电动泵的制作方法

本发明涉及一种电动泵，尤其是涉及一种具备对表示电动机的旋转状态的脉冲信号进行输出的控制部的电动泵。

背景技术：

以往，已知一种具备对表示电动机的旋转状态的脉冲信号进行输出的控制部的电动泵(例如，参照专利文献1)。

上述专利文献1记载的电动水泵通过第1信号线以及第2信号线与电子控制单元连接。电子控制单元经由第1信号线向电动水泵发送驱动控制信号。此外，电子控制单元经由第2信号线接收电动水泵的转速信号。此外，在电动水泵的排出口的附近设有热敏电阻。当热敏电阻连通(热敏电阻的检测温度为电动水泵的冷却介质的冻结温度以下的情况)、且电动水泵的转速为0时，保持有指定的阈值电压以上的高电位的信号(转速信号)经由第2信号线被发送给电子控制单元。

此外，电子控制单元在电动水泵驱动时实行电动水泵的故障诊断。具体而言，对经由第2信号线发送的转速信号是否为脉冲信号进行判定。当判定是脉冲信号、且脉冲信号的频率为指定的脉冲频率阈值以上时，判断电动水泵在正常驱动。此外，当脉冲信号的频率小于指定的脉冲频率阈值时，判断电动水泵由于锁止故障(泵因机械性故障而导致的停止)而停止。

此外，当判定经由第2信号线发送的转速信号不是脉冲信号、且转速信号被保持在上述指定的阈值电压以上时，判断电动水泵由于冻结而处于不能驱动的状态。即，基于脉冲信号的频率相对指定的脉冲频率阈值的大小(两个值)、或脉冲信号的电位相对阈值电压值的大小(两个值)，可判别电动水泵是由于冻结而停止、或是由于锁止故障而停止。

专利文献

专利文献1：日本专利特开2017-44167号公报

技术实现要素：

然而，在上述专利文献1的电动水泵中，由于形成为能够基于脉冲信号的频率相对指定的脉冲频率阈值的大小(两个值)、或脉冲信号的电位相对阈值电压值的大小(两个值)来对电动机的状态进行判别，因此可判别的电动水泵(对电动水泵进行驱动的电动机)的状态数有限。即，只能对基于频率的两个状态、和基于电位的两个状态的最多四个状态进行判别。在这种情况下，电子控制单元存在有时难以正确地对电动水泵的状态进行判别的问题。

本发明是为了解决上述问题而完成的，本发明的一个目的在于，提供一种使得可正确地对(驱动电动泵的)电动机的状态进行判别的电动泵。

为了实现上述目的，本发明的一个技术方案中的电动泵具备电动机和控制部，上述电动机对泵进行驱动；由外部装置向上述控制部输入用于驱动电动机的输入信号，上述控制部基于输入信号而输出驱动信号，并且，向外部装置输出表示电动机的旋转状态的脉冲信号，控制部形成为改变脉冲信号的频率以及占空比这两者，从而可对电动机处于驱动状态或停止状态、以及停止状态中的电动机的多个状态进行判别。

在此，在形成为可基于脉冲信号的电位(频率)相对电压的阈值(频率的阈值)的大小(两个值)而对电动机的状态进行判别的情况下，可判别的电动机的状态数有限。对此，在本发明的一个技术方案的电动泵中，如上所述，通过形成为改变脉冲信号的频率以及占空比这两者而可对电动机处于驱动状态或停止状态、以及停止状态中的电动机的多个状态进行判别，能够在各个状态的每一个中对占空比以及频率的每一个进行设定，因此，能够容易地将可判别的状态数至少增加到5个以上。其结果为，能够正确地对电动机的状态进行判别。

在上述一个技术方案的电动泵中，优选地，控制部形成为当电动机处于停止状态时，将脉冲信号设定为指定的频率，并且，当电动机处于驱动状态时，将脉冲信号设定为指定的频率以外的频率。

如果以这种方式构成，则能够基于脉冲信号的频率，通过控制部容易地对电动机处于停止状态、或是处于驱动状态进行判别。

在这种情况下，优选地，控制部形成为当电动机处于驱动状态时，根据电动机的转速，使脉冲信号在与指定的频率不同的频率范围内可变。

如果以这种方式构成，则除了能够对电动机处于停止状态或处于驱动状态进行判别之外，也能够基于脉冲信号的频率，通过控制部对电动机驱动时的转速进行判别。

在上述一个技术方案的电动泵中，优选地，控制部形成为改变脉冲信号的频率以及占空比这两者，并且，将脉冲信号的频率的信息和占空比的信息组合，经由一条信号线而向外部装置输出。

如果以这种方式构成，则能够通过一条信号线同时向外部装置输出脉冲信号的频率的信息、和脉冲信号的占空比的信息。其结果为，与将脉冲信号的频率的信息、和脉冲信号的占空比的信息通过彼此不同的信号线进行输出的情况相比，能够减少部件件数(信号线的条数)。

在上述一个技术方案的电动泵中，优选地，控制部形成为当电动机处于停止状态时，将脉冲信号设定为指定的频率，并且，当电动机由于断线而处于未通电状态时，将脉冲信号设定为指定的频率以外的频率。

如果以这种方式构成，则除了能够对电动机处于驱动状态或停止状态、以及停止状态中的多个状态进行判别之外，也能够基于电动机的频率，通过控制部对电动机处于停止状态、或是处于断线状态进行判别。

在上述一个技术方案的电动泵中，优选地，上述电动泵进一步具备对电动机进行驱动的驱动部，控制部形成为在电动机正常停止的情况下，将脉冲信号的占空比设定为正常停止时占空比，并且，将第1情况、第2情况、第3情况、以及第4情况下各自的占空比设定为与正常停止时占空比不同、且彼此不同的占空比，上述第1情况为电动机在供给至控制部的电压值为指定的范围外的状态下停止的情况，上述第2情况为电动机在驱动部的温度为第1阈值温度以上的状态下停止的情况，上述第3情况为电动机在驱动部的温度为第2阈值温度以下的状态下停止的情况，上述第4情况为电动机在供给至控制部的电压值在指定的范围内、且驱动部的温度小于第1阈值温度而大于第2阈值温度的状态下停止的情况。

如果以这种方式构成，则能够基于脉冲信号的占空比，通过控制部对电动机是正常停止、或是异常停止(第1情况、第2情况、第3情况、以及第4情况)进行判别。此外，在电动机异常停止的情况下，由于使各种情况下的占空比相异，因此也能够通过控制部对异常停止的原因进行判别。

应予说明，在本申请中，在上述一个技术方案的电动泵中，也考虑如下的结构。

(附记项1)

即，在上述一个技术方案的电动泵中，优选地，控制部形成为当电动机正常驱动时，将脉冲信号的占空比设定为正常驱动时占空比，并且，当电动机在其转速为指定的转速以上的状态下驱动时，将脉冲信号的占空比设定为与正常驱动时占空比不同的占空比。

如果以这种方式构成，则能够基于脉冲信号的占空比，通过控制部对电动机是正常驱动、或是异常驱动(电动机以指定的转速以上的转速进行旋转)进行判别。

(附记项2)

此外，在脉冲信号于上述断线时被设定为指定的频率以外的频率的电动泵中，优选地，控制部形成为当电动机由于断线而处于未通电状态时，将脉冲信号的频率设为0hz，并且，将脉冲信号的占空比设为0。

如果以这种方式构成，则在形成为使没有发生断线的情况的脉冲信号的频率以及占空比为0以外的值的情况下，能够通过控制部容易地判别是否发生了断线。

附图说明

图1为表示一个实施方式中的电动泵的整体结构的图。

图2为用于说明一个实施方式中的电动泵停止时的脉冲信号的图。(图2(a)为正常停止时的脉冲信号的图。图2(b)为电压保护停止时的脉冲信号的图。图2(c)为过热保护停止时的脉冲信号的图。图2(d)为由负荷冻结而导致的停止时的脉冲信号的图。图2(e)为泵锁止时的脉冲信号的图。)

图3为用于说明一个实施方式中的电动泵的电动机的转速与脉冲信号的频率的关系的图。

图4为用于说明一个实施方式中的电动泵停止时的脉冲信号的图。(图4(a))为正常驱动时的脉冲信号的图。图4(b)为异常驱动(空转)时的脉冲信号的图。)

图5为用于说明一个实施方式中的电动泵断线时的脉冲信号的图。

具体实施方式

下面，基于附图对本发明的实施方式进行说明。

[实施方式]

参照图1～图5，对本实施方式中的电动泵100的结构进行说明。

如图1所示，电动泵100具备电动机1。电动机1对与电动机1连接的泵2进行驱动。应予说明，可认为电动泵100(泵2)的用途为例如水泵、油泵、以及真空泵等。

电动泵100具备对电动机1进行驱动的驱动部3。驱动部3包含多个半导体开关元件(未图示)。电动机1通过来自驱动部3的三相交流电压而被驱动。

此外，电动泵100具备控制部4。从ecu(enginecontrolunit，发动机控制单元)10向控制部4输入用于驱动电动机1的输入信号。然后，控制部4基于由ecu10输入的输入信号，向驱动部3输出用于驱动电动机1的驱动信号。此外，控制部4通过未图示的传感器，接收表示电动机1的旋转状态的信息。然后，控制部4基于所接收的旋转状态的信息，向ecu10输出表示电动机1的旋转状态的脉冲信号p(参考图2)。应予说明，控制部4可通过软件形成，也可通过硬件形成。此外，ecu10为权利要求书的“外部装置”的一个例子。

此外，从电源20向电动泵100以及ecu10各自供给电压。具体而言，从电源20向电动泵100的驱动部3以及控制部4各自供给电压。

在此，在本实施方式中，如图2所示，控制部4(参照图1)形成为改变脉冲信号p的频率以及占空比这两者，从而可对电动机1(参照图1)处于驱动状态或停止状态、以及停止状态中的电动机1的多个状态进行判别。具体而言，控制部4形成为将脉冲信号p的频率的信息和占空比的信息组合，作为一个脉冲信号p向ecu10(参照图1)输出。即，控制部4仅使用一条通信线4a(参照图1)，将脉冲信号p发送给ecu10。此外，控制部4形成为可各自个别地改变(控制)一个脉冲信号p中的频率以及占空比。应予说明，通信线4a为权利要求书的“信号线”的一个例子。

详细而言，当电动机1处于停止状态时，控制部4将脉冲信号p的频率设定为4hz。此外，如后述的图2(a)～(e)所示，控制部4对应停止状态下的电动机1的多个状态而改变脉冲信号p的占空比。以下展示当电动机1处于停止状态时的、对脉冲信号p的频率以及占空比进行控制的例子。应予说明，4hz为权利要求书的“指定的频率”的一个例子。

如图2(a)所示，当电动机1正常停止时，控制部4将脉冲信号p的频率设定为4hz，并且，将脉冲信号p的占空比设定为50％。应予说明，在这种情况下，从ecu10向控制部4发送的输入信号为用于停止电动机1的停止信号。此外，50％为权利要求书的“正常停止时占空比”的一个例子。

此外，如图2(b)所示，当电动机1处于电压保护停止状态时，控制部4将脉冲信号p的频率设定为4hz，并且，将脉冲信号p的占空比设定为33％。应予说明，电压保护停止状态是指，当供给至控制部4的电压值过低或过高时，使电动机1停止的状态。

具体而言，控制部4对电源20(参照图1)向控制部4供给的电压值进行检测。而且，当电动机1在通过控制部4检测出的电压值为指定的范围(例如5v以上20v以下)外的状态下停止时，控制部4将脉冲信号p的频率设定为4hz，并且，将脉冲信号p的占空比设定为33％。应予说明，在图2(b)以及后述的图2(c)～(e)的各个图中，从ecu10向控制部4发送的输入信号为用于驱动电动机1的驱动信号。即，这些情况为，尽管从ecu10输入驱动信号，但电动机1停止的情况。应予说明，电压保护停止状态的情况为权利要求书的“第1情况”的一个例子。

此外，如图2(c)所示，当电动机1处于过热保护停止状态时，控制部4将脉冲信号p的频率设定为4hz，并且，将脉冲信号p的占空比设定为80％。应予说明，过热保护停止状态是指，由于驱动部3的温度过高，而使电动机1停止的状态。应予说明，电动机1处于过热保护停止状态的情况为权利要求书的“第2情况”的一个例子。

具体而言，在驱动部3的附近设有用于检测驱动部3的温度的热敏电阻3a。通过热敏电阻3a检测的驱动部3的温度信息被发送给控制部4。详细而言，基于热敏电阻3a的电阻值(的变化)的驱动部3的温度信息被发送给控制部4。然后，当电动机1在(基于从热敏电阻3a发送来的温度信息而检测到的)驱动部3的温度为第1阈值温度以上的状态下停止时，控制部4将脉冲信号p的频率设定为4hz，并且，将脉冲信号p的占空比设定为80％。

此外，如图2(d)所示，当电动机1处于由负荷冻结而导致的停止状态时，控制部4将脉冲信号p的频率设定为4hz，并且，将脉冲信号p的占空比设定为20％。由负荷冻结而导致的停止状态是指，泵2由于温度过低而发生冻结，导致电动机1(泵2)停止的状态。应予说明，电动机1处于由负荷冻结而导致的停止状态的情况为权利要求书的“第3情况”的一个例子。

具体而言，当电动机1在(基于从热敏电阻3a发送的温度信息而检测到的)驱动部3的温度为第2阈值温度(例如，0度)以下的状态下停止时，控制部4将脉冲信号p的频率设定为4hz，并且，将脉冲信号p的占空比设定为20％。

此外，如图2(e)所示，当电动机1处于由泵锁止而导致的停止状态时，控制部4将脉冲信号p的频率设定为4hz，并且，将脉冲信号p的占空比设定为67％。由泵锁止而导致的停止状态是指，由于泵2的机械性故障导致电动机1(泵2)停止的状态。应予说明，电动机1处于由泵锁止而导致的停止状态的情况为权利要求书的“第4情况”的一个例子。

具体而言，当在被供给至控制部4的电压值在上述指定的范围内、且驱动部3的温度小于上述第1阈值温度而大于上述第2阈值温度的状态下电动机1停止时，控制部4将脉冲信号p的频率设定为4hz，并且，将脉冲信号p的占空比设定为67％。

应予说明，图2(a)～(e)的各状态中的占空比不限于上述值。只要电动机1处于正常停止的状态(参照图2(a))的占空比、和电动机1处于异常停止的状态(参照图2(b)～(e))的占空比互不相同，且电动机1异常停止时的各状态中的占空比互不相同，则也可为上述值以外的值。

在此，在本实施方式中，如图3所示，控制部4(参照图1)形成为，当电动机1(参考图1)处于驱动状态时，将脉冲信号p(参照图4)设定为4hz以外的频率。具体而言，控制部4形成为当电动机1处于驱动状态时，根据电动机1的转速，使脉冲信号p在不同于4hz的频率范围内可变。详细而言，当电动机1的转速为160rpm以下时，脉冲信号p的频率被设定为4hz。此外，当电动机1的转速大于160rpm时，随着电动机1的转速变大，脉冲信号p的频率呈线性函数形式增大。应予说明，在本实施方式中，使得当电动机1的转速为160rpm以下时电动机1为停止状态，当电动机1的转速大于160rpm时电动机1为驱动状态。下面展示当电动机1处于驱动状态时的、对脉冲信号p的频率以及占空比进行控制的一个例子。

在本实施方式中，如图4(a)所示，当电动机1(参考图1)正常驱动时，控制部4(参照图1)将脉冲信号p的占空比设定为50％。在这种情况下，脉冲信号p的频率被设定为与电动机1的转速对应的频率(参照图3)。

此外，如图4(b)所示，控制部4形成为当电动机1由于泵2(参照图1)的空转而处于异常驱动状态时，将脉冲信号p的占空比设定为70％。具体而言，当电动机1在其转速为指定的转速以上的状态下驱动(旋转)时，控制部4判断泵2正在空转，并将脉冲信号p的占空比设定为70％。应予说明，泵2的空转是指，泵2在其内部没有制冷剂(例如水泵中的水)的状态下被驱动的状态。在这种情况下，电动机1的转速有时会相对于设定值变得过大。

应予说明，图4(a)以及(b)的各状态中的占空比不限于上述值。只要电动机1处于正常驱动的状态(参照图4(a))的占空比、和电动机1处于异常驱动的状态(参照图4(b))的占空比互不相同，则也可为上述值以外的值。此外，图4(a)以及(b)为概略图，实际上，彼此的频率的比例存在与图示的状态不同的情况。

此外，在本实施方式中，如图5所示，控制部4(参照图1)形成为当电动机1(参照图1)由于断线而处于未通电状态时，将脉冲信号p设定为4hz以外的频率。具体而言，控制部4形成为当电动机1由于断线而处于未通电状态时，将脉冲信号p的频率设为0hz，并且，将脉冲信号p的占空比设为0。应予说明，当完全没有从电源20向控制部4供给电压、或已判断表示电动机1的旋转状态的信息没有被发送至控制部4时等，控制部4判别为发生了断线。

(本实施方式的效果)

在本实施方式中，能够得到如下效果。

在本实施方式中，如上所述，控制部4改变脉冲信号p的频率以及占空比这两者，而可对电动机1处于驱动状态或停止状态、以及停止状态中的电动机1的多个状态进行判别，从而形成电动泵100。在此，在形成为能够基于脉冲信号的电位(频率)相对电压的阈值(频率的阈值)的大小(两个值)而对电动机的状态进行判别的情况下，可判别的电动机的状态数有限。对此，通过形成为改变脉冲信号p的频率以及占空比这两者而可对电动机1为驱动状态或停止状态、以及停止状态中的电动机1的多个状态进行判别的结构，可对各个状态中的每一个设定占空比以及频率，因此，能够容易地将可判别的状态数至少增加到5个以上。其结果为，能够正确地对电动机1的状态进行判别。

此外，在本实施方式中，如上所述，控制部4在电动机1处于停止状态时，将脉冲信号p设定为4hz，并且，在电动机1处于驱动状态时，将脉冲信号p设定为4hz以外的频率，从而形成电动泵100。由此，能够基于脉冲信号p的频率，通过控制部4容易地对电动机1处于停止状态、或处于驱动状态进行判别。

此外，在本实施方式中，如上所述，控制部4在电动机1处于驱动状态时，根据电动机1的转速，使脉冲信号p在不同于4hz的频率范围内可变，从而形成电动泵100。由此，除了能够对电动机1处于停止状态、或处于驱动状态进行判别之外，也能够基于脉冲信号p的频率，通过控制部4对电动机1驱动时的转速进行判别。

此外，在本实施方式中，如上所述，控制部4改变脉冲信号p的频率以及占空比这两者，并且，将脉冲信号p的频率的信息和占空比的信息组合，经由一条通信线4a向ecu10输出，从而形成电动泵100。由此，能够通过一条通信线4a同时向ecu10输出脉冲信号p的频率的信息、和脉冲信号p的占空比的信息。其结果为，与将脉冲信号p的频率的信息、和脉冲信号p的占空比的信息通过彼此不同的通信线输出的情况相比，能够减少部件件数(通信线的条数)。

此外，在本实施方式中，如上所述，当电动机1由于断线处于未通电状态时，控制部4将脉冲信号p设定为4hz以外的频率，从而形成电动泵100。由此，除了能够对电动机1处于驱动状态或停止状态、以及停止状态中的多个状态进行判别之外，也能够基于电动机1的频率，通过控制部4对电动机1处于停止状态、或处于断线状态进行判别。

此外，在本实施方式中，如上所述，控制部4在电动机1正常停止时，将脉冲信号p的占空比设定为50％，并且，将电动机1处于电压保护停止状态的情况、电动机1处于过热保护停止状态的情况、电动机1处于由负荷冻结而导致的停止状态的情况、以及电动机1处于由泵锁止而导致的停止状态的情况下各自的占空比设定为不同于50％、且彼此不同的占空比，从而形成电动泵100。由此，能够基于脉冲信号p的占空比，通过控制部4对电动机1是正常停止、或是异常停止(电压保护停止、过热保护停止、由负荷冻结而导致的停止、以及由泵锁止而导致的停止)进行判别。此外，当电动机1异常停止时，由于使各种情况下的占空比相异，也能够通过控制部4对异常停止的原因进行判别。

此外，在本实施方式中，如上所述，控制部4在电动机1正常驱动时，将脉冲信号p的占空比设定为50％，并且，当电动机1在电动机1的转速为指定的转速以上的状态下驱动时，将脉冲信号p的占空比设定为70％，从而形成电动泵100。由此，能够基于脉冲信号p的占空比，通过控制部4对电动机1是正常驱动、或异常驱动(电动机1以指定的转速以上的转速进行旋转)进行判别。

此外，在本实施方式中，如上所述，控制部4在电动机1由于断线而处于未通电状态时，将脉冲信号p的频率设为0hz，并且，将脉冲信号p的占空比设为0，从而形成电动泵100。由此，在形成为使没有发生断线的情况的脉冲信号p的频率以及占空比为0以外的值的情况下，能够通过控制部4容易地判别是否发生断线。

[变形例]

应予说明，应认为今次公开的实施方式在所有方面均为例示，而不存在任何限制。本发明的范围由权利要求书而非上述实施方式的说明来表示，并进一步包含与权利要求书等同的含义及范围内的所有变形(变形例)。

此外，在本实施方式中，虽展示了将电动机停止时的脉冲信号的频率、和电动机驱动时的脉冲信号的频率设为不同的例子，但本发明不限于此。例如，除了将各种情况中的脉冲信号的频率设为不同之外，也可将各种情况中的脉冲信号的占空比设为不同。

此外，在本实施方式中，虽然展示了在断线时控制部将脉冲信号的频率设定为0hz，并且，将脉冲信号的占空比设定为0的例子，但本发明不限于此。例如，在断线时控制部也可将脉冲信号的频率设定为0hz以外的频率、且设定为指定的频率(4hz)以外的频率。此外，在这种情况下，也可将脉冲信号的占空比设为与电动机停止时以及驱动时各情况下的占空比不同，或也可设为与各情况下的占空比之中的任一个相等。

此外，在本实施方式中，虽然展示了控制部通过传感器接收表示电动机的旋转状态的信息的例子，但本发明不限于此。例如，控制部也可形成为不使用传感器，而检测表示电动机的旋转状态的信息。

此外，在本实施方式中，虽然展示了热敏电阻(3a)被配置于驱动部的附近并检测驱动部的温度的例子，但本发明不限于此。例如，也可形成为热敏电阻(3a)被配置于泵(电动机)的附近，并检测泵(电动机)的温度。

此外，在本实施方式中，虽展示了当电动机停止时，将脉冲信号的频率设为4hz的例子，但本发明不限于此。例如，也可将脉冲信号的频率设定为4hz以外的频率。

此外，在本实施方式中，虽展示了当电动机的转速大于160rpm时，使脉冲信号的频率根据电动机的转速而变化的例子，但本发明不限于此。例如，也可形成为当电动机的转速大于160rpm以外的转速(例如0rpm)时，使脉冲信号的频率根据电动机的转速而变化。

此外，在本实施方式中，虽然展示了对应于正常停止状态、电压保护停止状态、过热保护停止状态、由负荷冻结而导致的停止状态、以及由泵锁止而导致的停止状态的各状态而改变脉冲信号的占空比的例子，但本发明不限于此。例如，除了上述五种状态之外，也可对应于电动机由于其他的因素而停止的情况而改变脉冲信号的占空比。

此外，在本实施方式中，虽然展示了对应于正常驱动状态以及空转状态的各状态而改变脉冲信号的占空比的例子，但本发明不限于此。例如，除了上述两种状态之外，也可对应于电动机在其他的状态下驱动的情况而改变脉冲信号的占空比。

符号说明

1电动机

2泵

3驱动部

4控制部

4a通信线(信号线)

10ecu(外部装置)

100电动泵

p脉冲信号