用于运行电子换向的燃油泵的方法和设备 |
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| 申请号 | CN201510726913.6 | 申请日 | 2015-10-30 | 公开(公告)号 | CN105570155B | 公开(公告)日 | 2017-08-04 |
| 申请人 | 大众汽车有限公司; | 发明人 | A.卡勒特; | ||||
| 摘要 | 本 发明 涉及一种用于利用 汽车 的先导的燃油 泵 电气元件(2)运行 电子 换向的燃油泵(1)的方法和设备，其中，所述燃油泵(1)以预设转速运行，所述方法具有以下步骤：‑探测电子换向的燃油泵(1)的转速不协调性，其中，所述转速不协调性通过检查燃油泵(1)的旋转场与 转子 之间的同步性来确定，并且‑将电子换向的燃油泵(1)的转速切换为比预设转速更高的转速值，直至在燃油泵的旋转场与转子之间没有同步损失的情况下实现燃油泵(1)的稳定运行，其中，燃油泵(1)向更高转速的切换以一个预设的转速突跃的步长来实现或者以两个或多个预设的转速步长来实现，其中，所述转速一直提高，直至实现燃油泵(1)的稳定运行。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种用于利用机动车的预置的燃油泵电气元件(2)运行电子换向的燃油泵(1)的方法，其中，所述燃油泵(1)以预设转速运行，所述方法具有以下步骤： |
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| 说明书全文 | 用于运行电子换向的燃油泵的方法和设备技术领域背景技术[0002] 电子换向的燃油泵、简称为EC燃油泵，仅将根据当前所要求的功率而需要的汽油量或柴油量向发动机输送，其与传统的定量输送相比节约了明显份额的电能。在这种EC燃油泵中，通过电子换向器替代了机械式的线圈切换，也即EC燃油泵不含有通常的碳收集换向器，并且EC燃油泵的发动机与也被称为燃油泵电气元件KPE的控制设备相连，在所述燃油泵电气元件中形成旋转电场。所述旋转电场在泵发动机的作为定子被加载的线圈中形成旋转磁场，通常永磁设计的转子与所述旋转磁场同步。换言之，旋转场使得转子发生旋转运动，从而使转子通过卡夹装置驱动例如内齿轮泵级。燃油泵电气元件通常通过发动机控制设备被控制，所述发动机控制设备通过PWM(脉冲宽度调制)信号向燃油输送系统报告需求。燃油泵电气元件将接收到的PWM信号通过固定存储的PWM/转速-特性曲线转换为燃油泵的旋转运动。 [0003] 同时，转子在刚刚未被控制的定子线圈中感生感应电压，由所述感应电压能够计算发动机的转速。这种转速监控实现了在发动机转速没有降低的情况下定子电功率的降低。为此输入定子线圈的电流借助脉宽调制(Pulsdauermodulation)被降低并且被恒定控制。泵发动机在电流需求最小的情况下则包含预设转速。并且当降低的功率与输入的功率的关系降低到与泵发动机的特定属性相关的确定的数值以下时，所述转速才降低到预定值以下并且发动机由此失去同步性。如果识别到这种转速干扰，可以利用控制设备重新提高输入的电功率，从而重新形成旋转场与转子之间的同步性。在电子换向的发动机的这种被称为内部转速调节的运行状态下，电子换向的发动机在能量优化、转速受控的状态下工作。 [0004] 由文献DE 10 2011 106 824 A1中已知一种用于运行电子换向的燃油泵的方法，其中，燃油泵的电功率吸收能够借助脉宽调制在恒定的转速下进行调整。在此，所述调节在第一运行状态下设置最小功率吸收，其中，在第二运行状态下提高功率吸收，以便通过电阻热的形成实现对自燃油泵输送的燃料的加热。燃油泵的工作转速在此保持恒定。 [0005] 文献DE 199 33 331 A1公开了一种用于监控和调节利用调节器调节的无刷发动机的转速的方法和设备，其中，利用调节器应用多个换挡元件的换挡信号。对发动机的功率电压与代表发动机的中间点的电压信号进行对比，以便形成对比信号。所述对比信号与换挡信号耦合，以便形成组合的反馈信号，所述反馈信号代表与由定子形成的旋转磁场的转速相比的发动机转子的转速。 [0006] 文献DE 10 2008 018 603 A1涉及一种用于控制和调节用于为机动车的内燃机供给燃料的燃油泵的输送功率的方法。在此，燃油泵的额定输送功率借助表征内燃机的状态的参数计算得出，借助特性曲线将燃油泵的额定输送功率换算为额定转速，并且将燃油泵的实际转速设置为计算得到的额定转速的函数。 [0007] 文献DE 10 2006 023 985 A1描述了一种用于运行带有电子换向电机的泵的方法，其中，电机驱动由至少一个泵级构成的泵，从而从泵抽取介质并且利用较高的压力输送到消耗装置处。电机通过第一信号开始运转并且在空转转速下运行，并且当终端消耗装置通过第二信号开始运转时电机加速至额定转速。 [0008] 文献DE 10 2013 202 301 A1描述了一种用于探测和隔离燃油输入系统中的错误的方法，所述燃油输入系统具有燃油泵和燃油泵发动机，其中，燃油压力、泵电流和泵电压被监控。 [0009] 文献DE 10 2010 064 181 A1描述了一种用于带有燃油泵的内燃机的燃油供给系统，其中，识别被输送的燃油量向更大油耗或更小油耗的方向变化并且相应地预见性地控制燃油泵。 [0010] 由文献DE 10 2012 017 676 A1已知一种用于运行机动车的燃油输送设备的方法，其中，燃油输送设备具有由无刷直流电机驱动的燃油泵。在此，直流电机至少在达到最小转速时在由两种运行方式中选定的运行方式工作。在第一运行方式下，直流电机的转子的转角位置被确定，并且根据该转角位置利用第一电流强度实施换向或整流，并且在第二运行方式下，直流电机为了加热燃油而作为步进电机利用更大的第二电流强度控制。 [0011] 在确定的边界条件下，例如通过 [0012] -在高粘度燃油中的运行， [0013] -在高摩擦系数燃油中、也即在低润滑性燃油中的运行， [0014] -在燃油泵内部不利的构件公差， [0015] -克服高运行压力的运行，或 [0016] -其他不利边界条件 [0017] 对EC燃油泵所造成的制约，可能会出现，转子失去旋转场，并由于识别出的转速偏差导致误差引入。由此通常由于同步化尝试而带来大声撞击EC燃油泵的声学问题。由转子所导致的声学缺陷还可能导致EC燃油泵的损伤，因为例如可能会出现泵耦合件的偏转并使汽车保持有故障的燃油输入。 [0018] 为了解决上述问题，通常设置用于燃油泵的最小转速，无论如何不应低于所述最小转速。然而因为燃油泵的特性关键取决于燃油和构件性质，并且燃油和构件性质会有很大的变化，因此即使没有必要，也通常在最小转速方面以较大的安全性工作。所述安全性随之通过较高的能量吸收带来较高的构件负载以及能效较低的运行。 发明内容[0019] 由此本发明所要解决的技术问题在于，提供一种用于运行EC燃油泵的方法和控制设备，其在转速值稳定的情况下能效有利地运行。 [0020] 所述技术问题通过一种用于运行EC燃油泵的方法并且通过一种相应的控制设备解决。 [0021] 根据本发明的用于运行电子换向的燃油泵(所述燃油泵带有预置的机动车的燃油泵电气元件，其中，所述燃油泵以预设转速运行)的方法具有以下步骤： [0022] -探测电子换向的燃油泵的转速不协调性，其中，所述转速不协调性通过检查燃油泵的旋转场(Drehfeld)与转子之间的同步性来确定，并且 [0023] -将电子换向的燃油泵的转速切换为比预设转速更高的转速值，直至在燃油泵的旋转场与转子之间没有同步损失的情况下实现燃油泵的稳定运行，其中，燃油泵向更高转速的切换以两个或多个预设的转速步长(Drehzahlschritten)或以一个预设的转速突跃的步长完成。 [0025] 此外，还可以通过将转速立即提高一个预定的数值而迅速咬合(Einfangen)转子。在此，转速突跃必须足够大，以便确保燃油泵的稳定运行。利用该措施以有利的方式实现同步性问题的快速消除，然而有时出现低能效的运行。 [0026] 燃油泵向更高转速的切换可以在两个或多个预设的转速步长内实现，其中，转速一直提高，直至实现燃油泵的稳定运行。通过这种方式可以从某种程度上通过持续的步骤使得重新获得同步性。这有时可能会要求较长的时长，其中，随着接近所要达到的转速而变得能效更高。 [0027] 进一步优选地，燃油泵的转速在达到用于稳定运行的转速值之后，在预定的时间之后重新下降。换言之，燃油泵在预设时长内的运行本认为是稳定的，这样燃油泵重新试图以原先预设转速值(运行转速值)运行，以便达到能效有利的运行状态。燃油泵尤其可以在下一次发动机启动之后重新以预设转速运行。 [0028] 根据本发明的用于运行电子换向的燃油泵(所述燃油泵具有预置的燃油泵电气元件)的设备(其中，所述设备装配和设计用于运行上述方法)包括： [0029] -一种用于确定泵转速与预设转速的偏差的装置，其中，所述通过检查燃油泵的旋转场与转子之间的同步性而确定转速不协调性，和 [0030] -一种用于通过将燃油泵的转速提高到较高的转速来稳定燃油泵的运行的装置，其中，所述装置为了燃油泵的运行的稳定化而具有用于以多个预设增量的步长或以一个预设的转速突跃的步长提高燃油泵转速的装置。 [0031] 利用这两种用于提高转速的措施重新尝试实现燃油泵的稳定运行。 [0033] 以下结合唯一的附图对本发明的优选实施方式进行阐述。在附图中： [0034] 图1示出对电子换向的燃油泵的控制的框图。 具体实施方式[0035] 通常在电子换向的燃油泵中可以通过脉宽调制来调节在泵驱动中形成的旋转磁场的旋转频率，从而相对于旋转磁场的强度独立地定义燃油泵的旋转频率，以便在泵驱动时预设最大可调用的机械功率。 [0036] 图1所示的对电子换向的燃油泵1的控制示出燃油泵电气元件2，所述燃油泵电气元件负责对燃油泵1的控制。借助用于确定相对于运行转速的转速偏差的装置3对燃油泵1进行监控。换言之，燃油泵1的转子与通过定子线圈形成的旋转场的同步性受到监控。如果由转速监控装置1所确定的与运行转速的转速偏差超过预设的数值，则判断为燃油泵1的错误运行。为了重新实现同步性，转速提高装置4确定运行转速的提高，其中，所述提高要么以一个预设的突跃值、要么以增量式的提高来实现。转速的实际提高是通过泵电气元件2实施的，所述泵电气元件被转速提高装置2控制，并且用于旋转场的转速的相应提高。 [0037] 如果为了重新形成燃油泵的稳定运行而进行转速提高，则该信息使得接入或触发复位元件5。所述复位元件5可以例如是计时器，如果用于监控燃油泵1的转速的装置3在预设时长内确定燃油泵的稳定运行，所述计时器在经过预设时长之后通过燃油泵电气元件2使得燃油泵1的转速复位。此外，复位元件5还能够这样设计，从而在预设的事件时、例如发动机在汽车停车之后重启时使燃油泵的转速复位至运行转速。 [0038] 以下数据作为用于运行EC燃油泵的示例，其中，所提到的数据仅应理解为参考值或标准值，并且显然可以根据泵类型和制造商而改变。标准泵通常根据所要求的泵功率在1000U/min至约10000U/min的转速范围内工作。在发动机启动后应该实现迅速的压力提升，其中，发动机处于空转，并且并不直接需要较大的燃油量。如果燃油泵发动机由此出于能量原因而以1000U/min的最小转速运行，则出现对泵的制约，例如在泵中的高粘度燃油或较高摩擦，这样会导致对同步损失。 [0039] 在此情况下，例如可以使转速以500U/min的固定值提高，由此从某种程度上突击式地实现燃油泵的可靠运行。然而燃油泵当前以1500U/min的转速运行。 [0040] 为了重新形成同步性还可以增量地提高燃油泵的转速，例如以50U/mim的步长，直至重新实现稳定的运行。在此情况下可能的是，在1200U/min使时实现稳定的运行，这与以固定值突击式地提高转速相比能效更高，然而过程耗时略长。 |
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