CN105937454A - 用于在燃料泵中进行损伤识别的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于在内燃机（150）的燃料供给系统（100）中的、借助于电动机来运行的燃料泵中进行损伤识别的方法，其中在所述燃料泵运行时将所述电动机的驱动电流的、所测量的电流特性曲线（I_mess）与所属的、所预料的电流特性曲线（I_erw）进行比较，并且其中，如果检测到在所测量的电流特性曲线（I_mess）与所预料的电流特性曲线（I_erw）之间的偏差，则推断出在所述燃料泵上的损伤。

Description

用于在燃料泵中进行损伤识别的方法

技术领域

本发明涉及一种用于在借助于电动机来运行的燃料泵中进行损伤识别的方法。

背景技术

在现代的、具有内燃机的机动车中，在燃料低压系统中、也就是说在燃料供给系统的低压区域中，通常使用一台或者多台尤其以所谓的预输送泵（英语Pre-Supply-Pump）的形式的电动的燃料泵，借助于所述燃料泵将燃料从燃料箱输送给高压泵。

由此将在起动时通过电动的燃料泵的燃料预输送获得的、快速的可用性的优点与借助于内燃机来驱动的燃料泵的液压的效率的优点统一起来。此外，可以根据需求来进行燃料输送。电动的燃料泵需要自身的控制或调节机构，并且为此目的而具有电子装置，该电子装置比如可以被集成到所述燃料泵中。

但是，在超过这样的燃料泵的使用寿命的范围内可能在所述燃料泵上出现不同的损伤。比如，燃料泵的机械的支承结构经常显著地变化。但是，除了所述电动机的这样的轴承磨损之外，比如也可能在齿轮上—如果涉及齿轮泵的话—或者在活塞及类似部件上出现通过沉积物和损伤引起的不平衡度。

因此，值得追求的是，提供一种用于提早地识别在这样的燃料泵上的损伤的可行方案，用于比如可以在存在所述燃料泵的完全失灵情况之前及时地采取应对措施。

发明内容

按照本发明，建议一种具有权利要求1的特征的、用于进行损伤识别的方法。有利的设计方案是从属权利要求及以下说明书的主题。

本发明的优点：

按本发明的方法用于在内燃机的燃料供给系统中的、借助于电动机来运行的燃料泵中、尤其是在这样的用在所述燃料供给系统的低压区域中并且/或者用作预输送泵的燃料泵中进行损伤识别。在此，在所述燃料泵运行时将所测量的电流特性曲线与所属的、所预料的电流特性曲线进行比较，并且，如果检测到在所测量的电流特性曲线与所预料的电流特性曲线之间的偏差，则推断出所述燃料泵上的损伤。

本发明利用这一点：机械的损伤、尤其是和所述燃料泵的电动机的活动的组件或者与这样的活动的组件共同作用的组件有关的损伤在转矩中引起变化，并且由此也直接在所述电动机的驱动电流中引起变化。由此，通过可预料的电流特性曲线、也就是在燃料泵未受损或者理想地发挥功能时的电流特性曲线与所测量的、也就是实际上的电流特性曲线的比较，可以识别在所述燃料泵上的损伤。这样的电流变化不仅涉及所述燃料泵的调节时间或者完全的旋转，而且可以精细得多地对这样的电流变化进行测评，比如一直测评到旋转一圈的极小部分或者一直测评到一毫秒的极小部分。因此，通过这种精细处理，可以直接推断出在所述燃料泵的机械的构件上的、可能的损伤。

有利地根据所述偏差来推断出所述损伤的类型。越精确地检测到所述偏差，则可以越好地区分损伤的不同类型。由此，后来比如也可以对所识别出的损伤类型作出有针对性的反应。

有利地根据所述偏差中的模式（Muster）和/或所述偏差的表示特征的曲线的模式来推断出所述损伤的类型。在所述电流特性曲线之间的偏差中的、这样的模式或者表示特征的曲线在此比如可以事先来求得，并且随后为了比较而加以保存。比如关于转速同步的偏差或者关于偏差的若干倍数或者极小部分的分析也特别有利。在此也有利的是，对所述偏差的所得到的数值实施傅里叶转换，用于识别某些模式和表示特征的曲线。

有利的是，从所述电动机的定子轴套或者转子轴上的轴承损伤、所述电动机的转子的不平衡度、球轴承上的损伤、齿轮损伤、所述电动机的绕组或者永久磁体的损伤以及燃料系统中的产生气塞的损伤中来选择所述损伤的类型。这些类型的损伤可以特别好地根据在所述电流特性曲线之间的偏差中的模式和/或表示特征的曲线来识别。

在所述定子轴套中的和在所述转子轴上的轴承损伤比如可以通过转速同步的电流脉冲来识别，并且所述转子的不平衡度可以通过具有表示特征的曲线的、转速同步的电流脉冲来识别。所述球轴承的损伤以及齿轮泵的齿轮上的损伤比如可以通过具有特定的传动比的转速同步的电流脉冲、也就是说作为所述转速的许多倍或者极小部分来识别。在所述绕组上的损伤以及在所述永久磁体上的损伤比如可以按缺陷类型通过转速同步的、正的和/或负的电流脉冲来识别。所述燃料系统中的、产生气塞的损伤可以根据随机分布的、正的和/或负的电流脉冲来识别。

优选作为相对于时间或者相对于所述电动机的旋转角的曲线来对所述偏差进行分析。由此比如可以特别容易地识别在所述偏差中的模式或者表示特征的曲线、尤其是取决于转速的模式。

有利的是，对于所述偏差来说仅仅考虑到在时间上变化的份额，用于推断出损伤。由此不会将比如基于可预料的电流特性曲线中的偏移而不是基于损伤的、静态的份额错误地识别为损伤，而所述燃料泵的、基于损伤的加速和/或制动特性则得到考虑。这样的在时间上变化的份额比如可以特别容易地通过区分来求得。

最好根据所述燃料泵的参量的额定值-预先规定以及所述燃料泵的模型来求得可预料的电流特性曲线。所述参量比如可以是所述燃料泵的电动机的转速或其曲线，或者是燃料的体积流量或其曲线，借助于所述参量来求得或者预先给定所述电动机的驱动电流。越精确地计算可预料的电流特性曲线，所求得的偏差以及相应地所识别的损伤就越贴近实际。所述实际上的电流特性曲线在此可以用通常本来就存在的传感器来检测。在此也要提到的是，按本发明的方法不仅可以直接在为所述燃料泵分配的泵控制仪中来实施，或者不过也可以在上级的发动机控制仪中来实施。

优选根据所述燃料泵的磨损极限和所述损伤的程度来求得所述燃料泵的剩余使用寿命。所述程度比如可以根据所述两条电流特性曲线的偏差的量来求得。由此比如可以及时地显示损伤的泵的更换或者将其更换。

按本发明的计算单元—比如机动车的控制仪、尤其是发动机控制仪或者泵控制仪尤其在程序技术上被设立用于实施按本发明的方法。

以软件的形式来实施所述方法是有利的，因为这样做引起的成本特别低，尤其如果一种用于执行的控制仪还用于其它的任务并且因此本来就存在。合适的、用于提供所述计算机程序的数据载体尤其是磁性的、光学的及电的存储器，比如硬盘、闪存存储器、EEPROM、CD-ROM、DVD及类似更多的数据载体。也可以通过计算机网络（互联网、内联网等等）来下载程序。

本发明的其它优点和设计方案从说明书和附图中获得。

附图说明

本发明借助于一种实施例在附图中示意性地示出并且在下面参照附图进行描述。

图1是具有燃料泵的燃料供给系统的一部分的示意图，对于所述燃料泵来说可以实施按本发明的方法；并且

图2是在一种优选的实施方式中按本发明的方法的流程的示意图。

具体实施方式

在图1中示意性地并且示范性地示出了机动车的内燃机的、具有电动的燃料泵120的燃料供给系统100的一部分，对于所述燃料泵120来说可以实施按本发明的方法。在此，借助于所述燃料泵120将燃料从燃料箱110通过两个滤清器111和112来输送给高压泵130。

在所述高压泵130中将所述燃料通过量调节器131和两个进口阀136来输送给两个布置在驱动机构室（Triebwerksraum）132中的活塞135。所述两个活塞135被耦合到所述内燃机150上，并且通过所述内燃机来驱动。通过出口阀137可以将燃料比如输送给（在这里未示出的）高压储存器。此外示出了一个过压阀133并且示范性地示出了两个轴承泄漏点（Lagerleckagen）134和138，燃料通过所述两个轴承泄漏点回流到所述燃料箱110中。

所述燃料泵120在此是借助于电动机来运行的预输送泵，所述预输送泵处于所述燃料供给系统100的低压区域中。所述燃料泵120比如可以是用电来运行的齿轮泵。

为所述燃料泵120分配了泵控制仪170，该泵控制仪被设置用于控制和/或调节燃料泵120并且为此拥有相应的装备—比如微型控制仪、测量技术和合适的软件。借助于所述测量技术，尤其可以检测在所述燃料泵120的运行过程中加载的或者流动的驱动电流。

此外，设置了发动机控制仪180，所述泵控制仪170在传输数据的情况下被连接到所述发动机控制仪180上。所述发动机控制仪180在控制所述通过燃料供给系统100来得到燃料供给的内燃机的过程中将相应的指令、比如转速或者体积流量发送给所述泵控制仪170，从而如愿地操控所述燃料泵120。

在此处要提到的是，燃料供给系统也可以在所述低压区域中具有多台电动的燃料泵，所述电动的燃料泵像所述燃料泵120一样或者类似地构成。而后一般来说为这些燃料泵中的每台燃料泵分配了自身的泵控制仪。

在图2中以方框图示出了在一种优选的实施方式中按本发明的方法的流程。借助于所述燃料泵的模型来将所述燃料泵的参量—比如转速—的额定值-预先规定G_soll换算为所述驱动电流的可预料的电流特性曲线I_erw，其中所述额定值-预先规定G_soll比如是在对于所述燃料泵的调节的范围内的额定-预先规定。

所述驱动电流的可预料的电流特性曲线I_erw在此应该尽可能精确地代表着对于所述额定值-预先规定G_soll来说在理想地发挥功能的燃料泵、也就是无损伤的燃料泵中所出现的电流特性曲线。为了构建这样的模型，比如可以使用并测量新的燃料泵，或者说在所述燃料泵第一次运行时对其进行使用和测量。

此外，比如借助于传感器来检测所测量的电流特性曲线I_mess。随后将所测量的电流特性曲线I_mess与可预料的电流特性曲线I_erw进行比较，并且求得在所述电流特性曲线之间的偏差A。比如可以以简单的方式通过给所述两条电流特性曲线求差这种方法来求得所述偏差A。

此外要提到的是，比如可以首先绘制两条电流特性曲线，并且随后可以从所绘制的电流特性曲线中求得所述偏差。但是，也可以直接从当前的数值、也就是所述电流的当前的测量值和所属的可预料的数值中形成一个差并且必要时进一步对其进行处理，用于得到当前的偏差，而后记录所述偏差。在这两种情况中，结果是在所述两条电流特性曲线之间的偏差的曲线。除了关于时间的曲线之外，也可以产生关于所述燃料泵的电动机的旋转角的曲线。

可以按需求进一步对这种偏差进行处理，比如借助于用于消除静止的份额的时间导数、借助于傅里叶转换以及类似的方式进行处理。通过这种方式，可以在所述偏差的记录M中识别示范性地用M₁、M₂、M₃来表示的模式。这些模式比如可以通过与对于特定类型的损伤来说典型的模式的比较来识别。这样的模式比如可以是暗示着所述定子轴套和/或转子轴中的轴承损伤的、转速同步的电流脉冲，或者是暗示着齿轮或者球轴承上的损伤的、具有特定的传动比的、转速同步的电流脉冲。

随后，根据所识别的模式，可以进行一种评估B，在所述评估中比如识别所述损伤的强度或者严重性并且从中求得所述燃料泵的剩余使用寿命。此外，也可以采取另外的措施、比如故障存储器记录或者报警信号。

Claims (12)

1. 用于在内燃机（150）的燃料供给系统（100）里的、借助于电动机来运行的燃料泵（120）中进行损伤识别的方法，

其中在所述燃料泵（120）运行时将所述电动机的驱动电流的、所测量的电流特性曲线（I_mess）与所属的、所预料的电流特性曲线（I_erw）进行比较，并且

其中，如果检测到在所测量的电流特性曲线（I_mess）与所预料的电流特性曲线（I_erw）之间的偏差（A），则推断出在所述燃料泵（120）上的损伤。

2. 按权利要求1所述的方法，其中根据所述偏差（A）来推断出所述损伤的类型。

3. 按权利要求2所述的方法，其中根据在所述偏差（A）中的模式（M₁、M₂、M₃）和/或所述偏差（A）的表示特征的曲线来推断出所述损伤的类型。

4. 按权利要求2或3所述的方法，其中从所述电动机的定子轴套或者转子轴上的轴承损伤、所述电动机的转子的不平衡度、球轴承上的损伤、齿轮损伤、所述电动机的绕组或者永久磁体上的损伤以及燃料系统中的产生气塞的损伤中来选择所述损伤的类型。

5. 按前述权利要求中任一项所述的方法，其中作为相对于时间或者相对于所述电动机的旋转角的曲线来对所述偏差（A）进行分析。

6. 按前述权利要求中任一项所述的方法，其中对于所述偏差（A）来说仅仅考虑到在时间上变化的份额，用于推断出损伤。

7. 按前述权利要求中任一项所述的方法，其中根据所述燃料泵（120）的参量的额定值-预先规定（G_soll）以及所述燃料泵（120）的模型来求得能被预料的电流特性曲线（I_erw）。

8. 按前述权利要求中任一项所述的方法，其中根据所述燃料泵（120）的磨损极限和所述损伤的程度来求得所述燃料泵（120）的剩余使用寿命。

9. 按前述权利要求中任一项所述的方法，其中将所述燃料泵（120）用在所述燃料供给系统（100）的低压区域中并且/或者用作预输送泵。

10. 计算单元（170、180），所述计算单元被设立用于实施按前述权利要求中任一项所述的方法。

11. 计算机程序，该计算机程序促使计算单元（170、180）在该计算机程序在所述计算单元（170、180）上执行时实施按权利要求1到9中任一项所述的方法。

12. 机器可读的存储介质，具有在其上面所保存的、按权利要求11所述的计算机程序。