KR20190138510A - 연료펌프 모터 구동장치 및 구동방법 - Google Patents

연료펌프 모터 구동장치 및 구동방법 Download PDF

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Abstract

연료펌프 모터 구동장치 및 구동방법에 관한 것으로, 차량의 메인 제어부로부터 수신된 모터의 목표 회전 속도에 기초해서 모터를 구동하기 위한 모터 구동전압을 산출하고 산출된 모터 구동전압을 기반으로 모터를 구동하도록 제어신호를 발생하는 제어부 및 상기 제어부의 제어신호에 기초해서 모터를 구동하는 모터 구동부를 포함하는 구성을 마련하여, 연료펌프 모터 구동시 차량의 메인 제어부로부터 수신되는 모터의 목표 회전속도에 리플 속도를 합산하여 목표 회전속도를 순시적으로 변화시킴으로써, 모터 구동시 발생하는 고주파 소음의 주파수 영역대를 분산시켜 소음 크기를 저감할 수 있다.

Description

연료펌프 모터 구동장치 및 구동방법{FUEL PUMP MOTOR DRIVE APPARATUS AND METHOD}
본 발명은 연료펌프 모터 구동장치 및 구동방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 연료탱크에 저장된 연료를 흡입해서 엔진 측으로 공급하는 연료펌프 구동자치 및 구동방법에 관한 것이다.
일반적으로, 가솔린이나 디젤, 가스 연료를 사용하는 자동차, 하이브리드 자동차 또는 플러그인 하이브리드 자동차에서 연료탱크에 저장되어 있는 연료는 연료펌프의 구동에 의해 엔진으로 공급된다.
이때, 자동차의 속도 등을 고려하여 펌프의 회전 속도를 제어함으로써 엔진에 공급되는 연료의 양을 조절한다.
연료펌프를 구동하는 모터는 직류 모터(DC Motor) 또는 BLDC 모터(Brushless DC Motor)를 이용하며, 센서가 없는(sensorless) BLDC 모터를 이용하기도 한다.
최근에는 자동차의 연비를 향상시키기 위하여 많은 연구 개발이 이루어지고 있다.
본 출원인은 연료펌프용 모터의 회전속도를 정밀하게 제어하여 자동차의 연비를 향상시킬 수 있는 연료펌프 모터 구동장치 기술을 하기의 특허문헌 1 및 특허문헌 2 등 다수에 개시하여 특허 출원해서 등록받은 바 있다.
한편, 액화석유가스(Liquefied Petroleum Gas, 이하 '엘피지'라 함)는 냉각이나 가압에 의해 쉽게 액화하고 반대로 가열이나 감압에 의해 기화하는 특성을 가지며, 가압(액화)된 상태로 고압 용기에 저장되어 기타 가스에 비해 취급이 쉬우며 발열량이 높다.
최근에는 용기에 액화 저장되어 있는 가스를 엔진에 기체 상태로 공기와 같이 유입시키는 것이 아니라, 가솔린 엔진과 동일한 방법으로 연료탱크에서 공급되는 액화 가스를 그대로 인젝터까지 분사하도록 구성한 엘피아이(Liquefied Petroleum Injection) 시스템을 적용하여 기동성을 높이고 출력부분을 개선하고 있다.
엘피아이 시스템은 액체 연료를 인젝터로 공급해서 그대로 분사함에 따라, 연료를 인젝터까지 액체 상태로 전달하는 과정에서 연료유량을 조절하기 위한 모터 드라이버가 연료탱크 내부에 장착된다.
예를 들어, 종래기술에 따른 엘피아이 시스템은 가스 연료가 저장되는 봄베, 봄베 내에 설치되며 봄베 내에 저장된 가스 연료를 펌핑하는 연료펌프, 연료펌프를 통해 펌핑된 액상의 연료를 엔진의 인젝터에 공급하는 멀티밸브를 포함하며, 상기 연료펌프에 마련된 모터는 상기 모터 드라이버에 의해서 제어된다.
도 1은 종래기술에 따른 연료펌프 모터 구동장치의 구성도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 종래기술에 따른 연료펌프 모터 구동장치는 차량의 가속상태에 따라 차량의 메인 제어부(도면 미도시)에서 수신되는 목표 압력과 연료공급라인에서 감지된 현재 압력을 비교하고 비교 결과에 따라 비례 적분 제어 방식으로 모터(1)의 구동을 제어하는 비례 적분 제어기(2)를 포함한다.
비례 적분 제어기(2)는 목표 압력과 현재 압력을 비교한 결과에 따른 보상값을 산출하고, 산출된 보상값을 기반으로 모터(1)에 인가되는 PWM 제어신호의 듀티값을 산출한다.
이때, 비례 적분 제어기(2)는 차량의 메인 제어부로부터 연료펌프 모터의 목표 RPM을 수신하고, 내부의 설정된 프로그램에 따라 모터 RPM을 5단, 예컨대 1단: 1000RPM, 2단: 2000RPM, 3단: 3000RPM, 4단: 4000RPM, 5단: 5000RPM으로 조절하여 연료유량을 조절하는 방식을 사용한다.
대한민국 특허 등록번호 제10-0649355호(2006년 11월 27일 공고) 대한민국 특허 등록번호 제10-1458985호(2014년 11월 12일 공고)
한편, 연료펌프는 모터의 구동력에 의해 임펠러가 회전하면서 봄베 내부에 저장된 연료를 흡입해서 엔진 측으로 공급한다.
이와 같이, 임펠러가 회전하는 과정에서 임펠러의 팬이 연료와 충돌하면서 소음이 발생한다.
상기 소음의 주파수 영역은 임펠러의 회전속도에 따라 유동적으로 변화한다.
상술한 바와 같이, 엘피아이 시스템은 5단계의 고정된 RPM으로 구동됨에 따라, 모터의 목표 회전속도가 설정된 단으로 유지되는 상태에서는 임펠러의 회전속도가 일정하게 유지되고, 이로 인해 소음이 특정 주파수 영역대에 집중되어 고주파 소음이 발생한다.
예를 들어, 모터를 1단으로 구동하는 경우, 1단의 회전속도, 즉 1000RPM에 해당하는 주파수 영역의 소음이 발생한다.
따라서 모터의 목표 회전속도를 순시적으로 변화시켜 연료펌프 구동시 발생하는 소음을 저감하는 기술의 개발이 요구되고 있다.
본 발명의 목적은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 연료펌프 구동용 모터의 목표 회전속도를 순시적으로 변화시켜 연료펌프 구동시 소음을 저감할 수 있는 연료펌프 모터 구동장치 및 구동방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 연료펌프 구동용 모터에 인가되는 목표 회전속도에 강제로 리플을 주입해서 연료펌프 구동시 발생하는 고주파 소음의 주파수 영역을 확산시켜 소음을 저감할 수 있는 연료펌프 모터 구동장치 및 구동방법을 제공하는 것이다.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 연료펌프 모터 구동장치는 차량의 메인 제어부로부터 수신된 모터의 목표 회전 속도에 기초해서 모터를 구동하기 위한 모터 구동전압을 산출하고 산출된 모터 구동전압을 기반으로 모터를 구동하도록 제어신호를 발생하는 제어부 및 상기 제어부의 제어신호에 기초해서 모터를 구동하는 모터 구동부를 포함하고, 상기 제어부는 상기 모터의 목표 회전속도에 리플 속도를 합산해서 목표 회전속도를 일정 범위에서 순시적으로 변화시켜 모터 구동시 발생하는 소음을 저감하도록 제어하는 것을 특징으로 한다.
상기 제어부는 리플 속도 신호를 발생하는 리플 신호 발생부, 상기 모터의 목표 회전속도와 상기 리플 속도 신호에 의한 리플 속도를 합산하여 변조된 변조 목표속도를 출력하는 속도변조부 및 상기 속도변조부에서 출력되는 변조 목표속도에 기초해서 모터의 구동속도를 조절하여 모터를 구동하도록 제어신호를 발생하는 속도 제어기를 포함하고, 상기 리플 속도 신호는 모터의 목표 회전속도를 미리 설정된 설정범위에서 변화시키도록, 사인파 형태를 가지는 것을 특징으로 한다.
상기 속도 제어기는 상기 변조 목표속도에 기초해서 비례 적분 제어 방식으로 모터를 구동하기 위한 모터 구동전압을 산출하고, 산출된 모터 구동전압을 기반으로 PWM 제어신호의 듀티값을 산출하며, 산출된 듀티값의 PWM 제어신호를 상기 모터 구동부로 출력하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 연료펌프 모터 구동방법은 모터의 목표 회전속도에 리플 속도를 합산하여 목표 회전속도를 순시적으로 변화시켜서 모터 구동시 발생하는 고주파 소음의 주파수 영역대를 분산시켜 소음을 주변의 주파수 영역대로 확산하여 소음의 크기를 저감하는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 (a) 제어부에서 차량의 메인제어부로부터 모터의 목표 회전속도를 수신하는 단계, (b) 상기 제어부의 리플 신호 발생부에서 모터의 목표 회전속도를 미리 설정된 설정범위에서 변화시키도록, 사인파 형태를 가지는 리플 속도 신호를 발생하는 단계, (c) 속도 변조부에서 상기 모터의 목표 회전속도와 상기 리플 속도 신호에 의한 리플 속도를 합산하여 변조된 변조 목표속도를 출력하는 단계 및 (d) 속도 제어기에서 상기 변조 목표속도에 기초해서 모터의 구동속도를 조절하여 모터를 구동하도록 제어신호를 발생하는 단계 및 (e) 모터 구동부에서 상기 제어신호에 기초해서 모터를 구동하는 단계를 포함하여 상기 모터의 목표 회전속도에 리플 속도를 합산해서 목표 회전속도를 일정 범위에서 순시적으로 변화시켜 모터 구동시 발생하는 소음을 저감하는 것을 특징으로 한다.
상기 (d)단계에서 속도 제어기는 상기 변조 목표속도에 기초해서 비례 적분 제어 방식으로 모터를 구동하기 위한 모터 구동전압을 산출하고, 산출된 모터 구동전압을 기반으로 PWM 제어신호의 듀티값을 산출하며, 산출된 듀티값의 PWM 제어신호를 상기 모터 구동부로 출력하는 것을 특징으로 한다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 연료펌프 모터 구동장치 및 구동방법에 의하면, 차량의 메인제어부로부터 수신되는 모터의 목표 회전속도에 리플 속도를 합산해서 목표 회전속도를 일정 범위에서 순시적으로 변화시킬 수 있다는 효과가 얻어진다.
이에 따라, 본 발명에 의하면, 모터 구동시 발생하는 고주파 소음의 주파수 영역대를 분산시킴으로써, 소음을 주변의 주파수 영역대로 확산시켜 모터를 구동하는 각 단 주파수에서의 소음 크기를 저감할 수 있다는 효과가 얻어진다.
도 1은 종래기술에 따른 연료펌프 모터 구동장치의 구성도,
도 2는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 연료펌프 모터 구동장치가 적용된 엘피아이 시스템의 구성도,
도 3은 도 2에 도시된 제어부의 상세 구성도,
도 4는 RPM 변화(리플 속도) 주기에 따른 주파수별 소음 분포 그래프,
도 5는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 연료펌프 모터 구동방법을 단게별로 설명하는 흐름도.
이하 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 연료펌프 모터 구동장치 및 구동방법을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
본 실시 예에서는 엘피아이 시스템에 적용되는 연료펌프 모터를 이용하여 설명하기로 한다.
그러나 본 발명은 엘피아이 시스템에 한정되는 것은 아니며, 엘피아이 시스템과 직접분사식 엘피아이 시스템과 같이 액체 상태의 가스 연료를 엔진에 공급하는 가스 연료 공급시스템, 가솔린 직접분사 시스템, 디젤 직접분사 시스템, 하이브리드 연료공급 시스템 및 플러그인 하이브리드 연료 공급시스템과 같이 다양한 연료 공급시스템에 적용될 수 있음에 유의하여야 한다.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 연료펌프 모터 구동장치가 적용된 엘피아이 시스템의 구성도이다.
본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 연료펌프 모터 구동장치가 적용된 엘피아이 시스템(10)은 도 2에 도시된 바와 같이, 차량의 주행 상태에 기초하여 엔진에 공급되는 연료의 목표압력을 산출하는 메인 제어부(11), 메인 제어부(11)와 통신을 수행하여 메인 제어부(11)로부터 수신된 목표 회전속도에 따라 연료펌프(12)에 구비된 모터(13)의 구동속도를 제어하는 연료펌프 모터 구동장치(20), 연료펌프(12)에 의해 펌핑되어 공급되는 연료를 미리 설정된 고압으로 가압하는 고압펌프(14) 및 고압으로 가압된 연료를 엔진의 실린더 내부에 분사하는 인젝터(15)를 포함한다.
모터(13)는 단상이나 2상 또는 3상 BLDC 모터 등 다양한 DC 모터로 적용될 수있다.
메인 제어부(11)는 운전자의 가속페달 조작시 가속페달의 각도를 감지하는 가속페달센서(Acceleration Pedal Sensor)에서 가속페달의 각도를 감지한 가속상태 감지신호를 수신하여 차량의 가속상태를 판단할 수 있다.
다음, 도 2 및 도 3을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 연료펌프 모터 구동장치의 구성을 상세하게 설명한다.
도 3은 도 2에 도시된 제어부의 상세 구성도이다.
본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 연료펌프 모터 구동장치(20)는 도 2에 도시된 바와 같이, 차량의 메인 제어부(10)로부터 수신된 모터의 목표 회전 속도에 기초해서 모터(13)를 구동하기 위한 모터 구동전압을 산출하고 산출된 모터 구동전압을 기반으로 모터(13)를 구동하도록 제어신호를 발생하는 제어부(21) 및 제어부(21)의 제어신호에 따라 모터(13)를 구동하는 모터 구동부(23)를 포함할 수 있다.
그리고 연료펌프 모터 구동장치(20)는 모터(13)의 현재 회전속도를 감지하고 감지된 속도에 대응되는 속도감지신호를 발생해서 제어부(21)로 전달하는 속도 감지부(22), 차량에 마련된 배터리로부터 공급된 구동전원을 안정적으로 유지하고 과전압을 차단하여 각 장치를 보호하는 과전압 보호부(도면 미도시) 및 차량의 메인 제어부(10)와 제어부(21) 사이에서 CAN 통신을 수행하는 CAN 통신부(도면 미도시)를 더 포함할 수 있다.
제어부(21)는 모터(13)의 구동시 발생하는 고주파 소음을 저감하기 위해, 리플 속도 신호를 발생하는 리플 신호 발생부(31), 차량의 메인 제어부(11)로부터 수신되는 모터(13)의 목표 회전속도와 상기 리플 속도 신호에 의한 리플 속도를 합산하여 변조된 변조 목표속도를 출력하는 속도변조부(32) 및 속도변조부(32)에서 출력되는 변조 목표속도에 기초해서 모터(13)의 구동속도를 조절하여 모터(13)를 구동하는 제어신호를 발생하는 속도 제어기(33)를 포함한다.
상기 리플 속도 신호는 모터(13)의 목표 회전속도를 미리 설정된 설정범위에서 순시적으로 변화시키기 위한 신호로서, 사인파 형태를 가질 수 있다.
예를 들어, 상기 리플 속도는 +300 내지 -300RPM으로 설정될 수 있다.
그래서 속도변조부(32)는 메인 제어부(11)로부터 수신되는 모터(13)의 목표 회전속도와 상기 리플 속도를 합산하여 변조된 변조 목표속도를 출력한다.
예를 들어, 모터(13)의 목표 회전속도가 1단, 즉 1000RM인 경우, 상기 변조 목표속도는 700RPM 내지 1300RPM의 범위에서 사인파 형태와 같이 순시적으로 변화할 수 있다.
속도 제어기(33)는 상기 변조 목표속도에 기초해서 비례 적분 제어(proportional integral control) 방식으로 모터(13)를 구동하기 위한 모터 구동전압을 산출하고, 산출된 모터 구동전압을 기반으로 PWM 제어신호의 듀티값을 산출하며, 산출된 듀티값의 PWM 제어신호를 모터 구동부(23)로 출력할 수 있다.
즉, 속도 제어기(33)는 비례 제어 동작에 의해 모터(13)의 현재 회전속도와 변조 목표속도의 편차값에 비례해서 모터의 회전속도를 보상함과 동시에, 적분 제어 동작에 의해 외란에 대한 잔류 편차를 제거해서 보상값을 산출하고, 산출된 보상값을 실험 결과를 통해 보상값별로 전압값이 매핑된 테이블을 이용해서 상기 모터 구동전압을 산출할 수 있다.
도 4는 RPM 변화(리플 속도) 주기에 따른 주파수별 소음 분포 그래프이고, 도 1은 도 4에 도시된 리플 속도 주기에 따른 주파수별 소음 테이블이다.
소음(X: 2242.68㎐,
Y:-12.99㏈)[㏈]		 전체 소음 총합
[㏈]
선 1 37.42 50.48
선 2 16.88 50.78
선 3 27.43 51.55
선 4 23.04 50.63
선 5 35.30 51.23
선 6 32.55 51.39
선 7 29.76 51.08
도 4에서 가로축은 모터(13) 구동시 발생하는 소음의 주파수 영역대를 나타내고, 세로축은 소음의 크기를 나타낸다.
도 4에 도시된 선들은 각각 리플 속도의 주기가 서로 다르게 설정된다. 여기서, 도 4의 우측 하단의 기재된 각 선에 대한 설명은 위에서부터 순서대로 리플 주기가 빠른 순서대로 나열되어 있다.
표 1에 기재된 바와 같이, 리플 속도의 주기 변화에 따라 특정 주파수 영역대, 즉 도 4의 중앙에 도시된 세로선에 대응되는 고주파 소음 발생 영역의 소음이 줄어들고, 주변 주파수 영역대의 소음으로 확산됨을 확인할 수 있다.
이와 같이, 본 발명은 차량의 메인제어부로부터 수신되는 모터의 목표 회전속도에 리플 속도를 합산해서 목표 회전속도를 일정 범위에서 순시적으로 변화시킬 수 있다.
이에 따라, 본 발명은 모터 구동시 발생하는 고주파 소음의 주파수 영역대를 분산시킴으로써, 소음을 주변의 주파수 영역대로 확산시켜 모터를 구동하는 각 단 주파수에서의 소음 크기를 저감할 수 있다.
다음, 도 5를 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 연료펌프 모터 구동방법을 상세하게 설명한다.
도 5는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 연료펌프 모터 구동방법을 단게별로 설명하는 흐름도이다.
차량의 이그니션 키가 스타트 조작되면, 연료펌프 모터 구동장치(20)는 연료펌프(12)에 마련된 모터(13)를 구동해서 연료를 펌핑하여 연료공급라인(S)을 통해 엔진에 공급한다.
차량에 마련된 가속상태 감지부는 차량의 가속상태를 감지하고, 감지된 가속상태 감지신호를 메인 제어부(11)로 전달한다.
그러면, 도 5의 S10단계에서 메인 제어부(11)는 상기 가속상태에 기초해서 모터(13)의 목표 회전속도를 설정하고, 연료펌프 모터 구동장치(20)의 제어부(21)는 메인 제어부(11)로부터 목표 압력을 수신한다.
S12단계에서 속도 감지부(22)는 모터(13)의 현재 회전속도를 감지하고, 감지된 현재 회전속도에 대응되는 속도감지신호를 제어부(21)로 전달한다.
S14단계에서 제어부(21)의 리플 신호 발생부(31)는 미리 설정된 설정범위의 리플 속도에 대응되는 리플 속도 신호를 발생하고, 속도 변조부(32)는 차량의 메인 제어부(11)로부터 수신되는 모터(13)의 목표 회전속도와 상기 리플 속도 신호에 의한 리플 속도를 합산하여 변조된 변조 목표속도를 출력한다.
그러면, 속도 제어기(33)는 속도변조부(32)에서 출력되는 변조 목표속도에 기초해서 모터(13)의 구동속도를 조절하여 모터(13)를 구동하는 제어신호를 발생한다.
이때, 속도 제어기(33)는 감지된 모터(13)의 현재 회전속도과 상기 변조 목표속도를 비교해서 비교 결과에 따른 비례 적분 동작을 통해 보상값을 산출하고, 산출된 보상값에 대응되는 모터 구동전압을 산출한다.
그리고 속도 제어기(33)는 산출된 모터 구동전압에 대응되는 PWM 제어신호의 듀티값을 산출하고(S18), 산출된 듀티값의 PWM 제어신호를 모터 구동부(23)로 전달해서 모터(13)의 구동을 제어한다(S20).
이후, 제어부(21)는 엔진 시동이 중지될 때까지 S10단계 내지 S20단계를 반복 수행하도록 제어한다.
상기한 바와 같은 과정을 통하여, 본 발명은 모터의 목표 회전속도에 리플 속도를 합산하여 목표 회전속도를 순시적으로 변화시킴으로써, 모터 구동시 발생하는 고주파 소음의 주파수 영역대를 분산시켜 주변의 주파수 영역대로 확산함에 따라, 모터를 구동하는 각 단 주파수에서의 소음 크기를 저감할 수 있다.
이상 본 발명자에 의해서 이루어진 발명을 상기 실시 예에 따라 구체적으로 설명하였지만, 본 발명은 상기 실시 예에 한정되는 것은 아니고, 그 요지를 이탈하지 않는 범위에서 여러 가지로 변경 가능한 것은 물론이다.
즉, 상기의 실시 예에서는 엘피아이 시스템에 적용되는 연료펌프 모터를 이용하여 설명하였으나, 본 발명은 엘피아이 시스템뿐만 아니라, 직접분사식 엘피아이 시스템과 같이 액체 상태의 가스 연료를 엔진에 공급하는 가스 연료 공급시스템, 가솔린 직접분사 시스템, 디젤 직접분사 시스템, 하이브리드 연료공급 시스템 및 플러그인 하이브리드 연료 공급시스템과 같이 다양한 연료 공급시스템에 적용 가능하도록 변경될 수 있다.
본 발명은 연료펌프 모터 구동시 차량의 메인 제어부로부터 수신되는 모터의 목표 회전속도에 리플 속도를 합산하여 목표 회전속도를 순시적으로 변화시킴으로써, 모터 구동시 발생하는 고주파 소음의 주파수 영역대를 분산시켜 소음 크기를 저감하는 연료펌프 모터 구동장치 및 구동방법 기술에 적용된다.
10: 엘피아이 시스템
11: 메인 제어부 12: 연료펌프
13: 모터 14: 고압펌프
15: 인젝터
20: 연료펌프 모터 구동장치
21: 제어부 22: 속도 감지부
23: 모터구동부
31: 리플 신호 발생부 32: 속도변조부
33: 비례 적분 제어기

Claims (6)

  1. 차량의 메인 제어부로부터 수신된 모터의 목표 회전 속도에 기초해서 모터를 구동하기 위한 모터 구동전압을 산출하고 산출된 모터 구동전압을 기반으로 모터를 구동하도록 제어신호를 발생하는 제어부 및
    상기 제어부의 제어신호에 기초해서 모터를 구동하는 모터 구동부를 포함하고,
    상기 제어부는 상기 모터의 목표 회전속도에 리플 속도를 합산해서 목표 회전속도를 일정 범위에서 순시적으로 변화시켜 모터 구동시 발생하는 소음을 저감하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 연료펌프 모터 구동장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는 리플 속도 신호를 발생하는 리플 신호 발생부,
    상기 모터의 목표 회전속도와 상기 리플 속도 신호에 의한 리플 속도를 합산하여 변조된 변조 목표속도를 출력하는 속도변조부 및
    상기 속도변조부에서 출력되는 변조 목표속도에 기초해서 모터의 구동속도를 조절하여 모터를 구동하도록 제어신호를 발생하는 속도 제어기를 포함하고,
    상기 리플 속도 신호는 모터의 목표 회전속도를 미리 설정된 설정범위에서 변화시키도록, 사인파 형태를 가지는 것을 특징으로 하는 연료펌프 모터 구동장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 속도 제어기는 상기 변조 목표속도에 기초해서 비례 적분 제어 방식으로 모터를 구동하기 위한 모터 구동전압을 산출하고, 산출된 모터 구동전압을 기반으로 PWM 제어신호의 듀티값을 산출하며, 산출된 듀티값의 PWM 제어신호를 상기 모터 구동부로 출력하는 것을 특징으로 하는 연료펌프 모터 구동장치.
  4. 모터의 목표 회전속도에 리플 속도를 합산하여 목표 회전속도를 순시적으로 변화시켜서 모터 구동시 발생하는 고주파 소음의 주파수 영역대를 분산시켜 소음을 주변의 주파수 영역대로 확산하여 소음의 크기를 저감하는 것을 특징으로 하는 연료펌프 모터 구동방법.
  5. 제4항에 있어서,
    (a) 제어부에서 차량의 메인제어부로부터 모터의 목표 회전속도를 수신하는 단계,
    (b) 상기 제어부의 리플 신호 발생부에서 모터의 목표 회전속도를 미리 설정된 설정범위에서 변화시키도록, 사인파 형태를 가지는 리플 속도 신호를 발생하는 단계,
    (c) 속도 변조부에서 상기 모터의 목표 회전속도와 상기 리플 속도 신호에 의한 리플 속도를 합산하여 변조된 변조 목표속도를 출력하는 단계 및
    (d) 속도 제어기에서 상기 변조 목표속도에 기초해서 모터의 구동속도를 조절하여 모터를 구동하도록 제어신호를 발생하는 단계 및
    (e) 모터 구동부에서 상기 제어신호에 기초해서 모터를 구동하는 단계를 포함하여
    상기 모터의 목표 회전속도에 리플 속도를 합산해서 목표 회전속도를 일정 범위에서 순시적으로 변화시켜 모터 구동시 발생하는 소음을 저감하는 것을 특징으로 하는 연료펌프 모터 구동방법.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 (d)단계에서 속도 제어기는 상기 변조 목표속도에 기초해서 비례 적분 제어 방식으로 모터를 구동하기 위한 모터 구동전압을 산출하고, 산출된 모터 구동전압을 기반으로 PWM 제어신호의 듀티값을 산출하며, 산출된 듀티값의 PWM 제어신호를 상기 모터 구동부로 출력하는 것을 특징으로 하는 연료펌프 모터 구동방법.

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Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH09322587A (ja) * 1996-05-31 1997-12-12 Japan Servo Co Ltd ブラシレスモータの駆動装置
KR100649355B1 (ko) 2005-11-09 2006-11-27 (주)모토닉 연료 펌프 모터 구동 장치
JP2011061929A (ja) * 2009-09-08 2011-03-24 Ricoh Co Ltd モータ速度制御装置
KR101326851B1 (ko) * 2012-09-06 2013-11-11 현대자동차주식회사 Ｌｐｇ 연료 펌프 제어 시스템 및 방법과 이를 이용한 ｌｐｉ 엔진의 연료 공급 시스템
KR101458985B1 (ko) 2013-01-10 2014-11-12 (주)모토닉 연료펌프 모터 구동장치 및 구동방법
KR20160134140A (ko) * 2015-05-14 2016-11-23 (주)모토닉 가변 연료 압력 시스템 및 그의 연료펌프 제어방법

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH09322587A (ja) * 1996-05-31 1997-12-12 Japan Servo Co Ltd ブラシレスモータの駆動装置
KR100649355B1 (ko) 2005-11-09 2006-11-27 (주)모토닉 연료 펌프 모터 구동 장치
JP2011061929A (ja) * 2009-09-08 2011-03-24 Ricoh Co Ltd モータ速度制御装置
KR101326851B1 (ko) * 2012-09-06 2013-11-11 현대자동차주식회사 Ｌｐｇ 연료 펌프 제어 시스템 및 방법과 이를 이용한 ｌｐｉ 엔진의 연료 공급 시스템
KR101458985B1 (ko) 2013-01-10 2014-11-12 (주)모토닉 연료펌프 모터 구동장치 및 구동방법
KR20160134140A (ko) * 2015-05-14 2016-11-23 (주)모토닉 가변 연료 압력 시스템 및 그의 연료펌프 제어방법

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