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技術 エンジンの制御装置

出願人 マツダ株式会社
発明者 藤田隆嘉西尾貴史徳永達広
出願日 2017年4月27日 (3年3ヶ月経過) 出願番号 2017-088680
公開日 2018年11月22日 (1年8ヶ月経過) 公開番号 2018-184935
状態 特許登録済
技術分野 特殊操作のための弁装置 内燃機関の潤滑
主要キーワード ゲインブロック 油圧作動装置 ポンプ筐体 バルブ部品 ブロック線 方向切替弁 フィードフォワード演算 オイル回路
関連する未来課題
重要な関連分野

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図面 (15)

課題

オイルポンプからのオイル吐出量を安定的に制御することができる制御装置を提供することを目的とする。

解決手段

本出願は、制御油圧室内のオイルの圧力に応じて、吐出量が変化するオイルポンプを制御する制御装置を開示する。制御装置は、油路形成部に形成された給油路内でオイルの実圧力を検出する油圧検出部と、給油路から制御油圧室に延びる制御油路において、制御油圧室内のオイルの圧力を調整するオイルコントロールバルブと、実圧力が、目標圧力に近づくように、オイルコントロールバルブを動作させるコントローラと、を備える。目標圧力が圧力閾値を下回っているならば、コントローラは、制御ゲインを、エンジン運転状態に基づいて、第1値に設定する。目標圧力が、圧力閾値以上であるならば、コントローラは、制御ゲインを、エンジンの運転状態に基づいて、第1値を下回る第2値に設定する。

概要

背景

可変容量オイルポンプ(以下、「オイルポンプ」と称される)は、エンジンオイルを供給するためにしばしば用いられる(特許文献1を参照)。オイルは、エンジンに取り付けられた様々な油圧作動装置に供給される。これらの油圧作動装置は、供給されたオイルの圧力に応じて、所定の動作をすることができる。

概要

オイルポンプからのオイルの吐出量を安定的に制御することができる制御装置を提供することを目的とする。本出願は、制御油圧室内のオイルの圧力に応じて、吐出量が変化するオイルポンプを制御する制御装置を開示する。制御装置は、油路形成部に形成された給油路内でオイルの実圧力を検出する油圧検出部と、給油路から制御油圧室に延びる制御油路において、制御油圧室内のオイルの圧力を調整するオイルコントロールバルブと、実圧力が、目標圧力に近づくように、オイルコントロールバルブを動作させるコントローラと、を備える。目標圧力が圧力閾値を下回っているならば、コントローラは、制御ゲインを、エンジンの運転状態に基づいて、第1値に設定する。目標圧力が、圧力閾値以上であるならば、コントローラは、制御ゲインを、エンジンの運転状態に基づいて、第1値を下回る第2値に設定する。

目的

本発明は、高い目標値が設定されたときであっても、可変容量オイルポンプからのオイルの吐出量を安定的に制御することができる制御装置を提供する

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

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請求項1

制御油圧室内のオイルの圧力に応じて、吐出量が変化する可変容量オイルポンプを制御する制御装置であって、前記可変容量オイルポンプからエンジンの内部へ連なる給油路及び前記給油路から前記制御油圧室に連なる制御油路を形成する油路形成部と、前記給油路内で前記オイルの実圧力を検出する油圧検出部と、前記制御油路に配置され、且つ、前記制御油圧室内の前記オイルの前記圧力を調整するオイルコントロールバルブと、前記実圧力が、前記エンジンの運転状態に基づいて設定された目標圧力に近づくように、前記オイルコントロールバルブを、PWM制御の下で動作させるコントローラと、を備え、前記目標圧力が所定の圧力閾値を下回っているならば、前記コントローラは、前記PWM制御の制御ゲインを、前記目標圧力、前記オイルの温度及び前記エンジンの回転速度に基づいて、第1値に設定し、前記目標圧力が、前記圧力閾値以上であるならば、前記コントローラは、前記制御ゲインを、前記目標圧力、前記オイルの前記温度及び前記エンジンの前記回転速度に基づいて、前記第1値を下回る第2値に設定するエンジンの制御装置。

請求項2

前記目標圧力及び前記回転速度が一定である条件下において、前記オイルの前記温度が増加するならば、前記コントローラは、前記制御ゲインを低減させる請求項1に記載の制御装置。

請求項3

前記目標圧力及び前記オイルの前記温度が一定である条件下において、前記回転速度が増加するならば、前記コントローラは、前記制御ゲインを低減させる請求項1又は2に記載の制御装置。

請求項4

前記コントローラは、前記目標圧力を、前記給油路を通じて前記オイルを受け取る複数の油圧作動装置が要求する要求油圧の中で最も高い値に設定する請求項1乃至3のいずれか1項に記載の制御装置。

請求項5

前記複数の油圧作動装置は、吸気弁又は排気弁を停止させる停止機構を含み、前記停止機構は、前記最も高い値に設定された前記目標圧力の下で、動作する請求項4に記載の制御装置。

技術分野

0001

本発明は、制御油圧室内のオイルの圧力に応じて、吐出量が変化する可変容量オイルポンプを制御する制御装置に関する。

背景技術

0002

可変容量オイルポンプ(以下、「オイルポンプ」と称される)は、エンジンへオイルを供給するためにしばしば用いられる(特許文献1を参照)。オイルは、エンジンに取り付けられた様々な油圧作動装置に供給される。これらの油圧作動装置は、供給されたオイルの圧力に応じて、所定の動作をすることができる。

先行技術

0003

特開2016−160922号公報

発明が解決しようとする課題

0004

特許文献1は、上述のオイルポンプを制御するための技術を開示する。非常に高い目標値が、上述の油圧作動装置を動作させるために、オイルの吐出量に対して設定されることもある。この場合、オイルの吐出量に対する制御は、特許文献1の制御技術の下では不安定になることもある(例えば、大きなオーバーシュートや深刻なハンチング)。

0005

本発明は、高い目標値が設定されたときであっても、可変容量オイルポンプからのオイルの吐出量を安定的に制御することができる制御装置を提供することを目的とする。

課題を解決するための手段

0006

本発明の一局面に係るエンジンの制御装置は、制御油圧室内のオイルの圧力に応じて、吐出量が変化する可変容量オイルポンプを制御する。制御装置は、前記可変容量オイルポンプからエンジンの内部へ連なる給油路及び前記給油路から前記制御油圧室に連なる制御油路を形成する油路形成部と、前記給油路内で前記オイルの実圧力を検出する油圧検出部と、前記制御油路に配置され、且つ、前記制御油圧室内の前記オイルの前記圧力を調整するオイルコントロールバルブと、前記実圧力が、前記エンジンの運転状態に基づいて設定された目標圧力に近づくように、前記オイルコントロールバルブを、PWM制御の下で動作させるコントローラと、を備える。前記目標圧力が所定の圧力閾値を下回っているならば、前記コントローラは、前記PWM制御の制御ゲインを、前記目標圧力、前記オイルの温度及び前記エンジンの回転速度に基づいて、第1値に設定する。前記目標圧力が、前記圧力閾値以上であるならば、前記コントローラは、前記制御ゲインを、前記目標圧力、前記オイルの前記温度及び前記エンジンの前記回転速度に基づいて、前記第1値を下回る第2値に設定する。

0007

上記の構成によれば、制御装置は、制御油圧室内のオイルの圧力に応じて、吐出量が変化する可変容量オイルポンプを制御するので、可変容量オイルポンプからのオイルの吐出量は、制御油圧室内のオイルの圧力の制御の下で調整されることができる。制御装置は、可変容量オイルポンプからエンジンの内部へ連なる給油路及び給油路から制御油圧室に連なる制御油路を形成する油路形成部を備えるので、可変容量オイルポンプから吐出されたオイルは、油路形成部に形成された給油路及び制御油路へ供給される。制御装置のオイルコントロールバルブは、制御油圧室内のオイルの圧力を調整するので、可変容量オイルポンプからのオイルの吐出量は、オイルコントロールバルブを、PWM制御の下で動作させるコントローラによって制御されることになる。

0008

目標圧力が所定の圧力閾値を下回っているならば、コントローラは、PWM制御の制御ゲインを、目標圧力、オイルの温度及びエンジンの回転速度に基づいて、第2値よりも大きな第1値に設定するので、可変容量オイルポンプからのオイルの吐出量は、高い応答性の下で調整される。目標圧力が、所定の圧力閾値以上であるならば、コントローラは、制御ゲインを、目標圧力、オイルの温度及びエンジンの回転速度に基づいて、第1値を下回る第2値に設定するので、制御装置は、高い目標圧力が設定されたときであっても、可変容量オイルポンプからのオイルの吐出量を安定的に制御することができる。

0009

上記の構成に関して、前記目標圧力及び前記回転速度が一定である条件下において、前記オイルの前記温度が増加するならば、前記コントローラは、前記制御ゲインを低減させてもよい。

0010

オイルの温度の増加は、可変容量オイルポンプからのオイルの吐出量に対する制御を不安定化させやすい。しかしながら、上記の構成によれば、コントローラは、目標圧力及び回転速度が一定である条件下において、オイルの温度が増加するならば、制御ゲインを低減させるので、制御装置は、可変容量オイルポンプからのオイルの吐出量を安定的に制御することができる。

0011

上記の構成に関して、前記目標圧力及び前記オイルの前記温度が一定である条件下において、前記回転速度が増加するならば、前記コントローラは、前記制御ゲインを低減させてもよい。

0012

エンジンの回転速度の増加は、可変容量オイルポンプからのオイルの吐出量に対する制御を不安定化させやすい。しかしながら、上記の構成によれば、コントローラは、目標圧力及びオイルの温度が一定である条件下において、回転速度が増加するならば、制御ゲインを低減させるので、制御装置は、可変容量オイルポンプからのオイルの吐出量を安定的に制御することができる。

0013

上記の構成に関して、前記コントローラは、前記目標圧力を、前記給油路を通じて前記オイルを受け取る複数の油圧作動装置が要求する要求油圧の中で最も高い値に設定してもよい。

0014

上記の構成によれば、コントローラは、目標圧力を、給油路を通じてオイルを受け取る複数の油圧作動装置が要求する要求油圧の中で最も高い値に設定するので、複数の油圧作動装置は、安定的に動作することができる。

0015

上記の構成に関して、前記複数の油圧作動装置は、吸気弁又は排気弁を停止させる停止機構を含んでもよい。前記停止機構は、前記最も高い値に設定された前記目標圧力の下で、動作してもよい。

0016

上記の構成によれば、コントローラは、目標圧力を、給油路を通じてオイルを受け取る複数の油圧作動装置が要求する要求油圧の中で最も高い値に設定するので、最も高い値に設定された目標圧力の下で動作する停止機構は、吸気弁又は排気弁を安定的に停止させることができる。

発明の効果

0017

上述の制御装置は、高い目標圧力が設定されたときであっても、可変容量オイルポンプからのオイルの吐出量を安定的に制御することができる。

図面の簡単な説明

0018

例示的な制御装置を表す概略的なオイル回路図である。
図1に示される制御装置のコントローラの概略的なブロック図である。
図2に示されるコントローラのゲイン設定部の処理を表す概略的なフローチャートである。
図3に示される処理を実行するゲイン設定部の例示的な機能構成を表す概略的なブロック図である。
オイルの温度と制御ゲインとの関係を定性的に表すグラフである。
エンジンの回転速度と制御ゲインとの関係を定性的に表すグラフである。
図2に示されるコントローラのフィードバック制御部の概略的なブロック線図である。
図6に示されるフィードバック制御部の積分項ブロック用に用意されたマップである。
図6に示されるフィードバック制御部の積分項ブロック用に用意されたマップである。
図6に示されるフィードバック制御部の積分項ブロック用に用意されたマップである。
図6に示されるフィードバック制御部の積分項ブロック用に用意されたマップである。
図7A乃至図7Dに示されるマップの選択に用いられる選択マップである。
エンジンの概略的な底面図である。
エンジンのハイドロリックラッシュアジャスタ弁停止機構が要求する要求油圧及び油圧検出部が検出する油圧時間変化を表すグラフである。

実施例

0019

図1は、例示的な制御装置100を表す概略的なオイル回路図である。図1を参照して、制御装置100が説明される。

0020

制御装置100は、可変容量オイルポンプ(以下、「オイルポンプ110」と称される)を制御するために用いられる。オイルポンプ110は、既知の可変容量オイルポンプであってもよい。本実施形態の原理は、オイルポンプ110の特定の構造に限定されない。

0021

図1に示されるオイルポンプ110は、回転シャフト111と、ロータ112と、複数のベーン113と、カムリング114と、スプリング115と、ポンプ筐体116と、を含む。回転シャフト111、ロータ112、複数のベーン113、カムリング114及びスプリング115は、ポンプ筐体116内に収容される。

0022

回転シャフト111は、クランクシャフト(図示せず)に、所定の伝達部品(たとえば、チェーン)によって連結される。クランクシャフトが回転すると、回転シャフト111は、ポンプ筐体116内で回転することができる。

0023

ロータ112は、回転シャフト111に取り付けられる。したがって、回転シャフト111が回転すると、ロータ112も、ポンプ筐体116内で回転することができる。

0024

複数のベーン113は、回転シャフト111から放射状に延びる。複数のベーン113は、ロータ112から突出した突出位置と、ロータ112内に没入した没入位置と、の間で伸縮することができる。

0025

ポンプ筐体116は、第1筐体部121と、第2筐体部122と、を含む。回転シャフト111、ロータ112、複数のベーン113及びカムリング114は、第1筐体121内に収容される。スプリング115は、第2筐体部122内に配置される。

0026

複数のベーン113それぞれの先端は、ポンプ筐体116の内周面に当接される。ロータ112が、ポンプ筐体116内で回転すると、複数のベーン113それぞれの先端は、ポンプ筐体116の内周面に摺動される。

0027

ロータ112及び複数のベーン113は、カムリング114内に収容される。カムリング114は、ロータ112に対して偏心している。ロータ112からのカムリング114の偏心量は、第2筐体122内の油圧とスプリング115とによって、調整される。オイルポンプ110からの吐出量は、カムリング114の偏心量によって決定される。

0028

第1筐体部121内の空間は、ロータ112、複数のベーン113及びカムリング114によって、複数のポンプ室117に区画される。複数のポンプ室117それぞれは、ロータ112、隣接する2つのベーン113及びカムリング114によって囲まれている。

0029

図1は、オイルポンプ110に加えて、オイルパン123と、オイルストレーナ124と、を示す。オイルは、オイルパン123内に溜められる。オイルは、オイルパン123内のオイルに浸漬されたオイルストレーナ124によって、オイルパン123から複数のポンプ室117それぞれへ供給される。

0030

吸入口125及び吐出口126は、第1筐体部121に形成される。オイルは、吸入口125を通じて、複数のポンプ室117それぞれへ流入する。複数のポンプ室117それぞれの中に収容されたオイルは、ロータ112の回転によって吐出口126へ送られる。オイルは、吐出口126から吐出される。

0031

カムリング114は、リング部127と、支軸部128と、アーム部129と、を含む。リング部127は、ロータ112及び複数のベーン113と協働して、複数のポンプ室117を形成する。支軸部128は、リング部127を、第1筐体部121に連結する。リング部127は、支軸部128周り揺動することができる。アーム部129は、リング部127から第2筐体部122内に延びる。第2筐体部122内の空間は、アーム部129によって、収容室131と、制御油圧室132と、に区画される。スプリング115は、収容室131内に収容される。スプリング115は、アーム部129に力を加える。制御油圧室132内のオイルは、スプリング115の力とは反対向きの力をアーム部129に加える。リング部127の姿勢は、制御油圧室132内の油圧とスプリング115の力との間のバランスによって決定される。吐出口126からのオイルの吐出量は、リング部127の姿勢によって決定される。

0032

制御装置100は、油路形成部200と、油圧検出部300と、オイルコントロールバルブ400と、コントローラ500と、を備える。給油路211及び制御油路212は、油路形成部200に形成される。給油路211は、オイルポンプ110の吐出口126からエンジン(図示せず)の内部に連なる。制御油路212は、給油路211からオイルポンプ110内の制御油圧室132に連なる。油路形成部200は、エンジンのシリンダブロック(図示せず)、シリンダブロックから延設された管部材(図示せず)やシリンダブロックを補強プレート(図示せず)であってもよい。本実施形態の原理は、油路形成部200の特定の構造に限定されない。

0033

油圧検出部300は、油路形成部200によって形成された給油路211内のオイルの実際の圧力(以下、実圧力と称される)を検出する。油圧検出部300は、実圧力を表す検出信号を生成する。検出信号は、油圧検出部300からコントローラ500へ出力される。コントローラ500は、検出信号に応じて、オイルコントロールバルブ400を制御する。油圧検出部300は、実圧力を検出することができる一般的な圧力センサであってもよい。

0034

オイルコントロールバルブ400は、制御油路212に配置される。オイルコントロールバルブ400は、コントローラ500の制御下で動作し、オイルポンプ110内の制御油圧室132内の油圧を調整する。オイルコントロールバルブ400は、一般的なリニアソレノイドバルブであってもよいし、油圧を調整することができる他のバルブ部品であってもよい。本実施形態の原理は、オイルコントロールバルブ400として用いられる特定のバルブ部品に限定されない。

0035

コントローラ500は、検出信号を、油圧検出部300から受け取る。コントローラ500は、検出信号に応じて、オイルコントロールバルブ400に対するPWM制御(Pulse Width Modulation制御)のための制御信号を生成する。コントローラ500は、エンジンの状態を参照して、制御信号のデューティ比を適切な値に変更する。制御信号は、コントローラ500からオイルコントロールバルブ400へ出力される。オイルコントロールバルブ400は、制御信号に応じて動作する。この結果、実圧力は、エンジンの運転状態に基づいて設定された目標圧力に近づくことができる。

0036

図2は、コントローラ500の概略的なブロック図である。図1及び図2を参照して、コントローラ500が説明される。

0037

図2は、コントローラ500に加えて、センサ群SSGと、オイルコントロールバルブ400と、を示す。センサ群SSGは、図1を参照して説明された油圧検出部300を含む。センサ群SSGは、油圧検出部300に加えて、クランクシャフト(図示せず)の回転角度を検出するクランク角センサ(図示せず)、エンジン(図示せず)が吸入する空気量を検出するエアフローセンサ(図示せず)、オイルの温度を検出する油温センサ(図示せず)、カムシャフト(図示せず)の回転位相を検出するカム角センサやエンジンの冷却水の温度を検出する水温センサを含んでもよい。エンジンの運転状態は、これらのセンサから出力される検出信号によって表される。エンジンの運転状態を表す情報は、センサ群SSGからコントローラ500へ伝達される。

0038

オイルコントロールバルブ400は、モータ410と、弁部420と、を含む。モータ410は、コントローラ500が生成された制御信号に応じて動作する。弁部420は、モータ410によって動かされる。

0039

コントローラ500は、目標設定部510と、信号生成部520と、を含む。エンジンの運転状態を表す情報は、センサ群SSGから目標設定部510へ出力される。目標設定部510は、エンジンの運転状態を表す情報を参照して、上述の目標圧力を設定する。目標設定部510は、目標圧力に加えて、他の目標値を設定してもよい。たとえば、目標設定部510は、エンジンの運転状態を表す情報を参照して、オイルの流量に対する目標値(すなわち、目標流量)を設定することができる。本実施形態の原理は、目標圧力に付随して設定される特定の目標値に限定されない。

0040

信号生成部520は、ゲイン設定部521と、フィードバック制御部522と、を含む。目標値(目標圧力や目標流量)は、目標設定部510からゲイン設定部521及びフィードバック制御部522へ出力される。エンジンの運転状態を表す情報は、目標設定部510だけでなく、ゲイン設定部521へも出力される。ゲイン設定部521は、目標圧力及びエンジンの運転状態を表す情報を参照して、制御ゲインを決定する。決定された制御ゲインは、ゲイン設定部521からフィードバック制御部522へ通知される。フィードバック制御部522は、目標設定部510からの目標値、ゲイン設定部521からの制御ゲイン及びフィードバック信号(コントローラ500からモータ410へ出力されたPWM(Pulse Width Modulation)信号)を用いて、PWM信号のデューティ比を決定する。フィードバック制御部522は、決定されたデューティ比を有するPWM信号を制御信号として生成する。制御信号は、フィードバック制御部522からモータ410へ出力される。モータ410は、制御信号に応じて動作する。フィードバック制御部522は、既知のフィードバック技術に基づいて構築されてもよい。本実施形態の原理は、フィードバック制御部522の特定の制御構造に限定されない。

0041

図3は、ゲイン設定部521の処理を表す概略的なフローチャートである。図2及び図3を参照して、ゲイン設定部521が説明される。

0042

(ステップS110)
ゲイン設定部521は、目標値を待つ。ゲイン設定部521が、目標設定部510から目標値を受け取ると、ステップS120が実行される。

0043

(ステップS120)
ゲイン設定部521は、目標値として受け取った目標圧力を、所定の圧力閾値と比較する。目標圧力が、圧力閾値を下回っているならば、ステップS130が実行される。他の場合には、ステップS160が実行される。

0044

(ステップS130)
ゲイン設定部521は、センサ群SSGから出力された情報を参照して、運転状態を確認する。ゲイン設定部521は、上述のクランク角センサ(図示せず)からの検出信号を参照して、エンジンの回転速度を見極めることができる。ゲイン設定部521は、油温センサからの検出信号を参照して、オイルの温度を見極めることができる。ゲイン設定部521が、エンジンの回転速度及びオイルの温度を見極めると、ステップS140が実行される。

0045

(ステップS140)
ゲイン設定部521は、目標圧力、エンジンの回転速度及びオイルの温度に基づいて、制御ゲインを、第1値に設定する。第1値は、目標圧力、エンジンの回転速度及びオイルの温度を座標軸とするマップデータに基づいて決定されてもよいし、目標圧力、エンジンの回転速度及びオイルの温度の関数から決定されてもよい。本実施形態の原理は、どのように第1値が決定されるかによっては何ら限定されない。第1値が決定されると、ステップS150が実行される。

0046

(ステップS150)
ゲイン設定部521は、制御ゲインを、フィードバック制御部522へ出力する。フィードバック制御部522は、制御ゲインを用いて、制御信号を生成する。制御信号は、フィードバック制御部522からモータ410へ出力される。モータ410は、制御信号に応じて動作する。

0047

(ステップS160)
ゲイン設定部521は、センサ群SSGから出力された情報を参照して、運転状態を確認する。ゲイン設定部521は、上述のクランク角センサからの検出信号を参照して、エンジンの回転速度を見極めることができる。ゲイン設定部521は、油温センサからの検出信号を参照して、オイルの温度を見極めることができる。ゲイン設定部521が、エンジンの回転速度及びオイルの温度を見極めると、ステップS170が実行される。

0048

(ステップS170)
ゲイン設定部521は、目標圧力、エンジンの回転速度及びオイルの温度に基づいて、制御ゲインを、第1値よりも小さな第2値に設定する。第2値は、目標圧力、エンジンの回転速度及びオイルの温度を座標軸とするマップデータ(第1値の設定に用いられたマップデータとは異なるマップデータ)に基づいて決定されてもよいし、目標圧力、エンジンの回転速度及びオイルの温度の関数(第1値の設定に用いられた関数とは異なる関数)から決定されてもよい。本実施形態の原理は、どのように第2値が決定されるかによっては何ら限定されない。第2値が決定されると、ステップS150が実行される。

0049

<他の特徴>
設計者は、上述の制御装置100に様々な特徴を与えることができる。以下に説明される特徴は、上述の実施形態に関連して説明された制御装置100の原理を何ら限定しない。

0050

(ゲイン設定部)
ゲイン設定部521は、制御ゲインとエンジンの運転状態との間の関係を記憶する記憶部を有してもよい。ゲイン設定部521の例示的な機能構成が、以下に説明される。

0051

図4は、ゲイン設定部521の例示的な機能構成を表す概略的なブロック図である。図1図3及び図4を参照して、ゲイン設定部521が説明される。

0052

図4は、センサ群SSGとして、回転速度検出部RSDと油温検出部OTDとを示す。回転速度検出部RSDは、エンジンの回転速度を表す速度検出信号を出力する。油温検出部OTDは、オイルポンプ110によって循環されるオイルの温度を表す油温検出信号を出力する。

0053

ゲイン設定部521は、データ取得部523と、読出部524と、記憶部525と、を含む。データ取得部523は、目標圧力を表すデータを、目標設定部510から受け取る。データ取得部523は、速度検出信号を、回転速度検出部RSDから受け取る。データ取得部523は、油温検出信号を、油温検出部OTDから受け取る。データ取得部523は、目標圧力を表すデータ、エンジンの回転速度を表すデータ及びオイルの温度を表すデータを含む座標データを生成する。座標データは、データ取得部523から読出部524へ出力される。

0054

記憶部525は、エンジンの回転速度、オイルの温度、目標圧力及び制御ゲインを座標軸とするマップデータを予め記憶している。読出部524は、データ取得部523から受け取った座標データに対応する制御ゲインを記憶部525から読み出す。読み出された制御ゲインを表すデータは、フィードバック制御部522へ出力される。

0055

図3を参照して説明されたステップS140が実行されるとき、読出部524は、制御ゲインとして、第1値を決定するためのマップデータを参照する。一方、図3を参照して説明されたステップS160が実行されるとき、読出部524は、制御ゲインとして、第2値を決定するためのマップデータを参照する。したがって、目標圧力があまり大きくないとき、大きな制御ゲインを表すデータが、フィードバック制御部522へ出力される。目標圧力が大きいとき、小さな制御ゲインを表すデータが、フィードバック制御部522へ出力される。

0056

図5Aは、オイルの温度と制御ゲインとの関係を定性的に表すグラフである。図5Bは、エンジンの回転速度と制御ゲインとの関係を定性的に表すグラフである。図4乃至図5Bを参照して、オイルの温度、エンジンの回転速度及び制御ゲインの間の例示的な関係が説明される。

0057

図5A及び図5Bのグラフは、第1値又は第2値を決定するマップデータに基づいて得られている。図5Aのグラフ中のデータ線は、目標圧力及びエンジンの回転速度が一定となる座標中の平面とマップデータによって表される制御ゲインの分布平面との交線であってもよい。図5Bのグラフ中のデータ線は、目標圧力及びオイルの温度が一定となる座標中の平面とマップデータによって表される制御ゲインの分布平面との交線であってもよい。

0058

図5Aに示されるように、目標圧力及びエンジンの回転速度が一定である条件の下では、オイルの温度が低いならば、読出部524は、大きな制御ゲインを表すデータを出力する一方で、オイルの温度が高いならば、読出部524は、小さな制御ゲインを表すデータを出力する。オイルの温度が低いとき、制御ゲインが高くても、油圧制御は、不安定化しにくい。このとき、読出部524は、大きな制御ゲインを出力し、安定した油圧制御下で、オイルの圧力を目標圧力に素早く近づけることができる。オイルの温度が高いとき、油圧制御は、不安定化しやすい。このとき、読出部524は、小さな制御ゲインを出力するので、安定した油圧制御は、維持されることになる。

0059

図5Bに示されるように、目標圧力及びオイルの温度が一定である条件の下では、エンジンの回転速度が低いならば、読出部524は、大きな制御ゲインを表すデータを出力する一方で、エンジンの回転速度が高いならば、読出部524は、小さな制御ゲインを表すデータを出力する。エンジンの回転速度が低いとき、制御ゲインが高くても、油圧制御は、不安定化しにくい。このとき、読出部524は、大きな制御ゲインを出力し、安定した油圧制御下で、オイルの圧力を目標圧力に素早く近づけることができる。エンジンの回転速度が高いとき、油圧制御は、不安定化しやすい。このとき、読出部524は、小さな制御ゲインを出力するので、安定した油圧制御は、維持されることになる。

0060

(フィードバック制御部)
フィードバック制御部522は、目標圧力だけでなく、目標流量を用いて、PWM信号を制御信号として生成してもよい。目標圧力及び目標流量を用いて制御信号を生成するフィードバック制御部522が、以下に説明される。

0061

図6は、フィードバック制御部522の概略的なブロック線図である。図2図4及び図6を参照して、フィードバック制御部522が説明される。

0062

フィードバック制御部522は、微分項ブロック531と、積分項ブロック532と、比例項ブロック533と、フィードフォワード項ブロック534と、ゲインブロック535と、を含む。目標設定部510は、センサ群SSGから出力された運転状態を表す情報を参照して、目標値として、目標圧力と目標流量とを設定する。目標圧力を表すデータは、目標設定部510から積分項ブロック532へ入力される。目標流量を表すデータは、目標設定部510からフィードフォワード項ブロック534へ入力される。

0063

積分項ブロック532は、目標圧力に対して積分演算を行う。フィードフォワード項ブロック534は、目標流量に対してフィードフォワード演算を行う。積分項ブロック532及びフィードフォワード項ブロック534の演算結果は、その後、加え合わせられ、ゲインブロック535に入力される。ゲインブロック535は、演算結果にゲインを掛け、制御信号として出力されるPWM信号のデューティ比を決定する。ゲインブロック535が演算に用いるゲインは、ゲイン設定部521によって決定される。

0064

デューティ比を表す情報は、目標設定部510から出力された目標圧力を表すデータに加え合わせられ、その後、積分項ブロック532へ入力される。デューティ比を表す情報は、微分項ブロック531及び比例項ブロック533にも入力される。微分項ブロック531は、デューティ比を表す情報を用いて微分演算を行う。比例項ブロック533は、デューティ比を表す情報を用いて比例演算を行う。微分項ブロック531及び比例項ブロック533の演算結果は、積分項ブロック532の演算結果に加え合わせられ、その後、フィードフォワード項ブロック534の演算結果と更に加え合わせられる。これらの加算処理の結果得られたデータは、ゲインブロック535に入力される。ゲインブロック535は、上述の如く、入力されたデータに、ゲインを掛け、PWM信号のデューティ比を決定する。

0065

ゲイン設定部521の記憶部525は、微分項ブロック531、積分項ブロック532、比例項ブロック533及びフィードフォワード項ブロック534それぞれに対応するマップデータを格納してもよい。読出部524は、微分項ブロック531、積分項ブロック532、比例項ブロック533及びフィードフォワード項ブロック534それぞれに対応する制御ゲインを、ゲインブロック535へ出力してもよい。

0066

図7A乃至図7Dは、積分項ブロック532用に用意されたマップをそれぞれ表す。図4図6乃至図7Dを参照して、積分項ブロック532用に用意されたマップが説明される。

0067

ゲイン設定部521の記憶部525は、図7A乃至図7Dのマップを表すマップデータを積分項ブロック532用に予め記憶している。記憶部525は、微分項ブロック531、比例項ブロック533及びフィードフォワード項ブロック534それぞれに対しても、4つのマップ(図示せず)を表すマップデータを予め記憶される。図7A乃至図7Dに関する説明は、微分項ブロック531、比例項ブロック533及びフィードフォワード項ブロック534用に用意されたマップにも援用される。

0068

図7A乃至図7Dに表されるマップは、エンジンの回転速度を表す座標軸と、オイルの温度を表す座標軸と、制御ゲインを表す座標軸と、によって定義されている。ゲイン設定部521の読出部524は、目標圧力を参照して、図7A乃至図7Dに表されるマップのうち1若しくは2つを選択する。読出部524は、データ取得部523から受け取った座標データの回転速度及びオイルの温度を参照し、これらに対応する制御ゲインを表すデータを選択されたマップから抽出する。抽出された制御ゲインは、読出部524からゲインブロック535へ出力される。

0069

以下の説明に関して、図7Aに示されるマップは、「マップA」と称される。図7Bに示されるマップは、「マップB」と称される。図7Cに示されるマップは、「マップC」と称される。図7Dに示されるマップは、「マップD」と称される。

0070

図8は、マップA乃至マップDの選択に用いられる選択マップである。図4図7A乃至図8を参照して、マップA乃至マップDの選択が説明される。

0071

選択マップの横軸は、目標圧力を表す。選択マップの縦軸は、切替値を表す。選択マップの横軸は、5つの圧力範囲(すなわち、範囲A乃至範囲E)によって概念的に区分されている。範囲Aは、範囲A乃至範囲Eの中で最も低い圧力範囲を表す。範囲Bは、範囲Aの次に低い圧力範囲を表す。範囲Eは、範囲A乃至Eの中で最も高い圧力範囲を表す。範囲Dは、範囲Eの次に高い圧力範囲を表す。範囲Cは、範囲Bと範囲Dとの間の圧力範囲を表す。

0072

ゲイン設定部521の読出部524は、データ取得部523から出力された座標データの目標圧力を参照し、目標圧力が、範囲A乃至範囲Eのうちいずれに収まるかを見極める。目標値が、範囲A内に収まるならば、読出部524は、マップAを参照する。目標値が、範囲Bに収まるならば、読出部524は、マップA及びマップBを参照する。目標値が、範囲Cに収まるならば、読出部524は、マップB及びマップCを参照する。目標値が、範囲Dに収まるならば、読出部524は、マップC及びマップDを参照する。目標値が、範囲Eに収まるならば、読出部524は、マップDを参照する。

0073

目標値が、範囲A又は範囲Eの範囲に収まるならば、読出部524は、データ取得部523から出力された座標データによって表されるエンジンの回転速度及びオイルの温度を参照し、エンジンの回転速度及びオイルの温度に対応する制御ゲインを見出す。読出部524が、2つのマップを参照するならば、エンジンの回転速度及びオイルの温度に対応する制御ゲインを、2つのマップそれぞれから見出す。読出部524は、その後、目標値に対応する切替値を用いて、2つのマップそれぞれから得られた制御ゲインに対して線形補間をしてもよい。

0074

(油路形成部)
油路形成部200は、複数の部材によって形成されてもよい。油路形成部200が、以下に説明される。

0075

図9は、エンジン101の概略的な底面図である。図1図2及び図9を参照して、油路形成部200が説明される。

0076

図9は、シリンダブロック102と、補強プレート103と、連結パイプ104と、を示す。補強プレート103は、シリンダブロック102の底面に取り付けられ、シリンダブロック102を補強する。オイルポンプ110は、補強プレート103の下面に取り付けられる。したがって、補強プレート103は、シリンダブロック102とオイルポンプ110とによって挟まれる。連結パイプ104は、シリンダブロック102の底面からオイルポンプ110へ延びる。シリンダブロック102、補強プレート103及び連結パイプ104は、図1を参照して説明された油路形成部200を形成する。

0077

流路(図示せず)は、補強プレート103の上面と下面との間に形成される。補強プレート103に形成された流路は、図1を参照して説明された給油路211の一部を形成する。オイルポンプ110の吐出口は、補強プレート103の流路に連結される。オイルポンプ110の吐出口から吐出されたオイルは、補強プレート103の流路に流入する。

0078

流路(図示せず)は、シリンダブロック102にも形成される。補強プレート103の流路は、シリンダブロック102の流路に連なる。したがって、オイルポンプ110から吐出されたオイルは、補強プレート103の流路を通じて、シリンダブロック102の流路に流入することができる。

0079

図1を参照して説明された給油路211は、メインギャラリ213を含む。メインギャラリ213は、シリンダブロック102に形成された流路である。補強プレート103を通過したオイルは、メインギャラリ213に流入する。油圧検出部300は、メインギャラリ213内で、オイルの実圧力を検出する。制御油路212は、メインギャラリ213からオイルポンプ110の制御油圧室132まで延びる。図9に示される連結パイプ104は、制御油路212の一部を形成する。

0080

メインギャラリ213へ流入したオイルは、クランクシャフト105(図示せず)を回転自在に指示する複数の軸受部(図示せず)の軸受メタル141に供給される。加えて、メインギャラリ213へ流入したオイルは、コネクティングロッド(図示せず)を連結するためのクランクピンに設けられた軸受メタル142にも供給される。

0081

複数のオイルジェット143は、メインギャラリ213に連結される。メインギャラリ213内の油圧が、所定値を超えると、複数のオイルジェット143は、作動し、オイルを噴射する。本実施形態に関して、複数の油圧作動装置は、複数のオイルジェット143によって例示される。

0082

流路214は、メインギャラリ213からシリンダヘッド(図示せず)まで延びる。メインギャラリ213に流入したオイルの一部は、制御油路212に流入する一方で、メインギャラリ213に流入したオイルの他のもう一部は、流路214に流入する。本実施形態に関して、油路形成部は、シリンダヘッドによって例示される。

0083

流路215は、シリンダヘッド内に形成される。メインギャラリ213内のオイルは、流路214を通じて、流路215へ流入する。流路215は、複数の分岐流路216,217,218,219,220に分岐する。

0084

流路215を通じて分岐流路216に流入したオイルの一部は、排気弁(図示せず)の駆動に用いられるカムシャフト(図示せず)のスラスト軸受(図示せず)のオイル供給部144に供給される。流路215を通じて分岐流路216に流入したオイルの他の一部は、排気弁の駆動に用いられるカムシャフトのジャーナル(図示せず)の軸受メタルのオイル供給部145に供給される。

0085

流路215を通じて分岐流路216に流入したオイルは、複数のハイドロリックラッシュアジャスタ146の駆動に用いられる。複数のハイドロリックラッシュアジャスタ146は、排気弁を停止させる停止機構(図示せず)を有する。

0086

流路215を通じて分岐流路216に流入したオイルは、複数の排気弁にそれぞれ対応して設けられた複数のハイドロリックラッシュアジャスタ147の駆動に用いられる。複数のハイドロリックラッシュアジャスタ147は、弁停止機構(図示せず)を有さない。本実施形態に関して、複数の油圧作動装置は、複数のハイドロリックラッシュアジャスタ146,147によって例示される。

0087

流路215を通じて分岐流路216に流入したオイルの一部は、複数のオイルシャワ148に供給される。複数のオイルシャワ148は、排気弁を駆動するための複数のカム(図示せず)及び複数のハイドロリックラッシュアジャスタ147のスイングアーム(図示せず)の接触部にオイルを滴下する。

0088

流路215を通じて分岐流路217に流入したオイルの一部は、方向切替弁149を通じて、排気弁の駆動に用いられるカムシャフトの軸受メタルのオイル供給部150に供給される。方向切替弁149を通過したオイルは、可変バルブタイミング機構151にも供給される。本実施形態に関して、複数の油圧作動装置のうち1つは、可変バルブタイミング機構151によって例示される。

0089

流路215を通じて分岐流路218に流入したオイルの一部は、方向切替弁152を通じて、複数のハイドロリックラッシュアジャスタ147に供給される。加えて、方向切替弁152を通過したオイルの他のもう一部は、複数の吸気弁に対応して設けられた複数のハイドロリックラッシュアジャスタ153に供給される。流路215を通じて分岐流路219に流入したオイルの一部も、複数のハイドロリックラッシュアジャスタ153に供給される。複数のハイドロリックラッシュアジャスタ153は、吸気弁を停止させる停止機構(図示せず)を有する。

0090

流路215を通じて分岐流路219に流入したオイルは、複数の吸気弁にそれぞれ対応して設けられた複数のハイドロリックラッシュアジャスタ154の駆動に用いられる。複数のハイドロリックラッシュアジャスタ154は、弁停止機構(図示せず)を有さない。本実施形態に関して、複数の油圧作動装置は、複数のハイドロリックラッシュアジャスタ153,154によって例示される。

0091

流路215を通じて分岐流路219に流入したオイルの他の一部は、吸気弁(図示せず)の駆動に用いられるカムシャフト(図示せず)のスラスト軸受(図示せず)のオイル供給部155に供給される。流路215を通じて分岐流路219に流入したオイルの他の一部は、排気弁の駆動に用いられるカムシャフトのジャーナル(図示せず)の軸受メタルのオイル供給部156に供給される。

0092

流路215を通じて分岐流路219に流入したオイルの一部は、複数のオイルシャワ157に供給される。複数のオイルシャワ157は、吸気弁を駆動するための複数のカム(図示せず)及び複数のハイドロリックラッシュアジャスタ154のスイングアーム(図示せず)の接触部にオイルを滴下する。

0093

流路215を通じて分岐流路220に流入したオイルは、方向切替弁158を通じて、複数のハイドロリックラッシュアジャスタ146,153に供給される。

0094

複数のオイルジェット143、可変バルブタイミング機構151及び複数のハイドロリックラッシュアジャスタ146,147,153,154は、油圧によって作動される。これらの油圧作動装置の中で、複数のハイドロリックラッシュアジャスタ146,153(特に、これらが有する弁停止機構)は、最も高い油圧を要求する。図2を参照して説明された目標設定部510は、目標油圧を、センサ群SSGからの情報によって表される運転状態の下で、これらのハイドロリックラッシュアジャスタ146,153が要求する油圧に設定する。この結果、上述の油圧作動装置全てが、適切に作動することができる。

0095

図10は、ハイドロリックラッシュアジャスタ146,153の弁停止機構(排気弁又は吸気弁を停止するための機構)が要求する要求油圧及び油圧検出部300が検出する油圧の時間変化を表すグラフである。図2及び図10を参照して、上述の実施形態の制御原理の有利な特徴が説明される。

0096

気筒が停止されると、弁停止機構によって要求される油圧は、急激に増加する。この結果、目標設定部510は、高い目標油圧を設定する。一般的に、高い目標油圧が設定されると、油圧検出部300が検出する油圧は、要求油圧を大幅に超える。すなわち、大きなオーバーシュートが生ずる。大きなオーバーシュートは、深刻なハンチングに帰結しやすい。上述の実施形態の制御原理の下では、高い目標油圧が設定されると、低い制御ゲインが設定される。したがって、オーバーシュートやハンチングといった制御上の課題は、あまり深刻にならない。すなわち、安定化された油圧制御が達成される。この結果、弁停止機構は、吸気弁及び/又は排気弁を、安定化された油圧制御の下で、適切に停止させることができる。

0097

上述の実施形態の原理は、様々な車両に好適に利用される。

0098

100・・・・・・・・・・・・・制御装置
110・・・・・・・・・・・・・オイルポンプ(可変容量オイルポンプ)
132・・・・・・・・・・・・・制御油圧室
143・・・・・・・・・・・・・オイルジェット(油圧作動装置)
146,147・・・・・・・・・ハイドロリックラッシュアジャスタ(油圧作動装置)
153,154・・・・・・・・・ハイドロリックラッシュアジャスタ(油圧作動装置)
200・・・・・・・・・・・・・油路形成部
211・・・・・・・・・・・・・給油路
212・・・・・・・・・・・・・制御油路
300・・・・・・・・・・・・・油圧検出部
400・・・・・・・・・・・・・オイルコントロールバルブ
500・・・・・・・・・・・・・コントローラ

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