特開 2024-130533 油圧ポンプモータ

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024130533

(43)【公開日】2024-09-30

(54)【発明の名称】油圧ポンプモータ

(51)【国際特許分類】

   H01F 7/18 20060101AFI20240920BHJP

【ＦＩ】

H01F7/18 D

H01F7/18 Q

【審査請求】有

【請求項の数】4

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023040319

(22)【出願日】2023-03-15

(11)【特許番号】

(45)【特許公報発行日】2024-06-18

(71)【出願人】

【識別番号】000000170

【氏名又は名称】いすゞ自動車株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110004222

【氏名又は名称】弁理士法人創光国際特許事務所

(74)【代理人】

【識別番号】100166006

【弁理士】

【氏名又は名称】泉 通博

(74)【代理人】

【識別番号】100154070

【弁理士】

【氏名又は名称】久恒 京範

(74)【代理人】

【識別番号】100153280

【弁理士】

【氏名又は名称】寺川 賢祐

(74)【代理人】

【識別番号】100167793

【弁理士】

【氏名又は名称】鈴木 学

(72)【発明者】

【氏名】高橋 佑輔

(57)【要約】

【課題】油圧ポンプモータ１００のバルブを開閉するための電磁ソレノイドアクチュエータの応答性を向上させる。
【解決手段】オイルをシリンダに供給するための第１圧力ポートと、シリンダ内のオイルをシリンダから排出するための第２圧力ポートと、第１圧力ポートを導通させてオイルをシリンダに供給する開状態と、第１圧力ポートを遮断してオイルをシリンダに供給しない閉状態とを切り替えるための切替部と、開状態と閉状態とのいずれかに切替部を遷移させるためのソレノイド５と、ソレノイド５に直列に接続されたコンデンサ３２と、ソレノイド５のインダクタンスを利用する昇圧チョッパ回路により電荷をコンデンサ３２にチャージし、コンデンサ３２にチャージした電荷に基づく電流をソレノイド５に供給することにより開状態と閉状態とのいずれかに切替部を遷移させる制御部３０９と、を備える。
【選択図】図４

【特許請求の範囲】

【請求項1】

オイルをシリンダに供給するための圧力ポートを導通させて前記オイルを前記シリンダに供給する開状態と、前記圧力ポートを遮断して前記オイルを前記シリンダに供給しない閉状態とを切り替えるための切替部と、
前記開状態と前記閉状態とのいずれかに前記切替部を遷移させるためのソレノイドと、
前記ソレノイドに直列に接続されたコンデンサと、
前記ソレノイドのインダクタンスを利用する昇圧チョッパ回路により電荷を前記コンデンサにチャージし、当該コンデンサにチャージした電荷に基づく電流を当該ソレノイドに供給することにより前記開状態と前記閉状態とのいずれかに前記切替部を遷移させる制御部と、
を備える油圧ポンプモータ。

【請求項2】

前記コンデンサに蓄えた電荷に基づく電流を前記ソレノイドに供給するための配線上に第１電界効果トランジスタが設けられる、
請求項１に記載の油圧ポンプモータ。

【請求項3】

前記昇圧チョッパ回路は、所定の直流電源からの電流をＰＷＭ制御により前記コンデンサに供給するための第２電界効果トランジスタを備え、
前記制御部は、前記コンデンサにチャージした電荷に基づく電流を前記ソレノイドに供給した後、前記直流電源からの電流を前記ソレノイドに供給する、
請求項１又は２に記載の油圧ポンプモータ。

【請求項4】

前記制御部は、前記シリンダに収容されたピストンが当該シリンダの所定位置に到達したことに基づいて、前記開状態と前記閉状態とのいずれかに前記切替部を遷移させる、
請求項１又は２に記載の油圧ポンプモータ。

【請求項5】

前記制御部は、共通の前記コンデンサに蓄えられた電荷に基づく電流を、複数の前記シリンダのそれぞれに対応する複数の前記ソレノイドへ供給する、
請求項１又は２に記載の油圧ポンプモータ。

【請求項6】

オイルをシリンダに供給するための圧力ポートを導通させて前記オイルを前記シリンダに供給する開状態と、前記圧力ポートを遮断して前記オイルを前記シリンダに供給しない閉状態とを切り替えるための切替部と、
を有する油圧ポンプモータを制御する回路であって、
前記開状態と前記閉状態とのいずれかに前記切替部を遷移させるためのソレノイドと、
前記ソレノイドに直列に接続されたコンデンサと、
前記ソレノイドのインダクタンスを利用する昇圧チョッパ回路により電荷を前記コンデンサにチャージし、当該コンデンサにチャージした電荷に基づく電流を当該ソレノイドに供給することにより前記開状態と前記閉状態とのいずれかに前記切替部を遷移させる制御部と、
を備える制御回路。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、オイルを利用する油圧ポンプモータ、及び当該油圧ポンプモータを制御するための制御回路に関する。

【背景技術】

【0002】

アクチュエータ等を駆動するための液圧モータを備える装置において、この液圧モータにオイルを供給するための油路が連通している状態と、この油路が遮断されている状態とを切り替えるためのバルブを設けることが提案されている（例えば、特許文献１）。特許文献１には、このバルブを電磁ソレノイドにより開閉することが提案されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開平０７－１９７９１１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

特許文献１に記載された発明では、電磁ソレノイドによりバルブを開閉する際の応答性が良好でなかった。このため、液圧モータに油を供給する油路が連通している状態と、この油路が遮断している状態とを適切なタイミングで切り替えることができないという問題があった。

【0005】

本発明はこの点に鑑みてなされたものであり、油圧ポンプモータのバルブを開閉するための電磁ソレノイドアクチュエータの応答性を向上させることができる油圧ポンプモータを提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明の第１の態様の油圧ポンプモータは、オイルをシリンダに供給するための圧力ポートを導通させて前記オイルを前記シリンダに供給する開状態と、前記圧力ポートを遮断して前記オイルを前記シリンダに供給しない閉状態とを切り替えるための切替部と、前記開状態と前記閉状態とのいずれかに前記切替部を遷移させるためのソレノイドと、前記ソレノイドに直列に接続されたコンデンサと、前記ソレノイドのインダクタンスを利用する昇圧チョッパ回路により電荷を前記コンデンサにチャージし、当該コンデンサにチャージした電荷に基づく電流を当該ソレノイドに供給することにより前記開状態と前記閉状態とのいずれかに前記切替部を遷移させる制御部と、を備える。

【0007】

前記油圧ポンプモータは、前記コンデンサに蓄えた電荷に基づく電流を前記ソレノイドに供給するための配線上に第１電界効果トランジスタが設けられていてもよい。前記油圧ポンプモータは、前記昇圧チョッパ回路は、所定の直流電源からの電流をＰＷＭ制御により前記コンデンサに供給するための第２電界効果トランジスタを備え、前記制御部は、前記コンデンサにチャージした電荷に基づく電流を前記ソレノイドに供給した後、前記直流電源からの電流を前記ソレノイドに供給してもよい。

【0008】

前記制御部は、前記シリンダに収容されたピストンが当該シリンダの所定位置に到達したことに基づいて、前記開状態と前記閉状態とのいずれかに前記切替部を遷移させてもよい。前記制御部は、共通の前記コンデンサに蓄えられた電荷に基づく電流を、複数の前記シリンダのそれぞれに対応する複数の前記ソレノイドへ供給してもよい。

【0009】

本発明の第２の態様の制御回路は、オイルをシリンダに供給するための圧力ポートを導通させて前記オイルを前記シリンダに供給する開状態と、前記圧力ポートを遮断して前記オイルを前記シリンダに供給しない閉状態とを切り替えるための切替部と、を有する油圧ポンプモータを制御する回路であって、前記開状態と前記閉状態とのいずれかに前記切替部を遷移させるためのソレノイドと、前記ソレノイドに直列に接続されたコンデンサと、前記ソレノイドのインダクタンスを利用する昇圧チョッパ回路により電荷を前記コンデンサにチャージし、当該コンデンサにチャージした電荷に基づく電流を当該ソレノイドに供給することにより前記開状態と前記閉状態とのいずれかに前記切替部を遷移させる制御部と、を備える。

【発明の効果】

【0010】

本発明によれば、油圧ポンプモータのバルブを開閉するための電磁ソレノイドアクチュエータの応答性を向上させるという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】実施形態の油圧ポンプモータの構成を示す。

【図2】バルブの開閉の様子を示す。

【図3】油圧ポンプモータにおいて複数のバルブユニットが配置される様子を示す。

【図4】油圧ポンプモータを制御するための制御回路の例を示す。

【図5】制御部がコンデンサにチャージした電荷に基づく電流をソレノイドに供給する処理の一例を示す。

【図6】制御部がコンデンサにチャージした電荷に基づく電流をソレノイドに供給する処理の一例を示す。

【図7】制御部がコンデンサにチャージした電荷に基づく電流をソレノイドに供給する処理の一例を示す。

【図8】制御部がコンデンサにチャージした電荷に基づく電流をソレノイドに供給する処理の一例を示す。

【図9】ソレノイドの動作終了時の様子を示す。

【図10】油圧ポンプモータ１００が複数の制御部を備える場合の例を示す。

【図11】油圧ポンプモータによるバルブの開閉のタイミングの例を示す。

【図12】油圧ポンプモータによるバルブの開閉のタイミングの例を示す。

【発明を実施するための形態】

【0012】

［車両の概要］
図１は、本実施形態の油圧ポンプモータ１００の構成を示す。油圧ポンプモータ１００は、例えば、車両に搭載されている。油圧ポンプモータ１００は、建設機械等に搭載されてもよい。油圧ポンプモータ１００は、第１圧力ポート１、第２圧力ポート２、バルブ３及びバルブ４（切替部に相当）、ソレノイド５、シリンダ６、ピストン７及びクランクシャフト８を備える。第１圧力ポート１、第２圧力ポート２、バルブ３及びバルブ４は、図１に示すバルブユニット１０を構成する。

【0013】

第１圧力ポート１は、オイルをシリンダ６に供給するための供給口である。第１圧力ポートは、比較的高い第１圧力のオイルが循環する高圧ライン１１に接続されている。第２圧力ポート２は、シリンダ６内のオイルをシリンダ６から排出するための排出口である。第２圧力ポートは、第１圧力より低い第２圧力のオイルが循環する低圧ライン１２に接続されている。

【0014】

バルブ３及びバルブ４は、それぞれ第１圧力ポート１及び第２圧力ポート２を開閉させる。バルブ３は、第１圧力ポート１を導通させる開状態と、第１圧力ポート１を遮断する閉状態とを切り替える。バルブ４は、第２圧力ポート２を導通させる開状態と、第２圧力ポート２を遮断する閉状態とを切り替える。例えば、バルブ３の開状態では、オイルが高圧ライン１１から第１圧力ポート１を介してシリンダ６へ供給される。一方、バルブ３の閉状態では、オイルが高圧ライン１１からシリンダ６へ供給されない。

【0015】

図２（ａ）及び図２（ｂ）は、バルブ３及びバルブ４の開閉の様子を示す。図２（ａ）は、バルブ３が閉状態であり、バルブ４が開状態である場合の様子を示す。図２（ａ）の太矢印で示すように、バルブ３が閉状態であり、バルブ４が開状態である場合、クランクシャフト８の回転にともなって、シリンダ６内のオイルが第２圧力ポート２を介して低圧ライン１２へ排出されたり、低圧ライン１２のオイルが第２圧力ポート２を介してシリンダ６へ供給されたりする。

【0016】

図２（ｂ）は、バルブ３が開状態であり、バルブ４が閉状態である場合の様子を示す。図２（ｂ）の太い矢印で示すように、バルブ３が開状態であり、バルブ４が閉状態である場合、クランクシャフト８の回転にともなって、シリンダ６内のオイルが第１圧力ポート１を介して高圧ライン１１へ排出されたり、高圧ライン１１のオイルが第１圧力ポート１を介してシリンダ６へ供給されたりする。

【0017】

ソレノイド５は、開状態と閉状態とのいずれかにバルブ３又はバルブ４を遷移させる。第２圧力ポート２は、低圧ライン１２に接続されており、この低圧ライン１２を循環するオイルからバルブ４が受ける圧力は比較的小さい。このため、ソレノイド５は、比較的小さな力でバルブ４を開閉することが可能であり、バルブ４を開状態又は閉状態に電磁力により直接遷移させる。

【0018】

一方、第１圧力ポート１は、高圧ライン１１に接続されており、この高圧ライン１１を循環するオイルからバルブ３が受ける圧力は比較的大きい。このため、ソレノイド５は、バルブ３を開くには比較的大きな力を要し、閉状態のバルブ３を開状態に電磁力により直接的に遷移させることはできない。そこで、ソレノイド５は、バルブ４を閉状態に遷移させることにより、ピストン７がシリンダ６内を圧縮する力を利用してシリンダ６の内圧を上昇させ、この内圧によって閉状態のバルブ３を開状態へ遷移させる。ソレノイド５は、閉状態のバルブ３を開状態へ遷移させた後に、バルブ３が再び閉状態に遷移しないように、電磁力によりバルブ３を開状態において維持する。

【0019】

ピストン７は、シリンダ６に収容されている。ピストン７は、クランクシャフト８の回転にあわせてシリンダ６内の容積を減少又は増加させる。例えば、クランクシャフト８は、車両の電動機又はエンジンから伝達された駆動力により回転する。

【0020】

本実施形態の油圧ポンプモータ１００では、後述する昇圧チョッパ回路により直流電源３１の端子間電圧より高い電圧でコンデンサに電荷をチャージし、ソレノイド５の電磁力の立ち上がり時に、このコンデンサにチャージされた電荷に基づく電流をソレノイド５に供給する。このようにして、油圧ポンプモータ１００では、ソレノイド５によりバルブ３又はバルブ４を開閉する際の応答性を向上させることができる。したがって、油圧ポンプモータ１００では、その回転速度を上昇させ、又は、その容積効率を向上させることができる。

【0021】

［複数のバルブユニットの配置］
図３は、油圧ポンプモータ１００において複数のバルブユニット１０ａ～１０ｄが配置される様子を示す。複数のバルブユニット１０ａ～１０ｄは、いずれも図１に示すバルブユニット１０と同様である。

【0022】

油圧ポンプモータ１００は、例えば、高圧ライン１１を循環するオイルを複数のバルブユニット１０ａ～１０ｄが低圧ライン１２側へそれぞれ排出することにより、クランクシャフト８の回転力を発生させるオイルモータとして動作する。油圧ポンプモータ１００は、車両のエンジンの回転に伴うクランクシャフト８の回転力により、複数のバルブユニット１０ａ～１０ｄが、低圧ライン１２を循環するオイルを高圧ライン１１側へくみ出すオイルポンプとしても動作する。

【0023】

［油圧ポンプモータ１００の制御回路３０］
図４には、油圧ポンプモータ１００を制御するための制御回路３０の例を示す。油圧ポンプモータ１００は、制御回路３０、所定の直流電源３１及びコンデンサ３２を備える。制御回路３０は、ＦＥＴ（Field effect transistor、電界効果トランジスタ）３０１、ダイオード３０２、ＦＥＴ３０３（第１電界効果トランジスタに相当）、ダイオード３０４、ＦＥＴ３０５（第２電界効果トランジスタに相当）、ダイオード３０６、ダイオード３０７、記憶部３０８及び制御部３０９を備える。

【0024】

直流電源３１は、例えば、バッテリである。直流電源３１は、直流電流をソレノイド５へ供給する。コンデンサ３２は、ソレノイド５に直列に接続されている。なお、図４においては、ソレノイド５のコイルが示されており、コイル以外のアクチュエータは示されていない。

【0025】

ＦＥＴ３０１は、直流電源３１からの直流電流をソレノイド５に供給するか否かを切り替える。ＦＥＴ３０３は、コンデンサ３２に蓄えた電荷に基づく電流をソレノイド５に供給するための配線上に設けられる。ＦＥＴ３０３は、コンデンサ３２に蓄えられた電荷に基づく電流をソレノイド５に供給するか否かを切り替える。

【0026】

ＦＥＴ３０５及びソレノイド５は、所定の直流電源３１からの電圧を昇圧するための昇圧チョッパ回路を構成する。ＦＥＴ３０５は、直流電源３１から供給される電流をＰＷＭ（Pulse Width Modulation、パルス幅変調）制御によりコンデンサ３２に供給するためのスイッチである。

【0027】

記憶部３０８は、例えば、ＲＯＭ（Read Only Memory）及びＲＡＭ（Random Access Memory）等により構成される。記憶部３０８は、制御部３０９を機能させるための各種プログラムや各種データを記憶する。

【0028】

制御部３０９は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）である。制御部３０９は、記憶部３０８に記憶されたプログラムを実行することにより、各種の機能を実行する。制御部３０９は、ソレノイド５のインダクタンスを利用する昇圧チョッパ回路により電荷をコンデンサ３２にチャージするようにＦＥＴ３０５を制御する。制御部３０９は、コンデンサ３２にチャージした電荷に基づく電流をソレノイド５に供給するようにＦＥＴ３０３を制御することにより、開状態と閉状態とのいずれかにバルブ３又はバルブ４を遷移させる。

【0029】

図５から図８は、制御回路３０の動作の一例を示す。制御部３０９は、ＦＥＴ３０１、ＦＥＴ３０３及びＦＥＴ３０５のＯＮ状態とＯＦＦ状態とを切り替えることにより、ソレノイド５に流れる電流を制御する。制御部３０９は、直流電源３１からソレノイド５に電流を流すことによりコンデンサ３２をチャージする場合、図５及び図６に示すように、ＦＥＴ３０１をオン状態に切替え、ＦＥＴ３０３をＯＦＦ状態に切り替える。制御部３０９は、ＦＥＴ３０５のＯＮ状態とＯＦＦ状態とをＰＷＭ制御により切り替える。図５中の太い破線で示すように、ＦＥＴ３０５のＰＷＭ制御のＯＮ状態では、直流電源３１から供給された電流は、順にＦＥＴ３０１、ダイオード３０２、ソレノイド５、ＦＥＴ３０５を経由してグランドに流れる。

【0030】

図６中の太い破線で示すように、ＦＥＴ３０５のＰＷＭ制御のＯＦＦ状態では、直流電源３１から供給された電流は、順にＦＥＴ３０１、ダイオード３０２、ソレノイド５、ダイオード３０６を経由してコンデンサ３２にチャージされる。このとき、ソレノイド５に流れる電流量が変化することに起因する逆起電力が発生するため、直流電源３１の端子間電圧よりも高い電圧がコンデンサ３２に印加される。このようにして、制御部３０９は、ＦＥＴ３０５のＯＮ状態とＯＦＦ状態とをＰＷＭ制御により切り替えることにより、直流電源３１の端子間電圧よりも高い電圧をコンデンサ３２に印加して電荷をチャージさせることができる。

【0031】

図７に示すように、制御部３０９は、ソレノイド５により電磁力を発生させる場合に、ＦＥＴ３０１及びＦＥＴ３０５をＯＮ状態に切替え、ＦＥＴ３０３をＯＦＦ状態に切り替える。このとき、図７中の太線で示すように、コンデンサ３２にチャージされた電荷に基づく電流は、順にＦＥＴ３０３、ダイオード３０４、ソレノイド５、ＦＥＴ３０５を経由してグランドに流れる。上述のとおり、コンデンサ３２に電荷をチャージする際には、直流電源３１の端子間電圧よりも高い電圧がコンデンサ３２に印加されている。このコンデンサ３２にチャージされた電荷に基づく電流がソレノイド５に供給されることにより、直流電源３１の端子間電圧よりも高い電圧がソレノイド５に一時的に印加されるので、ソレノイド５の電磁力の立ち上がり時の応答性を向上させることができる。

【0032】

制御部３０９は、コンデンサ３２にチャージした電荷に基づく電流をソレノイド５に供給した後、直流電源３１からの電流をソレノイド５に供給する。図８は、制御部３０９がコンデンサ３２にチャージした電荷に基づく電流をソレノイド５に供給した後、直流電源３１からの電流がソレノイド５に供給されている状態を示す。

【0033】

図８の太線は、直流電源３１からソレノイド５に電流を供給する経路を示す。直流電源３１からソレノイド５に電流を供給する経路は、図５中の太い破線で示す経路と同じである。このようにして、制御部３０９は、ソレノイド５の立ち上がり時に高いコンデンサ３２にチャージした電荷に基づく比較的高い電圧をソレノイド５に印加した後、直流電源３１から供給される電流によりソレノイド５が電磁力を発生させている状態（例えば、バルブ３の開状態、又は、バルブ４の閉状態）を維持することができる。

【0034】

図９は、ソレノイド５の動作終了時の様子を示す。図９に示すように、制御部３０９は、ソレノイド５による電磁力の発生を停止させる場合には、ＦＥＴ３０１、ＦＥＴ３０３及びＦＥＴ３０５をいずれもＯＦＦ状態に切り替える。このとき、ソレノイド５の逆起電力に起因して、図９中の太線で示す電流がコンデンサ３２に供給される。この電流は、順にダイオード３０７、ソレノイド５、ダイオード３０６を経由して、コンデンサ３２に供給される。

【0035】

［共通のコンデンサ３２からの電流の供給］
制御部３０９は、共通のコンデンサ３２に蓄えられた電荷に基づく電流を、複数のシリンダ６のそれぞれに対応する複数のソレノイド５へ供給する。図１０は、油圧ポンプモータ１００が複数の制御部３０９を備える場合の例を示す。油圧ポンプモータ１００は、バルブユニット１０ａ～１０ｃ、直流電源３１、コンデンサ３２、第１制御部３０９ａ、第２制御部３０９ｂ及び第３制御部３０９ｃを備える。

【0036】

油圧ポンプモータ１００の制御部及びバルブユニットの数は、３つに限定されず、油圧ポンプモータ１００は、４つ以上の制御部及びバルブユニットをそれぞれ備えてもよい。第１制御部３０９ａ、第２制御部３０９ｂ及び第３制御部３０９ｃは、いずれも図４中の制御部３０９と同様である。第１制御部３０９ａ、第２制御部３０９ｂ及び第３制御部３０９ｃは、順にバルブユニット１０ａ～１０ｃの動作を制御する。

【0037】

図５及び図６に示す例と同様にして、第１制御部３０９ａは、対応するバルブユニット１０ａからコンデンサ３２に電荷をチャージさせる。第１制御部３０９ａは、バルブユニット１０ａがコンデンサ３２へチャージした電荷に基づく電流を対応するバルブユニット１０ａのソレノイド５へ供給する。

【0038】

同様にして、第２制御部３０９ｂは、対応するバルブユニット１０ｂから共通のコンデンサ３２に電荷をチャージさせる。第２制御部３０９ｂは、バルブユニット１０ｂがコンデンサ３２へチャージした電荷に基づく電流を対応するバルブユニット１０ｂのソレノイド５へ供給する。第３制御部３０９ｃは、対応するバルブユニット１０ｃから共通のコンデンサ３２に電荷をチャージさせ、チャージした電荷に基づく電流を対応するバルブユニット１０ｂのソレノイド５へ供給する。

【0039】

油圧ポンプモータ１００は、共通のコンデンサ３２を用いるので、例えば、第１制御部３０９ａは、対応するバルブユニット１０ａがコンデンサ３２へ十分な電荷をチャージしていない場合であっても、別のバルブユニット１０ｂ又は１０ｃがコンデンサ３２へチャージした電荷に基づく電流を対応するバルブユニット１０ａのソレノイド５へ供給することができる。このようにして、第１制御部３０９ａ、第２制御部３０９ｂ及び第３制御部３０９ｃは、コンデンサ３２に電荷が蓄えられていない期間が生じることに起因して、バルブユニット１０ａ～バルブユニット１０ｃのソレノイド５の応答性が低下することを抑制することができる。

【0040】

［ピストン７の位置に基づくバルブ３、４の開閉］
制御部３０９は、シリンダ６に収容されたピストン７がシリンダ６の所定位置に到達したことに基づいて、開状態と閉状態とのいずれかにバルブ３又は４を遷移させる。図１１及び図１２は、バルブユニット１０の動作のタイミングの例を示す。図１１は、低圧ライン１２を循環するオイルを高圧ライン１１側へくみ出すオイルポンプとして油圧ポンプモータ１００が動作する場合のバルブユニット１０のタイミングを示す。図１２は、高圧ライン１１を循環するオイルを低圧ライン１２側へ排出することによりクランクシャフト８の回転力を発生させるオイルモータとして油圧ポンプモータ１００が動作する場合のバルブユニット１０の動作のタイミングを示す。

【0041】

図１１中の実線の円は、クランクシャフト８の回転位置を示す。図１１中の矢印は、クランクシャフト８の回転の向きを示す。図１１中の通電開始から通電停止までの期間は、第２圧力ポート２を遮断した閉状態でバルブ４を維持するためにソレノイド５へ通電する期間を示す。例えば、制御部３０９は、ピストン７又はクランクシャフト８の位置を所定のセンサ（不図示）で検出することにより、ソレノイド５への通電開始及び通電停止のタイミングを特定する。

【0042】

制御部３０９は、ピストン７が上死点から下死点に到達する直前にバルブ４を閉状態に移行させることにより、ピストン７が下死点から上死点へ向かう際にシリンダ６内を圧縮することを利用してシリンダ６の内圧を上昇させ、この内圧によって閉状態のバルブ３を開状態へ遷移させる。このようにして、制御部３０９は、ピストン７が下死点から上死点に向かう期間において、第１圧力ポート１を介してシリンダ６内のオイルを高圧ライン１１側へくみ出すポンピングを実施する。制御部３０９は、ピストン７が上死点から下死点に向かう期間においてバルブ４を開状態に遷移させ、第２圧力ポート２を介して低圧ライン１２側からオイルをシリンダ６へ吸入する。

【0043】

制御部３０９は、図１１に示すように油圧ポンプモータ１００がオイルポンプとして動作する場合、ピストン７が下死点から上死点に向かう期間中であれば、図５及び図６に示すＰＷＭ制御により、コンデンサ３２に電荷をチャージすることが可能である。制御部３０９は、ピストン７が上死点から下死点に向かう期間においてもコンデンサ３２に間欠的に少しずつ電荷をチャージすることが可能である。

【0044】

図１２に示すように、制御部３０９は、油圧ポンプモータ１００がオイルモータとして動作する場合、ピストン７が下死点から上死点へ向かう期間においてバルブ４を開状態へ遷移させ、第２圧力ポート２を介してシリンダ６内のオイルを低圧ライン１２側へ排出する。制御部３０９は、ピストン７が下死点から上死点に到達する直前に、バルブ４を閉状態に移行させることにより、ピストン７がシリンダ６内を圧縮することを利用してシリンダ６の内圧を上昇させ、この内圧によって閉状態のバルブ３を開状態へ遷移させる。

【0045】

図１２の通電開始から通電停止までの期間は、制御部３０９が第１圧力ポート１を導通したバルブ３の開状態においてソレノイド５が発生させる電磁力によりバルブ３を維持している期間を示す。制御部３０９は、ピストン７が下死点から上死点に到達する直前には、バルブ３を開状態に遷移させ、第１圧力ポート１を介してシリンダ６内のオイルを高圧ライン１１側へくみ出すポンピングを実施する。

【0046】

制御部３０９は、ピストン７が上死点から下死点に移動する期間には、第１圧力ポート１を介して高圧ライン１１のオイルをシリンダ６内に吸入することにより、このオイルの圧力によってピストン７を回転させるモータリングトルクを発生させる。制御部３０９は、ピストン７が上死点から下死点に到達する直前には、ソレノイド５への通電を停止してバルブ３を閉状態に遷移させる。バルブ３が閉状態に遷移することにより、バルブ４が開状態に遷移し、第２圧力ポートを介して低圧ライン１２側からオイルがシリンダ６へ吸入される。

【0047】

制御部３０９は、図１２に示すように油圧ポンプモータ１００がオイルモータとして動作する場合、通電開始から通電停止までの期間中に、第１圧力ポート１を導通した開状態でバルブ３を維持するための電力をソレノイド５へ供給しつつ、図５及び図６に示すＰＷＭ制御により、コンデンサ３２に電荷をチャージすることが可能である。

【0048】

［本実施形態の油圧ポンプモータ１００による効果］
制御部３０９は、ソレノイド５のインダクタンスを利用する昇圧チョッパ回路により比較的高い電圧でコンデンサ３２に電荷をチャージし、ソレノイド５の電磁力の立ち上がり時に、チャージされた電荷に基づく電流をソレノイド５に供給する。このようにして、制御部３０９は、ソレノイド５によりバルブ３又はバルブ４を開閉する際の応答性を向上させることができる。したがって、制御部３０９は、油圧ポンプモータ１００の回転速度を上昇させ、又は、油圧ポンプモータ１００の容積効率を向上させることができる。

【0049】

制御部３０９は、直流電源３１の端子間電圧を大きくすることなく、ソレノイド５によりバルブ３又はバルブ４を開閉する際の応答性を向上させることができる。このため、制御部３０９は、直流電源３１に関する素子が大型化することを抑制することができる。

【0050】

以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。例えば、装置の全部又は一部は、任意の単位で機能的又は物理的に分散・統合して構成することができる。また、複数の実施の形態の任意の組み合わせによって生じる新たな実施の形態も、本発明の実施の形態に含まれる。組み合わせによって生じる新たな実施の形態の効果は、もとの実施の形態の効果を併せ持つ。

【符号の説明】

【0051】

１ 第１圧力ポート
２ 第２圧力ポート
３ バルブ
４ バルブ
５ ソレノイド
６ シリンダ
７ ピストン
８ クランクシャフト
１０ バルブユニット
１０ａ バルブユニット
１０ｂ バルブユニット
１０ｃ バルブユニット
１０ｄ バルブユニット
１１ 高圧ライン
１２ 低圧ライン
３０ 制御回路
３１ 直流電源
３２ コンデンサ
１００ 油圧ポンプモータ
３０１ ＦＥＴ
３０２ ダイオード
３０３ ＦＥＴ
３０４ ダイオード
３０５ ＦＥＴ
３０６ ダイオード
３０７ ダイオード
３０８ 記憶部
３０９ 制御部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【手続補正書】

【提出日】2024-04-25

【手続補正1】

【補正対象書類名】特許請求の範囲

【補正対象項目名】全文

【補正方法】変更

【補正の内容】

【特許請求の範囲】

【請求項1】

第１圧力のオイルが循環する第１圧力ラインからオイルをシリンダに供給するための第１圧力ポートを導通させて前記オイルを前記シリンダに供給する開状態と、前記第１圧力ポートを遮断して前記オイルを前記シリンダに供給しない閉状態とを切り替えるための第１切替部と、
第１圧力よりも低い第２圧力のオイルが循環する第２圧力ラインへシリンダ内のオイルをシリンダから排出するための第２圧力ポートを導通させて前記オイルを前記シリンダから排出する開状態と、前記第２圧力ポートを遮断して前記オイルを前記シリンダから排出しない閉状態とを切り替えるための第２切替部と、
前記開状態と前記閉状態とのいずれかに前記第１切替部を遷移させるためのソレノイドと、
前記ソレノイドに直列に接続されたコンデンサと、
前記ソレノイドのインダクタンスを利用して直流電源からの電流をＰＷＭ制御により前記コンデンサに供給するための昇圧チョッパ回路と、
前記昇圧チョッパ回路により電荷を前記コンデンサにチャージし、当該コンデンサにチャージした電荷に基づく電流を前記ソレノイドに供給することにより前記開状態と前記閉状態とのいずれかに前記第１切替部を遷移させ、前記コンデンサにチャージした電荷に基づく電流を前記ソレノイドに供給した後、前記直流電源からの電流を前記ソレノイドに供給する制御部と、を備え、
前記制御部は、前記シリンダに収容されたピストンが下死点から上死点に到達する前に、前記第２切替部を前記閉状態に移行させて前記シリンダの内圧を上昇させることにより前記閉状態の前記第１切替部を前記開状態へ遷移させ、前記ピストンが下死点から上死点に到達する前であって前記第１切替部を前記開状態へ遷移させた後に前記ソレノイドへの通電を開始して前記第１切替部を前記開状態で維持することにより、前記第１圧力ポートを介して前記シリンダ内のオイルをくみ出し、前記ピストンが上死点から下死点に到達する前に、前記ソレノイドへの通電を停止して前記第１切替部を前記閉状態に遷移させて前記第２切替部を前記開状態に遷移させることにより、前記第２圧力ポートを介してオイルを前記シリンダへ吸入させ、前記ソレノイドへの通電開始から前記ソレノイドへの通電停止までの期間中に、前記第１圧力ポートを導通した前記開状態で前記第１切替部を維持するための電力を前記ソレノイドへ供給しつつ、ＰＷＭ制御により前記コンデンサに電荷をチャージする、
油圧ポンプモータ。

【請求項2】

前記コンデンサに蓄えた電荷に基づく電流を前記ソレノイドに供給するための配線上に第１電界効果トランジスタが設けられる、
請求項１に記載の油圧ポンプモータ。

【請求項3】

前記制御部は、前記シリンダに収容されたピストンが当該シリンダの所定位置に到達したことに基づいて、前記開状態と前記閉状態とのいずれかに前記第１切替部を遷移させる、
請求項１又は２に記載の油圧ポンプモータ。

【請求項4】

前記制御部は、共通の前記コンデンサに蓄えられた電荷に基づく電流を、複数の前記シリンダのそれぞれに対応する複数の前記ソレノイドへ供給する、
請求項１又は２に記載の油圧ポンプモータ。