JP2023156060A - 電動オイルポンプ - Google Patents

Abstract

【課題】電動オイルポンプの起動時におけるモータの応答性を向上させることである。【解決手段】電動オイルポンプ１は、オイルポンプ機構部であるポンプ機構部３と、オイルポンプ機構部を駆動するモータ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、駆動装置を制御する制御装置５と、モータ４の回転速度を検出する回転速度センサ１０とを備える。制御装置５は、目標回転速度である指令回転速度に応じた指令電圧で駆動装置であるインバータ６を制御する電圧指令制御である第１制御と、回転速度センサ１０により検出されたモータ４の検出回転速度と目標回転速度である指令回転速度との差に応じて、検出回転速度が目標回転速度となるように駆動装置をフィードバック制御する回転速度のフィードバック制御である第２制御とを実行可能であり、起動時において、検出回転速度が目標回転速度となるまで第１制御を実行した後、第２制御を実行する。【選択図】図１

Description

この発明は、電動オイルポンプに関する。

電動オイルポンプは、例えば車両のオートマチックギアに対して油圧を供給する等、各種の油圧作動機器に対して油圧を供給する。電動オイルポンプは、モータにより駆動される。電動オイルポンプの制御装置では、上位コントローラから送られた指令回転速度と回転速度センサにより検出されたモータの検出回転速度との差に応じて、モータの回転速度が指令回転速度となるようにフィードバック制御が実行される。制御装置では、ＰＩＤ制御方式によりフィードバック制御が実行される。

従来の電動オイルポンプでは、モータの応答性を向上させるために、次のような技術が提案されている。

一例としては、オイルの油温を推定し、推定した油温に応じてＰＩＤ制御のゲインを増加させることによりモータの応答性を向上させる電動オイルポンプが考えられている（特許文献１）。

その他の一例としては、ＰＩＤ制御について、初期設定された比例係数及び積分係数にそれぞれ補正係数を乗算してＰＩＤ制御のゲインを増加させることにより、モータの応答性を向上させる電動オイルポンプが考えられている（特許文献２）。

特開２０１８－１３２０９号公報 国際公開第２０１９／０４４７１７号

しかし、特許文献１および特許文献２の技術は、モータの応答性を向上させるためにＰＩＤ制御のゲインを増加させるものであり、次のような問題が生じる。ＰＩＤ制御では、ゲインを高くし過ぎると出力信号が発振するので、モータの応答性を向上させるためにＰＩＤ制御のゲインを増加させる場合には、電動オイルポンプの起動時におけるモータの応答性を一定レベル以上に向上させることができない。

本発明の目的は、電動オイルポンプの起動時におけるモータの応答性を向上させることである。

本開示に従った電動オイルポンプは、オイルポンプ機構部と、オイル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を備える。制御装置は、目標回転速度に応じた指令電圧で駆動装置を制御する第１制御と、回転速度センサにより検出されたモータの検出回転速度と目標回転速度との差に応じて、検出回転速度が目標回転速度となるように駆動装置をフィードバック制御する第２制御とを実行可能であり、起動時において、検出回転速度が目標回転速度となるまで第１制御を実行した後、第２制御を実行する。

本開示に従った電動オイルポンプによれば、制御装置が、起動時において、検出回転速度が目標回転速度となるまで目標回転速度に応じた指令電圧で駆動装置を制御する第１制御を実行した後、検出回転速度が目標回転速度となるように駆動装置をフィードバック制御する第２制御を実行するので、第１制御によって直接的な指令電圧で駆動装置を制御することにより、電動オイルポンプの起動時におけるモータの応答性を向上させることができる。

電動オイルポンプ１の構成を示すブロック図である。 指令回転速度から指令電圧を求めるマップデータを示す図である。 モータ４の駆動制御の処理を示すフローチャートである。 電動オイルポンプ１を停止状態から起動した場合における本実施形態の制御と従来の制御との比較例を示す図である。 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。図２は、指令回転速度から指令電圧を求めるマップデータを示す図である。電動オイルポンプ１は、オイル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、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、油温度センサ９、および、回転速度センサ１０を含む。

上位コントローラ２は、電動オイルポンプ１の制御装置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、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。

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。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速度（ｒｐｍ）に応じて、モータ４をＰＷＭ制御するためのモータ端子電圧を印加する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、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。

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、入出力処理部５１、選択制御部５２、および、デューティ変換部５３としての機能を実現する。

油温度センサ９は、オイルに関する温度を検出する温度検出装置であり、オイルに関する温度として、ポンプ機構部３におけるオイルの温度を検出し、検出油温度を示す検出信号を制御装置５に出力する。回転速度センサ１０は、モータ４の回転速度として単位時間（１分）当りの回転速度（ｒｐｍ）を検出し、検出回転速度を示す検出信号を、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。

入出力処理部５１は、入力インターフェイス回路７を経て入力される指令ＰＷＭ信号が指令するモータの回転速度である指令回転速度を選択制御部５２に伝達する。入出力処理部５１は、回転速度センサ１０から入力される検出回転速度を示す検出信号を出力インターフェイス回路８に出力する。出力インターフェイス回路は、入出力処理部５１から出力された検出信号による検出回転速度を示すＰＷＭ信号を上位コントローラ２へ出力する。

選択制御部５２は、回転速度フィードバック制御部５２１、電圧指令制御部５２２、指令電圧マップ部５２３、および、制御選択部５２４を含む。選択制御部５２は、回転速度フィードバック制御部５２１により実行可能な回転速度のフィードバック制御と、電圧指令制御部５２２により実行可能な電圧指令制御とのいずれかの制御方式を選択してモータ４の駆動制御をする。選択制御部５２では、選択した制御方式でモータ４の駆動制御をするための指令電圧をデューティ変換部５３に伝達する。

回転速度フィードバック制御部５２１は、入出力処理部５１から入力される指令回転速度の情報と、回転速度センサ１０から検出信号として入力される検出回転速度の情報とを受ける。回転速度フィードバック制御部５２１は、ＰＩＤ制御方式でモータ４の回転速度のフィードバック制御を実行する制御部である。具体的に回転速度フィードバック制御部５２１は、目標回転速度である指令回転速度と検出回転速度との差に応じて、検出回転速度が指令回転速度となるようにインバータ６を制御するために、モータ４に印加する指令電圧の情報をデューティ変換部５３に伝達する。

電圧指令制御部５２２は、入出力処理部５１から入力される指令回転速度の情報と、油温度センサ９から検出信号として入力される検出油温度の情報とを受ける。電圧指令制御部５２２は、入出力処理部５１から入力される指令回転速度の情報に対応する指令電圧によりモータ４の回転速度を制御する制御部である。具体的に電圧指令制御部５２２は、入出力処理部５１から入力される指令回転速度の情報に応じて、モータ４に印加する指令電圧の情報を演算し、モータ４の回転速度を指令電圧に対応した回転速度に制御するために、演算結果により得られた指令電圧の情報をデューティ変換部５３に伝達する。

電圧指令制御部５２２は、図２に示すようなモータ４の指令回転速度と指令電圧との対応関係を示すマップデータを用いて、入出力処理部５１から入力される指令回転速度を指令電圧に変換する。マップデータは、指令電圧マップ部５２３に記憶されたデータが用いられる。図２に示すマップデータは、モータ４の回転速度を指令回転速度（ｒｐｍ）とするために必要となる指令電圧（Ｖ）を示すデータである。このような指令回転速度と指令電圧との関係は、電動オイルポンプ１が供給するオイルの温度により異なる。

マップデータは、図２に示すように、指令回転速度と、指令電圧との関係を示す複数のマップＭ１～Ｍ４…のデータを備えたマップデータである。マップＭ１は、油温度センサ９で検出された油温度Ｔ１に対応するマップである。マップＭ２は、油温度センサ９で検出された油温度Ｔ２に対応するマップである。マップＭ３は、油温度センサ９で検出された油温度Ｔ３に対応するマップである。マップＭ４は、油温度センサ９で検出された油温度Ｔ４に対応するマップである。

マップは、図２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、油温度が変化する範囲内において、例えば、－４０℃から１２０℃を４０℃ごとという温度の４つを超える複数のマップが設けられている。油温度は、Ｔ１＜Ｔ２＜Ｔ３＜Ｔ４＜…という関係がある。このように、指令電圧マップ部５２３には、油温度センサ９で検出された油温度ごとに異なる複数のマップが記憶されている。

電圧指令制御部５２２においては、油温度センサ９の検出信号が示す油温度に応じて、指令電圧マップ部５２３に記憶された複数のマップ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、指令回転速度から、対応する指令電圧を決定する。油温度センサ９の検出信号が示す油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…それぞれが対応する油温度Ｔ１～Ｔ４…のうち、油温度センサ９の検出信号が示す油温度に最も近い油温度に対応する２つのマップを選択し、線形補間する方法が用いられる。

図２に示すようなマップデータは、電動オイルポンプ１の設計段階において、コンピュータを用いたシミュレーションおよび実装置を用いた実験等により、実際のモータ４の回転速度が指令回転速度数となるために必要となる指令電圧のデータを得ることに応じて設定される。

このように、マップデータを用いて指令回転速度を指令電圧に変換する場合には、複数のマップＭ１～Ｍ４…のうちから、油温度センサ９の検出信号が示す油温度に対応するマップが選択される。制御装置５は、目標回転速度である指令回転速度と指令電圧との関係を示すマップデータを用い、目標回転速度に応じた指令電圧を決定するので、目標回転速度に応じた指令電圧を容易に決定できる。また、制御装置５は、マップデータとして、オイルの温度により異なる複数のデータから選択したデータから、油温度センサ９により検出された温度に基づいて選択した１つのデータを用い、指令電圧を決定するので、オイルの温度によって変化する指令電圧に合せて、より正確な指令電圧を決定できる。

図１を参照して、電圧指令制御部５２２は、このように選択されたマップのデータを用いて、入出力処理部５１から入力される指令回転速度を指令電圧に変換し、その変換により得られた指令電圧をデューティ変換部５３に伝達する。

制御選択部５２４は、回転速度センサ１０の検出信号が入力される。制御選択部５２４は、回転速度センサ１０の検出信号が示す検出回転速度に応じて、回転速度フィードバック制御部５２１による回転速度のフィードバック制御と、電圧指令制御部５２２による電圧指令制御とのいずれかの制御方式をモータ４の駆動制御の制御方式として選択する。これにより、制御選択部５２４では、検出回転速度に応じて、回転速度のフィードバック制御または電圧指令制御が実行される。

具体的に、制御選択部５２４は、検出回転速度が指令回転速度未満の状態において、第１制御として電圧指令制御部５２２による電圧指令制御を選択し、検出回転速度が指令回転速度以上の状態において、第２制御として回転速度フィードバック制御部５２１による回転速度のフィードバック制御を選択する。これによりデューティ変換部５３には、検出回転速度の状態に応じて、回転速度フィードバック制御部５２１または電圧指令制御部５２２から指令電圧が伝達される。

デューティ変換部５３では、回転速度フィードバック制御部５２１と電圧指令制御部５２２とのうち、制御選択部５２４により選択された方から伝達される指令電圧をデューティ比に変換し、そのデューティ比が設定されたモータ駆動制御信号をインバータ６に供給する。指令電圧とデューティ比との対応関係を示すデータがＲＯＭに記憶されており、そのようなデータを用いて、デューティ変換部５３では、指令電圧をデューティ比に変換する。これにより、指令電圧に応じて、制御装置５からインバータ６にモータ駆動制御信号が供給され、インバータ６によりモータ４が回転駆動される。

以上に説明したように、制御装置５は、検出回転速度に応じて、電圧指令制御と回転速度のフィードバック制御との選択を切換え、モータ４の駆動制御をする。このように制御装置５において電圧指令制御と回転速度のフィードバック制御との選択を切換える理由は次のような事情による。

例えば車両に搭載する電動オイルポンプは、車両のエンジンの始動時において、各種の油圧作動機器に対して供給する油圧を早期に上昇させるために、エンジンの回転力によって機械的に駆動される機械式のオイルポンプから供給される油圧が未だ低い状態において、モータの回転力によって油圧を所望の油圧まで上昇させることが求められる。

しかし、回転速度フィードバック制御部５２１による回転速度のフィードバック制御のようなＰＩＤ制御による回転速度のフィードバック制御では、ゲインを高くし過ぎると制御出力信号が発振するので、制御状態が不安定となる。そこで、この実施の形態の電動オイルポンプ１では、検出回転速度が指令回転速度に到達するまで、ＰＩＤ制御による回転速度のフィードバック制御を用いずに、電圧指令制御部５２２による電圧指令制御を用いる。電圧指令制御では、検出回転速度のフィードバックを受けずに、直接的に電圧指令制御部５２２から指令電圧がデューティ変換部５３に伝達されるため、ＰＩＤ制御による回転速度のフィードバック制御と比べて、早期にモードの回転速度を上昇させることができ、早期に油圧を上昇させることができる。また、検出回転速度が指令回転速度に到達した後は、回転速度フィードバック制御部５２１による回転速度のフィードバック制御に制御方式が切換えられるので、安定した油圧制御をすることができる。

なお、入出力処理部５１、選択制御部５２、および、デューティ変換部５３は、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５は、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。

＜モータ４の駆動制御の流れ＞
次に、制御装置５のＣＰＵにより実行されるモータ４の駆動制御の処理の流れを説明する。図３は、モータ４の駆動制御の処理を示すフローチャートである。図３においては、電動オイルポンプ１の起動時からのモータ４の駆動制御の流れが示されている。図３に示すモータ４の駆動制御の処理は、ＣＰＵが実行するメインルーチンプログラムにより呼び出されて実行されるサブルーチンプログラムの１つである。

モータ４の駆動制御の処理においては、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信号により制御装置５が指令回転速度を受信する。ステップＳ２においては、モータ４の駆動制御の制御方式の種類が電圧指令制御から回転速度のフィードバック制御に切換え済であるかどうかを判定する。ステップＳ２においては、現在選択されている制御方式が電圧指令制御である場合は切換え済ではないと判定し、一方、現在選択されている制御方式が回転速度のフィードバック制御である場合は切換え済であると判定する。

ステップＳ２でモータ４の駆動制御の制御方式の種類が切換え済ではないと判定された場合は、ステップＳ３により、検出回転速度が指令回転速度未満の状態であるか否かを判定する。ステップＳ３で検出回転速度が指令回転速度未満の状態であると判定された場合は、ステップＳ４により、モータ４の駆動制御の制御方式として、電圧指令制御を選択する。

ステップＳ５により、油温度センサ９の検出信号が示す検出油温度に応じて、図２に示すようなマップデータから１つのマップのデータを選択する。ステップＳ６により、ステップＳ５で選択したマップにおいて、図２に示すような指令回転速度と指令電圧との関係から、指令回転速度指令に対応する指令電圧を決定する。

ステップＳ７により、ステップＳ６で決定した指令電圧をデューティ比に変換し、そのデューティ比が設定されたモータ駆動制御信号をインバータ６に出力し、メインルーチンにリターンする。このように、電動オイルポンプ１の起動後、検出回転速度が指令回転速度に到達するまでは、電圧指令制御によりモータ４の回転速度の制御が実行される。

前述したステップＳ３で検出回転速度が指令回転速度未満の状態ではないと判定された場合、すなわち、検出回転速度が指令回転速度に到達した場合は、ステップＳ８により、モータ４の駆動制御の制御方式として、回転速度のフィードバック制御を選択することによりモータ４の駆動制御の制御方式の種類を切換える。

ステップＳ９により、回転速度のフィードバック制御における指令電圧をＳ６で決定された指令電圧に更新する。これにより、回転速度のフィードバック制御に切換える場合に、電圧指令制御における指令電圧が、回転速度のフィードバック制御の指令電圧の初期値として用いられる。これにより、電圧指令制御から回転速度のフィードバック制御への切換え時の制御状態を安定化することができる。

ステップＳ１０により、回転速度のフィードバック制御を実行するために、モータ４の回転速度の目標値である指令回転速度と、モータ４の実際の回転速度である検出回転速度との差分を演算する。ステップＳ１１により、ステップＳ１０で演算された差分に基づいて、検出回転速度を指令回転速度に制御する回転速度のフィードバック制御を実行するための指令電圧を演算する。

ステップＳ１２により、ステップＳ１１での演算により得られた指令電圧をデューティ比に変換し、そのデューティ比が設定されたモータ駆動制御信号をインバータ６に出力し、メインルーチンにリターンする。また、前述したステップＳ２でモータ４の駆動制御の制御方式の種類が回転速度のフィードバック制御に切換え済であると判定された場合は、ステップＳ１０～Ｓ１２の処理が繰り返し実行される。

このように、電動オイルポンプ１の起動後、検出回転速度が指令回転速度に到達した後は、回転速度のフィードバック制御によりモータ４の回転速度の制御が実行される。

このようなモータ４の駆動制御の処理においては、次のように、入出力処理部５１、選択制御部５２、および、デューティ変換部５３を実現することができる。ステップＳ１により、入出力処理部５１が実現される。ステップＳ２～Ｓ６，Ｓ８～Ｓ１１により、選択制御部５２が実現される。ステップＳ７，Ｓ１２により、デューティ変換部５３が実現される。

このようなモータ４の駆動制御の処理においては、次のように、回転速度フィードバック制御部５２１、電圧指令制御部５２２、指令電圧マップ部５２３、および、制御選択部５２４を実現することができる。ステップＳ３，Ｓ４，Ｓ８，Ｓ９により、制御選択部５２４が実現される。ステップＳ５，Ｓ６により、電圧指令制御部５２２および指令電圧マップ部５２３が実現される。ステップＳ１０，Ｓ１１により、回転速度フィードバック制御部５２１が実現される。

＜本実施形態の制御と従来の制御との比較例＞
次に、本実施形態の制御と従来の制御との比較例を説明する。図４は、電動オイルポンプ１を停止状態から起動した場合における本実施形態の制御と従来の制御との比較例を示す図である。

図４においては、縦軸がモータの回転速度［ｒｐｍ］とデューティ比［％］とを示し、横軸が離散時間［Ｎ］を示す。離散時間［Ｎ］は、制御開始からの制御の実行回数Ｎ（Ｎ＝０～ｎ）で示したものである。これにより、離散時間［Ｎ］は、制御開始時からの経過時間を示している。

図４には、電動オイルポンプ１を停止状態から起動する場合において、モータの回転速度を０［ｒｐｍ］から目標回転速度Ｓｔ［ｒｐｍ］に制御するときの時間経過に応じたモータ駆動制御信号のデューティ比［％］および検出回転速度［ｒｐｍ］が示される。

図４では、ＰＩＤ制御による回転速度フィードバック制御のみを実行する従来の制御について、検出回転速度Ｄ１が実線で示され、モータ駆動制御信号のデューティ比Ｄ２が一点鎖線で示される。図４では、指令電圧制御と回転速度フィードバック制御とを実行する本実施形態の制御について、検出回転速度Ｄ３が破線で示され、モータ駆動制御信号のデューティ比Ｄ４が二点鎖線で示される。

図４に示すように、従来の制御では、起動時からＰＩＤ制御による回転速度フィードバック制御を実行することによりデューティ比Ｄ２を急激に増加させることができないので、検出回転速度Ｄ１は急激に増加させることができない。一方、本実施の形態の制御では、図４に示すように、起動時から指令電圧制御を実行することによりデューティ比Ｄ４を急激に増加させることができるので、検出回転速度Ｄ３を急激に増加させることができる。そして、本実施の形態の制御では、検出回転速度Ｄ３が目標回転速度Ｓｔに到達すると、制御方式が指令電圧制御から回転速度フィードバック制御に切換えられるので、その後は図４に示すように回転速度フィードバック制御により検出回転速度Ｄ３を目標回転速度Ｓｔに対して安定して制御することができる。

図４に示すように、制御装置５が、起動時において、検出回転速度が目標回転速度である指令回転速度となるまで電圧指令制御である第１制御を実行した後、回転速度のフィードバック制御である第２制御を実行するので、第１制御によって直接的な指令電圧で駆動装置を制御することにより、電動オイルポンプ１の起動時でのモータ４の応答性を向上させることができる。

また、例えば上位コントローラ２において、回転速度のフィードバック制御のようなモータ４の回転速度を制御する処理を実行する場合には、前述したような指令電圧制御と回転速度のフィードバック制御とをモータ４の検出回転速度に応じて切換えて実行すれば、上位コントローラ２における制御処理の負担を軽減することができる。

＜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５は、本開示に係る電動オイルポンプ９０１の断面図である。図６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５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５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５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。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。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５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５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５および図６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５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に示すように、電動オイルポンプ１は、オイルポンプ機構部であるポンプ機構部３と、オイルポンプ機構部を駆動するモータ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、駆動装置を制御する制御装置５と、モータ４の回転速度を検出する回転速度センサ１０とを備える。図３に示すように、制御装置５は、目標回転速度である指令回転速度に応じた指令電圧で駆動装置であるインバータ６を制御する電圧指令制御である第１制御（ステップＳ５，Ｓ６）と、回転速度センサ１０により検出されたモータ４の検出回転速度と目標回転速度である指令回転速度との差に応じて、検出回転速度が目標回転速度となるように駆動装置をフィードバック制御する回転速度のフィードバック制御である第２制御（ステップＳ１０，Ｓ１１）とを実行可能であり、起動時において、検出回転速度が目標回転速度となるまで第１制御を実行した（ステップＳ３～Ｓ７）後、第２制御を実行する（ステップＳ３，Ｓ８～Ｓ１２）。

このような構成によれば、制御装置５が、起動時において、検出回転速度が目標回転速度である指令回転速度となるまで電圧指令制御である第１制御を実行した後、回転速度のフィードバック制御である第２制御を実行するので、第１制御によって直接的な指令電圧で駆動装置を制御することにより、電動オイルポンプ１の起動時でのモータ４の応答性を向上させることができる。

（２） 図１～図３に示すように、制御装置５は、回転速度センサ１０の検出信号が入力される制御選択部５２４を含み、制御選択部５２４は、検出信号が示す検出回転速度に応じて、第１制御（ステップＳ５，Ｓ６）と第２制御（ステップＳ１０，Ｓ１１）とのいずれかを選択する。これにより、制御装置５は、回転速度センサ１０により検出されたモータの実際の回転速度に応じて、第１制御と第２制御とのいずれかを選択することができる。

（３） 図２および図３に示すように、制御装置５は、目標回転速度である指令回転速度と指令電圧との関係を示すマップデータを用い、目標回転速度に応じた指令電圧を決定するので、目標回転速度に応じた指令電圧を容易に決定できる。

（４） 図２および図３に示すように、制御装置５は、マップデータとして、オイルの温度により異なる複数のデータから選択したデータから、油温度センサ９により検出された温度に基づいて選択した１つのデータを用い（ステップＳ５）、指令電圧を決定する（ステップＳ６）。これにより、制御装置５は、オイルの温度によって変化する指令電圧に合せて、より正確な指令電圧を決定できる。

（５） 図３に示すように、制御装置５は、回転速度のフィードバック制御に切換える場合に、第１制御である電圧指令制御における指令電圧が、第２制御である回転速度のフィードバック制御の指令電圧の初期値として用いられる。これにより、第１制御から第２制御への切換え時の制御状態を安定化することができる。

＜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、油温度が４０℃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、４０℃未満度の油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、６０℃ごとの油温度というように、４０℃を超える油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、油温度が４０℃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、油温度が変化する範囲内において、例えば油温度による指令電圧と指令回転速度との関係の変化率が大きい第１温度範囲内は第１の温度間隔で複数のマップを設け、第１温度範囲内よりも油温度による指令電圧と指令回転速度との関係の変化率が小さい第２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、モータ４の駆動制御の制御方式を指令電圧制御から回転速度のフィードバック制御に切換える切換条件として、検出回転速度が指令回転速度に到達した場合を説明した。これに限らず、このような切換条件は、検出回転速度が指令回転速度に到達する少し前の段階で成立するようにしてもよい。このような切換条件は、検出回転速度が、例えば指令回転速度の９０％の回転速度など、起動時において油圧急増の効果が充分認められる予め定められた回転速度に達した状態で成立するように設定してもよい。

（４） 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。

（５） 指令電圧制御においては、前述のようなマップデータを用いずに、指令回転速度と油温度とに基づいて指令電圧を演算する演算式を予め設定しておき、電圧指令制御部５２２が、入力された指令回転速度と、検出された油温度とに基づいて、当該演算式を用いて指令電圧を演算して決定するようにしてもよい。

［付記］
以上のように、本実施形態は以下のような開示を含む。

［構成１］
オイルポンプ機構部と、
前記オイル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を備え、
前記制御装置は、
目標回転速度に応じた指令電圧で前記駆動装置を制御する第１制御と、
前記回転速度センサにより検出された前記モータの検出回転速度と前記目標回転速度との差に応じて、前記検出回転速度が前記目標回転速度となるように前記駆動装置をフィードバック制御する第２制御とを実行可能であり、
起動時において、前記検出回転速度が前記目標回転速度となるまで前記第１制御を実行した後、前記第２制御を実行する、電動オイルポンプ。

［構成２］
前記制御装置は、前記回転速度センサの検出信号が入力される制御選択部を含み、
前記制御選択部は、前記検出信号が示す前記検出回転速度に応じて、前記第１制御と前記第２制御とのいずれかを選択する、構成１に記載の電動オイルポンプ。

［構成３］
前記制御装置は、前記目標回転速度と前記指令電圧との関係を示すマップデータを用い、前記目標回転速度に応じた前記指令電圧を決定する、構成１または構成２に記載の電動オイルポンプ。

［構成４］
前記オイルポンプ機構部におけるオイルの温度を検出する油温度センサをさらに備え、
前記制御装置は、前記マップデータとして、前記オイルの温度により異なる複数のデータから選択したデータから、前記油温度センサにより検出された温度に基づいて選択した１つのデータを用い、前記指令電圧を決定する、構成３に記載の電動オイルポンプ。

［構成５］
前記制御装置は、前記第１制御から前記第２制御に切換える際に、前記第１制御における前記指令電圧を前記第２制御における前記駆動装置の制御の初期値として用いる、構成１～構成４のいずれかに記載の電動オイルポンプ。

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 制御装置、１０ 回転速度センサ、９ 油温度センサ、５２４ 制御選択部、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 (5)

1. オイルポンプ機構部と、
   前記オイル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を備え、
   前記制御装置は、
   目標回転速度に応じた指令電圧で前記駆動装置を制御する第１制御と、
   前記回転速度センサにより検出された前記モータの検出回転速度と前記目標回転速度との差に応じて、前記検出回転速度が前記目標回転速度となるように前記駆動装置をフィードバック制御する第２制御とを実行可能であり、
   起動時において、前記検出回転速度が前記目標回転速度となるまで前記第１制御を実行した後、前記第２制御を実行する、電動オイルポンプ。
2. 前記制御装置は、前記回転速度センサの検出信号が入力される制御選択部を含み、
   前記制御選択部は、前記検出信号が示す前記検出回転速度に応じて、前記第１制御と前記第２制御とのいずれかを選択する、請求項１に記載の電動オイルポンプ。
3. 前記制御装置は、前記目標回転速度と前記指令電圧との関係を示すマップデータを用い、前記目標回転速度に応じた前記指令電圧を決定する、請求項１または請求項２に記載の電動オイルポンプ。
4. 前記オイルポンプ機構部におけるオイルの温度を検出する油温度センサをさらに備え、
   前記制御装置は、前記マップデータとして、前記オイルの温度により異なる複数のデータから選択したデータから、前記油温度センサにより検出された温度に基づいて選択した１つのデータを用い、前記指令電圧を決定する、請求項３に記載の電動オイルポンプ。
5. 前記制御装置は、前記第１制御から前記第２制御に切換える際に、前記第１制御における前記指令電圧を前記第２制御における前記駆動装置の制御の初期値として用いる、請求項１または請求項２に記載の電動オイルポンプ。
   

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