電動式流体ポンプ
【課題】流体の温度の高低に拘わらずモータ部の回転制御を適切に行える電動式流体ポンプを提供する。
【解決手段】電動式流体ポンプ１が、各励磁コイルに誘起される速度起電力に基づいてロータ１５の回転位置を検出する第１ロータ位置検出手段４１と、回転軸１４に設けられる磁石２１からの磁界の検出結果に基づいてロータ１５の回転位置を検出する第２ロータ位置検出手段５０と、稼動状態検出手段４４とを備え、回転制御手段４３は、稼動状態検出手段４４による検出結果に基づいて、第１ロータ位置検出手段４１により検出されるロータ１５の回転位置に基づく回転制御と、第２ロータ位置検出手段５０により検出されるロータ１５の回転位置に基づく回転制御とを切り換え可能に構成されている。
【解決手段】電動式流体ポンプ１が、各励磁コイルに誘起される速度起電力に基づいてロータ１５の回転位置を検出する第１ロータ位置検出手段４１と、回転軸１４に設けられる磁石２１からの磁界の検出結果に基づいてロータ１５の回転位置を検出する第２ロータ位置検出手段５０と、稼動状態検出手段４４とを備え、回転制御手段４３は、稼動状態検出手段４４による検出結果に基づいて、第１ロータ位置検出手段４１により検出されるロータ１５の回転位置に基づく回転制御と、第２ロータ位置検出手段５０により検出されるロータ１５の回転位置に基づく回転制御とを切り換え可能に構成されている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ブラシレスＤＣモータを構成するモータ部とポンプ部とを備え、モータ部の励磁コイルに誘起される速度起電力に基づいて、モータが有するロータの回転位置を検出する電動式流体ポンプに関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車などの車両における自動変速機のクラッチに流体としての作動油を供給することや、ハイブリッド車の電気モータに流体としての冷却油を供給することなどを目的とする電動式流体ポンプがある。そもそも、車両に搭載されるポンプとしては、例えば、車両のエンジンの駆動力を用いる機械式流体ポンプや、エンジンの駆動力を用いない電動式流体ポンプなどがある。但し、エンジンの始動前又は始動直後には機械式流体ポンプから有効な流体圧を供給できないため、その際には電動式流体ポンプを用いる必要がある。
【０００３】
特許文献１に記載されている電動式流体ポンプは、センサレスブラシレスＤＣモータを構成するモータ部と、モータ部によって駆動される回転軸の駆動力を用いて流体を吸引及び吐出するポンプ部とを備える。モータ部は、磁界を発生する複数の励磁コイルを有するステータと、樹脂を用いて形成された有底筒状のモータハウジング内の空間に、励磁コイルに対応する磁石を回転軸と共に回転可能な状態で有するロータと、ロータの回転位置に応じて各励磁コイルへの通電を切り換えることによりロータの回転制御を行う回転制御手段とを有する。
また、特許文献１に記載の電動式流体ポンプでは、モータ部とポンプ部との間には、ポンプ部からモータ部内の空間へ浸入した流体を、ポンプ部へ帰還可能にする帰還路が形成されている。つまり、流体がポンプ部とモータ部の空間内とを還流することで、モータ部の空間内、即ち、ステータ及びロータの冷却が行われる。但し、流体の温度が低く粘度が高いとき、モータ部内の空間においてロータに付着している流体により、ロータにとっての回転抵抗が増大することになる。
【０００４】
以上のように、特許文献１に記載の電動式流体ポンプでは、センサレスＤＣモータを用いているので、ロータの回転位置を検出するための特別な装置を設けなくてもよいという利点がある。また、モータ部のロータなどを冷却するための特別な装置を設けなくてもよいので、ポンプを小型にできるという利点がある。
【０００５】
【特許文献１】特開２００２−３１７７７２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１に記載の電動式流体ポンプは、各励磁コイルに誘起される速度起電力に基づいてロータの回転位置を検出している。よって、ロータの回転速度が高いときにはロータの回転位置の検出精度も高まるが、ロータの回転速度が低いときにはロータの回転位置の検出精度は低くなるという問題がある。ここで、流体の温度が低いときには、流体の粘度が高いために（即ち、流体が大きな回転抵抗となるために）ロータの回転速度は低くなり、流体の温度が高いときには、流体の粘度が低いために（即ち、流体が大きな回転抵抗とはならないために）ロータの回転速度は高くなる。よって、流体の温度が高いときにはロータの回転位置の検出精度も高まるが、流体の温度が低いときにはロータの回転位置の検出精度は低くなる。
具体的には、上述したようなエンジンの始動前又は始動直後、即ち、モータの始動時や始動から間もないときには、流体の温度が低く、モータ部の空間内に存在する流体の粘度が高いのでロータの回転速度が上がらず、ロータの回転位置の検出精度が低くなりがちである。その結果、モータの回転制御が適切に行えないという問題が発生する。
【０００７】
本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、モータ部の稼動状態に拘わらずモータ部の回転制御を適切に行える電動式流体ポンプを提供する点にある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するための本発明に係る電動式流体ポンプの特徴構成は、磁界を発生する複数の励磁コイルを有するステータと、有底筒状のモータハウジング内の空間に、前記励磁コイルに対応する磁石を回転軸と共に回転可能な状態で有するロータと、前記ロータの回転位置に応じて前記各励磁コイルへの通電を切り換えることにより前記ロータの回転制御を行う回転制御手段とを有するブラシレスＤＣモータを構成するモータ部と、
前記回転軸の一方の端部に連結され、当該回転軸の駆動力を用いて流体を吸入及び吐出するポンプ部と、
前記各励磁コイルに誘起される速度起電力を検出する速度起電力検出手段による検出結果に基づいて、前記ロータの回転位置を検出する第１ロータ位置検出手段と、を備える電動式流体ポンプであって、
前記回転軸に設けられる磁石からの磁界を検出する磁界検出部を有し、当該磁界検出部による検出結果に基づいて前記ロータの回転位置を検出する第２ロータ位置検出手段と、
前記モータ部の稼動状態を検出する稼動状態検出手段と、を備え、
前記回転制御手段は、前記稼動状態検出手段による検出結果に基づいて、前記第１ロータ位置検出手段により検出される前記ロータの回転位置に基づく前記回転制御と、前記第２ロータ位置検出手段により検出される前記ロータの回転位置に基づく前記回転制御とを切り換え可能に構成されている点にある。
【０００９】
上記特徴構成によれば、回転制御手段は、稼動状態検出手段により検出されるモータ部の稼動状態に応じて、第１ロータ位置検出手段により検出されるロータの回転位置に基づく回転制御と、第２ロータ位置検出手段により検出されるロータの回転位置に基づく回転制御とを切り換えている。つまり、第１ロータ位置検出手段により検出されるロータの回転位置の方が正確であるようなモータ部の稼動状態では、第１ロータ位置検出手段により検出されるロータの回転位置に基づく回転制御が行われる。また、第２ロータ位置検出手段により検出されるロータの回転位置の方が正確であるようなモータ部の稼動状態では、第２ロータ位置検出手段により検出されるロータの回転位置に基づく回転制御が行われる。ここで、稼動状態検出手段が検出するモータ部の稼動状態としては、ロータの回転速度、流体の温度、及び、それらの組合せなどがある。
従って、モータ部の稼動状態に拘わらずモータ部の回転制御を適切に行える電動式流体ポンプを提供できる。
【００１０】
本発明に係る電動式流体ポンプの別の特徴構成は、前記ポンプ部は、前記モータハウジングの開口部側を閉塞するように配置され、
前記モータ部と前記ポンプ部との間には、前記ポンプ部から前記モータ部の前記空間に浸入した前記流体を、前記ポンプ部へ帰還可能にする帰還路が形成されており、
前記磁界検出部は、前記空間内において前記回転軸の他方の端部に設けられる前記磁石からの磁界を、前記モータハウジングの底部の外側から検出する点にある。
【００１１】
上記特徴構成によれば、ポンプ部からモータ部の上記空間内に流体が浸入し、その浸入した流体がポンプ部へ帰還するようになる。つまり、モータ部の冷却が流体によって行われることになる。このとき、モータ部の上記空間内に浸入してきた流体はモータ部のロータにとっての回転抵抗となるので、流体の粘度の変化に応じてモータ部の稼動状態は大きく左右される。従って、モータ部の稼動状態がこのように変化しがちな状況において、回転制御手段が、稼動状態検出手段により検出されるモータ部の稼動状態に応じて、第１ロータ位置検出手段により検出されるロータの回転位置に基づく回転制御と、第２ロータ位置検出手段により検出されるロータの回転位置に基づく回転制御とを切り換えることの効果は顕著に表れることになる。
【００１２】
本発明に係る電動式流体ポンプの別の特徴構成は、前記モータハウジングの前記底部の外側には、前記ステータの内径よりも径の小さい凹部が前記回転軸の軸心上に形成され、
前記磁界検出部は、前記凹部内の前記回転軸の軸心上に配置される点にある。
【００１３】
上記特徴構成によれば、回転軸の端部に設けられた磁石と磁界検出部との間の距離が短くなる。つまり、磁界検出部は、回転軸の端部に設けられた磁石からの磁界を高い感度で検出できるので、ロータの回転位置の検出精度が高くなる。
【００１４】
本発明に係る電動式流体ポンプの別の特徴構成は、前記稼動状態検出手段は、前記流体の温度を検出する流体温度検出手段であり、
前記モータ部の稼動状態は、前記流体温度検出手段によって検出される前記流体の温度であり、
前記回転制御手段は、前記流体温度検出手段によって検出される前記流体の温度が設定温度条件に対して高温側にあるとき、前記第１ロータ位置検出手段により検出される前記ロータの回転位置に基づく前記回転制御を行い、前記流体温度検出手段によって検出される前記流体の温度が前記設定温度条件に対して低温側にあるとき、前記第２ロータ位置検出手段により検出される前記ロータの回転位置に基づく前記回転制御を行うように構成されている点にある。
【００１５】
流体の温度が低いとき（即ち、ロータの回転速度が低いとき）、上述したように第１ロータ位置検出手段によるロータの回転位置の検出精度が低くなるという問題がある。一方で、流体の温度が高いとき（即ち、ロータの回転速度が高いとき）、空間内において回転軸の他方の端部に設けられる磁石からの磁界が弱まることで、第２ロータ位置検出手段によるロータの回転位置の検出精度が低くなるという問題がある。
ところが、上記特徴構成によれば、回転制御手段は、流体温度検出手段により検出される流体の温度が設定温度条件に対して高温側にあるとき（例えば、流体の温度が設定温度閾値以上であるとき）、第１ロータ位置検出手段により検出されるロータの回転位置に応じて回転制御を行う。そして、回転制御手段は、流体温度検出手段により検出される流体の温度が設定温度条件に対して低温側にあるとき（例えば、流体の温度が設定温度閾値以下であるとき）、第２ロータ位置検出手段により検出されるロータの回転位置に応じて回転制御を行う。従って、流体の温度が低いとき（即ち、ロータの回転速度が低いとき）、第１ロータ位置検出手段によるロータの回転位置の検出精度が低くなるという問題、及び、流体の温度が高いとき（即ち、ロータの回転速度が高いとき）、第２ロータ位置検出手段によるロータの回転位置の検出精度が低くなるという問題は、回転制御手段が、第１ロータ位置検出手段の検出結果に基づく制御及び第２ロータ位置検出手段の検出結果に基づく制御とを流体温度検出手段により検出される流体の温度に応じて切り換える制御を行うことで解消される。
【００１６】
本発明に係る電動式流体ポンプの別の特徴構成は、前記流体温度検出手段は、前記流体の温度を測定する流体温度測定手段及び前記流体の温度を推定する流体温度推定手段のうち少なくとも一方を含む点にある。
【００１７】
上記特徴構成によれば、流体の温度を流体温度測定手段を用いて直接的に測定すること、或いは、流体の温度を流体温度推定手段を用いて間接的に測定することができる。例えば、電動式流体ポンプが自動車などの車両に搭載されている場合、上記流体温度推定手段を用いて、ラジエータ冷却水等の温度から流体の温度を推定することもできる。
【００１８】
本発明に係る電動式流体ポンプの別の特徴構成は、前記設定温度条件は、前記流体の温度が上昇しているときに用いられる第１温度閾値と、前記流体の温度が降下しているときに用いられる、前記第１温度閾値よりも低い第２温度閾値とで規定される点にある。
【００１９】
設定温度条件が一つの温度閾値で規定されている場合、回転制御手段は、流体の温度が温度閾値を跨いで上昇及び降下する度に、第１ロータ位置検出手段により検出されるロータの回転位置に応じた回転制御と、第２ロータ位置検出手段により検出されるロータの回転位置に応じた回転制御とを切り換える必要がある。つまり、流体の温度が温度閾値付近にある場合、制御のハンチングが発生してしまう。
ところが、上記特徴構成によれば、設定温度条件を、上述した異なる二つの温度閾値によって規定しているので、上述したような制御のハンチングを防止できる。
【００２０】
本発明に係る電動式流体ポンプの別の特徴構成は、前記第２ロータ位置検出手段は、前記磁界検出部により検出される磁界と前記ロータの回転位置との関係を記憶する記憶部と、前記磁界検出部による検出結果と前記記憶部に記憶されている前記関係とに基づいて前記ロータの回転位置を演算する演算処理部とを更に有する点にある。
【００２１】
上記特徴構成によれば、記憶部が、磁界検出部により検出される磁界とロータの回転位置との関係を記憶しているので、演算処理部は、ロータの回転位置を正確且つ容易に演算できる。よって、回転制御手段は、第２ロータ位置検出手段により検出されるロータの回転位置に基づく回転制御を適切に行える。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下に図１〜図４を参照して本発明に係る電動式流体ポンプについて説明する。
図１は、電動式流体ポンプの全体の構成を概略的に示す縦断面図であり、図２は、図１に示した第２ロータ位置検出手段の機能ブロック図である。また、図３は、電動式流体ポンプの詳細な縦断面図であり、図４は、モータ部の上面図である。
電動式流体ポンプ１は、コネクタ部１１を介して供給される電力によって回転軸１４を回転駆動させるモータ部Ｍと、このモータ部Ｍにより回転駆動された回転軸１４の駆動力により油や水などの流体を吸入及び吐出するポンプ部Ｐとを備える。そして、本実施形態の電動式流体ポンプ１は、例えば、自動車などの車両における自動変速機のクラッチに流体としての作動油を供給することや、ハイブリッド車の電気モータに流体としての冷却油を供給することなどの用途に用いることができる。よって、車両に搭載されるポンプのうち、車両のエンジンの駆動力を用いる機械式流体ポンプがエンジンの始動前又は始動直後に有効な流体圧を供給できないときであっても、電動式流体ポンプ１を用いて有効な流体圧を供給できる。また、機械式流体ポンプが有効な流体圧を供給できるときであっても、電動式流体ポンプ１を使用することがある。
【００２３】
電動式流体ポンプ１は、モータ部Ｍを形作るモータハウジング１０と、ポンプ部Ｐを形作るポンプボディ２５及びポンプカバー３６とを備え、それらの内部に各種部品が収容されている。そして、モータハウジング１０とポンプボディ２５との間にはシール部材２４が設けられ、ポンプボディ２５とポンプカバー３６との間にはシール部材３５が設けられることで、これらモータハウジング１０とポンプボディ２５とポンプカバー３６とが互いに組み付けられている。このように、ポンプ部Ｐは、樹脂を用いて形成された有底筒状のモータハウジング１０の開口部側を閉塞している。
【００２４】
モータハウジング１０は、接続される外部端子から電力の供給を受けるコネクタ部１１、及び、コネクタ部１１から供給される電力を使用して回転軸１４を駆動させるモータ部Ｍを有している。
モータ部Ｍは、磁界を発生する複数の励磁コイル１８を有するステータ１６と、有底筒状のモータハウジング１０内の空間１３に、励磁コイル１８に対応する磁石１５ａを回転軸１４と共に回転可能な状態で有するロータ１５とを備える。また、モータ部Ｍは、ロータ１５の回転位置に応じて各励磁コイル１８への通電を切り換えることによりロータ１５の回転制御を行う回転制御手段４３を備える。以上のように、本実施形態におけるモータ部Ｍは、ブラシレスＤＣモータを構成する。
【００２５】
具体的には、モータ部Ｍが備えるロータ１５は、回転軸１４に対して固定され、ステータ１６は、ロータ１５の周囲に設定間隔を空けて環状に配置されている。ステータ１６は、複数の鉄板が積層されたコア１７と、コア１７の表面を部分的に覆う絶縁性の樹脂材料で形成されたボビン部２０と、コア１７との絶縁を確保しつつ、コア１７を取り囲むような形態でボビン部２０に巻回された励磁コイル１８とを備えている。コネクタ部１１が備えるターミナル部材１２（１２ａ、１２ｂ、１２ｃ）は、一端部がステータ１６の励磁コイル１８と接続され、他端部がコネクタ部１１の接続端子４０を構成する。ターミナル部材１２は板状の金属である。また、樹脂製のボビン部２０は、ステータ１６及びターミナル部材１２ａ、１２ｂ、１２ｃを保持する。
また、モータハウジング１０の底部１０ａの外側には、ステータ１６の内径よりも径の小さい凹部２２が回転軸１４の軸心Ｘ上に形成されている。
【００２６】
図４に示すように、コア１７を取り囲んだ歯部は６個設けられている。３個のターミナル部材１２ａ、１２ｂ、１２ｃには、夫々位相の異なる交流電圧が印加されている。その結果、ターミナル部材１２ｂと歯部１９ａと歯部１９ｄとが同相（Ｖ相）となり、ターミナル部材１２ａと歯部１９ｂと歯部１９ｅとが同相（Ｕ相）となり、ターミナル部材１２ｃと歯部１９ｃと歯部１９ｆとが同相（Ｗ相）となる。
【００２７】
コネクタ部１１は、モータハウジング１０の一部分に開口を有した筒状空間を形成し、その筒状空間内に接続端子４０（ターミナル部材１２の他端部）を突出させた形態で構成されている。そして、モータ部Ｍに電力を供給する外部端子は、この接続端子４０と接触するように筒状空間内に挿入される。
【００２８】
ポンプ部Ｐを形作るポンプボディ２５は、モータ部Ｍによって駆動された回転軸１４の回転力を用いて流体を吸引及び吐出させるポンプ作動部２６を収容している。本実施形態では、ポンプ作動部２６としてトロコイド式のポンプを用いている。ポンプカバー３６は、ポンプ作動部２６へ流体を吸入させる吸入ポート３７と、ポンプ作動部２６から流体を吐出させる吐出ポート３８とを収容している。このポンプ作動部２６では、アウタロータ２８の内歯に噛合う外歯を有するインナロータ２７が、アウタロータ２８内に配置される。インナロータ２７は、ポンプボディ２５の内部に形成された軸受孔３２に挿入され、モータ部Ｍによって回転駆動される回転軸１４に固定されて共に回転する。これにより、インナロータ２７及びアウタロータ２８の間には、回転に伴い容積が増減する複数のポンプ作動室２９が形成される。吸入室３０に連通するポンプ作動室２９の容積が増大しているときポンプ作動室２９には負圧が生じ、流体が吸入ポート３７及び吸入室３０を経てポンプ作動室２９に流入する。ポンプ作動室２９に流入した流体は、インナロータ２７の回転に伴って吐出室３１へと移送され、吐出ポート３８から吐出される。
従って、モータ部Ｍの駆動力により回転軸１４が回転駆動されると、吸入ポート３７から吸入された流体が、吐出ポート３８から吐出される。
【００２９】
本実施形態の電動式流体ポンプ１には、吐出室３１を軸受孔３２に連通する切欠き部３３が形成され、流体が回転軸１４の表面に染み出すように構成されている一方で、ポンプ作動部２６からモータ部Ｍへの回転軸１４の表面を伝った流体の移動を阻止するための手段が設けられていない。そのため、ポンプ作動部２６から回転軸１４を伝って染み出した流体は、モータ部Ｍの空間１３内に浸入して、ロータ１５及びステータ１６などに付着することになる。
また、電動式流体ポンプ１において、モータ部Ｍとポンプ部Ｐとの間には、ポンプ部Ｐからモータ部Ｍの上記空間１３に浸入した流体をポンプ部Ｐへ帰還可能にするべくモータ部Ｍと吸入室３０とを接続する帰還路３４が設けられる。そして、吸入室３０に負圧が発生すると、ポンプ部Ｐから空間１３に浸入した流体の一部が負圧によって上記帰還路３４を通って吸入室３０に引き込まれる。
以上のように、流体がポンプ作動部からモータ部Ｍの空間１３内及び帰還路３４を通ってポンプ作動部へ帰還する流体循環系統が存在する。よって、流体は、モータ部Ｍの空間１３内において、ロータ１５及びステータ１６などの熱を奪う冷却の役割を担っている。
【００３０】
次に、本発明に係る電動式流体ポンプ１の動作について説明する。
上述のように、電動式流体ポンプ１は、モータ部Ｍとポンプ部Ｐとを備えている。そして、このモータ部Ｍは、磁界を発生する複数の励磁コイル１８を有するステータ１６と、樹脂を用いて形成された有底筒状のモータハウジング１０内の空間１３に、励磁コイル１８に対応する磁石１５ａを回転軸１４と共に回転可能な状態で有するロータ１５と、前記ロータ１５の回転位置に応じて前記各励磁コイル１８への通電を切り換えることにより前記ロータ１５の回転制御を行う回転制御手段４３とを有するブラシレスＤＣモータを構成する。
更に、電動式流体ポンプ１は、モータ部の稼動状態を検出する稼動状態検出手段４４としての流体温度検出手段４５を備えている。そして、回転制御手段４３は、稼動状態検出手段４４としての流体温度検出手段４５による検出結果に基づいて、第１ロータ位置検出手段４１により検出されるロータ１５の回転位置に基づく回転制御と、第２ロータ位置検出手段５０により検出されるロータ１５の回転位置に基づく回転制御とを切り換え可能に構成されている。つまり、本実施形態では、流体温度検出手段４５によって検出される流体の温度が、モータ部Ｍの稼動状態に相当する。
【００３１】
流体温度検出手段４５は、流体の温度を直接測定する流体温度測定手段４５ａと、流体の温度以外のパラメータから流体の温度を推定する流体温度推定手段４５ｂとの少なくとも一方を有する。流体温度推定手段４５ｂが流体の温度を推定するために利用するパラメータ（即ち、流体の温度に関連するパラメータ）としては、車両の内燃機関を冷却する冷却水（ラジエータの冷却水）の温度等を例示することができる。本実施形態では、これら流体温度測定手段４５ａ及び流体温度推定手段４５ｂの一方のみを用いて流体温度を検出することもできる。また、流体温度測定手段４５ａによる流体温度の検出結果と、流体温度推定手段４５ｂによる流体温度の検出結果との何れの結果を採用するのかを、何らかの条件によって切り換えるようにしてもよい。
【００３２】
流体温度検出手段４５は、ポンプ部Ｐを通流している流体の温度を検出するものであってもよく、或いは、モータ部Ｍの空間１３内に存在する流体の温度を検出するものであってもよい。流体温度検出手段４５が、ポンプ部Ｐを通流する流体の温度を検出するものである場合、例えば、流体温度検出手段４５（ここでは、流体温度測定手段４５ａ）を、吸入ポート３７又は吐出ポート３８に連通した流体の流路（図示せず）中に設けることができる。また、流体温度検出手段４５が、モータ部Ｍの空間１３内に存在する流体の温度を検出するものである場合、流体温度検出手段４５（ここでは、流体温度測定手段４５ａ）を、モータ部Ｍの空間１３内に設けることができる。本実施形態では、流体の温度が検出できれば、流体温度検出手段４５がどこに設けられていても構わない。
【００３３】
そして、回転制御手段４３は、具体的には、流体温度検出手段４５によって検出される流体の温度が設定温度条件に対して高温側にあるとき、第１ロータ位置検出手段４１により検出されるロータ１５の回転位置に応じて回転制御を行い、流体温度検出手段４５によって検出される流体の温度が設定温度条件に対して低温側にあるとき、第２ロータ位置検出手段５０により検出されるロータ１５の回転位置に応じて回転制御を行う。
【００３４】
第１ロータ位置検出手段４１は、前記各励磁コイル１８に誘起される速度起電力を検出する速度起電力検出手段４２による検出結果に基づいて、前記ロータ１５の回転位置を検出する。具体的には、速度起電力検出手段４２は、図４に示すように、通電されていない励磁コイル１８のＵ相、Ｖ相、Ｗ相のそれぞれに誘起される速度起電力のゼロクロス点に関する検出結果を出力する。その結果、第１ロータ位置検出手段４１は速度起電力検出手段４２の検出結果に基づいてロータ１５の回転位置を検出できる。
【００３５】
第２ロータ位置検出手段５０は、ポンプ部Ｐ側とは逆側に位置している、回転軸１４の他方の端部に設けられる磁石（例えば、２極の永久磁石）２１からの磁界を検出する磁界検出部としてのセンサ部５２を有する。センサ部５２は、複数のホールＩＣを備えて構成され、モータハウジング１０の底部１０ａの外側から、永久磁石２１からの磁界を検出している。そして、第２ロータ位置検出手段５０は、上記センサ部５２による検出結果に基づいてロータ１５の回転位置を検出する。具体的には、第２ロータ位置検出手段５０は、センサ部５２により検出される磁界とロータ１５の回転位置との関係を記憶する記憶部５１と、センサ部５２による検出結果と記憶部５１に記憶されている上記関係とに基づいてロータ１５の回転位置を演算する演算処理部５３とを有する。そして、演算されたロータ１５の回転位置に関する情報は、第２ロータ位置検出手段５０が有する出力部５４から回転制御手段４３へ出力される。このように、記憶部５１が、センサ部５２により検出される磁界とロータ１５の回転位置との関係を記憶しているので、演算処理部５３は、ロータ１５の回転位置を正確且つ容易に演算できる。
【００３６】
このように、第２ロータ位置検出手段５０が有するセンサ部５２はモータハウジング１０の外側から、モータハウジング１０の内部の空間１３に配置されている回転軸１４の端部に設けられた永久磁石２１により形成される磁界を検出する。よって、センサ部５２と永久磁石２１との間の距離は短い方が好ましい。本実施形態では、モータハウジング１０の底部１０ａの外側には、ステータ１６の内径よりも径の小さい凹部２２が回転軸１４の軸心上に形成され、その凹部２２に、第２ロータ位置検出手段５０が有するセンサ部５２が設けられるので、センサ部５２と永久磁石２１との間の距離は短くなっている。従って、センサ部５２は、回転軸１４の端部に設けられた永久磁石２１からの磁界を高い感度で検出できるので、ロータ１５の回転位置の検出精度が高くなる。更に、本実施形態では、モータハウジング１０の底部１０ａの外側に形成された凹部２２の中央に、窪み２３が形成されている。そして、第２ロータ位置検出手段５０が有するセンサ部５２は、凹部２２の中に形成された窪み２３内に設けられる。ここで、回転軸１４に対する永久磁石２１の設置位置、並びに、センサ部５２の設置位置は上述した構成から変更してもよい。
【００３７】
ここで、流体の温度が低いときには、流体の粘度が高いために（即ち、ロータ１５にとって流体が大きな回転抵抗となるために）ロータ１５の回転速度は低くなり、流体の温度が高いときには、流体の粘度が低いために（即ち、ロータ１５にとって流体が大きな回転抵抗とはならないために）ロータ１５の回転速度は高くなる。
よって、流体の温度が高くなれば（即ち、ロータ１５の回転速度が高くなれば）、第１ロータ位置検出手段４１による、ロータ１５の回転位置の検出精度も高まる。但し、流体の温度が低くなれば（即ち、ロータ１５の回転速度が低くなれば）、励磁コイル１８のＵ相、Ｖ相、Ｗ相に誘起される速度起電力が小さくなるため、第１ロータ位置検出手段４１によるロータ１５の回転位置の検出精度が低くなることもある。
一方で、流体の温度が低くても（即ち、ロータ１５の回転速度が低くても）、第２ロータ位置検出手段５０によるロータ１５の回転位置の検出精度は十分良好である。しかし、流体の温度が高くなると、回転軸１４の端部に固定された永久磁石２１の温度も高くなり、それにより永久磁石２１の磁力が弱くなるため、第２ロータ位置検出手段５０によるロータ１５の回転位置の検出精度は低くなる。
【００３８】
よって、回転制御手段４３は、流体温度検出手段４５により検出される流体の温度が設定温度条件に対して高温側にあるとき（例えば、流体の温度が設定温度閾値以上であるとき）、第１ロータ位置検出手段４１により検出されるロータ１５の回転位置に応じて回転制御を行う。そして、回転制御手段４３は、流体温度検出手段４５により検出される流体の温度が設定温度条件に対して低温側にあるとき（例えば、流体の温度が設定温度閾値以下であるとき）、第２ロータ位置検出手段５０により検出されるロータ１５の回転位置に応じて回転制御を行う。
【００３９】
このように、流体の温度が低いとき（即ち、ロータ１５の回転速度が低いとき）、第１ロータ位置検出手段４１によるロータ１５の回転位置の検出精度が低くなるという問題、及び、流体の温度が高いとき（即ち、ロータ１５の回転速度が高いとき）、第２ロータ位置検出手段５０によるロータ１５の回転位置の検出精度が低くなるという問題は、回転制御手段４３が、第１ロータ位置検出手段４１の検出結果に基づく制御及び第２ロータ位置検出手段５０の検出結果に基づく制御とを流体温度検出手段４５により検出される流体の温度に応じて切り換える制御を行うことで解消される。
【００４０】
本発明に係る電動式流体ポンプ１において、上記設定温度条件は、流体の温度特性やモータ部Ｍの特性などによって適宜設定される。例えば、設定温度条件として０℃を設定温度閾値とする場合がある。この場合、回転制御手段４３は、流体の温度が上昇中において流体の温度が０℃未満の間、第２ロータ位置検出手段５０によって検出されるロータ１５の回転位置に応じて励磁コイル１８への通電を制御し、流体の温度が０℃以上になると、第１ロータ位置検出手段４１によって検出されるロータ１５の回転位置に応じて励磁コイル１８への通電を制御する。また、回転制御手段４３は、流体の温度が降下中において０℃以下になると、第２ロータ位置検出手段５０によって検出されるロータ１５の回転位置に応じて励磁コイル１８への通電を制御する。
【００４１】
＜別実施形態＞
＜１＞
上記実施形態では、稼動状態検出手段４４が、流体の温度を検出する流体温度検出手段４５であり、モータ部Ｍの稼動状態が、流体温度検出手段４５によって検出される流体の温度である構成について説明したが、稼動状態検出手段４４として他の構成を採用することもできる。
例えば、稼動状態検出手段４４が検出するモータ部Ｍの稼動状態がモータ部Ｍ（ロータ１５）の回転速度である構成でもよい。ここで、回転制御手段４３は、上記第１ロータ位置検出手段４１及び上記第２ロータ位置検出手段５０の検出結果から、ロータ１５の回転位置だけでなく、ロータ１５の回転速度も識別できる。よって、稼動状態検出手段４４として、第１ロータ位置検出手段４１及び第２ロータ位置検出手段５０の少なくとも何れか一方を採用することができる。そして、回転制御手段４３は、その稼動状態検出手段４４による検出結果に基づいて、第１ロータ位置検出手段４１により検出されるロータ１５の回転位置に基づく回転制御と、第２ロータ位置検出手段５０により検出されるロータ１５の回転位置に基づく回転制御とを切り換え可能に構成されている。
【００４２】
具体的には、回転制御手段４３は、ロータ１５の回転速度が設定回転速度条件よりも高回転速度側にあるとき、第１ロータ位置検出手段４１により検出されるロータ１５の回転位置に基づく回転制御を行う。また、回転制御手段４３は、ロータ１５の回転速度が設定回転速度条件よりも低回転速度側にあるとき、第２ロータ位置検出手段５０により検出されるロータ１５の回転位置に基づく回転制御を行う。従って、ロータ１５の回転速度が低いとき（即ち、流体の温度が低いとき）、第１ロータ位置検出手段４１によるロータ１５の回転位置の検出精度が低くなるという問題、及び、ロータ１５の回転速度が高いとき（即ち、流体の温度が高いとき）、第２ロータ位置検出手段５０によるロータ１５の回転位置の検出精度が低くなるという問題は解消される。また或いは、回転制御手段４３が、上述した設定温度条件と設定回転速度条件との組み合わせに基づいて、第１ロータ位置検出手段４１により検出されるロータ１５の回転位置に基づく回転制御と、第２ロータ位置検出手段５０により検出されるロータ１５の回転位置に基づく回転制御とを切り換えるように構成してもよい。
【００４３】
＜２＞
上記実施形態では、設定温度条件が一つの設定温度閾値（例えば、０℃）によって規定される例について説明したが、複数の設定温度閾値によって設定温度条件が規定されるように改変してもよい。例えば、設定温度条件が、流体の温度が上昇しているときに用いられる第１温度閾値と、流体の温度が降下しているときに用いられる、第１温度閾値よりも低い第２温度閾値とで規定されるように構成してもよい。
以下に、第１温度閾値を例えば０℃とし、第２温度閾値を−１０℃とした場合の回転制御手段４３の動作について説明する。この場合、回転制御手段４３は、流体の温度が上昇中において流体の温度が０℃未満の間、第２ロータ位置検出手段５０によって検出されるロータ１５の回転位置に応じて励磁コイル１８への通電を制御し、流体の温度が０℃以上になると、第１ロータ位置検出手段４１によって検出されるロータ１５の回転位置に応じて励磁コイル１８への通電を制御する。また、回転制御手段４３は、流体の温度が降下中において−１０℃以下になると、第２ロータ位置検出手段５０によって検出されるロータ１５の回転位置に応じて励磁コイル１８への通電を制御する。
【００４４】
上記実施形態のように、設定温度条件が一つの設定温度閾値によって規定される場合、回転制御手段４３は、流体の温度が設定温度閾値を跨いで上昇及び降下する度に、第１ロータ位置検出手段４１により検出されるロータ１５の回転位置に応じた回転制御と、第２ロータ位置検出手段５０により検出されるロータ１５の回転位置に応じた回転制御とを切り換えなければならない。つまり、流体の温度が設定温度閾値付近にある場合、制御のハンチングが発生してしまう。
ところが、流体の温度が上昇中であるときと降下中であるときとで温度閾値を異ならせることで、上述したような制御のハンチングを防止できるという利点がある。
【００４５】
同様に、上記別実施形態＜１＞で説明したような、稼動状態検出手段４４が検出するモータ部Ｍの稼動状態がモータ部Ｍ（ロータ１５）の回転速度である構成においても、上記設定回転速度条件が複数の設定回転速度閾値によって規定されるように構成してもよい。例えば、設定回転速度条件が、ロータ１５の回転速度が上昇しているときに用いられる第１回転速度閾値と、ロータ１５の回転速度が降下しているときに用いられる、第１回転速度閾値よりも低い第２回転速度閾値とで規定されるように構成してもよい。
【００４６】
＜３＞
上記実施形態では、電動式流体ポンプにおいて、ポンプ部が、モータハウジングの開口部側を閉塞するように配置され、モータ部とポンプ部との間には、ポンプ部からモータ部の空間に浸入した流体をポンプ部へ帰還可能にする帰還路が形成されている場合について説明したが、電動式流体ポンプの構成はそれと異なっていてもよい。例えば、モータ部とポンプ部との間での流体の通流が無く、上記帰還路も形成されていないような構成の電動式流体ポンプでもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】電動式流体ポンプの全体の構成を概略的に示す縦断面図
【図２】第２ロータ位置検出手段の機能ブロック図
【図３】電動式流体ポンプの詳細な縦断面図
【図４】モータ部の上面図
【符号の説明】
【００４８】
１ 電動式流体ポンプ
１０ モータハウジング
１０ａ 底部
１３ 空間
１４ 回転軸
１５ ロータ
１５ａ 磁石
１６ ステータ
１８ 励磁コイル
２１ 磁石
２２ 凹部
３４ 帰還路
４１ 第１ロータ位置検出手段
４２ 速度起電力検出手段
４３ 回転制御手段
４４ 稼動状態検出手段
４５ 流体温度検出手段
４５ａ 流体温度測定手段
４５ｂ 流体温度推定手段
５０ 第２ロータ位置検出手段
５１ 記憶部
５２ センサ部（磁界検出部）
５３ 演算処理部
Ｍ モータ部
Ｐ ポンプ部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ブラシレスＤＣモータを構成するモータ部とポンプ部とを備え、モータ部の励磁コイルに誘起される速度起電力に基づいて、モータが有するロータの回転位置を検出する電動式流体ポンプに関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車などの車両における自動変速機のクラッチに流体としての作動油を供給することや、ハイブリッド車の電気モータに流体としての冷却油を供給することなどを目的とする電動式流体ポンプがある。そもそも、車両に搭載されるポンプとしては、例えば、車両のエンジンの駆動力を用いる機械式流体ポンプや、エンジンの駆動力を用いない電動式流体ポンプなどがある。但し、エンジンの始動前又は始動直後には機械式流体ポンプから有効な流体圧を供給できないため、その際には電動式流体ポンプを用いる必要がある。
【０００３】
特許文献１に記載されている電動式流体ポンプは、センサレスブラシレスＤＣモータを構成するモータ部と、モータ部によって駆動される回転軸の駆動力を用いて流体を吸引及び吐出するポンプ部とを備える。モータ部は、磁界を発生する複数の励磁コイルを有するステータと、樹脂を用いて形成された有底筒状のモータハウジング内の空間に、励磁コイルに対応する磁石を回転軸と共に回転可能な状態で有するロータと、ロータの回転位置に応じて各励磁コイルへの通電を切り換えることによりロータの回転制御を行う回転制御手段とを有する。
また、特許文献１に記載の電動式流体ポンプでは、モータ部とポンプ部との間には、ポンプ部からモータ部内の空間へ浸入した流体を、ポンプ部へ帰還可能にする帰還路が形成されている。つまり、流体がポンプ部とモータ部の空間内とを還流することで、モータ部の空間内、即ち、ステータ及びロータの冷却が行われる。但し、流体の温度が低く粘度が高いとき、モータ部内の空間においてロータに付着している流体により、ロータにとっての回転抵抗が増大することになる。
【０００４】
以上のように、特許文献１に記載の電動式流体ポンプでは、センサレスＤＣモータを用いているので、ロータの回転位置を検出するための特別な装置を設けなくてもよいという利点がある。また、モータ部のロータなどを冷却するための特別な装置を設けなくてもよいので、ポンプを小型にできるという利点がある。
【０００５】
【特許文献１】特開２００２−３１７７７２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１に記載の電動式流体ポンプは、各励磁コイルに誘起される速度起電力に基づいてロータの回転位置を検出している。よって、ロータの回転速度が高いときにはロータの回転位置の検出精度も高まるが、ロータの回転速度が低いときにはロータの回転位置の検出精度は低くなるという問題がある。ここで、流体の温度が低いときには、流体の粘度が高いために（即ち、流体が大きな回転抵抗となるために）ロータの回転速度は低くなり、流体の温度が高いときには、流体の粘度が低いために（即ち、流体が大きな回転抵抗とはならないために）ロータの回転速度は高くなる。よって、流体の温度が高いときにはロータの回転位置の検出精度も高まるが、流体の温度が低いときにはロータの回転位置の検出精度は低くなる。
具体的には、上述したようなエンジンの始動前又は始動直後、即ち、モータの始動時や始動から間もないときには、流体の温度が低く、モータ部の空間内に存在する流体の粘度が高いのでロータの回転速度が上がらず、ロータの回転位置の検出精度が低くなりがちである。その結果、モータの回転制御が適切に行えないという問題が発生する。
【０００７】
本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、モータ部の稼動状態に拘わらずモータ部の回転制御を適切に行える電動式流体ポンプを提供する点にある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するための本発明に係る電動式流体ポンプの特徴構成は、磁界を発生する複数の励磁コイルを有するステータと、有底筒状のモータハウジング内の空間に、前記励磁コイルに対応する磁石を回転軸と共に回転可能な状態で有するロータと、前記ロータの回転位置に応じて前記各励磁コイルへの通電を切り換えることにより前記ロータの回転制御を行う回転制御手段とを有するブラシレスＤＣモータを構成するモータ部と、
前記回転軸の一方の端部に連結され、当該回転軸の駆動力を用いて流体を吸入及び吐出するポンプ部と、
前記各励磁コイルに誘起される速度起電力を検出する速度起電力検出手段による検出結果に基づいて、前記ロータの回転位置を検出する第１ロータ位置検出手段と、を備える電動式流体ポンプであって、
前記回転軸に設けられる磁石からの磁界を検出する磁界検出部を有し、当該磁界検出部による検出結果に基づいて前記ロータの回転位置を検出する第２ロータ位置検出手段と、
前記モータ部の稼動状態を検出する稼動状態検出手段と、を備え、
前記回転制御手段は、前記稼動状態検出手段による検出結果に基づいて、前記第１ロータ位置検出手段により検出される前記ロータの回転位置に基づく前記回転制御と、前記第２ロータ位置検出手段により検出される前記ロータの回転位置に基づく前記回転制御とを切り換え可能に構成されている点にある。
【０００９】
上記特徴構成によれば、回転制御手段は、稼動状態検出手段により検出されるモータ部の稼動状態に応じて、第１ロータ位置検出手段により検出されるロータの回転位置に基づく回転制御と、第２ロータ位置検出手段により検出されるロータの回転位置に基づく回転制御とを切り換えている。つまり、第１ロータ位置検出手段により検出されるロータの回転位置の方が正確であるようなモータ部の稼動状態では、第１ロータ位置検出手段により検出されるロータの回転位置に基づく回転制御が行われる。また、第２ロータ位置検出手段により検出されるロータの回転位置の方が正確であるようなモータ部の稼動状態では、第２ロータ位置検出手段により検出されるロータの回転位置に基づく回転制御が行われる。ここで、稼動状態検出手段が検出するモータ部の稼動状態としては、ロータの回転速度、流体の温度、及び、それらの組合せなどがある。
従って、モータ部の稼動状態に拘わらずモータ部の回転制御を適切に行える電動式流体ポンプを提供できる。
【００１０】
本発明に係る電動式流体ポンプの別の特徴構成は、前記ポンプ部は、前記モータハウジングの開口部側を閉塞するように配置され、
前記モータ部と前記ポンプ部との間には、前記ポンプ部から前記モータ部の前記空間に浸入した前記流体を、前記ポンプ部へ帰還可能にする帰還路が形成されており、
前記磁界検出部は、前記空間内において前記回転軸の他方の端部に設けられる前記磁石からの磁界を、前記モータハウジングの底部の外側から検出する点にある。
【００１１】
上記特徴構成によれば、ポンプ部からモータ部の上記空間内に流体が浸入し、その浸入した流体がポンプ部へ帰還するようになる。つまり、モータ部の冷却が流体によって行われることになる。このとき、モータ部の上記空間内に浸入してきた流体はモータ部のロータにとっての回転抵抗となるので、流体の粘度の変化に応じてモータ部の稼動状態は大きく左右される。従って、モータ部の稼動状態がこのように変化しがちな状況において、回転制御手段が、稼動状態検出手段により検出されるモータ部の稼動状態に応じて、第１ロータ位置検出手段により検出されるロータの回転位置に基づく回転制御と、第２ロータ位置検出手段により検出されるロータの回転位置に基づく回転制御とを切り換えることの効果は顕著に表れることになる。
【００１２】
本発明に係る電動式流体ポンプの別の特徴構成は、前記モータハウジングの前記底部の外側には、前記ステータの内径よりも径の小さい凹部が前記回転軸の軸心上に形成され、
前記磁界検出部は、前記凹部内の前記回転軸の軸心上に配置される点にある。
【００１３】
上記特徴構成によれば、回転軸の端部に設けられた磁石と磁界検出部との間の距離が短くなる。つまり、磁界検出部は、回転軸の端部に設けられた磁石からの磁界を高い感度で検出できるので、ロータの回転位置の検出精度が高くなる。
【００１４】
本発明に係る電動式流体ポンプの別の特徴構成は、前記稼動状態検出手段は、前記流体の温度を検出する流体温度検出手段であり、
前記モータ部の稼動状態は、前記流体温度検出手段によって検出される前記流体の温度であり、
前記回転制御手段は、前記流体温度検出手段によって検出される前記流体の温度が設定温度条件に対して高温側にあるとき、前記第１ロータ位置検出手段により検出される前記ロータの回転位置に基づく前記回転制御を行い、前記流体温度検出手段によって検出される前記流体の温度が前記設定温度条件に対して低温側にあるとき、前記第２ロータ位置検出手段により検出される前記ロータの回転位置に基づく前記回転制御を行うように構成されている点にある。
【００１５】
流体の温度が低いとき（即ち、ロータの回転速度が低いとき）、上述したように第１ロータ位置検出手段によるロータの回転位置の検出精度が低くなるという問題がある。一方で、流体の温度が高いとき（即ち、ロータの回転速度が高いとき）、空間内において回転軸の他方の端部に設けられる磁石からの磁界が弱まることで、第２ロータ位置検出手段によるロータの回転位置の検出精度が低くなるという問題がある。
ところが、上記特徴構成によれば、回転制御手段は、流体温度検出手段により検出される流体の温度が設定温度条件に対して高温側にあるとき（例えば、流体の温度が設定温度閾値以上であるとき）、第１ロータ位置検出手段により検出されるロータの回転位置に応じて回転制御を行う。そして、回転制御手段は、流体温度検出手段により検出される流体の温度が設定温度条件に対して低温側にあるとき（例えば、流体の温度が設定温度閾値以下であるとき）、第２ロータ位置検出手段により検出されるロータの回転位置に応じて回転制御を行う。従って、流体の温度が低いとき（即ち、ロータの回転速度が低いとき）、第１ロータ位置検出手段によるロータの回転位置の検出精度が低くなるという問題、及び、流体の温度が高いとき（即ち、ロータの回転速度が高いとき）、第２ロータ位置検出手段によるロータの回転位置の検出精度が低くなるという問題は、回転制御手段が、第１ロータ位置検出手段の検出結果に基づく制御及び第２ロータ位置検出手段の検出結果に基づく制御とを流体温度検出手段により検出される流体の温度に応じて切り換える制御を行うことで解消される。
【００１６】
本発明に係る電動式流体ポンプの別の特徴構成は、前記流体温度検出手段は、前記流体の温度を測定する流体温度測定手段及び前記流体の温度を推定する流体温度推定手段のうち少なくとも一方を含む点にある。
【００１７】
上記特徴構成によれば、流体の温度を流体温度測定手段を用いて直接的に測定すること、或いは、流体の温度を流体温度推定手段を用いて間接的に測定することができる。例えば、電動式流体ポンプが自動車などの車両に搭載されている場合、上記流体温度推定手段を用いて、ラジエータ冷却水等の温度から流体の温度を推定することもできる。
【００１８】
本発明に係る電動式流体ポンプの別の特徴構成は、前記設定温度条件は、前記流体の温度が上昇しているときに用いられる第１温度閾値と、前記流体の温度が降下しているときに用いられる、前記第１温度閾値よりも低い第２温度閾値とで規定される点にある。
【００１９】
設定温度条件が一つの温度閾値で規定されている場合、回転制御手段は、流体の温度が温度閾値を跨いで上昇及び降下する度に、第１ロータ位置検出手段により検出されるロータの回転位置に応じた回転制御と、第２ロータ位置検出手段により検出されるロータの回転位置に応じた回転制御とを切り換える必要がある。つまり、流体の温度が温度閾値付近にある場合、制御のハンチングが発生してしまう。
ところが、上記特徴構成によれば、設定温度条件を、上述した異なる二つの温度閾値によって規定しているので、上述したような制御のハンチングを防止できる。
【００２０】
本発明に係る電動式流体ポンプの別の特徴構成は、前記第２ロータ位置検出手段は、前記磁界検出部により検出される磁界と前記ロータの回転位置との関係を記憶する記憶部と、前記磁界検出部による検出結果と前記記憶部に記憶されている前記関係とに基づいて前記ロータの回転位置を演算する演算処理部とを更に有する点にある。
【００２１】
上記特徴構成によれば、記憶部が、磁界検出部により検出される磁界とロータの回転位置との関係を記憶しているので、演算処理部は、ロータの回転位置を正確且つ容易に演算できる。よって、回転制御手段は、第２ロータ位置検出手段により検出されるロータの回転位置に基づく回転制御を適切に行える。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下に図１〜図４を参照して本発明に係る電動式流体ポンプについて説明する。
図１は、電動式流体ポンプの全体の構成を概略的に示す縦断面図であり、図２は、図１に示した第２ロータ位置検出手段の機能ブロック図である。また、図３は、電動式流体ポンプの詳細な縦断面図であり、図４は、モータ部の上面図である。
電動式流体ポンプ１は、コネクタ部１１を介して供給される電力によって回転軸１４を回転駆動させるモータ部Ｍと、このモータ部Ｍにより回転駆動された回転軸１４の駆動力により油や水などの流体を吸入及び吐出するポンプ部Ｐとを備える。そして、本実施形態の電動式流体ポンプ１は、例えば、自動車などの車両における自動変速機のクラッチに流体としての作動油を供給することや、ハイブリッド車の電気モータに流体としての冷却油を供給することなどの用途に用いることができる。よって、車両に搭載されるポンプのうち、車両のエンジンの駆動力を用いる機械式流体ポンプがエンジンの始動前又は始動直後に有効な流体圧を供給できないときであっても、電動式流体ポンプ１を用いて有効な流体圧を供給できる。また、機械式流体ポンプが有効な流体圧を供給できるときであっても、電動式流体ポンプ１を使用することがある。
【００２３】
電動式流体ポンプ１は、モータ部Ｍを形作るモータハウジング１０と、ポンプ部Ｐを形作るポンプボディ２５及びポンプカバー３６とを備え、それらの内部に各種部品が収容されている。そして、モータハウジング１０とポンプボディ２５との間にはシール部材２４が設けられ、ポンプボディ２５とポンプカバー３６との間にはシール部材３５が設けられることで、これらモータハウジング１０とポンプボディ２５とポンプカバー３６とが互いに組み付けられている。このように、ポンプ部Ｐは、樹脂を用いて形成された有底筒状のモータハウジング１０の開口部側を閉塞している。
【００２４】
モータハウジング１０は、接続される外部端子から電力の供給を受けるコネクタ部１１、及び、コネクタ部１１から供給される電力を使用して回転軸１４を駆動させるモータ部Ｍを有している。
モータ部Ｍは、磁界を発生する複数の励磁コイル１８を有するステータ１６と、有底筒状のモータハウジング１０内の空間１３に、励磁コイル１８に対応する磁石１５ａを回転軸１４と共に回転可能な状態で有するロータ１５とを備える。また、モータ部Ｍは、ロータ１５の回転位置に応じて各励磁コイル１８への通電を切り換えることによりロータ１５の回転制御を行う回転制御手段４３を備える。以上のように、本実施形態におけるモータ部Ｍは、ブラシレスＤＣモータを構成する。
【００２５】
具体的には、モータ部Ｍが備えるロータ１５は、回転軸１４に対して固定され、ステータ１６は、ロータ１５の周囲に設定間隔を空けて環状に配置されている。ステータ１６は、複数の鉄板が積層されたコア１７と、コア１７の表面を部分的に覆う絶縁性の樹脂材料で形成されたボビン部２０と、コア１７との絶縁を確保しつつ、コア１７を取り囲むような形態でボビン部２０に巻回された励磁コイル１８とを備えている。コネクタ部１１が備えるターミナル部材１２（１２ａ、１２ｂ、１２ｃ）は、一端部がステータ１６の励磁コイル１８と接続され、他端部がコネクタ部１１の接続端子４０を構成する。ターミナル部材１２は板状の金属である。また、樹脂製のボビン部２０は、ステータ１６及びターミナル部材１２ａ、１２ｂ、１２ｃを保持する。
また、モータハウジング１０の底部１０ａの外側には、ステータ１６の内径よりも径の小さい凹部２２が回転軸１４の軸心Ｘ上に形成されている。
【００２６】
図４に示すように、コア１７を取り囲んだ歯部は６個設けられている。３個のターミナル部材１２ａ、１２ｂ、１２ｃには、夫々位相の異なる交流電圧が印加されている。その結果、ターミナル部材１２ｂと歯部１９ａと歯部１９ｄとが同相（Ｖ相）となり、ターミナル部材１２ａと歯部１９ｂと歯部１９ｅとが同相（Ｕ相）となり、ターミナル部材１２ｃと歯部１９ｃと歯部１９ｆとが同相（Ｗ相）となる。
【００２７】
コネクタ部１１は、モータハウジング１０の一部分に開口を有した筒状空間を形成し、その筒状空間内に接続端子４０（ターミナル部材１２の他端部）を突出させた形態で構成されている。そして、モータ部Ｍに電力を供給する外部端子は、この接続端子４０と接触するように筒状空間内に挿入される。
【００２８】
ポンプ部Ｐを形作るポンプボディ２５は、モータ部Ｍによって駆動された回転軸１４の回転力を用いて流体を吸引及び吐出させるポンプ作動部２６を収容している。本実施形態では、ポンプ作動部２６としてトロコイド式のポンプを用いている。ポンプカバー３６は、ポンプ作動部２６へ流体を吸入させる吸入ポート３７と、ポンプ作動部２６から流体を吐出させる吐出ポート３８とを収容している。このポンプ作動部２６では、アウタロータ２８の内歯に噛合う外歯を有するインナロータ２７が、アウタロータ２８内に配置される。インナロータ２７は、ポンプボディ２５の内部に形成された軸受孔３２に挿入され、モータ部Ｍによって回転駆動される回転軸１４に固定されて共に回転する。これにより、インナロータ２７及びアウタロータ２８の間には、回転に伴い容積が増減する複数のポンプ作動室２９が形成される。吸入室３０に連通するポンプ作動室２９の容積が増大しているときポンプ作動室２９には負圧が生じ、流体が吸入ポート３７及び吸入室３０を経てポンプ作動室２９に流入する。ポンプ作動室２９に流入した流体は、インナロータ２７の回転に伴って吐出室３１へと移送され、吐出ポート３８から吐出される。
従って、モータ部Ｍの駆動力により回転軸１４が回転駆動されると、吸入ポート３７から吸入された流体が、吐出ポート３８から吐出される。
【００２９】
本実施形態の電動式流体ポンプ１には、吐出室３１を軸受孔３２に連通する切欠き部３３が形成され、流体が回転軸１４の表面に染み出すように構成されている一方で、ポンプ作動部２６からモータ部Ｍへの回転軸１４の表面を伝った流体の移動を阻止するための手段が設けられていない。そのため、ポンプ作動部２６から回転軸１４を伝って染み出した流体は、モータ部Ｍの空間１３内に浸入して、ロータ１５及びステータ１６などに付着することになる。
また、電動式流体ポンプ１において、モータ部Ｍとポンプ部Ｐとの間には、ポンプ部Ｐからモータ部Ｍの上記空間１３に浸入した流体をポンプ部Ｐへ帰還可能にするべくモータ部Ｍと吸入室３０とを接続する帰還路３４が設けられる。そして、吸入室３０に負圧が発生すると、ポンプ部Ｐから空間１３に浸入した流体の一部が負圧によって上記帰還路３４を通って吸入室３０に引き込まれる。
以上のように、流体がポンプ作動部からモータ部Ｍの空間１３内及び帰還路３４を通ってポンプ作動部へ帰還する流体循環系統が存在する。よって、流体は、モータ部Ｍの空間１３内において、ロータ１５及びステータ１６などの熱を奪う冷却の役割を担っている。
【００３０】
次に、本発明に係る電動式流体ポンプ１の動作について説明する。
上述のように、電動式流体ポンプ１は、モータ部Ｍとポンプ部Ｐとを備えている。そして、このモータ部Ｍは、磁界を発生する複数の励磁コイル１８を有するステータ１６と、樹脂を用いて形成された有底筒状のモータハウジング１０内の空間１３に、励磁コイル１８に対応する磁石１５ａを回転軸１４と共に回転可能な状態で有するロータ１５と、前記ロータ１５の回転位置に応じて前記各励磁コイル１８への通電を切り換えることにより前記ロータ１５の回転制御を行う回転制御手段４３とを有するブラシレスＤＣモータを構成する。
更に、電動式流体ポンプ１は、モータ部の稼動状態を検出する稼動状態検出手段４４としての流体温度検出手段４５を備えている。そして、回転制御手段４３は、稼動状態検出手段４４としての流体温度検出手段４５による検出結果に基づいて、第１ロータ位置検出手段４１により検出されるロータ１５の回転位置に基づく回転制御と、第２ロータ位置検出手段５０により検出されるロータ１５の回転位置に基づく回転制御とを切り換え可能に構成されている。つまり、本実施形態では、流体温度検出手段４５によって検出される流体の温度が、モータ部Ｍの稼動状態に相当する。
【００３１】
流体温度検出手段４５は、流体の温度を直接測定する流体温度測定手段４５ａと、流体の温度以外のパラメータから流体の温度を推定する流体温度推定手段４５ｂとの少なくとも一方を有する。流体温度推定手段４５ｂが流体の温度を推定するために利用するパラメータ（即ち、流体の温度に関連するパラメータ）としては、車両の内燃機関を冷却する冷却水（ラジエータの冷却水）の温度等を例示することができる。本実施形態では、これら流体温度測定手段４５ａ及び流体温度推定手段４５ｂの一方のみを用いて流体温度を検出することもできる。また、流体温度測定手段４５ａによる流体温度の検出結果と、流体温度推定手段４５ｂによる流体温度の検出結果との何れの結果を採用するのかを、何らかの条件によって切り換えるようにしてもよい。
【００３２】
流体温度検出手段４５は、ポンプ部Ｐを通流している流体の温度を検出するものであってもよく、或いは、モータ部Ｍの空間１３内に存在する流体の温度を検出するものであってもよい。流体温度検出手段４５が、ポンプ部Ｐを通流する流体の温度を検出するものである場合、例えば、流体温度検出手段４５（ここでは、流体温度測定手段４５ａ）を、吸入ポート３７又は吐出ポート３８に連通した流体の流路（図示せず）中に設けることができる。また、流体温度検出手段４５が、モータ部Ｍの空間１３内に存在する流体の温度を検出するものである場合、流体温度検出手段４５（ここでは、流体温度測定手段４５ａ）を、モータ部Ｍの空間１３内に設けることができる。本実施形態では、流体の温度が検出できれば、流体温度検出手段４５がどこに設けられていても構わない。
【００３３】
そして、回転制御手段４３は、具体的には、流体温度検出手段４５によって検出される流体の温度が設定温度条件に対して高温側にあるとき、第１ロータ位置検出手段４１により検出されるロータ１５の回転位置に応じて回転制御を行い、流体温度検出手段４５によって検出される流体の温度が設定温度条件に対して低温側にあるとき、第２ロータ位置検出手段５０により検出されるロータ１５の回転位置に応じて回転制御を行う。
【００３４】
第１ロータ位置検出手段４１は、前記各励磁コイル１８に誘起される速度起電力を検出する速度起電力検出手段４２による検出結果に基づいて、前記ロータ１５の回転位置を検出する。具体的には、速度起電力検出手段４２は、図４に示すように、通電されていない励磁コイル１８のＵ相、Ｖ相、Ｗ相のそれぞれに誘起される速度起電力のゼロクロス点に関する検出結果を出力する。その結果、第１ロータ位置検出手段４１は速度起電力検出手段４２の検出結果に基づいてロータ１５の回転位置を検出できる。
【００３５】
第２ロータ位置検出手段５０は、ポンプ部Ｐ側とは逆側に位置している、回転軸１４の他方の端部に設けられる磁石（例えば、２極の永久磁石）２１からの磁界を検出する磁界検出部としてのセンサ部５２を有する。センサ部５２は、複数のホールＩＣを備えて構成され、モータハウジング１０の底部１０ａの外側から、永久磁石２１からの磁界を検出している。そして、第２ロータ位置検出手段５０は、上記センサ部５２による検出結果に基づいてロータ１５の回転位置を検出する。具体的には、第２ロータ位置検出手段５０は、センサ部５２により検出される磁界とロータ１５の回転位置との関係を記憶する記憶部５１と、センサ部５２による検出結果と記憶部５１に記憶されている上記関係とに基づいてロータ１５の回転位置を演算する演算処理部５３とを有する。そして、演算されたロータ１５の回転位置に関する情報は、第２ロータ位置検出手段５０が有する出力部５４から回転制御手段４３へ出力される。このように、記憶部５１が、センサ部５２により検出される磁界とロータ１５の回転位置との関係を記憶しているので、演算処理部５３は、ロータ１５の回転位置を正確且つ容易に演算できる。
【００３６】
このように、第２ロータ位置検出手段５０が有するセンサ部５２はモータハウジング１０の外側から、モータハウジング１０の内部の空間１３に配置されている回転軸１４の端部に設けられた永久磁石２１により形成される磁界を検出する。よって、センサ部５２と永久磁石２１との間の距離は短い方が好ましい。本実施形態では、モータハウジング１０の底部１０ａの外側には、ステータ１６の内径よりも径の小さい凹部２２が回転軸１４の軸心上に形成され、その凹部２２に、第２ロータ位置検出手段５０が有するセンサ部５２が設けられるので、センサ部５２と永久磁石２１との間の距離は短くなっている。従って、センサ部５２は、回転軸１４の端部に設けられた永久磁石２１からの磁界を高い感度で検出できるので、ロータ１５の回転位置の検出精度が高くなる。更に、本実施形態では、モータハウジング１０の底部１０ａの外側に形成された凹部２２の中央に、窪み２３が形成されている。そして、第２ロータ位置検出手段５０が有するセンサ部５２は、凹部２２の中に形成された窪み２３内に設けられる。ここで、回転軸１４に対する永久磁石２１の設置位置、並びに、センサ部５２の設置位置は上述した構成から変更してもよい。
【００３７】
ここで、流体の温度が低いときには、流体の粘度が高いために（即ち、ロータ１５にとって流体が大きな回転抵抗となるために）ロータ１５の回転速度は低くなり、流体の温度が高いときには、流体の粘度が低いために（即ち、ロータ１５にとって流体が大きな回転抵抗とはならないために）ロータ１５の回転速度は高くなる。
よって、流体の温度が高くなれば（即ち、ロータ１５の回転速度が高くなれば）、第１ロータ位置検出手段４１による、ロータ１５の回転位置の検出精度も高まる。但し、流体の温度が低くなれば（即ち、ロータ１５の回転速度が低くなれば）、励磁コイル１８のＵ相、Ｖ相、Ｗ相に誘起される速度起電力が小さくなるため、第１ロータ位置検出手段４１によるロータ１５の回転位置の検出精度が低くなることもある。
一方で、流体の温度が低くても（即ち、ロータ１５の回転速度が低くても）、第２ロータ位置検出手段５０によるロータ１５の回転位置の検出精度は十分良好である。しかし、流体の温度が高くなると、回転軸１４の端部に固定された永久磁石２１の温度も高くなり、それにより永久磁石２１の磁力が弱くなるため、第２ロータ位置検出手段５０によるロータ１５の回転位置の検出精度は低くなる。
【００３８】
よって、回転制御手段４３は、流体温度検出手段４５により検出される流体の温度が設定温度条件に対して高温側にあるとき（例えば、流体の温度が設定温度閾値以上であるとき）、第１ロータ位置検出手段４１により検出されるロータ１５の回転位置に応じて回転制御を行う。そして、回転制御手段４３は、流体温度検出手段４５により検出される流体の温度が設定温度条件に対して低温側にあるとき（例えば、流体の温度が設定温度閾値以下であるとき）、第２ロータ位置検出手段５０により検出されるロータ１５の回転位置に応じて回転制御を行う。
【００３９】
このように、流体の温度が低いとき（即ち、ロータ１５の回転速度が低いとき）、第１ロータ位置検出手段４１によるロータ１５の回転位置の検出精度が低くなるという問題、及び、流体の温度が高いとき（即ち、ロータ１５の回転速度が高いとき）、第２ロータ位置検出手段５０によるロータ１５の回転位置の検出精度が低くなるという問題は、回転制御手段４３が、第１ロータ位置検出手段４１の検出結果に基づく制御及び第２ロータ位置検出手段５０の検出結果に基づく制御とを流体温度検出手段４５により検出される流体の温度に応じて切り換える制御を行うことで解消される。
【００４０】
本発明に係る電動式流体ポンプ１において、上記設定温度条件は、流体の温度特性やモータ部Ｍの特性などによって適宜設定される。例えば、設定温度条件として０℃を設定温度閾値とする場合がある。この場合、回転制御手段４３は、流体の温度が上昇中において流体の温度が０℃未満の間、第２ロータ位置検出手段５０によって検出されるロータ１５の回転位置に応じて励磁コイル１８への通電を制御し、流体の温度が０℃以上になると、第１ロータ位置検出手段４１によって検出されるロータ１５の回転位置に応じて励磁コイル１８への通電を制御する。また、回転制御手段４３は、流体の温度が降下中において０℃以下になると、第２ロータ位置検出手段５０によって検出されるロータ１５の回転位置に応じて励磁コイル１８への通電を制御する。
【００４１】
＜別実施形態＞
＜１＞
上記実施形態では、稼動状態検出手段４４が、流体の温度を検出する流体温度検出手段４５であり、モータ部Ｍの稼動状態が、流体温度検出手段４５によって検出される流体の温度である構成について説明したが、稼動状態検出手段４４として他の構成を採用することもできる。
例えば、稼動状態検出手段４４が検出するモータ部Ｍの稼動状態がモータ部Ｍ（ロータ１５）の回転速度である構成でもよい。ここで、回転制御手段４３は、上記第１ロータ位置検出手段４１及び上記第２ロータ位置検出手段５０の検出結果から、ロータ１５の回転位置だけでなく、ロータ１５の回転速度も識別できる。よって、稼動状態検出手段４４として、第１ロータ位置検出手段４１及び第２ロータ位置検出手段５０の少なくとも何れか一方を採用することができる。そして、回転制御手段４３は、その稼動状態検出手段４４による検出結果に基づいて、第１ロータ位置検出手段４１により検出されるロータ１５の回転位置に基づく回転制御と、第２ロータ位置検出手段５０により検出されるロータ１５の回転位置に基づく回転制御とを切り換え可能に構成されている。
【００４２】
具体的には、回転制御手段４３は、ロータ１５の回転速度が設定回転速度条件よりも高回転速度側にあるとき、第１ロータ位置検出手段４１により検出されるロータ１５の回転位置に基づく回転制御を行う。また、回転制御手段４３は、ロータ１５の回転速度が設定回転速度条件よりも低回転速度側にあるとき、第２ロータ位置検出手段５０により検出されるロータ１５の回転位置に基づく回転制御を行う。従って、ロータ１５の回転速度が低いとき（即ち、流体の温度が低いとき）、第１ロータ位置検出手段４１によるロータ１５の回転位置の検出精度が低くなるという問題、及び、ロータ１５の回転速度が高いとき（即ち、流体の温度が高いとき）、第２ロータ位置検出手段５０によるロータ１５の回転位置の検出精度が低くなるという問題は解消される。また或いは、回転制御手段４３が、上述した設定温度条件と設定回転速度条件との組み合わせに基づいて、第１ロータ位置検出手段４１により検出されるロータ１５の回転位置に基づく回転制御と、第２ロータ位置検出手段５０により検出されるロータ１５の回転位置に基づく回転制御とを切り換えるように構成してもよい。
【００４３】
＜２＞
上記実施形態では、設定温度条件が一つの設定温度閾値（例えば、０℃）によって規定される例について説明したが、複数の設定温度閾値によって設定温度条件が規定されるように改変してもよい。例えば、設定温度条件が、流体の温度が上昇しているときに用いられる第１温度閾値と、流体の温度が降下しているときに用いられる、第１温度閾値よりも低い第２温度閾値とで規定されるように構成してもよい。
以下に、第１温度閾値を例えば０℃とし、第２温度閾値を−１０℃とした場合の回転制御手段４３の動作について説明する。この場合、回転制御手段４３は、流体の温度が上昇中において流体の温度が０℃未満の間、第２ロータ位置検出手段５０によって検出されるロータ１５の回転位置に応じて励磁コイル１８への通電を制御し、流体の温度が０℃以上になると、第１ロータ位置検出手段４１によって検出されるロータ１５の回転位置に応じて励磁コイル１８への通電を制御する。また、回転制御手段４３は、流体の温度が降下中において−１０℃以下になると、第２ロータ位置検出手段５０によって検出されるロータ１５の回転位置に応じて励磁コイル１８への通電を制御する。
【００４４】
上記実施形態のように、設定温度条件が一つの設定温度閾値によって規定される場合、回転制御手段４３は、流体の温度が設定温度閾値を跨いで上昇及び降下する度に、第１ロータ位置検出手段４１により検出されるロータ１５の回転位置に応じた回転制御と、第２ロータ位置検出手段５０により検出されるロータ１５の回転位置に応じた回転制御とを切り換えなければならない。つまり、流体の温度が設定温度閾値付近にある場合、制御のハンチングが発生してしまう。
ところが、流体の温度が上昇中であるときと降下中であるときとで温度閾値を異ならせることで、上述したような制御のハンチングを防止できるという利点がある。
【００４５】
同様に、上記別実施形態＜１＞で説明したような、稼動状態検出手段４４が検出するモータ部Ｍの稼動状態がモータ部Ｍ（ロータ１５）の回転速度である構成においても、上記設定回転速度条件が複数の設定回転速度閾値によって規定されるように構成してもよい。例えば、設定回転速度条件が、ロータ１５の回転速度が上昇しているときに用いられる第１回転速度閾値と、ロータ１５の回転速度が降下しているときに用いられる、第１回転速度閾値よりも低い第２回転速度閾値とで規定されるように構成してもよい。
【００４６】
＜３＞
上記実施形態では、電動式流体ポンプにおいて、ポンプ部が、モータハウジングの開口部側を閉塞するように配置され、モータ部とポンプ部との間には、ポンプ部からモータ部の空間に浸入した流体をポンプ部へ帰還可能にする帰還路が形成されている場合について説明したが、電動式流体ポンプの構成はそれと異なっていてもよい。例えば、モータ部とポンプ部との間での流体の通流が無く、上記帰還路も形成されていないような構成の電動式流体ポンプでもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】電動式流体ポンプの全体の構成を概略的に示す縦断面図
【図２】第２ロータ位置検出手段の機能ブロック図
【図３】電動式流体ポンプの詳細な縦断面図
【図４】モータ部の上面図
【符号の説明】
【００４８】
１ 電動式流体ポンプ
１０ モータハウジング
１０ａ 底部
１３ 空間
１４ 回転軸
１５ ロータ
１５ａ 磁石
１６ ステータ
１８ 励磁コイル
２１ 磁石
２２ 凹部
３４ 帰還路
４１ 第１ロータ位置検出手段
４２ 速度起電力検出手段
４３ 回転制御手段
４４ 稼動状態検出手段
４５ 流体温度検出手段
４５ａ 流体温度測定手段
４５ｂ 流体温度推定手段
５０ 第２ロータ位置検出手段
５１ 記憶部
５２ センサ部（磁界検出部）
５３ 演算処理部
Ｍ モータ部
Ｐ ポンプ部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁界を発生する複数の励磁コイルを有するステータと、有底筒状のモータハウジング内の空間に、前記励磁コイルに対応する磁石を回転軸と共に回転可能な状態で有するロータと、前記ロータの回転位置に応じて前記各励磁コイルへの通電を切り換えることにより前記ロータの回転制御を行う回転制御手段とを有するブラシレスＤＣモータを構成するモータ部と、
前記回転軸の一方の端部に連結され、当該回転軸の駆動力を用いて流体を吸入及び吐出するポンプ部と、
前記各励磁コイルに誘起される速度起電力を検出する速度起電力検出手段による検出結果に基づいて、前記ロータの回転位置を検出する第１ロータ位置検出手段と、を備える電動式流体ポンプであって、
前記回転軸に設けられる磁石からの磁界を検出する磁界検出部を有し、当該磁界検出部による検出結果に基づいて前記ロータの回転位置を検出する第２ロータ位置検出手段と、
前記モータ部の稼動状態を検出する稼動状態検出手段と、を備え、
前記回転制御手段は、前記稼動状態検出手段による検出結果に基づいて、前記第１ロータ位置検出手段により検出される前記ロータの回転位置に基づく前記回転制御と、前記第２ロータ位置検出手段により検出される前記ロータの回転位置に基づく前記回転制御とを切り換え可能に構成されている電動式流体ポンプ。
【請求項２】
前記ポンプ部は、前記モータハウジングの開口部側を閉塞するように配置され、
前記モータ部と前記ポンプ部との間には、前記ポンプ部から前記モータ部の前記空間に浸入した前記流体を、前記ポンプ部へ帰還可能にする帰還路が形成されており、
前記磁界検出部は、前記空間内において前記回転軸の他方の端部に設けられる前記磁石からの磁界を、前記モータハウジングの底部の外側から検出する請求項１記載の電動式流体ポンプ。
【請求項３】
前記モータハウジングの前記底部の外側には、前記ステータの内径よりも径の小さい凹部が前記回転軸の軸心上に形成され、
前記磁界検出部は、前記凹部内の前記回転軸の軸心上に配置される請求項２記載の電動式流体ポンプ。
【請求項４】
前記稼動状態検出手段は、前記流体の温度を検出する流体温度検出手段であり、
前記モータ部の稼動状態は、前記流体温度検出手段によって検出される前記流体の温度であり、
前記回転制御手段は、前記流体温度検出手段によって検出される前記流体の温度が設定温度条件に対して高温側にあるとき、前記第１ロータ位置検出手段により検出される前記ロータの回転位置に基づく前記回転制御を行い、前記流体温度検出手段によって検出される前記流体の温度が前記設定温度条件に対して低温側にあるとき、前記第２ロータ位置検出手段により検出される前記ロータの回転位置に基づく前記回転制御を行うように構成されている請求項１〜３の何れか一項に記載の電動式流体ポンプ。
【請求項５】
前記流体温度検出手段は、前記流体の温度を測定する流体温度測定手段及び前記流体の温度を推定する流体温度推定手段のうち少なくとも一方を含む請求項４記載の電動式流体ポンプ。
【請求項６】
前記設定温度条件は、前記流体の温度が上昇しているときに用いられる第１温度閾値と、前記流体の温度が降下しているときに用いられる、前記第１温度閾値よりも低い第２温度閾値とで規定される請求項４又は５記載の電動式流体ポンプ。
【請求項７】
前記第２ロータ位置検出手段は、前記磁界検出部により検出される磁界と前記ロータの回転位置との関係を記憶する記憶部と、前記磁界検出部による検出結果と前記記憶部に記憶されている前記関係とに基づいて前記ロータの回転位置を演算する演算処理部とを更に有する請求項１〜６の何れか一項に記載の電動式流体ポンプ。
【請求項１】
磁界を発生する複数の励磁コイルを有するステータと、有底筒状のモータハウジング内の空間に、前記励磁コイルに対応する磁石を回転軸と共に回転可能な状態で有するロータと、前記ロータの回転位置に応じて前記各励磁コイルへの通電を切り換えることにより前記ロータの回転制御を行う回転制御手段とを有するブラシレスＤＣモータを構成するモータ部と、
前記回転軸の一方の端部に連結され、当該回転軸の駆動力を用いて流体を吸入及び吐出するポンプ部と、
前記各励磁コイルに誘起される速度起電力を検出する速度起電力検出手段による検出結果に基づいて、前記ロータの回転位置を検出する第１ロータ位置検出手段と、を備える電動式流体ポンプであって、
前記回転軸に設けられる磁石からの磁界を検出する磁界検出部を有し、当該磁界検出部による検出結果に基づいて前記ロータの回転位置を検出する第２ロータ位置検出手段と、
前記モータ部の稼動状態を検出する稼動状態検出手段と、を備え、
前記回転制御手段は、前記稼動状態検出手段による検出結果に基づいて、前記第１ロータ位置検出手段により検出される前記ロータの回転位置に基づく前記回転制御と、前記第２ロータ位置検出手段により検出される前記ロータの回転位置に基づく前記回転制御とを切り換え可能に構成されている電動式流体ポンプ。
【請求項２】
前記ポンプ部は、前記モータハウジングの開口部側を閉塞するように配置され、
前記モータ部と前記ポンプ部との間には、前記ポンプ部から前記モータ部の前記空間に浸入した前記流体を、前記ポンプ部へ帰還可能にする帰還路が形成されており、
前記磁界検出部は、前記空間内において前記回転軸の他方の端部に設けられる前記磁石からの磁界を、前記モータハウジングの底部の外側から検出する請求項１記載の電動式流体ポンプ。
【請求項３】
前記モータハウジングの前記底部の外側には、前記ステータの内径よりも径の小さい凹部が前記回転軸の軸心上に形成され、
前記磁界検出部は、前記凹部内の前記回転軸の軸心上に配置される請求項２記載の電動式流体ポンプ。
【請求項４】
前記稼動状態検出手段は、前記流体の温度を検出する流体温度検出手段であり、
前記モータ部の稼動状態は、前記流体温度検出手段によって検出される前記流体の温度であり、
前記回転制御手段は、前記流体温度検出手段によって検出される前記流体の温度が設定温度条件に対して高温側にあるとき、前記第１ロータ位置検出手段により検出される前記ロータの回転位置に基づく前記回転制御を行い、前記流体温度検出手段によって検出される前記流体の温度が前記設定温度条件に対して低温側にあるとき、前記第２ロータ位置検出手段により検出される前記ロータの回転位置に基づく前記回転制御を行うように構成されている請求項１〜３の何れか一項に記載の電動式流体ポンプ。
【請求項５】
前記流体温度検出手段は、前記流体の温度を測定する流体温度測定手段及び前記流体の温度を推定する流体温度推定手段のうち少なくとも一方を含む請求項４記載の電動式流体ポンプ。
【請求項６】
前記設定温度条件は、前記流体の温度が上昇しているときに用いられる第１温度閾値と、前記流体の温度が降下しているときに用いられる、前記第１温度閾値よりも低い第２温度閾値とで規定される請求項４又は５記載の電動式流体ポンプ。
【請求項７】
前記第２ロータ位置検出手段は、前記磁界検出部により検出される磁界と前記ロータの回転位置との関係を記憶する記憶部と、前記磁界検出部による検出結果と前記記憶部に記憶されている前記関係とに基づいて前記ロータの回転位置を演算する演算処理部とを更に有する請求項１〜６の何れか一項に記載の電動式流体ポンプ。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２００８−８６１１７（Ｐ２００８−８６１１７Ａ）
【公開日】平成２０年４月１０日（２００８．４．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−２６２６６９（Ｐ２００６−２６２６６９）
【出願日】平成１８年９月２７日（２００６．９．２７）
【出願人】（０００００００１１）アイシン精機株式会社 (5,421)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年４月１０日（２００８．４．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年９月２７日（２００６．９．２７）
【出願人】（０００００００１１）アイシン精機株式会社 (5,421)
【Ｆターム（参考）】
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