JP2018131972A - Piston cooling device - Google Patents

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a piston cooling device for efficiently cooling a piston while considering a load on an internal combustion engine.SOLUTION: A cooling device 101 includes an injection nozzle 30a for injecting oil into a piston 26, and an oil pump 45 for supplying the oil to the injection nozzle 30a. The injection nozzle 30a, when an engine load is lower than a threshold value, injects the oil at least toward the rear face of the piston 26, and when the engine load is higher than the threshold value, injects the greater amount of oil at least toward an entrance 31 of a cooling channel 32 than when the engine load is lower than the threshold value.SELECTED DRAWING: Figure 6

Description

本発明は、ピストンの冷却装置に関し、特に、内燃機関のピストンをオイルの噴射によって冷却する冷却装置に関する。   The present invention relates to a piston cooling device, and more particularly to a cooling device that cools a piston of an internal combustion engine by injection of oil.

内燃機関のピストンを潤滑油などのオイルの噴射によって冷却する従来の技術として、たとえば、特開平１０−６８３１９号公報（特許文献１）には、オイルポンプから供給されたオイルを、オイルジェットからピストンに向けて噴射させることによってピストンを冷却する冷却装置が開示されている。この冷却装置は、ピストンの内部に形成されたオイルギャラリ（以下、クーリングチャネルという）の入口に向けてオイルジェットからオイルを噴射することで、ピストンを内部から冷却するように構成されている。   As a conventional technique for cooling a piston of an internal combustion engine by injection of oil such as lubricating oil, for example, in Japanese Patent Application Laid-Open No. 10-68319 (Patent Document 1), oil supplied from an oil pump is changed from oil jet to piston. A cooling device that cools a piston by spraying toward the side is disclosed. This cooling device is configured to cool the piston from the inside by injecting oil from the oil jet toward an inlet of an oil gallery (hereinafter referred to as a cooling channel) formed inside the piston.

特開平１０−６８３１９号公報JP-A-10-68319

内燃機関の高出力化に伴なう発熱量の増加によって、ピストンのさらなる冷却が必要である。そこで、従来のようにクーリングチャネルの入口に向けてオイルを噴射することに加えて、ピストンの裏面に向けてオイルを噴射するようにすれば、ピストンをさらに冷却することができる。   Due to the increase in the amount of heat generated with the increase in output of the internal combustion engine, further cooling of the piston is necessary. Therefore, in addition to injecting oil toward the inlet of the cooling channel as in the prior art, if the oil is injected toward the back surface of the piston, the piston can be further cooled.

しかしながら、クーリングチャネルの入口に向けてオイルを噴射させるオイルジェットに加えて、さらに、ピストンの裏面に向けてオイルを噴射させるオイルジェットを設けた場合、オイルポンプから複数のオイルジェットにオイルを供給しなければならず、オイルポンプへの負荷が増大する。したがって、オイルポンプの駆動源となる内燃機関への負荷も増大することになるため、燃費が向上し難くなる虞がある。   However, in addition to an oil jet that injects oil toward the inlet of the cooling channel, and an oil jet that injects oil toward the back of the piston, an oil pump supplies oil to a plurality of oil jets. This increases the load on the oil pump. Therefore, the load on the internal combustion engine that is the drive source of the oil pump also increases, which may make it difficult to improve fuel efficiency.

本発明は、上述した課題を解決するためになされたものであって、その目的は、内燃機関への負荷を考慮しながら効率よくピストンを冷却するピストンの冷却装置を提供することである。   The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a piston cooling device that efficiently cools a piston while considering a load on an internal combustion engine.

この発明のある局面に係るピストンの冷却装置は、内燃機関のピストンをオイルの噴射によって冷却する冷却装置である。この冷却装置は、ピストンにオイルを噴射する噴射ノズルと、噴射ノズルにオイルを供給するオイルポンプと、を備える。ピストンの内部には、オイルを出入りさせることによって当該ピストンを冷却するためのオイル通路が形成されている。噴射ノズルは、内燃機関への負荷がしきい値よりも低い場合には、少なくともピストンの裏面に向けてオイルを噴射し、内燃機関への負荷がしきい値よりも高い場合には、当該負荷が当該しきい値よりも低い場合よりも多い量のオイルを噴射することで、少なくともオイル通路の入口に向けてオイルを噴射するように構成されている。   A piston cooling apparatus according to an aspect of the present invention is a cooling apparatus that cools a piston of an internal combustion engine by injecting oil. The cooling device includes an injection nozzle that injects oil to the piston, and an oil pump that supplies oil to the injection nozzle. An oil passage for cooling the piston by allowing oil to enter and exit is formed inside the piston. The injection nozzle injects oil toward at least the back surface of the piston when the load on the internal combustion engine is lower than the threshold, and the load when the load on the internal combustion engine is higher than the threshold. Is configured to inject oil at least toward the inlet of the oil passage by injecting a larger amount of oil than when the value is lower than the threshold value.

上記の構成によれば、内燃機関の負荷に応じて噴射ノズルからのオイルの噴射量が変わることにより、内燃機関への負荷がしきい値よりも低い場合には少なくともピストンの裏面に向けてオイルが噴射される一方で、内燃機関への負荷がしきい値よりも高い場合には少なくともピストンのオイル通路の入口に向けてオイルが噴射される。このように、内燃機関の負荷に応じて冷却効果の大きい適切な箇所に適量のオイルが噴射されるため、内燃機関への負荷を考慮しながら効率よくピストンを冷却することができる。   According to the above configuration, when the amount of oil injected from the injection nozzle changes according to the load of the internal combustion engine, when the load on the internal combustion engine is lower than the threshold value, the oil is directed toward at least the back surface of the piston. On the other hand, when the load on the internal combustion engine is higher than the threshold value, the oil is injected at least toward the inlet of the oil passage of the piston. As described above, since an appropriate amount of oil is injected to an appropriate location having a large cooling effect in accordance with the load of the internal combustion engine, the piston can be efficiently cooled while considering the load on the internal combustion engine.

好ましくは、噴射ノズルは、オイルが流通するとともに、当該オイルをピストンに向けて噴射する開口部をそれぞれ有する複数の流路と、複数の流路の外側を取り囲むとともに、開口部よりもピストン側に向かって突出した外側部と、を含む。さらに、噴射ノズルは、複数の流路のうちの一部の流路にオイルが流通した場合には、少なくともピストンの裏面に向けてオイルを噴射し、複数の流路の全てにオイルが流通した場合には、少なくともオイル通路の入口に向けてオイルを噴射するように構成されている。   Preferably, the injection nozzle circulates oil, surrounds a plurality of flow paths each having an opening for injecting the oil toward the piston, and surrounds the outside of the plurality of flow paths, and is closer to the piston than the opening. And an outer portion protruding toward the outside. Further, the injection nozzle injects oil toward at least the back surface of the piston when oil flows through a part of the plurality of flow paths, and the oil flows through all of the plurality of flow paths. In such a case, the oil is jetted at least toward the inlet of the oil passage.

上記の構成によれば、複数の流路のうちの一部の流路をオイルが流通した場合には、噴射ノズルの先端での圧力低下によって、開口部から噴射したオイルが散乱することでオイルの噴霧角が広がる。その結果、内燃機関への負荷がしきい値よりも低い場合には、ピストンの裏面に向けてオイルを噴射することができる。一方、複数の流路の全てにオイルが流通した場合には、噴射ノズルの先端での圧力上昇によって、開口部から噴射したオイルがそれほど散乱することがないため、オイルの噴霧角が狭まる。その結果、内燃機関への負荷がしきい値よりも高い場合にはオイル通路の入口に向けてオイルを噴射することができる。   According to the above configuration, when the oil flows through some of the plurality of flow paths, the oil sprayed from the opening is scattered by the pressure drop at the tip of the spray nozzle. Spreads the spray angle. As a result, when the load on the internal combustion engine is lower than the threshold value, oil can be injected toward the back surface of the piston. On the other hand, when oil flows through all of the plurality of channels, the oil spray angle is narrowed because the oil sprayed from the opening is not scattered so much due to the pressure increase at the tip of the spray nozzle. As a result, when the load on the internal combustion engine is higher than the threshold value, oil can be injected toward the inlet of the oil passage.

好ましくは、ピストンの冷却装置は、噴射ノズルからのオイルの噴射量を制御する制御装置を備える。制御装置は、内燃機関への負荷がしきい値よりも高い場合には、当該負荷が当該しきい値よりも低い場合よりも多い量のオイルを噴射ノズルから噴射させる。   Preferably, the piston cooling device includes a control device that controls the amount of oil injected from the injection nozzle. When the load on the internal combustion engine is higher than the threshold value, the control device causes the injection nozzle to inject a larger amount of oil than when the load is lower than the threshold value.

上記の構成によれば、制御装置によって、内燃機関への負荷に応じて、噴射ノズルからのオイルの噴射量が制御される。これにより、オイルの噴射量を精度よく調整することができる。   According to said structure, the injection quantity of the oil from an injection nozzle is controlled by the control apparatus according to the load to an internal combustion engine. Thereby, the injection quantity of oil can be adjusted accurately.

好ましくは、制御装置は、内燃機関への負荷がしきい値よりも低い場合において、ピストンの位置が下死点を含む所定範囲内であるときには、当該ピストンの位置が当該所定範囲内でないときよりも多い量のオイルを噴射ノズルから噴射させる。   Preferably, when the load on the internal combustion engine is lower than the threshold value, the control device, when the piston position is within a predetermined range including the bottom dead center, than when the piston position is not within the predetermined range. A large amount of oil is sprayed from the spray nozzle.

上記の構成によれば、内燃機関への負荷がしきい値よりも低い場合であっても、ピストンの位置が下死点を含む所定範囲内であるか否かに応じて、噴射ノズルからのオイルの噴射量が制御される。たとえば、ピストンの位置が下死点付近であるときのように噴射ノズルから近くなる場合には多量のオイルが噴射され、ピストンの位置が噴射ノズルから遠ざかる場合には少量のオイルが噴射される。このように、ピストンの位置を考慮しながら効率よくピストンを冷却することができる。   According to the above configuration, even if the load on the internal combustion engine is lower than the threshold value, depending on whether or not the position of the piston is within a predetermined range including the bottom dead center, The oil injection amount is controlled. For example, when the position of the piston is close to the bottom dead center, a large amount of oil is injected, and when the position of the piston moves away from the injection nozzle, a small amount of oil is injected. In this way, the piston can be efficiently cooled while considering the position of the piston.

好ましくは、制御装置は、内燃機関における冷却水の温度に基づきしきい値を設定する。   Preferably, the control device sets the threshold based on the temperature of the cooling water in the internal combustion engine.

上記の構成によれば、たとえば、内燃機関における冷却水の温度が高いときのように内燃機関への負荷が高くなり易い場合にはしきい値を低めに設定し、内燃機関における冷却水の温度が低いときのように内燃機関への負荷が低くなり易い場合にはしきい値を高めに設定することができる。これにより、内燃機関における冷却水の温度を考慮しながら効率よくピストンを冷却することができる。   According to the above configuration, for example, when the load on the internal combustion engine tends to be high, such as when the temperature of the cooling water in the internal combustion engine is high, the threshold value is set low, and the temperature of the cooling water in the internal combustion engine is set. When the load on the internal combustion engine tends to be low, such as when the engine is low, the threshold value can be set higher. Thereby, the piston can be efficiently cooled while considering the temperature of the cooling water in the internal combustion engine.

好ましくは、噴射ノズルは、第１の噴射ノズルである。ピストンの冷却装置は、ピストンの裏面に向けてオイルを噴射する第２の噴射ノズルをさらに備える。オイルポンプは、第２の噴射ノズルにオイルを供給する。第２の噴射ノズルは、内燃機関への負荷がしきい値よりも低い場合には、オイルを噴射せず、内燃機関への負荷がしきい値よりも高い場合には、オイルを噴射するように構成されている。   Preferably, the injection nozzle is a first injection nozzle. The piston cooling device further includes a second injection nozzle that injects oil toward the back surface of the piston. The oil pump supplies oil to the second injection nozzle. The second injection nozzle does not inject oil when the load on the internal combustion engine is lower than the threshold value, and injects oil when the load on the internal combustion engine is higher than the threshold value. It is configured.

上記の構成によれば、内燃機関の負荷に応じて第２の噴射ノズルからのオイルの噴射有無が変わることにより、内燃機関への負荷がしきい値よりも低い場合には第１の噴射ノズルのみでピストンの裏面に向けてオイルが噴射される一方で、内燃機関への負荷がしきい値よりも高い場合には第１の噴射ノズルでピストンのオイル通路の入口に向けてオイルが噴射されるとともに第２の噴射ノズルでピストンの裏面に向けてオイルが噴射される。このように、複数の噴射ノズルを備える場合であっても、内燃機関の負荷に応じて冷却効果の大きい適切な箇所に適量のオイルが噴射されるため、内燃機関への負荷を考慮しながら効率よくピストンを冷却することができる。   According to said structure, when the load to an internal combustion engine is lower than a threshold value by the presence or absence of the oil injection from a 2nd injection nozzle changing according to the load of an internal combustion engine, a 1st injection nozzle When the load on the internal combustion engine is higher than the threshold value, the oil is injected toward the inlet of the piston oil passage by the first injection nozzle. In addition, oil is injected toward the back surface of the piston by the second injection nozzle. As described above, even when a plurality of injection nozzles are provided, an appropriate amount of oil is injected to an appropriate portion having a large cooling effect according to the load of the internal combustion engine. The piston can be cooled well.

好ましくは、ピストンの冷却装置は、第２の噴射ノズルからのオイルの噴射量を制御する制御装置を備える。制御装置は、内燃機関への負荷がしきい値よりも低い場合には、第２の噴射ノズルからオイルを噴射させず、内燃機関への負荷がしきい値よりも高い場合には、第２の噴射ノズルからオイルを噴射させる。   Preferably, the cooling device for the piston includes a control device that controls the amount of oil injected from the second injection nozzle. When the load on the internal combustion engine is lower than the threshold, the control device does not inject oil from the second injection nozzle, and when the load on the internal combustion engine is higher than the threshold, The oil is sprayed from the spray nozzle.

上記の構成によれば、制御装置によって、内燃機関への負荷に応じて、第２の噴射ノズルからのオイルの噴射有無が制御される。これにより、オイルの噴射量を精度よく調整することができる。   According to said structure, the presence or absence of the injection of the oil from a 2nd injection nozzle is controlled by the control apparatus according to the load to an internal combustion engine. Thereby, the injection quantity of oil can be adjusted accurately.

好ましくは、制御装置は、内燃機関における冷却水の温度に基づきしきい値を設定する。   Preferably, the control device sets the threshold based on the temperature of the cooling water in the internal combustion engine.

上記の構成によれば、たとえば、内燃機関における冷却水の温度が高いときのように内燃機関への負荷が高くなり易い場合にはしきい値を低めに設定し、内燃機関における冷却水の温度が低いときのように内燃機関への負荷が低くなり易い場合にはしきい値を高めに設定することができる。これにより、内燃機関における冷却水の温度を考慮しながら効率よくピストンを冷却することができる。   According to the above configuration, for example, when the load on the internal combustion engine tends to be high, such as when the temperature of the cooling water in the internal combustion engine is high, the threshold value is set low, and the temperature of the cooling water in the internal combustion engine is set. When the load on the internal combustion engine tends to be low, such as when the engine is low, the threshold value can be set higher. Thereby, the piston can be efficiently cooled while considering the temperature of the cooling water in the internal combustion engine.

本発明によれば、内燃機関への負荷を考慮しながら効率よくピストンを冷却することができる。   According to the present invention, the piston can be efficiently cooled while considering the load on the internal combustion engine.

第１実施形態に係る冷却装置を備えるエンジンの概略構成を示す図である。It is a figure showing a schematic structure of an engine provided with a cooling device concerning a 1st embodiment. 第１実施形態におけるピストンおよびオイルジェットを示す図である。It is a figure which shows the piston and oil jet in 1st Embodiment. 第１実施形態に係る可変オイルジェットが備える噴射ノズルの先端部の内部構造を示す図である。It is a figure which shows the internal structure of the front-end | tip part of the injection nozzle with which the variable oil jet which concerns on 1st Embodiment is provided. 第１実施形態に係る可変オイルジェットの内部構造を示す図である。It is a figure which shows the internal structure of the variable oil jet which concerns on 1st Embodiment. 第１実施形態に係る可変オイルジェットから噴射するオイルの噴霧角を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the spray angle of the oil injected from the variable oil jet which concerns on 1st Embodiment. 第１実施形態におけるエンジン負荷とオイルジェットの噴射との関係を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the relationship between the engine load in 1st Embodiment, and the injection of an oil jet. 第２実施形態に係る冷却装置を備えるエンジンの概略構成を示す図である。It is a figure which shows schematic structure of an engine provided with the cooling device which concerns on 2nd Embodiment. 第２実施形態におけるピストンおよびオイルジェットを示す図である。It is a figure which shows the piston and oil jet in 2nd Embodiment. 第２実施形態に係るエンジンの状態をエンジン負荷との関係で説明するための図である。It is a figure for demonstrating the state of the engine which concerns on 2nd Embodiment by the relationship with an engine load. 第２実施形態に係る冷却装置のＥＣＵが実行する処理を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the process which ECU of the cooling device which concerns on 2nd Embodiment performs. 第２実施形態におけるエンジン負荷とオイルジェットの噴射との関係を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the relationship between the engine load in 2nd Embodiment, and injection of an oil jet. 第３実施形態に係る固定オイルジェットの内部構造を示す図である。It is a figure which shows the internal structure of the fixed oil jet which concerns on 3rd Embodiment. 第４実施形態に係る冷却装置のＥＣＵが実行する処理を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the process which ECU of the cooling device which concerns on 4th Embodiment performs. 変形例においてピストン位置および冷却装置のＥＣＵが実行する処理を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the process which ECU of a piston position and a cooling device performs in a modification. 変形例においてエンジン負荷および冷却装置のＥＣＵが実行する処理を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the process which ECU of an engine load and a cooling device performs in a modification.

以下、図面を参照しつつ、本実施の形態について説明する。以下の説明では、同一の部品には同一の符号が付されている。それらの名称および機能も同じである。したがってそれらについての詳細な説明は繰り返さない。   Hereinafter, the present embodiment will be described with reference to the drawings. In the following description, the same parts are denoted by the same reference numerals. Their names and functions are also the same. Therefore, detailed description thereof will not be repeated.

［第１実施形態］
先ず、第１実施形態に係る冷却装置１０１について図面を参照しながら説明する。図１は、第１実施形態に係る冷却装置１０１を備えるエンジン１００の概略構成を示す図である。エンジン１００は、内燃機関であり、その一例としては、ガソリンエンジン、ガスエンジン、およびディーゼルエンジンなどがある。エンジン１００は、複数のシリンダを備える場合もあり、図１には代表的に１つのシリンダの断面が概略的に示される。 [First Embodiment]
First, the cooling device 101 according to the first embodiment will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a diagram illustrating a schematic configuration of an engine 100 including a cooling device 101 according to the first embodiment. The engine 100 is an internal combustion engine, and examples thereof include a gasoline engine, a gas engine, and a diesel engine. The engine 100 may include a plurality of cylinders. FIG. 1 schematically shows a cross section of one cylinder.

エンジン１００は、シリンダヘッド２と、シリンダブロック４と、オイルパン６と、ピストン２６と、クランクシャフト２７と、コネクティングロッド（コンロッド）２８と、を備える。   The engine 100 includes a cylinder head 2, a cylinder block 4, an oil pan 6, a piston 26, a crankshaft 27, and a connecting rod (connecting rod) 28.

いずれも図示されないが、シリンダには、燃焼室内に燃料を噴射するインジェクタ（燃料噴射弁）、燃焼室内に空気を供給する吸気通路を開閉する吸気バルブ、および燃焼後の排気ガスを排出するための排気通路を開閉する排気バルブなどが設けられている。   Although not shown, the cylinder has an injector (fuel injection valve) that injects fuel into the combustion chamber, an intake valve that opens and closes an intake passage that supplies air into the combustion chamber, and exhaust gas after combustion. An exhaust valve for opening and closing the exhaust passage is provided.

シリンダの内部には、ピストン２６が収容されており、ピストン２６は上下往復運動が可能である。ピストン２６は、クランクシャフト２７にコネクティングロッド２８を介して連結されている。クランクシャフト２７の回転軸には、クランク角センサープレート（パルサープレート）１４が取り付けられ、クランク角センサ１２でクランク角ＣＡが測定される。クランク角ＣＡが測定されることで、エンジン回転速度Ｎｅが得られる。   A piston 26 is accommodated inside the cylinder, and the piston 26 can reciprocate up and down. The piston 26 is connected to the crankshaft 27 via a connecting rod 28. A crank angle sensor plate (pulser plate) 14 is attached to the rotating shaft of the crankshaft 27, and the crank angle CA is measured by the crank angle sensor 12. The engine rotational speed Ne is obtained by measuring the crank angle CA.

エンジン１００は、ピストン２６を潤滑油（以下、オイルという）の噴射によって冷却する冷却装置１０１を備えている。第１実施形態に係る冷却装置１０１は、ピストン２６に向けてオイルを噴射する可変オイルジェット３５ａと、可変オイルジェット３５ａにオイルを供給するオイルポンプ４５と、ＥＣＵ（Electric Control Unit）４０と、を備える。なお、図１では、説明を分かり易くするために、オイルポンプ４５がオイルパン６から離れた位置に示されている。   The engine 100 includes a cooling device 101 that cools the piston 26 by injection of lubricating oil (hereinafter referred to as oil). The cooling device 101 according to the first embodiment includes a variable oil jet 35a that injects oil toward the piston 26, an oil pump 45 that supplies oil to the variable oil jet 35a, and an ECU (Electric Control Unit) 40. Prepare. In FIG. 1, the oil pump 45 is shown at a position away from the oil pan 6 for easy understanding.

可変オイルジェット３５ａは、ピストン２６に向けてオイルを噴射する噴射ノズル３０ａと、開閉弁２９ａと、を含む。なお、以下では、可変オイルジェット３５ａを単にオイルジェットともいう。   The variable oil jet 35a includes an injection nozzle 30a that injects oil toward the piston 26, and an on-off valve 29a. Hereinafter, the variable oil jet 35a is also simply referred to as an oil jet.

オイルポンプ４５は、クランクシャフト２７の回転による油圧の上昇に従ってオイルパン６からオイルを吸い上げる。オイルポンプ４５によって吸い上げられたオイルは、可変オイルジェット３５ａに供給される。   The oil pump 45 sucks up oil from the oil pan 6 as the hydraulic pressure increases due to rotation of the crankshaft 27. The oil sucked up by the oil pump 45 is supplied to the variable oil jet 35a.

可変オイルジェット３５ａでは、エンジン１００への負荷（以下、エンジン負荷という）の上昇に伴なう油圧の上昇に従って開閉弁２９ａが徐々に開き、オイルポンプ４５から供給されたオイルが噴射ノズル３０ａに供給される。このように、第１実施形態に係る冷却装置１０１は、機械式の開閉弁２９ａを含む可変オイルジェット３５ａを備える。   In the variable oil jet 35a, the on-off valve 29a is gradually opened as the hydraulic pressure increases as the load on the engine 100 (hereinafter referred to as engine load) increases, and the oil supplied from the oil pump 45 is supplied to the injection nozzle 30a. Is done. Thus, the cooling device 101 according to the first embodiment includes the variable oil jet 35a including the mechanical on-off valve 29a.

シリンダブロック４には、開閉弁２９ａにオイルを供給するためのオイル流路３８ａが形成されている。オイル流路３８ａには、油圧Ｐａを測定する油圧センサ３７ａが配置されている。   The cylinder block 4 is formed with an oil flow path 38a for supplying oil to the on-off valve 29a. A hydraulic pressure sensor 37a that measures the hydraulic pressure Pa is disposed in the oil flow path 38a.

シリンダヘッド２およびシリンダブロック４には、それぞれウォータジャケット２２，２４が形成される。ウォータジャケット２２には、エンジン冷却水の水温Ｔｗを測定する水温センサ３６が配置されている。   Water jackets 22 and 24 are formed in the cylinder head 2 and the cylinder block 4, respectively. The water jacket 22 is provided with a water temperature sensor 36 for measuring the water temperature Tw of the engine cooling water.

ＥＣＵ４０は、図示しないアクセル開度センサから、アクセル開度Ａｃｃを取得する。ＥＣＵ４０は、クランク角センサ１２から、クランク角ＣＡおよびエンジン回転速度Ｎｅを取得する。ＥＣＵ４０は、水温センサ３６から、水温Ｔｗを取得する。ＥＣＵ４０は、油圧センサ３７ａから、油圧Ｐａを取得する。   ECU40 acquires accelerator opening Acc from the accelerator opening sensor which is not shown in figure. The ECU 40 acquires the crank angle CA and the engine rotation speed Ne from the crank angle sensor 12. The ECU 40 acquires the water temperature Tw from the water temperature sensor 36. The ECU 40 acquires the hydraulic pressure Pa from the hydraulic sensor 37a.

図２は、第１実施形態におけるピストン２６およびオイルジェットを示す図である。図２に示されるように、ピストン２６の内部には、可変オイルジェット３５ａの噴射ノズル３０ａから噴射したオイルが出入りするクーリングチャネル３２が形成されている。クーリングチャネル３２は、「オイル通路」の一実施形態に対応する。   FIG. 2 is a diagram illustrating the piston 26 and the oil jet in the first embodiment. As shown in FIG. 2, a cooling channel 32 through which oil injected from the injection nozzle 30 a of the variable oil jet 35 a enters and exits is formed inside the piston 26. The cooling channel 32 corresponds to an embodiment of an “oil passage”.

可変オイルジェット３５ａでは、クーリングチャネル３２の入口３１に向けられるように噴射ノズル３０ａが配置されている。クーリングチャネル３２の入口３１に向けて噴射ノズル３０ａからオイルが噴射されると、クーリングチャネル３２にオイルが導入され、ピストン２６が内部から冷却される。クーリングチャネル３２に導入されたオイルは、クーリングチャネル３２の内部を流通し、やがてピストン２６の外部に排出される。   In the variable oil jet 35a, an injection nozzle 30a is arranged so as to be directed to the inlet 31 of the cooling channel 32. When oil is injected from the injection nozzle 30a toward the inlet 31 of the cooling channel 32, the oil is introduced into the cooling channel 32 and the piston 26 is cooled from the inside. The oil introduced into the cooling channel 32 circulates inside the cooling channel 32 and is eventually discharged to the outside of the piston 26.

ここで、エンジン１００の高出力化に伴なう発熱量の増加によって、ピストン２６のさらなる冷却が必要であるが、クーリングチャネル３２の入口３１に向けてオイルを噴射することに加えて、ピストン２６の裏面に向けてオイルを噴射するようにすれば、ピストン２６をさらに冷却することができる。   Here, the piston 26 needs to be further cooled due to an increase in the amount of heat generated as the output of the engine 100 increases. In addition to injecting oil toward the inlet 31 of the cooling channel 32, the piston 26 If the oil is sprayed toward the back surface of the piston 26, the piston 26 can be further cooled.

しかしながら、クーリングチャネル３２の入口３１に向けてオイルを噴射させるオイルジェットに加えて、さらに、ピストン２６の裏面に向けてオイルを噴射させるオイルジェットを設けた場合、オイルポンプ４５から複数のオイルジェットにオイルを供給しなければならず、オイルポンプ４５への負荷が増大する。したがって、オイルポンプ４５の駆動源となるエンジン１００への負荷も増大することになるため、燃費が向上し難くなる虞がある。   However, in addition to the oil jet that injects oil toward the inlet 31 of the cooling channel 32, in addition, when an oil jet that injects oil toward the back surface of the piston 26 is provided, the oil pump 45 supplies a plurality of oil jets. Oil must be supplied, and the load on the oil pump 45 increases. Therefore, the load on the engine 100 that is the drive source of the oil pump 45 also increases, and there is a risk that it is difficult to improve fuel efficiency.

そこで、第１実施形態に係る冷却装置１０１は、可変オイルジェット３５ａによって、エンジン１００の負荷（以下、エンジン負荷ともいう）に応じて冷却効果の大きい適切な箇所に適量のオイルを噴射するように構成されている。以下、詳細に説明する。   Therefore, the cooling device 101 according to the first embodiment uses the variable oil jet 35a to inject an appropriate amount of oil to an appropriate portion having a large cooling effect according to the load of the engine 100 (hereinafter also referred to as engine load). It is configured. Details will be described below.

図３は、第１実施形態に係る可変オイルジェット３５ａが備える噴射ノズル３０ａの先端部の内部構造を示す図である。なお、図３（Ａ）には、噴射ノズル３０ａの先端部を上から見た図が示され、図３（Ｂ）には、噴射ノズル３０ａの先端部を横から見た図が示されている。   FIG. 3 is a view showing the internal structure of the tip of the injection nozzle 30a provided in the variable oil jet 35a according to the first embodiment. 3A shows a top view of the tip of the injection nozzle 30a, and FIG. 3B shows a side view of the tip of the injection nozzle 30a. Yes.

図３（Ａ），（Ｂ）に示されるように、噴射ノズル３０ａは、円筒形状を有する第１流路６１と、側壁５８によって第１流路６１から隔てられた第２流路６２と、を含む。第１流路６１には、ピストン２６側に開口する開口部６１０が形成されている。第２流路６２には、ピストン２６側に開口する開口部６２０が形成されている。なお、第１実施形態においては、開口部６１０の開口面積が開口部６２０の開口面積よりも大きいが、開口部６１０の開口面積と開口部６２０の開口面積とが同じであってもよいし、開口部６１０の開口面積が開口部６２０の開口面積よりも小さくてもよい。   As shown in FIGS. 3A and 3B, the injection nozzle 30a includes a first flow path 61 having a cylindrical shape, a second flow path 62 separated from the first flow path 61 by a side wall 58, and including. The first flow path 61 is formed with an opening 610 that opens to the piston 26 side. The second flow path 62 is formed with an opening 620 that opens to the piston 26 side. In the first embodiment, the opening area of the opening 610 is larger than the opening area of the opening 620. However, the opening area of the opening 610 and the opening area of the opening 620 may be the same. The opening area of the opening 610 may be smaller than the opening area of the opening 620.

第１流路６１および第２流路６２は、外側部５６によって取り囲まれている。このため、外側部５６の開口面積は、開口部６１０の開口面積および開口部６２０の開口面積のいずれよりも大きい。また、外側部５６は、第１流路６１の開口部６１０、および第２流路６２の開口部６２０よりも、ピストン２６側に向かって突出している。   The first channel 61 and the second channel 62 are surrounded by the outer portion 56. For this reason, the opening area of the outer portion 56 is larger than both the opening area of the opening 610 and the opening area of the opening 620. Further, the outer portion 56 protrudes toward the piston 26 side from the opening 610 of the first flow path 61 and the opening 620 of the second flow path 62.

このような構成を備える可変オイルジェット３５ａは、エンジン負荷の上昇に伴なう油圧の上昇に従って、オイルの噴射有無、およびオイルの噴霧角を可変することができる。以下、図４および図５を参照しながら具体的に説明する。   The variable oil jet 35a having such a configuration can vary the presence / absence of oil injection and the spray angle of oil in accordance with an increase in hydraulic pressure accompanying an increase in engine load. Hereinafter, a specific description will be given with reference to FIGS. 4 and 5.

図４は、第１実施形態に係る可変オイルジェット３５ａの内部構造を示す図である。なお、図４では、油圧ＰａがＰ１、Ｐ２、Ｐ３といったように徐々に大きくなる過程における可変オイルジェット３５ａが示されている。   FIG. 4 is a diagram showing an internal structure of the variable oil jet 35a according to the first embodiment. FIG. 4 shows the variable oil jet 35a in a process in which the hydraulic pressure Pa gradually increases such as P1, P2, and P3.

図４（Ａ）に示されるように、可変オイルジェット３５ａの開閉弁２９ａは、第１流路６１および第２流路６２のそれぞれに連通する連通路６３に設けられている。開閉弁２９ａは、固定部５２と、可変部５１と、固定部５２および可変部５１のそれぞれに接続される弾性体５３と、を含む。可変部５１は、油圧が加わるように配置されており、油圧が弾性体５３の弾性力よりも大きい場合には固定部５２に近づくように移動し、油圧が弾性体５３の弾性力よりも小さい場合には固定部５２から遠ざかるように移動する。   As shown in FIG. 4A, the on-off valve 29a of the variable oil jet 35a is provided in a communication path 63 that communicates with each of the first flow path 61 and the second flow path 62. The on-off valve 29a includes a fixed portion 52, a variable portion 51, and an elastic body 53 connected to each of the fixed portion 52 and the variable portion 51. The variable portion 51 is arranged so that a hydraulic pressure is applied. When the hydraulic pressure is larger than the elastic force of the elastic body 53, the variable portion 51 moves so as to approach the fixed portion 52, and the hydraulic pressure is smaller than the elastic force of the elastic body 53. In such a case, it moves away from the fixed part 52.

図４（Ｂ）に示されるように、可変部５１に加わる油圧がＰ１に達するまでは、連通路６３における供給路６３ａが、第１流路６１および第２流路６２のいずれとも連通しない。このため、供給路６３ａを介してオイルポンプ４５から供給されるオイルが、第１流路６１および第２流路６２のいずれにも流通しない。よって、油圧がＰ１に達するまでは、噴射ノズル３０ａからオイルが噴射されない。   As shown in FIG. 4B, the supply path 63a in the communication path 63 does not communicate with either the first flow path 61 or the second flow path 62 until the hydraulic pressure applied to the variable portion 51 reaches P1. For this reason, the oil supplied from the oil pump 45 through the supply path 63 a does not flow through either the first flow path 61 or the second flow path 62. Therefore, oil is not injected from the injection nozzle 30a until the hydraulic pressure reaches P1.

図４（Ｃ）に示されるように、可変部５１に加わる油圧がＰ１から徐々に大きくなると、可変部５１が徐々に固定部５２に近づくように移動する。これにより、供給路６３ａが第１流路６１と徐々に連通するようになり、第１流路６１にオイルが流通する。第１流路６１を流通したオイルは、やがて第１流路６１の開口部６１０から外部に噴射される。   As shown in FIG. 4C, when the hydraulic pressure applied to the variable portion 51 gradually increases from P <b> 1, the variable portion 51 moves so as to gradually approach the fixed portion 52. As a result, the supply path 63 a gradually communicates with the first flow path 61, and oil flows through the first flow path 61. The oil that has flowed through the first flow path 61 is eventually ejected from the opening 610 of the first flow path 61 to the outside.

ここで、前述したように、外側部５６の開口面積は開口部６１０の開口面積よりも大きく、かつ外側部５６は開口部６１０よりもピストン２６側に向かって突出している。このため、開口部６１０のみから噴射したオイルは、噴射ノズル３０ａの先端部で圧力低下が生じて外側部５６で散乱する。これにより、オイルの噴霧角が広がる。   Here, as described above, the opening area of the outer portion 56 is larger than the opening area of the opening portion 610, and the outer portion 56 protrudes toward the piston 26 from the opening portion 610. For this reason, the oil sprayed only from the opening 610 is scattered at the outer portion 56 due to a pressure drop at the tip of the spray nozzle 30a. Thereby, the spray angle of oil spreads.

図４（Ｄ）に示されるように、可変部５１に加わる油圧がＰ２から徐々に大きくなると、可変部５１がさらに固定部５２に近づくように移動する。これにより、供給路６３ａが第１流路６１および第２流路６２のいずれにも連通するようになり、第１流路６１および第２流路６２のいずれにもオイルが流通する。第１流路６１および第２流路６２のそれぞれを流通したオイルは、やがて第１流路６１の開口部６１０および第２流路６２の開口部６２０から外部に噴射する。   As shown in FIG. 4D, when the hydraulic pressure applied to the variable portion 51 gradually increases from P <b> 2, the variable portion 51 further moves closer to the fixed portion 52. As a result, the supply path 63 a communicates with both the first flow path 61 and the second flow path 62, and oil flows through both the first flow path 61 and the second flow path 62. The oil flowing through each of the first flow path 61 and the second flow path 62 is eventually ejected from the opening 610 of the first flow path 61 and the opening 620 of the second flow path 62 to the outside.

開口部６１０および開口部６２０のそれぞれからオイルが噴射する場合、開口部６１０のみからオイルが噴射する場合とは異なり、噴射ノズル３０ａの先端部で圧力上昇が生じるため、オイルが外側部５６で散乱し難い。このため、開口部６１０および開口部６２０のそれぞれからオイルが噴射する場合、開口部６１０のみからオイルが噴射する場合に比べて、オイルの噴霧角が狭まる。   When oil is injected from each of the opening 610 and the opening 620, unlike the case where oil is injected from only the opening 610, the pressure rises at the tip of the injection nozzle 30 a, so that the oil is scattered at the outer portion 56. It's difficult. For this reason, when oil is injected from each of the opening 610 and the opening 620, the spray angle of oil is narrower than when oil is injected from only the opening 610.

図５は、第１実施形態に係る可変オイルジェット３５ａから噴射するオイルの噴霧角を説明するための図である。なお、図５（Ａ）には、油圧がＰ２である場合のオイルの噴霧角θ２が示されている。図５（Ｂ）には、油圧がＰ３である場合のオイルの噴霧角θ３が示されている。図５（Ｃ）には、油圧と噴霧角との関係を表すグラフが示されている。   FIG. 5 is a view for explaining the spray angle of oil injected from the variable oil jet 35a according to the first embodiment. FIG. 5A shows an oil spray angle θ2 when the oil pressure is P2. FIG. 5B shows an oil spray angle θ3 when the hydraulic pressure is P3. FIG. 5C shows a graph showing the relationship between the hydraulic pressure and the spray angle.

図５（Ａ），（Ｂ）に示されるように、油圧がＰ２である場合、噴霧角はθ２になる。図４（Ｃ）を用いて説明したように、油圧がＰ２である場合、圧力低下によって開口部６１０のみから噴射したオイルが散乱することでオイルの噴霧角が広がる。このため、図５（Ａ）に示されるように、少なくともピストン２６の裏面に向けてオイルが噴射される。これにより、ピストン２６が裏面から冷却される。   As shown in FIGS. 5A and 5B, when the hydraulic pressure is P2, the spray angle is θ2. As described with reference to FIG. 4C, when the oil pressure is P2, oil sprayed only from the opening 610 is scattered due to the pressure drop, so that the oil spray angle is widened. For this reason, as shown in FIG. 5A, oil is injected toward at least the back surface of the piston 26. Thereby, the piston 26 is cooled from the back surface.

また、油圧がＰ３である場合、噴霧角はθ３になる。図４（Ｄ）を用いて説明したように、油圧がＰ３である場合、圧力上昇によってオイルが散乱し難いため、オイルの噴霧角が狭まる。このため、図５（Ｂ）に示されるように、少なくともクーリングチャネル３２の入口３１に向けてオイルが噴射される。これにより、ピストン２６が内部から冷却される。   When the hydraulic pressure is P3, the spray angle is θ3. As described with reference to FIG. 4D, when the oil pressure is P3, the oil spray angle is narrowed because the oil hardly scatters due to the pressure increase. For this reason, as shown in FIG. 5B, oil is injected toward at least the inlet 31 of the cooling channel 32. Thereby, the piston 26 is cooled from the inside.

ここで、エンジン負荷が大きくなると、ピストン２６の温度（以下、ピストン温度という）が上昇し、また油圧も上昇する。つまり、エンジン負荷、ピストン温度、および油圧のそれぞれは、変化に相関関係がある。そこで、第１実施形態に係る冷却装置１０１においては、エンジン負荷における低領域と高領域との境界点となる値をしきい値Ｘとし、エンジン負荷がＸとなるときの油圧がＰ３となるように、弾性体５３の弾性力や連通路６３の断面積などが調整されている。なお、エンジン負荷は、エンジントルクとエンジン回転速度とに基づき決定される。このため、しきい値Ｘは、たとえば、エンジン回転速度とエンジントルクとの関係によってエンジン負荷を表すマップを、実験やシミュレーションによって予め求めておき、当該マップごとに決めておけばよい。   Here, when the engine load increases, the temperature of the piston 26 (hereinafter referred to as piston temperature) increases, and the hydraulic pressure also increases. That is, the engine load, the piston temperature, and the hydraulic pressure are correlated with changes. Therefore, in the cooling device 101 according to the first embodiment, the value that becomes the boundary point between the low region and the high region in the engine load is set as the threshold value X, and the hydraulic pressure when the engine load becomes X is P3. Further, the elastic force of the elastic body 53 and the cross-sectional area of the communication path 63 are adjusted. The engine load is determined based on the engine torque and the engine rotation speed. For this reason, for example, the threshold value X may be determined for each map by obtaining a map representing the engine load based on the relationship between the engine speed and the engine torque in advance through experiments and simulations.

このように、第１実施形態に係る冷却装置１０１においては、エンジン負荷の低領域と高領域との境界点となるＸがしきい値とされている。そして、冷却装置１０１は、エンジン負荷がしきい値よりも低い場合（たとえば、Ｐ２のように油圧がＰ３よりも低い場合）には、少なくともピストン２６の裏面に向けてオイルを噴射する。一方、冷却装置１０１は、エンジン負荷がしきい値よりも高い場合（たとえば、油圧がＰ３以上の場合）には、エンジン負荷が当該しきい値よりも低い場合よりも多い量のオイルを噴射することで、少なくともクーリングチャネル３２の入口３１に向けてオイルを噴射する。   Thus, in the cooling device 101 according to the first embodiment, the threshold value X is the boundary point between the low region and the high region of the engine load. Cooling device 101 injects oil toward at least the back surface of piston 26 when the engine load is lower than the threshold value (for example, when the hydraulic pressure is lower than P3 as in P2). On the other hand, when the engine load is higher than the threshold (for example, when the hydraulic pressure is P3 or more), cooling device 101 injects a larger amount of oil than when the engine load is lower than the threshold. As a result, oil is injected toward at least the inlet 31 of the cooling channel 32.

図６は、第１実施形態におけるエンジン負荷と可変オイルジェット３５ａの噴射との関係を説明するための図である。なお、図６（Ａ）には、エンジン負荷が低領域である場合の可変オイルジェット３５ａの噴射態様が示されている。図６（Ｂ）には、エンジン負荷が高領域である場合の可変オイルジェット３５ａの噴射態様が示されている。図６（Ｃ）には、エンジン負荷と可変オイルジェット３５ａの噴射との関係が示されている。   FIG. 6 is a diagram for explaining the relationship between the engine load and the injection of the variable oil jet 35a in the first embodiment. FIG. 6A shows an injection mode of the variable oil jet 35a when the engine load is in a low region. FIG. 6B shows an injection mode of the variable oil jet 35a when the engine load is in a high region. FIG. 6C shows the relationship between the engine load and the injection of the variable oil jet 35a.

図６（Ａ），（Ｃ）に示されるように、エンジン負荷が低領域、すなわちエンジン負荷がＸよりも低い場合（たとえば、Ｐ２のように油圧がＰ３よりも低い場合）、第１流路６１のみに流通したオイルが可変オイルジェット３５ａから噴射されるため、噴霧角が広がる。これにより、少なくともピストン２６の裏面に向けてオイルが噴射される。さらに、第２流路６２にはオイルが流通しないため、その分、オイルポンプ４５への負荷（以下、ポンプ負荷という）を軽減できる。したがって、オイルポンプ４５の駆動源となるエンジン１００への負荷を抑えることができるため、燃費が向上する。   As shown in FIGS. 6A and 6C, when the engine load is low, that is, when the engine load is lower than X (for example, when the hydraulic pressure is lower than P3 as in P2, the first flow path). Since the oil circulated only in 61 is injected from the variable oil jet 35a, the spray angle is widened. Thereby, oil is injected toward at least the back surface of the piston 26. Furthermore, since oil does not flow through the second flow path 62, the load on the oil pump 45 (hereinafter referred to as pump load) can be reduced accordingly. Therefore, the load on the engine 100 serving as the drive source of the oil pump 45 can be suppressed, and the fuel efficiency is improved.

図６（Ｂ），（Ｃ）に示されるように、エンジン負荷が高領域、すなわちエンジン負荷がＸよりも高い場合（たとえば、油圧がＰ３以上の場合）、第１流路６１および第２流路６２のいずれにも流通したオイルが可変オイルジェット３５ａから噴射される。これにより、エンジン負荷が高領域である場合には、エンジン負荷が低領域である場合よりも、多い量のオイルが噴射されることで噴霧角θが狭まる。これにより、少なくともクーリングチャネル３２の入口３１に向けてオイルが噴射される。   As shown in FIGS. 6B and 6C, when the engine load is high, that is, when the engine load is higher than X (for example, when the hydraulic pressure is P3 or more), the first flow path 61 and the second flow Oil that has circulated through any of the paths 62 is jetted from the variable oil jet 35a. Thus, when the engine load is in the high region, the spray angle θ is narrowed by injecting a larger amount of oil than when the engine load is in the low region. Thereby, oil is injected toward at least the inlet 31 of the cooling channel 32.

以上のように、第１実施形態に係る冷却装置１０１は、エンジン負荷に応じて可変オイルジェット３５ａからのオイルの噴射量を変えることにより、エンジン負荷がしきい値よりも低い場合には少なくともピストン２６の裏面に向けてオイルを噴射する一方で、エンジン負荷がしきい値よりも高い場合には少なくともピストン２６のクーリングチャネル３２の入口３１に向けてオイルを噴射する。   As described above, the cooling device 101 according to the first embodiment changes at least the piston when the engine load is lower than the threshold value by changing the oil injection amount from the variable oil jet 35a according to the engine load. While the oil is injected toward the back surface of the piston 26, when the engine load is higher than the threshold value, the oil is injected at least toward the inlet 31 of the cooling channel 32 of the piston 26.

つまり、第１実施形態に係る冷却装置１０１は、エンジン負荷が低領域である場合のようにピストン温度がそれほど高くならない場合には、少量のオイルを噴射することでポンプ負荷を軽減しながら、少なくともピストン２６の裏面を含む広い範囲で全体的にピストン２６を冷却する。一方、冷却装置１０１は、エンジン負荷が高領域である場合のようにピストン温度が高くなる場合には、多量のオイルを噴射することでピストン２６を内部から集中的に冷却する。   That is, the cooling device 101 according to the first embodiment reduces at least the pump load by injecting a small amount of oil when the piston temperature is not so high as in the case where the engine load is in a low region. The piston 26 is entirely cooled over a wide range including the back surface of the piston 26. On the other hand, the cooling device 101 intensively cools the piston 26 from the inside by injecting a large amount of oil when the piston temperature becomes high as in the case where the engine load is in a high region.

このように、エンジン負荷に応じて冷却効果の大きい適切な箇所に適量のオイルが噴射されるため、エンジン負荷を考慮しながら効率よくピストン２６を冷却することができる。   As described above, since an appropriate amount of oil is injected to an appropriate portion having a large cooling effect according to the engine load, the piston 26 can be efficiently cooled while considering the engine load.

また、第１実施形態に係る冷却装置１０１では、第１流路６１のみにオイルが流通した場合には、噴射ノズル３０ａの先端部で圧力低下が生じ、開口部６１０から噴射したオイルが散乱することでオイルの噴霧角θが広がる。したがって、冷却装置１０１は、エンジン負荷がしきい値よりも低い場合には、ピストン２６の裏面に向けてオイルを噴射することができる。一方、第１流路６１および第２流路６２のそれぞれにオイルが流通した場合には、噴射ノズル３０ａの先端部で圧力上昇が生じ、オイルの噴霧角θが狭まる。したがって、冷却装置１０１は、エンジン負荷がしきい値よりも高い場合には、クーリングチャネル３２の入口３１に向けてオイルを噴射することができる。   Further, in the cooling device 101 according to the first embodiment, when oil flows only through the first flow path 61, a pressure drop occurs at the tip of the injection nozzle 30a, and the oil injected from the opening 610 is scattered. This increases the oil spray angle θ. Therefore, the cooling device 101 can inject oil toward the back surface of the piston 26 when the engine load is lower than the threshold value. On the other hand, when oil flows through each of the first flow path 61 and the second flow path 62, a pressure increase occurs at the tip of the injection nozzle 30a, and the oil spray angle θ is narrowed. Therefore, the cooling device 101 can inject oil toward the inlet 31 of the cooling channel 32 when the engine load is higher than the threshold value.

なお、上記で説明した第１実施形態においては、エンジン負荷の値Ｘが「しきい値」の一実施形態に対応する。   In the first embodiment described above, the engine load value X corresponds to an embodiment of “threshold value”.

［第２実施形態］
次に、第２実施形態に係る冷却装置２０１について図面を参照しながら説明する。なお、第２実施形態に係る冷却装置２０１は、以下で説明する構成以外の構成について、第１実施形態に係る冷却装置１０１が備える構成と同様の構成を備える。 [Second Embodiment]
Next, the cooling device 201 according to the second embodiment will be described with reference to the drawings. Note that the cooling device 201 according to the second embodiment has the same configuration as that of the cooling device 101 according to the first embodiment, except for the configuration described below.

図７は、第２実施形態に係る冷却装置２０１を備えるエンジン２００の概略構成を示す図である。第２実施形態に係る冷却装置２０１は、機械式の開閉弁２９ａを含む可変オイルジェット３５ａに加えて、電動式の開閉弁２９ｂを含む固定オイルジェット３５ｂをさらに備える。固定オイルジェット３５ｂは、ピストン２６に向けてオイルを噴射する噴射ノズル３０ｂと、開閉弁２９ｂと、を含む。なお、以下では、可変オイルジェット３５ａおよび固定オイルジェット３５ｂを単にオイルジェットともいう。   FIG. 7 is a diagram illustrating a schematic configuration of an engine 200 including the cooling device 201 according to the second embodiment. The cooling device 201 according to the second embodiment further includes a fixed oil jet 35b including an electric on-off valve 29b in addition to a variable oil jet 35a including a mechanical on-off valve 29a. The fixed oil jet 35b includes an injection nozzle 30b that injects oil toward the piston 26, and an on-off valve 29b. Hereinafter, the variable oil jet 35a and the fixed oil jet 35b are also simply referred to as oil jets.

オイルポンプ４５によって吸い上げられたオイルは、固定オイルジェット３５ｂに供給される。固定オイルジェット３５ｂでは、ＥＣＵ４０からの制御信号ＳＶに基づき開閉弁２９ｂが開閉する。開閉弁２９ｂが開放すると、オイルポンプ４５から供給されたオイルが噴射ノズル３０ｂに供給される。このように、第２実施形態に係る冷却装置２０１は、機械式の開閉弁２９ａを含む可変オイルジェット３５ａに加えて、電動式の開閉弁２９ｂを含む固定オイルジェット３５ｂを備える。   The oil sucked up by the oil pump 45 is supplied to the fixed oil jet 35b. In the fixed oil jet 35b, the on-off valve 29b opens and closes based on the control signal SV from the ECU 40. When the on-off valve 29b is opened, the oil supplied from the oil pump 45 is supplied to the injection nozzle 30b. As described above, the cooling device 201 according to the second embodiment includes the fixed oil jet 35b including the electric on-off valve 29b in addition to the variable oil jet 35a including the mechanical on-off valve 29a.

シリンダブロック４には、開閉弁２９ｂにオイルを供給するためのオイル流路３８ｂが形成されている。オイル流路３８ｂには、油圧Ｐｂを測定する油圧センサ３７ｂが配置されている。ＥＣＵ４０は、油圧センサ３７ｂから、油圧Ｐｂを取得する。   The cylinder block 4 is formed with an oil passage 38b for supplying oil to the on-off valve 29b. A hydraulic pressure sensor 37b that measures the hydraulic pressure Pb is disposed in the oil flow path 38b. The ECU 40 acquires the hydraulic pressure Pb from the hydraulic sensor 37b.

図８は、第２実施形態におけるピストン２６およびオイルジェットを示す図である。図８に示されるように、可変オイルジェット３５ａでは、クーリングチャネル３２の入口３１に向けられるように噴射ノズル３０ａが配置されている。一方、固定オイルジェット３５ｂでは、ピストン２６の裏面に向けられるように噴射ノズル３０ｂが配置されている。なお、噴射ノズル３０ａは、「第１の噴射ノズル」の一実施形態に対応し、噴射ノズル３０ｂは、「第２の噴射ノズル」の一実施形態に対応する。   FIG. 8 is a diagram illustrating the piston 26 and the oil jet in the second embodiment. As shown in FIG. 8, in the variable oil jet 35a, the injection nozzle 30a is disposed so as to be directed toward the inlet 31 of the cooling channel 32. On the other hand, in the fixed oil jet 35b, the injection nozzle 30b is arranged so as to be directed to the back surface of the piston 26. The injection nozzle 30a corresponds to an embodiment of a “first injection nozzle”, and the injection nozzle 30b corresponds to an embodiment of a “second injection nozzle”.

図９は、第２実施形態に係るエンジン２００の状態をエンジン負荷との関係で説明するための図である。   FIG. 9 is a diagram for explaining the state of the engine 200 according to the second embodiment in relation to the engine load.

図９（Ａ）には、エンジン回転速度とエンジントルクとの関係を表すグラフが示されている。図９（Ｂ１）には、参考例に係るエンジン負荷と油圧との関係を表すグラフが示されている。図９（Ｃ１）には、参考例に係るエンジン負荷と油量（オイルジェットからの所定期間当りの噴射量）との関係を表すグラフが示されている。図９（Ｄ１）には、参考例に係るエンジン負荷とポンプ負荷との関係を表すグラフが示されている。図９（Ｅ１）には、参考例に係るエンジン負荷とピストン温度との関係を表すグラフが示されている。   FIG. 9A shows a graph representing the relationship between the engine rotation speed and the engine torque. FIG. 9 (B1) shows a graph showing the relationship between the engine load and the hydraulic pressure according to the reference example. FIG. 9 (C1) shows a graph showing the relationship between the engine load and the oil amount (injection amount per predetermined period from the oil jet) according to the reference example. FIG. 9 (D1) shows a graph representing the relationship between the engine load and the pump load according to the reference example. FIG. 9 (E1) shows a graph showing the relationship between the engine load and the piston temperature according to the reference example.

また、図９（Ｂ２）には、第２実施形態に係るエンジン負荷と油圧との関係を表すグラフが示されている。図９（Ｃ２）には、第２実施形態に係るエンジン負荷と油量との関係を表すグラフが示されている。図９（Ｄ２）には、第２実施形態に係るエンジン負荷とポンプ負荷との関係を表すグラフが示されている。図９（Ｅ２）には、第２実施形態に係るエンジン負荷とピストン温度との関係を表すグラフが示されている。   FIG. 9B2 shows a graph representing the relationship between the engine load and the hydraulic pressure according to the second embodiment. FIG. 9 (C2) shows a graph representing the relationship between the engine load and the oil amount according to the second embodiment. FIG. 9 (D2) shows a graph representing the relationship between the engine load and the pump load according to the second embodiment. FIG. 9 (E2) shows a graph representing the relationship between the engine load and the piston temperature according to the second embodiment.

図９（Ａ）に示されるように、エンジン負荷は、エンジントルクとエンジン回転速度とに基づき決定される。図９に示される各グラフは、エンジン回転速度がＮｅ１であるときにおいて、エンジン負荷を変化させた場合について示されている。なお、図９（Ａ）において、実線は、エンジン負荷の限界を示し、点線は、エンジン負荷の低領域と高領域との境界を示す。この例では、エンジン回転速度がＮｅ１である場合における、エンジン負荷の低領域と高領域との境界点をＸ２とする。   As shown in FIG. 9A, the engine load is determined based on the engine torque and the engine rotation speed. Each graph shown in FIG. 9 shows a case where the engine load is changed when the engine rotation speed is Ne1. In FIG. 9A, the solid line indicates the limit of the engine load, and the dotted line indicates the boundary between the low region and the high region of the engine load. In this example, the boundary point between the low region and the high region of the engine load when the engine speed is Ne1 is X2.

先ず、参考例に係る冷却装置について説明する。参考例においては、いずれも図示しないが、冷却装置が、ピストンのクーリングチャネルの入口に向けてオイルを噴射するオイルジェット（１）と、ピストンの裏面に向けてオイルを噴射するオイルジェット（２）と、を備える例について説明する。なお、オイルジェット（１）およびオイルジェット（２）は、いずれも機械式の開閉弁を含むオイルジェットである。   First, a cooling device according to a reference example will be described. In the reference example, although not shown, the cooling device injects oil toward the inlet of the cooling channel of the piston (1) and the oil jet (2) injects oil toward the back of the piston. An example including the above will be described. The oil jet (1) and the oil jet (2) are both oil jets including a mechanical on-off valve.

図９（Ｂ１）に示されるように、エンジン負荷の上昇に伴ない油圧が上昇する。エンジン負荷がＸ１に到達すると、図示しないリリーフバルブの作動によって油圧が一定になる。   As shown in FIG. 9 (B1), the hydraulic pressure increases as the engine load increases. When the engine load reaches X1, the hydraulic pressure becomes constant by operating a relief valve (not shown).

図９（Ｃ１）に示されるように、エンジン負荷の上昇に伴ない油圧が上昇するため、オイルジェット（１）およびオイルジェット（２）ともに油量が増える。エンジン負荷がＸ１に到達すると、油圧が一定になるため、オイルジェット（１）およびオイルジェット（２）ともに油量が一定になる。   As shown in FIG. 9 (C1), the oil pressure increases as the engine load increases, so that the oil amount increases in both the oil jet (1) and the oil jet (2). When the engine load reaches X1, the oil pressure becomes constant, so that the oil amount becomes constant for both the oil jet (1) and the oil jet (2).

図９（Ｄ１）に示されるように、オイルジェット（１）およびオイルジェット（２）ともに油量が増えると、オイルジェット（１）およびオイルジェット（２）にオイルを供給するため、ポンプ負荷が上昇する。エンジン負荷がＸ１に到達すると、オイルジェット（１）およびオイルジェット（２）ともに油量が一定になるため、ポンプ負荷が一定になる。   As shown in FIG. 9 (D1), when the oil amount increases in both the oil jet (1) and the oil jet (2), the oil is supplied to the oil jet (1) and the oil jet (2). To rise. When the engine load reaches X1, the oil amount becomes constant for both the oil jet (1) and the oil jet (2), so that the pump load becomes constant.

図９（Ｅ１）に示されるように、エンジン負荷の上昇に伴なってピストン温度が上昇する。エンジン負荷がＸ１に到達するまでは、オイルジェット（１）およびオイルジェット（２）ともに油量が増え続けるため、ピストン温度の上昇は緩やかになる。エンジン負荷がＸ１に到達すると、オイルジェット（１）およびオイルジェット（２）ともに油量が一定になるため、それ以降はピストン温度の上昇が急峻になる。   As shown in FIG. 9 (E1), the piston temperature increases as the engine load increases. Until the engine load reaches X1, the oil amount continues to increase in both the oil jet (1) and the oil jet (2), so the piston temperature rises gradually. When the engine load reaches X1, the oil amount becomes constant for both the oil jet (1) and the oil jet (2), and thereafter the piston temperature rises sharply.

このように、参考例に係るエンジンにおいては、エンジン負荷の上昇に伴なって複数のオイルジェット（１）およびオイルジェット（２）それぞれの油量が増え続けるため、ポンプ負荷が大きくなる。したがって、オイルポンプの駆動源となるエンジンへの負荷も増大するため、燃費が向上し難くなる虞がある。   Thus, in the engine according to the reference example, the oil amount of each of the plurality of oil jets (1) and the oil jets (2) continues to increase as the engine load increases, so that the pump load increases. Therefore, the load on the engine that is the drive source of the oil pump is also increased, which may make it difficult to improve fuel efficiency.

次に、第２実施形態に係る冷却装置２０１について説明する。第２実施形態においては、前述したように、冷却装置２０１が、ピストン２６のクーリングチャネル３２の入口３１に噴射ノズル３０ａが向けられた機械式の可変オイルジェット３５ａと、ピストン２６の裏面に噴射ノズル３０ｂが向けられた電動式の固定オイルジェット３５ｂと、を備える例について説明する。   Next, the cooling device 201 according to the second embodiment will be described. In the second embodiment, as described above, the cooling device 201 includes the mechanical variable oil jet 35 a in which the injection nozzle 30 a is directed to the inlet 31 of the cooling channel 32 of the piston 26, and the injection nozzle on the back surface of the piston 26. An example including an electric fixed oil jet 35b to which 30b is directed will be described.

図９（Ｂ２）に示されるように、エンジン負荷の上昇に伴ない油圧が上昇する。エンジン負荷がＸ１に到達すると、図示しないリリーフバルブの作動によって油圧が一定になる。   As shown in FIG. 9 (B2), the hydraulic pressure increases as the engine load increases. When the engine load reaches X1, the hydraulic pressure becomes constant by operating a relief valve (not shown).

図９（Ｃ２）に示されるように、可変オイルジェット３５ａでは、エンジン負荷の上昇に伴ない油圧が上昇するため油量が増える。エンジン負荷がＸ１に到達すると、油圧が一定になるため、可変オイルジェット３５ａの油量が一定になる。図４および図５を参照しながら前述したように、エンジン負荷がＸ１に到達すると、可変オイルジェット３５ａにおける油圧がＰ３になるため、噴霧角がθ３になりクーリングチャネル３２の入口３１に向けてオイルが噴射される。   As shown in FIG. 9 (C2), in the variable oil jet 35a, the oil pressure increases because the hydraulic pressure increases as the engine load increases. When the engine load reaches X1, the oil pressure becomes constant, so that the oil amount of the variable oil jet 35a becomes constant. As described above with reference to FIGS. 4 and 5, when the engine load reaches X1, the oil pressure in the variable oil jet 35a becomes P3, so that the spray angle becomes θ3 and the oil flows toward the inlet 31 of the cooling channel 32. Is injected.

一方、固定オイルジェット３５ｂでは、エンジン負荷が低領域の間はＥＣＵ４０からの制御信号ＳＶに基づき開閉弁２９ｂが閉鎖するため、油量は増えない。エンジン負荷がＸ２に到達すると、ＥＣＵ４０からの制御信号ＳＶに基づき開閉弁２９ｂが開放するため、固定オイルジェット３５ｂの油量が一定量だけ増える。エンジン負荷がＸ２以上となる高領域では、開閉弁２９ｂが開放し続けるため、固定オイルジェット３５ｂの油量が一定になる。   On the other hand, in the fixed oil jet 35b, the on-off valve 29b is closed based on the control signal SV from the ECU 40 while the engine load is low, so that the amount of oil does not increase. When the engine load reaches X2, the on-off valve 29b is opened based on the control signal SV from the ECU 40, so that the oil amount of the fixed oil jet 35b increases by a certain amount. In the high region where the engine load is equal to or greater than X2, the on-off valve 29b continues to open, so the oil amount of the fixed oil jet 35b becomes constant.

図９（Ｄ２）に示されるように、エンジン負荷がＸ２に到達するまでは、固定オイルジェット３５ｂがオイルを噴射しないため、図９（Ｄ１）に示された参考例と比べて、ポンプ負荷が少ない。   As shown in FIG. 9 (D2), the fixed oil jet 35b does not inject oil until the engine load reaches X2, so the pump load is lower than that in the reference example shown in FIG. 9 (D1). Few.

図９（Ｅ２）に示されるように、エンジン負荷がＸ２に到達するまでは、固定オイルジェット３５ｂからオイルが噴射されないため、図９（Ｅ１）に示された参考例と比べて、ピストン温度が高く推移する。しかし、ピストン温度が限界値であるＴｍに到達する前にはエンジン負荷がＸ２に到達するため、固定オイルジェット３５ｂからオイルが噴射される。したがって、エンジン負荷がＸ２に到達すると、ピストン温度が下がる。   As shown in FIG. 9 (E2), since the oil is not injected from the fixed oil jet 35b until the engine load reaches X2, the piston temperature is lower than that in the reference example shown in FIG. 9 (E1). It remains high. However, since the engine load reaches X2 before the piston temperature reaches Tm, which is the limit value, oil is injected from the fixed oil jet 35b. Therefore, when the engine load reaches X2, the piston temperature decreases.

このように、第２実施形態に係る冷却装置２０１においては、エンジン負荷が低領域である場合には可変オイルジェット３５ａのみがオイルを噴射し、固定オイルジェット３５ｂはオイルを噴射しないため、その分、ポンプ負荷を軽減できる。したがって、オイルポンプ４５の駆動源となるエンジン２００への負荷も抑えることができるため、燃費が向上する。   Thus, in the cooling device 201 according to the second embodiment, when the engine load is in the low region, only the variable oil jet 35a injects oil, and the fixed oil jet 35b does not inject oil. The pump load can be reduced. Therefore, the load on the engine 200 that is the drive source of the oil pump 45 can be suppressed, and the fuel efficiency is improved.

なお、図９で説明した第２実施形態においては、エンジン負荷の値Ｘ１が可変オイルジェット３５ａにおける「しきい値」の一実施形態に対応する。また、エンジン負荷の値Ｘ２が固定オイルジェット３５ｂにおける「しきい値」の一実施形態に対応する。   In the second embodiment described with reference to FIG. 9, the engine load value X1 corresponds to an embodiment of “threshold value” in the variable oil jet 35a. The engine load value X2 corresponds to an embodiment of “threshold value” in the fixed oil jet 35b.

なお、図９において、エンジン負荷の値Ｘ１は、Ｘ２と同じであってもよい。つまり、可変オイルジェット３５ａにおける「しきい値」と、固定オイルジェット３５ｂにおける「しきい値」とが同じであってもよい。この場合、可変オイルジェット３５ａは、固定オイルジェット３５ｂからオイルが噴射されるときに噴霧角を狭め、クーリングチャネル３２の入口３１に向けてオイルを噴射することになる。   In FIG. 9, the engine load value X1 may be the same as X2. That is, the “threshold value” in the variable oil jet 35a and the “threshold value” in the fixed oil jet 35b may be the same. In this case, the variable oil jet 35 a narrows the spray angle when the oil is injected from the fixed oil jet 35 b and injects the oil toward the inlet 31 of the cooling channel 32.

図１０は、第２実施形態に係る冷却装置２０１のＥＣＵ４０が実行する処理を示すフローチャートである。第２実施形態においては、ＥＣＵ４０が、図１０に示された処理を実行することで、固定オイルジェット３５ｂの開閉弁２９ｂを制御する。なお、図１０、および後述する図１３，図１５に示すフローチャートの各ステップ（以下、Ｓと略す）は、基本的にはＥＣＵ４０によるソフトウェア処理によって実現されるが、ＥＣＵ４０内に作製されたハードウェア（電子回路）によって実現されてもよい。   FIG. 10 is a flowchart illustrating a process executed by the ECU 40 of the cooling device 201 according to the second embodiment. In the second embodiment, the ECU 40 controls the on-off valve 29b of the fixed oil jet 35b by executing the processing shown in FIG. Note that each step (hereinafter abbreviated as S) in the flowcharts shown in FIG. 10 and FIGS. 13 and 15 to be described later is basically realized by software processing by the ECU 40, but the hardware produced in the ECU 40 (Electronic circuit).

図１０に示されるように、ＥＣＵ４０は、エンジン負荷が高領域であるか否かを判定する（Ｓ１０）。このとき、ＥＣＵ４０は、エンジントルクとエンジン回転速度とに基づきエンジン負荷を算出し、算出したエンジン負荷と予め設定されたしきい値とを比較することで、エンジン負荷が高領域であるか否かを判定する。なお、ＥＣＵ４０は、図示しないアクセル開度センサから取得したアクセル開度Ａｃｃに基づきエンジントルクを算出し、クランク角センサ１２からエンジン回転速度を取得する。   As shown in FIG. 10, the ECU 40 determines whether or not the engine load is in a high region (S10). At this time, the ECU 40 calculates the engine load based on the engine torque and the engine speed, and compares the calculated engine load with a preset threshold value to determine whether or not the engine load is in a high region. Determine. The ECU 40 calculates engine torque based on the accelerator opening Acc acquired from an accelerator opening sensor (not shown), and acquires the engine rotation speed from the crank angle sensor 12.

ＥＣＵ４０は、エンジン負荷が低領域である、すなわちエンジン負荷がしきい値（たとえば、図９に示されたＸ２）以下の場合（Ｓ１０でＮＯ）、開閉弁２９ｂを閉鎖状態にすることで固定オイルジェット３５ｂからオイルを噴射させない。その後、ＥＣＵ４０は、本ルーチンを終了する。   When the engine load is in a low region, that is, when the engine load is equal to or less than a threshold value (for example, X2 shown in FIG. 9) (NO in S10), the ECU 40 sets the open / close valve 29b to the closed state to thereby fix the fixed oil. Oil is not jetted from the jet 35b. Thereafter, the ECU 40 ends this routine.

一方、ＥＣＵ４０は、エンジン負荷が高領域である、すなわちエンジン負荷がしきい値よりも高い場合（Ｓ１０でＹＥＳ）、開閉弁２９ｂを開放状態にすることで固定オイルジェット３５ｂからオイルを噴射させる。その後、ＥＣＵ４０は、本ルーチンを終了する。   On the other hand, when the engine load is in the high region, that is, when the engine load is higher than the threshold value (YES in S10), the ECU 40 causes the fixed oil jet 35b to inject oil by opening the on-off valve 29b. Thereafter, the ECU 40 ends this routine.

図１１は、第２実施形態におけるエンジン負荷とオイルジェットの噴射との関係を説明するための図である。なお、図１１（Ａ）には、エンジン負荷が低領域である場合の可変オイルジェット３５ａおよび固定オイルジェット３５ｂの噴射態様が示されている。図１１（Ｂ）には、エンジン負荷が高領域である場合の可変オイルジェット３５ａおよび固定オイルジェット３５ｂの噴射態様が示されている。図１１（Ｃ）には、エンジン負荷と可変オイルジェット３５ａおよび固定オイルジェット３５ｂそれぞれの噴射との関係が示されている。   FIG. 11 is a diagram for explaining the relationship between engine load and oil jet injection in the second embodiment. FIG. 11A shows the injection mode of the variable oil jet 35a and the fixed oil jet 35b when the engine load is in a low region. FIG. 11B shows an injection mode of the variable oil jet 35a and the fixed oil jet 35b when the engine load is in a high region. FIG. 11C shows the relationship between the engine load and the injections of the variable oil jet 35a and the fixed oil jet 35b.

図１１（Ａ），（Ｃ）に示されるように、エンジン負荷が低領域である場合、可変オイルジェット３５ａにおいては第１流路６１のみに流通したオイルが噴射されるため、噴霧角が広がる。これにより、可変オイルジェット３５ａからは少なくともピストン２６の裏面に向けてオイルが噴射される。また、可変オイルジェット３５ａにおいては第２流路６２にオイルが流通しないため、その分、ポンプ負荷を軽減できる。さらに、固定オイルジェット３５ｂにおいてもオイルが噴射されないため、その分、ポンプ負荷を軽減できる。したがって、オイルポンプ４５の駆動源となるエンジン２００への負荷を抑えることができるため、燃費が向上する。   As shown in FIGS. 11A and 11C, when the engine load is in a low region, the oil flowing through only the first flow path 61 is injected in the variable oil jet 35a, so that the spray angle is widened. . Thereby, oil is injected from the variable oil jet 35 a toward at least the back surface of the piston 26. Further, in the variable oil jet 35a, no oil flows through the second flow path 62, so that the pump load can be reduced accordingly. Furthermore, since the oil is not injected also in the fixed oil jet 35b, the pump load can be reduced accordingly. Therefore, the load on the engine 200 that is the drive source of the oil pump 45 can be suppressed, and the fuel efficiency is improved.

図１１（Ｂ），（Ｃ）に示されるように、エンジン負荷が高領域である場合、可変オイルジェット３５ａにおいては第１流路６１および第２流路６２のそれぞれを流通したオイルが噴射される。これにより、可変オイルジェット３５ａにおいては、エンジン負荷が低領域である場合よりも、多い量のオイルが噴射されることで噴霧角θが狭まる。これにより、可変オイルジェット３５ａからは少なくともクーリングチャネル３２の入口３１に向けてオイルが噴射される。一方、固定オイルジェット３５ｂからは少なくともピストン２６の裏面に向けてオイルが噴射される。   As shown in FIGS. 11 (B) and 11 (C), when the engine load is in a high region, oil flowing through each of the first flow path 61 and the second flow path 62 is injected in the variable oil jet 35a. The Thus, in the variable oil jet 35a, the spray angle θ is narrowed by injecting a larger amount of oil than when the engine load is in the low region. Thereby, oil is injected from the variable oil jet 35 a toward at least the inlet 31 of the cooling channel 32. On the other hand, oil is injected from the fixed oil jet 35b toward at least the back surface of the piston 26.

以上のように、第２実施形態に係る冷却装置２０１は、エンジン負荷に応じて、可変オイルジェット３５ａからのオイルの噴射量、および固定オイルジェット３５ｂからのオイルの噴射有無を変える。具体的には、冷却装置２０１は、エンジン負荷がしきい値よりも低い場合には可変オイルジェット３５ａのみで少なくともピストン２６の裏面に向けてオイルを噴射する一方で、ピストン負荷がしきい値よりも高い場合には可変オイルジェット３５ａで少なくともピストン２６のクーリングチャネル３２の入口３１に向けてオイルを噴射するとともに固定オイルジェット３５ｂで少なくともピストン２６の裏面に向けてオイルを噴射する。このように、複数のオイルジェットを備える場合であっても、エンジン負荷に応じて冷却効果の大きい適切な箇所に適量のオイルが噴射されるため、エンジン負荷を考慮しながら効率よくピストン２６を冷却することができる。   As described above, the cooling device 201 according to the second embodiment changes the amount of oil injected from the variable oil jet 35a and the presence or absence of oil injection from the fixed oil jet 35b according to the engine load. Specifically, when the engine load is lower than the threshold value, the cooling device 201 injects oil toward at least the back surface of the piston 26 with only the variable oil jet 35a, while the piston load exceeds the threshold value. If it is higher, oil is injected at least toward the inlet 31 of the cooling channel 32 of the piston 26 by the variable oil jet 35a, and oil is injected at least toward the back surface of the piston 26 by the fixed oil jet 35b. As described above, even when a plurality of oil jets are provided, an appropriate amount of oil is injected to an appropriate portion having a large cooling effect in accordance with the engine load. Therefore, the piston 26 is efficiently cooled while considering the engine load. can do.

また、ＥＣＵ４０によって、エンジン負荷に応じて、固定オイルジェット３５ｂからのオイルの噴射有無が制御されるため、オイルの噴射量を精度よく調整することができる。   In addition, since the ECU 40 controls whether or not the oil is injected from the fixed oil jet 35b in accordance with the engine load, the oil injection amount can be adjusted with high accuracy.

［第３実施形態］
次に、第３実施形態に係る冷却装置について図面を参照しながら説明する。なお、第３実施形態に係る冷却装置は、以下で説明する構成以外の構成について、第２実施形態に係る冷却装置２０１が備える構成と同様の構成を備える。 [Third Embodiment]
Next, a cooling device according to a third embodiment will be described with reference to the drawings. Note that the cooling device according to the third embodiment has the same configuration as the configuration of the cooling device 201 according to the second embodiment, except for the configuration described below.

図１２は、第３実施形態に係る固定オイルジェット３５０ｂの内部構造を示す図である。第３実施形態に係る固定オイルジェット３５０ｂは、第２実施形態に係る固定オイルジェット３５ｂと異なり、電動式の開閉弁２９ｂの代わりに機械式の開閉弁２９０ｂを含む。つまり、第３実施形態に係る冷却装置は、機械式の開閉弁２９ａを含む可変オイルジェット３５ａと、機械式の開閉弁２９０ｂを含む固定オイルジェット３５０ｂと、を備える。なお、図１２では、油圧ＰｂがＰ１、Ｐ２、Ｐ３といったように徐々に大きくなる過程における固定オイルジェット３５０ｂが示されている。   FIG. 12 is a diagram illustrating an internal structure of a fixed oil jet 350b according to the third embodiment. Unlike the fixed oil jet 35b according to the second embodiment, the fixed oil jet 350b according to the third embodiment includes a mechanical on-off valve 290b instead of the electric on-off valve 29b. That is, the cooling device according to the third embodiment includes a variable oil jet 35a including a mechanical on-off valve 29a and a fixed oil jet 350b including a mechanical on-off valve 290b. FIG. 12 shows the fixed oil jet 350b in the process of gradually increasing the hydraulic pressure Pb such as P1, P2, and P3.

図１２（Ａ）に示されるように、固定オイルジェット３５０ｂの開閉弁２９０ｂは、流路７６に連通する連通路７５に設けられている。開閉弁２９０ｂは、固定部７２と、可変部７１と、固定部７２および可変部７１のそれぞれに接続される弾性体７３と、を含む。可変部７１は、油圧が加わるように配置されており、油圧が弾性体７３の弾性力よりも大きい場合には固定部７２に近づくように移動し、油圧が弾性体７３の弾性力よりも小さい場合には固定部７２から遠ざかるように移動する。   As shown in FIG. 12A, the on-off valve 290 b of the fixed oil jet 350 b is provided in the communication path 75 that communicates with the flow path 76. The on-off valve 290 b includes a fixed portion 72, a variable portion 71, and an elastic body 73 connected to each of the fixed portion 72 and the variable portion 71. The variable portion 71 is arranged so that hydraulic pressure is applied. When the hydraulic pressure is larger than the elastic force of the elastic body 73, the variable portion 71 moves so as to approach the fixed portion 72, and the hydraulic pressure is smaller than the elastic force of the elastic body 73. In such a case, it moves away from the fixed portion 72.

図１２（Ｂ），（Ｃ）に示されるように、可変部７１に加わる油圧がＰ２に達するまでは、連通路７５における供給路７５ａが、流路７６と連通しない。このため、供給路７５ａを介してオイルポンプ４５から供給されるオイルが、流路７６に流通しない。よって、油圧がＰ２に達するまでは、噴射ノズル３０ｂからオイルが噴射されない。   As shown in FIGS. 12B and 12C, the supply path 75 a in the communication path 75 does not communicate with the flow path 76 until the hydraulic pressure applied to the variable portion 71 reaches P <b> 2. For this reason, the oil supplied from the oil pump 45 through the supply path 75 a does not flow through the flow path 76. Therefore, oil is not injected from the injection nozzle 30b until the hydraulic pressure reaches P2.

図１２（Ｄ）に示されるように、可変部７１に加わる油圧がＰ２から徐々に大きくなると、可変部７１がさらに固定部７２に近づくように移動する。これにより、供給路７５ａが流路７６と連通するようになり、流路７６にオイルが流通する。流路７６を流通したオイルは、やがて流路７６の開口部７６０から外部に噴射される。   As shown in FIG. 12D, when the hydraulic pressure applied to the variable portion 71 gradually increases from P <b> 2, the variable portion 71 moves further closer to the fixed portion 72. As a result, the supply path 75 a communicates with the flow path 76, and oil flows through the flow path 76. The oil that has flowed through the flow path 76 is eventually ejected from the opening 760 of the flow path 76 to the outside.

第３実施形態に係る冷却装置は、図４に示された可変オイルジェット３５ａと、図１２に示された固定オイルジェット３５０ｂと、を備えることで、以下のようにオイルを噴射することができる。   The cooling device according to the third embodiment includes the variable oil jet 35a shown in FIG. 4 and the fixed oil jet 350b shown in FIG. 12, and can inject oil as follows. .

つまり、第３実施形態に係る冷却装置は、エンジン負荷に応じて、可変オイルジェット３５ａからのオイルの噴射量、および固定オイルジェット３５０ｂからのオイルの噴射有無を変える。具体的には、冷却装置は、エンジン負荷がしきい値よりも低い場合には可変オイルジェット３５ａのみで少なくともピストン２６の裏面に向けてオイルを噴射する一方で、ピストン負荷がしきい値よりも高い場合には可変オイルジェット３５ａで少なくともピストン２６のクーリングチャネル３２の入口３１に向けてオイルを噴射するとともに固定オイルジェット３５０ｂで少なくともピストン２６の裏面に向けてオイルを噴射する。このように、複数のオイルジェットを備える場合であっても、エンジン負荷に応じて冷却効果の大きい適切な箇所に適量のオイルが噴射されるため、エンジン負荷を考慮しながら効率よくピストン２６を冷却することができる。   That is, the cooling device according to the third embodiment changes the oil injection amount from the variable oil jet 35a and the presence / absence of oil injection from the fixed oil jet 350b according to the engine load. Specifically, when the engine load is lower than the threshold value, the cooling device injects oil toward at least the back surface of the piston 26 only with the variable oil jet 35a, while the piston load is lower than the threshold value. If it is high, oil is injected at least toward the inlet 31 of the cooling channel 32 of the piston 26 by the variable oil jet 35a, and oil is injected at least toward the back surface of the piston 26 by the fixed oil jet 350b. As described above, even when a plurality of oil jets are provided, an appropriate amount of oil is injected to an appropriate portion having a large cooling effect in accordance with the engine load. Therefore, the piston 26 is efficiently cooled while considering the engine load. can do.

［第４実施形態］
次に、第４実施形態に係る冷却装置について図面を参照しながら説明する。なお、第４実施形態に係る冷却装置は、以下で説明する構成以外の構成について、第２実施形態に係る冷却装置２０１が備える構成と同様の構成を備える。 [Fourth Embodiment]
Next, a cooling device according to a fourth embodiment will be described with reference to the drawings. Note that the cooling device according to the fourth embodiment has the same configuration as the configuration of the cooling device 201 according to the second embodiment, except for the configuration described below.

第４実施形態に係る可変オイルジェットは、第２実施形態に係る可変オイルジェット３５ａと異なり、機械式の開閉弁２９ａの代わりに電動式の開閉弁を含む。つまり、第４実施形態に係る冷却装置は、電動式の開閉弁を含む可変オイルジェットと、電動式の開閉弁２９ｂを含む固定オイルジェット３５ｂと、を備える。   Unlike the variable oil jet 35a according to the second embodiment, the variable oil jet according to the fourth embodiment includes an electric on-off valve instead of the mechanical on-off valve 29a. That is, the cooling device according to the fourth embodiment includes a variable oil jet including an electric open / close valve and a fixed oil jet 35b including an electric open / close valve 29b.

図１３は、第４実施形態に係る冷却装置のＥＣＵ４０が実行する処理を示すフローチャートである。第４実施形態においては、ＥＣＵ４０が、図１３に示された処理を実行することで、可変オイルジェットの開閉弁、および固定オイルジェット３５ｂの開閉弁２９ｂを制御する。   FIG. 13 is a flowchart illustrating a process executed by the ECU 40 of the cooling device according to the fourth embodiment. In the fourth embodiment, the ECU 40 controls the open / close valve of the variable oil jet and the open / close valve 29b of the fixed oil jet 35b by executing the processing shown in FIG.

図１３に示されるように、ＥＣＵ４０は、エンジン負荷が高領域であるか否かを判定する（Ｓ２０）。つまり、ＥＣＵ４０は、エンジン負荷が低領域と高領域との境界点となるしきい値よりも高いか否かを判定する。ＥＣＵ４０は、エンジン負荷が低領域である、すなわちエンジン負荷がしきい値以下の低い場合（Ｓ２０でＮＯ）、可変オイルジェットから少量のオイルを噴射させることで少なくともピストン２６の裏面に向けてオイルを噴射させ、さらに開閉弁２９ｂを閉鎖状態にすることで固定オイルジェット３５ｂからオイルを噴射させない（Ｓ２１）。その後、ＥＣＵ４０は、本ルーチンを終了する。   As shown in FIG. 13, the ECU 40 determines whether or not the engine load is in a high region (S20). That is, the ECU 40 determines whether or not the engine load is higher than a threshold value that is a boundary point between the low region and the high region. When the engine load is in a low region, that is, the engine load is low below the threshold (NO in S20), the ECU 40 injects a small amount of oil from the variable oil jet to at least direct the oil toward the back surface of the piston 26. The oil is injected, and the oil is not injected from the fixed oil jet 35b by closing the on-off valve 29b (S21). Thereafter, the ECU 40 ends this routine.

一方、ＥＣＵ４０は、エンジン負荷が高領域である、すなわちエンジン負荷がしきい値よりも高い場合（Ｓ２０でＹＥＳ）、エンジン負荷がしきい値よりも低い場合よりも多い量のオイルを可変オイルジェットから噴射させることで少なくともクーリングチャネル３２の入口３１に向けてオイルを噴射させ、さらに、開閉弁２９ｂを開放状態にすることで固定オイルジェット３５ｂからオイルを噴射させる（Ｓ２２）。その後、ＥＣＵ４０は、本ルーチンを終了する。   On the other hand, when the engine load is in the high region, that is, when the engine load is higher than the threshold value (YES in S20), the ECU 40 supplies a larger amount of oil than when the engine load is lower than the threshold value. The oil is injected at least toward the inlet 31 of the cooling channel 32, and the oil is injected from the fixed oil jet 35b by opening the on-off valve 29b (S22). Thereafter, the ECU 40 ends this routine.

以上のように、第４実施形態に係る冷却装置は、エンジン負荷に応じて、可変オイルジェットからのオイルの噴射量、および固定オイルジェット３５ｂからのオイルの噴射有無を変える。具体的には、冷却装置は、エンジン負荷がしきい値よりも低い場合には可変オイルジェットのみで少なくともピストン２６の裏面に向けてオイルを噴射する一方で、ピストン負荷がしきい値よりも高い場合には可変オイルジェットで少なくともピストン２６のクーリングチャネル３２の入口３１に向けてオイルを噴射するとともに固定オイルジェット３５ｂで少なくともピストン２６の裏面に向けてオイルを噴射する。このように、複数のオイルジェットを備える場合であっても、エンジン負荷に応じて冷却効果の大きい適切な箇所に適量のオイルが噴射されるため、エンジン負荷を考慮しながら効率よくピストン２６を冷却することができる。   As described above, the cooling device according to the fourth embodiment changes the amount of oil injected from the variable oil jet and the presence or absence of oil injection from the fixed oil jet 35b according to the engine load. Specifically, when the engine load is lower than the threshold value, the cooling device injects oil toward at least the back surface of the piston 26 only with the variable oil jet, while the piston load is higher than the threshold value. In this case, the variable oil jet injects oil toward at least the inlet 31 of the cooling channel 32 of the piston 26 and the fixed oil jet 35b injects oil toward at least the back surface of the piston 26. As described above, even when a plurality of oil jets are provided, an appropriate amount of oil is injected to an appropriate portion having a large cooling effect in accordance with the engine load. Therefore, the piston 26 is efficiently cooled while considering the engine load. can do.

また、ＥＣＵ４０によって、エンジン負荷に応じて、可変オイルジェットからのオイルの噴射量、および固定オイルジェット３５ｂからのオイルの噴射有無が制御されるため、オイルの噴霧角や噴射量を精度よく調整することができる。   Further, since the ECU 40 controls the oil injection amount from the variable oil jet and the oil injection presence / absence from the fixed oil jet 35b according to the engine load, the oil spray angle and the injection amount are accurately adjusted. be able to.

[変形例]
以上、本実施の形態を説明してきたが、本実施の形態に係る構成は、上記に限られず、種々の変形、応用が可能である。以下、本実施の形態に適用可能な変形例について説明する。 [Modification]
Although the present embodiment has been described above, the configuration according to the present embodiment is not limited to the above, and various modifications and applications are possible. Hereinafter, modified examples applicable to the present embodiment will be described.

（オイルジェットの組合せについて）
第１実施形態に係る冷却装置１０１では、可変オイルジェット３５ａが機械式の開閉弁２９ａを含んでいた。しかし、第４実施形態に係る冷却装置のように、可変オイルジェット３５ａが電動式の開閉弁を含んでいてもよい。この場合、電動式の開閉弁を制御するＥＣＵ４０は、図１３に示される処理のように、エンジン負荷に応じて可変オイルジェットからのオイルの噴射量を変えることにより、エンジン負荷がしきい値よりも低い場合には可変オイルジェットに少なくともピストン２６の裏面に向けてオイルを噴射させる一方で、ピストン負荷がしきい値よりも高い場合には可変オイルジェットに少なくともピストン２６のクーリングチャネル３２の入口３１に向けてオイルを噴射させてもよい。 (Combination of oil jet)
In the cooling device 101 according to the first embodiment, the variable oil jet 35a includes a mechanical on-off valve 29a. However, like the cooling device according to the fourth embodiment, the variable oil jet 35a may include an electric on-off valve. In this case, the ECU 40 that controls the electric open / close valve changes the amount of oil injected from the variable oil jet according to the engine load as shown in FIG. Is lower, the variable oil jet is made to inject oil toward at least the back surface of the piston 26, while when the piston load is higher than the threshold value, the variable oil jet is at least the inlet 31 of the cooling channel 32 of the piston 26. Oil may be sprayed toward

第２実施形態に係る冷却装置２０１は、オイルジェットして、機械式の開閉弁２９ａを含む可変オイルジェット３５ａと、電動式の開閉弁２９ｂを含む固定オイルジェット３５ｂと、を備えていた。また、第３実施形態に係る冷却装置は、機械式の開閉弁２９ａを含む可変オイルジェット３５ａと、機械式の開閉弁２９０ｂを含む固定オイルジェット３５０ｂと、を備えていた。また、第４実施形態に係る冷却装置は、電動式の開閉弁を含む可変オイルジェットと、電動式の開閉弁２９ｂを含む固定オイルジェット３５ｂと、を備えていた。しかし、オイルジェットとしては、これらの組合せに限らない。たとえば、冷却装置は、電動式の開閉弁を含む可変オイルジェットと、機械式の開閉弁２９０ｂを含む固定オイルジェット３５０ｂと、を備えてもよい。これら、いずれの組合せであっても、エンジン負荷に応じて、可変オイルジェットからのオイルの噴射量、および固定オイルジェットからのオイルの噴射有無を変えることにより、エンジン負荷に応じて冷却効果の大きい適切な箇所に適量のオイルが噴射されるため、エンジン負荷を考慮しながら効率よくピストン２６を冷却することができる。   The cooling device 201 according to the second embodiment is provided with a variable oil jet 35a including a mechanical on-off valve 29a and a fixed oil jet 35b including an electric on-off valve 29b. Further, the cooling device according to the third embodiment includes the variable oil jet 35a including the mechanical on-off valve 29a and the fixed oil jet 350b including the mechanical on-off valve 290b. The cooling device according to the fourth embodiment includes a variable oil jet including an electric on-off valve and a fixed oil jet 35b including an electric on-off valve 29b. However, the oil jet is not limited to these combinations. For example, the cooling device may include a variable oil jet including an electric open / close valve and a fixed oil jet 350b including a mechanical open / close valve 290b. In any of these combinations, the cooling effect is large according to the engine load by changing the amount of oil injected from the variable oil jet and the presence or absence of oil injection from the fixed oil jet according to the engine load. Since an appropriate amount of oil is injected at an appropriate location, the piston 26 can be efficiently cooled while considering the engine load.

（ピストン位置に応じた噴射量の制御について）
電動式の開閉弁を含む可変オイルジェットは、図１４を参照しながら以下で説明するように、ピストン２６の位置（以下、ピストン位置という）に応じてオイルの噴射量を変えてオイルの噴霧角を変えてもよい。図１４は、変形例においてピストン位置および冷却装置のＥＣＵ４０が実行する処理を説明するための図である。なお、図１４に示される例は、電動式の開閉弁を含む可変オイルジェットを備える冷却装置であれば、上述したいずれの実施形態においても適用可能である。 (Regarding the control of the injection amount according to the piston position)
As will be described below with reference to FIG. 14, the variable oil jet including the electric on-off valve changes the oil injection amount in accordance with the position of the piston 26 (hereinafter referred to as the piston position), and the oil spray angle. May be changed. FIG. 14 is a view for explaining the piston position and the processing executed by the ECU 40 of the cooling device in the modified example. Note that the example shown in FIG. 14 is applicable to any of the above-described embodiments as long as it is a cooling device including a variable oil jet including an electric on-off valve.

図１４（Ａ）には、クランク角とピストン位置との関係を表すグラフが示されている。図１４（Ａ）に示されるように、上死点ＴＤＣにおけるクランク角を０°とし、下死点ＢＤＣにおけるクランク角を±１８０°すると、クランク角が−１８０°〜０°であるときにはピストン２６が上昇し、クランク角が０°〜１８０°であるときにはピストン２６が下降する。以下では、±１８０°となるクランク角をＢＤＣ角度と称する。   FIG. 14A shows a graph representing the relationship between the crank angle and the piston position. As shown in FIG. 14A, when the crank angle at the top dead center TDC is 0 ° and the crank angle at the bottom dead center BDC is ± 180 °, when the crank angle is −180 ° to 0 °, the piston 26 When the crank angle is 0 ° to 180 °, the piston 26 is lowered. Hereinafter, a crank angle of ± 180 ° is referred to as a BDC angle.

また、クランク角がＢＤＣ角度±α°である場合、可変オイルジェットからのオイルがピストン２６のクーリングチャネル３２に導入され易いものとする。つまり、クランク角ＣＡがＢＤＣ角度±α°である場合、少なくともクーリングチャネル３２の入口３１に向けてオイルを噴射させれば、オイルがクーリングチャネル３２に導入され易くなる。   Further, when the crank angle is the BDC angle ± α °, it is assumed that oil from the variable oil jet is easily introduced into the cooling channel 32 of the piston 26. That is, when the crank angle CA is the BDC angle ± α °, if the oil is injected at least toward the inlet 31 of the cooling channel 32, the oil is easily introduced into the cooling channel 32.

図１４（Ｂ）には、冷却装置のＥＣＵ４０が実行する処理を示すフローチャートが示されている。図１４（Ｂ）に示されるように、ＥＣＵ４０は、エンジン負荷が高領域であるか否かを判定する（Ｓ３０）。つまり、ＥＣＵ４０は、エンジン負荷が低領域と高領域との境界点となるしきい値よりも高いか否かを判定する。ＥＣＵ４０は、エンジン負荷が低領域である、すなわちエンジン負荷がしきい値以下の場合（Ｓ３０でＮＯ）、クランク角がＢＤＣ角度±α°の範囲内であるか否かを判定する（Ｓ３１）。   FIG. 14B shows a flowchart showing the processing executed by the ECU 40 of the cooling device. As shown in FIG. 14B, the ECU 40 determines whether or not the engine load is in a high region (S30). That is, the ECU 40 determines whether or not the engine load is higher than a threshold value that is a boundary point between the low region and the high region. The ECU 40 determines whether or not the crank angle is within the range of BDC angle ± α ° (S31) when the engine load is in the low region, that is, when the engine load is equal to or less than the threshold value (NO in S30).

ＥＣＵ４０は、クランク角がＢＤＣ角度±α°の範囲内でない場合（Ｓ３１でＮＯ）、可変オイルジェットから少量のオイルを噴射させることで、少なくともピストン２６の裏面に向けてオイルを噴射させる（Ｓ３２）。一方、ＥＣＵ４０は、クランク角ＣＡがＢＤＣ角度±α°の範囲内である場合（Ｓ３１でＹＥＳ）、クランク角がＢＤＣ角度±α°の範囲内でない場合よりも多い量のオイルを可変オイルジェットから噴射させることで、少なくともクーリングチャネル３２の入口３１に向けてオイルを噴射させる（Ｓ３３）。ＥＣＵ４０は、Ｓ３２あるいはＳ３３の処理の後、本ルーチンを終了する。   When the crank angle is not within the range of the BDC angle ± α ° (NO in S31), the ECU 40 injects a small amount of oil from the variable oil jet to inject oil toward at least the back surface of the piston 26 (S32). . On the other hand, when the crank angle CA is within the range of the BDC angle ± α ° (YES in S31), the ECU 40 causes the variable oil jet to supply a larger amount of oil than when the crank angle is not within the range of the BDC angle ± α °. By injecting, oil is injected at least toward the inlet 31 of the cooling channel 32 (S33). The ECU 40 ends this routine after the process of S32 or S33.

一方、ＥＣＵ４０は、エンジン負荷が高領域である、すなわちエンジン負荷がしきい値よりも高い場合（Ｓ３０でＹＥＳ）、エンジン負荷がしきい値よりも低い場合よりも多い量のオイルを可変オイルジェットから噴射させることで、少なくともクーリングチャネル３２の入口３１に向けてオイルを噴射させる（Ｓ３４）。その後、ＥＣＵ４０は、本ルーチンを終了する。   On the other hand, when the engine load is in a high region, that is, when the engine load is higher than the threshold value (YES in S30), the ECU 40 supplies a variable amount of oil to the variable oil jet more than when the engine load is lower than the threshold value. The oil is injected toward at least the inlet 31 of the cooling channel 32 (S34). Thereafter, the ECU 40 ends this routine.

以上のように、エンジン負荷がしきい値よりも低い場合であっても、ピストン位置が下死点を含む所定範囲内であるか否かに応じて、可変オイルジェットからのオイルの噴射量が制御される。具体的には、ピストン位置が下死点付近であるときのように可変オイルジェットから近くなる場合には多量のオイルが噴射され、ピストン位置が可変オイルジェットから遠ざかる場合には少量のオイルが噴射される。これにより、ピストン位置を考慮しながら効率よくピストン２６を冷却することができる。   As described above, even when the engine load is lower than the threshold value, the amount of oil injected from the variable oil jet depends on whether the piston position is within a predetermined range including the bottom dead center. Be controlled. Specifically, a large amount of oil is injected when the piston is close to the variable oil jet, such as when the piston is near bottom dead center, and a small amount of oil is injected when the piston is moved away from the variable oil jet. Is done. Thereby, the piston 26 can be efficiently cooled while considering the piston position.

（水温補正に基づくしきい値の設定について）
ＥＣＵ４０は、水温センサ３６から取得したエンジン冷却水の水温Ｔｗ（以下、エンジン水温という）に基づき、しきい値を設定するものであってもよい。図１５は、変形例においてエンジン負荷および冷却装置のＥＣＵ４０が実行する処理を説明するための図である。 (About threshold setting based on water temperature correction)
The ECU 40 may set a threshold based on the coolant temperature Tw (hereinafter referred to as engine coolant temperature) acquired from the coolant temperature sensor 36. FIG. 15 is a diagram for explaining a process executed by the ECU 40 of the engine load and cooling device in the modified example.

図１５（Ａ）には、エンジン回転速度とエンジントルクとの関係を表すグラフが示されている。エンジン水温が高温であればあるほど、エンジン負荷が高くなるため、図中の点線は左下方向に推移し、高領域が広がる。一方、エンジン水温が低温であればあるほど、エンジン負荷が低くなるため、図中の点線は右上方向に推移し、低領域が広がる。   FIG. 15A shows a graph showing the relationship between the engine rotation speed and the engine torque. The higher the engine water temperature, the higher the engine load. Therefore, the dotted line in the figure shifts in the lower left direction, and the high region widens. On the other hand, the lower the engine water temperature, the lower the engine load. Therefore, the dotted line in the figure changes in the upper right direction, and the low region widens.

図１５（Ｂ）には、冷却装置のＥＣＵ４０が実行する処理を示すフローチャートが示されている。図１５（Ｂ）に示される例は、第４実施形態のように、電動式の開閉弁を含む可変オイルジェットと、電動式の開閉弁２９ｂを含む固定オイルジェット３５ｂと、を備える冷却装置に適用される例である。なお、図１５（Ｂ）に示される例は、エンジン負荷のしきい値を設定する冷却装置であれば、上述したいずれの実施形態においても適用可能である。   FIG. 15B shows a flowchart showing the processing executed by the ECU 40 of the cooling device. The example shown in FIG. 15B is a cooling device including a variable oil jet including an electric on-off valve and a fixed oil jet 35b including an electric on-off valve 29b as in the fourth embodiment. It is an applied example. Note that the example shown in FIG. 15B is applicable to any of the above-described embodiments as long as it is a cooling device that sets the engine load threshold.

図１５（Ｂ）に示されるように、ＥＣＵ４０は、エンジン負荷を水温補正する（Ｓ４０）。たとえば、ＥＣＵ４０は、エンジン水温ごとのエンジン回転速度とエンジントルクとの関係を表すマップを予め記憶しておき、現在のエンジン水温に応じたマップを参照する。このようなマップは、実験やシミュレーションによって予め求めることができる。   As shown in FIG. 15 (B), the ECU 40 corrects the engine load with a water temperature (S40). For example, the ECU 40 stores in advance a map representing the relationship between the engine rotation speed and engine torque for each engine water temperature, and refers to a map corresponding to the current engine water temperature. Such a map can be obtained in advance by experiments or simulations.

図１５（Ａ）に示されたように、エンジン負荷が水温補正されると、エンジン負荷における高領域および低領域の範囲が変わるため、エンジン回転速度が一定であってもエンジン水温に応じてしきい値が変わる。つまり、ＥＣＵ４０は、Ｓ４０の処理を実行することで、エンジン水温に基づきしきい値を設定する。具体的には、ＥＣＵ４０は、エンジン水温が高いときのようにエンジン負荷が高くなり易い場合にはしきい値を低めに設定し、エンジン水温が低いときのようにエンジン負荷が低くなり易い場合にはしきい値を高めに設定する。   As shown in FIG. 15 (A), when the engine load is corrected for the water temperature, the range of the high region and the low region in the engine load changes. The threshold changes. That is, the ECU 40 sets the threshold value based on the engine water temperature by executing the process of S40. Specifically, the ECU 40 sets a lower threshold when the engine load is likely to be high, such as when the engine water temperature is high, and when the engine load is likely to be low, such as when the engine water temperature is low. Sets the threshold higher.

ＥＣＵ４０は、水温補正されたエンジン負荷が高領域であるか否かを判定する（Ｓ４１）。ＥＣＵ４０は、エンジン負荷が低領域である、すなわちエンジン負荷がしきい値よりも以下の場合（Ｓ４１でＮＯ）、可変オイルジェットから少量のオイルを噴射させることで少なくともピストン２６の裏面に向けてオイルを噴射させ、さらに開閉弁２９ｂを閉鎖状態にすることで固定オイルジェット３５ｂからオイルを噴射させない（Ｓ４２）。その後、ＥＣＵ４０は、本ルーチンを終了する。   The ECU 40 determines whether or not the engine load whose water temperature has been corrected is in a high region (S41). When the engine load is in a low region, that is, the engine load is lower than the threshold value (NO in S41), the ECU 40 injects a small amount of oil from the variable oil jet to at least oil toward the back surface of the piston 26. And the oil is not injected from the fixed oil jet 35b by closing the on-off valve 29b (S42). Thereafter, the ECU 40 ends this routine.

一方、ＥＣＵ４０は、水温補正されたエンジン負荷が高領域である、すなわちエンジン負荷がしきい値よりも高い場合（Ｓ４１でＹＥＳ）、エンジン負荷がしきい値よりも低い場合よりも多い量のオイルを可変オイルジェットから噴射させることで少なくともクーリングチャネル３２の入口３１に向けてオイルを噴射させ、さらに、開閉弁２９ｂを開放状態にすることで固定オイルジェット３５ｂからオイルを噴射させる（Ｓ４３）。その後、ＥＣＵ４０は、本ルーチンを終了する。   On the other hand, the ECU 40 determines that the engine load whose water temperature has been corrected is in a high region, that is, when the engine load is higher than the threshold value (YES in S41), the amount of oil is larger than when the engine load is lower than the threshold value. Is injected from the variable oil jet at least toward the inlet 31 of the cooling channel 32, and the oil is injected from the fixed oil jet 35b by opening the on-off valve 29b (S43). Thereafter, the ECU 40 ends this routine.

以上のように、冷却装置は、エンジン水温が高いときのようにエンジン負荷が高くなり易い場合にはしきい値を低めに設定し、内燃機関における冷却水の温度が低いときのように内燃機関への負荷が低くなり易い場合にはしきい値を高めに設定することができる。これにより、エンジンの冷却水の温度を考慮しながら効率よくピストン２６を冷却することができる。   As described above, the cooling device sets the threshold value low when the engine load is likely to be high, such as when the engine water temperature is high, and the internal combustion engine when the temperature of the cooling water in the internal combustion engine is low. The threshold value can be set higher when the load on the device tends to be lower. Thereby, the piston 26 can be efficiently cooled while considering the temperature of the cooling water of the engine.

（その他の変形例ついて）
冷却装置は、３つ以上のオイルジェットを備えてもよい。たとえば、第２実施形態に係る冷却装置２０１は、機械式の開閉弁２９ａを含む可変オイルジェット３５ａを１つ、電動式の開閉弁２９ｂを含む固定オイルジェット３５ｂを２つ備えていてもよい。あるいは、第２実施形態に係る冷却装置２０１は、機械式の開閉弁２９ａを含む可変オイルジェット３５ａを２つ、電動式の開閉弁２９ｂを含む固定オイルジェット３５ｂを２つ備えていてもよい。また、冷却装置は、可変オイルジェットと固定オイルジェットとを１つずつ備えるものに限らず、固定オイルジェットを備えない一方で、可変オイルジェットを複数備えてもよい。冷却装置は、機械式および電動式に関わらず、可変オイルジェットを１つ以上備えるものであればよい。 (Other variations)
The cooling device may include three or more oil jets. For example, the cooling device 201 according to the second embodiment may include one variable oil jet 35a including a mechanical on-off valve 29a and two fixed oil jets 35b including an electric on-off valve 29b. Alternatively, the cooling device 201 according to the second embodiment may include two variable oil jets 35a including a mechanical on-off valve 29a and two fixed oil jets 35b including an electric on-off valve 29b. Further, the cooling device is not limited to one having one variable oil jet and one fixed oil jet, and may not have a fixed oil jet, but may have a plurality of variable oil jets. Regardless of the mechanical type and the electric type, the cooling device only needs to have one or more variable oil jets.

機械式の開閉弁を含む可変オイルジェットは、第１流路６１および第２流路６２といったように２つの流路に限らず、３つ以上の流路を含むものであってもよい。   The variable oil jet including the mechanical on-off valve is not limited to two channels such as the first channel 61 and the second channel 62, and may include three or more channels.

なお、上述した本実施の形態およびその変形例については、適宜組合せることも可能である。   Note that the above-described embodiment and its modifications can be combined as appropriate.

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。   The embodiment disclosed this time should be considered as illustrative in all points and not restrictive. The scope of the present invention is defined by the terms of the claims, rather than the description above, and is intended to include any modifications within the scope and meaning equivalent to the terms of the claims.

２ シリンダヘッド、４ シリンダブロック、６ オイルパン、１２ クランク角センサ、２２，２４ ウォータジャケット、２６ ピストン、２７ クランクシャフト、２８ コネクティングロッド、２９ａ，２９ｂ，２９０ｂ 開閉弁、３０ａ，３０ｂ 噴射ノズル、３１ 入口、３２ クーリングチャネル、３５ａ，３５ｂ 可変オイルジェット、３５ｂ 固定オイルジェット、３５ｂ，３５０ｂ 固定オイルジェット、３６ 水温センサ、３７ａ，３７ｂ 油圧センサ、３８ａ，３８ｂ オイル流路、４５ オイルポンプ、５１，７１ 可変部、５２，７２ 固定部、５３，７３ 弾性体、５６ 外側部、５８ 側壁、６１，６２，７６ 流路、６３，７５ 連通路、６３ａ，７５ａ 供給路、１００，２００ エンジン、１０１，２０１ 冷却装置、６１０，６２０，７６０ 開口部。   2 Cylinder head, 4 Cylinder block, 6 Oil pan, 12 Crank angle sensor, 22, 24 Water jacket, 26 Piston, 27 Crankshaft, 28 Connecting rod, 29a, 29b, 290b On-off valve, 30a, 30b Injection nozzle, 31 Inlet , 32 Cooling channel, 35a, 35b Variable oil jet, 35b Fixed oil jet, 35b, 350b Fixed oil jet, 36 Water temperature sensor, 37a, 37b Hydraulic sensor, 38a, 38b Oil flow path, 45 Oil pump, 51, 71 Variable part , 52, 72 fixing part, 53, 73 elastic body, 56 outer side part, 58 side wall, 61, 62, 76 flow path, 63, 75 communication path, 63a, 75a supply path, 100, 200 engine, 101, 201 cooling device , 6 10,620,760 opening.

Claims (8)

内燃機関のピストンをオイルの噴射によって冷却する冷却装置であって、
前記ピストンにオイルを噴射する噴射ノズルと、
前記噴射ノズルにオイルを供給するオイルポンプと、を備え、
前記ピストンの内部には、オイルを出入りさせることによって当該ピストンを冷却するためのオイル通路が形成され、
前記噴射ノズルは、
前記内燃機関への負荷がしきい値よりも低い場合には、少なくとも前記ピストンの裏面に向けてオイルを噴射し、
前記内燃機関への負荷が前記しきい値よりも高い場合には、当該負荷が当該しきい値よりも低い場合よりも多い量のオイルを噴射することで、少なくとも前記オイル通路の入口に向けてオイルを噴射するように構成されている、ピストンの冷却装置。 A cooling device for cooling a piston of an internal combustion engine by oil injection,
An injection nozzle for injecting oil into the piston;
An oil pump for supplying oil to the injection nozzle,
Inside the piston is formed an oil passage for cooling the piston by allowing oil to enter and exit,
The spray nozzle is
When the load on the internal combustion engine is lower than a threshold value, at least oil is injected toward the back surface of the piston,
When the load on the internal combustion engine is higher than the threshold value, by injecting a larger amount of oil than when the load is lower than the threshold value, at least toward the inlet of the oil passage. Piston cooling device configured to inject oil. 前記噴射ノズルは、
オイルが流通するとともに、当該オイルを前記ピストンに向けて噴射する開口部をそれぞれ有する複数の流路と、
前記複数の流路の外側を取り囲むとともに、前記開口部よりも前記ピストン側に向かって突出した外側部と、を含み、
前記複数の流路のうちの一部の流路にオイルが流通した場合には、少なくとも前記ピストンの裏面に向けてオイルを噴射し、
前記複数の流路の全てにオイルが流通した場合には、少なくとも前記オイル通路の入口に向けてオイルを噴射するように構成されている、請求項１に記載のピストンの冷却装置。 The spray nozzle is
A plurality of flow paths each having an opening through which oil flows and injects the oil toward the piston;
An outer portion that surrounds the outside of the plurality of flow paths and protrudes toward the piston rather than the opening,
When oil flows through some of the plurality of channels, the oil is sprayed toward at least the back surface of the piston,
2. The piston cooling device according to claim 1, wherein when the oil flows through all of the plurality of flow paths, the oil is injected at least toward an inlet of the oil passage. 3. 前記噴射ノズルからのオイルの噴射量を制御する制御装置を備え、
前記制御装置は、前記内燃機関への負荷が前記しきい値よりも高い場合には、当該負荷が当該しきい値よりも低い場合よりも多い量のオイルを前記噴射ノズルから噴射させる、請求項１または請求項２に記載のピストンの冷却装置。 A control device for controlling the amount of oil injected from the injection nozzle;
The control device, when a load on the internal combustion engine is higher than the threshold value, causes a larger amount of oil to be injected from the injection nozzle than when the load is lower than the threshold value. The piston cooling device according to claim 1 or 2. 前記制御装置は、前記内燃機関への負荷が前記しきい値よりも低い場合において、前記ピストンの位置が下死点を含む所定範囲内であるときには、当該ピストンの位置が当該所定範囲内でないときよりも多い量のオイルを前記噴射ノズルから噴射させる、請求項３に記載のピストンの冷却装置。   When the load on the internal combustion engine is lower than the threshold value and the piston position is within a predetermined range including bottom dead center, the control device is when the piston position is not within the predetermined range. The piston cooling device according to claim 3, wherein a larger amount of oil is injected from the injection nozzle. 前記制御装置は、前記内燃機関における冷却水の温度に基づき前記しきい値を設定する、請求項３または請求項４に記載のピストンの冷却装置。   The piston control device according to claim 3 or 4, wherein the control device sets the threshold value based on a temperature of cooling water in the internal combustion engine. 前記噴射ノズルは、第１の噴射ノズルであり、
前記ピストンの裏面に向けてオイルを噴射する第２の噴射ノズルをさらに備え、
前記オイルポンプは、前記第２の噴射ノズルにオイルを供給し、
前記第２の噴射ノズルは、
前記内燃機関への負荷がしきい値よりも低い場合には、オイルを噴射せず、
前記内燃機関への負荷が前記しきい値よりも高い場合には、オイルを噴射するように構成されている、請求項１〜請求項５のいずれか１項に記載のピストンの冷却装置。 The spray nozzle is a first spray nozzle;
A second injection nozzle for injecting oil toward the back surface of the piston;
The oil pump supplies oil to the second injection nozzle;
The second injection nozzle is
If the load on the internal combustion engine is lower than the threshold, do not inject oil,
The piston cooling device according to any one of claims 1 to 5, wherein oil is injected when a load on the internal combustion engine is higher than the threshold value. 前記第２の噴射ノズルからのオイルの噴射量を制御する制御装置を備え、
前記制御装置は、
前記内燃機関への負荷が前記しきい値よりも低い場合には、前記第２の噴射ノズルからオイルを噴射させず、
前記内燃機関への負荷が前記しきい値よりも高い場合には、前記第２の噴射ノズルからオイルを噴射させる、請求項６に記載のピストンの冷却装置。 A control device for controlling the amount of oil injected from the second injection nozzle;
The controller is
When the load on the internal combustion engine is lower than the threshold value, oil is not injected from the second injection nozzle,
The piston cooling device according to claim 6, wherein oil is injected from the second injection nozzle when a load on the internal combustion engine is higher than the threshold value. 前記制御装置は、前記内燃機関における冷却水の温度に基づき前記しきい値を設定する、請求項７に記載のピストンの冷却装置。   The said control apparatus is a cooling device of the piston of Claim 7 which sets the said threshold value based on the temperature of the cooling water in the said internal combustion engine.