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Technisches Gebiet
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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Ermittlung des Beladungszustandes eines in einem Kraftstofffördersystem angeordneten Filters, mit einer Kraftstoffförderpumpe und mit einer Steuereinheit zur Ansteuerung der Kraftstoffförderpumpe.
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Stand der Technik
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Der zum Betrieb von Verbrennungsmotoren verwendete Kraftstoff ist naturgemäß durch eine Vielzahl von Störpartikeln verunreinigt. Die Störpartikel können die Verbrennung im Brennraum des Verbrennungsmotors negativ beeinflussen und so insbesondere den Wirkungsgrad verschlechtern oder zu einer Verschlechterung der Abgasemissionen infolge einer unsauberen Verbrennung beitragen. Um das Eindringen von Störpartikeln in die Brennräume zu verhindern und um weiterhin einer Verblockung der Kraftstoffleitungen entgegenzuwirken, werden Filter eingesetzt. Diese Filter halten abhängig von ihrem Aufbau Störpartikel unterschiedlicher Größe zurück.
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Ein Filter hat bauartbedingt eine maximale Beladungskapazität für Störpartikel. Um eine ausreichende Reinigungswirkung durch den Filter sicherzustellen, wird diese maximale Beladungskapazität vorteilhafterweise nicht überschritten. Durch einen Filter mit hoher Beladung wird der Kraftstofffluss verringert, und außerdem steigt der durch den Filter verursachte Druckverlust im Kraftstofffördersystem an.
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Im Stand der Technik sind Filter bekannt, die in Bezug auf ihre maximale Beladungskapazität entsprechend der regelmäßig zu erwartenden Beladung während der gesamten Lebensdauer eines Kraftfahrzeugs beziehungsweise eines Kraftstofffördersystems ausgelegt sind.
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Nachteilig an den Vorrichtungen im Stand der Technik ist insbesondere, dass die Filter regelmäßig im Verhältnis zu ihrer tatsächlichen Beladung mit Störpartikeln über die Lebensdauer des Filters überdimensioniert sind und daher Kosteneinsparpotentiale nicht vollständig ausgeschöpft werden können. Auch besteht Unklarheit über die tatsächliche Beladung des Filters im Betrieb, weswegen eine optimale Wartung beziehungsweise ein rechtzeitiger Austausch mit möglichst maximaler Betriebsdauer des Filters nicht möglich sind.
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Darüber hinaus sind im Stand der Technik Verfahren bekannt, die eine Detektion des Beladungszustandes erlauben. Abhängig von den ermittelten Werten für den Beladungszustand kann dabei ein Hinweis zur Wartung oder zum Austausch ausgegeben werden.
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Die
DE 38 35 672 A1 offenbart ein Verfahren, welches auf Messwerte von Drucksensoren zurückgreift, die jeweils stromaufwärts und stromabwärts des Filters angeordnet sind. Durch einen Vergleich der Druckwerte miteinander wird eine Druckdifferenz errechnet, welche eine Beurteilung des Beladungszustandes des Filters erlaubt.
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Die
DE 199 35 237 B4 offenbart ein Verfahren zur Bestimmung des Beladungszustandes eines nach einer Förderpumpe angeordneten Kraftstofffilters, wobei stromabwärts des Kraftstofffilters ein Drucksensor angeordnet ist. Es wird im Rahmen des Verfahrens die Regelabweichung zwischen einem durch ein Steuergerät vorgegebenen Drucksollwert und einem vom Sensor gemessenen Druckistwert erfasst, wobei die Regelabweichung als Maß für die Beladung des Kraftstofffilters genutzt wird.
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Nachteilig an diesen aus dem Stand der Technik bekannten Verfahren ist, dass zumindest ein Drucksensor im Kraftstofffördersystem vorgesehen sein muss, wodurch zusätzliche Kosten verursacht werden, und die Fehleranfälligkeit des Systems erhöht wird.
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Darstellung der Erfindung, Aufgabe, Lösung, Vorteile
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Daher ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zur Ermittlung des Beladungszustandes eines Filters zu schaffen, welches es erlaubt, den Beladungszustand auf einfache Weise ohne die Verwendung von zusätzlichen Sensoren zu erfassen.
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Die Aufgabe hinsichtlich des Verfahrens wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen von Anspruch 1 gelöst.
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung betrifft ein Verfahren zur Ermittlung des Beladungszustandes eines in einem Kraftstofffördersystem angeordneten Filters, mit einer Kraftstoffförderpumpe und mit einer Steuereinheit zur Ansteuerung der Kraftstoffförderpumpe, wobei der zeitliche Verlauf der Drehzahl der Kraftstoffförderpumpe über einen vorgegebenen Zeitraum detektiert wird, wobei zumindest ein Wert des zeitlichen Verlaufs der Drehzahl mit seinem zugeordneten Detektionszeitpunkt mit einem in einer Steuereinheit hinterlegten Vergleichswert abgeglichen wird.
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Das Kraftstofffördersystem kann beispielsweise das Kraftstofffördersystem in einem Kraftfahrzeug mit Verbrennungsmotor sein. Alternativ kann das Verfahren auch auf ein Kraftstofffördersystem in einer stationären Anwendung angewendet werden. Der Beladungszustand eines Filters beschreibt den Grad der Verschmutzung des Filters. Je höher die Verschmutzung ist, desto geringer ist die Fördermenge, die bei gleichbleibender Förderleistung durch den Filter gefördert werden kann. Außerdem steigt der durch den Filter verursachte Druckabfall mit zunehmender Verschmutzung.
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Die Funktion zur Detektion des Drehzahlverlaufs der Kraftstoffförderpumpe kann bevorzugt in einem der vorhandenen Steuergeräte abgebildet sein, welche beispielsweise auch die Ansteuerung der Kraftstoffförderpumpe übernehmen.
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Besonders vorteilhaft wird die Drehzahl über einen definierten Zeitraum detektiert. Der Zeitraum kann beispielsweise eine vorgegebene Zeitdauer sein oder durch den Start und das Ende einer bestimmten Betriebsart der Kraftstoffförderpumpe bestimmt sein. Aus dem aufgezeichneten Verlauf der Drehzahl über der Zeit lässt sich beispielsweise ermitteln, welche Zeit von einem Ausgangszeitpunkt, dem Zeitpunkt Null, vergangen ist bis eine definierte Drehzahl an der Kraftstoffförderpumpe anliegt.
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Die im Steuergerät hinterlegten Vergleichswerte können empirisch oder durch die Anwendung von Simulationsverfahren ermittelt werden. Die Vergleichswerte können in Form einer oder mehrerer Kennlinien vorliegen oder durch ein gesamtes Kennfeld, welches eine Mehrzahl von unterschiedlichen Randbedingungen für den Betrieb der Kraftstoffförderpumpe abdeckt. In einer alternativen Ausgestaltung können die Vergleichswerte auch in tabellarischer Form hinterlegt werden.
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Vorteilhafterweise sind zumindest Kennlinien für den Betrieb einer identischen Kraftstoffförderpumpe mit einem neuwertigen nicht beladenen Filter hinterlegt sowie eine Kennlinie für den Betrieb einer Kraftstoffförderpumpe mit einem Filter, der bis zu einer kritischen vorgebbaren Grenze beladen ist. Diese kritische Grenze kann beispielsweise einen Zeitpunkt definieren, zu welchem ein Austausch des Filters notwendig wird oder eine Reinigungsmaßnahme.
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Der Detektionszeitpunkt beschreibt einen Zeitpunkt, der einem bestimmten Drehzahlwert zugeordnet ist, wobei der Detektionszeitpunkt jeweils durch die Zeit bestimmt wird, die von einem vordefinierten Startpunkt, idealerweise dem Zeitpunkt 3, verstrichen ist.
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Besonders vorteilhaft ist es, wenn der Detektionszeitpunkt, bei dem eine vorgegebene Drehzahl erreicht wird, mit einem dieser vorgegebenen Drehzahl zugeordneten zeitlichen Vergleichswert abgeglichen wird, wobei aus dem zeitlichen Versatz der Beladungszustand des Filters abgeleitet wird.
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Für einen aus dem zeitlichen Verlauf der Drehzahl ausgewählten Wert kann ein im Steuergerät hinterlegter Vergleichswert herangezogen werden, um eine Abweichung des tatsächlich detektierten Wertes von den hinterlegten Vergleichswerten zu erkennen. In einer vorteilhaften Ausgestaltung kann auch der gesamte aufgezeichnete zeitliche Verlauf mit den hinterlegten Vergleichswerten abgeglichen werden.
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Mit steigendem Druck im Kraftstoff beziehungsweise im Kraftstofffördersystem steigt bei gleichbleibender Ansteuerung der Kraftstoffförderpumpe auch die jeweilige Zeit, die von einem definierten Ausgangszustand vergeht bis eine vorgegebene Zieldrehzahl der Kraftstoffförderpumpe, die höher liegt als die Drehzahl im Ausgangszustand, erreicht ist. Durch den ermittelten zeitlichen Versatz zwischen dem detektierten zeitlichen Verlauf der Drehzahl und den hinterlegten Vergleichswerten kann daher auf den vorherrschenden Druck geschlossen werden, wodurch ebenfalls auf den Beladungszustand des Filters geschlossen werden kann. Eine höhere Zeitdauer bis zum Erreichen der Zieldrehzahl ist somit ein Indiz für eine zunehmende Filterbeladung.
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Darüber hinaus ist es zu bevorzugen, wenn der Detektionszeitpunkt durch eine vorgebbare Stromstärke definiert ist.
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Es ist besonders vorteilhaft, eine Stromstärke als Kenngröße zur Detektion der Drehzahl zu verwenden. Kraftstoffförderpumpen können durch die Regelung des fließenden Stromes auf besonders einfache Weise angesteuert werden. Abhängig von der jeweiligen Kraftstoffförderpumpe stellt sich für einen bestimmten Druck im Kraftstofffördersystem bei konstanter Bestromung eine konstante Drehzahl ein. Durch die Vorgabe einer definierten Stromstärke kann somit unter ansonsten konstanten Bedingungen mit dem Erreichen einer zur jeweiligen Kraftstoffförderpumpe spezifischen Drehzahl in einer bestimmten Zeit gerechnet werden. Ein früheres Erreichen oder ein späteres Erreichen der erwarteten Drehzahl gibt somit einen Hinweis auf eine Veränderung im Kraftstofffördersystem. Bei ansonsten unveränderten Betriebsbedingungen stellt eine längere Zeitdauer bis zum Erreichen der Zieldrehzahl einen Hinweis auf einen gestiegenen Druck im Kraftstofffördersystem dar, welcher seinerseits einen Hinweis auf einen erhöhten Beladungszustand des Filters darstellt.
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Weiterhin ist es zweckmäßig, wenn die detektierten zeitlichen Verläufe im Steuergerät abgelegt werden und dort über einen definierten Zeitraum verfügbar bleiben, um Vergleiche mit weiteren zeitlichen Verläufen zu ermöglichen und daraus einen Trend bezüglich der Beladung des Filters abzuleiten.
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Auch ist es vorteilhaft, wenn der vorgegebene Zeitraum, über welchen der zeitliche Verlauf der Drehzahl detektiert wird, einem Hochlauf der Kraftstoffförderpumpe aus dem Stillstand entspricht.
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Ein Hochlauf ist vorteilhaft, da durch den Beginn der Bestromung der Kraftstoffförderpumpe ein klar definierter Nullpunkt bekannt ist, von welchem aus die Drehzahl aufgrund des zur Kraftstoffförderpumpe fließenden Stromes erhöht wird. Dieses Vorgehen ist auch als Sprungantwortstrategie bekannt, da die Kraftstoffförderpumpe mit einem Stromstärkensprung beaufschlagt wird.
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Alternativ kann die Kraftstoffförderpumpe auch bereits im Betrieb sein und mit einem Stromstärkensprung beaufschlagt werden. Wesentlich ist, dass die während der Detektion des Drehzahlverlaufs gewählte Betriebsart auch den hinterlegten Vergleichswerten zugrunde gelegt wurde, um eine ausreichend genaue Vergleichbarkeit zu gewährleisten.
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Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel ist dadurch gekennzeichnet, dass der Abgleich zwischen dem detektierten zeitlichen Verlauf der Drehzahl und den hinterlegten Vergleichswerten kontinuierlich stattfindet.
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Ein kontinuierlicher Vergleich ist vorteilhaft, um jederzeit eine Aussage über den Beladungszustand des Filters treffen zu können. Es können abweichend zu einem Hochlauf aus dem Stillstand auch andere Betriebsarten genutzt werden. Um eine zuverlässige Aussage zu erhalten, muss lediglich das Ausgangsniveau bekannt sein, um eine Vergleichbarkeit der detektierten Werte zu gewährleisten. Insbesondere muss die Ausgangsdrehzahl und die Ausgangsstromstärke, mit welcher die Kraftstoffförderpumpe beaufschlagt wird, bekannt sein. Ausgehend davon kann die Kraftstoffförderpumpe mit einem beliebigen Stromstärkensprung beaufschlagt werden und der jeweilige zeitliche Verlauf der Drehzahl erfasst werden.
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Die Detektion des zeitlichen Verlaufs kann getaktet zu bestimmten vordefinierten Zeitpunkten stattfinden. Alternativ kann das Verfahren auch randomisiert auf Basis einer Zufallsverteilung ausgelöst werden. Besonders vorteilhaft kann das Verfahren auch im Rahmen von Wartungsarbeiten manuell ausgelöst werden. Routinen hierzu können bevorzugt im Speicher des Steuergeräts, welches die Ansteuerung der Kraftstoffförderpumpe übernimmt, abgelegt werden.
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Es ist ebenso denkbar, dass nicht der gesamte zeitliche Verlauf der Drehzahl detektiert wird, sondern jeweils nur einzelne Drehzahlen und die jeweils verstrichene Zeit seit einem festgelegten Vergleichszeitpunkt zu bestimmten vordefinierten Zeitpunkten. Hierbei kann beispielsweise die Drehzahl der Kraftstoffförderpumpe als Auslöser für eine Detektion herangezogen werden oder eine zeitliche Taktung der Detektionen erfolgen. Auch kann das Erreichen einer vordefinierten Stromgrenze als Auslöser genutzt werden.
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Auch ist es zu bevorzugen, wenn die Vergleichswerte in Abhängigkeit der Temperatur des Kraftstoffes und/oder der Kraftstoffqualität bestimmt werden.
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Dies ist besonders vorteilhaft, um eine genauere Aussage hinsichtlich der Beladung des Filters zu erreichen. Die Temperatur beeinflusst insbesondere die Viskosität des Kraftstoffes, wodurch die Kraftstoffförderung erleichtert oder erschwert werden kann. Der notwendige Förderdruck wird hiervon ebenfalls beeinflusst, was zu einer Ungenauigkeit bezüglich der Vorhersage der Filterbeladung führen kann.
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Auch die Kraftstoffqualität ist vorteilhafterweise in den Vergleichswerten berücksichtigt, um die unterschiedlichen Fließeigenschaften unterschiedlicher Kraftstoffe ausreichend genau zu berücksichtigen.
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Darüber hinaus ist es vorteilhaft, wenn zusätzlich eine Berechnung des im Kraftstofffördersystem herrschenden Druckes stattfindet, wobei die Kraftstoffförderpumpe mit einer konstanten Stromstärke an einem Referenzpunkt betrieben wird, wodurch sich eine vom im Kraftstofffördersystem herrschenden Druck abhängige konstante Drehzahl der Kraftstoffförderpumpe einstellt.
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Der im Kraftstofffördersystem herrschende Druck wirkt der Förderarbeit der Kraftstoffförderpumpe entgegen. Daher stellt sich bei einer gegebenen Stromstärke an der bekannten Kraftstoffförderpumpe bei unterschiedlichen Druckverhältnissen eine jeweils unterschiedliche Drehzahl ein. Aus Versuchen und Simulationen kann für jede spezifische Kraftstoffförderpumpe für unterschiedliche Druckverhältnisse eine sich einstellende Drehzahl bestimmt werden.
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Der zum Erreichen einer definierten Drehzahl der Kraftstoffförderpumpe benötigte Strom steigt mit steigendem Druck im zu fördernden Kraftstoff an und sinkt mit dem im Kraftstoff beziehungsweise dem Kraftstofffördersystem herrschenden Druck. Es kann daher, bei bekannter Drehzahl, aus dem zur Kraftstoffförderpumpe fließenden Strom auf den vorherrschenden Druck im Kraftstoff beziehungsweise im Kraftstofffördersystem geschlossen werden. Durch den Abgleich der tatsächlich detektierten Werte mit den hinterlegten Vergleichswerten kann eine Abweichung von den Randbedingungen, welche den Vergleichswerten zugrunde liegen, erreicht werden.
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Weiterhin ist es vorteilhaft, wenn die sich einstellende Drehzahl der Kraftstoffförderpumpe mit einer in einer Steuereinheit hinterlegten Vergleichsdrehzahl abgeglichen wird, wobei aus der Differenzdrehzahl der Druck im Kraftstofffördersystem ableitbar ist.
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Aus dem oben bereits beschrieben Zusammenhang zwischen Stromstärke und Drehzahl bei gegebenem Druck kann durch eine gezielte Bestromung der Kraftstoffförderpumpe und der sich dabei einstellenden Drehzahl auf den jeweiligen Druck geschlossen werden. Insbesondere durch den Vergleich der sich tatsächlich einstellenden Drehzahl für eine definierte Stromstärke mit dem hinterlegten Vergleichswert können besonders genaue Aussagen hinsichtlich des im Kraftstofffördersystem herrschenden Druckes erreicht werden.
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Auch ist es zweckmäßig, wenn das Anfahren eines Referenzpunktes nur zu einem Zeitpunkt geschieht, an welchem die minimal am Referenzpunkt geförderte Kraftstoffmenge größer ist als die aktuell maximal angeforderte Kraftstoffmenge.
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Dies ist notwendig, um zu jeder Zeit eine ausreichende Versorgung des Verbrennungsmotors mit Kraftstoff zu gewährleisten. Eine Überförderung von Kraftstoff ist in jedem Fall einer Unterversorgung zu bevorzugen. Insbesondere wenn das Anfahren eines Referenzpunktes während des normalen Fahrbetriebs erfolgt, ist dies besonders wichtig, um die Leistungsfähigkeit des Kraftfahrzeugs nicht negativ zu beeinflussen. Vorteilhaft kann der zusätzliche Verfahrensschritt während einer Wartung des Kraftfahrzeuges durchgeführt werden, wenn sich das Fahrzeug beispielsweise im Leerlauf befindet und die benötigte Kraftstoffmenge gering ist und eine Beeinträchtigung des Fahrers ausgeschlossen ist.
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Darüber hinaus ist es vorteilhaft, wenn in der Steuereinheit zumindest ein Grenzwert hinterlegt ist, wobei bei Überschreitung dieses Grenzwertes eine auf einem Anzeigesystem ausgebbare Meldung generiert wird.
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Als Grenzwert kann beispielsweise ein kritischer Druck hinterlegt sein. Der kritische Druck ist hierbei vorzugsweise derart gewählt, dass er einem Beladungszustand des Filters entspricht, der entweder eine baldige Reinigungsmaßnahme oder eine anstehende Austauschmaßnahme notwendig macht. Auch die Grenzwerte können in tabellarischer Form, als Kennlinie oder Kennfeld hinterlegt werden.
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In alternativen Ausführungen können auch andere Kenngrößen als Grenzwert hinterlegt werden. Beispielsweise kann auch der aus dem erfindungsgemäßen Verfahren ermittelbare zeitliche Versatz bis zum Erreichen einer bestimmten Drehzahl als Grenzwert verwendet werden.
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Die Überschreitung des Grenzwertes kann eine Meldung auslösen, die im Steuergerät abgelegt wird. Diese Meldung kann beispielsweise im Rahmen einer regulären Wartung ausgelesen werden, um einen Hinweis auf einen hohen Beladungszustand zu erhalten und einen Austausch zu veranlassen. Alternativ kann auch eine Meldung generiert werden, welche dem Fahrer als optische und/oder akustische Rückmeldung ausgegeben wird.
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Weiterhin ist es zweckmäßig, wenn die Steuereinheit durch das Motorsteuergerät gebildet ist. Dies ist insbesondere vorteilhaft, wenn die Ansteuerung der Kraftstoffförderpumpe ohne eigenes Steuergerät ebenfalls direkt von der Motorsteuerung erfolgt. Alternativ kann auch ein eigenes Steuergerät für das Kraftstofffördersystem vorgesehen werden. Die Steuereinheit muss zumindest zur Erfassung und/oder Bestimmung und/oder Beeinflussung der Drehzahl der Kraftstoffförderpumpe und dem zur Kraftstoffförderpumpe fließenden Strom geeignet sein. Für das Vorhalten der Vergleichswerte muss die Steuereinheit eine Speichereinheit aufweisen. Diese Speichereinheit ist vorteilhafterweise auch zur temporären oder langfristigen Speicherung von detektierten Werten geeignet.
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Vorteilhafte Weiterbildungen der vorliegenden Erfindung sind in den Unteransprüchen und in der nachfolgenden Figurenbeschreibung beschrieben.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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Im Folgenden wird das Verfahren anhand von Zeichnungen weiter erläutert. In den Zeichnungen zeigen:
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1 ein Diagramm, welches den zeitlichen Verlauf der Drehzahl einer Kraftstoffförderpumpe zeigt, mit der fortlaufenden Zeit auf der X-Achse und einer Drehzahl einer Kraftstoffförderpumpe auf der Y-Achse,
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2 eine schematische Darstellung der Stromaufnahme einer Kraftstoffförderpumpe über der Drehzahl, wobei die Verläufe für jeweils unterschiedliche Drücke im Kraftstofffördersystem dargestellt sind,
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3 eine schematische Darstellung des herrschenden Druckes im Kraftstofffördersystem über der Drehzahl der Kraftstoffförderpumpe, wobei die Verläufe für unterschiedliche Stromstärken dargestellt sind, und
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4 ein Flussdiagramm zur Verdeutlichung des erfindungsgemäßen Verfahrens.
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Bevorzugte Ausführung der Erfindung
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Die 1 zeigt ein Diagramm 1, in welchem der zeitliche Verlauf der Drehzahl einer Kraftstoffförderpumpe dargestellt ist. Auf der X-Achse 2 ist ausgehend von dem Nullpunkt 3 die Zeit fortlaufend aufgetragen. Auf der Y-Achse 4 ist die Drehzahl aufsteigend vom Nullpunkt 3 aufgetragen.
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Die Kurve 5 stellt einen möglichen Verlauf der Drehzahl der Kraftstoffförderpumpe in einer Betriebssituation dar. Im Ausführungsbeispiel der 1 bildet der Nullpunkt 3 einen Betriebspunkt, in welchem die Kraftstoffförderpumpe stillsteht. Der durch die Kurve 5 dargestellte zeitliche Verlauf der Drehzahl entspricht einem Hochlauf der Kraftstoffförderpumpe aus dem Stillstand heraus. Dieser Hochlauf wird durch eine Bestromung der Kraftstoffförderpumpe ausgelöst. Kraftstoffförderpumpen können unter anderem durch die Variation der Stromstärke gesteuert werden.
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Der in 1 gezeigte zeitliche Verlauf der Drehzahl 5 ist insbesondere die Reaktion einer Kraftstoffförderpumpe auf eine Sprungfunktion, also das schlagartige Anlegen einer Spannung und damit das Fließen eines Stromes. Die Drehzahl der Kraftstoffförderpumpe erhöht sich entsprechend der bauartspezifischen Randbedingungen und der Umgebungsbedingungen der Kraftstoffförderpumpe, wie beispielsweise den Druckverhältnisse im zu fördernden Kraftstoff, auf ein durch die angelegte Spannung beziehungsweise den fließenden Strom vorgegebenes Niveau. Bei konstanter Stromstärke wird sich bei unveränderten Randbedingungen und Umgebungsbedingungen eine konstante Drehzahl einstellen.
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Die Kurve 5 zeigt einen Drehzahlverlauf für eine beispielhafte Kraftstoffförderpumpe in einem Kraftstofffördersystem mit einem neuwertigen nicht beladenen Filter. Für jede Kraftstoffförderpumpe mit den jeweiligen Randbedingungen und Umgebungsbedingungen ergibt sich ein charakteristischer zeitlicher Verlauf für die Drehzahl in Antwort auf eine definierte Sprungfunktion.
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Durch Veränderungen am Pumpentyp oder insbesondere durch Veränderungen der Umgebungsbedingungen im Kraftstofffördersystem ergeben sich Veränderungen des zeitlichen Verlaufs 5 der Drehzahl. In 1 zeigen die beiden beispielhaften Drehzahlverläufe 6 und 7 einen Hochlauf der Kraftstoffförderpumpe, wobei die Drehzahlverläufe 6 und 7 jeweils mit veränderten Umgebungsbedingungen entstanden sind.
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Es ist in 1 zu erkennen, dass bei den Drehzahlverläufen 6 und 7 eine gegebene Drehzahl jeweils zu einem späteren Zeitpunkt erreicht wird als bei dem Drehzahlverlauf 5. Dies kann beispielsweise durch einen höheren im Kraftstofffördersystem herrschenden Druck verursacht werden. Der Druck im Kraftstofffördersystem wird unter anderem stark durch den Beladungszustand des Filters beeinflusst. Ein erhöhter Beladungszustand führt zu einem erhöhten Druck im Kraftstofffördersystem, welcher wiederrum zu einem verzögerten Erreichen der gewünschten Drehzahl der Kraftstoffförderpumpe beiträgt.
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Im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Bestimmung der Beladung des Filters kann ein Drehzahlverlauf 5, der charakteristisch für das jeweilige Kraftstofffördersystem im Ausgangszustand ist, mit den Drehzahlverläufen 6 und 7 verglichen werden. Aus der für ein bestimmtes Drehzahlniveau erfassbaren Zeitdifferenz kann auf den Beladungszustand des Filters geschlossen werden.
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Der Pfeil 8 zeigt die Richtung, in welche die Drehzahlverläufe 6, 7 aufgrund der zunehmenden Beladung des Filters beziehungsweise des zunehmenden Druckes im Kraftstofffördersystem wandern.
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Die 2 zeigt eine schematische Darstellung der Stromaufnahme einer Kraftstoffförderpumpe über der Drehzahl. Die Kurven 10, 11, 12, 13 und 14 zeigen dabei die jeweilige Stromaufnahme für jeweils einen konstanten Druck im Kraftstofffördersystem. Die Kurve 10 zeigt den niedrigsten Druck und die Kurve 14 den jeweils höchsten Druck. Der Druck nimmt in Richtung des Pfeils 15 zu.
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Auf der X-Ache 18 ist die Drehzahl der Kraftstoffförderpumpe aufgetragen und auf der Y-Achse 19 die jeweilige Stromaufnahme der Kraftstoffförderpumpe.
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Die Kurven 16 und 17 stellen Grenzwertkurven dar, welche beispielsweise Grenzen zur Erzeugung einer Warnmeldung sind, welche beim Überschreiten der mit den Grenzen verbundenen Drücke ausgegeben werden.
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Bei einem konstanten Druck im Kraftstofffördersystem ergibt sich für jede Drehzahl der Kraftstoffförderpumpe eine definierte Stromaufnahme. Durch das gezielte Anfahren eines definierten Referenzpunktes, wie es im erfindungsgemäßen Verfahren beschrieben ist, kann eine Veränderung des Druckes im Kraftstofffördersystem erkannt werden und somit auf die Beladung des Filters geschlossen werden.
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Die 3 zeigt eine schematische Darstellung des herrschenden Druckes im Kraftstofffördersystem über der Drehzahl der Kraftstoffförderpumpe. Auf der X-Achse 20 ist die Drehzahl der Kraftstoffförderpumpe aufgetragen. Auf der Y-Achse 21 ist der Druck im Kraftstofffördersystem aufgetragen. Die Kurven 22, 23, 24, 25 und 26 stellen jeweils Linien konstanter Stromstärke dar. Die Stromstärke nimmt hierbei in Richtung des Pfeiles 27 zu. Die Kurven 28 und 29 stellen Grenzwerte dar, deren Überschreitung beispielsweise zur Generierung einer Warnmeldung führt.
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Die 2 und 3 zeigen weiterhin den engen Zusammenhang zwischen der Drehzahl, dem zur Kraftstoffförderpumpe fließenden Strom und dem im Kraftstofffördersystem vorherrschenden Druck auf. Durch die enge Verbindung der drei Größen miteinander ist es mit hoher Genauigkeit möglich, durch die Kenntnis von zwei der drei Größen die jeweils dritte Größe zu bestimmen. Durch die weiterhin große Korrelation zwischen dem im Kraftstofffördersystem herrschenden Druck und dem Beladungszustand des Filters kann der Beladungszustand mit einer hohen Genauigkeit aus der Drehzahl der Kraftstoffförderpumpe und dem zur Kraftstoffförderpumpe fließenden Strom bestimmt werden.
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Die 4 zeigt ein Ablaufdiagramm für das erfindungsgemäße Verfahren. Im Block 30 wird ein zeitlicher Drehzahlverlauf der Kraftstoffförderpumpe detektiert. Im Block 31 werden die detektierten Werte in Gänze oder in ausgewählter Form mit entsprechenden bereits hinterlegten Vergleichswerten verglichen, um über die Abweichung, insbesondere die Zeitdifferenz, eine Aussage über den Beladungszustand des Filters zu erhalten.
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Die 1 bis 4 dienen der Verdeutlichung des Erfindungsgedankens und besitzen keinen beschränkenden Charakter.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Diagramm
- 2
- X-Achse
- 3
- Nullpunkt
- 4
- Y-Achse
- 5
- Drehzahlverlauf
- 6
- Drehzahlverlauf
- 7
- Drehzahlverlauf
- 8
- Pfeil
- 10
- Kurve konstanten Druckes
- 11
- Kurve konstanten Druckes
- 12
- Kurve konstanten Druckes
- 13
- Kurve konstanten Druckes
- 14
- Kurve konstanten Druckes
- 15
- Pfeil
- 16
- Grenzwertkurve
- 17
- Grenzwertkurve
- 18
- X-Achse
- 19
- Y-Achse
- 20
- X-Achse
- 21
- Y-Achse
- 22
- Kurve konstanter Stromstärke
- 23
- Kurve konstanter Stromstärke
- 24
- Kurve konstanter Stromstärke
- 25
- Kurve konstanter Stromstärke
- 26
- Kurve konstanter Stromstärke
- 27
- Pfeil
- 28
- Grenzwertkurve
- 29
- Grenzwertkurve
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 3835672 A1 [0007]
- DE 19935237 B4 [0008]
