WO2025008098A1 - Verfahren zur modellierung eines eingangsstroms einer pumpe und steuergerät - Google Patents

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    • F02D2041/2058—Output circuits, e.g. for controlling currents in command coils characterised by the control of the circuit using information of the actual current value

Definitions

  • the present disclosure relates to tank ventilation systems and methods for operating them. Specifically, it relates to a method for modeling an input current of a pump and a corresponding control device.
  • leak test of the evaporation system required by various legislators is carried out for tank systems with or without a tank shut-off valve by using leak diagnosis pumps.
  • leak diagnosis pumps pressurize the evaporation system at a defined point in time.
  • the electrical power consumed by the leak diagnosis pump is then used as an evaluation criterion to determine the leak diameter.
  • the power consumed by such a leak diagnosis pump or a corresponding pump input current can also be used for the mentioned clogging diagnosis and refueling detection can be used.
  • a method for modeling an input flow of a pump comprises the following steps: (i) controlling the pump in order to apply a pressure to at least part of an evaporation system, (ii) determining a pressure curve in the evaporation system, and (iii) modeling a curve of an input flow of the pump based on the pressure curve using a model.
  • a control device for a motor vehicle wherein the control device is configured to carry out the method described above.
  • a computer program product which comprises instructions which, when the program is executed by a computer, cause the computer to carry out the method described above.
  • an evaporative system may be defined as a system configured to discharge vent gases from a tank, in particular a fuel tank. It may be configured to To supply vent gases to a retention filter, in particular a fuel vapor retention filter, and/or to supply them to an air path of an internal combustion engine via at least one purge path.
  • the evaporation system can be a venting system, in particular a tank venting system.
  • the evaporation system can have a tank vent line.
  • the tank vent line can have several areas, for example a tank area, a filter area and/or an engine area.
  • the tank area can extend between the tank and a tank shut-off valve or, if no tank shut-off valve is present, between the tank and a filter area of the tank vent line.
  • the filter area can comprise a supply line coming from the tank to the retaining filter, in particular a supply line between the tank shut-off valve and the retaining filter, a discharge line between the retaining filter and the tank vent valve and/or a fresh air connection of the retaining filter.
  • the engine area can comprise one or more purge paths between the tank vent valve and an air path of the combustion engine. The purge paths can open into the air path downstream or upstream of a throttle valve.
  • the evaporative system may include a tank vent valve.
  • the tank vent valve may be configured to adjust the gas flow from the retention filter to the air path of the combustion engine.
  • the tank vent valve may be controllable by means of the control unit.
  • the tank vent valve may be arranged between a filter region and an engine region of the tank vent line.
  • the evaporation system can have a tank shut-off valve.
  • the tank shut-off valve can be designed to retain vent gases that arise in the fuel tank, for example hydrocarbon vapors, in the tank, in particular in order to feed them to the retention filter in a controlled manner.
  • the evaporation system may comprise the tank or at least a partial region of the tank, in particular a partial region in which vent gases evaporate from a tank content.
  • Pressurizing at least part of the evaporative system can include pressurizing the entire evaporative system, in particular with the exception of the motor area of the tank vent line. It can include pressurizing at least part of the tank, in particular the entire tank. Whether the tank area of the tank vent line and/or the tank is pressurized can depend on whether the tank shut-off valve is closed.
  • a pump can be designed to apply pressure to at least one part of the evaporation system, in particular to enable a leak test and/or leak diagnosis of the evaporation system.
  • the pump can be a leak diagnosis pump.
  • the pump is arranged between the retention filter and a fresh air connection.
  • Determining the pressure profile can include evaluating a signal from a pressure sensor.
  • the pressure sensor can be arranged in at least one part of the evaporation system that is pressurized by the pump.
  • the pressure sensor can be arranged, for example, in a filter area of the tank vent line.
  • the pressure sensor can be arranged in a tank vent line between the retaining filter and the tank vent valve.
  • the pressure sensor can be arranged between the tank vent valve and the tank and/or between the tank vent valve and the tank shut-off valve in the tank vent line.
  • the pressure sensor can be arranged in the tank, for example on an upper side of the tank that is in contact with the vent gases.
  • Determining the pressure profile can include determining a profile of a variable representative of the pressure. Modelling a curve of an input current of the pump may comprise modelling a curve of a quantity representative of the input current, for example an electrical power.
  • the method described above can be advantageous in order to enable precise and reliable modeling of the pump's input current. This can be useful, for example, for a leak test of the evaporation system, for a blockage diagnosis or for refueling detection.
  • discontinuities in the correlation between the pressure curve and the measured curve of the pump's input current can remain harmless. Such discontinuities can result from current fluctuations that are not caused by pressure changes in the volume to be diagnosed. For example, they can be caused by component tolerances such as varying bearing friction, by changing temperature conditions or by fluctuations in the pump's supply voltage. The influence of such discontinuities on the analysis result can be reduced in particular by not measuring the input current curve but modeling it based on the pressure curve.
  • the method described can therefore be advantageous for avoiding repeat tests on faulty components, for example avoiding multiple leak tests during a shutdown of the executing control unit. This can reduce energy consumption and/or noise emissions. It can also be possible to avoid diagnostic aborts and thus increase the frequency of successful leak diagnoses. Overall, an increase in the robustness of the diagnostic results for monitoring leaks in the evaporation system can be achieved, for example by avoiding false good and/or bad tests. This can be achieved by suppressing fluctuations in power consumption, caused for example by deficiencies in the leak diagnostic hardware. In one embodiment, fluctuations in the supply voltage of the pump can also be compensated and/or suppressed. According to one embodiment, the method further comprises: determining whether a leak exists in the evaporative system based on a comparison of the modeled course of the input flow with at least one reference value.
  • a leak may be defined as a leak in the evaporative system through which vent gases may escape into an environment.
  • a reference value may be a comparison value, for example a value of an input current of the pump that is characteristic of a leak in the evaporation system, in particular for a leak with a predetermined cross-section or diameter, for example 0.5 mm diameter.
  • the at least one reference value is determined by pumping into a reference leak, in particular during a reference operation.
  • the one or more reference values can be derived from the electrical power consumed by the pump and/or the electrical current consumed by the pump.
  • the multiple reference values can be distributed over a time interval in which the reference leak is pressurized, in particular continuously distributed.
  • the reference leak can be part of the tank system, in particular the pump.
  • the at least one reference value is determined anew for each leak test.
  • temperature fluctuations such as the ambient temperature, and/or hardware changes can be compensated.
  • modeling the course of the input current based on the pressure course comprises multiplying by a proportionality factor.
  • the pressure course and/or the gradient of the pressure course can be multiplied by the proportionality factor.
  • the proportionality factor can reflect a linear or at least approximately linear relationship between pressure and input current.
  • the proportionality factor can at least partially characterize the pump, for example with regard to production deviations or special operating conditions of individual pumps.
  • Such an embodiment can be advantageous because the input current relevant for the leakage analysis is simply related to the measured pressure. This makes pressure a particularly suitable measurement variable for leak testing.
  • the method further comprises setting the proportionality factor by means of a reference operation of the pump, wherein a reference leakage is pressurized by the pump during the reference operation.
  • the proportionality factor can be set based on a reference current consumption.
  • the proportionality factor can be determined by measuring limit pattern and/or nominal pattern hardware. It can be determined between the measured current consumption curve of the pump and the pressure curve in the evaporation chamber. The relationship between the reference current consumption and the proportionality factor can be stored in a characteristic map.
  • a reference operation is understood to mean in particular an operating mode of the pump in which a reference leak is subjected to pressure by the pump.
  • the reference operation can be carried out before a test operation for leak testing of the evaporation system.
  • the reference operation can be carried out before each test operation or only under certain conditions before the test operation.
  • the characteristic map can be determined using limit pattern and/or nominal pattern hardware.
  • the proportionality factor can be stored in the characteristic map depending on one or more operating conditions, for example depending on an ambient temperature.
  • Such an embodiment can be advantageous in order to determine the relationship between pressure curve and current curve particularly precisely, in particular depending on the respective operating conditions.
  • the proportionality factor is determined based on at least one of the following parameters: a current intensity of a measured input current of the pump before switching a valve of the pump, in particular immediately before switching the valve, and a change in the measured input current of the pump during and/or after switching the valve of the pump, in particular a change in the measured input current caused by switching the valve.
  • the switching of the valve can mark the end of the reference operation.
  • the proportionality factor can be stored in the characteristic map depending on at least one of the parameters mentioned.
  • the method further comprises adapting the model, in particular the proportionality factor, during a test operation of the pump, wherein during the test operation the at least part of the evaporation system is pressurized by the pump.
  • Adapting the model during the test operation can be advantageous in order to enable an even more precise and reliable leak test of the evaporation system.
  • a test operation is understood to mean in particular an operating mode of the pump in which at least one part of the evaporation system is pressurized.
  • the reference leakage can expediently not be pressurized or only slightly pressurized, in particular with a lower pressure than in the Reference mode.
  • the test mode can be set up to detect one or more leaks in the evaporative system.
  • the test mode can be connected downstream of a reference mode. The transition from reference mode can be made by switching an appropriate valve.
  • the characteristic map with which the proportionality factor is determined in the reference operation is updated after the proportionality factor has been adapted.
  • adapting the model, in particular the proportionality factor comprises the following steps: (i) checking whether an operating condition of the pump satisfies a predetermined stability criterion between two predetermined points in time, (ii) determining a difference between the modeled input current and the measured input current of the pump at each of the two predetermined points in time, and (iii) correcting the model, in particular the proportionality factor, based on the differences at the two predetermined points in time if the stability criterion is met between the two predetermined points in time.
  • the operating condition can be, for example, a supply voltage of the pump, a battery voltage, a gradient of the measured course of the input current of the pump or a gradient of the pressure course in at least one part of the evaporation system pressurized by the pump.
  • respective stability criteria are specified for several, in particular all, of these operating conditions. This means that the discontinuities already mentioned can be determined particularly reliably.
  • Such an embodiment can be advantageous in order to be able to permanently guarantee the quality of the modelled current curve, for example in order to compensate for any changes in the hardware characteristics.
  • the difference between a current swing of the modelled input current between the two points in time and a current swing of the measured input current between the two points in time and/or the difference between the modelled and measured input current at the two points in time can be characteristic of deviations of the model, in particular of the proportionality factor.
  • correcting the proportionality factor comprises determining the difference between the two differences between the modeled and measured input current at the two points in time and relating this difference to a difference in the measured input current at the two points in time.
  • the result can be a proportional deviation of the proportionality factor, which can be taken into account at least partially, in particular completely, in further leak tests.
  • the operating condition includes at least one of the following parameters: a supply voltage of the pump, a gradient of a measured profile of the input current of the pump and a gradient of the pressure profile.
  • all of these parameters must meet a respective stability criterion. Such an embodiment can be advantageous because the stability of at least one, in particular all of the parameters mentioned, can be an indication that the model is being suitably adapted.
  • the method further comprises: measuring a profile of the input current of the pump.
  • the method further comprises: receiving, in particular by the control unit, a measured profile of the input current of the pump.
  • the method further comprises: determining an initial value of the modeled profile of the input current, wherein the initial value is based on a current value of the measured profile of the input current, at which a gradient of the measured profile of the input current exceeds a predetermined threshold value.
  • the initial value can be set equal to the current value, for example.
  • the initial value can identify the temporal start of the modeled profile.
  • the further course can be determined by the proportionality factor. Such an embodiment can be advantageous because exceeding the threshold value can signal the start of pressurization of the evaporation system by the pump.
  • model properties of the model are selected such that a fluctuation in the measured curve of the input current is more pronounced than a corresponding fluctuation in the modeled curve of the input current if the fluctuation in the measured curve is not caused by a change in the pressure in the evaporation system.
  • the modeled current may not have a corresponding fluctuation.
  • the method further comprises: carrying out a fault diagnosis of the evaporation system, wherein the fault diagnosis takes into account the modeled course of the input current of the pump. For example, a leak test, a blockage test and/or a refueling detection can be carried out.
  • the fault diagnosis takes into account the modeled profile of the input current if at least one of the following conditions is met: (i) a gradient change of the measured profile of the input current exceeds a predetermined discontinuity threshold; (ii) an amount of a gradient of the measured profile of the input current exceeds a predetermined further discontinuity threshold; (iii) a fluctuation of a supply voltage of the pump exceeds a predetermined voltage threshold.
  • the fault diagnosis takes into account the modelled
  • the input current only changes if at least one of the above conditions are met. Otherwise, ie if none of the above conditions are met, the fault diagnosis can be carried out based on a comparison of the measured input current curve with at least one reference value.
  • Such an embodiment can be advantageous in order to save storage and computing capacities when modelling the current curve by using the measured current for the leak test if there is no discontinuity in the relationship between the current curve and the pressure curve.
  • the discontinuity threshold value and/or the further discontinuity threshold value are dependent on a volume to which the pressure is applied. Such an embodiment can particularly reliably detect and classify discontinuities relevant for the leak test in the relationship between the measured current profile and the pressure profile.
  • the discontinuity threshold value and/or the further discontinuity threshold value are stored in a characteristic map, for example depending on a current tank level and a volume to be diagnosed.
  • each leak test it is determined whether there is a leak in the evaporation system based on the comparison of the modeled course of the input flow with the at least one reference value.
  • a leak size of the leak is determined.
  • the leak size can result from a comparison of the modeled current profile with the at least one reference value.
  • the leak size can be determined by a cross-sectional area of the leak and/or by a diameter, for example an average diameter. According to one embodiment, only areas are determined, for example whether a leak has a diameter between 0.5 mm and 1.0 mm. where the boundaries are included, or whether a leak has a diameter greater than or equal to 1 .0 mm.
  • a method for detecting blockages in an evaporation system based on the pressure curve and/or the modeled curve of the input flow comprises the following steps in addition to the steps of the previously described methods: (i) determining the measured current gradient, the measured pressure gradient in the tank and the measured pressure gradient in the purge line during the test operation; (ii) detecting a blocked line when the following conditions are met: (a) the measured current gradient is greater than an adjustable threshold; (b) the measured pressure gradient in the tank and/or the gradient of the modeled current curve is smaller than a respective adjustable threshold; (c) the measured pressure gradient in the purge line is greater than an adjustable threshold.
  • a blockage between the fuel tank and the retention filter can be detected using the method described.
  • absolute values can be evaluated after a predetermined, in particular adjustable, time interval instead of the respective gradients.
  • the use of the measured pressure gradient in the flushing line or the measured pressure gradient in the tank can also be considered optional in a further embodiment.
  • a method for refueling detection based on the pressure curve and/or on the modeled curve of the input current has the following steps: (i) determining the measured current gradient change, the measured pressure gradient change in the tank and the measured pressure gradient change in the flushing line during the test operation; (ii) determining a refueling process if the following conditions are met: (a) the measured current gradient change is greater than an adjustable threshold; (b) the measured pressure gradient change in the tank and/or the gradient change of the modeled current curve are greater than a respective adjustable threshold; (c) the measured pressure gradient change in the flushing line is greater than an adjustable threshold.
  • the refueling detection can take place in particular during the leak test.
  • absolute values of the gradients can be evaluated under (i) and (ii) at a point in time during the test operation. If the measured current gradients and the measured pressure gradients have each reached an adjustable threshold during the test operation, it can be concluded that refueling has taken place.
  • the use of the measured pressure gradient change in the flushing line can also be considered optional in a further embodiment.
  • Figure 1 shows an evaporation system with a control device for carrying out a leak testing method according to a first embodiment of the present disclosure
  • Figure 2 is a flow chart for selecting different variants of the method for incorporating the modeled power consumption into a fault diagnosis of the evaporation system according to the first embodiment of the present disclosure
  • Figure 3 shows the modeled course of the input current of a pump during a reference operation and a test operation in the method according to the first embodiment of the present disclosure
  • Figures 4 and 5 each show a comparison between modeled input current profile and measured input current profile in the method according to the first embodiment of the present disclosure
  • Figures 6 and 7 show characteristics of the current consumption of the leak diagnosis pump when adapting a proportionality factor between the pressure curve and the modeled curve of the input current in the method according to the first embodiment of the present disclosure.
  • Figure 1 shows an evaporation system 100 with a control unit 120 that is set up to carry out a method for leak testing according to a first exemplary embodiment.
  • the evaporation system 100 shown in Figure 1 is equipped with a leak diagnosis pump 110 at the fresh air inlet of the fuel vapor retention filter 109, here an activated carbon filter. Hydrocarbons released from the tank 130 are bound in the activated carbon filter 109.
  • the evaporation system has a tank vent valve 106, which can be designed as a switching or linear valve.
  • the tank vent valve 106 is controlled by the control unit 120, here an engine control unit, in order to regulate the gas flow from the activated carbon filter 109 to the air path 140 of the combustion engine.
  • the tank system also has a tank shut-off valve 107.
  • the tank shut-off valve 107 can be used to retain the hydrocarbon vapors generated in the fuel tank in the tank 130 in order to subsequently feed them to the activated carbon filter 109 in a controlled manner under suitable operating conditions.
  • the tank system further comprises (i) a vent line (tank area) 102 between the fuel tank 130 and the tank shut-off valve 112, (ii) a tank vent line (filter area) 101, via which the hydrocarbon gases are conducted from the fuel tank 130 into the activated carbon filter 109 and further to the tank vent valve 106, and (iii) a tank vent line (engine area) 103, via which the hydrocarbon gases are introduced downstream of the tank vent valve 106 from the activated carbon filter 109 into the air path 140 of an internal combustion engine.
  • a pressure sensor 111 is arranged in the tank vent line (filter area) 101 between the activated carbon filter 109 and the tank vent valve 106.
  • a further pressure sensor 111 and optionally a temperature sensor or a combined pressure-temperature sensor are arranged in the fuel tank 130.
  • the electronic control unit 120 is configured to carry out a method for modeling an input flow of a pump 110.
  • the method comprises the following steps: applying a pressure to at least part of an evaporation system 100 by means of the pump 110; determining a pressure profile in the evaporation system 100; and modeling a profile of the input flow of the pump 110 based on the pressure profile by means of a model.
  • the control unit 120 can also be set up to carry out at least one, in particular all, of the following steps or methods: (a) to determine a target value for the flushing flow from the activated carbon filter 109 to the combustion engine for the current operating state; (b) to determine an intake manifold pressure using a pressure sensor in the intake tract; (c) to read in the values of the pressure sensors; (d) to determine the pressure difference between the fresh air connection of the activated carbon filter 109 and the pressure at the inlet point in the air path 140 of the combustion engine to determine a PWM (pulse width modulation) value from the specified purge flow to control the tank ventilation valve 106; (e) to calculate the amount of fuel to be injected for the current operating state of the engine; (f) to control the leak diagnosis pump 110 and to measure the current consumption; (g) to control the tank shut-off valve 107, if present.
  • PWM pulse width modulation
  • Figure 2 shows a flow chart for incorporating the modeled current consumption of the leak diagnostic pump into a diagnostic process of the evaporation system, for example a tank leak test process, a blockage test and/or a refueling detection.
  • a correlating current curve is calculated based on the measured gas pressure curve.
  • the pressure curve is measured and evaluated in the tank or filter area, depending on whether the tank area including the filter area is to be diagnosed using the tank pressure sensor 111 or only the filter area is to be diagnosed using the pressure sensor 111 in the filter area.
  • the inclusion of the current curve corrected via the measured gas pressure curve to form the diagnostic result can take place continuously according to a first variant of the method (step S1).
  • the current curve corrected via the measured gas pressure curve is only included if current fluctuations (or continuous current gradients) are detected which cannot be caused by the gas pressure curve in the volume to be diagnosed.
  • the current curve is measured and the gradient change of the measured current curve is compared with an adjustable threshold.
  • the threshold is stored in the control unit in the form of a map value depending on the current tank level and the volume to be diagnosed (tank and filter area or filter area only).
  • the value of the gradient of the measured current curve is compared with an adjustable threshold.
  • the threshold is stored in the control unit in the form of a map value depending on the current tank level and the volume to be diagnosed (tank and filter area or filter area only).
  • the method used to determine whether the leak test is carried out based on the modeled or measured curve of the pump's input current comprises the following steps: In a first step S1, a query is made as to whether the leak test is always carried out on the basis of the modeled current curve and not the measured current curve. If not (n), a second step S2 queries whether a current fluctuation or a high amount of the measured current gradient was detected. If not (n), a third step S3 queries whether a battery fluctuation was detected. If this question was also answered with no (n), then in a further step S4 the leak test is carried out on the basis of the measured current curve. However, if only one of the questions S1, S2, S3 was answered with yes (y), the leak test in step S5 is carried out on the basis of the modeled current curve.
  • Figure 3 shows the course of the input current 350 over time 352 during different diagnostic phases 353, 354 of the method according to the first exemplary embodiment.
  • the course of the input current of a pump is shown during a reference operation 353 and a test operation 354.
  • the proportionality factor characterizes the underlying pump hardware. This characterization should take place within the first diagnostic phase, a reference operation 353.
  • a reference current consumption of the measured input current of the pump is determined, whereby the level of the resulting reference current consumption and/or the change in the measured pump current consumption during the switching of a valve of the leak diagnosis pump determines the proportionality factor.
  • the quantitative relationship here is stored within a characteristic map and was previously determined by measuring limit sample and/or nominal sample hardware.
  • the drop in current consumption seen in Figure 3 results from the activation of a switching valve and marks the transition between reference operation 353 and test operation 354.
  • the switching valve switches from a reference operation 353 in which a reference leak is pressurized to the test operation 354 in which at least part of the evaporation system is pressurized.
  • Figure 4 illustrates the determination of an initial value 456 for the modeled curve 350 of the pump's input current in the method according to the first embodiment.
  • the current curve 455 of the pump's input current is measured, filtered and the gradient is subsequently determined. If the gradient of the determined filtered measured current curve 455 is greater than an adjustable threshold value, the initial value 456 is formed for the subsequent calculation of the modeled current curve 350. The initial value 456 is set equal to the filtered measured current value at the time described.
  • the measured pressure in the evaporation chamber is first filtered, for example using a low-pass filter.
  • the gradient of the filtered measured pressure in the evaporation chamber is then calculated at equidistant time intervals (e.g. 1 s).
  • This gradient of the filtered measured pressure in the evaporation chamber is then multiplied by the previously defined proportionality factor at the same equidistant time interval.
  • a final filtering of this product defines the modeled current profile 350.
  • Figure 5 shows the measured current profile 455 and the associated modeled current profile 350 in the method according to the first embodiment, wherein a current fluctuation can be seen at the discontinuity 557 in the measured current profile 455, which is caused by deficiencies in the pump hardware.
  • the modeled current profile 350 masks out this current fluctuation, which is detrimental to the evaluation algorithm of the leakage diagnosis.
  • Figures 6 and 7 show characteristics of the measured and modeled curve 455, 350 of the input current when adapting a proportionality factor between the measured curve 455 of the input current and the pressure curve in the method according to the first embodiment.
  • an adaptation of the proportionality factor is required so that any changes in the hardware characteristics can be compensated.
  • the adaptation takes place with the aid of four physical quantities that are continuously determined during the diagnostic run in test mode: 1) integral 661 of the measured current gradient; 2) integral 662 of the modeled current gradient; 3) difference 663 between the integral of the measured and the integral of the modeled current gradient at a first time 664 and a second time 665; and 4) filtered measured pump input current 455.
  • the following steps can be carried out, for example: (i) determining the stability of the battery voltage, in particular the supply voltage of the pump; (ii) determining the stability of the measured current gradient and the measured gas pressure gradient, for example by continuously comparing a weakly and a strongly damped or filtered measured current or pressure gradient; (iii) determining whether conditions (i) and (ii) are present for at least an adjustable time; (iv) after conditions (i) and (ii) have been present for at least the adjustable time, equating at this first time 664 the initial value of the difference between the integrals of the measured and the modeled current gradient with the currently prevailing Difference of the integrals of measured and modeled current gradient and equating the initial value of the measured pump input current at the same time 664 with the currently prevailing value; (v) as long as the stability criteria (i) and (ii) are met, maintaining the stored initial values; (vi) if the stability criteria (i) and (ii) are met, maintaining the stored initial values; (vi)
  • the determined error can then be used partially or 100% to adapt the proportionality factor for the next modeling cycle.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Modellierung eines Eingangsstroms einer Pumpe (110). Das Verfahren weist die folgenden Schritte auf: (i) Ansteuern der Pumpe (110), um zumindest einen Teil eines Verdunstungssystems (100) mit einem Druck zu beaufschlagen; (ii) Bestimmen eines Druckverlaufs in dem Verdunstungssystem (100); und (iii) Modellieren eines Verlaufs (350) des Eingangsstroms der Pumpe (110) basierend auf dem Druckverlauf mittels eines Modells. Weiterhin betrifft die Erfindung ein entsprechendes Steuergerät (120).

Description

BESCHREIBUNG
BEZEICHNUNG
Verfahren zur Modellierung eines Eingangsstroms einer Pumpe und Steuergerät
TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Offenbarung betrifft Tankentlüftungssysteme und Verfahren zu deren Betrieb. Konkret betrifft sie ein Verfahren zur Modellierung eines Eingangsstroms einer Pumpe sowie ein entsprechendes Steuergerät.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Gemäß verschiedenen länderspezifischen Gesetzesvorschriften und aus Sicherheitsgründen ist es erforderlich, bei Kraftfahrzeugen die Funktionsfähigkeit des Kraftstofftankentlüftungssystems inklusive Kraftstofftank zu gewährleisten und zu diagnostizieren. Typischerweise muss das gesamte Verdunstungssystem inklusive Kraftstofftank bis zum Tankentlüftungsventil auf Dichtheit überprüft werden. Weiterhin sind beispielsweise Verstopfungen einer Verdunstungsleitung zwischen Kraftstofftank und Aktivkohlefilter oder eine Betankung während Diagnosevorgängen zu erkennen. Hierbei gibt es je nach Land unterschiedliche gesetzliche Vorgaben, etwa zum kleinsten zu diagnostizierenden Leckagequerschnitt.
Die von verschiedenen Gesetzgebern geforderte Dichtheitsprüfung des Verdunstungssystems wird für Tanksysteme mit oder ohne Tankabsperrventil durch den Einsatz von Leckdiagnosepumpen ausgeführt. Diese Leckdiagnosepumpen setzen das Verdunstungssystem zu einem definierten Zeitpunkt unter Druck. In der Folge wird dann die aufgenommene elektrische Leistung der Leckdiagnosepumpe, beispielsweise anhand der Stromaufnahme der Pumpe, als Auswertekriterium zur Bestimmung des Leckagedurchmessers herangezogen. Die aufgenommene Leistung einer solchen Leckdiagnosepumpe beziehungsweise ein entsprechender Pumpeneingangsstrom können auch für die erwähnte Verstopfungsdiagnose und die Betankungserkennung verwendet werden.
KURZDARSTELLUNG UND AUSFÜHRUNGSFORMEN
Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Offenbarung, eine besonders verlässliche und genaue Modellierung eines Eingangsstroms einer Pumpe zu ermöglichen.
Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren zur Modellierung eines Eingangsstroms einer Pumpe und ein Steuergerät gemäß den unabhängigen Patentansprüchen gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen ergeben sich aus den jeweils abhängigen Ansprüchen, der folgenden Beschreibung und den Zeichnungen.
So wird gemäß einem ersten Aspekt ein Verfahren zur Modellierung eines Eingangsstroms einer Pumpe bereitgestellt. Das Verfahren weist die folgenden Schritte auf: (i) Ansteuern der Pumpe, um zumindest einen Teil eines Verdunstungssystems mit einem Druck zu beaufschlagen, (ii) Bestimmen eines Druckverlaufs in dem Verdunstungssystem, und (iii) Modellieren eines Verlaufs eines Eingangsstroms der Pumpe basierend auf dem Druckverlauf mittels eines Modells.
Gemäß einem weiteren Aspekt wird ein Steuergerät für ein Kraftfahrzeug bereitgestellt, wobei das Steuergerät eingerichtet ist, das zuvor beschriebene Verfahren durchzuführen.
Gemäß einem weiteren Aspekt wird ein Computerprogrammprodukt bereitgestellt, das Befehle umfasst, die bei der Ausführung des Programms durch einen Computer diesen veranlassen, das zuvor beschriebene Verfahren durchzuführen.
Im Kontext der vorliegenden Offenbarung kann ein Verdunstungssystem als ein System definiert sein, das dazu eingerichtet ist, Entlüftungsgase aus einem Tank, insbesondere einem Kraftstofftank, abzuleiten. Es kann eingerichtet sein, die Entlüftungsgase einem Rückhaltefilter, insbesondere einem Kraftstoffdampf- Rückhaltefilter, zuzuführen und/oder über mindestens einen Spülpfad einem Luftpfad eines Verbrennungsmotors zuzuführen. Das Verdunstungssystem kann ein Entlüftungssystem, insbesondere ein Tankentlüftungssystem, sein.
Das Verdunstungssystem kann eine Tankentlüftungsleitung aufweisen. Die Tankentlüftungsleitung kann mehrere Bereiche aufweisen, beispielsweise einen Tankbereich, einen Filterbereich und/oder einen Motorbereich. Der Tankbereich kann sich zwischen dem Tank und einem Tankabsperrventil erstrecken oder, falls kein Tankabsperrventil vorhanden ist, zwischen dem Tank und einem Filterbereich der Tankentlüftungsleitung erstrecken. Der Filterbereich kann eine Zuleitung vom Tank kommend zu dem Rückhaltefilter, insbesondere eine Zuleitung zwischen Tankabsperrventil und Rückhaltefilter, eine Ableitung zwischen Rückhaltefilter und Tankentlüftungsventil und/oder einen Frischluftanschluss des Rückhaltefilters umfassen. Der Motorbereich kann eine oder mehrere Spülpfade zwischen Tankentlüftungsventil und einem Luftpfad des Verbrennungsmotors umfassen. Die Spülpfade können stromab oder stromauf einer Drosselklappe in den Luftpfad einmünden.
Das Verdunstungssystem kann ein Tankentlüftungsventil aufweisen. Das Tankentlüftungsventil kann eingerichtet sein, den Gasfluss von dem Rückhaltefilter zu dem Luftpfad des Verbrennungsmotors einzustellen. Zu diesem Zweck kann das Tankentlüftungsventil mittels des Steuergeräts steuerbar sein. Das Tankentlüftungsventil kann zwischen einem Filterbereich und einem Motorbereich der Tankentlüftungsleitung angeordnet sein.
Das Verdunstungssystem kann ein Tankabsperrventil aufweisen. Das Tankabsperrventil kann eingerichtet sein, im Kraftstofftank entstehende Entlüftungsgase, beispielsweise Kohlenwasserstoffdämpfe, im Tank zurückzuhalten, insbesondere um diese kontrolliert dem Rückhaltefilter zuzuführen. Das Verdunstungssystem kann den Tank oder zumindest einen Teilbereich des Tanks umfassen, insbesondere einen Teilbereich, in dem Entlüftungsgase aus einem Tankinhalt ausdünsten.
Das Beaufschlagen mit Druck des zumindest einen Teils des Verdunstungssystems kann ein Beaufschlagen des gesamten Verdunstungssystems umfassen, insbesondere mit Ausnahme des Motorbereichs der Tankentlüftungsleitung. Es kann ein Beaufschlagen mit Druck zumindest eines Teils des Tanks, insbesondere des ganzen Tanks, umfassen. Ob der Tankbereich der Tankentlüftungsleitung und/oder der Tank mit Druck beaufschlagt wird, kann davon abhängen, ob das Tankabsperrventil geschlossen ist.
Eine Pumpe kann dazu eingerichtet sein, den zumindest einen Teil des Verdunstungssystem mit dem Druck zu beaufschlagen, insbesondere um eine Dichtheitsprüfung und/oder Leckagediagnose des Verdunstungssystems zu ermöglichen. Die Pumpe kann eine Leckdiagnosepumpe sein. In einer Ausgestaltung ist die Pumpe zwischen dem Rückhaltefilter und einem Frischluftanschluss angeordnet.
Das Bestimmen des Druckverlaufs kann ein Auswerten eines Signals eines Drucksensors umfassen. Der Drucksensor kann in dem zumindest einen Teil des Verdunstungssystems angeordnet sein, der mittels der Pumpe mit Druck beaufschlagt wird. Der Drucksensor kann beispielsweise in einem Filterbereich der Tankentlüftungsleitung angeordnet sein. Der Drucksensor kann in einer Tankentlüftungsleitung zwischen dem Rückhaltefilter und dem Tankentlüftungsventil angeordnet sein. Der Drucksensor kann zwischen dem Tankentlüftungsventil und dem Tank und/oder zwischen dem Tankentlüftungsventil und dem Tankabsperrventil in der Tankentlüftungsleitung angeordnet sein. Der Drucksensor kann in dem Tank angeordnet sein, beispielsweise an einer Oberseite des Tanks, die mit den Entlüftungsgasen in Kontakt steht. Das Bestimmen des Druckverlaufs kann das Bestimmen eines Verlaufs einer für den Druck repräsentativen Größe umfassen. Das Modellieren eines Verlaufs eines Eingangsstroms der Pumpe kann das Modellieren eines Verlaufs einer für den Eingangsstrom repräsentativen Größe umfassen, beispielsweise einer elektrischen Leistung.
Das zuvor beschriebene Verfahren kann vorteilhaft sein, um eine genaue und verlässliche Modellierung des Eingangsstroms der Pumpe zu ermöglichen. Dies kann beispielsweise für eine Dichtheitsprüfung des Verdunstungssystems, für eine Verstopfungsdiagnose oder eine Betankungserkennung nützlich sein. Insbesondere können Diskontinuitäten in der Korrelation zwischen Druckverlauf und dem gemessenen Verlauf des Eingangsstroms der Pumpe unschädlich bleiben. Solche Diskontinuitäten können etwa aus Stromschwankungen resultieren, die nicht durch Druckänderungen im zu diagnostizierenden Volumen hervorgerufen werden. Beispielsweise können sie durch Bauteiltoleranzen wie variierende Lagerreibungen, durch sich verändernde Temperaturverhältnisse oder durch Schwankungen der Versorgungsspannung der Pumpe versursacht sein. Der Einfluss solcher Diskontinuitäten auf das Analyse-Ergebnis kann insbesondere dadurch reduziert werden, dass der Verlauf des Eingangsstroms nicht gemessen, sondern basierend auf dem Druckverlauf modelliert wird.
Das beschriebene Verfahren kann damit vorteilhaft sein, um Wiederholprüfungen bei Schlechtkomponenten zu vermeiden, beispielsweise mehrere Leckageprüfungen während eines Abschaltvorgangs des ausführenden Steuergerätes zu vermeiden. Dadurch kann ein Energieverbrauch und/oder eine Geräuschemission verringert werden. Weiterhin kann es möglich sein, Diagnoseabbrüche zu vermeiden und somit die Ausführungshäufigkeit von erfolgreichen Leckagediagnosen zu steigern. Insgesamt kann sich also eine Robustheitssteigerung der Diagnoseergebnisse zum Monitoring von Leckagen im Verdunstungssystem erzielen lassen, etwa durch Vermeidung von falschen Gut- und/oder Schlechtprüfungen. Dazu kann das Ausblenden von Stromaufnahmeschwankungen beitragen, hervorgerufen beispielsweise durch Unzulänglichkeiten in der Leckagediagnosehardware. In einer Ausgestaltung lassen sich auch Schwankungen in der Versorgungsspannung der Pumpe ausgleichen und/oder ausblenden. Gemäß einer Ausführungsform weist das Verfahren ferner auf: Bestimmen, ob ein Leck in dem Verdunstungssystem vorliegt basierend auf einem Vergleich des modellierten Verlaufs des Eingangsstroms mit zumindest einem Referenzwert.
Im Kontext der vorliegenden Offenbarung kann ein Leck als eine undichte Stelle des Verdunstungssystems definiert sein, über die Entlüftungsgase in eine Umgebung entweichen können. Ein Leck kann über einen kleinsten zu diagnostizierenden Querschnitt und/oder über einen kleinsten zu diagnostizierenden Durchmesser definiert sein. Der kleinste zu diagnostizierende Querschnitt und/oder der kleinste zu diagnostizierende Durchmesser können aufgrund von gesetzlichen und/oder technischen Vorgaben festgelegt sein. Das Bestimmen, ob ein Leck im Verdunstungssystem vorliegt kann ein Bestimmen des Leckdurchmessers und/oder des Leckquerschnitts und/oder des Gesamtquerschnitts aller vorhandenen Lecks im untersuchten Bereich umfassen.
Im Kontext der vorliegenden Offenbarung kann ein Referenzwert ein Vergleichswert sein, beispielsweise ein Wert eines Eingangsstroms der Pumpe, der für ein Leck im Verdunstungssystem charakteristisch ist, insbesondere für ein Leck mit einem vorgegebenen Querschnitt oder Durchmesser, beispielsweise 0,5 mm Durchmesser.
In einer Ausgestaltung wird der zumindest eine Referenzwert durch Pumpen in eine Referenzleckage ermittelt, insbesondere während eines Referenzbetriebs. Dabei können der eine oder die mehreren Referenzwerte aus der aufgenommenen elektrischen Leistung der Pumpe und/oder dem aufgenommenen elektrischen Strom der Pumpe abgeleitet sein. Die mehreren Referenzwerte können über ein zeitliches Intervall verteilt sein, in welchem die Referenzleckage mit Druck beaufschlagt wird, insbesondere kontinuierlich verteilt. Die Referenzleckage kann Teil des Tanksystems, insbesondere der Pumpe, sein.
In einer Ausgestaltung wird der zumindest eine Referenzwert für jede Dichtheitsprüfung neu bestimmt. Auf diese Weise können beispielsweise Temperaturschwankungen, etwa der Umgebungstemperatur, und/oder Hardwareveränderungen ausgeglichen werden. Gemäß einer Ausführungsform weist das Modellieren des Verlaufs des Eingangsstroms basierend auf dem Druckverlauf ein Multiplizieren mit einem Proportionalitätsfaktor auf. Beispielsweise kann der Druckverlauf und/oder der Gradient des Druckverlaufs mit dem Proportionalitätsfaktor multipliziert werden. Der Proportionalitätsfaktor kann einen linearen oder zumindest näherungsweise linearen Zusammenhang zwischen Druck und Eingangsstrom wiedergeben. Der Proportionalitätsfaktor kann die Pumpe zumindest teilweise charakterisieren, beispielsweise in Bezug auf Produktionsabweichungen oder besondere Betriebsbedingungen individueller Pumpen.
Eine solche Ausführungsform kann vorteilhaft sein, weil der für die Leckage- Analyse relevante Eingangsstrom in einem einfachen Zusammenhang mit dem gemessenen Druck steht. Damit erweist sich der Druck als besonders geeignete Messgröße für die Dichtheitsprüfung.
Gemäß einer Ausführungsform weist das Verfahren ferner auf ein Festlegen des Proportionalitätsfaktors mittels eines Referenzbetriebs der Pumpe, wobei bei dem Referenzbetrieb eine Referenzleckage von der Pumpe mit Druck beaufschlagt wird. Beispielsweise kann der Proportionalitätsfaktor basierend auf einer Referenzstromaufnahme festgelegt werden. Der Proportionalitätsfaktor kann durch eine Vermessung von Grenzmuster- und/oder Nominalmuster-Hardware ermittelt werden. Er kann zwischen dem gemessenen Aufnahmestromverlauf der Pumpe und dem Druckverlauf im Verdunstungsraum bestimmt werden. Der Zusammenhang zwischen Referenzstrom aufnahme und Proportionalitätsfaktor kann in einem Kennfeld hinterlegt sein.
Unter einem Referenzbetrieb wird im Zusammenhang mit der vorliegenden Offenbarung insbesondere ein Betriebsmodus der Pumpe verstanden, bei dem eine Referenzleckage von der Pumpe mit Druck beaufschlagt wird. Der Referenzbetrieb kann einem Prüfbetrieb zur Dichtheitsprüfung des Verdunstungssystems vorgeschaltet sein. Der Referenzbetrieb kann vor jedem Prüfbetrieb durchgeführt werden oder nur unter bestimmten Bedingungen vor dem Prüfbetrieb durchgeführt werden. Das Kennfeld kann anhand von Grenzmuster- und/oder Nominalmuster-Hardware ermittelt werden. In dem Kennfeld kann der Proportionalitätsfaktor abhängig von einer oder mehreren Betriebsbedingungen hinterlegt sein, beispielsweise abhängig von einer Umgebungstemperatur.
Eine solche Ausführungsform kann vorteilhaft sein, um den Zusammenhang zwischen Druckverlauf und Stromverlauf besonders genau festzulegen, insbesondere in Abhängigkeit von den jeweiligen Betriebsbedingungen.
Gemäß einer Ausführungsform wird der Proportionalitätsfaktor basierend auf zumindest einem der folgenden Parameter festgelegt: einer Stromstärke eines gemessenen Eingangsstroms der Pumpe vor dem Schalten eines Ventils der Pumpe, insbesondere unmittelbar vor dem Schalten des Ventils, und einer Änderung des gemessenen Eingangsstroms der Pumpe während und/oder nach dem Schalten des Ventils der Pumpe, insbesondere einer durch das Schalten des Ventils verursachten Änderung des gemessenen Eingangsstroms. Das Schalten des Ventils kann das Ende des Referenzbetriebs kennzeichnen. Der Proportionalitätsfaktor kann in dem Kennfeld abhängig von zumindest einem der erwähnten Parameter hinterlegt sein.
Gemäß einer Ausführungsform weist das Verfahren ferner auf ein Adaptieren des Modells, insbesondere des Proportionalitätsfaktors, während eines Prüfbetriebs der Pumpe, wobei bei dem Prüfbetrieb der zumindest eine Teil des Verdunstungssystems von der Pumpe mit Druck beaufschlagt wird. Das Adaptieren des Modells während des Prüfbetriebs kann vorteilhaft sein, um eine noch genauere und verlässlichere Dichtheitsprüfung des Verdunstungssystems zu ermöglichen.
Unter einem Prüfbetrieb wird im Zusammenhang mit der vorliegenden Offenbarung insbesondere ein Betriebsmodus der Pumpe verstanden, bei dem der zumindest eine Teil des Verdunstungssystems mit Druck beaufschlagt wird. Dabei kann zweckmäßig die Referenzleckage nicht oder nur gering mit Druck beaufschlagt sein, insbesondere mit einem geringeren Druck als im Referenzbetrieb. Der Prüfbetrieb kann zum Ermitteln eines oder mehrerer Lecks in dem Verdunstungssystem eingerichtet sein. Der Prüfbetrieb kann einem Referenzbetrieb nachgeschaltet sein. Der Übergang von Referenzbetrieb kann durch Schalten eines entsprechenden Ventils erfolgen.
Gemäß einer Ausführungsform wird das Kennfeld, mit welchem der Proportionalitätsfaktor im Referenzbetrieb festgelegt wird, nach dem Adaptieren des Proportionalitätsfaktors aktualisiert.
Gemäß einer Ausführungsform weist das Adaptieren des Modells, insbesondere des Proportionalitätsfaktors, die folgenden Schritte auf: (i) Prüfen, ob zwischen zwei vorgegebenen Zeitpunkten eine Betriebsbedingung der Pumpe einem vorgegebenen Stabi litätskriterium genügt, (ii) Bestimmen jeweils einer Differenz zwischen dem modellierten Eingangsstrom und dem gemessenen Eingangsstrom der Pumpe zu den zwei vorgegebenen Zeitpunkten und (iii) Korrigieren des Modells, insbesondere des Proportionalitätsfaktors, basierend auf den Differenzen zu den zwei vorgegebenen Zeitpunkten, falls zwischen den zwei vorgegebenen Zeitpunkten das Stabilitätskriterium erfüllt ist.
Die Betriebsbedingung kann beispielsweise eine Versorgungsspannung der Pumpe, eine Batteriespannung, ein Gradient des gemessenen Verlaufs des Eingangsstroms der Pumpe oder ein Gradient des Druckverlaufs in dem von der Pumpe mit Druck beaufschlagten zumindest einen Teil des Verdunstungssystems sein. Gemäß einer Weiterbildung sind jeweilige Stabi litätskriterien für mehrere, insbesondere alle, dieser Betriebsbedingungen vorgegeben. Dadurch können die zuvor bereits erwähnten Diskontinuitäten besonders verlässlich bestimmbar sein.
Eine derartige Ausführungsform kann vorteilhaft sein, um die Güte des modellierten Stromverlaufes dauerhaft gewährleisten zu können, beispielsweise um etwaige Änderungen in der Hardwarecharakteristik auszugleichen. Die Differenz eines Stromhubs des modellierten Eingangsstroms zwischen den beiden Zeitpunkten und eines Stromhubs des gemessenen Eingangsstroms zwischen den beiden Zeitpunkten und/oder die Differenz zwischen modelliertem und gemessenem Eingangsstrom zu den beiden Zeitpunkten kann charakteristisch für Abweichungen des Modells, insbesondere des Proportionalitätsfaktors, sein.
Gemäß einer Ausgestaltung umfasst das Korrigieren des Proportionalitätsfaktors ein Bestimmen der Differenz der beiden Differenzen zwischen modelliertem und gemessenem Eingangsstrom zu den zwei Zeitpunkten und ein in Bezug Setzen dieser Differenz zu einer Differenz des gemessenen Eingangsstroms zu den zwei Zeitpunkten. Das Ergebnis kann eine anteilige Abweichung des Proportionalitätsfaktors sein, welche bei weiteren Dichtheitsprüfungen zumindest teilweise, insbesondere vollständig berücksichtigt werden kann.
Gemäß einer Ausführungsform umfasst die Betriebsbedingung zumindest einen der folgenden Parameter: eine Versorgungsspannung der Pumpe, einen Gradienten eines gemessenen Verlaufs des Eingangsstroms der Pumpe und einen Gradienten des Druckverlaufs. Gemäß einer Ausgestaltung müssen alle diese Parameter ein jeweiliges Stabilitätskriterium erfüllen. Eine derartige Ausführungsform kann vorteilhaft sein, weil die Stabilität zumindest eines, insbesondere aller genannten Parameter, ein Indiz dafür sein kann, dass das Modell geeignet adaptiert wird.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist das Verfahren ferner auf: ein Messen eines Verlaufs des Eingangsstroms der Pumpe.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist das Verfahren ferner auf: Empfangen, insbesondere durch das Steuergerät, eines gemessenen Verlaufs des Eingangsstroms der Pumpe.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist das Verfahren ferner auf: ein Bestimmen eines Initialwerts des modellierten Verlaufs des Eingangsstroms, wobei der Initialwert auf einem Stromwert des gemessenen Verlaufs des Eingangsstroms basiert, bei welchem ein Gradient des gemessenen Verlaufs des Eingangsstroms einen vorgegebenen Schwellwert übersteigt. Der Initialwert kann beispielsweise gleich dem Stromwert gesetzt werden. Der Initialwert kann den zeitlichen Beginn des modellierten Verlaufs kennzeichnen. Der weitere Verlauf kann durch den Proportionalitätsfaktor bestimmt sein. Eine derartige Ausführungsform kann vorteilhaft sein, weil das Überschreiten des Schwellwerts den Beginn der Druck-Beaufschlagung des Verdunstungssystems durch die Pumpe signalisieren kann.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform sind Modelleigenschaften des Modells, insbesondere eine funktionale Abhängigkeit zwischen Druckverlauf und modelliertem Stromverlauf und/oder der Initialwert, derart gewählt, dass eine Schwankung im gemessenen Verlauf des Eingangsstroms stärker ausgeprägt ist als eine entsprechende Schwankung im modellierten Verlauf des Eingangsstroms, wenn die Schwankung im gemessenen Verlauf nicht durch eine Änderung des Drucks in dem Verdunstungssystem verursacht ist. Der modellierte Strom kann keine entsprechende Schwankung aufweisen. Eine solche Ausführungsform kann vorteilhaft sein, weil Diskontinuitäten zwischen gemessenem Stromverlauf und Druckverlauf zumindest teilweise erkannt und bei der Dichtheitsprüfung berücksichtigt werden.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist das Verfahren ferner auf: Durchführen einer Fehlerdiagnose des Verdunstungssystems, wobei die Fehlerdiagnose den modellierten Verlauf des Eingangsstroms der Pumpe berücksichtigt. Beispielsweise kann eine Dichtheitsprüfung, eine Verstopfungsprüfung und/oder eine Betankungserkennung durchgeführt werden.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform berücksichtigt die Fehlerdiagnose den modellierten Verlauf des Eingangsstroms, wenn zumindest eine der folgenden Bedingungen erfüllt ist: (i) eine Gradientenänderung des gemessenen Verlaufs des Eingangsstroms übersteigt einen vorgegebenen Diskontinuitäts-Schwellwert; (ii) ein Betrag eines Gradienten des gemessenen Verlaufs des Eingangsstroms übersteigt einen vorgegebenen weiteren Diskontinuitäts-Schwellwert; (iii) eine Schwankung einer Versorgungsspannung der Pumpe übersteigt einen vorgegebenen Spannungs-Schwellwert..
Gemäß einer Ausgestaltung berücksichtigt die Fehlerdiagnose den modellierten
Verlauf des Eingangsstroms nur, wenn zumindest eine der genannten Bedingungen erfüllt ist. Andernfalls, d.h. wenn keine der genannten Bedingungen erfüllt ist, kann die Fehlerdiagnose basierend auf einem Vergleich des gemessenen Verlaufs des Eingangsstroms mit dem zumindest einen Referenzwert erfolgen.
Eine derartige Ausführungsform kann vorteilhaft sein, um Speicher- und Rechenkapazitäten beim Modellieren des Stromverlaufs zu sparen, indem der gemessene Strom zur Dichtheitsprüfung herangezogen wird, wenn keine Diskontinuität im Verhältnis von Stromverlauf und Druckverlauf vorliegt.
Gemäß einer Ausführungsform sind der Diskontinuitäts-Schwellwert und/oder der weitere Diskontinuitäts-Schwellwert abhängig von einem Volumen, das mit dem Druck beaufschlagt wird. Eine derartige Ausführungsform kann für die Dichtheitsprüfung relevante Diskontinuitäten im Verhältnis von gemessenem Stromverlauf und Druckverlauf besonders verlässlich erkennen und einordnen.
Bei einer vorteilhaften Weiterbildung sind der Diskontinuitäts-Schwellwert und/oder der weitere Diskontinuitäts-Schwellwert in einem Kennfeld hinterlegt, beispielsweise in Abhängigkeit von einem aktuellen Tankfüllstand und einem zu diagnostizierenden Volumen.
Gemäß einer Ausführungsform erfolgt bei jeder Dichtheitsprüfung das Bestimmen, ob ein Leck in dem Verdunstungssystem vorliegt, basierend auf dem Vergleich des modellierten Verlaufs des Eingangsstroms mit dem zumindest einen Referenzwert. Ein solches Verfahren kann vorteilhaft sein, weil die möglicherweise aufwändige Abfrage von Bedingungen, wie zuvor beschrieben, entfällt.
Gemäß einer Ausführungsform wird, wenn ein Leck vorliegt, eine Leckgröße des Lecks bestimmt. Die Leckgröße kann sich aus einem Vergleich des modellierten Stromverlaufs mit dem zumindest einen Referenzwert ergeben. Die Leckgröße kann durch eine Querschnittsfläche des Lecks und/oder durch einen Durchmesser, beispielsweise einen durchschnittlichen Durchmesser bestimmt sein. Gemäß einer Ausgestaltung werden lediglich Bereiche bestimmt, beispielsweise ob ein Leck einen Durchmesser zwischen 0,5 mm und 1 ,0 mm hat, wobei die Grenzen eingeschlossen sind, oder ob ein Leck einen Durchmesser von größer oder gleich 1 ,0 mm hat.
Gemäß einer Ausführungsform wird ein Verfahren zur Verstopfungserkennung eines Verdunstungssystems basierend auf dem Druckverlauf und/oder dem modellierten Verlauf des Eingangsstroms bereitgestellt, welches zusätzlich zu den Schritten der zuvor beschriebenen Verfahren die folgenden Schritte aufweist: (i) Bestimmen des gemessenen Stromgradienten, des gemessenen Druckgradienten im Tank sowie des gemessenen Druckgradienten in der Spülleitung während des Prüfbetriebs; (ii) Feststellen einer blockierten Leitung, wenn die folgenden Bedingungen erfüllt sind: (a) der gemessene Stromgradient ist größer als eine einstellbare Schwelle; (b) der gemessene Druckgradient im Tank und/oder der Gradient des modellierten Stromverlaufes ist kleiner als eine jeweilige einstellbare Schwelle; (c) der gemessene Druckgradient in der Spülleitung ist größer als eine einstellbare Schwelle. Insbesondere kann mit dem beschriebenen Verfahren eine Verstopfung zwischen Kraftstofftank und Rückhaltefilter erkannt werden.
Alternativ können unter (i) und (ii) Absolutwerte nach einem vorgegebenen, insbesondere einstellbar vorgegebenen, Zeitintervall evaluiert werden anstatt der jeweiligen Gradienten. Die Verwendung des gemessenen Druckgradienten in der Spülleitung oder des gemessenen Druckgradienten im Tank kann in einer weiteren Ausführungsform jeweils auch als optional angesehen werden.
Gemäß einer Ausführungsform wird ein Verfahren zur Betankungserkennung basierend auf dem Druckverlauf und/oder auf dem modellierten Verlauf des Eingangsstroms bereitgestellt, welches zusätzlich zu den Schritten der zuvor beschriebenen Verfahren die folgenden Schritte aufweist: (i) Bestimmen der gemessenen Stromgradientenänderung, der gemessenen Druckgradientenänderung im Tank sowie der gemessenen Druckgradientenänderung in der Spülleitung während des Prüfbetriebs; (ii) Feststellen eines Betankungsvorgangs, wenn die folgenden Bedingungen erfüllt sind: (a) die gemessene Stromgradientenänderung ist größer als eine einstellbare Schwelle; (b) die gemessene Druckgradientenänderung im Tank und/oder die Gradientenänderung des modellierten Stromverlaufes sind größer als eine jeweilige einstellbare Schwelle; (c) die gemessene Druckgradientenänderung in der Spülleitung ist größer als eine einstellbare Schwelle. Die Betankungserkennung kann insbesondere während der Dichtheitsprüfung erfolgen.
Alternativ können unter (i) und (ii) Absolutwerte der Gradienten zu einem Zeitpunkt während des Prüfbetriebs evaluiert werden. Haben die gemessenen Stromgradienten sowie die gemessenen Druckgradienten innerhalb des Prüfbetriebs jeweils eine einstellbare Schwelle erreicht, kann auf eine Betankung geschlossen werden. Die Verwendung der gemessenen Druckgradientenänderung in der Spülleitung kann in einer weiteren Ausführungsform auch als optional angesehen werden.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen des Verfahrens sowie des Steuergeräts ergeben sich aus den folgenden, in Zusammenhang mit den Figuren dargestellten Ausführungsbeispielen.
Es zeigen:
Figur 1 ein Verdunstungssystem mit einer Steuereinrichtung zum Durchführen eines Verfahrens zur Dichtheitsprüfung gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung;
Figur 2 ein Flussdiagramm zur Auswahl verschiedener Varianten des Verfahrens zum Einbezug der modellierten Stromaufnahme in eine Fehlerdiagnose des Verdunstungssystems gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung;
Figur 3 den modellierten Verlauf des Eingangsstroms einer Pumpe während eines Referenzbetriebs und eines Prüfbetriebs bei dem Verfahren gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung; Figuren 4 und 5 jeweils einen Vergleich zwischen modelliertem Verlauf des Eingangsstroms und gemessenem Verlauf des Eingangsstroms bei dem Verfahren gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung;
Figuren 6 und 7 zeigen Kenngrößen der Stromaufnahme der Leckdiagnosepumpe beim Adaptieren eines Proportionalitätsfaktors zwischen Druckverlauf und modelliertem Verlauf des Eingangsstroms bei dem Verfahren gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung.
Gleiche, gleichartige oder gleich wirkende Elemente sind in den Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen. In manchen Figuren sind einzelne Bezugszeichen zur Verbesserung der Übersichtlichkeit weggelassen. Die Figuren und die Größenverhältnisse der in den Figuren dargestellten Elemente untereinander sind nicht als maßstäblich zu betrachten. Vielmehr können einzelne Elemente zur besseren Darstellbarkeit und/oder für eine bessere Verständlichkeit übertrieben groß dargestellt sein.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG VON AUSFÜHRUNGSBEISPIELEN
Figur 1 zeigt ein Verdunstungssystem 100 mit einem Steuergerät 120, das eingerichtet ist, ein Verfahren zur Dichtheitsprüfung gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel durchzuführen. Das in Figur 1 dargestellte Verdunstungssystem 100 ist mit einer Leckdiagnosepumpe 110 am Frischlufteingang des Kraftstoffdampf-Rückhaltefilters 109, hier ein Aktivkohlefilter, ausgestattet. In dem Aktivkohlefilter 109 sind aus dem Tank 130 ausgegaste Kohlenwasserstoffe gebunden.
Das Verdunstungssystem weist ein Tankentlüftungsventil 106 auf, welches als Schalt- oder Linearventil ausgebildet sein kann. Das Tankentlüftungsventil 106 wird von dem Steuergerät 120, hier ein Motorsteuergerät, angesteuert, um den Gasfluss von dem Aktivkohlefilter 109 zum Luftpfad 140 des Verbrennungsmotors zu regeln. Typischerweise bei Drucktankvarianten, nicht jedoch bei konventionellen Tankvarianten, weist das Tanksystem zudem ein Tankabsperrventil 107 auf. Über das Tankabsperrventil 107 können die im Kraftstofftank entstehenden Kohlenwasserstoffdämpfe im Tank 130 zurückgehalten werden, um diese in der Folge kontrolliert unter geeigneten Betriebszuständen dem Aktivkohlefilter 109 zuzuführen.
Weiterhin umfasst das Tanksystem (i) eine Entlüftungsleitung (Tankbereich) 102 zwischen Kraftstofftank 130 und Tankabsperrventil 112, (ii) eine Tankentlüftungsleitung (Filterbereich) 101 , über welche die Kohlenwasserstoffgase vom Kraftstofftank 130 in den Aktivkohlefilter 109 und weiter zum Tankentlüftungsventil 106 geleitet werden, und (iii) eine Tankentlüftungsleitung (Motorbereich) 103, über welche die Kohlenwasserstoffgase stromab des Tankentlüftungsventils 106 vom Aktivkohlefilter 109 in den Luftpfad 140 eines Verbrennungsmotors eingeleitet werden. Ein Drucksensor 111 ist in der Tankentlüftungsleitung (Filterbereich) 101 zwischen Aktivkohlefilter 109 und Tankentlüftungsventil 106 angeordnet. Ein weiterer Drucksensor 111 sowie optional ein Temperatursensor oder ein kombinierter Druck-ZTemperatursensor sind im Kraftstofftank 130 angeordnet.
Das elektronische Steuergerät 120 ist eingerichtet, ein Verfahren zur Modellierung eines Eingangsstroms einer Pumpe 110 durchzuführen. Das Verfahren weist die folgenden Schritte auf: Beaufschlagen zumindest eines Teils eines Verdunstungssystems 100 mit einem Druck mittels der Pumpe 110; Bestimmen eines Druckverlaufs in dem Verdunstungssystem 100; und Modellieren eines Verlaufs des Eingangsstroms der Pumpe 110 basierend auf dem Druckverlauf mittels eines Modells.
Das Steuergerät 120 kann zudem eingerichtet sein, zumindest eines, insbesondere alle, der folgenden Schritte bzw. Verfahren durchzuführen: (a) für den aktuellen Betriebszustand einen Sollwert für den Spülfluss vom Aktivkohlefilter 109 zum Verbrennungsmotor zu ermitteln; (b) mithilfe eines Drucksensors im Ansaugtrakt einen Saugrohrdruck zu ermitteln; (c) die Werte der Drucksensorik einzulesen; (d) aus einem Druckgefälle zwischen dem Frischluftanschluss des Aktivkohlefilters 109 und dem Druck an der Einleitstelle im Luftpfad 140 des Verbrennungsmotors aus dem vorgegebenen Spülfluss einen PWM (Pulsweitenmodulation)-Wert zur Ansteuerung des Tankentlüftungsventils 106 zu ermitteln; (e) für den aktuellen Betriebszustand des Motors die einzuspritzende Kraftstoffmenge zu berechnen; (f) die Leckdiagnosepumpe 110 anzusteuern und die Stromaufnahme zu messen; (g) das Tankabsperrventil 107 anzusteuern, falls vorhanden.
Figur 2 zeigt ein Flussdiagramm zum Einbezug der modellierten Stromaufnahme der Leckdiagnosepumpe in ein Diagnoseverfahren des Verdunstungssystems, beispielsweise ein Tankdichtheitsprüfverfahren, eine Verstopfungsprüfung und/oder eine Betankungserkennung. Um im Hinblick auf die Güte des Diagnoseergebnisses problematische Diskontinuitäten in der Korrelation zwischen Druckverlauf und elektrischer Stromaufnahme der Pumpe 110 aufzulösen, wird basierend auf dem gemessenen Gasdruckverlauf ein korrelierender Stromverlauf berechnet. Der Druckverlauf wird im Tank- oder Filterbereich gemessen und ausgewertet, je nachdem, ob der Tankbereich inklusive Filterbereich unter Verwendung des Tankdrucksensors 111 oder ausschließlich der Filterbereich unter Verwendung des Drucksensors 111 im Filterbereich diagnostiziert werden soll. Der Einbezug des über den gemessenen Gasdruckverlauf korrigierten Stromverlaufes zur Bildung des Diagnoseergebnisses kann dabei gemäß einer ersten Variante des Verfahrens fortwährend erfolgen (Schritt S1 ).
In einer weiteren Variante des Verfahrens, die in Schritt S2 abgefragt wird, erfolgt der Einbezug des über den gemessenen Gasdruckverlauf korrigierten Stromverlaufes nur dann, wenn Stromschwankungen (oder kontinuierliche Stromgradienten) detektiert werden, welche nicht durch den Gasdruckverlauf im zu diagnostizierenden Volumen zustande kommen können. Zur Erkennung von Stromschwankungen wird der Stromverlauf gemessen und die Gradientenänderung des gemessenen Stromverlaufes mit einer einstellbaren Schwelle verglichen. Die Schwelle wird in Form eines Kennfeldwertes abhängig vom aktuellen Tankfüllstand und des zu diagnostizierenden Volumens (Tank- und Filterbereich oder ausschließlich Filterbereich) im Steuergerät abgelegt. Zum Erkennen von hohen Beträgen des Stromgradienten wird der Betrag des Gradienten des gemessenen Stromverlaufes mit einer einstellbaren Schwelle verglichen. Die Schwelle wird in Form eines Kennfeldwertes abhängig vom aktuellen Tankfüllstand und des zu diagnostizierenden Volumens (Tank- und Filterbereich oder ausschließlich Filterbereich) im Steuergerät abgelegt.
Das Verfahren, mit welchem bestimmt wird, ob die Dichtheitsprüfung anhand des modellierten oder des gemessenen Verlaufs des Eingangsstrom der Pumpe vorgenommen wird, weist die folgenden Schritte auf: In einem ersten Schritt S1 wird abgefragt, ob die Dichtheitsprüfung immer auf Basis des modellierten Stromverlaufs und nicht des gemessenen Stromverlaufs erfolgt. Falls nicht (n), wird in einem zweiten Schritt S2 abgefragt, ob eine Stromschwankung oder ein hoher Betrag des gemessenen Stromgradienten erkannt wurde. Falls nicht (n), wird in einem dritten Schritt S3 abgefragt, ob eine Batterieschwankung erkannt wurde. Falls auch diese Frage mit nein (n) beantwortet wurde, dann erfolgt in einem weiteren Schritt S4 die Dichtheitsprüfung auf Grundlage des gemessenen Stromverlaufs. Falls jedoch nur eine der genannten Fragen S1 , S2, S3 mit ja (y) beantwortet wurde, erfolgt die Dichtheitsprüfung in Schritt S5 auf Grundlage des modellierten Stromverlaufs.
In Figur 3 ist der Verlauf des Eingangsstroms 350 über die Zeit 352 während unterschiedlicher Diagnosephasen 353, 354 des Verfahrens gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel dargestellt. Konkret ist der Verlauf des Eingangsstroms einer Pumpe während eines Referenzbetriebs 353 und eines Prüfbetriebs 354 dargestellt. Um einen über den Druckverlauf korrigierten bzw. modellierten Stromverlauf berechnen zu können, ist es zunächst erforderlich den Proportionalitätsfaktor zwischen Druck und Strom zu ermitteln, wobei der Proportionalitätsfaktor die zugrunde liegende Pumpenhardware charakterisiert. Diese Charakterisierung soll innerhalb der ersten Diagnosephase, einem Referenzbetrieb 353, erfolgen. Bei dem Referenzbetrieb 353 wird eine Referenzstromaufnahme des gemessenen Eingangsstroms der Pumpe ermittelt, wobei die Höhe der sich einstellenden Referenzstromaufnahme und/oder die Änderung der gemessenen Pumpenstromaufnahme während des Umschaltens eines Ventils der Leckdiagnosepumpe den Proportionalitätsfaktor festlegt. Der quantitative Zusammenhang hierbei wird innerhalb eines Kennfeldes abgelegt und wurde zuvor durch Vermessung von Grenzmuster- und/oder Nominalmusterhardware bestimmt.
Der in Figur 3 ersichtliche Abfall in der Stromaufnahme resultiert aus der Aktivierung eines Umschaltventils und markiert den Übergang zwischen Referenzbetrieb 353 und Prüfbetrieb 354. Das Umschaltventil schaltet von einem Referenzbetrieb 353 in dem ein Referenzleck mit Druck beaufschlagt wird zu dem Prüfbetrieb 354, bei dem zumindest ein Teil des Verdunstungssystems mit Druck beaufschlagt wird.
Nach der Ermittlung des Proportionalitätsfaktors werden weitere Schritte durchgeführt, die anhand der nachfolgenden Figuren erläutert werden sollen.
Figur 4 illustriert die Ermittlung eines Initialwerts 456 für den modellierten Verlauf 350 des Eingangsstroms der Pumpe bei dem Verfahren gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel. Nach Umschalten des Umschaltventils von Referenzbetrieb 353 auf Prüfbetrieb 354 wird der Stromverlauf 455 des Eingangsstroms der Pumpe gemessen, gefiltert und nachfolgend der Gradient bestimmt. Ist der Gradient des ermitteltem gefilterten gemessenen Stromverlaufs 455 größer als ein einstellbarer Schwellwert, wird der Initialwert 456 für die nachfolgende Berechnung des modellierten Stromverlaufes 350 gebildet. Der Initialwert 456 wird am beschriebenen Zeitpunkt dem gefilterten gemessenen Stromwert gleichgesetzt.
Zur Bildung des modellierten Stromverlaufes 350 wird zunächst eine Filterung, beispielsweise ein Tiefpassfilter, des gemessenen Drucks im Verdunstungsraum vollzogen. In der Folge wird in äquidistanten Zeitabständen (z.B. 1s) der Gradient des gefilterten gemessenen Drucks im Verdunstungsraum berechnet. Dieser Gradient des gefilterten gemessenen Drucks im Verdunstungsraum wird abschließend im selben äquidistanten zeitlichen Abstand mit dem zuvor festgelegten Proportionalitätsfaktor multipliziert. Eine abschließende Filterung dieses Produkts definiert den modellierten Stromverlauf 350. Figur 5 zeigt den gemessenen Stromverlauf 455 und den dazugehörigen modellierten Stromverlauf 350 bei dem Verfahren gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel, wobei an der Diskontinuität 557 im gemessenen Stromverlauf 455 eine Stromschwankung zu sehen ist, die durch Unzulänglichkeiten in der Pumpenhardware verursacht wird. Hingegen blendet der modellierte Stromverlauf 350 diese für den Auswertealgorithmus der Leckagediagnose schädliche Stromschwankung aus.
In den Figuren 6 und 7 sind Kenngrößen des gemessenen und modellierten Verlaufs 455, 350 des Eingangsstroms beim Adaptieren eines Proportionalitätsfaktors zwischen gemessenem Verlauf 455 des Eingangsstroms und Druckverlauf bei dem Verfahren gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel dargestellt. Um die Güte des modellierten Stromverlaufes 350 dauerhaft gewährleisten zu können, ist eine Adaption des Proportionalitätsfaktors erforderlich, damit etwaige Änderungen in der Hardwarecharakteristik ausgeglichen werden können. Die Adaption erfolgt unter Zuhilfenahme von vier während des Diagnosedurchlaufes im Prüfbetrieb kontinuierlich ermittelter physikalischer Größen: 1 ) Integral 661 des gemessenen Stromgradienten; 2) Integral 662 des modellierten Stromgradienten; 3) Differenz 663 aus dem Integral des gemessenen und dem Integral des modellierten Stromgradienten an einem ersten Zeitpunkt 664 und einem zweiten Zeitpunkt 665; und 4) Gefilterter gemessener Pumpenaufnahmestrom 455.
Zur Ermittlung des Fehlers im aktuellen Modellierungsvorgang des Stromverlaufes können beispielsweise folgende Schritte vollzogen werden: (i) Feststellen der Stabilität der Batteriespannung, insbesondere der Versorgungsspannung der Pumpe; (ii) Feststellen der Stabilität des gemessenen Stromgradienten sowie des gemessenen Gasdruckgradienten, beispielsweise durch kontinuierlichen Vergleich von einem schwach und einem stark gedämpften bzw. gefilterten gemessenen Strom- bzw. Druckgradienten; (iii) Ermitteln, ob die Bedingungen (i) und (ii) mindestens für eine einstellbare Zeit vorliegen; (iv) nachdem die Bedingungen (i) und (ii) für mindestens die einstellbare Zeit vorgelegen haben, Gleichsetzen bei diesem ersten Zeitpunkt 664 des Initialwerts der Differenz der Integrale des gemessenen und des modellierten Stromgradienten mit der aktuell herrschenden Differenz der Integrale von gemessenem und modelliertem Stromgradienten sowie Gleichsetzen des Initialwerts des gemessenen Pumpenaufnahmestroms zu demselben Zeitpunkt 664 mit dem aktuell herrschenden Wert; (v) solange die Stabilitätskriterien (i) und (ii) erfüllt sind, Beibehalten der abgespeicherten Initialwerte; (vi) wenn die Stabilitätskriterien (i) und (ii) nicht länger erfüllt sind, Bilden zu diesem Zeitpunkt 665 eines Endwerts der unter (iv) genannten physikalischen Größen durch Gleichsetzen mit dem aktuell herrschenden Wert, während die Initialwerte aus Schritt (iv) beibehalten werden; (vii) Ermitteln des Fehlers in Prozent des angewandten Proportionalitätsfaktors, falls die Stabilitätskriterien unter Punkt (i) und (ii) für eine einstellbare Mindestzeit gegeben waren, beispielsweise nach der Formel: 100% * [(Differenz 663 aus dem Integral des gemessenen Stromgradienten und dem Integral des modellierten Stromgradienten an dem zweiten Zeitpunkt 665) - (Differenz 663 aus dem Integral des gemessenen Stromgradienten und dem Integral des modellierten Stromgradienten an dem ersten Zeitpunkt 664)] / [(Gefilterter gemessener Pumpenaufnahmestrom an dem zweiten Zeitpunkt 665) - (Gefilterter gemessener Pumpenaufnahmestrom an dem ersten Zeitpunkt 664)].
Der ermittelte Fehler kann dann für den nächsten Modellierungszyklus anteilig oder zu 100% zur Adaption des Proportionalitätsfaktors herangezogen werden.
Die Erfindung ist nicht durch die Beschreibung anhand der Ausführungsbeispiele auf diese beschränkt. Vielmehr umfasst die Erfindung jedes neue Merkmal sowie jede Kombination von Merkmalen, was insbesondere jede Kombination von Merkmalen in den Ausführungsbeispielen und Patentansprüchen beinhaltet.
BEZUGSZEICHEN
100 Verdunstungssystem
101 Tankentlüftungsleitung (Filterbereich)
102 Tankentlüftungsleitung (Tankbereich)
103 Tankentlüftungsleitung (Motorbereich)
104 erster Spülpfad
105 zweiter Spülpfad
106 Tankentlüftungsventil
107 Tankabsperrventil
108 Rückschlagventil
109 Kraftstoffdampf-Rückhaltefilter
110 Leckdiagnosepumpe
111 Drucksensor
112 Flussrichtung
120 Steuergerät
121 Signalleitung
130 Kraftstofftank
140 Luftpfad des Verbrennungsmotors
141 Luftfilter
142 Drosselklappe
350 modellierter Stromverlauf
351 Stromstärke
352 Zeit
353 Referenzbetrieb
354 Prüfbetrieb
455 gemessener Stromverlauf
456 Initialwert
557 Diskontinuität
661 Integral des gemessenen Stromgradienten
662 Integral des modellierten Stromgradienten
663 Differenz der Integrale des gemessenen und modellierten Stromgradienten
664 erster Zeitpunkt
665 zweiter Zeitpunkt

Claims

PATENTANSPRÜCHE
1 . Verfahren zur Modellierung eines Eingangsstroms einer Pumpe (110), aufweisend die folgenden Schritte:
- Ansteuern der Pumpe (110), um zumindest einen Teil eines Verdunstungssystems (100) mit einem Druck zu beaufschlagen;
- Bestimmen eines Druckverlaufs in dem Verdunstungssystem (100); und
- Modellieren eines Verlaufs (350) des Eingangsstroms der Pumpe (110) basierend auf dem Druckverlauf mittels eines Modells.
2. Verfahren gemäß dem vorhergehenden Anspruch, wobei das Modellieren des Verlaufs (350) des Eingangsstroms basierend auf dem Druckverlauf aufweist ein Multiplizieren mit einem Proportionalitätsfaktor.
3. Verfahren gemäß dem vorhergehenden Anspruch, ferner aufweisend Festlegen des Proportionalitätsfaktors mittels eines Referenzbetriebs (353) der Pumpe (110), wobei bei dem Referenzbetrieb (353) eine Referenzleckage von der Pumpe (110) mit Druck beaufschlagt wird.
4. Verfahren gemäß dem vorhergehenden Anspruch, wobei der Proportionalitätsfaktor festgelegt wird basierend auf zumindest einem der folgenden Parameter: einer Stromstärke eines gemessenen Eingangsstroms der Pumpe (110) vor dem Schalten eines Ventils der Pumpe (110) und einer Änderung des gemessenen Eingangsstroms der Pumpe (110) während und/oder nach dem Schalten des Ventils der Pumpe (110).
5. Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, ferner aufweisend Adaptieren des Modells während eines Prüfbetriebs (354) der Pumpe (110), wobei bei dem Prüfbetrieb (354) der zumindest eine Teil des Verdunstungssystems (100) von der Pumpe (110) mit Druck beaufschlagt wird.
6. Verfahren gemäß dem vorhergehenden Anspruch, wobei das Adaptieren des Modells aufweist Prüfen, ob zwischen zwei vorgegebenen Zeitpunkten eine Betriebsbedingung der Pumpe (110) einem vorgegebenen Stabilitätskriterium genügt;
Bestimmen jeweils einer Differenz zwischen dem modellierten Eingangsstrom (350) und einem gemessenen Eingangsstrom (455) der Pumpe (110) zu den zwei vorgegebenen Zeitpunkten (664, 665); und
Korrigieren des Modells basierend auf den Differenzen zu den zwei vorgegebenen Zeitpunkten (664, 665), falls zwischen den zwei vorgegebenen Zeitpunkten (664, 665) das Stabilitätskriterium erfüllt ist.
7. Verfahren gemäß dem vorhergehenden Anspruch wobei die Betriebsbedingung zumindest einen der folgenden Parameter umfasst: eine Versorgungsspannung der Pumpe (110), einen Gradienten des gemessenen Verlaufs (455) des Eingangsstroms der Pumpe (110) und einen Gradienten des Druckverlaufs.
8. Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, ferner aufweisend Empfangen eines gemessenen Verlaufs (455) des Eingangsstroms der
Pumpe (110).
9. Verfahren gemäß dem vorhergehenden Anspruch, ferner aufweisend Bestimmen eines Initialwerts (456) des modellierten Verlaufs (350) des
Eingangsstroms, wobei der Initialwert (456) auf einem Stromwert des gemessenen Verlaufs (455) des Eingangsstroms basiert, bei welchem ein Gradient des gemessenen Verlaufs (455) des Eingangsstroms einen vorgegebenen Schwellwert übersteigt.
10. Verfahren gemäß Anspruch 8 oder 9, wobei Modelleigenschaften des Modells derart gewählt sind, dass eine Schwankung im gemessenen Verlauf (455) des Eingangsstroms stärker ausgeprägt ist als eine entsprechende Schwankung im modellierten Verlauf (350) des Eingangsstroms, wenn die Schwankung im gemessenen Verlauf (455) nicht durch eine Änderung des Drucks in dem Verdunstungssystem (100) verursacht ist.
11 . Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, ferner aufweisend: Durchführen einer Fehlerdiagnose des Verdunstungssystems, wobei die Fehlerdiagnose den modellierten Verlauf (350) des Eingangsstroms der Pumpe (110) berücksichtigt.
12. Verfahren gemäß dem vorhergehenden Anspruch, wobei die Fehlerdiagnose den modellierten Verlauf des Eingangsstroms berücksichtigt, wenn zumindest eine der folgenden Bedingungen erfüllt ist:
(i) eine Gradientenänderung des gemessenen Verlaufs (350) des Eingangsstroms übersteigt einen vorgegebenen Diskontinuitäts-Schwellwert;
(ii) ein Betrag eines Gradienten des gemessenen Verlaufs (350) des Eingangsstroms übersteigt einen vorgegebenen weiteren Diskontinuitäts- Schwellwert;
(iii) eine Schwankung einer Versorgungsspannung der Pumpe (110) übersteigt einen vorgegebenen Spannungs-Schwellwert.
13. Verfahren gemäß dem vorhergehenden Anspruch, wobei der Diskontinuitäts-Schwellwert und/oder der weitere Diskontinuitäts-Schwellwert abhängig von einem Volumen sind, das mit dem Druck beaufschlagt wird.
14. Steuergerät (120) für ein Kraftfahrzeug, eingerichtet ein Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 13 durchzuführen.
15. Computerprogrammprodukt, umfassend Befehle, die bei der Ausführung des Programms durch einen Computer diesen veranlassen, das Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 13 durchzuführen.
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