EP3289217A1 - Verfahren zur regelung einer kraftstoffförderpumpe - Google Patents

Verfahren zur regelung einer kraftstoffförderpumpe

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EP3289217A1
EP3289217A1 EP16718661.8A EP16718661A EP3289217A1 EP 3289217 A1 EP3289217 A1 EP 3289217A1 EP 16718661 A EP16718661 A EP 16718661A EP 3289217 A1 EP3289217 A1 EP 3289217A1
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EP
European Patent Office
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actual
pressure
determined
electric motor
actual volume
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP16718661.8A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Gerald BEHRENDT
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Continental Automotive GmbH
Original Assignee
Continental Automotive GmbH
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Publication date
Application filed by Continental Automotive GmbH filed Critical Continental Automotive GmbH
Publication of EP3289217A1 publication Critical patent/EP3289217A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
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    • F04B2205/05—Pressure after the pump outlet
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B2205/00—Fluid parameters
    • F04B2205/09—Flow through the pump

Definitions

  • the invention relates to a method for controlling a KraftStoff compositions, with a KraftStoff basicpumpe and with an electric motor, wherein the KraftStoff characteristicpumpe is driven by the electric motor and the electric motor is driven by a drive current.
  • KraftFörf jobsystem which is designed to ⁇ fuel from the tank to promote the internal combustion engine.
  • the fuel delivery system has regularly to a force ⁇ fuel supply pump which has at least one pumping station and an electric motor. By adjusting the current on the electric motor whose speed can be influenced and so ⁇ with the flow rate of KraftStoff compositions.
  • An embodiment of the invention relates to a method for controlling a Kraftofoffracsystems, with a fuel pump and an electric motor, wherein the ⁇ fuel pump is driven by the electric motor and the electric motor can be driven by a drive current, wherein at a predetermined time by the KraftStoffför ⁇ funded pumped actual volume is determined at a prevailing at this time actual pressure and from the specific actual volume and a desired pressure, a target speed for the fuel pump driving the electric motor tilllei ⁇ tet.
  • This is particularly advantageous because not only on the basis of an actual pressure and a target pressure, a target speed is passed from ⁇ , but the funded volume is used as an intermediate ⁇ size.
  • the project, funded actual volume before ⁇ preferably agrees Working on the basis of the actual pressure and the actual speed, making a statement with high accuracy can be achieved on the actual volume.
  • the actual volume is then preferably used in a further determination, in which, with the aid of the desired pressure, which can also be predetermined with a high quality, a target speed can be determined, which is given to the electric motor as a target.
  • the electric motor is preferably controlled by varying the Stro ⁇ mes, with which it is driven. Due to the known characteristics of the electric motor and the remaining KraftStoff preparesystems the necessary current to achieve a certain target speed under given boundary ⁇ conditions can be specified very accurately. In particular, the prevailing in the fuel feed system pressure is a re ⁇ levante constraint here.
  • For each specific fuel delivery system can identify a map that a connection between the ge ⁇ promoted volume, the speed and the pressure prevailing in the fuel delivery system ⁇ print forms.
  • a typical map shows on the X-axis, the speed of the fuel pump, on the Y-axis, the funded volume and curves ver ⁇ running in the quadrants spanned by the axes as isobars. With two known values each, the third missing value can be determined.
  • each be ⁇ known values were determined at the same time, since all values can change with the passage of time, where significant changes occur in very short periods of time can. Therefore, it is advantageous if the value determination happens at a given time. Of course, the determination can be done continuously on a continuous basis. In this case, however, it is advantageous if the actual values determined in each case from the fuel-substance delivery system are always determined at an identical point in time.
  • the drive current may also be plotted instead of the rotational speed.
  • the map retains its overriding statement and will only look different. Also with the strength of the drive current and the volume delivered per ⁇ Weil can closed on the pressure who ⁇ the or vice versa. It is thus given an alternative determination of the promoted actual volume.
  • a preferred embodiment is characterized ⁇ net, that the target speed for the electric motor by means of the determined actual volume and the predetermined target pressure from a map is determined.
  • a map is advantageously used, which curves bears on the X-axis, the rotational speed, the ge ⁇ promoted volume on the Y axis and in the plane spanned by the axes of quadrants in the form of isobars, wherein the iso ⁇ cash the prevailing respectively in the fuel delivery system Pressure correspond.
  • known variables of the target pressure and the specific size as an intermediate conveyed actual volume are used to determine a target speed. This is particularly easy and therefore can quickly bewerkstel ⁇ ligt.
  • the actual volume and the target speed are determined from the same map.
  • the map can also be in ta ⁇ bella imperious form or in the form of regulations Beticiansvor ⁇ . Also other factors can be considered in the map so that a further increase in the Ge ⁇ accuracy can be achieved.
  • the determined actual volume is processed in a correction module, wherein at ⁇ additionally the actual pressure and the target pressure in the Korrekturmo incorporated ⁇ dul and an adapted actual volume is determined, adapted from the Actual volume and the target pressure by means of a known map, a target speed for the electric motor is determined.
  • a correction module may be purchased by the manufacturer or by the manufacturer.
  • the correction module is preferably used to determine the value determined for the fuel supply system in the fuel supply system corrected actual volume to be corrected.
  • ⁇ sondere interference are to be minimized or from the outside or from within the fuel delivery system entirely eliminated.
  • the determination of the desired speed can also take place in the correction ⁇ module. Alternatively, this can also be provided a separate module.
  • the correction module should CARDINAL ⁇ Lich the influence of the change in volume to pressure entge ⁇ gen stir to eliminate this source of error. But other interference can be expected over the correction module through appropriate algorithms and computational methods from the target ⁇ worth it for the desired speed out.
  • the correction module for correcting the actual volume which also receives input values, which reflect the pressure-dependent behavior of other elements of the motor ⁇ material conveying system.
  • these include in particular an ejector and / or a venturi pump and / or a Dü ⁇ se.
  • a pressure change also affects in particular these secondary pumps.
  • a Begursichti ⁇ supply this pressure-dependent behavior is advantageous to maintain the quality of the determined value as high as possible for the desired speed.
  • the determined target speed for the electric motor in a PID controller is as a ⁇ given input variable and the electric motor is controlled by the PID controller.
  • a PID controller can advantageously achieve fast control with high control quality.
  • the determined with a high accuracy target speed can therefore be easily and reliably achieved by the controller selects a suitable current for driving the electric motor depending on the respective target speed.
  • the actual pressure is determined by a pressure sensor or in that the actual pressure is determined by a calculation method and / or comparison method.
  • the Determined ⁇ development of the pressure prevailing in the fuel supply system pressure may take place in some way with a dedicated pressure sensor or pressure sensor without using computational methods and / or comparison process.
  • 1 is a block diagram in which the process of he ⁇ inventive method is illustrated
  • 2 is a diagram showing a map for the geför derter volume over the speed, wherein in the ordinate system isobars are located
  • Fig. 3 is a block diagram illustrating an alter native embodiment of the procedural inventive method
  • Fig. 4 is a block diagram to illustrate a wide ren alternative embodiment of the method.
  • FIG. 1 shows a block diagram 1, which reflects the course of the method according to the invention.
  • input values are inputted into the drive Ver ⁇ processed in subsequent blocks 5 and 6.
  • FIG. 7 a generated output is output via block 7.
  • Block 2 provides as an input variable the current actual pressure at the time of data collection.
  • the actual pressure may be so ⁇ well classically determined by a pressure sensor and by a calculation method or byletssver ⁇ drive are determined.
  • the current actual speed is input as a further input variable, which corresponds to the speed that applied to the electric motor or the pumping station at the time when the actual pressure was determined.
  • the input variables are supplied to the block 5.
  • block 5 is made of the actual pressure and the actual rotational speed with the aid of known characteristic fields, which map the respective fuel-transfer system, an actual Volu ⁇ men determined, which is supported by the fuel conveying system at a given actual speed and a given actual pressure.
  • the actual volume is continued via the signal line 11 to the block 6.
  • a target speed is determined with the aid of the actual volume from block 5 and the desired pressure, which is finally output via the Signallei ⁇ device 12 via block 7 as output.
  • the determination of the desired speed can also be done via a map with knowledge of the actual volume and the target pressure. Ideally, the same map can be used in block 6 even that has already ver ⁇ applies also in block fifth
  • the actual volume is generated in the process of Figure 1 as an intermediate ⁇ size, the actual volume on the basis of values it is ⁇ averages, which have a high accuracy.
  • the Ver ⁇ application of the actual volume is particularly advantageous because directly the physical behavior of the pump is taken into account.
  • Figure 2 shows a diagram 20 which represents a particular characteristic ⁇ field, as it was used for the determination of the actual volume in block 5 of Figure 1 and the determination of the target rotational speed in block 6 of FIG. 1
  • Diagram 20 is an example and represents one possible configuration of a fuel delivery system.
  • the X-axis is referred to wel ⁇ cher the revolutions of the electric motor are removed per minute. It may also be the speed of the pump of the KraftStoff componentpumpe. As a rule, these speeds are essentially identical, since the pumping station is usually borrowed without gear transmission is driven directly by the electric motor to ⁇ .
  • Reference numeral 22 denotes the Y-axis, on which the delivered volume is removed in 1 / h.
  • a plurality of straight lines 23 are formed, forming isobars.
  • the same pressure prevails in the fuel supply system.
  • the respective pressure of the isobars 23 increases.
  • the operating point can be determined from the diagram 20 with known actual pressure 25, to which an actual volume corresponding to the point 27 is assigned.
  • This actual volume 27 thus corresponds to the size which is generated in block 5 of FIG. 1 as an output variable and is transferred via signal line 11 into block 6.
  • Starting 27 by reference to the setpoint pressure 26 of block 3 of Figure 1 can be reached in Figure 2 to an operating point which the associated target speed is supplied ⁇ allocates 29 of the actual volume. This method corresponds to block 6 of FIG. 2.
  • Figure 3 shows a block diagram 30, wherein the input variables provided to dispose of the blocks 31, 32 and 33 who ⁇ . From block 36, the output is output. In block 34, the determination of the actual volume takes place, which is processed in block 35 to a target speed.
  • the ⁇ A gear sizes can be via the signal lines 37, 38 and 39 distributed on the blocks 34 and 35th
  • the structure of the block diagram of 30 is similar in many parts of the block diagram 1 of the Fi ⁇ gur 1. Deviating from Figure 1 is the block 32 as a ⁇ output variable is not the actual speed fed, but the actual current intensity with which energizes the electric motor to the considered instant becomes.
  • Amperage with which the electric motor is driven are also closed to the speed of the electric motor.
  • the current thus forms a counter to the speed from ⁇ exchangeable size. Both quantities can be used synonymously in the process according to the invention.
  • the actual volume is determined via naltechnisch causes signal 40 to the block 35 out where a target rotational speed is determined with the aid of the target pressure, which is output as basic ⁇ position for driving the electric motor.
  • Figure 4 shows an alternative embodiment of a block diagram 50, which images the inventive method in an expanded form.
  • the input variables actual pressure, actual speed and target pressure are supplied.
  • block 54 the actual pressure and the actual speed, which is guided along the signal line 59 in the block 54, processed to an actual volume.
  • the actual volume is then passed via the Sig ⁇ naltechnisch 61 in the block 55, where it is under Einbezie ⁇ hung of the actual pressure, which is supplied via the signal line 58, and the target pressure, via the signal line 60 to ⁇ is processed to an adapted actual volume.
  • About the adaptation in block 55 is to take place an error correction of the determined actual volume.
  • the effects of other disturbances affecting the actual volume can also be eliminated in block 55.
  • Insbeson ⁇ particular the property changes the volume of the pressure that can so be compensated.
  • the adapted actual volume is then supplied via the signal line 62 into the block 56, where, with the aid of the setpoint pressure, a setpoint speed analogous to the exemplary embodiments of FIGS. 1 and 3 is determined.
  • This setpoint speed is output via the signal line 63 to the block 57 as an output variable ⁇ .
  • the output variables which are output via the blocks 7, 36 and 57, can be fed directly into a control unit, which causes the control of the electric motor.
  • the output variables can also be added in a classic PID controller, which transforms the target rotational speed in a per ⁇ loom and drive current to the electric motor supply.
  • Figu ⁇ ren 1, 3 and 4 providable.
  • the actual current can be used as it is for example used in FIG. 3

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Regelung eines Kraftstofffördersystems, mit einer Kraftstoffförderpumpe und mit einem Elektromotor, wobei die Kraftstoffförderpumpe von dem Elektromotor antreibbar ist und der Elektromotor durch einen Ansteuerstrom ansteuerbar ist, wobei zu einem vorgebbaren Zeitpunkt das durch die Kraftstoffförderpumpe geförderte Ist-Volumen (27) bei einem zu diesem Zeitpunkt herrschenden Ist-Druck (25) bestimmt wird und aus dem bestimmten Ist-Volumen (27) und einem Soll-Druck (26) eine Soll-Drehzahl (29) für den die Kraftstoffförderpumpe antreibenden Elektromotor abgeleitet wird.

Description

Beschreibung
Verfahren zur Regelung einer KraftStoffförderpumpe Technisches Gebiet
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Regelung eines KraftStofffördersystems , mit einer KraftStoffförderpumpe und mit einem Elektromotor, wobei die KraftStoffförderpumpe von dem Elektromotor antreibbar ist und der Elektromotor durch einen Ansteuerstrom ansteuerbar ist.
Stand der Technik Verbrennungsmotorisch betriebene Kraftfahrzeuge weisen ein
KraftStofffördersystem auf, welches dazu ausgelegt ist Kraft¬ stoff aus dem Tank an den Verbrennungsmotor zu fördern. Das KraftStofffördersystem weist hierzu regelmäßig eine Kraft¬ stoffförderpumpe auf, die zumindest ein Pumpwerk und einen Elektromotor aufweist. Über eine Anpassung der Stromstärke am Elektromotor kann dessen Drehzahl beeinflusst werden und so¬ mit die Förderleistung des KraftStofffördersystems .
Im Stand der Technik sind Vorrichtungen bekannt, die auf Grundlage des im KraftStofffördersystem herrschenden Drucks geregelt sind. Dabei wird auf Grundlage eines bekannten Soll- Drucks und eines bekannten Ist-Drucks über einen einfachen Regler, beispielsweise einem PID-Regler, eine Soll-Drehzahl bestimmt, welche notwendig ist, um die gewünschte Fördermenge durch die KraftStoffförderpumpe zu fördern. Der Elektromotor wird dabei über den PID-Regler derart angesteuert, dass sich die Soll-Drehzahl einstellt, welche in Abhängigkeit von dem gewünschten Soll-Druck ermittelt wurde. Nachteilig an diesen Vorrichtungen ist, dass die Regelgüte eines einfachen Reglers nicht über den gesamten Arbeitsbe¬ reich des Reglers gleich gut ist. Dies führt in manchen Be- reichen, insbesondere in niedrigen Drehzahlbereichen, zu starkem Überschwingen und teilweise zu Resonanzen. Gleichzei¬ tig ist in besonders hohen Drehzahlbereichen oft mit einer deutlich langsameren Regelgeschwindigkeit zu rechnen oder da- mit, dass der Regler auf Störeinflüsse nur unzureichend rea¬ gieren kann.
Darstellung der Erfindung, Aufgabe, Lösung, Vorteile Daher ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein Ver¬ fahren zu schaffen, welches eine hinsichtlich der Regelge¬ schwindigkeit und der Regelgüte verbesserte Regelung des KraftStofffördersystems ermöglicht . Die Aufgabe hinsichtlich des Verfahrens wird durch ein Ver¬ fahren mit den Merkmalen von Anspruch 1 gelöst.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung betrifft ein Verfahren zur Regelung eines KraftStofffördersystems , mit einer Kraft- stoffförderpumpe und mit einem Elektromotor, wobei die Kraft¬ stoffförderpumpe von dem Elektromotor antreibbar ist und der Elektromotor durch einen Ansteuerstrom ansteuerbar ist, wobei zu einem vorgebbaren Zeitpunkt das durch die KraftStoffför¬ derpumpe geförderte Ist-Volumen bei einem zu diesem Zeitpunkt herrschenden Ist-Druck bestimmt wird und aus dem bestimmten Ist-Volumen und einem Soll-Druck eine Soll-Drehzahl für den die Kraftstoffförderpumpe antreibenden Elektromotor abgelei¬ tet wird. Dies ist besonders vorteilhaft, da nicht nur auf Grundlage eines Ist-Drucks und eines Soll-Drucks eine Soll-Drehzahl ab¬ geleitet wird, sondern das geförderte Volumen als Zwischen¬ größe verwendet wird. Das geförderte Ist-Volumen wird vor¬ zugsweise auf Basis des Ist-Drucks und der Ist-Drehzahl be- stimmt, wodurch eine Aussage mit hoher Genauigkeit über das Ist-Volumen erreicht werden kann. Das Ist-Volumen wird dann vorzugsweise in einer weiteren Ermittlung weiterverwendet, in welcher unter Zuhilfenahme des Soll-Drucks, der ebenfalls mit einer hohen Güte vorbestimmt werden kann, eine Soll-Drehzahl ermittelt werden kann, die dem Elektromotor als Zielvorgabe gegeben wird.
Insgesamt ist die Bestimmung der Soll-Drehzahl dabei sehr ge¬ nau und nur mit geringen Störeinflüssen belegt.
Der Elektromotor wird bevorzugt durch die Variation des Stro¬ mes, mit welchem er angesteuert wird, gesteuert. Aufgrund der bekannten Charakteristik des Elektromotors und des restlichen KraftStofffördersystems kann die notwendige Stromstärke zur Erreichung einer gewissen Soll-Drehzahl unter gegebenen Rand¬ bedingungen sehr genau vorgegeben werden. Insbesondere der im KraftStofffördersystem vorherrschende Druck ist hier eine re¬ levante Randbedingung.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn das zu dem vorgebbaren Zeitpunkt durch die KraftStoffförderpumpe geförderte Ist- Volumen aus einem bekannten Kennfeld unter Kenntnis des vor¬ herrschenden Ist-Drucks und der anliegenden Ist-Drehzahl er¬ mittelt wird.
Für jedes spezifische KraftStofffördersystem kann man ein Kennfeld ermitteln, dass einen Zusammenhang zwischen dem ge¬ förderten Volumen, der Drehzahl und dem im KraftStoffförder¬ system herrschenden Druck bildet. Ein typisches Kennfeld zeigt auf der X-Achse die Drehzahl der Kraftstoffförderpumpe, auf der Y-Achse das geförderte Volumen und Kurven, die in dem durch die Achsen aufgespannten Quadranten als Isobaren ver¬ laufen. Mit jeweils zwei bekannten Werten kann so der dritte fehlende Wert ermittelt werden.
Besonders zu bevorzugen ist es dabei, wenn die jeweils be¬ kannten Werte zum gleichen Zeitpunkt ermittelt wurden, da alle Werte sich mit dem Lauf der Zeit verändern können, wobei auch in sehr kurzen Zeiträumen starke Veränderungen auftreten können. Daher ist es vorteilhaft, wenn die Wertermittlung zu einem vorgegebenen Zeitpunkt geschieht. Natürlich kann die Ermittlung auf ständig fortlaufend geschehen. Hierbei ist es jedoch vorteilhaft, wenn die jeweils aus dem KraftStoffför- dersystem ermittelten Ist-Werte immer zu einem identischen Zeitpunkt ermittelt werden.
Auch ist es vorteilhaft, wenn das Ist-Volumen aus einem be¬ kannten Kennfeld unter Kenntnis des Ist-Drucks und dem Ist- Ansteuerstrom ermittelt wird.
In einem alternativen Kennfeld kann auch der Ansteuerstrom anstelle der Drehzahl aufgetragen sein. Das Kennfeld behält seine übergeordnete Aussage bei und wird lediglich verändert aussehen. Auch mit der Stärke des Ansteuerstroms und dem je¬ weils geförderten Volumen kann auf den Druck geschlossen wer¬ den beziehungsweise umgekehrt. Es ist somit eine alternative Ermittlung von dem geförderten Ist-Volumen gegeben.
Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel ist dadurch gekennzeich¬ net, dass die Soll-Drehzahl für den Elektromotor mittels des ermittelten Ist-Volumens und dem vorgebbaren Soll-Druck aus einem Kennfeld ermittelt wird.
Dies ist besonders vorteilhaft, da der Wert für die Soll- Drehzahl besonders einfach ebenfalls aus einem Kennfeld be¬ stimmt werden kann. Vorteilhaft wird ein Kennfeld verwendet, welches auf der X-Achse die Drehzahl, auf der Y-Achse das ge¬ förderte Volumen und in dem durch die Achsen aufgespannten Quadranten Kurven in Form von Isobaren trägt, wobei die Iso¬ baren dem jeweils im KraftStofffördersystem herrschenden Druck entsprechen. Als bekannte Größen werden der Soll-Druck und das als Zwischengröße bestimmte geförderte Ist-Volumen herangezogen, um eine Soll-Drehzahl zu ermitteln. Dies ist besonders einfach möglich und kann daher schnell bewerkstel¬ ligt werden. Die benötigten Kennfelder können auf Grundlage von berechne¬ ten Werten und/oder auf Grundlage von empirisch ermittelten Werten erstellt werden. Da zwischen dem Druck und der Förder¬ menge ein direkter physikalischer Zusammenhang besteht, kann hier eine gute Korrelation erreicht werden.
Auch ist es zu bevorzugen, wenn das Ist-Volumen und die Soll- Drehzahl aus dem gleichen Kennfeld ermittelt werden.
Besonders bevorzugt wird sowohl das Ist-Volumen, das als Zwi¬ schengröße zur Bestimmung der Soll-Drehzahl verwendet wird, als auch die Soll-Drehzahl auf Basis des gleichen Kennfeldes ermittelt. Dies ist vorteilhaft, da nur ein Kennfeld in der Fahrzeugelektronik abgebildet werden muss. Dies spart Spei¬ cherkapazität ein und führt insgesamt zu einer günstigeren Gestaltung des KraftStofffördersystems . Außerdem werden Feh¬ lerquellen reduziert, wodurch insgesamt die Güte des Rege¬ lungsverfahrens verbessert wird.
In alternativen Ausgestaltungen kann das Kennfeld auch in ta¬ bellarischer Form vorliegen oder in Form von Berechnungsvor¬ schriften. Auch können in dem Kennfeld noch weitere Einflüsse berücksichtigt werden, so dass eine weitere Erhöhung der Ge¬ nauigkeit erreicht werden kann.
Darüber hinaus ist es vorteilhaft, wenn das ermittelte Ist- Volumen in einem Korrekturmodul verarbeitet wird, wobei zu¬ sätzlich der Ist-Druck und der Soll-Druck in das Korrekturmo¬ dul einfließen und ein adaptiertes Ist-Volumen ermittelt wird, wobei aus dem adaptierten Ist-Volumen und dem Soll- Druck mittels eines bekannten Kennfeldes eine Soll-Drehzahl für den Elektromotor ermittelt wird.
Ein Korrekturmodul kann als gesondertes Bauelement ausgebil¬ det sein oder in einem der verwendeten Steuergeräte als Re¬ chenroutine abgelegt sein. Das Korrekturmodul dient bevorzugt dazu, den im KraftStofffördersystem ermittelten Wert für das geförderte Ist-Volumen zu korrigieren. Hierbei sollen insbe¬ sondere Störeinflüsse von außerhalb oder von innerhalb des KraftStofffördersystems minimiert oder gänzlich eliminiert werden .
Die Ermittlung der Soll-Drehzahl kann ebenfalls im Korrektur¬ modul stattfinden. Alternativ kann hierzu auch ein eigenes Modul vorgesehen werden. Das Korrekturmodul soll hauptsäch¬ lich dem Einfluss der Volumenänderung über dem Druck entge¬ genwirken, um diese Fehlerquelle auszuschließen. Aber auch andere Störeinflüsse können über das Korrekturmodul durch entsprechende Algorithmen und Rechenverfahren aus dem Ziel¬ wert für die Soll-Drehzahl heraus gerechnet werden.
Weiterhin ist es vorteilhaft, wenn das Korrekturmodul zur Korrektur der druckabhängigen Änderung des geförderten Volu¬ mens verwendet wird. Dies ist vorteilhaft, da die druckabhän¬ gige Volumenänderung nicht beeinflusst werden kann und daher dieses Phänomen immer auftreten wird.
Auch ist es zweckmäßig, wenn das Korrekturmodul zur Korrektur des Ist-Volumens auch Eingangsgrößen aufnimmt, welche das druckabhängige Verhalten von weiteren Elementen des Kraft¬ stofffördersystems abbilden. Hierzu zählen insbesondere eine Saugstrahlpumpe und/oder eine Venturipumpe und/oder einer Dü¬ se .
Da das KraftStofffördersystem neben der Haupt-Kraft Stoffför¬ derpumpe auch Nebenpumpen aufweist, die beispielsweise für die Filterung oder die Ansaugung des Kraftstoffs notwendig sind, wirkt sich eine Druckveränderung auch insbesondere auf diese Nebenpumpen aus. Insgesamt ist daher eine Berücksichti¬ gung dieses druckabhängigen Verhaltens vorteilhaft, um die Güte des ermittelten Wertes für die Soll-Drehzahl möglichst hoch zu halten. Darüber hinaus ist es vorteilhaft, wenn die ermittelte Soll- Drehzahl für den Elektromotor in einen PID-Regler als Ein¬ gangsgröße gegeben wird und der Elektromotor über den PID- Regler angesteuert wird.
Ein PID-Regler kann vorteilhaft eine schnelle Regelung mit hoher Regelgüte erreichen. Die mit einer hohen Genauigkeit ermittelte Soll-Drehzahl kann daher auf einfache Weise gut und zuverlässig erreicht werden, indem der Regler abhängig von der jeweiligen Soll-Drehzahl eine geeignete Stromstärke zum Ansteuern des Elektromotors wählt.
Weiterhin ist es zweckmäßig, wenn der Ist-Druck durch einen Drucksensor ermittelt wird oder dadurch, dass der Ist-Druck durch ein Berechnungsverfahren und/oder Vergleichsverfahren ermittelt wird.
Je nach Aufbau des KraftStofffördersystems kann die Ermitt¬ lung des im KraftStofffördersystem herrschenden Drucks vor- teilhaft mit einem dedizierten Drucksensor erfolgen oder ohne Drucksensor unter der Verwendung von Berechnungsverfahren und/oder Vergleichsverfahren.
Vorteilhafte Weiterbildungen der vorliegenden Erfindung sind in den Unteransprüchen und in der nachfolgenden Figurenbe¬ schreibung beschrieben.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Im Folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungsbei spielen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen detailliert läutert. In den Zeichnungen zeigen:
Fig. 1 ein Blockschaltbild, in welchem der Ablauf des er¬ findungsgemäßen Verfahrens verdeutlicht wird, Fig. 2 ein Diagramm, welches ein Kennfeld für das geför derte Volumen über der Drehzahl zeigt, wobei im ordinatensystem Isobaren eingezeichnet sind,
Fig. 3 ein Blockschaltbild zur Verdeutlichung einer alter nativen Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfah rens, und
Fig. 4 ein Blockschaltbild zur Verdeutlichung einer weite ren alternativen Ausgestaltung des Verfahrens.
Bevorzugte Ausführung der Erfindung
Die Figur 1 zeigt ein Blockschaltbild 1, welches den Ablauf des erfindungsgemäßen Verfahrens widerspiegelt. Über die Blöcke 2, 3 und 4 werden jeweils Eingangsgrößen in das Ver¬ fahren eingegeben, die in den nachfolgenden Blöcken 5 und 6 verarbeitet werden. Über den Block 7 wird schließlich eine erzeugte Ausgangsgröße ausgegeben.
Der Block 2 stellt als Eingangsgröße den aktuellen Ist-Druck zum Zeitpunkt der Datenerhebung dar. Der Ist-Druck kann so¬ wohl klassisch durch einen Drucksensor bestimmt werden als auch durch ein Berechnungsverfahren oder durch Vergleichsver¬ fahren bestimmt werden. Über den Block 3 wird als weitere Eingangsgröße die aktuelle Ist-Drehzahl eingegeben, die der Drehzahl entspricht, die am Elektromotor beziehungsweise des Pumpwerks zu dem Zeitpunkt anlag, zu dem auch der Ist-Druck ermittelt wurde.
Uber die Signalleitungen 8 und 9 werden die Eingangsgrößen dem Block 5 zugeführt. Im Block 5 wird aus dem Ist-Druck und der Ist-Drehzahl unter Zuhilfenahme bekannter Kennfelder, die das jeweilige KraftStofffördersystem abbilden, ein Ist-Volu¬ men bestimmt, das bei gegebener Ist-Drehzahl und gegebenem Ist-Druck durch das KraftStofffördersystem gefördert wird. Das Ist-Volumen wird über die Signalleitung 11 an den Block 6 weitergeführt .
In den Block 6 geht über die Signalleitung 10 außerdem die aus dem Block 4 stammende Eingangsgröße des Soll-Drucks ein, welche den anvisierten Zieldruck beschreibt. Im Block 6 wird unter Zuhilfenahme des Ist-Volumens aus Block 5 und dem Soll- Druck eine Soll-Drehzahl ermittelt, die über die Signallei¬ tung 12 schließlich über Block 7 als Ausgangsgröße ausgegeben wird. Die Ermittlung der Soll-Drehzahl kann ebenso über ein Kennfeld unter Kenntnis des Ist-Volumens und des Soll-Drucks erfolgen. Im Idealfall kann sogar das gleiche Kennfeld in Block 6 herangezogen werden, das auch in Block 5 bereits ver¬ wendet wurde .
Das Ist-Volumen wird im Verfahren nach Figur 1 als Zwischen¬ größe erzeugt, wobei das Ist-Volumen auf Basis von Werten er¬ mittelt wird, die eine hohe Genauigkeit aufweisen. Die Ver¬ wendung des Ist-Volumens ist besonders vorteilhaft, da direkt das physikalische Verhalten der Pumpe berücksichtigt wird.
Auch kann durch eine zusätzliche Volumenadaption, wie sie im Ausführungsbeispiel der Figur 4 gezeigt ist, eine Anpassung an die jeweils verwendete Regelstrecke und insbesondere an deren physikalischen Eigenschaften erfolgen.
Figur 2 zeigt ein Diagramm 20, welches insbesondere ein Kenn¬ feld darstellt, wie es für die Ermittlung des Ist-Volumens in Block 5 der Figur 1 und die Ermittlung der Soll-Drehzahl in Block 6 der Figur 1 verwendet wurde. Das Diagramm 20 ist bei- spielhaft und repräsentiert eine mögliche Konfiguration eines KraftStofffördersystems .
Mit dem Bezugszeichen 21 ist die X-Achse bezeichnet, auf wel¬ cher die Umdrehungen des Elektromotors pro Minute abgetragen sind. Es kann sich hierbei auch um die Drehzahl des Pumpwerks der KraftStoffförderpumpe handeln. Im Regelfall sind diese Drehzahlen im Wesentlichen identisch, da das Pumpwerk gewöhn- lieh ohne Getriebeübersetzung direkt von dem Elektromotor an¬ getrieben wird.
Mit dem Bezugszeichen 22 ist die Y-Achse bezeichnet, auf wel- eher das geförderte Volumen in 1/h abgetragen ist. In dem durch die Achsen 21, 22 aufgespannten Quadraten ist eine Mehrzahl von Geraden 23 dargestellt, die Isobaren bilden. Entlang einer jeden der Geraden 23 herrscht somit der gleiche Druck im KraftStofffördersystem vor. Entlang des Pfeils 24 nimmt der jeweilige Druck der Isobaren 23 zu.
Ausgehend von einer Ist-Drehzahl, die beispielsweise durch den Punkt 28 dargestellt ist, kann aus dem Diagramm 20 bei bekanntem Ist-Druck 25 der Arbeitspunkt bestimmt werden, wel- ehern ein Ist-Volumen entsprechend des Punktes 27 zugeordnet ist. Dieses Ist-Volumen 27 entspricht somit der Größe, welche in Block 5 der Figur 1 als Ausgangsgröße erzeugt wird und per Signalleitung 11 in den Block 6 überführt wird. Ausgehend von dem Ist-Volumen 27 unter Heranziehung des Soll- Drucks 26 aus Block 3 der Figur 1 gelangt man in Figur 2 zu einem Arbeitspunkt, dem die zugehörige Soll-Drehzahl 29 zuge¬ ordnet ist. Dieses Verfahren entspricht dem Block 6 der Figur 2.
Unter Zuhilfenahme eines Kennfeldes, wie es das Diagramm 20 der Figur 2 zeigt, können somit die Ist-Volumen und bei be¬ kanntem Soll-Druck die Soll-Drehzahlen für unterschiedliche Betriebszustände einer KraftStoffförderpumpe bestimmt werden.
Figur 3 zeigt ein Blockschaltbild 30, wobei über die Blöcke 31, 32 und 33 die Eingangsgrößen zur Verfügung gestellt wer¬ den. Von Block 36 wird die Ausgangsgröße ausgegeben. In Block 34 findet die Ermittlung des Ist-Volumens statt, welches in Block 35 zu einer Soll-Drehzahl verarbeitet wird. Die Ein¬ gangsgrößen werden über die Signalleitungen 37, 38 und 39 auf die Blöcke 34 und 35 verteilt. Der Aufbau des Blockschaltbil- des 30 gleicht in weiten Teilen dem Blockschaltbild 1 der Fi¬ gur 1. Abweichend zur Figur 1 wird über den Block 32 als Ein¬ gangsgröße nicht die Ist-Drehzahl zugeführt, sondern die Ist- Stromstärke, mit welcher der Elektromotor zu dem betrachteten Zeitpunkt bestromt wird.
Bei einem bekannten KraftStofffördersystem kann aus der
Stromstärke, mit welcher der Elektromotor angesteuert wird, auch auf die Drehzahl des Elektromotors geschlossen werden. Die Stromstärke bildet somit eine gegen die Drehzahl aus¬ tauschbare Größe. Beide Größen können im erfindungsgemäßen Verfahren gleichbedeutend verwendet werden.
Wie in Figur 1 wird das ermittelte Ist-Volumen über eine Sig- nalleitung 40 zum Block 35 geführt, wo unter Zuhilfenahme des Soll-Drucks eine Soll-Drehzahl ermittelt wird, die als Grund¬ lage für eine Ansteuerung des Elektromotors ausgegeben wird.
Figur 4 zeigt eine alternative Ausgestaltung eines Block- Schaltbildes 50, welches das erfindungsgemäße Verfahren in erweiterter Form abbildet.
Über die Blöcke 51, 52 und 53 werden die Eingangsgrößen Ist- Druck, Ist-Drehzahl und Soll-Druck zugeführt. In Block 54 werden der Ist-Druck und die Ist-Drehzahl, welche entlang der Signalleitung 59 in den Block 54 geführt wird, zu einem Ist- Volumen verarbeitet. Das Ist-Volumen wird dann über die Sig¬ nalleitung 61 in den Block 55 geleitet, wo es unter Einbezie¬ hung des Ist-Drucks, der über die Signalleitung 58 zugeführt wird, und des Soll-Drucks, der über die Signalleitung 60 zu¬ geführt wird, zu einem adaptierten Ist-Volumen verarbeitet wird. Über die Adaption im Block 55 soll eine Fehlerkorrektur des ermittelten Ist-Volumens stattfinden. Außerdem können die Einflüsse weiterer sich auf das Ist-Volumen auswirkender Störgrößen ebenfalls im Block 55 eliminiert werden. Insbeson¬ dere die Eigenschaft, dass sich das Volumen mit dem Druck verändert kann so ausgeglichen werden. Das adaptierte Ist-Volumen wird dann über die Signalleitung 62 in den Block 56 zugeführt, wo unter Zuhilfenahme des Soll- Drucks eine Soll-Drehzahl analog der Ausführungsbeispiele der Figuren 1 und 3 ermittelt wird. Diese Soll-Drehzahl wird über die Signalleitung 63 an den Block 57 als Ausgangsgröße ausge¬ geben .
Die Ausgangsgrößen, die über die Blöcke 7, 36 und 57 ausgege- ben werden, können direkt in ein Steuergerät gegeben werden, welches die Ansteuerung des Elektromotors veranlasst. Insbe¬ sondere können die Ausgangsgrößen auch in einen klassischen PID-Regler gegeben werden, der die Soll-Drehzahl in einen je¬ weiligen Ansteuerstrom verwandelt und dem Elektromotor zu- führt.
Es sind auch Kombinationen der Ausführungsbeispiele der Figu¬ ren 1, 3 und 4 vorsehbar. Insbesondere kann als eine der Ein¬ gangsgrößen in Figur 4 auch der Ist-Strom verwendet werden, wie er beispielsweise in Figur 3 verwendet wird.
Die Ausführungsbeispiele der Figuren 1 bis 4 weisen insbeson¬ dere keinen beschränkenden Charakter auf und dienen der Ver¬ deutlichung des Erfindungsgedankens.

Claims

Verfahren zur Regelung eines KraftStofffördersystems , mit einer KraftStoffförderpumpe und mit einem Elektromo¬ tor, wobei die KraftStoffförderpumpe von dem Elektro¬ motor antreibbar ist und der Elektromotor durch einen Ansteuerstrom ansteuerbar ist, d a d u r c h g e ¬ k e n n z e i c h n e t , dass zu einem vorgebbaren Zeit¬ punkt das durch die KraftStoffförderpumpe geförderte Ist-Volumen (27) bei einem zu diesem Zeitpunkt herr¬ schenden Ist-Druck (25) bestimmt wird und aus dem be¬ stimmten Ist-Volumen (27) und einem Soll-Druck (26) eine Soll-Drehzahl (29) für den die KraftStoffförderpumpe an¬ treibenden Elektromotor abgeleitet wird.
Verfahren nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n ¬ z e i c h n e t , dass das zu dem vorgebbaren Zeitpunkt durch die KraftStoffförderpumpe geförderte Ist-Volumen (27) aus einem bekannten Kennfeld (20) unter Kenntnis des vorherrschenden Ist-Drucks (25) und der anliegenden Ist-Drehzahl (28) ermittelt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass das Ist- Volumen aus einem bekannten Kennfeld unter Kenntnis des Ist-Drucks und dem Ist-Ansteuerstrom ermittelt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Soll-Drehzahl (29) für den Elektromotor mittels des er¬ mittelten Ist-Volumens (27) und dem vorgebbaren Soll- Druck (26) aus einem Kennfeld (20) ermittelt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass das Ist- Volumen (27) und die Soll-Drehzahl (29) aus dem gleichen Kennfeld (20) ermittelt werden. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass das er¬ mittelte Ist-Volumen (27) in einem Korrekturmodul verar¬ beitet wird, wobei zusätzlich der Ist-Druck (25) und der Soll-Druck (26) in das Korrekturmodul einfließen und ein adaptiertes Ist-Volumen ermittelt wird, wobei aus dem adaptierten Ist-Volumen und dem Soll-Druck (26) mittels eines bekannten Kennfeldes (20) eine Soll-Drehzahl (29) für den Elektromotor ermittelt wird.
Verfahren nach Anspruch 6, d a d u r c h g e k e n n ¬ z e i c h n e t , dass das Korrekturmodul zur Korrektur der druckabhängigen Änderung des geförderten Volumens verwendet wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche 6 oder 7, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass das Korrekturmodul zur Korrektur des Ist-Volumens (27) auch Eingangsgrößen aufnimmt, welche das druckabhängige Ver¬ halten von weiteren Elementen, insbesondere einer Saug¬ strahlpumpe und/oder eine Venturipumpe und/oder einer Düse, des KraftStofffördersystems abbilden.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die er¬ mittelte Soll-Drehzahl (29) für den Elektromotor in ei¬ nen PID-Regler als Eingangsgröße gegeben wird und der Elektromotor über den PID-Regler angesteuert wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass der Ist- Druck (25) durch einen Drucksensor ermittelt wird oder dadurch, dass der Ist-Druck (25) durch ein Berechnungs¬ verfahren und/oder Vergleichsverfahren ermittelt wird.
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