通過(guò)相電流和汽車(chē)管線處的初始調(diào)整進(jìn)行壓力控制的制作方法
【專(zhuān)利說(shuō)明】通過(guò)相電流和汽車(chē)管線處的初始調(diào)整進(jìn)行壓力控制
[0001]相關(guān)申請(qǐng)的交叉引用
本申請(qǐng)要求2012年10月12日申請(qǐng)的美國(guó)臨時(shí)申請(qǐng)N0.61/713，183的權(quán)益。以上申請(qǐng)的公開(kāi)內(nèi)容通過(guò)引用合并在本文中。
技術(shù)領(lǐng)域
[0002]本發(fā)明一般涉及燃料泵的閉環(huán)控制系統(tǒng)，所述燃料泵還包括校準(zhǔn)功能。
【背景技術(shù)】
[0003]燃料泵通常用于將燃料傳輸?shù)桨l(fā)動(dòng)機(jī)的噴射系統(tǒng)。通常燃料泵由一種馬達(dá)驅(qū)動(dòng)，例如電動(dòng)馬達(dá)。燃料泵和馬達(dá)的運(yùn)行通常由一些類(lèi)型的閉環(huán)反饋系統(tǒng)來(lái)控制，其中壓力被監(jiān)控，且基于所測(cè)量的壓力與期望壓力的比較來(lái)調(diào)整泵的速度。這些類(lèi)型的閉環(huán)反饋控制系統(tǒng)要求壓力傳感器來(lái)監(jiān)控壓力。閉環(huán)反饋系統(tǒng)所需的這種壓力傳感器較昂貴，且給系統(tǒng)增加了部件。
[0004]已經(jīng)做出其它的嘗試，以通過(guò)使用開(kāi)環(huán)控制系統(tǒng)來(lái)控制燃料泵和馬達(dá)。開(kāi)環(huán)控制系統(tǒng)包括控制映射圖，該控制映射圖包括各種速度、以及對(duì)應(yīng)每個(gè)速度的流率，泵以特定的速度運(yùn)行以產(chǎn)生正確的流量。燃料泵的開(kāi)環(huán)系統(tǒng)沒(méi)有提供對(duì)壓力的測(cè)量，該壓力被用來(lái)與期望的壓力進(jìn)行比較。有幾種速度被用于提供不同的流率，且泵的運(yùn)行被改變以對(duì)應(yīng)于期望的流率。已知的映射的控制系統(tǒng)(例如開(kāi)環(huán)控制系統(tǒng))在實(shí)際壓力方面呈現(xiàn)了較高的不確定性，可能沒(méi)有一直利用全部的潛在節(jié)能，因?yàn)樵谀承┣闆r下，高適配壓力會(huì)不利地影響能量平衡。
[0005]因此，存在用于燃料泵的閉環(huán)控制系統(tǒng)的需要，所述燃料泵不要求壓力傳感器，且比開(kāi)環(huán)控制系統(tǒng)更準(zhǔn)確。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的是提供一種基于速度、壓力和電流的特征的燃料泵的閉環(huán)控制系統(tǒng)。
[0007]本發(fā)明的泵系統(tǒng)產(chǎn)生的壓力在以下時(shí)間點(diǎn)增加:當(dāng)所述泵系統(tǒng)抵抗空車(chē)系統(tǒng)(dead head system)而工作(即，惰行)至校準(zhǔn)閥開(kāi)啟至確定的工作點(diǎn)的水平時(shí)。通過(guò)測(cè)量作為速度的函數(shù)的特征相電流，所述特征能夠在拐點(diǎn)與硬件的預(yù)校準(zhǔn)值比較，以執(zhí)行誤差補(bǔ)償算法。
[0008]誤差補(bǔ)償由標(biāo)準(zhǔn)壓力特征(作為速度和相電流的函數(shù))覆蓋，導(dǎo)致更精確的有效壓力。
[0009]誤差補(bǔ)償使用校準(zhǔn)閥的預(yù)校準(zhǔn)開(kāi)啟壓力值(拐點(diǎn))，和/或除此之外速度對(duì)初始值(第一校準(zhǔn))或者對(duì)由其得到的滑動(dòng)平均值的改變(短期內(nèi)受粘度、介質(zhì)的改變影響，長(zhǎng)期受磨損影響)。
[0010]本發(fā)明的泵系統(tǒng)比預(yù)配置映射控制(它具有部件公差累計(jì)而導(dǎo)致的完全失效)更精確，且不要求壓力傳感器。本發(fā)明的方法還允許預(yù)測(cè)由于磨損而引起的長(zhǎng)期偏差、以及由于燃料屬性改變而引起的實(shí)際情況(短期的)。
[0011]在一個(gè)實(shí)施例中，本發(fā)明是泵系統(tǒng)，具有馬達(dá)、用于對(duì)泵燃料產(chǎn)生泵送作用的泵，其中所述泵連接至所述馬達(dá)且由所述馬達(dá)驅(qū)動(dòng)。所述泵系統(tǒng)還具有與所述馬達(dá)流體連通的入口導(dǎo)管，允許流體進(jìn)入所述泵，以及與所述泵流體連通的出口導(dǎo)管，使得流入所述出口導(dǎo)管的流體被所述泵加壓。次級(jí)導(dǎo)管與所述出口導(dǎo)管流體連通，使得一部分被所述泵加壓的流體流入所述次級(jí)導(dǎo)管。校準(zhǔn)閥與所述次級(jí)導(dǎo)管流體連通，且所述校準(zhǔn)閥在開(kāi)啟位置和關(guān)閉位置之間改變，以限制所述次級(jí)導(dǎo)管和所述出口導(dǎo)管內(nèi)的最大壓力。所述出口導(dǎo)管和所述次級(jí)導(dǎo)管內(nèi)的流體的壓力基于所述校準(zhǔn)閥的位置和應(yīng)用于所述馬達(dá)的電流，使得基本恒定的壓力被保持。
[0012]在一個(gè)實(shí)施例中，所述馬達(dá)是三相馬達(dá)，應(yīng)用于所述馬達(dá)的電流是相電流，所述馬達(dá)的速度基于應(yīng)用于所述馬達(dá)的相電流。隨著應(yīng)用于所述三相馬達(dá)的相電流改變，所述馬達(dá)的速度改變，且所述泵的輸出改變，同時(shí)保持基本恒定的壓力。
[0013]所述泵系統(tǒng)還具有閉環(huán)功能，其中所述泵以多個(gè)速度運(yùn)行，且在每個(gè)速度測(cè)量所述電流。第一變化率基于兩個(gè)所命令的速度之間的測(cè)量到的電流的第一差異，第二變化率基于兩個(gè)其它所命令的速度之間的測(cè)量到的電流的第二差異，且第一變化率大于第二變化率。當(dāng)所述閥關(guān)閉時(shí)，所述第一變化率發(fā)生，而當(dāng)所述閥開(kāi)啟時(shí)，所述第二變化率發(fā)生。
[0014]所述泵系統(tǒng)還包括校準(zhǔn)功能。第三變化率基于另外兩個(gè)所命令的速度之間的測(cè)量到的電流的第三差異，第四變化率基于又另外兩個(gè)所命令的速度之間的測(cè)量到的電流的第四差異。第三變化率大于第四變化率，當(dāng)所述閥開(kāi)啟時(shí)，所述第三變化率發(fā)生，而當(dāng)所述閥關(guān)閉時(shí)，所述第四變化率發(fā)生。
[0015]所述泵可以是不同類(lèi)型的泵，例如蓋勞特泵、葉輪泵等。
[0016]從下文提供的詳細(xì)描述中，本發(fā)明的應(yīng)用性的其他領(lǐng)域?qū)?huì)變得明顯。應(yīng)該理解，詳細(xì)的描述和特定的實(shí)例，雖然簡(jiǎn)要地說(shuō)明了本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，但僅用于闡述的目的，并不用于限制本發(fā)明的范圍。
【附圖說(shuō)明】
[0017]從詳細(xì)描述和附圖中，將會(huì)更基本地理解本發(fā)明，其中:
圖1是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的泵系統(tǒng)的圖；
圖2是具有根據(jù)本發(fā)明的泵系統(tǒng)的速度和對(duì)應(yīng)的相電流的第一圖表；
圖3是具有根據(jù)本發(fā)明的泵系統(tǒng)的速度和對(duì)應(yīng)的相電流的第二圖表；
圖4是具有根據(jù)本發(fā)明的泵系統(tǒng)的速度和對(duì)應(yīng)的相電流的第三圖表；
圖5是具有根據(jù)本發(fā)明的泵系統(tǒng)的速度和對(duì)應(yīng)的相電流的第四圖表；
圖6是具有根據(jù)本發(fā)明的泵系統(tǒng)的速度和對(duì)應(yīng)的相電流的第五圖表。
【具體實(shí)施方式】
[0018]優(yōu)選實(shí)施例的以下描述本質(zhì)上僅僅是實(shí)例性的，決不用于限制本發(fā)明、其應(yīng)用或使用。
[0019]根據(jù)本發(fā)明的泵系統(tǒng)的圖以10示出。泵系統(tǒng)10包括馬達(dá)12和產(chǎn)生泵送作用的設(shè)備14，例如但不限于蓋勞特泵、葉輪泵或者適于產(chǎn)生泵送作用的任何其它機(jī)構(gòu)。馬達(dá)12與入口導(dǎo)管16流體連通。馬達(dá)12還通過(guò)機(jī)械連接18連接至設(shè)備14。設(shè)備14與出口導(dǎo)管20流體連通，且出口導(dǎo)管20與次級(jí)導(dǎo)管22流體連通。與次級(jí)導(dǎo)管22流體連通的是內(nèi)部校準(zhǔn)閥(一般以24示出)。泵系統(tǒng)10受控制單元26控制。通過(guò)以滿(mǎn)足壓力要求的方式使用泵系統(tǒng)10 (更具體地，馬達(dá)12)的相電流和/或速度，進(jìn)入控制單元26的輸入信號(hào)確定了額定壓力。
[0020]在運(yùn)行中，燃料流經(jīng)入口導(dǎo)管16和馬達(dá)12，驅(qū)動(dòng)設(shè)備14的馬達(dá)12產(chǎn)生泵送作用，將燃料從入口管道16吸取通過(guò)馬達(dá)12、設(shè)備14且流出出口管道20。一部分燃料還流入次級(jí)管道22，出口管道20和次級(jí)管道22中的流體被允許達(dá)到校準(zhǔn)閥24所確定的最大值。校準(zhǔn)閥24能夠在開(kāi)啟位置和關(guān)閉位置之間變化。校準(zhǔn)閥24保持在關(guān)閉位置，直至次級(jí)導(dǎo)管22和出口導(dǎo)管20中預(yù)定的壓力水平被滿(mǎn)足。
[0021]在這個(gè)實(shí)施例中，馬達(dá)是具有三個(gè)繞組的三相馬達(dá)12。馬達(dá)12的速度是電流的函數(shù)，更特別地是相電流的函數(shù)。基于發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行的不同速度，發(fā)動(dòng)機(jī)要求不同的燃料量。馬達(dá)12的相電流與設(shè)備14產(chǎn)生的用于一個(gè)專(zhuān)用發(fā)動(dòng)機(jī)速度的壓力成比例。由于馬達(dá)12產(chǎn)生的出口導(dǎo)管20和次級(jí)導(dǎo)管22中的壓力保持恒定，馬達(dá)12的電流、馬達(dá)12的速度以及泵14的流率對(duì)應(yīng)地改變。通過(guò)知道至少馬達(dá)12的相電流，可獲得關(guān)于壓力的信息，通過(guò)補(bǔ)償馬達(dá)12的速度上的斜率，壓力讀數(shù)更加準(zhǔn)確。
[0022]參照?qǐng)D2-6，示出了各種圖表，表示馬達(dá)12的相電流和速度與泵4產(chǎn)生的對(duì)應(yīng)壓力之間的相關(guān)性。參照?qǐng)D2中的第一圖表28A、圖3中的第二圖表28B、以及圖4中示出的第三圖表28C，基本以30指示的電流(以安培計(jì))沿著Y軸定位，Y軸一般以32示出，一般以34指示的速度(以轉(zhuǎn)每分鐘(RPM)計(jì))沿著X軸定位，X軸一般以36示出。還有在圖表28A、28B、28C上繪制的幾個(gè)曲線，每個(gè)曲線表示流經(jīng)系統(tǒng)10的燃料的不同壓力。
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