用于控制燃料输入系统的方法与流程

本发明涉及用于控制燃料输入系统的方法和控制器以及涉及用于实施本发明的方法的计算单元和计算机程序。

背景技术：

由de102013213924a1已知用于控制燃料输入系统的方法，该燃料输入系统配备有低压区域和高压区域，其中，在该低压区域和该高压区域之间设有阀，并根据该阀的状态来控制设置在该低压区域中的燃料泵。

设置在低压区域中的燃料泵在此可以构造为被电动机驱动的电动燃料泵（在英语中也称为“electricalgearpump”或“egp”）。在制造成本低且寿命长或耐用的意义下，在此可以采用电动机、特别是无电刷的直流电机（brushless（无刷）dc电机，bldc电机），其无电刷地且无传感器地构造，并配备了电的整流器。对于这种bldc电机的最佳功能来说，了解转子位置意义重大，以便能够调节出电整流器的最佳旋转频率和/或相位。

转子位置或转子位，即转子相对于整流器的实际存在的方向角度，在此例如可以算得，比如采用作为“calculated（算得的）backemf”（backemf在此表示backelectromotiveforce（反电动势））已知的技术来算得。为了可靠地确定转子位置，在此需要至少大约为转子额定转速的10%的转子转速，其中，该额定转速是尤其在起动过程结束之后正常工作中的转速，在该起动过程期间，实际上的转子转速会明显不同于额定转速。例如，对于额定转速为8500rpm（每分钟转数）的电动机而言，通常需要至少850rpm的转速，以便能够可靠地确定转子位置。

在额定转速的10%的阈值以下，通常由于不了解转子位置而只能通过开环控制或者通过基于开环的控制来控制电动机，而在该阈值以上时可以进行优选的且有利的闭环控制，或者通过闭环进行控制，或者进行闭环调节。

特别是在起动过程期间，如果例如要将电动机从静止状态带至额定转速，则转速起初处于额定转速的10%的阈值以下。为了尽管在不了解情况下仍能使得转子加速，并且能测量转子位置，通常针对电动机确定并存储用于整流器的特性曲线，借助于该特性曲线要使得转子加速。在通常条件下，即在电动机起动时通常存在的条件下，这导致电动机的起动和工作出现问题。

特性曲线基于正常条件，然而当存在明显不同于这些正常条件的条件时，会出现干扰，使得电动机无法起动，或者在经过短暂的开动之后又静止。例如当由电动机所要求的扭矩比正常条件下明显较高时就是这种情况，这导致转子无法跟随根据所存储的特性曲线工作的整流器。因而在这种情况下，电动机无法开动，因为转子根本就尚未达到或者超过额定转速的大约10%的阈值，因此未达到能求取转子位置时所在的转速。在这种情况下，无法实现bldc电机的闭环工作或闭环控制。

技术实现要素：

根据本发明，提出具有独立权利要求的特征的用于控制燃料输入系统的方法和控制器以及用于实施该方法的计算单元和计算机程序。有利的设计是从属权利要求以及后续说明的主题。

按照第一方面，本发明涉及一种用于控制燃料输入系统的方法，在该方法中对燃料泵予以如下控制：燃料泵在供应工作期间沿第一输送方向输送燃料，其中，在供应工作结束情况下对燃料泵予以如下控制：燃料泵沿着与所述第一输送方向相逆的第二输送方向输送燃料。

本发明优选被用于控制内燃机、特别是例如汽车的柴油机和/或汽油机的燃料输入系统。本发明在此具有有利的技术效果：燃料泵能可靠地工作，因为本发明能实现燃料泵的可靠的起动或可靠的开动。此外，本发明导致能缩短或者避免燃料泵的起动延迟，进而也能缩短或者避免在采用本发明的内燃机起动时的延迟。

本发明特别是导致在供应工作结束情况下减小例如通过燃料泵本身建立的燃料压力，其方式为，通过沿相反的方向短时间地输送燃料，燃料泵使得先前建立的燃料压力至少部分地又减小。

燃料压力的这种减小特别是在如下方面是有利的，这种减小缩短了直到燃料泵下次重新起动时的等待时间，或者完全省去了所述等待时间。这因此引起：燃料压力的减小使得对于燃料泵的起动或再次起动所需要的、必须由驱动燃料泵的电机所施加的扭矩减小。由此可以实现驱动燃料泵的电机的、燃料泵的和配备该燃料泵的内燃机的更快速的起动。

燃料泵优选被无电刷的直流电机驱动，该直流电机优选具有电的整流器。在此，要施加的扭矩的减小或者载荷对于燃料泵的起动或再次起动产生了特别有利的效果，因为，转子停留在借助于特性曲线于开环控制中工作的电的整流器之后的风险减小了或者甚至完全避免了。

以前常见的是，在采用无电刷的直流电机情况下，直到燃料泵的下一次可能的重新起动需要等待时间，直至燃料压力通过内部的泄漏本身而减小，直至燃料压力、进而要由无电刷的直流电机耗用的扭矩已下降到一个允许无电刷的直流电机重新起动的值。这个等待时间可以在采用本发明的方法情况下得到避免，因为燃料泵本身减小了燃料压力。

燃料泵优选被构造为低压燃料泵，和/或设置在燃料输入系统的低压区域中。燃料泵例如可以用于在供应工作期间把燃料输送给高于泵。

燃料泵经过优选的控制，从而燃料泵在供应工作期间将在高压泵处的和/或在管路或输入管路中的燃料压力提高，或者保持在预定的供应压力值。此外，燃料泵经过优选的控制，从而它在沿着第二输送方向输送期间将在高压泵处的燃料压力减小，或者将该燃料压力带至静止压力值，其中，供应压力值大于静止压力值。

第一输送方向在此可以确定燃料从燃料储备容器输送到燃料负载。在这种情况下，第二输送方向相应地就是从燃料负载离开输送回到燃料储备容器中。燃料负载例如也可以指定用于传输燃料。特别地，燃料负载也可以被构造成高压泵。供应压力值在此例如可以是例如燃料负载为了工作所需要的燃料压力的给定值。静止压力值在此例如可以是小于供应压力值且可以在燃料负载不工作时存在的燃料压力值。静止压力值特别是可以按如下方式来确定：它避免了因过度的压力载荷导致的不必要的材料疲劳，并减小了要由燃料泵的电机施加的用于燃料泵再起动的扭矩。静止压力值尤其可以约为0巴。

换句话说，优选在供应工作期间，利用燃料泵至少部分地提高在通至燃料负载的输入管路中的燃料压力，直至达到供应压力值，然后利用燃料泵保持供应压力值，在此，有一些小的波动是可以的，只要这些波动不危及燃料负载的工作。换句话说，优选在沿着第二输送方向输送期间，利用燃料泵减小在通至燃料负载的输入管路中的燃料压力，直至达到静止压力值。

燃料泵经过优选的控制，从而在通至燃料负载的输入管路中的燃料压力在沿着第二输送方向输送燃料期间小于供应压力值，且大于或等于静止压力值。

优选地，燃料压力的供应压力值处于大约4巴～大约10巴的范围内，和/或，静止压力值处于大约1巴～大约5巴的范围内。降低到0巴虽然是可以的，但多数情况下没必要，因为泵即使在>0巴的小的静止压力情况下通常也会发动。

静止压力值优选最高为供应压力值的50%、优选最高40%。

对燃料泵的控制优选如下进行：在供应工作结束时同时地、和/或在此之后立即地、和/或在燃料泵的静止状态之后立即地，燃料泵沿第二输送方向输送燃料。例如，这可以在燃料泵的切断过程期间进行，即当燃料泵被施加以用于切断燃料泵的控制指令时且在燃料泵实际上被切断之前进行。

燃料泵经过优选控制，从而燃料泵沿第二输送方向输送燃料所历经的时间介于大约0.05s和大约10s之间，优选介于大约0.1s和大约5s之间，进一步优选介于大约0.2s和大约2s之间，最优选介于大约0.3s和大约1s之间。所述时间可以经过特殊选择，从而在沿着第二输送方向输送燃料结束时，至少在通至燃料负载的管路或输入管路的部分中的燃料压力减小至所希望的值，比如减小至静止压力值。因此要考虑到，所需要的时间例如可以与当前的和所希望的燃料压力值、管路的大小和/或燃料泵的输送功率的大小有关。

本发明的计算单元，例如内燃机的和/或汽车的控制器，特别是采用编程技术被设计用来实施本发明的方法。

以计算机程序的形式来实施该方法也是有利的，因为这引起特别小的成本，特别是如果执行的控制器还用于其它目的且因此本来就存在。用于提供计算机程序的合适的数据载体是尤其磁性的存储器、光学存储器和电的存储器，比如硬盘、闪存、eeprom、dvd以及其它等等。也可以通过计算机网络（因特网、内联网等）下载程序。

本发明的其它优点和设计可由说明书和附图得到。

本发明借助实施例在下面的附图中被示意性地示出，并将在下面参照附图予以详述。

附图说明

图1为示例性的燃料输入系统的部件的方框图；

图2为本发明的燃料输入系统的优选实施例的方框图，该燃料输入系统带有低压燃料泵的不同的输送机构。

具体实施方式

图1中所示为本发明的燃料输入系统的优选实施方式的方框图。用100表示高压泵。该高压泵把燃料从低压区域输送到高压区域中。该高压区域主要包含称为蓄压管的高压蓄存器110以及包含在高压泵100和高压蓄存器110之间的高压输入管路115。燃料从高压蓄存器110，经由喷射器120进入到内燃机的燃烧室中。

此外，高压泵100与低压区域处于连接中，该低压区域主要包含也称为罐的低压蓄存器130。另外，该低压区域包含燃料泵135，该燃料泵在所述实施方式中被构造成低压燃料泵。特别地，该低压燃料泵135被无电刷的直流电机134（在图2中示出）驱动。低压燃料泵135在此通过低压燃料管路132与低压蓄存器或罐130连接，并通过低压管路136与高压泵100连接。

另外，低压区域优选包含设置在低压蓄存器130与高压泵100之间的全部输入管路和过滤器，比如燃料过滤器。低压燃料泵135在此被设计用于把燃料从罐130经由低压管路132和136输送至高压泵。低压燃料泵135在此可以设置在罐130的内部或罐130的外部。如果低压燃料泵135设置在罐130的内部，则可能无需构造低压管路132。

此外设置有控制器140，它给喷射器120、高压泵100和低压燃料泵135施加控制信号。

为了控制不同的组件，该控制器140分析不同的信号。这些信号尤其是表示高压蓄存器110中的压力的信号以及其它传感器150的信号。

基于不同传感器的不同信号，控制器140计算用于控制不同部件的控制信号。通过对高压泵100的控制来控制由高压泵输送的燃料量，进而控制高压蓄存器110中的压力。这优选按下述设计为闭环调节，使得高压蓄存器中的压力被调节至预定的值。喷射器120在最佳燃烧的意义下予以控制。电动燃料泵按下述方式予以控制：它把所需要的燃料引入给高压泵。

此外还对低压燃料泵135予以如下控制：在需要时，例如在内燃机工作期间，经由管路136对高压燃料泵100进行燃料供应，从而使得管路136充满燃料，并且，管路136中的燃料压力具有所需要的供应压力值。

如果希望结束燃料供应，比如在切断内燃机情况下，对低压燃料泵135予以如下控制：低压燃料泵135把燃料从管路136输送回到管路132或罐130中，以便减少管路136中的燃料压力和/或燃料体积或燃料量。优选地，低压燃料泵135被如下控制，低压燃料泵135在一段时间内把燃料从管路136输送回到罐和/或管路132中，从而在切断低压燃料泵135之前使得管路136中的燃料压力达到所希望的、预定的静压值。

图2所示为方框图，其示出在低压燃料泵135的不同控制期间的燃料流方向。在供应工作期间，低压燃料泵135被如下控制：使得所述燃料从罐130沿着第一输送方向fr1经由管路132和136输送至高压泵100。这例如通过对电机134的控制来进行，该控制使得电机沿第一旋转方向运行。电机134在此用于驱动低压燃料泵135，且可以是低压燃料泵135的一部分。电机134优选是无电刷的直流电机。在供应工作结束时，例如当要对内燃机进行切断时，低压燃料泵135在短暂的时间内被如下控制，使得低压燃料泵135把燃料沿第二输送方向fr2从高压泵或者从管路136输送回到管路132和/或罐130中。这例如可以通过对低压燃料泵135的控制来进行，从而电机134与在供应工作期间产生的旋转方向相逆地转动，进而使得低压燃料泵135相应地沿相反的方向输送燃料。

这优选仅在短暂的时间内进行，该时间的长度取决于所希望的输送体积、所希望的压力差和可能的返回泄漏。由此可以将管路136中的燃料压力减小至静止值，该静止值能实现在内燃机或低压燃料泵135重新起动时使得低压燃料泵135重新开动，而不会出现由于电机134的载荷太高、由于管路136中的燃料压力太高而导致的开头所述的干扰。然而特别地，该时间足够短，以便避免管路136的不需要的部分排空。换句话说，管路136中的燃料压力在这段时间期间基本上仅仅减小一定程度，从而可以使得电机134毫无问题地重新开动，而无需在这种情况下在重新开动之前对管路136予以重新的再次填充。

因而这允许在无由于燃料压力太高和要施加的扭矩太高而导致的干扰的情况下使得被构造为无电刷的电机134起动，而不会使得电机134在开环工作中退回到电的整流器之后。