CN102007288A - 用于求得喷射泵的供给量的方法以及装置 - Google Patents

Abstract

通过检测喷射泵的高压侧上压力的时间变化过程求得泵的供给量，而不影响喷射系统。

Description

用于求得喷射泵的供给量的方法以及装置

技术领域

本发明涉及用于求得喷射泵的供给量的方法以及装置。

背景技术

基本上，在检验装置中求得泵的供给量是非常简单的。但是不期望的是，为了求得或者检验喷射泵的性能而必须将喷射泵从喷射系统中取出并且将其置于检验装置中。

迄今，在市场上尚未提供用于求得安装在喷射系统上的喷射泵的供给量的非介入方法或装置。

EP 1 226 355 B1仅仅公开了一种诊断方法，借助所述诊断方法仅仅可以求得对喷射泵的故障或故障功能的指示，而不“介入”地影响喷射系统。在此已知方法中，基本上借助于作为喷射系统的一部分用于在与发动机的不同负载状态或运行状态匹配时调节喷射系统的压力传感器来检测喷射泵的压力侧上的压力的时间变化过程并且随后借助计算机支持将其转换成喷射泵完好情况下在泵的取决于转速的基频处以及所述基频的多倍处显示明显最大值的频谱。在根据EP 1 226 355 B1提出的3活塞泵中，最大值位于基频f₁以及两倍基频以及三倍基频处，也就是说，位于f₂＝2f₁和f₂＝3f₁。现在通过将待检验的泵的频谱与无故障的喷射泵的标准频谱进行比较，可以根据分别求得的不同导出对喷射泵的不同故障的可按照经验验证的指示。但以此方式，不能求得关于待检验的喷射泵的实际供给量或者其相对于理论供给量的相对性能。即不能求得对于喷射泵的性能而言具有决定性意义的参数——供给量或等效参数。

发明内容

因此，本发明的任务在于，提供用于求得喷射泵的供给功率的方法以及装置，而绝不影响喷射系统。

所述任务通过权利要求1的特征部分的特征解决。

本发明基于以下认识：可以通过本身已知地检测喷射泵的压力侧上的压力的频谱在相应的信息处理下求得供给功率的量值或者供给功率相对于标准供给功率的关系。尤其是在本发明中充分利用泵的不均匀供给(即泵活塞的不均匀供给率)对频谱具有强的影响作用，因此可以借助根据本发明的信息处理良好地求得与此相关的与泵的标准性能的偏差。

通过根据权利要求1的特征的、频谱的基频f₁以及其他特征频率f₂至f_n的检测到的幅度的设定标准化消除对幅度的量值的随机影响。特征频率的数量n由喷射泵的活塞的数量确定。典型的喷射泵具有三个活塞，从而出现特征频率f₁至f₃。最后，在本发明中充分利用，可以使由不同的标准化幅度形成的不同商的值对应于不同的真值或者可在语言学上预给定的品质等级或品质值的从属度(例如，“良好”、“合格”、“中等”、“较差”或者“故障”)。在此，使用预给定的逻辑(尤其是模糊逻辑)。

随后，所求得的品质等级组合可以对应于按照经验确定的供给量。

随后，以此方式求得的供给量仅仅需要与临界供给量进行比较，以便决定待检验的喷射泵是否有故障或者是否需要进行替换。

因为在根据本发明的方法中，检测喷射泵的压力侧上通常存在于车辆中的压力传感器的信号就足够了，所以存在以下有利可能性：在车辆中设置实施所述方法所需的数据处理单元和存储器并且在必要时在车辆检查时读取的存储器中可读取地存放对喷射泵的供给量减小的指示或者向驾驶员提供敦促驾驶员在由于喷射泵故障而无法继续操作车辆之前去维修厂的显示。但本发明并不限于具有车辆中存在的压力传感器的车辆。在不具有自己的压力传感器的喷射系统中也可以“离车地”通过分离的、非介入地施加的附加传感器(例如，夹紧压力传感器)检测压力信号。因此，本发明的方法也可以用于老式车辆。

此外，本发明的优选特征参考权利要求和以下对附图的解释，借助附图详细地描述根据本发明的方法以及适合用于实施所述方法的装置。

不仅要求保护明确说明的或示出的特征组合，而且原则上也要求保护说明的或示出的特征组合的任意单个特征或者单个特征的任意组合。

附图说明

附图示出：

图1借助图A和B示出根据本发明的系统和根据现有技术的系统的性能对比；

图2示出根据本发明的流程图；

其它的图示出本发明的细节或者相应的技术背景的细节。

具体实施方式

为了简化表示，以下基于：喷射泵具有三个活塞。

在图1中，在图A中按照“黑盒”示图的方式示出EP 1 226 355 B1的方法：EP 1 226 355 B1的系统在输入侧需要喷射泵的压力侧上的压力p的值。在输出侧可以给出对不同故障F₁至F_n的指示。但其与对相应的泵的供给量的定量指示无关。

图B现在同样在“黑盒”示图中示出本发明的优点。在本发明中，在输入侧同样检测喷射泵的压力侧上的压力p的值。在根据本发明的分析处理中，因此可以示出供给量FV的量值或者供给量的量值范围。如此求得的供给量现在可以—如果期望—自动地与定义的、最小可靠供给量进行比较。如果求得的供给量比定义的、最小允许的供给量小，则指示“更换喷射泵”。如果求得的供给量与定义的、最小允许的供给量足够接近，则可以在必要时在诊断存储器或类似物中存放对减小的(但足够的)供给功率的指示。在供给功率足够的情况下不进行这样的显示，并且不记录到诊断存储器中。

图2现在示出用于本发明的流程图。首先，在根据位置100运行喷射系统时记录喷射泵的压力侧上取决于时间t的压力p。随后，根据位置101进行所记录的数据的转换，以便求得泵的频谱。随后，在102处求得(取决于转速的)频率f₁和高次频率f₂和f₃的频谱的幅度A。随后，根据位置103求得标准化的幅度m₁、m₂，其方式是，形成频率f₁的幅度和频率f₃的幅度以及频率f₂的幅度和频率f₃的幅度的商。(在具有多于三个活塞的喷射泵中应相应地求得更多标准化的幅度)。

随后，根据位置104，可以基于存放在存储器中的专家知识使标准化的幅度m_j的值与质量等级Q(m_j)相对应，例如等级“良好”、“合格”、“中等”、“较差”或者“故障”。可以根据期望的精度设置等级的数量，也就是说，将可能的值m₁和m₂的范围划分为原则上可自由选择的等级。

基于经验检验，例如可以使m₁的值范围对应于五个等级，也就是说，五个语言学上的值(例如“良好”、“合格”、“中等”、“较差”或者“故障”)。随后，用LV_1，1至LV_1，5表示m₁的这些语言学上的值。以类似的方式，使m₂的值范围对应于三个语言学上的值LV_2，1至LV_2，3，例如“良好”、“中等”或者“故障”。这在图3中示出，其中，同时使语言学上的值LV_1，1至LV_1，5根据m₁的相应值对应于0和1之间的不同的真值μ。在此，如此对应真值μ，使得对于m₁或m₂的每个值，真值的总和为1。在图3的示例中，这通过以下方式确保，作为m₁或m₂的值对相应的语言学上的值的从属函数例如使用三角形。

使用允许模糊的等级描述的模糊逻辑。所述方法相对于其他等级方法具有两个重要优点：

通过规则口头描述等级

相对干扰的稳健方法

可以将泵开发中口头专家意见或者维修厂专家的口头专家意见包括到等级描述中。这样的规则可以是：

如果m₁＝良好并且m₂＝良好，则泵供给率比(PFV)＝100％。

此外，因为不通过清晰的边界划分等级，干扰(例如，由于温度波动和压力波动或者测量噪声)较少地影响分等级结果。

等级的真值或者从属度μ根据以上实施方式可以取0至1之间的值并且描述特征与确定的等级或者语言学上的变量的从属性的强弱。根据以上实施方式如此选择等级，使得对于m₁和m₂的所有值而言从属度的总和始终是值1，也就是说：

$\underset{j}{\mathrm{\Σ}}{\mathrm{\μ}}_{\mathrm{LV}1,j}\left(m_1\right)=1$

以及

$\underset{j}{\mathrm{\Σ}}{\mathrm{\μ}}_{\mathrm{LV}2,j}\left(m_2\right)=1$

图3的从属函数的峰值可以在以下表格中示出：

现在，在根据图2的位置105中进行等级与泵供给率比的对应。这从开始起

a)可以通过专家知识实现，其中，在此情形中泵开发者必须根据泵供给率比的任意等级一次性地对泵类型的品质进行说明(良好、合格、中等、较差或者故障)，或者

b)通过发动机项目的特定于项目的量平衡计算实现，由此通过满足高压喷射系统的量平衡进行泵与以上所述的泵供给率比的等级对应，例如80％的泵供给率比良好地满足量平衡，例如60％的泵供给率比不满足量平衡(故障情形)。

基于测量以及由泵开发和量平衡得出的说明可以根据特征m₁和m₂建立用于泵评价的规则基础。以下表格给出这种规则基础的一个示例，在所述示例中专家知识与特征相关联。其帮助根据特征的等级从属来估计每个语言学上的值的泵供给率比。

其中：

此表格中的规则可以根据以下读取：

如果m₁＝良好并且m₂＝中等，则PFV＝90％

以上所述规则根据模糊逻辑理论例如在步骤——模糊化、聚集、蕴涵、累积和去模糊化中彼此关联和处理。

规则中的“与”运算(累积)例如借助最小值算子实施：

μ_res，i＝min{μ_LV1，k(m₁)，μ_LV2，j(m₂)}

其中：

μ_res，i＝用于规则i的模糊的从属函数的结果

μ_LV1，k＝对等级k的从属度m₁

μ_LV2，j＝对等级j的从属度m₂

随后是“如果…则…”关系运算的蕴涵。如果在此如在图4中示例性地示出那样对于结论(“则…”部分)选择单从属函数，则每个规则的结论的从属度等于前提(“如果…”部分)的最终从属度μ_res，i。

在下一步骤中，必须使所有规则的蕴涵结果相关联。为此，例如使用最大值算子：

μ_akk(PFV)＝max{μ_res，i(m₁，m₂，PFV)，…，μ_res，I(m₁，m₂，PFV)}

在图5中示例性地示出累积的可能结果。

在图2的位置106中通过去模糊化得到对泵供给率比的最终说明，如下：

$P\hat{F}V=\frac{\underset{i=1}{\overset{N}{\mathrm{\Σ}}}{\mathrm{PFV}}_i\·{\mathrm{\μ}}_{\mathrm{akk}}(m_{i,1},m_{i,2},{\mathrm{PFV}}_i)}{\underset{i=1}{\overset{N}{\mathrm{\Σ}}}{\mathrm{\μ}}_{\mathrm{akk}}(m_{i,1},m_{i,2},{\mathrm{PFV}}_i)}$

结果是百分比表示的、估计的泵供给率比为了更好地估计供给率，选择比值和百分比表示，但也可以用直接的泵供给率。

PFV_i表示在聚集后在位置i上以百分比表示的供给率比。μ_agg，i是在位置i上所有规则累积后的最终从属函数。

现在，在图2的位置107中进行与按照经验预给定的值PFV_min的比较，其中，根据比较的结果可以给出操作指示，例如“更换泵”。

Claims (8)

1.用于求得喷射泵的供给量的方法，

其特征在于，

检测所述喷射泵的压力侧上的压力的时间变化过程并且将其转换成频谱，对于预给定的基频(f₁)以及所述基频的多倍将检测到的幅度标准化成可预给定的特征频率(基频，基频的多倍)的幅度，

求得预给定的、标准化的幅度的商(m₁，m₂)，

根据可预给定的逻辑(模糊逻辑)使所述商的值与可预给定的优先等级(良好、合格、中等....)的按照经验求得的真值或者从属度(μ)相对应，在使用存储数据或者经验数据的情况下将对于预给定的商组合求得的品质等级组合转换成所述供给量的量值或量值范围。

2.根据权利要求1所述的方法，

其特征在于，

将对于所述基频以及所述基频的多倍检测到的幅度标准化成所述基频(f₁)的最大检测到的多倍(f₃)的幅度。

3.根据权利要求1或2所述的方法，

其特征在于，

借助于作为喷射系统的一部分设置的压力传感器检测所述喷射泵的压力侧上的压力的时间变化过程。

4.根据权利要求1或2所述的方法，

其特征在于，

借助于外部的、可非介入地施加的压力传感器检测所述喷射泵的压力侧上的压力的时间变化过程。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，

其特征在于，

借助于车辆侧的控制设备或者借助于附加的外部数据处理设备实现所述压力的时间变化过程。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的方法，

其特征在于，

将求得的供给量或者供给率比与按照经验预给定的临界值(PFV_min)进行比较，并且根据所述比较的结果给出操作或者维修建议。

7.用于实施根据权利要求5所述的方法的装置，

其特征在于，

所述控制设备或者所述数据处理设备可连接或连接在所述喷射泵的压力侧上的压力传感器的输出端上。

8.用于实施根据权利要求6所述的方法的装置，

其特征在于，

具有用于求得的测量值或者操作建议的显示装置。

Images