JP2015108423A - 車両制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】車両に搭載された電動式オイルポンプの油路に混入した空気を除去することのできる車両制御装置を提供する。【解決手段】車両制御装置は、電動式オイルポンプを搭載した車両がイグニションオン状態かつエンジン停止状態にあるときに電動式オイルポンプを駆動し、電動式オイルポンプが所定時間駆動され、かつ、電動式オイルポンプから取得される電動式オイルポンプの回転数が所定数以下となる状態と、電動式オイルポンプが所定時間駆動され、かつ、回転数が所定数を超える状態との、いずれの状態に達するかを判定する制御を行う。【選択図】図２

Description

本発明は、アイドリングを自動停止させる機能を有する車両等に搭載された電動式オイルポンプの油路への空気混入を診断する技術に関するものである。

交差点等の一時停車位置にてエンジンのアイドリングを自動停止させる機能を備えた車両が普及している。斯かる車両には、アイドリングが停止している間に油圧供給用の機械式オイルポンプが停止することから、別途搭載した電動式オイルポンプを駆動して機器への油圧供給を確保するようにしている。

特許文献１には、オイルパンからオイルを吸い上げるための吸入管内の空気を吸い出すように電動式オイルポンプを制御する制御装置が開示されている。

特開２０１３−０６８２５８号公報

しかしながら、アイドリングを自動停止させる車両として、無段変速機（ＣＶＴ:Continuously Variable Transmission）等の油路の大きな油圧系統が適用されるトランスミッションを有する車両が使用されるため、車両の製造段階で電動式オイルポンプの油路に空気が混入して溜まりやすい。油路に多量の空気が溜まった状態で車両が出荷された場合に、ユーザによる車両使用時にアイドリング自動停止動作によるエンジン停止状態からエンジンを再始動させようとしても、十分な油圧が確保できずにクラッチが契合しない事態に陥ることがある。その後、時間経過とともに十分な油圧が確保されるとクラッチは契合するが、急な契合が行われることとなるため車両にショックが与えられる等の異常が発生する虞がある。

電動式オイルポンプから油圧経路へのオイル供給はアイドリングの自動停止中にしか行われず、その他の状態でのオイル供給は機械式オイルポンプによって行われる。従って、アイドリングの自動停止期間という短い期間に電動式オイルポンプを駆動することにより発生する油流のみでは、電動式オイルポンプの油路に溜まった空気を十分に押し出すことができない。

本発明は、上記従来の問題点に鑑みなされたものであり、車両に搭載された電動式オイルポンプの油路に混入した空気を除去することのできる車両制御装置を提供するものである。

本発明の車両制御装置は、前記課題を解決するために、電動式オイルポンプを搭載した車両がイグニションオン状態かつエンジン停止状態にあるときに前記電動式オイルポンプを駆動し、前記電動式オイルポンプが所定時間駆動され、かつ、前記電動式オイルポンプから取得される前記電動式オイルポンプの回転数が所定数以下となる状態と、前記電動式オイルポンプが前記所定時間駆動され、かつ、前記回転数が所定数を超える状態との、いずれの状態に達するかを判定する制御を行うことを特徴とする。

本発明によれば、電動式オイルポンプを駆動していずれの状態に達するかを判定することにより、車両に搭載された電動式オイルポンプの油路に空気が混入しているか否かを検査することができる。従って、空気が混入していることが判明した電動式オイルポンプに対して油路の空気を除去する処理を行うことができる。

本発明の実施形態に係る車両制御装置の構成を示すブロック図 本発明の実施形態に係る車両制御装置の動作を説明するフローチャート

本発明の実施形態について図面を用いて説明すれば以下の通りである。

図１に、本実施形態に係る車両制御装置としてのアイドリングの自動停止を統合的に制御するアイドリング自動停止ＥＣＵ１が備えられた油圧ポンプシステム５０の構成を示す。油圧ポンプシステム５０は、アイドリング自動停止ＥＣＵ１、エンジンＥＣＵ２、エンジン３、および、油圧系統１０を備えている。

アイドリング自動停止ＥＣＵ１は、内部にプロセッサおよびメモリ等のコンピュータ構成を備えており、エンジンＥＣＵ２とは車載ネットワークを介して接続されたＥＣＵである。例えば、エコノミーランニングＥＣＵやエンジンストップアンドスタートＥＣＵがアイドリング自動停止ＥＣＵ１として適用可能である。アイドリング自動停止ＥＣＵ１は、車両がアイドリングを自動停止する車両の一時停止等の場面であるか否かを判断する。アイドリング自動停止ＥＣＵ１は、アイドリングを自動停止する場面であると判断したときには、エンジンＥＣＵ２にエンジン３の停止指示を送出し、アイドリングを停止させる。エンジンＥＣＵ２はエンジン３の駆動制御を行うＥＣＵであり、内部にプロセッサおよびメモリ等のコンピュータ構成を備えている。

油圧系統１０は、オイル２１を収容したオイルパン１１と、機械式オイルポンプ１２と、電動式オイルポンプ１３と、油路１２Ａ、１３Ａ、１３Ｂ、および１４と、逆止弁１５および１６とを備えている。油圧系統１０は、例えば無段変速機の第１クラッチ（Ｃ１）６１やベルト６２といった負荷に油圧を供給する。これらの負荷においては、通常採用される構造において、供給されたオイルに混入している空気が大気中に抜けるようになっている。

オイルパン１１は、油面２１ａが最大高さＨとなるまでオイル２１を収容可能である。機械式オイルポンプ１２はエンジン３が駆動されているときに当該エンジン３に接続されることによって駆動され、オイルパン１１から油路１２Ａを介して油路１４までオイルを汲み上げる。電動式オイルポンプ１３は、アイドリングの自動停止中にアイドリング自動停止ＥＣＵ１によって駆動され、オイルパン１１から油路１３Ａを介して油路１３Ｂまで、さらには油路１４までオイルを汲み上げる。また、電動式オイルポンプ１３は回転数センサ１３ｘを備えており、ポンプ（すなわちポンプモータ）の回転数を検出してアイドリング自動停止ＥＣＵ１に伝達することが可能となっている。

油路１２Ａと油路１３Ａとは、オイル２１中に浸漬されたオイル吸入口Ｅから共通の油路を経たのち互いに分岐されて設けられた油路である。油路１４は負荷につながれた油路であって、機械式オイルポンプ１２よりも上流側と油路１３Ｂよりも上流側とが互いに連通してなる。なお、油路１４上に油圧制御装置が挿入されていてもよいし、油路１４の下流側にオイルパン１１にオイルを戻すようオイルの循環を行うオイル循環装置が接続されていてもよい。

逆止弁１５は、油路１３Ｂと油路１４との境界位置に挿入されており、油路１３Ｂが油路１４よりも一定以上の圧力を有するときに開状態となる弁であり、油路１４から油路１３Ｂへと向かう逆流は阻止する。逆止弁１６は、油路１３Ｂとオイルパン１１中の空間もしくはオイル２１の溜りとの境界位置に挿入されており、油路１３Ｂが当該空間もしくはオイル２１の溜りよりも一定以上の圧力を有するときに開状態となる異常高圧時の開放弁であり、当該空間もしくはオイル２１の溜りから油路１３Ａへと向かう逆流は阻止する。油路１３Ｂが逆止弁１６を介して当該空間と境界を有するか、オイル溜りと境界を有するかは、油面２１ａの高さによる。

上記構成の油圧ポンプシステム５０において、アイドリング自動停止ＥＣＵ１は、車両がアイドリングを自動停止する車両の一時停止等の場面であると判断してエンジンＥＣＵ２にエンジン３の停止指示を送出したときには、電動式オイルポンプ１３を駆動して負荷への油圧を確保する。また、製造された車両の工場出荷前や、車両のメンテナンス時および修理時等に、作業員によるアイドリング自動停止ＥＣＵ１への操作によって、アイドリング自動停止ＥＣＵ１は、電動式オイルポンプ１３の油路１３Ａおよび１３Ｂに空気が溜まっているか否かを判定する制御を行うことができるようになっている。

また、アイドリング自動停止ＥＣＵ１にはツール３１が接続可能である。ツール３１は車載ネットワーク上の各種ＩＤを解析することができ、アイドリング自動停止ＥＣＵ１による油圧システムの制御についてアイドリング自動停止ＥＣＵ１に電動式オイルポンプ１３の強制駆動を指示する制御を行うことができる。ツール３１は、上述の、製造された車両の工場出荷前や、車両のメンテナンスおよび修理時等に、作業員により手動で車載ネットワークに接続される。

次に、図２のフローチャートを参照し、アイドリング自動停止ＥＣＵ１を用いた油路１３Ａおよび１３Ｂへの空気混入の有無を判定する制御、および、当該空気混入が存在する場合のツール３１を用いた対処手順について説明する。アイドリング自動停止ＥＣＵ１による当該制御は、アイドリング自動停止ＥＣＵ１内のメモリに記憶されたプログラムをアイドリング自動停止ＥＣＵ１のプロセッサが実行することで実現可能である。

ステップＳ１では、アイドリング自動停止ＥＣＵ１は、作業員により例えば図示しない車両診断ツール等を介して前記空気混入の有無を判定するよう指示がなされると、車両のイグニションがオンの状態で、かつ、エンジン３が停止している状態であれば、以降の空気混入判定制御処理を実行する。イグニションがオフであったり、エンジン３が駆動状態であったりする場合に、アイドリング自動停止ＥＣＵ１がイグニションオンやエンジン停止を制御するようになっていてもよい。なお、ツール３１を最初に車両に接続しておき、当該指示をツール３１を介して行うようになっていてもよい。

続くステップＳ２では、アイドリング自動停止ＥＣＵ１は、自身の不揮発性メモリ内に記録された空気排出完了の有無を示すフラグ（以後、「空気排出完了フラグ」と称する）がＯＮ（空気排出完了済み）であるかＯＦＦ（空気排出未完了）であるかを判定する。車両が製造された直後においては、空気排出完了フラグとしてＯＦＦが記録されている。車両のメンテナンス時および修理時等の車両が一旦市場に出たあとの場面では、以降で説明する空気排出処理が既に完了した状態にある場合があり、このときは空気排出完了フラグはＯＮに設定されている。ステップＳ２において、ＮＯである場合、すなわち空気排出完了フラグがＯＦＦである場合にはステップＳ３へ進み、ＹＥＳである場合、すなわち空気排出完了フラグがＯＮである場合には当該フローを終了する。

ステップＳ３では、アイドリング自動停止ＥＣＵ１は電動式オイルポンプ１３を駆動開始する制御を行う。電動式オイルポンプ１３を駆動することによって、負荷に油圧を試験的に供給する。電動式オイルポンプ１３の油路１３Ａや１３Ｂに問題となる量の空気が混入していない状態では、電動式オイルポンプ１３の駆動開始から負荷に供給される油圧が速やかに立ち上がるが、当該問題となる量の空気が混入している状態では、電動式オイルポンプ１３の駆動開始から負荷に供給される油圧が立ち上がるまで、より長い時間がかかる。電動式オイルポンプ１３の駆動と同時にある程度の空気押出し効果は得られるが、油圧の立ち上がりが遅いことはそれだけ混入した空気が油圧上昇を阻害していることを示しており、また、空気の十分な押出しが困難となる。この油圧の上昇遅れの大小は、電動式オイルポンプ１３の回転数の差となって現れ、油圧が早く立ち上がるほど当該回転数は早く小さい値に収束する。以降のステップではこの特性を利用した処理を行う。

アイドリング自動停止ＥＣＵ１は、駆動中の電動式オイルポンプ１３から回転数センサ１３ｘで検出されたポンプの回転数を取得し、続くステップＳ４において当該回転数が所定値以下であるか否かを判定する。当該所定値は、電動式オイルポンプ１３の油路１３Ａや１３Ｂに空気が溜まっている状態か否かを判別する閾値となる回転数である。当該油路に抜くべき空気が混入しているとみなす状態では当該回転数が上記所定値よりも大きくなるように、また、当該油路に抜くべき空気が混入していないとみなす状態では当該回転数が上記所定値以下に小さくなるように、上記所定値が定められる。ステップＳ４において、ＮＯである場合、すなわちアイドリング自動停止ＥＣＵ１が上記回転数が上記所定値を超えていると判定した場合にはステップＳ５へ進み、ＹＥＳである場合、すなわちアイドリング自動停止ＥＣＵ１が上記回転数が上記所定値以下であると判定した場合にはステップＳ１０へ進む。

ステップＳ５では、アイドリング自動停止ＥＣＵ１は、電動式オイルポンプ１３を所定時間だけ駆動したか否かを判定する。当該所定時間は、例えば、電動式オイルポンプ１３の駆動開始から油圧が規定値へ到達する通常の時間として定めた基準時間であり、一般には、空気混入の有無を区別するために、電動式オイルポンプ１３をどの程度の時間だけ駆動した後の回転数を問題とするかに基づいて適宜設定されればよい。ステップＳ５においてＹＥＳである場合、すなわちアイドリング自動停止ＥＣＵ１が電動式オイルポンプ１３を所定時間だけ駆動したと判定した場合にはステップＳ６へ進み、アイドリング自動停止ＥＣＵ１は電動式オイルポンプ１３の駆動を停止する。またステップＳ５でＮＯである場合、すなわちアイドリング自動停止ＥＣＵ１が電動式オイルポンプ１３をまだ所定時間だけ駆動していないと判定した場合にはステップＳ４へ戻って電動オイルポンプ１３の駆動を継続する。

一方、ステップＳ１０でも、アイドリング自動停止ＥＣＵ１は、ステップＳ５と同様の処理で、電動式オイルポンプ１３を前記所定時間だけ駆動したか否かを判定する。ステップＳ１０でＹＥＳの場合にはステップＳ１１に進み、アイドリング自動停止ＥＣＵ１は電動式オイルポンプ１３の駆動を停止する。またステップＳ５でＮＯである場合にはステップＳ４へ戻って電動オイルポンプ１３の駆動を継続する。ステップＳ１１の次はステップＳ９へ進み、アイドリング自動停止ＥＣＵ１は、所定時間駆動後の回転数が電動式オイルポンプ１３に問題とする空気の混入がないことを示しているとの判定結果を意味するものとして、空気排出完了フラグをＯＮにする。

ステップＳ５およびＳ１０からステップＳ４へ戻る場合には、その後の回転数によっては、ステップＳ５とＳ１０とのうち前回と異なるほうのステップへ進む場合が生じ得る。これは、例えば、電動式オイルポンプ１３の駆動により油路１３Ａや１３Ｂ、１４内が時間経過とともに滑らかな油圧変化を起こさないような場合に生じる。従って、所定時間に近付いた時点で、少なくとも空気混入のない場合に回転数が定常状態に達しているように所定時間を設定すると、回転数の判定が安定しやすい。

ステップＳ６の次はステップＳ７に進み、アイドリング自動停止ＥＣＵ１は、所定時間駆動後の回転数が電動式オイルポンプ１３に問題とする空気の混入があることを示しているとの判定結果を意味するものとして、空気排出完了フラグを改めてＯＦＦにする。

続くステップＳ８では、存在すると判定された混入空気を除去するために、作業員がツール３１を車両に接続する。ステップＳ３から実施した電動オイルポンプ１３の強制駆動は、当該強制駆動の開始前の油路１２Ａ、１３Ａ、１３Ｂ、および１４の状態のばらつきを考慮せずに行うものであった。しかし、当該強制駆動の開始前に、例えば機械式オイルポンプ１２を駆動する処理を経ていたような場合に、一旦、油路１４の油圧が上昇していることから、ステップＳ３からの電動オイルポンプ１３の強制駆動によって油路１３Ａおよび１３Ｂの混入空気が油路１４側に抜けにくい状況も発生し得る。このことは、ステップＳ４で電動オイルポンプ１３の回転数が所定値以下とならない一因となる。このような油圧系統１０の状態のばらつきがあっても確実に空気を抜くことができるように、ツール３１を車載ネットワークに接続して空気除去処理を行う。ステップＳ８において、ツール３１は、アイドリング自動停止ＥＣＵ１に電動オイルポンプ１３の強制駆動を一定時間だけ行うよう指示する制御を行う。あるいは、ツール３１は、電動オイルポンプ１３を直接に強制駆動するように構成されてもよい。これにより、電動オイルポンプ１３のトルクが調整されることで、油路１３Ａ、１３Ｂ、および１４が空気を除去するのに適切な油圧に調整され、空気は確実に負荷まで到達して大気中に抜けるようになる。

ステップＳ８の次はステップＳ９へ進んで、アイドリング自動停止ＥＣＵ１は、空気排出完了フラグをＯＮとする。ステップＳ９が終了すれば当該フローを終了する。

以上のように、アイドリング自動停止ＥＣＵ１によれば、電動式オイルポンプ１３を搭載した車両がイグニションオン状態かつエンジン停止状態にあるときに電動式オイルポンプ１３を駆動する。そして、電動式オイルポンプ１３が所定時間駆動され、かつ、電動式オイルポンプ１３から取得される電動式オイルポンプ１３の回転数回転数が所定数以下となる状態に達すると、電動式オイルポンプ１３に空気が混入していないと判定する制御を行う。また、電動式オイルポンプ１３が所定時間駆動され、かつ、電動式オイルポンプ１３から取得される電動式オイルポンプ１３の回転数回転数が所定数を超える状態に達すると、電動式オイルポンプ１３に空気が混入していると判定する制御を行う。これにより、車両に搭載された電動式オイルポンプ１３の油路に空気が混入しているか否かを検査することができる。従って、空気が混入していることが判明した電動式オイルポンプ１３に対して油路の空気を除去する処理を行うことができる。

本発明は、無段変速機やその他自動変速機と電動式オイルポンプとを搭載したアイドリングを自動停止させる車両等に適用可能である。

１ アイドリング自動停止ＥＣＵ
２ エンジンＥＣＵ
３ エンジン
１０ 油圧系統
１１ オイルパン
１２ 機械式オイルポンプ
１３ 電動式オイルポンプ
１３ｘ 回転数センサ
１２Ａ、１３Ａ、１３Ｂ、１４ 油路
１５、１６ 逆止弁
２１ オイル
２１ａ 油面
３１ ツール
５０ 油圧ポンプシステム
６１ 第１クラッチ
６２ ベルト
Ｅ オイル吸入口
Ｈ 最大高さ

Claims (1)

1. 電動式オイルポンプを搭載した車両がイグニションオン状態かつエンジン停止状態にあるときに前記電動式オイルポンプを駆動し、
   前記電動式オイルポンプが所定時間駆動され、かつ、前記電動式オイルポンプから取得される前記電動式オイルポンプの回転数が所定数以下となる状態と、前記電動式オイルポンプが前記所定時間駆動され、かつ、前記回転数が所定数を超える状態との、いずれの状態に達するかを判定する制御を行うことを特徴とする車両制御装置。

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