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(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】P2024089839
(43)【公開日】2024-07-04
(54)【発明の名称】電動オイルポンプ
(51)【国際特許分類】
F04C 14/00 20060101AFI20240627BHJP
F04C 14/08 20060101ALI20240627BHJP
F04C 2/10 20060101ALI20240627BHJP
【ＦＩ】
F04C14/00 A
F04C14/00 C
F04C14/08
F04C2/10 341Z
【審査請求】未請求
【請求項の数】6
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2022205306
(22)【出願日】2022-12-22
(71)【出願人】
【識別番号】000102692
【氏名又は名称】ＮＴＮ株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100087941
【弁理士】
【氏名又は名称】杉本 修司
(74)【代理人】
【識別番号】100112829
【弁理士】
【氏名又は名称】堤 健郎
(74)【代理人】
【識別番号】100155963
【弁理士】
【氏名又は名称】金子 大輔
(74)【代理人】
【識別番号】100150566
【弁理士】
【氏名又は名称】谷口 洋樹
(74)【代理人】
【識別番号】100154771
【弁理士】
【氏名又は名称】中田 健一
(74)【代理人】
【識別番号】100142608
【弁理士】
【氏名又は名称】小林 由佳
(74)【代理人】
【識別番号】100213470
【弁理士】
【氏名又は名称】中尾 真二
(72)【発明者】
【氏名】青嶋 一浩
(72)【発明者】
【氏名】北山 直嗣
【テーマコード（参考）】
3H041
3H044
【Ｆターム（参考）】
3H041AA02
3H041BB03
3H041CC15
3H041CC22
3H041DD36
3H044AA02
3H044BB03
3H044CC14
3H044CC22
3H044CC26
3H044DD26
3H044DD45
(57)【要約】
【課題】従来技術よりも生産時間を短縮することができ、回転数を適切に補正することができる電動オイルポンプを提供する。
【解決手段】電動オイルポンプ１は、油圧を発生させるポンプ部２と、ポンプ部２を駆動するモータ部３と、モータ部３を制御する制御部４とを備える。制御部４は、ポンプ部２のクリアランス、油温、回転数、押しのけ容積および圧力に基づいて、ポンプ部２の推定流量を演算する推定流量演算手段２６と、回転数および押しのけ容積からポンプ部２の理論流量を演算する理論流量演算手段２７と、理論流量を元にした指令回転数に、推定流量から算出される補正回転数を加算する回転数補正手段２８とを備えた。
【選択図】図５
【解決手段】電動オイルポンプ１は、油圧を発生させるポンプ部２と、ポンプ部２を駆動するモータ部３と、モータ部３を制御する制御部４とを備える。制御部４は、ポンプ部２のクリアランス、油温、回転数、押しのけ容積および圧力に基づいて、ポンプ部２の推定流量を演算する推定流量演算手段２６と、回転数および押しのけ容積からポンプ部２の理論流量を演算する理論流量演算手段２７と、理論流量を元にした指令回転数に、推定流量から算出される補正回転数を加算する回転数補正手段２８とを備えた。
【選択図】図５
【特許請求の範囲】
【請求項1】
油圧を発生させるポンプ部と、このポンプ部を駆動するモータ部と、このモータ部を制御する制御部とを備えた電動オイルポンプであって、
前記制御部は、
前記ポンプ部のクリアランス、油温、回転数、押しのけ容積および圧力に基づいて、前記ポンプ部の推定流量を演算する推定流量演算手段と、
前記回転数および前記押しのけ容積から前記ポンプ部の理論流量を演算する理論流量演算手段と、
前記理論流量を元にした指令回転数に、前記推定流量から算出される補正回転数を加算する回転数補正手段と、
を備えた電動オイルポンプ。
前記制御部は、
前記ポンプ部のクリアランス、油温、回転数、押しのけ容積および圧力に基づいて、前記ポンプ部の推定流量を演算する推定流量演算手段と、
前記回転数および前記押しのけ容積から前記ポンプ部の理論流量を演算する理論流量演算手段と、
前記理論流量を元にした指令回転数に、前記推定流量から算出される補正回転数を加算する回転数補正手段と、
を備えた電動オイルポンプ。
【請求項2】
請求項１に記載の電動オイルポンプにおいて、前記モータ部の温度または前記制御部の温度を検出する温度検出手段を備え、前記制御部は、前記温度検出手段で検出された温度と前記油温との関係を設定する温度関係設定手段を有し、前記推定流量演算手段は、前記温度検出手段で検出された温度を、前記温度関係設定手段で設定された関係に照合して前記油温を推定する電動オイルポンプ。
【請求項3】
請求項１または請求項２に記載の電動オイルポンプにおいて、前記モータ部の電流を検出する電流検出手段を備え、前記制御部は、前記電流検出手段で検出された電流と前記圧力との関係を設定する電流・圧力関係設定手段を有し、前記推定流量演算手段は、前記電流検出手段で検出された電流を、前記電流・圧力関係設定手段で設定された関係に照合して前記圧力を算出する電動オイルポンプ。
【請求項4】
請求項１または請求項２に記載の電動オイルポンプにおいて、前記制御部は、前記電動オイルポンプの個体毎に前記クリアランスを記憶する電動オイルポンプ。
【請求項5】
油圧を発生させるポンプ部と、このポンプ部を駆動するモータ部と、このモータ部を制御する制御部とを備えた電動オイルポンプであって、
前記制御部は、
前記ポンプ部の理論圧力と理論流量とのＰＱ特性を記憶するＰＱ特性記憶手段と、
前記ポンプ部の回転数および押しのけ容積から前記ポンプ部の理論流量を演算する理論流量演算手段と、
前記理論流量を元にした指令回転数に、前記ポンプ部の前記理論圧力と推定圧力との圧力差から算出される補正回転数を加算する回転数補正手段と、
を備えた電動オイルポンプ。
前記制御部は、
前記ポンプ部の理論圧力と理論流量とのＰＱ特性を記憶するＰＱ特性記憶手段と、
前記ポンプ部の回転数および押しのけ容積から前記ポンプ部の理論流量を演算する理論流量演算手段と、
前記理論流量を元にした指令回転数に、前記ポンプ部の前記理論圧力と推定圧力との圧力差から算出される補正回転数を加算する回転数補正手段と、
を備えた電動オイルポンプ。
【請求項6】
請求項１または請求項２に記載の電動オイルポンプにおいて、前記制御部は、前記電動オイルポンプが適用される油圧アプリケーションの漏れ流量を記憶するアプリケーション漏れ流量記憶手段を有し、前記推定流量演算手段は、前記油圧アプリケーションの前記漏れ流量に基づいて、前記ポンプ部の前記推定流量を補正する電動オイルポンプ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、例えば、車両のオートマチックトランスミッション等に適用される電動オイルポンプに関する。
【背景技術】
【0002】
車載向けの電動オイルポンプは、オートマチックトランスミッション（以下A/T)ギヤ等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、トロコイド等のギヤを採用したギヤポンプで回転数を制御して、ポンプの流量を制御するものが知られている。このようなギヤポンプは製造時のばらつきによりギヤのクリアランスにもばらつきが生じる。クリアランスのばらつきにより、ポンプからオイルが漏れる量が変わり、指定する回転数では、実際に供給したい流量に足りなかったり、多かったりすることが起こる。
電動オイルポンプは、トロコイド等のギヤを採用したギヤポンプで回転数を制御して、ポンプの流量を制御するものが知られている。このようなギヤポンプは製造時のばらつきによりギヤのクリアランスにもばらつきが生じる。クリアランスのばらつきにより、ポンプからオイルが漏れる量が変わり、指定する回転数では、実際に供給したい流量に足りなかったり、多かったりすることが起こる。
【0003】
そのため、電動オイルポンプでは所望の流量を得ることができるよう、ポンプの漏れ流量が最大となるポンプを想定した回転数でポンプを制御し、流量不足が起こらないようにしている。しかし、最大以下の漏れ流量のポンプに対して、最大回転数で制御することでポンプの圧力が高くなる。それに伴い、モータが出力するモータ電流も大きくなり、消費電力が多くなる。消費電力が多くなることでバッテリの消費が早くなり、車の燃費悪化につながる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特許第５７５５４９７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
従来技術では、流量補正方法として、ポンプ毎に油温と回転数の関係を出荷検査した結果に基づいて流量の補正を実施している（特許文献１）。しかし、ポンプ毎に検査結果から補正を取得する必要がある。このように出荷検査時にポンプ毎に油温と回転数の関係を取得する検査を実施した場合、生産時間が過大にかかってしまう。
【0006】
本発明の目的は、従来技術よりも生産時間を短縮することができ、回転数を適切に補正することができる電動オイルポンプを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【0007】
本発明の電動オイルポンプ１は、油圧を発生させるポンプ部２と、このポンプ部２を駆動するモータ部３と、このモータ部３を制御する制御部４とを備えた電動オイルポンプであって、
前記制御部４は、
前記ポンプ部２のクリアランス、油温、回転数、押しのけ容積および圧力に基づいて、前記ポンプ部２の推定流量を演算する推定流量演算手段２６と、
前記回転数および前記押しのけ容積から前記ポンプ部２の理論流量を演算する理論流量演算手段２７と、
前記理論流量を元にした指令回転数に、前記推定流量から算出される補正回転数を加算する回転数補正手段２８と、
を備えている。
前記ポンプ部２のクリアランスは、チップクリアランス、サイドクリアランスおよびボディクリアランスの少なくともいずれか１つを含み、これらクリアランスはポンプ部の製造時に測定される。
この明細書において「回転速度」とは、単位時間当たりの回転数と同義である。以後、この単位時間当たりの回転数を、単に「回転数」という場合がある。
前記制御部４は、
前記ポンプ部２のクリアランス、油温、回転数、押しのけ容積および圧力に基づいて、前記ポンプ部２の推定流量を演算する推定流量演算手段２６と、
前記回転数および前記押しのけ容積から前記ポンプ部２の理論流量を演算する理論流量演算手段２７と、
前記理論流量を元にした指令回転数に、前記推定流量から算出される補正回転数を加算する回転数補正手段２８と、
を備えている。
前記ポンプ部２のクリアランスは、チップクリアランス、サイドクリアランスおよびボディクリアランスの少なくともいずれか１つを含み、これらクリアランスはポンプ部の製造時に測定される。
この明細書において「回転速度」とは、単位時間当たりの回転数と同義である。以後、この単位時間当たりの回転数を、単に「回転数」という場合がある。
【0008】
この構成によると、推定流量演算手段２６は、クリアランス、油温、回転数、押しのけ容積および圧力に基づいてポンプ部２の推定流量を演算する。回転数補正手段２８は、回転数および押しのけ容積から演算される理論流量を元にした指令回転数に、前記推定流量から算出される補正回転数を加算する。この場合、従来技術のように出荷検査時にポンプ毎のデータを取得することなくポンプ部２の回転数を適切に補正することができる。このため、従来技術に対し、生産時間を短縮し得るうえ、モータ部３のモータ電流を不必要に高めなくて済むことから消費電力を低減し得る。これによりモータ部３の電源であるバッテリ等の消費を抑えることができる。
【0009】
前記モータ部３の温度または前記制御部４の温度を検出する温度検出手段１８を備え、前記制御部４は、前記温度検出手段１８で検出された温度と前記油温との関係を設定する温度関係設定手段３０を有し、前記推定流量演算手段２６は、前記温度検出手段１８で検出された温度を、前記温度関係設定手段３０で設定された関係に照合して前記油温を推定してもよい。
前記「制御部４の温度を検出する」とは、制御部４であるコントローラの温度を直接検出するだけでなく、コントローラの周囲温度（例えば、コントローラを覆うハウジング５の温度）を検出することも含む。
このようにモータ部等の温度を温度検出手段１８で検出して油温を推定する場合、油温を直接測定する油温センサ等を用いるよりもコスト低減を図れる。
前記「制御部４の温度を検出する」とは、制御部４であるコントローラの温度を直接検出するだけでなく、コントローラの周囲温度（例えば、コントローラを覆うハウジング５の温度）を検出することも含む。
このようにモータ部等の温度を温度検出手段１８で検出して油温を推定する場合、油温を直接測定する油温センサ等を用いるよりもコスト低減を図れる。
【0010】
前記モータ部３の電流を検出する電流検出手段１５を備え、前記制御部４は、前記電流検出手段１５で検出された電流と前記圧力との関係を設定する電流・圧力関係設定手段２９を有し、前記推定流量演算手段２６は、前記電流検出手段１５で検出された電流を、前記電流・圧力関係設定手段２９で設定された関係に照合して前記圧力を算出してもよい。このようにモータ部３の電流を電流検出手段１５で検出して圧力を算出する場合、モータ部の圧力を直接測定する圧力センサ等を用いるよりもコスト低減を図れる。
【0011】
前記制御部４は、前記電動オイルポンプ１の個体毎に前記クリアランスを記憶してもよい。この場合、ポンプ部２の漏れ流量を精度よく求め得るため、推定流量をより精度よく演算することが可能となる。
【0012】
本発明の他の電動オイルポンプ１Ａは、油圧を発生させるポンプ部２と、このポンプ部２を駆動するモータ部３と、このモータ部３を制御する制御部４Ａとを備えた電動オイルポンプであって、
前記制御部４Ａは、
前記ポンプ部２の理論圧力と理論流量とのＰＱ特性を記憶するＰＱ特性記憶手段３１と、
前記ポンプ部２の回転数および押しのけ容積から前記ポンプ部２の理論流量を演算する理論流量演算手段３２と、
前記理論流量を元にした指令回転数に、前記ポンプ部２の前記理論圧力と推定圧力との圧力差から算出される補正回転数を加算する回転数補正手段２８Ａと、
を備えている。
前記制御部４Ａは、
前記ポンプ部２の理論圧力と理論流量とのＰＱ特性を記憶するＰＱ特性記憶手段３１と、
前記ポンプ部２の回転数および押しのけ容積から前記ポンプ部２の理論流量を演算する理論流量演算手段３２と、
前記理論流量を元にした指令回転数に、前記ポンプ部２の前記理論圧力と推定圧力との圧力差から算出される補正回転数を加算する回転数補正手段２８Ａと、
を備えている。
【0013】
この構成によると、ＰＱ特性記憶手段３１は、理論圧力と理論流量とのＰＱ特性を記憶する。回転数補正手段２８Ａは、回転数および押しのけ容積から演算される理論流量を元にした指令回転数に、ポンプ部２の理論圧力と推定圧力との圧力差から算出される補正回転数を加算する。この場合、従来技術のように出荷検査時にポンプ毎のデータを取得することなくポンプ部２の回転数を適切に補正することができる。このため、従来技術に対し、生産時間を短縮し得るうえ、モータ部のモータ電流を不必要に高めなくて済むことから消費電力を低減し得る。これによりモータ部３の電源であるバッテリ等の消費を抑えることができる。
【0014】
前記制御部４，４Ａは、前記電動オイルポンプ１，１Ａが適用される油圧アプリケーションの漏れ流量を記憶するアプリケーション漏れ流量記憶手段４１を有し、前記推定流量演算手段２６は、前記油圧アプリケーションの前記漏れ流量に基づいて、前記ポンプ部２の前記推定流量を補正してもよい。このように油圧アプリケーションの漏れ流量に基づいて、ポンプ部２の推定流量を補正することで、ポンプ部２の回転数をきめ細かく且つ高精度に補正することができる。
【発明の効果】
【0015】
本発明の電動オイルポンプは、回転数補正手段は、回転数および押しのけ容積から演算される理論流量を元にした指令回転数に、クリアランス等から演算した推定流量または理論圧力と推定圧力との圧力差から算出される補正回転数を加算する。このため、従来技術よりも生産時間を短縮し、回転数を適切に補正することができる。
【図面の簡単な説明】
【0016】
【図1】本発明の第１の実施形態に係る電動オイルポンプの斜視図である。
【図2】同電動オイルポンプのポンプ部の横断面図である。
【図3】同電動オイルポンプのポンプ部の縦断面図である。
【図4】同電動オイルポンプのモータ部の縦断面図である。
【図5】同電動オイルポンプの制御部のブロック図である。
【図6】同制御部の要部のブロック図である。
【図7】同制御部の基板の平面図である。
【図8】同ポンプ部の漏れ流量と圧力との関係を示す図である。
【図9】同ポンプ部の圧力とモータ電流との関係を示す図である。
【図10】本発明の第１の実施形態に係る電動オイルポンプの制御部のブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【0017】
［第１の実施形態：クリアランス記憶］
本発明の実施形態に係る電動オイルポンプを図１ないし図９と共に説明する。電動オイルポンプは、例えば、車両に搭載され、オートマチックトランスミッション（A/T)ギヤ等の油圧作動機器に対して油圧を供給する。
本発明の実施形態に係る電動オイルポンプを図１ないし図９と共に説明する。電動オイルポンプは、例えば、車両に搭載され、オートマチックトランスミッション（A/T)ギヤ等の油圧作動機器に対して油圧を供給する。
【0018】
＜電動オイルポンプの全体構成＞
図１の電動オイルポンプ１は、A/Tケースの底部に設けられた図示外のオイルパンからオイルを吸引し、このオイルを吐出してA/T内にオイルを圧送する。これにより、A/T内で必要な油圧が確保される。
電動オイルポンプ１は、油圧を発生させるポンプ部２と、このポンプ部２を駆動するモータ部３と、センサ類と、モータ部３を制御する制御部４と、これらポンプ部２、モータ部３、センサ類および制御部４を収容するハウジング５とを備える。
図１の電動オイルポンプ１は、A/Tケースの底部に設けられた図示外のオイルパンからオイルを吸引し、このオイルを吐出してA/T内にオイルを圧送する。これにより、A/T内で必要な油圧が確保される。
電動オイルポンプ１は、油圧を発生させるポンプ部２と、このポンプ部２を駆動するモータ部３と、センサ類と、モータ部３を制御する制御部４と、これらポンプ部２、モータ部３、センサ類および制御部４を収容するハウジング５とを備える。
【0019】
＜ポンプ部＞
図２のように、ポンプ部２は、ポンプケース６と、アウターロータ７と、インナーロータ８とを有するトロコイドギヤポンプである。ポンプ部２にトロコイドギヤポンプを採用した場合、インナーロータ８とアウターロータ７の図３に示すボディクリアランスδ１、図２のチップクリアランスδ２およびサイドクリアランスδ３（図３）からポンプ部２の漏れ流量が決まる。アウターロータ７の内径側にインナーロータ８が配置される。アウターロータ７には複数の内歯が設けられ、インナーロータ８には複数の外歯が設けられている。図３のように、ポンプケース６は、これらインナーロータ８およびアウターロータ７を収容する。
図２のように、ポンプ部２は、ポンプケース６と、アウターロータ７と、インナーロータ８とを有するトロコイドギヤポンプである。ポンプ部２にトロコイドギヤポンプを採用した場合、インナーロータ８とアウターロータ７の図３に示すボディクリアランスδ１、図２のチップクリアランスδ２およびサイドクリアランスδ３（図３）からポンプ部２の漏れ流量が決まる。アウターロータ７の内径側にインナーロータ８が配置される。アウターロータ７には複数の内歯が設けられ、インナーロータ８には複数の外歯が設けられている。図３のように、ポンプケース６は、これらインナーロータ８およびアウターロータ７を収容する。
【0020】
図２のように、アウターロータ７は、インナーロータ８に対して偏心した位置に設けられている。アウターロータ７の一部の歯部がインナーロータ８の一部の歯部と噛み合う。インナーロータ８の歯数をｎとすると、アウターロータ７の歯数はｎ＋１である。アウターロータ７は、ポンプケース６の内周面に回転可能に支持されている。アウターロータ７は、インナーロータ８の回転に伴って従動回転する。
【0021】
＜モータ部＞
図４のように、モータ部３は、ポンプ部２（図３）と軸方向に並べて配置される。モータ部３として、例えば、３相ブラシレスＤＣモータが適用される。モータ部３は、ハウジング５に固定されるステータ９と、ステータ９の径方向内方に所定のラジアルギャップを介して対向するロータ１０と、ロータ１０を回転自在に支持する出力軸１１とを有する。ハウジング５には、軸方向両側に所定間隔を空けて転がり軸受１２，１２が設けられ、これら転がり軸受１２，１２に出力軸１１が回転自在に支持されている。
図４のように、モータ部３は、ポンプ部２（図３）と軸方向に並べて配置される。モータ部３として、例えば、３相ブラシレスＤＣモータが適用される。モータ部３は、ハウジング５に固定されるステータ９と、ステータ９の径方向内方に所定のラジアルギャップを介して対向するロータ１０と、ロータ１０を回転自在に支持する出力軸１１とを有する。ハウジング５には、軸方向両側に所定間隔を空けて転がり軸受１２，１２が設けられ、これら転がり軸受１２，１２に出力軸１１が回転自在に支持されている。
【0022】
＜ポンプ部とモータ部との関係について＞
図３のように、出力軸１１の軸方向一端部は、ポンプ部２のインナーロータ８が直結されている。換言すれば、出力軸１１とポンプ部２との間には、減速機が設けられておらず、モータ部の回転速度とポンプ部２の回転速度は同一である。図４のように、軸方向一端側の転がり軸受１２と図３のインナーロータ８との間には、ポンプ部２から図４のモータ部３へのオイルの漏れを防止するためのシール１３が設けられている。
図３のように、出力軸１１の軸方向一端部は、ポンプ部２のインナーロータ８が直結されている。換言すれば、出力軸１１とポンプ部２との間には、減速機が設けられておらず、モータ部の回転速度とポンプ部２の回転速度は同一である。図４のように、軸方向一端側の転がり軸受１２と図３のインナーロータ８との間には、ポンプ部２から図４のモータ部３へのオイルの漏れを防止するためのシール１３が設けられている。
【0023】
＜潤滑系統について＞
図３のハウジング５には、ポンプ部２に連通するオイル流路が設けられる。前記オイル流路は、吸入側オイル流路と吐出側オイル流路とを有する。吸入側オイル流路は、図２のインナーロータ８とアウターロータ７の噛み合い部に開口する吸入側空間５ａと、ハウジング５の表面に開口する吸入孔５ｂと、これら吸入側空間５ａと吸入孔５ｂの間を連通する吸入側連通路５ｃとを有する。前記吐出側オイル流路は、前記噛み合い部に開口する吐出側空間５ｄと、ハウジング５の表面に開口する吐出孔５ｅと、これら吐出側空間５ｄと吐出孔５ｅの間を連通する吐出側連通路５ｆとを有する。
図３のハウジング５には、ポンプ部２に連通するオイル流路が設けられる。前記オイル流路は、吸入側オイル流路と吐出側オイル流路とを有する。吸入側オイル流路は、図２のインナーロータ８とアウターロータ７の噛み合い部に開口する吸入側空間５ａと、ハウジング５の表面に開口する吸入孔５ｂと、これら吸入側空間５ａと吸入孔５ｂの間を連通する吸入側連通路５ｃとを有する。前記吐出側オイル流路は、前記噛み合い部に開口する吐出側空間５ｄと、ハウジング５の表面に開口する吐出孔５ｅと、これら吐出側空間５ｄと吐出孔５ｅの間を連通する吐出側連通路５ｆとを有する。
【0024】
図４のモータ部３を回転駆動すると、図２のインナーロータ８が回転することでアウターロータ７が従動回転する。これにより両歯部間に形成される空間が回転に伴って拡大および縮小する。よって、前記オイルパンに貯留されたオイルが、前記吸入側オイル流路を介して図３のポンプ部２に吸入されて所定の油圧を発生させた後、前記吐出側オイル流路を経て、油圧アプリケーションであるトランスミッションの内部に吐出される。
【0025】
＜センサ類＞
図５のように、モータ部３には、ロータ１０（図４）の回転角を検出する回転角検出手段１４が設けられている。回転角検出手段１４は、例えば、図４の出力軸１１の軸方向他端部に固定された図示外のセンサマグネットと、このセンサマグネットに所定のギャップを介して対向する磁気センサとを有する。磁気センサは、例えば、ＭＲ素子またはホール素子等から成りハウジング５に設けられる。図５の制御部４において、回転角検出手段１４で検出された回転角を時間に関して微分することで回転速度（回転数）が算出される。モータ部３の回転数が得られるため、ポンプ部２の回転数が求められる。
図５のように、モータ部３には、ロータ１０（図４）の回転角を検出する回転角検出手段１４が設けられている。回転角検出手段１４は、例えば、図４の出力軸１１の軸方向他端部に固定された図示外のセンサマグネットと、このセンサマグネットに所定のギャップを介して対向する磁気センサとを有する。磁気センサは、例えば、ＭＲ素子またはホール素子等から成りハウジング５に設けられる。図５の制御部４において、回転角検出手段１４で検出された回転角を時間に関して微分することで回転速度（回転数）が算出される。モータ部３の回転数が得られるため、ポンプ部２の回転数が求められる。
【0026】
モータ部３には、電流を検出する電流検出手段１５が設けられている。電流検出手段１５として、例えば、シャント抵抗両端の電圧を検出するアンプから成る電流センサ、またはモータ部３の相電流の通電経路周囲の磁束等を検出する非接触式センサ等を用いることができる。電流検出手段１５は、例えば、インバータ１６のモータドライバを構成する素子等の端子電圧等を検出する構成としてもよい。
【0027】
図４のハウジング５には基板が収納されている。後述する図５の制御部４は図７に示す複数の電子部品等により構成され、これら電子部品は基板１７に実装されている。複数の電子部品のうち、例えば、半導体素子またはドライバＩＣ等の発熱部品に近接して温度検出手段１８が設けられている。図５の温度検出手段１８は、モータ部３の温度または制御部４の温度を検出する手段であり、例えば、サーミスタが適用される。
【0028】
＜制御部＞
制御部４は、マイコンと略称されるマイクロコンピュータ１９およびインバータ１６を含む。トランスミッションシステムコントロールユニット（略称：ＴＣＵ）２０は、制御部４の上位制御手段である。ＴＣＵ２０は、アクセルペダル等の操作量に応じた指令回転数を制御部４に指令する。
制御部４は、マイコンと略称されるマイクロコンピュータ１９およびインバータ１６を含む。トランスミッションシステムコントロールユニット（略称：ＴＣＵ）２０は、制御部４の上位制御手段である。ＴＣＵ２０は、アクセルペダル等の操作量に応じた指令回転数を制御部４に指令する。
【0029】
＜制御部の基本構成＞
制御部４のマイコン１９は、モータ部３の各検出値および制御値等の情報を出力インタフェース２１（図１０参照）からＴＣＵ２０に出力する機能を有する。図６のマイコン１９は、ＣＰＵ２２、ＲＯＭ２３、ＲＡＭ２４およびＥＥＰＲＯＭ２５を有する。図５のインバータ１６は、複数のスイッチング素子を含むブリッジ回路で構成される。マイコン１９は、ＴＣＵ２０から与えられる指令回転数に対応する電流指令を演算しこの電流指令に対し、電流検出手段１５で検出されるモータ電流を得て追従させる電流フィードバック制御を行う。マイコン１９は、電流フィードバック制御により電圧指令を算出し、ＰＷＭドライバに電圧指令を与える。ＰＷＭドライバは、与えられた電圧指令に従ってインバータ１６を駆動する。インバータ１６は、図示外のバッテリの直流電力をモータ部３の駆動に用いる三相の交流電力に変換する。
制御部４のマイコン１９は、モータ部３の各検出値および制御値等の情報を出力インタフェース２１（図１０参照）からＴＣＵ２０に出力する機能を有する。図６のマイコン１９は、ＣＰＵ２２、ＲＯＭ２３、ＲＡＭ２４およびＥＥＰＲＯＭ２５を有する。図５のインバータ１６は、複数のスイッチング素子を含むブリッジ回路で構成される。マイコン１９は、ＴＣＵ２０から与えられる指令回転数に対応する電流指令を演算しこの電流指令に対し、電流検出手段１５で検出されるモータ電流を得て追従させる電流フィードバック制御を行う。マイコン１９は、電流フィードバック制御により電圧指令を算出し、ＰＷＭドライバに電圧指令を与える。ＰＷＭドライバは、与えられた電圧指令に従ってインバータ１６を駆動する。インバータ１６は、図示外のバッテリの直流電力をモータ部３の駆動に用いる三相の交流電力に変換する。
【0030】
＜制御部の特徴構成＞
図６のように、マイコン１９のＲＯＭ２３には、推定流量演算手段２６、理論流量演算手段２７および回転数補正手段２８が設けられている。これら各手段２６，２７，２８は、例えば、プログラム化されてＲＯＭ２３に格納されている。推定流量演算手段２６は、ＣＰＵ２２からの演算指令により、ポンプ部２（図５）のクリアランス、油温、回転数、押しのけ容積および圧力に基づいて、ポンプ部２（図５）の推定流量を演算する。具体的には、推定流量演算手段２６は、押しのけ容積に回転数を乗じて得られる理論流量から漏れ流量を減じることで推定流量を演算する。
図６のように、マイコン１９のＲＯＭ２３には、推定流量演算手段２６、理論流量演算手段２７および回転数補正手段２８が設けられている。これら各手段２６，２７，２８は、例えば、プログラム化されてＲＯＭ２３に格納されている。推定流量演算手段２６は、ＣＰＵ２２からの演算指令により、ポンプ部２（図５）のクリアランス、油温、回転数、押しのけ容積および圧力に基づいて、ポンプ部２（図５）の推定流量を演算する。具体的には、推定流量演算手段２６は、押しのけ容積に回転数を乗じて得られる理論流量から漏れ流量を減じることで推定流量を演算する。
【0031】
押しのけ容積はポンプ部２（図５）の諸元で予め定められている。回転数は、前述のように回転角検出手段１４（図５）で検出された回転角に基づいて算出される。例えば、押しのけ容積はＥＥＰＲＯＭ２５に記憶され、回転数はＲＡＭ２４に記憶される。理論流量演算手段２７は、回転数および押しのけ容積からポンプ部２（図５）の理論流量を演算する。理論流量は下記式から求め得る。
理論流量＝押しのけ容積×回転数
図５のＴＣＵ２０からの指令は、理論流量を元にした回転数で指令されるため、上記式から電動オイルポンプ１内で理論流量を求める。
理論流量＝押しのけ容積×回転数
図５のＴＣＵ２０からの指令は、理論流量を元にした回転数で指令されるため、上記式から電動オイルポンプ１内で理論流量を求める。
【0032】
前記クリアランスは、図２のチップクリアランスδ２と、図３のサイドクリアランスδ３と、ボディクリアランスδ１とを含む。各クリアランスδ１，δ２，δ３は、ポンプ部２の製造時に測定を実施し、各測定データは、ポンプ部アッシを組み立てる際、図６のマイコン１９内のＥＥＰＲＯＭ２５に記憶される。各クリアランスδ１，δ２，δ３は、全数検査による測定であってもよく、抜き取り検査であってもよい。例えば、ロット毎にクリアランスのばらつきを把握できていればロット毎に抜き取り検査を行ってもよい。
【0033】
図５のポンプ部２の流量を補正する場合、実際にオイルを流したい流量に対して、漏れ流量分回転数を加算する。記憶したクリアランスδ１，δ２，δ３に油温、圧力を加味して演算することで、漏れ流量を以下のように求め得る。ここで図８は、ポンプ部の漏れ流量と圧力との関係を示す図である。同図のように、漏れ流量と圧力とは比例関係にあり、クリアランスの大小に応じて圧力に対する漏れ流量が変化する。
漏れ流量＝圧力×（チップクリアランス×ａ（Ｔ））＋サイドクリアランス×ｂ（Ｔ）＋ボディクリアランス×ｃ（Ｔ））
ａ，ｂ，ｃ：油温Ｔによる変数
漏れ流量＝圧力×（チップクリアランス×ａ（Ｔ））＋サイドクリアランス×ｂ（Ｔ）＋ボディクリアランス×ｃ（Ｔ））
ａ，ｂ，ｃ：油温Ｔによる変数
【0034】
図６のＥＥＰＲＯＭには、電流・圧力関係設定手段２９および温度関係設定手段３０が設けられている。電流・圧力関係設定手段２９は、図５の電流検出手段１５で検出された電流と圧力との関係を設定する。推定流量演算手段２６は、電流検出手段１５で検出された電流を、電流・圧力関係設定手段２９（図６）で設定された関係に照合して前記圧力を算出する。図９のように、ポンプ部の圧力はモータ電流に比例する傾向にあるが、温度依存性もある。このため、モータ部または制御部の温度に対するモータ電流値をマップ化しておき、モータ電流および温度からそのときの圧力を推定する。
【0035】
図６の温度関係設定手段３０は、図５の温度検出手段１８で検出された温度と油温との関係を設定する。推定流量演算手段２６は、温度検出手段１８で検出された温度を、図６の温度関係設定手段３０で設定された関係に照合して油温を推定する。
回転数補正手段２８は、理論流量を元にした指令回転数に、推定流量から算出される補正回転数を加算する。補正回転数、補正後回転数は、以下の式により求め得る。補正後回転数により所望の流量を得ることができる。
補正回転数＝漏れ流量／押しのけ容積
補正後回転数＝指令回転数＋補正回転数
回転数補正手段２８は、理論流量を元にした指令回転数に、推定流量から算出される補正回転数を加算する。補正回転数、補正後回転数は、以下の式により求め得る。補正後回転数により所望の流量を得ることができる。
補正回転数＝漏れ流量／押しのけ容積
補正後回転数＝指令回転数＋補正回転数
【0036】
＜作用効果＞
以上説明した図５の電動オイルポンプ１によると、推定流量演算手段２６は、クリアランス、油温、回転数、押しのけ容積および圧力に基づいてポンプ部２の推定流量を演算する。回転数補正手段２８は、回転数および押しのけ容積から演算される理論流量を元にした指令回転数に、前記推定流量から算出される補正回転数を加算する。この場合、従来技術のように出荷検査時にポンプ毎のデータを取得することなくポンプ部２の回転数を適切に補正することができる。このため、従来技術に対し、生産時間を短縮し得るうえ、モータ部３のモータ電流を不必要に高めなくて済むことから消費電力を低減し得る。これによりモータ部３の電源であるバッテリ等の消費を抑えることができる。
以上説明した図５の電動オイルポンプ１によると、推定流量演算手段２６は、クリアランス、油温、回転数、押しのけ容積および圧力に基づいてポンプ部２の推定流量を演算する。回転数補正手段２８は、回転数および押しのけ容積から演算される理論流量を元にした指令回転数に、前記推定流量から算出される補正回転数を加算する。この場合、従来技術のように出荷検査時にポンプ毎のデータを取得することなくポンプ部２の回転数を適切に補正することができる。このため、従来技術に対し、生産時間を短縮し得るうえ、モータ部３のモータ電流を不必要に高めなくて済むことから消費電力を低減し得る。これによりモータ部３の電源であるバッテリ等の消費を抑えることができる。
【0037】
モータ部等の温度を温度検出手段１８で検出して油温を推定するため、油温を直接測定する油温センサ等を用いるよりもコスト低減を図れる。モータ部３の電流を電流検出手段１５で検出して圧力を算出するため、モータ部３の圧力を直接測定する圧力センサ等を用いるよりもコスト低減を図れる。制御部４の基本構成で用いる既存の電流検出手段１５を用いて油温を推定しているため、部品点数の増加を抑え構造を簡素化できる。
【0038】
＜他の実施形態について＞
以下の説明においては、各実施形態で先行して説明している事項に対応している部分には同一の参照符号を付し、重複する説明を略する。構成の一部のみを説明している場合、構成の他の部分は、特に記載のない限り先行して説明している実施形態と同様とする。同一の構成は同一の作用効果を奏する。各実施形態で具体的に説明している部分の組合せばかりではなく、特に組合せに支障が生じなければ、実施形態同士を部分的に組合せることも可能である。
以下の説明においては、各実施形態で先行して説明している事項に対応している部分には同一の参照符号を付し、重複する説明を略する。構成の一部のみを説明している場合、構成の他の部分は、特に記載のない限り先行して説明している実施形態と同様とする。同一の構成は同一の作用効果を奏する。各実施形態で具体的に説明している部分の組合せばかりではなく、特に組合せに支障が生じなければ、実施形態同士を部分的に組合せることも可能である。
【0039】
制御部４は、電動オイルポンプ１の個体毎に前記クリアランスδ１，δ２，δ３を記憶してもよい。この場合、ポンプ部２の漏れ流量を精度よく求め得るため、推定流量をより精度よく演算することが可能となる。
【0040】
［第２の実施形態：ＰＱ特性記憶］
図１０のように、制御部４Ａの特徴構成として、マイコン１９Ａは、ＰＱ特性記憶手段３１と、理論流量演算手段３２と、回転数補正手段２８Ａとを備えた構成としてもよい。制御部４Ａの基本構成については、第１の実施形態と同様である。
理論流量演算手段３２は、上位制御手段であるＴＣＵ２０から入力インタフェース３３および入出力処理部３４を介して与えられた指令回転数に、押しのけ容積を乗じてポンプ部２の理論流量を演算する。理論流量演算手段３２において演算された理論流量は、後段のＰＱ特性記憶手段３１に与えられる。
図１０のように、制御部４Ａの特徴構成として、マイコン１９Ａは、ＰＱ特性記憶手段３１と、理論流量演算手段３２と、回転数補正手段２８Ａとを備えた構成としてもよい。制御部４Ａの基本構成については、第１の実施形態と同様である。
理論流量演算手段３２は、上位制御手段であるＴＣＵ２０から入力インタフェース３３および入出力処理部３４を介して与えられた指令回転数に、押しのけ容積を乗じてポンプ部２の理論流量を演算する。理論流量演算手段３２において演算された理論流量は、後段のＰＱ特性記憶手段３１に与えられる。
【0041】
ＰＱ特性記憶手段３１は、ポンプ部２の理論圧力と理論流量とのＰＱ特性３５を記憶する。ＰＱ特性記憶手段３１では、電動オイルポンプ１Ａの各油温に対するＰＱ特性３５を油温毎に事前に記憶しておく。ＰＱ特性記憶手段３１において、入力された理論流量およびＰＱ特性表から理論圧力をマップ演算する。前記油温は、温度検出手段１８で検出された温度を、温度関係設定手段３０で設定された関係に照合して推定される。
【0042】
回転数補正手段２８Ａは、理論流量を元にした指令回転数に、ポンプ部２の理論圧力と推定圧力との圧力差から算出される補正回転数を加算する。具体的には、回転数補正手段２８Ａは、補正回転数フィードバック演算部３６と、補正後回転数演算部３７と、回転数フィードバック制御部３８と、推定圧力マップ演算部３９とを有する。推定圧力マップ演算部３９は、電流検出手段１５で検出されるモータ電流と、温度検出手段１８で検出され換算された油温から、ポンプ部２の油温毎の推定圧力を演算する。
【0043】
補正回転数フィードバック演算部３６は、前記推定圧力と、マップ演算された前記理論圧力との圧力差から定められた関係に従って補正回転数を演算する。前記定められた関係は、試験およびシミュレーションのいずれか一方または両方により予め定められる。補正後回転数演算部３７は、入出力処理部３４からの指令回転数に前記補正回転数を加算して補正後指令回転数を演算する。回転数フィードバック制御部３８は、補正後指令回転数に対し、回転角検出手段１４で検出される回転角から算出される実回転数を追従させる回転数フィードバック制御を行い、ＰＷＭドライバ４０に指令電圧を与える。ＰＷＭドライバ４０は、与えられた指令電圧に従ってインバータ１６を駆動する。
【0044】
第２の実施形態の電動オイルポンプ１Ａによると、クリアランスを記憶する構成に比べ、電動オイルポンプ１台毎にクリアランスの調整を実施しなくてもよい。このため、生産時の調整時間がなくなり、従来技術よりも生産時間を短くすることができる。その他前述の実施形態と同様の作用効果を奏する。
【0045】
いずれかの実施形態において、図５、図１０のように制御部４、４Ａは、電動オイルポンプ１、１Ａが適用されるオートマチックトランスミッションの漏れ流量を記憶するアプリケーション漏れ流量記憶手段４１を有し、推定流量演算手段は、オートマチックトランスミッションの前記漏れ流量に基づいて、ポンプ部２の推定流量を補正してもよい。このように油圧アプリケーションであるオートマチックトランスミッションの漏れ流量に基づいて、ポンプ部２の推定流量を補正することで、ポンプ部２の回転数をきめ細かく且つ高精度に補正することができる。
【0046】
電動オイルポンプを、車両における、Ａ／Ｔギヤ以外の油圧作動機器に適用してもよい。
電動オイルポンプを、車両以外の産業機械等に適用してもよい。
モータ部として、例えば、ブラシを用いたＤＣモータ、永久磁石を用いないリラクタンスモータ、あるいは誘導モータ等を適用することもできる。
ポンプ部として、外接ギヤポンプ、ベーンポンプ、ピストンポンプ等を適用してもよい。
出力軸とポンプ部との間に減速機が設けられてもよい。この場合、減速機の減速比を加味した各演算が行われる。
回転角検出手段として、光学式エンコーダまたはレゾルバ等を適用してもよい。
温度検出手段をモータ部のステータに設けてもよい。
電動オイルポンプを、車両以外の産業機械等に適用してもよい。
モータ部として、例えば、ブラシを用いたＤＣモータ、永久磁石を用いないリラクタンスモータ、あるいは誘導モータ等を適用することもできる。
ポンプ部として、外接ギヤポンプ、ベーンポンプ、ピストンポンプ等を適用してもよい。
出力軸とポンプ部との間に減速機が設けられてもよい。この場合、減速機の減速比を加味した各演算が行われる。
回転角検出手段として、光学式エンコーダまたはレゾルバ等を適用してもよい。
温度検出手段をモータ部のステータに設けてもよい。
【0047】
第１の実施形態では、チップクリアランス、サイドクリアランスおよびボディクリアランスを全て加味して漏れ流量を演算しているが、この演算に限定されるものではない。クリアランスとして、チップクリアランス、サイドクリアランスおよびボディクリアランスの少なくともいずれか１つを用いて漏れ流量を演算してもよいし、各クリアランスのうち漏れ流量の影響度に応じた係数を各クリアランスに乗じる等の演算を行ってもよい。
【0048】
以上、本発明の実施形態を説明したが、今回開示された実施形態はすべての点で例示であって制限的なものではない。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が意図される。
【符号の説明】
【0049】
１，１Ａ…電動オイルポンプ、２…ポンプ部、３…モータ部、４，４Ａ…制御部、１８…温度検出手段、２６…推定流量演算手段、２７…理論流量演算手段、２８，２８Ａ…回転数補正手段、２９…電流・圧力関係設定手段、３０…温度関係設定手段、３１…ＰＱ特性記憶手段、３２…理論流量演算手段、４１…アプリケーション漏れ流量記憶手段
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】