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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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1. Technisches Gebiet
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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Steuervorrichtung, die
die Antriebsvorgänge einer in einem Kraftfahrzeug zu montierenden
Kraftstoffpumpe steuert.
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2. Hintergrund
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Während
Motoren zum Antreiben von an Fahrzeugen zu montierenden Kraftstoffpumpen über elektronische
Schalter mit Batterien verbunden sind, werden die elektronischen
Schalter basierend auf einem PWM-Signal mit einer vorgegebenen Frequenz und
einem vorgegebenen Lastverhältnis (relative Einschaltdauer)
angetrieben, so dass elektrische Leistung den Motoren in PWM-Steuermodi
zugeführt wird, um so rotiert zu werden.
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Weiterhin
wird in einem Fall, bei dem fremde Partikel wie etwa Staub in den
Kraftstoff eingemischt sind, gibt es Möglichkeiten, dass
die eingemischten Fremdpartikel mit Flügeln der Kraftstoffpumpe
in Eingriff kommen und Rohre der Kraftstoffpumpe können mit
den Fremdpartikeln verstopft werden. In solch einem Fall blockieren
die Motoren der Kraftstoffpumpen und somit fließen kontinuierlich
Blockierströme durch die Motoren. Im Ergebnis müssen
verschiedene Sorten elektronischer Komponenten, wie etwa die Motoren,
Verdrahtungsleitungen und Schalter unter Anwendung einer solchen
Annahme ausgelegt werden, dass die oben beschriebenen Blockierströme kontinuierlich
durch diese Elektronikkomponenten fließen können.
Anders ausgedrückt müssen Durchmesser der Verdrahtungsleitungen
und Wärmebeständigkeitsstemperaturen der Schalter
so festgelegt werden, dass diese Elektronikkomponenten nicht elektrisch
beschädigt werden, selbst wenn solche Blockierströme
kontinuierlich durch diese elektronischen Komponenten fließen.
Zusätzlich sind Wärmeabstrahlungskonstruktionen
zum Abstrahlen von Wärme erforderlich, wenn aufgrund der
Blockierströme, die durch diese elektronischen Komponenten fließen,
Wärme erzeugt wird, was zu den oben erwähnten
Nachteilen führt: d. h., groß dimensionierte Schaltungen
sind notwendigerweise erforderlich und die Herstellungskosten steigen
an (siehe beispielsweise
JP-A-2000-240522 ).
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Bei
den Kraftstoffpumpensteuervorrichtungen fließen, wenn die
Motoren zum Antreiben der Kraftstoffpumpen blockieren, die Blockierströme
kontinuierlich durch die Motoren. Als Ergebnis haben die oben erwähnten
Kraftstoffpumpensteuervorrichtungen ein Problem, dass die elektronischen
Komponenten dafür ausgelegt sein müssen, dass
diese elektronischen Komponenten die oben beschriebenen Blockierströme
ertragen können, und es sind notwendigerweise ebenso Wärme-abstrahlende Konstruktionen
erforderlich.
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Die
obige Erfindung ist gemacht worden, um die oben beschriebenen Probleme
der obigen Technik zu lösen, und hat daher als Aufgabe
die Bereitstellung solch einer Kraftstoffpumpensteuervorrichtung.
Das heißt, wenn ein Blockierstrom durch einen Motor zum
Antreiben einer Kraftstoffpumpe fließt, ist die Kraftstoffpumpensteuervorrichtung
in der Lage, Wärme, die in Verbindung mit dem Blockierstrom
erzeugt wird, zu unterdrücken, und letztendlich in der Lage,
eine Schaltungsgröße derselben kompakt zu machen.
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Um
die oben beschriebene Aufgabe zu lösen, wird gemäß einem
Aspekt der vorliegenden Erfindung eine Steuervorrichtung zum Steuern
einer Kraftstoffpumpe bereitgestellt, welche enthält: einen in
einer Schaltung zum Verbinden einer Stromversorgung mit einem Motor
zum Antreiben der Kraftstoffpumpe vorgesehenen elektronischer Schalter;
einen Stromdetektor, der einen durch den Motor fließenden Strom
detektiert; und eine Steuerung, welche den elektronischen Schalter
in einem ersten PWM-Modus einer ersten Frequenz und einem ersten
Lastverhältnis bei Normalbetrieb steuert, und einen PWM-Modus ändert,
um den elektronischen Schalter in einem zweiten PWM-Modus einer
zweiten Frequenz, die niedriger ist als die erste Frequenz, und
einem zweiten Lastverhältnis, das niedriger ist als das
erste Lastverhältnis, zu steuern, wenn der durch den Motor fließende
Strom einen Stromschwellenwert im Normalbetrieb übersteigt.
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Gemäß einem
Aspekt der vorliegenden Erfindung wird in einem solchen Fall, bei
dem die Kraftstoffpumpe blockiert und somit der Motor zum Treiben
der Kraftstoffpumpe zwangsweise gestoppt wird, die erste Frequenz
des PWM-Signals zu einer zweiten, niedrigeren Frequenz als der ersten
Frequenz verändert und wird auch das erste Lastverhältnis
des PWM-Signals zu einem zweiten, niedrigeren Lastverhältnis
als dem ersten Lastverhältnis verändert, so dass
der durch den Motor fließende Strom, wenn die Kraftstoffpumpe
blockiert ist, reduziert werden kann. Als Konsequenz können
die Strukturelemente der Schaltung, wie Verdrahtungsleitungen und
Transistoren, kompakt und in kleinem Maßstab gehalten werden.
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In
einem Aspekt der vorliegenden Erfindung kann, wenn eine eingestellte
Zeit verstrichen ist, nachdem die Steuerung den PWM-Modus vom ersten
PWM-Modus zum zweiten PWM-Modus verändert hat, die Steuerung
den PWM-Modus vom zweiten PWM-Modus zum ersten PWM-Modus rückführen.
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Weiterhin
kann die Steuerung einen Betrieb der Änderung und des Rückführens
des PWM-Modus wiederholen, bis ein blockierter Zustand der Kraftstoffpumpe
beseitigt ist.
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Gemäß der
oben erwähnten Konfiguration werden in einem solchen Fall,
bei dem die Kraftstoffpumpe blockiert hat, die erste Frequenz des PWM-Signals
zur zweiten Frequenz verändert worden und ist das erste
Lastverhältnis des PWM-Signals zum zweiten Lastverhältnis
hin verändert worden, nachdem eine vorgegebene Zeit verstrichen
ist, diese zweite Frequenz und das zweite Lastverhältnis des
PWM-Signals wieder zur ersten Frequenz und zum ersten Lastverhältnis
zurückgeführt. Dann wird für den Fall,
dass der Blockierzustand noch nicht vermieden worden ist, die Operation
zum Verändern der ersten Frequenz und des ersten Lastverhältnisses zur
zweiten Frequenz und zum zweiten Lastverhältnis repetitiv
ausgeführt. Folglich kann in einem Fall, bei dem der Blockierzustand
der Kraftstoffpumpe vermieden wird, die Frequenz des PWM-Signals
zur ersten Frequenz werden, entsprechend einer solchen Frequenz
während des Normalbetriebs, und das Lastverhältnis
des PWM-Signals kann zu einem ersten Lastverhältnis entsprechend
einem solchen Lastverhältnis wie während des Normalbetriebs,
werden. Dementsprechend wird, selbst wenn der Blockierzustand der
Kraftstoffpumpe auftritt, deren Antriebsmotor nicht gestoppt, und
wenn der Blockierzustand vermieden ist, kann die Kraftstoffpumpe
kontinuierlich betrieben werden.
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In
einem Aspekt der vorliegenden Erfindung können die zweite
Frequenz und das zweite Lastverhältnis so eingestellt werden,
dass der Strom einen Nullwert überquert, wenn der elektronische
Schalter AUS-geschaltet wird.
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Gemäß der
oben erwähnten Konfiguration überquert in einem
solchen Fall, bei dem die Kraftstoffpumpe blockiert worden ist,
die erste Frequenz des PWM-Signals zur zweiten Frequenz verändert worden
ist, und das erste Lastverhältnis des PWM-Signals zum zweiten
Lastverhältnis verändert worden ist, wenn der
elektronische Schalter AUS-geschaltet wird, der durch den elektronischen
Schalter fließende Strom den Nullwert, so dass eine große Drehmomentänderung
im Antriebsmotor erzeugt werden kann. Als Ergebnis können
Vibrationen in der Kraftstoffpumpe erzeugt werden und wenn ein Fremdpartikel
mit der Kraftstoffpumpe in Eingriff steht, kann dieser Fremdpartikel
einfach von der Kraftstoffpumpe getrennt werden und letztendlich kann
der Blockierzustand einfach vermieden werden.
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In
einem Aspekt der vorliegenden Erfindung kann die erste Frequenz
höher oder gleich 1 kHz sein; die zweite Frequenz kann
so ausgewählt sein, dass sie 10 bis 100 Hz beträgt,
das erste Lastverhältnis kann als 50 bis 100% ausgewählt
sein und das zweite Lastverhältnis kann niedriger als oder
gleich 10% sein.
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Gemäß der
oben erwähnten Konfiguration wird die erste Frequenz als
1 KHz ausgewählt und wird das erste Lastverhältnis
als 50 bis 100% ausgewählt, so dass der an den Antriebsmotor
zu liefernde Strom stabilisiert werden kann, und andererseits wird die
zweite Frequenz als 10 bis 100 Hz ausgewählt und wird das
zweite Lastverhältnis als niedriger denn oder gleich zu
10% ausgewählt, so dass eine große Drehmomentänderung
am Antriebsmotor erzeugt werden kann, um so die Kraftstoffpumpe
zu vibrieren. Wenn Fremdpartikel mit der Kraftstoffpumpe in Eingriff
stehen, können diese in Eingriff stehenden Fremdpartikel
leicht von der Kraftstoffpumpe getrennt werden.
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In
einem Aspekt der vorliegenden Erfindung kann die zweite Frequenz
so ausgewählt sein, dass sie eine Frequenz ist, die durch
Multiplizieren oder Dividieren einer charakteristischen Frequenz
der Kraftstoffpumpe mit/durch eine Ganzzahl erhalten wird.
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Gemäß der
oben erwähnten Konfiguration können, da die zweite
Frequenz auf eine solche Frequenz eingestellt ist, die durch Multiplizieren
oder Dividieren der charakteristischen Frequenz der Kraftstoffpumpe
mit einer Ganzzahl erhalten wird, in einem solchen Fall, bei dem
der elektronische Schalter bei dieser zweiten Frequenz betrieben
wird, sich die in der Kraftstoffpumpe auftretenden Vibrationen verstärken,
so dass die mit Flügeln der Kraftstoffpumpe in Eingriff
befindlichen Fremdpartikel leichter davon getrennt werden können.
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In
der Kraftstoffpumpensteuervorrichtung gemäß der
vorliegenden Erfindung wird in einem Fall, bei dem der Motor zum
Antreiben der Kraftstoffpumpe blockiert ist und somit der Kraftstoffpumpenantriebsmotor
zwangsweise gestoppt wird, das PWM-Signal in einer solchen Weise
gesteuert, dass die Frequenz und das Lastverhältnis des
PWM-Signals absinken. Als Ergebnis kann der bei Blockierung des
Antriebsmotors durch den Antriebsmotor fließende Strom
verkleinert werden, so dass Wärmeerzeugungen beim Blockieren
des Kraftstoffpumpenantriebs-Motors unterdrückt werden
können.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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Die
obigen Aufgaben und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden ersichtlicher
durch eine detaillierte Beschreibung bevorzugter beispielhafter Ausführungsformen
derselben unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen,
wobei gleiche Bezugszeichen gleiche oder entsprechende Teile in
verschiedenen Ansichten bezeichnen, und wobei:
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1 ein
Schaltdiagramm zum Zeigen einer Antriebsschaltung einer Kraftstoffpumpe
ist, welche eine Kraftstoffpumpensteuervorrichtung gemäß einer Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung enthält;
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2 ein
Flussdiagramm zum Beschreiben einer Prozesssequenz ist, die durch
die Kraftstoffpumpensteuervorrichtung gemäß der
Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ausgeführt
wird;
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3 ein
Timingdiagramm zum Repräsentieren von Wellen- bzw. Signalformen
entsprechender, in der Kraftstoffpumpensteuervorrichtung gemäß der
Ausführungsform der vorliegenden Erfindung erzeugter Signale
ist und einen solchen Fall anzeigt, bei dem ein Blockierzustand
aufrechterhalten bleibt; und
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4 ein
Timingdiagramm zum Repräsentieren von Signalformen entsprechender
Signale ist, die in der Kraftstoffpumpensteuervorrichtung gemäß der
Ausführungsform der vorliegenden Erfindung erzeugt werden,
und zeigt einen Fall an, bei dem, nachdem die Pumpe in den Blockierzustand
gebracht worden ist, der Blockierzustand gelöst wird.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Unter
Bezugnahme auf die Zeichnungen wird nunmehr eine Beschreibung der
verschiedenen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung
gegeben. 1 ist ein erläuterndes
Diagramm zum Zeigen einer Antriebsschaltung einer Kraftstoffpumpe, welche
eine Kraftstoffpumpensteuervorrichtung 10 gemäß einer
Ausführungsform der vorliegenden Erfindung enthält.
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Wie
in 1 gezeigt, sind ein IGN-Relais ”X1”,
eine Sicherung ”F1”, ein Kraftstoffpumpen-Relais ”X2”,
ein Messwiderstand ”R1” (d. h. ein Stromdetektionsmittel)
und ein Transistor ”Q1” (nämlich ein elektronischer
Schalter) wie etwa ein P-Kanal-MOSFET zwischen einer Batterie ”VB” und
einem Motor ”M1” vorgesehen. Die Batterie VB ist
in einem Fahrzeug (nicht gezeigt) montiert und der Motor M1 wird zum
Antreiben einer Kraftstoffpumpe (nicht gezeigt) eingesetzt.
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Weiterhin
ist parallel zum Motor M1 ein anderer Transistor ”Q2” wie
etwa ein N-Kanal-MOSFET, vorgesehen.
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Das
IGN-Relais X1 wird unter Energie gesetzt, wenn ein Zündschalter ”S1”,
der im Fahrzeug montiert ist, eingeschaltet wird, so dass ein AUS-Zustand
des IGN-Relais X1 zu einem EIN-Zustand umgeschaltet wird.
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Das
Kraftstoffpumpenrelais X2 wird unter Strom gesetzt, wenn ein F/P-Antriebssignal
aus, einer Motorsteuerungs-ECU 21 zugeführt wird,
so dass ein AUS-Zustand des Kraftstoffpumpenrelais X2 in einen EIN-Zustand
umgeschaltet wird. Beispielsweise geht in einem solchen Zustand,
bei dem ein Signal zum Initiieren eines Prallsacks erzeugt wird,
das F/P-Antriebssignal in den einen AUS-Zustand, so dass die Schaltung
abgeschaltet wird, um die Drehung des Motors M1 zu beenden.
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Die
Kraftstoffpumpensteuervorrichtung 10 zum Steuern der Antriebsoperationen
des Motors M1 beinhaltet einen Messwiderstand R1, den Transistor Q1
und den Transistor Q2, und beinhaltet weiter einen Stromdetektor
(also Stromdetektormittel) 11, einen Gattertreiber 12,
einen Blockierzustandssensor 13, eine PWM-(Pulsweitenmodulations-)Steuerung (also
Steuermittel) 14, eine Diagnostiksignalausgabeeinheit 15,
eine Eingangs-Schnittstelle 16 und eine Ausgangs-Schnittstelle 17.
Der Stromdetektor 11 ist beispielsweise durch Einsetzen
eines Mikrocomputers oder dergleichen eingerichtet. Die Eingangs-Schnittstelle 16 und
die Ausgangs-Schnittstelle 17 eliminieren ein Rauschen
und stellen die Pegel ein.
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Der
Stromdetektor 11 detektiert eine zwischen beiden Anschlüssen
des Messwiderstands R1 erzeugte Spannung und detektiert auch einen
Strom ”I-P”, der durch den Transistor Q1 fließt,
basierend auf dem detektierten Spannungswert und einem Widerstandswert
des Messwiderstands R1.
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Der
Blockierzustandssensor 13 vergleicht einen durch den Stromdetektor 11 detektieren
Stromwert mit einem voreingestellten Stromschwellenwert eines Blockierzustandstroms
(beispielsweise 5,9 A des vorgegebenen Stromschwellenwerts) und
gibt dann ein Blockierzustandssignal aus, wenn ein vom Stromdetektor 11 detektierter
Stromwert den Stromschwellenwert übersteigt. Das Blockierzustandssignal
wird an die PWM-Steuerung 14 und die Diagnostiksignalausgabeeinheit 15 ausgegeben.
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Die
PWM-Steuerung 14 erzeugt ein PWM-Signal, basierend auf
einem Steuersignal der Kraftstoffpumpe, das der PWM-Steuerung 14 aus
der Motorsteuerungs-ECU 21 über die Eingangs-Schnittstelle 16 eingegeben
wird. Anders ausgedrückt, wenn ein Einstellsignals zum
Einstellen einer Rotationszahl des Motors M1 aus der Motorsteuerungs-ECU 21 an
der PWM-Steuerung 14 eingegeben wird, erzeugt die PWM-Steuerung 14 ein PWM-Signal,
das ein solches Lastverhältnis aufweist, das an die oben
beschriebenen Drehzahl angepasst ist, und gibt dann das hergestellte
PWM-Signal an den Gattertreiber 12 aus. Wenn das Blockierzustandssignal
vom Blockierzustandssensor 13 an die PWM-Steuerung 14 eingegeben
wird, ändert die PWM-Steuerung 14 eine Frequenz
und ein Lastverhältnis eines PWM-Signals in Übereinstimmung
mit einer Prozessabfolge. Der Prozess wird später erläutert.
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Der
Gattertreiber 12 gibt Antriebssignale an Gatter der entsprechenden
Transistoren Q1 und Q2 aus, basierend auf dem aus der PWM-Steuerung 14 ausgegebenen
PWM-Signal, um die entsprechenden Transistoren Q1 und Q2 bei wünschenswertern
Frequenzen und wünschenswerten Lastverhältnissen ein-
und/oder auszuschalten. In diesem Fall wird eine Totzeit eingestellt,
damit die zwei Transistoren Q1 und Q2 nicht gleichzeitig eingeschaltet
werden.
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Wenn
ein Blockierzustandssignal aus dem Blockierzustandssensor 13 ausgegeben
wird, erzeugt die Diagnostiksignalausgabeeinheit 15 ein
Diagnostiksignal und gibt dann das erzeugte Diagnostiksignal über
die Ausgabeschnittstelle 17 an die Motorsteuerungs-ECU 21 aus.
Als Ergebnis betätigt die ECU 21 eine Warnlampe
oder erzeugt ein Warngeräusch, um einen Passagier des Fahrzeugs
davon in Kenntnis zu setzen, dass die Kraftstoffpumpe in einen blockierten
Zustand gebracht worden ist.
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Als
Nächstes werden Betriebe der Kraftstoffpumpensteuervorrichtung 10 unter
Einsatz der oben beschriebenen Anordnung unter Bezugnahme auf ein
in 2 gezeigtes Flussdiagramm und in 3 und 4 angezeigte
Timingdiagramme beschrieben. Wenn ein F/P-Relaisantriebssignal aus
der in 1 gezeigten Motorsteuerungs-ECU 21 ausgegeben
wird, wie in 3(a) gezeigt, wird das Relais
X2 eingeschaltet, so dass die Kraftstoffpumpensteuervorrichtung 10 elektrisch
mit der Batterie VB verbunden ist. Zusätzlich, wie in 3(b)
gezeigt, beginnt, wenn ein Steuersignal von der Motorsteuerungs-ECU 21 an
die Kraftstoffpumpensteuervorrichtung 10 eingegeben wird,
die Kraftstoffpumpensteuervorrichtung damit, die Kraftstoffpumpe anzutreiben.
Anders ausgedrückt erzeugt als Antriebszustand im Normalbetrieb
die PWM-Steuerung 14 ein PWM-Signal mit einer Frequenz
von 6 KHz (also einer ersten Frequenz größer oder
gleich 1 KHz) und einem Lastverhältnis von 50% (also einem
ersten Lastverhältnis von 50 bis 1000. Dann gibt die PWM-Steuerung 14 das
erzeugte PWM-Signal an den Gattertreiber 12 aus. Dieser
Zustand wird bei der Ausführungsform ein ”erster
PWM-Modus” genannt.
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Als
Folge schaltet in Reaktion auf das oben beschriebene PWM-Signal
der Gattertreiber 12 den Transistor Q1 ein und aus und
schaltet auch den Transistor Q2 bei einem Timing ein und aus, das
invers in Bezug auf das Timing zum Ein- und Ausschalten des Transistors
Q1 ist, unter Bereitstellung der Totzeit. Als Ergebnis, wie in 3(c)
gezeigt, wird eine Spannung ”Vout” zwischen den
Anschlüssen des Motors M1 erzeugt, die sich in periodischer
Weise ändert.
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Zu
diesem Zeitpunkt fließt ein in 3(e) gezeigter
Strom ”I-P”, der sich zusammen mit der Spannung ”Vout” ändert,
aus dem Transistor Q1 zum Motor M1 und weiterhin fließt
ein anderer in 3(f) angezeigter Strom ”I-N” vom
Transistor Q2 zum Motor M1. Somit fließt, wie in 3(d)
dargestellt, ein Strom ”I-M” durch den Motor M1,
wobei der Strom ”I-M” einen positiven Stromwert
und eine sich in Sägezahnform ändernde Signalform
aufweist. Als Ergebnis dreht sich der Motor M1 in einer gewünschten Drehzahl,
um so die Kraftstoffpumpe zu drehen, so dass Kraftstoff zugeführt
wird.
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Wenn
nun die Kraftstoffpumpe zu einem Zeitpunkt ”t0”,
wie in 3 gezeigt ist, blockiert und damit die Rotation
des Motors M1 zwangsweise blockiert wird, wie in 3(e)
angezeigt, steigt der durch den Transistor Q1 fließende
Strom ”I-P” und steigt darüber hinaus,
wie in 3(d) gezeigt, der durch den Motor M1 fließende
Strom ”I-M”. Als Ergebnis steigt die Spannung
zwischen den beiden Anschlüssen des Messwiderstands R1,
der in 1 angezeigt ist. Der Blockierzustandssensor 13 entscheidet,
dass der Strom ”I-P” einen Stromschwellenwert ”Ith” (beispielsweise
5,9 A) übersteigt (JA in Schritt S1 von 2)
und daher gibt der Blockierzustandssensor 13 ein Blockierzustandssignal
an die PWM-Steuerung 14 aus.
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Wenn
das Blockierzustandssignal an der PWM-Steuerung 14 eingegeben
wird, ändert die PWM-Steuerung 14 die Frequenz
des PWM-Signals zu einer solchen Frequenz (also der zweiten Frequenz
von 10 bis 100 Hz), die niedriger ist als die oben beschriebene
erste Frequenz, beispielsweise ungefähr 10 Hz, und verändert
darüber hinaus das Lastverhältnis des PWM-Signals
in ein solches Lastverhältnis (also zweites Lastverhältnis
von 10% oder niedriger), das um beispielsweise etwa 10% niedriger ist
als das oben erläuterte erste Lastverhältnis, (Schritt
S2 von 2). Dieser Zustand wird bei dieser Ausführungsform
ein ”zweiter PWM-Modus” genannt.
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Als
Ergebnis, wie an einem Zeitpunkt ”t1” bis zu einem
Zeitpunkt ”t2” von 3 repräsentiert,
weist eine zwischen den Anschlüssen des Motors M1 erzeugte
Spannung Vout eine niedrigere Frequenz und eine Wellenform auf,
deren Lastverhältnis niedriger als das der Spannung Vout
im Normalbetrieb ist. In Verbindung mit dieser Veränderung
bei der Spannung Vout wird der durch den Motor M1 fließende Strom ”I-M”,
da die Ströme ”I-P” und ”I-N” sich
wie in 3(e) und 3(f) gezeigt ändern,
zu einer solchen unterbrochenen Signalform (d. h. einer Signalform,
bei der der Stromwert den Nullwert quert, wenn der Transistor Q1
ausgeschaltet wird), wie in 3(d) gezeigt.
Als Folge kann der durch den Motor M1 fließende Strom ”I-M” verringert
werden, so dass ein Strom, der durch den Motor M1 fließt,
wenn der Motor M1 blockiert ist, abgesenkt werden kann.
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Darüber
hinaus wird in einem solchen Fall, bei dem das Blockierzustandssignal
aus dem Blockierzustandssignalsensor ausgegeben wird, das Blockierzustandssignal
an die Diagnostiksignalausgabeeinheit 15 ausgegeben. Die
PWM-Steuerung 14 gibt solch ein Änderungssignal
an die Diagnostiksignalausgabeeinheit 15 aus, um anzuzeigen,
dass sowohl Frequenz als auch Lastverhältnis des PWM-Signals
geändert sind. Wenn das Blockierzustandssignal und das Änderungssignal
an der Diagnostiksignalausgabeeinheit 15 eingegeben werden,
gibt die Diagnostiksignalausgabeeinheit 15 ein Diagnostiksignal über
die Ausgabeschnittstelle 17 an die Motorsteuerungs-ECU 21 aus.
In einem Fall, bei dem das oben beschriebene Diagnostiksignal an
der Motorsteuerungs-ECU 21 eingegeben wird, notifiziert
die Motorsteuerungs-ECU 21 den Passagier darüber, dass
die Kraftstoffpumpe blockiert ist, indem sie eine Lampe, einen Summer
oder dergleichen betreibt, die nicht gezeigt sind.
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Darüber
hinaus misst in dem Fall, bei dem das Verriegelungszustandssignal
von dem Verriegelungszustandssensor 13 an der PWM-Steuerung 14 eingegeben
ist, die PWM-Steuerung 14 ein Zeitverstreichen ab einem
Zeitpunkt, als das Blockierzustandssignal vom Blockierzustandssensor 13 eingegeben
wurde. Dann, wenn die verstrichene Zeit gleich einer voreingestellten
Zeit wird (beispielsweise 2 Sekunden) (”JA” in
Schritt S3 von 2), führt die PWM-Steuerung 14 die
Frequenz und das Lastverhältnis des PWM-Signals zu den
ursprünglichen Zuständen derselben zurück
(Schritt S4 von 2). Anders ausgedrückt
führt die PWM-Steuerung 14 eine Modusänderung
vom zweiten PWM-Modus zum ersten PWM-Modus durch, um die Frequenz
des PWM-Signals auf 6 KHz (erste Frequenz) zu verändern
und das Lastverhältnis auf 50% (erstes Lastverhältnis)
zu verändern.
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Als
Ergebnis ändert sich zum Zeitpunkt ”t2”, der
in 3 gezeigt ist, die Signalform der Spannung Vout
zu der Signalform im Normalbetrieb. Dann führt bei einem
solchen Fall, bei dem der Blockierzustand der Kraftstoffpumpe nunmehr
noch zu diesem Zeitpunkt ”t2” vermieden ist und
der Blockierstrom weiterhin fließt, die PWM-Steuerung 14 wieder
solch einen Prozessbetrieb durch, bei dem die Frequenz des PWM-Signals
auf 10 Hz geändert wird und das Lastverhältnis
desselben auf 10% verändert wird, so dass der durch den
Motor fließende Strom M1 reduziert wird. Diese Prozessbetriebe
werden wiederholt ausgeführt, bis der Blockierzustand der
Kraftstoffpumpe gelöst ist.
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Wie
in 4 dargestellt, gibt es einen Fall, bei dem das
Blockiersignal zum Zeitpunkt ”t3” in die PWM-Steuerung 14 eingegeben
wird und danach der Blockierzustand der Kraftstoffpumpe zum Zeitpunkt ”t4” gelöst
wird. Nachdem Frequenz und Lastverhältnis des PWM-Signals
zur Normalbedingung zum Zeitpunkt ”t5” rückgeführt
sind, wird der Strom ”I-P” niedriger als der oder
gleich dem Stromschwellenwert ”I th” (beispielsweise
5,9 A). Als Ergebnis sind danach Frequenz und Lastverhältnis
des PWM-Signals nicht verändert und der Normalzustand wird
aufrechterhalten. Anders ausgedrückt wird die Kraftstoffpumpe
einmal in den Blockierzustand gebracht und danach, wenn der Blockierzustand
vermieden ist, wird die Kraftstoffpumpe zur normalen Antriebsbedingung
rückgeführt.
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Wie
zuvor beschrieben, wird bei der Kraftstoffpumpensteuervorrichtung 10 gemäß der
vorliegenden Ausführungsform in einem Fall, bei dem der Motor
M1 zum Antreiben der Kraftstoffpumpe in einen Blockierzustand gebracht
wird, weil Fremdpartikel in Eingriff mit der Kraftstoffpumpe sind,
so dass Blockierstrom durch den Transistor Querschnitt fließt, der
Blockierzustand durch den Blockierzustandssensor 13 detektiert,
basierend auf dem vom Stromdetektor 11 detektieren Strom ”I-P”.
Dann, wenn der Blockierzustandssensor 13 erfasst, dass
der Motor M1 in den Blockierzustand gebracht ist, senkt die PWM-Steuerung 14 die
Frequenz des PWM-Signals und das Lastverhältnis des PWM-Signals,
um so die Transistoren Q1 und Q2 basierend auf dem sich ergebenden
PWM-Signal mit der niedrigen Frequenz und dem niedrigen Lastverhältnis
anzutreiben. Dementsprechend ist der durch den Motor M1 fließende Strom
verringert, so dass sich auf den Motor M1, die Verdrahtungsleitungen
und die entsprechenden Transistoren Q1 und Q2 beziehende Wärmeerzeugungsmengen
vermindert werden.
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Als
Ergebnis werden verschiedene Arten von strukturellen Elementen,
wie etwa Verdrahtungsleitungen und die Transistoren zum Aufbauen
der Antriebsschaltung und der Kraftstoffpumpe, nicht mehr länger
in einer solchen Spezifikation entworfen, die zum Aushalten großer
Ströme fähig ist, und die Durchmesser der Verdrahtungsleitungen
können kleiner gemacht werden. Weiterhin können
wärmeresistente Eigenschaften von Transistoren, wie etwa MOSFETs,
als Niederwärmewiderstands-Charakteristika realisiert werden.
Als Folge kann der gesamte Schaltungsmaßstab der Kraftstoffpumpensteuervorrichtung
einfach und in einem kleinen Raum und zu niedrigen Kosten hergestellt
werden.
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Zusätzlich
wird in einem Fall, bei dem der Verriegelungszustand detektiert
wird, so dass sowohl Frequenz als auch Lastverhältnis des
PWM-Signals abgesenkt werden, nachdem eine eingestellte Zeit (beispielsweise
2 Sekunden) verstrichen ist, der Betrieb zum Rückführen
der erniedrigten Frequenz und des erniedrigten Lastverhältnisses
des PWM-Signals auf die Originalwerte wiederholt ausgeführt,
und wenn der Blockierzustand vermieden ist, wird der Motor M1 dazu
rückgeführt, unter Normalbedingung betrieben zu
werden. Dementsprechend kann, selbst wenn der Motor M1 in den Blockierzustand
gebracht wird, der Motor M1 kontinuierlich ohne jegliche Unterbrechung
angetrieben werden.
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Darüber
hinaus weist, wie aus der Signalform des vom Zeitpunkt ”t1” zum
Zeitpunkt ”t2” definierten Stroms ”I-M”,
repräsentiert in 3(d), verstanden
werden kann, der Strom ”I-M”, während
der Blockierzustand detektiert wird, eine Signalform auf, die sich
in einer unterbrochenen Weise ändert, nämlich
eine Stromsignalform, bei der der Strom den Nullwert quert, wenn
der Transistor Q1 abgeschaltet wird. Als Ergebnis variiert das vom
Motor M1 erzeugte Drehmoment sehr in periodischer Weise, so dass unterbrochene
Vibrationen in den Flügeln der Kraftstoffpumpe erzeugt
werden können. Somit können in einem Fall, bei
dem beispielsweise die Fremdpartikel in Eingriff mit den Flügeln
der Kraftstoffpumpe sind, die Fremdpartikel leicht von den Flügeln
getrennt werden, aufgrund der unterbrochenen Vibrationen, so dass
der Blockierzustand leicht vermieden werden kann.
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Auch
können die in der Kraftstoffpumpe erzeugten Vibrationen
zueinander bei solchen Frequenzen verstärkt werden, die
durch Multiplizieren oder Dividieren der charakteristischen Frequenz
der Kraftstoffpumpe mit einer Ganzzahl definiert sind. Unter solchen
Umständen wird, während die charakteristische
Frequenz der Kraftstoffpumpe zuvor gemessen wird, die Frequenz des
PWM-Signals, wenn der Blockierzustand detektiert wird, auf eine
Frequenz eingestellt, die durch Multiplizieren oder Dividieren der
charakteristischen Frequenz der Kraftstoffpumpe mit einer Ganzzahl
definiert ist. Als Ergebnis können beim Auftreten des Blockierzustands stärkere
Vibrationen erzeugt werden, damit die mit den Flügeln der
Kraftstoffpumpe in Eingriff befindlichen Fremdpartikel in leichterer
Weise getrennt werden können. In diesem Fall kann die charakteristische
Frequenz der Kraftstoffpumpe auf verschiedene Weisen gemessen werden,
es kann nämlich die charakteristische Frequenz basierend
auf dem Aufbau der Kraftstoffpumpe berechnet werden oder alternativ
können Vibrationen tatsächlich an die Kraftstoffpumpe
angelegt werden, während die Frequenz verändert
wird, um so Größenordnungen der Vibrationen zu
messen.
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Obwohl
die oben beschriebene Ausführungsform 6 KHz als ein Beispiel
der ersten Frequenz beispielhaft angegeben hat, ist es wünschenswert, solche
Frequenzen als erste Frequenz auszuwählen, die höher
als oder gleich 1 KHz sind. Weiterhin, obwohl die oben erläuterte
Ausführungsform als ein Beispiel des ersten Lastverhältnisses
50% beispielhaft angegeben hat, wird es bevorzugt, als erstes Lastverhältnis
50 bis 100% auszuwählen.
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Obwohl
die oben beschriebene Ausführungsform 10 Hz als ein Beispiel
der zweiten Frequenz exemplifiziert hat, ist es wünschenswert,
solche Frequenzen von 1 bis 100 Hz als erste Frequenz auszuwählen.
Weiterhin ist es zu bevorzugen, obwohl die oben erläuterte
Ausführungsform 10% als ein Beispiel des zweiten Lastverhältnisses
exemplifiziert hat, 1 bis 10% des zweiten Lastverhältnisses auszuwählen.
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Während
die Kraftstoffpumpensteuervorrichtung der vorliegenden Erfindung
basierend auf in den Zeichnungen illustrierten Ausführungsformen
beschrieben wird, ist die vorliegende Erfindung nicht allein auf
diese Ausführungsformen beschränkt. Dementsprechend
können die strukturellen Elemente der Kraftstoffpumpensteuervorrichtung
durch willkürlich ausgewählte strukturelle Elemente
mit ähnlichen Funktionen ersetzt werden.
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Selbst
wenn die Kraftstoffpumpe blockiert ist, ist die Kraftstoffpumpensteuervorrichtung
das große Verdienst, in der Lage zu sein, den Stromwert
zu unterdrücken, und die Kraftstoffpumpe kontinuierlich anzutreiben.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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