JP2016032414A - Pump controller, on-vehicle pump unit, and pump controller - Google Patents

Pump controller, on-vehicle pump unit, and pump controller Download PDF

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a pump controller capable of driving an oil pump efficiently.SOLUTION: A pump controller 1 includes an inverter 10 to be connected between an on-vehicle DC power supply B and a motor M for driving an oil pump P, an operating conditions storage section 20 for prestoring the minimum operating conditions of the motor M including the working voltage and on-duty satisfying a request oil-pressure requested for the oil pump P, an applied voltage detector 30 for detecting the current applied voltage from the DC power supply B, a duty ratio setting section 40 for setting a duty ratio based on the current applied voltage and minimum operating conditions, and a PWM control section 50 for controlling a switching element of the inverter 10 at a set duty ratio.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、車両に搭載されるオイルポンプの出力を制御するポンプ制御装置、当該ポンプ制御装置を備えた車載用ポンプユニット、及びポンプ制御方法に関する。   The present invention relates to a pump control device that controls the output of an oil pump mounted on a vehicle, a vehicle-mounted pump unit including the pump control device, and a pump control method.

従来、オイルポンプの動力源の一つとしてモータが利用されてきた。この種のモータを制御する技術として以下に出典を示す特許文献1及び2に記載のものがある。   Conventionally, a motor has been used as one of the power sources of an oil pump. As a technique for controlling this type of motor, there are those described in Patent Documents 1 and 2, which are cited below.

特許文献1に記載の電動ポンプユニットは、油の吸入及び吐出を行うポンプと、当該ポンプを駆動する電動モータと、油圧に基づいて電動モータをPWM駆動する駆動回路を有するモータ制御装置とを備えて構成される。モータ制御装置は、油圧センサを用いることなく、モータの負荷トルクと油温とから油圧を求め、電流フィードバック制御により運転される。   The electric pump unit described in Patent Document 1 includes a pump that sucks and discharges oil, an electric motor that drives the pump, and a motor control device that includes a drive circuit that PWM-drives the electric motor based on hydraulic pressure. Configured. The motor control device is operated by current feedback control by obtaining the oil pressure from the load torque of the motor and the oil temperature without using the oil pressure sensor.

特許文献2に記載のセンサレス・ブラシレスモータ制御装置は、モータを駆動するインバータと、当該インバータを制御するインバータ駆動回路と、インバータ駆動回路に制御指令を出すトルク制御手段とを有する。トルク制御手段は、モータの起動時はセンサレス起動モードで制御し、モータの起動後は電流制御モードに切り換えて制御する。   The sensorless / brushless motor control device described in Patent Document 2 includes an inverter that drives a motor, an inverter drive circuit that controls the inverter, and torque control means that issues a control command to the inverter drive circuit. The torque control means controls in the sensorless start mode when starting the motor, and switches to the current control mode after starting the motor.

特開2012−31832号公報JP 2012-31832 A 特開2010−233301号公報JP 2010-233301 A

特許文献1及び2に記載の技術では電流フィードバック制御を行っているので、負荷が重い場合には効率良くポンプを駆動することができる。しかしながら、負荷が軽い場合にはデューティが100%となるので、過出力となり電力損失が大きくなってしまう。   Since the techniques described in Patent Documents 1 and 2 perform current feedback control, the pump can be driven efficiently when the load is heavy. However, when the load is light, the duty is 100%, resulting in excessive output and a large power loss.

また、オイルポンプはワースト条件(例えばモータに対する印可電圧が最も低い場合)であっても、当該オイルポンプに要求される油圧(以下「要求油圧」とする)を具備するように選定されるが、印可電圧は常に低い状態ではなく、高い状態になることもあり得る。モータに印加される電圧が高い場合には、オイルポンプにあっては要求油圧を具備する必要な仕事量に対する余裕が大きく、電力損失が増大する。   The oil pump is selected so as to have a hydraulic pressure required for the oil pump (hereinafter referred to as “required hydraulic pressure”) even under worst conditions (for example, when the applied voltage to the motor is the lowest). The applied voltage is not always low but can be high. When the voltage applied to the motor is high, the oil pump has a large margin for the required work amount having the required hydraulic pressure, and the power loss increases.

本発明の目的は、上記問題に鑑み、効率良くオイルポンプを駆動することができるポンプ制御装置、当該ポンプ制御装置を備えた車載用ポンプユニット、及びポンプ制御方法を提供することにある。   In view of the above problems, an object of the present invention is to provide a pump control device that can efficiently drive an oil pump, a vehicle-mounted pump unit that includes the pump control device, and a pump control method.

上記目的を達成するための本発明に係るポンプ制御装置の特徴構成は、車両に搭載される直流電源とオイルポンプを駆動するモータとの間に接続されるインバータと、前記オイルポンプに要求される要求油圧を満たす動作電圧及びオンデューティを含む前記モータの最低動作条件を予め記憶しておく動作条件記憶部と、前記直流電源からの現在の印加電圧を検出する印加電圧検出部と、前記現在の印加電圧と前記最低動作条件とに基づきデューティ比を設定するデューティ比設定部と、設定された前記デューティ比で前記インバータが有するスイッチング素子をPWM制御するPWM制御部と、を備えている点にある。   In order to achieve the above object, the pump control device according to the present invention is characterized by an inverter connected between a DC power source mounted on a vehicle and a motor that drives the oil pump, and the oil pump. An operation condition storage unit that preliminarily stores the minimum operation condition of the motor including an operation voltage and on-duty that satisfy a required hydraulic pressure, an application voltage detection unit that detects a current application voltage from the DC power source, and the current A duty ratio setting unit that sets a duty ratio based on an applied voltage and the minimum operating condition, and a PWM control unit that PWM-controls a switching element included in the inverter with the set duty ratio. .

このような特徴構成とすれば、オイルポンプは、印加電圧が動作電圧範囲における最も低い電圧となった場合でも要求油圧を具備するように選定されているので、直流電源からの印加電圧が動作電圧以上であれば要求油圧を具備することができる。一方、直流電源からの印加電圧が、要求油圧を具備する動作電圧範囲における最も低い電圧よりも高い場合には、直流電源からの印加電圧を当該最も低い電圧相当の電圧に変換してモータを駆動することができるので、無駄な電力消費を低減しつつ、要求油圧を具備することができる。したがって、本ポンプ制御装置によれば、直流電源からの印加電圧に拘らず要求油圧を具備しつつ、効率良くオイルポンプを駆動することが可能となる。   With such a characteristic configuration, the oil pump is selected so as to have the required hydraulic pressure even when the applied voltage becomes the lowest voltage in the operating voltage range. The required hydraulic pressure can be provided as described above. On the other hand, when the applied voltage from the DC power supply is higher than the lowest voltage in the operating voltage range having the required hydraulic pressure, the applied voltage from the DC power supply is converted to a voltage corresponding to the lowest voltage to drive the motor. Therefore, the required hydraulic pressure can be provided while reducing wasteful power consumption. Therefore, according to this pump control apparatus, it is possible to drive the oil pump efficiently while providing the required oil pressure regardless of the voltage applied from the DC power supply.

また、上記目的を達成するための本発明に係る車載用ポンプユニットの特徴構成は、前記オイルポンプと、前記モータと、前記ポンプ制御装置と、を備えている点にある。   In addition, a characteristic configuration of the on-vehicle pump unit according to the present invention for achieving the above object is that the oil pump, the motor, and the pump control device are provided.

このような特徴構成とすれば、効率良く駆動することが可能なオイルポンプを有するポンプユニットを形成することができる。   With such a characteristic configuration, a pump unit having an oil pump that can be driven efficiently can be formed.

また、上記目的を達成するための本発明に係るポンプ制御方法の特徴構成は、車両に搭載される直流電源とオイルポンプを駆動するモータとの間に接続されたインバータを駆動して前記直流電源の出力を交流に変換して前記モータに供給する出力変換工程と、前記オイルポンプに要求される要求油圧を満たす動作電圧及びオンデューティを含む前記モータの最低動作条件を予め動作条件記憶部に記憶しておく動作条件記憶工程と、前記直流電源からの現在の印加電圧を検出する印加電圧検出工程と、前記現在の印加電圧と前記最低動作条件とに基づきデューティ比を設定するデューティ比設定工程と、設定された前記デューティ比で前記インバータが有するスイッチング素子をPWM制御するPWM制御工程と、を備えている点にある。   In order to achieve the above object, the pump control method according to the present invention is characterized in that a DC power source mounted on a vehicle and an inverter connected between a motor driving an oil pump are driven to drive the DC power source. The output conversion step of converting the output of the motor into an alternating current and supplying it to the motor, and the minimum operating condition of the motor including the operating voltage and on-duty that satisfy the required hydraulic pressure required by the oil pump are stored in the operating condition storage unit in advance. An operating condition storing step, an applied voltage detecting step for detecting a current applied voltage from the DC power supply, a duty ratio setting step for setting a duty ratio based on the current applied voltage and the minimum operating condition, And a PWM control step for PWM-controlling the switching element of the inverter with the set duty ratio.

このような構成とすれば、上述のポンプ制御装置の特徴構成と同様に、直流電源からの印加電圧が、要求油圧を具備する動作電圧範囲における最も低い電圧よりも高い場合には、直流電源からの印加電圧を当該最も低い電圧相当の電圧に変換してモータを駆動することができるので、無駄な電力消費を低減しつつ、要求油圧を具備することができる。したがって、直流電源からの印加電圧に拘らず要求油圧を具備しつつ、効率良くオイルポンプを駆動することが可能となる。   With such a configuration, as in the above-described characteristic configuration of the pump control device, when the applied voltage from the DC power supply is higher than the lowest voltage in the operating voltage range having the required hydraulic pressure, the DC power supply The applied voltage can be converted to a voltage corresponding to the lowest voltage to drive the motor, so that the required hydraulic pressure can be provided while reducing wasteful power consumption. Therefore, it is possible to drive the oil pump efficiently while having the required oil pressure regardless of the voltage applied from the DC power supply.

ポンプ制御装置及び車載用ポンプユニットの構成を模式的に示すブロック図である。It is a block diagram which shows typically the structure of a pump control apparatus and a vehicle-mounted pump unit. オイルポンプのポンプ特性を示す図である。It is a figure which shows the pump characteristic of an oil pump. デューティ比の設定例を示す図である。It is a figure which shows the example of a setting of a duty ratio. ポンプ制御装置の処理を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the process of a pump control apparatus.

本発明に係るポンプ制御装置は、オイルポンプを駆動するモータに印加される電圧の高低に拘らず、効率良くオイルポンプの運転を制御する機能を備えて構成される。以下、本実施形態のポンプ制御装置1について詳細に説明する。ポンプ制御装置1は、車両に搭載されるオイルポンプPの運転を制御するのに利用される。このため、ポンプ制御装置1も車両に搭載される。   The pump control device according to the present invention is configured to have a function of efficiently controlling the operation of the oil pump regardless of the level of the voltage applied to the motor that drives the oil pump. Hereinafter, the pump control device 1 of the present embodiment will be described in detail. The pump control device 1 is used to control the operation of the oil pump P mounted on the vehicle. For this reason, the pump control apparatus 1 is also mounted on the vehicle.

図1は、ポンプ制御装置1の構成を模式的に示したブロック図である。図1に示されるように、ポンプ制御装置1は、インバータ10、動作条件記憶部20、印加電圧検出部30、デューティ比設定部40、PWM制御部50の各機能部を備えて構成される。特に、動作条件記憶部20、印加電圧検出部30、デューティ比設定部40、PWM制御部50の各機能部はCPUを中核部材としてオイルポンプPの運転を制御する種々の処理を行うための上述の機能部がハードウェア又はソフトウェア或いはその両方で構築されている。また、図1に示されるように、オイルポンプPとモータMとポンプ制御装置1とから本発明に係る車載用ポンプユニット100が構成される。   FIG. 1 is a block diagram schematically showing the configuration of the pump control device 1. As shown in FIG. 1, the pump control device 1 includes an inverter 10, an operation condition storage unit 20, an applied voltage detection unit 30, a duty ratio setting unit 40, and a PWM control unit 50. In particular, the operation condition storage unit 20, the applied voltage detection unit 30, the duty ratio setting unit 40, and the PWM control unit 50 are described above for performing various processes for controlling the operation of the oil pump P using the CPU as a core member. Are constructed by hardware and / or software. Further, as shown in FIG. 1, an on-vehicle pump unit 100 according to the present invention is constituted by the oil pump P, the motor M, and the pump control device 1.

インバータ10は、車両に搭載される直流電源BとオイルポンプPを駆動するモータMとの間に接続される。車両に搭載される直流電源Bとは、所謂バッテリが相当する。オイルポンプPはモータMにより駆動され、車両に備えられる機器に供給する油圧の基となるオイルを流通させる。モータMは、本実施形態では3相モータが用いられ、永久磁石を備えるロータと、当該ロータに回転力を与えるための磁界を発生させるステータとを備えて構成される。ステータは、U相、V相、W相の3相のステータコイルを備える。各ステータコイルは、Y結線であってもΔ結線であっても良い。   The inverter 10 is connected between a DC power source B mounted on the vehicle and a motor M that drives the oil pump P. The DC power supply B mounted on the vehicle corresponds to a so-called battery. The oil pump P is driven by a motor M, and distributes oil as a base of hydraulic pressure supplied to equipment provided in the vehicle. In the present embodiment, the motor M is a three-phase motor, and includes a rotor including a permanent magnet and a stator that generates a magnetic field for applying a rotational force to the rotor. The stator includes a three-phase stator coil of U phase, V phase, and W phase. Each stator coil may be Y-connected or Δ-connected.

インバータ10はモータMを制御対象とし、直流電源Bから出力される直流電圧を交流電圧に変換する。図1に示されるように、インバータ10は、直流電源Bの正電圧側に接続されたハイサイドのトランジスタQ1、Q3、Q5と、直流電源Bの負電圧側に接続されたローサイドのトランジスタQ2、Q4、Q6と、の合計6つのトランジスタQ1〜Q6で構成される。例えば、トランジスタQ1及びトランジスタQ4のみを同時にオンさせると、直流電源BからトランジスタQ1、モータMのステータコイル、トランジスタQ4に電流が流れる。一方、トランジスタQ3及びトランジスタQ2のみを同時にオンさせると、直流電源BからトランジスタQ3、モータMのステータコイル、トランジスタQ2に電流が流れる。これにより、直流電源Bの出力は交流電圧に変換される。   The inverter 10 controls the motor M, and converts the DC voltage output from the DC power source B into an AC voltage. As shown in FIG. 1, the inverter 10 includes high-side transistors Q1, Q3, and Q5 connected to the positive voltage side of the DC power supply B, and a low-side transistor Q2 connected to the negative voltage side of the DC power supply B. A total of six transistors Q1 to Q6 including Q4 and Q6 are formed. For example, when only the transistor Q1 and the transistor Q4 are simultaneously turned on, current flows from the DC power source B to the transistor Q1, the stator coil of the motor M, and the transistor Q4. On the other hand, when only the transistor Q3 and the transistor Q2 are simultaneously turned on, a current flows from the DC power source B to the transistor Q3, the stator coil of the motor M, and the transistor Q2. Thereby, the output of the DC power supply B is converted into an AC voltage.

また、トランジスタQ1及びトランジスタQ4のみをオンさせた場合と、トランジスタQ3及びトランジスタQ2のみをオンさせた場合とでは、モータMのステータコイルに流れる電流の方向が異なる。そのため、各ステータコイルには電流の流れる方向に応じた電磁力が働き、当該電磁力とロータが備える永久磁石との間で引力及び斥力が発生することとなる。したがって、トランジスタQ1〜Q6の中から選択されたハイサイドのトランジスタとローサイドのトランジスタとで形成される上下対トランジスタを順次オンさせることにより、ロータが回転力を得ることができる。   The direction of the current flowing through the stator coil of the motor M differs between when only the transistor Q1 and the transistor Q4 are turned on and when only the transistor Q3 and the transistor Q2 are turned on. Therefore, an electromagnetic force corresponding to the direction in which the current flows acts on each stator coil, and an attractive force and a repulsive force are generated between the electromagnetic force and a permanent magnet provided in the rotor. Therefore, the rotor can obtain a rotational force by sequentially turning on the upper and lower pair transistors formed by the high-side transistor and the low-side transistor selected from the transistors Q1 to Q6.

尚、トランジスタQ1〜Q6には、コレクタ端子にカソード端子が、またエミッタ端子にアノード端子が接続されるように夫々ダイオードD1〜D6が配設されている。ここで、各ステータコイルには、通電中にエネルギーが蓄えられるが、これらのダイオードD1〜D6は各ステータコイルの通電を停止した際に当該エネルギーに起因して発生する逆起電力によって周辺部品に悪影響を及ぼさないようにするために配設されるものである。このようなインバータ10を駆動して直流電源Bの出力を交流に変換してモータMに供給する工程は、出力変換工程と称される。   The transistors Q1 to Q6 are provided with diodes D1 to D6 so that the cathode terminal is connected to the collector terminal and the anode terminal is connected to the emitter terminal. Here, energy is stored in each stator coil during energization, but these diodes D1 to D6 are applied to peripheral components by back electromotive force generated due to the energy when the energization of each stator coil is stopped. It is arranged to prevent adverse effects. The process of driving the inverter 10 to convert the output of the DC power source B into AC and supplying it to the motor M is called an output conversion process.

動作条件記憶部20は、オイルポンプPに要求される要求油圧を満たす動作電圧及びオンデューティを含むモータMの最低動作条件を予め記憶しておく。オイルポンプPに要求される要求油圧とは、車両に備えられる機器を駆動するために必要な油圧としてオイルポンプPに要求される油圧である。このような要求油圧は、オイルポンプPの吐出流量と当該流量に応じた圧力とにより規定される。このような要求油圧の一例が図2に示される。   The operating condition storage unit 20 stores in advance the minimum operating conditions of the motor M including the operating voltage that satisfies the required oil pressure required for the oil pump P and the on-duty. The required oil pressure required for the oil pump P is the oil pressure required for the oil pump P as the oil pressure required to drive the equipment provided in the vehicle. Such a required oil pressure is defined by the discharge flow rate of the oil pump P and the pressure corresponding to the flow rate. An example of such required oil pressure is shown in FIG.

要求油圧を満たす動作電圧及びオンデューティを含むモータMの最低動作条件とは、上述した要求油圧をオイルポンプPにより実現するためのモータMの運転条件である。このような運転条件は、モータMに印加される入力電圧及びこの入力電圧のオンデューティにより定まる。したがって、要求油圧を満たす動作電圧とは、要求油圧をオイルポンプPにより実現するためにモータMに印加される入力電圧にあたる。また、オンデューティとは、入力電圧のオンデューティにあたる。本実施形態では、理解を容易にするために、当該入力電圧は直流電圧で規定され、オンデューティは100%となるので、以下ではモータMの最低動作条件は入力電圧のみで規定されるとして説明する。このようなモータMの最低動作条件は、予め動作条件記憶部20に記憶され、このような予め記憶しておく工程は動作条件記憶工程と称される。   The minimum operating condition of the motor M including the operating voltage that satisfies the required hydraulic pressure and the on-duty is an operating condition of the motor M for realizing the above-described required hydraulic pressure by the oil pump P. Such operating conditions are determined by the input voltage applied to the motor M and the on-duty of this input voltage. Therefore, the operating voltage that satisfies the required hydraulic pressure corresponds to an input voltage that is applied to the motor M in order to realize the required hydraulic pressure by the oil pump P. The on-duty corresponds to the on-duty of the input voltage. In the present embodiment, in order to facilitate understanding, the input voltage is defined by a DC voltage and the on-duty is 100%. Therefore, in the following description, the minimum operating condition of the motor M is defined only by the input voltage. To do. Such a minimum operation condition of the motor M is stored in advance in the operation condition storage unit 20, and such a step of storing in advance is referred to as an operation condition storage step.

印加電圧検出部30は、直流電源Bからの現在の印加電圧を検出する。本実施形態では、直流電源Bとは車両に搭載されるバッテリである。このため、印加電圧とはバッテリの出力電圧にあたるが、バッテリの出力電圧は使用期間や発電状態等により変動し得る。印加電圧検出部30は、このように変動し得る印加電圧の最新の値を取得すべく、現時点の印加電圧を検出する。検出結果は、後述するデューティ比設定部40に伝達される。このような印加電圧検出部30による直流電源Bからの現在の印加電圧を検出する工程は、印加電圧検出工程と称される。   The applied voltage detection unit 30 detects the current applied voltage from the DC power supply B. In the present embodiment, the DC power source B is a battery mounted on the vehicle. For this reason, the applied voltage corresponds to the output voltage of the battery, but the output voltage of the battery may vary depending on the period of use, the power generation state, and the like. The applied voltage detection unit 30 detects the current applied voltage in order to obtain the latest value of the applied voltage that can vary in this way. The detection result is transmitted to a duty ratio setting unit 40 described later. The process of detecting the current applied voltage from the DC power source B by the applied voltage detection unit 30 is referred to as an applied voltage detection process.

デューティ比設定部40は、現在の印加電圧と最低動作条件とに基づきデューティ比を設定する。現在の印加電圧とは、上述した印加電圧検出部30から伝達される検出結果である。最低動作条件とは、動作条件記憶部20に予め記憶されているモータMの最低動作条件である。ここで、図3に示されるように、現在の印加電圧をV1とし、最低動作条件としての入力電圧をV2とする。この場合、デューティ比設定部40は、印加電圧V1と入力電圧V2との比を演算し、この比をデューティ比として設定する。具体的には、図3に示されるように、デューティ比をDとするとD=V2/V1×100(%)として設定する。このように設定したデューティ比は後述するPWM制御部50に伝達される。このような現在の印加電圧と最低動作条件とに基づきデューティ比を設定する工程は、デューティ比設定工程と称される。   The duty ratio setting unit 40 sets the duty ratio based on the current applied voltage and the minimum operating condition. The current applied voltage is a detection result transmitted from the applied voltage detection unit 30 described above. The minimum operation condition is a minimum operation condition of the motor M stored in advance in the operation condition storage unit 20. Here, as shown in FIG. 3, the current applied voltage is V1, and the input voltage as the minimum operating condition is V2. In this case, the duty ratio setting unit 40 calculates the ratio between the applied voltage V1 and the input voltage V2, and sets this ratio as the duty ratio. Specifically, as shown in FIG. 3, when the duty ratio is D, D = V2 / V1 × 100 (%) is set. The duty ratio set in this way is transmitted to the PWM control unit 50 described later. The step of setting the duty ratio based on the current applied voltage and the minimum operating condition is referred to as a duty ratio setting step.

PWM制御部50は、設定されたデューティ比でインバータ10が有するスイッチング素子をPWM制御する。設定されたデューティ比とは上述したデューティ比設定部40により設定されたデューティ比である。インバータ10が有するスイッチング素子とは、上述したトランジスタQ1〜Q6である。PWM制御とは、公知のパルス幅変調(pulse width modulation)制御であるので説明は省略する。このため、PWM制御部50は、デューティ比設定部40により設定されたデューティ比を用いてトランジスタQ1〜Q6をPWM制御することにより、例えば図2の一点鎖線で示されるような直流電源Bからの印加電圧が最低動作条件における入力電圧よりも高い場合でも、実線で示される特性に沿ってオイルポンプPを運転することができる。したがって、要求油圧を具備するまでの間(吐出圧力が0〜P1までの間)は、無駄な電力消費を抑制しつつ、要求油圧を実現することが可能となる。このようなPWM制御部50が、設定されたデューティ比でインバータ10が有するスイッチング素子をPWM制御する工程はPWM制御工程と称される。   The PWM control unit 50 performs PWM control of the switching element included in the inverter 10 with the set duty ratio. The set duty ratio is a duty ratio set by the duty ratio setting unit 40 described above. The switching elements included in the inverter 10 are the transistors Q1 to Q6 described above. Since the PWM control is a known pulse width modulation control, the description thereof is omitted. For this reason, the PWM control unit 50 performs PWM control of the transistors Q1 to Q6 using the duty ratio set by the duty ratio setting unit 40, so that, for example, from the DC power source B as shown by the one-dot chain line in FIG. Even when the applied voltage is higher than the input voltage under the minimum operating condition, the oil pump P can be operated along the characteristic indicated by the solid line. Therefore, the required hydraulic pressure can be realized while suppressing unnecessary power consumption until the required hydraulic pressure is provided (between the discharge pressure is 0 and P1). A process in which the PWM control unit 50 performs PWM control of the switching element included in the inverter 10 with the set duty ratio is referred to as a PWM control process.

ここで、PWM制御部50はインバータ10を介してモータMに流れる電流(以下「モータ電流」とする)をモニタしている。このモータ電流が所定に達すると、PWM制御部50はモータMが定電流で制御されるようにPWM制御を行う。具体的には、モータ電流を一定に維持したままでモータMに印加する電圧を下げる制御を行う。これにより、モータ電流が一定の状態で、モータMの回転数が低下する。したがって、図2に示されるように、吐出圧力が要求油圧を超えた時点で吐出油圧を一定に維持したままで、オイルポンプPの吐出流量を下げることが可能となる。なお、本実施形態では、吐出圧力が要求油圧を超えたことは、予め対応するモータ電流で特定できるように設定されている。   Here, the PWM control unit 50 monitors a current (hereinafter referred to as “motor current”) flowing through the motor M via the inverter 10. When the motor current reaches a predetermined value, the PWM control unit 50 performs PWM control so that the motor M is controlled with a constant current. Specifically, control is performed to reduce the voltage applied to the motor M while keeping the motor current constant. As a result, the rotational speed of the motor M is reduced while the motor current is constant. Therefore, as shown in FIG. 2, it is possible to reduce the discharge flow rate of the oil pump P while maintaining the discharge hydraulic pressure constant when the discharge pressure exceeds the required hydraulic pressure. In the present embodiment, the fact that the discharge pressure exceeds the required oil pressure is set in advance so as to be identified by the corresponding motor current.

ここで、本実施形態ではモータMの回転数はモータ電流のリップルにより演算している。PWM制御部50は、上述した定電流でのモータMの制御中にモータ電流のリップルに基づき演算したモータMの回転数が所定値まで低下すると、定電流での制御からその時点の回転数を維持するように再度、定電圧制御に切り替える。これにより、吐出圧力としてP1を維持したままで吐出流量が低減した後、吐出圧力に応じて吐出流量を低減することができる。   Here, in the present embodiment, the rotation speed of the motor M is calculated from the ripple of the motor current. When the rotational speed of the motor M calculated based on the ripple of the motor current decreases to a predetermined value during the control of the motor M with the constant current described above, the PWM control unit 50 changes the rotational speed at that time from the control with the constant current. Switch to constant voltage control again to maintain. Thereby, after the discharge flow rate is reduced while maintaining P1 as the discharge pressure, the discharge flow rate can be reduced according to the discharge pressure.

なお、車両の油圧制御に用いられるオイルは、温度に応じて粘度が変化する。このため、温度に拘らず同じ条件でオイルポンプPを駆動すると要求油圧を具備できない可能性がある。そこで、オイルの温度に応じて、定電流での制御から定電圧での制御に切り替え時点を変更すると好適である。具体的には、オイルの温度が低い時は、粘度が高くなり流通抵抗が大きくなるので、オイルの温度が低い程、モータMを定電流での制御から定電圧での制御に切り替える際のモータMの回転数を大きく設定すると良い。これにより、オイルの温度に拘らず、要求油圧を具備すると共に、無駄な消費電力を低減することが可能となる。   Note that the viscosity of oil used for vehicle hydraulic control changes according to temperature. For this reason, if the oil pump P is driven under the same conditions regardless of the temperature, there is a possibility that the required oil pressure cannot be provided. Therefore, it is preferable to change the switching time point from the constant current control to the constant voltage control according to the oil temperature. Specifically, when the oil temperature is low, the viscosity increases and the flow resistance increases. Therefore, the motor when the motor M is switched from constant current control to constant voltage control as the oil temperature decreases. It is good to set the rotation speed of M large. This makes it possible to reduce the wasteful power consumption while providing the required oil pressure regardless of the temperature of the oil.

次に、ポンプ制御装置1によるオイルポンプPの制御方法について図4のフローチャートを用いて説明する。ポンプ制御装置1はオイルポンプPに対する駆動命令を受けると、デューティ比設定部40は、予め動作条件記憶部20に記憶されているオイルポンプPに要求される要求油圧を満たすモータMの最低動作条件を参照する(ステップ#01)。一方、印加電圧検出部30は、直流電源Bからの現在の印加電圧の検出を開始し(ステップ#02)、検出結果はデューティ比設定部40に伝達される。   Next, a method for controlling the oil pump P by the pump control device 1 will be described with reference to the flowchart of FIG. When the pump control device 1 receives a drive command for the oil pump P, the duty ratio setting unit 40 satisfies the minimum operating condition of the motor M that satisfies the required hydraulic pressure required for the oil pump P stored in the operating condition storage unit 20 in advance. (Step # 01). On the other hand, the applied voltage detection unit 30 starts detection of the current applied voltage from the DC power supply B (step # 02), and the detection result is transmitted to the duty ratio setting unit 40.

デューティ比設定部40は、直流電源Bからの印加電圧及び最低動作条件からデューティ比を演算し、設定する(ステップ#03)。設定されたデューティ比はPWM制御部50に伝達され、PWM制御部50は当該デューティ比でインバータ10のスイッチング素子をPWM制御する(ステップ#04)。このPWM制御はモータ電流が所定値に達するまで継続される(ステップ#05:No)。   The duty ratio setting unit 40 calculates and sets the duty ratio from the applied voltage from the DC power source B and the minimum operating condition (step # 03). The set duty ratio is transmitted to the PWM control unit 50, and the PWM control unit 50 performs PWM control of the switching element of the inverter 10 with the duty ratio (step # 04). This PWM control is continued until the motor current reaches a predetermined value (step # 05: No).

モータ電流が所定値に達すると(ステップ#05:Yes)、PWM制御部50はモータMを定電流での制御に変更する(ステップ#06)。この定電流でのモータMの制御は、モータMの回転数が所定の回転数になるまで継続される(ステップ#07:No)。モータMの回転数が所定の回転数に達すると(ステップ#07:Yes)、PWM制御部50はモータMを定電圧での制御に再度、切り替える(ステップ#08)。この制御は、オイルポンプPを停止するまで継続される(ステップ#09:No)。   When the motor current reaches a predetermined value (step # 05: Yes), the PWM control unit 50 changes the motor M to control with a constant current (step # 06). The control of the motor M with this constant current is continued until the rotational speed of the motor M reaches a predetermined rotational speed (step # 07: No). When the rotation speed of the motor M reaches a predetermined rotation speed (step # 07: Yes), the PWM control unit 50 switches the motor M to control with a constant voltage again (step # 08). This control is continued until the oil pump P is stopped (step # 09: No).

〔その他の実施形態〕
上記実施形態では、モータMの最低動作条件が動作電圧及びオンデューティを含んで規定され、オンデューティが100%の例を挙げて説明したが、最低動作条件が動作電圧及びオンデューティの双方で規定されている場合でも本発明を適用することは可能である。具体的には、動作電圧がV3で、オンデューティが50%であり、直流電源Bからの印加電圧がV1であるとする。この場合、デューティ比設定部40は、最低動作条件からオンデューティ100%とした場合の換算動作電圧V4を求める。すなわち、V4=V3×(50/100)=V3/2となる。次に、この換算動作電圧V3/2と印加電圧V1とからデューティ比Dを求める。すなわち、D=(V3/2)/V1×100(%)となる。このようなデューティ比でPWM制御することにより、上記実施形態と同様に省エネルギーでオイルポンプPを運転することが可能である。
[Other Embodiments]
In the above embodiment, the example has been described in which the minimum operating condition of the motor M is defined including the operating voltage and the on-duty, and the on-duty is 100%. However, the minimum operating condition is defined by both the operating voltage and the on-duty. The present invention can be applied even in the case where it is used. Specifically, it is assumed that the operating voltage is V3, the on-duty is 50%, and the applied voltage from the DC power source B is V1. In this case, the duty ratio setting unit 40 obtains the converted operation voltage V4 when the on-duty is 100% from the minimum operation condition. That is, V4 = V3 × (50/100) = V3 / 2. Next, the duty ratio D is obtained from the converted operation voltage V3 / 2 and the applied voltage V1. That is, D = (V3 / 2) / V1 × 100 (%). By performing PWM control with such a duty ratio, the oil pump P can be operated with energy saving as in the above-described embodiment.

上記実施形態では、ポンプ制御装置1が要求油圧を具備した後は、定電流制御を行い、更にその後、定電圧制御を行うとして説明したが、定電流制御及び定電圧制御を行わないように構成することも可能である。   In the above embodiment, the constant current control is performed after the pump control device 1 has the required hydraulic pressure, and then the constant voltage control is performed. However, the constant current control and the constant voltage control are not performed. It is also possible to do.

上記実施形態では、インバータ10はトランジスタQ1〜Q6を備えて構成されるとして説明したが、トランジスタQ1〜Q6に代えて、FET(Field Effect Transistor)を用いて構成しても良いし、IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)を用いても良い。   In the above-described embodiment, the inverter 10 is described as including the transistors Q1 to Q6. However, instead of the transistors Q1 to Q6, the inverter 10 may be configured using an FET (Field Effect Transistor) or an IGBT (Insulated). Gate Bipolar Transistor) may be used.

本発明は、車両に搭載されるポンプの出力を制御するポンプ出力制御装置、当該ポンプ出力制御装置を備えた車載用ポンプユニット、及びポンプ出力制御方法に用いることが可能である。   INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention can be used for a pump output control device that controls the output of a pump mounted on a vehicle, a vehicle-mounted pump unit that includes the pump output control device, and a pump output control method.

1:ポンプ制御装置
10:インバータ
20:動作条件記憶部
30:印加電圧検出部
40:デューティ比設定部
50:PWM制御部
100:車載用ポンプユニット
B:直流電源
M:モータ
P:オイルポンプ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1: Pump control apparatus 10: Inverter 20: Operation condition memory | storage part 30: Applied voltage detection part 40: Duty ratio setting part 50: PWM control part 100: In-vehicle pump unit B: DC power supply M: Motor P: Oil pump

Claims (3)

車両に搭載される直流電源とオイルポンプを駆動するモータとの間に接続されるインバータと、
前記オイルポンプに要求される要求油圧を満たす動作電圧及びオンデューティを含む前記モータの最低動作条件を予め記憶しておく動作条件記憶部と、
前記直流電源からの現在の印加電圧を検出する印加電圧検出部と、
前記現在の印加電圧と前記最低動作条件とに基づきデューティ比を設定するデューティ比設定部と、
設定された前記デューティ比で前記インバータが有するスイッチング素子をPWM制御するPWM制御部と、
を備えるポンプ制御装置。
An inverter connected between a DC power source mounted on the vehicle and a motor that drives the oil pump;
An operation condition storage unit that stores in advance the minimum operation condition of the motor including an operation voltage and an on-duty that satisfy a required oil pressure required for the oil pump;
An applied voltage detector for detecting a current applied voltage from the DC power supply;
A duty ratio setting unit for setting a duty ratio based on the current applied voltage and the minimum operating condition;
A PWM control unit that PWM-controls a switching element included in the inverter with the set duty ratio;
A pump control device comprising:
前記オイルポンプと、
前記モータと、
請求項1に記載のポンプ制御装置と、
を備える車載用ポンプユニット。
The oil pump;
The motor;
A pump control device according to claim 1;
An on-vehicle pump unit comprising:
車両に搭載される直流電源とオイルポンプを駆動するモータとの間に接続されたインバータを駆動して前記直流電源の出力を交流に変換して前記モータに供給する出力変換工程と、
前記オイルポンプに要求される要求油圧を満たす動作電圧及びオンデューティを含む前記モータの最低動作条件を予め動作条件記憶部に記憶しておく動作条件記憶工程と、
前記直流電源からの現在の印加電圧を検出する印加電圧検出工程と、
前記現在の印加電圧と前記最低動作条件とに基づきデューティ比を設定するデューティ比設定工程と、
設定された前記デューティ比で前記インバータが有するスイッチング素子をPWM制御するPWM制御工程と、
を備えるポンプ制御方法。
An output conversion step of driving an inverter connected between a DC power source mounted on a vehicle and a motor driving an oil pump to convert the output of the DC power source into AC and supplying the AC to the motor;
An operation condition storage step of previously storing in the operation condition storage unit the minimum operation condition of the motor including an operation voltage and an on-duty that satisfy a required oil pressure required for the oil pump;
An applied voltage detection step of detecting a current applied voltage from the DC power supply;
A duty ratio setting step for setting a duty ratio based on the current applied voltage and the minimum operating condition;
A PWM control step for PWM-controlling the switching element of the inverter with the set duty ratio;
A pump control method comprising:
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