JP6493256B2 - 電動オイルポンプの駆動制御装置 - Google Patents
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Description
1.オイルパン内の潤滑油に浸された吸入口から前記潤滑油を吸引して内燃機関の潤滑に利用するための電動オイルポンプを駆動する電動オイルポンプの駆動制御装置において、前記内燃機関の停止中に前記電動オイルポンプを駆動して前記オイルパン内の前記潤滑油を撹拌する撹拌処理を実行する撹拌処理部と、前記潤滑油中の水分量を取得する水分量取得処理部と、前記潤滑油が前記内燃機関の潤滑に利用されておらず且つ前記撹拌処理部によって撹拌されていない期間である停止期間を計時する計時処理部と、を備え、前記撹拌処理部は、前記水分量取得処理部によって取得された水分量が規定量以上である場合には、前記計時処理部によって計時された停止期間が閾値に達することを条件に、前記撹拌処理を実行することを特徴とする。
以下、電動オイルポンプの駆動制御装置にかかる第1の実施形態について図面を参照しつつ説明する。
図2に、潤滑油中の水分量DWの推定処理の手順を示す。図2に示す処理は、メモリ64に記憶されたプログラムをCPU62が実行することにより、実現される。なお、図2に示す処理は、たとえば所定周期で繰り返し実行される。
図3に、タイマ66の設定処理の手順を示す。図3に示す処理は、メモリ64に記憶されたプログラムをCPU62が実行することにより、実現される。なお、図3に示す処理は、たとえば所定周期で繰り返し実行される。
内燃機関40が短時間駆動され、潤滑油の温度が水の沸点に達しないタイミングで停止される場合、潤滑油には水が混入する。CPU62は、内燃機関40が停止すると、水分量DWが規定量DWth以上である場合、タイマ66をセットする。これにより、タイマ66は、電動オイルポンプ46の停止期間の計時動作を開始する。この計時動作は、マイコン61がオフ状態であるかオン状態であるかにかかわらず継続される。また、SMR24が閉操作され、車両が走行可能な状態とされているか否かにかかわらず継続される。そして、タイマ66の計時期間が閾値Tthに達すると、タイマ66はマイコン61を起動して、その旨をCPU62に通知する。これにより、CPU62は、電動オイルポンプ46を駆動させることにより、潤滑油と水とを撹拌する撹拌処理を実行する(S52)。ここで、撹拌処理は、SMR24が閉状態にあるか開状態にあるかにかかわらず実行される。換言すれば、車両が走行可能な状態にあるか否かにかかわらず実行される。さらに、ユーザが乗車しているか否かにかかわらず実行され、特にユーザが乗車しておらず車両のドアがロック状態にある場合であっても実行される。これにより、潤滑油から水が分離することを抑制することができる。
(1)水分量DWが規定量DWth以上であることを条件に、タイマ66をセットしたため、タイマ66が無駄に計時動作を行うことを回避することができる。
以下、第2の実施形態について、第1の実施形態との相違点を中心に、図面を参照しつつ説明する。
図5に、潤滑油の劣化度合いを定量化する劣化パラメータDoilの算出処理の手順を示す。図5に示す処理は、メモリ64に記憶されたプログラムをCPU62が実行することにより、実現される。図5に示す処理は、たとえば所定周期で繰り返し実行される。なお、劣化パラメータDoilは、劣化度合いが大きいほど大きい値とされる。
図7に、タイマ66の設定処理の手順を示す。図7に示す処理は、メモリ64に記憶されたプログラムをCPU62が実行することにより、実現される。図7に示す処理は、たとえば所定周期で繰り返し実行される。なお、図7に示す処理のうち、図3に示した処理に対応する処理については、便宜上、同一のステップ番号を付して詳細な説明を省略する。
ここで、たとえば水分量DWが規定量DWth以上であって特に多いときに、潤滑油からの水の分離が顕著とならないうちに撹拌処理を実行させるように閾値Tthを固定値として設定する場合、水分量DWが規定量DWth以上ではあるいが少ない場合には、未だ撹拌処理をするには時期尚早であるときに撹拌処理が実行される懸念がある。また、劣化パラメータDoilが大きいときに、潤滑油からの水の分離が顕著とならないうちに撹拌処理を実行させるように閾値Tthを固定値として設定する場合、劣化パラメータDoilが小さい場合には、未だ撹拌処理をするには時期尚早であるときに撹拌処理が実行される懸念がある。さらに、平均気温Taveが低いときに、潤滑油からの水の分離が顕著とならないうちに撹拌処理を実行させるように閾値Tthを固定値として設定する場合、平均気温Taveが高い場合には、未だ撹拌処理をするには時期尚早であるときに撹拌処理が実行される懸念がある。
以下、第3の実施形態について、第2の実施形態との相違点を中心に、図面を参照しつつ説明する。
<第4の実施形態>
以下、第4の実施形態について、第2の実施形態との相違点を中心に、図面を参照しつつ説明する。
以下、第5の実施形態について、第1の実施形態との相違点を中心に、図面を参照しつつ説明する。
上記「課題を解決するための手段」の欄に記載した事項と、実施形態における事項との対応関係は、次の通りである。なお、以下において、「メモリ64に記憶されたプログラムに従って所定の処理を実行するCPU62」のことを、記載を簡素化するために、「所定の処理を実行するCPU62」と記載する。
3.第4の実施形態に対応し、特に、期間判定処理部は、ステップS50の処理を実行するCPU62に対応する。すなわち、CPU62がステップS38aの処理を実行すると、タイマ66により停止期間が判定値Cthに達することで、CPU62にその旨が通知され、CPU62は、通知によって判定値Cthに達したと判定する。また、判定値可変設定処理部は、ステップS84aの処理を実行するCPU62に対応する。また、流通経路は、ストレーナ48に対応する。
5.劣化情報取得処理部は、ステップS80の処理を実行するCPU62に対応し、閾値可変設定処理部は、ステップS84の処理を実行するCPU62に対応する。
7.第5の実施形態(図10)に対応する。
なお、上記実施形態の各事項の少なくとも1つを、以下のように変更してもよい。
・「規定量判定処理部について」
規定量判定処理部としては、規定量DWth以上であるとの判定が、停止期間の計時動作のトリガとして利用されるものに限らない。たとえば、上記第1の実施形態において、電動オイルポンプ46が駆動状態から停止状態に切り替わることにより、図3のステップS38の処理を実行し、タイマ66による通知によって停止期間が閾値Tthに達したとCPU62が判定した場合に、水分量DWが規定量DWth以上であるか否かを判定するものであってもよい。なお、停止期間が閾値Tthに達したときに水分量DWが規定量DWth以上であるか否かを判定する処理を実行するものとしては、閾値Tthが固定値であるものに限らない。たとえば、下記の「閾値可変設定処理部について」に記載したように、閾値Tthを、劣化パラメータDoilおよび平均気温Taveのみによって可変設定したり、劣化パラメータDoilおよび平均気温Taveのいずれか一方のみによって可変設定したりしてもよい。
水分量DW、劣化パラメータDoil、および平均気温Taveに応じて、閾値Tthを可変設定するものに限らない。たとえば、水分量DW、劣化パラメータDoil、および平均気温Taveのうちのいずれか2つのみ、または1つのみに基づき閾値Tthを可変設定してもよい。
電動機46aの回転速度Nmを目標回転速度にフィードバック制御することは必須ではない。たとえば、電動機46aを流れる電流を目標値にフィードバック制御してもよい。この場合、上記第5の実施形態のステップS52aの処理における目標値は、上記第1の実施形態のステップS52の処理における目標値よりも小さい値に設定することが望ましい。これは、第5の実施形態では、電動オイルポンプ46が空気を吸引するために、上記第1の実施形態よりも小さいトルクで同一の回転速度を実現可能なためである。また、フィードバック制御に限らず、電動機46aに印加する電圧を開ループ操作量として、電動機46aの回転速度を開ループ制御してもよい。
平均気温Taveが低いことを撹拌処理の実行条件とすることは、第3の実施形態のように閾値Tthを可変設定することとは無関係に採用可能である。すなわち、たとえば第1の実施形態や第4の実施形態、第5の実施形態において採用してもよい。
上記実施形態では、規定量DWthを、潤滑油から水が分離した後、これが氷となった場合に、吸入口50の目詰まりが生じるおそれがある値に設定したが、これに限らない。たとえば、吸入口50のメッシュ構造を通過することが可能な微小な氷が生じるおそれがある値であってもよい。この場合であっても、たとえば潤滑油の流通経路のうちの吸入口50よりも下流側にメッシュ構造よりも目の細かいフィルタを備え、微小な氷に起因してフィルタが目詰まりするおそれがあり、これにより機関本体42の潤滑処理に支障をきたすおそれがあるなら、撹拌処理によって微小な氷が生成されることを抑制することは有効である。
上記実施形態では、実行抑制値CLを、100〜1000日の間の値に設定したが、これに限らない。たとえば、10000日等、1000日よりも大きい値に設定してもよい。もっとも、100日以上であることも必須ではなく、たとえば、下記の「車両について」の欄に記載したように車両の外部の電力を組電池26に充電可能でない車両等にあっては、内燃機関40の停止期間の想定最大値が短くなると考えられるため、たとえば30〜100日の間の値に設定することも可能である。
上記実施形態では、判定値Cthを定めるマップの入力変数としての水分量DWが規定量DWthであるときの値を含めたがこれに限らない。たとえば、規定量DWth未満の第1所定値と、規定量DWthより大きい第2所定値とを、規定量DWthに最も近い入力変数の値として、水分量DWが第1所定値よりも大きく第2所定値未満の値であるときについては、判定値Cthを補間演算してもよい。この場合、規定量DWthのときの値が閾値Tthとなり、水分量DWについての上記最小単位Δを用いて、水分量DWが「DWth+Δ」であるときに補間演算によって得られる判定値Cthは実行抑制値CLとなる。
上記実施形態では、重量によって水分量を特定したが、これに限らず、たとえば潤滑油中の含有率としてもよい。ここで、水分が含まれない潤滑油の重量Woilを用いると、含有率は、上記実施形態における水分量DWと、「DW/(DW+Woil)」という関係があり、規定量DWthを、「DWth/(Dwth+Woil)」に変換することにより、上記実施形態と同様の効果を奏する。ただし、たとえば潤滑油量を検出するセンサを備える場合、含有率によって水分量を表現することは、上記実施形態よりも、潤滑油中の水分が水と分離することなどを把握する上ではより正確なパラメータとなる。
・「劣化度合い情報について」
劣化パラメータDoilの推定手法としては、上記実施形態において例示した手法に限らない。たとえば、潤滑油の温度を検出するセンサを備えて、センサの検出値から劣化更新量ΔDoilを逐次算出することにより、劣化パラメータDoilを推定してもよい。また、これに代えて、温度の検出値および回転速度から劣化更新量ΔDoilを逐次算出することにより、劣化パラメータDoilを推定してもよい。
上記実施形態で、制御装置60の起動時における外気温THOと、起動時の時刻(現在時刻to)とに基づき、平均気温Taveを推定したが、これに限らない。たとえば、制御装置60の起動時において平均気温を仮に推定し、仮に推定された平均気温と現在保持している平均気温Taveとの加重平均処理によって、最終的な平均気温Taveを推定してもよい。また、たとえば、下記の「駆動制御装置について」に記載したように、所定周期毎の外気温THOのサンプリング値の最新のものから規定数個前のものまでの移動平均処理によって平均気温Taveを逐次算出するようにしてもよい。
・「タイマのリセットについて」
上記実施形態では、電動オイルポンプ46が駆動される場合、その駆動時間にかかわらず、タイマをリセットしたが、これに限らない。たとえば、内燃機関40の起動に伴って電動オイルポンプ46が起動された直後に車両が駐車されるなどして内燃機関40が停止する場合には、撹拌が十分でないことに鑑み、タイマ66をリセットする代わりに、それまでに計時されている時間を短縮補正し、タイマ66の計時動作を継続させてもよい。これにより、内燃機関40が起動されなかった場合と比較して、CPU62に閾値Tth以上となった旨の通知がなされるタイミングが遅延される。
たとえば、上記第1の実施形態において、タイマ66が、閾値Tthまでの期間を計時可能なものとする代わりに、次のようにしてもよい。すなわち、たとえば、タイマ66の最大計時期間を、たとえば所定値(たとえば5日)とし、タイマ66に所定値をセットして、タイマ66から所定値が経過した旨が通知される場合、CPU62は、撹拌処理を実行することなくタイマ66を再度所定値にセットする。そして、たとえば閾値Tthが14日である場合、再度、タイマ66から所定値が経過した旨が通知される場合、CPU62は、撹拌処理を実行することなくタイマ66を4日にセットする。こうした手法が適用可能なのは第1の実施形態に限らない。特に、第4の実施形態においては判定値Cthが非常に大きくなりうるため、第4の実施形態への適用は有効である。
上記実施形態では、閾値Tthや判定値Cthとの比較対象となる停止期間は、電動オイルポンプ46の停止期間であったが、これに限らない。たとえば、内燃機関が、電動オイルポンプに加えて、内燃機関のクランク軸の回転動力によって駆動される機関駆動式のオイルポンプを備える場合には、停止期間を、潤滑油が内燃機関の潤滑に利用されておらず且つ撹拌処理によって撹拌されていない期間とすべく、機関駆動式のオイルポンプおよび電動オイルポンプの双方が停止している期間とする。
上記実施形態では、内燃機関40の停止状態において時間が経過するにつれて機関本体42の潤滑経路内の潤滑油が外部に流出し、経路内の潤滑油が減少した状態において、機関本体42を潤滑する処理を実行する要求については、特に触れなかった。実際、経路内の潤滑油が減少した状態において内燃機関40が起動されたとしても、内燃機関40の信頼性を高く維持できる設定であるなら、内燃機関40の停止中に機関本体42を潤滑する処理の実行要求が生じないとすることは可能である。ただし、経路内の潤滑油が減少した状態にある場合、内燃機関40の始動要求が生じると、内燃機関40の始動に先立って電動オイルポンプ46を駆動し、潤滑不足を解消してから内燃機関40を始動させることも可能である。この場合、図10のステップS52aの処理が一度実行された後に、内燃機関40の始動に先立って電動オイルポンプ46を駆動する事態が生じる場合には、図4のステップS52の処理が一度実行された後に、電動オイルポンプ46を駆動する事態が生じる場合と比較して、エネルギ消費量が増加することもあり得る。しかし、内燃機関40の始動に先立って電動オイルポンプ46を駆動する事態が生じるに際し、ステップS52aの処理が複数回実行される場合には、ステップS52の処理が複数回実行される場合よりも、エネルギ消費量を低減できると考えられる。
吸入口50がオイルパン44の底に対向して配置されることは必須ではない。たとえば、吸入口50が鉛直上方に向いたものであっても、潤滑油中の水が分離した後、凝固する場合、凝固した氷によって吸入口50が目詰まりするおそれがあることには相違ない。
上記実施形態では、マイコン61がオフ状態であるときにおいても計時動作を継続するタイマ66を備え、電動オイルポンプ46の停止期間が閾値Tthや判定値Cthとなる場合、マイコン61を起動させたが、これに限らない。たとえば、内燃機関40の制御量の制御処理を実行するCPUとは別に、制御装置60の主電源がオフ状態であるときであっても、常時オン状態となるCPUを備え、これによって、図2〜図5、図7〜図10の処理に対応する処理を実行してもよい。なお、ここでは、図4や図10に記載の内容の処理の実行条件を、所定周期に変更する。また、この構成の場合、図6の処理に代えて、外気温THOの所定周期毎のサンプリング値の最新のものから規定数個前のものまでの移動平均処理によって、平均気温Taveを算出する処理を実行すればよい。また、この構成の場合には、タイマ66に代えて、CPUが所定周期でカウンタをインクリメントすることによって計時処理部を構成してもよい。
ハイブリッド車としては、車両の外部からの電力を組電池26に充電可能ないわゆるプラグインハイブリッド車に限らない。車両の外部の電力の充電が可能でないもの等、組電池26の容量が小さい車両であっても、たとえば寒冷地において内燃機関40を短時間駆動した後停止させて放置される場合などには、潤滑油に水分が含まれたまま放置されることとなるため、撹拌処理を実行することは有効である。
もっともハイブリッド車に限らず、駆動輪に動力を付与する原動機が内燃機関のみである車両であっても、寒冷地において近距離走行した後内燃機関が停止する場合には、潤滑油に水分が含まれることとなり、その後、長時間放置されるという極めてレアなケースが生じる場合には、潤滑油から水が分離するおそれがある。このため、撹拌処理を実行することは有効であり得る。
Claims (7)
- オイルパン内の潤滑油に浸された吸入口から前記潤滑油を吸引して内燃機関の潤滑に利用するための電動オイルポンプを駆動する電動オイルポンプの駆動制御装置において、
前記内燃機関の停止中に前記電動オイルポンプを駆動して前記オイルパン内の前記潤滑油を撹拌する撹拌処理を実行する撹拌処理部と、
前記潤滑油中の水分量を取得する水分量取得処理部と、
前記潤滑油が前記内燃機関の潤滑に利用されておらず且つ前記撹拌処理部によって撹拌されていない期間である停止期間を計時する計時処理部と、を備え、
前記撹拌処理部は、前記水分量取得処理部によって取得された水分量が規定量以上である場合には、前記計時処理部によって計時された停止期間が閾値に達することを条件に、前記撹拌処理を実行することを特徴とする電動オイルポンプの駆動制御装置。 - 前記水分量取得処理部によって推定された水分量が前記規定量以上であるか否かを判定する規定量判定処理部を備え、
前記撹拌処理部は、前記規定量判定処理部によって前記規定量未満と判定される場合、前記撹拌処理を実行しない請求項1記載の電動オイルポンプの駆動制御装置。 - 前記計時処理部によって計時された前記停止期間が判定値に達したか否かを判定する期間判定処理部と、
前記水分量が前記規定量以上の場合に前記判定値を前記閾値と同じ値に設定し、前記水分量が前記規定量未満の場合に前記判定値を前記閾値よりも大きい実行抑制値に設定する判定値可変設定処理部と、を備え、
前記撹拌処理部は、前記期間判定処理部によって前記停止期間が前記判定値に達したと判定されることを条件に前記撹拌処理を実行するものであり、
前記閾値は、前記電動オイルポンプによって前記オイルパンから吸引される潤滑油の流通経路に氷による目詰まりが生じるおそれを抑制するための値に設定されており、
前記実行抑制値は、前記電動オイルポンプによって前記オイルパンから吸引される潤滑油の流通経路に氷による目詰まりが生じるおそれを抑制するうえで無力な値に設定されている請求項1記載の電動オイルポンプの駆動制御装置。 - 前記水分量取得処理部によって取得された水分量が前記規定量以上である場合において、該水分量が多い場合に少ない場合よりも前記閾値を小さい値に設定する閾値可変設定処理部を備える請求項2または3記載の電動オイルポンプの駆動制御装置。
- 前記潤滑油の劣化度合い情報を取得する劣化情報取得処理部と、
前記劣化情報取得処理部によって取得された情報に基づき、前記劣化度合いが大きい場合に小さい場合よりも前記閾値を小さい値に設定する閾値可変設定処理部と、を備える請求項2または3記載の電動オイルポンプの駆動制御装置。 - 気温を取得する気温取得処理部と、
前記気温取得処理部によって取得された前記気温が低い場合に高い場合よりも前記閾値を小さい値に設定する閾値可変設定処理部と、を備える請求項2または3記載の電動オイルポンプの駆動制御装置。 - 前記撹拌処理は、前記電動オイルポンプのうち前記内燃機関を潤滑するときの吐出側から吸引した流体を前記電動オイルポンプのうち前記内燃機関を潤滑するときの吸入側から前記オイルパンに吐出させる処理である請求項1〜6のいずれか1項に記載の電動オイルポンプの駆動制御装置。
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