JPH074362A - 可変容量ベーンポンプ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 圧力センサが故障しても可変容量ベーンポン
プとして作動することができるようにすること。 【構成】 コントロールユニット２０の入力手段にロー
タ回転数Ｎ₀ を検出する回転数センサ２７を設け、コン
トロールユニット２０は、圧力センサ２３の故障を判断
したら、ポンプ吐出量がロータ回転数Ｎ₀ に応じた量と
なるように電磁弁３１の駆動を制御するようにした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、可変容量ベーンポンプ
に関し、特に、車両のオートマチックミッションなどの
油圧回路に油圧を供給するのに最適な可変容量のベーン
ポンプに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、可変容量ベーンポンプとしては、
例えば、特開平４−１７１２８８号公報に記載されたも
のが知られている。この従来の可変容量ベーンポンプ
は、周知のように、ロータに対するカムリングの偏心量
を調整して吐出圧を制御する構造となっている。すなわ
ち、カムリングの一側にコントロール室が画成され、こ
のコントロール室に制御油圧を供給してカムリングの偏
心量を調節するもので、また、この制御油圧は、電磁弁
に供給される所定の供給油圧をこの電磁弁により調圧し
て形成するようにしている。そして、この従来のベーン
ポンプでは、電磁弁の駆動制御を、ポンプの吐出油圧を
検出する圧力センサからの信号に基づいて行うようにし
ており、すなわち、圧力センサで検出したポンプの吐出
油圧に基づいてポンプの吐出油圧を制御する、いわゆる
フィードバック制御を行っている。

【０００３】また、この従来のベーンポンプでは、ピス
トンに対して所定の供給油圧と吐出油圧とを対向させて
導入して、吐出油圧が供給油圧に応じて設定されるリリ
ーフ圧よりもを大きくなった時に、ピストンの移動によ
りドレーンするリリーフバルブを設けており、電磁弁の
駆動を制御する制御回路が故障して、ベーンポンプが最
大偏心状態となって吐出油圧が過大になった時には、こ
の過大な吐出油圧が所定の供給油圧に応じて設定される
リリーフ圧を越えると、リリーフバルブから吐出油圧が
ドレーンされる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
従来の可変容量ベーンポンプにあっては、吐出油圧を圧
力センサにより検出してフィードバック制御を行う構成
であったため、圧力センサが故障してしまった場合、フ
ィードバック制御を行うことができなくなり、最大吐出
状態となって、吐出油圧は、リリーフバルブで設定され
た油圧に固定されて固定容量ベーンポンプとしてしか機
能しなくなる。

【０００５】このように、ベーンポンプが不要に高い吐
出圧の作動油を吐出するようになるため、キャビテーシ
ョンの発生を招き、振動，騒音あるいはキャビテーショ
ン侵食が発生するおそれがあるという問題があった。

【０００６】本発明は、上述の従来の問題点に着目して
なされたもので、圧力センサが故障しても可変容量ベー
ンポンプとして作動することができるようにすることを
目的としている。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上述の目的を達成するた
め、本発明の可変容量ベーンポンプは、ポンプハウジン
グとポンプカバーとの間に収容されたロータと、このロ
ータとの間に作動室を形成してロータの外周を囲んで設
けられているとともに、ロータに対する偏心量を変更可
能に設けられたカムリングと、前記作動室に連通可能に
形成された作動液を吸入する吸入ポートおよび作動液を
吐出する吐出ポートと、前記ロータの放射方向に出没可
能にロータに複数設けられ、カムリングの内周に摺接し
て作動室を複数の室に分割する複数のベーンと、吐出圧
が所定の設定値を越えたら吐出圧をドレーンするリリー
フバルブと、前記カムリングの偏心量を変化させるため
の制御液圧を形成する電磁弁と、前記吐出ポートから吐
出される作動液の吐出圧を検出する圧力センサを含む入
力手段からの信号に基づいて電磁弁の駆動を制御する制
御手段とを備えた可変容量ベーンポンプにおいて、前記
入力手段に、ロータ回転数を検出する回転数センサを設
け、前記制御手段に、入力手段から得られる信号に基づ
いて圧力センサの故障を判断する故障判断部を設けると
ともに、この故障判断部の故障判断時に、ポンプ吐出量
がロータ回転数に応じた所定の量となるように電磁弁の
駆動を制御する故障時制御部を設けた構成とした。

【０００８】

【作用】圧力センサに異常のない時には、制御手段が、
圧力センサを含む入力手段からの信号に基づいて電磁弁
の駆動を制御して所定の制御液圧を形成する。そして、
この制御液圧に応じてカムリングが偏心して、最適の吐
出圧を形成する。すなわち、正常時には、吐出圧のフィ
ードバック制御を行う。

【０００９】一方、圧力センサに故障が発生したと故障
判断部が判断した時には、上述の正常時の制御を中止し
た後、故障時制御部が、ポンプ吐出量を回転数センサか
ら得られるロータ回転数に応じた所定量となるように電
磁弁の駆動を制御して制御液圧を形成する。

【００１０】ちなみに、吐出圧は、ポンプ吐出量ならび
にロータ回転数と比例関係にあり、ロータ回転数に基づ
いて所定の特性でカムリングの偏心量を制御してポンプ
吐出量を制御することで、所定の吐出圧を得ることが可
能である。

【００１１】

【実施例】本発明実施例を図面に基づいて説明する。

【００１２】（実施例の構成）図１は、本発明の実施例
の可変容量ベーンポンプの全体の構成を示す概略図であ
って、車両の油圧回路に油圧を供給するポンプに適用し
た例である。

【００１３】図において、１は図外の駆動源に接続され
たインプットシャフト２に連結されたロータであり、こ
のロータ１には、複数のベーン３が放射方向に出没可能
に嵌挿されている。これらのベーン３は、カムリング４
の内周面に摺接されて、カムリング４との間に作動室５
を形成している。なお、この作動室５は、前記ベーン３
により複数に画成されている。

【００１４】これらロータ１やカムリング４などをポン
プカバー６との間に収容する図外のポンプハウジングに
は、前記作動室５に連通可能に、作動油を吸入する吸入
ポート７ならびに作動油を吐出する吐出ポート８が形成
されている。したがって、ロータ１が回転すると、ベー
ン３で画成された室の容積が順次増減され、これに伴っ
て、オイルパンＴから吸入ポート７を通じて作動室５に
作動油が吸入されるとともに、作動室５から吐出ポート
８を通じて吐出油圧Ｐa を有する作動油が油圧通路９に
向けて吐出される。なお、この吐出ポート８からの吐出
油圧Ｐa は、油圧通路９を介してライン圧として図外の
車両のＡ／Ｔユニットなどの油圧回路に供給されるよう
になっている。

【００１５】前記カムリング４は、ポンプカバー６内に
ロータ１に対して所定量偏心して設けられ、かつ、支持
ピン４ａを中心に揺動して偏心量を変更可能に支持され
ているとともに、スプリング１０により前記偏心量が最
大となる方向である図中上方に揺動付勢されている。

【００１６】そして、前記カムリング４の外周にはコン
トロールピストン１１が係合されている。このコントロ
ールピストン１１は、ポンプカバー６に保持された支持
ピン１１ａを中心に図中上下方向に揺動可能に支持さ
れ、ポンプカバー６との間に形成されたコントロール室
１２に供給される制御油圧Ｐc を受けて図中下方に揺動
してカムリング４を前記スプリング１０による付勢方向
とは逆の方向に付勢することができる。すなわち、この
コントロールピストン１１は、制御油圧Ｐc に応じてカ
ムリング４の偏心量を変化させることにより吐出油圧Ｐ
a を制御するものである。

【００１７】この吐出油圧Ｐa が吐出される油圧通路９
には、リリーフバルブ１３が接続されている。このリリ
ーフバルブ１３は、ピストン１３ａおよびスプリング１
３ｂを有し、後述する供給油圧Ｐs を通路１４を介して
ピストン１３ａの一端側に導入する一方で、油圧通路９
の吐出油圧Ｐa を通路１５を介してピストン１３ａの他
端側に導入している。すなわち、吐出油圧Ｐa および供
給油圧Ｐs が互いに対抗してピストン１３ａに作用し、
吐出油圧Ｐa の作用力が供給油圧Ｐs およびスプリング
１３ｂの作用力よりも大きくなると、ピストン１３ａが
図中右方向に移動して、吐出油圧Ｐa をポート１６およ
びポート１７を通じて通路１８から吸入ポート７へ向け
てドレーンする。

【００１８】また、前記リリーフバルブ１３に連通され
た通路１４は、パイロットバルブ１９を介して前記油圧
通路９およびリーク用のポート１９ａに連通可能となっ
ている。前記パイロットバルブ１９は、ピストン１９ｂ
およびスプリング１９ｃを有し、ピストン１９ｂは、供
給油圧Ｐs によりスプリング１９ｃの付勢力に抗して図
中右方向に押圧される。そして、ピストン１９ｂが図中
右方向に移動すると、通路１４と油圧通路９との連通が
遮断されるとともに、通路１４とポート１９ａが連通し
て、通路１４における供給油圧Ｐs が低下する。それに
対して、ピストン１９ｂが図中左方向に移動すると、通
路１４と油圧通路９とが連通されるとともに、通路１４
とポート１９ｃとの連通が遮断されて、通路１４におけ
る供給油圧Ｐs が上昇する。したがって、供給油圧Ｐs
は、このようにスプリング１９ｃの付勢力によって一定
油圧に調圧されるものである。よって、上述のリリーフ
バルブ１３によるドレーンのタイミングは、リリーフバ
ルブ１３に導入される吐出油圧Ｐa が供給油圧Ｐs に応
じて設定されるリリーフ圧よりも大きくなった時であ
り、このリリーフ圧は後述するコントロールユニット２
０による制御領域での最大油圧よりも０〜４Kg/cm²程度
高めに設定する。このように設定することで、常用時
（正常時）には、リリーフバルブ１３からのドレーンは
なく、ポンプ吐出量（Ｑ）および駆動トルクを最小に抑
えることができる。

【００１９】次に、前記コントロールピストン１１に供
給される制御油圧Ｐc の制御について説明する。この制
御油圧Ｐc は電磁弁３１から導入されるもので、この電
磁弁３１は、ソレノイドコイル３１ａが励磁された時に
は、ボールバルブ３１ｂをリターンスプリング３１ｃの
付勢力に抗して通路３１ｄから隔離させ、通路３１ｄに
流入した供給油圧Ｐs を通路３１ｅおよび通路３１ｆを
介してコントロール室１２に連通されたフィードバック
通路２１に供給し、一方、ソレノイドコイル３１ａが励
磁されていない時には、リターンスプリング３１ｃによ
りボールバルブ３１ｂを閉弁方向に付勢して通路３１ｄ
と通路３１ｅならびに通路３１ｆの連通を遮断するよう
構成されている。なお、前記フィードバック通路２１の
途中にはオリフィス２１ａが設けられている。また、前
記フィードバック通路２１には、変速時などにフィード
バック通路２１内の制御油圧Ｐc に発生する脈動を吸収
するためのアキュムレータピストン２２が接続されてい
る。

【００２０】また、前記電磁弁３１の駆動（励磁・非励
磁）は、コントロールユニット２０により制御される。
すなわち、このコントロールユニット２０は、請求の範
囲の制御手段に相当するもので、マイクロコンピュータ
を含んで構成され、油圧通路９における吐出油圧Ｐa を
検出する圧力センサ２３からの圧力信号Ｐと、図外のス
ロットルバルブの開度を検出するスロットルセンサ２４
からのスロットル開度信号Ｔvoと、車両の速度を検出す
る車速センサ２５からの車速信号Ｖと、作動油の油温を
検出する油温センサ２６からの油温信号Ｔo と、ロータ
回転数（ポンプ回転数）であるインプットシャフト２の
回転数Ｎを検出する回転数センサ２７からの回転数信号
Ｎ₀ と、その他変速指令信号などに基づいて、所定の微
小時間ごとの通電時間の比率、すなわちデユーティ比率
を演算し、このデューティ比率に対応した電圧パルスを
電磁弁３１に出力する。

【００２１】ここでコントロールユニット２０による電
磁弁３１の制御について、図２のフローチャートにより
簡単に説明すると、ステップＳ１は、各センサ２４〜２
７からの信号Ｐ，Ｔvo，Ｖ，Ｔo ，Ｎ₀ を読み込むステ
ップである。

【００２２】ステップＳ２は、圧力センサ２３が故障し
ているか否かを判定し、ＮＯでステップＳ３に進み、Ｙ
ＥＳでステップＳ４に進むステップであり、請求の範囲
の故障判断部を構成している部分である。ちなみに、こ
の故障の有無の判定は、例えば、回転数信号Ｎ₀ と圧力
信号Ｐに基づき、回転数信号Ｎ₀ によりポンプが駆動し
ていることを確認しているのに、圧力信号Ｐの電圧が０
をであるということで判定することができる。

【００２３】ステップＳ３は、各信号Ｔvo，Ｖ，Ｔo に
基づいて最適の吐出油圧Ｐa を設定するとともに、圧力
信号Ｐをフィードバックしながら、設定した最適吐出油
圧Ｐa に向けて電磁弁３１に電圧パルスを出力するよう
にした吐出圧制御を行うステップである。

【００２４】ステップＳ４は、回転数信号Ｎ₀ に応じて
電磁弁３１に電圧パルスを出力するようにした吐出量制
御を行うステップであり（請求の範囲の故障時制御部に
相当する部分である）、すなわち、コントロールユニッ
ト２０内に記憶されている図３に示す回転数−偏心量特
性が得られるように、回転数信号Ｎ₀ に応じて電磁弁３
１の駆動を制御するもので、この場合、吐出量Ｑが、リ
リーフバルブ１３が作動する際に必要な流量Ｑ₀ より
も、やや多い流量になるような制御を行うものである。

【００２５】（実施例の作用） a)圧力センサ非故障時 圧力センサ２３が故障していない時には、コントロール
ユニット２０は、圧力センサ２３からの圧力信号Ｐに基
づき吐出油圧Ｐa をフィードバックしながら、最適吐出
油圧Ｐa が得られるように、電磁弁３１の制御を行う
（フローチャートのステップＳ２→Ｓ３の流れ）。

【００２６】b)圧力センサ故障時 コントロールユニット２０内において、圧力センサ２３
の故障を検出した時には、フローチャートのステップＳ
４に基づき、上記a)の吐出油圧Ｐa 制御から、回転数信
号Ｎ₀ に応じた吐出量制御に切り換える。

【００２７】この吐出量制御にあっては、図３に示すよ
うに、回転数センサ２７からの回転数信号Ｎ₀ に応じて
吐出量Ｑが、リリーフバルブ作動圧の時に必要な流量Ｑ
₀ よりも、やや多い流量になるようにする。これによ
り、圧力センサ２３が故障しても、可変容量ベーンポン
プとしての機能を果たす。

【００２８】ちなみに、ポンプの吐出量Ｑは、下記の
の式で表される。

【００２９】Ｑ＝Ｑ_th×（ｅ／ｅ_max ）×Ｎ …… なお、Ｑ_thはロータ１の一回転あたりのポンプ吐出量，
カムリング４のｅは偏心量，ｅ_max は最大偏心量，Ｎは
ロータ１の回転数である。また、偏心量ｅは下記のの
式で表される。 ｅ＝ｅ_max −（Ｐ_FB×Ａ×Ｌ）／Ｋ …… なお、Ｐ_FBはフィードバック圧（制御油圧Ｐc ），Ａは
フィードバック圧作用面積，Ｌは支持ピン４ａとスプリ
ング１０との間の距離，Ｋはばね常数である。よって、
上記，の式に基づき、吐出量Ｑは下記のに示すよ
うに、回転数Ｎおよびフィードバック圧Ｐ_FBの関数とな
る。

【００３０】 Ｑ＝Ｑ_th（１−Ｐ_FB×Ａ×Ｌ／Ｋ・ｅ_max ）・Ｎ …… したがって、上述のように、回転数Ｎに応じてフィード
バック圧Ｐ_FBを制御することで、吐出量Ｑを制御するこ
とができる。

【００３１】なお、実施例において、コントロールユニ
ット２０が故障して電磁弁３１の駆動が停止すると、制
御油圧Ｐc （フィードバック油圧）がＯＦＦ状態となっ
て、ベーンポンプが最大偏心状態となり、作動油の吐出
油圧Ｐa が過大になるが、このような場合には、従来技
術と同様に、油圧通路９の吐出油圧Ｐa をリリーフバル
ブ１３によりドレーンして、この吐出油圧Ｐa をライン
圧として供給されている部品の破損を防止することがで
きる。

【００３２】以上説明したように、本実施例の可変容量
ベーンポンプにあっては、圧力センサ２３が故障してフ
ィードバック制御を行うことができなくなっても、回転
数センサ２７からの回転数信号Ｎ₀ に応じて制御油圧Ｐ
c を制御して、ポンプの吐出量を制御することにより、
可変容量ベーンポンプとして作動させることができ、こ
れにより、圧力センサ２３が故障しても、ベーンポンプ
が不要に作動油を吐出することがなく、キャビテーショ
ンの発生を防止して、振動，騒音あるいはキャビテーシ
ョン侵食の発生を防止することができるという効果が得
られる。

【００３３】以上、実施例について説明してきたが具体
的な構成はこの実施例に限られるものではなく、本発明
の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等があっても本発明
に含まれる。

【００３４】

【発明の効果】以上説明してきたように本発明の可変容
量ベーンポンプにあっては、入力手段の中に、ロータ回
転数を検出する回転数センサを設け、かつ、制御手段
に、圧力センサの故障を判断する故障判断部を設けると
とともに、故障判断時に、ロータ回転数に応じたポンプ
吐出量となるように電磁弁の駆動を制御する故障時制御
部を設けた構成としたために、圧力センサが故障して
も、カムリングを適切に偏心させて可変容量ベーンポン
プとして作動させることができ、これにより、ベーンポ
ンプが不要に作動油を吐出することがなく、キャビテー
ションの発生を防止して、振動，騒音あるいはキャビテ
ーション侵食の発生を防止することができるという効果
が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明実施例の可変容量ベーンポンプを示す概
略図である。

【図２】実施例の可変容量ベーンポンプのコントロール
ユニットの作動流れを示すフローチャートである。

【図３】実施例の可変容量ベーンポンプの回転数特性図
である。

【符号の説明】

１ ロータ ３ ベーン ４ カムリング ６ ポンプカバー ７ 吸入ポート ８ 吐出ポート １３ リリーフバルブ ２０ コントロールユニット（制御手段） ２３ 圧力センサ ２７ 回転数センサ ３１ 電磁弁

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ポンプハウジングとポンプカバーとの間
   に収容されたロータと、 このロータとの間に作動室を形成してロータの外周を囲
   んで設けられているとともに、ロータに対する偏心量を
   変更可能に設けられたカムリングと、 前記作動室に連通可能に形成された作動液を吸入する吸
   入ポートおよび作動液を吐出する吐出ポートと、 前記ロータの放射方向に出没可能にロータに複数設けら
   れ、カムリングの内周に摺接して作動室を複数の室に分
   割する複数のベーンと、 吐出圧が所定の設定値を越えたら吐出圧をドレーンする
   リリーフバルブと、 前記カムリングの偏心量を変化させるための制御液圧を
   形成する電磁弁と、 前記吐出ポートから吐出される作動液の吐出圧を検出す
   る圧力センサを含む入力手段からの信号に基づいて電磁
   弁の駆動を制御する制御手段とを備えた可変容量ベーン
   ポンプにおいて、 前記入力手段に、ロータ回転数を検出する回転数センサ
   を設け、 前記制御手段に、入力手段から得られる信号に基づいて
   圧力センサの故障を判断する故障判断部を設けるととも
   に、この故障判断部の故障判断時に、ポンプ吐出量がロ
   ータ回転数に応じた所定の量となるように電磁弁の駆動
   を制御する故障時制御部を設けたことを特徴とする可変
   容量ベーンポンプ。