JPH03179158A - 燃料供給ポンプの駆動装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、燃料供給ポンプの駆動装置、更に詳細には、
自動車の内燃機関に用いられる、供給量を制御できる燃
料供給ポンプの駆動装置に関するものである。

［従来の技術］ この種の装置は５ＡＥ−Ｐａｐｅｒ８４０４４５に記載
されている。同文献においては永久磁石同期モータを有
する「インタンク燃料ポンプを駆動するブラシレスモー
フ」が記載されている。詳細にはポンプエンジンユニッ
トの構成が記載されており、さらに３相同期モータの電
気回路の基本的な特徴が説明されている。モータの個々
の巻線に流れる電流を制御するために、制御論理回路に
より駆動され巻線に対して直列に接続されたトランジス
タが用いられている。

ドイツ特許公開公報ＤＥ−０５３０４２８１９には、直
流電源から同期モータに給電する回路装置が開示されて
いる０図には４巻線装置が示されており、説明によれば
この装置は例えば噴射モータ用の燃料ポンプに使用され
ている。

シュトウットガルトのＢ　Ｇ　Ｔｅｕｂｎｅｒ　　出版
社の１９７４年改訂第８版「電気機器と変換器（Ｅｌｅ
ｋｔｒｉｓｃｈｅ　Ｍａｓｃｈｉｎｅｎ　ｕｎｄ　Ｕｓ
ｆｏｒｍｅｒｌＪの文献には。

６０ワツト〜３１５キロワツトの出力を有する多相交流
非同期モータが記載されている。この文献には特に非同
期モータの個別データが示されている。

さらにドイツ特許公報ＤＥ−ＰＳ３８０１４７８には、
加熱装置に用いられる異なる２つの負荷電圧を有する電
源回路が開示されている。

［発明が解決しようとする課題］ 本発明の課題は、大量生産に課された要請に応えること
ができ、同時に供給量の制御に関して大きな柔軟性を有
する燃料供給ポンプの駆動装置を提供することである。

［課題を解決するための手段Ｊ 上記の課題を解決するために、本発明によれば、自動車
の内燃機関に用いられる。供給量を制御できる燃料供給
ポンプの駆動装置において、ポンプの駆動モータとして
非同期モータが使用され、供給量の制御が周波数あるい
は実効電圧を可変にすることにより行われる構成を採用
した。

［作用１ 本発明による燃料供給ポンプの駆動装置は、問題なく構
成することができると同時に供給出力の良好な制御が可
能になる。

本発明の他の利点が従属請求項に示され、次に示す実施
例の説明に記載されている。好ましくは特に、供給出力
の制御は駆動信号の少なくとも１つの半波内の領域を消
去（ブランキング）することによって行われる。さらに
、ポンプの駆動モータの駆動力の遮断を増大させるとよ
いことが明らかにされている。

Ｌ実施例１ 本発明の実施例を図面に示し、以下で詳細に説明する。

第１図にはｔｐ！！籾供給ポンプの駆動装置の主要部分
が概略的に示されている。ポンプは符号１０で示され、
ポンプを駆動する駆動モータは１１で示されている。ま
たＩＩ＋　御ユニットが符号１２で示されている。制御
ユニット１２には制御入力端子１３と電源入力端子１４
が設けられている。制御入力端子１３には回転数制御ユ
ニット】５から駆動信号が印加される。この回転数制御
ユニットの入力にはバッテリー電圧、始動、温度など種
々の運転パラメータが供給される。制御ユニット１２の
電源入力端子１４の前段には自動車で使用される電圧を
１２ボルトから約４５ボルトに上界させる直流電圧変換
器１７が接続されている。

第１図に示す実施例において重要なことは、公知の燃料
ポンプ１０を駆動するのに多相非同期モータを用いてい
ることである。その場合、非同期モータの回転数は回転
数制御ユニット１５と非同期モータの制御ユニット１２
を介して個々の運転パラメータに従って変化される。

第２図には第１図に示す制御ユニット１２の詳細が図示
されている。第２図に示されているのはポンプ１０を駆
動する３相非同期モータの３つの巻線を駆動させる出力
段である。第２図では非同期モータの個々の巻線に接続
されている３本の導線がそれぞれ符号２０，２１．２２
で示されている。この３本の導線は制御ユニット１２内
において６プラスの導線３０とマイナスの導線３１間に
直列に接続された２つのトランジスタＴｌとＴ２．Ｔ３
とＴ４．Ｔ５とＴ６のそれぞれ接続点２４．２５．２６
に接続されている。なお、プラスの導！１１３０は制御
ユニット１２の電源入力端子ｌ４と接続されている。

第２図に示す装置の基本構造は、例えば冒頭で挙げた５
ＡＥ−Ｐａｐｅｒ８４０４４５の第２図に記載されてい
る６重要なことは、第２図に示す装置において個々のト
ランジスタＴＩからＴ６を駆動する駆動信号を形成する
ことである。この駆動信号は第３図に示すような形状に
される。その場合、非同期モータ制御分野にお炉ける平
均的な当業者のパルス形成の知識があれば、このような
信号の形成は問題なく行うことができる。

第３図において３．１１は制御卸ユニット１２と非同期
モータ１１の間の導線２０に発生する信号を示している
。この信号は２つのトランジスタＴｌとＴ２を３．１２
と３．１３に図示したように駆動することにより形成さ
れる。３．１１に示す非同期モータ１１の１相の駆動信
号は、基本的に３６０度の角度にわたって１：ｌのデユ
ーティ比で周期的に変化する駆動信号であり、０度から
１８０の角度ではハイレベルに、１８０度から３６０度
の間はローレベルとなる。

非同期モータ１１により駆動される燃料供給ポンプｌＯ
の供給量制御は、導線２０の周波数あるいは実効電圧あ
るいはその両方を可変にすることによって行われる。こ
の制御は駆動信号の少なくとも１つの半波内の領域を消
去（ブランキング）することにより行われる。これは３
．１１に示す波形において斜線の領域によって示されて
いる。

これは最初の１８０度内の正の信号部分を消去すること
に対応し、また次の１８０度内の正の信号に対応する。

これは３．１２と３．１３に従って２つのトランジスタ
ＴｌとＴ２を駆動させることによって行われる１図から
明らかなように、トランジスタＴｌの駆動信号は３．１
１に示す高い電位の駆動信号に相当し、トランジスタＴ
２の駆動信号はその逆に相当する。

３．２１と３．２２及び３．２３に示す波形は３．１１
〜３．１３に示す波形と同様であるが、本実施例では３
相非同期モータが使用されているので、それぞれ１２０
”位相がずれている。もちろん極数が多くなると１それ
に応じた位相のずれが生じる。

３−３１には導線２２の信号波形が示されている。この
信号を形成するトランジスタＴ５とＴ６を駆動させる駆
動信号は図示されていない。

しかしそれは上述のパルス波形に相当する。

さらに３．４に示す波形は第２図に示す装置の２つの導
線２０と２１の間の電圧を示している。

この信号波形は、信号３．１１と３．２１をイクスクル
ーシブ・オアで論理処理して得られるものであって、３
．１１に示す信号が発生した場合には正の値が生じ、３
．２１に示す信号が発生した場合には負の値が生じる。

従って非同期モータ１１の２つの接続導線２０と２１間
の実効電圧として、はぼサイン形状の波形が生じ、その
実効値によって非同期モータ１１の回転数を制御するこ
とができる。

３．１１．３．２１及び３．３１に示す個々の半波内の
領域の消去は、好ましくはそれぞれ半波の中央において
行なわれる。これは９０度と２７’Ｏ度の位置（平均（
ｍ　）を電子的に求め１次にそれぞれの消去信号の挿入
点を決定することによって行われる。供給量の制御が実
効電圧を可変にして会曇壬行われる場合には、それぞれ
消去信号の幅を運転パラメータに従って制御することに
より行われる。供給量の制御が周波数を可変にして行わ
れる場合には、この消去は所定の角度、例えば９０度、
あるいは６０度と１２０などで行われる。その場合、非
同期モータの使用に関しては個々の角度の値は問題なく
得ることができる。というのは駆動信号の基本周波数、
従って位相位置も予めわかっているからである。

供給量の制御が最も重要となるのは内燃機関の始動時で
ある。というのはこの時点では最大量の燃料が供給され
るからである。このことは冷間始動の場合にもエンジン
が暖まった状態での始動にも当てはまる。というのは蒸
気の気泡を形成する危険があるのでできるだけ迅速に圧
力を形成しなければならないからである。そのため「始
動」の運転状態、及び温度と使用可能な駆動電圧が重要
になる。

非同期モータ１１の駆動電圧の振幅は約２０ボルトから
６０ボルトであって好ましくは４５ボルトである。それ
によって熱損失が低く抑えられ、同時にこの電圧は例え
ば自動車の保守を行う工場従業員の生命を脅かす値では
ない。

回転数制御ユニット１５で設定される非同期モータの所
望回転数と個々の運転パラメータとの関係は好ましくは
燃料ポンプ取付の最終ラインで調節される。このように
してポンプのマツプ特性値の許容誤差を極めて小さい値
とすることができる。

［発明の効果］ 以上の説明から明らかなように、本発明によれば大量生
産に課された要請にできるだけ応えることができ、同時
に供給量の制御に関して大きな柔軟性を有し、自動車の
内燃機関に用いられる、供給量が制御可能な燃料供給ポ
ンプの駆動装置を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は燃料供給ポンプの駆動装置の概略を示すブロッ
ク図、第２図は燃料供給ポンプの駆動モータの個々の巻
締を駆動する駆動パルスを形成するユニットの回路図、
第３図は第２図に示す回路の出力段トランジスタを駆動
するパルス列を示すパルス図である。 ｌＯ・・・ポンプ　　１２・・・制御ユニット１５・・
・回転数制御ユニット ＦｌＧ　２ 、−１２ ＦｌＧ、３

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）自動車の内燃機関に用いられる、供給量を制御でき
   る燃料供給ポンプの駆動装置において、ポンプ（１０）
   の駆動モータとして非同期モータ（１１）が使用され、 供給量の制御が周波数あるいは実効電圧を可変にするこ
   とにより行われることを特徴とする燃料供給ポンプの駆
   動装置。 ２）電圧の振幅が約２０ボルトから６０ボルトで、好ま
   しくは約４５ボルトであることを特徴とする請求項第１
   項に記載の装置。 ３）供給１の制御が駆動信号の少なくとも１つの半波内
   の領域を消去することにより行われることを特徴とする
   請求項第１項に記載の装置。 ４）消去が半波の中央で行われることを特徴とする請求
   項第３項に記載の装置。 ５）消去の幅を内燃機関の運転パラメータに従って変化
   させることを特徴とする請求項第３項に記載の装置。 ６）内燃機関の運転パラメータとして少なくともバッテ
   リー電圧、始動及び温度に関する信号が用いられること
   を特徴とする請求項第５項に記載の装置。 ７）回転数制御ユニット（１５）、出力制御ユニット（
   １２）が少なくとも組立最終ラインにおけるポンプ（１
   ０）のデータに従って調節されることを特徴とする請求
   項第１項から第６項のいずれか１項に記載の装置。