KR100978508B1 - Driving apparaptus of dc motor having brush used for controlling automobil fuel pump and control method thereof - Google Patents

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Abstract

본 발명은 자동차의 연료 펌프용 브러쉬 타입의 직류 모터의 구동 장치 및 그 제어 방법에 관한 것으로, 상기 직류 모터의 전류 파형의 단위 시간당 리플 수를 감지하도록 전류 파형의 리플의 수에 대응하는 수의 펄스를 갖는 펄스 신호를 생성하는 펄스 변환기와; 상기 펄스 신호로부터 상기 직류 모터의 회전 속도를 검출하여 입력된 구동 속도와의 차이만큼 보상하는 제어 신호를 출력하는 중앙처리장치(cpu)를; 포함하여 구성되어, 브러쉬 타입의 직류 모터의 전류 파형에는 정류자의 수만큼 리플이 발생된다는 원리에 기초하여, 모터의 전류 파형의 단위 시간당 리플의 수를 감지하는 것에 의하여 자동차의 연료 펌프용 브러쉬 타입의 직류 모터의 회전 속도를 저렴하면서도 정확하게 감지하여, 미리 예정된 속도로 직류 모터가 회전 구동하도록 함으로써 의도된 양의 연료가 엔진으로 정확하게 공급될 수 있도록 하는 자동차의 연료 펌프용 브러쉬 타입의 직류 모터의 구동 장치 및 그 제어 방법을 제공한다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a driving apparatus of a brush type DC motor for an automobile fuel pump and a control method thereof, the number of pulses corresponding to the number of ripples of the current waveform to detect the number of ripples per unit time of the current waveform of the DC motor. A pulse converter for generating a pulse signal having a; A central processing unit (cpu) for detecting a rotational speed of the DC motor from the pulse signal and outputting a control signal compensating for the difference with the input driving speed; And a brush type for a fuel pump of an automobile by detecting the number of ripples per unit time of the current waveform of the motor based on the principle that ripples are generated in the current waveform of the brush-type DC motor. Driving device of brush-type DC motor for fuel pump of automobile which detects rotational speed of DC motor at low cost and precisely, and enables DC motor to rotate rotation at a predetermined speed so that the intended amount of fuel can be supplied to the engine accurately. And a control method thereof.

연료 펌프, 브러쉬, 직류 모터, 리플, 펄스 신호, 비교기 Fuel Pump, Brush, DC Motor, Ripple, Pulse Signal, Comparator

Description

자동차의 연료 펌프용 브러쉬 타입의 직류 모터의 구동 장치 및 그 제어 방법 {DRIVING APPARAPTUS OF DC MOTOR HAVING BRUSH USED FOR CONTROLLING AUTOMOBIL FUEL PUMP AND CONTROL METHOD THEREOF} Driving device of brush-type DC motor for fuel pump of automobile and control method thereof {DRIVING APPARAPTUS OF DC MOTOR HAVING BRUSH USED FOR CONTROLLING AUTOMOBIL FUEL PUMP AND CONTROL METHOD THEREOF}

본 발명은 자동차의 연료 펌프용 브러쉬 타입의 직류 모터의 구동 장치 및 그 제어 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 운전 속도나 직류 모터에 작용하는 부하에 무관하게 미리 정해진 주입량 만큼 연료가 신뢰성있게 주입되도록 연료 펌프의 모터의 회전 속도를 조절하는 연료 펌프의 직류 모터의 제어 장치 및 그 제어 방법에 관한 것이다. BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a driving apparatus of a brush type DC motor for a fuel pump of a motor vehicle and a control method thereof, and more particularly, to reliably inject fuel by a predetermined injection amount regardless of a driving speed or a load acting on a DC motor. The present invention relates to a control device for a direct-current motor of a fuel pump and a control method thereof for controlling the rotational speed of the motor of the fuel pump.

일반적으로 자동차는 엔진에 의해 추진력이 발생되며, 엔진에 연료를 미리 정해진 양만큼 주입하는 것에 의하여 엔진이 작동된다. Generally, a driving force is generated by an engine, and the engine is operated by injecting a predetermined amount of fuel into the engine.

여기서, 연료 펌프는 자동차의 운전자가 시동키로 시동 스위치를 켜는 것에 의하여 구동되기 시작하며, 연료를 흡입하여 엔진에 연료를 공급하는 구동원으로서 브러쉬 타입의 직류 모터가 널리 사용되고 있다. 이와 같은 구성된 연료 펌프는 일반적으로 모터의 회전 속도가 커질수록 많은 양의 연료를 엔진으로 공급하고 모터 의 회전 속도가 낮아질수록 적은 양의 연료를 엔진으로 공급한다. Here, the fuel pump starts to be driven by the driver of the vehicle turning on the start switch with a ignition key, and a brush type DC motor is widely used as a driving source for sucking fuel and supplying fuel to the engine. Such a configured fuel pump generally supplies a large amount of fuel to the engine as the rotation speed of the motor increases, and supplies a small amount of fuel to the engine as the rotation speed of the motor decreases.

이 때, 브러쉬 타입의 직류 모터는 인가되는 입력 전압에 비례하여 회전 속도가 빨라지도록 제어되지만, 운전 중인 상태에서는 직류 모터에 부하가 작용함에 따라, 실제로는 모터의 속도가 부하로 인하여 원하는 만큼의 속도로 작동하지 않게 되고, 따라서, 의도하고자 했던 양의 연료가 엔진에 공급되지 못하게 되는 문제점이 야기된다. 이는, 속도에 따라 미리 정해진 양의 연료가 엔진으로 원활하게 공급되지 못하는 것을 의미하므로, 이로 인하여 미리 정해진 엔진의 연비가 실질적으로는 구현되지 못하는 문제점이 야기되는 것이다. At this time, the brush-type DC motor is controlled to increase the rotational speed in proportion to the applied input voltage. However, as the load acts on the DC motor in the operating state, the speed of the motor is actually the desired speed due to the load. This results in a problem that the desired amount of fuel cannot be supplied to the engine. This means that a predetermined amount of fuel cannot be smoothly supplied to the engine according to the speed, thereby causing a problem in that fuel economy of the predetermined engine is not substantially realized.

한편, 이와 같은 문제점을 해소하기 위하여, 연료 펌프에 브러쉬가 없는 직류(BLDC) 모터에 별도의 홀 센서를 장착하여 모터의 회전 속도를 피드백 방식으로 제어하거나 엔진에 타코메타를 장착하여 연료 펌프용 모터를 피드백 제어하는 것을 통하여, 운전자가 의도하는 속도에 해당하는 연료가 연료 펌프를 통해 공급되도록 하는 기술이 제안된 바 있다. 그러나, 이와 같은 기술은 홀센서나 고가의 타코메타를 추가로 장착해야 하므로 제작에 오랜 시간이 소요되어 제작 비용이 증가할 뿐만 아니라, 이를 제어하는 드라이버가 상대적으로 고가이므로 제조 비용이 상승하여 경제성이 악화되는 문제점이 있었다. On the other hand, in order to solve such a problem, a separate Hall sensor is mounted on a brushless direct current (BLDC) motor to control the rotational speed of the motor in a feedback manner, or a tachometer is mounted on the engine to provide a fuel pump motor. Through feedback control, a technique for supplying fuel corresponding to a speed intended by the driver through a fuel pump has been proposed. However, such a technology requires additional installation of Hall sensors or expensive tachometers, which increases the manufacturing cost due to the long time required for manufacturing, and also increases the manufacturing cost due to the relatively high cost of controlling the driver. There was a problem.

본 발명은 상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 자동차의 연료 펌프 제어용 직류 모터의 제어 장치 및 그 제어 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 운전 속도나 모터에 작용하는 부하에 상관없이 미리 정해진 주입량 만큼의 연료를 신뢰성있게 엔진에 주입하도록 연료 펌프의 회전 속도를 정교하게 조절하는 직류 모터의 제어 장치 및 그 제어 방법을 제공하는 것을 그 목적으로 한다. The present invention relates to a control device of a DC motor for controlling a fuel pump of a vehicle and a control method thereof in order to solve the problems as described above, and more particularly, by a predetermined injection amount irrespective of a driving speed or a load applied to a motor. It is an object of the present invention to provide a control device and a control method of a direct-current motor for precisely adjusting the rotational speed of the fuel pump to reliably inject the fuel into the engine.

또한, 본 발명은 상기와 같은 목적을 상대적으로 저렴한 비교기를 장착하는 것에 의하여 간단히 구현함으로써 저렴하게 제조할 수 있도록 하는 것을 다른 목적으로 한다. In addition, another object of the present invention is to enable a low-cost manufacturing by simply implementing the above object by mounting a relatively inexpensive comparator.

본 발명은 상술한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여, 자동차의 연료 펌프용 브러쉬 타입의 직류 모터의 구동 장치로서, 상기 직류 모터의 전류 파형의 단위 시간당 리플 수를 감지하도록, 리플의 수에 대응하는 펄스를 갖는 펄스 신호를 생성하는 펄스 변환기와; 상기 펄스 신호로부터 상기 직류 모터의 회전 속도를 검출하여 입력된 구동 속도와의 차이만큼 보상한 제어 신호를 출력하는 중앙처리장치(cpu)를; 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 자동차의 연료 펌프용 브러쉬 타입의 직류 모터의 구동 장치를 제공한다.The present invention is a drive device of a brush-type DC motor for a fuel pump of an automobile, in order to achieve the object as described above, the pulse corresponding to the number of ripples to detect the number of ripples per unit time of the current waveform of the DC motor A pulse converter for generating a pulse signal having a; A central processing unit (cpu) for detecting a rotational speed of the DC motor from the pulse signal and outputting a control signal compensated by a difference from the input driving speed; It provides a drive device for a brush type DC motor for a fuel pump of a vehicle, characterized in that it comprises a.

이는, 브러쉬 타입의 직류 모터의 전류 파형은 정류자의 수만큼 리플을 가지고 있다는 원리에 기초하여, 모터의 전류 파형의 단위 시간당 리플의 수를 감지하는 것에 의하여 자동차의 연료 펌프용 직류 모터의 회전 속도를 저렴하면서도 정확하게 감지할 수 있기 때문이다. 이를 통해, 브러쉬 타입의 직류 모터의 전류 파형 으로부터 자동차의 연료 펌프용 브러쉬 타입의 직류 모터의 회전속도를 정확하게 감지하여, 구동하고자 했던 회전 속도로 정확하게 직류 모터를 구동하도록 중앙처리장치에 의하여 보상된 제어 신호를 입력 전압으로 변환하여 직류 모터에 인가하는 것에 의하여 미리 정해진 의도된 양의 연료를 정확하게 엔진에 주입되도록 하는 유리한 효과를 얻을 수 있다. This is based on the principle that the current waveform of the brush-type DC motor has ripples as many as the number of commutators, thereby detecting the rotational speed of the DC motor for a fuel pump of the vehicle by detecting the number of ripples per unit time of the current waveform of the motor. It is inexpensive and can be detected accurately. Through this, the rotation speed of the brush-type DC motor for the fuel pump of the automobile is accurately detected from the current waveform of the brush-type DC motor, and the control compensated by the central processing unit to accurately drive the DC motor at the rotation speed desired to be driven. By converting the signal into an input voltage and applying it to a direct current motor, an advantageous effect of accurately injecting a predetermined intended amount of fuel into the engine can be obtained.

여기서, '입력된 구동 속도'란 운전자가 운전 중 또는 정지 중에 자동차의 엑셀레이터를 밟는 것 등에 의하여 미리 정해진 양의 연료를 엔진에 주입하기 위한 연료 펌프용 모터의 회전 속도를 말한다. Here, the 'input driving speed' refers to the rotational speed of the motor for a fuel pump for injecting a predetermined amount of fuel into the engine by the driver stepping on the accelerator of the vehicle while driving or stopping.

이 때, 상기 펄스 변환기는 상기 직류 모터로부터 검출된 전류 신호에 대하여 미리 정해진 시간동안의 평균 전류와 상기 직류 모터의 순시 전류를 비교하는 비교기를 포함하여, 상기 비교기에 의하여 전류 파형의 순시 전류가 평균 전류보다 커지거나 작아지는 횟수에 대응하는 수의 펄스를 갖는 펄스 신호를 생성하게 된다. 여기서, 생성되는 펄스 신호는 전류 파형의 순시 전류가 평균 전류보다 커지거나 작아지는 횟수와 동일한 수의 펄스를 갖도록 생성될 수도 있지만, 이에 한정되는 것이 아니라 전류 파형의 순시 전류가 평균 전류보다 커지거나 작아지는 횟수에 비례하거나 반비례하는 수의 펄스를 갖도록 생성되어, 생성된 펄스 신호로부터 직류 모터의 전류 파형에 존재하는 단위 시간당 리플의 수를 파악할 수 있으면 충분하다. At this time, the pulse converter includes a comparator for comparing the instantaneous current of the DC current and the average current for a predetermined time with respect to the current signal detected from the DC motor, the instantaneous current of the current waveform is averaged by the comparator A pulse signal having a number of pulses corresponding to the number of times greater or smaller than the current is generated. Here, the generated pulse signal may be generated to have the same number of pulses as the number of times the instantaneous current of the current waveform is larger or smaller than the average current, but is not limited thereto. The instantaneous current of the current waveform is greater or smaller than the average current. It is sufficient to be able to determine the number of ripples per unit time present in the current waveform of the DC motor from the generated pulse signal so that it is generated to have a number of pulses proportional to or inversely proportional to the number of losing.

즉, 직류 모터의 전류 파형의 리플의 수만큼 전류 파형의 평균치보다 높거나 낮은 신호가 발생되는 것이므로, 전류 파형의 평균치보다 높거나 낮은 신호의 수만 큼 리플의 수가 발생된 것으로 중앙처리장치에서 감지할 수 있게 된다. 이를 통해, 직류 모터의 전류 파형의 단위 시간당 리플의 수를 중앙처리장치에서 셀 수 있게 되어, 별도의 구성 요소를 부가하지 않고서도 저렴한 구성만으로 직류 모터의 회전 속도를 실시간으로 계측하는 것이 가능해진다. That is, since the signal is generated higher or lower than the average value of the current waveform by the number of ripples of the current waveform of the DC motor, the number of ripples is generated as much as the number of signals higher or lower than the average value of the current waveform. It becomes possible. Through this, the number of ripples per unit time of the current waveform of the DC motor can be counted in the central processing unit, and it is possible to measure the rotational speed of the DC motor in real time with only a low-cost configuration without adding a separate component.

그리고, 상기 중앙처리장치는, 상기 펄스 신호로부터 상기 직류 모터의 회전 속도를 검출하는 속도 검출기와; 상기 속도 검출기에서 감지된 상기 직류 모터의 회전 속도와 입력된 구동 속도와의 차이만큼 펄스 신호의 펄스폭을 변조하는 펄스폭 변조 변환기를; 포함하여 구성된다. 이를 통해, 직류 모터에 작용하는 부하에 의하여 그 속도가 의도된 만큼의 구동 속도로 구현되지 않아, 의도한 만큼의 연료가 엔진에 공급되지 못하게 되는 것을 피드백 방식으로 보상함으로써 엔진이 요구하는 연료의 양을 정확하게 공급하도록 연료 펌프용 직류 모터를 저렴하면서도 정교하게 제어하는 것이 가능해진다. The central processing unit includes a speed detector for detecting a rotational speed of the DC motor from the pulse signal; A pulse width modulation converter for modulating a pulse width of a pulse signal by a difference between a rotational speed of the DC motor sensed by the speed detector and an input driving speed; . In this way, the amount of fuel required by the engine by compensating in a feedback manner that the speed acting on the DC motor does not realize the speed as the intended driving speed, and thus, the fuel as intended is not supplied to the engine. It is possible to control the DC motor for fuel pump precisely and inexpensively so as to accurately supply the fuel cell.

이 때, 상기 속도 제어기의 제어 신호에 기초하여 펄스 신호의 펄스폭이 변조되고, 의도된 속도로 모터가 회전하도록 변조된 펄스 신호에 따라 직류 모터를 구동하는 입력 전압으로 전력 변환부에서 변환된다. At this time, the pulse width of the pulse signal is modulated based on the control signal of the speed controller, and is converted in the power converter into an input voltage for driving the DC motor according to the pulse signal modulated to rotate the motor at the intended speed.

발명의 다른 분야에 따르면, 본 발명은, 자동차의 연료 펌프용 브러쉬 타입의 직류 모터의 제어 방법으로서, 상기 직류 모터의 전류 파형의 단위 시간당 리플 수를 검출하여 상기 직류 모터의 회전 속도를 검출하는 회전속도검출단계와; 상기 회전속도검출단계에서 검출된 상기 직류 모터의 회전 속도와 상기 직류 모터의 의도된 구동 속도와의 차이만큼 보상한 입력 전압을 상기 직류 모터에 인가하는 회전 속도보상단계를; 포함하는 것을 특징으로 하는 자동차의 연료 펌프용 브러쉬 타입의 직류 모터의 제어 방법을 제공한다.According to another field of the invention, the present invention is a control method of a brush type DC motor for a fuel pump of an automobile, the rotation for detecting the rotational speed of the DC motor by detecting the number of ripples per unit time of the current waveform of the DC motor A speed detection step; A rotation speed compensation step of applying an input voltage compensated to the DC motor by a difference between the rotation speed of the DC motor detected in the rotation speed detection step and the intended driving speed of the DC motor; It provides a control method of a brush-type DC motor for a fuel pump of a vehicle, characterized in that it comprises.

여기서, 상기 회전속도검출단계는, 상기 직류 모터의 전류 파형에 대하여 미리 정해진 시간 동안의 평균 전류를 산출하는 단계와; 상기 평균 전류와 상기 직류 모터의 순시 전류를 비교하여 상기 평균 전류보다 상기 순시 전류가 큰 수에 대응하는 수의 펄스가 생성되는 펄스 신호를 생성하는 단계와; 상기 펄스 신호의 단위 시간당 펄스의 수를 세어 상기 직류 모터의 회전 속도를 검출하는 단계를 포함하여 구성될 수 있다. Here, the rotating speed detecting step may include calculating an average current for a predetermined time with respect to the current waveform of the DC motor; Comparing the average current with the instantaneous current of the DC motor to generate a pulse signal in which a number of pulses corresponding to the number of instantaneous currents greater than the average current are generated; And counting the number of pulses per unit time of the pulse signal to detect the rotational speed of the DC motor.

그리고 상기 회전속도보상단계는 상기 회전속도검출단계에서 검출된 상기 직류 모터의 회전 속도와 상기 직류 모터의 의도된 구동 속도와의 차이만큼 보상하도록 상기 펄스 신호의 펄스폭을 조절하는 단계를 포함하여, 변조된 펄스폭에 의하여 보상된 입력 전압이 직류 모터에 인가되어 의도된 속도로 회전하도록 한다.And the rotation speed compensation step includes adjusting a pulse width of the pulse signal to compensate for the difference between the rotation speed of the DC motor detected in the rotation speed detection step and the intended driving speed of the DC motor. An input voltage compensated by the modulated pulse width is applied to the DC motor to rotate at the intended speed.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명은, 상기 직류 모터의 전류 파형의 단위 시간당 리플 수를 감지하도록 전류 파형의 리플의 수에 대응하는 펄스를 갖는 펄스 신호를 생성하는 펄스 변환기와; 상기 펄스 신호로부터 상기 직류 모터의 회전 속도를 검출하여 입력된 구동 속도와의 차이만큼 보상하는 제어 신호를 출력하는 중앙처리장치(cpu)를; 포함하여 구성되어, 브러쉬 타입의 직류 모터의 전류 파형에는 정류자의 수만큼 리플이 발생된다는 원리에 기초하여, 모터의 전류 파형의 단위 시 간당 리플의 수를 감지하는 것에 의하여 자동차의 연료 펌프용 브러쉬 타입의 직류 모터의 회전 속도를 저렴하면서도 정확하게 감지하여, 미리 예정된 속도로 직류 모터가 회전 구동하도록 함으로써 의도된 양의 연료가 엔진으로 정확하게 공급될 수 있도록 하는 자동차의 연료 펌프용 브러쉬 타입의 직류 모터의 구동 장치 및 그 제어 방법을 제공한다.As described above, the present invention includes a pulse converter for generating a pulse signal having a pulse corresponding to the number of ripples of the current waveform to detect the number of ripples per unit time of the current waveform of the DC motor; A central processing unit (cpu) for detecting a rotational speed of the DC motor from the pulse signal and outputting a control signal compensating for the difference with the input driving speed; And a brush type for a fuel pump of an automobile by detecting the number of ripples per unit time of the current waveform of the motor, based on the principle that ripples are generated in the current waveform of the brush-type DC motor. Driving of a brush-type DC motor for a fuel pump of an automobile, which detects the rotational speed of the DC motor of the motor inexpensively and accurately so that the DC motor rotates at a predetermined speed so that the intended amount of fuel can be supplied accurately to the engine. An apparatus and a control method thereof are provided.

이를 통해, 본 발명은 의도했던 것보다 과도하거나 부족한 양의 연료가 엔진에 공급되는 것을 방지함으로써, 엔진이 필요로 하는 최적의 양의 연료를 정확하게 엔진에 공급하여 최적의 연비를 갖는 엔진을 구현할 수 있도록 한다. Through this, the present invention prevents excessive or insufficient amount of fuel from being supplied to the engine, thereby accurately supplying the engine with the optimum amount of fuel required by the engine, thereby realizing an engine having an optimal fuel economy. Make sure

또한, 본 발명은, 직류 모터의 전류 파형으로부터 회전 속도를 감지하기 위하여 저가의 OP-Amp로 형성되는 비교기를 추가하기만 하면 되므로, 종래의 비엘디씨 모터에 장착되는 홀IC소자나 엔진 등에 장착되는 타코메터에 비하여 훨씬 저렴하게 연료 펌프의 직류 모터의 회전 속도를 감지하여 입력된 구동 속도로 신뢰성 있게 제어할 수 있도록 하는 유리한 효과를 갖는다.In addition, the present invention only needs to add a comparator formed of a low-cost OP-Amp in order to detect the rotational speed from the current waveform of the DC motor, so that it is mounted on a Hall IC element or an engine mounted on a conventional BCD motor. Compared to the tachometer, it has an advantageous effect of detecting the rotational speed of the DC motor of the fuel pump and controlling the input drive speed reliably.

이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 관하여 상세히 설명한다. Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

다만, 본 발명을 설명함에 있어서, 공지된 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명은 본 발명의 요지를 명료하게 하기 위하여 생략하기로 한다. In the following description, well-known functions or constructions are not described in detail to avoid obscuring the subject matter of the present invention.

도1은 본 발명의 일 실시예에 따른 자동차의 연료 펌프용 브러쉬 타입의 직류 모터의 구동 장치의 구성을 도시한 블럭도, 도2는 도1의 직류 모터의 전류 파형 을 도시한 도면, 도3은 도1의 비교기 및 펄스변환기의 회로도를 도시한 도면, 도4는 도1의 제어 방법을 도시한 순서도이다.1 is a block diagram showing the configuration of a drive device of a brush-type DC motor for a fuel pump of a vehicle according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a diagram showing the current waveform of the DC motor of FIG. Is a circuit diagram of the comparator and pulse converter of FIG. 1, and FIG. 4 is a flowchart showing the control method of FIG.

도면에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 자동차의 연료 펌프용 브러쉬 타입의 직류 모터의 구동 장치(100)는 연료 펌프용 직류 모터(10)에 전원을 공급하는 전원 공급부(110)와, 직류 모터(10)의 전류 파형을 추출하는 전류 검출부(120)와, 추출된 전류 파형의 순시 전류(10a)와 평균 전류(10b)를 비교하는 비교기(131)를 구비하여 순시 전류(10a)가 평균 전류(10b)보다 커지는 경우에 하나씩의 펄스가 만들어지도록 펄스 신호(130a)를 생성하는 펄스 변환기(130)와, 생성된 펄스 신호(130a)로부터 단위 시간당 펄스의 수를 세어 직류 모터(10)의 속도를 검출하여 의도된 속도로 보상하는 제어 신호를 생성하는 중앙처리장치(140)와, 펄스 신호의 펄스 폭이 변조되는 것에 의하여 중앙처리장치(140)에서 보상된 제어 신호를 직류 모터(10)에 입력 가능한 입력 전압으로 변환시켜 직류 모터(10)에 인가하는 전력 변환부(150)로 구성된다. As shown in the figure, the driving device 100 of the brush-type DC motor for a fuel pump of a vehicle according to an embodiment of the present invention 100 is a power supply unit 110 for supplying power to the fuel pump DC motor 10. And a current detector 120 for extracting the current waveform of the DC motor 10 and a comparator 131 for comparing the instantaneous current 10a and the average current 10b of the extracted current waveform with an instantaneous current 10a. ) Is a pulse converter 130 for generating a pulse signal (130a) so that one pulse is made when the average current (10b) is greater than, and the number of pulses per unit time from the generated pulse signal (130a) to count the DC motor ( 10 a DC motor which detects the speed of 10) and generates a control signal for compensating at the intended speed, and the control signal compensated by the central processing unit 140 by modulating the pulse width of the pulse signal. Input voltage input to (10) Conversion to consist of power conversion section 150 to be applied to the direct current motor (10).

상기 전원 공급부(110)는 인가되는 외부 전원으로부터 노이즈를 제거하는 노이즈 필터(111)와, 전원이 역방향으로 흐르는 것을 방지하기 위한 역전압 차단회로(112)와, 직류 모터(10)에 직류 전류를 공급하기 위하여 외부 전원을 평활화시키는 평활부(113)와, 중앙처리장치(140)에 과전류가 흐르는 것을 방지하기 위하여 설치된 레귤레이터(114)로 구성된다.The power supply unit 110 includes a noise filter 111 for removing noise from an external power source to be applied, a reverse voltage blocking circuit 112 for preventing power from flowing in the reverse direction, and a DC current to the DC motor 10. It is composed of a smoothing unit 113 for smoothing the external power to supply, and a regulator 114 provided to prevent the overcurrent flows to the central processing unit 140.

상기 전류 검출부(120)는 연료 펌프용 직류 모터(10)로부터 전류 파형을 추출한다. The current detector 120 extracts a current waveform from the DC motor 10 for fuel pump.

상기 펄스 변환기(130)는 전류 검출부(120)에 의하여 직류 모터(10)로부터 추출된 전류 파형에 존재하는 리플의 수에 따라 하나씩의 펄스가 만들어지는 펄스 신호(130a)를 생성한다. The pulse converter 130 generates a pulse signal 130a in which one pulse is generated according to the number of ripples present in the current waveform extracted from the DC motor 10 by the current detector 120.

이를 위하여, 도2에 도시된 직류 모터(10)로부터의 전류 파형의 순시 전류(10a)가 미리 정해진 시간 동안의 평균 전류(10b)보다 큰 지 여부를 비교기(131)로 비교하여, 직류 모터(10)의 전류 파형을 중앙처리장치(CPU, 140)가 인지할 수 있도록, 도3에 도시된 회로로 구성된 펄스 변환기(130)에 의하여 평균 전류(10b)보다 순시 전류가 클 때마다 하나씩의 펄스가 만들어지는 펄스 신호(130a)를 생성한다. To this end, the comparator 131 compares whether the instantaneous current 10a of the current waveform from the DC motor 10 shown in FIG. 2 is greater than the average current 10b for a predetermined time, and compares the DC motor ( One pulse for each instantaneous current greater than the average current 10b by the pulse converter 130 composed of the circuit shown in FIG. 3, so that the CPU 140 can recognize the current waveform of 10). Generates a pulse signal 130a that is generated.

여기서, 비교기(131)는 도3에 도시된 바와 같이 저렴한 OP-Amp로 구성되고, OP-Amp의 일측 터미널에 각각 순시 전류(10a)와 미리 정해진 시간 동안의 평균 전류(10b)를 입력받아, 순시 전류(10b)가 평균 전류(10b)보다 크게 되는지 여부를 비교한다.Here, the comparator 131 is configured as an inexpensive OP-Amp as shown in FIG. 3, and receives instantaneous current 10a and average current 10b for a predetermined time, respectively, at one terminal of the OP-Amp. It is compared whether the instantaneous current 10b becomes larger than the average current 10b.

상기 중앙처리장치(140)는 펄스 변환기(130)에서 생성된 펄스 신호(130a)로부터 단위 시간당 펄스의 수를 세어 직류 모터(10)의 속도를 검출하는 속도 검출기(141)와, 운전자에 의하여 지령된 입력 구동 속도와 속도 검출기(141)에서 검출된 현재의 회전 속도와의 차이로부터 보상 정도를 결정하는 속도 제어기(142)와, 속도 제어기(142)에 의해 결정된 보상 정도에 부합되도록 펄스 신호의 펄스폭을 변조한 제어 신호를 생성하는 펄스폭 변조 변환기(Pulse Width Modulation, 143; PWM)를 구비한다. 따라서, 중앙처리장치(140)는 펄스 변환기(130)를 통해 입력되는 펄스 신호(130a)를 이용하여 직류 모터(10)의 현재 속도를 검출하고, 입력된 구동 속도와의 차이를 보상하기 위하여 펄스 신호(130a)의 펄스폭을 변조한 제어 신호를 생성하여 전력 변환부(150)에 전송한다.The central processing unit 140 is a speed detector 141 for detecting the speed of the DC motor 10 by counting the number of pulses per unit time from the pulse signal 130a generated by the pulse converter 130, and commanded by the driver. The speed controller 142 for determining a compensation degree from the difference between the input drive speed and the current rotational speed detected by the speed detector 141, and the pulse of the pulse signal to match the compensation degree determined by the speed controller 142. Pulse Width Modulation (PWM) 143 for generating a width modulated control signal. Therefore, the central processing unit 140 detects the current speed of the DC motor 10 by using the pulse signal 130a input through the pulse converter 130, and compensates for a difference from the input driving speed. The control signal generated by modulating the pulse width of the signal 130a is generated and transmitted to the power converter 150.

상기 전력 변환부(150)는 전력 스위칭 소자와 게이트 드라이버로 이루어지며, 펄스폭 변조 변환기(143)로부터의 변조된 펄스 신호를 입력 전압으로 변환하여 직류 모터(10)에 인가한다. The power conversion unit 150 includes a power switching element and a gate driver, and converts the modulated pulse signal from the pulse width modulation converter 143 into an input voltage and applies it to the DC motor 10.

이하, 본 발명의 일 실시예에 따른 자동차의 연료펌프용 직류 모터의 제어 방법을 상술한다.Hereinafter, a control method of a DC motor for a fuel pump of a vehicle according to an embodiment of the present invention will be described in detail.

단계 1: 자동차의 연료 펌프용 브러쉬를 구비한 직류 모터(10)의 전류 파형으로부터 직류 모터(10)의 속도를 감지하기 위하여, 직류 모터(10)의 전류 파형을 전류 검출부(120)에 의하여 추출하여 도2의 전류 파형의 순시 전류(10a)와 평균 전류(10b)를 OP-amp로 이루어진 도3의 비교기(131)로 비교한다(S110). Step 1 : The current waveform of the DC motor 10 is extracted by the current detector 120 to detect the speed of the DC motor 10 from the current waveform of the DC motor 10 having the brush for fuel pump of the vehicle. By comparing the instantaneous current (10a) and the average current (10b) of the current waveform of Figure 2 with the comparator 131 of Figure 3 consisting of OP-amp (S110).

단계 2: 직류 모터(10)로부터의 전류 파형의 순시 전류(10a)가 미리 정해진 시간 동안의 평균 전류(10b)보다 커질 때마다 펄스 변환기(130)로 펄스 신호(130a)를 생성한다. 이를 통해, 직류 모터(10)의 전류 파형은 중앙처리장치(CPU,140)가 인지할 수 있는 펄스 신호(130a)로 변환된다(S120). Step 2 : A pulse signal 130a is generated by the pulse converter 130 whenever the instantaneous current 10a of the current waveform from the DC motor 10 becomes larger than the average current 10b for a predetermined time. Through this, the current waveform of the DC motor 10 is converted into a pulse signal 130a that can be recognized by the CPU 140 (S120).

보다 구체적으로는, 브러쉬를 갖는 직류 모터(10)의 전류 파형은 도2에 도시된 바와 같이 정류자의 수만큼 리플이 생성되므로, 전류 파형의 리플의 수로부터 연료 펌프용 직류 모터(10)의 회전속도를 감지하기 위하여 펄스 신호(130a)로 변화 시키는 것이다. 따라서, 펄스 변환기(130)에서 생성된 펄스 신호(130a)의 펄스의 수는 전류 파형의 리플의 수와 동일하게 된다. More specifically, since the ripple is generated by the number of commutators in the current waveform of the DC motor 10 having a brush as shown in FIG. 2, the rotation of the fuel pump DC motor 10 is based on the number of ripples in the current waveform. The pulse signal 130a is changed to detect the speed. Therefore, the number of pulses of the pulse signal 130a generated by the pulse converter 130 is equal to the number of ripples of the current waveform.

단계 3: 그리고 나서, 중앙처리장치(140)는 펄스 신호(130a)로부터 단위 시간당 펄스의 수를 세고, 연료 펌프용 직류 모터의 정류자의 수를 고려하여 역산(逆算)하는 것에 의하여 작동중인 연료 펌프용 직류 모터(10)의 회전 속도를 검출할 수 있게 된다(S130). Step 3 : Then, the central processing unit 140 counts the number of pulses per unit time from the pulse signal 130a, and inverts the fuel pump in operation in consideration of the number of commutators of the direct current motor for the fuel pump. It is possible to detect the rotational speed of the DC motor 10 (S130).

단계 4: 그리고, 운전자에 의하여 의도되는 속도와 직류 모터(10)의 회전 속도와 차이가 있는지를 속도 제어기(142)가 감지하여 의도되는 속도로 직류 모터(10)가 회전하도록 보상된 펄스폭이 되도록 펄스폭 변조(PWM)를 행하여 직류 모터(10)에 인가되는 제어 신호를 생성한다(S140). Step 4 : Then, the speed controller 142 detects whether there is a difference between the speed intended by the driver and the rotational speed of the DC motor 10, and the pulse width compensated to rotate the DC motor 10 at the intended speed is determined. The pulse width modulation PWM is performed to generate a control signal applied to the DC motor 10 (S140).

단계 5: 보상된 펄스 폭으로 변조된 제어 신호는 전력 변환부(150)에 의하여 직류 모터(10)에 인가할 수 있는 입력 전압으로 변환되어 직류 모터(10)에 인가됨으로써, 사용자가 의도했던 연료의 양이 엔진으로 주입되도록 하는 속도로 직류 모터(10)가 회전하도록 제어된다. Step 5 : The control signal modulated with the compensated pulse width is converted into an input voltage that can be applied to the DC motor 10 by the power converter 150 and is applied to the DC motor 10, whereby the user intended fuel The DC motor 10 is controlled to rotate at a speed that allows the amount of to be injected into the engine.

이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시적으로 설명하였으나, 본 발명의 범위는 이와 같은 특정 실시예에만 한정되는 것은 아니며, 특허청구 범위에 기재된 범주 내에서 적절하게 변경 가능한 것이다.In the above, the preferred embodiments of the present invention have been described by way of example, but the scope of the present invention is not limited to these specific embodiments, and may be appropriately changed within the scope described in the claims.

도1은 본 발명의 일 실시예에 따른 자동차의 연료 펌프용 브러쉬 타입의 직류 모터의 구동 장치의 구성을 도시한 블럭도BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS Fig. 1 is a block diagram showing the configuration of a drive device of a brush-type DC motor for a fuel pump of an automobile according to an embodiment of the present invention.

도2는 도1의 직류 모터의 전류 파형을 도시한 도면2 is a diagram showing a current waveform of the DC motor of FIG.

도3은 도1의 펄스변환기의 회로도를 도시한 도면3 is a circuit diagram of the pulse converter of FIG.

도4는 도1의 제어 방법을 도시한 순서도4 is a flow chart showing the control method of FIG.

** 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ** ** Description of symbols for the main parts of the drawing **

10: 연료 펌프용 직류 모터 10a: 순시 전류10: DC motor for fuel pump 10a: instantaneous current

10b: 평균 전류 110: 전원 공급부10b: average current 110: power supply

120: 전류 검출부 130: 펄스 변환부120: current detector 130: pulse converter

131: 비교기 130a: 펄스 신호131: comparator 130a: pulse signal

140: 중앙처리장치 141: 속도검출기 140: central processing unit 141: speed detector

142: 속도제어기 143: 펄스폭 변조 변환기142: speed controller 143: pulse width modulation converter

150: 전력 변환부150: power conversion unit

Claims (6)

자동차의 연료 펌프용 브러쉬 타입의 직류 모터의 구동 장치로서, As a drive device of a brush-type DC motor for a fuel pump of an automobile, 상기 직류 모터로부터 검출된 전류 신호에 대하여 미리 정해진 시간 동안의 평균 전류와 상기 직류 모터의 순시 전류를 비교하는 비교기와;A comparator for comparing the instantaneous current of the DC motor with the average current for a predetermined time with respect to the current signal detected from the DC motor; 상기 비교기에 의하여 전류 파형의 순시 전류가 평균 전류보다 커지거나 작아지는 횟수에 대응하는 펄스 신호를 생성하는 펄스 변환기와;A pulse converter for generating a pulse signal corresponding to the number of times the instantaneous current of the current waveform becomes larger or smaller than the average current by the comparator; 상기 펄스 신호로부터 상기 직류 모터의 전류 파형의 단위 시간당 리플 수를 감지하여, 감지된 단위 시간당 리플의 수로부터 상기 직류 모터의 회전 속도를 검출하여 입력된 구동 속도와의 차이만큼 보상한 제어 신호를 출력하는 중앙처리장치(cpu)를;Detects the number of ripples per unit time of the current waveform of the DC motor from the pulse signal, detects the rotational speed of the DC motor from the detected number of ripples per unit time, and outputs a control signal compensated by a difference from the input driving speed. A central processing unit (cpu); 포함하여 구성되어, 상기 중앙처리장치로부터 출력된 상기 제어신호에 기초하여 상기 직류 모터를 제어하는 것을 특징으로 하는 자동차의 연료 펌프용 브러쉬 타입의 직류 모터의 구동 장치.And a DC motor configured to control the DC motor based on the control signal output from the central processing unit. 제 1항에 있어서, 상기 중앙처리장치는, The method of claim 1, wherein the central processing unit, 상기 펄스 신호로부터 상기 직류 모터의 회전 속도를 검출하는 속도 검출기와;A speed detector for detecting a rotational speed of the DC motor from the pulse signal; 상기 속도 검출기에서 감지된 상기 직류 모터의 회전 속도와 입력된 구동 속도와의 차이만큼 펄스 신호의 펄스폭을 변조하는 펄스폭 변조 변환기를;A pulse width modulation converter for modulating a pulse width of a pulse signal by a difference between a rotational speed of the DC motor sensed by the speed detector and an input driving speed; 포함하는 것을 특징으로 하는 자동차의 연료 펌프용 브러쉬 타입의 직류 모터의 구동 장치.A drive device for a brush-type DC motor for a fuel pump of an automobile, comprising: a. 자동차의 연료 펌프용 브러쉬 타입의 직류 모터의 제어 방법으로서,As a control method of a brush-type DC motor for a fuel pump of an automobile, 상기 직류 모터의 전류 파형에 대하여 미리 정해진 시간 동안의 평균 전류를 산출하는 단계와, 상기 평균 전류와 상기 직류 모터의 순시 전류를 비교하여 상기 평균 전류보다 상기 순시 전류가 큰 횟수에 대응하는 수의 펄스가 생성되는 펄스 신호를 생성하는 단계와, 상기 펄스 신호의 단위 시간당 펄스의 수를 세어 상기 직류 모터의 회전 속도를 검출하는 단계를 포함하여, 상기 직류 모터의 전류 파형의 단위 시간당 리플 수를 검출하여 상기 직류 모터의 회전 속도를 검출하는 회전속도검출단계와;Calculating an average current for a predetermined time with respect to the current waveform of the direct current motor; comparing the average current with the instantaneous current of the direct current motor; a number of pulses corresponding to the number of times the instantaneous current is greater than the average current. Generating a pulse signal generated by the step of detecting the rotational speed of the DC motor by counting the number of pulses per unit time of the pulse signal, and detecting the number of ripples per unit time of the current waveform of the DC motor. A rotation speed detection step of detecting a rotation speed of the DC motor; 상기 회전속도검출단계에서 검출된 상기 직류 모터의 회전 속도와 상기 직류 모터의 의도된 구동 속도와의 차이만큼 보상한 입력 전압을 상기 직류 모터에 인가하는 회전속도보상단계를;A rotation speed compensation step of applying an input voltage compensated to the DC motor by a difference between the rotation speed of the DC motor detected in the rotation speed detection step and the intended driving speed of the DC motor; 포함하는 것을 특징으로 하는 자동차의 연료 펌프용 브러쉬 타입의 직류 모터의 제어 방법.A control method of a brush-type DC motor for a fuel pump of an automobile, comprising: a. 제 3항에 있어서, 상기 회전속도보상단계는, According to claim 3, The rotation speed compensation step, 상기 회전속도검출단계에서 검출된 상기 직류 모터의 회전 속도와 상기 직류 모터의 의도된 구동 속도와의 차이만큼 보상하도록 상기 펄스 신호의 펄스폭을 조절하는 단계를; Adjusting the pulse width of the pulse signal to compensate for the difference between the rotational speed of the DC motor detected in the rotational speed detection step and the intended driving speed of the DC motor; 포함하는 것을 특징으로 하는 자동차의 연료 펌프용 브러쉬 타입의 직류 모터의 제어 방법.A control method of a brush-type DC motor for a fuel pump of an automobile, comprising: a. 삭제delete 삭제delete
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