JP2008281166A - 油圧アクチュエータの制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】バイパス油路の油圧をフェールが生じない通常時に他の用途に流用可能として汎用性を上げるようにした油圧アクチュエータの制御装置を提供する。
【解決手段】高圧油路７０ｃを第１、第２の作動室のいずれかに切り換え自在に接続する第１の切換弁７０ｅと、第１の切換弁を介して作動室に供給される作動油の流量を調整する流量調整弁７０ｆと、高圧油路を流量調整弁に接続される主油路７０ｃ１とバイパスするバイパス油路７０ｃ２に接続される第１位置とバイパス油路にのみ接続される第２位置との間で切り換え自在な第２の切換弁７０ｈと、主油路とバイパス油路のいずれかを第１の切換弁に切り換え自在に接続するバイパス弁７０ｉと、流量調整弁のフェールが検出されたとき、第２の切換弁を前記第２位置に切り換えると共に、バイパス油路をバイパス弁を介して第１の切換弁に接続する。
【選択図】図７

Description

この発明は油圧アクチュエータの制御装置に関する。

油圧アクチュエータにあっては油圧回路に介挿された流量調整弁などにフェールが生じると、所期の動作を期待することができない。そのため、例えば特許文献１に記載されるように、それぞれ作動油路に介挿された電磁弁で動作されて変速機の入力軸と出力軸を締結・解除する２個のバイパスクラッチを備えた自動変速機の油圧制御装置において、電気系の故障により電磁弁を作動できないとき、作動油路をバイパスするバイパス油路の油圧をバイパスクラッチに供給して変速段を維持するように構成している。
特開２００２−３１０２８４号公報

特許文献１記載の技術にあっては、上記したようにバイパス油路の油圧はフェールが生じたときにのみ供給されるように構成されることから、フェールが生じない通常時にそれを例えば冷却用などの他の用途に流用することができず、汎用性において必ずしも満足し難いものであった。

従って、この発明の目的は上記した課題を解消することにあり、バイパス油路の油圧をフェールが生じない通常時に他の用途に流用可能として汎用性を上げるようにした油圧アクチュエータの制御装置を提供することにある。

上記の目的を達成するために、請求項１にあっては、油圧を給排される第１、第２の作動室を備える油圧アクチュエータの制御装置において、高圧の作動油を高圧油路に出力する油圧供給源と、前記高圧油路を前記第１、第２の作動室のいずれかに切り換え自在に接続する第１の切換弁と、前記高圧油路に介挿され、前記第１の切換弁を介して前記第１、第２の作動室に供給される作動油の流量を調整する流量調整弁と、前記高圧油路に介挿され、前記高圧油路を、前記流量調整弁に接続される主油路と前記流量調整弁をバイパスするバイパス油路に接続される第１位置と前記バイパス油路にのみ接続される第２位置との間で切り換え自在な第２の切換弁と、前記流量調整弁と第１の切換弁の間に介挿され、前記主油路とバイパス油路のいずれかを前記第１の切換弁に切り換え自在に接続するバイパス弁と、前記流量調整弁のフェールを検出するフェール検出手段と、前記流量調整弁のフェールが検出されたとき、前記第２の切換弁を前記第２位置に切り換えると共に、前記バイパス油路の一部を前記バイパス弁を介して前記第１の切換弁に接続する制御手段とを備える如く構成した。

請求項２に係る油圧アクチュエータの制御装置にあっては、前記バイパス油路は、前記バイパス弁に接続される第１の油路と、第２の流量調整弁を介して連通する低圧油圧回路に接続される第２の油路に分岐される如く構成した。

請求項３に係る油圧アクチュエータの制御装置にあっては、前記制御手段は、前記流量調整弁のフェールが検出されたとき、前記第２の切換弁を前記第２位置に切り換え、よって前記低圧油圧回路に供給される作動油の流量を増加させる如く構成した。

請求項４に係る油圧アクチュエータの制御装置にあっては、前記流量調整弁は電磁ソレノイドを備えると共に、前記フェール検出手段は、前記電磁ソレノイドへの通電電流と前記流量調整弁から出力される作動油の油圧に基づいて前記流量調整弁のフェールを検出する如く構成した。

請求項５に係る油圧アクチュエータの制御装置にあっては、前記制御手段は、前記流量調整弁のフェールが検出されたとき、前記電磁ソレノイドにディザ電流を供給する如く構成した。

請求項６に係る油圧アクチュエータの制御装置にあっては、前記油圧アクチュエータが、それぞれ着磁される第１、第２の回転子と、前記第１、第２の回転子の少なくともいずれかに設けられる前記第１、第２の作動室と、前記第１、第２の作動室に油圧を給排し、前記第１、第２の回転子の少なくともいずれかを回転軸線を中心として回動させて両者の相対変位角を示す位相を変更する位相変更機構とを備えた電動機の前記位相変更機構に油圧を供給する油圧アクチュエータである如く構成した。

請求項１に係る油圧アクチュエータの制御装置にあっては、高圧油路を第１、第２の作動室のいずれかに切り換え自在に接続する第１の切換弁と、第１の切換弁を介して第１、第２の作動室に供給される作動油の流量を調整する流量調整弁と、高圧油路を、流量調整弁に接続される主油路と流量調整弁をバイパスするバイパス油路に接続される第１位置とバイパス油路にのみ接続される第２位置との間で切り換え自在な第２の切換弁と、主油路とバイパス油路のいずれかを第１の切換弁に切り換え自在に接続するバイパス弁とを備え、流量調整弁のフェールが検出されたとき、第２の切換弁を第２位置に切り換えると共に、バイパス油路の一部をバイパス弁を介して前記第１の切換弁に接続する制御手段とを備える如く構成したので、フェールが生じない通常時には第２の切換弁が高圧油路を主油路とバイパス油路に接続される第１位置に切り換えられることで、バイパス油路を例えば冷却や潤滑などの他の用途に流用することで汎用性を上げることができる。

また、フェールが生じたとき、第２の切換弁がバイパス油路にのみ接続される第２位置に切り換えられることで、バイパス油路の流量を増加させることができるので、バイパス油路にフィルタなどを介挿することで、作動油中の鉄粉などのコンタミネーション（不純物）を回収することができ、流量調整弁のさらなるフェールを予防することができる。

また、それと同時に、バイパス油路の一部をバイパス弁を介して第１の切換弁に接続することで、流量調整弁による流量調整はなされないものの、第１の切換弁を介して第１あるいは第２の作動室に必要最小限の油圧を供給することができる。

請求項２に係る油圧アクチュエータの制御装置にあっては、バイパス油路は、バイパス弁に接続される第１の油路と、第２の流量調整弁を介して連通する低圧油圧回路に接続される第２の油路に分岐される如く構成したので、上記した効果に加え、第２の流量調整弁の特性を適宜設定することで、第１の油路を介してバイパス弁に供給されるべき作動油の流量を最適に設定することができる。

請求項３に係る油圧アクチュエータの制御装置にあっては、流量調整弁のフェールが検出されたとき、第２の切換弁を第２位置に切り換え、よって低圧油圧回路に供給される作動油の流量を積極的に増加させる如く構成したので、上記した効果に加え、低圧油圧回路への油圧供給量をより確実かつ簡単に増加させることができ、容量の大きい低圧油圧回路で鉄粉などのコンタミネーションを回収することが可能となる。

請求項４に係る油圧アクチュエータの制御装置にあっては、流量調整弁は電磁ソレノイドを備えると共に、電磁ソレノイドへの通電電流と流量調整弁から出力される作動油の油圧に基づいて流量調整弁のフェールを検出する如く構成したので、上記した効果に加え、流量調整弁の閉弁状態に固着した故障のみならず、開弁状態に固着した故障も検出することができる。

請求項５に係る油圧アクチュエータの制御装置にあっては、流量調整弁のフェールが検出されたとき、電磁ソレノイドにディザ電流を供給する如く構成したので、上記した効果に加え、流量調整弁のフェールが鉄粉などのコンタミネーションを噛んでしまったことに起因する場合、流量調整弁を振動させることでフェールを解消する機会を増加させることができ、通常の状態に復帰する可能性を高めることができる。

請求項６に係る油圧アクチュエータの制御装置にあっては、油圧アクチュエータが、それぞれ着磁される第１、第２の回転子の少なくともいずれかに設けられる第１、第２の作動室に油圧を給排し、第１、第２の回転子の少なくともいずれかを回転軸線を中心として回動させて両者の相対変位角を示す位相を変更する位相変更機構とを備えた電動機の前記位相変更機構に油圧を供給する油圧アクチュエータである如く構成したので、上記した効果に加え、第１の切換弁を介して第１あるいは第２の作動室に必要最小限の油圧を供給することができ、第１、第２の回転子の間の位相を保持することが可能となる。

以下、添付図面に即してこの発明に係る油圧アクチュエータの制御装置を実施するための最良の形態について説明する。

図１は、この発明の実施例に係る油圧アクチュエータの制御装置の全体構成を示す概略図である。尚、油圧アクチュエータとしては電動機の位相を変更する位相変更機構（後述）に油圧を供給する油圧機構を例にとる。また、図示の簡略化のため、図１ではセンサおよびアクチュエータの図示は省略した。

図１で符号１０は電動機を示す。電動機１０は、より具体的にはブラシレスモータあるいは交流同期電動機からなる。符号１２はガソリン噴射式火花点火式４気筒のエンジン（内燃機関）を示し、その出力は駆動軸１４を介して変速機１６に入力される。変速機１６は自動変速機からなり、電動機１０とエンジン１２が搭載されるハイブリッド車両（図示せず）の駆動輪２０に接続されてエンジン出力を変速し、駆動輪２０に伝達してハイブリッド車両を走行させる。このように、この実施例において電動機１０はパラレルハイブリッド車両に搭載される。

電動機１０とエンジン１２は、クラッチ（図示せず）を介して変速機１６に接続される。電動機１０はエンジン１２が回転するとき常に回転し、始動時には通電されてエンジン１２をクランキングして始動させると共に、加速時などにも通電されてエンジン１２の回転をアシスト（増速）する。電動機１０は通電されないときはエンジン１２の回転に伴って空転すると共に、エンジン１２への燃料供給が停止される減速時には駆動軸１４の回転によって生じた運動エネルギを電気エネルギに変換して出力する回生機能を有する発電機（ジェネレータ）として機能する。

電動機１０は、パワードライブユニット（「ＰＤＵ」という）２２を介してバッテリ２４に接続される。ＰＤＵ２２はインバータを備え、バッテリ２４から供給（放電）される直流（電力）を交流に変換して電動機１０に供給すると共に、電動機１０の回生動作によって発電された交流を直流に変換してバッテリ２４に供給する。このように、ＰＤＵ２２を介して電動機１０の駆動・回生が制御される。これについては後述する。

さらに、エンジン１２の動作を制御するエンジン制御ユニット（「ＥＮＧＥＣＵ」という）２６、電動機１０の動作を制御するモータ制御ユニット（「ＭＯＴＥＣＵ」という）３０、およびバッテリ２４の充電状態ＳＯＣ（State Of Charge）を算出して充放電の管理などを行うバッテリ制御ユニット（「ＢＡＴＥＣＵ」という）３２、ならびに変速機１６の動作を制御する変速制御ユニット（「Ｔ／ＭＥＣＵ」という）３４が設けられる。上記したＥＮＧＥＣＵ２６などのＥＣＵ（電子制御ユニット）は全てマイクロコンピュータからなり、バス３６を介して相互に通信自在に接続される。

図２は図１に示す電動機１０の要部断面図、図３は図２に示す電動機１０の回転子の側面図、図４は図２などに示す電動機の位相変更機構を示す分解斜視図、図５は図３などに示す回転子の磁石の磁極の向きを示す模式図、および図６は、図３と同様、図２に示す電動機１０の回転子の側面図である。

図示の如く、電動機１０は、円環状の固定子（ステータ）４０と、その内側に収容される、同様に円環状の回転子４２と、回転軸（回転軸線）４４を備える。固定子４０は鉄系材料から製作される薄板が積層（あるいは鉄系材料を鋳造）されてなると共に、３相（Ｕ，Ｖ，Ｗ相）の固定子巻線４０ａが配置されてなる。

回転子４２は、外周側（第１）の回転子４２ａと、回転軸（回転軸線）４４を中心として相対変位自在な内周側（第２）の回転子４２ｂからなる。回転子４２ａ，４２ｂは例えば焼結金属から製作される鉄心からなると共に、円周側にはそれぞれ複数組、より正確には１６組の永久磁石４６が相互に僅かな間隔をおいて配置される。図５に示す如く、それぞれの組の永久磁石４６は磁極の向きが対向するように配置される。

図４に示す如く、回転子４２には前記した位相変更機構（符号５０で示す）が設けられる。位相変更機構５０は、回転軸４４にスプライン（図示せず）を介して固定されるベーンロータ５２と、内周側の回転子４２ｂの内周面に嵌合されて固定される環状ハウジング５４と、ベーンロータ５２を外周側の回転子４２ａにピン５６ａで固定する、一対のドライブプレート５６と、それらに油圧を供給する油圧機構（油圧アクチュエータ。後述）からなる。

ベーンロータ５２は中央のボス部から径方向に等間隔をおいて突出する複数個（６個）のベーン５２ａが形成されると共に、環状ハウジング５４の内部には中心側に等間隔をおいて突出する複数個（６個）の仕切壁５４ａが形成される。ベーン５２ａと仕切壁５４ａの先端にはそれぞれシール部材５２ｂ、５４ｂが配置され、ベーン５２ａと環状ハウジング５４の内壁面および仕切壁５４ａとベーンロータ５２のボス部の外周面の間を液密にシールする。

環状ハウジング５４は、図２に示す如く、軸方向長さ（幅）が内周側の回転子４２ｂよりも大きく形成され、２枚のドライブプレート５６に穿設された環状の溝５６ａに移動自在に収容され、よって環状ハウジング５４と内周側の回転子４２ｂは、外周側の回転子４２ａと回転軸４４に回転自在に支持される。

２枚のドライブプレート５６は環状ハウジング５４の両側面に摺動自在に密接させられ、環状ハウジング５４の仕切壁５４ａとベーンロータ５２のボス部の外周面との間に密閉空間を複数個（６個）形成する。この密閉空間はベーンロータ５２のベーン５２ａによって二分され、進角側作動室（第１の作動室）５４ｃと遅角側作動室（第２の作動室）５４ｄを形成する。ここで、「進角」（ＡＤＶ）とは内周側の回転子４２ｂを外周側の回転子４２ａに対して矢印ＡＤＶ（図３など）で示す電動機１０の回転方向と同一の方向に、「遅角」（ＲＴＤ）とはその逆方向に回動させることを意味する。

進角側作動室５４ｃ、遅角側作動室５４ｄには流体の圧力、具体的には非圧縮性の流体、より具体的には変速機１６のＡＴＦ（あるいはエンジン１２の潤滑油）などの作動油の圧力、即ち、油圧が供給される。作動油は回転軸４４からベーンロータ５２に形成される２本の油路６２，６４を介して進角側作動室５４ｃ、遅角側作動室５４ｄに供給される。

油路６２，６４はほぼ平行しており、図２、図３に示す如く、回転軸４４の軸方向に穿設された油路６２ａ，６４ａと、それに連続して回転軸４４の外周面に穿設された油路６２ｂ，６４ｂと、それに連続してベーンロータ５２のボス部に放射状に穿設された油路６２ｃ，６４ｃからなる。油路６２は進角側作動室５４ｃに、油路６４は遅角側作動室５４ｄに接続され、後述するリザーバとの間で油圧を給排される。

進角側作動室５４ｃと遅角側作動室５４ｄは油圧を給排されて伸縮し、よって外周側の回転子４２ａに固定されたベーン５２ａに対して仕切壁５４ａと一体にされた内周側の回転子４２ｂが回転軸（回転軸線）４４を中心として回動させられることで、外周側の回転子４２ａと内周側の回転子４２ｂの間の相対変位角を示す位相が電機角において０度から１８０度の間で変更され、それに応じて電動機１０の誘起電圧が変更される。

図３に最遅角位置にあるときの遅角側作動室５４ｄ（と進角側作動室５４ｃ）を、図６に最進角位置にあるときの進角側作動室５４ｃ（と遅角側作動室５４ｄ）を示す。

この実施例に係る電動機１０にあっては、内周側の回転子４２ｂが外周側の回転子４２ａに対して最遅角位置（位相０度）にあるとき、図５（ａ）に示すように、それらの永久磁石４６は異極同士が対向して強め界磁（界磁が増加）となる。他方、内周側の回転子４２ｂが外周側の回転子４２ａに対して最進角位置（位相１８０度）にあるとき、図５（ｂ）に示すように、それらの永久磁石４６は同極同士が対向して弱め界磁（界磁が減少）となる。

それにより電動機１０の誘起電圧定数Ｋｅが変更され、電動機１０の特性が変更される。即ち、強め界磁によって誘起電圧定数Ｋｅが増加すると、電動機１０の運転可能な許容回転数は低下するものの、出力可能な最大トルクは増大し、逆に弱め界磁によって誘起電圧定数Ｋｅが減少すると、出力可能な最大トルクは減少し、許容回転数は上昇する。

尚、この実施例に係る電動機１０は、内周側の回転子４２ｂが外周側の回転子４２ａに対して最遅角位置（位相０度）にあるとき、安定する。即ち、フェールが生じて油圧の供給が不可となった場合、回転子４２は最遅角位置に向けて相対変位し、その位置で停止する。

図７は油路６２，６４を介して進角側作動室５４ｃ、遅角側作動室５４ｄに油圧を供給する、前記した油圧機構（油圧アクチュエータ。符号７０で示す）の油圧回路図である。

図示の如く、油圧機構７０は、リザーバ（タンク）７０ａからフィルタ７０ｂを介して作動油を汲み上げて高圧化した作動油（高圧の作動油）を高圧油路７０ｃに出力する油圧ポンプ（油圧供給源）７０ｄと、高圧油路７０ｃを前記した油路６２，６４を介して進角側作動室（第１の作動室）５４ｃと遅角側作動室（第２の作動室）５４ｄのいずれかに切り換え自在に接続する第１の切換弁７０ｅと、高圧油路７０ｃに介挿され、第１の切換弁７０ｅを介して進角側作動室５４ｃと遅角側作動室５４ｄに供給される作動油の流量を調整する流量調整弁７０ｆと、高圧油路７０ｃに介挿され、高圧油路７０ｃを、流量調整弁７０ｆに接続される主油路７０ｃ１と流量調整弁７０ｆをバイパスするバイパス油路７０ｃ２に接続される第１位置と前記バイパス油路７０ｃ２にのみ接続される第２位置との間で切り換え自在な第２の切換弁７０ｈと、流量調整弁７０ｆと第１の切換弁７０ｅの間に介挿され、主油路７０ｃ１とバイパス油路７０ｃ２のいずれかを第１の切換弁７０ｅに切り換え自在に接続するバイパス弁７０ｉとを備える。

油圧機構７０はさらに、流量調整弁７０ｆのフェールを検出するフェール検出手段と、流量調整弁７０ｆのフェールが検出されたとき、第２の切換弁７０ｈを第２位置に切り換えると共に、バイパス油路７０ｃ２の一部を、即ち、バイパス油路７０ｃ２を流れる作動油（油圧）の一部をバイパス弁７０ｉを介して第１の切換弁７０ｅに接続する制御手段とを備える。制御手段は前記したＭＯＴＥＣＵ（モータ制御ユニット）３０に相当し、フェール検出手段はその動作として示される（後述）。

尚、油圧ポンプ７０ｄは第２の電動機７０ｊに接続され、第２の電動機７０ｊによって駆動される。第２の電動機７０ｊの駆動は、ＭＯＴＥＣＵ３０によってインバータ回路（ＩＮＶ）７０ｋを介して制御される。

第１の切換弁７０ｅは４ポート弁（方向切換弁）からなると共に、そのポートを切り換えるリニアソレノイド弁７０ｅ１を備える。

リニアソレノイド弁７０ｅ１は高圧油路７０ｃにおいて油圧ポンプ７０ｄと４ポート弁７０ｅの間に介挿され、電磁ソレノイド７０ｅ１１を備え、電磁ソレノイド７０ｅ１１を励磁・消磁されることで、そのスプールは、作動油（油圧）を４ポート弁７０ｅのスプール（図示せず）に作用させる第１位置と、その作用圧をドレンする第２位置の間で切り換え自在である。尚、破線はレリーフバルブ系を示す。

４ポート弁７０ｅは、そのスプールが、高圧油路７０ｃを油路６２を介して進角側作動室５４ｃに接続する一方、遅角側作動室５４ｄをドレン側に接続する第１位置と、高圧油路７０ｃを遅角側作動室５４ｄに接続する一方、進角側作動室５４ｃをドレン側に接続する第２位置と、その間にあって４つのポートを閉鎖して油圧を保持する中立位置からなる３つの位置の間で切り替え自在に構成される。スプールは、スプリング７０ｅ２で第２位置に付勢される。

具体的には、４ポート弁７０ｅのスプールは、リニアソレノイド弁７０ｅ１から油圧が作用されないとき、第２位置が選択されると共に、リニアソレノイド弁７０ｅ１から比較的小さな油圧が作用されるとき中立位置が選択され、リニアソレノイド弁７０ｅ１からの油圧が増加すると、第１位置が選択されるように構成される。

流量調整弁７０ｆもリニアソレノイド弁からなり、電磁ソレノイド７０ｆ１を備えると共に、電磁ソレノイド７０ｆ１をＰＷＭ制御されることで、そのスプールは作動油（油圧）がバイパス弁７０ｉと第１の切換弁７０ｅを介して進角側作動室５４ｃなどに供給される第１位置と、その作動油がドレンされる第２位置の間で切り換え自在に構成され、それに応じて高圧油路７０ｃの作動油の流量を調整する。破線はレリーフバルブ系を示す。

流量調整弁７０ｆで流量が調整された高圧油路７０ｃの作動油は、バイパス弁７０ｉと４ポート弁７０ｅを介して進角側作動室５４ｃあるいは遅角側作動室５４ｄに供給される。進角側作動室５４ｃは、作動油を供給されるとき、その流量に応じて伸縮し、位相を最進角位置（位相１８０度）と中立位置（位相９０度）の間の任意の進角位置に変更すると共に、遅角側作動室５４ｄも、作動油を供給されるとき、その流量に応じて伸縮し、位相を中立位置（位相９０度）と最遅角位置（位相０度）の間の任意の遅角位置に変更する。

第２の切換弁７０ｈも電磁ソレノイド７０ｈ１を備えるリニアソレノイド弁からなり、そのスプールは、電磁ソレノイド７０ｈ１が励磁されるとき、高圧油路７０ｃをバイパス油路７０ｃ２にのみ接続される第２位置に切り換えられると共に、消磁されるとき、スプリング７０ｈ２の力で高圧油路７０ｃを、流量調整弁７０ｆに接続される主油路７０ｃ１と流量調整弁７０ｆをバイパスするバイパス油路７０ｃ２に接続される第１位置に切り換えられる。第１位置においては高圧油路７０ｃの作動油の大部分は主油路７０ｃ１に供給される一方、その一部がバイパス油路７０ｃ２に供給される。

バイパス弁７０ｉは、そのスプールが主油路７０ｃ１を第１の切換弁７０ｅに接続する第１位置とバイパス油路７０ｃ２を第１の切換弁７０ｅに接続する第２位置の間を切り換え自在に構成される。バイパス弁７０ｉの一端には破線で示す如く流量調整弁７０ｆの出力（吐出圧）Ｐが作用してスプールを第１位置に付勢する一方、他端にはスプリング７０ｉ１が設けられてスプールを第２位置に付勢する。

バイパス弁７０ｉのスプールは、流量調整弁７０ｆが正常のときは図示の第１位置に付勢される一方、流量調整弁７０ｆがフェールし、その出力（吐出圧）Ｐが一定値以下になると、スプリング７０ｉ１によって第２位置に切り換えられる。

バイパス油路７０ｃ２は、バイパス弁７０ｉに接続される第１の油路７０ｃ２１と、第２の流量調整弁７０ｃ２２を介して連通する低圧油圧回路７０ｌに接続される第２の油路７０ｃ２３に分岐される。第２の油路７０ｃ２３は低圧油圧回路７０ｌを流れた後、フィルタ７０ｍを介してドレンされてリザーバ７０ａに戻される。尚、低圧油圧回路７０ｌは、電動機１０の固定子巻線４０ａなどの冷却やその他の部位の潤滑のための油圧回路である。

第２の流量調整弁７０ｃ２２は具体的にはリリーフ弁からなり、その設定圧は、流量調整弁７０ｆで流量が調整されて油路６４を介して遅角側作動室５４ｄに供給される作動油の油圧以上の値に設定、換言すれば、第２の流量調整弁７０ｃ２２は、それ以上の油圧が作用したとき、バイパス油路７０ｃ２の作動油を低圧油圧回路７０ｌにリリーフするように構成される。

これは、後述する如く、流量調整弁７０ｆがフェールしたとき、バイパス油路７０ｃ２の一部をバイパス弁７０ｉと第１の切換弁７０ｅを介して進角側作動室５４ｃあるいは遅角側作動室５４ｄ、より具体的には油圧の給排に異常が生じたときに位相を最遅角位置で安定させる遅角側作動室５４ｄへの油圧供給を確保するためである。

流量調整弁７０ｆとバイパス弁７０ｉの間において高圧油路７０ｃには油圧センサ７０ｎが配置され、その部位の油圧、より正確には流量調整弁７０ｆの出力（吐出圧）Ｐに応じた出力を生じる。油圧センサ７０ｎの出力はＭＯＴＥＣＵ３０に送られる。

ＭＯＴＥＣＵ３０はＰＤＵ２２のインバータを介して電動機１０の動作を制御すると共に、電動機１０の回転数などから前記した位相変更機構を介して位相を変更（制御）する。位相センサ７０ｏは実位相値θに応じた出力を生じる。位相センサ７０ｏの出力もＭＯＴＥＣＵ３０に送られる。

ＭＯＴＥＣＵ（制御手段）３０は、それらのセンサ出力などに基づき、リニアソレノイド７０ｅ１、流量調整弁７０ｆ、第２の切換弁７０ｈの電磁ソレノイドを励磁・消磁すると共に、インバータ回路７０ｋの動作を制御する。

図８は、そのＭＯＴＥＣＵ３０の動作を示すフロー・チャートの前半部、図９はその後半部である。

以下説明すると、Ｓ１０においてΔθ（位相指令値と実位相値の差分）から流量調整弁７０ｆへのＰＷＭ制御の指令Ｄｕｔｙ（デューティ比）を算出し、Ｓ１２に進み、算出した指令Ｄｕｔｙから流量調整弁７０ｆに通電されるべき電流Ｉを算出すると共に、油圧センサ７０ｎを介して検出された流量調整弁７０ｆの吐出圧Ｐを読み込む。

次いでＳ１４に進み、フラグＦ_ｆａｉｌのビットが１にセットされているか否か判断する。最初のプログラムループではＳ１４の判断は通例否定されてＳ１６に進み、Ｓ１２で算出された電流Ｉと吐出圧Ｐの特性がＩ−Ｐ特性、具体的には図１０に通常ＩＰ特性と示す特性と一致するか否か判断する。

算出される電流Ｉに対して検出される吐出圧Ｐは、流量調整弁７０ｆにＯｆｆフェール（閉弁状態に固着した故障）が生じると、通常ＩＰ特性より低い側にずれる一方、Ｏｎフェール（開弁状態に固着した故障）が生じると、高い側にずれる。従って、吐出圧に加え、電流Ｉも判断することで、Ｏｎフェールも検出することができる。このように、「フェール」とは流量調整弁７０ｆに異常が生じて所期の動作を期待できない状態をいう。

Ｓ１６で肯定されるときは流量調整弁７０ｆがフェールしていないと判断できることから以降の処理をスキップする一方、否定されるときは流量調整弁７０ｆにＯｆｆフェールかＯｎフェールが生じたと判断されることからＳ１８に進み、前記したフラグのビットを１にセットする。このフラグのビットを１にセットすることは、流量調整弁７０ｆのフェールが検出されたことを意味する。

次いでＳ２０に進み、フェールランプ（図示せず）を点灯して運転者に報知し、Ｓ２２に進み、流量調整弁７０ｆにディザ電流を供給する。ディザ電流の供給は図１１と図１２に示す如く、吐出圧Ｐ（スプール位置に比例）とＤｕｔｙに応じて設定される所定値１，２の間を往復する電流値を所定時間通電し続ける処理を意味し、これによって流量調整弁７０ｆを振動させる処理を意味する。

即ち、流量調整弁７０ｆのフェールは、Ｏｆｆフェールであれ、Ｏｎフェールであれ、そのスプールが作動油中に含まれる鉄粉などのコンタミネーション（不純物）を噛んでしまったことに因る場合が多いと考えられることから、Ｓ２２においてかかる処理を実行する。

次いでＳ２４に進み、バイパス油路７０ｃ２に切り換える。即ち、流量調整弁７０ｆのフェールが検出されたとき、電磁ソレノイド７０ｈ１を励磁して第２の切換弁７０ｈのスプールを前記高圧油路７０ｃがバイパス油路７０ｃ２にのみ接続される第２位置に切り換える。

これにより、バイパス油路７０ｃ２の一部、即ち、バイパス油路７０ｃ２の作動油（油圧）の一部を第２の油路７０ｃ２１からバイパス弁７０ｉを介して第１の切換弁７０ｅに接続することができ、進角側作動室５４ｃあるいは遅角側作動室５４ｄに高圧の作動油を供給することができる。流量調整弁７０ｆを介さないことから、流量までは調整できないが、現在の位相を保持する程度の作動油を供給することができ、流量調整弁７０ｆがフェールしても意図しない位相の変化を生じるのを防止することができる。

このとき、第２の切換弁７０ｈを第２位置に切り換えることで、図１３に示す如く、低圧油圧回路７０ｌに供給される作動油の流量が増加する。低圧油圧回路７０ｌに供給された作動油はその後、フィルタ７０ｍを介してドレンされてリザーバ７０ａに戻されることから、この戻し量を増加させることにより、作動油中の鉄粉などのコンタミネーションを除去する量あるいは機会を増加させることができる。

図８フロー・チャートの説明に戻ると、次いでＳ２６に進み、車速センサ（図示せず）を介して検出された車速が零か、即ち、車両が停止しているか否か判断する。尚、Ｓ１４で肯定されるときは、直ちにＳ２６にジャンプする。

Ｓ２６で肯定されるときはＳ２８に進み、主油路７０ｃ１に切り換える。即ち、フェール前の位置である、電磁ソレノイド７０ｈ１を消磁して第２の切換弁７０ｈのスプールを、高圧油路７０ｃが流量調整弁７０ｆに接続される主油路７０ｃ１と流量調整弁７０ｆをバイパスするバイパス油路７０ｃ２に接続される第１位置に切り換える。

次いでＳ３０に進み、再び電流Ｉを算出すると共に、吐出圧Ｐを読み込み、Ｉ−Ｐ特性と一致しているか否か判断する。即ち、ディザ電流を供給していることでフェールが解消したことも考えられるため、用心のために車両が停車しているときにフェール前の状態に戻して再度判断する。

Ｓ３０で否定されるときはＳ２４に戻ると共に、肯定されるときはＳ３２に進み、フェールが解消したと判断されることから前記したフラグのビットを０にリセットし、Ｓ３４に進み、ディザ処理を停止する。

他方、Ｓ２６で否定されるときは図９のＳ３６に進み、検出された位相θが最遅角位相θｒｔｄか否か判断する。前記した通り、図示の電動機１０にあっては油圧の給排に異常が生じると、位相は最遅角位置で安定する。

Ｓ３６で否定されるときはＳ３８に進み、電動機１０の回転数Ｎｍｏｔが所定回転数Ｎｌｉｍｉｔ以下か否か判断し、否定されるときはＳ４０に進み、電動機１０の出力トルクを制限して回転数Ｎｍｏｔを低下させ、その後Ｓ３８に戻る。

他方、Ｓ３６あるいはＳ３８で肯定されるときはＳ４２に進み、最遅角位相フェールモードを実行する。即ち、安定する最遅角位相に固定し、その後の高回転出力要求時には直交制御および等価界磁弱め制御などの（通常の）電動機制御で運転する。

前記した如く、この実施例に係る電動機１０にあっては、内周側の回転子４２ｂが外周側の回転子４２ａに対して最遅角位置にあるとき、強め界磁となる一方、最進角位置にあるとき、弱め界磁となる。その結果、強め界磁によって誘起電圧定数Ｋｅが増加すると、電動機１０の運転可能な許容回転数は低下して出力可能な最大トルクは増大する一方、逆に弱め界磁によって誘起電圧定数Ｋｅが減少すると、出力可能な最大トルクは減少して許容回転数は上昇する。Ｓ３６からＳ４０の処理は、許容回転数の低下に伴う処理であり、Ｎｌｉｍｉｔを許容回転数の付近に設定し、その回転数まで低下する作業を意味する。

この実施例にあっては、上記の如く、油圧を給排される第１、第２の作動室（進角側作動室５４ｃ、遅角側作動室５４ｄ）を備える油圧アクチュエータの制御装置において、高圧の作動油を高圧油路７０ｃに出力する油圧供給源（油圧ポンプ）７０ｄと、前記高圧油路７０ｃを前記第１、第２の作動室のいずれかに切り換え自在に接続する第１の切換弁７０ｅと、前記高圧油路７０ｃに介挿され、前記第１の切換弁７０ｅを介して前記第１、第２の作動室に供給される作動油の流量を調整する流量調整弁７０ｆと、前記高圧油路７０ｃに介挿され、前記高圧油路７０ｃを、前記流量調整弁７０ｆに接続される主油路７０ｃ１と前記流量調整弁７０ｆをバイパスするバイパス油路７０ｃ２に接続される第１位置と前記バイパス油路７０ｃ２にのみ接続される第２位置との間で切り換え自在な第２の切換弁７０ｈと、前記流量調整弁７０ｆと第１の切換弁７０ｅの間に介挿され、前記主油路７０ｃ１とバイパス油路７０ｃ２のいずれかを前記第１の切換弁７０ｅに切り換え自在に接続するバイパス弁７０ｉと、前記流量調整弁７０ｆのフェールを検出するフェール検出手段（ＭＯＴＥＣＵ３０，Ｓ１２からＳ１６）と、前記流量調整弁７０ｆのフェールが検出されたとき、前記第２の切換弁７０ｈを前記第２位置に切り換えると共に、前記バイパス油路７０ｃ２、より具体的にはそこを流れる作動油の一部を前記バイパス弁７０ｉを介して前記第１の切換弁７０ｅに接続する制御手段（ＭＯＴＥＣＵ３０，Ｓ２４）とを備える如く構成した。これにより、フェールが生じない通常時には第２の切換弁７０ｈが高圧油路７０ｃを主油路７０ｃ１とバイパス油路７０ｃ２に接続される第１位置に切り換えられることで、バイパス油路７０ｃ２を例えば冷却や潤滑などの他の用途に流用することで汎用性を上げることができる。

また、フェールが生じたとき、第２の切換弁７０ｈがバイパス油路７０ｃ２にのみ接続される第２位置に切り換えられることで、バイパス油路７０ｃ２の流量を増加させることができるので、バイパス油路７０ｃ２にフィルタ７０ｍなどを介挿することで、作動油中の鉄粉などのコンタミネーション（不純物）を回収することができ、流量調整弁７０ｆのさらなるフェールを予防することができる。

また、それと同時に、バイパス油路７０ｃ２、より具体的にはそこを流れる作動油の一部をバイパス弁７０ｉを介して第１の切換弁７０ｅに接続することで、流量調整弁７０ｆによる流量調整はなされないものの、第１の切換弁７０ｅを介して進角側作動室５４ｃあるいは遅角側作動室５４ｄに必要最小限の油圧を供給することができる。

また、前記バイパス油路７０ｃ２は、前記バイパス弁７０ｉに接続される第１の油路７０ｃ２１と、第２の流量調整弁（リリーフ弁）７０ｃ２２を介して連通する低圧油圧回路７０ｌに接続される第２の油路７０ｃ２３に分岐される如く構成したので、上記した効果に加え、第２の流量調整弁７０ｃ２２の特性を適宜設定することで、第１の油路７０ｃ２１を介してバイパス弁７０ｉに供給されるべき作動油の流量を最適に設定することができる。

また、前記制御手段は、前記流量調整弁７０ｆのフェールが検出されたとき、前記第２の切換弁７０ｈを前記第２位置に切り換え、よって前記低圧油圧回路７０ｌに供給される作動油の流量を積極的に増加させる如く構成したので、上記した効果に加え、低圧油圧回路７０ｌへの油圧供給量をより確実かつ簡単に増加させることができ、容量の大きい低圧油圧回路７０ｌで鉄粉などのコンタミネーションを回収することが可能となる。

また、前記流量調整弁７０ｆは電磁ソレノイド７０ｆ１を備えると共に、前記フェール検出手段は、前記電磁ソレノイド７０ｆ１への通電電流と前記流量調整弁７０ｆから出力される作動油の油圧（吐出圧）Ｐに基づいて前記流量調整弁のフェールを検出する（Ｓ１２からＳ１６）如く構成したので、上記した効果に加え、流量調整弁７０ｆの閉弁状態に固着した故障（Ｏｆｆフェール）のみならず、開弁状態に固着した故障（Ｏｎフェール）も検出することができる。

また、前記制御手段は、前記流量調整弁７０ｆのフェールが検出されたとき、前記電磁ソレノイド７０ｆ１にディザ電流を供給する（Ｓ２２）如く構成したので、上記した効果に加え、流量調整弁７０ｆのフェールが鉄粉などのコンタミネーションを噛んでしまったことに起因する場合、流量調整弁７０ｆを振動させることでフェールを解消する機会を増加させることができ、通常の状態に復帰する可能性を高めることができる。

また、前記油圧アクチュエータが、それぞれ着磁される第１、第２の回転子（外周側の回転子４２ａと内周側の回転子４２ｂ）と、前記第１、第２の回転子の少なくともいずれかに設けられる前記第１、第２の作動室（進角側作動室５４ｃと遅角側作動室５４ｄ）と、前記第１、第２の作動室に油圧を給排し、前記第１、第２の回転子の少なくともいずれかを回転軸線（回転軸）４４を中心として回動させて両者の相対変位角を示す位相を変更する位相変更機構５０とを備えた電動機の前記位相変更機構に油圧を供給する油圧アクチュエータ（油圧機構）７０である如く構成したので、上記した効果に加え、第１の切換弁７０ｅを介して進角側作動室５４ｃあるいは遅角側作動室５４ｄに必要最小限の油圧を供給することができ、外周側の回転子４２ａと内周側の回転子４２ｂの間の位相を保持することが可能となる。

尚、上記において、作動油を用いたが、それに限られるものではなく、非圧縮性の流体ならば、どのようなものでも良い。

また、パラレルハイブリッド車に搭載された電動機を例にとって説明したが、この発明は、シリーズハイブリッド車に搭載された電動機、さらには内燃機関を備えない電気自動車に搭載された電動機にも妥当する。

また、第１、第２の回転子の少なくともいずれか、より具体的には第２の回転子４２ｂを回転軸線（回転軸４４）を中心として回動させて両者の相対変位角を示す位相θを変更するように構成したが、第１、第２の回転子の双方を回動させて位相を変更するようにしても良い。

この発明の実施例に係る油圧アクチュエータの制御装置を電動機の制御装置を例にとって示す全体構成を示す概略図である。 図１に示す電動機の要部断面図である。 図２に示す電動機の回転子の側面図である。 図３に示す電動機の位相変更機構を示す分解斜視図である。 図３に示す回転子の磁石の磁極の向きを示す模式図である。 図３と同様、図２に示す電動機の回転子の側面図である。 図３などに示す位相変更機構の作動室に油圧を供給する油圧アクチュエータ（油圧機構）の油圧回路図である。 図７などに示すＭＯＴＥＣＵ（モータ制御ユニット）の動作を示すフロー・チャートの前半部である。 図７などに示すＭＯＴＥＣＵの動作を示すフロー・チャートの後半部である。 図８フロー・チャートのフェール判断で使用される電流Ｉと吐出圧Ｐの特性を示す説明グラフである。 図８フロー・チャートのディザ電流の供給を説明するタイム・チャートである。 同様に、図８フロー・チャートのディザ電流の特性を説明する説明グラフである。 図８フロー・チャートのバイパス油路への切り換え処理を示すタイム・チャートである。

符号の説明

１０ 電動機（電動モータ）、１２ エンジン（内燃機関）、１６ 変速機、２２ ＰＤＵ（パワードライブユニット）、３０ モータ制御ユニット（ＭＯＴＥＣＵ。制御手段）、４０ 固定子、４２ 回転子、４２ａ 外周側（第１）の回転子、４２ｂ 内周側（第２）の回転子、４４ 回転軸（回転軸線）、４６ 永久磁石、５０ 位相変更機構、５２ ベーンロータ、５２ａ ベーン、５４ 環状ハウジング、５４ａ 仕切壁、５４ｃ 進角側作動室（第１の作動室）、５４ｄ 遅角側作動室（第２の作動室）、５６ ドライブプレート、６２，６４ 油路、７０ 油圧アクチュエータ（油圧機構）、７０ｃ 高圧油路、７０ｃ１ 主油路、７０ｃ２ バイパス油路、７０ｃ２１ 第１の油路、７０ｃ２２ 第２の流量調整弁、７０ｃ２３ 第２の油路、７０ｄ 油圧ポンプ（油圧供給源）、７０ｅ 第１の切換弁、７０ｆ 流量調整弁、７０ｈ 第２の切換弁、７０ｉ バイパス弁、７０ｌ 低圧油圧回路

Claims (6)

1. 油圧を給排される第１、第２の作動室を備える油圧アクチュエータの制御装置において、高圧の作動油を高圧油路に出力する油圧供給源と、前記高圧油路を前記第１、第２の作動室のいずれかに切り換え自在に接続する第１の切換弁と、前記高圧油路に介挿され、前記第１の切換弁を介して前記第１、第２の作動室に供給される作動油の流量を調整する流量調整弁と、前記高圧油路に介挿され、前記高圧油路を、前記流量調整弁に接続される主油路と前記流量調整弁をバイパスするバイパス油路に接続される第１位置と前記バイパス油路にのみ接続される第２位置との間で切り換え自在な第２の切換弁と、前記流量調整弁と第１の切換弁の間に介挿され、前記主油路とバイパス油路のいずれかを前記第１の切換弁に切り換え自在に接続するバイパス弁と、前記流量調整弁のフェールを検出するフェール検出手段と、前記流量調整弁のフェールが検出されたとき、前記第２の切換弁を前記第２位置に切り換えると共に、前記バイパス油路の一部を前記バイパス弁を介して前記第１の切換弁に接続する制御手段とを備えたことを特徴とする油圧アクチュエータの制御装置。
2. 前記バイパス油路は、前記バイパス弁に接続される第１の油路と、第２の流量調整弁を介して連通する低圧油圧回路に接続される第２の油路に分岐されることを特徴とする請求項１記載の油圧アクチュエータの制御装置。
3. 前記制御手段は、前記流量調整弁のフェールが検出されたとき、前記第２の切換弁を前記第２位置に切り換え、よって前記低圧油圧回路に供給される作動油の流量を増加させることを特徴とする請求項２記載の油圧アクチュエータの制御装置。
4. 前記流量調整弁は電磁ソレノイドを備えると共に、前記フェール検出手段は、前記電磁ソレノイドへの通電電流と前記流量調整弁から出力される作動油の油圧に基づいて前記流量調整弁のフェールを検出することを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の油圧アクチュエータの制御装置。
5. 前記制御手段は、前記流量調整弁のフェールが検出されたとき、前記電磁ソレノイドにディザ電流を供給することを特徴とする請求項４記載の油圧アクチュエータの制御装置。
6. 前記油圧アクチュエータが、それぞれ着磁される第１、第２の回転子と、前記第１、第２の回転子の少なくともいずれかに設けられる前記第１、第２の作動室と、前記第１、第２の作動室に油圧を給排し、前記第１、第２の回転子の少なくともいずれかを回転軸線を中心として回動させて両者の相対変位角を示す位相を変更する位相変更機構とを備えた電動機の前記位相変更機構に油圧を供給する油圧アクチュエータであることを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載の油圧アクチュエータの制御装置。

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