用于在不使用传感器的情况下提高压力检测的准确性的方法

摘要

本发明涉及一种用于确定机动车辆的流体输送系统中的压力值的方法，该流体输送系统具有可致动的电动机并且具有可以由该电动机驱动的流体给送泵，其中，该方法包括以下步骤：‑确定该电动机的转速；‑确定该电动机的致动电流；‑根据该电动机的转速和该致动电流获取压力值；‑在控制单元中使用至少一个外部状态变量对获取的压力值进行处理；以及‑校正获取的压力值。

权利要求

1.一种用于确定机动车辆的流体输送系统中的压力值的方法，该流体输送系统具有可致动的电动机并且具有能由该电动机驱动的流体给送泵，其特征在于，该方法包括以下步骤：■确定该电动机的转速，

■确定该电动机的致动电流，

■根据该电动机的转速和致动电流获取压力值，

■在控制单元(18)中使用至少一个外部状态变量对获取的压力值进行处理，其中，基于该获取的压力值与这些外部状态变量的比较来产生该流体输送系统的工作范围的限制，以及■校正获取的压力值。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，该电动机的该致动电流是通过该控制单元(18)根据该至少一个外部状态变量和/或该获取的压力值和/或该校正的压力值进行适配的。

3.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，这些外部状态变量是借助于测量变量和/或来自该机动车辆的其他控制单元和/或传感器的计算的变量至少部分地形成的。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，这些外部状态变量源自模型(9)，其中，不同的外部状态变量能由这些模型(9)根据可预先限定的输入变量来输出。

5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，这些外部状态变量源自的该模型(9)对应于作为用于该机动车辆的紧急运行程序存储的特征图。

6.如权利要求4或5所述的方法，其特征在于，该模型(9)用于从已知变量中推断出未知变量，其中，该模型(9)具有根据经验获取的数据记录和/或借助于模拟获取的数据记录以便确定这些未知变量。

7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，基于这些外部状态变量与该获取的压力值的比较来校准该流体输送系统。

8.如权利要求1所述的方法，其特征在于，至少一个外部状态变量被直接输入到该压力值的获取中。

9.如权利要求1所述的方法，其特征在于，至少一个外部状态变量用于间接地确定该流体输送系统的内部状态变量。

10.如权利要求1所述的方法，其特征在于，该获取的压力值对应于有待在该流体给送泵的输出处和/或在该流体给送泵的位置下游处和/或在该流体给送泵的位置上游处输送的流体中的压力。

说明书

用于在不使用传感器的情况下提高压力检测的准确性的方法

技术领域

[0001] 本发明涉及一种用于确定机动车辆的流体输送系统中的压力值的方法，该流体输送系统具有可致动的电动机并且具有可以由该电动机驱动的流体给送泵。

背景技术

[0002] 为了更好地监测和调节燃料给送泵，直接地或间接地检测多个测量变量以便随时给送适量的燃料。在此背景下，尤其注意确保以最大可能的能量效率输送燃料。这意味着在各情况下仅输送在当前操作时间所需的燃料的量以便保持燃料输送系统的能量消耗尽可能低。这种类型的燃料输送系统例如使用在由内燃发动机驱动的机动车辆中。

[0003] 此外，目的是使燃料输送系统尽可能地简单且具有成本效益，并且同时尤其保持使用的单个部件的数量尽可能少。

[0004] 现有技术已经公开了提供具有压力检测的压力传感器或多功能传感器的多个装置以便能够尽可能准确地确定待输送的燃料的压力。为此目的，压力传感器被优选地安排在燃料给送泵的上游和/或其下游，以便能够使待输送的燃料中的压力的陈述尽可能准确。

[0005] 例如从DE 38 35 672 A1已知这种类型的装置，该文件公开了一种依赖于压力传感器的测量的值的方法，这些压力传感器被相应地安排在燃料给送泵的上游和下游。

[0006] DE 199 35 237 B4公开了一种用于确定燃料过滤器的负载状态的方法，该燃料过滤器被安排在给送泵的下游，其中，压力传感器被安排在燃料过滤器的下游。

[0007] 从现有技术中已知的这些方法的缺点是，必须在燃料输送系统中提供至少一个压力传感器，其结果是需要附加成本并且提高了系统对故障的敏感性。

[0008] 存在克服这些缺点的装置，这些装置完全省却了用于检测压力的传感器并且这些装置从其他值中得出压力或者借助于计算算法从输入变量确定压力。

[0009] 所使用的这些装置和方法的缺点尤其是，压力的获取的准确性不是最优的，尤其在极端运行条件(诸如，例如极端行驶状态)下压力的确定不是最优的。

发明内容

[0010] 因此，本发明的目的是提供一种准许以优化的准确性并且在不使用传感器的情况下检测压力的方法。

[0011] 在此，术语不使用传感器在本发明的背景下总是旨在意指在燃料输送系统中省却了压力传感器。在不受传感器影响的情况下，仍然可以使用不同的传感器获取例如用于计算或获得压力的其他变量。

[0012] 与该方法相关的目的是借助于具有权利要求1的特征的方法来实现的。

[0013] 本发明的一个示例性实施例涉及一种用于确定机动车辆的流体输送系统中的压力值的方法，该流体输送系统具有可致动的电动机并且具有可以由该电动机驱动的流体给送泵，其中，该方法包括以下步骤：

[0014] ■确定该电动机的转速，

[0015] ■确定该电动机的致动电流，

[0016] ■根据该电动机的转速和致动电流来获取压力值，

[0017] ■在控制单元中使用至少一个外部状态变量对获取的压力值进行处理，以及[0018] ■校正获取的压力值。

[0019] 术语流体输送系统可以指例如燃料输送系统或可替代地用于给送燃油或冷却剂的流体输送系统。在下面的文本中，将参考燃料输送系统描述本发明。然而，转移至机动车辆的其他流体输送系统是可能的。在燃料输送系统的情况下，该流体给送泵是由燃料给送泵形成。

[0020] 转速优选地可以借助于传感器来确定或者可替代地可以从燃料输送系统中的其他受控变量来获取。致动电流(其描述了由指配给电动机的控制单元管理的电流)同样可以由传感器或在计算过程中获取。

[0021] 由于燃料给送泵的或电动机的致动电流和转速之间的关系，也有可能推断出在燃料输送系统中占主导的压力。然而，获取的压力的准确性取决于燃料输送系统的实际运行条件。被用于获取或计算的这些特征图、特征曲线和假设也起作用。因此，借助于计算的压力获取或者基于致动电流和转速的压力获取经受不可避免的误差。

[0022] 为了进一步改善结果，优选地使用外部状态变量对获取的压力值进行处理。在此，外部状态变量具体是不直接与燃料输送系统(诸如，例如针对不同目的最初检测的或计算的温度)相关联的特征变量。

[0023] 术语处理尤其指外部状态变量也被直接地或间接地包含在压力值的获取中。也可以采取措施使获取的压力值偏移以对抗外部状态变量。术语处理也可以指将获取的压力与外部状态变量进行比较以便例如确定压力值的合理性或压力值的真实内容。

[0024] 术语压力值的校正可以指取决于处理而保留不变的压力值或发生向上或向下方向中的适配。在此，校正尤其取决于使用外部状态变量对获取的压力值进行处理。

[0025] 还优选地是，该控制单元根据至少一个外部状态变量和/或获取的压力值和/或校正的压力值来适配该电动机的致动电流。

[0026] 可以根据使用外部状态变量对获取的压力值进行处理的结果来适配电动机的致动电流或转速，以便增大或减小递送能力。因此，燃料给送泵的实际递送能力可以优选地与占优势的边界条件相适配。

[0027] 尤其有利的是，借助于测量变量和/或来自该机动车辆的其他控制单元和/或传感器的计算的变量来至少部分地形成这些外部状态变量。

[0028] 优选地使用在任何情况下由机动车辆中安装的其他传感器或子系统检测的测量变量。具体地讲，这些变量包含温度传感器、用于检测燃料质量的传感器、加速器踏板的位置、挡位等。这些变量还包含内燃发动机中用于燃烧或排气处理所需的传感器(诸如，例如拉姆达(lambda)探头、压力传感器或空气量计和空气质量流量计)。

[0029] 已通过计算操作或其他方法处理的测量变量也可以在有利的实施例中作为外部状态变量来应用。

[0030] 尤其优选地使用外部状态变量，诸如转速、瞬时的或预测的燃料消耗、或内燃发动机的扭矩。关于开始/停止系统的状态或点火的位置的信息也是优选的状态变量。可替代地，例如，还可以使用负责输送高压燃料的高压泵的外部温度或温度。

[0031] 此外，有利的是，外部状态变量源自模型，其中，可以由模型根据可预先确定的输入变量来输出不同的外部状态变量。

[0032] 这些外部状态变量尤其可以从车辆电子装置中存储的模型中获得。这些模型可以是被构形成例如用于模拟目的或其他静态和/或动态车辆模型的模型。模型可以优选地以类似模型的方式表示整个车辆或仅分别表示独立的部分。具体地说，有可能在模型中表示不同的驾驶状态，这些模型准许基于检测的驾驶状态做出关于特定状态变量的陈述。模型自身可以从其他控制单元和/或车辆电子装置的传感器中获得输入数据。存储的特征图也可以用于向模型提供输入值。

[0033] 优选的示例性实施例的特征在于，外部状态变量源自的模型对应于作为用于车辆的紧急运行程序存储的特征图。

[0034] 在此背景下，如果例如由于故障消息或传感器故障不能确保正常车辆运行，则紧急运行程序尤其是准许机动车辆的限制性操作的程序。这个程序包含例如用于内燃发动机的紧急运行程序，该紧急运行程序的突出之处在于以下事实：基于内燃发动机的选择的运行数据来计算用于无故障运行的燃料必需量，并由此推导出燃料给送泵的必要转速。在此，燃料量的调节不再是最优的，而是仅被配置，其方式使得无损运行是可能的。

[0035] 还优选地是，模型被用来从已知变量中推断出未知变量，其中，模型具有根据经验获取的数据记录和/或借助于模拟获取的数据记录以便确定未知变量。

[0036] 使用的这个模型或这些模型相应地形成响应于限定的输入变量的预限定而输出一个或多个输出变量的简化的实际表示。为此目的，非常不同的工作算法可以被存储在模型中。

[0037] 此外，有利的是，基于计算的压力值与外部状态变量的比较来产生燃料输送系统的工作范围的限制。

[0038] 具体地讲，相对于最大值和最小值而限制电动机的致动电流以便确保仅在一个操作范围、尤其是匹配相应的驾驶情况的转速范围内操作燃料给送泵。

[0039] 以此方式，可以对在不使用用于燃料给送泵的转速或致动电流的传感器的情况下借助于燃料给送泵的压力的调节获取的值进行检查。因此，可以检测到不与实际占优势的情况相匹配的异常值，因此可以避免具有不正确转速和不正确递送能力的燃料给送泵的操作。

[0040] 此外，有利的是，基于这些外部状态变量与获取的压力值的比较来校准燃料输送系统。

[0041] 通过检测这些外部状态变量，可以相对于它们的质量对尤其已经发生的校准操作进行检查，或可以产生引起质量改善的校正值。有利的是，例如燃料的20°温度被用作燃料输送系统中压力值的获取的基础，而燃料当前具有较高的温度(例如，60°)，其结果是燃料具有不同的流动特性，因此影响压力的获取。外部状态变量的附加使用准许压力值的获取的情况适当适配，其结果是提高了系统的调节质量。

[0042] 便利的是，至少一个外部状态变量被直接输入到压力值的获取中。直接影响例如电动机的转速或致动电流的外部状态变量可以尤其有利地用于直接确定压力值。这可能是例如可以借助于lambda探头检测的燃料的乙醇含量。

[0043] 此外，有利的是，至少一个外部状态变量被用于间接地确定燃料输送系统的内部状态变量。

[0044] 例如，外部温度可以用于基于作为起始值的所述外部温度来预测燃料箱中燃料的温度。例如，可以从燃料箱中燃料的温度推断出燃料给送泵的温度和尤其电动机的绕组的温度，其结果是使情况优化的操作成为可能。

[0045] 在此，内部状态变量尤其是准许关于燃料输送系统(例如，电动机或燃料给送泵本身)的特定元件或部件的陈述的状态变量。

[0046] 此外，便利的是，所获取的压力值对应于在燃料给送泵的输出处和/或在燃料给送泵的位置下游处和/或燃料给送泵的位置上游处的燃料中的压力。

[0047] 在从属权利要求中以及在以下附图说明中说明了本发明的有利改进。

附图说明

[0048] 在下文中将基于示例性实施例并且参照附图对本发明进行详细的说明，在附图中：

[0049] 图1示出了阐明根据本发明的方法的流程图，并且

[0050] 图2示出了框图，该框图示出了例如模拟程序中的模型结构、从来自车辆侧模型的外部状态变量转变到在此示出的用于确定压力值的控制单元。

具体实施方式

[0051] 图1示出了展示根据本发明的方法的流程图1。在框2中，对驱动燃料给送泵的电动机的转速进行检测。在框3中，检测电动机的致动电流。两项检测操作均可以借助于已知的方法以各种方式进行。

[0052] 在框4中，基于电动机的获取的转速和获取的致动电流来获取压力值。这个压力值表示待输送的燃料中的压力。随后，在框5中，使用至少一个外部状态变量对获取的压力值进行处理。在此背景下，该处理可以通过各种方式来进行。除了偏移之外，也有可能对这些值进行比较或者进行校正。使用获取的压力值进行的处理的类型可以取决于所使用的外部状态变量而变化。

[0053] 最后，在框6中，压力值被校正。在此背景下，根据使用外部状态变量的进行的处理来校正先前获取的压力值。被校正的压力值然后可以再次用作另外的计算或处理操作的基础。具体地讲，可以进行电动机的致动电流的选择性适配以便改变燃料给送泵的递送能力。

[0054] 箭头7符号地表示被校正的压力值传送至例如一个另外的控制单元。可替代地，箭头7还可以表示已经根据校正的压力值进行的电动机的适配的致动。结果，可以通过燃料给送泵实现更好地与给定边界条件相适配的燃料输送操作。

[0055] 图2以框图的形式示出了示意性综述8。图2展示了对应于模型(诸如可以被存储在车辆中，例如在控制单元中)的框9。框9符号地表示这个模型。

[0056] 在框9内，展示了框10、11、12、13、14和15。这些框10至15表示可以读入模型9的单个输入变量。如已经在说明书的以上部分中所展示的，借助于各种各样的值(尤其传感器的测量值或计算的值)可以形成输入变量。在此，示例是诸如电动机的转速、燃料消耗、外部温度、燃料高压泵的温度或燃料质量的值。

[0057] 在模型9中对这些输入变量进行处理。这些处理尤其包含加权和计算。这些单独的值在条形16中被组合并且以选择的形式单独传递或作为组合的信号沿着信号传导路径17传递至框18。

[0058] 框18代表用于致动燃料给送泵的电动机的控制单元。另外的状态变量或外部要求也可以经由信号线19给送到这个控制单元18中。例如，在控制单元18中使用外部状态变量中的一个或多个变量对电动机的致动电流的获取值以及对其转速的值进行处理。最后，控制信号从控制单元18被反馈至电动机，其结果是可以适配电动机的转速。

[0059] 图1和图2不具有限制性特征并且用于阐明发明构思。