JP2022015609A

JP2022015609A - 可変容量オイルポンプの制御装置

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Publication number: JP2022015609A
Application number: JP2020118554A
Authority: JP
Inventors: 好彦赤城; Yoshihiko Akagi
Original assignee: Hitachi Astemo Ltd
Current assignee: Hitachi Astemo Ltd
Priority date: 2020-07-09
Filing date: 2020-07-09
Publication date: 2022-01-21
Anticipated expiration: 2040-07-09
Also published as: JP7410813B2

Abstract

【課題】目標吐出流量による制御と目標油圧による制御を統合することができる可変容量オイルポンプの制御装置を提供する。【解決手段】要求流量算出部は、オイル供給部位ごとの要求流量を算出する。要求油圧算出部は、オイル供給部位ごとの要求油圧を算出する。流量調停部２０６は、オイル供給部位ごとの要求流量の中から選択した流量、又はオイル供給部位ごとの要求流量の加算値を出力する。油圧調停部２０７は、オイル供給部位ごとの要求油圧のうちの最大値を出力する。流量変換部２２２は、油圧調停部２０７の出力値を流量に変換して出力する。流量調停部２２３（目標制御量決定部）は、流量調停部２０６の出力値と流量変換部２２２の出力値から目標吐出流量（目標制御量）を決定する。ＳＯＬ駆動ＤＵＴＹ演算２２４（制御信号出力部）は、目標吐出流量に応じた可変容量オイルポンプの制御信号を出力する。【選択図】図１３

Description

本発明は、可変容量オイルポンプの制御装置に関する。

内燃機関の高効率化に伴い内燃機関に取り付けられる補機類に対しても負荷の低減が要求されている。オイルポンプではオイル供給部位が多岐にわたりそれらの部位に対し効率よくオイルを供給することが求められている。

例えば特許文献１では、各デバイスが要求するオイルポンプの吐出油圧および油圧供給タイミングを総合的に管理することによってオイルポンプの動力を必要最小限に抑えている。

特開2014-159757号公報

(ｉ) オイルの役割
ところで、オイルの役割としては部品を作動させるための油（作動油）、部品と部品との間の潤滑性能を向上するための油（潤滑油）、部品の冷却を行うための油（冷却油）がある。これらは油圧ではなく本来の要求である油量で制御することが重要であり、油圧での制御では要求される作動、潤滑、冷却の役割を適切に制御することは困難な場合がある。

(ｉｉ) 粘度の影響
その様な場合には、内燃機関からの駆動力を最小限に抑えることができない。また、油量は、油圧が同じでも油の粘度によって変わるので、それを踏まえた目標油量に設定する必要がある。前記油は車両の整備時に交換されるが、その際に異なる銘柄や種類の油を入れると、粘度が異なる場合がある。そうした場合に、前記油の役割を踏まえて油量と油圧の関係が変わるため、それを踏まえた制御が求められる。

（ｉｉｉ）本発明
本発明の目的は、目標吐出流量による制御と目標油圧による制御を統合することができる可変容量オイルポンプの制御装置を提供することにある。

上記目的を達成するために、本発明は、オイル供給部位ごとの要求流量を算出する要求流量算出部と、前記オイル供給部位ごとの要求油圧を算出する要求油圧算出部と、前記オイル供給部位ごとの要求流量の中から選択した流量、又は前記オイル供給部位ごとの要求流量の加算値を出力する流量調停部と、前記オイル供給部位ごとの要求油圧のうちの最大値を出力する油圧調停部と、前記油圧調停部の出力値を流量に変換して出力し、又は前記流量調停部の出力値を油圧に変換して出力する変換部と、前記流量調停部又は前記油圧調停部の出力値と前記変換部の出力値から目標制御量を決定する目標制御量決定部と、前記目標制御量に応じた可変容量オイルポンプの制御信号を出力する制御信号出力部と、を備える。

本発明によれば、目標吐出流量による制御と目標油圧による制御を統合することができる。上記した以外の課題、構成及び効果は、以下の実施形態の説明により明らかにされる。

内燃機関の油圧通路の説明図である。滑り軸受の原理図である。油量と温度の関係図である。油量と摩擦の関係図である。エンジン回転数と要求油量の関係図である。 VVT、チェーンテンショナーの要求油量の関係図である。ピストンの要求油量の関係図である。粘度指数向上剤の効果説明図である。内燃機関の制御システム図である。 ECUの構成説明図である。可変容量オイルポンプ構造を示す断面図である。目標吐出圧力説明図である。第１の実施例を説明するブロック図である。オイルポンプ制御方法の別案である。第２の実施例を説明するブロック図である。メカノイズ粘度補正の算出説明図である。油温補正値の算出説明図である。水温補正値の算出説明図である。冷却要求吐出量の算出説明図である。ノッキングの発生周波数説明図である。エンジンのメカノイズの算出方法説明図である。

以下、図面を用いて、本発明の実施例による可変容量オイルポンプの制御装置の構成及び動作について説明する。なお、各図において、同一符号は同一部分を示す。

（本実施例の課題）
オイルの役割としては部品を作動させるための油（作動油）、部品と部品との間の潤滑性能を向上するための油（潤滑油）、部品の冷却を行うための油（冷却油）がある。これらは油圧ではなく本来の要求である油量で制御することが重要であり、可変容量オイルポンプの制御装置は、油量を目標値として油量に基づいてオイルポンプの作動を行う。

また、近年の油は燃費向上を目的に低粘度化が進んでいる。それに伴う油の寿命特性も考慮した油圧制御システムを実現する事で、潤滑性能を維持しつつ、エンジンの寿命と、油交換頻度を下げる事が可能となる。

次に前記低粘度化の課題を詳しく説明する。図２はエンジンのメインベアリングなどの滑り軸受における油の潤滑の機能の説明図である。右の図はくさび膜圧力の説明図で、エンジンに固定されているメインベアリング１１１に対しクランクシャフト１１２の一部を軸方向から見た図であり、回転により右上から左下に動く事で間の油の粘度により左側に引きずられながらベアリング１１１とクランクシャフト１１２の間にくさびの様に入り込み潤滑を実現している。また、左側の図はメインベアリング１１１とクランクシャフト１１２を軸側面から見た図であり、上からの加重に対し油が側面に漏れ出ない様にする事で潤滑を実現している。どちらの現象も、油の粘度によって実現している事から、油の粘度が重要である事がわかる。

次に油に求められる要求について説明する。

図３は、オイルポンプが吐き出す油の量と温度の関係を表した図である。この図でわかる様に、油の量が多い方が温度を下げられる事がわかる。これにより、冷却能力を上げるためには油の吐出量を増やす必要がある事がわかる。

図４は、オイルポンプが吐き出す油の量と摩擦の関係を表した図である。この図でわかる様に、油の量が多い方が摩擦が増加する事がわかる。これにより、摩擦を下げるためには油の吐出量を減らす必要がある事がわかる。

図５は、エンジン回転数から求まる、滑り軸受に対する要求油量を表した図である。この図でわかる様に、エンジン回転数が高い程、要求油量が多い事がわかる。これにより、エンジン回転数によって油の吐出量を決める必要がある事がわかる。

図６は、オイルポンプが吐き出す油を使って動くアクチュエータに対する要求油圧を表した図である。この図でわかる様に、エンジン回転数がある程度高くなると要求油圧が高い事がわかる。また、アクチュエータを動かすためには圧力が必要であり、要求としては圧力も必要である事がわかる。

図７は、オイルポンプが吐き出す油を使ってピストン冷却をするオイルジェット１２１に対する要求油圧を表した図である。この図でわかる様に、オイルジェットが作動するには、所定の圧力を超える必要があり、オイルジェットの作動特性に合わせた要求圧力とする必要がある。

以上の説明により、エンジン側の要求として要求油量と油圧があり、それらを最適に制御することにより、過剰な油でのフリクションなどの増加により燃費が悪化や、油の不足による潤滑不足によるベアリングへのダメージや、アクチュエータの動作不良が生じる課題がある事がわかる。

次に、粘度指数向上剤による低粘度オイルの実現とその課題について説明する。エンジンオイルは、低温から高温（およそ－３０℃～１５０℃）の広い温度範囲で使用される一方、油の粘度は一般的に高温で低く、低温で高くなる性質を示す。これに対してエンジンオイルは粘度変化の小さい事が求められる。例えば夏場の長時間走行時の様に潤滑油が高温になる状況で粘度が低くなりすぎると、金属上でのエンジンオイルの油膜が薄くなる事で潤滑性が低下し、摩耗や焼き付き、油膜によるクッション切れによる摩耗の増加などの問題を起こす可能性が高まる一方、冬場の低温始動にはエンジンオイルの粘度が高すぎて、スタータによる始動が困難になる場合がある。

これらを改善する粘度指数向上剤を油に添加する事で高温から低温まで油の粘度を安定させられるようになる。図８は、粘度指数向上剤の効果を説明する図である。高粘度のエンジンオイルBは、低温で粘度が高いが、高温では粘度が適正となっている。一方、低粘度のエンジンオイルAは低温では粘度が適正であるが、高温では粘度が不足している。このオイルに粘度指数向上剤を入れる事で、低温では粘度指数向上剤の影響は少なく粘度が低い状態になっているが、高温になると粘度指数向上剤の効果で、粘度の低下が抑制されている。これにより、低温から高温までエンジンの最適な潤滑を実現している。しかしながら、前記粘度指数向上剤は、ピストンとシリンダ間や、ギア部などの摺動部分で徐々に劣化してくるため、エンジンオイルの交換時期が重要となる。

（実施例１）
図９に示す一実施例として、いわゆるＭＰＩ（多気筒燃料噴射）方式の直列４気筒内燃機関について説明する。内燃機関６５に吸入される空気は、エアクリーナ６０を通過し、ホットワイヤ式エアフローセンサ２に導かれる。このホットワイヤ式エアフローセンサ２には熱線式空気流量センサが使用される。このホットワイヤ式エアフローセンサ２から吸入空気量に相当する信号が出力されるとともに、サーミスターを用いた吸気温度センサ２で計測される吸気温度信号が出力される。次に、吸入空気は接続されたダクト６１、空気流量を制御する絞り弁４０を通り、コレクタ６２に入る。また、前記絞り弁はＥＣＵ７１で駆動されるスロットル駆動モータ４２により動かされる。前記コレクタ６２に入った空気はエンジンと直結する各吸気管に分配され、シリンダ内に吸入される。バルブ駆動系にはバルブタイミング可変機構を持ち、目標角度に向けフィードバック制御する。また、シリンダーブロックに取り付けられたクランク角センサ７からは、所定のクランク角毎にパルスが出力されこれらの出力は、ＥＣＵ７１（コントロールユニット）に入力される。

燃料は燃料タンク２１から燃料ポンプ２０で吸引、加圧され、プレッシャレギュレータ２２により一定圧力に調圧され、吸気管に設けられたインジェクタ２３から前記吸気管内に噴射される。

また、エンジンの回転数や、エンジンの負荷に応じて求まる点火時期に対応したタイミングで、イグナイターの点火出力をON/OFFする事で最適なタイミングで点火のための放電を行う。尚、前記点火が早すぎる場合には、燃焼室内でノッキングが発生する為、ノックセンサ３５でノッキングによるシリンダの振動を検出し、前記ノッキングを判定した場合には点火時期を遅角するノック制御を行う。

絞り弁４０には、絞り弁の開度を検出するスロットルセンサ１がとりつけられており、このセンサ信号はＥＣＵ７１に入力され、絞り弁４０の開度のフィードバック制御や、全閉位置の検出及び加速の検出等を行う。尚、フィードバックの目標開度は、アクセル開度センサ１４で求まるドライバーのアクセル踏み込み量とアイドル回転数制御すなわちISC制御分とから求まるものである。

内燃機関６５には、冷却水温を検出するための水温センサ３が取り付けられており、このセンサ信号は、ＥＣＵ７１に入力され、内燃機関６５の暖機状態を検出し、燃料噴射量の増量や点火時期の補正及びラジエータファン７５のＯＮ／ＯＦＦやアイドル時の目標回転数の設定を行う。また、アイドル時の目標回転数や、負荷補正量の算出するために、エアコンクラッチの状態をモニターするエアコンスイッチ１８、駆動系の状態をモニターするトランスミッションに内蔵されたニュートラルスイッチ１７、が取り付けられている。

空燃比センサ８は、エンジンの排気管に装着されており排気ガスの酸素濃度に応じた信号を出力するものである。この信号はＥＣＵ７１に入力され、運転状況に応じて求められる目標空燃比になるように、燃料噴射パルス幅を調整する。

ＥＣＵ７１は、図１０に示すように、ＣＰＵ７８と、電源ＩＣ７９とから構成されている。ここで、このＥＣＵ７１に入力する信号等について、同図を用いて整理する。エアフローセンサと内蔵吸気温度センサ２、クランク角センサ７、スロットルセンサ１、空燃比センサ８、水温センサ３からの信号などがＣＰＵ７８に入力される。また、ＥＣＵ７１からの出力信号は、インジェクタ２３、燃料ポンプ２０、点火プラグ３３の点火スイッチなどがあるパワートランジスタ３０に出力される。

また、シリンダーブロックに装着されているノックセンサ３５はシリンダーブロックの振動を検出する振動センサでその出力信号はCPU７８に入力される。CPU78は、ノック以外のノイズとノックを識別した後ノック信号強度に応じてノック判定を行い、ノック判定時には点火時期の遅角制御を行いノッキングの発生を抑制する補正をする。この補正を実施した目標点火時期に基づき、パワートランジスタ３０の通電タイミングの制御を行う。一方、ノック以外の周波数成分のノイズを用いる事により、メカニカルノイズを検出する。

図１１は、潤滑油の目標吐出圧を図１２に示すように回転数に対応して可変制御する、可変容量オイルポンプ５４の構成例を示している。

ポンプハウジング１６１の両側部に吸入口と吐出口が設けられ、ほぼ中央に内燃機関６５のクランクシャフト１８Ａから回転力が伝達されるドライブシャフト１６２が貫通、配置されている。ポンプハウジング１６１の内部には、ドライブシャフト１６２に結合され、外周側に複数のベーン１６３をほぼ半径方向へ進退自在に保持するロータ１６４と、このロータ１６４の外周側に偏心揺動自在に設けられ、内周面に各ベーン１６３の先端が摺接するカムリング１６５が収容配置されている。また、ロータ１６４の内周部側の両側面には、一対のベーンリング１７２が摺動自在に配置されている。

カムリング１６５は、外周部にシール部材１６６ａ、１６６ｂを介して隔成された作動室１６７、１６８に導入される吐出圧に応じてピボットピン１６９を中心に偏心量が減少する方向へ揺動すると共に、その外周に一体的に有するレバー部１６５ａを押圧するコイルばね１７０のばね力によって偏心量が増大する方向へ揺動するようになっている。

そして、初期状態では、コイルばね１７０のばね力によってカムリング１６５を偏心量が最大となる方向へ付勢して吐出圧を増加させる一方、作動室１６７内の油圧が所定以上になると、カムリング１６５をコイルばね１７０のばね力に抗して偏心量が小さくなる方向へ揺動させて吐出圧を減少させる。

この可変容量オイルポンプ５４の作動室１６７にはオイルメインギャラリ１１０から潤滑油が供給され、作動室１６８には、比例ソレノイドバルブからなるオイルコントロールバルブ１７１を介して潤滑油が供給され、吐出された潤滑油を内燃機関６５の上述した油圧ＶＴＣ（Valve Timing Control）機構や、ピストンを冷却するオイルジェット機構等に供給するようになっている。尚、オイルコントロールバルブ１７１はデューティ制御されている。

オイルコントロールバルブ１７１がデューティ１００％のときには、作動室１６７がドレイン(オイルパン１００)に連通して低圧状態となる一方、オイルコントロールバルブ１７１がデューティ０％のときには、作動室１６７に油圧を作用させるため高圧状態となる。そして、デューティ１００％～デューティ０％の間の調整されたデューティ値によって、吐出圧が調整される構成となっている。

オイルコントロールバルブ１７１はＥＣＵ７１（制御装置）から制御信号(デューティ信号)が供給されており、これによって比例ソレノイド１７１Ａは指示された制御位置に駆動される。また。オイルメインギャラリ１１０には、油圧センサ７４が配置されており、可変容量オイルポンプ５４の吐出圧を検出している。この油圧センサ７４の出力は、ＥＣＵ７１に入力され、可変容量オイルポンプ５４の吐出圧を目標吐出圧にフィードバック制御するために使用される。もちろん、これ以外の制御に使用できることはいうまでもない。

尚、可変容量オイルポンプ５４においては、目標吐出圧が設定され、この目標吐出圧を実現するようにオイルコントロールバルブ１７１が制御され、結果として実際の吐出圧が目標吐出圧に近づくように制御している。したがって、本実施例の説明では、目標吐出圧と実際の吐出圧は等価なものとして取り扱うが、以下では説明の都合上、目標吐出圧として説明を行う。

このような可変容量オイルポンプ５４においては、例えば、回転数（エンジン回転数）に対応して目標吐出圧が設定されている。図１２に示しているように、回転数の上昇に対応づけて目標吐出圧が設定されており、所定の最低回転数から所定の最大回転数の範囲で、目標吐出圧が最小吐出圧から最大吐出圧の範囲で調整されるようになっている。潤滑油の吐出圧は、オイルコントロールバルブ１７１(図１１参照)に与える制御信号のデューティ比によって調整することができる。

したがって、制御信号のデューティ比と回転数を対応させていれば、可変容量オイルポンプ５４の目標吐出圧は、基本的には回転数によって可変調整されるものとなり、更に、油圧センサ７４で検出された実際の吐出圧が、設定された目標吐出圧にフィードバック制御されることになる。

尚、実際の吐出圧をフィードバック制御せずに、目標吐出圧だけで制御する、いわゆるフィードフォワード制御することも可能であるので、本実施例では両方の制御を適用することができる。

以上の構成を使って、オイルポンプを制御する例を説明する。

図１３は第１の実施例を説明するブロック図である。本構成は可変容量オイルポンプ５４ａを目標流量に基づき制御する例である。

本実施例の可変容量オイルポンプ５４ａの制御装置は、少なくとも、オイル供給部位ごとの要求流量を算出する要求流量算出部（潤滑要求流量２００、作動油要求流量２０１、冷却要求流量２０２）と、オイル供給部位ごとの要求油圧を算出する要求油圧算出部（作動油要求油圧２０３、冷却要求油圧２０４、潤滑要求油圧２０５）と、オイル供給部位ごとの要求流量の中から選択した流量（例えば、最大値）、又はオイル供給部位ごとの要求流量の加算値を出力する流量調停部２０６と、オイル供給部位ごとの要求油圧のうちの最大値を出力する油圧調停部２０７と、油圧調停部２０７の出力値を流量に変換して出力する流量変換部２２２（変換部）と、流量調停部２０６の出力値と流量変換部２２２の出力値から目標吐出流量（目標制御量）を決定する流量調停部２２３（目標制御量決定部）と、目標吐出流量に応じた可変容量オイルポンプの制御信号を出力するＳＯＬ駆動ＤＵＴＹ演算２２４（制御信号出力部）と、を備えている。

これにより、目標吐出流量による制御と目標油圧による制御を目標吐出流量による制御に統合することができる。

詳細には、本実施例の構成例はエンジンのメカニカルノイズ強度２１０により推定されるオイル粘度による補正２１１、油温から求まるオイル粘度による補正２１２、水温から求まるオイル粘度による補正２１３を組み合わせた補正のしくみを持っている。

本実施例では、要求流量算出部は、オイルの粘度が小さくなるにつれて要求流量を増やすように要求流量を補正し、要求油圧算出部は、オイルの粘度が小さくなるにつれて要求油圧を減らすように要求油圧を補正する。

これにより、オイルの粘度に応じて要求流量と要求油圧を補正することができる。その結果、可変容量オイルポンプの制御の精度を向上することができる。

前記粘度補正は、潤滑要求流量や、潤滑要求油圧に対し補正するしくみを持っている。前記メカニカルノイズ強度粘度補正２１１は図１６のテーブルによりメカノイズ強度に対応する粘度補正値（メカノイズ粘度補正値）を求める。また、前記油温粘度補正２１２は図１７により油温に対応する粘度補正値を求める。前記水温粘度補正２１３は図１８により水温に対応する粘度補正値を求める。

換言すれば、エンジンのメカニカルノイズ強度が大きくなるにつれてオイルの粘度（測定値）を減らすようにオイルの粘度が補正される。また、水温が高くなるにつれてオイルの粘度（測定値）を減らすようにオイルの粘度が補正される。

これにより、メカニカルノイズ強度、水温に応じてオイルの粘度が補正される。その結果、後段の要求流量の算出又は要求油圧の算出の精度が向上する。

また潤滑要求流量２００は図５のテーブルに基づいてエンジン回転数に対応する要求流量を求める。作動油要求流量２０１はアクチュエータの容積を考慮して吐出量と時間を考慮して決める。また、冷却要求流量２０２は図１９に示す様に油温と冷却水温の差によって要求吐出量を変化させる。ここでは、温度差が小さい程流量を増やし冷却量を維持する様に設定されている。

次に作動油要求油圧２０３は、アクチュエータの慣性と要求変位速度によって設定される。冷却要求油圧２０４はオイル配管の抵抗を考慮して要求流量が実現できる圧力を設定する。潤滑要求油圧２０５は所定のテーブル等により要求油圧を設定する。

次に流量調停２０６は要求流量の合計値を算出し、下流の流量調停部２２３に出力する。一方、油圧調停部２０７は、各種要求油圧から油圧を選択する。油圧補正部２２１は、油圧調停部２０７で選択された油圧と、油圧Ｆ／Ｂ部２２０から求まる補正量とをもとに油圧補正を行う。流量変換部２２２は、油圧と流量とを対応付けて記憶するテーブルにより油圧補正部２２１で補正された油圧を流量に変換する。流量調停部２２３は、流量調停２０６の出力と流量変換部２２２の出力とから最終的な要求流量（目標流量）を算出し、ＳＯＬ駆動ＤＵＴＹ演算２２４に出力する。ＳＯＬ駆動ＤＵＴＹ演算２２４は、最終的な要求流量からソレノイド駆動ＤＵＴＹを算出し、その値に基づいて流量制御型の可変容量オイルポンプ５４ａを制御する。

本実施例では、流量調停部２２３（目標制御量決定部）は，流量変換部２２２（変換部）の出力値より流量調停２０６の出力値が大きい場合、油圧のフィードバック制御を停止する。

次に前記流量制御型の可変容量オイルポンプ５４ａについて図１４を用いて説明する。このポンプは、ベーンを使って加圧する機構は、図１１で説明したポンプと同じであるが、比例ソレノイド１７１Ａによって駆動されるプランジャー１７３をカムリング１６５ｂに押し付ける事で、カムリング１６５ｂの偏心量を制御する。これによって吐出量を制御する。

次にメカノイズ強度の算出方法について図２０を使い説明する。図２０はエンジンのノッキング周波数モード、即ち、ノッキング発生時にエンジン特有の周波数に現れるパワースペクトル（ノッキング成分）に関するＤｒａｐｅｒの法則を示している。

エンジンのノッキング共鳴振動周波数は、音速に比例し、エンジンのシリンダ径に反比例する。音速は燃焼速度のことであり、これは燃焼温度などにより変化する。共鳴振動周波数は５個の共鳴振動モードに分かれ、ノッキングのパワースペクトルは、図１に示すようにｆ１０～ｆ１１の周波数帯域の分布になる。ノッキングが発生している場合は、ノッキングが発生していない場合に対して、各々の共鳴周波数成分、すなわち、周波数毎の振動強度（パワースペクトル）が大きくなり、ノッキングの発生によって各共鳴周波数帯での振動強度が大きくなる。

これにより、ノッキングの振動は特定の周波数に限定される事がわかる。従って、メカノイズの検出はそれ以外の周波数成分の強度を検出する事で可能である事がわかる。また、メカノイズの発生源は、ピストンが燃焼圧を受けて動く際に、シリンダーライナーとの間の振動、クランクシャフトに伝わる間の振動、シリンダーヘッドのカムシャフトからバルブ動作に至るまでの振動など多岐にわたる。

次に図２１を使って、メカノイズの算出方法について説明する。ステップ３０１で演算を開始し、ステップ３０２においてノックセンサ出力信号をマイコンのＡ／Ｄコンバータを用いて数値化し、ステップ３０３で周波数分析を行う。ステップ３０４では図２０で説明したノッキングの周波数以外の周波数強度を計算し、ステップ３０５でメカノイズの大きさを判断し、所定値以上になった場合は、メカノイズによる油圧補正を行う。なお、この際に、エンジンオイル交換の表示をしても良い。

本実施例では、要求流量算出部が要求流量を増やすように要求流量を補正してもメカニカルノイズが所定値より大きい場合には、エンジンオイルが劣化していると判定される。

（実施例２）
図１５では要求圧力制御型の動作について説明する。

本実施例の可変容量オイルポンプ５４ａの制御装置は、少なくとも、オイル供給部位ごとの要求流量を算出する要求流量算出部（潤滑要求流量２００、作動油要求流量２０１、冷却要求流量２０２）と、オイル供給部位ごとの要求油圧を算出する要求油圧算出部（作動油要求油圧２０３、冷却要求油圧２０４、潤滑要求油圧２０５）と、オイル供給部位ごとの要求流量の中から選択した流量、又はオイル供給部位ごとの要求流量の加算値を出力する流量調停部２０６と、オイル供給部位ごとの要求油圧のうちの最大値を出力する油圧調停部２０７と、流量調停部２０６の出力値を油圧に変換して出力する油圧変換部２２６（変換部）と、油圧調停部２０７の出力値と油圧変換部２２６の出力値から可変容量オイルポンプの目標油圧を決定する油圧調停部２２７（目標制御量決定部）と、目標油圧に応じた可変容量オイルポンプの制御信号を出力するＳＯＬ駆動ＤＵＴＹ演算２２４（制御信号出力部）と、を備えている。

これにより、目標吐出流量による制御と目標油圧による制御を目標油圧による制御に統合することができる。

図１４の構成に対して、要求流量、要求油圧を算出する構成は同じである。次に流量と油圧調停後に流量を油圧に変換する油圧変換部２２６によって流量由来の油圧を油圧調停部２２７で油圧調停した結果に基づきソレノイド駆動ＤＵＴＹを求め可変容量オイルポンプ５４を駆動する事で目標油圧に制御する。

以上説明したように、本実施例によれば、目標吐出流量による制御と目標油圧による制御を統合することができる可変容量オイルポンプの制御装置を提供する。

なお、本発明は上記した実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上述した実施例は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施例の構成の一部を他の実施例の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施例の構成に他の実施例の構成を加えることも可能である。また、各実施例の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。

また、上記の各構成、機能等は、それらの一部又は全部を、例えば集積回路で設計する等によりハードウェアで実現してもよい。また、上記の各構成、機能等は、プロセッサがそれぞれの機能を実現するプログラムを解釈し、実行することによりソフトウェアで実現してもよい。各機能を実現するプログラム、テーブル、ファイル等の情報は、メモリや、ハードディスク、SSD（Solid State Drive）等の記録装置、または、ICカード、SDカード、DVD等の記録媒体に置くことができる。

なお、本発明の実施例は、以下の態様であってもよい。

（１）．内燃機関により駆動される吐出流量や吐出圧を可変制御する機構を有する可変容量オイルポンプにおいて、前記内燃機関のオイル供給部位ごとの要求流量算出部とオイル供給部位ごとの要求油圧算出部を具備し、前記要求流量算出部で求めた流量の選択または加算結果を出力する流量調停部と前記要求油圧算出部で求めた油圧の中で最も高いものを出力する油圧調停部を有し、前記出力された油圧になるための流量を求める流量変換部があり、オイルポンプからの目標吐出流量決定手段を有し、前記吐出流量決定手段で決定した目標流量値になるようにオイルポンプ制御信号を出力する、可変容量オイルポンプの制御装置。

（２）．内燃機関により駆動される吐出流量や吐出圧を可変制御する機構を有する可変容量オイルポンプにおいて、前記内燃機関のオイル供給部位ごとの要求流量算出部とオイル供給部位ごとの要求油圧算出部を具備し、前記要求流量算出部で求めた流量の選択または加算結果を出力する流量調停部と前記要求油圧算出部で求めた油圧の中で最も高いものを出力する油圧調停部を有し、前記出力された流量になるための油圧を求める油圧変換部があり、オイルポンプからの目標油圧決定手段を有し、前記目標油圧決定手段で決定した目標油圧値になるようにオイルポンプ制御信号を出力する、可変容量オイルポンプの制御装置。

（３）．（１）、（２）において、オイルの粘度を考慮した、要求流量、要求油圧算出部を持つ可変容量オイルポンプの制御装置。

（４）．（３）において、オイルの粘度推定手段として、ノックセンサで検出したエンジンのメカニカルノイズ強度を使い、オイルの粘度を推定し、メカニカルノイズが大きい程、オイル供給量を増やす機能を持つ可変容量オイルポンプの制御装置。

（５）．（４）において、メカニカルノイズ強度から求めるオイル粘度の推定精度を高めるために、水温による補正機能を持つ可変容量オイルポンプの制御装置
（６）．（５）において、オイル供給量を増やすことによる、メカニカルノイズ低減効果を算出し、メカニカルノイズが所定値より大きい場合には、エンジンオイル異常判定をする、可変容量オイルポンプ制御装置。

３…水温センサ
４９…ノックセンサ
５４…可変容量オイルポンプ
７１…ＥＣＵ
７４…油温・油圧センサ
１００…オイルパン
１２１…オイルジェット
２１１…メカノイズ補正量算出
２１２…粘度補正算出

Claims

オイル供給部位ごとの要求流量を算出する要求流量算出部と、
前記オイル供給部位ごとの要求油圧を算出する要求油圧算出部と、
前記オイル供給部位ごとの要求流量の中から選択した流量、又は前記オイル供給部位ごとの要求流量の加算値を出力する流量調停部と、
前記オイル供給部位ごとの要求油圧のうちの最大値を出力する油圧調停部と、
前記油圧調停部の出力値を流量に変換して出力し、又は前記流量調停部の出力値を油圧に変換して出力する変換部と、
前記流量調停部又は前記油圧調停部の出力値と前記変換部の出力値から目標制御量を決定する目標制御量決定部と、
前記目標制御量に応じた可変容量オイルポンプの制御信号を出力する制御信号出力部と、
を備えることを特徴とする可変容量オイルポンプの制御装置。
請求項１に記載の可変容量オイルポンプの制御装置であって、
前記変換部は、
前記油圧調停部の出力値を流量に変換して出力し、
前記目標制御量決定部は、
前記流量調停部の出力値と前記変換部の出力値から前記目標制御量として前記可変容量オイルポンプの目標吐出流量を決定し、
前記制御信号出力部は、
前記目標吐出流量に応じた可変容量オイルポンプの制御信号を出力する
ことを特徴とする可変容量オイルポンプの制御装置。
請求項２に記載の可変容量オイルポンプの制御装置であって、
目標制御量決定部は，
前記変換部の出力値より前記流量調停部の出力値が大きい場合、油圧のフィードバック制御を停止する
ことを特徴とする可変容量オイルポンプの制御装置。
請求項１に記載の可変容量オイルポンプの制御装置であって、
前記変換部は、
前記流量調停部の出力値を油圧に変換して出力し、
前記目標制御量決定部は、
前記油圧調停部の出力値と前記変換部の出力値から前記目標制御量として前記可変容量オイルポンプの目標油圧を決定し、
前記制御信号出力部は、
前記目標油圧に応じた可変容量オイルポンプの制御信号を出力する
ことを特徴とする可変容量オイルポンプの制御装置。
請求項１に記載の可変容量オイルポンプの制御装置であって、
前記要求流量算出部は、
オイルの粘度が小さくなるにつれて前記要求流量を増やすように前記要求流量を補正し、
要求油圧算出部は、
前記オイルの粘度が小さくなるにつれて前記要求油圧を減らすように前記要求油圧を補正する
ことを特徴とする可変容量オイルポンプの制御装置。
請求項５に記載の可変容量オイルポンプの制御装置であって、
エンジンのメカニカルノイズ強度が大きくなるにつれて前記オイルの粘度を減らすように前記オイルの粘度が補正される
ことを特徴とする可変容量オイルポンプの制御装置。
請求項６に記載の可変容量オイルポンプの制御装置であって、
水温が高くなるにつれて前記オイルの粘度を減らすように前記オイルの粘度が補正される
ことを特徴とする可変容量オイルポンプの制御装置。
請求項７に記載の可変容量オイルポンプの制御装置であって、
前記要求流量算出部が前記要求流量を増やすように前記要求流量を補正してもメカニカルノイズが所定値より大きい場合には、エンジンオイルが劣化していると判定される
ことを特徴とする可変容量オイルポンプの制御装置。