JP2021059986A - Pump drive device - Google Patents
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Abstract
Description
本明細書は、ポンプ駆動装置に関する技術を開示する。 This specification discloses a technique relating to a pump drive device.
特許文献1に、燃料タンク内の燃料を内燃機関に圧送する燃料ポンプが開示されている。特許文献1では、燃料ポンプより下流の燃料経路の圧力に基づいて、燃料ポンプ内のモータのデューティ比をフィードバック制御している。また、特許文献1では、デューティ比の上限ガード値(最大デューティ比)を設定し、燃料経路の圧力に基づいて決定したデューティ比が上限ガード値より大きい場合は、決定したデューティ比でモータを駆動しないで、上限ガード値でモータを駆動する。これにより、モータが上限回転数を超えて駆動することを防止している。 Patent Document 1 discloses a fuel pump that pumps fuel in a fuel tank to an internal combustion engine. In Patent Document 1, the duty ratio of the motor in the fuel pump is feedback-controlled based on the pressure in the fuel path downstream of the fuel pump. Further, in Patent Document 1, the upper limit guard value (maximum duty ratio) of the duty ratio is set, and when the duty ratio determined based on the pressure of the fuel path is larger than the upper limit guard value, the motor is driven by the determined duty ratio. Do not drive the motor with the upper limit guard value. This prevents the motor from being driven beyond the upper limit rotation speed.
燃料経路の圧力に基づいてモータをフィードバック制御する場合、燃料経路が閉塞している状態では、モータを駆動するデューティ比を小さくする制御が続く。例えば、ブラシレスモータをセンサレス制御する場合、デューティ比が小さくなり過ぎると、モータの駆動状態(回転数)を検出することが困難になり、モータを安定して制御することが難しくなる。その結果、燃料ポンプの駆動が不安定になる。燃料経路の状態(閉塞の有無)に依らず安定してモータを制御する技術が必要とされている。本明細書は、ブラシレスモータを備える燃料ポンプを安定して駆動するポンプ駆動装置を実現する技術を提供する。 When the motor is feedback-controlled based on the pressure in the fuel path, the control for reducing the duty ratio for driving the motor continues when the fuel path is blocked. For example, in the case of sensorless control of a brushless motor, if the duty ratio becomes too small, it becomes difficult to detect the driving state (rotation speed) of the motor, and it becomes difficult to stably control the motor. As a result, the driving of the fuel pump becomes unstable. There is a need for technology to control the motor in a stable manner regardless of the state of the fuel path (presence or absence of blockage). The present specification provides a technique for realizing a pump drive device for stably driving a fuel pump including a brushless motor.
本明細書で開示する第1技術は、ブラシレスモータを備える燃料ポンプを駆動するポンプ駆動装置である。このポンプ駆動装置は、ブラシレスモータの駆動をデューティ比に基づいて制御する制御部を備えていてよい。制御部は、ブラシレスモータをセンサレス制御し、燃料ポンプより下流の燃料経路の圧力に基づいてブラシレスモータを駆動するデューティ比を変更するとともに、燃料経路の圧力が設定値を超えているときに、ブラシレスモータを駆動する最小デューティ比を設定し、燃料経路の圧力に関わらず最小デューティ比よりも大きいデューティ比でブラシレスモータを駆動してよい。 The first technique disclosed herein is a pump drive that drives a fuel pump including a brushless motor. This pump drive device may include a control unit that controls the drive of the brushless motor based on the duty ratio. The control unit controls the brushless motor sensorlessly, changes the duty ratio that drives the brushless motor based on the pressure in the fuel path downstream of the fuel pump, and brushless when the pressure in the fuel path exceeds the set value. The minimum duty ratio for driving the motor may be set, and the brushless motor may be driven with a duty ratio larger than the minimum duty ratio regardless of the pressure in the fuel path.
本明細書で開示する第2技術は、上記第1技術のポンプ駆動装置であって、制御部は、最小デューティ比に基づいて最小デューティ比より大きい所定デューティ比を設定するとともに、最小デューティ比より大きく所定デューティ比より小さい固定デューティ比を設定し、燃料経路の圧力が設定値を超えているとともに、ブラシレスモータを駆動するデューティ比が所定デューティ比より小さくなったときに、ブラシレスモータを固定デューティ比で駆動してよい。 The second technique disclosed in the present specification is the pump drive device of the first technique, in which the control unit sets a predetermined duty ratio larger than the minimum duty ratio based on the minimum duty ratio and is more than the minimum duty ratio. When a fixed duty ratio that is significantly smaller than the predetermined duty ratio is set, the pressure in the fuel path exceeds the set value, and the duty ratio that drives the brushless motor becomes smaller than the predetermined duty ratio, the brushless motor is set to the fixed duty ratio. May be driven by.
本明細書で開示する第3技術は、上記第1技術のポンプ駆動装置であって、制御部は、最小デューティ比に基づいて最小デューティ比より大きい所定デューティ比を設定し、燃料経路の圧力が設定値を超えているとともに、ブラシレスモータを駆動するデューティ比が所定デューティ比未満になったときに、ブラシレスモータの回転数に基づいてブラシレスモータを駆動するデューティ比を変更してよい。 The third technique disclosed in the present specification is the pump drive device of the first technique, in which the control unit sets a predetermined duty ratio larger than the minimum duty ratio based on the minimum duty ratio, and the pressure in the fuel path is reduced. When the duty ratio for driving the brushless motor becomes less than the predetermined duty ratio while exceeding the set value, the duty ratio for driving the brushless motor may be changed based on the rotation speed of the brushless motor.
本明細書で開示する第4技術は、上記第1から第3技術のいずれかのポンプ駆動装置であって、最小デューティ比は、ブラシレスモータの回転数に基づいて設定されてよい。 The fourth technique disclosed in the present specification is the pump drive device according to any one of the first to third techniques, and the minimum duty ratio may be set based on the rotation speed of the brushless motor.
本明細書で開示する第5技術は、上記第1から第4技術のいずれかのポンプ駆動装置であって、燃料ポンプは、ディーゼル燃料を燃料経路に圧送するために用いられてよい。また、制御部は、燃料ポンプを停止する際、ディーゼル燃料の温度が所定温度未満の場合に最小デューティ比でブラシレスモータを駆動した後に燃料ポンプを停止してよい。 The fifth technique disclosed in the present specification is a pump drive device according to any one of the first to fourth techniques described above, and the fuel pump may be used to pump diesel fuel into the fuel path. Further, when stopping the fuel pump, the control unit may stop the fuel pump after driving the brushless motor at the minimum duty ratio when the temperature of the diesel fuel is lower than the predetermined temperature.
第1技術によると、燃料ポンプより下流の燃料経路に閉塞が生じているときに、燃料ポンプ内のブラシレスモータの回転数が減少し続け(モータを駆動するデューティ比が小さくなり続け)、ブラシレスモータが脱調する(制御不能になる)ことを防止することができる。すなわち、ブラシレスモータの回転数を、常に誘起電圧が発生する回転数以上に維持することができ、ブラシレスモータをセンサレス制御することができる。ブラシレスモータの脱調を防止することにより、燃料ポンプを安定して駆動することができる。 According to the first technology, when the fuel path downstream of the fuel pump is blocked, the rotation speed of the brushless motor in the fuel pump continues to decrease (the duty ratio for driving the motor continues to decrease), and the brushless motor continues to decrease. Can be prevented from stepping out (out of control). That is, the rotation speed of the brushless motor can always be maintained at or higher than the rotation speed at which the induced voltage is generated, and the brushless motor can be sensorlessly controlled. By preventing the brushless motor from stepping out, the fuel pump can be driven stably.
第2技術によると、フェールセーフ制御(ブラシレスモータの脱調を防止する制御)が実行されている間、ブラシレスモータの回転数を一定に維持することができる。ブラシレスモータの回転数(ブラシレスモータを駆動するデューティ比)が頻繁に変化することが防止され、ブラシレスモータに供給する電圧を安定化することができる。すなわち、ブラシレスモータに供給される電圧がハンチング(振動)することを抑制することができる。 According to the second technique, the rotation speed of the brushless motor can be kept constant while the fail-safe control (control for preventing step-out of the brushless motor) is being executed. It is possible to prevent the rotation speed of the brushless motor (duty ratio for driving the brushless motor) from changing frequently, and to stabilize the voltage supplied to the brushless motor. That is, it is possible to suppress hunting (vibration) of the voltage supplied to the brushless motor.
第3技術によると、ブラシレスモータの回転数を確実に一定回転数以上に維持することができるので、ブラシレスモータの脱調を確実に防止することができる。 According to the third technique, since the rotation speed of the brushless motor can be reliably maintained at a constant rotation speed or higher, step-out of the brushless motor can be reliably prevented.
第4技術によると、適切な最小デューティ比(ブラシレスモータをセンサレス制御することが可能な下限値)を設定することができる。すなわち、ブラシレスモータの回転数に応じて変化する誘起電圧の値に基づいて最小デューティ比を設定することにより、実際にブラシレスモータをセンサレス制御することが可能な下限値に対して最小デューティ比が大きくずれることを防止することができる。 According to the fourth technique, an appropriate minimum duty ratio (lower limit value capable of sensorless control of the brushless motor) can be set. That is, by setting the minimum duty ratio based on the value of the induced voltage that changes according to the rotation speed of the brushless motor, the minimum duty ratio is large with respect to the lower limit value that enables sensorless control of the brushless motor. It is possible to prevent the deviation.
第5技術によると、低温環境下でエンジンを停止した場合に、燃料ポンプの下流に設けられているフィルタに付着している燃料(ディーゼル燃料)を取り除くことができる。その結果、エンジン停止中にフィルタに凍結したディーゼル燃料が付着することが防止され、次にエンジンを駆動したときに、燃料ポンプの下流の燃料経路が閉塞していることを防止することができる。 According to the fifth technique, when the engine is stopped in a low temperature environment, the fuel (diesel fuel) adhering to the filter provided downstream of the fuel pump can be removed. As a result, frozen diesel fuel can be prevented from adhering to the filter while the engine is stopped, and the fuel path downstream of the fuel pump can be prevented from being blocked the next time the engine is driven.
(ポンプユニットの構成)
図1を参照して、ポンプユニット100を説明する。ポンプユニット100は、ディーゼルエンジンが搭載されている車両に設置される。ポンプユニット100は、燃料タンク300内のディーゼル燃料を、図示省略したディーゼルエンジンに供給する。ポンプユニット100は、ポンプ20と、制御部10と、インバータ50と、電圧センサ40と、ロータ位置検出センサ30と、圧力センサ26と、温度センサ44と、を備える。
(Pump unit configuration)
The
ポンプ20は、燃料タンク300内に配置される。ポンプ20は、燃料タンク300内のディーゼル燃料を昇圧して、フィルタ24が配置されている燃料経路22に吐出する。フィルタ24は、ディーゼル燃料に含まれている異物を除去する。燃料経路22に吐出されたディーゼル燃料は、図示省略したエンジンに供給される。なお、燃料経路22には、燃料経路22の圧力が高くなり過ぎないように、燃料タンク300と連通するリリーフ弁(図示省略)が配置されている。
The
ポンプ20には、モータが収容されている。モータは、三相交流モータであり、ブラシレスモータである。ポンプ20には、車両に搭載されているバッテリ12から、インバータ50を介して電力が供給される。
A motor is housed in the
インバータ50は、ポンプ20のモータに接続され、モータに対して駆動電流を供給する。インバータ50は、直流電力を三相交流電力に変換する。インバータ50は、バッテリ12に対して互いに並列に接続されている3個のスイッチング素子対(U相スイッチング素子対6,V相スイッチング素子対4,W相スイッチング素子対2)を含んでいる。各スイッチング素子対2,4,6は、バッテリ12の高圧側に接続されている上アーム素子(トランジスタUH,VH,WH)と、上アーム素子と直列に接続されており、バッテリ12の低圧側に接続されている下アーム素子(トランジスタUL,VL,WL)を備えている。スイッチング素子対2,4,6のそれぞれは、配線14,16,18のそれぞれを介してポンプ20のモータに接続されている。
The
インバータ50は、制御部10に接続されている。制御部10は、インバータ50をPWM(Pulse Width Modulationの略)制御によって制御することによって、ポンプ20を制御する。制御部10は、CPU、メモリ及びプリドライバを含む。制御部10は、トランジスタ(UH,UL,VH,VL,WH,WL)のオンオフを切り替えることによって、バッテリ12から直流電力を交流電力に変換して、ポンプ20のモータに供給する。制御部10は、エンジンコントロールユニット200(以下「ECU200」と呼ぶ)に接続されている。制御部10は、ECU200から受信される制御信号に基づいて、ポンプ20を制御する。制御部10には、ポンプ20を制御するためのコンピュータプログラム、及び、当該プログラムを実行するための様々な情報が、予め格納されている。制御部10に格納されるコンピュータプログラムは、後述する各処理を実行するためのコンピュータプログラムを含む。
The
制御部10は、電圧センサ40、ロータ位置検出センサ30、圧力センサ26、及び温度センサ44に接続されている。電圧センサ40は、バッテリ12の電圧を検出する。ロータ位置検出センサ30は、ポンプ20のモータに配置されるロータの位置を検出する。ロータ位置検出センサ30は、配線14、16、18に接続され、ロータの回転によってロータとステータとの位置変化に起因して発生する誘起電圧を検出することによって、ロータの位置を検出する。圧力センサ26は、ポンプ20とフィルタ24との間の燃料経路22の圧力を検出する。温度センサ44は、燃料タンク300に貯留されるディーゼル燃料の温度を検出する。制御部10は、各センサ26、30、40、44の検出結果を取得する。なお、温度センサ44は、ポンプ20とフィルタ24との間の燃料経路22内を流れるディーゼル燃料の温度を検出するように構成されていてもよい。
The
(ポンプ駆動装置)
ポンプユニット100は、ポンプ駆動装置の一例であり、制御部10,ロータ位置検出センサ30,圧力センサ26及び温度センサ44を利用してポンプ20の駆動状態(ポンプ20に収容されているモータの駆動状態)を制御する。具体的には、制御部10は、アクセルペダルの開度、スロットルバルブの開度等に基づき、エンジンに供給する燃料の目標燃料圧力を決定する。目標燃料圧力は、設定値の一例である。また、制御部10は、決定した目標燃料圧力と圧力センサ26の検出値を比較し、圧力センサ26の検出値が目標燃料圧力より小さい場合は、モータを駆動するデューティ比を大きくし、ポンプ20の吐出量を増大させる。一方、圧力センサ26の検出値が目標燃料圧力より大きい場合は、モータを駆動するデューティ比を小さくし、ポンプ20の吐出量を減少させる。すなわち、制御部10は、ポンプ20より下流の燃料経路22の圧力に基づき、モータを駆動するデューティ比を変更する(圧力フィードバック制御する)。
(Pump drive)
The
ポンプユニット100では、ロータ位置検出センサ30で検出された誘起電圧によってロータの位置(ロータの位相角)を検出してモータの回転数を算出する。制御部10は、目標燃料圧力に対する圧力センサ26の検出値と、ロータ位置検出センサ30の検出値(モータの回転数に相当)に基づいてモータを駆動するデューティ比を決定する。すなわち、制御部10は、モータをセンサレス制御する。制御部10は、モータを安定して駆動するため、圧力センサ26の検出値に基づいて圧力フィードバック制御を行っているにも関わらず圧力センサ26の検出値が目標燃料圧力を超えているときに、モータをフェールセーフ制御する(モータを最小デューティ比より大きいデューティ比で駆動する)。具体的には、制御部10は、燃料経路22に閉塞が生じているため圧力フィードバック制御を行うことによりモータのデューティ比が小さくなり続けるときに、デューティ比の下限値(最小デューティ比)を設け、下限値以下のデューティ比でモータを駆動しないように制御する。
In the
最小デューティ比は、モータの回転数に基づいて設定される。すなわち、制御部10は、最小デューティ比でモータを駆動した場合であっても、モータの回転数に応じて生じる誘起電圧によってモータの回転数を判断できるように最小デューティ比を設定する。換言すると、制御部10では、モータの回転数が誘起電圧を生じない(ロータ位置検出センサ30で検出できない)程度まで低下しないようにモータを駆動する最小限のデューティ比(最小デューティ比)が設定される。
The minimum duty ratio is set based on the number of revolutions of the motor. That is, the
制御部10は、最小デューティ比より大きいデューティでモータを駆動することにより、圧力センサ26の検出値が目標燃料圧力より高い場合であっても、モータの回転数を低下させない制御を実行する。具体的には、最小デューティ比に基づいて最小デューティ比より大きい所定デューティ比を設定し、圧力フィードバック制御にて決定したデューティ比が所定デューティ比未満になった場合、圧力フィードバック制御を行わず、フェールセーフ制御(モータの脱調防止制御)を行う。
By driving the motor with a duty larger than the minimum duty ratio, the
また、制御部10は、燃料の温度条件に基づいて、エンジンを停止する際(ポンプ20の停止信号が入力されたとき)にフェールセーフ制御でポンプ20を駆動した後、ポンプ20を停止する制御を行う。すなわち、エンジンを停止する際、ディーゼル燃料の温度が所定温度未満の場合に、フェールセーフ制御でポンプ20を駆動してフィルタ24に付着しているディーゼル燃料を取り除き、フィルタ24に凍結したディーゼル燃料が付着することを防止する。
Further, the
フェールセーフ制御は、モータを安定して制御することが可能な方法(脱調が防止される方法)であれば種々の制御方法を採用することができる。例えば、モータをセンサレス制御できる回転数の下限値(誘起電圧が発生する下限回転数)より高い目標回転数を設定し、圧力フィードバック制御によって決定したデューティ比が所定デューティ比未満になった場合に、ロータ位置検出センサ30の検出値から算出される回転数が目標回転数になるようにデューティ比を変更してモータを駆動する方法が挙げられる。すなわち、モータを回転数フィードバック制御する。また、別の制御方法として、圧力フィードバック制御によって決定したデューティ比が所定デューティ比未満になった場合に、最小デューティ比より大きく、上記した所定デューティ比より小さい固定デューティ比でモータを駆動する方法が挙げられる。フェールセーフ制御を実行するプログラムは、制御部10のメモリに記憶されている。
As the fail-safe control, various control methods can be adopted as long as the motor can be stably controlled (a method for preventing step-out). For example, when the target rotation speed is set higher than the lower limit of the rotation speed at which the motor can be sensorlessly controlled (the lower limit rotation speed at which the induced voltage is generated) and the duty ratio determined by the pressure feedback control becomes less than the predetermined duty ratio. Examples thereof include a method of driving the motor by changing the duty ratio so that the rotation speed calculated from the detection value of the rotor
(モータ制御方法:第1実施例)
図2及び図3を参照し、制御部10が行うモータ制御方法について説明する。エンジン始動後、制御部10は、エンジンの要求燃圧に基づき、燃料経路22に供給する燃料の目標圧力P0を算出し(ステップS2)、圧力センサ26の検出値(圧力P1)を入力する(ステップS4)。次に、温度センサ44よりディーゼル燃料の燃料温度T1を入力し(ステップS6)、ロータ位置検出センサ30の検出値よりモータの回転数R1を算出する(ステップS8)。なお、ステップS2〜S8の実行順は任意である。
(Motor control method: 1st embodiment)
A motor control method performed by the
次に、ECU200から制御部10にポンプ20の停止信号が入力されているか否かを判断する(ステップS10)。ポンプ停止信号が入力されている場合(ステップS10:YES)、ステップS12の処理に進む。ポンプ停止信号が入力されていない場合(ステップS10:NO)、ステップS20の処理に進む。まず、ステップS20の処理から説明する。
Next, it is determined whether or not the stop signal of the
図3に示すように、ステップS20では、制御部10は、温度センサ44から燃料温度T1を取得し、温度センサ44の検出値(燃料温度T1)と閾値温度T3を比較する。燃料温度T1が閾値温度T3より小さい場合(ステップS20:YES)ステップS22に進み、燃料温度T1が閾値温度T3以上の場合(ステップS20:NO)ステップS28に進む。なお、閾値温度T3は、ディーゼル燃料が凍結する可能性がある温度(例えば−10℃)が設定されている。
As shown in FIG. 3, in step S20, the
ステップS22では、制御部10は、ロータ位置検出センサ30から取得した信号から算出したモータの回転数R1と閾値回転数R2を比較する。モータの回転数R1が閾値回転数R2より小さい場合(ステップS22:YES)ステップS24に進み、モータの回転数R1が閾値回転数R2以上の場合(ステップS20:NO)ステップS28に進む。なお、閾値回転数R2は、モータの回転に伴って誘起電圧が生じる下限値(センサレス限界回転数)に補正値(例えばセンサレス限界回転数の10%)を加えた値が設定される。モータが閾値回転数R2で回転している場合、モータは、所定デューティ比(最小デューティ比より大きいデューティ比)で駆動されている。
In step S22, the
ステップS24では、燃料経路22の圧力P1とステップS2で算出した目標圧力P0を比較する。圧力P1が目標圧力P0より大きい場合(ステップS24:YES)、ステップS26に進み、フェールセーフ制御を実行し、処理を終了する。一方、圧力P1が目標圧力P0以下の場合(ステップS24:NO)、ステップS30に進む。ステップS30については後述する。
In step S24, the pressure P1 of the
ステップS20〜S24の処理をまとめると、ステップS20,S22及びS24の条件を全て満足する場合のみ(ステップS20,S22及びS24:YES)、フェールセーフ制御を実行する。そのため、ステップS20〜S24の処理の実行順は任意である。ステップS20〜S24の条件を全て満足する場合、ディーゼル燃料は凍結の可能性がある温度(閾値温度T3)より低く、燃料経路22の圧力P1が目標圧力P0を超えているとともに、モータを駆動するデューティ比が所定デューティ比より小さい(モータ回転数が閾値回転数R2より小さい)状態となっている。このような状態のときにフェールセーフ制御を実行することにより、最小デューティ比未満のデューティ比でモータが制御されることを防止し、モータの脱調を防止することができる(ポンプ20を安定して駆動することができる)。
Summarizing the processes of steps S20 to S24, the fail-safe control is executed only when all the conditions of steps S20, S22 and S24 are satisfied (steps S20, S22 and S24: YES). Therefore, the execution order of the processes in steps S20 to S24 is arbitrary. When all the conditions of steps S20 to S24 are satisfied, the diesel fuel is lower than the temperature at which there is a possibility of freezing (threshold temperature T3), the pressure P1 of the
ステップS20及びステップS22の条件を満足する場合、ステップS24に進み、燃料経路22の圧力P1と目標圧力P0を比較する。また、ステップS20またはステップS22を満足しない場合、ステップS28に進み、燃料経路22の圧力P1と目標圧力P0を比較する。ステップS24またはステップS28において燃料経路22の圧力P1が目標圧力P0以下の場合(ステップS24:NO、ステップS28:YES)、ステップS30に進み、モータを圧力フィードバック制御する。燃料経路22の圧力P1が目標圧力P0以下の場合、デューティ比を小さくする制御は行われない。すなわち、圧力P1を目標圧力P0に上昇(あるいは目標圧力P0に維持)するために、デューティ比を変更しないか大きくする。このような状態のときは、最小デューティ比未満のデューティ比でモータが駆動される制御が起こらないので、目標圧力P0に応じてモータを駆動するデューティ比が調整される(すなわち、モータが圧力フィードバック制御される)。
When the conditions of step S20 and step S22 are satisfied, the process proceeds to step S24, and the pressure P1 of the
ステップS28において、燃料経路22の圧力P1が目標圧力P0より大きい場合(ステップS28:NO)、制御部10は、フェールセーフ制御及び圧力フィードバック制御に切換えることなく、現在の制御を維持して処理を終了する。すなわち、燃料経路22の圧力P1は目標圧力P0より小さいがディーゼル燃料の燃料温度T1が閾値温度T3以上の場合、あるいは、燃料経路22の圧力P1は目標圧力P0より小さいがモータの回転数R1が閾値回転数R2以上の場合、所定の条件を満足するまで現在の制御を維持する。
In step S28, when the pressure P1 of the
図2に戻り、ポンプ20を停止する際に制御部10が行うモータ制御方法について説明する。制御部10は、ECU200からポンプ20の停止信号を取得すると(ステップS10:YES)、温度センサ44から燃料温度T1を取得し、温度センサ44の検出値(燃料温度T1)と閾値温度T2を比較する(ステップS12)。燃料温度T1が閾値温度T2より小さい場合(ステップS12:YES)、ステップS14に進んでフェールセーフ制御を実行した後、ポンプ20を停止する(ステップS16)。なお、閾値温度T2は、ディーゼル燃料が凍結する可能性がある温度(例えば−10℃)が設定されている。あるいは、閾値温度T2は、ディーゼル燃料が凍結する可能性がある温度よりも数度高くてもよい(例えば−5℃)。
Returning to FIG. 2, a motor control method performed by the
フェールセーフ制御を実行した後にポンプ20を停止することにより、フィルタ24に付着しているディーゼル燃料を除去することができる。その結果、次にエンジンを駆動する際に、フィルタ24に凍結したディーゼル燃料が付着していることが抑制され、燃料経路22が閉塞することが抑制される。
By stopping the
なお、上記したモータ制御方法によると、凍結したディーゼル燃料がフィルタ24に詰まっている場合だけでなく、それ以外の燃料経路22が閉塞する状況(例えば、フィルタ24に異物が詰まっている場合など)であっても、モータの脱調が防止され、ポンプ20を安定して駆動することができる。
According to the motor control method described above, not only when the frozen diesel fuel is clogged in the
(第2実施例)
図4を参照し、制御部10が行う他のモータ制御方法について説明する。図4に示す制御方法は、ガソリンエンジンが搭載されている車両にポンプユニット100が設置される場合、あるいは、ディーゼルエンジンが搭載されている車両がディーゼル燃料の凍結を考慮しないでよい温暖な地域で用いられる場合に適用される。なお、以下の説明では、第1実施例と共通する説明は省略することがある。
(Second Example)
With reference to FIG. 4, another motor control method performed by the
制御部10は、エンジンの要求燃圧に基づき燃料経路22に供給する燃料の目標圧力P0を算出し(ステップS32)、圧力センサ26の検出値(圧力P1)を入力し(ステップS34)、ロータ位置検出センサ30の検出値よりモータの回転数R1を入力する(ステップS36)。なお、ステップS32〜S36の処理の実行順は任意である。
The
次に、ステップS38に進み、回転数R1と閾値回転数R2を比較する。回転数R1が閾値回転数R2より小さい場合(ステップS38:YES)ステップS40に進み、回転数R1が閾値回転数R2より大きい場合(ステップS38:NO)ステップS44に進む。ステップS40では、燃料経路22の圧力P1とステップS2で算出した目標圧力P0を比較し、圧力P1が目標圧力P0より大きい場合(ステップS40:YES)、ステップS42に進み、フェールセーフ制御を実行し、処理を終了する。一方、圧力P1が目標圧力P0以下の場合(ステップS40:NO)、ステップS46に進む。ステップS38、S40の処理の実行順は任意である。
Next, the process proceeds to step S38, and the rotation speed R1 and the threshold rotation speed R2 are compared. When the rotation speed R1 is smaller than the threshold rotation speed R2 (step S38: YES), the process proceeds to step S40, and when the rotation speed R1 is larger than the threshold rotation speed R2 (step S38: NO), the process proceeds to step S44. In step S40, the pressure P1 of the
ステップS44では、燃料経路22の圧力P1と目標圧力P0を比較する。燃料経路22の圧力P1が目標圧力P0以下の場合(ステップS44:NO)、ステップS46に進む。ステップS46において、制御部10は、モータを圧力フィードバック制御し、処理を終了する。なお、ステップS44において、燃料経路22の圧力P1が目標圧力P0より大きい場合(ステップS44:NO)、制御部10は、フェールセーフ制御及び圧力フィードバック制御に切換えることなく、現在の制御を維持して処理を終了する。
In step S44, the pressure P1 of the
以上のように、本制御方法では、燃料(ディーゼル燃料またはガソリン燃料)の温度を取得することなく、モータの制御方法を変更する。本制御方法は、第1実施例の制御方法と比較して、制御プログラム及び装置を簡素化することができる。 As described above, in this control method, the control method of the motor is changed without acquiring the temperature of the fuel (diesel fuel or gasoline fuel). This control method can simplify the control program and the device as compared with the control method of the first embodiment.
(他の実施形態)
上記実施例では、フェールセーフ制御の一例として、モータ(ブラシレスモータ)の回転数が閾値回転数(所定デューティ比で駆動したときの回転数)未満になったときに、モータを固定回転数(固定デューティ比)で駆動する制御方法、または、モータを回転数フィードバックで駆動する制御方法について説明した。しかしながら、フェールセーフ制御は、モータがセンサレス制御不能となる(モータが最小デューティ比未満で駆動されること)を回避することが可能な制御であればよく、例えば、モータを固定回転数(誘起電圧が確実に発生する回転数)で駆動する制御等であってもよい。
(Other embodiments)
In the above embodiment, as an example of fail-safe control, when the rotation speed of the motor (brushless motor) becomes less than the threshold rotation speed (rotation speed when driven at a predetermined duty ratio), the motor is fixed at a fixed rotation speed (fixed). The control method of driving by the duty ratio) or the control method of driving the motor by the rotation speed feedback has been described. However, the fail-safe control may be any control that can prevent the motor from becoming sensorless controlless (the motor is driven below the minimum duty ratio). For example, the motor is operated at a fixed rotation speed (induced voltage). The control may be such that the motor is driven at a rotation speed (rotation speed at which) is reliably generated.
また、フェールセーフ制御の実行の可否を決定する際、モータの回転数R1と閾値回転数R2を比較する例について説明したが、燃料経路22の圧力P1と目標圧力P0に基づいて決定したデューティ比と予め設定された所定デューティ比(閾値デューティ比)を比較し、決定したデューティ比が所定デューティ比未満のときにフェールセーフ制御を実行してもよい。
Further, an example of comparing the motor rotation speed R1 and the threshold rotation speed R2 when determining whether or not the fail-safe control can be executed has been described, but the duty ratio determined based on the pressure P1 and the target pressure P0 of the
以上、本発明の実施形態について詳細に説明したが、これらは例示に過ぎず、特許請求の範囲を限定するものではない。特許請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。また、本明細書または図面に説明した技術要素は、単独であるいは各種の組合せによって技術的有用性を発揮するものであり、出願時請求項記載の組合せに限定されるものではない。また、本明細書または図面に例示した技術は複数目的を同時に達成するものであり、そのうちの一つの目的を達成すること自体で技術的有用性を持つものである。 Although the embodiments of the present invention have been described in detail above, these are merely examples and do not limit the scope of claims. The techniques described in the claims include various modifications and modifications of the specific examples illustrated above. In addition, the technical elements described in the present specification or the drawings exhibit technical usefulness alone or in various combinations, and are not limited to the combinations described in the claims at the time of filing. In addition, the techniques illustrated in this specification or drawings achieve a plurality of objectives at the same time, and achieving one of the objectives itself has technical usefulness.
10:制御部
12:バッテリ
20:ポンプ
22:燃料経路
24:フィルタ
26:圧力センサ
30:ロータ位置検出センサ
40:電圧センサ
44:温度センサ
50:インバータ
100:ポンプ駆動装置
200:エンジンコントロールユニット
300:燃料タンク
10: Control unit 12: Battery 20: Pump 22: Fuel path 24: Filter 26: Pressure sensor 30: Rotor position detection sensor 40: Voltage sensor 44: Temperature sensor 50: Inverter 100: Pump drive device 200: Engine control unit 300: Fuel tank
Claims (5)
ブラシレスモータの駆動をデューティ比に基づいて制御する制御部を備えており、
前記制御部は、ブラシレスモータをセンサレス制御し、燃料ポンプより下流の燃料経路の圧力に基づいてブラシレスモータを駆動するデューティ比を変更するとともに、燃料経路の圧力が設定値を超えているときに、ブラシレスモータを駆動する最小デューティ比を設定し、燃料経路の圧力に関わらず最小デューティ比よりも大きいデューティ比でブラシレスモータを駆動する、ポンプ駆動装置。 A pump drive that drives a fuel pump equipped with a brushless motor.
It is equipped with a control unit that controls the drive of the brushless motor based on the duty ratio.
The control unit controls the brushless motor sensorlessly, changes the duty ratio for driving the brushless motor based on the pressure in the fuel path downstream of the fuel pump, and changes the duty ratio when the pressure in the fuel path exceeds the set value. A pump drive that sets the minimum duty ratio to drive a brushless motor and drives the brushless motor with a duty ratio larger than the minimum duty ratio regardless of the pressure in the fuel path.
前記制御部は、
最小デューティ比に基づいて最小デューティ比より大きい所定デューティ比を設定するとともに、最小デューティ比より大きく所定デューティ比より小さい固定デューティ比を設定し、
燃料経路の圧力が設定値を超えているとともに、ブラシレスモータを駆動するデューティ比が所定デューティ比より小さくなったときに、ブラシレスモータを固定デューティ比で駆動する、ポンプ駆動装置。 The pump driving device according to claim 1.
The control unit
A predetermined duty ratio larger than the minimum duty ratio is set based on the minimum duty ratio, and a fixed duty ratio larger than the minimum duty ratio and smaller than the predetermined duty ratio is set.
A pump drive that drives a brushless motor with a fixed duty ratio when the pressure in the fuel path exceeds a set value and the duty ratio for driving the brushless motor becomes smaller than the predetermined duty ratio.
前記制御部は、
最小デューティ比に基づいて最小デューティ比より大きい所定デューティ比を設定し、
燃料経路の圧力が設定値を超えているとともに、ブラシレスモータを駆動するデューティ比が所定デューティ比未満になったときに、ブラシレスモータの回転数に基づいてブラシレスモータを駆動するデューティ比を変更する、ポンプ駆動装置。 The pump driving device according to claim 1.
The control unit
Set a predetermined duty ratio that is larger than the minimum duty ratio based on the minimum duty ratio,
When the pressure in the fuel path exceeds the set value and the duty ratio for driving the brushless motor becomes less than the predetermined duty ratio, the duty ratio for driving the brushless motor is changed based on the rotation speed of the brushless motor. Pump drive.
最小デューティ比は、ブラシレスモータの回転数に基づいて設定される、ポンプ駆動装置。 The pump drive device according to any one of claims 1 to 3.
The minimum duty ratio is a pump drive that is set based on the number of revolutions of the brushless motor.
燃料ポンプは、ディーゼル燃料を燃料経路に圧送するために用いられ、
前記制御部は、燃料ポンプを停止する際、ディーゼル燃料の温度が所定温度未満の場合に最小デューティ比でブラシレスモータを駆動した後に燃料ポンプを停止する、ポンプ駆動装置。 The pump driving device according to any one of claims 1 to 4.
Fuel pumps are used to pump diesel fuel into the fuel path.
The control unit is a pump drive device that stops the fuel pump after driving the brushless motor with the minimum duty ratio when the temperature of the diesel fuel is lower than a predetermined temperature when the fuel pump is stopped.
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JP2019183055A JP2021059986A (en) | 2019-10-03 | 2019-10-03 | Pump drive device |
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