WO2023188676A1 - 電動ポンプシステム - Google Patents

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WO2023188676A1
WO2023188676A1 PCT/JP2023/000324 JP2023000324W WO2023188676A1 WO 2023188676 A1 WO2023188676 A1 WO 2023188676A1 JP 2023000324 W JP2023000324 W JP 2023000324W WO 2023188676 A1 WO2023188676 A1 WO 2023188676A1
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WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
pump
electric motor
electric
solenoid valve
pump system
Prior art date
Application number
PCT/JP2023/000324
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
剛史 弘中
謙 津久井
一成 鈴木
Original Assignee
Ｋｙｂ株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ｋｙｂ株式会社 filed Critical Ｋｙｂ株式会社
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B49/00—Control, e.g. of pump delivery, or pump pressure of, or safety measures for, machines, pumps, or pumping installations, not otherwise provided for, or of interest apart from, groups F04B1/00 - F04B47/00
    • F04B49/10—Other safety measures
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B49/00—Control, e.g. of pump delivery, or pump pressure of, or safety measures for, machines, pumps, or pumping installations, not otherwise provided for, or of interest apart from, groups F04B1/00 - F04B47/00
    • F04B49/22—Control, e.g. of pump delivery, or pump pressure of, or safety measures for, machines, pumps, or pumping installations, not otherwise provided for, or of interest apart from, groups F04B1/00 - F04B47/00 by means of valves

Definitions

  • the present invention relates to an electric pump system.
  • JP1997-68172A discloses an electric motor-driven pump device in which a variable displacement pump is driven by an electric motor.
  • the pump is a variable displacement vane pump, and is provided with a switching valve for moving and displacing a cam ring. By controlling the operation of the switching valve, the pump discharge capacity is controlled.
  • an electric pump device such as that described in JP1997-68172A, the operation is controlled so that the working fluid is supplied at the flow rate or pressure required by the object to be driven.
  • This electric pump device is required to supply the working fluid required by the driven object and also to suppress its vibration and noise.
  • An object of the present invention is to provide an electric pump system that can suppress vibration.
  • an electric pump system includes a pump whose discharge flow rate is controlled according to the opening degree of a solenoid valve whose operation is controlled by energization, an electric motor that drives the pump, and a required pump.
  • a control device that controls the operation of the solenoid valve and electric motor of the pump based on a command signal indicating the discharge flow rate or discharge pressure of the pump, and the control device makes settings based on vibrations occurring in the electric pump system or the driven object.
  • FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of an electric pump system according to a first embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a block diagram showing the configuration of the pump according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a flowchart showing a control method according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a block diagram showing the configuration of an electric pump system according to a second embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is a flowchart showing a control method according to the second embodiment of the present invention.
  • FIG. 6A is a graph showing vibrations, with the horizontal axis representing frequency and the vertical axis representing amplitude, and is a diagram representing vibrations occurring in the pump.
  • FIG. 6A is a graph showing vibrations, with the horizontal axis representing frequency and the vertical axis representing amplitude, and is a diagram representing vibrations occurring in the pump.
  • FIG. 6A is a graph showing vibrations, with the horizontal axis representing frequency and the vertical axis
  • FIG. 6B is a graph showing vibrations, with frequency on the horizontal axis and amplitude on the vertical axis, and is a diagram showing vibrations occurring in the CVT.
  • FIG. 7 is a flowchart showing a control method according to the third embodiment of the present invention.
  • FIG. 8 is a diagram showing a control map in the third embodiment of the present invention.
  • the electric pump system 100 is a device that supplies working fluid (in this embodiment, hydraulic oil) to a driven object (fluid pressure device) that is operated by the working fluid.
  • working fluid in this embodiment, hydraulic oil
  • driven object fluid pressure device
  • the electric pump system 100 supplies hydraulic oil to a transmission equipped with a belt-type continuously variable transmission mechanism (hereinafter referred to as "CVT2") that is mounted on a vehicle V and is a driven object.
  • CVT2 continuously variable transmission mechanism
  • the driven object may be a fluid pressure control device of a construction machine, an automatic transmission of a vehicle, or the like.
  • the electric pump system 100 receives a command signal from the ECU 3 of the vehicle V that controls the operation of the CVT 2, and supplies hydraulic oil to the CVT 2 according to the command signal.
  • the electric pump system 100 includes a variable displacement pump 10, an electric motor 50 that drives the pump 10, and an acceleration sensor 61 as a vibration detection unit that detects vibrations of the electric pump 1 configured by the pump 10 and the electric motor 50. and a control device 60 that controls the operation of the pump 10 and the electric motor 50.
  • the pump 10 is a variable displacement vane pump. Further, the pump 10 is a non-balanced vane pump. As shown in FIG. 2, the pump 10 includes a rotor 11 that is rotationally driven, a plurality of vanes 12 that are provided on the rotor 11 so as to be able to reciprocate in the radial direction, and a cam ring 13 that accommodates the rotor 11 and the vanes 12. Be prepared.
  • the rotor 11 is connected to the rotating shaft 51 of the electric motor 50 and rotates together with the rotating shaft 51 of the electric motor 50.
  • the vanes 12 are urged radially outward by back pressure applied to the vanes 12 and centrifugal force as the rotor 11 rotates, and the tips of the vanes 12 slide along the inner circumferential surface 13a of the cam ring 13. .
  • the rotor 11 and the cam ring 13 are provided between a pump body (not shown) and a pump cover (not shown), and a pump chamber partitioned by each vane 12 is provided between the rotor 11 and the cam ring 13.
  • a plurality of 14 are formed.
  • the cam ring 13 is eccentric with respect to the center of the rotor 11. Therefore, the vanes 12 reciprocate as the rotor 11 rotates, and the pump chamber 14 expands and contracts.
  • the pump chamber 14 expands, the hydraulic oil in the tank T is sucked into the pump chamber 14 through the suction passage 5a and the suction port (not shown).
  • the pump chamber 14 contracts, hydraulic oil is discharged from the pump chamber 14 through a discharge port (not shown). The discharged hydraulic oil is guided to the discharge passage 5b and supplied to the CVT 2.
  • the displacement volume (discharge volume) of the pump 10 changes depending on the amount of eccentricity of the cam ring 13. Specifically, when the amount of eccentricity decreases, the displacement volume decreases. As the amount of eccentricity increases, the displacement volume increases. Note that the displacement volume corresponds to the amount of hydraulic fluid discharged per rotation of the rotor 11.
  • FIG. 2 shows a state in which the cam ring 13 is eccentric to the maximum extent and the displacement of the pump 10 is maximum.
  • the pump 10 includes an annular adapter ring 20 surrounding the cam ring 13, a control valve 30 that controls the pressure between the cam ring 13 and the adapter ring 20, and a solenoid valve 40 that controls the operating characteristics of the control valve 30. .
  • the adapter ring 20 swingably supports the cam ring 13 via a support pin 21. As the cam ring 13 swings relative to the adapter ring 20, the amount of eccentricity of the rotor 11 with respect to the center changes.
  • the space between the cam ring 13 and the adapter ring 20 is divided into a first fluid pressure chamber 20a and a second fluid pressure chamber 20b by a support pin 21 and a seal member 22 provided on the inner periphery of the adapter ring 20. has been done.
  • the cam ring 13 swings in the direction in which the first fluid pressure chamber 20a expands and the second fluid pressure chamber 20b contracts (rightward in FIG. 2), the amount of eccentricity decreases.
  • the cam ring 13 swings in the direction in which the first fluid pressure chamber 20a contracts and the second fluid pressure chamber 20b expands (leftward in FIG. 2), the amount of eccentricity increases.
  • the rocking of the cam ring 13 occurs due to the pressure difference between the first fluid pressure chamber 20a and the second fluid pressure chamber 20b.
  • the first fluid pressure chamber 20a and the second fluid pressure chamber 20b are connected to the tank T via the control valve 30, and the pressure in the first fluid pressure chamber 20a and the second fluid pressure chamber 20b is controlled using
  • the second fluid pressure chamber 20b is connected upstream of the solenoid valve 40 in the discharge passage 5b through a fixed throttle 5c.
  • the control valve 30 is selectively switched to the first position 30a or the second position 30b depending on the pressure difference before and after the solenoid valve 40.
  • the control valve 30 allows communication between the first fluid pressure chamber 20a and the tank T, while blocking communication between the second fluid pressure chamber 20b and the tank T.
  • the control valve 30 blocks communication between the first fluid pressure chamber 20a and the tank T, while allowing communication between the second fluid pressure chamber 20b and the tank T through the variable throttle 31.
  • the variable throttle 31 is formed such that the larger the pressure difference between the front and rear sides of the solenoid valve 40, the larger the opening area.
  • the solenoid valve 40 adjusts the opening degree of the discharge passage 5b according to the current supplied from the control device 60. By adjusting the opening degree of the discharge passage 5b, the pressure difference before and after the solenoid valve 40 is adjusted.
  • the solenoid valve 40 includes a solenoid 41 that biases a valve body (not shown) in a direction to close the discharge passage 5b, and a spring 42 that biases the valve body against the solenoid 41.
  • control valve 30 When the pressure difference across the solenoid valve 40 is smaller than a predetermined value, the control valve 30 is maintained at the first position 30a by the biasing force of the return spring 32.
  • the first fluid pressure chamber 20a communicates with the tank T through the control valve 30, and the pressure within the first fluid pressure chamber 20a becomes the tank pressure.
  • the second fluid pressure chamber 20b and the tank T is blocked by the control valve 30. Since the hydraulic oil in the discharge passage 5b is guided to the second fluid pressure chamber 20b, the cam ring 13 is biased to the left in FIG. 2 by the pressure in the second fluid pressure chamber 20b, and is held at the maximum eccentric position. be done. As a result, the displacement of the pump 10 is maximized.
  • the control valve 30 When the pressure difference across the solenoid valve 40 reaches a predetermined value due to an increase in the number of revolutions of the rotor 11 or an increase in the amount of current applied to the solenoid 41, the control valve 30 is switched to the second position 30b. Thereby, the control valve 30 blocks communication between the first fluid pressure chamber 20a and the tank T, while allowing communication between the first fluid pressure chamber 20a and the discharge passage 5b. Therefore, the pressure within the first fluid pressure chamber 20a increases. Further, the control valve 30 allows communication between the second fluid pressure chamber 20b and the tank T through the variable throttle 31. Therefore, the pressure in the second fluid pressure chamber 20b decreases, and the cam ring 13 swings to the right in FIG. 1 due to the pressure in the first fluid pressure chamber 20a. As a result, the amount of eccentricity is reduced and the displacement of the pump 10 is reduced.
  • the displacement of the pump 10 is adjusted by controlling the rotation speed of the rotor 11 (the rotation speed of the electric motor 50) and the amount of current applied to the solenoid valve 40. , the discharge flow rate of the pump 10 can be adjusted.
  • the acceleration sensor 61 is installed at a position where it can measure vibrations occurring in the electric pump 1.
  • the acceleration sensor 61 is provided at a bracket portion (not shown) that attaches the electric motor 50 to the vehicle V.
  • the position where the acceleration sensor 61 is attached is not limited to this and may be any position, but it is desirable to detect vibrations at a position as close to the vehicle V (mother machine) as possible.
  • the acceleration sensor 61 may be attached to both the electric motor 50 and the pump 10.
  • the detection result (amplitude) of the acceleration sensor 61 is input to the control device 60 .
  • the acceleration sensor 61 may be provided on the vehicle V side, such as the CVT 2 that is the object to be driven.
  • the control device 60 is an ECU comprised of a microcomputer equipped with a CPU (central processing unit), ROM (read only memory), RAM (random access memory), and I/O interface (input/output interface).
  • the RAM stores data for processing by the CPU
  • the ROM stores CPU control programs, etc. in advance
  • the I/O interface is used for inputting and outputting information with connected devices.
  • the control device 60 is programmed to be able to execute at least the processes necessary to execute the control according to the present embodiment and the modified examples. Note that the control device 60 may be configured as a single device, or may be configured to be divided into a plurality of devices so that each control is distributed and processed by the plurality of devices.
  • the control device 60 controls the operation of the electric motor 50 and the pump 10 so that the method for controlling the electric pump 1 described in this specification can be executed.
  • FIG. 3 is a flowchart showing a method of controlling the electric pump 1 executed by the control device 60. For example, when the ignition switch of the vehicle V is turned on and the electric pump system 100 is started, the control device 60 executes the process shown in FIG. 3 at predetermined time intervals.
  • step S10 the rotational speed of the electric motor 50 and the opening degree of the solenoid valve 40 are adjusted so that the flow rate and pressure correspond to the command signal.
  • step S11 it is determined whether a determination condition set based on vibrations occurring in the electric pump 1 is satisfied.
  • the determination condition is whether the vibration detected by the acceleration sensor 61 is greater than or equal to a predetermined vibration threshold.
  • the vibration threshold corresponds to the value of the amplitude of vibration when resonance occurs in the electric pump 1. If the vibration detected by the acceleration sensor 61 is equal to or greater than the vibration threshold, it is determined that the determination condition is satisfied and the process proceeds to step S12. In other words, the case where the determination condition is satisfied is the case where the electric pump 1 is operating at the resonant frequency. If the vibration detected by the acceleration sensor 61 is less than the threshold value, the process is immediately terminated.
  • step S12 the rotation speed of the electric motor 50 is lowered (that is, the amount of current applied to the electric motor 50 is decreased), and the opening degree of the solenoid valve 40 is increased (that is, the amount of current applied to the solenoid valve 40 is increased). ), the operation of the electric pump 1 is controlled as follows. Thereafter, steps S11 and S12 are repeatedly executed until a negative determination is made in step S11.
  • step S12 the rotational speed of the electric motor 50 is decreased and the opening degree of the solenoid valve 40 is increased so that the flow rate of the hydraulic oil discharged by the pump 10 is secured (does not fall below) the flow rate according to the command signal. will be held.
  • the rotational speed of the electric motor 50 decreases, the frequency of vibrations generated by the electric motor 50 can be changed. By changing the frequency of vibration of the electric motor 50, the vibration of the electric pump 1 can be suppressed.
  • step S12 the rotation speed of the electric motor 50 may be increased and the opening degree of the solenoid valve 40 may be decreased. Even in this case, the frequency of vibration generated in the electric motor 50 can be changed to suppress the occurrence of resonance while ensuring the required flow rate of the hydraulic oil discharged by the electric pump 1.
  • the rotation speed of the electric motor 50 is adjusted while maintaining the supply flow rate to the CVT 2. This prevents the electric motor 50 from operating in a resonance region where resonance occurs, so vibrations in the electric pump 1 can be suppressed.
  • the electric pump system 100 of this embodiment is particularly useful because vibrations can be suppressed by adjusting the operating conditions.
  • the electric pump system 100 includes an acceleration sensor 61 that detects vibrations of the electric pump 1.
  • the control device 60 controls the operation of the electric pump 1 using, as a determination condition, whether the vibration detected by the acceleration sensor 61 is equal to or higher than a vibration threshold value.
  • the electric pump system 200 by comparing the vibrations generated in the pump 10, the electric motor 50, or the CVT 2, it is determined whether the operating conditions (determination conditions) are such that vibrations are likely to occur.
  • the electric pump system 200 according to the second embodiment includes a resolver 52 as a rotation detection unit that acquires the rotation speed of the electric motor 50, and a resolver 52 that serves as a rotation detection unit that acquires the rotation speed of the electric motor 50, and a It has a first acceleration sensor 61 as a first vibration detection section, and a second acceleration sensor 62 as a second vibration detection section that detects vibrations of the CVT 2.
  • control device 60 compares the vibrations of the electric pump 1 and the vibrations of the CVT 2, and if the frequency bands in which the amplitude becomes large overlap, the control device 60 determines that the determination condition is satisfied and adjusts the operation of the electric pump 1. This will be explained in detail below.
  • the first acceleration sensor 61 has the same configuration as the acceleration sensor 61 of the first embodiment, it will be represented by the same reference numerals and detailed description will be omitted.
  • the second acceleration sensor 62 is, for example, attached to the vehicle V in which the electric pump system 100 is mounted, and detects vibrations of the CVT 2. The detection result of the second acceleration sensor 62 is input to the control device 60.
  • the resolver 52 is attached to the electric motor 50 and detects the number of rotations (rotational speed) of the electric motor 50. The detection results of the resolver 52 are input to the control device 60 . Further, since the pump 10 is connected to the electric motor 50, the rotation speed of the pump 10 can be calculated from the rotation speed of the electric motor 50. In this embodiment, the rotation speed of the pump 10 is the same as the rotation speed of the electric motor 50.
  • control device 60 executes the process shown in FIG. 5.
  • step S20 the rotation speed of the electric motor 50 is acquired.
  • step S21 frequency analysis of the vibration generated in the pump 10 is performed based on the detection result of the first acceleration sensor 61, and the relationship between the frequency band and the amplitude is obtained based on the rotation speed of the electric motor 50 (see FIG. 6(a)). ).
  • the frequency analysis is performed by fast Fourier transforming the detection result of the first acceleration sensor 61.
  • step S22 as shown in FIG. 6(a), from the relationship between the frequency band and the amplitude obtained in step S21, a frequency band (hereinafter referred to as "first frequency band") having a predetermined first amplitude threshold or more is determined. ).
  • step S23 as in step S21, frequency analysis of vibrations generated in the CVT 2 is performed based on the detection result of the second acceleration sensor 62, and the relationship between the frequency band and the amplitude is obtained based on the rotation speed of the electric motor 50.
  • step S24 similarly to step S22, as shown in FIG. (referred to as "frequency band").
  • step S25 it is determined whether the first frequency band acquired in step S22 and the second frequency band acquired in step S24 overlap.
  • the pump 10 side is a low vibration with a small amplitude, depending on the natural frequency of the CVT 2, the vibration is amplified as it is transmitted to the CVT 2 side, and only the CVT 2 side may become a high vibration with a large amplitude.
  • step S26 If the first frequency band and the second frequency band overlap at least in part, it is determined that the determination condition is satisfied and the process proceeds to step S26. If the determination conditions are not met, the process is terminated.
  • Step S26 is similar to step S12 of the first embodiment. Once step S26 is executed, the process ends. In this way, by changing the operating conditions of the electric pump 1, it is possible to suppress the occurrence of resonance.
  • the electric The operation of the pump 1 is controlled to suppress vibration.
  • the vibration may be reduced by controlling the operation of the electric pump 1 so that the order components of the pump 10 and the order components of the electric motor 50 do not overlap. This will be explained in detail below.
  • n is the order
  • z is the number of vanes for the pump 10
  • N is the number of rotations
  • f is the frequency of the order component.
  • the control device 60 calculates the frequency f of the order components from the first order to a predetermined order (for example, the sixth order) in each of the pump 10 and the electric motor 50. Note that the calculation may be performed up to a predetermined order as described above, or the frequency of the order component may be calculated until a predetermined frequency (for example, 3000 Hz) is reached. Then, the control device 60 compares the frequency of each order component of the pump 10 and the frequency of each order component of the electric motor 50, and if they overlap with each other, the control device 60 determines that the determination condition is satisfied and Controls the operation of the motor 50. Specifically, the rotation speed of the electric motor 50 is controlled. By changing the rotation speed of the electric motor 50, the frequency of the pump 10 and the frequency of the electric motor 50 in the overlapping order components become different. Thereby, vibration of the electric pump 1 can be reduced.
  • a predetermined order for example, the sixth order
  • each order component it may be determined not only whether the order components match, but also whether the difference or ratio of the order components is less than or equal to a predetermined value.
  • the expression that the frequencies overlap is not limited to the case where they match each other, but also includes the case where the difference between the two is less than a predetermined value or the ratio is within a predetermined range. From another point of view, in this specification, when two frequencies overlap, it means that predetermined frequency regions set to have numerical ranges that include the respective frequencies overlap with each other.
  • the control device 60 compares the resonant frequency region with the CVT 2 (driving object) and the pump 10 and/or the Alternatively, it may be determined whether the determination condition is satisfied by comparing each order component of the frequency of the electric motor 50. In this case, the control device 60 controls the operation of the pump 10 and the electric motor 50, assuming that the determination condition is satisfied when the resonance frequency region of the CVT 2 and each order component of the frequency of the pump 10 and/or the electric motor 50 overlap.
  • the resonance frequency region is set based on the natural frequency of the CVT 2, and is stored in the control device 60 in advance. Thereby, it is possible to avoid overlapping the resonance frequency region of the CVT 2 and the like with the order components of the pump 10 and/or the electric motor 50, so that vibrations due to resonance can be suppressed.
  • an acceleration sensor is provided on the CVT 2, which is the object to be driven, and the rotation speed of the pump 10 or the electric motor 50 is swept to obtain vibration data. Then, the vibration data is frequency-analyzed, and from the frequency-amplitude-time (rotation speed) graph, a constant frequency component (for example, 500 Hz), in which vibration is always large even when the rotation speed is swept, is identified as a resonant frequency region.
  • a constant frequency component for example, 500 Hz
  • the electric pump system 300 according to the third embodiment does not include the acceleration sensor 61 of the first embodiment and the first acceleration sensor 61 and second acceleration sensor 62 of the second embodiment.
  • the other configurations are the same as those in the first embodiment. That is, the electric pump system 300 according to the third embodiment has a structure in which the configuration of the acceleration sensor 61 is excluded from the structure shown in FIG.
  • a control map (FIG. 8) representing a combination of the rotation speed of the electric motor 50 and the opening degree of the solenoid valve 40 at which resonance occurs is stored in the control device 60 in advance. If the electric pump 1 is operating under the operating conditions that cause resonance, which are included in the control map, the operation of the electric pump 1 is adjusted as the determination condition is satisfied. This will be explained in detail below.
  • control device 60 executes the process shown in FIG. 7.
  • Step S30 is the same as step S10 of the first embodiment (see FIG. 5), so the explanation will be omitted.
  • step S31 the combination of the rotation speed of the electric motor 50 and the opening degree of the solenoid valve 40 (hereinafter referred to as "current operating conditions") is compared with the control map.
  • the control map includes usable conditions, which are operating conditions in which the electric pump 1 or CVT 2 (vehicle V) can be used without generating vibrations with an amplitude of more than a predetermined value, and conditions with an amplitude of more than a predetermined value.
  • a usage restriction condition that generates vibration and restricts usage is included. If the current operating conditions match the use restriction conditions included in the control map, it is determined that the determination conditions are met, and the process proceeds to step S32, where the operation of the electric pump 1 is controlled.
  • Step S32 is similar to step S26 (see FIG. 5) of the first embodiment. Thereafter, steps S31 and S32 are repeatedly executed until a negative determination is made in step S31. If the current operating conditions match the usable conditions included in the control map, the process ends.
  • the control map can be created by conducting experiments in advance and examining the combination of the rotational speed of the electric motor 50 and the opening degree of the solenoid valve 40 at which resonance occurs and vibration increases.
  • the electric pump 1 since the electric pump 1 is prevented from operating under operating conditions where resonance occurs, the occurrence of vibration can be suppressed.
  • the vibration detection section in the first embodiment and the first vibration detection section and second vibration detection section in the second embodiment are each acceleration sensors.
  • the vibration detection section, the first vibration detection section, and the second vibration detection section can be any device as long as it can detect vibrations, such as a sonic meter that detects sound waves generated by vibrations. It may be.
  • both the opening degree of the solenoid valve 40 and the rotation speed of the electric motor 50 are adjusted, but only one of them may be adjusted.
  • the control to reduce the opening degree of the solenoid valve 40 and the discharge capacity of the pump 10 is executed within a range where the required flow rate is supplied to the CVT 2.
  • Ru is a range in which the required flow rate is supplied to the CVT 2.
  • the first embodiment, second embodiment, and third embodiment described above are not exclusive configurations and may be combined with each other. Two embodiments selected from the three embodiments may be combined, or all embodiments may be combined.
  • Electric pump systems 100, 200, and 300 include a pump 10 whose discharge flow rate is controlled according to the opening degree of a solenoid valve 40 whose operation is controlled by energization, an electric motor 50 that drives the pump 10, and a required pump.
  • a control device 60 that controls the operation of the solenoid valve 40 of the pump 10 and the electric motor 50 based on a command signal indicating the discharge flow rate or discharge pressure of the electric pump system 100, 200, 300.
  • the determination condition for determining whether a predetermined vibration occurs in the CVT 2 is satisfied, the operation of at least one of the solenoid valve 40 and the electric motor 50 is adjusted.
  • the solenoid valve 40 and the electric motor 50 are operating under operating conditions that cause predetermined vibrations, the operation of at least one of the solenoid valve 40 and the electric motor 50 is adjusted. Thereby, generation of vibrations in the electric pump system 100 can be suppressed.
  • the operating conditions include two parameters: the opening degree of the solenoid valve 40 and the rotation speed of the electric motor 50, the required flow rate of hydraulic oil can be ensured compared to a case where there is only one parameter. At the same time, operating conditions that suppress vibration make it easier to operate.
  • the electric pump system 100 also includes an acceleration sensor 61 that detects vibrations of the pump 10, an electric motor 50, and an object to which the pump 10 is attached and to which the working fluid discharged by the pump 10 is supplied.
  • the device 60 determines that the determination condition is satisfied and adjusts the operation of at least one of the solenoid valve 40 and the electric motor 50.
  • the electric pump system 200 also includes a first acceleration sensor 61 that detects vibrations of the pump 10 or the electric motor 50, and a second acceleration sensor 61 that detects vibrations of the CVT 2 to which the pump 10 is attached and to which hydraulic oil discharged by the pump 10 is supplied. and an acceleration sensor 62, the control device 60 acquires a first frequency band whose amplitude is equal to or greater than a predetermined first amplitude threshold from the detection result of the first vibration detection section, and acquires a first frequency band whose amplitude is equal to or greater than a predetermined first amplitude threshold from the detection result of the second vibration detection section. If the first frequency band and the second frequency band overlap at least in part, the solenoid valve 40 determines that the determination condition is satisfied. and adjusting the operation of at least one of the electric motors 50.
  • control device 60 performs frequency analysis on the results of the first acceleration sensor 61 and the second acceleration sensor 62, respectively, and compares whether the first frequency band and the second frequency band overlap.
  • resonance between the electric pump system 200 and the CVT 2 can be determined based on the vibrations of both the electric pump system 200 and the CVT 2, and the overall vibration of the electric pump system 200 and the vehicle V can be determined. Can be suppressed.
  • the control device 60 has a usable condition in which vibrations exceeding a predetermined level are not generated and vibrations exceeding a predetermined level are set in combination with the rotational speed of the electric motor 50 and the opening degree of the solenoid valve 40.
  • a control map representing usage restriction conditions is stored, and when the solenoid valve 40 and the electric motor 50 are operated under the operating conditions that restrict usage, the control device 60 determines that the determination condition is satisfied and the solenoid valve is 40 and the electric motor 50.
  • the electric pump system 200 further includes a resolver 52 that detects the rotation speed of the electric motor 50, the pump 10 is a vane pump, and the control device 60 is controlled based on the number of vanes of the pump 10 and the detection result of the resolver 52.
  • the frequency of the order component of the pump 10 is calculated, and the order of the electric motor 50 is calculated based on the number of slots, the number of poles, the least common multiple of the number of slots and the number of poles, and the detection result of the resolver 52.
  • the frequency of the component is calculated, and if the frequency of the order component of the pump 10 and the frequency of the order component of the electric motor 50 overlap, it is assumed that the determination condition is satisfied, and the operation of at least one of the solenoid valve 40 and the electric motor 50 is adjusted. do.
  • the control device 60 stores in advance a resonant frequency region that is the natural frequency of the CVT 2, and the control device 60 stores the frequency of the order component of the pump 10 and the order component of the electric motor 50.
  • the determination condition is determined to be satisfied, and the operation of at least one of the solenoid valve 40 and the electric motor 50 is adjusted.
  • the control device 60 when the determination condition is satisfied, the control device 60 reduces the opening degree of the solenoid valve 40 and reduces the electric The rotation speed of the motor 50 is increased, or the opening degree of the solenoid valve 40 is increased and the rotation speed of the electric motor 50 is decreased.

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Abstract

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ＣＶＴ（２）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。

Description

電動ポンプシステム
　本発明は、電動ポンプシステムに関するものである。
　ＪＰ１９９７－６８１７２Ａ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。
　ＪＰ１９９７－６８１７２Ａ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、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。
　本発明のある態様によれば、電動ポンプシステムは、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。
図１は、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。 図２は、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。 図３は、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。 図４は、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。 図５は、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。 図６Ａは、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、ポンプで生じる振動を表す図である。 図６Ｂは、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、ＣＶＴで生じる振動を表す図である。 図７は、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。 図８は、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５０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。
　本願は２０２２年３月３１日に日本国特許庁に出願された特願２０２２－５９４５０に基づく優先権を主張し、この出願の全ての内容は参照により本明細書に組み込まれる。

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電動ポンプシステム。
  7. 　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電動ポンプシステム。
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JPH06193579A (ja) * 1992-12-25 1994-07-12 Hitachi Ltd 可変容量圧縮機
JP2020026832A (ja) * 2018-08-10 2020-02-20 Ｋｙｂ株式会社 振動抑制装置

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