JP2007028757A - Motor controller - Google Patents

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Shuji Yamamoto
修司 山本
Tetsuji Inoue
鉄治 井上
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Aisan Industry Co Ltd
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a motor controller whose configuration can be simplified with the production of high-frequency noise suppressed. <P>SOLUTION: In a fuel supply device 1, ECU 50 is provided with: a PWM signal generation unit 51 that generates a high-frequency PWM signal for driving the motor M of a fuel pump; and a CR circuit 52 for averaging a high-frequency PWM signal of a frequency out of the audible range, generated at the PWM signal generation unit 51. A fuel pump controller 60 is provided with: a waveform shaping circuit 61 for making a high-frequency PWM signal, made gentle, steep again; and a power MOSFETQ1 for controlling driving of the motor M based on the high-frequency PWM signal made steep. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、矩形波の駆動信号によりモータの駆動を制御するモータ制御装置に関する。より詳細には、構成の簡素化を図ることができるモータ制御装置に関するものである。   The present invention relates to a motor control device that controls driving of a motor by a rectangular wave driving signal. More specifically, the present invention relates to a motor control device capable of simplifying the configuration.

従来から、例えば、モータ制御装置として、内燃機関に燃料を供給する燃料ポンプ(モータ)の制御を行う燃料ポンプ制御装置がある。このような燃料ポンプ制御装置では、燃料ポンプ制御装置に伝送される駆動信号の周波数を変換(低周波から高周波へ)して燃料ポンプ(モータ)の駆動を制御している(特許文献1)。すなわち、このような制御システムでは、図8に示すように、燃料制御ECU101で低周波信号(例えば、100Hz程度)が生成されて、その低周波信号が燃料ポンプ制御装置102に伝送される。燃料制御装置102に伝送された低周波信号が低周波デューティ信号受取手段121で受け取られ、その信号は周波数変換手段122によって高周波デューティ信号に変換される。そして、変換後の高周波デューティ信号により燃料ポンプ(モータ)103の駆動制御が行われるようになっている。   Conventionally, for example, as a motor control device, there is a fuel pump control device that controls a fuel pump (motor) that supplies fuel to an internal combustion engine. In such a fuel pump control device, the drive of the fuel pump (motor) is controlled by converting the frequency of the drive signal transmitted to the fuel pump control device (from low frequency to high frequency) (Patent Document 1). That is, in such a control system, as shown in FIG. 8, the fuel control ECU 101 generates a low frequency signal (for example, about 100 Hz) and transmits the low frequency signal to the fuel pump control device 102. The low frequency signal transmitted to the fuel control apparatus 102 is received by the low frequency duty signal receiving means 121, and the signal is converted into a high frequency duty signal by the frequency conversion means 122. The drive control of the fuel pump (motor) 103 is performed by the converted high frequency duty signal.

特開平5−296113号公報JP-A-5-296113

しかしながら、上記した制御システムでは、燃料ポンプ制御装置102に、低周波信号を高周波信号に変換するための周波数変換手段122が必要であった。そして、周波数変換手段122は、数十個の電子素子で構成されており、燃料ポンプ制御装置102の構成を複雑なものにしているという問題があった。
なお、燃料制御ECU101で高周波信号を生成して燃料ポンプ制御装置102に入力することにより周波数変換手段122を不要にすることは可能であるが、燃料制御ECU101と燃料ポンプ制御装置102との間で高周波ノイズが発生してしまうという問題がある。
However, in the control system described above, the fuel pump control device 102 requires the frequency conversion means 122 for converting the low frequency signal into the high frequency signal. The frequency conversion means 122 is composed of several tens of electronic elements, and there is a problem that the configuration of the fuel pump control device 102 is complicated.
It is possible to eliminate the frequency conversion means 122 by generating a high frequency signal in the fuel control ECU 101 and inputting it to the fuel pump control device 102. There is a problem that high-frequency noise is generated.

そこで、本発明は上記した問題点を解決するためになされたものであり、高周波ノイズの発生を抑制した上で、構成の簡素化を図ることができるモータ制御装置を提供することを課題とする。   Accordingly, the present invention has been made to solve the above-described problems, and an object thereof is to provide a motor control device capable of simplifying the configuration while suppressing the generation of high-frequency noise. .

上記問題点を解決するためになされた本発明に係るモータ制御装置は、モータと、前記モータを駆動するための矩形波の駆動信号を生成する駆動信号生成部を備える第1コントローラと、前記駆動信号生成部で生成された駆動信号に基づいて前記モータを駆動する動部を備える第2コントローラとを有するモータ制御装置において、前記第1コントローラは、前記駆動信号生成部で高周波駆動信号を生成するとともに、その高周波駆動信号の時定数を大きくするなまし処理を施すなまし制御手段を有し、前記第2コントローラは、前記なまし制御手段によりなまし処理が施された信号の波形を急峻化する波形整形手段を有することを特徴とするものである。   The motor control device according to the present invention made to solve the above problems includes a motor, a first controller including a drive signal generation unit that generates a rectangular wave drive signal for driving the motor, and the drive In a motor control device having a second controller including a moving unit that drives the motor based on the drive signal generated by the signal generation unit, the first controller generates a high-frequency drive signal by the drive signal generation unit. And an annealing control means for performing an annealing process for increasing the time constant of the high-frequency drive signal, and the second controller sharpens the waveform of the signal subjected to the annealing process by the annealing control means. It has the waveform shaping means to do.

このモータ制御装置では、第1コントローラにより、モータの駆動信号である高周波矩形駆動信号が生成され、その駆動信号に対して第1コントローラに備わるなまし制御手段によりその駆動信号の時定数を大きくするなまし処理が施される。そして、そのなまし処理が施された信号が第1コントローラから出力されて第2コントローラへ入力される。そうすると、第2コントローラにおいて、波形整形回路により、なまし処理が施された信号の波形が急峻化されて矩形波信号に整形され、その整形後の信号により駆動部を駆動することによりモータの駆動制御が実施される。   In this motor control device, a first controller generates a high-frequency rectangular drive signal, which is a motor drive signal, and increases the time constant of the drive signal by the smoothing control means provided in the first controller for the drive signal. An annealing process is performed. Then, the signal subjected to the annealing process is output from the first controller and input to the second controller. Then, in the second controller, the waveform of the processed signal is sharpened by the waveform shaping circuit and shaped into a rectangular wave signal, and the motor is driven by driving the drive unit with the shaped signal. Control is implemented.

なお、なまし処理が施された信号の波形を矩形波に整形するのは、なまし処理が施された信号のままで駆動部(例えば、トランジスタなど)を駆動するとスイッチング損失が増大して発熱が大きくなるからである。   It should be noted that the waveform of the signal subjected to the annealing process is shaped into a rectangular wave when the driving unit (for example, a transistor) is driven with the signal subjected to the annealing process increasing switching loss and generating heat. This is because it becomes larger.

このように、本発明のモータ制御装置では、第2コントローラに高周波信号を入力するようにしているので周波数変換回路が不要である。その代わりに、第2コントローラには波形整形回路が備わっている。この波形整形回路は、数個の電子素子で構成することができ、周波数変換回路(数十個の電子素子で構成されている)に比べると非常に簡素な構成のものである。これにより、第2コントローラの構成が非常に簡素なものとなるので、モータ制御装置の簡素化を図ることができる、従って、本発明により、安価で小型のモータ制御装置を実現することができる。   Thus, in the motor control device of the present invention, since a high frequency signal is input to the second controller, a frequency conversion circuit is unnecessary. Instead, the second controller includes a waveform shaping circuit. This waveform shaping circuit can be composed of several electronic elements, and has a very simple structure as compared with a frequency conversion circuit (comprised of several tens of electronic elements). Thereby, since the configuration of the second controller becomes very simple, it is possible to simplify the motor control device. Therefore, according to the present invention, an inexpensive and small motor control device can be realized.

また、第1コントローラから第2コントローラへ伝送される信号はなまし処理が施されているため、高周波ノイズレベルが低減されている。つまり、高周波ノイズの発生が抑制されている。従って、本発明のモータ制御装置によれば、高周波ノイズの発生を抑制した上で、構成の簡素化を図ることができる。   In addition, since the signal transmitted from the first controller to the second controller is subjected to smoothing processing, the high-frequency noise level is reduced. That is, generation of high frequency noise is suppressed. Therefore, according to the motor control device of the present invention, the configuration can be simplified while suppressing the generation of high-frequency noise.

本発明に係るモータ制御装置においては、前記モータに対して環流ダイオードが並列接続されていることが望ましい。   In the motor control apparatus according to the present invention, it is desirable that a freewheeling diode is connected in parallel to the motor.

駆動信号をオフしてモータを停止させたときに回生制動により電圧が発生し、その発生電圧はモータのコイル抵抗に印加される。このため、モータに大きな電流が流れてしまいモータに過度の負担を掛けてしまう。   When the drive signal is turned off and the motor is stopped, a voltage is generated by regenerative braking, and the generated voltage is applied to the coil resistance of the motor. For this reason, a large current flows through the motor, which places an excessive burden on the motor.

そこで、本発明のモータ制御装置では、モータに対して環流ダイオードを並列接続している。このため、モータ停止時に発生する電圧をモータのコイル抵抗と環流ダイオードとで分割して受け持つことができる。従って、モータ停止時にモータに対して過度の負荷が掛かることがない。   Therefore, in the motor control device of the present invention, a freewheeling diode is connected in parallel to the motor. Therefore, the voltage generated when the motor is stopped can be divided and handled by the coil resistance of the motor and the freewheeling diode. Therefore, an excessive load is not applied to the motor when the motor is stopped.

また、本発明に係るモータ制御装置においては、前記モータに対して、前記駆動信号と逆位相でオンとなる同期整流トランジスタが並列接続されていることが望ましい。   In the motor control device according to the present invention, it is preferable that a synchronous rectification transistor that is turned on in the opposite phase to the drive signal is connected in parallel to the motor.

上記したように、モータに対して環流ダイオードを並列接続することにより、モータ停止時にモータに対して過度の負荷が掛からないようにすることはできる。ところが、この場、環流ダイオードで発生する順方向降下電圧による損失によりモータ制御装置における総発熱量が大きくなってしまうという問題がある。   As described above, by connecting the freewheeling diode in parallel to the motor, it is possible to prevent an excessive load from being applied to the motor when the motor is stopped. However, in this case, there is a problem that the total heat generation amount in the motor control device becomes large due to the loss due to the forward voltage drop generated in the freewheeling diode.

そこで、本発明のモータ制御装置では、モータに対して、駆動信号と逆位相でオンとなる同期整流トランジスタを並列接続している。つまり、環流ダイオードの代わりに同期整流トランジスタを設けている。これにより、環流ダイオードで発生していた順方向降下電圧による損失を低減することができる。その結果、モータ制御装置における総発熱量を低減することができるので、モータ制御装置の更なる小型化を図ることができる。   Therefore, in the motor control device of the present invention, synchronous rectification transistors that are turned on in the opposite phase to the drive signal are connected in parallel to the motor. That is, a synchronous rectification transistor is provided instead of the freewheeling diode. Thereby, the loss due to the forward voltage drop generated in the freewheeling diode can be reduced. As a result, since the total heat generation amount in the motor control device can be reduced, the motor control device can be further reduced in size.

そして、本発明に係るモータ制御装置は、燃料供給装置(燃料ポンプ)に適用するのに好適なものである。すなわち、前記モータを取付プレートにより燃料タンク内に取り付けた燃料ポンプに備わる燃料ポンプモータとし、前記第2コントローラを前記取付プレートに配置された燃料ポンプコントローラとして本発明を適用すればよい。   The motor control device according to the present invention is suitable for application to a fuel supply device (fuel pump). That is, the present invention may be applied as a fuel pump motor provided in a fuel pump in which the motor is mounted in a fuel tank by a mounting plate, and the second controller is a fuel pump controller disposed in the mounting plate.

上記したように、本発明のモータ制御装置では構成を簡素化して小型化を図ることができる。このため、本発明を燃料供給装置(燃料ポンプ)に適用することにより、燃料ポンプコントローラを取付プレートに配置することができ、燃料ポンプコントローラを燃料供給装置に一体化することができる。   As described above, the motor control device of the present invention can be reduced in size by simplifying the configuration. Therefore, by applying the present invention to the fuel supply device (fuel pump), the fuel pump controller can be arranged on the mounting plate, and the fuel pump controller can be integrated with the fuel supply device.

これにより、燃料ポンプコントローラから燃料ポンプモータへのモータワイヤ長を短くすることができる。従って、モータワイヤからのノイズ輻射を低減することができるため、ノイズ対策を簡素化することができる。また、燃料コントローラを近傍の燃料で冷却することができるため、放熱構造を簡素化することもできる。   Thereby, the motor wire length from the fuel pump controller to the fuel pump motor can be shortened. Therefore, since noise radiation from the motor wire can be reduced, noise countermeasures can be simplified. Further, since the fuel controller can be cooled with the nearby fuel, the heat dissipation structure can be simplified.

本発明に係るモータ制御装置によれば、上記した通り、高周波ノイズの発生を抑制した上で、構成の簡素化を図ることができる。   According to the motor control device of the present invention, as described above, the configuration can be simplified while suppressing the generation of high-frequency noise.

以下、本発明のモータ制御装置を具体化した最も好適な実施の形態について図面に基づいて詳細に説明する。本実施の形態は、本発明のモータ制御装置を内燃機関に燃料を供給する燃料供給装置(燃料ポンプ)のコントローラに適用したものである。   Hereinafter, a most preferred embodiment in which the motor control device of the present invention is embodied will be described in detail based on the drawings. In the present embodiment, the motor control device of the present invention is applied to a controller of a fuel supply device (fuel pump) that supplies fuel to an internal combustion engine.

そこで、この燃料供給装置について図1〜図3を参照しながら説明する。図1は、燃料供給装置の概略構成を示す正面図である。図2は、燃料供給装置の概略構成を示す側面図である。図3は、図2に示すIII−III線における断面図である。   The fuel supply apparatus will be described with reference to FIGS. FIG. 1 is a front view showing a schematic configuration of the fuel supply apparatus. FIG. 2 is a side view showing a schematic configuration of the fuel supply apparatus. 3 is a cross-sectional view taken along line III-III shown in FIG.

燃料供給装置1には、図1および図2に示すように、燃料タンク34に燃料供給装置1を取り付けるための取付プレート10と、不図示の燃料フィルタを収容するフィルタケース22と、不図示の燃料ポンプを収容する燃料ポンプケース30とが備わっている。取付プレート10は、樹脂材料により成形されている。この取付プレート10は、燃料タンク34に形成された取付穴34aに取り付けられている。これにより、燃料供給装置1が取付プレート10を介して燃料タンク34内に取り付けられる。そして、取付プレート10が取付穴34aに取り付けられると、取付穴34aが取付プレート10により塞がれる。このような取付プレート10の上面(燃料タンク34の外側の面)には、回路ケース14と吐出管取付部12が形成されている。   As shown in FIGS. 1 and 2, the fuel supply device 1 includes a mounting plate 10 for attaching the fuel supply device 1 to the fuel tank 34, a filter case 22 for housing a fuel filter (not shown), and a fuel case (not shown). A fuel pump case 30 that houses the fuel pump is provided. The mounting plate 10 is formed of a resin material. The attachment plate 10 is attached to an attachment hole 34 a formed in the fuel tank 34. As a result, the fuel supply device 1 is mounted in the fuel tank 34 via the mounting plate 10. When the attachment plate 10 is attached to the attachment hole 34a, the attachment hole 34a is blocked by the attachment plate 10. A circuit case 14 and a discharge pipe mounting portion 12 are formed on the upper surface of the mounting plate 10 (the outer surface of the fuel tank 34).

取付プレート10の上面に形成された回路ケース14には、燃料ポンプ(モータ)の駆動を制御する燃料ポンプコントローラ60(図4参照)が収容されている。この燃料ポンプコントローラ60が本発明の「第2コントローラ」に相当する。そして、回路ケース14には、コネクタ13が一体的に成形されている。このコネクタ13には、回路ケース14内に収容された燃料ポンプコントローラ60が接続されている。そして、燃料ポンプコントローラ60に、燃料ポンプに内蔵された電動モータM(図4参照)がモータワイヤを介して燃料コントローラ60に接続されている。一方、コネクタ13の端子には、バッテリ等の電源やエンジン制御用のコントローラユニット(ECU)50が接続されるようになっている。なお、コントローラユニット(ECU)50が本発明の「第1コントローラ」に相当する。   A circuit case 14 formed on the upper surface of the mounting plate 10 accommodates a fuel pump controller 60 (see FIG. 4) that controls driving of the fuel pump (motor). The fuel pump controller 60 corresponds to the “second controller” of the present invention. A connector 13 is formed integrally with the circuit case 14. A fuel pump controller 60 accommodated in the circuit case 14 is connected to the connector 13. An electric motor M (see FIG. 4) built in the fuel pump is connected to the fuel controller 60 via a motor wire. On the other hand, a power source such as a battery and a controller unit (ECU) 50 for engine control are connected to the terminals of the connector 13. The controller unit (ECU) 50 corresponds to the “first controller” of the present invention.

また、取付プレート10の上面に形成された吐出管取付部12には、吐出管11が取り付けられている。吐出管11の他端は、燃料配管を介してエンジンに取り付けられたインジェクタ(不図示)に接続されている。そして、燃料供給装置1から吐出管11に吐出された燃料が、燃料配管からインジェクタを介してエンジンに供給されるようになっている。   A discharge pipe 11 is attached to a discharge pipe attachment portion 12 formed on the upper surface of the attachment plate 10. The other end of the discharge pipe 11 is connected to an injector (not shown) attached to the engine via a fuel pipe. The fuel discharged from the fuel supply device 1 to the discharge pipe 11 is supplied from the fuel pipe to the engine via the injector.

取付プレート10の下面(燃料タンク34の内側の面)からは、ブラケット部16と放熱板32などが燃料タンク34内に向かって垂下している。ブラケット部16は、取付プレート10に一体的に成形されている。ブラケット部16の下端には取付片18が形成されている。取付片18は、フィルタケース22に形成された係合穴20と係合するようになっている。そして、取付片18が係合穴20に係合すると、取付プレート10にフィルタケース22が結合されるようになっている。このフィルタケース22には、燃料ポンプケース30が結合されている。   From the lower surface of the mounting plate 10 (the inner surface of the fuel tank 34), the bracket portion 16 and the heat radiating plate 32 hang down into the fuel tank 34. The bracket portion 16 is formed integrally with the mounting plate 10. A mounting piece 18 is formed at the lower end of the bracket portion 16. The attachment piece 18 is adapted to engage with an engagement hole 20 formed in the filter case 22. When the attachment piece 18 is engaged with the engagement hole 20, the filter case 22 is coupled to the attachment plate 10. A fuel pump case 30 is coupled to the filter case 22.

燃料ポンプケース30には、燃料ポンプ(不図示)が収容されている。燃料ポンプの下端に設けられた燃料吸込口(不図示)には取付片28によってサクションフィルタ26が取り付けられている。サクションフィルタ26は、燃料ポンプに内に吸い込まれる燃料から異物を除去するものである。   A fuel pump (not shown) is accommodated in the fuel pump case 30. A suction filter 26 is attached by a mounting piece 28 to a fuel suction port (not shown) provided at the lower end of the fuel pump. The suction filter 26 removes foreign matter from the fuel sucked into the fuel pump.

図3に示すように、燃料ポンプ上端に設けられた燃料吐出口は、プレッシャレギュレータ36を介して接続配管38の一端が取り付けられている。プレッシャレギュレータ36は、燃料ポンプから吐出される燃料の圧力を調整するとともに、燃料ポンプから吐出される燃料のうち余剰な燃料を燃料タンク34内に戻すものである。   As shown in FIG. 3, one end of a connection pipe 38 is attached to a fuel discharge port provided at the upper end of the fuel pump via a pressure regulator 36. The pressure regulator 36 adjusts the pressure of the fuel discharged from the fuel pump and returns excess fuel out of the fuel discharged from the fuel pump into the fuel tank 34.

フィルタケース22は、取付プレート10側から見ると円弧状をなしており、その内側には燃料ポンプケース30が嵌合している。フィルタケース22内には、燃料フィルタ(不図示)が収容されている。燃料フィルタは、燃料ポンプらから吐出される燃料中から異物を除去するものである。フィルタケース22の上面には、燃料流入口40と燃料吐出口42が形成されている。燃料流入口40は、接続配管38を介して燃料ポンプの吐出口に接続されている。燃料吐出口42は、不図示の燃料配管によって取付プレート10の吐出管取付部12に接続されている。   The filter case 22 has an arc shape when viewed from the mounting plate 10 side, and a fuel pump case 30 is fitted inside the filter case 22. A fuel filter (not shown) is accommodated in the filter case 22. The fuel filter removes foreign matter from the fuel discharged from the fuel pump. A fuel inlet 40 and a fuel outlet 42 are formed on the upper surface of the filter case 22. The fuel inflow port 40 is connected to the discharge port of the fuel pump through the connection pipe 38. The fuel discharge port 42 is connected to the discharge pipe mounting portion 12 of the mounting plate 10 by a fuel pipe (not shown).

また、燃料供給装置10は、図1および図2に示すように、さらに液面計35を有する。液面計は、フロート37、アーム24、および不図示のセンサ部を備えている。センサ部は、取付プレート10に着脱可能に取り付けられている。フロート37は、燃料タンク34内の燃料の液面の変化に伴って上下動するようになっている。そして、フロート37が上下動すると、アーム24が揺動してアーム24の角度が変化するようになっている。このアーム24の回転角度の変化をセンサ部で検出することにより、燃料タンク34内の燃料量が計測されるようになっている。   The fuel supply device 10 further includes a liquid level gauge 35 as shown in FIGS. 1 and 2. The liquid level gauge includes a float 37, an arm 24, and a sensor unit (not shown). The sensor unit is detachably attached to the attachment plate 10. The float 37 moves up and down as the liquid level of the fuel in the fuel tank 34 changes. When the float 37 moves up and down, the arm 24 swings and the angle of the arm 24 changes. The amount of fuel in the fuel tank 34 is measured by detecting a change in the rotation angle of the arm 24 by the sensor unit.

次に、燃料供給装置1の制御系について図4および図5を参照しながら説明する。図4は、燃料供給装置の制御系の構成を示すブロック図である。図5は、燃料ポンプコントローラに備わる波形整形回路の構成を示す回路図である。   Next, the control system of the fuel supply apparatus 1 will be described with reference to FIGS. 4 and 5. FIG. 4 is a block diagram showing the configuration of the control system of the fuel supply apparatus. FIG. 5 is a circuit diagram showing a configuration of a waveform shaping circuit provided in the fuel pump controller.

燃料供給装置1の制御系には、ECU50と燃料ポンプコントローラ60とが備わっている。そして、ECU50と燃料ポンプコントローラ60とが信号線55により接続されている。また、燃料ポンプコントローラ60はモータワイヤ65を介して燃料ポンプのモータMに接続されている。   The control system of the fuel supply apparatus 1 includes an ECU 50 and a fuel pump controller 60. The ECU 50 and the fuel pump controller 60 are connected by a signal line 55. The fuel pump controller 60 is connected to a motor M of the fuel pump via a motor wire 65.

ECU50には、PWM信号生成部51と、抵抗R1とコンデンサC1とで構成されるCR回路52とが設けられている。PWM信号生成部51は、燃料ポンプ(モータM)を駆動するための信号(PWM信号)を生成するものである。このPWM信号生成部51は、可聴域外周波数の高周波PWM信号を生成して、その高周波PWM信号を信号線55を介して燃料ポンプコントローラ60に伝送するようになっている。本実施の形態では、PWM信号生成部は、20kHzのPWM信号を生成する。   The ECU 50 is provided with a PWM signal generator 51 and a CR circuit 52 including a resistor R1 and a capacitor C1. The PWM signal generation unit 51 generates a signal (PWM signal) for driving the fuel pump (motor M). The PWM signal generation unit 51 generates a high-frequency PWM signal having a frequency outside the audible range, and transmits the high-frequency PWM signal to the fuel pump controller 60 via the signal line 55. In the present embodiment, the PWM signal generation unit generates a 20 kHz PWM signal.

ここで、PWM信号生成部51で生成された可聴域外周波数の高周波PWM信号をそのまま燃料ポンプコントローラ60に伝送すると、信号線55からの輻射ノイズ(高周波ノイズ)が発生してしまう。
これに対して本実施の形態では、ECU50に、抵抗R1とコンデンサC1とで構成されるCR回路52が設けられている。このようなCR回路52により、PWM信号生成部51で生成された可聴域外周波数の高周波PWM信号は、なまし処理(時定数を大きくする処理)が施された後、燃料ポンプコントローラ60に伝送されるようになっている。従って、信号線55における信号は、図4に示すように時定数が大きくなっている。このため、高周波ノイズの発生が抑制される。
Here, if the high-frequency PWM signal having a frequency outside the audible range generated by the PWM signal generation unit 51 is transmitted to the fuel pump controller 60 as it is, radiation noise (high-frequency noise) from the signal line 55 is generated.
In contrast, in the present embodiment, the ECU 50 is provided with a CR circuit 52 including a resistor R1 and a capacitor C1. By such a CR circuit 52, the high-frequency PWM signal having a frequency outside the audible range generated by the PWM signal generation unit 51 is subjected to an annealing process (a process for increasing the time constant) and then transmitted to the fuel pump controller 60. It has become so. Therefore, the signal on the signal line 55 has a large time constant as shown in FIG. For this reason, generation | occurrence | production of a high frequency noise is suppressed.

燃料ポンプコントローラ60には、波形整形回路61と、モータMを駆動するためのパワーMOSFETQ1と、モータMに対して並列接続された環流ダイオードD1と、ノイズ対策のためのインダクタL1およびコンデンサC2とが設けられている。そして、波形整形回路61から出力されるPWM信号によりパワーMOSFETQ1のスイッチング動作が制御されてモータMの駆動が制御されるようになっている。   The fuel pump controller 60 includes a waveform shaping circuit 61, a power MOSFET Q1 for driving the motor M, a freewheeling diode D1 connected in parallel to the motor M, and an inductor L1 and a capacitor C2 for noise countermeasures. Is provided. The switching operation of the power MOSFET Q1 is controlled by the PWM signal output from the waveform shaping circuit 61 so that the driving of the motor M is controlled.

ここで、パワーMOSFETQ1を、なまし処理(時定数を大きくする処理)が施されたPWM信号で駆動すると、パワーMOSFETQ1におけるスイッチング損失が増大して発熱が大きくなってしまう。このため、本実施の形態では、波形整形回路61を設けている。そして、この波形整形回路61により、なまし処理(時定数を大きくする処理)が施されたPWM信号の波形を再度急峻化するようにしている。これにより、再度急峻化されたPWM信号でパワーMOSFETQ1が駆動されるため、パワーMOSFETQ1におけるスイッチング損失が抑制されるので発熱を抑えることができるようになっている。   Here, when the power MOSFET Q1 is driven by a PWM signal that has been subjected to a smoothing process (a process for increasing the time constant), the switching loss in the power MOSFET Q1 increases and heat generation increases. For this reason, the waveform shaping circuit 61 is provided in the present embodiment. Then, the waveform shaping circuit 61 makes the waveform of the PWM signal subjected to the annealing process (a process for increasing the time constant) sharpened again. Thus, since the power MOSFET Q1 is driven by the PWM signal that has been sharpened again, the switching loss in the power MOSFET Q1 is suppressed, so that heat generation can be suppressed.

このような波形整形回路61として、本実施の形態では図5に示すような、シュミット回路70と2つのパワーMOSFET71,72とによって構成されるプッシュプルドライバを使用している。そして、パワーMOSFET71,72は互いに逆位相でオンするようになっている。このため、このプッシュプルドライバでは、パワーMOSFET71,72が交互に動作して、波形整形回路61に入力されたなまし処理後の高周波PWM信号の波形を再度急峻化するようになっている。   As such a waveform shaping circuit 61, a push-pull driver constituted by a Schmitt circuit 70 and two power MOSFETs 71 and 72 as shown in FIG. 5 is used in the present embodiment. The power MOSFETs 71 and 72 are turned on in opposite phases. For this reason, in this push-pull driver, the power MOSFETs 71 and 72 operate alternately to sharpen the waveform of the high-frequency PWM signal after the smoothing process input to the waveform shaping circuit 61 again.

ここで、燃料ポンプコントローラ60では、従来の燃料ポンプ制御装置102に備わる周波数変換手段122が不要である。燃料ポンプコントローラ60は、ECU50で生成された高周波PWM信号を受信するからである。そして、燃料ポンプコントローラ60では、周波数変換手段122の代わりに波形整形回路61が設けられている。この波形整形回路61は、図5に示すように3つの電子素子からなる非常に簡素な回路である。これに対して、従来必要であった周波数変換手段122は、数十個の電子素子で構成されていた。このため、燃料ポンプコントローラ60は、従来のものに比べ、使用する電子素子が非常に少なく構成の簡素化が図られている。これにより、燃料ポンプコントローラ60の小型化が図れるので、上記したように、燃料ポンプコントローラ60を取付プレート10の上面に形成された回路ケース14内に収容することができるのである。   Here, the fuel pump controller 60 does not require the frequency conversion means 122 provided in the conventional fuel pump control apparatus 102. This is because the fuel pump controller 60 receives the high-frequency PWM signal generated by the ECU 50. In the fuel pump controller 60, a waveform shaping circuit 61 is provided instead of the frequency conversion means 122. The waveform shaping circuit 61 is a very simple circuit composed of three electronic elements as shown in FIG. On the other hand, the frequency conversion means 122 that has been conventionally required is composed of several tens of electronic elements. For this reason, the fuel pump controller 60 has a very small number of electronic elements to be used as compared with the conventional one, and the configuration is simplified. As a result, the fuel pump controller 60 can be reduced in size, and as described above, the fuel pump controller 60 can be housed in the circuit case 14 formed on the upper surface of the mounting plate 10.

このように燃料ポンプコントローラ60を回路ケース14内に収容することにより、燃料ポンプコントローラ60と燃料ポンプのモータMとを接続するモータワイヤ65の長さ短くすることができる。これにより、モータワイヤ65からのノイズ輻射を低減することができるため、ノイズ対策品(コンデンサC2,インダクタL1)を簡素化することができる。また、燃料コントローラ60を近傍の燃料で冷却することができるため、放熱構造を簡素化することもできる。   By housing the fuel pump controller 60 in the circuit case 14 in this way, the length of the motor wire 65 that connects the fuel pump controller 60 and the motor M of the fuel pump can be shortened. Thereby, since noise radiation from the motor wire 65 can be reduced, a noise countermeasure product (capacitor C2, inductor L1) can be simplified. Further, since the fuel controller 60 can be cooled with the nearby fuel, the heat dissipation structure can be simplified.

また、燃料ポンプコントローラ60には、モータMに対して並列接続された環流ダイオードD1が設けられている。このため、モータMを停止させたときに、モータMのコイルに蓄積された電流が環流ダイオードD1を介してモータMに環流されるようになっている。これにより、モータMの停止時に発生する電圧をモータMのコイル抵抗と環流ダイオードD1とで分割して受け持つことができるので、モータMに対して過度の負荷が掛からないようになっている。   The fuel pump controller 60 is provided with a freewheeling diode D1 connected in parallel to the motor M. For this reason, when the motor M is stopped, the current accumulated in the coil of the motor M is circulated to the motor M via the freewheeling diode D1. As a result, the voltage generated when the motor M is stopped can be divided and handled by the coil resistance of the motor M and the freewheeling diode D1, so that an excessive load is not applied to the motor M.

上記した構成を有する燃料供給装置1では、ECU50のPWM信号生成部51で燃料ポンプのモータMを駆動するための高周波PWM信号が生成される。PWM信号生成部51で生成された可聴域外周波数の高周波PWM信号は、CR回路52によってなまし処理が施された後に信号線55を介して燃料ポンプコントローラ60に伝送される。これにより、ECU50で高周波PWM信号を生成して燃料ポンプコントローラ60へ伝送しても高周波ノイズの発生を抑制することができる。   In the fuel supply device 1 having the above-described configuration, the PWM signal generation unit 51 of the ECU 50 generates a high-frequency PWM signal for driving the motor M of the fuel pump. The high-frequency PWM signal having an audible frequency outside the audible range generated by the PWM signal generation unit 51 is transmitted to the fuel pump controller 60 via the signal line 55 after being subjected to a smoothing process by the CR circuit 52. Thereby, even if the ECU 50 generates a high-frequency PWM signal and transmits it to the fuel pump controller 60, the generation of high-frequency noise can be suppressed.

そして、燃料ポンプコントローラ60において、波形整形回路61により、なまし処理が施された高周波PWM信号が再度急峻化される。その後、急峻化された高周波PWM信号に基づきパワーMOSFETQ1が駆動される。このように、パワーMOSFETQ1が急峻化された高周波PWM信号に基づき駆動されるため、パワーMOSFETQ1におけるスイッチング損失が小さくなるのでパワーMOSFETQ1での発熱を抑制することができる。   In the fuel pump controller 60, the waveform shaping circuit 61 sharpens the high-frequency PWM signal subjected to the annealing process again. Thereafter, the power MOSFET Q1 is driven based on the sharpened high-frequency PWM signal. Thus, since the power MOSFET Q1 is driven based on the sharpened high-frequency PWM signal, the switching loss in the power MOSFET Q1 is reduced, so that heat generation in the power MOSFET Q1 can be suppressed.

その後、パワーMOSFETQ1の動作(スイッチング動作)により、燃料ポンプのモータMの駆動が制御される。これにより、燃料供給装置1の吐出管11から吐出される燃料量が制御されながら、吐出管11から吐出された燃料がインジェクタを介してエンジンに供給される。   Thereafter, the drive of the fuel pump motor M is controlled by the operation (switching operation) of the power MOSFET Q1. Thereby, the fuel discharged from the discharge pipe 11 is supplied to the engine via the injector while the amount of fuel discharged from the discharge pipe 11 of the fuel supply device 1 is controlled.

続いて、燃料ポンプコントローラの変形例について図6を参照ながら説明する。図6は、燃料供給装置の制御系の変形性の構成を示すブロック図である。この変形例では、図6に示すように、環流ダイオードD1の代わりに整流トランジスタQ2が設けられている。そして、この整流トランジスタ(MOSFET)Q2は、パワーMOSFETQ1とは逆位相でオンするようになっており、波形整形回路61からの出力信号によって駆動されるようになっている。このような整流トランジスタQ2を設けることにより、環流ダイオードD1で発生していた順方向降下電圧による損失を低減して総発熱量を減少させることができる。その結果として、燃料ポンプコントローラ60の更なる小型化を図ることができる。   Next, a modification of the fuel pump controller will be described with reference to FIG. FIG. 6 is a block diagram showing a deformable configuration of the control system of the fuel supply apparatus. In this modification, as shown in FIG. 6, a rectifying transistor Q2 is provided instead of the freewheeling diode D1. The rectifier transistor (MOSFET) Q2 is turned on in a phase opposite to that of the power MOSFET Q1, and is driven by an output signal from the waveform shaping circuit 61. By providing such a rectifying transistor Q2, it is possible to reduce the loss due to the forward drop voltage generated in the freewheeling diode D1 and to reduce the total heat generation amount. As a result, the fuel pump controller 60 can be further reduced in size.

以上、詳細に説明したように本実施の形態に係る燃料供給装置1では、ECU50に、燃料ポンプのモータMを駆動するための高周波PWM信号が生成するPWM信号生成部51と、PWM信号生成部51で生成された可聴域外周波数の高周波PWM信号に対してなまし処理を施すCR回路52とを設けている。また、燃料ポンプコントローラ60に、なまし処理が施された高周波PWM信号を再度急峻化する形整形回路61と、急峻化された高周波PWM信号に基づきモータMの駆動を制御するパワーMOSFETQ1とを設けている。   As described above in detail, in the fuel supply device 1 according to the present embodiment, the ECU 50 generates a PWM signal generation unit 51 that generates a high-frequency PWM signal for driving the motor M of the fuel pump, and a PWM signal generation unit. And a CR circuit 52 that performs a smoothing process on the high-frequency PWM signal generated at 51 outside the audible frequency. Further, the fuel pump controller 60 is provided with a shaping circuit 61 for sharpening the high-frequency PWM signal subjected to the annealing process again, and a power MOSFET Q1 for controlling the driving of the motor M based on the sharpened high-frequency PWM signal. ing.

そして、本実施の形態に掛かる燃料供給装置では、燃料ポンプコントローラ60に高周波PWM信号を入力するようにしているので、従来は必要であった周波数変換回路が不要である。その代わりに、燃料ポンプコントローラ60には、波形整形回路61が備わっている。この波形整形回路61は、3個の電子素子で構成されており、周波数変換回路(数十個の電子素子で構成されている)に比べると非常に簡素な構成のものである。このため、燃料ポンプコントローラ60の構成を非常に簡素なものにすることができる。   In the fuel supply device according to the present embodiment, since the high frequency PWM signal is input to the fuel pump controller 60, a frequency conversion circuit that has been conventionally required is unnecessary. Instead, the fuel pump controller 60 includes a waveform shaping circuit 61. This waveform shaping circuit 61 is composed of three electronic elements, and has a very simple structure as compared with a frequency conversion circuit (comprised of several tens of electronic elements). For this reason, the structure of the fuel pump controller 60 can be made very simple.

また、ECU50から燃料ポンプコントローラ60へ伝送される信号はなまし処理が施されているため、高周波ノイズの発生を抑制することができる。このように、本実施の形態に係る燃料供給装置によれば、高周波ノイズの発生を抑制した上で、構成の簡素化を図ることができる。   In addition, since the signal transmitted from the ECU 50 to the fuel pump controller 60 is subjected to a smoothing process, generation of high frequency noise can be suppressed. Thus, according to the fuel supply device according to the present embodiment, it is possible to simplify the configuration while suppressing the generation of high-frequency noise.

なお、上記した実施の形態は単なる例示にすぎず、本発明を何ら限定するものではなく、その要旨を逸脱しない範囲内で種々の改良、変形が可能であることはもちろんである。例えば、上記した実施の形態では、波形整形回路61として図5に示すプッシュプルドライバを例示したが、波形整形回路61はプッシュプルドライバ以外でも信号波形を急峻化することができる回路であればどのようなものであってもよい。例えば、図7に示すように、シュミット回路70と、パワーMOSFET72と、抵抗75とで波形整形回路61aを構成することもできる。なお、抵抗75には、数百Ω以下の抵抗を使用する必要がある。   It should be noted that the above-described embodiment is merely an example and does not limit the present invention in any way, and various improvements and modifications can be made without departing from the scope of the invention. For example, in the above-described embodiment, the push-pull driver shown in FIG. 5 is illustrated as the waveform shaping circuit 61. However, the waveform shaping circuit 61 may be any circuit that can sharpen the signal waveform other than the push-pull driver. It may be something like this. For example, as shown in FIG. 7, a waveform shaping circuit 61 a can be configured by a Schmitt circuit 70, a power MOSFET 72, and a resistor 75. The resistor 75 needs to use a resistor of several hundred Ω or less.

また、上記した実施の形態では、本発明を燃料供給装置(燃料ポンプ)に適用したが、本発明はこれに限らず、クーリングファンやラジエータファンなどのようなモータを駆動制御する必要がある装置にも適用することができる。   In the above-described embodiment, the present invention is applied to the fuel supply device (fuel pump). However, the present invention is not limited to this, and a device that needs to drive and control a motor such as a cooling fan or a radiator fan. It can also be applied to.

実施の形態に係る燃料供給装置の概略構成を示す正面図である。It is a front view which shows schematic structure of the fuel supply apparatus which concerns on embodiment. 実施の形態に係る燃料供給装置の概略構成を示す側面図である。It is a side view which shows schematic structure of the fuel supply apparatus which concerns on embodiment. 図2に示すIII−III線における断面図である。It is sectional drawing in the III-III line shown in FIG. 燃料供給装置の制御系の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the control system of a fuel supply apparatus. 燃料ポンプコントローラに備わる波形整形回路の構成を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows the structure of the waveform shaping circuit with which a fuel pump controller is equipped. 燃料供給装置の制御系の変形性の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the deformation | transformation structure of the control system of a fuel supply apparatus. 波形整形回路の変形例を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows the modification of a waveform shaping circuit. 従来の燃料ポンプ制御装置の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the conventional fuel pump control apparatus.

符号の説明Explanation of symbols

1 燃料供給装置
10 取付プレート
14 回路ケース
22 フィルターケース
30 燃料ポンプケース
34 燃料タンク
36 プレッシャレギュレータ
40 燃料流入口
42 燃料吐出口
50 ECU
51 PWM信号生成部
52 CR回路
55 信号線
60 燃料ポンプコントローラ
61 波形整形回路
M モータ
Q1 パワーMOSFET
1 Fuel Supply Device 10 Mounting Plate 14 Circuit Case 22 Filter Case 30 Fuel Pump Case 34 Fuel Tank 36 Pressure Regulator 40 Fuel Inlet 42 Fuel Discharge Port 50 ECU
51 PWM signal generator 52 CR circuit 55 signal line 60 fuel pump controller 61 waveform shaping circuit M motor Q1 power MOSFET

Claims (4)

モータと、前記モータを駆動するための矩形波の駆動信号を生成する駆動信号生成部を備える第1コントローラと、前記駆動信号生成部で生成された駆動信号に基づいて前記モータを駆動する駆動部を備える第2コントローラとを有するモータ制御装置において、
前記第1コントローラは、前記駆動信号生成部で高周波駆動信号を生成するとともに、その高周波駆動信号の時定数を大きくするなまし処理を施すなまし制御手段を有し、
前記第2コントローラは、前記なまし制御手段によりなまし処理が施された信号の波形を急峻化する波形整形手段を有することを特徴とするモータ制御装置。
A first controller including a motor, a drive signal generation unit configured to generate a rectangular wave drive signal for driving the motor, and a drive unit configured to drive the motor based on the drive signal generated by the drive signal generation unit; A motor controller having a second controller comprising:
The first controller includes annealing control means for generating a high frequency driving signal in the driving signal generation unit and performing an annealing process for increasing a time constant of the high frequency driving signal,
The motor controller according to claim 2, wherein the second controller includes waveform shaping means for sharpening the waveform of the signal subjected to the smoothing process by the smoothing control means.
請求項1に記載するモータ制御装置において、
前記モータに対して環流ダイオードが並列接続されていることを特徴とするモータ制御装置。
In the motor control device according to claim 1,
A motor control device comprising a freewheeling diode connected in parallel to the motor.
請求項1に記載するモータ制御装置において、
前記モータに対して、前記駆動信号と逆位相でオンとなる同期整流トランジスタが並列接続されていることを特徴とするモータ制御装置。
In the motor control device according to claim 1,
A motor control device, wherein a synchronous rectification transistor that is turned on in the opposite phase to the drive signal is connected to the motor in parallel.
請求項1から請求項3に記載するいずれか1つのモータ制御装置において、
前記モータが取付プレートにより燃料タンク内に取り付けた燃料ポンプに備わる燃料ポンプモータであり、前記第2コントローラが前記取付プレートに配置された燃料ポンプコントローラであることを特徴とするモータ制御装置。
The motor control device according to any one of claims 1 to 3,
The motor control device according to claim 1, wherein the motor is a fuel pump motor provided in a fuel pump attached in a fuel tank by a mounting plate, and the second controller is a fuel pump controller disposed on the mounting plate.
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