JP2017044082A - Hydraulic control device - Google Patents
Hydraulic control device Download PDFInfo
- Publication number
- JP2017044082A JP2017044082A JP2015165125A JP2015165125A JP2017044082A JP 2017044082 A JP2017044082 A JP 2017044082A JP 2015165125 A JP2015165125 A JP 2015165125A JP 2015165125 A JP2015165125 A JP 2015165125A JP 2017044082 A JP2017044082 A JP 2017044082A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- oil
- pump
- oil level
- engine
- capacity
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Landscapes
- Lubrication Details And Ventilation Of Internal Combustion Engines (AREA)
- Lubrication Of Internal Combustion Engines (AREA)
Abstract
Description
本発明は、エンジンの油圧制御装置に関し、特に、可変容量型のオイルポンプによって油圧を変更可能なものに適したオイルレベルの判定に係る。 The present invention relates to an engine hydraulic control device, and more particularly to determination of an oil level suitable for an oil pressure that can be changed by a variable displacement oil pump.
従来より一般にエンジンのオイル供給系においては、オイルパンに貯留されているオイルをオイルポンプによって汲み上げて、シリンダやクランクジャーナル、動弁系などの各潤滑部に供給するようになっている。このように各潤滑部に供給されたオイルはオイル落とし通路などを流下してオイルパンに戻ってくるが、こうしてオイル供給系を循環する分はオイルパン内のオイルが減少して、油面の高さ（オイルレベル）が低下する。 Conventionally, in an oil supply system of an engine, oil stored in an oil pan is generally pumped up by an oil pump and supplied to various lubricating parts such as a cylinder, a crank journal, and a valve train. In this way, the oil supplied to each lubrication part flows down the oil drop passage and returns to the oil pan, but the oil in the oil pan decreases as the oil circulates in this way, and the oil level is reduced. Height (oil level) decreases.
この油面の高さが過度に低下すると、オイルと共に空気が吸引されるようになって、潤滑不良の発生するおそれがあるので、オイルパン内に配設したセンサにより油面の高さを検出し、これが所定の閾値以下になれば警告灯を点灯させるようにしている。例えば特許文献１に記載のエンジンでは、オイル供給系の油圧を低圧段または高圧段に切り換えて制御するものにおいて、低圧段および高圧段のそれぞれに対応して２つの閾値が設定されている。
If the oil level is excessively lowered, air is sucked together with the oil, which may cause poor lubrication. Therefore, the oil level is detected by a sensor installed in the oil pan. If this is below a predetermined threshold, the warning light is turned on. For example, in the engine described in
ところで、エンジンのオイルポンプは通常、チェーンやギヤなどを介してクランクシャフトにより駆動されるので、これに伴うエンジンの動力損失（ポンプ駆動損失）を低減するために、軽負荷の運転状態などにおいて油圧を低下させることが提案されている。このために可変容量型のオイルポンプを採用するとともに、メインギャラリなどに配設した油圧センサからの信号に基づいてポンプ容量を変更し、油圧をフィードバック制御することが考えられる。 By the way, an engine oil pump is usually driven by a crankshaft via a chain, a gear, or the like. Therefore, in order to reduce the power loss (pump drive loss) of the engine, the hydraulic pressure is reduced in a light load operation state. It has been proposed to reduce For this purpose, it is conceivable to employ a variable displacement oil pump, change the pump displacement based on a signal from a hydraulic sensor disposed in the main gallery, and perform feedback control of the hydraulic pressure.
しかしながら、そうしてポンプ容量を変更するようにすると、オイルポンプに吸い込まれるオイルの量の変化が大きくなって、オイルパン内の油面の高さの変化も大きくなる。このため、オイルの不足を判定するための油面高さ（閾値）も大きく変化することになり、この閾値に対応づけてオイルレベルセンサのスイッチングポイントを設定することが困難になる場合があった。 However, if the pump capacity is changed in this way, the change in the amount of oil sucked into the oil pump increases, and the change in the oil level in the oil pan also increases. For this reason, the oil level height (threshold value) for determining the shortage of oil also changes greatly, and it may be difficult to set the switching point of the oil level sensor in association with this threshold value. .
すなわち、一般的なフロート式のオイルレベルセンサでは、油面に浮かぶフロートの高さがスイッチングポイントよりも高ければオンになっており、スイッチングポイント以下になるとオフに切り換わる。そこで、通常の油面の変動を考慮してスイッチングポイントは、図５に模式的に示すように、オイル不足の判定の基準となる油面高さＬ（設計上のロワレベル）を含む所定の範囲内、具体的には例えばＬ＋５ｍｍからＬ−１０ｍｍの範囲内に設定される。 That is, in a general float type oil level sensor, it is turned on when the height of the float floating on the oil surface is higher than the switching point, and is turned off when the height is below the switching point. Therefore, the switching point in consideration of normal oil level fluctuations is a predetermined range including an oil level height L (designed lower level) that serves as a criterion for determining the lack of oil, as schematically shown in FIG. Specifically, for example, it is set within a range of L + 5 mm to L-10 mm.
より詳しくは、図５の横軸にはエンジン回転数（オイルポンプの回転数）を、縦軸には油面の高さをそれぞれ示し、ポンプ容量が一定のオイルポンプでは図示のように、エンジン回転数が高くなるほど、ポンプの吸い込み量が増えて、油面の高さは低くなっている。そして、油面高さの判定は通常、油面の安定する低回転側で行われるので、この低回転側におけるＬ＋５ｍｍのグラフの最小値を上限とし、Ｌ−１０ｍｍのグラフの最大値を下限として、それらの間（図示の範囲Ｓ）にスイッチングポイントが設定される。 More specifically, the horizontal axis of FIG. 5 shows the engine speed (the number of revolutions of the oil pump), the vertical axis shows the height of the oil level, and in the case of an oil pump with a constant pump capacity, The higher the rotation speed, the greater the pump suction amount and the lower the oil level. Since the determination of the oil level is normally performed on the low rotation side where the oil level is stable, the minimum value of the L + 5 mm graph on the low rotation side is the upper limit, and the maximum value of the L-10 mm graph is the lower limit. A switching point is set between them (range S in the figure).
ところが、前記のような可変容量型のオイルポンプを用いた場合、ポンプ容量の変更に伴いオイルパン内の油面の高さが連続的に変化し、図６に実線のグラフで示すように、ポンプ容量が最小のときの油面は、最大のとき（一点鎖線のグラフで示す）に比べてかなり高くなる。このことから、低回転側においてもＬ＋５ｍｍのグラフの最小値がＬ−１０ｍｍのグラフの最大値よりも低くなってしまい、スイッチングポイントを設定できる範囲が存在しなくなるのである。 However, when the variable displacement type oil pump as described above is used, the height of the oil level in the oil pan continuously changes with the change of the pump capacity, as shown by the solid line graph in FIG. The oil level when the pump capacity is minimum is considerably higher than that when the pump capacity is maximum (indicated by the dashed line graph). Therefore, even on the low rotation side, the minimum value of the L + 5 mm graph is lower than the maximum value of the L-10 mm graph, and there is no range in which the switching point can be set.
このような問題点を考慮して本発明の目的は、可変容量型オイルポンプを備えていても、スイッチングポイントを設定できる範囲を確保して、オイルレベルセンサからの信号による油面高さの判定を可能ならしめることにある。 Considering such problems, the object of the present invention is to determine the oil level height based on the signal from the oil level sensor while ensuring the range where the switching point can be set even if the variable displacement oil pump is provided. Is to make it possible.
本発明は、ポンプ容量を連続的に変更可能な可変容量型のオイルポンプと、オイルパン内に配設されて、油面の高さが所定の閾値以下になったことを検出可能なオイルレベルセンサと、を備えるエンジンに適用され、当該エンジンのオイル供給系の油圧が目標油圧になるように前記オイルポンプのポンプ容量を制御するポンプ容量制御手段を備えた油圧制御装置を対象とする。そして、前記ポンプ容量制御手段によってポンプ容量が所定値以下の一定値に制御され、且つ、エンジン回転数が所定回転数以下になっているときに、前記オイルレベルセンサからの信号に基づいて、油面の高さが前記閾値以下になったことを判定する油面高さ判定手段を備えている。 The present invention relates to a variable displacement type oil pump capable of continuously changing the pump capacity, and an oil level that is disposed in the oil pan and can detect that the oil level is below a predetermined threshold value. The present invention is directed to a hydraulic control device that is applied to an engine including a sensor and includes a pump displacement control unit that controls a pump displacement of the oil pump so that a hydraulic pressure of an oil supply system of the engine becomes a target hydraulic pressure. Then, when the pump displacement control means controls the pump displacement to a constant value equal to or less than a predetermined value and the engine speed is equal to or less than the predetermined speed, an oil level sensor is used based on a signal from the oil level sensor. Oil level determining means for determining that the height of the surface is equal to or less than the threshold value is provided.
前記の構成により、エンジン運転中にポンプ容量制御手段によってオイルポンプの容量が所定値以下の一定値に制御され、且つ、エンジン回転数が所定回転数以下になっているときに、オイルレベルセンサからの信号に基づいて油面高さ判定手段により、オイルパン内の油面の高さについて判定が行われる。このときには、ポンプ容量の変化によるオイルの吐出量および吸い込み量の変化がなくなるので、このことによる油面の変化は生じない。また、エンジン回転数が所定回転数以下になっていて、その変化もあまり大きくはならないので、ポンプ容量が小さいことと相俟って、ポンプ回転数の変化による油面の変化も非常に小さくなる。 According to the above configuration, when the oil pump capacity is controlled to a constant value below a predetermined value by the pump capacity control means during engine operation, and the engine speed is below the predetermined speed, the oil level sensor Based on this signal, the oil level height determining means determines the height of the oil level in the oil pan. At this time, there is no change in the oil discharge amount and the suction amount due to the change in the pump capacity, so that the oil level does not change. In addition, since the engine speed is less than or equal to the predetermined speed and the change is not so large, the change in the oil level due to the change in the pump speed is very small coupled with the small pump capacity. .
つまり、オイルポンプの容量や回転数の変化による油面の高さの変化が非常に小さい状況下で、この油面の高さについての判定を行うようにしているので、判定の基準となる油面高さＬを含む所定の範囲（例えばＬ＋５ｍｍからＬ−１０ｍｍの範囲）を確保して、オイルレベルセンサのスイッチングポイントを設定することができる。 In other words, the oil level height is determined by a change in the oil level due to changes in the capacity and rotation speed of the oil pump. A switching range of the oil level sensor can be set by securing a predetermined range including the surface height L (for example, a range of L + 5 mm to L-10 mm).
前記のように油面高さについて判定する際に、一定値に制御されるポンプ容量として好ましいのは、ポンプの容量が小さいほど、ポンプ回転数の変化による吐出量および吸い込み量の変化が小さくなって、油面の変動も小さくなることを考慮すれば、最小のポンプ容量とすることである。また、エンジン１の運転状態に応じてポンプ容量が前記一定値に制御されているときに、油面高さについて判定するようにしてもよいし、油面高さについて判定するために、ポンプ容量を強制的に一定値に制御するようにしてもよい。
As described above, when determining the oil level height, it is preferable that the pump capacity is controlled to a constant value. The smaller the pump capacity, the smaller the change in the discharge amount and the suction amount due to the change in the pump rotation speed. In view of the fact that the fluctuation of the oil level is also reduced, the minimum pump capacity is set. Further, when the pump displacement is controlled to the constant value in accordance with the operating state of the
さらに、可変容量型オイルポンプの特性として、ポンプ容量が非常に小さい場合は、ポンプ回転数が所定値以下のときに、その変化による吐出量の変化が少なくなる（ポンプ回転数が所定値よりも高いときに比べて少なくなる）ことがある。そこで、この特性を利用して、オイルレベルセンサからの信号に基づく油面高さの判定を、前記所定値以下のポンプ回転数のときに行うようにしてもよい。 Furthermore, as a characteristic of the variable displacement oil pump, when the pump displacement is very small, when the pump rotation speed is equal to or lower than a predetermined value, the change in the discharge amount due to the change is small (the pump rotation speed is lower than the predetermined value). Less than when it is high). Therefore, using this characteristic, the determination of the oil level based on the signal from the oil level sensor may be performed at the pump rotation speed equal to or less than the predetermined value.
本発明に係る油圧制御装置によると、エンジンの運転中に可変容量型のオイルポンプの容量が所定値以下の一定値に制御されていて、且つ、エンジン回転数が所定回転数以下になっているときに、即ち、オイルポンプの容量や回転数の変化による油面の高さの変化が非常に小さな状況下で、この油面の高さについての判定を行うようにしたので、判定の基準となる油面高さを含む好適な範囲に、スイッチングポイントを設定することができる。 According to the hydraulic control device of the present invention, the capacity of the variable displacement oil pump is controlled to a constant value equal to or less than a predetermined value during the operation of the engine, and the engine speed is equal to or lower than the predetermined speed. Sometimes, in other words, when the oil level change due to changes in the oil pump capacity and rotation speed is very small, the oil level is determined. The switching point can be set within a suitable range including the oil level height.
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。この実施形態では、自動車に搭載されたエンジンのオイルポンプに本発明を適用した場合について説明するが、これに限ることはない。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In this embodiment, a case where the present invention is applied to an oil pump of an engine mounted on an automobile will be described, but the present invention is not limited to this.
−オイル供給系の概略構成−
図１には模式的に示すように、エンジン１の下部にはオイルパン１１が配設されていて、図示しないピストンやクランクジャーナル等を潤滑するためのエンジンオイル（以下、単にオイルという）が貯留されている。また、エンジン１には、オイルパン１１からオイルを汲み上げて、前記ピストンやクランクジャーナル等に供給するオイル供給系２が設けられている。すなわち、クランクシャフト１２によって駆動されるオイルポンプ３がストレーナ１３を介してオイルパン１１内のオイルを汲み上げ、図示しないオイルフィルタを通過させてメインギャラリ２０へ送給するようになっている。
-Schematic configuration of oil supply system-
As schematically shown in FIG. 1, an
このメインギャラリ２０からは、図示はしないが、複数のオイル油路によってエンジン１の動弁系やその可変機構、および、クランクジャーナルやチェーンテンショナなどにオイルが供給された後に、オイル落とし通路を流下してオイルパン１１内に戻ってくる。このようにオイル供給系２を循環するオイルの量が多いほど、オイルパン１１内に貯留されているオイルの油面の高さは低くなる。本実施の形態では、その油面の高さがオイル不足を判定する閾値以下になったことを検出するために、オイルレベルセンサ１０６が配設されている。
Although not shown, the
詳細は図示しないがオイルレベルセンサ１０６は、一般的なフロート式のものであり、その本体部１０６ａは、オイルパン１１の側壁から伸びるステーによって支持されていて、油面に浮かぶフロート１０６ｂの高さがスイッチングポイントよりも高ければオフになり、スイッチングポイント以下になればオンになる。具体的には、オイルレベルセンサ１０６の本体部１０６ａには、下方に伸びる柱状のセンサ部１０６ｃが取り付けられ、これに挿通されたドーナツ状のフロート１０６ｂが上下に移動するようになっている。
Although not shown in detail, the
前記のセンサ部１０６ｃには常閉式のリードスイッチが配設されている一方、フロート１０６ｂの内周部には磁石が装着されており、フロート１０６ｂが或る高さ（オンオフのスイッチングポイント）よりも上にあれば、リードスイッチがオンになる一方、その高さ以下になると、フロート１０６ｂの磁石の磁力によってリードスイッチがオンからオフに切り換わる。なお、フロート１０６ｂは、磁石を装着した状態でその上面が油面とほぼ同じ高さに位置するような比重とされている。
While the
そして、オイルレベルセンサ１０６は、そのスイッチングポイントが前記油面高さの閾値に対応するように配設されており、油面の高さが閾値にまで低下すると、フロート１０６ｂの位置がスイッチングポイントに達して、センサ部１０６ｃのリードスイッチがオンからオフに切り換わる。これにより出力される信号（オフ信号）が後述のＥＣＵ１００に入力され、油面高さが閾値まで低下したことが判定される。なお、図示はしないが、オイルレベルセンサ１０６の本体部１０６ａには、フロート１０６ｂやセンサ部１０６ｃを収容する有底円筒状のカバーが組み付けられている。
The
−オイルポンプ−
図１の他、図２にも示すように、オイルポンプ３は内接ギヤポンプであって、そのハウジング３０には外歯車のドライブロータ３１と、これに噛み合って回転される内歯車のドリブンロータ３２とが収容されている。ドリブンロータ３２の外周は調整リング３３によって保持されており、後述するように、この調整リング３３の動作によってドライブロータ３１およびドリブンロータ３２が変位されると、ポンプ容量が変更されるようになっている。
-Oil pump-
As shown in FIG. 2 in addition to FIG. 1, the
前記ドライブロータ３１はクランクシャフトの端部に取り付けられており、このドライブロータ３１の中心に対してドリブンロータ３２の中心は所定量、偏心している。そして、その偏心している側（図１の右上側）においてドライブロータ３１の外歯３１ａとドリブンロータ３２の内歯３２ａとが噛み合わされていて、これら２つのロータ３１，３２の間の三日月状の空間に、円周方向に並んで複数の作動室Ｒが形成されている。
The
これらの作動室Ｒは、２つのロータ３１，３２の回転に連れて円周方向に移動しながら、その容積が徐々に増大または減少するようになっており、容積が徐々に増大してゆく範囲（図２の右側に示す吸入範囲）において、ハウジング３０に形成された吸入ポート３０ａからオイルを吸入する一方、容積が徐々に減少してゆく範囲（図１の左側に示す吐出範囲）において、ハウジング３０に形成された吐出ポート３０ｂへオイルを加圧しながら送り出す。
These working chambers R are designed to gradually increase or decrease in volume while moving in the circumferential direction as the two
前記吸入ポート３０ａは、吸入パイプを介してストレーナ１３に接続されており、一方、吐出ポート３０ｂは、吐出油路を介して高圧オイル通路１４に接続されている。そして、クランクシャフト１２の回転によりドライブロータ３１およびドリブンロータ３２が互いに噛み合いながら回転すると、前記のように吸入範囲を移動する作動室Ｒにはストレーナ１３および吸入ポート３０ａを介してオイルが吸い込まれ、吐出範囲を移動する作動室Ｒからは吐出ポート３０ｂを介して高圧オイル通路１４にオイルが吐出される。
The
−容量可変機構−
また、オイルポンプ３には、前記のようにしてクランクシャフトの１回転毎に吐出されるオイルの量、即ちポンプ容量を変更可能な容量可変機構が備わっている。この容量可変機構は、ハウジング３０内に形成した制御空間ＴＣの油圧によって、調整リング３３を回動（変位）させ、ドライブロータ３１およびドリブンロータ３２の吸入ポート３０ａおよび吐出ポート３０ｂに対する相対的な位置を変化させるものである。
-Capacity variable mechanism-
Further, the
すなわち、調整リング３３には、ドリブンロータ３２を保持するリング状の本体部から外方に向かって延びるアーム部３３ａが形成され、このアーム部３３ａに作用するコイルバネ３４の押圧力によって、図２の時計回りに回動するように付勢されている。なお、調整リング３３の回動する方向は、長穴３３ｂ，３３ｃに挿入されたガイドピン３５，３６によって規制されている。
That is, the
一方、前記のアーム部３３ａには、ハウジング３０内に形成された制御空間ＴＣの油圧が作用しており、この油圧（以下、制御油圧という）によって調整リング３３には、図２の反時計回りに回動させるような押圧力が作用する。制御油圧の大きさは、制御空間ＴＣに臨んで開口する油路４０（以下、制御油路４０という）を介して、オイルコントロールバルブ（Oil Control Valve：ＯＣＶ）４によって制御される。
On the other hand, the hydraulic pressure of the control space TC formed in the
一例としてＯＣＶ４は、リニアソレノイド４１によってスプール４２を動作させる電磁比例弁であり、その供給ポート４ａには、高圧オイル通路１４から分岐する分岐油路１４ａによってオイルが供給される。ＯＣＶ４は、そうして供給ポート４ａに供給されるオイルを制御ポート４ｂから制御油路４０へ送り出す状態（図２に示す）と、反対に制御油路４０からのオイルを制御ポート４ｂに受け入れて、ドレンポート４ｃから排出する状態（図１に示す）とに切り換えられる。
As an example, the OCV 4 is an electromagnetic proportional valve that operates the
前記のＯＣＶ４によって制御油圧を調圧し、制御空間ＴＣの油圧を増大または減少させて、アーム部３３ａに作用する押圧力を調整することで、この押圧力とコイルバネ３４の押圧力とがバランスするようにアーム部３３ａの位置が決まるようになる。これにより、図１に示す最大ポンプ容量の状態と図２に示す最小ポンプ容量の状態との間で、調整リング３３の位置を変化させることができる。
The control hydraulic pressure is adjusted by the OCV 4 and the hydraulic pressure in the control space TC is increased or decreased to adjust the pressing force acting on the
−ＥＣＵ−
前記のような容量可変機構の動作によるポンプ容量の調整は、エンジン制御用のＥＣＵ１００によって行われる。本実施形態のＥＣＵ１００は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）およびバックアップＲＡＭなどを備えた公知のものである。図１、２に模式的に示すようにＥＣＵ１００には、エンジン１のクランク角センサ１０１、エアフローセンサ１０２、水温センサ１０３、油温センサ１０４、油圧センサ１０５、オイルレベルセンサ１０６等の各種センサが接続されている。
-ECU-
Adjustment of the pump displacement by the operation of the displacement variable mechanism as described above is performed by the
また、ＥＣＵ１００には、図示はしないが、エンジン１の吸気通路に配設された電動のスロットルバルブ、点火プラグのイグナイタ、インジェクタなど、運転制御のための種々のアクチュエータが接続されているとともに、前記のようにオイルポンプ３の容量可変機構を動作させるためのＯＣＶ４が接続され、さらに、自動車の車室に配設されたＭＩＬランプ（Malfunction Indicator Lamp）１５も接続されている。
Although not shown, the
そして、ＥＣＵ１００は、前記各種センサ１０１〜１０６から入力する信号などに基づいて、エンジン１の運転に関わる種々の制御プログラムを実行するとともに、容量可変機構を動作させてオイルポンプ３の容量を変更し、オイル供給系２の油圧を制御する。すなわち、基本的にはエンジン１の負荷率やエンジン回転数に応じてＯＣＶ４への指令値を変更し、負荷率が高いときにはポンプ容量を増大させる一方、負荷率が低いときには減少させる。オイルポンプ３の回転数はエンジン回転数と同じなので、エンジン回転数が高くなれば、自ずとオイルの吐出量は増大する。
The
一例として図３には、ＥＣＵ１００からＯＣＶ４への指令値（ＯＣＶ電流値）と、エンジン回転数と、オイルポンプ３の吐出圧との相互の関係を示す。この図から、ＯＣＶ電流値の制御によってポンプ容量を変更すれば、ポンプ吐出圧を調整できることが分かる。すなわち、エンジン回転数が或る程度以上、高ければ、その変化によらずポンプ吐出圧を維持することができ、オイル供給系２のメインギャラリ２０の油圧を好適に制御することができる。
As an example, FIG. 3 shows the relationship between the command value (OCV current value) from the
そこで、ＥＣＵ１００は、例えばエンジン１の負荷率および回転数に応じて目標油圧を決定し、負荷率や回転数が低いときには油圧を低下させることにより、オイルポンプ３の駆動によるエンジン１の動力損失（ポンプ駆動損失）を低減するようにしている。具体的に油圧の基本制御としては、油圧センサ１０５からの信号をフィードバックし、検出油圧（油圧センサ１０５による油圧の検出値）の目標油圧からの偏差に応じてポンプ容量を変更することによって、メインギャラリ２０の油圧を目標油圧に収束させる。
Therefore, the
また、ＥＣＵ１００は、詳しくは後述するが、エンジン１の所定の運転状態において、オイルポンプ３の容量が最小（図２に示す最小ポンプ容量の状態）とされ、且つ、エンジン回転数が所定回転数以下になっているときに、オイルレベルセンサ１０６からのオフ信号の入力に基づいて、油面の高さが閾値以下になったことを判定し、ＭＩＬランプ１５を点灯させるようになっている。
As will be described in detail later, the
−油圧制御の基本的な処理−
以下に、まず、本実施形態のエンジン１の油圧制御に係る基本的な処理について図４を参照して具体的に説明する。これは、前記したようにポンプ容量を調整して、オイル供給系２の油圧を制御する処理の基本的な流れ（油圧制御のメインルーチン）を示し、このルーチンは、エンジン１の運転中にＥＣＵ１００において所定のタイミングで繰り返し実行される。このルーチンは、エンジン１の運転状態に応じて油圧を制御する基本制御に相当する。
-Basic processing of hydraulic control-
Hereinafter, first, basic processing related to hydraulic control of the
図４のフローのスタート後のステップＳＴ１０１では、エンジン１の運転状態を表す各種情報を取得する。例えば、クランク角センサ１０１からの信号によってエンジン回転数を算出し、エアフローセンサ１０２からの信号によって吸気量を算出し、これらエンジン回転数および吸気量（アクセル操作量でもよい）から、エンジン１の負荷率を算出する。また、水温センサ１０３、油温センサ１０４および油圧センサ１０５からの信号によってエンジン１の水温、油温および油圧を検出する。
In step ST101 after the start of the flow of FIG. 4, various types of information representing the operating state of the
続いてステップＳＴ１０２では、主に負荷率やエンジン回転数などに基づいて、即ち、エンジン１の運転状態に基づいて、図示しない公知のマップを参照してメインギャラリ２０の油圧の目標値（目標油圧）を算出する。ステップＳＴ１０３では、油圧センサ１０５による検出油圧が前記の目標油圧になるように、フィードバック制御演算を行う。すなわち、検出油圧と目標油圧との偏差を算出し、この偏差に応じてＰＩＤ則などにより、検出油圧が目標油圧に収束するようなポンプ容量の目標値を算出する。
Subsequently, in step ST102, based on the load factor, the engine speed, etc., that is, based on the operating state of the
ステップＳＴ１０４では、前記ポンプ容量の目標値に基づいて、オイルポンプ３の制御空間ＴＣに供給する制御油圧を算出し、この制御油圧をＯＣＶ４が出力するように、そのスプール４２を動作させるための指令信号、即ちＯＣＶ電流値を算出する。この指令信号がＥＣＵ１００からＯＣＶ４へ出力されることによって、オイルポンプ３の容量が好適に制御され、メインギャラリ２０の油圧は徐々に目標油圧に収束するようになる。
In step ST104, a control oil pressure to be supplied to the control space TC of the
なお、前記のポンプ容量、制御油圧、ＯＣＶ電流値などのパラメータの対応関係は、予め実験・シミュレーションなどによって適合されてマップとしてＥＣＵ１００のＲＯＭに記憶されており、前記のステップＳＴ１０４では、そのようなマップを参照して、目標とするポンプ容量を実現するためのＯＣＶ電流値を算出する。そして、前記のような油圧制御に係る基本的な処理を実行することによって、ＥＣＵ１００は、オイル供給系２の油圧が目標油圧になるようにオイルポンプ３のポンプ容量を制御するポンプ容量制御手段を構成する。
The correspondence relationship of the parameters such as the pump displacement, the control hydraulic pressure, and the OCV current value is preliminarily adapted by experiments and simulations and stored as a map in the ROM of the
−油面高さの判定−
上述したようにエンジン１のオイル供給系２おいては、オイルポンプ３から吐出されたオイルがメインギャラリ２０を介して各潤滑部に供給され、その後、オイル落とし通路を流下してオイルパン１１内に戻ってくる。そして、このようにオイル供給系２を循環するオイルの量が多いほど、オイルパン１１内に貯留されているオイルの油面の高さは低くなる。
-Determination of oil level-
As described above, in the
ここで、上述したように本実施の形態では、前記油面の高さが閾値以下になったことをオイルレベルセンサ１０６からのオフ信号によって判定するようにしており、このオイルレベルセンサ１０６のスイッチングポイントは、通常の油面の変動を考慮して、図５〜７に模式的に示すように、オイル不足の判定の基準となる油面高さＬ（設計上のロワレベル）よりも少し高い油面高さ（例えばＬ＋５ｍｍ）から少し低い油面高さ（例えばＬ−１０ｍｍ）までの範囲に設定されている。
Here, as described above, in the present embodiment, it is determined by the off signal from the
すなわち、図５には、比較のためにポンプ容量が一定のオイルポンプについて一例を示すように、横軸にエンジン回転数（オイルポンプの回転数）を、縦軸には油面の高さをそれぞれ表すと、油面の高さは、エンジン回転数が高くなってオイルの吸い込み量が増えるほど低くなる。そこで、油面の変動が小さな低回転側（例えば２０００ｒｐｍ以下）で油面の高さについて判定するのであれば、図示のようにＬ＋５ｍｍのグラフの最小値と、Ｌ−１０ｍｍのグラフの最大値との間の範囲Ｓに、スイッチングポイントを設定すればよい。 That is, in FIG. 5, for comparison, an example of an oil pump having a constant pump capacity is shown, and the horizontal axis represents the engine speed (the number of revolutions of the oil pump), and the vertical axis represents the height of the oil level. In each case, the height of the oil level decreases as the engine speed increases and the amount of oil suction increases. Therefore, if the oil level is to be determined on the low rotation side (for example, 2000 rpm or less) where the fluctuation of the oil level is small, the minimum value of the L + 5 mm graph and the maximum value of the L-10 mm graph as shown in FIG. A switching point may be set in the range S between the two.
ところが、本実施の形態のようにオイルポンプ３の容量を変更するようにした場合、これに伴いオイルポンプ３に吸い込まれるオイルの量の変化が大きくなり、オイルパン１１内の油面の高さの変化も大きくなる。この結果、図６に実線のグラフで示すポンプ容量が最小のときの油面が、破線のグラフで示す最大のときに比べてかなり高くなるので、Ｌ＋５ｍｍのグラフの最小値（上限）がＬ−１０ｍｍのグラフの最大値（下限）よりも低くなってしまい、スイッチングポイントの設定が可能な範囲が存在しなくなるのである。
However, when the capacity of the
このような問題点を考慮して本実施の形態では、オイルポンプ３が最小ポンプ容量の状態（図２を参照）になっており、且つ、エンジン回転数が所定回転数（図示のＮＥ１であり、例えば１２００ｒｐｍ）以下になっているときに、オイルレベルセンサ１０６からの信号に基づいて、油面高さが閾値以下になったことを判定するようにしている。これによって、スイッチングポイントの設定が可能な範囲を確保することができる。
In consideration of such problems, in the present embodiment, the
すなわち、オイルポンプ３の容量が最小値に固定されていれば、ポンプ容量の変化によるオイルの吐出量の変化はなくなり、このことによる油面高さの変化が生じない。しかも、ポンプ回転数の変化によるオイルの吐出量の変化も非常に小さくなり、エンジン回転数が所定回転数ＮＥ１以下に維持されていることと相俟って、油面の高さの変化は非常に小さなものとなる。よって、一例を図７に示すように、Ｌ＋５ｍｍのグラフの最小値は、Ｌ−１０ｍｍのグラフの最大値よりも十分に高くなり、これらを上限および下限とする範囲Ｓが、スイッチングポイントの設定が可能な範囲となる。
That is, if the capacity of the
特に本実施の形態ではオイルポンプ３の特性として、図７に表れているように、最小ポンプ容量の状態では、エンジン回転数の変化による油面の高さの変化が極めて少ない回転数範囲（アイドル〜ＮＥ１）が存在している。これは、容量可変機構の構造上、最小ポンプ容量の状態ではオイルを吸い込む力があまり強くないことから、或る程度以上、エンジン回転数が上昇しないと、吐出量が大きくならないからである。
In particular, in the present embodiment, as shown in FIG. 7, the characteristic of the
そこで、本実施の形態では、オイルポンプ３の容量を最小値に固定するとともに、前記のようにエンジン回転数の変化による油面高さの変化が特に少ない回転数範囲において、（即ち所定回転数ＮＥ１以下で）オイルレベルセンサ１０６からの信号に基づく油面高さの判定を行うようにしている。これにより、スイッチングポイントの設定が可能な範囲をより広くすることができる。
Therefore, in the present embodiment, the capacity of the
以下、図８のフローチャートを参照して、前記のような油面高さの判定について具体的に説明する。このフローに示すルーチンは、エンジン１の暖機後に所定のタイミングで開始され、まず、スタート後のステップＳＴ２０１では、エンジン１の負荷率、エンジン回転数、エンジン水温（油温でもよい）などのデータを読み込む。なお、負荷率やエンジン回転数は、上述したようにエンジン１の運転制御のためにＥＣＵ１００において演算され、ＲＡＭに記憶されている。
Hereinafter, the determination of the oil level as described above will be specifically described with reference to the flowchart of FIG. The routine shown in this flow is started at a predetermined timing after the
続いてステップＳＴ２０２において、オイル供給系２の油圧制御の目標油圧が最低値になっているか否か判定する。すなわち、図４を参照して上述した油圧制御のメインルーチンにおけるステップＳＴ１０２で、目標油圧が最低値とされ、続くステップＳＴ１０３で算出されるポンプ容量の目標値が、最小ポンプ容量に相当する値になっているか否か判定する。これが否定判定（ＮＯ）であれば後述のステップＳＴ２０６に進む一方、肯定判定（ＹＥＳ）であればステップＳＴ２０３に進んで、今度は、エンジン回転数が所定回転数ＮＥ１以下か否か判定する。
Subsequently, in step ST202, it is determined whether or not the target hydraulic pressure for the hydraulic control of the
そして、エンジン回転数が前記所定回転数ＮＥ１よりも高ければ、否定判定（ＮＯ）して後述のステップＳＴ２０６に進む一方、エンジン回転数がアイドル回転数以上であって、且つ所定回転数ＮＥ１以下であれば、肯定判定（ＹＥＳ）してステップＳＴ２０４に進み、オイルレベルセンサ１０６からの信号がオン信号かオフ信号か判定する。オイルレベルセンサ１０６は、油面高さが閾値以下になればオフ信号を出力するので、このオフ信号を入力して肯定判定すれば（ＹＥＳ）、ステップＳＴ２０５に進んでタイマ（Ｔ）をカウントアップする（Ｔ＋１）。
If the engine rotational speed is higher than the predetermined rotational speed NE1, a negative determination (NO) is made and the process proceeds to step ST206 described later, while the engine rotational speed is equal to or higher than the idle rotational speed and equal to or lower than the predetermined rotational speed NE1. If there is, an affirmative determination (YES) is made and the process proceeds to step ST204 to determine whether the signal from the
一方、油面高さが閾値よりも高ければ、オイルレベルセンサ１０６はオン信号を出力するので、このオン信号を入力して否定判定すれば（ＮＯ）、ステップＳＴ２０６に進んでタイマをクリアし（Ｔ←０）、前記ステップＳＴ２０１へリターンする。つまり、オイルポンプ３が最小ポンプ容量の状態になっていて、且つエンジン回転数が所定回転数ＮＥ１以下になっているときに、オイルレベルセンサ１０６からのオフ信号が継続する時間を計測する。
On the other hand, if the oil level is higher than the threshold value, the
そして、ステップＳＴ２０７においてタイマのカウント値が所定値を超えたか（Ｔ＞Ｔ１）否か判定する。この所定値（Ｔ１）は、エンジン１の運転中にオイルパン１１内の油面が比較的大きく変動する状態も考慮し、油面の高さが閾値以下になったことを油面の変動とは区別して判定できるように、予め実験などによって設定されたものである。そこで、Ｔ≦Ｔ１で否定判定（ＮＯ）すれば前記ステップＳＴ２０１へリターンし、前記したステップＳＴ２０１〜ＳＴ２０６の手順を繰り返す。
In step ST207, it is determined whether the timer count value exceeds a predetermined value (T> T1). This predetermined value (T1) takes into account the fact that the oil level in the
これにより、オイルレベルセンサ１０６からのオフ信号が継続している間は、前記ステップＳＴ２０５でタイマ（Ｔ）をカウントアップしてゆき、そのカウント値が所定値を超えれば（Ｔ＞Ｔ１）、ステップＳＴ２０７において肯定判定して（ＹＥＳ）、ステップ２０８に進む。ここではＭＩＬランプ１５を点灯させ、オイルパン１１内の油面の高さがオイルの不足を判定する閾値以下になっていることの警報を発して、その後、制御を終了する（エンド）。
Thus, while the OFF signal from the
前記図６のフローのステップＳＴ２０２〜ＳＴ２０４を実行することによってＥＣＵ１００は、オイルポンプ３の容量が所定値以下の一定値に制御され、且つ、エンジン回転数が所定回転数ＮＥ１以下になっているときに、オイルレベルセンサ１０６からの信号に基づいて、油面の高さが閾値以下になったことを判定する油面高さ判定手段を構成する。本実施の形態において油面高さ判定手段は、最小ポンプ容量の状態で、油面の高さについての判定を行うものである。
By executing steps ST202 to ST204 in the flow of FIG. 6, the
以上、説明したように本実施の形態によると、エンジン１の運転中に、オイルポンプ３が最小ポンプ容量の状態に制御され、且つエンジン回転数が所定回転数ＮＥ１以下になっているときに、即ち、ポンプ容量やエンジン回転数が変化しても、できるだけ油面の高さが変化しないような状況下において、この油面の高さについての判定を行うようにしている。このことで、その判定のための閾値を含む好適な油面高さの範囲を確保することができ、この範囲内にオイルレベルセンサ１０６のスイッチングポイントを設定できる。
As described above, according to the present embodiment, when the
−他の実施形態−
上述した実施の形態の記載はあくまで例示に過ぎず、本発明の構成や用途などについても限定することを意図しない。例えば前記実施の形態においては、図８のフローのステップＳＴ２０２に表れているように、エンジン１の運転状態に応じて制御される目標油圧が最低値になっていて、オイルポンプ３が最小ポンプ容量に制御されているときに、油面高さの判定を行うようにしているが、必ずしも最小ポンプ容量の状態には限定されず、ポンプ容量が一定の状態であればよい。但し、ポンプ容量が大きければ、それだけエンジン回転数の変化によるオイルポンプ３の吐出量および吸い込み量の変化が大きくなるので、前記の一定値は最小値でないとしても小さなポンプ容量とするのが好ましい。
-Other embodiments-
The description of the above-described embodiment is merely an example, and is not intended to limit the configuration or use of the present invention. For example, in the above-described embodiment, as shown in step ST202 of the flow of FIG. 8, the target hydraulic pressure controlled according to the operating state of the
また、前記のように、エンジン１の運転状態に応じて制御される目標油圧が最低値になっているときに、油面高さについての判定を行うのではなく、油面高さについての判定を行うために強制的に、ポンプ容量を一定値に制御するようにしてもよい。すなわち、この場合にポンプ容量は、油面高さについての判定を開始する直前のポンプ容量に固定すればよく、最小値にする必要はない。
Further, as described above, when the target hydraulic pressure controlled in accordance with the operating state of the
本発明は、可変容量型オイルポンプを備えたエンジンにおいて、一般的なオイルレベルセンサによってオイルパン内の油面の高さを判定できるものであり、自動車用のエンジンに適用して効果が高い。 INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention can determine the height of the oil level in an oil pan by a general oil level sensor in an engine equipped with a variable displacement oil pump, and is highly effective when applied to an automobile engine.
１ エンジン
２ オイル供給系
３ 可変容量型のオイルポンプ
１１ オイルパン
１００ ＥＣＵ（ポンプ容量制御手段、油面高さ判定手段）
１０５ 油圧センサ
１０６ オイルレベルセンサ
DESCRIPTION OF
105
Claims (1)
オイルパン内に配設されて、油面の高さが所定の閾値以下になったことを検出可能なオイルレベルセンサと、を備えるエンジンに適用され、
前記エンジンのオイル供給系の油圧が目標油圧になるように、前記オイルポンプのポンプ容量を制御するポンプ容量制御手段を備えた油圧制御装置であって、
前記ポンプ容量制御手段によってポンプ容量が所定値以下の一定値に制御され、且つ、エンジン回転数が所定回転数以下になっているときに、前記オイルレベルセンサからの信号に基づいて、油面の高さが前記閾値以下になったことを判定する油面高さ判定手段を備えることを特徴とする油圧制御装置。 A variable displacement oil pump whose pump capacity can be changed continuously,
An oil level sensor disposed in an oil pan and capable of detecting that the oil level is below a predetermined threshold is applied to an engine,
A hydraulic control device comprising pump capacity control means for controlling a pump capacity of the oil pump so that a hydraulic pressure of an oil supply system of the engine becomes a target hydraulic pressure;
When the pump capacity is controlled by the pump capacity control means to a constant value below a predetermined value and the engine speed is below a predetermined speed, based on the signal from the oil level sensor, the oil level sensor An oil pressure control device comprising oil level height determining means for determining that the height is equal to or less than the threshold value.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2015165125A JP2017044082A (en) | 2015-08-24 | 2015-08-24 | Hydraulic control device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2015165125A JP2017044082A (en) | 2015-08-24 | 2015-08-24 | Hydraulic control device |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2017044082A true JP2017044082A (en) | 2017-03-02 |
Family
ID=58209341
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2015165125A Pending JP2017044082A (en) | 2015-08-24 | 2015-08-24 | Hydraulic control device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2017044082A (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2017044097A (en) * | 2015-08-25 | 2017-03-02 | トヨタ自動車株式会社 | Hydraulic control device |
-
2015
- 2015-08-24 JP JP2015165125A patent/JP2017044082A/en active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2017044097A (en) * | 2015-08-25 | 2017-03-02 | トヨタ自動車株式会社 | Hydraulic control device |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP4202297B2 (en) | Valve timing control device for internal combustion engine | |
| JP6308251B2 (en) | Engine oil supply device | |
| US10519824B2 (en) | Oil supply device of internal combustion engine | |
| US20130259709A1 (en) | Oil pump control system for vehicle and operation method thereof | |
| JP6411968B2 (en) | Hydraulic control device | |
| US10167752B2 (en) | Engine oil pump with electronic oil pressure control | |
| US9885423B2 (en) | Control system of hydraulic pressure control valve | |
| JP5835004B2 (en) | Abnormality determination device for internal combustion engine | |
| US10197055B2 (en) | Oil pump device | |
| US10309275B2 (en) | Control device for oil pump | |
| JP5982935B2 (en) | Control device for internal combustion engine | |
| JP2017044082A (en) | Hydraulic control device | |
| JP4888437B2 (en) | Fuel filter replacement time determination device and fuel supply system | |
| JP2017190681A (en) | Control device for internal combustion engine | |
| JP6483554B2 (en) | Hydraulic control device | |
| JP4103731B2 (en) | Variable compression ratio internal combustion engine | |
| JP2016011595A (en) | Hydraulic control unit | |
| JP6495784B2 (en) | Hydraulic control device | |
| JP2013231365A (en) | Control device of internal combustion engine | |
| JP6352888B2 (en) | Control device for internal combustion engine | |
| JP6350567B2 (en) | Engine oil supply device | |
| JP4346991B2 (en) | Oil circulation device for internal combustion engine | |
| JP2018091233A (en) | Control device for vehicle | |
| JP2022182457A (en) | Oil level detection device of internal combustion engine | |
| JP6243304B2 (en) | Control device for internal combustion engine |