電動ポンプ装置
【課題】起動してから素早く必要な油圧を発生させることができるとともに、安定して油圧を供給することのできる電動ポンプ装置を提供する。
【解決手段】マイコン２２は、モータ１３の回転状態を維持することにより必要な油圧が変速機構に供給される安定状態であるか否かを判定し、安定状態である場合に電流フィードバック制御のゲインＫを、起動状態で設定される高応答ゲインよりも小さな低応答ゲインに変更するＰＩゲイン設定部５１を備えた。
【解決手段】マイコン２２は、モータ１３の回転状態を維持することにより必要な油圧が変速機構に供給される安定状態であるか否かを判定し、安定状態である場合に電流フィードバック制御のゲインＫを、起動状態で設定される高応答ゲインよりも小さな低応答ゲインに変更するＰＩゲイン設定部５１を備えた。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電動ポンプ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、モータによりオイルポンプを駆動して油圧を発生させる電動ポンプ装置がある（例えば、特許文献１参照）。こうした電動ポンプ装置は、例えば一時停車時にエンジンを自動停止する所謂アイドルストップ機能を備えた車両に搭載され、エンジンにより駆動されるオイルポンプが停止するアイドルストップ時に、変速機構等の油圧作動機器に油圧を供給するようになっている。
【０００３】
一般に、この種の電動ポンプ装置に設けられる制御装置は、目標油圧に対応する電流指令値に実電流値を追従させるべく電流フィードバック制御を実行することにより、モータに対して駆動電力を供給している。そして、このモータへの駆動電力の供給を通じてオイルポンプで発生する油圧を制御している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−２８００８８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、電動ポンプ装置が起動してからオイルポンプで発生する油圧が目標油圧に達するまでの間は、速やかに必要な油圧を発生させるために素早くモータの回転数（モータ角速度）を上昇させることが望ましい。そこで、電流フィードバック制御の応答性が高くなるようにそのゲインを設定することが考えられる。
【０００６】
一方、例えば上記のようにアイドルストップ時に油圧を供給する電動ポンプ装置では、その作動時に車両が停止していることため、外乱が小さく、また目標油圧もほとんど変化しない。そのため、目標油圧に達した後は、モータの回転状態を維持することにより油圧作動機器に必要な油圧が供給される状態（安定状態）となる。このような安定状態では、電流フィードバック制御の高い応答性は必要とされないばかりか、応答性が高いと、例えばノイズ等に対して過敏に反応することにより、かえってモータの回転を不安定にしてしまう虞がある。
【０００７】
このように、起動時に必要な油圧を速やかに発生させるために電流フィードバック制御の応答性を高くした場合、これに背反して、安定状態でモータの回転が不安定になり易く、ひいてはオイルポンプから供給される油圧変動につながり、異音や振動が発生する虞があった。なお、このような問題は、アイドルストップ時に油圧を供給する電動ポンプ装置に限らず、他の用途に用いられる電動ポンプ装置でも同様に生じ得る。
【０００８】
本発明は、上記問題点を解決するためになされたものであって、その目的は、起動してから素早く必要な油圧を発生させることができるとともに、安定して油圧を供給することのできる電動ポンプ装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明は、油圧を発生させるオイルポンプと、前記オイルポンプを駆動するモータと、前記モータへの駆動電力の供給を通じて前記オイルポンプの作動を制御する制御装置とを備え、前記制御装置は、モータ制御信号を出力する制御信号出力手段と、前記モータ制御信号に基づいて駆動電力を出力する駆動回路とを有し、前記制御信号出力手段は、目標油圧に対応する電流指令値に前記モータに供給される実電流値を追従させるべく電流フィードバック制御を実行することにより前記モータ制御信号を生成する電動ポンプ装置であって、前記モータの回転状態を維持することにより必要な油圧が油圧作動機器に供給される安定状態であるか否かを判定する状態判定手段と、前記状態判定手段により安定状態であると判定された場合に、前記電流フィードバック制御の応答性を下げるべく該電流フィードバック制御のゲインを変更するゲイン変更手段とを備えたことを要旨とする。
【００１０】
上記構成によれば、安定状態であると判定されると、電流フィードバック制御の応答性を下がるようにゲインが変更されるため、安定状態でない状態（例えば起動してから油圧が目標油圧に達するまでの起動状態）で電流フィードバック制御の応答性を高くしつつ、安定状態でモータの回転が不安定になることを抑制できる。これにより、起動時に素早く必要な油圧を発生させることができるとともに、油圧作動機器に安定して油圧を供給することができ、異音や振動が発生することを抑制できる。
【００１１】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の電動ポンプ装置において、前記状態判定手段は、前記モータの回転状態を示すパラメータに基づいて前記安定状態であるか否かを判定することを要旨とする。
【００１２】
すなわち、制御装置は、電流フィードバック制御を実行しているため、モータの回転状態を維持することにより油圧作動機器に必要な油圧が供給される安定状態では、モータの回転状態を示すパラメータがあまり変化しなくなる。従って、上記構成のようにモータの回転状態を示すパラメータを用い、例えばその変化量等を判定することで、容易に安定状態であるか否かを判定することができる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、起動してから素早く必要な油圧を発生させることができるとともに、安定して油圧を供給することのできる電動ポンプ装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】変速機構に油圧を供給するための油圧回路を示す概略構成図。
【図２】電動ポンプ装置の電気的構成を示すブロック図。
【図３】回転位置信号生成部の電気的構成を示すブロック図。
【図４】モータコイルの端子電圧及び回転位置信号の波形図。
【図５】ゲイン変更処理の処理手順を示すフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明を具体化した一実施形態を図面に従って説明する。
図１に示す電動ポンプ装置１は、一時停車時にエンジン２を自動停止する所謂アイドルストップ機能を備えた車両（図示略）に搭載されている。この電動ポンプ装置１は、エンジン２により駆動されるメインポンプ３とともに、油圧作動機器である変速機構４（本実施形態では、無段変速機）に油圧（作動油）を供給するための油圧回路５に設けられている。そして、アイドリングストップ時等、エンジン２の停止時におけるメインポンプ３の代替として、変速機構４への油圧の供給を実行する。
【００１６】
詳述すると、メインポンプ３は、エンジン２に駆動連結されており、同エンジン２の駆動により、オイルパン１１から作動油を吸入して変速機構４に油圧を供給する。一方、電動ポンプ装置１は、油圧を発生させるオイルポンプ１２と、オイルポンプ１２を駆動するモータ１３と、モータ１３への駆動電力の供給を通じてオイルポンプ１２の作動を制御する制御装置としてのＥＯＰＥＣＵ１４とを備えている。そして、電動ポンプ装置１は、モータ１３によってオイルポンプ１２が駆動されることにより、オイルパン１１から作動油を吸入して変速機構４に油圧を供給する。なお、オイルポンプ１２の出口油路１５には、その停止時における作動油の逆流を禁止する逆止弁１６が設けられている。
【００１７】
車両には、エンジン２及び変速機構４の作動を制御する上位ＥＣＵ１８が設けられている。上位ＥＣＵ１８には、車速やアクセル開度等の各種センサ値が入力されるようになっており、上位ＥＣＵ１８は、入力されるこれら各状態量に基づいてこれらエンジン２及び変速機構４の作動を制御する。例えば、上位ＥＣＵ１８は、上記車速やアクセル開度等に基づいて所定の停止条件が成立したと判定するとエンジン２を停止させるとともに、所定の再始動条件が成立したと判定するとエンジン２を再始動させるアイドルストップ制御を実行する。
【００１８】
また、ＥＯＰＥＣＵ１４は、上位ＥＣＵ１８に接続されており、同上位ＥＣＵ１８からの制御信号（後述する電流指令値Ｉ*を含む）に基づき、アイドルストップ時にモータ１３を駆動してオイルポンプ１２から変速機構４に油圧を供給する構成となっている。
【００１９】
次に、電動ポンプ装置の電気的構成について説明する。
図２に示すように、ＥＯＰＥＣＵ１４は、モータ１３に三相（Ｕ，Ｖ，Ｗ）の駆動電力を供給する駆動回路２１と、駆動回路２１にモータ制御信号を出力してモータ１３を駆動する制御信号出力手段としてのマイコン２２とを備えている。なお、本実施形態では、モータ１３には、センサレスタイプのブラシレスモータが採用されており、ＥＯＰＥＣＵ１４は、１２０度（電気角）毎に通電相及び通電方向を切り替える１２０度矩形波通電により、モータ１３に駆動電力を供給する。
【００２０】
駆動回路２１は、スイッチング素子としての複数のＦＥＴ（電界効果型トランジスタ）２３ａ〜２３ｆを接続してなる。具体的には、駆動回路２１は、ＦＥＴ２３ａ，２３ｄ、ＦＥＴ２３ｂ，２３ｅ、及びＦＥＴ２３ｃ，２３ｆの各組の直列回路を並列に接続してなり、ＦＥＴ２３ａ，２３ｄ、ＦＥＴ２３ｂ，２３ｅ、ＦＥＴ２３ｃ，２３ｆの各接続点２４ｕ，２４ｖ，２４ｗはそれぞれモータ１３の各相のモータコイル２５ｕ，２５ｖ，２５ｗに接続されている。
【００２１】
つまり、駆動回路２１には、直列に接続された一対のスイッチング素子を基本単位（スイッチングアーム）として、各相に対応する３つのスイッチングアームを並列に接続してなる周知のＰＷＭインバータが採用されている。また、マイコン２２の出力するモータ制御信号は、駆動回路２１を構成する各ＦＥＴ２３ａ〜２３ｆのスイッチング状態を規定するゲートオン／オフ信号となっている。そして、それぞれのゲート端子に印加されるモータ制御信号に応答して各ＦＥＴ２３ａ〜２３ｆがオン／オフし、各相のモータコイル２５ｕ，２５ｖ，２５ｗへの通電相及び通電方向（通電パターン）が切り替わることにより、車載電源（バッテリ）２６の直流電圧が三相の駆動電力に変換され、モータ１３へと出力される。
【００２２】
ＥＯＰＥＣＵ１４には、上記した上位ＥＣＵ１８に加え、モータコイル２５ｕ，２５ｖ，２５ｗの端子電圧Ｖｕ，Ｖｖ，Ｖｗを検出するための電圧センサ２７ｕ，２７ｖ，２７ｗ、及びモータ１３に通電される実電流値Ｉを検出するための電流センサ２８が接続されている。
【００２３】
マイコン２２は、各端子電圧Ｖｕ，Ｖｖ，Ｖｗに基づいてロータ２９の回転位置を推定し、通電パターンを決定する。また、マイコン２２は、上位ＥＣＵ１８から出力される目標油圧に対応した電流指令値Ｉ*に実電流値Ｉを追従させるための電流フィードバック制御を実行することにより各ＦＥＴ２３ａ〜２３ｆのオン時間の割合であるデューティ比を決定する。なお、上位ＥＣＵ１８は、電動ポンプ装置１（オイルポンプ１２）で発生する油圧やエンジン回転数等に基づいて電流指令値Ｉ*を演算する。そして、マイコン２２は、決定された通電パターン及びデューティ比を有するモータ制御信号を出力することにより、モータ１３に三相の駆動電力を供給し、この駆動電力の供給を通じてオイルポンプ１２で発生する油圧を制御する。
【００２４】
詳述すると、マイコン２２は、各端子電圧Ｖｕ，Ｖｖ，Ｖｗに基づいてロータ２９の回転位置を示す回転位置信号Ｓ１〜Ｓ３を生成する回転位置信号生成部３１と、電流指令値Ｉ*及び実電流値Ｉに基づいてデューティ比を示すデューティ指令値Ｄ*を生成する電流フィードバック制御部３２とを備えている。また、マイコン２２は、これら回転位置信号Ｓ１〜Ｓ３及びデューティ指令値Ｄ*に基づいてモータ制御信号を生成するモータ制御信号生成部３３を備えている。
【００２５】
図３に示すように、回転位置信号生成部３１は、抵抗値の等しい２つの抵抗Ｒ１，Ｒ２を直列接続してなる分圧回路４１と、分圧回路４１から出力される基準電圧Ｖ０（本実施形態では、車載電源２６の１／２の電圧）と端子電圧Ｖｕ，Ｖｖ，Ｖｗとをそれぞれ比較する３つのコンパレータ４２ｕ，４２ｖ，４２ｗとを備えている。各コンパレータ４２ｕ，４２ｖ，４２ｗは、端子電圧Ｖｕ，Ｖｖ，Ｖｗと基準電圧Ｖ０との比較に基づいて回転位置信号Ｓ１〜Ｓ３をモータ制御信号生成部３３に出力する。具体的には、各コンパレータ４２ｕ，４２ｖ，４２ｗは、端子電圧Ｖｕ，Ｖｖ，Ｖｗが基準電圧Ｖ０よりも大きい場合には、回転位置信号Ｓ１〜Ｓ３として「１（ハイレベル）」を出力し、端子電圧Ｖｕ，Ｖｖ，Ｖｗが基準電圧Ｖ０以下である場合には、回転位置信号Ｓ１〜Ｓ３として「０（ローレベル）」を出力する。
【００２６】
ここで、図４に示すように、端子電圧Ｖｕ，Ｖｖ，Ｖｗは、位相が１２０度ずつ異なっており、電気角１８０度のうち、通電された１２０度の通電区間では電源電圧が検出され、通電が休止された６０度の休止区間では各モータコイル２５ｕ，２５ｖ，２５ｗに生じた誘起電圧（逆起電力）が検出される。なお、各ＦＥＴ２３ａ〜２３ｆがオンからオフに切り替わる時には、同ＦＥＴ２３ａ〜２３ｆの寄生ダイオード（図示略）に起因したノイズが生じる。そして、回転位置信号Ｓ１〜Ｓ３は、端子電圧Ｖｕ，Ｖｖ，Ｖｗが基準電圧Ｖ０となる時点（ゼロクロス点）で変化し、上記ノイズを除去することにより、ロータ２９の回転位置に応じて（１０１）→（１００）→（１１０）→（０１０）→（０１１）→（００１）の順序で規則的に変化する。
【００２７】
図２に示すように、電流フィードバック制御部３２は、電流指令値Ｉ*及び実電流値Ｉが入力されて電流偏差ΔＩを演算する減算器４５と、この電流偏差ΔＩに基づいてデューティ指令値Ｄ*を演算するフィードバック演算部（Ｆ／Ｂ演算部）４６とを備えている。フィードバック演算部４６は、入力された電流偏差ΔＩに所定のゲイン（ＰＩゲイン）Ｋを乗ずることにより、デューティ指令値Ｄ*を演算する。なお、デューティ指令値Ｄ*の値が大きいほど、デューティ比は高くなる。そして、電流フィードバック制御部３２は、このように演算されたデューティ指令値Ｄ*をモータ制御信号生成部３３に出力する。
【００２８】
モータ制御信号生成部３３は、回転位置信号生成部３１から入力される回転位置信号Ｓ１〜Ｓ３に対応する通電パターン、及び電流フィードバック制御部３２から入力されるデューティ指令値Ｄ*に示されるデューティ比を有するモータ制御信号を生成する。また、モータ制御信号生成部３３は、ゼロクロス点間の時間間隔、すなわちロータ２９が電気角で６０度回転して回転位置信号Ｓ１〜Ｓ３の示す信号パターンが変化する時間間隔を計測している。そして、最新のゼロクロス点から上記時間間隔に応じた所定の切り替え時間が経過した時点で通電パターンが切り替わるように、生成したモータ制御信号を駆動回路２１の各ＦＥＴ２３ａ〜２３ｆに出力する。これにより、モータ１３に三相の駆動電力が供給される構成となっている。なお、本実施形態では、所定の切り替え時間は、直近のゼロクロス点間の時間間隔の１／２の時間である。
【００２９】
（ゲイン変更処理）
次に、本実施形態のマイコンによる電流フィードバック制御のゲインを電動ポンプ装置の作動状態に応じて変更するゲイン変更処理について説明する。
【００３０】
上述のように、起動時に必要な油圧を変速機構４に速やかに供給するために、電流フィードバック制御の応答性が高くなるようにそのゲインＫを高く設定することが考えられる。しかし、電動ポンプ装置１は、車両が停止しているアイドルストップ時に油圧を供給するものであることから外乱が小さく、また目標油圧もほとんど変化しない。そのため、目標油圧に達した後は、モータ１３の回転状態を維持することにより必要な油圧が供給される安定状態となる。そして、このような安定状態で電流フィードバック制御の応答性が高いと、モータ１３の回転を不安定にしてしまう虞がある。
【００３１】
この点を踏まえ、ＥＯＰＥＣＵ１４は、モータ１３が起動してからオイルポンプ１２で発生する油圧が目標油圧に達するまでの起動状態をすぎ、モータ１３の回転状態を維持することにより必要な油圧が変速機構４に供給される安定状態であるか否かを判定する。そして、安定状態である場合には、起動状態に比べ、電流フィードバック制御のゲインＫを低くするようにしている。
【００３２】
詳述すると、マイコン２２の電流フィードバック制御部３２には、ゲインＫを変更するＰＩゲイン設定部５１と、回転位置信号Ｓ１〜Ｓ３に基づいてモータ角速度（ロータの角速度）ωを演算する角速度演算部５２が設けられている。ＰＩゲイン設定部５１には、上記電流センサ２８により検出される実電流値Ｉ及び角速度演算部５２により演算されるモータ角速度ωが入力される。このＰＩゲイン設定部５１は、モータ１３の起動時には、ゲインＫをフィードバック制御の応答性が高い高応答ゲインＫ１に設定する。そして、ＰＩゲイン設定部５１は、これらモータ１３の回転状態を示すモータ角速度ω及び実電流値Ｉに基づいて安定状態であるか否かを判定し、安定状態である場合に、ゲインＫを高応答ゲインＫ１よりも小さな低応答ゲインＫ２に変更する。すなわち、本実施形態では、ＰＩゲイン設定部５１が状態判定手段及びゲイン変更手段に相当する。
【００３３】
さらに詳述すると、ＰＩゲイン設定部５１は、所定のサンプリング周期で上記モータ角速度ω及び実電流値Ｉを検出しており、同ＰＩゲイン設定部５１に設けられたメモリ５３に一周期前の実電流値Ｉ及びモータ角速度ωを記憶している。また、ＰＩゲイン設定部５１は、実電流値Ｉ及びモータ角速度ωのそれぞれの前回値（一周期前の実電流値Ｉ及びモータ角速度ω）からの変化量Ｘ，Ｙを演算し、これら変化量Ｘ，Ｙが閾値としての各前回値の所定割合Ｘth，Ｙth以下であるか否かを判定する。なお、本実施形態では、所定割合Ｘth，Ｙthは各前回値の１０％程度の値に設定されている。そして、ＰＩゲイン設定部５１は、所定の判定時間継続して変化量Ｘ，Ｙが各前回値の所定割合Ｘth，Ｙth以下である場合に、安定状態であると判定し、ゲインＫを高応答ゲインＫ１から低応答ゲインＫ２に変更する。なお、角速度演算部５２は、ゼロクロス点間の時間間隔に基づいてモータ角速度ωを演算する。
【００３４】
次に、本実施形態のマイコン（ＰＩゲイン設定部）による電流フィードバック制御のゲイン変更の処理手順を図５のフローチャートに従って説明する。
上位ＥＣＵ１８からオイルポンプ１２で油圧を発生させる旨の制御信号が入力されると、マイコン２２は、起動状態であることを示す起動フラグがセットされているか否かを判定し（ステップ１０１）、起動フラグがセットされている場合には（ステップ１０１：ＹＥＳ）、ゲインＫの値を高応答ゲインＫ１に設定する（ステップ１０２）。なお、初期状態では、起動フラグがセットされるようになっている。続いて、実電流値Ｉ及びモータ角速度ωを取得して（ステップ１０３）、当該実電流値Ｉ及びモータ角速度ωをメモリ５３に記憶する（ステップ１０４）。そして、実電流値Ｉ及びモータ角速度ωの前回値をメモリ５３から読み出して変化量Ｘ，Ｙ及び所定割合Ｘth，Ｙthを演算し（ステップ１０５）、変化量Ｘ，Ｙがそれぞれ所定割合Ｘth，Ｙth以下であるか否かを判定する（ステップ１０６）。
【００３５】
マイコン２２は、変化量Ｘが所定割合Ｘthより大きい場合、又は変化量Ｙが所定割合Ｙthより大きい場合には（ステップ１０６：ＮＯ）、継続して変化量Ｘ，Ｙがそれぞれ所定割合Ｘth，Ｙth以下であることを示す継続フラグをクリアする（ステップ１０７）。これに対し、変化量Ｘ，Ｙがそれぞれ所定割合Ｘth，Ｙth以下である場合には（ステップ１０６：ＹＥＳ）、継続フラグがセットされているか否かを判定する（ステップ１０８）。そして、継続フラグがセットされていない場合には（ステップ１０８：ＮＯ）、継続フラグをセットし（ステップ１０９）、変化量Ｘ，Ｙがそれぞれ所定割合Ｘth，Ｙth以下となっている時間を示すタイマをクリアして（ステップ１１０：ｔ＝０）、タイマｔが所定タイマ値ｔ０よりも大きいか否かを判定する（ステップ１１１）。一方、継続フラグがセットされている場合には（ステップ１０８：ＹＥＳ）、タイマｔをインクリメントし（ステップ１１２：ｔ＝ｔ＋１）、ステップ１１１に移行する。
【００３６】
そして、マイコン２２は、タイマｔが所定タイマ値ｔ０よりも大きくなると（ステップ１１１：ＹＥＳ）、安定状態になったと判定して起動フラグをクリアし（ステップ１１３）、ゲインＫの値を低応答ゲインＫ２に設定する（ステップ１１４）。なお、タイマｔが所定タイマ値ｔ０以下の場合には（ステップ１１１：ＮＯ）、ステップ１１３及びステップ１１４の処理を実行しない。また、起動フラグがセットされていない場合には（ステップ１０１：ＮＯ）、ステップ１０２〜ステップ１１４の処理を実行しない。
【００３７】
以上記述したように、本実施形態によれば、以下の作用効果を奏することができる。
（１）マイコン２２は、モータ１３の回転状態を維持することにより必要な油圧が変速機構４に供給される安定状態であるか否かを判定し、安定状態である場合に電流フィードバック制御のゲインＫを、起動状態で設定される高応答ゲインＫ１よりも小さな低応答ゲインＫ２に変更するＰＩゲイン設定部５１を備えた。
【００３８】
上記構成によれば、安定状態であると判定されると、ゲインＫが低応答ゲインＫ２に変更されるため、起動状態で同ゲインＫを高応答ゲインＫ１としつつ、安定状態でモータ１３の回転が不安定になることを抑制できる。これにより、起動時に素早く必要な油圧を発生させることができるとともに、変速機構４に安定して油圧を供給することができ、異音や振動が発生することを抑制できる。特に、本実施形態の電動ポンプ装置１は、車両が停止しているアイドルストップ時に油圧を供給するものであり、その起動・停止が繰り返される。すなわち、電動ポンプ装置１（モータ１３）の作動状態が頻繁に変わるため、上記のようにゲインＫを変更して起動状態での応答性の向上及び安定状態でのモータ１３の回転の安定化を図る効果は大である。
【００３９】
（２）ＰＩゲイン設定部５１は、実電流値Ｉ及びモータ角速度ωの変化量Ｘ，Ｙが所定の判定時間継続してそれぞれ所定割合Ｘth，Ｙth以下である場合に安定状態であると判定するようにした。
【００４０】
すなわち、マイコン２２は、電流フィードバック制御を実行しているため、安定状態では、実電流値Ｉ及びモータ角速度ωがあまり変化しなくなる。従って、上記構成のように、実電流値Ｉ及びモータ角速度ωを用いることで、容易に精度良く安定状態であるか否かを判定することができる。
【００４１】
（３）モータ１３をセンサレスタイプのブラシレスモータにより構成した。そして、ＥＯＰＥＣＵ１４は、モータコイル２５ｕ，２５ｖ，２５ｗに生じる誘起電圧に基づいてロータ２９の回転位置を推定し、モータ１３に三相の駆動電力を供給するようにした。上記構成によれば、温度により性能が大きく変化するホール素子等の回転センサを用いないため、電動ポンプ装置１をエンジン室等の高温環境下に配置しても、精度良くモータ１３の作動を制御することができる。
【００４２】
ここで、本実施形態では、最新の検出したゼロクロス点から、直近のゼロクロス点間の時間間隔に応じた所定の切り替え時間が経過した時点で通電パターンを切り替える。そのため、応答性が高く、モータ角速度ωが急激に変動すると、通電パターンの切り替えタイミングが、実際のロータ２９の回転位置に対応した適切なタイミングから大きくずれてしまう虞があり、脱調が起こり易くなる。従って、本実施形態のように、オイルポンプ１２の駆動源にセンサレスタイプのブラシレスモータを採用する構成において、安定状態でゲインＫを低応答ゲインＫ２に変更することにより、安定状態でのモータ１３の回転の安定化を図る効果は大である。
【００４３】
なお、上記実施形態は、これを適宜変更した以下の態様にて実施することもできる。
・上記実施形態では、実電流値Ｉ及びモータ角速度ωを用いて安定状態であるか否かを判定したが、これに限らず、例えば実電流値Ｉ及びモータ角速度ωのいずれか一方のみを用いて安定状態であるか否かを判定するようにしてもよい。また、モータ１３の回転状態を示すパラメータとして実電流値Ｉ及びモータ角速度ω以外に、例えばモータ１３の角加速度等、他のパラメータを用いてもよい。
【００４４】
・上記実施形態において、安定状態と判定した後に、例えばロータ２９が脱調したか否かを判定し、脱調した場合には起動フラグをクリアして、再度、ゲインＫの値が高応答ゲインＫ１に設定されるようにしてもよい。
【００４５】
・上記実施形態では、モータ１３の回転状態を示すパラメータに基づいて安定状態であるか否かを判定したが、これに限らず、例えば油圧センサによりオイルポンプ１２で発生する油圧を検出し、この検出された油圧に基づいて安定状態であるか否かを判定するようにしてもよい。例えば、検出される油圧の変化量が所定の判定時間継続して閾値以下の場合に安定状態であると判定することができる。
【００４６】
・上記実施形態では、モータ１３にセンサレスタイプのブラシレスモータを採用したがこれに限らず、例えばロータ２９の回転位置を検出するホール素子等の回転センサを有するブラシレスモータやブラシ付きの直流モータ等を採用してもよい。
【００４７】
・上記実施形態では、本発明を、アイドルストップ機能を備えた車両に搭載され、変速機構に油圧を供給する電動ポンプ装置に具体化した。しかし、これに限らず、例えば電動油圧パワーステアリング（ＥＨＰＳ：electronic hydraulic power steering）用の電動ポンプ装置、他の用途に用いる電動ポンプに具体化してもよい。
【００４８】
次に、上記各実施形態及び別例から把握できる技術的思想について、それらの効果とともに以下に追記する。
（イ）請求項２に記載の電動ポンプ装置において、前記状態判定手段は、前記実電流値及びモータ角速度の変化量が所定の判定時間継続してそれぞれ閾値以下である場合に安定状態であると判定することを特徴とする電動ポンプ装置。上記構成によれば、精度良く安定状態であるか否かを判定することができる。
【００４９】
（ロ）請求項１又は２、上記（イ）のいずれか一項に記載の電動ポンプ装置において、前記モータは、センサレスタイプのブラシレスモータにより構成され、前記制御装置は、モータコイルに生じる誘起電圧に基づいてロータの回転位置を推定することにより前記モータに駆動電力を供給することを特徴とする電動ポンプ装置。上記構成によれば、温度により性能が大きく変化するホール素子等の回転センサを用いないため、エンジン室等の高温環境下に配置しても、精度良くモータの作動を制御することができる。
【００５０】
ここで、上記構成では、各モータコイルの誘起電圧が基準電位となる時点（ゼロクロス点）を検出することにより、ロータの回転位置を推定する。そして、検出したゼロクロス点から、過去のゼロクロス点間の時間間隔（モータ角速度）に応じた所定の切り替え時間が経過した時点で通電相及び通電方向を切り替えて三相の駆動電力を供給する。そのため、応答性が高く、モータ角速度が急激に変動すると、通電パターンの切り替えタイミングが、実際のロータの回転位置に対応した適切なタイミングから大きくずれてしまう虞があり、脱調が起こり易くなる。従って、請求項１の発明を適用して安定状態でのモータの回転の安定化を図る効果は大である。
【００５１】
（ハ）請求項１又は２、上記（イ）、（ロ）のいずれか一項に記載の電動ポンプ装置において、前記オイルポンプは、前記油圧作動機器に作動油を供給するための油圧回路にエンジンにより駆動されるメインポンプとともに設けられるものであって、前記制御装置は、アイドルストップ時に前記油圧作動機器への油圧供給を補完すべく前記オイルポンプを作動させることを特徴とする電動ポンプ装置。上記構成によれば、車両が停止しているアイドルストップ時に油圧を供給するものであり、電動ポンプ装置の起動・停止が繰り返される。すなわち、電動ポンプ装置（モータの）の作動状態が頻繁に変わるため、請求項１の発明を適用して起動状態での応答性の向上及び安定状態でのモータの回転の安定化を図る効果は大である。
【符号の説明】
【００５２】
１…電動ポンプ装置、２…エンジン、３…メインポンプ、４…変速機構、５…油圧回路、１２…オイルポンプ、１３…モータ、１４…ＥＯＰＥＣＵ、１８…上位ＥＣＵ、２１…駆動回路、２２…マイコン、２５ｕ，２５ｖ，２５ｗ…モータコイル、２９…ロータ、３１…回転位置信号生成部、３２…電流フィードバック制御部、３３…モータ制御信号生成部、４１…分圧回路、４２ｕ，４２ｖ，４２ｗ…コンパレータ、４５…減算器、４６…フィードバック演算部…、５１…ＰＩゲイン設定部、５２…角速度演算部、５３…メモリ、Ｉ…実電流値、Ｉ*…電流指令値、Ｋ…ゲイン、Ｋ１…高応答ゲイン、Ｋ２…低応答ゲイン、Ｘ，Ｙ…変化量、Ｘth，Ｙth…所定割合、ω…モータ角速度。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電動ポンプ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、モータによりオイルポンプを駆動して油圧を発生させる電動ポンプ装置がある（例えば、特許文献１参照）。こうした電動ポンプ装置は、例えば一時停車時にエンジンを自動停止する所謂アイドルストップ機能を備えた車両に搭載され、エンジンにより駆動されるオイルポンプが停止するアイドルストップ時に、変速機構等の油圧作動機器に油圧を供給するようになっている。
【０００３】
一般に、この種の電動ポンプ装置に設けられる制御装置は、目標油圧に対応する電流指令値に実電流値を追従させるべく電流フィードバック制御を実行することにより、モータに対して駆動電力を供給している。そして、このモータへの駆動電力の供給を通じてオイルポンプで発生する油圧を制御している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−２８００８８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、電動ポンプ装置が起動してからオイルポンプで発生する油圧が目標油圧に達するまでの間は、速やかに必要な油圧を発生させるために素早くモータの回転数（モータ角速度）を上昇させることが望ましい。そこで、電流フィードバック制御の応答性が高くなるようにそのゲインを設定することが考えられる。
【０００６】
一方、例えば上記のようにアイドルストップ時に油圧を供給する電動ポンプ装置では、その作動時に車両が停止していることため、外乱が小さく、また目標油圧もほとんど変化しない。そのため、目標油圧に達した後は、モータの回転状態を維持することにより油圧作動機器に必要な油圧が供給される状態（安定状態）となる。このような安定状態では、電流フィードバック制御の高い応答性は必要とされないばかりか、応答性が高いと、例えばノイズ等に対して過敏に反応することにより、かえってモータの回転を不安定にしてしまう虞がある。
【０００７】
このように、起動時に必要な油圧を速やかに発生させるために電流フィードバック制御の応答性を高くした場合、これに背反して、安定状態でモータの回転が不安定になり易く、ひいてはオイルポンプから供給される油圧変動につながり、異音や振動が発生する虞があった。なお、このような問題は、アイドルストップ時に油圧を供給する電動ポンプ装置に限らず、他の用途に用いられる電動ポンプ装置でも同様に生じ得る。
【０００８】
本発明は、上記問題点を解決するためになされたものであって、その目的は、起動してから素早く必要な油圧を発生させることができるとともに、安定して油圧を供給することのできる電動ポンプ装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明は、油圧を発生させるオイルポンプと、前記オイルポンプを駆動するモータと、前記モータへの駆動電力の供給を通じて前記オイルポンプの作動を制御する制御装置とを備え、前記制御装置は、モータ制御信号を出力する制御信号出力手段と、前記モータ制御信号に基づいて駆動電力を出力する駆動回路とを有し、前記制御信号出力手段は、目標油圧に対応する電流指令値に前記モータに供給される実電流値を追従させるべく電流フィードバック制御を実行することにより前記モータ制御信号を生成する電動ポンプ装置であって、前記モータの回転状態を維持することにより必要な油圧が油圧作動機器に供給される安定状態であるか否かを判定する状態判定手段と、前記状態判定手段により安定状態であると判定された場合に、前記電流フィードバック制御の応答性を下げるべく該電流フィードバック制御のゲインを変更するゲイン変更手段とを備えたことを要旨とする。
【００１０】
上記構成によれば、安定状態であると判定されると、電流フィードバック制御の応答性を下がるようにゲインが変更されるため、安定状態でない状態（例えば起動してから油圧が目標油圧に達するまでの起動状態）で電流フィードバック制御の応答性を高くしつつ、安定状態でモータの回転が不安定になることを抑制できる。これにより、起動時に素早く必要な油圧を発生させることができるとともに、油圧作動機器に安定して油圧を供給することができ、異音や振動が発生することを抑制できる。
【００１１】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の電動ポンプ装置において、前記状態判定手段は、前記モータの回転状態を示すパラメータに基づいて前記安定状態であるか否かを判定することを要旨とする。
【００１２】
すなわち、制御装置は、電流フィードバック制御を実行しているため、モータの回転状態を維持することにより油圧作動機器に必要な油圧が供給される安定状態では、モータの回転状態を示すパラメータがあまり変化しなくなる。従って、上記構成のようにモータの回転状態を示すパラメータを用い、例えばその変化量等を判定することで、容易に安定状態であるか否かを判定することができる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、起動してから素早く必要な油圧を発生させることができるとともに、安定して油圧を供給することのできる電動ポンプ装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】変速機構に油圧を供給するための油圧回路を示す概略構成図。
【図２】電動ポンプ装置の電気的構成を示すブロック図。
【図３】回転位置信号生成部の電気的構成を示すブロック図。
【図４】モータコイルの端子電圧及び回転位置信号の波形図。
【図５】ゲイン変更処理の処理手順を示すフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明を具体化した一実施形態を図面に従って説明する。
図１に示す電動ポンプ装置１は、一時停車時にエンジン２を自動停止する所謂アイドルストップ機能を備えた車両（図示略）に搭載されている。この電動ポンプ装置１は、エンジン２により駆動されるメインポンプ３とともに、油圧作動機器である変速機構４（本実施形態では、無段変速機）に油圧（作動油）を供給するための油圧回路５に設けられている。そして、アイドリングストップ時等、エンジン２の停止時におけるメインポンプ３の代替として、変速機構４への油圧の供給を実行する。
【００１６】
詳述すると、メインポンプ３は、エンジン２に駆動連結されており、同エンジン２の駆動により、オイルパン１１から作動油を吸入して変速機構４に油圧を供給する。一方、電動ポンプ装置１は、油圧を発生させるオイルポンプ１２と、オイルポンプ１２を駆動するモータ１３と、モータ１３への駆動電力の供給を通じてオイルポンプ１２の作動を制御する制御装置としてのＥＯＰＥＣＵ１４とを備えている。そして、電動ポンプ装置１は、モータ１３によってオイルポンプ１２が駆動されることにより、オイルパン１１から作動油を吸入して変速機構４に油圧を供給する。なお、オイルポンプ１２の出口油路１５には、その停止時における作動油の逆流を禁止する逆止弁１６が設けられている。
【００１７】
車両には、エンジン２及び変速機構４の作動を制御する上位ＥＣＵ１８が設けられている。上位ＥＣＵ１８には、車速やアクセル開度等の各種センサ値が入力されるようになっており、上位ＥＣＵ１８は、入力されるこれら各状態量に基づいてこれらエンジン２及び変速機構４の作動を制御する。例えば、上位ＥＣＵ１８は、上記車速やアクセル開度等に基づいて所定の停止条件が成立したと判定するとエンジン２を停止させるとともに、所定の再始動条件が成立したと判定するとエンジン２を再始動させるアイドルストップ制御を実行する。
【００１８】
また、ＥＯＰＥＣＵ１４は、上位ＥＣＵ１８に接続されており、同上位ＥＣＵ１８からの制御信号（後述する電流指令値Ｉ*を含む）に基づき、アイドルストップ時にモータ１３を駆動してオイルポンプ１２から変速機構４に油圧を供給する構成となっている。
【００１９】
次に、電動ポンプ装置の電気的構成について説明する。
図２に示すように、ＥＯＰＥＣＵ１４は、モータ１３に三相（Ｕ，Ｖ，Ｗ）の駆動電力を供給する駆動回路２１と、駆動回路２１にモータ制御信号を出力してモータ１３を駆動する制御信号出力手段としてのマイコン２２とを備えている。なお、本実施形態では、モータ１３には、センサレスタイプのブラシレスモータが採用されており、ＥＯＰＥＣＵ１４は、１２０度（電気角）毎に通電相及び通電方向を切り替える１２０度矩形波通電により、モータ１３に駆動電力を供給する。
【００２０】
駆動回路２１は、スイッチング素子としての複数のＦＥＴ（電界効果型トランジスタ）２３ａ〜２３ｆを接続してなる。具体的には、駆動回路２１は、ＦＥＴ２３ａ，２３ｄ、ＦＥＴ２３ｂ，２３ｅ、及びＦＥＴ２３ｃ，２３ｆの各組の直列回路を並列に接続してなり、ＦＥＴ２３ａ，２３ｄ、ＦＥＴ２３ｂ，２３ｅ、ＦＥＴ２３ｃ，２３ｆの各接続点２４ｕ，２４ｖ，２４ｗはそれぞれモータ１３の各相のモータコイル２５ｕ，２５ｖ，２５ｗに接続されている。
【００２１】
つまり、駆動回路２１には、直列に接続された一対のスイッチング素子を基本単位（スイッチングアーム）として、各相に対応する３つのスイッチングアームを並列に接続してなる周知のＰＷＭインバータが採用されている。また、マイコン２２の出力するモータ制御信号は、駆動回路２１を構成する各ＦＥＴ２３ａ〜２３ｆのスイッチング状態を規定するゲートオン／オフ信号となっている。そして、それぞれのゲート端子に印加されるモータ制御信号に応答して各ＦＥＴ２３ａ〜２３ｆがオン／オフし、各相のモータコイル２５ｕ，２５ｖ，２５ｗへの通電相及び通電方向（通電パターン）が切り替わることにより、車載電源（バッテリ）２６の直流電圧が三相の駆動電力に変換され、モータ１３へと出力される。
【００２２】
ＥＯＰＥＣＵ１４には、上記した上位ＥＣＵ１８に加え、モータコイル２５ｕ，２５ｖ，２５ｗの端子電圧Ｖｕ，Ｖｖ，Ｖｗを検出するための電圧センサ２７ｕ，２７ｖ，２７ｗ、及びモータ１３に通電される実電流値Ｉを検出するための電流センサ２８が接続されている。
【００２３】
マイコン２２は、各端子電圧Ｖｕ，Ｖｖ，Ｖｗに基づいてロータ２９の回転位置を推定し、通電パターンを決定する。また、マイコン２２は、上位ＥＣＵ１８から出力される目標油圧に対応した電流指令値Ｉ*に実電流値Ｉを追従させるための電流フィードバック制御を実行することにより各ＦＥＴ２３ａ〜２３ｆのオン時間の割合であるデューティ比を決定する。なお、上位ＥＣＵ１８は、電動ポンプ装置１（オイルポンプ１２）で発生する油圧やエンジン回転数等に基づいて電流指令値Ｉ*を演算する。そして、マイコン２２は、決定された通電パターン及びデューティ比を有するモータ制御信号を出力することにより、モータ１３に三相の駆動電力を供給し、この駆動電力の供給を通じてオイルポンプ１２で発生する油圧を制御する。
【００２４】
詳述すると、マイコン２２は、各端子電圧Ｖｕ，Ｖｖ，Ｖｗに基づいてロータ２９の回転位置を示す回転位置信号Ｓ１〜Ｓ３を生成する回転位置信号生成部３１と、電流指令値Ｉ*及び実電流値Ｉに基づいてデューティ比を示すデューティ指令値Ｄ*を生成する電流フィードバック制御部３２とを備えている。また、マイコン２２は、これら回転位置信号Ｓ１〜Ｓ３及びデューティ指令値Ｄ*に基づいてモータ制御信号を生成するモータ制御信号生成部３３を備えている。
【００２５】
図３に示すように、回転位置信号生成部３１は、抵抗値の等しい２つの抵抗Ｒ１，Ｒ２を直列接続してなる分圧回路４１と、分圧回路４１から出力される基準電圧Ｖ０（本実施形態では、車載電源２６の１／２の電圧）と端子電圧Ｖｕ，Ｖｖ，Ｖｗとをそれぞれ比較する３つのコンパレータ４２ｕ，４２ｖ，４２ｗとを備えている。各コンパレータ４２ｕ，４２ｖ，４２ｗは、端子電圧Ｖｕ，Ｖｖ，Ｖｗと基準電圧Ｖ０との比較に基づいて回転位置信号Ｓ１〜Ｓ３をモータ制御信号生成部３３に出力する。具体的には、各コンパレータ４２ｕ，４２ｖ，４２ｗは、端子電圧Ｖｕ，Ｖｖ，Ｖｗが基準電圧Ｖ０よりも大きい場合には、回転位置信号Ｓ１〜Ｓ３として「１（ハイレベル）」を出力し、端子電圧Ｖｕ，Ｖｖ，Ｖｗが基準電圧Ｖ０以下である場合には、回転位置信号Ｓ１〜Ｓ３として「０（ローレベル）」を出力する。
【００２６】
ここで、図４に示すように、端子電圧Ｖｕ，Ｖｖ，Ｖｗは、位相が１２０度ずつ異なっており、電気角１８０度のうち、通電された１２０度の通電区間では電源電圧が検出され、通電が休止された６０度の休止区間では各モータコイル２５ｕ，２５ｖ，２５ｗに生じた誘起電圧（逆起電力）が検出される。なお、各ＦＥＴ２３ａ〜２３ｆがオンからオフに切り替わる時には、同ＦＥＴ２３ａ〜２３ｆの寄生ダイオード（図示略）に起因したノイズが生じる。そして、回転位置信号Ｓ１〜Ｓ３は、端子電圧Ｖｕ，Ｖｖ，Ｖｗが基準電圧Ｖ０となる時点（ゼロクロス点）で変化し、上記ノイズを除去することにより、ロータ２９の回転位置に応じて（１０１）→（１００）→（１１０）→（０１０）→（０１１）→（００１）の順序で規則的に変化する。
【００２７】
図２に示すように、電流フィードバック制御部３２は、電流指令値Ｉ*及び実電流値Ｉが入力されて電流偏差ΔＩを演算する減算器４５と、この電流偏差ΔＩに基づいてデューティ指令値Ｄ*を演算するフィードバック演算部（Ｆ／Ｂ演算部）４６とを備えている。フィードバック演算部４６は、入力された電流偏差ΔＩに所定のゲイン（ＰＩゲイン）Ｋを乗ずることにより、デューティ指令値Ｄ*を演算する。なお、デューティ指令値Ｄ*の値が大きいほど、デューティ比は高くなる。そして、電流フィードバック制御部３２は、このように演算されたデューティ指令値Ｄ*をモータ制御信号生成部３３に出力する。
【００２８】
モータ制御信号生成部３３は、回転位置信号生成部３１から入力される回転位置信号Ｓ１〜Ｓ３に対応する通電パターン、及び電流フィードバック制御部３２から入力されるデューティ指令値Ｄ*に示されるデューティ比を有するモータ制御信号を生成する。また、モータ制御信号生成部３３は、ゼロクロス点間の時間間隔、すなわちロータ２９が電気角で６０度回転して回転位置信号Ｓ１〜Ｓ３の示す信号パターンが変化する時間間隔を計測している。そして、最新のゼロクロス点から上記時間間隔に応じた所定の切り替え時間が経過した時点で通電パターンが切り替わるように、生成したモータ制御信号を駆動回路２１の各ＦＥＴ２３ａ〜２３ｆに出力する。これにより、モータ１３に三相の駆動電力が供給される構成となっている。なお、本実施形態では、所定の切り替え時間は、直近のゼロクロス点間の時間間隔の１／２の時間である。
【００２９】
（ゲイン変更処理）
次に、本実施形態のマイコンによる電流フィードバック制御のゲインを電動ポンプ装置の作動状態に応じて変更するゲイン変更処理について説明する。
【００３０】
上述のように、起動時に必要な油圧を変速機構４に速やかに供給するために、電流フィードバック制御の応答性が高くなるようにそのゲインＫを高く設定することが考えられる。しかし、電動ポンプ装置１は、車両が停止しているアイドルストップ時に油圧を供給するものであることから外乱が小さく、また目標油圧もほとんど変化しない。そのため、目標油圧に達した後は、モータ１３の回転状態を維持することにより必要な油圧が供給される安定状態となる。そして、このような安定状態で電流フィードバック制御の応答性が高いと、モータ１３の回転を不安定にしてしまう虞がある。
【００３１】
この点を踏まえ、ＥＯＰＥＣＵ１４は、モータ１３が起動してからオイルポンプ１２で発生する油圧が目標油圧に達するまでの起動状態をすぎ、モータ１３の回転状態を維持することにより必要な油圧が変速機構４に供給される安定状態であるか否かを判定する。そして、安定状態である場合には、起動状態に比べ、電流フィードバック制御のゲインＫを低くするようにしている。
【００３２】
詳述すると、マイコン２２の電流フィードバック制御部３２には、ゲインＫを変更するＰＩゲイン設定部５１と、回転位置信号Ｓ１〜Ｓ３に基づいてモータ角速度（ロータの角速度）ωを演算する角速度演算部５２が設けられている。ＰＩゲイン設定部５１には、上記電流センサ２８により検出される実電流値Ｉ及び角速度演算部５２により演算されるモータ角速度ωが入力される。このＰＩゲイン設定部５１は、モータ１３の起動時には、ゲインＫをフィードバック制御の応答性が高い高応答ゲインＫ１に設定する。そして、ＰＩゲイン設定部５１は、これらモータ１３の回転状態を示すモータ角速度ω及び実電流値Ｉに基づいて安定状態であるか否かを判定し、安定状態である場合に、ゲインＫを高応答ゲインＫ１よりも小さな低応答ゲインＫ２に変更する。すなわち、本実施形態では、ＰＩゲイン設定部５１が状態判定手段及びゲイン変更手段に相当する。
【００３３】
さらに詳述すると、ＰＩゲイン設定部５１は、所定のサンプリング周期で上記モータ角速度ω及び実電流値Ｉを検出しており、同ＰＩゲイン設定部５１に設けられたメモリ５３に一周期前の実電流値Ｉ及びモータ角速度ωを記憶している。また、ＰＩゲイン設定部５１は、実電流値Ｉ及びモータ角速度ωのそれぞれの前回値（一周期前の実電流値Ｉ及びモータ角速度ω）からの変化量Ｘ，Ｙを演算し、これら変化量Ｘ，Ｙが閾値としての各前回値の所定割合Ｘth，Ｙth以下であるか否かを判定する。なお、本実施形態では、所定割合Ｘth，Ｙthは各前回値の１０％程度の値に設定されている。そして、ＰＩゲイン設定部５１は、所定の判定時間継続して変化量Ｘ，Ｙが各前回値の所定割合Ｘth，Ｙth以下である場合に、安定状態であると判定し、ゲインＫを高応答ゲインＫ１から低応答ゲインＫ２に変更する。なお、角速度演算部５２は、ゼロクロス点間の時間間隔に基づいてモータ角速度ωを演算する。
【００３４】
次に、本実施形態のマイコン（ＰＩゲイン設定部）による電流フィードバック制御のゲイン変更の処理手順を図５のフローチャートに従って説明する。
上位ＥＣＵ１８からオイルポンプ１２で油圧を発生させる旨の制御信号が入力されると、マイコン２２は、起動状態であることを示す起動フラグがセットされているか否かを判定し（ステップ１０１）、起動フラグがセットされている場合には（ステップ１０１：ＹＥＳ）、ゲインＫの値を高応答ゲインＫ１に設定する（ステップ１０２）。なお、初期状態では、起動フラグがセットされるようになっている。続いて、実電流値Ｉ及びモータ角速度ωを取得して（ステップ１０３）、当該実電流値Ｉ及びモータ角速度ωをメモリ５３に記憶する（ステップ１０４）。そして、実電流値Ｉ及びモータ角速度ωの前回値をメモリ５３から読み出して変化量Ｘ，Ｙ及び所定割合Ｘth，Ｙthを演算し（ステップ１０５）、変化量Ｘ，Ｙがそれぞれ所定割合Ｘth，Ｙth以下であるか否かを判定する（ステップ１０６）。
【００３５】
マイコン２２は、変化量Ｘが所定割合Ｘthより大きい場合、又は変化量Ｙが所定割合Ｙthより大きい場合には（ステップ１０６：ＮＯ）、継続して変化量Ｘ，Ｙがそれぞれ所定割合Ｘth，Ｙth以下であることを示す継続フラグをクリアする（ステップ１０７）。これに対し、変化量Ｘ，Ｙがそれぞれ所定割合Ｘth，Ｙth以下である場合には（ステップ１０６：ＹＥＳ）、継続フラグがセットされているか否かを判定する（ステップ１０８）。そして、継続フラグがセットされていない場合には（ステップ１０８：ＮＯ）、継続フラグをセットし（ステップ１０９）、変化量Ｘ，Ｙがそれぞれ所定割合Ｘth，Ｙth以下となっている時間を示すタイマをクリアして（ステップ１１０：ｔ＝０）、タイマｔが所定タイマ値ｔ０よりも大きいか否かを判定する（ステップ１１１）。一方、継続フラグがセットされている場合には（ステップ１０８：ＹＥＳ）、タイマｔをインクリメントし（ステップ１１２：ｔ＝ｔ＋１）、ステップ１１１に移行する。
【００３６】
そして、マイコン２２は、タイマｔが所定タイマ値ｔ０よりも大きくなると（ステップ１１１：ＹＥＳ）、安定状態になったと判定して起動フラグをクリアし（ステップ１１３）、ゲインＫの値を低応答ゲインＫ２に設定する（ステップ１１４）。なお、タイマｔが所定タイマ値ｔ０以下の場合には（ステップ１１１：ＮＯ）、ステップ１１３及びステップ１１４の処理を実行しない。また、起動フラグがセットされていない場合には（ステップ１０１：ＮＯ）、ステップ１０２〜ステップ１１４の処理を実行しない。
【００３７】
以上記述したように、本実施形態によれば、以下の作用効果を奏することができる。
（１）マイコン２２は、モータ１３の回転状態を維持することにより必要な油圧が変速機構４に供給される安定状態であるか否かを判定し、安定状態である場合に電流フィードバック制御のゲインＫを、起動状態で設定される高応答ゲインＫ１よりも小さな低応答ゲインＫ２に変更するＰＩゲイン設定部５１を備えた。
【００３８】
上記構成によれば、安定状態であると判定されると、ゲインＫが低応答ゲインＫ２に変更されるため、起動状態で同ゲインＫを高応答ゲインＫ１としつつ、安定状態でモータ１３の回転が不安定になることを抑制できる。これにより、起動時に素早く必要な油圧を発生させることができるとともに、変速機構４に安定して油圧を供給することができ、異音や振動が発生することを抑制できる。特に、本実施形態の電動ポンプ装置１は、車両が停止しているアイドルストップ時に油圧を供給するものであり、その起動・停止が繰り返される。すなわち、電動ポンプ装置１（モータ１３）の作動状態が頻繁に変わるため、上記のようにゲインＫを変更して起動状態での応答性の向上及び安定状態でのモータ１３の回転の安定化を図る効果は大である。
【００３９】
（２）ＰＩゲイン設定部５１は、実電流値Ｉ及びモータ角速度ωの変化量Ｘ，Ｙが所定の判定時間継続してそれぞれ所定割合Ｘth，Ｙth以下である場合に安定状態であると判定するようにした。
【００４０】
すなわち、マイコン２２は、電流フィードバック制御を実行しているため、安定状態では、実電流値Ｉ及びモータ角速度ωがあまり変化しなくなる。従って、上記構成のように、実電流値Ｉ及びモータ角速度ωを用いることで、容易に精度良く安定状態であるか否かを判定することができる。
【００４１】
（３）モータ１３をセンサレスタイプのブラシレスモータにより構成した。そして、ＥＯＰＥＣＵ１４は、モータコイル２５ｕ，２５ｖ，２５ｗに生じる誘起電圧に基づいてロータ２９の回転位置を推定し、モータ１３に三相の駆動電力を供給するようにした。上記構成によれば、温度により性能が大きく変化するホール素子等の回転センサを用いないため、電動ポンプ装置１をエンジン室等の高温環境下に配置しても、精度良くモータ１３の作動を制御することができる。
【００４２】
ここで、本実施形態では、最新の検出したゼロクロス点から、直近のゼロクロス点間の時間間隔に応じた所定の切り替え時間が経過した時点で通電パターンを切り替える。そのため、応答性が高く、モータ角速度ωが急激に変動すると、通電パターンの切り替えタイミングが、実際のロータ２９の回転位置に対応した適切なタイミングから大きくずれてしまう虞があり、脱調が起こり易くなる。従って、本実施形態のように、オイルポンプ１２の駆動源にセンサレスタイプのブラシレスモータを採用する構成において、安定状態でゲインＫを低応答ゲインＫ２に変更することにより、安定状態でのモータ１３の回転の安定化を図る効果は大である。
【００４３】
なお、上記実施形態は、これを適宜変更した以下の態様にて実施することもできる。
・上記実施形態では、実電流値Ｉ及びモータ角速度ωを用いて安定状態であるか否かを判定したが、これに限らず、例えば実電流値Ｉ及びモータ角速度ωのいずれか一方のみを用いて安定状態であるか否かを判定するようにしてもよい。また、モータ１３の回転状態を示すパラメータとして実電流値Ｉ及びモータ角速度ω以外に、例えばモータ１３の角加速度等、他のパラメータを用いてもよい。
【００４４】
・上記実施形態において、安定状態と判定した後に、例えばロータ２９が脱調したか否かを判定し、脱調した場合には起動フラグをクリアして、再度、ゲインＫの値が高応答ゲインＫ１に設定されるようにしてもよい。
【００４５】
・上記実施形態では、モータ１３の回転状態を示すパラメータに基づいて安定状態であるか否かを判定したが、これに限らず、例えば油圧センサによりオイルポンプ１２で発生する油圧を検出し、この検出された油圧に基づいて安定状態であるか否かを判定するようにしてもよい。例えば、検出される油圧の変化量が所定の判定時間継続して閾値以下の場合に安定状態であると判定することができる。
【００４６】
・上記実施形態では、モータ１３にセンサレスタイプのブラシレスモータを採用したがこれに限らず、例えばロータ２９の回転位置を検出するホール素子等の回転センサを有するブラシレスモータやブラシ付きの直流モータ等を採用してもよい。
【００４７】
・上記実施形態では、本発明を、アイドルストップ機能を備えた車両に搭載され、変速機構に油圧を供給する電動ポンプ装置に具体化した。しかし、これに限らず、例えば電動油圧パワーステアリング（ＥＨＰＳ：electronic hydraulic power steering）用の電動ポンプ装置、他の用途に用いる電動ポンプに具体化してもよい。
【００４８】
次に、上記各実施形態及び別例から把握できる技術的思想について、それらの効果とともに以下に追記する。
（イ）請求項２に記載の電動ポンプ装置において、前記状態判定手段は、前記実電流値及びモータ角速度の変化量が所定の判定時間継続してそれぞれ閾値以下である場合に安定状態であると判定することを特徴とする電動ポンプ装置。上記構成によれば、精度良く安定状態であるか否かを判定することができる。
【００４９】
（ロ）請求項１又は２、上記（イ）のいずれか一項に記載の電動ポンプ装置において、前記モータは、センサレスタイプのブラシレスモータにより構成され、前記制御装置は、モータコイルに生じる誘起電圧に基づいてロータの回転位置を推定することにより前記モータに駆動電力を供給することを特徴とする電動ポンプ装置。上記構成によれば、温度により性能が大きく変化するホール素子等の回転センサを用いないため、エンジン室等の高温環境下に配置しても、精度良くモータの作動を制御することができる。
【００５０】
ここで、上記構成では、各モータコイルの誘起電圧が基準電位となる時点（ゼロクロス点）を検出することにより、ロータの回転位置を推定する。そして、検出したゼロクロス点から、過去のゼロクロス点間の時間間隔（モータ角速度）に応じた所定の切り替え時間が経過した時点で通電相及び通電方向を切り替えて三相の駆動電力を供給する。そのため、応答性が高く、モータ角速度が急激に変動すると、通電パターンの切り替えタイミングが、実際のロータの回転位置に対応した適切なタイミングから大きくずれてしまう虞があり、脱調が起こり易くなる。従って、請求項１の発明を適用して安定状態でのモータの回転の安定化を図る効果は大である。
【００５１】
（ハ）請求項１又は２、上記（イ）、（ロ）のいずれか一項に記載の電動ポンプ装置において、前記オイルポンプは、前記油圧作動機器に作動油を供給するための油圧回路にエンジンにより駆動されるメインポンプとともに設けられるものであって、前記制御装置は、アイドルストップ時に前記油圧作動機器への油圧供給を補完すべく前記オイルポンプを作動させることを特徴とする電動ポンプ装置。上記構成によれば、車両が停止しているアイドルストップ時に油圧を供給するものであり、電動ポンプ装置の起動・停止が繰り返される。すなわち、電動ポンプ装置（モータの）の作動状態が頻繁に変わるため、請求項１の発明を適用して起動状態での応答性の向上及び安定状態でのモータの回転の安定化を図る効果は大である。
【符号の説明】
【００５２】
１…電動ポンプ装置、２…エンジン、３…メインポンプ、４…変速機構、５…油圧回路、１２…オイルポンプ、１３…モータ、１４…ＥＯＰＥＣＵ、１８…上位ＥＣＵ、２１…駆動回路、２２…マイコン、２５ｕ，２５ｖ，２５ｗ…モータコイル、２９…ロータ、３１…回転位置信号生成部、３２…電流フィードバック制御部、３３…モータ制御信号生成部、４１…分圧回路、４２ｕ，４２ｖ，４２ｗ…コンパレータ、４５…減算器、４６…フィードバック演算部…、５１…ＰＩゲイン設定部、５２…角速度演算部、５３…メモリ、Ｉ…実電流値、Ｉ*…電流指令値、Ｋ…ゲイン、Ｋ１…高応答ゲイン、Ｋ２…低応答ゲイン、Ｘ，Ｙ…変化量、Ｘth，Ｙth…所定割合、ω…モータ角速度。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
油圧を発生させるオイルポンプと、前記オイルポンプを駆動するモータと、前記モータへの駆動電力の供給を通じて前記オイルポンプの作動を制御する制御装置とを備え、前記制御装置は、モータ制御信号を出力する制御信号出力手段と、前記モータ制御信号に基づいて駆動電力を出力する駆動回路とを有し、前記制御信号出力手段は、目標油圧に対応する電流指令値に前記モータに供給される実電流値を追従させるべく電流フィードバック制御を実行することにより前記モータ制御信号を生成する電動ポンプ装置であって、
前記モータの回転状態を維持することにより必要な油圧が油圧作動機器に供給される安定状態であるか否かを判定する状態判定手段と、
前記状態判定手段により安定状態であると判定された場合に、前記電流フィードバック制御の応答性を下げるべく該電流フィードバック制御のゲインを変更するゲイン変更手段とを備えたことを特徴とする電動ポンプ装置。
【請求項２】
請求項１に記載の電動ポンプ装置において、
前記状態判定手段は、前記モータの回転状態を示すパラメータに基づいて前記安定状態であるか否かを判定することを特徴とする電動ポンプ装置。
【請求項１】
油圧を発生させるオイルポンプと、前記オイルポンプを駆動するモータと、前記モータへの駆動電力の供給を通じて前記オイルポンプの作動を制御する制御装置とを備え、前記制御装置は、モータ制御信号を出力する制御信号出力手段と、前記モータ制御信号に基づいて駆動電力を出力する駆動回路とを有し、前記制御信号出力手段は、目標油圧に対応する電流指令値に前記モータに供給される実電流値を追従させるべく電流フィードバック制御を実行することにより前記モータ制御信号を生成する電動ポンプ装置であって、
前記モータの回転状態を維持することにより必要な油圧が油圧作動機器に供給される安定状態であるか否かを判定する状態判定手段と、
前記状態判定手段により安定状態であると判定された場合に、前記電流フィードバック制御の応答性を下げるべく該電流フィードバック制御のゲインを変更するゲイン変更手段とを備えたことを特徴とする電動ポンプ装置。
【請求項２】
請求項１に記載の電動ポンプ装置において、
前記状態判定手段は、前記モータの回転状態を示すパラメータに基づいて前記安定状態であるか否かを判定することを特徴とする電動ポンプ装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２０１２−１５７１４１（Ｐ２０１２−１５７１４１Ａ）
【公開日】平成２４年８月１６日（２０１２．８．１６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１３２５８（Ｐ２０１１−１３２５８）
【出願日】平成２３年１月２５日（２０１１．１．２５）
【出願人】（０００００１２４７）株式会社ジェイテクト (7,053)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年８月１６日（２０１２．８．１６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１月２５日（２０１１．１．２５）
【出願人】（０００００１２４７）株式会社ジェイテクト (7,053)
【Ｆターム（参考）】
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