JP5906676B2 - Electric oil pump device - Google Patents

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Description

本発明は、電動オイルポンプ装置に関するものである。   The present invention relates to an electric oil pump device.

従来、電動オイルポンプ装置の具体的一例には、流体(オイル)を循環させるオイルポンプとオイルポンプを駆動するブラシレスモータとを組み合わせたものがある。ブラシレスモータを駆動するには、ロータの角度(磁極)位置を検出するためのセンサが必要であるが、センサを用いずにロータの角度位置を推定して、角度位置推定信号を作成するセンサレスのブラシレスモータを駆動源に使用した電動オイルポンプ装置が提案されている(たとえば、特許文献1参照)。また、角度位置推定信号の作成に、3相の誘起電圧を利用して、モータの各相のステータ巻線への通電タイミングを切り換えるブラシレスモータのセンサレス駆動が提案されている(例えば、特許文献2参照)。   Conventionally, a specific example of an electric oil pump device includes a combination of an oil pump that circulates fluid (oil) and a brushless motor that drives the oil pump. In order to drive a brushless motor, a sensor for detecting the angle (magnetic pole) position of the rotor is required. However, a sensorless sensor that estimates the angular position of the rotor without using the sensor and creates an angular position estimation signal is used. An electric oil pump device using a brushless motor as a drive source has been proposed (see, for example, Patent Document 1). In addition, sensorless driving of a brushless motor that switches the energization timing to the stator windings of each phase of the motor using three-phase induced voltages for creating an angular position estimation signal has been proposed (for example, Patent Document 2). reference).

特開2002−27776号公報JP 2002-27776 A 特開2002−325484号公報JP 2002-325484 A

上記のようなブラシレスモータのセンサレス駆動では、各相のステータ巻線への通電は、通常正負電圧間の電気角180度の内120度の区間のみ通電するいわゆる120度通電が行われており、通電しない残りの60度の区間には、各相のステータ巻線の端子に各相の誘起電圧が発生する。したがって、この60度の区間の各相のステータ巻線の端子電圧と基準電圧とを比較して、いずれかの相でそれらがクロスする時点、すなわち、ゼロクロス点をロータの角度位置に関連する時点として、各相のステータ巻線への通電タイミングを切り換えることができる。また、ブラシレスモータが停止中である場合、もしくは回転速度が低い領域ではロータの角度位置の検出ができなくなるため、強制転流による通電を行うことでブラシレスモータとして起動させてから、センサレス駆動制御に切り替えるようにしている。   In the sensorless drive of the brushless motor as described above, energization of the stator windings of each phase is performed by so-called 120-degree energization in which only a section of 120 degrees out of an electrical angle of 180 degrees between positive and negative voltages is normally performed. In the remaining 60-degree section that is not energized, an induced voltage for each phase is generated at the terminals of the stator windings for each phase. Therefore, when the terminal voltage of the stator winding of each phase in this 60-degree section is compared with the reference voltage, the time when they cross in any phase, that is, the time when the zero cross point is related to the angular position of the rotor As described above, the timing of energizing the stator windings of each phase can be switched. In addition, when the brushless motor is stopped or in a region where the rotational speed is low, it is impossible to detect the angular position of the rotor. I try to switch.

しかしながら、通電タイミングを切り換えるとき、転流時の過渡応答により発生するリンギングをゼロクロス点として誤検出することがあり、このリンギングが発生している時間は、ブラシレスモータの回転数の変動や負荷の大きさによっても変化し、ブラシレスモータの同期ずれや脱調等を引き起こす可能性がある。さらに、ロータの初期の角度位置の推定ができないため、起動時に適切な通電ができず、瞬時の逆回転方向のトルク発生等のトルク変動による異音や振動が発生する場合がある。   However, when switching the energization timing, the ringing that occurs due to the transient response during commutation may be erroneously detected as a zero-crossing point, and the time during which this ringing occurs is due to fluctuations in the rotational speed of the brushless motor and the large load. Depending on the situation, there is a possibility that the brushless motor may be out of synchronization or out of step. Furthermore, since the initial angular position of the rotor cannot be estimated, proper energization cannot be performed at startup, and abnormal noise and vibration may occur due to torque fluctuations such as instantaneous torque generation in the reverse rotation direction.

本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、その目的は、円滑に起動し、センサレス制御で確実に駆動できるブラシレスモータを備えた電動オイルポンプ装置を提供することにある。   The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to provide an electric oil pump apparatus including a brushless motor that can be smoothly started and reliably driven by sensorless control.

上記課題を解決するために、請求項1に記載の発明は、オイルポンプと、前記オイルポンプと一体に設けられ、前記オイルポンプをセンサレスで回転駆動するブラシレスモータと、前記ブラシレスモータの誘起電圧を検出してロータの角度位置を推定し、前記ブラシレスモータを駆動制御するコントローラと、を備えた電動オイルポンプ装置において、前記コントローラの基板と対向する前記ブラシレスモータのロータの回転面に設けられ、赤外光を反射する複数の被検出体と、前記基板の前記被検出体と対向する面に設けられ、前記赤外光の発光部と受光部とを有し、前記被検出体により生じる反射光の量の違いによって前記被検出体の有無を検出する検出手段と、前記基板に設けられ、前記検出手段により検出された前記被検出体の検出パターンから前記ロータの推定角度を演算する角度演算手段と、を備え、前記コントローラは、前記ブラシレスモータの起動時に前記角度演算手段によって演算された前記ロータの推定角度に基づき、前記ブラシレスモータを駆動制御することを要旨とする。
In order to solve the above-mentioned problem, an invention according to claim 1 is directed to an oil pump, a brushless motor that is provided integrally with the oil pump and rotationally drives the oil pump without a sensor, and an induced voltage of the brushless motor. A controller that detects and estimates the angular position of the rotor and drives and controls the brushless motor, and is provided on a rotating surface of the rotor of the brushless motor that faces the substrate of the controller. Reflected light generated by the detected object, having a plurality of detected objects that reflect external light, and a surface of the substrate that faces the detected object, the infrared light emitting section and the light receiving section. a detection unit by the amount of difference in detecting the presence of the body to be detected, provided on said substrate, detection of the detection object detected by said detecting means It includes an angle calculating means for calculating the estimated angle of the rotor from the turn, and the controller, based on the estimated angle of the rotor calculated by the angle calculating means at the start of the brushless motor, driving and controlling the brushless motor The gist is to do.

上記構成によれば、オイルポンプに隣接して、センサレスのブラシレスモータおよびコントローラが並んで配置された電動オイルポンプ装置において、コントローラと対向するブラシレスモータのロータの回転面に複数の被検出体を設けて、コントローラに設けた検出手段により被検出体を検出する。そして、角度演算手段は、検出手段によって検出された被検出体の検出パターンからロータの角度位置を検出する。コントローラは、ブラシレスモータの起動時に角度演算手段によって演算されたロータの推定角度に基づいて、ロータの回転角および回転角速度を演算する。これにより、ブラシレスモータの起動時に発生する瞬時の逆回転方向のトルク等によるトルク変動を抑え、異音や振動の発生を防止することができる。また、起動時のブラシレスモータの回転数や負荷の変動による脱調を防止できる。この結果、ブラシレスモータを円滑に起動し、センサレス駆動制御に切り替えることができる。
According to the above configuration, in the electric oil pump device in which the sensorless brushless motor and the controller are arranged side by side adjacent to the oil pump, the plurality of detection bodies are provided on the rotation surface of the rotor of the brushless motor facing the controller. Then, the detection object is detected by the detection means provided in the controller. The angle calculation means detects the angular position of the rotor from the detection pattern of the detected object detected by the detection means. Controller, based on the estimated angle of the rotor calculated by the angle calculation means of the brushless motor startup, computes the rotation angle and the rotation angular velocity of the rotor. As a result, torque fluctuation due to instantaneous torque in the reverse rotation direction that occurs when the brushless motor is started can be suppressed, and abnormal noise and vibration can be prevented. In addition, step-out due to fluctuations in the rotation speed and load of the brushless motor at the start-up can be prevented. As a result, the brushless motor can be started smoothly and switched to sensorless drive control.

円滑に起動し、センサレス制御で確実に駆動できるブラシレスモータを備えた電動オイルポンプ装置を提供できる。   An electric oil pump device including a brushless motor that can be smoothly started and reliably driven by sensorless control can be provided.

本発明の一実施形態に係る電動オイルポンプ装置の概略構成を示す軸方向の断面図。1 is an axial sectional view showing a schematic configuration of an electric oil pump device according to an embodiment of the present invention. 図1におけるロータの角度検出部分を示す概略断面図。The schematic sectional drawing which shows the angle detection part of the rotor in FIG. 図1における矢印A方向から見たロータの角度検出面を示す正面図。The front view which shows the angle detection surface of the rotor seen from the arrow A direction in FIG.

次に、本発明の一実施形態である電動オイルポンプ装置について、図に基づいて説明する。
図1は、本発明の一実施形態に係る電動オイルポンプ装置の概略構成を示す軸方向の断面図である。図1に示すように、電動オイルポンプ装置1は、自動車のトランスミッション用油圧ポンプとして用いられ、オイルポンプ(例えば、内接ギヤポンプ)2とオイルポンプ2を回転駆動するブラシレスモータ3とがハウジング内にユニット化(一体化)されている。また、コントローラ4もハウジング内に組み込まれている。なお、図1に示すブラシレスモータ3は、センサレスでかつ3相巻線を有するブラシレスモータである。
Next, an electric oil pump device according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is an axial sectional view showing a schematic configuration of an electric oil pump device according to an embodiment of the present invention. As shown in FIG. 1, an electric oil pump device 1 is used as a hydraulic pump for an automobile transmission, and an oil pump (for example, an internal gear pump) 2 and a brushless motor 3 that rotationally drives the oil pump 2 are disposed in the housing. It is unitized (integrated). The controller 4 is also incorporated in the housing. Note that the brushless motor 3 shown in FIG. 1 is a sensorless brushless motor having a three-phase winding.

オイルポンプ2は、ここではトロコイド曲線型ポンプを用いていて、トロコイド歯形を有する内歯を備えたポンプ用アウタロータ(以下、アウタロータという)16の内周側に、外歯を備えたポンプ用インナロータ(以下、インナロータという)17を噛み合わせ、ポンプハウジング15内にこれらのアウタロータ16およびインナロータ17を偏心して回転自在に配置したものである。   The oil pump 2 uses a trochoid curved pump here, and an inner rotor for pump (hereinafter referred to as “outer rotor”) 16 having external teeth on the inner peripheral side of a pump outer rotor (hereinafter referred to as “outer rotor”) 16 having internal teeth having a trochoidal tooth profile. (Hereinafter referred to as the inner rotor) 17 is engaged, and the outer rotor 16 and the inner rotor 17 are eccentrically disposed in the pump housing 15 so as to be rotatable.

インナロータ17は、回転駆動軸7におけるロータ6を形成した部分より一方(図1の左側)に寄った部分に外嵌固着されて、この回転駆動軸7とともに回転するようになっている。アウタロータ16は、このインナロータ17の外歯よりも1歯多い内歯を備え、回転駆動軸7に対して偏心した位置を中心にポンプハウジング15内で回転自在となるように配置されている。また、インナロータ17は、外歯がこのアウタロータ16の内歯に全周の一部で噛み合うとともに、各外歯がこのアウタロータ16の内面に全周の各所でそれぞれほぼ内接しながら回転するようになっている。   The inner rotor 17 is externally fitted and fixed to a portion closer to one side (the left side in FIG. 1) than the portion where the rotor 6 is formed in the rotational drive shaft 7, and rotates together with the rotational drive shaft 7. The outer rotor 16 has one more internal tooth than the outer teeth of the inner rotor 17, and is arranged so as to be rotatable in the pump housing 15 around a position eccentric with respect to the rotary drive shaft 7. Further, the inner rotor 17 rotates while the outer teeth mesh with the inner teeth of the outer rotor 16 at a part of the entire circumference, and the outer teeth are inscribed in the inner surface of the outer rotor 16 at almost all locations on the entire circumference. ing.

したがって、ブラシレスモータ3により回転駆動軸7が回転駆動されると、このオイルポンプ2のアウタロータ16およびインナロータ17の間隙の容積がこの回転駆動軸7の1回転の間に拡大と縮小を繰り返すので、これらの間隙に通じるポンププレート14に設けられた図示しないインポートからアウトポートに向けてオイルを送り出すポンプ動作が行われることになる。   Therefore, when the rotational drive shaft 7 is rotationally driven by the brushless motor 3, the volume of the gap between the outer rotor 16 and the inner rotor 17 of the oil pump 2 repeatedly expands and contracts during one rotation of the rotational drive shaft 7. A pump operation is performed to feed oil from an import (not shown) provided on the pump plate 14 leading to these gaps to the outport.

ブラシレスモータ3は、回転するモータ用ロータ(以下、ロータという)6と、このロータ6の外周面の外側に固定されたモータ用ステータ(以下、ステータという)5とで構成される。ロータ6は、回転駆動軸7の外周面に、例えば、複数個の永久磁石8を周方向に沿って並べて配置し形成したものである。回転駆動軸7は、ブラシレスモータ3とオイルポンプ2とで共用する回転軸であり、両端部をポンプハウジング15とモータハウジング13の内部に軸受11,12によって回転自在に軸支されている。   The brushless motor 3 includes a rotating motor rotor (hereinafter referred to as “rotor”) 6 and a motor stator (hereinafter referred to as “stator”) 5 fixed to the outside of the outer peripheral surface of the rotor 6. The rotor 6 is formed by arranging, for example, a plurality of permanent magnets 8 along the circumferential direction on the outer peripheral surface of the rotary drive shaft 7. The rotation drive shaft 7 is a rotation shaft shared by the brushless motor 3 and the oil pump 2, and both ends thereof are rotatably supported by bearings 11 and 12 inside the pump housing 15 and the motor housing 13.

ステータ5は、ロータ6の外周面の外側にわずかなエアギャップを介してステータコア9の内向きの図示しないティースを複数配置している。このステータコア9の各ティースにはそれぞれ3相のコイル(巻線)10が巻回されている。ここで、ステータコア9の軸方向両端から、コイル10をステータコア9から絶縁するための図示しないインシュレータが装着されている。   In the stator 5, a plurality of unillustrated teeth facing the stator core 9 are arranged outside the outer peripheral surface of the rotor 6 through a slight air gap. A three-phase coil (winding) 10 is wound around each tooth of the stator core 9. Here, an insulator (not shown) for insulating the coil 10 from the stator core 9 is mounted from both axial ends of the stator core 9.

ポンププレート14およびポンプハウジング15は、非磁性材料(例えば、アルミダイカスト)で構成される。モータハウジング13および蓋18は、樹脂材料(例えば、熱可塑性樹脂)により形成される。電動オイルポンプ装置1のハウジングは、上記ポンププレート14,ポンプハウジング15、モータハウジング13、および蓋18により構成されている。   The pump plate 14 and the pump housing 15 are made of a nonmagnetic material (for example, aluminum die casting). The motor housing 13 and the lid 18 are formed of a resin material (for example, a thermoplastic resin). The housing of the electric oil pump device 1 includes the pump plate 14, the pump housing 15, the motor housing 13, and the lid 18.

また、本実施形態の電動オイルポンプ装置1には、ブラシレスモータ3を制御するためのコントローラ4の制御基板(以下、基板という)19がモータハウジング13に取り付けられている。基板19には、直流電源を交流に変換してブラシレスモータ3の各コイル10に駆動電流を供給するインバータ回路と、アウタロータ16の回転位置の情報に基づいて、このインバータ回路を制御する制御回路が実装されている。基板19のブラシレスモータ3と反対側の面に、コントローラ4を構成する上記制御回路のマイコンやコイル、コンデンサ等の電子部品からなる制御部(角度演算手段)20が搭載されている。
Further, in the electric oil pump device 1 of the present embodiment, a control board (hereinafter referred to as a board) 19 of a controller 4 for controlling the brushless motor 3 is attached to the motor housing 13. The control circuit on the substrate 19, the inverter circuit for supplying a driving current to the coils 10 of the brushless motor 3 and converts direct current into alternating current power source, based on the information of the rotational position of the A Utarota 16 controls the inverter circuit Has been implemented. On the surface of the substrate 19 opposite to the brushless motor 3, a control unit (angle calculation means) 20 made of electronic components such as a microcomputer, a coil, and a capacitor of the control circuit constituting the controller 4 is mounted.

そして、上記構成により、制御部20によって制御された駆動電流がブラシレスモータ3の各コイル10に供給されるようになっている。これにより、コイル10に回転磁界が発生し、永久磁石8にトルクが生じてロータ6が回転駆動される。このようにして、インナロータ17が回転駆動されると、アウタロータ16がこれに従動して回転し、これらのアウタロータ16の内歯と,インナロータ17の外歯の間隙が拡縮を繰り返すので、インポートおよびアウトポートを通じてオイルを吸入・吐出するポンプ動作が行われる。   With the above configuration, the drive current controlled by the control unit 20 is supplied to each coil 10 of the brushless motor 3. As a result, a rotating magnetic field is generated in the coil 10, torque is generated in the permanent magnet 8, and the rotor 6 is rotationally driven. Thus, when the inner rotor 17 is driven to rotate, the outer rotor 16 is driven and rotated, and the gap between the inner teeth of the outer rotor 16 and the outer teeth of the inner rotor 17 is repeatedly expanded and reduced. Pump operation is performed to suck and discharge oil through the port.

次に、図2は、図1におけるロータの角度検出部分を示す概略断面図、図3は、図1における矢印A方向から見たロータの角度検出面を示す正面図である。図2および図3に示すように、基板19と対向するロータ6の回転面には、周縁部から中心に向かう例えば、塗装や印刷等により付着された白色の線状の複数の検出対象物(被検出体)21が等角度で形成されている。   Next, FIG. 2 is a schematic cross-sectional view showing an angle detection portion of the rotor in FIG. 1, and FIG. 3 is a front view showing an angle detection surface of the rotor as seen from the direction of arrow A in FIG. As shown in FIGS. 2 and 3, a plurality of white linear detection objects (for example, painted or printed) are attached to the rotation surface of the rotor 6 facing the substrate 19 from the peripheral edge toward the center. (Detected body) 21 is formed at an equal angle.

さらに、図2に示すように、基板19は、ロータ6と対向する側の面上に光センサ(検出手段)22を搭載している。光センサ22は、図示しない赤外線発光素子と赤外線受光素子の2つの素子同士が同一方向に並んで配置された反射型フォトセンサ(例えば、フォトリフレクタ)である。光センサ22の発光部から出た赤外光は、基板19に対向するロータ6の回転する面に形成された検出対象物21に反射して光センサ22の受光部に入射する。ここで、光センサ22は、反射率により生じる入射する光の量の違い(例えば、白色と黒色)によって検出対象物21の有無を識別する。そして、光センサ22に入射した反射光は、基板19上の制御部20の図示しない制御回路部でパルスあるいはアナログ電圧の電気信号に変換されマイコンに取り込まれ、推定角度が演算される。なお、参考までに赤外光の入射経路を図2(矢印破線)に示している。   Further, as shown in FIG. 2, the substrate 19 has an optical sensor (detection means) 22 mounted on the surface facing the rotor 6. The optical sensor 22 is a reflective photosensor (for example, a photo reflector) in which two elements, an infrared light emitting element and an infrared light receiving element (not shown) are arranged in the same direction. Infrared light emitted from the light emitting portion of the optical sensor 22 is reflected by the detection target 21 formed on the rotating surface of the rotor 6 facing the substrate 19 and enters the light receiving portion of the optical sensor 22. Here, the optical sensor 22 identifies the presence or absence of the detection target 21 based on the difference in the amount of incident light (for example, white and black) caused by the reflectance. Then, the reflected light incident on the optical sensor 22 is converted into a pulse or analog voltage electrical signal by a control circuit unit (not shown) of the control unit 20 on the substrate 19 and taken into a microcomputer, and an estimated angle is calculated. For reference, an infrared light incident path is shown in FIG. 2 (broken arrows).

ブラシレスモータ3の起動時におけるロータ6の角度検出は、以下のように行われる。まず、停止状態からブラシレスモータ3を強制転流による通電を行い起動させることで、ロータ6は回転を開始する。ここで、コントローラ4の制御部20は、基板19上に設けた光センサ22に対向するロータ6の回転面に設けた検出対象物21の検出パターンから角度位置を推定する。例えば、本実施例のブラシレスモータ3は、8極6スロットで構成されており、コギングトルクの波形の機械的周期は、15°周期(24山)となる。したがって、ロータ6の表面に15°間隔で検出対象物21の検出パターンを設けることにより、コントローラ4は起動時のロータ6の角度位置を精度よく検出し、推定角度が演算される。   The angle detection of the rotor 6 at the time of starting the brushless motor 3 is performed as follows. First, the rotor 6 starts rotating by energizing and starting the brushless motor 3 by forced commutation from a stopped state. Here, the controller 20 of the controller 4 estimates the angular position from the detection pattern of the detection target 21 provided on the rotation surface of the rotor 6 facing the optical sensor 22 provided on the substrate 19. For example, the brushless motor 3 of this embodiment is configured with 8 poles and 6 slots, and the mechanical period of the waveform of the cogging torque is a 15 ° period (24 peaks). Therefore, by providing the detection pattern of the detection object 21 on the surface of the rotor 6 at intervals of 15 °, the controller 4 accurately detects the angular position of the rotor 6 at the time of activation, and the estimated angle is calculated.

このようにして、ブラシレスモータ3は、起動時は強制転流により通電され、角度位置の推定後には、誘起電圧を検出して角度を演算推定するセンサレスの通常の駆動制御に切り替わる。そして、検出対象物21と光センサ22とにより、センサレス駆動制御に切り替わった後においてもロータ6の実回転数が検出される。また、この光センサ22を用いた測定により求めた推定角度によって、内部演算に用いられるブラシレスモータ3の回転角、回転角速度等のパラメータが精度よく補正され、より安定したモータ回転駆動が行われる。   In this way, the brushless motor 3 is energized by forced commutation at the time of start-up, and after the angular position is estimated, it switches to normal sensorless drive control that detects the induced voltage and estimates the angle. The actual rotational speed of the rotor 6 is detected by the detection object 21 and the optical sensor 22 even after switching to sensorless drive control. Further, parameters such as the rotation angle and rotation angular velocity of the brushless motor 3 used for internal calculation are accurately corrected by the estimated angle obtained by the measurement using the optical sensor 22, and more stable motor rotation driving is performed.

次に、上記のように構成された本実施形態である電動オイルポンプ装置1の作用および効果について説明する。   Next, the operation and effect of the electric oil pump device 1 according to the present embodiment configured as described above will be described.

上記構成によれば、オイルポンプ2に隣接して、センサレスのブラシレスモータ3およびコントローラ4が並んで配置された電動オイルポンプ装置1において、コントローラ4内の基板19と対向するブラシレスモータ3のロータ6の回転面に複数の線状の検出対象物(被検出体)21が設けられ、これに対向した基板19上に反射型フォトセンサの光センサ(検出手段)22が配置される。光センサ22の発光部から出た赤外光は、検出対象物21に反射して受光部に入射することにより、検出対象物21が検出される。このとき、光センサ22は反射率により生じる入射する光の量の違いによって、検出対象物21の有無を識別する。   According to the above configuration, in the electric oil pump device 1 in which the sensorless brushless motor 3 and the controller 4 are arranged adjacent to the oil pump 2, the rotor 6 of the brushless motor 3 facing the substrate 19 in the controller 4. A plurality of linear detection objects (objects to be detected) 21 are provided on the rotation surface, and an optical sensor (detection means) 22 of a reflective photosensor is disposed on a substrate 19 facing the objects. The infrared light emitted from the light emitting unit of the optical sensor 22 is reflected by the detection target object 21 and enters the light receiving unit, whereby the detection target object 21 is detected. At this time, the optical sensor 22 identifies the presence or absence of the detection target 21 based on the difference in the amount of incident light caused by the reflectance.

ブラシレスモータ3が、強制転流による通電で起動されると、光センサ22により検出対象物21が識別され、コントローラ4内の制御部20によってロータ6の角度(磁極)位置が検出され、推定角度が演算される。この角度位置の推定後、ブラシレスモータ3は、回転角速度の上昇にともない、センサレスの通常の電流制御による回転駆動に切り替えられる。   When the brushless motor 3 is activated by energization by forced commutation, the detection object 21 is identified by the optical sensor 22, the angle (magnetic pole) position of the rotor 6 is detected by the control unit 20 in the controller 4, and the estimated angle Is calculated. After the estimation of the angular position, the brushless motor 3 is switched to rotation driving by normal sensor-less current control as the rotational angular velocity increases.

これにより、ブラシレスモータ3の起動時にロータ6の角度位置を推定し、ロータ6の回転角および回転角速度を演算することができるので、ブラシレスモータ3の起動時に発生する瞬時の逆回転方向のトルク等によるトルク変動を抑え、異音や振動の発生を防止することができる。また、ブラシレスモータ3の起動時の回転数や負荷の変動による脱調を防止できる。この結果、ブラシレスモータ3を円滑に起動し、センサレス駆動制御に切り替えることができる。   As a result, the angular position of the rotor 6 can be estimated when the brushless motor 3 is started, and the rotation angle and rotation angular velocity of the rotor 6 can be calculated. Torque fluctuations due to noise can be suppressed, and abnormal noise and vibration can be prevented. In addition, it is possible to prevent step-out due to fluctuations in the rotational speed and load when the brushless motor 3 is started. As a result, the brushless motor 3 can be started smoothly and switched to sensorless drive control.

さらに、ブラシレスモータ3の通常のセンサレス駆動時にも回転角速度の変動を時間遅れなく検出できるので、ロータ6のロック等異常発生時の異常電流による駆動回路の故障を回避できる。   Furthermore, since the fluctuation of the rotational angular velocity can be detected without time delay even during normal sensorless driving of the brushless motor 3, it is possible to avoid a failure of the drive circuit due to an abnormal current when an abnormality such as locking of the rotor 6 occurs.

以上のように、本実施形態によれば、円滑に起動し、センサレス制御で確実に駆動できるブラシレスモータを備えた電動オイルポンプ装置を提供できる。   As described above, according to this embodiment, it is possible to provide an electric oil pump device including a brushless motor that can be smoothly started and reliably driven by sensorless control.

以上、本発明に係る一実施形態について説明したが、本発明はさらに他の形態で実施することも可能である。   Although one embodiment according to the present invention has been described above, the present invention can also be implemented in other forms.

上記実施形態では、光センサ22として反射型フォトセンサであるフォトリフレクタを用いて、検出対象物21としてロータ6に塗装または印刷された白色の線状の被検出体を検出する例を示したが、これに限定されるものでなく、ロータ6と基板19とが対向する構造であればロータ6の表面と反射率の異なるシールなどを貼付するようにしてもよい。また、ロータ6の表面に棒状のスリットを設けた別の回転体を設置して光学的に検出できるようにしてもよい。
さらに、上記実施形態の光センサ22および検出対象物21の個数は、これに限定されるものでなく、コントローラ4のマイコンの性能、演算能力に応じて個数を増やして配置してもよい。
In the above-described embodiment, an example is shown in which a photoreflector that is a reflection type photosensor is used as the optical sensor 22 and a white linear object to be detected or painted on the rotor 6 is detected as the detection target 21. However, the present invention is not limited to this, and as long as the rotor 6 and the substrate 19 face each other, a seal having a reflectance different from that of the surface of the rotor 6 may be attached. Further, another rotating body provided with a rod-like slit on the surface of the rotor 6 may be installed so that it can be optically detected.
Furthermore, the numbers of the optical sensors 22 and the detection objects 21 in the above embodiment are not limited to this, and the numbers may be increased according to the performance and computing ability of the microcomputer of the controller 4.

また、上記実施形態では、ブラシレスモータ3の停止時にロータ6の角度位置を検出しロータ6を回転起動する例を示したが、起動時に限定されるものでなく、例えば、ブラシレスモータ3の回転中に何らかの原因で低速回転に陥った場合の角度位置推定に適用することも可能である。   In the above-described embodiment, the example in which the angular position of the rotor 6 is detected and the rotor 6 is rotated and started when the brushless motor 3 is stopped is not limited to the startup. For example, the brushless motor 3 is rotating. It is also possible to apply to the angular position estimation in the case of low speed rotation for some reason.

上記実施形態では、ブラシレスモータ3の角度位置推定手段を電動オイルポンプ装置1に適用する場合を示したが、これに限定されるものでなく、同様のブラシレスモータ3を用いた他の装置に適用してもよい。   In the above-described embodiment, the case where the angular position estimating means of the brushless motor 3 is applied to the electric oil pump device 1 has been described. However, the present invention is not limited to this and is applied to other devices using the same brushless motor 3. May be.

1:電動オイルポンプ装置、2:オイルポンプ、3:ブラシレスモータ、
4:コントローラ、5:モータ用ステータ、6:モータ用ロータ、7:回転駆動軸、
8:永久磁石、9:ステータコア、10:モータコイル、11、12:軸受、
13:モータハウジング、14:ポンププレート、15ポンプハウジング、
16:ポンプ用アウタロータ、17:ポンプ用インナロータ、18:蓋、19:基板、
20:制御部(角度演算手段)、21:検出対象物(被検出体)、
22:光センサ(検出手段)
1: Electric oil pump device, 2: Oil pump, 3: Brushless motor,
4: controller, 5: stator for motor, 6: rotor for motor, 7: rotary drive shaft,
8: Permanent magnet, 9: Stator core, 10: Motor coil, 11, 12: Bearing,
13: motor housing, 14: pump plate, 15 pump housing,
16: outer rotor for pump, 17: inner rotor for pump, 18: lid, 19: substrate
20: Control unit (angle calculation means), 21: Detection target (detected body),
22: Optical sensor (detection means)

Claims (1)

オイルポンプと、
前記オイルポンプと一体に設けられ、前記オイルポンプをセンサレスで回転駆動するブラシレスモータと、
前記ブラシレスモータの誘起電圧を検出してロータの角度位置を推定し、前記ブラシレスモータを駆動制御するコントローラと、を備えた電動オイルポンプ装置において、
前記コントローラの基板と対向する前記ブラシレスモータのロータの回転面に設けられ、赤外光を反射する複数の被検出体と、前記基板の前記被検出体と対向する面に設けられ、前記赤外光の発光部と受光部とを有し、前記被検出体により生じる反射光の量の違いによって前記被検出体の有無を検出する検出手段と、前記基板に設けられ、前記検出手段により検出された前記被検出体の検出パターンから前記ロータの推定角度を演算する角度演算手段と、を備え、
前記コントローラは、前記ブラシレスモータの起動時に前記角度演算手段によって演算された前記ロータの推定角度に基づき、前記ブラシレスモータを駆動制御することを特徴とする電動オイルポンプ装置。
An oil pump,
A brushless motor that is provided integrally with the oil pump and rotationally drives the oil pump without a sensor;
In an electric oil pump device comprising: a controller that detects an induced voltage of the brushless motor to estimate an angular position of a rotor and drives and controls the brushless motor;
Provided on the rotating surface of the brushless motor rotor facing the substrate of the controller, a plurality of detected objects reflecting infrared light , provided on the surface of the substrate facing the detected object, the infrared A detecting means for detecting the presence or absence of the detected object by a difference in the amount of reflected light generated by the detected object; and provided on the substrate and detected by the detecting means. Angle calculating means for calculating an estimated angle of the rotor from the detection pattern of the detected object,
The electric oil pump device, wherein the controller drives and controls the brushless motor based on the estimated angle of the rotor calculated by the angle calculation means when the brushless motor is started.
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