DE102019211372A1

DE102019211372A1 - Verfahren zum Überwachen eines Brennstoffzufuhrsystems einer Brennkraftmaschine und Brennkraftmaschine zur Durchführung eines solchen Verfahrens

Info

Publication number: DE102019211372A1
Application number: DE102019211372.9A
Authority: DE
Inventors: Thomas Kottke; Robby GERBETH; Thilo Kreeb; Martin Hähnlen
Original assignee: MTU Friedrichshafen GmbH
Current assignee: Rolls Royce Solutions GmbH
Priority date: 2019-07-30
Filing date: 2019-07-30
Publication date: 2021-02-04
Also published as: WO2021018840A1; US20220145821A1; US11661900B2; CN114174656A

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Überwachen eines Brennstoffzufuhrsystems (3) einer Brennkraftmaschine (1), wobei eine erste Druckgröße in dem Brennstoffzufuhrsystem (3) im Bereich eines Vorfilters (9) und stromaufwärts einer Niederdruckpumpe (11,11') erfasst wird, wobei eine zweite Druckgröße in dem Brennstoffzufuhrsystem (3) stromabwärts der Niederdruckpumpe (11,11') im Bereich eines Hauptfilters (13) erfasst wird, wobei die erste Druckgröße und die zweite Druckgröße auf einen Fehlerzustand des Brennstoffzufuhrsystems (3) überwacht werden, und wobei nur dann auf einen Fehlerzustand erkannt wird, wenn der Fehlerzustand anhand beider Druckgrößen plausibel ist.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Überwachen eines Brennstoffzufuhrsystems einer Brennkraftmaschine sowie eine Brennkraftmaschine mit einem Brennstoffzufuhrsystem zur Durchführung eines solchen Verfahrens.
Ein solches Brennstoffzufuhrsystem weist eine Reihe von Komponenten auf, insbesondere einen Vorfilter stromaufwärts einer Niederdruckpumpe sowie einen Hauptfilter, der strömungstechnisch zwischen der Niederdruckpumpe und einer Hochdruckpumpe angeordnet ist. Generell sind Fehlerzustände eines solchen Brennstoffzufuhrsystems schwierig zu detektieren. Es werden daher häufig - insbesondere für den Niederdruckfilter und den Hochdruckfilter - starre Wartungsintervalle, insbesondere Wechselintervalle, vorgesehen, die dann aber aus Sicherheitsgründen systematisch kürzer als nötig gewählt werden, sodass im Allgemeinen funktionsfähige Filter ausgetauscht werden. Verlässt man sich demgegenüber auf eine sensorgestützte Fehlerdetektion, ergibt sich das Problem falsch-positiver Fehlerdiagnosen, beispielsweise weil eine Änderung der Brennstoffviskosität - sei es durch Wechsel des Brennstoffs oder durch Temperaturänderung - in einer Sensorrückmeldung einem Filterdurchbruch gleicht. Weiterhin erweist es sich als schwierig, sowohl langsam verlaufende Alterungserscheinungen als auch schnell auftretende Ausfälle sicher und zielgenau zu erkennen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Überwachen eines Brennstoffzufuhrsystems einer Brennkraftmaschine sowie eine Brennkraftmaschine mit einem Brennstoffzufuhrsystem zur Durchführung eines solchen Verfahrens zu schaffen, wobei die genannten Nachteile nicht auftreten.
Die Aufgabe wird gelöst, indem die vorliegende technische Lehre bereitgestellt wird, insbesondere die Lehre der unabhängigen Ansprüche sowie der in den abhängigen Ansprüchen und der Beschreibung offenbarten Ausführungsformen.
Die Aufgabe wird insbesondere gelöst, indem ein Verfahren zum Überwachen eines Brennstoffzufuhrsystems einer Brennkraftmaschine geschaffen wird, bei welchem eine erste Druckgröße in dem Brennstoffzufuhrsystem im Bereich eines Vorfilters, insbesondere stromabwärts des Vorfilters, und stromaufwärts einer Niederdruck-Pumpe erfasst wird. Eine zweite Druckgröße wird in dem Brennstoffzufuhrsystem stromabwärts der Niederdruckpumpe im Bereich eines Hauptfilters erfasst. Die erste Druckgröße und die zweite Druckgröße werden auf einen Fehlerzustand des Brennstoffzufuhrsystems überwacht. Im Rahmen des Verfahrens wird nur dann auf einen Fehlerzustand erkannt, wenn der Fehlerzustand anhand beider Druckgrößen plausibel ist. Die Einbeziehung beider Druckgrößen in die Beurteilung des Fehlerzustands ermöglicht eine deutliche Verringerung des Problems falsch-positiver Fehlererkennungen. Insbesondere ist es anhand der Plausibilisierung mittels der beiden Druckgrößen möglich, zwischen Fehlern der Filter, beispielsweise Filterdurchbrüchen, einerseits und Viskositätsänderungen des Brennstoffs andererseits zu unterscheiden. Dies wiederum ermöglicht eine verbesserte automatisierte Überwachung des Brennstoffzufuhrsystems, sodass es keiner starren, systematisch zu kurzen Wartungsintervalle bedarf. Insbesondere aufgrund der Einbeziehung beider Druckgrößen in die Erkennung des Fehlerzustands können sowohl langsam verlaufende Alterungserscheinungen überwacht werden, als auch schnell auftretende Ausfälle rechtzeitig erkannt werden.
Unter einem Brennstoffzufuhrsystem wird insbesondere ein System verstanden, welches eingerichtet ist, um Brennstoff - insbesondere aus einem Vorratsbehälter, vorzugsweise einem Brennstofftank - einer Brennkraftmaschine zur Verbrennung zuzuführen, wobei das Brennstoffzufuhrsystem insbesondere eingerichtet ist, um den Brennstoff ausgehend von einem geringen Druckniveau in dem Vorratsbehälter, insbesondere Umgebungsdruck, auf einen Hochdruck zum Einbringen in einen Brennraum der Brennkraftmaschine, insbesondere zur Direkteinspritzung, zu bringen.
Unter einer Druckgröße wird hier insbesondere eine messbare physikalische Größe verstanden, die die Einheit eines Drucks aufweist. Dabei kann die Druckgröße ein einzelner Wert oder ein zeitlicher Werteverlauf sein. Insbesondere kann die Druckgröße auf einer - insbesondere lokalen - Messung basieren, oder eine Differenzgröße, insbesondere eine Differenz aus zwei an verschiedenen Stellen erfassten Messungen, sein. Die Druckgröße kann als absoluter Druck oder als relativer Druck, insbesondere als Überdruck, angegeben werden. Besonders bevorzugt wird die Druckgröße als relativer Druck, insbesondere Überdruck, angegeben.
Dass die erste Druckgröße im Bereich des Vorfilters erfasst wird, bedeutet insbesondere, dass die erste Druckgröße unmittelbar stromaufwärts und/oder unmittelbar stromabwärts des Vorfilters erfasst wird, wobei insbesondere zwischen der Position eines Drucksensors zur Erfassung der ersten Druckgröße und dem Vorfilter kein weiteres hydraulisches Element angeordnet ist. Bevorzugt wird die erste Druckgröße unmittelbar stromabwärts des Vorfilters erfasst.
Dass die zweite Druckgröße im Bereich des Hauptfilters erfasst wird, bedeutet insbesondere, dass die zweite Druckgröße unmittelbar stromaufwärts und/oder unmittelbar stromabwärts des Hauptfilters erfasst wird, wobei insbesondere zwischen der Position eines Drucksensors zur Erfassung der zweiten Druckgröße und dem Hauptfilter kein weiteres hydraulisches Element angeordnet ist.
Die zweite Druckgröße wird bevorzugt stromabwärts der Niederdruckpumpe und stromaufwärts einer Hochdruckpumpe erfasst. Insbesondere ist der Hauptfilter bevorzugt strömungstechnisch zwischen der Niederdruckpumpe und der Hochdruckpumpe, insbesondere stromaufwärts einer der Hochdruckpumpe zugeordneten Saugdrossel, angeordnet.
Dass der Fehlerzustand anhand beider Druckgrößen plausibel ist, bedeutet insbesondere, dass der Fehlerzustand aufgrund einer Auswertung oder Betrachtung beider Druckgrößen, das heißt der ersten Druckgröße und der zweiten Druckgröße, mit einer bestimmten Wahrscheinlichkeit, die vorzugsweise höher ist als eine vorbestimmte Grenzwahrscheinlichkeit, vorliegt, und/oder dass anhand der beiden Druckgrößen keine andere, insbesondere keine andere wahrscheinlichere Ursache für das beobachtete Verhalten der beiden Druckgrößen erkannt werden kann.
Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass, wenn eine der Druckgrößen, ausgewählt aus der ersten Druckgröße und der zweiten Druckgröße, auf einen Fehlerzustand des Brennstoffzufuhrsystems schließen lässt, der Fehlerzustand anhand der anderen Druckgröße, ausgewählt aus der zweiten Druckgröße und der ersten Druckgröße, geprüft wird. Der Fehlerzustand wird dabei nur akzeptiert, wenn die Prüfung ein positives Ergebnis zurückgibt, das heißt wenn die Prüfung anhand der anderen Druckgröße den Fehlerzustand bestätigt oder zumindest nicht ausschließt oder unwahrscheinlich erscheinen lässt. Dass der Fehlerzustand nur in diesem Fall akzeptiert wird, bedeutet insbesondere, dass nur dann auf den Fehlerzustand erkannt wird. Dass die Prüfung ein positives Ergebnis zurückgibt, bedeutet weiterhin insbesondere, dass die Prüfung anhand der anderen Druckgröße den Fehlerzustand bestätigt, insbesondere in dem Sinn, dass sie keine andere, plausiblere, das heißt insbesondere eher wahrscheinliche Ursache oder Erklärung des Verhaltens der einen Druckgröße nahelegt.
Insbesondere auf diese Weise können falsch-positive Erkennungen von Fehlerzuständen vermieden werden.
Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass nur auf einen Fehlerzustand erkannt wird, wenn sich der Fehlerzustand eindeutig einer der Druckgrößen, ausgewählt aus der ersten Druckgröße und der zweiten Druckgröße, zuordnen lässt. Dem liegt die Überlegung zugrunde, dass dann, wenn der Fehlerzustand beiden Druckgrößen zugeordnet werden kann, wohl eher kein Fehler in einer einzelnen Komponente, beispielsweise dem Vorfilter oder dem Hauptfilter, vorliegt, sondern vielmehr mit höherer Wahrscheinlichkeit eine gemeinsame, insbesondere nicht fehlerbehaftete Ursache für das Verhalten der beiden Druckgrößen, beispielsweise eine Viskositätsänderung des Brennstoffs, sei es durch einen Brennstoffwechsel oder durch eine Temperaturänderung. Dies ist letztlich wahrscheinlicher, als dass zwei unabhängige Komponenten des Brennstoffzufuhrsystems zugleich einen Fehlerzustand aufweisen, beispielsweise dass sowohl der Vorfilter als auch der Hauptfilter zugleich einen Filterdurchbruch aufweisen. Auch auf diese Weise können also sehr sicher falsch-positive Fehlererkennungen vermieden werden.
Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass als erste Druckgröße und als zweite Druckgröße jeweils ein zeitlicher Druckwerteverlauf erfasst wird. Bevorzugt wird der zeitliche Druckwerteverlauf auf Änderungen überwacht. Dies erweist sich als besonders günstig in Hinblick auf eine Überwachung des Brennstoffzufuhrsystems, da Fehlerzustände sich insbesondere in Änderungen des zeitlichen Verhaltens von Druckwerten äußern. Beispielsweise ändert sich der über einem Filter abfallende Druck langsam und stetig aufgrund einer unvermeidbaren Verschmutzung des Filters, wobei dieser sich zunehmend zusetzt. Ein Filterdurchbruch oder eine plötzliche, durch einen Fehler bedingte Verstopfung des Filters äußerst sich in einer abrupten Änderung des zeitlichen Druckwerteverlaufs. Insbesondere wird der zeitliche Druckwerteverlauf bevorzugt auf eine Änderung in einer zeitlichen Ableitung, insbesondere einer Steigung, Krümmung, oder einer höheren Ableitung, hin überwacht.
Bevorzugt wird der Druckwerteverlauf auch in Hinblick auf Druck-Grenzwerte, insbesondere eine Druck-Obergrenze sowie eine Druck-Untergrenze überwacht, die nicht überbeziehungsweise unterschritten werden sollen. Wird eine solche Grenze über- oder unterschritten, wird bevorzugt eine Warnmeldung ausgegeben. Vorzugsweise sind zusätzliche Sicherheits-Grenzwerte definiert, beispielsweise eine Fehler-Obergrenze, die höher ist als die Druck-Obergrenze, und/oder eine Fehler-Untergrenze, die niedriger ist als die Druck-Untergrenze, wobei eine Fehlermeldung ausgegeben wird, wenn der Druckwerteverlauf oder die Druckgröße eine solche Fehlergrenze überschreitet. In diesem Fall wird insbesondere von einer mangelnden Funktionsunfähigkeit des Brennstoffzufuhrsystems ausgegangen.
Weiterhin ist bevorzugt ein Toleranzband um eine zu erwartende oder simulierte, insbesondere vorausberechnete zeitliche Entwicklung des Druckwerteverlaufs vorgesehen, wobei eine Warnung ausgegeben wird, wenn der Druckwerteverlauf dieses Toleranzband verlässt.
Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass für die erste Druckgröße ein lokaler Druck, insbesondere ein lokaler Druckverlauf, insbesondere von einem einzelnen Drucksensor, erfasst wird. Insbesondere ist bevorzugt stromabwärts des Vorfilters und stromaufwärts der Niederdruckpumpe ein einzelner Drucksensor angeordnet, welcher die erste Druckgröße erfasst. Für den Vorfilter genügt bevorzugt eine einzelne, lokale Druckerfassung, wobei die entsprechende Ausgestaltung mit nur einem Drucksensor kostengünstig ist.
Die zweite Druckgröße wird bevorzugt als Differenzdruck, insbesondere Differenzdruckwerteverlauf, erfasst, insbesondere als über dem Hauptfilter abfallender Differenzdruck. Hierzu sind bevorzugt zwei Drucksensoren vorgesehen, wobei ein erster Drucksensor stromaufwärts des Hauptfilters und ein zweiter Drucksensor stromabwärts des Hauptfilters angeordnet ist, sodass durch eine Differenzbildung zwischen Messwerten des ersten Drucksensors und des zweiten Drucksensors jeweils ein Differenzdruck ermittelt werden kann, der über dem Hauptfilter abfällt. So kann der Hauptfilter in besonders exakter und aussagekräftiger Weise überwacht werden.
Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass eine Brennstoff-Temperaturgröße erfasst wird, vorzugsweise als zeitlicher Temperaturverlauf, wobei nur dann auf den Fehlerzustand erkannt wird, wenn der Fehlerzustand auch anhand der Brennstoff-Temperaturgröße plausibel ist. Insbesondere können so Temperaturänderungen als Ursachen für falsch-positive Fehlererkennungen ausgeschlossen werden.
Weiterhin geht eine anhand der Brennstoff-Temperaturgröße erfasste Temperaturänderung bevorzugt in die Bestimmung des Toleranzbands für den Druckwerteverlauf ein, wobei hier eine Toleranzanpassung an die jeweilige Brennstofftemperatur sinnvoll ist, da der Druckwerteverlauf deutlich von der momentanen Brennstofftemperatur abhängt.
Alternativ oder zusätzlich wird bevorzugt ein momentaner Lastpunkt der Brennkraftmaschine erfasst, wobei nur auf den Fehlerzustand erkannt wird, wenn der Fehlerzustand auch anhand des momentanen Lastpunkts der Brennkraftmaschine plausibel ist. Insoweit hat sich herausgestellt, dass die Druckgrößen insbesondere auch lastpunktabhängig sind, sodass eine entsprechende Einbeziehung des momentanen Lastpunkts der Brennkraftmaschine wiederum günstig ist, um falsch-positive Fehlererkennungen zu vermeiden.
Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass, wenn wenigstens eine der Druckgrößen, ausgewählt aus der ersten Druckgröße und der zweiten Druckgröße, auf einen Fehlerzustand des Brennstoffzufuhrsystems schließen lässt, der Fehlerzustand anhand einer weiteren zeitlichen Entwicklung der wenigstens einen Druckgröße - insbesondere derjenigen Druckgröße, die auf den Fehlerzustand schließen lässt - plausibilisiert wird. Auf diese Weise kann die weitere zeitliche Entwicklung der Druckgröße herangezogen werden um festzustellen, ob tatsächlich ein Fehlerzustand vorliegt. Tritt beispielsweise eine Viskositätsänderung des Brennstoffs auf, die sich zunächst wie ein Filterdurchbruch äußert, kehrt die zeitliche Entwicklung der Druckgröße nach einer Einschwingzeit wieder zu einer normalen Entwicklung aufgrund von Alterungs-/Verschmutzungseffekten zurück. Dies wiederum erlaubt die Feststellung, dass kein Filterdurchbruch vorliegt. Es kann also insbesondere zur Plausibilisierung verwendet werden, dass sich in der Zukunft eine bestimmte zeitliche Entwicklung wieder umkehrt, da die Viskosität sich auf einen bestimmten Wert eingestellt hat, und nun wieder die Mechanismen der Verschmutzung bzw. auch Alterung greifen.
Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass anhand der ersten Druckgröße und der zweiten Druckgröße der Vorfilter und der Hauptfilter auf einen Fehlerzustand überwacht werden. Insbesondere in Zusammenhang mit einer Fehlerüberwachung für diese Filter ergeben sich die bereits erwähnten Vorteile des Verfahrens.
Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass auf einen Filterdurchbruch an einem bestimmten Filter, ausgewählt aus dem Vorfilter und dem Hauptfilter, erkannt wird, wenn nur die dem bestimmten Filter zugeordnete Druckgröße, ausgewählt aus der ersten Druckgröße und der zweiten Druckgröße, auf den Filterdurchbruch schließen lässt. Dagegen wird nicht auf einen Filterdurchbruch erkannt, wenn beide Druckgrößen, also die erste Druckgröße und die zweite Druckgröße, jeweils einen Filterdurchbruch anzeigen. Dem liegt der Gedanke zugrunde, dass es unwahrscheinlich ist, dass beide Filter, nämlich der Vorfilter und der Hauptfilter, zur gleichen Zeit einen Filterdurchbruch aufweisen. Legen daher die beiden Druckgrößen zugleich jeweils nahe, dass ein Filterdurchbruch der ihnen jeweils zugeordneten Filter vorliegt, lässt dies mit höherer Wahrscheinlichkeit als auf einen gleichzeitigen Durchbruch beider Filter vielmehr darauf schließen, dass eine gemeinsame, andere Ursache für die entsprechenden Werte, insbesondere Veränderungen, der Druckgrößen vorliegt. Dies kann insbesondere eine Viskositätsänderung des verwendeten Brennstoffs sein, wobei insbesondere eine Erniedrigung der Viskosität dazu führt, dass der Brennstoff die Filter leichter, mit geringerem Strömungswiderstand, durchsetzen kann, was zu einer Veränderung der Druckgrößen führt, die als Filterdurchbruch fehlinterpretiert werden kann. Eine solche Viskositätsänderung kann sich beispielsweise durch einen Wechsel des verwendeten Brennstoffs und/oder durch eine Temperaturänderung, insbesondere Temperaturerhöhung, ergeben.
Ist die erste Druckgröße beispielsweise ein Druckwerteverlauf, der stromabwärts des Vorfilters gemessen wird, so zeigt die erste Druckgröße üblicherweise eine negative Steigung innerhalb eines bestimmten Toleranzfelds, wenn kein Fehlerzustand vorliegt, da der Vorfilter sich mit der Zeit zusetzt, das heißt durch Verschmutzung altert, wobei bei gleichbleibender Förderleistung der Niederdruckpumpe ein mit der Zeit abnehmender Brennstoff-Volumenstrom durch den Vorfilter gefördert werden kann. Somit sinkt der Druck stromabwärts des Vorfilters mit der Zeit. Erfolgt nun ein Filterdurchbruch des Vorfilters, ändert sich mit dem Filterdurchbruch plötzlich die Steigung der ersten Druckgröße, wobei sie ein positives Vorzeichen annimmt, da nunmehr vermehrt Brennstoff durch den Vorfilter gefördert werden kann. Ein gleiches Verhalten kann sich aber auch durch eine Viskositätserniedrigung des Brennstoffs ergeben.
Wird beispielsweise die zweite Druckgröße als Differenzdruckwerteverlauf des über dem Hauptfilter abfallenden Differenzdrucks erfasst, weist dieser im Normalbetrieb eine positive Steigung auf, da der Differenzdruck durch kontinuierliche, altersbedingte Verschmutzung des Hauptfilters steigt. Ein Filterdurchbruch am Hauptfilter führt zu einer plötzlichen Änderung der Steigung, wobei diese dann ein negatives Vorzeichen annimmt, da der Differenzdruck über dem Hauptfilter aufgrund des Durchbruchs abfällt. Ein gleiches Verhalten zeigt die zweite Druckgröße allerdings bei einer Viskositätserniedrigung des Brennstoffs. Ändert sich nun sowohl bei dem Vorfilter als auch bei dem Hauptfilter zugleich das Vorzeichen der Steigung der jeweils zugeordneten Druckgröße, lässt dies auf eine Viskositätsänderung des Brennstoffs schließen, da - wie bereits ausgeführt - ein gleichzeitiger Durchbruch an beiden Filtern unwahrscheinlich ist. Ebenso ändern sich in der Zukunft die Vorzeichen wieder in den Ursprungszustand, wenn sich die Kraftstoffe mit den unterschiedlichen Viskositäten vermischt haben und es wieder zu einem Anstieg der Drücke auf Grund der Verschmutzung des Filters kommt. Dies kann vorteilhaft bei der Plausibilisierung der Daten verwendet werden. Ändert dagegen nur eine der Druckgrößen das Vorzeichen ihrer Steigung, während das Vorzeichen der Steigung bei der anderen Druckgröße konstant bleibt, lässt dies darauf schließen, dass an dem betroffenen Filter, dessen zugeordnete Druckgröße die Änderung des Vorzeichens der Steigung aufweist, ein Filterdurchbruch vorliegt.
Allgemein lässt sich sagen, dass eine Konstellation, in welcher nur eine der Druckgrößen auf einen Fehlerzustand schließen lässt, während die andere Druckgröße diesen Schluss nicht nahelegt, eine gemeinsame Ursache für das entsprechende Verhalten der Druckgrößen quasi ausschließt. Es kann dann folgerichtig auf eine lokale Ursache im Bereich der Erfassung der jeweiligen Druckgröße geschlossen werden, die wiederum auf den Fehlerzustand schließen lässt.
Dass nur die einem bestimmten Filter zugeordnete Druckgröße auf den Filterdurchbruch schließen lässt, bedeutet insbesondere, dass die dem anderen Filter zugeordnete Druckgröße nicht auf einen Filterdurchbruch schließen lässt.
Unter einer einem bestimmten Filter zugeordneten Druckgröße wird eine Druckgröße verstanden, die lokal in der näheren Umgebung des entsprechenden Filters erfasst wird, sodass sie unmittelbar durch das Verhalten des entsprechenden Filters beeinflusst wird und somit eine unmittelbare Aussage über den entsprechenden Filter erlaubt.
Insbesondere ist die erste Druckgröße dem Vorfilter zugeordnet, da sie in dessen Bereich, insbesondere unmittelbar stromabwärts des Vorfilters, insbesondere strömungstechnisch zwischen dem Vorfilter und der Niederdruckpumpe, erfasst wird. Entsprechend ist die zweite Druckgröße dem Hauptfilter zugeordnet, da sie im Bereich des Hauptfilters erfasst wird.
Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass das Brennstoffzufuhrsystem zur Versorgung einer Mehrzahl von Brennkraftmaschinen verwendet wird, wobei der Fehlerzustand über mindestens zwei Brennkraftmaschinen der Mehrzahl von Brennkraftmaschinen plausibilisiert wird. Dies ermöglicht eine zusätzliche Sicherheit in der Fehlererkennung, insbesondere in der Vermeidung falsch-positiver Erkennungen von Fehlerzuständen. Insbesondere ist dabei bevorzugt jeder Brennkraftmaschine jeweils ein Teil-Brennstoffzufuhrsystem, insbesondere mit einem eigenen Vorfilter und einem eigenen Hauptfilter zugeordnet, wobei entsprechend für jede Brennkraftmaschine jeweils eine erste Druckgröße und eine zweite Druckgröße erfasst werden. Die verschiedenen Brennkraftmaschinen werden dabei durch die verschiedenen Teil-Brennstoffzufuhrsysteme bevorzugt aus einem selben Vorratsbehälter mit Brennstoff versorgt. Hierbei ergibt sich - analog zu den zuvor erläuterten Überlegungen - insbesondere, dass ein Fehlerzustand, insbesondere ein Filterdurchbruch, nur dann tatsächlich mit hoher Wahrscheinlichkeit vorliegt, wenn derselbe Fehlerzustand nicht zugleich an einer Mehrzahl von Brennkraftmaschinen erfasst wird. Wird dagegen derselbe Fehlerzustand, beispielsweise ein Filterdurchbruch, zugleich an einer Mehrzahl von Brennkraftmaschinen, insbesondere jeweils für beide Filter, nämlich den jeweiligen Hauptfilter und den jeweiligen Vorfilter, erfasst, lässt dies wiederum mit höherer Wahrscheinlichkeit auf eine andere gemeinsame Ursache, jenseits des vermuteten Fehlerzustands, schließen, als darauf, dass tatsächlich eine Mehrzahl von Komponenten zugleich fehlerbehaftet sind. Insbesondere wirkt sich eine Viskositätsänderung des Brennstoffs, sei es durch einen Wechsel des Brennstoffs oder durch eine Temperaturänderung, zugleich bei einer Mehrzahl von Brennkraftmaschinen, insbesondere bei allen Brennkraftmaschinen, aus. Demgegenüber wirkt sich ein tatsächlich auftretender Fehlerzustand, insbesondere ein Filterdurchbruch, zumindest mit hoher Wahrscheinlichkeit nur lokal an dem jeweiligen Filter und damit bei der dem Filter unmittelbar zugeordneten Druckgröße aus.
Ein solches Brennstoffzufuhrsystem zur Versorgung einer Mehrzahl von Brennkraftmaschinen findet insbesondere Anwendung bei einer sogenannten Mehrmotorenanlage. Solche Mehrmotorenanlagen finden ihrerseits wiederum bevorzugt Anwendung zum Antrieb von Schienenfahrzeugen, insbesondere als Bahnmotoren, oder bei Wasserfahrzeugen, insbesondere als Schiffs- oder Bootsmotoren, insbesondere Yacht- oder Fährenmotoren. Eine solche Mehrmotorenanlage kann aber auch zum parallelen Betreiben einer Mehrzahl von Generatoren zur Erzeugung elektrischer Leistung vorgesehen sein. Keinesfalls ist die Anwendung von Mehrmotorenanlagen auf die hier genannten Anwendungen beschränkt.
Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass anhand der ersten Druckgröße und der zweiten Druckgröße - insbesondere zusätzlich zu der zuvor erläuterten Überwachung des Hauptfilters und des Vorfilters - mindestens eine weitere Komponente auf einen Fehlerzustand hin überwacht wird, wobei die weitere Komponente ausgewählt ist aus einer Gruppe, bestehend aus: Einer Niederdruckpumpe, vorzugsweise einschließlich einer Vordrossel für die Niederdruckpumpe; einem Absteuerventil; einer Saugdrossel, insbesondere einer Saugdrossel, die einer Hochdruckpumpe zur Fördermengenregelung zugeordnet ist; und einer Hochdruckpumpe, insbesondere einer Schmiermittelversorgung für eine Hochdruckpumpe. In vorteilhafter Weise kann zumindest eine dieser Komponenten anhand der beiden Druckgrößen zusätzlich auf einen Fehlerzustand überwacht werden.
Vorzugsweise sind zumindest die Niederdruckpumpe, insbesondere einschließlich der Vordrossel, die Saugdrossel und die Hochdruckpumpe als Pumpeneinheit ausgebildet, insbesondere integral miteinander angeordnet und gemeinsam handhabbar, insbesondere aus dem Brennstoffzufuhrsystem aus- und einbaubar.
Die Vordrossel ist bevorzugt eingerichtet, um einen Volumenstrom zu der Niederdruckpumpe zu begrenzen. Diese Begrenzung ist insbesondere abhängig von der ersten Druckgröße und auf saugenden Betrieb ausgelegt.
Das Absteuerventil hat vorzugsweise eine volumenstromabhängige Druckcharakteristik. Insbesondere ist die zweite Druckgröße für die Funktion des Absteuerventil kennzeichnend, wobei das Absteuerventil vorzugsweise in einer strömungstechnischen Absteuerleitung angeordnet ist, die aus einer strömungstechnischen Verbindung von dem Hauptfilter zu der Saugdrossel abzweigt, und zurück zu einer Stelle stromaufwärts der Niederdruckpumpe führt, wobei sie insbesondere in eine strömungstechnische Verbindung zwischen dem Vorfilter und der Niederdruckpumpe mündet. Insbesondere wenn der stromabwärts des Hauptfilters erfasste Druck einen bestimmten Grenzwert überschreitet, kann auf einen Defekt des Absteuerventils geschlossen werden, da dieses bei korrekter Funktionsweise auslösen und einen Anstieg des Drucks über den Grenzwert verhindern sollte. Weist dagegen der stromabwärts des Hauptfilters erfasste Druck einen zu geringen Wert auf, deutet dies auf Verschleiß, insbesondere Undichtigkeit oder Federkraftverlust, des Absteuerventils hin, wobei ein zu großer Volumenstrom über das Absteuerventil abströmt. Ein zu geringer Wert des Drucks stromabwärts des Hauptfilters kann aber auch auf einen Defekt der Niederdruckpumpe hinweisen, wobei diese dann die eigentlich vorgesehene Fördermenge nicht mehr bereitstellen kann.
Eine Schmierung der Hochdruckpumpe erfolgt bevorzugt über einen Schmierpfad als Bypass-Strömungspfad, der stromaufwärts der Saugdrossel abzweigt und zu Schmierstellen der Hochdruckpumpe führt. Verschmutzt dieser Bypass-Strömungspfad, erfolgt keine Schmierung. Dies kann insbesondere durch Überwachung des Drucks stromabwärts des Hauptfilters festgestellt werden. Insbesondere darf der Druckverlauf hier höchstens eine vorbestimmte Maximalsteigung aufweisen, da ansonsten zu wenig Brennstoff über den Bypass-Strömungspfad zu den Schmierstellen abfließt.
Die Aufgabe wird auch gelöst, indem eine Brennkraftmaschine geschaffen wird, die ein Brennstoffzufuhrsystem zum Zuführen von Brennstoff zu wenigstens einem Brennraum der Brennkraftmaschine aufweist. Das Brennstoffzufuhrsystem weist einen Vorratsbehälter, insbesondere Brennstofftank, auf, der strömungstechnisch über einen Vorfilter mit einer Niederdruckpumpe verbunden ist. Die Niederdruckpumpe steht über einen Hauptfilter strömungstechnisch mit einer Hochdruckpumpe in Verbindung. Die Brennkraftmaschine weist eine erste Druckmesseinrichtung auf, die eingerichtet ist, um eine erste Druckgröße in dem Brennstoffzufuhrsystem im Bereich des Vorfilters, insbesondere stromabwärts des Vorfilters, und stromaufwärts der Niederdruckpumpe zu erfassen. Die Brennkraftmaschine weist außerdem eine zweite Druckmesseinrichtung auf, die eingerichtet ist, um eine zweite Druckgröße in dem Brennstoffzufuhrsystem stromabwärts der Niederdruckpumpe im Bereich des Hauptfilters zu erfassen. Weiter weist die Brennkraftmaschine ein Steuergerät auf, welches mit der ersten Druckmesseinrichtung einerseits und mit der zweiten Druckmesseinrichtung andererseits wirkverbunden und eingerichtet ist, um die erste Druckgröße und die zweite Druckgröße auf einen Fehlerzustand des Brennstoffzufuhrsystems zu überwachen, jedoch nur dann auf einen Fehlerzustand zu erkennen, wenn der Fehlerzustand anhand beider Druckgrößen, das heißt der ersten Druckgröße und der zweiten Druckgröße, plausibel ist. Das Steuergerät ist also insbesondere eingerichtet, um den Fehlerzustand auf der Grundlage beider Druckgrößen zu plausibilisieren. Das Steuergerät ist insbesondere eingerichtet zur Durchführung eines erfindungsgemäßen Verfahrens oder eines Verfahrens nach einer der zuvor beschriebenen Ausführungsformen. In Zusammenhang mit der Brennkraftmaschine ergeben sich insbesondere die Vorteile, die bereits in Zusammenhang mit dem Verfahren erläutert wurden.
Die erste Druckmesseinrichtung ist bevorzugt als einzelner, erster Drucksensor ausgebildet. Vorzugsweise ist der erste Drucksensor stromabwärts des Vorfilters und stromaufwärts der Niederdruckpumpe in der strömungstechnischen Verbindung zwischen dem Vorfilter und der Niederdruckpumpe, insbesondere in einer Brennstoffleitung, welche den Vorfilter mit der Niederdruckpumpe strömungstechnisch verbindet, angeordnet.
Die zweite Druckmesseinrichtung ist vorzugsweise stromaufwärts der Hochdruckpumpe angeordnet. Besonders bevorzugt ist die zweite Druckmesseinrichtung in der strömungstechnischen Verbindung zwischen der Niederdruckpumpe und der Hochdruckpumpe angeordnet, insbesondere in einer Brennstoffleitung, welche die Niederdruckpumpe mit der Hochdruckpumpe strömungstechnisch verbindet. Insbesondere ist die erste Druckmesseinrichtung bevorzugt unmittelbar stromaufwärts des Hauptfilters und/oder unmittelbar stromabwärts des Hauptfilters angeordnet.
In besonders bevorzugter Ausgestaltung weist die zweite Druckmesseinrichtung zwei zweite Drucksensoren auf, wobei ein erster zweiter Drucksensor stromaufwärts des Hauptfilters, insbesondere unmittelbar stromaufwärts des Hauptfilters, und ein zweiter zweiter Drucksensor stromabwärts des Hauptfilters, insbesondere unmittelbar stromabwärts des Hauptfilters angeordnet ist. Das Steuergerät ist bevorzugt mit beiden zweiten Drucksensoren wirkverbunden. Es ist in bevorzugter Ausgestaltung eingerichtet, um aus Messwerten der beiden zweiten Drucksensoren einen über dem Hauptfilter abfallenden Differenzdruck als zweite Druckgröße zu ermitteln, insbesondere zu berechnen.
Vorzugsweise weist die Brennkraftmaschine einen Temperatursensor auf, der angeordnet und eingerichtet ist, um eine Brennstoff-Temperaturgröße zu erfassen, wobei das Steuergerät mit dem Temperatursensor wirkverbunden ist. Das Steuergerät ist weiterhin bevorzugt eingerichtet, um den Fehlerzustand auch auf der Grundlage der erfassten Brennstoff-Temperaturgröße zu plausibilisieren. Der Temperatursensor ist bevorzugt in der strömungstechnischen Verbindung zwischen dem Vorfilter und der Niederdruckpumpe, oder im Bereich des Vorratsbehälters, insbesondere an dem Vorratsbehälter, angeordnet.
Vorzugsweise weist das Brennstoffzufuhrsystem zwei Niederdruckpumpen auf, die strömungstechnisch parallel zueinander in der strömungstechnischen Verbindung zwischen dem Vorfilter und dem Hauptfilter angeordnet sind.
Der Hochdruckpumpe ist vorzugsweise eine Saugdrossel zugeordnet, die stromabwärts der Hochdruckpumpe in der strömungstechnischen Verbindung zwischen dem Hauptfilter und der Hochdruckpumpe angeordnet ist, wobei das Steuergerät mit der Saugdrossel wirkverbunden ist, und eingerichtet, um die Saugdrossel zur Regulierung eines durch die Hochdruckpumpe geförderten Volumenstroms anzusteuern.
Vorzugsweise weist das Brennstoffzufuhrsystem ein Absteuerventil auf, welches in einer Absteuerleitung angeordnet ist, welche aus der strömungstechnischen Verbindung zwischen dem Hauptfilter und der Hochdruckpumpe, insbesondere zwischen dem Hauptfilter und der Saugdrossel, abzweigt, und in bevorzugter Ausgestaltung stromaufwärts der wenigstens einen Niederdruckpumpe, insbesondere in die strömungstechnische Verbindung zwischen dem Vorfilter und der wenigstens einen Niederdruckpumpe, einmündet.
Vorzugsweise weist das Brennstoffzufuhrsystem zwei strömungstechnisch parallel zueinander angeordnete Hochdruckpumpen auf, wobei sich insbesondere die strömungstechnische Verbindung zwischen dem Hauptfilter und den Hochdruckpumpen auf die beiden Hochdruckpumpen verzweigt. Jeder Hochdruckpumpe ist bevorzugt eine eigene Saugdrossel zugeordnet, die stromaufwärts der jeweiligen Hochdruckpumpe angeordnet ist.
Die beiden Hochdruckpumpen dienen jeweils bevorzugt der separaten Versorgung eines jeweils zugeordneten, separaten Hochdruckspeichers mit Brennstoff. Der jeweilige Hochdruckspeicher ist bevorzugt einer Brennraumgruppe, insbesondere Zylinderbank, einer Brennkraftmaschine, die zwei Brennraumgruppen, insbesondere Zylinderbänke, aufweist, als gemeinsamer Hochdruckspeicher, insbesondere als sogenanntes Common-Rail, für die Brennräume der jeweiligen Zylinderbank eingerichtet. Selbstverständlich ist bei einer größeren Anzahl von Brennraumgruppen, beispielsweise bei drei Zylinderbänken im Fall eines W-Motors, auch möglich, dass entsprechend drei Hochdruckpumpen - vorzugsweise mit jeweils zugeordneter Saugdrossel - vorgesehen sind. Insbesondere ist bevorzugt jedem Hochdruckspeicher der Brennkraftmaschine separat eine Hochdruckpumpe - insbesondere mit zugeordneter Saugdrossel

- zugeordnet, wobei alle Hochdruckpumpen - strömungstechnisch parallel zueinander - mit demselben Hauptfilter verbunden sind.

Vorzugsweise ist jeder Hochdruckpumpe ein Absteuerventil in einer entsprechenden Ab steuerleitung zugeordnet.
Das Brennstoffzufuhrsystem weist bevorzugt einen Schmierpfad zur Schmierung der wenigstens einen Hochdruckpumpe auf, wobei der Schmierpfad stromabwärts des Hauptfilters, vorzugsweise stromaufwärts der Saugdrossel, aus der strömungstechnischen Verbindung zwischen dem Hauptfilter und der Hochdruckpumpe abzweigt und in die Hochdruckpumpe, insbesondere an wenigstens eine Schmierstelle der Hochdruckpumpe, einmündet. Vorzugsweise ist jeder Hochdruckpumpe ein solcher Schmierpfad zugeordnet. Die wenigstens eine Hochdruckpumpe wird also insbesondere durch Brennstoff geschmiert.
Bevorzugt weist das Brennstoffzufuhrsystem einen Leckagepfad von der wenigstens einen Hochdruckpumpe in den Vorratsbehälter auf, der insbesondere eingerichtet ist, um als Schmiermittel verwendeten Brennstoff von der Hochdruckpumpe zurück in den Vorratsbehälter zu führen. Insbesondere ist bevorzugt jeder Hochdruckpumpe ein solcher Leckagepfad zugeordnet.
Die Beschreibung des Verfahrens einerseits und der Brennkraftmaschine andererseits sind bevorzugt komplementär zueinander zu verstehen. Merkmale der Brennkraftmaschine, die explizit oder implizit in Zusammenhang mit dem Verfahren erläutert wurden, sind bevorzugt einzeln oder miteinander kombiniert Merkmale eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der Brennkraftmaschine. Verfahrensschritte, die explizit oder implizit in Zusammenhang mit der Brennkraftmaschine erläutert wurden, sind bevorzugt einzeln oder miteinander kombiniert Schritte einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens. Dieses zeichnet sich bevorzugt durch wenigstens einen Verfahrensschritt aus, der durch wenigstens ein Merkmal einer erfindungsgemäßen Brennkraftmaschine oder eines Ausführungsbeispiels der Brennkraftmaschine bedingt ist. Die Brennkraftmaschine zeichnet sich bevorzugt durch wenigstens ein Merkmal aus, welches durch wenigstens einen Schritt des erfindungsgemäßen Verfahrens oder einer Ausführungsform des Verfahrens bedingt ist.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand der Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigen:

1 eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels einer Brennkraftmaschine mit einem Brennstoffzufuhrsystem;
2 eine erste schematische Darstellung der Funktionsweise einer Ausführungsform eines Verfahrens zum Überwachen eines Brennstoffzufuhrsystems einer Brennkraftmaschine, und
3 eine zweite schematische Darstellung der Ausführungsform des Verfahrens.

1 zeigt eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels einer Brennkraftmaschine 1, die ein Brennstoffzufuhrsystem 3 zum Zuführen von Brennstoff zu wenigstens einem Brennraum 5 der Brennkraftmaschine 1 aufweist. In 1 sind schematisch beispielhaft acht Brennräume 5 dargestellt, von denen der besseren Übersichtlichkeit wegen nur einer mit dem entsprechenden Bezugszeichen gekennzeichnet ist, wobei die Brennräume 5 zu je vieren in zwei Brennraumgruppen 4, 4', insbesondere Zylinderbänken, gruppiert sind. Die Brennkraftmaschine 1 ist insofern bevorzugt als V-Motor ausgebildet.
Das Brennstoffzufuhrsystem 3 weist einen Vorratsbehälter 6, hier insbesondere einen Brennstofftank 7, auf, der strömungstechnisch über einen Vorfilter 9 mit einer Niederdruckpumpe 11 verbunden ist. Bei dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel der Brennkraftmaschine 1 sind zwei Niederdruckpumpen 11, 11' strömungstechnisch parallel zueinander stromabwärts des Vorfilters 9 angeordnet. Die Niederdruckpumpe 11, hier beide parallel zueinander angeordneten Niederdruckpumpen 11, 11', steht/stehen über einen Hauptfilter 13 strömungstechnisch mit einer Hochdruckpumpe 15, hier mit zwei Hochdruckpumpen 15, 15' in Verbindung. Dabei verzweigt sich der Strömungspfad für den Brennstoff stromabwärts des Vorfilters 9 zunächst auf die beiden Niederdruckpumpen 11, 11', um dann stromabwärts der Niederdruckpumpen 11, 11' wieder vereinigt zu werden, wobei den Niederdruckpumpen 11, 11' der Hauptfilter 13 als gemeinsamer Hauptfilter 13 zugeordnet ist. Stromabwärts des Hauptfilters 13 verzweigt sich dann der Strömungspfad wieder auf die beiden strömungstechnisch parallel zueinander angeordneten Hochdruckpumpen 15, 15'.
Jede der Hochdruckpumpen 15, 15' ist dabei einer Brennraumgruppe 4, 4' der beiden Brennraumgruppen 4, 4' zugeordnet.
Die Brennkraftmaschine 1 weist eine erste Druckmesseinrichtung 16, hier einen einzelnen ersten Drucksensor 17 auf, der eingerichtet ist, um eine erste Druckgröße in dem Brennstoffzufuhrsystem 3 im Bereich, insbesondere stromabwärts des Vorfilters 9, und stromaufwärts der Niederdruckpumpen 11, 11' zu erfassen. Die Brennkraftmaschine 1 weist außerdem eine zweite Druckmesseinrichtung 18 auf, die eingerichtet ist, um eine zweite Druckgröße in dem Brennstoffzufuhrsystem 3 stromabwärts der Niederdruckpumpen 11, 11' im Bereich des Hauptfilters 13 zu erfassen. Bei dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel weist die zweite Druckmesseinrichtung 18 zwei zweite Drucksensoren 19 auf, nämlich einen ersten zweiten Drucksensor 19.1 stromaufwärts des Hauptfilters 13, und einen zweiten zweiten Drucksensor 19.2 stromabwärts des Hauptfilters 13, wobei die zweite Druckgröße als Differenzdruck, gebildet aus der Differenz der durch die zweiten Drucksensoren 19.1, 19.2 erfassten Drücke, erfasst wird. Die zweite Druckgröße ist somit insbesondere ein über dem Hauptfilter 13 abfallender Differenzdruck.
Die Brennkraftmaschine 1 weist außerdem ein Steuergerät 21 auf, welches in hier der besseren Übersichtlichkeit wegen nicht explizit dargestellter Weise mit dem ersten Drucksensor 17 einerseits und mit den zweiten Drucksensoren 19.1, 19.2 andererseits wirkverbunden und eingerichtet ist, um die erste Druckgröße und die zweite Druckgröße auf einen Fehlerzustand des Brennstoffzufuhrsystems 3 hin zu überwachen, jedoch nur dann auf einen Fehlerzustand zu erkennen, wenn der Fehlerzustand anhand beider Druckgrößen plausibel ist. Auf diese Weise ergibt sich eine verbesserte automatisierte Überwachung des Brennstoffzufuhrsystems 3, wobei insbesondere sowohl langsam verlaufende Alterungserscheinungen überwacht als auch schnell auftretende Ausfälle rechtzeitig erkannt werden können. Insbesondere kann zwischen Fehlen der Filter, beispielswiese Filterdurchbrüchen, einerseits, und Viskositätsänderungen des Brennstoffs andererseits unterschieden werden. Nicht zuletzt dadurch wird das Problem falsch-positiver Fehlererkennungen in einem solchen Brennstoffzufuhrsystem 3 vermindert.
Das Steuergerät 21 ist insbesondere eingerichtet, um dann, wenn eine der Druckgrößen, ausgewählt aus der ersten Druckgröße und der zweiten Druckgröße, auf einen Fehlerzustand des Brennstoffzufuhrsystems 3 schließen lässt, den Fehlerzustand anhand der anderen Druckgröße, ausgewählt aus der zweiten Druckgröße und der ersten Druckgröße, zu prüfen, und den Fehlerzustand nur dann zu akzeptieren, wenn die Prüfung ein positives Ergebnis zurückgibt.
Das Steuergerät 21 ist insbesondere eingerichtet, um nur dann auf einen Fehlerzustand zu erkennen, wenn sich der Fehlerzustand eindeutig einer der Druckgrößen, ausgewählt aus der ersten Druckgröße und der zweiten Druckgröße, zuordnen lässt. Das Steuergerät 21 ist insbesondere eingerichtet, um als erste Druckgröße und als zweite Druckgröße jeweils einen zeitlichen Druckwerteverlauf zu erfassen, wobei bevorzugt der Druckwerteverlauf auf Änderungen überwacht wird.
Die Brennkraftmaschine 1 weist außerdem bevorzugt einen Temperatursensor 23 auf, der angeordnet und eingerichtet ist, um eine Brennstoff-Temperaturgröße zu erfassen. Das Steuergerät 21 ist mit dem Temperatursensor 23 wirkverbunden und eingerichtet, um den Fehlerzustand auch auf der Grundlage der erfassten Brennstoff-Temperaturgröße zu plausibilisieren. Der Temperatursensor 23 ist bei dem in 1 dargestellten Ausführungsbeispiel an dem Brennstofftank 7 angeordnet. Es ist alternativ oder zusätzlich aber auch möglich, dass ein Temperatursensor, insbesondere der Temperatursensor 23, in der strömungstechnischen Verbindung zwischen dem Vorfilter 9 und den Niederdruckpumpen 11, 11' angeordnet ist.
Das Steuergerät 21 ist bevorzugt alternativ oder zusätzlich eingerichtet, um einen Lastpunkt der Brennkraftmaschine 1 zu erfassen, wobei es nur dann auf einen Fehlerzustand erkennt, wenn der Fehlerzustand auch anhand des erfassten Lastpunkts plausibel ist.
Insbesondere ist das Steuergerät 21 eingerichtet, um anhand der ersten Druckgröße und der zweiten Druckgröße den Vorfilter 9 und den Hauptfilter 13 auf einen Fehlerzustand zu überwachen.
Das Brennstoffzufuhrsystem 3 kann auch zur Versorgung einer Mehrzahl von Brennkraftmaschinen 1 verwendet werden, wobei dann der Fehlerzustand bevorzugt über mindestens zwei Brennkraftmaschinen 1 der Mehrzahl von Brennkraftmaschinen 1 plausibilisiert wird.
Den Hochdruckpumpen 15, 15' ist bevorzugt jeweils eine Saugdrossel 25, 25' zugeordnet, die stromaufwärts der jeweiligen Hochdruckpumpe 15, 15' in der strömungstechnischen Verbindung zwischen dem Hauptfilter 13 und der jeweiligen Hochdruckpumpe 15, 15' angeordnet ist. Das Steuergerät 21 ist bevorzugt mit den Saugdrosseln 25, 25' wirkverbunden und eingerichtet, um die Saugdrosseln 25, 25' zur Regulierung eines durch die Hochdruckpumpen 15, 15' geförderten Volumenstroms anzusteuern.
Die beiden Hochdruckpumpen 15, 15' dienen jeweils bevorzugt der separaten Versorgung eines jeweils zugeordneten, separaten Hochdruckspeichers 27, 27' mit Brennstoff. Dabei sind die Hochdruckspeicher 27, 27' jeweils einer der Brennraumgruppen 4, 4' zugeordnet. Insbesondere sind die Hochdruckspeicher 27, 27' jeweils als gemeinsamer Hochdruckspeicher, insbesondere Common-Rail, für die Brennräume 5 der jeweilig zugeordneten Brennraumgruppe 4, 4' beziehungsweise Zylinderbank ausgebildet.
Jeder Hochdruckpumpe 15, 15' ist hier ein Absteuerventil 29, 29' zugeordnet, das in einer j eweiligen Absteuerleitung 31, 31' angeordnet ist. Die Absteuerleitungen 31, 31' zweigen jeweils aus strömungstechnischen Verbindungen zwischen dem Hauptfilter 13 und der jeweiligen Hochdruckpumpe 15, 15', insbesondere stromaufwärts der Saugdrosseln 25, 25', ab, und münden bevorzugt stromaufwärts der Niederdruckpumpen 11, 11' in den Strömungspfad für den Brennstoff wieder ein, insbesondere in die strömungstechnische Verbindung zwischen dem Vorfilter 9 und den Niederdruckpumpen 11, 11'.
Jeder Hochdruckpumpe 15, 15' ist außerdem ein Schmierpfad 33, 33' zugeordnet, welcher der Schmierung der jeweiligen Hochdruckpumpe 15, 15' mit Brennstoff als Schmiermittel dient. Der Schmierpfad 33, 33' zweigt jeweils stromabwärts des Hauptfilters 13, insbesondere stromaufwärts der Saugdrosseln 25, 25', aus der strömungstechnischen Verbindung zwischen dem Hauptfilter 13 und den Hochdruckpumpen 15, 15' ab und mündet jeweils in wenigstens eine Schmierstelle der zugeordneten Hochdruckpumpe 15, 15' ein.
Den Hochdruckpumpen 15, 15' ist außerdem bevorzugt ein Leckagepfad 35, oder auch eine Mehrzahl solcher Leckagepfade 35, zugeordnet, wobei der mindestens eine Leckagepfad 35 eingerichtet ist, um als Schmiermittel verwendeten Brennstoff von den Hochdruckpumpen 15, 15' zurück in den Brennstofftank 7 zu führen. Insbesondere ist bevorzugt jeder Hochdruckpumpe 15, 15' ein solcher Leckagepfad 35, oder aber ein gemeinsamer Leckagepfad 35, zugeordnet.
Das Steuergerät 21 ist bevorzugt eingerichtet, um anhand der ersten Druckgröße und der zweiten Druckgröße - insbesondere zusätzlich - die Niederdruckpumpen 11, 11', die Absteuerventile 29, 29', die Saugdrosseln 25, 25' und/oder die Hochdruckpumpen 15, 15', insbesondere deren Schmierung, auf einen Fehlerzustand zu überwachen.
2 zeigt eine erste schematische Darstellung der Funktionsweise einer Ausführungsform eines Verfahrens zum Überwachen des Brennstoffzufuhrsystems 3.
Dabei ist bei a) eine erste Druckgröße, in diesem Fall ein durch den ersten Drucksensor 17 erfasster Druckwerteverlauf p₁, gegen die Zeit t aufgetragen. Bei b) ist eine zweite Druckgröße als über dem Hauptfilter 13 abfallender Differenzdruck Δp₂, der durch die zweiten Drucksensoren 19.1, 19.2 erfasst wird, gegen die Zeit t aufgetragen.
Die erste Druckgröße zeigt den normalen Druckwerteverlauf p₁ für eine Alterung des Vorfilters 9, wobei der stromabwärts des Vorfilters 9 erfasste Druck mit der Zeit t abnimmt, weil sich der Vorfilter 9 zusetzt. Dementsprechend kann mit zunehmender Alterung weniger Brennstoff pro Zeiteinheit den Vorfilter 9 passieren. Das Diagramm bei b) zeigt einen Filterdurchbruch an dem Hauptfilter 13 an. Dabei nimmt der über dem Hauptfilter 13 abfallende Differenzdruck Δp₂ zuerst - wie bei normaler Alterung des Hauptfilters 13 zu erwarten - zu, und fällt dann aber plötzlich - ab Auftreten des Filterdurchbruchs - mit weiter zunehmender Zeit t ab. Da dieser Fehlerzustand in Form des Filterdurchbruchs nur an einem der Filter, hier nämlich dem Hauptfilter 13, und nicht an dem anderen Filter, nämlich dem Vorfilter 9, erfasst wird, erkennt das Steuergerät 21 hier korrekt auf einen Fehlerzustand, nämlich auf einen Filterdurchbruch des Hauptfilters 13.
Das Steuergerät 21 ist insbesondere eingerichtet, um auf einen Filterdurchbruch an einem bestimmten Filter, ausgewählt aus dem Vorfilter 9 und dem Hauptfilter 13, zu erkennen, wenn nur die dem bestimmten Filter 9, 13 zugeordnete Druckgröße auf den Filterdurchbruch schließen lässt.
3 zeigt eine zweite schematische Darstellung der Ausführungsform des Verfahrens. Dabei sind die Diagramme bezüglich der gegeneinander aufgetragenen Größen identisch zu den Diagrammen der 2, sodass insoweit auf die vorhergehende Beschreibung verwiesen wird.
Hier ist nun aber bei beiden Druckgrößen im zeitlichen Verlauf ein Ereignis zu erkennen, das grundsätzlich auf einen Filterdurchbruch schließen lassen könnte, nämlich ein entsprechender Knick, wie oben in 2b). Im Fall des Vorfilters 9 steigt dabei der Druck p₁ nach dem vermeintlichen Filterdurchbruch wieder an, was insoweit auch bei einem tatsächlich vorliegenden Filterdurchbruch gegeben wäre, da dann wieder mehr Brennstoff pro Zeiteinheit durch den Vorfilter 9 strömt. Da aber nun der entsprechende Filterdurchbruch - insbesondere zu einem gleichen Zeitpunkt t₁, oder nur mit geringer zeitlicher Verzögerung innerhalb eines vorbestimmten Toleranz-Zeitintervalls - erfasst wird, erscheint es wahrscheinlicher, dass für das beobachtete Phänomen eine gemeinsame Ursache gegeben ist, wobei es demgegenüber unplausibel erscheint, dass beide Filter, nämlich der Vorfilter 9 und der Hauptfilter 13, zu zumindest nahezu der gleichen Zeit einen Filterdurchbruch erleiden. Eine Situation, wie sie die Diagramme a) und b) von 3 zeigen, kann beispielsweise eintreten, wenn sich die Viskosität des Brennstoffs 3 ändert, hier insbesondere wenn die Viskosität des Brennstoffs abnimmt. Analog kann eine solche Situation auch eintreten, wenn die Temperatur des Brennstoffs zunimmt. Die in 3 dargestellte Situation lässt also eher auf eine Brennstoffänderung als auf einen Fehlerzustand der Filter schließen. Ebenso kann zur Plausibilisierung verwendet werden , dass sich zu einem späteren Zeitpunkt t₂ die Steigung erneut ändert, also quasi der Knick wieder umkehrt, da die Viskosität sich nun auf einen bestimmten Wert eingestellt hat, jedoch nun wieder die Mechanismen der Verschmutzung bzw. auch Alterung greifen. Insbesondere kann daher vorgesehen sein, dass, wenn wenigstens eine der Druckgrößen, ausgewählt aus der ersten Druckgröße und der zweiten Druckgröße, auf einen Fehlerzustand des Brennstoffzufuhrsystems 3 schließen lässt, der Fehlerzustand anhand einer weiteren zeitlichen Entwicklung der wenigstens einen Druckgröße plausibilisiert wird
Das Steuergerät 21 ist daher bevorzugt eingerichtet, nicht auf einen Filterdurchbruch zu erkennen, wenn die erste Druckgröße und die zweite Druckgröße beide einen Filterdurchbruch anzeigen.
Es wird deutlich, dass die hier vorgeschlagene Plausibilisierung eines Fehlerzustands anhand beider Druckgrößen insbesondere eine Verringerung des Problems falsch-positiver Fehlererkennungen ermöglicht.

Claims

Verfahren zum Überwachen eines Brennstoffzufuhrsystems (3) einer Brennkraftmaschine (1), wobei - eine erste Druckgröße in dem Brennstoffzufuhrsystem (3) im Bereich eines Vorfilters (9) und stromaufwärts einer Niederdruckpumpe (11,11') erfasst wird, wobei - eine zweite Druckgröße in dem Brennstoffzufuhrsystem (3) stromabwärts der Niederdruckpumpe (11,11') im Bereich eines Hauptfilters (13) erfasst wird, wobei - die erste Druckgröße und die zweite Druckgröße auf einen Fehlerzustand des Brennstoffzufuhrsystems (3) überwacht werden, und wobei - nur dann auf einen Fehlerzustand erkannt wird, wenn der Fehlerzustand anhand beider Druckgrößen plausibel ist.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass, wenn eine der Druckgrößen, ausgewählt aus der ersten Druckgröße und der zweiten Druckgröße, auf einen Fehlerzustand des Brennstoffzufuhrsystems (3) schließen lässt, der Fehlerzustand anhand der anderen Druckgröße, ausgewählt aus der zweiten Druckgröße und der ersten Druckgröße, geprüft wird, wobei der Fehlerzustand nur akzeptiert wird, wenn die Prüfung ein positives Ergebnis zurückgibt.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass nur auf einen Fehlerzustand erkannt wird, wenn sich der Fehlerzustand eindeutig einer der Druckgrößen, ausgewählt aus der ersten Druckgröße und der zweiten Druckgröße, zuordnen lässt.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als erste Druckgröße und als zweite Druckgröße jeweils ein zeitlicher Druckwerteverlauf erfasst wird, wobei bevorzugt der Druckwerteverlauf auf Änderungen überwacht wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass für die erste Druckgröße ein lokaler Druck (p₁) erfasst wird, wobei die zweite Druckgröße als Differenzdruck (Δp₂) erfasst wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass a) eine Brennstoff-Temperaturgröße erfasst wird, wobei nur auf einen Fehlerzustand erkannt wird, wenn der Fehlerzustand auch anhand der Brennstoff-Temperaturgröße plausibel ist, und/oder b) ein Lastpunkt der Brennkraftmaschine (1) erfasst wird, wobei nur auf einen Fehlerzustand erkannt wird, wenn der Fehlerzustand auch anhand des erfassten Lastpunkts der Brennkraftmaschine (1) plausibel ist.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass, wenn wenigstens eine der Druckgrößen, ausgewählt aus der ersten Druckgröße und der zweiten Druckgröße, auf einen Fehlerzustand des Brennstoffzufuhrsystems (3) schließen lässt, der Fehlerzustand anhand einer weiteren zeitlichen Entwicklung der wenigstens einen Druckgröße plausibilisiert wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass anhand der ersten Druckgröße und der zweiten Druckgröße der Vorfilter (9) und der Hauptfilter (13) auf einen Fehlerzustand überwacht werden.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass auf einen Filterdurchbruch an einem bestimmten Filter, ausgewählt aus dem Vorfilter (9) und dem Hauptfilter (13), erkannt wird, wenn nur die dem bestimmten Filter zugeordnete Druckgröße auf den Filterdurchbruch schließen lässt, wobei nicht auf einen Filterdurchbruch erkannt wird, wenn die erste Druckgröße und die zweite Druckgröße einen Filterdurchbruch anzeigen.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Brennstoffzufuhrsystem (3) zur Versorgung einer Mehrzahl von Brennkraftmaschinen (1) verwendet wird, wobei der Fehlerzustand über mindestens zwei Brennkraftmaschinen (1) der Mehrzahl von Brennkraftmaschinen (1) plausibilisiert wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass anhand der ersten Druckgröße und der zweiten Druckgröße mindestens eine weitere Komponente auf einen Filterzustand hin überwacht wird, wobei die weitere Komponente ausgewählt ist aus einer Gruppe, bestehend aus: Einer Niederdruckpumpe (11,11'), einem Absteuerventil (29,29'), einer Saugdrossel (25,25'), und einer Hochdruckpumpe (15,15').
Brennkraftmaschine (1), mit einem Brennstoffzufuhrsystem (3) zum Zuführen von Brennstoff zu wenigstens einem Brennraum (5) der Brennkraftmaschine (3), wobei das Brennstoffzufuhrsystem (3) - einen Vorratsbehälter (6) aufweist, der strömungstechnisch über einen Vorfilter (9) mit einer Niederdruckpumpe (11,11') verbunden ist, wobei die - Niederdruckpumpe (11,11') strömungstechnisch über einen Hauptfilter (13) mit einer Hochdruckpumpe (15,15') verbunden ist, wobei - das Brennstoffzufuhrsystem (3) eine erste Druckmesseinrichtung (16) aufweist, die eingerichtet ist, um eine erste Druckgröße in dem Brennstoffzufuhrsystem (3) im Bereich des Vorfilters (9) und stromaufwärts der Niederdruckpumpe (11,11') zu erfassen, wobei - das Brennstoffzufuhrsystem (3) eine zweite Druckmesseinrichtung (18) aufweist, die eingerichtet ist, um eine zweite Druckgröße in dem Brennstoffzufuhrsystem (3) stromabwärts der Niederdruckpumpe (11,11') im Bereich des Hauptfilters (13) zu erfassen, und wobei - die Brennkraftmaschine (1) ein Steuergerät (21) aufweist, das mit der ersten Druckmesseinrichtung (16) und mit der zweiten Druckmesseinrichtung (18) wirkverbunden und eingerichtet ist, um die erste Druckgröße und die zweite Druckgröße auf einen Fehlerzustand des Brennstoffzufuhrsystems (3) zu überwachen, und nur dann auf einen Fehlerzustand zu erkennen, wenn der Fehlerzustand anhand der ersten Druckgröße und anhand der zweiten Druckgröße plausibel ist, wobei das Steuergerät vorzugsweise eingerichtet ist zur Durchführung eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 11.