JP6009966B2 - 油圧制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、内燃機関の動力により駆動されるオイルポンプを制御する油圧制御装置に関する。

従来、容量可変機構を備える内接歯車型のオイルポンプが知られている（たとえば、特許文献１参照）。

特許文献１のオイルポンプは、駆動軸に連結されたインナーロータと、インナーロータに対して偏心して配置されたアウターロータと、アウターロータを外周側から回転自在に保持する調整リングとを備えている。このオイルポンプは、調整リングを回動させることにより、ポンプ容量を調整可能に構成されている。具体的には、オイルポンプは、エンジン回転数の増大などにより吐出圧が高くなった場合に、調整リングが回動してポンプ容量を減少させることにより、オイルの吐出量を減少させる。

特開２０１２−１３２３５６号公報

ここで、一般的に、オイルポンプにあっては、オイルの吐出に必要な動力（エンジンから受ける動力）を必要最小限に抑えてエンジンの燃料消費率の改善を図ることが求められている。

しかしながら、オイルが低粘度である場合には、エンジンの各部からの漏れ量が増えるため、要求される吐出量が増加するとともに、オイルポンプ内での漏れによっても効率が下がるため、さらに高い能力が要求される。これに対して、オイルが高粘度である場合には、エンジンの各部およびオイルポンプ内での漏れが少ないため、過剰な能力になってしまう。

特に、上記のような内接歯車型のオイルポンプでは、インナーロータの精度に限りがあり、エンジンの低回転時、および、オイルの低粘度時にポンプ効率が悪化するという特性を有する。

本発明は、上記の課題を解決するためになされたものであり、本発明の目的は、オイルの粘度の変化に対応しながら、オイルの吐出に必要な動力を必要最小限に抑えることが可能な油圧制御装置を提供することである。

本発明による油圧制御装置は、容量可変機構を備える内接歯車型のオイルポンプから吐出されるオイルの油圧を制御するものである。この油圧制御装置は、オイルポンプの目標吐出油圧に対して、オイルポンプから実際に吐出された実吐出油圧をフィードバックしてＰＩＤ制御を行うことにより、オイルポンプに要求する要求吐出油圧を算出するように構成されている。さらに、油圧制御装置は、ＰＩＤ制御における比例項、積分項および微分項に対して共通のゲインを設定し、共通のゲインは、オイルの油温に基づいて算出され、オイルの油温が低いほど小さくされるとともに、オイルの油温が高いほど大きくされる。

このように構成することによって、オイルの油温と相関関係のあるオイルの粘度に応じて共通のゲインを設定することができる。このため、オイルが高粘度である場合に共通のゲインを小さくし、オイルが低粘度である場合に共通のゲインを大きくすることにより、粘度の変化に対応しながら、オイルポンプの吐出油圧を制御することができる。すなわち、内接歯車型のオイルポンプであっても幅広い粘度領域で吐出油圧を適切に制御可能である。その結果、オイルの粘度の変化に対応しながら、オイルの吐出に必要な動力を必要最小限に抑えることができる。

上記油圧制御装置において、共通のゲインを補正するための学習値を記憶するように構成されていてもよい。

このように構成すれば、共通のゲインにエラー（誤差）が生じた場合に、そのエラーを補正することができる。

この場合において、積分項の値が０から所定値以上乖離した場合に、積分項の値が０に近づくように学習値を更新するようにしてもよい。

このように構成すれば、共通のゲインを直接学習する場合に比べて、安定した学習を行うことができる。

本発明の油圧制御装置によれば、オイルの粘度の変化に対応しながら、オイルの吐出に必要な動力を必要最小限に抑えることができる。

実施形態に係るエンジンのオイル供給系統の一例を示す全体構成図である。 オイルポンプの構造を示す断面図であって、ポンプ容量が最大の状態を示す図である。 オイルポンプの構造を示す断面図であって、ポンプ容量が最小の状態を示す図である。 制御系の概略構成を示すブロック図である。 オイルポンプの油温−油圧特性を示したグラフである。 本実施形態による吐出油圧の制御手順の一例を示したフローチャートである。

以下、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、自動車用の４気筒ガソリンエンジン（内燃機関）に搭載されたオイルポンプの油圧を制御するＥＣＵに本発明を適用した場合について説明する。

−エンジンおよびオイル供給系統の概略−
まず、図１に仮想線で示すようにエンジン１は、シリンダブロック１０の上部にシリンダヘッド１１が組み付けられてなる。シリンダブロック１０には４つのシリンダ（図示せず）が設けられ、それぞれに収容されているピストン１２（図には１つのみ示す）は、コネクティングロッド１２ａを介してクランクシャフト１３に連結されている。このクランクシャフト１３は、図の例では５つのクランクジャーナル１３ａにおいてシリンダブロック１０の下部（クランクケース）に回転自在に支持されている。

一方、シリンダヘッド１１には、各シリンダ毎の吸気バルブ１２ｂおよび排気バルブ１２ｃを駆動する動弁系のカムシャフト１４，１５が配設されている。一例として動弁系は、吸気側および排気側の２本のカムシャフト１４，１５を備えたＤＯＨＣタイプのもので、これらのカムシャフト１４，１５は、それぞれ図の例では５つのカムジャーナル１４ａ，１５ａにおいてシリンダヘッド１１に回転自在に支持されている。

そして、それら２本のカムシャフト１４，１５がクランクシャフト１３の回転に同期して回転され、吸気バルブ１２ｂおよび排気バルブ１２ｃを開閉させる。すなわち、クランクシャフト１３の前端部（図１の左側の端部）にはクランクスプロケット（図示せず）が取り付けられる一方、２本のカムシャフト１４，１５の端部にはそれぞれカムスプロケット１４ｂ，１５ｂが取り付けられ、それらに亘ってタイミングチェーン３が巻き掛けられている。これによりカムシャフト１４，１５は、クランクシャフト１３の回転に同期して回転される。

また、前記クランクスプロケットの後側に隣接してオイルポンプ５を駆動するためのスプロケット（図示せず）も取り付けられている。すなわち、オイルポンプ５は、クランクシャフト１３の前端部の下方に位置し、その入力軸５ａにはポンプスプロケット５ｂが取り付けられていて、このポンプスプロケット５ｂと前記クランクシャフト１３のスプロケットとの間にチェーン４が巻き掛けられている。

そうしてクランクシャフト１３からの力によって入力軸５ａが回転されると、オイルポンプ５から吐出されるエンジンオイル（以下、単にオイルともいう）がオイル供給系統２を介して、前記のピストン１２やクランクジャーナル１３ａ、カムジャーナル１４ａ，１５ａ、さらには、前記コネクティングロッド１２ａの軸受け部分などの被潤滑部に供給される。オイル供給系統２は、オイルポンプ５の動作によってオイルパン１６から吸い上げたオイルを、オイルフィルタ６によって濾過した後にメインギャラリ２０へと供給する。

すなわちオイルポンプ５は、オイルパン１６内に貯留されているオイルを、図示しないオイルストレーナを介して吸い上げ、吐出ポート５０ｅ（図２を参照）から吐出して連通路６ａによってオイルフィルタ６に送給する。オイルフィルタ６は、ハウジング内に収容されたフィルタエレメントによってオイル内の異物や不純物などを濾過するものであり、ここで濾過されたオイルがメインギャラリ２０に送給される。

メインギャラリ２０は、例えばシリンダブロック１０の内部にシリンダ列方向に延びるように形成されて、オイルポンプ５から送られてくるオイルを複数の分岐オイル通路２１〜２３によって被潤滑部などに分配する。図の例ではメインギャラリ２０の長手方向に等間隔で分岐しそれぞれ下方に延びる分岐オイル通路２１によって、クランクジャーナル１３ａ等にオイルが供給される。また、メインギャラリ２０の両端からそれぞれ上方に延びる分岐オイル通路２２，２３によって、シリンダヘッド１１のカムジャーナル１４ａ，１５ａなどにオイルが供給される。

−オイルポンプの構造−
以下にオイルポンプ５の構造について図２を参照して詳細に説明する。オイルポンプ５は、内接歯車型である。具体的には、オイルポンプ５は、入力軸５ａにより回転される外歯車のドライブロータ５１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５２と、そのドリブンロータ５２を外周から回転自在に保持する調整リング５３と、をハウジング５０内に収容してなる。調整リング５３は、後述するようにドライブロータ５１およびドリブンロータ５２を変位させることにより、ポンプ容量を変更するために設けられている。

ハウジング５０は全体としては厚肉の板状であり、図２に示すようにエンジン後方から見た場合に左右に長い楕円形状とされ、図の右上部から右側に向かって突出部５０ａが、また、図の左下部からは下方に向かって突出部５０ｂが、それぞれ形成されている。また、ハウジング５０の全体に後方、すなわちエンジン１の内方（図の手前側）に向かって開放された凹部５０ｃが形成されている。

この凹部５０ｃは前記ドライブロータ５１、ドリブンロータ５２、調整リング５３等を収容するものであり（以下、収容凹部５０ｃという）、ハウジング５０に後方から重ね合わされるカバー（図示せず）によって閉止される。また、収容凹部５０ｃの中央よりもやや右側位置には円形断面の貫通孔（図には示さず）が形成され、ここに挿通された入力軸５ａがハウジング５０の前方に突出している。

そうしてハウジング５０の前方に突出する入力軸５ａの前端部に、前記チェーン４の巻き掛けられるポンプスプロケット５ｂが取り付けられている一方、入力軸５ａの後端部は、ドライブロータ５１の中央部を貫通し、例えばスプラインによって嵌合されている。このドライブロータ５１には、外周にトロコイド曲線またはトロコイド曲線に近似した曲線（例えばインボリュート、サイクロイドなど）を有する外歯５１ａが複数（図の例では１１個）、形成されている。

一方、ドリブンロータ５２は円環状に形成され、その内周には前記ドライブロータ５１の外歯５１ａと噛み合うよう、これより歯数が１歯大きい（図の例では１２個の）内歯５２ａが形成されている。ドリブンロータ５２の中心は、ドライブロータ５１の中心に対して所定量、偏心しており、その偏心している側（図２の左上側）でドライブロータ５１の外歯５１ａとドリブンロータ５２の内歯５２ａとが噛み合っている。

また、ドリブンロータ５２は、調整リング５３の円環状の本体部５３ａによって摺動自在に嵌合支持されている。この例では調整リング５３には、その本体部５３ａの外周から周方向に所定の角度範囲（図の例では約５０°）に亘って径方向外方に張り出す２つの張出部５３ｂ，５３ｃと、径方向外方に大きく延びるアーム部５３ｄと、小さな突起部５３ｅとが一体に形成されている。調整リング５３について詳しくは後述する。

そのようにして調整リング５３に保持されたドライブロータ５１およびドリブンロータ５２によって、本実施形態では１１葉１２節のトロコイドポンプが構成されており、２つのロータ５１，５２の間の環状の空間には、互いに噛合する歯と歯の間に円周方向に並んだ複数の作動室Ｒが形成される。これらの各作動室Ｒは２つのロータ５１，５２の回転に連れてドライブロータ５１の外周に沿うように移動しながら、その容積が増減する。

すなわち、２つのロータ５１，５２の歯が互いに噛み合う位置から、図に矢印で示すロータ回転方向に約１８０度に亘る範囲（図２では左下側の範囲）では、２つのロータ５１，５２の回転に連れて徐々に作動室Ｒの容積が増大してゆき、オイルを吸入する吸入範囲となる。一方、残りの約１８０度に亘る範囲（図２では右上側の範囲）では、ロータ５１，５２の回転に連れて徐々に作動室Ｒの容積が減少してゆき、オイルを加圧しながら吐出する吐出範囲となる。

そして、それらの吸入範囲および吐出範囲にそれぞれ対応するように、ハウジング５０およびカバーに吸入ポートおよび吐出ポートが形成されている。図２にはハウジング５０の吸入ポート５０ｄおよび吐出ポート５０ｅのみを示すが、この吸入ポート５０ｄは、ハウジング５０の収容凹部５０ｃの底面において前記の吸入領域に対応するように開口し、同じく吐出領域に対応するように吐出ポート５０ｅが開口している。

吸入ポート５０ｄは、図ではハウジング５０の左下側に位置して、図示しないカバーの吸入ポートと連通しており、これを介してオイルストレーナの吸入管路に連通している。一方、吐出ポート５０ｅはハウジング５０の右上側に位置して、図示しないカバーの吐出ポートと連通するとともに、ハウジング５０の突出部５０ａに対応するように図の右側に向かって延びていて、オイルフィルタ６に向かう連通路６ａに至る。

かかる構成によりオイルポンプ５は、ポンプスプロケット５ｂに伝達されるクランクシャフト１３からの力を受けて入力軸５ａが回転すると、ドライブロータ５１およびドリブンロータ５２が互いに噛み合いながら回転し、それらの間に形成される作動室Ｒに吸入ポート５０ｄからオイルが吸入され、加圧されて吐出ポート５０ｅから吐出される。

こうして吐出されるオイルの流量は、オイルポンプ５の回転数（入力軸５ａの回転数）、すなわちエンジン回転数（エンジン回転速度）が高くなるほど多くなる。

−容量可変機構−
本実施形態のオイルポンプ５は、ドライブロータ５１の１回転につき吐出するオイルの量、すなわちポンプ容量を変更可能な容量可変機構を備えている。本実施形態では、主に吐出ポート５０ｅから導かれた油圧（吐出油圧）によって前記の調整リング５３を変位させて、ドライブロータ５１およびドリブンロータ５２の吸入ポート５０ｄおよび吐出ポート５０ｅに対する相対的な位置を変更することにより、１回転当たりに吸入および吐出するオイルの流量を変更する。

詳しくは図２に表れているように、調整リング５３の本体部５３ａから径方向外方に延びる前記アーム部５３ｄには、圧縮コイルスプリング５４からの押圧力が作用しており、これによって調整リング５３が図の時計回り方向に回動しながら、少し上方に変位するように付勢されている。また、このような変位の際に調整リング５３は、ガイドピン５５，５６によって案内される。

すなわち、調整リング５３の張出部５３ｂ，５３ｃはそれぞれ湾曲する楕円の枠状に形成されていて、ハウジング５０の収容凹部５０ｃの底面に突設されたガイドピン５５，５６を収容している。これらガイドピン５５，５６はそれぞれ枠状の張出部５３ｂ，５３ｃの内周に接触して、その長手方向に摺動するようになっており、これにより調整リング５３の変位の軌跡が規定される。

こうしてガイドピン５５，５６によって案内されて変位する調整リング５３が、収容凹部５０ｃ内を図の右上側の高圧空間ＴＨと、左側から下側にかけての低圧空間ＴＬとに仕切っており、高圧空間ＴＨの油圧を受けて動作される。すなわち、高圧空間ＴＨは、ハウジング５０の収容凹部５０ｃ内において、調整リング５３の張出部５３ｃの外周とハウジング５０の壁部とによって囲まれ、かつ、第１および第２シール材５７，５８によってオイルの流れが制限される領域に形成される。

そして、この高圧空間ＴＨには吐出ポート５０ｅの開口の一部が臨み、オイルポンプ５の吐出油圧が高圧空間ＴＨに導かれて調整リング５３の外周面に作用するようになる。これに対して、吸入ポート５０ｄが連通する低圧空間ＴＬには概ね大気圧が作用しているので、調整リング５３は、高圧空間ＴＨからの油圧によって図の反時計回り方向に回動するように付勢されることになる。

一方で調整リング５３は、前記したようにアーム部５３ｄに作用する圧縮コイルスプリング５４の弾発力を受けて時計回り方向に付勢されており、主にそれらの付勢力によって変位するようになる。

さらに、本実施形態では、図２および図３にそれぞれ示すように、ハウジング５０内には高圧空間ＴＨに隣接するように制御空間ＴＣ（油圧室）を設けて、ここに電子制御式の制御弁６０（Oil Control Vale：以下、ＯＣＶという）から制御油圧を供給し、前記のような調整リング５３の変位を補助する力を発生させる。ＯＣＶ６０により制御油圧を高精度に調圧し、調整リング５３の変位を補助する力の大きさを調整することで、前記のようなポンプ容量の制御性が高くなる。

具体的には、前記調整リング５３の２つの張出部５３ｂ，５３ｃのほぼ中間においてその外周には第２シール材５８が配設され、収容凹部５０ｃを取り囲むハウジング５０の壁部の内面と摺接するようになっている。この第２シール材５８は、高圧空間ＴＨと制御空間ＴＣとの間のシール部であって、前記のような調整リング５３の変位に伴いハウジング５０の壁部の内面に沿って移動することになる。

同様に調整リング５３のアーム部５３ｄの先端には第３シール材５９が配設されて、対向するハウジング５０の壁部の内面と摺接するようになっている。この第３シール材５９は、低圧空間ＴＬと制御空間ＴＣとの間のシール部である。なお、これら第２および第３シール材５８，５９、および、前記した第１シール材５７は、いずれも調整リング５３の厚み（図２および図３の紙面に直交する方向の寸法）と同程度の寸法を有し、耐摩耗性に優れた金属材や樹脂材にて形成されている。

こうして制御空間ＴＣは、ハウジング５０の収容凹部５０ｃ内において、調整リング５３の外周（詳しくは張出部５３ｂの外周）とアーム部５３ｄと、それらに対向するハウジング５０の壁部とによって囲まれ、かつ前記第２および第３シール材５８，５９によってオイルの流れが制限される領域に形成される。そして、この制御空間ＴＣにおいて収容凹部５０ｃの底面に開口する制御油路６１によって、ＯＣＶ６０から制御油圧が供給される。

すなわち、制御油路６１はその一端部が前記のように制御空間ＴＣに臨む丸孔６１ａとして開口する一方、他端部がＯＣＶ６０の制御ポート６０ａに連通している。ＯＣＶ６０は、後述するＥＣＵ１００（図４を参照）からの信号を受けてスプールの位置が変更され、供給ポート６０ｂからのオイルを制御ポート６０ａから制御油路６１へ送り出す状態と、制御油路６１から排出されてきたオイルを制御ポート６０ａに受け入れて、ドレンポート６０ｃから排出する状態とに切り換えられる。

また、一例としてリニアソレノイドバルブであるＯＣＶ６０は、ＥＣＵ１００からの信号（Ｄｕｔｙ信号）に応じてスプールの位置が連続的に変化し、前記のように制御ポート６０ａから制御油路６１へ送り出すオイルの圧力をリニアに増大または減少させることができる。よって、例えば前記のようにエンジン回転数の上昇に伴い調整リング５３が図２の反時計回り方向に変位する際に、制御空間ＴＣに供給する制御油圧を増大させて、調整リング５３の変位を補助することができる。

一方、ＯＣＶ６０の制御によって制御空間ＴＣに供給する制御油圧を低下させれば、調整リング５３の反時計回り方向の変位を抑えることができる。これによりポンプ容量の制御性が向上する。なお、図２および図３に示すように本実施形態では、オイルポンプ５の吐出ポート５０ｅからオイルフィルタ６への連通路６ａの途中に分岐路６ｂを接続して、ＯＣＶ６０にオイルを供給するようにしているが、これに限らず、例えばオイルフィルタ６によって濾過されたオイルをＯＣＶ６０に供給するようにしてもよい。

−制御系−
図４は、エンジン１における制御系の概略構成を示すブロック図である。この図４に示すように、ＥＣＵ１００は、ＣＰＵ１０１、ＲＯＭ１０２、ＲＡＭ１０３およびバックアップＲＡＭ１０４などを備えている。なお、ＥＣＵ１００は、本発明の「油圧制御装置」の一例である。

ＲＯＭ１０２は、各種制御プログラムや、それら各種制御プログラムを実行する際に参照されるマップ等が記憶されている。ＣＰＵ１０１は、ＲＯＭ１０２に記憶された各種制御プログラムやマップに基づいて演算処理を実行する。また、ＲＡＭ１０３はＣＰＵ１０１での演算結果や各センサから入力されたデータ等を一時的に記憶するメモリであり、バックアップＲＡＭ１０４はエンジン１の停止時にその保存すべきデータ等を記憶する不揮発性のメモリである。これらＲＯＭ１０２、ＣＰＵ１０１、ＲＡＭ１０３、および、バックアップＲＡＭ１０４はバス１０７を介して互いに接続されるとともに、入力インターフェース１０５および出力インターフェース１０６と接続されている。

入力インターフェース１０５には、エンジン１の冷却水温度を検出する水温センサ１１０、吸入空気量を計測するエアフロメータ１１１、吸入空気温度を計測する吸気温センサ１１２、排気系に備えられたＯ_２センサ１１３、アクセル開度を検出するアクセルポジションセンサ１１４、スロットルバルブの開度を検出するスロットルポジションセンサ１１５、クランクシャフト１３の回転位置を検出するクランクポジションセンサ１１６、カムシャフト１４の回転位置を検出するカムポジションセンサ１１７、前記メインギャラリ２０に配設されてメインギャラリ２０内の油圧（実吐出油圧Ｐｍ）を検出する油圧センサ１１８、および、前記メインギャラリ２０に配設されてメインギャラリ２０内の油温を検出する油温センサ１１９などの各種センサが接続されている。

出力インターフェース１０６には、インジェクタ７、点火プラグのイグナイタ８、スロットルバルブのスロットルモータ９、および、前記オイルポンプ５の吐出油圧を制御する前記ＯＣＶ６０などが接続されている。そして、ＥＣＵ１００は、前記した各種センサの検出信号に基づいて、インジェクタ７の燃料噴射制御、点火プラグの点火時期制御、および、スロットルバルブの開度制御などを含むエンジン１の各種制御を実行する。

そして、ＥＣＵ１００は、エンジン１の運転状態などに応じてオイルポンプ５の吐出油圧を制御するとともに、その制御された吐出油圧となるようにＯＣＶ６０によりポンプ容量を制御する。以下、本実施形態の特徴であるＥＣＵ１００によるオイルポンプ５の油圧制御について詳細に説明する。

−オイルポンプの油圧制御−
ここで、オイルポンプ５では、オイルの油温に応じてオイルの粘度が変化することから、図５に示すように、エンジン回転数が一定の場合であっても、油温が低い場合には吐出油圧が高くなるとともに、油温が高い場合には吐出油圧が低くなる。これは、油温が低い場合には、油温が高い場合に比べて、オイルの粘度が高くなるので、エンジン１の各部およびオイルポンプ５内でのオイルの漏れ量が減少するためである。

そこで、本実施形態では、油温すなわちオイルの粘度に応じて吐出油圧を制御している。具体的には、本実施形態によるＥＣＵ１００は、オイルポンプ５の目標吐出油圧Ｐｆに対して、オイルポンプ５から実際に吐出された実吐出油圧ＰｍをフィードバックしてＰＩＤ制御を行うことにより、オイルポンプ５に要求する要求吐出油圧Ｐｏを算出する。この目標吐出油圧ＰｆのＰＩＤ制御では、オイルの油温に基づいて算出される共通のゲインＧが設定されている。そして、要求吐出油圧Ｐｏを算出する式（１）は以下のようになる。

Ｐｏ＝（Ｐｆ＋Ｔｐ＋Ｔｉ＋Ｔｄ）×Ｇ×Ｌ ・・・（１）
ここで、式（１）において、Ｐｏは要求吐出油圧、Ｐｆは目標吐出油圧、Ｔｐは比例項、Ｔｉは積分項、Ｔｄは微分項、Ｇは共通のゲイン、Ｌは学習値である。なお、比例項Ｔｐは、主に実吐出油圧Ｐｍを目標吐出油圧Ｐｆに追従させるためのものであり、積分項Ｔｉは、主にオフセット（定常偏差）を解消するためのものであり、微分項Ｔｄは、主に応答性の向上を図るためのものである。比例項Ｔｐ、積分項Ｔｉおよび微分項Ｔｄには、それぞれ、固有のゲイン（係数）が予め設定されており、その固有のゲインは、オイルが完全に暖められた状態（オイルの粘度が低い状態）に適応する値である。また、共通のゲインＧは、オイルの油温などに基づいて算出される値であり、油温が低いほど小さくされる。また、学習値Ｌは、共通のゲインＧのエラー（誤差）を補正するために設定されている。なお、エラーの原因は、オイルの粘度のばらつき、エンジン１の各部およびオイルポンプ５内でのオイルの漏れ量のばらつき、オイルの劣化度合いのばらつき、油種のばらつきなどである。

本実施形態では、上記した式（１）に示すように、基準となる目標吐出油圧Ｐｆに補正量である比例項Ｔｐ、積分項Ｔｉおよび微分項Ｔｄを加えた後に、共通のゲインＧを乗じるようにしている。すなわち、オイルが完全に暖められた状態に適応するＰＩＤ制御を行い、そのＰＩＤ制御の出力に対して、油温（オイルの粘度）に関する補正用の共通のゲインＧを乗じている。これにより、オイルの粘度の変化（ばらつき）に応じて適合する吐出油圧（要求吐出油圧Ｐｏ）を得ることが可能になる。すなわち、幅広い粘度領域に対応可能なＰＩＤ制御を行うことが可能になる。

また、本実施形態では、上記した式（１）において、共通のゲインＧのエラーを補正するための学習値Ｌが設定されている。この学習値Ｌは、更新可能な値であり、たとえばバックアップＲＡＭ１０４（図４参照）に記憶されている。このため、今回のトリップ中に更新された学習値Ｌは、次回のトリップに引き継がれて利用される。

また、学習値Ｌは、積分項Ｔｉの値が０から所定値以上乖離した場合に、積分項Ｔｉの値が０に近づくように所定量だけ更新される。すなわち、学習値Ｌは、所定量ずつ徐々に増減されるようになっている。このように、学習値Ｌの更新により、応答の遅い積分項Ｔｉによる補正量が減少する、すなわち積分項Ｔｉを０に近づけるように、共通のゲインＧを補正することによって、実吐出油圧Ｐｍを早期に目標吐出油圧Ｐｆに収束させることが可能になる。なお、積分項Ｔｉの値の乖離を判断するための所定値は、たとえば予め設定された一定値であり、学習値Ｌが更新される際の所定量は、たとえば予め設定された一定量である。

［吐出油圧の制御フロー］
図６は、本実施形態による吐出油圧の制御手順の一例を示したフローチャートである。次に、図６を参照して、本実施形態の吐出油圧のフィードバック制御の一例について説明する。なお、以下の制御フローは、ＥＣＵ１００により所定の時間間隔毎に繰り返し実行される。

まず、ステップＳＴ１において、各センサからの情報が取得される。たとえば、クランクポジションセンサ１１６の検出結果に基づいてエンジン回転数が算出され、油温センサ１１９によりメインギャラリ２０内の油温が検出される。

そして、ステップＳＴ２において、各種パラメータ（たとえば、エンジン回転数、吸入空気量、燃料噴射量、エンジン１の冷却水温度、およびメインギャラリ２０内の油温など）に基づいて目標吐出油圧Ｐｆが算出される。

次に、ステップＳＴ３において、油圧センサ１１８の検出結果に基づいてメインギャラリ２０内の油圧（実吐出油圧Ｐｍ）が算出される。

次に、ステップＳＴ４において比例項Ｔｐが算出される。この比例項Ｔｐは、たとえば、目標吐出油圧Ｐｆと実吐出油圧Ｐｍとの偏差にゲイン（比例項固有のゲインであって、オイルが完全に暖められた状態に適応するゲイン）を乗じて算出される。

次に、ステップＳＴ５において積分項Ｔｉが算出される。この積分項Ｔｉは、たとえば、目標吐出油圧Ｐｆと実吐出油圧Ｐｍとの偏差の積分値にゲイン（積分項固有のゲインであって、オイルが完全に暖められた状態に適応するゲイン）を乗じて算出される。

次に、ステップＳＴ６において微分項Ｔｄが算出される。この微分項Ｔｄは、たとえば、実吐出油圧Ｐｍの変化速度にゲイン（微分項固有のゲインであって、オイルが完全に暖められた状態に適応するゲイン）を乗じて算出される。

次に、ステップＳＴ７において共通のゲインＧが算出される。この共通のゲインＧは、たとえば、目標吐出油圧Ｐｆ、オイルの油温およびエンジン回転数に基づいて算出される。なお、共通のゲインＧは、油温が低いほど小さくされ、エンジン回転数が高いほど小さくされる。

次に、ステップＳＴ８において、積分項Ｔｉの値が０から所定値以上乖離し、かつ、所定の学習条件が成立するか否かが判断される。そして、積分項Ｔｉの値が０から所定値以上乖離し、かつ、所定の学習条件が成立すると判断された場合には、ステップＳＴ９において、学習値Ｌが更新され、ステップＳＴ１０に移る。その一方、積分項Ｔｉの値が０から所定値以上乖離していないと判断された場合、または、所定の学習条件が成立しないと判断された場合には、学習値Ｌの更新が行われることなく、ステップＳＴ１０に移る。なお、所定の学習条件の一例としては、油温が所定の条件を満たすか否かなどである。

ここで、ステップＳＴ９では、積分項Ｔｉの値が０に近づくように（オフセットが減少するように）所定量だけ学習値Ｌが更新される。たとえば、目標吐出油圧Ｐｆに対して実吐出油圧Ｐｍが低い場合には、共通のゲインＧを大きくする側に補正するように、学習値Ｌが所定量だけ増加されて更新される。なお、更新された学習値Ｌは、たとえばバックアップＲＡＭ１０４に記憶される。

そして、ステップＳＴ１０において、上記した式（１）を用いて要求吐出油圧Ｐｏが算出される。その後、オイルポンプ５が要求吐出油圧Ｐｏを出力するようにＯＣＶ６０が制御される。すなわち、ＯＣＶ６０に供給するＤｕｔｙ信号を制御することにより、オイルポンプ５のポンプ容量を制御して、オイルポンプ５が要求吐出油圧Ｐｏを出力するように制御される。

上記した一連の制御が繰り返し行われることにより、実吐出油圧Ｐｍが目標吐出油圧Ｐｆに収束される。

−効果−
本実施形態では、上記のように、ＰＩＤ制御における比例項Ｔｐ、積分項Ｔｉおよび微分項Ｔｄに対して共通のゲインＧを設定し、その共通のゲインＧをオイルの油温に基づいて算出することによって、オイルの油温と相関関係のあるオイルの粘度に応じて共通のゲインＧを設定することができる。このため、オイルが高粘度である場合に共通のゲインＧを小さくし、オイルが低粘度である場合に共通のゲインＧを大きくすることにより、粘度の変化に対応しながら、オイルポンプ５の吐出油圧を制御することができる。すなわち、内接歯車型のオイルポンプ５であっても幅広い粘度領域で吐出油圧を適切に制御可能である。その結果、オイルの粘度の変化に対応しながら、オイルの吐出に必要な動力を必要最小限に抑えてエンジン１の燃料消費率の改善を図ることができる。たとえば、油温が低い場合に、オイルポンプ５の能力が過剰になるのを抑制することができるので、エンジン１の燃料消費率の改善を図ることができる。

また、本実施形態では、共通のゲインＧを補正するための学習値Ｌを設定することによって、共通のゲインＧにエラーが生じた場合に、そのエラーを補正することができる。すなわち、オイルの粘度のばらつき、エンジン１の各部およびオイルポンプ５内でのオイルの漏れ量のばらつき、オイルの劣化度合いのばらつき、油種のばらつきなどに対処することが可能である。

また、本実施形態では、積分項Ｔｉの値が０から所定値以上乖離した場合に、積分項Ｔｉの値が０に近づくように学習値Ｌを更新することによって、共通のゲインＧを直接学習する場合に比べて、安定した学習を行うことができる。

−他の実施形態−
なお、今回開示した実施形態は、すべての点で例示であって、限定的な解釈の根拠となるものではない。したがって、本発明の技術的範囲は、上記した実施形態のみによって解釈されるものではなく、特許請求の範囲の記載に基づいて画定される。また、本発明の技術的範囲には、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれる。

たとえば、本実施形態では、ガソリンエンジンに搭載されたオイルポンプ５を制御するＥＣＵ１００に本発明を適用する例を示したが、これに限らず、ディーゼルエンジンに搭載されたオイルポンプを制御するＥＣＵに本発明を適用してもよい。

また、本実施形態では、学習値Ｌの更新の際における所定量が予め設定された一定量である例を示したが、これに限らず、学習値Ｌの更新の際における所定量が積分項Ｔｉの値の乖離などに基づいて調整（変更）されるようにしてもよい。

また、吐出油圧の制御フローの順番は、上記した順番以外であってもよい。

また、ポンプ容量を変更するオイルポンプとして図２のような歯車を用いるタイプを例示したが、本発明はこれに限るものではなく、漏れが発生するタイプであれば、本制御フローが有効に働く。

本発明は、内燃機関の動力により駆動されるオイルポンプを制御する油圧制御装置に利用可能であり、さらに詳しくは、容量可変機構を備える内接歯車型のオイルポンプを制御する油圧制御装置に有効に利用することができる。

５ オイルポンプ
１００ ＥＣＵ（油圧制御装置）

Claims (3)

1. 容量可変機構を備える内接歯車型のオイルポンプから吐出されるオイルの油圧を制御する油圧制御装置において、
   前記オイルポンプの目標吐出油圧に対して、前記オイルポンプから実際に吐出された実吐出油圧をフィードバックしてＰＩＤ制御を行うことにより、前記オイルポンプに要求する要求吐出油圧を算出するように構成され、
   前記ＰＩＤ制御における比例項、積分項および微分項に対して共通のゲインを設定し、
   前記共通のゲインは、オイルの油温に基づいて算出され、オイルの油温が低いほど小さくされるとともに、オイルの油温が高いほど大きくされることを特徴とする油圧制御装置。
2. 請求項１に記載の油圧制御装置において、
   前記共通のゲインを補正するための学習値を記憶するように構成されていることを特徴とする油圧制御装置。
3. 請求項２に記載の油圧制御装置において、
   前記積分項の値が０から所定値以上乖離した場合に、前記積分項の値が０に近づくように前記学習値を更新することを特徴とする油圧制御装置。

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