JP2004353624A

JP2004353624A - 電動液体ポンプの制御方法および装置

Info

Publication number: JP2004353624A
Application number: JP2003155206A
Authority: JP
Inventors: Teruo Tatsumi; 輝雄辰巳
Original assignee: Aisin Seiki Co Ltd
Current assignee: Aisin Corp
Priority date: 2003-05-30
Filing date: 2003-05-30
Publication date: 2004-12-16

Abstract

【課題】電動液体ポンプの回転方向を切り換えたり、大トルクにて再起動させたりすることにより、異物の噛み込みを確実かつ的確に処理し電動液体ポンプを起動させる。
【解決手段】電動モータ１２によって駆動される液体ポンプ１１から必要液圧の液体を液圧回路１３に供給する電動液体ポンプ１０の制御装置２０は、マイコン２１を備えている。マイコン２１は、電動モータ１２の回転数を検出し（ステップ１０６）、検出された電動モータ１２の回転数Ｒが所定回転数Ｒ１以下となった場合には、電動モータ１２を逆回転させ、その後再び正回転させる回転方向の切換処理を少なくとも１回以上行う（ステップ１１６〜１２２）。
【選択図】図２

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電動モータによって駆動される液体ポンプから必要液圧の液体を液圧回路に供給する電動液体ポンプの制御に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、液体ポンプとしての油圧ポンプを電動モータによって駆動するようにした小形でコンパクトな電動液体ポンプとしての電動油圧ポンプは、例えば自動車の停車中にエンジンをアイドリングストップする場合に、自動変速機のクラッチに必要油圧の作動油を供給し、或いはハイブリッド車の電気モータの冷却ジャケットに必要油圧の冷却油を供給するために使用されている。
【０００３】
かかる電動液体ポンプの制御方法としては、制御電圧を最低にして起動処理を行い、起動に成功しなければ所定の時間間隔で且つ所定回数以下の範囲で起動処理を繰り返し行い、起動に成功した後は定電流制御を行うものが知られている（例えば特許文献１参照）。
【０００４】
【特許文献１】
特開２００３−００９５８１号公報（段落〔００１４〕〔００１５〕、図２）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
電動液体ポンプは、エンジンなどの大トルク機関により駆動されるメカ式油圧ポンプに比べトルクが小さいため、製造時に生じたり、動作時の摺動によって生じたりする切り粉などの異物が噛み込んだ場合には、メカ式油圧ポンプによれば噛み潰せる異物でも噛み込んでしまい、これにより、電動液体ポンプの回転数が減少し、停止する場合があった。この場合、上記従来技術の電動液体ポンプの制御方法においては、上述した起動処理を繰り返し行うことにより異物の噛み込みを除去することができる場合もあるが、必ずしも全ての場合において除去することができるものではなかった。
【０００６】
そこで、本発明は、上述した各問題を解消するためになされたもので、電動液体ポンプの回転方向を切り換えたり、大トルクにて再起動させたりすることにより、異物の噛み込みを確実かつ的確に処理し電動液体ポンプを起動させることを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段および発明の作用・効果】
上記の課題を解決するため、請求項１に係る発明の構成上の特徴は、電動モータによって駆動される液体ポンプから必要液圧の液体を液圧回路に供給する電動液体ポンプの制御方法において、電動モータの回転数を検出し、検出された電動モータの回転数が所定回転数以下となった場合には、電動モータを逆回転させ、その後再び正回転させる回転方向の切換処理を少なくとも１回以上行うことである。
【０００８】
これによれば、電動液体ポンプが異物を噛み込んだ場合、電動モータを逆回転させ、その後再び正回転させるので、噛み込んだ異物を取り除くことができる。したがって、電動液体ポンプの異物の噛み込みを確実かつ的確に処理し電動液体ポンプを起動させることができる。
【０００９】
また、請求項２に係る発明の構成上の特徴は、電動モータによって駆動される液体ポンプから必要液圧の液体を液圧回路に供給する電動液体ポンプの制御方法において、電動モータの回転数を検出し、検出された電動モータの回転数が所定回転数以下となった場合には、電動モータを少なくとも１回以上正回転方向に再起動させ、それでも電動モータが回転しない場合には、この電動モータを逆回転させ、その後再び正回転させる回転方向の切換処理を少なくとも１回以上行うことである。
【００１０】
これによれば、電動液体ポンプが異物を噛み込んだ場合、まず、１回以上電動モータを正回転させることにより、異物の噛み潰し、取り除きによって噛み込んだ異物の除去処理を行い、それでも除去できない場合には、電動モータを逆回転させ、その後再び正回転させることにより、噛み込まれた異物を取り除くことができる。したがって、電動液体ポンプの異物の噛み込みをより確実かつ的確に処理し電動液体ポンプを起動させることができる。
【００１１】
また、請求項３に係る発明の構成上の特徴は、電動モータによって駆動される液体ポンプから必要液圧の液体を液圧回路に供給する電動液体ポンプの制御方法において、電動モータの回転数を検出し、検出された電動モータの回転数が所定回転数以下となった場合には、電動モータを大トルクにて再起動させる再起動処理を少なくとも１回以上行うことである。
【００１２】
これによれば、電動液体ポンプが異物を噛み込んだ場合、電動モータを大トルクにて再起動させるので、噛み込んだ異物を噛み潰して取り除くことができる。したがって、電動液体ポンプの異物の噛み込みを確実かつ的確に処理し電動液体ポンプを起動させることができる。
【００１３】
また、請求項４に係る発明の構成上の特徴は、請求項１〜請求項３の何れか一項において、電動モータが再起動しない場合には、フェイル処理を行うことである。これによれば、請求項１〜請求項３に記載の異物除去処理を行っても電動モータが再起動しない場合には、電動液体ポンプの作動を確実かつ的確に停止するとともに警告することができる。
【００１４】
また、請求項５に係る発明の構成上の特徴は、電動モータによって駆動される液体ポンプから必要液圧の液体を液圧回路に供給する電動液体ポンプの制御装置において、電動モータの回転数を検出する回転数検出手段と、この回転数検出手段によって検出された電動モータの回転数が所定回転数以下となった場合、電動モータを逆回転させ、その後再び正回転させる回転方向の切換処理を少なくとも１回以上行う回転切換手段とを備えたことである。
【００１５】
これによれば、電動液体ポンプが異物を噛み込んだ場合、回転切換手段によって、電動モータを逆回転させ、その後再び正回転させるので、噛み込んだ異物を取り除くことができる。したがって、電動液体ポンプの異物の噛み込みを確実かつ的確に処理し電動液体ポンプを起動させることができる。
【００１６】
また、請求項６に係る発明の構成上の特徴は、電動モータによって駆動される液体ポンプから必要液圧の液体を液圧回路に供給する電動液体ポンプの制御装置において、電動モータの回転数を検出する回転数検出手段と、この回転数検出手段によって検出された電動モータの回転数が所定回転数以下となった場合には、電動モータを大トルクにて再起動させる再起動処理を少なくとも１回以上行う大トルク再起動手段とを備えたことである。
【００１７】
これによれば、電動液体ポンプが異物を噛み込んだ場合、大トルク再起動手段によって、電動モータを大トルクにて再起動させるので、噛み込んだ異物を噛み潰して取り除くことができる。したがって、電動液体ポンプの異物の噛み込みを確実かつ的確に処理し電動液体ポンプを起動させることができる。
【００１８】
また、請求項７に係る発明の構成上の特徴は、請求項５または請求項６において、電動モータをセンサレスブラシレスＤＣモータとし、回転数検出手段はセンサレスブラシレスＤＣモータに３相電圧を印加する３線の電圧変化に基づいて回転数を検出することである。
【００１９】
これによれば、電動モータの回転数検出手段は、センサレスブラシレスＤＣモータの制御回路に備えられているものを使用し別途設ける必要がないので、構成が簡単で低コストの電動液体ポンプの制御装置を提供することができる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明に係る電動液体ポンプの制御方法および装置の一実施の形態について図面を参照して説明する。図１は電動液体ポンプを適用した電動油圧ポンプの制御装置のブロック図を示しており、図２は制御装置にて実行されるプログラムを表すフローチャートである。
【００２１】
図１において、電動液体ポンプとしての電動油圧ポンプ１０は、例えばトロコイドポンプ、ギヤポンプ等の定吐出式の油圧ポンプ１１（液体ポンプ）がセンサレス三相ブラシレスＤＣモータにより構成されている電動モータ１２によって駆動されるものであり、油圧回路１３（液圧回路）に必要油圧（必要液圧）を供給するものである。通常作動時に電動モータ１２は正回転駆動され、これにより油圧ポンプ１１は所定方向に作動油を供給する。油圧回路１３は、例えば自動車の停車中にエンジンをアイドリングストップする場合に、自動変速機のクラッチに必要油圧の作動油を供給する回路、或いはハイブリッド車の電気モータの冷却ジャケットに必要油圧の冷却油を供給する回路である。
【００２２】
電動モータ１２は制御装置２０に電気的に接続されている。制御装置２０は、マイコン２１およびモータ駆動回路２２を備えている。マイコン２１は各種の検出信号を入力し、それら検出信号に基づいて制御値を演算し、さらに、この制御値に基づいてＰＷＭ演算を行って、その結果をモータ駆動回路２２に出力し、モータ駆動回路２２を介して電動モータ１２を駆動する。
【００２３】
モータ駆動回路２２は、モータ駆動ＩＣ２２ａおよびＦＥＴ回路２２ｂを備えている。ＦＥＴ回路２２ｂは、直流電源であるバッテリ１４からシャント抵抗Ｒｓを介して電動モータ１２の３線（Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相の各モータ線）の中の２線間に順次電圧を印加して電動モータ１２を単位回転角度ずつ回転駆動させるものである。モータ駆動ＩＣ２２ａは、マイコン２１からの指令電圧に基づいて各２線間に印加する電圧をオン、オフしてデューティ制御し、電動モータ１２に印加される平均電圧を指令電圧に制御するものである。
【００２４】
電動モータ１２の３線には単位角度回転検出回路２３が接続され、単位角度回転検出回路２３は、電動モータ１２の回転につれて循環する３線の中の低電圧線を順次検出して電動モータ１２の単位角度回転を検出し、単位角度回転信号をモータ駆動ＩＣ２２ａに送出する。この単位角度回転信号はモータ駆動ＩＣ２２ａで電動モータ１２の駆動制御に使用されるとともに、モータ駆動ＩＣ２２ａを経由してマイコン２１に送出される。マイコン２１は一定時間内に送出された単位角度回転検出信号を計数して電動モータ１２の回転数を演算する。
【００２５】
マイコン２１には、シャント抵抗Ｒｓの両端子間の電圧を測定して電動モータ１２に供給される電流値Ｉを検出する電源電流検出回路２４が接続されており、電源電流検出回路２４から電流値Ｉの検出信号（モータ電流信号）が入力されている。また、この検出信号はモータ駆動ＩＣ２２ａにも出力されるようになっている。
【００２６】
マイコン２１は、各種演算処理を行うＣＰＵ２１ａと、ＣＰＵ２１ａが実行する各種プログラムを予め格納したＲＯＭ２１ｂと、ＣＰＵ２１ａが演算処理中に必要なデータを読み書きするＲＡＭ２１ｃと、単位角度回転信号およびモータ電流信号を入力し、電動モータ１２を駆動する指令電圧をモータ駆動ＩＣ２２ａに出力する入出力回路（図示省略）などから構成されている。ＲＯＭ２１ｂには、モータ回転数演算プログラム、モータ電流値とモータ回転数とに基づいて油温を正確に推定し、油圧ポンプ１１から必要油圧の作動油を油圧回路１３に供給するモータ制御プログラム、および検出されたモータ電流と目標値との差を演算し、比例制御および積分制御を用いて電動モータ１２に印加する指令電圧を演算しモータ駆動ＩＣ２２ａに出力する電流制御プログラム等が記憶されている。
【００２７】
次に、上記実施の形態の作動について説明する。マイコン２１は、油圧ポンプ１１から必要油圧を吐出して油圧回路に供給するためにモータ電流を所定値で電動モータ１２を電流制御して駆動する。マイコン２１は、所定の短時間毎に、上記フローチャートに対応したプログラムを繰り返し実行する。マイコン２１は、図２のステップ１００にてプログラムの実行を開始する毎に、ステップ１０２にて、電源電流検出回路２４によってモータ電流（電動モータ１２を流れる電流値Ｉ）を検出し（ステップ１０２）、この電流値Ｉが所定値Ｉ１以上であるか否かを判定し、電流値Ｉが所定値Ｉ１以上である場合には、プログラムをステップ１０６以降に進め（ステップ１０４）、油圧ポンプ１１が異物を噛み込んだか否かを判定し、噛み込んでいる場合には噛み込み状態を解消する処理を実行する。電流値Ｉが所定値Ｉ１未満である場合には、電動モータ２１が何らかの理由で停止中であると判定し、噛み込み状態の解消処理を行わないで待機する。
【００２８】
マイコン２１は、ステップ１０６にて、単位回転角度検出回路２３からの単位角度回転信号によって電動モータ１２の回転数Ｒを検出し、ステップ１０８にて、回転数Ｒが所定回転数Ｒ１以下であるか否かを判定する。すなわちマイコン２１は、回転数Ｒが所定回転数Ｒ１より大きければ、油圧ポンプ１１は異物を噛み込んでおらず正常に作動していると判定し、プログラムをステップ１２６に進め、プログラムを一旦終了し、回転数Ｒが所定回転数Ｒ１以下であれば、油圧ポンプ１１は異物を噛み込んでいると判定し、再起動処理（ステップ１１０〜１１４）を実行し、それでも起動しない場合には、回転方向の切換処理（ステップ１１６〜１２２）を実行する。
【００２９】
再起動処理においては、ステップ１１０にて、異物の噛み込みによってほとんど回転していない電動モータ１２を一旦停止させた後に再び停止前の回転方向に回転させ（正回転させ）、ステップ１１２にて、この処理により異物が噛み潰され、或いは取り除かれて再び正回転を開始したすなわち起動に成功したと判定すれば、プログラムをステップ１２６に進め、プログラムを一旦終了する。ステップ１１２にて、ステップ１１０の処理によっても起動に成功したと判定されなければ、ステップ１１０および１１２の処理を少なくとも所定回数Ｎａ（例えば２回）繰り返し実行し、それでも再起動しない場合には、プログラムをステップ１１６以降に進める。所定回数Ｎａ以内に再起動した場合には、プログラムをステップ１２６に進め、プログラムを一旦終了する。
【００３０】
前述した再起動処理によってほとんどの異物噛み込みは解消されるが、それでも解消されない異物噛み込みを解消するために、以下の回転方向の切換処理（ステップ１１６〜１２２）を実行する。この処理においては、ステップ１１６にて、異物の噛み込みによって回転していない電動モータ１２を停止前の回転方向と逆方向に回転させ（逆回転させ）、ステップ１１８にて、一旦停止させた後に再び停止前の回転方向に回転させる（正回転させる）。ステップ１２０にて、この一連の処理により異物が噛み潰され、或いは取り除かれて再び正回転を開始したすなわち起動に成功したと判定すれば、プログラムをステップ１２６に進め、プログラムを一旦終了する。ステップ１２０にて、上記一連の処理によっても起動に成功したと判定されなければ、ステップ１１６〜１２０の一連の処理を少なくとも所定回数Ｎｂ（例えば２回）繰り返し実行し、それでも再起動しない場合には、プログラムをステップ１２４に進める。所定回数Ｎｂ以内に再起動した場合には、プログラムをステップ１２６に進め、プログラムを一旦終了する。
【００３１】
そして、回転方向の切換処理によっても異物の噛み込みが解消されない場合には、ステップ１２４にて、上述したプログラムの処理および電動モータの制御処理を停止するとともに警告を発するフェイル処理を実行する。
【００３２】
上述した実施の形態によれば、電動液体ポンプ１０が異物を噛み込んだ場合、まず、１回以上電動モータ１２を正回転させることにより、異物の噛み潰し、取り除きによって噛み込んだ異物の除去処理を行い（ステップ１１０〜１１４）、それでも除去できない場合には、電動モータ１２を逆回転させ、その後再び正回転させることにより、噛み込まれた異物を取り除くことができる（ステップ１１６〜１２２）。したがって、電動液体ポンプ１０の異物の噛み込みをより確実かつ的確に処理し電動液体ポンプ１０を起動させることができる。
【００３３】
また、ステップ１０６および１０８の処理により、電動液体ポンプ１０が異物を噛み込んだことを確実に検出することができる。
【００３４】
また、電動モータ１２が再起動しない場合には、ステップ１２４にてフェイル処理を行うので、ステップ１１０〜１２２の異物除去処理を行っても電動モータ１２が再起動しない場合には、電動液体ポンプ１０の作動を確実かつ的確に停止するとともに警告することができる。
【００３５】
また、電動モータ１２をセンサレスブラシレスＤＣモータとし、回転数検出手段としての単位回転角度検出回路２３はセンサレスブラシレスＤＣモータに３相電圧を印加する３線の電圧変化に基づいて回転数を検出するので、電動モータの回転数検出手段は、センサレスブラシレスＤＣモータの制御装置２０に備えられているものを使用し別途設ける必要がないので、構成が簡単で低コストの電動液体ポンプの制御装置を提供することができる。
【００３６】
また、本発明を歯面と歯面が接近してポンプ作用を発揮するポンプ例えばトロコイドポンプ、ギヤポンプなどに適用するのが好ましい。これらポンプの正回転時に歯面と歯面とが接合する側に異物が噛みこむので、これを逆方向に回転させれば、異物を挟んでいる両歯面を離間させ、異物を容易に取り除くことができる。
【００３７】
なお、上述した実施の形態においては、油圧ポンプ１１の異物の噛み込みを検出した場合、再起動処理（ステップ１１０〜１１４）を実行しないで、回転方向の切換処理（ステップ１１６〜１２２）のみを実行するようにしてもよい。これによれば、電動液体ポンプ１０が異物を噛み込んだ場合、電動モータ１２を逆回転させ、その後再び正回転させるので、噛み込んだ異物を取り除くことができる。したがって、電動液体ポンプ１０の異物の噛み込みを確実かつ的確に処理し電動液体ポンプ１０を起動させることができる。
【００３８】
また、上述した実施の形態においては、上述した再起動処理（ステップ１１０〜１１４）または回転方向の切換処理（ステップ１１６〜１２２）に代えて、電動モータ１２を大トルクにて再起動させる再起動処理を少なくとも１回以上行うようにしてもよい。この場合、上述した再起動処理のステップ１１０の処理に代えて、異物の噛み込みによってほとんど回転していないまたは回転していない電動モータ１２を一旦停止させた後に、最大制御電圧を印加させて再び停止前の回転方向に回転させる（正回転させる）処理を行うようにすればよい。
【００３９】
これによれば、電動液体ポンプ１０が異物を噛み込んだ場合、電動モータ１２を大トルクにて再起動させるので、噛み込んだ異物を噛み潰して取り除くことができる。したがって、電動液体ポンプ１０の異物の噛み込みを確実かつ的確に処理し電動液体ポンプ１０を起動させることができる。
【００４０】
また、上記実施の形態においては、電動モータとしてセンサレス三相ブラシレスＤＣモータを使用しているが、これに限られるものではなく、二相ブラシレスＤＣモータ、直流モータ等でもよく、必要に応じて回転数を検出する回転数検出装置およびモータ電流を検出する電流検出装置を付加するとよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る電動液体ポンプを適用した電動油圧ポンプの制御装置のブロック図である。
【図２】図１に示す制御装置のマイコンにて実行されるプログラムを表すフローチャートである。
【符号の説明】
１０…電動液体ポンプ、１１…油圧ポンプ、１２…電動モータ、１３…油圧回路、１４…バッテリ、２０…制御装置、２１…マイコン、２１ａ…ＣＰＵ、２１ｂ…ＲＯＭ、２１ｃ…ＲＡＭ、２２…モータ駆動回路、２２ａ…モータ駆動ＩＣ、２２ｂ…ＦＥＴ回路、２３…単位回転角度検出回路、２４…電源電流検出回路、Ｒｓ…シャント抵抗。

Claims

電動モータによって駆動される液体ポンプから必要液圧の液体を液圧回路に供給する電動液体ポンプの制御方法において、
前記電動モータの回転数を検出し、検出された電動モータの回転数が所定回転数以下となった場合には、前記電動モータを逆回転させ、その後再び正回転させる回転方向の切換処理を少なくとも１回以上行うことを特徴とする電動液体ポンプの制御方法。
電動モータによって駆動される液体ポンプから必要液圧の液体を液圧回路に供給する電動液体ポンプの制御方法において、
前記電動モータの回転数を検出し、検出された電動モータの回転数が所定回転数以下となった場合には、前記電動モータを少なくとも１回以上正回転方向に再起動させ、それでも電動モータが回転しない場合には、該電動モータを逆回転させ、その後再び正回転させる回転方向の切換処理を少なくとも１回以上行うことを特徴とする電動液体ポンプの制御方法。
電動モータによって駆動される液体ポンプから必要液圧の液体を液圧回路に供給する電動液体ポンプの制御方法において、
前記電動モータの回転数を検出し、検出された電動モータの回転数が所定回転数以下となった場合には、前記電動モータを大トルクにて再起動させる再起動処理を少なくとも１回以上行うことを特徴とする電動液体ポンプの制御方法。
請求項１〜請求項３の何れか一項において、前記電動モータが再起動しない場合には、フェイル処理を行うことを特徴とする電動液体ポンプの制御方法。
電動モータによって駆動される液体ポンプから必要液圧の液体を液圧回路に供給する電動液体ポンプの制御装置において、
前記電動モータの回転数を検出する回転数検出手段と、
該回転数検出手段によって検出された電動モータの回転数が所定回転数以下となった場合、前記電動モータを逆回転させ、その後再び正回転させる回転方向の切換処理を少なくとも１回以上行う回転切換手段とを備えたことを特徴とする電動液体ポンプの制御装置。
電動モータによって駆動される液体ポンプから必要液圧の液体を液圧回路に供給する電動液体ポンプの制御装置において、
前記電動モータの回転数を検出する回転数検出手段と、
該回転数検出手段によって検出された電動モータの回転数が所定回転数以下となった場合には、前記電動モータを大トルクにて再起動させる再起動処理を少なくとも１回以上行う大トルク再起動手段とを備えたことを特徴とする電動液体ポンプの制御装置。
請求項５または請求項６において、前記電動モータをセンサレスブラシレスＤＣモータとし、前記回転数検出手段は前記センサレスブラシレスＤＣモータに３相電圧を印加する３線の電圧変化に基づいて回転数を検出することを特徴とする電動液体ポンプの制御装置。