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Die vorliegende Offenbarung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Ermitteln einer Kraftstofftemperatur eines Kraftstoffs, der sich innerhalb eines Hochdruckbereichs eines Einspritzsystems einer Brennkraftmaschine befindet, wobei das Einspritzsystem eine Hochdruckpumpe und einen Hochdrucksensor, der dem Hochdruckbereich zugeordnet ist, aufweist.
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Bei Einspritzsystemen, die dazu verwendet werden, den Kraftstoff, insbesondere direkt, in Brennräume der Brennkraftmaschine einzuspritzen, wird der Kraftstoff zunächst mittels der Hochdruckpumpe mit einem hohen Druck im Bereich von 1500 bar bis 3000 bar bei Dieselanwendungen und im Bereich von 150 bar bis 500 bar bei Benzinanwendungen beaufschlagt, und dann in dem Hochdruckbereich gespeichert. Wird der Kraftstoff dann zur Verbrennung in den Brennräumen der Brennkraftmaschine benötigt, entnehmen an dem Hochdruckbereich angeordnete Kraftstoffinjektoren diesen druckbeaufschlagten Kraftstoff dem Hochdruckbereich. Über die jeweiligen Kraftstoffinjektoren wird der Kraftstoff dann in den zugeordneten Brennraum der Brennkraftmaschine eingespritzt.
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Die Kraftstofftemperatur ist eine wichtige Information in modernen Diesel- oder Benzin-Brennkraftmaschinen zur optimalen Steuerung der Brennkraftmaschine. Die Kraftstofftemperatur ist beispielsweise notwendig, um die Kraftstoffmenge, die für die optimale Verbrennung in der Brennkraftmaschine benötigt wird zu bestimmen. Ist der Kraftstoff vergleichsweise warm, ist seine Dichte gering und es wird eine größere Kraftstoffmenge für eine optimale Verbrennung benötigt. Ist der Kraftstoff vergleichsweise kalt, dann ist die Dichte des Kraftstoffs vergleichsweise hoch, sodass weniger Kraftstoff in die Brennkraftmaschine für eine optimale Verbrennung eingespritzt werden muss. Ohne Informationen bezüglich der Kraftstofftemperatur in dem Hochdruckbereich des Einspritzsystems ist eine optimale Einspritzung für eine gute Verbrennung nur erschwert möglich.
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Die Kraftstofftemperatur des Kraftstoffs in dem Hochdruckbereich wird herkömmlich mittels eines Kraftstofftemperatursensors erfasst. Der Kraftstofftemperatursensor erhöht die Komplexität und die Kosten des Einspritzsystems. Außerdem stellt der Kraftstofftemperatursensor eine anfällige Komponente des Einspritzsystems dar.
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Aufgabe der vorliegenden Offenbarung ist es, ein Verfahren und eine Vorrichtung zu schafften, mit dem beziehungsweise mit der eine zuverlässige Ermittlung der Kraftstofftemperatur eines Kraftstoffs, der sich innerhalb eines Hochdruckbereichs eines Einspritzsystems einer Brennkraftmaschine befindet, ohne Verwendung eines Kraftstofftemperatursensors, der dem Hochdruckbereich des Einspritzsystems zugeordnet ist, ermöglicht ist.
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Die Aufgabe wird gelöst durch die Merkmale der unabhängigen Patentansprüche. Vorteilhafte Ausgestaltungen der vorliegenden Offenbarung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
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Gemäß der vorliegenden Offenbarung weist ein Verfahren zum Ermitteln der Kraftstofftemperatur eines Kraftstoffs, der sich innerhalb eines Hochdruckbereichs eines Einspritzsystems einer Brennkraftmaschine befindet, wobei das Einspritzsystem eine Hochdruckpumpe und einen Hochdrucksensor, der dem Hochdruckbereich zugeordnet ist, aufweist, folgende Schritte auf:
- - Erfassen eines Messsignals mit dem Hochdrucksensor, das charakteristisch für den Kraftstoffdruck innerhalb des Hochdruckbereichs ist, wobei aus dem Messsignal einerseits eine Kraftstoffdruckänderung des Kraftstoffdrucks innerhalb des Hochdruckbereichs ermittelt wird, und wobei aus dem Messsignal andererseits ein durchschnittlicher Kraftstoffdruck während einer bestimmten Zeitspanne ermittelt wird;
- - Bereitstellen einer Kraftstoffmenge aus der Hochdruckpumpe, die in den Hochdruckbereich gepumpt wird, aufgrund dessen sich der Kraftstoffdruck innerhalb des Hochdruckbereichs geändert hat;
- - Bereitstellen eine Hochdruckvolumens, das dem Volumen innerhalb des Hochdruckbereichs entspricht;
- - Ermitteln eines Kompressionsmoduls des Kraftstoffs mittels der Kraftstoffdruckänderung, der Kraftstoffmenge und des Hochdruckvolumens;
- - Ermitteln der Kraftstofftemperatur innerhalb des Hochdruckbereichs mittels des ermittelten Kompressionsmoduls und des ermittelten durchschnittlichen Kraftstoffdrucks innerhalb des Hochdruckbereichs.
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Die Brennkraftmaschine weist das Einspritzsystem auf, das dazu eingerichtet ist Kraftstoff in die Brennräume der Brennkraftmaschine zur Verbrennung einzuspritzen. Das Einspritzsystem weist diesbezüglich die Hochdruckpumpe auf, die dazu eingerichtet ist, Kraftstoff aus einem Reservoir, beispielsweise einem Tank, mit Druck zu beaufschlagen. Der druckbeaufschlagte Kraftstoff sammelt sich in dem Hochdruckbereich des Einspritzsystems bevor er in die Brennräume der Brennkraftmaschine eingespritzt wird. Das Einspritzsystem weist zusätzlich einen Hochdrucksensor auf, der dem Hochdruckbereich zugeordnet ist und, der dazu eingerichtet ist das Messsignal zu erfassen, das charakteristisch für den Kraftstoffdruck innerhalb des Hochdruckbereichs ist. Gemäß der vorliegenden Offenbarung kann aus dem Messsignal einerseits die Kraftstoffdruckänderung des Kraftstoffdrucks innerhalb des Hochdruckbereichs ermittelt werden. Dies bedeutet, dass aus dem Messsignal die Kraftstoffdruckänderung des Kraftstoffs innerhalb des Hochdruckbereichs abgelesen werden kann. Gemäß der vorliegenden Offenbarung kann aus dem Messsignal zusätzlich der durchschnittliche Kraftstoffdruck während der bestimmten Zeitspanne ermittelt werden. Dies bedeutet, dass aus dem Messsignal der durchschnittliche Kraftstoffdruck des Kraftstoffs innerhalb des Hochdruckbereichs während der bestimmten Zeitspanne ermittelt, beziehungsweise ausgelesen, werden kann.
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Gemäß der vorliegenden Offenbarung wird die Kraftstoffmenge aus der Hochdruckpumpe bereitgestellt, die in den Hochdruckbereich gepumpt wurde, aufgrund dessen sich der Kraftstoffdruck innerhalb des Hochdruckbereichs änderte. Die Hochdruckpumpe ist, wie oben ausgeführt, dazu eingerichtet Kraftstoff in den Hochdruckbereich zu pumpen. Die Hochdruckpumpe kann dabei sehr genau die Kraftstoffmenge dosieren, die in den Hochdruckbereich gepumpt werden soll, und dementsprechend kann die Kraftstoffmenge, die in den Hochdruckbereich gepumpt wurde, für weitere Verfahrensschritte bereitgestellt werden.
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Gemäß der vorliegenden Offenbarung wird das Hochdruckvolumen bereitgestellt. Das Hochdruckvolumen ist das Volumen innerhalb des Hochdruckbereichs. Mit anderen Worten entspricht das Hochdruckvolumen jedem Volumen einer Menge an Fluid, das den gesamten Hochdruckbereich vollständig ausfüllt. Gemäß einer Ausführungsform entspricht das Hochdruckvolumen dem Volumen in Strömungsrichtung ausgehend von der Hochdruckpumpe bis zu den Injektorventilen. Das Hochdruckvolumen kann gemäß einer Ausführungsform während der Entwicklung des Einspritzsystems ausgemessen werden und entsprechend in einem Speicher hinterlegt werden.
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Gemäß der vorliegenden Offenbarung wird der Kompressionsmodul des Kraftstoffs mittels der Kraftstoffdruckänderung, der Kraftstoffmenge und des bereitgestellten Hochdruckvolumens ermittelt. Der Kompressionsmodul ist eine stoffeigene physikalische Größe. Er beschreibt, welche allseitige Druckänderung nötig ist, um eine bestimmte Volumenänderung hervorzurufen, wobei jedoch kein Phasenübergang des Mediums auftreten darf. Der Kompressionsmodul des Kraftstoffs kann demgemäß anhand der Kraftstoffdruckänderung, der für die Kraftstoffdruckänderung eingebrachte Kraftstoffmenge und mittels des Hochdruckvolumens ermittelt werden. Der Kompressionsmodul kann allgemein gemäß nachstehender Formel ermittelt werden, wobei K für Kompressionsmodul, V für Volumen, dp für infinitesimale Druckänderung und dV für infinitesimale Volumenänderung steht.
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Gemäß der vorliegenden Offenbarung wird die Kraftstofftemperatur innerhalb des Hochdruckbereichs mittels des ermittelten Kompressionsmoduls und des ermittelten durchschnittlichen Kraftstoffdrucks innerhalb des Hochdruckbereichs ermittelt. Der Kompressionsmodul ist im Wesentlichen invers proportional zu der Kraftstofftemperatur bei einem bestimmten Kraftstoffdruck. Wie oben ausgeführt wird der Kompressionsmodul entsprechend dem im Hochdruckbereich befindlichen Kraftstoff ermittelt. Zusätzlich wird gemäß der vorliegenden Offenbarung der durchschnittliche Kraftstoffdruck mittels des Messsignals ermittelt. Das Messsignal kann gemäß einer Ausführungsform dazu über eine bestimmte Zeitspanne gemittelt werden. Anhand des Zusammenhangs zwischen dem Kompressionsmodul und der Temperatur kann demgemäß sehr einfach auf die Kraftstofftemperatur innerhalb des Hochdruckbereichs geschlossen werden, beziehungsweise diese ermittelt werden.
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Gemäß der vorliegenden Offenbarung ist es möglich allein mittels des Messsignals des Hochdrucksensors, Informationen der Hochdruckpumpe und des Volumens des Hochdruckbereichs die Kraftstofftemperatur des sich innerhalb des Hochdruckbereichs befindlichen Kraftstoffs zu ermitteln.
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Das Verfahren weist zur Kraftstofftemperaturermittlung demgemäß keinen zusätzlichen Kraftstofftemperatursensor, der dem Hochdruckbereich zugeordnet ist auf. Dadurch ist das Verfahren zum Ermitteln der Kraftstofftemperatur vorteilhaft einfach durchführbar. Das Einspritzsystem gemäß der vorliegenden Offenbarung ist demgemäß besonders einfach aufgebaut, da es keinen zusätzlichen Kraftstofftemperatursensor, der dem Hochdruckbereich zugeordnet ist, aufweist. Insgesamt kann mittels des Verfahrens gemäß der vorliegenden Offenbarung auf zuverlässige und einfache Art und Weise die Kraftstofftemperatur des Kraftstoffs, der sich innerhalb des Hochdruckbereichs des Einspritzsystems befindet, ermittelt werden.
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Gemäß einer Ausführungsform wird die Kraftstoffdruckänderung innerhalb des Hochdruckbereichs aus einem bestimmten Abschnitt des Messsignals des Hochdrucksensors ermittelt, wobei der bestimmte Abschnitt während eines Schubabschaltungsbetriebs der Brennkraftmaschine erfasst wird. Die Schubabschaltung ist eine beabsichtigte, temporäre Unterbrechung der Kraftstoffzufuhr zu der Brennkraftmaschine, wenn diese keine Leistung abgeben soll, sondern durch die in Schwung befindlichen Massen geschleppt, d.h. angetrieben, wird.
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Der Kraftstoffdruck innerhalb des Hochdruckbereichs wird mittels der Hochdruckpumpe erhöht. Wenn Kraftstoff in den Brennraum der Brennkraftmaschine beispielsweise mittels Injektoren abgegeben wird, sinkt der Kraftstoffdruck innerhalb des Hochdruckbereichs. Während des Schubabschaltens beziehungsweise in dem Schubabschaltungsbetrieb der Brennkraftmaschine kann der Kraftstoffdruck innerhalb des Hochdruckbereichs konstant gehalten werden beziehungsweise der Kraftstoffdruck innerhalb des Hochdruckbereichs kann mittels der Hochdruckpumpe erhöht werden ohne dass Kraftstoff via die Injektoren aus dem Hochdruckbereich in die Brennräume eingespritzt wird. Eine solche Erhöhung dient gemäß dieser Ausführungsform zur Ermittlung der Kraftstoffdruckänderung aufgrund der Kraftstoffmenge aus der Hochdruckpumpe. Wird die Kraftstoffdruckänderung während des Schubabschaltbetriebs der Brennkraftmaschine ermittelt, kann daraus vorteilhaft einfach, robust und genau der aktuell herrschende Kompressionsmodul des Kraftstoffs innerhalb des Hochdruckbereichs ermittelt werden, da eine Drucksenkung in dem Hochdruckbereich aufgrund des Einspritzens von Kraftstoff in den Brennraum via die Injektoren nicht stattfindet. Aus dem daraus ermittelten Kompressionsmodul kann anschließend vorteilhaft robust und genau die entsprechende Kraftstofftemperatur des Kraftstoffs innerhalb des Hochdruckbereichs ermittelt werden.
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Gemäß einer Ausführungsform wird die Kraftstoffdruckänderung mittels folgender Schritte ermittelt:
- - Ermitteln eines ersten Kraftstoffdrucks während einer ersten Phase, in der die Hochdruckpumpe angesteuert wurde, den Kraftstoffdruck innerhalb des Hochdruckbereichs um einen ersten Wert anzuheben;
- - Ermitteln eines zweiten Kraftstoffdrucks während einer zweiten von der ersten zeitlich abweichenden Phase, in der die Hochdruckpumpe angesteuert wurde, den Kraftstoff innerhalb des Hochdruckbereichs um einen zweiten von dem ersten Wert abweichenden Wert anzuheben;
- - Ermitteln einer Ansteuerdifferenz mittels einer Differenzbildung aus dem ersten Wert und dem zweiten Wert;
- - Ermitteln der Kraftstoffdruckänderung bei ermittelter Ansteuerdifferenz mittels einer Differenzbildung aus dem ersten Kraftstoffdruck und dem zweiten Kraftstoffdruck.
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Der erste Kraftstoffdruck wird gemäß dieser Ausführungsform aus dem Messsignal des Hochdrucksensors während der ersten Phase ermittelt. Der zweite Kraftstoffdruck wird gemäß dieser Ausführungsform aus dem Messsignal während der zweiten Phase ermittelt. Es ist gemäß dieser Ausführungsform denkbar, dass sich der Kraftstoffdruck innerhalb des Hochdruckbereichs zusätzlich aufgrund von anderen Einflüssen wie beispielsweise aufgrund von Rückführventilen oder anderen Druckänderungsvorrichtungen ändert. Solche Kraftstoffdruckänderungen können gemäß dieser Ausführungsform mitberücksichtigt werden. Während der ersten Phase kann die Hochdruckpumpe beispielsweise derart angesteuert werden, den Kraftstoffdruck innerhalb des Hochdruckbereichs um 20% anzuheben. Während der zweiten Phase kann die Hochdruckpumpe beispielsweise derart angesteuert werden, den Kraftstoffdruck innerhalb des Hochdruckbereichs um 10% anzuheben. Randbedingungen wie beispielsweise oben erwähnte Druckänderungsvorrichtungen oder Ungenauigkeiten bei der Druckerhöhung führen während der ersten und der zweiten Phase jeweils zu einem Druckverlust einer bestimmten Prozentzahl, beispielsweise von 2%. Die Ansteuerdifferenz kann gemäß einer Ausführungsform dadurch ermittelt werden, indem der erste Wert von dem zweiten Wert abgezogen wird. Die Ansteuerdifferenz kann gemäß einer anderen Ausführungsform dadurch ermittelt werden, indem der zweite Wert von dem ersten Wert abgezogen wird. Wird die Ansteuerdifferenz dadurch ermittelt indem der erste Wert von dem zweiten Wert abgezogen wird beträgt die Ansteuerdifferenz gemäß dem oben genannten Beispiel 10%. Die Einflüsse der Randbedingungen können demgemäß vernachlässigt werden, da sie für den ersten und zweiten Wert im Wesentlichen gleichbleiben. Dadurch, dass bei der Kraftstoffdruckänderung gemäß dieser Ausführungsform dies berücksichtigt wird, ist die Ermittlung der Kraftstoffdruckänderung bei bestehenden Randbedingungen vorteilhaft genau und einfach durchführbar.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform wird die Hochdruckpumpe während des Schubabschaltungsbetriebs angesteuert, um den Kraftstoffdruck innerhalb des Hochdruckbereichs um den ersten Wert während der ersten Phase und um den zweiten Wert während der zweiten Phase anzuheben. Es kann beispielsweise erkannt werden, dass die Brennkraftmaschine während einer bestimmten Zeit im Schubabschaltungsbetrieb betrieben wird. Wird dies erkannt, kann die Hochdruckpumpe angesteuert werden, den Kraftstoffdruck innerhalb des Hochdruckbereichs um beispielsweise 20% während einer ersten Phase zu erhöhen und um beispielsweise 10% während der zweiten Phase zu erhöhen. Dadurch kann die Kraftstofftemperatur während eines ermittelten Schubabschaltungsbetriebs der Brennkraftmaschine ermittelt werden. Gemäß einer Ausführungsform wird der Kraftstoffdruck innerhalb des Hochdruckbereichs mittels eines Rückführventils anschließend wieder auf einen Ausgangswert, bzw. auf einen gewünschten Wert gesenkt.
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Gemäß einer anderen Ausführungsform ist es denkbar, dass die Brennkraftmaschine in den Schubabschaltungsbetrieb gebracht wird, um die Kraftstofftemperatur gemäß der vorliegenden Offenbarung zu ermitteln.
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Gemäß einer Ausführungsform erhöhen der erste Wert und der zweite Wert den Kraftstoffdruck innerhalb des Hochdruckbereichs um einen Wert zwischen 0,5% und 20%. Gemäß einer weiteren Ausführungsform erhöhen der erste Wert und der zweite Wert den Kraftstoffdruck innerhalb des Hochdruckbereichs um einen Wert zwischen 0,5% und 10%. Dadurch dass der Kraftstoffdruck innerhalb des Hochdruckbereichs um beispielsweise 0,5% und 20% ausgehend von dem bestehenden Kraftstoffdruck zum Ermitteln der Kraftstofftemperatur erhöht wird, kann das Verfahren schnell und ohne druckverlustbedingte Einflüsse durchgeführt werden. Außerdem werden aufgrund der geringen Erhöhung des Drucks des Kraftstoffs innerhalb des Hochdruckbereichs die einzelnen Bauteile des Einspritzsystems zur Ermittlung der Kraftstofftemperatur vergleichsweise gering belastet.
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Gemäß einer Ausführungsform werden bei der Ermittlung der Kraftstofftemperatur spezifische Eigenschaften der sich jeweilig im System befindlichen Kraftstoffart berücksichtigt. Der Kompressionsmodul des sich im Hochdruckbereichs des Einspritzsystems befindlichen Kraftstoffs kann zusätzlich von weiteren Eigenschaften des Kraftstoffs abhängig sein. Demgemäß ist es vorteilhaft für die Bestimmung der Kraftstofftemperatur innerhalb des Hochdruckbereichs diese Eigenschaften des Kraftstoffs zu berücksichtigen. Die Eigenschaften des Kraftstoffs können gemäß einer Ausführungsform in dem Speicher hinterlegt und aus dem Speicher bereitgestellt werden. Ein Beispiel für eine Eigenschaft eines Kraftstoffs ist dessen genaue Zusammensetzung.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform werden bei der Ermittlung der Kraftstofftemperatur Betriebsparameter der Brennkraftmaschine und/oder Umgebungsparameter berücksichtigt.
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Gemäß einer Ausführungsform wird, die sich jeweilig im Einspritzsystem befindliche Kraftstoffart mittels des ermittelten Kompressionsmodul identifiziert, wobei das Verfahren folgende Schritte aufweist:
- - Ermitteln eines Gradienten des Kompressionsmoduls;
- - Bereitstellen von gespeicherten Gradienten von gespeicherten Kompressionsmodulen, die den unterschiedlichen Kraftstoffarten zugeordnet werden können;
- - Vergleichen des ermittelten Gradienten mit den gespeicherten Gradienten zur Identifizierung der sich im Einspritzsystem befindlichen Kraftstoffarten.
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Der Gradient des Kompressionsmoduls einer spezifischen Kraftstoffart ist im Wesentlichen konstant über die Kraftstofftemperatur. Der Gradienten des Kompressionsmoduls ist demgemäß ein temperaturunabhängiger Operator zur Identifizierung einer spezifischen Kraftstoffart. Gemäß der vorliegenden Ausführungsform wird der Gradient des Kompressionsmoduls des sich im Einspritzsystems befindlichen Kraftstoffs ermittelt. Anschließend wird dieser Gradient mit in beispielsweise dem Speicher gespeicherten Gradienten verglichen. Die gespeicherten Gradienten stellen Gradienten für die jeweiligen Kraftstoffarten dar und identifizieren demgemäß die dazugehörige Kraftstoffart eindeutig. Kann der ermittelte Gradient zu einem gespeicherten Gradienten zugeordnet werden, kann daraus auf die sich im Einspritzsystem befindliche Kraftstoffart geschlossen werden. Mittels der ermittelten Kraftstoffart, die sich im Einspritzsystem befindet, können wiederrum kraftstoffspezifische Eigenschaften bei der Kraftstofftemperaturermittlung berücksichtigt werden. Dies macht das Verfahren zusätzlich unabhängig und vereinfacht das Verfahren zur Kraftstofftem peraturerm ittlung.
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Gemäß einer Ausführungsform ist das Einspritzsystem zur Einspritzung eines Benzinkraftstoffs eingerichtet.
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Gemäß einer anderen Ausführungsform ist das Einspritzsystem zur Einspritzung einer Dieselkraftstoffart eingerichtet.
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Das Verfahren gemäß der vorliegenden Offenbarung kann demgemäß für Ottobrennkraftmaschinen und für Dieselbrennkraftmaschinen zur Temperaturermittlung des Kraftstoffs, der sich innerhalb des Hochdruckbereichs des Einspritzsystems befindet herangezogen werden. Dies macht das Verfahren breit einsetzbar.
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Gemäß einer anderen Ausführungsform weist eine Vorrichtung zum Ermitteln der Kraftstofftemperatur eines Kraftstoffs, der sich innerhalb eines Hochdruckbereichs eines Einspritzsystems einer Brennkraftmaschine befindet eine Steuereinheit auf, die zur Steuerung eines oben beschriebenen Verfahrens ausgebildet ist. Die Vorrichtung kann beispielsweise eine Motorsteuereinheit sein. Es ist auch denkbar, dass die Vorrichtung ein Teil der Motorsteuereinheit ist oder als zusätzliche Steuereinheit verbaut ist, beispielsweise in einem Fahrzeug mit der Brennkraftmaschine.
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Ausführungsbeispiele und Weiterbildungen des Verfahrens und der Vorrichtung gemäß der vorliegenden Offenbarung sind in den Figuren dargestellt und werden anhand der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.
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Es zeigen:
- 1 eine schematische Darstellung eines Einspritzsystems mit einer Steuereinheit,
- 2 ein erstes Blockschaltbild eines Verfahrens zum Ermitteln der Kraftstofftemperatur eines Kraftstoffs, der sich innerhalb eines Hochdruckbereichs des Einspritzsystems befindet,
- 3 ein zweites Blockschaltbild eines Verfahrens zum Ermitteln einer Kraftstoffdruckänderung gemäß einer Ausführungsform,
- 4 ein drittes Blockschaltbild eines Verfahrens zum Ermitteln einer sich im Einspritzsystem befindlichen Kraftstoffart gemäß einer Ausführungsform.
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Die 1 zeigt eine schematische Darstellung eines Einspritzsystems 100 einer Brennkraftmaschine, wobei das Einspritzsystem 100 einen Niederdruckbereich 110 und einen Hochdruckbereich 120 aufweist. Der Niederdruckbereich 110 weist ein Reservoir 130 für Kraftstoff, einen Niederdrucksensor 180 und einen Temperatursensor 190 auf. Der Niederdruckbereich 110 wird von dem Hochdruckbereich 120 von einer Hochdruckpumpe 140 getrennt. Der Hochdruckbereich 120 weist ein sogenanntes Common-Rail 160, einen Hochdrucksensor 170 und Injektoren 150 auf. Die Hochdruckpumpe 140 ist dazu eingerichtet Kraftstoff von dem Niederdruckbereich 110 mit Druck zu beaufschlagen und dem Hochdruckbereich 120 zuzuführen. Die 1 zeigt zudem eine Steuereinheit 200. Die Steuereinheit 200 weist ein Programm-/Datenspeicher 210, eine Recheneinheit 220 und einen Fehlerspeicher 230 auf. Die Steuereinheit 200 ist dazu eingerichtet Messsignale des Hochdrucksensors 170, des Niederdrucksensors 180, und des Temperatursensors 190 zu empfangen und auszuwerten.
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Die Steuereinheit 200 ist dazu eingerichtet das Einspritzsystem 100 und insbesondere die Hochdruckpumpe 140 zu steuern. Die Steuereinheit 200 ist zusätzlich dazu ausgerichtet ein Verfahren gemäß der vorliegenden Offenbarung zu Ermittlung der Kraftstofftemperatur des Kraftstoffs, der sich innerhalb des Hochdruckbereichs 120 des Einspritzsystems 100 der Brennkraftmaschine befindet, auszuführen.
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2 zeigt ein erstes Blockschaltbild 300 eines Verfahrens zur Ermittlung der Kraftstofftemperatur des Kraftstoffs, der sich innerhalb des Hochdruckbereichs 120 des Einspritzsystems 100 der Brennkraftmaschine befindet. Das Verfahren kann beispielsweise auch der Steuereinheit 200 und dort insbesondere mittels der Recheneinheit 220, ausgeführt werden. Demgemäß wird ein Messsignal 310 mit dem Hochdrucksensor 170 erfasst. Das Messsignal 310 ist dabei charakteristisch für den Kraftstoffdruck innerhalb des Hochdruckbereichs 120. Aus dem Messsignal 310 wird einerseits eine Kraftstoffdruckänderung 320 des Kraftstoffdrucks innerhalb des Hochdruckbereichs 120, und andererseits ein durchschnittlicher Kraftstoffdruck 330 während einer bestimmten Zeitspanne ermittelt. Dem Verfahren gemäß dieser Ausführungsform wird zusätzlich eine Kraftstoffmenge 332 bereitgestellt, die aus der Hochdruckpumpe 140 in den Hochdruckbereich 120 gepumpt wurde und aufgrund dessen sich der Kraftstoffdruck innerhalb des Hochdruckbereichs 120 änderte.
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Dem Verfahren gemäß 2 wird zusätzlich ein Hochdruckvolumen 334 bereitgestellt, dass dem Volumen innerhalb des Hochdruckbereichs 120 entspricht. Das Hochdruckvolumen 334 kann beispielsweise während der Entwicklung des Einspritzsystems 100 berechnet und/oder gemessen werden und in dem Programm-/ Datenspeicher 210 der Steuereinheit 200 hinterlegt sein. Das Verfahren gemäß 2 ermittelt den Kompressionsmodul 350 des Kraftstoffs, der sich in dem Einspritzsystem 100 befindet. Diesbezüglich wird die Kraftstoffdruckänderung 320, die dazugehörige Kraftstoffmenge 332 und das Hochdruckvolumen 334 ausgewertet. Aus dem ermittelten Kompressionsmodul 350 und dem ermittelten durchschnittlichen Kraftstoffdruck 330 innerhalb des Hochdruckbereichs 120, der mittels dem Hochdrucksensor 170 ermittelt wurde, wird die Kraftstofftemperatur 340 ermittelt.
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Die 3 zeigt ein zweites Blockschaltbild 301, das die Ermittlung der Kraftstoffdruckänderung 320 gemäß einer Ausführungsform schematisch darstellt. Dem Verfahren aus 3 entsprechend wird ein erster Kraftstoffdruck 360 der während einer ersten Phase, in der die Hochdruckpumpe 140 angesteuert wurde den Kraftstoffdruck innerhalb des Hochdruckbereichs 120 um einen ersten Wert 362 anzuheben. Die Hochdruckpumpe 140 kann diesbezüglich von der Steuereinheit 200 angesteuert worden sein. Aus 3 ist es zusätzlich ersichtlich, dass ein zweiter Kraftstoffdruck 370 ermittelt wird. Zur Ermittlung des zweiten Kraftstoffdrucks 370 wird während einer zweiten von der ersten zeitlich abweichenden Phase, in der die Hochdruckpumpe 140 angesteuert wurde den Kraftstoffdruck innerhalb des Hochdruckbereichs 120 um einen zweiten von dem ersten Wert 362 abweichenden Wert 372 anzuheben. Es wird eine Ansteuerdifferenz 375 mittels einer Differenzbildung aus dem ersten Wert 362 und dem zweiten Wert 372 gebildet. Anschließend wird die Kraftstoffdruckänderung 320 bei entsprechend ermittelter Ansteuerdifferenz 375 mittels einer Differenzbildung aus dem ersten Kraftstoffdruck 360 und dem zweiten Kraftstoffdruck 370 ermittelt. Die Kraftstoffdruckänderung 320 kann demgemäß entsprechend der Ansteuerdifferenz 375 weiterverarbeitet werden.
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Das Verfahren aus 3 wird gemäß einer Ausführungsform während eines Schubabschaltbetriebs der Brennkraftmaschine ausgeführt.
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4 zeigt ein drittes Blockschaltbild 302 eines Verfahrens gemäß einer Ausführungsform wobei die sich jeweilig im Einspritzsystem 100 befindlichen Kraftstoffart mittels des ermittelten Kompressionsmoduls 350 identifiziert wird. Dabei wird aus dem Kompressionsmodul 350 ein dazugehöriger Gradient 380 ermittelt. Diese Ermittlung kann gemäß einer Ausführungsform in der Steuereinheit 200 und da insbesondere in der Recheneinheit 220, erfolgen. Das Verfahren aus 4 beinhaltet weiter, dass gespeicherte Gradienten 390 von gespeicherten Kompressionsmodulen bereitgestellt werden. Die gespeicherten Gradienten 390 sind den verschiedenen Kraftstoffarten zugeordnet. Das Verfahren aus 4 beinhaltet weiterhin einen Vergleich 400 des ermittelten Gradienten 380 mit den gespeicherten Gradienten 390. Die gespeicherten Gradienten 390 können gemäß einer Ausführungsform in der Steuereinheit 200 und da insbesondere in dem Programm-/ Datenspeicher 210 hinterlegt und bereitgestellt sein/werden. Aus dem Vergleich 400 des ermittelten Gradienten 380 mit den gespeicherten Gradienten 390 erfolgt eine Identifizierung 410 der sich im Einspritzsystem 100 befindlichen Kraftstoffart.
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Gemäß einer Ausführungsform kann ein Eintrag in den Fehlerspeicher 230 der Steuereinheit 200 erfolgen, wenn ein Fehler bei der Durchführung der oben genannten Verfahren auftritt. Ein solcher Fehler ist beispielsweise, dass der ermittelte Gradient 380 nicht einem gespeicherten Gradienten 390 zugeordnet werden kann. Gemäß einer weiteren Ausführungsform kann zusätzlich einem Fahrer eines Fahrzeugs mit der Brennkraftmaschine der Fehler mittels einer Fehleranzeigevorrichtung angezeigt werden.
