KR20190040362A

KR20190040362A - Electric motor-driven pump

Info

Publication number: KR20190040362A
Application number: KR1020197009996A
Authority: KR
Inventors: 리핑 왕; 블라디미르 부카스; 지안웬 리; 칼시키얀 가네산
Original assignee: 마그나 파워트레인 오브 아메리카, 인크.
Priority date: 2012-02-27
Filing date: 2013-02-27
Publication date: 2019-04-17
Also published as: CA2865394A1; WO2013130497A4; CN104246227A; WO2013130497A1; CA2865394C; US20170363109A1; KR20140126761A; DE112013001169T5; CN104246227B; KR102014785B1; US20140363318A1; MX2014009363A

Abstract

본 발명은 전기 모터 구동 오일 펌프가 자동차의 트랜스미션 또는 엔진에 유압을 공급하기 위해서 전기모터에 의해서 구동되는 자동 엔지 정지 시스템을 갖는 자동차의 엔진에 사용되고, 적어도 엔진에 의해서 구동되는 기계적 오일 펌프의 정지 상태에서 오일 펌프를 제어하기 위한 모터를 작동시키기 위한 제어기가, 흐르는 오일 유체의 근방의 하우징에 구비되고, 유체가 제어기의 전기 부품을 손상하지 않는 적정 소정 온도로 이하로 제어기의 온도를 유지하도록 하는 전기 모터 구동 오일 펌프 어셈블리에 관한 것이다.The present invention relates to an electric motor driven oil pump used in an engine of an automobile having an automatic engine stopping system driven by an electric motor to supply hydraulic pressure to an automotive transmission or engine, A controller for operating a motor for controlling the oil pump in the oil pump is provided in a housing near the flowing oil fluid and is provided with electric power to maintain the temperature of the controller at a predetermined temperature below which the fluid does not damage the electric parts of the controller To a motor-driven oil pump assembly.

Description

ELECTRIC MOTOR-DRIVEN PUMP

2012년 2월 27일에 출원된 미국 특허 출원 번호 61/603907의 이익을 주장하고, 이 특허 출원은 그 전체가 본 출원에 참고로 인용된다.U.S. Patent Application No. 61/603907, filed February 27, 2012, which is incorporated herein by reference in its entirety.

본 발명은 유체의 흐름을 생성할 때 사용되는 펌프에 관한 것으로, 특히, 본 발명은 차량의 엔진에 사용하기 위한 오일 펌프와 같은 유체의 흐름을 생성하기 위한 제어기에 의해 제어되는 오일 펌프에 관한 것이다.In particular, the present invention relates to an oil pump that is controlled by a controller for generating a flow of fluid, such as an oil pump for use in an engine of a vehicle .

일반적으로 오일 펌프는, 차량의 운행 중에 구동 트레인(train)이나 엔진 부품을 냉각 및 윤활하기 위해서 엔진을 통해 유체 오일의 흐름을 생성하기 위해 사용되는 것으로 알려져 있다. 또한 일반적으로 엔진으로부터 발생하는 파워를 사용하여 오일 펌프를 작동하는 것으로 알려져 있다. 일부 응용 제품에서는 일반적으로 오일 펌프를 동작시키기 위한 전기 모터를 구비하는 것으로 알려져 있다. 또한 일반적으로 차량의 운행 중에 오일 펌프를 제어하기 위해서 회로 기판과 다른 전자 부품을 포함하는 제어기를 구비하는 것으로 알려져 있다. 현재 대부분의 응용 제품들은 공기 유동에 의해서만 냉각되는 모터 하우징의 후면에 장착된 제어기를 구비하고 있다. 이러한 제어기의 전자 부품은 과열되거나 셧다운(shout down) 되기 전에 시스템을 종료시킬 수 있는 전력량과 최대 주변 온도에 따라서 제한을 받게 된다. BACKGROUND OF THE INVENTION [0002] Oil pumps are generally known to be used to create a flow of fluid oil through an engine to cool and lubricate drive trains or engine parts during vehicle operation. It is also generally known to operate oil pumps using power from the engine. In some applications it is generally known to have an electric motor for operating the oil pump. It is also generally known to include a controller including circuit boards and other electronic components for controlling the oil pump during operation of the vehicle. Currently most appliances have a controller mounted on the rear side of the motor housing that is only cooled by air flow. The electronic components of these controllers are limited by the amount of power and the maximum ambient temperature that can shut down the system before it overheats or shuts down.

전자 제어 장치가 차량의 발전실에 설치될 경우에는 발전실의 온도가 일반적으로 잠재적인 문제를 발생시키는 요인이 된다. 상기 격실의 공기 온도가 차량이 이동 및 /또는 운행 중 일 때는 신선한 공기 흐름이 격실로부터 열을 전달하는데 이용될 수 있어 상기 격실의 온도가 충분히 낮게 유지될 수 있으나, 고속 주행 후 등과 같이 차량이 정지하고 있을 때에는 공기가 격실에 체류된 상태에서 엔진에서 발생한 열에 의해서 가열되어, 결과적으로 상기 격실의 공기 온도가 상대적으로 매우 높은 수준으로 상승하게 되어 부품의 피로도를 높이고 고장 등의 다른 문제를 일으킬 수 있다. When the electronic control unit is installed in a power generating room of a vehicle, the temperature of the power generating room generally causes a potential problem. Fresh air flow can be used to transfer heat from the compartment when the air temperature in the compartment is in motion and / or while the vehicle is in motion, so that the temperature of the compartment can be kept low enough, The air is heated by the heat generated by the engine in a state where the air stays in the compartment and consequently the air temperature of the compartment rises to a relatively high level to increase the fatigue of the component and cause other problems such as malfunction .

컴팩트 하면서 고출력 토크를 전달할 수 있는 전기 모터를 달성하기 위해서, 큰 용량의 전류가 적절한 모터 코일을 통해 전달될 수 있어야 하며, 따라서 제어기는 모터에 높은 전류를 제공할 수 있어야 한다. 모터 코일과, 모터에 전기 에너지의 공급을 관리하기 위해 사용되는 제어기에 대용량의 전류가 통과하게 되면 모터 및/또는 제어기를 가열시킬 수 있고, 과도하게 가열되면 전기모터가 결국 고장을 일으키게 된다. 이러한 경우에, 일반적으로, 모터를 냉각시켜야 하고, 광범위한 열원으로부터 제어기를 보호하기 위해서 모터와 열원으로부터 일정한 거리를 두고 배치해야 한다. 또한 상승된 온도 하에서 적절하게 그 성능을 발휘할 수 있는 제어기 내에 매우 고가의 부품을 사용하는 것으로 알려져 있다. 따라서 성능을 제대로 발휘할 수 있는 제어기와 모터를 배치하기 위한 공간이 필요하게 된다. 그러나 상술한 동력 차량 응용 제품에서는, 설치 공간이 매우 제한적이어서, 전기 모터 및 제어기의 설치를 수용하기 위한 추가 공간을 확보하는 것이 매우 어려운 일이다. 따라서, 전기 모터와 펌프를 모두 제한된 공간 내에 배치하는 것이 매우 어렵다. 이러한 문제점을 해결하는 것은 거의 불가능하고, 전기 모터 구동 펌프 등을 설치하는데도 매우 고가의 비용이 소요되게 된다.To achieve an electric motor capable of delivering a compact, high output torque, a large amount of current must be able to be delivered through the appropriate motor coil, and thus the controller must be able to provide a high current to the motor. The motor and / or the controller can be heated if a large amount of current passes through the motor coil and the controller used to manage the supply of electric energy to the motor, and if overheated, the electric motor eventually fails. In this case, it is generally necessary to cool the motor and place it at a certain distance from the motor and heat source to protect the controller from a wide range of heat sources. It is also known to use very expensive components in a controller that can perform adequately under elevated temperatures. Therefore, it is necessary to provide a space for arranging the controller and the motor so that the performance can be performed properly. However, in the above-mentioned power vehicle application product, the installation space is very limited, so it is very difficult to secure additional space for accommodating the installation of the electric motor and the controller. Therefore, it is very difficult to arrange both the electric motor and the pump in a limited space. It is almost impossible to solve such a problem, and it is very expensive to install an electric motor drive pump or the like.

본 발명은 종래 기술의 상기한 문제점을 해결하기 위한 수단에 의해서 전기모터 구동 펌프와 제어장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide an electric motor drive pump and a control device by means for solving the above-mentioned problems of the prior art.

본 발명의 실시예에 있어서, 전기 모터 구동 펌프와 하우징을 포함하는 통합제어기가 개시되어 있고, 모터에 전력을 공급하기 위한 전력 제어 부품(예를 들면, MOSFETS)을 포함하고 있는 상기 제어기가 유체펌프의 회전 속도와 차량부품에 공급되는 유체펌프의 출력을 제어하기 위해서 설치되어 있다. 상기 전기 모터 구동 펌프는 일단에 설치된 모터부와, 중간부에 설치된 유체펌프와, 제어기와 그의 부품을 배치하기 위한 통합부를 포함하는 유입/유출 하우징부를 구비하며, 상기 통합부는 유입/유출에 있어서 유체 흐름에 근접해서 위치되도록 되어 있어, 상기 유입/유출 하우징부 내에 형성된 캐비티에 배치된 제어기로부터 열을 분산시키기에 충분한 열전도성을 갖도록 되어 있다. 유입/유출 하우징 부는 전기적으로 모터의 제어기와 고정자(stator)를 연결하는데 필요한 와이어의 수납을 위해서 펌프와 모터의 중심축과 평행하게 연장된 적어도 하나 이상의 통로를 구비하고 있고, 상기 와이어는 상기 유체 펌프를 통과하여 축상으로 연장되어 있는 밀봉된 통로를 관통하도록 되어 있다. 또한, 유체는 펌프와, 어셈블리의 전체 부품으로부터 열을 방사시키기 위한 전기 모터를 통과하도록 되어 있다.In an embodiment of the present invention, an integrated controller including an electric motor drive pump and a housing is disclosed, wherein the controller including a power control component (e.g., MOSFETS) And the output of the fluid pump supplied to the vehicle component. The electric motor drive pump includes an inlet / outlet housing part including a motor part installed at one end, a fluid pump installed at an intermediate part, and an integrating part for arranging the controller and its parts, Flow housing so as to have sufficient thermal conductivity to disperse heat from the controller disposed in the cavity formed in the inlet / outlet housing portion. The inflow / outflow housing portion has at least one passage extending parallel to the central axis of the pump and the motor for accommodating the wires necessary for electrically connecting the controller and the stator of the motor, And pass through a sealed passage extending axially. The fluid is also adapted to pass through a pump and an electric motor for radiating heat from the entire assembly of the assembly.

특히, 본 발명에 따른 상기 어셈블리(10)는, 제어기(40)의 구성 부품의 비용을 절감하여 상기 어셈블리(10)의 전체 비용을 절감하고, 아울러 상기 어셈블리(10)의 효율성과 신뢰성을 높이면서 전체적인 전기 모터 구동 펌프의 성능을 향상시키기 위한 신규의 모터 설계를 위해서 제공되는 것으로 사료된다.In particular, the assembly 10 according to the present invention reduces the overall cost of the assembly 10 by reducing the cost of the components of the controller 40, while also increasing the efficiency and reliability of the assembly 10 It is considered to be provided for the new motor design to improve the performance of the overall electric motor drive pump.

여기에 첨부된 도면은 본 발명에서 개시된 실시예를 설명하는 것에 불과한 것임을 밝혀둔다.
도 1은 본 발명에 따른 모터구동 펌프와 제어기와 하우징 시스템의 결합 실시예를 나타낸 사시도.
도 2는 본 발명에 따른 도 1 실시예의 모터구동 펌프와 제어기와 하우징 시스템의 결합 실시예를 나타낸 분해 사시도.
도 3은 본 발명에 따른 도 1 실시예의 모터 구동 펌프와 제어기와 하우징 시스템의 결합 실시예를 나타낸 단면도.
도 4는 본 발명에 따른 도 1 실시예의 모터 구동 펌프와 제어기와 하우징 시스템의 결합 실시예의 다른 실시예를 나타낸 분해 사시도.
도 5는 본 발명에 따른 도 1 실시예의 모터 구동 펌프와 제어기와 하우징 시스템의 결합 실시예의 열화상 분석을 나타낸 도면.
도 6은 본 발명의 상세 구조를 나타내는 본 발명의 개시 내용에 따라 모터구동 펌프와 제어기와 하우징 시스템이 결합된 다른 실시예를 나타낸 사시도.
도 7은 제어기 커버를 갖는 도 6의 실시 예에서 제어기 커버가 제거되고 모터와 제어기용 와이어를 라우팅하기 위한 통로를 도시하는 부분 사시도.
도 8은 하우징 내에 제어기를 포함시키기 위해서 모터에 펌프 하우징을 결합한 타측면과 냉각 효과를 도시한 것으로써, 결합된 모터 구동펌프 제어기와 하우징 시스템을 포함하는 펌프의 또 다른 실시예에 대한 사시도.
도 9는 도 8과 유사한 모터 구동 펌프, 제어기, 하우징 시스템이 결합된 펌프의 또 다른 실시예와, 다른 오일 유입/유출 부재를 나타낸 사시도.
도 10은 본 발명에 따른 도 9의 실시예의 모터 구동 펌프에 포함될 펌프의 또 다른 실시예를 나타낸 단면도,
도 11은 도 8과 유사한 모터 구동 펌프, 제어기, 하우징 시스템이 결합된 펌프와, 다른 오일 유입/유출 부재를 나타내는 또 다른 실시예를 나타낸 사시도.
도 12는 본 발명에 따른 도 11의 다른 실시예의 모터 구동 펌프에 포함될 결합 펌프의 또 다른 실시예와, 본 발명에 따른 교차 베인(vane)을 나타낸 사시도.
도 13은 도 12와 유사한 교차 베인을 포함하는 모터 구동 펌프, 제어기 및 하우징 시스템 결합 구조에 포함될 펌프의 또 다른 실시예를 나타낸 사시도.
도 14는 본 발명에 따른 도 13의 다른 실시예의 모터 구동 펌프 결합 구조에 포함될 펌프의 또 다른 실시예를 나타낸 부분 사시도
도 15는 가변 변위 펌프와 교차 베인 디자인의 상세를 나타낸 도 12의 다른 실시예를 나타낸 사시도.
도 16은 본 발명에 따른 가변 변위 펌프와 교차 베인 디자인의 상세를 나타낸 도 12 및 도 14의 다른 실시예를 나타낸 부분 평면도
도 17은 본 발명에 따른 모터 구동 펌프, 제어기, 하우징 시스템의 결합 구조의 개략도 및 실시 블록 다이어그램.It should be noted that the drawings attached hereto are merely illustrative of the embodiments disclosed in the present invention.
1 is a perspective view showing an embodiment of a combination of a motor drive pump, a controller and a housing system according to the present invention.
2 is an exploded perspective view showing an embodiment of a combination of a motor drive pump, a controller and a housing system in the embodiment of Fig. 1 according to the present invention. Fig.
3 is a cross-sectional view showing an embodiment of a combination of a motor drive pump, a controller and a housing system in the embodiment of FIG. 1 according to the present invention.
FIG. 4 is an exploded perspective view showing another embodiment of a combined embodiment of a motor drive pump, a controller, and a housing system of FIG. 1 according to the present invention; FIG.
Figure 5 shows a thermal imaging analysis of a combined embodiment of a motor drive pump, a controller and a housing system of Figure 1 according to the present invention.
6 is a perspective view of another embodiment in which a motor drive pump, a controller and a housing system are combined according to the teachings of the present invention showing the detailed structure of the present invention.
7 is a partial perspective view showing a passage for removing the controller cover and routing the wires for the motor and the controller in the embodiment of Fig. 6 with the controller cover; Fig.
8 is a perspective view of another embodiment of a pump including an associated motor drive pump controller and a housing system, illustrating the other side of the motor incorporating the pump housing to include the controller in the housing and the cooling effect;
Figure 9 is a perspective view of another embodiment of a pump coupled with a motor drive pump, controller, housing system similar to that of Figure 8 and other oil inflow / outflow members.
10 is a sectional view showing another embodiment of a pump to be included in the motor drive pump of the embodiment of Fig. 9 according to the present invention, Fig.
11 is a perspective view of another embodiment of a pump coupled with a motor drive pump, a controller, a housing system similar to that of Fig. 8, and another oil inflow / outflow member; Fig.
Fig. 12 is a perspective view showing another embodiment of the coupling pump to be included in the motor drive pump of another embodiment of Fig. 11 according to the present invention and a cross vane according to the present invention; Fig.
Figure 13 is a perspective view of another embodiment of a pump to be included in a motor drive pump, controller, and housing system coupling structure including a cross vane similar to that of Figure 12;
14 is a partial perspective view showing another embodiment of the pump to be included in the motor drive pump coupling structure of another embodiment of Fig. 13 according to the present invention. Fig.
15 is a perspective view showing another embodiment of Fig. 12 showing details of a variable displacement pump and a cross vane design;
16 is a partial plan view showing another embodiment of Figs. 12 and 14 showing details of a variable displacement pump and a cross vane design according to the present invention; Fig.
Figure 17 is a schematic and block diagram of a combined structure of a motor drive pump, a controller and a housing system according to the present invention;

이하에 전체 도면을 참조하여 본 발명에 대해서 설명하고, 본 발명의 개시 내용은, 자동차 엔진 또는 구동 트레인과 연결하거나 트랜스미션 등의 차량용 애플리케이션에 사용하기 위한 모터 구동 펌프와 제어 시스템(이하에 전기 모터 구동오일펌프 어셈블리라 함)에 대해서 설명하고 있다. 전기 모터 구동 오일펌프 어셈블리(10)는 다양한 시스템 구성에서 윤활, 냉각 및 압력을 제공한다. 상기 전기 모터 구동 오일 펌프 어셈블리(10) 시스템의 기본 구성은: 공지 또는 적절한 타입의 펌프(20)(고정 또는 가변 용량형 펌프 등), 모터(30)(특히 브러시 없는 직류형(DC)) 모터), 모터 제어기(40) 및, 전기적 전력원(예컨대 배터리 또는 유사 형태의 장치)에 전기 모터 구동 오일펌프를 전기적으로 연결하기 위한 파워 인버터 및 적당한 전기 커넥터 등으로 이루어져 있다. 전기 모터 구동 펌프 어셈블리(10)는 전체 어셈블리(즉, 펌프(20), 모터(30), 제어기(40) 및 전기 커넥터)를 전체적으로 통합 구성할 도 있고, 패키징 등의 시스템 제약 때문에 단일 및 밀봉(통합) 바디(60)로 구성할 수 있다. 그러나, 이러한 경우에 상기 시스템은, 트랜스미션 또는 엔진 바디(도시하지 않음)에 배치되거나 또는 종종 트랜스미션 바디 내부에 직접 장착 배치되는 경우가 있기 때문에 주변의 고온에 노출되게 된다. 이런 경우 전기 모터 오일 펌프 어셈블리(10)는 통상적으로 상승된 온도를 포함한 잠재적으로 매우 가혹한 환경에 노출되게 된다. 주변의 고온에 민감한 구성 부품은 모터 제어기(40)인데 이러한 모터 제어기는 전기 모터 구동 오일 펌프 어셈블리(10)의 최대 작동 온도를 제약하는 역할을 한다. 상기 모터 제어기의 서브 부품들의 최대 운영 온도는 통상적으로 FET 접합에 대해서는 175℃, 모터 컨트롤러 장치(MCU)에 대해서는 150℃, 커패시터에 대해서는 135℃ 정도이다. DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will now be described with reference to the entire drawings. The present disclosure relates to a motor drive pump and a control system (hereinafter referred to as " electric motor drive ") for use in automotive applications such as automobile engines or drive trains, Oil pump assembly "). The electric motor driven oil pump assembly 10 provides lubrication, cooling and pressure in various system configurations. The basic configuration of the electric motor driven oil pump assembly 10 system is as follows: a pump 20 (a fixed or variable displacement pump, etc.) of known or suitable type, a motor 30 (particularly a brushless direct current (DC) A motor controller 40, and a power inverter and an appropriate electrical connector for electrically connecting the electric motor driven oil pump to an electrical power source (e.g., a battery or similar device). The electric motor drive pump assembly 10 may be configured to integrally configure the entire assembly (i.e., the pump 20, the motor 30, the controller 40 and the electrical connector) as a whole, Integrated body 60). However, in this case, the system may be exposed to high ambient temperatures because it may be placed in a transmission or an engine body (not shown) or often mounted directly in the interior of the transmission body. In such a case, the electric motor oil pump assembly 10 is exposed to a potentially very harsh environment, typically including an elevated temperature. The surrounding high temperature sensitive component is the motor controller 40 which serves to limit the maximum operating temperature of the electric motor driven oil pump assembly 10. [ The maximum operating temperature of the sub-components of the motor controller is typically 175 [deg.] C for FET junctions, 150 [deg.] C for motor controller devices (MCU), and 135 [deg.] C for capacitors.

최대 주변 온도 운영 동안에 상기한 온도 한계를 초과하지 않도록 하기 위해서(Ta = 138 ℃), 오일 펌프(20)는 제어기(40)를 냉각하는 오일을 유동시킨다. 기본적으로 본 발명에 의한 전기 모터 구동 오일 펌프 어셈블리(10)의 잇점은 비교적 높은 주변 온도 조건 하에서도 전기 모터 구동 오일 펌프 어셈블리(10)의 작동을 가능하게 하고, 동시에 종래의 시스템과 비교하여 저온급 전자 부품을 사용함으로써 비용을 절감할 수 있다는 것이다. 도 5에 나타낸 바와 같이, 일련의 실시 동작 조건(즉 138 ℃)에 따르면, 상기 펌프(20)를 통과하여 흐르는 오일의 온도는 유입과 유출 오일은 상기한 제한 온도 이하인 125℃를 유지한다. 도 6에 있어서, 오일이 분당 4.5리터(lpm) 유속으로 흐르고, 제어기(40)는 오일 펌프 어셈블리(20)에 결합된 유입/유출 하우징(44)의 제 1부에 배치된다. 유입/유출 하우징의 상기 제 1부에는 거기에 제어기(40)를 수용하기 위한 제 1 캐비티(42)를 포함하고 있고, 상기 제어기(40)를 밀봉하기 위한 유츌/유입 하우징에 안착된 커버(46)를 갖는다. 유입/유출 하우징(44)의 재료는 바람직하게는 알루미늄 또는 알루미늄 합금 등의 공지의 적절한 재료 등의 금속재질로서 비교적 높은 열전도성을 갖는 재질로 제조하는 것이 바람직하다. 상기 유입/유출 하우징(44)의 제 1 캐비티(42)에는 이 제 1 캐비티(42)로부터 펌프(20)와 무브러시 직류 모터(30)의 고정자쪽으로 연장되는 적어도 제 1 통로(45)를 포함한다. 도 4의 최적의 실시예에 나타낸 바와 같이, 모터 어셈블리(30) 내에 고정자에 결합된 버스바(bus-bar)를 구비하고 상기 펌프(20)를 거쳐 연장되는 밀봉 통로를 관통하는 연장부를 구비하며 이는 결합 및 전기적으로 제어기(40)와 연결시키기 위한 유입/유출 하우징의 통로 내에 구비할 수 있다. In order to avoid exceeding the above temperature limit during the maximum ambient temperature operation (Ta = 138 deg. C), the oil pump 20 causes the oil cooling the controller 40 to flow. The advantage of the electric motor driven oil pump assembly 10 according to the invention is basically that it enables the operation of the electric motor driven oil pump assembly 10 even under relatively high ambient temperature conditions and, at the same time, The use of electronic components can save money. As shown in Fig. 5, according to a series of operating conditions (i.e., 138 deg. C), the temperature of the oil flowing through the pump 20 keeps the inflow and outflow oil at 125 deg. 6, the oil flows at a flow rate of 4.5 liters per minute (lpm), and the controller 40 is disposed in the first portion of the inlet / outlet housing 44 coupled to the oil pump assembly 20. The first part of the inlet / outlet housing includes a first cavity (42) therein for receiving the controller (40) and a cover (46) seated in the housing / inlet housing for sealing the controller ). The material of the inlet / outlet housing 44 is preferably made of a metal material, such as a known suitable material such as aluminum or an aluminum alloy, and made of a material having relatively high thermal conductivity. The first cavity 42 of the inlet / outlet housing 44 includes at least a first passage 45 extending from the first cavity 42 to the stator of the pump 20 and the brushless DC motor 30 do. As shown in the best embodiment of FIG. 4, the motor assembly 30 includes an extension extending through the seal passage extending through the pump 20 with a bus-bar coupled to the stator, Which may be provided in the passageway of the inlet / outlet housing for coupling and electrical connection with the controller 40.

도 3의 단면도에 도시된 바와 같이. 상기 제어기(40)는 유입/유출 하우징(44)내의 유입/유출 통로와 비교적 가까이에 위치하는 제 1 캐비티 내에 배치되어 있어, 상기 제어기(40)와 여기를 통과하는 유체 흐름 사이의 열전달이 효율적으로 이루어지도록 한다. 상기 오일이 어셈블리(10) 내를 흐를 때, 모터(30)로부터 발생하는 열보다 상대적으로 낮은 온도를 유지한다. 이때 오일은 펌프(20)와 모터(30)를 통과하여 흐른 후 모터(30)로 다시 복귀하고, 여기서 유압이 걸리는 유입/유출 하우징(44)으로 흘러 나와, 트랜스미션, 엔진 등의 자동차 부품과 선택적으로 열교환기로 공급된다. 상기 오일은 공지의 적당한 시스템을 이용하여 냉각되고 상기 어셈블리(10)로 복귀하게 된다. 도시한 실시예 나타낸 바와 같이, 모터를 통해 흐르는 유체가 완전히 밀봉되어, 유체가 모터(30) 또는 제어기(40)와 같은 전자부품과 접촉되지 않도록 완전히 밀봉하는 것이 가능하다. 어셈블리(10)의 완벽한 밀봉은 물과 전기 부품이 반응하여 쇼트를 일으킬 수 있는 유체에 대해서는 특히 중요하다. 대안으로, 전기 부품에 쇼트(short)을 초래하지 않는 유체에 대해서는, 모터(30)와 부분적으로 밀봉하거나 밀봉해제시켜 유체가 전기부품과 접촉하도록 함으로써 전자부품으로부터의 열전달을 증가시키기도 한다. As shown in the sectional view of FIG. The controller 40 is disposed in a first cavity located relatively close to the inlet / outlet passageways in the inlet / outlet housing 44 so that heat transfer between the controller 40 and the fluid flow passing therethrough is efficiently . Maintains a relatively lower temperature than the heat generated by the motor (30) when the oil flows through the assembly (10). At this time, the oil flows through the pump 20 and the motor 30 and then returns to the motor 30 where it flows to the inflow / outflow housing 44 where hydraulic pressure is applied, To the heat exchanger. The oil is cooled using a known suitable system and returned to the assembly 10. As shown in the illustrative embodiment, it is possible for the fluid flowing through the motor to be completely sealed, so that the fluid is completely sealed against contact with the electronic components, such as the motor 30 or the controller 40. The complete sealing of the assembly 10 is particularly important for fluids that can react with water to cause shorts. Alternatively, for a fluid that does not cause a short to the electrical component, it may be partially sealed or unsealed with the motor 30 to cause fluid to contact the electrical component, thereby increasing heat transfer from the electronic component.

도 8 내지 도 14에 도시한 다른 실시예에서는 펌프(120)가 펌프(120)의 일 측면에 위치한 제어부(140)를 구비하고 있음을 알 수 있다. 특히, 본 발명의 개시 및 교시에 포함하고 있는 다른 종류의 펌프로서 도 9와 도 10의 외부 로터 베인 펌프(external rotor vane pump)와 도 11 내지 도 15의 교차 베인 펌프(intersecting vane pump)등을 사용할 수 있다. 본 발명의 개시와 교시를 통해서 적어도 12 볼트와 300 볼트 사이의 애플리케이션을 갖는 내부 또는 외부 로터를 포함하는 다양한 성능 조건과 규격을 제공할 수 있는 모터 디자인에 적용할 수 있음을 밝혀둔다. 또한, FOC, 블록(Block) 및 12 볼트 및 300 볼트 애플리케이션과 같은 폭넓은 다양한 설계 조건의 제공이 가능할 뿐만 아니라 다양한 제어 전략(즉, 펌프압을 기반으로 할 뿐만 아니라 모터 속도, 토크, 전류에 기반한 제어 전략)을 포함하는 제어기 설계가 가능함을 밝혀 둔다. 또한 본 발명의 어셈블리(10)에는 PWM, K-라인, LINE, CAN 또는 임의의 공지의 프로토콜을 포함하나 이에 한정되지 않고 다양한 통신 프로토콜을 제공하는 것으로 이해해야 한다. 따라서, 본 발명에서는 중요한 다양한 설계 사양 및 선호도에 최적화된 어셈블리(10)를 제공할 수 있음을 밝혀둔다. 8 to 14, it can be seen that the pump 120 is provided with a control unit 140 disposed on one side of the pump 120. In particular, the external rotor vane pump of FIGS. 9 and 10 and the intersecting vane pump of FIGS. 11 to 15 may be used as other types of pumps included in the disclosure and teachings of the present invention. Can be used. The teachings and teachings of the present invention are applicable to motor designs that can provide various performance conditions and specifications, including internal or external rotors with applications between at least 12 volts and 300 volts. In addition, it is possible to provide a wide variety of design conditions, such as FOC, Block and 12 Volt and 300 Volt applications, as well as various control strategies (ie based on pump pressure, as well as on motor speed, torque, Control strategy) is possible. It should also be understood that the assembly 10 of the present invention provides various communication protocols including, but not limited to, PWM, K-line, LINE, CAN or any known protocol. Accordingly, it is noted that the present invention can provide an assembly 10 that is optimized for various design specifications and preferences that are important.

특히, 본 발명에 따른 상기 어셈블리(10)는, 제어기(40)의 구성 부품의 비용을 절감하여 상기 어셈블리(10)의 전체 비용을 절감하고, 아울러 상기 어셈블리(10)의 효율성과 신뢰성을 높이면서 전체적인 전기 모터 구동 펌프의 성능을 향상시키기 위한 신규의 모터 설계를 위해서 제공되는 것으로 사료된다. In particular, the assembly 10 according to the present invention reduces the overall cost of the assembly 10 by reducing the cost of the components of the controller 40, while also increasing the efficiency and reliability of the assembly 10 It is considered to be provided for the new motor design to improve the performance of the overall electric motor drive pump.

특히, 도 13 내지 도 16의 교차 베인 펌프를 참조하면, 오일 펌프(200)가 도시되어 있다. 도 15 및 도 16 도시되어 있는 바와 같이, 상기 오일 펌프(200)는 탑플레이트(Top Plate), 모터, 및 펌프 외부 로터, 펌프 내부 로터를 포함하고 있다. 특히, 외부 펌프 로터와 내부 펌프 로터 양쪽 다 고정 부싱(Bushing)에 대해서 회전하는 것으로 이해해야 한다. 또한 상기 펌프(200)는 제 1, 제2, 제3 베인(각 Vane 1, Vane 2, Vane 3)을 포함하고 있다. 상기 어셈블리(10)와 마찬가지로, 도 13과 도14에 도시한 바와 같이 상기 펌프(200)는 베이스 플레이트(Base plate)에 결합되어 있고 탑(또는 커버)플레이트의 아래에 위치되어 있다. 제어기(PCB)는 베이스 플레이트의 뒤쪽에 설치되어 있어 발생하는 열이 상기 유입 포트로부터 유출 포트로 흐르는 유체에 의해서 제거되도록 되어 있다. In particular, referring to the cross vane pump of Figures 13-16, an oil pump 200 is shown. 15 and 16, the oil pump 200 includes a top plate, a motor, and a pump outer rotor and a pump inner rotor. In particular, it should be understood that both the outer pump rotor and the inner pump rotor rotate about a fixed bushing. Also, the pump 200 includes first, second, and third vanes (Vane 1, Vane 2, and Vane 3). Similar to the assembly 10, the pump 200 is coupled to a base plate and is located below the top (or cover) plate, as shown in FIGS. The controller (PCB) is installed at the back of the base plate so that generated heat is removed by the fluid flowing from the inlet port to the outlet port.

전기 모터-구동 오일 펌프(200)의 내부 구성 부품은 일반적으로 도면에 도시한 바와 같이 모두 함께 결합된 모터 로터(Motor Roter), 펌프 외부 로터(Pump Outer Rotor), 베인 1, 베인 2, 베인 3, 펌프 내부 로터(Pump Inner Rotor)와 부싱을 포함하고 있다. 유입 포트와 유출 포트는 상기 베이스 플레이트에 위치되어 있고, 도시한 바와 같이 교차 베인 설계(Intersecting vane design)를 이용하는 펌프를 통해 유체가 흐르도록 상기 펌프(200)에 결합되어 있다. The internal components of the electric motor-driven oil pump 200 are generally composed of a motor rotor, a pump outer rotor, a vane 1, a vane 2, a vane 3, A pump inner rotor, and a bushing. The inflow and outflow ports are located on the base plate and are coupled to the pump 200 for fluid flow through a pump using an intersecting vane design as shown.

펌프 외부 로터는 모터 로터 내에 압입되는 것이 바람직하다. 상기 펌프 외부 로터는 제 1 위치에 베인 1(Vane 1)의 제 1 단부를 수용하기 위한 펌프 외부 로터의 내부 보어상에 반원판 또는 스캘럽(Scallop)을 포함하고 있다. 상기 베인 1 은 펌프 외부 로터의 내부 보어의 스캘럽으로부터 연장되고 펌프 내부 로터를 역으로 가로질러 위치된 제 1 슬롯을 거쳐 연장되어 있다. 베인 2와 베인 3은 펌프 내부 로터의 제2, 제3 슬롯 내에 설치되어 있으며, 각각의 베인은 펌프 외부 로터의 보어 또는 통로의 내주면의 윤곽 형상에 따라서 가이드 된다. 펌프 외부 로터의 보어 또는 통로의 내주면 형상은 원하는 설계 요구 사항에 부합하도록 상기 펌프(200)의 로터 회전시 베인 1, 2 및 3의 작동에 영향을 미치게 형성되어 있다. 상기 모터(200)가 작동하면, 도 15에 도시한 바와 같이, 모터 로터와 펌프 외부 로터가 시계 방향으로 회전하여 베인 1과 펌프 내부 로터를 구동시키고 이어서 베인 2, 베인 3를 구동시킨다. 그러나 상기 3개의 베인은 펌프 로터에 대해서 일정한 각도를 유지하면서 앞뒤로 스윙만 하여, 유체가 펌프(200)를 통과하여 이동하도록 하여 결과적으로 오일이 펌프를 거쳐서 유입 포트로부터 유출 포트 쪽으로 흐르도록 한다. The pump outer rotor is preferably press-fitted into the motor rotor. The pump outer rotor includes a disc or scallop on the inner bore of the pump outer rotor for receiving the first end of the vane 1 in a first position. The vane 1 extends from the scallop of the inner bore of the pump outer rotor and extends through a first slot located transversely across the pump inner rotor. The vanes 2 and 3 are provided in the second and third slots of the pump inner rotor, and each vane is guided along the contour of the inner circumferential surface of the bore or passage of the pump outer rotor. The inner surface shape of the bore or passage of the pump outer rotor is shaped to affect the operation of vanes 1, 2 and 3 during rotor rotation of the pump 200 to meet desired design requirements. When the motor 200 is operated, as shown in FIG. 15, the motor rotor and the pump outer rotor rotate clockwise to drive the vane 1 and the inner rotor of the pump, and then drive the vane 2 and the vane 3. However, the three vanes swing back and forth with a constant angle to the pump rotor, causing fluid to flow through the pump 200, resulting in oil flowing from the inlet port to the outlet port via the pump.

본 발명에 따른 펌프(200)의 구성은, 펌프 외부 로터가 구동 부재이고, 펌프 내부 로터는 펌프 외부 로터와 연결된 베인 1에 의해서 구동되는 것이다. 이러한 펌프의 구동 방법과 구성은, 펌프 외부 로터의 보어 또는 통로의 내주면이 미리 정해진 형상의 곡면을 이루도록 하여 펌프 외부 로터가 회전할 때 상기 3개의 베인 1, 2, 3(vane 1, vane 2, vane 3)이 일정한 각도를 유지하면서 앞뒤로 스윙만 하도록 하는 독특한 방식이다. The configuration of the pump 200 according to the present invention is such that the pump outer rotor is a driving member and the pump inner rotor is driven by the vane 1 connected to the pump outer rotor. The driving method and configuration of the pump are such that the inner peripheral surface of the bore or passage of the outer rotor of the pump forms a curved surface of a predetermined shape so that the three vanes 1, vane 3) is a unique way to swing back and forth while maintaining a constant angle.

여기서 개시된 펌프(200)는 현재의 설계시에 매우 특별한 이익이 있음을 밝혀 둔다. 그 이유는 본 발명의 전기 모터 구동 오일 펌프(200)는 주변 온도가 높은 조건에서 작동이 가능하여 제어기(PCB)에 저온 등급의 전기 부품을 사용할 수 있도록 하여 비용을 획기적으로 절감할 수 있을 뿐만 아니라, 종래의 베인 펌프에 비해 펌프(200)를 구성하는 기계적 부품수를 줄일 수 있어 비용을 획기적으로 절감할 수 있다는 점 때문이다.It is noted that the pump 200 disclosed herein has a very special benefit in the present design. The reason for this is that the electric motor driven oil pump 200 of the present invention can operate at a high ambient temperature and can use a low temperature electrical component in the controller PCB, , The number of mechanical parts constituting the pump 200 can be reduced as compared with the conventional vane pump, and the cost can be remarkably reduced.

여기 또는 도면에 기재된 모든 수치는 임의의 하위 값과 임의의 상위 값 사이에 최소 2 단위의 분리가 있을 경우 한 단위의 증가분 내에서는 하한값과 상한값까지의 모든 수치를 포함하는 것을 의미한다. 예를 들어 온도, 압력, 시간 등을 1 ∼ 90 바람직하게 20 ∼ 80, 더 바람직하게는 30 ∼ 70과 같이 프로세스 변수 값 또는 구성 성분 량을 언급해 보면, 이는 15 ∼ 85, 22 ∼ 68, 43 ∼ 51 및 30 ∼ 32 등과 같은 값은 본 명세서 내에서 명시적으로 열거되어 포함됨을 의미하는 것이다. 1 이하의 수치에 대해서는, 한 단위는 0.0001, 0.001, 0.01 또는 0.1 등과 같은 적절한 수치로 간주 된다. 이들은 특별히 의도 것과 열거된 최저값과 최고값 사이의 모든 가능한 수치 조합은 본 출원에서 명시적으로 언급된 것으로 간주된다. 본 발명에서 알 수 있는 바와 같이, 또한 여기에서 중량부 표현된 양에 대한 교시는 "중량 ％"로 표현된 것과 동일 범주로 간주된다. 그 결과 고분자 혼합 조성물의 "x" 중량부 대한 본 발명의 상세한 설명의 표현은 'x ' 중량%와 동일한 인용 량의 범위를 나타내는 것으로 간주하면 된다. All numerical values set forth herein or in the figures shall include any numerical value up to and including the lower limit and upper limit within a unit increment if there is a separation of at least 2 units between any lower value and any upper value. For example, referring to the process variable value or component amount, such as temperature, pressure, time, etc., preferably 1 to 90, preferably 20 to 80, more preferably 30 to 70, To 51 and 30 to 32 and the like are expressly enumerated within the specification. For values below 1, one unit is considered to be an appropriate number such as 0.0001, 0.001, 0.01, or 0.1. These are expressly considered to be expressly referred to in the present application, in particular all intentional combinations and all possible numerical combinations between the enumerated minimum and maximum values. As can be seen in the present invention, the teachings of the amounts expressed herein by weight are also considered to be in the same category as expressed by " wt% ". As a result, the expression of the present invention in terms of " x " parts by weight of the polymer blend composition may be regarded as indicating a range of quotation amounts equal to 'x'% by weight.

다른 언급이 없을 경우, 모든 수치 범위는 종점(endpoint)과 이 종점 사이의 모든 수치를 포함하는 것으로 간주한다. 범위와 관련하여 "약(about)"또는 "대략(approximately)"의 표현은 수치 범위의 양쪽 모두에 적용된다. 예를 들어 "약 20 ~ 30"이라는 표현은 적어도 특정한 종점을 포함하여 "약 20 ~ 약 30"를 의미하는 것이다. Unless otherwise stated, all numerical ranges are considered to include all numerical values between the endpoint and this endpoint. The expression " about " or " approximately " in relation to a range applies to both numerical ranges. For example, the expression " about 20 to 30 " means at least about 20 to about 30, including at least a specific endpoint.

특허 출원 및 공보를 포함한 모든 자료 및 참조 문헌의 개시 내용은 모든 목적을 위해 참고 문헌에 포함할 수 있다. 조합을 설명하기 위한 "필수적으로 이루어진(consisting essentially of)" 라는 표현은 요소(elements), 성분(ingredients), 부품(components) 또는 특정된 공정(steps), 및 실질적으로 조합에 기본적이고 신규한 특성에 영향을 주지 않는 기타 요소, 성분, 부품 또는 공정을 포함함을 의미한다. 여기서 요소, 성분, 부품 또는 공정의 조합을 설명하기 위해서 사용하는 용어인 "포함하는(comprising)" 또는 포함하는(including)"의 표현은 요소, 성분, 부품 또는 공정으로 필수적으로 이루어지는 실시예로 생각할 수 있다. 여기서 사용하는 "일 수 있는(may)" 를 사용할 경우는 포함될 수 있는 임의의 속성이 선택적임을 표현하는 것이다. The disclosure of all documents and references, including patent applications and publications, may be included in the bibliography for all purposes. The term " consisting essentially of " to describe a combination is intended to cover the elements, ingredients, components or specified steps, Component, component, or process that does not affect the performance of the device. The term " comprising " or " including " as used herein to describe a component, element, component, or combination of steps is intended to be considered as an integral part of an element, component, The use of "may" as used herein indicates that any attribute that may be included is optional.

복수의 요소, 성분, 부품 또는 공정을 하나의 통합된 요소, 성분, 부품 또는 공정으로 설명할 수 있다. 선택적으로 단일의 요소, 성분, 부품 또는 공정은 분리된 복수의 요소, 성분, 부품 또는 공정으로 나눌 수도 있다. 또한 요소, 성분, 부품 또는 공정을 설명하는데 붙인 "하나(a) 또는 하나(one)"이라는 표현은 추가적인 요소, 성분, 부품 또는 공정을 제한한다는 의미는 아님을 밝혀 둔다. A plurality of elements, components, components, or processes may be described as a single integrated element, component, component, or process. Optionally, a single element, component, component, or process may be divided into a plurality of separate elements, components, components, or processes. Also, the appearances of the words "a" or "an" in describing an element, component, component, or process are not meant to limit the presence of additional elements, components, components, or processes.

본 명세서의 상기 설명은 본 발명을 제한적인 것이 아니라 예시적인 것으로 이해하면 된다. 본 발명의 실시예에서 제공된 것 외에 여러 실시예들 뿐 만 아니라 어플리케이션은 상기 설명을 이해하면 당업자에게 명백할 것으로 사료된다. 따라서 본 발명의 범위는 상기 설명을 참조하여 모든 것을 판단해서는 아니되며 첨부된 청구범위와 이러한 청구범위에 내재된 완전한 균등 해석을 통해서 판단되어야 할 것이다. 특허 출원 및 공보를 포함한 모든 문서 및 참조 문헌의 개시 내용은 본 발명의 모든 목적을 위해 인용된 것이다. 본 발명에 개시된 주제에 대해서 청구범위에 누락된 어떤 양태에 관한 것은 이러한 주제에 대한 포기 의미가 아니며 발명자가 개시한 발명의 주제 부분으로서 관련 문제를 미처 고려하지 못한 것으로 판단되어야 할 것이다.It should be understood that the above description of the present invention is illustrative rather than limiting. It will be apparent to those skilled in the art that, in addition to the embodiments provided in the embodiments of the present invention, as well as the application, Accordingly, the scope of the present invention should not be determined by reference to the above description, but should be determined through the appended claims, and the full scope of equivalents to which such claims are entitled. The disclosures of all documents and references, including patent applications and publications, are cited for all purposes of the present invention. It should be understood that any aspect of the claimed subject matter that is missing in the claims is not a disclaimer of such subject matter, and that the inventor has not considered the relevant matter as the subject matter of the disclosed subject matter.

Claims

An electric motor having a casing disposed along a central axis;
A pump having a pump housing having a first end of a pump located opposite one another in the axial direction and a second end of the pump and being separated from the casing of the electric motor while being disposed along the central axis, A casing coupled to the first end of the pump in the pump housing such that the housing is in line with one another along the axial direction and a pump having a pump fluid passage connected to the motor for transferring fluid to the motor, ;
Said casing having a first end of a controller coupled to said second end of said pump such that said controller housing and said pump housing are in line with each other along said axial direction, And the controller housing separated from the pump housing, whereby the electric motor, the pump, and the controller are arranged in a line,
Wherein the controller housing includes an inlet passage for receiving fluid and an outlet passage for transferring fluid therethrough and wherein the controller housing is adapted to heat the fluid from the motor to a fluid prior to returning to the pump and flowing out of the assembly through the outlet passage of the controller housing. Wherein the inlet passageway is connected to the pump fluid passageway for transferring fluid to and through the pump to deliver the fluid to the pump fluid passageway and a first portion of the controller housing is disposed between the fluid and the first portion of the controller housing And is disposed adjacent to the inflow passage and the outflow passage for transferring heat; And
A controller located in the first portion of the controller housing and electrically coupled to the motor to supply power to the motor to control the speed of the pump and the fluid output from the pump, The heat is transferred to the fluid flowing through the inflow passage and the outflow passage,
Wherein the controller housing includes a cavity located in a first portion of the controller housing along the central axis and the controller is located within the cavity and the controller housing includes a housing for receiving a wire lead connecting the controller and the motor, 1 < / RTI > passage for supplying hydraulic fluid.

The method according to claim 1,
Characterized in that the pump and the motor are sealed to prevent fluid from contacting the controller.

The method according to claim 1,
And does not seal the pump and the motor so that fluid flow through the pump can be brought into contact with the controller so as to transfer heat from the controller to the fluid without causing an electrical short to the controller or the motor. An electric motor driven pump assembly for supplying hydraulic fluid.

The method according to claim 1,
Wherein the inlet passage and the outlet passage extend in a direction perpendicular to the axis of the assembly.

The method of claim 4,
Wherein the controller is arranged at an acute angle with respect to the axis of the assembly.

The method according to claim 1,
Characterized in that the controller housing is made of aluminum and the controller comprises at least one MOSFET for supplying a conductive force to induce a magnetic field for controlling and driving the electric motor Electric motor driven pump assembly.

The method according to claim 1,
The electric motor includes a stator and a bus bar coupled to the stator,
The controller housing including a cavity located in the first portion and a first passage extending from the cavity to the pump, the controller being located within the cavity;
The pump having a sealing passage extending from the first passage of the controller housing to the electric motor; And
Characterized in that the bus bar of the electric motor is coupled to the controller with an extension through the seal passage of the pump and through the first passage of the controller housing, Drive pump assembly.

The method according to claim 1,
Fixed bushing;
A pump inner rotor surrounding the stationary bushing and rotating with respect to the stationary bushing;
A pump outer rotor surrounding the pump inner rotor and rotating with respect to the stationary bushing;
Further comprising a plurality of vanes spaced apart from each other and extending from the fixed bushing through the pump inner rotor to the pump outer rotor.

The method of claim 8,
The electric motor includes a motor rotor, the pump outer rotor being press-fitted into the motor rotor;
Said pump outer rotor having an inner bore receiving an end of each vane,
The pump inner rotor including a slot through which the vane extends; And
The motor rotor and the pump outer rotor rotate in the same direction to drive the pump inner rotor and the first vane of the vane and then drive the second vane and the third vane, Wherein the swash plate is adapted to swing back and forth according to an angle formed by the curved surface having the internal bore.

The method according to claim 1,
Characterized in that the electric motor comprises a motor fluid passage for transferring the fluid and the pump fluid passage is connected to the motor fluid passage for transferring fluid to the motor. .

The method according to claim 1,
Wherein the inflow passage and the outflow passage extend perpendicularly to the central axis and are disposed in directions opposite to each other.