用于在燃料泵中進(jìn)行損傷識(shí)別的方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種用于在內(nèi)燃機(jī)（150）的燃料供給系統(tǒng)（100）中的、借助于電動(dòng)機(jī)來運(yùn)行的燃料泵中進(jìn)行損傷識(shí)別的方法，其中在所述燃料泵運(yùn)行時(shí)將所述電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)電流的、所測(cè)量的電流特性曲線（Imess）與所屬的、所預(yù)料的電流特性曲線（Ierw）進(jìn)行比較，并且其中，如果檢測(cè)到在所測(cè)量的電流特性曲線（Imess）與所預(yù)料的電流特性曲線（Ierw）之間的偏差，則推斷出在所述燃料泵上的損傷。
【專利說明】
用于在燃料泵中進(jìn)行損傷識(shí)別的方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及一種用于在借助于電動(dòng)機(jī)來運(yùn)行的燃料栗中進(jìn)行損傷識(shí)別的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]在現(xiàn)代的、具有內(nèi)燃機(jī)的機(jī)動(dòng)車中，在燃料低壓系統(tǒng)中、也就是說在燃料供給系統(tǒng)的低壓區(qū)域中，通常使用一臺(tái)或者多臺(tái)尤其以所謂的預(yù)輸送栗(英語Pre-Supply-Pump)的形式的電動(dòng)的燃料栗，借助于所述燃料栗將燃料從燃料箱輸送給高壓栗。
[0003]由此將在起動(dòng)時(shí)通過電動(dòng)的燃料栗的燃料預(yù)輸送獲得的、快速的可用性的優(yōu)點(diǎn)與借助于內(nèi)燃機(jī)來驅(qū)動(dòng)的燃料栗的液壓的效率的優(yōu)點(diǎn)統(tǒng)一起來。此外，可以根據(jù)需求來進(jìn)行燃料輸送。電動(dòng)的燃料栗需要自身的控制或調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，并且為此目的而具有電子裝置，該電子裝置比如可以被集成到所述燃料栗中。
[0004]但是，在超過這樣的燃料栗的使用壽命的范圍內(nèi)可能在所述燃料栗上出現(xiàn)不同的損傷。比如，燃料栗的機(jī)械的支承結(jié)構(gòu)經(jīng)常顯著地變化。但是，除了所述電動(dòng)機(jī)的這樣的軸承磨損之外，比如也可能在齒輪上一如果涉及齒輪栗的話一或者在活塞及類似部件上出現(xiàn)通過沉積物和損傷引起的不平衡度。
[0005]因此，值得追求的是，提供一種用于提早地識(shí)別在這樣的燃料栗上的損傷的可行方案，用于比如可以在存在所述燃料栗的完全失靈情況之前及時(shí)地采取應(yīng)對(duì)措施。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]按照本發(fā)明，建議一種具有權(quán)利要求1的特征的、用于進(jìn)行損傷識(shí)別的方法。有利的設(shè)計(jì)方案是從屬權(quán)利要求及以下說明書的主題。
[0007]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn):
按本發(fā)明的方法用于在內(nèi)燃機(jī)的燃料供給系統(tǒng)中的、借助于電動(dòng)機(jī)來運(yùn)行的燃料栗中、尤其是在這樣的用在所述燃料供給系統(tǒng)的低壓區(qū)域中并且/或者用作預(yù)輸送栗的燃料栗中進(jìn)行損傷識(shí)別。在此，在所述燃料栗運(yùn)行時(shí)將所測(cè)量的電流特性曲線與所屬的、所預(yù)料的電流特性曲線進(jìn)行比較，并且，如果檢測(cè)到在所測(cè)量的電流特性曲線與所預(yù)料的電流特性曲線之間的偏差，則推斷出所述燃料栗上的損傷。
[0008]本發(fā)明利用這一點(diǎn):機(jī)械的損傷、尤其是和所述燃料栗的電動(dòng)機(jī)的活動(dòng)的組件或者與這樣的活動(dòng)的組件共同作用的組件有關(guān)的損傷在轉(zhuǎn)矩中引起變化，并且由此也直接在所述電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)電流中引起變化。由此，通過可預(yù)料的電流特性曲線、也就是在燃料栗未受損或者理想地發(fā)揮功能時(shí)的電流特性曲線與所測(cè)量的、也就是實(shí)際上的電流特性曲線的比較，可以識(shí)別在所述燃料栗上的損傷。這樣的電流變化不僅涉及所述燃料栗的調(diào)節(jié)時(shí)間或者完全的旋轉(zhuǎn)，而且可以精細(xì)得多地對(duì)這樣的電流變化進(jìn)行測(cè)評(píng)，比如一直測(cè)評(píng)到旋轉(zhuǎn)一圈的極小部分或者一直測(cè)評(píng)到一毫秒的極小部分。因此，通過這種精細(xì)處理，可以直接推斷出在所述燃料栗的機(jī)械的構(gòu)件上的、可能的損傷。
[0009]有利地根據(jù)所述偏差來推斷出所述損傷的類型。越精確地檢測(cè)到所述偏差，則可以越好地區(qū)分損傷的不同類型。由此，后來比如也可以對(duì)所識(shí)別出的損傷類型作出有針對(duì)性的反應(yīng)。
[00?0]有利地根據(jù)所述偏差中的模式(Muster )和/或所述偏差的表不特征的曲線的模式來推斷出所述損傷的類型。在所述電流特性曲線之間的偏差中的、這樣的模式或者表示特征的曲線在此比如可以事先來求得，并且隨后為了比較而加以保存。比如關(guān)于轉(zhuǎn)速同步的偏差或者關(guān)于偏差的若干倍數(shù)或者極小部分的分析也特別有利。在此也有利的是，對(duì)所述偏差的所得到的數(shù)值實(shí)施傅里葉轉(zhuǎn)換，用于識(shí)別某些模式和表示特征的曲線。
[0011]有利的是，從所述電動(dòng)機(jī)的定子軸套或者轉(zhuǎn)子軸上的軸承損傷、所述電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子的不平衡度、球軸承上的損傷、齒輪損傷、所述電動(dòng)機(jī)的繞組或者永久磁體的損傷以及燃料系統(tǒng)中的產(chǎn)生氣塞的損傷中來選擇所述損傷的類型。這些類型的損傷可以特別好地根據(jù)在所述電流特性曲線之間的偏差中的模式和/或表示特征的曲線來識(shí)別。
[0012]在所述定子軸套中的和在所述轉(zhuǎn)子軸上的軸承損傷比如可以通過轉(zhuǎn)速同步的電流脈沖來識(shí)別，并且所述轉(zhuǎn)子的不平衡度可以通過具有表示特征的曲線的、轉(zhuǎn)速同步的電流脈沖來識(shí)別。所述球軸承的損傷以及齒輪栗的齒輪上的損傷比如可以通過具有特定的傳動(dòng)比的轉(zhuǎn)速同步的電流脈沖、也就是說作為所述轉(zhuǎn)速的許多倍或者極小部分來識(shí)別。在所述繞組上的損傷以及在所述永久磁體上的損傷比如可以按缺陷類型通過轉(zhuǎn)速同步的、正的和/或負(fù)的電流脈沖來識(shí)別。所述燃料系統(tǒng)中的、產(chǎn)生氣塞的損傷可以根據(jù)隨機(jī)分布的、正的和/或負(fù)的電流脈沖來識(shí)別。
[0013]優(yōu)選作為相對(duì)于時(shí)間或者相對(duì)于所述電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)角的曲線來對(duì)所述偏差進(jìn)行分析。由此比如可以特別容易地識(shí)別在所述偏差中的模式或者表示特征的曲線、尤其是取決于轉(zhuǎn)速的模式。
[0014]有利的是，對(duì)于所述偏差來說僅僅考慮到在時(shí)間上變化的份額，用于推斷出損傷。由此不會(huì)將比如基于可預(yù)料的電流特性曲線中的偏移而不是基于損傷的、靜態(tài)的份額錯(cuò)誤地識(shí)別為損傷，而所述燃料栗的、基于損傷的加速和/或制動(dòng)特性則得到考慮。這樣的在時(shí)間上變化的份額比如可以特別容易地通過區(qū)分來求得。
[0015]最好根據(jù)所述燃料栗的參量的額定值-預(yù)先規(guī)定以及所述燃料栗的模型來求得可預(yù)料的電流特性曲線。所述參量比如可以是所述燃料栗的電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速或其曲線，或者是燃料的體積流量或其曲線，借助于所述參量來求得或者預(yù)先給定所述電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)電流。越精確地計(jì)算可預(yù)料的電流特性曲線，所求得的偏差以及相應(yīng)地所識(shí)別的損傷就越貼近實(shí)際。所述實(shí)際上的電流特性曲線在此可以用通常本來就存在的傳感器來檢測(cè)。在此也要提到的是，按本發(fā)明的方法不僅可以直接在為所述燃料栗分配的栗控制儀中來實(shí)施，或者不過也可以在上級(jí)的發(fā)動(dòng)機(jī)控制儀中來實(shí)施。
[0016]優(yōu)選根據(jù)所述燃料栗的磨損極限和所述損傷的程度來求得所述燃料栗的剩余使用壽命。所述程度比如可以根據(jù)所述兩條電流特性曲線的偏差的量來求得。由此比如可以及時(shí)地顯示損傷的栗的更換或者將其更換。
[0017]按本發(fā)明的計(jì)算單元一比如機(jī)動(dòng)車的控制儀、尤其是發(fā)動(dòng)機(jī)控制儀或者栗控制儀尤其在程序技術(shù)上被設(shè)立用于實(shí)施按本發(fā)明的方法。
[0018]以軟件的形式來實(shí)施所述方法是有利的，因?yàn)檫@樣做引起的成本特別低，尤其如果一種用于執(zhí)行的控制儀還用于其它的任務(wù)并且因此本來就存在。合適的、用于提供所述計(jì)算機(jī)程序的數(shù)據(jù)載體尤其是磁性的、光學(xué)的及電的存儲(chǔ)器，比如硬盤、閃存存儲(chǔ)器、EEPROM、⑶-ROM、DVD及類似更多的數(shù)據(jù)載體。也可以通過計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)(互聯(lián)網(wǎng)、內(nèi)聯(lián)網(wǎng)等等)來下載程序。
[0019]本發(fā)明的其它優(yōu)點(diǎn)和設(shè)計(jì)方案從說明書和附圖中獲得。
【附圖說明】
[0020]本發(fā)明借助于一種實(shí)施例在附圖中示意性地示出并且在下面參照附圖進(jìn)行描述。
[0021]圖1是具有燃料栗的燃料供給系統(tǒng)的一部分的示意圖，對(duì)于所述燃料栗來說可以實(shí)施按本發(fā)明的方法;并且
圖2是在一種優(yōu)選的實(shí)施方式中按本發(fā)明的方法的流程的示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0022]在圖1中示意性地并且示范性地示出了機(jī)動(dòng)車的內(nèi)燃機(jī)的、具有電動(dòng)的燃料栗120的燃料供給系統(tǒng)100的一部分，對(duì)于所述燃料栗120來說可以實(shí)施按本發(fā)明的方法。在此，借助于所述燃料栗120將燃料從燃料箱110通過兩個(gè)濾清器111和112來輸送給高壓栗130。
[0023]在所述高壓栗130中將所述燃料通過量調(diào)節(jié)器131和兩個(gè)進(jìn)口閥136來輸送給兩個(gè)布置在驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)室(Triebwerksraum) 132中的活塞135。所述兩個(gè)活塞135被親合到所述內(nèi)燃機(jī)150上，并且通過所述內(nèi)燃機(jī)來驅(qū)動(dòng)。通過出口閥137可以將燃料比如輸送給(在這里未示出的)高壓儲(chǔ)存器。此外示出了一個(gè)過壓閥133并且示范性地示出了兩個(gè)軸承泄漏點(diǎn)(Lagerleckagen) 134和138，燃料通過所述兩個(gè)軸承泄漏點(diǎn)回流到所述燃料箱110中。
[0024]所述燃料栗120在此是借助于電動(dòng)機(jī)來運(yùn)行的預(yù)輸送栗，所述預(yù)輸送栗處于所述燃料供給系統(tǒng)100的低壓區(qū)域中。所述燃料栗120比如可以是用電來運(yùn)行的齒輪栗。
[0025]為所述燃料栗120分配了栗控制儀170，該栗控制儀被設(shè)置用于控制和/或調(diào)節(jié)燃料栗120并且為此擁有相應(yīng)的裝備一比如微型控制儀、測(cè)量技術(shù)和合適的軟件。借助于所述測(cè)量技術(shù)，尤其可以檢測(cè)在所述燃料栗120的運(yùn)行過程中加載的或者流動(dòng)的驅(qū)動(dòng)電流。
[0026]此外，設(shè)置了發(fā)動(dòng)機(jī)控制儀180，所述栗控制儀170在傳輸數(shù)據(jù)的情況下被連接到所述發(fā)動(dòng)機(jī)控制儀180上。所述發(fā)動(dòng)機(jī)控制儀180在控制所述通過燃料供給系統(tǒng)100來得到燃料供給的內(nèi)燃機(jī)的過程中將相應(yīng)的指令、比如轉(zhuǎn)速或者體積流量發(fā)送給所述栗控制儀170，從而如愿地操控所述燃料栗120。
[0027]在此處要提到的是，燃料供給系統(tǒng)也可以在所述低壓區(qū)域中具有多臺(tái)電動(dòng)的燃料栗，所述電動(dòng)的燃料栗像所述燃料栗120—樣或者類似地構(gòu)成。而后一般來說為這些燃料栗中的每臺(tái)燃料栗分配了自身的栗控制儀。
[0028]在圖2中以方框圖示出了在一種優(yōu)選的實(shí)施方式中按本發(fā)明的方法的流程。借助于所述燃料栗的模型來將所述燃料栗的參量一比如轉(zhuǎn)速一的額定值-預(yù)先規(guī)定Gsclll換算為所述驅(qū)動(dòng)電流的可預(yù)料的電流特性曲線Ierw，其中所述額定值-預(yù)先規(guī)定Gsoll比如是在對(duì)于所述燃料栗的調(diào)節(jié)的范圍內(nèi)的額定-預(yù)先規(guī)定。
[0029]所述驅(qū)動(dòng)電流的可預(yù)料的電流特性曲線1_在此應(yīng)該盡可能精確地代表著對(duì)于所述額定值-預(yù)先規(guī)定Gscill來說在理想地發(fā)揮功能的燃料栗、也就是無損傷的燃料栗中所出現(xiàn)的電流特性曲線。為了構(gòu)建這樣的模型，比如可以使用并測(cè)量新的燃料栗，或者說在所述燃料栗第一次運(yùn)行時(shí)對(duì)其進(jìn)行使用和測(cè)量。
[0030]此外，比如借助于傳感器來檢測(cè)所測(cè)量的電流特性曲線Im■。隨后將所測(cè)量的電流特性曲線Imess與可預(yù)料的電流特性曲線Ierw進(jìn)行比較，并且求得在所述電流特性曲線之間的偏差A(yù)。比如可以以簡(jiǎn)單的方式通過給所述兩條電流特性曲線求差這種方法來求得所述偏差A(yù)。
[0031]此外要提到的是，比如可以首先繪制兩條電流特性曲線，并且隨后可以從所繪制的電流特性曲線中求得所述偏差。但是，也可以直接從當(dāng)前的數(shù)值、也就是所述電流的當(dāng)前的測(cè)量值和所屬的可預(yù)料的數(shù)值中形成一個(gè)差并且必要時(shí)進(jìn)一步對(duì)其進(jìn)行處理，用于得到當(dāng)前的偏差，而后記錄所述偏差。在這兩種情況中，結(jié)果是在所述兩條電流特性曲線之間的偏差的曲線。除了關(guān)于時(shí)間的曲線之外，也可以產(chǎn)生關(guān)于所述燃料栗的電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)角的曲線。
[0032]可以按需求進(jìn)一步對(duì)這種偏差進(jìn)行處理，比如借助于用于消除靜止的份額的時(shí)間導(dǎo)數(shù)、借助于傅里葉轉(zhuǎn)換以及類似的方式進(jìn)行處理。通過這種方式，可以在所述偏差的記錄M中識(shí)別示范性地用MlM^M3來表示的模式。這些模式比如可以通過與對(duì)于特定類型的損傷來說典型的模式的比較來識(shí)別。這樣的模式比如可以是暗示著所述定子軸套和/或轉(zhuǎn)子軸中的軸承損傷的、轉(zhuǎn)速同步的電流脈沖，或者是暗示著齒輪或者球軸承上的損傷的、具有特定的傳動(dòng)比的、轉(zhuǎn)速同步的電流脈沖。
[0033]隨后，根據(jù)所識(shí)別的模式，可以進(jìn)行一種評(píng)估B，在所述評(píng)估中比如識(shí)別所述損傷的強(qiáng)度或者嚴(yán)重性并且從中求得所述燃料栗的剩余使用壽命。此外，也可以采取另外的措施、比如故障存儲(chǔ)器記錄或者報(bào)警信號(hào)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.用于在內(nèi)燃機(jī)(150)的燃料供給系統(tǒng)(100)里的、借助于電動(dòng)機(jī)來運(yùn)行的燃料栗(120)中進(jìn)行損傷識(shí)別的方法， 其中在所述燃料栗(120)運(yùn)行時(shí)將所述電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)電流的、所測(cè)量的電流特性曲線(Imess)與所屬的、所預(yù)料的電流特性曲線(1_)進(jìn)行比較，并且 其中，如果檢測(cè)到在所測(cè)量的電流特性曲線(I_s)與所預(yù)料的電流特性曲線(1_)之間的偏差(A)，則推斷出在所述燃料栗(120)上的損傷。2.按權(quán)利要求1所述的方法，其中根據(jù)所述偏差(A)來推斷出所述損傷的類型。3.按權(quán)利要求2所述的方法，其中根據(jù)在所述偏差(A沖的模式(M1H)和/或所述偏差(A)的表示特征的曲線來推斷出所述損傷的類型。4.按權(quán)利要求2或3所述的方法，其中從所述電動(dòng)機(jī)的定子軸套或者轉(zhuǎn)子軸上的軸承損傷、所述電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子的不平衡度、球軸承上的損傷、齒輪損傷、所述電動(dòng)機(jī)的繞組或者永久磁體上的損傷以及燃料系統(tǒng)中的產(chǎn)生氣塞的損傷中來選擇所述損傷的類型。5.按前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其中作為相對(duì)于時(shí)間或者相對(duì)于所述電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)角的曲線來對(duì)所述偏差(A)進(jìn)行分析。6.按前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其中對(duì)于所述偏差(A)來說僅僅考慮到在時(shí)間上變化的份額，用于推斷出損傷。7.按前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其中根據(jù)所述燃料栗(120)的參量的額定值-預(yù)先規(guī)定(Gscill)以及所述燃料栗(120)的模型來求得能被預(yù)料的電流特性曲線(Ierw)。8.按前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其中根據(jù)所述燃料栗(120)的磨損極限和所述損傷的程度來求得所述燃料栗(120)的剩余使用壽命。9.按前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其中將所述燃料栗(120)用在所述燃料供給系統(tǒng)(100)的低壓區(qū)域中并且/或者用作預(yù)輸送栗。10.計(jì)算單元(170、180)，所述計(jì)算單元被設(shè)立用于實(shí)施按前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法。11.計(jì)算機(jī)程序，該計(jì)算機(jī)程序促使計(jì)算單元(170、180)在該計(jì)算機(jī)程序在所述計(jì)算單元(170、180)上執(zhí)行時(shí)實(shí)施按權(quán)利要求1到9中任一項(xiàng)所述的方法。12.機(jī)器可讀的存儲(chǔ)介質(zhì)，具有在其上面所保存的、按權(quán)利要求11所述的計(jì)算機(jī)程序。
【文檔編號(hào)】F02D41/00GK105937454SQ201610122669
【公開日】2016年9月14日
【申請(qǐng)日】2016年3月4日
【發(fā)明人】U.舒爾茲, U.米勒, H.赫梅斯, F.施米特, U.福爾奇, A.詹內(nèi), T.弗里伊德
【申請(qǐng)人】羅伯特·博世有限公司