JP6411968B2 - 油圧制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、エンジンの油圧制御装置に関し、特に、可変容量型のオイルポンプなどによって油圧を変更可能なものに適した異常の判定に係る。

従来より一般にエンジンのオイル供給系においては、オイルパンに貯留されているオイルをオイルポンプによって汲み上げて、シリンダやクランクジャーナル、動弁系などの各潤滑部に供給するようになっている。また、ピストンを冷却するために、その下方からオイルを噴射するピストンジェットのノズルを備えたものもある。一例として特許文献１に記載のエンジンでは、前記ノズル（同文献ではオイルジェット装置のノズルと呼称）に対してオイルを供給または遮断するように切り換えられる切換バルブを備えている。

そして、前記従来例のエンジンでは、例えば冷間始動後に暫くの間、切換バルブによってオイルの流通を遮断し、ノズルからピストンに向かってオイルが噴射されないようにしている。これにより、エンジンの暖機を促進することができる。一方、暖機完了後は切換バルブによってオイルが供給され、ノズルからピストンに向かって噴射されるようになる。さらに、前記従来例においては、例えば電磁ソレノイドの故障や異物の噛み込みによる切換バルブの固着などを想定し、この切換バルブを供給または遮断のいずれかの状態に切り換えて、これによる油圧の検出値の変化が所定以下の場合には、切換バルブに異常があると判定するようにしている。

特開２０１４−０９８３４４号公報

ところで、エンジンのオイルポンプは通常、チェーンやギヤなどを介してクランクシャフトにより駆動されるので、これに伴うエンジンの動力損失（ポンプ駆動損失）を低減するために、軽負荷の運転状態などにおいて油圧を低下させることが提案されている。このために可変容量型のオイルポンプを採用するとともに、メインギャラリなどに配設した油圧センサからの信号に基づいてポンプ容量を変更し、油圧をフィードバック制御することが考えられる。

しかしながら、そうして油圧のフィードバックを行うようにした場合、前記従来例のように切換バルブを動作させて、その際に検出される油圧の変化に基づいて切換バルブの異常を判定することは困難になってしまう。これは、エンジンのメインギャラリなどの油圧は、切換バルブの動作に伴い一時的に変化しても、油圧フィードバック制御によって直ちに元に戻ってしまうからである。

これに対し、前記のフィードバック制御に用いる油圧センサとは別に、例えば切換バルブよりも下流側のオイル通路に油圧センサを配設すれば、この別の油圧センサによって検出される油圧の変化に基づいて、切換バルブの異常を判定することはできると考えられる。しかし、そのためだけに油圧センサを追加するのは如何にも無駄であり、コスト高になってしまう。

このような問題点を考慮して本発明の目的は、エンジンのオイル供給系の油圧をフィードバック制御するようにした場合でも、ピストンジェットなどの油圧デバイスへのオイルの供給、遮断を切り換える切換バルブの異常を、コスト高を招くことなく判定できるようにすることである。

本発明は、エンジンのクランクシャフトによって駆動されるとともに油圧を変更可能な容量可変機構によってポンプ容量が連続的に変更可能なオイルポンプと、前記容量可変機構の下流側に設けられ、所定の油圧デバイス（例えば従来例のようなピストンジェットや可変動弁装置など）に対してオイルを供給または遮断するように切り換えられる切換バルブと、前記容量可変機構と前記切換バルブとの間の油圧を検出する油圧センサと、を備えるオイル供給系に適用される、油圧制御装置を対象とする。

そして、本発明は、前記油圧センサによる油圧の検出値に応じて、前記容量可変機構により油圧をフィードバック制御するフィードバック制御手段と、前記切換バルブを供給または遮断のいずれかの状態に切り換えた際の油圧の検出値の変化が所定以下の場合に、前記切換バルブに異常があると判定する異常判定手段と、を備え、この異常判定手段を、エンジン始動直後の所定期間において前記オイルポンプのポンプ容量を一定値に制御して、前記切換バルブの異常を判定する際に、前記フィードバック制御手段による油圧のフィードバック制御を禁止するように構成したものである。なお、前記油圧の検出値の変化が所定以下というのは、オイル供給系における通常の油圧の変動はあるが、切換バルブの動作による大きな油圧の変化が生じていないことを意味する。また、この異常判定手段は、前記切換バルブに異常がないと判定した後に、前記オイルポンプのポンプ容量を変更して、これによる油圧の検出値の変化が所定以下の場合に、前記ポンプ容量の制御が不能な異常が発生していると判定し、前記ポンプ容量の制御が不能な異常が発生していないと判定した後に、前記オイルポンプの容量を一定値に制御して、前記油圧センサによる油圧の検出値が、前記エンジンの状態に対応づけて予め設定されている正常範囲から逸脱していれば、前記ポンプ容量の制御の精度が低下する異常が発生していると判定するように構成されている。

前記の構成により、エンジンのオイル供給系に設けられた切換バルブの異常を判定するために、異常判定手段は、当該切換バルブをオイルの供給または遮断のいずれかに切り換えて、これにより変化する油圧を検出する。この際、フィードバック制御手段による油圧のフィードバック制御が禁止されているので、前記切換バルブの動作によって変化した油圧が直ちに元に戻ることはない。よって、油圧の検出値の変化が所定以下であれば、切換バルブに異常があると判定することができる。なお、油圧は、フィードバック制御に用いられる油圧センサによって検出すればよく、コスト高を招くことはない。

本発明では、前記異常判定手段により、エンジン始動直後の所定期間（例えばアイドル中）において、前記オイルポンプのポンプ容量を一定値に制御して、前記切換バルブの異常を判定する。

すなわち、エンジンの始動直後は通常、エンジン回転数が大きく変化することがなく、ポンプ回転数の変化による油圧の変化が小さいので、ポンプ容量を一定値に制御すれば、オイル供給系の油圧を概ね一定に維持することができる。よって、この状態で切換バルブの動作による油圧の変化について好適に判定できる。なお、エンジンの始動直後にはオイル供給系に気泡が残存していて、所定時間（例えば１〜２秒くらい）は油圧が安定しないことも多いが、この油圧の変動に比べても、切換バルブの動作に伴う油圧の変化は十分に大きいので、両者を区別して異常を判定することができる。

また、本発明では、切換バルブに異常がないことを判定した後に、前記異常判定手段は、オイルポンプのポンプ容量を変更して、これによる油圧の検出値の変化が所定以下の場合に、ポンプ容量の制御が不能な異常が発生していると判定する。例えばポンプ容量を大きくすれば、オイル供給系の油圧は上昇するはずであり、反対にポンプ容量を小さくすれば、油圧は低下するはずであるから、検出される油圧の変化が所定以下で実質、変化していないとすれば、ポンプ容量の制御系に異常が発生していると判定することができる。

この判定についても前記切換バルブの動作についての判定と同じく、ポンプ容量の変更に伴う油圧の変化は十分に大きいので、エンジンの始動直後で油圧が安定しない状態であっても、この油圧の変動と区別して判定することができる。そして、エンジンの始動後に所定時間が経過して、オイル供給系にオイルが充填され、気泡が排出されてしまえば、油圧の検出値に基づいて、より精度の高い判定が行えるようになる。

また、本発明では、前記異常判定手段は、前記ポンプ容量の制御が不能な異常が発生していないと判定した後に、可変容量型オイルポンプの容量を一定値に制御して、油圧センサによる油圧の検出値が、エンジンの状態に対応づけて予め設定されている正常範囲から逸脱していれば、油圧制御の精度が低下する異常が発生していると判定する。このように検出される油圧が正常範囲内か否かの判定によって、例えば油圧センサの検出ずれやオイルポンプからのオイルリークの増大など、油圧の制御性が低下するような異常について判定することができる。

なお、オイルポンプの吐出量はエンジン回転数に略比例して増大し、これにより油圧が高くなる傾向がある。また、エンジン始動後には油温が低くて、オイルの粘性が高くなっていることがあり、この場合にも油圧は高くなる傾向がある。そこで、前記の正常範囲は、エンジン回転数や油温に応じて変化するように設定しておくことが好ましい。また、可変容量型オイルポンプの容量は、最大値に固定した状態で油圧を検出することが好ましい。これは、異常による油圧の変化が大きくなるので、異常を判定しやすいからである。
前述した油圧のフィードバック制御を禁止するというのは、油圧の検出値の目標値からのずれに応じて行う補正を、行わないということであるが、好ましくは前記異常判定手段により、容量可変機構の動作を停止させて、切換バルブの異常を判定する。こうすれば、容量可変機構の動作による油圧の変化の影響を排除して、切換バルブの動作による油圧の変化について精度良く判定することができる。

本発明に係る油圧制御装置によると、油圧のフィードバック制御を禁止した状態で、切換バルブをオイルの供給または遮断のいずれかに切り換えるようにしたので、この切り換え動作によって変化した油圧が直ちに元に戻ることがない。よって、その油圧の検出値の変化に基づいて切換バルブの異常を判定することができる。油圧を検出するための油圧センサは、フィードバック制御に用いられるものでよいので、追加の油圧センサは不要であり、コスト高を招くことはない。

本発明の実施形態に係るエンジンの油圧制御装置を示す概略構成図であって、オイルポンプの容量が最大の状態を示す。 ポンプ容量が最小の状態を示す図１相当図である。 ＯＣＶ電流値とエンジン回転数とポンプ吐出圧との相関の一例を示すグラフ図である。 エンジンの油圧制御のメインルーチンを示すフローチャートである。 油圧制御系の故障診断ルーチンのフローチャートである。 油温によって変化する油圧の正常範囲を設定したマップのイメージ図である。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。この実施形態では、自動車に搭載されたエンジンのオイルポンプに本発明を適用した場合について説明するが、これに限ることはない。

−オイル供給系の概略構成−
図１には模式的に示すように、エンジン１の下部にはオイルパン１１が配設されていて、図示しないピストンやクランクジャーナル等を潤滑するためのエンジンオイル（以下、単にオイルという）が貯留されている。また、エンジン１には、オイルパン１１からオイルを汲み上げて、前記ピストンやクランクジャーナル等に供給するオイル供給系２が設けられている。すなわち、クランクシャフト１２によって駆動されるオイルポンプ３がストレーナ１３を介してオイルパン１１内のオイルを汲み上げ、図示しないオイルフィルタを通過させてメインギャラリ２０へ送給する。

このメインギャラリ２０からは、図示はしないが、複数のオイル油路によってエンジン１の動弁系やその可変機構、および、クランクジャーナルやチェーンテンショナなどにオイルが供給される。そうしてエンジン１の各潤滑部に供給されたオイルは、オイル落とし通路を流下して、再びオイルパン１１内に貯留されるようになる。また、本実施の形態では、オイルポンプ３からメインギャラリ２０に至る高圧オイル通路１４から分岐する分岐通路１４ａが設けられ、この分岐通路１４ａによってピストンジェットノズル１５（油圧デバイス）にもオイルが供給される。

ピストンジェットノズル１５は、ピストンに向かって下方からオイルを噴射するものであり、分岐通路１４ａと連通する部分にチェックボール１５ａが配設されている。すなわち、分岐通路１４ａの油圧が所定値未満であれば、スプリング１５ｂの付勢力によってチェックボール１５ａが分岐通路１４ａとの連通部分を閉ざしている。一方、分岐通路１４ａの油圧が所定値以上になれば分岐通路１４ａとの連通部分が開かれて、オイルがピストンジェットノズル１５に流入し、上方のピストンに向かって噴射されるようになる。

また、前記分岐通路１４ａにはオイルスイッチングバルブ（Oil Switching Valve：ＯＳＶ）５が配設されていて、その供給ポート５ａが分岐通路１４ａの上流側に連通し、排出ポート５ｂが分岐通路１４ａの下流側に連通している。このＯＳＶ５は一例として、電磁ソレノイド５１によってスプール５２を動作させる切換バルブであり、供給ポート５ａおよび排出ポート５ｂが連通する供給位置と、供給ポート５ａおよび排出ポート５ｂが遮断される遮断位置と、に切り換えられる。

つまり、ＯＳＶ５は、分岐通路１４ａに配設されて、ピストンジェットノズル１５に対しオイルを供給または遮断するように切り換えられる切換バルブである。このＯＳＶ５を供給位置に切り換えて、分岐通路１４ａによりオイルをピストンジェットノズル１５に供給すれば、前記のようにピストンに向かってオイルを噴射させることができる。一方、ＯＳＶ５を遮断位置に切り換えれば、ピストンジェットノズル１５からピストンに向かってのオイルの噴射を停止させることができる。

−オイルポンプ−
図１の他、図２にも示すように、オイルポンプ３は内接ギヤポンプであって、そのハウジング３０には外歯車のドライブロータ３１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３２とが収容されている。ドリブンロータ３２の外周は調整リング３３によって保持されており、後述するように、この調整リング３３の動作によってドライブロータ３１およびドリブンロータ３２が変位されると、ポンプ容量が変更されるようになっている。

前記ドライブロータ３１はクランクシャフトの端部に取り付けられており、このドライブロータ３１の中心に対してドリブンロータ３２の中心は所定量、偏心している。そして、その偏心している側（図１の右上側）においてドライブロータ３１の外歯とドリブンロータ３２の内歯とが噛み合わされていて、これら２つのロータ３１，３２の間の三日月状の空間に、円周方向に並んで複数の作動室Ｒが形成されている。

これらの作動室Ｒは、２つのロータ３１，３２の回転に連れて円周方向に移動しながら、その容積が徐々に増大または減少するようになっており、容積が徐々に増大してゆく範囲（図２の右側に示す吸入範囲）において、ハウジング３０に形成された吸入ポート３０ａからオイルを吸入する一方、容積が徐々に減少してゆく範囲（図１の左側に示す吐出範囲）において、ハウジング３０に形成された吐出ポート３０ｂへオイルを加圧しながら送り出す。

前記吸入ポート３０ａは、吸入パイプを介してストレーナ１３に接続されており、一方、吐出ポート３０ｂは、吐出油路を介して高圧オイル通路１４に接続されている。そして、クランクシャフト１２の回転によりドライブロータ３１およびドリブンロータ３２が互いに噛み合いながら回転すると、前記のように吸入範囲を移動する作動室Ｒにはストレーナ１３および吸入ポート３０ａを介してオイルが吸い込まれ、吐出範囲を移動する作動室Ｒからは吐出ポート３０ｂを介して高圧オイル通路１４にオイルが吐出される。

−容量可変機構−
また、オイルポンプ３には、前記のようにしてクランクシャフトの１回転毎に吐出されるオイルの量、即ちポンプ容量を変更可能な容量可変機構が備わっている。この容量可変機構は、ハウジング３０内に形成した制御空間ＴＣの油圧によって、調整リング３３を回動（変位）させ、ドライブロータ３１およびドリブンロータ３２の吸入ポート３０ａおよび吐出ポート３０ｂに対する相対的な位置を変化させるものである。

すなわち、調整リング３３には、ドリブンロータ３２を保持するリング状の本体部から外方に向かって延びるアーム部３３ａが形成され、このアーム部３３ａに作用するコイルバネ３４の押圧力によって、図２の時計回りに回動するように付勢されている。なお、調整リング３３の回動する方向は、長穴３３ｂ，３３ｃに挿入されたガイドピン３５，３６によって規制されている。

一方、前記のアーム部３３ａには、ハウジング３０内に形成された制御空間ＴＣの油圧が作用しており、この油圧（以下、制御油圧という）によって調整リング３３には、図２の反時計回りに回動させるような押圧力が作用する。制御油圧の大きさは、制御空間ＴＣに臨んで開口する油路４０（以下、制御油路４０という）を介して、オイルコントロールバルブ（Oil Control Valve：ＯＣＶ）４によって制御される。

一例としてＯＣＶ４は、リニアソレノイド４１によってスプール４２を動作させる電磁比例弁であり、その供給ポート４ａには、高圧オイル通路１４から分岐する分岐油路１４ｂによってオイルが供給される。ＯＣＶ４は、そうして供給ポート４ａに供給されるオイルを制御ポート４ｂから制御油路４０へ送り出す状態（図２に示す）と、反対に制御油路４０からのオイルを制御ポート４ｂに受け入れて、ドレンポート４ｃから排出する状態（図１に示す）とに切り換えられる。

前記のＯＣＶ４によって制御油圧を調圧し、制御空間ＴＣの油圧を増大または減少させて、アーム部３３ａに作用する押圧力を調整することで、この押圧力とコイルバネ３４の押圧力とがバランスするようにアーム部３３ａの位置が決まるようになる。これにより、図１に示す最大ポンプ容量の状態と図２に示す最小ポンプ容量の状態との間で、調整リング３３の位置を変化させることができる。

−ＥＣＵ−
前記のような容量可変機構の動作によるポンプ容量の調整は、エンジン制御用のＥＣＵ１００によって行われる。本実施形態のＥＣＵ１００は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）およびバックアップＲＡＭなどを備えた公知のものである。図１、２に模式的に示すようにＥＣＵ１００には、エンジン１のクランク角センサ１０１、エアフローセンサ１０２、水温センサ１０３、油温センサ１０４、油圧センサ１０５等の各種センサが接続されている。

ＥＣＵ１００は、それらの各種センサ１０１〜１０５から入力する信号などに基づいて、エンジン１の運転に関わる種々の制御プログラムを実行するとともに、前記した容量可変機構を動作させてオイルポンプ３の容量を変更し、オイル供給系２の油圧を制御する。すなわち、基本的にはエンジン１の負荷率やエンジン回転数に応じてＯＣＶ４への指令値を変更し、負荷率が高いときにはポンプ容量を増大させる一方、負荷率が低いときには減少させる。オイルポンプ３の回転数はエンジン回転数と同じなので、エンジン回転数が高くなれば、自ずとオイルの吐出量は増大する。

一例として図３には、ＥＣＵ１００からＯＣＶ４への指令値（ＯＣＶ電流値）と、エンジン回転数と、オイルポンプ３の吐出圧との相互の関係を示す。この図から、ＯＣＶ電流値の制御によってポンプ容量を変更すれば、ポンプ吐出圧を調整できることが分かる。すなわち、エンジン回転数が或る程度以上、高ければ、その変化によらずポンプ吐出圧を維持することができ、オイル供給系２のメインギャラリ２０の油圧を好適に制御することができる。

そこで、ＥＣＵ１００は、例えばエンジン１の負荷率および回転数に応じて目標油圧を決定し、負荷率や回転数が低いときには油圧を低下させることにより、オイルポンプ３の駆動によるエンジン１の動力損失（ポンプ駆動損失）を低減するようにしている。具体的に油圧の基本制御としては、油圧センサ１０５の信号をフィードバックし、検出油圧（油圧センサ１０５による油圧の検出値）の目標油圧からの偏差に応じてポンプ容量を変更することによって、メインギャラリ２０の油圧を目標油圧に収束させる。

また、ＥＣＵ１００は、例えばエンジン１の冷間始動後等にＯＳＶ５を遮断位置に切り換えて、オイルの流通を遮断することにより、ピストンジェットノズル１５からのオイルの噴射を停止させる。これにより、エンジン１の暖機を促進することができる。一方、暖機完了後にはＯＳＶ５を供給位置に切り換えて、ピストンジェットノズル１５からピストンに向かってオイルを噴射させるようにする。これにより、ピストンを効果的に冷却することができる。

−油圧制御の基本的な処理−
以下に、まず、本実施形態のエンジン１の油圧制御に係る基本的な処理について図４を参照して具体的に説明する。これは、前記したようにポンプ容量を調整して、オイル供給系２の油圧を制御する処理の基本的な流れ（油圧制御のメインルーチン）を示し、このルーチンは、エンジン１の運転中にＥＣＵ１００において所定のタイミングで繰り返し実行される。このルーチンは、エンジン１の運転状態に応じて油圧を制御する基本制御に相当する。

図４のフローのスタート後のステップＳＴ１０１では、エンジン１の運転状態を表す各種情報を取得する。例えば、クランク角センサ１０１からの信号によってエンジン回転数を算出し、エアフローセンサ１０２からの信号によって吸気量を算出し、これらエンジン回転数および吸気量（アクセル操作量でもよい）から、エンジン１の負荷率を算出する。また、水温センサ１０３、油温センサ１０４および油圧センサ１０５からの信号によってエンジン１の水温、油温および油圧を検出する。

続いてステップＳＴ１０２では、主に負荷率やエンジン回転数などに基づいて、即ち、エンジン１の運転状態に基づいて、図示しない公知のマップを参照してメインギャラリ２０の油圧の目標値（目標油圧）を算出する。ステップＳＴ１０３では、油圧センサ１０５による検出油圧が前記の目標油圧になるように、フィードバック制御演算を行う。すなわち、検出油圧と目標油圧との偏差を算出し、この偏差に応じてＰＩＤ則などにより、検出油圧が目標油圧に収束するようなポンプ容量の目標値を算出する。なお、このステップＳＴ１０３を実行することによってＥＣＵ１００は、油圧のフィードバック制御手段を構成する。

ステップＳＴ１０４では、前記ポンプ容量の目標値に基づいて、オイルポンプ３の制御空間ＴＣに供給する制御油圧を算出し、この制御油圧をＯＣＶ４が出力するように、そのスプール４２を動作させるための指令信号、即ちＯＣＶ電流値を算出する。この指令信号がＥＣＵ１００からＯＣＶ４へ出力されることによって、オイルポンプ３の容量が好適に制御され、メインギャラリ２０の油圧は徐々に目標油圧に収束するようになる。

なお、前記のポンプ容量、制御油圧、ＯＣＶ電流値などのパラメータの対応関係は、予め実験・シミュレーションなどによって適合されてマップとしてＥＣＵ１００のＲＯＭに記憶されており、前記のステップＳＴ１０４では、そのようなマップを参照して、目標とするポンプ容量を実現するためのＯＣＶ電流値を算出する。また、マップの代わりにパラメータの対応関係を計算式として設定することもできる。

−油圧制御系の故障診断−
前記のように可変容量型のオイルポンプ３を用いて、油圧をフィードバック制御することで、メインギャラリ２０の油圧をエンジン１の状態に適したものに維持することができるが、一方で油圧の制御系がやや複雑になり、油圧センサ１０５やＯＣＶ４などに異常が発生すると、制御が適切に行われなくなってしまうおそれがある。例えば、油圧センサ１０５やＯＣＶ４が故障すると、オイルポンプ３の可変容量機構を適切に動作させることができなくなる（ポンプ容量の制御が不能になる）おそれがある。

また、ＯＳＶ５の電磁ソレノイド５１が故障したり、異物が噛み込んでスプール５２の動作が不良になったりすると、高負荷高回転の運転状態でピストンジェットノズル１５からピストンにオイルを噴射できなくなって、過度の温度上昇を招くおそれがある。反対に、冷間始動後にもピストンジェットノズル１５からピストンにオイルが噴射されてしまい、エンジン１の暖機を促進することができない。

そこで、本実施の形態では以下に説明するように、エンジン１の始動直後の所定期間において油圧センサ１０５およびオイルポンプ３、ＯＣＶ４、ＯＳＶ５等の異常について所定の順番に判定し、いずれの故障か区別して判定するようにしている。この際、油圧のフィードバック制御を禁止して、それぞれの異常や故障を検出しやすい状況になるように、オイルポンプ３の容量を制御する。

以下、図５のフローチャートを参照して、前記のような油圧制御系の故障診断について具体的に説明する。このフローに示すルーチンは、エンジン１の始動毎にＥＣＵ１００において所定のタイミングで実行される。

まず、公知の始動制御によってエンジン回転数が始動判定回転数を超えた後に、エンジン回転数の変動幅が所定以下の定常運転状態（例えばアイドル）になれば、図５に示す故障診断ルーチンがスタートする。そして、ステップＳＴ２０１では油圧センサ１０５からの信号の有無を判定し、信号が入力しておらず否定判定（ＮＯ）すればステップＳＴ２０２に進んで、油圧センサ１０５の故障と判定してルーチンを終了する（エンド）。なお、この場合は例えば乗員への報知など、所定のフェールセーフ処理が行われる。

一方、油圧センサ１０５からの信号があり、ステップＳＴ２０１で肯定判定（ＹＥＳ）すれば、ステップＳＴ２０２に進んで油圧フィードバック制御を禁止する。すなわち、図４を参照して上述した油圧制御のメインルーチンにおけるステップＳＴ１０２で、目標油圧を現在の値に固定し、続くステップＳＴ１０３のフィードバック制御演算は禁止する。これにより、オイルポンプ３の容量を現在の状態に維持するように、ＥＣＵ１００からの指令信号がＯＣＶ４に送信される。

そうしておいてステップＳＴ２０４では、ＯＳＶ５を切り換え動作させる。エンジン１の始動時においてＯＳＶ５は遮断位置になっているので、これを供給位置に切り換えて、ピストンジェットノズル１５にオイルを供給する状態にし、続くステップＳＴ２０５において、油圧センサ１０５による検出油圧が所定以上、変化したか否か判定する。そして、油圧が所定以上、低下しておらず否定判定（ＮＯ）すれば、ステップＳＴ２０６に進んで、ＯＳＶ５の故障と判定し、ルーチンを終了する（エンド）。なお、この場合も例えば乗員への報知など、所定のフェールセーフ処理が行われる。

つまり、油圧のフィードバック制御を禁止して、ＯＳＶ５を切り換え動作させ、これによる検出油圧の変化が所定以下であれば、ＯＳＶ５が故障していると判定する。なお、エンジン１の始動直後にはオイル供給系２に気泡が残存していて、所定時間（例えば１〜２秒くらい）は油圧が安定しないことも多いが、この油圧の変動に比べてもＯＳＶ５の動作に伴う油圧の変化は十分に大きいので、両者を区別してＯＳＶ５の故障を判定することができる。

これに対し、ＯＳＶ５が故障していなければ、ＯＳＶ５の切り換え動作によって検出油圧が所定以上、変化するので、前記ステップＳＴ２０５で肯定判定（ＹＥＳ）してステップＳＴ２０７に進み、オイルポンプ３の容量を現在よりも大きくするか、または小さくするかの少なくとも一方の制御を行う。例えば、油圧制御のメインルーチン（図４を参照）におけるステップＳＴ１０２で、目標油圧を予め設定した値だけ増大（または減少）させる。これにより、ＥＣＵ１００からの指令信号を受けてＯＣＶ４が動作し、オイルポンプ３の容量が増大（または減少）される。

そして、ステップＳＴ２０８において、前記のポンプ容量の変化によって油圧センサ１０５による検出油圧が所定以上、変化したか否か判定し、例えば油圧が所定量（予め設定した所定量）以上、高く（または低く）なっていなければ否定判定（ＮＯ）して、ステップＳＴ２０９に進む。ここでは、オイルポンプ３ないしＯＣＶ４の故障によって、ポンプ容量の制御が不能になっていると判定して、ルーチンを終了する（エンド）。なお、この場合も例えば乗員への報知など、所定のフェールセーフ処理が行われる。

つまり、ポンプ容量を増大（または減少）させれば、検出油圧は上昇（または低下）するはずであり、その変化が所定以下で実質、変化していないとすれば、ポンプ容量の制御が不能になっていると判定できる。なお、この判定についても前記ＯＳＶ５の動作についての判定と同様に、ポンプ容量の変化による油圧の変化は十分に大きいので、エンジン１の始動直後で油圧が安定しない状態であっても、この油圧の変動と切り分けて判定することができる。

これに対し、ポンプ容量の変化によって油圧の検出値が所定以上、変化していれば、ステップＳＴ２０８において肯定判定（ＹＥＳ）してステップＳＴ２１０に進み、オイルポンプ３の容量を最大値に固定する。すなわち、油圧制御のメインルーチン（図４を参照）におけるステップＳＴ１０２で、目標油圧を予め設定した最高値に設定するとともに、続くステップＳＴ１０３のフィードバック制御演算は禁止したままとする。これにより、ＥＣＵ１００からの指令信号を受けてＯＣＶ４が動作し、オイルポンプ３の容量が最大値に固定される。

こうして、オイルポンプ３の容量を最大値に固定し、できるだけオイルの吐出量が多くなるようにすれば、速やかにオイル供給系２全体にオイルを行き渡らせることができる。そして、所定の時間が経過し、オイル供給系２から気泡が排出されてしまえば、油圧が安定するので、油圧センサ１０５による検出油圧に基づいて、より精度の高い判定が行える。すなわち、ステップＳＴ２１１においては検出油圧が予め設定した正常範囲にあるか否か判定する。

本実施の形態において正常範囲は、エンジン１のアイドル状態でポンプ容量を最大値に固定した場合の検出油圧を実験・シミュレーションなどによって調べて、図６に模式的に示すように油温の変化に対応づけてマップに設定したものである。同図において油圧の正常範囲は、油温が低いほど高い値になっている。なお、油圧の正常範囲の上下の幅は、オイル供給系２やオイルポンプ３の個体ばらつきに相当する。

そして、前記ステップＳＴ２１１において検出油圧が正常範囲にないと否定判定（ＮＯ）すれば、ステップＳＴ２１２に進んで、例えば油圧センサ１０５の検出ずれが所定以上に大きいか、オイルポンプ３のオイルリーク量が所定以上に増大しているか等、油圧制御の精度が低下する異常が発生していると判定し、ルーチンを終了する（エンド）。なお、この場合も例えば乗員への報知など、所定のフェールセーフ処理を行ってもよい。

一方、前記ステップＳＴ２１１において検出油圧が正常範囲にあると肯定判定（ＹＥＳ）すれば、ステップＳＴ２１３に進み、油圧制御系は正常であると判定して、ルーチンを終了する（エンド）。つまり、本実施の形態では、エンジン１の始動後にオイル供給系２にオイルが充填され、メインギャラリ２０などの油圧が安定した後に、油圧センサ１０５によって検出される油圧に基づいて、油圧制御の精度が低下するような異常について判定する。

前記図５のフローのステップＳＴ２０３〜ＳＴ２０６を実行することによってＥＣＵ１００は、ＯＳＶ５を供給または遮断のいずれかの位置に切り換えて、検出油圧の変化が所定以下の場合に、ＯＳＶ５に異常があると判定する異常判定手段を構成する。この異常判定手段は前記の判定の際に油圧のフィードバック制御を禁止し、オイルポンプ３の容量可変機構の動作を停止させるようになっている。

また、前記図５のフローのステップＳＴ２０７〜ＳＴ２０９を実行することによって、本実施の形態の異常判定手段は、ＯＳＶ５に異常がないと判定した後にポンプ容量を変更して、これによる検出油圧の変化が所定以下の場合に、ポンプ容量の制御が不能な異常であると判定するものとなっている。

さらに、前記図５のフローのステップＳＴ２１０〜ＳＴ２１２を実行することによって本実施の形態の異常判定手段は、ポンプ容量の制御が不能な異常でないと判定した後に、ポンプ容量を最大値に制御した状態で検出油圧が正常範囲から逸脱していれば、ポンプ容量の制御の精度が低下する異常が発生していると判定するものとなっている。

以上、説明したように本実施の形態によると、エンジン１の始動直後の所定期間において油圧のフィードバック制御を禁止した状態で、まず、ＯＳＶ５を切り換え動作させ、これによる検出油圧の変化に基づいてＯＳＶ５の故障を判定することができる。油圧のフィードバック制御を禁止しているので、ＯＳＶ５の切り換え動作によって変化した油圧が直ちに元に戻ることはなく、この油圧の変化に基づいてＯＳＶ５の故障を判定することができる。また、追加の油圧センサは不要であり、コスト高を招くことはない。

そうしてＯＳＶ５が故障していないことを判定した後に、今度はオイルポンプ３のポンプ容量を変更して、これによる検出油圧の変化が所定以下の場合には、オイルポンプ３やＯＣＶ４に故障が発生しており、ポンプ容量の制御が不能になっていると判定することができる。この判定と前記ＯＳＶ５の故障の判定とは、いずれも油圧が実質的に変化しているか否かを判定するものであり、エンジン１の始動直後で油圧が安定しない状態であっても、この油圧の変動と区別して判定することができる。

そして、エンジン始動後に所定時間が経過して、オイル供給系２の油圧が安定すれば、この油圧の検出値（検出油圧）に基づいて、より精度の高い判定を行うことができる。すなわち、オイルポンプ３の容量を最大値に固定して、油圧センサ１０５による検出油圧が正常範囲から逸脱しているかどうか判定する。これにより、例えば油圧センサ１０５の検出ずれやオイルポンプ３からのオイルリークの増大など、故障とまでは言えない異常が発生していることを判定できる。

−他の実施形態−
上述した実施形態の記載はあくまで例示に過ぎず、本発明の構成や用途などについても限定することを意図しない。例えば前記実施の形態においては、図５のフローのステップＳＴ２１０においてはポンプ容量を最大値にしているが、これは予め設定した一定値であればよい。

さらに、前記実施の形態におけるエンジン１のオイル供給系２は、オイルポンプ３からメインギャラリ２０に至る高圧オイル通路１４から分岐する分岐通路１４ａによって、ピストンジェットノズル１５にオイルを供給するようにしているが、これにも限定されず、メインギャラリ２０から分岐する通路によって、ピストンジェットノズル１５にオイルを供給するようにしてもよい。

また、油圧センサ１０５についても、前記実施の形態のように高圧オイル通路１４に配設する必要はなく、例えばメインギャラリ２０に配設してもよい。ＯＳＶ５によってオイルの供給状態を切り換える油圧デバイスは、ピストンジェットノズル１５に限定されず、例えば可変動弁機構などでもよい。

本発明は、エンジンのオイル供給系に設けられた切換バルブ（ＯＳＶなど）の異常を、コスト高を招くことなく判定できるものであり、自動車用のエンジンに適用して効果が高い。

１ エンジン
２ オイル供給系
３ オイルポンプ
３３ 調整リング（容量可変機構：油圧可変手段）
３４ コイルバネ（容量可変機構：油圧可変手段）
５ ＯＳＶ（切換バルブ）
１２ クランクシャフト
１５ ピストンジェットノズル（所定の油圧デバイス）
１００ ＥＣＵ（異常判定手段）
１０５ 油圧センサ
ＴＣ 制御空間（容量可変機構：油圧可変手段）

Claims (2)

1. エンジンのクランクシャフトによって駆動されるとともに油圧を変更可能な容量可変機構によってポンプ容量が連続的に変更可能なオイルポンプと、前記容量可変機構の下流側に設けられ、所定の油圧デバイスに対してオイルを供給または遮断するように切り換えられる切換バルブと、前記容量可変機構と前記切換バルブとの間の油圧を検出する油圧センサと、を備えるオイル供給系に適用される、油圧制御装置であって、
   前記油圧センサによる油圧の検出値に応じて、前記容量可変機構により油圧をフィードバック制御するフィードバック制御手段と、
   前記切換バルブを供給または遮断のいずれかの状態に切り換えた際の油圧の検出値の変化が所定以下の場合に、前記切換バルブに異常があると判定する異常判定手段と、を備え、
   前記異常判定手段は、
   エンジン始動直後の所定期間において前記オイルポンプのポンプ容量を一定値に制御して、前記切換バルブの異常を判定する際に、前記フィードバック制御手段による油圧のフィードバック制御を禁止し、
   前記切換バルブに異常がないと判定した後に、前記オイルポンプのポンプ容量を変更して、これによる油圧の検出値の変化が所定以下の場合に、前記ポンプ容量の制御が不能な異常が発生していると判定し、
   前記ポンプ容量の制御が不能な異常が発生していないと判定した後に、前記オイルポンプの容量を一定値に制御して、前記油圧センサによる油圧の検出値が、前記エンジンの状態に対応づけて予め設定されている正常範囲から逸脱していれば、前記ポンプ容量の制御の精度が低下する異常が発生していると判定する、
   ように構成されていることを特徴とする油圧制御装置。
2. 請求項１に記載の油圧制御装置において、
   前記異常判定手段は、前記容量可変機構の動作を停止させて、前記切換バルブの異常を判定する、油圧制御装置。

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