DE102017126849B4

DE102017126849B4 - Kraftstoffsystem-Steuerungsapparat

Info

Publication number: DE102017126849B4
Application number: DE102017126849.9A
Authority: DE
Inventors: Atsunori Okabayashi; Shinya Hoshi; Takahiro Shimizu
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2017-05-26
Filing date: 2017-11-15
Publication date: 2023-09-21
Anticipated expiration: 2037-11-16
Also published as: JP2018200023A; JP6848689B2; DE102017126849A1

Abstract

Kraftstoffsystem-Steuerungsapparat (50) eingerichtet zum Steuern eines Heizbetriebs einer Heizvorrichtung (110) eines Kraftstofffilters (11), welcher Kraftstoff filtert, der einer Brennkammer (1a) in einem Kraftstoffsystem (10) einer Maschine (1) mit interner Verbrennung zugeführt wird, wobei der Kraftstoffsystem-Steuerungsapparat (50) aufweist:einen kinetischen Viskositäts-Erlangungsblock (50a; S101, S103, S108, S109, S2102, S2103, S2104, S3103, S4101, S4103) eingerichtet zum Erlangen kinetischer Viskositäten bei einer Mehrzahl von Temperaturen;einen Kennlinien-Auswählblock (50a; S104, S3104, S4104) eingerichtet zum Auswählen einer Temperatur-Kennlinie einer kinetischen Viskosität, die einer Kraftstoffzusammensetzung entspricht, welche den Kraftstoff bildet, auf Grundlage der kinetischen Viskositäten bei der Mehrzahl von Temperaturen, die durch den kinetischen Viskositäts-Erlangungsblock (50a; S101, S103, S108, S109, S2102, S2103, S2104, S3103, S4101, S4103) erlangt wurden;einen Schwellenwert-Bestimmungsblock (50a; S105) eingerichtet zum Bestimmen einer minimalen Viskosität bei einem Cloudpoint des Kraftstoffs als einen Überwachungs-Schwellenwert, welcher der Temperatur-Kennlinie entspricht, die durch den Kennlinien-Auswählblock (50a; S104, S3104, S4104) ausgewählt wird; undeinen Heizvorrichtungs-Steuerungsblock (50a: S110, S111) eingerichtet zum Steuern der Heizvorrichtung (111) des Kraftstofffilters (11) im Fall, dass die kinetische Viskosität des Kraftstoffs gleich oder größer als die minimale kinetische Viskosität ist, die durch den Schwellenwert-Bestimmungsblock (50a; S105) bestimmt wird.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Kraftstoffsystem-Steuerungsapparat.
Bei einem Kraftstoffsystem für eine Maschine mit interner Verbrennung steuert ein herkömmlicher Kraftstoffsystem-Steuerungsapparat ein Erwärmen eines Kraftstofffilters, welcher Kraftstoff filtert, der einer Brennkammer der Maschine mit interner Verbrennung zugeführt wird, durch eine Heizvorrichtung, um kontinuierlich eine hohe Filtereffizienz des Kraftstofffilters beizubehalten.
Ein beispielhafter Kraftstoffsystem-Steuerungsapparat, der in JP 2014-51920 A offenbart wird, ist dazu konfiguriert, auf Grundlage einer kinetischen Viskosität und einer Temperatur eines Kraftstoffs gemäß einer Korrelation zwischen einer kinetischen Viskosität und einem Cloudpoint von Kraftstoff durch eine Heizsteuerung einen Kraftstofffilter zu erwärmen.
Es wurde allerdings herausgefunden, dass der Cloudpoint von Kraftstoff sich selbst im Fall, dass jeder Kraftstoff bei einer Temperatur die gleiche kinetische Viskosität aufweist, von Kraftstoff zu Kraftstoff unterscheidet. Dies kommt daher, dass eine Wachstumsrate von ausgefälltem Kristall, welcher bei Verfestigung produziert wird, in Übereinstimmung bzw. Korrespondenz mit einer Kraftstoffzusammensetzung, das heißt Molekularstrukturen von Kraftstoff, variiert. Aus diesem Grund ist es abhängig von der Kraftstoffzusammensetzung wahrscheinlich, dass der herkömmliche Kraftstoffsystem-Steuerungsapparat dabei versagt, ein Erwärmen durchzuführen, selbst wenn eine vorliegende bzw. gegenwärtige Temperatur derart abfällt, dass diese niedriger ist als der Cloudpoint, welcher durch die Korrelationsdaten relativ zu der kinetischen Viskosität definiert ist. Im Ergebnis verfestigt sich der Kraftstoff in dem Kraftstofffilter wie ein Wachs, was letztendlich ein Verstopfen des Kraftstofffilters verursacht. Sobald der Kraftstoff sich wie ein Wachs verfestigt, wird der ausgefällte Kristall, der an dem Kraftstofffilter anhaftet, kaum geschmolzen, selbst wenn dieser erwärmt wird. Somit wirkt die Verfestigung der kontinuierlichen Beibehaltung einer hohen Filtereffizienz des Kraftstofffilters entgegen.
Die JP 2011 - 231 659 A offenbart ein Kraftstoffversorgungssystem. Dieses Kraftstoffversorgungssystem umfasst eine Heizeinrichtung, die Kraftstoff erwärmt, eine Kühleinrichtung, die den Kraftstoff kühlt, eine Temperaturerfassungseinrichtung, die die Kraftstofftemperatur erfasst, und eine kinematische Viskositätserfassungseinrichtung, die die kinematische Viskosität des Kraftstoffs erfasst. Eine ECU ist vorgesehen, um die Heizeinrichtung und die Kühleinrichtung gemäß einem Erfassungswert der Kraftstofftemperatur und einem Erfassungswert der kinematischen Viskosität des Kraftstoffs zu betreiben. Dadurch wird, wenn die Kraftstofftemperatur niedrig und die kinematische Viskosität des Kraftstoffs hoch ist, die Heizeinrichtung eingeschaltet, um die Kraftstofftemperatur zu erhöhen und auch die kinematische Viskosität des Kraftstoffs zu verringern. Selbst wenn eine Kraftstoffart mit hoher kinematischer Viskosität des Kraftstoffs und geringer Fließfähigkeit verwendet wird, wird folglich die Fließfähigkeit sicher erhöht und der Kraftstoff wird ausreichend dispergiert und dringt in die Metallionen-Entfernungseinrichtung ein, wodurch die Metallionen entfernt werden.
Aus der JP S60- 24 876 U ist Folgendes bekannt: Ein Heizelement ist im Kraftstofffilter des Motors oder auf der stromaufwärts gelegenen Seite davon installiert, und ein Teil der Kraftstoffleitung ist aus einem transparenten Element gebildet, so dass das lichtemittierende Element und das lichtempfangende Element, das durch das Licht betrieben wird, einander gegenüberliegen, wobei das transparente Element dazwischen angeordnet ist, wobei das Heizelement mit einer Stromquelle verbunden ist, wenn das Licht vom lichtemittierenden Element, das das lichtempfangende Element erreicht, abnimmt.
Die CN 1 03 939 247 A offenbart eine Hilfsvorrichtung zum Heizen von Kraftstoff eines Dieselmotors. Die Hilfsvorrichtung zum Heizen von Kraftstoff eines Dieselmotors, welche Funktionen zum Heizen und Absaugen aufweist, ist mit einer Steuerschaltung, einem elektromagnetischen Gasventil und einer Abgaspumpenvorrichtung versehen, ist vor einer Ölversorgungspumpe des Motors installiert und ist mit einer Ölförderleitung verbunden. Eine kleine Menge Heizöl wird in einem Becher einer elektrischen Heizhilfsvorrichtung aufbewahrt, die Temperatur des Heizöls übersteigt den Verstopfungspunkt des kalten Filters, und das Heizöl wird zum Starten bei niedriger Temperatur und zum Laufen in der Anfangsphase des Motors verwendet. Nachdem der Motor gestartet ist, werden ein Öltank und andere Ölpfade durch die Restwärme einer Frostschutzlösung und des Endgases erwärmt, und daher wird ein stabiler Betrieb des Motors erreicht. Nachdem der Motor stoppt, wird der Flüssigkeitsstand im Hilfsgerätebecher durch die Funktionen des elektromagnetischen Gasventils und der Abgaspumpe wiederhergestellt, um den nächsten Start bei niedriger Temperatur zu erleichtern. Durch die technische Ausgestaltung hat das Kraftstoff-Heizhilfsgerät des Dieselmotors die Vorteile, dass die Vorwärmzeit des Motors im Niedertemperatur-Startvorgang stark verkürzt wird; die Belastung des Akkumulators wird weitgehend reduziert; der Dieselmotor kann Diesel mit einem hohen Kondensationspunkt bei niedriger Temperatur verwenden, und Ölkosten werden gespart.
In der US 2004 / 0 076 413 A1 werden eine Kraftstoffheizung für einen Tank und ein zugehöriges Verfahren offenbart. Ein längliches Element passt durch eine Öffnung im Tank. Das längliche Element umfasst ein erstes Rohr, das einen Kraftstoffkanal definiert und mit einem unteren Kraftstoffeinlass endet. Kraftstoff kann aus dem Tank gezogen und durch eine mit dem ersten Rohr gekoppelte versorgungsseitige Leitung gefördert werden. Ein zweites Rohr des länglichen Elements ist mit einer rücklaufseitigen Leitung gekoppelt, die erwärmten Kraftstoff zurück zum Tank befördert. Ein drittes Rohr umgibt das erste Rohr im Wesentlichen koaxial, und ein Auslass des zweiten Rohrs tritt in das dritte Rohr ein. Eine Begleitheizung kann verwendet werden, um den Kraftstoff zu erwärmen. Dementsprechend kann die Kraftstofftemperatur im Tank über der Cloudpoint-Temperatur gehalten werden.
Aus der DE 10 2016 102 529 A1 ist eine Maschine bekannt, welche einem Dieselmotor entspricht, umfassend einen Injektor, der einen Kraftstoff in eine Verbrennungskammer einspritzt. Eine ECU umfasst eine Erlangungseinheit für eine kinematische Viskosität, welche eine kinematische Viskosität des Kraftstoffes erhält, eine Dichte-Erlangungseinheit, welche eine Dichte des Kraftstoffes erhält, eine Zusammensetzungs-Berechnungseinheit, welche als Kraftstoffzusammensetzungsdaten i) ein Verhältnis zwischen einem Kohlenstoffbetrag und einem Wasserstoffbetrag, welche in dem Kraftstoff enthalten sind, oder ii) einen Parameter mit Bezug auf den Kohlenstoffbetrag und den Wasserstoffbetrag, welche in dem Kraftstoff enthalten sind, berechnet, wobei die Zusammensetzungs-Berechnungseinheit die Berechnung basierend auf der durch die Erlangungseinheit für eine kinematische Viskosität erhaltenen kinematischen Viskosität und der durch die Dichte-Erlangungseinheit erhaltenen Dichte durchführt, und eine Steuerungseinheit, welche einen Verbrennungssteuerungsvorgang mit Bezug auf eine Verbrennung des von dem Kraftstoffeinspritzventil in die Verbrennungskammer eingespritzten Kraftstoffes basierend auf den durch die Berechnungseinheit berechneten Kraftstoffzusammensetzungsdaten durchführt.
Die vorliegende Erfindung wendet sich an das vorstehend beschriebene Problem und weist eine Aufgabe auf, einen Kraftstoffsystem-Steuerungsapparat vorzusehen, welcher kontinuierlich eine hohe Filtereffizienz eines Kraftstofffilters beibehält.
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist ein Kraftstoffsystem-Steuerungsapparat vorgesehen, um einen Heizbetrieb einer Heizvorrichtung eines Kraftstofffilters zu steuern, welcher Kraftstoff filtert, der einer Brennkammer in einem Kraftstoffsystem einer Maschine mit interner Verbrennung zugeführt wird.
Gemäß einem ersten Aspekt bzw. Ausführungsform weist der Kraftstoffsystem-Steuerungsapparat einen kinetischen Viskositäts-Erlangungsblock, einen Kennlinien-Auswählblock, einen Schwellenwert-Bestimmungsblock und einen Heizvorrichtungs-Steuerungsblock auf. Der kinetische Viskositäts-Erlangungsblock erlangt kinetische Viskositäten bei einer Mehrzahl von Temperaturen. Der Kennlinien-Auswählblock wählt auf Grundlage der kinetischen Viskositäten bei der Mehrzahl von Temperaturen, die durch den kinetischen Viskositäts-Erlangungsblock erlangt wurden, eine Temperatur-Kennlinie einer kinetischen Viskosität aus, die einer Kraftstoffzusammensetzung entspricht, welche den Kraftstoff bildet. Der Schwellenwert-Bestimmungsblock bestimmt eine minimale Viskosität bei einem Cloudpoint des Kraftstoffs als einen Überwachungs-Schwellenwert, welcher der Temperatur-Kennlinie entspricht, die durch den Kennlinien-Auswählblock ausgewählt wird. Der Heizvorrichtungs-Steuerungsblock steuert die Heizvorrichtung des Kraftstofffilters im Fall, dass die kinetische Viskosität des Kraftstoffs gleich oder größer als die minimale kinetische Viskosität ist, welche durch den Schwellenwert-Bestimmungsblock bestimmt wird.
Gemäß einem zweiten Aspekt bzw. Ausführungsform weist der Kraftstoffsystem-Steuerungsapparat einen kinetischen Viskositäts-Erlangungsblock, einen Kennlinien-Auswählblock, einen Schwellenwert-Bestimmungsblock und einen Heizvorrichtungs-Steuerungsblock auf. Der kinetische Viskositäts-Erlangungsblock erlangt kinetische Viskositäten bei einer Mehrzahl von Temperaturen. Der Kennlinien-Auswählblock wählt auf Grundlage der kinetischen Viskositäten bei der Mehrzahl von Temperaturen, die durch den kinetischen Viskositäts-Erlangungsblock erlangt wurden, eine Temperatur-Kennlinie einer kinetischen Viskosität aus, die einer Kraftstoffzusammensetzung entspricht, welche den Kraftstoff bildet. Der Schwellenwert-Bestimmungsblock bestimmt einen maximalen Cloudpoint des Kraftstoffs als einen Überwachungs-Schwellenwert, welcher der Temperatur-Kennlinie entspricht, die durch den Kennlinien-Auswählblock ausgewählt wird. Der Heizvorrichtungs-Steuerungsblock steuert die Heizvorrichtung des Kraftstofffilters im Fall, dass eine Kraftstofftemperatur des Kraftstoffs gleich oder kleiner als der maximale Cloudpoint ist, der durch den Schwellenwert-Bestimmungsblock bestimmt wird.
Gemäß einem dritten Aspekt bzw. Ausführungsform weist der Kraftstoffsystem-Steuerungsapparat einen kinetischen Viskositäts-Erlangungsblock, einen Kennlinien-Auswählblock, einen Basis-Extraktionsblock, einen Destillations-Schätzblock, einen Schwellenwert-Bestimmungsblock und einen Heizvorrichtungs-Steuerungsblock auf. Der kinetische Viskositäts-Erlangungsblock erlangt kinetische Viskositäten bei einer Mehrzahl von Temperaturen. Der Kennlinien-Auswählblock wählt auf Grundlage der kinetischen Viskositäten bei der Mehrzahl von Temperaturen, die durch den kinetischen Viskositäts-Erlangungsblock erlangt wurden, eine Temperatur-Kennlinie einer kinetischen Viskosität aus, die einer Kraftstoffzusammensetzung entspricht, welche den Kraftstoff bildet. Der Basis-Extraktionsblock extrahiert eine kinetische Basis-Viskosität bei einer Basistemperatur des Kraftstoffs als einen Parameter, welcher die Temperatur-Kennlinie erfüllt, die durch den Kennlinien-Auswählblock ausgewählt wird. Der Destillations-Schätzblock schätzt eine Destillations-Temperatur des Kraftstoffs als einen Parameter, welcher der kinetischen Basis-Viskosität entspricht, die durch den Basis-Extraktionsblock extrahiert wird. Der Schwellenwert-Bestimmungsblock bestimmt einen maximalen Cloudpoint des Kraftstoffs als einen Überwachungs-Schwellenwert, welcher der Destillations-Temperatur entspricht, die durch den Destillations-Schätzblock geschätzt wird. Der Heizvorrichtungs-Steuerungsblock steuert die Heizvorrichtung des Kraftstofffilters im Fall, dass eine Kraftstofftemperatur des Kraftstoffs gleich oder kleiner als der maximale Cloudpoint ist, der durch den Schwellenwert-Bestimmungsblock bestimmt wird.
Es zeigt/es zeigen:

1 ein Blockdiagramm, welches ein Kraftstoffsystem einer Maschine mit interner Verbrennung zeigt, bei welcher eine erste Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umgesetzt wird.
2 ein Flussdiagramm, welches eine Heizsteuerung zeigt, die bei der ersten Ausführungsform durchgeführt wird.
3 einen Graphen, welcher eine Temperatur-Kennlinie einer kinetischen Viskosität zeigt, die einer Kraftstoffzusammensetzung bei der ersten Ausführungsform entspricht.
4 einen Graphen, welcher ein Verfahren zum Auswählen einer Temperatur-Kennlinie bei der ersten Ausführungsform zeigt.
5 einen Graphen, welcher ein Verfahren zum Bestimmen einer minimalen kinetischen Viskosität bei der ersten Ausführungsform zeigt.
6 ein Flussdiagramm, welches eine Heizsteuerung zeigt, die bei einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung durchgeführt wird.
7 ein Flussdiagramm, welches eine Heizsteuerung zeigt, die bei einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung durchgeführt wird.
8 einen Graphen, der ein Beispiel von Modelldaten bei der dritten Ausführungsform zeigt.
9 ein Blockdiagramm, welches ein Kraftstoffsystem einer Maschine mit interner Verbrennung zeigt, bei welcher eine vierte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umgesetzt wird.
10 ein Flussdiagramm, welches eine Heizsteuerung zeigt, die bei der vierten Ausführungsform durchgeführt wird.
11 ein Flussdiagramm, welches eine Heizsteuerung zeigt, die bei einer fünften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung durchgeführt wird.
12 einen Graphen, welcher ein Verfahren zum Bestimmen eines maximalen Cloudpoints bei der fünften Ausführungsform zeigt.
13 ein Flussdiagramm, welches eine Heizsteuerung zeigt, die bei einer sechsten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung durchgeführt wird.
14 einen Graphen, welcher ein Verfahren zum Extrahieren einer kinetischen Basis-Viskosität bei der sechsten Ausführungsform zeigt.
15 einen Graphen, welcher ein Verfahren zum Schätzen einer Destillations-Temperatur bei der sechsten Ausführungsform zeigt.
16 einen Graphen, welcher ein Verfahren zum Bestimmen eines maximalen Cloudpoints bei der sechsten Ausführungsform zeigt.
17 ein Flussdiagramm, welches eine Modifikation der Heizsteuerung zeigt, die in 11 gezeigt wird.
18 ein Flussdiagramm, welches eine Modifikation der Heizsteuerung zeigt, die in 13 gezeigt wird.
19 ein Flussdiagramm, welches eine Modifikation der Heizsteuerung zeigt, die in 11 gezeigt wird.
20 ein Flussdiagramm, welches eine Modifikation der Heizsteuerung zeigt, die in 13 gezeigt wird.
21 ein Flussdiagramm, welches eine Modifikation der Heizsteuerung zeigt, die in 11 gezeigt wird; und
22 ein Flussdiagramm, welches eine Modifikation der Heizsteuerung zeigt, die in 13 gezeigt wird.

Die vorliegende Erfindung wird unter Bezugnahme auf verschiedene Ausführungsformen beschrieben werden, die in den Zeichnungen gezeigt werden. Bei den folgenden Ausführungsformen werden entsprechende strukturelle Teile zur Vereinfachung der Beschreibung mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet.
Erste Ausführungsform
Unter Bezugnahme auf 1 ist eine elektronische Steuereinheit (ECU) 50 als ein Kraftstoffsystem-Steuerungsapparat für ein Kraftstoffsystem 10 einer Maschine 1 mit interner Verbrennung vorgesehen, die in einem Fahrzeug montiert ist. Die Maschine 1 mit interner Verbrennung ist eine Mehrzylinder-Dieselmaschine mit Selbstzündung, für welche Dieselkraftstoff (Leichtöl) als Kraftstoff verwendet wird. Eine Kraftstoffzusammensetzung, das heißt Molekularstrukturen von Dieselkraftstoff, unterscheiden sich weltweit von Gebiet zu Gebiet oder von Land zu Land. Die ECU 50 ist dazu konfiguriert, einen Heizbetrieb einer Heizvorrichtung 110 eines Kraftstofffilters 11 zu steuern, welcher einen Kraftstoff filtert, der jeder Brennkammer 1a der Maschine 1 mit interner Verbrennung zugeführt wird.
Genauer gesagt beinhaltet das Kraftstoffsystem 10 einen Kraftstofftank 12, einen Kraftstofffilter 11, eine Hochdruckpumpe 13, eine Common-Rail 14, einen Temperatursensor 15, einen kinetischen Viskositäts-Sensor 16 und dergleichen. Der Kraftstofftank 12 speichert Kraftstoff, welcher der Brennkammer 1a zugeführt wird.
Der Kraftstofffilter 11 ist aus einem Filterelement 111 wie beispielsweise einem Filterpapier und einer Umhüllung 112, in der das Filterelement 111 untergebracht ist, ausgebildet. Das Filterelement 111 filtert den Kraftstoff in einem Kraftstoffzufuhrpfad von dem Kraftstofftank 12 zu der Brennkammer 1a. Das Filterelement 111 filtert den Kraftstoff, indem dieses Fremdstoffe in dem Kraftstoff sammelt, der durch den Kraftstofffilter 11 strömt.
In der Umhüllung 112 des Kraftstofffilters 11 ist eine Heizvorrichtung 110 vorgesehen. Die Heizvorrichtung 110 ist aus einem Wärmeerzeugungselement wie beispielsweise einer positiven Temperaturkonstante (PTC) als einem Hauptelement ausgebildet. Die ECU 50 ist dazu konfiguriert, eine elektrische Leistungszufuhr zu der Heizvorrichtung 110 zu steuern, um dadurch eine Heizsteuerung des Filterelements 111 durchzuführen. Somit ist es bei dem Filterelement 111 möglich, eine Verfestigung eines Kraftstoffs zu unterbinden, welcher an einem Cloudpoint startet, bevor der Kraftstofffilter 11 verstopft. Der Cloudpoint variiert mit einer Kraftstoffzusammensetzung.
Die Hochdruckpumpe 13 fördert den Kraftstoff, der aus dem Kraftstofftank 12 aufgenommen wird, als den Kraftstoff, welcher der Brennkammer 1 a zugeführt wird, durch Druck durch den Kraftstofffilter 11 zu der Common-Rail 14. Die ECU 50 ist dazu konfiguriert, eine elektrische Leistungszufuhr zu der Hochdruckpumpe 13 zu steuern, um dadurch eine Drucksteuerung eines Kraftstoffs durchzuführen, der zu der Common-Rail 14 druckgefördert wird. Genauer gesagt steuert die ECU 50 auf Grundlage eines Betriebszustands der Maschine 1 mit interner Verbrennung, wie beispielsweise einer Gaspedalposition und einer Maschinen-Drehzahl, den Druck eines Kraftstoffs, welcher der Common-Rail 14 zugeführt wird.
Die Common-Rail 14 sammelt darin den Kraftstoff an, welcher ausgehend von einem Kraftstoffinjektor (Einspritzventil) 1b einzeln in die entsprechende Brennkammer 1a der Maschine 1 mit interner Verbrennung eingespritzt werden soll. Die ECU 50 ist dazu konfiguriert, eine Ventilöffnung bzw. -schließung des Kraftstoffinjektors 1b für die Brennkammer 1a einzeln zu steuern. Wenn der Kraftstoffinjektor 1b derart angetrieben wird, dass dieser sich öffnet, wird der Kraftstoff, der in der Common-Rail 14 angesammelt wird, in die entsprechende Brennkammer 1a eingespritzt und mit einer Luft, die in die entsprechende Brennkammer 1a angesaugt wird, vermischt. Im Ergebnis wird das Gemisch aus Kraftstoff und Luft durch einen Kolben der Maschine 1 mit interner Verbrennung komprimiert und durch Selbstzündung verbrannt.
In der Common-Rail 14 ist ein Druckreduzierungsventil 140 vorgesehen, um den Kraftstoffdruck darin einzuschränken, einen Standhaltedruck bzw. maximalen Belastungsdruck der Common-Rail 14 zu überschreiten. Zu der Zeit, wenn das Druckreduzierungsventil 140 geöffnet wird, kann der Kraftstoff durch eine Auswahl eines Rückführventils 141 aus der Common-Rail 14 zu dem Kraftstofftank 12 und/oder dem Kraftstofffilter 11 abgeführt werden, wie in 1 gezeigt wird. Alternativ kann der Kraftstoff nur zu dem Kraftstofftank 12 abgeführt werden, obwohl dies nicht näher dargestellt ist. Das Rückführventil 141 wird derart gesteuert, dass dieses abhängig von einer Kraftstofftemperatur durch einen Betrieb eines (nicht näher dargestellten) thermosensitiven Elements den Kraftstofftank 12 oder den Kraftstofffilter 11 als ein Ziel der Abfuhr eines Kraftstoffs auswählt.
Das Rückführventil 141 ist nicht darauf beschränkt, das Ziel eines Kraftstoffs auszuwählen, der aus der Common-Rail 14 abgeführt wird, sondern kann das Ziel eines Kraftstoffs auswählen, der aus der Hochdruckpumpe 13 oder dem Kraftstoffinjektor 1b abgeführt wird, wie in 1 gezeigt wird.
Der Temperatursensor 15 und der kinetische Viskositäts-Sensor 16 sind in dem Kraftstoffsystem 10 an (in 1 nicht näher dargestellten) vorgegebenen Montagestellen in dem Kraftstoffzufuhrpfad vorgesehen, welcher sich von dem Kraftstofftank 12 zu dem Kraftstoffinjektor 1b jeder Brennkammer 1a erstreckt. Der Temperatursensor 15 ist aus einem Sensorelement wie beispielsweise einem Thermistor als einer Hauptkomponente ausgebildet. Der Temperatursensor 15 erfasst an der vorgegebenen Montagestelle eine Temperatur des Kraftstoffs, welcher der Brennkammer 1a ausgehend von dem Kraftstofftank 12 zugeführt wird. Der kinetische Viskositäts-Sensor 16 ist als eine Hauptkomponente aus einem Sensorelement ausgebildet, welches direkt messen kann, wie beispielsweise ein Stimmgabel-Typ, ein Ultraschall-Typ oder ein Kapillartyp, oder indirekt messen kann, wie beispielsweise ein Dichtetyp. Der kinetische Viskositäts-Sensor 16 erfasst an der vorgegebenen Montagestelle eine kinetische Viskosität des Kraftstoffs als einen Kennlinien-Eigenschafts-Parameter, welcher eine Kennlinien-Eigenschaft des Kraftstoffs angibt, welcher der Brennkammer 1a von dem Kraftstofftank 12 zugeführt wird.
Die ECU 50 ist aus einem Mikrocomputer ausgebildet, welcher als Hauptkomponenten einen Prozessor 50a wie beispielsweise eine zentrale Verarbeitungseinheit (CPU) und einen Speicher 50b aufweist. Die ECU 50 ist durch ein fahrzeugeigenes Netzwerk nicht nur direkt oder indirekt mit der Heizvorrichtung 110, der Hochdruckkraftstoffpumpe 13, dem Temperatursensor 15, dem kinetischen Viskositäts-Sensor 16, dem Injektor 1b und dem Druckreduzierungsventil 140, sondern auch mit anderen (nicht näher dargestellten) Sensoren des Fahrzeugs verbunden. Die ECU 50 ist dazu konfiguriert, auf Grundlage von Fahrzeuginformationen, welche Erfassungsinformationen des Temperatursensors 15 und des kinetischen Viskositäts-Sensors 16 und einen Betriebszustand der Maschine 1 mit interner Verbrennung beinhalten, Betriebe der Heizvorrichtung 110, der Hochdruckkraftstoffpumpe 13 und des Injektors 1b sowie des Druckreduzierungsventils 140 zu steuern.
Genauer gesagt ist die ECU 50 dazu konfiguriert, Schritte einer Heizsteuerungsverarbeitung, die in 2 gezeigt wird, funktionell auszuführen, indem durch den Prozessor 50a ein Heizsteuerungsprogramm ausgeführt wird, das in dem Speicher 50b gespeichert wird. Die Heizsteuerung wird gestartet, wenn ein Leistungsschalter als ein Startbefehl zum Starten der Maschine 1 mit interner Verbrennung durch einen Fahrzeugfahrer angeschaltet wird. Die Heizsteuerung wird abgeschlossen, wenn der Leistungsschalter als ein Stoppbefehl zum Stoppen der Maschine 1 mit interner Verbrennung durch den Fahrzeugfahrer ausgeschaltet wird. In 2, welche die Heizsteuerungsverarbeitung zeigt, gibt „S“ einen Verarbeitungsschritt an. Der Speicher 50b der ECU 50, welcher das Heizsteuerungsprogramm speichert, ist aus einer oder einer Mehrzahl von Speichermedien wie beispielsweise einem Halbleiterspeicher, einem magnetischen Medium oder einem optischen Medium ausgebildet.
Bei der Heizsteuerung, die in 2 gezeigt wird, liest der Prozessor 50a bei S101 zuerst eine letzte Temperatur TMl und eine letzte kinetische Viskosität KVl des Kraftstoffs, welche gegenwärtig in dem Speicher 50b gespeichert sind, aus dem Speicher 50b ab bzw. aus. Die letzte Temperatur TMl und die letzte kinetische Viskosität KV1, welche abgelesen werden, sind Speicherwerte des Speichers 50b, die durch die unmittelbar vorangegangenen Schritte S107 und S109 aktualisiert werden, welche später beschrieben werden, bei einem vorherigen Betrieb, bevor die Maschine 1 mit interner Verbrennung gestoppt wird. Somit werden die letzte Temperatur TMl und die letzte kinetische Viskosität KVl als eine Temperatur TMj zur Überwachungszeit und eine kinetische Viskosität KVj zur Überwachungszeit einer unmittelbar vorangegangenen Zeit verwendet, welche bei dem vorherigen Betrieb der Maschine 1 mit interner Verbrennung erlangt wurden.
Bei S102 erlangt der Prozessor 50a anschließend auf Grundlage der Erfassungsinformationen des Temperatursensors 15 eine vorliegende Temperatur TMp des Kraftstoffs an der Montagestelle der kinetischen Viskositäts-Erfassung, das heißt an der Montagestelle des kinetischen Viskositäts-Sensors 16, als die Kennlinien-Eigenschaft des Kraftstoffs. Im Fall, dass der Temperatursensor 15 die Kraftstofftemperatur an oder nahe der Montagestelle des kinetischen Viskositäts-Sensors 16 erfasst, wird die Erfassungstemperatur des Temperatursensors 15 direkt als die vorliegende Temperatur TMp erlangt. Im Fall, dass der Temperatursensor 15 die Kraftstofftemperatur an einer Stelle erfasst, welche von der Montagestelle des kinetischen Viskositäts-Sensors 16 beabstandet ist, wird die vorliegende Temperatur TMp indirekt durch eine Schätzung von der Erfassungstemperatur des Temperatursensors 15 erlangt.
Beim nächsten Schritt S103 erlangt der Prozessor 50a auf Grundlage der Erfassungsinformationen des kinetischen Viskositäts-Sensors 16 ferner eine vorliegende kinetische Viskosität KVp des Kraftstoffs an der Montagestelle des kinetischen Viskositäts-Sensors 16. Die vorliegende kinetische Viskosität KVp wird unter einer im Wesentlichen gleichen Temperaturbedingung erlangt wie die vorliegende Temperatur TMp, die bei S102 erlangt wurde. Somit werden die vorliegende Temperatur TMp und die vorliegende kinetische Viskosität KVp des Kraftstoffs als letzte Erfassungswerte verwendet, die bei einem vorliegenden Betrieb der Maschine 1 mit interner Verbrennung erlangt wurden, welcher auf den vorangegangenen Betrieb folgt.
Bei S104 wählt der Prozessor 50a eine Temperatur-Kennlinie CKT der kinetischen Viskosität auf Grundlage der kinetischen Viskositäten KVl (das heißt KVj) und KVp aus, welche jeweils bei einer Mehrzahl von Temperaturen (zum Beispiel zwei unterschiedlichen Temperaturen) TMl (das heißt TMj) und TMp erlangt wurden. Es wird hierbei beachtet, dass gemäß der Forschung und Erkenntnis der Erfinder eine Korrelation einer kinetischen Viskosität von Kraftstoff relativ zu einer Temperatur von Kraftstoff sich von Gebiet zu Gebiet (zum Beispiel von Land zu Land) unterscheidet, wie in 3 gezeigt wird. Dies kommt daher, dass die Kraftstoffzusammensetzung sich von Gebiet zu Gebiet unterscheidet. Es wird ferner beachtet, dass gemäß der Forschung und Erkenntnis der Erfinder jede Korrelations-Kennlinie einer Kraftstoffzusammensetzung durch Gleichung (1) definiert ist. „k“ in Gleichung (1) ist ein Koeffizient, der als Gleichung (2) ausgedrückt wird. „C“ und „D“ in Gleichung (2) sind Koeffizienten, die jeweils als die Gleichungen (3) und (4) ausgedrückt werden. „KV“ in den Gleichungen (1), (3) und (4) ist eine kinetische Viskosität eines Kraftstoffs [Einheit: mm²/s]. „TM“ in Gleichung (1) ist eine absolute Temperatur eines Kraftstoffs [Einheit: K]. „n“ und „m“ in Gleichung (1) sind Koeffizienten, welche abhängig von einer Kraftstoffzusammensetzung variieren. $log {log (KV + k)} = n - m \times logTM$
$k = 0,6 + C - D$
$C = exp (- 1,14883 - 2,65868 \times KV)$
$D = exp (- 0,0038138 - 12,5645 \times KV)$
Bei S104 leitet der Prozessor 50a auf Grundlage der vorstehend beschriebenen Forschung und Erkenntnis die folgende Gleichung (5) ab, indem dieser für TM in Gleichung (1) und KV in den Gleichungen (1), (3) und (4) jeweils die letzte Temperatur TMl und die letzte kinetische Viskosität KV1, die bei S101 abgelesen werden, einsetzt. Der Prozessor 50a leitet ferner bei S104 die folgende Gleichung (6) ab, indem dieser für TM in Gleichung (1) und KV in den Gleichungen (1), (3) und (4) jeweils die vorliegende Temperatur TMp und die vorliegende kinetische Viskosität KVp, die bei S102 und S103 erlangt wurden, einsetzt. Der Prozessor 50a bestimmt bei S104 anschließend die Koeffizienten „n“ und „m“, welche einer vorliegenden Kraftstoffzusammensetzung entsprechen, indem dieser die gleichzeitigen Gleichungen (5) und (6) löst. Der Prozessor 50a wählt bei S104 ferner aus einer Mehrzahl von Korrelationen von 3 eine Temperatur-Kennlinie CKT, wie in 4 gezeigt wird, welche der vorliegenden Kraftstoffzusammensetzung entspricht, als die Korrelation aus, die durch die Gleichung (1) mit den Koeffizienten „m“ und „n“ dargestellt wird, die wie vorstehend beschrieben bestimmt werden. Somit wählt der Prozessor 50a die Temperatur-Kennlinie CKT aus, mit welcher die beiden kinetischen Viskositäten KVI und KVp einer Mehrzahl von Temperaturen TMl und TMp übereinstimmen. $log {log (KV 1 + k)} = n - m \times logTM 1$
$log {log (KVp + k)} = n - m \times logTMp$
Beim nächsten Schritt S105 bestimmt der Prozessor 50a eine minimale kinetische Viskosität KVm bei einem Cloudpoint unter kinetischen Viskositäten von Kraftstoff, welcher der Temperatur-Kennlinie CKT entspricht. Es wird beachtet, dass gemäß der Forschung und Erkenntnis der Erfinder die kinetische Viskosität an dem Cloudpoint, an welchem Kraftstoff sich wie ein Wachs verfestigt, relativ zu dem Cloudpoint über einen weiten Bereich variiert, wie beispielhaft in 5 gezeigt wird. Der Bereich einer Verteilung der kinetischen Viskosität hängt von der Kraftstoffzusammensetzung ab. Es ist möglich, zum Beispiel auf Grundlage eines Versuchsergebnisses oder eines Simulationsergebnisses zur Zeit eines Produktentwurfs die Verteilung für jede Kraftstoffzusammensetzung im Voraus zu erlangen. Bei der ersten Ausführungsform wird aus diesem Grund die kinetische Viskosität, deren minimaler Wert (schlechtester Wert) bei dem Cloudpoint vorhergesagt oder geschätzt wird, für jede Kraftstoffzusammensetzung aus der erlangten Verteilung jeder Kraftstoffzusammensetzung als die minimale kinetische Viskosität KVm vorgegeben. Bei der Verteilung, die in 5 gezeigt wird, gibt eine Anzahl von Punkten Versuchswerte der kinetischen Viskosität relativ zu den Cloudpointen einer Verfestigung von Kraftstoff an.
Entsprechend sind die minimale kinetische Viskosität KVm und die Temperatur-Kennlinie CKT derart hergestellt, dass diese einander bei jeder Kraftstoffzusammensetzung entsprechen. Zum Beispiel kann die minimale Viskosität KVm derart hergestellt werden, dass diese den Koeffizienten „n“ und „m“ in Gleichung (1) entspricht, welche die Temperatur-Kennlinie CKT ausdrückt. Alternativ kann die minimale Viskosität KVm derart hergestellt werden, dass diese einer spezifischen kinetischen Viskosität entspricht, welche bei einer spezifischen Basistemperatur die Gleichung (1) erfüllt. Bei S105 bestimmt der Prozessor 50a somit die minimale kinetische Viskosität KVm als einen Test- bzw. Überwachungs-Schwellenwert, welcher der Temperatur-Kennlinie CKT entspricht, die bei S104 ausgewählt wird und in S110 verwendet wird.
Beim nächsten Schritt S106 erlangt der Prozessor 50a die Temperatur TMj zur Überwachungszeit auf Grundlage der Erfassungsinformationen des Temperatursensors 15 als die Temperatur von Kraftstoff, der gegenwärtig durch das Filterelement 111 des Kraftstofffilters 11 strömt. Im Fall, dass der Temperatursensor 15 die Kraftstofftemperatur an der Stelle erfasst, die von dem Filterelement 111 beabstandet ist, erlangt der Prozessor 50a durch eine Schätzung ausgehend von der Erfassungstemperatur des Temperatursensors 15 indirekt die Temperatur TMj zur Überwachungszeit. Im Fall, dass der Temperatursensor 15 die Kraftstofftemperatur an der Stelle erfasst, die dem Filterelement 111 nahe ist, erlangt der Prozessor 50a die Erfassungstemperatur des Temperatursensors direkt als die Temperatur TMj zur Überwachungszeit. Im Fall, dass S106 zum ersten Mal unmittelbar auf S105 folgend ausgeführt wird, kann der Prozessor 50a die Temperatur TMj zur Überwachungszeit auf Grundlage der Erfassungsinformationen des Temperatursensors 15 erlangen, die bei S102 erlangt wurden.
Beim nächsten Schritt S107 aktualisiert der Prozessor 50a die letzte Temperatur TMl, die mit der Temperatur TMj zur Überwachungszeit, die bei S106 erlangt wurde, in dem Speicher 50b gespeichert wird. Bei S108 erlangt der Prozessor 50a auf Grundlage der Erfassungsinformationen des kinetischen Viskositäts-Sensors 16 die kinetische Viskosität KVj zur Überwachungszeit als die kinetische Viskosität KV des Kraftstoffs, der gegenwärtig durch das Filterelement 111 des Kraftstofffilters 11 strömt. Im Fall, dass S108 zum ersten Mal auf S106 und S 107 folgend ausgeführt wird, die zum ersten Mal nach S105 ausgeführt werden, kann der Prozessor 50a die kinetische Viskosität KVj zur Überwachungszeit auf Grundlage der Erfassungsinformationen des kinetischen Viskositäts-Sensors 16 erlangen, die bei S103 erlangt wurden.
Beim nächsten Schritt S109 aktualisiert der Prozessor 50a die letzte Temperatur KV1, die mit der Temperatur KVj zur Überwachungszeit, die bei S108 erlangt wurde, in dem Speicher 50b gespeichert wird. Anschließend bestimmt der Prozessor 50a bei S110 eine Beziehung einer Größe der kinetischen Viskositäts-Werte KVj und KVm, indem dieser die kinetische Viskosität KVj zur Überwachungszeit, die bei S108 erlangt wurde, und die minimale kinetische Viskosität KVm, die bei S105 als der Überwachungs-Schwellenwert bestimmt wird, vergleicht. Im Fall einer Bestimmung, dass die kinetische Viskosität KVj zur Überwachungszeit gleich oder größer ist als die minimale kinetische Viskosität KVm, führt der Prozessor 50a 5111 aus. Im Fall einer Bestimmung, dass die kinetische Viskosität KVj zur Überwachungszeit kleiner ist als die minimale kinetische Viskosität KVm, führt der Prozessor 50a S 112 aus.
Bei 5111 steuert der Prozessor 50a ein Erwärmen der Heizvorrichtung 110, indem dieser einen elektrischen Leistungszufuhrbetrag steuert, sodass das Filterelement 111 des Kraftstofffilters 11 zweckmäßig erwärmt wird. Der Prozessor 50a kann das Erwärmen des Filterelements 111 zum Beispiel auf eine vorgegebene festgelegte Temperatur steuern. Bei der ersten Ausführungsform steuert der Prozessor 50a allerdings in Übereinstimmung mit einer Differenz zwischen der minimalen kinetischen Viskosität KVm und der kinetischen Viskosität KVj zur Überwachungszeit, welche größer ist als die minimale kinetische Viskosität KVm, ein Erwärmen des Filterelements 111 auf eine Temperatur variabel. Bei S112 stoppt der Prozessor 50a ein Erwärmen des Filterelements 111 des Kraftstofffilters 11 durch Stoppen eines Heizbetriebs der Heizvorrichtung 110, indem die Leistungszufuhr zu der Heizvorrichtung 110 abgeschaltet wird. Nach Ausführung von S111 oder S112 wiederholt der Prozessor 50a wieder die Verarbeitung der Schritte S106 bis S112, die vorstehend beschrieben werden.
Bei der vorstehend beschriebenen ersten Ausführungsform entspricht ein Funktionsteil der ECU 50, welches die Schritte S101, S103, S108 und S109 ausführt, einem kinetischen Viskositäts-Erlangungsblock. Ein Funktionsteil der ECU 50, welches S104 ausführt, entspricht einem Kennlinien-Auswählblock. Ferner entspricht ein Funktionsteil der ECU 50, welches S105 ausführt, einem Schwellenwert-Bestimmungsblock. Ein Funktionsteil der ECU 50, welches die Schritte S110 und 5111 ausführt, entspricht einem Heizvorrichtungs-Steuerungsblock.
Betrieb und Vorteil
Die erste Ausführungsform sieht den folgenden Betrieb und Vorteil vor.
Gemäß der ersten Ausführungsform entspricht die Temperatur-Kennlinie CKT der kinetischen Viskosität KV auf Grundlage der kinetischen Viskositäten KVl und KVp, welche jeweils bei unterschiedlichen Kraftstofftemperaturen TMl und TMp erlangt wurden, der Kraftstoffzusammensetzung bzw. korrespondiert mit dieser. Im Ergebnis ist es möglich, die minimale kinetische Viskosität KVm bei dem Cloudpoint, welcher mit der Kraftstoffzusammensetzung variiert, als den Überwachungs-Schwellenwert, welcher der ausgewählten Temperatur-Kennlinie CKT entspricht, zu bestimmen. Aus diesem Grund ist es selbst im Fall, dass sich die Kraftstoffzusammensetzung unterscheidet, möglich, den Kraftstoff vor einer Verfestigung zu schützen, welche dazu neigt, ein Verstopfen des Kraftstofffilters 11 zu verursachen, indem dieser die Heizvorrichtung 11 derart steuert, dass diese den Kraftstofffilter 11 erwärmt, wenn die kinetische Viskosität KVj des Kraftstoffs zu der Überwachungszeit auf die minimale kinetische Viskosität KVm steigt oder größer ist als diese. Daher ist es möglich, eine hohe Filtereffizienz des Kraftstofffilters 11 kontinuierlich beizubehalten.
Ferner wird die Heiztemperatur des Kraftstofffilters 11 gemäß der ersten Ausführungsform in Übereinstimmung mit der Differenz zwischen der minimalen kinetischen Viskosität KVm, die als der Überwachungs-Schwellenwert verwendet wird, und der kinetischen Viskosität KVj zur Überwachungszeit, welche gleich oder größer als die minimale kinetische Viskosität KVj ist, variabel gesteuert. Da der Kraftstofffilter 11 auf das notwendige Maß erwärmt wird, um zu verhindern, dass der Kraftstoff sich verfestigt, ist es möglich, die Verlässlichkeit zu steigern, eine hohe Filtereffizienz sicherzustellen, während unterbunden wird, dass zum Erwärmen elektrische Energie verbraucht wird.
Es wird beachtet, dass es wahrscheinlich ist, dass sich die Kraftstofftemperatur TM zwischen der unmittelbar vorangegangenen Zeit bei dem letzten Betrieb, das heißt, der letzten Stoppzeit, der Maschine 1 mit interner Verbrennung und der folgenden Startzeit bei dem vorliegenden Betrieb der Maschine 1 mit interner Verbrennung verändert. Bei der ersten Ausführungsform ist es möglich, die Temperatur-Kennlinie CKT auf Grundlage der kinetischen Viskositäten KVl und KVp der unmittelbar vorangegangenen Zeit und der Startzeit zweckmäßig als die kinetischen Viskositäten bei der Mehrzahl von Temperaturen TMl und TMp auszuwählen. Es ist somit möglich, die hohe Filtereffizienz kontinuierlich beizubehalten.
Zweite Ausführungsform
Eine zweite Ausführungsform ist eine Modifikation der ersten Ausführungsform. Wie in 6 gezeigt wird, führt der Prozessor 50a bei der zweiten Ausführungsform nicht die Schritte S106, S107 und S109 aus, sondern führt vor S101 aufeinanderfolgend die Schritte S2100 bis S2104 aus.
Bei S2100 erlangt der Prozessor 50a auf Grundlage der Erfassungsinformationen des Temperatursensors 15 eine Temperatur TMf vor dem Starten, welche vor dem Starten der Maschine 1 mit interner Verbrennung vorliegt, als die Temperatur des Kraftstoffs, der gegenwärtig durch das Filterelement 111 des Kraftstofffilters 11 strömt. Im Fall, dass der Temperatursensor 15 die Kraftstofftemperatur an der Stelle erfasst, die dem Filterelement 111 nahe ist, erlangt der Prozessor 50a die Erfassungstemperatur des Temperatursensors 15 direkt als die Temperatur TMf vor dem Starten. Im Fall, dass der Temperatursensor 15 die Kraftstofftemperatur an der Stelle erfasst, die von dem Filterelement 111 beabstandet ist, erlangt der Prozessor 50a durch eine Schätzung indirekt die Temperatur TMf vor dem Starten von der Erfassungstemperatur des Temperatursensors 15.
Bei S2101 aktualisiert der Prozessor die letzte Temperatur TMl, die mit der Temperatur TMf vor dem Starten, die bei S2100 erlangt wurde, in dem Speicher 50b gespeichert wird. Bei S2102 erlangt der Prozessor 50a auf Grundlage der Erfassungsinformationen des kinetischen Viskositäts-Sensors 16 eine kinetische Viskosität KVf vor dem Starten, welche vor dem Starten der Maschine 1 mit interner Verbrennung vorliegt, als die kinetische Viskosität von Kraftstoff, der gegenwärtig durch das Filterelement 111 des Kraftstofffilters 11 strömt. Bei 2103 aktualisiert der Prozessor 50a die letzte kinetische Viskosität KV1, die mit der kinetischen Viskosität KVj vor dem Starten, die bei S2102 erlangt wurde, in dem Speicher 50b gespeichert wird.
Bei S2104 prüft der Prozessor 50a, ob die Maschine 1 mit interner Verbrennung eine vollständige Verbrennung erzielt und das Starten durch Ankurbeln beendet hat. Der Prozessor 50a wiederholt S2104, wenn die Maschine 1 mit interner Verbrennung noch nicht gestartet worden ist. Der Prozessor 50a führt S101 aus, wenn die Maschine 1 mit interner Verbrennung gestartet worden ist. Aus diesem Grund werden die Temperatur TMf vor dem Starten und die kinetische Viskosität KVf vor dem Starten, die vor dem Starten der Maschine 1 mit interner Verbrennung erlangt wurden, als die letzte Temperatur TMl und die letzte kinetische Viskosität KVl verwendet, welche bei S101 abgelesen und bei S104 jeweils für die Gleichungen (1), (3) und (4) eingesetzt werden, um die Gleichung (5) abzuleiten, die bei der ersten Ausführungsform beschrieben wird. Die vorliegende Temperatur TMp und die vorliegende kinetische Viskosität KVp, welche bei S104 für die Gleichung (1) eingesetzt werden, um die Gleichung (6) abzuleiten, die bei der ersten Ausführungsform beschrieben werden, werden als eine Temperatur nach dem Starten und eine kinetische Viskosität nach dem Starten verwendet, welche nach dem Starten der Maschine 1 mit interner Verbrennung erlangt wurden.
Bei der vorstehend beschriebenen zweiten Ausführungsform entspricht ein funktionelles Teil der ECU 50, welches die Schritte S2102, S2103, S2104, S101 und S103 ausführt, dem kinetischen Viskositäts-Erlangungsblock.
Es wird beachtet, dass die Kraftstofftemperatur dazu neigt, sich zwischen vor dem Starten und nach dem Starten der Maschine 1 mit interner Verbrennung zu verändern. Gemäß der zweiten Ausführungsform werden die kinetischen Viskositäten KVl und KVp, die vor und nach dem Starten der Maschine 1 mit interner Verbrennung erlangt wurden, als die kinetischen Viskositäten bei einer Mehrzahl von Temperaturen TMl und TMp verwendet. Daher ist es möglich, eine hohe Filtereffizienz kontinuierlich beizubehalten.
Dritte Ausführungsform
Eine dritte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist eine Modifikation der ersten Ausführungsform. Wie in 7 gezeigt wird, führt der Prozessor 50a bei einer Heizsteuerungsverarbeitung bei der dritten Ausführungsform nicht S101, S 106, S 107 und S109 aus, sondern führt anstelle von S103 S3103 und anstelle von S104 S3104 aus.
Bei S3103 wandelt der Prozessor 50a die vorliegende kinetische Viskosität KVp, die bei S103 erlangt wurde, von dem vorliegenden Viskositäts-Wert bei der vorliegenden Temperatur TMp zu einer geschätzten kinetischen Viskosität KVe um, welche ein geschätzter Wert bei einer Basistemperatur TMb ist. Es wird gemäß der Forschung und Erkenntnis der Erfinder beachtet, dass ein kinetischer Viskositäts-Änderungsbetrag ΔKV zwischen der vorliegenden Temperatur TMp und der Referenztemperatur TMb relativ zu der vorliegenden kinetischen Viskosität KVp eine Korrelation aufweist, wie beispielhaft in 8 gezeigt wird.
Die Korrelation des kinetischen Viskositäts-Änderungsbetrags ΔKV relativ zu der vorliegenden kinetischen Viskosität KVp wird für jede Kraftstofftemperatur im Voraus zum Beispiel auf Grundlage eines Versuchsergebnisses oder eines Simulationsergebnisses eingestellt, die zu der Produktentwurfszeit erlangt wurden. Bei der dritten Ausführungsform wird die Korrelation des kinetischen Viskositäts-Änderungsbetrags ΔKV relativ zu der vorliegenden kinetischen Viskosität KVp für jede Kraftstofftemperatur als Modelldaten eingestellt. Der Prozessor 50a führt unter Bezugnahme auf diese Modelldaten bei S 1303 einen Umwandlungsbetrieb durch. Genauer gesagt wählt der Prozessor 50a bei S3103 ein Datum bzw. einen Wert, welcher der vorliegenden Temperatur TMp entspricht, die bei S102 erlangt wurde, aus den Modelldaten bzw. -werten des kinetischen Viskositäts-Änderungsbetrags ΔKV bezüglich der vorliegenden kinetischen Viskosität KVp für jede Temperatur aus. Beim nächsten Schritt S3103 schätzt der Prozessor 50a den kinetischen Viskositäts-Änderungsbetrag ΔKV zwischen der vorliegenden Temperatur TMp und der Basistemperatur TMb, indem dieser die vorliegende kinetische Viskosität KVp, die bei S102 erlangt wurde, in die ausgewählten Modelldaten einführt. Ferner erlangt der Prozessor bei S3103 die geschätzte kinetische Viskosität KVe bei der Basistemperatur TMb als eine Umwandlung der vorliegenden kinetischen Viskosität KVp bei der vorliegenden Temperatur TMp, indem dieser den geschätzten kinetischen Viskositäts-Änderungsbetrag ΔKV zu der vorliegenden kinetischen Viskosität KVp addiert, die bei S102 erlangt wurde.
Die Basistemperatur TMb ist auf einen Temperaturwert vorgegeben, welcher von Temperaturen der Maschine 1 mit interner Verbrennung diskret ist, welche normalerweise vor und nach dem Starten der Maschine 1 mit interner Verbrennung als vorliegend erwartet wird. Bei den Modelldaten, die in 8 veranschaulicht werden, gibt eine Mehrzahl von Punkten die kinetischen Viskositäts-Änderungsbeträge ΔKV relativ zu der vorliegenden kinetischen Viskosität KVp für jede Kraftstoffzusammensetzung an. Im Fall, dass diskrete Werte als Kraftstofftemperaturen gespeichert sind, die derart vorgegeben sind, dass diese aufgrund einer beschränkten Speicherkapazität des Speichers 50b den Modelldaten entsprechen, wie in 8 veranschaulicht wird, kann der kinetische Viskositäts-Änderungsbetrag ΔKV bei der vorliegenden Temperatur TMp, welche zwischen zwei diskreten Temperaturen liegt, durch Interpolierung berechnet werden. Ferner ist der kinetische Viskositäts-Änderungsbetrag ΔKV derart definiert, dass dieser einen positiven Wert oder einen negativen Wert beträgt, indem dieser die kinetische Viskosität bei der vorliegenden Temperatur TMp von der kinetischen Viskosität bei der Basistemperatur TMb subtrahiert. Somit wird im Fall, dass die Basistemperatur TMb beispielsweise höher ist als die vorliegende Temperatur TMp, der kinetische Viskositäts-Änderungsbetrag ΔKV als ein negativer Wert zu der vorliegenden Viskosität KVp addiert, wie in 8 gezeigt wird, um die geschätzte kinetische Viskosität zu erlangen.
Bei S3104, der in 7 gezeigt wird, wählt der Prozessor 50a jeweils auf Grundlage der kinetischen Viskositäten KVp und KVe bei der Mehrzahl von Temperaturen TMp und TMb die Temperatur-Kennlinie CKT der kinetischen Viskosität KV aus. Genauer gesagt setzt der Prozessor 50a bei S3104 die vorliegende Temperatur TMp und die vorliegende Viskosität KVp, die bei den Schritten S102 und S 103 erlangt wurde, für TM der Gleichung (1) und KV der Gleichungen (1), (3) und (4) ein, um dadurch die Gleichung (6) abzuleiten, die bei der ersten Ausführungsform beschrieben wird. Der Prozessor 50a leitet bei S3104 ferner die folgende Gleichung (7) ab, indem dieser die geschätzte kinetische Viskosität KVe, die bei S3102 geschätzt wird, und die Basistemperatur TMb, welche jeweils die Referenz für die Schätzung für KV in den Gleichungen (1), (3) und (4) und TM in Gleichung (1) einsetzt. Der Prozessor 50a bestimmt bei S3104 anschließend die Koeffizienten „n“ und „m“, welche der vorliegenden Kraftstoffzusammensetzung entsprechen, indem dieser die gleichzeitigen Gleichungen (6) und (7) löst. Der Prozessor 50a wählt bei S3104 ferner auf die ähnliche Weise wie S104, der bei der ersten Ausführungsform beschrieben wird, die Temperatur-Kennlinie CKT aus, welche der vorliegenden Kraftstoffzusammensetzung entspricht $log {log (KVe + k)} = n - m \times logTMb$
Bei der vorstehend beschriebenen dritten Ausführungsform entspricht ein Funktionsteil der ECU 50, welches S102 ausführt, um die vorliegende Temperatur TMp zu erlangen, die bei der ersten Ausführungsform beschrieben wird, einem Temperatur-Erlangungsblock. Ein Funktionsteil der ECU 50, welches die Schritte S103 und S3103 ausführt, entspricht dem kinetischen Viskositäts-Erlangungsblock. Ferner entspricht ein Funktionsteil der ECU 50, welches S3104 ausführt, dem Kennlinien-Auswählblock.
Gemäß der vorstehend beschriebenen dritten Ausführungsform wird die vorliegende kinetische Viskosität KVp bei der vorliegenden Temperatur TMp, die tatsächlich erlangt wurde, bei der Basistemperatur TMb zu der geschätzten kinetischen Viskosität KVe umgewandelt. Somit ist es möglich, bei der Mehrzahl von Temperaturen TMp und TMb die kinetischen Viskositäten KVp und KVe zu erlangen, ohne auf das Verstreichen von Zeit zu warten. Indem die Temperatur-Kennlinie CKT ausgewählt wird, die der Kraftstoffzusammensetzung in einer kurzen Dauer entspricht, wird ein Erwärmen des Kraftstofffilters 11 unmittelbar gestartet, wenn die kinetische Viskosität KVj zur Überwachungszeit die minimale kinetische Viskosität KVm überschreitet. Es ist somit möglich, kontinuierlich eine hohe Filtereffizienz beizubehalten.
Vierte Ausführungsform
Eine vierte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist eine Modifikation der ersten Ausführungsform. Bei der vierten Ausführungsform ist, wie in 9 gezeigt wird, ein kinetischer Viskositäts-Sensor 4016, welcher ein ähnlicher Typ ist wie der kinetische Viskositäts-Sensor 16, an einer (in 9 nicht näher dargestellten) Montagestelle vorgesehen, die sich von der Montagestelle des kinetischen Viskositäts-Sensors 16 in dem Kraftstoffzufuhrpfad des Kraftstoffsystems 10 unterscheidet. Aus diesem Grund werden der kinetische Viskositäts-Sensor 16 und der kinetische Viskositäts-Sensor 4016 jeweils als ein erster kinetischer Viskositäts-Sensor 16 und ein zweiter kinetischer Viskositäts-Sensor 4016 bezeichnet.
Bei der Heizsteuerungsverarbeitung, die bei der vierten Ausführungsform durchgeführt wird, führt der Prozessor 50a nicht die Schritte S106, S107 und S108 aus, sondern führt anstelle der Schritte S101 bis S104 aufeinanderfolgend die Schritte S4100 bis 4104 aus.
Bei S4100 erlangt der Prozessor 50a auf Grundlage der Erfassungsinformationen des Temperatursensors 15 eine erste vorliegende Temperatur TMp1 des Kraftstoffs an der Montagestelle des ersten kinetischen Viskositäts-Sensors 16. Im Fall, dass der Temperatursensor 15 die Kraftstofftemperatur an oder nahe der Montagestelle des ersten kinetischen Viskositäts-Sensors 16 erfasst, erlangt der Prozessor 50a direkt die Erfassungstemperatur des Temperatursensors 15 als die erste vorliegende Temperatur TMp1. Im Fall, dass der Temperatursensor 15 die Kraftstofftemperatur an der Stelle erfasst, die von der Montagestelle des ersten kinetischen Viskositäts-Sensors 16 beabstandet ist, erlangt der Prozessor 50a durch eine Schätzung indirekt die erste vorliegende Temperatur TMp1 von der Erfassungstemperatur des Temperatursensors 15.
Bei S4101 erlangt der Prozessor 50a die erste vorliegende kinetische Viskosität KVp1 des Kraftstoffs auf Grundlage der Erfassungsinformationen des ersten kinetischen Viskositäts-Sensors 16 unter einer im Wesentlichen gleichen Temperatur wie der ersten vorliegenden Temperatur TMp1, die bei S4100 erlangt wurde. Bei S4102 erlangt der Prozessor 50a auf Grundlage der Erfassungsinformationen des Temperatursensors 15 eine Kraftstofftemperatur, die sich von der ersten vorliegenden Temperatur TMp1 unterscheidet, die bei S4104 erlangt wurde, als die zweite vorliegende Temperatur TMp2 des Kraftstoffs an der Montagestelle des zweiten kinetischen Viskositäts-Sensors 4016. Im Fall, dass der Temperatursensor 15 die Kraftstofftemperatur an der Stelle erfasst, die von der Montagestelle des zweiten kinetischen Viskositäts-Sensors 4016 beabstandet ist, erlangt der Prozessor 50a durch eine Schätzung indirekt die zweite vorliegende Temperatur TMp2 von der Erfassungstemperatur des Temperatursensors 15. Im Fall, dass der Temperatursensor 15 die Kraftstofftemperatur an oder nahe der Montagestelle des zweiten kinetischen Viskositäts-Sensors 4016 erfasst, erlangt der Prozessor 50a direkt die Erfassungstemperatur des Temperatursensors 15 als die zweite vorliegende Temperatur TMp2.
Bei S4103 erlangt der Prozessor 50a die zweite vorliegende kinetische Viskosität KVp2 des Kraftstoffs auf Grundlage der Erfassungsinformationen des zweiten kinetischen Viskositäts-Sensors 4016 unter der im Wesentlichen gleichen Temperatur wie der zweiten vorliegenden Temperatur TMp2, die bei S4102 erlangt wurde. Bei S4104 wählt der Prozessor 50a auf Grundlage der kinetischen Viskositäten KVp1 und KVp2 bei der Mehrzahl von Temperaturen TMp1 und TMp2 die Temperatur-Kennlinie CKT der kinetischen Viskosität KV aus. Genauer gesagt setzt der Prozessor 50a bei S4104 die erste vorliegende Temperatur TMp1 und die erste vorliegende Viskosität KVp1, die bei den Schritten S4100 und S4101 erlangt wurden, für die Kraftstofftemperatur TM der Gleichung (1) und die kinetische Viskosität KV der Gleichungen (1), (3) und (4) ein, um dadurch die Gleichung (8) abzuleiten, die bei der ersten Ausführungsform beschrieben wird. Der Prozessor 50a leitet ferner bei S4104 die folgende Gleichung (9) ab, indem dieser für TM in Gleichung (1) und KV in den Gleichungen (1), (3) und (4) jeweils die zweite vorliegende Temperatur TMp2 und die zweite vorliegende kinetische Viskosität KVp2, die bei S4102 und S4103 erlangt wurden, einsetzt. Der Prozessor 50a bestimmt bei S4104 anschließend die Koeffizienten „n“ und „m“, welche der vorliegenden Kraftstoffzusammensetzung entsprechen, indem dieser die gleichzeitigen Gleichungen (8) und (9) löst. Der Prozessor 50a wählt bei S4104 ferner auf die ähnliche Weise wie S104, der bei der ersten Ausführungsform beschrieben wird, die Temperatur-Kennlinie CKT aus, welche der vorliegenden Kraftstoffzusammensetzung entspricht. $log {log (KVp 1 + k)} = n - m \times logTMp 1$
$log {log (KVp 2 + k)} = n - m \times logTMp 2$
Bei der vorstehend beschriebenen vierten Ausführungsform entspricht ein Funktionsteil der ECU 50, welches die Schritte S4101 und S4103 ausführt, dem kinetischen Viskositäts-Erlangungsblock. Ein Funktionsteil der ECU 50, welches S4104 ausführt, entspricht dem Kennlinien-Auswählblock.
Es wird beachtet, dass es wahrscheinlich ist, dass sich die Kraftstofftemperatur zwischen der Mehrzahl von Stellen in dem Kraftstoffsystem 10 verändert. Bei der vierten Ausführungsform ist es allerdings möglich, die Temperatur-Kennlinie CKT, welche der Kraftstoffzusammensetzung entspricht, auf Grundlage der kinetischen Viskositäten KVp1 und KVp2 an der Mehrzahl von Stellen zweckmäßig als die kinetischen Viskositäten bei der Mehrzahl von Temperaturen TMp1 und TMp2 auszuwählen. Es ist somit möglich, die hohe Filtereffizienz kontinuierlich beizubehalten.
Fünfte Ausführungsform
Eine fünfte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist eine Modifikation der ersten Ausführungsform. Bei einer Heizsteuerungsverarbeitung der fünften Ausführungsform führt der Prozessor 50a aufeinanderfolgend anstelle der Schritte S105 und S5110 S5105 und anstelle der Schritte S110 und S111 S5111 aus, wie in 11 gezeigt wird.
Bei S5105 bestimmt der Prozessor 50a den maximalen Cloudpoint TMm unter den Cloudpointen des Kraftstoffs, welcher der Temperatur-Kennlinie CKT entspricht. Es wird als ein Ergebnis der Forschung und Erkenntnis der Erfinder beachtet, dass der Bereich einer Verteilung der Cloudpointe, an welchen der Kraftstoff sich wie ein Wachs verfestigt, sich abhängig von der Kraftstoffzusammensetzung bezüglich der kinetischen Viskositäten an den Cloudpointen unterscheidet, wie in 12 veranschaulicht wird. Es ist möglich, auf Grundlage eines Versuchsergebnisses oder eines Simulationsergebnisses, die zu der Zeit eines Produktentwurfs erlangt wurden, die Verteilung, die in 12 gezeigt wird, für jede Kraftstoffzusammensetzung im Voraus zu erlangen. Bei der fünften Ausführungsform wird der Cloudpoint, welcher derart vorhergesagt oder geschätzt wird, dass dieser einen maximalen Wert (schlechtesten Wert) annimmt, auf Grundlage der Verteilung jeder erlangten Kraftstoffzusammensetzung als der maximale Cloudpoint TMm für jede Kraftstoffzusammensetzung vorgegeben. Bei der Verteilung, die in 12 gezeigt wird, geben eine Mehrzahl von Punkten Versuchswerte von Cloudpointen relativ zu der kinetischen Viskosität des verfestigten Kraftstoffs an.
Aus diesem Grund sind der maximale Cloudpoint TMm und die Temperatur-Kennlinie CKT derart hergestellt, dass diese einander bei jeder Kraftstoffzusammensetzung entsprechen. In diesem Fall kann der maximale Cloudpoint TMm derart hergestellt werden, dass dieser den Koeffizienten „n“ und „m“ in Gleichung (1) entspricht, welche zum Beispiel die Temperatur-Kennlinie CKT angibt. Alternativ kann der maximale Cloudpoint TMm derart hergestellt werden, dass dieser der kinetischen Viskosität bei der Basistemperatur entspricht, welche die Gleichung (1) erfüllt. Somit bestimmt der Prozessor 50a bei S5105 den maximalen Cloudpoint TMm als einen Überwachungs-Schwellenwert, der bei S5110 verwendet werden soll. Der maximale Cloudpoint TMm entspricht der Temperatur-Kennlinie, die bei S104 ausgewählt wird, der bei der ersten Ausführungsform beschrieben wird.
Bei S5110, der in 11 gezeigt wird, bestimmt der Prozessor 50a eine Beziehung von Größen von TMj und TMm, indem dieser die Temperatur TMj zur Überwachungszeit, die bei S106 erlangt wurde, und den maximalen Cloudpoint TMm, der bei S105 als der Überwachungs-Schwellenwert bestimmt wird, vergleicht. Im Fall einer Bestimmung, dass die Temperatur TMj zur Überwachungszeit gleich oder kleiner als der maximale Cloudpoint TMm ist, führt der Prozessor 50a S5111 aus. Im Fall einer Bestimmung, dass die Temperatur TMj zur Überwachungszeit größer als der maximale Cloudpoint TMm ist, führt der Prozessor 50a S112 aus, der bei der ersten Ausführungsform beschrieben wird.
Der Prozessor 50a kann das Erwärmen des Filterelements 111 zum Beispiel auf die vorgegebene festgelegte Temperatur steuern. Bei der fünften Ausführungsform steuert der Prozessor 50a bei S5111 allerdings in Übereinstimmung mit einer Differenz zwischen dem maximalen Cloudpoint TMm und der Temperatur TMj zur Überwachungszeit, welche niedriger als der maximale Cloudpoint TMm ist, ein Erwärmen des Filterelements 111 auf eine Temperatur variabel.
Bei der vorstehend beschriebenen fünften Ausführungsform entspricht ein Funktionsteil der ECU 50, welches S5105 ausführt, dem Schwellenwert-Bestimmungsblock. Ein Funktionsteil der ECU 50, welches die Schritte S5110 und S5111 ausführt, entspricht dem Heizvorrichtungs-Steuerungsblock.
Gemäß der vorstehend beschriebenen fünften Ausführungsform wird die Temperatur-Kennlinie CKT, welche der Kraftstoffzusammensetzung entspricht, ähnlich wie bei der ersten Ausführungsform auf Grundlage der kinetischen Viskositäten KVl und KVp bei der Mehrzahl von Temperaturen TMl und TMp ausgewählt. Es ist somit möglich, den maximalen Cloudpoint TMm, welcher der Kraftstoffzusammensetzung entspricht, als den Überwachungs-Schwellenwert, welcher der ausgewählten Temperatur-Kennlinie CKT entspricht, zu bestimmen. Aus diesem Grund ist es selbst im Fall, dass sich die Kraftstoffzusammensetzung unterscheidet, möglich, den Kraftstoff vor einer Verfestigung zu schützen, welche dazu neigt, ein Verstopfen des Kraftstofffilters 11 zu verursachen, indem dieser die Heizvorrichtung 110 derart steuert, dass diese den Kraftstofffilter 11 erwärmt, wenn die Temperatur TMj zur Überwachungszeit auf oder unter den maximalen Cloudpoint TMm sinkt. Daher ist es möglich, die hohe Filtereffizienz des Kraftstofffilters 11 kontinuierlich beizubehalten.
Ferner wird die Heiztemperatur des Kraftstofffilters 11 gemäß der fünften Ausführungsform in Übereinstimmung mit der Differenz zwischen dem maximalen Cloudpoint TMm, der als der Überwachungs-Schwellenwert verwendet wird, und der Temperatur TMj zur Überwachungszeit, welche gleich oder niedriger als der maximale Cloudpoint TMm ist, variabel gesteuert. Da der Kraftstofffilter 11 auf das notwendige Maß erwärmt wird, um zu verhindern, dass der Kraftstoff sich verfestigt, ist es möglich, die hohe Filtereffizienz beizubehalten, während unterbunden wird, dass zum Erwärmen elektrische Energie verbraucht wird.
Sechste Ausführungsform
Eine sechste Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist eine Modifikation der fünften Ausführungsform. Bei einer Heizsteuerungsverarbeitung der sechsten Ausführungsform führt der Prozessor 50a aufeinanderfolgend anstelle der Schritte S5105 S6105a, die Schritte S6105b und S6105c aus, wie in 13 gezeigt wird.
Bei S6105a extrahiert der Prozessor 50a eine kinetische Basis-Viskosität KVb bei einer Basistemperatur TMb des Kraftstoffs als einen Parameter, welcher die Temperatur-Kennlinie CKT erfüllt, wie in 14 gezeigt wird. Genauer gesagt setzt der Prozessor 50a bei S6105 in Gleichung (1), welche die Temperatur-Kennlinie CKT definiert, in welche „n“ und „m“ eingeführt werden, für TM die Basistemperatur TMb ein. Bei S6105a extrahiert der Prozessor 50a die kinetische Basis-Viskosität KVb, welche der Kraftstoffzusammensetzung entspricht, wie in 14 gezeigt wird, durch Lösen der Gleichung (1), in welche für KV die Basistemperatur TMb eingesetzt wird. Die Basistemperatur TMb wird als die Kraftstofftemperatur vorgegeben, welche derart hergestellt ist, dass diese den Modelldaten entspricht, die in 15 gezeigt werden.
Bei S6105b schätzt der Prozessor 50a eine Destillations-Temperatur TMd von Kraftstoff, die in 15 gezeigt wird, als einen Parameter, welcher der kinetischen Basis-Viskosität bei der Basistemperatur TMb entspricht. Es wird als ein Ergebnis von Studium und Erkenntnis der Erfinder betrachtet, dass die Destillations-Temperatur TMd, bei welcher ein vorgegebener Prozentsatz von Kraftstoff durch Destillation destilliert wird, eine Korrelation bezüglich der kinetischen Basis-Viskosität KVb bei der Basistemperatur TMb aufweist, wie beispielhaft in 15 gezeigt wird. Es wird ferner als ein Ergebnis von Forschung und Erkenntnis der Erfinder betrachtet, dass die Destillations-Temperatur TMd, bei welcher vorzugsweise 50 % oder mehr und weiterhin bevorzugt 90 % oder mehr Kraftstoff als der vorgegebene Prozentsatz durch Destillation destilliert wird, eine Korrelation bezüglich der kinetischen Basis-Viskosität KVb bei der Basistemperatur TMb aufweist. In 15 wird eine Destillation von 90 % von Kraftstoff veranschaulicht.
Die Korrelation der Destillations-Temperatur TMd relativ zu der kinetischen Basis-Viskosität KVb wird zum Beispiel für jede Basistemperatur TMb im Voraus auf Grundlage eines Versuchsergebnisses oder eines Simulationsergebnisses vorgegeben, die zu der Produktentwurfszeit erlangt wurden. Bei der sechsten Ausführungsform wird die Korrelation der Destillations-Temperatur TMd relativ zu der kinetischen Basis-Viskosität KVb bei der Basistemperatur TMb als Modelldaten eingestellt, wie in 15 gezeigt wird. Der Prozessor 50a führt unter Bezugnahme auf diese Modelldaten bei S6105 einen Schätzbetrieb durch. Genauer gesagt schätzt der Prozessor 50a bei S6105b die Destillations-Temperatur TMd, indem dieser die kinetische Basis-Viskosität KVb, die bei S6105a extrahiert wird, in die Modelldaten einführt.
Bei S6105c, der in 13 gezeigt wird, bestimmt der Prozessor 50a den maximalen Cloudpoint TMm als den Überwachungs-Schwellenwert, der in S5110, der bei der fünften Ausführungsform beschrieben wird, verwendet werden soll. Es wird als Ergebnis von Forschung und Erkenntnis des Erfinders beachtet, dass der Cloudpoint relativ zu der Destillations-Temperatur TMd von Kraftstoff eine Korrelation aufweist, die in 16 gezeigt wird.
Die Korrelation des Cloudpoints relativ zu der Destillations-Temperatur TMd wird zum Beispiel auf Grundlage eines Versuchsergebnisses oder eines Simulationsergebnisses der Produktentwurfszeit vorgegeben. Bei der sechsten Ausführungsform wird die Korrelation des Cloudpoints relativ zu der Destillations-Temperatur TMd als Modelldaten eingestellt, wie in 16 gezeigt wird. Der Prozessor 50a führt unter Bezugnahme auf diese Modelldaten bei S6105c einen Bestimmungsbetrieb durch. Genauer gesagt berechnet der Prozessor 50a bei S6105c einen idealen Cloudpoint TMi als einen idealen Wert des Cloudpoints, welcher der Destillations-Temperatur TMd entspricht, indem die Destillations-Temperatur TMd, die bei S6105b extrahiert wird, in die Modelldaten eingeführt wird. Beim nächsten Schritt S6105c stellt der Prozessor 50a einen Cloudpoint-Änderungsbereich ΔTM ein, um welchen sich der tatsächliche bzw. Ist-Cloudpoint erwartungsgemäß oder schätzungsweise verändert. Der Cloudpoint-Änderungsbereich ΔTM beinhaltet den berechneten idealen Cloudpoint TMi. Bei S6105c bestimmt der Prozessor 50a einen maximalen Wert (schlechtesten Wert) in dem eingestellten Cloudpoint-Änderungsbereich ΔTM derart, dass dieser der maximale Cloudpoint TMm ist. Wie vorstehend beschrieben wird, bestimmt der Prozessor 50a den maximalen Cloudpoint TMm als den Überwachungs-Schwellenwert, der in S5110 verwendet wird, auf Grundlage der Destillations-Temperatur TMd, welche der kinetischen Basis-Viskosität KVb entspricht, welche die Temperatur-Kennlinie CKT erfüllt.
Bei der vorstehend beschriebenen sechsten Ausführungsform entspricht ein Funktionsteil der ECU 50, welches S6105a ausführt, einem Basis-Extraktionsblock. Ein Funktionsteil der ECU 50, welches S6105b ausführt, entspricht einem Destillations-Schätzblock. Ferner entspricht ein Funktionsteil der ECU 50, welches S6105c ausführt, dem Schwellenwert-Bestimmungsblock.
Gemäß der vorstehend beschriebenen sechsten Ausführungsform wird die Temperatur-Kennlinie CKT der kinetischen Viskosität, welche der Kraftstoffzusammensetzung entspricht, ähnlich wie bei der ersten Ausführungsform auf Grundlage der kinetischen Viskositäten KVl und KVp bei einer Mehrzahl von Temperaturen TMl und TMp ausgewählt. Es ist somit möglich, den maximalen Cloudpoint TMm, welcher der Kraftstoffzusammensetzung entspricht, als den Überwachungs-Schwellenwert, welcher der Destillations-Temperatur TMd entspricht, welche der kinetischen Basis-Viskosität entspricht, welche die ausgewählte Temperatur-Kennlinie CKT erfüllt, zu bestimmen. Aus diesem Grund ist es selbst im Fall, dass sich die Kraftstoffzusammensetzung unterscheidet, möglich, den Kraftstoff vor einer Verfestigung zu schützen, welche dazu neigt, ein Verstopfen des Kraftstofffilters 11 zu verursachen, indem dieser die Heizvorrichtung 110 derart steuert, dass diese den Kraftstofffilter 11 erwärmt, wenn die Temperatur TMj zur Überwachungszeit auf den maximalen Cloudpoint TMm abfällt oder niedriger ist als dieser. Daher ist es möglich, die hohe Filtereffizienz des Kraftstofffilters 11 kontinuierlich beizubehalten.
Andere Ausführungsform
Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die Ausführungsformen beschränkt, die vorstehend beschrieben werden, sondern kann unterschiedlich umgesetzt werden, wie untenstehend erläutert wird.
Genauer gesagt können die vorliegende Temperatur TMp, TMp1, TMp2, eine Temperatur TMf vor dem Starten und eine Temperatur TMj zur Überwachungszeit als eine erste Modifikation bei den ersten bis sechsten Ausführungsformen auf Grundlage eines Betriebszustands der Maschine 1 mit interner Verbrennung durch Schätzung erlangt werden. Gemäß der ersten Modifikation müssen die Erfassungsinformationen des Temperatursensors 15 und der Temperatursensor 15 selbst nicht vorgesehen sein. Ferner kann gemäß der ersten Modifikation eine häufig verwendete Bedingung wie beispielsweise eine Niedrigdruck-Bedingung oder eine Mitteldruck-Bedingung von Kraftstoff nach einem vollständigen Aufwärmen der Maschine 1 mit interner Verbrennung als die Betriebsbedingung zum Schätzen der vorliegenden Temperatur TMp, TMp1 und TMp2, der Temperatur TMf vor dem Starten und der Temperatur TMj zur Überwachungszeit verwendet werden.
Als eine zweite Modifikation können bei der vierten Ausführungsform die erste vorliegende kinetische Viskosität KVp1 bei der ersten vorliegenden Temperatur TMp1 und die zweite vorliegende kinetische Viskosität KVp2 bei der zweiten vorliegenden Temperatur TMp2 auf Grundlage des einzelnen kinetischen Viskositäts-Sensors 16 erlangt werden, solange sich die vorliegenden kinetischen Viskositäten KVp1 und LVp2 voneinander unterscheiden. Bei der zweiten Modifikation wird die zweite vorliegende Temperatur TMp2 an der Montageposition des kinetischen Viskositäts-Sensors 16 in Übereinstimmung mit der vorliegenden Temperatur TMp bei der ersten Ausführungsform erlangt.
Als eine dritte Modifikation können bei den fünften und sechsten Ausführungsformen die Schritte S2100 bis S2104, welcher S101 vorausgeht, aufeinanderfolgend ausgeführt werden, ähnlich wie bei der zweiten Ausführungsform, ohne dass die Schritte S107 bis S109 ausgeführt werden, wie in 17 und 18 gezeigt wird.
Als eine vierte Modifikation können bei den fünften und sechsten Ausführungsformen anstelle der Schritte S103 und S104 jeweils die Schritte S3103 und S3104 ausgeführt werden, ähnlich wie bei der dritten Ausführungsform, ohne dass die Schritte S101 und S107 bis S 109 ausgeführt werden, wie in 19 und 20 gezeigt wird.
Als eine fünfte Modifikation können bei den fünften und sechsten Ausführungsformen anstelle der Schritte S101 bis S104 jeweils die Schritte S4100 bis S4104 aufeinanderfolgend ausgeführt werden, ähnlich wie bei der vierten Ausführungsform, ohne dass die Schritte S107 bis S109 ausgeführt werden, wie in 21 und 22 gezeigt wird.
Als eine sechste Modifikation kann bei den ersten bis sechsten Ausführungsformen zumindest ein Teil der Heizsteuerungsverarbeitung anstelle einer Software-Steuerung durch den Prozessor 50a durch Hardware einer oder einer Mehrzahl von integrierten Schaltungen ausgeführt werden.

Claims

Kraftstoffsystem-Steuerungsapparat (50) eingerichtet zum Steuern eines Heizbetriebs einer Heizvorrichtung (110) eines Kraftstofffilters (11), welcher Kraftstoff filtert, der einer Brennkammer (1a) in einem Kraftstoffsystem (10) einer Maschine (1) mit interner Verbrennung zugeführt wird, wobei der Kraftstoffsystem-Steuerungsapparat (50) aufweist: einen kinetischen Viskositäts-Erlangungsblock (50a; S101, S103, S108, S109, S2102, S2103, S2104, S3103, S4101, S4103) eingerichtet zum Erlangen kinetischer Viskositäten bei einer Mehrzahl von Temperaturen; einen Kennlinien-Auswählblock (50a; S104, S3104, S4104) eingerichtet zum Auswählen einer Temperatur-Kennlinie einer kinetischen Viskosität, die einer Kraftstoffzusammensetzung entspricht, welche den Kraftstoff bildet, auf Grundlage der kinetischen Viskositäten bei der Mehrzahl von Temperaturen, die durch den kinetischen Viskositäts-Erlangungsblock (50a; S101, S103, S108, S109, S2102, S2103, S2104, S3103, S4101, S4103) erlangt wurden; einen Schwellenwert-Bestimmungsblock (50a; S105) eingerichtet zum Bestimmen einer minimalen Viskosität bei einem Cloudpoint des Kraftstoffs als einen Überwachungs-Schwellenwert, welcher der Temperatur-Kennlinie entspricht, die durch den Kennlinien-Auswählblock (50a; S104, S3104, S4104) ausgewählt wird; und einen Heizvorrichtungs-Steuerungsblock (50a: S110, S111) eingerichtet zum Steuern der Heizvorrichtung (111) des Kraftstofffilters (11) im Fall, dass die kinetische Viskosität des Kraftstoffs gleich oder größer als die minimale kinetische Viskosität ist, die durch den Schwellenwert-Bestimmungsblock (50a; S105) bestimmt wird.
Kraftstoffsystem-Steuerungsapparat gemäß Anspruch 1, wobei: der Heizvorrichtungs-Steuerungsblock (50a; S110, S111) eine Heiztemperatur des Kraftstofffilters (11) auf eine Temperatur steuert, welche in Übereinstimmung mit einer Differenz zwischen der minimalen kinetischen Viskosität, die durch den Schwellenwert-Bestimmungsblock (50a; S105) bestimmt wird, und einer kinetischen Viskosität, die größer ist als die minimale kinetische Viskosität, variabel ist.
Kraftstoffsystem-Steuerungsapparat (50) eingerichtet zum Steuern eines Heizbetriebs einer Heizvorrichtung (110) eines Kraftstofffilters (11), welcher Kraftstoff filtert, der einer Brennkammer (1a) in einem Kraftstoffsystem (10) einer Maschine (1) mit interner Verbrennung zugeführt wird, wobei der Kraftstoffsystem-Steuerungsapparat (50) aufweist: einen kinetischen Viskositäts-Erlangungsblock (50a; S101, S103, S108, S109, S2102, S2103, S2104, S3103, S4101, S4103) eingerichtet zum Erlangen kinetischer Viskositäten bei einer Mehrzahl von Temperaturen; einen Kennlinien-Auswählblock (50a; S104, S3104, S4104) eingerichtet zum Auswählen einer Temperatur-Kennlinie einer kinetischen Viskosität, die einer Kraftstoffzusammensetzung entspricht, welche den Kraftstoff bildet, auf Grundlage der kinetischen Viskositäten bei der Mehrzahl von Temperaturen, die durch den kinetischen Viskositäts-Erlangungsblock (S101, S103, S108, S109, S2102, S2103, S2104, S3103, S4101, S4103) erlangt wurden; einen Schwellenwert-Bestimmungsblock (50a; S5105) eingerichtet zum Bestimmen eines maximalen Cloudpoints des Kraftstoffs als einen Überwachungs-Schwellenwert, welcher der Temperatur-Kennlinie entspricht, die durch den Kennlinien-Auswählblock (50a; S104, S3104, S4104) ausgewählt wird; und einen Heizvorrichtungs-Steuerungsblock (50a; S5110, S5111) eingerichtet zum Steuern der Heizvorrichtung (111) des Kraftstofffilters (11) im Fall, dass eine Kraftstofftemperatur des Kraftstoffs gleich oder kleiner als der maximale Cloudpoint ist, der durch den Schwellenwert-Bestimmungsblock (50a; S5105) bestimmt wird.
Kraftstoffsystem-Steuerungsapparat (50) eingerichtet zum Steuern eines Heizbetriebs einer Heizvorrichtung (110) eines Kraftstofffilters (11), welcher Kraftstoff filtert, der einer Brennkammer (1a) in einem Kraftstoffsystem (10) einer Maschine (1) mit interner Verbrennung zugeführt wird, wobei der Kraftstoffsystem-Steuerungsapparat (50) aufweist: einen kinetischen Viskositäts-Erlangungsblock (50a; S101, S103, S108, S109, S2102, S2103, S2104, S3103, S4101, S4103) eingerichtet zum Erlangen kinetischer Viskositäten bei einer Mehrzahl von Temperaturen; einen Kennlinien-Auswählblock (50a; S104, S3104, S4104) eingerichtet zum Auswählen einer Temperatur-Kennlinie einer kinetischen Viskosität, die einer Kraftstoffzusammensetzung entspricht, welche den Kraftstoff bildet, auf Grundlage der kinetischen Viskositäten bei der Mehrzahl von Temperaturen, die durch den kinetischen Viskositäts-Erlangungsblock (50a; S101, S103, S108, S109, S2102, S2103, S2104, S3103, S4101, S4103) erlangt wurden; einen Basis-Extraktionsblock (50a; S6105a) eingerichtet zum Extrahieren einer kinetischen Basis-Viskosität bei einer Basistemperatur des Kraftstoffs als einen Parameter, welcher die Temperatur-Kennlinie erfüllt, die durch den Kennlinien-Auswählblock (50a; S104, S3104, S4104) ausgewählt wird; einen Destillations-Schätzblock (50a; S6105b) eingerichtet zum Schätzen einer Destillations-Temperatur des Kraftstoffs als einen Parameter, welcher der kinetischen Basis-Viskosität entspricht, die durch den Basis-Extraktionsblock (50a; S6105a) extrahiert wird; einen Schwellenwert-Bestimmungsblock (50a; S6105c) eingerichtet zum Bestimmen eines maximalen Cloudpoints des Kraftstoffs als einen Überwachungs-Schwellenwert, welcher der Destillations-Temperatur entspricht, die durch den Destillations-Schätzblock (50a; S6105b) geschätzt wird; und einen Heizvorrichtungs-Steuerungsblock (50a; S5110, S5111) eingerichtet zum Steuern der Heizvorrichtung (111) des Kraftstofffilters (11) im Fall, dass eine Kraftstofftemperatur des Kraftstoffs gleich oder kleiner als der maximale Cloudpoint ist, der durch den Schwellenwert-Bestimmungsblock (50a; S6105c) bestimmt wird.
Kraftstoffsystem-Steuerungsapparat gemäß Anspruch 3 oder 4, wobei der Heizvorrichtungs-Steuerungsblock (50a; S5110, S5111) eine Heiztemperatur des Kraftstofffilters (11) auf eine Temperatur steuert, welche in Übereinstimmung mit einer Differenz zwischen dem maximalen Cloudpoint, der durch den Schwellenwert-Bestimmungsblock (50a; S5105, S6105c) bestimmt wird, und einer Temperatur, die kleiner ist als der maximale Cloudpoint, variabel ist.
Kraftstoffsystem-Steuerungsapparat gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei: der kinetische Viskositäts-Erlangungsblock (50a; S101, S103, S108, S109) eine kinetische Viskosität zu einer letzten Zeit bei einem letzten Betrieb der Maschine (1) mit interner Verbrennung und eine kinetische Viskosität zu einer Startzeit bei einem vorliegenden Betrieb der Maschine (1) mit interner Verbrennung als die kinetischen Viskositäten bei der Mehrzahl von Temperaturen erlangt.
Kraftstoffsystem-Steuerungsapparat gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei: der kinetische Viskositäts-Erlangungsblock (50a; S101, S103, S2102, S2103, S2104) eine kinetische Viskosität vor dem Starten der Maschine (1) mit interner Verbrennung und eine kinetische Viskosität nach dem Starten der Maschine mit interner Verbrennung als die kinetischen Viskositäten bei der Mehrzahl von Temperaturen erlangt.
Kraftstoffsystem-Steuerungsapparat gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, ferner aufweisend: einen Temperatur-Erlangungsblock (50a; S102) eingerichtet zum Erlangen einer vorliegenden Temperatur des Kraftstoffs, wobei der kinetische Viskositäts-Erlangungsblock (50a; S103, S3103) eine vorliegende kinetische Viskosität bei der vorliegenden Temperatur, die durch den Temperatur-Erlangungsblock (50a; S102) erlangt wurde, und eine geschätzte kinetische Viskosität, welche von der vorliegenden kinetischen Viskosität umgewandelt wird, als einen geschätzten Wert bei einer Basistemperatur, als die kinetischen Viskositäten bei der Mehrzahl von Temperaturen erlangt.
Kraftstoffsystem-Steuerungsapparat gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei: der kinetische Viskositäts-Erlangungsblock (50a; S4101, S4103) kinetische Viskositäten an einer Mehrzahl von Stellen in dem Kraftstoffsystem (10) als die kinetischen Viskositäten bei der Mehrzahl von Temperaturen erlangt.