本發(fā)明涉及用于控制燃料輸入系統(tǒng)的方法和控制器以及涉及用于實施本發(fā)明的方法的計算單元和計算機程序。

背景技術(shù)：

由de102013213924a1已知用于控制燃料輸入系統(tǒng)的方法，該燃料輸入系統(tǒng)配備有低壓區(qū)域和高壓區(qū)域，其中，在該低壓區(qū)域和該高壓區(qū)域之間設(shè)有閥，并根據(jù)該閥的狀態(tài)來控制設(shè)置在該低壓區(qū)域中的燃料泵。

設(shè)置在低壓區(qū)域中的燃料泵在此可以構(gòu)造為被電動機驅(qū)動的電動燃料泵（在英語中也稱為“electricalgearpump”或“egp”）。在制造成本低且壽命長或耐用的意義下，在此可以采用電動機、特別是無電刷的直流電機（brushless（無刷）dc電機，bldc電機），其無電刷地且無傳感器地構(gòu)造，并配備了電的整流器。對于這種bldc電機的最佳功能來說，了解轉(zhuǎn)子位置意義重大，以便能夠調(diào)節(jié)出電整流器的最佳旋轉(zhuǎn)頻率和/或相位。

轉(zhuǎn)子位置或轉(zhuǎn)子位，即轉(zhuǎn)子相對于整流器的實際存在的方向角度，在此例如可以算得，比如采用作為“calculated（算得的）backemf”（backemf在此表示backelectromotiveforce（反電動勢））已知的技術(shù)來算得。為了可靠地確定轉(zhuǎn)子位置，在此需要至少大約為轉(zhuǎn)子額定轉(zhuǎn)速的10%的轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速，其中，該額定轉(zhuǎn)速是尤其在起動過程結(jié)束之后正常工作中的轉(zhuǎn)速，在該起動過程期間，實際上的轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速會明顯不同于額定轉(zhuǎn)速。例如，對于額定轉(zhuǎn)速為8500rpm（每分鐘轉(zhuǎn)數(shù)）的電動機而言，通常需要至少850rpm的轉(zhuǎn)速，以便能夠可靠地確定轉(zhuǎn)子位置。

在額定轉(zhuǎn)速的10%的閾值以下，通常由于不了解轉(zhuǎn)子位置而只能通過開環(huán)控制或者通過基于開環(huán)的控制來控制電動機，而在該閾值以上時可以進行優(yōu)選的且有利的閉環(huán)控制，或者通過閉環(huán)進行控制，或者進行閉環(huán)調(diào)節(jié)。

特別是在起動過程期間，如果例如要將電動機從靜止?fàn)顟B(tài)帶至額定轉(zhuǎn)速，則轉(zhuǎn)速起初處于額定轉(zhuǎn)速的10%的閾值以下。為了盡管在不了解情況下仍能使得轉(zhuǎn)子加速，并且能測量轉(zhuǎn)子位置，通常針對電動機確定并存儲用于整流器的特性曲線，借助于該特性曲線要使得轉(zhuǎn)子加速。在通常條件下，即在電動機起動時通常存在的條件下，這導(dǎo)致電動機的起動和工作出現(xiàn)問題。

特性曲線基于正常條件，然而當(dāng)存在明顯不同于這些正常條件的條件時，會出現(xiàn)干擾，使得電動機無法起動，或者在經(jīng)過短暫的開動之后又靜止。例如當(dāng)由電動機所要求的扭矩比正常條件下明顯較高時就是這種情況，這導(dǎo)致轉(zhuǎn)子無法跟隨根據(jù)所存儲的特性曲線工作的整流器。因而在這種情況下，電動機無法開動，因為轉(zhuǎn)子根本就尚未達到或者超過額定轉(zhuǎn)速的大約10%的閾值，因此未達到能求取轉(zhuǎn)子位置時所在的轉(zhuǎn)速。在這種情況下，無法實現(xiàn)bldc電機的閉環(huán)工作或閉環(huán)控制。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

根據(jù)本發(fā)明，提出具有獨立權(quán)利要求的特征的用于控制燃料輸入系統(tǒng)的方法和控制器以及用于實施該方法的計算單元和計算機程序。有利的設(shè)計是從屬權(quán)利要求以及后續(xù)說明的主題。

按照第一方面，本發(fā)明涉及一種用于控制燃料輸入系統(tǒng)的方法，在該方法中對燃料泵予以如下控制：燃料泵在供應(yīng)工作期間沿第一輸送方向輸送燃料，其中，在供應(yīng)工作結(jié)束情況下對燃料泵予以如下控制：燃料泵沿著與所述第一輸送方向相逆的第二輸送方向輸送燃料。

本發(fā)明優(yōu)選被用于控制內(nèi)燃機、特別是例如汽車的柴油機和/或汽油機的燃料輸入系統(tǒng)。本發(fā)明在此具有有利的技術(shù)效果：燃料泵能可靠地工作，因為本發(fā)明能實現(xiàn)燃料泵的可靠的起動或可靠的開動。此外，本發(fā)明導(dǎo)致能縮短或者避免燃料泵的起動延遲，進而也能縮短或者避免在采用本發(fā)明的內(nèi)燃機起動時的延遲。

本發(fā)明特別是導(dǎo)致在供應(yīng)工作結(jié)束情況下減小例如通過燃料泵本身建立的燃料壓力，其方式為，通過沿相反的方向短時間地輸送燃料，燃料泵使得先前建立的燃料壓力至少部分地又減小。

燃料壓力的這種減小特別是在如下方面是有利的，這種減小縮短了直到燃料泵下次重新起動時的等待時間，或者完全省去了所述等待時間。這因此引起：燃料壓力的減小使得對于燃料泵的起動或再次起動所需要的、必須由驅(qū)動燃料泵的電機所施加的扭矩減小。由此可以實現(xiàn)驅(qū)動燃料泵的電機的、燃料泵的和配備該燃料泵的內(nèi)燃機的更快速的起動。

燃料泵優(yōu)選被無電刷的直流電機驅(qū)動，該直流電機優(yōu)選具有電的整流器。在此，要施加的扭矩的減小或者載荷對于燃料泵的起動或再次起動產(chǎn)生了特別有利的效果，因為，轉(zhuǎn)子停留在借助于特性曲線于開環(huán)控制中工作的電的整流器之后的風(fēng)險減小了或者甚至完全避免了。

以前常見的是，在采用無電刷的直流電機情況下，直到燃料泵的下一次可能的重新起動需要等待時間，直至燃料壓力通過內(nèi)部的泄漏本身而減小，直至燃料壓力、進而要由無電刷的直流電機耗用的扭矩已下降到一個允許無電刷的直流電機重新起動的值。這個等待時間可以在采用本發(fā)明的方法情況下得到避免，因為燃料泵本身減小了燃料壓力。

燃料泵優(yōu)選被構(gòu)造為低壓燃料泵，和/或設(shè)置在燃料輸入系統(tǒng)的低壓區(qū)域中。燃料泵例如可以用于在供應(yīng)工作期間把燃料輸送給高于泵。

燃料泵經(jīng)過優(yōu)選的控制，從而燃料泵在供應(yīng)工作期間將在高壓泵處的和/或在管路或輸入管路中的燃料壓力提高，或者保持在預(yù)定的供應(yīng)壓力值。此外，燃料泵經(jīng)過優(yōu)選的控制，從而它在沿著第二輸送方向輸送期間將在高壓泵處的燃料壓力減小，或者將該燃料壓力帶至靜止壓力值，其中，供應(yīng)壓力值大于靜止壓力值。

第一輸送方向在此可以確定燃料從燃料儲備容器輸送到燃料負載。在這種情況下，第二輸送方向相應(yīng)地就是從燃料負載離開輸送回到燃料儲備容器中。燃料負載例如也可以指定用于傳輸燃料。特別地，燃料負載也可以被構(gòu)造成高壓泵。供應(yīng)壓力值在此例如可以是例如燃料負載為了工作所需要的燃料壓力的給定值。靜止壓力值在此例如可以是小于供應(yīng)壓力值且可以在燃料負載不工作時存在的燃料壓力值。靜止壓力值特別是可以按如下方式來確定：它避免了因過度的壓力載荷導(dǎo)致的不必要的材料疲勞，并減小了要由燃料泵的電機施加的用于燃料泵再起動的扭矩。靜止壓力值尤其可以約為0巴。

換句話說，優(yōu)選在供應(yīng)工作期間，利用燃料泵至少部分地提高在通至燃料負載的輸入管路中的燃料壓力，直至達到供應(yīng)壓力值，然后利用燃料泵保持供應(yīng)壓力值，在此，有一些小的波動是可以的，只要這些波動不危及燃料負載的工作。換句話說，優(yōu)選在沿著第二輸送方向輸送期間，利用燃料泵減小在通至燃料負載的輸入管路中的燃料壓力，直至達到靜止壓力值。

燃料泵經(jīng)過優(yōu)選的控制，從而在通至燃料負載的輸入管路中的燃料壓力在沿著第二輸送方向輸送燃料期間小于供應(yīng)壓力值，且大于或等于靜止壓力值。

優(yōu)選地，燃料壓力的供應(yīng)壓力值處于大約4巴～大約10巴的范圍內(nèi)，和/或，靜止壓力值處于大約1巴～大約5巴的范圍內(nèi)。降低到0巴雖然是可以的，但多數(shù)情況下沒必要，因為泵即使在>0巴的小的靜止壓力情況下通常也會發(fā)動。

靜止壓力值優(yōu)選最高為供應(yīng)壓力值的50%、優(yōu)選最高40%。

對燃料泵的控制優(yōu)選如下進行：在供應(yīng)工作結(jié)束時同時地、和/或在此之后立即地、和/或在燃料泵的靜止?fàn)顟B(tài)之后立即地，燃料泵沿第二輸送方向輸送燃料。例如，這可以在燃料泵的切斷過程期間進行，即當(dāng)燃料泵被施加以用于切斷燃料泵的控制指令時且在燃料泵實際上被切斷之前進行。

燃料泵經(jīng)過優(yōu)選控制，從而燃料泵沿第二輸送方向輸送燃料所歷經(jīng)的時間介于大約0.05s和大約10s之間，優(yōu)選介于大約0.1s和大約5s之間，進一步優(yōu)選介于大約0.2s和大約2s之間，最優(yōu)選介于大約0.3s和大約1s之間。所述時間可以經(jīng)過特殊選擇，從而在沿著第二輸送方向輸送燃料結(jié)束時，至少在通至燃料負載的管路或輸入管路的部分中的燃料壓力減小至所希望的值，比如減小至靜止壓力值。因此要考慮到，所需要的時間例如可以與當(dāng)前的和所希望的燃料壓力值、管路的大小和/或燃料泵的輸送功率的大小有關(guān)。

本發(fā)明的計算單元，例如內(nèi)燃機的和/或汽車的控制器，特別是采用編程技術(shù)被設(shè)計用來實施本發(fā)明的方法。

以計算機程序的形式來實施該方法也是有利的，因為這引起特別小的成本，特別是如果執(zhí)行的控制器還用于其它目的且因此本來就存在。用于提供計算機程序的合適的數(shù)據(jù)載體是尤其磁性的存儲器、光學(xué)存儲器和電的存儲器，比如硬盤、閃存、eeprom、dvd以及其它等等。也可以通過計算機網(wǎng)絡(luò)（因特網(wǎng)、內(nèi)聯(lián)網(wǎng)等）下載程序。

本發(fā)明的其它優(yōu)點和設(shè)計可由說明書和附圖得到。

本發(fā)明借助實施例在下面的附圖中被示意性地示出，并將在下面參照附圖予以詳述。

附圖說明

圖1為示例性的燃料輸入系統(tǒng)的部件的方框圖；

圖2為本發(fā)明的燃料輸入系統(tǒng)的優(yōu)選實施例的方框圖，該燃料輸入系統(tǒng)帶有低壓燃料泵的不同的輸送機構(gòu)。

具體實施方式

圖1中所示為本發(fā)明的燃料輸入系統(tǒng)的優(yōu)選實施方式的方框圖。用100表示高壓泵。該高壓泵把燃料從低壓區(qū)域輸送到高壓區(qū)域中。該高壓區(qū)域主要包含稱為蓄壓管的高壓蓄存器110以及包含在高壓泵100和高壓蓄存器110之間的高壓輸入管路115。燃料從高壓蓄存器110，經(jīng)由噴射器120進入到內(nèi)燃機的燃燒室中。

此外，高壓泵100與低壓區(qū)域處于連接中，該低壓區(qū)域主要包含也稱為罐的低壓蓄存器130。另外，該低壓區(qū)域包含燃料泵135，該燃料泵在所述實施方式中被構(gòu)造成低壓燃料泵。特別地，該低壓燃料泵135被無電刷的直流電機134（在圖2中示出）驅(qū)動。低壓燃料泵135在此通過低壓燃料管路132與低壓蓄存器或罐130連接，并通過低壓管路136與高壓泵100連接。

另外，低壓區(qū)域優(yōu)選包含設(shè)置在低壓蓄存器130與高壓泵100之間的全部輸入管路和過濾器，比如燃料過濾器。低壓燃料泵135在此被設(shè)計用于把燃料從罐130經(jīng)由低壓管路132和136輸送至高壓泵。低壓燃料泵135在此可以設(shè)置在罐130的內(nèi)部或罐130的外部。如果低壓燃料泵135設(shè)置在罐130的內(nèi)部，則可能無需構(gòu)造低壓管路132。

此外設(shè)置有控制器140，它給噴射器120、高壓泵100和低壓燃料泵135施加控制信號。

為了控制不同的組件，該控制器140分析不同的信號。這些信號尤其是表示高壓蓄存器110中的壓力的信號以及其它傳感器150的信號。

基于不同傳感器的不同信號，控制器140計算用于控制不同部件的控制信號。通過對高壓泵100的控制來控制由高壓泵輸送的燃料量，進而控制高壓蓄存器110中的壓力。這優(yōu)選按下述設(shè)計為閉環(huán)調(diào)節(jié)，使得高壓蓄存器中的壓力被調(diào)節(jié)至預(yù)定的值。噴射器120在最佳燃燒的意義下予以控制。電動燃料泵按下述方式予以控制：它把所需要的燃料引入給高壓泵。

此外還對低壓燃料泵135予以如下控制：在需要時，例如在內(nèi)燃機工作期間，經(jīng)由管路136對高壓燃料泵100進行燃料供應(yīng)，從而使得管路136充滿燃料，并且，管路136中的燃料壓力具有所需要的供應(yīng)壓力值。

如果希望結(jié)束燃料供應(yīng)，比如在切斷內(nèi)燃機情況下，對低壓燃料泵135予以如下控制：低壓燃料泵135把燃料從管路136輸送回到管路132或罐130中，以便減少管路136中的燃料壓力和/或燃料體積或燃料量。優(yōu)選地，低壓燃料泵135被如下控制，低壓燃料泵135在一段時間內(nèi)把燃料從管路136輸送回到罐和/或管路132中，從而在切斷低壓燃料泵135之前使得管路136中的燃料壓力達到所希望的、預(yù)定的靜壓值。

圖2所示為方框圖，其示出在低壓燃料泵135的不同控制期間的燃料流方向。在供應(yīng)工作期間，低壓燃料泵135被如下控制：使得所述燃料從罐130沿著第一輸送方向fr1經(jīng)由管路132和136輸送至高壓泵100。這例如通過對電機134的控制來進行，該控制使得電機沿第一旋轉(zhuǎn)方向運行。電機134在此用于驅(qū)動低壓燃料泵135，且可以是低壓燃料泵135的一部分。電機134優(yōu)選是無電刷的直流電機。在供應(yīng)工作結(jié)束時，例如當(dāng)要對內(nèi)燃機進行切斷時，低壓燃料泵135在短暫的時間內(nèi)被如下控制，使得低壓燃料泵135把燃料沿第二輸送方向fr2從高壓泵或者從管路136輸送回到管路132和/或罐130中。這例如可以通過對低壓燃料泵135的控制來進行，從而電機134與在供應(yīng)工作期間產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)方向相逆地轉(zhuǎn)動，進而使得低壓燃料泵135相應(yīng)地沿相反的方向輸送燃料。

這優(yōu)選僅在短暫的時間內(nèi)進行，該時間的長度取決于所希望的輸送體積、所希望的壓力差和可能的返回泄漏。由此可以將管路136中的燃料壓力減小至靜止值，該靜止值能實現(xiàn)在內(nèi)燃機或低壓燃料泵135重新起動時使得低壓燃料泵135重新開動，而不會出現(xiàn)由于電機134的載荷太高、由于管路136中的燃料壓力太高而導(dǎo)致的開頭所述的干擾。然而特別地，該時間足夠短，以便避免管路136的不需要的部分排空。換句話說，管路136中的燃料壓力在這段時間期間基本上僅僅減小一定程度，從而可以使得電機134毫無問題地重新開動，而無需在這種情況下在重新開動之前對管路136予以重新的再次填充。

因而這允許在無由于燃料壓力太高和要施加的扭矩太高而導(dǎo)致的干擾的情況下使得被構(gòu)造為無電刷的電機134起動，而不會使得電機134在開環(huán)工作中退回到電的整流器之后。