CN109874391A - 控制装置、控制方法、马达以及电动油泵 - Google Patents

控制装置、控制方法、马达以及电动油泵 Download PDF

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Abstract

控制装置(70)控制具备定子(50)和转子(40)的马达部(20)，定子(50)具有线圈(53)，转子(40)具有永久磁铁(44)，该控制装置(70)具有：检测部(71)，其按照规定的角度对转子(40)的旋转位置进行检测，输出表示检测到的旋转位置的位置信号；以及控制部(73)，其接收检测部(71)输出的位置信号，并根据接收到的位置信号，利用脉冲宽度调制方式调整转子(40)的驱动信号的占空比，从而对转子(40)的旋转进行控制，控制部(73)从接收到位置信号的时刻起使占空比从第1占空比上升，在接收到下一个位置信号的时刻使已上升的占空比恢复成第1占空比。

Description

控制装置、控制方法、马达以及电动油泵
技术领域
本发明涉及控制装置、控制方法、马达以及电动油泵。
背景技术
已知有如下技术：在由马达驱动的电动油泵等装置中，在未使用装置时不使马达停止，而是使马达以比使用时低的速度旋转，以实现装置的高响应性。在专利文献1中，公开了在电动机的旋转速度急剧下降的情况下通过使旋转速度复原来维持电动机的低速旋转的控制装置。
在先技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开平4-368475号公报
发明内容
发明所要解决的课题
然而，在上述专利文献1的控制装置中，为了进行控制，需要使旋转速度急剧变化。在以低速旋转控制的上述马达的转速下，可能会因旋转速度的急剧变化导致马达的旋转停止，因此以上述专利文献1的控制装置来维持马达的低速旋转可能是困难的。
本发明的目的在于，例如提供维持马达的低速旋转的控制装置。
用于解决课题的手段
本申请所例示的第1发明是控制装置，该控制装置控制具备定子和转子的马达，所述定子具有线圈，所述转子具有永久磁铁，该控制装置具有：检测部，其按照规定的角度来检测转子的旋转位置，并输出表示检测到的旋转位置的位置信号；以及控制部，其接收检测部输出的位置信号，根据接收到的位置信号，利用脉冲宽度调制方式调整转子的驱动信号的占空比而对转子的旋转进行控制，控制部在从接收到位置信号的时刻起使占空比从第1占空比上升，在接收到下一个位置信号的时刻使已上升的占空比恢复成第1占空比。
发明效果
根据本申请所例示的第1发明，能够提供维持马达的低速旋转的控制装置。
附图说明
图1是示出电动油泵的结构的图。
图2是从Z轴方向观察齿部的截面时的图。
图3是示出控制装置所包含的各要素间的关系和控制装置与马达部之间的关系的框图。
图4是示出第1实施方式的转子的驱动信号的调整处理的流程图。
图5是示出第1实施方式的转子的驱动信号的占空比的曲线图。
图6是示出第2实施方式的转子的驱动信号的调整处理的流程图。
图7是示出第2实施方式的转子的驱动信号的占空比的曲线图。
图8是示出占空比的调整波形与齿槽转矩的周期之间的对应关系的图。
具体实施方式
在以下，参照附图等来说明用于实施本发明的方式。另外，本发明的范围不限定于以下的实施方式，能够在本发明的技术思想的范围内任意变更。此外，在以下的附图中，为了容易理解各结构，存在使各构造的比例和数量与实际构造不同的情况。
此外，在附图中，适当地示出了XYZ坐标系来作为3维直角坐标系。在XYZ坐标系中，设Z轴方向是与图1所示的中心轴线J的轴向(一个方向)平行的方向。设X轴方向是与图1所示的总线总成60的长度方向平行的方向，即图1的左右方向。设Y轴方向是与总线总成60的宽度方向平行的方向，即与X轴方向和Z轴方向这双方垂直的方向。
此外，在以下的说明中，将Z轴方向的正侧(+Z侧)称为“前侧”，将Z轴方向的负侧(-Z侧)称为“后侧”。另外，后侧和前侧仅仅是为了说明而使用的名称，其不限定实际的位置关系和方向。此外，只要没有特别进行说明，将与中心轴线J平行的(Z轴方向)简称为“轴向”，将以中心轴线J为中心的径向简称为“径向”，将以中心轴线J为中心的周向，即中心轴线J的周围(θ方向)简称为“周向”。
另外，在本说明书中，在轴向上延伸是指，除了严格意义上的在轴向(Z轴方向)上延伸的情况以外，还包括在相对于轴向而在小于45°的范围内倾斜的方向上延伸的情况。此外，在本说明书中，在径向上延伸是指，除了严格意义上的在径向即相对于轴向(Z轴方向)而垂直的方向上延伸的情况以外，还包括在相对于径向而在小于45°的范围内倾斜的方向上延伸的情况。
(第1实施方式)
＜电动油泵＞
图1是示出本实施方式的电动油泵10的结构的图。电动油泵10具有轴41、马达部20、泵部30、外壳12和控制装置70。轴41以在轴向上延伸的中心轴线J为中心进行旋转。马达部20和泵部30沿着轴向而并排设置。
＜马达＞
马达部20具有罩13、转子40、定子50、轴承42、总线总成60、前侧O形环81和后侧O形环82。
转子40固定于轴41的外周面。定子50位于转子40的径向外侧。即，马达部20是内转子型的马达。轴承42将轴41支承为能够进行旋转。轴承42被保持于总线总成60。总线总成60与外部电源连接，向定子50供给电源。
＜罩＞
罩13的材质例如是金属。罩13固定于外壳12的后侧(-Z侧)，覆盖总线总成60的后侧(-Z侧)的至少一部分。罩13具有筒状部22a、盖部22b和凸缘部24。筒状部22a在前侧(+Z侧)开口。盖部22b与筒状部22a的后侧的端部连接。在本实施方式中盖部22b呈平板状的形状。凸缘部24从筒状部22a的前侧的端部起向径向外侧扩展。外壳12与罩13以使外壳12的凸缘部15与罩13的凸缘部24重叠的方式接合在一起。
＜转子＞
转子40具有转子芯43和转子磁铁44。转子芯43沿周向(θ方向)包围轴41，并固定于轴41。转子磁铁44固定于转子芯43的沿着周向的外侧面。转子芯43和转子磁铁44与轴41一体地进行旋转。使用永久磁铁作为转子磁铁44。在本实施方式中，使用吸引力和排斥力尤其强的稀土磁铁(钕磁铁等)。
＜定子＞
定子50沿周向(θ方向)包围转子40，使转子40绕中心轴线J旋转。定子50具有铁芯背部51、齿部52、线圈53、线轴(绝缘体)54。
铁芯背部51的形状是与轴41同心的圆筒状。图2是从Z轴方向观察齿部52的截面的图。齿部52从铁芯背部51的内侧面朝向轴41延伸。齿部52设置有多个，在铁芯背部51的内侧面的周向上以均等间隔配置。线圈53由导线53a卷绕而构成。线圈53设置于线轴54。线轴54安装于各齿部52。
＜轴承＞
轴承42配置于定子50的后侧(-Z侧)。轴承42保持于后述的总线保持架61所具有的轴承保持部65上。轴承42支承轴41。轴承42的结构没有特别限定，可以使用任意的公知的轴承。
＜总线总成＞
总线总成60具有与定子50电连接的总线91、和保持总线的总线保持架61。总线保持架61在后侧具有开口部。罩13的盖部22b堵住总线保持架61的后侧的开口部。此外，罩13的盖部22b的前侧的面与后侧O形环82的整周接触。由此，罩13遍及总线保持架61的开口部的周围一周、经由后侧O形环82而与总线保持架61的后侧的主体部后面接触。
总线保持架61具有连接部63。马达部20与外部电源经由连接部63而连接。被连接的外部电源与从连接部63所具有的电源用开口部63a的底面突出的总线91和配线部件92电连接。由此，经由总线91和配线部件92向定子50的线圈53供给驱动电流。
＜泵部＞
本实施方式的泵部30是利用齿轮的旋转运动而使内部的容积变化从而进行油的吸入和喷出的齿轮泵。齿轮泵是容积型泵的一种，也可以使用其他的利用隔膜的往返运动使内部的容积变化的隔膜泵。通过使用容积型泵，即使在使马达低速旋转时也能够进行油的吸入和喷出，能够实现电动油泵的高响应性。
泵部30位于马达部20的轴向一侧，详细而言，位于前侧(+Z轴侧)。泵部30经由轴41而被马达部20驱动。泵部30具有泵体31、泵罩32和泵轮35。
泵体31在马达部20的前侧固定于外壳12内。泵体31的外周面经由泵部O形环83在径向上与外壳12的内周面接触。泵体31具有收纳泵轮35的从前侧(+Z侧)的面向后侧(-Z侧)凹陷而成的泵室33。泵室33在轴向上观察的形状为圆形。
泵体31在轴向两端开口，被轴41通过，其前侧的开口具有向泵室33开口的贯通孔31a。贯通孔31a的后侧的开口向马达部20侧开口。贯通孔31a作为将轴41支承为能够进行旋转的轴承部件而发挥功能。
泵体31具有露出部36，该露出部36位于比外壳12靠前侧的位置，露出于外壳12的外部。露出部36是泵体31的前侧端部的部分。露出部36是在轴向上延伸的圆柱状。露出部36与泵室33在径向上重叠。
泵罩32安装于泵体31的前侧。泵罩32具有泵罩主体32a、包含喷出口32d的泵喷出圆筒部32b、和吸入口32c。泵罩主体32a是向径向扩展的圆板状。泵罩主体32a堵塞泵室33的前侧的开口。泵喷出圆筒部32b是在轴向上延伸的圆筒状。泵喷出圆筒部32b具有在轴向两端开口的喷出口32d。泵喷出圆筒部32b从泵罩主体32a向前侧延伸。吸入口32c向泵罩32的前侧的面开口。喷出口32d和吸入口32c与泵室33连通，能够将油向泵室33吸入、并能够从泵室33喷出油。在轴41向着周向的一个方向(朝向-θ)旋转的情况下，从吸入口32c向泵室33吸入油。被吸入到泵室33中的油通过泵轮35被输送，向喷出口32d喷出。
泵轮35具有内轮37和外轮38。内轮37安装于轴41的前侧的端部。外轮38以包围内轮37的径向外侧的方式被配置。内轮37呈圆环状，是在径向外侧面具有齿的齿轮。
内轮37与外轮38相互啮合，通过使内轮37旋转而使外轮38旋转。通过使内轮37和外轮38旋转，能够将从吸入口32c吸入到泵室33内的油输送到喷出口32d。即，通过轴41的旋转使泵轮35旋转。换言之，马达部20和泵部30具有同一个旋转轴。
＜外壳＞
外壳12呈相对于中心轴线J而在两端开口的多级圆筒形状。外壳12的材质例如是金属。外壳12保持马达部20和泵部30。外壳12具有筒部14和凸缘部15。筒部14呈以中心轴线J为中心的圆筒状。筒部14沿着轴向(Z轴方向)从后侧(-Z侧)向着前侧(+Z侧)而依次具有总线总成插入部21a、定子保持部21b、泵体保持部21c。凸缘部15从筒部14的后侧的端部向径向外侧延伸。
总线总成插入部21a的后侧的端部经由罩13的凸缘部24和外壳12的凸缘部15而与罩13的筒状部22a联结。总线总成插入部21a从中心轴线J的径向外侧包围总线总成60的前侧(+Z侧)的端部。总线总成插入部21a、定子保持部21b和泵体保持部21c分别是同心的圆筒形状，直径依次减小。
总线总成60的前侧的端部位于外壳12的内侧。定子50的外侧面即铁芯背部51的外侧面与定子保持部21b的内侧面接触。由此，定子50保持于外壳12。泵体31的外周面固定于泵体保持部21c的内周面。
＜控制装置＞
控制装置70配置在轴承42与罩13之间，控制马达部20的驱动。控制装置70具有检测部71、逆变器电路72和控制部73。图3是示出控制装置70所包含的各要素间的关系和控制装置70与马达部20之间的关系的框图。
逆变器电路72输出马达驱动电压。作为检测部71，可以使用霍尔元件和磁阻元件等磁传感器、光学编码器或者旋转变压器。在本实施方式中，使用作为磁传感器的霍尔元件。检测部71具有传感器磁铁711和磁铁保持部712。
传感器磁铁711呈圆环状，其N极和S极在周向上交替配置。通过向传感器磁铁保持部712的中央的孔嵌入轴41的后侧(+Z侧)的端部的小径部分，从而对传感器磁铁保持部712进行定位。传感器磁铁保持部712能够与轴41一起进行旋转。传感器磁铁711配置于传感器磁铁保持部712的外周面。
检测部71通过检测传感器磁铁711的磁通量的变化而按照规定的角度来检测转子40的旋转位置，并将表示所检测到的旋转位置的位置信号向控制部73输出。在本实施方式中，输出的位置信号是由多个信号构成的一组位置信号。例如，在使用磁阻元件作为检测部71的情况下，按照规定的角度输出一个位置信号。
控制部73例如包含存储部，该控制部73接收检测部71输出的位置信号，并根据接收到的位置信号，利用脉冲宽度调制方式(PWM方式)来调整转子的驱动信号的占空比。控制部73将调整后的转子的驱动信号向逆变器电路72输出。逆变器电路72根据来自控制部73的转子的驱动信号输出马达驱动电压。向线圈53供给基于来自逆变器电路72的驱动电压的驱动电流。线圈53通过驱动电流的供给产生磁场，通过该磁场使转子40旋转。这样，马达部20获得旋转驱动力。驱动电流经由总线91和配线部件92而向定子50的线圈53供给。
在使用磁传感器作为检测部71的情况下，在转子40旋转1周的期间内检测部71输出位置信号的次数n是，该磁传感器检测的磁极数与磁传感器的数量相乘后的值。在此，磁传感器检测的磁极数可以比转子40的永久磁铁的磁极数大。此外，次数n优选为，转子40的永久磁铁的磁极数与定子50的齿部52的数量(齿数)的最小公倍数以上。通过使次数n为上述最小公倍数以上，能够以如下周期输出旋转信号，该周期是，比由转子40的永久磁铁的磁极数和定子50的齿数决定的齿槽转矩的周期短的周期。由此，控制部73能够在因齿槽转矩的影响而使转子40停止之前，向转子40施加克服齿槽转矩的旋转力。在使用光学编码器或者旋转变压器作为检测部71的情况下，优选为上述次数n是转子40的永久磁铁的磁极数和定子50的齿数的最小公倍数以上。
＜调整处理＞
图4是示出由驱动电动油泵10的马达部20的控制装置70包含的控制部73进行的、转子的驱动信号的调整处理的流程图。此外，图5示出了，在图4的流程图中控制马达部20时，通过控制部73的PWM控制而变化的、转子40的驱动信号的占空比的曲线图。横轴为时间，纵轴为占空比。
在工序S100中，控制部73从检测部71接收位置信号。在工序S110中，控制部73使占空比从图5所示的第1占空比起上升。在工序S120中，控制部73在接收到下一个位置信号的时刻，使在工序S110中上升的占空比恢复成第1占空比。在工序S120之后，返回到工序S110，反复执行该流程。即，控制部73每当接收到位置信号便反复进行占空比的上升或者占空比的上升量的清除。在此，从在工序S120中控制部73接收到下一个位置信号起到使占空比恢复成第1占空比为止的时间例如优选为20μ秒以内。
根据上述调整处理，控制部73在从接收到位置信号起到接收到下一个位置信号为止使占空比上升而提高向线圈53供给的电压。由此，控制装置70能够在受到齿槽转矩或者外部负载的影响而导致旋转停止之前，向转子40施加克服齿槽转矩或外部负载的旋转力。此外，控制部73在使占空比上升后，在下一次接收到位置信号时使占空比复原。由此，能够在不使转子40的转速过度上升的情况下，维持实现装置的高响应性的低速旋转。
控制部73能够通过如图5所示的波形那样调整占空比，而在不使转子40的转速过度上升的情况下维持低速旋转。对调整波形的特征进行说明，首先，控制部73使占空比从第1占空比起逐渐上升。由此，控制部73防止了转子40的转速过度上升。其次，占空比的上升或者下降的变化波形在接近如下时刻的时间点具有极大值，该时刻是，与占空比从第1占空比开始上升时相比而上升了的占空比恢复成第1占空比的时刻。即，控制部73使已上升的占空比急剧地下降到第1占空比。然后，调整波形变成，包含多个如下的变化波形的锯齿波形，该变化波形以上升和下降为一组。即，控制部73多次重复使占空比逐渐上升、急剧地复原的情况。占空比的上升与急剧下降、和多次重复占空比的上升与急剧下降的情况对于维持转子40的低速旋转是有效的。
根据本实施方式，能够提供维持马达部的低速旋转的控制装置。并且，根据本实施方式的控制装置，能够提供预先以低速旋转驱动泵部而实现了高响应性的电动油泵。
(第2实施方式)
在本实施方式中，与第1实施方式不同，控制装置70还具有计算部。基于由计算部根据转子40的规定转速而计算出的周期来确定控制部73使占空比上升的上升时机。根据本实施方式，与第1实施方式相比，能够高精度地维持转子40的转速。
图6是示出了驱动电动油泵10的马达部20的控制装置70包含的控制部73所进行的转子40的驱动信号的调整处理的流程图。此外，图7是示出了在图6的流程图中控制马达部20时，通过控制部73的PWM控制而变化的、转子的驱动信号的占空比的曲线图。设横轴为时间，纵轴为占空比。
在工序S200中，控制部73从检测部71接收位置信号。在工序S210中，控制部73判断到经过时间间隔T为止是否接收到了下一个位置信号，该时间间隔T是接收基于计算部根据转子40的规定转速而计算出的周期的位置信号的时间间隔。
在工序S210中判断为控制部73没有接收到下一个位置信号的情况下，在工序S220中控制部73使占空比从图7所示的第1占空比起上升。在工序S230中，控制部73在接收到位置信号时使上升的占空比恢复成第1占空比。
在工序S210中判断为控制部73接收到下一个位置信号的情况下，在工序S221中控制部73将占空比维持为第1占空比。在工序S230或者工序S221之后，返回到工序S210，反复执行该流程。转子的规定转速被设定为，在未使用电动油泵10时不会因齿槽转矩的影响使转子40的旋转停止的转速，它是比使用电动油泵10时低的转速。在本实施方式中，将规定的转速设定为100rpm。
根据上述调整处理，控制部73根据由规定的转速求出的周期来判断转子40的转速是否低于规定的转速，在判断为低于规定的转速的情况下使占空比上升而提高向线圈供给的电压。由此，在受到齿槽转矩或者外部负载的影响的低速旋转时，控制装置70能够向转子40施加克服齿槽转矩或者外部负载的旋转力。
此外，在控制部73判断为转子40的转速并不比规定的转速低的情况下，控制部73不使占空比上升。由此，能够防止转子40的转速过度上升。此外，控制部73在使占空比上升之后，在接下来接收到位置信号时使占空比复原。由此，能够在不使转子40的转速过度上升的情况下维持本实施方式的规定的转速即100rpm。
控制部通过像图7所示的波形那样调整占空比，能够在不使转子40的转速过度上升的情况下维持低速旋转。调整波形的特征中的与第1实施方式不同的特征在于：变化波形的峰值不固定，伴随控制部73接收位置信号的时机越延迟，峰值越高。
位置信号的接收时机延迟意味着，转子40的转速因齿槽转矩等影响而逐渐变小。即，需要使得接收时机越延迟就越使占空比上升。在本实施方式中，在控制部73接收到位置信号并且在规定的周期内没有接收到下一个位置信号的情况下，使占空比上升直至接收到下一个位置信号为止。所以，下一个位置信号的接收时机越延迟，占空比就越高。由此，控制部73能够进行按照转子的转速的下降量使占空比上升的控制。
图8是示出由控制部73实现的占空比的调整波形和齿槽转矩的周期之间的对应关系的图。横轴表示时间，纵轴表示齿槽转矩的大小或占空比的大小。
如图8所示，齿槽转矩周期性地发生变化。正齿槽转矩表示作用于使转子40的旋转变慢的方向上的齿槽转矩，负齿槽转矩表示作用于使转子40的旋转变快的方向上的齿槽转矩。在正齿槽转矩成为峰值的时刻，控制部接收位置信号的时机变得最迟。即，转子40的转速最为下降。在本实施方式中，能够进行按照转子40的转速的下降量使占空比上升的控制。因此，如图8所示，占空比的调整波形的峰值最大的时刻与正齿槽转矩成为峰值的时刻一致。
另一方面，在齿槽转矩为负的范围内，占空比不变化。另外，占空比的调整波形的峰值成为最大的时刻与正齿槽转矩成为峰值的时刻不需要完全一致。在调整波形的峰值存在多个的情况下，只要多个峰值中的最大峰值的时刻处于正齿槽转矩成为峰值的时刻附近即可。
根据本实施方式，与第1实施方式同样，能够提供维持马达的低速旋转的控制装置。并且，能够提供预先以低速旋转驱动泵部而实现高响应性的电动油泵。
另外，马达的种类不限定于上述实施方式的内转子型，例如也可以采用定子50位于转子40的径向内侧的外转子型马达，还可以采用定子50与转子40配置于马达轴向的轴向间距型马达。
虽然在以上对本发明所优选的实施方式进行了说明，但本发明不限定于这些实施方式，能够在其主旨的范围内进行各种变形和变更。
本申请主张2016年9月30日申请的日本申请特愿2016-194686号的优先权，该日本申请记载的全部记载内容被引用于此。
标号说明
10 电动油泵
20 马达部
30 泵部
33 泵室
40 转子
44 转子磁铁
50 定子
53 线圈
70 控制装置
71 检测部
73 控制部

Claims (20)

1.一种控制装置，其控制具备定子和转子的马达，所述定子具有线圈，所述转子具有永久磁铁，
该控制装置的特征在于，具有：
检测部，其按照规定的角度来检测所述转子的旋转位置，输出表示检测到的旋转位置的位置信号；以及
控制部，其接收所述检测部输出的所述位置信号，根据接收到的所述位置信号，利用脉冲宽度调制方式来调整所述转子的驱动信号的占空比，从而控制所述转子的旋转，
所述控制部从接收到所述位置信号的时刻起使所述占空比从第1占空比上升，在接收到下一个位置信号时使已上升的所述占空比恢复成所述第1占空比。
2.一种控制装置，其控制具备定子和转子的马达，所述定子具有线圈，所述转子具有永久磁铁，
该控制装置的特征在于，具有：
检测部，其按照规定的角度来检测所述转子的旋转位置，输出表示检测到的旋转位置的位置信号，
计算部，其根据所述转子的规定的转速来计算所述检测部输出所述位置信号的周期；以及
控制部，其接收所述检测部输出的所述位置信号，根据接收到的所述位置信号，利用脉冲宽度调制方式来调整所述转子的驱动信号的占空比，从而控制所述转子的旋转，
所述控制部在从接收到所述位置信号起至经过接收基于由所述计算部计算出的周期的所述位置信号的时间间隔为止没有接收到所述位置信号的下一个位置信号的情况下，使所述占空比从第1占空比上升直至接收到所述下一个位置信号为止，在接收到所述下一个位置信号时使已上升的所述占空比恢复成所述第1占空比。
3.根据权利要求1或2所述的控制装置，其特征在于，
所述控制部使所述占空比从第1占空比逐渐上升。
4.根据权利要求1至3中的任意一项所述的控制装置，其特征在于，
从所述控制部使所述占空比从第1占空比上升起到使已上升的所述占空比恢复成所述第1占空比为止的所述占空比的变化波形在如下时间点具有极大值，该时间点接近于使与所述占空比从第1占空比开始上升时相比已上升的所述占空比恢复成所述第1占空比的时刻。
5.根据权利要求4所述的控制装置，其特征在于，
由所述控制部实现的所述占空比的调整波形是包含多个所述变化波形的锯齿波形。
6.根据权利要求1至5中的任意一项所述的控制装置，其特征在于，
所述检测部具有磁传感器。
7.根据权利要求6所述的控制装置，其特征在于，
所述磁传感器是霍尔元件。
8.根据权利要求7所述的控制装置，其特征在于，
具有所述霍尔元件的所述检测部所输出的所述位置信号是由多个信号构成的一组位置信号。
9.根据权利要求6所述的控制装置，其特征在于，
所述磁传感器是磁阻元件。
10.根据权利要求6至9中的任意一项所述的控制装置，其特征在于，
所述检测部在所述转子旋转1周的期间内输出所述位置信号的次数n是所述磁传感器的数量与该磁传感器检测的磁极数相乘后的值。
11.根据权利要求10所述的控制装置，其特征在于，
该磁传感器检测的磁极数比所述永久磁铁的磁极数大。
12.根据权利要求10所述的控制装置，其特征在于，
所述次数n为所述永久磁铁的磁极数与所述定子的齿数的最小公倍数以上。
13.根据权利要求1至5中的任意一项所述的控制装置，其特征在于，
所述检测部具有光学编码器。
14.根据权利要求1至5中的任意一项所述的控制装置，其特征在于，
所述检测部具有旋转变压器。
15.根据权利要求12或13所述的控制装置，其特征在于，
所述检测部在所述转子旋转1周的期间内输出所述位置信号的次数为所述永久磁铁的磁极数与所述定子的齿数的最小公倍数以上。
16.一种控制方法，该控制方法是由控制装置控制马达的控制方法，该马达具备定子和转子，所述定子具有线圈，所述转子具有永久磁铁，
其特征在于，
所述控制装置接收表示所述转子的旋转位置的位置信号，
从接收到所述位置信号起至经过规定的时间间隔为止，利用脉冲宽度调制方式使所述转子的驱动信号的占空比从第1占空比起上升，
在经过了所述规定的时间间隔时，利用脉冲宽度调制方式使已上升的所述占空比恢复成所述第1占空比。
17.一种马达，其特征在于，
该马达是通过权利要求1至15中的任意一项所述的控制装置或者权利要求16所述的控制方法来控制的。
18.一种电动油泵，其特征在于，
该电动油泵具有由权利要求17所述的马达驱动的泵部。
19.根据权利要求18所述的电动油泵，其特征在于，
所述泵部是通过使内部的容积变化而进行油的吸入和喷出的容积型泵。
20.根据权利要求19所述的电动油泵，其特征在于，
所述泵部是通过隔膜的往返运动使内部的容积变化的隔膜泵或者通过齿轮的旋转运动使内部的容积变化的齿轮泵。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114256955A (zh) * 2020-09-21 2022-03-29 台达电子工业股份有限公司 编码装置、马达及编码装置的控制方法

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102016204954A1 (de) * 2016-03-24 2017-09-28 Robert Bosch Gmbh Elektrische Maschine sowie Verfahren zum Herstellen einer elektrischen Maschine
DE112018007525T5 (de) * 2018-04-27 2021-01-14 Mitsubishi Electric Corporation Elektromotor
JP7204365B2 (ja) * 2018-07-31 2023-01-16 富士通コンポーネント株式会社 電磁継電器
KR102012659B1 (ko) * 2019-05-17 2019-10-21 백성준 아로니아 탈삽방법

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003227468A (ja) * 2002-02-01 2003-08-15 Asahi Sunac Corp 油圧ダイヤフラムポンプ
CN1471226A (zh) * 2002-07-24 2004-01-28 三菱电机株式会社 脉冲宽度调制型马达驱动装置
CN1512065A (zh) * 1998-09-17 2004-07-14 ������������ʽ���� 无油润滑螺旋式压缩机
TW200703873A (en) * 2005-07-15 2007-01-16 Delta Electronics Inc Motor control method and apparatus thereof
JP2013066266A (ja) * 2011-09-15 2013-04-11 Semiconductor Components Industries Llc Ｐｗｍ信号出力回路
JP2014009655A (ja) * 2012-07-02 2014-01-20 Jtekt Corp 電動ポンプ
EP2697903A1 (en) * 2011-04-13 2014-02-19 Controlled Power Technologies Ltd Rpt signal offset learning system
CN104145418A (zh) * 2012-03-07 2014-11-12 三菱电机株式会社 空调机
CN105846797A (zh) * 2016-03-21 2016-08-10 广州视源电子科技股份有限公司 一种生成pwm调制信号的方法及装置

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3258037B2 (ja) 1991-06-13 2002-02-18 株式会社日立製作所 空気調和機のインバータ制御装置
JPH0775369A (ja) 1993-06-29 1995-03-17 Yamamoto Denki Kk ブラシレスモータの位相角制御方法及び装置
JP4421603B2 (ja) * 2006-12-01 2010-02-24 本田技研工業株式会社 モータ制御方法およびモータ制御装置
JP5433657B2 (ja) * 2011-09-15 2014-03-05 株式会社東芝 モータ制御装置
JP6062327B2 (ja) * 2013-07-09 2017-01-18 日立オートモティブシステムズ株式会社 インバータ装置および電動車両
JP6017057B2 (ja) * 2013-10-22 2016-10-26 三菱電機株式会社 モータ制御装置

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1512065A (zh) * 1998-09-17 2004-07-14 ������������ʽ���� 无油润滑螺旋式压缩机
JP2003227468A (ja) * 2002-02-01 2003-08-15 Asahi Sunac Corp 油圧ダイヤフラムポンプ
CN1471226A (zh) * 2002-07-24 2004-01-28 三菱电机株式会社 脉冲宽度调制型马达驱动装置
TW200703873A (en) * 2005-07-15 2007-01-16 Delta Electronics Inc Motor control method and apparatus thereof
EP2697903A1 (en) * 2011-04-13 2014-02-19 Controlled Power Technologies Ltd Rpt signal offset learning system
JP2013066266A (ja) * 2011-09-15 2013-04-11 Semiconductor Components Industries Llc Ｐｗｍ信号出力回路
CN104145418A (zh) * 2012-03-07 2014-11-12 三菱电机株式会社 空调机
JP2014009655A (ja) * 2012-07-02 2014-01-20 Jtekt Corp 電動ポンプ
CN105846797A (zh) * 2016-03-21 2016-08-10 广州视源电子科技股份有限公司 一种生成pwm调制信号的方法及装置

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114256955A (zh) * 2020-09-21 2022-03-29 台达电子工业股份有限公司 编码装置、马达及编码装置的控制方法
CN114256955B (zh) * 2020-09-21 2024-09-06 台达电子工业股份有限公司 编码装置、马达及编码装置的控制方法

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