DE102011076731A1

DE102011076731A1 - Fuel pump device with brushless DC machine

Info

Publication number: DE102011076731A1
Application number: DE201110076731
Authority: DE
Inventors: Alexander Roeck
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2011-05-30
Filing date: 2011-05-30
Publication date: 2012-12-06
Also published as: WO2012163583A1

Abstract

Es wird eine Kraftstoffpumpeinrichtung (1) zum Fördern von Kraftstoff in einem Fahrzeug (100) vorgeschlagen. Die Kraftstoffpumpeinrichtung weist eine durch eine bürstenlose Gleichstrommaschine angetriebene Kraftstoffpumpe (5) auf. Zur Steuerung der Kraftstoffpumpe (5) ist ein einfacher Wechselfeldgenerator (7) vorgesehen, der dazu ausgelegt ist, bei Anlegen einer Gleichspannung, beispielsweise von einem Fahrzeugsteuergerät (15), ein konstantes Drehzahlsignal zum Betreiben der bürstenlosen Gleichstrommaschine zu erzeugen. Es können somit bürstenlose Gleichstrommaschinen verwendet werden, die gegenüber verschiedenen Kraftstoffsorten tolerant sind, wobei auf eine aufwendige Ansteuerung verzichtet wird und stattdessen ein einfacher Wechselfeldgenerator (7) eingesetzt wird. Dadurch kann die vorgeschlagene Kraftstoffpumpeinrichtung (1) auch in herkömmlichen Fahrzeugen einfach nachgerüstet werden.A fuel pump device (1) for pumping fuel in a vehicle (100) is proposed. The fuel pump device has a fuel pump (5) driven by a brushless direct current machine. To control the fuel pump (5), a simple alternating field generator (7) is provided which is designed to generate a constant speed signal for operating the brushless DC machine when a direct voltage is applied, for example from a vehicle control unit (15). It is thus possible to use brushless direct current machines that are tolerant of different types of fuel, elaborate control being dispensed with and a simple alternating field generator (7) being used instead. As a result, the proposed fuel pump device (1) can also be easily retrofitted in conventional vehicles.

Description

GEBIET DER ERFINDUNGFIELD OF THE INVENTION

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Kraftstoffpumpeinrichtung zum Fördern von Kraftstoff in einem Kraftfahrzeug. Die Erfindung betrifft ferner eine Kraftstofffördereinrichtung und ein Fahrzeug, die mit einer solchen Kraftstoffpumpeinrichtung ausgestattet sind. The present invention relates to a fuel pump device for conveying fuel in a motor vehicle. The invention further relates to a fuel delivery device and a vehicle, which are equipped with such a fuel pump device.

STAND DER TECHNIKSTATE OF THE ART

Kraftstoffpumpen werden in Kraftfahrzeugen verwendet, um flüssigen Kraftstoff, wie zum Beispiel Benzin oder Diesel, aus einem Kraftstofftank hin zu einem Verbrennungsmotor zu fördern. Fuel pumps are used in automobiles to convey liquid fuel, such as gasoline or diesel, from a fuel tank to an internal combustion engine.

Herkömmlich wird hierfür die Kraftstoffpumpe von einem kleinen Gleichstrommotor angetrieben, bei dem eine von außen bereitgestellte elektrische Leistung klassisch kommutiert wird, das heißt mit Kohlebürsten und einem Kupfer- oder Kohlekommutator zwischen einem Stator und einem Rotor des Motors übertragen wird. Der Kraftstoff kann dabei beim Pumpen durch den Innenraum des Elektromotors geleitet werden, um Leckagen, beispielweise durch Lagerdichtungen, zu minimieren. Insbesondere bei klassisch kommutierenden Elektrokraftstoffpumpen kann der durchströmende Kraftstoff während des Betriebes nicht nur kühlen, sondern auch eine Funkenbildung zwischen den Bürsten und dem Kommutator verhindern.Conventionally, for this purpose, the fuel pump is driven by a small DC motor, in which a provided from the outside electrical power is commutated classic, that is transmitted with carbon brushes and a copper or carbon commutator between a stator and a rotor of the motor. The fuel can be passed during pumping through the interior of the electric motor to minimize leakage, for example by bearing seals. Especially with classically commutated electric fuel pumps, the fuel flowing through can not only cool during operation, but also prevent sparking between the brushes and the commutator.

Insbesondere aus ökologischen Gründen werden zunehmend Kraftstoffe eingesetzt, die stark alkoholhaltig sind. Beispielsweise aufgrund von chemischen Reaktionen zwischen dem Kommutator der Kraftstoffpumpe und dem Kraftstoff können bei Verwendung solcher hochalkoholischer Kraftstoffe jedoch Probleme auftreten. In particular, for ecological reasons fuels are increasingly used, which are highly alcoholic. However, due to chemical reactions between the fuel pump commutator and the fuel, problems may occur with the use of such high alcohol fuels.

Es sind bürstenlose Gleichstrommaschinen (BLDC-Gleichstrommaschinen, brushless direct current) bekannt, bei denen eine zugeführte elektrische Leistung nicht klassisch mechanisch kommutiert wird und die auf Bürsten und Kommutatoren verzichten. Solche Elektromotoren werden teilweise auch als elektronisch kommutierende Motoren (EC-Motoren, electronically commutated) bezeichnet. Mit einer geeigneten Ansteuerungselektronik können hierbei kleine permanenterregte Synchronmotoren so betrieben werden, dass sie von außen ähnlich beschrieben werden können wie eine Gleichstrommaschine. Vom Aufbau her können diese Motoren ungedämpften permanenterregten Synchronmaschinen gleich sein.Brushless direct current machines are known, in which a supplied electrical power is not conventionally mechanically commutated and which do without brushes and commutators. Such electric motors are sometimes referred to as electronically commutated motors (EC motors, electronically commutated). With a suitable control electronics in this case small permanent-magnet synchronous motors can be operated so that they can be described from the outside similar to a DC machine. Structurally, these motors can be equal to undamped permanent magnet synchronous machines.

DE 10 2005 005 953 A1 beschreibt ein Beispiel einer bürstenlosen Gleichstrommaschine. DE 10 2005 005 953 A1 describes an example of a brushless DC machine.

BLDC-Gleichstrommaschinen können zum Antreiben einer Kraftstoffpumpe verwendet werden, wie dies beispielsweise in DE 10 2009 039 780 A1 beschrieben ist. BLDC DC machines can be used to drive a fuel pump, such as in DE 10 2009 039 780 A1 is described.

Allerdings erfordern BLDC-Gleichstrommaschinen eine phasengenaue Ansteuerung, so dass ein die Kraftstoffpumpeinrichtung steuerndes Steuergerät erhöhten Anforderungen gerecht werden muss.However, BLDC direct current machines require a phase-accurate control, so that a control device controlling the fuel pump device has to meet increased requirements.

OFFENBARUNG DER ERFINDUNGDISCLOSURE OF THE INVENTION

Eine Kraftstoffpumpeinrichtung bzw. eine mit einer solchen Kraftstoffpumpeinrichtung ausgestattete Kraftstofffördereinrichtung oder ein entsprechend ausgestattetes Fahrzeug, wie sie in den unabhängigen Ansprüchen definiert sind, ermöglichen eine kostengünstige und einfache Ansteuerung einer Kraftstoffpumpe bei gleichzeitiger hoher Widerstandsfähigkeit gegenüber Kraftstoffen mit Anteilen aus regenerativen Quellen. Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen definiert.A fuel pump device or a vehicle equipped with such a fuel pump device or a correspondingly equipped vehicle, as defined in the independent claims, enable cost-effective and simple actuation of a fuel pump while at the same time having high resistance to fuels with components from regenerative sources. Advantageous embodiments of the invention are defined in the dependent claims.

Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung wird vorgeschlagen, eine Kraftstoffpumpeinrichtung für ein Fahrzeug mit einer Kraftstoffpumpe auszustatten, die durch eine bürstenlose Gleichstrommaschine angetrieben wird. Ergänzend weist die Kraftstoffpumpeinrichtung einen Wechselfeldgenerator auf, der dazu ausgelegt ist, bei Anlegen einer Eingangsgleichspannung ein konstantes Drehzahlsignal zum Betreiben der bürstenlosen Gleichstrommaschine zu erzeugen.According to one aspect of the present invention, it is proposed to provide a fuel pump device for a vehicle with a fuel pump that is driven by a brushless DC machine. In addition, the fuel pump device has an alternating field generator which is designed to generate a constant speed signal for operating the brushless DC machine when an input DC voltage is applied.

Eine Idee hierbei ist, zum Antreiben einer Kraftstoffpumpe eine bürstenlose Gleichstrommaschine zu verwenden, um auf Bürsten und einen Kommutator verzichten zu können und somit potentiell kritische chemische Reaktionen zwischen dem Kommutator und einem die Kraftstoffpumpe durchströmenden Kraftstoff zu vermeiden. Um die bürstenlose Gleichstrommaschine möglichst einfach ansteuern zu können, wird ein Wechselfeldgenerator, das heißt ein Einfachststeuergerät mit fester Eingangsspannung und Ausgabe eines festen Drehzahlsignals, vorgesehen. Der Wechselfeldgenerator kann mit Hilfe einer einfachen Elektronik implementiert werden, die es ermöglicht, bei Anlegen einer bestimmten Eingangsspannung, die zum Beispiel der Bordnetzspannung des Fahrzeugs entspricht, ein bestimmtes Drehzahlsignal in Form einer Wechselspannung zu erzeugen. One idea here is to use a brushless DC machine to drive a fuel pump to dispense with brushes and a commutator and thus avoid potentially critical chemical reactions between the commutator and a fuel flowing through the fuel pump. In order to be able to control the brushless DC machine as simply as possible, an alternating field generator, that is a single-input controller with a fixed input voltage and the output of a fixed speed signal, is provided. The alternating field generator can be implemented with the aid of a simple electronic system, which makes it possible to generate a specific speed signal in the form of an alternating voltage when a specific input voltage, which corresponds to the vehicle electrical system voltage, for example, is applied.

Der Wechselfeldgenerator kann dabei derart einfach aufgebaut sein, dass auf die Möglichkeit einer steuernden oder regelnden Variierbarkeit des ausgegebenen Drehzahlsignals verzichtet wird. Stattdessen kann der Wechselfeldgenerator dazu ausgelegt sein, ein einziges Drehzahlsignal zu erzeugen, wobei das ausgegebene Drehzahlsignal weitgehend unabhängig von der exakten Stärke der angelegten Eingangsgleichspannung sein kann.The alternating field generator can be designed so simple that is waived the possibility of controlling or regulating variability of the output speed signal. Instead, the alternating field generator may be configured to generate a single speed signal, wherein the output speed signal can be largely independent of the exact magnitude of the applied DC input voltage.

Insbesondere kann der Wechselfeldgenerator dazu ausgelegt sein, mit einer einzigen Eingangsgleichspannung angesteuert zu werden. Mit anderen Worten kann der Wechselfeldgenerator derart einfach aufgebaut sein, dass mit seiner Hilfe die bürstenlose Gleichstrommaschine lediglich an- oder ausgeschaltet werden kann, ohne jedoch die Möglichkeit einer Steuerbarkeit oder Regelbarkeit der Drehzahl der bürstenlosen Gleichstrommaschine vorzusehen. In particular, the alternating field generator can be designed to be driven with a single input DC voltage. In other words, the alternating field generator can be constructed so simply that with its help, the brushless DC machine can only be switched on or off, but without providing the possibility of controllability or controllability of the speed of the brushless DC machine.

Hierzu kann zum Beispiel vorgesehen sein, dass für den Fall, dass ein Fahrzeugsteuergerät während des Betriebs des Fahrzeugs eine Bordspannung an den Wechselfeldgenerator anlegt, dieser Wechselfeldgenerator ein konstantes Drehzahlsignal an die Gleichstrommaschine weitergibt, so dass die Gleichstrommaschine beim Betrieb des Fahrzeugs stets mit einer gleichbleibenden Drehzahl betrieben wird. Die Drehzahl der Gleichstrommaschine ist hierbei unabhängig von äußeren Einflüssen wie beispielsweise einer Lastanforderung durch den Motor des Fahrzeugs. For this purpose, it may be provided, for example, that in the event that a vehicle control unit applies an on-board voltage to the alternating field generator during operation of the vehicle, this alternating field generator transmits a constant speed signal to the DC machine, so that the DC machine always operates at a constant speed during operation of the vehicle is operated. The speed of the DC machine is independent of external influences such as a load request by the engine of the vehicle.

Der Wechselfeldgenerator kann hierfür über lediglich zwei Eingangsanschlüsse zum Anlegen der Eingangsgleichspannung verfügen. Über diese beiden Eingangsanschlüsse kann die Eingangsgleichspannung an den Wechselfeldgenerator angelegt werden. Der Wechselfeldgenerator verfügt ferner über mindestens drei Ausgangsanschlüsse zum Ausgeben des Drehzahlsignals an die bürstenlose Gleichstrommaschine. The alternating field generator can have only two input terminals for applying the input DC voltage for this purpose. The DC input voltage can be applied to the alternating field generator via these two input connections. The alternating field generator further has at least three output terminals for outputting the speed signal to the brushless DC machine.

Über die beiden Eingangsanschlüsse kann der Wechselfeldgenerator mit der Endstufe eines Steuergeräts verbunden werden, wie es herkömmlich auch in Fahrzeugen verwendet wird, die eine mechanisch kommutierende Elektrokraftstoffpumpe verwenden. Die von dem Steuergerät als Signal ausgegebene Eingangsgleichspannung kann dabei von dem Wechselfeldgenerator in ein Drehzahlsignal umgewandelt werden, wobei dieses Drehzahlsignal über die drei Ausgangsanschlüsse an die bürstenlose Gleichstrommaschine weitergegeben wird und diese dazu ansteuert, mit einer konstanten Drehzahl zu rotieren. Through the two input terminals of the alternating field generator can be connected to the output stage of a control unit, as it is also commonly used in vehicles that use a mechanically commutated electric fuel pump. The input DC voltage output by the control unit as a signal can be converted by the alternating field generator into a speed signal, this speed signal is passed through the three output terminals to the brushless DC machine and this drives to rotate at a constant speed.

Durch die Verwendung des Wechselfeldgenerators kann die beschriebene Kraftstoffpumpeinrichtung auch in Fahrzeugen nachgerüstet werden, die über ein herkömmliches Steuergerät zur Ansteuerung mechanisch kommutierender Elektrokraftstoffpumpen verfügen. Der direkte Betrieb einer bürstenlosen Gleichstrommaschine mit nur zwei Leitungen ist nicht möglich.By using the alternating field generator, the described fuel pump device can also be retrofitted in vehicles that have a conventional control unit for controlling mechanically commutated electric fuel pumps. The direct operation of a brushless DC machine with only two lines is not possible.

Aufgrund des Verzichts auf eine Bedarfsregelung oder Drehzahlsteuerung können in dem Wechselfeldgenerator alle Bauteile zur Kommunikation mit einem Motorsteuergerät sowie die dazu notwendigen Steckerverbindungen im Gehäuse entfallen. Nachdem keine Kommunikation mit dem Motorsteuergerät möglich ist, können weiter alle Funktionen und Bauelemente, welcher einer Diagnose und deren Rückmeldung dienen, entfallen. Durch die permanente Vollansteuerung der die Pumpe antreibenden Gleichstrommaschine, d.h. eine reine Kommutierung ohne ein Schalten, können z.B. Schaltverluste durch das Takten entfallen, was zu günstigeren Entwärmungskonzepten führen kann.Due to the omission of a demand control or speed control all components for communication with an engine control unit and the necessary plug connections in the housing can be omitted in the alternating field generator. After no communication with the engine control unit is possible, all functions and components, which serve a diagnosis and their feedback, can be omitted. By the permanent full control of the pump driving the DC machine, i. a pure commutation without switching, can e.g. Switching losses caused by the clocks, which can lead to more favorable Entwärmungskonzepten.

Die zuvor beschriebene Kraftstoffpumpeinrichtung kann in einem Kraftstofftank eines Fahrzeugs eingesetzt werden. Dabei kann sowohl die durch die bürstenlose Gleichstrommaschine angetriebene Kraftstoffpumpe als auch der Wechselfeldgenerator innerhalb des Kraftstofftanks angeordnet werden. Dadurch wird außerhalb des Kraftstofftanks kein zusätzlicher Bauraum erforderlich, was ansonsten insbesondere bei Fahrzeugen, bei denen der Kraftstofftank z.B. eng bei den Rücksitzen angeordnet ist, zu Platzproblemen führen könnte. Der Wechselfeldgenerator kann innerhalb des Kraftstoffs, z.B. in einem Schwalltopf des Moduls, angeordnet werden, sodass er durch den Kraftstoff gekühlt werden kann. Außerdem kann der Wechselfeldgenerator direkt an der Gleichstrommaschine angebaut sein, sodass auf Kabel zwischen dem Wechselfeldgenerator und der Gleichstrommaschine verzichtet werden kann bzw. diese kurz ausfallen können.The fuel pump device described above can be used in a fuel tank of a vehicle. In this case, both the fuel pump driven by the brushless DC machine and the alternating field generator can be arranged inside the fuel tank. As a result, no additional space is required outside of the fuel tank, which otherwise is particularly true in vehicles in which the fuel tank, e.g. located close to the rear seats could lead to space problems. The alternating field generator may be within the fuel, e.g. in a swirl pot of the module, so that it can be cooled by the fuel. In addition, the alternating field generator can be mounted directly on the DC machine, so that can be dispensed with cables between the alternating field generator and the DC machine or these can be short.

Alternativ kann der Wechselfeldgenerator außerhalb des Kraftstofftanks angeordnet werden. Dadurch kann eine optimierte Lage bezüglich der elektromagnetischen Verträglichkeit in der Fahrzeugkarosserie, eine leichtere Wechselbarkeit im Servicefall oder eine Anordnung in einem Stecker des Kraftstofffördermoduls erreicht werden.Alternatively, the alternating field generator can be arranged outside of the fuel tank. As a result, an optimized position with regard to the electromagnetic compatibility in the vehicle body, easier replacement in the event of servicing, or an arrangement in a plug of the fuel delivery module can be achieved.

Ein mit der beschriebenen Kraftstoffpumpeinrichtung ausgestattetes Fahrzeug kann über ein Steuergerät zum Ansteuern der Kraftstoffpumpeinrichtung verfügen, wobei das Steuergerät dazu ausgelegt ist, die Kraftstoffpumpeinrichtung über geeignete Endstufen lediglich mit einer konstanten Gleichspannung anzusteuern. Das Steuergerät kann somit im Wesentlichen einem in Kraftfahrzeugen herkömmlich verwendeten Motorsteuergerät entsprechen, dass lediglich ein Signal ausgibt, ob die Kraftstoffpumpe betrieben werden soll oder nicht, ohne dass jedoch ein zusätzliches Tanksteuergerät vorgesehen ist, dass die Menge des durch die Kraftstoffpumpe geförderten Kraftstoffs steuert oder regelt. Das Steuergerät kann somit ähnlich oder gleich arbeiten, wie dies für die Steuerung herkömmlicher Kraftstoffpumpen mit mechanisch kommutierenden Motoren vorgesehen ist. Die einfache Ausgestaltung des Wechselfeldgenerators der Kraftstoffpumpeinrichtung ist an die Art der Steuerung durch das Steuergerät angepasst, so dass sich das durch das Steuergerät bewirkte Steuern darauf beschränkt, die Kraftstoffpumpeinrichtung ein- bzw. auszuschalten. Die von dem Steuergerät an die Kraftstoffpumpeinrichtung angelegte konstante Gleichspannung kann dabei der Bordspannung des Fahrzeugs entsprechen, die beispielsweise 12 V sein kann. Das Steuergerät kann dabei sein Steuersignal an den Wechselfeldgenerator liefern und die Kraftstoffpumpeeinrichtung somit über lediglich zwei elektrische Leitungen ansteuern.A vehicle equipped with the described fuel pump device can have a control device for activating the fuel pump device, wherein the control device is designed to control the fuel pump device via suitable output stages only with a constant DC voltage. The control unit can thus essentially correspond to an engine control unit conventionally used in motor vehicles, which only outputs a signal as to whether the fuel pump should be operated or not, but without an additional tank control unit being provided that controls or regulates the amount of fuel delivered by the fuel pump , The controller may thus operate similar or equal to that used to control conventional fuel pumps with mechanically commutating Engines is provided. The simple configuration of the alternating field generator of the fuel pump device is adapted to the type of control by the control unit, so that the control caused by the control unit is limited to turn on or off the fuel pump device. The constant DC voltage applied by the control unit to the fuel pump device can correspond to the on-board voltage of the vehicle, which can be 12 V, for example. The control unit can deliver its control signal to the alternating field generator and thus control the fuel pump device via only two electrical lines.

Es wird darauf hingewiesen, dass mögliche Merkmale und Vorteile von Ausführungsformen der Erfindung hierin teilweise mit Bezug auf eine Kraftstoffpumpeinrichtung und teilweise mit Bezug auf eine Kraftstofffördereinrichtung bzw. ein Fahrzeug mit einer solchen Kraftstoffpumpeinrichtung beschrieben sind. Ein Fachmann wird erkennen, dass die beschriebenen Merkmale miteinander kombiniert werden können oder von der Kraftstoffpumpeinrichtung auf die Kraftstofffördereinrichtung bzw. das Fahrzeug und umgekehrt übertragen werden können und dass auf diese Weise weitere Ausgestaltungen der Erfindung mit Synergieeffekten erreicht werden können.It should be understood that possible features and advantages of embodiments of the invention will be described herein in part with reference to a fuel pumping device and partially with respect to a fuel delivery device or vehicle having such a fuel pumping device. A person skilled in the art will recognize that the features described can be combined with one another or can be transmitted from the fuel pump device to the fuel delivery device or the vehicle and vice versa, and in this way further developments of the invention with synergy effects can be achieved.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGENBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

Nachfolgend werden Ausführungsformen der Erfindung mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben, wobei weder die Zeichnungen noch die Beschreibung als die Erfindung einschränkend ausgelegt werden sollen. Embodiments of the invention will now be described with reference to the accompanying drawings, in which neither the drawings nor the description shall be construed as limiting the invention.

1 zeigt ein Fahrzeug mit einer Kraftstoffpumpeinrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. 1 shows a vehicle with a fuel pumping device according to an embodiment of the present invention.

2 zeigt eine alternative Ausführungsform einer Kraftstoffpumpeinrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung. 2 shows an alternative embodiment of a fuel pumping device according to the present invention.

Die Figuren sind lediglich schematisch und nicht maßstabsgetreu. Gleiche oder ähnliche Merkmale werden in den Zeichnungen mit gleichen Bezugszeichen betitelt.The figures are only schematic and not to scale. The same or similar features are entitled in the drawings with the same reference numerals.

AUSFÜHRUNGSFORMEN DER ERFINDUNGEMBODIMENTS OF THE INVENTION

1 zeigt ein Fahrzeug 100 mit einer Kraftstofffördereinrichtung 3. Die Kraftstofffördereinrichtung 3 weist einen Kraftstofftank 19 auf, an dem eine Kraftstoffpumpeinrichtung 1 vorgesehen ist. 1 shows a vehicle 100 with a fuel conveyor 3 , The fuel conveyor 3 has a fuel tank 19 on, at which a fuel pumping device 1 is provided.

Die Kraftstoffpumpeinrichtung 1 weist eine von einer bürstenlosen Gleichstrommaschine angetriebene Kraftstoffpumpe 5 auf. Die Kraftstoffpumpe 5 ist in einem Fördermodul 9 integriert und kann Kraftstoff aus dem Kraftstofftank 19 ansaugen. Der Kraftstoff wird dabei durch die Kraftstoffpumpe 5 und die darin angeordnete bürstenlose Gleichstrommaschine geführt und dann durch eine Leitung 21 hin zu einem Motor 17 des Fahrzeugs gefördert.The fuel pump device 1 has a fuel pump driven by a brushless DC machine 5 on. The fuel pump 5 is in a conveyor module 9 integrated and can fuel from the fuel tank 19 suck. The fuel is through the fuel pump 5 and the therein arranged brushless DC machine and then passed through a line 21 to a motor 17 promoted the vehicle.

Um die Kraftstoffpumpeinrichtung 1 zu steuern bzw. zu schalten, verfügt das Fahrzeug über ein Steuergerät 15, mit Hilfe dessen eine Eingangsgleichspannung über zwei Leitungen 11 und zwei Eingangsanschlüsse 13 an einen Wechselfeldgenerator 7 angelegt werden kann. Der Wechselfeldgenerator 7 erzeugt daraufhin ein konstantes Drehzahlsignal und gibt dies über drei Ausgangsanschlüsse 23 an die bürstenlose Gleichstrommaschine der Kraftstoffpumpe 5 aus. Mit Hilfe des von dem Steuergerät 15 erzeugten einfachen Gleichstromsignals kann somit über den Wechselfeldgenerator 7 die Kraftstoffpumpe 5 der Kraftstoffpumpeinrichtung 1 ein- und ausgeschaltet werden. Im eingeschalteten Zustand wird die bürstenlose Gleichstrommaschine dabei fest auf eine bestimmte Drehzahl von beispielsweise 6000 Umdrehungen pro Minute angesteuert.To the fuel pump device 1 to control or switch, the vehicle has a control unit 15 , by means of which a DC input voltage via two lines 11 and two input terminals 13 to an alternating field generator 7 can be created. The alternating field generator 7 then generates a constant speed signal and outputs this via three output terminals 23 to the brushless DC machine of the fuel pump 5 out. With the help of the control unit 15 generated simple DC signal can thus through the alternating field generator 7 the fuel pump 5 the fuel pump device 1 be switched on and off. When switched on, the brushless DC machine is driven firmly to a certain speed, for example 6000 revolutions per minute.

Während bei der in 1 dargestellten Ausführungsform der Wechselfeldgenerator 7 außerhalb des Kraftstofftanks 19 angeordnet ist, ist der Wechselfeldgenerator 7 bei der in 2 dargestellten Ausführungsform innerhalb des Kraftstofftanks 19 eingebaut. While at the in 1 illustrated embodiment of the alternating field generator 7 outside the fuel tank 19 is arranged, is the alternating field generator 7 at the in 2 illustrated embodiment within the fuel tank 19 built-in.

Mit der vorgeschlagenen Kraftstoffpumpeinrichtung 1 kann eine mechanische Kommutierung, wie sie bei herkömmlichen Kraftstoffpumpeinrichtungen und den darin verwendeten kommutierenden Elektrokraftstoffpumpen eingesetzt wird, durch die Verwendung einer elektronischen Kommutierung durch ein äußeres Wechselfeld entfallen, ohne dass gleichzeitig eine aufwendig zu applizierende und mit höheren Kosten verbundene volle Bedarfsregelung eines Niederdruckkraftstoffkreises in dem Fahrzeug umgesetzt werden müsste.With the proposed fuel pump device 1 For example, a mechanical commutation, as used in conventional fuel pumping devices and the commutating electric fuel pumps used therein, can be eliminated by the use of an external commutation electronic commutation without, at the same time, a full demand control of a low pressure fuel circuit in the vehicle, which is expensive to apply and associated with higher costs would have to be implemented.

Damit kann der Einsatz der robusten und von der Kraftstoffsorte unabhängigen elektrischen Kommutierung ohne Änderung eines Kabelbaums innerhalb des Fahrzeugs ermöglicht werden. Dies ermöglicht unter anderem den Einsatz von bürstenlosen Kraftstoffpumpen auch in einfacheren Fahrzeugen, wie sie beispielsweise in Märkten mit rein lokalen Kraftstoffqualitäten mit z.B. variablen biogenen Anteilen häufig vorkommen.This allows the use of robust and independent of the fuel grade electrical commutation without changing a wiring harness inside the vehicle. This allows, inter alia, the use of brushless fuel pumps also in simpler vehicles, such as in markets with purely local fuel qualities with e.g. variable biogenic components occur frequently.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 102005005953 A1 [0006]
DE 102009039780 A1 [0007]

Claims

Fuel pump device ( 1 ) for conveying fuel in a vehicle ( 100 ), wherein the fuel pump device ( 1 ) comprises: a fuel pump driven by a brushless DC machine ( 5 ), characterized in that the fuel pump device ( 1 ) also an alternating field generator ( 7 ) adapted to generate a constant speed signal for operating the brushless DC machine upon application of a DC input voltage.

Fuel pump device according to claim 1, wherein the alternating field generator ( 7 ) only two input terminals ( 13 ) for applying the DC input voltage and wherein the alternating field generator ( 7 ) at least three output terminals ( 23 ) for outputting the speed signal to the brushless DC machine.

Fuel pump device according to claim 1 or 2, wherein the alternating field generator ( 7 ) is designed to generate a single speed signal.

Fuel pump device according to one of claims 1 to 3, wherein the alternating field generator ( 7 ) is designed to be driven with a single input DC voltage.

Fuel conveyor ( 3 ) for a vehicle ( 100 ), comprising: a fuel pump device ( 1 ) according to any one of claims 1 to 4; and a fuel tank ( 19 ).

Fuel feed device according to claim 5, wherein both the fuel pump driven by the brushless DC machine ( 5 ) as well as the alternating field generator ( 7 ) inside the fuel tank ( 19 ) are arranged.

A fuel delivery device according to claim 5, wherein the fuel pump driven by the brushless DC machine ( 5 ) inside the fuel tank ( 19 ) and the alternating field generator ( 7 ) outside of the fuel tank ( 19 ) is arranged.

Vehicle ( 100 ), comprising: a fuel pump device ( 1 ) according to any one of claims 1 to 4; and a controller ( 15 ) for driving the fuel pump device ( 1 ); whereby the control unit ( 15 ) is adapted to the fuel pump device ( 1 ) only with a constant DC voltage to control.

Vehicle according to claim 8, wherein the constant DC voltage is the on-board voltage of the vehicle ( 100 ).

Vehicle according to claim 8 or 9, wherein the control device ( 15 ) the fuel pump device ( 1 ) only via two electrical lines ( 11 ).