JP2020120576A - ブレーキシステム用のモータポンプ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】追加的な電気配線を設けることなく、回転角度情報を検出するモータポンプ装置を提供する。【解決手段】コントロールユニット１０が、ポンプハウジング４に配置されていて、電動機３の実際の回転数および／または実際のトルクを調節するようになっており、コントロールユニットが、測定値送信器９および磁気的な測定値受信器１４を有するセンサ装置１２を介して、モータ軸７の実際の回転角度を無接触に検出して、電動機を制御するために評価するようになっており、測定値送信器が、ポンプハウジング内でモータ軸の自由端部７．２に配置されていて、モータ軸の回転運動に依存して、コントロールユニット内に定置に配置された磁気的な測定値受信器によって検出された磁界の少なくとも１つの磁気量に影響を与える。【選択図】図１

Description

本発明は、独立請求項１の上位概念部に記載したブレーキシステム用のモータポンプ装置に関する。

ＥＳＰおよび／またはＡＢＳ機能（ＥＳＰ：エレクトロニックスタビリティプログラム、ＡＢＳ：アンチロックブレーキシステム）を有する公知のブレーキシステにおいては、１つの偏心体を介して２つの液圧ポンプを駆動してブレーキ液を吐出するために、通常は直流モータが使用される。この場合、通常は回転数制御式または全制御式の直流モータが使用される。回転数検出は、制御装置の非通電段階で、モータ自体によって誘導された回生電圧を用いて行われる。

特許文献１によれば、例えばＡＢＳ機能を有する自動車ブレーキシステムのためのモータポンプ装置が公知である。このモータポンプ装置は電動機を有しており、この電動機はモータ軸を有していて、このモータ軸の自由端部は偏心体被駆動軸として構成されており、この偏心体被駆動軸は、ポンプハウジング内に配置された、半径方向で互いに向き合う２つのポンプタペットを駆動する。

独国特許第１９７３３１４７号明細書

これに対して、独立請求項１の特徴を有する、本発明による、ブレーキシステム用のモータポンプ装置は、利用可能な回転数情報に追加して、モータ可動子若しくはモータ軸の実際の位置を検出することができ、この際に、モータに通じる追加的な電気配線を設ける必要がない、という利点を有している。この回転角度情報は、特に電子的に整流された直流モータにおいて使用され得る。

本発明によるモータポンプ装置の実施例は、好適な形式で、電動機およびコントロールユニットがそれぞれポンプハウジングにフランジ結合されている、モータポンプ装置の特に基本的な構造を利用したものである。電動機の内室内の高価な追加的な配線を避けるために、モータ軸のおよびコントロールユニット内の小さい変更だけを行い、それによって回転角度情報が検出されるようにした。回転角度の情報は、可動子若しくはモータ軸の位置によって変化する磁力線を用いて検出される。このような磁力線の影響はセンサによって検出され、評価され、回転角度情報若しくは回転数情報に換算される。換算は、別個の評価およびコントロールユニットによって、または測定値受信器内に組み込まれたユニットによって実施され得る。

本発明の実施例によれば、ブレーキシステム用の、電動機を備えたモータポンプ装置が提供されており、この電動機は、ポンプハウジング内に配置された少なくとも１つの流体ポンプを駆動するモータ軸を有している。本発明によれば、コントロールユニットはポンプハウジングに配置されていて、電動機の実際の回転数および／または実際のトルクを調節する。この場合、コントロールユニットは、測定値送信器および磁気的な測定値受信器を有するセンサ装置を介して、モータ軸の実際の回転角度を無接触で検出し、この実際の回転角度を、電動機を制御するために評価する。測定値送信器は、ポンプハウジング内でモータ軸の自由端部に配置されていて、コントロールユニット内に定置に配置された磁気的な測定値受信器によって検出された磁界の少なくとも１つの磁気量に、モータ軸の回転運動に依存して影響を与えるようになっている。

流体ポンプは、例えばピストンポンプまたは歯車ポンプとして構成されていてよい。

従属請求項に記載された手段および発展形態によって、独立請求項１に記載した、ブレーキシステム用のモータポンプ装置の好適な改良が可能である。

特に好適には、磁気的な測定値受信器が、この磁気的な測定値受信器によって検出された磁界を発生させることが可能な永久磁石を有することができる。永久磁石の磁軸は、モータ軸の軸線に対して好適には平行に位置していてよい。永久磁石の磁界に影響を与えるために、測定値送信器は、モータ軸の回転運動によって永久磁石とモータ軸の自由端部との間の「エアギャップ」を変化させ、それによって永久磁石とモータ軸との間の磁界の強さ若しくは磁束を同様に変化させる幾何学的形状として構成されている。このような変化は、磁気的な測定値受信器によって、つまり磁界変化に反応する測定値受信器によって検出され得る。幾何学的形状は、モータ軸の自由端部においてモータ軸の軸線に対して垂直に延在する、例えば刃として構成されていてよい。代替的に、幾何学的形状はモータ軸の自由端部に偏心的に配置されたピンとして構成されてよい。ピンとして構成された幾何学的形状は、測定値受信器内で、基本周波数がモータ軸の回転数に相当するサイン信号を生ぜしめる。

本発明によるモータポンプ装置の代替的な実施態様によれば、測定値送信器が、磁気的な測定値受信器によって検出された磁界を発生させる永久磁石として構成されてよい。永久磁石は、モータ製造時にモータ軸に取り付けられ、好適には電動機の組み付け直前になって初めて磁化される。これによって、好適な形式で、輸送中に磁石に切粉が集まることは避けられ得る。永久磁石の磁軸は、モータ軸の軸線に対して垂直に位置していてよい。測定値受信器は、モータ軸の回転位置を磁界の配向によって検知する。

本発明によるモータポンプ装置の別の好適な実施態様によれば、測定値受信器は、磁界の変化を検出するためのホールセンサを有していてよい。ホールセンサは、好適な形式で、大量に安価に入手するか若しくは製造することができる。

本発明によるモータポンプ装置の別の好適な実施態様によれば、コントロールユニットのハウジングがポンプハウジングにフランジ結合されていてよい。

ブレーキシステム用の本発明によるモータポンプ装置の第１実施例の概略的な断面図である。 図１に示したブレーキシステム用のモータポンプ装置のモータ軸の自由端部の概略的な斜視図である。 図２に示したモータ軸の自由端部の第１の位置における断面図である。 図２に示したモータ軸の自由端部の第２の位置における断面図である。 ブレーキシステム用の本発明によるモータポンプ装置の第２実施例の概略的な断面図である。

本発明の実施例が図面に示されていて、以下に詳しく説明されている。図面には同じ符号で、同じ若しくは類似の機能を実行する構成要素もしくは部材を示す。

図１〜図５に示されているように、ブレーキシステム用の本発明によるモータポンプ装置１，１Ａの図示の実施例は、それぞれ１つの電動機３を有しており、この電動機３は、少なくとも１つの流体ポンプ５を駆動するモータ軸７，７Ａを有している。少なくとも１つの流体ポンプ５は、ポンプハウジング４内に配置されている。本発明によれば、ポンプハウジング４にコントロールユニット１０，１０Ａが配置されていて、電動機３の実際の回転数および／または実際のトルクを調節する。この場合、コントロールユニット１０，１０Ａは、測定値送信器９，９Ａおよび磁気的な測定値受信器１４，１４Ａを有するセンサ装置１２，１２Ａを介して、モータ軸７，７Ａの実際の回転角度を無接触で検出して、この実際の回転角度を、電動機３を制御するために評価する。測定値送信器９，９Ａは、ポンプハウジング４の内側でモータ軸７，７Ａの自由端部７．２，７．２Ａに配置されていて、モータ軸７，７Ａの回転運動に依存して、コントロールユニット１０，１０Ａに定置に配置された磁気的な測定値受信器１４，１４Ａによって検出された磁界の少なくとも１つの磁気量に影響を与える。これによって、回転角度の情報が、モータ軸７，７Ａの位置若しくはモータ軸７，７Ａに接続された電動機３の可動子の位置によって変化する磁力線を用いて検出される。

図１および図５からさらに分かるように、モータ軸７，７Ａは、コントロールユニット１０，１０Ａの隣に位置する電動機３の可動な構成部分である。磁界の影響は、磁気的な測定値受信器１４，１４Ａによって検出され、評価されて、回転角度信号若しくは回転数信号に換算される。図示の実施例では、磁気的な測定値受信器１４，１４Ａは、磁界変化を検出するそれぞれ１つのホールセンサ１４．１，１４．１Ａを有している。換算は、コントロールユニット１０，１０Ａ内で相応のプリント配線板１８，１８Ａに配置されていて、測定値受信器１４，１４Ａに電気的に接続されている、例えば評価およびコントロールユニット１６，１６Ａによって行われてよい。図示していない代替的な実施例によれば、ホールセンサ１４，１４．１は、評価および換算を実施する集積回路のハウジング内に組み込まれていてよい。

さらに図１および図５から分かるように、本発明によるモータポンプ装置１，１Ａは、図示の実施例ではそれぞれ２つのピストンポンプとして構成された流体ポンプ５を有しており、これらの流体ポンプ５はそれぞれ１つの軸方向に可動なプランジャ５．１を有している。プランジャ５．１を駆動するために、モータ軸７，７Ａに偏心体７．１，７．１Ａが配置されており、この偏心体７．１，７．１Ａにプランジャ５．１が当接している。本発明によるモータポンプ装置１，１Ａの２つの流体ポンプ５は、ポンプハウジング４内の互いに半径方向で向き合う相応の受け部内に配置されている。２つのプランジャ５．１は、図１若しくは図５の図面では、偏心体７．１，７．１Ａを介してモータ軸７，７Ａの回転運動によって上下運動で駆動される。また、コントロールユニット１０，１０Ａのハウジングおよび電動機３は、それぞれポンプハウジング４にフランジ結合されている。従って、ポンプハウジング４は電動機３とコントロールユニット１０，１０Ａとの間に気密の分離部として配置されている。従って、モータ軸３の回転角度の測定は、好適にはアルミニウムハウジングとして構成されているポンプハウジング４の壁部を貫通して行われる。

本発明の図示していない代替的な実施例においては、流体ポンプ５はそれぞれ、モータ軸７，７Ａによって駆動される歯車ポンプとして構成されている。

さらに図１〜図４に示されているように、磁気的な測定値受信器１４は、ブレーキシステム用の本発明によるモータポンプ装置１の第１実施例では永久磁石１４．２を有しており、この永久磁石１４．２は、磁気的な測定値受信器１４によって検出された磁界を発生させる。さらに図１に示されているように、測定値受信器１４のホールセンサ１４．１は、永久磁石１４と測定値送信器９との間でモータ軸７の自由端部７．２に配置されている。測定値送信器９は、永久磁石１４．２の磁界に影響を与える幾何学的形状９．１として構成されている。永久磁石１４．２の磁軸は、好適な形式でモータ軸７の軸線に対して平行に延在している。

さらに図１〜図４から分かるように、測定値送信器９の幾何学的形状９．１は図示の第１実施例では、モータ軸７の自由端部でモータ軸７の軸線に対して垂直に延在する刃として構成されている。この場合、図３は、０°の回転角度を表すモータ軸７の第１の位置を示す。図４は、９０°の回転角度を表すモータ軸７の第２の位置を示す。図示していない代替的な実施例では、幾何学的形状９．１は、モータ軸７の自由端部に偏心的に配置されたピンとして構成されていてよい。

さらに図５から分かるように、測定値送信器９Ａは本発明によるモータポンプ装置１Ａの図示の第２実施例では、磁気的な測定値受信器１４Ａによって検出された磁界を発生させる永久磁石９．１Ａとして構成されている。この場合、永久磁石９．１Ａの磁軸はモータ軸７Ａの軸線に対して垂直に位置している。測定値受信器１４Ａのホールセンサ１４．１Ａは、永久磁石９．１Ａによって生ぜしめられた対応する磁界の配向によってモータ軸７Ａの回転位置を検知する。永久磁石９．１Ａは、モータ製造時にモータ軸７Ａに取り付けられ、電動機３を組み付ける直前になってはじめて磁化される。これによって好適な形式で、輸送中に磁石９．１Ａに切粉が集まることは避けられ得る。

本発明の実施例は、対応する電動機の回転角度情報が好適な形式で電動機との追加的な電気的な接続部なしに検出される、ブレーキシステム用のモータポンプ装置を提供する。この場合、角度情報の伝送は、モータ軸位置に依存する、磁力線の変化だけによって行われる。磁気的な変化は好適な形式でモータ軸の自由端部においてホールセンサを介して検出される。

１，１Ａ モータポンプ装置
３ 電動機
４ ポンプハウジング
５ 流体ポンプ
５．１ プランジャ
７，７Ａ モータ軸
７．１，７．１Ａ 偏心体
７．２，７．２Ａ 自由端部
９．１ 幾何学的形状
９．１Ａ 永久磁石
９，９Ａ 測定値送信器
１０，１０Ａ コントロールユニット
１４，１４Ａ 磁気的な測定値受信器
１４．１，１４．１Ａ ホールセンサ
１４．２ 永久磁石
１６，１６Ａ 評価およびコントロールユニット
１８，１８Ａ プリント配線板

Claims (10)

1. ブレーキシステム用のモータポンプ装置（１，１Ａ）であって、電動機（３）を備えており、該電動機（３）が、ポンプハウジング（４）内に配置された少なくとも１つの流体ポンプ（５）を駆動するモータ軸（７，７Ａ）を有している形式のものにおいて、
   コントロールユニット（１０，１０Ａ）が、前記ポンプハウジング（４）における、前記電動機（３）が配置された面とは反対側の面に配置されていて、前記電動機（３）の実際の回転数および／または実際のトルクを調節するようになっており、前記コントロールユニット（１０，１０Ａ）が、測定値送信器（９，９Ａ）および磁気的な測定値受信器（１４，１４Ａ）を有するセンサ装置（１２，１２Ａ）を介して、前記モータ軸（７，７Ａ）の実際の回転角度を無接触に検出して、前記電動機（３）を制御するために評価するようになっており、前記測定値送信器（９，９Ａ）が、前記ポンプハウジング（４）内で前記モータ軸（７，７Ａ）の自由端部（７．２，７．２Ａ）に配置されていて、前記モータ軸（７，７Ａ）の回転運動に依存して、前記コントロールユニット（１０，１０Ａ）内に定置に配置された前記磁気的な測定値受信器（１４，１４Ａ）によって検出された磁界の少なくとも１つの磁気量に影響を与え、前記回転角度の検出は、前記測定値送信器（９，９Ａ）と前記磁気的な測定値受信器（１４，１４Ａ）との間の、前記ポンプハウジング（４）の壁部を貫通して行われることを特徴とする、ブレーキシステム用のモータポンプ装置。
2. 前記磁気的な測定値受信器（１４）が、該磁気的な測定値受信器（１４）によって検出された磁界を発生させる永久磁石（１４．２）を有していることを特徴とする、請求項１記載のモータポンプ装置。
3. 前記永久磁石（１４．２）の磁軸が前記モータ軸（７）の軸線に対して平行に位置していることを特徴とする、請求項２記載のモータポンプ装置。
4. 前記測定値送信器（９）が前記永久磁石（１４．２）の磁界に影響を与える幾何学的形状（９．１）として構成されていることを特徴とする、請求項２または３記載のモータポンプ装置。
5. 前記幾何学的形状（９．１）が、前記モータ軸（７）の自由端部において前記モータ軸（７）の軸線に対して垂直に延在する刃として構成されていることを特徴とする、請求項４記載のモータポンプ装置。
6. 前記幾何学的形状（９．１）が、前記モータ軸（７）の自由端部に偏心的に配置されたピンとして構成されていることを特徴とする、請求項４記載のモータポンプ装置。
7. 前記測定値送信器（９Ａ）が、前記磁気的な測定値受信器（１４Ａ）によって検出された磁界を発生させる永久磁石（９．１Ａ）として構成されていることを特徴とする、請求項１記載のモータポンプ装置。
8. 前記永久磁石（９．１Ａ）の磁軸が前記モータ軸（７Ａ）の軸線に対して垂直に位置していることを特徴とする、請求項７記載のモータポンプ装置。
9. 前記磁気的な測定値受信器（１４，１４Ａ）がホールセンサを有していることを特徴とする、請求項１から８までのいずれか１項記載のセンサユニット。
10. 前記コントロールユニット（１０，１０Ａ）のハウジングが前記ポンプハウジング（４）にフランジ結合されていることを特徴とする、請求項１から９までのいずれか１項記載のセンサユニット。

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