オイルポンプの制御装置
【課題】低温時に電流値を制御しバッテリー容量の不要な増大を回避できるオイルポンプの制御装置を提供する。
【解決手段】電流値算出手段１０６１にてモータ２に供給された電流値を計算し（Ｓ６）、この計算電流値が電流制限値より大きいか否かを判断する（Ｓ７）。計算電流値が電流制限値より大きい場合には、電流制限処理を行う一方（Ｓ８）、計算電流値が前記電流制限値以下の場合には、回転数制御処理を行う（Ｓ９）。電流制限処理では、計算電流値と電流制限値との差を演算し（ＳＢ１）、この差に基づいて電流値ＰＩＤ制御によりモータ２へのＤＵＴＹ駆動信号のＤＵＴＹ値を下げ計算電流値が電流制限値を超えないように定電流制御して（ＳＢ２）、ステップＳ６へ戻る。
【解決手段】電流値算出手段１０６１にてモータ２に供給された電流値を計算し（Ｓ６）、この計算電流値が電流制限値より大きいか否かを判断する（Ｓ７）。計算電流値が電流制限値より大きい場合には、電流制限処理を行う一方（Ｓ８）、計算電流値が前記電流制限値以下の場合には、回転数制御処理を行う（Ｓ９）。電流制限処理では、計算電流値と電流制限値との差を演算し（ＳＢ１）、この差に基づいて電流値ＰＩＤ制御によりモータ２へのＤＵＴＹ駆動信号のＤＵＴＹ値を下げ計算電流値が電流制限値を超えないように定電流制御して（ＳＢ２）、ステップＳ６へ戻る。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、オイルの通流を制御する電動式のオイルポンプの制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ブラシレスＤＣモータを駆動源として、歯車ポンプ（トロコイド式）の回転速度の制御を行うものが知られている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
このような歯車ポンプにおいては、作動流体の温度の変化による粘性抵抗の変化が回転速度制御に影響するため、粘性抵抗が大のときは、回転数を上げる等の補正を必要としている。
【０００４】
このため、励磁コイルに誘起される速度起電力を検出する速度起電力検出手段による検出結果に基づいてロータの回転位置を検出する第１ロータ位置検出手段と、回転軸に設けられる磁石からの磁界を検出する磁界検出部を有し当該磁界検出部による検出結果に基づいて前記ロータの回転位置を検出する第２ロータ位置検出手段とを備えており、これらを使い分けることによって、高温側では前記第１ロータ位置検出手段の回転速度検出を、また低温側では前記第２ロータ位置検出手段の回転速度検出を選択し、温度変化に対する回転制御の精度補償が行えるように構成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００８−０８６１１７公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、このような従来にあっては、作動流体の油温が低温の場合、ポンプ内のロータに加わる油粘性抵抗が大となり、回転速度の低下を補償するためにモータ電流を高油温の場合に比較して増加させる必要があるが、バッテリーの容量が限られているため、消費電力の増加が許されず、抑制したいという課題があった。
【０００７】
本発明は、このような従来の課題に鑑みてなされたものであり、少なくとも上記課題の一方を解決できるオイルポンプの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】
【０００８】
前記課題を解決するために本発明の請求項１のオイルポンプの制御装置にあっては、モータで回転駆動される回転軸の回転により流量を制御するオイルポンプの制御装置であって、前記オイルポンプで制御するオイルの油温を検出する温度検出手段と、前記オイルポンプの回転速度を算出する回転速度算出手段と、前記温度検出手段で検出した前記油温に基づいて前記回転軸の速度制御値の補正を行う回転速度補正手段とを備え、電流値算出手段で演算した前記モータに供給する電流値に上限値を与える電流値制限手段をさらに備えた。
【０００９】
すなわち、通常のポンプ制御ではオイルの粘性による漏れ補償機能により、オイルポンプの製造ばらつきによらない流量特性の確保を可能にする。
【００１０】
このとき、電流値算出手段で演算したモータに供給する電流値が大きい場合に、上限値を与えることによって、電流値を制限することができる。これにより、バッテリーの消費電力が抑えられる。
【００１１】
また、請求項２のオイルポンプの制御装置において、前記電流値制限手段は、低油温時に実電流値が電流制限値を超えていた場合に前記モータへ出力するＤＵＴＹ信号の出力ＤＵＴＹを下げ、前記電流制限値を超えないように定電流制御を行う。
【００１２】
すなわち、モータへの実電流値が電流制限値を超えていた場合に前記モータへの出力ＤＵＴＹを下げることによって、前記電流制限値を超えないような定電流制御を行うことができる。
【００１３】
このため、前記オイルポンプが搭載された車両において、低温時の車両のバッテリー消費量を安定させる事が出来るので、バッテリー容量の不必要な増大が不要となる。
【００１４】
また、低温時などの流量を必要としない領域では、バッテリー容量の許す限りの範囲内で、フレキシブルにオイルの通流を確保することができる。
【００１５】
そして、請求項３のオイルポンプの制御装置にあっては、モータで回転駆動される回転軸の回転により流量を制御するオイルポンプの制御装置であって、前記オイルポンプで制御するオイルの油温を検出する温度検出手段と、前記オイルポンプの回転速度を算出する回転速度算出手段と、前記温度検出手段で検出した前記油温に基づいて前記回転軸の速度制御値の補正を行う回転速度補正手段とを備え、前記オイルポンプが作動しない場合の再起動を行う再起動制御手段をさらに備えた。
【００１６】
すなわち、前記オイルポンプが作動しないフェール時には、インターバルをおいて再起動することで、消費電力が抑えられる。
【００１７】
また、請求項４のオイルポンプの制御装置においては、前記再起動制御手段は、極低温時に前記モータが起動しない場合に一定時間後に再度起動をかける動作を繰り返し行い、この繰り返し動作を一定時間行っても起動できない場合は故障と診断し、起動不良フェールとする。
【００１８】
すなわち、極低温時に起動させる場合、所定時間の経過によりオイルの油温が上昇し、モータ起動可能となった際に、再起動制御を用いた起動が可能となる。
【００１９】
また、不必要にモータ出力を大きくすることなく、システムを構成できるため、モータの小型化とコスト低減が図れる。
【００２０】
さらに、請求項５のオイルポンプの制御装置では、前記起動フェールと判断する時間を、当該オイルポンプが搭載された車両にダメージを与えない範囲、例えば無潤滑状態での走行に耐えられる時間内に設定した。
【００２１】
これにより、車両の電気系統や関連機構等の安全性の向上が図られる。
【００２２】
加えて、請求項６のオイルポンプの制御装置にあっては、前記一定時間は、前記モータをコントロールするモータコントローラの回路素子の作動の許容温度により定める。
【００２３】
これにより、モータコントローラの回路素子、とりわけＦＥＴのような発熱素子の過度の温度上昇を抑制し、モータコントローラの信頼性が高められる。
【発明の効果】
【００２４】
以上説明したように本発明の請求項１のオイルポンプの制御装置にあっては、電流値算出手段で演算したモータに供給する電流値が大きい場合、上限値を与えることによって、電流値を制限することができる。
【００２５】
これにより、バッテリーの消費電力を抑えることができるので、バッテリー容量の不要な増大を回避することができ、低温時でのバッテリ上がりを未然に防止できる。
【００２６】
また、請求項２のオイルポンプの制御装置において、低温時の車両のバッテリー消費量を安定させる事が出来るので、バッテリーの容量を不必要に増大させることを回避することが出来る。
【００２７】
また、低温時などの流量を必要としない領域では、バッテリー容量の許す限りの流量をフレキシブルに流すことが出来る。
【００２８】
そして、請求項３のオイルポンプの制御装置にあっては、ポンプが起動しないフェール時には再起動にインターバルを置くことで、消費電力の増大を抑制することができる。
【００２９】
また、インターバルを置いて再起動するため、極低温時の起動を可能な限り行うことができる。
【００３０】
また、請求項４のオイルポンプの制御装置においては、極低温時に起動させる場合、所定時間の経過により車両走行による発熱で油温が上昇し、モータ起動可能になった際に再起動制御を用いて起動することが可能となるので、走行不能となるトラブルを未然に防止できる。
【００３１】
また、不必要にモータ出力を大きくすることなく、システムを構成できるため、モータの小型化とコストダウンを図ることができる。
【００３２】
さらに、請求項５のオイルポンプの制御装置では、車両の電気系統や関連機構等の安全性を向上することができる。
【００３３】
加えて、請求項６のオイルポンプの制御装置にあっては、モータコントローラの回路素子、とりわけＦＥＴのような発熱素子の過度の温度上昇を抑制し、モータコントローラの信頼性を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明の一実施の形態を示す断面図である。
【図２】同実施の形態を示す分解斜視図である。
【図３】同実施の形態を説明する為のブロック図である。
【図４】（ａ）油温に対する必要流量を示す図であり、（ｂ）油温に対する指令回転数を示す図である。
【図５】（ａ）油温に対する指令回転数を示す図であり、（ｂ）指令に対する目標回転数御及び制御方式を示す図である。
【図６】同実施の形態における低温時の電流制御に係る動作を示すフローチャートである。
【図７】極低温時における再起動制御を示すタイミングチャートである。
【図８】同実施の形態における極低温時の再起動制御に係る動作を示すフローチャートである。
【図９】トルクに対する回転数及び電流値を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００３５】
以下、本発明の一実施の形態を図に従って説明する。
【００３６】
図１は、本実施の形態にかかるオイルポンプの制御装置で制御される電動式歯車ポンプ１を示す図であり、該電動式歯車ポンプ１は、モータ２と、該モータ２で駆動されるオイルポンプ３を備えている。これにより、モータ冷却用のオイルを供給したり、自動車のＡＴやＣＶＴ等の自動変速機４に取り付けられアイドルストップ時に低下する油圧を所定圧に維持するように構成されている。
【００３７】
すなわち、前記自動変速機４には、油圧回路が形成されており、当該自動変速機４のケーシング１１内部には、前記油圧回路を構成する為の油圧経路１２が形成されている。このケーシング１１の外面１３には、前記電動式歯車ポンプ１を取り付ける為の取付穴１４が開口しており、該取付穴１４に前記電動式歯車ポンプ１の先端部を挿入した状態で取り付けられるように構成されている。
【００３８】
前記油圧経路１２には、当該自動変速機４の制御に用いるオイル２１が循環しており、前記取付穴１４の奥面２２には、図外のオイル貯留部に連通する連通路２３と、加圧したオイル２１を出力する出力路２４とが開設されている。
【００３９】
図２は、前記電動式歯車ポンプ１を示す分解斜視図であり、該電動式歯車ポンプ１は、トロコイド式の前記オイルポンプを構成するポンプ構成部３１と、該ポンプ構成部３１を駆動するモータ構成部３２と、該モータ構成部３２を制御する為のモータ駆動制御部３３とを備えている。前記ポンプ構成部３１と前記モータ構成部３２と前記モータ駆動制御部３３とは、前記モータ構成部３２を構成する回転軸３４の延出方向に配列されており、前記モータ構成部３２より延出した前記回転軸３４が、図１に示したように、組立状態において前記ポンプ構成部３１に接続されるように構成されている。
【００４０】
この電動歯車式ポンプ１は、外周部を構成する円筒状のケース４１を備えており、前記ポンプ構成部３１と前記モータ構成部３２とは、前記ケース４１内に内嵌されている。この内嵌状態において、前記ポンプ構成部３１の外周面と前記モータ構成部３２の外周面とは、前記ケース４１の内側面４２に面接するように構成されており、この面接状態において、前記ポンプ構成部３１及び前記モータ構成部３２が位置決めされるように構成されている。
【００４１】
前記ケース４１の基端には、外方へ延出するケースフランジ部５１が一体形成されており、当該電動式歯車ポンプ１は、図１及び図２に示したように、前記ケースフランジ部５１より先端側が前記ケーシング１１に設けられた前記取付穴１４に挿入される挿入領域を構成するとともに、前記ケースフランジ部５１より基端側が前記ケーシング１１より突出した突出領域を形成するように構成されている。
【００４２】
この電動式歯車ポンプ１を前記取付穴１４に取り付けた状態では、前記ケースフランジ部５１が、前記ケーシング１１の前記外面１３に面接するように構成されており、前記ケースフランジ部５１によって当該電動式歯車ポンプ１を前記ケーシング１１に固定できるように構成されている。
【００４３】
前記挿入領域を構成する前記ケースフランジ部５１より前記ケース４１の先端側には、前記ポンプ構成部３１及び前記モータ構成部３２が配置されるように構成されており、図１に示した取付状態において、前記ケース４１より突出した前記ポンプ構成部３１の先端面が前記取付穴１４の前記奥面２２に対向するように構成されている。
【００４４】
前記ポンプ構成部３１は、図１及び図２に示したように、先端側を構成するポンプベース７１と、該ポンプベース７１の基端側に配置されたポンプハウジング７２とを備えており、該ポンプハウジング７２と前記ポンプベース７１との間には、Ｏリング７３が配設されている。前記ポンプベース７１の先端面には、図１に示したように、前記ケース４１の前記円形穴６２に挿入されて外部に突出する円形の突出部７４が一体形成されており、当該ポンプベース７１は、前記突出部７４の外周部がケース４１先端の前記折曲部６１に支持された状態で先端側への抜けが阻止されるように構成されている。
【００４５】
前記ポンプベース７１の基端面には、ピン９１の一端部が挿入されており、該ピン９１の他端部は、前記ポンプベース７１に対向して配設された前記ポンプハウジング７２の先端面に挿入されている。これにより、前記ポンプベース７１に対して前記ポンプハウジング７２が位置決めされるように構成されており、この状態において、前記ポンプハウジング７２が前記ケース４１に圧入固定され、当該ポンプベース７１の外周面が前記ケース４１の内側面４２に密着した状態で固定されている。
【００４６】
前記ポンプハウジング７２の中央部は、図１に示したように、没入しており、当該ポンプハウジング７２と前記ポンプベース７１との間には、ロータ収容部１０１が形成されている。該ロータ収容部１０１内には、ポンプロータアウタ１０２が回動自在に収容されており、該ポンプロータアウタ１０２内には、ポンプロータインナ１０３が回動自在に収容されている。
【００４７】
このロータ収容部１０１には、前記ポンプベース７１に設けられた吸入ポート１１１と吐出ポート１１２とが連通しており、両ポート１１１，１１２は、前記ポンプベース７１の前記突出部７４の端面に開口するように構成されている。
【００４８】
前記吸入ポート１１１は、当該電動式歯車ポンプ１を前記取付穴１４に取り付けた状態において、前記取付穴１４の奥面２２に設けられた前記連通路２３に接続されるように構成されており、前記吐出ポート１１２は、Ｏリング１２１を介して前記出力路２４に接続されるように構成されている。
【００４９】
これにより、前記ポンプロータインナ１０３の回転に伴って前記ポンプロータアウタ１０２が回転することで、前記連通路２３から前記吸入ポート１１１を介して吸入したオイルを加圧して、前記吐出ポート１１２から前記出力路２４へ出力するトロコイドポンプが形成されるように構成されている。
【００５０】
このトロコイドポンプの基端側には、図１に示したように、前記モータ構成部３２で構成された直流式のモータが配設されている。このモータは、外周部を形成するモータケース２０１を備えており、該モータケース２０１の外周面が前記ケース４１の内側面４２に密着した状態で固定されている。
【００５１】
このモータケース２０１の内側には、モータ巻線２１１が巻回されたコイル２１２が内嵌されており、該コイル２１２には、コイルで励磁されるステータ２１３が保持されている。このステータ２１３の内側には、モータロータコア２１４が回転自在に収容されており、該モータロータコア２１４の外周面には、マグネット２１５が設けられている。このモータロータコア２１４には、前記回転軸３４が挿通しており、当該回転軸３４は、前記モータロータコア２１４を貫通した状態で固定されている。
【００５２】
この回転軸３４の他端部は、先端側へ向けて延出しており、当該回転軸３４は、オイルシール２２１を介して前記ポンプハウジング７２の中心穴２２２を挿通し、前記ロータ収容部１０１内に突出するように構成されている。該ロータ収容部１０１に突出した前記回転軸３４の周面には、平坦面２２３が形成されており、断面Ｄ字状のロータ接続部２２４が形成されている。このロータ接続部２２４は、前記ロータ収容部１０１に収容された前記ポンプロータインナ１０３のＤ字穴２２５を挿通した後、先端側軸受けを介して前記ポンプベース７１の座ぐり穴２２７に回転自在に収容された状態で支持されている。
【００５３】
このモータ構成部３２で構成されたモータの基端側には、前記モータ駆動制御部３３が配設されており、該モータ駆動制御部３３は、前記モータ構成部３２の基端部に接続されたインシュレータ３０１を備えている（図２参照）。
【００５４】
該インシュレータ３０１は、合成樹脂によって形成されており、前記モータ構成部３２の前記モータケース２０１の基端部に挿入され内嵌した状態で接続されるモータ接続部３１１が一体形成されている。該モータ接続部３１１には、基端側軸受け３１４を介して、前記回転軸３４の一端部が回転自在に支持されている。
【００５５】
前記モータ接続部３１１には、前記モータ巻線２１１への通電を中継するバスバー３２１，・・・がインサート成型されており、前記モータ構成部３２側に突出したバスバー３２１，・・・には、前記モータ巻線２１１が電気的に接続されている。
【００５６】
また、前記モータ接続部３１１の側縁部には、上方へ突出するとともに、ハーネス接続穴３２４が側方へ向けて開口したコネクタ部３２２が一体形成されており、該コネクタ部３２２の奥面には、前記ハーネスと電気的に接続される接続端子３２３，３２３がインサート成型されている。
【００５７】
前記モータ接続部３１１の端面には、支柱部３３３，・・・が複数立設されており、各支柱部３３３，・・・によって制御基板３３４が支持されている。該制御基板３３４には、電子回路が形成されており、外部機器から延出された前記ハーネスを前記コネクタ部３２２に接続した状態において、該コネクタ部３２２から入力される信号に基づいて前記バスバー３２１，・・・への出力信号を制御してモータ駆動制御するコントローラが構成されている。
【００５８】
前記モータ駆動制御部３３は、前記ケース４１の基端部に取り付けられる容器状の制御器カバー３３１を備えてなり、前記モータ接続部３１１に支持された前記制御基板３３４は、前記制御器カバー３３１によって覆われるように構成されている。
【００５９】
この制御器カバー３３１は、アルミニュームによって構成されており、当該制御器カバー３３１の外側面には、内部で発生した熱を外部に放出する冷却フィン３４１，・・・が複数設けられている。
【００６０】
前記インシュレータ３０１の前記コネクタ部３２２の基端部には、係合凹部３５１が凹設されており、該係合凹部３５１より端部側には、前記コネクタ部３２２基端の一般部よりやや低い段差部３５２が形成されている。このコネクタ部３２２の基端部と重合する前記制御器カバー３３１一端側の延出片３５３には、前記段差部３５２上に延在するように構成されており、当該延出片３５３の先端には、前記係合凹部３５１と係合する係合凸部３５４が折曲形成されている。
【００６１】
これにより、前記制御器カバー３３１の前記係合凸部３５４が前記コネクタ部３２２の前記係合凹部３５１に係合した状態で噛み合わせられる噛み合わせ構造が前記係合凸部３５４及び前記係合凹部３５１によって構成されており、組立時には、前記係合凹部３５１と前記係合凸部３５４との接合部分にシール剤が塗布され前記係合凸部３５４と前記係合凹部３５１とが噛み合わせられるように構成されている。
【００６２】
また、前記制御器カバー３３１の他端側には、取付状態において、前記モータケース２０１に外嵌した部位より側方へ向けて延出するカバーフランジ部３７１が前記ケースフランジ部５１に対応した部位に一体形成されており、このカバーフランジ部３７１と前記ケースフランジ部５１との面接部分及び前記モータケース２０１に外嵌した外嵌部分には、組立時においてシール剤が塗布されるように構成されている。
【００６３】
前記カバーフランジ部３７１と該カバーフランジ部３７１に面接する前記ケースフランジ部５１には、ボルト挿通穴３８１が開設されており、該ボルト挿通穴３８１には、カラー３８２が内嵌されている。
【００６４】
これにより、図１に示したように、取付時において、前記ケースフランジ部５１を前記ケーシング１１の前記外面１３に面接した状態で、前記ボルト挿通穴３８１内の前記カラー３８２に挿通したボルト３９１を、前記ケーシング１１に形成されたねじ穴３９２に螺入することで、当該電動式歯車ポンプ１を前記ケーシング１１に固定できるように構成されている。
【００６５】
図３は、前記電動式歯車ポンプ１を制御するオイルポンプの制御装置１００１を示すブロック図である。
【００６６】
このオイルポンプの制御装置１００１は、前記モータ２側を構成するコントローラ１０１１と、該コントローラ１０１１に接続された上位コントローラ１０１２とによって構成されている。
【００６７】
該上位コントローラ１０１２には、流量特性変更手段１０２１が設けられており、該流量特性制御手段１０２１は、前記オイルポンプ３で制御するオイル２１の油温を検出する油温センサ１０２２が接続されている。これにより、前記流量特性変更手段１０２１は、前記油温センサ１０２２からの信号に基づいて前記油温を算出できるうように構成されている。
【００６８】
この流量特性変更手段１０２１は、低温時に作動する電流制御指令ブロック１０３１と、高温時に作動する回転数指令ブロック１０３２とに接続されており、前記油温に基づいて前記電流制御指令ブロック１０３１から指令コマンドを送出するか、前記回転数指令ブロック１０３２から指令コマンドを送出するかを選択できるように構成されている。
【００６９】
前記回転数指令ブロック１０３２は、前記油温に応じた回転数で前記モータ２を回転する為の回転数指令を出力するように構成されている。
【００７０】
すなわち、前記オイルポンプ３からの流量は、図４の（ａ）に示すように、前記油温がθ１〜θ２の間で変化しても、一定であることが望ましい。しかし、油温が上昇するとオイル２１の粘性が低下し、前記オイルポンプ３での漏れ流量が増加する。このため、油温に対する流量を一定に保つためには、図４の（ｂ）に示すように、油温がθ１からθ２に変化するに従って指令回転数を増加する必要があり、前記回転数指令ブロック１０３２では、流量を一定に保つために、油温に基づいた適切な指令回転数を出力するように構成されている。
【００７１】
図５の（ａ）は、前記油温に対する指令内容を示す図であり、前記流量特性変更手段１０２１は、油温がθ１以上の際に前記回転数指令ブロック１０３２による制御を開始し、油温の上昇に従って指令する回転数が上昇する様子が示されている。また、図５の（ｂ）は、前記電流制御指令ブロック１０３１による指令領域と、前記回転数指令ブロック１０３２による指令領域とが示されており、該回転数指令ブロック１０３２では、出力するＤＵＴＹ駆動信号のＤＵＴＹ比がＤ２からＤ３と大きくなるに連れて回転数がＮ３からＮ２へ大きくなる様子が示されている。
【００７２】
前記コントローラ１０１１には、図３に示したように、回転速度算出手段１０４１が設けられており、該回転速度算出手段１０４１は、前記モータ２の回転軸３４の回転速度を、例えばモータ電流の変化やセンサからの信号に基づいて算出するように構成されている。この回転速度算出手段１０４１で算出した回転速度は、回転速度制御量制限手段１０４２に出力されるように構成されており、該回転速度制御量制限手段１０４２には、前記上位コントローラ１０１２で前記回転数指令ブロック１０３２が選択された際に、該回転数指令ブロック１０３２から回転数指令が入力されるように構成されている。
【００７３】
これにより、前記回転速度制御量制限手段１０４２は、前記モータ２の回転速度と前記回転数指令ブロック１０３２からの回転数指令とを比較して、回転速度の制御量を制限するとともに、これを回転速度補正手段１０５１に出力するように構成されており、該回転速度補正手段１０５１では、前記回転速度制御量制限手段１０４２からの信号に基づいてモータ２の回転数を指令値に近付ける為のＤＵＴＹ駆動信号を前記モータ２に出力するように構成されている。
【００７４】
また、前記コントローラ１０１１には、電流値算出手段１０６１が設けられており、該電流値算出手段１０６１は、前記モータ２に供給される電流値を算出して電流値制限手段１０６２に出力するように構成されている。該電流値制限手段１０６２には、前記上位コントローラ１０１２で前記電流制御指令ブロック１０３１が選択された際に、該電流制御指令ブロック１０３１から電流制御指令が入力されるように構成されている。
【００７５】
これにより、前記電流値制限手段１０６２は、前記モータ２に供給された実電流値が予め定められた電流制限値を超えた際に、電流値を一定とするような信号を電流値補正手段１０６３に出力するように構成されている。
【００７６】
該電流値補正手段１０６３では、前記電流値制限手段１０６２からの信号に基づいてモータ２の電流値が一定となるようにＤＵＴＹ駆動信号のＤＵＴＹ値を制御して前記モータ２へ出力するように構成されている。
【００７７】
図６は、前記オイルポンプの制御装置１００１の動作を示すフローチャートであり、前記油温が低温の場合の動作が示されている。
【００７８】
すなわち、前記電動式歯車ポンプ１を作動させる際には、前記コントローラ１０１１から前記モータ２に駆動信号を出力してモータ起動を行い（Ｓ１）、前記モータ２の回転状態から当該モータ２が起動したか否かを判断する（Ｓ２）。
【００７９】
このとき、オイル２１の粘度が高まる低温時には、前記モータ２が起動しないことがあり、この場合再起動制御を開始する。
【００８０】
この再起動制御では、当該再起動制御を開始してからメモリ等に予め記憶されたフェール時間ｔ２が経過したか否かを判断する（Ｓ３）。初期段階では、前記フェール時間ｔ２を経過していないので、一定時間ｔ１待機して停止した後（Ｓ４）、前記ステップＳ１へ戻ることで前記モータ２の起動を試みる（Ｓ１）。このとき、モータ２が起動していない場合には、前記ステップＳ１からステップＳ４を繰り返す。
【００８１】
ここで、前記一定時間ｔ１は、前記モータ２を駆動するモータコントローラ駆動回路の回路素子、具体的には駆動用ＦＥＴの作動許容温度により定められており、前記駆動用ＦＥＴの正常動作を可能とする連続通電時間、例えば１５秒に設定されている。
【００８２】
また、前記フェール時間ｔ２は、当該オイルポンプ３が搭載された車両にダメージを与えない範囲の時間に設定されている。
【００８３】
例えば、このオイルポンプ３を自動車のＡＴやＣＶＴ等の自動変速機４で使用する際には、当該オイルポンプ３によるオイル２１の供給が停止した状態で前記自動変速機４の作動を続けても、当該自動変速機４が故障しない連続作動時間、例えば５分に設定されている。また、このオイルポンプ３を冷却オイル供給用に使用する際には、連続作動を続けても焼き付け等の不具合を生じない連続時間に設定する。
【００８４】
そして、この再起動制御が前記フェール時間ｔ２行われた際には（Ｓ３）、メモリに起動不良フェールと記録して（Ｓ５）、当該処理を終了する。
【００８５】
これにより、図７に示すように、前記モータ２は、前記一定時間ｔ１毎の起動が前記フェール時間ｔ２試みられた後、起動不能時には、起動不良フェールとして処理される。このため、故障時は、確実に故障判断を行うことができる。
【００８６】
一方、図６に示したように、前記モータ２が起動した際には（Ｓ２）、電流制御を開始する。
【００８７】
この電流制御では、図８にも示すように、前記電流値算出手段１０６１にて前記モータ２に供給された実電流値を計算し（Ｓ６）、この計算電流値が予めメモリに設定された電流制限値より大きいか否かを判断する（Ｓ７）。このとき、前記計算電流値が前記電流制限値より大きい場合には、電流制限処理を行う一方（Ｓ８）、前記計算電流値が前記電流制限値以下の場合には、回転数制御処理を行う（Ｓ９）。
【００８８】
具体的に説明すると、前記電流制御処理Ｓ８では、前記計算電流値と前記電流制限値との差を演算し（ＳＢ１）、この差に基づいて電流値ＰＩＤ制御により前記モータ２へのＤＵＴＹ駆動信号のＤＵＴＹ値を下げ前記計算電流値が前記電流制限値を超え範囲内で定電流制御して（ＳＢ２）、前記ステップＳ６へ戻る。
【００８９】
図９は、出力ＤＵＴＹを下げた際の効果を示す図であり、出力ＤＵＴＹをＤｏ２からＤｏ１に下げることによって、前記モータ２に供給される電流が下がる様子が示されている。このため、前述した電流値ＰＩＤ制御に従って前記出力ＤＵＴＹを下げることで、前記実電流値が前記電流制限値未満となるように維持するとともに、前記モータ２に供給される実電流値が一定となるように制御できる。
【００９０】
このとき、前記モータ２の回転数は、前記電流値に見合ったモータ２のＮ−Ｔ特性で定まる回転数に自動的に下げることができる。
【００９１】
また、図８に示したように、前記回転数制御処理では（Ｓ９）、現在のモータ２の現在回転数と目標回転数との差を演算し（ＳＢ３）、この差に基づいて回転数ＰＩＤ制御により前記モータ２へのＤＵＴＹ駆動信号のＤＵＴＹ値を上下して（ＳＢ４）、前記ステップＳ６へ戻る。
【００９２】
これにより、前記実電流値が前記電流制限値以下の場合には、前記モータ２の回転数が目標回転数となるように制御することができる。
【００９３】
以上の構成にかかる本実施の形態において、通常のポンプ制御ではオイル２１の粘性による漏れ補償機能により、オイルポンプ３の製造ばらつきによらない流量特性の確保を可能とすることができる。
【００９４】
このとき、電流値算出手段１０６２で演算したモータ２に供給する電流値が大きい場合に、前記電流制限値によって上限値を与えることで、前記電流値を制限することができる。
【００９５】
これにより、前記モータ２に電力を供給するバッテリーの消費電力を抑えることができるので、バッテリー容量の不要な増大を回避することができ、低温時でのバッテリ上がりを未然に防止できる。
【００９６】
また、前記モータ２への実電流値が電流制限値を超えていた場合には、前記モータ２への出力ＤＵＴＹを下げることによって、前記電流制限値を超えないような定電流制御を行うことができる。
【００９７】
このため、このオイルポンプ３が搭載された車両において、低温時の車両のバッテリー消費量を安定させる事が出来るので、バッテリー容量の不必要な増大が不要となる。
【００９８】
また、低温時などの流量を必要としない領域では、バッテリー容量の許す限りの範囲内で、フレキシブルにオイル２１の通流を確保することができる。
【００９９】
そして、前記オイルポンプ３が起動しないフェール時には、当該オイルポンプ３の再起動に一定時間ｔ１のインターバルを置くことで、消費電力の増大を抑制することができる。
【０１００】
さらに、インターバルを置いて再起動するため、極低温時の起動を可能な限り行うことができる。
【０１０１】
また、極低温時にモータ２を起動する場合、所定時間の経過により油温が上昇し、モータ起動可能になった際に再起動制御を用いて起動することが可能となる。
【０１０２】
加えて、不必要にモータ出力を大きくすることなく、システムを構成できるため、モータ２の小型化とコストダウンを図ることができる。
【０１０３】
また、起動不良フェールと判断するフェール時間ｔ２を、当該オイルポンプ３が搭載された車両にダメージを与えない範囲の時間に設定した。
【０１０４】
これにより、車両の電気系統や関連機構等の安全性を向上することができる。
【０１０５】
加えて、前記一定時間ｔ１は、前記モータ２を駆動するモータコントローラ駆動回路の回路素子、具体的には駆動用ＦＥＴの作動許容温度により定められており、前記駆動用ＦＥＴの正常動作を可能とする連続通電時間に設定されている。
【０１０６】
このため、前記モータ２のコントローラ１０１１の回路素子、とりわけＦＥＴのような発熱素子の過度の温度上昇を抑制し、前記コントローラ１０１１の信頼性を向上することができる。
【符号の説明】
【０１０７】
１ 電動式歯車ポンプ
２ モータ
３ オイルポンプ
３１ ポンプ構成部
３２ モータ構成部
３４ 回転軸
１０１１ コントローラ
１０２２ 油温センサ
１０４１ 回転速度算出手段
１０５１ 回転速度補正手段
１０６１ 電流値算出手段
１０６２ 電流値制限手段
【技術分野】
【０００１】
本発明は、オイルの通流を制御する電動式のオイルポンプの制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ブラシレスＤＣモータを駆動源として、歯車ポンプ（トロコイド式）の回転速度の制御を行うものが知られている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
このような歯車ポンプにおいては、作動流体の温度の変化による粘性抵抗の変化が回転速度制御に影響するため、粘性抵抗が大のときは、回転数を上げる等の補正を必要としている。
【０００４】
このため、励磁コイルに誘起される速度起電力を検出する速度起電力検出手段による検出結果に基づいてロータの回転位置を検出する第１ロータ位置検出手段と、回転軸に設けられる磁石からの磁界を検出する磁界検出部を有し当該磁界検出部による検出結果に基づいて前記ロータの回転位置を検出する第２ロータ位置検出手段とを備えており、これらを使い分けることによって、高温側では前記第１ロータ位置検出手段の回転速度検出を、また低温側では前記第２ロータ位置検出手段の回転速度検出を選択し、温度変化に対する回転制御の精度補償が行えるように構成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００８−０８６１１７公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、このような従来にあっては、作動流体の油温が低温の場合、ポンプ内のロータに加わる油粘性抵抗が大となり、回転速度の低下を補償するためにモータ電流を高油温の場合に比較して増加させる必要があるが、バッテリーの容量が限られているため、消費電力の増加が許されず、抑制したいという課題があった。
【０００７】
本発明は、このような従来の課題に鑑みてなされたものであり、少なくとも上記課題の一方を解決できるオイルポンプの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】
【０００８】
前記課題を解決するために本発明の請求項１のオイルポンプの制御装置にあっては、モータで回転駆動される回転軸の回転により流量を制御するオイルポンプの制御装置であって、前記オイルポンプで制御するオイルの油温を検出する温度検出手段と、前記オイルポンプの回転速度を算出する回転速度算出手段と、前記温度検出手段で検出した前記油温に基づいて前記回転軸の速度制御値の補正を行う回転速度補正手段とを備え、電流値算出手段で演算した前記モータに供給する電流値に上限値を与える電流値制限手段をさらに備えた。
【０００９】
すなわち、通常のポンプ制御ではオイルの粘性による漏れ補償機能により、オイルポンプの製造ばらつきによらない流量特性の確保を可能にする。
【００１０】
このとき、電流値算出手段で演算したモータに供給する電流値が大きい場合に、上限値を与えることによって、電流値を制限することができる。これにより、バッテリーの消費電力が抑えられる。
【００１１】
また、請求項２のオイルポンプの制御装置において、前記電流値制限手段は、低油温時に実電流値が電流制限値を超えていた場合に前記モータへ出力するＤＵＴＹ信号の出力ＤＵＴＹを下げ、前記電流制限値を超えないように定電流制御を行う。
【００１２】
すなわち、モータへの実電流値が電流制限値を超えていた場合に前記モータへの出力ＤＵＴＹを下げることによって、前記電流制限値を超えないような定電流制御を行うことができる。
【００１３】
このため、前記オイルポンプが搭載された車両において、低温時の車両のバッテリー消費量を安定させる事が出来るので、バッテリー容量の不必要な増大が不要となる。
【００１４】
また、低温時などの流量を必要としない領域では、バッテリー容量の許す限りの範囲内で、フレキシブルにオイルの通流を確保することができる。
【００１５】
そして、請求項３のオイルポンプの制御装置にあっては、モータで回転駆動される回転軸の回転により流量を制御するオイルポンプの制御装置であって、前記オイルポンプで制御するオイルの油温を検出する温度検出手段と、前記オイルポンプの回転速度を算出する回転速度算出手段と、前記温度検出手段で検出した前記油温に基づいて前記回転軸の速度制御値の補正を行う回転速度補正手段とを備え、前記オイルポンプが作動しない場合の再起動を行う再起動制御手段をさらに備えた。
【００１６】
すなわち、前記オイルポンプが作動しないフェール時には、インターバルをおいて再起動することで、消費電力が抑えられる。
【００１７】
また、請求項４のオイルポンプの制御装置においては、前記再起動制御手段は、極低温時に前記モータが起動しない場合に一定時間後に再度起動をかける動作を繰り返し行い、この繰り返し動作を一定時間行っても起動できない場合は故障と診断し、起動不良フェールとする。
【００１８】
すなわち、極低温時に起動させる場合、所定時間の経過によりオイルの油温が上昇し、モータ起動可能となった際に、再起動制御を用いた起動が可能となる。
【００１９】
また、不必要にモータ出力を大きくすることなく、システムを構成できるため、モータの小型化とコスト低減が図れる。
【００２０】
さらに、請求項５のオイルポンプの制御装置では、前記起動フェールと判断する時間を、当該オイルポンプが搭載された車両にダメージを与えない範囲、例えば無潤滑状態での走行に耐えられる時間内に設定した。
【００２１】
これにより、車両の電気系統や関連機構等の安全性の向上が図られる。
【００２２】
加えて、請求項６のオイルポンプの制御装置にあっては、前記一定時間は、前記モータをコントロールするモータコントローラの回路素子の作動の許容温度により定める。
【００２３】
これにより、モータコントローラの回路素子、とりわけＦＥＴのような発熱素子の過度の温度上昇を抑制し、モータコントローラの信頼性が高められる。
【発明の効果】
【００２４】
以上説明したように本発明の請求項１のオイルポンプの制御装置にあっては、電流値算出手段で演算したモータに供給する電流値が大きい場合、上限値を与えることによって、電流値を制限することができる。
【００２５】
これにより、バッテリーの消費電力を抑えることができるので、バッテリー容量の不要な増大を回避することができ、低温時でのバッテリ上がりを未然に防止できる。
【００２６】
また、請求項２のオイルポンプの制御装置において、低温時の車両のバッテリー消費量を安定させる事が出来るので、バッテリーの容量を不必要に増大させることを回避することが出来る。
【００２７】
また、低温時などの流量を必要としない領域では、バッテリー容量の許す限りの流量をフレキシブルに流すことが出来る。
【００２８】
そして、請求項３のオイルポンプの制御装置にあっては、ポンプが起動しないフェール時には再起動にインターバルを置くことで、消費電力の増大を抑制することができる。
【００２９】
また、インターバルを置いて再起動するため、極低温時の起動を可能な限り行うことができる。
【００３０】
また、請求項４のオイルポンプの制御装置においては、極低温時に起動させる場合、所定時間の経過により車両走行による発熱で油温が上昇し、モータ起動可能になった際に再起動制御を用いて起動することが可能となるので、走行不能となるトラブルを未然に防止できる。
【００３１】
また、不必要にモータ出力を大きくすることなく、システムを構成できるため、モータの小型化とコストダウンを図ることができる。
【００３２】
さらに、請求項５のオイルポンプの制御装置では、車両の電気系統や関連機構等の安全性を向上することができる。
【００３３】
加えて、請求項６のオイルポンプの制御装置にあっては、モータコントローラの回路素子、とりわけＦＥＴのような発熱素子の過度の温度上昇を抑制し、モータコントローラの信頼性を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明の一実施の形態を示す断面図である。
【図２】同実施の形態を示す分解斜視図である。
【図３】同実施の形態を説明する為のブロック図である。
【図４】（ａ）油温に対する必要流量を示す図であり、（ｂ）油温に対する指令回転数を示す図である。
【図５】（ａ）油温に対する指令回転数を示す図であり、（ｂ）指令に対する目標回転数御及び制御方式を示す図である。
【図６】同実施の形態における低温時の電流制御に係る動作を示すフローチャートである。
【図７】極低温時における再起動制御を示すタイミングチャートである。
【図８】同実施の形態における極低温時の再起動制御に係る動作を示すフローチャートである。
【図９】トルクに対する回転数及び電流値を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００３５】
以下、本発明の一実施の形態を図に従って説明する。
【００３６】
図１は、本実施の形態にかかるオイルポンプの制御装置で制御される電動式歯車ポンプ１を示す図であり、該電動式歯車ポンプ１は、モータ２と、該モータ２で駆動されるオイルポンプ３を備えている。これにより、モータ冷却用のオイルを供給したり、自動車のＡＴやＣＶＴ等の自動変速機４に取り付けられアイドルストップ時に低下する油圧を所定圧に維持するように構成されている。
【００３７】
すなわち、前記自動変速機４には、油圧回路が形成されており、当該自動変速機４のケーシング１１内部には、前記油圧回路を構成する為の油圧経路１２が形成されている。このケーシング１１の外面１３には、前記電動式歯車ポンプ１を取り付ける為の取付穴１４が開口しており、該取付穴１４に前記電動式歯車ポンプ１の先端部を挿入した状態で取り付けられるように構成されている。
【００３８】
前記油圧経路１２には、当該自動変速機４の制御に用いるオイル２１が循環しており、前記取付穴１４の奥面２２には、図外のオイル貯留部に連通する連通路２３と、加圧したオイル２１を出力する出力路２４とが開設されている。
【００３９】
図２は、前記電動式歯車ポンプ１を示す分解斜視図であり、該電動式歯車ポンプ１は、トロコイド式の前記オイルポンプを構成するポンプ構成部３１と、該ポンプ構成部３１を駆動するモータ構成部３２と、該モータ構成部３２を制御する為のモータ駆動制御部３３とを備えている。前記ポンプ構成部３１と前記モータ構成部３２と前記モータ駆動制御部３３とは、前記モータ構成部３２を構成する回転軸３４の延出方向に配列されており、前記モータ構成部３２より延出した前記回転軸３４が、図１に示したように、組立状態において前記ポンプ構成部３１に接続されるように構成されている。
【００４０】
この電動歯車式ポンプ１は、外周部を構成する円筒状のケース４１を備えており、前記ポンプ構成部３１と前記モータ構成部３２とは、前記ケース４１内に内嵌されている。この内嵌状態において、前記ポンプ構成部３１の外周面と前記モータ構成部３２の外周面とは、前記ケース４１の内側面４２に面接するように構成されており、この面接状態において、前記ポンプ構成部３１及び前記モータ構成部３２が位置決めされるように構成されている。
【００４１】
前記ケース４１の基端には、外方へ延出するケースフランジ部５１が一体形成されており、当該電動式歯車ポンプ１は、図１及び図２に示したように、前記ケースフランジ部５１より先端側が前記ケーシング１１に設けられた前記取付穴１４に挿入される挿入領域を構成するとともに、前記ケースフランジ部５１より基端側が前記ケーシング１１より突出した突出領域を形成するように構成されている。
【００４２】
この電動式歯車ポンプ１を前記取付穴１４に取り付けた状態では、前記ケースフランジ部５１が、前記ケーシング１１の前記外面１３に面接するように構成されており、前記ケースフランジ部５１によって当該電動式歯車ポンプ１を前記ケーシング１１に固定できるように構成されている。
【００４３】
前記挿入領域を構成する前記ケースフランジ部５１より前記ケース４１の先端側には、前記ポンプ構成部３１及び前記モータ構成部３２が配置されるように構成されており、図１に示した取付状態において、前記ケース４１より突出した前記ポンプ構成部３１の先端面が前記取付穴１４の前記奥面２２に対向するように構成されている。
【００４４】
前記ポンプ構成部３１は、図１及び図２に示したように、先端側を構成するポンプベース７１と、該ポンプベース７１の基端側に配置されたポンプハウジング７２とを備えており、該ポンプハウジング７２と前記ポンプベース７１との間には、Ｏリング７３が配設されている。前記ポンプベース７１の先端面には、図１に示したように、前記ケース４１の前記円形穴６２に挿入されて外部に突出する円形の突出部７４が一体形成されており、当該ポンプベース７１は、前記突出部７４の外周部がケース４１先端の前記折曲部６１に支持された状態で先端側への抜けが阻止されるように構成されている。
【００４５】
前記ポンプベース７１の基端面には、ピン９１の一端部が挿入されており、該ピン９１の他端部は、前記ポンプベース７１に対向して配設された前記ポンプハウジング７２の先端面に挿入されている。これにより、前記ポンプベース７１に対して前記ポンプハウジング７２が位置決めされるように構成されており、この状態において、前記ポンプハウジング７２が前記ケース４１に圧入固定され、当該ポンプベース７１の外周面が前記ケース４１の内側面４２に密着した状態で固定されている。
【００４６】
前記ポンプハウジング７２の中央部は、図１に示したように、没入しており、当該ポンプハウジング７２と前記ポンプベース７１との間には、ロータ収容部１０１が形成されている。該ロータ収容部１０１内には、ポンプロータアウタ１０２が回動自在に収容されており、該ポンプロータアウタ１０２内には、ポンプロータインナ１０３が回動自在に収容されている。
【００４７】
このロータ収容部１０１には、前記ポンプベース７１に設けられた吸入ポート１１１と吐出ポート１１２とが連通しており、両ポート１１１，１１２は、前記ポンプベース７１の前記突出部７４の端面に開口するように構成されている。
【００４８】
前記吸入ポート１１１は、当該電動式歯車ポンプ１を前記取付穴１４に取り付けた状態において、前記取付穴１４の奥面２２に設けられた前記連通路２３に接続されるように構成されており、前記吐出ポート１１２は、Ｏリング１２１を介して前記出力路２４に接続されるように構成されている。
【００４９】
これにより、前記ポンプロータインナ１０３の回転に伴って前記ポンプロータアウタ１０２が回転することで、前記連通路２３から前記吸入ポート１１１を介して吸入したオイルを加圧して、前記吐出ポート１１２から前記出力路２４へ出力するトロコイドポンプが形成されるように構成されている。
【００５０】
このトロコイドポンプの基端側には、図１に示したように、前記モータ構成部３２で構成された直流式のモータが配設されている。このモータは、外周部を形成するモータケース２０１を備えており、該モータケース２０１の外周面が前記ケース４１の内側面４２に密着した状態で固定されている。
【００５１】
このモータケース２０１の内側には、モータ巻線２１１が巻回されたコイル２１２が内嵌されており、該コイル２１２には、コイルで励磁されるステータ２１３が保持されている。このステータ２１３の内側には、モータロータコア２１４が回転自在に収容されており、該モータロータコア２１４の外周面には、マグネット２１５が設けられている。このモータロータコア２１４には、前記回転軸３４が挿通しており、当該回転軸３４は、前記モータロータコア２１４を貫通した状態で固定されている。
【００５２】
この回転軸３４の他端部は、先端側へ向けて延出しており、当該回転軸３４は、オイルシール２２１を介して前記ポンプハウジング７２の中心穴２２２を挿通し、前記ロータ収容部１０１内に突出するように構成されている。該ロータ収容部１０１に突出した前記回転軸３４の周面には、平坦面２２３が形成されており、断面Ｄ字状のロータ接続部２２４が形成されている。このロータ接続部２２４は、前記ロータ収容部１０１に収容された前記ポンプロータインナ１０３のＤ字穴２２５を挿通した後、先端側軸受けを介して前記ポンプベース７１の座ぐり穴２２７に回転自在に収容された状態で支持されている。
【００５３】
このモータ構成部３２で構成されたモータの基端側には、前記モータ駆動制御部３３が配設されており、該モータ駆動制御部３３は、前記モータ構成部３２の基端部に接続されたインシュレータ３０１を備えている（図２参照）。
【００５４】
該インシュレータ３０１は、合成樹脂によって形成されており、前記モータ構成部３２の前記モータケース２０１の基端部に挿入され内嵌した状態で接続されるモータ接続部３１１が一体形成されている。該モータ接続部３１１には、基端側軸受け３１４を介して、前記回転軸３４の一端部が回転自在に支持されている。
【００５５】
前記モータ接続部３１１には、前記モータ巻線２１１への通電を中継するバスバー３２１，・・・がインサート成型されており、前記モータ構成部３２側に突出したバスバー３２１，・・・には、前記モータ巻線２１１が電気的に接続されている。
【００５６】
また、前記モータ接続部３１１の側縁部には、上方へ突出するとともに、ハーネス接続穴３２４が側方へ向けて開口したコネクタ部３２２が一体形成されており、該コネクタ部３２２の奥面には、前記ハーネスと電気的に接続される接続端子３２３，３２３がインサート成型されている。
【００５７】
前記モータ接続部３１１の端面には、支柱部３３３，・・・が複数立設されており、各支柱部３３３，・・・によって制御基板３３４が支持されている。該制御基板３３４には、電子回路が形成されており、外部機器から延出された前記ハーネスを前記コネクタ部３２２に接続した状態において、該コネクタ部３２２から入力される信号に基づいて前記バスバー３２１，・・・への出力信号を制御してモータ駆動制御するコントローラが構成されている。
【００５８】
前記モータ駆動制御部３３は、前記ケース４１の基端部に取り付けられる容器状の制御器カバー３３１を備えてなり、前記モータ接続部３１１に支持された前記制御基板３３４は、前記制御器カバー３３１によって覆われるように構成されている。
【００５９】
この制御器カバー３３１は、アルミニュームによって構成されており、当該制御器カバー３３１の外側面には、内部で発生した熱を外部に放出する冷却フィン３４１，・・・が複数設けられている。
【００６０】
前記インシュレータ３０１の前記コネクタ部３２２の基端部には、係合凹部３５１が凹設されており、該係合凹部３５１より端部側には、前記コネクタ部３２２基端の一般部よりやや低い段差部３５２が形成されている。このコネクタ部３２２の基端部と重合する前記制御器カバー３３１一端側の延出片３５３には、前記段差部３５２上に延在するように構成されており、当該延出片３５３の先端には、前記係合凹部３５１と係合する係合凸部３５４が折曲形成されている。
【００６１】
これにより、前記制御器カバー３３１の前記係合凸部３５４が前記コネクタ部３２２の前記係合凹部３５１に係合した状態で噛み合わせられる噛み合わせ構造が前記係合凸部３５４及び前記係合凹部３５１によって構成されており、組立時には、前記係合凹部３５１と前記係合凸部３５４との接合部分にシール剤が塗布され前記係合凸部３５４と前記係合凹部３５１とが噛み合わせられるように構成されている。
【００６２】
また、前記制御器カバー３３１の他端側には、取付状態において、前記モータケース２０１に外嵌した部位より側方へ向けて延出するカバーフランジ部３７１が前記ケースフランジ部５１に対応した部位に一体形成されており、このカバーフランジ部３７１と前記ケースフランジ部５１との面接部分及び前記モータケース２０１に外嵌した外嵌部分には、組立時においてシール剤が塗布されるように構成されている。
【００６３】
前記カバーフランジ部３７１と該カバーフランジ部３７１に面接する前記ケースフランジ部５１には、ボルト挿通穴３８１が開設されており、該ボルト挿通穴３８１には、カラー３８２が内嵌されている。
【００６４】
これにより、図１に示したように、取付時において、前記ケースフランジ部５１を前記ケーシング１１の前記外面１３に面接した状態で、前記ボルト挿通穴３８１内の前記カラー３８２に挿通したボルト３９１を、前記ケーシング１１に形成されたねじ穴３９２に螺入することで、当該電動式歯車ポンプ１を前記ケーシング１１に固定できるように構成されている。
【００６５】
図３は、前記電動式歯車ポンプ１を制御するオイルポンプの制御装置１００１を示すブロック図である。
【００６６】
このオイルポンプの制御装置１００１は、前記モータ２側を構成するコントローラ１０１１と、該コントローラ１０１１に接続された上位コントローラ１０１２とによって構成されている。
【００６７】
該上位コントローラ１０１２には、流量特性変更手段１０２１が設けられており、該流量特性制御手段１０２１は、前記オイルポンプ３で制御するオイル２１の油温を検出する油温センサ１０２２が接続されている。これにより、前記流量特性変更手段１０２１は、前記油温センサ１０２２からの信号に基づいて前記油温を算出できるうように構成されている。
【００６８】
この流量特性変更手段１０２１は、低温時に作動する電流制御指令ブロック１０３１と、高温時に作動する回転数指令ブロック１０３２とに接続されており、前記油温に基づいて前記電流制御指令ブロック１０３１から指令コマンドを送出するか、前記回転数指令ブロック１０３２から指令コマンドを送出するかを選択できるように構成されている。
【００６９】
前記回転数指令ブロック１０３２は、前記油温に応じた回転数で前記モータ２を回転する為の回転数指令を出力するように構成されている。
【００７０】
すなわち、前記オイルポンプ３からの流量は、図４の（ａ）に示すように、前記油温がθ１〜θ２の間で変化しても、一定であることが望ましい。しかし、油温が上昇するとオイル２１の粘性が低下し、前記オイルポンプ３での漏れ流量が増加する。このため、油温に対する流量を一定に保つためには、図４の（ｂ）に示すように、油温がθ１からθ２に変化するに従って指令回転数を増加する必要があり、前記回転数指令ブロック１０３２では、流量を一定に保つために、油温に基づいた適切な指令回転数を出力するように構成されている。
【００７１】
図５の（ａ）は、前記油温に対する指令内容を示す図であり、前記流量特性変更手段１０２１は、油温がθ１以上の際に前記回転数指令ブロック１０３２による制御を開始し、油温の上昇に従って指令する回転数が上昇する様子が示されている。また、図５の（ｂ）は、前記電流制御指令ブロック１０３１による指令領域と、前記回転数指令ブロック１０３２による指令領域とが示されており、該回転数指令ブロック１０３２では、出力するＤＵＴＹ駆動信号のＤＵＴＹ比がＤ２からＤ３と大きくなるに連れて回転数がＮ３からＮ２へ大きくなる様子が示されている。
【００７２】
前記コントローラ１０１１には、図３に示したように、回転速度算出手段１０４１が設けられており、該回転速度算出手段１０４１は、前記モータ２の回転軸３４の回転速度を、例えばモータ電流の変化やセンサからの信号に基づいて算出するように構成されている。この回転速度算出手段１０４１で算出した回転速度は、回転速度制御量制限手段１０４２に出力されるように構成されており、該回転速度制御量制限手段１０４２には、前記上位コントローラ１０１２で前記回転数指令ブロック１０３２が選択された際に、該回転数指令ブロック１０３２から回転数指令が入力されるように構成されている。
【００７３】
これにより、前記回転速度制御量制限手段１０４２は、前記モータ２の回転速度と前記回転数指令ブロック１０３２からの回転数指令とを比較して、回転速度の制御量を制限するとともに、これを回転速度補正手段１０５１に出力するように構成されており、該回転速度補正手段１０５１では、前記回転速度制御量制限手段１０４２からの信号に基づいてモータ２の回転数を指令値に近付ける為のＤＵＴＹ駆動信号を前記モータ２に出力するように構成されている。
【００７４】
また、前記コントローラ１０１１には、電流値算出手段１０６１が設けられており、該電流値算出手段１０６１は、前記モータ２に供給される電流値を算出して電流値制限手段１０６２に出力するように構成されている。該電流値制限手段１０６２には、前記上位コントローラ１０１２で前記電流制御指令ブロック１０３１が選択された際に、該電流制御指令ブロック１０３１から電流制御指令が入力されるように構成されている。
【００７５】
これにより、前記電流値制限手段１０６２は、前記モータ２に供給された実電流値が予め定められた電流制限値を超えた際に、電流値を一定とするような信号を電流値補正手段１０６３に出力するように構成されている。
【００７６】
該電流値補正手段１０６３では、前記電流値制限手段１０６２からの信号に基づいてモータ２の電流値が一定となるようにＤＵＴＹ駆動信号のＤＵＴＹ値を制御して前記モータ２へ出力するように構成されている。
【００７７】
図６は、前記オイルポンプの制御装置１００１の動作を示すフローチャートであり、前記油温が低温の場合の動作が示されている。
【００７８】
すなわち、前記電動式歯車ポンプ１を作動させる際には、前記コントローラ１０１１から前記モータ２に駆動信号を出力してモータ起動を行い（Ｓ１）、前記モータ２の回転状態から当該モータ２が起動したか否かを判断する（Ｓ２）。
【００７９】
このとき、オイル２１の粘度が高まる低温時には、前記モータ２が起動しないことがあり、この場合再起動制御を開始する。
【００８０】
この再起動制御では、当該再起動制御を開始してからメモリ等に予め記憶されたフェール時間ｔ２が経過したか否かを判断する（Ｓ３）。初期段階では、前記フェール時間ｔ２を経過していないので、一定時間ｔ１待機して停止した後（Ｓ４）、前記ステップＳ１へ戻ることで前記モータ２の起動を試みる（Ｓ１）。このとき、モータ２が起動していない場合には、前記ステップＳ１からステップＳ４を繰り返す。
【００８１】
ここで、前記一定時間ｔ１は、前記モータ２を駆動するモータコントローラ駆動回路の回路素子、具体的には駆動用ＦＥＴの作動許容温度により定められており、前記駆動用ＦＥＴの正常動作を可能とする連続通電時間、例えば１５秒に設定されている。
【００８２】
また、前記フェール時間ｔ２は、当該オイルポンプ３が搭載された車両にダメージを与えない範囲の時間に設定されている。
【００８３】
例えば、このオイルポンプ３を自動車のＡＴやＣＶＴ等の自動変速機４で使用する際には、当該オイルポンプ３によるオイル２１の供給が停止した状態で前記自動変速機４の作動を続けても、当該自動変速機４が故障しない連続作動時間、例えば５分に設定されている。また、このオイルポンプ３を冷却オイル供給用に使用する際には、連続作動を続けても焼き付け等の不具合を生じない連続時間に設定する。
【００８４】
そして、この再起動制御が前記フェール時間ｔ２行われた際には（Ｓ３）、メモリに起動不良フェールと記録して（Ｓ５）、当該処理を終了する。
【００８５】
これにより、図７に示すように、前記モータ２は、前記一定時間ｔ１毎の起動が前記フェール時間ｔ２試みられた後、起動不能時には、起動不良フェールとして処理される。このため、故障時は、確実に故障判断を行うことができる。
【００８６】
一方、図６に示したように、前記モータ２が起動した際には（Ｓ２）、電流制御を開始する。
【００８７】
この電流制御では、図８にも示すように、前記電流値算出手段１０６１にて前記モータ２に供給された実電流値を計算し（Ｓ６）、この計算電流値が予めメモリに設定された電流制限値より大きいか否かを判断する（Ｓ７）。このとき、前記計算電流値が前記電流制限値より大きい場合には、電流制限処理を行う一方（Ｓ８）、前記計算電流値が前記電流制限値以下の場合には、回転数制御処理を行う（Ｓ９）。
【００８８】
具体的に説明すると、前記電流制御処理Ｓ８では、前記計算電流値と前記電流制限値との差を演算し（ＳＢ１）、この差に基づいて電流値ＰＩＤ制御により前記モータ２へのＤＵＴＹ駆動信号のＤＵＴＹ値を下げ前記計算電流値が前記電流制限値を超え範囲内で定電流制御して（ＳＢ２）、前記ステップＳ６へ戻る。
【００８９】
図９は、出力ＤＵＴＹを下げた際の効果を示す図であり、出力ＤＵＴＹをＤｏ２からＤｏ１に下げることによって、前記モータ２に供給される電流が下がる様子が示されている。このため、前述した電流値ＰＩＤ制御に従って前記出力ＤＵＴＹを下げることで、前記実電流値が前記電流制限値未満となるように維持するとともに、前記モータ２に供給される実電流値が一定となるように制御できる。
【００９０】
このとき、前記モータ２の回転数は、前記電流値に見合ったモータ２のＮ−Ｔ特性で定まる回転数に自動的に下げることができる。
【００９１】
また、図８に示したように、前記回転数制御処理では（Ｓ９）、現在のモータ２の現在回転数と目標回転数との差を演算し（ＳＢ３）、この差に基づいて回転数ＰＩＤ制御により前記モータ２へのＤＵＴＹ駆動信号のＤＵＴＹ値を上下して（ＳＢ４）、前記ステップＳ６へ戻る。
【００９２】
これにより、前記実電流値が前記電流制限値以下の場合には、前記モータ２の回転数が目標回転数となるように制御することができる。
【００９３】
以上の構成にかかる本実施の形態において、通常のポンプ制御ではオイル２１の粘性による漏れ補償機能により、オイルポンプ３の製造ばらつきによらない流量特性の確保を可能とすることができる。
【００９４】
このとき、電流値算出手段１０６２で演算したモータ２に供給する電流値が大きい場合に、前記電流制限値によって上限値を与えることで、前記電流値を制限することができる。
【００９５】
これにより、前記モータ２に電力を供給するバッテリーの消費電力を抑えることができるので、バッテリー容量の不要な増大を回避することができ、低温時でのバッテリ上がりを未然に防止できる。
【００９６】
また、前記モータ２への実電流値が電流制限値を超えていた場合には、前記モータ２への出力ＤＵＴＹを下げることによって、前記電流制限値を超えないような定電流制御を行うことができる。
【００９７】
このため、このオイルポンプ３が搭載された車両において、低温時の車両のバッテリー消費量を安定させる事が出来るので、バッテリー容量の不必要な増大が不要となる。
【００９８】
また、低温時などの流量を必要としない領域では、バッテリー容量の許す限りの範囲内で、フレキシブルにオイル２１の通流を確保することができる。
【００９９】
そして、前記オイルポンプ３が起動しないフェール時には、当該オイルポンプ３の再起動に一定時間ｔ１のインターバルを置くことで、消費電力の増大を抑制することができる。
【０１００】
さらに、インターバルを置いて再起動するため、極低温時の起動を可能な限り行うことができる。
【０１０１】
また、極低温時にモータ２を起動する場合、所定時間の経過により油温が上昇し、モータ起動可能になった際に再起動制御を用いて起動することが可能となる。
【０１０２】
加えて、不必要にモータ出力を大きくすることなく、システムを構成できるため、モータ２の小型化とコストダウンを図ることができる。
【０１０３】
また、起動不良フェールと判断するフェール時間ｔ２を、当該オイルポンプ３が搭載された車両にダメージを与えない範囲の時間に設定した。
【０１０４】
これにより、車両の電気系統や関連機構等の安全性を向上することができる。
【０１０５】
加えて、前記一定時間ｔ１は、前記モータ２を駆動するモータコントローラ駆動回路の回路素子、具体的には駆動用ＦＥＴの作動許容温度により定められており、前記駆動用ＦＥＴの正常動作を可能とする連続通電時間に設定されている。
【０１０６】
このため、前記モータ２のコントローラ１０１１の回路素子、とりわけＦＥＴのような発熱素子の過度の温度上昇を抑制し、前記コントローラ１０１１の信頼性を向上することができる。
【符号の説明】
【０１０７】
１ 電動式歯車ポンプ
２ モータ
３ オイルポンプ
３１ ポンプ構成部
３２ モータ構成部
３４ 回転軸
１０１１ コントローラ
１０２２ 油温センサ
１０４１ 回転速度算出手段
１０５１ 回転速度補正手段
１０６１ 電流値算出手段
１０６２ 電流値制限手段
【特許請求の範囲】
【請求項１】
モータで回転駆動される回転軸の回転により流量を制御するオイルポンプの制御装置であって、
前記オイルポンプで制御するオイルの油温を検出する温度検出手段と、
前記オイルポンプの回転速度を算出する回転速度算出手段と、
前記温度検出手段で検出した前記油温に基づいて前記回転軸の速度制御値の補正を行う回転速度補正手段とを備え、
電流値算出手段で演算した前記モータに供給する電流値に上限値を与える電流値制限手段をさらに備えたことを特徴とするオイルポンプの制御装置。
【請求項２】
前記電流値制限手段は、低油温時に実電流値が電流制限値を超えていた場合に前記モータへ出力するＤＵＴＹ信号の出力ＤＵＴＹを下げ、前記電流制限値を超えないように定電流制御を行うことを特徴とした請求項１記載のオイルポンプの制御装置。
【請求項３】
モータで回転駆動される回転軸の回転により流量を制御するオイルポンプの制御装置であって、
前記オイルポンプで制御するオイルの油温を検出する温度検出手段と、
前記オイルポンプの回転速度を算出する回転速度算出手段と、
前記温度検出手段で検出した前記油温に基づいて前記回転軸の速度制御値の補正を行う回転速度補正手段とを備え、
前記オイルポンプが作動しない場合の再起動を行う再起動制御手段をさらに備えたことを特徴とするオイルポンプの制御装置。
【請求項４】
前記再起動制御手段は、極低温時に前記モータが起動しない場合に一定時間後に再度起動をかける動作を繰り返し行い、この繰り返し動作を一定時間行っても起動できない場合は故障と診断し、起動不良フェールとすることを特徴とした請求項３記載のオイルポンプの制御装置。
【請求項５】
前記起動フェールと判断する時間を、当該オイルポンプが搭載された車両にダメージを与えない範囲の時間に設定したことを特徴とする請求項４記載のオイルポンプの制御装置。
【請求項６】
前記一定時間は、前記モータをコントロールするモータコントローラの回路素子の作動の許容温度により定めることを特徴とする請求項４又は５記載のオイルポンプの制御装置。
【請求項１】
モータで回転駆動される回転軸の回転により流量を制御するオイルポンプの制御装置であって、
前記オイルポンプで制御するオイルの油温を検出する温度検出手段と、
前記オイルポンプの回転速度を算出する回転速度算出手段と、
前記温度検出手段で検出した前記油温に基づいて前記回転軸の速度制御値の補正を行う回転速度補正手段とを備え、
電流値算出手段で演算した前記モータに供給する電流値に上限値を与える電流値制限手段をさらに備えたことを特徴とするオイルポンプの制御装置。
【請求項２】
前記電流値制限手段は、低油温時に実電流値が電流制限値を超えていた場合に前記モータへ出力するＤＵＴＹ信号の出力ＤＵＴＹを下げ、前記電流制限値を超えないように定電流制御を行うことを特徴とした請求項１記載のオイルポンプの制御装置。
【請求項３】
モータで回転駆動される回転軸の回転により流量を制御するオイルポンプの制御装置であって、
前記オイルポンプで制御するオイルの油温を検出する温度検出手段と、
前記オイルポンプの回転速度を算出する回転速度算出手段と、
前記温度検出手段で検出した前記油温に基づいて前記回転軸の速度制御値の補正を行う回転速度補正手段とを備え、
前記オイルポンプが作動しない場合の再起動を行う再起動制御手段をさらに備えたことを特徴とするオイルポンプの制御装置。
【請求項４】
前記再起動制御手段は、極低温時に前記モータが起動しない場合に一定時間後に再度起動をかける動作を繰り返し行い、この繰り返し動作を一定時間行っても起動できない場合は故障と診断し、起動不良フェールとすることを特徴とした請求項３記載のオイルポンプの制御装置。
【請求項５】
前記起動フェールと判断する時間を、当該オイルポンプが搭載された車両にダメージを与えない範囲の時間に設定したことを特徴とする請求項４記載のオイルポンプの制御装置。
【請求項６】
前記一定時間は、前記モータをコントロールするモータコントローラの回路素子の作動の許容温度により定めることを特徴とする請求項４又は５記載のオイルポンプの制御装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２０１２−２５５３５３（Ｐ２０１２−２５５３５３Ａ）
【公開日】平成２４年１２月２７日（２０１２．１２．２７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１２７８９８（Ｐ２０１１−１２７８９８）
【出願日】平成２３年６月８日（２０１１．６．８）
【出願人】（０００２２０５０５）日本電産トーソク株式会社 (189)
【出願人】（０００００３９９７）日産自動車株式会社 (16,386)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１２月２７日（２０１２．１２．２７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年６月８日（２０１１．６．８）
【出願人】（０００２２０５０５）日本電産トーソク株式会社 (189)
【出願人】（０００００３９９７）日産自動車株式会社 (16,386)
【Ｆターム（参考）】
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