JP2018091233A

JP2018091233A - 車両の制御装置

Info

Publication number: JP2018091233A
Application number: JP2016235309A
Authority: JP
Inventors: 治仁藤村; Haruhito Fujimura
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2016-12-02
Filing date: 2016-12-02
Publication date: 2018-06-14

Abstract

【課題】油圧センサの故障検出精度を向上する。【解決手段】車両の制御装置は、オイル吐出量を変更可能な可変容量オイルポンプと、前記可変容量オイルポンプの発生する油圧により動作して内燃機関の機関バルブのバルブタイミングを可変とする油圧式可変動弁機構と、前記油圧を検出する油圧センサと、クランクシャフトの回転角とカムシャフトの回転角とに基づいて、クランクシャフトに対するカムシャフトの相対位相を算出する算出部と、前記相対位相を目標位相に保持する制御中に、前記相対位相の変動量が閾値以上である場合、前記可変容量オイルポンプの吐出量を増加させる吐出量増加部と、前記可変容量オイルポンプの吐出量を増加させた後に、前記相対位相の変動量が前記閾値未満となった場合に、前記油圧センサの故障と判定する判定部と、を備える。【選択図】図１

Description

本発明は、車両の制御装置に関する。

車両等に搭載されるエンジンの各部の潤滑・冷却や可変バルブタイミング機構等を作動させるためのエンジンオイルを供給するオイルポンプとして、オイル吐出量を変更可能な可変容量オイルポンプが使用されている。可変容量オイルポンプのオイル吐出量は、例えば、メインギャラリの油圧を検出する油圧センサの出力値に基づいて算出され、目標吐出量となるようにフィードバック制御される。

特許文献１には、油圧センサの出力値が異常な値を示す、規定時間以上変化しない場合などに、油圧センサが故障していると判断する技術が開示されている。

特開２０１１−３３１４９号公報

しかしながら、油圧センサの出力値が正常とされる範囲内にある場合でも、例えば経年劣化等に起因してその出力値が実際の値（実際の油圧）からずれてしまう場合がある。特許文献１の技術では、このような油圧センサの故障を検出することができない。

そこで、本明細書開示の車両の制御装置は、油圧センサの故障検出精度を向上することを課題とする。

かかる課題を解決するために、本明細書に開示された車両の制御装置は、オイル吐出量を変更可能な可変容量オイルポンプと、前記可変容量オイルポンプの発生する油圧により動作して内燃機関の機関バルブのバルブタイミングを可変とする油圧式可変動弁機構と、前記油圧を検出する油圧センサと、クランクシャフトの回転角とカムシャフトの回転角とに基づいて、クランクシャフトに対するカムシャフトの相対位相を算出する算出部と、前記相対位相を目標位相に保持する制御中に、前記相対位相の変動量が閾値以上である場合、前記可変容量オイルポンプの吐出量を増加させる吐出量増加部と、前記可変容量オイルポンプの吐出量を増加させた後に、前記相対位相の変動量が前記閾値未満となった場合に、前記油圧センサの故障と判定する判定部と、を備える。

本明細書開示の車両の制御装置は、油圧センサの故障検出精度を向上することができる。

図１は、一実施形態に係る車両の制御装置が適用されたエンジンシステムの構成を示す概略図である。図２は、ＥＣＵが実行する油圧センサの故障判定処理を示すフローチャートである。

以下、本発明の実施形態について、添付図面を参照しつつ説明する。ただし、図面中、各部の寸法、比率等は、実際のものと完全に一致するようには図示されていない場合がある。また、図面によっては細部が省略されて描かれている場合もある。

まず、図１を参照し、一実施形態に係る車両の制御装置が適用されたエンジンシステムについて説明する。図１は、一実施形態に係る車両の制御装置が適用されたエンジンシステム１００の構成を示す概略図である。

図１に示すように、エンジンシステム１００では、オイルパン１０に溜まった潤滑油（以下、エンジンオイルという）が、可変容量オイルポンプ５０の動作による吸引力により、オイルストレーナ１２を介してオイルパン１０から吸引される。吸引されたエンジンオイルは、オイルフィルタ１５とオイルクーラ１６とを通過したのち、メインギャラリ１１を通過して内燃機関（以下、エンジンという）の各部４０（例えば、クランクジャーナルやカムジャーナル等）に供給される。メインギャラリ１１の油圧は油圧センサ２０によって検知される。

本実施形態の可変容量オイルポンプ５０は、オイル吐出量を変更可能な公知の可変容量型のオイルポンプである。可変容量オイルポンプ５０には、可変容量オイルポンプ５０とメインギャラリ１１とを接続する油路６１から分岐した油路６１ａが接続されている。油路６１ａには、リニアソレノイドバルブからなるオイルコントロールバルブ５１（以下、ＯＣＶ５１と記載する）が設けられている。ＯＣＶ５１は、後述するＥＣＵ（Electronic Control Unit）７０の制御により開閉する。ＯＣＶ５１の開閉によって可変容量オイルポンプ５０の圧力室に導入されるオイル流量（油圧）が変更される。これにより、可変容量オイルポンプ５０の容量が変更され、オイル吐出量が変更される。

また、エンジンシステム１００は、可変容量オイルポンプ５０の発生する油圧により、図示しないエンジンの機関バルブ（吸気弁及び排気弁）のバルブタイミングを可変とする油圧式の可変バルブタイミング機構３０（以下、油圧ＶＶＴ３０と記載する）を備える。油圧ＶＶＴ３０は、メインギャラリ１１の油圧調節によって作動油圧が制御されるようになっている。油圧ＶＶＴ３０は、油圧式可動弁機構の一例である。

また、エンジンシステム１００は、ＥＣＵ７０を備える。ＥＣＵ７０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＡＭ(Random Access Memory)、ＲＯＭ（Read Only Memory）、及び記憶装置等を備える。ＥＣＵ７０は、ＲＯＭや記憶装置に記憶されたプログラムを実行することにより各種制御を行う。ＥＣＵ７０は、算出部、吐出量増加部、及び判定部の一例である。

上述したＯＣＶ５１、油圧センサ２０の他、クランクシャフトの回転角を検出するクランク角センサ２１、カムシャフトの回転角を検出するカム角センサ２２等が、ＥＣＵ７０に接続されている。

ＥＣＵ７０は、油圧センサ２０、クランク角センサ２１、カム角センサ２２等の検出信号に基づいてＯＣＶ５１の開度を変更し、油圧センサ２０の故障を判定する故障判定処理を実行する。

図２は、ＥＣＵ７０が実行する故障判定処理の一例を示すフローチャートである。

ＥＣＵ７０は、まず、クランク角センサ２１の出力値とカム角センサ２２の出力値とから、クランクシャフトに対するカムシャフトの相対位相であるＶＶＴ位相を算出する（ステップＳ１１）。

続いて、ＥＣＵ７０は、ＶＶＴ位相をエンジンの運転状態に応じた目標位相に保持するＶＶＴ位相保持制御が行われているか否かを判断する（ステップＳ１２）。ＶＶＴ位相保持制御が行われているか否かは、例えば、ＶＶＴ位相保持要求がＯＮであるか否かにより判断すればよい。ＶＶＴ位相保持制御が行われていない場合（ステップＳ１２／ＮＯ）、ステップＳ１１に戻る。

ＶＶＴ位相保持制御が行われている場合（ステップＳ１２／ＹＥＳ）、ＥＣＵ７０は、ＶＶＴ位相の変動量が閾値以上であるか否かを判断する（ステップＳ１３）。本ステップでは、ＶＶＴ位相に許容範囲を超えた変動が生じているか否かを判断している。ＶＶＴ位相の変動量は、例えば、ＶＶＴ位相保持制御中の目標位相とＶＶＴ位相との差としてもよいし、ＶＶＴ位相の最大値とＶＶＴ位相の最小値との差としてもよい。ここで、ＶＶＴ位相保持制御中、油圧センサ２０に故障がなく、油圧のフィードバック制御が正常に行われている場合、ＶＶＴ位相と目標位相との差は所定範囲内に保たれる。しかし、油室からのオイルリークやオイル吐出量の不足によって位相保持に必要な油圧が不足すると、ＶＶＴ位相が許容範囲を超えて変動し、ＶＶＴ位相と目標位相との差が所定範囲を超える。例えば、油圧センサ２０が故障し、油圧センサ２０の検出値が実際の油圧よりも大きな値を示している場合、可変容量オイルポンプ５０のオイル吐出量が実際に必要なオイル吐出量よりも小さくなり、油圧の不足によってＶＶＴ位相が許容範囲を超えて変動する場合がある。

そこで、ＶＶＴ位相保持制御が行われている場合にＶＶＴ位相の変動量が閾値以上である場合（ステップＳ１３／ＹＥＳ）、ＥＣＵ７０は、ＯＣＶ５１を制御して、可変容量オイルポンプ５０のオイル吐出量を増加させる（ステップＳ１５）。ＶＶＴ位相の許容範囲を超えた変動は、可変容量オイルポンプ５０のオイル吐出量を十分に確保し、油圧ＶＶＴ３０が備える油室へのオイル供給量を十分に確保すれば解消することができるからである。

次に、ＥＣＵ７０は、ＶＶＴ位相の変動量が閾値未満となったか否かを判断する（ステップＳ１７）。本ステップでは、ＶＶＴ位相と目標位相との差が所定の範囲内になったか否かを判断している。可変容量オイルポンプ５０のエンジンオイル吐出量を増加させることによってＶＶＴ位相の変動量が閾値未満となった場合（ステップＳ１７／ＹＥＳ）、油圧センサ２０が実際の値よりも大きな値を示しており、油圧ＶＶＴ３０に供給する油圧が十分でなかったと考えられる。したがって、可変容量オイルポンプ５０のオイル吐出量を増加させることによりＶＶＴ位相の変動量が閾値未満となった場合（ステップＳ１７／ＹＥＳ）、ＥＣＵ７０は、油圧センサ２０に故障が発生していると判定する（ステップＳ１９）。

一方、ＶＶＴ位相の変動量が閾値未満とならない場合（ステップＳ１７／ＮＯ）、ＥＣＵ７０は、オイル吐出量が閾値よりも大きいか否かを判断する（ステップＳ２１）。オイル吐出量が閾値未満である場合（ステップＳ２１／ＮＯ）、ＥＣＵ７０は、ステップＳ１５に戻り、オイル吐出量を増加させる。

一方、オイル吐出量が閾値よりも大きい場合（ステップＳ２１／ＹＥＳ）、すなわち、可変容量オイルポンプ５０のオイル吐出量を閾値よりも大きくしてもＶＶＴ位相の変動量が閾値未満とならなかった場合には、油圧センサ２０ではなく、他の箇所（例えば、油圧ＶＶＴ３０）で故障が発生していると考えられる。したがって、この場合、ＥＣＵ７０は、油圧センサ２０には故障は発生していないと判定する（ステップＳ２３）。

なお、ステップＳ１３において、ＶＶＴ位相の変動量が閾値未満である場合（ステップＳ１３／ＮＯ）は、ＥＣＵ７０は、ステップＳ１２に戻る。

図２の処理は、所定時間毎に繰り返し実行される。

以上、詳細に説明したように、エンジンシステム１００は、オイル吐出量を変更可能な可変容量オイルポンプ５０と、可変容量オイルポンプ５０の発生する油圧により動作してエンジンの吸気弁及び排気弁のバルブタイミングを可変とする油圧ＶＶＴ３０と、油圧ＶＶＴ３０に供給される油圧を検出する油圧センサ２０と、クランクシャフトの回転角とカムシャフトの回転角とに基づいてＶＶＴ位相（クランクシャフトに対するカムシャフトの相対位相）を算出し、ＶＶＴ位相を目標位相に保持する制御中に、ＶＶＴ位相の変動量が所定の閾値以上である場合、可変容量オイルポンプ５０のオイル吐出量を増加させ、可変容量オイルポンプ５０のオイル吐出量を増加させた後に、ＶＶＴ位相の変動量が所定の閾値未満となった場合に、油圧センサ２０の故障と判定するＥＣＵ７０と、を備える。これにより、油圧センサ２０の出力値が正常とされる範囲内にあるが、実際の値（実際の油圧）からずれた値（実際の値を上回る値）を示すような油圧センサ２０の故障を検出することができ、油圧センサ２０の故障検出精度を向上することができる。

上記実施形態は本発明を実施するための例にすぎず、本発明はこれらに限定されるものではなく、これらの実施例を種々変形することは本発明の範囲内であり、更に本発明の範囲内において、他の様々な実施例が可能であることは上記記載から自明である。

２０油圧センサ
３０油圧ＶＶＴ（油圧式可変動弁機構）
５０可変容量オイルポンプ
７０ＥＣＵ（算出部、吐出量増加部、判定部）
１００エンジンシステム（車両の制御装置）

Claims

オイル吐出量を変更可能な可変容量オイルポンプと、
前記可変容量オイルポンプの発生する油圧により動作して内燃機関の機関バルブのバルブタイミングを可変とする油圧式可変動弁機構と、
前記油圧を検出する油圧センサと、
クランクシャフトの回転角とカムシャフトの回転角とに基づいて、クランクシャフトに対するカムシャフトの相対位相を算出する算出部と、
前記相対位相を目標位相に保持する制御中に、前記相対位相の変動量が閾値以上である場合、前記可変容量オイルポンプの吐出量を増加させる吐出量増加部と、
前記可変容量オイルポンプの吐出量を増加させた後に、前記相対位相の変動量が前記閾値未満となった場合に、前記油圧センサの故障と判定する判定部と、
を備える車両の制御装置。