WO2018097151A1 - 油圧制御装置 - Google Patents

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裕一 村田
鈴木　憲
橋本　浩司
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Definitions

  • the engine oil pumped to the cylinder block oil gallery 170 is supplied to pistons, cam heads, main bearings, and connecting rod bearings (all not shown) which are engine members, and is used for lubrication of each member. Part of the engine oil is supplied to the piston as an oil jet and is also used for cooling the piston. Thereafter, the engine oil is returned to the oil pan 110.
  • the valve control unit 220 determines the target hydraulic pressure (step S130). For example, the valve control unit 220 uses the information indicating the engine speed and the fuel injection amount acquired from the ECU 210 and the lookup table read from the lookup table storage unit 222 to correspond to the engine speed and the fuel injection amount. Determine the target oil pressure for the engine oil.
  • the oil pressure sensor 160 measures the oil pressure of the engine oil and generates information indicating the measured oil pressure (step S140). Next, the valve control unit 220 acquires information indicating the measured oil pressure from the oil pressure sensor 160.
  • the hydraulic control device 100 of the present disclosure it is possible to ensure an appropriate hydraulic pressure of the engine oil according to the engine speed and the fuel injection amount. Thereby, even if there is an abnormality in the hydraulic circuit, damage to the engine can be reduced and durability reliability can be improved.

Abstract

油圧制御装置は、エンジンの油圧回路を循環するエンジンオイルを冷却するオイルクーラと、オイルクーラをバイパスするバイパス油路と、エンジンオイルの流路をオイルクーラおよびバイパス油路の間で切り替える、オイルクーラバイパスバルブと、エンジンオイルの油圧である第１の油圧を測定する油圧センサと、第１の油圧と、エンジンのエンジン回転数および燃料噴射量から決定されるターゲット油圧である第２の油圧との差の大きさが小さくなるように、オイルクーラバイパスバルブの開閉を制御するバルブ制御部と、を備える。

Description

油圧制御装置
　本開示は、油圧制御装置に関する。
　エンジン部材を冷却および潤滑するために、油圧回路が用いられる。油圧回路を循環するエンジンオイルは、ベアリング（例えば、コンロッドベアリング、メインベアリング）等のエンジン部材を冷却および潤滑する。エンジン部材が十分に冷却および潤滑されるためには、エンジンオイルの油圧が適正な油圧になるように制御する必要がある。油圧回路に異常が発生し、エンジンオイルの油圧が適正な油圧より低くなると、エンジン部材の耐久信頼性が低下する等の問題が発生する。
　そのような油圧回路の異常としては、例えば、オイルポンプに装着されるリリーフバルブの固着または故障が挙げられる。オイルポンプは、エンジンオイルを油圧回路内で循環させる。オイルポンプに流入するエンジンオイルの油圧がある閾値に達した状態において、リリーフバルブは、リリーフ穴を開放して余剰のエンジンオイルをリリーフ穴から排出することにより、油圧を低下させる。即ち、正常動作するリリーフバルブは、オイルポンプに流入する油圧の異常な上昇を抑制し、適正な油圧を維持するように機能する。しかしながら、何らかの原因によりリリーフバルブが固着または故障すると、エンジンオイルの油圧が適正な油圧より低くなってしまうことがある。
　エンジンオイルの油圧が適正な油圧より低い場合、例えば、油温を下げることにより油圧を高める必要がある。油温を下げることにより油圧を上げる構成として、オイルポンプとオイルギャラリとの間に、オイルクーラとバイパス通路とを設け、油温が高く油圧が低いときのみ閉となるサーモプレッシャバルブをバイパス通路に設ける構成が提案されている（特許文献１参照）。
日本国実開昭５９－２８６１３号公報
　一般に、エンジンオイルの適正な油圧は、エンジン回転数、燃料噴射量等に依存する。したがって、エンジンオイルの油温を下げることにより常に適正な油圧になるように制御するためには、エンジン回転数および燃料噴射量に応じて、油温を下げるか否かを決定する必要がある。
　しかしながら、特許文献１に記載の構成においては、油温が高く油圧が低い通常走行時においてのみ、エンジンオイルがオイルクーラを通り冷却される。即ち、例えば、油温が低い時は、エンジンオイルが冷却されず、油圧が上がらない。したがって、油温が低い時は、エンジンオイルの油圧を適正な油圧にすることができないという問題がある。
　本開示の目的は、油温が低い場合でも、エンジンオイルの適正な油圧を確保することが可能な油圧制御装置を提供することである。
　本開示の一態様に係る油圧制御装置は、エンジンの油圧回路を循環するエンジンオイルを冷却するオイルクーラと、前記オイルクーラをバイパスするバイパス油路と、前記エンジンオイルの流路を前記オイルクーラおよび前記バイパス油路の間で切り替える、オイルクーラバイパスバルブと、前記エンジンオイルの油圧である第１の油圧を測定する油圧センサと、前記第１の油圧と、前記エンジンのエンジン回転数および燃料噴射量から決定されるターゲット油圧である第２の油圧との差の大きさが小さくなるように、前記オイルクーラバイパスバルブの開閉を制御するバルブ制御部と、を備える構成を採る。
　本開示によれば、油温が低い場合でも、エンジンオイルの適正な油圧を確保することが可能な油圧制御装置を提供することができる。
図１は、本開示の油圧制御装置の構成図である。 図２は、本開示の油圧制御装置の処理を説明するフローチャートである。 図３は、本開示の油圧制御装置が用いるターゲット油圧のルックアップテーブルの一例である。
　以下、本開示の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。
　（実施の形態）
　図１は、本開示の油圧制御装置１００の構成図である。図１においては、油圧回路のエンジンオイルフローと油圧制御装置１００の電気信号フローとが異なる種類の矢印で示されている。
　まず、図１に示される油圧回路のエンジンオイルフローを説明する。図１において、エンジンオイルは、オイルパン１１０から、オイルストレーナ（図示せず）を通って、オイルポンプ１２０に吸引される。
　オイルポンプ１２０を出たエンジンオイルは、電制オイルクーラバイパスバルブ１３０に圧送される。電制オイルクーラバイパスバルブ１３０が開いている場合、エンジンオイルはオイルクーラ１４０に圧送され、オイルクーラ１４０によって冷却された後、シリンダブロックオイルギャラリ１７０に圧送される。一方、電制オイルクーラバイパスバルブ１３０が閉じている場合、エンジンオイルはバイパス油路１５０に圧送され、オイルクーラ１４０を通ることなく、シリンダブロックオイルギャラリ１７０に圧送される。この場合、エンジンオイルは、オイルクーラ１４０によって冷却されない。
　シリンダブロックオイルギャラリ１７０に圧送されたエンジンオイルは、エンジンの部材であるピストン、カムヘッド、メインベアリング、およびコンロッドベアリング（いずれも図示せず）に供給され、各部材の潤滑に供される。エンジンオイルの一部は、オイルジェットとしてピストンに供給され、ピストンの冷却にも供される。その後、エンジンオイルはオイルパン１１０に戻される。
　次に、図１に示される油圧制御装置１００の電気制御（電制）に係る構成を説明する。油圧センサ１６０は、エンジンオイルの油圧を測定し、測定した結果から、エンジンオイルの油圧を示す情報を生成する。油圧制御装置１００は、油圧センサ１６０の測定の結果に基づいて、エンジンオイルの油圧を制御するので、油圧センサ１６０は、油圧回路において油圧の確保が必要とされる箇所に設けられるのが好ましい。一例において、油圧センサ１６０は、オイルクーラ１４０およびバイパス油路１５０の下流に設けられる。例えば、油圧センサ１６０は、シリンダブロックオイルギャラリ１７０内に設けられる。
　バルブ制御部２２０は、油圧センサ１６０と電気的に接続され、油圧センサ１６０からエンジンオイルの油圧を示す情報を取得する。さらに、バルブ制御部２２０は、ＥＣＵ２１０と電気的に接続され、ＥＣＵ２１０からエンジンのエンジン回転数および燃料噴射量を示す情報を取得する。
　バルブ制御部２２０は、エンジンオイルの油圧に基づいて、電制オイルクーラバイパスバルブ１３０の開閉を決定する。一例において、バルブ制御部２２０は、エンジン回転数および燃料噴射量に基づいて、エンジンオイルのターゲット油圧を決定し、ターゲット油圧と測定された油圧との差分値に基づいて、電制オイルクーラバイパスバルブ１３０の開閉を決定する。
　一例において、バルブ制御部２２０は、ルックアップテーブル記憶部２２２を備える。ルックアップテーブル記憶部２２２は、エンジン回転数および燃料噴射量に対応するターゲット油圧を規定したルックアップテーブルを記憶する。例えば、バルブ制御部２２０は、ＥＣＵ２１０から取得したエンジン回転数および燃料噴射量を示す情報と、ルックアップテーブル記憶部２２２から読み出したルックアップテーブルとを用いて、エンジン回転数および燃料噴射量に対応するエンジンオイルのターゲット油圧を決定する。一例において、ルックアップテーブルに存在しないエンジン回転数および燃料噴射量については、線形補間を用いてエンジンオイルのターゲット油圧を決定する。
　図２は、本開示の油圧制御装置１００の処理を説明するフローチャートである。図２に示されるフローチャートの処理は、例えば、車両のエンジンが起動されることに伴い、油圧制御装置１００が備えるＣＰＵ（図示せず）がＲＯＭ（図示せず）に格納されているプログラムを読み出して実行することにより実現される。一例において、図２に示されるフローチャートは、定期的に（例えば１分に１回）実行される。
　まず、バルブ制御部２２０は、ＥＣＵ２１０からエンジン回転数を示す情報を取得する（ステップＳ１１０）。次に、バルブ制御部２２０は、ＥＣＵ２１０から燃料噴射量を示す情報を取得する（ステップＳ１２０）。
　次に、バルブ制御部２２０は、ターゲット油圧を決定する（ステップＳ１３０）。例えば、バルブ制御部２２０は、ＥＣＵ２１０から取得したエンジン回転数および燃料噴射量を示す情報と、ルックアップテーブル記憶部２２２から読み出したルックアップテーブルとを用いて、エンジン回転数および燃料噴射量に対応するエンジンオイルのターゲット油圧を決定する。
　図３は、本開示の油圧制御装置１００が用いるターゲット油圧のルックアップテーブルの一例である。図３に示されるルックアップテーブルは、エンジン回転数およびターゲット油圧の各組み合わせに対して、エンジンのオイルフローが正常であり、油温が８０℃である場合の油圧を、予め計測し、計測した油圧を記録することにより作成されたルックアップテーブルである。
　例えば、ＥＣＵ２１０から取得したエンジン回転数が１０００ｒｐｍであり、ＥＣＵ２１０から取得した燃料噴射量が１７５ｍｍ３／ｓｔであったとする。ルックアップテーブルにおいて、１０００ｒｐｍのエンジン回転数および１７５ｍｍ３／ｓｔの燃料噴射量に対応するターゲット油圧は、２７０ｋＰａである。したがって、バルブ制御部２２０は、ターゲット油圧を２７０ｋＰａに決定する。
　油圧センサ１６０は、エンジンオイルの油圧を測定し、測定された油圧を示す情報を生成する（ステップＳ１４０）。次いで、バルブ制御部２２０は、測定された油圧を示す情報を油圧センサ１６０から取得する。
　そして、バルブ制御部２２０は、ターゲット油圧から測定された油圧を減じて差分値を算出する（ステップＳ１５０）。例えば、測定された油圧が２４５ｋＰａである場合、差分値は２７０ｋＰａ－２４５ｋＰａ＝２５ｋＰａである。また、例えば、測定された油圧が２７５ｋＰａである場合、差分値は２７０ｋＰａ－２７５ｋＰａ＝－５ｋＰａである。さらに、例えば、測定された油圧が２９０ｋＰａである場合、差分値は２７０ｋＰａ－２９０ｋＰａ＝－２０ｋＰａである。
　次に、バルブ制御部２２０は、差分値が許容誤差εより大きいか否かを判定する（ステップＳ１６０）。ここで、許容誤差εは、測定された油圧をターゲット油圧に調節する際の許容誤差である。一例において、許容誤差εは、ターゲット油圧の所定の割合（例えば５％）である。例えば、ターゲット油圧が２７０ｋＰａである場合、許容誤差εは、２７０ｋＰａ×５％＝１３．５ｋＰａである。
　判定の結果、差分値が許容誤差εより大きい場合（ステップＳ１６０：Ｙｅｓ）、処理はステップＳ１７０に進む。例えば、測定された油圧が２４５ｋＰａである場合、差分値は２５ｋＰａであり、許容誤差ε＝１３．５ｋＰａよりも大きい。したがって、この場合、処理はステップＳ１７０に進む。
　ステップＳ１７０では、バルブ制御部２２０は、電制オイルクーラバイパスバルブ１３０を開く。次いで、処理はステップＳ１４０に進む。一例において、電制オイルクーラバイパスバルブ１３０を開いた後に、オイルクーラ１４０によって冷却されたオイルが十分にエンジン内に行き渡るように、所定の時間だけ待機してからステップＳ１４０に進む。
　一方、差分値が許容誤差εより大きくない場合（ステップＳ１６０：Ｎｏ）、ステップＳ１８０に進む。例えば、測定された油圧が２７５ｋＰａである場合、差分値は－５ｋＰａであり、許容誤差ε＝１３．５ｋＰａよりも大きくない。したがって、この場合、ステップＳ１８０に進む。
　ステップＳ１８０では、バルブ制御部２２０は、差分値が許容誤差εのマイナス値－εより小さいか否かを判定する。判定の結果、差分値が－εより小さい場合（ステップＳ１８０：Ｙｅｓ）、処理はステップＳ１９０に進む。例えば、測定された油圧が２９０ｋＰａである場合、差分値は－２０ｋＰａであり、許容誤差εのマイナス値－１３．５ｋＰａよりも小さい。したがって、この場合、処理はステップＳ１９０に進む。
　ステップＳ１９０において、バルブ制御部２２０は、電制オイルクーラバイパスバルブ１３０を閉じる。電制オイルクーラバイパスバルブ１３０が閉じられると、エンジン内を循環するオイルは、オイルクーラ１４０をバイパスするバイパス油路１５０を通るので、オイルクーラ１４０によってオイルは冷却されない。次いで、処理はステップＳ１４０に進む。一例において、電制オイルクーラバイパスバルブ１３０を閉じた後に、オイルクーラ１４０をバイパスしたオイルが十分にエンジン内に行き渡るように、所定の時間だけ待機してからステップＳ１４０に進む。
　一方、差分値が－εより小さくない場合（ステップＳ１８０：Ｎｏ）、フローを終了する。例えば、測定された油圧が２７５ｋＰａである場合、差分値は－５ｋＰａであり、－ε＝－１３．５ｋＰａよりも小さくない。したがって、この場合、フローを終了する。
　本開示の油圧制御装置１００によれば、エンジン回転数および燃料噴射量に応じて、エンジンオイルの適正な油圧を確保することができる。これにより、油圧回路に異常がある場合であっても、エンジンの損傷を軽減することができ、耐久信頼性を高めることができる。
　特許文献１に記載の構成においては、油温が低い時は、エンジンオイルが冷却されず、油圧が上がらない。したがって、油温が低い時は、エンジンオイルの油圧を適正な油圧にすることができないという問題がある。これに対して、本開示においては、油温が低い時でも、エンジンオイルが冷却され、油圧が上がる。したがって、油温が低い時であっても、エンジンオイルの油圧を適正な油圧にすることができる。
　また、本開示の油圧制御装置１００によれば、既に適正な油圧が確保されている場合、油温を下げない。したがって、必要以上に油温を低くすることによるエンジン部材間の摩擦の増大を回避することができるので、良好な燃費を確保することができる。
　さらに、特許文献１に記載の感温部および感圧部は、オイルクーラの上流の油路の圧力および温度を測定しており（第２図、第３図参照）、メインギャラリの圧力および温度を測定していない。これに対して、本開示の油圧制御装置１００においては、油圧センサ１６０は、例えば、シリンダブロックオイルギャラリ１７０内に設けられる。これにより、本開示の油圧制御装置１００においては、油圧の確保がより必要とされる箇所の油圧を測定することができ、その油圧が適正な油圧になるように制御することができる。
（他の実施の形態）
　第１の実施の形態においては、ルックアップテーブルを用いて、エンジン回転数および燃料噴射量に対応するエンジンオイルのターゲット油圧を決定する。これに代えて、エンジン回転数および燃料噴射量から計算式を用いてターゲット油圧を決定してもよい。
　第１の実施の形態においては、ＥＣＵ２１０とバルブ制御部２２０が別体として設けられている。これに代えて、ＥＣＵ２１０とバルブ制御部２２０とを一体化させた実施の形態も考えられる。
　第１の実施の形態においては、電制オイルクーラバイパスバルブ１３０が開かれると、エンジン内を循環するエンジンオイルがオイルクーラ１４０を通る。また、電制オイルクーラバイパスバルブ１３０が閉じられると、エンジン内を循環するオイルは、オイルクーラ１４０をバイパスするバイパス油路１５０を通る。これに代えて、電制オイルクーラバイパスバルブ１３０が閉じられると、エンジン内を循環するエンジンオイルがオイルクーラ１４０を通る実施の形態も考えられる。この場合、電制オイルクーラバイパスバルブ１３０が開かれると、エンジン内を循環するエンジンオイルがオイルクーラ１４０をバイパスするバイパス油路１５０を通る。
　第１の実施の形態においては、電制オイルクーラバイパスバルブ１３０の状態を、開または閉のいずれかの状態に変更する。これに代えて、ターゲット油圧から測定された油圧を減じて算出された差分値の大きさに応じて、電制オイルクーラバイパスバルブ１３０を開く度合いを調節する実施の形態も考えられる。この場合、エンジン内を循環するエンジンオイルの一部のみがオイルクーラ１４０によって冷却される。これにより、油温および油圧をより円滑に制御することができる。
　第１の実施の形態においては、許容誤差εは、ターゲット油圧の所定の割合（例えば５％）である。これに代えて、許容誤差εは、ターゲット油圧およびエンジン回転数に応じて決定される誤差とする実施の形態も考えられる。
　図２に示したフローチャートにおいては、本開示に記載の特徴を包括的に説明している。フローチャート内のステップを実行する順序を入れ替えてもよく、フローチャート内のいくつかのステップを省略してもよい。
　本出願は、２０１６年１１月２５日付けで出願された日本国特許出願（特願２０１６－２２９１３８）に基づくものであり、その内容はここに参照として取り込まれる。
　本開示に係る油圧制御装置は、エンジンを搭載した車両において使用するのに好適である。
　１００　油圧制御装置
　１１０　オイルパン
　１２０　オイルポンプ
　１３０　電制オイルクーラバイパスバルブ
　１４０　オイルクーラ
　１５０　バイパス油路
　１６０　油圧センサ
　１７０　シリンダブロックオイルギャラリ
　２１０　ＥＣＵ
　２２０　バルブ制御部
　２２２　ルックアップテーブル記憶部

Claims (6)

  1. 　エンジンの油圧回路を循環するエンジンオイルを冷却するオイルクーラと、
    　前記オイルクーラをバイパスするバイパス油路と、
    　前記エンジンオイルの流路を前記オイルクーラおよび前記バイパス油路の間で切り替える、オイルクーラバイパスバルブと、
    　前記エンジンオイルの油圧である第１の油圧を測定する油圧センサと、
    　前記第１の油圧と、前記エンジンのエンジン回転数および燃料噴射量から決定されるターゲット油圧である第２の油圧との差の大きさが小さくなるように、前記オイルクーラバイパスバルブの開閉を制御するバルブ制御部と、
    　を備える油圧制御装置。
  2. 　前記油圧センサは、前記バイパス油路および前記オイルクーラの下流に設けられる、請求項１に記載の油圧制御装置。
  3. 　前記油圧センサは、前記エンジンのシリンダブロックオイルギャラリ内に設けられる、請求項２に記載の油圧制御装置。
  4. 　前記バルブ制御部は、前記エンジンを搭載した車両のＥＣＵから、前記エンジンのエンジン回転数および燃料噴射量を取得する、請求項１に記載の油圧制御装置。
  5. 　前記バルブ制御部は、前記差分値の大きさが前記第２の油圧の所定の割合以上である場合、前記オイルクーラバイパスバルブの開閉を制御する一方、前記差分値の大きさが前記第２の油圧の前記所定の割合未満である場合、前記オイルクーラバイパスバルブの開閉を制御しない、
    　請求項１に記載の油圧制御装置。
  6. 　前記バルブ制御部は、前記エンジンのエンジン回転数および燃料噴射量に対するターゲット油圧を規定したルックアップテーブルを用いて、前記第２の油圧を決定する、
    　請求項１に記載の油圧制御装置。
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