電動泵的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明一般涉及電動泵。
【背景技術(shù)】
[0002]考慮到全球環(huán)境問題，已知的車輛，例如汽車，都已配有怠速停止控制功能，用于在十字路口等短時間停車時使發(fā)動機(jī)停止運(yùn)行，并且防止排放廢氣和消耗汽油。在執(zhí)行怠速停止控制功能時，發(fā)動機(jī)停止運(yùn)行。然而，在這種情況下，由于仍需維持變速器的油壓水平，所以即使在發(fā)動機(jī)停止運(yùn)行時也可以被驅(qū)動而供油(工作流體之一例)的電動泵被用來維持變速器的油壓水平。
[0003]由于電動泵設(shè)置在發(fā)動機(jī)室內(nèi)，所以需要電動泵在高溫下安全操作。因此，通常使用無傳感器無刷電機(jī)(以下簡稱為電機(jī))來驅(qū)動電動泵，該無傳感器無刷電機(jī)不包括機(jī)械接觸部分，如電刷、換向器，也不包括磁極傳感器，如霍爾元件。該無傳感器無刷電機(jī)通過使用由纏繞在定子上的線圈感生的感應(yīng)電壓來檢測轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動位置。該無傳感器無刷電機(jī)響應(yīng)于通過檢測轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動位置而獲得的磁極位置信息，切換三相繞組中每相的通電。
[0004]在JP2004-166436A(下文簡稱為專利文獻(xiàn)I)中公開的電動液泵裝置設(shè)置有無刷直流(DC)電機(jī)，該無刷直流電機(jī)采用無傳感器驅(qū)動電路，由脈沖寬度調(diào)制(PWM)信號驅(qū)動。專利文獻(xiàn)I中公開的電動液泵裝置包括控制單元，該控制單元通過電流控制來驅(qū)動無刷直流電機(jī)，并且在電機(jī)的轉(zhuǎn)速小于或等于電機(jī)的預(yù)設(shè)轉(zhuǎn)速時，將對該電機(jī)的控制從電流控制切換為轉(zhuǎn)速控制。相應(yīng)地，在電機(jī)的轉(zhuǎn)速大于預(yù)設(shè)轉(zhuǎn)速的情況下，通過電流控制來控制該電機(jī)。當(dāng)出現(xiàn)電機(jī)的負(fù)載波動時，在施加于電機(jī)的電壓因?yàn)樵撾娏骺刂贫档?，因此電機(jī)的轉(zhuǎn)速降低的情況下，控制單元將對電機(jī)的控制從電流控制切換為轉(zhuǎn)速控制。在電機(jī)的轉(zhuǎn)速變成等于或小于預(yù)設(shè)轉(zhuǎn)速的情況下，控制單元將對電機(jī)的控制從電流控制切換為轉(zhuǎn)速控制，從而防止線圈上產(chǎn)生的感應(yīng)電壓下降，由此抑制電機(jī)的失步。
[0005]此外，還需要即使在低溫時(通常低于零攝氏度)也向變速器提供必要量的油的已知電動泵。當(dāng)通過施加與油處于正常溫度時施加給電機(jī)的電壓相等的電壓來進(jìn)行電機(jī)控制時，因?yàn)榈蜏貢r油的粘度增加，所以由于施加到電機(jī)的負(fù)荷隨著油的粘度增加而增加，電機(jī)的轉(zhuǎn)速下降。因?yàn)閺碾妱颖门懦龅挠土坎蛔?，所以不能向變速器提供所需的油量。另外，因?yàn)榫€圈上產(chǎn)生的感生電壓隨著電機(jī)轉(zhuǎn)速的下降而下降，所以檢測不到轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動位置，此時，電機(jī)失步(step out) ο為了通過在電機(jī)上施加等于正常溫度時在電機(jī)上施加的電壓而使電機(jī)的轉(zhuǎn)速在低溫時等于或高于預(yù)設(shè)量，需要加大電機(jī)的尺寸，以產(chǎn)生大量轉(zhuǎn)矩，因此就電機(jī)的空間、重量和成本來說，使用無傳感器無刷電機(jī)的電動泵是無效的。
[0006]因此，需要一種在不改變電機(jī)尺寸的情況下在低溫時具有足夠的工作流體排出能力的電動泵。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]根據(jù)本發(fā)明的一方面，一種電動泵包括:泵體，其抽送并排出工作流體；無傳感器無刷電機(jī)，其驅(qū)動所述泵體；以及控制部，其對所述電機(jī)進(jìn)行恒電流控制和恒電壓控制，以從所述泵體排出必要排出量的所述工作流體，所述控制部控制所述電機(jī)在所述工作流體的預(yù)設(shè)溫度并且在預(yù)設(shè)電機(jī)施加電壓時從所述恒電流控制切換到所述恒電壓控制。當(dāng)所述工作流體的溫度低于所述預(yù)設(shè)溫度時，所述控制部控制所述電機(jī)在電機(jī)施加電壓高于所述預(yù)設(shè)電機(jī)施加電壓時從所述恒電流控制切換到所述恒電壓控制，以從所述泵體排出所述必要排出量的所述工作流體。
[0008]根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，在所述工作流體的溫度降到低于所述預(yù)設(shè)溫度，使得油的粘度增加的情況下，所述控制部控制所述電機(jī)在所述施加電壓高于所述預(yù)設(shè)電機(jī)施加電壓時從所述恒電流控制切換到所述恒電壓控制，以增加所述電機(jī)的輸出。因此，所述泵體排出變速器所需的量的油。
[0009]根據(jù)本發(fā)明的另一方面，基于表示所述工作流體的溫度和所述電機(jī)施加電壓之間關(guān)系的映射限定所述電機(jī)施加電壓。
[0010]根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，不必每次都計(jì)算所述電機(jī)施加電壓，從而可以實(shí)現(xiàn)迅速控制。
【附圖說明】
[0011]本發(fā)明的上述及其他特性和特征將從以下結(jié)合附圖所進(jìn)行的詳細(xì)描述而變得更加明顯，其中:
[0012]圖1是示意性示出根據(jù)所公開的一個實(shí)施方式的電動泵和電機(jī)的電子控制電源的結(jié)構(gòu)；
[0013]圖2是示出油處于正常溫度時電動泵的泵特性和油的目的地所需的油的負(fù)荷特性的曲線圖；
[0014]圖3是示出油處于低溫度時電動泵的泵特性和油的目的地所需的油的負(fù)荷特性的曲線圖；
[0015]圖4是示出當(dāng)電子控制單元根據(jù)油溫將對電機(jī)的控制從恒電流控制切換到最小輸出控制時在電機(jī)上的施加電壓的變化的曲線圖；以及
[0016]圖5是示出增加當(dāng)電子控制單元將對電機(jī)的控制從恒電流控制切換到最小輸出控制時的電機(jī)上的施加電壓的控制處理的流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0017]將參照附圖描述本發(fā)明的實(shí)施方式。如圖1中所示，電動泵I包括無傳感器無刷電機(jī)2(下文稱為電機(jī)2)和油泵4(即，用作泵體)。電機(jī)2直接連接到軸。油泵4由電機(jī)2驅(qū)動。油泵4是泵體的例子。油泵4的結(jié)構(gòu)與已知油泵的結(jié)構(gòu)相同，因此將不進(jìn)行詳細(xì)說明。電機(jī)2由電子控制單元(ECU) 10 (即，用作控制部)來控制驅(qū)動，從而使油泵4工作。
[0018]E⑶10設(shè)置有逆變器12、逆變器驅(qū)動部14、扭矩控制部16和接口(I/F) 18。逆變器12輸出用來啟動電機(jī)2的脈沖寬度調(diào)制(PWM)信號。逆變器驅(qū)動部14控制逆變器12。扭矩控制部16指揮對逆變器驅(qū)動部14的控制。扭矩控制部16輸出電機(jī)施加電壓信息，即，電機(jī)2上的施加電壓信息，并且經(jīng)由逆變器驅(qū)動部14和逆變器12控制電機(jī)2。在電機(jī)2轉(zhuǎn)動期間，逆變器12、逆變器驅(qū)動部14將電機(jī)2的驅(qū)動信息(例如，線圈的通電電流值和電機(jī)2的轉(zhuǎn)速)分別反饋給扭矩控制部16。ECU 10可以與電動泵I分開或者一體配置。
[0019]電動泵I的油泵4通過電機(jī)2的驅(qū)動抽送并排出作為工作流體的例子的油。排油量和排油時的油壓水平(下文稱為油壓水平)之間的關(guān)系對應(yīng)于電機(jī)2的轉(zhuǎn)速和電機(jī)轉(zhuǎn)動時產(chǎn)生的扭矩之間的關(guān)系。圖2中的Lll示出油壓水平和從油泵4排出的油量之間的關(guān)系。下文將該關(guān)系稱為泵特性。范圍Llla對應(yīng)于電機(jī)2不具有反饋控制時的范圍，因此排油量隨著油壓水平的增加而下降。也就是說，當(dāng)油壓水平為零時，電機(jī)2的轉(zhuǎn)速達(dá)到最大水平，并因此排油量達(dá)到最大水平。在油壓水平增加的情況下，排油時出現(xiàn)阻力。因此，排油量下降。也就是說，電機(jī)2的轉(zhuǎn)速下降。在范圍Llla，PWM信號的占空比保持恒定值，例如，100%。下文將輸出的PWM信號的占空比的量示出為電機(jī)施加電壓的量。在范圍Llla，隨著油壓水平的增加，電機(jī)2上的負(fù)荷增加并且轉(zhuǎn)速下降，因此排油量下降。此時，在電極施加電壓保持在恒定值的同時，電機(jī)2的線圈上流動的電流增加。當(dāng)電流值達(dá)到預(yù)設(shè)值時，扭矩控制部16控制電機(jī)2從恒電壓控制切換到恒電流控制，并且在將電機(jī)2上施加的電流保持為恒定值的同時控制電機(jī)施加電壓下降。在范圍Lllb，進(jìn)行恒電流控制。當(dāng)對電機(jī)2進(jìn)行恒電流控制時，在電機(jī)2上施加的電流保持為恒定值的同時，電機(jī)2的轉(zhuǎn)速下降。也就是說，在油壓水平保持在恒定值的同時，排油量下降。
[0020]當(dāng)電機(jī)2的轉(zhuǎn)速下降時，纏繞在定子上的線圈上產(chǎn)生的感生電壓下降。電機(jī)2通過該感生電壓檢測轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動位置。因此，當(dāng)該感生電壓低于預(yù)設(shè)值時，電機(jī)2不能檢測到轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動位置，從而失步并停止。因此，在獲得用于檢測轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動位置的該感生電壓時的預(yù)設(shè)轉(zhuǎn)速，ECU 10控制電機(jī)2從恒電流控制切換到恒電壓控制。如圖2中所示