JP2008220163A - 燃料ポンプの駆動方法 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、燃焼エンジンの方向に燃料を送るための燃料ポンプがブラシレス電気モーターによって駆動される、自動車の燃料ポンプの駆動方法に関する。
【解決手段】本発明は、もはや燃料を必要としない場合に、ブラシレス電気モーターの回転子が所定の位置に停止して、停止後にブラシレス電気モーターの回転子がブラシレス電気モーターの固定子に対して所定の相対的位置を占めるように、燃料ポンプのブレシレス電気モーターを止めるものである。
【選択図】 図１

Description

本発明は、請求項１と４の上位概念にもとづく、燃料ポンプを駆動するための方法に関する。

自動車の燃焼エンジンの方向に燃料を送る役割を果たす自動車の燃料ポンプは、燃料ポンプを駆動するためにブラシレス（電子整流子）電気モーターを備えている。この場合、燃料ポンプは、そのブラシレス電気モーターによって駆動され、電流を供給されたブラシレス電気モーターが燃料ポンプを所定の回転方向に駆動して、燃焼エンジンの方向に燃料を送るようになっている。

燃焼エンジンが燃料を必要としなくなった場合、燃料ポンプのブラシレス電気モーターを止めて、自動車又はその燃焼エンジンを停止している。この場合、実際に知られている燃料ポンプでは、ブレシレス電気モーターの回転子がその質量慣性モーメントのために不定の位置に停止して、ブレシレス電気モーターの固定子に対して任意の相対的位置に留まるような形で、燃料ポンプのブラシレス電気モーターは止められている。そして、その後燃焼エンジンを始動する際には、最初にブラシレス電気モーターの回転子と固定子の間の同期を取らなければならず、その結果燃焼エンジンの始動時に実行すべき最初の点火に必要な量の燃料と必要な燃圧が準備可能となるまでには、一定の時間を費やしてしまうこととなる。このようなブラシレス電気モーターの回転子と固定子の同期に必要な時間は、欠点であると考えられる。
特開２００４−３６４４７３号公報

以上のことを出発点として、本発明の課題は、燃料ポンプの新規な駆動方法を提供することである。

この課題は、本発明の第一の特徴にもとづき、請求項１に記載された方法によって解決される。それによると、もはや燃料を必要としなくなった場合、燃料ポンプのブラシレス電気モーターは、ブラシレス電気モーターの回転子が所定の位置に停止し、停止後にブラシレス電気モーターの回転子がブラシレス電気モーターの固定子に対して所定の相対的位置を占めるように止められる。

この課題は、本発明の第二の特徴にもとづき、請求項４に記載された方法によって解決される。それによると、もはや燃料を必要としなくなった場合、ブラシレス電気モーターの回転子が不定の位置に停止するように、燃料ポンプのブラシレス電気モーターを止め、次にブラシレス電気モーターの回転子の少なくとも一つのコイル対に電流を供給して、ブラシレス電気モーターの回転子がブレシレス電気モーターの固定子に対して所定の相対的位置を占めるようにしている。

本発明の両方の特徴は、燃焼エンジンの始動時における最初の点火に関して、必要な量の燃料と必要な燃圧を最短の時間内で準備することが可能であるということが共通している。

本発明の第一の特徴によると、燃料ポンプのブラシレス電気モーターは、その回転子が所定の位置で停止して、その回転子が停止後にブラシレス電気モーターの固定子に対して所定の相対的位置を占めるように止められる。

本発明の第二の特徴によると、ブラシレス電気モーターの回転子は、不定の位置で停止するが、停止後にブラシレス電気モーターの固定子の少なくとも一つのコイル対に電流を供給して、ブラシレス電気モーターの回転子がブラシレス電気モーターの固定子に対して所定の相対的位置に移動するようにしている。

即ち、両方の場合において、最初の点火に関して、必要な量の燃料と必要な燃圧を最短の時間内で準備することが可能となる。

本発明の有利な改善構成は、従属請求項と以下の記載から明らかとなる。本発明による方法を図面にもとづき詳しく説明するが、それに限定されるものではない。

本発明は、自動車の燃料ポンプの駆動方法に関する。そのような燃料ポンプは、電気モーターによって駆動される。燃料ポンプを電気モーターによって駆動して、燃焼エンジンの方向に燃料を送ることは、図１のブロック１０に図示されている。以下においては、燃料ポンプをブラシレス電気モーターによって駆動することを前提とする。

次のブロック１１では、更に燃料を必要とするか否かを調べる。次のブロック１１において、もはや燃料を必要としなくなったことが確認された場合、ブロック１２に分岐し、ブロック１２において、燃料ポンプのブラシレス電気モーターは止められる。それに対して、ブロック１１において、更に燃料を必要とすると確認された場合には、ブロック１０に分岐して戻る。

自動車の始動時において最初の点火に必要な燃圧と必要な量の燃料を最短の時間内で準備するために、本発明の第一の特徴では、ブロック１２において、それ以前に燃料ポンプを止める際に、燃料ポンプのブラシレス電気モーターは、ブレシレス電気モーターの回転子が所定の位置に停止して、停止後にブラシレス電気モーターの回転子が固定子に対して所定の相対的位置を占めるように止められる。

そのために、ブラシレス電気モーターでは、ブロック１２において、回転子の回転数が、有利には、連続的に減少して、回転子がブラシレス電気モーターの固定子に対して所定の相対的位置に留まるように、固定子の回転磁界を変化させている。ブラシレス電気モーターの制御機器が、そのような固定子の磁界の変化を実現している。ブラシレス電気モーターの固定子の回転磁界は、所定の角度位置に留まり、その結果ブラシレス電気モーターの回転子は、固定子に対して所定の相対的位置で留まることとなる。

回転子の所謂コギングトルクによって、その後固定子の磁界が完全に停止された場合でも、そのような回転子の固定子に対する所定の相対的位置が維持されることとなる。

従って、本発明の第一の特徴では、ブラシレス電気モーターを止める場合、ブロック１２において、ブラシレス電気モーターの回転磁界を所定の位置に変更、維持して、回転子が固定子に対して所定の相対的位置に留まるようにすることを提案する。それに続いて、回転子の固定子に対する所定の相対的位置が実現され、その結果その後の始動時における最初の点火に関して、必要な燃圧と必要な量の燃料が最短の時間内で準備することが可能となる。本発明の第一の特徴による方法は、特に、ブラシレス電気モーターの燃料ポンプが、それに組み込まれた位置センサーと共に駆動される場合に使用される。

本発明の第二の特徴では、図２の信号フロー図のブロック１１において、もはや燃料を必要としなくなったことが確認された場合、先ずはブロック１３において、回転子が不定の位置に停止するように、燃料ポンプのブラシレス電気モーターを止め、次にブロック１４において、固定子の少なくとも一つのコイル対に電流を供給して、ブラシレス電気モーターの回転子が固定子に対して所定の相対的位置に移動して、その相対的位置に留まるようにする。それに対して、ブロック１１において、更に燃料を必要とすると確認された場合、図１の信号フロー図と同様に、ブロック１０に分岐して戻り、ブラシレス電気モーターによって、燃料ポンプを更に駆動する。

ブロック１４においてブラシレス電気モーターの回転子を固定子に対して所定の相対的位置に移動することは、回転子が不定の位置に停止した直後、或いはその後エンジン始動を実行する直前に行うことができる。

ブラシレス電気モーターの回転子の固定子に対する相対的な移動をエンジン始動の直前に行う場合、それに対応する電気モーターへの電流供給は、有利には、自動車の施錠システムの解除によって開始される。

即ち、自動車のドアの施錠を解除した直後にブラシレス電気モーターの固定子に相応の電流を供給することによって、回転子が、固定子に対して所定の相対的位置に動かされ、その結果その後の始動時において、回転子が固定子に対して所定の相対的位置を占め、そのため最初の点火に必要な燃圧とそれに対応する必要な量の燃料を最短の時間内に準備することが可能となる。

これに関連して、自動車の施錠システムの解除後に燃料ポンプ、即ち、燃料ポンプのブラシレス電気モーターを低い回転数領域で駆動して、燃焼エンジンの本来の始動前に自動車の燃料システムを事前に充填するとともに、所定の燃圧に上昇させておくことも可能である。そうすることによって、燃焼エンジンが動作していない時の燃料ポンプの騒音を低減することができる。更に、最初の点火に必要な燃圧と必要な量の燃料をより一層速く準備することが可能となる。

以上の通り、本発明の方法を用いると、燃焼エンジンの始動時には、燃料ポンプの位置、即ち、燃料ポンプのブラシレス電気モーターの固定子と回転子間の相対的位置が分かっており、その結果固定子と回転子間の同期を行う必要がなくなることが保証される。それによって、最初の点火に必要な燃圧と必要な量の燃料を最短の時間内で準備することができるので、燃焼エンジンの始動時間を短縮することが可能となる。

本発明の第一の特徴にもとづく燃料ポンプの駆動方法の信号フロー図 本発明の第二の特徴にもとづく燃料ポンプの駆動方法の信号フロー図

符号の説明

１０〜１４ 信号フロー図におけるブロック

Claims (6)

1. 燃焼エンジンの方向に燃料を送るための燃料ポンプがブラシレス電気モーターによって駆動される、自動車の燃料ポンプの駆動方法において、
   もはや燃料を必要としなくなった場合に、ブラシレス電気モーターの回転子が所定の位置に停止して、停止後にブラシレス電気モーターの回転子がブラシレス電気モーターの固定子に対して所定の相対的位置を占めるように、燃料ポンプのブレシレス電気モーターが止められることを特徴とする方法。
2. 回転子の回転数が連続的に低下して、ブラシレス電気モーターの回転子が固定子に対して所定の相対的位置に留まるように、ブラシレス電気モーターの固定子の回転磁界を変化させることを特徴とする請求項１に記載の方法。
3. ブラシレス電気モーターの回転子がブラシレス電気モーターの固定子に対して所定の相対的位置に留まるように、ブラシレス電気モーターの固定子の回転磁界を所定の位置に維持することを特徴とする請求項１又は２に記載の方法。
4. 燃焼エンジンの方向に燃料を送るための燃料ポンプがブラシレス電気モーターによって駆動される、自動車の燃料ポンプの駆動方法において、
   もはや燃料を必要としなくなった場合に、ブラシレス電気モーターの回転子が不定の位置に停止するように、燃料ポンプのブレシレス電気モーターを止め、次にブラシレス電気モーターの回転子がブラシレス電気モーターの固定子に対して所定の相対的位置を占めるように、ブラシレス電気モーターの固定子の少なくとも一つのコイル対に電流を供給することを特徴とする方法。
5. 回転子が不定の位置に停止した直後に、回転子が固定子に対して所定の相対的位置を占めるように、固定子の当該のコイル対又は全てのコイル対に電流を供給することを特徴とする請求項３に記載の方法。
6. エンジン始動の直前に、回転子が固定子に対して所定の相対的位置を占めるように、固定子の当該のコイル対又は全てのコイル対に電流を供給すること、即ち、そのような電流の供給を自動車の施錠システムの解除によって開始することを特徴とする請求項３に記載の方法。

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