DE10356804A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Messung von Temperatur - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Dosierung von Flüssigkeit bei einem Kraftfahrzeug mit folgenden Verfahrensschritten: Speisen einer Wicklung einer Dosierfunktionskomponente mit einem kontrollierten elektrischen Signal (110) und Messen eines Parameters des die Wicklung durchlaufenden elektrischen Signals (112), um daraus eine Information abzuleiten, die für den Widerstand der Wicklung repräsentativ ist (114), und daraus eine Information, die für die Temperatur der Wicklung repräsentativ ist (116). Die Vorrichtung betrifft auch eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens.

Description

  • Die Erfindung betrifft das Gebiet der Vorrichtungen zur kontrollierten Abgabe von Flüssigkeit bei Kraftfahrzeugen.
  • Die Erfindung findet insbesondere Anwendung bei der Abgabe von Zusatzstoffen für den Kraftstoff von Kraftfahrzeugen.
  • Man findet eine Erinnerung an diesen Zusammenhang in der Einleitung von FR-A-2 718 795 .
  • Es wurden bereits zahlreiche Vorrichtungen an Bord von Kraftfahrzeugen für die Abgabe von Zusatzstoffen für den Kraftstoff bei Kraftfahrzeugen vorgeschlagen. Als nicht einschränkende Beispiele kann man auf FR-2718795 , FR-2779772 , FR-2805002 , FR-2798645 , JP-224734 , DE-3836602 , DE-4028253 , EP-0488831 , EP-590814 , EP-1031707 , EP-1158148 , US-5421295 , US-6216755 und US-6223526 Bezug nehmen.
  • Die Erfindung ist jedoch nicht auf diese besondere Anwendung beschränkt. Sie deckt allgemein die Abgabe jedweder Flüssigkeit, beispielsweise die Abgabe von Öl, insbesondere von diskontinuierlich abgegebenen Flüssigkeiten ab.
  • Die physiko-chemischen Eigenschaften von Zusatzstoffen und allgemein der meisten Flüssigkeiten, insbesondere deren Viskosität und deren Dichte, ändern sich in Abhängigkeit von der Temperatur. Diese Parameter haben einen wichtigen Einfluss auf das Verhalten von Dosiervorrichtungen, insbesondere wenn diese die Form von Zumesspumpen oder Elektroventilen haben.
  • Um mögliche Streuungen der Dosierung, die auf Temperaturänderungen zurückgehen, zu reduzieren, kann man ins Auge fassen, die Temperatur mit Hilfe eines Messfühlers zu messen und die Steuerung der Dosiervorrichtung mit einer angepassten Kartographie zu korrigieren, um die gewünschte Dosierung zu erhalten.
  • Diese Lösung hat jedoch mehrere Nachteile. Insbesondere erfordert sie die Verwendungen eines Messfühlers und benötigt die Etablierung einer schwierig zu etablierenden Kartographie.
  • Aufgabe der Erfindung ist es, den Stand der Technik weiterzuentwickeln. Die Erfindung hat insbesondere zum Ziel, Mittel vorzuschlagen, die einfach die Messung der Temperatur eines Fluids gestatten.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit einem Verfahren gelöst, welches folgende Verfahrensschritte aufweist:
    Speisen einer Wicklung einer Dosierfunktionskomponente mit einem gesteuerten elektrischen Signal, und
    Messen eines Parameters des die Wicklung durchlaufenden elektrischen Signals um daraus eine Information abzuleiten, die für den Widerstand der Wicklung repräsentativ ist, und daraus einer Information, die für die Temperatur der Wicklung repräsentativ ist.
  • Gemäß einem weiteren vorteilhaften Merkmal der Erfindung weist das Verfahren ferner folgende Verfahrensschritte auf:
    Speisen einer Wicklung einer Dosierfunktionskomponente mit einem ersten elektrischen Signal, welches zur Bewirkung einer Erwärmung der Wicklung durch Joulesche Wärme geeignet ist, solange die gemessene Temperatur außerhalb eines bestimmten Bereichs liegt, und
    Speisen der Dosierfunktionskomponente mit einem elektrischen Dosiersignal, wenn die gemessene Temperatur den bestimmten Bereich erreicht.
  • Gemäß weiterer vorteilhafter Merkmale der Erfindung
    • – wird die Dosierfunktionskomponente aus der Gruppe, welche Zumesspumpen und Elektroventile umfasst, gewählt,
    • – wird die Messung des Widerstands der Wicklung durch Messung des die Wicklung bei konstanter Speisespannung durchlaufenden Stroms oder umgekehrt durch Messung der Spannung an den Klemmen der Wicklung bei konstantem Speisestrom durchgeführt,
    • – ist das erste elektrische Signal ein kontinuierliches Signal, während das elektrische Dosiersignal ein elektrisches Wechsel- oder Folgesignal ist.
  • Die Erfindung betrifft auch eine Vorrichtung, welche aufweist:
    Mittel, welche eingerichtet sind, eine Wicklung einer Dosierfunktionskomponente mit einem gesteuerten elektrischen Signal zu versorgen, und
    Mittel, welche eingerichtet sind, einen Parameter des die Wicklung durchlaufenden elektrischen Signals zu messen, um daraus eine Information herzuleiten, die für den Widerstand der Wicklung repräsentativ ist, und daraus eine Information, die für die Temperatur der Wicklung repräsentativ ist.
  • Die Erfindung betrifft auch Behälter, die solche Vorrichtungen aufnehmen.
  • Weitere Merkmale, Ziele und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden ausführlichen Beschreibung unter Bezug auf die beigefügten Zeichnungen, die allein als nicht einschränkende Beispiele gegeben werden und auf welchen
  • 1 eine schematische Ansicht in Form von Funktionsblöcken einer herkömmlichen Zusatzstoffdosiervorrichtung darstellt, und
  • 2 schematisch das Flussdiagramm eines Verfahrens gemäß der Erfindung darstellt.
  • Im Folgenden wird nun die Erfindung im Rahmen ihrer bevorzugten Anwendung auf die kontrollierte Abgabe von Zusatzstoffen für Kraftstoffe von Kraftfahrzeugen beschrieben.
  • In der beigefügten 1 ist schematisch eine Vorrichtung dargestellt, welche einen Zusatzstoffbehälter 10 enthält, welcher einer Dosiervorrichtung 20 zugeordnet ist, die so eingerichtet ist, dass sie den Zusatzstoff in kontrollierter Menge und mit Genauigkeit in einen Kraftstofftank 30 abgibt. In einer Abwandlung kann die Dosiervorrichtung 20 den Zusatzstoff in den Kraftstoffkreislauf unterhalb des Kraftstofftanks abgeben.
  • In an sich bekannter Weise ist die Dosiervorrichtung 20 vorzugsweise in Form einer Zumesspumpe ausgebildet.
  • Eine solche Dosierpumpe 20 kann in Übereinstimmung mit allen dem Fachmann bekannten Anordnungen, beispielsweise gemäß der Lehre der FR-A-2823260 , sein. Die in dieser Druckschrift beschriebene Dosierpumpe weist einen Grundkörper auf, welcher einen Kolben aufnimmt, der sich unter der Steuerung durch ein von einer Wicklung geliefertes Magnetfeld translatorisch hin und her bewegen kann. Der Kolben wird so in einer Kammer versetzt, welche ein Eintrittsventil und ein Austrittsventil aufweist. Jede Versetzung des Kolbens zum Ausgangsventil hin liefert eine kontrollierte Flüssigkeitsmenge.
  • In einer Abwandlung kann die Dosiervorrichtung 20 in Form eines Elektroventils oder dazu Äquivalentem ausgebildet sein, das seinerseits durch irgendwelche geeigneten Mittel gespeist wird.
  • Wie vorstehend angegeben, erfolgt im Rahmen der Erfindung die Messung der Temperatur der Flüssigkeit durch Messen der Temperatur der Wicklung der Dosiervorrichtung 20. Auf diese Weise erfordert die Erfindung keinen zusätzlichen Messfühler.
  • Genauer besteht das Verfahren gemäß der Erfindung im Wesentlichen aus einer Speisung einer Wicklung einer Dosiervorrichtung 20 mit einem gesteuerten elektrischen Signal und einer Messung eines Parameters des die Wicklung durchlaufenden elektrischen Signals, um daraus eine Information abzuleiten, die für den Widerstand der Wicklung repräsentativ ist, und daraus wiederum eine Information, die für die Temperatur der Wicklung repräsentativ ist.
  • Noch genauer erfolgt im Rahmen der Erfindung die Messung der Temperatur durch Messen des Widerstands der Wicklung, entweder durch Messen des die Wicklung durchlaufenden Stroms bei konstanter Speisespannung oder durch Messen der Spannung an den Klemmen der Wicklung bei konstantem Speisestrom.
  • Die Kenntnis der Speisespannung U und des die Wicklung durchlaufenden Stroms I gestattet die Gewinnung ihres Widerstands durch die Beziehung R = U/I.
  • Für einen gegebenen Wicklungsdraht ist der Widerstand bei der Temperatur T: R(T) = R0(1 + α(T – T0)) wobei in dieser Beziehung α einen Koeffizienten darstellt, der von der Art des die Wicklung bildenden Drahts abhängt, und R0 den Widerstand der Wicklung bei der Temperatur T0 darstellt.
  • Beispielsweise ist für einen Kupferdraht α = 3,9610-1K-1.
  • Die Temperatur θ des Fluids kann also zu allen Zeiten t auf der Grundlage der Beziehung θ = [(R – R0)/(α · R0)] + T0 gewonnen werden.
  • R0 kann einem bekannten Wert des Widerstands der Wicklung bei einer bekannten Referenztemperatur T0, beispielsweise 20°C, entsprechen.
  • Fertigungsstreuungen können jedoch Streuungen des Widerstandswerts der Wicklung nach sich ziehen. Um einen redhibitorischen Messfehler zu vermeiden, kann man ins Auge fassen, den exakten Widerstandswert R0 der Wicklung bei einer bekannten (gegebenenfalls geregelten) Temperatur T0, zu messen, oder auch den exakten Widerstandswerte R0 der Wicklung und die Messtemperatur T0 zu messen.
    • Wie in der beigefügten 2 schematisch dargestellt, weist das Verfahren gemäß der Erfindung vorzugsweise folgende Verfahrensschritte auf:
    • – einen Schritt 100 der Messung der Temperatur der Wicklung,
    • – einen Schritt 120, der in einem Vergleich der so gemessenen Temperatur mit einem bestimmten akzeptablen Funktionsbereich besteht,
    • – für den Fall, dass die gemessene Temperatur außerhalb des bestimmten Funktionsbereichs liegt, einen Schritt 130 der Speisung der Statorwicklung der Dosiervorrichtung 20 mit einer geeigneten Gleichspannung, um für eine Erwärmung dieser Wicklung zu sorgen, und
    • – für den Fall, dass (sowie wenn) umgekehrt die gemessene Temperatur in dem bestimmten Funktionsbereich liegt, einen Schritt 140 der Speisung der Wicklung der Dosiervorrichtung 20 mit einer elektrischen Wechsel- oder Folge-Speisespannung, die geeignet ist, die Abgabe der gewünschten Zusatzstoffmenge zu gewährleisten.
  • Der Schritt 100 unterteilt sich seinerseits in einen Schritt 110 der kontrollierten Speisung der Wicklung 20, beispielsweise mit einer Gleichspannung, und einen Schritt 112 der Messung eines Parameters, beispielsweise des die Wicklung 20 durchlaufenden Stroms, um im Schritt 114 auf den Widerstand der Spule 20 zuzugreifen, und schließlich in einen Schritt 116 der Berechnung der Temperatur der Wicklung und daraus der Temperatur des Fluids, die als identisch zu der der Wicklung 20 angenommen ist.
  • Der Schritt 130 kann sich seinerseits in einen ersten Unterschritt der Berechnung der erforderlichen Dauer der Heizung, gefolgt von einem zweiten Unterschritt der Heizung der Spule durch einen eingegebenen Gleichstrom unterteilen.
  • Die vorliegende Erfindung gestattet insbesondere die Vermeidung der bekannten Mängel beim kalten Arbeiten von Dosierpumpen.
  • Natürlich beschränkt sich die Erfindung nicht auf die beschriebenen bevorzugten Ausführungsformen, sondern erstreckt sich auf alle Abwandlungen in ihrem Rahmen.
  • Gemäß weiterer vorteilhafter Merkmale der Erfindung ist ein Ablenker vorgesehen, der so eingerichtet ist, dass er die Zufuhr der Wärme, die sich aus der Speisung der Wicklung im Schritt 130 ergibt, auf die Ansaugöffnung der Pumpe konzentriert.

Claims (16)

  1. Verfahren zur Dosierung von Flüssigkeit bei Kraftfahrzeugen mit folgenden Verfahrensschritten: Speisen einer Wicklung einer Dosierfunktionskomponente (20) mit einem gesteuerten elektrischen Signal, und Messen eines Parameters des elektrischen Signals, das die Wicklung durchläuft, um daraus eine Information abzuleiten, die für den Widerstand der Wicklung repräsentativ ist, und daraus eine Information, die für die Temperatur der Wicklung repräsentativ ist.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Messen der Temperatur der abzugebenden Flüssigkeit durch Messen des die Wicklung bei konstanter Speisespannung durchlaufenden Stroms durchgeführt wird.
  3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Messen der Temperatur der zu liefernden Flüssigkeit durch Messen der Spannung an den Klemmen der Wicklung bei konstantem Speisestrom durchgeführt wird.
  4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Temperatur der Flüssigkeit auf der Grundlage der Beziehung θ = [(R – R0)/(α · R0)] + T0 gewonnen wird, wobei α einen von der Art des den Wicklungsdraht bildenden Materials abhängigen Koeffizienten darstellt, R0 dem Widerstand der Wicklung bei der Temperatur T0 entspricht und R dem gemessenen Widerstand der Wicklung entspricht.
  5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass R0 einem bekannten Wert des Widerstands der Wicklung bei einer bekannten Referenztemperatur T0, beispielsweise 20°C, entspricht.
  6. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass R0 dem gemessenen Wert des Widerstands der Wicklung bei einer bekannten, gegebenenfalls geregelten, Temperatur T0, beispielsweise 20°C, entspricht.
  7. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass R0 dem gemessenen Wert des Widerstands der Wicklung bei einer gemessenen Temperatur T0 entspricht.
  8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Dosierfunktionskomponente (20) aus der Gruppe, umfassend Dosierpumpen und Elektroventile, gewählt wird.
  9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass es die folgenden Verfahrensschritte aufweist: Speisen einer Wicklung einer Dosierfunktionskomponente (20) mit einem ersten elektrischen Signal, das für die Durchführung einer Erwärmung der Wicklung durch Joulesche Wärme geeignet ist, solange die gemessene Temperatur außerhalb eines bestimmten Bereichs liegt (130), und Speisen der Dosierfunktionskomponente (20) mit einem elektrischen Dosiersignal, wenn die gemessene Temperatur den bestimmten Bereich erreicht (140).
  10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das erste elektrische Signal ein kontinuierliches Signal ist, während das elektrische Dosiersignal ein elektrisches Wechsel- oder Folgesignal ist.
  11. Vorrichtung zur Dosierung von Flüssigkeit bei einem Kraftfahrzeug, dadurch gekennzeichnet, dass sie aufweist: Mittel, die für eine Speisung einer Wicklung einer Dosierfunktionskomponente (20) mit einem kontrollierten elektrischen Signal eingerichtet sind, und Mittel, die für eine Messung eines Parameters des die Wicklung durchlaufenden elektrischen Signals eingerichtet sind, um daraus eine Information abzuleiten, die für den Widerstand der Wicklung repräsentativ ist, und daraus eine Information, die für die Temperatur der Wicklung repräsentativ ist.
  12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass sie ferner aufweist: Mittel zur Speisung einer Wicklung einer Dosierfunktionskomponente (20) mit einem ersten elektrischen Signal, solange die gemessene Temperatur der Wicklung außerhalb eines bestimmten Bereichs liegt, und Mittel zur Speisung der Dosierfunktionskomponente (20) mit einem elektrischen Dosiersignal, wenn die gemessene Temperatur der Wicklung den bestimmten Bereich erreicht.
  13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Flüssigkeit ein Zusatzstoff für Kraftstoff ist.
  14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Flüssigkeit Öl ist.
  15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass sie ferner einen Ablenker aufweist, der für eine Konzentrierung der Zufuhr der Wärme, die sich aus der Speisung der Wicklung ergibt, auf die Ansaugöffnung der Dosiervorrichtung (20) eingerichtet ist.
  16. Kraftstoffbehälter, dadurch gekennzeichnet, dass er eine Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 11 bis 15 aufnimmt.
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