JP2010019304A - 温度推定装置 - Google Patents

Abstract

【課題】温度センサを用いることなく油圧システムの温度を正確に推定することができる温度推定装置を提供する。
【解決手段】アキュムレーターのプラダ内の封入気体における圧力と温度との関係を記憶し、オイルポンプによるフルード供給量と、圧力センサにより検出された圧力と、に基づいて、フルード供給量と圧力との変化割合の切り換わりを判定し、この変化割合が切り換わった変換点圧力を求め（ステップＳ１４）、前記封入気体の圧力と温度との関係に基づいて、前記変換点圧力により、プラダ内の封入気体の温度を推定する（ステップＳ１６）ことにより、温度センサを用いることなく、温度を推定することができる。
【選択図】図３

Description

本発明は、アキュムレーターを使用する油圧システムにおける温度推定装置に関する。

従来、気体圧縮式のアキュムレーターは、高耐圧性の鋼製の容器（以下、シェルという）の中に、気体を封入した気体室と、作動油等の液体（以下、フルードという）を出入りさせる液体室と、を有し、液体室にフルードを供給することによって、気体室に封入された気体（以下、封入ガスという）を圧縮して、この封入ガスから圧力が与えられるフルードを液体室に蓄えておくものである。

すなわち、液体は圧力を加えてもほとんど体積が変わらない性質（非圧縮性）を持っている。一方、気体は圧力を加えると体積が小さくなる性質（圧縮性）を持っている。したがって、封入ガスが充填されたシェルにポンプによりフルードを押し込むと、封入ガスが圧縮されて、封入ガスが圧縮された量に相当する量のフルードがシェルの中に入っていく。その後、シェルを開放すると、フルードが気体の膨張する力で外部に勢いよく吐出される。これにより、ポンプやポンプを作動させるモータのサイズを小さくしたり、高速作動時におけるポンプ吐出の補助などに利用することができる。

例えば、複数のシリンダを動作させる場合、ポンプ吐出量は、シリンダから計算した最大流量を基準に選ぶ。これに対して、ポンプ吐出量を最大流量に合わせるのではなく、２番目に大きな流量のものにして、流量が不足する場合には、アキュムレーターで不足した流量を放出するようにすれば、アキュムレーターのエネルギー補助機能により、ポンプ容量を小型化することができるようになる。また、アキュムレーターの機能としては、上述したエネルギーの補助の他、衝撃圧の吸収、流体の脈動の吸収、漏れ補償、油圧バランサー、ショックの吸収等がある。

アキュムレーターの気体室と液体室との分離は、例えば、ゴム袋（以下、プラダという）を用い、このプラダの中に気体を封入することによって、気体の入ったプラダ内が気体室となり、シェル内のプラダの外が液体室となって、気体室と液体室とを分離するようにしている。

ここで、アキュムレーターの動作について、説明する。アキュムレーターは、例えば、油圧センサによりシェル内のフルードの油圧を検出し、検出した圧力が下限圧ＰＬ以下になると、モータを作動させポンプからアキュムレーターにフルードを供給して、アキュムレーターへの蓄圧を開始する。一方、検出した圧力が上限圧ＰＨ以上になると、モータを停止させ、アキュムレーターへのフルードの供給を停止する。これにより、アキュムレーターに蓄えられる油圧は、常時所定圧ＰＬ〜ＰＨの間に保たれるようにしている。

ところが、アキュムレーターの封入ガスの温度は、雰囲気温度の変化に影響される。例えば、車両に搭載されるアキュムレーターは、真夏の炎天下に車両がさらされると、高温（例えば、４０℃）となる。このような高温環境では、封入ガスが温度上昇によって熱膨張し、アキュムレーター内に蓄えられるフルード量が低減したり、蓄圧できなくなってしまうという問題がある。以下に、このフルード量の低減や蓄圧できなくなってしまう動作原理を説明する。

図５に、常温時（例えば、２５℃）および高温時（例えば、５０℃）におけるアキュムレーターに蓄えられるフルードの圧力（蓄圧Ｐ）と、アキュムレーターに蓄えられるフルードの体積（蓄油量Ｖ）との関係を示す。なお、アキュムレーター内の圧力は、所定の圧力範囲内に保つものとする。

同図に示すように、常温（Ｔ１）時においては、蓄圧Ｐが下限圧ＰＬ（蓄油量Ｖ１Ｌ）になると、併設されたモータによりポンプを駆動して、アキュムレーターにフルードを供給し、蓄圧が上限圧ＰＨ（蓄油量Ｖ１Ｈ）になると、モータを停止して、アキュムレーターに対するフルードの供給を停止するようになっている。したがって、アキュムレーターは、Ｖ１Ｈ−Ｖ１Ｌ（図中Ａ１に相当する量）だけフルードを供給することができるとともに、最低でも蓄油量Ｖ１Ｌを下限圧ＰＬで蓄圧しておくことができるようになっている。

一方、高温（Ｔ２）時においては、封入ガスの体積が熱膨張により増加するため、上記常温時よりも同一蓄圧で蓄油量が小さい値（図中点線の挙動）を示すこととなる。そのため、上限圧ＰＨにおける最大蓄油量がＶ２Ｈとなり、常温時の最大蓄油量Ｖ１Ｈと比較して小さく（Ｖ２Ｈ＜Ｖ１Ｈ）なる。また、蓄油量Ｖが０となってもモータが作動を開始する下限圧ＰＬに達しないため、ポンプが駆動せず、アキュムレーターにフルードが供給されなくなる。したがって、アキュムレーターは、フルードをＶ２Ｈ（図中Ａ２に相当する量；Ａ２＜Ａ１）だけしか供給することができないとともに、蓄圧がＰＭ（＞ＰＬ）を割り込むと蓄油量が０となり、アキュムレーターにフルードを蓄えることができなくなってしまう。
したがって、従来のアキュムレーターでは、高温時の下限圧においても、蓄油量が０とならないように、大型のアキュムレーターを使用していた。

一方、上記のような不具合に対し、アキュムレーターを大型化することなく、アキュムレーター内の温度を推定し、推定した温度に基づいてモータを駆動・停止させる蓄庄Ｐの値を変化させることにより、温度に依存せずに、アキュムレーターへの蓄圧を可能とする油圧制御装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

この油圧制御装置は、アキュムレーター外の雰囲気温度を温度センサにより測定し、測定した温度に基づいて、アキュムレーター内の温度領域が常温領域、中温領域または高温領域のどの領域であるかを判定することにより、あらかじめ定められたマップを参照して、ポンプを駆動・停止させる下限圧ＰＬおよび上限圧ＰＨを算出するようにしたものである。
特開平１１−１５９３６６号公報

しかしながら、上記特許文献１に記載されたものにおいては、アキュムレーター外の雰囲気温度を測定するための温度センサを必要とするため、製造コストの増加、システム複雑化に伴う故障リスクの増加および配置を特に考察しなければならないという問題があった。また、アキュムレーター内の温度をアキュムレーター外の温度センサの検出値によって推定しているので、正確な温度の推定を行うことができないといった問題もあった。

さらに、アキュムレーターの封入ガスとして、以前は温度が変化しにくいフロン（ＣＦＣ等）が使用されていた。しかしながら、フロンは環境問題を引き起こすものとして使用が禁止され、アキュムレーターの封入ガスとして、窒素（Ｎ_２）ガス等の温度が変化しやすい気体が使用されるようになった。したがって、温度による影響が大きくなったため、アキュムレーター内の温度を正確に知る必要が高まっているが、従来のものでは温度推定を正確に行うことができないという問題があった。

本発明は、上述のような従来の問題を解決するためになされたもので、アキュムレーターを使用する油圧システムにおいて、温度センサを用いることなくアキュムレーター内の温度を正確に推定することができる温度推定装置を提供することを課題とする。

本発明に係る温度推定装置は、上記課題を解決するため、（１）容器部内に、封入気体が封入された気体室と、液体が供給される液体室と、を有した気体圧縮式のアキュムレーターと、前記アキュムレーターの液体室に液体を供給する液体供給手段と、前記液体供給手段から前記アキュムレーターの液体室に液体を供給する液体供給路内の圧力を検出する圧力検出手段と、前記アキュムレーターの気体室内の封入気体における圧力と温度との関係を記憶する封入気体特性記憶手段と、前記液体供給手段による液体供給量と、前記圧力検出手段により検出された圧力と、に基づいて、液体供給量と圧力との変化割合の切り換わりを判定し、この変化割合が切り換わった変換点圧力を求める圧力変換点判定手段と、前記封入気体の圧力と温度との関係に基づいて、前記変換点圧力により、前記封入気体の温度を推定する温度推定手段と、を備えたことを特徴とした構成を有している。

この構成により、液体供給量と圧力との変化割合の切り換わりを判定することにより、アキュムレーターの気体室に封入された封入気体の体積変動を推定し、圧力変化が切り換わる変換点圧力から封入気体の圧力を求めることができ、記憶された封入気体の圧力と温度との関係から封入気体の温度を求めることができるので、温度計を用いずに正確に温度を推定することができる。したがって、このように温度を推定することができるので、温度によって作動時の圧力範囲を切り換え、アキュムレーターへの蓄圧を行うことができ、アキュムレーターを小型化することができる。

また、本発明に係る温度推定装置は、上記（１）に記載の温度推定装置において、（２）前記封入気体特性記憶手段は、前記封入気体における圧力と温度との関係として、前記液体供給手段による液体供給以前の前記封入気体の圧力に対する温度が設定されたマップを記憶することを特徴とした構成を有している。

この構成により、封入気体の圧力に対する温度が予め設定されているので、求められた変換点圧力から直接封入気体の温度を求めることができ、温度計を用いずに容易に温度を推定することができる。

また、本発明に係る温度推定装置は、上記（１）に記載の温度推定装置において、（３）前記封入気体特性記憶手段は、前記液体供給手段による液体供給時間と、前記液体供給路内の圧力と、を有し、この圧力が前記変換点圧力となるときの温度が設定されたマップを記憶し、前記液体供給手段は、前記封入気体特性記憶手段に記憶されたマップに基づいて、前記アキュムレーターの液体室に液体を供給し、前記圧力変換点判定手段は、前記液体供給手段による液体供給量と、前記圧力検出手段により検出された圧力と、前記封入気体特性記憶手段に記憶されたマップと、に基づいて、前記変換点圧力を求め、前記温度推定手段は、前記封入気体特性記憶手段に記憶されたマップに基づいて、前記変換点圧力により、前記封入気体の温度を推定することを特徴とした構成を有している。

この構成により、変換点圧力の判定において、圧力の変化状況に加え、時間もパラメータとして用いるので、変換点圧力の推定がより正確なものとなり、温度推定の精度を向上させることができる。

本発明によれば、アキュムレーターの気体室に封入された封入気体の体積変動を推定し、圧力変化が切り換わる変換点圧力から封入気体の圧力を求め、封入気体の圧力と温度との関係から封入気体の温度を求めることができるので、温度計を用いずに正確に温度を推定することができる温度推定装置を提供することができる。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。
まず、構成について説明する。
図１は、本発明の実施の形態に係る温度推定装置により温度推定を行う油圧システムを用いた車両の概略ブロック構成図である。また、本実施の形態において用いる作動油等の液体は、フルードということとする。

図１に示すように、車両１０は、動力装置であるエンジン１１と、エンジン１１で発生された動力を伝達する動力伝達装置１２と、動力伝達装置１２から出力されるトルクを伝達する駆動軸としてのドライブシャフト１５Ｌ、１５Ｒと、ドライブシャフト１５Ｌ、１５Ｒを介して伝達されたトルクにより回転され、車両１０を駆動させる駆動輪１６Ｌ、１６Ｒと、動力伝達装置１２を油圧により制御するための油圧制御装置３０と、車両１０全体を制御するための車両用電子制御ユニット（以下、ＥＣＵという）１００と、を備えている。なお、油圧制御装置３０およびＥＣＵ１００は、本発明に係る油圧システムの温度推定を行う温度推定装置を構成している。

エンジン１１は、ガソリンあるいは軽油等の炭化水素系の燃料を燃焼させて動力を出力する公知の動力装置により構成されている。また、エンジン１１には、エンジン１１の運転状態を検出する図示しない各種センサが設けられている。

エンジン１１に設けられている各種センサが検出した検出信号は、ＥＣＵ１００に入力されるようになっている。エンジン１１は、これらの信号により、ＥＣＵ１００によって燃料噴射制御や点火制御、吸入空気量調節制御等の運転制御が行われるようになっている。また、エンジン１１から出力された動力は、動力伝達装置１２に伝達されるようになっている。

動力伝達装置１２は、アクチュエーターによって係合制御される複数のクラッチおよびブレーキを備え、これらのクラッチおよびブレーキは、油圧制御装置３０のトランスミッションソレノイドおよびリニアソレノイドの励磁、非励磁や、マニュアルバルブの作動状態によって切り換えられる油圧回路に応じて、係合状態および解放状態の何れか一方の状態をとるようになっている。したがって、動力伝達装置１２は、これらのクラッチおよびブレーキの係合状態および解放状態の組み合わせに応じた変速段をとるようになっている。

このような構成により、動力伝達装置１２は、エンジン１１から入力される回転を所定の変速比γで減速あるいは増速して出力する有段式の変速機であり、前進変速段、後進変速段、駐車（パーキング）位置、および中立（ニュートラル）位置の何れかが選択的に成立させられ、それぞれの変速比γに応じた速度変換がなされるようになっている。したがって、エンジン１１から出力された動力を、変速比γで変換し、ドライブシャフト１５Ｌ、１５Ｒに伝達されるようになっている。

ドライブシャフト１５Ｌ、１５Ｒは、動力伝達装置１２によって伝達されるエンジン１１の出力を、駆動輪１６Ｌ、１６Ｒに伝達するようになっている。また、ドライブシャフト１５Ｌ（またはドライブシャフト１５Ｒ）には、図示しない車速センサが設けられている。車速センサは、ドライブシャフト１５Ｌ（またはドライブシャフト１５Ｒ）の回転数を検出するようになっている。車速センサが検出した検出信号は、ＥＣＵ１００に入力されるようになっている。

ＥＣＵ１００は、各種データの演算処理を行うＣＰＵ（Central Processing Unit）、各種プログラムおよびマップ等を記憶したＲＯＭ（Read Only Memory）、各種データ等の読み書きが可能なＲＡＭ（Random Access Memory）、バックアップ電源なしでデータの保存が可能なＥＥＰＲＯＭ（Electrically Erasable and Programmable Read Only Memory）および入出力インターフェース等を有している。

また、ＥＣＵ１００は、エンジン１１と、油圧制御回路３０と、図示しない各種センサおよび各種構成要素に電気的に接続され、車両１０の制御を統括するようになっている。

また、ＥＣＵ１００のＲＯＭには、温度推定処理のプログラムとともに、後述するアキュムレーター３４の気体室内の封入気体における圧力Ｐと温度Ｔとの関係等が記憶されている。ここで、封入気体における圧力Ｐと温度Ｔとの関係とは、例えば、オイルポンプ３２によるフルード供給以前の封入気体の圧力Ｐに対する温度Ｔが設定されたマップである。

また、ＥＣＵ１００は、オイルポンプ３２によるフルード供給により、アキュムレーター３４の封入気体の圧力を求め、上記封入気体における圧力Ｐと温度Ｔとの関係に基づいて、温度を推定するようになっている。

次に、油圧制御装置３０について、説明する。
図２は、本発明の実施の形態における油圧制御装置のフルード供給路を示す回路図である。

図２に示すように、油圧制御装置３０は、フルードを蓄えておくリザーバタンク３１と、油圧発生源としてのオイルポンプ３２と、オイルポンプ３２を駆動させるポンプ駆動モータ３３と、圧力が加えられているフルードを蓄えておくアキュムレーター３４と、圧力を検出する圧力センサ３５と、フルードの供給および遮断を切り換える第１ソレノイドバルブ３６、第２ソレノイドバルブ３７と、フルードの逆流防止を行う第１チェックバルブ４１、第２チェックバルブ４２、第３チェックバルブ４３と、油圧回路のバースト（破壊）防止を行うリリーフバルブ４４と、を備えている。

なお、アクチュエーター２１は、動力伝達装置１２に備えられ、動力伝達装置１２が有するクラッチやブレーキごとに設けられるものであるが、ここでは、１つのクラッチを動作させるアクチュエーター２１を例として説明し、他のクラッチやブレーキ等の説明については省略する。

また、リザーバタンク３１と第１チェックバルブ４１との間には、油路５１が設けられており、第１チェックバルブ４１とオイルポンプ３２との間には、油路５２が設けられている。
オイルポンプ３２と第２チェックバルブ４２との間には、油路５３が設けられており、第２チェックバルブ４２と第１ソレノイドバルブ３６との間には、油路５４が設けられている。さらに、油路５４とアキュムレーター３４との間には、油路５５が設けられている。したがって、第２チェックバルブ４２とアキュムレーター３４との間には、油路５４および油路５５が設けられるようになっている。

第２ソレノイドバルブ３７と第３チェックバルブ４３との間には、油路５７が設けられており、第３チェックバルブ４３とリザーバタンク３１との間には、油路５８が設けられている。
また、油路５４とリリーフバルブ４４との間には、油路５９が設けられている。したがって、第２チェックバルブ４２とリリーフバルブ４４との間には、油路５４および油路５９が設けられるようになっている。また、リリーフバルブ４４と油路５８との間には、油路６０が設けられている。したがって、リリーフバルブ４４とリザーバタンク３１との間には、油路６０および油路５８が設けられるようになっている。

さらに、第１ソレノイドバルブ３６とアクチュエーター２１との間には、油路６１が設けられており、アクチュエーター２１と第２ソレノイドバルブ３７との間には、油路６２が設けられている。

リザーバタンク３１は、油圧制御装置３０の油圧回路内で使用するフルードを蓄えておくようになっており、油路５８を介してフルードを回収し、油路５１を介して油圧回路内にフルードを供給するようになっている。
第１チェックバルブ４１は、油路５１から油路５２へはフルードを自由に流し、油路５２から油路５１へはフルードを流さないようになっている。すなわち、第１チェックバルブ４１は、リザーバタンク３１からオイルポンプ３２側へはフルードを供給するが、オイルポンプ３２からリザーバタンク３１へのフルードの逆流は防止するようになっている。

オイルポンプ３２は、ポンプ駆動モータ３３により駆動され、リザーバタンク３１に蓄えられたフルードを油路５１および油路５２を介して吸い上げ、圧力をかけて油路５３に吐出し、アクチュエーター２１やアキュムレーター３４に供給するようになっている。

ポンプ駆動モータ３３は、ＥＣＵ１００に制御され、オイルポンプ３２を駆動させるようになっている。なお、ポンプ駆動モータ３３は、インバータを内装することにより、モータの回転数を可変なものとすることもできる。
ここで、本実施の形態においては、ＥＣＵ１００は、ポンプ駆動モータ３３を一定回転で作動させるように制御し、オイルポンプ３２の吐出量を一定に保つように駆動させるものとする。

第２チェックバルブ４２は、油路５３から油路５４へはフルードを自由に流し、油路５４から油路５３へはフルードを流さないようになっている。すなわち、第２チェックバルブ４２は、オイルポンプ３２からアキュムレーター３４および第１ソレノイドバルブ３６側へはフルードを供給するが、アキュムレーター３４および第１ソレノイドバルブ３６からオイルポンプ３２へのフルードの逆流は防止するようになっている。

アキュムレーター３４は、気体圧縮式のアキュムレーターである。また、アキュムレーター３４は、窒素（Ｎ_２）ガス等の気体が封入された気体室と、油路５５を介してフルードが出入りする液体室と、を有し、液体室にフルードを供給することにより、気体室内の封入気体が圧縮され、この封入気体から圧力が加えられているフルードを蓄えることができるようになっている。

ここでは、アキュムレーター３４は、高圧耐性容器としてのシェル３４ａに、樹脂製の袋（以下、プラダという）３４ｂを内装するようにし、プラダ３４ｂ内には、不活性ガスである窒素ガス（封入気体）を圧入したものとする。また、アキュムレーター３４のシェル３４ａ内で、プラダ３４ｂの外部にフルードが供給されるようになっている。以下では、特にことわらない限り、アキュムレーター３４の気体室をプラダ３４ｂとし、アキュムレーター３４の液体室をシェル３４ａとする。

アキュムレーター３４は、オイルポンプ３２によって油路５５を介して、アキュムレーター３４のシェル３４ａ内にフルードが供給されるようになっている。プラダ３４ｂ内の封入気体の圧力よりも油路５５内の圧力が高くなると、プラダ３４ｂが収縮させられ、アキュムレーター３４のシェル３４ａ内にフルードを蓄えるようになっている。さらに、プラダ３４ｂ内の封入気体の圧力よりも油路５５内の圧力が低くなると、収縮されたプラダ３４ｂが膨張することによりアキュムレーター３４のシェル３４ａ内に蓄えたフルードを吐出して、アクチュエーター２１にフルードを供給するようになっている。
ここで、本明細書においては、アキュムレーター３４のプラダ３４ｂが収縮を開始するときに圧力センサ３５が検出する圧力をアキュムレーター圧Ｐａとする。

圧力センサ３５は、アキュムレーター３４の入口配管である油路５５に設けられ、油路５５内の圧力を検出するようになっており、検出した圧力検出値を電気信号としてＥＣＵ１００に出力するようになっている。

第１ソレノイドバルブ３６は、ＥＣＵ１００によって制御される電磁式の切り換え弁であり、油路５４から油路６１へのフルードの流入の許可と、油路５４から油路６１へのフルードの流入の遮断と、を切り換えるようになっている。したがって、ＥＣＵ１００により、第１ソレノイドバルブ３６が開に制御されると、アキュムレーター３４およびオイルポンプ３２からアクチュエーター２１へフルードが供給できるようになり、第１ソレノイドバルブ３６が閉に制御されると、アキュムレーター３４およびオイルポンプ３２からアクチュエーター２１へのフルードの供給が遮断されるようになっている。

第２ソレノイドバルブ３７は、ＥＣＵ１００によって制御される電磁式の切り換え弁であり、油路６２から油路５７へのフルードの流出の許可と、油路６２から油路５７へのフルードの流入の遮断と、を切り換えるようになっている。したがって、ＥＣＵ１００により、第２ソレノイドバルブ３７が開に制御されると、アクチュエーター２１からリザーバタンク３１へフルードが排出されるようになり、第２ソレノイドバルブ３７が閉に制御されると、アクチュエーター２１からリザーバタンク３１へのフルードの排出が遮断されるようになっている。

第３チェックバルブ４３は、油路５７から油路５８へはフルードを自由に流し、油路５８から油路５７へはフルードを流さないようになっている。すなわち、第３チェックバルブ４３は、第２ソレノイドバルブ３７からリザーバタンク３１側へはフルードを排出するが、リザーバタンク３１およびリリーフバルブ４４から第２ソレノイドバルブ３７側へのフルードの逆流は防止するようになっている。

リリーフバルブ４４は、ばね等の付勢手段によって機械的に定められるリリーフ圧に対して、油路５９および油路５４内の圧力が大きくなった場合には、バルブが開くことにより、フルードを油路６０および油路５８を介してリザーバタンク３１に逃がし、油路５９および油路５４内の圧力をリリーフ圧以下に制限するようになっている。したがって、アキュムレーター３４に適切にフルードを供給することができるとともに、油圧回路の保護を行うことができる。

また、アクチュエーター２１は、フルードが油路６１を介してフルード室２１ｂに供給されることにより、ピストン２１ａがアクチュエーター内壁面２１ｃに当接しながらアクチュエーター内底面２１ｄとの間の距離が大きくなる方向に滑動し、フルードが油路６２を介してフルード室２１ｂから排出されることにより、ピストン２１ａがアクチュエーター内壁面２１ｃに当接しながらアクチュエーター内底面２１ｄとの間の距離が小さくなる方向に滑動するようになっている。したがって、フルード室２１ｂにフルードを供給または排出し、ピストン２１ａを稼働させることにより、フルードの流れを機械的動作に変換して、図示しないクラッチの係合または開放を行うようになっている。

以下、本発明の実施の形態に係る温度推定装置を搭載した車両１０の特徴的な構成について説明する。

オイルポンプ３２は、アキュムレーター３４の液体室にフルードを供給するようになっている。すなわち、オイルポンプ３２は、本発明における液体供給手段を構成している。

圧力センサ３５は、オイルポンプ３２からアキュムレーター３４の液体室にフルードを供給する油路５５内の圧力を検出するようになっている。すなわち、圧力センサ３５は、本発明における圧力検出手段を構成している。

ＥＣＵ１００は、アキュムレーター３４の気体室内の封入気体における圧力と温度との関係を記憶するようになっている。また、ＥＣＵ１００は、封入気体における圧力と温度との関係として、例えば、オイルポンプ３２による液体供給以前の封入気体の圧力に対する温度が設定されたマップを記憶するようになっている。また、上記マップは、オイルポンプ３２の駆動時間（液体供給時間）と封入気体の圧力に対する温度が設定されたマップであってもよい。すなわち、ＥＣＵ１００は、本発明における封入気体特性記憶手段を構成している。

また、ＥＣＵ１００は、オイルポンプ３２による液体供給量と、圧力センサ３５により検出された圧力と、に基づいて、液体供給量と圧力との変化割合の切り換わりを判定し、この変化割合が切り換わった変換点圧力を求めるようになっている。すなわち、ＥＣＵ１００は、本発明における圧力変換点判定手段を構成している。

また、ＥＣＵ１００は、封入気体の圧力と温度との関係に基づいて、変換点圧力により、封入気体の温度を推定するようになっている。すなわち、ＥＣＵ１００は、本発明における温度推定手段を構成している。

次に、動作について説明する。
まず、上記油圧制御装置３０において、アキュムレーター３４にフルードが充填されている場合のフルードの流れについて説明する。

上記油圧制御装置３０において、アキュムレーター３４にフルードが充填されている場合には、ＥＣＵ１００がポンプ駆動モータ３３を作動させると、オイルポンプ３２が駆動し、油路５１、第１チェックバルブ４１および油路５２を介してリザーバタンク３１からフルードを吸い上げる。オイルポンプ３２は、リザーバタンク３１から吸い上げたフルードを、油路５３を介して第２チェックバルブ４２に吐出する。第２チェックバルブ４２に吐出されたフルードは、油路５４を介して第１ソレノイドバルブ３６に流出される。また、第２チェックバルブ４２に吐出されたフルードは、油路５４および油路５５を介してアキュムレーター３４に流出されるとともに、油路５４および油路５９を介してリリーフバルブ４４に流出される。

アキュムレーター３４では、プラダ３４ｂ内の封入気体の圧力よりも油路５５のフルードの圧力が高ければ、プラダ３４ｂが収縮させられ、アキュムレーター３４のシェル３４ａ内にフルードが流入させられる。また、プラダ３４ｂ内の封入気体の圧力よりも油路５５のフルードの圧力が低ければ、プラダ３４ｂが膨張し、アキュムレーター３４のシェル３４ａ内に蓄えたフルードを吐出して、アクチュエーター２１にフルードを供給する。油路５５のフルードの圧力は、圧力センサ３５に検出され、検出値は圧力センサ３５からＥＣＵ１００に通知される。

リリーフバルブ４４では、油路５９のフルードの圧力が所定の圧力まではバルブが閉じたままで、油路５９のフルードの圧力が所定の圧力に達するとバルブが開いて、フルードを油路６０および油路５８を介してリザーバタンク３１に逃がす。

アクチュエーター２１は、ＥＣＵ１００に制御される第１ソレノイドバルブ３６および第２ソレノイドバルブ３７によって動作が制御される。ＥＣＵ１００の制御により、第１ソレノイドバルブ３６が開、第２ソレノイドバルブ３７が閉に制御されると、油路５４と油路６１とが連通され、油路６２と油路５７とは遮断されるので、アクチュエーター２１のフルード室２１ｂに油路６１を介して油路５４からフルードが流入され、ピストン２１ａをアクチュエーター内底面２１ｄとの間の距離が大きくなる方向（図中右方向）に滑動させる。

また、ＥＣＵ１００の制御により、第１ソレノイドバルブ３６が閉、第２ソレノイドバルブ３７が開に制御されると、油路５４と油路６１とは遮断され、油路６２と油路５７とが連通されるので、アクチュエーター２１のフルード室２１ｂから油路６２を介して油路５７にフルードが流出され、ピストン２１ａをアクチュエーター内底面２１ｄとの間の距離が小さくなる方向（図中左方向）に滑動させる。

一方、ＥＣＵ１００の制御により、第１ソレノイドバルブ３６が閉、第２ソレノイドバルブ３７も閉に制御されると、油路５４と油路６１とが遮断され、油路６２と油路５７とも遮断されるので、アクチュエーター２１のフルード室２１ｂは密閉状態となり、ピストンは停止状態となる。

さらに、ＥＣＵ１００の制御により、第１ソレノイドバルブ３６が開、第２ソレノイドバルブ３７も開に制御されると、油路５４と油路６１とが連通され、油路６２と油路５７とも連通されるので、アクチュエーター２１のフルード室２１ｂには、油路６１を介して油路５４からフルードが流入されるとともに、油路６２を介して油路５７にフルードが流出され、油路５４から流入されるフルードと油路５７に流出されるフルードとの流量に応じて、ピストン２１ａが滑動させられる。
油路５７に流出されたフルードは、第３チェックバルブ４３、油路５８を介してリザーバタンク３１に流出される。

次に、本発明の実施の形態に係る温度推定処理について、説明する。本発明の実施の形態に係る温度推定処理は、アキュムレーター３４のシェル３４ａにフルードが入っていない状態からプラダ３４ｂが圧縮されるまでフルードを充填する際に、温度を推定するようになっている。
図３は、本発明の実施の形態に係る温度推定処理を示すフローチャートである。

なお、図３に示すフローチャートは、ＥＣＵ１００のＣＰＵによって実行される温度推定処理のプログラムであり、この温度推定処理のプログラムはＲＯＭに記憶されている。また、この温度推定処理は、ＥＣＵ１００のＣＰＵによってアキュムレーター３４にフルードが充填されるときに実行されるようになっている。

図３に示すように、まず、ＥＣＵ１００のＣＰＵは、第１ソレノイドバルブ３６が閉であるか否かを判定する（ステップＳ１１）。第１ソレノイドバルブ３６が閉でない、すなわち、第１ソレノイドバルブ３６が開である場合には、本プログラムの処理を終了する。ここで、第１ソレノイドバルブ３６が開である場合には、油路５５に供給されるフルードが一定であるとは限らないため、油路５５のフルードの圧力の変換点圧力が正確に測定できないため、本プログラムの処理を終了するようにしたが、上記変換点圧力が正確に測定できるような環境であれば、本プログラムを継続するようにしてもよい。

第１ソレノイドバルブ３６が閉である場合（ステップＳ１１でＹＥＳと判定）には、ポンプ駆動モータ３３を作動させることにより、オイルポンプ３２を駆動させる（ステップＳ１２）。このオイルポンプ３２を駆動させることにより、オイルポンプ３２によって、フルードが油路５３、油路５４および油路５５に供給されることとなる。
なお、このポンプ駆動モータ３３の作動により、経過時間の計時を開始する。すなわち、オイルポンプ３２の駆動時間を計測できるようにする。

次に、ＥＣＵ１００のＣＰＵは、所定の時間間隔（例えば、１００ｍｓｅｃ）で、圧力センサ３５の検出値である圧力Ｐを取得し、ポンプ駆動モータ３３の駆動時間Ｔｍとともに記憶する（ステップＳ１３）。

ここで、図４に、オイルポンプの駆動時間ｔｍと、オイルポンプとアキュムレーター間の油路の圧力Ｐとの関係を表すマップを示し、圧力変化および温度による違いについて、説明する。

まず、アキュムレーター３４内の温度が常温（例えば、２５℃）である場合のアキュムレーター３４内の温度をＴ（０）とする。オイルポンプ３２が駆動を開始した後は、圧力Ｐが温度Ｔ（０）におけるアキュムレーター圧Ｐａ（０）に達するまでは、プラダ３４ｂが内包する不活性ガスの圧力に対して圧力Ｐが小さいため、アキュムレーター３４のプラダ３４ｂが収縮を開始しない。その結果、オイルポンプ３２の駆動時間ｔｍの増加とともに圧力Ｐは一定の割合で急激に増加する。

ところが、オイルポンプ３２がさらに駆動を継続することにより、圧力Ｐがアキュムレーター圧Ｐａ（０）より大きくなると、プラダ３４ｂが内包する不活性ガスの圧力に対して圧力Ｐが大きくなるため、プラダ３４ｂが収縮を開始する。これにより、アキュムレーター３４内にフルードが供給され始め、オイルポンプ３２の駆動時間ｔｍの増加とともに、アキュムレーター３４に蓄えられるフルードの体積が増加していくこととなる。したがって、圧力Ｐがアキュムレーター圧Ｐａ（０）より大きくなると、フルードが蓄えられる体積が時間とともに増加するので、圧力Ｐの増加割合が減少する。

図４に示すように、圧力Ｐがアキュムレーター圧Ｐａ（０）に対して大きい範囲では、圧力Ｐがアキュムレーター圧Ｐａ（０）に対して小さい範囲における場合よりも、オイルポンプ３２の駆動時間ｔｍの変化量（以下、「Δｔｍ」という）に対する圧力Ｐの変化量（以下、「ΔＰ」という）（以下、「傾き」という）が小さいことが分かる。これは、上述のように、圧力Ｐがアキュムレーター圧Ｐａ（０）よりも大きい範囲では、オイルポンプ３２の駆動時間ｔｍの増加による圧力Ｐの増加に伴い、プラダ３４ｂが収縮するため、アキュムレーター３４内のフルードの体積が増加するからである。

ここで、図４において、オイルポンプ３２の駆動時間ｔｍに対する圧力Ｐの挙動は、アキュムレーター３４内の温度に依存する。
すなわち、図４において、アキュムレーター３４内の温度が低温である温度Ｔ（１）（例えば、０℃）の場合には、プラダ３４ｂが内包する不活性ガスの圧力が小さいため、アキュムレーター圧Ｐａは、常温である温度Ｔ（０）の場合におけるアキュムレーター圧Ｐａ（０）に対して小さい値Ｐａ（１）となる。

一方、図４において、アキュムレーター３４内の温度が高温である温度Ｔ（２）（例えば、５０℃）である場合には、プラダ３４ｂが内包する不活性ガスの圧力が大きいため、アキュムレーター圧Ｐａは、常温である温度Ｔ（０）の場合におけるアキュムレーター圧Ｐａ（０）よりも大きい値Ｐａ（２）となる。
したがって、上述した傾きが変化する点（以下、「変換点圧力Ｃｐ」という）は、アキュムレーター３４内の温度Ｔに依存する。

温度推定処理のフローチャートの説明に戻り、ＥＣＵ１００のＣＰＵは、上記取得（ステップＳ１３で取得）したポンプ駆動モータ３３の駆動時間Ｔｍにおける圧力センサ３５の検出値である圧力Ｐを、ＲＯＭに記憶されたマップ（アキュムレーター３４のプラダ３４ｂ内の封入気体における圧力Ｐと温度Ｔとの関係を表すマップ）と照合し、変換点圧力Ｃｐを検知したか否かを判定する（ステップＳ１４）。ＥＣＵ１００のＣＰＵは、変換点圧力Ｃｐを検知しなかった場合には、オイルポンプ３２の最大駆動時間判定処理（ステップＳ１５）に移行し、変換点圧力Ｃｐを検知した場合には、温度推定処理（ステップＳ１６）に移行する。

ＥＣＵ１００のＣＰＵは、変換点圧力Ｃｐを検知しなかった場合（ステップＳ１４でＮＯと判定）には、オイルポンプ３２の駆動時間ｔｍが、あらかじめ決められたオイルポンプ３２の最大駆動時間ｔｍｍａｘを超えたか否かを判定する（ステップＳ１５）。

ＥＣＵ１００のＣＰＵは、オイルポンプ３２の駆動時間ｔｍが最大駆動時間ｔｍｍａｘを超えた場合には、オイルポンプ３２の停止処理（ステップＳ２０）に移行し、オイルポンプ３２の駆動時間ｔｍが最大駆動時間ｔｍｍａｘを超えていない、すなわち、最大駆動時間ｔｍｍａｘ以下である場合には、傾きの変換点圧力Ｃｐを検知するまでオイルポンプ３２の駆動を継続するために、圧力検出値取得処理（ステップＳ１３）に戻る。

一方、ＥＣＵ１００のＣＰＵは、変換点圧力Ｃｐを検知した場合（ステップＳ１４でＹＥＳと判定）には、傾きの変換点圧力Ｃｐがアキュムレーター３４内の温度Ｔに依存することを用いて、検知した変換点圧力Ｃｐを上記オイルポンプ駆動時間ｔｍと圧力Ｐの関係を表すマップと照合し、アキュムレーター３４内の温度Ｔを推定する（ステップＳ１６）。

次に、ＥＣＵ１００のＣＰＵは、上記推定した温度Ｔにおいて、アキュムレーター３４内に目標最大体積Ｖｍａｘのフルードを蓄えたときの圧力Ｐｍａｘを算出する（ステップＳ１７）。なお、目標最大体積Ｖｍａｘとは、アキュムレーター３４がアクチュエーター２１に効率的にフルードを供給し、かつ、プラダ３４ｂの耐久性を損なわないようにあらかじめ決められた値である。

以下に、推定したアキュムレーター３４内の温度が、温度Ｔ２（高温）である場合におけるフルードの圧力Ｐｍａｘ（２）の算出方法を例に、圧力Ｐｍａｘの算出方法を説明する。ここでは、アキュムレーター３４の容量（体積）をＶａとして、以下に示すボイル−シャルルの式（１）を用いることにより、圧力Ｐｍａｘを算出する。

まず、温度Ｔ０（常温）におけるフルードの目標最大体積をＶｍａｘ（０）とし、その場合におけるフルードの圧力をＰｍａｘ（０）とする。また、温度Ｔ２（高温）におけるフルードの目標最大体積をＶｍａｘ（２）とし、その場合におけるフルードの圧力をＰｍａｘ（２）とする。ここで、温度Ｔ２（高温）におけるフルードの目標最大体積は、温度Ｔ０（常温）におけるフルードの目標最大体積と等しいことが望ましいので、Ｖｍａｘ（２）＝Ｖｍａｘ（０）とする。アキュムレーター３４のプラダ３４ｂが内包する不活性ガス（封入気体）の体積は、フルードの体積Ｖｍａｘ（０）を除いた体積であるので、｛Ｖａ−Ｖｍａｘ（０）｝となり、ボイル−シャルルの法則を利用することにより、下記式（１）を得る。

Ｐｍａｘ（０）×｛Ｖａ−Ｖｍａｘ（０）｝／Ｔ（０）
＝Ｐｍａｘ（２）×｛Ｖａ−Ｖｍａｘ（０）｝／Ｔ（２） （１）
式（１）を変形して、下記式（２）を得る。

Ｐｍａｘ（２）＝（Ｔ（２）／Ｔ（０））×Ｐｍａｘ（０） （２）
上記式（２）より、アキュムレーター３４内の温度がＴ２（高温）である場合におけるフルードの圧力Ｐｍａｘ（２）を算出することができる。
したがって、ＥＣＵ１００のＣＰＵは、推定したアキュムレーター３４内の温度Ｔに基づいて、温度Ｔの場合におけるフルードの目標体積Ｖｍａｘに対応するフルードの圧力Ｐｍａｘを算出することができる。

温度推定処理のフローチャートの説明に戻り、ＥＣＵ１００のＣＰＵは、上記圧力Ｐｍａｘを算出（ステップＳ１７で算出）後、圧力センサ３５が検出する圧力Ｐが、圧力Ｐｍａｘを超えたか否かを判定する（ステップＳ１８）。圧力Ｐが圧力Ｐｍａｘを超えていない、すなわち、圧力Ｐが圧力Ｐｍａｘ以下である場合には、オイルポンプ３２の最大駆動時間判定処理（ステップＳ１９）に移行し、圧力Ｐが圧力Ｐｍａｘを超えている場合には、オイルポンプ３２の停止処理（ステップＳ２０）に移行する。

ＥＣＵ１００のＣＰＵは、圧力Ｐが圧力Ｐｍａｘを超えていない、すなわち、圧力Ｐが圧力Ｐｍａｘ以下である場合（ステップＳ１８でＮＯと判定）には、アキュムレーター３４に蓄えられたフルードの体積が目標体積Ｖｍａｘよりも小さく、アキュムレーター３４には未だ十分な量のフルードが蓄えられていないものと判断し、必要に応じてオイルポンプ３２の駆動を継続させるため、オイルポンプ３２の駆動時間ｔｍが、最大駆動時間ｔｍｍａｘを超えたか否かを判定する（ステップＳ１９）。

ＥＣＵ１００のＣＰＵは、オイルポンプ３２の駆動時間ｔｍが最大駆動時間ｔｍｍａｘを超えた場合には、オイルポンプ３２の停止処理（ステップＳ２０）に移行し、オイルポンプ３２の駆動時間ｔｍが最大駆動時間ｔｍｍａｘを超えていない、すなわち、最大駆動時間ｔｍｍａｘ以下である場合には、圧力Ｐが圧力Ｐｍａｘを超えたと判定するまで、ポンプ駆動モータ３３の作動を停止させず、ステップＳ１８およびステップＳ１９を繰り返す。

一方、ＥＣＵ１００のＣＰＵは、圧力Ｐが圧力Ｐｍａｘを超えたと判定した場合（ステップＳ１８でＹＥＳと判定）には、アキュムレーター３４には十分な量のフルードが蓄えられたものと判断し、ポンプ駆動モータ３３を停止させることによりオイルポンプ３２を停止させ、本プログラムの処理を終了する（ステップＳ２０）。

以上のように、本実施の形態に係る油圧システムの温度推定装置によれば、アキュムレーター３４のプラダ３４ｂが収縮を開始するときの油路５５の圧力を、圧力センサ３５によって検知して、アキュムレーター圧Ｐａに対応する変換点圧力Ｃｐを、マップと照合することにより、アキュムレーター３４のプラダ３４ｂ内の封入気体の温度Ｔを推定するので、温度センサを設置することなく、アキュムレーター３４のプラダ３４ｂ内の封入気体の温度を推定することができる。

ここで、アキュムレーター３４は、同じ圧力でも温度によって蓄油量が異なるため、高温時にも十分にフルードを蓄えることができるようにしなければならない。ところが、高温時にも十分にアキュムレーター３４内にフルードを蓄えることができるようにするためには、大きなアキュムレーター３４が必要である。したがって、温度変化が広範囲におよぶ使用環境においてアキュムレーター３４を使用する場合、温度が分からないと、大きなアキュムレーター３４を用意しなくてはならない。これに対して、本実施の形態に係る油圧システムの温度推定装置のように、温度を推定することができれば、温度によって使用圧力を切り換えることができ、アキュムレーター３４を小型化することができる。

また、アキュムレーター３４のプラダ３４ｂ内の封入気体の温度は、アキュムレーター３４内のフルードの温度、ひいては、油圧システムのフルードの温度と同等であるとみなすことができる。したがって、アクチュエーター２１等に対するフルードの温度特性の違いによる制御の切り換えを、温度センサを設けずに行うことができる。

例えば、フルードの粘度は温度によって異なる。このため、アクチュエーター２１にフルードを供給する場合に、低温時には、ゆっくりフルードが吸入されるが、高温時には、早くフルードが吸入される。したがって、温度に応じて第１ソレノイドバルブ３６および第２ソレノイドバルブ３７の制御を切り換えることにより、アクチュエーター２１のより良好な動作を行うことができる。

また、本実施の形態に係る油圧システムの温度推定装置によれば、温度センサを設置する必要がないので、油圧システムの製造コストを低減するとともに、油圧システムの複雑化に伴う故障リスクを低減することができる。

さらに、本実施の形態に係る油圧システムの温度推定装置によれば、温度センサを設置せずに、アキュムレーター３４内の温度を推定することができるので、隣接する他のシステムの温度センサとの間で冗長系を持つことができる。この冗長系を持つことにより、温度センサの故障判定や故障時のバックアップを行うことができる。

さらに、本実施の形態に係る油圧システムの温度推定装置によって推定したアキュムレーター３４内の温度が、通常達し得ない温度である場合には、アキュムレーター３４および圧力センサ３５等の故障を判定することができる。

以上説明したように、本発明に係る温度推定装置は、アキュムレーターの気体室に封入された封入気体の体積変動を推定し、圧力変化が切り換わる変換点圧力から封入気体の圧力を求め、封入気体の圧力と温度との関係から封入気体の温度を求めることができるので、温度計を用いずに正確に温度を推定することができるという効果を有し、アキュムレーターを使用する油圧システムにおける温度推定装置等として有用である。

本発明の実施の形態に係る温度推定装置により温度推定を行う油圧システムを用いた車両の概略ブロック構成図である。 本発明の実施の形態における油圧制御装置のフルード供給路を示す回路図である。 本発明の実施の形態に係る温度推定処理を示すフローチャートである。 本発明の実施の形態におけるオイルポンプの駆動時間ｔｍと、オイルポンプとアキュムレーター間の油路の圧力Ｐとの関係を表すマップである。 常温時および高温時におけるアキュムレーターに蓄えられるフルードの圧力と、アキュムレーターに蓄えられるフルードの体積との関係を示すグラフである。

符号の説明

１０ 車両
１１ エンジン
１２ 動力伝達装置
１５Ｌ、１５Ｒ ドライブシャフト
１６Ｌ、１６Ｒ 駆動輪
２１ アクチュエーター
２１ａ ピストン
２１ｂ フルード室
２１ｃ アクチュエーター内壁面
２１ｄ アクチュエーター内底面
３０ 油圧制御装置
３１ リザーバタンク
３２ オイルポンプ（液体供給手段）
３３ ポンプ駆動モータ
３４ アキュムレーター
３４ａ シェル
３４ｂ プラダ
３５ 圧力センサ（圧力検出手段）
３６ 第１ソレノイドバルブ
３７ 第２ソレノイドバルブ
４１ 第１チェックバルブ
４２ 第２チェックバルブ
４３ 第３チェックバルブ
４４ リリーフバルブ
１００ ＥＣＵ（封入気体特性記憶手段、圧力変換点判定手段、温度推定手段）

Claims (3)

1. 容器部内に、封入気体が封入された気体室と、液体が供給される液体室と、を有した気体圧縮式のアキュムレーターと、
   前記アキュムレーターの液体室に液体を供給する液体供給手段と、
   前記液体供給手段から前記アキュムレーターの液体室に液体を供給する液体供給路内の圧力を検出する圧力検出手段と、
   前記アキュムレーターの気体室内の封入気体における圧力と温度との関係を記憶する封入気体特性記憶手段と、
   前記液体供給手段による液体供給量と、前記圧力検出手段により検出された圧力と、に基づいて、液体供給量と圧力との変化割合の切り換わりを判定し、この変化割合が切り換わった変換点圧力を求める圧力変換点判定手段と、
   前記封入気体の圧力と温度との関係に基づいて、前記変換点圧力により、前記封入気体の温度を推定する温度推定手段と、を備えたことを特徴とする温度推定装置。
2. 前記封入気体特性記憶手段は、前記封入気体における圧力と温度との関係として、前記液体供給手段による液体供給以前の前記封入気体の圧力に対する温度が設定されたマップを記憶することを特徴とする請求項１に記載の温度推定装置。
3. 前記封入気体特性記憶手段は、前記液体供給手段による液体供給時間と、前記液体供給路内の圧力と、を有し、この圧力が前記変換点圧力となるときの温度が設定されたマップを記憶し、
   前記液体供給手段は、前記封入気体特性記憶手段に記憶されたマップに基づいて、前記アキュムレーターの液体室に液体を供給し、
   前記圧力変換点判定手段は、前記液体供給手段による液体供給量と、前記圧力検出手段により検出された圧力と、前記封入気体特性記憶手段に記憶されたマップと、に基づいて、前記変換点圧力を求め、
   前記温度推定手段は、前記封入気体特性記憶手段に記憶されたマップに基づいて、前記変換点圧力により、前記封入気体の温度を推定することを特徴とする請求項１に記載の温度推定装置。

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