CN107110028A - 用于调节燃料给送泵的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于操作燃料给送泵的方法，其中，所述燃料给送泵具有泵系统和电换向式电动机，并且该泵系统可以由该电动机驱动。在速度上检测该泵系统的圆周运动中的波动，将该波动值正规化，并且如果该正规化值超过预先确定的极限，则对该泵系统的速度变化梯度加以限制。

Description

用于调节燃料给送泵的方法

技术领域

本发明涉及一种用于操作燃料给送泵的方法，其中，该燃料给送泵具有泵系统和电换向式电动机，其中，该泵系统可以由该电动机驱动。

背景技术

通常根据推出器原理操作燃料给送泵。也就是说，通过机械刚体在燃料内的旋转而排出燃料，并且因此燃料是以一个方向来给送的。改变有待给送的介质直接作用于驱动该泵系统所需的转矩。

现代燃料给送泵由电换向式电动机驱动，其由于设计而在旋转角度上具有输出转矩的波动。这些负载波动典型地与负载波动相关联地发生在根据推出器原理运行的燃料给送泵中，在燃料给送泵的运行过程中可能出现问题。如果负载波动引起超过瞬时可用的输出转矩，则可能发生在电动机的转子与驱动该转子的电场之间的同步损失。这导致转速的严重下降并且最终导致燃料给送泵的静止状态。

此外，在根据推出器原理运行的燃料给送泵(所谓的g转子泵)中，在低转速的范围内也可能发生额外的影响，这些影响也导致泵系统旋转所需转矩的波动。在与这些随着转速周期性地发生的波动和电动机的转矩中的取决于旋转角度的波动的相互作用中，在燃料给送泵的泵系统的周转运动中发生波动。这些波动具有的影响既是通过部分的周转也是通过多个周转而产生的。这些波动导致与需求相适应的换向所要求的、对电换向周期长度的预测变得不太准确。因此，发生波动对以下电换向的准确度造成不利影响。具体地在低转速和在泵系统的某些压力状态下，这可以导致失去电子器件对燃料给送泵的控制。

这种缺乏控制因为在这些临界转速范围内不能确保燃料给送泵以稳定的方式运行而是特别不利的，并且因此不能对燃料给送泵的全部技术上可行的操作频谱加以利用。

发明内容

因此，本发明解决的问题是提出了一种方法，所述方法允许准确监测泵系统的圆周运动中的波动，并且进一步被配置成其方式为可以针对波动的发生或放大采取应对措施。

与该方法相关的问题是借助于具有权利要求1的特征的方法来解决的。

本发明的示例性实施例涉及一种用于操作燃料给送泵的方法，其中，该燃料给送泵具有泵系统和电换向式电动机，其中，该泵系统可以由该电动机驱动，其中，在转速上检测该泵系统的圆周运动中的波动，将该波动值标准化，并且当该标准化值超过预定极限时，对该泵系统的转速变化梯度加以限制。

燃料给送泵通常根据推出器原理或根据流动原理来运行。根据本发明的方法可以应用于这两种操作原理的燃料给送泵。在下面的文本中，细节主要基于根据推进器原理操作的燃料给送泵。这没有明确排除对根据流动原理的燃料给送泵的应用。

根据推出器原理操作的燃料给送泵尤其包括所谓的g转子泵、螺杆泵以及旋转叶片泵。旋转叶片泵的突出之处在于高水平的液压机械刚度，这种机械刚度因此导致有待给送的介质的黏度或压力的变化对驱动该泵系统所需的转矩具有直接影响。因此，作为所述设计的结果促进了圆周运动中的波动的发生。

结合电换向式电动机的作为所述设计结果的输出转矩波动，因此会在泵系统的圆周运动中发生波动。波动在此对应于在泵系统的无波动的理想圆周运动与有效实际圆周运动之间的差异。

此波动被特别有利地标准化，以便获得可以容易地处理且可以用作相应的对策的基础的可比变量。

燃料给送泵通常具有控制单元，其承担着对燃料给送泵的致动。此控制单元可以被实施为专用泵控制单元或者可以被整合到机动车辆的另一个控制单元中。也可以设想分布式单独元件组网。控制单元优选地还具有用于检测圆周运动中的波动的功能性。控制单元优选地还被配置为存储、处理多个检测值并且对多个值实施比较。也有利的是，控制单元被设计为对所检测到的圆周运动中的波动的实施标准化。

特别有利的是，为了检测该泵系统的圆周运动中的波动，持续检测该电动机的电换向周期长度，其中，将所检测到的电换向周期长度与先前的电换向周期长度进行比较，其中，差值形成该泵系统的圆周运动中波动的值。

可以例如通过持续监测泵系统或电动机转子的位置来检测在该泵系统的圆周运动中的波动。还可以设想检测泵系统或转子的运动的其他传感器系统。然而，因为这些传感器系统复杂且昂贵，特别有利的是，通过在任何情况下都理想地检测到的、容易地可检测的测量变量来间接检测波动。因而，可以准确地确定和监测波动，而为此无需额外元件的额外费用。

特别有利的措施是所谓的“抖动”，所述抖动表示在恒定转速下检测到的电动机的电换向周期长度与在同一转速下检测到的一个或多个先前的换向之间的差。抖动提供了对当前发生的差异的很好的测量。抖动的值也可以有利地被标准化，以便确保可比较性。标准化值也更容易处理。具体地，也可以更容易地限定标准化值的响应策略，因为所述值是独立于单位的。

也有利的是，将所检测到的电换向周期长度与由多个先前的电换向周期长度产生的平均值进行比较，其中，检测到所述差值。

作为当前检测到的周期长度与在多个周期平均的值相比较结果，可以实现结果对自发和随机误差的高水平的可靠性。

一个优选的实施例的特征在于，在恒定的转速下执行所检测到的电换向周期长度与所述先前的电换向周期长度的比较。

使用恒定的转速下的周期长度确保了值的可比性。作为转速改变的结果，其中，转速尤其意味着泵系统的转速，换向周期长度也自动地改变，其结果是不再提供可比性。能够以连续恒定的方式或仅在转速存在于临界范围内时进行这种比较。临界范围尤其包括相对低的转速范围。在临界恒定转速的情况下，随着有待给送的介质中的压力升高，抖动增加。替代性地，在压力恒定且转速下降的情况下，抖动在临界转速的范围内增加。

任何燃料给送泵都具有针对抖动的特定值，当超过时，由于在电动机的电场与转子之间的同步损耗，就会预期有泵系统的即时静止状态。在其中抖动可以处于这样的尺度中的临界范围与非临界范围之间的差异通常非常小，使得对抖动的非常准确的监测是特别有利的。

还优选的是，在恒定且连续的基础上执行对圆周运动中的波动的检测以及对该值的标准化。这是特别有利的，以便能够特别快速地反应并且具有关于在圆周运动中波动的发生和强度的尽可能接近实时的信息。

此外，有利的是，对所述梯度的限制是可变的，其中，针对所述梯度的极限值取决于所检测到的且标准化的值的幅值。

对转速变化梯度的可变限制是有利的，以便随着对泵系统的行为具有强烈影响的特定周围环境条件的变化并且随着相应负载状态的变化来执行适当且必要的限制。通过限制梯度，就尤其影响了可以对泵系统的转速进行适配的速度。这降低了系统的可能的动态特性，因此这应该仅在限定的极限内发生。高水平的抖动对应于相对高的波动并且因此要求相对强的界限以便可靠地防止出现燃料给送泵的静止状态。相反，可以通过梯度的低界限来应对相对低的标准化抖动值，而不冒燃料给送泵的静止状态的风险。

此外，有利的是，所述旋转速度变化梯度随着所述泵系统的转速变化而改变地受到限制。这是有利的，因为任何转速范围都就抖动的发生而言具有不同的倾向程度。因此，限制梯度的强度可以在不同的转速范围上改变。

还适宜的是，将该圆周运动中的波动和/或该泵系统的转速的标准化值传输到外部实体。具体地，由发动机控制单元形成外部实体。可以通过使用内燃发动机的其他状态变量由发动机控制单元来输出对在系统泵的圆周运动中出现不期望波动的适当反应。在限制转速变化梯度的基础上实现了对系统的阻尼。所述阻尼就像临时增加系统的或燃料给送泵的惯量一样起作用，其结果是可以使得对电动机处检测到的抖动作出反应的适合的响应到达之前所可能流逝的时间得以延长。这是有利的，因为由此在一定程度上仅提供慢的数据传输率的车辆通信也对于在泵系统的静止状态出现之前将适当的响应传送至燃料给送泵的电动机而言是足够快的。

此外，有利的是，检测由所述电换向预先确定的设定点转速与该泵系统的实际转速之间的差，其中，当超过可预先确定极限时，对外部实体发送消息。

由于如已经描述的作为设计的结果并由于外部影响而出现的圆周运动中的波动，针对电动机而预先确定的实际期望的设定转速可能不同于泵系统的实际转速。在此，这种差异也可以最小化并总体上包括的值小于一周转。差异可以导致对系统的不利影响。可以通过即时提示的转速差异信号来触发即时应对措施。

此外，适宜的是，以可预先确定的时间间隔触发自动系统检查，其中，出于此目的，该泵系统的转速被改变到与当前实际状态不同的一个或多个水平上，其中，在各自情况下检测该泵系统的圆周运动中的波动，并且将该波动的值标准化。

这种系统检查是有利的，以便检测对燃料给送系统的影响并且由此通过适当的调节策略来应对这些影响。在此背景下，燃料给送泵的例如由跑合状态或磨损确定的机械状态也与例如润滑能力、粘度或温度的由燃料导致的因素一样是相关的。这些因素总体上不容易检测，并且尤其这些因素之间的相互作用可以导致对燃料给送系统的、不利地影响操作的效果。

作为显现多个操作状态和检测到泵系统的圆周运动中的波动的结果，可以确定与较早的时间相比就正在发生的抖动而言是否存在变化。这些变化可以指明燃料给送系统中的变化。通过在故障存储器中存储并且与可预先确定的特征值进行比较，因此可以随时检查燃料给送系统的状态并且因此使得失效风险最小化。

此外，优选地是，随着该泵系统的旋转检测负载转距，并且检测该电动机的输出转矩中的波动，其中，该泵系统的圆周运动中的波动是在转速上藉由叠加该转矩波动来确定的。此方法尤其有利于纯粹通过测量转矩波动来确定圆周运动中的波动。

此外，有利的是，当该泵系统的转速的预先确定的值存在变化时，取决于该圆周运动中的所检测到的且标准化的波动来预先确定出对该转速变化的最大容许梯度的限制。一旦因为例如要覆盖新的操作状态而改变了对燃料给送泵的致动，就可能在抖动中出现增加或总体上的变化。因此有利的是，在预先确定的转速改变的情况下，转速变化梯度受到限制，以便避免由于转速的过快变化而出现或增加抖动。

在从属权利要求中以及在以下附图说明中说明了本发明的进一步改进。

附图说明

在下文中将基于示例性实施例并且参照附图对本发明进行详细的说明，在附图中：

图1示出了阐明根据本发明的方法的流程图；

图2示出了阐明根据本发明的方法的替代性构型的流程图。

具体实施方式

图1中示出了阐明根据本发明的方法的流程图。在框1中，发生对该泵系统的圆周运动中的波动的检测。这例如可以作为使用定位传感器的结果而发生。在框2中，将在框1中检测到的值标准化以便获得允许得到有关波动程度的确定信息的统一变量。在框3中最终检查所检测到的且标准化的值是否高于极限值。如果是这种情况，则沿着箭头4输出信号，该信号引起对泵系统的转速变化的梯度加以限制。

图2示出了以替代方式配置的方法的流程图。在此，在框10中检测电动机的电换向周期长度。所述换向直接取决于转速。

在框11中，将所检测到的周期长度与先前电换向周期长度或多个周期长度相比较。为此目的，例如也可以由先前的周期形成平均值。

在框12中将比较值标准化。在框13中，将标准化值与预定极限值进行比较，并且如果已经超过极限值，则最终沿着箭头14输出用于限制转速变化的梯度的信号。

图1和图2中的示例性实施例尤其不具有限制性特征并且用于阐明本发明的步骤。

Claims (12)

1.一种用于操作燃料给送泵的方法，其中，该燃料给送泵具有泵系统和电换向式电动机，其中，该泵系统可以由该电动机驱动，其特征在于，在转速上检测该泵系统的圆周运动中的波动，将该波动值标准化，并且当该标准化值超过预定极限时，对该泵系统的转速变化梯度加以限制。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，为了检测该泵系统的圆周运动中的波动，持续检测该电动机的电换向周期长度，其中，将所检测到的电换向周期长度与先前的电换向周期长度进行比较，其中，差值形成该泵系统的圆周运动中波动的值。

3.如以上权利要求之一所述的方法，其特征在于，将所检测到的电换向周期长度与由多个先前的电换向周期长度产生的平均值进行比较，其中，检测到所述差值。

4.如以上权利要求之一所述的方法，其特征在于，在恒定的转速下执行所检测到的电换向周期长度与所述先前的电换向周期长度的比较。

5.如以上权利要求之一所述的方法，其特征在于，在恒定且连续的基础上执行对圆周运动中的波动的检测以及对该值的标准化。

6.如以上权利要求之一所述的方法，其特征在于，对所述梯度的限制是可变的，其中，针对所述梯度的极限值取决于所检测到的且标准化的值的幅值。

7.如以上权利要求之一所述的方法，其特征在于，所述旋转速度变化梯度随着所述泵系统的转速变化而改变地受到限制。

8.如以上权利要求之一所述的方法，其特征在于，将该圆周运动中的波动和/或该泵系统的转速的标准化值传输到外部实体。

9.如以上权利要求之一所述的方法，其特征在于，检测由所述电换向预先确定的设定点转速与该泵系统的实际转速之间的差，其中，当超过可预先确定极限时，对外部实体发送消息。

10.如以上权利要求之一所述的方法，其特征在于，以可预先确定的时间间隔触发自动系统检查，其中，出于此目的，该泵系统的转速被改变到与当前实际状态不同的一个或多个水平上，其中，在各自情况下检测该泵系统的圆周运动中的波动，并且将该波动的值标准化。

11.如以上权利要求之一所述的方法，其特征在于，随着该泵系统的旋转检测负载转距，并且检测该电动机的输出转矩中的波动，其中，该泵系统的圆周运动中的波动是在转速上藉由叠加该转矩波动来确定的。

12.如以上权利要求之一所述的方法，其特征在于，当该泵系统的转速的预先确定的值存在变化时，取决于该圆周运动中的所检测到的且标准化的波动来预先确定出对该转速变化的最大容许梯度的限制。