JP2023005390A - モータ制御装置および電動ポンプ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】電動ポンプに異質流体吸入異常が生じたことを検知可能なモータ制御装置及び電動ポンプ装置を提供する。【解決手段】電動ポンプ４０のモータ２０を制御するモータ制御装置１０であって、前記モータに駆動電流を供給する駆動部１１と、回転数指令値に基づいて前記駆動部を制御することにより前記モータの回転数を制御する制御部１３と、前記モータに供給される前記駆動電流を検出し、前記駆動電流の検出結果を示す電流検出値を前記制御部に供給する電流検出部１２と、を備え、前記制御部は、前記回転数指令値が第１指令値から第２指令値に変化した第１タイミングで取得した第１電流検出値と、前記第１タイミング後に取得した第２電流検出値とに基づいて、前記電動ポンプに異質流体吸入異常が生じたか否かを判断する。【選択図】図１

Description

本発明は、モータ制御装置および電動ポンプ装置に関する。

特許文献１には、電動機の各相の電流値を積分し、その積分値が基準値以上となった相の電流検出系統に異常が生じたと判断する電力変換装置が開示されている。

特開平１１－２８９７９５号公報

上記特許文献１の技術では、各相の電流値の変化が、回転数の上昇に伴って電流値が上昇するという正常時における電流値の変化から逸脱する場合に迅速に異常を検知することができず、電動ポンプの故障を招く可能性があった。

本発明のモータ制御装置における一つの態様は、電動ポンプのモータを制御するモータ制御装置であって、前記モータに駆動電流を供給する駆動部と、回転数指令値に基づいて前記駆動部を制御することにより前記モータの回転数を制御する制御部と、前記モータに供給される前記駆動電流を検出し、前記駆動電流の検出結果を示す電流検出値を前記制御部に供給する電流検出部と、を備え、前記制御部は、前記回転数指令値が第１指令値から第２指令値に変化した第１タイミングで取得した第１電流検出値と、前記第１タイミング後に取得した第２電流検出値とに基づいて、前記電動ポンプに異質流体吸入異常が生じたか否かを判断する。

本発明の電動ポンプ装置における一つの態様は、電動ポンプと、前記電動ポンプのモータを制御する上記態様のモータ制御装置と、を備える。

本発明の上記態様によれば、電動ポンプに異質流体吸入異常が生じたことを検知可能なモータ制御装置及び電動ポンプ装置が提供される。

図１は、本実施形態におけるモータ制御装置を備える電動ポンプ装置を模式的に示すブロック図である。 図２は、モータが定常回転状態にあるときに制御部が実行する第１のポンプ異常診断処理を示すフローチャートである。 図３は、回転数指令値、実回転数及び電流検出値の時間変化の第１の例を示す図である。 図４は、モータが定常回転状態にあるときに制御部が実行する第２のポンプ異常診断処理を示すフローチャートである。 図５は、回転数指令値、実回転数及び電流検出値の時間変化の第２の例を示す図である。

以下、本発明の一実施形態について図面を参照しながら詳細に説明する。
図１は、本実施形態におけるモータ制御装置１０を備える電動ポンプ装置１００を模式的に示すブロック図である。図１に示すように、電動ポンプ装置１００は、モータ制御装置１０と、電動ポンプ４０と、を備える。電動ポンプ４０は、モータ２０と、ポンプ３０と、を備える。電動ポンプ装置１００は、例えばハイブリッド車両に搭載される駆動用モータに冷却オイルＦを供給する装置である。

電動ポンプ４０のモータ２０は、例えばインナーロータ型の三相ブラシレスＤＣモータである。モータ２０は、シャフト２１と、Ｕ相端子２２ｕと、Ｖ相端子２２ｖと、Ｗ相端子２２ｗと、Ｕ相コイル２３ｕと、Ｖ相コイル２３ｖと、Ｗ相コイル２３ｗと、回転角度センサ２４と、を有する。

また、図１では図示を省略するが、モータ２０は、モータハウジングと、モータハウジングに収容されたロータ及びステータとを有する。ロータは、モータハウジングの内部において、軸受け部品によって回転可能に支持される回転体である。ステータは、モータハウジングの内部において、ロータの外周面を囲った状態で固定され、ロータを回転させるのに必要な電磁力を発生させる。

シャフト２１は、ロータの径方向内側を軸方向に貫通した状態でロータと同軸接合される軸状体である。Ｕ相端子２２ｕ、Ｖ相端子２２ｖ及びＷ相端子２２ｗは、それぞれモータハウジングの表面から露出する金属端子である。詳細は後述するが、Ｕ相端子２２ｕ、Ｖ相端子２２ｖ及びＷ相端子２２ｗは、それぞれ、モータ制御装置１０のモータ駆動回路１１と電気的に接続される。Ｕ相コイル２３ｕ、Ｖ相コイル２３ｖ及びＷ相コイル２３ｗは、それぞれステータに設けられた励磁コイルである。Ｕ相コイル２３ｕ、Ｖ相コイル２３ｖ及びＷ相コイル２３ｗは、モータ２０の内部でスター結線される。

Ｕ相コイル２３ｕは、Ｕ相端子２２ｕと中性点Ｎとの間に電気的に接続される。Ｖ相コイル２３ｖは、Ｖ相端子２２ｖと中性点Ｎとの間に電気的に接続される。Ｗ相コイル２３ｗは、Ｗ相端子２２ｗと中性点Ｎとの間に電気的に接続される。Ｕ相コイル２３ｕ、Ｖ相コイル２３ｖ及びＷ相コイル２３ｗの通電状態がモータ制御装置１０によって制御されることにより、ロータを回転させるのに必要な電磁力が発生する。ロータが回転することにより、シャフト２１もロータに同期して回転する。

回転角度センサ２４は、シャフト２１の回転角度を検出し、その検出結果を示す回転角度信号ＰＳをモータ制御装置１０に出力する。回転角度センサ２４として、例えば、ホールセンサ、インクリメンタル型エンコーダ、或いはアブソリュート型エンコーダなどを使用できる。

ポンプ３０は、モータ２０のシャフト２１の軸方向一方側に位置し、モータ２０によってシャフト２１を介して駆動されて冷却オイルＦを吐出する。ポンプ３０は、オイル吸入口３１及びオイル吐出口３２を有する。冷却オイルＦは、オイル吸入口３１からポンプ３０の内部に吸入された後、オイル吐出口３２からポンプ３０の外部に吐出される。このように、ポンプ３０とモータ２０とがシャフト２１の軸方向に隣り合って接続されることにより、電動ポンプ４０が構成される。

モータ制御装置１０は、不図示の上位制御装置から出力される回転数指令信号ＣＳと、回転角度センサ２４から出力される回転角度信号ＰＳとに基づいて、電動ポンプ４０のモータ２０を制御する装置である。一例として、上位制御装置は、ハイブリッド車両に搭載される車載ＥＣＵ（Electronic Control Unit）である。モータ制御装置１０は、モータ駆動回路１１（駆動部）と、シャント抵抗器１２（電流検出部）と、制御部１３と、記憶部１４と、を備える。

モータ駆動回路１１は、モータ２０に駆動電流を供給する回路である。具体的には、モータ駆動回路１１は、直流電源２００から供給される直流電源電圧を三相交流電圧に変換してモータ２０に出力する。これにより、モータ駆動回路１１からモータ２０に三相交流電流が駆動電流として供給される。一例として、直流電源２００は、ハイブリッド車両に搭載されるバッテリである。

モータ駆動回路１１は、Ｕ相上側アームスイッチＱ_ＵＨと、Ｖ相上側アームスイッチＱ_ＶＨと、Ｗ相上側アームスイッチＱ_ＷＨと、Ｕ相下側アームスイッチＱ_ＵＬと、Ｖ相下側アームスイッチＱ_ＶＬと、Ｗ相下側アームスイッチＱ_ＷＬと、を有する。本実施形態において各アームスイッチは、例えばＮチャネル型ＭＯＳ－ＦＥＴである。

Ｕ相上側アームスイッチＱ_ＵＨのドレイン端子、Ｖ相上側アームスイッチＱ_ＶＨのドレイン端子、及びＷ相上側アームスイッチＱ_ＷＨのドレイン端子は、それぞれ直流電源２００の正極端子と電気的に接続される。Ｕ相下側アームスイッチＱ_ＵＬのソース端子、Ｖ相下側アームスイッチＱ_ＶＬのソース端子、及びＷ相下側アームスイッチＱ_ＷＬのソース端子は、それぞれ、シャント抵抗器１２を介して直流電源２００の負極端子と電気的に接続される。なお、直流電源２００の負極端子は車内グランドと電気的に接続される。

Ｕ相上側アームスイッチＱ_ＵＨのソース端子は、モータ２０のＵ相端子２２ｕと、Ｕ相下側アームスイッチＱ_ＵＬのドレイン端子とのそれぞれに電気的に接続される。Ｖ相上側アームスイッチＱ_ＶＨのソース端子は、モータ２０のＶ相端子２２ｖと、Ｖ相下側アームスイッチＱ_ＶＬのドレイン端子とのそれぞれに電気的に接続される。Ｗ相上側アームスイッチＱ_ＷＨのソース端子は、モータ２０のＷ相端子２２ｗと、Ｗ相下側アームスイッチＱ_ＷＬのドレイン端子とのそれぞれに電気的に接続される。

Ｕ相上側アームスイッチＱ_ＵＨのゲート端子、Ｖ相上側アームスイッチＱ_ＶＨのゲート端子、及びＷ相上側アームスイッチＱ_ＷＨのゲート端子は、それぞれ制御部１３と電気的に接続される。また、Ｕ相下側アームスイッチＱ_ＵＬのゲート端子、Ｖ相下側アームスイッチＱ_ＶＬのゲート端子、及びＷ相下側アームスイッチＱ_ＷＬのゲート端子も、それぞれ制御部１３と電気的に接続される。

上記のように、モータ駆動回路１１は、３つの上側アームスイッチと３つの下側アームスイッチとを有する３相フルブリッジ回路によって構成されたインバータである。このように構成されたモータ駆動回路１１は、制御部１３によって各アームスイッチがスイッチング制御されることにより、直流電源２００から供給される直流電源電圧を三相交流電圧に変換してモータ２０に出力する。これにより、モータ駆動回路１１からモータ２０に三相交流電流が駆動電流として供給される。

シャント抵抗器１２は、モータ２０に供給される駆動電流を検出し、駆動電流の検出結果を示す電流検出値Ｉｄを制御部１３に供給する。シャント抵抗器１２の一端は、Ｕ相下側アームスイッチＱ_ＵＬ、Ｖ相下側アームスイッチＱ_ＶＬ、及びＷ相下側アームスイッチＱ_ＷＬのソース端子のそれぞれと電気的に接続される。シャント抵抗器１２の他端は、直流電源２００の負極端子と電気的に接続される。さらに、シャント抵抗器１２の一端は、制御部１３と電気的に接続される。モータ２０に供給される駆動電流は、シャント抵抗器１２を介して車内グランドに流れ込む。従って、シャント抵抗器１２の端子間には、駆動電流に比例する電圧が現れる。このようなシャント抵抗器１２の端子間電圧が、駆動電流の検出結果を示す電流検出値Ｉｄとして制御部１３に供給される。なお、必要に応じて、シャント抵抗器１２の一端と制御部１３との間に抵抗分圧回路を設けてもよい。

制御部１３は、例えばＭＣＵ(Microcontroller Unit)などのマイクロプロセッサである。制御部１３には、不図示の上位制御装置から出力される回転数指令信号ＣＳと、回転角度センサ２４から出力される回転角度信号ＰＳとが入力される。制御部１３は、不図示の通信バスを介して記憶部１４と通信可能に接続される。制御部１３は、記憶部１４に予め記憶されるプログラムに従って、少なくとも以下で説明するモータ制御処理とポンプ異常診断処理とを実行する。

モータ制御処理において、制御部１３は、回転角度信号ＰＳからモータ２０の実回転数Ｒｍを算出し、回転数指令信号ＣＳによって指示される回転数指令値Ｒｃと実回転数Ｒｍとに基づいてモータ駆動回路１１を制御することにより、モータ２０の回転数を制御する。具体的には、制御部１３は、モータ２０の実回転数Ｒｍを回転数指令値Ｒｃに一致させるために必要な各アームスイッチのスイッチングデューティ比を決定し、決定したスイッチングデューティ比で各アームスイッチのスイッチング制御を行う。その結果、モータ２０の実回転数Ｒｍを回転数指令値Ｒｃに一致させる三相交流電圧がモータ駆動回路１１からモータ２０に供給される。

ポンプ異常診断処理において、制御部１３は、回転数指令値Ｒｃが第１指令値Ｒｃ１から第２指令値Ｒｃ２に変化した第１タイミングで取得した第１電流検出値と、第１タイミング後に取得した第２電流検出値とに基づいて、電動ポンプ４０に異質流体吸入異常が生じたか否かを判断する。異質流体吸入異常とは、冷却オイルＦと異なる性質を有する流体（異質流体）がポンプ３０に吸入されることである。異質流体は、例えば空気、水、或いはガスなどの流体である。

記憶部１４は、制御部１３に各種処理を実行させるのに必要なプログラムおよび各種設定データなどを記憶する不揮発性メモリと、制御部１３が各種処理を実行する際にデータの一時保存先として使用される揮発性メモリとを含む。不揮発性メモリは、例えばＥＥＰＲＯＭ（Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory）又はフラッシュメモリなどである。揮発性メモリは、例えばＲＡＭ（Random Access Memory）などである。図１に示すように、記憶部１４は、制御部１３の外部に設けられてもよいし、或いは制御部１３に内蔵されていてもよい。

以下、制御部１３が実行するポンプ異常診断処理について詳細に説明する。
初めに、図２及び図３を参照しながら、ポンプ異常診断処理の第１の例である第１のポンプ異常診断処理について説明する。図２は、制御部１３が実行する第１のポンプ異常診断処理を示すフローチャートである。制御部１３は、モータ２０が定常回転状態にあるときに第１のポンプ異常診断処理を実行する。定常回転状態とは、モータ２０が回転数指令値Ｒｃと同じ回転数で回転し続ける状態である。言い換えれば、定常回転状態とは、モータ２０の実回転数Ｒｍが回転数指令値Ｒｃと一致する状態である。

例えば図３において、時刻ｔ０から時刻ｔ１までの期間が、モータ２０が定常回転状態にある期間である。以下の説明において、時刻ｔ０から時刻ｔ１までの期間を定常回転期間と呼称する場合がある。定常回転期間において、モータ２０の実回転数Ｒｍが第１指令値Ｒｃ１と一致する。第１指令値Ｒｃ１とは、モータ２０が定常回転状態にあるときの回転数指令値Ｒｃである。図３に示す例では、第１指令値Ｒｃ１は１０００ｒｐｍであり、定常回転期間におけるモータ２０の実回転数Ｒｍも１０００ｒｐｍである。図３に示すように、定常回転期間において、シャント抵抗器１２から制御部１３に供給される電流検出値Ｉｄは一定となる。

制御部１３は、第１のポンプ異常診断処理と並行して、電流検出値Ｉｄの移動平均演算を実行する。移動平均演算において、制御部１３は、シャント抵抗器１２から供給される電流検出値Ｉｄ、すなわちシャント抵抗器１２の端子間電圧を第１の時間間隔でサンプリングすることにより、電流検出値Ｉｄの時系列データを取得する。制御部１３は、電流検出値Ｉｄの時系列データに基づいて電流検出値Ｉｄの移動平均値を算出し、算出された移動平均値のうち第２の時間間隔で算出された移動平均値を注目電流検出値として取得する。第２の時間間隔は、第１の時間間隔よりも長い。一例として、第１の時間間隔は５０μｓであり、第２の時間間隔は３００ｍｓである。制御部１３は、上記のような電流検出値Ｉｄの移動平均演算によって第２の時間間隔で得られる注目電流検出値を記憶部１４に逐次的に保存する。

図２に示すように、制御部１３は、モータ２０が定常回転状態にあるときに第１のポンプ異常診断処理を開始すると、まず、回転数指令値Ｒｃが第１指令値Ｒｃ１から第２指令値Ｒｃ２に変化したか否かを判定する（ステップＳ１）。第２指令値Ｒｃ２は、第１指令値Ｒｃ１よりも所定値以上大きい値である。一例として、第２指令値Ｒｃ２は、第１指令値Ｒｃ１よりも１００ｒｐｍ以上大きい値である。すなわち、ステップＳ１において、制御部１３は、回転数指令値Ｒｃが第１指令値Ｒｃ１から第２指令値Ｒｃ２に上昇したか否かを判定する。

ステップＳ１において「Ｎｏ」の場合、すなわち回転数指令値Ｒｃが第１指令値Ｒｃ１から第２指令値Ｒｃ２に変化しない場合、制御部１３は、回転数指令値Ｒｃが第１指令値Ｒｃ１から第２指令値Ｒｃ２に変化するまで、ステップＳ１の処理を所定の時間間隔で繰り返し実行する。

一方、ステップＳ１において「Ｙｅｓ」の場合、すなわち回転数指令値Ｒｃが第１指令値Ｒｃ１から第２指令値Ｒｃ２に変化した場合、制御部１３は、回転数指令値Ｒｃが変化した第１タイミングで記憶部１４から最新の注目電流検出値を第１電流検出値として取得する（ステップＳ２）。

図３に示す例では、時刻ｔ１に回転数指令値Ｒｃが第１指令値Ｒｃ１から第２指令値Ｒｃ２に変化（上昇）したと仮定する。一例として、第２指令値Ｒｃ２は２０００ｒｐｍである。この場合、制御部１３は、時刻ｔ１（第１タイミング）において記憶部１４から最新の注目電流検出値を第１電流検出値Ｉ１として取得する。

続いて、制御部１３は、第１タイミング後にモータ２０の実回転数Ｒｍが所定値以上になった第２タイミングで記憶部１４から最新の注目電流検出値を第２電流検出値として取得する（ステップＳ３）。図３に示す例では、時刻ｔ２にモータ２０の実回転数Ｒｍが所定値Ｒｍ１以上になったと仮定する。一例として、所定値Ｒｍ１は第１指令値Ｒｃ１と第２指令値Ｒｃ２との間の中心値（１５００ｒｐｍ）である。この場合、制御部１３は、時刻ｔ２（第２タイミング）において記憶部１４から最新の注目電流検出値を第２電流検出値Ｉ２として取得する。

図３に示すように、時刻ｔ１に回転数指令値Ｒｃが第１指令値Ｒｃ１から第２指令値Ｒｃ２に変化すると、制御部１３が第１のポンプ異常診断処理と並行してモータ制御処理を実行することにより、モータ２０の実回転数Ｒｍが第２指令値Ｒｃ２に向かって上昇し始める。電動ポンプ４０が正常である場合、モータ２０の実回転数Ｒｍが第２指令値Ｒｃ２に向かって上昇するのに伴って、電流検出値Ｉｄも第１タイミングである時刻ｔ１を起点として上昇する。図３において、Ｉ２ａは、電動ポンプ４０が正常である場合に時刻ｔ２（第２タイミング）に得られる第２電流検出値である。第２電流検出値Ｉ２ａは、基準範囲ＮＲ内に位置する。基準範囲ＮＲは、電動ポンプ４０が正常である場合に、第１タイミングを起点として上昇する電流検出値Ｉｄの軌跡が通る領域である。

図３において、Ｉ２ｂ、Ｉ２ｃ、及びＩ２ｄは、それぞれ、電動ポンプ４０に異質流体吸入異常が生じた場合に時刻ｔ２（第２タイミング）に得られる第２電流検出値である。例えば、モータ２０の負荷を上昇させる異質流体が電動ポンプ４０に吸入された場合、正常時と同様に、電流検出値Ｉｄは第１タイミングである時刻ｔ１を起点として上昇するが、正常時よりも負荷が大きくなるため、電流検出値Ｉｄの上昇軌跡は基準範囲ＮＲから上側に外れた領域を通る。Ｉ２ｂは、モータ２０の負荷を上昇させる異質流体が電動ポンプ４０に吸入された場合に、時刻ｔ２（第２タイミング）に得られる第２電流検出値である。

例えば、モータ２０の負荷を低下させる比較的少量の異質流体が電動ポンプ４０に吸入された場合、正常時と同様に、電流検出値Ｉｄは第１タイミングである時刻ｔ１を起点として上昇するが、正常時よりも負荷が小さくなるため、電流検出値Ｉｄの上昇軌跡は基準範囲ＮＲから下側に外れた領域を通る。Ｉ２ｃは、モータ２０の負荷を低下させる比較的少量の異質流体が電動ポンプ４０に吸入された場合に、時刻ｔ２（第２タイミング）に得られる第２電流検出値である。

例えば、モータ２０の負荷を低下させる比較的多量の異質流体（とくに空気など）が電動ポンプ４０に吸入された場合、電動ポンプ４０への冷却オイルＦの供給不足が生じることに起因して正常時よりも負荷が非常に小さくなるため、実回転数Ｒｍの上昇に反比例して、電流検出値Ｉｄは第１タイミングである時刻ｔ１を起点として下降する。この場合の電流検出値Ｉｄの下降軌跡は基準範囲ＮＲから下側に外れた領域を通る。Ｉ２ｄは、モータ２０の負荷を低下させる比較的多量の異質流体が電動ポンプ４０に吸入された場合に、時刻ｔ２（第２タイミング）に得られる第２電流検出値である。

図３に示されるように、第１タイミングで得られる第１電流検出値Ｉ１と、第２タイミングで得られる第２電流検出値Ｉ２とに基づいて、電流検出値Ｉｄの変化を表すパラメータを算出し、算出したパラメータが所定の基準範囲ＮＲから外れたか否かを判定することにより、電動ポンプ４０に異質流体吸入異常が生じたか否かを判定することができる。本実施形態では、制御部１３は、電流検出値Ｉｄの変化を表すパラメータとして、電流検出値Ｉｄの単位時間当たりの変化量ΔＩｄを算出し、変化量ΔＩｄが基準範囲ＮＲから外れたか否かを判定することにより、電動ポンプ４０に異質流体吸入異常が生じたか否かを判定する。以下、図２に戻って説明を続ける。

制御部１３は、ステップＳ２で取得した第１電流検出値Ｉ１と、ステップＳ３で取得した第２電流検出値Ｉ２とに基づいて、第１タイミング以降における電流検出値Ｉｄの単位時間当たりの変化量ΔＩｄを算出し、算出した変化量ΔＩｄが基準範囲ＮＲから外れたか否かを判定する（ステップＳ４）。第１タイミングである時刻ｔ１以降における電流検出値Ｉｄの単位時間当たりの変化量ΔＩｄは、下式（１）で表される。以下の説明において、下式（１）で表される変化量ΔＩｄを電流変化量と呼称する場合がある。なお、下式（１）において、時刻ｔ２は、モータ２０の実回転数Ｒｍが所定値Ｒｍ１以上になった第２タイミングである。
ΔＩｄ＝（Ｉ２－Ｉ１）／（ｔ２－ｔ１） …（１）

基準範囲ＮＲは、電動ポンプ４０が正常である場合に電流変化量ΔＩｄが取り得る最小値及び最大値によって定義される。電動ポンプ４０が正常である場合における電流変化量ΔＩｄの最小値及び最大値は、事前に実験或いはシミュレーション等によって決定され、予め記憶部１４に記憶される。すなわち、ステップＳ４において、制御部１３は、記憶部１４から電流変化量ΔＩｄの最小値及び最大値を読み出し、算出した電流変化量ΔＩｄが最小値から最大値までの範囲内に含まれていない場合に、電流変化量ΔＩｄが基準範囲ＮＲから外れたと判断する。

ステップＳ４において「Ｎｏ」の場合、すなわち電流変化量ΔＩｄが基準範囲ＮＲから外れなかった場合、電動ポンプ４０は正常であると推定される。この場合、制御部１３は第１のポンプ異常診断処理を終了する。

一方、ステップＳ４において「Ｙｅｓ」の場合、すなわち電流変化量ΔＩｄが基準範囲ＮＲから外れた場合、電動ポンプ４０に異質流体吸入異常が生じたと推定される。この場合、制御部１３は、電動ポンプ４０に異質流体吸入異常が生じたと判断し、上位制御装置に対して、電動ポンプ４０に異質流体吸入異常が生じたことを知らせるための異質流体吸入エラー通知を送信するとともに、電動ポンプ４０を停止させることを知らせるための電動ポンプ停止通知を送信する（ステップＳ５）。

そして、制御部１３は、上位制御装置に異質流体吸入エラー通知及び電動ポンプ停止通知を送信した後、モータ駆動回路１１を制御することにより、電動ポンプ４０のモータ２０を停止させる（ステップＳ６）。

上記のように、モータ２０が定常回転状態にあるときに、制御部１３が第１のポンプ異常診断処理を実行することにより、電動ポンプ４０に異質流体吸入異常が生じたことを検知できる。また、電動ポンプ４０に異質流体吸入異常が生じた場合に、電動ポンプ４０のモータ２０を停止させることにより、電動ポンプ４０における発熱、摩耗及び焼き付き等を未然に防止できる。

次に、図４及び図５を参照しながら、ポンプ異常診断処理の第２の例である第２のポンプ異常診断処理について説明する。図４は、制御部１３が実行する第２のポンプ異常診断処理を示すフローチャートである。制御部１３は、モータ２０が定常回転状態にあるときに第２のポンプ異常診断処理を実行する。

例えば図５において、時刻ｔ１０から時刻ｔ１１までの期間が、モータ２０が定常回転状態にある定常回転期間である。定常回転期間において、モータ２０の実回転数Ｒｍが第１指令値Ｒｃ１と一致する。図５に示す例では、第１指令値Ｒｃ１は１０００ｒｐｍであり、定常回転期間におけるモータ２０の実回転数Ｒｍも１０００ｒｐｍである。図５に示すように、定常回転期間において、シャント抵抗器１２から制御部１３に供給される電流検出値Ｉｄは一定となる。制御部１３は、第２のポンプ異常診断処理と並行して、電流検出値Ｉｄの移動平均演算を実行する。

図４に示すように、制御部１３は、モータ２０が定常回転状態にあるときに第２のポンプ異常診断処理を開始すると、まず、回転数指令値Ｒｃが第１指令値Ｒｃ１から第２指令値Ｒｃ２に変化したか否かを判定する（ステップＳ１１）。第２指令値Ｒｃ２は、第１指令値Ｒｃ１よりも所定値以上大きい値である。すなわち、ステップＳ１１において、制御部１３は、回転数指令値Ｒｃが第１指令値Ｒｃ１から第２指令値Ｒｃ２に上昇したか否かを判定する。

ステップＳ１１において「Ｎｏ」の場合、すなわち回転数指令値Ｒｃが第１指令値Ｒｃ１から第２指令値Ｒｃ２に変化しない場合、制御部１３は、回転数指令値Ｒｃが第１指令値Ｒｃ１から第２指令値Ｒｃ２に変化するまで、ステップＳ１１の処理を所定の時間間隔で繰り返し実行する。

一方、ステップＳ１１において「Ｙｅｓ」の場合、すなわち回転数指令値Ｒｃが第１指令値Ｒｃ１から第２指令値Ｒｃ２に変化した場合、制御部１３は、回転数指令値Ｒｃが変化した第１タイミングで記憶部１４から最新の注目電流検出値を第１電流検出値Ｉ１として取得する（ステップＳ１２）。

図５に示す例では、時刻ｔ１１に回転数指令値Ｒｃが第１指令値Ｒｃ１から第２指令値Ｒｃ２に変化（上昇）したと仮定する。一例として、第２指令値Ｒｃ２は２０００ｒｐｍである。この場合、制御部１３は、時刻ｔ１１（第１タイミング）において記憶部１４から最新の注目電流検出値を第１電流検出値Ｉ１として取得する。

続いて、制御部１３は、第１タイミング後にモータ２０の実回転数Ｒｍが所定値以上になった第２タイミングで記憶部１４から最新の注目電流検出値を第２電流検出値Ｉ２として取得する（ステップＳ１３）。

続いて、制御部１３は、ステップＳ１２で取得した第１電流検出値Ｉ１と、ステップＳ１３で取得した第２電流検出値Ｉ２とに基づいて、第１タイミング以降における電流検出値Ｉｄの単位時間当たりの電流変化量ΔＩｄを算出し、算出した電流変化量ΔＩｄが基準範囲ＮＲから外れ、且つ第１電流検出値Ｉ１に対して第２電流検出値Ｉ２が減少したか否かを判定する（ステップＳ１４）。

ステップＳ１４において「Ｎｏ」の場合、すなわち電流変化量ΔＩｄが基準範囲ＮＲから外れず、且つ第１電流検出値Ｉ１に対して第２電流検出値Ｉ２が減少しなかった場合、電動ポンプ４０は正常であると推定される。この場合、制御部１３は第２のポンプ異常診断処理を終了する。なお、制御部１３は、電流変化量ΔＩｄが基準範囲ＮＲから外れ、且つ第１電流検出値Ｉ１に対して第２電流検出値Ｉ２が減少しなかった場合には、第１のポンプ異常診断処理のステップＳ５及びＳ６と同じ処理を実行した後、第２のポンプ異常診断処理を終了する。

一方、ステップＳ１４において「Ｙｅｓ」の場合、すなわち電流変化量ΔＩｄが基準範囲ＮＲから外れ、且つ第１電流検出値Ｉ１に対して第２電流検出値Ｉ２が減少した場合、モータ２０の負荷を低下させる比較的多量の異質流体（とくに空気など）が電動ポンプ４０に吸入されたと推定される。この場合、制御部１３は、電動ポンプ４０に異質流体吸入異常に起因するオイル供給不足が生じたと判断し、上位制御装置に対して、電動ポンプ４０に異質流体吸入異常が生じたことを知らせるための異質流体吸入エラー通知を送信するとともに、モータ２０の低回転制御を開始することを知らせるための低回転制御開始通知を送信する（ステップＳ１５）。

制御部１３は、上位制御装置に異質流体吸入エラー通知及び低回転制御開始通知を送信した後、モータ駆動回路１１を制御することにより、第１指令値Ｒｃ１に対応する回転数でモータ２０を回転させる低回転制御を開始する（ステップＳ１６）。図５に示す例において、制御部１３は、時刻ｔ１２から低回転制御を開始したと仮定する。以下では、制御部１３が低回転制御を開始したタイミングを、低回転制御開始タイミングと呼称する場合がある。このように、制御部１３は、電動ポンプ４０に異質流体吸入異常が生じたと判断し且つ第１電流検出値Ｉ１に対して第２電流検出値Ｉ２が減少した場合に、モータ駆動回路１１を制御することにより第１指令値Ｒｃ１に対応する回転数でモータ２０を回転させる。

図５に示すように、時刻ｔ１２から制御部１３が低回転制御を開始すると、モータ２０の実回転数Ｒｍは、時刻ｔ１２を起点として第１指令値Ｒｃ１に向かって下降し始める。電動ポンプ４０の異常の原因が異質流体の吸入のみである場合、モータ２０の回転数を低下させることにより、ポンプ３０への冷却オイルＦの供給が改善され、ポンプ３０への冷却オイルＦの供給不足が解消され始める。その結果、時刻ｔ１２を起点としてモータ２０の負荷が上昇するため、電流検出値Ｉｄも低回転制御開始タイミングである時刻ｔ１２を起点として上昇する。そして、モータ２０の実回転数Ｒｍが第１指令値Ｒｃ１に一致する時刻ｔ１４において、ポンプ３０への冷却オイルＦの供給不足が完全に解消されると、電流検出値Ｉｄは、指令変化タイミングである時刻ｔ１１以前の値に戻る。

一方、図５に示すように、電動ポンプ４０の異常の原因にオイル漏れが含まれている場合、上記と同様に、電流検出値Ｉｄは低回転制御開始タイミングである時刻ｔ１２を起点として上昇するが、指令変化タイミングである時刻ｔ１１以前の値まで戻らず、モータ２０の実回転数Ｒｍが第１指令値Ｒｃ１に一致する時刻ｔ１４よりも前の時刻ｔ１３を起点として電流検出値Ｉｄは時間経過に伴って減少する。従って、低回転制御開始タイミング後の電流検出値Ｉｄの変化に基づいて、電流検出値Ｉｄが指令変化タイミング以前の値に戻らないまま時間経過に伴って減少したか否かを判定することにより、電動ポンプ４０を含む冷却オイルＦの配送経路にオイル漏れが生じたか否かを判定することができる。

制御部１３は、低回転制御開始タイミング後に得られた注目電流検出値のうち最新値を監視電流検出値として記憶部１４から読み出す（ステップＳ１７）。なお、ステップＳ１７の実行時に、監視電流検出値として読み出されるべき注目電流検出値が記憶部１４に保存されていない場合、制御部１３は、監視電流検出値として読み出されるべき注目電流検出値が記憶部１４に保存されるまで、ステップＳ１７の処理を実行することを保留してもよい。

続いて、制御部１３は、監視電流検出値の変化に基づいて、電流検出値Ｉｄが指令変化タイミング以前の値に戻らないまま時間経過に伴って減少したか否かを判定する（ステップＳ１８）。ステップＳ１８において「Ｎｏ」の場合、制御部１３はステップＳ１７の処理に戻る。制御部１３は、ステップＳ１７に戻って監視電流検出値を最新の値に更新した後、再び、ステップＳ１８に移行して監視電流検出値の変化に基づいて、電流検出値Ｉｄが指令変化タイミング以前の値に戻らないまま時間経過に伴って減少したか否かを判定する。これにより、低回転制御開始タイミング後における電流検出値Ｉｄの変化が制御部１３によって監視される。

一方、ステップＳ１８において「Ｙｅｓ」の場合、すなわち電流検出値Ｉｄが指令変化タイミング以前の値に戻らないまま時間経過に伴って減少した場合、電動ポンプ４０を含む冷却オイルＦの配送経路にオイル漏れが生じたと推定される。この場合、制御部１３は、オイル漏れが生じたと判断し、上位制御装置に対して、オイル漏れが生じたことを知らせるためのオイル漏れエラー通知を送信するとともに、電動ポンプ４０を停止させることを知らせるための電動ポンプ停止通知を送信する（ステップＳ１９）。

そして、制御部１３は、上位制御装置にオイル漏れエラー通知及び電動ポンプ停止通知を送信した後、モータ駆動回路１１を制御することにより、電動ポンプ４０のモータ２０を停止させる（ステップＳ２０）。

上記のように、モータ２０が定常回転状態にあるときに、制御部１３が第２のポンプ異常診断処理を実行することにより、電動ポンプ４０に異質流体吸入異常が生じたことを検知できる。また、第２のポンプ異常診断処理では、電動ポンプ４０に異質流体吸入異常が生じ且つ第１電流検出値Ｉ１に対して第２電流検出値Ｉ２が減少した場合に、モータ２０を停止させずに、第１指令値Ｒｃ１に対応する回転数でモータ２０を低回転制御する。これにより、電動ポンプ４０の異常の原因がとくに空気などの異質流体の吸入のみである場合、ポンプ３０への冷却オイルＦの供給が改善され、ポンプ３０への冷却オイルＦの供給不足が解消される。その結果、電動ポンプ４０を停止させることなく継続的に作動させることができる。ただし、低回転制御開始タイミング以降、電流検出値Ｉｄが指令変化タイミング以前の値に戻らないまま時間経過に伴って減少した場合、すなわち電動ポンプ４０を含む冷却オイルＦの配送経路にオイル漏れが生じたと推定される場合には、モータ２０を停止させることにより、電動ポンプ４０における発熱、摩耗及び焼き付き等を未然に防止できる。

以上説明したように、本実施形態において制御部１３は、回転数指令値Ｒｃが第１指令値Ｒｃ１から第２指令値Ｒｃ２に変化した第１タイミングで取得した第１電流検出値Ｉ１と、第１タイミング後に取得した第２電流検出値Ｉ２とに基づいて、電動ポンプ４０に異質流体吸入異常が生じたか否かを判断する。
このような本実施形態によれば、回転数が変化したときに生じる電流検出値の変化に基づいて、電動ポンプ４０に異質流体吸入異常が生じたことを検知することが可能である。

本実施形態において制御部１３は、第１電流検出値Ｉ１及び第２電流検出値Ｉ２に基づいて、電流検出値Ｉｄの変化を表すパラメータを算出し、算出したパラメータが所定の基準範囲ＮＲから外れた場合に電動ポンプ４０に異質流体吸入異常が生じたと判断する。
電動ポンプ４０が正常な場合、回転数指令値Ｒｃが第１指令値Ｒｃ１から第２指令値Ｒｃ２に変化した第１タイミングを起点として電流検出値Ｉｄは所定の基準範囲ＮＲを通って上昇するはずであるが、電動ポンプ４０に異質流体が吸入された場合には、第１タイミングを起点とする電流検出値Ｉｄの軌跡は基準範囲ＮＲから外れた領域を通る。従って、電流検出値Ｉｄの変化を表すパラメータが所定の基準範囲ＮＲから外れれば、電動ポンプ４０に異質流体吸入異常が生じたと判断できる。

本実施形態において制御部１３は、電動ポンプ４０に異質流体吸入異常が生じたと判断した場合に、モータ駆動回路１１を制御することによりモータ２０を停止させる。
このように、電動ポンプ４０に異質流体吸入異常が生じた場合には、電動ポンプ４０のモータ２０を停止させることにより、電動ポンプ４０における発熱、摩耗及び焼き付き等を未然に防止できる。

本実施形態において制御部１３は、電動ポンプ４０に異質流体吸入異常が生じたと判断し且つ第１電流検出値Ｉ１に対して第２電流検出値Ｉ２が減少した場合に、モータ駆動回路１１を制御することにより第１指令値Ｒｃ１に対応する回転数でモータ２０を回転させる。
これにより、電動ポンプ４０の異常の原因がとくに空気などの異質流体の吸入のみである場合には、ポンプ３０への冷却オイルＦの供給が改善され、ポンプ３０への冷却オイルＦの供給不足が解消される。その結果、電動ポンプ４０を停止させることなく継続的に作動させることができる。

本実施形態において制御部１３は、第１指令値Ｒｃ１に対応する回転数でモータ２０を回転させた状態で電流検出値が時間経過に伴って減少する場合モータ２０を停止させる。
このように、低回転制御開始タイミング以降、電流検出値が指令変化タイミング以前の値に戻らないまま時間経過に伴って減少した場合、すなわちオイル漏れが生じたと推定される場合にはモータ２０を停止させることにより、電動ポンプ４０における発熱、摩耗及び焼き付き等を未然に防止できる。

本実施形態において制御部１３は、第１電流検出値Ｉ１と、第１タイミング後にモータ２０の実回転数Ｒｍが所定値以上になった第２タイミングで取得した第２電流検出値Ｉ２とに基づいて上記のパラメータを算出する。
これにより、回転数指令値Ｒｃの変化に対してモータ２０の実回転数Ｒｍが正しく追従していることが明らかになる第２タイミングで第２電流検出値Ｉ２が取得されるので、電流検出値Ｉｄの変化を表すパラメータをより正確に算出できる。

本実施形態において制御部１３は、第１電流検出値Ｉ１及び第２電流検出値Ｉ２に基づいて、電流検出値Ｉｄの単位時間当たりの変化量ΔＩｄを上記のパラメータとして算出する。
これにより、電流検出値Ｉｄの単位時間当たりの変化量ΔＩｄが基準範囲ＮＲから外れた場合に、電動ポンプ４０に異質流体吸入異常が生じたと判定できる。

〔変形例〕
本発明は上記実施形態に限定されず、本明細書において説明した各構成は、相互に矛盾しない範囲内において、適宜組み合わせることができる。
上記実施形態では、第１電流検出値Ｉ１及び第２電流検出値Ｉ２に基づいて、電流検出値Ｉｄの単位時間当たりの変化量ΔＩｄをパラメータとして算出する形態を例示したが、本発明はこれに限定されず、例えば、第１電流検出値Ｉ１と第２電流検出値Ｉ２との偏差（＝Ｉ２－Ｉ１）を、電流検出値Ｉｄの変化を表すパラメータとして算出してもよい。
上記実施形態では、回転角度センサから得られる回転位置情報を基にモータを制御する形態を例示したが、例えばモータの逆起電圧などから得られる回転位置情報を基にモータを制御するセンサレス制御方式を採用してもよい。
上記実施形態では、本発明の電動ポンプ装置として、ハイブリッド車両に搭載される駆動用モータに冷却オイルＦを供給する電動ポンプ装置１００を例示したが、本発明の電動ポンプ装置はこれに限定されず、例えばトランスミッションにオイルを供給する電動ポンプ装置などにも本発明を適用するこができる。また、電動ポンプから吐出される流体は冷却オイル等のオイルに限定されない。

１０…モータ制御装置、１１…モータ駆動回路（駆動部）、１２…シャント抵抗器（電流検出部）、１３…制御部、１４…記憶部、２０…モータ、３０…ポンプ、４０…電動ポンプ、１００…電動ポンプ装置、２００…直流電源、Ｆ…冷却オイル

Claims (8)

1. 電動ポンプのモータを制御するモータ制御装置であって、
   前記モータに駆動電流を供給する駆動部と、
   回転数指令値に基づいて前記駆動部を制御することにより前記モータの回転数を制御する制御部と、
   前記モータに供給される前記駆動電流を検出し、前記駆動電流の検出結果を示す電流検出値を前記制御部に供給する電流検出部と、
   を備え、
   前記制御部は、前記回転数指令値が第１指令値から第２指令値に変化した第１タイミングで取得した第１電流検出値と、前記第１タイミング後に取得した第２電流検出値とに基づいて、前記電動ポンプに異質流体吸入異常が生じたか否かを判断する、
   モータ制御装置。
2. 前記制御部は、前記第１電流検出値及び前記第２電流検出値に基づいて、前記電流検出値の変化を表すパラメータを算出し、算出した前記パラメータが所定の基準範囲から外れた場合に前記電動ポンプに前記異質流体吸入異常が生じたと判断する、
   請求項１に記載のモータ制御装置。
3. 前記制御部は、前記電動ポンプに前記異質流体吸入異常が生じたと判断した場合に、前記駆動部を制御することにより前記モータを停止させる、
   請求項１または２に記載のモータ制御装置。
4. 前記制御部は、前記電動ポンプに前記異質流体吸入異常が生じたと判断し且つ前記第１電流検出値に対して前記第２電流検出値が減少した場合に、前記駆動部を制御することにより前記第１指令値に対応する回転数で前記モータを回転させる、
   請求項１または２に記載のモータ制御装置。
5. 前記制御部は、前記第１指令値に対応する回転数で前記モータを回転させた状態で前記電流検出値が時間経過に伴って減少する場合に前記モータを停止させる、
   請求項４に記載のモータ制御装置。
6. 前記制御部は、前記第１電流検出値と、前記第１タイミング後に前記モータの実回転数が所定値以上になった第２タイミングで取得した前記第２電流検出値とに基づいて、前記パラメータを算出する、
   請求項１から５のいずれか一項に記載のモータ制御装置。
7. 前記制御部は、前記第１電流検出値及び前記第２電流検出値に基づいて、前記電流検出値の単位時間当たりの変化量を前記パラメータとして算出する、
   請求項１から６のいずれか一項に記載のモータ制御装置。
8. 電動ポンプと、
   前記電動ポンプのモータを制御する、請求項１から請求項７のいずれか一項に記載のモータ制御装置と、
   を備える、電動ポンプ装置。

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