JP4136956B2 - Sensorless brushless motor oil pump controller - Google Patents
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Description
この発明は、電機子(ロータ)の回転角度位置を検出するレゾルバーなどのセンサを備えていないブラシレスモータ、すなわちセンサレスブラシレスモータを使用したオイルポンプの制御装置に関するものである。 The present invention relates to a brushless motor that does not include a sensor such as a resolver that detects the rotational angle position of an armature (rotor), that is, an oil pump control device that uses a sensorless brushless motor.
ブラシレスモータは、その名称のとおりブラシを備えていないので、回転摺動に伴って摩耗する部材が少なく、耐久性に優れている。その反面、コイルに対する電流の制御をおこなうために電機子の回転角度位置を検出する必要があり、一例としてレゾルバーを設けたブラシレスモータが知られている。しかしながら、この種のモータでは、レゾルバーなどのセンサを備えている分、全体としての構成が大型化し、あるいは高温耐久性が劣るなどの問題がある。 Since the brushless motor does not have a brush as the name suggests, there are few members that wear with rotation and sliding, and the durability is excellent. On the other hand, it is necessary to detect the rotational angle position of the armature in order to control the current to the coil, and a brushless motor provided with a resolver is known as an example. However, this type of motor has problems such as an increase in size of the entire structure or inferior high-temperature durability due to the provision of a sensor such as a resolver.
そこで、例えば特許文献1には、オイルポンプをセンサレスブラシレスモータによって駆動するように構成した車両用駆動力伝達装置が記載されている。この特許文献1に記載されている装置について簡単に説明すると、センサレスブラシレスモータは逆起電力をいわゆるフィードバック信号として制御するモータであるから、逆起電力の生じていない起動時には、低周波数の交流電流を界磁巻線に供給し、その結果、電機子が回転し始めた後は、逆起電力に基づいてモータを制御するように構成されている。すなわち、停止しているセンサレスブラシレスモータの起動時の制御が開示されている。そして、センサレスブラシレスモータを使用することにより、その高温耐久性を向上させることができ、また省スペース化を図ることができる、とされている。
Therefore, for example,
なお、特許文献2には、オイルポンプを電動モータで駆動して油圧を発生させるように構成した装置が記載されており、この特許文献2の発明では、油温が低くてオイルの粘度が高い場合には、粘度が低い場合に比べて早めに電動モータを駆動し、かつデューティ比を100%(全出力)で駆動するように構成されている。 Patent Document 2 describes a device configured to generate an oil pressure by driving an oil pump with an electric motor. In the invention of Patent Document 2, the oil temperature is low and the oil viscosity is high. In this case, the electric motor is driven earlier than when the viscosity is low, and the duty ratio is driven at 100% (full output).
ところで、自動車などの車両は、エンジンなどの主たる動力源で駆動されるオイルポンプを通常備えているが、ハイブリッド車のように前記主たる動力源以外の動力源を備えている車両では、主たる動力源を駆動しない場合には油圧を得られなくなる。例えば特許文献3に記載されているハイブリッド駆動装置は、主として駆動トルクのアシストをおこなうモータ・ジェネレータを、変速機を介して出力軸に連結したいわゆる機械分配式のものであり、この種のハイブリッド駆動装置は、そのトルクアシスト用のモータ・ジェネレータのみを使用して走行できる。その場合、エンジンを停止させることにより、エンジンで駆動されるオイルポンプで油圧を得られなくなるから、変速機に対する油圧を発生させるオイルポンプとして、上述したセンサレスブラシレスモータ式のオイルポンプや電動オイルポンプを使用することが可能である。
上記の特許文献1に記載されているように、センサレスブラシレスモータは、省スペース化に有利であり、また高温耐久性に優れているので、車載用のモータとして有効である。しかしながら、これをオイルポンプの駆動源として使用する場合には、その制御の点で未だ改善する余地があり、また新たな制御技術を開発する必要があった。すなわち、油温が低く、粘度が高い状態では、オイルポンプに大きいトルクが要求されるが、モータ出力が一定であれば、出力トルクを大きくすると、回転数が低下し、吐出量が少なく、その結果、油圧回路での油圧が低くなり、反対に油圧回路での油圧を確保するために吐出量を多くするように回転数を増大させると、出力は回転数とトルクとの積であるから、トルクが小さくなって、結局は、回転数が増大しなくなってしまう。
As described in
一方、センサレスブラシレスモータを使用した電動オイルポンプでは、低回転数時に、正確な回転数信号もしくは回転位置信号を得られないので、低油温のために回転数を低くせざるを得ない場合には、検出信号に基づく回転数制御をおこなうことができない。 On the other hand, in an electric oil pump using a sensorless brushless motor, an accurate rotation speed signal or rotation position signal cannot be obtained at a low rotation speed, so the rotation speed must be lowered due to low oil temperature. Cannot perform rotation speed control based on the detection signal.
上記の特許文献1に記載された装置は、センサレスブラシレスモータを起動する際の制御でしかないので、極低温でオイルの粘度が高い場合には、電機子が回転し始めた後であっても、回転数が高くならないので、逆起電力が低く、その結果、実質的な回転数制御をおこなうことができず、また、必要とする油圧を得られない可能性がある。
Since the device described in
また、特許文献2に記載されているように、低温時の電動オイルポンプの起動を早めるとしても、センサレスブラシレスモータは、上述したように、オイルの粘度が高いことにより回転数が低い場合には、逆起電力が低いことにより実質的な回転数制御をおこなえないので、起動時期を早くしても、必要とする油圧を得られない可能性がある。 Further, as described in Patent Document 2, even if the start-up of the electric oil pump at a low temperature is accelerated, the sensorless brushless motor, as described above, has a low oil rotation speed due to high oil viscosity. Since the substantial number of revolutions cannot be controlled because the back electromotive force is low, there is a possibility that the required oil pressure cannot be obtained even if the start-up time is advanced.
この発明は上記の技術的課題に着目してなされたものであり、センサレスブラシレスモータを使用してオイルポンプを駆動するための制御装置であって、油温に関わらず必要な油圧もしくは吐出量を確保することのできる制御装置を提供することを目的とするものである。 The present invention has been made paying attention to the above technical problem, and is a control device for driving an oil pump using a sensorless brushless motor, and can provide a required oil pressure or discharge amount regardless of the oil temperature. An object of the present invention is to provide a control device that can be secured.
上記の目的を達成するために、請求項1の発明は、逆起電力に基づいて制御されるセンサレスブラシレスモータによってオイルポンプを駆動するセンサレスブラシレスモータ式オイルポンプの制御装置において、温度を判定する温度判定手段と、前記センサレスブラシレスモータを所定の回転数で回転させる信号を出力する回転数指令手段と、前記回転数指令手段が出力する信号に替えて前記センサレスブラシレスモータに一定電圧を供給する定電圧制御を行う定電圧制御手段とを備え、前記温度判定手段によって低温状態が判定された場合には前記回転数指令手段が出力する信号によって前記センサレスブラシレスモータを前記所定の回転数が回転させる制御を行い、かつ前記回転数指令手段が出力する信号によって前記センサレスブラシレスモータを起動した後、前記温度判定手段が非低温状態であることを判定した場合、もしくは前記回転数指令手段が出力する信号によって起動した時点から所定時間が経過した場合には前記定電圧制御手段によって前記センサレスブラシレスモータを前記定電圧制御に切り替えるように構成されていることを特徴とする制御装置である。 In order to achieve the above object, a first aspect of the invention relates to a sensorless brushless motor type oil pump control device that drives an oil pump by a sensorless brushless motor controlled based on a counter electromotive force. constant supplies a determining unit, a rotation speed instruction means for outputting a signal for rotating the pre-Symbol sensorless brushless motor at a predetermined rotational speed, a constant voltage to the sensor-less brushless motor instead of the signal output by the rotational speed command means Constant voltage control means for performing voltage control, and when the low temperature state is determined by the temperature determination means, a control for rotating the sensorless brushless motor at the predetermined rotation speed by a signal output from the rotation speed command means And the sensorless brush according to a signal output from the rotational speed command means When it is determined that the temperature determination means is in a non-low temperature state after starting the motor, or when a predetermined time has elapsed from the time when the rotation is instructed by a signal output from the rotation speed command means, the constant voltage control means The control device is configured to switch the sensorless brushless motor to the constant voltage control .
さらに、請求項3の発明は、請求項1の発明において、前記オイルポンプが、油圧によって係合してトルクを伝達する伝動機構に油圧を供給するように構成されていることを特徴とするセンサレスブラシレスモータ式オイルポンプの制御装置である。
Furthermore, the invention of claim 3 is the sensorless system according to
そして、請求項3の発明は、請求項2の発明において、前記伝動機構が、内燃機関の出力トルクを発電機構と出力部材とに分配するとともにその出力部材に変速機を介して電動機のトルクを伝達する機械分配式ハイブリッド駆動装置における前記変速機を含み、前記温度判定手段が前記ハイブリッド駆動装置の始動時の油温を判定する手段を含み、前記回転数指令手段が、前記ハイブリッド駆動装置の始動時の油温が所定温度以下の場合に前記センサレスブラシレスモータに対する回転数指令信号を出力する始動時指令手段を含むことを特徴とする制御装置である。 According to a third aspect of the present invention, in the second aspect of the present invention, the transmission mechanism distributes the output torque of the internal combustion engine to the power generation mechanism and the output member, and the output member receives the torque of the motor via the transmission. Including the transmission in the mechanical distribution type hybrid drive device for transmitting, wherein the temperature determining means includes means for determining an oil temperature at the start of the hybrid drive device, and the rotation speed command means is for starting the hybrid drive device And a start time command means for outputting a rotation speed command signal to the sensorless brushless motor when the oil temperature at the time is equal to or lower than a predetermined temperature.
請求項1の発明によれば、オイルポンプがセンサレスブラシレスモータによって駆動されて油圧を発生する。その場合、油温や雰囲気温度などの温度が低温状態であることが判定されると、センサレスブラシレスモータに対して所定の回転数で回転させる信号が出力される。すなわち、センサレスブラシレスモータ式オイルポンプが回転数制御される。その結果、低温であることによりオイルの粘度が高いとしても、その粘度の高いオイルによる抵抗力に抗してセンサレスブラシレスモータが所定の回転数で回転するように回転数制御されることにより、オイルポンプによるオイルの吐出量や油圧を確保することができる。また、上記の回転数制御が、低温状態での起動時に実行され、その後、所定時間が経過すると、あるいは非低温状態であることが判定された場合に、センサレスブラシレスモータが一定電圧での制御に切り換えられる。したがって、オイルの粘度が低くなった状態では、センサレスブラシレスモータ式オイルポンプの回転数の制限が解除されることになり、回転数が状況に応じて増大するので、オイルの吐出量が増大し、油温が相対的に高いことにより、オイルの漏れ量が多くなっても油圧を確保することができる。
According to the invention of
さらに、請求項2の発明によれば、低温状態およびその後の油温が高くなった状態のいずれであっても、油圧を確保できるので、伝動機構のトルク容量を必要に応じて維持することができる。 Furthermore, according to the invention of claim 2, since the hydraulic pressure can be ensured in any of the low temperature state and the subsequent oil temperature state, the torque capacity of the transmission mechanism can be maintained as necessary. it can.
そして、請求項3の発明によれば、機械分配式ハイブリッド駆動装置を低温状態で起動する場合であっても、起動時にセンサレスブラシレスモータが所定の回転数で回転して油圧を発生させることができ、したがって電動機で発進する場合であっても変速機のトルク容量を確保して、電動機による発進を確実におこなうことができる。 According to the third aspect of the present invention, even when the mechanical distribution type hybrid drive device is started at a low temperature, the sensorless brushless motor can rotate at a predetermined number of rotations to generate hydraulic pressure at the time of startup. Therefore, even when starting with an electric motor, the torque capacity of the transmission can be ensured and the starting by the electric motor can be performed reliably.
つぎに、この発明を図面を参照して具体的に説明する。この発明は、一例としてハイブリッド駆動装置に用いられる電動オイルポンプの制御装置に適用することができる。そこで先ず、ハイブリッド駆動装置の一例を説明すると、図2に示すハイブリッド車Veにおける駆動装置は、以下のように構成されている。図2に示された車両Veは、F・R(フロントエンジン・リヤドライブ;エンジン前置き後輪駆動)形式の車両であって、第1の駆動力源としてエンジン1を有している。そのエンジン1としては、ガソリンエンジン、ディーゼルエンジン、LPGエンジンなどの内燃機関を用いることができる。
Next, the present invention will be specifically described with reference to the drawings. The present invention can be applied to a control device for an electric oil pump used in a hybrid drive device as an example. First, an example of the hybrid drive device will be described. The drive device in the hybrid vehicle Ve shown in FIG. 2 is configured as follows. The vehicle Ve shown in FIG. 2 is an F / R (front engine / rear drive; engine front and rear wheel drive) type vehicle and has an
エンジン1のクランクシャフト2には、ダンパ機構3を介してインプットシャフト4が連結されている。また、駆動装置の全体を収容しているケーシング5の内部には、第1のモータ・ジェネレータ6と、第2のモータ・ジェネレータ7との二つのモータ・ジェネレータが設けられている。これらのモータ・ジェネレータ6,7として、電気エネルギを機械エネルギに変換する力行機能と、機械エネルギを電気エネルギに変換する回生機能とを兼備したモータ・ジェネレータを用いることができる。
An
図2に示すハイブリッド駆動装置は、いわゆる機械分配式のものであって、エンジン1の出力したトルクを上記の第1のモータ・ジェネレータ6と出力部材であるアウトプットシャフト8とに分配する動力分配装置9が設けられている。この動力分配装置9は、シングルピニオン形式の遊星歯車機構により構成されており、中空シャフト10に形成されたサンギヤ11と、サンギヤ11と同心状に配置された内歯歯車であるリングギヤ12と、サンギヤ11およびリングギヤ12に噛合するピニオンギヤ13を保持したキャリヤ14とを有している。そして、インプットシャフト4とキャリヤ14とが一体回転するように連結されている。また、リングギヤ12にアウトプットシャフト8が連結されている。さらに、インプットシャフト4は中空シャフト10の内部に相対回転可能に挿入されており、第1のモータ・ジェネレータ6におけるロータ15と前記サンギヤ11とがその中空シャフト10を介して連結されている。なお、第1のモータ・ジェネレータ6におけるステータ16は、ケーシング5に固定されている。
The hybrid drive apparatus shown in FIG. 2 is of a so-called mechanical distribution type, and distributes the torque output from the
一方、前記第2のモータ・ジェネレータ7がこの発明(請求項3)の電動機に相当し、ステータ17およびロータ18を有している。そのステータ17はケーシング5に固定されており、これに対してロータ18は変速機19を介してアウトプットシャフト8に連結されている。その変速機19は、遊星歯車機構を主体として構成されており、同心円上に配置された第1サンギヤ20およびリングギヤ21と、これらの第1サンギヤ20とリングギヤ21とに噛み合っている第1のピニオンギヤ22と、第1サンギヤ20に隣接してかつ同一軸線上に配置された第2サンギヤ23と、その第2サンギヤ23に噛み合っている小径ピニオンギヤ24と、この小径ピニオンギヤ24と一体でかつ前記第1のピニオンギヤ22に噛み合っている大径ピニオンギヤ25と、各ピニオンギヤ22,24,25を自転自在かつ公転自在に保持しているキャリヤ26とを有している。したがって第1サンギヤ20と、リングギヤ21と、これら第1サンギヤ20およびリングギヤ21に噛み合っている第1のピニオンギヤ22を保持しているキャリヤ26とによってシングルピニオン型の遊星歯車機構が構成され、また第2サンギヤ23と、リングギヤ21と、これらの間に配置されている大小のピニオンギヤ24,25および第1のピニオンギヤ22を保持しているキャリヤ26とによってダブルピニオン型の遊星歯車機構が構成されている。すなわち、図2に示す変速機19は、ラビニョ型遊星歯車機構を主体として構成されている。なお、変速機19は、シングルピニオン型遊星歯車機構とダブルピニオン型遊星歯車機構などの複数組の遊星歯車機構を組み合わせた複合構造の遊星歯車機構によって構成することもできる。
On the other hand, the second motor /
そして、キャリヤ26がアウトプットシャフト8に一体回転するように連結されている。なお、インプットシャフト4とアウトプットシャフト8とは同一軸線上に配置されている。
The
また、アウトプットシャフト8の外周側に中空シャフト27が相対回転可能に嵌合されており、この中空シャフト27とモータ・ジェネレータ7のロータ18とが一体回転するように連結されている。すなわち、第2のモータ・ジェネレータ7が中空シャフト27を介して第1サンギヤ20に連結されている。
Further, a hollow shaft 27 is fitted on the outer peripheral side of the
さらに、サンギヤ28の回転を選択的に止める第1ブレーキB1と、前記リングギヤ21の回転を選択的に止める第2ブレーキB2とが設けられている。なお、アウトプットシャフト8と、デファレンシャル28の入力部材(図示せず)とが、プロペラシャフト(図示せず)により連結されている。また、デファレンシャル28の回転部材(図示せず)とドライブシャフト29とが連結されている。さらに、ドライブシャフト29には車輪30が連結されている。このように、エンジン1および第2のモータ・ジェネレータ7が同じ車輪30に動力伝達可能に連結され、エンジン1の動力および第2のモータ・ジェネレータ7の動力のいずれによっても走行できるように構成されている。
Further, a first brake B1 that selectively stops the rotation of the
つぎに、車両Veの制御系統について説明する。上記のハイブリッド駆動装置の全体を制御する電子制御装置(ECU)31が設けられており、電子制御装置31には、エンジン1の始動・停止要求を示す信号、モータ・ジェネレータ6,7の制御要求信号、シフトポジション選択信号、車速を示す信号、加速要求を示す信号、制動要求を示す信号、エンジン回転速度を示す信号、油圧制御装置32の状態を示す信号などが入力される。シフトポジションセンサにより検知されるシフトポジションとしては、例えば、P(パーキング)ポジション、R(リバース)ポジション、N(ニュートラル)ポジション、D(ドライブ)ポジションがある。ここで、PポジションおよびNポジションは、変速機を動力伝達不可能な状態(非駆動状態、非走行状態)とする場合に選択されるポジションであり、Dポジションおよびリバースポジションは、変速機19を動力伝達可能な状態(駆動状態、走行状態)とする場合に選択されるポジションである。
Next, a control system of the vehicle Ve will be described. An electronic control unit (ECU) 31 for controlling the entire hybrid drive device is provided. The
これに対して、電子制御装置31からは、エンジン1を制御する信号、各モータ・ジェネレータ6,7を制御する信号、油圧制御装置32を制御する信号などが出力される。この油圧制御装置32については後述する。そして、油圧制御装置32からブレーキB1,B2に伝達される油圧に応じて、ブレーキB1,B2が係合・解放する。
In contrast, the
油圧制御装置32は、図3に示すように、機械式オイルポンプ33と電動オイルポンプ34と、これらのオイルポンプ33,34で発生させた油圧をライン圧に調圧するとともに、そのライン圧を元圧として調圧した油圧を前記各ブレーキB1,B2に対して給排し、かつ適宜の箇所に潤滑のためのオイルを供給する油圧回路35とを備えている。その機械式オイルポンプ33は、エンジン1によって駆動されて油圧を発生するポンプであって、例えば前記ダンパ機構3の出力側に同軸上に配置され、エンジン1からトルクを受けて動作するようになっている。これに対して電動オイルポンプ34は、図4に示すように、センサレスブラシレスモータ36によって駆動されるポンプであって、ケーシング(図示せず)の外部などの適宜の箇所に取り付けられ、バッテリーなどの蓄電装置から電力を受けて動作し、油圧を発生するようになっている。
As shown in FIG. 3, the
そのセンサレスブラシレスモータ36は、一例として永久磁石式の三相交流同期電動機であって、コントローラ37からU相、V相、W相の界磁電流を供給されて回転するように構成されている。その界磁電流は、所定の回転数より高回転数の状態では、電機子(ロータ:図示せず)の回転に伴う逆起電力に基づいて制御され、また所定の回転数よりも低回転数の状態では、予め定めた周波数に設定され、回転数指示信号として出力されるようになっている。すなわち、所定回転数(例えば200〜300rpm)以上では、一定電圧で同期をとるように制御され、これに対して所定回転数より低回転数の状態では予め定めた回転数を指示する制御が実行され、その場合、出力が一定であることにより出力トルクが確保される。特にこの発明では、上記のコントローラ37は、上記の一定電圧での制御と回転数指令信号に基づく制御との切り換えを、雰囲気温度もしくは油温などの温度に基づいておこなうように構成されている。
The
なお、各オイルポンプ33,34の吐出側には、それぞれのオイルポンプ33,34の吐出圧で開き、これとは反対方向には閉じる逆止弁38,39が設けられ、かつ油圧回路35に対してこれらのオイルポンプ33,34は互いに並列に接続されている。また、ライン圧を調圧するバルブ(図示せず)は、吐出量を増大させてライン圧を高くし、これとは反対に吐出量を減じてライン圧を低くする二つの状態にライン圧を制御するように構成されている。
On the discharge side of the oil pumps 33 and 34,
上述したハイブリッド駆動装置は、エンジン1と第2のモータ・ジェネレータ7との二つの動力源を備えているので、これらを有効に利用して低燃費で排ガス量の少ない運転がおこなわれる。またエンジン1を駆動する場合であっても、第1のモータ・ジェネレータ6によって最適燃費となるようにエンジン1の回転数が制御される。さらに、コースト時には車両の有する慣性エネルギーが電力として回生される。そして、第2のモータ・ジェネレータ7を駆動してトルクアシストする場合、車速が遅い状態では変速機19を低速段Lに設定してアウトプットシャフト8に付加するトルクを大きくし、車速が増大した状態では、変速機19を高速段Hに設定して第2のモータ・ジェネレータ7の回転数を相対的に低下させて損失を低減し、効率の良いトルクアシストが実行される。
Since the hybrid drive device described above includes two power sources, the
上述したハイブリッド車は、エンジン1の動力による走行、エンジン1と第2のモータ・ジェネレータ7とを使用した走行、第2のモータ・ジェネレータ7のみを使用した走行のいずれもが可能であって、これらの走行形態は、アクセル開度などの駆動要求量や車速などに基づいて判断され、選択される。例えばバッテリーの充電量が充分にあって、駆動要求量が相対的に小さい場合、あるいは静粛な発進が手動操作で選択された場合などでは、第2のモータ・ジェネレータ7を使用した電気自動車に類した走行の形態が選択され、エンジン1は停止させられる。
The hybrid vehicle described above can be driven by the power of the
第2のモータ・ジェネレータ7を使用して発進し、あるいは走行する場合、エンジン1が停止させられているので、機械式オイルポンプ33が停止し、油圧を発生しない。また、第2のモータ・ジェネレータ7のトルクは、変速機19を介してアウトプットシャフト8に伝達されるから、変速機19をトルク伝達可能な状態に設定する必要がある。具体的には、低速段Lを設定する第2ブレーキB2に油圧を供給して係合させる必要がある。その場合、油温が低いことによりオイルの粘度が高ければ、電動オイルポンプ34を駆動するセンサレスブラシレスモータ36に対する抵抗力が大きく、その回転数が高くならずに逆起電力による回転数制御が不能もしくは不安定になり、また出力が一定であることによりトルクを確保するべく回転数を低くすることになる。また、電動オイルポンプ34の起動時に油温が低くてもその後に油温が高くなれば、粘度の低下に伴う漏れ量の増大に合わせてオイルの吐出量を増大させる必要がある。そこでこの発明に係る制御装置は、センサレスブラシレスモータ36の制御内容もしくは制御の形態を、低温状態と非低温状態とで異ならせるように構成されている。
When starting or running using the second motor /
図1はその制御の一例を説明するためのフローチャートであって、先ず、低温状態か否かが判定される(ステップS1)。具体的には、油圧制御装置32の油温To が所定のしきい値Tor1 より低いか否かが判断される。このしきい値Tor1 は、前記センサレスブラシレスモータ36についての極低温時制御を実行するか否かを判定するためのしきい値であり、例えば−20℃〜−30℃程度の値が採用される。なお、そのステップS1では、油温に替えて大気温度などの雰囲気温度あるいは他の適宜の温度を判定することとしてもよい。
FIG. 1 is a flowchart for explaining an example of the control. First, it is determined whether or not the temperature is low (step S1). Specifically, it is determined whether or not the oil temperature To of the
このステップS1で肯定的に判断された場合には、極低油温時制御が実行される(ステップS2)。油温が上記のしきい値Tor1 より低い状態では、オイルの粘度が高くなっており、電動オイルポンプ34を駆動するセンサレスブラシレスモータ36の回転数が高くなりにくい。すなわち、車載性などを考慮すると、電動オイルポンプ34の容量および体格を可及的に抑制することが好ましく、そのためセンサレスブラシレスモータ36の容量も相対的に小さくなるので、頻度の低い極低温時でのオイルの粘度に対してセンサレスブラシレスモータ36の出力トルクが必ずしも充分に余裕のあるものとはならないことがある。そのため、極低油温時制御として、回転数指令信号をセンサレスブラシレスモータ36に対して出力する回転数制御が実行される。その指令される回転数は、極低油温時のオイルの粘度が高くてもオイルを吐出させて所定の油圧を発生することのできるトルクを得られる回転数であり、実験などによって予め定めておくことができる。
If the determination in step S1 is affirmative, an extremely low oil temperature control is executed (step S2). When the oil temperature is lower than the threshold value Tor1, the oil viscosity is high, and the rotation speed of the
したがってセンサレスブラシレスモータ36は、上記の回転数に対応する周波数(もしくはデューティ比)の信号が供給されて回転し、その場合、指令されている回転数が相対的に低いことにより、出力トルクがある程度高くなって電動オイルポンプ34が回転する。その結果、極低油温のためにオイルの粘度が高くても、所定の油圧が発生し、その油圧によって前記第2のブレーキB2を係合させることができるので、第2のモータ・ジェネレータ7のトルクをアウトプットシャフト8に伝達して、第2のモータ・ジェネレータ7を使用した発進あるいは走行を確保することができる。なお、その場合のセンサレスブラシレスモータ式オイルポンプの制御あるいは電動オイルポンプ34の回転数は、指令値より低くなることがある。
Accordingly, the
ついで、非低温状態か否かが判定される(ステップS3)。具体的には、油温To が極低油温制御を解除する程度の温度まで上昇しているか否かを判断するために、油温To が第2のしきい値Tor2 (>Tor1 )より高くなっているか否かが判断される。この第2のしきい値Tor2 は、一例として−10℃程度の値である。 Next, it is determined whether or not it is a non-low temperature state (step S3). Specifically, the oil temperature To is higher than the second threshold Tor2 (> Tor1) in order to determine whether or not the oil temperature To has risen to a temperature at which the extremely low oil temperature control is canceled. It is determined whether or not. As an example, the second threshold value Tor2 is a value of about −10 ° C.
このステップS3で否定的に判断された場合には、エンジン1の始動判定があったか否かが判断される(ステップS4)。すなわち、第2のモータ・ジェネレータ7を使用して発進した後、あるいは第2のモータ・ジェネレータ7を使用して走行している状態で、アクセルペダル(図示せず)が踏み込まれるなどのことによって要求駆動量が増大した場合や、バッテリーなどの蓄電装置の充電量が低下した場合、駆動トルクを増大させ、あるいは第1のモータ・ジェネレータ6によって発電をおこなうために、エンジン1を始動させることがある。ステップS4ではそのようなエンジン1の始動の有無を判断する。
If a negative determination is made in step S3, it is determined whether or not the
このステップS4で否定的に判断された場合には、一旦、このルーチンを抜ける。これに対してステップS4で肯定的に判断された場合には、電動オイルポンプ34の停止制御が実行される(ステップS5)。エンジン1が始動されれば、機械式オイルポンプ33によって必要十分な油圧を発生させることができ、またその吐出量も充分となるからである。
If a negative determination is made in step S4, the routine is temporarily exited. On the other hand, when a positive determination is made in step S4, stop control of the
一方、ステップS1で否定的に判断された場合、すなわち、油温To が第1のしきい値Tor1 以上であることが判定された場合、非低温状態の制御が実行される(ステップS6)。この非低温状態の制御は、具体的には、センサレスブラシレスモータ36を通常時と同様に制御することであり、一定の電圧をセンサレスブラシレスモータ36に供給し、かつ逆起電力に基づいて界磁電流を制御する。
On the other hand, when a negative determination is made in step S1, that is, when it is determined that the oil temperature To is equal to or higher than the first threshold value Tor1, control in a non-low temperature state is executed (step S6). Specifically, the control in the non-low temperature state is to control the
非低温状態は、油温To がある程度高いことによりオイルの粘度が相対的に小さくなっている状態であり、そのため、電動オイルポンプ34およびセンサレスブラシレスモータ36の回転数がある程度高くなっており、しかもオイルの粘度が相対的に低いので、センサレスブラシレスモータ36における逆起電力に基づく制御によってその回転数が安定し、かつ電動オイルポンプ34からの圧油の吐出量も必要充分な量になるからである。なお、このステップS6の制御は、油温To が第2のしきい値Tor2 以上になったことにより前述したステップS3で肯定的に判断された場合にも実行される。そして、このステップS6における非低温状態での制御すなわち通常時の制御が実行された後、前述したステップS4に進み、エンジン1の始動判定の有無が判断される。
The non-low temperature state is a state in which the oil viscosity To is relatively small due to the oil temperature To being high to some extent, so that the rotational speeds of the
なお、極低油温状態でセンサレスブラシレスモータ36を回転数制御して電動オイルポンプ34を起動すると、時間の経過に応じて油温が次第に高くなるから、電動オイルポンプ34の起動後の経過時間を判定して、通常時の制御に移行することとしてもよい。すなわち、上記のステップS3を、油温To と第2のしきい値Tor2 との比較をおこなうステップに替えて、時間の経過を判定するステップとしてもよい。
Note that when the
したがって上述した図1に示す制御を実行するように構成されたこの発明の制御装置によれば、極低温時には電動オイルポンプ34の動力源であるセンサレスブラシレスモータ36を、所定の周波数もしくはデューティ比の通電信号(駆動電圧)で回転数制御するので、オイルの粘度が高くても、その抵抗力に打ち勝って電動オイルポンプ34を回転させて所定の油圧を発生させることができる。また、油温が上昇してその粘度が低下した場合には、回転数制御を解除し、一定電圧による逆起電力に基づく制御をおこない、センサレスブラシレスモータ36および電動オイルポンプ34の回転数を増大させるので、オイルの粘度が低下して圧油の漏れが増大しても所定の油圧を確保することができる。したがって、極低温時および油温が上昇したいわゆる非低温状態のいずれであっても、変速機19に必要十分な油圧を供給して、第2のモータ・ジェネレータ7のトルクをアウトプットシャフト8に確実に伝達し、走行を確保することができる。あるいはエンジン1を第1のモータ・ジェネレータ6によって始動する際にアウトプットシャフト8に作用する反力トルクを第2のモータ・ジェネレータ7の出力トルクによって相殺もしくは低減することができる。
Therefore, according to the control device of the present invention configured to execute the control shown in FIG. 1 described above, the
ここで、上記の具体例とこの発明との関係を簡単に説明すると、上記のステップS1あるいはステップS3の機能的手段が、この発明の温度判定手段に相当し、またステップS2の機能的手段が、この発明の回転数指令手段に相当し、さらにステップS6の機能的手段が、この発明の定電圧制御手段に相当し、そして図2に示す変速機19もしくはブレーキB1,B2が、この発明の伝動機構に相当する。
Here, the relationship between the above specific example and the present invention will be briefly described. The functional means in step S1 or step S3 described above corresponds to the temperature determining means in the present invention, and the functional means in step S2 is 2 corresponds to the rotational speed command means of the present invention, the functional means of step S6 corresponds to the constant voltage control means of the present invention, and the
なお、この発明は上記の具体例に限定されないのであって、センサレスブラシレスモータを動力源とする電動オイルポンプは、上記のハイブリッド駆動装置以外に、一時的な停車時などの所定の条件が成立することにより動力源(例えばエンジン)を停止させるいわゆるエコラン制御を実行する車両における電動オイルポンプを対象とする制御装置に適用することができる。 Note that the present invention is not limited to the above specific example, and the electric oil pump that uses a sensorless brushless motor as a power source satisfies a predetermined condition such as when the vehicle is temporarily stopped, in addition to the above hybrid drive device. Thus, the present invention can be applied to a control device for an electric oil pump in a vehicle that performs so-called eco-run control for stopping a power source (for example, an engine).
1…エンジン、 2…出力軸、 6…第1のモータ・ジェネレータ、 7…第2のモータ・ジェネレータ、 8…アウトプットシャフト、 9…動力分配装置、 19…変速機、 32…油圧制御装置、 34…電動オイルポンプ、 36…センサレスブラシレスモータ、 37…コントローラ、 B1,B2…ブレーキ。
DESCRIPTION OF
Claims (3)
温度を判定する温度判定手段と、
前記センサレスブラシレスモータを所定の回転数で回転させる信号を出力する回転数指令手段と、
前記回転数指令手段が出力する信号に替えて前記センサレスブラシレスモータに一定電圧を供給する定電圧制御を行う定電圧制御手段と
を備え、
前記温度判定手段によって低温状態が判定された場合には前記回転数指令手段が出力する信号によって前記センサレスブラシレスモータを前記所定の回転数が回転させる制御を行い、かつ前記回転数指令手段が出力する信号によって前記センサレスブラシレスモータを起動した後、前記温度判定手段が非低温状態であることを判定した場合、もしくは前記回転数指令手段が出力する信号によって起動した時点から所定時間が経過した場合には前記定電圧制御手段によって前記センサレスブラシレスモータを前記定電圧制御に切り替えるように構成されていることを特徴とするセンサレスブラシレスモータ式オイルポンプの制御装置。 In the control device of the sensorless brushless motor type oil pump that drives the oil pump by the sensorless brushless motor controlled based on the back electromotive force,
Temperature determining means for determining the temperature ;
A rotation number command means for outputting a signal for rotating the pre-Symbol sensorless brushless motor at a predetermined rotational speed,
Constant voltage control means for performing constant voltage control for supplying a constant voltage to the sensorless brushless motor instead of the signal output by the rotation speed command means;
With
When the low temperature state is determined by the temperature determination means, the sensorless brushless motor is controlled to rotate at the predetermined rotation speed by a signal output from the rotation speed command means, and the rotation speed command means outputs After starting the sensorless brushless motor by a signal, when it is determined that the temperature determining means is in a non-low temperature state, or when a predetermined time has elapsed from the time of starting by the signal output by the rotational speed command means The sensorless brushless motor type oil pump control device is configured to switch the sensorless brushless motor to the constant voltage control by the constant voltage control means .
前記温度判定手段が前記ハイブリッド駆動装置の始動時の油温を判定する手段を含み、
前記回転数指令手段が、前記ハイブリッド駆動装置の始動時の油温が所定温度以下の場合に前記センサレスブラシレスモータに対する回転数指令信号を出力する始動時指令手段を含む
ことを特徴とする請求項2に記載のセンサレスブラシレスモータ式オイルポンプの制御装置。 Before Symbol transmission mechanism comprises the transmission of mechanical distribution type hybrid drive system for transmitting the torque of the electric motor via a transmission to the output member while distributing the output torque of the internal combustion engine and the output member and the power generation mechanism,
The temperature determination means includes means for determining an oil temperature at the start of the hybrid drive device;
The rotation speed command means includes a start time command means for outputting a rotation speed command signal to the sensorless brushless motor when the oil temperature at the start of the hybrid drive device is equal to or lower than a predetermined temperature.
The control device for a sensorless brushless motor type oil pump according to claim 2 .
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