(57)【要約】【課題】被供給対象へのオイルの流量特性を流量制御弁によって切り換えるオイル流量制御装置において、流量制御弁の制御系統の異常時にオイル供給不足を抑制する。【解決手段】流量制御弁は、トランジスタ２６から駆動ソレノイド２５への制御信号がローレベルもしくは該制御信号が出力されていないときに比較的高流量の第１流量特性でオイルを供給し、制御信号がハイレベルもしくは所定レベルの制御信号が出力されているときに比較的低流量の第２流量特性でオイルを供給するように制御され、流量制御弁への制御系統に異常があると判定されたときは、制御信号をローレベルとし、もしくは該制御信号の出力を停止する。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
オイルポンプから被供給対象に供給されるオイルの流量特性を第１流量特性と該第１流量より低流量の第２流量特性とに切り換える流量制御弁に、制御信号を出力してオイルの流量を制御するオイル流量制御装置であって、
前記流量制御弁は、前記制御信号がローレベルもしくは該制御信号が出力されていないときに前記第１流量特性でオイルを供給し、前記制御信号がハイレベルもしくは所定レベルの制御信号が出力されているときに前記第２流量特性でオイルを供給するように制御され、
前記流量制御弁への制御系統に異常があると判定されたときは、前記制御信号をローレベルとし、もしくは該制御信号の出力を停止すること、
を特徴とするオイル流量制御装置。
【請求項２】
前記被供給対象へのオイル供給状態を検出するオイル供給状態検出手段を備え、
前記制御信号が、前記第１流量特性に制御する信号状態において、被供給対象へのオイル供給量が不足する状態となったときに、前記流量制御弁への制御系統に異常があると判定すること、を特徴とする請求項１に記載のオイル流量制御装置。
【請求項３】
前記被供給対象はエンジンであり、
前記オイル供給状態検出手段は、エンジン温度に基づいてエンジンへのオイル供給状態を判定し、
前記制御信号が前記第１流量特性に制御する信号状態において、前記流量制御弁が正常にエンジンに第１流量特性でオイルを供給しているときに検出されるエンジン温度領域より高いエンジン温度領域を検出したときに、前記流量制御弁への制御系統に異常があると判定すること、を特徴とする請求項２に記載のオイル流量制御装置。
【請求項４】
前記被供給対象はオイルを駆動源として作動する油圧アクチュエータであり、
前記オイル供給状態検出手段は、前記油圧アクチュエータの応答特性に基づいて、該油圧アクチュエータへのオイル供給状態を検出し、前記第１流量特性に制御する信号状態において、前記流量制御弁が正常に前記油圧アクチュエータに第１流量特性でオイルを供給しているときに検出される前記油圧アクチュエータの応答特性よりも応答特性が低下したときに、前記流量制御弁への制御系統に異常があると判定すること、を特徴とする請求項２に記載のオイル流量制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、オイルポンプから被供給対象に供給されるオイルの流量を流量制御弁によって切り換える制御装置に関し、特に、異常時の対策技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、油層とエンジンオイル溜とを結ぶオイル通路に配設されたコントロールバルブを、エンジンオイルの温度に基づいて開閉することにより、油層内のオイル量をオイル温度に応じたレベルに制御する装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平６−１０１４４１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に記載された技術では、コントロールバルブの通電異常によりＯＮ制御できなくなると、バルブが開いて油層内のオイルレベルが低下し、機関温度が高温となる例えばアクセル全開付近の高回転高負荷運転領域などでは、油層からエンジンの被供給部に供給されるエンジンオイルの供給量が不足し、被供給部が潤滑・冷却不足となる惧れがあった。
【０００５】
本発明は上記の課題に着目してなされたもので、オイル供給装置における供給異常があったときには、オイルの供給不足を抑制できるオイル流量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】
上記目的を達成するため、本発明は、オイルポンプから被供給対象に供給されるオイルの流量特性を第１流量特性と該第１流量より低流量の第２流量特性とに切り換える流量制御弁に、制御信号を出力してオイルの流量を制御するオイル流量制御装置であって、以下のように構成した。
前記流量制御弁は、前記制御信号がローレベルもしくは該制御信号が出力されていないときに前記第１流量特性でオイルを供給し、前記制御信号がハイレベルもしくは所定レベルの制御信号が出力されているときに前記第２流量特性でオイルを供給するように制御され、
前記流量制御弁への制御系統に異常があると判定されたときは、前記制御信号をローレベルとし、もしくは該制御信号の出力を停止する。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、流量制御弁の異常時には、制御信号がローレベルもしくは該制御信号の出力を停止されることにより、比較的高流量の第１流量特性でオイルが供給されるように制御されるので、オイル供給不足による影響を抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の実施形態に係るオイル流量制御装置の概要図であり、流量制御弁の通電オン時の状態を示す。
【図２】同上装置における、流量制御弁の通電オフ時の状態を示す図である。
【図３】同上装置に流量制御弁の通電オン時と通電オフ時のオイル流量特性を示す線図である。
【図４】同上流量制御弁の通電制御回路を示す図である。
【図５】同上装置の異常診断及びフェールセーフ制御のフローチャートである。
【図６】同上装置で供給されるオイルを用いた油圧アクチュエータの応答特性を、流量制御弁制御系統の正常時と異常時とを比較して示す線図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
図１は、オイルポンプから吐出されるエンジンオイルの流量を流量制御弁によって制御しつつエンジンに供給してエンジンの冷却及び潤滑を行うオイル流量制御装置の概要図を示す。
【００１０】
エンジン駆動され又は電動されるオイルポンプ１は、プランジャ１ａの下降する吸入工程でオイルタンク２内のエンジンオイル（以下、単にオイルという）をポンプ室１ｂ内に吸入する（点線矢印で示す）。
【００１１】
また、プランジャ１ａの上昇する吐出工程でポンプ室１ｂ内のオイルを吐出し、オイルジェット３を介してエンジン１０のピストン１０ａ下方に向けてオイルを噴射しピストン１０ａひいてはエンジン１０を冷却すると共に、クランク軸１０ｂ等にもオイルを供給し回転摺動部の潤滑を行っている（実線矢印で示す）。
【００１２】
また、オイルの流量（被供給部への供給量）が、オイル通路に介装された流量制御弁２によって次のように制御される。
流量制御弁３は、ＥＣＵ（電子制御ユニット）５によって通電をオン、オフされることにより、シリンダ４Ａ内を弁ロッド４Ｂが出没し、これによってオイル通路が切り換えられるオイル流量が切り換えられる。
【００１３】
すなわち、流量制御弁４への通電オン時には、図１のように弁ロッド４Ｂが伸長してシリンダ４Ａ前端に開口されたポート４ａが閉塞され、一方、ポンプ室１ｂとシリンダ４Ａの側面前端部に開口されたポート４ｂと、これより後方に開口されたポート４ｃとがシリンダ４Ａ内で連通する。
【００１４】
これにより、吸入行程において、ポンプ室１ｂへのオイル吸入通路は１系統のみであり、一方、吐出工程においてエンジン１０へのオイル供給後、余剰のオイルをオイルタンク２へ戻すリターン通路の他、ポンプ室１Ａから流量制御弁４のポート４Ｂ、ポート４ｃを介してオイルタンク２へ戻すリターン通路が加わり、２系統のリターン通路を有する。このため、オイル流量（油圧）は、図３に示すように比較的低流量の第２流量特性に設定される。
【００１５】
一方、流量制御弁４への通電オフ時には、図２に示すように弁ロッド４Ｂが短縮してポート３ａ、ポート３ｂ間が連通する一方、ポート３ｂ、ポート３ｃ間が遮断される。
これにより、吸入行程においては、ポンプ室１ｂへのオイルの吸入系統が上記通電オン時の吸入系統と、該吸入系統から分岐して流量制御弁４のポート４ａ、ポート４ｂを経てポンプ室１ｂに至る吸気系統との２系統に増大する。
【００１６】
一方、吐出行程においては、通電オン時のポート４ｂ、ポート４ｃを介してのリターン通路が遮断され、オイル供給後、余剰のオイルをオイルタンク２へ戻すリターン通路の１系統のみとなる。このため、オイル流量（油圧）は、図３に示すように比較的高流量の第１流量特性に設定される。
【００１７】
図４は、流量制御弁４の通電制御回路を示す。
図４において、ＥＣＵ５と、車両側（流量制御弁４側）の回路とは、ハーネス２１，２２を介して接続されている。
【００１８】
すなわち、車両側には、流量制御弁４の通電を強制的にオフとするためのスイッチリレー２３が配設され、該リレー２３のコイル２３ａ及び接点２３ｂは、それぞれ一端がバッテリ（電源）Ｂの正極に接続されている。
【００１９】
ＥＣＵ５内には、リレー２３のオン，オフを制御するトランジスタ２４が配設され、該トランジスタ２４の出力端子（コレクタ）は、ハーネス２１を介してリレー２３のコイル２３ａの他端に接続される。
トランジスタ２４は常時はオフとされ、該コイル２３ａの非通電状態となって接点２３ｂは常時は閉じている。
【００２０】
接点２３ｂの他端は、流量制御弁４の駆動ソレノイド２５の一端に接続されている。
ＥＣＵ５内にはまた、流量制御弁４の通電（オン，オフ）を制御してオイル流量を切り換えるためのトランジスタ２６が配設され、該トランジスタ２６の出力端子（コレクタ）は、前記接点２３ｂの他端に接続されている。
【００２１】
そして、エンジン１０の低・中出力時など要求冷却量や要求潤滑量が比較的小さい運転状態では、トランジスタ２６（ベース端子）への制御信号をハイレベルとしてトランジスタ２６（コレクタ端子）の出力をオンとする。これにより、駆動ソレノイド２５が通電されるので、上記のようにオイル流量は比較的少ない流量特性（第２流量特性）に制御される。
【００２２】
一方、エンジン１０の出力が増大して要求冷却量や要求潤滑量が所定以上に増大すると、トランジスタ２６への制御信号をローレベルとし、その出力をオフとする。これにより、駆動ソレノイド２５への通電がオフとされるので、上記のようにオイル流量は比較的高流量の第１流量特性に制御される。また、後述するようにエンジンオイルを用いた油圧アクチュエータを駆動する場合も油圧を確保するため、第１流量特性に制御される。
【００２３】
ＥＣＵ５内にはさらに、トランジスタ２６の電流を検出して、流量制御弁４の制御系統の異常の有無を診断している。例えば、制御信号をローレベルとして流量制御弁４を通電オンに制御した状態での検出電流が過剰であるとき（あるいは、制御信号をハイレベルとして流量制御弁４を通電オフに制御した状態で検出電流が０より大のとき）は、ＥＣＵ５内の回路がショートしていると検出できる。また、ＥＣＵ５内の回路が断線したときは、検出電流が０となることによって検出できる。
【００２４】
かかる構成を備えた流量制御弁４の制御装置において、制御系統の異常の有無を診断し、異常時にはフェールセーフ制御が行われる。
【００２５】
図５は、異常の診断及びフェールセーフ制御のフローを示す。
ステップ１では、流量制御弁４の制御系統に異常が発生したかを判定する。具体的には、前記検出電流が正常時の範囲外であるときに異常が発生したと判定する。
ステップ１で制御系統が正常と判定されたときは、現状の制御を維持する。
ステップ１で制御系統が異常と判定されたときは、ステップ２へ進む。
【００２６】
ステップ２では、上記異常がＥＣＵ５内の回路のショートであるか否かを判定する。具体的には、上記検出電流が正常範囲より大きいときにショートであると判定する。
ステップ２でＥＣＵ５内のショート故障と判定されたときは、ステップ８へ進み、該ＥＣＵ５内回路のショート故障の結果を警告する。
【００２７】
一方、ＥＣＵ５内のショート故障ではないと判定されたとき、すなわち、検出電流が０と判定されたときは、ステップ３へ進む。
【００２８】
ここで、検出電流が０となる状態は、上記のようにＥＣＵ５内の回路が断線した場合及びＥＣＵ５外部のハーネス２２等が断線した場合の他、図３に示すようにＥＣＵ５外部のハーネス２２等がグラウンドショートした場合が含まれる。したがって、検出電流だけでは、断線とＥＣＵ５外部回路のグラウンドショートとを区別できない。
【００２９】
そこで、以下のステップで断線とＥＣＵ５外部回路のグラウンドショートを区別する。
ステップ３では、エンジン１０の冷却水温度が所定値Ｘを超えたか、または、図６に示すようにエンジンオイルを用いた油圧アクチュエータ（可変バルブタイミング機構等）を目標位置に変更する際の、目標位置に収束する応答時間ΔＴが所定値ｔを超えたかを判定する。
【００３０】
ステップ３の判定がＮＯのときは、ステップ５へ進み、ステップＥＣＵ５内部又はハーネス２２等の外部回路で断線を生じた旨の判定を下し、さらにステップ７へ進んで該断線故障結果を警告する。
【００３１】
すなわち、断線時には、駆動ソレノイド２５への通電がオフとなって流量制御弁４は図２の状態にセットされ、オイル流量（油圧）は、比較的高流量の第１流量特性に維持されるため、要求冷却量及び要求潤滑量は確保され、エンジン冷却水温度は、所定値Ｘ以下に維持される。また、油圧アクチュエータへの油圧も確保されるため、応答時間ΔＴは所定値ｔ以下に維持される。したがって、これらの場合には、断線故障と判定できる。
【００３２】
一方、ステップ３の判定がＹＥＳのときは、ステップ４へ進み、ハーネス２２などＥＣＵ５外部回路のグラウンドショートである旨の判定を下し、ステップ６へ進んで該ＥＣＵ５外部回路のグラウンドショートとの故障結果を警告する。
【００３３】
すなわち、該グラウンドショート時には、駆動ソレノイド２５への通電がオンとなって流量制御弁４は図１の状態にセットされ、オイル流量（油圧）は、比較的低流量の第２流量特性に維持される。
【００３４】
これにより、エンジン１０の出力が増大したり、エンジンオイルを用いた油圧アクチュエータを駆動したりすること等により、要求冷却量及び要求潤滑量や要求油圧が不足することが懸念される。この場合、トランジスタ２６への制御信号をローレベルとしても駆動ソレノイド２６は、通電オンに維持される。
【００３５】
以上のように、流量制御弁４の制御系統に異常を生じたときは、ステップ６〜８で異常の種別ごとに警告を行った後、ステップ９へ進み、トランジスタ２４の出力をハイレベルとしてスイッチリレー２３の接点２３ｂをオフとする。これにより、駆動ソレノイド２５への制御信号の出力が停止され通電オフに維持されるので、オイルの流量（油圧）が比較的高流量の第１流量特性に維持され、オイル不足が抑制されてエンジン１０の要求冷却量及び要求潤滑量、油圧アクチュエータの作動油圧を確保することができる。
【００３６】
特に、上記のように、ＥＣＵ５外部回路のグラウンドショートを断線と区別して判定し、スイッチリレー２３の接点２３ｂをオフとすることにより、制御信号をローレベルとしてもオフされない駆動ソレノイド２５の通電をオフに維持してオイル不足抑制のフェールセーフを確保することができる。
【００３７】
なお、ＥＣＵ５内部回路のショート故障時には、ステップ９でスイッチリレー２３の接点２３ｂをオフする代わりに、トランジスタ２６への制御信号をローレベルに維持して制御を停止させることにより駆動ソレノイド２５をオフとする構成としてもよい。また、断線故障の場合は、断線によって駆動ソレノイド２５の通電がオフとなるので、ステップ９等のフェールセーフ制御を省略することも可能ではある。
【００３８】
一方、駆動ソレノイド２５を通電オフとするフェールセーフ機能の確保をより強化するために、何らかの異常を生じたときは、トランジスタ２６への制御信号をローレベルに維持して制御を停止すると共に、スイッチリレー２３の接点２３ｂをオフとして、２重のフェールセーフ機能を得るようにしてもよい。
【００３９】
さらに、本実施形態では異常ありと判定されたときには、ステップ９での駆動ソレノイド２５をオフとするフェールセーフ制御に加え、ステップ１０へ進み、エンジン１０に対し、スロットル開度を所定値以下に制限して（又は、燃料噴射量を所定値以下に制限してもよい）、かつ、エンジン回転速度が所定値以上のときは燃料カットを行うなど、エンジン出力を制限するフェールセーフ制御を実施する。
【００４０】
ステップ９でオイル流量特性を第１流量特性とすれば、オイル不足は抑制されるので、ステップ１０でのエンジン出力を制限するフェールセーフ制御は省略してもよいが、オイル不足を抑制するフェールセーフ機能をより強化することができる。また、スイッチリレー２３の接点２３ｂをオフとするなど駆動ソレノイド２５の通電をオフとするフェールセーフが、正常に機能しない場合のフェールセーフ機能を果たすことも可能となる。
【符号の説明】
【００４１】
１…オイルポンプ、２…オイルタンク、３…オイルジェット、４…流量制御弁、５…ＥＣＵ、１０…エンジン、２１，２２…ハーネス、２３…スイッチリレー、２３ａ…コイル、２３ｂ…接点、２４…スイッチリレー制御用のトランジスタ、２５…駆動ソレノイド、２６…制御信号出力用のトランジスタ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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