CN101278115B - 运行燃油泵的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于运行燃油泵的方法，以使得燃油从燃油箱输送到内燃机，其中，脉冲形式的电能被周期性地输送给燃油泵并且根据内燃机对燃油需求来调节脉冲的脉冲宽度。脉冲的频率被这样地调节，即在燃油泵的较小输送功率时的频率被设置为高于在较高的输送功率时的频率。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于运行燃油泵的方法，以使得燃油从燃油箱输送到内燃机，其中，脉冲形式的电能被输送给燃油泵并且根据内燃机对燃油需求来调节占空因数。这种可被调节的燃油泵尤其被安装在机动车的燃油箱中。
背景技术
根据燃油需求来电子调节的燃油箱由DE 43 02 383 A1公开。在此，电能被脉冲式地输送给燃油泵，其中，占空因数作为空气流量传感器的调节输出信号的正函数被改变，其中传感器产生作为节流阀的位置的函数的信号，该节流阀的位置是用于内燃机的燃油需求的标准。这种受调节的脉冲式地输送电能的方法也被作为脉冲宽度调制来公开。特别是电动机由磁性或磁导材料构成，该材料可以具有磁致伸缩效应。此外，这些电动机包括在磁场中的导电的导体，这些导体承受相应于电流的力。如果这种电动机通过脉冲宽度调制来调节，则相应的交变力作用到电导体上。磁性材料的磁致伸缩在变换的磁场中同样也对该组件产生一种交替的力作用和/或造成尺寸的变化。根据交替的力作用和尺寸的变化可以产生电动机的机械激励，从而使声波发射到环境中。如果声波的频率处于人的听觉频率范围内，那么声波就被认为噪音。这通常是不希望的。
因此，为了避免可由人耳朵听到的噪音，通常已知的是选择在人的听觉频率范围之外的脉冲宽度调制的占空因数的频率，优选大于20kHz。
相应的控制电子设备的功率切换晶体管的功率损耗由传导损耗和切换损耗组成。通过跨过组件的电压下降以及电流来确定传导损耗，而切换损耗通过每单位时间内的多次切换过程和被切换的电流来确定。取决于待调节的系统的工作参数，切换损耗可以明显超过传导消耗。另外的缺陷在于，功率损耗将导致开关电子设备的温度升高，该温度升高将使得开关电子设备的使用寿命下降。
发明内容
本发明的目的在于，提出一种用于运行燃油泵的方法，通过使用该方法，一方面避免了对使用者产生干扰的噪音并且另一方面减少了控制电子设备的功率损耗。
该目的根据本发明这样地实现，即脉冲的频率被这样地调节，即在燃油泵的较小的输送功率时的频率被设置为高于在较高的输送功率时的频率。
在通过输送给燃油泵的电能的脉冲宽度调制来调节燃油泵的输送功率时，燃油泵以脉冲式能量供应的不同的频率的运行可以适合不同环境条件下的燃油泵。在较小的输送功率时，燃油泵以脉冲宽度调制的高的频率运行起到这样的作用，即燃油泵在该工作状态中特别安静地运转，这是因为其由于磁性作用而发出很小的固体声。当燃油泵的低输送功率伴随着机动车的低速度时，这是尤其希望的，这是因为由于较低的速度，行驶噪音也是很低的，从而燃油泵的大的噪音会被认为是干扰。
相反，仅仅在内燃机的较大的燃油需求时才出现燃油泵的较高的输送功率。这种提高的燃油需求会伴随着内燃机的较大的噪音并且在机动车的相应的速度时会伴随有风噪。由于这些噪音，燃油泵的噪音可以这样来忽略，即燃油泵的较大的噪音也不会被察觉到。因此，燃油泵可以以脉冲宽度调制的低的频率来运行。其结果是，由于每单位时间的切换过程的次数的减少使得脉冲宽度调制的切换损耗最小化。由此，控制电子设备的温度负荷随着频率降低而降低，这对控制电子设备的使用寿命起到积极的影响。此外，该方法具有的优点是，它不仅涉及到特殊的系统，而且也可以用于具有不同功率等级的和机械或电子换向的燃油泵的燃油系统。
根据该方法，燃油泵的较低的输送功率要小于燃油泵的工作电压的接通持续时间的40％，优选小于30％。
为了在较低的输送功率下运行燃油泵，脉冲宽度调制的频率有利地至少为10kHz，优选至少为20kHz。在这些频率时，可以很大程度地避免在燃油泵中电磁或磁致伸缩产生的可听到的固体声，即通过这种途径产生的噪音在相对安静的环境中也不会被察觉。
相对而言，该方法将脉冲宽度调制的频率在较高的输送功率时下降到50Hz到10kHz，优选在1kHz的范围内，其中燃油泵的工作电压的40％的接通持续时间被认为是较高的输送功率。
在燃油泵的较低和较高的输送功率的转换时，可以通过简单的方法持续地改变频率。
在其他有利的设计方案中，在燃油泵的较低和较高的输送功率的转换时，可以跳跃式或阶梯式地改变频率。
当频率根据电流变化来改变时，可以特别简单地改变频率。由于燃油泵的电流的负荷依赖性，电流呈现出良好的调节参数。
在特定的行驶条件中，可以在非常短的时间间隔中出现负荷变化。这在根据电流调节频率时可以导致经常性的频率变化。为了有利地避免这种快速的频率变化，频率调节的变化速度可以积分地根据电流来实现，其中设置至少一个积分调节器。尤其是快速的电流变化将通过积分调节器来减弱，这是因为可以由此使频率变化慢于电流变化。可以通过对控制电子设备的温度进行评估来实现对频率的另外的、合适的调节。根据特别的苛刻的组件的测量到的温度来改变频率。由此，可以节省积分调节器，因为温度表示出经过的电流负荷的积分并且是控制电子设备的临界参数。
如果温度单独表现为过慢的调节参数，也可以使用温度和电流的组合来用于频率调节。
附图说明
参考实施例来详细说明本发明。图中示出：
图1示出了利用根据本发明的方法来运行的装置，
图2示出了根据本发明的方法而得出的电流-时间图表。
具体实施方式
图1以示意图示出了未进一步示出的机动车的燃油箱1。燃油泵2设置在燃油箱1中，其通过引导管线3将燃油从燃油箱1输送给机动车的内燃机4。通过已知方式获得的电子信号5传输给用于燃油泵2的控制电子设备6，该电子信号是用于内燃机4上的瞬间燃油需求的标准。控制电子设备6包括脉冲发生器7，其将用于燃油泵2的电流以脉冲的形式输送给燃油泵2。脉冲以不变的振幅输送，其中脉冲宽度是用于被输送的电能的标准。控制电子信号6在所示的图中设置在燃油箱1的外部，例如作为发动机控制装置的组件。但是也可以考虑将控制电子设备6设置在燃油箱1上或其中，例如设置在法兰上或燃油泵2中。此外，电子调节设备6是积分调节器8，其尤其在内燃机4的快速的负荷变化时允许实现比电流变化更慢的频率变化。
图2中的图表在区域I中示出了在信号5(该信号对应于全负荷工作)时由脉冲发生器7产生的电流脉冲，也就是内燃机以近乎最大的燃油消耗来运行。脉冲以相对较低的频率1kHz来时钟发送。在内燃机的这种类型的运行时，内燃机的噪声和相应的行驶噪声相对较大，从而在这种频率中由磁致伸缩或磁力产生的噪音可能不会被察觉。
区域II示出内燃机以几乎60％功率来运行。相应地，脉冲的脉冲宽度较短，然而脉冲的频率和区域I相同。在内燃机的这种运行中，内燃机的噪音大于燃油泵的噪音，从而在内燃机的这种功率区域中脉冲也可以1kHz的频率来时钟发送，而燃油泵的噪音不会被察觉。
区域III示出了内燃机在较低的功率范围中的运行，该功率范围例如相应于空转或以低转速行驶。在这种行驶情况中内燃机的噪音和行驶噪音实际上要小于区域I和II的行驶情况。因此，通过脉冲发生器生成具有20kHz的频率的脉冲。这种频率这样高，即在燃油泵中不会产生人听觉范围内的噪音，从而在内燃机的这种工作中也不会察觉燃油泵的噪声。
Claims (14)
1.一种用于运行具有可变输送功率的燃油泵的方法，以使得燃油从燃油箱输送到内燃机，所述方法包括以下步骤：将脉冲形式的电能周期性地输送给所述燃油泵；根据所述内燃机对燃油的需求来调节所述脉冲的脉冲宽度；所述脉冲的频率被这样地调节，即在所述燃油泵的较低输送功率时的频率被设置为高于在较高的输送功率时的频率，其中，调节所述脉冲宽度和所述脉冲的频率包括在多个积分的运行状态之间转换，其中每个所述运行状态都相应于燃油需求值的预设范围，所述运行状态至少包括：第一状态，相应于所述燃油需求值的第一范围，其中所述脉冲具有第一频率和第一脉冲宽度；第二状态，相应于所述燃油需求值的第二范围，其中所述脉冲具有与所述第一频率相同的频率和不同于所述第一脉冲宽度的第二脉冲宽度；以及第三状态，相应于所述燃油需求值的第三范围，其中所述脉冲具有不同于所述第一频率的第二频率以及不同于所述第一脉冲宽度和所述第二脉冲宽度的第三脉冲宽度。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述燃油泵的较低的输送功率要小于所述燃油泵的工作电压的接通持续时间的40％。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述燃油泵的较低的输送功率要小于所述燃油泵的工作电压的接通持续时间的30％。
4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，在所述燃油泵较低的输送功率时，所述频率为至少10kHz。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，在所述燃油泵较低的输送功率时，所述频率为至少20kHz。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在较高的输送功率时，所述脉冲的频率为50Hz直至10kHz。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在较高的输送功率时，所述脉冲的频率在1kHz的范围内。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的方法，其特征在于，在所述燃油泵的较低和较高的输送功率转换时，所述频率被持续改变。
9.根据权利要求1至7中任一项所述的方法，其特征在于，在所述燃油泵的较低和较高的输送功率之间转换时，所述频率跳跃式地或阶梯式地改变。
10.根据权利要求1至7中任一项所述的方法，其特征在于，用于所述燃油泵的电流被作为改变所述频率的调节参数来使用。
11.根据权利要求1至7中任一项所述的方法，其特征在于，控制电子设备的温度被作为改变所述频率的调节参数来使用。
12.根据权利要求1至7中任一项所述的方法，其特征在于，所述控制电子设备的温度和所述电流的组合被作为改变所述频率的调节参数来使用。
13.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，至少一个积分调节器被应用用于改变所述频率。
14.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，产生平滑的平均值的方法被应用用于改变所述频率。
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