DE10041705A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Bewertung einer Restkraftstoffmenge in einem Kraftstofftank - Google Patents
Verfahren und Vorrichtung zur Bewertung einer Restkraftstoffmenge in einem KraftstofftankInfo
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Bewertung einer Restkraftstoffmenge in einem Kraftstofftank (5) für einen Verbrennungsmotor (7), wobei das Erreichen einer Reserve-Kraftstoffmenge im Kraftstofftank (5) durch ein Kraftstoff-Reserve-Signal angegeben wird und wobei jeweils eine eingespritzte Kraftstoffmenge bestimmbar ist. Sobald ein Wechsel des Kraftstoff-Reserve-Signals angibt, daß die Reserve-Kraftstoffmenge erreicht wurde, wird die jeweils eingespritzte Kraftstoffmenge aufsummiert, so daß der Kraftstoffverbrauch seit dem Wechsel des Kraftstoff-Reserve-Signals ermittelt wird. Abhängig davon kann ein Verbrennungsmotor (7) abgestellt werden, sobald Gefahr besteht, daß Luft in das Kraftstoffsystem eingesogen wird.
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfähren und eine Vorrichtung zur
Bewertung einer Kraftstoffmenge in einem Kraftstofftank für
einen Verbrennungsmotor.
Leert sich der Kraftstofftank für einen Verbrennungsmotor mit
Kraftstoffdruckspeicher, so besteht die Möglichkeit, daß Luft
in das Drucksystem aus dem Kraftstofftank angesaugt wird.
Dies kann zu Problemen beim Starten des Motors führen, weil
das Kraftstoffdrucksystem oftmals eine Vorförderpumpe auf
weist, die nicht für die Verdichtung von Luft ausgelegt ist.
Darüber hinaus können sich Probleme ergeben, wenn mit dem
letzten Kraftstoff aus dem Kraftstofftank Schwebeteilchen,
die sich auf dem Boden des Tanks abgesetzt haben, mit in das
Kraftstoffdrucksystem eingesaugt werden, wodurch der
Kraftstoffilter verschmutzt bzw. verstopft werden kann.
Eine Strategie zur Vermeidung von Startproblemen besteht dar
in, den Verbrennungsmotor kurz vor dem Eindringen von Luft in
das Kraftstoffsystem - bedingt durch einen leeren Kraftstoff
tank - anzuhalten. Aus diesem Grund ist die möglichst genaue
Kenntnis der verbleibenden Restkraftstoffmenge im Kraftstoff
tank wichtig.
Bisherige Verfahren zur Bestimmung des Inhalts eines Kraft
stofftanks, die z. B. im Kraftfahrzeugbereich bekannt sind,
erfüllen entweder die Anforderungen an die Genauigkeit nicht
oder der Wert der verbleibenden Restkraftstoffmenge liegt dem
Motorsteuergerät nicht vor.
Es ist daher Aufgabe der Erfindung, ein verbessertes Verfah
ren vorzustellen, mit dem die Kraftstoffmenge in einem Kraft
stofftank bewertet werden kann.
Diese Aufgabe ist durch das Verfahren nach Anspruch 1 und der
Vorrichtung nach Anspruch 8 gelöst. Bevorzugte Weiterbildun
gen sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren wird eine Restkraft
stoffmenge in einem Kraftstofftank für einen Verbrennungsmo
tor bewertet, indem man das Kraftstoffreservesignal als Indi
kator dafür hernimmt, daß eine bestimmte, genau spezifizierte
Reservekraftstoffmenge im Kraftstofftank verblieben ist.
D. h., sobald das Kraftstoffreservesignal aktiviert wird, be
findet sich eine genau definierte Kraftstoffmenge im Kraft
stofftank. Bei Einspritzsystemen ist in aller Regel die bei
einem Einspritzzvorgang in eine Brennkammer eingespritzte
Kraftstoffmenge genau bekannt. Ab dem durch das Kraftstoffre
servesignal angegebenen Zeitpunkt, d. h. zu dem Zeitpunkt,
bei dem sich die genau bekannte Restkraftstoffmenge im Kraft
stofftank befindet, wird der Kraftstoffverbrauch ermittelt.
Mit Kenntnis der Reservekraftstoffmenge bei einer Aktivierung
des Kraftstoffreservesignals ist vorzugsweise weiterhin vor
gesehen, daß über den Kraftstoffverbrauch die verbleibende
Restkraftstoffmenge ermittelt werden kann. Diese Restkraft
stoffmenge entspricht sehr genau der tatsächlich im Kraft
stofftank vorhandenen Kraftstoffmenge, da sowohl die Reserve
kraftstoffmenge bei Aktivierung des Kraftstoffreservesignals
als auch die jeweils in eine Brennkammer eingespritzte Kraft
stoffmenge sehr genau bekannt sind.
In einer bevorzugten Ausführungsform wird der Verbrennungsmo
tor angehalten, sobald die Restkraftstoffmenge einen Mindest
wert erreicht. Dieser Mindestwert entspricht einer Menge, die
so groß ist, daß gerade noch keine Luft in das Kraftstoff
drucksystem gelangt. Sinnvollerweise wird die verbleibende
Kraftstoffmenge im Tank auf wenige 10 ml festgesetzt. Dies hat
weiterhin den Vorteil, daß die im Kraftstoff befindlichen, am
Boden des Tanks lagernde Schwebeteilchen nicht mit dem letz
ten Kraftstoff in das Kraftstoffdrucksystem eingesaugt werden.
Dadurch kann vermieden werden, daß z. B. ein Kraftstoff
filter, der sich im Drucksystem befindet, verstopft wird.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen,
daß beim Abstellen des Verbrennungsmotors in einem Zeitraum,
in dem das Kraftstoffreservesignal angibt, daß die Reserve
kraftstoffmenge erreicht bzw. unterschritten wurde, die Rest
kraftstoffmenge und/oder der seit dem Wechsel des Kraftstoff
reservesignals ermittelte Kraftstoffverbrauch und/oder das
Kraftstoffreservesignal in einem nicht-flüchtigen Speicher
gespeichert werden. Dies hat den Vorteil, daß die ermittelte
verbliebene Kraftstoffmenge im Kraftstofftank auch nach einem
Abstellen und bei einem Wiederanlassen des Verbrennungsmotors
weiterhin zur Verfügung steht.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform wird bei einem erneu
ten Anlassen des Verbrennungsmotors zunächst geprüft, ob in
dem nicht-flüchtigen Speicher eine Information darüber vor
handen ist, ob das Kraftstoffreservesignal zum Zeitpunkt des
letzten Abstellens des Verbrennungsmotors aktiv war. War es
aktiv, wird erneut überprüft, ob das Kraftstoffreservesignal
momentan aktiv ist, um zu erkennen, ob der Kraftstofftank
während des abgestellten Verbrennungsmotors befüllt worden
ist. Wenn festgestellt wird, daß das Kraftstoffreservesignal
noch immer aktiv ist, d. h. der Kraftstofftank wurde nicht
bzw. nicht mit einer wesentlichen Menge befüllt, wird ausge
hend vom letzten gespeicherten Wert die jeweilige einge
spritzte Kraftstoffmenge zu dem Kraftstoffverbrauch addiert.
Sollte das Kraftstoffreservesignal nach dem Wiederanlassen
des Verbrennungsmotors nicht mehr aktiv sein, werden die im
nicht-flüchtigen Speicher gespeicherten Werte gelöscht. Diese
Ausführungsform hat den Vorteil, daß das Ermitteln des
verbleibenden Restkraftstoffs im Kraftstofftank nicht durch
ein Abstellen und Wiederanlassen des Verbrennungsmotors be
einträchtigt wird, sondern daß diese Ereignisse keinen
Einfluß auf die Genauigkeit der Ermittlung der verbleibenden
Reservekraftstoffmenge haben.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen,
daß ab dem Zeitpunkt des Erreichens der Reservekraftstoffmen
ge über eine Wegstreckenmeßvorrichtung eine zurückgelegte
Wegstrecke ermittelt wird, die kontinuierlich oder zu be
stimmten Zeitpunkten mit der verbleibenden Kraftstoffmenge im
Kraftstofftank in Beziehung gesetzt wird, um das Kraftstoff
reservesignal zu plausibilisieren. Dies hat den Vorteil, daß
einem Fahrer eines Kraftfahrzeugs mit einem Verbrennungsmotor
die ungefähre Reichweite seines Fahrzeugs mit dem verbleiben
den Kraftstoff angegeben werden kann.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus
der nachfolgenden Beschreibung in Verbindung mit den beige
fügten Zeichnungen. Es zeigen:
Fig. 1 eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur Ermittlung
einer Restkraftstoffmenge;
Fig. 2 ein Blockdiagramm, das den Verfahrensablauf gemäß
einem Ausführungsbeispiel der Erfindung darstellt;
und
Fig. 3 ein weiteres Blockdiagramm, das den Verfahrensab
lauf beim Wiederanlassen des Verbrennungsmotors
darstellt.
Fig. 1 zeigt eine Vorrichtung zur Ermittlung einer Restkraft
stoffmenge mit einer Steuereinrichtung 1 und einem damit ver
bundenen nicht-flüchtigen Speicher 2. An die Steuereinrich
tung 1 ist ein Kraftstoff-Reserve-Signalgeber 4 über eine
Signalleitung 3 angeschlossen, der das Erreichen der Reserve-
Kraftstoffmenge in einem Kraftstofftank 5 angibt. Vom Kraft
stofftank 5 führt eine Kraftstoffleitung 6 zu einem Verbren
nungsmotor 7, die der Kraftstoffversorgung dient. Vom
Verbrennungsmotor führt eine Einspritzmengen-Signalleitung 8
zur Steuereinrichtung 1, die dadurch den Wert der jeweils
eingespritzten Kraftstoffmenge erhält. Eine weitere Signal
leitung 9 führt von der Steuereinrichtung 1 zum Verbrennungs
motor 7, wodurch ein Signal zum Abstellen des Verbrennungsmo
tor 7 übermittelt werden kann.
Fig. 2 zeigt ein Blockdiagramm, das den erfindungsgemäßen
Verfahrensablauf darstellt. In einem ersten Schritt S1 wird
überprüft, ob das Reserve-Kaftstoff-Signal durch den Reserve-
Kaftstoff-Signalgeber 4 aktiviert wurde. Ein Reserve-
Kraftstoff-Signal auf der Signalleitung 3 signalisiert, wenn
die Kraftstoffmenge im Kraftstofftank 5 einen bestimmten Wert
unterschreitet. Üblicherweise wird z. B. einem Fahrer eines
Kraftwagens ein solches aktiviertes Reserve-Kraftstoff-Signal
optisch auf der Armatur seines Fahrzeuges angezeigt, wodurch
er darüber informiert wird, daß der Kraftstoff zur Neige
geht.
Bei einem aktiviertem Reserve-Kraftstoff-Signal wird in einem
nächsten Schritt S2 damit begonnen, die in die Brennkammern
eingespritzten Kraftstoffmengen aufzusummieren, um den Reser
ve-Kraftstoffverbrauch zu ermitteln. Die jeweils vor einem
Zündvorgang in eine Brennkammer eingespritzte Kraftstoffmenge
ist insbesondere bei Einspritzsystemen sehr genau bekannt, so
daß auch nach sehr vielen Einspritzvorgängen ein sehr exakter
Verbrauchswert vorliegt.
In einem nächsten Schritt S3 wird die Restkraftstoffmenge aus
der Differenz zwischen der bekannten Reservekraftstoffmenge,
die sich zum Zeitpunkt der Aktivierung des Reserve-
Kraftstoff-Signals im Kraftstofftank 5 befindet, und dem
Kraftstoffverbrauch ermittelt.
In Schritt S4 wird ermittelt, ob zwischenzeitlich der
Verbrennungsmotor abgestellt wurde. In diesem Fall wird die
ermittelte Restkraftstoffmenge und das Reserve-Kraftstoff-
Signal in einem nicht-flüchtigen Speicher (Schritt S7) ge
speichert. Damit stehen diese Informationen auch nach einem
Abschalten bei einem erneuten Anlassen des Motors zur Verfü
gung. Dadurch kann erreicht werden, daß das erfindungsgemäße
Verfahren auch nach einem Abstellen des Motors angewendet
werden kann.
Wurde der Verbrennungsmotor nicht abgestellt, erfolgt an
schließend in einem Schritt S5 eine Abfrage, ob ein Mindest
wert der Restkraftstoffmenge unterschritten oder erreicht
ist. Dieser Mindestwert entspricht einer weiteren bekannten
Größe, bei der sich gerade noch so viel Kraftstoff im Kraft
stofftank 5 befindet, daß durch die Kraftstoffleitung des
Kraftstoffdrucksystem keine Luft angesaugt werden kann. Vor
zugsweise wird bei der Wahl der Restkraftstoffmenge berück
sichtigt, daß beim Bewegen des Fahrzeugs Schwingungsbewegun
gen des Kraftstoffs im Kraftstofftank vorkommen, wodurch der
darin befindliche Kraftstoff hin und her schwappt. Dadurch
kann bei einer geringen verbleibenden Menge jeweils für eine
kurze Zeit die Einsaugöffnung für den Kraftstoff freigegeben
werden, so daß Luft eingesaugt wird. Ist dieser Mindestwert
erreicht, wird der Verbrennungsmotor abgestellt (Schritt S5).
Ist er nicht erreicht, wird zu Schritt S2 zurückgesprungen,
und mit dem Aufsummieren der jeweils eingespritzten Kraft
stoffmenge zum Bewerten des Reserve-Kraftstoffverbrauchs
fortgefahren.
Beim Abstellen des Motors werden in einem nicht-flüchtigen
Speicher, der seit dem Aktivieren des Reservekraftstoffsig
nals aufgelaufene Kraftstoffverbrauch und das Reserve-
Kraftstoff-Signal in einem nicht-flüchtigen Speicher gespei
chert. Damit kann, wie oben beschrieben, bei einem Wiederan
lassen des Verbrennungsmotors die letzte Füllmenge des Kraft
stoffsystems wiedererkannt werden, wenn sich diese in einem
Reservebetrieb befunden hat.
In einer einfachen Ausführungsform wird nach dem Erreichen
der Reservekraftstoffmenge der Kraftstoffverbrauch gemessen
und bei Erreichen eines Maximalwertes der Verbrennungsmotor
abgeschaltet. Der Maximalwert ist in der Weise festgelegt,
daß ein Leerfahren des Kraftstofftanks vermieden wird.
Fig. 3 zeigt den Verfahrensablauf beim Wiederanlassen des
Verbrennungsmotors. Zunächst wird der Speicherinhalt aus dem
nicht-flüchtigen Speicher ausgelesen (Schritt S10), in den
zuvor die Restkraftstoffmenge und das Reserve-Kraftstoff-
Signal gespeichert wurden, und anschließend in einem Schritt
S11 überprüft, ob das Reservekraftstoffsignal, das im nicht-
flüchtigen Speicher gespeichert war, zum Zeitpunkt des letz
ten Abstellens des Verbrennungsmotors aktiviert war. Ist dies
der Fall, wird in einem nächsten Schritt S12 überprüft, ob
das Reservekraftstoffsignal noch immer aktiviert ist. Dies
wird wahrscheinlich der Fall sein, wenn der Kraftstofftank
während des abgestellten Verbrennungsmotors nicht befüllt
worden ist. Ist er mit einer ausreichenden Menge befüllt wor
den, zeigt das deaktivierte Reservekraftstoffsignal an, daß
mehr Kraftstoff im Kraftstofftank vorhanden ist als die Re
servekraftstoffmenge. In diesem Fall wird in einem Schritt
S13 der Speicherinhalt des nicht-flüchtigen Speichers ge
löscht und der Verfahrensablauf erneut gestartet, d. h. in ei
nen Zustand versetzt, in dem auf die Aktivierung des Reserve-
Kraftstoff-Signals gewartet wird.
Ist das Reserve-Kraftstoff-Signal weiterhin aktiviert, so
wird in einem Schritt S14 die jeweiligen eingespritzten
Kraftstoffmengen zu dem im nicht-flüchtigen Speicher gespei
cherten Kraftstoffverbrauch der letzten Betriebsphase bzw.
Betriebsphasen hinzuaddiert, um den seit der Aktivierung des
Reservekraftstoffsignals verbrauchten Reservekraftstoff zu
ermitteln. Ähnlich wie schon bezüglich Fig. 2 beschrieben
wurde, wird nun aus der Reservekraftstoffmenge und dem Kraft
stoffverbrauch die Restkraftstoffmenge im Kraftstofftank er
mittelt. (Schritt S15) Ist der Mindestwert der Restkraft
stoffmenge unterschritten, so wird der Verbrennungsmotor ab
gestellt (Schritt S17). In Schritt S16 wird überprüft, ob der
Mindestwert unterschritten ist. Ist er nicht unterschritten,
so wird zu Schritt S14 zurückgesprungen und weiterhin die je
weils eingespritzten Kraftstoffmengen zu dem Reserve-
Kraftstoffverbrauch hinzuaddiert. Ist die Mindestkraftstoff
menge erreicht, wird der Verbrennungsmotor abgestellt
(Schritt S17).
Vorzugsweise wird im nicht-flüchtigen Speicher gespeichert,
wenn der Verbrennungsmotor abgestellt worden ist, weil die
Mindestkraftstoffmenge unterschritten wurde. In diesem Fall
wird schon ein Wiederanlassen des Verbrennungsmotors verhin
dert. Vorzugsweise wird daher vor dem Starten des Verbren
nungsmotors der Speicherinhalt des nicht-flüchtigen Speichers
überprüft und das aktuelle Reserve-Kraftstoff-Signal detek
tiert, um festzustellen, ob der Kraftstofftank betankt worden
ist.
Weiterhin ist es möglich, daß neben dem Reserve-
Kraftstoffverbrauch auch die seit dem Reservekraftstoffsignal
zurückgelegte Wegstrecke ermittelt wird. Aus dem Verhältnis
zwischen zurückgelegter Wegstrecke und verbrauchtem Kraft
stoff kann z. B. der Fahrer eines Kraftwagens feststellen,
wie groß die verbleibende Reichweite seines Fahrzeuges ist,
wenn er den Kraftstofftank nicht befüllt.
Die in der vorstehenden Beschreibung, in den Ansprüchen sowie
in den Zeichnungen offenbarten Merkmale der Erfindung können
sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination für die
Verwirklichung der Erfindung in ihren verschiedenen Ausfüh
rungsformen wesentlich sein.
Claims (8)
1. Verfahren zur Bewertung einer Restkraftstoffmenge in ei
nem Kraftstofftank für einen Verbrennungsmotor, wobei das
Erreichen einer Reserve-Kraftstoffmenge im Kraftstofftank
durch ein Kraftstoff-Reserve-Signal angegeben wird, und
wobei jeweils eine eingespritzte Kraftstoffmenge bestimm
bar ist,
dadurch gekennzeichnet,
daß nach Erreichen der Reservekraftstoffmenge ein Kraft
stoffverbrauch seit Erreichen der Reservekraftstoffmenge
ermittelt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
die Restkraftstoffmenge aus der Reservekraftstoffmenge
und dem Kraftstoffverbrauch ermittelt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß
der Verbrennungsmotor angehalten wird, wenn die Rest
kraftstoffmenge einen Mindestwert erreicht.
4. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß der Verbrennungsmotor angehalten
wird, wenn nach dem Erreichen der Reservekraftstoffmenge
der Kraftstoffverbrauch einen Maximalwert erreicht.
5. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß bei Abstellen des Verbrennungsmotors,
während das Kraftstoff-Reserve-Signal angibt, daß die Re
servekraftstoffmenge erreicht wurde, die Restkraftstoff
menge und/oder der seit dem Wechsel des Kraftstoff-
Reserve-Signals ermittelte Kraftstoffverbrauch und/oder
das Kraftstoff-Reserve-Signal in einem nicht-flüchtigen
Speicher gespeichert werden.
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß
bei einem Wiederanlassen des Verbrennungsmotors die fol
genden Schritte ausgeführt werden:
- - Auslesen aus dem nicht-flüchtigen Speicher, ob das Kraftstoff-Reserve-Signal zum Zeitpunkt des letzten Ab stellens des Verbrennungsmotors aktiv war;
- - Wenn ja: Abfragen, ob das Kraftstoff-Reserve-Signal aktiv ist; wenn ja: Aufsummieren der eingespritzten Kraftstoffmenge vom letzten gespeicherten Wert des Kraft stoffverbrauch ab;
- - Wenn nein: Löschen der im nicht-flüchtigen Speicher gespeicherten Werte.
7. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß ab dem Zeitpunkt des Erreichens der
Reservekraftstoffmenge über eine Wegstreckenmeßvorrich
tung eine zurückgelegte Wegstrecke ermittelt wird, um das
Kraftstoff-Reserve-Signal zu plausibilisieren.
8. Vorrichtung zum Ermitteln der Restkraftstoffmenge für ei
nen Verbrennungsmotor (7),
dadurch gekennzeichnet,
daß die Vorrichtung eine Steuereinrichtung (1) umfaßt,
die mit einem Kraftstoff-Reserve-Signalgeber (4) an einem
Kraftstofftank (5) verbunden ist und über eine Signallei
tung (8) eine Information über eine jeweils eingespritzte
Kraftstoffmenge von dem Verbrennungsmotor (7) erhält, wo
bei die Vorrichtung ein Verfahren nach einem der Ansprüche
1 bis 7 durchführt.
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