JP5817520B2 - Motor control device and electric pump unit - Google Patents
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Description
この発明は、モータ制御装置および電動ポンプユニットに関し、特に、自動車のトランスミッションに油圧を供給するのに適した電動ポンプユニット用のモータ制御装置およびこのようなモータ制御装置を備えた電動ポンプユニットに関する。 The present invention relates to a motor control device and an electric pump unit, and more particularly to a motor control device for an electric pump unit suitable for supplying hydraulic pressure to an automobile transmission and an electric pump unit including such a motor control device.
自動車のトランスミッションに油圧を供給する装置として、従来は、主動力源であるエンジンで駆動される主ポンプだけを備えたものが使用されていた。 As a device for supplying hydraulic pressure to an automobile transmission, a device having only a main pump driven by an engine as a main power source has been used.
ところが、停車時にエンジンを停止させるアイドルストップ機能を付与すると、アイドルストップによりエンジンが停止しているときにもトランスミッションなどの駆動系への油圧供給を確保するために、従来の主ポンプと、バッテリを電源とする電動モータにより駆動される補助ポンプとの２つの油圧源が必要になる。 このような２つの油圧源を備えたトランスミッション用の油圧供給装置として、特許文献１に示すようなものが知られている。この油圧供給装置はトランスミッションに油圧を供給するもので、補助ポンプは、これを駆動する電動モータおよびモータ制御装置とともに、電動ポンプユニットを構成している。主ポンプからトランスミッションへの主吐出油路の油圧が所定値以上のときは、補助ポンプの駆動を停止し、主吐出油路の油圧が所定値未満のときは、補助ポンプを駆動するようになっている。ここで、主ポンプにより供給される油圧は、補助ポンプにより供給される油圧の数十倍の大きさであり、油圧センサの測定レンジは、主ポンプにより供給される油圧の大きさに合わせて設定されるため、これを補助ポンプの油圧制御に使用したのでは、測定精度が十分ではなく、油圧制御が難しい。補助ポンプを駆動するに際しては、上位ＥＣＵからの電流指令値に基づいて電動モータを駆動することで、目標油圧以上が得られるようになっている。
However, when an idle stop function is provided that stops the engine when the vehicle is stopped, the conventional main pump and battery are connected to ensure the supply of hydraulic pressure to the drive system such as the transmission even when the engine is stopped due to the idle stop. Two hydraulic sources are required, with an auxiliary pump driven by an electric motor as a power source. As a hydraulic pressure supply device for a transmission provided with such two hydraulic pressure sources, the one shown in
上記従来の電動ポンプユニットでは、電動モータへの負荷の有無にかかわらず電流指令値通りの駆動を行うために、必要以上に大きい出力（過出力）の状態が生じることになり、省エネの点でも、また、発熱や騒音発生の点でも好ましくない。過出力を抑制するには、実際の油圧を求め、実測油圧に基づいて制御することが好ましいが、そのためには、主ポンプ用とは別に、電動ポンプユニットのために測定レンジの低い油圧センサを付加する必要があり、コスト高になるという問題がある。したがって、過出力を抑制するには、電動ポンプユニット用油圧センサを付加しなくてよいように、ポンプの油圧を精度よく推定することが課題となり、この際、油は、温度によって粘度が変化することから、これをどのように処理するかも課題となる。 In the above-described conventional electric pump unit, since the drive according to the current command value is performed regardless of whether or not there is a load on the electric motor, an excessively large output (over output) state is generated, which also saves energy. Also, it is not preferable in terms of heat generation and noise generation. In order to suppress the excessive output, it is preferable to obtain the actual oil pressure and control based on the actually measured oil pressure. To that end, a hydraulic sensor with a low measurement range is used for the electric pump unit, in addition to the main pump. There is a problem that it needs to be added and the cost becomes high. Therefore, in order to suppress the excessive output, it is necessary to accurately estimate the hydraulic pressure of the pump so that the hydraulic sensor for the electric pump unit does not need to be added. In this case, the viscosity of the oil changes depending on the temperature. Therefore, how to handle this also becomes a problem.
この発明の目的は、上記の問題を解決し、過出力を抑制することで、発熱および騒音を最低限に抑えることができるとともに、過出力抑制のために油圧センサを付加する必要がないモータ制御装置および電動ポンプユニットを提供することにある。 The object of the present invention is to solve the above problems and suppress overpower, thereby suppressing heat generation and noise to a minimum, and motor control that does not require the addition of a hydraulic sensor for suppressing overpower An apparatus and an electric pump unit are provided.
この発明によるモータ制御装置は、モータ制御信号を出力する制御信号出力手段が設けられた制御回路と、モータ制御信号の入力により作動して電動モータに対する駆動電力の供給を実行する駆動回路とを備えており、油の吸入および吐出を行うポンプを駆動する電動モータを油圧に基づいて制御するモータ制御装置において、制御回路は、上位制御装置からの電流指令値を低減することで過出力を抑制する過出力抑制制御手段をさらに備えており、制御信号出力手段は、上位制御装置からの電流指令値に過出力抑制制御手段で得られた電流指令値の低減量を付加することでモータ制御信号を得ており、過出力抑制制御手段は、少なくとも電動モータの電流および回転速度に基づいて油圧を推定する油圧推定部と、目標油圧と推定油圧とを比較して推定油圧が高い場合に電流指令値の低減量を制御信号出力手段に出力する電流指令値補正量演算部とを備えており、油圧推定部には、電動モータの電流および回転速度と推定油圧との対応関係を示す油圧推定マップまたは油圧推定演算式が設定されており、低温ゾーン、中温ゾーンおよび高温ゾーンのいずれかを示す油温情報に基づいて異なる制御モードが選択され、低温ゾーンにおいては、中温ゾーンで使用される油圧推定マップまたは油圧推定演算式と同じものが使用されるとともに、電動モータの回転速度の最低値が中温ゾーンのそれよりも大きいものとされていることを特徴とするものである。 A motor control device according to the present invention includes a control circuit provided with a control signal output means for outputting a motor control signal, and a drive circuit that operates in response to the input of the motor control signal and supplies drive power to the electric motor. In the motor control device that controls the electric motor that drives the pump that sucks and discharges oil based on the hydraulic pressure, the control circuit suppresses the excessive output by reducing the current command value from the host control device. An overpower suppression control unit is further provided, and the control signal output unit adds the reduction amount of the current command value obtained by the overpower suppression control unit to the current command value from the host controller, and outputs the motor control signal. And the overpower suppression control means compares the target hydraulic pressure with the estimated hydraulic pressure, and a hydraulic pressure estimation unit that estimates the hydraulic pressure based on at least the current and rotation speed of the electric motor. And a current command value correction amount calculation unit that outputs a reduction amount of the current command value to the control signal output means when the estimated hydraulic pressure is high. The hydraulic pressure estimation unit estimates the current and rotational speed of the electric motor. A hydraulic pressure estimation map or hydraulic pressure estimation calculation formula showing the correspondence with the hydraulic pressure is set, and different control modes are selected based on the oil temperature information indicating one of the low temperature zone, medium temperature zone, and high temperature zone. Is the same as the hydraulic pressure estimation map or hydraulic pressure estimation formula used in the intermediate temperature zone, and the minimum value of the rotation speed of the electric motor is larger than that of the intermediate temperature zone. To do.
過出力抑制制御手段において、上位制御装置からの電流指令値の低減量が求められ、制御信号出力手段から出力されるモータ制御信号は、この低減量が上位制御装置からの電流指令値に付加されたものとなる。過出力抑制制御手段は、予め設定された目標油圧と電動モータで駆動されることで変化する推定油圧とに基づいて、推定油圧が高い場合に電流指令値の低減量を制御信号出力手段に出力し、これにより、上位制御装置からの電流指令値に基づいた制御に比べて、実際の油圧を目標油圧を確保した状態で低くすることができ、電動モータの出力を抑制することができる。 In the overpower suppression control means, a reduction amount of the current command value from the host control device is obtained, and the motor control signal output from the control signal output means adds this reduction amount to the current command value from the host control device. It will be. The excessive output suppression control means outputs a reduction amount of the current command value to the control signal output means when the estimated oil pressure is high, based on the preset target oil pressure and the estimated oil pressure that changes by being driven by the electric motor. Thus, compared to control based on the current command value from the host controller, the actual hydraulic pressure can be lowered while the target hydraulic pressure is secured, and the output of the electric motor can be suppressed.
実際の油圧は、電動ポンプユニット用油圧センサを付加しなくてよいように、電動モータで得られるデータから推定されることが好ましく、少なくとも電動モータの電流および回転速度（これら２つだけを使用してもよく、必要に応じて、基準電圧と電源電圧との比なども使用して）から油圧を推定する油圧推定部によって、油圧が推定される。油圧推定に際し、油温、すなわち、油の粘度によって、推定値が変化することから、複数の油温ゾーンに対応する油圧推定マップまたは油圧推定演算式を使用することで、油圧の推定精度が高められる。ここで、複数の油温ゾーンに対応するように油圧推定マップを複数設けるようにすれば、油圧の推定精度をさらに高めることができるが、このようにするには、複数の油圧推定マップを作成するための開発時間が多くかかるという問題があり、また、粘度変化が大きいため油圧推定誤差も大きくなるという問題もある。また、低温ゾーンにおいては、油の粘度が大きいために、推定油圧が高くなり、このため、実際の油圧が低くなって、要求出力を満たすことができなくなる可能性もある。 The actual hydraulic pressure is preferably estimated from the data obtained by the electric motor so that the hydraulic sensor for the electric pump unit does not need to be added, and at least the electric motor current and the rotational speed (only these two are used. The hydraulic pressure may be estimated by a hydraulic pressure estimation unit that estimates the hydraulic pressure from the reference voltage and the power supply voltage, if necessary. When estimating the oil pressure, the estimated value changes depending on the oil temperature, that is, the viscosity of the oil. Therefore, using the oil pressure estimation map or oil pressure estimation formula corresponding to multiple oil temperature zones increases the oil pressure estimation accuracy. It is done. Here, if a plurality of oil pressure estimation maps are provided so as to correspond to a plurality of oil temperature zones, the oil pressure estimation accuracy can be further improved. To do this, a plurality of oil pressure estimation maps are created. In addition, there is a problem that it takes a long development time to do this, and there is also a problem that a hydraulic pressure estimation error becomes large due to a large viscosity change. In the low temperature zone, the estimated oil pressure increases because the viscosity of the oil is large. For this reason, there is a possibility that the actual oil pressure decreases and the required output cannot be satisfied.
そこで、この発明のモータ制御装置においては、低温ゾーンにおいては、中温ゾーンで使用される油圧推定マップまたは油圧推定演算式と同じものが使用されることによって、油圧推定マップを作成するための開発時間を短縮が可能とされている。さらに、低温ゾーンのモータの回転速度の最低値を中温ゾーンのモータの回転速度の最低値よりも大きいものとすることにより、推定油圧が高くなったとしても、低温ゾーンのモータの回転速度が大きいことで、実際の油圧が低くなることが抑えられ、要求出力を満たすことができるようになっている。 Therefore, in the motor control device of the present invention, the development time for creating the hydraulic pressure estimation map is used in the low temperature zone by using the same hydraulic pressure estimation map or hydraulic pressure estimation calculation formula used in the intermediate temperature zone. Can be shortened. Furthermore, even if the estimated oil pressure is increased by making the minimum value of the rotation speed of the motor in the low temperature zone larger than the minimum value of the rotation speed of the motor in the medium temperature zone, the rotation speed of the motor in the low temperature zone is high. As a result, the actual hydraulic pressure is prevented from being lowered, and the required output can be satisfied.
こうして、過出力抑制のために油圧センサを付加することなく、適正出力となる（要求出力不足もなく過出力もない）制御が行われ、発熱および騒音を最低限に抑えることができる。 In this way, control to achieve an appropriate output (no shortage of required output and no excessive output) is performed without adding a hydraulic pressure sensor for suppressing excessive output, and heat generation and noise can be minimized.
油圧推定部は、さらに油温に基づいて油圧を推定することがある。このようにすると、油温変化に伴う油の粘度変化に対応することができ、油圧の推定精度を高めることができる。 The oil pressure estimation unit may further estimate the oil pressure based on the oil temperature. If it does in this way, it can respond to the viscosity change of oil accompanying oil temperature change, and can raise the estimation precision of oil pressure.
油圧推定部は、さらに電源電圧に基づいて油圧を推定することがある。このようにすると、電源電圧が変化したことに伴う電動モータの電流および回転速度の変化分を補正することができ、油圧の推定精度をさらに高めることができる。 The hydraulic pressure estimation unit may further estimate the hydraulic pressure based on the power supply voltage. In this way, it is possible to correct changes in the current and rotation speed of the electric motor due to changes in the power supply voltage, and it is possible to further increase the estimation accuracy of the hydraulic pressure.
この発明による電動ポンプユニットは、油の吸入および吐出を行うポンプと、ポンプ駆動用電動モータと、油圧に基づいて電動モータを制御するモータ制御装置とを備えている電動ポンプユニットにおいて、モータ制御装置は、上記に記載のものとされていることを特徴とするものである。 An electric pump unit according to the present invention includes a pump that performs suction and discharge of oil, an electric motor for driving the pump, and a motor control device that controls the electric motor based on hydraulic pressure. Is characterized in that it is as described above.
この発明の電動ポンプユニットによれば、上記のように、油圧が精度よく推定されて、実際の油圧を目標油圧を確保した状態で低くすることができ、これにより、要求出力不足もなく過出力もない制御が行われ、過出力による発熱および騒音を最低限に抑えることができる。 According to the electric pump unit of the present invention, as described above, the hydraulic pressure is accurately estimated, and the actual hydraulic pressure can be lowered while ensuring the target hydraulic pressure. Control is performed, and heat generation and noise due to excessive output can be minimized.
以下、図面を参照して、この発明を自動車のトランスミッション用の油圧供給装置に適用した実施形態について説明する。 Hereinafter, an embodiment in which the present invention is applied to a hydraulic pressure supply device for an automobile transmission will be described with reference to the drawings.
図１は、自動車のトランスミッション（無段変速機）に油圧を供給する油圧供給装置の１例を示す概略構成図である。 FIG. 1 is a schematic configuration diagram illustrating an example of a hydraulic pressure supply device that supplies hydraulic pressure to a transmission (continuously variable transmission) of an automobile.
図１において、油圧供給装置には、トランスミッション用電動ポンプユニット(1)が設けられている。この電動ポンプユニット(1)は、自動車のトランスミッション(2)において、アイドルストップ時に低下する油圧を補助供給するために用いられるものであり、油圧供給用の補助ポンプであるポンプ(3)と、ポンプ駆動用電動モータ(4)と、モータ(4)を制御するモータ制御装置(5)とを備えている。 In FIG. 1, the hydraulic pressure supply device is provided with an electric pump unit (1) for transmission. This electric pump unit (1) is used for auxiliary supply of hydraulic pressure that decreases during idle stop in the transmission (2) of an automobile, and includes a pump (3) that is an auxiliary pump for hydraulic supply, and a pump A drive electric motor (4) and a motor control device (5) for controlling the motor (4) are provided.
モータ(4)はセンサレス制御ブラシレスＤＣモータ、補助ポンプ(3)は内接歯車ポンプである。好ましくは、ポンプ(3)およびモータ(4)は、共通のハウジング内に一体状に設けられる。モータ制御装置も、ポンプ(3)およびモータ(4)と共通のハウジング内に設けられてもよい。 The motor (4) is a sensorless control brushless DC motor, and the auxiliary pump (3) is an internal gear pump. Preferably, the pump (3) and the motor (4) are integrally provided in a common housing. The motor control device may also be provided in a common housing with the pump (3) and the motor (4).
油圧供給装置には、上記の補助ポンプ(3)を有する電動ポンプユニット(1)の他に、エンジン(6)により駆動される主ポンプ(7)が設けられている。 In addition to the electric pump unit (1) having the auxiliary pump (3), the hydraulic pressure supply device is provided with a main pump (7) driven by the engine (6).
主ポンプ(7)の油吸入口(8)はオイルパン(9)に接続され、油吐出口(10)は主吐出油路(11)を介してトランスミッション(2)に接続されている。補助ポンプ(3)の油吸入口(12)はオイルパン(9)に接続され、油吐出口(13)は補助吐出油路(14)を介して主吐出油路(11)に接続されている。補助吐出油路(14)には、主吐出油路(11)側から補助ポンプ(3)への油の逆流を阻止する逆止弁(15)が設けられている。主吐出油路(11)には、油圧センサ(16)および油温センサ(17)が設けられている。 The oil suction port (8) of the main pump (7) is connected to the oil pan (9), and the oil discharge port (10) is connected to the transmission (2) via the main discharge oil passage (11). The oil suction port (12) of the auxiliary pump (3) is connected to the oil pan (9), and the oil discharge port (13) is connected to the main discharge oil passage (11) via the auxiliary discharge oil passage (14). Yes. The auxiliary discharge oil passage (14) is provided with a check valve (15) that prevents backflow of oil from the main discharge oil passage (11) side to the auxiliary pump (3). The main discharge oil passage (11) is provided with a hydraulic pressure sensor (16) and an oil temperature sensor (17).
モータ制御装置(5)には、直流電源であるバッテリ(18)およびエンジン(6)やトランスミッション(2)を制御するコンピュータである上位ＥＣＵ（上位制御装置）(19)が接続されている。上位ＥＣＵ(19)は、油圧センサ(16)の出力より主吐出油路(11)の油圧を監視し、油圧が所定の設定値以上の場合は補助ポンプ停止信号を、設定値未満の場合は補助ポンプ駆動信号をモータ制御装置(5)に出力する。 The motor control device (5) is connected to a battery (18) as a DC power source and a host ECU (upper control device) (19) which is a computer for controlling the engine (6) and the transmission (2). The host ECU (19) monitors the oil pressure in the main discharge oil passage (11) from the output of the oil pressure sensor (16), and when the oil pressure is above a predetermined set value, the auxiliary pump stop signal is displayed. The auxiliary pump drive signal is output to the motor controller (5).
モータ制御装置(5)は、上位ＥＣＵ(19)から補助ポンプ停止信号が出力されているときは、モータ(4)の駆動を停止して、補助ポンプ(3)の駆動を停止し、補助ポンプ駆動信号が出力されているときは、モータ(4)を駆動して、補助ポンプ(3)を駆動する。 When the auxiliary pump stop signal is output from the host ECU (19), the motor control device (5) stops driving the motor (4) and stops driving the auxiliary pump (3). When the drive signal is output, the motor (4) is driven to drive the auxiliary pump (3).
エンジン(6)が駆動されているときは、これによって主ポンプ(7)が駆動され、通常、主吐出油路(11)の油圧は設定値以上であり、補助ポンプ(3)は駆動を停止している。このとき、主ポンプ(7)から主吐出油路(11)を介してトランスミッション(2)に油が供給される。そして、逆止弁(15)により、主吐出油路(11)から補助ポンプ(3)への油の逆流が阻止される。 When the engine (6) is driven, the main pump (7) is driven by this, and normally the hydraulic pressure in the main discharge oil passage (11) is higher than the set value, and the auxiliary pump (3) stops driving. doing. At this time, oil is supplied from the main pump (7) to the transmission (2) via the main discharge oil passage (11). The check valve (15) prevents the backflow of oil from the main discharge oil passage (11) to the auxiliary pump (3).
エンジン(6)が停止しているときは、通常、主吐出油路(11)の油圧はほぼ０で、設定値未満であり、補助ポンプ(3)が駆動される。これにより、補助ポンプ(3)から補助吐出油路(14)および主吐出油路(11)を介してトランスミッション(2)に油が供給される。 When the engine (6) is stopped, the oil pressure in the main discharge oil passage (11) is generally zero and less than the set value, and the auxiliary pump (3) is driven. Thus, oil is supplied from the auxiliary pump (3) to the transmission (2) through the auxiliary discharge oil passage (14) and the main discharge oil passage (11).
エンジン(6)が駆動されていても、主吐出油路(11)の油圧が設定値未満の場合は、補助ポンプ(3)が駆動され、補助ポンプ(3)から補助吐出油路(14)を介して主吐出油路(11)に油が供給される。 Even if the engine (6) is driven, if the oil pressure in the main discharge oil passage (11) is less than the set value, the auxiliary pump (3) is driven, and the auxiliary pump (3) to the auxiliary discharge oil passage (14) Oil is supplied to the main discharge oil passage (11) through the.
補助ポンプ(3)が駆動される際には、上位ＥＣＵ(19)は、アイドリング条件が成立した段階で電動ポンプユニット(1)へ作動指示を行い、電動ポンプユニット(1)のモータ制御装置(5)は、上位ＥＣＵ(19)からの電流指令値に基づいてモータ(4)を制御する。 When the auxiliary pump (3) is driven, the host ECU (19) instructs the electric pump unit (1) to operate when the idling condition is satisfied, and the motor control device ( 5) controls the motor (4) based on the current command value from the host ECU (19).
図２は、モータ制御装置(5)のハードウエアの１具体例を示す概略構成図であり、モータ制御装置(5)は、バッテリ(18)を内部電源として、片側ＰＷＭ方式でモータ(4)を駆動するものであり、モータ(4)を駆動する駆動回路(20)と、駆動回路(20)を制御するモータ制御信号出力手段を備えたＣＰＵ（制御回路）(21)と、ＣＰＵ(21)の出力するモータ制御信号に基づいて、駆動回路(20)を構成する各スイッチング素子にゲート駆動信号を出力するプリドライバ(22)と、駆動回路(20)の入力電流を検出する電流検出回路(23)と、モータ(4)のロータの位相を検出する位相検出回路(24)と、電源電圧を検出する電圧検出回路(25)とを備えている。 FIG. 2 is a schematic configuration diagram showing one specific example of the hardware of the motor control device (5). The motor control device (5) uses a battery (18) as an internal power source and uses a motor (4) with a one-side PWM system A CPU (control circuit) (21) having a drive circuit (20) for driving the motor (4), motor control signal output means for controlling the drive circuit (20), and a CPU (21 ) Output a gate drive signal to each switching element constituting the drive circuit (20) based on the motor control signal output from the drive circuit (20), and a current detection circuit for detecting the input current of the drive circuit (20) (23), a phase detection circuit (24) for detecting the phase of the rotor of the motor (4), and a voltage detection circuit (25) for detecting the power supply voltage.
図２に示すハードウエア構成は、基本的に公知のものであり、公知の適宜な構成を取ることができる。 The hardware configuration shown in FIG. 2 is basically a known configuration, and a known appropriate configuration can be adopted.
駆動回路(20)は、バッテリ(18)からモータ(4)への通電を制御する複数のスイッチング素子（図示略）を備えたスイッチング回路となっている。ＣＰＵ(21)は、モータ(4)の各相の相電圧から、モータ(4)のロータ（図示略）の回転位置を推定し、それに基づいて、ＰＷＭ方式で駆動回路(20)の各スイッチング素子を制御し、これにより、モータ(4)への通電が制御される。電流検出回路(23)は、駆動回路(20)の入力電流を検出し、その出力はＣＰＵ(21)に入力する。位相検出回路(24)は、モータ(4)のロータの位相を検出し、その出力はＣＰＵ(21)に入力し、モータ(4)の回転速度を求めるために使用される。バッテリ(18)の直流電圧が駆動回路(20)およびＣＰＵ(21)に印加され、これが駆動回路(20)の入力電圧となる。 The drive circuit (20) is a switching circuit including a plurality of switching elements (not shown) for controlling energization from the battery (18) to the motor (4). The CPU (21) estimates the rotational position of the rotor (not shown) of the motor (4) from the phase voltage of each phase of the motor (4), and on the basis of this, each switching of the drive circuit (20) is performed by the PWM method. The element is controlled, and thereby energization to the motor (4) is controlled. The current detection circuit (23) detects the input current of the drive circuit (20), and its output is input to the CPU (21). The phase detection circuit (24) detects the phase of the rotor of the motor (4), the output is input to the CPU (21), and is used to determine the rotational speed of the motor (4). The DC voltage of the battery (18) is applied to the drive circuit (20) and the CPU (21), and this becomes the input voltage of the drive circuit (20).
図３は、ＣＰＵ（制御回路）(21)におけるソフトウエアの構成を示している。 FIG. 3 shows a software configuration in the CPU (control circuit) (21).
同図において、ＣＰＵ(21)は、上位ＥＣＵ(19)からの電流指令値に基づいて、これを補正してモータ制御信号を出力するようになっており、ＣＰＵ(21)は、上位ＥＣＵ(19)からの電流指令値に基づいてモータ制御信号を出力する制御信号出力手段(31)と、上位ＥＣＵ(19)からの電流指令値を低減することで過出力を抑制する過出力抑制制御手段(32)と、上位ＥＣＵ(19)からの電流指令値を増加することでセンサレス制御用の最低回転速度の維持制御を行う最低出力維持制御手段(33)とを備えている。 In the figure, the CPU (21) corrects this based on the current command value from the host ECU (19) and outputs a motor control signal. The CPU (21) 19) A control signal output means (31) for outputting a motor control signal based on a current command value from 19), and an overpower suppression control means for suppressing overoutput by reducing the current command value from the host ECU (19). (32) and minimum output maintenance control means (33) for maintaining the minimum rotation speed for sensorless control by increasing the current command value from the host ECU (19).
過出力抑制制御手段(32)は、油圧推定演算部(34)と、油圧推定演算部(34)で得られた推定油圧と目標油圧とを比較して上位ＥＣＵ(19)から制御信号出力手段(31)に入力してくる電流指令値の低減量を求める電流指令値補正量演算部(35)とを備えている。 The overpower suppression control means (32) compares the estimated hydraulic pressure obtained by the hydraulic pressure estimation calculation section (34) and the hydraulic pressure estimation calculation section (34) with the target hydraulic pressure, and outputs control signal output from the host ECU (19). A current command value correction amount calculation unit (35) for obtaining a reduction amount of the current command value input to (31).
制御信号出力手段(31)は、電流制御の実行により電流指令値を求め、この電流指令値に実電流値を追従させるように変換係数が付与された電圧指令値がモータ(4)に印加される。制御信号出力手段(31)は、電流指令値に実電流値を追従させるように、電流フィードバック制御を行う電流制御ループ(37)を有している。 The control signal output means (31) obtains a current command value by executing current control, and a voltage command value to which a conversion coefficient is given so that the actual current value follows this current command value is applied to the motor (4). The The control signal output means (31) has a current control loop (37) for performing current feedback control so that the actual current value follows the current command value.
過出力抑制制御手段(32)は、後述するように、上位ＥＣＵ(19)からの電流指令値を低減するようになっており、最低出力維持制御手段(33)は、センサレス制御のための下限の回転速度と、位相検出回路(24)で得られたロータの位相から求めたモータ(4)の実回転速度とを比較して、モータ(4)の実回転速度の方が小さい場合に、上位ＥＣＵ(19)からの電流指令値を増加するようになっている。図４は、過出力抑制制御手段(32)および最低出力維持制御手段(33)が設けられていることで、実現可能となっている補助ポンプ（以下では、「ポンプ」と称す）(3)の特性を示している。 As will be described later, the overpower suppression control means (32) reduces the current command value from the host ECU (19), and the minimum output maintenance control means (33) is a lower limit for sensorless control. And the actual rotational speed of the motor (4) obtained from the phase of the rotor obtained by the phase detection circuit (24), and when the actual rotational speed of the motor (4) is smaller, The current command value from the host ECU (19) is increased. FIG. 4 shows an auxiliary pump (hereinafter referred to as “pump”) that can be realized by the provision of the overpower suppression control means (32) and the minimum output maintenance control means (33) (3). The characteristics are shown.
図４において破線で示すＡおよびＢの曲線は、トランスミッション(2)のバラツキを考慮した負荷曲線を示しており、Ａは、トランスミッション(2)のＣＶＴ（無段変速機）の漏れ最大時の負荷曲線を示し、Ｂは、ＣＶＴ漏れ最小時の負荷曲線を示している。ポンプ(3)には、ＣＶＴ漏れ最大時の負荷曲線上にある要求出力点Ｐを上回るような出力とすること（点Ｐの油圧値以上の要求油圧値）が求められている。これに対応可能なポンプ(3)の油圧−流量曲線は、実線で示すＣの部分が必要となる。このような油圧−流量曲線を有するポンプ(3)は、追加の制御を行わない場合、油圧の増加とともに流量が徐々に（連続的に）減少する破線Ｄで示す部分を有することになる。破線Ｄで示す部分は、必要油圧よりも大きいことから、この部分において、油圧不足となることはないものの、ＣＶＴ漏れ最小時の負荷曲線である破線Ｂに対しては、必要以上の油圧（過出力）となっている。この過出力は、省エネの点でも、また、発熱や騒音発生の点でも好ましくない。 The curves A and B indicated by broken lines in FIG. 4 indicate load curves in consideration of variations in the transmission (2), and A indicates the load at the maximum leakage of the CVT (continuously variable transmission) of the transmission (2). A curve is shown, and B shows a load curve when CVT leakage is minimum. The pump (3) is required to have an output that exceeds the required output point P on the load curve at the time of maximum CVT leakage (required hydraulic value greater than the hydraulic value at point P). The hydraulic pressure-flow rate curve of the pump (3) that can cope with this requires a portion C indicated by a solid line. The pump (3) having such a hydraulic pressure-flow rate curve has a portion indicated by a broken line D in which the flow rate gradually (continuously) decreases as the hydraulic pressure increases unless additional control is performed. Since the portion indicated by the broken line D is larger than the required oil pressure, the oil pressure does not become insufficient in this portion. Output). This excessive output is not preferable in terms of energy saving, heat generation and noise generation.
そこで、この発明におけるモータ制御装置(5)による制御に際しては、実線Ｃの部分の後（すなわち、要求出力点Ｐを超えた後）は、点Ｑを変曲点として、急激に出力（油圧×流量）が小さくなるような実線Ｅで示す油圧−流量曲線に従うものとされている。また、センサレス制御を行うために、モータ(4)の最低回転速度が設定されており、油圧が大きい場合でも、ある程度の流量が確保されるように、最小曲線部Ｆが設定されている。 Therefore, in the control by the motor control device (5) in the present invention, after the portion of the solid line C (that is, after exceeding the required output point P), the point Q becomes an inflection point and the output is suddenly increased (hydraulic pressure × According to the hydraulic pressure-flow rate curve indicated by the solid line E such that the (flow rate) becomes small. Further, in order to perform sensorless control, the minimum rotational speed of the motor (4) is set, and the minimum curve portion F is set so that a certain amount of flow is ensured even when the hydraulic pressure is large.
ポンプ(3)の出力が変曲点Ｑを有する実線Ｃ、実線Ｅおよび実線Ｆからなる油圧−流量曲線となるように、モータ(4)を制御することにより、トランスミッション(2)のバラツキが考慮されて、トランスミッション(2)のバラツキの上限に対しても、要求出力が満たされるようになされ、しかも、過出力とならないよう制御を行うことができる。 Variations in the transmission (2) are taken into account by controlling the motor (4) so that the output of the pump (3) becomes a hydraulic-flow rate curve consisting of a solid line C, a solid line E and a solid line F having an inflection point Q. Thus, the required output is satisfied even with respect to the upper limit of the dispersion of the transmission (2), and control can be performed so as not to cause excessive output.
油圧は、主吐出油路(11)の油圧センサ(16)によって検知した値を使用するのではなく、電動ポンプユニット(1)の電源電流（またはモータ電流）とモータ回転速度とによって推定されている。より詳しくは、上位ＥＣＵ(19)から得られる油温と電動ポンプユニット(1)内部で得られる電源電流（またはモータ電流）、モータ回転速度および電源電圧とを用いて、油圧推定演算部(34)において、吐出油圧が推定されている。油圧推定演算部(34)は、モータ回転速度と電流のデータテーブル（油圧推定マップ(36)）を持ち、推定油圧は、そのデータテーブルに当てはめた値にデータテーブルの基準電圧と電源電圧との比をかけた値として求められている。 The hydraulic pressure is estimated by the power supply current (or motor current) of the electric pump unit (1) and the motor rotation speed, instead of using the value detected by the hydraulic sensor (16) in the main discharge oil passage (11). Yes. More specifically, using the oil temperature obtained from the host ECU (19), the power source current (or motor current) obtained in the electric pump unit (1), the motor rotation speed, and the power source voltage, the hydraulic pressure estimation calculation unit (34 ), The discharge hydraulic pressure is estimated. The hydraulic pressure estimation calculation unit (34) has a motor rotation speed and current data table (hydraulic pressure estimation map (36)), and the estimated hydraulic pressure is obtained by applying the reference voltage and power supply voltage of the data table to the values applied to the data table. It is obtained as a value multiplied by the ratio.
油圧推定マップ(36)は、ＣＰＵ(21)に記憶され、上位ＥＣＵ(19)から電動ポンプユニット(1)へ作動指示が出た場合には、この油圧推定マップ(36)から求めた推定油圧が目標油圧になるようにモータ(4)が制御される。そして、この目標油圧が図４に示す実線Ｃ、実線Ｅおよび実線Ｆからなる油圧−流量曲線を満たすように決められることで、省エネで、かつ、発熱や騒音発生も抑えた過出力抑制制御が実行される。 The hydraulic pressure estimation map (36) is stored in the CPU (21), and when an operation instruction is issued from the host ECU (19) to the electric pump unit (1), the estimated hydraulic pressure obtained from the hydraulic pressure estimation map (36) The motor (4) is controlled so that becomes the target hydraulic pressure. The target hydraulic pressure is determined so as to satisfy the hydraulic pressure-flow rate curve composed of the solid line C, the solid line E, and the solid line F shown in FIG. 4, so that overpower suppression control that saves energy and suppresses generation of heat and noise can be performed. Executed.
油圧推定マップ(36)という形態にせずに、油温、電源電流（またはモータ電流）、モータ回転速度および電源電圧を用いた油圧推定演算式を記憶させておいて、油圧推定演算式に基づいて油圧を推定することもできる。 Instead of using the form of oil pressure estimation map (36), the oil pressure estimation equation using the oil temperature, power supply current (or motor current), motor rotation speed and power supply voltage is stored, and based on the oil pressure estimation equation The oil pressure can also be estimated.
要求出力確保のために、油圧の推定精度を上げる必要がある。複数の温度ゾーンに対応して、複数の油圧推定マップ(36)を作成しておくことで、油圧の推定精度を上げることができるが、この場合は、開発時間が多くなるという問題が生じる。そこで、油圧推定マップ(36)としては、標準的な温度に対応する中温ゾーン用のものを１つだけ作成しておき、低温ゾーンおよび高温ゾーンにおいては、調整係数を設定しておいて、標準の油圧推定マップ(36)から得られた油圧の推定値をこの調整係数で補正することで、全温度ゾーンをカバーすることが好ましい。油圧推定マップ(36)として、１条件（標準温度）に対する標準マップだけを使用した場合、図５に示すように、温度による油の粘性変化が大きいことから、高温ゾーンでは、出力が高めにシフトし、低温ゾーンでは、出力が低めにシフトし、いずれの場合でも最適制御からずれてくる可能性がある。 In order to secure the required output, it is necessary to improve the accuracy of hydraulic pressure estimation. By creating a plurality of oil pressure estimation maps (36) corresponding to a plurality of temperature zones, it is possible to improve the accuracy of oil pressure estimation. However, in this case, there is a problem that the development time increases. Therefore, as the hydraulic pressure estimation map (36), only one for the medium temperature zone corresponding to the standard temperature is created, and the adjustment coefficient is set in the low temperature zone and the high temperature zone, It is preferable to cover the entire temperature zone by correcting the estimated value of the hydraulic pressure obtained from the hydraulic pressure estimation map (36) with this adjustment coefficient. When only the standard map for one condition (standard temperature) is used as the oil pressure estimation map (36), as shown in FIG. 5, the oil viscosity changes with temperature, so the output shifts higher in the high temperature zone. However, in the low temperature zone, the output shifts to a low level, and in any case, there is a possibility of deviating from the optimum control.
すなわち、高温ゾーンにおいて、標準温度用の油圧推定マップ(36)に基づいて制御を行うと、油の粘度が低いことにより、実際の制御状態は、図６に示すように、最適制御である実線Ｃ、破線Ｅおよび破線Ｆからなる油圧−流量曲線に対し、実線Ｇで示す出力が高い方にシフトした制御となり、過出力となる。 That is, when control is performed based on the oil pressure estimation map (36) for the standard temperature in the high temperature zone, the actual control state is the optimum control solid line as shown in FIG. 6 because the oil viscosity is low. With respect to the hydraulic pressure-flow rate curve composed of C, broken line E and broken line F, the output indicated by the solid line G is shifted to the higher side, resulting in excessive output.
そこで、高温ゾーン用油圧推定マップとしては、得られた推定油圧を上げるような調整係数とすることで、標準温度用の油圧推定マップ(36)を使用して、高温ゾーンにおける過出力を抑えることができる。 Therefore, the high-temperature zone hydraulic pressure estimation map uses an adjustment factor that increases the estimated hydraulic pressure obtained, and uses the standard temperature hydraulic pressure estimation map (36) to suppress overpower in the high-temperature zone. Can do.
一方、低温ゾーンにおいては、標準温度用の油圧推定マップ(36)に基づいて制御を行うと、油の粘度が高いことにより、実際の制御状態は、図７に示すように、最適制御である破線Ｃ、破線Ｅおよび実線Ｆからなる油圧−流量曲線に対し、実線Ｈで示す出力が低い方にシフトした制御となり、要求出力不足となる。 On the other hand, in the low temperature zone, when the control is performed based on the oil pressure estimation map (36) for the standard temperature, the actual control state is the optimum control as shown in FIG. With respect to the hydraulic pressure-flow rate curve composed of the broken line C, the broken line E, and the solid line F, the output indicated by the solid line H is shifted to a lower control, and the required output is insufficient.
低温ゾーンにおいては、粘度変化が大きいため油圧推定誤差も大きくなることから、高温ゾーン用と逆にするだけ、すなわち、標準温度用の油圧推定マップ(36)を使用するとともに、得られた推定油圧を下げるような調整係数とするだけでは、低温ゾーンにおける出力不足を確実に防止することは困難である。そこで、低温ゾーンにおいては、図８に示す表に従った設定値が使用され、モータ(4)の回転速度の最低値を他のゾーンのそれに比べて大きく設定することで、図７のＪに示すような特性とすることができ、これにより、低温ゾーンにおける要求出力不足を防止することができる。 In the low temperature zone, the oil pressure estimation error also increases because the viscosity change is large, so just reverse the one for the high temperature zone, that is, use the standard oil pressure estimation map (36) and obtain the estimated oil pressure. It is difficult to reliably prevent an output shortage in the low temperature zone only by setting the adjustment coefficient so as to reduce the temperature. Therefore, in the low temperature zone, set values according to the table shown in FIG. 8 are used, and by setting the minimum value of the rotational speed of the motor (4) to be larger than that of the other zones, the value of J in FIG. Thus, the required output in the low temperature zone can be prevented.
低温ゾーン用のモータ(4)の回転速度（分当たりの回転数）の最低値は、中温ゾーンのそれに対して、例えば＋２００〜５００ｒｐｍ程度とすればよいが、これに限定されるものではなく、実験等により、適宜な値に設定することができる。 The minimum value of the rotational speed (number of revolutions per minute) of the motor (4) for the low temperature zone may be, for example, about +200 to 500 rpm with respect to that of the intermediate temperature zone, but is not limited thereto. An appropriate value can be set by experiment or the like.
こうして、１つの標準温度用の油圧推定マップ(36)で全温度ゾーンをカバーするとともに、油温による油の粘度変化の影響を考慮することにより、高温側では、調整係数の設定だけで、推定油圧が低めとなって過出力となることが抑えられ、低温側では、モータ(4)の回転速度の最低値を上方に設定することで、推定油圧が高めとなって最適な出力を保てなくなるということが抑えられ、高温ゾーンおよび低温ゾーンのいずれでも最適な出力を得ることができる。 In this way, all the temperature zones are covered with one standard temperature oil pressure estimation map (36), and the effect of oil viscosity change due to oil temperature is taken into account, so on the high temperature side, only the adjustment coefficient is set. The oil pressure is kept low and excessive output is suppressed. On the low temperature side, the minimum value of the rotation speed of the motor (4) is set upward to increase the estimated oil pressure and maintain the optimum output. It is possible to suppress the loss of power and to obtain an optimum output in both the high temperature zone and the low temperature zone.
油温情報については、図１に示すように、主吐出油路(11)に油温センサ(17)が設けられて、アイドリングストップを統括する上位ＥＣＵ(19)は、この油温情報をモニタしていることから、上位ＥＣＵ(19)から電動ポンプユニット(1)に油温情報を送って、その油温情報を元に油圧推定マップ(36)を切り換えればよい。この際の油温情報は、例えば、低温、中温および高温のうちのいずれかとすればよい。 As for the oil temperature information, as shown in FIG. 1, an oil temperature sensor (17) is provided in the main discharge oil passage (11), and the host ECU (19) supervising the idling stop monitors the oil temperature information. Therefore, the oil temperature information is sent from the host ECU (19) to the electric pump unit (1), and the oil pressure estimation map (36) is switched based on the oil temperature information. The oil temperature information at this time may be any one of low temperature, medium temperature, and high temperature, for example.
なお、油温ゾーンの数は、演算処理の簡略化と推定油圧の精度確保とを両立させるために、上記のように低温、中温および高温の３つとすることが好ましいが、これに限られるものではなく、２つ以上で適宜設定できる。 The number of oil temperature zones is preferably set to three, low temperature, medium temperature, and high temperature as described above, in order to achieve both simplification of calculation processing and ensuring accuracy of estimated hydraulic pressure, but is limited to this. Instead, two or more can be set as appropriate.
また、上記実施形態では、主吐出油路(11)の油圧に基づいて、補助ポンプ(3)の駆動・停止の切り換えを行っているが、エンジン(6)が駆動されているときは補助ポンプ(3)を停止させ、エンジン(6)が停止しているときは補助ポンプ(3)を駆動するようにすることもできる。電動ポンプユニット(1)の構成は、上記実施形態のものに限らず、適宜変更可能である。また、この発明は、自動車のトランスミッション用の油圧供給装置以外にも適用できる。 In the above embodiment, the auxiliary pump (3) is switched between driving and stopping based on the hydraulic pressure of the main discharge oil passage (11), but when the engine (6) is driven, the auxiliary pump (3) can be stopped, and the auxiliary pump (3) can be driven when the engine (6) is stopped. The configuration of the electric pump unit (1) is not limited to that of the above embodiment, and can be changed as appropriate. The present invention can also be applied to devices other than a hydraulic pressure supply device for automobile transmissions.
(1)：電動ポンプユニット、(3)：ポンプ、(4)：電動モータ、(19)：上位ＥＣＵ（上位制御装置）、(21)：ＣＰＵ（制御回路）、(31)：制御信号出力手段、(32)：過出力抑制制御手段、(34)：油圧推定演算部、(35)：電流指令値補正量演算部、(36)：油圧推定マップ (1): Electric pump unit, (3): Pump, (4): Electric motor, (19): Host ECU (host controller), (21): CPU (control circuit), (31): Control signal output Means, (32): excessive output suppression control means, (34): hydraulic pressure estimation calculation unit, (35): current command value correction amount calculation unit, (36): hydraulic pressure estimation map
Claims (4)
制御回路は、上位制御装置からの電流指令値を低減することで過出力を抑制する過出力抑制制御手段をさらに備えており、制御信号出力手段は、上位制御装置からの電流指令値に過出力抑制制御手段で得られた電流指令値の低減量を付加することでモータ制御信号を得ており、過出力抑制制御手段は、少なくとも電動モータの電流および回転速度に基づいて油圧を推定する油圧推定部と、目標油圧と推定油圧とを比較して推定油圧が高い場合に電流指令値の低減量を制御信号出力手段に出力する電流指令値補正量演算部とを備えており、油圧推定部には、電動モータの電流および回転速度と推定油圧との対応関係を示す油圧推定マップまたは油圧推定演算式が設定されており、低温ゾーン、中温ゾーンおよび高温ゾーンのいずれかを示す油温情報に基づいて異なる制御モードが選択され、低温ゾーンにおいては、中温ゾーンで使用される油圧推定マップまたは油圧推定演算式と同じものが使用されるとともに、電動モータの回転速度の最低値が中温ゾーンのそれよりも大きいものとされていることを特徴とするモータ制御装置。 A control circuit provided with a control signal output means for outputting a motor control signal, and a drive circuit that operates in response to the input of the motor control signal to supply drive power to the electric motor, and sucks and discharges oil. In the motor control device that controls the electric motor that drives the pump that performs the operation based on the hydraulic pressure,
The control circuit further includes an overpower suppression control unit that suppresses overoutput by reducing the current command value from the host controller, and the control signal output unit outputs an overoutput to the current command value from the host controller. The motor control signal is obtained by adding the reduction amount of the current command value obtained by the suppression control means, and the overpower suppression control means estimates the hydraulic pressure based on at least the current and rotation speed of the electric motor. And a current command value correction amount calculation unit that outputs a reduction amount of the current command value to the control signal output means when the estimated hydraulic pressure is high by comparing the target hydraulic pressure with the estimated hydraulic pressure. Is a hydraulic pressure estimation map or hydraulic pressure estimation calculation formula that shows the correspondence between the electric motor current and rotation speed and the estimated hydraulic pressure, and the oil temperature that indicates one of the low temperature zone, medium temperature zone, and high temperature zone Different control modes are selected based on the information, and in the low temperature zone, the same hydraulic pressure estimation map or hydraulic pressure estimation formula used in the intermediate temperature zone is used, and the minimum value of the electric motor rotation speed is in the intermediate temperature zone A motor control device characterized by being larger than that of the motor.
モータ制御装置は、請求項１から３までのいずれかに記載のものとされていることを特徴とする電動ポンプユニット。 In an electric pump unit comprising a pump that sucks and discharges oil, an electric motor for driving the pump, and a motor control device that controls the electric motor based on hydraulic pressure,
An electric pump unit, wherein the motor control device is the one according to any one of claims 1 to 3.
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