DE19958657A1 - Kraftstoffpumpensteuer/regeleinrichtung - Google Patents
Kraftstoffpumpensteuer/regeleinrichtungInfo
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Abstract
Um eine Kraftstoffpumpensteuer/regeleinrichtung bereitzustellen, die einer Kraftstoffpumpe mit einer geringen Kapazität ermöglicht, einem Verbrennungsmotor eine ausreichende Kraftstoffmenge zuzuführen, wird vorgeschlagen, daß während des Betriebs eines Fahrzeugs mit einer niedrigen Geschwindigkeit (z. B. weniger als 20 km/h) gepulste Treiberspannungen einer Kraftstoffpumpe gemäß jedem Öffnen/Schließen eines Transistors auf der Basis eines Zündimpulses des Motors intermittierend zugeführt werden. Auf diese Weise wiederholt die Kraftstoffpumpe den Förderbetrieb mit einem relativ langen Zyklus in Synchronisation mit den gepulsten Treiberspannungen. Während des Betriebs des Fahrzeugs mit einer hohen Geschwindigkeit wird eine Treiberspannung kontinuierlich von einer Stromversorgungsleitung der Kraftstoffpumpe zugeführt (d. h. eine Gleichspannung wird zugeführt), wodurch die Kraftstoffpumpe den Förderbetrieb mit einem Zyklus mit einem kurzen Selbsterregungszustand wiederholt.
Description
Die Erfindung betrifft eine Kraftstoffpumpensteuer/regeleinrichtung und
insbesondere eine Kraftstoffpumpensteuer/regeleinrichtung, welche es einer
Kraftstoffpumpe mit einer geringen Kapazität ermöglicht, eine ausreichende
Kraftstoffmenge einem Verbrennungsmotor zuzuführen.
Wie in den japanischen Gebrauchsmusterveröffentlichungen Nr. Hei
2-31566 und Hei 6-14069 beschrieben, sind Steuer/Regeleinrichtungen zum
Steuern/Regeln einer elektrisch betriebenen Kraftstoffpumpe zum Zuführen
von Kraftstoff zu einem Verbrennungsmotor so gestaltet, daß ein Relais
mittel zwischen der Kraftstoffpumpe und einer Batterie angeschlossen ist,
wobei die Kraftstoffpumpe durch Öffnen/Schließen des Relaismittels
basierend auf einem Zündsignal für einen Motor intermittierend betätigt
wird.
Fig. 4 ist ein Blockdiagramm, das einen wesentlichen Abschnitt der oben
beschriebenen Kraftstoffpumpensteuer/regeleinrichtung vom Stand der
Technik zeigt. Unter Bezugnahme auf Fig. 4 umfaßt eine Kraftstoffpumpen
steuer/regeleinrichtung 3 einen Thyristor (SCR) 301 als ein Relaismittel und
einen Zündstromkreis 302. Der Thyristor 301 ist zusammen mit einem
Zündschalter 2 in Reihe zwischen einer Kraftstoffpumpe 6 und einer Batterie
1 angeschlossen. Eine Zündspule 5 und eine Zündeinrichtung 4, die
miteinander in Reihe verbunden sind, sind parallel zur Batterie 1 durch den
Zündschalter 2 verbunden. Ein Zündimpuls wird von der Zündspule 5 dem
Zündstromkreis 302 zugeführt. Demgemäß wird der Thyristor 301 bei jeder
Zündung des Motors einmal geöffnet/geschlossen, um auf diese Weise die
Kraftstoffpumpe intermittierend zu betreiben.
Der Thyristor 301 besitzt als Relaismittel ohne mechanischen Kontakt eine
ausgezeichnete Haltbarkeit; jedoch besitzt er einen großen Spannungsabfall
ΔV an einem PN-Übergang. Als Ergebnis ist die an der Kraftstoffpumpe 6
angelegte Treiberspannung durch den Spannungsabfall ΔV niedriger als eine
Batteriespannung. Andererseits ist, wie in Fig. 5 gezeigt, die Förderfähig
keit der Kraftstoffpumpe im allgemeinen weitgehend von einer Treiber
spannung abhängig. Demgemäß kann die Kraftstoffpumpe keine aus
reichende Kraftstoffmenge zuführen, wenn die Treiberspannung, wie oben
beschrieben, reduziert wird. Daher tritt ein Problem auf, daß es notwendig
ist, eine Kraftstoffpumpe mit einer großen Kapazität zu verwenden, d. h.
eine groß dimensionierte teure Kraftstoffpumpe, um eine ausreichende
Kraftstoffmenge selbst dann zuzuleiten, wenn die an die Kraftstoffpumpe
angelegte Treiberspannung niedriger als die Batteriespannung ist, falls der
Thyristor als Relaismittel verwendet wird.
Eine Aufgabe der Erfindung ist, das Problem der oben beschriebenen
Kraftstoffpumpensteuer/regeleinrichtung vom Stand der Technik zu lösen
und eine Kraftstoffpumpensteuer/regeleinrichtung bereitzustellen, welche es
einer Kraftstoffpumpe mit einer geringeren Kapazität erlaubt, einem
Verbrennungsmotor eine ausreichende Kraftstoffmenge zuzuführen.
Zur Lösung der obigen Aufgabe stellt die Erfindung die folgenden Anord
nungen bereit:
- 1. eine Kraftstoffpumpensteuer/regeleinrichtung zum intermittierenden Zuführen eines Treibersignals zu einer elektrisch betätigten Kraftstoffpumpe zum Zuführen von Kraftstoff zu einem Verbrennungsmotor in Synchronisa tion mit einem Zündsignal für den Verbrennungsmotor ist dadurch gekennzeichnet, daß ein Treibersignal der Kraftstoffpumpe gemäß einem Betriebszustand eines Fahrzeugs kontinuierlich zugeführt wird; und
- 2. eine Kraftstoffpumpensteuer/regeleinrichtung zum Steuern/Regeln einer elektrisch betätigten Kraftstoffpumpe zum Zuführen von Kraftstoff zu einem Verbrennungsmotor ist dadurch gekennzeichnet, daß die Steuer/Regel einrichtung umfaßt: ein Fahrzeugbetriebszustandbestimmungsmittel zur Erzeugung eines Fahrzeugbetriebszustandssignals, das für einen Betriebs zustand eines Fahrzeugs repräsentativ ist; ein Vergleichsmittel zum Vergleichen des Fahrzeugbetriebszustandssignals mit einem spezifischen Wert; und ein Steuer/Regelmittel, um das Öffnen/Schließen der Verbindung zwischen der Kraftstoffpumpe und einer Energieversorgungsleitung gemäß dem durch das Vergleichsmittel erhaltenen Vergleichsergebnis zu steuern/- regeln.
Gemäß dem oben beschriebenen ersten Merkmal wird der Kraftstoffpumpe
in einem spezifischen Fahrzeugbetriebszustand ein Treibersignal kon
tinuierlich zugeführt, wodurch die Kraftstoffpumpe den Förderbetrieb
wiederholt. Demgemäß ist es möglich, die pro Zeiteinheit geförderte Menge
ohne Vergrößerung der Kraftstoffpumpe zu erhöhen.
Gemäß dem oben beschriebenen Merkmal (2) wiederholt die Kraftstoff
pumpe den Förderbetrieb, da die Kraftstoffpumpe in einem spezifischen
Fahrzeugbetriebszustand direkt mit der Energieversorgungsleitung ver
bunden ist. Demgemäß ist es möglich, die pro Zeiteinheit geförderte Menge
ohne Vergrößerung der Kraftstoffpumpe zu erhöhen.
Nachfolgend wird die Erfindung detailliert unter Bezugnahme auf die
Zeichnungen beschrieben. Es stellen dar:
Fig. 1 ein Blockdiagramm, das eine Kraftstoffpumpensteuer/regeleinheit
gemäß einer Ausführungsform der Erfindung zeigt;
Fig. 2 ein Blockdiagramm, das ein Beispiel eines in Fig. 1 gezeigten
Schaltsteuer/regelstromkreises zeigt;
Fig. 3 ein Zeitdiagramm, das den Betrieb der in Fig. 1 gezeigten
Kraftstoffpumpensteuer/regeleinrichtung zeigt;
Fig. 4 ein Blockdiagramm einer Kraftstoffpumpensteuer/regeleinrichtung
vom Stand der Technik; und
Fig. 5 eine graphische Darstellung, welche eine Beziehung zwischen der
an eine Kraftstoffpumpe angelegten Treiberspannung und der von der
Kraftstoffpumpe geförderte Fördermenge zeigt.
Fig. 1 ist ein Blockdiagramm, das die Konfiguration eines wesentlichen
Abschnitts einer Kraftstoffpumpensteuer/regeleinrichtung gemäß einer
Ausführungsform der Erfindung zeigt, und Fig. 3 ist ein Zeitdiagramm,
welches die Betriebssynchronisierung der Steuer/Regeleinrichtung zeigt.
Bezugnehmend auf Fig. 1 sind Sicherungen 15 und 17, ein Hauptschalter
16 und ein Totschalter 18 in Reihe mit einer Stromversorgungsleitung
zwischen einer Batterie 11 und einem Eingangsanschluß eines Thyristors 12
verbunden. Eine Treiberspannung wird selektiv vom Eingangsanschluß oder
dem Ausgangsanschluß des Thyristors 12 durch eine Schalteinrichtung 10
an eine Kraftstoffpumpe 14 angelegt. Wenn eine gepulste Treiberspannung
an die Kraftstoffpumpe 14 angelegt wird, führt die Kraftstoffpumpe 14
einen Förderbetrieb in Synchronisation mit dem Impulszyklus der angelegten
Treiberspannung aus und wenn eine Gleichspannung an die Kraftstoffpumpe
14 angelegt wird, wiederholt die Kraftstoffpumpe den Förderbetrieb in
einem Zyklus mit einem kurzen Selbsterregungszustand. Ein Zündsignal von
einem Motor wird einem Steuer/Regelanschluß des Thyristors 12 eingege
ben.
Die Schalteinrichtung 10 umfaßt ein Stromversorgungsweg-Schaltrelais 101
und seine Treiberspule 102. Ein erster beweglicher Kontakt 101a des
Schaltrelais 101 ist mit einer Stromversorgungsleitung an einer Position
zwischen dem Totschalter 8 und dem Thyristor 12 verbunden und ein
zweiter beweglicher Kontakt 101b des Schaltrelais 101 ist mit dem
Ausgangsanschluß des Thyristors 12 verbunden. Ein fester Kontakt 101c
des Schaltrelais 101 ist mit der Kraftstoffpumpe 14 verbunden.
Die Treiberspule 102 des Schaltrelais 101 besitzt ein Ende, das mit der
Stromversorgungsleitung an einer Position verbunden ist, die vom Thyristor
12 zur Seite der Batterie 11 hin versetzt ist, und ein anderes Ende, das mit
einer Schaltsteuer/regeleinheit 13 verbunden ist. Der feste Kontakt 101c
des Schaltrelais 101 ist mit der Seite des zweiten beweglichen Kontakts
101b verbunden, wenn die Treiberspule 102 in keinem Erregungszustand
ist und ist mit der Seite des ersten beweglichen Kontakts 101a verbunden,
wenn die Treiberspule 102 in einem Erregungszustand ist.
Fig. 2 ist ein Blockdiagramm, das eine Ausführungsform der Schaltsteuer/-
regeleinheit 13 zeigt, welche eine Vergleichsschaltung 131, eine Referenz
fahrzeuggeschwindigkeitssignalerzeugungsschaltung 133 und einen
Schalttransistor 132 umfaßt.
Das andere Ende der Treiberspule 102 ist mit einem Kollektoranschluß des
Schalttransistors 132 verbunden. Ein Fahrzeuggeschwindigkeitssignal V1,
typischerweise ein Treibersignal von einem Geschwindigkeitsmesser, wird
als ein Signal, das für einen Fahrzeugbetriebszustand repräsentativ ist, in
einen Eingangsanschluß der Vergleichsschaltung 131 eingegeben. Ein
Referenzfahrzeuggeschwindigkeitssignal Vref wird von der Referenzfahr
zeuggeschwindigkeitserzeugungsschaltung 133 dem anderen Eingangs
anschluß der Vergleichsschaltung 131 zugeführt. In dieser Ausführungsform
hat das Referenzfahrzeuggeschwindigkeitssignal Vref denselben Wert wie
das Fahrzeuggeschwindigkeitssignal V1 bei 20 km/h.
Mit dieser Konfiguration hält die Ausgabe der Vergleichsschaltung 131
während des Betriebs des Fahrzeugs mit einer Geschwindigkeit, die
niedriger als 20 km/h ist, wie in Fig. 3 gezeigt, ein "L"-Niveau, da das
Fahrzeuggeschwindigkeitssignal V1 niedriger als das Referenzfahrzeug
geschwindigkeitssignal Vref ist. Daher wird der Schalttransistor 132
gesperrt und auf diese Weise wird die Treiberspule 102 des Schaltrelais 101
nicht erregt, so daß die Seite des beweglichen Kontakts 101b des
Schaltrelais 101 ausgewählt wird. Demgemäß werden der Kraftstoffpumpe
14 gepulste Treiberspannungen gemäß jedem Öffnen/Schließen des
Transistors 12 basierend auf Zündimpulsen vom Motor unmittelbar
zugeführt. Auf diese Weise wiederholt die Kraftstoffpumpe 14 den
Förderbetrieb mit einem relativ langen Zyklus in Synchronisation mit den
gepulsten Treiberspannungen.
Wenn hingegen die Fahrzeuggeschwindigkeit höher als 20 km/h wird,
übersteigt das Fahrzeuggeschwindigkeitssignal V1 das Referenzfahrzeug
geschwindigkeitssignal Vref, so daß die Ausgabe von der Vergleichs
schaltung 131 ein "H"-Niveau erhält. Daher wird der Schalttransistor 132
leitend gemacht, um die Treiberspule 102 des Schaltrelais 101 zu erregen,
so daß die Seite des beweglichen Kontakts 101a des Schaltrelais 101
ausgewählt wird. Demgemäß wird eine Treiberspannung kontinuierlich von
der Stromversorgungsleitung der Kraftstoffpumpe 14 zugeführt (d. h. eine
Gleichspannung wird zugeführt), wodurch die Kraftstoffpumpe 14 den
Förderbetrieb mit einem Zyklus mit einem kurzen Selbsterregungszustand
wiederholt.
Da die Treiberspannung der Kraftstoffpumpe 14 direkt von der Stromver
sorgungsleitung und nicht durch den Thyristor 12 zugeführt wird, wird
ferner die Treiberspannung bei der Fahrzeuggeschwindigkeit von 20 km/h
oder mehr infolge des Spannungsabfalls ΔV am Thyristor 12 größer als die
Treiberspannung beim intermittierenden Betrieb bei der Fahrzeuggeschwin
digkeit unter 20 km/h.
Demgemäß wird in dieser Ausführungsform ein Treibersignal der Kraft
stoffpumpe 14 kontinuierlich zugeführt, so daß die Kraftstoffpumpe 14 den
Förderbetrieb im Selbsterregungszustand wiederholt, wenn die Fahr
geschwindigkeit des Fahrzeugs erhöht wird. Daher ist es möglich, die
Fördermenge pro Zeiteinheit zu erhöhen ohne die Kraftstoffpumpe zu
vergrößern.
Gemäß dieser Ausführungsform kann die Stromversorgung zur Kraftstoff
pumpe 14 durch Öffnen des Totschalters 14 ungeachtet der intermit
tierenden oder kontinuierlichen Stromversorgung zur Kraftstoffpumpe
vollständig unterbrochen werden.
Da die verwendete Art von Schaltrelais 101 nicht synchron mit Zünd
impulsen des Motors geöffnet/geschlossen wird, benötigt man bei dieser
Ausführungsform keine Hochgeschwindigkeitsbetätigung, große Kapazität
oder eine strikte Haltbarkeit, und daher kann ein solches Schaltrelais 101
als ein mechanisches Relais oder ein billiger Schalttransistor aufgebaut sein.
Daher können die erhöhten Kosten durch das zusätzliche Vorsehen der
Schalteinrichtung 10 ausreichend niedriger gehalten werden als die erhöhten
Kosten durch die Kapazitätserhöhung der Kraftstoffpumpe.
In dieser Ausführungsform wird der mit der Kraftstoffpumpe 14 in
Verbindung stehende Stromversorgungsweg geschaltet, um die zugeführte
Kraftstoffmenge zu erhöhen, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit 20 km/h
übersteigt; jedoch kann das obige Schalten durchgeführt werden, wenn die
Fahrzeuggeschwindigkeit eine bestimmte hohe Geschwindigkeit, wie z. B.
60 km/h bis 80 km/h erreicht.
Das für die Fahrzeuggeschwindigkeit repräsentative Signal ist nicht
notwendigerweise auf das Fahrsignal von dem in der Ausführungsform
beschriebenen Geschwindigkeitsmesser begrenzt, sondern kann ein für die
Fahrzeuggeschwindigkeit repräsentatives Steuer/Regelsignal in einem
Fahrzeugsteuerungs/regelungscomputer (ECU) oder ein Signal sein, das die
Drehzahl der Ausgangswelle eines Getriebes repräsentiert.
Das Signal, das den Fahrzeugbetriebszustand repräsentiert, ist nicht
notwendigerweise auf das oben beschriebene Signal beschränkt, das die
Fahrzeuggeschwindigkeit repräsentiert, sondern kann ein anderes, eng mit
dem Kraftstoffverbrauch des Motors verbundenes Zustandssignal sein, wie
z. B. ein Signal, das repräsentativ für die Motorgeschwindigkeit ist, oder ein
Signal, das für den Drosselöffnungsgrad repräsentativ ist.
Die Erfindung fördert die folgenden Effekte:
- 1. Gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung wird der Kraftstoffpumpe in einem spezifischen Fahrzeugbetriebszustand ein Treibersignal kontinuierlich zugeführt, wodurch die Kraftstoffpumpe den Förderbetrieb wiederholt. Demgemäß ist es möglich, die pro Zeiteinheit geförderte Menge ohne Vergrößerung der Kraftstoffpumpe zu erhöhen.
- 2. Gemäß einem zweiten Aspekt der Erfindung wiederholt die Kraftstoff pumpe den Förderbetrieb, da die Kraftstoffpumpe in einem spezifischen Fahrzeugbetriebszustand direkt mit der Energieversorgungsleitung ver bunden ist. Demgemäß ist es möglich, die pro Zeiteinheit geförderte Menge ohne Vergrößerung der Kraftstoffpumpe zu erhöhen.
Um eine Kraftstoffpumpensteuer/regeleinrichtung bereitzustellen, die einer
Kraftstoffpumpe mit einer geringen Kapazität ermöglicht, einem Ver
brennungsmotor eine ausreichende Kraftstoffmenge zuzuführen, wird
vorgeschlagen, daß während des Betriebs eines Fahrzeugs mit einer
niedrigen Geschwindigkeit (z. B. weniger als 20 km/h) gepulste Treiber
spannungen einer Kraftstoffpumpe gemäß jedem Öffnen/Schließen eines
Transistors auf der Basis eines Zündimpulses des Motors intermittierend
zugeführt werden. Auf diese Weise wiederholt die Kraftstoffpumpe den
Förderbetrieb mit einem relativ langen Zyklus in Synchronisation mit den
gepulsten Treiberspannungen. Während des Betriebs des Fahrzeugs mit
einer hohen Geschwindigkeit wird eine Treiberspannung kontinuierlich von
einer Stromversorgungsleitung der Kraftstoffpumpe zugeführt (d. h. eine
Gleichspannung wird zugeführt), wodurch die Kraftstoffpumpe den För
derbetrieb mit einem Zyklus mit einem kurzen Selbsterregungszustand
wiederholt.
Claims (2)
1. Kraftstoffpumpensteuer/regeleinrichtung zum intermittierenden
Zuführen eines Treibersignals zu einer elektrisch betätigten Kraftstoff
pumpe (14) zum Zuführen von Kraftstoff zu einem Verbrennungs
motor in Synchronisation mit einem Zündsignal für den Verbren
nungsmotor,
dadurch gekennzeichnet,
daß ein Treibersignal der Kraftstoffpumpe (14) gemäß einem Betriebs zustand eines Fahrzeugs kontinuierlich zugeführt wird.
dadurch gekennzeichnet,
daß ein Treibersignal der Kraftstoffpumpe (14) gemäß einem Betriebs zustand eines Fahrzeugs kontinuierlich zugeführt wird.
2. Kraftstoffpumpensteuer/regeleinrichtung zum Steuern/Regeln einer
elektrisch betätigten Kraftstoffpumpe (14) zum Zuführen von
Kraftstoff zu einem Verbrennungsmotor,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Steuer/Regeleinrichtung (13) umfaßt:
ein Fahrzeugbetriebszustandsbestimmungsmittel zur Erzeugung eines Fahrzeugbetriebszustandssignals (V1), das für einen Betriebszustand eines Fahrzeugs repräsentativ ist;
ein Vergleichsmittel (131) zum Vergleichen des Fahrzeugbetriebs zustandssignals (V1) mit einem spezifischen Wert (Vref); und
ein Steuer/Regelmittel (132), um das Öffnen/Schließen der Ver bindung (10) zwischen der Kraftstoffpumpe (14) und einer Energie versorgungsleitung gemäß dem durch das Vergleichsmittel (131) erhaltenen Vergleichsergebnis zu steuern/regeln.
dadurch gekennzeichnet,
daß die Steuer/Regeleinrichtung (13) umfaßt:
ein Fahrzeugbetriebszustandsbestimmungsmittel zur Erzeugung eines Fahrzeugbetriebszustandssignals (V1), das für einen Betriebszustand eines Fahrzeugs repräsentativ ist;
ein Vergleichsmittel (131) zum Vergleichen des Fahrzeugbetriebs zustandssignals (V1) mit einem spezifischen Wert (Vref); und
ein Steuer/Regelmittel (132), um das Öffnen/Schließen der Ver bindung (10) zwischen der Kraftstoffpumpe (14) und einer Energie versorgungsleitung gemäß dem durch das Vergleichsmittel (131) erhaltenen Vergleichsergebnis zu steuern/regeln.
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