(57)【要約】【課題】  他の制御装置からの駆動指示を必要とせず自立駆動が可能な電動ポンプの制御を行うことができる流体供給システムを提供する。【解決手段】  ポンプ部１１は、モータ部１２からの駆動力により一方向に回転すると共に、機械式ポンプ２から供給される流体の圧力によりモータ部１２と共に他方向に回転し、制御部１３は、モータ部１２の回転状態を検出すると共に、ポンプ部１１の他方向の回転に伴うモータ部１２の回転状態に基づき、モータ部１２を制御する。【選択図】  図４
2017044104.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両のエンジンの動作に連動して駆動が成され、被駆動装置に対して流体を供給する機械式ポンプと、
該機械式ポンプとは独立した駆動が成され、前記被駆動装置に対して流体を供給する電動ポンプと、
前記電動ポンプは流体を吸入及び吐出すると共に、可逆的に回転するポンプ部と、
前記ポンプ部に連結され、可逆的に回転するモータ部と、
前記モータ部を制御する制御部とを備え、
前記ポンプ部は、前記モータ部からの駆動力により一方向に回転すると共に、前記機械式ポンプから供給される流体の圧力により前記モータ部と共に他方向に回転し、
前記制御部は、前記モータ部の回転状態を検出すると共に、前記ポンプ部の他方向の回転に伴う前記モータ部の回転状態に基づき、前記モータ部を制御する流体供給システム。
【請求項２】
前記制御部は、前記モータ部に駆動指示していないとき、流体圧力によって回転される前記電動ポンプの回転数が予め定められた第１回転数より小さく、前記電動ポンプの電流が予め定められた第１電流より小さいときに前記モータ部に駆動指示がなされる請求項１に記載の流体供給システム。
【請求項３】
前記制御部は、前記モータ部に駆動指示しているとき、流体圧力によって回転される前記電動ポンプの回転数が予め定められた第２回転数以上であり、前記電動ポンプの電流が予め定められた第２電流以上であるときに前記モータ部に停止指示がなされる請求項２に記載の流体供給システム。
【請求項４】
前記電動ポンプは前記被駆動装置と前記機械式ポンプとを接続する流体供給路から分岐して配設され、前記流体供給路の分岐部分と前記電動ポンプとの間に配設されたオリフィスを有し、
前記機械式ポンプが作動する際は前記被駆動装置に流体を供給すると共に、前記電動ポンプの前記ポンプ部に前記オリフィスを介し流体を供給する請求項１から３の何れか一項に記載の流体供給システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は電動ポンプを有する流体供給システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
車両の低燃費化を目的として、車両の走行停止時にエンジンを停止するアイドルストップ機能を備えた車両が普及しつつある。従来のアイドルストップ機能に用いられる流体供給システムは、車両が停車等した時にエンジンが停止し、エンジンの駆動と連動する機械式ポンプとは別に電動ポンプを用いて油圧を発生させることにより、エンジンの駆動力を変速装置につなぐためのクラッチの係合を保持する。これにより、エンジンが再始動する際に、クラッチを円滑に係合させて、発進性の悪化や、クラッチ係合時のショックの発生を回避している。
【０００３】
特許文献１には、車両状態を管理する車両制御用ＥＣＵにより制御されるエンジンと、そのエンジンの動作に連動し、油圧を発生する機械式オイルポンプと、エンジンと同期回転する機械式オイルポンプが停止したときの補助油圧を発生し、車両制御用ＥＣＵにより制御される電動ポンプを備える流体供給システムが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１１−１７９４０８号公報  （図１）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１の流体供給システムでは、電動ポンプの制御は車両制御用ＥＣＵからの信号（情報）を必要とする。このため、車両制御用ＥＣＵから電動ポンプへの通信時間を必要とし、応答性が低下する要因となっていた。また、車両制御用ＥＣＵと電動ポンプとを接続する配線等が必要となる等、電動ポンプの搭載位置が制約される要因となっていた。
【０００６】
そこで、本発明は上記実情に鑑みてなされたものであって、他の制御装置からの駆動指示を必要とせず自立駆動が可能な電動ポンプの制御を行うことができる流体供給システム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】
【０００７】
本発明による流体供給システムの特徴構成は、車両のエンジンの動作に連動して駆動が成され、被駆動装置に対して流体を供給する機械式ポンプと、該機械式ポンプとは独立した駆動が成され、前記被駆動装置に対して流体を供給する電動ポンプと、前記電動ポンプは流体を吸入及び吐出すると共に、可逆的に回転するポンプ部と、前記ポンプ部に連結され、可逆的に回転するモータ部と、前記モータ部を制御する制御部とを備え、前記ポンプ部は、前記モータ部からの駆動力により一方向に回転すると共に、前記機械式ポンプから供給される流体の圧力により前記モータ部と共に他方向に回転し、前記制御部は、前記モータ部の回転状態を検出すると共に、前記ポンプ部の他方向の回転に伴う前記モータ部の回転状態に基づき、前記モータ部を制御する点にある。
【０００８】
本構成であれば、機械式ポンプが供給する流体圧力によりポンプ部が回転され、さらにポンプ部の回転と共にモータ部も回転されるので、機械式ポンプの駆動状態をモータ部から検出することできる。これにより、機械式ポンプの駆動状態に合わせて電動ポンプの制御ができるので、従来必要とされた他の制御装置（例えば車両制御用ＥＣＵ）から電動ポンプの駆動に関わる情報を電動ポンプに送る必要をなくすことができる。さらに、情報の通信及び、受信した情報の処理にかかる時間を削減でき、電動ポンプの応答性を向上させることができる。また、離れた位置に配置される車両制御用ＥＣＵと電動ポンプとを電気的に接続する必要がないので、配線経路を確保する必要がなく、電動ポンプの搭載位置の自由度を向上することができる。
【０００９】
本発明の他の特徴構成は、前記モータ部は双方向に回転する点にある。
【００１０】
本構成により、機械式ポンプから供給される流体によりポンプ部が回転される場合と、電気的に駆動し、ポンプ部が回転する場合に、回転方向を分けることができる。これにより、回転方向によって機械式ポンプの駆動状態を判断できるため、回転状態の検出精度を向上させることができる。
【００１１】
本発明の他の特徴構成は、前記制御部は、前記モータ部に駆動指示していないとき、流体圧力によって回転される前記電動ポンプの回転数が予め定められた第１回転数より小さく、前記電動ポンプの電流が予め定められた第１電流より小さいときに前記モータ部に駆動指示がなされる点にある。
【００１２】
本構成により、被駆動装置への流体の供給不足を防ぐことができる。また、回転数と電流の２つの情報により制御することで、より精度の高いタイミングでモータ部への動作指示をすることができる。
【００１３】
本発明の他の特徴構成は、前記制御部は、前記モータ部に駆動指示しているとき、流体圧力によって回転される前記電動ポンプの回転数が予め定められた第２回転数以上であり、前記電動ポンプの電流が予め定められた第２電流以上であるときに前記モータ部に停止指示がなされる点にある。
【００１４】
本構成により、モータ部への通電を適切なタイミングで終了させ、無駄な消費電力を抑えることができる。また、回転数と電流の２つの情報により制御することで、より精度の高いタイミングでモータ部への停止指示を行うことができる。
【００１５】
本発明の他の特徴構成は、前記電動ポンプは前記被駆動装置と前記機械式ポンプとを接続する流体供給路から分岐して配設され、前記流体供給路の分岐部分と前記電動ポンプとの間に配設されたオリフィスを有し、前記機械式ポンプが作動する際は前記被駆動装置に流体を供給すると共に、前記電動ポンプの前記ポンプ部に前記オリフィスを介し流体を供給する点にある。
【００１６】
本構成により、機械式ポンプからポンプ部に分岐し供給する流体の流量を制限するため、本来必要とされる被駆動装置への供給不足を防ぎつつ、ポンプ部に流体を分岐供給することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本実施形態における流体供給システムの構成を示す説明図である。
【図２】図１におけるエンジンの作動状態を示す説明図である。
【図３】図１におけるエンジンの停止状態（電動ポンプ起動状態）を示す説明図である。
【図４】図１に示す制御部の処理を説明するフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下に本発明の実施形態について図面に基づき説明する。
【００１９】
図１に示すように、車両用の流体の供給を行う流体供給システムＡでは、流体の一例としてオイルを使用し、オイルパン１に貯留されたオイルが機械式ポンプ２を通じて汲み上げられる。機械式ポンプ２は、エンジン３を駆動源として動作し、オイルパン１から汲み上げたオイルを加圧するとともに、この加圧したオイルを被駆動装置９（例えば変速装置）に供給される。すなわち、この流体供給システムＡでは、エンジン３が駆動しているとき、機械式ポンプ２の動作に連動して変速装置９にオイルが供給される。
【００２０】
また、機械式ポンプ２と変速装置９とを接続する主油路Ｌ１の途中には補助油路Ｌ２が接続されており、この補助油路Ｌ２の途中に電動ポンプ１０が設けられている。この電動ポンプ１０は、吸入と吐出を行うポンプ部１１と、ポンプ部１１を駆動させるモータ部１２と、モータ部１２への通電を行うことでモータ部１２を制御する制御部１３とを有し、制御部１３はモータ部１２の電流及び、回転数を検出する。この電動ポンプ１０は、モータ部１２の駆動-を通じてポンプ部１１を動作させることで、オイルパン１からオイルを汲み上げるとともにオイルを加圧し、この加圧したオイルは補助油路Ｌ２を通じて、主油路Ｌ１を介し変速装置９に供給される。この流体供給システムＡでは、エンジン３を自動停止させている期間、機械式ポンプ２の代わりに電動ポンプ１０が動作することで変速装置９にオイルを供給することが可能となっている。ここで、通常補助油路Ｌ２の途中には、主油路Ｌ１からのオイルの逆流を防止するために逆止弁４が設けられている。本発明の流体供給システムＡでは逆止弁４の中の弁体４ａにオリフィス４ｂを設けることで、機械式ポンプ２から圧送されたオイルは補助油路Ｌ２を介し電動ポンプ１０側へも流入できる構成としている。またこのオリフィス４ｂは、主油路Ｌ１から補助油路Ｌ２へオイルが流れる際、変速装置９に本来供給される油圧が不足することを防ぐ為に設けられている。
【００２１】
この流体供給システムＡには、主油路Ｌ１内のオイルの油圧を検出する油圧センサ７、及びその温度を検出する温度センサ８が設けられている。そして、夫々のセンサの出力は、車両のアイドルストップ機能を統括的に実行する車両制御用ＥＣＵ６に取り込まれている。車両制御用ＥＣＵ６は、車両に搭載された各種センサ（図示せず）を通じて検出される車両の状態量、例えば車速やアクセル開度などに基づいて車両が一時停止していることを検知すると、エンジン３を一時的に停止させる。そして、エンジン３を一時的に停止させている期間、油圧センサ８を通じて油圧を監視し、オイルの油圧が目標油圧値以上であるか否かを判断する。なお、目標油圧値は、変速装置９によるショックを抑制すべく、変速装置９に供給する必要のある油圧値以上に設定される。そして、機械式ポンプ２から圧送されるオイルによる油圧が目標値よりも小さくなった場合には、電動ポンプ１０が起動することで目標油圧以上となるように油圧を発生させる。また、車両制御用ＥＣＵ６は、エンジン３を一時的に停止させている期間、運転者による車両発進操作が行われたことを検知した場合、エンジン３を再始動させる。ここで、エンジン３の起動を電動ポンプ１０が感知し、電動ポンプ１０の起動は停止される。
【００２２】
次に、電動ポンプ１０について詳述する。
【００２３】
電動オイルポンプは、前述の通りポンプ部１１と、モータ部１２と、制御部１３とを備えている。
【００２４】
ポンプ部１１は、例えばインナーロータ（図示せず）とアウターロータ（図示せず）からなるトロコイド式のロータセットからなり、インナーロータとモータ部１２内のモータロータ（図示せず）を同期回転させるため、インナーロータとモータロータとを同期回転させる回転軸（例えば図示しないシャフト）により連結される。ポンプ部１１からの吸入、及び吐出は、モータロータからの駆動力によりポンプ部１１が回転することでなされる。
【００２５】
モータ部１２はブラシレスモータからなり、ロータの磁極位置を検出するためのセンサを有しないセンサレスタイプのモータである。ブラシレスモータは永久磁石を有するモータロータと、３相（Ｕ、Ｖ、Ｗ）夫々に対応するコイルＵ、Ｖ、Ｗがモータロータの回転方向に順に巻装されているステータ（図示せず）とを備えている。各相のコイルＵ、Ｖ、Ｗは、一端がモータ端子を介して制御部１３に接続され、他端がお互いに共有接続されている。
【００２６】
制御部１３は、モータ部１２に接続されおり、モータ部１２への通電のオン／オフを行うことで通電時はモータ部１２のモータロータを回転させることができる。また制御部１３は、機械式ポンプ２からの油圧により電動ポンプ１０のポンプ部１１が回転させられることで、モータ部１２内のモータロータが回転し、誘起電流が発生することで電流を検出することができる。ここで、検出された電流を基に所定のマップ情報を用いて、ポンプ部１１の回転数を公知の方法（例えば特開２００４−２９７９０１公報）により算出することができ、予め電動ポンプ１０に定めた性能マップに照らすことで、オイルの温度や流量を算出することができる。この算出された温度や流量を電動ポンプ１０の起動条件に使用することで、さらに精度の高い起動を成すことができる。また、これらの算出された値を基に、例えば制御部１３はオイルが高温時や低温時等のときに、モータ部１２への通電量や周期を変更させる等、起動方法を変更させることもできる。
【００２７】
次に、電動ポンプ１０の起動と停止までの流れを図２、図３を用い詳述する。
【００２８】
まず、図２に示すように、エンジン３が起動中、つまり電動ポンプ１０が起動されていない場合について図２を用いて説明する。
【００２９】
車両制御ＥＣＵ６により、エンジン３の起動指示が成されエンジン３が起動しているときは、エンジン３により駆動される機械式ポンプ２により図２に示すように変速装置９と、オリフィス４ｂを介して補助油路Ｌ２の方向へオイルが供給される。これにより、電動ポンプ１０のポンプ部１１がオイルにより回転駆動されることになる。ここで、ポンプ部１１と同期回転するモータ部１２内のモータロータが回転することで誘起電流が発生し、制御部１３にて電流の検出が成される。さらに、電流の検出と共に制御部１３にて所定のマップ情報により回転数の検出も成される。このときに検出された電流を電動ポンプ電流Ｉ、回転数を電動ポンプ回転数Ｎとする。ここで、通常エンジン３が起動している期間に機械式ポンプ２から発生される油圧や流量は、電動ポンプ１０から発生される油圧や流量に比べ必ず大きい関係にあるため、エンジン３が起動中に電動ポンプ１０が電気的に駆動をしようとしても、機械式ポンプ２からの油圧により、電動ポンプ１０が電気的に駆動することができない。つまり、エンジン３起動中は電動ポンプ１０が電気的に駆動することはない。ここで、電気的に駆動されるというのは、制御部１３よりモータ部１２への通電が行われ、モータ部１２は電気を駆動源とし回転するということを意味し、以後の説明の中で特に定めないときは制御部１３からモータ部１２へ通電し駆動することを電気的に駆動するものと定義する。
【００３０】
次に、エンジン３が停止して、電動ポンプ１０が起動するまでの流れについて図３を用いて説明する。
【００３１】
エンジン３が停止するときは前述の通り、車両制御用ＥＣＵ６により一時停止され、それと同時に機械式ポンプ２も停止する。このとき、機械式ポンプ２から圧送されるオイルは機械式ポンプ２の停止に伴い低下していき、ポンプ１１を通過するオイルも低下していく。これと同時に、圧送されたオイルにより非駆動時に回転していた電動ポンプ回転数Ｎも低下していき、やがて停止しようとする。そこで、電動ポンプ回転数Ｎが予め定められた回転数Ｎ１を下回ると制御部１３によりモータ部１２へ駆動指示が成され、電動ポンプ１０は電気的に駆動される。電動ポンプ１０が電気的に駆動されると図３に示すように、弁体４ａを油圧により開弁し、変速装置９への吐出が成される。
【００３２】
最後に、エンジン３の再起動、つまり電動ポンプ１０の起動が停止されるまでの流れについて説明する。
【００３３】
エンジン３が上述のとおり一度停止し、再起動するときは、車両制御用ＥＣＵ６により、エンジン３の起動指示がなされ、エンジン３は再起動する。このとき、停止していた機械式ポンプ２もエンジン３の起動に合わせ再駆動し、機械式ポンプ２から変速装置９への油圧の供給を再開する。ここで、機械式ポンプ２が再駆動することにより機械式ポンプ２から圧送されるオイルが非駆動時にポンプ部１１に流入することで、電気的に駆動が成されていたポンプ部１１は回転し難くなり、やがて回転できなくなる。このとき、予め定められた回転数Ｎ２よりも電動ポンプ回転数Ｎが下回ることにより、制御部１３から成されていた駆動指示を停止する処理が行われる。これにより、電動ポンプ１０は電気的な駆動が終了する。
【００３４】
上述した内容を基に、電動ポンプ１０の制御部１３が行う処理内容を具体的に説明したフローチャートである図４を用いて詳述する。
【００３５】
ここで前提条件として、機械式ポンプ２により圧送されたオイルにより回転するポンプ部１１の回転方向と、電気的に駆動するポンプ部１１の回転方向は夫々異なるので、算出された電動ポンプ１０の回転数は絶対値を用いる。また、電動ポンプ１０に予め定められた回転数Ｎ１、回転数Ｎ２、及び電流Ｉ１、電流Ｉ２が規定され、回転数Ｎ１と回転数Ｎ２、及び電流Ｉ１とＩ２夫々の大小関係は特に定めず、回転数Ｎ１と電流Ｉ１は電動ポンプ１０の電気的な駆動指示がない場合に用いられ、また、回転数Ｎ２と電流Ｉ２は電気的な駆動指示がある場合に用いられるものとする。
【００３６】
エンジン３起動時は、機械式ポンプ２から圧送されるオイルによりポンプ部１１は非駆動の状態で回転し、エンジン３が停止時は、電気的に駆動がなされることでポンプ部１１は回転するので、所定の条件下にてモータロータは回転する状態となる。このモータロータが回転する状態のステップをスタートＳ０００とすると、制御部１３は、モータロータが回転することにより発生する電動ポンプ電流Ｉの検出処理を行うステップＳ１００を実行する。ここで、モータ部１２の電流と回転数の関係より、公知の方法により回転数を算出できるので、電動ポンプ回転数Ｎの検出処理を行ステップＳ１１０が実行される。さらに、電動ポンプ１０に駆動指示が出ているかどうかの判断がステップＳ１２０にて実行される。
【００３７】
ステップＳ１２０にて電動ポンプ１０が電気的に駆動されていない場合、ステップＳ１３０へと移行し、ステップＳ１００とステップＳ１１０にて算出した電動ポンプ回転数Ｎと電動ポンプ電流Ｉと、予め制御部１３に定められた回転数Ｎ１と電流Ｉ１との比較が実行される。ここで、電動ポンプ回転数Ｎ＜回転数Ｎ１であり、電動ポンプ電流Ｉ＜電流Ｉ１を満足するとき、ステップＳ１４０へと移行し、電動ポンプ１０は電気的に駆動がなされ、モータロータが回転（ステップＳ０００へリターン）する。また、電動ポンプ回転数Ｎ＜回転数Ｎ１であり、電動ポンプ電流Ｉ＜電流Ｉ１を満足しないとき、再度ステップＳ０００へリターンし、各フローを再実行する。                                      
【００３８】
ステップＳ１２０にて電動ポンプ１０が電気的に駆動されている場合、ステップＳ１２１へと移行し、ステップＳ１００とステップＳ１１０にて算出した電動ポンプ回転数Ｎと電動ポンプ電流Ｉと、予め制御部１３に定められた回転数Ｎ２と電流Ｉ２との比較が実行される。ここで、電動ポンプ回転数Ｎ≧回転数Ｎ２であり、電動ポンプ電流Ｉ≧電流Ｉ２を満足するとき、ステップＳ１２２へと移行し、電動ポンプ１０になされた電気的な駆動は停止され、機械式ポンプ２から圧送されるオイルによりポンプ部１１は回転され、モータロータが回転（ステップＳ０００へリターン）する。また、電動ポンプ回転数Ｎ≧回転数Ｎ２であり、電動ポンプ電流Ｉ≧電流Ｉ２を満足しないとき、電動ポンプ１０は電気的な駆動をし続け、モータロータは回転（ステップＳ０００へリターン）する。以上のフローを実行することで、電動ポンプ１０の制御は行われる。
〔その他の実施形態〕
上述した実施形態では、逆止弁４の中の弁体４ａにオリフィス４ｂを用いる例を示したが、機械式ポンプ２から電動ポンプ１０にオイルが圧送される際、ある一定の油圧以上で開弁し、電動ポンプ１０から変速装置９にオイルが圧送される際、電動ポンプ１０の起動で必ず開弁するリリーフバルブ等を用いてもよい。また、オイルパン１からの吸入は電動ポンプ１０に関して補助油路Ｌ２から吸入する例を示したがオイルパン１と機械式ポンプ２の間の主油路Ｌ１から分岐するように接続してもよい。
【符号の説明】
【００３９】
１    オイルパン
２    機械式ポンプ
３    エンジン
４    逆止弁
４ｂ  オリフィス
６    車両制御用ＥＣＵ
９    被駆動装置（変速装置）
１０  電動ポンプ
１１  ポンプ部
１２  モータ部
１３  制御部
Ａ    流体供給システム
Ｌ１  主油路
Ｌ２  補助油路
【図１】
2017044104.tif 000003
【図２】
2017044104.tif 000004
【図３】
2017044104.tif 000005
【図４】
2017044104.tif 000006