KR20190098422A - Fuel pump driving device - Google Patents

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Abstract

The present invention relates to a fuel pump driving device, which measures the current of a mounted element before calculating the current value required for monitoring and controlling to control the driving of a motor without mounting an additional sensor, thereby reducing fabrication costs by decreasing the circuit complexity and number of components. To this end, the fuel pump driving device of the present invention comprises: a pump supplying fuel stored in a fuel tank to an engine; a motor supplying driving force for the operation of the pump; and a driving device electrically connected to the motor, controlling the driving of the motor such that the fuel may be supplied to the engine as requested by an electronic control unit, and having a plurality of electric elements for the control thereof. Here, the driving device is characterized by detecting a current flowing in one electric element among the plurality of electric elements to monitor the state of the motor.

Description

연료펌프 구동장치{FUEL PUMP DRIVING DEVICE}Fuel Pump Drive Unit {FUEL PUMP DRIVING DEVICE}

본 발명은 연료펌프의 구동장치에 관한 것으로 특히, 별도의 센서를 실장하지 않고 모터 구동을 제어하기 위해 실장되는 소자의 전류를 측정하여 모니터링 및 제어에 필요한 전류값을 산출하도록 함으로써, 회로의 복잡도를 낮추고 부품수 감소에 따른 제조비용 감소가 가능하도록 한 연료펌프의 구동장치에 관한 것이다.The present invention relates to a driving device of a fuel pump, in particular, by measuring the current of the device mounted to control the motor drive without mounting a separate sensor to calculate the current value for monitoring and control, thereby reducing the complexity of the circuit It relates to a driving device of a fuel pump which enables to lower the manufacturing cost by reducing the number of parts.

가스, 휘발유, 경유와 같은 연료를 사용하는 자동차에서는 연료탱크에 저장되어 있는 연료가 연료펌프를 이용하여 엔진에 공급된다. 연료펌프는 펌프의 회전 속도가 전자적으로 제어되어 엔진에 공급되는 연료의 양이 조절된다. 이를 위해 연료펌프를 구동시키기 위해 전기모터가 사용되며, 주로 높은 효율과 장 수명 신뢰성 확보를 위해 BLDC 모터(Brushless DC Motor)와 같은 DC 모터를 사용하는 것이 일반적이다.In automobiles using fuels such as gas, gasoline, and diesel, fuel stored in a fuel tank is supplied to an engine by using a fuel pump. In the fuel pump, the rotational speed of the pump is electronically controlled to adjust the amount of fuel supplied to the engine. For this purpose, an electric motor is used to drive a fuel pump, and a DC motor such as a brushless DC motor is generally used to secure high efficiency and long life reliability.

이러한 모터의 제어, 연료량의 계측, 연료펌프의 모니터링 정보 제공과 같은 기능이 수행되도록 하기 위해 제어회로가 구성되며, 최근에 제어회로가 펌프에 결합되어 펌프모듈 형태로 이용되고 있다.The control circuit is configured to perform such functions as controlling the motor, measuring the fuel amount, and providing monitoring information of the fuel pump. Recently, a control circuit is coupled to a pump and used in the form of a pump module.

이러한 연료펌프의 제어회로는 인쇄회로 기판 상에 전압조정기, 진단회로, 모터 컨트롤 회로의 구성을 위해 다양한 전기 소자들, 예를 들어, 마이크로 컨트롤러, 집적회로소자, 전계효과트랜지스터, 전해콘덴서와 같은 소자들이 실장되어 구성된다. The control circuit of such a fuel pump includes various electrical elements, such as microcontrollers, integrated circuit elements, field effect transistors, and electrolytic capacitors, for the construction of voltage regulators, diagnostic circuits, and motor control circuits on printed circuit boards. Are mounted and configured.

종래에는 이러한 소자들을 좁은 공간에 실장하기 위해 인쇄회로 기판의 양면을 모두 사용하고는 있지만 여전히 공간적이 제약이 있으며, 이는 설계 자유도를 저하시키는 요인으로 작용하고 있다.Conventionally, both sides of a printed circuit board are used to mount such devices in a narrow space, but there is still a space limitation, which acts as a factor that lowers design freedom.

또한, 자동차 생산에 있어서도, 생산 비용 저감, 유지 및 관리 비용 절감, 소형화는 꾸준한 목표이며, 연료펌프와 같은 부품에서도 이러한 비용의 절감을 위한 방법이 요구되고 있다.In addition, in automobile production, reduction of production cost, maintenance and management cost reduction, and miniaturization are steady targets, and there is a demand for a method for reducing such costs in components such as fuel pumps.

대한미국 등록 특허 제10-1164419호(2012년 7월 12일 공고)Korean Patent Registration No. 10-1164419 (July 12, 2012 announcement)

따라서, 본 발명의 목적은 별도의 센서를 실장하지 않고 모터 구동을 제어하기 위해 실장되는 소자의 전류를 측정하여 모니터링 및 제어에 필요한 전류값을 산출하도록 함으로써, 회로의 복잡도를 낮추고 부품수 감소에 따른 제조비용 감소가 가능하도록 한 연료펌프 구동장치를 제공하는 것이다.Accordingly, an object of the present invention is to measure the current of the device mounted to control the motor drive without mounting a separate sensor to calculate the current value required for monitoring and control, thereby reducing the complexity of the circuit and reducing the number of components It is to provide a fuel pump driving device that enables a reduction in manufacturing cost.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 연료펌프의 구동장치는 연료탱크에 저장된 연료를 엔진에 공급하기 위한 펌프; 상기 펌프의 동작을 위한 동력을 제공하는 모터; 및 상기 모터와 전기적으로 연결되고, 전자제어유닛의 요청에 따라 연료가 엔진에 공급되도록 상기 모터의 구동을 제어하며, 상기 제어를 위한 복수의 전기소자를 가지는 구동장치;를 포함하여 구성되고, 상기 구동장치는 상기 모터의 상태를 모니터링 하기 위해 복수의 전기소자 중 어느 하나의 전기소자에 흐르는 전류를 검출하는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, a fuel pump driving apparatus according to the present invention includes a pump for supplying fuel stored in a fuel tank to an engine; A motor providing power for operation of the pump; And a driving device electrically connected to the motor and controlling driving of the motor so that fuel is supplied to an engine at the request of an electronic control unit, the driving device having a plurality of electric elements for the control. The driving device is characterized in that for detecting the current flowing in any one of a plurality of electrical elements to monitor the state of the motor.

복수의 상기 전기소자는 상기 모터의 구동 제어를 위한 제어신호를 생성하는 트랜지스터와 상기 트랜지스터의 스위칭 동작을 제어하는 게이트 구동장치를 포함하는 트랜지스터 모듈과; 상기 트랜지스터 모듈의 동작을 제어하는 마이크로 컨트롤 유닛;을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.The plurality of electric elements includes a transistor module including a transistor for generating a control signal for driving control of the motor and a gate driver for controlling a switching operation of the transistor; And a micro control unit for controlling the operation of the transistor module.

상기 마이크로 컨트롤 유닛은 상기 트랜지스터 모듈의 진단단자에 연결되어 상기 트랜지스터에 흐르는 전류값을 획득하는 것을 특징으로 한다.The micro control unit is connected to a diagnostic terminal of the transistor module to obtain a current value flowing through the transistor.

상기 마이크로 컨트롤 유닛은 상기 전류값을 미리 산출되는 보정식에 대입하여 보정전류값을 산출하고, 상기 보정전류값을 상기 모니터링에 이용하는 것을 특징으로 한다.The micro control unit is characterized by substituting the current value into a correction equation calculated in advance, calculating a correction current value, and using the correction current value for the monitoring.

상기 보정식은 상기 트랜지스터 내부 단자 전류의 변화율을 상기 트랜지스터에 실제로 인가된 전류의 변화율로 나눈 값에 상기 전류값을 곱하고, 상기 내부 단자의 오프셋전류값을 더한 것임을 특징으로 한다.The correction equation is characterized by multiplying the current value by a value obtained by dividing the change rate of the transistor internal terminal current by the change rate of the current actually applied to the transistor, and adding the offset current value of the internal terminal.

상기 보정식은 상기 전류값에 의해 예측되는 모니터링 결과의 오차율이 제어신호의 듀티 또는 모터에 인가되는 전압의 크기 변동되더라도 미리 정해진 비율 이하가 되도록 보정하는 것임을 특징으로 한다.The correction equation is characterized in that the correction is performed so that the error rate of the monitoring result predicted by the current value is equal to or less than a predetermined ratio even if the duty of the control signal or the magnitude of the voltage applied to the motor changes.

본 발명에 따른 연료펌프 구동장치는 별도의 센서를 실장하지 않고 모터 구동을 제어하기 위해 실장되는 소자의 전류를 측정하여 모니터링 및 제어에 필요한 전류값을 산출하도록 함으로써, 회로의 복잡도를 낮추고 부품수 감소에 따른 제조비용 감소가 가능하다.Fuel pump driving apparatus according to the present invention by measuring the current of the device mounted to control the motor drive without mounting a separate sensor to calculate the current value required for monitoring and control, reducing the complexity of the circuit and the number of parts It is possible to reduce the manufacturing cost.

도 1은 연료펌프 구동장치와 연료펌프 플랜지의 결합사시도.
도 2는 연료펌프 구동장치와 연료펌프 플랜지의 일부분해 사시도.
도 3은 구동장치의 제1면을 도시한 사시예시도.
도 4는 구동장치의 제2면을 도시한 사시예시도.
도 5는 구동장치에 의한 전류값 산출 방법을 설명하기 위한 예시도.
도 6은 FET에서 흐르는 전류의 보정전과 보정후의 오차율을 도시한 예시도.
1 is a perspective view of the fuel pump drive unit and the fuel pump flange combined.
2 is a partial perspective view of a fuel pump drive and a fuel pump flange;
3 is a perspective view showing a first surface of a drive device;
4 is a perspective view showing a second surface of the drive device;
5 is an exemplary view for explaining a current value calculation method by a driving device.
6 is an exemplary diagram showing error rates before and after correction of the current flowing in the FET;

이하, 본 발명의 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 당해 분야의 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 설명하기로 한다. 첨부된 도면들에서 구성에 표기된 도면번호는 다른 도면에서도 동일한 구성을 표기할 때에 가능한 한 동일한 도면번호를 사용하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지의 기능 또는 공지의 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략하기로 한다. 그리고 도면에 제시된 어떤 특징들은 설명의 용이함을 위해 확대 뙤는 축소 또는 단순화된 것이고, 도면 및 그 구성요소들이 반드시 적절한 비율로 도시되어 있지는 않다. 그러나 당업자라면 이러한 상세 사항들을 쉽게 이해할 것이다Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art may easily implement the present invention. In the accompanying drawings, it should be noted that the same reference numerals are used in the drawings to designate the same configuration in other drawings as much as possible. In addition, in describing the present invention, when it is determined that a detailed description of a related known function or known configuration may unnecessarily obscure the subject matter of the present invention, the detailed description thereof will be omitted. Some features shown in the drawings are enlarged, reduced, or simplified for ease of description, and the drawings and their components are not necessarily drawn to scale. However, those skilled in the art will readily understand these details.

도 1 도 2는 본 발명에 따른 연료펌프의 구동장치와 연료펌프의 결합형태를 설명하기 위한 예시도들로써, 도 1은 연료펌프 구동장치와 연료펌프 플랜지의 결합사시도이고, 도 2는 연료펌프 구동장치와 연료펌프 플랜지의 일부분해 사시도이다.1 is a view illustrating a coupling form of a fuel pump driving device and a fuel pump according to the present invention. FIG. 1 is a perspective view of a fuel pump driving device and a fuel pump flange, and FIG. 2 is a fuel pump driving. Partial perspective view of the device and fuel pump flange.

도 1 및 도 2를 참조하면, 연료펌프는 플랜지(11)에 마련되는 하우징(20), 하우징(20)과 결합되어 하우징(20)의 내부에 수납공간을 형성하는 커버(30), 상기 플랜지(11)의 일측에 마련되는 멀티밸브(12)를 구비하며, 상기 수납공간 내에 연료펌프를 구동하기 위한 구동장치가 수납된다.1 and 2, the fuel pump includes a housing 20 provided on the flange 11, a cover 30 coupled to the housing 20 to form an accommodation space in the housing 20, and the flange. A multi-valve 12 is provided at one side of 11, and a driving device for driving a fuel pump is stored in the storage space.

플랜지(11)는 자동차의 연료가 저장되는 연료탱크, 즉 봄베(미도시)에 장착되는 부분으로 도시된 바와 같이 판상으로 형성된다. 플랜지(11)의 일측 상면에는 연료펌프에 의해 엔진으로 공급되는 연료를 선택적으로 차단하는 멀티밸브(12)가 마련된다.The flange 11 is formed in a plate shape as shown as a portion mounted to a fuel tank, that is, a cylinder (not shown) in which fuel of an automobile is stored. One side surface of the flange 11 is provided with a multi-valve 12 for selectively blocking the fuel supplied to the engine by the fuel pump.

하우징(20)은 플랜지(11)의 일측 상면에 마련되고, 수납공간을 형성하도록 일측이 개구된 용기형태로 형성된다. 이 하우징(20)의 개구부를 덮더록 커버(30)가 결합되어 내부에 마련되는 수납공간에 구동장치(50)를 수납하게 된다. 하우징(20)의 개구부에는 커버(30)와의 결합을 위해 고정볼트가 결합되어 고정되는 고정공이 형성된다.The housing 20 is provided on an upper surface of one side of the flange 11 and is formed in a container shape in which one side is opened to form an accommodation space. The cover 30 is coupled to cover the opening of the housing 20 to accommodate the driving device 50 in an accommodation space provided therein. The opening of the housing 20 is formed with a fixing hole to which the fixing bolt is coupled and fixed for coupling with the cover 30.

하우징(20)의 내부에는 구동장치(50)를 외부의 전원 또는 장치와 전기적으로 연결하기 위한 복수의 제2터미널(14)이 복수로 마련되고, 이 제2터미널(14)은 컨넥터부(40, 60)에 마련되는 제1터미널(16)과 전기적으로 연결된다. 전기적으로 연결되는 제1터미널(16)과 제2터미널(14)은 일체로 형성되어 하우징(20) 또는 플랜지(11)를 관통하도록 설치되고, 일측은 커넥터부(40, 60)에서 외부로 노출되도록 구성될 수 있다.A plurality of second terminals 14 are provided inside the housing 20 to electrically connect the driving device 50 to an external power source or device, and the second terminal 14 has a connector portion 40. And electrically connected to the first terminal 16 provided at 60. The first terminal 16 and the second terminal 14, which are electrically connected, are integrally formed and installed to penetrate the housing 20 or the flange 11, and one side is exposed to the outside from the connector parts 40 and 60. It may be configured to.

이 하우징(20)과 커버(30)는 기계적 특성이 우수하고, 내화학성(chemical resistance)을 가지는 알루미늄과 같은 금속, 합성수지를 이용하여 형성될 수 있다.The housing 20 and the cover 30 may be formed using a metal or a synthetic resin such as aluminum having excellent mechanical properties and chemical resistance.

하우징(20)의 일측면에는 도시된 바와 같이 제1커넥터부(40)가 마련되며, 예를 들어, 외부전원을 공급하는 전원장치의 소켓과 결합되는 용도로 이용될 수 있다. 이와 별도로 하우징(20)의 하단을 관통하여 플랜지의 타측 하면에는 봄베 내부에 설치되는 센서와 구동장치를 전기적으로 연결하기 위한 제2커넥터(60)가 마련될 수 있다.One side of the housing 20 is provided with a first connector portion 40 as shown, for example, it can be used for the purpose of being combined with the socket of the power supply for supplying external power. Separately, a second connector 60 for electrically connecting the sensor and the driving device installed inside the cylinder may be provided at the lower surface of the flange through the lower end of the housing 20.

커버(30)는 하우징(20)의 개구부에 결합되어 하우징(20)과 함께 구동장치(50)를 수납하기 위한 공간을 형성한다. 이를 위해 커버(30)는 하우징(20)의 개구부에 대응되는 형상의 타원 또는 사각판의 형태로 형성되고, 가장자리 부분에는 고정볼트(16)가 관통결합되는 고정홀(13)이 복수 형성될 수 있다. The cover 30 is coupled to the opening of the housing 20 to form a space for accommodating the driving device 50 together with the housing 20. To this end, the cover 30 may be formed in the shape of an ellipse or a square plate having a shape corresponding to the opening of the housing 20, and a plurality of fixing holes 13 through which the fixing bolts 16 are coupled may be formed in the edge portion. have.

구동장치(50)는 인쇄회로기판과 인쇄회로기판 상에 실장되는 복수의 전기소자로 구성되며, 하우징(20) 내부에 수납된다. 이때, 구동장치(50)는 하우징(20) 내부에 마련되는 제2터미널(14)에 전기적으로 연결되고, 제2터미널(14)을 경유하여 제1커넥터부(40) 또는 제2커넥터부(60)에 의해 외부 또는 센서와 같은 다른 장치에 연결된다. 이를 통해 구동장치(50)는 커넥터부(40, 60)를 통해 공급되는 전원과 제어명령을 외부로부터 제공받고, 제어대상을 제어하기 위한 제어신호를 외부장치에 공급하게 된다. 특히, 구동장치(50)는 연료펌프의 동작을 모니터링하여 모니터링 결과를 전자제어유닛(미도시)에 전달한다. 구체적으로, 구동장치(50)는 연료펌프의 구동에 따른 전류값을 별도의 전류센서를 이용하지 않고, 전기소자 중 하나의 전류값을 측정한다. 그리고, 구동장치(50)는 측정되는 전류값을 전자제어유닛에 전달하거나, 미리 정해진 절차에 따라 처리하여 현재상태를 판단하고 판단결과를 전자제어유닛에 전달한다. 이를 위해 구동장치(50)는 미리 실험적으로 정해지는 보정값에 의해 전기소자로부터 측정되는 전류값을 보정하여 오차를 감소시키고, 보정된 전류값을 전자제어 유닛에 전달하거나, 이를 이용하여 현재상태를 판단하게 된다. 이러한 구동장치(50)에 대해서는 이하에서 별도의 도면을 참조하여 좀 더 상세히 설명하기로 한다.The driving device 50 is composed of a printed circuit board and a plurality of electric elements mounted on the printed circuit board, and is housed in the housing 20. At this time, the driving device 50 is electrically connected to the second terminal 14 provided in the housing 20, and via the second terminal 14, the first connector 40 or the second connector unit ( 60) to an external or other device such as a sensor. Through this, the driving device 50 receives power and control commands supplied from the connector parts 40 and 60 from the outside, and supplies a control signal for controlling the control object to the external device. In particular, the driving device 50 monitors the operation of the fuel pump and transmits the monitoring result to the electronic control unit (not shown). Specifically, the driving device 50 measures the current value of one of the electric elements without using a current sensor for the current value according to the driving of the fuel pump. Then, the driving device 50 transmits the measured current value to the electronic control unit or processes according to a predetermined procedure to determine the current state and transmits the determination result to the electronic control unit. To this end, the driving device 50 reduces the error by correcting the current value measured from the electric element by a correction value previously determined experimentally, and transmits the corrected current value to the electronic control unit, or uses the current state to You will be judged. This drive device 50 will be described in more detail with reference to the separate drawings below.

도 3 및 도 4는 본 발명에 따른 연료펌프의 구동장치를 도시한 예시도들로써, 도 3은 구동장치의 제1면을 도시한 사시예시도이고, 도 4는 구동장치의 제2면을 도시한 사시예시도이다.3 and 4 are exemplary views showing a driving device of the fuel pump according to the present invention, FIG. 3 is a perspective view showing a first surface of the driving device, and FIG. 4 shows a second surface of the driving device. This is an illustrative example.

도 3 및 도 4를 참조하면, 구동장치(50)는 봄베 내부에 설치되는 센서로부터의 데이터를 차량의 전자 제어유닛(ECU, 미도시)에 전달하거나, 전자제어유닛으로부터 전달되는 제어신호에 따라 구동전원을 모터에 공급하여 연료펌프가 연료를 엔진에 공급할 수 있게 제어한다.3 and 4, the driving device 50 transmits data from a sensor installed inside the bomb to an electronic control unit (ECU, not shown) of the vehicle, or according to a control signal transmitted from the electronic control unit. The driving power is supplied to the motor to control the fuel pump to supply fuel to the engine.

구동장치(50)는 모터의 구동을 위한 PWM(Pulse Width ModulatioN) 신호를 발생시키며, PWM 신호의 조절을 통해 연료의 공급량을 조절한다. 구동장치(50)는 PWM 신호를 발생, 모터의 동작 속도를 제어, 펌프 상태 진단, 제어신호에 따른 정확한 동작을 위한 비례적분 제어, 모터에 대한 안정된 전압 공급을 위한 레귤레이팅과 같은 다양한 기능을 수행한다. The driving device 50 generates a pulse width modulation (PWM) signal for driving the motor, and adjusts the supply amount of fuel through the adjustment of the PWM signal. The driving device 50 generates various PWM signals, controls the operating speed of the motor, diagnoses the pump condition, controls the proportional integral for accurate operation according to the control signal, and regulates the stable voltage supply to the motor. do.

이를 위해, 구동장치(50)는 인쇄회로기판(51)과 인쇄회로기판(51)에 실장되는 복수의 전기소자를 포함하여 구성된다.To this end, the driving device 50 includes a printed circuit board 51 and a plurality of electric elements mounted on the printed circuit board 51.

인쇄회로기판(51)에는 제1면(51a)와 제2면(51b) 각각에 도전패턴이 형성되고, 도전패턴(미도시)에 전기적으로 연결되도록 전기소자가 결합된다. 이러한 인쇄회로기판(51)에는 하우징(20) 내부에 수납될 때 제2터미널(14)과 전기적으로 결합될 수 있도록 복수의 터미널홀(60)이 제2터미널(14)의 위치에 대응되게 마련된다. 이 터미널홀(60)은 도전패턴에 의해 전기소자와 연결된다. 이 인쇄회로기판(51)은 도시된 바와 같이 회로기판의 양면(51a, 51b)에 모두 도전패턴이 형성되고, 전기소자 역시 양면(51a, 51b)에 실장된다. 여기서, 인쇄회로기판은 다층기판(MLB : Multilayer Board)일 수 있으나, 이로써 본 발명을 한정하는 것은 아니다.A conductive pattern is formed on each of the first surface 51a and the second surface 51b of the printed circuit board 51, and the electrical elements are coupled to each other so as to be electrically connected to the conductive pattern (not shown). When the printed circuit board 51 is accommodated in the housing 20, a plurality of terminal holes 60 are provided to correspond to the position of the second terminal 14 so as to be electrically coupled to the second terminal 14. do. The terminal hole 60 is connected to the electric element by a conductive pattern. As illustrated, the printed circuit board 51 has conductive patterns formed on both surfaces 51a and 51b of the circuit board, and electrical elements are also mounted on both surfaces 51a and 51b. Here, the printed circuit board may be a multilayer board (MLB), but the present invention is not limited thereto.

전기소자는 전술한 제어기능을 수행하는 마이크로컨트롤 유닛(52, MCU), 전자제어유닛을 포함하는 외부장치와의 통신을 위한 통신모듈(56), PWM 제어를 위한 트랜지스터모듈(FET, 54), 전해콘덴서(58), 안정된 전원 공급을 윈한 레귤레이터(66), 전자기파의 발생 또는 전자기파에 의한 왜란을 방지하기 위한 필터(64), 접지전압을 확보하기 위해 커버(30)에 전기적으로 접촉되는 버스 터미널(68)을 포함하여 구성될 수 있다. The electric element includes a microcontrol unit 52 (MCU) performing the above-described control function, a communication module 56 for communication with an external device including an electronic control unit, a transistor module (FET) 54 for PWM control, Electrolytic capacitor 58, regulator 66 for stable power supply, filter 64 for preventing generation of electromagnetic waves or disturbance caused by electromagnetic waves, bus terminal electrically contacting cover 30 to secure ground voltage And 68.

특히, 마이크로컨트롤 유닛(52, MCU)은 모터를 제어하여 차량의 전자제어유닛의 의도대로 펌프가 동작하도록 함과 아울러, 펌프의 상태를 확인하기 위한 모니터링 정보를 수집하여 전자제어유닛에 전달하거나, 스스로 모니터링을 수행하고 결과를 전자제어유닛에 전달하게 된다.In particular, the microcontrol unit 52 (MCU) controls the motor to operate the pump as intended by the electronic control unit of the vehicle, and collects and transmits monitoring information for confirming the state of the pump to the electronic control unit, The monitoring is performed by itself and the result is transmitted to the electronic control unit.

이를 위해, 마이크로 컨트롤 유닛(52, MCU)은 펌프의 동작에 따라 구동장치(50)에 흐르는 전류의 값을 측정하고, 전류의 값을 토대로 연료펌프의 현재상태를 판단하게 된다. 특히, 마이크로 컨트롤 유닛(52, MCU)은 측정된 전류값을 미리 실험적으로 산출되어 저장되는 보정식에 따라 보정한 보정전류값으로 산출하고, 보정전류값을 토대로 현재상태를 판단하거나, 이를 차량의 전자제어유닛에 전달하게 된다. 이에 대해서는 하기에서 다른 도면을 더 참조하여 좀 더 상세히 설명하기로 한다.To this end, the micro control unit 52 (MCU) measures the value of the current flowing in the driving device 50 according to the operation of the pump, and determines the current state of the fuel pump based on the value of the current. In particular, the micro control unit 52 (MCU) calculates the measured current value as a correction current value corrected according to a correction equation that is experimentally calculated and stored in advance, and determines the current state based on the correction current value, To the electronic control unit. This will be described in more detail with reference to the other drawings below.

이러한 전기소자는 설계자의 의도에 따라 인쇄회로기판(51)의 제1면(51a) 또는 제2면(52b)에 나뉘어 배치될 수 있다. 일례로 도 3 및 도 4에서는 제1면에 마이크로컨트롤 유닛(52), 통신모듈(56), 트랜지스터모듈(54), 전해콘덴서(58)가 배치되고, 제2면에 레귤레이터(66), 필터(64) 및 버스 터미널(68)이 구성된 예가 도시되어 있으나, 이는 일례로써 제시된 것으로 제시된 바에 의해 본 발명을 한정하는 것은 아니다.Such electrical elements may be divided and disposed on the first surface 51a or the second surface 52b of the printed circuit board 51 according to the designer's intention. For example, in FIGS. 3 and 4, the microcontrol unit 52, the communication module 56, the transistor module 54, and the electrolytic capacitor 58 are disposed on the first surface, and the regulator 66 and the filter are disposed on the second surface. An example is shown where 64 and bus terminal 68 are configured, but this is not intended to limit the invention as presented by way of example.

도 5는 구동장치에 의한 전류값 산출 방법을 설명하기 위한 예시도이고, 도 6은 FET에서 흐르는 전류의 보정전과 보정후의 오차율을 도시한 예시도이다.FIG. 5 is an exemplary diagram for describing a method of calculating a current value by a driving apparatus, and FIG. 6 is an exemplary diagram illustrating an error rate before and after correction of a current flowing in a FET.

도 5 및 도 6을 참조하면, 연료펌프의 구동상태를 파악하고 연료공급량의 제어를 위해 차량의 전자제어유닛은 연료펌프의 구동장치(50)에 제어신호를 공급함과 아울러 모니터링을 위한 정보를 요청하게 된다. 5 and 6, in order to determine the driving state of the fuel pump and control the fuel supply amount, the electronic control unit of the vehicle supplies a control signal to the driving device 50 of the fuel pump and requests information for monitoring. Done.

이러한 전자제어유닛의 요구에 응답하여 구동장치(50)는 제어신호에 따라 모터구동을 위한 제어신호, 예를 들면, PWM 신호를 공급하여 모터를 구동시키게 된다. In response to the request of the electronic control unit, the driving device 50 supplies a control signal for driving the motor, for example, a PWM signal, to drive the motor according to the control signal.

이와 함께, 구동장치(50)는 모터의 구동에 소요되는 전류를 측정하여, 전류 측정치를 전자제어유닛에 전달하거나, 전류측정치를 미리 정해진 기준과 절차에 따라 판단하여 모터가 정상구동을 수행하는지 판단하게 된다.In addition, the driving device 50 measures the current required to drive the motor, and transmits the current measurement value to the electronic control unit, or judges whether the motor performs normal driving by judging the current measurement value according to predetermined criteria and procedures. Done.

이를 위해 종래의 연료펌프는 모터에 공급되는 전류의 양을 계측하기 위한 전류센서(또는 전류계)를 구성하고, 전류센서의 값을 수집하여 모니터링을 위한 데이터로 이용하였다. 그러나, 본 발명에서는 모터에 전력을 공급하기 위해 사용되는 전기소자 중 트랜지스터모듈(54)의 전류를 측정하여 측정된 전류를 모니터링을 위한 데이터로 이용하게 된다.To this end, the conventional fuel pump constitutes a current sensor (or ammeter) for measuring the amount of current supplied to the motor, and collects the value of the current sensor and used it as data for monitoring. However, in the present invention, the measured current is used as data for monitoring by measuring the current of the transistor module 54 of the electric elements used to supply power to the motor.

구체적으로 트랜지스터모듈(54)는 PWM신호를 생성하는데 사용될 수 있으며, 트랜지스터모듈(54) 내부에 복수의 FET 소자와 FET 소자의 게이트에 전압을 인가하기 위한 게이트 구동장치를 포함하여 구성된다. 이 게이트 구동장치에는 전류값을 확인할 수 있는 진단단자(Fault Diagnosis)가 제공되며, 마이크로 컨트롤 유닛(52)이 이 진단단자를 통해 트랜지스터모듈(54)과 연결되어 FET에 흐르는 전류값을 측정하게 된다. Specifically, the transistor module 54 may be used to generate a PWM signal, and includes a plurality of FET devices and a gate driver for applying voltages to gates of the FET devices. This gate driver is provided with a diagnosis terminal (Fault Diagnosis) that can check the current value, the micro control unit 52 is connected to the transistor module 54 through this diagnostic terminal to measure the current value flowing through the FET .

마이크로 컨트롤 유닛(52)은 진단단자를 통해 트랜지스터모듈(54)에서 전류값이 측정되면 이를 보정하게 된다. 여기서, 보정은 차량의 전자제어유닛에서 수행될 수도 있으나, 설명의 편의를 위해 마이크로 컨트롤 유닛(52)에서 수행되는 것으로 가정하여 설명을 진행하기로 한다. The micro control unit 52 corrects this when the current value is measured in the transistor module 54 through the diagnostic terminal. Here, the correction may be performed in the electronic control unit of the vehicle, but for the convenience of description, the description will be made on the assumption that the correction is performed in the micro control unit 52.

전류값의 보정을 위한 보정식은 실험적으로 구해진다.A correction equation for the correction of the current value is obtained experimentally.

단계1에서 FET에 전류를 공급하지 않는 상태에서 게이트에 전원을 공급한다. 그리고 이때 소스단자에 흐르는 전류값을 측정하여 Is offset 값을 산출한다. 이때 FET에 전류를 공급하지 않으므로 드레인 단자에 흐르는 Iout=0A가 된다.In step 1, power is supplied to the gate without supplying current to the FET. In this case, an Is offset value is calculated by measuring a current value flowing through the source terminal. At this time, since no current is supplied to the FET, Iout = 0A flowing through the drain terminal is obtained.

단계2에서 FET 일정한 전류, 예를 들어, 4.5A를 공급하고 게이트에 전원을 공급한다. 그리고 이때 소스단자에 흐르는 전류값을 측정하여 Is;4.5A 값을 산출하게 된다.In step 2 the FET supplies a constant current, for example 4.5 A and powers the gate. At this time, the value of Is; 4.5A is calculated by measuring the current flowing through the source terminal.

단계3에서는 단계1 및 단계2에서 산출된 값을 이용하여 도 5의 전류출력선의 기울기를 산출하게 되며, 이때 기울기는 하기의 수학식 1과 같다.In step 3, the slope of the current output line of FIG. 5 is calculated using the values calculated in steps 1 and 2, where the slope is expressed by Equation 1 below.

Figure pat00001
Figure pat00001

단계4에서는 단계3에서 산출된 기울기를 적용하여 보정식을 산출하게 되며, 보정식은 하기의 수학식2와 같다.In step 4, the correction equation is calculated by applying the slope calculated in step 3, and the correction equation is shown in Equation 2 below.

Figure pat00002
Figure pat00002

단계5에서는 산출된 전류보정식을 마이크로 컨트롤 유닛(52)에 프로그래밍하게 된다. 이후 마이크로 컨트롤 유닛(52)은 진단단자를 통해 Iout의 값만을 측정하면 전류값을 산출할 수 있게 됨으로, 별도의 전류센서 없이 모터의 구동에 이용되는 전류를 산출할 수 있게 되며, 이를 모니터링을 위한 전류값으로 사용하게 되어 연료펌프의 구동을 모니터링 할 수 있게된다.In step 5, the calculated current correction equation is programmed into the micro control unit 52. Since the micro control unit 52 can calculate the current value only by measuring the value of Iout through the diagnostic terminal, it is possible to calculate the current used to drive the motor without a separate current sensor, for monitoring this It can be used as a current value to monitor the operation of the fuel pump.

한편, 종래에는 도 6의 <기존품>의 그래프와 같이 FET에서 측정된 전류값이 듀티에 따라 오차율의 변동폭이 크고, 최대 24%의 오차율을 나타내기 때문에 구동장치에 별도의 전류센서를 구비하고, 전류센서를 경유하는 회로를 구성하여 전류값을 측정하였다. On the other hand, in the related art, as shown in the graph of <Previous Product> of FIG. 6, since the current value measured in the FET has a large variation in the error rate according to the duty and shows an error rate of up to 24%, a separate current sensor is provided in the driving device. The current value was measured by constructing a circuit via the current sensor.

그러나, 본 발명에서는 전류센서를 사용하지 않고 보정식을 이용하여 전류값을 보정함으로써 오차율을 도 6의 <변경품>(도 6 하단의 그래프)과 같이 낮추게 된다. 도 6의 <변경품> 도면을 살펴보면, 제어신호의 듀티가 변하는 경우에도 오차율이 10%이하로 유지되며, 다양한 전압(8V 내지 20V)을 사용하는 경우에도 오차율은 10% 이하의 값으로 유지된다. 이는 전류값을 산출하기 위한 보정식이 실험적으로 산출되어 각 전기소자의 특성을 반영한 것이기에 가능한 것이다. 특히 이러한 보정식에 의해 산출된 전류값은 제어신호의 듀티, 제어전압이 달라지는 경우에도 오차율이 10% 미만으로 유지되기 때문에 종래(기존품)와 달리 산출된 전류값을 신뢰할 수 있게 된다.However, in the present invention, the error rate is lowered as shown in Fig. 6 (graph at the bottom of Fig. 6) by correcting the current value using a correction equation without using a current sensor. 6, the error rate is maintained at 10% or less even when the duty of the control signal changes, and the error rate is maintained at 10% or less even when various voltages (8V to 20V) are used. . This is possible because the correction formula for calculating the current value is experimentally calculated to reflect the characteristics of each electric element. In particular, the current value calculated by such a correction formula is reliable, unlike the conventional (existing product) because the error rate is maintained at less than 10% even when the duty and control voltage of the control signal is different.

이상에서 본 발명의 기술적 사상을 예시하기 위해 구체적인 예로 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 상기와 같이 구체적인 실시 예와 동일한 구성 및 작용에만 국한되지 않고, 여려가지 변형이 본 발명의 범위를 벗어나지 않는 한도 내에서 실시될 수 있다. 따라서, 그와 같은 변형도 본 발명의 범위에 속하는 것으로 간주해야 하며, 본 발명의 범위는 후술하는 특허청구범위에 의해 결정되어야 한다.Although illustrated and described in detail as a specific example to illustrate the technical idea of the present invention, the present invention is not limited to the same configuration and operation as the specific embodiment as described above, as many variations are within the scope of the present invention. It can be carried out in. Therefore, such modifications should also be regarded as belonging to the scope of the present invention, and the scope of the present invention should be determined by the claims below.

11 : 플랜지 12 : 멀티밸브
13 : 고정홀 14 : 제2터미널
16 : 고정볼트 20 : 하우징
30 : 커버 40, 60 : 커넥터부
41 : 제1터미널 50 : 구동장치
51 : 인쇄회로기판 52 : 마이크로 컨트롤 유닛
54 : 트랜지스터 56 : 통신모듈
60 : 터미널홀
11 flange 12 multi-valve
13: fixing hole 14: Terminal 2
16: fixing bolt 20: housing
30: cover 40, 60: connector
41: terminal 1 50: drive device
51: printed circuit board 52: micro control unit
54: transistor 56: communication module
60: terminal hall

Claims (6)

연료탱크에 저장된 연료를 엔진에 공급하기 위한 펌프;
상기 펌프의 동작을 위한 동력을 제공하는 모터; 및
상기 모터와 전기적으로 연결되고, 전자제어유닛의 요청에 따라 연료가 엔진에 공급되도록 상기 모터의 구동을 제어하며, 상기 제어를 위한 복수의 전기소자를 가지는 구동장치;를 포함하여 구성되고,
상기 구동장치는 상기 모터의 상태를 모니터링 하기 위해 복수의 전기소자 중 어느 하나의 전기소자에 흐르는 전류를 검출하는 것을 특징으로 하는 연료펌프 구동장치.
A pump for supplying fuel stored in the fuel tank to the engine;
A motor providing power for operation of the pump; And
And a driving device electrically connected to the motor and controlling the driving of the motor so that fuel is supplied to the engine at the request of the electronic control unit, and having a plurality of electric elements for the control.
The driving device is a fuel pump driving device, characterized in that for detecting the current flowing in any one of a plurality of electrical devices to monitor the state of the motor.
제 1 항에 있어서,
복수의 상기 전기소자는
상기 모터의 구동 제어를 위한 제어신호를 생성하는 트랜지스터와 상기 트랜지스터의 스위칭 동작을 제어하는 게이트 구동장치를 포함하는 트랜지스터 모듈과;
상기 트랜지스터 모듈의 동작을 제어하는 마이크로 컨트롤 유닛;을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 연료펌프 구동장치.
The method of claim 1,
The plurality of electrical elements
A transistor module including a transistor for generating a control signal for driving control of the motor and a gate driver for controlling a switching operation of the transistor;
And a micro control unit for controlling the operation of the transistor module.
제 2 항에 있어서,
상기 마이크로 컨트롤 유닛은
상기 트랜지스터 모듈의 진단단자에 연결되어 상기 트랜지스터에 흐르는 전류값을 획득하는 것을 특징으로 하는 연료펌프 구동장치.
The method of claim 2,
The micro control unit
And a fuel pump driving device connected to the diagnostic terminal of the transistor module to obtain a current value flowing through the transistor.
제 3 항에 있어서,
상기 마이크로 컨트롤 유닛은 상기 전류값을 미리 산출되는 보정식에 대입하여 보정전류값을 산출하고, 상기 보정전류값을 상기 모니터링에 이용하는 것을 특징으로 하는 연료펌프 구동장치.
The method of claim 3, wherein
And the micro control unit calculates a correction current value by substituting the current value into a correction equation calculated in advance, and uses the correction current value for the monitoring.
제 4 항에 있어서,
상기 보정식은
상기 트랜지스터 내부 단자 전류의 변화율을 상기 트랜지스터에 실제로 인가된 전류의 변화율로 나눈 값에 상기 전류값을 곱하고, 상기 내부 단자의 오프셋 전류값을 더한 것임을 특징으로 하는 연료펌프 구동장치.
The method of claim 4, wherein
The correction formula is
And a value obtained by dividing the change rate of the transistor internal terminal current by the change rate of the current actually applied to the transistor, multiplied by the current value, and adding the offset current value of the internal terminal.
제 4 항에 있어서,
상기 보정식은
상기 전류값에 의해 예측되는 모니터링 결과의 오차율이
제어신호의 듀티 또는 모터에 인가되는 전압의 크기 변동되더라도 미리 정해진 비율 이하가 되도록 보정하는 것임을 특징으로 하는 연료펌프 구동장치.
The method of claim 4, wherein
The correction formula is
The error rate of the monitoring result predicted by the current value is
The fuel pump driving apparatus, characterized in that the correction is to be equal to or less than a predetermined ratio even if the duty of the control signal or the magnitude of the voltage applied to the motor changes.
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