JP2019537915A - 歯車モータ、関連するワイパーシステム、及び関連する制御方法 - Google Patents
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Abstract
Description
− 以下を具備するブラシレス直流電気モータ
− ロータ、
− ロータ用の電磁励起コイルを有するステータ、
− ステータに対するロータの角度位置を検出するための装置、
− ロータの角度位置を検出するための装置によって検出されるロータの角度位置に応じて、ステータの電磁励起コイルに電力を供給するための制御信号を生成するように構成される制御ユニット、
− 一方側で電気モータのロータに連結され、他方側で外部機構、特にワイパーシステムに、連結されることが意図される出力シャフトに連結される減速機構であって、所定の減速比を有する減速機構、及び
− 出力シャフトの角度位置を測定するように構成される出力角度位置センサ、
それにおいて出力シャフトの角度位置を測定するように構成される出力角度位置センサは、ロータの角度位置を検出するための装置に接続され、出力シャフトの測定された角度位置に対応する信号を送信するように構成され、ロータの角度位置を検出するための前記装置は、減速機構の所定の減速比を考慮に入れることによって、送信される信号に基づいてステータに対するロータの位置を検出するように構成される。
− 所定の閾値を下回るロータの回転速度に関し、出力角度位置センサからの信号に基づいて、ロータの角度位置を検出し、
− 所定の閾値以上のロータの回転速度に関し、ステータの電磁励起コイルからの逆起電力信号に基づいてロータの角度位置を検出する
ように構成される。
− ロータは所定数の磁極を含み、
− 制御磁石は、ロータの磁極の数以上の数の磁極を備え、
− ステータの電磁励起コイルに電力を供給する制御信号の送信がホールエフェクトセンサからの信号の状態変化の検出と同期するように、制御磁石の磁極はロータの磁極と同相である。
− 一方では1又は複数のホールエフェクトセンサからの信号に基づき、他方では所定の閾値を下回るロータの回転速度に関する出力角度位置センサからの信号に基づき、ロータの角度位置を検出し、
− 所定の閾値以上のロータの回転速度に関し、ステータの電磁励起コイルからの逆起電力信号に基づいてロータの角度位置を検出し、
ロータの角度位置を検出するための装置は、ステータの電磁励起コイルの逆起電力を測定する信号に基づいて、1又は複数のホールエフェクトセンサからの及び/又は出力角度位置センサからの角度測定結果を補正するように構成される。
− 以下を具備するブラシレス直流電気モータ:
− ロータ、
− ロータ用の電磁励起コイルを有するステータ、
− 一方側で電気モータのロータに連結され、他方側で外部機構、特にワイパーシステムに、連結されることが意図される出力シャフトに連結される減速機構であって、所定の減速比を有する減速機構、及び
− 出力シャフトの角度位置を測定するように構成される出力角度位置センサ、
前記方法は以下のステップを含む:
所定の閾値を下回るロータの回転速度に関し:
− ロータの角度位置は、減速機構の減速比を考慮することによって、出力シャフトの角度位置センサに基づいて検出され、
所定の閾値以上のロータの回転速度に関し、
− ロータの角度位置は、ステータの電磁励起コイルからの逆起電力信号に基づいて検出され、
− 先行するステップで検出されるロータの角度位置に応じて、ステータの電磁励起コイルに電力を供給するための制御信号が生成される。
− 以下を具備するブラシレス直流電気モータと:
− ロータ、
− ロータ用の電磁励起コイルを有するステータ、
− 一方側で電気モータのロータに連結され、他方側で外部機構、特にワイパーシステムに、連結されることが意図される出力シャフトに連結される減速機構であって、所定の減速比を有する減速機構、及び
− 出力シャフトの角度位置を測定するように構成される出力角度位置センサ、
− 回転するようにロータに固定される制御磁石に関連付けられる1つ又は2つのホールエフェクトセンサと、
を備え、
前記方法は以下のステップを含む:
(a)所定の閾値を下回るロータの回転速度に関し:
− 減速機構の減速比を考慮して出力シャフトの角度位置センサに基づいてロータの角度位置が検出され、出力角度位置センサからの角度測定結果が1又は複数のホールエフェクトセンサからの信号に基づいて補正され、
(b)所定の閾値以上のロータの回転速度に関し、
ロータの角度位置は、ステータの電磁励起コイルからの逆起電力信号に基づいて検出され、
− 先行するステップで検出されるロータの角度位置に応じて、ステータの電磁励起コイルに電力を供給するための制御信号が生成される。
図2及び図3bを参照すると、第1実施形態によれば、出力シャフト109の出力角度位置センサ110のみが、ロータ15の角度位置を検出するための装置25によって、特に低回転速度に関し、すなわち所定の閾値よりも下の、例えばモータの最大速度の10%よりも低い速度に関し、ロータ15の位置を検出するために、使用される。ここで、これはブラシレス直流電気モータ3の始動フェーズに関するものである。
第2実施形態によれば、電気モータ103はまた、ステータ13上に配置され且つ図4に示すように回転するようにロータ15に固定される制御磁石29に関連付けられる単一のホールエフェクトセンサ27を備える。
図7及び図8に示す第3実施形態によれば、電気モータ103は、第2実施形態と同様に単一のホールエフェクトセンサ27を備えるが、関連付けられる制御磁石29’は、例えばロータ15の磁極の数の3倍に等しい数の磁極を有する。したがって本ケースにおいて、制御磁石29’の極数は、図7に示されるように、N極に関してN1、N2及びN3で示され、S極に関してS1、S2及びS3で示される6つの磁極を備える。制御磁石29’の各磁極は60°の角度セグメントを占める。
図9及び図10に示す第4実施形態によれば、電気モータ103は、制御磁石29’に関連付けられる2つのホールエフェクトセンサ27a及び27bを含み、制御磁石29’の磁極の数は、ロータ15の磁極の数の3倍に等しく、第3実施形態の制御磁石29’と同様である。
図11及び図12に示す第5実施形態によれば、電気モータ103は、モータの極のペアの数の4倍に対応する4つの磁極を含む制御磁石29’’に関連付けられる2つのホールエフェクトセンサ27a及び27bを備える。
図13及び図14に示す第6実施形態によれば、電気モータ103は、ロータ15の極ペアの数の4倍に対応する図13に示すような4つの磁極を含む制御磁石29’’’に関連付けられる2つのホールエフェクトセンサ27a及び27bを備える。
Claims (14)
- 特にワイパーシステム用の、歯車モータ(101)であって、
− ブラシレス直流電気モータ(103)を備え、当該ブラシレス直流電気モータは:
− ロータ(15)と、
− 前記ロータのための電磁励起コイルを有するステータ(13)と、
− 前記ステータ(13)に対する前記ロータ(15)の角度位置を検出するための装置(25)と、
− 前記ロータ(15)の角度位置を検出するための装置(25)によって検出される前記ロータ(15)の角度位置に応じて、前記ステータ(13)の前記電磁励起コイル(17)に電力を供給するための制御信号を生成するように構成される制御ユニット(21)と、
− 一方側で前記電気モータ(103)の前記ロータに連結され、他方側で外部機構、特にワイパーシステムに、連結されることが意図されている出力シャフト(109)に連結される減速機構(104)であって、所定の減速比を有する減速機構(104)と、
− 前記出力シャフト(109)の角度位置を測定するように構成される出力角度位置センサ(110)と、を含み、
前記出力シャフト(109)の角度位置を測定するように構成される前記出力角度位置センサ(110)は、前記ロータ(15)の角度位置を検出するための装置(25)に接続され且つ前記出力シャフト(109)の測定される角度位置に対応する信号を送信するように構成され、前記ロータ(15)の角度位置を検出するための装置(25)は、前記減速機構(104)の所定の減速比を考慮に入れることによって送信される信号に基づいて、前記ステータ(13)に対する前記ロータ(15)の位置を検出するように、構成されることを特徴とする歯車モータ(101)。 - 前記ロータ(15)の角度位置を検出するための装置(25)は、
− 所定の閾値を下回る前記ロータの回転速度に関し、前記出力角度位置センサ(110)からの信号に基づいて前記ロータ(15)の角度位置を検出し、
− 前記所定の閾値以上の前記ロータの回転速度に関し、前記ステータ(13)の前記電磁励起コイル(17)からの逆起電力信号に基づいて前記ロータ(15)の角度位置を検出する、
ように構成される請求項1に記載の歯車モータ(101)。 - 電力が供給されていない少なくとも1つの電磁励起コイル(17)の逆起電力が測定されて前記ロータ(15)の角度位置を検出するための装置(25)に伝えられ、前記ロータ(15)の角度位置を検出するための装置(25)は、前記逆起電力の値を、前記ロータ(15)の所定の位置に関連付けられる所定の閾値と比較するように構成される請求項2に記載の歯車モータ(101)。
- 前記ロータ(15)の角度位置を検出するための装置(25)は、前記ステータ(13)の前記電磁励起コイル(17)の逆起電力を測定する前記信号から、前記出力角度位置センサ(110)からの角度測定結果を補正するように、構成される請求項3に記載の歯車モータ(101)。
- 前記ブラシレス直流電気モータ(103)は、回転するように前記ロータ(15)に対して固定される制御磁石(29、29’、29’’、29’’’)に関連付けられる単一のホールエフェクトセンサ(27)を備え、前記ホールエフェクトセンサ(27)は前記ロータ(15)の角度位置を検出するための装置(25)に接続され、前記ロータ(15)の角度位置を検出するための装置(25)は、前記ホールエフェクトセンサ(27)からの信号に基づいて、前記出力角度位置センサ(110)からの角度測定結果を補正するように構成される、請求項1〜4のいずれか一項に記載の歯車モータ(101)。
- 前記ロータ(15)の角度位置を検出するための装置(25)は、前記ホールエフェクトセンサ(27)からの信号の状態の変化であって、前記ロータ(15)の所定の位置と関連付けられる前記状態の変化を検知するように、及び、前記状態の変化の検知に基づいて前記出力角度位置センサ(110)からの測定結果を補正するように、構成される請求項5に記載の歯車モータ(101)。
- − 前記ロータ(15)は、所定数の磁極を含み、
− 前記制御磁石(29、29’)は、前記ロータ(15)の磁極の数以上の数の磁極を含み、
− 前記ステータ(13)の前記電磁励起コイル(17)に電力を供給する制御信号の送信が、前記ホールエフェクトセンサ(27)からの信号の状態の変化の検知と同期するように、前記制御磁石(29)の磁極は前記ロータ(15)の磁極と同相である、
請求項5又は6に記載の歯車モータ(101)。 - 前記電気モータ(103)は、回転するように前記ロータ(15)に対して固定される制御磁石(29’、29’’、29’’’)に関連付けられる2つのホールエフェクトセンサ(27a、27b)を備え、前記ホールエフェクトセンサ(27a、27b)は、互いに対して角度的にオフセットされ且つ前記ロータ(15)の角度位置を検出するための装置(25)に接続され、前記ロータ(15)の角度位置を検出するための装置(25)は、前記2つのホールエフェクトセンサ(27a、27b)からの信号に基づいて、前記出力角度位置センサ(110)からの角度測定信号を補正するように構成される請求項1〜4のいずれか一項に記載の歯車モータ(101)。
- 前記ロータ(15)の角度位置を検出するための装置(25)は、
− 所定の閾値を下回る前記ロータの回転速度に関し、一方では1又は複数のホールエフェクトセンサからの信号に基づいて、他方では前記出力角度位置センサ(110)からの信号に基づいて、前記ロータ(15)の角度位置を検出し、
− 前記所定の閾値以上の前記ロータの回転速度に関し、前記ステータ(13)の前記電磁励起コイル(17)からの逆起電力信号に基づいて、前記ロータ(15)の角度位置を検出する、
ように構成され、
前記ロータ(15)の角度位置を検出するための装置(25)は、前記ステータ(13)の前記電磁励起コイル(17)の逆起電力を測定する信号に基づいて、1又は複数のホールエフェクトセンサからの及び/又は前記出力角度位置センサ(110)からの角度測定結果を補正するように構成される、請求項1と組み合わせられる請求項5〜8のいずれか一項に記載の歯車モータ(101)。 - 請求項1〜9のいずれか一項に記載の歯車モータ(1)を備える、特に動力車両用の、ワイパーシステム。
- 特にワイパーシステム用の、歯車モータ(101)の電気モータ(103)を制御する方法であって、前記歯車モータ(101)は、
− ブラシレス直流電気モータ(103)を備え、当該ブラシレス直流電気モータは:
− ロータ(15)と、
− 前記ロータ(15)のための電磁励起コイル(17)を有するステータ(13)と、
− 一方側で前記電気モータ(103)の前記ロータに連結され、他方側で外部機構、特にワイパーシステムに、連結されることが意図される出力シャフト(109)に連結される減速機構(104)であって、所定の減速比を有する減速機構(104)と、
− 前記出力シャフト(109)の角度位置を測定するように構成される出力角度位置センサ(110)と、を含み、
(a) 所定の閾値を下回る前記ロータの回転速度に関し、
− 前記ロータ(15)の角度位置は、前記減速機構(104)の減速比を考慮することによって、前記出力シャフト(109)の角度位置センサから検出され、
(b) 前記所定の閾値以上の前記ロータの回転速度に関し、
− 前記ロータ(15)の角度位置は、前記ステータ(13)の前記電磁励起コイル(17)からの逆起電力信号に基づいて検出され、
− 先行するステップにおいて検出される前記ロータ(15)の角度位置に応じて、前記ステータ(13)の前記電磁励起コイル(17)に電力を供給するための制御信号が生成される、
ことを含む方法。 - 前記出力角度位置センサ(110)の測定結果は、前記逆起電力信号に基づいて補正される、請求項11に記載の歯車モータ(101)の電気モータ(103)を制御する方法。
- 特にワイパーシステム用の、歯車モータ(101)の電気モータ(103)を制御する方法であって、前記歯車モータ(101)は、
− ブラシレス直流電気モータ(103)であって:
− ロータ(15)と、
− 前記ロータ(15)のための電磁励起コイル(17)を有するステータ(13)と、
− 一方側で前記電気モータ(103)の前記ロータに連結され、他方側で外部機構、特にワイパーシステムに、連結されることが意図されている出力シャフト(109)に連結される減速機構(104)であって、所定の減速比を有する減速機構(104)と、
− 前記出力シャフト(109)の角度位置を測定するように構成される出力角度位置センサ(110)と、を含むブラシレス直流電気モータと、
− 回転するように前記ロータ(15)に対して固定される制御磁石(29、29’、29’’、29’’’)と関連付けられる1つ又は2つのホールエフェクトセンサ(27、27a、27b)と、を備え、
(a)所定の閾値を下回る前記ロータの回転速度に関し:
− 前記ロータ(15)の角度位置は、前記減速機構(104)の減速比を考慮することによって、前記出力シャフト(109)の前記角度位置センサに基づいて検出され、前記出力角度位置センサ(110)からの角度測定結果は、1又は複数のホールエフェクトセンサ(27、27a、27b)からの信号に基づいて補正され、
(b)前記所定の閾値以上の前記ロータの回転速度に関し:
前記ロータ(15)の角度位置は、前記ステータ(13)の前記電磁励起コイル(17)からの逆起電力信号に基づいて検出され、
− 先行するステップにおいて検出される前記ロータ(15)の角度位置に応じて、前記ステータ(13)の前記電磁励起コイル(17)に電力を供給するために制御信号が生成される、
ことを含む方法。 - 前記出力角度位置センサ(110)からの及び前記1又は複数のホールエフェクトセンサ(27、27a、27b)からの角度測定結果は、前記逆起電力信号に基づいて補正される請求項13に記載の歯車モータ(101)の電気モータ(103)を制御する方法。
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