DE102016207585A1

DE102016207585A1 - Verfahren zum Betreiben einer Kraftstoffpumpe einer Brennkraftmaschine

Info

Publication number: DE102016207585A1
Application number: DE102016207585.3A
Authority: DE
Inventors: Johannes Hoegl; Thomas Herges
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2016-05-03
Filing date: 2016-05-03
Publication date: 2017-11-09

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer Kraftstoffpumpe einer Brennkraftmaschine, die Kraftstoff von einem Vorratsbehälter zu einem Speicher fördert, wobei die Kraftstoffpumpe abhängig von einem Betriebsparameter der Brennkraftmaschine gesteuert wird. Als Betriebsparameter wird der Druck im Vorratsbehälter berücksichtigt.

Description

Stand der Technik
Die Erfindung geht aus von einem Verfahren nach Gattung des Anspruchs 1.
Aus der EP 1 064 456 B1 ist ein Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine bekannt. Bei diesem Verfahren wird der Kraftstoff von einer Kraftstoffpumpe über eine Hochdruckpumpe in einen Druckspeicher gefördert. Die Fördermenge der Kraftstoffpumpe ist veränderbar und die in den Druckspeicher zugeführte Kraftstoffmenge wird durch Beeinflussung der Fördermenge der Kraftstoffpumpe auf eine erforderliche Kraftstoffmenge eingestellt. Die Fördermenge der Kraftstoffpumpe wird z.B. in Abhängigkeit von der einzuspritzenden Kraftstoffmenge, der Drehzahl der Brennkraftmaschine, der Kraftstofftemperatur und/oder der Batteriespannung über ein Kennfeld gesteuert.
Bei Hybridfahrzeugen und dort insbesondere bei Hybridfahrzeugen mit einer Kombination aus einem Benzinverbrennungsmotor und einem Elektromotor wird zur Vermeidung der Kraftstoffausgasung ein so genannter Drucktank eingesetzt. Dieser wird üblicher Weise in einem Bereich von ca. –400 bis +400 hPa betrieben. Diese Druckunterschiede entstehen durch den Temperaturgang der Umgebung und durch Ausgasen des Kraftstoffs.
Beim Stand der Technik wird die Kraftstoffpumpe nur gesteuert betrieben, und erzeugt an der Hochdruckpumpe einen Kraftstoffdruck von 3 bis 7 Bar. Auf einen Drucksensor im Niederdruckbereich wird aus Kostengründen häufig verzichtet. Beim Stand der Technik werden die Druckverhältnisse im Tank nicht bei der Steuerung der Kraftstoffpumpe berücksichtigt. Die Ansteuerung der Kraftstoffpumpe erfolgt derart, dass auch bei niederen Drücken im Tank ausreichend Kraftstoffdruck vor der Hochdruckpumpe erzeugt wird. Nachteilig hierbei ist es, dass zum einem bei einem erhöhten Druck im Drucktank unnötig Energie von der Kraftstoffpumpe verbraucht wird. Dies beruht darauf, dass der erhöhte Druck die Pumpwirkung der Kraftstoffpumpe unterstützt und bei gleichem Ansteuersignal mehr Kraftstoff gefördert wird. Bei einem niederen Druck besteht die Gefahr, dass das Kraftstoffversorgungssystem nicht optimal arbeitet. Dies beruht darauf, dass der niedrige Druck die der Kraftstoffpumpe einen erhöhten Widerstand entgegen setzt und diese bei gleichem Ansteuersignal weniger Kraftstoff fördert.
Offenbarung der Erfindung
Vorteile der Erfindung
Das erfindungsgemäße Verfahren mit den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche hat demgegenüber den Vorteil, dass eine verbesserte Ansteuerung der Kraftstoffpumpe möglich ist, wobei gleichzeitig der Energieverbrauch der Kraftstoffpumpe reduziert wird. Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, dass die Kraftstoffpumpe abhängig von dem Druck im Vorratsbehälter angesteuert wird.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn eine Steuergröße zur Ansteuerung der Kraftstoffpumpe, abhängig von dem Druck im Vorratsbehälter und geg. weiteren Betriebsparameter aus einem Kennfeld ausgelesen wird. Dadurch ist eine einfache und kostengünstige Realisierung möglich.
Die aus dem Kennfeld ausgelesene Steuergröße dient vorzugsweise als Vorsteuerung. Dadurch wird der Regler entlastet. Bei Systemen ohne Regelung wird die Steuerung präziser.
Dadurch dass mit steigendem Druck im Vorratsbehälter die Steuergröße in Richtung einer geringeren Förderleistung der Kraftstoffpumpe reduziert wird, und dass bei fallendem Druck im Vorratsbehälter die Steuergröße in Richtung einer erhöhten Förderleistung der Kraftstoffpumpe erhöht wird, kann der Einfluss des Drucks im Vorratsbehälter auf die Förderleistung der Kraftstoffpumpe kompensiert werden.
In einem weiteren Aspekt betrifft die Erfindung einen neuen Programmcode zusammen mit Verarbeitungsanweisungen zum Erstellen eines auf einem Steuergerät ablauffähigen Computerprogramms, insbesondere Sourcecode mit Compilier- und/oder Verlinkungsanweisungen, wobei der Programmcode das Computerprogramm zur Ausführung aller Schritte eines der beschriebenen Verfahren ergibt, wenn er gemäß der Verarbeitungsanweisungen in ein ablauffähiges Computerprogramm umgewandelt wird, also insbesondere kompiliert und/oder verlinkt wird. Dieser Programmcode kann insbesondere durch Quellcode gegeben sein, welche beispielsweise von einem Server im Internet herunterladbar ist.
Kurze Beschreibung der Zeichnung
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Figur dargestellt.
Ausführungsformen der Erfindung
In der Figur sind die wesentlichen Elemente eines Kraftstoffversorgungssystems einer Brennkraftmaschine dargestellt. Ein Vorratsbehälter für Kraftstoff ist mit 100 bezeichnet und wird häufig auch als Tank bezeichnet. Eine Kraftstoffpumpe 110 fördert den Kraftstoff von dem Vorratsbehälter 100 zu einem Speicher 125. Dabei ist üblicher Weise zwischen der Kraftstoffpumpe 110 und dem Speicher 125 noch eine Hochdruckpumpe 120 angeordnet, die den Kraftstoff, der von der Kraftstoffpumpe 110 gefördert wird, weiter auf einen höheren Druck verdichtet und in einem Speicher bereitstellt. Von dem Speicher 125 gelangt der Kraftstoff über Injektoren und/oder Einspritzventile in die Brennräume der Brennkraftmaschine. Vorzugsweise ist die Kraftstoffpumpe 110 in dem Vorratsbehälter 100 angeordnet. Der Vorratsbehälter 100 umfasst einen Verschluss 104, über den der Vorratsbehälter mit Kraftstoff von außen befüllt werden kann. Des Weiteren ist ein Tankabsperrventil 108 angeordnet, über den der Druck im Vorratsbehälter beeinflusst werden kann.
Der Druck im Vorratsbehälter wird mittels eines Drucksensors 140 erfasst und an eine Steuereinheit 130 geleitet. Die Steuereinheit 130 wertet die Ausgangsgrößen weiterer Sensoren 142 aus. Weiterhin werden interne Betriebskenngrößen in der Steuereinheit von Speichermitteln 144 bereitgestellt. Ausgehend von diesen internen Betriebskenngrößen, den weiteren von weiteren Sensoren bereitgestellten Betriebskenngrößen und dem Ausgangssignal des Drucksensors 140 stellt ein Kennfeld 150 eine Steuergröße zur Beaufschlagung der Kraftstoffpumpe 110 bereit. Der Sensor 140 ist vorzugsweise oberhalb des Kraftstoffs angeordnet. Ein solcher Sensor wird üblicherweise zur Gasdruckregelung in dem Drucktank eingesetzt.
Ist eine Hochdruckpumpe 120 vorgesehen, steuert die Steuereinheit 130 auch die Hochdruckpumpe 120 an. Ferner beeinflusst die Steuereinheit 130 die in die Brennkraftmaschine eingespritzte Kraftstoffmenge durch Ansteuerung der nicht dargestellten Einspritzventile bzw. Injektoren.
Die Ansteuerung der Kraftstoffpumpe 110 ist problematisch. Die Kraftstoffpumpe 110 muss am Eingang der Hochdruckpumpe üblicher Weise einen bestimmten Kraftstoffdruck bereitstellen. Wird ein zu kleiner Kraftstoffdruck am Eingang der Hochdruckpumpe 120 bereitgestellt, so ist die korrekte Funktionsweise der Hochdruckpumpe nicht immer gewährleistet. Wird ein zu hoher Kraftstoffdruck am Eingang der Hochdruckpumpe 120 bereitgehalten, so wird von der Kraftstoffpumpe 110 unnötig Energie aufgebracht. Um eine optimale Ansteuerung der Kraftstoffpumpe 110 zu gewährleisten, ist in dem Kennfeld 150 die Steuergröße für die Kraftstoffpumpe, abhängig von verschiedenen Betriebskenngrößen abgelegt. Bei bisherigen Systemen erfolgte die Ansteuerung der Kraftstoffpumpe 110 in Abhängigkeit von der einzuspritzenden Kraftstoffmenge, der Drehzahl der Brennkraftmaschine, der Kraftstofftemperatur und/oder der Batteriespannung. Diese Größen werden von den weiteren Sensoren 142 bzw. von dem Speicher 144 als interne Betriebskenngrößen bereitgestellt. Als Steuergröße für die Kraftstoffpumpe wird von dem Kennfeld vorzugsweise die Fördermenge der Kraftstoffpumpe und/oder die Drehzahl der Kraftstoffpumpe aus dem Kennfeld 150 ausgelesen. Ausgehend von diesen Größen wird dann die Kraftstoffpumpe entsprechend angesteuert. Dies erfolgt beispielsweise dadurch, dass die Kraftstoffpumpe mit einem bestimmten Tastverhältnis und/oder mit einem bestimmten pulsweitenmodulierten Signal beaufschlagt wird.
Dabei kann auch vorgesehen sein, dass das Ausgangssignal des Kennfeldes, d. h. die Fördermenge bzw. die Pumpendrehzahl mittels eines Reglers auf den von dem Kennfeld vorgegebenen Sollwert eingeregelt wird.
Bei Hybridfahrzeugen mit Benzinverbrennungs- und Elektromotoren wird zur Vermeidung des Kraftstoffausgangs ein so genannter Drucktank als Vorratsbehälter 100 eingesetzt. Dieser wird üblicher Weise in einem Bereich von –400 bis +400 HPA betrieben. Diese Druckunterschiede entstehen durch Temperaturgang der Umgebung und/oder Ausgasung des Kraftstoffs. Erfindungsgemäß wurde erkannt, dass sich dieser Druck im Drucktank auf den Druck vor der Hochdruckpumpe 120 auswirkt. Erfindungsgemäß wurde erkannt, dass das Ansteuersignal für die Kraftstoffpumpe 110 bei einem erhöhten Druck im Vorratsbehälter reduziert und bei einem niederen Druck erhöht werden kann. Ein reduziertes Ansteuersignal hat eine reduzierte Pumpwirkung und damit eine reduzierte Förderleistung der Kraftstoffpumpe zur Folge. Ein erhöhtes Ansteuersignal hat eine erhöhte Pumpwirkung und damit eine erhöhte Förderleistung der Kraftstoffpumpe zur Folge. Dadurch kann die Kraftstoffpumpe 110 optimal betrieben werden, d. h. der am Eingang der Hochdruckpumpe 120 herrschende Druck wird auf den gewünschten Wert eingestellt und gleichzeitig kann Energie beim Betrieb der Kraftstoffpumpe 110 eingespart werden.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

EP 1064456 B1 [0002]

Claims

Verfahren zum Betreiben einer Kraftstoffpumpe einer Brennkraftmaschine, die Kraftstoff von einem Vorratsbehälter zu einem Speicher fördert, wobei die Kraftstoffpumpe abhängig von einem Betriebsparameter der Brennkraftmaschine gesteuert wird, dadurch gekennzeichnet, dass als Betriebsparameter der Druck im Vorratsbehälter berücksichtigt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Steuergröße zur Ansteuerung der Kraftstoffpumpe, abhängig von dem Betriebsparameter aus einem Kennfeld ausgelesen wird.
Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, das der aus dem Kennfeld ausgelesene Steuergröße als Vorsteuerung dient.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass mit steigendem Druck im Vorratsbehälter die Steuergröße in Richtung einer geringeren Förderleistung der Kraftstoffpumpe reduziert wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass mit sinkendem Druck im Vorratsbehälter die Steuergröße in Richtung einer größerer Förderleistung der Kraftstoffpumpe erhöht wird.
Computerprogramm, das ausgebildet ist, alle Schritte eines der Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4 auszuführen.
Maschinenlesbares Speichermedium, auf dem das Computerprogramm nach Anspruch 5 gespeichert ist.
Steuergerät, das ausgebildet ist, alle Schritte eines der Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4 auszuführen.
Programmcode zusammen mit Verarbeitungsanweisungen zum Erstellen eines auf einem Steuergerät ablauffähigen Computerprogramms, wobei der Programmcode das Computerprogramm nach Anspruch 5 ergibt, wenn sie gemäß der Verarbeitungsanweisungen in ein ablauffähiges Computerprogramm umgewandelt werden.