JP2017166340A

JP2017166340A - 電動ポンプ

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Publication number: JP2017166340A
Application number: JP2016049868A
Authority: JP
Inventors: 俊相澤; Takashi Aizawa; 真治渋谷; Shinji Shibuya
Original assignee: Mitsuba Corp
Current assignee: Mitsuba Corp
Priority date: 2016-03-14
Filing date: 2016-03-14
Publication date: 2017-09-21

Abstract

【課題】電動モータがロック状態になった場合に、サーミスタを使用せずに過熱保護が可能な電動ポンプを提供する。【解決手段】駆動源によって駆動されるポンプ部と、流体が貯留される流体タンクから前記ポンプ部に前記流体を導くための吸入流路と、前記ポンプ部から被駆動部に前記流体を供給する吐出流路と、前記吐出流路と開放流路との間に設けられ、吐出流路側の前記流体の流圧が所定の圧力値以上となった際に、前記吸入流路の流体を前記開放流路に流すことで前記流圧を開放するリリーフ部と、前記駆動源の回転駆動を制御する制御装置と、を備え、前記制御装置は、外的負荷により駆動源の駆動が制限されてから第１所定時間が経過した後に前記駆動源の回転駆動を停止する。【選択図】図４

Description

本発明は、電動ポンプに関する。

従来から、車両に搭載されているミッション等の油圧装置にオイルを供給するための車両用油圧回路が知られている。
また、近年、車両の静粛性向上や燃費改善のために、車両の一時停止時にエンジンを一旦オフする、所謂アイドルストップ機能を備えた車両が増えてきている。
このようなアイドルストップ機能を備えた車両に搭載される車両用油圧回路としては、車両のエンジンにより駆動され、油圧装置にオイルを供給する機械式ポンプと、エンジンを停止させた際に機械式ポンプに代わって油圧装置にオイルを供給する電動ポンプと、を備えている。

電動ポンプは、電動モータと、電動モータの駆動によりポンプタンク内のオイルを吸入し、油圧装置に吐出するポンプ部と、電動モータを回転駆動する制御装置と、を備えている。制御装置は、複数のスイッチング素子を備え、そのスイッチング素子をオン・オフさせることで電動モータに外部電源（例えば、バッテリ）から供給する電流の電流量を調整する。この電流量によって、電動モータの回転が制御され、電動ポンプから吐出されるオイルの流量が制御される。

また、電動ポンプには、電動ポンプの定格使用状態において内部の油圧が上昇することにより電動モータに流れる過電流を防止するリリーフバルブが備えられている。このリリーフバルブは、ポンプ部内の油圧を所定値以下に制御することで電動モータを過電流から保護する。

さらに、ポンプ部にコンタミが発生して電動ポンプの駆動が拘束された場合、電動モータのロータの回転が止まった状態（以下、「ロック状態」という。）で電動モータに電流が流れ続けてしまうことがある。このロック状態では、電動モータのロータが回転しないので、電動モータとしてブラシレス式を用いるような場合、ロータの磁極位置が検出できず、強制通電を繰り返し、スイッチング素子に過電流が流れる。また、電動モータの回転が止まっているため、ポンプ部内の油圧が上昇せずリリーフバルブが作動しない。したがって、強制通電を繰り返し、過電流が流れることでスイッチング素子が発熱し、破損に至る可能性がある。この問題を解決するために、スイッチング素子が実装された基板にサーミスタや温度センサを設置し、このサーミスタや温度センサの検知結果に基づいた温度が所定の閾値以上となった場合には、電動モータの駆動を停止する方法がある（特許文献１参照）。

特開２０１４−１２５９５５号公報

しかしながら、一般的なサーミスタでは、仕様における使用温度範囲を超える温度の測定を行うことができない。したがって、このサーミスタの使用温度範囲により電動ポンプの使用環境が制限されてしまう。また、サーミスタや温度センサを用いると、その分、回路構成が増えることになり、制御装置の体格が大きくなったり、コストＵＰに繋がるといった課題もあった。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、その目的は、電動モータの駆動が拘束された状態になった場合に、サーミスタや温度センサを使用せずに過熱保護が可能な電動ポンプを提供することである。

本発明の一態様は、駆動源によって駆動されるポンプ部と、流体が貯留される流体タンクから前記ポンプ部に前記流体を導くための吸入流路と、前記ポンプ部から被駆動部に前記流体を供給する吐出流路と、前記吐出流路と開放流路との間に設けられ、吐出流路側の前記流体の流圧が所定の圧力値以上となった際に、前記吸入流路の流体を前記開放流路に流すことで前記流圧を開放するリリーフ部と、前記駆動源の回転駆動を制御する制御装置と、を備え、前記制御装置は、外的負荷により駆動源の駆動が制限されてから第１所定時間が経過した後に前記駆動源の回転駆動を停止する電動ポンプである。

また、本発明の一態様は、上述の電動ポンプであって、前記制御装置は、前記駆動源の回転駆動を停止してから第２所定時間を経過するまでは、前記駆動源の駆動を禁止する。

また、本発明の一態様は、上述の電動ポンプであって、前記制御装置は、前記駆動源の回転駆動を停止してから前記第２所定時間経過後に前記駆動源の駆動の禁止を解除する。

また、本発明の一態様は、上述の電動ポンプであって、前記所定の圧力値は、前記駆動源に流れる電流が所定の電流値を越えたときの前記吐出流路側の流圧である。

また、本発明の一態様は、上述の電動ポンプであって、前記制御装置は、前記駆動源に電流を供給するスイッチング素子をさらに備え、前記第１所定時間は、前記外的負荷により前記駆動源の駆動が制限されてから前記スイッチング素子の温度が動作限界温度に達するまでの時間である。

以上説明したように、本発明によれば、電動モータの駆動が拘束された状態になった場合に、サーミスタや温度センサを使用せずに過熱保護が可能な電動ポンプを提供することができる。

本実施形態の電動ポンプを備えた車両用油圧回路１の概略構成の一例を示す図である。本実施形態における制御装置５０の概略構成の一例を示す図である。本実施形態における通電パターン＃１〜＃６を示す概略図である。本実施形態における駆動制御部１１７の動作について説明する図である。本実施形態における制御部５１の処理の流れを説明する図である。

以下、発明の実施の形態を通じて本発明を説明するが、以下の実施形態は特許請求の範囲にかかる発明を限定するものではない。また、実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。なお、図面において、同一又は類似の部分には同一の符号を付して、重複する説明を省く場合がある。

実施形態における電動ポンプは、駆動源によって駆動されるポンプ部と、流体が貯留される流体タンクからポンプ部に流体を導くための吸入流路と、ポンプ部から被駆動部に流体を供給する吐出流路と、吐出流路と開放流路との間に設けられ、吐出流路側の流体の流圧が所定の圧力値以上となった際に、吸入流路の流体をその開放流路に流すことで流圧を開放するリリーフ部と、駆動源の回転駆動を制御する制御装置と、を備える。そして、制御装置は、外的負荷により駆動源の駆動が制限されてから第１所定時間経過後に駆動源の回転駆動を停止する。
以下、実施形態の電動ポンプを、図面を用いて説明する。

図１は、実施形態の電動ポンプを備えた車両用油圧回路１の概略構成の一例を示す図である。図１に示すように、車両用油圧回路１は、ミッション３、オイルタンク（オイルサンプ）４、機械式ポンプ５、電動ポンプ６、第１吸入油路７、第１吐出油路８、第１リターン油路９及び接続部材２を備える。
ミッション３は、車両に搭載された被駆動部である。
機械式ポンプ５及び電動ポンプ６は、オイルタンク４に貯留されたオイルをミッション３に供給する。

機械式ポンプ５は不図示のエンジンに連結されており、このエンジンの駆動力を利用して駆動する。通常、車両用油圧回路１は、機械式ポンプ５をメインポンプとして使用し、ミッション３にオイルタンク４内のオイルを供給する。また、車両用油圧回路１は、エンジンが停止した際に機械式ポンプ５に代わって電動ポンプ６を制御装置５０により駆動させ、ミッション３にオイルタンク４内のオイルを供給する。

第１吸入油路７は、機械式ポンプ５とオイルタンク４とを連結する。第１吐出油路８は、機械式ポンプ５とミッション３とを連結する。
第１リターン油路（システムリターン油路）９は、ミッション３とオイルタンク４とを連結する。したがって、通常時において、エンジンが駆動することで機械式ポンプ５が駆動すると、第１吸入油路７を介してオイルタンク４から機械式ポンプ５にオイルが吸入され、このオイルが第１吐出油路８を介してミッション３に圧送される。ミッション３で使用されたオイルは、第１リターン油路９を介してオイルタンク４に戻される。

接続部材２は、ミッション３側に設けられ、電動ポンプ６とミッション３とを連結する。接続部材２は、第２吸入油路１０、第２吐出油路１１、電動ポンプ６、第１リターン油路９及び第２リターン油路１２を備えている。
第２吸入油路１０は、電動ポンプ６とオイルタンク４とを連結する。第２吐出油路１１は、電動ポンプ６と第１吐出油路８とを連結する。
第２リターン油路１２は、電動ポンプ６と第１リターン油路９とを連結する。

エンジンの停止に伴い機械式ポンプ５が停止して電動ポンプ６が駆動されると、第２吸入油路１０を介してオイルタンク４から電動ポンプ６のポンプ室２４（後述する）にオイルが吸入され、このオイルが第２吐出油路１１及び第１吐出油路８を介してミッション３に圧送される。

また、接続部材２の第２吐出油路１１の途中には、逆止弁１３が設けられており、機械式ポンプ５を駆動させた際、機械式ポンプ５から圧送されたオイルが第２吐出油路１１を逆流しないようになっている。また、機械式ポンプ５によって付与される油圧は、電動ポンプ６による油圧よりも高く設定されており、機械式ポンプ５が作動中に、電動ポンプ６が作動しても逆止弁１３が開くことはなく、ミッション３には規定の油圧が付与されるようになっている。

以下に、本実施形態における電動ポンプ６について、説明する。
電動ポンプ６は、ポンプ部１５、電動モータ１４及び制御装置５０を備える。

電動モータ１４は、例えば樹脂により形成されたモータケース１６と、モータケース１６内にインサート成形によって固定されたステータ１７と、ステータ１７の径方向内側に、回転自在に設けられたロータ１８と、を備えた所謂ブラシレスモータである。電動モータ１４に電源装置９０からの電力を供給することにより、ロータ１８が回転する。ロータ１８の回転軸１９は、ポンプ部１５内に向かって突出しており、このポンプ部１５と連結されている。なお、詳細は図示しないが、制御装置５０はモータケース１６と一体成形された制御装置収納部に収納されるようになっている。

ポンプ部１５は、電動モータ１４に接続されている。ポンプ部１５は、電動モータ１４によって駆動される。すなわち、ポンプ部１５は、電動モータ１４に駆動されることにより、第２吸入油路１０を介してオイルタンク４からオイルを吸入し、その吸入したオイルを第２吐出油路１１及び第１吐出油路８を介してミッション３に圧送する。

ポンプ部１５は、ポンプ本体２１及びブラケット２２を備える。
ポンプ本体２１は、電動モータ１４側に配置されており、電動モータ１４の駆動によりオイルを吸入、吐出する。ブラケット２２は、電動モータ１４とは反対側に配置されており、接続部材２に電動ポンプ６を固定する。
ポンプ本体２１は、電動モータ１４及びブラケット２２に挟持されるように固定されたポンプケース２３を備えている。ポンプケース２３は、例えばアルミダイキャストにより形成されている。ポンプケース２３内には、略円筒状のポンプ室２４が形成されており、ここに略リング状のアウタロータ２５が回転自在に設けられている。

また、アウタロータ２５の径方向内側には、インナロータ２６が回転自在に設けられている。このインナロータ２６には、電動モータ１４の回転軸１９の一端が固定されている。そして、これらアウタロータ２５とインナロータ２６とにより、いわゆるトロコイド式ポンプが構成される。すなわち、アウタロータ２５の図示しない内歯と、インナロータ２６の図示しない外歯とにより形成される空間の容積を変化させることで、オイルを吸入してこのオイルを吐出する作動室２７が形成される。

ブラケット２２は、吸入ポート２８、吐出ポート２９、開放ポート３７及びリリーフバルブ４２を備える。吸入ポート２８は、ポンプ室２４のオイル吸入側に対応する位置に形成されている。吐出ポート２９は、ポンプ室２４のオイル吐出側に対応する位置に、ブラケット２２を厚さ方向に貫通するように形成されている。

開放ポート３７は、ブラケット２２の接続部材側端面２２ｂにおける吸入ポート２８に対応する位置に形成されている。開放ポート３７は、リリーフバルブ４２からオイルを排出するためのものであって、例えば、接続部材側端面２２ｂの吸入ポート２８に対応する位置にザグリ加工を施すことにより形成される。

リリーフバルブ４２は、リリーフ孔３４、弁体３８及びコイルバネ３９を備える。
リリーフ孔３４には、吐出ポート２９に対して連通する第１連通孔３５と、開放ポート３７とを連通する第２連通孔３６が形成されている。
弁体３８は、リリーフ孔３４内に設けられている。弁体３８は、コイルバネ３９に接続されている。弁体３８は、吐出ポート２９を通流するオイルの圧力が所定の圧力以上になった場合に、コイルバネ３９のバネ力に抗してスライド移動する。これにより、第２連通孔３６が開放されてオイルの圧力が開放される。以下、この開放されるオイルの圧力を開放圧と称する場合がある。上記所定の圧力（開放圧）とは、電動モータに流れる電流が所定の電流値を超えたときの吐出ポート２９を通流するオイルの圧力である。例えば、所定の電流値とは、相電流の最大値である。

これにより、吐出ポート２９を通流するオイルの圧力が所定の圧力以上になった場合、吐出ポート２９のオイルは、第１連通孔３５、リリーフ孔３４、第２連通孔３６を介して開放ポート３７に導かれる。これにより、リリーフバルブ４２は、電動モータ１４が回転駆動されている場合において、吐出ポート２９を通流するオイルの余剰圧力を低減し、電動モータ１４に過電流が流れることを防止する。

ブラケット２２は、接続部材２に取り付けた状態で、接続部材２の第２吸入油路１０と吸入ポート２８とが同軸上に配置され、この第２吸入油路１０と吸入ポート２８とが吸入側ジョイントパイプ４３を介して連結される。また、ブラケット２２は、接続部材２の第２吐出油路１１と吐出ポート２９とが同軸上に配置され、これら第２吐出油路１１と吐出ポート２９とが吐出側ジョイントパイプ４４を介して連結される。

ここで、ブラケット２２の接続部材側端面２２ｂにおいて、同一位置に形成されている吸入ポート２８と開放ポート３７とは、接続部材２の第２吸入油路１０と吸入ポート２８とを吸入側ジョイントパイプ４３を介して連結することにより、この吸入側ジョイントパイプ４３が隔壁となって区画される。すなわち、開放ポート３７は、吸入側ジョイントパイプ４３の周囲に設けられた状態になる。
また、開放ポート３７は、接続部材２にブラケット２２を取り付けた状態で、接続部材２の第２リターン油路１２と連結されるようになっている。
なお、第２リターン油路１２は第１リターン油路９と連結されており、余剰オイルは、この第１リターン油路９を経由してオイルタンク４に戻されるようになっている。

図２は、本実施形態における制御装置５０の概略構成の一例を示す図である。
制御装置５０は、制御部５１、インバータ回路５２、シャント抵抗５３、中性点生成回路５４、ゲートドライバ回路５６及び平滑コンデンサ５７を備えている。
インバータ回路５２は、電源装置９０から供給される直流電力を交流電力に変換して電動モータ１４に印加する。インバータ回路５２は、図２に示すように、６つのスイッチング素子１２１ＵＨ、１２１ＵＬ、１２１ＶＨ、１２１ＶＬ、１２１ＷＨ、１２１ＷＬを備えている。インバータ回路５２は、スイッチング素子１２１ＵＨ〜１２１ＷＬのオンとオフとを切り替えて直流電力を交流電力に変換する。なお、以下の説明において、スイッチング素子１２１ＵＨ〜１２１ＷＬを総称して、スイッチング素子１２１と称する場合がある。

直列に接続されたスイッチング素子１２１ＵＨ、１２１ＵＬと、直列に接続されたスイッチング素子１２１ＶＨ、１２１ＶＬと、直列に接続されたスイッチング素子１２１ＷＨ、１２１ＷＬとは、電源装置９０の高電位側と接地電位との間に並列に接続されている。また、スイッチング素子１２１ＵＨ、１２１ＵＬの接続点は、コイルＵの一端に接続されている。スイッチング素子１２１ＶＨ、１２１ＶＬの接続点、及びスイッチング素子１２１ＷＨ、１２１ＷＬの接続点は、それぞれがコイルＶの一端、コイルＷの一端に接続されている。

各スイッチング素子１２１ＵＨ〜１２１ＷＬは、例えば、ＦＥＴ（ＦｉｅｌｄＥｆｆｅｃｔｉｖｅＴｒａｎｓｉｓｔｏｒ；電界効果トランジスタ）、あるいはＩＧＢＴ（ＩｎｓｕｌａｔｅｄＧａｔｅＢｉｐｏｌａｒＴｒａｎｓｉｓｔｏｒ；絶縁ゲートバイポーラトランジスタ）である。各スイッチング素子１２１ＵＨ〜１２１ＷＬは、還流ダイオードと並列に接続された構成を備えている。また、各スイッチング素子１２１ＵＨ〜１２１ＷＬは、ゲートドライバ回路５６を介して、制御部５１から入力されるパルス幅変調信号（駆動信号）に基づいて、オンとオフとが切り替えられる。

シャント抵抗５３は、インバータ回路５２とグランドレベルとの間に接続されている。本実施形態では、シャント抵抗５３を用いて、インバータ回路５２に流れる電流、すなわち電動モータ１４に供給又は電動モータ１４を駆動するモータ電流を検出する。コンパレータは、シャント抵抗５３の電位が基準電圧以上になると、制限（ＰＷＭをＯＦＦする）する電流検出信号を制御部５１に供給する。なお、シャント抵抗５３は、電源装置９０と、インバータ回路５２との間に接続されていてもよい。また、本実施形態において、モータ電流を測定できればよく、例えば、シャント抵抗以外に代わって、電流プローブやホール素子を使用した電流センサ等を用いてもよい。

中性点生成回路５４は、分圧回路によりモータ端子の等価中性点電位を生成し、回転磁極位置検出部１１３に入力する。

図２に戻って、本実施形態における制御装置５０の説明を続ける。
平滑コンデンサ５７は、電源装置９０の高電位側と接地電位との間に、インバータ回路５２と並列に接続され、電動モータ１４の駆動に伴い生じる電圧の変化を抑制する。

制御部５１は、上位ＥＣＵ２０から電動モータ１４を駆動させることを指示するモータ駆動指令が供給されると、電動モータ１４を回転駆動することで電動ポンプ６を駆動させる。一方、制御部５１は、上位ＥＣＵ２０から電動モータ１４の駆動を停止させることを指示するモータ停止指令が供給されると、電動モータ１４の回転駆動を停止させることで電動ポンプ６の駆動を停止させる。制御部５１は、電動モータ１４の駆動が拘束された状態（ロック状態）であることを検知すると、所定時間経過後に電動モータ１４の回転駆動の制御を停止する。ロック状態とは、電動モータ１４に電流が流れているのに電動モータ１４の回転が止められている状態である。例えば、ロック状態が引き起こされる場合とは、外的負荷により電動モータ１４の駆動が制限される場合であり、例えば、ポンプ部１５にコンタミが発生して電動ポンプ６の駆動が拘束されてしまう場合である。以下、本実施形態における制御部５１について、具体的に説明する。

制御部５１は、モータ相電流推定部１１２、回転磁極位置検出部１１３、励磁信号出力部１１４及び通電制御部１１５を備えている。なお、制御部５１は、ＣＰＵや、メモリ等を用いて構成し、メモリに記憶されているプログラムをＣＰＵに実行させて各機能部として動作させるようにしてもよい。

モータ相電流推定部１１２には、コンパレータからシャント抵抗５３による電流検出信号が供給される。モータ相電流推定部１１２は、コンパレータから供給された電流検出信号から、電動モータ１４のコイルに流れるモータ相電流値を推定する。モータ相電流推定部１１２は、推定したモータ相電流値を通電制御部１１５に出力する。

回転磁極位置検出部１１３は、中性点生成回路５４から入力される信号に基づいて、電動モータ１４のロータの位置（電気角）を算出し、算出したロータ位置を示す信号を通電制御部１１５及び励磁信号出力部１１４に出力する。また、回転磁極位置検出部１１３は、算出したロータ位置の変化量からロータの回転速度を算出し、算出した回転速度を通電制御部１１５に出力する。

励磁信号出力部１１４は、インバータ回路５２に通電する通電パターン、及びパルス幅変調信号におけるデューティ比を示す駆動指令信号が制御部５１から供給される。励磁信号出力部１１４は、制御部５１から供給される通電パターン及び駆動指令信号に基づいて、インバータ回路５２が備える各スイッチング素子１２１ＵＨ〜１２１ＷＬのオンとオフとの切替えを指示する駆動信号を、ゲートドライバ回路５６を介してインバータ回路５２に出力する。

通電制御部１１５は、判定部１１６及び駆動制御部１１７を備える。
判定部１１６は、回転磁極位置検出部１１３から供給される回転速度に基づいて、電動モータ１４がロック状態か否かを判定する。例えば、判定部１１６は、電動モータ１４の駆動制御が行われている際に、回転磁極位置検出部１１３から供給される回転速度が所定の時間内に所定の閾値以下である場合には、電動モータ１４がロック状態であると判定する。なお、本実施形態において、判定部１１６は、電動モータ１４の駆動制御が行われていることを判定する方法には特に限定されないが、例えば、以下の３点の場合において、電動モータ１４の駆動制御が行われていると判定する。
・上位ＥＣＵ２０からモータ駆動指令が供給されていることを検知した場合。
・モータ相電流推定部１１２から供給されるモータ相電流値が所定値を超えている場合。
・励磁信号出力部１１４から駆動信号が出力されている場合。

判定部１１６は、電動モータ１４がロック状態であると判定した場合には、電動モータ１４がロック状態であることを示すロック状態信号を駆動制御部１１７に供給する。判定部１１６は、電動モータ１４がロック状態ではないと判定した場合には、電動モータ１４がロック状態ではないことを示す通常状態信号を駆動制御部１１７に供給する。

駆動制御部１１７は、上位ＥＣＵ２０からモータ駆動指令が供給されると、モータ相電流推定部１１２から供給されるモータ相電流値に基づいてパルス幅変調信号のデューティ比を算出する。また、駆動制御部１１７は、予め定められた複数の通電パターンのうちいずれかを選択する。そして、通電制御部１１５は、選択した通電パターンと、算出したデューティ比を示す駆動指令信号とを励磁信号出力部１１４に出力する。例えば、駆動制御部１１７は、モータ相電流推定部１１２から出力されるモータ相電流値が所定の値になるように、デューティ比を算出する。

例えば、予め定められた複数の通電パターンとは、図３に示す６つの通電パターンである。図３は、本実施形態における通電パターン＃１〜＃６を示す概略図である。同図に示すように、通電パターン＃１〜＃６は、電動モータ１４のロータを駆動できるパターンになっている。
通電パターン＃１は、Ｕ相のコイルＵからＶ相のコイルＶに電流を流すＵＶ通電を行う。Ｕ相がＮ極磁化され、Ｖ相がＳ極磁化される。
通電パターン＃２は、Ｕ相のコイルＵからＷ相のコイルＷに電流を流すＵＷ通電を行う。Ｕ相がＮ極磁化され、Ｗ相がＳ極磁化される。
通電パターン＃３は、Ｖ相のコイルＶからＷ相のコイルＷに電流を流すＶＷ通電を行う。Ｖ相がＮ極磁化され、Ｗ相がＳ極磁化される。
通電パターン＃４は、Ｖ相のコイルＶからＵ相のコイルＵに電流を流すＶＵ通電を行う。Ｖ相がＮ極磁化され、Ｕ相がＳ極磁化される。
通電パターン＃５は、Ｗ相のコイルＷからＵ相のコイルＵに電流を流すＷＵ通電を行う。Ｗ相がＮ極磁化され、Ｕ相がＳ極磁化される。
通電パターン＃６は、Ｗ相のコイルＷからＶ相のコイルＶに電流を流すＷＶ通電を行う。Ｗ相がＮ極磁化され、Ｖ相がＳ極磁化される。

このように、駆動制御部１１７は、上位ＥＣＵ２０からモータ駆動指令が出力されると、電動モータ１４を回転させる駆動制御を行うことで、電動ポンプ６を駆動させミッション３にオイルを供給する。一方、駆動制御部１１７は、上位ＥＣＵ２０からモータ停止指令が出力されると、電動モータ１４の駆動制御を停止することで、電動ポンプ６の駆動を停止させる。そして、電動ポンプ６の駆動の停止とともに、機械式ポンプ５が駆動され、機械式ポンプ５によりミッション３にオイルが供給される。

また、駆動制御部１１７は、電動モータ１４を回転させる駆動制御を行っている場合に、判定部１１６からのロック状態信号の出力が第１所定時間Ｔ_１継続すると、電動モータ１４の駆動制御を停止する。すなわち、駆動制御部１１７は、電動モータ１４を回転させる駆動制御を行っている場合に、電動モータ１４のロック状態が第１所定時間Ｔ_１継続すると、電動モータ１４への通電を停止する。これは、外的負荷により電動モータ１４の駆動が制限されることで電動モータ１４がロック状態となった場合に、インバータ回路５２に過電流が流れることでスイッチング素子１２１が過熱し、破損してしまうことを防止するためである。

また、駆動制御部１１７は、電動モータ１４のロック状態が第１所定時間Ｔ_１継続したことで電動モータ１４の駆動制御を停止してから第２所定時間Ｔ_２が経過するまでは、電動モータ１４の駆動制御を行わないようにしてもよい。すなわち、駆動制御部１１７は、電動モータ１４のロック状態が第１所定時間Ｔ_１継続した場合には、第２所定時間Ｔ_２の間、電動モータ１４の駆動制御を停止してもよい。そして、駆動制御部１１７は、電動モータ１４の駆動制御を停止してから第２所定時間Ｔ_２経過後には、電動モータ１４の駆動制御が可能とする。すなわち、駆動制御部１１７は、電動モータ１４の駆動制御を停止してから第２所定時間Ｔ_２の間においてはモータ駆動信号の受け付けを禁止し、第２所定時間Ｔ_２経過後においてはモータ駆動信号の受け付け禁止を解除する。したがって、駆動制御部１１７は、電動モータ１４の駆動制御を停止してから第２所定時間Ｔ_２経過後に、上位ＥＣＵ２０からモータ駆動指令が出力されると、電動モータ１４を回転させる駆動制御を行う。

以下に、本実施形態における駆動制御部１１７の動作について、具体的に説明する。図４は、本実施形態における駆動制御部１１７の動作について説明する図である。
図４に示すように、縦軸がスイッチング素子１２１の温度ｔを示し、横軸が時間Ｔを示す。例えば、駆動制御部１１７は、時間Ｔ＝０において判定部１１６からモータ駆動信号が出力された場合、自装置内の第１タイマ（不図示）による第１所定時間Ｔ_１の計時を開始する。この第１タイマの計時を実行している間、駆動制御部１１７は、電動モータ１４の駆動制御を行っている。駆動制御部１１７は、第１タイマが第１所定時間Ｔ_１の計時を実行している場合に、判定部１１６から通常状態信号が出力された場合には第１タイマによる計時を停止し、第１タイマの計時時間をリセットする。

駆動制御部１１７は、第１タイマによる第１所定時間Ｔ_１の計時が完了した場合には、電動モータ１４の駆動制御を停止する。ここで、第１所定時間Ｔ_１は、スイッチング素子１２１の温度ｔ_２に対応した時間である。例えば、スイッチング素子１２１の温度ｔ_２は、スイッチング素子１２１の動作限界温度（動作温度範囲の上限値）である。すなわち、第１所定時間Ｔ_１は、拘束電流が電動モータ１４に流れてからスイッチング素子１２１の温度が動作限界温度に達するまでの時間である。拘束電流とは、電動モータ１４がロック状態のときに電動モータ１４に流れる電流である。これにより、制御装置５０は、サーミスタや温度センサを使用せずにインバータ回路５２のスイッチング素子１２１が動作限界温度以上になることを防止することができる。すなわち、制御装置５０は、サーミスタや温度センサを使用せずにインバータ回路５２のスイッチング素子１２１の過熱保護が可能となる。

駆動制御部１１７は、第１タイマによる第１所定時間Ｔ_１の計時が完了すると、電動モータ１４の駆動制御を停止するともに、第２タイマによる第２所定時間Ｔ_２の計時を開始する。この第２タイマの計時を実行している間、駆動制御部１１７は、電動モータ１４の駆動制御を停止する。すなわち、駆動制御部１１７は、第２タイマが第２所定時間Ｔ_２の計時を実行している場合に、判定部１１６から通常状態信号や上位ＥＣＵ２０からモータ駆動信号が出力されても、電動モータ１４の駆動制御を指令しない。これにより、制御装置５０は、インバータ回路５２のスイッチング素子１２１の温度が十分に低下させることができる。

駆動制御部１１７は、第２タイマによる第２所定時間Ｔ_２の計時が完了した場合には、電動モータ１４の駆動制御を実行可能とする。ここで、第２所定時間Ｔ_２は、スイッチング素子１２１の温度ｔ_１に対応した時間である。例えば、スイッチング素子１２１の温度ｔ_１は、電動モータ１４がロック状態ではなく回転しているときのスイッチング素子１２１の温度である。すなわち、第２所定時間Ｔ_２は、電動モータ１４の駆動制御が停止されている場合において、スイッチング素子１２１の温度が温度ｔ_２から温度ｔ_１（ｔ_１＜ｔ_２）に低下するまでの時間である。これにより、制御装置５０は、インバータ回路５２のスイッチング素子１２１の温度が十分に低下した場合に、電動モータ１４を駆動可能となるため、電動モータ１４に対する過剰な保護を防止し、電動モータ１４に対して効率のよい駆動制御を行うことができる。

以下に、本実施形態における電動ポンプ６の処理の流れについて、説明する。図５は、本実施形態における制御部５１の処理の流れを説明する図である。
制御部５１は、エンジンが停止されると、上位ＥＣＵ２０からモータ駆動指令が出力される（ステップＳ１０１）。車両のミッション３を駆動させる場合、不図示のエンジンが駆動している間は、機械式ポンプ５が作動される。つまり、エンジンの動力が機械式ポンプ５に伝達されてこの機械式ポンプ５が駆動し、オイルタンク４から第１吸入油路７を介してオイルが吸入される。機械式ポンプ５に吸入されたオイルは、第１吐出油路８を介してミッション３に圧送される。ミッション３で使用されたオイルは、第１リターン油路９を介してオイルタンク４に戻される。

一方、例えば、アイドルストップ等によりエンジンが停止された際には、電動ポンプ６は、上位ＥＣＵ２０から供給されるモータ駆動指令に基づいてミッション３にオイルを供給する。制御装置５０は、上位ＥＣＵ２０からモータ駆動指令が出力されると、電動モータ１４を駆動させる駆動信号をインバータ回路５２に出力することで、電源装置９０から電流が出力されて電動モータ１４が駆動する（ステップＳ１０２）。電動モータ１４が回転すると、この電動モータ１４の回転軸１９に連結されているポンプ部１５のインナロータ２６、アウタロータ２５が回転する。すると、オイルタンク４のオイルが、第２吸入油路１０、吸入ポート２８を介してポンプ本体２１に吸入される。
そして、吐出ポート２９、第２吐出油路１１にオイルが圧送され、その油圧により逆止弁１３を開放させ、第１吐出油路８を介してミッション３にオイルが圧送される。ミッション３で使用されたオイルは、機械式ポンプ５の駆動時と同様、第１リターン油路９を介してオイルタンク４に戻される。

判定部１１６は、回転磁極位置検出部１１３から出力される回転速度に基づいて、電動モータ１４がロック状態か否かを判定する（ステップＳ１０３）。例えば、判定部１１６は、電動モータ１４の駆動制御が行われている際に、回転磁極位置検出部１１３から出力される回転速度が所定の時間内に所定の閾値以下である場合には、電動モータ１４がロック状態であると判定する。判定部１１６は、電動モータ１４がロック状態であると判定した場合には、電動モータ１４がロック状態であることを示すロック状態信号を駆動制御部１１７に出力する。一方、判定部１１６は、電動モータ１４がロック状態ではないと判定した場合には、電動モータ１４がロック状態ではないことを示す通常状態信号を駆動制御部１１７に出力する。

駆動制御部１１７は、電動モータ１４のロック状態が第１所定時間Ｔ_１継続したか否かを判定する（ステップＳ１０４）。例えば、駆動制御部１１７は、判定部１１６からのロック状態信号の出力が第１所定時間Ｔ_１継続した場合には、電動モータ１４の駆動制御を停止する（ステップＳ１０５）。そして、駆動制御部１１７は、第２所定時間Ｔ_２が経過するまでは、電動モータ１４の駆動を禁止する（ステップＳ１０６）。これにより、電動モータ１４がロック状態になった場合に、スイッチング素子１２１が過熱され破損することを防止することができる。駆動制御部１１７は、判定部１１６からのロック状態信号の出力が第１所定時間Ｔ_１継続していない場合には、ステップＳ１０３の処理に戻る。

駆動制御部１１７は、電動モータ１４に対する駆動制御を停止してから第２所定時間Ｔ_２が継続したか否かを判定する（ステップＳ１０７）。駆動制御部１１７は、電動モータ１４に対する駆動制御を停止してから第２所定時間Ｔ_２が継続したと判定した場合には、電動モータ１４の駆動禁止を解除する（ステップＳ１０８）。

また、ステップＳ１０３の処理において、電動モータ１４がロック状態ではないと判定された場合、吐出ポート２９を通流するオイルの圧力が所定値以上になると（ステップＳ１０９）、リリーフバルブ４２が作動し、吐出ポート２９のオイルがリリーフバルブ４２を介して開放ポート３７に導かれる（ステップ１１０）。そして、開放ポート３７に導かれたオイルは、第２リターン油路１２、第１リターン油路９を介してオイルタンク４に戻される。これにより、リリーフバルブ４２は、電動モータ１４が回転駆動されている場合において、吐出ポート２９を通流するオイルの余剰圧力を低減し、電動モータ１４に過電流が流れることを防止する。

上述したように、本実施形態における電動ポンプ６は、外的負荷により電動モータ１４の駆動が制限されてから第１所定時間Ｔ_１経過後に電動モータ１４の回転駆動を停止する。これにより、電動ポンプ６は、サーミスタや温度センサを使用せずに、電動モータ１４がロック状態になることにより引き起こされる過熱によるスイッチング素子１２１の破損を防止することができる。

また、上述した実施形態において、制御装置５０は、電動モータ１４の回転駆動を停止してから第２所定時間Ｔ_２を経過するまでは、電動モータ１４の駆動を禁止する。これにより、制御装置５０は、電動モータ１４の駆動と停止とが短時間に繰り替えされることを防止することができる。

また、上述した実施形態において、制御装置５０は、電動モータ１４の回転駆動を停止してから第２所定時間経過Ｔ_２後に電動モータ１４の駆動の禁止を解除する。これにより、制御装置５０は、スイッチング素子１２１の温度が十分に低下した後で電動モータ１４を駆動することができるため、スイッチング素子１２１の破損を防止することができる。

また、上述した実施形態において、リリーフバルブ４２は、吐出ポート２９を通流するオイルの圧力が所定の圧力以上になると、そのオイルの圧力を開放する。そして、その所定の圧力は、電動モータ１４に流れる電流が所定の電流値を越えたときの吐出ポート２９の流圧である。所定の電流値とは、相電流の最大値である。これにより、電動ポンプ６は、電動モータ１４がロック状態ではない場合において、吐出ポート２９を通流するオイルの余剰圧力を低減し、電動モータ１４に過電流が流れることを防止することができる。

また、上述した実施形態において、第１所定時間Ｔ_１は、外的負荷により電動モータ１４の駆動が制限されてからスイッチング素子１２１の温度が動作限界温度に達するまでの時間である。これにより、電動ポンプ６は、サーミスタや温度センサを使用せずに、電動モータ１４がロック状態になることにより引き起こされる過熱によるスイッチング素子１２１の破損を防止可能となる。

上述の実施形態において、判定部１１６は、回転磁極位置検出部１１３から供給される回転速度が所定の時間内に所定の閾値以下である場合には、電動モータ１４がロック状態であると判定したが、これに限定されない。例えば、判定部１１６は、中性点生成回路５４から入力される信号に基づいて電動モータ１４がロック状態か否かを判定してもよい。また、判定部１１６は、パルス信号に基づいて算出される電動モータ１４の回転数が所定の時間内に所定の閾値以下である場合には、電動モータ１４がロック状態であると判定してもよい。

上述した実施形態における制御部５１をコンピュータで実現するようにしてもよい。その場合、この機能を実現するためのプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することによって実現してもよい。なお、ここでいう「コンピュータシステム」とは、ＯＳや周辺機器等のハードウェアを含むものとする。また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＲＯＭ、ＣＤ−ＲＯＭ等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。さらに「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムを送信する場合の通信線のように、短時間の間、動的にプログラムを保持するもの、その場合のサーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリのように、一定時間プログラムを保持しているものも含んでもよい。また上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであってもよく、さらに前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるものであってもよく、ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）等のプログラマブルロジックデバイスを用いて実現されるものであってもよい。

以上、この発明の実施形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計等も含まれる。

特許請求の範囲、明細書、および図面中において示した装置、システム、プログラム、および方法における動作、手順、ステップ、および段階等の各処理の実行順序は、特段「より前に」、「先立って」等と明示しておらず、また、前の処理の出力を後の処理で用いるのでない限り、任意の順序で実現しうることに留意すべきである。特許請求の範囲、明細書、および図面中の動作フローに関して、便宜上「まず、」、「次に、」等を用いて説明したとしても、この順で実施することが必須であることを意味するものではない。

１車両用油圧回路
２接続部材
３ミッション
４オイルタンク
５機械式ポンプ
６電動ポンプ
７第１吸入油路
８第１吐出油路
９第１リターン油路
１５ポンプ部
１４電動モータ
５０制御装置
５１制御部
１１５通電制御部
１１６判定部
１１７駆動制御部

Claims

駆動源によって駆動されるポンプ部と、
流体が貯留される流体タンクから前記ポンプ部に前記流体を導くための吸入流路と、
前記ポンプ部から被駆動部に前記流体を供給する吐出流路と、
前記吐出流路と開放流路との間に設けられ、吐出流路側の前記流体の流圧が所定の圧力値以上となった際に、前記吸入流路の流体を前記開放流路に流すことで前記流圧を開放するリリーフ部と、
前記駆動源の回転駆動を制御する制御装置と、
を備え、
前記制御装置は、外的負荷により駆動源の駆動が制限されてから第１所定時間が経過した後に前記駆動源の回転駆動を停止する電動ポンプ。
前記制御装置は、前記駆動源の回転駆動を停止してから第２所定時間を経過するまでは、前記駆動源の駆動を禁止する請求項１に記載の電動ポンプ。
前記制御装置は、前記駆動源の回転駆動を停止してから前記第２所定時間が経過した後に前記駆動源の駆動の禁止を解除する請求項２に記載の電動ポンプ。
前記所定の圧力値は、前記駆動源に流れる電流が所定の電流値を越えたときの前記吐出流路側の流圧である請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の電動ポンプ。
前記制御装置は、前記駆動源に電流を供給するスイッチング素子をさらに備え、
前記第１所定時間は、前記外的負荷により前記駆動源の駆動が制限されてから前記スイッチング素子の温度が動作限界温度に達するまでの時間である請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の電動ポンプ。