BR112014025606B1

BR112014025606B1 - Aparelho Limpador

Info

Publication number: BR112014025606B1
Application number: BR112014025606-3A
Authority: BR
Inventors: Kimura Masaaki; Tanaka Hiroto; Iwasaki Tamotsu; Annaka Tomohiko; Kojima Naoki; Kitazawa Junya
Original assignee: Mitsuba Corporation
Priority date: 2012-04-16
Filing date: 2013-04-16
Publication date: 2018-03-13
Also published as: US20150082575A1; JP2017108629A; MX357242B; JP6316467B2; CN104272579B; US20170222581A1; US9735717B1; JP6100759B2; EP2840700B1; EP2840700A1; US20170324357A1; JPWO2013157558A1; EP2840700A4; CN104272579A; US9660559B2; RU2587457C1; WO2013157558A1; MX2014012557A; US9923494B2

Abstract

resumo da patente de invenção para: motor sem escovas e aparelho limpador. um motor sem escovas compreende: um estator 21 com bobinas de induzido 21a, 21b, e 21c; um rotor 22 que é girado por um campo magnético rotativo; e um elemento de comutação 30a, em que o motor sem escovas tem uma unidade de controle do número de rotação 33, que comuta entre o modo de baixa velocidade e de alta velocidade, em que no modo de baixa velocidade, a unidade de controle do número de rotação 33 fornece corrente para as bobinas de induzido 21a, 21b, 21c no tempo de energização predeterminado e controla a um fator de marcha para controlar o número de rotação do rotor 22, e no modo de alta velocidade, a unidade de controle do número de rotação 33 fornece corrente para as bobinas de induzido 21a, 21b, e 21c no tempo de energização avançado a partir do tempo de energização para o modo de baixa velocidade, realizando assim o controle de enfraquecimento do campo para enfraquecer o campo magnético rotativo a partir daquele do modo de baixa velocidade para controlar o número de rotação do rotor 22.

Description

(54) Título: APARELHO LIMPADOR (51) Int.CI.: H02P 6/08; B60S 1/08; H02K 11/00 (30) Prioridade Unionista: 16/04/2012 JP 2012-092882, 26/02/2013 JP 2013-036019 (73) Titular(es): MITSUBA CORPORATION (72) Inventor(es): MASAAKI KIMURA; HIROTO TANAKA; TAMOTSU IWASAKI; TOMOHIKO ANNAKA; NAOKI KOJIMA; JUNYA KITAZAWA

1/80

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para: “MOTOR SEM

ESCOVAS E APARELHO LIMPADOR”.

CAMPO TÉCNICO [0001] A presente invenção se refere a um motor sem escova que inclui: um rotor montado com imãs permanentes; e um estator provido de uma bobina de induzido, e um motor de limpador de para-brisa.

FUNDAMENTOS DA TÉCNICA [0002] Convencionalmente, os exemplos de um motor, em que o número de rotação de um rotor é comutável são revelados nos Documentos de Patente 1, 2, e 3. O motor descrito nos

Documentos de Patente 1 e 2 tem um envoltório, um imã acomodado no envoltório, um induzido fornecido rotativamente no interior do envoltório e que tem uma bobina enrolada em volta do mesmo, um eixo que gira integralmente com o induzido, um comutador provido para o eixo, e uma escova de operação de alta velocidade e uma escova de operação de baixa velocidade, cada qual se encontra em contato com o comutador.

Quando um acionador opera um comutador para selecionar acionamento a baixa velocidade, uma corrente flui através da escova de operação de baixa velocidade para fazer com que o eixo rode a um número de rotação baixo. Por outro lado, quando o acionador aciona o comutador para selecionar acionamento a alta velocidade, uma corrente flui através da

2/80 escova de operação de alta velocidade para fazer com que o eixo rode a um número de rotação elevado.

[0003] Por outro lado, o motor descrito no Documento de Patente 3 tem um estator de forma anular fixado à superfície interior de um alojamento de culatra e tendo uma pluralidade de bobinas de induzido enroladas em tono do mesmo, um rotor rotativamente localizado no interior do estator e que tem um eixo de rotação, e um imã fornecido para o eixo de rotação. No motor descrito no presente documento de patente 3, as correntes de magnetização diferentes em fase umas das outras são fornecidas para a pluralidade de bobinas de induzido para gerar um campo magnético rotativo, fazendo assim com que o rotor gire. Além disso, o motor descrito no

Documento de Patente 3 não tem escovas que são descritas na

Patente Documentos 1 e 2.

DOCUMENTOS DO ESTADO DA TÉCNICA

Documentos de patentes [0004] Documento de Patente 1: Publicação do Pedido de Patente Japonesa Aberto ao público No. 2007-202.391 [0005] Documento de Patente 2: Publicação do Pedido de Patente Japonesa Aberto ao público No. 2007-143278 [0006] Documento de Patente 3: Publicação do Pedido de Patente Japonesa Aberto ao público No. 2010-93.977 DESCRIÇÃO DA INVENÇÃO

Problemas a serem resolvidos pela invenção

3/80 [0007] Cada um dos motores descritos nos Documentos de patente 1 a 3 é fornecido com um elemento de comutação, que controla o tempo de fornecimento de uma corrente para a bobina de induzido, independentemente de ser um motor sem escovas. E, o número de rotação do rotor é controlado alterando um fator de marcha para controle LIGADO / DESLIGADO do elemento de comutação. Assim, a composição do motor foi projetada de modo que o rotor pode ser girado a alta velocidade, e o controle é realizado em que um fator de marcha quando o rotor é girado a um número baixo de rotação é diminuído, em comparação com um fator de marcha quando o rotor é girado a um número de rotação elevado. Portanto, a composição do motor é projetada com referência ao caso em que o rotor é girado a um número de rotação elevado, colocando, assim, um problema de aumento na composição.

[0008] Um objetivo da presente invenção consiste em proporcionar um motor sem escovas e o aparelho de limpador com a composição capaz de ser reduzida tanto quanto possível.

Meios para resolver os problemas [0009] Um motor sem escova de acordo com a presente invenção compreende: um estator tendo uma bobina de induzido ao qual uma corrente é fornecida; um rotor que é girado por um campo magnético rotativo formado pela bobina de induzido e é ligado a um membro de operação; e um elemento de comutação fornecido em uma rota para o fornecimento de corrente para a

4/80 bobina de induzido, em que o motor sem escovas tem uma unidade de controle do número de rotação que controla um número de rotação do rotor com pelo menos dois modos de controle diferentes no número de rotação do rotor entre si, e quando um primeiro modo de controle é selecionado dentre os modos de controle, a unidade de controle do número de rotação fornece a corrente para a bobina de induzido em tempo de energização predeterminado e controla um fator de marcha indicando uma relação de LIGADO do elemento de comutação para controlar o número de rotação do rotor e, quando um segundo modo de controle é selecionado dentre os modos de controle, a unidade de controle do número de rotação fornece a corrente para a bobina de induzido em tempo de energização avançado a partir do tempo de energização para o primeiro modo de controle, realizando, assim, o controle de enfraquecimento de campo para enfraquecer o campo magnético rotativo formado pela bobina de induzido em relação a um campo magnético rotativo para o primeiro modo de controle para controlar o número de rotação do rotor.

[00010] O motor sem escovas de acordo com a presente invenção pode ainda compreender um mecanismo de redução de velocidade fornecido em uma via de transmissão de energia de acionamento a partir do rotor para o membro de operação, em que o mecanismo de redução de velocidade tem uma estrutura de

5/80 uma redução de um número de rotação de saída em relação a um número de rotação de entrada.

[00011] O motor sem escovas de acordo com a presente invenção pode ainda compreender uma unidade de controle de direção de rotação que faz girar o rotor para frente e para trás ao mudar uma direção da corrente a ser fornecida para a bobina de induzido.

[00012] No motor sem escovas de acordo com a presente invenção, pode ser fornecida uma placa de controle tendo a unidade de controle do número de rotação, e o mecanismo de redução de velocidade e a placa de controle podem ser acomodados em um alojamento comum.

[00013] Um aparelho limpador compreende: um braço limpador que é um membro de operação para a limpeza de um para-brisa de um veículo, em que o braço limpador está ligado ao rotor do motor sem escovas de acordo com qualquer uma das invenções acima presentes.

[00014] No aparelho limpador de acordo com a presente invenção podem ser fornecidos um imã de sensor e um sensor do número de rotação, o imã de sensor girando integralmente com o rotor, e o sensor do número de rotação emitindo um sinal de acordo com uma mudança em um polo magnético do imã de sensor quando o rotor gira, e quando se realiza o controle de enfraquecimento do campo, a unidade de controle do número de rotação controla o número de rotação do rotor por meio da

6/80 detecção do número de rotação do rotor com base em um sinal proveniente do sensor do número de rotação, e o avanço do tempo de energização da bobina de induzido por um ângulo elétrico de 30 graus.

EFEITOS DA INVENÇÃO [00015] De acordo com a presente invenção (reivindicação 1), a classificação do motor sem escovas é determinada com referência ao número de rotação do rotor no primeiro modo de controle, e o número de rotação do rotor no segundo modo de controle podem ser obtidos pelo controle de enfraquecimento do campo. Portanto, o motor sem escovas pode ser reduzido em tamanho, tanto quanto possível.

[00016] De acordo com a presente invenção (reivindicação 2), o mecanismo de redução de velocidade pode controlar o número de rotação do rotor, e amplificar o torque de saída em relação ao torque de entrada.

[00017] De acordo com a presente invenção (reivindicação 3), o rotor pode ser girado inversamente comutando a direção de uma corrente que flui através da bobina de induzido.

[00018] De acordo com a presente invenção (reivindicação 4), uma vez que o mecanismo de redução de velocidade e a placa de controle são acomodados no alojamento comum, o motor sem escovas pode ser reduzido em tamanho, e é

7/80 possível melhorar a capacidade de disposição quando o motor sem escovas está montado em um sujeito alvo.

[00019] De acordo com a presente invenção (reivindicação 5), o para-brisas do veículo pode ser limpo por meio da transmissão de energia de acionamento do rotor do motor sem escovas para o braço limpador para operar o braço limpador.

[00020] De acordo com a presente invenção (reivindicação 6), quando o controle de enfraquecimento do campo é realizado, o número de rotação do rotor pode ser controlado por meio da detecção do número de rotação do rotor com base em um sinal do sensor do número de rotação, e o avanço do tempo de energização para a bobina de induzido por um ângulo elétrico de 30 graus.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS [00021] A FIG. 1 é uma vista esquemática que mostra um exemplo no qual um motor sem escovas de acordo com a presente invenção é aplicado a um aparelho limpador de um veículo;

[00022] A FIG. 2 é uma vista externa que mostra o motor sem escovas de acordo com a presente invenção;

[00023] A FIG. 3 é uma vista de fundo que mostra o motor sem escovas de acordo com a presente invenção, com um revestimento interno removido;

8/80 [00024] A FIG. 4 é um diagrama de blocos que mostra um sistema de controle do motor sem escovas de acordo com a presente invenção;

[00025] A FIG. 5 é um diagrama que mostra uma relação entre o número de rotação e o torque no motor sem escovas;

[00026] A FIG. 6 é um diagrama que mostra uma relação entre o número de rotação e ângulo de avanço do motor sem escovas;

[00027] A FIG. 7 é um diagrama que mostra uma relação entre o ângulo de avanço e a eficiência do motor sem escovas; [00028] A FIG. 8 é uma vista esquemática que mostra um outro exemplo no qual um motor sem escovas de acordo com a presente invenção é aplicado a um aparelho limpador de um veículo;

[00029] A FIG. 9 é uma vista externa que mostra o motor sem escovas de acordo com a presente invenção;

[00030] A FIG. 10 é uma vista de fundo que mostra o motor sem escovas de acordo com a presente invenção, com um revestimento interno removido;

[00031] A FIG. 11 é um diagrama de blocos que mostra um sistema de controle do motor sem escovas de acordo com a presente invenção;

[00032] A FIG. 12 é um diagrama que mostra um exemplo das características do motor sem escovas de acordo com a presente invenção;

9/80 [00033] A FIG. 13 é uma vista esquemática que mostra ainda outro exemplo em que um motor sem escovas de acordo com a presente invenção é aplicado a um aparelho limpador de um veículo;

[00034] A FIG. 14 é uma vista externa que mostra o motor sem escovas de acordo com a presente invenção;

[00035] A FIG. 15 é uma vista de fundo que mostra o motor sem escovas de acordo com a presente invenção, com um revestimento interno removido;

[00036] A FIG. 16 é um diagrama de blocos que mostra um sistema de controle do motor sem escovas de acordo com a presente invenção;

[00037] As FIGS. 17A a 17C são diagramas que mostram os exemplos de primeiro e segundo controles que são executados pelo motor sem escovas de acordo com a presente invenção;

[00038] A FIG. 18 é um diagrama que mostra as características do motor sem escovas de acordo com a presente invenção;

[00039] A FIG. 19 é um diagrama que mostra uma relação entre as características e o ângulo elétrico do motor sem escovas de acordo com a presente invenção;

[00040] A FIG. 20 é um diagrama que mostra um exemplo de controle, que é realizado com base em um ângulo de

10/80 operação do motor sem escovas de acordo com a presente invenção;

[00041] A FIG. 21 é um diagrama que mostra um exemplo de controle, que é executado com base no número de rotação do motor sem escovas de acordo com a presente invenção;

[00042] A FIG. 22 é um diagrama que mostra um exemplo de controle, que é realizado com base no tempo no motor sem escovas de acordo com a presente invenção;

[00043] As FIGS. 23A e 23B são as listas que mostram exemplos de primeiro e segundo controles que são executados pelo motor sem escovas de acordo com a presente invenção;

[00044] As FIGS. 24A e 24B são vistas seccionais que mostram exemplos de uma estrutura de um rotor para o motor sem escovas de acordo com a presente invenção;

[00045] A FIG. 25 é uma vista esquemática que mostra um exemplo da relação entre o rotor e o estator no motor sem escovas de acordo com a presente invenção;

[00046] A FIG. 26 é uma vista esquemática que mostra um outro exemplo da relação entre o rotor e o estator no motor sem escovas de acordo com a presente invenção; e [00047] A FIG. 27 é um diagrama que mostra as características do motor sem escovas de acordo com a presente invenção.

MELHOR MODO DE REALIZAR A INVENÇÃO

11/80 [00048] Daqui em diante, uma forma de realização da presente invenção será descrita em detalhe com referência aos desenhos. Um veículo 10, mostrado na FIG. 1 tem um para-brisa

11. O veículo 10 tem ainda um aparelho limpador 12 para limpar o para-brisa 11. O aparelho limpador 12 tem: um braço limpador 14, que oscila sobre um eixo de articulação 13; e um braço limpador 16 que oscila em um eixo de articulação 15.

Uma lâmina de limpador 17 está montada na extremidade livre do braço limpador 14, e uma lâmina de limpador 18 está montada na extremidade livre do braço limpador 16. O aparelho limpador 12 tem ainda um motor sem escovas 19 como fonte de energia de acionamento para acionar dos braços do limpador 14 e 16 Nesta forma de realização, a energia de acionamento do motor sem escovas 19 é transmitida para os braços do limpador e 16 através de um mecanismo de transmissão de energia de acionamento 20 composto por peças tais como alavancas e articulações.

[00049] O motor sem escovas 19 é construído como mostrado nas FIGS. 2, 3 e 4. Um motor sem escovas trifásico de quatro pólos 19 é utilizado como o motor sem escovas 19, nesta forma de realização. O motor sem escovas 19 tem um estator 21 e um rotor 22. O motor sem escovas 19 tem ainda um envoltório cilíndrico com a extremidade fechada 23, e o estator 21 é provido e fixo para a periferia interior do envoltório 23. Como mostrado na FIG. 4, o estator 21 tem três

12/80 fases, especificamente, bobinas de induzido de fases U, V, e

W 21a, 21b, e 21c. O rotor 22 é provido no interior do estator 21, e o rotor 22 tem: um eixo de rotação 22a; e imãs permanentes de quatro pólos 22b montados no eixo de rotação

22a. Uma pluralidade de mancais de eixo (não mostrada) é proporcionada no interior do envoltório 23, e o eixo de rotação 22a é suportado rotativamente pelos mancais.

[00050] Além disso, o motor sem escovas 19 tem ainda uma armação oca 24, e a armação 24 e o envoltório 23 são fixados por um componente de preensão (não mostrado).

Substancialmente meia parte do eixo rotativo 22a em uma direção do comprimento situa-se no interior do envoltório 23, e a parte restante do eixo de rotação 22a é localizada no interior da estrutura 24. Um parafuso sem fim 22c é formado sobre a periferia exterior da referida parte do eixo de rotação 22a, no interior do envoltório 23. A roda de parafuso sem fim 25 está prevista no interior da armação 24. Uma engrenagem 25a está formada na periferia exterior da roda de parafuso sem fim 25, e a engrenagem 25a e o parafuso sem fim

22c estão envolvidos com o outro. Além disso, um imã de sensor 38 está montado na dita parte restante do eixo de rotação 22a, localizado no interior da armação 24. O imã de sensor 38 roda integralmente com o eixo rotativo 22a. O imã de sensor 38 está magnetizado de modo a que os pólos N e

13/80 pólos S estão alternadamente dispostos ao longo de uma direção circunferencial do eixo rotativo 22a.

[00051] Além disso, a roda de parafuso sem fim 25 está configurada para girar integralmente com um eixo de saída 26.

O parafuso sem fim 22c e a engrenagem 25a constituem coletivamente um mecanismo de redução de velocidade 27, nesta forma de realização. Este mecanismo de redução de velocidade é um mecanismo para a redução do número de rotação do eixo de saída 26 (o número de rotação de saída) em relação ao número de rotação do (número de rotação de entrada) do rotor

22, quando a energia de acionamento do rotor 22 é transmitida para o eixo de saída 26. Além disso, na FIG. 2, uma parte superior da armação 24 está provida com um orifício de eixo (não mostrado). A roda de parafuso sem fim 25 está fixada a uma parte da extremidade do eixo de saída 26, a outra parte de extremidade do eixo de saída 26 está exposta para o exterior através do orifício do eixo da estrutura 24, e acoplada ao mecanismo de transmissão de energia de acionamento 20, como mostrado na FIG. 1.

[00052] Uma abertura 24a é provida para a parte do lado oposto da estrutura 24 a partir do orifício de eixo.

Esta abertura 24a é formada, a fim de instalar a roda de parafuso sem fim 25, e semelhante, na armação 24. Além disso, um revestimento interno 28 para fechar a abertura 24a é proporcionado para a armação 24. O revestimento interno 28

14/80 tem uma forma de bandeja, e uma placa de controle 29 é fornecida em um espaço circundado pelo revestimento interno e a armação 24. Um exemplo em que a placa de controle 29 está montada sobre o revestimento interno 28 é mostrado na

FIG. 2.

[00053] Como mostrado na FIG. 4, esta placa de controle 29 é fornecida com um dispositivo de acionamento 33 para controlar o motor sem escovas 19. O dispositivo de acionamento 33 tem um circuito inversor 30 para o controle de energização para cada uma das bobinas de induzido 21a, 21b, e

21c. O circuito inversor 30 está conectado a um terminal (não mostrado) . A armação 24 é provida com um conector (não mostrado), e através da inserção de um soquete (não mostrado) de um fio elétrico conectado a uma fonte de energia elétrica externa 31 para dentro do conector, a fonte de energia elétrica externa 31 e o circuito inversor 30 são conectados uns aos outros. A fonte de energia elétrica externa 31 é uma bateria, capacitor ou semelhante montada no veículo 10.

[00054] Além disso, o circuito inversor 30 é fornecido com um elemento de comutação 30a para conectar as bobinas de induzido 21a, 21b, e 21c à fonte de energia elétrica externa

31, e desligando-as a partir da fonte de energia elétrica externa 31 30^a. Este elemento de comutação é composto por, por exemplo, um dispositivo semicondutor, tal como um FET.

Mais especificamente, o elemento de comutação 30a inclui três

15/80 elementos de comutação do lado positivo correspondentes às fases U, V, e W e conectados ao polo positivo da fonte de energia elétrica externa 31, e três elementos de comutação do lado negativo correspondentes às fases U, V, e W e conectados ao lado negativo da fonte de energia elétrica externa 31.

Quando o elemento de comutação 30a está conectado (LIGADO), a corrente é fornecida a partir da fonte de energia elétrica externa 31 para as bobinas de induzido 21a, 21b, e 21c. Em contraste, quando o elemento de comutação 30a é interrompido (DESLIGADO), a corrente não é fornecida pela fonte de energia elétrica externa 31 das bobinas de induzido 21a, 21b, e 21c.

Além disso, um circuito de controle (controlador) 32 que tem uma função de controle de comutação entre LIGADO e DESLIGADO do elemento de comutação 30a está conectado ao circuito inversor 3 0.

[00055] Este circuito de controle 32 é um microcomputador conhecido, incluindo CPU, RAM, ROM, e outros semelhantes. O dispositivo de acionamento 33 tem ainda um circuito gerador de sinal PWM 34, e um sinal a partir do circuito gerador de sinal PWM 34 é introduzido no circuito de controle 32. Este circuito de controle 32 emite um sinal de acionamento para controlar três elementos de comutação de lado negativo, e um sinal PWM é sobreposto a este sinal de acionamento. Isto é, os três elementos de comutação de lado negativo são acionados por controle PWM, de modo que eles são

16/80 intermitentemente ligados em cada período de tempo de energização. E controlando uma razão em que os três elementos de comutação de lado negativo são separadamente ligados, isto é, um fator de marcha, a corrente a ser fornecida a cada uma das bobinas de induzido 21a, 21b, e 21c pode ser controlada.

Isto é, o período de tempo de energização em que a energia elétrica é fornecida para as bobinas de induzido 21a, 21b, e

21c pode ser aumentado e diminuído, entre 0% e 100% em relação a um período de tempo energizável total. Além disso, o circuito de controle 32 tem nele armazenado dados, programa, etc, para o controle a ser executado no tempo de arranque o motor sem escovas 19. O tempo de arranque do motor sem escovas 19 é um tempo inicial de rotação do motor sem escovas 19 em uma paralisação.

[00056] Além disso, uma unidade de detecção de tensão induzida 35 está conectada a uma extremidade não ligada ao fio de cada uma das bobinas de induzido 21a, 21b, e 21c. A unidade de detecção de tensão induzida 35 é um sensor que detecta uma tensão induzida ocorrendo em cada uma das bobinas de induzido 21a, 21b, e 21c, em associação com a rotação do rotor 22, e um sinal de detecção a partir da unidade de detecção de tensão induzida 35 está inserido para o circuito de controle 32. O circuito de controle 32 executa um processo de estimativa de uma posição de rotação do rotor 22 (uma fase em uma direção de rotação) à base do sinal de detecção,

17/80 introduzido a partir da unidade de detecção de tensão induzida 3 5.

[00057] Além disso, o motor sem escovas 19 nesta forma de realização realiza a mudança de controle entre LIGADO e

DESLIGADO do elemento de comutação 30a para inverter a direção de energização com relação às bobinas de induzido

21a, 21b, e 21c, permitindo assim que o rotor 22 gire para frente e para trás.

[00058] Além disso, um sensor de eixo de saída 36, que detecta pelo menos uma do número de rotação e uma posição absoluta do eixo de saída 26, é provido no interior da estrutura 24. A posição absoluta significa um ângulo de rotação do eixo de saída 26 em relação a uma posição de referência. A posição de referência pode ser determinada em qualquer posição dentro do intervalo de 360 graus. Um sinal de detecção a partir desse sensor do eixo de saída 36 é introduzido no circuito de controle 32. Além disso, um Hall

IC 39 é montado na placa de controle 29. O Hall IC 39 é fixo, de modo a ficar voltado para o imã do sensor 38 em uma forma sem contato. Com a rotação do rotor 22, o Hall IC 39 executa uma operação de comutação, com uma mudança de polo magnético do imã de sensor 38, gerando um sinal de comutação (um sinal

LIGADO / DESLIGADO). O circuito de controle 32 pode detectar o número de rotação (velocidade de rotação) do rotor 22, com base no sinal de comutação do Hall IC 39. Além disso, um

18/80 comutador do limpador 37 é fornecido no interior do veículo

10, e um sinal de operação a partir do comutador do limpador

37, é introduzido no circuito de controle 32.

[00059] No aparelho limpador 12, o comutador do limpador 37 é operado pela intenção de um motorista com base em condições, tais como a quantidade de chuva, a quantidade de queda de neve, etc, permitindo assim que a velocidade de limpeza dos braços do limpador 14 e 16 seja mudada. Quando a quantidade de chuva ou a quantidade de queda de neve é pequena, o motorista pode operar o comutador do limpador 37 para selecionar um modo de limpeza de baixa velocidade para fazer com que os braços do limpador 14 e 16 operem em baixa velocidade predeterminada. Em contraste, quando a quantidade de chuva ou a quantidade de neve é grande, o motorista pode operar o comutador do limpador 37 para selecionar um modo de limpeza de alta velocidade para fazer com que os braços do limpador 14 e 16, operem a uma velocidade maior do que a velocidade baixa. O motorista determina se a quantidade de chuva ou a quantidade de queda de neve é grande ou pequena, com base em seu ponto de vista pessoal, e não há nenhum critério para distinguir se a quantidade é grande ou pequena.

E, padrões, dados, expressões aritméticas, etc, referentes ao modo de limpeza de baixa velocidade e o modo de limpeza de alta velocidade são armazenados com antecedência no circuito de controle 32 para controlar o elemento de comutação 30a.

19/80 [00060] Em seguida, o controle sobre o motor sem escovas 19, nesta forma de realização vai ser descrito a seguir. Quando o comutador do limpador 37 é operado para selecionar o modo de baixa velocidade, o sinal de detecção a partir da unidade de detecção de tensão induzida 35 é introduzido no circuito de controle 32 em função do sinal de detecção a partir da unidade de detecção de tensão induzida

35, o controle circuito 32 estima de uma posição de rotação (um ângulo em uma direção de rotação) do rotor 22, e realiza o controle de energização com base na posição de rotação do rotor 22. Ou seja, os elementos de comutação de lado positivo são sequencialmente ligados por um ângulo elétrico de 120 graus, e os elementos de comutação de lado negativo com a fase diferente daquela dos elementos de comutação de lado positivo são sequencialmente ligados por um ângulo elétrico de 120 graus, comutando assim a energização das bobinas de induzido 21a, 21b, e 21c das respectivas fases para comutar a corrente de fase.

[00061] Com a repetição do comando acima descrito, um campo magnético rotativo é formado pelo estator 21 para girar o rotor 22. Além disso, o motor sem escovas 19 tem uma característica em que o número de rotação aumenta a medida que o valor de corrente aumenta. Além disso, o motor sem escovas 19 tem uma característica em que o torque diminui à medida que aumenta o número de rotação. Quando o modo de

20/80 limpeza de baixa velocidade é selecionado, o controle do fator de marcha é feito sem a realização do controle de enfraquecimento de campo, segurando assim o número de rotação real do rotor 22 perto do número de rotação necessária. Além disso, quando o modo de limpeza de baixa velocidade é selecionado, um valor fixo predeterminado é usado para tempo de energização para cada uma das bobinas de induzido 21a,

21b, e 21c.

[00062] Por outro lado, quando o modo de limpeza de alta velocidade é selecionado, o controle de enfraquecimento de campo é realizado sem modificar a corrente a ser fornecida para as bobinas de induzido 21a, 21b, e 21c. O termo controle de enfraquecimento de campo pretende significar um controle de enfraquecimento do campo magnético, tanto quanto possível, o qual é formado por um fornecimento de corrente para a bobina de induzido 21a, 21b, e 21c. Como será descrito a seguir, especificamente, o controle de enfraquecimento de campo é o controle do avanço do tempo da energização das bobinas de induzido 21a, 21b, e 21c por 30 graus (fase de avanço) em comparação com a do modo de limpeza de baixa velocidade. Ou seja, quando o modo de limpeza de alta velocidade é selecionado, o campo magnético rotativo formado pelas bobinas de induzido 21a, 21b, e 21c é mais fraco do que o campo magnético rotativo formado pelas bobinas de induzido

21a, 21b, e 21c no modo de limpeza de baixa velocidade.

21/80

Quando este comando de enfraquecimento de campo é executado, uma força retro-eletromotriz nas bobinas de induzido 21a,

21b, e 21c é reduzida, e o número de rotação do rotor 22 é aumentado. Em um ângulo de avanço, uma relação relativa entre as bobinas de induzido e os imãs permanentes na direção de rotação do rotor 22, é representada por um ângulo elétrico.

[00063] A FIG. 5 é um diagrama que mostra as características do motor sem escovas 19. Na FIG. 5, o eixo geométrico vertical é o número de rotação do motor sem escovas 19, e o eixo geométrico horizontal é o torque do motor sem escovas 19. Além disso, uma linha tracejada mostrada na FIG. 5 é um exemplo de uma característica de baixa velocidade correspondente ao modo de limpeza de baixa velocidade, e uma linha contínua mostrada na FIG. 5 é um exemplo de uma característica de alta velocidade correspondente ao modo de limpeza de alta velocidade.

[00064] No motor sem escovas 19 desta forma de realização, a fim de definir a sua classificação, existe uma característica de configuração em, por exemplo, em uma posição indicada pela linha contínua, de modo a obter o número de rotação e de torque correspondente à característica de baixa velocidade da FIG. 5. Por conseguinte, quando o modo de limpeza de baixa velocidade é selecionado por uma operação do comutador do limpador 37, o número de rotação e o torque,

22/80 necessários podem ser obtidos dentro de uma faixa igual a ou menor do que a característica de configuração.

[00065] Em contraste, quando o modo de limpeza de alta velocidade é selecionado por uma operação do comutador do limpador 37 e o número de rotação e o torque necessários excederam a característica de configuração, o circuito de controle 32 executa o controle de enfraquecimento do campo, permitindo desse modo que o número de rotação e o torque excedendo a característica de configuração sejam obtidos. Com isso, a característica do motor sem escovas 19, torna-se aparentemente equivalente para ser posicionado, como indicado por uma linha de dois pontos de cadeia na FIG. 5. Isto é, em que o motor sem escovas 19, a classificação no projeto é determinada com referência ao modo de limpeza de baixa velocidade, e o motor sem escovas 19 pode ser reduzido em tamanho, tanto quanto possível. E, o torque pode ser aumentado pelo aumento do número de rotação do motor sem escovas 19, sem alterar o valor da corrente, o que significa que um torque constante é relativamente aumentado. Em outras palavras, o motor sem escovas 19 desta forma de realização pode gerar um torque elevado, tanto quanto possível, com menos consumo de energia, melhorando assim a eficiência do motor.

[00066] A Fig. 6 é um diagrama que mostra uma relação entre o ângulo de avanço com tempo de energização e o número

23/80 de rotação do motor sem escovas 19. Na FIG. 6, o eixo geométrico horizontal representa a corrente, e o eixo geométrico vertical representa o número de rotação. Como mostrado na FIG. 6, o número de rotação, no caso de um ângulo de avanço de 30 graus é maior que o número de rotação, no caso de um ângulo de avanço de 0 grau. O ângulo de avanço de grau é um valor fixo de tempo de energização descrito no modo de limpeza de baixa velocidade. Além disso, a FIG. 7 é um diagrama que mostra uma relação entre o ângulo de avanço de tempo da energização e a eficiência do motor sem escovas

19. Na FIG. 7, o eixo geométrico horizontal representa a corrente, e o eixo geométrico vertical representa a eficiência. Como na FIG. 7, a eficiência no caso de um ângulo

de avanço	de	30 ° é	maior	do que a eficácia,	no	caso de	um
ângulo de	avanço de	0 grau	.
[00067]	Além	disso,	em geral, o modo	de	limpeza	de

baixa velocidade é maior na frequência de utilização do que o modo de limpeza de alta velocidade em um aparelho limpador de automóveis. Por este motivo, quando o motor sem escovas 19 desta forma de realização é utilizado no aparelho de limpador

12, o efeito de reduzir o consumo de energia é grande quando o modo de limpeza de baixa velocidade é selecionado.

[00068] Além disso, no motor sem escovas 19 desta forma de realização, quando o controle de enfraquecimento de campo é realizado, a posição de rotação do rotor 22 pode ser

24/80 estimada com base no sinal de detecção a partir da unidade de detecção de tensão induzida 35. Além disso, em lugar do sinal de detecção a partir da unidade de detecção de tensão induzida 35, a posição de rotação do rotor 22 pode ser estimada com base no sinal de detecção do sensor do eixo de saída 36 e na razão de redução do mecanismo de redução de velocidade 27. Tal como descrito, no motor sem escovas 19 desta forma de realização, a posição de rotação do rotor 22 pode ser estimada por meio da unidade de detecção de tensão induzida 35 e do sensor de eixo de saída 36 previamente apresentados.

[00069] Além disso, no motor sem escovas 19 desta forma de realização, o número de rotação e um torque correspondente à característica de elevada velocidade podem ser obtidos pela realização do controle de enfraquecimento de campo, e o motor sem escovas 19 é provido com o mecanismo de redução de velocidade 27. Portanto, no motor sem escovas 19, a razão de redução do mecanismo de redução da velocidade 27 pode ser configurada de modo que a característica, ou seja, o número de rotação e o torque, adequados para a condição de operação dos braços de limpador 14 e 16 do aparelho do limpador 12 podem ser alcançados. A razão da redução do mecanismo de redução de velocidade 27 é um valor obtido dividindo o número de rotação do eixo de saída 26 pelo número de rotação do rotor 22, e o número de rotação do eixo de

25/80 saída 26 é diminuído, a razão de redução do mecanismo de redução de velocidade 27 é aumentada, o torque do eixo de saída 26 pode ser amplificado em relação ao torque do rotor .

[00070] Além disso, no motor sem escovas 19 desta forma de realização, um controle de ângulo de avanço, no momento da rotação para frente e para trás do motor sem escovas 19 pode ser otimizado com base na estimativa da posição de rotação do rotor 22. Além disso, uma vez que o motor sem escovas 19 desta forma de realização não é fornecido com uma escova, um comutador, etc, torque de atrito devido ao deslizamento entre uma escova e um comutador não ocorre, evitando assim uma diminuição do rendimento do motor e um aumento na temperatura da escova, evitando restrição de saída do motor. Além disso, no motor sem escovas 19 desta forma de realização, som, ruído de operação devido à presença da escova pode ser evitado, e o silêncio pode ser assegurado.

[00071] Além disso, no motor sem escovas 19 desta forma de realização, tanto a placa de controle 29 quanto o mecanismo de redução de velocidade 27 são fornecidos no espaço circundado pela armação 24 e o revestimento interno

28, isto é a estrutura mecanicamente e eletricamente integral. Por conseguinte, todo o motor sem escovas 19 pode ser configurado como sendo compacto e a capacidade de

26/80 disposição quando o motor sem escovas 19 é montado sobre um corpo de veículo pode ser melhorada.

[00072] Além disso, no motor sem escovas 19 desta forma de realização, quando o modo de alta velocidade é selecionado para efetuar o controle de enfraquecimento do campo, o controle do circuito de controle 32 realiza a detecção do número de rotação do rotor 22, com base no sinal

LIGADO / DESLIGADO de Hall IC 39. Além disso, o número de rotação do rotor 22 pode ser controlado através do avanço do tempo de energização para as bobinas de induzido 21a, 21b, e

21c por um ângulo elétrico de 30 graus.

[00073] Em particular, no aparelho limpador 12, um tempo necessário a partir do momento em que os braços do limpador 14 e 16 iniciam operação de suas posições iniciais para o momento em que eles retornam via posições retrógradas para as posições iniciais é desejo ser mantido constante. Por outro lado, existe a possibilidade de que, devido a condições tais como a resistência ao vento causada pela velocidade do veículo e a resistências à limpeza das lâminas do limpador 17 e 18, a velocidade de limpeza real dos braços do limpador 14 e 16 é alterada para alterar o tempo necessário. Assim, simultaneamente com o controle de enfraquecimento do campo, o controle de mudar o fator de marcha pode ser realizado. Como será descrito especificamente a seguir, o circuito de controle 32 encontra indiretamente uma velocidade de limpeza

27/80 real dos braços do limpador 14 e 16 com base no sinal de Hall

IC 39. E, na execução de controle de retroalimentação, o circuito de controle 32 controla o fator de marcha de modo que a velocidade de limpeza real dos braços do limpador 14 e é próxima a uma velocidade de limpeza alvo. Com isto, através do controle do fator de marcha durante um período compreendido entre o tempo em que o controle de tempo de energização anterior é realizado para o tempo em que o controle de tempo de energização seguinte é realizado, a velocidade de limpeza dos braços do limpador 14 e 16 pode ser finamente controlada.

[00074] Aqui, a relação entre a estrutura descrita na presente forma de realização e a estrutura da presente invenção vai ser descrita. O dispositivo de acionamento 33 que tem o circuito de controle 32 corresponde a uma unidade de controle da velocidade de rotação e uma unidade de controle de direção de rotação da presente invenção, a armação 24 e o revestimento interno 28 correspondem a um alojamento da presente invenção, o para-brisa 11 corresponde a um para-brisa da presente invenção, os braços do limpador e 16, correspondendo a um membro de operação da presente invenção, o elemento de comutação 30a corresponde a um comutador da presente invenção, e o Hall IC 39 corresponde a um sensor de velocidade de rotação da presente invenção. Além disso, o modo de limpeza de baixa velocidade corresponde a um

28/80 primeiro modo de controle da presente invenção, e o modo de limpeza de alta velocidade corresponde a um segundo modo de controle da presente invenção.

[00075] É evidente que a presente invenção não se limita à forma de realização acima descrita, e pode ser variada dentro de uma faixa modificado de forma a não se desviar da essência da invenção. Por exemplo, o comutador de limpeza não está limitado a um operado pela operação do motorista, e pode ser um comutador de detecção que tem uma função de detecção da quantidade de chuva, a quantidade de queda de neve, etc. Com a estrutura descrita acima, a unidade de controle de velocidade de rotação inicia automaticamente o aparelho limpador com base na quantidade de chuva, a quantidade de queda de neve, etc, e realiza o controle de comutação automática entre o modo de baixa velocidade e o modo de alta velocidade. Neste caso, a unidade de controle de velocidade de rotação armazenou antecipadamente no mesmo dados, tais como a quantidade de chuva, a quantidade de queda de neve, etc, que serve como uma referência para a comutação entre o modo de baixa velocidade e o modo de alta velocidade.

Além disso, o número de bobinas de induzido e o número de imãs permanentes podem ser alterados à vontade.

[00076] Além disso, o aparelho limpador não está limitado ao que limpa o para-brisa frontal, mas pode ser um que limpa o para-brisa traseiro. Além disso, o aparelho

29/80 limpador pode ter uma estrutura na qual os braços do limpador oscila, tendo o eixo de saída como um pivô. Além disso, o aparelho limpador pode ser configurado de modo a que os dois braços do limpador são respectivamente controlados por motores sem escovas separados. Além disso, o motor sem escovas da presente forma de realização pode ser um motor do tipo de IPM (imã permanente interior) com uma estrutura que tem imãs permanentes enterrados em um núcleo de ferro.

[00077] Além disso, o número de modos que pode ser selecionado pelo comutador de limpeza não está limitado a dois, ou seja, o modo de limpeza de baixa velocidade e o modo de limpeza de alta velocidade, mas pode haver três ou mais.

Por exemplo, o número de modos para controlar o número de rotação do rotor pode ser três, ou seja, um modo de limpeza de baixa velocidade, um modo de limpeza de velocidade intermediária, e um modo de limpeza de alta velocidade. Aqui, o número de rotação do rotor no modo de limpeza de velocidade intermediária é maior do que o número de rotação do rotor no modo de limpeza de baixa velocidade, e é menor do que o número de rotação do rotor no modo de limpeza de alta velocidade.

[00078] E, quando o modo de limpeza de baixa velocidade é selecionado dentre os três modos de limpeza, a unidade de controle de velocidade de rotação fornece uma corrente para as bobinas de induzido em tempo de energização

30/80 predeterminado, e controla o fator de marcha, que é uma razão de LIGADO do elemento de comutação, para controlar o número de rotação do rotor. Além disso, quando o modo de controle de limpeza de velocidade intermediária é selecionado, uma corrente é fornecida para as bobinas de induzido em um tempo de energização obtido fazendo avançar mais do que o tempo de energização, quando o modo de controle de limpeza de baixa velocidade é selecionado. Com isso, o controle de enfraquecimento de campo para enfraquecer o campo magnético rotativo formado pelas bobinas de induzido mais do que aquele quando o modo de controle de limpeza de baixa velocidade é selecionado, permitindo assim que o número de rotação do rotor seja controlado. Como tal, quando o número de rotação do rotor é variado entre o modo de limpeza de baixa velocidade e o modo de limpeza de velocidade intermediária, o modo de limpeza de baixa velocidade corresponde ao primeiro modo de controle na presente invenção, e o modo de limpeza de velocidade intermediária corresponde ao segundo modo de controle na presente invenção.

[00079] Por outro lado, quando o modo de limpeza de velocidade intermediária é selecionado dentre os três modos de limpeza, a unidade de controle de velocidade de rotação fornece uma corrente para as bobinas de induzido em tempo de energização predeterminado, e controla o fator de marcha, que é uma razão de LIGADO do elemento de comutação, para

31/80 controlar o número de rotação do rotor. Em contraste, quando o modo de controle de limpeza de alta velocidade é selecionado, uma corrente é fornecida para as bobinas de induzido com um tempo de energização obtido fazendo avançar mais do que o tempo de energização, quando o modo de controle de limpeza de velocidade intermediária é selecionado. Com isso, o controle de campo de enfraquecimento para enfraquecer o campo magnético rotativo formado pelas bobinas de induzido maior do que, quando o modo de controle de limpeza de velocidade intermediária é selecionado, permitindo assim que o número de rotação do rotor seja controlado. Como tal, quando o número de rotação do rotor é variado entre o modo de limpeza de velocidade intermediária e do modo de limpeza de alta velocidade, o modo de limpeza de velocidade intermediária corresponde ao primeiro modo de controle na presente invenção, e o modo de limpeza de velocidade alta corresponde ao segundo modo de controle na presente invenção.

[00080] Além disso, o motor sem escovas da presente invenção pode ser aplicado a um motor sem escovas tipo de rotor interno tendo o rotor localizado no interior do estator ou um motor sem escovas tipo de rotor externo com o rotor colocado no exterior do estator. Além disso, o motor sem escovas da presente forma de realização pode ser usado em um dispositivo do tipo conveniente e confortável, fornecido em um veículo, por exemplo, um dispositivo de porta de correr

32/80 elétrica, um dispositivo de teto solar, ou um dispositivo de janela elétrica, como uma fonte de energia de acionamento para operar um membro de operação, tais como portas, teto, ou vidro.

[00081] A seguir, outra forma de realização da presente invenção será descrita em detalhe com referência aos desenhos. Um veículo 110 mostrado na FIG. 8 tem um para-brisa

111. O veículo 110 tem ainda um aparelho limpador 112 para limpar o para-brisa 111. O aparelho limpador 112 tem: um braço do limpador de para-brisa 114 que oscila sobre um eixo de articulação 113; e um braço limpador 116, que oscila em um eixo de articulação 115. A lâmina do limpador 117 é montada na extremidade livre do braço limpador 114, e uma lâmina do limpador 118 é montada na extremidade livre do braço limpador

116. O aparelho limpador 112 tem ainda um motor sem escovas

119 como uma fonte de energia para acionar os braços de limpador 114 e 116. Nesta forma de realização, a energia de acionamento do motor sem escovas 119 é transmitida para os braços de limpador 114 e 116 através de um mecanismo de transmissão de energia de acionamento 120 constituída por peças como alavancas e articulações.

[00082] O motor sem escovas 119 é construído como mostrado nas FIGS. 9, 10 e 11. Um motor sem escovas trifásico de quatro pólos 119 é usado como o motor sem escovas 119 nesta forma de realização. O motor sem escovas 119 tem um

33/80 estator 121, e um rotor 122. O motor sem escovas 119 tem ainda um envoltório cilíndrico com a extremidade fechada 123 e o estator 121 é fornecido e fixo para a periferia interior do envoltório 123. Tal como mostrado na FIG. 11, o estator

121 tem bobinas de induzido trifásicas, especificamente, fases U, V e W 121a, 121b, e 121c. Como mostrado na FIG. 10, o rotor 122 é fornecido no interior do estator 121. O rotor

122 tem: um eixo de rotação 122a; e imãs permanentes de quatro pólos 122b montados no eixo de rotação 122a. Além disso, na FIG. 4, por razões de simplicidade, o eixo de rotação 122 é omitido. Uma pluralidade de mancais de eixo (não mostrados) é proporcionada no interior do envoltório

123, 122a e o eixo de rotação é suportado rotativamente pelos mancais.

[00083] Além disso, o motor sem escovas 119 tem ainda uma armação oca 124 e a armação 124 e o envoltório 123 são fixados por um componente de preensão (não mostrado) . Uma parte substancialmente metade do eixo de rotação 122a, em direção comprimento situa-se no interior do envoltório 123, e a parte restante do eixo de rotação 122a está localizada dentro da armação 124. Um parafuso sem fim 122c é formado sobre a periferia exterior da referida parte do eixo de rotação 122a, localizado no interior do envoltório 123. Uma roda de parafuso sem fim 125 é fornecida no interior da armação 124. Uma engrenagem 125a é formada na periferia

34/80 exterior da roda de parafuso sem fim 125, e a engrenagem 125a e o parafuso sem fim 122c estão acoplados um com o outro.

Além disso, um imã de sensor 138 está montado na dita parte restante do eixo de rotação 122a, localizada no interior da armação 124. O imã de sensor 138 gira integralmente com o eixo de rotação 122a. O imã de sensor 138 está magnetizado de modo que os pólos N e pólos S estão alternadamente dispostos ao longo de uma direção circunferencial do eixo rotativo

122a.

[00084] Além disso, a roda de parafuso sem fim 125 é configurada para girar integralmente com um eixo de saída

126. O parafuso sem fim 122c e a engrenagem 125a constituem coletivamente um mecanismo de redução de velocidade 127 nesta forma de realização. A razão da redução deste mecanismo de redução de velocidade 127 é um mecanismo para a redução da velocidade de rotação do eixo de saída 126 em relação à velocidade de rotação do rotor 122 em que a energia de acionamento do rotor 122 é transmitida para o eixo de saída

126. Por outro lado, em FIG. 9, uma parte superior da armação

124 é fornecida com um orifício de eixo (não mostrado) . A roda de parafuso sem fim 125 está fixada a uma parte da extremidade do eixo de saída 126, a outra parte de extremidade do eixo de saída 126 está exposta para o exterior através do orifício de eixo da armação 124, e acoplada ao

35/80 mecanismo de transmissão de energia de acionamento 120, como mostrado na FIG. 8.

[00085] Uma abertura 124a é fornecida para a parte do lado oposto da armação 124 a partir do orifício de eixo. Esta abertura 124a é formada, a fim de instalar a roda parafuso sem fim 125 e semelhante, na armação 124. Por outro lado, um revestimento interno 128 para fechar a abertura 124a é fornecido para a armação 124. O revestimento interno 128 tem uma forma de bandeja, e uma placa de controle 129 é provida em um espaço circundado pelo revestimento interno 128 e a armação 124. Um exemplo em que a placa de controle 129 é montada no revestimento interno 128 é mostrado na FIG. 8.

[00086] Como mostrado na FIG. 11, esta placa de controle 129 é provida com um dispositivo de acionamento 133 para o controle do motor sem escovas 119. O dispositivo de acionamento 133 tem um circuito inversor 130 para controlar a energização de cada uma das bobinas de induzido 121a, 121b, e

121c. O circuito inversor 130 encontra-se conectado a um terminal (não mostrado) . A armação 124 é fornecida com um conector (não mostrado), e através da inserção de um soquete (não mostrado) de um fio elétrico conectado a uma fonte externa de energia elétrica 131 para o conector, a fonte de energia elétrica externa 131 e o circuito inversor 130 estão conectados um com o outro. A fonte de energia elétrica

36/80 externa 131 é uma bateria, capacitor ou semelhante montada sobre o veículo 110.

[00087] Além disso, o circuito inversor 130 é fornecido com um elemento de comutação 130a para a conexão das bobinas de induzido 121a, 121b, 121c com a fonte de energia elétrica externa 131, e desconectando os mesmos a partir da fonte de energia elétrica externa 131. Este elemento de comutação 130a é composto por, por exemplo, um dispositivo semicondutor, tal como um FET. Mais especificamente, o elemento de comutação 130a inclui três elementos de comutação de lado positivo correspondentes às fases U, V, e W e conectados ao polo positivo da fonte de energia elétrica externa 131, e três elementos de comutação correspondentes às fases U, V, e W e conectados ao lado negativo da fonte externa de energia elétrica 131. Por outro lado, um circuito de controle (controlador) 132 com uma função de controle de comutação entre LIGADO e DESLIGADO do elemento de comutação 130a está conectado ao circuito inversor 130.

[00088] Este circuito de controle 132 é um microcomputador conhecido, incluindo CPU, RAM, ROM, e outros semelhantes. O dispositivo de acionamento 133 tem ainda um circuito gerador de sinal PWM 134, e um sinal a partir do circuito gerador de sinal PWM 134 é introduzido no circuito de controle 132. Este circuito de controle 132 gera um sinal

37/80 de acionamento para o controle de três elementos de comutação de lado negativo, e um sinal PWM é sobreposto a este sinal de acionamento. Isto é, os três elementos de comutação de lado negativo são acionados por controle PWM, de modo que eles são intermitentemente ligados em cada período de tempo de energização. E controlando uma razão em que os três elementos de comutação de lado negativo são separadamente ligados, isto é, um fator de marcha, a corrente a ser fornecida a cada uma das bobinas de induzido 121a, 121b, e 121c pode ser controlada. Além disso, o circuito de controle 132 tem nele armazenado dados, programa, etc, para o controle a ser executado no momento de arranque do motor sem escovas 119. O momento de arranque do motor sem escovas 119 é um tempo inicial de rotação do motor sem escovas 119 em uma paralisação.

[00089] Além disso, uma unidade de detecção de tensão induzida 135 é conectada a uma extremidade não ligada do fio de cada uma das bobinas de induzido 121a, 121b, e 121c. A unidade de detecção de tensão induzida 135 é um sensor que detecta uma tensão induzida ocorrendo em cada uma das bobinas de induzido 121a, 121b, e 121c, em associação com a rotação do rotor 122, e um sinal de detecção a partir da unidade de detecção de tensão induzida 135 é introduzido para o circuito de controle 132. O circuito de controle 132 executa um processo de estimativa de uma posição de rotação do rotor 122

38/80 (a fase de direção de rotação), com base no sinal de detecção, introduzido a partir da unidade de detecção de tensão induzida 135.

[00090] Além disso, o motor sem escovas 119 nesta forma de realização realiza a mudança de controle entre

LIGADO e DESLIGADO do elemento de comutação 130a para inverter a direção de energização em relação às bobinas de induzido 121a, 121b e 121c, permitindo assim que o rotor 122 gire para frente e para trás. Quando o elemento de comutação 130a está ligado, a fonte de energia elétrica externa 131 está ligada às bobinas de induzido 121a, 121b e 121c, e quando o elemento de comutação 130a está desligado, a fonte de energia elétrica externa 131 está desligada para as bobinas de induzido 121a, 121b e 121c.

[00091] Além disso, um sensor de eixo de saída 136, que detecta pelo menos um dentre o número de rotação e uma posição absoluta do eixo de saída 126, está previsto no interior da armação 124. A posição absoluta significa um ângulo de rotação do eixo de saída 126 em relação a uma posição de referência. A posição de referência pode ser determinada em qualquer posição dentro do intervalo de 360 graus. Um sinal de detecção desse sensor do eixo de saída 136 é introduzido no circuito de controle 132. Além disso, o Hall

IC 139 é montado na placa de controle 129. O Hall IC 139 é fixo, de modo a ficar voltado para o imã do sensor 138 em uma

39/80 forma sem contato. Com a rotação do rotor 122, o Hall IC 139 executa uma operação de comutação, com uma mudança de polo magnético do imã de sensor 138, gerando um sinal de comutação (um sinal LIGADO / DESLIGADO). O circuito de controle 132 pode detectar o número de rotação (velocidade de rotação) do rotor 122 com base no sinal de comutação de Hall IC 139. Por outro lado, um comutador do limpador 137 é fornecido no interior do veículo 110, e um sinal de operação a partir do comutador do limpador 137, é introduzido no circuito de controle 132.

[00092] No aparelho limpador 112, com base em condições tais como a quantidade de chuva, a quantidade de queda de neve, etc, a velocidade de limpeza dos braços do limpador 114 e 116 pode ser comutada. Por exemplo, quando a quantidade de chuva ou a quantidade de queda de neve é pequena, o comutador do limpador 137 é operado para selecionar um modo de limpeza de baixa velocidade para fazer com que os braços do limpador 114 e 116 operem em baixa velocidade predeterminada. Em contraste, quando a quantidade de chuva ou a quantidade de neve é grande, o comutador do limpador 137 é operado para selecionar um modo de limpeza de alta velocidade para fazer com que os braços do limpador 114 e 116 operem a uma velocidade maior do que a velocidade baixa. Por esta razão, os padrões de dados, expressões matemáticas, etc, em relação ao modo de limpeza de baixa

40/80 velocidade e ao modo de limpeza de alta velocidade são armazenados antecipadamente no circuito de controle 132 para controlar o elemento de comutação 130a.

[00093] Em seguida, o controle sobre o motor sem escovas 119 nesta forma de realização vai ser descrito a seguir. Quando o comutador do limpador 137 é operado para selecionar o modo de baixa velocidade, o sinal de detecção a partir da unidade de detecção de tensão induzida 135 é introduzido no circuito de controle 132. Com base no sinal de detecção a partir da unidade de detecção de tensão induzida

135, o circuito de controle 132 estima uma posição de rotação (um ângulo em uma direção de rotação) do rotor 122, e realiza o controle de energização com base na posição de rotação do rotor 122. Isto é, os elementos de comutação de lado positivo são sequencialmente ligados por um ângulo elétrico de 120 graus, e os elementos de comutação de lado negativo, com a fase diferente da dos elementos de comutação de lado positivo são sequencialmente ligados por um ângulo elétrico de 120 graus, comutando assim a energização das bobinas de induzido

121a, 121b, e 121c das respectivas fases para comutar a corrente de fase.

[00094] Com a repetição do comando acima descrito, um campo magnético rotativo é formado pelo estator 121 para girar o rotor 122. Além disso, o motor sem escovas 119 tem uma característica de que o número de rotação aumenta na

41/80 medida em que o valor de corrente aumenta. Além disso, o motor sem escovas 119 tem uma característica em que o torque diminui à medida que aumenta o número de rotação. Quando o modo de limpeza de baixa velocidade é selecionado, o controle de fator de marcha é feito sem a realização de controle de enfraquecimento de campo, mantendo assim o número de rotação real do rotor 122 próximo ao número de rotação necessário.

[00095] Por outro lado, quando o modo de limpeza de alta velocidade é selecionado, o controle de enfraquecimento de campo é realizado sem modificar a corrente a ser fornecida para as bobinas de induzido 121a, 121b, e 121c. No controle de enfraquecimento do campo, o tempo de energização para cada uma das bobinas de induzido 121a, 121b, e 121c é avançado por um ângulo elétrico de 30 graus em relação ao do modo de limpeza de baixa velocidade. O termo controle de enfraquecimento de campo pretende significar um controle de enfraquecimento do campo magnético, tanto quanto possível, o qual é formado por um fornecimento de corrente para as bobinas de induzido 121a, 121b, e 121c. Quando este controle de enfraquecimento de campo é executado, uma força retroeletromotriz nas bobinas de induzido 121a, 121b, e 121c é diminuída, e o número de rotação do rotor 122 é aumentada.

[00096] A Fig. 12 é um diagrama que mostra as características do motor sem escovas 119. Na FIG. 12, o eixo geométrico vertical representa o número de rotação do motor

42/80 sem escovas 119, e o eixo geométrico horizontal é o torque do motor sem escovas 119. Além disso, uma linha tracejada mostrada na FIG. 12 é um exemplo de uma característica de baixa velocidade correspondente ao modo de limpeza de baixa velocidade, e uma linha contínua mostrada na FIG. 12 é um exemplo de uma característica de alta velocidade correspondente ao modo de limpeza de alta velocidade.

[00097] No motor sem escovas 119 desta forma de realização, a fim de definir a sua classificação, existe uma característica de configuração em, por exemplo, uma posição indicada pela linha contínua, de modo a obter o número de rotação e torque correspondentes à característica de baixa velocidade da FIG. 12. Por conseguinte, quando o modo de limpeza de baixa velocidade é selecionado por uma operação do comutador do limpador 137, o número de rotação e o torque necessários podem ser obtidos dentro de uma faixa igual a ou menor do que a característica de configuração.

[00098] Em contraste, quando o modo de limpeza de alta velocidade é selecionado por uma operação do comutador do limpador 137 e o número de rotação e o torque necessários excedem a característica de configuração, o circuito de controle 132 executa o controle de enfraquecimento do campo, permitindo desse modo que o número de rotação e o torque excedendo a característica de configuração sejam obtidos. Com isso, a característica do motor sem escovas 119 torna-se

43/80 aparentemente equivalente para ser posicionada, como indicado por uma linha de dois pontos de cadeia na FIG. 12. E, torque pode ser aumentado pelo aumento do número de rotação do motor sem escovas 119 sem mudar o valor da corrente, o que significa que um torque constante é relativamente aumentado.

Em outras palavras, o motor sem escovas 119 desta forma de realização pode gerar um torque elevado, tanto quanto possível, com menos consumo de energia, melhorando assim a eficiência do motor.

[00099] Além disso, em geral, o modo de limpeza de baixa velocidade é maior na frequência de utilização do que o modo de limpeza de alta velocidade em um aparelho limpador de automóveis. Por este motivo, quando o motor sem escovas 119 desta forma de realização é utilizado no aparelho limpador

112, o efeito de reduzir o consumo de energia é grande quando o modo de limpeza de baixa velocidade é selecionado. No motor sem escovas desta forma de realização, não é necessário determinar a classificação no projeto do motor sem escovas

119 com referência ao modo de limpeza de alta velocidade, e o motor sem escovas 219 pode ser reduzido em tamanho, tanto quanto possível.

[000100] Além disso, no motor sem escovas 119 desta forma de realização, quando o controle de enfraquecimento de campo é realizado, a posição de rotação do rotor 122 pode ser estimada com base no sinal de detecção a partir da unidade de

44/80 detecção de tensão induzida 135. Além disso, em lugar do sinal de detecção a partir da unidade de detecção de tensão induzida 135, a posição de rotação do rotor 122 pode ser estimada com base no sinal proveniente do sensor de detecção de eixo de saída 136 e na razão de redução do mecanismo de redução de velocidade 127. Tal como agora descrito, no motor sem escovas 119 desta forma de realização, a posição de rotação do rotor 122 pode ser estimada por meio da unidade de detecção de tensão induzida 135 e do sensor de eixo de saída

136 fornecido previamente. Não é necessário prever um sensor especial para a detecção de uma posição de rotação do rotor

22, isto é, o motor sem escovas desta forma de realização tem uma estrutura sem sensor. Portanto, o motor sem escovas da presente forma de realização pode ser reduzido no número de peças e no custo de produção.

[000101] Além disso, no motor sem escovas 119 desta forma de realização, o número de rotação e um torque, correspondentes à característica de alta velocidade podem ser obtidos por realização do controle de enfraquecimento de campo, e o motor sem escovas 119 é fornecido com o mecanismo de redução de velocidade 127. Assim, no motor sem escovas

119, a razão de redução do mecanismo de redução de velocidade

127 pode ser configurada de modo que a característica, ou seja, o número de rotação e o torque, adequada para a condição de operação dos braços do limpador 114 e 116 do

45/80 aparelho limpador 112 pode ser alcançada. A razão de redução do mecanismo de redução de velocidade 127 é um valor obtido dividindo o número de rotação do eixo de saída 126 pelo número de rotação do rotor 122, e o número de rotação do eixo de saída 126 é diminuído, a razão de redução da velocidade mecanismo de redução 127 é aumentada.

[000102] Além disso, no motor sem escovas 119 desta forma de realização, um controle de ângulo de avanço, no momento da rotação para frente e para trás do motor sem escovas 119 pode ser otimizado com base na estimativa da posição de rotação do rotor 122. Além disso, uma vez que o motor sem escovas 119 desta forma de realização não é fornecido com uma escova, um comutador (comutador), etc, torque de atrito devido ao deslizamento entre uma escova e um comutador não ocorre, evitando assim uma diminuição no rendimento do motor. Além disso, no motor sem escovas 119 desta forma de realização, o ruído devido à presença da escova pode ser impedido.

[000103] Além disso, o motor sem escovas 119 desta forma de realização tem uma estrutura em que tanto a placa de controle 129 quanto o mecanismo de redução de velocidade 127 estão colocados no espaço circundado pela armação 124 e o revestimento interno 128, isto é, uma estrutura mecânica e eletricamente integrante. Por conseguinte, todo o motor sem escovas 119 pode ser configurado como sendo compacto e a

46/80 capacidade de disposição quando o motor sem escovas 119 é montado sobre um corpo de veículo pode ser melhorada.

[000104] Além disso, no motor sem escovas 119 desta forma de realização, o circuito de controle 132 tem uma função de, quando se realiza o controle de enfraquecimento do campo, realizar o controle de detecção do número de rotação do rotor 122 com base no sinal LIGADO / DESLIGADO do Hall IC

139 e o controle do número de rotação do rotor 122 com o avanço do tempo de energização das bobinas de induzido 121a,

121b, e 121c de um ângulo elétrico de 30 graus.

[000105] Aqui, a relação entre a estrutura descrita na presente forma de realização e a estrutura da presente invenção vai ser descrita. O dispositivo de acionamento 133 tendo o circuito de controle 132 corresponde a uma primeira unidade de controle de velocidade de rotação, uma segunda unidade de controle de direção de rotação, uma unidade de estimativa da posição de rotação, e uma unidade de controle de direção de rotação da presente invenção; a armação 124 e o revestimento interno 128 correspondem ao alojamento da presente invenção; o para-brisa 111 corresponde ao vidro da presente invenção; os braços do limpador 114 e 116 correspondem ao membro de operação da presente invenção; e o

Hall IC 139 corresponde a um elemento de comutação da presente invenção. Além disso, as características representadas pelo número de rotação e torque na FIG. 12

47/80 correspondem às características do motor sem escovas na presente invenção.

[000106] É evidente que a presente invenção não se limita à forma de realização acima descrita, podendo ser modificada dentro de uma variada faixa não se desviando da essência da invenção. Por exemplo, o aparelho limpador 112, não se limita àquele que limpa para-brisa 111, mas pode ser um que limpa para-brisa traseiro. Além disso, enquanto os braços do limpador de para-brisa 114 e 116 são acoplados ao eixo de saída 126, através do mecanismo de transmissão de energia de acionamento 120 no aparelho limpador 112 mostrado na FIG. 8, os braços do limpador podem ser configurados para ser acoplados diretamente ao eixo de saída. Além disso, enquanto o aparelho limpador 112 mostrado na FIG. 8 é configurado de uma maneira tal que os braços do limpador 114 e 116 são acionados por um único motor sem escovas 119, os dois braços do limpador podem ser configurados para ser, respectivamente, controlados por motores sem escovas separados. Além disso, o motor sem escovas da presente forma de realização pode ser um motor do tipo de IPM (imã permanente interior) com uma estrutura que tem imãs permanentes enterrados em um núcleo de ferro. Além disso, o número de modos que pode ser selecionado pelo comutador do limpador não está limitado a dois, ou seja, o modo de limpeza de baixa velocidade e o modo de limpeza de alta velocidade,

48/80 mas pode haver três ou mais. Além disso, o número de bobinas de induzido e o número de imãs permanentes podem ser alterados à vontade.

[000107] Além disso, o motor sem escovas de acordo com a presente invenção pode ser aplicado a um motor sem escovas em forma de rotor interno com um rotor localizado no interior do estator ou um motor sem escovas em forma de rotor externo com um rotor colocado no exterior do estator. Além disso, o motor sem escovas da presente forma de realização pode ser usado em um dispositivo do tipo conveniente e confortável, fornecido em um veículo, por exemplo, um dispositivo de porta de correr elétrica, um dispositivo de teto solar, ou um dispositivo de janela elétrica, como uma fonte de energia de acionamento para operar um membro de operação, tais como portas, teto, ou para-brisa.

[000108] A seguir, ainda uma outra forma de realização da presente invenção será descrita em detalhe com referência aos desenhos. Um veículo 210 mostrado na FIG. 13 tem um parabrisa 211. O veículo 210 tem ainda um aparelho limpador 12 para limpar o para-brisa 211. O aparelho limpador 212 tem: um braço do limpador 214 que oscila sobre um eixo de articulação

213; e um braço limpador 216, que oscila em um eixo de articulação 215. A lâmina do limpador 217 é montada na extremidade livre do braço limpador 214, e uma lâmina do limpador 218 é montada na extremidade livre do braço limpador

49/80

216. O aparelho limpador 212 tem ainda um motor sem escovas

219 como uma fonte de energia de acionamento para acionar os braços do limpador 214 e 216. Nesta forma de realização, a energia de acionamento do motor sem escovas 219 é transmitida para os braços do limpador 214 e 216 por meio de um mecanismo de transmissão de energia de acionamento 220 composto por peças como alavancas e articulações.

[000109] O motor sem escovas 219 é construído como mostrado nas FIGS. 14, 15 e 16. O motor sem escovas 219 é um motor trifásico de corrente contínua 219, e um motor sem trifásico de quatro pólos 219 é usado como o motor sem escovas 219 nesta forma de realização. O motor sem escovas

219 tem um estator 221 e um rotor 222. O motor sem escovas

219 tem ainda um envoltório cilíndrico com a extremidade fechada 223 e o estator 221 é fornecido e fixo na periferia interior do envoltório 223. Tal como mostrado na FIG. 16, o estator 221 tem fios de enrolamento, isto é, bobinas de induzido 221a, 221b, e 221c que corresponde a três fases, especificamente, fases U, V, e W. Especificamente, três bobinas de induzido estão conectadas umas as outras de modo a formar uma conexão Y, isto é, uma das extremidades das bobinas de induzido trifásicas 221a está conectada a um ponto neutro. Além disso, este motor sem escovas 219 é um motor do tipo sem escovas bipolar, em que cada uma das bobinas de induzido funciona tanto como polo positivo quanto negativo. O

50/80 rotor 222 é fornecido no interior do estator 221 e o rotor

222 tem: um eixo do rotor 222a; e imãs permanentes de quatro pólos 222b montados no eixo do rotor 222a. Uma pluralidade de mancais de eixo é proporcionada no interior do envoltório

223, e o eixo do rotor 222a é suportado rotativamente pelos mancais.

[000110] Além disso, o motor sem escovas 219 tem ainda uma armação oca 224, e a armação 224 e o envoltório 223 são fixados por um componente de preensão (não mostrado) . Uma parte substancialmente metade do eixo do rotor 222a em uma direção do comprimento situa-se no interior do envoltório

223, e a parte restante do eixo do rotor 222a está localizada no interior da armação 224. Um parafuso sem fim 222c é formado sobre a periferia exterior da referida parte do eixo de rotor 222a, localizada no interior do envoltório 223. Uma roda de parafuso sem fim 225 é fornecida no interior da armação 224. Uma engrenagem 225a é formada na periferia exterior da roda de parafuso sem fim 225, e a engrenagem 225a e o parafuso sem fim 222c estão engatados um com o outro.

Além disso, um imã de sensor 238 está montado na dita parte restante do eixo do rotor 222a, no interior da armação 224. O imã de sensor 238 gira integralmente com o eixo do rotor

222a. O imã de sensor 238 está magnetizado de modo a que os pólos N e pólos S estão alternadamente dispostos ao longo de uma direção circunferencial do eixo do rotor 222a.

51/80 [000111] Além disso, a roda de parafuso sem fim 225 é configurada para girar integralmente com um eixo de saída

226. O parafuso sem fim 222c e a engrenagem 225a constituem coletivamente um mecanismo de redução de velocidade 227 nesta forma de realização. Este mecanismo de redução de velocidade

227 é um mecanismo para a redução do número de rotação do eixo de saída 226 (saída do número de rotação) relativamente ao número de rotação do rotor 222 (número de rotação de entrada), quando a energia de acionamento do rotor 222 é transmitida para o eixo de saída 226, o número de rotação do rotor 222 é um número de rotação de entrada, e o número de rotação do eixo de saída é um número de rotação de saída.

Além disso, na FIG. 14, uma parte superior da armação 224 é fornecida com um orifício de eixo (não mostrado), e o eixo de saída 226 está inserido no orifício de eixo. A roda de parafuso sem fim 225 está fixada a uma parte da extremidade do eixo de saída 226, a outra parte de extremidade do eixo de saída 226 está exposta para o exterior da armação 224, e acoplada ao mecanismo de transmissão de energia de acionamento 220.

[000112] Uma abertura 224a é fornecida para a parte do lado oposto da armação 224 a partir do orifício de eixo. Esta abertura 224a é formada, a fim de instalar a roda de parafuso sem fim 225, e semelhante, na armação 224. Por outro lado, um revestimento interno 228 para fechar a abertura 224a é

52/80 fornecido para a armação 224. O revestimento interno 228 tem uma forma de bandeja, e uma placa de controle 229 é fornecida em um espaço circundado pelo revestimento interno 228 e a armação 224. Um exemplo em que a placa de controle 229 é montada no revestimento interno 228 é mostrado na FIG. 14.

[000113] Como mostrado na FIG. 16, esta placa de controle 229 é fornecida com uma unidade de controle para controlar o motor sem escovas 219, isto é, um dispositivo de acionamento 233, como um controlador. O dispositivo de acionamento 233 tem um circuito inversor 230 para controlar a energização de cada uma das bobinas de induzido 221a, 221b, e

221c. O circuito inversor 230 está ligado a um terminal (não mostrado). A armação 224 é fornecida com um conector, e pela inserção de um soquete de um fio elétrico ligado a uma fonte externa de energia elétrica 231 para o conector, a fonte de energia elétrica externa 231 e o circuito inversor 230 estão conectados uns aos outros. A fonte de energia elétrica externa 231 é uma bateria, capacitor ou semelhante montada sobre o veículo 210.

[000114] Além disso, o circuito inversor 230 é fornecido com um elemento de comutação 230a para conectar as bobinas de induzido 221a, 221b, 221c e com a fonte de energia elétrica externa 231, e desconectar as mesmas a partir da fonte de energia elétrica externa 231. Este elemento de comutação 230a é composto por, por exemplo, um dispositivo

53/80 semicondutor, tal como um FET. Mais especificamente, o elemento de comutação 230a inclui três elementos de comutação de lado positivo correspondentes às fases U, V, e W e conectados ao polo positivo da fonte de energia elétrica externa 231, e três elementos de comutação de lado negativo correspondentes às fases U, V, e W e conectados ao lado negativo da fonte de energia elétrica externa 231. Isto é, seis elementos de comutação são proporcionados ao todo.

Quando o elemento de comutação 230a está conectado, ou seja, ligado, uma corrente é fornecida pela fonte de energia elétrica externa 231 para as bobinas de induzido 221a, 221b, e 221c. Em contraste, quando o elemento de comutação 230A é interrompido, ou seja, desligado, a corrente não é fornecida pela fonte de energia elétrica externa 231 para as bobinas de induzido 221a, 221b, e 221c. Além disso, um circuito de controle 232 para a comutação entre ligado e desligado do elemento de comutação 230a é conectado ao circuito inversor

230.

[000115] Este circuito de controle 232 é um microcomputador conhecido, incluindo CPU, RAM, ROM, e outros semelhantes. O dispositivo de acionamento 233 tem ainda um circuito gerador de sinal PWM 234, e um sinal do circuito gerador de sinal PWM 234 é introduzido no circuito de controle 232. Este circuito de controle 232 gera um sinal de acionamento para o controle de três elementos de comutação de

54/80 lado negativo, e um sinal PWM é sobreposto a este sinal de acionamento. Isto é, os três elementos de comutação de lado negativo são acionados por controle PWM, de modo que eles são intermitentemente ligados em cada período de tempo de energização. E controlando uma relação em que os três elementos de comutação do lado negativo são separadamente ligados, isto é, um fator de marcha, a corrente a ser fornecida a cada uma das bobinas de induzido 221a, 221b, e

221c pode ser controlada. Isto é, o período de tempo de energização em que a energia elétrica é fornecida para as bobinas de induzido 221a, 221b, e 221c pode ser aumentado e diminuído, entre 0% e 100% em relação a um período de tempo energizável total. Além disso, o circuito de controle 232 tem nele armazenado dados, programa, etc, para o controle a ser executado no momento de arranque do motor sem escovas 219. O momento de arranque do motor sem escovas 219 é um tempo inicial de rotação do motor sem escovas 219 em uma paralisação.

[000116] Além disso, uma unidade de detecção de tensão induzida 235 é conectada a uma extremidade do fio não-ligado de cada uma das bobinas de induzido 221a, 221b, e 221c. A unidade de detecção de tensão induzida 235 é um sensor que detecta uma tensão induzida ocorrendo em cada uma das bobinas de induzido 221a, 221b, e 221c, em associação com a rotação do rotor 222, e um sinal de detecção a partir da unidade de

55/80 detecção de tensão induzida 235 é introduzido para o circuito de controle 232. O circuito de controle 232 executa um processo de estimativa de uma posição de rotação do rotor

222, ou seja, uma fase em uma direção de rotação em função do sinal de detecção introduzido a partir da unidade de detecção de tensão induzida 235.

[000117] Além disso, um Hall IC 239 é montado na placa de controle 229. O Hall IC 239 é fixo, de modo a ficar voltado para o imã do sensor 239 na forma de não-contato. Com a rotação do eixo do rotor 222a, o Hall IC 239 executa uma operação de comutação, com uma mudança de polo magnético do imã de sensor 238, gerando um sinal de comutação, isto é, um sinal de LIGADO / DESLIGADO. Note-se que uma pluralidade de, por exemplo, três, Hall IC 239 pode ser fornecida ao longo da direção de rotação do eixo do rotor 222. O circuito de controle 232 detecta o número de rotação e o ângulo de rotação do eixo do rotor 222 com base no sinal de comutação a partir do Hall IC 239. Além disso, um sensor de eixo de saída

236 que detecta o ângulo de rotação e o número de rotação do eixo de saída 226 é fornecido. Um sinal de detecção do sensor do eixo de saída 236 é introduzido no circuito de controle

232. Além disso, um comutador do limpador 237 é fornecido no interior do veículo 210, e a forma de realização está configurada de modo a que um sinal de operação a partir do comutador do limpador 237 é introduzido para o circuito de

56/80 controle 232. Além disso, um sensor de velocidade do veículo

240 é fornecido, e um sinal a partir do sensor de velocidade do veículo 240 é introduzido no circuito de controle 232. O sensor de velocidade do veículo 240 é um sensor que detecta a velocidade de deslocamento do veículo 210.

[000118] Em seguida, o controle sobre o motor sem escovas 219 nesta forma de realização vai ser descrito a seguir. Com base do sinal de detecção a partir da unidade de detecção de tensão induzida 235, o circuito de controle 232 estima a rotação e direção e posição, isto é, um ângulo na direção de rotação do eixo do rotor 222a, e realiza o controle de energização com base na posição em rotação do eixo do rotor 222a. Isto é, os elementos de comutação de lado positivo são sequencialmente ligados por um ângulo elétrico predeterminado, e os elementos de comutação de lado negativo com a fase diferente da dos elementos de comutação de lado positivo são sequencialmente ligados e desligados por um ângulo elétrico predeterminado, comutando assim a energização das bobinas de induzido 221a, 221b, e 221c das respectivas fases para comutar a corrente de fase. Com a repetição do comando acima descrito, um campo magnético rotativo é formado pelo estator 21 para girar o rotor 22.

[000119] Além disso, o motor sem escovas 219 nesta forma de realização realiza a mudança de controle entre

LIGADO e DESLIGADO do elemento de comutação 230a para

57/80 inverter a direção da energização da bobinas de induzido

221a, 221b e 221c, permitindo assim que o eixo do rotor 222a gire positivamente, pare, e gire para trás. Os braços do limpador 214 e 216 fazem movimentos alternantes com energia de acionamento do eixo do rotor 222a dentro da amplitude de um ângulo predeterminado, e o para-brisa 211 é limpo pelas lâminas 217 e 218.

[000120] Além disso, para controlar o número de rotação do eixo do rotor 222, o motor sem escovas 219 nesta forma de realização pode realizar o controle de enfraquecimento do campo. O controle de enfraquecimento de campo é o controle de enfraquecimento de um campo magnético, tanto quanto possível, o campo magnético formado por um fornecimento de corrente para as bobinas de induzido 221a, 221b, e 221c. Como será especificamente descrito abaixo, o controle de enfraquecimento de campo é o controle de avanço do tempo de energização das bobinas de induzido 221a, 221b, e 221c por 30 graus (fase principal), em comparação com o tempo de energização normal. Ou seja, o controle toma uma fase de avanço. Quando o controle de enfraquecimento de campo é realizado, uma força retro-eletromotriz nas bobinas de induzido 221a, 221b, e 221c é diminuída, e o número de rotação do eixo do rotor 222 é aumentada.

[000121] Além disso, nas saídas de controle, isto é, o número de rotação e torque, do eixo do rotor 222a, o motor

58/80 sem escovas 219 desta forma de realização pode alternar entre o primeiro controle e segundo controle. Um exemplo de uma condição para a comutação entre o primeiro controle e segundo controle pode ser uma velocidade de deslocamento do veículo

210. O circuito de controle 232 tem armazenado antecipadamente no seu interior uma referência de velocidade do veículo que serve como um valor limite para a comutação entre o primeiro controle e segundo controle. E, quando uma velocidade do veículo real detectada com um sinal a partir do sensor de velocidade do veículo 240 é igual a ou menor do que a velocidade do veículo de referência, o primeiro controle é executado. Quando a velocidade do veículo real detectado com o sinal a partir do sensor de velocidade 240 do veículo for maior do que a velocidade do veículo de referência, o segundo controle é executado.

[000122] Exemplos de primeiro controle e segundo controle são descritos com referência à FIG. 17. Ângulos de 0 ° a 360 ° mostrados na FIG. 17 são ângulos elétricos, cada um representando um período de energização em um ciclo de um sinal elétrico. Positivo representa energização do polo positivo e negativo representa a energização do polo negativo. A Fig. 17A ilustra um exemplo do primeiro controle.

Na fase L, a energização começa a partir do polo positivo em ° com 0 ° tomado como uma posição de referência, a energização é mantida em uma faixa de um ângulo elétrico de

59/80

120 °, e, em seguida, a energização a partir do polo positivo termina. Além disso, a energização do polo negativo começa com uma faixa de um ângulo predeterminado depois que a energização elétrica do polo positivo termina, a energização é mantida em uma faixa de um ângulo elétrico de 120 °, e depois a energização termina.

[000123] Por outro lado, na fase V, a energização do polo positivo inicia no momento em que a energização do polo positivo na fase L termina. Após energização ser mantida em uma faixa de um ângulo elétrico de 120 °, a energização termina. Além disso, na fase V, a energização do polo negativo começa no momento em que a energização do polo negativo na fase U termina. Após a energização de o polo negativo ser mantida em uma faixa de um ângulo elétrico de

120 °, e em seguida, a energização do polo negativo termina.

Além disso, na fase de W, a energização do polo positivo inicia no momento em que a energização do polo positivo na fase V termina. Após a energização de o polo positivo ser mantida em uma faixa de um ângulo elétrico de 120 °, a energização do polo positivo termina. Além disso, na fase de

W, a energização do polo negativo começa no momento em que a energização do polo negativo na fase V termina. Após a energização de o polo negativo ser mantida em uma faixa de um ângulo elétrico de 120 °, a energização do polo negativo termina. Como tal, no primeiro controle, faixas nas quais a

60/80 energização do polo positivo e a energização do polo negativo são mantidas, ou seja, ângulos de energização são ambos de

120° .

[000124] Em seguida, a descrição é feita com base na

FIG. 17B mostra um exemplo do segundo controle. Na fase U, a energização do polo positivo começa em 0°. Após a energização de o polo positivo ser mantida em uma faixa de um ângulo elétrico de 120 ° + α, a energização do polo positivo termina. Além disso, a energização do polo negativo se inicia depois que a energização do polo positivo termina. Após a energização de o polo negativo ser mantida em uma faixa de um ângulo elétrico de 120 ° + α, a energização do polo negativo termina.

[000125] Na fase V, a energização do polo positivo começa enquanto a energização do polo positivo na fase U está sendo executada. Além disso, após a energização de o polo positivo ser mantida em uma faixa de um ângulo elétrico de

120 ° + α, a energização do polo positivo termina. Além disso, a energização do polo negativo se inicia depois que a energização do polo positivo termina e ao mesmo tempo em que a energização do polo negativo na fase U está sendo mantida.

Após a energização de o polo negativo ser mantida em uma faixa de um ângulo elétrico de 120 ° + α, a energização do polo negativo termina.

61/80 [000126] Na fase W, a energização do polo positivo começa enquanto a energização do polo negativo na fase U e, enquanto a energização do polo positivo na fase V está sendo executada. Além disso, após a energização do polo positivo ser mantida em uma faixa de um ângulo elétrico de 120 ° + α, a energização do polo positivo termina. Além disso, a energização do polo negativo se inicia depois que a energização do polo positivo termina, enquanto a energização do polo positivo na fase U está sendo mantida, e enquanto a energização do polo negativo na fase V está sendo mantida.

Após energização de o polo negativo ser mantida em uma faixa de um ângulo elétrico de 120 ° + α, a energização do polo negativo termina. Na FIG. 17B, cada uma de uma porção onde a energização do polo positivo na fase U e aquela na fase V se sobrepõem uma porção onde a energização do mesmo na fase V e aquela na fase W se sobrepõem, e uma porção onde a energização dos mesmos na fase W e aquela na fase V se sobrepõem é uma faixa de α. O mesmo vale para a energização do polo negativo.

[000127] Além disso, um outro exemplo do segundo controle será descrito a seguir com base na FIG. 17C. Na fase

L, a energização do polo positivo começa a partir de um ângulo elétrico superior a 0 ° e menor do que 30 °. Após a energização de o polo positivo ser mantida em uma faixa de um ângulo elétrico de 120 ° + α, a energização do polo positivo

62/80 termina. Note-se que o controle de energização no polo negativo da fase U, o controle energização no polo positivo e o polo negativo da fase V, e o controle de energização no polo positivo e no polo negativo da fase W são os mesmos que na FIG. 17B. Além disso, um ângulo de energização de 120 ° + α significa que o ângulo de energização tem um valor maior do que 120°. Nesta forma de realização, o ângulo de energização do motor sem escovas 219 é controlado em uma faixa igual a ou maior do que 120° e igual ou menor do que 180°.

[000128] Como tal, o ângulo de energização nos exemplos do segundo controle é maior do que o ângulo de energização no exemplo do primeiro controle. Ou seja, o primeiro e o segundo comando de controle têm diferentes ângulos de energização. Na

FIG. 17C, cada uma de uma porção onde a energização do polo positivo na fase U e aquela na fase V se sobrepõem uma porção onde a energização do mesmo na fase V e na fase W se sobrepõem e uma porção onde a energização do mesmo na fase W e na fase V se sobrepõem é uma faixa de α. O mesmo vale para energização do polo negativo.

[000129] E, em conjunto com o primeiro controle ou o segundo controle, o controle do fator de marcha descrito acima é realizado para controlar o número de rotação do eixo do rotor 222a. A Fig. 18 é um diagrama que mostra as características do motor sem escovas 219. Uma característica independente do motor sem escovas 219 é indicada por uma

63/80 linha contínua. E, através do controle do ângulo de energização do motor sem escovas 219, uma característica aparente pode ser posicionada conforme indicado por uma linha de um ponto de cadeia. A característica independente representa uma característica satisfazendo uma saída alvo quando a velocidade real de veículo do veículo 210 é igual a ou menor do que a velocidade de referência de veículo, isto é, uma característica de baixa velocidade. A característica aparente representa uma característica satisfazendo uma saída alvo quando a velocidade real de veículo do veículo 210 é maior do que a velocidade de referência de veículo, isto é, uma característica de alta velocidade. A saída alvo é representada pelo número de rotação e torque do eixo do rotor

222a. A condição para a determinação da saída alvo inclui o sinal de operação do comutador do limpador 237, a velocidade de deslocamento do veículo 210, posições de funcionamento dos braços do limpador 214 e 216, etc.

[000130] No motor sem escovas 219 desta forma de realização, quando a saída alvo tem uma característica idêntica à ou abaixo da característica independente, o primeiro controle é efetuado, e o fator de marcha é controlado, diminuindo assim o número de rotação do eixo do rotor 222a e obtendo uma característica de baixa velocidade.

Em contraste, quando a saída alvo é uma característica maior do que a característica independente, o segundo controle é

64/80 realizado para aumentar o número de rotação do eixo do rotor

222a, e controlar o fator de marcha, obtendo-se assim a característica de alta velocidade. Assim, a classificação no projeto do motor sem escovas 219 pode ser determinada com referência à característica independente, e o motor sem escovas 219 pode ser reduzido em tamanho, tanto quanto possível. Com o ângulo de energização ampliado, sem alterar o valor de corrente do motor sem escovas 219, o número de rotação do eixo do rotor 222a é aumentado para aumentar o torque, o que significa que a constante de torque é relativamente aumentada. Em outras palavras, o motor sem escovas 219 desta forma de realização pode gerar um torque elevado, tanto quanto possível, com menos consumo de energia, melhorando assim a eficiência do motor. Além disso, quando a saída do motor sem escovas 219 é assumida ser constante, o consumo de energia pode configurar como baixo.

[000131] Além disso, a classificação do motor sem escovas 219 pode ser reduzida, tanto quanto possível, e isto significa que a espessura de cada uma das bobinas de induzido

221a, 221b, e 221c é feita fina, tanto quanto possível. Como resultado, o número de voltas de cada uma das bobinas de induzido 221a, 221b, e 221c enroladas em torno do estator 221 aumenta, e a resistência elétrica como motor sem escovas 219 relativamente aumenta. Assim, por exemplo, a corrente que flui através do elemento de comutação 230a, quando o

65/80 dispositivo de acionamento 233 está fora de funcionamento, ou seja, uma corrente admissível, pode ser relativamente reduzida. A corrente admissível no elemento de comutação 230a é relativamente reduzida, contribuindo assim para uma redução no tamanho do dispositivo de acionamento 233. Assim, isto contribui para uma diminuição do tamanho do motor sem escovas

219, e há vantagens em melhorar a capacidade de disposição na colocação o motor sem escovas 219 dentro de uma sala de máquinas do veículo 210.

[000132] Aqui, um exemplo de uma relação entre as características e o ângulo de energização do motor sem escovas 219 será descrita com base na FIG. 19. As características do motor sem escovas 219 são representadas pelo número de rotação e pelo torque. Na FIG. 19, as relações correspondentes aos ângulos de 120 °, 135 °, 150 ° e 165 ° são mostradas como ângulo de energização. Como mostrado na

FIG. 19, o motor sem escovas 219 tem características em que o número de rotação aumenta conforme o ângulo de energização aumenta, quando o torque é assumido como sendo o mesmo.

[000133] Em seguida, um outro exemplo da condição para a realização dos primeiro e segundo controles será sequencialmente descrito. Por exemplo, como mostrado na FIG.

20, o primeiro controle e o segundo controle podem ser realizados com base no ângulo de operação do eixo do rotor

222a obtido a partir do sinal de detecção do Hall IC 239. Na

66/80

FIG. 20, o eixo geométrico vertical representa o número de rotação do eixo do rotor 222a, e o eixo geométrico horizontal representa o ângulo de operação. O número de rotação do eixo do rotor 222a está indicado por uma linha contínua. O ângulo de operação inclui o ângulo de operação do eixo do rotor 222a que corresponde às posições de operação dos braços do limpador 214 e 216.

[000134] Como será descrito a seguir, especificamente, o ângulo de operação do eixo do rotor 222a é um ângulo de rotação quando os braços do limpador 214 e 216 mostrados na

FIG. 13 operam a partir de posições iniciais mais próximas do motor sem escovas 219, isto é, as posições predeterminadas. O valor máximo do ângulo de operação do eixo do rotor 222a corresponde às posições onde os braços do limpador 214 e 216 são invertidos. Ou seja, como as posições de operação dos braços do limpador 214 e 216 estão mais longe do motor sem escovas 219, o ângulo de operação do eixo do rotor 222a é aumentado. Aqui, quando os braços do limpador 214 e 216 iniciam movimentos a partir das posições iniciais, o número de rotação aumenta à medida que o ângulo de operação do eixo do rotor 222a aumenta. Entre um ângulo de operação Θ1 e um ângulo de operação Θ2, o número de rotação do eixo do rotor 222a é aproximadamente constante. Em seguida, entre o ângulo de operação Θ2 e o valor máximo, o número de rotação do eixo do rotor 222a diminui gradualmente.

67/80 [000135] Em contraste com o que precede, quando os limpadores 214 e 216 são invertidos, o número de rotação do eixo do rotor 22a aumenta entre o valor máximo e o ângulo de operação θ. Além disso, entre o ângulo de operação Θ2 e o ângulo de operação Θ1, o número de rotação do eixo do rotor 222a é aproximadamente constante. Em seguida, entre o ângulo de operação Θ1 e a posição inicial, o número de rotação do eixo do rotor 222a diminui gradualmente. Em seguida, o primeiro controle pode ser realizado com o ângulo de operação Θ1, e o segundo controle pode ser realizado com o ângulo de operação Θ2. Aqui, o ângulo de operação Θ2 é maior do que o ângulo de operação Θ1. Note-se que na realização do primeiro controle e do segundo controle em função do ângulo de operação dos braços do limpador 214 e 216, o ângulo de operação dos braços do limpador 214 e 216 pode ser encontrado com base no sinal de detecção a partir do sensor de eixo de saída 236.

[000136] Além disso, outro exemplo da condição para a realização do primeiro controle e do segundo controle será descrito com base na FIG. 21. Aqui, o primeiro controle e o segundo controle podem ser realizados com base no número de rotação do eixo do rotor 222a obtido a partir do sinal de detecção do Hall IC 239. Na FIG. 21, o eixo geométrico vertical representa o número de rotação, e o eixo geométrico horizontal representa o tempo. O número de rotação está

68/80 indicado por uma linha contínua. O tempo mostrado na FIG. 21 significa um tempo decorrido a partir do momento quando os braços do limpador 214 e 216 funcionam a partir das posições iniciais para o momento em que chegar a posições inversas. E, o primeiro controle é realizado quando o número de rotação real do eixo do rotor 222a é igual a uma velocidade de rotação N1, e o segundo controle é realizado quando o número de rotação real do eixo do rotor 222a é igual a uma velocidade de rotação N2. Aqui, a velocidade de rotação N2 é maior do que a velocidade de rotação N1.

[000137] Como o número de rotação representado na FIG.

21, o número de rotação do eixo de saída 226 pode ser utilizado. Isto é, com o número de rotação do eixo de saída

226 obtido a partir do sinal do sensor de eixo de saída 236, o primeiro controle e o segundo controle podem ser realizados. Com este controle, a comutação é feita entre o primeiro controle e o segundo controle em função da velocidade de operação dos braços do limpador 214 e 216.

[000138] Note-se que quando o eixo do rotor 222a começa a girar a partir de uma posição que corresponde às posições iniciais dos braços do limpador 214 e 216, o número de rotação do eixo do rotor 222a aumenta com o decorrer do tempo. Em seguida, o número de rotação do eixo do rotor 222a é mantido constante por um período de tempo predeterminado, e o número de rotação do eixo do rotor 222a é gradualmente

69/80 diminuído. Quando os braços do limpador 214 e 216 retornam das suas posições inversas, a característica de mudança do número de rotação é oposta à anterior.

[000139] Além disso, outro exemplo da condição para a realização do primeiro controle e do segundo controle será descrito com base na FIG. 22. Aqui, o primeiro controle e o segundo controle são efetuados em função do número de rotação do eixo do rotor 222a detectado pelo Hall IC 239. Na FIG. 22, o eixo geométrico vertical representa o número de rotação do eixo do rotor 222a, e o eixo geométrico horizontal representa o tempo. O tempo mostrado na FIG. 22 significa o mesmo que o tempo mostrado na FIG. 21. E, o primeiro controle é realizado em um tempo t1 quando um tempo predeterminado decorre contado a partir do momento quando os braços do limpador 214 e 216 iniciam a operação a partir das posições iniciais. Além disso, o segundo controle é realizado em um tempo t2 quando um tempo predeterminado adicionalmente decorre a partir do tempo t1. Note-se que o número de rotação do eixo de saída

226 detectado pelo sensor de eixo de saída 236 pode ser utilizado como o número de rotação na FIG. 22. Ou seja, a comutação pode ser efetuada entre o primeiro controle e o segundo controle a partir da velocidade de operação dos braços do limpador 214 e 216.

[000140] Além disso, outro exemplo da condição para a realização do primeiro controle e o segundo controle será

70/80 descrito com base na FIG. 23. A FIG. 23A mostra o segundo controle correspondente à limpeza de alta velocidade, e a FIG. 23B mostra o primeiro controle correspondente à limpeza de baixa velocidade. Aqui, as FIGS. 23A e 23B mostram os controles de mudando do ângulo de avanço e do ângulo de energização quando o ângulo de operação θ é alterado para ambas as velocidades do veículo. Além disso, a quantidade de mudança do ângulo de avanço e do ângulo de energização com respeito à quantidade de mudança do ângulo de operação θ pode ser a mesma para todas as velocidades do veículo, ou pode ser modificada para cada velocidade do veículo.

[000141] Em seguida, um exemplo da estrutura do rotor

222 para uso no motor sem escovas 219 será descrito com base na FIG. 24. A estrutura do rotor 222 do motor sem escovas 219 inclui uma estrutura de IPM (Imã Permanente Interior) e estrutura de SPM (Imã Permanente de Superfície). A estrutura de IPM é uma estrutura do rotor 222 com os imãs permanentes

222b enterrados no interior do núcleo do rotor 222d, como na

FIG. 24A. A estrutura de SPM é uma estrutura do rotor 222 com os imãs permanentes 222b fixados na superfície do núcleo de rotor 222d, como na FIG. 24B. Isto é, no rotor 222 da estrutura de IPM, o núcleo de rotor 222d formado de um material magnético a base de ferro é colocado sobre a superfície do rotor 222. Em contraste, no rotor 222 da estrutura de SPM, os imãs permanentes 222b são colocados na

71/80 superfície do rotor 222. E, enquanto que a permeabilidade magnética do material magnético a base de ferro é grande da ordem de 10 em relação ao ar, a permeabilidade magnética dos imãs permanentes são próxima da do ar em valor. Por isso, o rotor 222 da estrutura de SPM tem uma indutância menor do que a do rotor 222 da estrutura de IPM.

[000142] No controle do motor sem escovas 219 desta forma de realização, uma vez que o ângulo de energização é mais ampliado do que 120 ° geral, uma seção de não energização de cada fase é estreitada. Assim, para acelerar a comutação de corrente, é desejável diminuir a seção de atraso de corrente no tempo de DESLIGADO do elemento de comutação devido à indutância. Assim, como a estrutura do rotor 222, a estrutura de SPM é preferida à estrutura do IPM.

[000143] Além disso, mesmo quando o rotor 222 é da estrutura de SPM, se imãs de ferrita são usados como os imãs permanentes 222b, o comprimento axial de um circuito magnético a ser formado é aumentado. Em geral, a indutância de uma bobina de induzido é proporcional ao comprimento axial de um circuito magnético. Portanto, quando imãs de ferrita são usados como os imãs permanentes 222b, a indutância nas bobinas de induzido 221a, 221b, e 221c é grande. Em contraste, se o rotor 222 é da estrutura de SPM utilizando imãs sinterizados de terras raras como os imãs permanentes

222b, o comprimento axial do circuito magnético a ser formado

72/80 é diminuído, e a indutância nas bobinas de induzido pode ser reduzida. No entanto, uma vez que os imãs sinterizados de terras raras incluem elementos de terras raras pesados caros (Dy, TB), o motor sem escovas 219 torna-se caro.

[000144] Assim, como os imãs permanentes 222b, é preferível usar imãs de anel de imãs ligados com terras raras capazes de um comprimento axial curto do circuito magnético a ser formado, e não incluindo um elemento de terras raras pesado. Aqui, os imãs ligados com terras raras incluem imã ligado com neodímio e um imã ligado com SmFeN. Além disso, a um imã ligado com neodímio e ligado com SmFeN tanto incluem os isotrópicos e anisotrópicos.

[000145] Em seguida, o número de imãs permanentes a serem montados sobre o rotor, isto é, o número de polos, e o número de fendas do estator tendo bobinas de induzido enroladas em volta do mesmo, são descritos. Quando a razão entre o número de pólos e o número de fendas é representada como o número de pólos: o número de fendas, as relações são amplamente classificadas em 2n: 3n, 4n: 3n, 8n: 9n, 10n: 9n,

10n: 12n, e 14n: 12n. Aqui, n é um número inteiro igual ou maior do que 1. Nas estruturas de 8n: 9n, 10n: 9n, 10n: 12n, e 14n: 12n, as relações posicionais entre as bobinas de induzido da mesma fase e os imãs permanentes podem variar.

Por conseguinte, fornecendo um ângulo de avanço para o tempo de energização ou aumentando o ângulo de energização, a fase

73/80 de energização avança em relação a um valor base. Assim, os imãs permanentes tendem a ser desmagnetizados.

[000146] A Fig. 25 é uma vista esquemática que mostra um exemplo do rotor e do estator correspondendo a seis pólos e nove fendas, e a FIG. 26 é uma vista esquemática que mostra um exemplo do rotor e do estator correspondendo a oito pólos e nove fendas. Ou seja, a FIG. 25 representa um exemplo quando 2n: 3n descrito acima e n é 3. Na FIG. 25 e FIG. 26, V representa uma fase V, U representa uma fase U, e W representa uma fase W. Além disso, um sinal de em cada fase indica que a bobina de induzido é enrolada na direção inversa. Além disso, a FIG. 26 representa um exemplo quando

8n: 9n e n é 1. Na FIG. 25, as relações posicionais entre as bobinas de induzido U1, U2, e U3 da mesma fase e os imãs permanentes 222b são idênticos, em uma direção circunferencial. Assim, quando um valor de configuração do ângulo de avanço do tempo da energização é configurado como um ângulo elétrico Θ1, o ângulo de avanço de cada bobina de induzido é representado por

U1: Θ1 = U2: Θ1 = U3: Θ1.

[000147] Em contraste, na fig. 26, as relações posicionais entre as bobinas de induzido U1, U2, e U3 da mesma fase e os imãs permanentes 222b variam na direção circunferencial. Assim, quando um valor de configuração do ângulo de avanço do tempo da energização é configurado como

74/80 um ângulo elétrico Θ1, o ângulo de avanço de cada bobina de induzido é representado por

U1: Θ1 - 20 ° = U2: Θ1 = U3: Θ1 + 20 °.

[000148] Note-se que a direção de rotação do rotor 222 é assumida como sendo uma direção dos ponteiros do relógio quando visto a partir de uma extremidade axial de um lado da roda de parafuso sem fim 225, isto é, CW. Como tal, os imãs permanentes 222b voltados para U3 tem um ângulo de avanço grande, e, portanto, tendem a ser desmagnetizados.

[000149] Assim, para realizar o primeiro controle e o segundo controle, um motor sem escovas com uma estrutura de

2n: 3n ou 4n: 3n, onde as relações posicionais entre as bobinas de induzido da mesma fase e os imãs permanentes são idênticos, é desejável. Além disso, quando o número de imãs permanentes aumenta, uma influência mecânica do ângulo elétrico em relação ao ângulo de rotação aumenta. Isto é, a influência de atraso da corrente aumenta. Assim, com o mesmo número de fendas, uma estrutura de 2n: 3n é desejável, em que o número de imãs permanentes pode ser reduzido. Note-se que o dispositivo de acionamento 233 e o estator 221 podem ter uma estrutura integral ou estrutura separada. No entanto, o dispositivo de acionamento 233 e o estator 221 têm, desejavelmente, uma estrutura integral, de modo a permitir uma fiação curta do dispositivo de acionamento 233 para as bobinas de induzido e pequena resistência da fiação.

75/80 [000150] Além disso, quando o fator de marcha do motor sem escovas 219 é controlado, a eficiência do motor, que é um exemplo das características do motor, incluindo o dispositivo de acionamento 233, aumenta à medida que aumenta o fator de marcha. Isto acontece porque a perda devido ao dispositivo de acionamento 233 aumenta à medida que o fator de marcha é reduzido. Um exemplo da relação entre fatores de marcha, e as características do motor é mostrado na FIG. 27. Na FIG. 27, o eixo geométrico vertical representa o número de rotação do eixo do rotor e a eficiência do motor, e o eixo geométrico horizontal representa o torque do eixo do rotor. Além disso, na FIG. 27, marcha representa o fator de marcha. Note na FIG.

que as linhas sólidas representam cada uma, uma relação entre torque e o número de rotação e as linhas pontilhadas representam cada uma, uma relação entre torque e eficiência.

[000151] No motor sem escovas 219 desta forma de realização, como condição para a comutação entre o primeiro controle e o segundo controle, a operação do comutador do limpador 237 pode ser utilizada. Quando a quantidade de chuva ou a quantidade de queda de neve é pequena, o motorista pode operar o comutador do limpador 237 para selecionar um modo de limpeza de baixa velocidade para fazer com que os braços do limpador 214 e 216 operem em baixa velocidade predeterminada.

[000152] Em contraste, quando a quantidade de chuva ou a quantidade de neve é grande, o motorista pode operar o

76/80 comutador do limpador 237 para selecionar um modo de limpeza de alta velocidade para fazer com que os braços do limpador

214 e 216 operem a uma velocidade maior do que a velocidade baixa. O motorista determina se a quantidade de chuva ou a quantidade de queda de neve é grande ou pequena, com base em seu ponto de vista pessoal, e não há nenhum critério objetivo para distinguir entre uma grande quantidade e uma pequena quantidade de chuva ou neve. Como pressuposto para permitir a comutação entre o modo de limpeza de alta velocidade e o modo de limpeza de baixa velocidade com o comutador do limpador

237, o primeiro controle pode ser realizado quando o modo de limpeza de baixa velocidade é selecionado e o segundo controle pode ser realizado quando o modo de limpeza de alta velocidade é selecionado.

[000153] Além disso, uma vez que o motor sem escovas

219 desta forma de realização não é fornecido com uma escova, um comutador, etc, torque de atrito devido ao deslizamento entre uma escova e um comutador não ocorre, evitando assim uma diminuição da eficiência do motor e um aumento na temperatura da escova e evitando a restrição de saída do motor. Além disso, no motor sem escovas 219 desta forma de realização, a ocorrência de ruído e a ocorrência de som de operação devido à presença da escova podem ser prevenidas, e silêncio pode ser assegurado. Note-se que embora a descrição da forma de realização acima descrita é tal que a comutação é

77/80 feita entre o primeiro controle e o segundo controle com base no número de rotação, no torque, ou no ângulo de operação do eixo do rotor 222a, o eixo do rotor 222a é um elemento configurando parte do rotor 222, e, por conseguinte, o mesmo significado técnico pode ser alcançado se o eixo do rotor

222a descrito na forma de realização acima descrita é substituído pelo rotor 222.

[000154] É evidente que a presente invenção não se limita à forma de realização acima descrita, podendo ser modificada dentro de uma variada faixa não se desviando da essência da invenção. Por exemplo, o aparelho limpador inclui a estrutura na qual o eixo do rotor do motor sem escovas é girado em apenas uma direção para fazer com que os braços do limpador oscilem em um eixo de articulação. Além disso, o comutador do limpador não está limitado àquele operado pela operação do motorista, e pode ser um comutador de detecção que tem uma função de detecção da quantidade de chuva, da quantidade de queda de neve, etc. Com a estrutura descrita acima, a unidade de controle da velocidade de rotação inicia automaticamente o aparelho limpador com base na quantidade de chuva, na quantidade de queda de neve, etc, e realiza o controle de comutação automática entre o modo de limpeza de baixa velocidade e o modo de alta velocidade. Neste caso, a unidade de controle de velocidade de rotação armazenou antecipadamente na mesma, dados, tais como a quantidade de

78/80 chuva, a quantidade de queda de neve, etc, que servem como uma referência para a comutação entre o modo de baixa velocidade e o modo de alta velocidade.

[000155] Além disso, o sensor de velocidade do veículo que detecta uma velocidade de deslocamento do veículo pode não detectar diretamente a velocidade de deslocamento do veículo, mas pode detectar a informação transmitida a partir da lâmina do limpador para o aparelho limpador ou informação indiretamente transmitida para o motor sem escovas, tal como a resistência e o estado de uma superfície para limpeza.

Aqui, a resistência inclui a resistência recebida pela lâmina do limpador, devido à resistência ao deslocamento do vento e à resistência quando a superfície para limpeza é limpa, e o aparelho limpador detecta a resistência, o estado da superfície para limpeza, etc, a partir da lâmina do limpador, através do eixo de saída. Além disso, a informação indiretamente transmitida ao motor sem escovas é identificar a informação obtida a partir da resistência, do estado da superfície para limpeza, etc, como uma velocidade de deslocamento do veículo, e é detectada por ser convertida, de modo a ser detectada pelo dispositivo de acionamento como uma velocidade de deslocamento do veículo. Além disso, o número de bobinas de induzido e o número de imãs permanentes podem ser alterados à vontade.

79/80 [000156] Além disso, o aparelho limpador da presente invenção inclui um em que a lâmina do limpador limpa o parabrisa traseiro. Isto é, o para-brisa no aparelho limpador da presente invenção inclui um para-brisas e um para-brisas traseiro. Além disso, o aparelho limpador da presente invenção inclui a estrutura na qual o eixo de saída fornecido coaxialmente com a roda parafuso sem fim serve como um eixo de articulação. Além disso, o aparelho limpador da presente invenção inclui a estrutura na qual dois braços do limpador são acionados individualmente por motores sem escovas separados.

[000157] Além disso, o motor sem escovas da presente invenção inclui um motor sem escovas tipo de rotor interno tendo o rotor localizado no interior do estator ou um motor sem escovas tipo de rotor externo com o rotor colocado no exterior do estator. Além disso, em adição a um motor de limpador que opera um aparelho limpador, o motor sem escovas da presente invenção inclui, em um dispositivo do tipo conveniente e confortável, fornecido em um veículo, por exemplo, um dispositivo de porta deslizante elétrica, um dispositivo de teto solar ou um dispositivo de janela elétrica, um motor sem escovas fornecido para operar um membro de operação tal como uma porta, teto, ou para-brisa.

APLICABILIDADE INDUSTRIAL

80/80 [000158] O motor sem escovas é usado como uma fonte de acionamento de um aparelho limpador ou semelhante montado sobre um veículo tal como um automóvel. Com o motor sem escovas acionado para rodar, a lâmina do limpador realiza operação de limpeza alternante sobre a superfície do parabrisa, assim mantendo favoravelmente o campo de visão do motorista ou semelhante.

1/3

Claims

REIVINDICAÇÕES

1. Aparelho limpador (12) compreendendo:

uma lâmina de limpador para limpar um para-brisa (11) de um veículo (10);

um braço limpador (14, 16) ao qual a lâmina de limpador é afixada;

um motor de limpador sem escovas (19) para oscilar o braço limpador (14, 16); e um dispositivo de acionamento para controlar o motor de limpador sem escovas (19), em que o motor de limpador sem escovas (19) compreende: um estator (21) que tem uma bobina de induzido (21a, 21b, 21c) para o qual uma corrente é fornecida; um rotor (22) formado com um parafuso sem fim; o rotor (22) sendo girado por um campo magnético rotativo formado pela bobina de induzido (21a, 21b, 21c); uma roda de parafuso sem fim engrenada com o parafuso sem fim; um eixo de saída que é rotacionado integralmente com a roda de parafuso sem fim; e um alojamento no qual a roda do parafuso sem fim é acomodada, o dispositivo de acionamento compreende: um sensor de eixo de saída para detectar se um ou ambos de um número de rotação e uma posição absoluta do eixo de saída; elementos de comutação (30a) conectados à bobina de induzido (21a, 21b, 21c); um circuito de controle que recebe um sinal de detecção a partir de um sensor de eixo de saída, e emitir um sinal de acionamento para controlar os elementos de comutação (30a), um circuito de geração de sinal PWM para inserir um sinal para o circuito de controle; e uma unidade

Petição 870170098947, de 18/12/2017, pág. 29/33
2/3 de controle de número (33) de rotação para controlar um número de rotação do rotor (22) com pelo menos dois modos de controle diferentes no número de rotação do rotor (22) um com relação ao outro, os elementos de comutação, o circuito de controle, e a unidade de controle de número de rotação (33) são montadas em uma placa de controle que é acomodada no alojamento, quando um primeiro modo de controle é selecionado dentre os modos de controle, a unidade de controle do número de rotação (33) fornece a corrente para a bobina de induzido (21a, 21b, 21c) em tempo de energização predeterminado e controla a um fator de marcha, indicando uma razão de LIGADO do elemento de comutação (30a) para controlar o número de rotação do rotor (22) e, quando um segundo modo de controle é selecionado dentre os modos de controle, a unidade de controle do número de rotação (33) fornece a corrente para a bobina de induzido (21a, 21b, 21c) no tempo de energização avançado a partir do tempo de energização para o primeiro modo de controle, realizando assim o controle de enfraquecimento do campo para enfraquecer o campo magnético rotativo formado pela bobina de induzido (21a, 21b, 21c) em relação a um campo magnético rotativo para o primeiro modo de controle para controlar o número de rotação do rotor (22);

o aparelho limpador (12) sendo caracterizado pelo fato de que a unidade de controle de número de rotação (33) é adaptada para assumir seletivamente os modos de controle, com base na resistência do vento que é aplicada a lâmina limpadora enquanto o veículo (10) está em movimento,

Petição 870170098947, de 18/12/2017, pág. 30/33
3/3 resistência à limpeza que é aplicada a lâmina limpadora e uma mudança na velocidade de limpeza da lâmina limpadora

resultante de ambas as resistências , de forma a inserir uma velocidade de limpeza do braço limpador (14, 16) do aparelho limpador (12) próxima a velocidade alvo de limpeza. 2. Aparelho limpador (12) , de acordo com a

reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que compreende ainda uma unidade de controle de direção de rotação que gira o rotor (22) para a frente e para trás ao mudar uma direção da corrente a ser fornecida para a bobina de induzido (21a, 21b, 21c).

3. Aparelho limpador (12), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que um imã de sensor e um sensor do número de rotação são fornecidos, o imã de sensor girando integralmente com o rotor (22), e o sensor do número de rotação emitindo um sinal de acordo com uma mudança de um polo magnético do imã de sensor quando o rotor (22) gira, e quando se realiza o controle de enfraquecimento do campo, a unidade de controle do número de rotação (33) controla o número de rotação do rotor (22) por meio da detecção do número de rotação do rotor (22) com base em um sinal a partir do sensor do número de rotação, e o avanço do tempo de energização da bobina de induzido (21a, 21b, 21c) por um ângulo elétrico de 30 graus.

Petição 870170098947, de 18/12/2017, pág. 31/33

FIGURA 1

1/23

2/23

FIGURA 2

3/23

FIGURA 3
4/23

33 19

FIGURA 4
5/23

Velocidade de Rotação [rpm]

Torque [Nm]

FIGURA 5
6/23

FIGURA 6

Baixa —-► Alta

Corrente

FIGURA 7

FIGURA 8

113
7/23
8/23

FIGURA 9
9/23

FIGURA 10
10/23

133 119

FIGURA 11
11/23

Velocidade de Rotação [rpm]

Torque [Nm]

FIGURA 12

217

214

224 226

FIGURA 13

213
12/23
13/23

FIGURA 14
14/23

FIGURA 15
15/23

233

219

FIGURA 16
16/23

FIGURA 17A

Positivo

Fase-U

Negativo

Positivo

Fase-V

Negativo

Positivo

Fase-W

Negativo

120° a ¹²°° t ks; 1 60° 1 1 0° 180° 360 1 120° ----- 1 1 0° 180° 360 120° 1 1 1 0° 180° 360

120° +«

120° + ffi

FIGURA 17B

Positivo

Fase-U

Negativo

Positivo

Fase-V

Negativo

Positivo

Fase-W

Negativo

0° 30°

180°

360

Positivo

Fase-U

Negativo

Positivo

Fase-V

Negativo

Positivo

Fase-W

Negativo

FIGURA 17C
17/23

Velocidade de

Baixa -►Alta Rotação

FIGURA 18

Velocidade de Rotação

Ύι

Ο <ο

Torque
18/23

Velocidade de Rotação

Ύι

Ο

Ι\3

Ι\3

FIGURA 21

Ύι

O c

l\3 o

Ο ό

ο

Z to

19/23 o

Limpeza a Alta Velocidade

FIGURA 23A

Velocidade do Veiculo [km] VláV<V2 V2^V<V3 V3áV<V4 . . . Ângulo de Operação Ângulo de Avanço Ângulo de Energização Ângulo de Avanço Ângulo de Energização Ângulo de Avanço Ângulo de Energização Ângulo de Avanço Ângulo de Energização 01 0mHl 0cHl 0mH4 0cH4 0mH7 0cH7 02 0mH2 0cH2 0 mH5 0cH5 0mH8 0cH8 03 0mH3 0cH3 0 mH6 0cH6 0mH9 0cH9 • • • • • • • • • • • • • • • • • • •

20/23

FIGURA 23B

Limpeza a Baixa Velocidade

Velocidade do Veiculo [km] VláV<V2 V2<V<V3 V3<V<V4 . . . Ângulo de Operação Ângulo de Avanço Ângulo de Energização Ângulo de Avanço Ângulo de Energização Ângulo de Avanço Ângulo de Energização Ângulo de Avanço Ângulo de Energização 01 0mLl 0cLl 0mL4 0cL4 0mL7 0cL7 • 02 0 mL2 0cL2 0mL5 0cL5 0 mL8 0 cL8 • 03 0 mL3 0cL3 0 mLâ 0 cL6 0mL9 0cL9 • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • •

21/23

222b

FIGURA 24A

222b

222b

FIGURA 24B
22/23

FIGURA 26
23/23

-♦-Consumo de 50% - * - Consumo de 50% ♦—Consumo de 75% - ♦ - Consumo de 75% ♦— Consumode 100% Consumo de 100%

Velocidade de Rotação [rpm] Baixa Alta

Eficiência [%]

Baixa ♦-► Alta

Torque [Nm]

FIGURA 27