JP2023150364A - 電動ポンプシステム - Google Patents

Abstract

【課題】電動ポンプシステムの振動を抑制する。
【解決手段】電動ポンプシステム１００は、通電によって作動が制御されるソレノイドバルブ４０の開度に応じて吐出流量が制御されるポンプ１０と、ポンプ１０を駆動する電動モータ５０と、要求されるポンプ１０の吐出流量又は吐出圧を示す指令信号に基づいてポンプ１０のソレノイドバルブ４０及び電動モータ５０の作動を制御する制御装置６０と、を備え、制御装置６０は、電動ポンプシステム１００又はＣＶＴ２に所定の振動が生じるかを判定するための判定条件が満たされる場合には、ソレノイドバルブ４０及び電動モータ５０の作動を調整する。
【選択図】図１

Description

本発明は、電動ポンプシステムに関するものである。

特許文献１には、可変容量形ポンプを電動モータによって駆動する電動モータ駆動式ポンプ装置が開示されている。この電動モータ駆動式ポンプ装置では、ポンプは可変容量型のベーンポンプであり、カムリングを移動変位させる切換バルブが設けられる。切換バルブの作動を制御することで、ポンプ吐出容量が制御される。

特開平０９－６８１７２号公報

特許文献１に記載されるような電動ポンプ装置では、駆動対象物に要求される流量又は圧力で作動流体を供給するように、作動が制御される。この電動ポンプ装置では、駆動対象物に要求される作動流体を供給すると共に、その振動や騒音を抑制することも求められている。

本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、振動を抑制可能な電動ポンプシステムを提供することを目的とする。

本発明は、電動ポンプシステムであって、通電によって作動が制御されるソレノイドバルブの開度に応じて吐出流量が制御されるポンプと、ポンプを駆動する電動モータと、要求されるポンプの吐出流量又は吐出圧を示す指令信号に基づいてポンプのソレノイドバルブ及び電動モータの作動を制御する制御装置と、を備え、制御装置は、電動ポンプシステム又は駆動対象物に生じる振動に基づいて設定される判定条件が満たされると、ソレノイドバルブ及び電動モータの少なくとも一方の作動を調整することを特徴とする。

この発明では、所定の振動が生じるような作動条件でソレノイドバルブ及び電動モータが作動していると、ソレノイドバルブ及び電動モータの少なくとも一方の作動が調整される。これにより、振動が発生しやすい作動条件である判定条件での電動ポンプの作動が回避される。

また、本発明は、ポンプ、電動モータ、及びポンプが取り付けられた駆動対象物のいずれかの振動を検出する振動検出部を有し、制御装置は、振動検出部の検出結果が所定の閾値よりも大きくなると、判定条件が満たされているとして、ソレノイドバルブ及び電動モータの少なくとも一方の作動を調整する。

この発明では、検出される振動に基づいてソレノイドバルブ及び電動モータの作動が調整されるため、より確実に振動を抑制することができる。

また、本発明は、ポンプ又は電動モータの振動を検出する第１振動検出部と、ポンプが取り付けられた駆動対象物の振動を検出する第２振動検出部と、を有し、制御装置は、第１振動検出部の検出結果から振幅が所定の第１振幅閾値以上となる第１周波数帯を取得し、第２振動検出部の検出結果から振幅が所定の第２振幅閾値以上となる第２周波数帯と取得し、第１周波数帯と第２周波数帯とが少なくとも一部において重複すると、判定条件が満たされているとして、ソレノイドバルブ及び電動モータの少なくとも一方の作動を調整することを特徴とする。

また、本発明は、制御装置が、第１振動検出部及び第２振動検出部の結果をそれぞれ周波数分析し、前記第１周波数帯と第２周波数帯とが重複するかを比較することを特徴とする。

これらの発明では、電動ポンプシステムと駆動対象物との両方の振動に基づくことで、電動ポンプシステムと駆動対象物の両方の振動の発生を判定することができ、共振が発生している場合など、電動ポンプシステム及び駆動対象物の全体としての振動を抑制することができる。

また、本発明は、制御装置には、電動モータの回転数とソレノイドバルブの開度との組み合わせにおいて、所定以上の振動を発生させない使用可能条件と所定以上の振動が発生する制限条件とを表す制御マップが記憶されており、制御装置は、使用が制限される作動条件でソレノイドバルブ及び電動モータが作動していると、判定条件が満たされるとして、ソレノイドバルブ及び電動モータの少なくとも一方の作動を調整する。

この発明では、振動を検出するセンサ等を用いなくても、振動が生じやすい作動条件でのポンプ及び電動モータの作動を避けることができる。

また、本発明は、電動モータの回転数を検出する回転検出部をさらに備え、ポンプは、ベーンポンプであり、制御装置は、ポンプのベーン数と回転検出部の検出結果とに基づいてポンプの次数成分の周波数を算出し、電動モータのスロット数、極数、及びスロット数と極数の最小公倍数のいずれかと、回転出部の検出結果と、に基づいて電動モータの次数成分の周波数を算出し、ポンプの次数成分の周波数と電動モータの次数成分の周波数が重複すると、判定条件が満たされているとして、ソレノイドバルブ及び電動モータの少なくとも一方の作動を調整することを特徴とする。

この発明では、ポンプと電動モータとの次数成分の周波数が重複することで増幅される振動を抑制することができる。

また、本発明は、制御装置には、駆動対象物の固有振動数である共振周波数領域が予め記憶されており、制御装置は、ポンプの次数成分の周波数及び電動モータの次数成分の周波数の少なくとも一方が共振周波数領域と重複すると、判定条件が満たされているとして、ソレノイドバルブ及び電動モータの少なくとも一方の作動を調整することを特徴とする。

この発明では、電動ポンプシステムと駆動対象物との共振振動の増幅を抑制することができる。

また、本発明は、制御装置が、判定条件が満たされると、要求されるポンプの吐出流量が確保されるように、ソレノイドバルブの開度を減少させると共に電動モータの回転数を増加させる、又は、ソレノイドバルブの開度を増加させると共に電動モータの回転数を減少させることを特徴とする。

この発明では、駆動対象物に対して必要な流量を供給しつつ、ポンプ及び電動モータの両方の振動の周波数を変更して振動の発生を抑制することができる。

本発明によれば、電動ポンプシステムの振動が抑制される。

本発明の第１実施形態に係る電動ポンプシステムの構成を示すブロック図である。 本発明の第１実施形態に係るポンプの構成を示すブロック図である。 本発明の第１実施形態に係る制御方法を示すフローチャートである。 本発明の第２実施形態に係る電動ポンプシステムの構成を示すブロック図である。 本発明の第２実施形態に係る制御方法を示すフローチャートである。 横軸を周波数、縦軸を振幅として、振動を表したグラフ図であり、（ａ）はポンプで生じる振動、（ｂ）はＣＶＴで生じる振動を表す図である。 本発明の第３実施形態に係る制御方法を示すフローチャートである。 本発明の第３実施形態における制御マップを示す図である。

以下、図面を参照して、本発明の実施形態に係る電動ポンプシステム１００について説明する。

（第１実施形態）
電動ポンプシステム１００は、作動流体によって作動する駆動対象物（流体圧機器）に対して、作動流体（本実施形態では、作動油）を供給する装置である。以下では、電動ポンプシステム１００は、車両Ｖに搭載され、駆動対象物としてのベルト式無段変速機構（以下、「ＣＶＴ２」と称する。）を備える変速機に対して作動油を供給する場合を例に説明する。なお、駆動対象物は、建設機械の流体圧制御装置や車両の自動変速機などであってもよい。

図１に示すように、電動ポンプシステム１００は、ＣＶＴ２の作動を制御する車両ＶのＥＣＵ３から指令信号を受信し、指令信号に応じて作動油をＣＶＴ２に供給する。電動ポンプシステム１００は、可変容量型のポンプ１０と、ポンプ１０を駆動する電動モータ５０と、ポンプ１０及び電動モータ５０によって構成される電動ポンプ１の振動を検出する振動検出部としての加速度センサ６１と、ポンプ１０及び電動モータ５０の作動を制御する制御装置６０と、を備える。

ポンプ１０は、可変容量型のベーンポンプである。また、ポンプ１０は、非平衡型のベーンポンプである。ポンプ１０は、図２に示すように、回転駆動されるロータ１１と、ロータ１１に径方向に往復動自在に設けられる複数のベーン１２と、ロータ１１及びベーン１２を収容するカムリング１３と、を備える。ロータ１１は、電動モータ５０の回転軸５１に連結されており、電動モータ５０の回転軸５１と共に回転する。

ベーン１２は、ベーン１２に印加される背圧とロータ１１の回転に伴って遠心力によって径方向外側に付勢され、ベーン１２の先端部がカムリング１３の内周面１３ａに沿って摺動する。ロータ１１とカムリング１３とは、ポンプボディ（図示省略）とポンプカバー（図示省略）との間に設けられており、ロータ１１とカムリング１３との間には、各ベーン１２によって仕切られたポンプ室１４が複数形成される。

カムリング１３は、ロータ１１の中心に対して偏心している。そのため、ロータ１１の回転に伴ってベーン１２が往復動し、ポンプ室１４が拡縮する。ポンプ室１４の拡大に伴って、タンクＴ内の作動油が吸込通路５ａ及び吸込ポート（図示省略）を通じてポンプ室１４に吸い込まれる。ポンプ室１４の縮小に伴って、ポンプ室１４から作動油が吐出ポート（図示省略）を通じて吐出される。吐出された作動油は、吐出通路５ｂに導かれてＣＶＴ２に供給される。

ポンプ１０の押しのけ容積（吐出容量）は、カムリング１３の偏心量に応じて変化する。具体的には、偏心量が減少すると、押しのけ容積は減少する。偏心量が増加すると、押しのけ容積は増加する。なお、押しのけ容積は、ロータ１１の１回転当たりの作動油の吐出量に相当する。図２は、カムリング１３が最大限偏心しておりポンプ１０の押しのけ容積が最大となっている状態を示している。

ポンプ１０は、カムリング１３を取り囲む環状のアダプタリング２０と、カムリング１３とアダプタリング２０との間の圧力を制御する制御弁３０と、制御弁３０の作動特性を制御するソレノイドバルブ４０と、を備える。

アダプタリング２０は、支持ピン２１を介してカムリング１３を揺動自在に支持している。カムリング１３がアダプタリング２０に対して揺動することにより、ロータ１１の中心に対する偏心量が変化する。

カムリング１３とアダプタリング２０との間の空間は、支持ピン２１と、アダプタリング２０の内周に設けられるシール部材２２と、によって、第１流体圧室２０ａと第２流体圧室２０ｂとに区画されている。第１流体圧室２０ａが拡大し第２流体圧室２０ｂが縮小する方向（図２における右方向）にカムリング１３が揺動すると、偏心量が減少する。第１流体圧室２０ａが縮小し第２流体圧室２０ｂが拡大する方向（図２における左方向）にカムリング１３が揺動すると、偏心量が増加する。

カムリング１３の揺動は、第１流体圧室２０ａと第２流体圧室２０ｂとの圧力差に起因して生じる。第１流体圧室２０ａと第２流体圧室２０ｂは、制御弁３０を介してタンクＴに接続されており、第１流体圧室２０ａと第２流体圧室２０ｂの圧力は、制御弁３０を用いて制御される。第２流体圧室２０ｂは、吐出通路５ｂにおけるソレノイドバルブ４０の上流に固定絞り５ｃを通じて接続されている。

制御弁３０は、ソレノイドバルブ４０の前後の圧力差に応じて、第１ポジション３０ａ又は第２ポジション３０ｂに選択的に切り換えられる。第１ポジション３０ａでは、制御弁３０は、第１流体圧室２０ａとタンクＴとの連通を許容する一方で第２流体圧室２０ｂとタンクＴとの連通を遮断する。第２ポジション３０ｂでは、制御弁３０は、第１流体圧室２０ａとタンクＴとの連通を遮断する一方で第２流体圧室２０ｂとタンクＴとの連通を可変絞り３１を通じて許容する。可変絞り３１は、ソレノイドバルブ４０の前後の圧力差が大きいほど開口面積が大きくなるように形成されている。

ソレノイドバルブ４０は、制御装置６０から供給される電流に応じて吐出通路５ｂの開度を調整する。吐出通路５ｂの開度が調整されることで、ソレノイドバルブ４０の前後の圧力差が調整される。ソレノイドバルブ４０は、吐出通路５ｂを閉じる方向に弁体（図示省略）を付勢するソレノイド４１と、ソレノイド４１に抗して弁体を付勢するスプリング４２と、を有する。

ソレノイドバルブ４０の前後の圧力差が所定の値より小さいと、制御弁３０は、リターンスプリング３２の付勢力により第１ポジション３０ａに保たれる。

このとき、第１流体圧室２０ａは、制御弁３０を通じてタンクＴと連通し、第１流体圧室２０ａ内の圧力はタンク圧となる。一方で、第２流体圧室２０ｂとタンクＴとの連通は制御弁３０によって遮断される。第２流体圧室２０ｂには吐出通路５ｂにおける作動油が導かれるため、カムリング１３は、第２流体圧室２０ｂ内の圧力によって図２における左方向に付勢され、最大限偏心した位置で保持される。その結果、ポンプ１０の押しのけ容積は最大となる。

ロータ１１の回転数の増加又はソレノイド４１への通電量の増加によってソレノイドバルブ４０の前後の圧力差が所定の値に達すると、制御弁３０が第２ポジション３０ｂに切り換えられる。これにより、制御弁３０は、第１流体圧室２０ａとタンクＴとの連通を遮断する一方で、第１流体圧室２０ａと吐出通路５ｂとの連通を許容する。そのため、第１流体圧室２０ａ内の圧力は上昇する。また、制御弁３０は、第２流体圧室２０ｂとタンクＴとの連通を可変絞り３１を通じて許容する。そのため、第２流体圧室２０ｂ内の圧力は低下し、カムリング１３は、第１流体圧室２０ａ内の圧力によって図１における右方向に揺動する。その結果、偏心量は減少し、ポンプ１０の押しのけ容積が減少する。

以上のように、電動ポンプシステム１００では、ロータ１１の回転数（電動モータ５０の回転数）と、ソレノイドバルブ４０への通電量と、を制御することで、ポンプ１０の押しのけ容積を調整して、ポンプ１０の吐出流量を調整することができる。

加速度センサ６１は、電動ポンプ１に生じる振動を測定可能な位置に取り付けられる。例えば、加速度センサ６１は、電動モータ５０を車両Ｖに取り付けるブラケット部（図示省略）に設けられる。なお、加速度センサ６１が取り付けられる位置は、これに限定されず、任意の位置とすることができるが、可能な限り車両Ｖ（母機）に近い位置で振動を検出することが望ましい。また、加速度センサ６１は、電動モータ５０とポンプ１０との両方に取り付けられてもよい。加速度センサ６１の検出結果（振幅）は、制御装置６０に入力される。加速度センサ６１は、駆動対象物であるＣＶＴ２など、車両Ｖ側に設けてもよい。

制御装置６０は、ＣＰＵ（中央演算処理装置）、ＲＯＭ（リードオンリメモリ）、ＲＡＭ（ランダムアクセスメモリ）、及びＩ／Ｏインターフェース（入出力インターフェース）を備えたマイクロコンピュータで構成されるＥＣＵである。ＲＡＭはＣＰＵの処理におけるデータを記憶し、ＲＯＭはＣＰＵの制御プログラム等を予め記憶し、Ｉ／Ｏインターフェースは接続された機器との情報の入出力に使用される。制御装置６０は、少なくとも、本実施形態や変形例に係る制御を実行するために必要な処理を実行可能にプログラムされている。なお、制御装置６０は一つの装置として構成されていても良いし、複数の装置に分けられ、各制御を当該複数の装置で分散処理するように構成されていてもよい。

制御装置６０は、本明細書に記載の電動ポンプ１の制御方法を実行可能となるように、電動モータ５０及びポンプ１０の作動を制御する。

図３は、制御装置６０が実行する電動ポンプ１の制御方法を示すフローチャートである。制御装置６０は、例えば、車両ＶのイグニッションスイッチがＯＮされ、電動ポンプシステム１００が起動されると、図３に示す処理を所定の時間間隔で実行する。

ステップＳ１０では、指令信号に応じた流量及び圧力となるように、電動モータ５０の回転数及びソレノイドバルブ４０の開度を調整する。

ステップＳ１１では、電動ポンプ１に生じる振動に基づいて設定される判定条件を満たすか否かを判定する。具体的には、判定条件とは、加速度センサ６１が検出する振動が、所定の振動閾値以上であるかである。たとえば、振動閾値は、電動ポンプ１において共振が生じた場合の振動の振幅の値に相当する。加速度センサ６１が検出した振動が振動閾値以上であれば、判定条件を満たすとしてステップＳ１２に進む。つまり、判定条件を満たす場合とは、電動ポンプ１が共振周波数によって作動している場合である。加速度センサ６１が検出した振動が閾値未満であれば、そのまま処理を終了する。

ステップＳ１２では、電動モータ５０の回転数を下げる（つまり、電動モータ５０への通電量を減少させる）と共に、ソレノイドバルブ４０の開度を増加させる（つまり、ソレノイドバルブ４０への通電量を増加させる）ように、電動ポンプ１の作動を制御する。その後、ステップＳ１１でＮＯと判定されるまで、ステップＳ１１及びＳ１２が繰り返し実行される。

ソレノイドバルブ４０の開度を増加させることで、ポンプ１０の押しのけ容積が増加して、１回転当たりの吐出量は大きくなる。このため、電動モータ５０の回転数を下げても、ポンプ１０が吐出する作動油の流量を下げることなく、指令信号に応じた流量及び圧力での作動油の供給が維持される。言い換えると、ステップＳ１２では、ポンプ１０が吐出する作動油の流量が指令信号に応じた流量を確保する（下回らない）ように、電動モータ５０の回転数の減少及びソレノイドバルブ４０の開度の増加が行われる。

また、電動モータ５０の回転数が下がるため、電動モータ５０で生じる振動の周波数を変更することができる。電動モータ５０の振動の周波数を変えることで、電動ポンプ１の振動を抑制することができる。

なお、ステップＳ１２では、電動モータ５０の回転数を増加させ、ソレノイドバルブ４０の開度を減少させるものでもよい。この場合であっても、電動ポンプ１が吐出する作動油の流量は要求される流量を確保しつつ、電動モータ５０で生じる振動の周波数を変更して共振の発生を抑制することができる。

以上の実施形態によれば、以下に示す効果を奏する。

電動ポンプシステム１００では、電動ポンプ１に生じる振動が振動閾値以上となると、ＣＶＴ２への供給流量を維持しつつ、電動モータ５０の回転数が調整される。これにより、共振が生じる共振領域での電動モータ５０の作動が避けられるため、電動ポンプ１における振動を抑制することができる。

特に、ポンプが非平衡型である可変容量型ベーンポンプである場合、平行型である場合と比べて、振動が生じやすい。このような場合であっても、本実施形態の電動ポンプシステム１００は、作動条件を調整することで振動を抑制できるため、特に有用である。

（第２実施形態）
次に、図４から図６を参照して、本発明の第２実施形態に係る電動ポンプシステム２００について、説明する。以下では、上記第１実施形態と異なる点を中心に説明し、上記第１実施形態と同一の構成には同一の符号を付して説明を省略する。

上記第１実施形態では、電動ポンプシステム１００は、電動ポンプ１の振動を検出する加速度センサ６１を有する。制御装置６０は、加速度センサ６１が検出した振動が、振動閾値以上であるかを判定条件として、電動ポンプ１の作動を制御する。

これに対し、第２実施形態に係る電動ポンプシステム２００では、ポンプ１０、電動モータ５０、又はＣＶＴ２で生じる振動を比較することで、振動が生じやすい作動条件（判定条件）であるかを判定する。具体的には、第２実施形態に係る電動ポンプシステム２００は、図４に示すように、電動モータ５０の回転数を取得する回転検出部としてのレゾルバ５２と、ポンプ１０の振動を検出する第１振動検出部としての第１加速度センサ６１と、ＣＶＴ２の振動を検出する第２振動検出部としての第２加速度センサ６２と、を有する。そして、制御装置６０は、電動ポンプ１の振動とＣＶＴ２との振動を比較し、振幅が大きくなる周波数帯が重複していると、判定条件を満たすとして電動ポンプ１の作動を調整する。以下、具体的に説明する。

第１加速度センサ６１は、上記第１実施形態の加速度センサ６１と同様の構成であるため、同一の符号で表して、詳細な説明は省略する。

第２加速度センサ６２は、例えば、電動ポンプシステム１００が搭載される車両Ｖに取り付けられ、ＣＶＴ２の振動を検出するものである。第２加速度センサ６２の検出結果は、制御装置６０に入力される。

レゾルバ５２は、電動モータ５０に取り付けられ、電動モータ５０の回転数（回転速度）を検出する。レゾルバ５２の検出結果は、制御装置６０に入力される。また、ポンプ１０は、電動モータ５０に連結されているため、電動モータ５０の回転数からポンプ１０の回転数を算出することができる。本実施形態では、ポンプ１０の回転数は、電動モータ１０の回転数と同一である。

以下、第２実施形態に係る電動ポンプ１の制御方法について説明する。

第２実施形態では、制御装置６０は、図５に示す処理を実行する。

ステップＳ２０では、電動モータ５０の回転数を取得する。

ステップＳ２１では、第１加速度センサ６１の検出結果からポンプ１０で生じる振動の周波数分析を行い、電動モータ５０の回転数に基づいて周波数帯と振幅との関係を取得する（図６（ａ）参照）。周波数分析は、第１加速度センサ６１の検出結果を高速フーリエ変換することで行われる。

ステップＳ２２では、図６（ａ）に示すように、ステップＳ２１で取得した周波数帯と振幅の関係とから、所定の第１振幅閾値以上となる周波数帯（以下、「第１周波数帯」と称する。）を取得する。

ステップＳ２３では、ステップＳ２１と同様、第２加速度センサ６２の検出結果からＣＶＴ２で生じる振動の周波数分析を行い、電動モータ５０の回転数に基づいて周波数帯と振幅との関係を取得する。

ステップＳ２４では、ステップＳ２２と同様、図６（ｂ）に示すように、ステップＳ２３で取得した周波数帯と振幅の関係とから、所定の第２振幅閾値以上となる周波数帯（以下、「第２周波数帯」と称する。）を取得する。

ステップＳ２５では、ステップＳ２２で取得した第１周波数帯とステップＳ２４で取得した第２周波数帯とが重複しているかを判定する。

ここで、ポンプ１０の振動において振幅が大きくなる領域（第１周波数帯）と、ＣＶＴ２の振動において振幅が大きくなる領域（第２周波数帯）とが、重複している場合、重複した周波数帯において共振が発生し、その結果振幅が大きくなっていると考えられる。つまり、共通の周波数帯において、ポンプ１０及びＣＶＴ２のいずれにも振幅の増大が生じている場合は、共振が発生していると考えられる。よって、第１周波数帯と第２周波数帯との重複を判定することで、共振の発生を判定することができる。

なお、ポンプ１０側は振幅の小さい低振動だが、ＣＶＴ２の固有振動数によっては、振動がＣＶＴ２側に伝わるにつれて増幅され、ＣＶＴ２側のみが振幅の大きい高振動になる場合もある。そのような場合には、駆動対象物であるＣＶＴ２などの車両Ｖ側に加速度センサ６１を設け、第１実施形態のような制御を用いて判定することが好ましい。

第１周波数帯と第２周波数帯とが少なくとも一部において重複していると、判定条件を満たしているとして、ステップＳ２６に進む。判定条件を満たしていない場合には、そのまま処理を終了する。

ステップＳ２６では、第１実施形態のステップＳ１２と同様である。ステップＳ２６を実行すると、処理を終了する。このように、電動ポンプ１の作動条件を変更することで、共振の発生を抑制することができる。

以上の実施形態によれば、以下に示す効果を奏する。

電動ポンプシステム２００では、電動ポンプ１とＣＶＴ２とが、共通の周波数帯において振幅が高くなっていると、共振が発生しているとして電動ポンプ１の作動が調整される。これにより、共振が生じる共振領域での電動ポンプ１の作動が避けられるため、電動ポンプ１及びＣＶＴ２における振動を抑制することができる。

次に、第２実施形態の変形例について説明する。

上記第２実施形態では、ポンプ１０の振動において振幅が大きくなる領域（第１周波数帯）と、ＣＶＴ２の振動において振幅が大きくなる領域（第２周波数帯）とが、重複していると、電動ポンプ１の作動を制御して振動を抑制する。これに対し、ポンプ１０の次数成分と電動モータ５０の次数成分とが重複しないように電動ポンプ１の作動を制御して、振動を低減するようにしてもよい。以下、具体的に説明する。

次数成分の周波数ｆは、ｆ＝ｎ×ｚ×Ｎ／６０［Ｈｚ］で表わされる。ここで、ｎは次数、ｚはポンプ１０ではベーン枚数、電動モータ５０ではスロット数、極数、スロット数と極数の最小公倍数のいずれか、Ｎは回転数、ｆは次数成分の周波数である。ポンプ１０及び電動モータ５０の回転数は、レゾルバ５２の検出結果より取得することができる。例えば、回転数６００［ｒｐｍ］でポンプ１０のベーン枚数が１０枚の時のポンプ１０の１次成分の周波数（次数成分）は、ｆ=１×１０×６００/６０=１００［Ｈｚ］となる。

制御装置６０は、ポンプ１０及び電動モータ５０のそれぞれにおいて、１次から所定の次数（例えば６次）までの次数成分の周波数ｆを算出する。なお、このように予め任意で定めた次数まで算出するものでもよいし、所定周波数（たとえば３０００Ｈｚ）となるまで次数成分の周波数を算出するようにしてもよい。そして、制御装置６０は、ポンプ１０の各次数成分の周波数と、電動モータ５０の各次数成分の周波数を比較し、互いに重複する場合には、判定条件が満たされているとして、ポンプ１０及び電動モータ５０の作動を制御する。具体的には、電動モータ５０の回転数を制御する。電動モータ５０の回転数を変更することで、重複していた次数成分でのポンプ１０の周波数と電動モータ５０の周波数とは、乖離するようになる。これにより、電動ポンプ１の振動を低減することができる。

なお、各次数成分の比較においては、次数成分が一致しているかを判定するだけでなく、次数成分の差や比率が所定値以下であることを判定するようにしてもよい。つまり、周波数が重複するとは、互いに一致する場合に限定されず、両者の差が所定値以下又は比率が所定範囲内であるような場合も含む意味である。別の観点からいえば、本明細書では、２つの周波数が重複するとは、それぞれの周波数を含む数値幅を有して設定される所定の周波数領域が互いに重複することを含む意味である。

また、制御装置６０は、ポンプ１０と電動モータ５０との周波数の次数成分を比較することに代えて、又は、加えて、ＣＶＴ２（駆動対象物）との共振周波数領域と上記のポンプ１０及び／又は電動モータ５０の周波数の各次数成分とを比較して、判定条件を満たすかを判定してもよい。この場合、制御装置６０は、ＣＶＴ２の共振周波数領域とポンプ１０及び／又は電動モータ５０の周波数の各次数成分とが重複すると判定条件を満たすとして、ポンプ１０及び電動モータ５０の作動を制御する。共振周波数領域は、ＣＶＴ２の固有振動数に基づいて設定されるものであり、制御装置６０に予め記憶される。これにより、ＣＶＴ２などの共振周波数領域と、ポンプ１０及び／又は電動モータ５０の次数成分が重複を避けることができるので、共振による振動を抑制することができる。

以下、共振周波数領域の設定方法について、具体的に説明する。まず、駆動対象物であるＣＶＴ２に加速度センサを設け、ポンプ１０又は電動モータ５０の回転数をスイープさせて、振動データを取得する。そして、振動データを周波数分析し、周波数-振幅-時間(回転数)のグラフから、回転数をスイープさせても常に振動が大きい一定の周波数成分（たとえば５００Ｈｚ）を共振周波数領域として特定する。なお、ＣＶＴ２などの駆動対象物ではなく、電動ポンプシステム２００の共振を抑える場合には、ＣＶＴ２に代えて電動ポンプシステム２００に対して上述の手法を適用することで実現可能である。

（第３実施形態）
次に、図７及び図８を参照して、本発明の第３実施形態に係る電動ポンプシステム３００について、説明する。以下では、主に上記第１実施形態と異なる点を中心に説明し、上記第１実施形態と同一の構成には同一の符号を付して説明を省略する。

第３実施形態に係る電動ポンプシステム３００は、上記第１実施形態の加速度センサ６１、第２実施形態の第１加速度センサ６１及び第２加速度センサ６２を備えていない。その他の構成は、上記第１実施形態と同様である。つまり、第３実施形態に係る電動ポンプシステム３００は、図１に示す構造から加速度センサ６１の構成を除外した構造を有する。

電動ポンプシステム３００では、共振が生じるような電動モータ５０の回転数とソレノイドバルブ４０の開度との組み合わせを表す制御マップ（図８）が制御装置６０に予め記憶される。制御マップに含まれた、共振が生じる作動条件で電動ポンプ１が作動している場合には、判定条件を満たすとして電動ポンプ１の作動を調整する。以下、具体的に説明する。

以下、第３実施形態に係る電動ポンプ１の制御方法について説明する。

第３実施形態では、制御装置６０は、図７に示す処理を実行する。

ステップＳ３０は、第１実施形態のステップＳ１０（図５参照）と同様であるため説明を省略する。

ステップＳ３１では、電動モータ５０の回転数及びソレノイドバルブ４０の開度の組み合わせ（以下、「現在の作動条件」と称する。）を制御マップと比較する。制御マップには、図８に示すように、電動ポンプ１又はＣＶＴ２（車両Ｖ）に所定以上の振幅の振動を発生せず使用が可能な作動条件である使用可能条件と、所定以上の振幅の振動を発生させ使用が制限される使用制限条件と、が含まれている。現在の作動条件が、制御マップに含まれる使用制限条件と一致する場合には、判定条件を満たすとして、ステップＳ３２に進み、電動ポンプ１の作動を制御する。ステップＳ３２は、上記第１実施形態のステップＳ２６（図５参照）と同様である。以降、ステップＳ３１でＮＯと判定されるまで、ステップＳ３１及びＳ３２が繰り返し実行される。現在の作動条件が、制御マップに含まれる使用可能条件と一致する場合には、処理を終了する。

制御マップは、予め実験等を行って、共振が生じて振動が大きくなる電動モータ５０の回転数とソレノイドバルブ４０の開度との組み合わせを調べることで、作成することが可能である。

このような第３実施形態においても、共振が生じる作動条件で電動ポンプ１が作動することが防止されるため、振動の発生を抑制することができる。

次に、本実施形態の変形例について説明する。以下のような変形例も本発明の範囲内であり、変形例に示す構成と上述の実施形態で説明した構成を組み合わせたり、以下の異なる変形例で説明する構成同士を組み合わせたりすることも可能である。

上記第１実施形態における振動検出部、第２実施形態における第１振動検出部及び第２振動検出部は、それぞれ加速度センサである。これに対し、振動検出部、第１振動検出部、及び第２振動検出部は、振動を検出できるものである限り任意のものとすることができ、例えば、振動によって生じる音波を検出する音波計であってもよい。

また、上記各実施形態では、判定条件を満たす場合には、ソレノイドバルブ４０の開度と電動モータ５０の回転数との両方を調整しているが、どちらか一方のみを調整するものでもよい。ソレノイドバルブ４０の開度の調整のみを行う場合、ソレノイドバルブ４０の開度を減少させてポンプ１０の吐出容量を減少させる制御は、ＣＶＴ２に対して必要な流量が供給される範囲内で実行される。同様に、電動モータ５０の回転数の調整のみを行う場合、電動モータ５０の回転数を減少させる制御は、ＣＶＴ２に対して必要な流量が供給される範囲内で実行される。

上記第１実施形態、第２実施形態、及び第３実施形態は、排他的な構成ではなく、互いに組み合わせてもよい。３つの実施形態から選択される２つの実施形態を組み合わせてもよいし、すべての実施形態を組み合わせてもよい。

以下、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。

電動ポンプシステム１００，２００，３００は、通電によって作動が制御されるソレノイドバルブ４０の開度に応じて吐出流量が制御されるポンプ１０と、ポンプ１０を駆動する電動モータ５０と、要求されるポンプ１０の吐出流量又は吐出圧を示す指令信号に基づいてポンプ１０のソレノイドバルブ４０及び電動モータ５０の作動を制御する制御装置６０と、を備え、制御装置６０は、電動ポンプシステム１００，２００，３００又はＣＶＴ２に所定の振動が生じるかを判定するための判定条件が満たされる場合には、ソレノイドバルブ４０及び電動モータ５０の少なくとも一方の作動を調整する。

この構成では、所定の振動が生じるような作動条件でソレノイドバルブ４０及び電動モータ５０が作動していると、ソレノイドバルブ４０及び電動モータ５０の少なくとも一方の作動が調整される。これにより、電動ポンプシステム１００の振動の発生を抑制することができる。また、作動条件には、ソレノイドバルブ４０の開度と電動モータ５０の回転数という２つのパラメータが含まれるため、パラメータが一つしかない場合と比較して、要求される作動油の流量を確保しつつ、振動を抑制できる作動条件によって作動させやすくなる。

また、電動ポンプシステム１００は、ポンプ１０、電動モータ５０、及びポンプ１０が取り付けられポンプ１０が吐出する作動流体が供給される対象物のいずれかの振動を検出する加速度センサ６１を有し、制御装置６０は、加速度センサ６１の検出結果が所定の閾値よりも大きくなると、判定条件が満たされているとして、ソレノイドバルブ４０及び電動モータ５０の少なくとも一方の作動を調整する。

この構成では、検出される振動に基づいてソレノイドバルブ４０及び電動モータ５０の作動が調整されるため、より確実に振動を抑制することができる。

また、電動ポンプシステム２００は、ポンプ１０又は電動モータ５０の振動を検出する第１加速度センサ６１と、ポンプ１０が取り付けられポンプ１０が吐出する作動油が供給されるＣＶＴ２の振動を検出する第２加速度センサ６２と、を有し、制御装置６０は、第１振動検出部の検出結果から振幅が所定の第１振幅閾値以上となる第１周波数帯を取得し、第２振動検出部の検出結果から振幅が所定の第２振幅閾値以上となる第２周波数帯と取得し、第１周波数帯と第２周波数帯とが少なくとも一部において重複すると、判定条件が満たされているとして、ソレノイドバルブ４０及び電動モータ５０の少なくとも一方の作動を調整する。

また、電動ポンプシステム２００は、制御装置６０は、第１加速度センサ６１及び第２加速度センサ６２の結果をそれぞれ周波数分析し、第１周波数帯と第２周波数帯とが重複するかを比較する。

これらの構成では、電動ポンプシステム２００とＣＶＴ２との両方の振動に基づくことで、電動ポンプシステム２００とＣＶＴ２との共振を判定することができ、電動ポンプシステム２００及び車両Ｖの全体としての振動を抑制することができる。

また、電動ポンプシステム３００では、制御装置６０には、電動モータ５０の回転数とソレノイドバルブ４０の開度との組み合わせにおいて、所定以上の振動を発生させない使用可能条件と所定以上の振動が発生する使用制限条件とを表す制御マップが記憶されており、制御装置６０は、使用が制限される作動条件でソレノイドバルブ４０及び電動モータ５０が作動していると、判定条件が満たされるとして、ソレノイドバルブ４０及び電動モータ５０の少なくとも一方の作動を調整する。

この構成では、振動を検出するセンサ等を用いなくても、振動が生じやすい作動条件での電動ポンプ１の作動を避けることができる。

また、電動ポンプシステム２００は、電動モータ５０の回転数を検出するレゾルバ５２をさらに備え、ポンプ１０は、ベーンポンプであり、制御装置６０は、ポンプ１０のベーン数とレゾルバ５２の検出結果とに基づいてポンプ１０の次数成分の周波数を算出し、電動モータ５０のスロット数、極数、及びスロット数と極数の最小公倍数のいずれかと、レゾルバ５２の検出結果と、に基づいて電動モータ５０の次数成分の周波数を算出し、ポンプ１０の次数成分の周波数と電動モータ５０の次数成分の周波数が重複すると、判定条件が満たされているとして、ソレノイドバルブ４０及び電動モータ５０の少なくとも一方の作動を調整する。

この構成では、ポンプ１０と電動モータ５０との次数成分の周波数が重複することで増幅される振動を抑制することができる。

また、電動ポンプシステム２００では、制御装置６０には、ＣＶＴ２の固有振動数である共振周波数領域が予め記憶されており、制御装置６０は、ポンプ１０の次数成分の周波数及び電動モータ５０の次数成分の周波数の少なくとも一方が共振周波数領域と重複すると、判定条件が満たされているとして、ソレノイドバルブ４０及び電動モータ５０の少なくとも一方の作動を調整する。

この構成では、電動ポンプシステム２００とＣＶＴ２との共振振動の増幅を抑制することができる。

また、電動ポンプシステム１００，２００，３００では、制御装置６０が、判定条件が満たされると、要求されるポンプ１０の吐出流量が確保されるように、ソレノイドバルブ４０の開度を減少させると共に電動モータ５０の回転数を増加させる、又は、ソレノイドバルブ４０の開度を増加させると共に電動モータ５０の回転数を減少させる。

この構成では、ＣＶＴ２に対して必要な流量を供給しつつ、ポンプ１０及び電動モータ５０の両方の振動の周波数を変更して振動の発生を抑制することができる。

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。

１００，２００，３００…電動ポンプシステム、１…電動ポンプ、２…ＣＶＴ（駆動対象物）、１０…ポンプ、４０…ソレノイドバルブ、５０…電動モータ、５２…レゾルバ（回転検出部）、６０…制御装置、６１…加速度センサ（振動検出部），第１加速度センサ（第１振動検出部）、６２…第２加速度センサ（第２振動検出部）

Claims (7)

1. 駆動対象物に作動流体を供給する電動ポンプシステムであって、
   通電によって作動が制御されるソレノイドバルブの開度に応じて吐出流量が制御されるポンプと、
   前記ポンプを駆動する電動モータと、
   要求される前記ポンプの吐出流量又は吐出圧を示す指令信号に基づいて前記ポンプの前記ソレノイドバルブ及び前記電動モータの作動を制御する制御装置と、を備え、
   前記制御装置は、前記電動ポンプシステム又は前記駆動対象物に生じる振動に基づいて設定される判定条件が満たされると、前記ソレノイドバルブ及び前記電動モータの少なくとも一方の作動を調整することを特徴とする電動ポンプシステム。
2. 請求項１に記載の電動ポンプシステムであって、
   前記ポンプ、前記電動モータ、及び前記駆動対象物のいずれかの振動を検出する振動検出部を有し、
   前記制御装置は、前記振動検出部の検出結果が所定の閾値よりも大きくなると、前記判定条件が満たされているとして、前記ソレノイドバルブ及び前記電動モータの少なくとも一方の作動を調整することを特徴とする電動ポンプシステム。
3. 請求項１に記載の電動ポンプシステムであって、
   前記ポンプ又は前記電動モータの振動を検出する第１振動検出部と、
   前記駆動対象物の振動を検出する第２振動検出部と、を有し、
   前記制御装置は、
   前記第１振動検出部の検出結果から振幅が所定の第１振幅閾値以上となる第１周波数帯を取得し、
   前記第２振動検出部の検出結果から振幅が所定の第２振幅閾値以上となる第２周波数帯と取得し、
   前記第１周波数帯と前記第２周波数帯とが少なくとも一部において重複すると、前記判定条件が満たされているとして、前記ソレノイドバルブ及び前記電動モータの少なくとも一方の作動を調整することを特徴とする電動ポンプシステム。
4. 請求項１に記載の電動ポンプシステムであって、
   前記電動モータの回転数を検出する回転検出部をさらに備え、
   前記ポンプは、ベーンポンプであり、
   前記制御装置は、
   前記ポンプのベーン数と前記回転検出部の検出結果とに基づいて前記ポンプの次数成分の周波数を算出し、
   前記電動モータのスロット数、極数、及び前記スロット数と前記極数の最小公倍数のいずれかと、前記回転検出部の検出結果と、に基づいて前記電動モータの次数成分の周波数を算出し、
   前記ポンプの次数成分の周波数と前記電動モータの次数成分の周波数が重複すると、前記判定条件が満たされているとして、前記ソレノイドバルブ及び前記電動モータの少なくとも一方の作動を調整することを特徴とする電動ポンプシステム。
5. 請求項４に記載の電動ポンプシステムであって、
   前記制御装置には、前記駆動対象物の固有振動数である共振周波数領域が予め記憶されており、
   前記制御装置は、前記ポンプの次数成分の周波数及び前記電動モータの次数成分の周波数の少なくとも一方が前記共振周波数領域と重複すると、前記判定条件が満たされているとして、前記ソレノイドバルブ及び前記電動モータの少なくとも一方の作動を調整することを特徴とする電動ポンプシステム。
6. 請求項１に記載の電動ポンプシステムであって、
   前記制御装置には、前記電動モータの回転数と前記ソレノイドバルブの開度との組み合わせにおいて、所定以上の振動が発生する使用制限条件を表す制御マップが記憶されており、
   前記制御装置は、前記使用制限条件で前記ソレノイドバルブ及び前記電動モータが作動していると、前記判定条件が満たされるとして、前記ソレノイドバルブ及び前記電動モータの少なくとも一方の作動を調整することを特徴とする電動ポンプシステム。
7. 請求項１から６のいずれか一つに記載の電動ポンプシステムであって、
   前記制御装置は、前記判定条件が満たされると、要求される前記ポンプの前記吐出流量が確保されるように、前記ソレノイドバルブの開度を減少させると共に前記電動モータの回転数を増加させる、又は、前記ソレノイドバルブの開度を増加させると共に前記電動モータの回転数を減少させることを特徴とする電動ポンプシステム。

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