驅(qū)動控制裝置、以及燃料泵驅(qū)動系統(tǒng)的制作方法
【專利說明】驅(qū)動控制裝置、以及燃料泵驅(qū)動系統(tǒng)
[0001 ] 關(guān)聯(lián)申請的相互參照:本發(fā)明基于2013年11月12日提交的日本申請2013-233828號、2014年10月23日提交的日本申請2014-216139號，并在此援引其記載內(nèi)容。
技術(shù)領(lǐng)域
[0002]本發(fā)明涉及驅(qū)動控制裝置和使用該驅(qū)動控制裝置的燃料栗驅(qū)動系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0003]以往，已知對不具備檢測旋轉(zhuǎn)件的位置的傳感器的無刷馬達(dá)進(jìn)行驅(qū)動控制的驅(qū)動控制裝置。例如專利文獻(xiàn)I中記載了通過驅(qū)動控制裝置來對作為燃料栗的驅(qū)動源而使用的無刷馬達(dá)的驅(qū)動進(jìn)行控制的例子。
[0004]在不具備檢測旋轉(zhuǎn)件的位置的傳感器的無傳感器式無刷馬達(dá)的情況下，在驅(qū)動控制開始前旋轉(zhuǎn)件處于停止的狀態(tài)下，旋轉(zhuǎn)件相對于固定件的位置是不清楚的，因此需要將旋轉(zhuǎn)件強制地定位在能夠開始驅(qū)動控制的旋轉(zhuǎn)件相對于固定件的位置、即驅(qū)動開始位置，然后再進(jìn)行驅(qū)動控制。在專利文獻(xiàn)I的驅(qū)動控制裝置中，通過切換對多相繞組的通電，來檢測旋轉(zhuǎn)件相對于固定件的位置，基于檢測到的旋轉(zhuǎn)件的位置來決定驅(qū)動開始位置，將旋轉(zhuǎn)件定位于所決定的驅(qū)動開始位置，從而縮短無刷馬達(dá)的驅(qū)動控制開始為止所需的時間。
[0005]在專利文獻(xiàn)I的驅(qū)動控制裝置中，進(jìn)行上述的位置檢測以及定位時，旋轉(zhuǎn)件根據(jù)通電時的旋轉(zhuǎn)件相對于固定件的位置而向一方向(正轉(zhuǎn)方向)或者另一方向(反轉(zhuǎn)方向)旋轉(zhuǎn)。一般來講，在將無刷馬達(dá)用作燃料栗的驅(qū)動源的情況下，將無刷馬達(dá)的轉(zhuǎn)軸插嵌至葉輪的孔部，對無刷馬達(dá)進(jìn)行驅(qū)動，由此使葉輪旋轉(zhuǎn)。此外，一般情況下，轉(zhuǎn)軸的端部以及葉輪的孔部的截面形狀形成為D字狀。此外，為了吸收葉輪的制造誤差以及組裝誤差，而在轉(zhuǎn)軸的端部與葉輪的孔部之間形成有規(guī)定的間隙。因此，當(dāng)轉(zhuǎn)軸開始旋轉(zhuǎn)時，轉(zhuǎn)軸的端部的外壁的角部可能會伴隨著規(guī)定的加速度碰撞到葉輪的孔部的內(nèi)壁的平面部。
[0006]用專利文獻(xiàn)I的驅(qū)動控制裝置對燃料栗的無刷馬達(dá)進(jìn)行驅(qū)動的情況下，在驅(qū)動控制開始前進(jìn)行定位時，每當(dāng)對繞組進(jìn)行通電切換，旋轉(zhuǎn)件就向正轉(zhuǎn)方向或者反轉(zhuǎn)方向旋轉(zhuǎn)。因此，例如與驅(qū)動無需進(jìn)行旋轉(zhuǎn)件的定位、只向正轉(zhuǎn)方向旋轉(zhuǎn)的帶刷馬達(dá)的情況相比，轉(zhuǎn)軸的端部的外壁碰撞到葉輪的孔部的內(nèi)壁的次數(shù)、以及碰撞時的碰撞應(yīng)力增大，由此，葉輪可能會摩耗或者破損。特別是，近年來普及的節(jié)能自動啟停(idle stop)車或混合動力車輛中，在規(guī)定期間內(nèi)對燃料栗進(jìn)行開啟停止的次數(shù)較多，因此，可能會因轉(zhuǎn)軸的碰撞而促進(jìn)葉輪的摩耗或者破損增大。
[0007]現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
[0008]專利文獻(xiàn)
[0009]專利文獻(xiàn)1:特開2011-36083號公報

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010]本發(fā)明基于上述問題而做出，其目的在于，提供一種能夠抑制通過無刷馬達(dá)進(jìn)行旋轉(zhuǎn)驅(qū)動的旋轉(zhuǎn)構(gòu)件的摩耗以及破損的驅(qū)動控制裝置、以及使用該驅(qū)動控制裝置來對燃料栗的無刷馬達(dá)進(jìn)行驅(qū)動的燃料栗驅(qū)動系統(tǒng)。
[0011]根據(jù)本發(fā)明的一方式，驅(qū)動控制裝置控制無刷馬達(dá)的驅(qū)動，該無刷馬達(dá)具有:固定件，卷繞有多相的繞組;旋轉(zhuǎn)件，設(shè)置成能夠相對于該固定件進(jìn)行相對旋轉(zhuǎn)；以及轉(zhuǎn)軸，設(shè)置于該旋轉(zhuǎn)件的中心，端部插嵌至旋轉(zhuǎn)構(gòu)件的孔部，與旋轉(zhuǎn)件一起旋轉(zhuǎn)。
[0012]控制部操作包含電流、電壓或者功率中的至少一個的通電輸出來控制向繞組供給的電力，由此能夠控制旋轉(zhuǎn)件的旋轉(zhuǎn)。
[0013]控制部具有定位部以及轉(zhuǎn)矩加速度控制部。
[0014]定位部在使無刷馬達(dá)的驅(qū)動控制開始前，控制向繞組供給的電力，由此，將旋轉(zhuǎn)件定位在能夠使無刷馬達(dá)的驅(qū)動控制開始的旋轉(zhuǎn)件相對于固定件的位置、即驅(qū)動開始位置。
[0015]轉(zhuǎn)矩加速度控制部在由定位部對旋轉(zhuǎn)件進(jìn)行定位時，控制向繞組供給的電力，使得從無刷馬達(dá)的轉(zhuǎn)軸輸出的轉(zhuǎn)矩的加速度即轉(zhuǎn)矩加速度處于使“轉(zhuǎn)軸的端部的外壁碰撞到旋轉(zhuǎn)構(gòu)件的孔部的內(nèi)壁時的碰撞應(yīng)力成為規(guī)定值以下的程度”的規(guī)定范圍內(nèi)。
[0016]因此，在本發(fā)明中，使無刷馬達(dá)的驅(qū)動控制開始前，進(jìn)行旋轉(zhuǎn)件的定位時，能夠?qū)⑥D(zhuǎn)軸的外壁碰撞到旋轉(zhuǎn)構(gòu)件的內(nèi)壁時的碰撞應(yīng)力設(shè)為規(guī)定值以下。由此，能夠抑制因轉(zhuǎn)軸的外壁碰撞到旋轉(zhuǎn)構(gòu)件的內(nèi)壁引起的旋轉(zhuǎn)構(gòu)件的摩耗以及破損等。該效果在對規(guī)定期間內(nèi)的開啟停止次數(shù)較多的無刷馬達(dá)進(jìn)行驅(qū)動控制的情況下特別顯著。
[0017]此外，本發(fā)明的燃料栗驅(qū)動系統(tǒng)包括備燃料栗、以及控制無刷馬達(dá)的驅(qū)動的上述的驅(qū)動控制裝置。
[0018]燃料栗具備:無刷馬達(dá)，轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)而能夠輸出轉(zhuǎn)矩;殼體，對無刷馬達(dá)進(jìn)行收容;栗蓋，具有吸入部，將殼體的一個端部閉塞;蓋端，具有噴出部，將殼體的另一個端部閉塞；以及旋轉(zhuǎn)構(gòu)件，在形成于中央處的孔部中插嵌有轉(zhuǎn)軸的端部，與轉(zhuǎn)軸一起旋轉(zhuǎn)，由此將從吸入部流入的燃料加壓后向噴出部噴出。
[0019]本發(fā)明的燃料栗驅(qū)動系統(tǒng)中，在驅(qū)動控制開始前的轉(zhuǎn)子定位時，能夠使轉(zhuǎn)軸的外壁對旋轉(zhuǎn)構(gòu)件的內(nèi)壁進(jìn)行碰撞時的碰撞應(yīng)力成為規(guī)定值以下的較小值。因此，能夠抑制燃料栗的旋轉(zhuǎn)構(gòu)件的摩耗以及破損。
【附圖說明】
[0020]圖1是表示本發(fā)明的第I實施方式的驅(qū)動控制裝置、以及燃料栗的截面圖。
[0021]圖2是圖1的I1-1I線截面圖。
[0022]圖3是表示本發(fā)明的第I實施方式的燃料栗的葉輪的圖。
[0023 ]圖4是表示本發(fā)明的第I實施方式的驅(qū)動控制裝置的電路構(gòu)成的示意圖。
[0024]圖5A是表示轉(zhuǎn)子處于與驅(qū)動開始位置對應(yīng)的位置時的狀態(tài)的示意圖。
[0025]圖5B是表示轉(zhuǎn)子處于與驅(qū)動開始位置對應(yīng)的位置以外的位置時的狀態(tài)的示意圖。
[0026]圖6A是說明無刷馬達(dá)停止時的轉(zhuǎn)軸與葉輪之間的位置關(guān)系的示意圖。
[0027]圖6B是說明無刷馬達(dá)定位時的轉(zhuǎn)軸與葉輪之間的位置關(guān)系的示意圖。
[0028]圖6C是說明無刷馬達(dá)定位時的轉(zhuǎn)軸與葉輪之間的位置關(guān)系的示意圖。
[0029]圖6D是說明無刷馬達(dá)啟動時的轉(zhuǎn)軸與葉輪之間的位置關(guān)系的示意圖。
[0030]圖7是表示本發(fā)明的第I實施方式的燃料栗的轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)矩加速度與轉(zhuǎn)軸在碰撞時作用于葉輪的碰撞應(yīng)力之間的關(guān)系的圖。
[0031]圖8是表示本發(fā)明的第I實施方式以及比較例的驅(qū)動控制裝置中在燃料栗的無刷馬達(dá)中流動的電流的時序圖。
[0032]圖9是表示本發(fā)明的第I實施方式的轉(zhuǎn)子定位時的碰撞應(yīng)力緩和控制、以及比較例的定位控制的時序圖。
[0033 ]圖1O是表示本發(fā)明的第2實施方式的碰撞應(yīng)力緩和控制的時序圖。
[0034]圖11是表示本發(fā)明的第3實施方式的碰撞應(yīng)力緩和控制的時序圖。
[0035]圖12是表示本發(fā)明的第4實施方式的碰撞應(yīng)力緩和控制的時序圖。
【具體實施方式】
[0036]以下，基于附圖對本發(fā)明的多個實施方式的驅(qū)動控制裝置、以及使用該驅(qū)動控制裝置對燃料栗的無刷馬達(dá)進(jìn)行驅(qū)動控制的燃料栗驅(qū)動系統(tǒng)進(jìn)行說明。另外，為了避免附圖的記載變得復(fù)雜，在I個圖中對于相同的構(gòu)件或者部位等，有時僅對多個當(dāng)中的I個或者幾個賦予附圖標(biāo)記。
[0037](第丨實施方式)
[0038]參照圖1?圖9對本發(fā)明的第I實施方式進(jìn)行說明。
[0039]圖1所示的燃料栗驅(qū)動系統(tǒng)100搭載于車輛9，包含燃料栗I以及驅(qū)動控制裝置90。燃料栗I由從例如車輛9的電池9供給的電力來驅(qū)動，吸入未圖示的燃料箱的燃料，并將該燃料向作為燃料供給對象的內(nèi)燃機8噴出供給。特別是在車輛9為節(jié)能自動啟停車或混合動力車的情況下，燃料栗I的與車輛9的設(shè)想使用期間等相當(dāng)?shù)囊?guī)定期間內(nèi)的開啟停止次數(shù)、換言之停止后的再啟動次數(shù)較多。
[0040]燃料栗I具備無刷馬達(dá)4、殼體5、栗蓋10、蓋端20、以及作為“旋轉(zhuǎn)構(gòu)件”的葉輪80等。
[0041 ] 無刷馬達(dá)4具備定子30、繞組40、轉(zhuǎn)子50以及轉(zhuǎn)軸60等。
[0042]如圖2所示，定子30具備換向片31以及絕緣體34。
[0043]換向片31由層疊了磁性材料的薄板而成的層疊鐵芯形成。在本實施方式中，換向片31設(shè)置有6個。換向片31具有軛部32以及齒部33。定子30以6個軛部32形成6邊柱的方式形成為筒狀。齒部33從軛部32的中央向徑向內(nèi)側(cè)延伸地形成。絕緣體34由樹脂形成，設(shè)置于換向片31的齒部33。
[0044]繞組40例如由銅等金屬形成，由U相繞組41、V相繞組42及W相繞組43構(gòu)成，通過卷繞在絕緣體34上而設(shè)置于定子30的齒部33。1]相繞組41構(gòu)成無刷馬達(dá)4的U相，V相繞組42構(gòu)成V相，W相繞組43構(gòu)成W相。
[0045]轉(zhuǎn)子50形成為圓筒狀，具有鐵芯51、磁鐵52、53、54、55。轉(zhuǎn)子50在定子30的內(nèi)側(cè)以能夠旋轉(zhuǎn)的方式設(shè)置。
[0046]鐵芯51形成為大致圓筒狀，在中心具有孔部511。磁鐵52、53、54、55在鐵芯51的外壁沿著周向排列設(shè)置。磁鐵52、54以使轉(zhuǎn)子50的徑向外側(cè)的磁性成為S極的方式帶磁。磁鐵53、55以使轉(zhuǎn)子50的徑向外側(cè)的磁性成為N極的方式帶磁。即，轉(zhuǎn)子50的外壁以使磁性在周向上交替不同的方式帶磁。
[0047]這樣，在本實施方式中，無刷馬達(dá)4是4極(2極對)6槽的三相無刷馬達(dá)。此外，在本實施方式中，不具備能夠檢測無刷馬達(dá)4