-
Technisches Gebiet
-
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Regelung eines Kraftstofffördersystems ohne Drucksensor, wobei das Kraftstofffördersystem eine Kraftstoffförderpumpe, einen Elektromotor und eine Auswerteeinheit aufweist, wobei die Kraftstoffförderpumpe durch den Elektromotor antreibbar ist und der Elektromotor über Steuergrößen ansteuerbar ist, wobei der Elektromotor derart ansteuerbar ist, dass eine vorgebbare Kraftstoffförderung erreicht wird.
-
Stand der Technik
-
Aus dem Stand der Technik sind Verfahren bekannt, durch welche der Druck in einem Kraftstofffördersystem ermittelt werden kann ohne dabei einen dedizierten Drucksensor zu verwenden. Hierzu wird auf der Grundlage von bekannten Zusammenhängen zwischen der Drehzahl und dem Ansteuerstrom einer bekannten Kraftstoffförderpumpe in einem bekannten Kraftstofffördersystem auf den im Kraftstoff vorherrschenden Druck geschlossen. Diese Verfahren sind insbesondere für Systeme vorteilhaft, die keinen zusätzlichen Drucksensor aufweisen, und somit einen einfacheren Aufbau haben.
-
Im Rahmen der Verfahren werden beispielsweise über Sensoren erfasste oder aus einem Steuergerät ausgelesene Werte für die Drehzahl und den Ansteuerstrom einer Kraftstoffförderpumpe mit im Steuergerät hinterlegten Kennfeldern oder Kennlinien abgeglichen, um für das jeweilige Kraftstofffördersystem auf den im Kraftstoff vorherrschenden Druck zu schließen. Alternativ kann der Druck im Kraftstofffördersystem auch vollständig über eine Vorgabe beziehungsweise Regelung des Ansteuerstroms oder der Pumpendrehzahl eingestellt werden. Diese Verfahren sind als stromgeführt beziehungsweise drehzahlgeführt bekannt.
-
Die
DE 10 2011 015 154 A1 offenbart ein Verfahren zur Überwachung einer elektromotorisch angetriebenen Kraftstoffpumpe und eine Kraftstofffördereinheit mit einer Kraftstoffpumpe. Dabei wird ein Pumpenstrom in Abhängigkeit von einer Pumpenspannung oder eine Pumpendrehzahl überwacht. Durch einen Vergleich des Pumpenstroms mit der Pumpenspannung oder der Pumpendrehzahl lässt sich erfassen, ob eine Leckage oder ein Trockenlauf der Kraftstoffpumpe vorliegt. Die Kraftstofffördereinheit benötigt hierfür keinen Drucksensor.
-
Das Skript zur Vorlesung „Sicherheitsgerichtete Echtzeitsystems I”, welches im Stand von Oktober 2004 begleitend zum Kurs „21661” der FernUniversität Hagen verwendet wurde, offenbart Grundlagenwissen zur Implementationsdiversität, zur funktionellen Diversität und zur Fehlererkennung durch Plausibilitätsüberprüfung.
-
Die
DE 10 2013 200 590 A1 offenbart Systeme und Verfahren zum Steuern eines bürstenlosen Motors, wobei das System eine Ansteuerschaltung in Verbindung mit dem bürstenlosen Motor und eine primäre Steuerungsvorrichtung in Verbindung mit der Ansteuerschaltung umfasst. Weiterhin umfasst das System eine sekundäre Steuerungsvorrichtung in Verbindung mit der Ansteuerschaltung und einen Multiplexer zum selektiven Bereitstellen entweder einer Ausgabe der primären Steuerungsvorrichtung oder einer Ausgabe der sekundären Steuerungsvorrichtung.
-
Die
DE 44 46 277 B4 offenbart ein Kraftstoffversorgungssystem für eine Brennkraftmaschine, mit einer elektrischen Kraftstoffpumpe, deren Förderleistung abhängig von Betriebsgrößen steuer- oder regelbar ist, und mit einem Kraftstoffzumesssystem mit Einspritzventilen, wobei der Kraftstoffdruck und die Kraftstoff-Durchflussmenge ausgehend von einer Spannung und eines Stroms der elektrischen Kraftstoffpumpe von einer Elektronik ermittelt wird.
-
Nachteilig an den Verfahren im Stand der Technik ist insbesondere, dass diese jeweils abhängig von bestimmten Betriebsbereichen des Kraftstofffördersystem beziehungsweise des Kraftfahrzeugs unterschiedlich gute Ergebnisse liefern. Je nach Fahrzustand des Kraftfahrzeugs, dessen Kraftstoffförderung sichergestellt werden soll, können so nachteilige Situationen aufgrund der Verwendung eines nicht vorteilhaften Verfahrens entstehen. Insbesondere starke Abweichungen zwischen den ermittelten Druckwerten und den tatsächlich vorherrschenden Drücken können hier zu unerwünschten negativen Auswirkungen auf das gesamte Kraftstofffördersystem führen, wodurch auch der sichere und effiziente Betrieb des Verbrennungsmotors gefährdet wird.
-
Darstellung der Erfindung, Aufgabe, Lösung, Vorteile Daher ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein Verfahren zu schaffen, welches eine genauere und sicherere Bestimmung des Drucks in einem Kraftstofffördersystem und somit eine zuverlässigere Regelung des Kraftstofffördersystems zulässt, wobei insbesondere eine weitreichende Unabhängigkeit von den unterschiedlichen Betriebszuständen des Kraftstofffördersystems beziehungsweise des Kraftfahrzeugs erreicht werden soll. Weiterhin ist es die Aufgabe der Erfindung eine Vorrichtung zum Betreiben des Verfahrens zur Verfügung zu stellen.
-
Die Aufgabe hinsichtlich des Verfahrens wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen von Anspruch 1 gelöst.
-
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung betrifft ein Verfahren zur Regelung eines Kraftstofffördersystems ohne Drucksensor, wobei das Kraftstofffördersystem eine Kraftstoffförderpumpe, einen Elektromotor und eine Auswerteeinheit aufweist, wobei die Kraftstoffförderpumpe durch den Elektromotor antreibbar ist und der Elektromotor über Steuergrößen ansteuerbar ist, wobei der Elektromotor derart ansteuerbar ist, dass eine vorgebbare Kraftstoffförderung erreicht wird, wobei zumindest zwei unterschiedliche Unterverfahren zur Ermittlung von Steuergrößen ausgeführt werden und die in dem jeweiligen Unterverfahren ermittelten Steuergrößen einer Auswerteeinheit zugeführt werden, wobei die Steuergrößen in der Auswerteeinheit hinsichtlich ihrer Plausibilität bewertet werden, und anschließend auf Basis von den ermittelten Steuergrößen von nur einem der Unterverfahren oder von mehreren Unterverfahren die Ansteuerung des Elektromotors vorgenommen wird, wobei ein erstes Unterverfahren die Ermittlung des im Kraftstofffördersystem vorherrschenden Drucks aufgrund bekannter Kennfelder und der Erfassung einzelner Zustandsgrößen vorsieht, und wobei ein zweites Unterverfahren eine stromgeführte Regelung vorsieht, wobei in dem zweiten Unterverfahren die Stromstärke, mit welcher die Kraftstoffförderpumpe angesteuert wird, überwacht und aktiv geregelt wird, und wobei ein drittes Unterverfahren eine volumengeführte Regelung vorsieht, wobei in dem dritten Unterverfahren der Druck im Kraftstofffördersystem erfasst oder aus dem Zusammenhang zwischen Stromstärke und Drehzahl ermittelt wird und zur Ermittlung des jeweils geförderten Volumens bestimmt wird, und wobei ein viertes Unterverfahren einen Abgleich eines ermittelten Druckwertes beziehungsweise der zur Ermittlung des Druckwertes herangezogenen Größen mit Kenngrößen außerhalb des Kraftstofffördersystems vorsieht, wobei die Kenngrößen im vierten Unterverfahren aus Modellen ermittelt werden, die in Steuergeräten abgelegt sind, wobei in der Auswerteeinheit unter Zuhilfenahme von externen Zustandsgrößen eine Auswahl hinsichtlich des zu verwendenden Unterverfahrens durchgeführt wird, wobei die externen Zustandsgrößen durch Messwerte anderer Steuergeräte oder Sensoren gebildet sind.
-
Die Unterverfahren sind insbesondere aus den unterschiedlichen Methoden zur Ermittlung des Drucks in einem Kraftstofffördersystem beziehungsweise zur Ermittlung von Steuergrößen zur Beeinflussung der Kraftstoffförderung gebildet.
-
Eine der Methoden ist kennfeldbasiert. Dabei wird aufgrund von bekannten Kennfeldern und der Erfassung einzelner Zustandsgrößen ein Wert für den im Kraftstofffördersystem vorherrschenden Druck ermittelt. Aufgrund des ermittelten Drucks kann schließlich eine Anpassung der Förderleistung des Kraftstofffördersystems durchgeführt werden, wodurch sich der sich einstellende Druck im Kraftstofffördersystem ebenfalls ändert.
-
Eine andere Methode zeichnet sich dadurch aus, dass sie stromgeführt ist. Hier ist die Stromstärke die relevante Größe, welche überwacht und aktiv geregelt wird. Die Drehzahl der Kraftstoffförderpumpe stellt sich aufgrund der Vorgabe des Stroms, mit welchem die Kraftstoffförderpumpe angesteuert wird, automatisch in Abhängigkeit der restlichen Randbedingungen, wie beispielsweise der Viskosität des zu fördernden Mediums, ein.
-
Eine weitere Methode ist eine volumengeführte Regelung. Hier wird der Druck erfasst beziehungsweise aus dem Zusammenhang zwischen Stromstärke und Drehzahl ermittelt und verwendet, um das jeweils geförderte Volumen zu bestimmen. Der Druck ist somit eine Hilfsgröße zur Errechnung des geförderten Volumens. Die Kraftstoffförderpumpe beziehungsweise der Elektromotor wird schließlich derart angesteuert, dass ein vorgegebenes Fördervolumen erreicht wird.
-
Andere Methoden sehen einen Abgleich des ermittelten Druckwertes beziehungsweise der zur Ermittlung des Druckwertes herangezogenen Größen mit Kenngrößen von außerhalb des Kraftstofffördersystems vor. Hier können beispielsweise Fahrzeugmodelle oder anderweitige Modelle in einem der Steuergeräte hinterlegt sein, die zu einer Verbesserung der Berechnungsqualität des Druckwertes beitragen.
-
Neben diesen Methoden existieren auch weitere Methoden, die im erfindungsgemäßen Verfahren im Rahmen eines Unterverfahrens verwendet werden können, um eine höhere Güte der Druckwertermittlung zu erreichen beziehungsweise die Bereitstellung des Kraftstoffs durch die Kraftstoffförderpumpe situations- und bedarfsgerecht zu gestalten.
-
Eine Auswerteeinheit kann ein Steuergerät sein, welches kompakt als eine Einheit im Fahrzeug verbaut ist oder durch vernetzte Einzelkomponenten gebildet ist. Die Auswerteeinheit ist besonders vorteilhaft derart ausgebildet, dass sie in der Lage ist die von unterschiedlichen Unterverfahren gelieferten Steuergrößen zu erfassen, zu vergleichen und insbesondere deren Plausibilität zu bewerten. Dies ist besonders vorteilhaft, um sicherzustellen, dass die von den Unterverfahren gelieferten Steuergrößen physikalisch sinnvoll sind und zu der aktuellen Betriebsart beziehungsweise dem Betriebszustand des Kraftfahrzeugs oder der mit dem Kraftstofffördersystem versorgten Verbrennungskraftmaschine passen. Die unterschiedlichen Unterverfahren besitzen unterschiedliche Eigenschaften und Empfindlichkeiten und liefern daher für unterschiedliche Betriebszustände unterschiedlich genaue Steuergrößen.
-
So kann beispielsweise bei einem kennfeldbasierten Unterverfahren ein verstopfter Kraftstofffilter zu einer Absenkung der Drehzahl der Kraftstoffförderpumpe führen, da erkannt wird, dass der Druck sich erhöht während der Durchfluss gering bleibt. Die Absenkung der Drehzahl führt dann aber gerade zu einer immer geringer werdenden Kraftstoffförderung, wodurch im Extremfall die Fördermenge zu gering ist, um den Betrieb der Verbrennungskraftmaschine sicherzustellen. Sollte eine solche Situation beispielsweise im Winter beim Kaltstart des Fahrzeugs auftreten, könnte dies an einem lediglich aufgrund des zähflüssigen Kraftstoffs zugesetzten Kraftstofffilter liegen. Anstelle der oben beschriebenen Strategie wäre es hier sinnvoller die Bestromung der Kraftstoffförderpumpe beziehungsweise des Elektromotors zu erhöhen und somit die Kraftstoffförderung zu erhöhen, wodurch Kraftstoff durch den Filter gepresst wird. Durch die Förderung unter erhöhtem Druck erwärmt sich der Kraftstoff schneller und es kann schließlich ein normaler Betrieb des Kraftfahrzeugs sichergestellt werden.
-
Um das Herabsetzen der Drehzahl zu vermeiden könnte beispielsweise eine stromgeführte Regelung verwendet werden, die mit oder ohne Kenntnis der aktuellen Betriebssituation genutzt wird, um eine ausreichende Förderung des Kraftstoffs sicherzustellen.
-
Im erfindungsgemäßen Verfahren ist es besonders vorteilhaft, dass eine Mehrzahl von Unterverfahren, die jeweils unterschiedliche Werte beeinflussen, ausgeführt werden und nach der Plausibilisierung zumindest die Steuergrößen von einem der Unterverfahren verwendet werden. Je nach Ausgestaltung der Auswerteeinheit kann diese für die Auswahl der Steuergrößen vorteilhafterweise auf Informationen über das Kraftfahrzeug beziehungsweise den Verbrennungsmotor zurückgreifen, um situationsgerecht die richtigen Steuergrößen zur Regelung des Kraftstofffördersystems zu verwenden.
-
Eine Plausibilisierung kann insbesondere ein Abgleich der Steuergrößen mit erwarteten Steuergrößen für bestimmte Betriebszustände sein. Auch kann dies durch einen Abgleich mit einem vordefinierten Wertebereich geschehen. Weitere Methoden der Plausibilisierung wie der Vergleich von Steuergrößen zweier Unterverfahren miteinander oder der Abgleich mit Steuergrößen aus dem gleichen Unterverfahren können ebenso angewendet werden.
-
Die Auswerteeinheit ist besonders vorteilhaft derart ausgebildet, dass die Ansteuerung des Elektromotors beziehungsweise der Kraftstoffförderpumpe ausschließlich durch die Auswerteeinheit unter Verwendung der ermittelten und plausibilisierten Steuergrößen erfolgt. Die Auswerteeinheit bestimmt somit welche Steuergrößen verwendet werden, um das Kraftstofffördersystem situations- und bedarfsgerecht zu betreiben.
-
Auch ist es vorteilhaft, wenn die Auswerteeinheit auch die einzelnen Steuergrößen beeinflussen kann. Insbesondere eine Gewichtung der weiterhin zu verwendenden Steuergrößen, beispielsweise durch eine Verstärkung oder Abschwächung, ist vorteilhaft, um die Regelung des Kraftstofffördersystems weiter zu verbessern.
-
Auch ist es zu bevorzugen, wenn die Unterverfahren parallel und/oder seriell ausgeführt werden. Eine parallele Anwendung ist besonders sinnvoll, um zeitgleich die jeweiligen Steuergrößen der einzelnen Unterverfahren zu erhalten und eine Auswertung vornehmen zu können. Eine serielle Anwendung ist besonders vorteilhaft, um die in einem Unterverfahren ermittelten Steuergrößen gegebenenfalls auch in einem andere Unterverfahren zu verwenden, um eine Erhöhung der Genauigkeit zu erreichen und die Güte der letztlich an den Elektromotor geleiteten Steuergrößen zu erhöhen.
-
Darüber hinaus ist es vorteilhaft, wenn die Bewertung der Plausibilität der Steuergrößen unter Zuhilfenahme von externen Zustandsgrößen durchgeführt wird, wobei die externen Zustandsgrößen zur Bestimmung eines aktuellen Betriebszustandes dienen, wobei von dem aktuell festgestellten Betriebszustand Grenzwerte für die Steuergrößen abgeleitet werden.
-
Externe Zustandsgrößen sind insbesondere Zustandsgrößen von anderen Steuergeräten und Sensoren aus dem Kraftfahrzeug. Diese können herangezogen werden, um den aktuellen Betriebszustand des Kraftfahrzeugs zu erfassen. Mit den jeweils erfassten Betriebszuständen können Grenzwerte verbunden sein, die die Ausgabe der Steuergrößen limitieren, um beispielsweise Beschädigungen zu vermeiden. Auch können mit den Betriebszuständen spezielle Erwartungswerte verknüpft sein, die zur Plausibilisierung der von den Unterverfahren ermittelten Steuergrößen genutzt werden können.
-
Weiterhin ist es vorteilhaft, wenn bei einer in der Auswerteeinheit festgestellten Implausibilität der Steuerwerte ein Notlaufprogramm gestartet wird.
-
Ein Notlaufprogramm ist insbesondere durch eine kennfeldbasierte Ansteuerung gekennzeichnet, die lediglich ein Funktionieren des Verbrennungsmotors in gewissen definierten Grenzen erlaubt. Dies kann vorteilhafterweise dann ausgelöst werden, wenn die von den Unterverfahren gelieferten Steuergrößen derart implausibel sind, dass von einer schwerwiegenden Störung ausgegangen werden muss.
-
Eine Implausibilität kann beispielsweise ein einmaliges oder mehrmaliges Abweichen um einen vordefinierten Erwartungswert sein oder ein Überschreiten eines definierten Grenzwertes.
-
Auch ist es zweckmäßig, wenn durch die Auswerteeinheit ein Betriebsmodus für das Kraftstofffördersystem festgelegt wird, wobei in jedem Betriebsmodus Steuergrößen verwendet werden, die auf Grundlage jeweils nur eines Unterverfahrens ermittelt wurden oder die auf Grundlage von zumindest zwei Unterverfahren ermittelt wurden.
-
Dies ist vorteilhaft, um sicherzustellen, dass die Hoheit über die Entscheidung wie das Kraftstofffördersystem betrieben werden soll zentral in einer Einheit liegt. Durch ein Beisteuern der unterschiedlichen Steuergrößen der Unterverfahren ist die Auswerteeinheit mit ausreichend Informationen versorgt, um eine sinnvolle Wahl hinsichtlich des Betriebs des Kraftstofffördersystems zu treffen. Eine sinnvolle Wahl zeichnet sich insbesondere durch einen effizienten Betrieb und eine bedarfsgerechte Ansteuerung des Elektromotors aus. Je nachdem, welcher Betriebsmodus durch die Auswerteeinheit gewählt wird, können Steuergrößen aus nur einem Unterverfahren herangezogen werden oder auch aus mehr als einem Unterverfahren.
-
Externe Zustandsgrößen sind beispielsweise durch Messwerte anderer Steuergeräte gebildet oder Werte, die von Sensoren erfasst werden. Diese lassen bevorzugt eine Aussage über den aktuellen Betriebszustand des Fahrzeugs zu. Durch diese zusätzlichen Informationen kann der Betrieb des Kraftstofffördersystems weiterhin verbessert werden und insbesondere ein zum Betriebszustand passendes Unterverfahren ausgewählt werden.
-
Weiterhin ist es zweckmäßig, wenn durch die Auswerteeinheit eine Kalibriereinheit aktivierbar ist, wobei die Kalibriereinheit einem der Unterverfahren zugeordnet ist und zur Kalibrierung des jeweiligen Unterverfahrens ausgebildet ist.
-
Besonders vorteilhaft ist jedem Unterverfahren eine eigene Kalibriereinheit zugeordnet. Die Kalibriereinheit kann in anderen Steuergeräten abgebildet sein oder dediziert für jedes der Unterverfahren ausgebildet sein. Die Kalibriereinheit dient insbesondere der Kalibrierung der einzelnen Werte, die innerhalb des Unterverfahrens erfasst, berechnet oder anderweitig verwendet werden. Durch eine Kalibrierung können beispielsweise Temperatureinflüsse oder Veränderungen der physikalischen Eigenschaften des Kraftstoffs ausgeglichen werden, um eine höhere Genauigkeit zu erreichen.
-
Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Unterverfahren externe Zustandsgrößen als Eingangsgrößen verwenden und daraus Ausgangsgrößen ermitteln, wobei die Ausgangsgrößen eines Unterverfahrens als Eingangsgrößen eines anderen Unterverfahrens nutzbar sind. Dies ist besonders vorteilhaft, da auf diese Weise eine Kopplung zwischen den einzelnen Unterverfahren geschaffen werden kann, die zu einer höheren Regelgüte führt. Insbesondere kann dadurch erreicht werden, dass Steuergrößen mehrfach zwischen Unterverfahren hin und her übergegeben werden, wobei die Güte der Steuergröße immer weiter erhöht wird.
-
So kann beispielsweise in einem Unterverfahren eine Grenze für eine minimale Fördermenge und eine Grenze für eine maximale Fördermenge ermittelt werden, die zum Erreichen eines gewünschten Zieldrucks notwendigerweise eingehalten werden müssen. Aus diesen Maximalwerten und Minimalwerten kann in einem anderen Unterverfahren die jeweils benötigte Drehzahl zum Erreichen der jeweiligen Fördermenge bei dem gewünschten Zieldruck ermittelt werden. Diese Drehzahl kann ihrerseits wieder in das erste Unterverfahren zur Ermittlung der minimalen und maximalen Fördermenge eingespeist werden, wodurch insgesamt eine Verbesserung der Güte der letztlich erzeugten Steuergröße erreicht wird.
-
Auch ist es vorteilhaft, wenn das Verfahren wiederholt angewendet wird, um eine kontinuierliche Regelung der Kraftstoffförderung durch das Kraftstofffördersystem zu gewährleisten. Insbesondere die Ausführung des Verfahrens in einer Regelschleife ist vorteilhaft, da auf diesem Weg eine kontinuierliche Regelung des Kraftstofffördersystems ermöglicht wird.
-
Die Aufgabe hinsichtlich der Vorrichtung wird durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen von Anspruch 10 gelöst.
-
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Anwendung eines Verfahrens zur Regelung des Kraftstofffördersystems, wobei das Kraftstofffördersystem zumindest eine Auswerteeinheit, zumindest eine Kalibriereinheit und zumindest einen Datenspeicher aufweist.
-
Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Auswerteeinheit auch die Rechenleistung und die Struktur für die Ausführung der Unterverfahren bereitstellt. Dies kann in einer dedizierten Baueinheit geschehen oder über vernetzte Einzelelemente. Der Datenspeicher und die Kalibriereinheit können ebenfalls in einer Baueinheit mit der Auswerteeinheit ausgebildet sein. Der Datenspeicher ist insbesondere zur Zwischenspeicherung von Werten vorteilhaft und auch zur Abspeicherung von Fehlern oder Störungen, die im Rahmen der Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens auftreten können. Die im Datenspeicher abgelegten Werte könne dauerhaft oder nur temporär erhalten werden.
-
Vorteilhafte Weiterbildungen der vorliegenden Erfindung sind in den Unteransprüchen und in der nachfolgenden Figurenbeschreibung beschrieben.
-
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
-
Im Folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen detailliert erläutert. In den Zeichnungen zeigen:
-
1 ein Flussdiagramm, welches das erfindungsgemäße Verfahren darstellt,
-
2 eine beispielhafte Darstellung zur Kopplung von zwei Unterverfahren untereinander, und
-
3 eine beispielhafte Darstellung eines Systems zur Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens.
-
Bevorzugte Ausführung der Erfindung
-
Die 1 zeigt ein Flussdiagramm 1, welches das erfindungsgemäße Verfahren in einer schematischen Abbildung darstellt. Die Blöcke 2 und 3 symbolisieren jeweils eines der Unterverfahren, die im Rahmen des Verfahrens Anwendung finden können. Aus den Unterverfahren 2 und 3 werden Steuergrößen ermittelt und an eine Auswerteeinheit weitergegeben. Dies ist durch den Block 4 dargestellt. In der Auswerteeinheit werden die Steuergrößen auf ihre Plausibilität hin überprüft und eventuell weiterverarbeitet. Dies ist durch Block 5 dargestellt. Schließlich werden durch die Auswerteeinheit verarbeitete und eventuell gewichtete Steuergrößen an den Elektromotor 6 weitergegeben. Der Elektromotor 6 wird durch die Steuergrößen derart angesteuert, dass eine vorgegebene Kraftstoffförderung durch die Kraftstoffförderpumpe erreicht wird. Das in 1 dargestellte Verfahren kann in einer Regelschleife wiederholt werden, um eine kontinuierliche Anpassung der Arbeit des Elektromotors 6 zu gewährleisten und für eine möglichst optimale Kraftstoffförderung zu sorgen.
-
Die 2 zeigt im Blockschaltbild 10 beispielhaft, wie eine Verbindung von Unterverfahren miteinander erreicht werden kann. Im Block 11 ist eine volumengeregelte Methode implementiert, die unterschiedliche Eingangsgrößen 14, 15 und 16 anzieht und zu den Ausgangsgrößen 17 und 18 verarbeitet. Im vorliegenden Beispiel ist die Eingangsgröße 14 ein berechneter Druckwert für den Druck im Kraftstofffördersystem. Die Eingangsgröße 15 entspricht dem an dem Elektromotor des Kraftstofffördersystems derzeit anliegenden Strom. Die Eingangsgröße 16 ist durch die Drehzahl der Kraftstoffförderpumpe beziehungsweise des Elektromotors gebildet.
-
Im durch den Block 11 gebildeten Unterverfahren werden hieraus Grenzwerte für das förderbare Volumen ermittelt. Die Ausgangsgröße 17 stellt das minimale Fördervolumen dar, während die Ausgangsgröße 18 das maximale Fördervolumen darstellt.
-
Die beiden Ausgangsgrößen 17, 18 werden einerseits in nachfolgenden Einheiten, wie beispielsweise der Auswerteeinheit weiterverarbeitet und andererseits, wie in 2 dargestellt, auch entlang der Signalleitungen 19, 20 zu den Blöcken 12, 13 geleitet. Die Ausgangsgrößen 17, 18 des Blockes 11 bilden somit Eingangsgrößen für die Blöcke 12 und 13. Zusätzlich wird zu den Blöcken 12, 13 auch die Eingangsgröße 14 zugeführt. Aus dem minimalen und maximalen Fördervolumen kann unter Einbeziehung der Eingangsgröße 14, welche den berechneten Druckwert im Kraftstofffördersystem widerspiegelt, auf eine jeweils notwendige Drehzahl des Elektromotors beziehungsweise der Kraftstoffförderpumpe geschlossen werden, um das jeweilige Fördervolumen fördern zu können.
-
Das Ergebnis für die Drehzahl zur Erreichung des minimalen Fördervolumens wird aus Block 12 als Ausgangsgröße 21 ausgegeben. Die Drehzahl zur Erreichung des maximalen Fördervolumens wird als Ausgangsgröße 22 aus Block 13 ausgegeben.
-
Die 2 zeigt lediglich eine einzige beispielhafte Darstellung einer Verschaltung einzelner Unterverfahren untereinander. Auf diese Weise soll das Prinzip verdeutlicht werden, dass einzelne Unterverfahren derart hintereinander oder parallel zueinander geschaltet werden können, dass durch die Einbeziehung zusätzlicher Steuergrößen aus anderen Unterverfahren die Güte der ermittelten Steuergrößen insgesamt erhöht werden kann.
-
3 zeigt ein weiteres Blockschaltbild 30. Im Blockschaltbild 30 ist eine Mehrzahl von Blöcken 34, 35, 36, 37, 38, 39, 40 und 41 dargestellt, die jeweils einzelnen Unterverfahren, einer Auswerteeinheit oder einer Kalibriereinheit entsprechen. Zwischen den Blöcken 34 bis 41 ist eine Vielzahl von Signalleitungen dargestellt, die zeigen, wie die einzelnen Unterverfahren und Einheiten miteinander vernetzt sein können. Die Darstellung des Blockschaltbildes 30 ist lediglich beispielhaft und weist insbesondere hinsichtlich der Anzahl der verwendeten Unterverfahren beziehungsweise der Verschaltung der Unterverfahren untereinander keinen beschränkenden Charakter auf.
-
Über die Blöcke 31 und 32 werden dem gezeigten System Eingangsgrößen zugeführt und über den Block 33 wird eine Ausgangsgröße abgenommen und nachfolgend an den Elektromotor geleitet.
-
Der Block 34 stellt eine sensorlose Druckerfassung dar, die aus Messwerten auf den Druck im Kraftstofffördersystem schließt. Hierzu können beispielsweise die Drehzahl der Kraftstoffförderpumpe und die am Elektromotor anliegende Stromstärke genutzt werden. Über den Block 31 bezieht das Unterverfahren 34 die benötigten Eingangsgrößen.
-
Der Block 35 stellt im Beispiel der 3 eine Kraftstoffüberwachung dar. Als Eingangsgrößen gehen Messwerte aus dem Block 32 und der im Block 34 ermittelte Druck im Kraftstofffördersystem ein. Aus Block 32 werden dem Block 35 insbesondere externe Zustandsgrößen zugeführt, die eine Aussage über den Betriebszustand des Kraftfahrzeugs und dessen Umgebungsbedingungen erlauben. Zu den Ausgangsgrößen von Block 35 zählen insbesondere ein Volumensignal, welches die notwendige Kraftstoffmenge wiedergibt, und ein Anforderungssignal, welches als Anfrage an das Kraftstofffördersystem beziehungsweise die Kraftstoffförderpumpe gesendet werden kann.
-
Der Block 36 bildet eine Kalibriereinheit. Diese dient zur Kalibrierung der von ihr erfassten Werte und Signale, um unerwünschte Einflüsse und Ungenauigkeiten zu eliminieren. Als Eingangsgrößen der Kalibriereinheit sind beispielhaft die Daten von der Kraftstoffförderpumpe aus Block 31, die externen Zustandsgrößen aus Block 32, das Volumensignal aus Block 35 und der ermittelte Druck aus Block 34 zu nennen. Diese Werte könne entsprechend der hinterlegten Kalibrierungsmechanismen kalibriert werden. Aus Block 36 können die kalibrieten Werte an nachfolgende Unterverfahren weitergegeben werden.
-
Block 37 stellt ein physikalisches Modell dar, welches auf Grundlage mehrerer Eingangsgrößen insbesondere Drehzahlvorgaben und Drehzahlanforderungen ausgibt. Zu den Eingangsgrößen zählen der im Block 34 ermittelte Druck, die externen Zustandsgrößen aus Block 32 und die aus Block 31 stammenden Daten der Kraftstoffförderpumpe.
-
Block 38 bildet ein volumengeführtes Unterverfahren. Es nutzt als Eingangsgrößen beispielsweise die externen Zustandsgrößen aus Block 32, die Daten der Kraftstoffförderpumpe 31 sowie den im Block 34 ermittelten Druck. Eine Ausgangsgröße ist beispielsweise eine Drehzahlanforderung, um das gewünschte Fördervolumen zu erreichen beziehungsweise zu halten.
-
Der Block 39 stellt ein kennfeldbasiertes Unterverfahren dar. Es nimmt als Eingangsgrößen einen Druckwert auf und eine Volumengröße. Daraus wird basierend auf dem notwendigen Kraftstoffvolumen eine Drehzahl als Ausgangsgröße ausgegeben.
-
Die Ausgangsgrößen der Blöcke 34 bis 39 werden unter anderem auch den Blöcken 40 und 41 zugeführt. Der Block 40 bildet eine Auswerteeinheit, die eine Überwachung der in sie geführten Eingangsgrößen durchführt, um eventuell auftretenden Abweichungen und Implausibilitäten zu erkennen und nötigenfalls ein Notlaufprogramm auszulösen.
-
Block 41 bildet ebenfalls eine Auswerteeinheit, die letztlich die erzeugten Signale, die in Form von Eingangsgrößen in den Block 41 geführt werden, bewertet und eventuell gewichtet bevor ausgewählte Signale zum Block 33 ausgegeben werden. An den Block 33 wird ein finales Steuersignal ausgegeben. Dieses Steuersignal ist auf Grundlage der von den Unterverfahren in den unterschiedlichen Blöcken 34 bis 39 erzeugten Ausgangsgrößen beziehungsweise Steuersignalen erzeugt, und stellt einen Steuerbefehl für den Elektromotor der Kraftstoffförderpumpe dar.
-
Die Blöcke 40 und 41 können in einer vorteilhaften Ausgestaltung auch zusammen eine gemeinsame Auswerteeinheit bilden, die die Funktionalitäten der beiden Blöcke 40, 41 vollständig enthält.
-
Das im Blockschaltbild 30 gezeigte Verfahren kann in beliebig vielen Schleifen wiederholt durchlaufen werden, um eine kontinuierliche Regelung des Elektromotors beziehungsweise der Kraftstoffförderpumpe zu gewährleisten. Das Blockschaltbild 30 ist lediglich beispielhaft und ist stark vereinfacht. Es dient der Stützung des Erfindungsgedankens und weist ausdrücklich keinen beschränkenden Charakter auf.
-
Bezugszeichenliste
-
- 01
- Flussdiagramm
- 02
- Block
- 03
- Block
- 04
- Block
- 05
- Block
- 06
- Block
- 10
- Blockschaltbild
- 11
- Block
- 12
- Block
- 13
- Block
- 14
- Eingangsgröße
- 15
- Eingangsgröße
- 16
- Eingangsgröße
- 17
- Ausgangsgröße
- 18
- Ausgangsgröße
- 19
- Signalleitung
- 20
- Signalleitung
- 21
- Ausgangsgröße
- 22
- Ausgangsgröße
- 30
- Blockschaltbild
- 31
- Block
- 32
- Block
- 33
- Block
- 34
- Block
- 35
- Block
- 36
- Block
- 37
- Block
- 38
- Block
- 39
- Block
- 40
- Block
- 41
- Block
