Verfahren zur Überprüfung eines mit einem Druck korrelierenden Parameters in einem druckabhängigen Fluidfördersystem, Steuer- gerät und Fluidfördersystem

Fluidfördersysteme werden beispielsweise als KraftStoffförder- systeme in Kraftfahrzeugen eingesetzt und sind in der Regel in irgendeiner Weise vom Druck abhängig. Beispielsweise handelt es sich beim KraftStofffördersystem um ein Vorfördersystem, wie zum Beispiel zur Bereitstellung eines Kraftstoffs an eine Ein- sprit zanlage, ein sogenanntes Fuel Rail-System. Hierbei sind Drücke im Bereich von 2 bis zirka 6 bar üblich. Der Druck in ^¬ nerhalb des KraftStoffSystems darf einen gewissen Wert nicht unterschreiten, da ansonsten eine dauerhafte KraftStoffVersor ^¬ gung nicht gewährleistet werden kann. Andererseits darf der Druck aus Gründen der Sicherheit auch einen maximalen Wert nicht überschreiten. Um das KraftStofffördersystem zu schützen werden teilweise Drucksensoren verwendet. Ein Drucksensor misst einen Druck eines KraftStoffSystems an einer einzelnen Stelle. Verwendete Kraftstoffe, wie beispielsweise Benzin können jedoch zeitlich unterschiedliche Drücke innerhalb eines KraftStoffSys ^¬ tems bedingen. Weiterhin kann durch unterschiedliche Komponen ^¬ ten im KraftStoffSystem, wie beispielsweise Kraftstofffilter, der Druck dort abweichend sein. Je nach Ort der Messung des

Drucks und der eingesetzten Komponenten und Bedingungen können Werte des Drucksensors möglicherweise inkonsistent sein und werden trotzdem für eine Regelung verwendet. Eine zusätzliche Überprüfung des Drucks in dem KraftStofffördersystem ist wün- sehenswert.

Aufgabe der Erfindung ist es, oben beschriebenes Problem durch ein Verfahren zur Überprüfung eines mit einem Druck korrelie ^¬ renden Parameters in einem druckabhängigen Fluidfördersystem, ein Steuergerät oder ein Fluidfördersystem zu lösen. Gemäß einem ersten Aspekt wird die Aufgabe durch ein Verfahren zur Überprüfung eines mit einem Druck korrelierenden Parameters in einem druckabhängigen Fluidfördersystem gelöst. Das Fluid- fördersystem umfasst hierbei einen elektrischen Motor, der von einem Motorsteuergerät gesteuert wird. Des Weiteren umfasst das Fluidfördersystem eine Fluidpumpe, die von einem elektrischen Motor betrieben wird. Das Verfahren umfasst hierbei die Schrit ^¬ te :

- Bestimmen einer Drehzahl des elektrischen Motors;

- Bestimmen eines Stroms des elektrischen Motors, insbesondere Auslesen eines Ansteuerstroms des Motorsteuergeräts;

- Berechnen eines Druckwerts in Abhängigkeit der Drehzahl und des Stroms des elektrischen Motors;

- Vergleichen des berechneten Druckwerts mit dem Parameter.

Als Parameter werden hier Druckwerte verstanden, die in einem Fluidfördersystem Grenzwerte bilden, oder charakteristische Ei ^¬ genschaften festlegen. Beispielsweise ist ein Parameter eine Unterdruckschwelle, um zu bestimmen, ob ein Unterdruck vor ^¬ liegt. Die Unterdruckschwelle hat beispielsweise eine Größe von 0,5 bar. Weitere Parameter sind beispielsweise eine Überdruck ^¬ schwelle, ein charakteristischer Wert für ein Trockenlaufen der Fluidpumpe, ein Grenzwert, ab dem ein Fluiddruck in dem Fluid- fördersystem instabil wird, ein charakteristischer Druckwert, der (unter anderem auch abhängig von einer Sollfördermenge) ein Leck aufzeigt, oder ein charakteristischer Druckwert, der auf sogenanntes „gasing" des Fluids, speziell eines Kraftstoffs hinweist .

Durch den Schritt des Vergleichens wird verifiziert, dass der berechnete Druckwert vorbestimmten Grenzen genügt. Verschiedene Werte können hierbei als Parameter herangezogen werden, um je ^¬ weils eine unterschiedliche Anwendung zu überprüfen, die vom aktuellen Druck in dem Fluidfördersystem abhängig ist. Der Schritt des Bestimmens einer Drehzahl des elektrischen Motors kann aus einer Vorgabe der Drehzahl an den elektrischen Motor erfüllt sein. Der elektrische Motor kann ein stromgesteuerter elektrischer Motor sein. Der Ansteuerstrom des elektrischen Mo- tors kann hierbei beispielsweise ein Phasenstrom, ein Fuss ^¬ punktstrom oder ähnliches sein.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird zu ^¬ sätzlich der folgende Schritt durchgeführt:

- Überprüfen eines Ergebnisses aus dem Schritt des Vergleichens auf Plausibilität anhand eines vorbestimmten Referenzwerts.

Durch die Überprüfung der Plausibilität in einem Fluidförder- system zu überprüfen wird die Sicherheit des Fluidfördersystems erhöht.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist ein Ergeb ^¬ nis aus dem Schritt des Vergleichens charakteristisch für we ^¬ nigstens eines der folgenden Ereignisse:

- Einstellen eines Unterdrucks im Fluidfördersystem;

- Einstellen eines Überdrucks im Fluidfördersystem;

- Destabilisierung eines Fluiddrucks im Fluidfördersystem;

- Trockenlaufen der Fluidpumpe;

- Auftreten von Gasblasen im Fluidfördersystem, insbesondere Gasing;

- Auftreten eines Lecks im Fluidfördersystem .

Die Überprüfung der oben genannten Ereignisse ist aus Gründen der Sicherheit vorteilhaft. Hierbei reicht ein herkömmlicher Drucksensor häufig nicht aus.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist das Fluid- fördersystem druckgeführt oder drehzahlgeführt. Das Verfahren kann in einem druckgeführten Fluidfördersystem ebenso eingesetzt werden wie in einem drehzahlgeführten Fluid- fördersystem . Während ein Einsatz in einem Fluidfördersystem das druckgeführt ist eine zusätzliche Plausibilität für die ge- messenen Druckwerte liefert, wird in einem drehzahlgeführten

Fördersystem in dem kein Drucksensor notwendig ist, zusätzliche Sicherheit durch das Verfahren gewonnen, da Druckwerte erlangt werden können, die sonst nicht überprüfbar wären. Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung umfasst das

Fluidfördersystem ein Kalibrierventil, das an eine Auslassseite der Fluidpumpe angeordnet ist und sich in Abhängigkeit eines vorbestimmten Drucks öffnet, um eine druckabhängige Kalibrier ^¬ funktion bereitzustellen. Der Schritt des Berechnens hängt hierbei zusätzlich von der Kalibrierfunktion ab.

Über das Kalibrierventil lässt sich eine Druckabhängigkeit un ^¬ abhängig von Sensoren herstellen. Gemäß einem zweiten Aspekt der Erfindung wird die Aufgabe durch ein Steuergerät für ein Benzinkraftstofffördersystem oder ein DieselkraftStofffördersystem gelöst, das dazu ausgebildet ist, ein Verfahren gemäß dem ersten Aspekt durchzuführen. Gemäß einem dritten Aspekt der Erfindung wird die Aufgabe von einem Fluidfördersystem gelöst. Das Fluidfördersystem umfasst einen elektrischen Motor, ein Motorsteuergerät und eine Fluid ^¬ pumpe, wobei der elektrische Motor dazu eingerichtet ist, die Fluidpumpe anzutreiben. Das Motorsteuergerät ist dazu einge- richtet, den elektrischen Motor basierend auf einer Durchfluss ^¬ regelung mit einem Ansteuerstrom anzusteuern, wobei eine Über ^¬ wachung und/oder eine Plausibilitätsprüfung des Fluidförder- systems mittels eines Verfahrens nach dem ersten Aspekt durch ^¬ geführt wird. Die Vorteile bezüglich des Steuergeräts gemäß dem zweiten As ^¬ pekt und bezüglich dem Fluidfördersystem gemäß dem dritten As ^¬ pekt entsprechen im Wesentlichen den Vorteilen die zu den ent ^¬ sprechenden Verfahren beschrieben sind.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung ist zusätzlich ein Ka ^¬ libierventil an einer Auslassseite der Fluidpumpe angeordnet und öffnet sich in Abhängigkeit eines vorbestimmten Drucks. Die Erfindung wird im Folgenden anhand von Figuren und Ausfüh ^¬ rungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen:

Figur 1 ein Fluidfördersystem (schematische Darstellung) , und Figur 2 ein Flussdiagramm für ein Verfahren gemäß einer Aus ^¬ gestaltung der Erfindung.

Figur 1 zeigt ein Fluidfördersystem 10. Das Fluidfördersystem 10 ist im Ausführungsbeispiel ein KraftStofffördersystem zum Fördern von Benzin aus einem Tank. In einer anderen Ausgestal ^¬ tung kann das Fluidfördersystem 10 zum Fördern von Diesel aus ^¬ gelegt sein. Der Kraftstoff, hier das Benzin, wird durch das Fluidfördersystem 10 einer Einsprit zanlage (sogenanntes Fuel Rail-System) zugeführt. Aus Gründen der Übersichtlichkeit wurde in Figur 1 auf eine Darstellung sowohl des Tanks, als auch der Einsprit zanlage verzichtet. Im Ausführungsbeispiel handelt es sich um ein sogenanntes Vorfördersystem . Ebenso kann es sich in anderen Ausgestaltungen um andere Fluidfördersysteme oder Teile eines Fluidfördersystems handeln.

Im Ausführungsbeispiel umfasst das Fluidfördersystem 10 einen elektrischen Motor 11. Der elektrische Motor 11 ist im Ausfüh ^¬ rungsbeispiel stromgesteuert. Der elektrische Motor 11 wird von einem Motorsteuergerät 12 angesteuert. Das Motorsteuergerät be- steht im Ausführungsbeispiel aus einer Ansteuereinheit und ei- ner zusätzlichen Recheneinheit 12a. Die Recheneinheit 12a ist in alternativen Ausgestaltungen räumlich von dem Motorsteuerge ^¬ rät 12 getrennt und somit ausgelagert. Der elektrische Motor 11 treibt eine Fluidpumpe 13 an. Die Fluidpumpe 13 ist im Ausfüh- rungsbeispiel eine Kraftstoffpumpe. Der elektrische Motor 11 ist über eine mechanische Kopplung 17 mit der Fluidpumpe 13 verbunden. Die Fluidpumpe 13 pumpt Benzin über eine Fluidlei- tung 15 von dem Tank durch das Fluidfördersystem 10 und über eine Leitung 16 zu der Einsprit zanlage . An einer Auslastseite der Fluidpumpe 13 ist ein Kalibrierventil 14 angeschlossen und mit der Fluidpumpe 13 hydraulisch gekoppelt. Hierbei ist das Kalibrierventil 14 über die hydraulische Verbindung 18 mit die Leitung 16 und somit mit der Fluidpumpe 13 verbunden. Das Ka ^¬ librierventil 14 ist dazu eingerichtet, bei einem vorbestimmten Druck, beispielsweise 8 bar, zu öffnen. Der elektrische Motor

11 wird von dem Motorsteuergerät 12 so gesteuert, dass die Flu ^¬ idpumpe 13 mit einer bestimmten Drehzahl des Motors 11 läuft. In einer alternativen Ausgestaltung ist kein Kalibrierventil 14 vorgesehen .

In die Leitung 16 ist ein Filter 16a eingebaut. Es handelt sich hierbei um einen KraftStofffilter . In anderen Ausgestaltungen kann es sich um andere Filter oder fluidbeeinflussende Kompo ^¬ nenten handeln. Der Filter 16a kann in einer weiteren Ausges- taltung auch entfallen.

An die Leitung 16 ist des Weiteren ein Drucksensor 19 ange ^¬ schlossen. Im Ausführungsbeispiel misst der Drucksensor 19 ei ^¬ nen Fluiddruck in der Leitung 16 nach dem Filter 16a. Das Sig- nal des Drucksensors 19 wird in einer Auswertungseinheit 19a ausgewertet. Die Auswertungseinheit 19a stellt dem Motorsteuer ^¬ gerät 12, im Ausführungsbeispiel der der Recheneinheit 12a des Motorsteuergeräts, ein ausgewertetes Drucksignal zur Plausibi ^¬ lisierung bereit. Figur 2 zeigt ein Flussdiagramm für ein Verfahren gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung. Im Ausführungsbeispiel ist ein zur Ausführung des Verfahrens verwendeter Algorithmus in der Re ^¬ cheneinheit 12a gespeichert und wird von dort als Software aus- geführt. Dies soll jedoch nicht beschränkend für die Erfindung gelten. So ist es in anderen Ausgestaltungen möglich, dass die Berechnungen im Motorsteuergerät 12 oder in anderen, getrennten Einheiten stattfinden, wie beispielsweise einem Bordcomputer eines Fahrzeugs.

In einem ersten Schritt 21 wird eine Drehzahl des elektrischen Motors 11 bestimmt. Die Drehzahl wird hierbei in an sich be ^¬ kannter Weise über einen Drehzahlmesser bestimmt. Alternativ ist es möglich, die Drehzahl aus einem Ansteuerwert des Mo- torsteuergeräts 12 auszulesen.

In einem Schritt 22 wird ein Strom des elektrischen Motors 11 bestimmt. Der Strom des elektrischen Motors 11 wird hierbei durch Auslesen des Ansteuerstroms von dem Motorsteuergerät 12 bestimmt. Alternativ oder zusätzlich ist es möglich durch eine Messung an einer Leitung des elektrischen Motors 11 den Strom zu bestimmen.

In Schritt 23 wird ein Druckwert in Abhängigkeit der Drehzahl des Stroms des elektrischen Motors 11 und der Kalibrierfunktion berechnet. Die Kalibrierfunktion, die durch das Kalibrierventil 14 bereitgestellt wird, stellt einen Zusammenhang zwischen der Drehzahl und dem Strom in Abhängigkeit eines Druckwerts dar. Somit kann mit bekannten Pumpenkennlinien, beziehungsweise ei- nem druckabhängigen Pumpenkennlinienfeld ein Druckwert aus der Kalibierfunktion berechnet werden. In einer alternativen Aus ^¬ gestaltung, in der das Kalibrierventil 14 nicht vorgesehen ist, entfällt Schritt 23. In Schritt 24 wird der berechnete Druckwert mit einem Parameter verglichen. Der Parameter hat die Größe eines Referenzdruck ^¬ werts und ist charakteristisch für eine Eigenschaft des Fluid- fördersystems 10. Für verschiedene Anwendungen des Verfahrens sind in einer Tabelle oder einem Speicher verschiedene Refe ^¬ renzdruckwerte hinterlegt, je nachdem mit welchem Parameter der Druckwert verglichen werden soll. Ein Ergebnis des Vergleichs stellt eine Druckdifferenz dar. Beispielsweise wird ein berech ^¬ neter Druck mit einem Nulldruckwert verglichen, so dass das Er- gebnis des Vergleichs der berechnete Druck an sich ist.

Als Parameter werden hier Druckwerte verstanden, die in dem Fluidfördersystem 10 Grenzwerte bilden, oder charakteristische Eigenschaften festlegen. Beispielsweise ist ein Parameter eine Unterdruckschwelle, um zu bestimmen, ob ein Unterdruck vor ^¬ liegt. Die Unterdruckschwelle hat beispielsweise eine Größe von 0,5 bar. Dies stellt in obigem Sinne den Referenzdruckwert dar. Weitere Parameter sind beispielsweise eine Überdruckschwelle, ein charakteristischer Wert für ein Trockenlaufen der Fluidpum- pe 13, ein Grenzwert, ab dem ein Fluiddruck in dem Fluidförder- system 10 instabil wird, ein charakteristischer Druckwert, der (unter anderem auch abhängig von einer Sollfördermenge) ein Leck aufzeigt, oder ein charakteristischer Druckwert, der auf sogenanntes „gasing" hinweist.

Das Ergebnis aus dem Schritt 24 dient einer Überprüfung. Hier ^¬ bei wird abgeglichen, ob ein vorgegebener Wert eingehalten wur ^¬ de oder ob der Wert überschritten wurde. Beispielsweise ist ein Referenzwert, der für das Fluidfördersystem 10 sinnvoll ist 3 bar. Nun wird ein Druck in dem Fluidfördersystem 10 von 2,5 bar in Schritt 23 bestimmt. Schritt 24 vergleicht den bestimmten Druck mit dem Druck im Fluidfördersystem 10. Das Ergebnis des Vergleichs ist in diesem Fall 0,5 bar. Ebenso ist es natürlich möglich, den Vergleich anhand eines Produkts, eines Quotienten oder eines anderen Berechnungsmoduls durchzuführen, so dass das Ergebnis anders aussehen kann. Der Vergleich wird innerhalb des Fluidfördersystems 10 ausgeführt, so dass die Überprüfung des Vergleichs auf die gleiche Art und Weise stattfindet. Im aufge ^¬ führten Beispiel ist eine Referenz Null angegeben, so dass er- sichtlich wird, dass der gemessene Druck 0,5 bar vom Solldruck abweicht. Durch die Überprüfung kann festgestellt werden, dass ein Unterdruck vorliegt, jedoch kein Überdruck. Ebenso kann durch die Überprüfung eines Drucksensors verifiziert werden, dass der Druck richtig gemessen wurde. Da noch ein Druck an- liegt kann auch rückgeschlossen werden, dass die Pumpe noch nicht trockengelaufen ist. Werden die Druckwerte über einen längeren Zeitraum betrachtet, so kann auch rückgeschlossen wer ^¬ den, ob es ein Leck in der Pumpe gibt. Über das Druckverhalten kann zusätzlich festgestellt werden, ob in dem Fluidfördersys- tem 10 „gasing" auftritt.

Umfasst das Fluidfördersystem 10 einen zusätzlichen Drucksensor 19, so können die beiden Druckwerte dazu verwendet werden, sich gegenseitig zu kontrollieren. Der Drucksensor wird somit durch einen Vergleich mit Referenzwerten überwacht.

In einem Schritt 25 wird das Ergebnis auf Plausibilität ge ^¬ prüft. Zeigt beispielsweise der Drucksensor 0 bar an und das Verfahren berechnet den Druck mit 2,5 bar, so ist ein Fehler offensichtlich.