DE102020210165A1 - Verfahren zum Detektieren des Grades einer Filterverstopfung in einem Verbrennungsmotor - Google Patents

Abstract

Die vorliegende Offenbarung schlägt ein Verfahren (100) zum Detektieren des Grads einer Verstopfung in einem Kraftstofffilter eines Verbrennungsmotors vor. Das elektronische Steuergerät berechnet (104) eine momentane Zeitverzögerung zum Erreichen eines minimalen Verteilerleitungsdrucks und vergleicht (105) diesen mit dem gemessenen Batteriespannungswert, dem empfangenen Kraftstofftemperaturwert, dem berechneten Einspritzmengenwert und mindestens dem berechneten Zeitverzögerungswert, der zum Erreichen eines minimalen Verteilerleitungsdrucks erforderlich ist, mit vorbestimmten Datenpunkten zum Erhalt eines Werts des Grads einer Verstopfung des Kraftstofffilters. Der Wert des Grads einer Filterverstopfung wird dem Fahrzeugbenutzer angezeigt.

Description

• Vollständige Beschreibung:
• Die folgende Beschreibung beschreibt und bestimmt die Beschaffenheit der vorliegenden Erfindung und die Art und Weise, auf die sie durchzuführen ist.
• Gebiet der Erfindung
• Die vorliegende Offenbarung bezieht sich auf ein Verfahren zum Detektieren des Grades einer Filterverstopfung in einem Verbrennungsmotor.
• Hintergrund der Erfindung
• Gefilterter Kraftstoff ist eine Grundvoraussetzung für Funktionalität & Dauerhaftigkeit von Kraftstoffeinspritzkomponenten. Defekte Filtrierung führt zu einer Fehlfunktion von Komponenten, die im weiteren Verlauf die Motorleistungsfähigkeit beeinträchtigen kann. Der Filter verstopft schnell aufgrund der Ausfilterung suspendierter Partikel, während sie durch ein poröses Medium hindurchströmen. Diese Ausfilterung hindert zunehmend und stoppt letztlich das Strömen des Kraftstoffs. Es besteht Bedarf an einer dynamischen Zustandsprüfung des Filters zur Bestimmung der Wechselhäufigkeit und zur Kenntnis des Wirkungsgrads der Filtrierung.
• Die Patentanmeldung US6672147B1 , Verfahren zum Detektieren von Verstopfen in einem Kraftstofffilter in einem Verbrennungsmotorversorgungskreis betrifft ein Verfahren zum Detektieren von Verstopfen in einem Kraftstofffilter zwischen einem Kraftstoffdruckregler, der einen Druck zu dem Verbrennungsmotor stromabwärts des Filters vorschreibt, und einer elektrischen Motorpumpe, die den Kraftstoff, der aus dem Tank zu dem Regler durch den Filter kommt, verdichtet, das aus Folgendem besteht: Bestimmen des Kraftstoffdrucks an dem Pumpenauslass und durch Betrachtung dieses als den Kraftstoffdruck an dem Filtereinlass; Bestimmen des Kraftstoffdrucks an dem Filterauslass als den von dem Regler vorgeschriebenen Druck; Bestimmen des Druckabfalls des Filters aus der Differenz zwischen der Filtereingangs- und -ausgangsdruckhöhe und durch Vergleichen mindestens eines auf dem Druckabfall basierenden Werts mit mindestens einem Bezugswert zur Ableitung von Informationen zum Verstopfungszustand des Filters daraus.
• Figurenliste
• 1 ist ein Ablaufdiagramm für ein Verfahren zum Detektieren des Grads einer Filterverstopfung in einem Verbrennungsmotor.
• Detaillierte Beschreibung der Zeichnungen
• 1 ist ein Ablaufdiagramm für ein Verfahren zum Detektieren des Grads einer Filterverstopfung in einem Verbrennungsmotor unter Verwendung eines elektronischen Steuergeräts (ECU), das dazu ausgeführt ist, den Grad einer Verstopfung in einem Kraftstofffilter eines Verbrennungsmotors zu detektieren. Bei Schritt (101) misst das ECU einen momentanen Batteriespannungswert über die Anschlüsse der Batterie hinweg. Bei Schritt (102) empfängt das ECU einen momentanen Kraftstofftemperaturwert über einen Sensor. Bei Schritt (103) berechnet das ECU einen momentanen Kraftstoffeinspritzmengenwert basierend auf einem momentanen Beschleunigungswert. Bei Schritt (104) berechnet das ECU eine momentane Zeitverzögerung zum Erreichen eines minimalen Verteilerleitungsdrucks. Bei Schritt (105) vergleicht das ECU den empfangenen Batteriespannungswert und Kraftstofftemperaturwert, den berechneten Einspritzmengenwert und mindestens den berechneten Zeitverzögerungswert, der zum Erreichen eines minimalen Verteilerleitungsdrucks erforderlich ist, mit vorbestimmten Datenpunkten, um einen Wert des Grads einer Verstopfung des Kraftstofffilters zu erhalten. Bei Schritt (106) zeigt das ECU dem Fahrzeugbenutzer den Wert des Grads der Filterverstopfung an.
• Bei Schritt (105) vergleicht das ECU den gemessenen Batteriespannungswert, den empfangenen Kraftstofftemperaturwert, den berechneten Einspritzmengenwert und mindestens den berechneten Zeitverzögerungswert, der zum Erreichen eines minimalen Verteilerleitungsdrucks erforderlich ist, mit vorbestimmten Datenpunkten, um einen Wert des Grads einer Verstopfung des Kraftstofffilters zu erhalten. Die vorbestimmten Datenpunkte gemäß der Darstellung in Tabelle 1 umfassen eine Matrix aus einem Wertebereich für eine Batteriespannung, eine Kraftstofftemperatur, eine Einspritzmenge und mindestens einen Zeitverzögerungswert zum Erreichen eines minimalen Drucks entsprechend einem Grad an Filterverstopfung. Tabelle 1

  Filterverstopfungs zustand	Batteriespannung in Volt	Kraftstofftemp. in Grad Celsius	Kraftstoffeinspritzmenge mm3/Hub	Zeitverzögerung zum Erzielen von min. Verteilerleitungsdruck in Millisekunden
  0%	V1	Ti	A1	D1
  1%	V2	T2	A2	D2
  2%	V3	T3	A3	D3
  N%	Vn	Tn	An	Dn

• Die Zeitverzögerung zur Erzielung eines minimalen Verteilerleitungsdrucks zeigt den Grad einer Filterverstopfung an. Jedoch hängt der Zeitverzögerungswert zur Erzielung eines minimalen Verteilerleitungsdrucks auch von den Werten von Parametern wie Batteriespannung, Kraftstofftemperatur und Kraftstoffeinspritzmenge ab. Beispielsweise ist die Zeitverzögerung (D) stark korreliert und direkt proportional zur Batteriespannung. D ist stark korreliert und umgekehrt proportional zur gemessenen Kraftstofftemperatur. D ist korreliert und direkt proportional zur Kraftstoffeinspritzmenge. Die Beziehung zwischen einem Bereich von Werten dieser Parameter wird mit einem entsprechenden Wert des Grads einer Filterverstopfung abgebildet.
• Wenn der gemessene Spannungswert beispielsweise V1 ist, die gemessene Kraftstofftemperatur T1 ist, der berechnete Wert der Kraftstoffeinspritzmenge A1 ist und das ECU den Zeitverzögerungswert zum Erreichen eines minimalen Verteilerleitungsdrucks als D1 berechnet, wird angezeigt, dass der Filter zu 0 % verstopft ist. Gleichermaßen wird für verschiedene Werte von momentaner Batteriespannung, Kraftstofftemperatur, Kraftstoffeinspritzmenge der berechnete Zeitverzögerungswert, der zum Erreichen eines minimalen Verteilerleitungsdrucks erforderlich ist, mit den Werten in Tabelle 1 verglichen, um den Grad einer Filterverstopfung anzugeben.
• Bei einer Ausführungsform zeigt das ECU den Wert der Filterverstopfung durch Wiedergeben des Werts auf einer Anzeigeeinheit, die auf dem Armaturenbrett des Fahrzeugs vorgesehen ist, an. Bei einer weiteren Ausführungsform zeigt das ECU dem Benutzer des Fahrzeugs den Wert der Filterverstopfung durch eine Tonbenachrichtigung an.
• Es wird beabsichtigt, ein Verfahren zum Detektieren des Grads einer Verstopfung in einem Kraftstofffilter basierend auf Analyse & Prognose verschiedener Datenparameter eines Common-Rail-Systems zu entwickeln. Der Grad einer Filterverstopfung zeigt den Zustand und den Wirkungsgrad des Filters an. Dies ist ein akkurates und genaueres Verfahren zur Bestimmung der Filterverstopfung, da verschiedene Parameter, die den dynamischen Filterzustand anzeigen, berücksichtigt werden. Dieses Verfahren beseitigt den Bedarf einer Installation von speziellen Filterverstopfungssensoren in dem Verbrennungsmotor und bietet somit eine kosteneffektive Lösung für das Problem des Prüfens des Grads einer Filterverstopfung.
• Es versteht sich, dass die in der obigen detaillierten Beschreibung erläuterten Ausführungsformen lediglich beispielhaft sind und den Schutzumfang der vorliegenden Erfindung nicht beschränken. Jegliche Modifikationen des Verfahrens zum Detektieren des Grads einer Filterverstopfung in einem Verbrennungsmotor werden in Betracht gezogen und sind Teil dieser Erfindung. Der Schutzumfang dieser Erfindung wird lediglich durch die Ansprüche beschränkt.
• ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
• Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
• Zitierte Patentliteratur
• US 6672147 B1 [0004]

Claims (4)

1. Verfahren zum Detektieren des Grads einer Verstopfung in einem Kraftstofffilter eines Verbrennungsmotors unter Verwendung eines elektronischen Steuergeräts (ECU), wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfasst: Messen (101) der Spannungsdifferenz über die Anschlüsse der Batterie hinweg; Empfangen (102) eines momentanen Kraftstofftemperaturwerts über einen Sensor; Berechnen (103) eines momentanen Kraftstoffeinspritzmengenwerts basierend auf einem momentanen Beschleunigungswert; dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren Folgendes umfasst: Berechnen (104) einer momentanen Zeitverzögerung zum Erreichen eines minimalen Verteilerleitungsdrucks; Vergleichen (105) des gemessenen Batteriespannungswerts, des empfangenen Kraftstofftemperaturwerts, des berechneten Einspritzmengenwerts und mindestens des berechneten Zeitverzögerungswerts, der zum Erreichen eines minimalen Verteilerleitungsdrucks erforderlich ist, mit vorbestimmten Datenpunkten, um einen Wert des Grads einer Verstopfung des Kraftstofffilters zu erhalten; Anzeigen (106) des Werts des Grads der Filterverstopfung für den Fahrzeugbenutzer.
2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Anzeige des Werts des Grads einer Filterverstopfung entweder eine Tonanzeige oder eine visuelle Anzeige sein kann.
3. Elektronisches Steuergerät (ECU), das zum Detektieren des Grads einer Verstopfung in einem Kraftstofffilter eines Verbrennungsmotors ausgeführt ist, wobei das ECU zu Folgendem in der Lage ist: Messen (101) eines momentanen Batteriespannungswerts über die Anschlüsse der Batterie hinweg; Empfangen (102) eines momentanen Kraftstofftemperaturwerts über einen Sensor; Berechnen (103) eines momentanen Einspritzmengenwerts basierend auf einem momentanen Beschleunigungswert; Berechnen (104) einer momentanen Zeitverzögerung zum Erreichen eines minimalen Verteilerleitungsdrucks; Vergleichen (105) des gemessenen Batteriespannungswerts, des empfangenen Kraftstofftemperaturwerts, des berechneten Einspritzmengenwerts und mindestens des berechneten Zeitverzögerungswerts, der zum Erreichen eines minimalen Verteilerleitungsdrucks erforderlich ist, mit vorbestimmten Datenpunkten, um einen Wert des Grads einer Verstopfung des Kraftstofffilters zu erhalten; Anzeigen (106) des Werts des Grads der Filterverstopfung für den Fahrzeugbenutzer.
4. ECU nach Anspruch 3, wobei die Anzeige des Werts des Grads einer Filterverstopfung entweder eine Tonanzeige oder eine visuelle Anzeige sein kann.

Images