JP2023005446A - 電動ポンプ - Google Patents

Abstract

【課題】モータ電流を検出する電流センサを設けることなく、モータ電流を制限できるようにすることである。【解決手段】電動オイルポンプ１は、ポンプ機構部３と、ポンプ機構部３を駆動するモータ４と、モータ４を駆動する駆動装置としてのインバータ６と、インバータ６を制御するモータ制御装置５と、モータの回転速度を検出する回転速度センサ１２と、モータ４に関する温度を検出する温度センサ１１とを備える。モータ制御装置５は、回転速度センサ１２により検出された回転速度と、温度センサ１２により検出された温度とに基づいて、モータ４の端子電圧を制限することにより、モータ４に流れるモータ電流を制限する。【選択図】図１

Description

この発明は、電動ポンプに関する。

モータにより駆動される電動オイルポンプ等の電動ポンプにおいては、過電流による過度な発熱を防ぐために、モータに流れるモータ電流を制限する必要がある。モータ電流を制限するためには、電流センサを用いてモータ電流値を検出し、検出したモータ電流値を制限値と比較することに基づいて、過電流が生じているか否かが制御装置により判断される。

しかし、モータ電流について過電流を防ぐ場合には、モータ電流値を確認する必要があるので、電流センサが必要とされる等、電動ポンプのコストが低減できないという問題があった。

モータの異常状態を防ぐことに関連性がある従来技術の具体例としては、例えば次のようなものがある。

一例としては、電流値算出手段でモータに供給される電流値を計算し、計算電流値と電流制限値との差を演算し、これらの値の差に基づいて電流値ＰＩＤ制御によりモータへのＤＵＴＹ駆動信号のＤＵＴＹ値を下げるオイルポンプの制御装置が考えられている（特許文献１）。

その他の一例としては、３相ブラシレスモータの各相コイルの断線の故障を、電流制限回路を追加することなく、３相ブラシレスモータの停止時に判別可能な故障判別装置が考えられている（特許文献２）。

特開２０１２－２５５３５３号公報 特開２０１３－２２３３５６号公報

しかし、特許文献１では、モータに供給される電流値を電流値算出手段が算出するために電流センサを設ける必要があるか否かについて記載されていない。そして、特許文献１では、電流値算出手段がどのようなパラメータから電流値を算出するかについて記載されていない。

また、特許文献２では、３相ブラシレスモータの各相コイルの配線の断線、地絡、天絡の故障を判別可能であるが、モータ電流について過電流を防ぐ技術が記載されていない。

このように従来技術では、電動ポンプにおいて、モータ電流を検出する電流センサを設けることなく、モータ電流を制限する技術が確立できていないという課題があった。

本発明の目的は、モータ電流を検出する電流センサを設けることなく、モータ電流を制限できるようにすることである。

本開示に従った電動ポンプは、ポンプ構造体であるポンプ機構部と、ポンプ機構部を駆動するモータと、モータを駆動する駆動装置と、駆動装置を制御する制御装置と、モータの回転速度を検出する回転速度センサと、モータに関する温度を検出する温度センサとを備える。制御装置は、回転速度センサにより検出された回転速度と、温度センサにより検出された温度とに基づいて、モータの端子電圧を制限することにより、モータに流れるモータ電流を制限する。

本開示に従った電動ポンプによれば、制御装置が、回転速度センサにより検出された回転速度と、温度センサにより検出された温度とに基づいて、モータの端子電圧を制限することにより、モータに流れるモータ電流を制限するので、モータ電流を検出する電流センサを設けることなく、モータ電流を制限することができる。

電動オイルポンプ１の構成を示すブロック図である。 モータ端子電圧制限値決定部５２のマップデータ５２０における回転数と温度とモータ端子電圧制限値との対応関係の具体例を示す図である。 モータ端子電圧制御を示すフローチャートである。 モータ端子電圧制御の変形例における第１マップデータを示す図である。 モータ端子電圧制御の変形例における第２マップデータを示す図である。 本開示に係る電動オイルポンプ９０１の断面図である。 本開示に係る電動オイルポンプ９０１の斜視外観図である。

以下、本発明の実施の形態について図に基づいて説明する。なお、以下の図面において同一または相当する部分には同一の参照番号を付しその説明は繰返さない。

＜電動オイルポンプ１の構成＞
図１は、電動オイルポンプ１の構成を示すブロック図である。電動オイルポンプ１は、油を循環させる動作をする電動ポンプであり、例えば、車両および船舶等の各種装置に備えられる。

図１を参照して、電動オイルポンプ１は、ポンプ機構部３、モータ４、モータ制御装置５、インバータ６、入力インターフェイス回路７、出力インターフェイス回路８、温度センサ１１、および、回転速度センサ１２を含む。

上位コントローラ２は、電動オイルポンプ１のモータ制御装置５に対して指令を出力する制御装置である。上位コントローラ２は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read only memory）、ＲＡＭ（Random access memory）といったメモリ、および、入出力ポート等から構成される制御回路と、モータ制御装置５と通信するための通信インターフェイス回路とを含む。

モータ制御装置５は、ＣＰＵ、メモリ、および、入出力ポートを含み、上位コントローラ２からの指令に応じて、駆動装置としてのインバータ６にモータ駆動制御信号を出力する制御回路である。モータ制御装置５は、上位コントローラ２から入力インターフェイス回路７を介して入力される指令ＰＷＭ（Pulse Width Modulation）信号が指令するモータの回転数（ｒｐｍ）に応じて、モータ４をＰＷＭ制御するためのモータ駆動制御信号をインバータ６に供給する。

インバータ６は、モータ制御装置５から入力されるモータ駆動制御信号に基づいて、スイッチング素子をオン／オフ動作することによってモータ４を回転駆動する駆動装置である。このようにモータ４が回転駆動されることにより、ポンプ機構部３が動作する。

モータ制御装置５では、ＣＰＵが、ＲＯＭに格納されているプログラムをＲＡＭに展開して実行することにより、回転数指令電圧変換部５１、モータ端子電圧制限値決定部５２、および、モータ端子電圧制限部５３としての機能を実現する。

温度センサ１１は、モータ４に関する温度を検出する温度検出装置であり、モータ４に関する温度として、インバータ６の温度を検出し、検出信号をモータ制御装置５に出力する。回転速度センサ１２は、モータ４の回転速度として単位時間（１分）当りの回転数（ｒｐｍ）を検出する回転速度検出装置であり、回転数を示す検出信号を、モータ制御装置５に出力するとともに、出力インターフェイス回路８を介して、上位コントローラ２に出力する。

モータ制御装置５においては、回転数指令電圧変換部５１により、指令ＰＷＭ信号が指令するモータの回転数をモータ４の指令電圧に変換する。回転数指令電圧変換部５１は、モータ４の回転数と指令電圧との対応関係を示すマップデータを用いて、指令ＰＷＭ信号が指令するモータの回転数をモータ４の指令電圧に変換する。回転数指令電圧変換部５１での回転数からの変換により得られた指令電圧は、モータ端子電圧制限部５３が受ける。回転数指令電圧変換部５１が用いるマップデータは、ＲＯＭに記憶されている。

モータ制御装置５においては、モータ端子電圧制限値決定部５２により、回転速度センサ１２の検出信号が示す回転数と、温度センサ１１の検出信号が示す温度とに基づき、マップデータ５２０を用いて、モータ４の端子電圧（以下、モータ端子電圧と呼ぶ場合がある）を制限する値であるモータ端子電圧制限値を決定する。モータ端子電圧制限値決定部５２により決定されたモータ端子電圧制限値は、モータ端子電圧制限部５３が受ける。マップデータ５２０は、ＲＯＭに記憶されている。モータ端子電圧制限値は、モータ４の過電流による過熱を防ぐことを目的としてモータ端子電圧を制限するための閾値として設定されるモータ端子電圧値である。

マップデータ５２０は、図１に示すように、モータの回転数（ｒｐｍ）と、モータ端子電圧制限値との関係を示す複数のマップＭ１～Ｍ４…を備えたマップデータである。マップＭ１は、モータ４に関する温度Ｔ１に対応するマップである。マップＭ２は、モータ４に関する温度Ｔ２に対応するマップである。マップＭ３は、モータ４に関する温度Ｔ３に対応するマップである。マップＭ４は、モータ４に関する温度Ｔ４に対応するマップである。マップは、図１において代表的にマップＭ１～Ｍ４の４つのマップが示されているが、具体的には、モータ４の温度が変化する範囲内において、例えば、１℃という温度ごとに４つを超える複数のマップが設けられている。モータ４に関する温度は、Ｔ１＜Ｔ２＜Ｔ３＜Ｔ４＜…という関係がある。

モータ端子電圧制限値決定部５２においては、温度センサ１１の検出信号が示す温度に応じて、複数のマップＭ１～Ｍ４…のうちから１つのマップを選択し、その選択したマップを用いて、回転速度センサ１２の検出信号が示す回転数から、対応するモータ端子電圧制限値を決定する。温度センサ１１の検出信号が示す温度に応じたマップの選択方法は、例えば、複数のマップＭ１～Ｍ４…４それぞれが対応する温度Ｔ１～Ｔ４…のうち、温度センサ１１の検出信号が示す温度に最も近い温度に対応するマップを選択する方法が用いられる。

モータ制御装置５においては、モータ端子電圧制限部５３により、モータ指令電圧とモータ端子電圧制限値とに基づいて、インバータ６に供給するモータ駆動制御信号のモータ端子電圧をモータ端子電圧制限値以下となるように制御する。

なお、モータ制御装置５は、回転数指令電圧変換部５１、モータ端子電圧制限値決定部５２、および、モータ端子電圧制限部５３が、ハードウェア回路により構成されてもよい。

また、モータ４を制御する制御装置は、モータ制御装置５に相当するＣＰＵ、メモリ、および、入出力ポートを含む制御回路に加えて、インバータ６、入力インターフェイス回路７、および、出力インターフェイス回路８を含んで構成されてもよい。

また、モータ４を制御する制御装置は、モータ制御装置５に相当するＣＰＵ、メモリ、および、入出力ポートを含む制御回路に加えて、入力インターフェイス回路７、および、出力インターフェイス回路８を含んで構成されてもよい。

また、電動オイルポンプが、ポンプ機構部３およびモータ４を組み合わせた装置により構成され、モータ制御装置５、インバータ６、入力インターフェイス回路７、および、出力インターフェイス回路８が、当該電動オイルポンプとは、別の制御装置として構成されてもよい。

＜モータ端子電圧制限値決定部５２のマップデータ５２０の具体例＞
図２は、モータ端子電圧制限値決定部５２のマップデータ５２０における回転数と温度とモータ端子電圧制限値との対応関係の具体例を示す図である。

モータ４に同じ電流を流す場合において、モータ端子電圧が上昇するとモータ４の回転数が上昇し、モータ４のトルク定数はモータ４に関する温度により変化する。つまり、モータ４に流れる電流（以下、モータ電流と呼ぶ）は、モータ４の回転数とモータ４に関する温度とに依存する。したがって、モータ４において、過剰な発熱を生じさせるような過電流が流れないようにするためには、モータ４の回転数とモータ４に関する温度とに基づいてモータ端子電圧を一定値以下に制限すればよいこととなる。このような一定値が、モータ端子電圧制限値として、モータ端子電圧制限値決定部５２のマップデータ５２０に予め設定されている。

図２を参照して、モータ端子電圧制限値決定部５２のマップデータ５２０においては、モータ４の回転数について、図中の温度Ｔ１～Ｔ４のそれぞれのマップデータに示すように、モータ４の回転数が上昇するにしたがってモータ端子電圧制限値が上昇するようにマップデータが設定される。そして、図１に示した複数のマップＭ１～Ｍ４…は、図中のＴ１～Ｔ４…に示すように、モータ４に関する温度が上昇するにしたがってモータ端子電圧制限値が全体的に低下するようにデータが設定された温度別のマップにより構成されている。

＜モータ端子電圧制限値の具体例＞
次に、モータ端子電圧制限値決定部５２で用いられるマップデータ５２０に設定されるモータ端子電圧制限値の具体例を説明する。

モータ４に流れるモータ電流Ｉは、モータ４のモータ端子電圧Ｖと、モータ４の逆起電力ｅと、モータ４のコイル抵抗Ｒａとを用いて式（１）のように示される。ここで、逆起電力ｅは、逆起電圧定数Ｋｅと、モータ４の回転速度ω［ｒａｄ／ｓ］とにより、“ｅ＝Ｋｅ×ω”で求められる。また、モータ４について、逆起電圧定数Ｋｅとトルク定数Ｋｔとが一致し、トルク定数Ｋｔはモータ４に関する温度により変化する。

Ｉ＝（Ｖ－ｅ）／Ｒａ・・・（１）
式（１）によれば、モータ電流Ｉは、モータ端子電圧Ｖから推定することが可能である。

また、モータ端子電圧Ｖは、式（２）のように示される。ここで、Ｎは、モータ４の回転数［ｒｐｍ］である。

Ｖ＝（Ｉ×Ｒａ）＋（Ｋｅ×２π×Ｎ）／６０・・・（２）
式（２）において、モータ電流Ｉを、前述のような過度な過電流となることを防ぐための電流制限値に設定する場合は、コイル抵抗Ｒａと逆起電圧定数Ｋｅとがともに定数となる。モータ電流Ｉを過電流の制限をするための電流制限値に設定した場合、式（２）のモータ端子電圧Ｖは、モータ電流Ｉの過電流を制限するためのモータ端子電圧制限値となり得る。

式（２）において、モータ電流Ｉを電流制限値に設定し、コイル抵抗Ｒａ、および、逆起電圧定数Ｋｅが定数となると、式（２）から得られるモータ端子電圧Ｖは、モータ４の回転数Ｎにより変化するモータ端子電圧制限値となる。また、このような式（２）から得られるモータ端子電圧制限値は、逆起電圧定数Ｋｅとトルク定数Ｋｔとが一致し、トルク定数Ｋｔがモータ４に関する温度により変化するので、モータ４に関する温度により変化することとなる。したがって、式（２）を用いて、モータ端子電圧制限値を演算すると、図２に示すように、モータ４の回転速度とモータ４の端子電圧制限値との関係を示すマップデータとして、モータ４に関する温度に応じて異なるマップデータを得ることができる。このように、モータ電流およびモータ電流の制限値は、モータ４の回転数およびモータ４に関する温度に基づいて推測することが可能となる。

＜モータ端子電圧制御の流れ＞
次に、モータ制御装置５のＣＰＵにより実行されるモータ端子電圧制御の処理の流れを説明する。図３は、モータ端子電圧制御の処理を示すフローチャートである。

モータ端子電圧制御の処理においては、モータ制御装置５のＣＰＵが以下のような処理を実行する。ステップＳ１においては、上位コントローラ２からの指令ＰＷＭ信号により指令された回転数を、前述のようなモータ４の回転数と指令電圧との対応関係を示すマップデータを用いて、指令ＰＷＭ信号が指令するモータの回転数をモータ４の指令電圧に変換する。

ステップＳ２においては、回転速度センサ１２からの検出信号に基づいて、モータ４の回転数の検出値を取得する。ステップＳ３においては、温度センサ１１からの検出信号に基づいて、モータ４に関する温度の検出値を取得する。

ステップＳ４においては、ステップＳ２で取得したモータ４の回転数の検出値と、ステップＳ３で取得したモータ４に関する温度の検出値とに基づき、マップデータ５２０を用いて、モータ４の端子電圧を制限する値であるモータ端子電圧制限値を決定する。

ステップＳ５においては、ステップＳ１の変換により得られたモータ指令電圧が、ステップＳ４の演算により得られたモータ端子電圧制限値を超過するか否かを判定する。

ステップＳ５でモータ指令電圧がモータ端子電圧制限値を超過しないと判定された場合は、ステップＳ６において、モータ４のモータ端子電圧をモータ指令電圧に設定し、リターンする。これにより、モータ指令電圧がモータ端子電圧制限値を超過しない場合は、インバータ６に供給するモータ駆動制御信号のモータ端子電圧が制限されない。

一方、ステップＳ５でモータ指令電圧がモータ端子電圧制限値を超過すると判定された場合は、ステップＳ７において、モータ４のモータ端子電圧を、ステップＳ４により得られたモータ端子電圧制限値に設定し、リターンする。これにより、モータ指令電圧がモータ端子電圧制限値を超過した場合は、インバータ６に供給するモータ駆動制御信号のモータ端子電圧がモータ端子電圧制限値に制限される。

このようなモータ端子電圧制御の処理においては、次のように、回転数指令電圧変換部５１、モータ端子電圧制限値決定部５２、および、モータ端子電圧制限部５３を実現することができる。ステップＳ１により、回転数指令電圧変換部５１が実現される。ステップＳ２～Ｓ４により、モータ端子電圧制限値決定部５２が実現される。ステップＳ５～Ｓ７により、モータ端子電圧制限部５３が実現される。

以上に説明したようなモータ端子電圧制御の処理を実行することにより、モータ制御装置５が、回転速度センサ１２により検出された回転数と、温度センサ１１により検出された温度とに基づいて、モータ４のモータ端子電圧を制限することにより、モータ４に流れるモータ電流を制限するので、モータ電流を検出する電流センサを設けることなく、モータ電流を制限することができる。

＜モータ端子電圧制御の変形例＞
次に、モータ端子電圧制御の変形例を説明する。モータ端子電圧制御の変形例としては、モータ４の回転数とモータ４のモータ端子電圧制限値との関係を示す第１マップデータを用い、回転速度センサ１２により検出された回転数に基づいて、モータ端子電圧制限値を選択し、モータ４に関する温度とモータ端子電圧制限値の補正係数との関係を示す第２マップデータを用い、温度センサ１１により検出されたモータ４に関する温度に基づいて、補正係数を選択し、選択したモータ端子電圧制限値を、選択した補正係数を用いて補正する例を説明する。

図４は、モータ端子電圧制御の変形例における第１マップデータを示す図である。図５は、モータ端子電圧制御の変形例における第２マップデータを示す図である。

図４に示す第１マップデータは、モータ４の回転数と、モータ４のモータ端子電圧制限値Ｔ０との関係を示すものである。前述のようなモータ４の回転数とモータ端子電圧制限値との対応関係に基づいて、第１マップデータは、モータ４の回転数が上昇するにしたがってモータ端子電圧制限値Ｔ０が上昇するようにマップが設定されている。

図５に示す第２マップデータは、モータ４に関する温度と、モータ端子電圧制限値Ｔ０の補正係数Ｃとの関係を示すものである。前述のようなモータ４に関する温度とモータ端子電圧制限値との関係に基づいて、第２マップデータは、モータ４に関する温度が上昇するにしたがって補正係数Ｃが低下するようにマップが設定されている。

モータ端子電圧制限値の補正係数Ｃは、第１マップデータを用いてモータ４の回転数から得られるモータ端子電圧制限値Ｔ０に乗算することにより、モータ４の回転数から得られるモータ端子電圧制限値をモータ４に関する温度により補正する係数である。

図１に示すマップデータ５２０ではモータ４に関する温度別に複数のマップが設定されるが、図１に示すマップデータ５２０のように、モータ４に関する温度とモータ端子電圧制限値との関係に基づいてモータ端子電圧制限値を設定するためには、下記（３）式に示すにように、図４のようにモータ４の回転数から得られるモータ端子電圧制限値Ｔ０に、図５のようにモータ４に関する温度から得られる補正係数Ｃを乗算し、その乗算により補正されたモータ端子電圧制限値Ｔを設定すればよい。補正係数Ｃは、モータ端子電圧制限値Ｔ０に乗算することにより、図２に示すような温度とモータ端子電圧制限値との対応関係のような、温度により変化するモータ端子電圧制限値を算出できるような値に設定される。

Ｔ＝Ｔ０×Ｃ・・・（３）
このように、第１マップデータと第２マップデータとを用いてモータ端子電圧制限値を設定する場合には、図３のモータ端子電圧制御の処理において、Ｓ４の代わりに、第１マップデータを用い、回転速度センサ１２により検出されたモータ４の回転数の検出値に基づいてモータ端子電圧制限値Ｔ０を選択するステップと、第２マップデータを用い、温度センサ１１により検出されたモータ４に関する温度に基づいて補正係数Ｃを選択するステップと、モータ端子電圧制限値Ｔ０に補正係数Ｃを乗算することにより補正されたモータ端子電圧制限値Ｔを求めるステップとを設ければよい。

以上に説明したようなモータ端子電圧制御の変形例では、モータ制御装置５が、回転速度センサ１２により検出された回転数と、温度センサ１１により検出された温度とに基づいて、モータ４のモータ端子電圧を制限することにより、モータ４に流れるモータ電流を制限するので、モータ電流を検出する電流センサを設けることなく、モータ電流を制限することができる。

＜電動オイルポンプ装置＞
前述の電動オイルポンプ１の構成について詳細に説明する。図６は、本開示に係る電動オイルポンプ９０１の断面図である。図７は、本開示に係る電動オイルポンプ９０１の斜視外観図である。以下で説明する電動オイルポンプ９０１は、電動オイルポンプ１に対応し、ポンプ部９０２がポンプ機構部３に、モータ部９０３がモータ４に、およびコントローラ９０４がモータ制御装置５にそれぞれ対応している。

本開示に係る電動オイルポンプ９０１は、主にエンジンの停止中にトランスミッションに油圧を供給する電動オイルポンプである。電動オイルポンプ９０１が、トランスミッションケース底部のオイル溜りからオイルを吸引し、このオイルを吐出してトランスミッション内にオイルを圧送することにより、トランスミッション内で必要な油圧や潤滑油量が確保される。

図６に示すように、本開示に係る電動オイルポンプ９０１は、油圧を発生させるポンプ部９０２と、ポンプ部９０２を駆動するモータ部９０３と、モータ部９０３を制御する制御回路が設けられたコントローラ９０４（メイン基板）と、ポンプ部９０２、モータ部９０３、およびコントローラ９０４を収容するハウジング９０５とを有する。以下、それぞれの部材または要素を詳細に説明する。

なお、以下の説明において、モータ部９０３の軸心Ｏと平行な方向を「軸方向」と呼び、軸心Ｏを中心とする円の半径方向を「半径方向」と呼ぶ（「内径方向」および「外径方向」も当該円の内径方向および外径方向を意味する）。また、軸心Ｏを中心とする円の円周方向を「周方向」と呼ぶ。

図６に示すように、本開示に係るポンプ部９０２は、回転することでオイルを圧送する回転式ポンプである。具体的に、ポンプ部９０２は、複数の外歯が形成されたインナロータ９２１と、複数の内歯が形成されたアウタロータ９２２と、インナロータ９２１およびアウタロータ９２２を収容する静止部材としてのポンプケース９２３とを有するトロコロイドポンプである。アウタロータ９２２の内径側にインナロータ９２１が配置されている。アウタロータ９２２は、インナロータ９２１に対して偏心した位置にある。アウタロータ９２２の一部の歯部がインナロータ９２１の一部の歯部と噛み合っている。なお、インナロータ９２１の歯数をｎとすると、アウタロータ９２２の歯数は（ｎ＋１）である。アウタロータ９２２の外周面およびポンプケース９２３の内周面は何れも互いに嵌合可能な円筒面である。アウタロータ９２２は、インナロータ９２１の回転に伴って従動回転するように、ポンプケース９２３の内周に回転可能に配置される。

図６に示すように、モータ部９０３はポンプ部９０２と軸方向に並べて配置される。モータ部９０３として、例えば３相ブラシレスＤＣモータが使用される。モータ部９０３は、複数のコイル９３０ａを有するステータ９３０と、ステータ９３０の内側に隙間をもって配置されたロータ９３１と、ロータ９３１に結合された出力軸９３２とを有する。ステータ９３０には、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相の三相に対応したコイル９３０ａが形成されている。

出力軸９３２は、軸受９３３，９３４を介してハウジング９０５に対して回転可能に支持されている。出力軸９３２のポンプ部９０２側の端部には、ポンプ部９０２のインナロータ９２１が装着されている。出力軸９３２とポンプ部９０２の間に減速機は配置されておらず、インナロータ９２１はモータ部９０３の出力軸９３２に嵌合されており、例えば二面幅によって動力伝達可能とされている。軸方向ポンプ部９０２側に位置する軸受９３３とインナロータ９２１との間に、出力軸９３２の外周面に摺接するシールリップを備えたシール９３５が配置される。このシール９３５によって、ポンプ部９０２からモータ部９０３へのオイルの漏洩が防止されている。軸方向ポンプ部９０２側の軸受９３３とシール９３５との間には、軸方向に圧縮された弾性部材９３６が配置され、軸受９３３、９３４に対し予圧を与えている。

モータ部９０３におけるロータ９３１の回転角を検出するため、モータ部９０３の回転側と静止側の間に検出部９３７が設けられる。本開示に係る検出部９３７は、出力軸９３２の反ポンプ部側の軸端にブラケット９３８を介して取り付けられたセンサマグネット９３７ａ（例えばネオジウムボンド磁石）と、静止側となるハウジング９０５に設けられたＭＲ素子等の磁気センサ９３７ｂとで構成することができる。磁気センサ９３７ｂは、出力軸９３２の反ポンプ側の軸端と対向して配置され、かつ出力軸９３２と直交する方向に配置されたサブ基板９３９に取り付けられる。磁気センサ９３７ｂの検出値は、後述するコントローラ９０４（メイン基板）の制御回路に入力される。

なお、磁気センサ９３７ｂとして、ホール素子を使用することもできる。また、検出部９３７としては、磁気センサの他、光学式エンコーダやレゾルバ等を用いることもできる。なお、センサレスでモータ部９０３を駆動することもできる。

本開示に係るコントローラ９０４は、モータ部９０３の出力軸９３２と平行に配置される。コントローラ９０４には、複数の電子部品９４１が実装されている。これらの電子部品９４１でモータ部９０３の駆動を制御する制御回路が構成される。図示例では、コントローラ９０４が、電子部品９４１を実装した面（実装面）９４０をポンプ部９０２およびモータ部９０３と対向させて配置される。コントローラ９０４には、外部電源からコネクタ９４２を介して電力が供給される。

ハウジング９０５は、両端を開口した筒状のハウジング本体９５０と、ハウジング本体９５０の軸方向ポンプ側の開口部を閉鎖する第一蓋部９５１と、ハウジング本体９５０の軸方向反ポンプ側の開口部を閉鎖する第二蓋部９５２とを有する。第一蓋部９５１および第二蓋部９５２はそれぞれ複数の締結用ボルトＢ１、Ｂ２を用いてハウジング本体９５０に固定される。

第二蓋部９５２は、反ポンプ部側の軸受９３４を支持する円筒形状のベアリングケース９５２ａと、ベアリングケース９５２ａの反ポンプ部側開口部を閉鎖するカバー９５２ｂとを有する。ベアリングケース９５２ａの内径側にサブ基板９３９が配置される。カバー９５２ｂは、ベアリングケース９５２ａに図示しない締結部材を用いて取り付けられる。

ハウジング本体９５０は、ポンプ部９０２を収容するポンプ収容部９５３、モータ部９０３を収容するモータ収容部９５４、およびコントローラ９０４を収容するコントローラ収容部９５５を有する。ハウジング本体９５０は、例えば鋳造や切削あるいはこれらの組み合わせにより、一部品の形で一体に形成される。ハウジング本体９５０、第一蓋部９５１、および第二蓋部９５２は導体でかつ熱伝導性が良好な金属材料、例えばアルミニウム合金で形成される。この他、ハウジング本体９５０、第一蓋部９５１、および第二蓋部９５２のうちの一つ又は複数を他の金属材料（例えば、鉄系金属）や樹脂で形成してもよい。

ハウジング９０５のポンプ収容部９５３は、ポンプ部９０２のポンプケース９２３を含む概略円筒状の形態を有する。ポンプ収容部９５３には、インナロータ９２１及びアウタロータ９２２が収容されるポンプ室９６６と、吸入ポート９６２および吐出ポート９６４とが形成される。吸入ポート９６２および吐出ポート９６４は、何れもポンプ室９６６のモータ部９０３側（図６の左側）に隣接して設けられ、インナロータ９２１とアウタロータ９２２の噛み合い部に開口している。吸入ポート９６２と吐出ポート９６４は、何れも出力軸９３２の円周方向に延びる円弧状をなし、円周方向で１８０°対向する位置に設けられる。

ハウジング９０５のモータ収容部９５４は円筒状に形成される。モータ収容部９５４の円筒状内周面に、モータ部９０３のステータ９３０が圧入もしくは接着固定されている。ハウジング９０５のコントローラ収容部９５５は、半径方向の外径側（図６の下側）が開口しており、内周にコントローラ９０４を収容した後、開口部がカバー９５７により閉鎖される。カバー９５７は締結部材Ｂ３を用いてハウジング本体９５０に取り付けられる。

図６および図７に示すように、ハウジング本体９５０の軸方向両側には、電動オイルポンプ９０１を取付対象部品（本開示ではトランスミッションケース）に取り付けるためのフランジ状の取り付け部９５８、９５９が一体に形成される。ポンプ部９０２側の取り付け部９５８に二つの締結用孔９５８ａが形成され、反ポンプ部側の取り付け部９５９に二つの締結用孔９５９ａが形成されている。これら締結用孔９５８ａ、９５９ａに図示しない締結部材を挿入し、当該締結部材をトランスミッションケースにねじ込むことで、電動オイルポンプ９０１がトランスミッションケースに取り付けられる。

図６に示すように、ハウジング本体９５０には、ポンプ部９０２に供給されるオイルが流通する吸入管路９６０と、ポンプ部９０２から吐出されたオイルが流通する吐出管路９６１とが設けられる。吸入管路９６０の一端は吸入ポート９６２に接続される。吸入管路９６０の他端はハウジング本体９５０の表面に開口し、この開口部が吸入口９６３となる。吐出管路９６１の一端は吐出ポート９６４に接続される。吐出管路９６１の他端はハウジング本体９５０の表面に開口し、この開口部が吐出口９６５となる。吸入口９６３および吐出口９６５は、ハウジング９０５のうち、トランスミッションケースと対向する面に設けられる。これにより、電動オイルポンプ９０１の周囲にオイル用配管を引き回す必要がなくなり、電動オイルポンプ９０１の周辺構造を簡略化することができる。

また、上記の電動オイルポンプ９０１では、吸入口９６３および吐出口９６５はハウジング本体９５０の表面に設けられている。加えて、吸入口９６３とポンプ部９０２とを接続する吸入管路９６０と、吐出口９６５とポンプ部９０２とを接続する吐出管路９６１とが何れもハウジング本体９５０に設けられている。そのため、吸入管路９６０および吐出管路９６１を流れるオイルでハウジング本体９５０の冷却を行うことができる。この冷却効果により、熱源となるモータ部９０３およびコントローラ９０４の冷却を促進することができ、電動オイルポンプ９０１の信頼性を高めることができる。また、吸入管路９６０と吐出管路９６１をハウジング本体９５０とは別の部材に設ける場合に比べ、電動オイルポンプ９０１の小型化を図ることができる。

なお、吸入管路９６０および吐出管路９６１の構成を変えることなく、吸入管路９６０を吐出管路として、かつ吐出管路９６１を吸入管路として使用することもできる。また、吸入管路９６０および吐出管路９６１の双方をポンプ部９０２とモータ部９０３の軸方向間領域に配置する他、どちらか一方を、これ以外の領域（例えばモータ部９０３の外径側領域）に配置することもできる。

＜実施の形態のまとめ＞
（１） 図１および図３に示すように、電動ポンプである電動オイルポンプ１は、ポンプ機構部３と、ポンプ機構部３を駆動するモータ４と、モータ４を駆動する駆動装置であるインバータ６と、インバータ６を制御する制御装置であるモータ制御装置５と、モータ４の回転速度である回転数を検出する回転速度センサ１２と、モータ４に関する温度を検出する温度センサ１１とを備える。モータ制御装置５は、回転速度センサ１２により検出された回転数と、温度センサ１１により検出された温度とに基づいて、モータ４の端子電圧を制限することにより、モータ４に流れるモータ電流を制限する。

このような構成によれば、モータ制御装置５が、回転速度センサ１２により検出された回転速度である回転数と、温度センサ１１により検出された温度とに基づいて、モータ４のモータ端子電圧を制限することにより、モータ４に流れるモータ電流を制限するので、モータ電流を検出する電流センサを設けることなく、モータ電流を制限することができる。

（２） 図１および図３に示すように、制御装置であるモータ制御装置５は、モータ４に関する温度に応じて異なるモータ４の回転速度である回転数とモータ４のモータ端子電圧制限値との関係を示す複数のマップＭ１～Ｍ４…から、温度センサ１１により検出された温度に基づいて１つのマップデータを選択し、選択したマップデータを用い、回転速度センサ１２により検出された回転数に基づいて、モータ端子電圧制限値を決定する。

このような構成によれば、モータ制御装置５が、複数のマップデータＭ１～Ｍ４…から、温度センサ１１により検出された温度に基づいて１つのマップデータを選択し、選択したマップデータを用い、回転速度センサ１２により検出された回転数に基づいて、モータ端子電圧制限値を決定するので、複雑な演算処理を実行することなく、マップデータを用いる簡素な処理によりモータ電流を制限することができる。

（３） 図４および図５に示すように、制御装置であるモータ制御装置５は、モータ４の回転速度である回転数とモータ４のモータ端子電圧制限値Ｔ０との関係を示す第１マップデータを用い、回転速度センサ１２により検出された回転数に基づいて、モータ端子電圧制限値Ｔ０を選択し、モータ４に関する温度とモータ端子電圧制限値の補正係数Ｃとの関係を示す第２マップデータを用い、温度センサ１１により検出された温度に基づいて、補正係数Ｃを選択し、選択したモータ端子電圧制限値Ｔ０を、選択した補正係数Ｃを用いて補正する。

このような構成によれば、モータ制御装置５が、第１マップデータを用い、回転速度センサ１２により検出された回転数に基づいてモータ端子電圧制限値Ｔ０を選択し、第２マップデータを用い、温度センサ１１により検出された温度に基づいて補正係数Ｃを選択し、選択したモータ端子電圧制限値Ｔ０を、選択した補正係数Ｃを用いて補正するので、複雑な演算処理を実行することなく、簡素な処理によりモータ電流を制限することができる。

（４） 図１に示すように、温度センサ１１は、駆動装置であるインバータ６の温度を検出することに基づいて、モータ４に関する温度を検出する。

このような構成によれば、温度センサ１１がインバータ６の温度を検出することに基づいて、モータ４に関する温度を検出するので、モータ４にかかる負荷に変化する温度を確実に検出することができる。

＜実施の形態の変形例＞
（１） 前述の実施の形態では、マップデータとして、複数のマップを設ける場合に、例えば、温度が１℃ごとに複数のマップが設けられている例を代表例として説明した。しかし、これに限らず、１℃未満の温度ごとに複数のマップが設けられてもよい。また、例えば、５℃の温度ごとというように、１℃を超える温度ごとに複数のマップが設けられてもよい。

（２） 前述の実施の形態では、マップデータとして、複数のマップを設ける場合に、例えば、温度が１℃ごとというように、同一温度間隔で複数のマップが設けられている例を代表例として説明した。しかし、これに限らず、モータ４の温度が変化する範囲内において、例えばモータ４にとってモータ電流の制限が特に必要となりやすい温度範囲内は第１の温度間隔で複数のマップを設け、モータ４にとってモータ電流の制限が必要となりにくい温度範囲内は第１の温度間隔よりも広い第２の温度間隔で複数のマップを設けてもよい。

（３） 前述の実施の形態では、図３のステップＳ５～Ｓ７に示したように、ステップＳ５でモータ指令電圧がモータ端子電圧制限値を超過すると判定された場合は、ただちに、ステップＳ７において、モータ４のモータ端子電圧を、ステップＳ４の演算により得られたモータ端子電圧制限値に設定する例を示した。しかし、これに限らず、ステップＳ５でモータ指令電圧がモータ端子電圧制限値を超過すると判定された場合は、そのような状態が継続した期間を計時し、そのような状態が予め定められた期間以上継続した場合に、モータ端子電圧を、ステップＳ４の演算により得られたモータ端子電圧制限値に設定するようにしてもよい。そのようにすれば、モータ電流の値が一時的に上昇した後、許容値にただちに戻った場合のような瞬時的なモータ電流の変化に応じて、あまり必要性がない端子電圧の制限が行われてしまうのを防ぐことができる。

（４） 前述の実施の形態では、モータ４に関する温度として、インバータ６の温度を検出する例を説明した。しかし、これに限らず、モータ４に関する温度としては、モータ４のケーシング温度等のモータ４自体の温度を検出してもよい。

（５） 前述の実施の形態では、モータ４の駆動装置としてインバータ６を用いる例を説明した。しかし、これに限らず、モータ４の駆動装置としては、インバータ以外の駆動装置を用いてもよい。

（６） 前述のようなマップデータを用いずに、モータ４の回転数とモータ４に関する温度とに基づいてモータ端子電圧制限値を演算する演算式を予め設定しておき、モータ制御装置５が、当該演算式を用いて、回転速度センサ１２により検出された回転数と、温度センサ１１により検出された温度とに基づいて、モータ端子電圧制限値を演算して決定するようにしてもよい。

今回開示された実施の形態および実施例はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることを意図される。

３ ポンプ機構部、４ モータ、６ インバータ、５ モータ制御装置、１２ 回転速度センサ、１１ 温度センサ、１，９０１ 電動オイルポンプ、９０２ ポンプ部、９０３ モータ部、９０５ ハウジング、９２１ インナロータ、９２２ アウタロータ、９２３ ポンプケース、９３０ ステータ、９３０ａ コイル、９３１ ロータ、９３２ 出力軸、９３３，９３４ 軸受、９３５ シール、９３６ 弾性部材、９３７ 検出部、９３７ａ センサマグネット、９３７ｂ 磁気センサ、９３８ ブラケット、９３９ サブ基板、９４１ 電子部品、９４２ コネクタ、９５０ ハウジング本体、９５１ 第一蓋部、９５２ 第二蓋部、９５２ａ ベアリングケース、９５２ｂ，９５７ カバー、９５３ ポンプ収容部、９５４ モータ収容部、９５５ コントローラ収容部、９５８，９５９ 取り付け部、９５８ａ，９５９ａ 締結用孔、９６０ 吸入管路、９６１ 吐出管路、９６２ 吸入ポート、９６３ 吸入口、９６４ 吐出ポート、９６５ 吐出口、９６６ ポンプ室。

Claims (4)

1. ポンプ機構部と、
   前記ポンプ機構部を駆動するモータと、
   前記モータを駆動する駆動装置と、
   前記駆動装置を制御する制御装置と、
   前記モータの回転速度を検出する回転速度センサと、
   前記モータに関する温度を検出する温度センサとを備え、
   前記制御装置は、前記回転速度センサにより検出された回転速度と、前記温度センサにより検出された温度とに基づいて、前記モータの端子電圧を制限することにより、前記モータに流れるモータ電流を制限する、電動ポンプ。
2. 前記制御装置は、前記モータに関する温度に応じて異なる前記モータの回転速度と前記モータの端子電圧の制限値との関係を示す複数のマップデータから、前記温度センサにより検出された温度に基づいて１つのマップデータを選択し、選択したマップデータを用い、前記回転速度センサにより検出された回転速度に基づいて、前記制限値を決定する、請求項１に記載の電動ポンプ。
3. 前記制御装置は、
   前記モータの回転速度と前記モータの端子電圧の制限値との関係を示す第１マップデータを用い、前記回転速度センサにより検出された回転速度に基づいて、前記制限値を選択し、
   前記モータに関する温度と前記制限値の補正係数との関係を示す第２マップデータを用い、前記温度センサにより検出された温度に基づいて、前記補正係数を選択し、
   選択した前記制限値を、選択した前記補正係数を用いて補正する、請求項１に記載の電動ポンプ。
4. 前記温度センサは、前記駆動装置の温度を検出することに基づいて前記モータに関する温度を検出する、請求項１～３のいずれか１項に記載の電動ポンプ。
   

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