JP6133820B2 - 油圧制御弁の制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、油圧制御弁の制御装置に関する。

従来、スリーブ内を移動するスプールを備える油圧制御弁が知られている（たとえば、特許文献１参照）。この油圧制御弁には、スプールを一方側に付勢するリターンスプリングと、スプールを他方側に駆動する電磁ソレノイドとが設けられている。そして、油圧制御弁は、電磁ソレノイドに供給される電流に応じて、スリーブ内でスプールが移動されることにより、油圧が制御されるように構成されている。

ここで、このような油圧制御弁では、オイル中に混入した異物をスプールが噛み込んでしまう場合がある。そして、スプールが異物を噛み込むと、スプールの動作不良が発生するので、油圧を適切に制御することが困難になる。そこで、特許文献１の油圧制御弁では、異物の噛み込みが発生した場合に、スプールを強制的に往復動させることにより、噛み込んだ異物を除去するようになっている。なお、スプールの往復動は、異物を噛み切るように、スリーブの一方端部と他方端部との間をスプールが繰り返し行き交うように行われる。

特開２０１２−３１７４１号公報

しかしながら、上記した従来の油圧制御弁では、噛み切ることができる異物であれば除去することが可能であるが、噛み切ることができない異物については除去することが困難である。

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、油圧制御弁に混入した異物の噛み込みが発生した場合に、その異物が噛み切れないものであっても除去することが可能な油圧制御弁の制御装置を提供することである。

本発明による油圧制御弁の制御装置は、スリーブ内を移動するスプールを備える油圧制御弁を制御するものである。油圧制御弁は、スリーブ内における一方端部と他方端部との間でスプールを移動させることにより油圧を制御して可変容量形オイルポンプのポンプ容量を制御するように構成されている。油圧制御弁の制御装置は、可変容量形オイルポンプの目標吐出油圧と、可変容量形オイルポンプから実際に吐出された実吐出油圧とに基づいて、油圧制御弁に混入した異物の噛み込みが発生したか否かを判断するように構成されている。そして、油圧制御弁の制御装置は、油圧制御弁に混入した異物の噛み込みが発生した場合に、一方端部または他方端部でスプールが振動するように制御することにより、スプールまたはスプールを移動させる部材がストッパに繰り返し当たるように構成されている。

ここで、スプールが振動するとは、スプールが、一方端部側または他方端部側の移動限界位置からの離間と、その離間した移動限界位置への復帰とを繰り返し行うことであり、その際の移動距離（移動限界位置からの離間距離）は、スプールの移動可能な距離（一方端部側の移動限界位置と他方端部側の移動限界位置との間の距離）に比べて小さい。

このように構成することによって、異物の噛み込みが発生した場合にスプールが振動することにより、スプールまたはスプールを移動させる部材（たとえば、プランジャなど）が同じストッパに繰り返し衝突することから、そのスプールの振動がスリーブに伝わるので、油圧制御弁に混入した異物を付着している部位から振り落とすことができる。そして、その異物はオイルとともに排出されるので、異物が噛み切れないものであっても除去することができる。これにより、可変容量形オイルポンプのポンプ容量が異物の噛み込みにより制御できなくなるのを抑制することができる。

上記油圧制御弁の制御装置において、油圧制御弁に混入した異物の噛み込みが発生した場合に、一方端部でスプールが振動するように制御するとともに、他方端部でスプールが振動するように制御してもよい。

このように構成すれば、スプールが一方端部側に移動する際に異物を噛み込み、スプールが一方端部に移動できない場合には、他方端部でスプールを振動させるとともに、スプールが他方端部側に移動する際に異物を噛み込み、スプールが他方端部に移動できない場合には、一方端部でスプールを振動させることができる。これにより、異物の噛み込みが発生したときのスプールの移動方向がいずれであっても、異物の振り落としを行うことができる。

上記油圧制御弁の制御装置において、油圧制御弁は、スプールを一方端部側に付勢する付勢部材と、付勢部材の付勢力に抗してスプールを他方端部側に移動させるためのソレノイドとを備え、ソレノイドに対する通電時間を調整することにより、スプールが振動するように制御してもよい。

このように構成すれば、一方端部または他方端部でスプールを振動させることが容易にできる。

本発明の油圧制御弁の制御装置によれば、油圧制御弁に混入した異物の噛み込みが発生した場合に、その異物が噛み切れないものであっても除去することができる。

本発明の一実施形態によるＥＣＵにより制御されるエンジンの一例を示した概略構成図である。 エンジンのオイルポンプにおいてポンプ容量が最大の状態を示した断面図である。 エンジンのオイルポンプにおいてポンプ容量が最小の状態を示した断面図である。 オイルポンプのポンプ容量を制御するＯＣＶを説明するための図であって、スプールが一方端部側の移動限界位置に配置された状態を示した図である。 オイルポンプのポンプ容量を制御するＯＣＶを説明するための図であって、スプールが他方端部側の移動限界位置に配置された状態を示した図である。 エンジンを制御するＥＣＵの概略構成を示したブロック図である。 ＥＣＵにより実行されるオイルポンプの油圧制御の一例を示したフローチャートである。 ＥＣＵにより実行される異物除去制御の一例を示したタイムチャートである。

以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。なお、本実施形態では、車両に搭載されるエンジン１を制御するＥＣＵ１００に本発明を適用した場合について説明する。

−エンジンの概略構成−
まず、図１を参照して、エンジン１の概略構成について説明する。なお、図１では、エンジン１の外形を仮想線で示した。

エンジン１は、たとえば、クランクシャフト１３の長手方向（以下、前後方向という）に４つのシリンダ（図示省略）が設けられた直列４気筒ガソリンエンジンである。それぞれのシリンダにはピストン１２（図には１つのみ示す）が収容され、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。クランクシャフト１３は、複数のクランクジャーナル１３ａによってエンジン１の下部（クランクケース）に回転自在に支持されている。

また、エンジン１の上部には、各シリンダの吸気バルブ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および１５が配設されている。一例として動弁系は、ＤＯＨＣタイプのものであり、吸気側のカムシャフト１４が複数のカムジャーナル１４ａによって回転自在に支持され、排気側のカムシャフト１５が複数のカムジャーナル１５ａによって回転自在に支持されている。

カムシャフト１４および１５の前端部（図１の左側端部）には、それぞれカムスプロケット１４ｂおよび１５ｂが取り付けられ、クランクシャフト１３の前端部には、クランクスプロケット（図示省略）が取り付けられている。そして、クランクスプロケット、カムスプロケット１４ｂおよび１５ｂには、タイミングチェーン３が巻き掛けられている。

クランクシャフト１３には、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（図示省略）も取り付けられている。オイルポンプ５はクランクシャフト１３の前端部の下方に配設され、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る。そして、そのポンプスプロケット５ｂとクランクシャフト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。

かかる構成により、クランクシャフト１３の回転がチェーン４などを介して入力軸５ａに伝達され、オイルポンプ５が動作するようになっている。このオイルポンプ５の動作によって、エンジン１の下部のオイルパン１６内に貯留されているエンジンオイル（以下、単にオイルともいう）が、図示省略のオイルストレーナを介して吸い上げられ、そして、オイルポンプ５から吐出油路６ａに吐出される。

こうしてオイルポンプ５から吐出されたオイルは、吐出油路６ａを流通してオイルフィルタ６に至り、ここで異物や不純物などが濾過された後にオイル供給系２のメインギャラリ２０に流入する。メインギャラリ２０は、図１の例ではエンジン１の前後方向に延びていて、複数の分岐オイル通路２１〜２３にオイルを分配する。たとえば、メインギャラリ２０から下方に延びる複数の分岐オイル通路２１によって、クランクジャーナル１３ａ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および２３によって、カムジャーナル１４ａおよび１５ａなどにオイルが供給される。

−オイルポンプ−
次に、図２および図３を参照して、オイルポンプ５について説明する。オイルポンプ５は、たとえば内接歯車型であり、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とを備える。ドリブンロータ５２の外周は調整リング５３によって保持されている。

オイルポンプ５のハウジング５０には、ドライブロータ５１、ドリブンロータ５２、調整リング５３などを収容する収容部５０ａが設けられている。この収容部５０ａは、ハウジング５０に形成された凹状部５０ｂと、凹状部５０ｂの開放端を塞ぐように設けられたカバー（図示省略）とにより構成されている。凹状部５０ｂには貫通孔（図示省略）が形成され、その貫通孔に入力軸５ａが挿通されている。この入力軸５ａにはドライブロータ５１が取り付けられている。

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（たとえばインボリュート、サイクロイドなど）を有する外歯５１ａが複数形成されている。一方、ドリブンロータ５２は、リング状に形成され、その内周にドライブロータ５１の外歯５１ａと噛み合う内歯５２ａが複数形成されている。本実施形態では、外歯５１ａが１１個設けられるとともに、内歯５２ａが外歯５１ａよりも１つ多い１２個設けられている。

また、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、それらの中心を結ぶ偏心方向における一方側（図２では左上側）においてドライブロータ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。

そして、ドライブロータ５１とドリブンロータ５２との間の空間には、円周方向に並んで複数の作動室Ｒが形成され、これらの作動室Ｒが、ドライブロータ５１およびドリブンロータ５２の回転に連れて円周方向に移動しながら、その容積が増減するようになっている。

より詳しくは、ドライブロータ５１およびドリブンロータ５２が互いに噛み合う位置（図２では左上の位置）から、図２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）において、徐々に作動室Ｒの容積が増大する。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、徐々に作動室Ｒの容積が減少する。

そして、作動室Ｒの容積が増大する範囲が、吸入ポート５０ｃからオイルが吸入される吸入範囲であり、作動室Ｒの容積が減少する範囲が、オイルが加圧されながら吐出ポート５０ｄに送り出される吐出範囲である。なお、吸入ポート５０ｃおよび吐出ポート５０ｄは、ハウジング５０の凹状部５０ｂに設けられており、吸入ポート５０ｃが吸入範囲に対応するように配置され、吐出ポート５０ｄが吐出範囲に対応するように配置されている。

吸入ポート５０ｃは、油路（図示省略）を介してオイルストレーナに連通されている。なお、吸入ポート５０ｃの一部は、調整リング５３の外側においても開口しており、後述する低圧空間ＴＬに連通している。一方、吐出ポート５０ｄは、ハウジング５０の内部に形成された油路５０ｅを介して吐出油路６ａに連通されている。

このように構成されたオイルポンプ５は、クランクシャフト１３の回転力を受けて入力軸５ａが回転することにより、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５０ｃからオイルを吸い込んで、吐出ポート５０ｄから吐出する。

−容量可変機構−
オイルポンプ５は、制御空間ＴＣの容積を変更することで、入力軸５ａの１回転あたりの吐出量、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。この容量可変機構は、ハウジング５０の収容部５０ａ内に形成した制御空間ＴＣの油圧によって調整リング５３を変位させるものである。この調整リング５３の変位によって、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５０ｃおよび吐出ポート５０ｄに対する相対的な位置が変化し、ポンプ容量が変更される。

詳しくは、調整リング５３は、ドリブンロータ５２を保持するリング状の本体部５３ａと、この本体部５３ａの外周から外方に張り出す張出部５３ｂと、これよりも大きく外方に延びるアーム部５３ｃとが一体に形成されたものである。そして、アーム部５３ｃに作用するコイルバネ５４の押圧力によって、調整リング５３は、入力軸５ａの周りを図２の時計回りに回動（変位）するように付勢されている。すなわち、コイルバネ５４は、制御空間ＴＣの容積が小さくなる向きに調整リング５３を付勢している。

そのような調整リング５３の変位の軌跡は、ハウジング５０の凹状部５０ｂに突設されたガイドピン５５および５６によって規定されている。すなわち、調整リング５３の張出部５３ｂには、入力軸５ａの軸芯を中心とする円弧状の長穴５３ｄおよび５３ｅが形成されており、その内部にガイドピン５５および５６が遊嵌状態で収容されている。これにより、調整リング５３が入力軸５ａの周りを公転することが可能である。

また、調整リング５３のアーム部５３ｃは、ハウジング５０の収容部５０ａ内に周方向に並んで形成される制御空間ＴＣと低圧空間ＴＬとの間を仕切っている。このアーム部５３ｃの先端側には第１のシール材５７が配設され、その第１のシール材５７が対向する凹状部５０ｂの周壁と摺接するようになっている。この第１のシール材５７によって、制御空間ＴＣと低圧空間ＴＬとの間のオイルの流通が制限されている。

低圧空間ＴＬは、図２においては収容部５０ａ内の左側から下側にかけて、調整リング５３の本体部５３ａの外周と凹状部５０ｂの周壁とによって囲まれる領域に形成されている。そして、上述したように低圧空間ＴＬに臨んで吸入ポート５０ｃの一部が開口しており、低圧空間ＴＬは吸入ポート５０ｃと連通している。

一方、制御空間ＴＣは、調整リング５３の張出部５３ｂの外周と凹状部５０ｂの周壁とによって囲まれ、かつ、第１のシール材５７と第２のシール材５８とによってオイルの流れが制限される領域に形成されている。なお、第２のシール材５８は、張出部５３ｂの外周に配設され、対向する凹状部５０ｂの周壁と摺接するようになっている。

また、凹状部５０ｂの周壁と調整リング５３との間には第３のシール材５９が配設されている。これらのシール材５７〜５９は、たとえば、耐摩耗性に優れた樹脂材などによって形成されている。

そして、凹状部５０ｂには制御空間ＴＣに臨んで丸穴６１ａが形成され、その丸穴６１ａが制御油路６１に連通されている。これにより、制御空間ＴＣには、後述するＯＣＶ６０から制御油圧が供給されるようになっている。この制御油圧によってアーム部５３ｃには、調整リング５３を反時計回りに回動させるような押圧力が作用し、この押圧力とコイルバネ５４の押圧力（付勢力）との関係によって、調整リング５３の位置が決まることになる。

そのような制御油圧の調整により、調整リング５３を変位させて、オイルポンプ５の容量を制御することができる。すなわち、制御油圧が小さいときに調整リング５３は、コイルバネ５４の押圧力によって、図２に示す最大ポンプ容量位置に位置付けられる。制御油圧が大きくなると、これを受けた調整リング５３は、コイルバネ５４の押圧力に抗して反時計回りに回動（変位）する。これによりポンプ容量は小さくなってゆき、最終的には図３に示す最小ポンプ容量位置になる。

−ＯＣＶ−
次に、図４および図５を参照して、制御油圧を調整するためのＯＣＶ（Oil Control Valve）６０について説明する。なお、ＯＣＶ６０は、本発明の「油圧制御弁」の一例である。

ＯＣＶ６０は、スリーブ６２内を移動するスプール６３と、スプール６３を付勢するコイルバネ６４と、コイルバネ６４の付勢力に抗してスプール６３を移動させるための電磁駆動部６５とを備えている。なお、コイルバネ６４は、本発明の「付勢部材」の一例である。

スリーブ６２には、制御ポート６２ａ、供給ポート６２ｂおよび排出ポート６２ｃが形成されている。制御ポート６２ａは、制御油路６１を介して制御空間ＴＣ（図２および図３参照）に接続されている。供給ポート６２ｂは、オイルポンプ５の吐出油路６ａから分岐する供給油路６ｂ（図２および図３参照）に接続されている。また、スリーブ６２の一方端部側（Ｘ１方向側）には電磁駆動部６５が設けられ、スリーブ６２内の他方端部側（Ｘ２方向側）にはコイルバネ６４が配置されている。

スプール６３は、スリーブ６２内における一方端部（Ｘ１方向側の端部）と他方端部（Ｘ２方向側の端部）との間で移動可能に構成されている。このスプール６３は、制御ポート６２ａと排出ポート６２ｃとを連通する状態（図４に示す状態）と、制御ポート６２ａと供給ポート６２ｂとを連通する状態（図５に示す状態）とを切り換え可能になっている。また、スプール６３は、コイルバネ６４により一方端部側（Ｘ１方向側）に付勢されている。これにより、スプール６３に設けられた球状部６３ａが後述するロッド６５ｅに当接されている。

電磁駆動部６５は、プランジャ６５ａと、プランジャ６５ａを移動させるためのソレノイド６５ｂとを含んでいる。プランジャ６５ａは、ソレノイド６５ｂの内側に配置され、ストッパ６５ｃおよび６５ｄの間を移動可能に設けられている。このプランジャ６５ａにはロッド６５ｅが連結されており、そのロッド６５ｅにスプール６３の球状部６３ａが当接されている。このため、プランジャ６５ａが移動されると、ロッド６５ｅが一体的に移動され、そのロッド６５ｅの移動に追従するようにスプール６３が移動される。ソレノイド６５ｂには、後述するＥＣＵ１００から出力されるＤｕｔｙ信号が供給され、その電流値に応じてプランジャ６５ａの位置が変化するようになっている。

なお、図４に示すように、プランジャ６５ａがストッパ６５ｃに接触されているときに、スプール６３が一方端部側の移動限界位置（スプール６３がスリーブ６２内において最も一方端部側に移動された位置）に配置され、図５に示すように、プランジャ６５ａがストッパ６５ｄに接触されているときに、スプール６３が他方端部側の移動限界位置（スプール６３がスリーブ６２内において最も他方端部側に移動された位置）に配置される。また、プランジャ６５ａは、本発明の「スプールを移動させる部材」の一例である。

そして、ＯＣＶ６０では、ソレノイド６５ｂに供給される電流値が所定値よりも小さい場合には、コイルバネ６４の付勢力によってスプール６３が一方端部側に配置されるので、制御ポート６２ａと排出ポート６２ｃとが連通される。このため、制御空間ＴＣから制御油路６１を介して制御ポート６２ａまで還流してきたオイルが、図４に示すようにＯＣＶ６０内の油路を流通して、排出ポート６２ｃから排出（ドレン）されるようになる。

その一方、ソレノイド６５ｂに供給される電流値が所定値よりも大きくなると、ソレノイド６５ｂの発生する電磁力が大きくなり、コイルバネ６４の付勢力に抗してスプール６３が他方端部側に移動されるので、制御ポート６２ａと供給ポート６２ｂとが連通される。このため、オイルポンプ５から供給油路６ｂを介して供給ポート６２ｂに供給されてきたオイルが、図５に示すようにＯＣＶ６０内の油路を流通して、制御ポート６２ａから制御油路６１へ送り出されるようになる。そして、制御ポート６２ａと供給ポート６２ｂとが連通された状態でスプール６３の位置が変化すると、油路の断面積が変化するため、制御ポート６２ａから送り出されるオイルの圧力、すなわち制御油圧が変化される。

−ＥＣＵ−
次に、図６を参照して、エンジン１を制御するＥＣＵ１００について説明する。なお、ＥＣＵ１００は、本発明の「油圧制御弁の制御装置」の一例である。

本実施形態によるＥＣＵ１００は、ＣＰＵ１０１と、ＲＯＭ１０２と、ＲＡＭ１０３と、バックアップＲＡＭ１０４と、入力インターフェース１０５と、出力インターフェース１０６と、これらを互いに接続するバス１０７とを備えている。

ＣＰＵ１０１は、ＲＯＭ１０２に記憶された各種制御プログラムやマップなどに基づいて演算処理を実行する。ＲＯＭ１０２には、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などが記憶されている。ＲＡＭ１０３は、ＣＰＵ１０１による演算結果や各種センサの検出結果などを一時的に記憶するメモリである。バックアップＲＡＭ１０４は、イグニッションをオフする際に保存すべきデータなどを記憶する不揮発性のメモリである。

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Ｏ₂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、メインギャラリ２０内の油圧（実吐出油圧）を検出する油圧センサ１１８、および、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、オイルポンプ５のＯＣＶ６０などが接続されている。そして、ＥＣＵ１００は、各種センサの検出結果などに基づいて、スロットルバルブの開度（吸入空気量）、燃料噴射量および点火時期などを制御することにより、エンジン１の運転状態を制御可能に構成されている。

さらに、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。具体的には、ＥＣＵ１００では、オイルポンプ５の目標吐出油圧と、オイルポンプ５から実際に吐出された実吐出油圧との偏差に基づいてフィードバック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を算出し、その要求吐出油圧がオイルポンプ５から出力されるようなＤｕｔｙ信号が生成されてＯＣＶ６０に供給される。これにより、オイルポンプ５がオイルを吐出するのに必要な動力（エンジン１から受ける動力）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可能である。

ここで、ポンプ容量を制御するＯＣＶ６０では、オイル中に混入した異物（たとえば、切削加工時の切粉など）をスプール６３が噛み込んでしまう場合がある。そして、スプール６３が異物を噛み込むと、スプール６３の動作不良が発生するので、制御油圧を適切に制御することが困難になる。そこで、本実施形態のＥＣＵ１００は、後述する油圧制御の実行中に異物の噛み込みが発生した場合に、異物除去制御を行うように構成されている。

−オイルポンプの油圧制御−
次に、図７を参照して、ＥＣＵ１００により実行されるオイルポンプ５の油圧制御について説明する。なお、以下のフローは、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Ｓ１において、オイルポンプ５から実際に吐出された実吐出油圧が算出される。この実吐出油圧は、たとえば、油圧センサ１１８によって検出されるメインギャラリ２０内の油圧である。

次に、ステップＳ２において、エンジン１の回転数および負荷率などに基づいて目標吐出油圧が算出される。

次に、ステップＳ３において、目標吐出油圧と実吐出油圧とに基づいてフィードバック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が算出される。

次に、ステップＳ４において、異物の噛み込みが発生したか否かが判断される。なお、異物の噛み込みが発生したか否かは、たとえば、目標吐出油圧と実吐出油圧とに基づいて判断される。具体的には、目標吐出油圧と実吐出油圧との乖離量が所定値以上になった状態で所定期間が経過した場合に、異物の噛み込みが発生したと判断する。そして、異物の噛み込みが発生していないと判断された場合には、ステップＳ５において、後述する通常制御が行われ、その後リターンに移る。その一方、異物の噛み込みが発生したと判断された場合には、ステップＳ６において、後述する異物除去制御が行われ、その後リターンに移る。

［通常制御］
通常制御では、オイルポンプ５が要求吐出油圧を出力するようにＯＣＶ６０が制御される。すなわち、オイルポンプ５が要求吐出油圧を出力するようなポンプ容量になるように、Ｄｕｔｙ信号が算出されてＯＣＶ６０に供給される。

［異物除去制御］
次に、図８を参照して、本実施形態のＥＣＵ１００による異物除去制御について説明する。図８では、異物除去制御時にＥＣＵ１００からＯＣＶ６０に出力されるＤｕｔｙ信号（デューティ比）と、そのＤｕｔｙ信号が供給された場合のスプール６３の位置とを示した。なお、異物詰まり（異物の噛み込み）の発生箇所は種々考えられるため、図８では、スプール６３が供給されるＤｕｔｙ信号に応じて異物に詰まることなく移動された場合を例示している。すなわち、図８に示したスプール６３の位置は、異物除去制御時に供給されるＤｕｔｙ信号に応じたスプール６３の指示値（命令値）であるといえる。

ここで、オイルに混入した異物の噛み込みとしては、スプール６３がスリーブ６２内において一方端部側から他方端部側（図４のＸ２方向）に移動する際に発生する場合（以下、「往路での噛み込み」という）と、スプール６３がスリーブ６２内において他方端部側から一方端部側（図５のＸ１方向）に移動する際に発生する場合（以下、「復路での噛み込み」という）とがある。そこで、本実施形態のＥＣＵ１００では、これらのいずれの場合であっても異物を除去可能なように、それぞれに対応した制御を交互に行うようになっている。具体的には、往路での噛み込み時の異物除去を目的として、図８の期間Ｔ１〜Ｔ３の制御が行われ、復路での噛み込み時の異物除去を目的として、図８の期間Ｔ４〜Ｔ６の制御が行われる。

まず、最初の期間Ｔ１では、スプール６３がスリーブ６２内の一方端部で振動するように制御される。具体的には、ＥＣＵ１００からＯＣＶ６０に供給されるＤｕｔｙ信号は、デューティ比が１００％で時間ｔ１が経過した後にデューティ比が０％で時間ｔ２が経過する組合せを繰り返し行うようになっている。なお、時間ｔ１は、短い時間（たとえば、８ｍｓ）であり、時間ｔ２は、時間ｔ１に比べて長い時間（たとえば、２４ｍｓ）である。すなわち、時間ｔ１およびｔ２は、異なる長さになっており、このＤｕｔｙ信号は、オン期間に比べてオフ期間が長いパルス信号である。また、図８では、上記した組合せを３回繰り返す例を示したが、繰り返し回数は何回であってもよい。

このようなＤｕｔｙ信号が供給されると、プランジャ６５ａが、ストッパ６５ｃからの離間と、そのストッパ６５ｃへの復帰（衝突）とを繰り返し行う。これにより、往路での噛み込みであればスプール６３が一方端部に移動可能であることから、プランジャ６５ａに追従するようにスプール６３が一方端部で振動する。すなわち、スプール６３が、一方端部側の移動限界位置からの離間と、その移動限界位置への復帰とを繰り返し行う。なお、このときのスプール６３の移動距離（移動限界位置からの離間距離）は、スプール６３の移動可能な距離（一方端部側の移動限界位置と他方端部側の移動限界位置との間の距離）に比べて小さい。したがって、往路での噛み込みである場合には、期間Ｔ１では、スプール６３およびプランジャ６５ａの振動がスリーブ６２に伝達されるため、ＯＣＶ６０に混入した異物を付着している部位から振り落とすようにスプール６３が制御される。なお、復路での噛み込みである場合には、期間Ｔ１では、コイルバネ６４の付勢力によってスプール６３が異物を噛み切ろうとする状態になる。

その後、期間Ｔ２では、スプール６３がスリーブ６２内の他方端部に移動されるように制御される。具体的には、ＥＣＵ１００からＯＣＶ６０に供給されるＤｕｔｙ信号は、デューティ比が１００％で所定時間維持されるようになっている。なお、所定時間は、時間ｔ１に比べて長い時間（たとえば、３００ｍｓ）である。

このようなＤｕｔｙ信号が供給されると、プランジャ６５ａがストッパ６５ｃからストッパ６５ｄ側（図４のＸ２方向側）に移動されるので、スプール６３が他方端部側に移動される。これにより、往路での噛み込みである場合には、期間Ｔ２では、異物にスプール６３が押し当てられ、異物を噛み切るようにスプール６３が制御される。なお、復路での噛み込みである場合には、期間Ｔ２では、異物を噛み切ろうとするのが解除される状態になる。

その後、期間Ｔ３では、期間Ｔ１と同様に、スプール６３がスリーブ６２内の一方端部で振動するように制御される。

次に、期間Ｔ４では、スプール６３がスリーブ６２内の他方端部で振動するように制御される。具体的には、ＥＣＵ１００からＯＣＶ６０に供給されるＤｕｔｙ信号は、デューティ比が０％で時間ｔ３が経過した後にデューティ比が１００％で時間ｔ４が経過する組合せを繰り返し行うようになっている。なお、時間ｔ３は、短い時間（たとえば、８ｍｓ）であり、時間ｔ４は、時間ｔ３に比べて長い時間（たとえば、２４ｍｓ）である。すなわち、時間ｔ３およびｔ４は、異なる長さになっており、このＤｕｔｙ信号は、オフ期間に比べてオン期間が長いパルス信号である。また、図８では、上記した組合せを３回繰り返す例を示したが、繰り返し回数は何回であってもよい。

このようなＤｕｔｙ信号が供給されると、復路での噛み込みであればスプール６３が他方端部に移動可能であり、プランジャ６５ａが、ストッパ６５ｄからの離間と、そのストッパ６５ｄへの復帰（衝突）とを繰り返し行う。これにより、プランジャ６５ａに追従するようにスプール６３が他方端部で振動する。すなわち、スプール６３が、他方端部側の移動限界位置からの離間と、その移動限界位置への復帰とを繰り返し行う。なお、このときのスプール６３の移動距離は、スプール６３の移動可能な距離に比べて小さい。したがって、復路での噛み込みである場合には、期間Ｔ４では、スプール６３およびプランジャ６５ａの振動がスリーブ６２に伝達されるため、ＯＣＶ６０に混入した異物を付着している部位から振り落とすようにスプール６３が制御される。なお、往路での噛み込みである場合には、期間Ｔ４では、ストッパ６５ｄ側に移動しようとするプランジャ６５ａによってスプール６３が異物を噛み切ろうとする状態になる。

その後、期間Ｔ５では、スプール６３がスリーブ６２内の一方端部に移動されるように制御される。具体的には、ＥＣＵ１００からＯＣＶ６０に供給されるＤｕｔｙ信号は、デューティ比が０％で所定時間維持されるようになっている。なお、所定時間は、時間ｔ３に比べて長い時間（たとえば、３００ｍｓ）である。

このようなＤｕｔｙ信号が供給されると、プランジャ６５ａがストッパ６５ｃ側（図５のＸ１方向側）に移動されるので、コイルバネ６４の付勢力によってスプール６３が一方端部側に移動される。これにより、復路での噛み込みである場合には、期間Ｔ５では、異物にスプール６３が押し当てられ、異物を噛み切るようにスプール６３が制御される。なお、往路での噛み込みである場合には、期間Ｔ５では、異物を噛み切ろうとするのが解除される状態になる。

その後、期間Ｔ６では、期間Ｔ４と同様に、スプール６３がスリーブ６２内の他方端部で振動するように制御される。

−効果−
本実施形態では、上記のように、異物の噛み込みが発生した場合にスプール６３が一方端部または他方端部で振動するように制御することによって、スプール６３を移動させるプランジャ６５ａがストッパ６５ｃまたは６５ｄに繰り返し衝突することから、そのスプール６３の振動がスリーブ６２に伝わるので、ＯＣＶ６０に混入した異物を付着している部位から振り落とすことができる。そして、その異物はオイルとともに排出されるので、異物が噛み切れないものであっても除去することができる。また、異物が噛み切れないものであるときに、異物を噛み切る制御を繰り返し行うと、スリーブ６２とスプール６３との間に異物を押し込むおそれがあるが、本実施形態では、異物を振り落として除去するため、異物の押し込みが発生するのを抑制することができる。

また、本実施形態では、異物の噛み込みが発生した場合に、スプール６３が一方端部で振動するように制御するとともに、スプール６３が他方端部で振動するように制御することによって、スプール６３が一方端部側に移動する際に異物を噛み込み、スプール６３が一方端部に移動できない場合には、他方端部でスプール６３を振動させるとともに、スプール６３が他方端部側に移動する際に異物を噛み込み、スプール６３が他方端部に移動できない場合には、一方端部でスプール６３を振動させることができる。これにより、異物の噛み込みが発生したときのスプール６３の移動方向がいずれであっても、異物の振り落としを行うことができる。したがって、異物の除去性能の向上を図ることができる。

また、本実施形態では、デューティ比が１００％で時間ｔ１が経過した後にデューティ比が０％で時間ｔ２が経過する組合せを繰り返し行うことによって、スプール６３が一方端部で振動するように制御することができる。また、デューティ比が０％で時間ｔ３が経過した後にデューティ比が１００％で時間ｔ４が経過する組合せを繰り返し行うことによって、スプール６３が他方端部で振動するように制御することができる。

また、本実施形態では、異物を噛み切る制御を行うことによって、異物が噛み切れるものである場合には、その異物を容易に除去することができる。すなわち、異物を振り落とす制御と異物を噛み切る制御とを交互に行うことによって、異物の除去性能の向上を図ることができる。

また、本実施形態では、ＯＣＶ６０に混入した異物を除去することができるので、オイルポンプ５のポンプ容量が異物の噛み込みにより制御できなくなるのを抑制することができる。

−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、オイルポンプ５のポンプ容量を制御するためのＯＣＶ６０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、吸排気弁の開閉時期を制御するためのＯＣＶ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、スプール６３の一方端部側の移動限界位置にストッパが設けられていない例を示したが、これに限らず、スプールの一方端部側の移動限界位置にストッパ（図示省略）が設けられていてもよい。この場合には、スプールが一方端部で振動するときに、スプールがそのストッパに繰り返し衝突するようにしてもよい。なお、スプール６３の他方端部側の移動限界位置についても同様である。

また、本実施形態では、スプール６３が一方端部または他方端部で振動するように制御することにより、プランジャ６５ａがストッパ６５ｃまたは６５ｄに繰り返し衝突する例を示したが、これに限らず、スプールが一方端部または他方端部で振動するように制御することにより、スプールを移動させるロッドがストッパに繰り返し衝突するようにしてもよい。

また、本実施形態の異物除去制御では、異物を振り落とす制御（期間Ｔ１、Ｔ３、Ｔ４およびＴ６）と異物を噛み切る制御（期間Ｔ２およびＴ５）とを交互に行う例を示したが、これに限らず、異物を振り落とす制御のみを行い、異物を噛み切る制御を行わないようにしてもよい。たとえば、スプール６３が一方端部で振動するように制御するのと、スプール６３が他方端部で振動するように制御するのとを交互に行うようにしてもよい。

また、本実施形態の異物除去制御において、期間Ｔ１〜Ｔ６の制御を１回のみ行うようにしてもよいし、期間Ｔ１〜Ｔ６の制御を複数回行うようにしてもよい。

また、本実施形態では、スプール６３が一方端部で振動するように制御するとともに、スプール６３が他方端部で振動するように制御する例を示したが、これに限らず、スプールが一方端部または他方端部のみで振動するように制御してもよい。

また、本実施形態において、異物除去制御を行った後に、異物が除去されたか否かを判断し、異物が除去されていない場合には、エンジン１を停止するようにしてもよい。また、異物除去制御を行っても異物が除去されていない場合には、異物除去制御を複数回行い、異物除去制御の実行回数が予め設定された回数を超えても異物が除去されていないときに、エンジン１を停止するようにしてもよい。

また、本実施形態では、エンジン１が直列４気筒ガソリンエンジンである例を示したが、これに限らず、エンジンがディーゼルエンジンなどであってもよいし、エンジンの気筒数や形式（Ｖ型や水平対向型等）はどのようなものであってもよい。

また、本実施形態では、オイルポンプ５が内接歯車型である例を示したが、これに限らず、オイルポンプがベーンポンプやピストンポンプなどであってもよい。

本発明は、スリーブ内を移動するスプールを備える油圧制御弁を制御する油圧制御弁の制御装置に利用可能である。

５ オイルポンプ（可変容量形オイルポンプ）
６０ ＯＣＶ（油圧制御弁）
６２ スリーブ
６３ スプール
６４ コイルバネ（付勢部材）
６５ａ プランジャ（スプールを移動させる部材）
６５ｂ ソレノイド
６５ｃ ストッパ
６５ｄ ストッパ
１００ ＥＣＵ（油圧制御弁の制御装置）

Claims (3)

1. スリーブ内を移動するスプールを備える油圧制御弁を制御する油圧制御弁の制御装置であって、
   前記油圧制御弁は、前記スリーブ内における一方端部と他方端部との間で前記スプールを移動させることにより油圧を制御して可変容量形オイルポンプのポンプ容量を制御するように構成されており、
   前記可変容量形オイルポンプの目標吐出油圧と、前記可変容量形オイルポンプから実際に吐出された実吐出油圧とに基づいて、前記油圧制御弁に混入した異物の噛み込みが発生したか否かを判断するように構成され、
   前記油圧制御弁に混入した異物の噛み込みが発生した場合に、前記一方端部または前記他方端部で前記スプールが振動するように制御することにより、前記スプールまたは前記スプールを移動させる部材がストッパに繰り返し当たるように構成されていることを特徴とする油圧制御弁の制御装置。
2. 請求項１に記載の油圧制御弁の制御装置において、
   前記油圧制御弁に混入した異物の噛み込みが発生した場合に、前記一方端部で前記スプールが振動するように制御するとともに、前記他方端部で前記スプールが振動するように制御することを特徴とする油圧制御弁の制御装置。
3. 請求項１または２に記載の油圧制御弁の制御装置において、
   前記油圧制御弁は、前記スプールを前記一方端部側に付勢する付勢部材と、前記付勢部材の付勢力に抗して前記スプールを前記他方端部側に移動させるためのソレノイドとを備え、
   前記ソレノイドに対する通電時間を調整することにより、前記スプールが振動するように制御することを特徴とする油圧制御弁の制御装置。

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