JP2019019697A - 油圧制御装置及び油圧制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】低コスト化や制御の簡素化を図った上で、エンジン等の被供給部に対して所望の油圧でオイルを供給できる油圧制御装置及び油圧制御方法を提供する。
【解決手段】エンジン２に連通する入力ポート１１１と、エンジン２の油圧及び電磁力の合力によって連通及び遮断が切り替わる制御ポート１１２と、を有するソレノイドバルブ２２と、オイルパン１２に連通する吸入ポート５２、エンジン２に連通する吐出ポート５８、及び制御ポート１１２に連通する制御室Ｓ１を有し、制御室Ｓ１内の圧力に応じて吐出ポート５８を通じたエンジン２へのオイルの吐出量が変化する可変容量ポンプ２１と、ソレノイドバルブ２２に流す必要電流値を制御するＥＣＵ２３と、を備え、ＥＣＵ２３は、エンジン２の状態を示すパラメータに基づきエンジン２の油圧目標値を算出するとともに、油圧目標値と必要電流値との相関を示すマップに基づき、必要電流値を算出する。
【選択図】図１

Description

本発明は、油圧制御装置及び油圧制御方法に関するものである。

自動車のエンジン等にオイルを供給する油圧制御装置では、エンジンの回転に応じて駆動するポンプの吐出量を制御する。これにより、エンジンの回転数に関わらず、エンジンに対して所望の油圧でオイルが供給されるように構成されている。

例えば、下記特許文献１には、上述した油圧制御装置として、ソレノイドバルブと、可変容量ポンプと、を備えた構成が開示されている。
ソレノイドバルブは、エンジンに連通する入力ポートと、油圧及び電磁力の合力によって連通及び遮断が切り替わる制御ポートと、を有している。
可変容量ポンプには、例えばベーンポンプが採用されている。具体的に、可変容量ポンプは、オイル供給源に連通する吸入ポートと、エンジンに連通する吐出ポート及び制御ポートと、吐出ポート及び制御ポートを通じてオイルが流入する制御室と、を有している。可変容量ポンプは、エンジンの回転に応じて駆動するとともに、制御室内の油圧に応じて吐出ポートを通じたエンジンへのオイルの吐出量が変化する。

上述したソレノイドバルブは、制御部によって電磁力が制御される。この場合、電磁力の制御は、フィードバック制御で行われることが一般的である。すなわち、制御部は、エンジンの状態を示すパラメータ（回転数やアクセル開度等）から算出される油圧目標値と、エンジンの油圧実測値（メインギャラリ圧）と、の偏差をゼロに近づけるように、電磁弁に流す電流値を算出する。

特表２０１０−５２６２３７号公報

しかしながら、上述した従来技術にあっては、油圧実測値に基づき電流値を常に変化させる必要がある。そのため、例えば加減速時や外的要因等によるエンジンの過渡状態での応答性及び安定性（過渡特性）を両立させるには、高精度な油圧センサが必要になったり、制御自体の複雑化に繋がったりする。その結果、コスト増に繋がるという課題がある。

そこで、本発明は、上述した事情に考慮してなされたもので、低コスト化や制御の簡素化を図った上で、エンジン等の被供給部に対して所望の油圧でオイルを供給できる油圧制御装置及び油圧制御方法を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明は以下の態様を採用した。
本発明の一態様に係る油圧制御装置は、オイルの被供給部に連通する入力ポートと、前記被供給部の油圧及び電磁力の合力によって連通及び遮断が切り替わる制御ポートと、を有する電磁弁と、オイルの供給源に連通する吸入ポート、前記被供給部に連通する吐出ポート、及び前記制御ポートに連通する制御室を有し、前記被供給部の駆動に応じて回転するとともに、前記制御室内の圧力に応じて前記吐出ポートを通じた前記被供給部へのオイルの吐出量が変化する可変容量ポンプと、前記電磁弁に流す必要電流値を制御する制御部と、を備え、前記制御部は、前記被供給部の状態を示すパラメータに基づき前記被供給部の油圧目標値を算出するとともに、前記油圧目標値と前記必要電流値との相関を示すマップに基づき、前記必要電流値を算出する。
本発明の一態様に係る油圧制御方法は、オイルの被供給部に連通する入力ポートと、前記被供給部の油圧及び電磁力の合力によって連通及び遮断が切り替わる制御ポートと、を有する電磁弁と、オイルの供給源に連通する吸入ポート、前記被供給部に連通する吐出ポート、及び前記制御ポートに連通する制御室を有し、前記被供給部の駆動に応じて回転するとともに、前記制御室内の圧力に応じて前記吐出ポートを通じた前記被供給部へのオイルの吐出量が変化する可変容量ポンプと、前記電磁弁に流す必要電流値を制御する制御部と、を備えた油圧制御装置の油圧制御方法であって、前記制御部は、前記被供給部の状態を示すパラメータに基づき前記被供給部の油圧目標値を算出する油圧目標値算出ステップと、前記油圧目標値と前記必要電流値との相関を示すマップに基づき、前記必要電流値を算出する必要電流値算出ステップと、を有している。

上記態様によれば、マップに基づき算出された必要電流値の電流を電磁弁に流すため、要求された油圧目標値に被供給部の油圧を速やかに近づけることができる。この場合、フィードバック制御のように、油圧目標値と油圧実測値とに基づき必要電流値を常に変化させる場合に比べて、低コスト化や制御の簡素化を図った上で、過渡特性を満足できる。その結果、被供給部に対して所望の油圧でオイルを供給できる。

上記態様の油圧制御装置において、前記マップは、前記油圧目標値が増大するに従い前記必要電流値が小さくなるように設定され、前記電磁弁は、前記合力が連通閾値以上の場合に前記制御ポートと前記制御室とを連通させることが好ましい。
本態様によれば、必要電流値を増加させることで油圧目標値が減少するため、可変容量ポンプの動力となる被供給部の駆動（例えば、エンジンの回転数）に関わらず、被供給部に対して所望の油圧でオイルを供給できる。

上記態様の油圧制御装置において、前記可変容量ポンプは、前記吸入ポート及び前記吐出ポートを有するハウジングと、前記吸入ポート及び前記吐出ポートに連通するとともに、前記ハウジングとの間に画成される前記制御室と前記吸入ポート及び前記吐出ポートとの間をそれぞれ仕切り、前記制御室を拡縮させる方向に移動可能なカムリングと、前記カムリングの内側において、前記カムリングの移動方向に直交する軸線回りに回転可能に構成されたロータと、前記カムリングの移動に伴い、前記軸線に直交する径方向に進退可能に前記ロータに支持されるとともに、前記径方向の外側端面が前記カムリングの内周面に摺動可能な複数のベーンと、を備え、前記カムリングの外周面は、前記吐出ポートから吐出されるオイルの吐出圧が作用する受圧面と、前記受圧面に対向するとともに、前記吐出圧に応じて前記ハウジングの内面のうち前記吸入ポートの開口面に押し付けられる押付面と、を有していることが好ましい。
本態様によれば、吐出圧に起因して受圧面に作用する押付荷重によって吸入ポートの開口面に押付面を押し付けることができる。これにより、制御室と吸入ポートとの間を確実にシールできる。

上記態様の油圧制御装置において、前記被供給部の油圧及び前記電磁力は、同一方向に作用し、前記制御部は、前記被供給部の油圧が下限閾値以下の場合に前記電磁弁に流れる電流を減少させることが好ましい。
本態様によれば、電磁弁に流れる電流値を減少させることで、制御ポートを連通させるために必要な被供給部の油圧が増加するため、油圧目標値に関わらず、強制的に吐出量を増加させることができる。これにより、被供給部の油圧が極端に低下した状態に陥るのを抑制し、被供給部の油圧を所望の範囲に維持できる。
なお、上記制御のために圧力スイッチを設けた場合であっても、圧力スイッチは比較的安価であるため、フィードバック制御のように圧力センサを設ける場合に比べて、コスト優位性を確保できる。

上記態様の油圧制御装置において、前記被供給部の油圧及び前記電磁力は、同一方向に作用し、前記制御部は、前記被供給部の油圧が上限閾値以上の場合に前記電磁弁に流れる電流を増加させることが好ましい。
本態様によれば、電磁弁に流れる電流値を増加させることで、制御ポートを連通させるために必要な被供給部の油圧が低減するため、油圧目標値に関わらず、強制的に吐出量を減少させることができる。これにより、被供給部の油圧が極端に上昇した状態に陥るのを抑制し、被供給部の油圧を所望の範囲に維持できる。
なお、上記制御のために圧力スイッチを設けた場合であっても、圧力スイッチは比較的安価であるため、フィードバック制御のように圧力センサを設ける場合に比べて、コスト優位性を確保できる。

本発明の一態様によれば、低コスト化や制御の簡素化を図った上で、駆動源に対して所望の油圧でオイルを供給できる。

実施形態に係る油圧制御システムのブロック図である。 実施形態に係る油圧制御システムのブロック図である。 実施形態に係るＥＣＵのブロック図である。 電流値Ｉと吐出圧Ｐｂとの相関を回転数毎に示すグラフである。 電流値Ｉと制御圧Ｐａとの関係を回転数毎に示すグラフである。 油圧制御方法を説明するためのフローチャートである。

次に、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。本実施形態では、油圧制御システムとして、本発明の油圧制御装置がエンジンに搭載された構成を例にして説明する。

［油圧制御システム］
図１は、油圧制御システム１のブロック図である。
図１に示すように、本実施形態の油圧制御システム１は、エンジン（被供給部）２と、油圧制御装置３と、を主に備えている。

＜エンジン＞
エンジン２は、シリンダヘッド及びシリンダブロックにより画成されたエンジン本体１１と、エンジン本体１１の下部に取り付けられたオイルパン（オイル供給源）１２と、を有している。
エンジン本体１１内には、オイルの供給対象１３である種々の潤滑部材や冷却部材、油圧デバイスが収容されている。供給対象１３としては、例えばピストンやクランクシャフト、カムシャフト、ＶＴＣ（Ｖａｌｖｅ Ｔｉｍｉｎｇ Ｃｏｎｔｒｏｌ ＳＹＳＴＥＭ）等が挙げられる。供給対象１３には、オイルフィルタ１５を通過したオイルがメインギャラリ１６を通過した後、各分配流路１７を経て供給される。なお、供給対象１３に供給されたオイルは、供給対象１３を通過した後、オイルパン１２に戻される。

＜油圧制御装置＞
油圧制御装置３は、可変容量ポンプ２１と、ソレノイドバルブ（電磁弁）２２と、制御部に相当するＥＣＵ（Ｅｎｇｉｎｅ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）２３と、を備えている。

＜可変容量ポンプ＞
可変容量ポンプ２１は、エンジン２（クランクシャフト）の回転に応じて回転するとともに、エンジン２の１回転毎に吐出されるオイルの吐出量（ポンプ容量）が変更可能に構成されている。可変容量ポンプ２１には、例えばベーンポンプが用いられている。

可変容量ポンプ２１は、ハウジング３１と、ハウジング３１に収容されたカムリング３２、カムスプリング３３及びポンプ部３４と、を主に有している。
ハウジング３１は、正面視（紙面垂直方向）で矩形枠状の周壁部３６と、周壁部３６の両端開口部を閉塞する第１エンド部３７及び第２エンド部（不図示）と、を主に有している。なお、ハウジング３１は、主に周壁部３６及び第１エンド部３７を構成する箱型のポンプボディ４１と、ポンプボディ４１の開口部を閉塞するとともに、主に第２エンド部を構成するカバーと、に分割構成されている。

ハウジング３１内には、カムリング３２及びポンプ部３４を収容するポンプ収容部４４と、ポンプ収容部４４に連通するスプリング収容部４５と、が画成されている。

ポンプ収容部４４は、正面視で矩形状に形成されている。周壁部３６のうち、第１壁部５１には、第１壁部５１を貫通する吸入ポート５２が形成されている。吸入ポート５２は、吸入流路５３を通してポンプ収容部４４内とオイルパン１２内に連通させている。なお、吸入流路５３の上流端部には、ストレーナ５４が接続されている。

ハウジング３１には、吐出ポート５８が形成されている。吐出ポート５８は、周壁部３６のうち、例えば第１壁部５１に対向する第２壁部５６で開口している。吐出ポート５８は、供給流路６１を通してポンプ収容部４４内と上述したオイルフィルタ１５とを連通させている。本実施形態において、供給流路６１からは、オイルパン１２に向けて延びるエマージェンシー流路６２が分岐している。エマージェンシー流路６２には、エマージェンシーバルブ６３が設けられている。エマージェンシー流路６２は、供給流路６１内で過大圧力が発生したときにエマージェンシーバルブ６３が開弁して、供給流路６１とオイルパン１２内とを連通させる。これにより、供給流路６１内にオイルがエマージェンシー流路６２を通ってオイルパン１２に流出し、供給流路６１内の圧力を解放する。

スプリング収容部４５は、正面視でポンプ収容部４４よりも小さい矩形状に形成されている。スプリング収容部４５は、上述した周壁部３６のうち、第１壁部５１と第２壁部５６とを架け渡す第３壁部６４に形成されている。スプリング収容部４５は、第３壁部６４の内面においてポンプ収容部４４に開口している。

カムリング３２は、正面視で円形状の貫通孔７１を有する角筒状に形成されている。カムリング３２は、ポンプ収容部４４内において、上述した第３壁部６４に接近離間する方向にスライド移動可能に構成されている。ポンプ収容部４４内において、第３壁部６４に対向する第４壁部７４と、カムリング３２と、の間には、制御室Ｓ１が画成されている。制御室Ｓ１は、制御流路７７を通じてソレノイドバルブ２２からオイルが供給可能に構成されている。カムリング３２は、制御室Ｓ１に発生する圧力（以下、「制御圧Ｐａ」という。）に応じてスライド移動することで、制御室Ｓ１を拡縮させる。すなわち、カムリング３２のうち、第４壁部７４の内面に対向する対向面は、制御圧Ｐａを受ける制御面３２ａとして機能する。

カムリング３２において、第１壁部５１と対向する部分には、吸入連通路７２が形成されている。吸入連通路７２は、貫通孔７１内と吸入ポート５２内とを連通させている。カムリング３２のうち、第２壁部５６に対向する部分には、第２壁部５６の内面に密接する一対のチップシール（第１チップシール７５及び第２チップシール７６）が取り付けられている。ポンプ収容部４４内において、カムリング３２、第２壁部５６及び各チップシール７５，７６に画成された部分には、圧力室Ｓ２が画成されている。圧力室Ｓ２は、例えば第１エンド部３７に形成された吐出連通路７８を通じて貫通孔７１内に連通するとともに、上述した吐出ポート５８に連通している。

圧力室Ｓ２には、ポンプ部３４から送出されるオイルが流入することで、吐出圧Ｐｂが作用する。したがって、カムリング３２は、圧力室Ｓ２内で発生する吐出圧Ｐｂによって第１壁部５１に向けて押さえ付けられている。すなわち、カムリング３２のうち、第１壁部５１の内面に対向する対向面は、制御室Ｓ１と吸入ポート５２との間を仕切り、かつカムリング３２のスライドに伴い第１壁部５１の内面に摺動する押付面３２ｂとして機能する。一方、カムリング３２のうち、第２壁部５６の内面に対向する対向面は、吐出圧Ｐｂを受ける受圧面３２ｃとして機能する。

カムリング３２は、第１チップシール７５を介して圧力室Ｓ２（吐出ポート５８）と制御室Ｓ１との間を仕切っている。すなわち、カムリング３２は、制御室Ｓ１及び吐出ポート５８間、並びに制御室Ｓ１及び吸入ポート５２間を仕切っている。なお、ポンプ収容部４４内において、カムリング３２と第３壁部６４との間には大気圧が作用する開放室Ｓ３を構成している。カムリング３２は、第２チップシール７６を介して圧力室Ｓ２と開放室Ｓ３との間を仕切っている。

カムスプリング３３は、スプリング収容部４５内に収容されている。具体的に、カムスプリング３３は、スプリング収容部４５の内面と、カムリング３２における第３壁部６４との対向面と、の間に弾性変形した状態で介在している。すなわち、カムスプリング３３には、所定のカムセット荷重Ｗ１が付与されている。したがって、カムスプリング３３は、カムリング３２を第４壁部７４に向けて（制御室Ｓ１が縮小する方向に向けて）常に付勢している。

ポンプ部３４は、カムリング３２内に回転可能に収容されている。具体的に、ポンプ部３４は、ロータ８１と、複数のベーン８２と、ガイドリング８３と、を備えている。

ロータ８１は、軸線Ｏ１に沿って延びるシャフト８５と、シャフト８５に固定されたロータコア８６と、を備えている。
シャフト８５は、カムリング３２のスライド方向に直交する方向（紙面垂直方向）に延びる軸線Ｏ１に沿って延在している。シャフト８５のうち、軸線Ｏ１に沿うポンプ軸方向の両端部は、第１エンド部３７及び第２エンド部に回転可能に支持されている。シャフト８５は、例えばクランクシャフトに直接又は間接で接続されている。したがって、シャフト８５は、クランクシャフトの回転に連動して回転する。

ロータコア８６は、外径が貫通孔７１の内径よりも小さい筒状に形成されている。ロータコア８６は、貫通孔７１内においてシャフト８５に外嵌されている。ロータコア８６には、軸線Ｏ１に対して放射状に延びる複数のスリット８７が形成されている。各スリット８７は、ロータコア８６の外周面でそれぞれ開口している。

ベーン８２は、上述した各スリット８７内に各別に収容されている。ベーン８２は、軸線Ｏ１に直交するポンプ径方向にそれぞれスライド移動可能構成されている。ベーン８２の先端面（ポンプ径方向の外側端面）は、ロータ８１の回転に伴いカムリング３２の内周面を摺動可能に構成されている。

ガイドリング８３は、ポンプ軸方向におけるシャフト８５の両端部（ロータコア８６よりも外側に位置する部分）にそれぞれ外挿されている（図１では一方のガイドリング８３のみを示す）。各ガイドリング８３は、外径がロータコア８６の外径よりも小さく、内径がシャフト８５の外径よりも大きくなっている。各ガイドリング８３の外周面には、各ベーン８２におけるポンプ径方向の内側端面が摺動可能に当接している。したがって、ロータ８１、カムリング３２の内周面及びガイドリング８３の外周面の間には、各ベーン８２によって仕切られた扇状のポンプ室Ｓ４が複数画成される。

上述した各ポンプ室Ｓ４のうち、ロータ８１の回転方向（図示の例では反時計回り）において、吸入連通路７２と吐出連通路７８との中間部分に対して吸入連通路７２側の領域は、吸入領域になっている。一方、ポンプ室Ｓ４のうち、吸入連通路７２と吐出連通路７８との中間部分に対して吐出連通路７８側の領域は、吐出領域になっている。可変容量ポンプ２１では、吸入領域において吸入連通路７２から中間部分に至る各ポンプ室Ｓ４の容積が増大する量の差分（吐出領域において中間部分から吐出連通路７８に至る各ポンプ室Ｓ４の容積が減少する量の差分）に応じて吐出ポート５８からのオイルの吐出量が変化する。

すなわち、カムリング３２（制御面３２ａ）が第４壁部７４に最接近している場合、ガイドリング８３の軸線Ｏ２は、軸線Ｏ１に対して最も偏心した状態になる。この際、各ポンプ室Ｓ４間での容積変化が最大となるため、吐出量が最大となる。具体的に、各ポンプ室Ｓ４の容積が吸入連通路７２から中間部分に向かう従い大きくなることで、吸入連通路７２を通じてポンプ室Ｓ４にオイルが吸入される。一方、各ポンプ室Ｓ４の容積が、中間部分から吐出連通路７８に接近するに従い小さくなることで、吐出連通路７８を通じてポンプ室Ｓ４からオイルが吐出される。

図２は、可変容量ポンプ２１が同心位置にある場合の油圧制御システム１のブロック図である。
図２に示すように、可変容量ポンプ２１では、カムリング３２の移動量に応じて各ポンプ室Ｓ４の容積が変化する。具体的に、カムリング３２（制御面３２ａ）と第４壁部７４とが離間するに従い、軸線Ｏ１，Ｏ２の偏心量が縮小する。そのため、各ポンプ室Ｓ４間での容積変化が小さくなり、吐出量が減少する。なお、本実施形態の可変容量ポンプ２１では、軸線Ｏ１，Ｏ２が同軸上に配置された場合（同心位置）には、各ポンプ室Ｓ４の容積変化がゼロとなり、吐出量はゼロになる。

＜ソレノイドバルブ＞
図１に示すように、ソレノイドバルブ２２は、制御圧Ｐａを制御して、可変容量ポンプ２１の吐出量（カムリング３２の偏心量）を制御する。具体的に、ソレノイドバルブ２２は、バルブボディ１００と、栓体１０１と、ソレノイド１０２と、スプール１０３と、を主に備えている。なお、本実施形態において、ソレノイドバルブ２２は、可変容量ポンプ２１のハウジング３１に一体に組み付けられている。但し、ソレノイドバルブ２２は、可変容量ポンプ２１と別体で設けられていても構わない。

バルブボディ１００は、軸線Ｏ３に沿って延びる有底筒状に形成されている。バルブボディ１００の周壁部１１０には、周壁部１１０を貫通する入力ポート１１１及び制御ポート１１２が形成されている。各ポート１１１，１１２は、軸線Ｏ３に沿うバルブ軸方向において、バルブボディ１００の開口部寄りに位置する部分（以下、「第１側」という。）に、バルブ軸方向に間隔をあけて配置されている。

入力ポート１１１は、入力流路１１５を通じてメインギャラリ１６に連通している。
制御ポート１１２は、入力ポート１１１に対してバルブ軸方向の第１側に位置している。制御ポート１１２は、制御流路７７を通じて制御室Ｓ１内に連通している。なお、各ポート１１１，１１２の形状は、軸線Ｏ３回りのバルブ周方向に延びるスリット形状や丸孔等、適宜変更が可能である。

栓体１０１は、バルブボディ１００の周壁部１１０内において、制御ポート１１２よりもバルブ軸方向の第１側に位置する部分に、圧入等によって固定されている。

ソレノイド１０２は、バルブボディ１００内における底壁部１１６寄りに位置する部分（以下、バルブ軸方向の「第２側」という。）に配置されている。具体的に、ソレノイド１０２は、コイル１２０と、プランジャ１２１と、を備えている。

コイル１２０は、周壁部１１０内において、バルブ軸方向の第２側に位置する部分に嵌合されている。コイル１２０には、ＥＣＵ２３により算出される電流信号（ＤＵＴＹ信号）に基づき、電流が流れる（励磁される）。
プランジャ１２１は、コイル１２０の内側に、軸線Ｏ３と同軸で配置されている。プランジャ１２１は、コイル１２０との間に作用する電磁力Ｗａによって、バルブ軸方向に移動可能に構成されている。

スプール１０３は、バルブボディ１００内において、ソレノイド１０２に対してバルブ軸方向の第１側に収容されている。スプール１０３は、バルブボディ１００内をバルブ軸方向に移動することで、制御ポート１１２と制御室Ｓ１との連通及び遮断を切り替える。本実施形態では、スプール１０３のバルブ軸方向での移動量に応じて、制御ポート１１２と制御室Ｓ１との連通量を無段階で変更できるように構成されている。

スプール１０３は、軸部１３０と、軸部１３０におけるバルブ軸方向の両端部にそれぞれ形成された第１弁座部１３１及び第２弁座部１３２と、を有している。
軸部１３０は、軸線Ｏ３と同軸に配置されている。軸部１３０は、バルブ軸方向の第１側に向かうに従い漸次拡径するテーパ状に形成されている。軸部１３０におけるバルブ軸方向の第１側の端部と、栓体１０１と、の間には、バルブスプリング１３５が介在している。バルブスプリング１３５には、所定のバルブセット荷重Ｗ２が付与されている。すなわち、バルブスプリング１３５は、スプール１０３をバルブ軸方向の第２側に向けて常に付勢している。なお、バルブセット荷重Ｗ２は、バルブボディ１００に対する栓体１０１の圧入量等によって無段階に調整可能である。

一方、軸部１３０におけるバルブ軸方向の第２側の端面は、上述したプランジャ１２１に連係している。したがって、スプール１０３は、プランジャ１２１の移動（電磁力Ｗａ）に伴い、バルブボディ１００内をバルブ軸方向に移動可能に構成されている。

第１弁座部１３１は、軸部１３０におけるバルブ軸方向の第１側の端部から軸線Ｏ３に直交するバルブ径方向の外側に張り出している。第１弁座部１３１の外周面は、スプール１０３の移動に伴い、周壁部１１０の内周面に摺動可能に構成されている。
第２弁座部１３２は、軸部１３０におけるバルブ軸方向の第２側の端部からバルブ径方向の外側に張り出している。第２弁座部１３２の外周面は、スプール１０３の移動に伴い、周壁部１１０の内周面に摺動可能に構成されている。第２弁座部１３２は、スプール１０３の位置に関わらず、入力ポート１１１よりもバルブ軸方向の第２側に位置している。なお、第１弁座部１３１の外径は、第２弁座部１３２の外径に比べて０．数ｍｍ程度大きくなっている。

スプール１０３における軸部１３０、各弁座部１３１，１３２及び周壁部１１０で囲まれた部分は、入力室Ｓ５を画成している。入力室Ｓ５には、入力ポート１１１を通じてメインギャラリ１６からオイルが流入する。本実施形態において、上述した第１弁座部１３１は、スプール１０３の移動に伴い、入力室Ｓ５と制御ポート１１２とを連通させる開放位置（図２参照）、及び入力室Ｓ５と制御ポート１１２との連通を遮断する遮断位置（図１参照）の間を移動する。なお、開放位置では、制御ポート１１２の少なくとも一部が入力室Ｓ５に開口していれば構わない。すなわち、本実施形態では、開放位置において、スプール１０３のバルブ軸方向での移動量に応じて、制御ポート１１２と制御室Ｓ１との連通量（制御ポート１１２のうち、入力室Ｓ５に開口する開口面積）が変わり、制御圧Ｐａを無段階に変更することができる。

各弁座部１３１，１３２における入力室Ｓ５を画成する面（バルブ軸方向で対向する面）は、入力室Ｓ５に発生する圧力（以下、「入力圧Ｐｃ」という。）を受ける受圧面１３１ａ，１３２ａとして機能する。なお、本実施形態において、入力圧Ｐｃは、吐出圧Ｐｂやメインギャラリ１６内の圧力（以下、「メインギャラリ圧Ｐｄ」という。）と同等とみなすことができる。

本実施形態において、第１受圧面１３１ａは、第２受圧面１３２ａよりも大きくなっている。これは第１弁座部１３１の外径が第２弁座部１３２の外径よりも大きいためである。したがって、入力圧Ｐｃに起因して第１受圧面１３１ａに作用する荷重（以下、「入力荷重Ｗ３」という。）は、第２受圧面１３２ａに作用する荷重に比べて大きくなる。すなわち、本実施形態では、電磁力Ｗａ及び入力荷重Ｗ３が同一方向に作用するように構成されている。

次に、可変容量ポンプ２１及びソレノイドバルブ２２の動作について簡単に説明する。
図２に示すように、本実施形態のソレノイドバルブ２２は、電磁力Ｗａと入力荷重Ｗ３との合力Ｗ４が、バルブセット荷重Ｗ２よりも大きい場合に、合力Ｗ４によってスプール１０３が開放位置に向けて押し込まれる。すなわち、スプール１０３を開放位置に移動させるための入力圧Ｐｃを開放圧Ｐｃ１とすると、電流値Ｉが増加するに従い電磁力Ｗａが増加する。そのため、開放圧Ｐｃ１（入力荷重Ｗ３）が低下してもスプール１０３は移動できる。

そして、合力Ｗ４が所定の連通閾値以上の場合に制御ポート１１２が開放され、入力室Ｓ５と制御室Ｓ１とが連通する。そして、入力室Ｓ５と制御室Ｓ１とが連通することで、制御流路７７を通じて可変容量ポンプ２１の制御室Ｓ１にオイルが流入する。なお、ソレノイドバルブ２２は、入力圧Ｐｃが所定の開放圧Ｐｃ１を超えた場合に、開放圧Ｐｃ１のみによって（コイル１２０の無通電状態であっても）スプール１０３が開放位置に移動するように設定されている。

上述した可変容量ポンプ２１では、制御室Ｓ１にオイルが流入することで、制御圧Ｐａが増加する。図１に示すように、制御圧Ｐａに起因して制御面３２ａに作用する荷重（以下、「制御荷重Ｗ５」という。）がカムセット荷重Ｗ１以下の場合、制御面３２ａは図１のように第４壁部７４の内面に最接近している。そのため、上述したように可変容量ポンプ２１からの吐出量が最大となる。
一方、図２に示すように、制御荷重Ｗ５がカムセット荷重Ｗ１よりも大きくなると、カムリング３２が制御室Ｓ１を拡大させる方向にスライド移動する。これに伴い、軸線Ｏ１，Ｏ２の偏心量が縮小する方向にガイドリング８３が移動することで、可変容量ポンプ２１の１回転毎の吐出量が減少する。

このように、本実施形態の油圧制御装置３は、ソレノイド１０２による電磁力Ｗａと入力荷重Ｗ３との合力Ｗ４によって可変容量ポンプ２１からの吐出量が制御される。これにより、油圧制御装置３は、エンジン２の回転数に関わらず、エンジン２の１回転毎の吐出量を調整できる。なお、ソレノイド１０２が故障すると電磁力Ｗａはゼロとなるので合力Ｗ４も小さくなり、制御圧Ｐａも低くなる。これにより、制御室Ｓ１が縮小し、可変容量ポンプ２１の１回転毎に吐出するオイルの量及び／又は吐出圧が増加する。そのため、ソレノイド１０２が仮に故障した場合であっても、エンジン２を保護できる。

＜ＥＣＵ＞
図３は、ＥＣＵ２３のブロック図である。
図３に示すように、ＥＣＵ２３は、ＥＮＧ状態決定部１５０、油圧目標算出部１５１、記憶部１５２、必要電流算出部１５３、フェール電流設定部１５４及び出力部１５５を主に有している。なお、ＥＣＵ２３は、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ、インターフェース回路等を含む電子回路ユニットにより構成される。

ＥＮＧ状態決定部１５０は、エンジン２の状態を示すＥＮＧパラメータを決定する。なお、ＥＮＧパラメータは、例えばエンジン２の負荷や、アクセル開度、温度（外気温や油温）、大気圧等により決定される。

油圧目標算出部１５１は、例えば記憶部１５２に記憶された油圧目標マップに基づき、メインギャラリ圧Ｐｄの油圧目標値Ｐｄ１を算出する。油圧目標マップは、例えば上述したＥＮＧパラメータと油圧目標値Ｐｄ１との相関を、シミュレーション等によって予め決定したものである。具体的に、油圧目標マップは、ＥＮＧパラメータが増大するに従い（例えば、エンジン２の負荷が増大するに従い）油圧目標値Ｐｄ１が増大するように設定されている。

必要電流算出部１５３は、記憶部１５２に記憶された必要電流マップに基づき、油圧目標値Ｐｄ１を達成するために必要な電流値（以下、「必要電流値Ｉａ」という。）を算出する。必要電流マップは、上述した油圧目標値Ｐｄ１と必要電流値Ｉａとの相関を、シミュレーション等によって予め決定したものである。具体的に、必要電流マップは、油圧目標値Ｐｄ１が増大するに従い、必要電流値Ｉａが減少するように設定されている。

ここで、必要電流マップの設定方法について説明する。図４は、コイル１２０に流れる電流値Ｉと吐出圧Ｐｂとの相関（ＩＰ特性と名付ける）を回転数毎に示すグラフである。図５は、電流値Ｉと制御圧Ｐａとの関係を回転数毎に示すグラフである。なお、図４、図５では、回転数Ａ〜Ｄの順に回転数が高くなっている。この場合、例えば回転数Ａ，Ｂは低回転領域であり、回転数Ｃ，Ｄは中高回転領域（例えば、１０００ｒｐｍ以上）である。また、上述したように、吐出圧Ｐｂは、メインギャラリ圧Ｐｄ及び入力圧Ｐｃと同等とみなすことができる。

図４に示すように、本実施形態の油圧制御装置３では、中高回転領域における無通電状態での最大吐出圧Ｐｂ２が一定に設定されている。これは、中高回転領域では、エンジン２の回転数に伴う可変容量ポンプ２１の回転により、メインギャラリ圧Ｐｄが増大した場合に、無通電状態であっても開放圧Ｐｃ１に達するためである。
一方、図５に示すように、無通電状態において、制御室Ｓ１には、エンジン２の回転数に応じて異なる制御圧Ｐａが入力されている。この場合には、回転数に応じて軸線Ｏ１，Ｏ２の偏心量が変化する。具体的には、制御圧Ｐａが増加するに従い（回転数が高くなるに従い）、軸線Ｏ１，Ｏ２の偏心量が減少することで、吐出量が減少する。すなわち、エンジン２の回転数の増加に伴い、可変容量ポンプ２１の回転数が増加したとしても、制御圧Ｐａが増加することで、エンジン２の１回転毎の吐出量が減少する。そのため、中高回転領域では、エンジン２の回転数に関わらず、無通電状態での最大吐出圧Ｐｂ２が一定に設定される。

また、本実施形態の可変容量ポンプ２１では、上述したようにソレノイド１０２による電磁力Ｗａと入力荷重Ｗ３との合力Ｗ４によって可変容量ポンプ２１からの吐出量が制御される。具体的に、図５に示すように、電流値Ｉが増加するに従い、スプール１０３のストロークが増加することで、制御圧Ｐａが増加する。これにより、電流値Ｉを増加させるに従い、可変容量ポンプ２１の吐出量を減少させることができる。そのため、図４に示すように、電流値Ｉが増加するに従い、吐出圧Ｐｂが減少する。

このように、本実施形態では、特に中高回転領域において同一のＩＰ特性を示す。そのため、本実施形態では、ＩＰ特性に倣った必要電流マップを設定する。すなわち、必要電流マップは、油圧目標値Ｐｄ１が増大するに従い、必要電流値Ｉａが減少するように設定される。

なお、図４に示すように、低回転数領域において、無通電状態での吐出圧Ｐｂは、最大吐出圧Ｐｂ２未満になっている。この場合には、吐出圧Ｐｂが開放圧Ｐｂ１に達しないため（制御ポート１１２が開放されないため）制御圧Ｐａは発生しない。すなわち、低回転領域では、エンジン２の回転数に応じた吐出圧Ｐｂで可変容量ポンプ２１からオイルが送出される。そのため、低回転領域では、必要電流マップを別途設定しても構わない。なお、低回転数領域においても、合力Ｗ４によって制御ポート１１２が開放された後は、中高回転領域と同様のＩＰ特性を示している。

図３に示すように、フェール電流設定部１５４は、図１に示すメインギャラリ１６と入力流路１１５との分岐部に設けられた圧力スイッチ１６０の検出結果に基づき、フェール電流値（増大電流値Ｉｂ、低減電流値Ｉｃ）を設定する。本実施形態の圧力スイッチ１６０は、上限スイッチ１６０ａ及び下限スイッチ１６０ｂを有している。

上限スイッチ１６０ａは、メインギャラリ圧Ｐｄが所定の上限ギャラリ圧Ｐｄｍａｘを超えた場合に例えばオン状態となる。
下限スイッチ１６０ｂは、メインギャラリ圧Ｐｄが所定の下限ギャラリ圧Ｐｄｍｉｎを下回った場合に例えばオン状態となる。

フェール電流設定部１５４は、上限スイッチ１６０ａがオン状態であると判断した場合、現在の電流値Ｉよりも高い増大電流値Ｉｂを設定する。すなわち、上限スイッチ１６０ａがオン状態の場合には、何らかの原因（例えば、カムリング３２やスプール１０３での異物の噛み込みによる動作不良等）によりメインギャラリ圧Ｐｄが高くなっていると判断する。そのため、コイル１２０に流す電流値Ｉを増大電流値Ｉｂに設定することで、カムリング３２を軸線Ｏ１，Ｏ２の偏心量が縮小する方向に移動させ、吐出量を低減させる。
フェール電流設定部１５４は、下限スイッチ１６０ｂがオン状態であると判断した場合、現在の電流値Ｉよりも低い低減電流値Ｉｃを設定する。すなわち、下限スイッチ１６０ｂがオン状態の場合には、何らかの原因によりメインギャラリ圧Ｐｄが低くなっていると判断する。そのため、コイル１２０に流す電流値Ｉを低減電流値Ｉｃに設定することで、カムリング３２を軸線Ｏ１，Ｏ２の偏心量が拡大する方向に移動させ、吐出量を増加させる。

出力部１５５は、上述した必要電流算出部１５３及びフェール電流設定部１５４で設定された電流値Ｉに基づく電流信号をソレノイドバルブ２２（コイル１２０）に向けて出力する。

［油圧制御方法］
次に、上述した油圧制御装置３による油圧制御方法について説明する。図６は、油圧制御方法を説明するためのフローチャートである。
図６に示すステップＳ１では、まず油圧目標算出部１５１において、油圧目標値Ｐｄ１を算出する（油圧目標値算出ステップ）。油圧目標値Ｐｄ１は、上述したように記憶部１５２に記憶された油圧目標マップに基づき算出する。

次に、ステップＳ２では、必要電流算出部１５３において、必要電流値Ｉａを算出する（必要電流値算出ステップ）。必要電流値Ｉａは、上述したように記憶部１５２に記憶された必要電流マップに基づき算出する。具体的に、油圧目標値Ｐｄ１が最大吐出圧Ｐｂ２以上である場合には、必要電流値Ｉａはゼロになる。この場合には、上述したように回転数に応じて制御室Ｓ１の容積が変化することで可変容量ポンプ２１の吐出量が調整される。そのため、エンジン２の回転数がある回転数以上の場合、エンジン２の回転数に関わらず、メインギャラリ圧Ｐｄをほぼ一定に出来る。

一方、油圧目標値Ｐｄ１が最大吐出圧Ｐｂ２未満の場合には、必要電流マップに基づく必要電流値Ｉａが変化する。すなわち、必要電流算出部１５３では、油圧目標値Ｐｄ１が低くなるに従い必要電流値Ｉａが高く算出される。

そして、ＥＣＵ２３は、ステップＳ３において、上述した必要電流値ＩａをＤＵＴＹ変換する。その後、ＥＣＵ２３は、ステップＳ４において、出力部１５５を介して必要電流値Ｉａに基づく電流信号をコイル１２０に向けて出力する。

コイル１２０に必要電流値Ｉａが流れることで、電磁力Ｗａと入力荷重Ｗ３との合力Ｗ４によってスプール１０３を押し込むことで、スプール１０３のストロークが増加する。これにより、制御圧Ｐａが増加することで、可変容量ポンプ２１の吐出量を減少させることができる。そのため、電流値Ｉが増加するに従い、吐出圧Ｐｂが減少する結果、メインギャラリ圧Ｐｄが油圧目標値Ｐｄ１に近づく。

このように、本実施形態では、ＥＣＵ２３において、エンジン２の状態を示すＥＮＧパラメータに基づき油圧目標値Ｐｄ１を算出するとともに、ＥＮＧパラメータと必要電流値Ｉａとの相関を示す必要電流マップに基づき、必要電流値Ｉａを算出する構成とした。
この構成によれば、必要電流マップに基づき算出された必要電流値Ｉａの電流をソレノイドバルブ２２に流すため、要求された油圧目標値Ｐｄ１にメインギャラリ圧Ｐｄを速やかに近づけることができる。この場合、フィードバック制御のように、油圧目標値と油圧実測値とに基づき必要電流値を常に変化させる場合に比べて、低コスト化や制御の簡素化を図った上で、過渡特性を満足できる。その結果、エンジン２に対して所望の油圧でオイルを供給できる。

本実施形態では、油圧目標値Ｐｄ１が増大するに従い必要電流値Ｉａが小さくなるように必要電流マップが設定されている構成とした。
この構成によれば、必要電流値Ｉａを増加させることで油圧目標値Ｐｄ１が減少するため、エンジン２の回転数に関わらずエンジン２に対して所望の油圧でオイルを供給できる。特に、本実施形態では、所定の回転数領域において、エンジン２の回転数に関わらず同一のＩＰ特性に基づいてソレノイドバルブ２２を制御することで、制御の更なる簡素化を図ることができる。

本実施形態では、カムリング３２の外周面のうち、互いに対向する面を受圧面３２ｃ及び押付面３２ｂに設定する構成とした。
この構成によれば、吐出圧Ｐｂに起因して受圧面３２ｃに作用する押付荷重によって第１壁部５１の内面に押付面３２ｂを押し付けることができる。これにより、制御室Ｓ１と吸入ポート５２との間を確実にシールできる。

本実施形態では、メインギャラリ圧Ｐｄが下限ギャラリ圧Ｐｄｍｉｎを下回った場合に、コイル１２０に流す電流を減少させる構成とした。
この構成によれば、コイル１２０に流れる電流値Ｉを低減電流値Ｉｃに設定することで、開放圧Ｐｃ１を増加させることができるため、油圧目標値Ｐｄ１に関わらず強制的に吐出量を増加させることができる。これにより、メインギャラリ圧Ｐｄが極端に低下した状態に陥るのを抑制し、メインギャラリ圧Ｐｄを所望の範囲に維持できる。

本実施形態では、メインギャラリ圧Ｐｄが上限ギャラリ圧Ｐｄｍａｘを上回った場合に、コイル１２０に流す電流を増加させる構成とした。
この構成によれば、コイル１２０に流れる電流値Ｉを増大電流値Ｉｂに設定することで、開放圧Ｐｃ１を減少させることができるため、油圧目標値Ｐｄ１に関わらず強制的に吐出量を低下させることができる。これにより、メインギャラリ圧Ｐｄが極端に上昇した状態に陥るのを抑制し、メインギャラリ圧Ｐｄを所望の範囲に維持できる。
なお、圧力スイッチ１６０は、比較的安価であるため、仮に圧力スイッチ１６０を設けた場合であっても、フィードバック制御のように圧力センサを設ける場合に比べて、コスト優位性を確保できる。

なお、本発明の技術範囲は、上述した各実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において、上述した実施形態に種々の変更を加えたものを含む。
例えば、上述した実施形態では、油圧制御装置によってオイルが供給される被供給部として、エンジンを例にした場合について説明したが、エンジン以外（例えば、トランスミッションやデファレンシャルギヤ、ブレーキ等）であっても構わない。
上述した実施形態では、可変容量ポンプにベーンポンプを用いた場合について説明したが、制御室の油圧を変化させることでオイルの吐出量及び／又は吐出圧を変更できるギヤポンプやトロコイドポンプ等を採用しても構わない。
上述した実施形態では、フェールセーフ用に圧力スイッチ１６０を２つ設ける構成について説明したが、この構成のみに限られない。例えば、圧力スイッチ１６０は、上限スイッチ１６０ａ及び下限スイッチ１６０ｂの何れか一方のみを設けてもよく、圧力スイッチ１６０を設けない構成であってもよい。

上述した実施形態では、電磁力Ｗａ及び入力荷重Ｗ３が同一方向（バルブスプリング１３５の付勢力に抗する方向）に作用する構成について説明したが、この構成のみに限られない。電磁力Ｗａがバルブスプリング１３５の付勢力と同一方向に作用する構成であっても構わない。この場合、必要電流マップは、油圧目標値Ｐｄ１が増大するに従い、必要電流値Ｉａが増大するように設定することが好ましい。

なお、可変容量ポンプ２１やソレノイドバルブ２２の劣化等により、ＩＰ特性に変化が生じた場合には、必要電流マップの補正を行っても構わない。マップの補正方法としては、例えば圧力スイッチ１６０の出力値を参照して行うことが可能である。圧力スイッチ１６０が１つ設けられている場合には、ＩＰ特性の切片（最大吐出圧Ｐｂ２）を変更する。また、圧力スイッチ１６０が２つ設けられている場合には、ＩＰ特性の切片及び傾き（必要電流値Ｉａに対する油圧目標値Ｐｄ１の変化量）を変更する。
これにより、油圧目標値Ｐｄ１とメインギャラリ圧Ｐｄとのずれを長期に亘って抑えることができ、例えば駆動力のロスを長期に亘って低減できる。

その他、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、上述した実施形態における構成要素を周知の構成要素に置き換えることは適宜可能であり、また、上述した変形例を適宜組み合わせてもよい。

２…エンジン（被供給部）
３…油圧制御装置
１２…オイルパン（供給源）
２１…可変容量ポンプ
２２…ソレノイドバルブ（電磁弁）
３１…ハウジング
３２…カムリング
３２ｂ…押付面
３２ｃ…受圧面
５２…吸入ポート
５８…吐出ポート
８１…ロータ
８２…ベーン
１１１…入力ポート
１１２…制御ポート
Ｓ１…制御室

Claims (6)

1. オイルの被供給部に連通する入力ポートと、前記被供給部の油圧及び電磁力の合力によって連通及び遮断が切り替わる制御ポートと、を有する電磁弁と、
   オイルの供給源に連通する吸入ポート、前記被供給部に連通する吐出ポート、及び前記制御ポートに連通する制御室を有し、前記被供給部の駆動に応じて回転するとともに、前記制御室内の圧力に応じて前記吐出ポートを通じた前記被供給部へのオイルの吐出量が変化する可変容量ポンプと、
   前記電磁弁に流す必要電流値を制御する制御部と、を備え、
   前記制御部は、前記被供給部の状態を示すパラメータに基づき前記被供給部の油圧目標値を算出するとともに、前記油圧目標値と前記必要電流値との相関を示すマップに基づき、前記必要電流値を算出することを特徴とする油圧制御装置。
2. 前記マップは、前記油圧目標値が増大するに従い前記必要電流値が小さくなるように設定され、
   前記電磁弁は、前記合力が連通閾値以上の場合に前記制御ポートと前記制御室とを連通させることを特徴とする請求項１に記載の油圧制御装置。
3. 前記可変容量ポンプは、
   前記吸入ポート及び前記吐出ポートを有するハウジングと、
   前記吸入ポート及び前記吐出ポートに連通するとともに、前記ハウジングとの間に画成される前記制御室と前記吸入ポート及び前記吐出ポートとの間をそれぞれ仕切り、前記制御室を拡縮させる方向に移動可能なカムリングと、
   前記カムリングの内側において、前記カムリングの移動方向に直交する軸線回りに回転可能に構成されたロータと、
   前記カムリングの移動に伴い、前記軸線に直交する径方向に進退可能に前記ロータに支持されるとともに、前記径方向の外側端面が前記カムリングの内周面に摺動可能な複数のベーンと、を備え、
   前記カムリングの外周面は、
   前記吐出ポートから吐出されるオイルの吐出圧が作用する受圧面と、
   前記受圧面に対向するとともに、前記吐出圧に応じて前記ハウジングの内面のうち前記吸入ポートの開口面に押し付けられる押付面と、を有していることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の油圧制御装置。
4. 前記被供給部の油圧及び前記電磁力は、同一方向に作用し、
   前記制御部は、前記被供給部の油圧が下限閾値以下の場合に前記電磁弁に流れる電流を減少させることを特徴とする請求項１から請求項３の何れか１項に記載の油圧制御装置。
5. 前記被供給部の油圧及び前記電磁力は、同一方向に作用し、
   前記制御部は、前記被供給部の油圧が上限閾値以上の場合に前記電磁弁に流れる電流を増加させることを特徴とする請求項１から請求項４の何れか１項に記載の油圧制御装置。
6. オイルの被供給部に連通する入力ポートと、前記被供給部の油圧及び電磁力の合力によって連通及び遮断が切り替わる制御ポートと、を有する電磁弁と、
   オイルの供給源に連通する吸入ポート、前記被供給部に連通する吐出ポート、及び前記制御ポートに連通する制御室を有し、前記被供給部の駆動に応じて回転するとともに、前記制御室内の圧力に応じて前記吐出ポートを通じた前記被供給部へのオイルの吐出量が変化する可変容量ポンプと、
   前記電磁弁に流す必要電流値を制御する制御部と、を備えた油圧制御装置の油圧制御方法であって、
   前記制御部は、
   前記被供給部の状態を示すパラメータに基づき前記被供給部の油圧目標値を算出する油圧目標値算出ステップと、
   前記油圧目標値と前記必要電流値との相関を示すマップに基づき、前記必要電流値を算出する必要電流値算出ステップと、を有していることを特徴とする油圧制御方法。

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