KR20160070807A - 차량 펌프의 전기 모터를 제어하는 방법 - Google Patents

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롤프 그라프
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콘티넨탈 오토모티브 게엠베하
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Abstract

본 발명은 매체를 전달하기 위한데 사용되는 차량 펌프의 전기 모터를 제어하는 방법에 관한 것이다. 상기 방법에 따라, 상기 전기 모터의 회전자가 적어도 부분적으로 회전하는데 드는 기간이 제일 먼저 결정된다. 상기 기간 동안 일어나는 변동은 상기 전기 모터의 참된 런닝의 척도를 나타낸다. 상기 기간이 비교값으로부터 벗어나는 편차에 따라 상기 전기 모터의 속력이 변경될 수 있다. 그 결과, 상기 전기 모터의 참된 런닝이 다시 한번 보장될 수 있다.

Description

차량 펌프의 전기 모터를 제어하는 방법{METHOD FOR CONTROLLING AN ELECTRIC MOTOR OF A VEHICLE PUMP}
본 발명은 차량 펌프의 전기 모터를 제어하는 방법, 프로그램 요소, 차량의 전달 디바이스, 및 차량에 관한 것이다.
디젤 연료를 위한 일반적인 연료 펌프는 변위 원리에 의해 작동하는 펌핑 유닛을 구비할 수 있다. 이것의 일례는 소위 지로터 펌프(gerotor pump) 또는 기어 링 펌프(gear ring pump)일 수 있다. 나사와 롤러 베인 펌핑 유닛이 연료 펌프로 사용될 수 있다. 연료 펌프의 동작 동안, 전달될 매체의 압력과 점성에 따라 상이한 동작 상태들이 발생할 수 있다. 변위 원리에 의해 작동하는 펌핑 유닛은 일반적으로 높은 유압적-기계적 강성을 구비할 수 있으므로, 전달된 매체의 점성이나 압력이 변하면 펌프를 구동하는데 필요한 토크에 직접 영향을 미칠 수 있다.
현재, 전기 정류 모터가 연료 펌프에 사용될 수 있다. 이 펌프는 그 설계로 인해 회전자의 회전 각도의 코스에 걸쳐 이용가능한 출력 토크에 변동이 있을 수 있는 동기적인 기계이다. 나아가, 일반적인 변위 펌프는 회전 각도의 코스에 걸쳐 변동하는 부하 토크를 가질 수 있다. 펌프의 부하 토크로 인해 전기 모터에서 이용가능한 출력 토크를 순간적으로 초과하면 회전자와 구동장 사이에 동기가 상실될 수 있다. 이것으로 전기 모터의 속력이 떨어지고 이 전기 모터에 대한 전자장치의 제어를 상실하여 후속적으로 펌프가 정지할 수 있다.
나아가, 펌프가 저속으로 동작될 때에는 지로터 메커니즘을 갖는 펌프에 다른 장애 효과가 발생할 수 있다. 또한 제조 공차로 인해, 지로터의 여러 회전 동안 요구되는 토크에 변동이 있을 수 있다. 회전자 각도로 인해 전기 모터의 출력 토크에 변동이 있음과 함께 이러한 부하 토크에 주기적인 변동이 있는 것으로 인해 여러 회전 동안 펌프의 참된 런닝(true running)에 변동이 초래되고 부분적으로 회전하는 동안 변동이 초래될 수 있다. 일반적으로, 펌프의 전자장치는 엔진 제어부로부터 오는 속력 설정점 신호에 따라 연료 펌프의 속력 조절기로 작동할 수 있다. 펌프 또는 전기 모터의 속력이 낮은 경우 그리고 펌핑 유닛이 특정 압력에 있는 경우에도, 이 기계적으로 유도되는 거동은 심지어 펌프에 대한 전자장치의 제어 상실을 초래할 수 있고 그리하여 펌프 정지를 초래할 수 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 문제는 펌프에서 전기 모터의 동작/작동을 개선하는 것이다.
상기 문제는 독립 청구항의 주제에 의해 해결된다. 변형예와 실시예는 이하의 상세한 설명, 도면, 및 종속 청구항에서 제시된다.
본 발명의 제1 양상은 매체를 전달하기 위한 차량 펌프의 전기 모터를 제어하는 방법에 관한 것이다. 상기 방법은 상기 전기 모터의 회전자가 적어도 부분적으로 회전하는데 드는 기간(period)을 확인(ascertain)하는 단계, 및 상기 회전자가 부분적으로 회전하는데 드는 확인된 기간이 미리 결정된 비교값으로부터 최소량만큼 벗어날 때 상기 전기 모터의 속력을 변경하는 단계를 포함한다.
그리하여, 차량 펌프의 전기 모터의 속력을 조절하는 방법이 제공된다. 다시 말해, 상기 방법은 상기 전기 모터의 참된 런닝을 검증(verify)하거나 모니터링(monitor)하는데 사용될 수 있다. 상기 전기 모터의 참된 런닝이 특정 불안정 상태에 도달하는 경우, 상기 전기 모터의 속력은 한정된 설정점에 따라 조절되어, 상기 전기 모터의 참된 런닝의 불안정성이 감소될 수 있다. 상기 기간의 속력을 변경하는 것은, 예를 들어, 상기 속력을 변화시키는 신호를 상기 전기 모터에 송신하는 것을 포함할 수 있다. 상기 언급된 설정점, 규칙 또는 커맨드는 상기 전기 모터를 제어하는 프로그램의 일부로 저장 유닛에 저장될 수 있다.
본 발명의 상황에서 설명된 방법은 전자 제어 유닛에 의해 수행될 수 있다. 상기 언급된 방법과 이하에 언급된 방법 단계는 언급된 시퀀스로 수행될 수 있다. 나아가, 특정 단계를 병렬로 수행하는 것을 포함하여 다른 시퀀스도 가능하다. 상기 펌프는 연료 펌프 및/또는 디젤 펌프일 수 있다. 상기 펌프는 지로터 펌프 또는 기어 링 펌프로 설계될 수 있다. 나아가, 상기 펌프는 또한 나사 펌프 또는 롤러 베인 펌프로 설계될 수 있다.
적어도 하나의 부분적으로 회전하는데 드는 기간은 상기 전기 모터의 회전자가 부분적으로 회전하는데 요구되는 시간 기간을 나타낼 수 있다. "적어도"라는 것은 상기 회전자가 부분적으로 회전하는 것, 1회전하는 것, 1회전을 초과하여 회전하는 것 또는 여러 번 회전하는 것을 포함할 수 있다는 것을 의미한다. 이런 점에서, "적어도"라는 것은 부분적으로 회전하는 것의 "부분적으로"라는 것에 속한다. 따라서, 회전자가 원호를 따라 회전하는데 요구되는 시간을 결정하는 것으로 충분할 수 있으나, 또한, 회전자가 1/6 회전, 1/4 회전, 1/3 회전, 1/2 회전, 3/4 회전, 1회전 및/또는 2회전하는데 드는 시간을 측정하는 것을 포함하여 다른 측정도 본 발명의 의미에서 가능하다. 미리 결정된 비교값은 외부로부터 지시된 비교값을 나타낼 수 있다. 즉, 이 비교값은 다른 유닛 또는 유저에 의해 지시될 수 있다. 나아가, 상기 미리 결정된 비교값은 상기 방법을 실행하는 제어 유닛에서 구현되거나 영구적으로 저장될 수 있다. 그러나, 상기 미리 결정된 비교값은 또한 상기 방법을 실행하는 제어 유닛에 의해 확인되고 결정될 수 있다. 이 결정은 저장 유닛에 저장될 수 있는 특정 규칙을 따를 수 있다. 상기 확인된 기간이 상기 미리 결정된 비교값으로부터 최소량만큼 벗어나는 이라는 것은, 상기 확인된 기간과 비교값 사이의 차이의 절대값의 크기가 상기 최소량 이상이어야 대응하는 속력 조정을 개시할 수 있다는 것을 의미하는 것으로 이해된다. 다시 말해, 이것은 상기 확인된 기간이 상기 미리 결정된 비교값으로부터 최소량 이상만큼 벗어나는 것을 의미하는 것을 말할 수 있다. 상기 전기 모터의 속력은 상기 전기 모터의 회전자의 속력이나 회전 주파수를 나타낼 수 있다. 즉, 속력이라는 것은 미리 결정된 시간 내에, 예를 들어, 1분 내에 상기 회전자가 실행하거나 또는 실행할 수 있는 회전수를 나타내는 것으로 이해될 수 있다. 다시 말해, 상기 속력은 상기 회전자의 회전 속력을 나타낼 수 있다. 본 발명의 상황에서, 상기 확인된 기간이 상기 미리 결정된 비교값으로부터 상기 최소량 이상만큼 벗어나면 상기 전기 모터는 참된 런닝이 아니고, 상기 확인된 기간이 상기 미리 결정된 비교값으로부터 벗어나는 편차가 상기 최소량 미만일 때 상기 전기 모터는 참된 런닝인 것으로 이해될 수 있다. 도 4는 예를 들어 도 1에 도시된 바와 같은 전달 디바이스로 수행될 수 있는 하나의 이러한 방법의 흐름도를 도시한다.
상기 방법은 상기 전기 모터 또는 상기 펌프의 참된 런닝을 보장할 수 있다. 나아가, 이 방법은 상기 전기 모터 또는 펌프에 강한 불안정성이 발생하는 것을 방지하여, 상기 펌프가 정지하는 것을 방지할 수 있다. 즉, 특히, 상기 펌프 동작의 안정성은 또한 본 발명에 따른 방법에 의해 개선될 수 있고 이에 의해 펌프 오기능이 감소될 수 있다.
본 발명의 일 예시적인 실시예에 따르면, 상기 방법은 상기 전기 모터의 기전력 (electromotive force)을 검출하는 단계, 및 상기 전기 모터의 검출된 기전력의 기간을 결정하는 것에 의해 상기 회전자가 부분적으로 회전하는데 드는 기간을 확인하는 단계를 더 포함한다.
다시 말해, 이 방법에 의해 기전력을 측정할 수 있다. 상기 기전력을 측정하는 것은 계속적으로 수행될 수 있다. 나아가, 또한 주기적으로 또는 불규칙적인 간격으로 기전력을 검출할 수 있다. 이런 상황에서, 기전력에 대해 약어 e.m.f.를 사용할 수 있다. 기전력에 의해 역기전력(counter-e.m.f)을 이해할 수 있을 것이다. 이 기전력 또는 역기전력은 고정자의 자기장에서 회전자 전도체 권선이 회전하는 것에 의해 전도체 권선에 유도된 전압을 나타낼 수 있다. 이 기전력은 유한한 기간을 가지고 시간적으로 변동할 수 있다. 기전력의 기간의 규칙성은 상기 전기 모터 또는 상기 펌프의 참된 런닝의 척도일 수 있다. 이 규칙성은 본 발명의 방법 및 디바이스로 확인되거나 및/또는 모니터링된다. 상기 기전력은 추가적인 센서를 요구함이 없이 전기 모터에서 직접 측정될 수 있다. 상기 기전력은 상기 전기 모터의 작동 전자장치에서 제공되므로, 추가적으로 측정될 필요가 없다. 이런 방식으로, 상기 참된 런닝은 추가적인 센서를 요구함이 없이 간단한 방식으로 모니터링될 수 있다. 이 해법은 비용 중립적이고, 유지보수가 적고, 에러가 거의 발생하지 않는다.
본 발명의 다른 예시적인 실시예는, 전기 모터의 기전력을 검출하도록 설계된 제어 유닛을 갖는 전달 디바이스에 관한 것이다. 상기 제어 유닛은 상기 전기 모터의 전자기력이 검출된 기간을 결정하는 것에 의해 회전자가 부분적으로 회전하는데 드는 기간을 확인하도록 더 설계된다. 상기 방법과 관련하여 언급된 장점과 특징은 상기 전달 디바이스에도 적용되고, 상기 전달 디바이스는 상기 방법을 수행할 수 있다.
본 발명의 또 다른 예시적인 실시예에 따르면, 상기 방법은 상기 전기 모터의 기전력을 모니터링하는데 결정된 기간과 상기 미리 결정된 비교값 사이의 차이를 계산하는 단계를 더 포함한다. 이 방법은 상기 계산된 차이의 절대값의 크기가 상기 최소량을 초과하는 경우 전기 모터의 속력을 변경하는 단계를 더 포함한다. 상기 미리 결정된 비교값은 여기서 상기 전기 모터의 기전력의 특정 개수의 기간들을 평균낸 평균값(mean value)이다.
다시 말해, 상기 방법은 상기 전기 모터의 기전력의 특정 개수의 기간들의 평균값을 확인하는 단계를 더 포함할 수 있다. 상기 평균값을 확인하는 것은 상기 특정 개수의 기간들의 산술 평균을 결정하는 것을 포함할 수 있다. 상기 특정 개수는 미리 결정될 수 있다. 나아가, 상기 특정 개수의 기간들은 또한 가변적일 수 있다. 예를 들어, 상기 특정 개수의 기간들은 상기 펌프 또는 상기 전기 모터가 얼마나 오래 참된 런닝 상태에 있는지에 의존할 수 있다. 이 기간이 상기 기간의 평균값으로부터 벗어나는 편차는 기술적인 용어로 "지터(jitter)"라고 언급될 수 있다. 이런 방식으로, 상기 전기 모터의 속력이 변경되어야 하는지 여부를 간단하고 정확한 방식으로 확인할 수 있다. 상기 차이를 확인하거나 및/또는 상기 평균값을 확인하는 것은 제어 유닛 또는 전자 부품에 의해 자동적으로 수행될 수 있어서, 상기 방법은 제어 유닛에서 구현될 수 있다.
본 발명의 다른 예시적인 실시예는 전기 모터의 기전력을 모니터링하는데 결정된 기간과 미리 결정된 비교값 사이의 차이를 계산하도록 설계된 제어 유닛을 갖는 전달 디바이스에 관한 것이다. 나아가, 상기 미리 결정된 비교값은 상기 전기 모터의 기전력의 특정 개수의 기간들의 평균값이다. 상기 제어 유닛은, 상기 계산된 차이의 절대값의 크기가 상기 최소량을 초과하는 경우 전기 모터의 속력을 변경하도록 더 설계된다. 상기 방법과 관련하여 언급된 장점과 특징은 상기 전달 디바이스에도 적용된다.
본 발명의 예시적인 실시예에 따르면, 상기 방법은 상기 회전자가 부분적으로 회전하는데 드는 확인된 기간이 상기 미리 결정된 비교값으로부터 상기 최소량만큼 벗어날 때 전기 모터의 속력을 미리 한정된 고정량만큼 증가시키는 단계를 포함한다.
다시 말해, 상기 회전자가 부분적으로 회전하는데 드는 확인된 기간이 상기 미리 결정된 비교값으로부터 상기 최소량만큼 벗어난 경우 또는 상기 참된 런닝의 불안정성이 검출된 경우 속력을 증가시키는 신호를 전기 모터에 송신할 수 있다. 상기 속력을 증가시키는 것에 의해, 상기 지터를 감소시킬 수 있다. 다시 말해, 상기 속력을 증가시키는 것에 의해 상기 기간의 지속시간이 안정화되거나 상기 참된 런닝이 개선될 수 있다. 이런 방식으로, 상기 방법에 의해 한편으로 불안정한 참된 런닝을 검출할 수 있고 또한 다른 한편으로 이를 보정할 수 있다.
본 발명의 다른 예시적인 실시예는 회전자가 부분적으로 회전하는데 드는 확인된 기간이 상기 미리 결정된 비교값으로부터 상기 최소량만큼 벗어난 경우 상기 전기 모터의 속력을 미리 한정된 고정량만큼 증가시키도록 설계된 제어 유닛을 갖는 전달 디바이스에 관한 것이다.
본 발명의 다른 예시적인 실시예에 따르면, 상기 방법은, 상기 회전자가 부분적으로 회전하는데 드는 확인된 기간이 상기 미리 결정된 비교값으로부터 상기 최소량만큼 벗어난 경우, 이 기간이 상기 미리 결정된 비교값으로부터 벗어나는 편차가 상기 최소량 미만일 때까지, 전기 모터의 속력을 계속적으로 증가시키는 단계를 포함한다.
다시 말해, 상기 전기 모터의 속력은 상기 전기 모터 또는 상기 펌프가 다시 참된 런닝에 있을 때까지 또는 상기 전기 모터의 참된 런닝이 다시 안정될 때까지 계속적으로 증가될 수 있다. 이런 방식으로, 상기 전기 모터는 상기 지터가 상기 최소량 미만에 있는 유연한 속력으로 동작될 수 있다.
본 발명의 다른 예시적인 실시예는 회전자가 부분적으로 회전하는데 드는 확인된 기간이 상기 미리 결정된 비교값으로부터 상기 최소량만큼 벗어난 경우, 이 기간이 상기 미리 결정된 비교값으로부터 벗어나는 편차가 상기 최소량 미만일 때까지, 전기 모터의 속력을 계속적으로 증가시키도록 설계된 제어 유닛을 갖는 전달 디바이스에 관한 것이다.
본 발명의 다른 예시적인 실시예에 따르면, 상기 방법은 회전자가 부분적으로 회전하는데 드는 확인된 기간이 상기 미리 결정된 비교값으로부터 상기 최소량만큼 벗어난 경우 경고 신호를 생성하고 이 경고 신호를 엔진 제어 유닛에 송신하는 단계를 포함한다.
이런 방식으로, 상기 엔진 제어 유닛은 상기 엔진의 동작을 상기 펌프 또는 상기 전기 모터에 적응시킬 수 있다. 예를 들어, 상기 엔진 제어 유닛은 상기 펌프의 전기 모터가 참된 런닝에 있지 않는 경우 엔진의 동력 또는 연료 소비를 감소시킬 수 있다.
본 발명의 다른 예시적인 실시예는 회전자가 부분적으로 회전하는데 드는 확인된 기간이 상기 미리 결정된 비교값으로부터 상기 최소량만큼 벗어난 경우 경고 신호를 생성하고 이 경고 신호를 엔진 제어 유닛에 송신하도록 설계된 제어 유닛을 갖는 전달 디바이스에 관한 것이다.
본 발명의 다른 예시적인 실시예에 따르면, 상기 방법은 상기 전기 모터의 순간 속력을 검출하는 단계를 포함한다. 나아가, 상기 방법은 회전자가 부분적으로 회전하는데 드는 확인된 기간이 상기 미리 결정된 비교값으로부터 상기 최소량만큼 벗어날 때 상기 전기 모터의 검출된 순간 속력이 제1 속력 제한값 미만으로 떨어진 경우 전기 모터의 속력을 증가시키는 단계를 포함하거나, 또는 상기 회전자가 부분적으로 회전하는데 드는 확인된 기간이 상기 미리 결정된 비교값으로부터 상기 최소량만큼 벗어날 때 상기 전기 모터의 확인된 순간 속력이 제2 속력 제한값을 넘어 간 경우 전기 모터의 속력을 감소시키는 단계를 포함한다.
다시 말해, 상기 방법은 2개의 속력 범위, 예를 들어, 낮은 속력 범위와 높은 속력 범위를 구비할 수 있다. 따라서, 상기 방법에 따라, 상기 전기 모터의 속력은 상기 전기 모터의 순간 속력이 낮은 속력 범위에 있을 때 증가될 수 있다. 상기 순간 속력이 높은 속력 범위에 있을 때, 상기 전기 모터의 속력은 상기 전기 모터가 참된 런닝에 있지 않는 경우 적절히 감소될 수 있다. 이 순간에 속력이 높은 범위에 있는지 또는 낮은 범위에 있는지 여부는 메모리된 값과 비교하여 수립될 수 있다. 도 5는 2개의 속력 범위를 갖는 하나의 이러한 방법에 대해 본 발명의 일 예시적인 실시예에 따른 흐름도를 도시한다.
본 발명의 다른 예시적인 실시예는, 전기 모터의 순간 속력을 검출하도록 설계된 제어 유닛을 갖는, 이러한 방법을 수행하는 전달 디바이스에 관한 것이다. 상기 제어 유닛은 상기 회전자가 부분적으로 회전하는데 드는 확인된 기간이 상기 미리 결정된 비교값으로부터 상기 최소량만큼 벗어날 때 상기 전기 모터의 검출된 순간 속력이 제1 속력 제한값 미만으로 떨어진 경우 전기 모터의 속력을 증가시키도록 설계된다. 나아가, 상기 제어 유닛은 상기 회전자가 부분적으로 회전하는데 드는 확인된 기간이 상기 미리 결정된 비교값으로부터 상기 최소량만큼 벗어날 때 상기 전기 모터의 확인된 순간 속력이 제2 속력 제한값을 넘어간 경우 전기 모터의 속력을 감소시키도록 설계된다.
본 발명의 다른 예시적인 실시예에 따르면, 상기 방법은 상기 전기 모터의 속력을 감소시키는 단계를 포함한다. 나아가, 상기 방법은 상기 회전자가 부분적으로 회전하는데 드는 확인된 기간이 상기 미리 결정된 비교값으로부터 상기 최소량 미만인 양만큼 벗어난 경우 속력을 감소시킨 후 전기 모터의 감소된 속력을 유지하는 단계를 포함한다. 대안적으로, 상기 방법은 상기 회전자가 부분적으로 회전하는데 드는 확인된 기간이 상기 미리 결정된 비교값으로부터 상기 최소량만큼 벗어난 경우 속력을 감소시킨 후 전기 모터의 감소된 속력을 증가시키는 단계를 포함한다.
이런 방식으로, 상기 방법에 따라 상기 전기 모터가 더 낮은 속력으로 동작될 수 있는지 여부를 검증할 수 있다. 상기 전기 모터가 더 낮은 속력에서도 참된 런닝을 하는 경우, 더 낮은 속력이 유지될 수 있다. 그렇지 않은 경우, 상기 속력은 다시 증가될 수 있다. 이런 방식으로, 상기 전기 모터는 가능한 더 낮은 속력으로 동작될 수 있고 이에 상기 펌프의 마모를 감소시킬 수 있다.
본 발명의 다른 양상은, 프로세서에서 실행될 때, 상기 프로세서에 의해 전술한 방법을 실행할 수 있는 프로그램 요소에 관한 것이다.
상기 프로그램 요소는 상기 방법 단계를 실행하는 제어 유닛에 로딩될 수 있다. 상기 프로그램 요소는 컴퓨터 프로그램의 일부일 수 있다. 나아가, 상기 프로그램 요소는 그 자체가 독립된 컴퓨터 프로그램일 수 있다. 예를 들어, 업데이트로서 프로그램 요소는 이미 기존의 컴퓨터 프로그램으로 본 발명에 따른 방법을 실행할 수 있다.
본 발명의 다른 양상은, 프로세서에서 실행될 때, 상기 프로세서에 의해 전술한 방법을 실행할 수 있는 프로그램 요소를 저장하는 컴퓨터-판독가능한 매체에 관한 것이다.
상기 컴퓨터-판독가능한 매체는 USB 스틱, CD, DVD, 하드 디스크, 또는 일부 다른 저장 매체와 같은 저장 매체로 고려될 수 있다. 나아가, 상기 컴퓨터-판독가능한 매체는 본 발명에 따른 방법을 실행할 수 있는 제어 전자장치를 갖는 마이크로칩(microchip)으로 설계될 수 있다.
본 발명의 다른 양상은 차량의 전달 디바이스에 관한 것이다. 상기 전달 디바이스는 매체를 전달하기 위한 펌프, 상기 펌프를 구동하기 위한 전기 모터, 및 상기 전기 모터를 제어하기 위한 제어 유닛을 포함하고, 상기 전기 모터는 회전자를 구비한다. 상기 제어 유닛은 상기 회전자가 적어도 부분적으로 회전하는데 드는 기간을 확인하도록 설계된다. 나아가, 상기 제어 유닛은 상기 회전자가 부분적으로 회전하는데 드는 확인된 기간이 미리 결정된 비교값으로부터 최소량만큼 벗어난 경우 전기 모터의 속력을 변경하도록 설계된다.
상기 펌프, 상기 전기 모터 및 상기 제어 유닛은 여기서 상이한 구조적 유닛들을 나타낼 수 있다. 나아가, 상기 제어 유닛은 상기 전달 디바이스에 통합될 필요가 없다. 예를 들어, 상기 제어 유닛은 상기 엔진 제어부의 일부일 수 있다. 나아가, 상기 방법과 관련하여 설명된 특징과 장점은 상기 전달 디바이스에도 적용될 수 있다.
본 발명의 다른 양상은 전술한 것과 후술하는 것과 같은 전달 디바이스를 갖는 차량에 관한 것으로, 상기 전달 디바이스의 펌프는 상기 차량의 내연 엔진으로 연료를 전달하기 위한 연료 펌프이다.
상기 방법과 관련하여 언급된 특징과 장점은 상기 차량에도 적용될 수 있다. 상기 차량은 본 발명의 상황에서 설명된 방법을 실행하는 제어 유닛이거나 이 제어 유닛으로 개조될 수 있다.
상기 방법, 상기 프로그램 요소, 상기 컴퓨터-판독가능한 매체, 상기 전달 디바이스 또는 상기 차량에 대해서 개별 실시예만이 설명되었다 하더라도, 상기 설명된 실시예는, 방법, 프로그램 요소, 컴퓨터-판독가능한 매체, 전달 디바이스, 및 차량에 동일하게 적용된다. 이들이 이후 설명되지 않았다 하더라도 이들 실시예의 상이한 조합으로부터 시너지 효과가 초래될 수 있다.
본 발명의 추가적인 특징, 장점, 및 응용 가능성은 예시적인 실시예의 이하의 설명과 도면으로부터 명백해질 것이다. 모든 설명된 특징 및/또는 그래픽으로 제시된 특징은, 개별 청구항 또는 그 인용 청구항의 구성에 상관없이, 각각이 본 발명의 주제를 형성하거나 이들 특징의 임의의 원하는 조합으로 본 발명의 주제를 형성한다.
도 1은 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 전달 디바이스를 도시하는 도면;
도 2는 본 발명의 일 예시적인 실시예에 따른 전기 모터를 도시하는 도면;
도 3은 본 발명의 일 예시적인 실시예에 따른 차량을 도시하는 도면;
도 4는 본 발명의 일 예시적인 실시예에 따른 방법의 흐름도를 도시하는 도면;
도 5는 본 발명의 다른 예시적인 실시예에 따른 방법의 흐름도를 도시하는 도면.
도면은 개략적이고 축척에 맞는 것은 아니다.
도 1은 본 발명의 일 예시적인 실시예에 따른 차량의 전달 디바이스(100)를 도시한다. 전달 디바이스(100)는 매체를 전달하기 위한 펌프(101), 이 펌프를 구동하기 위한 전기 모터(102), 및 이 전기 모터(102)를 제어하기 위한 제어 유닛(103)을 포함하고, 전기 모터(102)는 회전자를 구비한다. 제어 유닛(103)은 회전자가 적어도 하나의 부분적으로 회전하는데 드는 기간을 확인하도록 설계된다. 나아가, 제어 유닛(103)은 회전자가 부분적으로 회전하는데 드는 확인된 기간이 미리 결정된 비교값으로부터 최소량만큼 벗어날 때 전기 모터(102)의 속력을 변경하도록 설계된다.
도 1에 도시된 다른 예시적인 실시예에 따르면, 펌프(101)는 지로터 펌프 또는 기어 링 펌프로 설계된다. 구동 기어(104)는 여기서 펌프의 내부 톱니부(toothing)(105)에서 편심적으로 런닝된다. 기어(104)는 전기 모터(102)에 의해 구동된다. 기어(104)의 회전 때문에, 매체는 톱니 갭(gap)들 사이에 전달되고, 매체는 펌프(101)의 입구(106)로부터 화살표(108) 방향으로 펌프(101)의 출구(107)로 전달된다. 지로터 펌프는 단지 하나의 예로서 제공된 것일 뿐 본 발명을 제한하는 것으로 의도된 것이 아니다. 본 발명은 많은 상이한 펌프 유형으로 구현될 수 있다. 펌프(101)의 제조 공차, 전달될 매체의 점성, 압력과 온도, 및 또한 다른 인자도 펌프(101)의 부하 토크에 변동을 야기할 수 있다. 나아가, 전기 모터(102)의 출력 토크는 회전자의 각도가 상이한 경우 상이할 수 있다. 펌프(101)의 부하 토크가 변동하는 것으로 인해 그리고 전기 모터(102)의 출력 토크가 변동하는 것으로 인해, 부분적인 회전, 예를 들어, 60°의 부분적인 회전이 일어나는 기간이 변동할 수 있고, 즉, "지터"가 발생할 수 있다. 나아가, 전기 모터(102)는 전기 정류 모터 또는 브러시 없는 전기 모터로 설계될 수 있다. 제어 유닛에 의해 교류 전압이 전기 모터의 고정자에 공급되어, 회전자를 회전하게 설정할 수 있다. "지터"가 너무 큰 경우, 이것으로 교류 전류를 고정자에 공급하는 제어 유닛의 제어가 상실되어, 펌프 정지가 초래될 수 있다. 이것을 방지하기 위해, 제어 유닛(103)은 전기 모터(102)의 "지터"를 모니터링하고, 이 "지터"가 너무 큰 경우, 전기 모터의 속력을 변경하도록 설계된다. 제어 유닛(103)은 전달 디바이스(100)의 일부일 수 있다. 그러나 제어 유닛(103)이 전달 디바이스(100)의 통합된 구조적 유닛이 아니라, 예를 들어, 엔진 제어부의 일부일 수 있다. 예를 들어, 이미 기존의 펌프(101)와 이미 기존의 전기 모터가 제어 유닛(103)으로 개조되어 펌프 런닝의 안정성을 개선시킬 수 있다. 제어 유닛(103)이 실행하는 방법은, 예를 들어, 프로그램 요소로 설계되어, 컴퓨터-판독가능한 매체(109)에 저장될 수 있다.
도 2는 본 발명의 다른 예시적인 실시예에 따른 전기 모터(102)를 도시한다. 도시된 경우에, 전기 모터는 외부-회전자 전기 모터로 설계된다. 이 전기 모터는 단지 예시를 위한 것일 뿐 본 발명을 제한하는 것으로 의도된 것이 아니고, 본 발명은 상이한 종류의 전기 모터에도 적용될 수 있다. 이 예시적인 실시예에서, 전기 모터의 회전자(202)는 고정자(201) 외부에 배열된다. 전기 모터(102)의 동작시, 회전자(202)는 고정자(201) 주위를 회전한다. 고정자(203)는 여러 개의 암(arm)(203)을 구비하고, 각 암은 전도체 권선(204)을 구비한다. 이 예에서, 고정자(201)는 6개의 암을 구비한다. 그러나, 이 암의 개수와 그 기하학적 배열은 단지 예시를 위한 것일 뿐 도면에 도시된 것에서 상이할 수 있다. 회전자(202)는 예를 들어 영구 자석으로 만들어진다. 모터를 동작시키기 위하여, 제어 유닛은 교류 전압을 암(203)의 전도체 권선(204)에 공급한다. "지터"는, 예를 들어, 회전자(202)가 부분적으로 회전(205)하는데 드는 기간을 측정하는 것에 의해 확인된다. 이 예시적인 실시예에서, 60°의 부분적인 회전이 도시되어 있다. 그러나, 본 발명은 다른 부분적인 회전을 하는데 또는 1회전하는데 드는 기간에도 적용될 수 있다. 영구 자석으로 구성된 회전자(202)가 회전하는 것에 의해 기전력 또는 역기전력이라고 언급되는 유도 전압이 전도체 권선(204)에 생성된다. 부분적으로 회전(205)하는데 드는 이 기간은 고정자(201)에 의해 측정된 기전력에 의해 제어 유닛에 의해 확인될 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 예시적인 실시예에 따른 차량(300)을 도시한다. 차량은 내연 엔진(301), 연료 탱크(302), 및 이 연료 탱크(302)로부터 내연 엔진(301)으로 연료를 공급하는 전달 디바이스(100)를 포함한다. 예를 들어, 내연 엔진(301)은 디젤 엔진이다. 전달 디바이스(101)는 펌프(101), 이 펌프를 구동하기 위한 전기 모터(102), 및 이 전기 모터(102)를 제어하기 위한 제어 유닛(103)을 포함한다. 제어 유닛은 예를 들어, 엔진 제어부의 일부이거나, 또는 이 제어 유닛은 펌프 런닝의 안정성을 개선시키기 위해 이후 개조될 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 예시적인 실시예에 따른 매체를 전달하기 위한 차량 펌프의 전기 모터를 제어하는 방법의 흐름도를 도시한다. 방법은 전기 모터의 회전자가 적어도 하나의 부분적으로 회전하는데 드는 기간을 확인하는 단계(S1), 및 회전자가 부분적으로 회전하는데 드는 확인된 기간이 미리 결정된 비교값으로부터 최소량만큼 벗어난 경우 전기 모터의 속력을 변경하는 단계(S2)를 포함한다.
도 5는 본 발명의 일 예시적인 실시예에 따른 다른 방법의 흐름도를 도시한다. 이것은 2개의 속력 범위를 구비하는 방법을 위한 단계를 도시한다. 이 방법은 전기 모터의 순간 속력을 확인하는 단계(S3)를 포함한다. 전기 모터의 확인된 순간 속력이 제1 속력 제한값 미만으로 떨어진 경우, 회전자가 부분적으로 회전하는데 드는 확인된 기간이 미리 결정된 비교값으로부터 최소량만큼 벗어난 경우 전기 모터의 속력을 증가시키도록 단계(S4)가 수행된다. 전기 모터의 확인된 순간 속력이 제2 속력 제한값을 초과하는 경우, 회전자가 부분적으로 회전하는데 드는 확인된 기간이 미리 결정된 비교값으로부터 최소량만큼 벗어나는 경우 전기 모터의 속력을 증가시키도록 단계(S5)가 수행된다.
나아가, "포함하는" 또는 "구비하는"이라는 것은 임의의 다른 요소를 배제하는 것이 아니고, "하나의" 개체 또는 단수 개체는 복수의 개체를 배제하는 것이 아닌 것으로 이해된다. 나아가, 상기 예시적인 실시예 또는 실시예들 중 하나와 관련하여 설명된 특징은 다른 전술한 예시적인 실시예 또는 실시예들의 다른 특징과 조합하여 사용될 수 있는 것으로 이해된다.
청구범위에 있는 참조 부호는 발명을 제한하는 것으로 보아서는 안 된다.

Claims (10)

  1. 매체를 전달하기 위한 차량 펌프의 전기 모터를 제어하는 방법으로서,
    상기 전기 모터의 회전자가 적어도 부분적으로 회전하는데 드는 기간(period)을 확인(ascertain)하는 단계(S1); 및
    상기 회전자가 부분적으로 회전하는데 드는 확인된 기간이 미리 결정된 비교값으로부터 최소량만큼 벗어나는 경우 상기 전기 모터의 속력을 변경하는 단계(S2)를 포함하는, 차량 펌프의 전기 모터를 제어하는 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 전기 모터의 기전력을 검출하는 단계; 및
    상기 전기 모터의 기전력이 검출된 기간을 결정하는 것에 의해 상기 회전자가 부분적으로 회전하는데 드는 기간을 확인하는 단계를 포함하는, 차량 펌프의 전기 모터를 제어하는 방법.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 전기 모터의 기전력을 모니터링하는데 결정된 기간과 상기 미리 결정된 비교값 사이의 차이를 계산하는 단계;
    상기 계산된 차이의 절대값의 크기가 상기 최소량을 초과하는 경우 상기 전기 모터의 속력을 변경하는 단계를 포함하되;
    상기 미리 결정된 비교값은 상기 전기 모터의 상기 기전력의 특정 개수의 기간들의 평균값인, 차량 펌프의 전기 모터를 제어하는 방법.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 회전자가 부분적으로 회전하는데 드는 확인된 기간이 상기 미리 결정된 비교값으로부터 상기 최소량만큼 벗어나는 경우, 상기 전기 모터의 속력을 미리 한정된 고정량만큼 증가시키는 단계를 포함하는, 차량 펌프의 전기 모터를 제어하는 방법.
  5. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 회전자가 부분적으로 회전하는데 드는 확인된 기간이 상기 미리 결정된 비교값으로부터 상기 최소량만큼 벗어나는 경우, 상기 확인된 기간이 상기 미리 결정된 비교값으로부터 벗어나는 편차가 상기 최소량 미만이 될 때까지, 상기 전기 모터의 속력을 계속적으로 증가시키는 단계를 포함하는, 차량 펌프의 전기 모터를 제어하는 방법.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 회전자가 부분적으로 회전하는데 드는 확인된 기간이 상기 미리 결정된 비교값으로부터 상기 최소량만큼 벗어나는 경우, 경고 신호를 생성하고 상기 경고 신호를 엔진 제어 유닛에 송신하는 단계를 포함하는, 차량 펌프의 전기 모터를 제어하는 방법.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 전기 모터의 순간 속력을 검출하는 단계(S3);
    상기 회전자가 부분적으로 회전하는데 드는 확인된 기간이 상기 미리 결정된 비교값으로부터 상기 최소량만큼 벗어날 때, 상기 전기 모터의 검출된 순간 속력이 제1 속력 제한값 미만으로 떨어지는 경우, 상기 전기 모터의 속력을 증가시키는 단계(S4);
    또는
    상기 회전자가 부분적으로 회전하는데 드는 확인된 기간이 상기 미리 결정된 비교값으로부터 상기 최소량만큼 벗어날 때, 상기 전기 모터의 확인된 순간 속력이 제2 속력 제한값을 넘어가는 경우, 상기 전기 모터의 속력을 감소시키는 단계(S5)를 포함하는, 차량 펌프의 전기 모터를 제어하는 방법.
  8. 프로세서에서 실행될 때, 상기 프로세서에 의해 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항의 방법을 실행하는 프로그램 요소.
  9. 차량(300)의 전달 디바이스(100)로서,
    매체를 전달하기 위한 펌프(101);
    상기 펌프를 구동하기 위한 전기 모터(102); 및
    상기 전기 모터를 제어하기 위한 제어 유닛(103)을 포함하되;
    상기 전기 모터는 회전자를 구비하고;
    상기 제어 유닛은 상기 회전자가 적어도 부분적으로 회전하는데 드는 기간을 확인하도록 설계되고; 상기 제어 유닛은 상기 회전자가 부분적으로 회전하는데 드는 확인된 기간이 미리 결정된 비교값으로부터 최소량만큼 벗어난 경우 상기 전기 모터의 속력을 변경하도록 설계된, 전달 디바이스.
  10. 제9항의 전달 디바이스(100)를 구비하는 차량(300)으로서,
    상기 전달 디바이스의 펌프는 상기 차량의 내연 엔진(301)으로 연료를 전달하기 위한 연료 펌프인, 차량.
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