JP2023013162A - 電動ポンプ装置、およびその制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】受け付けた指令回転数に対するモータの実回転数を出力する構成において、指令回転数と実回転数の乖離を判断し、モータの出力を適正な値に抑えることができる電動ポンプ装置、およびその制御方法を提供することである。【解決手段】電動オイルポンプ装置１００は、オイルを循環させるポンプ１０と、ポンプ１０を駆動させるモータ２０と、受け付けた指令回転数に基づいてモータ２０を駆動させる制御部３０と、モータ２０に流れるモータ電流を検出する電流検出部４０と、モータ２０の回転数を検出する回転センサ５０と、を備える。制御部３０は、オイルの圧力（油圧）に対するモータ電流の関係に基づいて、あらかじめ設定させた設定値以上のモータ電流を電流検出部４０が検出した場合、回転センサ５０で検出した実回転数に代えて指令回転数に相当する応答回転数を出力する。【選択図】図１

Description

本開示は、電動ポンプ装置、およびその制御方法に関する。

従来、自動車の自動変速機構電動などに電動オイルポンプ装置が搭載されている。この電動オイルポンプ装置には、たとえば、特許第５２７５０７１号公報（特許文献１）記載されているように、小型、長寿命の観点からブラシレスモータが採用されている。

特許第５２７５０７１号公報

特許文献１に記載の電動オイルポンプ装置では、上位システムのコントローラからの単位時間当たりの指令回転数（以下、本開示では単に指令回転数とも称する）に基づいてポンプを駆動し、ポンプの状態を把握するために指令回転数に対するモータの単位時間当たりの実回転数（以下、本開示では単に実回転数とも称する）を上位システムのコントローラに返している。そのため、上位システムのコントローラは、指令回転数に対してモータの実回転数が一致または近似していなければポンプを駆動するモータが異常であると判断する。

しかし、上位システムのコントローラの構成によっては、電動オイルポンプ装置により直接循環させる油圧ではなく、間接的に油圧を測定してモータの指令回転数を制御するため、指令回転数に対してモータの実回転数が乖離する場合がある。電動オイルポンプが発生させる油圧を測定していないので、負荷が大きくなると回転数が落ちてしまい、実回転数と指令回転数との乖離が生じてしまう。

本開示は、このような課題を解決するためになされたものであり、その目的は、受け付けた指令回転数に対するモータの実回転数を出力する構成において、モータの出力を適正な値に抑えつつ、指令回転数と実回転数とが乖離してもモータが正常であることを判断する電動ポンプ装置、およびその制御方法を提供することである。

本開示に係る電動ポンプ装置は、媒体を循環させる電動ポンプ装置である。電動ポンプ装置は、媒体を循環させるポンプと、ポンプを駆動させるモータと、受け付けた指令回転数に基づいてモータを駆動させる制御部と、モータに流れるモータ電流を検出する電流検出部と、モータの回転数を検出する回転検出部と、を備え、制御部は、媒体の圧力に対するモータ電流の関係に基づいてあらかじめ設定値を設定し、設定値以上のモータ電流を電流検出部が検出した場合、回転検出部で検出した実回転数に代えて指令回転数に相当する応答回転数を出力する。

本開示に係る電動ポンプ装置の制御方法は、媒体を循環させるポンプと、ポンプを駆動させるモータと、受け付けた指令回転数に基づいてモータを駆動させる制御部と、モータに流れるモータ電流を検出する電流検出部と、モータの回転数を検出する回転検出部と、を備える電動ポンプ装置の制御方法であって、媒体の圧力に対するモータ電流の関係に基づいてあらかじめ設定値を設定し、設定値以上のモータ電流を電流検出部が検出したか否かを判断するステップと、電流検出部が検出したモータ電流が設定値以上の場合、回転検出部で検出した実回転数に代えて指令回転数に相当する応答回転数を出力するステップと、を含む。

本開示によれば、設定値以上のモータ電流を電流検出部が検出した場合、回転検出部で検出した実回転数に代えて指令回転数に相当する応答回転数を出力するので、指令回転数に対してモータの実回転数に乖離があっても、モータの出力を適正な値に抑えることができる。

実施の形態１に係るオイルポンプシステムの構成を概略的に示す図である。 電動オイルポンプ装置における指令回転数とモータの実回転数との関係を説明するための図である。 実施の形態１に係る電動オイルポンプ装置の制御方法を示すフローチャートである。 電動オイルポンプ装置におけるモータ電流と油圧との関係を説明するための図である。 実施の形態１に係る電動オイルポンプ装置の構成を示すブロック図である。 電動オイルポンプ装置から出力される回転数の信号を示す図である。 電動オイルポンプ装置におけるモータの回転数とモータ電流、モータ端子電圧との関係を説明するための図である。 実施の形態２に係るオイルポンプシステムの構成を概略的に示す図である。 電動オイルポンプ装置における温度ごとのモータの回転数とモータ電流、モータ端子電圧との関係を説明するための図である。 本開示に係る電動オイルポンプの断面図である。 本開示に係る電動オイルポンプの斜視外観図である。

以下、本開示の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰り返さない。

［実施の形態１］
図１は、実施の形態１に係るオイルポンプシステム１の構成を概略的に示す図である。図１を参照して、オイルポンプシステム１は、電動オイルポンプ装置１００と、上位システム２００と、オイルパン３００とを備える。

本開示においては、オイルを循環させる電動オイルポンプ装置１００について開示する。特に、電動オイルポンプ装置１００は、上位システム２００のコントローラ２０１からの指示回転数に応じて、モータを回転させ、変速機にオイルを供給するための車載向けＡ／Ｔ用である。

なお、電動オイルポンプ装置１００は、車載向けＡ／Ｔ用に限定されず、また循環させる媒体もオイルに限定されない。循環させる媒体は、水、空気などであってもよく、媒体を循環させる電動ポンプ装置であれば本開示を適用することができる。

上位システム２００は、コントローラ２０１を有している。コントローラ２０１は、上位システム２００に含まれる負荷２０２の油圧を圧力計２１０で監視して、電動オイルポンプ装置１００の駆動を制御している。コントローラ２０１は、たとえばＥＣＵ（Electronic Control Unit）またはＰＬＣ（Programmable Logic Controller）である。電動オイルポンプ装置１００とコントローラ２０１とは、たとえば、シリアル伝送形式の信号線により接続されている。コントローラ２０１は、電動オイルポンプ装置１００のみならず、圧力計２１０、バルブボディ２２０などが接続されている。

オイルポンプシステム１には、図１に示すように電動オイルポンプ装置１００以外に、オイルパン３００からオイルを汲み上げるポンプ２３０、およびポンプ２３０を駆動するエンジン２４０を有している。バルブボディ２２０は、上位システム２００に繋がる経路を切り替える構成で、電動オイルポンプ装置１００側の循環経路、またはポンプ２３０側の循環経路の一方の経路を上位システム２００に繋げる。そのため、上位システム２００側に設けた圧力計２１０で測定した油圧は、バルブボディ２２０で繋がっている側の経路の油圧となる。つまり、バルブボディ２２０によりポンプ２３０側の循環経路を上位システム２００に繋げている場合、コントローラ２０１は、圧力計２１０で測定した油圧で電動オイルポンプ装置１００の油圧を監視することがでない。

コントローラ２０１は、圧力計２１０で測定した油圧に基づいて、電動オイルポンプ装置１００の指令回転数を演算し、電動オイルポンプ装置１００に対して出力する。電動オイルポンプ装置１００は、コントローラ２０１からの指令回転数に従ってモータ２０を制御する。電動オイルポンプ装置１００は、ポンプ１０と、モータ２０と、制御部３０と、回転センサ５０と、リリーフ弁６０とを含む。

ポンプ１０は、たとえば、トロコイドポンプ（内接ギア）である。もちろん、ポンプ１０は、ベーン、ピストンポンプなどでもよい。回転センサ５０は、モータ２０の実回転数を検出する。具体的に、回転センサ５０は、磁極センサを用いたセンサであり、モータ２０の回転軸の端部に設けられたセンサ用マグネットの回転を検出している。回転センサ５０は、磁極センサに限定されず、ホールＩＣと磁気パルサーリングとを組み合わせたセンサなどでもよい。リリーフ弁６０は、電動オイルポンプ装置１００の循環経路の油圧が一定以上になると開弁し、油圧を調整する弁である。リリーフ弁６０は、たとえば、ボール弁、ポペット弁、スプール弁などである。また、リリーフ弁６０は、電動オイルポンプ装置１００の内部に配置されているが、電動オイルポンプ装置１００が接続されるシステムの側に配置されてもよい。

制御部３０は、ＣＰＵ、メモリ、入力インターフェースおよび出力インターフェースを含み、コントローラ２０１と通信するように構成される。制御部３０は、コントローラ２０１からモータ２０の指令回転数を入力インターフェースで受け付ける。指令回転数は、モータ２０を駆動させる目標の回転数である。コントローラ２０１は、指令回転数に基づいて電動オイルポンプ装置１００を駆動させる。なお、指令回転数は、指令回転速度で表現してもよい。また、実回転数は、実回転速度で表現してもよい。

上位システム２００のコントローラ２０１は、圧力計２１０で測定した油圧を監視しているが、油圧のフィードバック制御で電動オイルポンプ装置１００の回転数を調整しておらず、ある基準（例えば、マップ）に基づいて回転数を指令している。そのため、コントローラ２０１は、指令回転数として必要以上回転数を電動オイルポンプ装置１００に指令する場合がある。

図２は、電動オイルポンプ装置１００における指令回転数とモータ２０の実回転数との関係を説明するための図である。図２に示す横軸はモータ２０のトルクで、縦軸は回転数である。電動オイルポンプ装置１００の循環経路と、圧力計２１０の経路とが分断された状態のときであっても、モータ２０の実回転数は、図２に示すように必要な油圧を得るために必要な最低回転数以上の回転数を確保している。

電動オイルポンプ装置１００は、コントローラ２０１から受け付けた指令回転数を維持しようとすると、必要としている流量より過剰にポンプ１０を駆動することになり、本来必要となる出力よりも高い出力のモータを用いることになり、モータが非常に大型化する。そこで、本実施の形態では、電動オイルポンプ装置１００において異常でないことを把握した上で、指令回転数に対するモータ２０の実回転数ではなく、ダミーとして指令回転数に相当する応答回転数をコントローラ２０１に出力する。電動オイルポンプ装置１００は、ダミーの応答回転数をコントローラ２０１に出力することで、指令回転数とモータ２０の実回転数とが乖離したことによる異常検知を回避することができる。

電動オイルポンプ装置１００は、モータ２０の実回転数が最低回転数以上の回転数を確保しているのであれば、必要な油圧を得ることができているとして異常でないことを把握できる。より好ましくは、電動オイルポンプ装置１００は、モータ電流と油圧との関係から必要な油圧を得ることができていることを判断する。図３は、実施の形態１に係る電動オイルポンプ装置１００の制御方法を示すフローチャートである。図４は、電動オイルポンプ装置１００におけるモータ電流と油圧との関係を説明するための図である。

まず、制御部３０は、モータ電流を検出する（ステップＳ１０１）。モータ電流は、モータ２０を駆動するコントローラ基板（インバータ回路）上に設けた電流検出素子で検出してよく、モータ２０の実回転数、誘起電圧などから推定してもよい。電流検出素子として、例えばインバータ回路に配置されたシャント抵抗がある。図５は、実施の形態１に係る電動オイルポンプ装置１００の構成を示すブロック図である。なお、図５に示す電動オイルポンプ装置１００のうち、モータ２０、制御部３０、および回転センサ５０について詳しく図示しているが、ポンプ１０、リリーフ弁６０などについては図示を省略している。

モータ２０は、３相のモータ巻線を備えるブラシレスモータである。制御部３０は、インバータ部３１、電流検出部４０、およびモータ制御部３２を備える。インバータ部３１は、６つのスイッチング素子３０１～３０６を有し、モータ巻線への電力を変換している。スイッチング素子３０１～３０６は、ＭＯＳＦＥＴであるが、ＩＧＢＴやサイリスタ等であってもよい。

高電位側に配置されるスイッチング素子３０１～３０３は、上側母線３０７と接続され、低電位側に配置されるスイッチング素子３０４～３０６は、下側母線３０８と接続される。電流検出部３１０は、インバータ部３１の低電位側に設けられ、スイッチング素子３０４～３０６のそれぞれに電流検出素子３１１～３１３が電気的に接続されている。電流検出素子３１１～３１３は、いずれもシャント抵抗である。電流検出素子３１１～３１３の両端電圧は、それぞれ、相電流Ｉに係る検出値としてモータ制御部３２に出力される。

電流検出部３１０で検出されたモータ電流は、電動オイルポンプ装置１００の油圧と図４に示すグラフＲの関係を有している。図４に示す横軸は油圧で、縦軸はモータ電流である。このグラフＲの関係に基づき、電動オイルポンプ装置１００が必要とする油圧が得られるモータ電流の値を設定値としてあらかじめ設定する。

図３に戻って、制御部３０は、ステップＳ１０１で検出したモータ電流が設定値以上か否か判断する（ステップＳ１０２）。モータ電流が設定値以上の場合（ステップＳ１０２でＹＥＳ）、制御部３０は、必要とする油圧が得られており、異常でないことを把握できる。さらに、制御部３０は、入力された指定回転数とモータ２０の実回転数との乖離の有無を判断する（ステップＳ１０３）。ここで、指定回転数とモータ２０の実回転数とに乖離が有るとは、たとえば、指定回転数とモータ２０の実回転数との差分の絶対値がモータ２０の実回転数の２０％以上である場合とする。

入力された指定回転数とモータ２０の実回転数とに乖離がない場合（ステップＳ１０３でＮＯ）、またはモータ電流が設定値未満の場合（ステップＳ１０２でＮＯ）、制御部３０は、モータ２０の実回転数をコントローラ２０１に出力する（ステップＳ１０４）。

一方、入力された指定回転数とモータ２０の実回転数とに乖離がある場合（ステップＳ１０３でＹＥＳ）、制御部３０は、ダミーとして指令回転数に相当する応答回転数をコントローラ２０１に出力する（ステップＳ１０５）。

前述のフローチャートでは、制御部３０が、モータ電流が設定値以上の場合（ステップＳ１０２でＹＥＳ）、入力された指定回転数とモータ２０の実回転数との乖離の有無を判断する（ステップＳ１０３）と説明した。しかし、制御部３０は、入力された指定回転数とモータ２０の実回転数との乖離の有無を判断せずに、モータ電流が設定値以上の場合（ステップＳ１０２でＹＥＳ）、ダミーの応答回転数をコントローラ２０１に出力する（ステップＳ１０５）としてもよい。

次に、制御部３０からコントローラ２０１に出力するモータ２０の回転数（指令回転数）の信号について説明する。図６は、電動オイルポンプ装置１００から出力される回転数の信号を示す図である。図６のうち上側の図は、横軸を時間、縦軸を回転数または油圧として、指令回転数、実回転数、および油圧の時間変化が図示されている。図６に示す実線のグラフは、コントローラ２０１からの指令回転数の時間変化を示している。図６に示す破線のグラフは、モータ２０の実回転数の時間変化を示している。図６に示す一点鎖線のグラフは、ポンプ１０から吐出される油圧の時間変化を示している。信号Ａは、モータ２０の実回転数のみの信号で、信号Ｂは、本実施の形態に係る信号でダミーの応答回転数を含む信号である。なお、信号Ａおよび信号Ｂは、回転数の変化に応じてＤｕｔｙ比を変化させる信号である。

図６の上側の図において、Ｓ時間のタイミングでモータ電流が設定値以上となり必要な油圧が得られている場合に、指令回転数とモータ２０の実回転数とに乖離が生じている。そのため、制御部３０は、信号Ａのようにモータ２０の実回転数に合わせたＤｕｔｙ比の小さい信号を出力するのではなく、信号Ｂのように指令回転数に合わせたＤｕｔｙ比の大きい信号を出力する。

また、モータ２０の実回転数は、回転センサ５０を用いて検出すると説明したが、モータ２０の誘起電圧、モータ端子電圧などを使って算出してもよい。図７は、電動オイルポンプ装置１００におけるモータ２０の回転数とモータ電流、モータ端子電圧との関係を説明するための図である。図７に示す横軸はモータ２０の回転数で、左側の縦軸はモータ電流で、右側の縦軸はモータ端子電圧である。図７に示す実線のグラフは、モータ２０の回転数とモータ電流との関係を示すグラフである。図７に示す一点鎖線のグラフは、モータ２０の回転数とモータ端子電圧との関係を示すグラフである。なお、モータ２０の回転数は、モータ２０の回転数であり、モータ２０の回転速度で表現してもよい。

たとえば、図５に示すモータ制御部３２は、モータ端子電圧に基づいてモータ２０の回転数を推定する推定部３３を有している。推定部３３は、図７に示す一点鎖線のグラフのデータがあらかじめ記憶されており、当該データとインバータ部３１から取得できるモータ端子電圧とに基づいてモータ２０の回転数を推定する。

電動オイルポンプ装置１００は、推定部３３と回転センサ５０とのいずれか一方を設ける構成に限定されず、冗長させて推定部３３と回転センサ５０との両方を設けてもよい。電動オイルポンプ装置１００は、推定部３３と回転センサ５０とを両方設ける場合、推定部３３で推定したモータ２０の回転数（推定回転数）と、回転センサ５０で検出したモータ２０の回転数とを比較し、両者の値が所定の差（たとえば、１０％）以上の場合、何らかの異常が発生していると判断してもよい。さらに、電動オイルポンプ装置１００は、両者の値が所定の差以上の場合、ダミーの応答回転数をコントローラ２０１に出力させないように制限してもよい。

さらに、電動オイルポンプ装置１００では、リリーフ弁６０を設ける構成を説明したが、リリーフ弁６０を設けない構成であってもよい。電動オイルポンプ装置１００は、リリーフ弁６０を設けることで油圧が上限値を越えて過剰になっていることを機械的に判断することができ、信頼性の観点から有利である。しかし、電動オイルポンプ装置１００は、モータ電流から必要な油圧に対して過剰になっているか否かを判定することができるため、リリーフ弁６０を省くことでコストを低減できる。

以上のように、実施の形態１に係る電動オイルポンプ装置１００は、オイル（媒体）を循環させる電動ポンプ装置である。電動オイルポンプ装置１００は、オイルを循環させるポンプ１０と、ポンプ１０を駆動させるモータ２０と、受け付けた指令回転数に基づいてモータ２０を駆動させる制御部３０と、モータ２０に流れるモータ電流を検出する電流検出部４０と、モータ２０の回転数を検出する回転センサ５０と、を備える。制御部３０は、オイルの圧力（油圧）に対するモータ電流の関係に基づいてあらかじめ設定値を設定し、設定値以上のモータ電流を電流検出部４０が検出した場合、回転センサ５０で検出した実回転数に代えて指令回転数に相当する応答回転数を出力する。

これにより、実施の形態１に係る電動オイルポンプ装置１００は、設定値以上のモータ電流を電流検出部４０が検出した場合、回転センサ５０で検出した実回転数に代えて指令回転数に相当する応答回転数を出力するので、指令回転数に対してモータの実回転数に乖離があっても、モータの出力を適正な値に抑えることができる。そのため、電動オイルポンプ装置１００は、コントローラ２０１がモータ２０の実回転数を指令回転数に近づけようとして過剰な出力をモータ２０に求めることを回避でき、モータ２０を小型化することができる。

制御部３０は、設定値以上のモータ電流を電流検出部４０が検出した場合、実回転数と指令回転数との乖離が所定値以上か否かを判断し、乖離が所定値以上の場合に、実回転数に代えて応答回転数を出力することが好ましい。これにより、電動オイルポンプ装置１００は、実回転数と指令回転数との乖離が大きい場合に限り、応答回転数を出力することができる。

制御部３０は、電動オイルポンプ装置１００を含むオイルポンプシステム１を制御するコントローラ２０１から指令回転数を受け付け、指令回転数に対する応答として実回転数または応答回転数をコントローラ２０１に出力することが好ましい。これにより、電動オイルポンプ装置１００は、コントローラ２０１がモータ２０の実回転数を指令回転数に近づけようとして過剰な出力をモータ２０に求めることを回避できる。

電流検出部４０は、モータ２０に流れるモータ電流を検出するシャント抵抗を含むことが好ましい。これにより、電動オイルポンプ装置１００は、簡単にモータ電流を検出することができる。

回転検出部は、モータ２０の回転数を検出する回転センサ５０、およびモータ２０の誘起電圧またはモータ端子電圧に基づいてモータ２０の回転数を推定する推定部３３のうち少なくとも一方を有することが好ましい。これにより、電動オイルポンプ装置１００は、簡単にモータ２０の回転数を得ることができる。

回転検出部は、モータ２０の回転数を検出する回転センサ５０、およびモータ２０の誘起電圧またはモータ端子電圧に基づいてモータ２０の回転数を推定する推定部３３を有し、制御部３０は、回転センサ５０で検出したモータ２０の回転数と、推定部３３で推定したモータの推定回転数との差が所定の差以上の場合、回転異常と判断し、応答回転数を出力しないことが好ましい。これにより、電動オイルポンプ装置１００は、モータ２０の異常を検出できるとともに、モータ２０の異常時にダミーの応答回転数を出力させないように制限することができる。

オイルの圧力を調整するリリーフ弁６０をさらに備えることが好ましい。これにより、電動オイルポンプ装置１００は、油圧が上限値を越えて過剰になっていることを機械的に判断することができ、信頼性が向上する。

電動オイルポンプ装置１００の制御方法であって、オイルの圧力（油圧）に対するモータ電流の関係に基づいてあらかじめ設定値を設定し、設定値以上のモータ電流を電流検出部４０が検出したか否かを判断するステップと、電流検出部４０が検出したモータ電流が設定値以上の場合、回転センサ５０で検出した実回転数に代えて指令回転数に相当する応答回転数を出力するステップと、を含む。これにより、実施の形態１に係る電動オイルポンプ装置１００の制御方法は、設定値以上のモータ電流を電流検出部４０が検出した場合、回転センサ５０で検出した実回転数に代えて指令回転数に相当する応答回転数を出力するので、指令回転数に対してモータの実回転数に乖離があっても、モータの出力を適正な値に抑えることができる。

［実施の形態２］
電動オイルポンプ装置が循環させるオイルは温度の影響を受けて粘度が変化する。そこで、実施の形態２に係る電動オイルポンプ装置では、温度を考慮した制御について説明する。図８は、実施の形態２に係るオイルポンプシステム１Ａの構成を概略的に示す図である。オイルポンプシステム１Ａは、電動オイルポンプ装置１００Ａと、上位システム２００と、オイルパン３００とを備える。電動オイルポンプ装置１００Ａは、モータ２の温度を検出する温度センサ７０を備えている。

電動オイルポンプ装置１００Ａは、温度センサ７０を備えている点以外、図１に示した電動オイルポンプ装置１００と同じ構成を有している。また、オイルポンプシステム１Ａは、温度センサ７０を備えている電動オイルポンプ装置１００Ａを有している以外、図１に示すオイルポンプシステム１と同じ構成を有している。そのため、図８に示す電動オイルポンプ装置１００Ａおよびオイルポンプシステム１Ａは、図１に示す電動オイルポンプ装置１００およびオイルポンプシステム１と同じ構成について同じ符号を付して詳細な説明を繰り返さない。

温度センサ７０は、モータ２０の温度を検出して制御部３０に出力する。制御部３０は、温度センサ７０で検出した温度を考慮して、モータ２０の実回転数に代えてダミーの応答回転数を出力するか否かを判断する。具体的に、制御部３０は、温度センサ７０で検出した温度を考慮して、モータ電流を判断する設定値を変更する。なお、温度センサは、モータ２０の温度を検出する温度センサ７０を一例として説明するが、モータ２０を制御する回路基板の温度を検出するなどの他の場所の温度を検出するセンサであってもよい。

図９は、電動オイルポンプ装置１００Ａにおける温度ごとのモータ２０の回転数とモータ電流、モータ端子電圧との関係を説明するための図である。図９に示す横軸はモータ２０の回転数で、左側の縦軸はモータ電流で、右側の縦軸はモータ端子電圧である。図９に示す実線のグラフは、低温時のモータ２０の回転数とモータ電流との関係を示すグラフである。図９に示す破線のグラフは、高温時のモータ２０の回転数とモータ電流との関係を示すグラフである。図９に示す一点鎖線のグラフは、低温時のモータ２０の回転数とモータ端子電圧との関係を示すグラフである。図９に示す二点鎖線のグラフは、高温時のモータ２０の回転数とモータ端子電圧との関係を示すグラフである。

制御部３０は、温度センサ７０で検出した温度が所定温度以上であれば高温と判断し、図９に示す高温時のモータ２０の回転数とモータ電流との関係を示す破線のグラフに基づいて、図４に示すモータ電流と油圧との関係を補正して設定値を決定する。また、制御部３０は、温度センサ７０で検出した温度が所定温度未満であれば低温と判断し、図９に示す低温時のモータ２０の回転数とモータ電流との関係を示す実線のグラフに基づいて、図４に示すモータ電流と油圧との関係を補正して設定値を決定する。

これにより、制御部３０は、温度センサ７０で検出した温度を考慮して、高温のときは高温時の設定値で、低温のときは低温時の設定値でモータ２０の実回転数に代えてダミーの応答回転数を出力するか否かを判断することができる。

さらに、図５に示す推定部３３は、温度センサ７０で検出した温度を考慮して、モータ２０の回転数を推定する。具体的に、推定部３３は、温度センサ７０で検出した温度が所定温度以上であれば高温と判断し、図９に示す高温時のモータ２０の回転数とモータ端子電圧との関係を示す二点鎖線のグラフに基づいてモータ２０の回転数を推定する。また、推定部３３は、温度センサ７０で検出した温度が所定温度未満であれば低温と判断し、図９に示す低温時のモータ２０の回転数とモータ端子電圧との関係を示す一点鎖線のグラフに基づいてモータ２０の回転数を推定する。

これにより、推定部３３は、温度センサ７０で検出した温度を考慮して、高温のときは高温時のグラフで、低温のときは低温時のグラフでモータ２０の実回転数を精度良く推定することができる。もちろん、推定部３３は、温度を考慮したモータ２０の回転数とモータ２０の誘起電圧との関係を示すグラフがあらかじめ記憶されているのであれば、温度センサ７０で検出した温度とモータ２０の誘起電圧とに基づいてモータ２０の実回転数を精度良く推定できる。

以上のように、実施の形態２に係る電動オイルポンプ装置１００Ａは、モータ２０の温度を検出する温度センサ７０（温度検出部）をさらに備え、制御部３０は、温度センサ７０で検出した温度を考慮して、モータ２０の実回転数に代えてダミーの応答回転数を出力するか否かを判断する。これにより、実施の形態２に係る電動オイルポンプ装置１００Ａは、温度センサ７０で検出した温度を考慮することでより現実の油圧の状態を判断してダミーの応答回転数を出力することができる。

＜電動オイルポンプ装置＞
前述の電動オイルポンプ装置１００または電動オイルポンプ装置１００Ａの構成について詳細に説明する。図１０は、本開示に係る電動オイルポンプ９０１の断面図である。図１１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、電動オイルポンプ装置１００または電動オイルポンプ装置１００Ａに対応し、ポンプ部９０２がポンプ１０に、モータ部９０３がモータ２０に、およびコントローラ９０４が制御部３０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１０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１０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１０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１０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１０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１０および図１１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１０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。

＜変形例１＞
前述の実施の形態では、電動オイルポンプ装置１００，１００Ａがコントローラ２０１に対して、モータ２０の実回転数に代えてダミーの応答回転数を出力する構成について説明した。しかし、モータ２０の実回転数もダミーの応答回転数も回転数のみの情報では、コントローラ２０１は、入力された回転数が実回転数なのか、ダミーの回転数なのかを判別することができない。そこで、電動オイルポンプ装置１００，１００Ａは、ダミーの応答回転数をモータ２０の実回転数と識別できるようにしてコントローラ２０１に出力してもよい。

具体的に、コントローラ２０１に出力する回転数が図６で示した信号Ｂであれば、制御部３０は、ダミーの応答回転数の信号を実回転数の信号に対してＤｕｔｙ比、周波数などを変更してコントローラ２０１へ出力する。また、制御部３０は、実回転数の信号と識別するために、ダミーの応答回転数の信号にフラグなどの情報を付加してもよい。

制御部３０は、応答回転数を、実回転数と識別することができる信号とすることが好ましい。これにより、コントローラ２０１側から見たときに、電動オイルポンプ装置側でモータ２０の回転数を抑えている状態を把握することができる。

＜変形例２＞
前述の実施の形態では、コントローラ２０１が、指令回転数に基づいて電動オイルポンプ装置１００、または電動オイルポンプ装置１００Ａを駆動させる。そのため、制御部３０がコントローラ２０１に対してモータ２０の回転数を通知しても、コントローラ２０１は、通知されたモータ２０の回転数に基づくフィードバック制御を行っていないと説明した。しかし、コントローラ２０１は、制御部３０の出力インターフェースからモータ２０の実回転数を返して貰うことでフィードバック制御を行ってもよい。

なお、制御部３０は、指令回転数に基づいてモータ２０を駆動させ、指令回転数とモータ２０の実回転数とに乖離が生じた場合でも、必要な油圧を得ることができていれば、異常と判断されることを回避できる。

＜変形例３＞
前述の実施の形態では、電動オイルポンプ装置１００、または電動オイルポンプ装置１００Ａは、ポンプ１０をモータ２０で駆動すると説明したが、モータで駆動しないポンプを用いてもよい。この場合、モータに対する指令回転数はポンプを駆動するための指令値と、モータの実回転数はポンプの駆動に関する値とそれぞれ読み替えることで、本開示を適用することができる。

今回開示された実施の形態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が意図される。

１，１Ａ オイルポンプシステム、２０ モータ、１０，２３０ ポンプ、３０ 制御部、３１ インバータ部、３２ モータ制御部、３３ 推定部、４０，３１０ 電流検出部、５０ 回転センサ、６０ リリーフ弁、７０ 温度センサ、１００，１００Ａ 電動オイルポンプ装置、２００ 上位コントローラ、２１０ 圧力計、２２０ バルブボディ、２４０ エンジン、３００ オイルパン、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 (10)

1. 媒体を循環させる電動ポンプ装置であって、
   前記媒体を循環させるポンプと、
   前記ポンプを駆動させるモータと、
   受け付けた指令回転数に基づいて前記モータを駆動させる制御部と、
   前記モータに流れるモータ電流を検出する電流検出部と、
   前記モータの回転数を検出する回転検出部と、を備え、
   前記制御部は、
   前記媒体の圧力に対するモータ電流の関係に基づいてあらかじめ設定値を設定し、前記設定値以上のモータ電流を前記電流検出部が検出した場合、前記回転検出部で検出した実回転数に代えて前記指令回転数に相当する応答回転数を出力する、電動ポンプ装置。
2. 前記制御部は、前記設定値以上のモータ電流を前記電流検出部が検出した場合、前記実回転数と前記指令回転数との乖離が所定値以上か否かを判断し、
   前記乖離が前記所定値以上の場合に、前記実回転数に代えて前記応答回転数を出力する、請求項１に記載の電動ポンプ装置。
3. 前記制御部は、
   前記電動ポンプ装置を含むシステムを制御するコントローラから前記指令回転数を受け付け、
   前記指令回転数に対する応答として前記実回転数または前記応答回転数を前記コントローラに出力する、請求項１または請求項２に記載の電動ポンプ装置。
4. 前記電流検出部は、前記モータに流れるモータ電流を検出するためのシャント抵抗を含む、請求項１～請求項３のいずれか１項に記載の電動ポンプ装置。
5. 前記モータの温度を検出する温度検出部をさらに備え、
   前記制御部は、前記温度検出部で検出した温度を考慮して、前記実回転数に代えて前記応答回転数を出力するか否かを判断する、請求項１～請求項４のいずれか１項に記載の電動ポンプ装置。
6. 前記回転検出部は、前記モータの回転数を検出するセンサ、および前記モータの誘起電圧またはモータ端子電圧に基づいて前記モータの回転数を推定する推定部のうち少なくとも一方を有する、請求項１～請求項５のいずれか１項に記載の電動ポンプ装置。
7. 前記回転検出部は、前記モータの回転数を検出するセンサ、および前記モータの誘起電圧またはモータ端子電圧に基づいて前記モータの回転数を推定する推定部を有し、
   前記制御部は、前記センサで検出した前記モータの回転数と、前記推定部で推定した前記モータの推定回転数との差が所定の差以上の場合、回転異常と判断し、前記応答回転数を出力しない、請求項１～請求項５のいずれか１項に記載の電動ポンプ装置。
8. 前記媒体の圧力を調整するリリーフ弁をさらに備える、請求項１～請求項７のいずれか１項に記載の電動ポンプ装置。
9. 前記応答回転数は、前記実回転数と識別することができる信号とする、請求項１～請求項８のいずれか１項に記載の電動ポンプ装置。
10. 媒体を循環させるポンプと、前記ポンプを駆動させるモータと、受け付けた指令回転数に基づいて前記モータを駆動させる制御部と、前記モータに流れるモータ電流を検出する電流検出部と、前記モータの回転数を検出する回転検出部と、を備える電動ポンプ装置の制御方法であって、
    前記媒体の圧力に対するモータ電流の関係に基づいてあらかじめ設定値を設定し、前記設定値以上のモータ電流を前記電流検出部が検出したか否かを判断するステップと、
    前記電流検出部が検出したモータ電流が前記設定値以上の場合、前記回転検出部で検出した実回転数に代えて前記指令回転数に相当する応答回転数を出力するステップと、を含む、電動ポンプ装置の制御方法。

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