JP6018390B2 - 電動ポンプの制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、車両の駆動系等に作動油を供給する電動ポンプの制御装置に関する。

この種の電動ポンプにおいて、特許文献１には、検出された作動油温度（油温）に基づいて、駆動用モータの電流や回転数の目標値を設定して制御する技術が開示されている。

特開２０１０−１８０７３１号公報

しかしながら、特許文献１では、油温センサで検出した油温が作動油温範囲内ではあるが、実際の油温との誤差が大きい異常値を示した場合、あるいは、劣化によりポンプ特性のフリクションが増加した場合等には、これらの異常を検出することが困難であり、モータ制御が異常となる不都合があった。

また、油温センサやポンプ特性が正常な場合でも応答性の確保と消費電力の節減を両立させることが困難であった。
本発明は、このような従来の課題に着目してなされたもので、油温センサやポンプ特性が正常でない場合でも、必要なポンプ性能を確保することができ、かつ、異常時は勿論正常時にも応答性の確保と消費電力の節減を両立できる電動ポンプの制御装置を提供することを目的とする。

このため本発明に係る作動油を供給する電動ポンプの制御装置は、以下の各手段を含んで構成される。
Ａ．前記作動油の温度に応じた所定のポンプ性能を得るために必要な電動ポンプ駆動用モータの必要電流と必要回転数との関係からなる基準ポンプ特性を設定した基準ポンプ特性設定手段
Ｂ．前記作動油の検出温度に応じて、前記基準ポンプ特性から、前記必要電流を、指示電流として設定する指示電流設定手段
Ｃ．ポンプ起動初期に、前記指示電流の大きさに応じて当該指示電流より大きい値に設定した電流制限値で制限しつつ、前記所定のポンプ性能以上のポンプ性能が確保される回転数を目標回転数としてモータ回転数を制御し、該モータ回転数制御によって所定の状態に収束した後、前記モータ回転数が前記指示電流に対応した必要回転数より大きいときは、モータ回転数が前記必要回転数以上に維持される範囲内でモータ電流を前記指示電流に収束させる制御手段

本発明によれば、ポンプ起動初期のモータ回転数制御により所定以上のポンプ性能を応答性よく得ることができ、次いで、モータ回転数を指示電流に対応した必要回転数以上に保持しつつモータ電流を指示電流へ収束させることにより、所定のポンプ性能を確保しつつ、できるだけモータ電流を低減して消費電力を節減することができる。

実施形態に係る電動ポンプを備えた車両の駆動力伝達系を示す図。 上記電動ポンプの制御ブロック図。 所定のポンプ性能が得られるポンプ駆動用モータの電流と回転数の関係を示す図。 第１実施形態にかかる制御のフローチャート。 第１実施形態にかかる制御において、電動ポンプ制御系が正常であるときのポンプ動作を示す図。 同上制御において、油圧センサの検出油温が実油温より高温であるときのポンプ動作を示す図。 同上制御において、油圧センサの検出油温が実油温より低温であるときのポンプ動作を示す図。 同上制御において、ポンプの劣化等によりフリクションが増加したポンプ特性時のポンプ動作を示す図。 第２実施形態の制御ブロック図。 第２実施形態にかかる制御のフローチャート。 第２実施形態にかかる制御の操作量設定のフローチャート。 第３実施形態にかかる制御のフローチャート。 第４実施形態にかかる制御の前段を示すフローチャート。 第４実施形態にかかる制御の後段を示すフローチャート。

以下に本発明を、車両の無段変速機に潤滑及び冷却のため作動油（作動流体）を供給する電動ポンプに適用した実施の形態を説明する。
図１において、エンジン（内燃機関）１には、トルクコンバータ２及び発進用クラッチ機構である前後進切換機構３を介して無段変速機４が接続されている。

前後進切換機構３は、例えば、エンジン出力軸と連結したリングギア、ピニオン及びピニオンキャリア、変速機入力軸と連結したサンギアからなる遊星歯車機構と、変速機ケースをピニオンキャリアに固定する後退ブレーキと、変速機入力軸とピニオンキャリアを連結する前進クラッチと、を含んで構成され、車両の前進と後退とを切換える。これら後退ブレーキ及び前進クラッチの切換えは、無段変速機４と共通の作動油を用いた油圧による締結の切換えによって行われる。

無段変速機４は、プライマリプーリ４１及びセカンダリプーリ４２と、これらプーリ間に掛けられたＶベルト４３と、を含んで構成され、プライマリプーリ４１の回転は、Ｖベルト４３を介してセカンダリプーリ４２へ伝達され、セカンダリプーリ４２の回転は、駆動車輪へ伝達されて車両が走行駆動される。

上記駆動力伝達中、プライマリプーリ４１の可動円錐板及びセカンダリプーリ４２の可動円錐板を軸方向に移動させてＶベルト４３との接触位置半径を変えることにより、プライマリプーリ４１とセカンダリプーリ４２との間の回転比つまり変速比を変えることができる。

かかる前後進切換機構３及び無段変速機４を備えた変速機構２０の制御は、以下のように行われる。
車両の各種信号に基づいて外部装置としてのＣＶＴコントロールユニット５が変速制御信号を演算し、該変速制御信号を入力した調圧機構６が、エンジン駆動される機械式ポンプ７からの吐出圧を変速機構２０の各部毎に調圧して、それぞれ供給することにより行われる。

一方、前記機械式ポンプ７をバイパスする通路に電動ポンプ８が配設される。該電動ポンプ８は、車両のアイドルストップ後の再始動時における締結ショックを緩和するため、あるいは、各被潤滑部の潤滑及び冷却のため、外部装置としてのＣＶＴコントロールユニット（ＣＶＴＣＵ）５からの制御信号によって駆動される。

なお、電動ポンプ８出口の油通路には、必要に応じて通常時の作動油の逆流を防止する逆止弁９を配設してもよい。また、図示点線で示すように、電動ポンプ８からの吐出圧を所定圧以下に制限するため、該所定圧以下で開弁するリリーフ弁１０を設けてもよい。

図２は、上記電動ポンプの制御ブロック図を示す。
ＣＶＴＣＵ５は、車両の各種センサからの検出信号（車速、ブレーキ、アクセル、シフト位置、エンジン回転速度、バッテリ電圧、その他）及び油温センサ１１によって計測される作動油の温度（油温）を入力する。そして、検出された油温に基づいて、電動ポンプ８の必要油圧相当の指令値（駆動用モータの指示電流）を演算し、該指示電流を指令値として電動ポンプ８に出力する。

電動ポンプ８は、ポンプ本体８１と、該ポンプ本体８１を駆動するモータ８２と、該モータ８２を駆動するモータ駆動回路８３とを備えて構成されている。
モータ駆動回路８３は、モータ電流Ｉｍ（実電流）やモータ回転数Ｎｍ（実回転数；ポンプ回転数）を検出してＣＶＴＣＵ５に送信しつつ、ＣＶＴＣＵ５からの指令値に基づいてモータ８２を駆動し、後述する本発明に係る制御を実現する。

ここで、ＣＶＴＣＵ５及びモータ駆動回路８３は、図３に示すように、作動油の温度に応じて所定のポンプ性能を得るために必要なモータ８２の電流と回転数の関係からなる基準ポンプ特性を内部メモリに記憶している。尚、ＣＶＴＣＵ５及びモータ駆動回路８３は、温度に応じた必要な電流を記憶しておくだけでもよい。

ここで、上記ＣＶＴにおいて所定のポンプ性能は、必要な油圧を得られる性能である。
高油温時は、作動油の粘度が低くポンプ内部から油圧供給箇所（クラッチ）に至るまで作動油の漏れ量が大きい。このため必要な油圧を確保できるモータの回転数（必要回転数）が大きくなる一方、作動油粘度が低いことによりモータの回転抵抗は小さくなるため、必要な油圧の確保に必要なモータ電流は小さくなる。

一方、低油温時は、上記とは逆に、作動油の粘度が大きく作動油の漏れ量が小さい。このため、必要油圧を確保できる必要回転数は小さくなるが、作動油の粘度が大きいためモータの回転抵抗が大きくなるので、必要油圧確保に必要なモータ電流は大きくなる。

したがって、所定のポンプ性能が得られる基準ポンプ特性は、モータ電流の増大に応じて必要回転数が減少する特性となる。
次に、従来の油温センサ検出値に基づく制御について説明する。油温センサで検出した油温に基づいて、基準ポンプ特性（例えば、図３参照）から設定した電流を指示電流として制御される。この場合、検出油温が実油温に一致していれば、基準ポンプ特性上の必要回転数が得られて所定のポンプ性能が得られる。

しかし、例えば、検出油温が実油温に対して高い場合、検出油温に基づいて基準ポンプ特性から設定される指示電流は、実油温に対応する電流より低くなる。この場合、モータ回転数は実油温に対応する必要回転数に対して低下し、所定のポンプ性能を確保できない。

一方、検出油温が実油温に対して低い場合、指示電流は、実油温に対応する電流より高くなる。この場合、回転数は実油温に対応する必要回転数に対して増加し、所定のポンプ性能は確保できるが、必要回転数を超えて回転数を増加させることにより消費電力の損失が増大する。

また、回転数を正常時範囲に制限した場合でも、基準ポンプ特性線より下方の領域で制御されて、所定のポンプ性能を得られない場合を生じる。
以上挙げた従来制御の問題を、以下の実施形態に係る制御によって解決することができる。

以下の実施形態に共通の基本制御の概要を説明すると、電動ポンプ８の起動初期には、作動油温度範囲における任意の油温に対して、上記基準ポンプ特性で得られる所定のポンプ性能以上のポンプ性能が得られる回転数を目標回転数として回転数制御を行う。

上記回転数制御によって回転数が安定する等、所定の状態に収束したときのモータ回転数が指示電流に対応した必要回転数より大きいときは、モータ回転数が該必要回転数以上に維持される範囲内でモータ電流を指示電流に収束させる。換言すれば、モータ回転数が必要回転数を満たしている範囲において、モータ電流Ｉｍを指示電流Ｉｐに近づける。

以下、各実施形態に係る制御を説明する。
図４は、基本的な制御を示す第１実施形態のフローチャートである。
ステップＳ１では、電動ポンプ８の起動後、所定条件が未成立であるかを判定する。ここで、所定条件の成立とは、後述するステップＳ２での回転数制御によって所定の状態に収束したことであり、ポンプ起動初期は、上記所定の条件が未成立であるので、ステップＳ１の判定がＹＥＳとなってステップＳ２へ進む。例えば、モータ回転数の安定状態、エンジンの停止、ポンプ吐出圧の安定状態、あるいは、ポンプ起動後所定時間の経過等によって、所定条件の成立を判定することができる。

ステップＳ２では、図３で示した基準ポンプ特性で示される所定の性能以上のポンプ性能を確保できる目標回転数を設定し、該目標回転数にモータ回転数を収束させるフィードバック回転数制御を実施する。目標回転数は、任意の油温に対して、所定のポンプ性能以上のポンプ性能が得られるように、例えば、ポンプ基準特性を満たす作動回転数範囲における上限回転数に設定すればよい。なお、本回転数制御中に、モータ電流Ｉｍを電流制限値ＩＬ以下に制限する。この電流制限値ＩＬは、モータ（ポンプ）作動領域における上限電流に設定される。

ステップＳ２での回転数制御を実施後、モータ回転数が安定状態に収束すると、ステップＳ１の判定がＮＯとなって、ステップＳ３へ進む。
ステップＳ３では、ＣＶＴＣＵ５から出力された指示電流Ｉｐから、基準ポンプ特性に基づいて必要回転数Ｎｐを算出する。ここで、ＣＶＴＣＵ５は、油温センサ１１で検出された油温に対して、基準ポンプ特性上の電流を指示電流Ｉｐとして出力する。そして、電動ポンプ８（駆動回路８３）が、該指示電流Ｉｐにおける基準ポンプ特性上の回転数を必要回転数Ｎｐとして算出する。なお、基準ポンプ特性上の必要回転数Ｎｐより大きめの回転数を必要回転数Ｎｐとして算出してもよい。

ステップＳ４では、駆動回路８３が検出したモータ回転数Ｎｍが、上記必要回転数Ｎｐより大きいかを判定する。モータ回転数Ｎｍが、上記必要回転数Ｎｐより大きいと判定されたときは、ステップＳ５へ進む。

ステップＳ５では、電動ポンプ８（駆動回路８３）で検出されたモータ電流ＩｍがＣＶＴＣＵ５から出力された指示電流Ｉｐより大きいかを判定する。
ステップＳ５でモータ電流Ｉｍが指示電流Ｉｐより大きいと判定されたときは、ステップＳ６へ進み、操作量を所定量減少してモータ電流Ｉｍを減少する。つまり、モータ電流Ｉｍを指示電流Ｉｐに近づけるように収束する。

このように、モータ電流Ｉｍを減少し続けることにより、モータ回転数Ｎｍが必要回転数Ｎｐより大きい状態を維持したままモータ電流Ｉｍが指示電流Ｉｐ以下に減少すると、ステップＳ５の判定がＮＯとなって、ステップＳ７へ進む。

ステップＳ７では、操作量を所定量増加してモータ電流Ｉｍを増加する。増加したモータ電流Ｉｍが指示電流Ｉｐを上回るとステップＳ５の判定が再度ＹＥＳとなって操作量が減少され、かかる操作量の増減の繰り返しによってモータ電流Ｉｍが指示電流Ｉｐに収束する。なお、操作量の増減の頻繁な繰り返しを抑制するため、ステップＳ５での判定で、モータ電流Ｉｍの増大時には指示電流Ｉｐに所定値ΔＩを加えた値を超えるかを判定する等のように、ヒステリシスを与えてもよい。

また、ステップＳ５の判定を行ってステップＳ６，Ｓ７で操作量を増減する制御に代えて、図４に点線で示すように、指示電流Ｉｐとモータ電流Ｉｍとの偏差ΔＩ（＝Ｉｐ−Ｉｍ）に応じて操作量を増減設定することにより、モータ電流Ｉｍを指示電流Ｉｐに収束させる制御としてもよい。

なお、ポンプ運転の継続により、油温が上昇して指示電流Ｉｐが減少すると、該減少した指示電流Ｉｐに収束する制御が繰り返される。
一方、ステップＳ６でのモータ電流Ｉｍの減少によりモータ回転数Ｎｍが減少し、モータ電流Ｉｍが指示電流Ｉｐまで減少する前に、モータ回転数Ｎｍが必要回転数Ｎｐ以下に減少した場合には、ステップＳ４の判定がＮＯとなって、ステップＳ８へ進む。

ステップＳ８では、操作量を所定量増加してモータ電流Ｉｍを増加する。モータ電流Ｉｍの増加によりモータ回転数Ｎｍが増加するとステップＳ４の判定が再度ＹＥＳとなってステップＳ５へ進む。

ステップＳ５で、前回と同じくモータ電流Ｉｍが指示電流Ｉｐを上回っている場合は、ステップＳ６で操作量を所定量減少してモータ電流Ｉｍを減少する。モータ電流Ｉｍの減少によりモータ回転数Ｎｍが減少し、再度ステップＳ４の判定がＮＯとなるとステップＳ８で操作量が増加されモータ回転数Ｎｍが増加する。かかる操作量の繰り返しによってモータ回転数Ｎｍが必要回転数Ｎｐに収束する。

このようにして、モータ回転数が必要回転数Ｎｐ以上に維持される範囲内でモータ電流Ｉｍを指示電流Ｉｐに収束させる。
なお、上記の状態で、油温が上昇すると減少した指示電流Ｉｐに対応する必要回転数Ｎｐが増加する一方、作動油粘度の減少によりモータ回転数Ｎｍが増加し、増加した必要回転数Ｎｐと平衡するところに収束する。

また、ステップＳ８で、操作量を所定量増加することに代えて、必要回転数Ｎｐとモータ回転数Ｎｍとの偏差ΔＮ（＝Ｎｐ−Ｎｍ）に応じて操作量を増加設定することにより、モータ回転数Ｎｍを必要回転数Ｎｐ以上に維持するようにしてもよい。

一方、ステップＳ２での回転数制御によりモータ回転数Ｎｍが安定する等、ステップＳ１で所定の条件が成立した時に、モータ回転数Ｎｍが必要回転数Ｎｐ未満であるときは、ステップＳ４の判定がＮＯとなる。この場合は、後述するように油温センサ１１による検出油温が実油温より高温のような場合であり、検出油温に応じた指示電流Ｉｐに対応する必要回転数Ｎｐまで増大させる必要がない。したがって、ステップＳ８へ進んで操作量を増加してモータ電流Ｉｍを増加する設定がなされるが、ステップＳ２と同様の電流制限値ＩＬを設定することにより、モータ電流Ｉｍを電流制限値ＩＬ以下に維持する。

なお、この場合も、その後の油温の上昇に伴って指示電流Ｉｐが減少すると、該減少した指示電流Ｉｐに近づくようにモータ電流Ｉｍが減少して収束されていく。
次に、異なる状況に応じた上記制御の機能を説明する。

図５は、油温センサ１１及びポンプ特性が共に正常時の状況を示す。例えば、実油温が中油温（低温〜高温の範囲の中間の温度）であるとき、油温センサ１１は、該中油温を検出バラツキを含む正常範囲内で検出し、電動ポンプ８は、中油温特性線上を動作する。

上記ステップＳ２での回転数制御において、ポンプ制御開始時には、モータ回転数Ｎｍは目標回転数Ｎａに達し、前記所定条件成立後の制御後期には、モータ電流Ｉｍが指示電流Ｉｐまで収束する。

かかる制御によれば、まず、ポンプ起動初期において、指示電流Ｉｐに対応する必要回転数Ｎｐより高い目標回転数Ｎａを設定してフィードバック制御することにより、モータ回転数Ｎｍの上昇速度、したがって、油圧の上昇を高めて応答性を可能な限り高めつつ、所定以上のポンプ性能を得ることができる。

次いで、モータ電流Ｉｍを所定のポンプ性能を確保できる指示電流Ｉｐまで減少することにより、消費電力を可能な限り節減できる。
また、実油温が低油温である場合は、図示点線で示すように、ポンプ起動初期の制御においてモータ回転数Ｎｍが目標回転数Ｎａに達する前に電流制限値ＩＬで制限されることにより、電動ポンプ８の耐久性を良好に維持できる。

なお、正常状態では、油温センサ１１のバラツキが無い状態では、モータ電流Ｉｍが指示電流Ｉｐに収束するのと略同時にモータ回転数Ｎｍが必要回転数Ｎｐに収束することになる。一方、油温センサ１１が実油温に対し検出油温が高温側にバラツキを有する場合は、モータ電流Ｉｍが指示電流Ｉｐに達する前に、モータ回転数Ｎｍが必要回転数Ｎｐに達する。逆に、実油温に対し検出油温が低温側にバラツキを有する場合は、モータ回転数Ｎｍが必要回転数Ｎｐに達する前にモータ電流Ｉｍが指示電流Ｉｐに達することとなる。

図６は、実油温は低油温であるが、油温センサ１１の異常により高油温と検出された状況である。
上記ステップＳ２でのポンプ起動初期の制御において、モータ回転数Ｎｍを実油温に応じた低油温特性線上を目標回転数Ｎａに向けて増加させるようにモータ電流Ｉｍが増加される。そして、目標回転数Ｎａに到達する前に、モータ電流Ｉｍが電流制限値ＩＬに到達して電流制限値ＩＬに維持される。

この状態で、モータ回転数Ｎｍは目標回転数Ｎａには達しないが、低油温特性線上の必要回転数を少し上回る回転数に維持されるので、所定のポンプ性能が確保される。
ステップＳ２での制御後、ステップＳ１で所定の条件成立時において、図示のようにモータ回転数Ｎｍは、検出された高油温の指示電流Ｉｐに対応する必要回転数Ｎｐ（≒目標回転数Ｎａ）より小さい。

したがって、ステップＳ４の判定はＮＯとなって、ステップＳ８でモータ電流Ｉｍを増加する演算処理がなされるが、モータ電流Ｉｍは、既に電流制限値ＩＬに達しているため、該電流制限値ＩＬに維持され、所定のポンプ性能を維持することができる。

図７は、図６とは逆に、実油温は高油温であるが、油温センサ１１の異常により低油温と検出された状況である。
この場合は、制御初期において、モータ回転数Ｎｍは、実油温に応じた高油温特性線上を移動しつつ、検出された低油温に対応する指示電流Ｉｐより小さいモータ電流Ｉｍで目標回転数Ｎａに収束し、所定のポンプ性能が確保される。

一方、モータ回転数Ｎｍ（≒目標回転数Ｎａ）は、検出された低油温の指示電流Ｉｐに対応する必要回転数Ｎｐより大きく、モータ電流Ｉｍは指示電流Ｉｐより小さい。
したがって、制御後期において、ステップＳ４の判定がＹＥＳ、ステップＳ５の判定がＮＯとなってステップＳ７へ進む。ここで、モータ回転数Ｎｍが目標回転数Ｎａに達していないと判定されたときは、操作量が増加されるが、達していると判定されたときは操作量の増加は行わず現状値に維持される。これにより、モータ電流Ｉｍは増加ないし現状に維持され、所定のポンプ性能が引き続き確保される。

図８は、油温センサ１１は正常で、実油温は中〜高油温であるが、電動ポンプ８が劣化等によりフリクションが増加した特性となっている状況を示す。
ここで、油温が低い場合は、粘度の増加により同一回転数での油圧が上昇するので、所定の性能を得るのに必要なモータ回転数（ポンプ回転数）は低下する。これに対し、劣化等によるフリクションの増加は、油圧上昇と無関係であり、実油温に応じた必要油圧を得るために、回転抵抗増加分だけモータ電流を増加する必要がある。

制御初期において、モータ電流Ｉｍの増加に応じてモータ回転数Ｎｍは、フリクション増加特性線上を移動し、モータ回転数Ｎｍが目標回転数Ｎａ近傍で収束したとき、モータ電流Ｉｍは、電流制限値ＩＬ近傍に達する。

上記モータ回転数Ｎｍの収束後、モータ電流Ｉｍは上記のように電流制限値ＩＬ近傍であって指示電流Ｉｐを超えており、モータ回転数Ｎｍも指示電流Ｉｐに対応する必要回転数Ｎｐを超えている。

したがって、制御後期においてモータ電流Ｉｍが指示電流Ｉｐに向けて収束するように減少されるが（図４のステップＳ４、Ｓ５→Ｓ６）、該モータ電流Ｉｍの減少によりモータ回転数Ｎｍが必要回転数Ｎｐ以下になったところでモータ電流Ｉｍが増加される。

したがって、モータ電流Ｉｍは、モータ回転数Ｎｍを必要回転数Ｎｐ以上に確保しつつ指示電流Ｉｐに向けて収束（減少）されることとなる。
即ち、電動ポンプ８のフリクション増加特性に応じてモータ電流Ｉｍを必要かつ十分な補正分だけ、増加補正することによって、所定のポンプ性能を確保することができる。

また、制御初期でモータ回転数Ｎｍが収束後、電流制限値を可変に制御することでモータ電流を指示電流に近づけるように制御する構成とすることもできる。
以下、電流制限値を可変制御する実施形態について説明する。

図９は、制御ブロック図を示し、ＣＶＴＣＵ５からの駆動指示（指示電流）に応じて電動ポンプ８（駆動回路８３）が電流制限値ＩＬを可変に設定する。
図１０は、図４同様の基本的な制御を示す第２実施形態のフローチャートである。

図４と同一の機能と有するステップは同一符号を付してある。図４と相違する部分を中心に説明すると、ステップＳ１で電動ポンプ８起動後、ステップＳ１１では、電流制限値ＩＬを予め設定した値ＩＬ０に設定する。この電流制限値ＩＬ０は、図４における電流制限値ＩＬと同様、モータ（ポンプ）作動領域における上限電流に設定してよい。本実施形態では、ステップＳ２での制御中は、電流制限値ＩＬがＩＬ０に維持されるが、ステップＳ１での所定条件成立後は可変に設定される。

ステップＳ２で、電流制限値ＩＬ０による制限付きで目標回転数Ｎａにフィードバックする制御を実施する。
ステップＳ３，ステップＳ４では、図４で既述したように、必要回転数Ｎｐの算出、モータ回転数Ｎｍと必要回転数Ｎｐとの大小の比較判定を行う。

ステップＳ４でモータ回転数Ｎｍが必要回転数Ｎｐより大きいと判定されたときは、ステップＳ１２へ進んで、電流制限値ＩＬが指示電流Ｉｐより大きいかを判定する。
そして、電流制限値ＩＬが指示電流Ｉｐより大きいと判定されたときは、ステップＳ１３へ進んで電流制限値ＩＬを所定量減少する。

上記減少された電流制限値ＩＬに制限されてモータ電流Ｉｍが減少することにより電流制限値ＩＬが指示電流Ｉｐまで減少すると、ステップＳ５の判定がＹＥＳとなってステップＳ１４へ進み、電流制限値ＩＬが現状値（＝指示電流Ｉｐ）に維持される。

また、モータ電流Ｉｍが指示電流Ｉｐまで減少する前に、モータ回転数Ｎｍが指示電流Ｉｐに対応する必要回転数Ｎｐ以下に減少した場合は、ステップＳ４からステップＳ１５へ進んで、電流制限値ＩＬを所定量増加する。

図１１は、上記のように可変制御される電流制限値ＩＬを用いたモータ電流Ｉｍの制御において、操作量（モータ駆動電圧）を設定するフローチャートを示す。このフローチャートは、本実施形態以降の電流制限値ＩＬを可変制御する実施形態に共通に使用される。

ステップＳ５１では、電流制限値ＩＬがモータ電流Ｉｍより大きいかを判定する。
電流制限値ＩＬがモータ電流Ｉｍより大きいときは、ステップＳ５２へ進み、目標回転数Ｎａとモータ回転数Ｎｍとの偏差を用いる。即ち、図１０のステップＳ１３の処理で電流制限値ＩＬがモータ電流Ｉｍまで減少するまでは、電流制限値ＩＬでのモータ電流Ｉｍの制限による指示電流Ｉｐへの収束は開始されず、この間は、目標回転数Ｎａとモータ回転数Ｎｍとの偏差（＝目標回転数Ｎａ−モータ回転数Ｎｍ）に基づき設定される操作量（モータ駆動電圧）がそのまま出力される。

電流制限値ＩＬがモータ電流Ｉｍ以下に減少した後は、ステップＳ５３へ進んで電流制限値ＩＬとモータ電流Ｉｍとの偏差（＝電流制限値ＩＬ−モータ電流Ｉｍ＜０）に基づき操作量が設定される。これにより、上記回転数偏差に基づき算出された操作量（積分操作量）が減少補正され、モータ電流Ｉｍが電流制限値ＩＬに制限される。

ステップＳ５４では、ステップＳ５２、又はステップＳ５３で算出された偏差に基づいて積分操作量を演算する。
ステップＳ５５では、その他の比例分操作量や微分分操作量を必要に応じて演算する。

ステップＳ５６では、これら操作量を用いて、最終操作量（駆動回路８３の出力電圧Ｖ）を演算して出力する。
上記偏差の切換により、上記モータ回転数Ｎｍを目標回転数Ｎａに収束させる初期の制御から、モータ電流Ｉｍを電流制限値ＩＬに適正な応答で追従させつつ指示電流Ｉｐに収束させる後期の制御に円滑に移行させることができる。

本実施形態の図５〜図８に示した各状況における動作を説明する。
図５（油温センサ，ポンプ特性共に正常時）及び図８（油温センサは正常で、ポンプがフリクション特性を有する）の状況では、電流制限値ＩＬは、制御初期の値（ＩＬ０、図示白丸）から最終の収束点（図示黒丸）まで減少し、モータ電流Ｉｍは制御初期の収束点から該電流制限値ＩＬに追従して最終の収束点（図示黒丸）まで減少する。

図６（検出油温が実油温より高温な異常）の状況では、電流制限値ＩＬは、初期の制御収束後もモータ回転数Ｎｍが指示電流Ｉｐに対応する必要回転数Ｎｐより小さいため、減少されることなくＩＬ０に維持され、モータ電流Ｉｍも電流制限値ＩＬ（＝ＩＬ０）に維持されたままである。

図７（検出油温が実油温より低温な異常）の状況では、電流制限値ＩＬは、制御初期の値ＩＬ０から、制御後期において指示電流Ｉｐまで減少し得るが、モータ電流Ｉｍは、制御初期の電流制限値ＩＬより小さい収束点の値に維持される。

以上のように、いずれの場合も、任意の状況に対してモータ回転数Ｎｍを制御初期において所定のポンプ性能が得られる回転数まで速やかに上昇させた後、制御後期において所定のポンプ性能を確保しつつ可能なかぎりモータ電流Ｉｍを低減して消費電力を節減することができる。

また、第２実施形態（及び後述の第３，第４実施形態）のように、モータ電流Ｉｍの指示電流Ｉｐへの収束を、電流制限値ＩＬを用いた電流制限によって行うことにより、制御系を変更することなく、容易に実施することができる。

また、上記第１実施形態、第２実施形態（及び後述の第４実施形態）は、図６〜図７で示したような油温センサ１１が故障しているか、またはポンプ特性がフリクション増加特性となっている異常時に限定して適用してもよい。これらの異常時でも所定のポンプ性能を確保しつつ電動ポンプ８を制御することができ、しかも、高応答性、消費電力節減を両立することができる。

図１２は、電流制限値を用いた制御の別の実施形態（第３実施形態）のフローを示す。
本実施形態は、別の診断によって、油温センサに故障が無く、ポンプ特性も正常（フリクション増加特性でない）ことが確認されている場合に適用する。

図１０の第２実施形態と同一の機能と有するステップは同一符号を付してある。図１０と相違する部分を中心に説明する相違すると、ステップＳ１で所定条件未成立と判定された後、ステップＳ２１では、電流制限値ＩＬを指令値（指示電流Ｉｐ）に応じた値ＩＬ１に可変設定する。即ち、油温センサ及びポンプ特性が正常な場合には、制御初期において油温に応じた指示電流Ｉｐ毎に、良好な応答性を確保できるモータ電流Ｉｍの上限値を予め推定できる。したがって、該上限値に近い値に電流制限値ＩＬを設定し、指示電流Ｉｐが大きくなるほど大きい値に設定する。

ステップＳ２では、モータ回転数Ｎｍを目標回転数Ｎａに収束させる回転数制御を実施するが、モータ電流Ｉｍを上記のように可変に設定された電流制限値ＩＬ（＝ＩＬ１）で制限する。

このように、指示電流Ｉｐ毎に応答性の確保に必要な限度に設定された電流制限値ＩＬによってモータ電流Ｉｍを制限することにより、制御初期においてもモータ電流Ｉｍが過剰となることを抑制でき、消費電力をより節減できる。

そして、上記のように設定された制御初期の電流制限値ＩＬ（＝ＩＬ１）が、制御後期においてモータ回転数Ｎｍを必要回転数Ｎｐ以上に維持しつつ指示電流Ｉｐに収束し、モータ電流Ｉｍが電流制限値ＩＬに追従して指示電流Ｉｐに収束する。

また、モータ回転数Ｎｍが必要回転数Ｎｐ未満になっているときは、ステップＳ２２で電流制限値ＩＬを所定量増加するが、本実施形態では、該増加した電流制限値ＩＬが耐熱限界値ＩＬＨ以上であるかをステップＳ２３で判定する。ここで、耐熱限界値ＩＨＬは、電動ポンプ８の定常運転状態において、耐熱性が満たされるモータ電流Ｉｍの上限値として設定され、既述の上限電流相当のＩＬ０より小さい値である。

そして、ステップＳ２３の判定がＹＥＳのときは、ステップＳ２４へ進んで電流制限値ＩＬを、耐熱限界値ＩＨＬとする。即ち、モータ回転数Ｎｍを必要回転数Ｎｐ以上として所定のポンプ性能を確保するために必要な電流制限値ＩＬが、耐熱限界値ＩＬＨ以上に達している場合には、電流制限値ＩＬを耐熱限界値ＩＬＨに抑えることにより、電動ポンプ８の耐熱性の確保を優先する。

これにより、電動ポンプ８の発熱による劣化抑制機能を向上できる。
図１３、図１４は、電流制限値を用いた制御のさらに別の実施形態（第４実施形態）のフローを示す。

図１２の第３実施形態と同一の機能と有するステップは同一符号を付してある。
本実施形態は、図１３に示す制御初期において、電流制限値ＩＬをポンプ起動後の時間経過に応じて２段階に設定する。図１４に示す制御後期は、第３実施形態と同様である。

ステップＳ１で所定条件未成立と判定された後、ステップＳ３１では、所定時間が経過したかを判定する。
所定時間経過前は、ステップＳ３２に進み、電流制限値ＩＬを、高応答性を確保可能な値ＩＬＲに設定する。

即ち、モータ電流特性として、高応答性を確保するためには、立上りの電流値をより大きくしてモータ回転数Ｎｍの上昇速度を大きくする必要がある。このため、ポンプ起動後所定時間内は、電流制限値ＩＬを、より大きな値ＩＬＲに設定して、モータ電流Ｉｍの制限を可能な限り緩和する。例えば、ＩＬＲを、通常ポンプ作動領域での上限電流相当のＩＬ０より大きい値に設定してもよい。

ポンプ起動後所定時間を経過しモータ回転数Ｎｍが所定以上上昇した後は、ステップＳ３３へ進む。
ステップＳ３３では、電流制限値ＩＬを、ポンプの高負荷運転時（低油温時、フリクション増加特性時等）でも所定以上のモータ回転数Ｎｍを維持してポンプ性能を保持することが可能なＩＬＳ（＜ＩＬＲ）に切り換えて設定する。

ステップＳ２では、上記のように時間経過に応じて切換設定される電流制限値ＩＬでモータ電流Ｉｍを制限しつつ、目標回転数Ｎａでの回転数制御を実施する。
本実施形態によれば、制御初期においても、高応答性を確保しつつ消費電力を節減することができる。

以上の実施形態は、変速機油圧生成用の電動ポンプの制御装置に適用したものを示したが、ハイブリッド車の走行用モータもしくはインバータの冷却用等に用いられる電動ポンプの制御装置等にも同様にして適用することができ、同様の効果を得られる。

更に、上記実施形態から把握し得る請求項以外の技術的思想について、以下にその効果と共に記載する。

（イ）請求項３〜請求項５のいずれか１つに係る電動ポンプの制御装置において、
前記制御手段は、モータ回転数が指示電流に対応する必要回転数に達したときのモータ電流が耐熱限界値相当の電流制限値以上となるときは、モータ電流を前記耐熱限界値相当の電流制限値以下となるまで、モータ回転数の減少を許容することを特徴とする。

このようにすれば、電動ポンプの発熱による劣化抑制機能を向上できる。

（ロ）請求項３〜請求項５及び上記（イ）のいずれか１つに係る電動ポンプの制御装置において、
前記制御手段は、モータ電流が電流制限値以下のときは、目標回転数とモータ回転数との偏差に基づいて操作量を設定し、モータ電流が電流制限値より大きいときは、モータ電流と電流制限値との偏差に基づいて操作量を設定することを特徴とする。

このようにすれば、モータ回転数を目標回転数に収束させる初期の制御から、モータ電流を電流制限値に適正な応答で追従させつつ指示電流に収束させる後期の制御に円滑に移行させることができる。

１…エンジン、５…ＣＶＴコントロールユニット、８…電動ポンプ、１１…油温センサ、２０…変速機構、８２…モータ、８３…駆動回路

Claims (3)

1. 作動油を供給する電動ポンプの制御装置であって、
   前記作動油の温度に応じた所定のポンプ性能を得るために必要な電動ポンプ駆動用モータの必要電流と必要回転数との関係からなる基準ポンプ特性を設定した基準ポンプ特性設定手段と、
   前記作動油の検出温度に応じて、前記基準ポンプ特性から、前記必要電流を、指示電流として設定する指示電流設定手段と、
   ポンプ起動初期に、前記指示電流の大きさに応じて当該指示電流より大きい値に設定した電流制限値で制限しつつ、前記所定のポンプ性能以上のポンプ性能が確保される回転数を目標回転数としてモータ回転数を制御し、該モータ回転数制御によって所定の状態に収束した後、前記モータ回転数が前記指示電流に対応した必要回転数より大きいときは、モータ回転数が前記必要回転数以上に維持される範囲内でモータ電流を前記指示電流に収束させる制御手段と、
   を含んで構成したことを特徴とする電動ポンプの制御装置。
2. 前記制御手段は、前記目標回転数を、電動ポンプの作動領域における上限性能を満たす回転数に設定することを特徴とする請求項１に記載の電動ポンプの制御装置。
3. 前記制御手段は、前記モータ電流の前記指示電流への収束を、前記電流制限値を指示電流に収束するように変更させることによって行うことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の電動ポンプの制御装置。