CN107429623B - 用于调节燃料输送系统的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于在没有压力传感器的情况下调节燃料输送系统的方法。该燃料输送系统具有燃料输送泵、电动机、以及分析单元。该燃料输送泵可以被该电动机驱动，并且该电动机可以经由多个控制变量来致动。该电动机可以被致动成使得实现可预设燃料输送。执行用于确定多个控制变量的至少两种不同的子方法(1，2)，并且将在各个子方法中确定的这些控制变量馈送给分析单元(4)。在该分析单元中关于这些控制变量的合理性对这些控制变量进行分析，并且接着基于根据这些子方法中的仅一个子方法或根据多个子方法所确定的控制变量来致动(5，6)该电动机。

Description

用于调节燃料输送系统的方法

技术领域

本发明涉及一种用于在没有压力传感器的情况下调节燃料输送系统的方法，其中该燃料输送系统具有燃料输送泵、电动机、以及评估单元，其中该燃料输送泵可以被该电动机驱动，并且该电动机可以使用多个控制变量来致动，其中该电动机可以以实现可预设燃料输送的方式来致动。

背景技术

现有技术披露了可以在过程中不使用专用压力传感器的情况下来确定燃料输送系统中的压力的多种方法。为此，基于已知的燃料输送系统中的已知的燃料输送泵的旋转速度与致动电流之间的已知关系，得出关于燃料中占主导的压力的结论。这些方法对不具有任何额外压力传感器的、并且因此具有相对简单的构造的系统而言是尤其有利的。

在这些方法的范围内，将燃料输送泵的旋转速度和致动电流的值(例如，这些值是通过传感器检测到的或者从控制器读取的)与存储在该控制器中的特征图谱或特征曲线进行比较，以便得出关于在用于相应燃料输送系统的燃料中占主导的压力的结论。作为替代方案，还可以完全通过预设或调节致动电流或泵旋转速度来设定该燃料输送系统中的压力。这些方法被称为电流受控方法或旋转速度受控方法。

现有技术的方法的一个缺点具体在于，它们在各自情况下取决于燃料输送系统或机动车辆的特定运行范围来输送不同的品质结果。例如，取决于旨在确保对其输送燃料的机动车辆的行驶状态，由于所使用的方法不是有利的，因此可能出现不利情况。具体而言，在所确定的压力值与实际占主导的压力之间的严重偏差在此可能对整个燃料输送系统造成不希望的负面影响，由此内燃发动机的可靠且有效运行也处于风险中。

发明内容

因此本发明的一个目的是提供一种准许更准确并更可靠地确定燃料输送系统中的压力、并且因此更可靠地调节该燃料输送系统的方法，其中具体而言，旨在实现燃料输送系统或机动车辆的不同运行状态的极大独立性。本发明的另外的目的是提供一种用于操作该方法的设备。

关于方法的目的是通过具有权利要求1的特征的方法来实现的。

本发明的一个示例性实施例涉及一种用于在没有压力传感器的情况下调节燃料输送系统的方法，其中该燃料输送系统具有燃料输送泵、电动机、以及评估单元，其中该燃料输送泵可以被该电动机驱动，并且该电动机可以使用多个控制变量来致动，其中该电动机可以以实现可预设燃料输送的方式来致动，其中执行至少两种不同的子方法来确定多个控制变量，并且将在相应的子方法中确定的这些控制变量提供给评估单元，其中在该评估单元中对这些控制变量就其合理性方面进行评估，并且接着基于根据这些子方法中的仅一个子方法或根据多个子方法所确定的控制变量来致动该电动机。

这些子方法具体而言是由用于确定燃料输送系统中的压力、或用于确定影响燃料输送的控制变量的不同方法形成的。

这些方法之一是基于特征图谱的。在这种情况下，基于已知的特征图谱以及检测到的独立状态变量来确定在该燃料输送系统中占主导的压力的值。接着可以基于所确定的压力来调整该燃料输送系统的输送速率，由此，该燃料输送系统中建立的压力也改变。

另一种方法的突出之处在于它是电流受控的。在此，电流强度是被监测并被主动调节的相关变量。由于致动燃料输送泵的电流是预设的，因此，取决于其他边界条件(例如，有待输送的介质的黏度)来自动地设定该燃料输送泵的旋转速度。

另外的方法是体积受控调节。在此，根据电流强度与旋转速度之间的关系来检测或确定压力，并使用该压力来确定相应的输送体积。因此，该压力是用于计算输送体积的辅助变量。接着以实现预设输送体积的方式来致动燃料输送泵或电动机。

其他方法提供了将所确定的压力或用于确定该压力值的变量与来自该燃料输送系统之外的特征变量进行比较。在此，例如，可以将车辆模型或其他类型的模型存储在控制器之一中，这有助于提高该压力值的计算品质。

除了这些方法之外，还存在另外的、可以用作根据本发明的方法中的子方法的多种方法，这些方法用于实现更高品质的压力值确定操作或者根据情况和要求对该燃料输送泵的燃料提供进行配置。

评估单元可以是控制器，该控制器以紧凑的方式作为单元安装在车辆中或者由联网的独立部件形成。对该评估单元特别有利地进行设计，其方式具体为使之能够检测由不同的子方法供应的控制变量并且将其进行比较、并且评价所述控制变量的合理性。这是特别有利的，以便确保由这些子方法供应的控制变量在物理上是适宜的并且适合于该燃料输送系统所供应的机动车辆或内燃发动机的当前运行方式或运行状态。这些不同的子方法具有不同的特性和敏感性、并且因此针对不同的运行状态以不同的准确性水平来提供控制变量。

例如，在基于特征图谱的子方法的情况下，被堵塞的燃料过滤器可能导致燃料输送泵的旋转速度降低，因为确认压力增大时，流通速率依然是低的。然而，接着降低旋转速度特别导致燃料输送的连续减少，由此在极端情况下，输送量过低而不能确保内燃发动机的运行。如果例如在冬天在车辆冷启动过程中发生这种情况，则这可能是由于燃料过滤器造成的，该燃料过滤器仅由于燃料粘稠而被堵塞。在此，代替上文所描述的策略，将更为适宜的是，增大供应给燃料输送泵或电动机的电力并且因此增大燃料输送速率，由此推动燃料穿过过滤器。由于在增大的压力下进行输送，因此燃料更快地发热并且最终可以确保机动车辆的正常运行。

为了避免减小旋转速度，例如可以使用电流受控调节，这在了解或不了解当前运行情况下使用，以便确保燃料的充分输送。

在根据本发明的方法中，特别有利的是，执行多个子方法(各自影响不同的值)并且取决于合理性检查，至少使用来自这些子方法之一的控制变量。取决于该评估单元的设计，所述评估单元可以有利地参考关于机动车辆或内燃发动机的信息来选择控制变量，以便使用正确的控制变量来根据情况调节燃料输送系统。

合理性检查可以具体涉及将这些控制变量与用于特定运行状态的期望控制变量进行比较。这还可以通过与预先限定的取值范围的比较来完成。同样可以采用用于检查合理性的另外的方法，例如将两个子方法的控制变量彼此进行比较、或者与来自同一子方法的控制变量进行比较。

对该评估单元特别有利地进行设计，其方式为使得排他地通过该评估单元、使用所确定的控制变量来致动该电动机或该燃料输送泵，这些控制变量的合理性已经过检查。因此该评估单元确定使用哪些控制变量来根据情况和要求运行该燃料输送系统。

当该评估单元还可以影响这些独立控制变量时也是有利的。具体而言，对有待进一步使用的控制变量进行加权(例如，放大或衰减)是有利的，以便进一步改善对该燃料输送系统的调节。

当将这些子方法并行和/或串行执行时也是优选的。并行应用特别适合来获取这些独立子方法的相应控制变量并且与此同时能够执行评估。串行应用特别有利地可以使用在一个子方法中、以及在另一个子方法中确定的控制变量，以便提高准确性并且提高最后传送到电动机的控制变量的品质。

此外，有利的是，借助于外部状态变量来评估这些控制变量的合理性，其中这些外部状态变量用于确定当前运行状态，其中这些控制变量的极限值是根据当前建立的运行状态得出的。

外部状态变量具体而言是来自机动车辆的其他控制器和传感器的状态变量。这些外部状态变量可以用于检测机动车辆的当前运行状态。限制这些控制变量的输出例如以避免损坏的极限值可以是与相应检测到的运行状态相关联的。可以用于检查由这些子方法所确定的控制变量的合理性的特殊期望值也可以与运行状态相关联。

此外，有利的是，在该评估单元中建立的这些控制值是不合理的事件中，开启紧急程序。

具体而言，紧急程序的特征为基于特征图谱的致动，这仅允许内燃发动机在一定限定极限内起作用。这可以在这些子方法所供应的控制变量以必然导致严重故障的方式不合理时有利地被触发。

不合理可以例如与预先限定的期望值相差一倍或多倍或超过限定的极限值。

还适宜的是，通过该评估单元来限定该燃料输送系统的运行模式，其中在每个运行模式中使用了多个控制变量，这些控制变量在各自情况下已经基于仅一个子方法确定，或者这些控制变量已经基于至少两个子方法确定。

这是有利的，以便确保，对于决定燃料输送系统应如何运行的总体控制是单元中的核心。由于这些子方法的不同控制变量的贡献，该评估单元被供应了足够的信息来关于燃料输送系统的运行作出适宜的选择。适宜的选择的突出之处尤其在于，根据要求来有效地运行并致动电动机。可以使用来自仅一个子方法的、或者来自多于一个子方法的控制变量，这取决于该评估单元选择了哪种运行模式。

此外，有利的是，借助于外部状态变量，在该评估单元中在有待使用的子方法方面进行选择。

外部状态变量例如是由其他控制器的测量值或由传感器检测到的值形成的。这些值优选地允许作出关于车辆的当前运行状态的陈述。由于这个额外的信息，可以进一步改善燃料输送系统的运行并且具体而言可以选择适合于该运行状态的子方法。

此外，适宜的是，可以通过该评估单元来激活校准单元，其中该校准单元是与这些子方法之一相关联的并且被设计成用于校准相应的子方法。

每个子方法特别有利地与专用校准单元相关联。该校准单元可以存在于其他控制器中或者可以以专用于这些子方法中的每一个子方法的方式来设计。具体而言，该校准单元用于校准在该子方法中以某种其他方式检测到的、计算出的、或使用的独立值。由于校准，例如可以补偿温度影响或燃料的物理特性的变化，以便实现更高的准确度。

特别有利的是，这些子方法使用外部状态变量作为输入变量、并且由此来确定输出变量，其中一个子方法的输出变量能够用作另一个子方法的输入变量。这是特别有利的，因为可以以此方式在独立子方法之间创建联系，这引起了更高的调节品质。具体而言，这可以使得控制变量在子方法之间来回反复传送，其中该控制变量的品质连续提高。

例如，在一个子方法中，可以确定最小输送量的极限值和最大输送量的极限值，要实现希望的目标压力则必须符合这些极限值。在另一子方法中，根据所述最大值和最小值可以确定为了在希望的目标压力下实现相应输送量而相应需要的旋转速度。这个旋转速度本身同样可以再次被馈送至第一子方法以用于确定最小和最大输送量，由此总体实现了最终产生的控制变量的品质改善。

还有利的是，重复应用该方法，以便确保连续调节该燃料输送系统的燃料输送。具体而言，在控制回路中执行该方法是有利的，因为以此方式，可以对燃料输送系统进行连续调节。

关于该设备的目的是通过具有权利要求10的特征的设备来实现的。

本发明的一个示例性实施例涉及一种用于应用调节燃料输送系统的方法的设备，其中该燃料输送系统具有至少一个评估单元、至少一个校准单元、以及至少一个数据存储器。

特别有利的是，该评估单元还提供用于执行这些子方法的计算容量和结构。这可以在一个专用的结构单元中或者借助于联网的独立元件来执行。该数据存储器和该校准单元同样可以与该评估单元以一个结构单元来形成。该数据存储器特别有利于缓冲器存储值、并且还存储在执行根据本发明的方法的过程中可能发生的错误或故障。该数据存储器中存储的值可以永久地或仅暂时地被保留。

在从属权利要求中并且在以下附图说明中描述了本发明的有利发展。

附图说明

下文中使用示例性实施例参照附图对本发明进行更详细的解释，在附图中：

图1示出了展示了根据本发明的方法的流程图，

图2示出了用于将两个子方法彼此相联系的示例性展示，并且

图3示出了用于执行根据本发明方法的系统的示例性展示。

具体实施方式

图1以示意图示出了展示了根据本发明的方法的流程图1。框2和3分别代表在该方法过程中可以应用的子方法之一。根据子方法2和3来确定控制变量并将其传送至评估单元。框4中展示了这点。在该评估单元中，对这些控制变量在其合理性方面进行检查并且有可能进行进一步的处理。框5中展示了这点。最后，被评估单元处理的并且可能被加权的控制变量被传送至电动机6。电动机6通过这些控制变量致动，其方式为实现了燃料输送泵的预设燃料输送。可以在控制回路中重复图1中所展示的方法，以便确保连续地调整电动机6的工作并且以尽可能最佳的方式来提供燃料输送。

图2在框图10中示出了多个子方法可以如何彼此组合的实例。在框11中实施体积调节方法，该方法接收不同的输入变量14、15、和16并且对其进行处理以形成输出变量17和18。在当前实例中，输入变量14是燃料输送系统中的压力的压力计算值。输入变量15对应于对燃料输送系统的电动机当前施加的电流。输入变量16是由该燃料输送泵或电动机的旋转速度形成的。

在由框11形成的子方法中，根据所述输入变量来确定可以输送的体积的极限值。输出变量17表示最小输送体积，而输出变量18表示最大输送体积。

这两个输出变量17、18首先在下游单元(例如，评估单元)中被进一步处理、并且其次还沿着信号线路19、20被传送至框12、13，如图2所展示的。框11的输出变量17、18因此形成框12和13的输入变量。此外，还将输入变量14提供至框12、13。根据该最小和最大输送体积可以得出关于该电动机或燃料输送泵的、为了能够输送相应输送体积而相应需要的旋转速度的结论，其中包括反映该燃料输送系统中的压力计算值的输入变量14。

从框12输出用于实现该最小输送体积的旋转速度的结果，作为输出变量21。从框13输出用于实现该最大输送体积的旋转速度，作为输出变量22。

图2仅示出了多个独立子方法彼此互连的单一示例性展示。这旨在展示以下原理：将多个独立子方法彼此串行或彼此并行地组合，其方式为使得通过包括来自其他子方法的额外控制变量，可以总体提高所确定的控制变量的品质。

图3示出了另外的框图30。框图30中展示了分别对应于独立子方法、评估单元、或校准单元的多个框34、35、36、37、38、39、40、和41。在框34至41之间展示了示出了独立子方法和单元可以如何彼此联网的大量信号线路。框图30的展示仅是示例性的并且不具有限制性质、尤其在所使用的子方法的数量或这些子方法彼此互连的方面。

输入变量被提供给由框31和32所示的系统，并且输出变量借助框33得出并且接着被传送至电动机。

框34表示无传感器的压力检测操作，这根据测量值得出了关于燃料输送系统中的压力的结论。为此，例如可以使用该燃料输送泵的旋转速度和对电动机施加的电流强度。子方法34通过框31得到了所需要的输入变量。

在图3的实例中，框35表示燃料监测操作。来自框32的测量值和在框34中确定的压力作为输入变量被输入燃料输送系统中。具体而言，将允许陈述关于机动车辆的运行状态以及所述机动车辆的环境条件的外部状态变量从框32供应至框35。来自框35的输出变量具体包括体积信号和需求信号，该体积信号反映所需的燃料量，并且该需求信号可以作为请求被发送到燃料输送系统或燃料输送泵。

框36形成校准单元。所述校准单元用于校准其所检测到的值和信号，以便消除不希望的影响和不准确性。该校准单元的输入变量的实例是来自框31的燃料输送泵的数据、来自框32的外部状态变量、来自框35的体积信号、以及来自框34的确定的压力。可以根据所存储的校准机理来校准这些值。校准值可以从框36传送到下游子方法。

框37表示物理模型，该物理模型具体而言基于多个输入变量来输出旋转速度预设值以及旋转速度需求值。这些输入变量包括在框34中确定的压力、来自框32的外部状态变量、以及源自框31的与燃料输送泵有关的数据。

框38形成了体积受控子方法。例如，它使用来自框32的外部状态变量、与燃料输送泵31有关的数据、还以及在框34中确定的压力作为输入变量。输出变量例如是旋转速度需求值，以便实现或维持希望的输送体积。

框39表示基于特征图谱的子方法。它接收压力值和体积变量作为输入变量。基于所需要的燃料体积，根据所述输入变量输出旋转速度作为输出变量。

除其他之外，还将框34至39的输出变量供应至框40和41。框40形成评估单元，该评估单元监测传送到它的输入变量，以便识别可能出现的任何偏差和不合理性并且根据需要触发紧急程序。

框41同样形成评估单元，该评估单元最后评价所生成的信号并且可能对其加权，这些信号以输入变量的形式、在选定的信号被输出至框33之前被传送至框41。最终的控制信号输出至框33。这个控制信号是基于各个框34至39中的子方法所生成的输出变量或控制信号而生成的、并且表示用于燃料输送泵的电动机的控制命令。

在一个有利的改进中，框40和41还可以一起形成共用评估单元，该共用评估单元包括这两个框40、41的所有功能。

框图30中所示的方法可以在任何希望数量的环路中重复地实施，以便确保连续地调节电动机或燃料输送泵。框图30仅是示例性的并且是高度简化的。它用于支持本发明的概念并且明确地不具有限制性质。

Claims (10)

1.一种用于在没有压力传感器的情况下调节燃料输送系统的方法，其中该燃料输送系统具有燃料输送泵、电动机、以及评估单元，其中该燃料输送泵能够被该电动机驱动，并且该电动机能够使用多个控制变量来致动，其中该电动机可以以实现可预设燃料输送的方式来致动，其特征在于，执行至少两种不同的子方法来分别确定多个控制变量，并且将在相应的子方法中确定的这些控制变量提供给评估单元，所述子方法各自影响不同的值，其中在该评估单元中对这些控制变量就其合理性方面进行评估，并且接着基于根据这些子方法中的仅一个子方法或根据多个子方法所确定的控制变量来致动该电动机。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，这些子方法是并行和/或串行执行的。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，借助于外部状态变量来评估这些控制变量的合理性，其中这些外部状态变量用于确定当前运行状态，其中这些控制变量的极限值是根据当前建立的运行状态得出的。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在该评估单元中建立的这些控制值是不合理的事件中，开启紧急程序。

5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，通过该评估单元来限定该燃料输送系统的运行模式，其中在每个运行模式中使用了多个控制变量，这些控制变量在各自情况下已经基于仅一个子方法确定，或者这些控制变量已经基于至少两个子方法确定。

6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，借助于外部状态变量，在该评估单元中在有待使用的子方法方面进行选择。

7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，能够通过该评估单元来激活校准单元，其中该校准单元是与这些子方法之一相关联的并且被设计成用于校准相应的子方法。

8.如权利要求1所述的方法，其特征在于，这些子方法使用外部状态变量作为输入变量、并且由此来确定输出变量，其中一个子方法的输出变量能够用作另一个子方法的输入变量。

9.如权利要求1-8中任一项所述的方法，其特征在于，重复应用该方法，以便确保连续调节该燃料输送系统的燃料输送。

10.一种用于应用如以上权利要求中任一项所述的方法的设备，其特征在于，该燃料输送系统具有至少一个评估单元、至少一个校准单元、以及至少一个数据存储器。

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