DE102011015154A1

DE102011015154A1 - Verfahren zur Überwachung einer elektromotorisch angetriebenen Kraftstoffpumpe und Kraftstofffördereinheit mit einer Kraftstoffpumpe

Info

Publication number: DE102011015154A1
Application number: DE201110015154
Authority: DE
Inventors: Rolf Graf
Original assignee: Continental Automotive GmbH
Current assignee: Vitesco Technologies GmbH
Priority date: 2011-03-25
Filing date: 2011-03-25
Publication date: 2012-09-27
Anticipated expiration: 2031-03-26
Also published as: US9127611B2; US20120245819A1; DE102011015154B4

Abstract

Bei einer Uberwachung einer elektromotorisch angetriebenen Kraftstoffpumpe (2) einer Kraftstofffordereinheit fur ein Kraftfahrzeug wird ein Pumpenstrom [A] in Abhängigkeit von einer Pumpenspannung oder einer Pumpendrehzahl [n] überwacht. Durch einen Vergleich des Pumpenstroms [A] mit der Pumpenspannung oder der Pumpendrehzahl [n] lässt sich erfassen, ob eine Leckage oder ein Trockenlauf der Kraftstoffpumpe (2) vorliegt. Die Kraftstofffördereinheit benotigt hierfur keinen Drucksensor und ist daher besonders einfach aufgebaut.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Uberwachung einer elektromotorisch angetriebenen Kraftstoffpumpe einer Kraftstofffördereinheit fur ein Kraftfahrzeug, bei dem ein Pumpensteuergerat die Kraftstoffpumpe mit elektrischem Strom versorgt. Weiterhin betrifft die Erfindung eine Kraftstofffordereinheit für ein Kraftfahrzeug mit einer elektromotorisch angetriebenen Kraftstoffpumpe und mit einem Pumpensteuergerät zur Ansteuerung der Kraftstoffpumpe.
Bei Kraftstofffördereinheiten besteht beispielsweise die Gefahr, dass die Kraftstoffpumpe keinen Kraftstoff erhält und daher trocken laufen kann oder dass bei einer Leckage Kraftstoff in die Umwelt gelangt. Ein Trockenlauf der Kraftstoffpumpe fuhrt wegen eines Ausfalls der Schmierung zu einem schnellen Verschleiß und damit zu einem Ausfall der Kraftstoffpumpe. Eine Leckage außerhalb eines die Kraftstoffpumpe aufnehmenden Kraftstoffbehälters führt zu einer Belastung und Gefährdung der Umwelt.
Man könnte die Kraftstofffördereinheit beispielsweise mit einem Drucksensor überwachen und die genannten Gefahren erkennen, da der von der Kraftstoffpumpe erzeugte Druck bei einem Trockenlaufen oder einer Leckage drastisch abfallt. Ein solcher Drucksensor führt jedoch zu einem hohen baulichen Aufwand. Im ungunstigsten Fall ist der Drucksensor zudem selbst eine Fehlerquelle.
Der Erfindung liegt das Problem zugrunde, ein Verfahren der eingangs genannten Art so weiter zu entwickeln, dass es eine Überwachung der Kraftstofffordereinheit ohne den Einsatz eines Drucksensors ermöglicht. Weiterhin soll eine Kraftstofffördereinheit geschaffen werden, welche ohne Drucksensor überwacht werden kann.
Das erstgenannte Problem wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die Zuführung des Pumpenstroms der Kraftstoffpumpe in Abhangigkeit von der Pumpenspannung an der Kraftstoffpumpe oder von der Pumpendrehzahl der Kraftstoffpumpe uberwacht wird und bei Unterschreitung eines Grenzwertes eine Fehlermeldung ausgegeben wird.
Durch diese Gestaltung wird ein Druckabfall indirekt über Parameter der Kraftstoffpumpe erfasst. Wenn der Pumpenstrom der Kraftstoffpumpe bei konstanter Pumpenspannung oder konstanter Pumpendrehzahl abfällt, ist dies ein Zeichen dafur, dass eine Leckage vorliegt oder dass die Kraftstoffpumpe trocken läuft. Diese Uberwachung des Pumpenstroms und die Verknüpfung mit weiteren Systemparametern der Kraftstoffpumpe ist meist mit vorhandenen Einrichtungen durch Software moglich. Eine direkte Messung des Drucks der Kraftstoffpumpe ist daher nicht erforderlich.
Eine irrtumliche Ausgabe von Fehlermeldungen lasst sich gemaß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung weitgehend vermeiden, wenn die Fehlermeldung erst nach der Unterschreitung des Grenzwertes nach einer vorgesehenen Zeitspanne ausgegeben wird. Durch diese Gestaltung werden transiente Vorgange ausgefiltert.
Unterschiedliche Ursachen für Fehler lassen sich an unterschiedlichem Verhalten der Kraftstoffpumpe erkennen. Für unterschiedliche Ursachen lassen sich gemäß einer anderen vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung unterschiedliche Fehlermeldungen ausgeben, wenn mehrere Grenzwerte erstellt werden und für jeden Grenzwert eine eigene Fehlermeldung ausgegeben wird. Durch diese Gestaltung kann beispielsweise eine Leckage der Kraftstofffördereinheit von einem Trockenlauf der Kraftstoffpumpe unterschieden werden, weil der der Kraftstoffpumpe zugefuhrte Pumpenstrom bei einem Trockenlauf geringer ist als bei einer Leckage. Bei einer Leckage ist der Pumpenstrom geringer als im Normalbetrieb der Kraftstoffpumpe.
Eine Beschadigung der Kraftstoffpumpe durch einen Trockenlauf oder ein hoher Austritt von Kraftstoff bei einer Leckage lasst sich gemäß einer anderen vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung einfach vermeiden, wenn bei Unterschreitung eines Grenzwertes des Pumpenstroms die Kraftstoffpumpe abgeschaltet wird. Durch diese Gestaltung wird das erfindungsgemaße Verfahren genutzt, um Schäden an der Kraftstofffördereinheit oder durch austretenden Kraftstoff zu vermeiden.
Ein Fehler der Kraftstofffordereinheit lasst sich gemäß einer anderen vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung während des gesamten Betriebs überwachen, wenn ein Kennfeld des der Kraftstoffpumpe zugeführten Pumpenstroms mit der Pumpenspannung oder der Pumpendrehzahl überwacht wird. Durch diese Gestaltung ist der Grenzwert eine Kurve im Kennfeld und damit abhängig von der Pumpenspannung und der Pumpendrehzahl.
Das zweitgenannte Problem, nämlich die Schaffung einer Kraftstofffördereinheit, welche ohne Drucksensor überwacht werden kann, wird erfindungsgemaß gelost durch eine Einrichtung zur Überwachung der Parameter des der Kraftstoffpumpe zugefuhrten Pumpenstroms in Verbindung mit der Pumpenspannung und/oder Pumpendrehzahl der Kraftstoffpumpe und durch eine Recheneinheit zum Vergleich der Signale der Einrichtung zur Uberwachung mit abgespeicherten Grenzwerten der Kraftstoffpumpe.
Durch diese Gestaltung werden verschiedene Parameter der Kraftstoffpumpe uberwacht und nach einem Vergleich der Parameter mit einem Grenzwert auf das Vorliegen eines Fehlers geschlossen. Die Montage eines zusätzlichen Drucksensors lässt sich dank der Erfindung vermeiden.
Die erfindungsgemäße Kraftstofffördereinheit lässt sich wahrend des Betriebs auf Fehler uberwachen, wenn die Einrichtung zur Überwachung von Parametern eine Kennfeldüberwachung ist.
Die erfindungsgemäße Kraftstofffordereinheit gestaltet sich konstruktiv besonders einfach, wenn das Pumpensteuergerät die Einrichtung zur Kennfeldüberwachung und/oder die Recheneinheit aufweist. Durch diese Gestaltung wird die Anzahl der zu montierenden Bauteile besonders gering gehalten.
Die erfindungsgemäße Kraftstofffordereinheit lasst sich besonders kostengunstig fertigen, wenn das Pumpensteuergerat einen Mikroprozessor zur Kennfeldüberwachung und zu dem Vergleich der Signale der Kennfeldüberwachung mit den abgespeicherten Grenzwerten hat. Da Pumpensteuergerate häufig ohnehin einen Mikroprozessor zur Ansteuerung der Kraftstoffpumpe nutzen, fuhrt diese Gestaltung nicht zu einer Erhöhung des baulichen Aufwandes der Kraftstofffördereinheit.
Die Erfindung lässt zahlreiche Ausführungsformen zu. Zur weiteren Verdeutlichung ihres Grundprinzips ist eine davon in der Zeichnung dargestellt und wird nachfolgend beschrieben. Diese zeigt in:
1 schematisch eine Kraftstofffordereinheit eines Kraftfahrzeuges,
2 schematisch ein Diagramm zur Ansteuerung einer Kraftstoffpumpe der Kraftstofffördereinheit aus 1.
1 zeigt eine Kraftstofffördereinheit eines Kraftfahrzeuges mit einer in einem Kraftstoffbehälter 1 angeordneten Kraftstoffpumpe 2. Die Kraftstoffpumpe 2 hat eine von einem Elektromotor 3 angetriebene Pumpenstufe 4 und fordert Kraftstoff aus dem Kraftstoffbehälter 1 über eine Vorlaufleitung 5 zu einer Brennkraftmaschine 6. Der Elektromotor 3 wird über ein Pumpensteuergerat 7 mit elektrischem Strom aus einem Stromnetz 8 eines Kraftfahrzeuges versorgt. Das Pumpensteuergerät 7 ist mit einer Anzeige 9 verbunden, auf der sich Fehlermeldungen der Kraftstoffpumpe 2 darstellen lassen. Weiterhin hat das Pumpensteuergerät 7 eine Verbindung mit einem Motorsteuergerat 10 der Brennkraftmaschine 6.
2 zeigt schematisch in einem Diagramm ein Kernfeld des Pumpendrucks [P] der Kraftstoffpumpe 2 aus 1 in Abhangigkeit des elektronisch der Kraftstoffpumpe 2 zugeführten Pumpenstroms [A] über die Pumpendrehzahl [n]. In 2 sind zudem die Verläufe zweier Grenzwerte G1 und G2 des minimalen Pumpendrucks dargestellt. Der Grenzwert G1 entspricht dem Verlauf des Pumpendrucks bei einer Leckage der Kraftstofffördereinheit aus 1, beispielsweise bei einem Leck in der Vorlaufleitung 5. Grenzwert G2 beschreibt beispielsweise einen Trockenlauf der Kraftstoffpumpe 2, bei dem die Pumpendrehzahl bereits bei geringen Pumpenströmen stark ansteigt, ohne dass ein Pumpendruck erzeugt wird. Das dargestellte Diagramm ist kennzeichnend fur einen bürstenlosen Elektromotor 3. In einer nicht dargestellten Ausfuhrungsform der Erfindung kann bei einem burstenbehafteten Elektromotor 3 anstelle der Pumpendrehzahl die Pumpenspannung dargestellt sein.
Das Verfahren zum Betrieb der Kraftstoffpumpe 2 sieht vor, aus dem in 2 dargestellten Pumpenstrom und der Pumpendrehzahl oder der Pumpenspannung den von der Kraftstoffpumpe 2 erzeugten Pumpendruck aus einem abgespeicherten Kernfeld abzuleiten. Die hierfür erforderlichen Werte liegen dem Pumpensteuergerat 7 vor. Unterschreitet der abgeleitete Pumpendruck den Grenzwert G1 oder G2, wird auf der Anzeige 9 eine Fehlermeldung dargestellt und/oder die Brennkraftmaschine 6 über das Motorsteuergerät 10 abgeschaltet.
Bezugszeichenliste

1: Kraftstoffbehalter
2: Kraftstoffpumpe
3: Elektromotor
4: Pumpenstufe
5: Vorlaufleitung
6: Brennkraftmaschine
7: Pumpensteuergerat
8: Stromnetz
9: Anzeige
10: Motorsteuergerät

Claims

Verfahren zur Uberwachung einer elektromotorisch angetriebenen Kraftstoffpumpe einer Kraftstofffördereinheit fur ein Kraftfahrzeug, bei dem ein Pumpensteuergerät die Kraftstoffpumpe mit elektrischem Strom versorgt, dadurch gekennzeichnet, dass die Zuführung des Pumpenstroms der Kraftstoffpumpe in Abhängigkeit von der Pumpenspannung an der Kraftstoffpumpe oder von der Pumpendrehzahl der Kraftstoffpumpe überwacht wird und bei Unterschreitung eines Grenzwertes eine Fehlermeldung ausgegeben wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Fehlermeldung erst nach der Unterschreitung des Grenzwertes nach einer vorgesehenen Zeitspanne ausgegeben wird.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Grenzwerte erstellt werden und fur jeden Grenzwert eine eigene Fehlermeldung ausgegeben wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei Unterschreitung eines Grenzwertes des Pumpenstroms die Kraftstoffpumpe abgeschaltet wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Kennfeld des Pumpenstroms mit der Pumpenspannung oder der Pumpendrehzahl überwacht wird.
Kraftstofffordereinheit fur ein Kraftfahrzeug mit einer elektromotorisch angetriebenen Kraftstoffpumpe (2) und mit einem Pumpensteuergerat (7) zur Ansteuerung der Kraftstoffpumpe (2), gekennzeichnet durch eine Einrichtung zur Überwachung der Parameter des der Kraftstoffpumpe zugefuhrten Pumpenstroms [A] in Verbindung mit der Pumpenspannung und/oder Pumpendrehzahl [n] der Kraftstoffpumpe (2) und durch eine Recheneinheit zum Vergleich der Signale der Einrichtung zur Uberwachung mit abgespeicherten Grenzwerten (G1, G2) der Kraftstoffpumpe (2).
Kraftstofffordereinheit nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung zur Uberwachung von Parametern eine Kennfelduberwachung ist.
Kraftstofffordereinheit nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Pumpensteuergerät (7) die Einrichtung zur Kennfeldüberwachung und/oder die Recheneinheit aufweist.
Kraftstofffördereinheit nach einem der Anspruche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Pumpensteuergerat (7) einen Mikroprozessor zur Kennfeldüberwachung und zu dem Vergleich der Signale der Kennfeldüberwachung mit den abgespeicherten Grenzwerten hat.