルが円滑に各隙間に流入し、オイル圧が各部に確実に作用する。

７．オイル圧制御装置の動作
オイル圧制御装置の動作について図面に基づいて説明する。図７（ａ）〜（ｂ）における「ＩＩ」、「ＩＩＩ」、「ＩＶ」、「Ｖ」は、夫々図２、図３、図４、図５の状態であることを示す。

エンジン始動直後は、弁開閉時期制御装置２は作動する必要がなく、オイル圧を必要としない。一方で、メインギャラリ７は動作を開始するべく潤滑油としてのオイルを必要とする。そこで、オイルの温度が予め定めた第１設定温度Ｔ１よりも低いときは、図７（ａ）に示すごとく、ＯＣＶ４に通電しない（ＯＦＦ）。即ち、ＯＣＶ４は遅角制御の状態に維持されており、遅角油路１２Ｂが吐出油路１１Ａに接続され、進角油路１２Ａは戻り油路１１Ｂに接続されている。この状態で、クランキングが開始され、その後暖機運転が始まっても、エンジン始動直後は、エンジンの回転数が低く、オイルの温度も低い。よって、吐出流路のオイル圧は低く、当然潤滑油路１３のオイル圧も低いため、潤滑油路１３のオイル圧によってはスプール３１は作動しない。しかし、一方で、弁開閉時期制御装置２がロック状態であるにも拘らず、遅角室にはオイルが供給され、遅角油路１２Ｂのオイル圧は高まる。この高まった圧油が作動油路１４を介してリテーナ収容部３６に供給され、図２に示すごとく、リテーナ３２がスプール３１を潤滑油路１３に突出させる。この結果、潤滑油路１３は全開となり、優先的にメインギャラリ７にオイルが供給される。

このときのポンプ１のオイル吐出圧と、弁開閉時期制御装置２に供給されるオイル圧と、メインギャラリ７に供給されるオイル圧と、の関係を図７（ｂ）に示す。図に示すように、弁開閉時期制御装置２に供給されるオイル圧と、メインギャラリ７に供給されるオイル圧と、は共にポンプ１のオイル吐出圧の上昇に追従する。

オイルの温度が予め定めた第１設定温度Ｔ１よりも高まって暖機運転が完了した後、アクセルが踏み込まれると、ＯＣＶ４に通電がなされ（ＯＮ）、進角制御の状態に移行する。よって、弁開閉時期制御装置２を安定して始動させるために、オイル圧が必要となっている。しかし、ＯＣＶ４が進角状態となっているので、進角油路１２Ａが吐出油路１１Ａに接続され、遅角油路１２Ｂは戻り油路１１Ｂに接続されている。よって、リテーナ３２作動流路のオイル圧は急激に低下する。よって、底部３２ａには潤滑油路１３のオイル圧のみが作用し、図３に示すごとく、リテーナ３２は作動油路１４の側に移動する。このとき、スプール３１もスプリング３４を介してリテーナ３２に引き連れられて潤滑油路１３から引退し、潤滑油路１３の流路面積は最小に絞られる。このように、オイルの温度が高まっても、エンジン回転数が低く、未だポンプのオイル吐出圧が低いときは、優先的に弁開閉時期制御装置２にオイルが供給される。これにより、弁開閉時期制御装置２に作用するオイル圧が異常に高まるのも防止される。

その後、エンジン回転数が高まるに従って、ポンプ１のオイル吐出圧が高まると、潤滑油路１３のオイル圧も高まり、図３に示す状態から図４に示す状態へ、さらに図４に示す状態から図５に示す状態へと、スプール３１が徐々に潤滑油路１３を開放し、最終的に全開とする。これにより、エンジン回転数が高まって大量の潤滑油を必要とするメインギャラリ７にもオイルが充分に供給されることとなる。当然、エンジンの回転数が高まっているときは、弁開閉時期制御装置２にもオイル圧が必要となるが、絶対的にポンプ１の吐出圧が高まっているので、弁開閉時期制御装置２にも充分なオイルが供給される。この後、遅角制御をし、リテーナ３２収容空間にオイルが供給されても、オイル圧が高まっており、「力Ｆｒ１」が「力Ｆｒ２＋付勢力Ｆｐ」よりも大きくなっている。よって、リテーナ３２は作動油路１４の側に位置保持される。即ち、オイルの温度が第１設定温度Ｔ１よりも高いときは、リテーナ３２は機能せず、スプール３１は潤滑油路１３のオイル圧の高低にのみに依存して、潤滑油路１３の流路面積を調節する。

このときのポンプ１のオイル吐出圧と、弁開閉時期制御装置２に供給されるオイル圧と、メインギャラリ７に供給されるオイル圧と、の関係を図７（ｃ）に示す。図３の状態（ＩＩＩ）のときは、潤滑油路１３が絞られているので、メインギャラリ７のオイル圧の上昇率が下がると共に弁開閉時期制御装置２のオイル圧の上昇率が上がる。スプール３１が潤滑油路１３に対して突入し始めた図４の状態（ＩＶ）のときは、潤滑油路１３の流路面積が大きくなり出すため、メインギャラリ７のオイル圧の上昇率が上がると共に弁開閉時期制御装置２のオイル圧の上昇率が下がる。スプール３１が潤滑油路１３に対して最も突入した図５の状態（Ｖ）のときは、潤滑油路１３が全開となるため、メインギャラリ７のオイル圧と、弁開閉時期制御装置２のオイル圧とは共に、ポンプ１のオイル吐出圧の上昇に追従する。

ところで、弁開閉時期制御装置２は、僅かながら部品間に微小隙間があり、特にオイル粘度が低い場合にはこの微小隙間からオイルが漏れ出す（滲み出る）ことがある。オイルが漏れ出す（滲み出る）と、効率よくオイル圧を弁開閉時期制御装置に作用させることができず、弁開閉時期制御装置２による相対回転位相の変位が迅速に行われなくなる。このような状態にあっては、弁開閉時期制御装置２によるエンジンの燃費向上は期待できる一方で、ポンプ１は弁開閉時期制御装置２を作動させるべく積極的に作動させなければならず、逆にエンジンの燃費悪化を招来する。

したがって、オイルの温度がさらに上昇して第２設定温度Ｔ２よりも高くなり、オイル粘度が低くなった場合には、図７（ａ）に示すごとく、ＯＣＶ４に通電しない（ＯＦＦ）。即ち、ＯＣＶ４は遅角制御の状態に維持されており、遅角油路１２Ｂが吐出油路１１Ａに接続され、進角油路１２Ａは戻り油路１１Ｂに接続されている。よって、相対回転位相は最遅角位相となり、ロック機構によりロック状態となる。このように、オイル温度が第２設定温度Ｔ２よりも高くなったときは、弁開閉時期制御装置２の作動を停止して、ポンプの必要動力を抑える。

なお、第２設定温度Ｔ２は、第１設定温度Ｔ１よりも高い設定温度である。また、例示すると、第１設定温度Ｔ１は５５〜６５℃、第２設定温度Ｔ２は１００〜１１０℃とすることが考えられる。

８．その他の実施形態
（１）上述の実施形態においては、弁開閉時期制御装置２が吸気弁の開閉時期を制御する例を示したが、これに限られるものではない。弁開閉時期制御装置が排気弁の開閉時期を制御するものであっても良い。
（２）上述の実施形態においては、ロック機構２７が相対回転位相を最遅角位相に拘束する例を示したが、これに限られるものではない。例えば、最遅角位相と最進角位相との間の中間の位相や、最進角位相に相対回転位相を拘束するロック機構であっても良い。
（３）上述の実施形態におけるロック機構２７は、相対回転位相を拘束する一形態を示したに過ぎず、例えば、軸芯Ｘ方向に出退するロック部材を備えたロック機構や、ロック部材とロック溝が一対一の関係であるロック機構であっても良い。さらには、ロック機構を備えず、オイル圧によって、ベーンを流体圧室の端面に押付けて相対回転位相を拘束する構成であっても良い。
（４）上述の実施形態においては、内部ロータ２２を進角側に付勢するトーションスプリング２３を備えたが、これに限られるものではない。例えば、内部ロータ２２を遅角側に付勢するトーションスプリングを備えても良い。
（５）上述の実施形態においては、第２流路が遅角流路１２Ｂである例を示したが、これに限られるものではない。例えば、排気弁用の弁開閉時期制御装置とする場合、ロック機構が最遅角位相以外の位相に相対回転位相を拘束する場合、カムトルク変動に基づく変位力とトーションスプリングの付勢力との関係を変更した場合や、ロック機構のロック解除方法を変更した場合には、リテーナ作動油路が進角油路に接続されていても良い。また、進角油路と遅角油路との両方にリテーナ作動油路を接続することも考えられる。
（６）上述の実施形態においては、ＯＣＶ４が、給電されることで遅角制御が可能な状態となり、給電が停止されることで進角制御が可能な状態となる例を示したが、これに限られるものではない。ＯＣＶは、給電されることで進角制御が可能な状態となり、給電が停止されることで遅角制御が可能な状態となるよう構成しても良い。
（７）上述の実施形態においては、開口部３１ａは、潤滑油路１３の流路断面よりも小さく設定したが、これに限られるものではない。開口部３１ａは、スプール３１の出退によって潤滑油路１３の流路面積を調節せきるならば、潤滑油路１３の流路断面よりも大きく設定してあっても良い。また、各油路の断面形状や、開口部３１ａの形状は、夫々の機能を果たすものであれば、多角形断面、円形断面、等に限られない。

本発明は、弁開閉時期制御装置を備えたエンジンであれば適用可能である。

１ ポンプ
２ 弁開閉時期制御装置（制御装置）
３ 流路面積調節機構
４ ＯＣＶ（制御弁機構）
７ メインギャラリ（制御装置以外の所定部位）
１１Ａ 吐出油路（第１流路）
１２Ｂ 遅角油路（第２流路）
１３ 潤滑油路（第３流路）
１４ 作動油路（第４流路）
２１ ハウジング（駆動側回転部材）
２２ 内部ロータ（従動側回転部材）
３１ スプール（可動部材）
３１ａ 開口部（開口）
３１ｄ 底面（受圧部）
３２ リテーナ
３２ａ 底部
３２ｃ 外底面（スプールとは反対側の面）
３４ スプリング（付勢部材）
１０１ カムシャフト
Ｔ１ 第１設定温度
Ｔ２ 第２設定温度

Claims (5)

1. エンジンの回転によって駆動されてオイルを吐出するポンプと、
   クランクシャフトと同期回転する駆動側回転部材、及び、前記駆動側回転部材と同軸状に配置されてカムシャフトと同期回転する従動側回転部材を有し、前記駆動側回転部材に対する前記従動側回転部材の相対回転位相をオイルの供給又は排出によって変位させ、弁開閉時期の制御を行う制御装置と、
   第１流路を介して前記ポンプと連通すると共に、第２流路を介して前記制御装置と連通して、前記制御装置に対するオイルの供給及び排出を制御する制御弁機構と、
   前記第１流路から分岐して前記制御装置以外の所定部位にオイルを供給する第３流路と、を備え、
   前記第３流路の流路面積を調節可能な開口を有すると共に、前記第３流路のオイル圧の作用によって前記流路面積が増大する側に付勢される可動部材を前記第３流路に設け、
   前記第２流路から分岐した第４流路が連通されると共に、前記第４流路のオイル圧を前記第３流路のオイル圧とは別に前記可動部材に作用させて、前記可動部材を前記流路面積が増大する側に付勢する流路面積調節機構を備えたオイル圧制御装置。
2. 前記第２流路が、前記相対回転位相を進角側または遅角側に変更する流路であり、
   前記第２流路へ最大にオイル供給が可能な状態に前記制御弁機構が設定されたとき、前記開口が前記第３流路を全開とする位置に、前記可動部材が移動可能である請求項１に記載のオイル圧制御装置。
3. オイルの温度が予め定めた第１設定温度よりも低いとき、前記第２流路へ最大にオイル供給が可能な状態に前記制御弁機構を維持する請求項２に記載のオイル圧制御装置。
4. オイルの温度が予め定めた第２設定温度よりも高いとき、前記第２流路へ最大にオイル供給が可能な状態に前記制御弁機構を維持する請求項２に記載のオイル圧制御装置。
5. 前記開口を壁部に設けてあると共に、当該開口から前記第３流路のオイルを受け入れ可能な筒形状のスプールと、前記スプールのうち前記第３流路から離れた側の端部をスライド自在に内挿保持するカップ形状のリテーナと、前記スプールを前記リテーナの底部に押し付ける付勢部材と、を前記流路面積調節機構が備え、
   前記スプールに、前記リテーナから突出する方向に前記第３流路のオイル圧が作用可能な受圧部を備えると共に、前記底部のうち前記スプールとは反対側の面に、前記第４流路のオイル圧が作用するよう構成してある請求項１から４の何れか一項に記載のオイル圧制御装置。

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