DE4140329A1 - Control circuitry for fuel pump drive in vehicle system - regulates pump speed according to monitored noise level to avoid resonance conditions - Google Patents

Control circuitry for fuel pump drive in vehicle system - regulates pump speed according to monitored noise level to avoid resonance conditions

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Abstract

The fuel pump (2) of a road vehicle system is located in the tank (1) and the pump speed is controlled by an electronic unit (5) coupled to a drive amplifier (4). The speed of the pump is set by an input (6) to the controller. The electronic controller also receives an input from a sensor (8) located in the tank that monitors the noise level generated. Typically the noise level increases linearly with speed and the characteristic exhibits resonances. The controller effects a small change in speed to avoid resonant conditions and so avoids high noise levels. ADVANTAGE - Reduces generated pump noise.

Description

Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung für einen Elektroantriebsmotor, insbesondere für eine Kraftstoff- Förderpumpe einer Kraftfahrzeug-Brennkraftmaschine, durch die die Drehzahl des Elektroantriebsmotors entsprechend dem jeweiligen, variablen Leistungsbedarf, insbesondere der an den Kraftstoffbedarf der Kraftfahrzeug-Brennkraft­ maschine angepaßten Förderleistung der Kraftstoff-Förder­ pumpe gesteuert ist.The invention relates to a circuit arrangement for a Electric drive motor, especially for a fuel Feed pump of a motor vehicle internal combustion engine, by which corresponds to the speed of the electric drive motor the respective variable power requirement, in particular that of the fuel requirement of motor vehicle internal combustion machine adapted delivery rate of fuel delivery pump is controlled.

Die gestiegenen Anforderungen im Hinblick auf einen nie­ deren Geräuschpegel im Kraftfahrzeug erfordern es, diesen zu senken. Eine stete Geräuschquelle stellen die Elek­ troantriebsmotoren und hier insbesondere der Elektroan­ triebsmotor der Kraftstoff-Förderpumpe dar. Geräuschdäm­ mende Maßnahmen durch mechanische Isolationsmittel sind nicht immer wirksam einzusetzen. Darüber hinaus sind diese mechanischen Schallschutzmaßnahmen konstruktiv auf­ wendig und kostenintensiv.The increased demands with regard to one never their noise level in the motor vehicle require it to lower. The Elek is a constant source of noise tro-drive motors and here in particular the Elektroan the drive motor of the fuel delivery pump measures by mechanical insulation means not always effective. Beyond that these mechanical noise protection measures constructively agile and expensive.

Um beispielsweise den Geräuschpegel des von der Kraft­ stoff-Förderpumpe sowie von dessen Elektroantriebsmotor abgegebenen Geräusches zu senken, ist aus der DE-OS 31 19 899 eine Schaltungsanordnung für eine elektrische Kraft­ stoff-Förderpumpe für Brennkraftmaschinen bekannt, bei der zur Verringerung des Geräuschpegels des Pumpenge­ räusches die Erregung, d. h. die Versorgungsspannung der Kraftstoff-Förderpumpe an den jeweiligen Kraftstoffbedarf der Brennkraftmaschine angepaßt wird. Mit dieser Maßnahme kann zwar der durchschnittliche Geräuschpegel des von der Kraftstoff-Förderpumpe bzw. von dessen Antriebsmotor ab­ gegebenen Geräusches gesenkt werden. Man hat jedoch fest­ gestellt, daß eine Drehzahlreduzierung nicht immer auch zwingend mit einer Reduzierung des Geräuschpegels des von der Kraftstoff-Förderpumpe sowie von dessen Elektroan­ triebsmotor abgegebenen Geräusches verbunden ist. Dies ist darauf zurückzuführen, daß die Geräuschabgabe bei vielen Kraftstoff-Förderpumpen zwar im Mittel linear mit fallender Drehzahl abnimmt, bei bestimmten Drehzahlen bzw. Drehzahlbereichen jedoch Überhöhungen des Geräusch­ pegels vorhanden sind. Liegt eine reduzierte Drehzahl beispielsweise zufällig in einem Bereich einer Geräusch­ pegelüberhöhung, so wird durch das Absenken der Drehzahl keine entsprechende Reduzierung des Geräuschpegels son­ dern oft sogar das Gegenteil erreicht.For example, the noise level of the power material feed pump and its electric drive motor to lower the noise emitted is from DE-OS 31 19 899 a circuit arrangement for an electrical force  known feed pump for internal combustion engines, at to reduce the noise level of the pump noise the excitement, d. H. the supply voltage of the Fuel feed pump to the respective fuel requirement the internal combustion engine is adapted. With this measure the average noise level of the Fuel feed pump or from its drive motor given noise can be reduced. However, one has firmly asked that a speed reduction is not always imperative with a reduction in the noise level of the fuel delivery pump and its electrical system drive motor output noise is connected. This is due to the fact that the noise emission at Many fuel feed pumps are linear on average falling speed decreases at certain speeds or speed ranges, however, excessive noise levels are present. There is a reduced speed for example, in a random area of a noise Level increase, so is by lowering the speed no corresponding reduction of the noise level son often even achieve the opposite.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, eine Schaltungsanord­ nung für einen Elektroantriebsmotor eingangs genannter Art anzugeben, bei der durch Reduzierung der Drehzahl des Elektroantriebsmotors auch sicher eine Reduzierung des Geräuschpegels des vom Elektromotor sowie von dessen an­ getriebener Einrichtung abgegebenen Geräusches erreicht wird.It is therefore an object of the invention to provide a circuit arrangement for an electric drive motor Specify the type by which by reducing the speed of the Electric drive motor also safely reduce the Noise level from the electric motor as well as from there driven device reached noise becomes.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Drehzahl des Elektroantriebsmotors, insbesondere der Kraftstoff-Förderpumpe, unter Berücksichtigung des jewei­ ligen Leistungsbedarfs, insbesondere der an den jeweili­ gen Kraftstoffbedarf angepaßten Förderleistung der Kraft­ stoff-Förderpumpe in Abhängigkeit vom Geräuschpegel des vom Elektroantriebsmotor und/oder von dessen angetriebe­ ner Einrichtung, insbesondere der Kraftstoff-Förderpumpe, abgegebenen Geräusches im Hinblick auf minimale Geräusch­ abgabe gesteuert wird.This object is achieved in that the speed of the electric drive motor, especially the Fuel feed pump, taking into account the respective current power requirements, in particular those of the respective adapted delivery capacity of the force material feed pump depending on the noise level of the  from the electric drive motor and / or from its drive ner device, in particular the fuel feed pump, emitted noise in terms of minimal noise tax is controlled.

Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, daß der Ge­ räuschpegel des vom Elektroantriebsmotor und/oder von dessen angetriebener Einrichtung abgegebenen Geräusches zwar im Mittel mit fallender Drehzahl linear sinkt, aber Geräuschpegelüberhöhungen und Geräuschpegelsenken bei verschiedenen Drehzahlen aufweist. Grundgedanke der Er­ findung ist nun, Drehzahlbereiche des Elektroantriebsmo­ tors, bei denen Geräuschpegelüberhöhungen auftreten, mög­ lichst zu vermeiden. Dies wird bei der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung dadurch erreicht, daß, wenn bei einer Steuerung der Drehzahl des Elektroantriebsmotors entspre­ chend dem jeweiligen, variablen Leistungsbedarf der ange­ triebenen Einrichtung eine Geräuschpegelüberhöhung er­ reicht werden würde, die Drehzahl des Elektroantriebsmo­ tors solange wieder angehoben wird, bis die nächste Ge­ räuschpegelsenke erreicht ist.The invention is based on the knowledge that the Ge Noise level from the electric drive motor and / or from its driven device emitted noise decreases linearly on average with falling speed, but Excessive noise levels and noise levels has different speeds. Basic idea of Er is now, speed ranges of the electric drive motor tors, in which noise level increases occur, possible to avoid as far as possible. This is the case with the invention Circuit arrangement achieved in that when at a Control of the speed of the electric drive motor correspond according to the respective variable power requirement of the driven device he a noise level increase would be enough, the speed of the electric drive motor tors is raised again until the next Ge noise level is reached.

Bei Anwendung auf einen Elektroantriebsmotor für eine Kraftstoff-Förderpumpe bedeutet dies, daß bei einem Kraftstoffbedarf der Brennkraftmaschine, zu dessen Förde­ rung die Kraftstoff-Förderpumpe und damit auch dessen Elektroantriebsmotor eine Drehzahl in einem Geräuschpe­ gelüberhöhungsbereich annehmen würde, die Drehzahl des Elektroantriebsmotors der Kraftstoff-Förderpumpe so ge­ steuert wird, daß bei angehobener Drehzahl die nächste Geräuschpegelsenke erreicht wird.When applied to an electric drive motor for one Fuel feed pump this means that at one Fuel requirement of the internal combustion engine, to the extent of which tion of the fuel delivery pump and thus its Electric drive motor a speed in a noise would take the speed of the Electric drive motor of the fuel feed pump so ge is controlled that when the speed is raised the next Noise level is reached.

Bei Anwendung der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung beispielsweise auf einen Elektroantriebsmotor für ein Kraftfahrzeug-Heizungsgebläse mit mehreren Gebläsedreh­ zahlen würde dies bedeuten, daß die einzelnen Gebläse­ drehzahlen so festgelegt werden, daß sie jeweils in Ge­ räuschpegelsenken des vom Heizungsgebläse und/oder von dessen Elektroantriebsmotor abgegebenen Geräusches lie­ gen.When using the circuit arrangement according to the invention for example on an electric drive motor for a Motor vehicle heater fan with multiple fan rotations paying this would mean that the individual blowers  speeds are set so that they are each in Ge lowering the noise level of the heating fan and / or whose electric drive motor was emitted noise gene.

Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung wird der Ge­ räuschpegel des vom Elektroantriebsmotor und/oder von dessen angetriebener Einrichtung abgegebenen Geräusches mittels eines Schallsensors gemessen.According to a development of the invention, the Ge Noise level from the electric drive motor and / or from its driven device emitted noise measured by means of a sound sensor.

Alternativ dazu wird gemäß einer anderen Weiterbildung der Erfindung die Drehzahl bzw. die Versorgungsspannung des Elektroantriebsmotors gemessen. Bei dieser Ausführung der Erfindung wird der Geräuschpegel des vom Elektroan­ triebsmotor und/oder von dessen angetriebener Einrichtung abgegebenen Geräusches einem Geräuschpegel-Drehzahl-Kenn­ feld bzw. einem Geräuschpegel-Versorgungsspannung-Kenn­ feld entnommen.Alternatively, according to another training the invention, the speed or the supply voltage of the electric drive motor measured. In this version the invention is the noise level of the Elektroan drive motor and / or by its driven device emitted noise a noise level speed characteristic field or a noise level supply voltage characteristic field removed.

Im folgenden wird die Erfindung anhand eines Ausführungs­ beispieles näher erläutert.The invention based on an embodiment example explained in more detail.

Es zeigenShow it

Fig. 1 eine Anwendung der erfindungsgemäßen Schal­ tungsanordnung für einen Elektroantriebsmotor einer Kraftstoff-Förderpumpe in schematischer Darstellung und Fig. 1 shows an application of the circuit arrangement according to the invention for an electric drive motor of a fuel feed pump in a schematic representation and

Fig. 2 eine Geräuschpegel-Drehzahl-Kennlinie. Fig. 2 shows a noise level-speed characteristic.

In Fig. 1 ist eine in einem Kraftstofftank 1 eines Kraft­ fahrzeuges angeordnete Kraftstoff-Förderpumpe 2 einer Kraftfahrzeug-Brennkraftmaschine dargestellt. Die Kraft­ stoff-Förderpumpe 2 fördert den im Kraftstofftank 1 ent­ haltenen Kraftstoff über die Leitung 3 zur in der Figur nicht dargestellten Brennkraftmaschine des Kraftfahrzeu­ ges. Die Drehzahl des Elektroantriebsmotors der Kraft­ stoff-Förderpumpe 2 wird über einen Leistungsverstärker 4 von einer elektronischen Steuerschaltung 5 gesteuert. Die elektronische Steuerschaltung 5 erhält an ihrem Eingang 6 diejenigen Daten der in der Figur nicht dargestellten Brennkraftmaschine des Kraftfahrzeuges, aus denen der je­ weilige Kraftstoffbedarf der Kraftfahrzeug-Brennkraftma­ schine bestimmt werden kann. Aufgrund dieser Eingangsda­ ten wird in der elektronischen Steuerschaltung 5 die für den jeweiligen Kraftstoffbedarf der Kraftfahrzeug-Brenn­ kraftmaschine erforderliche Förderleistung der Kraft­ stoff-Förderpumpe und damit die mindestens erforderliche Drehzahl des Elektroantriebsmotors der Kraftstoff-Förder­ pumpe 2 bestimmt. Die elektronische Steuerschaltung 5 er­ hält ferner an ihrem zweiten Eingang 7 das elektrische Signal eines im oder am Kraftstofftank 1 angeordneten Schallsensors 8, der den Geräuschpegel des vom Elektroan­ triebsmotor und/oder von dessen angetriebener Kraftstoff- Förderpumpe 2 abgegebenen Geräusches mißt.In Fig. 1 is arranged in a fuel tank 1 of a motor vehicle fuel pump 2 of a motor vehicle internal combustion engine. The fuel delivery pump 2 promotes the ent contained in the fuel tank 1 fuel via the line 3 to the internal combustion engine of the motor vehicle, not shown in the figure. The speed of the electric drive motor of the fuel feed pump 2 is controlled by a power amplifier 4 by an electronic control circuit 5 . The electronic control circuit 5 receives at its input 6 those data of the internal combustion engine of the motor vehicle, not shown in the figure, from which the respective fuel requirements of the motor vehicle internal combustion engine can be determined. Th basis of this Eingangsda is in the electronic control circuit 5, the combustion engine for the respective fuel demand of the automotive internal required delivery rate of the fuel feed pump and therefore the minimum required speed of the electric drive motor of the fuel pump 2 determined. The electronic control circuit 5 it also holds at its second input 7 the electrical signal of a arranged in or on the fuel tank 1 sound sensor 8 , which measures the noise level of the drive motor from the Elektroan and / or its driven fuel delivery pump 2 .

Alternativ zur Messung des Geräuschpegels kann dieser auch bei Kenntnis der Drehzahl des Elektroantriebsmotors einem für die vorliegende Anordnung charakteristischen Geräuschpegel-Drehzahl-Kennfeld entnommen werden. Ein entsprechendes Geräuschpegel-Drehzahl-Diagramm ist in Fig. 2 dargestellt.As an alternative to measuring the noise level, this can also be obtained from a noise level / speed characteristic map characteristic of the present arrangement, even if the speed of the electric drive motor is known. A corresponding noise level / speed diagram is shown in FIG. 2.

Im folgenden wird die Funktion der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung von Fig. 1 in Verbindung mit dem in Fig. 2 dargestellten Geräuschpegel-Drehzahl-Diagramm er­ läutert.In the following, the function of the circuit arrangement according to the invention from FIG. 1 in conjunction with the noise level-speed diagram shown in FIG. 2 is explained.

Da bei der in Fig. 1 dargestellten Kraftstoff-Förderpumpe 2 die Förderleistung proportional zur Drehzahl n ihres Elektroantriebsmotors ist, kann durch Variation der Dreh­ zahl n des Elektroantriebsmotors die Förderleistung der Kraftstoff-Förderpumpe 2 in einfacher Weise an den Kraft­ stoffbedarf der Kraftfahrzeug-Brennkraftmaschine angepaßt werden. Eine derartige Anpassung der Drehzahl n des Elek­ troantriebsmotors an den jeweiligen Kraftstoffbedarf der Kraftfahrzeug-Brennkraftmaschine kann beispielsweise, wie in Fig. 2 dargestellt, trotz einer Drehzahlreduzierung von der Drehzahl n1 zur Drehzahl n2 zu einem Anstieg des Geräuschpegels P führen, obwohl, wie die Strich-Punkt- Strich-Linie 9 von Fig. 2 zeigt, der Geräuschpegel P im Mittel mit abnehmender Drehzahl n ebenfalls abnimmt. Dies ist auf Geräuschpegelüberhöhungen zurückzuführen, die aufgrund von Resonanzerscheinungen entstehen. Wenn, wie im vorliegenden Fall, eine Drehzahlreduzierung von der Drehzahl n1 zur Drehzahl n2 zu einer Erhöhung des Ge­ räuschpegels P führen würde, wird durch die erfindungsge­ mäße elektronische Steuereinrichtung 5 die nächsthöhere Drehzahl n3 angesteuert, die sich in der benachbarten Ge­ räuschpegelsenke 10 befindet. Damit wird sichergestellt, daß mit abnehmender Förderleistung der Kraftstoff-Förder­ pumpe 2 und damit abnehmender Drehzahl n des diese an­ treibenden Elektromotors eine Erhöhung des Geräuschpegels p ausgeschlossen wird. Auf diese Weise kann das Ge­ räuschniveau im Kraftfahrzeug insgesamt minimiert werden, was zu einer Komfortsteigerung beiträgt.Since in the fuel delivery pump 2 shown in FIG. 1, the delivery rate is proportional to the speed n of its electric drive motor, the delivery rate of the fuel delivery pump 2 can be adapted in a simple manner to the fuel consumption of the motor vehicle internal combustion engine by varying the speed n of the electric drive motor will. Such an adaptation of the speed n of the electric drive motor to the respective fuel requirement of the motor vehicle internal combustion engine can, for example, as shown in FIG. 2, lead to an increase in the noise level P despite a speed reduction from the speed n 1 to the speed n 2 , although how the dash-dot-dash line 9 of FIG. 2 shows that the noise level P also decreases on average with decreasing speed n. This is due to excessive noise levels that occur due to resonance phenomena. If, as in the present case, a speed reduction from the speed n 1 to the speed n 2 would lead to an increase in the noise level P, the next higher speed n 3 is driven by the electronic control device 5 according to the invention, which noise level sink in the adjacent Ge 10 is located. This ensures that with decreasing delivery capacity of the fuel delivery pump 2 and thus decreasing speed n of this driving electric motor, an increase in the noise level p is excluded. In this way, the overall noise level in the motor vehicle can be minimized, which contributes to an increase in comfort.

Claims (3)

1. Schaltungsanordnung für einen Elektroantriebsmotor, insbesondere für eine Kraftstoff-Förderpumpe einer Kraftfahrzeug-Brennkraftmaschine, durch die die Drehzahl des Elektroantriebsmotors entsprechend dem jeweiligen, variablen Leistungsbedarf, insbesondere der an den Kraftstoffbedarf der Kraftfahrzeug-Brenn­ kraftmaschine angepaßten Förderleistung der Kraft­ stoff-Förderpumpe gesteuert ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehzahl (n) des Elektroantriebsmotors, insbesondere der Kraftstoff- Förderpumpe (2) unter Berücksichtigung des jeweili­ gen Leistungsbedarfs, insbesondere der an den jewei­ ligen Kraftstoffbedarf angepaßten Förderleistung der Kraftstoff-Förderpumpe (2) in Abhängigkeit vom Ge­ räuschpegel (P) des vom Elektroantriebsmotor und/oder von dessen angetriebener Einrichtung, ins­ besondere der Kraftstoff-Förderpumpe (2) abgegebenen Geräusches im Hinblick auf minimale Geräuschabgabe gesteuert wird. 1. Circuit arrangement for an electric drive motor, in particular for a fuel delivery pump of a motor vehicle internal combustion engine, by means of which the speed of the electric drive motor is controlled in accordance with the respective variable power requirement, in particular the delivery capacity of the fuel delivery pump adapted to the fuel requirement of the motor vehicle internal combustion engine characterized in that the rotational speed (n) of the electric drive motor, in particular the fuel pump (2) taking into account the jeweili gen power demand, in particular adapted to the jewei time fuel demand delivery rate of the fuel feed pump (2) noise level depending on the Ge ( P) the noise emitted by the electric drive motor and / or by its driven device, in particular the fuel delivery pump ( 2 ), is controlled with regard to minimal noise emission. 2. Schaltungsanordnung nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Geräuschpegel (P) des vom Elektroantriebsmotor und/oder von dessen an­ getriebener Einrichtung (2) abgegebenen Geräusches mittels eines Schallsensors (8) gemessen wird.2. Circuit arrangement according to Patent Claim 1, characterized in that the noise level (P) of the noise emitted by the electric drive motor and / or by its driven device ( 2 ) is measured by means of a sound sensor ( 8 ). 3. Schaltungsanordnung nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehzahl (n) bzw. die Versorgungsspannung des Elektroantriebsmotors gemessen wird und daß der Geräuschpegel (P) des vom Elektroantriebsmotor und/oder von dessen angetriebe­ ner Einrichtung (2) abgegebenen Geräusches einem Ge­ räuschpegel-Drehzahl-Kennfeld bzw. einem Geräuschpe­ gel-Versorgungsspannung-Kennfeld entnommen wird.3. Circuit arrangement according to claim 1, characterized in that the speed (s) or the supply voltage of the electric drive motor is measured and that the noise level (P) of the electric drive motor and / or from its driven device ( 2 ) noise a Ge noise level Speed map or a noise level supply voltage map is taken.
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