DE102010053437A1 - Verfahren zur Steuerung einer Förderpumpe - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung einer Pumpe (37) einer Fördereinheit (17) zur Förderung eines leicht verdampfenden Kraftstoffes aus einem Tank (16), wobei ausgehend von der Fördereinheit (17) ein Leitungssystem (36) zu zumindest einem Injektor (4) verläuft und an dem Leitungssystem (36) ein erster Drucksensor (20) angeordnet ist. Bei dem Verfahren wird zunächst ein Druck in dem Leitungssystem (36) an der Stelle des ersten Drucksensors (20) erfasst. Anschließend wird der erfasste Druck mit einem Referenzdruck verglichen. Dann wird die Pumpe (37) abgeschaltet, wenn der erfasste Druck um mehr als eine erste Druckdifferenz kleiner ist als der Referenzdruck.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung einer Förderpumpe zur Förderung eines leicht verdampfenden Kraftstoffes. Leicht verdampfende Kraftstoffe sind beispielsweise LPG [LPG = Liquified Petroleum Gas] oder CNG [CNG = Compressed Natural Gas]. LPG ist regelmäßig auch unter der Bezeichnung Flüssiggas bekannt. CNG wird auch als Erdgas bezeichnet.
  • Leicht verdampfende Kraftstoffe werden in letzter Zeit häufiger als alternative Kraftstoffe in Kraftfahrzeugen eingesetzt. Der Betrieb einer Verbrennungskraftmaschine mit einem leicht verdampfenden Kraftstoff reduziert häufig den Schadstoffausstoß gegenüber dem Betrieb einer vergleichbaren Verbrennungskraftmaschine mit einem regulären Kraftstoff wie Benzin oder Diesel. Darüber hinaus sind leicht verdampfende Kraftstoffe häufig kostengünstiger als die genannten regulären Kraftstoffe.
  • Zudem werden leicht verdampfende Kraftstoffe auch in Kraftfahrzeugen eingesetzt, die gleichzeitig auch für den Betrieb mit regulärem Kraftstoff geeignet sind. Derartige Kraftfahrzeuge weisen dann typischerweise zwei voneinander getrennte Tanks auf, wobei in einem Tank der reguläre Kraftstoff gespeichert ist, während in dem anderen Tank der leicht verdampfende Kraftstoff gespeichert ist. Es sind dann häufig auch zwei voneinander getrennte Kraftstoffversorgungssysteme vorgesehen, die den jeweiligen Kraftstoff aus dem jeweiligen Tank der Verbrennungskraftmaschine des Kraftfahrzeuges zuführen können. Der Tank und das Kraftstoffversorgungssystem für den leicht verdampfenden Kraftstoff können beispielsweise auch als Nachrüstsystem ausgeführt sein, welches nachträglich in ein Kraftfahrzeug eingebaut werden kann. Ein solches Kraftfahrzeug ist dann ursprünglich nur für den Betrieb mit einem regulären Kraftstoff eingerichtet gewesen. Durch den Einbau des beschriebenen Nachrüstsystems wird dann alternativ auch der Betrieb mit einem leicht verdampfenden Kraftstoff möglich.
  • Bei leicht verdampfendem Kraftstoff sind die Speicherung des Kraftstoffes im Kraftfahrzeug und die Bereitstellung des Kraftstoffes an eine Verbrennungskraftmaschine problematischer als bei regulären Kraftstoffen. Leicht verdampfende Kraftstoffe müssen regelmäßig unter Druck gespeichert werden, damit sie nicht verdampfen. Zur Speicherung von LPG sind beispielsweise Tanks vorgeschrieben, die einem Druck von bis zu 67 bar Stand halten können. Damit Tanks derart hohen Drücken Stand halten können, müssen sie deutlich stabiler und damit auch schwerer aufgebaut sein als vergleichbare Tanks für reguläre Kraftstoffe. Die Masse des Tanks ist bezogen auf das Volumen des Tanks für leicht verdampfenden Kraftstoff deutlich größer als für regulären Kraftstoff.
  • Umso wichtiger wird dabei, dass der in einem Tank gespeicherte Kraftstoff möglichst vollständig der Verbrennungskraftmaschine zugeführt werden kann, damit das Volumen des Tanks möglichst vollständig ausgenutzt wird und der Tank insgesamt somit möglichst klein sein kann. Problematisch ist, dass Pumpen zur Förderung von Kraftstoff regelmäßig eine ununterbrochene Schmierung mit flüssigem Kraftstoff benötigen. Derartige Pumpen können irreparabel beschädigt werden, wenn Luft oder gasförmiger Kraftstoff in die Pumpe gelangt. Aus diesem Grund erfolgt häufig eine Abschaltung derartiger Pumpen, sobald der Füllstand in dem Tank unter einen Grenzfüllstand fällt. Dieser Grenzfüllstand ist häufig so gewählt, dass noch eine erhebliche Restmenge an Kraftstoff im Tank verbleibt, wenn eine Abschaltung der Pumpe erfolgt, damit auch im Falle erheblicher Messungenauigkeiten sicher gestellt ist, dass die Pumpe weder Luft noch gasförmigen Kraftstoff ansaugt. Die Restmenge kann im Stand der Technik häufig bis zu 30 Prozent der Gesamtfüllmenge eines Tankes ausmachen.
  • Der hier vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde ein Verfahren zum Steuerung einer Pumpe zur Förderung von leicht verdampfendem Kraftstoff vorzustellen, welches die im Stand der Probleme zumindest teilweise löst. Durch ein solches Verfahren soll insbesondere eine bessere Ausnutzung des Volumen des Tanks für leicht verdampfenden Kraftstoff ermöglicht werden, wobei die bei Abschaltung der Pumpe im Tank verbleibende Restmenge an Kraftstoff durch das erfindungsgemäße Verfahren kleiner werden kann.
  • Diese Aufgaben werden durch das Verfahren gemäß den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen des Verfahrens sind in den abhängig formulierten Patentansprüchen beschrieben. Das Verfahren wird durch die Beschreibung und insbesondere auch durch die Figuren und die Figurenbeschreibungen erläutert, wobei weitere Ausführungsvarianten des Verfahrens aufgezeigt werden. Es ist darauf hinzuweisen, dass die in der Beschreibung, in den Figuren und in den abhängig formulierten Patentansprüchen einzeln aufgeführten Merkmale in beliebiger, technologisch sinnvoller Weise miteinander kombiniert werden können.
  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung einer Pumpe einer Fördereinheit zur Förderung eines leicht verdampfenden Kraftstoffes aus einem Tank, wobei ausgehend von der Fördereinheit ein Leitungssystem zu zumindest einem Injektor verläuft und an dem Leitungssystem ein erster Drucksensor angeordnet ist. Das Verfahren umfasst zumindest folgende Schritte:
    • a) Erfassen des Drucks in dem Leitungssystem an der Stelle des ersten Drucksensors,
    • b) Vergleichen des gemäß a) erfassten Drucks mit einem Referenzdruck,
    • c) Abschalten der Pumpe, wenn der erfasste Druck um mehr als eine erste Druckdifferenz kleiner ist als der Referenzdruck.
  • Diese Verfahrensschritte werden insbesondere in der hier angegebenen Reihenfolge durchgeführt, wobei ggf. dazwischen auch andere Schritte/Prozesse durchgeführt werden können.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren macht von der neuen Erkenntnis gebrauch, dass bei einem leicht verdampfenden Kraftstoff durch einen Druckabfall im Leitungssystem besonders genau ein sehr niedriger Füllstand des leicht verdampfenden Kraftstoffes im Tank erkannt werden kann. In einem Tank, in welchem leicht verdampfender Kraftstoff flüssig gespeichert ist, ist das Restvolumen des Tanks, welches nicht mit flüssigem, leicht verdampfenden Kraftstoff gefüllt ist, typischerweise mit gasförmigem, leicht verdampfenden Kraftstoff gefüllt. Durch diesen gasförmigen Anteil ergibt sich ein Druck in dem Tank. Es wurde demnach erkannt, dass für den Fall, wenn nun der Anteil an flüssigem Kraftstoff stark reduziert ist, Füllstandsänderungen auch einen Einfluss auf den Druck in dem Tank und den Druck in dem Leitungssystem haben und diese Druckänderung als eine Größe zur Bestimmung des Tankrestvolumens genutzt werden kann. Insbesondere kann so eine „Reservetank”-Kontrolle eingerichtet werden, ohne dass es dafür besonderer Sensoren, Schwimmer, etc. im Tank bedürfte.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren ist bevorzugt zumindest teilweise in einem Steuergerät hinterlegt, welches die einzelnen Verfahrensschritte ausführt. Das Steuergerät kann das Motorsteuergerät eines Kraftfahrzeuges oder ein separates Steuergerät sein. Ein solches separates Steuergerät kann beispielsweise Bestandteil eines Nachrüstsystems zur Nachrüstung eines Kraftfahrzeuges zum Betrieb mit einem leicht verdampfenden Kraftstoff sein und alle Vorgänge im Kraftfahrzeug im Zusammenhang mit dem leicht verdampfenden Kraftstoff steuern. Dazu zählt beispielsweise die Anpassung der Einspritzsignale zur Einspritzung des leicht verdampfenden Kraftstoffes in die Verbrennungskraftmaschine und die Steuerung der Pumpe zur Förderung des leicht verdampfenden Kraftstoffes.
  • Die Fördereinheit zur Förderung des leicht verdampfenden Kraftstoffes ist vorzugsweise in dem Tank oder an dem Tank für den leicht verdampfenden Kraftstoff angeordnet. Die in der Fördereinheit vorgesehene Pumpe saugt den Kraftstoff aus dem Tank vorzugsweise über eine Saugleitung an. Von dem Tank über die Fördereinheit zu der Verbrennungskraftmaschine verläuft typischerweise ein Leitungssystem zur Leitung des Kraftstoffes. Das Leitungssystem mündet typischerweise in mindestens einem Injektor, welcher dazu geeignet ist, den Kraftstoff der Verbrennungskraftmaschine dosiert zuzuführen. Die Zuführung kann unmittelbar in die Brennräume der Verbrennungskraftmaschine erfolgen. In einer anderen Ausführungsvariante ist es auch möglich, dass die Injektoren den Kraftstoff einer Ansaugleitung der Verbrennungskraftmaschine zuführen und der Kraftstoff durch die Ansaugleitung über die Einlassventile dann in die Brennräume der Verbrennungskraftmaschine gelangt. Der Kraftstoff ist dann mit der durch die Ansaugleitung angesaugten Luft vermischt.
  • Das Leitungssystem umfasst regelmäßig eine Zulaufleitung und eine Rücklaufleitung. Durch die Zulaufleitung gelangt der Kraftstoff von dem Tank zu den Injektoren. Durch die Rücklaufleitung kann zu viel geförderter Kraftstoff von den Injektoren zurück in den Tank gefördert werden. Durch die Rücklaufleitung kann insbesondere gasförmig gewordener Kraftstoff zurück gefördert werden. Gasförmiger Kraftstoff soll der Verbrennungskraftmaschine nämlich regelmäßig nicht zugeführt werden, weil gasförmiger Kraftstoff die angesaugte Luft verdrängt und so die Menge an Kraftstoff-Luft-Gemisch reduziert, die der Verbrennungskraftmaschine zugeführt werden kann.
  • Der erste Drucksensor ist vorzugsweise in einer Rücklaufleitung des Leitungssystems angeordnet. Der erste Drucksensor wird vorzugsweise nicht nur für die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens genutzt, sondern liefert zusätzlich Informationen für weitere Abläufe, die zum Betrieb eines Kraftfahrzeuges mit einem leicht verdampfenden Kraftstoff notwendig sind. Beispielsweise kann der von dem ersten Drucksensor gemessene Druck auch zur Überwachung und Anpassung der Öffnungszeiten der Injektoren zur Zufuhr des leicht verdampfenden Kraftstoffes zu der Verbrennungskraftmaschine verwendet werden.
  • Die Erfassung des Druckes in dem Leitungssystem in Schritt a) erfolgt typischerweise mit dem ersten Drucksensor. Der Referenzdruck mit welchem der Druck in Schritt b) verglichen wird, kann auf verschiedene Arten bestimmt sein. Gemäß einer Ausführungsvariante ist dieser Referenzdruck ein in einer Steuerung fest hinterlegter Wert. Der Referenzdruck kann auch in Abhängigkeit von anderen Parametern in Form eines Kennfeldes festgelegt sein. Derartige Parameter können beispielsweise Temperaturen, wie Außentemperaturen oder Umgebungstemperaturen sein. In einer weiteren Ausführungsvariante kann der Referenzdruck mit einem oder mehreren, weiteren Drucksensoren bestimmt werden, welche an einer anderen Stelle im Tank oder im Leitungssystem für den leicht verdampfenden Kraftstoff angeordnet sind. Gemäß noch einer weiteren Ausführungsvariante kann der Referenzdruck zeitlich gemittelt oder zeitlich versetzt bestimmt werden. Beispielsweise kann der Referenzdruck ein Mittelwert des an dem ersten Drucksensor bestimmten Druckes in einem wandernden Zeitintervall mit einer festgelegten Dauer vor der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens sein. Ein solches Zeitintervall kann beispielsweise zwischen 1 Sekunde und 5 Minuten, vorzugsweise zwischen 1 Sekunde und 2 Minuten und besonders bevorzugt zwischen 30 Sekunden und 2 Minuten dauern und zeitlich unmittelbar vor dem maßgeblichen Zeitpunkt der Durchführung des Verfahrens liegen.
  • Die hier aufgezeigten Varianten zur Bestimmung des Referenzdruckes können auch miteinander kombiniert sein.
  • Die in Schritt c) bezeichnete erste Druckdifferenz beträgt vorzugsweise zwischen 0,1 bar und 3 bar, vorzugsweise zwischen 0,5 bar und 2 bar und besonders bevorzugt ungefähr 1 bar. Durch den Vergleich wird ein Abfall des Druckes im Leitungssystem registriert, welcher charakteristisch für einen niedrigen Füllstand in dem Tank ist. Die Abschaltung der Pumpe erfolgt typischerweise unverzüglich, wenn ein entsprechender Abfall des Druckes registriert wurde. Vorzugsweise ist die Zeitdauer zwischen einer Bestimmung eines Drucks in Schritt a) und einer Abschaltung der Pumpe in Schritt c) kürzer als 2 Sekunden, besonders bevorzugt kürzer als 1 Sekunde und insbesondere kürzer als 0,5 Sekunden.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren wird vorzugsweise nicht nur einmal isoliert durchgeführt, sondern kontinuierlich oder regelmäßig wiederholt während des Betriebs der Fördereinheit.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren ist vorzugsweise derart eingerichtet, das in dem Tank eine Restmenge von weniger als 5 Prozent, vorzugsweise weniger als 2 Prozent und besonders bevorzugt weniger als 1 Prozent der maximalen Füllmenge des Tankes verbleibt, wenn in Schritt c) eine ordnungsgemäße Abschaltung der Pumpe erfolgt.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren ist besonders vorteilhaft, wenn in Schritt a) der Druck von LPG (Liquified Petroleum Gas) im Leitungssystem erfasst wird. Der Zusammenhang zwischen Gasdruck und Temperatur ist bei LPG für das erfindungsgemäße Verfahren besonders geeignet.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren ist weiterhin besonders vorteilhaft, wenn das Verfahren folgende zusätzliche Schritte aufweist:
    • d) Überwachen eines Füllstandes des leicht verdampfenden Kraftstoffes in dem Tank mit einem Schwimmer, und
    • e) Einschalten der Pumpe, wenn der Füllstand in dem Tank einen ersten Füllstandswert überschreitet.
  • Insbesondere um auch Informationen über den Füllstand in einem Tank zu erhalten, wenn mehr als nur eine Restmenge an Kraftstoff in dem Tank vorliegt, kann in dem Tank zusätzlich eine Überwachung des Füllstandes mit einem Schwimmer erfolgen. Ein solcher Schwimmer kann über einen Arm mit einem Sensor verbunden sein, um die Position des Schwimmers zu identifizieren. Alternativ kann der Schwimmer auch selbst ein Signalmittel, wie beispielsweise einen Magneten, aufweisen, um seine Position zu bestimmen. Hintergrund der Ausführungsvariante des erfindungsgemäßen Verfahrens mit den zusätzlichen Schritten d) und e) ist, dass ein Abfall des Druckes in dem Tank nicht als Hinweis auf das Unterscheiten einer Restmenge an Kraftstoff in dem Tank bewertet werden kann, wenn mit dem Schwimmer in Schritt d) eine ausreichende Menge an Kraftstoff im Tank gemessen wurde. Der Druckabfall ist dann eher ein Indiz für einen Fehler am Drucksensor oder im Steuergerät, Dementsprechend kann in Schritt e) auch zusätzlich eine On-Board-Diagnose der Fördereinheit durchgeführt werden, bei welcher die Funktionsweise der verschiedenen Komponenten der Fördereinheit bzw. des Leitungssystems und/oder des Injektors überprüft werden.
  • Die Verfahrensschritte a) bis e) müssen nicht in der hier aufgezeigten Reihenfolge durchgeführt werden. Insbesondere ist es möglich die Verfahrensschritte d) bis e) auch vor den Verfahrensschritten a) bis c) durchzuführen. Dann ist es insbesondere auch möglich die Verfahrensschritte a) bis c) nur dann durchzuführen, wenn in Schritt d) bereits ein Füllstand von weniger als 20 Prozent, vorzugsweise weniger als 10 Prozent und besonders bevorzugt weniger als 5 Prozent der maximalen Füllmenge des Tankes bestimmt wurde.
  • Auch besonders vorteilhaft ist das erfindungsgemäße Verfahren, wenn der Referenzdruck mit einem Filter aus dem erfassten Druck an dem ersten Drucksensor bestimmt wird. Ein solcher Filter kann beispielsweise ein Verzögerungsfilter erster oder zweiter Ordnung (PT1-Filter oder PT2-Filter) sein. Die Wirkungsweise eines solchen Filters entspricht im Wesentlichen der weiter oben beschriebenen Mittelwertbildung. Durch einen derartigen Filter kann das erfindungsgemäße Verfahren insbesondere nur mit dem ersten Drucksensor durchgeführt werden und es ist kein zusätzlicher Drucksensor in dem Leitungssystem oder in dem Tank erforderlich.
  • Weiterhin vorteilhaft ist, wenn bei dem erfindungsgemäßen Verfahren der Referenzdrucks ein Druck an einem zweiten Drucksensor in dem Tank gemessener Druck ist, der um eine dritte Druckdifferenz erhöht ist.
  • Durch einen solchen zweiten Drucksensor kann das erfindungsgemäße Verfahren besonders genau ausgeführt werden. Die dritte Druckdifferenz entspricht normalerweise der von der Pumpe erzeugten Druckerhöhung im Leitungssystem. Diese ist typischerweise, unabhängig von dem Druck im Tank und von dem Druck im Leitungssystem, konstant. Durch die Erhöhung des in dem Tank gemessenen Drucks um die dritte Druckdifferenz wird ein unmittelbarer Vergleich des Drucks an dem ersten Drucksensors mit dem Druck an dem zweiten Drucksensor (den Referenzdruck) möglich. Die dritte Druckdifferenz liegt typischerweise zwischen 1 bar und 15 bar, vorzugsweise zwischen 3 bar und 10 bar.
  • Darüber hinaus ist das erfindungsgemäße Verfahren besonders vorteilhaft, wenn eine Undichtigkeit des Tanks oder Leitungssystems erkannt wird, wenn der erfasste Druck an dem ersten Drucksensor um mehr als eine zweite Druckdifferenz kleiner ist als der Referenzdruck, wobei die zweite Druckdifferenz größer ist also die erste Druckdifferenz.
  • Eine solche Erkennung einer Undichtigkeit kann beispielsweise im Rahmen einer On-Board-Diagnose erfolgen. Die zweite Druckdifferenz beträgt beispielsweise zwischen 1 bar und 10 bar, vorzugsweise zwischen 3 bar und 5 bar und besonders bevorzugt ungefähr 3,5 bar.
  • Weiterhin besonders vorteilhaft ist das erfindungsgemäße Verfahren, wenn die Verbrennungskraftmaschine eine Kraftstoffversorgung aufweist, die zwischen einem leicht verdampfenden Kraftstoff und einem weiteren Kraftstoff umschaltbar ist, wobei der leicht verdampfende Kraftstoff mit einer Fördereinheit gefördert wird, welche mit einem Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Patentansprüche gesteuert wird und die Kraftstoffversorgung auf den weiteren Kraftstoff umgeschaltet wird, wenn in Verfahrensschritt c) eine Abschaltung der Pumpe erfolgt.
  • Eine Verbrennungskraftmaschine deren Kraftstoffversorgung zwischen einem leicht verdampfenden Kraftstoff und einem weiteren Kraftstoff, vorzugsweise einem regulärem Kraftstoff, umschaltbar ist, hat vorzugsweise zwei getrennte Kraftstoffversorgungssysteme, wobei eines dieser Kraftstoffversorgungssysteme der Bereitstellung des leicht verdampfenden Kraftstoffes dient, während das andere Kraftstoffversorgungssystem der Bereitstellung des flüssigen Kraftstoffes dient. Vorzugsweise ist eine Umschaltung der Kraftstoffversorgung ohne eine Unterbrechung des Betriebes der Verbrennungskraftmaschine möglich. Dann ist eine plötzliche Umschaltung der Kraftstoffversorgung ohne eine Gefahr für den Betrieb der Verbrennungskraftmaschine möglich.
  • Im Rahmen der Erfindung auch beansprucht wird ein Kraftfahrzeug aufweisend eine Verbrennungskraftmaschine, einen Tank für einen leicht verdampfenden Kraftstoff, eine Fördereinheit mit einer Pumpe zur Förderung des leicht verdampfenden Kraftstoffes zu der Verbrennungskraftmaschine und zumindest einen ersten Drucksensor zur Bestimmung eines Drucks des leicht verdampfenden Kraftstoffes, sowie zumindest ein zweites Steuergerät, wobei das zweite Steuergerät dazu eingerichtet ist die Pumpe gemäß einem Verfahren nach einem der vorhergehenden Patentansprüche zu steuern. Dazu kann dieses Steuergerät zum Beispiel mit einer Routine und/oder einem Datenverarbeitungsprogramm ausgeführt sein, dass ein obiges Verfahren umsetzt.
  • Vorzugsweise ist dieses Kraftfahrzeug mit einem Nachrüstsystem zum Betrieb mit einem leicht verdampfenden Kraftstoff ausgerüstet. Besonders bevorzugt kann das Kraftfahrzeug wahlweise mit einem leicht verdampfenden Kraftstoff und mit einem regulären Kraftstoff betrieben werden.
  • Die Erfindung soll nachfolgend anhand der Figuren näher erläutert werden. Es ist darauf hinzuweisen, dass die Figuren nur bevorzugte Ausführungsvarianten der Erfindung aufzeigen und diese nicht beschränken. Insbesondere ist darauf hinzuweisen dass die Figuren und die dargestellten Größenverhältnisse nur schematisch sind. Es zeigen:
  • 1: ein Kraftfahrzeug, welches wahlweise mit einem leicht verdampfenden Kraftstoff und einem regulären Kraftstoff betrieben werden kann,
  • 2: einen Tank mit einer Fördereinheit, und
  • 3: ein Ablaufdiagramm des erfindungsgemäßen Verfahrens.
  • 1 zeigt ein Kraftfahrzeug 1 mit einer Verbrennungskraftmaschine 2, welches zum Betrieb mit wahlweise einem regulären Kraftstoff oder einem leicht verdampfenden Kraftstoff eingerichtet ist. Der leicht verdampfende Kraftstoff kann dabei Flüssiggas bzw. LPG (Liquified Petroleum Gas) sein, während der reguläre Kraftstoff Benzin oder Diesel ist. Der leicht verdampfende Kraftstoff wird bei dem Kraftfahrzeug 1 mit Gasinjektoren 4 auf die Brennräume 11 der Verbrennungskraftmaschine 2 verteilt. In 1 ist vereinfacht nur ein Brennraum 11 der Verbrennungskraftmaschine 2 dargestellt. Der Brennraum 11 wird über die Ansaugleitung 8 mit Luft und mit Kraftstoff versorgt. Abgase gelangen aus dem Brennraum 11 über die Abgasleitung 9 hinaus. Darüber hinaus existiert am Brennraum 11 eine Zündkerze 18 zur Zündung des im Betrieb der Verbrennungskraftmaschine 2 im Brennraum 11 vorliegenden zündbaren Gemisches aus Kraftstoff und Luft. Die Ansaugleitung 8 kann gegenüber dem Brennraum 11 mit einem Ventil 10 verschlossen werden. Genauso kann die Abgasleitung 9 gegenüber dem Brennraum 11 mit einem Ventil 10 verschlossen werden.
  • Im Betrieb mit regulärem Kraftstoff wird die Verbrennungskraftmaschine 2 vom ersten Steuergerät 5 gesteuert. Das erste Steuergerät 5 ist dabei insbesondere die Motorsteuerung des Kraftfahrzeuges. Ein regulärer Kraftstoff (Diesel/Benzin) gelangt dann über den Benzininjektor 3 in die Ansaugleitung 8 der Verbrennungskraftmaschine 2. Pro Brennraum 11 der Verbrennungskraftmaschine 2 ist ein Benzininjektor 3 vorgesehen.
  • Soll das Kraftfahrzeug 1 mit leicht verdampfenden Kraftstoff (LPG) betrieben werden, erfolgt über den Umschalter 7 eine Umschaltung auf den zweiten Kraftstoff. Der Umschalter 7 ist in der 1 derart eingestellt, dass eine Kraftstoffversorgung mit leicht verdampfendem Kraftstoff erfolgt und die Kraftstoffversorgung der Verbrennungskraftmaschine 2 mit regulärem Kraftstoff unterbrochen ist. Die Kraftstoffversorgung mit leicht verdampfendem Kraftstoff wird also gemäß 1 vom zweiten Steuergerät 6 kontrolliert, welches wiederum vom ersten Steuergerät 5 angesprochen wird. Für das zweite Steuergerät 6 und den Umschalter 7 wurde hier eine vereinfachte Darstellung gewählt. Das zweite Steuergerät 6 und der Umschalter 7 können auch in einem Bauteil miteinander integriert vorliegen. Insbesondere ist es auch möglich, dass Signale vom ersten Steuergerät 5 an den Benzininjektor 3 auch das zweite Steuergerät 6 (wahlweise) passieren.
  • Das zweite Steuergerät 6 kann zur Steuerung der Einspritzung des leicht verdampfenden Kraftstoffes unterschiedliche Signale empfangen und verarbeiten. Beispielsweise ist ein Lambda-Eingang 13 vorgesehen, über welchen ein Lambda-Wert des nicht dargestellten Abgassystems der Verbrennungskraftmaschine 2 in das zweite Steuergerät 6 gelangen kann. Ein Temperatursensor 21 ermittelt gegebenenfalls die Kühlwassertemperatur der Verbrennungskraftmaschine 2 im Kühlkreislauf 12 der Verbrennungskraftmaschine 2. Auch das Signal dieses Temperatursensors 21 kann vom zweiten Steuergerät 6 verwertet werden. Das zweite Steuergerät 6 berechnet aus dem ersten Einspritzsignal, welches es vom ersten Steuergerät 5 erhält und welches eigentlich zur Steuerung des Benzininjektors 3 gedacht ist, in Kombination mit den weiteren dem zweiten Steuergerät 6 zur Verfügung stehenden Signalen bzw. Parametern, ein zweites Einspritzsignal für den Gasinjektor 4, welcher den leicht verdampfenden Kraftstoff (LPG) in die Ansaugleitung 8 der Verbrennungskraftmaschine 2 einspritzt.
  • Pro Brennraum 11 der Verbrennungskraftmaschine 2 ist ein (LPG-)Gasinjektor 4 vorgesehen. Das zweite Steuergerät und die Gasinjektor 4 sind über Signalleitungen 55 miteinander verbunden.
  • Der Gasinjektor 4 erhält den leicht verdampfenden Kraftstoff aus dem Tank 16. Der leicht verdampfende Kraftstoff wird aus dem Tank 16 heraus mit der Fördereinheit 17 gefördert und gelangt über die Zulaufleitung 14 und die Zulaufverteilleitung 24 zum Gasinjektor 4. In der Rücklaufleitung 15 ist ein Drucksensor 20 vorgesehen. Die Zulaufleitung 14 und die Rücklaufleitung 15 bilden zusammen ein Leitungssystem 37 von der Fördereinheit 17 zu dem Gasinjektor 4. Das Signal des ersten Drucksensors 20 gelangt ebenfalls zum zweiten Steuergerät 6 und wird in diesem zur Berechnung des zweiten Einspritzsignals für den Gasinjektor 4 mit verwertet.
  • Die Durchführung des hier vorgeschlagenen Verfahrens kann mit dem zweiten Steuergerät 6 erfolgen. Dazu weist das zweite Steuergerät 6 eine Signalleitung auf, welche zu der Fördereinheit 17 verläuft. Diese Signalleitung ist hier gepunktet dargestellt. Das Signal des ersten Drucksensors 20 kann von dem zweiten Steuergerät 6 zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens verwendet werden.
  • In 2 ist ein Tank 16 schematisch dargestellt, wie er für das hier vorgeschlagenen Verfahren eingesetzt werden kann. In diesem Tank 16 ist eine Fördereinheit 17 angeordnet. Die Fördereinheit 17 weist eine Pumpe 37 zur Förderung des leicht verdampfenden Kraftstoffes 25 aus dem Tank hinaus auf. An der Fördereinheit 17 sind weiter ein zweiter Drucksensor 23 und ein Schwimmer 24 vorgesehen. Der Füllstand an leicht verdampfendem Kraftstoff 25 in dem Tank 16 kann über die Position des Schwimmers 24 über einen Hebelarm bestimmt werden. Der Schwimmer 24 und der zweite Drucksensor 23 können im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens genutzt werden.
  • 3 zeigt ein Ablaufdiagramm des erfindungsgemäßen Verfahrens. Dieses Ablaufdiagramm gibt einen mögliche Implementierungsweise des erfindungsgemäßen Verfahrens in einer Steuerung oder in einem Steuergerät wieder. Oben zu erkennen ist der LPG-Betriebsmodus 26. Wenn dieser aktiviert ist erfolgt entweder permanent oder iterativ wiederholt eine erste Druckabfallerkennung 27. Die erste Druckabfallerkennung 27 erfolgt typischerweise im Rahmen einer Durchführung der Verfahrensschritte a) bis c). Wenn in der ersten Druckabfallerkennung 27 ein Druckabfall von beispielsweise mehr als 1 bar registriert wurde, wird eine erste Pumpenabschaltung 28 durchgeführt. In der ersten Druckabfallerkennung 27 wird typischerweise überprüft, ob der Druck um mehr als die weiter oben beschriebene erste Druckdifferenz kleiner ist als ein Referenzdruck. Typischerweise wird gleichzeitig der LPG-Betriebsmodus 26 beendet. Gegebenenfalls kann in einen Benzinbetriebsmodus gewechselt werden. Die erste Pumpenabschaltung 28 erfolgt möglichst schnell und unverzüglich, um eine Beschädigung der Pumpe durch die Förderung von Luft oder gasförmigen Kraftstoff in jedem Fall zu vermeiden. Wenn die erste Pumpenabschaltung 28 erfolgt ist, erfolgt anschließend eine zweite Druckabfallerkennung 29. In der zweiten Druckabfallerkennung 29 wird vorzugsweise überprüft, ob der Druck um mehr als die weiter oben beschriebene zweite Druckdifferenz kleiner ist als ein Referenzdruck. Die zweite Druckabfallerkennung 29 erfolgt vorzugsweise ebenfalls im Rahmen der Verfahrensschritte a) bis c). Wenn in der zweiten Druckabfallerkennung 29 beispielsweise ein Druckabfall von mehr als 3,5 bar erkannt wurde, kann von einem Fehler im Kraftstoffversorgungssystem ausgegangen werden. Ein solcher Fehler kann beispielsweise im Rahmen einer On-Board-Diagnose weiter untersucht werden. Ein Fehler, der mit einem derart starken Druckabfall einher geht, kann typischerweise ein Leck in dem Tank oder in dem Leitungssystem sein. Von daher ist es vorteilhaft, wenn in diesem Fall eine Abschaltung des Kraftstoffversorgungssystems erfolgt und das Leitungssystem und der Tank verriegelt werden. Wenn in der zweiten Druckabfallerkennung 29 kein weiterer Druckabfall registriert wird kann über eine Timerüberwachung 31 und eine Timererhöhung 34 jeweils die zweite Druckabfallerkennung 29 wiederholt werden. Zusätzlich kann der Füllstand in dem Tank mit einer Schwimmerüberwachung 32 kontrolliert werden. Sollte der Füllstand höher als ein Grenzfüllstand von beispielsweise 5 Prozent des maximalen Füllvolumens des Tanks sein, kann der mit der ersten Druckabfallerkennung 27 erkannte Druckabfall gegebenenfalls als kurzzeitiger Pumpenfehler erkannt werden. In diesem Falle kann eine Pumpeneinschaltung 33 erfolgen. Dies entspricht den Verfahrensschritten d) und e). Wenn der Füllstand im Tank niedriger als der genannte Grenzfüllstand ist, kann eine zweite Pumpenabschaltung 35 erfolgen. Die Verbrennungskraftmaschine wird dann weiter im Benzinbetriebsmodus gefahren. Eine Aktivierung des LPG-Betriebsmoduls 26 ist erst wieder möglich, wenn der Füllstand wieder höher als der Grenzfüllstand ist.
  • Aus den vorstehenden Erläuterungen wird klar, dass die eingangs geschilderten Probleme hier technisch einfach und zuverlässig überwunden wurden.
  • Bezugszeichenliste
    • 1
    Kraftfahrzeug
    2
    Verbrennungskraftmaschine
    3
    Benzininjektor
    4
    Gasinjektor
    5
    erstes Steuergerät
    6
    zweites Steuergerät
    7
    Umschalter
    8
    Ansaugleitung
    9
    Abgasleitung
    10
    Ventil
    11
    Brennraum
    12
    Kühlkreislauf
    13
    Lambda-Eingang
    14
    Zulaufleitung
    15
    Rücklaufleitung
    16
    Tank
    17
    Fördereinheit
    18
    Zündkerze
    19
    Druckregler
    20
    erster Drucksensor
    21
    Temperatursensor
    22
    Einspritzröhrchen
    23
    zweiter Drucksensor
    24
    Schwimmer
    25
    Kraftstoff
    26
    LPG-Betriebsmodus
    27
    erste Druckabfallerkennung
    28
    Pumpenausschaltung
    29
    zweite Druckabfallerkennung
    30
    Dichtigkeitserkennung
    31
    Timerüberwachung
    32
    Schwimmerüberwachung
    33
    Pumpeneinschaltung
    34
    Timererhöhung
    35
    Pumpenausschaltung
    36
    Leitungssystem
    37
    Pumpe

Claims (8)

  1. Verfahren zur Steuerung einer Pumpe (37) einer Fördereinheit (17) zur Förderung eines leicht verdampfenden Kraftstoffes aus einem Tank (16), wobei ausgehend von der Fördereinheit (17) ein Leitungssystem (36) zu zumindest einem Injektor (4) verläuft und an dem Leitungssystem (36) ein erster Drucksensor (20) angeordnet ist, und das Verfahren zumindest folgende Schritte umfasst: a) Erfassen des Drucks in dem Leitungssystem (36) an der Stelle des ersten Drucksensors (20), b) Vergleichen des gemäß a) erfassten Drucks mit einem Referenzdruck, c) Abschalten der Pumpe (37), wenn der erfasste Druck um mehr als eine erste Druckdifferenz kleiner ist als der Referenzdruck.
  2. Verfahren nach Patentanspruch 1, wobei in Schritt a) der Druck von LPG (Liquified Petroleum Gas) im Leitungssystem (36) erfasst wird.
  3. Verfahren nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, wobei das Verfahren folgende zusätzliche Schritte aufweist: d) Überwachen eines Füllstandes des leicht verdampfenden Kraftstoffes in dem Tank (16) mit einem Schwimmer (24), und e) Einschalten der Pumpe (37), wenn der Füllstand in dem Tank (16) einen ersten Füllstandswert überschreitet.
  4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, wobei der Referenzdruck mit einem Filter aus dem erfassten Druck an dem ersten Drucksensor (20) bestimmt wird.
  5. Verfahren nach Patentanspruch 4, wobei der Referenzdruck ein an einem zweiten Drucksensor (23) in dem Tank (16) gemessener Druck ist, der um eine dritte Druckdifferenz erhöht ist.
  6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, wobei eine Undichtigkeit des Tanks (16) oder des Leitungssystems (36) erkannt wird, wenn der erfasste Druck an dem ersten Drucksensor (20) um mehr als eine zweite Druckdifferenz kleiner ist als der Referenzdruck, wobei die zweite Druckdifferenz größer ist also die erste Druckdifferenz.
  7. Verfahren zum Betrieb einer Verbrennungskraftmaschine (2), wobei die Verbrennungskraftmaschine (2) eine Kraftstoffversorgung aufweist, die zwischen einem leicht verdampfenden Kraftstoff und einem weiteren Kraftstoff umschaltbar ist, wobei der leicht verdampfende Kraftstoff mit einer Fördereinheit (17) gefördert wird, welche mit einem Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Patentansprüche gesteuert wird und die Kraftstoffversorgung auf den weiteren Kraftstoff umgeschaltet wird, wenn in Verfahrensschritt c) eine Abschaltung der Pumpe (37) erfolgt.
  8. Kraftfahrzeug (1) aufweisend eine Verbrennungskraftmaschine (2), einen Tank (16) für einen leicht verdampfenden Kraftstoff, eine Fördereinheit (17) mit einer Pumpe (37) zur Förderung des leicht verdampfenden Kraftstoffes zu der Verbrennungskraftmaschine (2) und zumindest einen ersten Drucksensor (20) zur Bestimmung eines Drucks des leicht verdampfenden Kraftstoffes, sowie zumindest ein zweites Steuergerät (6), wobei das zweite Steuergerät (6) dazu eingerichtet ist die Pumpe (37) gemäß einem Verfahren nach einem der vorhergehenden Patentansprüche zu steuern.
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