JP2022093844A - ポンプ制御装置及びポンプ制御方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】内燃機関が始動してから吐出圧が立ち上がるまでの遅れを低減させる。【解決手段】ポンプ制御装置は、流体を加圧して吐出するポンプ部と、ポンプ部を駆動するモータと、モータの回転を制御する制御部と、を備え、ポンプ部は、内燃機関からの動力によって回転するロータと、モータからの動力によって回転するカムリングと、カムリングとともに回転する第1、第2サイドプレートと、背圧室の流体圧によって先端部分がカムリングの内周面に押し付けられて摺動する複数のベーンと、を備え、制御部は、内燃機関の始動後であって、内燃機関から伝達される動力によってロータを回転させてポンプ部が流体の吐出を開始するまでの第1の期間には、モータにロータとは逆方向にカムリングを回転させる。【選択図】図6
Description
本発明は、ポンプ制御装置及びポンプ制御方法に関する。
特許文献1には、エンジンによって回転駆動されるシャフトと、シャフトと一体に回転するロータと、ロータの外周から径方向に往復動可能に設けられるベーンと、ロータの外周を囲むカムリングと、カムリングを回転させるモータ機構と、を備えるベーンポンプが開示されている。このベーンポンプでは、エンジンがロータを回転させて油を吐出するだけでなく、モータ機構がカムリングを回転させることによっても油を吐出することができる。
しかしながら、ベーンポンプでは、エンジン(内燃機関)の停止時には、ベーンの背圧室の油圧が抜けて、ベーンがカムリングの内周から離間している場合がある。この場合、エンジンが始動してから吐出圧が立ち上がるまでに遅れが生じるおそれがある。
本発明は、このような課題に鑑みてなされたもので、内燃機関が始動してから吐出圧が立ち上がるまでの遅れを低減させることを目的とする。
本発明のある態様のポンプ制御装置は、流体を加圧して吐出するポンプ部と、前記ポンプ部を駆動するモータと、前記モータの回転を制御する制御部と、を備え、前記ポンプ部は、内燃機関からの動力が伝達されるシャフトと、前記内燃機関からの動力によって前記シャフトと一体に前記シャフトの回転軸周りを回転するロータと、前記ロータを収容し内部にポンプ室を画成するとともに、前記モータからの動力により回転可能に設けられたカムリングと、前記ロータの外周面から出没可能に設けられ、背圧室の流体圧によって先端部分が前記カムリングの内周面に押し付けられて摺動する複数のベーンと、前記シャフトの回転軸方向における前記カムリングの両側に配置されて前記カムリングとともに回転し、一方に流体を吸入する吸入ポートが設けられ他方に流体を吐出する吐出ポートが設けられる一対のサイドプレートと、を有し、前記制御部は、前記内燃機関の始動後であって、前記内燃機関から伝達される動力によって前記ロータを回転させて前記ポンプ部が流体の吐出を開始するまでの第1の期間には、前記モータに前記ロータとは逆方向に前記カムリングを回転させる。
本発明の別の態様によれば、上記ポンプ制御装置に対応するポンプ制御方法が提供される。
これらの態様では、ポンプ部が流体の吐出を開始するまでの第1の期間には、内燃機関から伝達される動力によってロータを回転させるとともに、モータにロータとは逆方向にカムリングを回転させる。そのため、ロータとカムリングとの相対回転により、ロータの回転速度を実質的に上昇させることができる。よって、ポンプ部から早く流体を吐出できるので、ベーンの背圧室の流体圧が上昇してベーンがカムリングの内周面に当接するまでの時間を短縮できる。したがって、内燃機関が始動してから吐出圧が立ち上がるまでの遅れを低減させることができる。
以下、添付図面を参照しながら本発明の実施形態について説明する。
まず、図1を参照して、本実施形態に係るポンプ制御装置100の全体構成について説明する。図1は、本実施形態に係るポンプ制御装置100の概略構成図である。
図1に示すように、ポンプ制御装置100は、内燃機関としてのエンジン1を備える車両に搭載される。ポンプ制御装置100は、無段変速機2と、流体としての油を加圧して吐出するポンプ部としてのツインドライブポンプ(以下では、単に「ポンプ」という。)10と、ストレーナ4と、油貯留部5と、ポンプ10を駆動するモータ32と、モータ32の回転を制御する制御部としてのコントローラ30と、油圧制御回路8と、を備える。
無段変速機2は、ベルト無段変速機であり、車両に設けられる。無段変速機2には、車両の駆動源であるエンジン1の動力が伝達される。無段変速機2は、プーリ部PLYと、クラッチ部CLと、トルクコンバータTCと、潤滑部LBと、を有する。
ポンプ10は、エンジン1及びモータ32の動力によって駆動される。ポンプ10は、油貯留部5からストレーナ4を介して油を吸い込み、油圧制御回路8に油を供給する。ポンプ10は、モータ32と、インバータ33と、を有する。
モータ32は、ポンプ10を駆動する。モータ32は、具体的には三相交流モータである。
インバータ33は、モータ32に電流を供給する。インバータ33は、具体的にはバッテリ36からの直流電流を三相の交流電流に変換してモータ32に供給する。
モータ32には、モータ32の回転速度を検出するための回転速度センサ(レゾルバ)34が設けられる。インバータ33には、温度センサ35が設けられる。回転速度センサ34及び温度センサ35からの信号はインバータ33に入力され、インバータ33を介してコントローラ30に入力される。
ストレーナ4は、油を濾過する。ストレーナ4は、油貯留部5に設けられる。油貯留部5には、例えば、油圧制御回路8からドレンされた油や潤滑部LBを流通した油等が貯留される。
油圧制御回路8は、例えば、プーリ部PLY、クラッチ部CL、トルクコンバータTC、及び潤滑部LBに油を供給する。
プーリ部PLYは、プライマリプーリと、セカンダリプーリと、プライマリプーリ及びセカンダリプーリを各々駆動する油圧アクチュエータと、を有する。プーリ部PLYは、プライマリプーリ及びセカンダリプーリに掛け回されるベルトとともにバリエータVAを構成する。
バリエータVAは、無段変速機2の無段変速機構である。本実施形態では、バリエータVAの変速比が、無段変速機2の変速比である。バリエータVAの変速比は、バリエータVAのプライマリプーリ、具体的にはプライマリプーリを駆動する油圧アクチュエータに供給される油の流量を調整することによって制御される。
クラッチ部CLは、車両前進時に締結されて動力伝達を行う油圧式の前進クラッチFWD/Cと、車両後退時に締結されて動力伝達を行う油圧式の後進ブレーキREV/Bと、を有する。クラッチ部CLには、例えば前後進切替機構が適用される。
トルクコンバータTCは、作動流体を介したトルク伝達を行う。トルクコンバータTCでは、油圧式のロックアップクラッチLUに油が供給される。また、トルクコンバータTCには、作動油が作動流体として供給される。油圧制御回路8からは、無段変速機2で潤滑が必要とされる潤滑部LBに油が供給される。
コントローラ30は電子制御装置であり、無段変速機2の制御装置を構成する。具体的には、コントローラ30は、中央演算装置(CPU)、読み出し専用メモリ(ROM)、ランダムアクセスメモリ(RAM)及び入出力インタフェース(I/Oインタフェース)を備えたマイクロコンピュータで構成される。コントローラ30を複数のマイクロコンピュータで構成することも可能である。コントローラ30には、回転速度センサ34からの信号及び温度センサ35からの信号が入力される。
コントローラ30には、エンジン1の回転速度Neを検出するための回転速度センサ21からの信号、アクセルペダルの操作量を表すアクセル開度APOを検出するためのアクセル開度センサ22からの信号、車速VSPを検出するための車速センサ23からの信号、バリエータVAの入力側回転速度Npriを検出するための回転速度センサ24からの信号、バリエータVAの出力側回転速度Nsecを検出するための回転速度センサ25からの信号、ライン圧PLを検出するための油圧センサ26からの信号、無段変速機2の油温Toilを検出するための油温センサ27からの信号、運転者によって選択された選択レンジRNGを検出するための選択レンジ検出スイッチ28からの信号、等が入力される。
バリエータVAの入力側回転速度Npriは、具体的にはプライマリプーリの回転速度であり、バリエータVAの出力側回転速度Nsecは、具体的にはセカンダリプーリの回転速度である。
コントローラ30は、入力される信号に基づき、油圧制御回路8、ポンプ10等を制御する。コントローラ30は、油圧制御回路8を制御することで、バリエータVA、前進クラッチFWD/C、後進ブレーキREV/B、ロックアップクラッチLU、等を制御する。コントローラ30は、ポンプ10を制御する際には、インバータ33を制御することでモータ32の駆動を制御し、これによりポンプ10の駆動を制御する。
次に、図2及び図3を参照して、ポンプ10の具体的な構成について説明する。図2は、ポンプ10を軸方向の断面で示す図である。図3は、ポンプ10の軸方向に直交する方向でのポンプ室P近傍の部分断面図である。
図2及び図3に示すように、ポンプ10は、エンジン1の出力軸1aに接続され、エンジン1からの動力が伝達されるシャフトとしての駆動軸12と、エンジン1からの動力によって駆動軸12と一体に駆動軸12の回転軸周りを第1方向(図3の矢印参照)に回転するロータ13と、ロータ13を内部に収容するカムリング15と、ロータ13の外周面から出没可能に設けられ、背圧室14aの流体圧によって先端部分がカムリング15の内周面に押し付けられて摺動する複数のベーン14と、駆動軸12の回転軸方向におけるカムリング15の両側に配置された一対のサイドプレートとしての第1サイドプレート16及び第2サイドプレート17と、内部にカムリング15、第1サイドプレート16及び第2サイドプレート17が固定され、これらと一体に回転するシリンダ18と、シリンダ18を収容するとともにシリンダ18を回転可能に支持するハウジング11と、を備える。
図2に示すように、ハウジング11はポンプ10の筐体であり、隔壁11aと、入口ポート11bと、出口ポート11cと、を有する。隔壁11aは、駆動軸12の軸方向においてハウジング11内を第1油室H1と第2油室H2とに区分する。入口ポート11bは、第1油室H1に開口し、ハウジング11の内外を連通する。出口ポート11cは、第2油室H2に開口し、ハウジング11の内外を連通する。入口ポート11bには、油貯留部5に貯留された油がストレーナ4を通過して流入し、出口ポート11cからは下流回路6を通じて油圧制御回路8に供給される油が排出される(図1参照)。
駆動軸12は、ロータ13の回転軸と同軸に設けられる。駆動軸12の一端はロータ13に連結され、他端はハウジング11外に突出するようにハウジング11に回転可能に設けられる。駆動軸12には、エンジン1からの動力が図示しない動力伝達機構を介して伝達される。
ロータ13は、円柱形状に形成され、駆動軸12により駆動されて駆動軸12の回転軸周りに回転する。ロータ13には複数のスリット溝が放射状に設けられ、各スリット溝にはベーン14が設けられる。各ベーン14はロータ13の外周面から出没可能に設けられる。ベーン14は、背圧室14aの油圧によってスリット溝から外周に突出し、カムリング15の内周面に押し付けられる。
カムリング15は、内部にロータ13を収容する。カムリング15は、駆動軸12の回転軸と同軸に、ロータ13に対して回転可能に設けられる。カムリング15の内周面は、ロータ13の外周との離間距離がロータ13の回転軸周りの周方向で変化するカム面により構成される。カムリング15の内周面は、ベーン14の先端部分が摺動する。
第1サイドプレート16及び第2サイドプレート17は、ロータ13の回転軸方向におけるカムリング15の両側に、それぞれロータ13の端面に対向するように配置される。第1サイドプレート16及び第2サイドプレート17は、カムリング15とともに回転する。第1サイドプレート16には、2つの吸入ポート16a,16bが設けられ、第2サイドプレート17には、2つの吐出ポート17a,17bが設けられる。第1サイドプレート16及び第2サイドプレート17、カムリング15の内周面、ロータ13の外周面、隣り合うベーン14によってポンプ室Pが区画される。
図3に示すように、吸入ポート16a,16bは、ロータ13の回転軸周りの周方向においてポンプ室Pが拡大する領域(吸入領域)INに開口するように設けられる。吐出ポート17a,17bは、ロータ13の回転軸周りの周方向においてポンプ室Pが縮小する領域(吐出領域)OUTに開口するように設けられる。ロータ13が回転することにより、吸入ポート16a,16bからポンプ室Pに油が吸入され、ポンプ室Pの容積縮小により油が加圧されて吐出ポート17a,17bから吐出される。
上述のように、本実施形態では、吸入ポート16a,16bと吐出ポート17a,17bは2つずつ設けられる。これにより、ポンプ10では、ベーン14がカム面を一周する間にポンプ室Pが油の吸入及び吐出を2回繰り返す。
図2に示すように、シリンダ18は、略有底円筒状に形成され、ロータ13の回転軸と同軸に回転可能にハウジング11に支持される。シリンダ18は、保持部18aと、接続部18bと、軸部18cと、出口ポート18dと、を有する。
保持部18aは、筒状に形成され、その内部にカムリング15、第1サイドプレート16、及び第2サイドプレート17を保持する。カムリング15、第1サイドプレート16、及び第2サイドプレート17は、保持部18a内に固定され、シリンダ18と一体回転する。シリンダ18は、保持部18aで開口し、第1サイドプレート16は、シリンダ18の開口を塞ぐように設けられる。保持部18aは第1油室H1に収容される。
接続部18bは、保持部18aと軸部18cとを接続する。本実施形態では、接続部18bは、保持部18aから軸部18cに向かって次第に縮径するように形成される。接続部18bには、吐出ポート17a,17bから吐出された油が流入する。接続部18bは第1油室H1に収容される。
軸部18cは保持部18aよりも縮径された中空の軸状部分であり、軸部18c内には接続部18bから油が流入する。軸部18cは、モータ32の出力軸20aと接続される。これにより、モータ32の動力が軸部18cに伝達されると、シリンダ18とともに、カムリング15、第1サイドプレート16、及び第2サイドプレート17が回転する。
軸部18cは、ハウジング11の隔壁11aを貫通するとともにハウジング11外に突出するように設けられる。駆動軸12と軸部18cとはロータ13の回転軸方向において互いに反対側に向かって突出するように設けられる。
軸部18cには、複数の出口ポート18dが設けられる。出口ポート18dは、径方向に軸部18cの内外を連通する。軸部18cにおける出口ポート18dが設けられた部分は第2油室H2に収容される。このため、軸部18c内の油は出口ポート18dを介して第2油室H2に流出する。そして、第2油室H2に流出した油が出口ポート11cを介して油圧制御回路8に供給される。
モータ32は、例えばブラシレスモータによって構成される。モータ32は、車両に搭載されたバッテリ36を電源として駆動される。モータ32は、モータ32のロータの回転位置(回転角)を検出する位置検出器としての回転速度センサ34を備える。コントローラ30は、回転速度センサ34によって検出されたモータ32の回転位置に基づいて、モータ32を制御する。
次に、ポンプ10の運転モードについて説明する。
コントローラ30は、車両の運転状況に応じてポンプ10の運転モードを切り換える。本実施形態のポンプ制御装置100は、運転モードとして、エンジン1によってロータ13のみを回転させるMOPモードと、モータ32によってカムリング15のみを回転させるEOPモードと、エンジン1とモータ32によってロータ13及びカムリング15を相対回転させるTDPモードと、を有する。
MOPモードは、エンジン1の回転速度Neが高い場合に選択される。具体的には、車両に搭載されている油圧機器が必要とする流量(以下では、「要求流量」という。)を、ロータ13の回転のみ(エンジン1の動力による回転のみ)によって吐出される吐出流量で賄うことができる場合に選択される。ロータ13の回転速度、つまり、ポンプ10の吐出流量は、エンジン1の回転速度Neに比例する。このため、エンジン1の回転速度Neが高い場合には、エンジン1の動力のみに基づく吐出流量で要求流量を賄うことができるため、モータ32は停止した状態に維持される。
EOPモードは、エンジン1が停止している場合に選択される。アイドリングストップ、コーストストップ、あるいはセーリングストップなどを実行している場合には、エンジン1が停止しているため、ロータ13の回転も停止している。そこで、エンジン1が停止しているときには、コントローラ30は、要求流量を賄うためにモータ32を駆動してカムリング15を回転させる。これにより、ロータ13を実質的に回転させることになるので、ポンプ10によって要求流量を賄うことができる。
TDPモードは、要求流量をエンジン1の動力のみに基づく吐出流量で賄うことができない場合、具体的には、エンジン1の回転速度Neが低い場合に選択される。上述のように、エンジン1のみを駆動している場合、ポンプ10の吐出流量は、エンジン1の回転速度Neに比例する。このため、エンジン1の回転速度Neが低い場合には、エンジン1の動力のみに基づく吐出流量で賄うことができないため、コントローラ30は、モータ32を駆動し、カムリング15をロータ13の回転方向(第1方向)とは逆方向(第2方向)に回転させる。これにより、ロータ13の回転速度を実質的に上昇させることができるので、エンジン1の動力のみに基づく吐出流量だけでは不足していた要求流量を賄うことができる。
また、TDPモードは、例えばエンジン1の回転速度Neが高い場合など、エンジン1の動力に基づく吐出流量では多すぎる場合にも選択される。この場合、コントローラ30は、モータ32を駆動し、カムリング15をロータ13の回転方向(第1方向)と同方向(第1方向)に回転させる。このとき、コントローラ30は、ロータ13の回転速度よりもカムリング15の回転速度の方が低くなるように制御する。これにより、ロータ13の回転速度を実質的に下降させることができるので、エンジン1の動力に基づく吐出流量では多すぎる場合に、吐出流量を減少させることができる。
次に、図4を参照して、エンジン1の始動時におけるポンプ制御について説明する。図4は、エンジン1の始動時におけるポンプ制御のフローチャートである。本実施形態のポンプ制御は、コントローラ30にあらかじめ記憶されたプログラムに基づいて実行される。
ステップS11では、コントローラ30は、エンジン1が始動したか否かを判定する。ステップS11にて、エンジン1が始動したと判定された場合には、ステップS12に移行する。一方、ステップS12にて、エンジン1が始動していないと判定された場合には、ステップS11の判定を繰り返す。
ステップS12では、コントローラ30は、カムリング15をロータ13の回転方向とは逆方向(第2方向)に回転させるように、インバータ33を介してモータ32を駆動する。
ステップS13では、コントローラ30は、ポンプ10の吐出圧が第1所定圧よりも高くなったか否かを判定する。ステップS13にて、ポンプ10の吐出圧が第1所定圧よりも高くなったと判定された場合には、ステップS14に移行する。一方、ステップS13にて、ポンプ10の吐出圧が第1所定圧よりも高くなっていない、即ちポンプ10の吐出圧が第1所定圧以下であると判定された場合には、ステップS13の判定を繰り返す。なお、第1所定圧は、ポンプ10が油を吐出したと判定できる最低限の圧力に設定される。
ステップS14では、コントローラ30は、ポンプ10の吐出圧が第1所定圧よりも高くなってから所定時間が経過したか否かを判定する。ステップS13にて、所定時間が経過したと判定された場合には、ステップS15に移行する。一方、ステップS14にて、所定時間が経過していないと判定された場合には、ステップS14の判定を繰り返す。
ここで、所定時間は、ポンプ10の下流回路6のうち油面よりも高い部分の容積をVemp[m3]とし、エンジン1の動力のみに基づくポンプ10の吐出流量をQeng[m3/sec]とし、モータ32によってカムリング15が逆回転することによるアシスト流量をQmot[m3/sec]とし、安全率をFsとすると、Vemp/(Qeng+Qmot)×Fsによって求めることができる。なお、油面の高さは、センサ(図示せず)によって検出してもよく、出荷時の油面高さに設定してもよく、また最悪条件の場合の油面高さに設定してもよい。
ステップS15では、コントローラ30は、カムリング15をロータ13と同方向(第1方向)に回転させるように、インバータ33を介してモータ32を駆動する。このとき、コントローラ30は、ロータ13の回転速度よりもカムリング15の回転速度の方が低くなるように制御する。
ステップS16では、コントローラ30は、ポンプ10の吐出圧が第2所定圧よりも低くなったか否かを判定する。ステップS16にて、ポンプ10の吐出圧が第2所定圧よりも低くなったと判定された場合には、ステップS17に移行する。一方、ステップS16にて、ポンプ10の吐出圧が第2所定圧よりも低くなっていない、即ちポンプ10の吐出圧が第2所定圧以上であると判定された場合には、ステップS16の判定を繰り返す。なお、第2所定圧は、ポンプ制御装置100にて用いる制御圧の最低値よりも少し高い圧力に設定される。
ステップS17では、コントローラ30は、カムリング15の回転を停止させるように、インバータ33を介してモータ32の駆動を停止させる。その後、コントローラ30は、車両の運転状況に応じて、ポンプ10の運転モードを、MOPモードと、EOPモードと、TDPモードと、に切り替える。
次に、図5及び図6を参照して、エンジン1の始動時におけるポンプ制御について具体的に説明する。図5は、エンジン1の始動時におけるポンプ制御のタイムチャートの比較例である。この比較例は、エンジン1のみによって駆動されるポンプを用いた場合を示すものである。図6は、本発明の実施形態に係るエンジン1の始動時におけるポンプ制御のタイムチャートの一例である。図5及び図6では、横軸は、時間[sec]であり、縦軸は、ポンプ10の吐出圧[MPa]及びエンジン回転速度[rpm]である。また、図6には、モータ32によってカムリング15が回転駆動されるのに伴い、カムリング回転速度[rpm]の縦軸が更に設けられている。
ポンプ10では、エンジン1が停止した状態では、ベーン14の背圧室14aの油圧が抜けて、ベーン14がカムリング15の内周から離間している場合がある。この場合、エンジン1が始動してから吐出圧が立ち上がるまでに遅れが生じるおそれがある。
また、ポンプ制御装置100では、エンジン1が停止した状態では、ポンプ10の下流回路6のうち油面よりも高い部分に充填されていた油が油貯留部5に落ちている。そのため、ポンプ10の吐出圧が上昇する際には、当該部分に油が充填される必要がある。また、ポンプ10の下流回路6に油が充填されると、吐出圧の上昇率が一時的に大きくなり油撃が発生するおそれがある。そして、ポンプ制御装置100では、ポンプ10の吐出圧の上昇率が一時的に上昇した後に吐出圧が安定して、エンジン1の回転速度に応じた吐出圧の制御が可能になる。
図5に示す比較例を参照すると、エンジン1のみによって駆動されるポンプでは、エンジン1が始動してから吐出圧が立ち上がるまでの第1の期間P1と、吐出圧が立ち上がってから吐出圧の上昇率が一時的に大きくなるまでの第2の期間P2と、吐出圧の上昇率が一時的に大きくなる(吐出圧が一時的に急激に高くなる)第3の期間P3の後に、吐出圧が安定している。
これに対して、図6に示すように、本実施形態に係るポンプ制御では、時間T0にてエンジン1が始動すると、モータ32がカムリング15をロータ13とは逆方向(第2方向)に回転させる。そして、時間T1にてポンプ10の吐出圧が第1所定圧を超えてもなお、カムリング15をロータ13とは逆方向(第2方向)に回転させる。
即ち、コントローラ30は、エンジン1の始動後であって、エンジン1から伝達される動力によってロータ13を回転させてポンプ10が油の吐出を開始するまでの第1の期間P1には、モータ32にロータ13とは逆方向にカムリング15を回転させる。これにより、時間T0から時間T1までの第1の期間P1には、ロータ13とカムリング15との相対回転によって、ポンプ10の回転速度を実質的に上昇させることができる。よって、第1の期間P1を短くして、ポンプ10から早く油を吐出できる。したがって、ベーン14の背圧室14aの油圧が上昇してベーン14がカムリング15の内周面に当接するまでの時間を短縮でき、エンジン1が始動してから吐出圧が立ち上がるまでの遅れを低減させることができる。
また、コントローラ30は、第1の期間P1の後で、そのままの運転状態を継続するとポンプ10の下流回路6に油が充填されて吐出圧の上昇率が一時的に大きくなるまでの第2の期間P2にも、モータ32にロータ13と逆方向(第2方向)にカムリング15を回転させる。これにより、第2の期間P2を短くして、ポンプ10の下流回路6に油が充填されるまでの時間を短縮できる。したがって、エンジン1が始動して吐出圧が立ち上がってから吐出圧が安定するまでの遅れを低減させることができる。
なお、第1の期間P1は、油圧センサ26によって検出される吐出圧の検出値の変化に基づいて設定されるが、これに代えて予め設定される期間であってもよい。第2の期間P2は、上述した所定時間の計算式によって求められるが、油圧センサ26によって検出される吐出圧の検出値の変化に基づいて設定してもよく、また予め設定される期間であってもよい。
第1の期間P1と第2の期間P2との少なくとも一方をポンプ10の実際の吐出圧の変化に基づいて設定することで、第1の期間P1若しくは第2の期間P2を正確に設定することができる。一方、第1の期間P1と第2の期間P2との少なくとも一方を予め設定される期間とすることで、第1の期間P1若しくは第2の期間P2を検出するためにセンサ等を設ける必要がなく、簡素な構成で期間を設定することができる。
再び、図5に示す比較例を参照すると、エンジン1のみによって駆動されるポンプでは、第2の期間P2に続く第3の期間P3にて、吐出圧の上昇率が一時的に大きくなっている。
これに対して、図6に示すように、本実施形態に係るポンプ制御では、第1の期間P1及び第2の期間P2が経過した時間T2にて、モータ32がカムリング15をロータ13と同方向(第1方向)に回転させる。即ち、そのままの運転状態を継続すると吐出圧の上昇率が一時的に大きくなる第3の期間P3には、モータ32がカムリング15をロータ13と同方向(第1方向)に回転させる。そして、時間T3にて、ポンプ10の吐出圧が第2所定圧を下回ると、カムリング15の回転を停止させる。
このとき、コントローラ30は、ポンプ10の吐出圧の上昇率が一時的に大きくなる前に、カムリング15の回転がロータ13と逆方向(第2方向)であり回転速度が低下しているように制御する。これに代えて、ポンプ10の吐出圧の上昇率が一時的に大きくなる前に、カムリング15の回転方向がロータ13と同方向(第1方向)になるように制御してもよく、カムリング15の回転を停止させておいてもよい。
これにより、第3の期間P3には、ロータ13とカムリング15との相対回転によって、ポンプ10の回転速度を実質的に下降させることができる。したがって、第3の期間P3にて、ポンプ10の吐出圧の上昇率が一時的に大きくなり油撃が発生することを抑制することができる。
以上のように、エンジン1の始動時の吐出圧の立ち上がり性が向上するので、複数の背圧室14aを連通させる背圧溝(図示せず)の公差を緩和することができ、油貯留部5に貯留する油の量に余裕を持たせておく必要もなくなる。また、ポンプ10の吐出圧の上昇率が一時的に大きくなり油撃が発生することを抑制できるので、部品の耐圧強度に余裕を持たせておく必要もなくなる。したがって、ポンプ制御装置100全体の質量を低減させ、コストを低減させることができる。
なお、第3の期間P3は、油圧センサ26によって検出される吐出圧の検出値の変化に基づいて設定されるが、これに代えて予め設定される期間であってもよい。
以上のように構成された本発明の実施形態の構成、作用、及び効果をまとめて説明する。
(1)ポンプ制御装置100は、油を加圧して吐出するポンプ10と、ポンプ10を駆動するモータ32と、モータ32の回転を制御するコントローラ30と、を備える。ポンプ10は、エンジン1からの動力が伝達される駆動軸12と、エンジン1からの動力によって駆動軸12と一体に駆動軸12の回転軸周りを回転するロータ13と、ロータ13を収容し内部にポンプ室Pを画成するとともに、モータ32からの動力により回転可能に設けられたカムリング15と、ロータ13の外周面から出没可能に設けられ、背圧室14aの油圧によって先端部分がカムリング15の内周面に押し付けられて摺動する複数のベーン14と、駆動軸12の回転軸方向におけるカムリング15の両側に配置されてカムリング15とともに回転し、一方に油を吸入する吸入ポート16a、16bが設けられ他方に油を吐出する吐出ポート17a、17bが設けられる第1、第2サイドプレート16、17と、を有する。コントローラ30は、エンジン1の始動後であって、エンジン1から伝達される動力によってロータ13を回転させてポンプ10が油の吐出を開始するまでの第1の期間P1には、モータ32にロータ13とは逆方向(第2方向)にカムリング15を回転させる。
この構成によれば、ポンプ10が油の吐出を開始するまでの第1の期間P1には、エンジン1から伝達される動力によってロータ13を回転させるとともに、モータ32にロータ13とは逆方向にカムリング15を回転させる。これにより、ポンプ10から早く油を吐出できるので、ベーン14の背圧室14aの油圧が上昇してベーン14がカムリング15の内周面に当接するまでの時間を短縮できる。したがって、エンジン1が始動してから吐出圧が立ち上がるまでの遅れを低減させることができる。
(2)コントローラ30は、第1の期間P1の後で、そのままの運転状態を継続するとポンプ10の下流回路6に油が充填されて吐出圧の上昇率が一時的に大きくなるまでの第2の期間P2には、モータ32にロータ13とは逆方向(第2方向)にカムリング15を回転させる。
この構成によれば、第2の期間P2にも、モータ32にロータ13と逆方向(第2方向)にカムリング15を回転させるので、ポンプ10の吐出圧が立ち上がってから吐出圧の上昇率が一時的に大きくなるまでの第2の期間P2を短くして、ポンプ10の下流回路6に油が充填されるまでの時間を短縮できる。したがって、エンジン1が始動して吐出圧が立ち上がってから吐出圧が安定するまでの遅れを低減させることができる。
(3)コントローラ30は、第2の期間P2の後で、そのままの運転状態を継続すると吐出圧の上昇率が一時的に大きくなる第3の期間P3には、モータ32にロータ13と同方向(第1方向)にカムリング15を回転させる。
この構成によれば、モータ32がカムリング15をロータ13と同方向に回転させることで、ロータ13とカムリング15との相対速度によって、ポンプ10の回転速度を実質的に下降させることができる。これにより、第3の期間P3にて、吐出圧の上昇率が一時的に大きくなり油撃が発生することを抑制することができる。
(4)第1の期間P1と第2の期間P2との少なくとも一方は、ポンプ10の吐出圧の検出値の変化に基づいて設定される。
この構成によれば、第1の期間P1と第2の期間P2との少なくとも一方をポンプ10の実際の吐出圧の変化に基づいて設定することで、第1の期間P1若しくは第2の期間P2を正確に設定することができる。
(5)第1の期間P1と第2の期間P2との少なくとも一方は、予め設定される期間である。
この構成によれば、第1の期間P1と第2の期間P2との少なくとも一方をあらかじめ設定される期間とすることで、第1の期間P1若しくは第2の期間P2を検出するためにセンサ等を設ける必要がなく、簡素な構成で期間を設定することができる。
(6)ポンプ10は、エンジン1からの動力によって駆動軸12と一体に駆動軸12の回転軸周りを回転するロータ13と、ロータ13を収容し内部にポンプ室Pを画成するとともに、モータ32からの動力により回転可能に設けられたカムリング15と、ロータ13の外周面から出没可能に設けられ、背圧室14aの油圧によって先端部分がカムリング15の内周面に押し付けられて摺動する複数のベーン14と、駆動軸12の回転軸方向におけるカムリング15の両側に配置されてカムリング15とともに回転し、一方に油を吸入する吸入ポート16a、16bが設けられ他方に油を吐出する吐出ポート17a、17bが設けられる第1サイドプレート16、第2サイドプレート17と、を有する。ポンプ10を制御するポンプ制御方法は、エンジン1の始動後であって、エンジン1から伝達される動力によってロータ13を回転させてポンプ10が油の吐出を開始するまでの第1の期間P1には、モータ32にロータ13とは逆方向にカムリング15を回転させる。
この構成によれば、ポンプ10が油の吐出を開始するまでの第1の期間P1には、エンジン1から伝達される動力によってロータ13を回転させるとともに、モータ32にロータ13とは逆方向にカムリング15を回転させる。これにより、ポンプ10から早く油を吐出できるので、ベーン14の背圧室14aの油圧が上昇してベーン14がカムリング15の内周面に当接するまでの時間を短縮できる。したがって、エンジン1が始動してから吐出圧が立ち上がるまでの遅れを低減させることができる。
以上、本発明の実施形態について説明したが、上記実施形態は本発明の適用例の一部を示したものに過ぎず、本発明の技術的範囲を上記実施形態の具体的構成に限定する趣旨ではない。
100 ポンプ制御装置
1 エンジン(内燃機関)
6 下流回路
10 ツインドライブポンプ(ポンプ部)
12 駆動軸(シャフト)
13 ロータ
14 ベーン
14a 背圧室
15 カムリング
16 第1サイドプレート(サイドプレート)
16a、16b 吸入ポート
17 第2サイドプレート(サイドプレート)
17a、17b 吐出ポート
30 コントローラ(制御部)
32 モータ
P ポンプ室
1 エンジン(内燃機関)
6 下流回路
10 ツインドライブポンプ(ポンプ部)
12 駆動軸(シャフト)
13 ロータ
14 ベーン
14a 背圧室
15 カムリング
16 第1サイドプレート(サイドプレート)
16a、16b 吸入ポート
17 第2サイドプレート(サイドプレート)
17a、17b 吐出ポート
30 コントローラ(制御部)
32 モータ
P ポンプ室
Claims (6)
- 流体を加圧して吐出するポンプ部と、前記ポンプ部を駆動するモータと、前記モータの回転を制御する制御部と、を備えるポンプ制御装置であって、
前記ポンプ部は、
内燃機関からの動力が伝達されるシャフトと、
前記内燃機関からの動力によって前記シャフトと一体に前記シャフトの回転軸周りを回転するロータと、
前記ロータを収容し内部にポンプ室を画成するとともに、前記モータからの動力により回転可能に設けられたカムリングと、
前記ロータの外周面から出没可能に設けられ、背圧室の流体圧によって先端部分が前記カムリングの内周面に押し付けられて摺動する複数のベーンと、
前記シャフトの回転軸方向における前記カムリングの両側に配置されて前記カムリングとともに回転し、一方に流体を吸入する吸入ポートが設けられ他方に流体を吐出する吐出ポートが設けられる一対のサイドプレートと、
を有し、
前記制御部は、前記内燃機関の始動後であって、前記内燃機関から伝達される動力によって前記ロータを回転させて前記ポンプ部が流体の吐出を開始するまでの第1の期間には、前記モータに前記ロータとは逆方向に前記カムリングを回転させる、
ポンプ制御装置。 - 請求項1に記載のポンプ制御装置であって、
前記制御部は、前記第1の期間の後で、そのままの運転状態を継続すると前記ポンプ部の下流回路に流体が充填されて吐出圧の上昇率が一時的に大きくなるまでの第2の期間には、前記モータに前記ロータとは逆方向に前記カムリングを回転させる、
ポンプ制御装置。 - 請求項2に記載のポンプ制御装置であって、
前記制御部は、前記第2の期間の後で、そのままの運転状態を継続すると前記吐出圧の上昇率が一時的に大きくなる第3の期間には、前記モータに前記ロータと同方向に前記カムリングを回転させる、
ポンプ制御装置。 - 請求項2又は3に記載のポンプ制御装置であって、
前記第1の期間と前記第2の期間との少なくとも一方は、前記ポンプ部の吐出圧の検出値の変化に基づいて設定される、
ポンプ制御装置。 - 請求項2又は3に記載のポンプ制御装置であって、
前記第1の期間と前記第2の期間との少なくとも一方は、予め設定される期間である、
ポンプ制御装置。 - 内燃機関からの動力が伝達されるシャフトと、
前記内燃機関からの動力によって前記シャフトと一体に前記シャフトの回転軸周りを回転するロータと、
前記ロータを収容し内部にポンプ室を画成するとともに、モータからの動力により回転可能に設けられたカムリングと、
前記ロータの外周面から出没可能に設けられ、背圧室の流体圧によって先端部分が前記カムリングの内周面に押し付けられて摺動する複数のベーンと、
前記シャフトの回転軸方向における前記カムリングの両側に配置されて前記カムリングとともに回転し、一方に流体を吸入する吸入ポートが設けられ他方に流体を吐出する吐出ポートが設けられる一対のサイドプレートと、
を有するポンプ部を制御するポンプ制御方法であって、
前記内燃機関の始動後であって、前記内燃機関から伝達される動力によって前記ロータを回転させて前記ポンプ部が流体の吐出を開始するまでの第1の期間には、前記モータに前記ロータとは逆方向に前記カムリングを回転させる、
ポンプ制御方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2020206553A JP2022093844A (ja) | 2020-12-14 | 2020-12-14 | ポンプ制御装置及びポンプ制御方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2020206553A JP2022093844A (ja) | 2020-12-14 | 2020-12-14 | ポンプ制御装置及びポンプ制御方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2022093844A true JP2022093844A (ja) | 2022-06-24 |
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ID=82081466
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP2020206553A Pending JP2022093844A (ja) | 2020-12-14 | 2020-12-14 | ポンプ制御装置及びポンプ制御方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
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JP (1) | JP2022093844A (ja) |
-
2020
- 2020-12-14 JP JP2020206553A patent/JP2022093844A/ja active Pending
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