專利名稱：電動(dòng)油泵用電機(jī)控制裝置及控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種電動(dòng)油泵用控制裝置及控制方法，特別是涉及作為在設(shè)于油泵回路的電動(dòng)油泵的驅(qū)動(dòng)用而使用無(wú)刷電機(jī)時(shí)適用的電動(dòng)油泵用控制裝置及控制方法。
背景技術(shù)：
從汽車的降低燃油消耗及環(huán)境問(wèn)題方面考慮，正在開發(fā)用汽油發(fā)動(dòng)機(jī)和電機(jī)驅(qū)動(dòng)的混合動(dòng)力車?；旌蟿?dòng)力車在車輛停車時(shí)進(jìn)行使發(fā)動(dòng)機(jī)停止的所謂的怠速停止控制。怠速停止中，代替停止了的發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的油泵，起動(dòng)用電機(jī)驅(qū)動(dòng)的電動(dòng)油泵，確保停止時(shí)的油壓供給，由此順暢地進(jìn)行下一次的車輛啟動(dòng)。由所述電機(jī)驅(qū)動(dòng)的電動(dòng)油泵方式的油泵的工作油因溫度變換而粘性變化，因此， 流量發(fā)生變化，油壓力也發(fā)生變化。因此，例如專利文獻(xiàn)1中，通過(guò)油溫變化而使工作油的流量變化為目的，從而進(jìn)行使油泵驅(qū)動(dòng)用電機(jī)的工作電壓變化。專利文獻(xiàn)1 (日本)特開2002-206630號(hào)公報(bào)在車輛中，在通過(guò)泵接受油供給的油壓機(jī)構(gòu)中，除通常接受油壓供給以外，還具有對(duì)油壓供給進(jìn)行開關(guān)的情況。例如，在混合動(dòng)力車的情況下，有將發(fā)動(dòng)機(jī)的機(jī)械旋轉(zhuǎn)力、電機(jī)的電氣的旋轉(zhuǎn)力切換或連接的離合器機(jī)構(gòu)。該開關(guān)式的油壓機(jī)構(gòu)使該切換、連接的程度、 供給油的油壓大幅度地變動(dòng)。具體而言，在為了離合器驅(qū)動(dòng)而打開閥并打開向離合器的油路時(shí)，在該油路填充油之前，油泵為大致無(wú)負(fù)荷狀態(tài)，相反，由于在填充完成時(shí)供給離合器壓，因此，成為重負(fù)荷狀態(tài)等，在短時(shí)間內(nèi)發(fā)生急劇的負(fù)荷變動(dòng)。這意味著在以一定扭矩驅(qū)動(dòng)電機(jī)時(shí)，在無(wú)負(fù)荷狀態(tài)下電機(jī)轉(zhuǎn)速急劇上升，另外，在重負(fù)荷下，轉(zhuǎn)速急劇降低，電機(jī)的控制為不穩(wěn)定。特別是，在不具備磁極位置傳感器及旋轉(zhuǎn)傳感器的無(wú)傳感器控制的油泵驅(qū)動(dòng)用電機(jī)中，存在脫離可控制區(qū)域而成為電機(jī)不能控制的失調(diào)的問(wèn)題。如上述的專利文獻(xiàn)1那樣，在油泵驅(qū)動(dòng)用電機(jī)的工作電壓和油溫的關(guān)系為一對(duì)一的關(guān)系并根據(jù)油溫變化時(shí)，不能應(yīng)對(duì)這樣的問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容
為解決所述課題，本發(fā)明的目的在于，提供一種電動(dòng)油泵用電機(jī)控制裝置及控制方法，在將無(wú)刷電機(jī)用于電動(dòng)油泵驅(qū)動(dòng)時(shí)等，即使在無(wú)傳感器控制中，也不會(huì)失調(diào)，能夠控制為穩(wěn)定的最佳值。本發(fā)明的電動(dòng)油泵用電機(jī)控制裝置具備機(jī)械式油泵，其由發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)而供給油壓；電動(dòng)式油泵，其由電機(jī)驅(qū)動(dòng)而供給油壓；供油切換機(jī)構(gòu)，其在發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)時(shí)選擇來(lái)自機(jī)械式油泵的供油，在發(fā)動(dòng)機(jī)停止時(shí)選擇來(lái)自電動(dòng)式油泵的供油；AT控制裝置，其在發(fā)動(dòng)機(jī)停止時(shí)提供所述電機(jī)的起動(dòng)指令和所述油系統(tǒng)的供油信息；控制指令產(chǎn)生裝置，其使用來(lái)自該AT控制裝置的供油信息，提供決定所述電機(jī)扭矩的第一電流指令信號(hào)與由所述電機(jī)的速度偏差決定的第二電流指令信號(hào)之和的信號(hào)；電流控制裝置，其根據(jù)該控制指令產(chǎn)生裝置的輸出和所述電機(jī)的負(fù)荷電流的差，提供第三電流指令信號(hào)；電機(jī)控制裝置，其獲得該電流控制裝置的輸出而執(zhí)行矢量控制；電力變換裝置，其由該電機(jī)控制裝置控制，并控制提供給所述電機(jī)的交流電，所述電機(jī)為無(wú)傳感器電機(jī)，其特征在于，所述控制指令產(chǎn)生裝置具備用于獲得由所述電機(jī)的速度偏差決定的第二電流指令信號(hào)的速度限制裝置，該速度限制裝置對(duì)于轉(zhuǎn)速具有第一上限值和第一下限值，在轉(zhuǎn)速脫離該范圍時(shí)，提供抑制轉(zhuǎn)速變動(dòng)的方向的所述第二電流指令信號(hào)，而且，在脫離狀態(tài)持續(xù)規(guī)定時(shí)間以上時(shí)，對(duì)于向脫離持續(xù)方向變化的轉(zhuǎn)速，設(shè)定新的第一上限值和第一下限值。 根據(jù)本發(fā)明的電動(dòng)油泵用電機(jī)控制裝置，在通過(guò)扭矩控制驅(qū)動(dòng)電動(dòng)油泵驅(qū)動(dòng)用電機(jī)的情況下，即使在有負(fù)荷變動(dòng)的情況下，也能夠限制電機(jī)轉(zhuǎn)速的急劇變動(dòng)。


圖1是電動(dòng)油泵系統(tǒng)的整體構(gòu)成圖2是離合器驅(qū)動(dòng)時(shí)的油壓變化圖3是圖2時(shí)的電機(jī)轉(zhuǎn)速變動(dòng)圖4是電動(dòng)油泵驅(qū)動(dòng)用電機(jī)控制系統(tǒng)3的控制塊圖
圖5是表示控制指令產(chǎn)生裝置31的構(gòu)成的圖6是表示速度限制范圍的關(guān)系的圖7是本發(fā)明時(shí)的電機(jī)的轉(zhuǎn)速變動(dòng)圖。
符號(hào)說(shuō)明
1 電動(dòng)油泵裝置
2 電源
3 無(wú)刷電機(jī)控制裝置
4 無(wú)刷電機(jī)
5 電動(dòng)式油泵
7 油盤
8 機(jī)械式油泵
9 切換閥機(jī)構(gòu)
10 油壓電路
11 自動(dòng)變速機(jī)構(gòu)
12 =AT控制裝置
Iq* :q軸電流指令值
31 控制指令產(chǎn)生裝置
35:電流控制裝置
37 無(wú)刷電機(jī)控制裝置
38:電力變換裝置
具體實(shí)施例方式
下面，參照附圖對(duì)本發(fā)明實(shí)施方式的電動(dòng)油泵用電機(jī)控制裝置及方法進(jìn)行說(shuō)明。CN 102403947 A圖1是表示應(yīng)用本發(fā)明實(shí)施方式的電動(dòng)油泵用電機(jī)控制裝置的AT用油泵系統(tǒng)的整體構(gòu)成的塊圖。AT用油泵系統(tǒng)由包括通過(guò)發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)且能夠供給高的壓力油的機(jī)械式油泵8和通過(guò)本發(fā)明控制的電動(dòng)式油泵5，并將蓄積于油盤7的油分別經(jīng)由油路Li、L2供給離合器 10、自動(dòng)變速機(jī)構(gòu)11等且回收到油盤7的油壓系統(tǒng)構(gòu)成。另外，在此，閥3具有在不需要離合器10的驅(qū)動(dòng)的情況下，阻止油向離合器10供給的功能。在該油泵系統(tǒng)中，在進(jìn)行怠速停止控制的車輛中，在發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)中，通過(guò)由發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的機(jī)械式油泵8經(jīng)由油路Ll向自動(dòng)變速機(jī)構(gòu)11等進(jìn)行油供給，在怠速停止中，通過(guò)電動(dòng)式油泵5經(jīng)由油路L2向自動(dòng)變速機(jī)構(gòu)11等進(jìn)行油供給。切換閥機(jī)構(gòu)9例如為止回閥，在電動(dòng)式油泵5所提供的油壓比機(jī)械式油泵8所提供的油壓大的狀態(tài)下，以電動(dòng)式油泵5所提供的油向離合器10及自動(dòng)變速機(jī)構(gòu)11等供給的方式進(jìn)行壓力設(shè)定。通常，由發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的機(jī)械式油泵8的供油的油壓被設(shè)定比電動(dòng)式油泵5的供油的油壓更高，因此，在發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)時(shí)通過(guò)機(jī)械式油泵8供油，在發(fā)動(dòng)機(jī)停止的怠速停止時(shí)切換實(shí)施為通過(guò)電動(dòng)式油泵5供油。油泵系統(tǒng)大致以上述方式構(gòu)成，本發(fā)明涉及該系統(tǒng)的電動(dòng)式油泵5的控制。在此，為了電動(dòng)式油泵5的控制，首先通過(guò)無(wú)刷電機(jī)4構(gòu)成驅(qū)動(dòng)電動(dòng)式油泵5的電動(dòng)油泵6。而且，具備控制電動(dòng)油泵6的動(dòng)作的AT控制裝置12、基于來(lái)自AT控制裝置12 的控制指令信號(hào)控制電動(dòng)油泵6的驅(qū)動(dòng)的無(wú)刷電機(jī)控制裝置3。由此，電動(dòng)式油泵5由無(wú)刷電機(jī)4驅(qū)動(dòng)，無(wú)刷電機(jī)4由無(wú)刷電機(jī)控制裝置3控制。 無(wú)刷電機(jī)控制裝置3進(jìn)行的控制基于來(lái)自AT控制裝置12的指令執(zhí)行。該無(wú)刷電機(jī)控制裝置3在發(fā)動(dòng)機(jī)停止時(shí)或通過(guò)機(jī)械式油泵8不能確保必要的工作油壓的情況下，使電動(dòng)油泵 6適當(dāng)動(dòng)作，向離合器10及自動(dòng)變速機(jī)構(gòu)11供給油壓。另外，在AT控制裝置12中，輸入來(lái)自檢測(cè)自動(dòng)變速機(jī)構(gòu)11的輸入轉(zhuǎn)速的旋轉(zhuǎn)傳感器的信號(hào)以及來(lái)自檢測(cè)用于汽車的駕駛員操作自動(dòng)變速器的變速桿的變速檔的換檔傳感器的信號(hào)等，基于這些信號(hào)，向無(wú)刷電機(jī)控制裝置3發(fā)送使電動(dòng)油泵6動(dòng)作的控制指令。圖1的AT用油壓泵系統(tǒng)為以上那樣的構(gòu)成，因此，在車輛怠速停止時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速降低，機(jī)械式泵8的轉(zhuǎn)速也降低，油路Ll的供油壓力也降低。另一方面，在與怠速停止同時(shí)，從AT控制裝置12向電機(jī)控制裝置3發(fā)送無(wú)刷電機(jī) 4起動(dòng)的指令，驅(qū)動(dòng)無(wú)刷電機(jī)4，使電動(dòng)油泵5旋轉(zhuǎn)，使油路L2的油壓逐步上升。而且，在機(jī)械式油泵8的油路Ll的油壓力降低，通過(guò)止回閥9阻止的電動(dòng)油泵5 的油路L2的油壓力超過(guò)某閾值時(shí)，油通過(guò)油盤7、電動(dòng)油泵5、止回閥9、變速器11及離合器 10、油盤7的路徑進(jìn)行循環(huán)。在上述的AT用油壓泵系統(tǒng)中，在由無(wú)刷電機(jī)4驅(qū)動(dòng)電動(dòng)油泵5的狀態(tài)下，對(duì)離合器10進(jìn)行開閉動(dòng)作時(shí)的動(dòng)作進(jìn)行說(shuō)明。圖2表示驅(qū)動(dòng)離合器10的情況下的止回閥9的出口側(cè)(自動(dòng)變速機(jī)構(gòu)11側(cè))油壓變化的特性。該圖的特性為橫軸表示時(shí)間t，縱軸表示油壓P。油壓在油路及促動(dòng)器的驅(qū)動(dòng)下變動(dòng)。首先，在對(duì)與離合器10連接的油路進(jìn)行打開/關(guān)閉的閥13被關(guān)閉的狀態(tài)下(圖中的時(shí)刻tl之前)，電動(dòng)油泵5所提供的止回閥9的出口側(cè)油壓以油壓Pl穩(wěn)定。這時(shí)，從閥13到離合器10的油路L3為沒(méi)有油的狀態(tài)。在打開閥13的情況下(tl的時(shí)刻)，油不受任何抵抗地在油路L3流動(dòng)，因此，油路的油壓從通常油壓Pl向P2急劇降低。之后，油填充到油路L3，在油到達(dá)離合器10(t2的時(shí)刻)時(shí)，直到成為離合器10開始動(dòng)作的油壓P3(t3的時(shí)刻)，油壓急劇上升。這時(shí)，如圖2 所示，油壓在短時(shí)間急劇地發(fā)生通常一低一高的變化。當(dāng)打開該閥13對(duì)離合器10供油的操作發(fā)生在怠速停止時(shí)，驅(qū)動(dòng)電動(dòng)油泵5的無(wú)刷電機(jī)4產(chǎn)生圖3那樣的速度變化。首先，無(wú)刷電機(jī)4的負(fù)荷扭矩與油壓成比例，因此，在圖3中閥13被關(guān)閉的狀態(tài)下 (圖中的時(shí)刻ti之前)，以與油壓PI對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)速m穩(wěn)定地運(yùn)轉(zhuǎn)。在打開閥13的tl時(shí)刻之后，在無(wú)刷電機(jī)4接受急劇的負(fù)荷變動(dòng)，且進(jìn)行電機(jī)扭矩一定控制的情況下，如圖3所示，與負(fù)荷扭矩的變動(dòng)同步，轉(zhuǎn)速發(fā)生變動(dòng)。在圖3中，時(shí)間 tl、t2、t3表示與圖2同一時(shí)刻。轉(zhuǎn)速在電機(jī)及泵的慣性的影響下，延遲于負(fù)荷變動(dòng)而進(jìn)行變化。這時(shí)的速度N的響應(yīng)為在當(dāng)初油壓Pl時(shí)以轉(zhuǎn)速m穩(wěn)定旋轉(zhuǎn)的狀態(tài)，但是，從時(shí)刻 tl到t2之間，因壓力的降低而無(wú)刷電機(jī)4成為無(wú)負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)。在進(jìn)行電機(jī)扭矩一定控制的情況下，輸入扭矩被控制為一定，但是，由于負(fù)荷扭矩低，所以成為輸入過(guò)大的狀態(tài)，被急劇加速。在時(shí)刻t2之后，壓力急速地恢復(fù)，負(fù)荷扭矩增大，因此，成為輸出過(guò)大的狀態(tài)，被急劇減速。在本發(fā)明的情況下，電機(jī)5為無(wú)刷電機(jī)4，在這樣的急劇的速度變化環(huán)境下，有可能失調(diào)等，因此不予優(yōu)選。因此，即使允許轉(zhuǎn)速變化，也對(duì)設(shè)定為更緩慢的轉(zhuǎn)速變化的方案進(jìn)行研究。這時(shí)的無(wú)刷電機(jī)4的轉(zhuǎn)速可以由式⑴表示。首先，在電動(dòng)油泵5中，因油路的切換等而油壓力發(fā)生變化。因此，與油壓力成比例的無(wú)刷電機(jī)4的負(fù)荷扭矩急劇變化。這時(shí)， 從下式可知，當(dāng)電機(jī)輸出扭矩Tm控制為一定時(shí)，電機(jī)的轉(zhuǎn)速Nm急劇地變化。Nm=l/JX f (Tm-TL) dt (1)在此，J 總慣性系數(shù)(泵和電機(jī)的慣性系數(shù))Tm:電機(jī)輸出扭矩TL:電機(jī)負(fù)荷扭矩從該式可知，在使電機(jī)轉(zhuǎn)速的變化以緩慢的方式運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，只要使電機(jī)輸出的扭矩以根據(jù)轉(zhuǎn)速變化進(jìn)行增減的方式來(lái)控制即可。下面，對(duì)即使在該過(guò)渡狀態(tài)下，能以緩慢設(shè)定電機(jī)轉(zhuǎn)速的變化的方式進(jìn)行運(yùn)轉(zhuǎn)的本發(fā)明裝置及方法進(jìn)行詳細(xì)地說(shuō)明。圖4表示應(yīng)用了本發(fā)明的情況下的電動(dòng)油泵驅(qū)動(dòng)用無(wú)刷電機(jī)控制系統(tǒng)3的控制塊圖。為了進(jìn)行無(wú)刷電機(jī)4的控制，無(wú)刷電機(jī)控制裝置3將產(chǎn)生無(wú)刷電機(jī)4的q軸電流指令值Iq*的控制指令產(chǎn)生裝置31、控制電流的電流控制裝置35、進(jìn)行矢量運(yùn)算的無(wú)刷電機(jī)控制裝置37、利用無(wú)刷電機(jī)控制裝置37的輸出來(lái)控制的電力轉(zhuǎn)換裝置38作為主要的部件而構(gòu)成。另外，當(dāng)執(zhí)行該控制時(shí)，作為來(lái)自無(wú)刷電機(jī)4測(cè)的進(jìn)程量，作為電流控制裝置35的返回值Iqf取入q軸電流Iq，為了進(jìn)行無(wú)刷電機(jī)控制裝置37的矢量運(yùn)算等而取入轉(zhuǎn)速 ω 1*。32，33為檢測(cè)三相電流中的任意兩相Iu、Iw的電流的電流檢測(cè)器，34為導(dǎo)出作為返回值的q軸電流Iqf的電流檢測(cè)裝置。36為根據(jù)由電流檢測(cè)器32，33檢測(cè)出的無(wú)刷電機(jī)電流運(yùn)算磁極位置、電機(jī)轉(zhuǎn)速的位置、速度檢測(cè)運(yùn)算裝置。另外，在執(zhí)行該控制時(shí)，無(wú)刷電機(jī)控制裝置3從圖1的AT控制裝置12輸入作為控制信號(hào)的油壓指令值Pc和油溫Tc。下面，對(duì)構(gòu)成無(wú)刷電機(jī)控制裝置3的各裝置的詳細(xì)功能進(jìn)行說(shuō)明。首先控制指令產(chǎn)生裝置31輸入作為來(lái)自AT控制裝置12的控制信號(hào)的油壓指令值Pc和油溫Tc，將該指令值轉(zhuǎn)換為扭矩指示值后，產(chǎn)生無(wú)刷電機(jī)的q軸電流指令值Iq*。在此，所謂無(wú)刷電機(jī)的q 軸電流是指無(wú)刷電機(jī)的扭矩電流，在控制指令產(chǎn)生裝置31中決定扭矩電流的設(shè)定值Iq*。另外，在控制指令產(chǎn)生裝置31中，當(dāng)決定q軸電流指令值Iq*時(shí)，從位置、速度檢測(cè)運(yùn)算裝置36取入轉(zhuǎn)速ω *。在本發(fā)明中，在扭矩電流設(shè)定值Iq*的決定方面具有特征， 圖5中表示其詳細(xì)電路構(gòu)成，后面將詳細(xì)地進(jìn)行說(shuō)明。電流控制裝置35反饋由電流檢測(cè)裝置34檢測(cè)出的q軸電流Iqf，在減法電路39 中求出其與指令值Iq*的差lq*_Iqf，執(zhí)行比例積分控制，獲得輸出信號(hào)Iq**。另外，在導(dǎo)出作為返回值的扭矩電流Iqf時(shí)，雖然有幾個(gè)方法，但是在此，用電流檢測(cè)器32，33檢測(cè)三相電流中任意的兩相Iu、Iw的電流，在電流檢測(cè)裝置34中導(dǎo)出q軸成分。無(wú)刷電機(jī)控制裝置37輸入電流控制裝置35的輸出信號(hào)Iq**、轉(zhuǎn)速ω 1*及無(wú)刷電機(jī)的d軸電流指令值Id并進(jìn)行矢量運(yùn)算，輸入電力轉(zhuǎn)換裝置38的U、V、W相的三相交流電壓UV、W、VW，轉(zhuǎn)換為三相交流后供給無(wú)刷電機(jī)4。另外，在位置、速度檢測(cè)運(yùn)算裝置36中， 根據(jù)利用電流檢測(cè)器32、33檢測(cè)出的無(wú)刷電機(jī)電流，對(duì)磁極位置、電機(jī)轉(zhuǎn)速進(jìn)行運(yùn)算。根據(jù)圖4的控制裝置構(gòu)成，在電流控制裝置35中，輸入利用電流偏差運(yùn)算器39 根據(jù)電流指令值Iq*和電流檢測(cè)值Iqf而得到的偏差值并進(jìn)行運(yùn)算，輸出第二電流指令值 Iq**。另外，接受該結(jié)果，在無(wú)刷電機(jī)控制裝置37中，輸入無(wú)刷電機(jī)的電流指令值Iq**和 d軸電流指令值Id及轉(zhuǎn)速ω *而進(jìn)行矢量運(yùn)算。在電力轉(zhuǎn)換裝置38中，輸入無(wú)刷電機(jī)控制裝置37的輸出電壓Vu、Vv, Vw,轉(zhuǎn)換為三相交流后，使無(wú)刷電機(jī)4旋轉(zhuǎn)，驅(qū)動(dòng)電動(dòng)式油泵 5。這樣，根據(jù)圖4的控制裝置構(gòu)成，無(wú)刷電機(jī)4根據(jù)q軸電流指令值Iq*來(lái)控制，該 q軸電流指令值Iq*在圖3表示其詳情的控制指令產(chǎn)生裝置31中被決定。而且，q軸電流指令值Iq*由從上位控制裝置12向無(wú)刷電機(jī)控制裝置3作為控制信號(hào)所提供的油壓指令值Pc和油溫Tc來(lái)決定。下面，使用圖5對(duì)本發(fā)明的中心部即控制指令產(chǎn)生裝置31進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。當(dāng)決定q軸電流指令值Iq*時(shí)，控制指令產(chǎn)生裝置31利用加法器318求將目標(biāo)扭矩τπι變換為電流指令值的常數(shù)變換裝置314的輸出Iql與來(lái)自速度控制裝置317的輸出 Iq2之和。即，從扭矩和速度的觀點(diǎn)決定q軸電流指令值Iq*。另外，根據(jù)來(lái)自圖1的AT控制裝置12的控制信號(hào)即油壓指令值Pc及油溫Tc決定扭矩和速度的目標(biāo)值。其中，為了從扭矩的觀點(diǎn)決定Iql，在圖5裝置中具備以來(lái)自AT控制裝置12的控制信號(hào)即油壓指令值Pc及油溫Tc為輸入，從預(yù)先準(zhǔn)備的數(shù)據(jù)表選擇扭矩指令值τ m并輸出的扭矩指令產(chǎn)生裝置311 ；和將扭矩指令τ m變換為電流指令值Iql的常數(shù)變換裝置 314。另外，為了從速度的觀點(diǎn)決定Iq2，在圖5裝置中具備以來(lái)自AT控制裝置12的控制信號(hào)即油壓指令值Pc及油溫Tc為輸入，從預(yù)先準(zhǔn)備的數(shù)據(jù)表選擇上限轉(zhuǎn)速Nmax并輸出的上限限定裝置315 ；同樣從預(yù)先準(zhǔn)備的數(shù)據(jù)表選擇下限轉(zhuǎn)速Nmin并輸出的下限限定裝置 316;接受由位置、速度檢測(cè)運(yùn)算裝置36檢測(cè)出的電機(jī)實(shí)際轉(zhuǎn)速m*，以電機(jī)轉(zhuǎn)速在上限轉(zhuǎn)速Nmax及下限轉(zhuǎn)速Nmin內(nèi)的方式?jīng)Q定電流指令值修正量Iq2并輸出的速度限制裝置317。下面，對(duì)決定輸出Iq2的主要的構(gòu)成部位即速度限制裝置317進(jìn)行說(shuō)明。首先，在速度限制裝置316中輸入由上限限定裝置315、下限限定裝置316選擇并輸出的上下限速度限定值Nmax、Nmin。將該上下限速度限定值Nmax、Nmln的限制設(shè)定在第一限制范圍。速度限制裝置316還具有更小幅度的第二限制范圍。第二限制范圍為將由第一制限范圍的上下限速度限定值決定的轉(zhuǎn)速區(qū)域設(shè)定分割為η個(gè)區(qū)域的內(nèi)部上限速度限定值NUi、內(nèi)部下限速度限定值NLi (i :0 η)。在此，對(duì)限定值NU、NL標(biāo)記符號(hào)I的意思是該限制范圍的組合有多個(gè)。圖6表示速度限制范圍的關(guān)系，由點(diǎn)劃線表示的Nmax、Nrnin為以來(lái)自AT控制裝置12的控制信號(hào)即油壓指令值Pc及油溫Tc為輸入決定的第一限制范圍。與之相對(duì)，NU、 NL為被設(shè)定在第一限制范圍內(nèi)的更小的幅度的第二限制范圍。在此，作為第二限制范圍表示有四組限制范圍。這兩組限制范圍例如在電動(dòng)泵起動(dòng)時(shí)和正常運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)下分開使用。在電動(dòng)泵起動(dòng)時(shí)使用第一限制范圍。這時(shí)，轉(zhuǎn)速為比由下限限定裝置316選擇的下限速度限定值Nmin低的值(圖6的Ni)，因此，根據(jù)上限速度限定值Nmax和m的差值算出正的電流指令值修正量Iq2，使電機(jī)加速。但是，在轉(zhuǎn)速比下限限定值Nmin更高，并存在在第一限制范圍內(nèi)的狀態(tài)下，第一限制范圍的限制動(dòng)作不發(fā)揮功能。與之相對(duì)，本發(fā)明的更小幅度的第二限制范圍在正常運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)發(fā)揮功能，但是，即使在該情況下，例如存在在第二限制范圍的狀態(tài)下，限制動(dòng)作也不發(fā)揮功能。例如，在圖6 中，現(xiàn)在時(shí)刻的轉(zhuǎn)速為XI，且存在在第二限制范圍Num、NLm的范圍內(nèi)時(shí)，這時(shí)，第二限制范圍NUm、NLm不發(fā)揮計(jì)算電流指令值修正量lq2的功能。第二限制范圍Num、NLm發(fā)揮計(jì)算電流指令值修正量lq2的功能，是在發(fā)生圖3所示的現(xiàn)象，由于轉(zhuǎn)速的急變而脫離該限制范圍時(shí)。即，在轉(zhuǎn)速?gòu)腦l向X2移動(dòng)，到達(dá)上限NUm 時(shí)。這時(shí)，速度限制裝置317檢測(cè)電機(jī)實(shí)際轉(zhuǎn)速超過(guò)第二限制范圍的上限轉(zhuǎn)速NUm，例如根據(jù)與下限限定值NLm的差信號(hào)計(jì)算負(fù)的電流指令值修正量lq2并輸出。由此，電流指令值Iq*減少，以電機(jī)實(shí)際轉(zhuǎn)速成為上限旋轉(zhuǎn)速NUm以下的方式進(jìn)行動(dòng)作，限制轉(zhuǎn)速的上升。S卩，在該狀態(tài)下，負(fù)荷扭矩急劇減小而轉(zhuǎn)速上升，因此，使提供給電機(jī)的輸入扭矩減少，使電機(jī)的輸入輸出扭矩均衡，由此，發(fā)揮使轉(zhuǎn)速降低的功能。但是，在發(fā)生圖3那樣的急劇且大的變動(dòng)時(shí)，不能馬上使電機(jī)的輸入輸出扭矩均衡，而轉(zhuǎn)速隨著上限轉(zhuǎn)速NUm保持原狀，并沒(méi)有改善。于是，在本發(fā)明中，監(jiān)視轉(zhuǎn)速?gòu)纳舷揶D(zhuǎn)速Ntoi未降低的時(shí)間，轉(zhuǎn)換為下面的第二限制范圍NUm+l、NLm+l。NUm+UNLm+1為比NUm、NLm大的值的限制范圍。圖6的例中表示即使通過(guò)該范圍移動(dòng)也不會(huì)向速度降低移動(dòng)，而通過(guò)提高逐次范圍最終在NUN、NLN穩(wěn)定。在圖3的例中，在轉(zhuǎn)速上升后向離合器10填充油時(shí)，油壓降低。在圖6的X5中轉(zhuǎn)變?yōu)檗D(zhuǎn)速減少。這時(shí)，速度限制裝置317檢測(cè)電機(jī)實(shí)際轉(zhuǎn)速為第二限制范圍的下限轉(zhuǎn)速NLN 以下，例如根據(jù)與上限限定值NUN的差信號(hào)計(jì)算正的電流指令值修正量Iq2并輸出。由此， 增加電流指令值Iq*，且以電機(jī)實(shí)際轉(zhuǎn)速成為下限轉(zhuǎn)速NLN以上的方式進(jìn)行動(dòng)作，限制轉(zhuǎn)速的降低。S卩，在該狀態(tài)下，負(fù)荷扭矩急增而轉(zhuǎn)速降低，因此，使提供給電機(jī)的輸入扭矩增加， 使電機(jī)的輸入輸出扭矩均衡，由此，發(fā)揮使轉(zhuǎn)速上升的功能。另外，第二限制范圍追隨移行范圍直到轉(zhuǎn)速穩(wěn)定。在該情況下，在移動(dòng)到接著的限制范圍時(shí)以附隨的狀態(tài)的持續(xù)時(shí)間監(jiān)視、切換的情況與上升的情況相同。另外，在求其輸出即電流指令值修正量Iq2時(shí)，速度限制裝置317相對(duì)于輸入偏差實(shí)施比例積分控制等。這樣，控制指令產(chǎn)生裝置31提供的q軸電流指令值Iq*在電機(jī)轉(zhuǎn)速附*位于上限轉(zhuǎn)速Nmax及下限轉(zhuǎn)速Nmin內(nèi)時(shí)成為Iql，在電機(jī)轉(zhuǎn)速Ni*脫離了上限轉(zhuǎn)速Nmax及下限轉(zhuǎn)速Nmin的范圍時(shí)將與脫離量相當(dāng)?shù)碾娏髦噶钪敌拚縄q2與Iql相加，成為Iql+Iq2。圖7表示執(zhí)行上述控制時(shí)的轉(zhuǎn)速的變動(dòng)，在轉(zhuǎn)速有上升趨勢(shì)時(shí)以使電機(jī)的輸入扭矩減少的方式進(jìn)行工作，在存在降低趨勢(shì)時(shí)以使電機(jī)的輸入扭矩增加的方式進(jìn)行工作，由此，能夠?qū)⑥D(zhuǎn)速的變動(dòng)幅度抑制得較低。因此，能夠減小無(wú)傳感器電機(jī)4的失調(diào)的危險(xiǎn)性。在本發(fā)明中，通過(guò)這樣以狹小的區(qū)域?qū)挾扔蒙舷孪匏俣认薅ㄖ颠M(jìn)行電機(jī)轉(zhuǎn)速的限制，能夠?qū)⒁蜇?fù)荷扭矩的變動(dòng)導(dǎo)致的轉(zhuǎn)速的變動(dòng)抑制得較小。通過(guò)如上進(jìn)行控制，根據(jù)電機(jī)的旋轉(zhuǎn)變動(dòng)能夠快速地增減輸出扭矩，因此，在電機(jī)進(jìn)行一定扭矩控制的情況下，能夠防止因急劇的負(fù)荷變動(dòng)導(dǎo)致的失調(diào)。通過(guò)以上的方法，提供一種電動(dòng)油泵用電機(jī)控制裝置及控制方法，即使在電動(dòng)油泵驅(qū)動(dòng)無(wú)刷電機(jī)系統(tǒng)中，通過(guò)油路切換等而油壓變化，無(wú)刷電機(jī)的負(fù)荷扭矩急劇變化的情況下，也能夠抑制電機(jī)的轉(zhuǎn)速的急變，不會(huì)失調(diào)而能夠穩(wěn)定地控制。另外，根據(jù)本發(fā)明，還可減少電動(dòng)油泵的轉(zhuǎn)速急劇變化等造成的沖擊扭矩的產(chǎn)生或異常聲音的產(chǎn)生等，有效地減少電機(jī)及泵的損傷。
權(quán)利要求
1.一種電動(dòng)油泵用電機(jī)控制裝置，具備機(jī)械式油泵，其由發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)而供給油壓；電動(dòng)式油泵，其由電機(jī)驅(qū)動(dòng)而供給油壓；供油切換機(jī)構(gòu)，其在發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)時(shí)選擇來(lái)自機(jī)械式油泵的供油，在發(fā)動(dòng)機(jī)停止時(shí)選擇來(lái)自電動(dòng)式油泵的供油；AT控制裝置，其在發(fā)動(dòng)機(jī)停止時(shí)提供所述電機(jī)的起動(dòng)指令和所述油系統(tǒng)的供油信息；控制指令產(chǎn)生裝置，其使用來(lái)自該AT 控制裝置的供油信息，提供決定所述電機(jī)扭矩的第一電流指令信號(hào)與由所述電機(jī)的速度偏差決定的第二電流指令信號(hào)之和的信號(hào)；電流控制裝置，其根據(jù)該控制指令產(chǎn)生裝置的輸出和所述電機(jī)的負(fù)荷電流的差，提供第三電流指令信號(hào)；電機(jī)控制裝置，其獲得該電流控制裝置的輸出而執(zhí)行矢量控制；電力變換裝置，其由該電機(jī)控制裝置控制，并控制提供給所述電機(jī)的交流電，所述電機(jī)為無(wú)傳感器電機(jī)，其特征在于，所述控制指令產(chǎn)生裝置具備用于獲得由所述電機(jī)的速度偏差決定的第二電流指令信號(hào)的速度限制裝置，該速度限制裝置對(duì)于轉(zhuǎn)速具有第一上限值和第一下限值，在轉(zhuǎn)速脫離該范圍時(shí)，提供抑制轉(zhuǎn)速變動(dòng)的方向的所述第二電流指令信號(hào)，而且，在脫離狀態(tài)持續(xù)規(guī)定時(shí)間以上時(shí)，對(duì)于向脫離持續(xù)方向變化的轉(zhuǎn)速，設(shè)定新的第一上限值和第一下限值。
2.如權(quán)利要求1所述的電動(dòng)油泵用電機(jī)控制裝置，其特征在于，所述控制指令產(chǎn)生裝置具備根據(jù)來(lái)自所述AT控制裝置的供油信息設(shè)定上限轉(zhuǎn)速的第一信號(hào)產(chǎn)生裝置、和根據(jù)來(lái)自所述AT控制裝置的供油的信息設(shè)定下限轉(zhuǎn)速的第二信號(hào)產(chǎn)生裝置，所述速度限制裝置將轉(zhuǎn)速限制在所述第一信號(hào)產(chǎn)生裝置和所述第二信號(hào)產(chǎn)生裝置所提供的上限轉(zhuǎn)速和下限轉(zhuǎn)速的范圍內(nèi)，并且，所述第一上限值和所述第一下限值被設(shè)定為所述第一產(chǎn)生裝置和所述第二信號(hào)產(chǎn)生裝置所提供的上限轉(zhuǎn)速和下限轉(zhuǎn)速的范圍內(nèi)。
3.如權(quán)利要求2所述的電動(dòng)油泵用電機(jī)控制裝置，其特征在于，在電動(dòng)油泵起動(dòng)時(shí)，將所述第一產(chǎn)生裝置和所述第二信號(hào)產(chǎn)生裝置所提供的上限轉(zhuǎn)速和下限轉(zhuǎn)速作為設(shè)定信號(hào)而決定所述第二電流指令信號(hào)，在電動(dòng)油泵動(dòng)作時(shí)，將所述第一上限值和所述第一下限值作為設(shè)定信號(hào)而決定所述第二電流指令信號(hào)。
4.一種電動(dòng)油泵用電機(jī)控制裝置的控制方法，該電動(dòng)油泵用電機(jī)控制裝置具有機(jī)械式油泵，其由發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)而供給油壓；電動(dòng)式油泵，其由電機(jī)驅(qū)動(dòng)而供給油壓；供油切換機(jī)構(gòu)，其在發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)時(shí)選擇來(lái)自機(jī)械式油泵的供油，在發(fā)動(dòng)機(jī)停止時(shí)選擇來(lái)自電動(dòng)式油泵的供油，利用無(wú)傳感器電機(jī)驅(qū)動(dòng)電動(dòng)式油泵，該控制方法的特征在于，將所述無(wú)傳感器電機(jī)的轉(zhuǎn)速維持在第一上限值和第一下限值的范圍內(nèi)，在轉(zhuǎn)速脫離該范圍時(shí)向抑制轉(zhuǎn)速變動(dòng)的方向進(jìn)行控制，而且，在脫離狀態(tài)持續(xù)規(guī)定時(shí)間以上時(shí)，對(duì)于向脫離持續(xù)方向變化的轉(zhuǎn)速，設(shè)定新的第一上限值和第一下限值。
5.如權(quán)利要求4所述的電動(dòng)油泵用電機(jī)控制裝置的控制方法，其特征在于，所述轉(zhuǎn)速的新的第一上限值和第一下限值的設(shè)定變更范圍允許在另外決定的第二上下限值范圍內(nèi)。
全文摘要
一種電動(dòng)油泵用電機(jī)控制裝置及控制方法，使無(wú)刷電機(jī)驅(qū)動(dòng)油泵不失調(diào)而穩(wěn)定地控制。該裝置具備切換機(jī)械式和電動(dòng)式油泵的供油的供油切換機(jī)構(gòu)、使用供油信息提供決定電機(jī)扭矩的第一電流指令信號(hào)和由電機(jī)速度偏差決定的第二電流指令信號(hào)之和的信號(hào)的控制指令產(chǎn)生裝置、根據(jù)控制指令產(chǎn)生裝置的輸出和無(wú)傳感器電機(jī)的負(fù)荷電流的差執(zhí)行矢量控制的電機(jī)控制裝置，控制指令產(chǎn)生裝置具備用于獲得第二電流指令信號(hào)的速度限制裝置，速度限制裝置具有第一上限值和第一下限值，當(dāng)轉(zhuǎn)速脫離該范圍時(shí)提供抑制轉(zhuǎn)速變動(dòng)的方向的第二電流指令信號(hào)，且在脫離狀態(tài)持續(xù)規(guī)定時(shí)間以上時(shí)，對(duì)于脫離持續(xù)方向變化的轉(zhuǎn)速，設(shè)定新的第一上限值和第一下限值。
文檔編號(hào)F16H61/00GK102403947SQ201110256718
公開日2012年4月4日 申請(qǐng)日期2011年9月1日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月14日
發(fā)明者佐野幸洋, 野尻雄幸, 野田淳一, 鈴木一平 申請(qǐng)人:加特可株式會(huì)社