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HINTERGRUND
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(a) Technisches Gebiet
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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und ein System zum Steuern einer elektrischen Vakuumpumpe, und insbesondere ein Verfahren und ein System zum Steuern einer elektrischen Vakuumpumpe, welche die Erzeugung von Spitzenströmen verhindern, und einen Sanftanlauf des Anfangsmotorstartens der elektrischen Vakuumpumpe implementieren.
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(b) Technischer Hintergrund
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Im Allgemeinen startet eine Bremseinrichtung eines Fahrzeuges, um ein Reisefahrzeug zu bremsen oder zu stoppen, und in vielen Passagierfahrzeugen wird eine hydraulische Bremse verwendet, welche Bremskraft unter Verwendung von hydraulischem Druck erzeugt, welcher durch eine Betätigung eines Bremspedals erzeugt wird. Ein Hauptzylinder, welcher den hydraulischen Druck der hydraulischen Bremse erzeugt, wird durch eine Kraft betrieben, welche durch einen Verstärker aufgebracht wird, welcher eine Druckdifferenz zwischen dem atmosphärischen Druck und Vakuumdruck auf Basis eines Eingriffsbetrags des Bremspedals bildet.
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Für den Bremsverstärker wird ein Lufttyp verwendet, welcher Druck verwendet, welcher von einem Kompressor zur Verfügung gestellt wird, welcher durch eine Maschine angetrieben wird, um die Betätigungskraft des Bremspedals zu verstärken, und um die verstärkte Betätigungskraft einem Zylinder zur Verfügung zu stellen. Zusätzlich wird ein Vakuumtyp weitgehend verwendet, welcher Unterdruck eines Maschineneinlassverteilers verwendet. Ferner, in dem allgemeinen Vakuumtyp-Bremskraftverstärker, wird der Unterdruck des Maschineneinlassverteilers verwendet, jedoch kann ein Modell, welches Vakuum erzeugt, des Bremskraftverstärkers durch Anwendung einer elektrischen Vakuumpumpe (EVP), welche einen elektrischen Motor verwendet, angewendet werden.
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Die elektrische Vakuumpumpe (EVP) ist ausgebildet, um Luft durch eine Negativdruckleitung durch Drehen einer Pumpe mit dem elektrischen Motor zu saugen, um ein Vakuum in dem Bremskraftverstärker auszubilden, welcher durch eine Negativdruckleitung verbunden ist, und kann verwendet werden für eine zweite Vakuumerzeugung, um ein Vakuumniveau des Bremskraftverstärkers in einem allgemeinen Maschinenfahrzeug zu verbessern, welches zur Verwendung des Negativdrucks des Maschineneinlassverteilers fähig ist. Insbesondere führt die elektrische Vakuumpumpe des Maschinenfahrzeuges in der Erzeugung des Vakuums des Bremskraftverstärkers unter Verwendung des Negativdrucks des Einlassverteilers eine Vakuum-Ergänzungs-funktion eines Vakuummangels unter einer Hochlandfahrbedingung oder einer Turboladerbetätigungsbedingung durch.
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Insbesondere wird für ein Brennstoffmaschinenfahrzeug ein Einlassluftbetrag gesteigert, um ein Abgasregulationsmaterial zu reduzieren, welches in einem Anfangskaltstart erzeugt wird, da das Vakuumniveau des Bremskraftverstärkers abnimmt, wobei die elektrische Vakuumpumpe als zweite Vakuumerzeugungsvorrichtung verwendet wird. Zusätzlich, da das Vakuum erzeugt wird unter Verwendung einer atmosphärischen Druckdifferenz eines Einlasssystems in dem Bremskraftverstärker, tritt ein Verlust in der Maschinenausgangsleistung und der Brennstoffeffizienz aufgrund des Einlassverlustes auf. Jedoch, wenn die elektrische Vakuumpumpe verwendet wird, kann eine Negativdruckverwendung des Einlassverteilers minimiert werden, wodurch ein Effekt der Ausgangsleistungs- und der Brennstoffeffizienzsteigerung erhalten wird. Ferner, in einem elektrischen Fahrzeug (EV) ohne der Maschine oder einem hybridelektrischen Fahrzeug (HEV), welches einen Modus aufweist, welchen die Maschine stoppt ähnlich zu einem EV-Fahrmodus, wird das Fahrzeug nur durch einen Antriebsmotor angetrieben.
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1 zeigt ein Diagramm, welches einen Betrieb einer elektrischen Vakuumpumpe (hiernach als „EVP” bezeichnet) veranschaulicht, auf welche eine Flügelzellenpumpe angewendet wird, und wenn ein Rotor 2 innerhalb eines Gehäuses 1 unter Verwendung eines elektrischen Motors gedreht wird, wird ein Druckausgleichsbehälter der Maschine und des Bremskraftverstärkers evakuiert, während Luft in das Gehäuse eingesaugt, geschlossen, transportiert, und ausgegeben wird durch eine Leitschaufel 3.
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Ferner beinhaltet eine allgemeine EVP 10 einen Massenanschluss („GND”), zwei Controller Area Networks (CAN), Kommunikationsanschlüsse („CAN_HI” und „CAN_LO”), einen Vakuumsensoranschluss, einen Fahrzeugleistungssignalanschluss („IG1”), und sechs Eingangs-/Ausgangsanschlüsse eines Quellenanschlusses („B+”) zur Betriebssteuerung, wie dargestellt in 2. Hierbei stellen die CAN-Kommunikationsanschlüsse eine Kommunikation zwischen einem Cluster 30 und einem Maschinenmanagementsystem (EMS) 40 zur Verfügung, und die EVP 10 wird verwendet, um einen Fehlerstatus der EVP 10 auf dem Cluster 30 anzuzeigen (zum Beispiel einem Display auf dem Cluster) und überdies verwendet, um ein Maschinen-An/Aus-Status-Information von der Maschinenmanagementeinheit (EMS) 40 zu erhalten, da die EVP in einem Maschinenlaufzustand betrieben wird.
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Ferner wird der Vakuumsensoranschluss zum Erhalten eines Signals eins Vakuumsensors verwendet (alternativ ein Vakuumschalter 21), welcher auf dem Bremskraftverstärker 20 gelagert ist, und wenn der Vakuumsensor ein Spannungssignal in Abhängigkeit eines Vakuumgrads (Vakuumdruck) des Bremskraftverstärkers ausgibt, erhält der Vakuumsensor das Ausgangsspannungssignal durch den Vakuumsensoranschluss.
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Zusätzlich, wenn der Vakuumschalter 21, welcher das Signal basierend auf dem Vakkuumgrad des Bremskraftverstärkers 20 als ein An/Aus-Spannungssignal ausgibt, wird ein Schalter-An-Signal (zum Beispiel ein Spannungssignal) erhalten durch eine Kraft in dem Schalter aufgrund einer Druckdifferenz zwischen dem Vakuumdruck und dem atmosphärischen Druck. Wenn der Vakuumdruck (Minusdruck, das heißt ein negativer Druck) des Bremskraftverstärkers 20 größer ist als ein gesetztes Niveau, und die Differenz zwischen dem Vakuum und dem atmosphärischen Druck minimal ist, ist der Vakuumschalter 21 in einem Schalter-An-Zustand, und wenn der Vakuumdruck gleich oder geringer als das gesetzte Niveau ist, und die Differenz zwischen dem Vakuumdruck und dem atmosphärischen Druck wesentlich ist, ist der Vakuumschalter 21 in einem Schalter-Aus-Zustand.
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Der Fahrzeugleistungssignalanschluss (IG1) ist ein Anschluss (zum Beispiel ein Signalanschluss), welcher verwendet wird, um ein IG1-Zustandssignal zu erhalten, und ein Quellenanschluss (B+) ist ein Anschluss, welcher verwendet wird, um ein Batteriekonstantleistungssignal (B+) zu erhalten. Demzufolge wird die EVP in der verwandten Technik gesteuert, um angeschaltet oder ausgeschaltet zu werden gemäß einer Logik basierend auf sechs Eingangsausgangssignalen, und 3 ist ein Flussdiagramm, welches den An-Aus-Steuerungsprozess der EVP gemäß der verwandten Technik darstellt.
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Als Erstes, wie dargestellt in 3, wird ein IG1 Signal erhalten (S2) und wenn ein Maschine-An-Signal (IG2 Signal) erhalten wird (S3), während die B+ Konstantleistung (B+ Quelle) verbunden ist, um Antriebsleistung zu erhalten (S1), wobei der Druck P des Bremskraftverstärkers, welcher durch den Vakuumsensor gemessen wird, größer ist als der gesetzte Vakuumdruck (zum Beispiel –200 mmHg), wird die EVP angeschaltet (S4 und S5).
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Danach, wenn eine gesetzte Betriebszeit (Ton) verstreicht, wird die EVP ausgeschaltet (S6 und S7). Wenn der Vakuumschalter angewendet wird, und der Vakuumschalter in dem Schalter-An-Zustand ist, wird die EVP angeschaltet, und wenn der Vakuumschalter in dem Schalter-Aus-Zustand ist, wird die EVP ausgeschaltet. Währenddessen, wenn ein Pumpenantriebsmotor gestartet wird, während die EVP angeschaltet ist, fließt ein hoher Startstrom in einem Anfangszustand, und 4 zeigt den Start-Strom, an dem Moment, wenn der Motor startet, während der Vakuumschalter angeschaltet wird.
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Wie dargestellt in 4, nachdem der Schalter angeschaltet wird, wird eine wesentliche Stromlast erzeugt während der Motor der EVP startet, und der Startstrom wird dargestellt in einer Spitzenstromform, und als Resultat kann ein vorübergehender Spannungsabfall der Fahrzeugleistung auftreten, und Rauschen erzeugt werden. Mit anderen Worten, wenn das Fahrzeug betrieben wird oder ein System (zum Beispiel ein Fahrzeugcontroller und ähnliches), welches Leistung verteilt, betrieben wird in einem Anfangslastzustand, in welchem der Startstrom geladen wird, steigt eine Startzeit und der Spitzenstrom während des Startens des Motors steigt, und der vorübergehende Spannungsabfall der Fahrzeugleistung beeinflusst ein weiteres System, welches die Fahrzeugleistung verwendet und die Rauscherzeugung bewirkt.
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Demzufolge ist der Quellenanschluss (B+) der EVP verdrahtet mit einer separaten Batteriekonstantleistung, um die Fahrzeuglast zu minimieren, und ein Hardware-Filterschaltkreis wird angewendet, um die Rauscherzeugung zu unterdrücken und den Startstrom zu begrenzen, wie dargestellt in 5. In dem Schaltkreis der 5 stellt „+V” die Batteriespannung, „Vout” die Filterausgangsspannung (zum Beispiel die EVP-Eingangsspannung), welche aufgebracht wird auf die EVP, und Bezugszeichen U1 einen Regulator dar.
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Wenn Batterieleistung aufgebracht wird durch den Regulator U1 wird ein Kondensator C2 entladen, und als ein Resultat wird ein Schalter Q1 betätigt, und daher wird die Ausgangsspannung auf die EVP in einem Niedrigspannungszustand aufgebracht (zum Beispiel ungefähr 1,2 Volt). Danach, wenn die Ausgangsspannung steigt, während der Kondensator C2 geladen wird, und als Resultat, der Kondensator C2 komplett geladen wird, und die Ausgangsspannung, welche auf die EVP aufgebracht wird, wesentlich steigt, um den Spitzenstrom, welcher während des Startens erzeugt wird, zu entfernen. Insbesondere wird die Ausgangsspannungssteigerungszeit eingestellt durch Zeitkonstanten des Kondensators C2 und eines Widerstands R3.
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Jedoch hat eine Technologie, auf welcher ein Hardware-Filter angewendet wird, einen Nachteil einer Steigerung der Kosten und einer Steigerung der Schaltkreiskomplexität aufgrund einer Hardware-Ausgestaltung, und da die Zeitkonstanten bestimmt werden durch einen Ausgangswiderstandwert der Leistung, kann eine lineare Steuerung schwierig sein. Ferner kann der dargestellte Hardware-Filter als ein Rauschunterdrückungsfilter, in welchem ein Dämpfungsbereich für den Spitzenstrom fixiert ist und gemustert ist, verschiedene Stromlasten nicht entfernen, welche durch eine Fahrzeugumgebung bewirkt werden.
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Die obigen Informationen, welche in diesem Bereich offenbart sind, sind nur zur Steigerung des Verständnisses des Hintergrundes der Erfindung, und können daher Informationen beinhalten, welche nicht Stand der Technik bilden, welcher einem Fachmann in diesem Land mit gewöhnlichen Kenntnissen in der Technik schon bekannt ist.
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ZUSAMMENFASSUNG
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Die vorliegende Erfindung stellt ein Steuerverfahren einer elektrischen Vakuumpumpe zur Verfügung, welches die Erzeugung eines Spitzenstromes lösen kann, wenn ein Motor der elektrischen Vakuumpumpe anfänglich startet.
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In einem Aspekt stellt die vorliegende Erfindung ein Steuerverfahren einer elektrischen Vakuumpumpe zur Verfügung, welche ausgebildet ist, Vakuum durch ein Einsaugen von Luft durch Drehen einer Pumpe mit einem Motor zu erzeugen, wobei das Verfahren beinhalten kann: Starten des Motors durch Zuführen einer Leistungszufuhr zu dem Motor, um die elektrische Vakuumpumpe anzuschalten; Erfassen des Stroms, welcher auf den Motor aufgebracht wird unter Verwendung eines Stromerfassungsschaltkreises; und Bestimmen eines Zielwertes einer Motoreingangsspannung, welche gesetzt wird als ein Wert basierend auf dem erfassten aufgebrachten Strom während des Motorstarts bis der erfasste aufgebrachte Strom einen vorherbestimmten Strom erreicht, und Einstellen der Motoreingangsspannung, welche aufgebracht wird auf dem Motor, um dem Zielwert zu entsprechen.
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In einer beispielhaften Ausführungsform wird in einer Tabelle ein Zielwert einer Eingangsspannung, welche dem aufgebrachten Strom entspricht, für jede Zeitperiode zu einem vorbestimmten Zeitintervall gesetzt werden, und die Motoreingangsspannung kann eingestellt werden, um der Zielspannung zu entsprechen, welche berechnet wurde von der Tabelle auf Basis des erfassten aufgebrachten Stroms in einem vorherbestimmten Zeitintervall durch Zeitteilung einer Zeit während des Motorstarts. In einer weiteren beispielhaften Ausführungsform kann in der Tabelle ein Zielwert einer Eingangsspannung gesetzt werden, um gesteigert zu werden, wenn der aufgebrachte Strom gesteigert wird.
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Zusätzlich kann ein IG1 Anschluss der elektrischen Vakuumpumpe verbunden werden, um direkt eine IG1 Leistungszufuhr des Fahrzeuges zu erhalten, und die IG1 Leistungszufuhr, welche aufgebracht wird über den IG 1 Anschluss, kann verwendet werden als eine Betriebsquelle der elektrischen Vakuumpumpe, beinhaltend ein Signal, welches einen IG1 Zustand der Fahrzeugleistungszufuhr und des Motors darstellt.
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Ferner kann das Starten des Motors beinhalten: Erfassen durch eine Steuerung eines IG1 Schalter-An-Zustandes der Fahrzeugleistungszufuhr von der IG1 Leistungszufuhr, welche aufgebracht wird über den IG 1 Anschluss, wenn die Fahrzeugleistungszufuhr in einem IG 1 Schalter-An-Zustand ist durch eine Startbetätigung des Fahrers; Erhalten durch die Steuerung eines Maschinen-Schalter-An-Signals von einer Maschinesteuereinheit (ECU) über einen CAN-Kommunikationsanschluss der elektrischen Vakuumpumpe; und Starten durch die Steuerung eines Motorstarts durch die Fahrzeugleistungszufuhr, welche zugeführt wird über den IG1 Anschluss in Antwort auf die Bestimmung des Vakuumdrucks des Bremskraftverstärkers, welcher größer ist als ein vorherbestimmtes Niveau basierend auf einem Signal eines Vakuumsensors oder eines Vakuumschalters.
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Daher, gemäß einem Verfahren zum Betreiben einer elektrischen Vakuumpumpe der vorliegenden Erfindung, kann eine Motor-Start-Periode zeitgeteilt werden bis zu einem final gesetzten Stromzustand, nachdem ein Motor angeschaltet wird, um die EVP-Eingangsspannung einzustellen, um einer Zielspannung zu entsprechen, welche erhalten wurde von einer Tabelle für jedes Zeitintervall basierend auf einem erfassten EVP-Anwendungsstrom, welcher durch einen Stromerfassungsschaltkreis erfasst wurde, und als ein Resultat kann eine unabhängige EVP-Steuerung für äußeres Rauschen und eine Nachschlagetabelle(LUT)-Kompensationssteuerung verfügbar sein, und ein Spitzenstrom kann verhindert werden von der Erzeugung durch eine Kompensierungssteuerung eines Spannungsabfalls, sogar unter verschiedenen Rauschspitzenstromerzeugungsbedingungen basierend auf einer Fahrzeuglast.
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Ferner kann die EVP antworten auf einen mechanischen Einschlag und andauernden Stress durch die EVP-Startsteuerung basierend auf der Zeitteilung und kann angewendet werden auf alle Lastbereiche, und eine EVP-Schutzfunktion für Überlast, Niedrigspannung, Überspannung, Niedrigstrom, Beschränkungen, Temperaturanstiegsverzögerung und ähnliches können verstärkt werden. Zusätzlich können Schutz für Spannungsabfall und Überstrom und eine Grundsteuerung für äußeres Rauschen ermöglicht werden, und statische Steuerung, welche aktiv antwortet auf veränderliches Rauschen, kann aufrechterhalten werden durch Implementierung des Sanft-Starts. Ferner kann Rauschsteuerung möglich sein durch Anwendung des Sanft-Starts auf das EVP-System, von welcher ein Steuerungsbereich mit Hardware fixiert werden kann, und eine Digitalumwandlung einer Rauschskala kann genauer sein und rascher steuern durch Anwenden der Tabellendaten (zum Beispiel eine Nachschlagetabelle, oder Referenztabellendaten).
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KURZE BESCHREIBUNG DER FIGUREN
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Die obigen und weiteren Merkmale der vorliegenden Erfindung werden nun in Genauigkeit mit Bezug auf bestimmte beispielhafte Ausführungsformen davon beschrieben, welche in den beigefügten Figuren dargestellt sind, und welche hiernach nur zum Zwecke der Illustration zur Verfügung gestellt werden, und daher nicht einschränkend auf die vorliegende Erfindung sind, und wobei:
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1 ein Diagramm ist, welches eine Betätigung einer gewöhnlichen elektrischen Vakuumpumpe gemäß der verwandten Technik veranschaulicht;
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2 ein Diagramm ist, welches einen Anschlussverbindungszustand einer elektrischen Vakuumpumpe gemäß der verwandten Technik darstellt;
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3 ein Flussdiagramm ist, welches einen An-Aus-Steuerprozess der elektrischen Vakuumpumpe gemäß der verwandten Technik darstellt;
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4 ein Diagramm ist, welches einen Spitzenstrom darstellt an dem Moment, bei dem ein Motor startet, wenn ein Vakuumschalter angeschaltet wird gemäß der verwandten Technik;
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5 ein Diagramm ist, welches einen Hardware-Filterschaltkreis zum Entfernen eines Spitzenstromes gemäß der verwandten Technik veranschaulicht;
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6 ein Diagramm ist, welches einen Anschluss und einen Verbindungszustand einer elektrischen Vakuumpumpe gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt;
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7 ein Flussdiagramm ist, welches einen Gesamtsteuerprozess der elektrischen Vakuumpumpe gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt;
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8A, B Diagramme sind, welche schematisch einen Sanft-Start darstellen, welcher angewendet wird, wenn die elektrische Vakuumpumpe angeschaltet wird gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung; und
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9 ein Diagramm ist, welches schematisch eine Nachschlagetabelle gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt.
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Es sollte verstanden werden, dass die beigefügten Figuren nicht notwendigerweise maßstabsgetreu sind, sondern eine etwas vereinfachte Darstellung verschiedener bevorzugter Merkmale zeigen, die die Grundprinzipien der Erfindung veranschaulichen. Die speziellen Merkmale der Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung, wie sie hierin offenbart sind, einschließlich von zum Beispiel bestimmten Abmessungen, Ausrichtungen, Positionen und Formen werden zum Teil durch die Vorgaben und Bedingungen der speziell angestrebten Anwendung und Verwendung bestimmt werden. In den Figuren beziehen sich Bezugszeichen auf gleiche oder äquivalente Teile der vorliegenden Erfindung durch die verschiedenen Figuren der Zeichnung.
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GENAUE BESCHREIBUNG
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Es soll verstanden werden, dass der Begriff „Fahrzeug” oder „Fahrzeug...”; oder jeder andere ähnliche Begriff, wie er hierin verwendet wird, Motofahrzeuge allgemein, wie beispielsweise Personenkraftwagen, einschließlich Geländewagen (sports utility vehicles, SUV), Busse, Lastkraftwagen, verschiedene Industriefahrzeuge, Wasserfahrzeuge, einschließlich einer Vielzahl von Booten und Schiffen, Flugzeuge und dergleichen sowie Hybridfahrzeuge, Elektrofahrzeuge, umsteckbare Hybrid-Elektrofahrzeuge, mit Wasserstoff betriebene Fahrzeuge und Fahrzeuge, die mit anderen alternativen Kraftstoffen (z. B. Kraftstoffen, die aus einer andere Quelle als Erdöl stammen) betrieben werden, einschließt. Wie er hierin verwendet wird, bezeichnet ein Hybridfahrzeug ein Fahrzeug, das über zwei oder mehr Antriebsquellen verfügt, zum Beispiel ein Fahrzeug, das sowohl mit Benzin als auch mit Strom betrieben wird.
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Obwohl die beispielhafte Ausführungsform beschrieben wird, dass sie eine Vielzahl von Einheiten benutzt, um den beispielhaften Prozess durchzuführen, ist davon auszugehen, dass die beispielhaften Prozesse auch durch ein oder eine Vielzahl von Modulen ausgeführt werden können. Zusätzlich ist davon auszugehen, dass der Term Steuerglied/Steuereinheit sich auf eine Hardware-Einrichtung bezieht, welche einen Speicher und einen Prozessor beinhaltet. Der Speicher ist konfiguriert, um die Module zu speichern und der Prozessor ist speziell konfiguriert, um diese Module auszuführen, dass sie einen oder mehrere Prozesse ausführen, welche weiter nachfolgend beschrieben werden.
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Zudem kann die Steuerlogik der vorliegenden Erfindung als nichttransitorische, computerlesbare Medien auf einem computerlesbaren Datenträger ausgeführt werden, der ausführbare Programmbefehle enthält, die durch einen Prozessor, eine Steuerung oder Ähnliches ausgeführt werden. Beispiele computerlesbarer Datenträger enthalten Festwertspeicher, Direktzugriffsspeicher, Compact-Disc-Festwertspeicher (CD-ROMs), Magnetbänder, Disketten, Speichersticks, Chipkarten und optische Datenspeichervorrichtungen, sind aber nicht darauf beschränkt. Das computerlesbare Aufnahmemedium kann auch in netzwerkgekoppelten Computersystemen verteilt sein, so dass das computerlesbare Medium auf verteilte Weise gespeichert und ausgeführt wird, z. B. durch einen Telematikserver oder ein Controller Area Network (CAN).
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Die hierin verwendete Terminologie dient lediglich dem Zweck, bestimmte Ausführungsformen zu beschreiben und soll die Erfindung daher in keiner Weise einschränken. Wie sie hierin verwendet werden, sollen die Singularformen „ein, eine, eines”; und „der, die, das” auch die Pluralformen umfassen, solange aus dem Kontext nicht klar etwas anderes ersichtlich ist. Weiter soll verstanden werden, dass die Begriffe „umfasst” und/oder „umfassend”, wenn sie in der vorliegenden Beschreibung verwendet werden, das Vorhandensein der genannten Merkmale, Zahlen, Schritte, Arbeitsvorgänge, Elemente und/oder Komponenten/Bestandteile angeben, jedoch nicht das Vorhandensein oder die Hinzufügung eines oder mehrerer Merkmale, Zahlen, Schritte, Arbeitsvorgänge, Elemente, Komponenten/Bestandteile und/oder Gruppen derselben ausschließen. Wie er hierin verwendet wird, schließt der Begriff „und/oder” jegliche und alle Kombination eines oder mehrerer der damit verbundenen aufgelisteten Punkte ein.
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Soweit nicht ausdrücklich angegeben oder aus dem Kontext ersichtlich ist, soll der Begriff „etwa” wie er hierin verwendet wird, als innerhalb eines Bereichs mit in der Wissenschaft normalen Toleranzgrenzen liegend verstanden werden, zum Beispiel als innerhalb von 2 Standardabweichungen vom Mittelwert liegend. „Etwa” kann verstanden werden als innerhalb von 10%, 9%, 8%, 7%, 6%, 5%, 4%, 3%,2%, 1%, 0,5%, 0,1%, 0,05% oder 0,01% vom angegebenen Wert liegend. Soweit es aus dem Kontext nicht anderweitig klar hervorgeht, gelten alle hierin angegebenen Zahlenwerte als um den Begriff „etwa” erweitert.
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Hiernach wird Bezug genommen in Genauigkeit auf verschiedene Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung, wobei Beispiele davon illustriert sind in den beigefügten Figuren und unten beschrieben werden. Während die Erfindung beschrieben wird in Verbindung mit den beispielhaften Ausführungsformen, sollte es verstanden werden, dass die vorliegende Beschreibung nicht gedacht ist, um die Erfindung auf diese exemplarische Ausführungsformen zu begrenzen. Im Gegenteil ist die Erfindung gedacht, um nicht nur die beispielhaften Ausführungsformen abzudecken, sondern auch verschiedene Alternativen, Modifikationen, Äquivalente und andere Ausführungsformen, welche beinhaltet sein können in dem Geist und im Bereich der Erfindung, wie in den beigefügten Patentansprüchen definiert.
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BEISPIELE
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Die folgenden Beispiele illustrieren die Erfindung, und sind nicht dazu gedacht, um dieselbige zu beschränken. Die vorliegende Erfindung wird nun vollständiger mit Bezug auf die beigefügten Figuren beschrieben, in welchen beispielhafte Ausführungsformen der Erfindung gezeigt werden. Die vorliegende Erfindung stellt ein Steuerverfahren einer elektrischen Vakuumpumpe zur Verfügung, welches die Erzeugung eines Spitzenstroms löst, wenn ein Motor der elektrischen Vakuumpumpe anfänglich startet und einen Sanft-Start implementiert.
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6 ist ein Diagramm, welches einen Anschluss und einen Verbindungszustand einer elektrischen Vakuumpumpe gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt, und 7 ist ein Flussdiagramm, welches einen Gesamtsteuerprozess der elektrischen Vakuumpumpe illustriert. Ferner ist 8 ein Diagramm, welches schematisch einen Sanft-Start darstellt, welcher angewendet wird, wenn die elektrische Vakuumpumpe angeschaltet wird, und 9 ist ein Diagramm, welches schematisch eine Nachschlagetabelle darstellt. 10 ist ein Diagramm, welches schematisch einen Stromverbrauch der elektrischen Vakuumpumpe gemäß einer Eingangsspannungssteuerung darstellt.
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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Steuerverfahren, welches einen Sanft-Start einer elektrischen Vakuumpumpe (hiernach als „EVP” bezeichnet) implementieren kann, und spezieller, auf ein Steuerverfahren einer Motoreingangsspannung der EVP, welches ein Problem löst, das ein Motorstromverbrauch im Motorstarten in einer Spitzenform dargestellt wird, und einen Spitzenstrom beim Starten entfernt. Als Erstes können in der EVP der vorliegenden Erfindung zur Betriebssteuerung ein Massenanschluss GND, zwei CAN-Kommunikationsanschlüsse CAN_HI und CAN_LO, ein Vakuumsensoranschluss, und fünf Eingangs-Ausgangs-Anschlüsse eines Fahrzeugleistungssignalanschlusses IG1 zur Verfügung gestellt sein.
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In der vorliegenden Erfindung, wie unten beschrieben wird, kann zum Anwenden einer Sanft-Startsteuerung unter Verwendung einer Nachschlagetabelle (LUT) oder einer Referenztabelle, ähnlich der verwandten Technik, die Anzahl der Eingangs- und Ausgangsanschlüsse von sechs auf fünf reduziert werden. Mit anderen Worten wird in der verwandten Technik, um einen Hardwarefilter anzuwenden, ein Quellenanschluss separat verbunden zu einer Batteriekonstantleistungszufuhr B+, jedoch kann in der vorliegenden Erfindung, wenn ein Fahrer eine Fahrzeugleistungszufuhr in einem IG1 Zustand unter Verwendung eines Startschlüssel oder eines Startknopfes startet, eine IG1 Leistungszufuhr verbunden werden, um direkt von dem IG1 Anschluss erhalten zu werden.
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Demzufolge, um ein IG1 Signal und eine Quelle (zum Beispiel Leistungszufuhr) der EVP zu vereinigen, ist ein IG1 Anschluss bereitgestellt durch Integration des IG1 Anschlusses und des B+ Anschlusses in der verwandten Technik, wobei Kabelverbindung ausgeführt wird, um die IG1 Leistungszufuhr des Fahrzeuges über den IG1 Anschluss aufzubringen, und in einer EVP-Steuerung kann die IG1 Leistungszufuhr angewendet werden über den IG1 Anschluss als ein IG1 Statussignal der Fahrzeugleistungszufuhr und einer EVP-Betriebsleistungszufuhr. Um das IG1 Signal und die Quelle (zum Beispiel Leistungszufuhr) der EVP zu vereinigen, da die B+ Drahtverbindung in der verwandten Technik zum Betrieb der EVP entfernt wurde (zum Beispiel Reduzierung der Anzahl von EVP-Anschlüssen), können die Verkabelungskosten reduziert werden, und in einem Batterie-Konstant-Leistungszufuhrzustand (B+) kann Rauscherzeugung während des EVP-Betriebes entfernt werden.
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Zusätzlich wird in der verwandten Technik, um das Problem des Spitzenstroms während des Startens zu lösen, eine B+ Verbindungen hinzugefügt, jedoch um eine Sanft-Starttechnik der vorliegenden Erfindung anzuwenden, während des Lösens des Problems des Spitzenstroms, ist es nicht notwendig, um eine B+ Verbindung hinzuzufügen, und das Rauschproblem aufgrund der B+ Verbindung oder das Problem einer Steigerung in den Drahtverbindungskosten können behoben werden.
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Mit Bezug auf 7 kann die EVP-Steuerung ausgebildet sein, um einen IG1 Schalter-An-Zustand von der IG 1 Leistungszufuhr, welche angewendet wird über den IG 1 Anschluss (ein IG 1 Signal-Eingangszustand in der verwandten Technik) (S11), zu bestimmen, in einem Steuerprozess der elektrischen Vakuumpumpe gemäß einem Vakuumgrad eines Bremskraftverstärkers, wenn die Fahrzeugleistungszufuhr in dem IG1 Zustand ist, um Antriebsleistung zu erhalten. Nachfolgend, wenn ein Maschinen-An-Signal IG2 Signal erhalten wird (S12) durch die Steuerung, kann die EVP angeschaltet werden, wenn der Druck P des Bremskraftverstärkers, welcher durch einen Vakuumsensor erfasst wurde, größer ist als der vorherbestimmte Vakuumdruck PV (zum Beispiel –250 mmHg) (S13 und S14).
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Überdies, wenn eine vorherbestimmte Betriebszeit Ton verstreicht, kann die EVP ausgeschaltet werden (S15 und S16). Wenn ein Vakuumschalter angewendet wird, kann die EVP angeschaltet werden in einem Schalter-An-Zustand, und die EVP kann ausgeschaltet werden in einem Schalter-Aus-Zustand. Letztendlich kann der Motorstartprozess der EVP ausgeführt werden durch Erfassung eines IG1 Schalter-An-Zustandes der Fahrzeugleistung von der IG1 Leistungszufuhr, welche aufgebracht wird über den IG1 Anschluss, wenn die Fahrzeugleistungszufuhr in einem IG1 Schalter-An-Zustand ist durch eine Fahrerstartbetätigung, wobei ein Maschinen-An-Signal von der Maschinensteuereinheit (EMS) über den CAN-Kommunikationsanschluss erhalten wird, und der Motorstart gestartet wird durch die Fahrzeugleistungszufuhr, welche zugeführt wird über den IG 1 Anschluss in Antwort auf die Bestimmung des Vakuumdrucks des Bremskraftverstärkers, welcher größer ist als ein vorherbestimmtes Niveau basierend auf dem Vakuumsensor oder dem Signal des Vakuumschalters.
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Ferner kann in der vorliegenden Erfindung der Sanft-Start des EVP-Motors implementiert werden durch ein Verfahren einer Einstellung einer Spannung (hiernach bezeichnet als „EVP-Eingangsspannung”), welche angewendet wird auf dem Motor der EVP durch Setzen eines Spannungswertes, welcher berechnet wurde von der Referenztabelle als ein Zielwert basierend auf einem Stromwert, welcher erfasst wurde durch Erfassen eines Stroms, welcher auf dem Motor der EVP aufgebracht wird (zum Beispiel Stromverbrauch, hiernach bezeichnet als „EVP aufgebrachter Strom”). Demzufolge kann ein Stromerfassungsschaltkreis (zum Beispiel unter Verwendung eines Sensors), welcher ausgebildet ist, um den aufgebrachten Strom, welcher angewendet wird auf dem Motor der EVP, zu erfassen, verwendet werden. Der Stromerfassungsschaltkreis ist ein Schaltkreis, welcher vorher angewendet werden kann auf die Innenseite der EVP, und kann verwendet werden ohne ein Hinzufügen einer separaten Hardware.
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Wie oben beschrieben kann eine Rauschentfernung und eine Hardware-Filterfunktion eines fixierten Spitzenstromzieltypes in der verwandten Technik bereitgestellt werden mit Software durch Anwendung des Sanft-Startens in einer Anfangsstartsteuerung der EVP. Ferner kann Rauschen von Lastspitzen, welche erzeugt werden aufgrund einer Fahrzeugumgebung, entfernt werden durch das Implementieren des Sanft-Startens mit Software, welche eine EVP-Eingangsspannung einstellt basierend auf einem erfassten Motorstromwert unter Verwendung der Referenztabelle, um eine Multifilterfunktion mit Software zu implementieren. Insbesondere kann das Verfahren, wie hier beschrieben, implementiert werden durch eine Steuerung, welche einen Prozessor und einen Speicher aufweist.
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Hiernach wird ein Software-Steuerverfahren unter Verwendung der Referenztabelle mit Bezug auf 8 bis 10 genauer beschrieben. In 8 stellt Ton eine EVP-An-Zeit dar, um den Ziel-Negativdruck in dem Bremskraftverstärker zu erreichen (die Zeit, welche benötigt wird, um den Ziel-Negativdruck zu erreichen), T1 stellt eine Zeit während des Motorstartens dar, in welcher die EVP-Eingangsspannung variabel gesteuert wird, das heißt, die Sanft-Startsteuerung wird ausgeführt basierend auf einem erfassten Strom bis der auf die EVP aufgebrachte Strom einen finalen vorherbestimmten Stromzustand erreicht, und T2 stellt eine Haltezeit dar, wenn der aufgebrachte Strom nach dem EVP-Starten aufrechterhalten wird in einem vorherbestimmten Stromzustand.
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Als Erstes, wenn die EVP-Steuerung eine EVP-An-Bedingung von dem Signal des Vakuumsensors oder dem Signal des Vakuumschalters bestimmt, das heißt, wenn die EVP-Steuerung die EVP-An-Bedingung bestimmt, wenn der Druck P des Bremskraftverstärkers, welcher durch den Vakuumsensor erfasst wurde, größer ist als der vorherbestimmte Vakuumdruck, oder ein An-Signal des Vakuumschalters eingegeben wird, um den Ziel-Negativdruck in dem Bremskraftverstärker zu erreichen, kann die EVP angetrieben werden (EVP An) und das EVP-Motorstarten kann ausgeführt werden. Insbesondere kann die EVP-Steuerung ausgebildet sein, um eine auf die EVP aufgebrachte Spannung zu erfassen, welche ausgerichtet wurde von der Referenztabelle, das heißt ein Zielwert einer EVP-Eingangsspannung basierend auf dem auf die EVP aufgebrachten Strom, welcher erfasst wurde durch den Stromerfassungsschaltkreis zu jede Zeitperiode bestimmt unter Verwendung der Zeitteilung in einem Anfangsstarten des EVP-Motors, und kann ausgebildet sein, um variabel die EVP-Eingangsspannung als Zielwert einzustellen.
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Als Resultat kann die Eingangsspannung des Motors zu einem Niveau eingestellt werden, bei dem Spannungswechsel sofort kompensiert werden, sogar obwohl schnelle Rauschstromwechsel und Spannungswechsel erzeugt werden können für eine Zeitperiode, wenn der auf den Motor aufgebrachte Strom steigt während des Startens des Motors. Mit anderen Worten, ähnlich dem Spitzenstrom, unter einer Bedingung, in welcher der auf den Motor aufgebrachte Strom rasch ansteigt, und dann ein rascher Spannungsabfall auftritt, kann die Kompensierung des Spannungswechsels ausgeführt werden durch eine Steigerung der Motoreingangsspannung in Antwort auf den raschen Anstieg und Abfall, und als ein Resultat kann die Stromänderung eingestellt werden, um in einem sanften Zustand zu sein (zum Beispiel einen nicht sprunghaften Zustand).
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9 zeigt ein Beispiel einer Referenztabelle, und wie in 9 dargestellt, kann in der Referenztabelle, welche in der EVP-Steuerung gespeichert ist, ein Zielwert der Eingangsspannung gesetzt werden, um hoch zu sein (zum Beispiel ungefähr 12 Volt), wenn der aufgebrachte Strom ansteigt, und der Wert der Referenztabelle kann bestimmt werden von Daten, welche erhalten werden durch vorherige Studienresultate. Demzufolge kann für die Motorstartzeit, das heißt während der aufgebrachte Strom den vorherbestimmten Strom erreicht, der auf den Motor aufgebrachte Strom für jede Zeitperiode eingestellt werden, um Schritt für Schritt gesteigert zu werden (zum Beispiel schrittweise im Gegensatz zu schnell), und daher kann die SanftStartsteuerung des Motors erhalten werden. Insbesondere kann sich eine Sanft-Startsteuerung auf einen Start beziehen, in welchem sprunghafte Varianzen verhindert werden.
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Wie oben beschrieben kann die EVP-Eingangsspannung eingestellt werden, um dem Zielwert zu entsprechen, welcher berechnet wurde von der Referenztabelle auf Basis des auf die EVP aufgebrachten Stroms, welcher erfasst wurde durch den Stromerfassungsschaltkreis für jede Zeitperiode durch Zeitteilung der T1-Periode in einem vorbestimmten Zeitintervall, bis der auf den Motor aufgebrachte Strom den letzten vorherbestimmten Stromzustand nach dem Starten des Motors erreicht. Demzufolge kann eine unabhängige EVP-Steuerung für äußeres Rauschen und eine Nachschlagetabelle-Kompensationssteuerung ermöglicht werden, und eine gezielte Motor-Ausgangssteuerung kann ermöglicht werden durch Folgen einer LUT-Varianz auf Basis einer Zeit durch Softwareverarbeitung.
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Ferner, sogar für verschiedene Rauschspitzenströme-Erzeugungsbedingungen gemäß der Fahrzeuglast, kann ein Spannungsabfall basierend auf einem Rauschen oder ähnlichem über der Zeit eingestellt werden oder gesteuert werden unter Verwendung der LUT-Kompensation, um die Erzeugung des Spitzenstromes zu verhindern. Mit der Sanft-Startsteuerverfahren gemäß der vorliegenden Erfindung kann die EVP betrieben werden durch Einstellen oder mehrere ΔT und ΔV Zeitteilungen zum Spannungsantreiben an verschiedenen Niveaus, anstatt der Einstellung eines aktiven/inaktiven Signals.
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Demzufolge, bis die EVP von dem Anfangsstarten den EVP-Schalter-An-Zustand erreicht (EVP-komplett-geladen-Zustand), steigt der Rauschstrom und der Spannungsabfall, ähnlich dem Spitzenstrom, kann beschränkt werden, und die EVP kann antworten auf das Rauschen, welches fortgehend verändert wird, ohne einen EVP-Ausgangsverlust. Ferner kann die EVP antworten auf mechanischen Einschlag und dauerhaften Stress unter Verwendung der EVP-Startsteuerung basierend auf der Zeitteilung, und kann angewendet werden auf alle Lastbereiche, und eine EVP-Schutzfunktion für Überlast, Niedrigspannung, Überspannung, Niedrigstrom, Beschränkungen und Temperaturanstiegsverzögerung, und ähnliches können verstärkt werden.
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Zusätzlich kann ein Schutz für einen Spannungsabfall und einen Überstrom und eine grundsätzliche Steuerung für Außenrauschen ermöglicht werden durch Implementierung des Sanft-Starts, und statische Steuerung, welche aktiv antworten kann auf veränderliches Rauschen durch Steuerung, welche sich auf die Referenztabelle bezieht, welche gespeichert ist in dem Speicher der Steuerung, kann aufrechterhalten werden. Ferner können verschiedene Fälle von Rauschsteuerung möglich sein durch Anwendung des Sanft-Starts des EVP-Systems, dessen Steuerungsbereich fixiert werden kann mit Hardware, und eine digitale Umwandlung einer Rauschskala kann genauer sein und schnell gesteuert werden durch Anwenden der Referenztabellendaten.
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Die Erfindung wurde in Genauigkeit mit Bezug auf die beispielhaften Ausführungsformen davon beschrieben. Dennoch sollte es von Fachmännern geschätzt werden, dass Änderungen in diesen beispielhaften Ausführungsformen gemacht werden können, ohne wegzutreten von den Prinzipien und dem Geist der Erfindung, wobei der Bereich davon in den beigefügten Patentansprüchen und deren Äquivalenten definiert ist.
