JP7052387B2

JP7052387B2 - 電動ギヤポンプ

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Publication number: JP7052387B2
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Description

本発明は、電動モータを駆動源とする電動ギヤポンプに関する。

従来、電動モータにより駆動される駆動ギヤと、駆動ギヤの回転により回転する従動ギヤとを備えた電動式のギヤポンプが、様々な用途に用いられている。このようなギヤポンプが例えば車両に搭載される場合には、ギヤポンプの始動時や回転方向反転時にギヤ歯同士が衝突することによって発生する騒音が問題となるおそれがある。

特許文献１に記載されたギヤポンプは、一対のギヤのうち両方又は一方のギヤの噛み合い歯面に被摩耗層を厚めに設けておき、使用開始当初にこの被摩耗層の一部が摩耗することで一対のギヤのバックラッシを略ゼロとし、騒音を低減するように構成されている。被摩耗層は、例えば二硫化モリブデンや四フッ化エチレン等からなる比較的柔らかい固体潤滑材である。

特開２００１－２８９１８０号公報

特許文献１に記載されたギヤポンプでは、バックラッシを略ゼロとすることにより騒音の低減が見込まれるが、被摩耗層を柔らかい固体潤滑材により構成する必要があるので、例えば吐出圧等によっては、使用開始当初に被摩耗層が摩耗した後にも被摩耗層の摩耗が進行するおそれがある。この場合、バックラッシが拡大してしまい、ギヤポンプの始動時やギヤの回転方向の反転時に歯当たりによる騒音が発生してしまうおそれがある。

そこで、本発明は、電動モータと、電動モータにより駆動される駆動ギヤと、駆動ギヤの回転により回転する従動ギヤとを備え、駆動ギヤと従動ギヤとのバックラッシがある場合でも騒音を抑制することが可能な電動ギヤポンプを提供することを目的とする。

本発明は、上記の目的を達成するため、モータ電流の供給を受けてモータシャフトが回転する電動モータと、前記モータシャフトに連結されて回転する駆動ギヤと、前記駆動ギヤとのギヤ歯同士の噛み合いにより回転する従動ギヤと、前記駆動ギヤ及び前記従動ギヤを収容するポンプハウジングと、前記モータ電流を出力して前記電動モータを制御する制御部とを備え、前記制御部は、前記電動モータを停止状態から始動させる際及び前記電動モータの回転を反転させる際に、前記モータ電流を抑制して前記電動モータの回転速度を所定値以下に制限する回転速度制限制御を開始し、その後、前記駆動ギヤのギヤ歯と前記従動ギヤのギヤ歯とが前記電動モータの回転方向に当接するまでの空転期間の終了によって前記回転速度制限制御を終了し、前記電動モータの回転速度に係る前記所定値は、前記空転期間が終了し、前記駆動ギヤのギヤ歯と前記従動ギヤのギヤ歯とが当接する時に発生する衝突音の大きさに基づいて定められた値である、電動ギヤポンプを提供する。

本発明によれば、電動モータと、電動モータにより駆動される駆動ギヤと、駆動ギヤの回転により回転する従動ギヤとを備えた電動ギヤポンプにおいて、駆動ギヤと従動ギヤとのバックラッシがある場合でも騒音を抑制することが可能となる。

本発明の実施の形態に係る外接ギヤポンプを示す断面図である。外接ギヤポンプのポンプ部を示す分解斜視図である。電動モータが正回転する際の動作状態を説明する説明図である。電動モータが逆回転する際の動作状態を説明する説明図である。制御部の構成例を示す概略構成図である。変形例に係る制御部の構成例を示す概略構成図である。

［実施の形態］
本発明の実施の形態について、図１乃至図５を参照して説明する。なお、以下に説明する実施の形態は、本発明を実施する上での好適な具体例として示すものであり、技術的に好ましい種々の技術的事項を具体的に例示している部分もあるが、本発明の技術的範囲は、この具体的態様に限定されるものではない。

（外接ギヤポンプの構造）
図１は、本発明の実施の形態に係る外接ギヤポンプを示す断面図である。図２は、外接ギヤポンプのポンプ部を示す分解斜視図である。図３は、電動モータが正回転する際の外接ギヤポンプの動作状態を説明する説明図である。図４は、電動モータが逆回転する際の外接ギヤポンプの動作状態を説明する説明図である。

外接ギヤポンプ１は、モータ電流の供給を受けてモータシャフト２１が回転する電動モータ２と、モータシャフト２１に連結されて回転する駆動ギヤ３と、駆動ギヤ３の回転により回転する従動ギヤ４と、樹脂からなる第１及び第２のサイドプレート５１，５２と、第１及び第２のサイドプレート５１，５２に保持された滑り軸受５３～５６と、駆動ギヤ３及び従動ギヤ４を第１及び第２のサイドプレート５１，５２ならびに滑り軸受５３～５６と共に収容するポンプハウジング６と、モータ電流を出力して電動モータ２を制御する制御部７とを備えている。

この外接ギヤポンプ１は、車両に搭載され、駆動ギヤ３及び従動ギヤ４の回転によって車載装置の動作のための作動油を吸入側から吸入して吐出側に吐出する。この車載装置としては、例えばトランスミッションやパワーステアリング装置が挙げられる。図３では、電動モータ２が正回転する場合の駆動ギヤ３及び従動ギヤ４の回転方向を矢印Ａ_１，Ａ_２で示し、作動油の吸入方向及び吐出方向を白抜きの矢印で示している。図４では、電動モータ２が逆回転する場合の駆動ギヤ３及び従動ギヤ４の回転方向を矢印Ｂ_１，Ｂ_２で示し、作動油の吸入方向及び吐出方向を白抜きの矢印で示している。

電動モータ２は、モータハウジング２０と、モータシャフト２１と、モータハウジング２０に保持された環状の固定子２２と、固定子２２の内側に配置された回転子２３と、モータシャフト２１を支持する転がり軸受２４，２５と、固定子２２に対するモータシャフト２１の回転角を検出する回転角センサ２６とを有している。

固定子２２は、鉄心２２１と、鉄心２２１に取り付けられたインシュレータ２２２と、インシュレータ２２２に巻き付けられた巻線２２３とを有している。巻線２２３には、制御部７からモータ電流が供給される。回転子２３は、モータシャフト２１に固定されたコア２３１と、コア２３１の外周面に取り付けられた複数の永久磁石２３２とを有している。回転角センサ２６は、モータシャフト２１の一端部に設けられたフランジ２１１に固定され、複数の磁極を有する永久磁石２６１と、モータハウジング２０に固定され、永久磁石２６１の磁極の磁界を検出する磁気センサ２６２とを有している。磁気センサ２６２の検出信号は制御部７に送られる。

駆動ギヤ３は、複数の外歯３１が設けられたギヤ部３２と、ギヤ部３２の中心部から軸方向一側に突出した第１の軸部３３と、ギヤ部３２の中心部から軸方向他側に突出した第２の軸部３４とを一体に有している。第１の軸部３３は、その先端部３３１がカップリング（軸継手）２７によって電動モータ２のモータシャフト２１に連結されている。電動モータ２は、制御部７からモータ電流の供給を受け、駆動ギヤ３を回転駆動するトルクを発生する。

従動ギヤ４は、駆動ギヤ３と同様に、複数の外歯４１が設けられたギヤ部４２と、ギヤ部４２の中心部から軸方向一側に突出した第１の軸部４３と、ギヤ部４２の中心部から軸方向他側に突出した第２の軸部４４とを一体に有している。駆動ギヤ３の複数の外歯３１及び従動ギヤ４の複数の外歯４１は、本願の請求項に係る発明のギヤ歯に相当し、ポンプハウジング６のポンプ室６００内で互いに噛み合っている。従動ギヤ４は、駆動ギヤ３との外歯３１，４１同士の噛み合いによって回転する。

ポンプハウジング６は、駆動ギヤ３及び従動ギヤ４の外歯３１，４１の歯先面３１ａ，４１ａ（図３参照）に対向する内面６０ａを有する筒部６０と、筒部６０をその中心軸方向に挟む平板状の第１及び第２の側板部６１，６２とを有している。筒部６０と第１及び第２の側板部６１，６２ならびにモータハウジング２０とは、複数のボルト６３によって締結されている。

筒部６０には、作動油が流通する第１及び第２の流通孔６０１，６０２が形成されている。電動モータ２が正回転するとき、第１の流通孔６０１からポンプ室６００内に吸入された作動油が第２の流通孔６０２から吐出され、電動モータ２が逆回転するとき、第２の流通孔６０２からポンプ室６００内に吸入された作動油が第１の流通孔６０１から吐出される。

第１の側板部６１には、駆動ギヤ３の第１の軸部３３を挿通させる挿通孔６１１が形成されており、この挿通孔６１１の内周面と第１の軸部３３の外周面との間にシール部材６４が配置されている。第１のサイドプレート５１は、駆動ギヤ３及び従動ギヤ４のギヤ部３２，４２と第１の側板部６１との間に配置され、第２のサイドプレート５２は、駆動ギヤ３及び従動ギヤ４のギヤ部３２，４２と第２の側板部６２との間に配置されている。

第１のサイドプレート５１には、駆動ギヤ３の第１の軸部３３を挿通させる挿通孔５１１、及び従動ギヤ４の第１の軸部４３を挿通させる挿通孔５１２が形成されている。挿通孔５１１には駆動ギヤ３の第１の軸部３３を支持する滑り軸受５３が内嵌されており、挿通孔５１２には従動ギヤ４の第１の軸部４３を支持する滑り軸受５４が内嵌されている。また、第１のサイドプレート５１における第１の側板部６１との対向面には、凹溝５１３が形成され、この凹溝５１３にゴム等の弾性体からなるサイドシール６５が収容されている。

第２のサイドプレート５２には、駆動ギヤ３の第２の軸部３４を挿通させる挿通孔５２１、及び従動ギヤ４の第２の軸部４４を挿通させる挿通孔５２２が形成されている。挿通孔５２１には駆動ギヤ３の第２の軸部３４を支持する滑り軸受５５が内嵌されており、挿通孔５２２には従動ギヤ４の第２の軸部４４を支持する滑り軸受５６が内嵌されている。また、第２のサイドプレート５２における第２の側板部６２との対向面には、凹溝５２３が形成され、この凹溝５２３にゴム等の弾性体からなるサイドシール６６が収容されている。

（外接ギヤポンプの動作）
上記のように構成された外接ギヤポンプ１は、電動モータ２によって駆動ギヤ３が回転駆動される。また、駆動ギヤ３の外歯３１に従動ギヤ４の外歯４１が噛み合うことで、従動ギヤ４が駆動ギヤ３とは逆方向に回転する。駆動ギヤ３の周方向に隣り合う２つの外歯３１の間、及び従動ギヤ４の周方向に隣り合う２つの外歯４１の間には、それぞれ油室Ｃが形成されている。第１の流通孔６０１又は第２の流通孔６０２から吸入された作動油は、駆動ギヤ３及び従動ギヤ４の回転に伴い、油室Ｃによってポンプ室６００内の低圧室側から高圧室側に移動する。高圧室側では、駆動ギヤ３の外歯３１と従動ギヤ４の外歯４１とが噛み合うことによる容積変化によって作動油の圧力が高められる。

電動モータ２が正回転する場合には、図３に示すように、駆動ギヤ３の外歯３１における回転方向（矢印Ａ_１方向）前方側の歯面３１ｂと、従動ギヤ４の外歯４１における回転方向（矢印Ａ_２方向）後方側の歯面４１ｂとが接触し、この接触部が低圧室側と高圧室側とを区画するシール部Ｓとなる。電動モータ２が正回転する場合には、シール部３０の第１の流通孔６０１側が低圧室側となり、シール部Ｓの第２の流通孔６０２側が高圧室側となる。また、シール部Ｓを形成する従動ギヤ４の外歯４１と、この外歯４１の回転方向前方側における駆動ギヤ３の外歯３１との間には、ギャップ（隙間）Ｇが形成される。

一方、電動モータ２が逆回転する場合には、図４に示すように、駆動ギヤ３の外歯３１における回転方向（矢印Ｂ_１方向）前方側の歯面３１ｃと、従動ギヤ４の外歯４１における回転方向（矢印Ｂ_２方向）後方側の歯面４１ｃとが接触し、この接触部が低圧室側と高圧室側とを区画するシール部Ｓとなる。そして、シール部Ｓの第２の流通孔６０２側が低圧室側となり、シール部３０の第１の流通孔６０１側が高圧室側となる。また、シール部Ｓを形成する従動ギヤ４の外歯４１と、この外歯４１の回転方向前方側における駆動ギヤ３の外歯３１との間には、ギャップＧが形成される。

電動モータ２の回転方向が反転する際、すなわち正回転から逆回転に切り替わる際ならびに逆回転から正回転に切り替わる際、駆動ギヤ３の回転速度によっては、「カチッ」という異音が発生する場合がある。この異音は、駆動ギヤ３の回転によってギャップＧが詰まり、駆動ギヤ３の外歯３１と従動ギヤ４の外歯４１とが当接するときの衝突音である。この異音により、外接ギヤポンプ１が例えば車両に搭載された場合には、運転者や同乗者に不快感を与えてしまうおそれがある。また、このような異音は、モータシャフト２１の回転が停止した停止状態から電動モータ２を始動させる際にも発生し得る。

本実施の形態では、制御部７が、電動モータ２を停止状態から始動させる際及び電動モータ２の回転を反転させる際に、少なくとも駆動ギヤ３の外歯３１と従動ギヤ４の外歯４１とが電動モータ２の回転方向（駆動ギヤ３の回転方向）に当接するまでの空転期間において、モータ電流を抑制して電動モータ２の回転速度を制限する回転速度制限制御を実行することにより、このような異音の発生を抑制する。空転期間とは、電動モータ２が始動又は回転方向が反転してからギャップＧが詰まって駆動ギヤ３の外歯３１が従動ギヤ４の外歯４１に当接するまでの期間をいう。以下、制御部７の構成及び制御方法について詳細に説明する。

（制御部の構成及び制御内容）
図５は、制御部７の構成例を示す概略構成図である。制御部７は、ＣＰＵが予め記憶されたプログラムを実行することにより、速度制限部７０、速度制御部７１、電流制御部７２、２相３相変換部７３、ＰＷＭ制御部７４、位相算出部７５、３相２相変換部７６、及び速度算出部７７として機能する。制御部７のＣＰＵは、所定の演算周期ごとに後述する各処理を実行する。演算周期は、例えば５ｍｓである。

また、制御部７は、上位コントローラ９からの回転速度指令値ω^＊を受信する受信回路８０、複数のスイッチング素子を有するインバータ回路８１、及びインバータ回路８１から出力されるＵ相、Ｖ相、及びＷ相の各相電流をそれぞれ検出する３つの電流センサ８２を有している。

受信回路８０、速度制限部７０、速度制御部７１、及び電流制御部７２は、本願の請求項に係る発明の受信手段、速度制限手段、及び速度制御手段、及び電流制限手段にそれぞれ相当する。また、速度制御部７１及び電流制御部７２は、本願の請求項に係る発明のフィードバック制御手段に相当する。

制御部７は、受信回路８０において、上位コントローラ９から電動モータ２の回転速度指令値ω^＊を通信により受け付ける。速度制限部７０は、受信回路８０により受信した回転速度指令値ω^＊を所定値以下に制限することが可能である。具体的には、電動モータ２を停止状態から始動させる際及び電動モータ２の回転を反転させる際、少なくとも空転期間が経過して従動ギヤ４が駆動ギヤ３の回転に連れて回転し始めるまで、速度制限部７０が回転速度指令値ω^＊を所定値以下に制限し、その後この制限を解除する。すなわち、速度制限部７０は、空転期間において、受信した回転速度指令値ω^＊を所定値以下に制限することにより回転速度制限制御を実行する。

この所定値は、ギャップＧがゼロとなって空転期間が終了する時（駆動ギヤ３の外歯３１と従動ギヤ４の外歯４１とが当接する時）の駆動ギヤ３の回転エネルギーが、車両の運転者等に聴取され得る音量の衝突音が発生するエネルギーよりも小さくなるように定められた値である。駆動ギヤ３の回転エネルギーは、Ｅ：駆動ギヤ３の回転エネルギー、ｍ：駆動ギヤ３の質量、ｖ：駆動ギヤ３の回転速度としたとき、下記式（１）により求めることができる。
Ｅ＝１／２×ｍ×ｖ^２・・・（１）

換言すれば、車両の運転者等に聴取される衝突音が発生する駆動ギヤ３の回転エネルギーの下限値をＥｍｉｎとしたとき、Ｅ＜Ｅｍｉｎとなるｖの上限値を上記の所定値として定め、例えばプログラム中の定数として制御部７の不揮発性メモリに記憶する。

速度制御部７１及び電流制御部７２は、受信回路８０により受信した回転速度指令値ω^＊又は速度制限部７０により所定値以下に制限された回転速度指令値ω^＊に応じた回転速度で電動モータ２が回転するように、モータ電流をフィードバック制御する。

速度制御部７１は、受信回路８０により受信した回転速度指令値ω^＊又は速度制限部７０により所定値以下に制限された回転速度指令値ω^＊に基づき、モータ電流の目標値である電流指令値を演算する。より詳細には、この回転速度指令値ω^＊と後述する速度算出部７７によって演算される電動モータ２の実際の回転速度を示す実回転速度ωとの偏差（ω^＊－ω）に対して比例積分演算（ＰＩ演算）を行うことにより、電動モータ２に供給するモータ電流のトルク成分の目標値であるｑ軸電流指令値Ｉｑ^＊を演算する。

電流制御部７２は、速度制御部７１によって演算されたｑ軸電流指令値Ｉｑ^＊に基づいて、電動モータ２に印加すべき電圧の目標値である電圧指令値を演算する。より詳細には、ｑ軸電流指令値Ｉｑ^＊ならびに後述する３相２相変換部７６によって演算されるｑ軸電流検出値Ｉｑ及びｄ軸電流検出値Ｉｄに基づいて比例積分演算を行い、ｑ軸電圧指令値Ｖｑ^＊及びｄ軸電圧指令値Ｖｄ^＊を演算する。

２相３相変換部７３は、後述する位相算出部７５によって演算される回転角θを用いて、ｑ軸電圧指令値Ｖｑ^＊及びｄ軸電圧指令値Ｖｄ^＊をＵ相、Ｖ相、及びＷ相の電圧指令値Ｖｕ^＊，Ｖｖ^＊，Ｖｗ^＊に変換する。ＰＷＭ制御部７４は、三相の電圧指令値Ｖｕ^＊，Ｖｖ^＊，Ｖｗ^＊のそれぞれに対応するデューティのＵ相ＰＷＭ制御信号、Ｖ相ＰＷＭ制御信号、及びＷ相ＰＷＭ制御信号を生成し、インバータ回路８１に供給する。インバータ回路８１は、各相のＰＷＭ制御信号に応じてスイッチング素子をオン又はオフさせ、電動モータ２に三相交流電流をモータ電流として供給する。

位相算出部７５は、電動モータ２の回転角センサ２６の検出信号に基づいて、電動モータ２のモータシャフト２１の回転角θを算出する。３相２相変換部７６は、位相算出部７５で算出される回転角θを用いて、３つの電流センサ８２によって求められた各相の相電流をｑ軸電流検出値Ｉｑ及びｄ軸電流検出値Ｉｄに変換する。なお、Ｕ相，Ｖ，Ｗ相の相電流の総和がゼロになる関係性に基づき、３つの電流センサ８２のうちの１つを省略することも可能である。速度算出部７７は、前回の演算周期の回転角θと今回の演算周期の回転角θとの差に基づいて、所定の演算周期ごとに電動モータ２の実回転速度ωを算出する。

速度制限部７０は、受信回路８０により受信した回転速度指令値ω^＊が正値（ω^＊＞０）から負値（ω^＊＜０）に変わった場合あるいは負値から正値に変わった場合、もしくはゼロからゼロでなくなった場合に、回転速度指令値ω^＊を所定値以下に制限する処理（回転速度制限制御）を開始し、空転期間が終了したと判定したとき、この処理を終了する。

空転期間が終了したことの判定は、例えば回転速度指令値ω^＊を所定値以下に制限する処理を開始した時点からの電動モータ２の回転量が閾値以上となったことにより行うことができる。この閾値は、例えばギャップＧの最大値に基づいて定められる。また、これに限らず、同処理を開始した時点からの経過時間によって空転期間が終了したことの判定を行ってもよい。あるいは、従動ギヤ４が駆動ギヤ３の回転に連れて回転し始めることによる負荷の増大に起因するモータ電流の増大によって空転期間が終了したことの判定を行ってもよい。つまり、空転期間中は電動モータ２のモータシャフト２１の回転に伴って駆動ギヤ３のみが回転するので、電動モータ２の負荷が小さく、小さなモータ電流でも駆動ギヤ３が加速されやすいが、空転期間が終了すると電動モータ２の負荷が増大するので、フィードバック制御によってモータ電流が増大する。したがって、このモータ電流の増大により、空転期間が終了したことの判定を行うことができる。

なお、空転期間が終了したときには、上位コントローラからの回転速度指令値ω^＊と実回転速度ωとの速度偏差が大きくなっているため、速度制限部７０による回転速度指令値ω^＊の制限処理が解除されたときにモータ電流が急激に増大し得るが、このときには従動ギヤ４が駆動ギヤ３に連れて回転し始めているので、モータ電流が急激に増大しても、駆動ギヤ３の外歯３１と従動ギヤ４の外歯４１との当接によって大きな衝突音が発生することはない。

以上説明した本発明の実施の形態によれば、駆動ギヤ３と従動ギヤ４とのバックラッシがある場合でも、外接ギヤポンプ１の騒音を抑制することが可能となる。また、制御部７の制御によって電動モータ２の反転時又は始動時の騒音を抑制するので、コストを増大させることなく騒音低減効果を得ることができる。

［実施の形態の変形例］
次に、図６を参照して本発明の実施の形態の変形例について説明する。図６は、変形例に係る制御部７の構成例を示す概略構成図である。

上記の実施の形態では、速度制限部７０によって回転速度制限制御を行う場合について説明したが、以下の変形例では、空転期間において速度制御部７１（速度制御手段）又は電流制御部７２（電流制御手段）が演算した電流指令値又は電圧指令値を制限することで回転速度制限制御を行う場合について説明する。図６において、図５を参照して説明したものと機能が共通する構成要素については、図５に付した符号と同一の符号を付して重複した説明を省略する。

この変形例では、受信回路８０が受信した回転速度指令値ω^＊を速度制御部７１が取得し、ｑ軸電流指令値Ｉｑ^＊を演算する。速度制御部７１が演算した電流指令値を制限することで回転速度制限制御を行う場合、空転期間において速度制御部７１が演算したｑ軸電流指令値Ｉｑ^＊が電流制限部７１０で所定値以下に制限され、電流制御部７２に伝達される。電流制限部７１０の機能は、制御部７における電流制限手段として、例えばＣＰＵがプログラムを実行することにより実現される。電流制限部７１０がｑ軸電流指令値Ｉｑ^＊を制限する際の所定値は、例えば駆動ギヤ３の外歯３１と従動ギヤ４の外歯４１とが当接する際の衝突音が運転者等に聴取されないように設定された値である。

また、電流制御部７２が演算した電圧指令値を制限することで回転速度制限制御を行う場合、空転期間において電流制御部７２が演算したｑ軸電圧指令値Ｖｑ^＊及びｄ軸電圧指令値Ｖｄ^＊が電圧制限部７２０で所定値以下に制限され、２相３相変換部７３に伝達される。電圧制限部７２０の機能は、制御部７における電圧制限手段として、例えばＣＰＵがプログラムを実行することにより実現される。電圧制限部７２０がｑ軸電圧指令値Ｖｑ^＊及びｄ軸電圧指令値Ｖｄ^＊を制限する際の所定値は、例えば駆動ギヤ３の外歯３１と従動ギヤ４の外歯４１とが当接する際の衝突音が運転者等に聴取されないように設定された値である。

なお、図６では、便宜上、電流制限部７１０及び電圧制限部７２０を共に図示しているが、電流制限部７１０を設ける場合は電圧制限部７２０が不要であり、電圧制限部７２０を設ける場合は電流制限部７１０が不要である。すなわち、電流制限部７１０及び電圧制限部７２０は、いずれか一方が制御部７に備わっていればよい。

このような変形によっても、上記と同様に、コストを増大させることなく、外接ギヤポンプ１の騒音を抑制することが可能となる。

（付記）
以上、本発明を実施の形態に基づいて説明したが、これらの実施の形態は特許請求の範囲に係る発明を限定するものではない。また、実施の形態の中で説明した特徴の組合せの全てが発明の課題を解決するための手段に必須であるとは限らない点に留意すべきである。

また、本発明は、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変形して実施することが可能である。例えば、上記の実施の形態及び変形例では、制御部７のＣＰＵがプログラムを実行することにより各部の機能が実現される場合について説明したが、各部の機能の一部又は全部をＡＳＩＣ（特定用途向け集積回路）等のハードウェアにより実現してもよい。また、図１乃至図４に示した外接ギヤポンプ１の機械的な構成は、一例として示したものであり、駆動ギヤが電動モータにより駆動され、駆動ギヤとのギヤ歯同士の噛み合いにより従動ギヤが回転する構成であれば、様々な機械構成の電動ギヤポンプに本発明を適用することが可能である。

１…外接ギヤポンプ
２…電動モータ
２１…モータシャフト
３…駆動ギヤ
３１…外歯（ギヤ歯）
４…従動ギヤ
４１…外歯（ギヤ歯）
６…ポンプハウジング
７…制御部
７０…速度制限部（速度制限手段）
７１…速度制御部（速度制御手段、フィードバック制御手段）
７２…電流制御部（電流制限手段、フィードバック制御手段）
８０…受信回路（受信手段）

Claims

モータ電流の供給を受けてモータシャフトが回転する電動モータと、
前記モータシャフトに連結されて回転する駆動ギヤと、
前記駆動ギヤとのギヤ歯同士の噛み合いにより回転する従動ギヤと、
前記駆動ギヤ及び前記従動ギヤを収容するポンプハウジングと、
前記モータ電流を出力して前記電動モータを制御する制御部とを備え、
前記制御部は、前記電動モータを停止状態から始動させる際及び前記電動モータの回転を反転させる際に、前記モータ電流を抑制して前記電動モータの回転速度を所定値以下に制限する回転速度制限制御を開始し、その後、前記駆動ギヤのギヤ歯と前記従動ギヤのギヤ歯とが前記電動モータの回転方向に当接するまでの空転期間の終了によって前記回転速度制限制御を終了し、
前記電動モータの回転速度に係る前記所定値は、前記空転期間が終了し、前記駆動ギヤのギヤ歯と前記従動ギヤのギヤ歯とが当接する時に発生する衝突音の大きさに基づいて定められた値である、
電動ギヤポンプ。
前記制御部は、前記電動モータの回転速度指令値を受信する受信手段と、前記受信した回転速度指令値を前記所定値以下に制限することが可能な速度制限手段と、前記受信した回転速度指令値又は前記速度制限手段により制限された回転速度指令値に応じた回転速度で前記電動モータが回転するように前記モータ電流をフィードバック制御するフィードバック制御手段とを有し、
前記速度制限手段が前記空転期間において前記受信した回転速度指令値を前記所定値以下に制限することにより前記回転速度制限制御を実行する、
請求項１に記載の電動ギヤポンプ。
前記制御部は、前記電動モータの回転速度指令値を受信する受信手段と、前記回転速度指令値に基づいて前記モータ電流の目標値である電流指令値を演算する速度制御手段と、前記演算した電流指令値に基づいて前記電動モータに印加すべき電圧の目標値である電圧指令値を演算する電流制御手段とを有し、
前記回転速度制限制御は、前記空転期間において前記速度制御手段又は前記電流制御手段が演算した前記電流指令値又は前記電圧指令値を制限する制御である、
請求項１に記載の電動ギヤポンプ。
車両に搭載され、
前記電動モータの回転速度に係る前記所定値は、前記衝突音の大きさと前記駆動ギヤの回転エネルギーとの関係に基づいて定められ、前記空転期間が終了する時の前記駆動ギヤの回転エネルギーが、前記車両の運転者等に聴取され得る音量の衝突音が発生するエネルギーよりも小さくなるように定められた値である、
請求項１乃至３の何れか１項に記載の電動ギヤポンプ。