DE102019105435A1

DE102019105435A1 - Pumpenvorrichtung

Info

Publication number: DE102019105435A1
Application number: DE102019105435.4A
Authority: DE
Inventors: Kazuyoshi Shimatani; Takahiro Sakai
Original assignee: Aisin Seiki Co Ltd
Current assignee: Aisin Corp
Priority date: 2018-03-06
Filing date: 2019-03-04
Publication date: 2019-09-12
Also published as: US20190277280A1; JP2019152198A

Abstract

Eine Pumpenvorrichtung (100) weist auf: eine variable Pumpeinheit (P) vom Typ mit variabler Kapazität mit einem Innenrotor (14) mit einer Mehrzahl von Außenzähnen (14A), einem Außenrotor (15) mit einer Mehrzahl von Innenzähnen (15A), die mit einem Bereich der Mehrzahl von Außenzähnen des Innenrotors verzahnt sind, einem Gehäuse (H), einem Ansauganschluss (11) und einem Ausgabeanschluss (12), einem Einstellungsbauteil (21), das einen Ausgabedruck eines Fluides einstellt, einem Vorspannmechanismus (23), der das Einstellungsbauteil vorspannt, einem Steuerungsflusskanal (5), der einen Fluiddruck von dem Ausgabeanschluss veranlasst, an das Einstellungsbauteil angelegt zu werden, einem Solenoidventil (V), das den Fluiddruck einstellt, der an das Einstellungsbauteil angelegt wird, einem Bypass-Strömungskanal (26) und einem Überdruckventil (27); einen Drehzahlsensor (SR), der eine Drehzahl einer Antriebsquelle (E) misst; und eine Steuerungseinheit (C), die das Solenoidventil steuert.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Diese Offenbarung betrifft eine Pumpenvorrichtung.
HINTERGRUNDDISKUSSION
Die JP 2011-256987 A (Referenz 1) offenbart folgende Technik. Zur Durchführung eines Geschwindigkeitsänderungssteuerungsprozesses eines Automatikgetriebes wird ein lineares Solenoidventil bereitgestellt, das einen hydraulischen Druck steuert zur Lieferung eines Betriebshydrauliköls an ein Reibelement. Wenn das Betriebshydrauliköl, das als Hydraulischer Druck mit einem Ausgangshydraulikdruckzielwert dient, von dem linearen Solenoidventil geliefert wird, wird ein Befehlsstrom berechnet, basierend auf einer Karte aus dem Befehlswert vs. Befehlshydraulikdruck, die für jedes individuelle Solenoidventil vorbereitet wird.
Gemäß der Referenz 1 wird eine Differenz zwischen einem tatsächlichen ausgegebenen Hydraulikdruck und dem Befehlshydraulikdruck berechnet, indem der Befehlsstrom verwendet wird, und eine Referenzkarte, die vorher basierend auf der Differenz vorbereitet worden ist, wird korrigiert, um die Karte aus Befehlsstrom vs. Befehlshydraulikdruck vorzubereiten. Zur Durchführung der automatischen Übertragung basierend auf der vorbereiteten Karte, die den Befehlsstrom vs. Befehlshydraulikdruck aufweist, wird eine individuelle Abweichung eines elektrohydrostatischen Steuerungsmittels reduziert, um eine verbesserte Steuerungsgenauigkeit zu realisieren.
Die JP 2005-155920A (Referenz 2) offenbart folgende Technik. Eine parametrische Variable, die sich auf hydraulische Druckeigenschaften eines Solenoidventils bezieht, das für die automatische Übertragung verwendet wird, wird in einem Speicher gespeichert, und die parametrische Variable, die in dem Speicher gespeichert ist, wird abgerufen. Basierend auf der parametrischen Variablen wird ein Zielstrom für einen Zielhydraulikdruck berechnet.
Gemäß der Referenz 2 werden bei einem Automatikübertragungssystem die optimale virtuelle Kartenidentifikationsinformation und die parametrischen Variablen, die in dem Speicher gespeichert sind, aufgerufen, um eine optimale virtuelle Karte auszuwählen. Basierend auf der Auswahl der optimalen virtuellen Karte und der parametrischen Variablen wird der Zielstrom, der an ein Zielsolenoidventil zu liefern ist, berechnet.
Die JP 2016-98768A (Referenz 3) offenbart folgende Technik für eine Ölpumpe. Die Ölpumpe weist ein Solenoidventil auf, das einen Innenrotor mit Außenzähnen, einen Außenrotor mit Innenzähne, und einen Einstellungsring zum Einstellen einer Ausgabemenge des Betriebshydrauliköls aufweist, indem eine Position eingestellt wird, und das einen Druck steuert, der an den Einstellungsring von einem Ausgabeanschluss angelegt wird. Die Ölpumpe betreibt den Einstellungsring, indem das Solenoidventil gesteuert wird, um so die Ausgabemenge des hydraulischen Betriebsöls zu steuern.
Gemäß der Referenz 3 weist die Ölpumpe eine Spiralfeder auf, die den Einstellungsring in eine Richtung vorspannt, in der ein Ausgabedruck des Ausgabeanschlusses zunimmt. Der an den Einstellungsring angelegte Druck wird erhöht, indem das Solenoidventil gesteuert wird. In dieser Weise wird der Einstellungsring gegen eine Vorspannkraft der Spiralfeder betrieben. Eine Betriebsart wird festgelegt, um den Ausgabedruck in dem Ausgabeanschluss zu reduzieren.
Gemäß den in den Referenzen 1 und 2 offenbarten Techniken wird ein an ein elektromagnetisches Solenoid zu liefernder Stromwert basierend auf einer Karte berechnet, um eine geeignete Steuerung zu realisieren, indem der Stromwert, der in dieser Weise berechnet worden ist, verwendet wird. Die Viskosität des Betriebshydrauliköls nimmt jedoch mit geringerer Temperatur zu. Entsprechend ist es notwendig, eine Temperatur zu berücksichtigen, wenn der Stromwert, der an das elektromagnetische Solenoid zu liefern ist, festgelegt wird. Die Techniken, die jeweils in den Referenzen 1 und 2 offenbart sind, berücksichtigen jedoch nicht die Temperatur. Folglich besteht Raum für Verbesserungen.
Wie in der Referenz 3 offenbart, ist es denkbar, eine Pumpe zu verwenden, die den Ausgabedruck ändern kann. Obwohl die Pumpe in dieser Weise konfiguriert ist, wird jedoch der Ausgabedruck stark beeinträchtigt durch die Temperatur des Betriebshydrauliköls. Selbst wenn die Karte festgelegt wird unter Verwendung der Techniken, die jeweils in der Referenz 1 und 2 offenbart sind, und die Steuerung durchgeführt wird, indem der Stromwert, der an das Solenoidventil zu liefern ist, basierend auf der Karte berechnet wird, ist es schwierig, einen Zielausgabedruck zu erlangen.
Um diesen Nachteil zu beseitigen, ist es denkbar, Tabellendaten festzulegen, die die Temperatur berücksichtigen. Wenn eine Pumpe vom Typ mit variabler Kapazität, die in der Referenz 3 offenbart ist, in Betracht gezogen wird, haben jedoch die Tabellendaten eine Datenstruktur, bei der ein Strom, der an das Solenoidventil zu liefern ist, basierend auf einer Drehzahl (Drehzahl pro Zeiteinheit) einer Antriebsquelle der Pumpe, der Kapazität der festgelegten Pumpe und einer Öltemperatur berechnet wird,. Entsprechend haben die Tabellendaten eine riesige Datenmenge, und ein nicht flüchtiger Speicher mit großer Kapazität ist erforderlich. Darüber hinaus, wenn die Tabellendaten die riesige Datenmenge haben, wird ein Prozess kompliziert, wenn die Tabellendaten festgelegt werden.
Folglich besteht Bedarf für eine Pumpenvorrichtung, die leicht einen Stromwert festlegen kann, der an ein Solenoidventil zur Steuerung eines Ausgabedrucks zu liefern ist, basierend auf einer Drehzahl und einer Temperatur eines Fluides einer Antriebsquelle einer Pumpe.
ZUSAMMENFASSUNG
Ein Merkmal einer Pumpenvorrichtung gemäß einem Aspekt dieser Offenbarung liegt darin, dass die Pumpenvorrichtung eine Pumpeneinheit vom Typ mit variabler Kapazität, die konfiguriert ist, um einen Innenrotor mit einer Mehrzahl von Außenzähnen, der um einen ersten Wellenkern drehbar ist, einen Außenrotor mit einer Mehrzahl von Innenzähnen, die mit einem Bereich der Mehrzahl von Außenzähnen des Innenrotors verzahnt sind und der um einen zweiten Wellenkern drehbar ist, ein Gehäuse, das den Innenrotor und den Außenrotor unterbringt, einen Ansauganschluss und einen Ausgabeanschluss, die in dem Gehäuse gebildet sind, ein Einstellungsbauteil, das drehbar den Außenrotor abstützt und einen Ausgabedruck eines Fluides in dem Ausgabeanschluss einstellt durch Ändern einer Positionsbeziehung zwischen dem ersten Wellenkern und dem zweiten Wellenkern, einen Vorspannmechanismus, der das Einstellungsbauteil in eine Richtung vorspannt, in der der Ausgabedruck zunimmt oder abnimmt, eine Steuerungsflusspassage, die einen Fluiddruck von dem Ausgabeanschluss, der an das Einstellungsbauteil zu liefern ist, veranlasst, einen Druck auf das Einstellungsbauteil gegen eine Vorspannkraft des Vorspannmechanismus anzulegen, ein Solenoidventil, das sich in der Steuerungsflusspassage befindet, um den Fluiddruck, der an das Einstellungsbauteil anzulegen ist, einzustellen, eine Bypass-Strömungspassage, die das Fluid des Ausgabeanschlusses veranlasst, in den Ansauganschluss zu strömen, und ein Entspannungsventil (Überdruckventil), das sich in der Bypass-Strömungspassage befindet, um in einen offenen Zustand gebracht zu werden, wenn der Ausgabedruck einen vorbestimmten Wert oder einen größeren erreicht, aufzuweisen, einen Drehzahlsensor, der eine Drehzahl pro Zeiteinheit der Antriebsquelle misst, die den Innenrotor oder den Außenrotor antreibt, und eine Steuerungseinheit, die das Solenoidventil steuert, aufweist. Die Steuerungseinheit weist eine Druckwertumwandlungseinheit auf, die einen Zielausgabedruck in einen Umwandlungszielausgabedruck umwandelt, der als Positionsinformation innerhalb eines vorbestimmten Bereichs dient, in einer Definitionsregion, in der ein maximaler Ausgabedruck und ein minimaler Ausgabedruck, die basierend auf der Drehzahl der Antriebsquelle und einer Temperatur des Fluides festgelegt sind, jeweils definiert sind als maximaler Wert und minimaler Wert in dem vorbestimmten Bereich, eine Kartendatenauswahleinheit, die erste Kartendaten speichert, bei denen das Überdruckventil in einen offenen Zustand bei dem maximalen Ausgabedruck gebracht ist, und zweite Kartendaten, bei denen das Überdruckventil in einem geschlossenen Zustand bei den maximalen Ausgabedruck gebracht ist, als Kartendaten, die eine Datenstruktur aufweisen, die durch ein orthogonales Koordinatensystem dargestellt ist, bei dem die Definitionsregion in einer Richtung einer Zielachse angegeben ist und ein Zielstromwert des Solenoidventils in einer Richtung einer Ausgabeachse orthogonal zu der Zielachse angegeben ist, und die irgendeine von den ersten Kartendaten und den zweiten Kartendaten basierend auf der Drehzahl der Antriebsquelle, die durch den Drehzahlsensor gemessen wird, und der Temperatur des Fluides, die durch einen Temperatursensor gemessen wird, auswählt, und eine Ausgabestromsteuereinheit, die den Zielstromwert erfasst, entsprechend dem Umwandlungszielausgabedruck unter Bezugnahme auf die ausgewählten Kartendaten, und die den Zielstromwert an das Solenoidventil ausgibt.
Gemäß diesem Aufbau, in einem Fall, bei dem der Zielausgabedruck erfasst ist, veranlasst die Steuerungseinheit die Druckwertumwandlungseinheit zur Umwandlung des Zielausgabedrucks in den Umwandlungszielausgabedruck. Als Nächstes wählt die Kartendatenauswahleinheit die ersten Kartendaten, wenn das Überdruckventil in einem offenen Zustand ist, und die zweiten Kartendaten, wenn das Überdruckventil in einem geschlossenen Zustand ist, die als Kartendaten gespeichert sind, basierend auf der Drehzahl der Antriebsquelle, die von dem Drehzahlsensor gemessen wird, und der Temperatur der Fluides, die von dem Temperatursensor gemessen wird, aus. Als Nächstes erfasst die Ausgabestromsteuereinheit den Zielstromwert entsprechend dem Umwandlungszielausgabedruck unter Bezugnahme auf die ausgewählten Kartendaten und gibt den Zielstromwert an das Solenoidventil aus.
Auch wenn der Zielausgabedruck den gleichen Wert hat, variiert der Stromwert, der an das Solenoidventil zu liefern ist, entsprechend der Drehzahl der Antriebsquelle und der Temperatur des Fluides. Aus diesem Grund ist es notwendig, die Kartendaten entsprechend der Drehzahl der Antriebsquelle und der Temperatur des Fluides aufzubereiten.
In diesem Fall, wenn berücksichtigt wird, dass der Zielstromwert unter Bezugnahme auf die Kartendaten erfasst wird, indem der Zielausgabedruck verwendet wird, der in Megapascal ausgedrückt wird, ist es notwendig, die Datenstruktur vorzubereiten, die den Zielausgabedruck und den Zielstromwert entsprechend Einheiten in Megapascal als Kartendaten wiederspiegelt. In der Datenstruktur, die in dieser Weise konfiguriert ist, müssen jedoch in einem Fall, bei dem die Drehzahl der Antriebsquelle oder die Temperatur des Fluides sich ändern, die Kartendaten korrigiert oder modifiziert werden, um dieser Änderung Rechnung zu tragen, oder die Kartendaten müssen neu festgelegt werden. In einem Fall, bei dem die Kartendaten neu vorbereitet werden, ist es notwendig, mehrere Elemente der Kartendaten im Voraus bereitzustellen.
Gemäß diesem Aufbau wird dagegen die Definitionsregion definiert, in der der maximale Ausgabedruck und der minimale Ausgabedruck, die festgelegt sind basierend auf der Drehzahl der Antriebsquelle und der Temperatur des Fluides, jeweils als maximaler Wert und minimaler Wert in dem vorbestimmten Bereich festgelegt. Die Druckwertumwandlungseinheit wandelt den Zielausgabedruck in den Umwandlungszielausgabedruck um, der als Positionsinformation innerhalb des vorbestimmten Bereichs dient. Die Kartendaten haben dann die Datenstruktur, die durch das orthogonale Koordinatensystem dargestellt ist, indem die Definitionsregion angegeben ist in Richtung der Zielachse, und der Zielstromwert des Solenoidventils in Richtung der Ausgabeachse orthogonal zu der Zielachse angegeben ist. Die Kartendaten sind konfiguriert, um die ersten Kartendaten aufzuweisen, wenn das Überdruckventil in den offenen Zustand bei den maximalen Ausgabedruck gebracht ist, und die zweiten Kartendaten, wenn das Überdruckventil in einen geschlossenen Zustand bei den maximalen Ausgabedruck gebracht ist.
In einem Fall, bei dem der maximale Ausgabedruck, der festgelegt ist, basierend auf der Drehzahl der Antriebsquelle, die von dem Drehzahlsensor gemessen wird, und der Temperatur des Fluides, die von dem Temperatursensor gemessen wird, groß genug ist, um das Überdruckventil in den offenen Zustand zu bringen, werden die ersten Kartendaten ausgewählt. Die ersten Kartendaten haben eine Charakteristik, dass der Ausgabedruck nicht geändert wird, bis das Überdruckventil durch Anlegen des Stroms an das Solenoidventil geschlossen wird, und der Ausgabedruck sich stark reduziert, wenn der Ausgabedruck einen vorbestimmten Stromwert übersteigt. In einem Fall, bei dem der maximale Ausgabedruck eine Größe aufweist, dass das Überdruckventil in den offenen Zustand gebracht wird, werden dagegen die zweiten Kartendaten ausgewählt. Die zweiten Kartendaten haben eine Charakteristik, dass der Ausgabedruck allmählich reduziert wird durch Anlegen des Stroms an das Solenoidventil, und der Ausgabedruck beginnt sich stark zu reduzieren, wenn der Ausgabedruck den vorbestimmten Stromwert übersteigt. Ein Wert des Ausgabedrucks, der das Überdruckventil in den offenen Zustand in der Pumpenvorrichtung bringt, kann berechnet werden, indem eine Struktur oder ein Testbetrieb der Pumpenvorrichtung verwendet wird.
In dieser Weise haben die ersten Kartendaten und die zweiten Kartendaten, die festgelegt werden, entsprechend ob der maximale Ausgabedruck der Ausgabedruck ist, um das Überdruckventil in den offenen Zustand zu bringen oder nicht, inhärente Charakteristiken. Folglich werden die ersten Kartendaten oder die zweiten Kartendaten basierend auf dem maximalen Ausgabedruck ausgewählt. In dieser Weise ist es möglich, den Zielstromwert, der an das Solenoidventil zu liefern ist, geeignet festzulegen, um den Zielausgabedruck entsprechend der Drehzahl der Antriebsquelle und der Temperatur des Fluides aus den ausgewählten Kartendaten zu erlangen. In dieser Weise ist es möglich, die Anzahl von Elementen der Kartendaten, die zu referenzieren sind, zu reduzieren. Entsprechend kann die Speicherkapazität der Karte in der Steuerungseinheit minimiert werden, und ein Berechnungsprozess des Zielstromwerts kann vereinfacht werden.
Folglich wird eines von zwei Elementen der Kartendaten ausgewählt gemäß dem maximalen Ausgabedruck. In dieser Weise ist es möglich, den Zielstromwert, der an das Solenoidventil zu liefern ist, geeignet festzulegen, um den Zielausgabedruck entsprechend der Drehzahl und der Temperatur des Fluides zu erlangen. Als Ergebnis kann die Speicherkapazität der Karte in der Steuerungseinheit minimiert werden, und der Berechnungsprozess des Zielstromwerts kann vereinfacht werden.
Ein anderes Merkmal liegt darin, dass die Kartendatenauswahleinheit eine Mehrzahl von Elementen der zweiten Kartendaten speichert gemäß einem oberen Grenzwert des Zielausgabedrucks basierend auf der Drehzahl der Antriebsquelle und der Temperatur des Fluides.
In einem Fall, bei dem der maximale Ausgabedruck eine Größe aufweist, so dass das Überdruckventil nicht in den offenen Zustand gebracht wird, wird die zweite Karte als Kartendaten ausgewählt. Bei dem maximalen Ausgabedruck, der nicht groß genug ist, um das Überdruckventil in den offenen Zustand zu bringen, werden jedoch ein Druck (mittlerer Druck), der etwas geringer ist als der Ausgabedruck, der das Überdruckventil in den offenen Zustand bringt, und ein erheblich geringerer Druck (Niederdruck) miteinander gemischt. In einem Fall, bei dem der maximale Ausgabedruck der Niederdruck ist, ist beispielsweise der Druck, der an das Einstellungsbauteil angelegt wird, gering. Entsprechend kann in einigen Fällen die Pumpenvorrichtung durch den Vorspannmechanismus stark beeinflusst werden, der das Einstellungsbauteil in die Richtung vorspannt, in der der Ausgabedruck erhöht oder reduziert wird. In einem Fall, bei dem der maximale Ausgabedruck der mittlere Druck ist, wird dagegen die Pumpenvorrichtung weniger stark durch den Vorspannmechanismus beeinträchtigt, und der Druck, der an das Einstellungsbauteil angelegt wird, wird dominant. Bei dem maximalen Ausgabedruck, der eine Größe aufweist, bei der das Überdruckventil in den offenen Zustand gebracht wird, wird folglich berücksichtigt, dass die Kartendaten in Abhängigkeit von dem Ausgabedruck stark variieren können.
Gemäß diesem Aufbau speichert folglich die Kartendatenauswahleinheit eine Mehrzahl von Elementen der zweiten Kartendaten gemäß dem oberen Grenzwert des Zielausgabedrucks, basierend auf der Drehzahl der Antriebsquelle und der Temperatur des Fluides. In dieser Weise können die geeigneten Daten, bei denen der maximale Ausgabedruck festgelegt ist, um eine Größe zu haben, so dass das Überdruckventil in den offenen Zustand gebracht wird, ausgewählt werden gemäß der Drehzahl und der Temperatur des Fluides. Als Ergebnis ist es möglich, den Zielstromwert, der an das Solenoidventil zu liefern ist, genau festzulegen, um den Zielausgabedruck entsprechend der Drehzahl und der Temperatur des Fluides zu erlangen.
Ein anderes Merkmal liegt darin, dass die Pumpenvorrichtung ferner einen Hydraulikdrucksensor aufweist, der den Ausgabedruck misst, und dass der Zielstromwert durch Rückführung basierend auf dem von dem Hydraulikdrucksensor gemessenen Ausgabedruck gesteuert (geregelt) wird.
Ähnlich zu diesem Aufbau, wenn der Zielstromwert durch Rückführung gesteuert wird, basierend auf dem Ausgabedruck, der von dem Hydraulikdrucksensor gemessen wird, kann in einem Fall, bei dem ein tatsächlicher Ausgabedruck und der Zielhydraulikdruck nicht übereinstimmen, der Zielstromwert einfach eingestellt werden. In dieser Weise kann der Ausgabedruck der elektrischen Pumpe mit dem Zielhydraulikdruck übereinstimmen oder diesem angenähert sein.
Figurenliste
Die vorangegangenen und weitere Merkmale und Charakteristiken dieser Offenbarung werden deutlicher durch die folgende detaillierte Beschreibung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen. Es zeigen:

1 ein Hydraulikdruckschaltungsdiagramm, das einen Aufbau einer Pumpensteuerungsvorrichtung verdeutlicht;
2 eine Querschnittsansicht einer Pumpeneinheit, für die ein Ausgabedruck auf ein Maximum festgelegt ist;
3 eine Querschnittsansicht der Pumpeneinheit, für die der Ausgabedruck auf ein Minimum festgelegt ist;
4 ein Blockschaltungsdiagramm einer Steuerungseinheit;
5 eine Ansicht, die eine Beziehung zwischen einem Zielhydraulikdruck und einem Umwandlungszielhydraulikdruck verdeutlicht;
6 eine Ansicht, die eine Art bzw. Form von Kartendaten verdeutlicht;
7 eine Ansicht, die repräsentative Kartendaten verdeutlicht;
8 einen Graphen, der einen Beziehung verdeutlicht zwischen einem Hydraulikdruck und einem Strom bei jeweils verschiedenen Drehzahlen, wenn eine Temperatur eines Fluides 0°C beträgt;
9 einen Graphen, der eine Beziehung verdeutlicht zwischen dem Hydraulikdruck und dem Strom bei jeweils verschiedenen Drehzahlen, wenn die Temperatur des Fluides 30°C beträgt;
10 einen Graphen, der eine Beziehung eine verdeutlicht zwischen dem Hydraulikdruck und dem Strom bei jeweils verschiedenen Drehzahlen, wenn die Temperatur des Fluides 60°C beträgt;
11 einen Graphen, der eine Beziehung verdeutlicht zwischen dem Hydraulikdruck und dem Strom bei jeweils verschiedenen Drehzahlen, wenn die Temperatur des Fluides 90°C beträgt;
12 eine Ansicht, die eine Kartendatenkorrespondenztabelle verdeutlicht; und
13 ein Flussdiagramm einer Ausgabedrucksteuerungsroutine.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
Im Folgenden werden Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben.
Grundaufbau
Wie in 1 gezeigt, ist eine Pumpenvorrichtung 100 aufgebaut, um eine Pumpeinheit P vom Typ mit variabler Kapazität, die von einem Verbrennungsmotor E, der als Antriebsquelle dient, angetrieben wird, ein Solenoidventil V zum Steuern eines Hydraulikdrucks (im Folgenden auch als Ausgabedruck bezeichnet) von Öl (beispielsweise ein Fluid), das von der Pumpeneinheit P ausgegeben wird, und eine Steuerungseinheit C aufzuweisen zum Steuern des Solenoidventils V basierend auf einem Messergebnis von einem Drehzahlsensor SR und einem Messergebnis eines Temperatursensor ST.
Die Pumpenvorrichtung 100 ist in einem Fahrzeug, beispielsweise ein Personenwagen, installiert. Die Pumpeneinheit P wird von dem Verbrennungsmotor E des Fahrzeugs angetrieben und saugt das Öl von einer Ölwanne des Verbrennungsmotors E an, indem ein Ansaugflusskanal 1 verwendet wird, um das Öl über einen Versorgungsflusskanal 2 zu liefern. Das Fahrzeug weist ein Hydraulikdruckstellglied 3 auf, beispielsweise eine Ventilzeitsteuerung zum Festlegen der Öffnungs- und Schließzeiten eines Ansaugventils des Verbrennungsmotors E, und eine Hydraulikdruckübertragung, und einen Hauptkanal 4 zum Schmieren des Verbrennungsmotors E. Das Öl wird von dem Versorgungsflusskanal 2 dorthin geliefert. Die Pumpenvorrichtung 100 kann konfiguriert sein, um zusätzlich zu dem Öl Wasser oder Chemikalien zu liefern.
Wie in 1 gezeigt, weist die Pumpenvorrichtung 100 einen Versorgungsflusskanal 2, einen Steuerungsflusskanal 5 und einen Abflusskanal 6 auf. Das Solenoidventil V befindet sich in dem Steuerungsflusskanal 5, und der Steuerungsflusskanal 5 liefert einen Teil des Öls (beispielsweise das Fluid), das an den Versorgungsflusskanal 2 zu liefern ist, an eine Druckkammer PS (siehe 2) der Pumpeneinheit P über das Solenoidventil. Der Abflusskanal 6 gibt das Öl der Druckkammer PS über das Solenoidventil V aus.
Die Steuerungseinheit C dient als ECU zum Steuern eines Öldrucks. Ein Messsignal von dem Drehzahlsensor SR, der eine Drehzahl pro Zeiteinheit (im Folgenden als „Drehzahl“ abgekürzt) einer Kurbelwelle des Verbrennungsmotors E (beispielsweise eine Antriebsquelle, im Folgenden als „Verbrennungsmotor E“ abgekürzt) erfasst und ein Messsignal von dem Temperatursensor ST, der eine Öltemperatur (Temperatur des Fluides) des Öls misst, das von der Pumpeneinheit P angesaugt wird, werden in die Steuerungseinheit C eingegeben.
In einem Fall, bei dem die Steuerungseinheit C einen Zielhydraulikdruck (beispielsweise ein Zielausgabedruck) von außen erfasst, erfasst die Steuerungseinheit C einen Zielstromwert unter Bezugnahme auf Kartendaten M (5), und steuert das Solenoidventil V (genauer ein elektromagnetisches Solenoid des Solenoidventils V) an, indem der Zielstromwert verwendet wird. In dieser Weise wird eine Steuerungsform verwendet, um das Öl mit einem geeigneten Zielausgabedruck zu liefern (diese Steuerungsform wird später beschrieben).
1 zeigt einen Zweistellungsschalttyp, bei dem Spulen an zwei Positionen festgelegt sind, als Solenoidventil V. Das Solenoidventil V ist nicht auf diesen Aufbau beschränkt. Beispielsweise kann ein Entlastungs- bzw. Überdruckventil oder ein Ablassventil verwendet werden, das den Fluiddruck, der an die Druckkammer PS (siehe 2) angelegt wird, einstellen kann über den Steuerungsflusskanal 5 durch elektromagnetisches Steuern eines Überdrucks bzw. Entlastungsdrucks. Das Solenoidventil V wird in einer Anfangsposition gehalten, wie in 1 gezeigt, in einem Fall, bei dem kein Antriebsstrom an das Solenoidventil geliefert wird (das Solenoidventil V wird nicht angetrieben). In dieser Weise kommunizieren der Steuerungsflusskanal 5 und der Abflusskanal 6 miteinander, und der Druck der Druckkammer PS wird auf einen Atmosphärendruck reduziert. In einem Fall, bei dem der Antriebsstrom an das Solenoidventil V geliefert wird (in einem Fall, bei dem das Solenoidventil V angetrieben wird), wenn der Antriebsstrom zunimmt, wird zusätzlich ein Fluss des Öls in dem Abflusskanal 6 blockiert und gleichzeitig nimmt der Hydraulikdruck, der auf die Druckkammer PS wirkt, von dem Steuerungsflusskanal 5 zu.
Pumpeneinheit
Wie in den 2 und 3 gezeigt, befindet sich in der Pumpeneinheit P ein Gehäuse H mit einem Ansauganschluss 11 und einem Ausgabeanschluss 12, das einen Innenrotor 14, einen Außenrotor 15 und einen Einstellungsmechanismus 20 unterbringt.
Der Innenrotor 14 hat eine Mehrzahl von Außenzähnen 14A, ist drehbar um einen Antriebswellenkern X (beispielsweise ein erster Wellenkern) abgestützt, und wird durch eine Antriebswelle 13, die unter Verwendung des Verbrennungsmotors E angetrieben wird, in eine Richtung gedreht, die durch einen Pfeil in der Figur angegeben ist. Der Außenrotor 15 hat eine Mehrzahl von Innenzähnen 15a, die mit den Außenzähnen 14A des Innenrotors 14 verzahnt sind, und ist drehbar um einen Antriebswellenkern Y (beispielsweise ein zweiter Wellenkern), der zu dem Antriebswellenkern X exzentrisch ist, abgestützt.
Die Pumpeneinheit P wird auch als Innenverzahnungsradtyp bezeichnet. Die Außenzähne 14A des Innenrotors 14 sind in einer Zahnoberflächenform ausgebildet, die einer mathematischen Kurve folgt. Die Zahnanzahl der Innenzähne 15A des Außenrotors 15 ist festgelegt, um einer mehr zu sein als die Zahnanzahl der Außenzähne 14A des Innenrotors 14.
Der Einstellungsmechanismus 20 weist einen Einstellungsring 21 auf (beispielsweise ein Einstellungsbauteil), das den Außenrotor 15 drehbar unterbringt, einen Armbereich 22, der mit dem Einstellungsring 21 integriert ausgebildet ist, und eine Kompressionsspulentypeinstellungsfeder 23 (beispielsweise ein Vorspannmechanismus), die eine Vorspannkraft an den Armbereich 22 anlegt. In dem Einstellungsmechanismus 20 wird ein Führungsstift 24, der an dem Gehäuse H zu fixieren ist, in ein Paar von länglichen Führungslöchern 21A eingeführt, die in dem Einstellungsring 21 gebildet sind. In dieser Weise wird der Einstellungsring 21 in einem Zustand betrieben, bei dem er durch das Paar von Führungsstiften 24 geführt wird.
Öldichtungen 25 zum Aufrechterhalten eines abgedichteten Zustands, selbst wenn der Einstellungsring 21 betrieben wird, sind zusätzlich jeweils an zwei Orten auf einem äußeren Umfang des Einstellungsrings 21 bereitgestellt und in einem Vorsprungsende des Armbereichs 22. In dieser Weise werden auf einer äußeren Umfangsseite des Einstellungsrings 21 in dem Innenraum des Gehäuses H eine Niederdruckkammer LS, die mit dem Ansauganschluss 11 kommuniziert, eine Hochdruckkammer HS, die mit dem Ausgabeanschluss 12 kommunizieren, und die Druckkammer PS gebildet. Insbesondere ist ein Steuerungsloch 16, das mit dem Steuerungsflusskanal 5 in Verbindung ist, auf einer Wandfläche des Gehäuses H gebildet, das die Druckkammer PS konfiguriert.
Der Einstellungsring 21 stellt den Ausgabedruck des Öls in dem Ausgabeanschluss 12 ein durch Ändern einer Positionsbeziehung zwischen dem Antriebswellenkern X und dem Antriebswellenkern Y. Speziell betreibt der Einstellungsmechanismus 20 den Einstellungsring 21 in einem Zustand, bei dem er durch das Paar von Führungsstiften 24 geführt wird. In dieser Weise wird der Außenrotor 15 in einer Art bewegt, bei der der Antriebswellenkern Y um den Antriebswellenkern X dreht. Gemäß dieser Bewegung wird eine Verzahnungsbeziehung in einer druckbeaufschlagten Region zwischen den Außenzähnen 14A des Innenrotors 14 und den Innenzähnen 15A des Außenrotors 15 geändert, um das Einstellen des Ausgabedrucks des Öls zu realisieren. Als Ergebnis der Einstellung des Ausgabedrucks wird auch eine Ausgabemenge des Öls eingestellt.
In einem Fall, bei dem der Einstellungsring 21 (Armbereich 22) eine Stellung annimmt, wie in 2 gezeigt, wird darüber hinaus eine Verzahnungstiefe zwischen den Außenzähnen 14A des Innenrotors 14 und den Innenzähnen 15A des Außenrotors 15 in dem Ausgabeanschluss 12 stark geändert. Entsprechend wird der Ausgabedruck des Öls maximiert (die Pumpkapazität wird maximiert). In einem Fall, bei dem der Einstellungsring 21 (Armbereich 22) eine in 3 gezeigte Stellung annimmt, wird die Verzahnungstiefe zwischen den Außenzähnen 14A des Innenrotors 14 und den Innenzähnen 15A des Außenrotors 15 in dem Ausgabeanschluss 12 weniger geändert. Entsprechend wird der Ausgabedruck des Öls minimiert (die Pumpkapazität wird minimiert).
Die Vorspannkraft des Einstellungsrings 23 wird ferner von der Pumpeneinheit P in einer Richtung angelegt, in der der Ausgabedruck des Öls erhöht wird. In dieser Weise wird der Druck der Druckkammer PS derart gesteuert, dass der Einstellungsring 21 gegen die Vorspannkraft der Einstellungsfeder 23 betrieben wird. Entsprechend kann das Öl in einem Zustand geliefert werden, bei dem der Ausgabedruck auf irgendeinen gewünschten Wert festgelegt ist.
Die Pumpeneinheit P weist eine Konfiguration an, bei der der Innenrotor 14 drehend angetrieben wird und unter Verwendung der Drehwelle 13, die von dem Verbrennungsmotor E angetrieben wird, gedreht wird. Ein Aufbau kann jedoch verwendet werden, bei dem der Außenrotor 15 drehend angetrieben wird, indem eine Antriebskraft des Verbrennungsmotors E verwendet wird.
Pumpeneinheit: Kapazitätssteuerung
In einem Fall, bei dem kein Antriebsstrom an das Solenoidventil V geliefert wird, wenn der Verbrennungsmotor E betrieben wird, wird das Öl der Druckkammer PS über den Abflusskanal E nach außen ausgegeben. Entsprechend ist der Druck der Druckkammer PS gleich einem Atmosphärendruck. In dieser Weise wird durch die Vorspannkraft der Einstellungsfeder 23 der Einstellungsring 21 dazu gebracht, die in 2 gezeigte Stellung zu halten, und der Ausgabedruck des Öls in dem Ausgabeanschluss 12 wird maximiert (die Flussrate wird maximiert).
Wenn der Verbrennungsmotor E in einer Situation gestartet wird, bei der die Drehzahl des Verbrennungsmotors E gering ist und die Ölmenge abnimmt, selbst wenn die Steuerungseinheit C keine Steuerung durchführt zur Lieferung des Antriebsstroms an das Solenoidventil V, wird folglich die Ölmenge, die für das Hydraulikdruckstellglied 3 oder den Hauptkanal 4 erforderlich ist, geliefert.
In einem Fall, bei dem es notwendig ist, den Ausgabedruck (Ausgabemenge) von der Pumpeneinheit P an den Versorgungsflusskanal 2 einzustellen, stellt darüber hinaus die Steuerungseinheit C den Antriebsstrom, der an das Solenoidventil V zu liefern ist, ein, um so den Öldruck, der von dem Solenoidventil V an die Druckkammer PS über den Steuerungsflusskanal 5 geliefert wird, zu steuern. In dieser Weise wird der Einstellungsring 21 integriert mit dem Armbereich 22 bis zu einer Position betrieben, die dem Öldruck entspricht, der an der Druckkammer PS anliegt. Entsprechend wird die Einstellung des Ausgabedrucks (Ausgabemenge) des Öls realisiert.
Die Pumpeneinheit P weist einen Bypass-Flusskanal 26 auf, der das Fluid des Ausgabeanschlusses 12 veranlasst, in den Ansauganschluss 11 zu fließen, und ein Überdruckventil 27, das sich in den Bypass-Flusskanal 26 befindet. Das Überdruckventil 27 ist konfiguriert, um in einem offenen Zustand gebracht zu werden, wenn der Ausgabedruck des Ausgabeanschlusses 12 gleich oder größer als ein vorbestimmter Wert ist. Ein Hydraulikdrucksensor SP befindet sich auf einer Ausgabeanschlussseite der Pumpeneinheit P (siehe 1).
Steuerungseinheit
Wie in 4 gezeigt, weist die Steuerungseinheit C eine Bereichseinstellungseinheit 31, eine Druckwertumwandlungseinheit 32, eine Kartendatenauswahleinheit 33 und eine Ausgabestromsteuerungseinheit 34 auf.
In der Steuerungseinheit C sind die Bereichseinstellungseinheit 31, die Druckwertumwandlungseinheit 32, die Kartendatenauswahleinheit 33 und die Ausgabestromsteuereinheit 34 in Software konfiguriert. Diese können jedoch in Hardware konfiguriert sein oder eine Kombination aus Hardware und Software sein.
Ein Messsignal von dem Drehzahlsensor SR und ein Messsignal von dem Temperatursensor ST werden in die Bereichseinstellungseinheit 31 eingegeben. Basierend auf einer Kombination aus Drehzahl des Verbrennungsmotors E (Antriebsquelle) und der Öltemperatur (Temperatur des Fluides) des Öls werden in der Bereichseinstellungseinheit 31 ein oberer Grenzwert Max (beispielsweise ein maximaler Ausgabedruck) und ein unterer Grenzwert Min (beispielsweise ein minimaler Ausgabedruck) des Hydraulikdrucks, der ausgegeben werden kann, in jeder Kombination im Voraus gespeichert. Wen der Zielhydraulikdruck in die Druckwertumwandlungseinheit 32 eingegeben wird, wie in 5 gezeigt, bestimmt die Bereichseinstellungseinheit 31 den oberen Grenzwert Max und den unteren Grenzwert Min des Hydraulikdrucks, der ausgegeben werden kann, basierend auf der Drehzahl des Verbrennungsmotors E, die von dem Drehzahlsensor SR zu diesem Zeitpunkt gemessen wird, und der Öltemperatur, die von dem Temperatur ST zum gleichen Zeitpunkt gemessen wird. Die Bereichseinstellungseinheit 31 gibt den oberen Grenzwert Max und den unteren Grenzwert Min des bestimmten Hydraulikdrucks an die Druckwertumwandlungseinheit 32. Die Druckwertumwandlungseinheit 32 legt den eingegebenen oberen Grenzwert Max und den eingegebenen unteren Grenzwert Min in einer Definitionsregion D fest und führt eine Umwandlung durch, um in einem Bereich von 0 bis 1 zu fallen (Bereich in einer vertikalen Achsenrichtung). In der Definitionsregion D werden der obere Grenzwert Max und der untere Grenzwert Min, die basierend auf der Drehzahl des Verbrennungsmotors E (Antriebsquelle) und der Öltemperatur des Öls festgelegt worden sind, jeweils definiert als ein maximaler Wert und ein minimaler Wert in einem vorbestimmten Bereich.
In der Definitionsregion D von 0 bis 1 wird speziell der obere Grenzwert Max, der in Megapascal ausgedrückt ist, in eine „1“ umgewandelt, und der untere Grenzwert Min, der in Megapascal ausgedrückt ist, wird umgewandelt in eine „0“.
Anschließend wird in der Druckwertumwandlungseinheit 32 in der Definitionsregion D der eingegebene Zielhydraulikdruck umgewandelt in einen Umwandlungszielhydraulikdruck (beispielsweise ein Umwandlungszielausgabedruck), der Positionsinformation innerhalb des vorbestimmten Bereichs aufweist. In einem Zustand, bei dem der obere Grenzwert Max einem Wert von „1“ in der Definitionsregion D zugeordnet ist, und der untere Grenzwert Min einer „0“ zugeordnet ist, wird der Zielhydraulikdruck zwischen dem obere Grenzwert Max und dem untere Grenzwert Min durch die Druckwertumwandlungseinheit 32 umgewandelt, und wird als numerischer Wert, der in dem Bereich von 0 bis 1 enthalten ist, bereitgestellt. Der numerische Wert, der durch Umwandeln des Zielhydraulikdrucks in dieser Weise erlangt wird, wird als der Umwandlungszielhydraulikdruck bezeichnet. Der bestimmte Umwandlungszielhydraulikdruck wird an die Ausgabestromsteuerungseinheit 34 ausgegeben.
Wie in 6 gezeigt, haben die Kartendaten M eine Datenstruktur, die durch ein orthogonales Koordinatensystem dargestellt ist, in dem die Definitionsregion D in dem Bereich 0 bis 1 eine Richtung einer vertikalen Achse (Zielachse) angegeben ist und der Zielstromwert in Richtung einer horizontalen Achse (Ausgabeachse) orthogonal zu der vertikalen Achse (Zielachse) angegeben ist.
Wie in 6 gezeigt, sind die Kartendaten M konfiguriert, um einen oberen Grenzlinienbereich Ma, einen unteren Grenzlinienbereich Mb und einen Umwandlungslinienbereich Mc aufzuweisen. Um den Zielhydraulikdruck zu realisieren, wird der Zielstromwert zur Lieferung von Leistung an das Solenoidventil V aus den Kartendaten M erfasst als der Zielstromwert für den Umwandlungszielhydraulikdruck, der erlangt wird durch Umwandeln des Zielhydraulikdrucks.
Die Kartendatenauswahleinheit 33 speichert erste Kartendaten M1, die eine Beziehung angeben zwischen dem Umwandlungszielhydraulikdruck und dem Zielstromwert, als bestimmte Kartendaten M, wenn das Überdruckventil 27 in einen offenen Zustand bei dem maximalen Ausgabedruck gebracht ist, und zweite Kartendaten M2, die eine Beziehung angeben zwischen dem Umwandlungszielhydraulikdruck und dem Zielstromwert, wenn das Überdruckventil 27 in einen geschlossenen Zustand bei dem maximalen Ausgabedruck gebracht ist. Wie in 7 gezeigt, speichert die Kartendatenauswahleinheit 33 gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel insgesamt drei Elemente von Kartendaten, beispielsweise ein Element von ersten Kartendaten M1 und zwei Elemente von zweiten Kartendaten M2A und M2B. Von den zwei Elementen der zweiten Kartendaten M2A und M2B werden die zweiten Kartendaten M2A in einem Fall verwendet, bei dem die Drehzahl des Verbrennungsmotors E größer als ein vorbestimmter Wert ist, und die zweiten Kartendaten M2B werden in einem Fall verwendet, bei dem die Drehzahl des Verbrennungsmotors E kleiner als der vorbestimmte Wert ist.
Die ersten Kartendaten M1, die zweiten Kartendaten M2A und die zweiten Kartendaten M2B werden vorbereitet durch Sammeln einer Mehrzahl von Elementen der Kartendaten, die gebildet sind unter Verwendung einer Beziehung zwischen dem Ausgabedruck und dem Stromwert, die festgelegt werden gemäß der Drehzahl des Verbrennungsmotors E bei vorbestimmten Öltemperaturen (0°C, 30°C, 60°C und 90°C), wie in den 8 bis 11 gezeigt.
Die 8 bis 11 zeigen Graphen, die jede Änderung in dem Ausgabedruck verdeutlichen als Folge einer Erhöhung des Stromwerts, wenn verschiedene Drehzahlen festgelegt werden, in einem Fall, bei dem die Öltemperaturen jeweils 0°C, 30°C, 60°C und 90°C betragen. In den 8 bis 11 zeigt die vertikale Achse des oberen Graphen einen tatsächlichen Wert des Ausgabedrucks, und die vertikale Achse des unteren Graphen zeigt, dass der obere Grenzwert Max und der untere Grenzwert Min des Ausgabedrucks des oberen Graphen in die Definitionsregion D umgewandelt sind. Der obere Graph zeigt eine Mehrzahl von Elementen der Kartendaten. Wenn die Kartendaten den gleichen Stromwert haben, wird jedoch die Drehzahl des Verbrennungsmotors E verringert, wenn der Ausgabedruck verringert wird.
8 verdeutlicht einen Fall, bei dem die Öltemperatur des Öls 0°C beträgt, wenn die oberen Graphen der jeweiligen Drehzahlen umgewandelt werden, so dass die vertikale Achse die Definitionsregion D zeigt, zeigen die unteren Graphen das Ergebnis. Die unteren Graphen überlappen sich im Wesentlichen ungeachtet der Drehzahl. Die unteren Graphen können in einem Typ von Graph zusammengefasst werden, also die ersten Kartendaten M1, wie in 7 gezeigt. In den 9 bis 11, die einen Fall zeigen, bei dem die Öltemperaturen des Öls jeweils 30°C, 60°C und 90°C betragen, wenn die oberen Graphen der jeweiligen Drehzahlen umgewandelt werden, so dass die vertikale Achse die Definitionsregion D zeigt, um die unteren Graphen zu werden, können die umgewandelten Graphen in den ersten Kartendaten M1 zusammengefasst werden, wenn die Drehzahl des Verbrennungsmotors E hoch ist. Wenn die Drehzahl abnimmt, können die umgewandelten Graphen in die zweiten Kartendaten M2A und weiter in die zweiten Kartendaten M2B zusammengefasst werden.
Die ersten Kartendaten M1, die in den 7 und 8 bis 11 gezeigt sind, sind ein Graph, der erlangt wird durch aggregieren von Änderungen des Ausgabedrucks, wenn die Drehzahl des Verbrennungsmotors E hoch ist und das Überdruckventil 27 in dem offenen Zustand in den maximalen Ausgabedruck gebracht ist. Die zweiten Kartendaten M2A, die eines der Elemente der zweiten Kartendaten M2 sind, sind ein Graph, der erlangt wird durch aggregieren von Änderungen des Ausgabedrucks, wenn die Drehzahl des Verbrennungsmotors E ungefähr mittel groß und das Überdruckventil 27 in den geschlossenen Zustand gebracht ist, in einem Zustand, bei dem der maximale Ausgabedruck gleich oder größer als ein vorbestimmter Wert ist. Die zweiten Kartendaten M2B, die eines der Elemente der zweiten Kartendaten M2 sind, sind ein Graph, der erlangt wird durch aggregieren von Änderungen des Ausgabedrucks, wenn die Drehzahl des Verbrennungsmotors E gering und das Überdruckventil 27 in den geschlossenen Zustand gebracht ist, in einem Zustand, bei dem der maximale Ausgabedruck gleich oder kleiner als der vorbestimmte Wert ist.
Die ersten Kartendaten M1 zeigen eine Charakteristik, dass sich der Ausgabedruck nicht ändert bis das Überdruckventil 27 durch Anlegen des Stroms an das Solenoidventil V geschlossen wird und dass der Ausgabedruck beginnt, stark reduziert zu werden, wenn der Ausgabedruck einen vorbestimmten Stromwert überschreitet. Die Kartendaten M2A und M2B zeigen dagegen eine Charakteristik, dass der Ausgabedruck allmählich reduziert wird durch Anlegen des Stroms an das Solenoidventil V, und dass der Ausgabedruck beginnt, stark reduziert zu werden, wenn der Ausgabedruck den vorbestimmten Stromwert überschreitet. Ein Wert des Ausgabedrucks, der das Überdruckventil 27 in den offenen Zustand in der Pumpenvorrichtung 100 bringt, kann berechnet werden, indem eine Struktur oder ein Testbetrieb der Pumpenvorrichtung 100 verwendet wird.
Basierend auf einem Fortschritt des Ausgabedrucks, wie in den 8 bis 11 gezeigt, werden die Kartendaten M entsprechend der Drehzahl des Verbrennungsmotors E und der Öltemperatur des Öls, die gemessen worden sind, von den ersten Kartendaten M1, den zweiten Kartendaten M2A und den zweiten Kartendaten M2B ausgewählt. In dieser Weise kann beispielsweise einen Kartendatenkorrespondenztabelle, wie in 12 gezeigt, erhalten werden. Die Kartendatenauswahleinheit 33 speichert eine Mehrzahl von Elementen der Kartendaten M1, M2A und M2B, sowie die Kartendatenkorrespondenztabelle. Basierend auf der Drehzahl des Verbrennungsmotors E, die von dem Drehzahlsensor SR gemessen wird, und der Öltemperatur des Öls, die von dem Temperatursensor ST gemessen wird, nimmt die Kartendatenauswahleinheit 33 Bezug auf die Kartendatenkorrespondenztabelle (beispielsweise 12, und wählt aus, ob irgendeine von den ersten Kartendaten M1, den zweiten Kartendaten M2A und den zweiten Kartendaten M2B verwendet wird. Die verwendeten Kartendaten M werden an die Ausgabestromsteuerungseinheit 34 ausgegeben, und die Ausgabestromsteuerungseinheit 34 bestimmt ein Befehlsstromwert basierend auf dem eingegebenen Umwandlungszielhydraulikdruck und den Kartendaten M, die von der Kartendatenauswahleinheit 33 ausgewählt worden sind.
In dieser Weise, bei einer Situation, bei der Zielhydraulikdruck, der in die Druckwertumwandlungseinheit 32 eingegeben wird, konstant ist, ist es möglich, einen geeigneten Zielstromwert zu erfassen, der an das Solenoidventil V anzulegen ist, unter Bezugnahme auf die Kartendaten M, die in der Kartendatenauswahleinheit 33 ausgewählt worden sind. In einem Fall, bei dem die Drehzahl des Verbrennungsmotors E und/oder die Öltemperatur schwankt, werden der obere Grenzwert Max und der untere Grenzwert Min, die durch die Bereichseinstellungseinheit 31 festgelegt werden, geändert. Damit einhergehend wird der Umwandlungszielhydraulikdruck in der Definitionsregion D geändert. Entsprechend wählt die Kartendatenauswahleinheit 33 die Kartendaten M, die der geänderten Drehzahl des Verbrennungsmotors E und der geänderten Öltemperatur entsprechen, aus der Kartendatenkorrespondenztabelle neu aus. Die Druckwertumwandlungseinheit 32 wandelt den eingegebenen Zielhydraulikdruckwert in den neuen Umwandlungszielhydraulikwert um, und die Ausgabestromsteuerungseinheit 34 legt den neuen Zielstromwert entsprechend dem neuen Zielhydraulikdruck an das Solenoidventil V an.
Gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird der tatsächliche Ausgabedruck (tatsächliche Hydraulikdruck), der von dem Hydraulikdrucksensor SP gemessen wird, in die Ausgabestromsteuerungseinheit 34 eingegeben. In der Ausgabestromsteuerungseinheit 34 wird der Zielstromwert durch Rückführung (Regelung) basierend auf dem Ausgabedruck, der von dem Hydraulikdrucksensor SP gemessen wird, gesteuert. Speziell werden der tatsächliche Ausgabedruck (tatsächlicher Hydraulikdruck) und der Zielhydraulikdruck, der dem Zielstromwert entspricht, der unter Bezugnahme auf die Kartendaten M erlangt worden ist, miteinander verglichen. In einem Fall, bei dem eine Differenz zwischen diesen beiden vorliegt, wird der Zielstromwert korrigiert, basierend auf der Differenz. In dieser Weise kann der Ausgabedruck der Pumpeneinheit P mit dem Zielhydraulikdruck zusammenfallen oder diesen annähern. Die Ausgabestromsteuerungseinheit 34 kann derart konfiguriert sein, dass die Regelung basierend auf einem gemessenen Wert des Hydraulikdrucksensors SP nicht durchgeführt wird.
Steuerungsform
Ein Flussdiagramm in 13 zeigt eine schematische Steuerungskonfiguration einer Ausgabedrucksteuerungsroutine, die von der Steuerungseinheit C durchgeführt wird. Wenn die Steuerung beginnt, wählt basierend auf der Kartendatenkorrespondenztabelle die Kartendatenauswahleinheit 33 die Kartendaten M aus entsprechend der Drehzahl (Drehzahl pro Zeiteinheit) des Verbrennungsmotors E, die von dem Drehzahlsensor SR gemessen wird, und der Öltemperatur des Öl, die von dem Temperatursensor ST gemessen wird. Basierend auf der Drehzahl, die von dem Drehzahlsensor SR gemessen wird, und der Öltemperatur, die von dem Temperatursensor ST gemessen wird, bestimmt parallel dazu die Bereichseinstellungseinheit 31 den oberen Grenzwert Max und die unteren Grenzwert Min, wodurch der Zielhydraulikdruck erlangt werden kann, und gibt den oberen Grenzwert Max und den unteren Grenzwert Min an die Druckwertumwandlungseinheit 32. Die Druckwertumwandlungseinheit 32 wandelt den oberen Grenzwert Max und den unteren Grenzwert Min um, um die Definitionsregion D zu zeigen, in der der obere Grenzwert Max einer „1“ entspricht und der untere Grenzwert Min einer „0“ entspricht (Schritt #101 und Schritt #102).
Gemäß dieser Steuerung, werden basierend auf der Drehzahl des Verbrennungsmotors E, die von dem Drehzahlsensor SR gemessen wird, und der Öltemperatur des Öls, die Kartendaten M entsprechend der Drehzahl und der Öltemperatur von einer Mehrzahl von Elementen der Kartendaten M1, M2A und M2B, die in der Kartendatenauswahleinheit 33 gespeichert sind, unter Bezugnahme auf die Kartendatenkorrespondenztabelle ausgewählt, und ein Prozess zum Ausgeben (Laden) der Kartendaten M in die Ausgabestromsteuerungseinheit 34 wird durchgeführt. Basierend auf der Drehzahl, die von dem Drehzahlsensor SR gemessen wird, und der Öltemperatur, die von dem Temperatursensor ST gemessen wird, bestimmt darüber hinaus die Bereichseinstellungseinheit 31 den oberen Grenzwert Max und den unteren Grenzwert Min, und die Druckwertumwandlungseinheit 32 legt die Definitionsregion D fest.
Wenn der Zielhydraulikdruck in die Druckwertumwandlungseinheit 32 eingegeben wird, wird der Zielhydraulikdruck in den Umwandlungszielhydraulikdruck innerhalb eines Bereichs der Definitionsregion D umgewandelt. Gemäß dieser Steuerung wird der Zielhydraulikdruck, der als ein realer Wert dient, in den Umwandlungszielhydraulikdruck umgewandelt, der ein numerischer Wert ist, der in dem Bereich 0 bis 1 enthalten ist, entsprechend der Definitionsregion D (Schritt #103 und Schritt #104).
Der Umwandlungszielhydraulikdruck, der von dem Zielhydraulikdruck in der Druckwertumwandlungseinheit 32 umgewandelt worden ist, wird an die Ausgabestromsteuerungseinheit 34 gegeben. Aus der geladenen Datenkarte M und dem eingegebenen Umwandlungszielhydraulikdruck erfasst die Ausgabestromsteuerungseinheit 34 den Zielstromwert, der dem entspricht, und gibt dem Stromwert, der dem Zielstromwert entspricht, an das Solenoidventil V (Schritt #105 und Schritt #106).
Wie oben beschrieben, haben die ersten Kartendaten M1 und die zweiten Kartendaten M2 (M2A und M2B), die in Abhängigkeit davon festgelegt werden, ob der maximale Ausgabedruck der Ausgabedruck ist, um das Überdruckventil 27 in den offenen Zustand zu bringen, inhärente Eigenschaften. Folglich werden die ersten Kartendaten M1 und die zweiten Kartendaten M2 (M2A und M2B) ausgewählt basierend auf der Drehzahl des Verbrennungsmotors E, die von dem Drehzahlsensor SR gemessen wird, und der Öltemperatur des Öls. Um den Zielausgabedruck, der der Drehzahl des Verbrennungsmotors D und der Öltemperatur des Öls entspricht, aus den ausgewählten Kartendaten M zu erlangen, ist es in dieser Weise möglich, den Zielstromwert, der an das Solenoidventil V zu liefern ist, geeignet festzulegen. In dieser Weise ist es möglich, die Anzahl von Elementen der Kartendaten, die zu referenzieren sind, zu reduzieren. Folglich kann die Speicherkapazität der Karte in der Steuerungseinheit C minimiert werden, und der Berechnungsprozess des Zielstromwerts kann vereinfacht werden.
In einem Fall, bei dem der maximale Ausgabedruck eine Größe hat, so dass das Überdruckventil 27 in den offenen Zustand gebracht wird, wählt die Kartendatenauswahleinheit 33 die zweiten Kartendaten M2 aus. Wie in den 9 bis 11 gezeigt, werden bei dem maximalen Ausgabedruck, der eine Größe hat, so dass das Überdruckventil 27 nicht in den offenen Zustand gebracht wird, ein Druck (beispielsweise ein mittlerer Druck), der etwas kleiner ist als der Ausgabedruck, der das Überdruckventil 27 in den offenen Zustand bringt, und ein erheblich geringerer Druck (beispielsweise ein Niederdruck) miteinander gemischt. Wenn der maximale Ausgabedruck der Niederdruck ist, ist beispielsweise der Druck, der an das Einstellungsbauteil angelegt wird, gering. In einigen Fällen kann entsprechend die Pumpenvorrichtung stark beeinträchtigt werden durch den Vorspannmechanismus, der das Einstellungsbauteil in die Richtung vorspannt, in der der Ausgabedruck erhöht oder reduziert wird. In einem Fall, bei dem der maximale Ausgabedruck der mittlere Druck ist, wird dagegen die Pumpenvorrichtung weniger stark beeinträchtigt durch den Vorspannmechanismus, und der Druck, der an das Einstellungsbauteil angelegt wird, wird dominant. Bei dem maximalen Ausgabedruck, der eine Größe hat, so dass das Überdruckventil 27 nicht in den offenen Zustand gebracht wird, variiert folglich in einigen Fällen eine Entwicklung (Fortschritt) der Kartendaten stark in Abhängigkeit von einer Größe des Ausgabedrucks.
Gemäß dieser Konfiguration werden folglich zwei Elemente von den zweiten Kartendaten M2A und M2B in der Kartendatenauswahleinheit 33 gespeichert. In dieser Weise kann dann gemäß der Drehzahl des Verbrennungsmotors E und der Öltemperatur des Öls die Kartendatenauswahleinheit 33 die geeigneten Kartendaten M auswählen, in denen der maximale Ausgabedruck auf eine Größe festgelegt ist, so dass das Überdruckventil 27 nicht in den offenen Zustand gebracht wird. Als Ergebnis, um den Zielausgabedruck entsprechend der Drehzahl und der Öltemperatur zu erlangen, ist es folglich möglich, den Zielstromwert, der an das Solenoidventil V zu liefern ist, genau festzulegen.
Andere Ausführungsbeispiele
In dem oben beschriebenen Ausführungsbeispiel ist ein Beispiel beschrieben worden, bei dem die Kartendatenauswahleinheit 33 zwei Elemente von Kartendaten M2A und M2B als zweite Kartendaten M2 speichert. Die Anzahl von Elementen der zweiten Kartendaten M2 ist jedoch nicht auf zwei begrenzt. In einem Fall, bei dem die Kartendaten weniger geändert werden, selbst wenn der obere Grenzwert Max (der maximale Ausgabedruck), der eine Größe aufweist, so dass das Überdruckventil 27 nicht in den offenen Zustand gebracht wird, zunimmt oder abnimmt, kann die Anzahl von Elementen der zweiten Kartendaten M2 gleich 1 sein. Um die Genauigkeit des Zielstromwerts, der an das Solenoidventil V zu liefern ist, weiter zu verbessern, kann die Anzahl von Elementen der zweiten Kartendaten M2 gleich 3 oder größer sein.
In dem oben beschriebenen Ausführungsbeispiel ist ein Beispiel beschrieben worden, bei dem die Definitionsregion D in den Bereich 0 bis 1 fällt. Alternativ kann jedoch die Definitionsregion D in einen Bereich fallen, der unter Verwendung irgendeines numerischen Werts festgelegt bzw. eingestellt wird.
Ausführungsbeispiele, die hier offenbart sind, können weithin für eine Pumpenvorrichtung verwendet werden, die eine variable Pumpeinheit vom Typ mit variabler Kapazität und eine Steuerungseinheit aufweist.
Die Prinzipien, ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel und Betriebsarten gemäß der vorliegenden Erfindung sind in dem Vorangegangenen beschrieben worden. Die Erfindung ist jedoch nicht auf die speziellen Ausführungsbeispiele, die hier offenbart sind, beschränkt. Die hier beschriebenen Ausführungsbeispiele sind lediglich beispielhaft und nicht einschränkend. Änderungen und Modifikationen können durchgeführt werden, und Äquivalente können verwendet werden, ohne den Bereich der Erfindung zu verlassen. Entsprechend wird explizit beabsichtigt, dass all diese Modifikationen, Änderungen und Äquivalente in den Bereich der in den Ansprüchen definierten Erfindung fallen.
Es wird explizit betont, dass alle in der Beschreibung und/oder den Ansprüchen offenbarten Merkmale als getrennt und unabhängig voneinander zum Zweck der ursprünglichen Offenbarung ebenso wie zum Zweck des Einschränkens der beanspruchten Erfindung unabhängig von den Merkmalskombinationen in den Ausführungsformen und/oder den Ansprüchen angesehen werden sollen. Es wird explizit festgehalten, dass alle Bereichsangaben oder Angaben von Gruppen von Einheiten jeden möglichen Zwischenwert oder Untergruppe von Einheiten zum Zweck der ursprünglichen Offenbarung ebenso wie zum Zweck des Einschränkens der beanspruchten Erfindung offenbaren, insbesondere auch als Grenze einer Bereichsangabe.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

JP 2011256987 A [0002]
JP 2005155920 A [0004]
JP 2016098768 A [0006]

Claims

Pumpenvorrichtung (100) mit: einer Pumpeinheit (P) vom Typ mit variabler Kapazität, die aufweist: einen Innenrotor (14), der eine Mehrzahl von Außenzähnen (14A) hat und um einen ersten Wellenkern (X) drehbar ist, einen Außenrotor (15), der eine Mehrzahl von Innenzähnen (15A) aufweist, die mit einem Bereich der Mehrzahl von Außenzähnen des Innenrotors verzahnt sind, und der um einen zweiten Wellenkern (Y) drehbar ist, ein Gehäuse (H), das den Innenrotor und den Außenrotor unterbringt, einen Ansauganschluss (11) und einen Ausgabeanschluss (12), die in dem Gehäuse gebildet sind, ein Einstellungsbauteil (21), das den Außenrotor drehbar abstützt und einen Ausgabedruck eines Fluides in dem Ausgabeanschluss einstellt durch Ändern einer Positionsbeziehung zwischen dem ersten Wellenkern und dem zweiten Wellenkern, einen Vorspannmechanismus (23), der das Einstellungsbauteil in eine Richtung vorspannt, in der der Ausgabedruck erhöht oder reduziert wird, einen Steuerungsflusskanal (5), der einen Fluiddruck von dem Ausgabeanschluss veranlasst an das Einstellungsbauteil angelegt zu werden, um einen Druck an das Einstellungsbauteil gegen eine Vorspannkraft des Vorspannmechanismus anzulegen, ein Solenoidventil (V), das sich in dem Steuerungsflusskanal befindet, um den Fluiddruck, der an das Einstellungsbauteil anzulegen ist, einzustellen, einen Bypass-Strömungskanal (26), der das Fluid des Ausgabeanschlusses veranlasst, in den Ansauganschluss zu strömen, und ein Überdruckventil (27), das sich in dem Bypass-Strömungskanal befindet, um in einen offenen Zustand gebracht zu werden, wenn der Ausgabedruck einen vorbestimmten Wert oder einen größeren erreicht; einem Drehzahlsensor (SR), der eine Drehzahl pro Zeiteinheit einer Antriebsquelle (E) misst, die den Innenrotor oder den Außenrotor antreibt; und einer Steuerungseinheit (C), die das Solenoidventil steuert, wobei die Steuerungseinheit aufweist eine Druckwertumwandlungseinheit (32), die einen Zielausgabedruck in einen Umwandlungszielausgabedruck umwandelt, der als Positionsinformation innerhalb eines vorbestimmten Bereichs in einer Definitionsregion D dient, wo ein maximaler Ausgabedruck und ein minimaler Ausgabedruck, die festgelegt werden basierend auf der Drehzahl der Antriebsquelle und einer Temperatur des Fluides, jeweils definiert sind als maximaler Wert und minimaler Wert in dem vorbestimmten Bereich, eine Kartendatenauswahleinheit (33), die erste Kartendaten, bei denen das Überdruckventil in den offenen Zustand bei dem maximalen Ausgabedruck gebracht wird, und zweite Kartendaten, bei denen das Überdruckventil in einen geschlossenen Zustand bei dem maximalen Ausgabedruck gebracht ist, als Kartendaten mit einer Datenstruktur speichert, die durch ein orthogonales Koordinatensystem dargestellt ist, bei dem die Definitionsregion in Richtung einer Zielachse angegeben ist und ein Zielstromwert des Solenoidventils in Richtung einer Ausgabeachse orthogonal zu der Zielachse angegeben ist, und die die ersten Kartendaten oder die zweiten Kartendaten auswählt basierend auf der Drehzahl der Antriebsquelle, die von dem Drehzahlsensor gemessen wird, und der Temperatur des Fluides, die von dem Temperatursensor (ST) gemessen wird, und eine Ausgabestromsteuerungseinheit (34), die den Zielstromwert entsprechend dem Umwandlungszielausgabedruck erfasst unter Bezugnahme auf die ausgewählten Kartendaten, und den Zielstromwert an das Solenoidventil ausgibt.
Pumpenvorrichtung nach Anspruch 1, bei der die Kartendatenauswahleinheit eine Mehrzahl von Elementen der zweiten Kartendaten speichert gemäß dem maximalen Ausgabedruck.
Pumpenvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, ferner mit: einem Hydraulikdrucksensor (SP), der den Ausgabedruck misst, wobei der Zielstromwert rückführungsgesteuert wird, basierend auf einem Ausgabedruck, der von dem Hydraulikdrucksensor gemessen wird.