(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
インナーロータとアウターロータとの回転によって、吸入口からオイルを吸い上げるポンプ室吸入側と、吐出口へオイルを圧送するポンプ室吐出側とを有する回転式容積変化ポンプを有し、
前記回転式容積変化ポンプをモータにより動作させる電動オイルポンプと、前記モータを制御する電動オイルポンプコントローラと、を備え、
前記電動オイルポンプコントローラは、前記電動オイルポンプを停止させるときに、前記回転式容積変化ポンプを一旦停止させた後、オイル供給時の回転方向と逆方向に所定の角度だけ回転させてから停止させて、前記回転式容積ポンプのポンプ室吸入側の負圧を低減又は解消することを特徴とするオイル供給装置。
【請求項２】
前記回転式容積変化ポンプをオイル供給時の回転方向と逆方向に回転させる所定の角度が、前記インナーロータについて３６０度であることを特徴とする請求項１に記載のオイル供給装置。
【請求項３】
前記回転式容積変化ポンプを用いて供給されるオイルの動粘度が１０００ｍｍ２／ｓ以上であることを特徴とする請求項１又は請求項２のいずれかに記載のオイル供給装置。
【請求項４】
インナーロータとアウターロータとの回転によって、吸入口からオイルを吸い上げるポンプ室吸入側と、吐出口へオイルを圧送するポンプ室吐出側とを有する回転式容積変化ポンプをモータにより動作させる電動オイルポンプを停止させるときに、前記回転式容積変化ポンプを一旦停止させた後、オイル供給時の回転方向と逆方向に所定の角度だけ回転させてから停止させるように前記モータを制御することによって前記回転式容積ポンプのポンプ室吸入側の負圧を低減又は解消することを特徴とする電動オイルポンプの制御方法。
【請求項５】
前記回転式容積変化ポンプをオイル供給時の回転方向と逆方向に回転させる所定の角度が、前記インナーロータについて３６０度であることを特徴とする請求項４に記載の電動オイルポンプの制御方法。
【請求項６】
前記回転式容積変化ポンプを用いて供給されるオイルの動粘度が１０００ｍｍ２／ｓ以上であることを特徴とする請求項４又は請求項５のいずれかに記載の電動オイルポンプの制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電動オイルポンプを停止させる時にポンプ室内に生じる負圧を低減又は解消するオイル供給装置及び電動オイルポンプの制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ハイブリッド自動車のモータや発電機等を冷却するのに用いられるオイル供給装置には、電動オイルポンプが用いられており、その電動オイルポンプとしては、回転式容積変化ポンプが広く使用されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
回転容積変化ポンプの動作については、特許文献２に記載されているので、図を用いて簡単に説明する。図４は、回転式容積変化ポンプの動作を説明するための動作図であって、（ａ），（ｂ），（ｃ），（ｄ），（ｅ）の順にロータが回転する。ここでは、オイル４０の吸入、圧縮、吐出からなる工程を一つのポンプ室にて例示し、オイルが満たされた領域を斜線で示している。
【０００４】
回転式容積変化ポンプ２０は、歯数の異なるインナーロータ２１とアウターロータ２２とを備え、インナーロータ２１が外歯車、アウターロータ２２が内歯車であって、それぞれの歯形がトロコイド曲線によって形成された構造をしている。なお、図４ではインナーロータ２１の歯数が４本、アウターロータ２２の歯数が５本になっているが、これは例示に過ぎず、歯数については様々なものがある。そして、アウターロータ２２は外接を図示していない円形のケーシングに収容され、インナーロータ２１とアウターロータ２２のそれぞれの中心は一致せず、一定の偏心を設けた構成になっている。このような構成でインナーロータ２１に回転が与えられると、アウターロータ２２が同一方向に遅れをもって回転する。図４では、矢印で示す通り、時計回りに回転するものを例示している。
【０００５】
そして、インナーロータ２１とアウターロータ２２が回転するにつれて、両歯車の距離の近いところでは歯車が噛み合い、両歯車の距離の遠いところでは隙間が形成されることになる。そして、このような動きによって、隙間が広がったり縮まったりすることで、オイル４０を強制的に隙間に吸い込んだり、隙間から吐出したりしてポンプ作用をなす。
【０００６】
図４では、インナーロータ２１及びアウターロータ２２が時計回りに回転することにより、図４（ａ）に示すように、ポンプ室吸入側３１からオイル４０を吸入し始め、さらに回転することにより図４（ｂ）に示すようにオイル４０をさらに吸入する。
【０００７】
次に、図４（ｃ）では、オイル４０が最大に吸入された状態で、そこから図４（ｄ）以降の圧縮工程に入る。そうして、最終的に図４（ｅ）に示すように、ポンプ室吐出側３３からオイル４０が吐出されて、被冷却機器に向かって圧送されることになる。
【０００８】
このような回転式容積変化ポンプ２０は、ブラシレスＤＣモータ等がインナーロータ２１を回転させることで駆動される。そして、そのモータの動作は、上位コントローラからの指令に応じる電動オイルポンプコントローラによって制御される構成になっている（例えば、特許文献１参照）。
【０００９】
回転式容積変化ポンプ２０を使用する場合、ポンプ室吸入側３１においては、オイル４０を吸入することによってポンプ室内に負圧が生じる。特に、油温低温時にはオイル４０の粘性が高くなり吸入されにくくなるので、より一層高い負圧が発生する。
【００１０】
そのように、ポンプ室内の負圧が高い状況のときに、回転式容積変化ポンプ２０を停止すると、負圧の影響でポンプ室内にエアーが入り込むことがある。経験的には、オイル動粘度が約１０００ｍｍ２／ｓ以上のとき、大気圧から３０ｋＰａ程度低下した状態になり、ポンプ室内にシール部からエアーが入り込むことが確認されている。そして、ポンプ室内にエアーが入り込んだ状態でポンプを再始動すると、オイル４０の油温が十分に上がりオイル動粘度が下がるまでは、オイル４０の供給や循環を円滑に行うことが難しくなる。
【００１１】
このような状況が起こりやすい実例としては、駐車した車両が低温下に長時間晒された後、エンジンを始動し、直ぐにエンジンを停止した場合というのが挙げられる。具体的には、寒冷地などで車両を一晩外気に晒した後、早朝、エンジンを始動し、十分にエンジンが温められる前にエンジンを停止するような状況である。なお、一般的にはエンジンの始動・停止に合わせて電動オイルポンプも始動・停止するものと考える。
【００１２】
このような状況では、まず、車両が一晩外気に晒されていたことから、オイルは常温時に比べ粘度が高い状態になっている。そうすると、エンジンを始動したときに、オイルがスムーズに吸入されにくいため、ポンプ室吸入側は、常温時に比べて大きな負圧が発生することになる。そのような負圧がかかった状態でエンジンを停止すると、ポンプ室吸入側に大気圧に比べ過度に低い圧力がかかることになり、場合によってはエアーがポンプ室吸入側に入り込むことになるのである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１３】
【特許文献１】特開２０１４−１３１４５３号公報
【特許文献２】特開２００２−３３９８７４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
斯かる事情に鑑み、本発明は、電動オイルポンプの停止時にポンプ室内の負圧を低減又は解消して、ポンプ室内にエアーが入り込むのを防止することで、オイルの供給や循環を円滑に行うことができるオイル供給装置及び電動オイルポンプの制御方法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】
【００１５】
上記の目的を達成するために、本発明のオイル供給装置は、インナーロータとアウターロータとを備える回転式容積変化ポンプをモータにより動作させる電動オイルポンプと、その電動オイルポンプを停止させるときに、前記回転式容積変化ポンプを一旦停止させた後、オイル供給時の回転方向と逆方向に所定の角度だけ回転させてから停止させるようにモータを制御する電動オイルポンプコントローラと、を有するものである。
【００１６】
また、本発明の電動オイルポンプの制御方法は、インナーロータとアウターロータとを備える回転式容積変化ポンプをモータにより動作させる電動オイルポンプを停止させるときに、その回転式容積変化ポンプを一旦停止させた後、オイル供給時の回転方向と逆方向に所定の角度だけ回転させてから停止させるようにモータを制御するものである。
【００１７】
ここで、このようなオイル供給装置及び電動オイルポンプの制御方法において、回転式容積変化ポンプをオイル供給時の回転方向と逆方向に回転させる所定の角度は、インナーロータについて３６０度にするとよい。また、回転式容積変化ポンプを用いて供給されるオイルの動粘度が１０００ｍｍ２／ｓ以上であることにしてもよい。
【発明の効果】
【００１８】
本発明のオイル供給装置及び電動オイルポンプの制御方法を用いると、電動オイルポンプの停止時に回転式容積変化ポンプのポンプ室内の負圧が高い状態を回避して、ポンプ室吸入側にエアーが入ることを防ぐことができるので、その後、電動オイルポンプを起動したときに、起動直後から十分なオイルを円滑に供給することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明のオイル供給装置のブロック図である。
【図２】電動オイルポンプの簡略図であって、内部構造が分かるように示したものである。
【図３】電動オイルポンプコントローラによるモータの制御フロー図である。
【図４】回転式容積変化ポンプの動作を説明するための動作図であって、（ａ），（ｂ），（ｃ），（ｄ），（ｅ）の順にロータが回転する。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明の実施の形態を、添付図面を参照して説明する。
【００２１】
図１は、本発明のオイル供給装置１０のブロック図である。また、図２は、電動オイルポンプの簡略図であって、内部構造が分かるように示したものである。本発明のオイル供給装置１０は、冷却用のオイル４０を循環させることにより、電動モータや発電機等の被冷却機器１７を冷却するものである。このオイル供給装置１０は、回転式容積変化ポンプ２０と、それを動作させるモータ１２とを備える電動オイルポンプ１１を有している。
【００２２】
回転式容積変化ポンプ２０は、従来の回転式容積変化ポンプと同様に、インナーロータ２１が外歯車、アウターロータ２２が内歯車で、それぞれの歯形がトロコイド曲線によって形成された構造をしている。そして、アウターロータ２２は外接を円形のケーシングに収容され、インナーロータ２１とアウターロータ２２のそれぞれの中心は一致せず、一定の偏心を設けたものである。そして、インナーロータ２１とアウターロータ２２との隙間がポンプ室内となり、それぞれが回転することでポンプ室内の隙間が広がったり縮まったりして、ポンプ作用をなす。ここで、インナーロータ２１とアウターロータ２２の回転によって、隙間が広がる箇所がポンプ室吸入側３１となり、隙間が縮まる箇所がポンプ室吐出側３３となる。なお、ポンプ室吸入側３１とポンプ室吐出側３３とは、図２において、それぞれ太線で囲んだ箇所である。
【００２３】
回転式容積変化ポンプ２０は、オイルパン１５の油だまりに溜められている冷却用のオイル４０を吸入口３０から吸い上げ、吐出口３２からオイルクーラー１６を介して電動モータや発電機等の被冷却機器１７に冷却用のオイル４０を圧送する。なお、オイルクーラー１６は、通過するオイル４０の熱を放散するものである。そして、被冷却機器１７を冷却したオイル４０は、オイルパン１５に戻される構成になっている。
【００２４】
回転式容積変化ポンプ２０の動作は、モータ１２の動きをインナーロータ２１に伝達することにより行われ、モータ１２の動作は電動オイルポンプコントローラ１３によって制御される。そして、この電動オイルポンプコントローラ１３に制御信号を送るのが上位コントローラ１４となっている。
【００２５】
このような電動オイルポンプ１１を停止する場合、回転式容積変化ポンプ２０のポンプ室吸入側３１に負圧が生じる。そして、上記の通り、この負圧が大きくなると、ポンプ室内にエアーが入ってしまうことが有り得る。特にオイル粘度が高い場合（例えばオイル動粘度が約１０００ｍｍ２／ｓ以上のような場合）は、オイルが吸入されにくい為、負圧が大きくなりやすくこのような現象が起こりやすくなることが分かっている。
【００２６】
そこで、本発明では、電動オイルポンプ１１を停止させる前に、回転式容積変化ポンプ２０を所定の角度だけ逆回転させて負圧を低減又は解消し、エアーがポンプ室内に入ることを防止することとしている。このようなモータ１２の制御は、電動オイルポンプコントローラ１３によって行われる。そこで、電動オイルポンプコントローラ１３によるモータ１２の制御工程を図を用いて以下に説明する。図３は電動オイルポンプコントローラ１３によるモータ１２の制御フロー図である。
【００２７】
まず、スタートのステップＳ１０は、車両のエンジンを掛けたりして、電源を入れる作業である。
【００２８】
次に、ステップＳ１１において、電動オイルポンプコントローラ１３がモータ制御信号を受信する。そして、ステップＳ１２において、受信した制御信号が変化したか否かを判定する。
【００２９】
ステップＳ１２において制御信号が変化しない場合は、そのままの状態を保持して再度制御信号の受信を待つことになる。ステップＳ１２において制御信号が変化した場合は、ステップＳ１３に進んで、その制御信号が動作か否かを判断する。
【００３０】
ステップＳ１３において制御信号が動作の場合は、ステップＳ１４に進んでモータ１２を正回転させる。ステップＳ１３において制御信号が動作でない場合、つまり停止の場合は、ステップＳ１５に進んで一旦モータ１２を停止し、更にステップＳ１６に進んでモータ１２を一定回転分逆回転させることでポンプ室内の負圧を解消し、最終的にステップＳ１７に進んでモータ１２を完全に停止させる。なお、負圧を解消するのに必要な逆回転の角度は、当然オイル粘度やロータの形状等の様々な要因に依存することになるので、その都度変化することになる。しかし、過度な負圧の発生を抑制するためには、インナーロータ２１を３６０度だけ逆回転させれば十分な効果が得られると考えられる。
【００３１】
従来の装置では、停止の制御信号を受信すれば、直ぐにモータを停止するのが普通であるが、本発明では、上記のとおり、制御信号が動作でなくなった後に、常に、モータを一旦停止させ、逆回転後、モータを完全に停止させるという工程を行うところに特徴がある。もし、ポンプ室内の負圧の大きさに応じて逆回転させるか否かを決定しようとすると、油圧を測定しなければならないため、そのための装置を別途設ける必要がある。しかし、本発明では、常にモータを逆回転させることとし、かつ、その逆回転の角度を十分な効果が得られつつ、オイル循環に悪影響を与えない範囲で予め決定しておくことで、余分な装置を設けなくても、十分な効果を奏することができるものである。
【００３２】
こうして、負圧を低減又は解消することでエアーが入ることを防ぐことができれば、再始動した時には、ポンプ室内がオイルで満たされた状態になっているので、油温が十分に上昇しオイル動粘度が下がる前であっても、オイルが十分に循環され、円滑なオイル吐出を行うことができるという効果を奏することができる。
【００３３】
なお、本発明の構成は、冷却に用いられるオイルポンプだけでなく、粘度が高い流体を供給・循環する装置についても、広く利用することが可能である。
【符号の説明】
【００３４】
１０ オイル供給装置
１１ 電動オイルポンプ
１２ モータ
１３ 電動オイルポンプコントローラ
１４ 上位コントローラ
２０ 回転式容積変化ポンプ
２１ インナーロータ
２２ アウターロータ
３０ 吸入口
３１ ポンプ室吸入側
３２ 吐出口
３３ ポンプ室吐出側
４０ オイル
【図１】
0006570878.tif 000002
【図２】
0006570878.tif 000003
【図３】
0006570878.tif 000004
【図４】
0006570878.tif 000005