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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Bestimmung eines Versulzungsrisikos einer Kraftstoffversorgungseinrichtung für eine Brennkraftmaschine.
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Für den Betrieb von Brennkraftmaschinen ist es regelmäßig erforderlich, Kraftstoff in einem Kraftstoffvorratsbehälter zu bevorraten, um den Kraftstoff bei Bedarf der Brennkraftmaschine bereitstellen zu können. Hierzu kommen unterschiedliche Arten von Kraftstoffen zur Anwendung. Bei einigen Arten von Kraftstoffen ist zu beobachten, dass diese ihre Eigenschaften bei bestimmten Umgebungsbedingungen verändern, wodurch der zuverlässige und einwandfreie Betrieb der Brennkraftmaschine gestört werden kann. So kann es beispielsweise bei niedrigen Umgebungstemperaturen dazu kommen, dass sich in bestimmten Kraftstoffen, wie beispielsweise Diesel-Kraftstoff, Paraffinkristalle ausbilden. Diese Paraffinkristalle können Kraftstoffleitungen verstopfen und/oder sich auch in zwischengeschalteten Kraftstofffiltern ansammeln und auf diese Weise die mögliche Durchflussmenge des Kraftstoffes erheblich reduzieren oder im schlimmsten Falle vollständig blockieren. In diesen Fällen wird die Brennkraftmaschine entweder nicht mehr zuverlässig oder im schlimmsten Falle überhaupt nicht mehr mit Kraftstoff versorgt. Eine derartige Veränderung des Kraftstoffes aufgrund der Ausbildung von Paraffinkristallen ist auch als sogenannte Versulzung bekannt.
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Aus der
DE 102017214123A1 ist dazu beispielsweise ein Verfahren zur Steuerung einer Einspritzvorrichtung für eine Brennkraftmaschine bekannt. Das darin beschriebene Verfahren basiert im Wesentlichen darauf, dass der Strömungswiderstand der Kraftstoffleitungen durch die Ermittlung von Druckdifferenzen in dieser Kraftstoffleitung bzw. der für den Betrieb der Förderpumpen erforderlichen Energiemenge überwacht wird. Steigt dieser Strömungswiderstand tatsächlich infolge einer Versulzung des Kraftstoffes an, werden verschiedene Maßnahmen zur Vermeidung der Versulzung vorgeschlagen.
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Die im Stand der Technik bekannte Lösung hat sich in der Vergangenheit bereits bewährt, jedoch besteht das Bestreben, das Versulzungsrisiko möglichst frühzeitig zu erkennen und nicht erst, wie es derzeit möglich ist, wenn die Versulzung des Kraftstoffes bereits eingetreten ist.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, die sich aus dem Stand der Technik ergebenden Probleme zumindest teilweise zu lösen. Insbesondere soll eine Lösung angegeben werden, mit der das (aktuelle oder zukünftige) Risiko der Versulzung von Kraftstoffen von Brennkraftmaschinen erkannt und reduziert bzw. beseitigt werden kann.
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Zur Lösung dieser Aufgaben trägt ein Verfahren mit den Merkmalen gemäß Patentanspruch 1 bei. Vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegenstand der abhängigen Patentansprüche. Die in den Patentansprüchen einzeln aufgeführten Merkmale sind in technologisch sinnvoller Weise miteinander kombinierbar und können durch erläuternde Sachverhalte aus der Beschreibung und/oder Details aus den Figuren ergänzt werden, wobei weitere Ausführungsvarianten der Erfindung aufgezeigt werden.
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Vorliegend wird ein Verfahren zur Bestimmung eines Versulzungsrisikos einer Kraftstoffversorgungseinrichtung für eine Brennkraftmaschine vorgeschlagen, das wenigsten die folgenden Schritte aufweist:
- a) Erfassen von Historie-Daten zumindest betreffend mindestens eine Betriebsgröße der Kraftstoffversorgungseinrichtung oder der Brennkraftmaschine oder betreffend einen Umgebungsparameter;
- b) Hinterlegen der Historie-Daten in einem Datenspeicher;
- c) Auswerten der gespeicherten Daten zur Bestimmung, ob aktuell oder in naher Zukunft ein erhöhtes Versulzungsrisiko in der Kraftstoffversorgungseinrichtung vorliegt;
- d) Einleiten von Maßnahmen zur Reduzierung des Versulzungsrisikos, wenn das in Schritt c) bestimmte Versulzungsrisiko über einem vorgebbaren ersten Risikowert liegt.
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Unter „Historie-Daten“ werden hier insbesondere solche Daten (Informationen, Messwerte, Prognosen, etc.) verstanden, die in einem Zeitraum vor der Bestimmung des aktuellen Versulzungsrisikos (hier insbesondere die Durchführung des Schritts c)) gesammelt, gespeichert und gegebenenfalls vor-ausgewertet worden sind. Die so hinterlegten Historie-Daten stehen im hinterlegten Zustand jederzeit und einfach abrufbar zur Durchführung der Bestimmung des Versulzungsrisikos bereit und enthalten zusätzlich Informationen über den Betrieb des Fahrzeugs während zurückliegender Zeiträume.
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Mit dem Begriff „Betriebsgröße“ sind insbesondere solche Daten bezeichnet, die Informationen über den Betrieb der Kraftstoffversorgungseinrichtung und/oder der Brennkraftmaschine enthalten und zu diesem Zwecke datentechnisch erfasst werden können. Bezogen auf die Kraftstoffversorgungseinrichtung können dies beispielsweise die Mengen, Orte und/oder Zeitpunkte der Betankung, die Art des getankten Kraftstoffes, der Füllstand des Kraftstoffvorratsbehälters o. ä. Betriebsgrößen sein.
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Bezogen auf die Brennkraftmaschine können solche Daten beispielsweise die Betriebsgröße beschreiben, welche die Anzahl und/oder Dauer des Betriebs der Brennkraftmaschine und/oder die Intensität der Leistungsabgabe erfassen. Ferner kann auch die Standdauer eines Fahrzeugs als Betriebsgröße erfasst werden, um nur einige beispielhaft zu benennen.
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Schließlich sind „Umgebungsparameter“ für die Bestimmung des Versulzungsrisikos im Rahmen der vorliegenden Erfindung solche Daten, die Rückschlüsse auf die Umweltbedingungen zulassen unter denen eine Brennkraftmaschine bzw. ein Fahrzeug in einem zurückliegenden Zeitraum, zum aktuellen Zeitpunkt und/oder einem zukünftigen Zeitraum betrieben wurde bzw. betrieben wird. Dies können beispielsweise Wetteraufzeichnungen und -vorhersagen, Temperaturaufzeichnungen und -vorhersagen sein. Andere Umgebungsparameter sind etwa Ort, Zeitpunkt des Betriebs der Brennkraftmaschine bzw. des Fahrzeugs oder deren technische Daten bzw. Spezifikationen.
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Im Rahmen der vorliegenden Erfindung werden zunächst in einem ersten Schritt a) sogenannte Historie-Daten gesammelt. Die Sammlung der Historie-Daten erfolgt in einem Zeitraum, der vor dem Zeitpunkt der Bestimmung des Versulzungsrisikos liegt. So können bestimmte Daten beispielsweise Minuten, Stunden, Tage und sogar Monate vor der eigentlichen Bestimmung des Versulzungsrisikos bereits gesammelt werden. Üblicherweise werden diese Historie-Daten während des Betriebes des konkreten Kraftfahrzeugs gewonnen, das hier betrachtet wird. Es ist aber auch möglich, dass zumindest zum Zeitpunkt der ersten Nutzung des Fahrzeugs und/oder später wenigsten einige der Historie-Daten bereitgestellt werden, die aus den Betriebszyklen anderer Fahrzeuge gewonnen wurden.
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Die gesammelten und/oder elektronisch eingespielten Historie-Daten werden in einem zweiten Schritt b) in einem Datenspeicher hinterlegt, um aus diesem Datenspeicher bei Bedarf ausgelesen und verwendet zu werden. Es ist möglich, dass die Schritte a) und b) mehrmals und/oder kontinuierlich ausgeführt werden, bevor und/oder während der Bestimmung des aktuellen Versulzungsrisikos ausgeführt wird.
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In einem dritten Schritt c) werden dann bei Bedarf die hinterlegten Historie-Daten ausgelesen und bei der Bestimmung des Versulzungsrisikos verwendet. Die Häufigkeit der erforderlichen Bestimmungen des Versulzungsrisikos kann dabei von verschiedenen Einsatzbedingungen der Brennkraftmaschine bzw. des Fahrzeugs abhängen. So wird bei einem Betrieb einer Brennkraftmaschine in einem sogenannten „Heißland“ mit hohen Umgebungstemperaturen eine Bestimmung des Versulzungsrisikos, wenn überhaupt, nur sehr selten durchgeführt werden. Wird die Brennkraftmaschine hingegen in „Kaltländern“ betrieben, kann es erforderlich sein, das Versulzungsrisiko regelmäßig und teilweise sogar wiederholt während eines Fahrzyklus des Fahrzeugs zu ermitteln und ggf. Maßnahmen zur Reduzierung des Versulzungsrisikos einzuleiten.
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Zur Bestimmung des Versulzungsrisikos können die verschiedenen berücksichtigten Einflussfaktoren wie, Kraftstoffzusammensetzung, Temperatur, Isolation des Fahrzeugs etc. mit unterschiedlichen großen Werten bewertet und anschließend addiert werden. Liegt der addierte Wert über dem ersten vorgegebenen und beispielsweise empirisch ermittelten Risikowert, so liegt ein Versulzungsrisiko vor.
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Insbesondere kann durch die Verwendung der vorgehaltenen und im Datenspeicher bereits hinterlegten Historie-Daten sogar noch vor Antritt der Fahrt bzw. vor dem Beginn des Betriebs der Brennkraftmaschine das Versulzungsrisiko ermittelt werden. Die Daten müssen somit nicht zunächst im laufenden Betrieb der Brennkraftmaschine ermittelt werden, um diese dann erst anschließend im Rahmen der Ermittlung des Versulzungsrisikos zu verarbeiten. Vielmehr können die bereits vorhandenen und zurückliegend gesammelten Historie-Daten hierzu verwendet werden und bereits vor dem Beginn des Betriebs der Brennkraftmaschine geeignete Maßnahmen zur Reduzierung des Versulzungsrisikos eingeleitet werden, wenn dieses Risiko über einem vorgegebenen ersten Risikowert liegt. In diesem Fall kann beispielsweise eine frühzeitige Warnung an das Fahrzeug, den Fahrer und/oder eine Leitstelle des Fahrzeugs noch vor Antritt der nächsten Fahrt ausgegeben werden. Das Fahrzeug kann selbst bei einer noch nicht eingetretenen, jedoch möglicherweise bevorstehenden Versulzung durch das Einleiten von Maßnahmen zur Verringerung oder Vermeidung einer tatsächlichen Beeinträchtigung des Systems entgegenwirken.
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Weiterhin kann beispielsweise durch die Erfassung der Betriebsgrößen der Kraftstoffversorgungseinrichtung auf die Art bzw. die Eigenschaften des im Fahrzeug befindlichen Kraftstoffes geschlossen werden. Hierzu können beispielsweise Informationen über den Hersteller des Kraftstoffes, den Kraftstoff selbst, der getankten Mengen und/oder Mischungsverhältnisse aus vorherigen Tankvorgängen verwendet werden. Wurde beispielsweise die letzte Betankung während der Sommerzeit und an einem Ort mit hohen Temperaturen durchgeführt, so kann davon ausgegangen werden, dass sich aktuell ein sogenannter „Sommer-Diesel“ im Kraftstoffbehälter befindet, der eine höhere Neigung zur Versulzung aufweist. Soll die Brennkraftmaschine nun nach längerer Standzeit und ohne Zwischenbetankung an einem kalten Ort mit winterlichen Bedingungen betrieben werden, ist von einem erhöhten Versulzungsrisiko auszugehen.
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Anders ist das Versulzungsrisiko zu bewerten, wenn in einem Zeitraum kurz vor dem Betrieb der Brennkraftmaschine an dem kalten Ort der Kraftstoffbehälter mehrfach mit sogenanntem „Winter-Diesel“ betankt worden ist, sodass davon ausgegangen werden kann, dass sich in der Kraftstoffversorgungseinrichtung überwiegend dieser gegen Versulzung geschützte Kraftstoff befindet. In diesem Fall wäre das Versulzungsrisiko deutlich niedriger zu bewerten.
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Neben der Unterscheidung zwischen den zuvor genannten saisonalen Kraftstoffarten können beispielsweise durch die Berücksichtigung der Orte der Betankung auch unterschiedliche Kraftstoffarten berücksichtigt werden, wie sie in verschiedenen Ländern verwendet werden. Durch die elektronische Speicherung von Informationen des Betankungsortes und des Betankungszeitpunkts wird dies möglich. Entsprechend kann auch durch die Erfassung des Füllstand des Kraftstoffbehälters vor und nach der Betankung bzw. der zugeführten Kraftstoffmenge die Zusammensetzung des Kraftstoffes im Kraftstoffbehälter genauer bestimmt werden.
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Weiterhin können auch Betriebsgrößen der Brennkraftmaschine zur Bestimmung des Versulzungsrisikos herangezogen werden. So ist beispielsweise bei einer Brennkraftmaschine, die bei sehr niedrigen Temperaturen eine sehr lange Standzeit im Stillstand verbracht hat, die Gefahr der Versulzung höher sein als bei einer Brennkraftmaschine, die bis vor wenigen Minuten mit einer hohen Lastabgabe betrieben worden ist. So kann bei einer Brennkraftmaschine nach einer langen Standzeit davon ausgegangen werden, dass die Temperatur der Kraftstoffversorgungseinrichtung im Wesentlichen identisch mit der Umgebungstemperatur ist. Bei einer erst vor kurzem stillgesetzten Brennkraftmaschine kann jedoch davon ausgegangen werden, dass die Temperatur der Kraftstoffversorgungseinrichtung in den kritischen Teilbereichen höher ist als die Umgebungstemperatur, wodurch sich ein geringeres Versulzungsrisiko in diesen Fall darstellt. Hierbei kann wiederum zusätzlich differenziert werden, wenn bekannt ist ob die Brennkraftmaschine zuvor in einem Volllastbetrieb oder einem Teillastbetrieb betrieben worden ist. Hierbei gilt dann entsprechend, je höher die Intensität der Nutzung, d. h. je näher der Betriebspunkte der Brennkraftmaschine am Volllastbetrieb lag und je kürzer der dazwischenliegende Zeitraum war, desto geringer ist das Versulzungsrisiko zu bewerten. Hierzu können beispielsweise die Standtage des Fahrzeugs erfasst werden, wobei das Versulzungsrisiko mit zunehmender Anzahl der Standtage ansteigt. Zudem kann bei einem Überschreiten einer gewissen Fahrdauer und/oder Fahrintensität mit hoher Leistungsabgabe der Brennkraftmaschine dieses Risiko wieder reduziert werden, indem beispielsweise die Anzahl der erfassten Standtage reduziert oder wieder auf null gesetzt wird.
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Weiterhin können aber spezifische Parameter der Brennkraftmaschine bei der Risikobewertung herangezogen werden. So gibt es Brennkraftmaschine und Fahrzeuge die für den Einsatz in Ländern mit hohen Temperaturen, den zuvor erwähnten Heißländern, oder Ländern mit niedrigen Temperaturen, den Kaltländern, ausgestattet sind. Hierbei ist zu berücksichtigen, dass ein Fahrzeug mit einer Ausstattung für ein Heißland bei niedrigen Temperaturen ein deutlich höheres Versulzungsrisiko aufweisen kann, als beispielsweise ein Fahrzeug, welches für den Betrieb in einem Kaltland ausgestattet ist. Die unterschiedliche Ausstattung kann beispielsweise durch eine zusätzliche Isolierung und/oder zusätzliche Möglichkeiten der Beheizung der Kraftstoffversorgungseinrichtung realisiert sein. Auch derartige fahrzeugspezifische Unterschiede können im Rahmen des vorgeschlagenen Verfahrens bei der Ermittlung des Versulzungsrisikos mitberücksichtigt werden.
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Die Schritte a) und b) können dabei wenigstens einmal in der hier angegebenen Reichenfolge a) und b) durchgeführt werden. Es ist möglich, dass diese Schritte unterschiedlich oft und/oder zumindest teilweise zeitlich überlagernd durchgeführt werden, bevor die Schritte c) und d) ausgeführt werden.
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Es ist möglich, dass nach der (einmaligen) Bereitstellung der Historie-Daten nachfolgend (nur) wiederholt die Schritte c) und ggf. d) ausgeführt werden. Hierfür kann eine kontinuierliche oder intermittierende Überwachung beispielsweise des Standorts der Brennkraftmaschine oder Uhrzeiten erfolgen. In diesem Fall kann bei der Ausführung des Verfahrens wahlweise fortlaufend eine Durchführung der Schritte a) und b) erfolgen bevor die Schritte c) und gegebenenfalls d) ausgeführt werden. Alternativ dazu können bei der Überwachung des Standorts der Brennkraftmaschine oder der Uhrzeiten des Betriebs der Brennkraftmaschine die Schritte a) und b) beispielsweise nur dann ausgeführt werden, wenn eine Änderung des Betriebsorts der Brennkraftmaschine festgestellt wird, die über einem vorgegebenen Schwellwert liegt oder der Betrieb der Brennkraftmaschine über einen Zeitraum hinausgeht der größer als eine vorgegebene feste Zeitdauer ist.
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Insbesondere kann vorgesehen sein, dass das Verfahren so ausgeführt wird, dass die Historie-Daten zumindest einen Datentyp aus der folgenden Gruppe umfasst:
- Zeitangaben, Ortsangaben, Betankungsmengenangaben, Füllstandsangaben,
- Entfernungsangaben bezüglich wenigstens einer Betankung der
- Kraftstoffversorgungseinrichtung, Umweltbedingungen, Lastzustände oder Lastzustandsverläufe der Brennkraftmaschine.
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Diese Informationen sind insbesondere dazu geeignet, Rückschlüsse auf die Kraftstoffzusammensetzung den Zustand, der Brennkraftmaschine, zurückliegende, aktuelle und künftige Wetterzustände und Betriebsorte der Brennkraftmaschine zu erfassen, um diese anschließend im Rahmen der Bestimmung des Versulzungsrisikos zu verwenden.
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Neben den Historie-Daten können in Schritt c) zusätzlich auch Betriebsdaten der Kraftstoffversorgungseinrichtung oder der Brennkraftmaschine verwendet werden, die aktuell ermittelt werden.
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Insbesondere kann dabei vorgesehen werden, dass beispielsweise die aktuelle Temperatur des Kraftstoffes mittels Sensoren in der Kraftstoffversorgungseinrichtung erfasst wird, um diese bei der Bestimmung des Versulzungsrisikos mit einfließen zu lassen. Insbesondere kann auch mittels Drucksensoren der ordnungsgemäße Fluss des Kraftstoffes innerhalb der Kraftstoffversorgungseinrichtung überwacht werden, wobei bei dem Auftreten einer Versulzung höhere Differenzdrücke zwischen verschiedenen Abschnitten der Kraftstoffversorgungseinrichtung und/oder erhöhte Förderleistungen der Fördereinrichtung zu beobachten sind. Diese im laufenden Betrieb der Brennkraftmaschine aktuell ermittelten Daten können zusätzlich zu den Historie-Daten bei der Bestimmung des Versulzungsrisikos berücksichtig werden und dadurch die Vorhersagegenauigkeit des Verfahrens zusätzlich verbessern.
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Insbesondere können die Historie-Daten oder die zusätzlichen Betriebsdaten sensorisch während des Betriebs der Kraftstoffversorgungseinrichtung ermittelt werden. Die Ermittlung kann dann von der Brennkraftmaschine bzw. dem Fahrzeug eigenständig durchgeführt werden und es sind keine weiteren Maßnahmen erforderlich.
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Insbesondere vorteilhaft ist es auch, wenn die Maßnahmen zur Reduzierung des Versulzungsrisikos zumindest eine Maßnahme aus der folgenden Gruppe umfasst:
- - Heizen zumindest eines Teils einer Kraftstoffversorgungseinrichtung,
- - Erhöhen einer Last der Brennkraftmaschine,
- - Zugabe von Additiven.
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Diese Maßnahmen haben sich in der Vergangenheit einzeln und miteinander kombiniert als besonders wirksam und zuverlässig erwiesen, um bereits bestehende oder noch zu erwartende Versulzung zu beseitigen bzw. um diese vorbeugend zu verhindern. Insbesondere können geeignete Teile der Kraftstoffversorgungseinrichtung, wie etwa der Kraftstofffilter, die Leitungsmittel, der Kraftstoff im Kraftstoffvorratsbehälter oder die Fördereinrichtungen je nach Bedarf und bevorzugt elektrisch beheizt werden. Hierbei kann die Beheizung bereits unmittelbar nach dem Öffnen bzw. Entriegeln der Türen des Fahrzeugs begonnen werden. Ist das Fahrzeug ein Plug-in-Hybrid (PHEV) kann die Beheizung auch autonom und vorbeugend außerhalb des Benutzungszeitraums des Fahrzeugs erfolgen, wobei die Stromversorgung über den externen Stromanschluss des Plug-in-Hybrids erfolgen kann und die Fahrzeugbatterie somit nicht entladen wird.
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Neben der Beheizung können auch Additive verwendet werden, um die Kaltfließeigenschaften des Kraftstoffes durch eine kinetische Hemmung der Kristallisation, zu verbessern. Hierfür steht eine Vielzahl bekannter Additive zur Verfügung.
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Weiterhin vorteilhaft ist es auch, wenn die in Schritt d) eingeleiteten Maßnahmen gestoppt werden, sobald ein neu bestimmtes Versulzungsrisiko einen vorgebbaren zweiten Risikowert unterschreitet.
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Da die vorgenannten Maßnahmen zur Reduzierung des Versulzungsrisikos entweder mit einem erhöhten Energieverbrauch oder dem Verbrauch von Additiven verbunden sind, ist es wünschenswert diese Maßnahmen nur so lange aufrecht zu erhalten, wie dies für den sicheren Betrieb der Brennkraftmaschine erforderlich ist. Sinkt das Versulzungsrisiko nun unter den vorgegebenen zweiten Risikowert, so können diese Maßnahmen beendet werden, sodass der Verbrauch von Energie bzw. Additiven auf das gerade erforderliche Mindestmaß beschränkt werden kann.
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Gemäß einem weiteren Aspekt wird eine Kraftstoffversorgungseinrichtung vorgeschlagen, aufweisend wenigstens einem Kraftstoffvorratsbehälter, eine Fördereinrichtung, wenigstens einen Leitungsabschnitt zur Durchleitung eines Kraftstoffs vom Kraftstoffvorratsbehälter durch die Fördereinrichtung hin zu einer Brennkraftmaschine, wenigstens eine Heizvorrichtung sowie wenigstens eine Steuerungsvorrichtung und einen Datenspeicher, wobei der Datenspeicher zur Durchführung eines hier vorgeschlagenen Verfahrens eingerichtet ist.
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Es wird ferner ein Fahrzeug mit einer vorstehend beschriebenen Kraftstoffversorgungseinrichtung vorgeschlagen, wobei sich mindestens eine Komponente des Datenspeichers, der Steuerungseinrichtung oder einer Sensoreinheit zur Ermittlung von Historie-Daten oder Betriebsdaten im Fahrzeug oder außerhalb des Fahrzeugs befindet.
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Die Ausführungen zu dem Verfahren gelten gleichermaßen für die Kraftstoffversorgungseinrichtung, das Fahrzeug und die Steuerungsvorrichtung und umgekehrt.
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Insbesondere kann das Fahrzeug mit einem Kommunikationsmodul ausgeführt sein, das zum Datenaustausch mit einer außerhalb des Fahrzeugs befindlichen Komponente des Datenspeichers, der Steuerungseinrichtung oder der Sensoreinheit eingerichtet ist.
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Über das Kommunikationsmodul können dann Daten zwischen dem Fahrzeug und einer externen Einrichtung wahlweise unidirektional oder bidirektional ausgetauscht werden, vorzugsweise per Funk.
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Hierbei kann die externe Einrichtung je nach Ausführungsform wenigstens einen Datenspeicher, eine Steuerungseinrichtung oder eine Sensoreinrichtung umfassen.
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Insbesondere können dabei die von der Brennkraftmaschine bzw. dem Fahrzeug gesammelte Daten in Form der Historien-Daten oder der aktuell erfassten Daten einer zentralen Steuerungseinrichtung bereitgestellt werden. Bei einer bevorzugten Weiterbildung kann dazu vorgesehen werden, dass mehrere Fahrzeuge, wie zum Beispiel die Fahrzeuge einer Fahrzeugflotte, Daten an eine zentrale Steuerungseinrichtung bereitstellen. Über die zentrale Steuerungseinrichtung wird es dann möglich die gesammelten Historie-Daten und aktuell erfassten Daten den jeweils anderen Fahrzeugen wieder bereitzustellen. Hierdurch kann die Vorhersage des Versulzungsrisikos weiter verbessert werden, indem beispielsweise auf Informationen von anderen Fahrzeugen zurückgegriffen werden kann, die sich am gleichen Ort, entlang der geplanten Route oder am Zielort befinden. Diese Daten können beispielsweise Informationen über Eigenschaften der mittels Fahrzeugsensoren erfassten und lokal getankten Kraftstoffarten, lokale vom Fahrzeug oder von externen Sensoren erfasste Wetterbedingungen oder auch Wettervorhersagen sein, die dann von der Brennkraftmaschine bzw. der zugehörigen Steuerungseinrichtung bei der Bestimmung des Versulzungsrisikos herangezogen werden. Alternativ kann diese Bestimmung des Versulzungsrisikos auch in der zentralen Steuerungseinrichtung bestimmt und anschließend lediglich das ermittelte Versulzungsrisiko an die jeweils lokale Steuerungseinrichtung übermittelt werden. Die vorliegende Erfindung kann somit wahlweise für eine einzelne Kraftstoffversorgungseinrichtung einer Brennkraftmaschine durchgeführt werden, wobei die Daten lediglich mit Bezug auf diese eine Brennkraftmaschine ermittelt und verarbeitet werden. Alternativ kann die vorliegende Erfindung aber auch unter Berücksichtigung von Daten ausgeführt werden, die aus einer Vielzahl von Kraftstoffversorgungseinrichtungen, Fahrzeugen und Datenquellen stammen und in einer zentralen Steuerungseinrichtung gesammelt, verarbeitet und zur weiteren Verwendung bereitgestellt werden. Datenquellen können dabei beispielsweise einzelne Sensoren zur Erfassung von Temperaturen oder Kraftstoffqualitäten bis hin zu komplexen Systemen, wie Wettervorhersagesysteme und den von diesen bereitgestellten Daten sein. So kann beispielsweise die Routenplanung einer Navigationshilfe die Route und den Zielort des Fahrzeugs bereitstellen, die kombiniert mit den für diese Orte ausgegebenen Wettervorhersagen eine Vorhersage des zu erwartenden Temperaturverlaufs entlang der Fahrtstrecke erlauben. Dieser zu erwartende Temperaturverlauf kann dann zur vorausschauenden Bestimmung des Versulzungsrisikos verwendet werden. Als Datenquelle für die Ermittlung von Historie-Daten kann beispielsweise auch eine Kraftstoffsensorik genutzt werden, die im Fahrzeug und/oder einer Kraftstoffversorgungseinrichtung, wie etwa einer Tankstelle, angeordnet ist. Mit einer solchen Kraftstoffsensorik können, je nach Anwendungsfall, beispielsweise wenigstens die Temperatur, der Alkoholgehalt, eine Cetan-Zahl oder ein Anteil von Biokraftstoffen ermittelt werden. Die so erfassten Daten können dann im Weiteren Verfahren zur Bestimmung des Versulzungsrisikos herangezogen werden.
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Insbesondere kann die Steuerungsvorrichtung für eine Brennkraftmaschine mit einem Datenspeicher und Mitteln ausgebildet sein, die geeignet sind, die Schritte des zuvor beschriebenen Verfahrens auszuführen.
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Weiterhin wird ein Computerprogramm[produkt] vorgeschlagen, umfassend Befehle, die bewirken, dass die Steuerungsvorrichtung die Verfahrensschritte nach einem der Verfahrensansprüche ausführt.
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Schließlich wird ergänzend auch ein computerlesbares Medium vorgeschlagen, auf dem das Computerprogramm[produkt] gespeichert ist.
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Vorsorglich sei angemerkt, dass die hier verwendeten Zahlwörter („erste“, „zweite“, ...) vorrangig (nur) zur Unterscheidung von mehreren gleichartigen Gegenständen, Größen oder Prozessen dienen, also insbesondere keine Abhängigkeit und/oder Reihenfolge dieser Gegenstände, Größen oder Prozesse zueinander zwingend vorgeben. Sollte eine Abhängigkeit und/oder Reihenfolge erforderlich sein, ist dies hier explizit angegeben oder es ergibt sich offensichtlich für den Fachmann beim Studium der konkret beschriebenen Ausgestaltung.
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Die Erfindung sowie das technische Umfeld werden nachfolgend anhand der beiliegenden Figuren näher erläutert. Es ist darauf hinzuweisen, dass die Erfindung durch die angeführten Ausführungsbeispiele nicht beschränkt werden soll. Insbesondere ist es, soweit nicht explizit anders dargestellt, auch möglich, Teilaspekte der in den Figuren erläuterten Sachverhalte zu extrahieren und mit anderen Bestandteilen und Erkenntnissen aus der vorliegenden Beschreibung zu kombinieren. Insbesondere ist darauf hinzuweisen, dass die Figuren und insbesondere die dargestellten Größenverhältnisse nur schematisch sind. Es zeigen:
- 1: einen Verfahrensablauf einer ersten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Verfahrens; und
- 2: ein Kraftfahrzeug mit einer erfindungsgemäßen Kraftstoffversorgungseinrichtung;
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In 1 ist eine mögliche Ausführungsform eines Verfahrensablaufs eines erfindungsgemäßen Verfahrens dargestellt. Im Zentrum steht das Fahrzeug 1, das zunächst Daten sammelt und anschließend übermittelt. In der unteren Hälfte der Grafik sind dabei die Daten dargestellt, die das Fahrzeug 1 erfasst. So werden bei der dargestellten Ausführungsform sowohl Historien-Daten als auch aktuelle Daten erfasst.
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Die aktuellen Daten werden dazu im Rahmen der Erfassung der Versulzung ermittelt und umfassen beispielsweise die Ermittlung eines Differenzdrucks in der Kraftstoffleitung, den Stromfluss der Fördereinrichtung zur Förderung des Kraftstoffs und den mittels wenigstens eines Sensors erfassten Druck innerhalb der Kraftstoffleitung.
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Die ebenfalls erfassten Historie-Daten sehen eine Erfassung der Betankung, der Umweltbedingungen und eine Erfassung der Fahrzustände vor. Bei der Erfassung der Betankung werden beispielsweise der Füllstand des Kraftstoffbehälters, die zugeführte Menge des Kraftstoffes, der Zeitpunkt der Betankung und der Ort der Betankung erfasst.
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Zur Erfassung der Umweltbedingungen können Wettervorhersagen, fahrzeugspezifische Daten, der Aufenthaltsort des Fahrzeugs, der Zielort, die Außentemperaturen und die jeweils zugehörigen Zeitpunkte erfasst werden. Hierdurch lassen sich beispielsweise Temperaturverläufe über Wegstrecken oder Wegstrecken an sich nachvollziehen.
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Die Fahrzustände des Fahrzeugs können beispielsweise ermittelt werden indem Daten zur Standdauer des Fahrzeuges, zu den Fahrten selbst und den Intensitäten der Nutzung der Brennkraftmaschine erfasst und gespeichert werden.
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Für eine besonders einfache Ausführungsform der vorliegenden Erfindung sind die so erfassten aktuellen Daten und Historie-Daten bereits ausreichend und können zur Bewertung des Versulzungsrisikos verwendet werden. Wonach dann beim Überschreiten des ersten Risikowerts Maßnahmen zur Reduzierung des Versulzungsrisikos eingeleitet werden.
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Bei der dargestellten Ausführungsform übermittelt das Fahrzeug die gesammelten Daten bzw. Teilmengen davon zusätzlich an eine zentrale Sammelstelle 2. Die zentrale Sammelstelle 2 sammelt die vom Fahrzeug 1 übermittelten Daten sowie weitere Daten die von anderen Fahrzeugen oder aus anderen Datenquellen stammen. Andere Datenquellen können beispielsweise Wetterberichte von Drittanbietern oder lokale Tankstelleninformationen mit Daten zu bereitgestellten Kraftstoffen sein. Die zentrale Sammelstelle hinterlegt die auf diese Weise gesammelten Daten in einer Datenbank und stellt diese zur Rückmeldung an das Fahrzeug 1 bereit. Das Fahrzeug 1 verfügt für die Übertragung der Daten zur zentralen Sammelstelle 2 und der Rückübertragung der bereitgestellten Daten von der zentralen Sammelstelle 2 zum Fahrzeug 1 über ein Kommunikationsmodul 3, welches eine bidirektionale Übertragung von Daten zwischen dem Fahrzeug 1 und der zentralen Sammelstelle 2 ermöglicht. Grundsätzlich bestehen hierbei zwei Möglichkeiten. Die erste Möglichkeit sieht vor, dass die zentrale Sammelstelle 2 aus den gesammelten Daten das Versulzungsrisiko ermittelt und lediglich das ermittelte Versulzungsrisiko an das Fahrzeug 1 zurück ermittelt. Die zweite Möglichkeit die vorliegende Erfindung zu realisieren besteht darin, dass die zentrale Sammelstelle wenigstens eine Teilmenge der in der Datenbank hinterlegten Daten an das Fahrzeug 1 übermittelt, wonach dann im Fahrzeug 1 die Bestimmung des Versulzungsrisikos unter Verwendung der von der zentralen Sammelstelle bereitgestellten Daten wahlweise mit oder ohne die vom Fahrzeug 1 selbst erfassten Daten und erfolgt.
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Die 2 zeigt in einer schematischen Seitenansicht ein erfindungsgemäßes Fahrzeug 1 das mit einer zentralen Sammelstelle 2 interagiert. Hierzu ist das Kommunikationsmodul 3 am Fahrzeug 1 vorgesehen, welches mit einer Empfängereinrichtung 4 der zentralen Sammelstelle 2 die Übertragung von Daten in bidirektionale Richtung zulässt.
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Im Fahrzeug 1 ist eine Brennkraftmaschine 5 angeordnet, die von einer Kraftstoffversorgungseinrichtung 6 mit Kraftstoff versorgt wird. Hierzu weist die Kraftstoffversorgungseinrichtung 6 einen Kraftstoffbehälter 7, eine Fördereinrichtung 8 eine Filtereinrichtung 9, erste Leitungsmittel 10, zweite Leitungsmittel 11, einen Drucksensor 12 sowie eine zweite Fördereinrichtung 13 auf. Steigt im Falle einer Versulzung im ersten Leitungsmittel 10 die Leistungsaufnahme der ersten Fördereinrichtung 8 an, kann dies beispielsweise durch eine Überwachung der Stromaufnahme der elektrischen ersten Fördereinrichtung 8 erkannt werden. Alternativ oder ergänzend kann eine Versulzung auch durch den Drucksensor 12 detektiert werden, der je nach dem auftretenden Ort der Versulzung einen Druckanstieg oder einen Druckabfall detektiert. So wird in der Regel bei einer Versulzung in Strömungsrichtung hinter dem Drucksensor 12 ein Druckanstieg zu beobachten sein, während bei einer Versulzung im Bereich vor dem Drucksensor 12 ein Druckabfall zu verzeichnen sein wird.
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Der Kraftstoffbehälter 7 ist mit einem Füllstandsensor 14 ausgestattet, der über eine Signalleitung 15 mit der Steuerungseinrichtung 16 verbunden ist. Über eine weitere Signalleitung 15 ist eine Tanköffnung 17 ebenfalls mit dem der Steuerungseinrichtung 16 verbunden, sodass Betankungsvorgänge von der Steuerungseinrichtung 16 erfasst werden können. Über weitere Signalleitungen 15 ist die Steuerungseinrichtung 16 mit einer Positionsbestimmungsvorrichtung (GPS) 18 verbunden, welches gleichzeitig die genaue Uhrzeit und das Datum verbunden mit der Positionsangabe des Fahrzeugs 1 an die Steuerungseinrichtung 16 übermittelt. Die Steuerungseinrichtung 16 umfasst einen Datenspeicher 18, der dazu geeignet ist die ermittelten Historie-Daten und aktuellen Daten zu speichern. Ferner umfasst die Steuerungseinrichtung 16 Mittel, die dazu geeignet sind, ein Computerprogramm auszuführen, welches die Verfahrensschritte gemäß der vorliegenden Erfindung ausführt.
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Bei der gezeigten Ausführungsform weist auch die zentrale Sammelstelle 2 einen eigenen Datenspeicher 18 auf, der dazu geeignet ist die vom Fahrzeug 1 und gegebenenfalls auch von anderen Fahrzeugen 1, die zusammen eine Fahrzeugflotte bilden, gesendeten Daten zu speichern.
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Ein derart ausgebildetes Fahrzeug 1 ist somit in der Lage das erfindungsgemäße Verfahren auszuführen und in besonders zuverlässiger Weise und besonders frühzeitig eine Bewertung eines aktuellen oder künftigen Versulzungsrisikos vorzunehmen und gegebenenfalls Maßnahmen zur Reduzierung dieses Versulzungsrisikos einzuleiten.
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Hierzu können insbesondere Heizeinrichtungen an den Förderleistungen 8,13 oder der Filtereinrichtung 9 vorgesehen werden, die bei Bedarf elektrisch beheizbar sind und dazu geeignet sind den durch geleiteten Kraftstoff und die Leitungsmittel 10,11 bei Bedarf elektrisch auf zu heizen.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Fahrzeug
- 2
- zentrale Sammelstelle
- 3
- Kommunikationsmodul
- 4
- Empfängereinrichtung
- 5
- Brennkraftmaschine
- 6
- Kraftstoffversorgungseinrichtung
- 7
- Kraftstoffvorratsbehälter
- 8
- erste Fördereinrichtung
- 9
- Filtereinrichtung
- 10
- erstes Leitungsmittel
- 11
- zweites Leitungsmittel
- 12
- Drucksensor
- 13
- zweite Fördereinrichtung
- 14
- Füllstand Sensor
- 15
- Signalleitung
- 16
- Steuerungseinrichtung
- 17
- Tanköffnung
- 18
- Datenspeicher
- 19
- Heizvorrichtung
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102017214123 A1 [0003]
