SE1350440A1 - Övervakningsenhet, och en metod i samband med en övervakningsenhet - Google Patents

Abstract

Uppfinningen avser ett metod och en anordning för att övervaka ett bränslesystemhos en förbränningsmotor. Enligt uppfinningen innefattar bränslesystemet enbränslepump som kan drivas oberoende av motorns varvtal samt sensorer för attmäta nivån i bränsietanken och tryck och /eller flöde i bränsleledningen. Enstyrenhet tar emot värden från sensorerna och jämför dem med lagrade,förväntade värden. Om nägot uppmätt värde avviker frän det förväntade kan enindikeringssignal skickas för att uppmärksamma föraren eller personal pä enverkstad, pä möjligt läckage hos bränslesystemet. (Figur 1)

Description

10 15 20 25 30 I dagens fordon finns ofta en mekanisk bränslepump anordnad i anslutning till fordonets förbränningsmotor och där bränslepumpen drivs av motorn. En sådan mekanisk bränslepump ger ett flöde som är direkt beroende av motorns varvtal.

Detta är inte alltid önskvärt eftersom det exempelvis innebär att vid högre varvtal kan bränsleflödet bli högre än det önskade.

Dagens lågtryckssystem saknar möjlighet att detektera läckage av bränsle annat än genom visuell detektering av läckande bränsle ut på marken.

Ett läckage som är mindre är ännu svårare att upptäcka eftersom fordonets prestanda inte märkbart påverkas.

Det föreligger ett behov att förbättra detekteringen av fel på bränslesystem för exempelvis fordon, och i synnerhet att upptäcka en avvikelse i bränsleflödet från tank till motorn.

Syftet med föreliggande uppfinning är att åstadkomma en förbättrad detektering av fel i bränslesystem, och i synnerhet en förbättrad detektering av läckage av bränsle från bränslesystemet.

Sammanfattninq av uppfinninqen Ovan nämnda syften åstadkommes med uppfinningen definierad av de oberoende patentkraven.

Föredragna utföringsformer definieras av de beroende patentkraven.

Föreliggande uppfinning är tillämplig i ett bränslesystem av en typ som kan benämnas styrbart lågtryckssystem där bränslepumpningen styrs oberoende av motorn i exempelvis fordonet. Enligt uppfinningen kan en kontroll med avseende på läckage göras innan varje starttillfälle eller under drift med mängdberäkning i förhållande till sensorvärden från nivågivare och tryck/flödes-sensorer och 10 15 20 25 30 3 definierade riktvärden. Kontrollen kan resultera i att en indikeringssignal genereras som kan leda/uppmana till manuell kontroll eller körning till verkstad.

Föreliggande uppfinning förbättrar således möjligheten att detektera och diagnosticera en avvikelse i bränsleflödet mellan motor och tank som i synnerhet kan inträffa vid bränsleläckage i en lågtrycksdel av ett bränslesystems lågtrycksdel.

Kort ritningsbeskrivning Figur 1 är ett blockschema som schematiskt illustrerar föreliggande uppfinning.

Figur 2 är ett blockschema som schematiskt illustrerar en utföringsform av föreliggande uppfinning.

Figur 3 är en schematisk bild av ett fordon där föreliggande uppfinning implementerats.

Figur 4 är ett flödesdiagram som schematiskt visar metoden enligt föreliggande uppfinning.

Detalierad beskrivning av föredragna utföringsformer av uppfinningen I figurerna har detaljer med samma eller liknande funktion och utformning genomgående erhållit samma hänvisningsbeteckning.

I många av dagens fordon är bränslepumpen anordnad i anslutning till motorn och suger upp bränslet. Ofta är bränslepumpen mekaniskt kopplad till motorn och drivs i beroende av motorns drivaxel.

I en annan typ av bränslesystem för förbränningsmotorer är bränslepumpen istället anordnad i anslutning till huvudtanken och trycksätter bränslet via bränsleledningar till motorn. I denna typ av bränslesystem är bränslepumpen ofta elektriskt, pneumatiskt eller hydrauliskt driven, och drivs oberoende av förbränningsmotorns drivaxelrörelser.

Föreliggande uppfinning är tillämplig för denna andra typ av bränslesystem, dvs. där bränslepumpen är anordnad i anslutning till huvudtanken och trycker bränslet 10 15 20 25 30 4 till motorn. Bränslepumpen är till exempel elektriskt, pneumatiskt eller hydraulisk driven oberoende av förbränningsmotorns drivaxelrörelser.

Enligt en variant finns en mindre överföringspump anordnad för att pumpa bränsle från en eller flera huvudtankar (stora tankar) till en mindre tank. I anslutning till den mindre tanken finns en huvudpump anordnad för att sedan pumpa bränslet vidare från den mindre tanken till motorn, via exempelvis en högtryckspump som ofta finns anordnad i anslutning till motorn.

En anledning till att anordna en mindre tank, och att pumpa bränslet via den tanken, är att i stora tankar kan, vid körning i kuperad terräng bränslet samla sig så att bränslearmaturen (röret i tanken som suger upp bränslet) inte kan suga upp bränslet om det är relativt lite bränsle kvar i tanken.

Med hänvisning till figurerna kommer nu föreliggande uppfinning att beskrivas i detail.

Först med hänvisning till figurerna 1 och 2 som avser blockscheman som visar två utföringsformer av en övervakningsenhet 2 i anslutning till ett bränslesystem 4 för en förbränningsmotor 6. Bränslesystemet 4 innefattar ett bränsletanksystem 8 med åtminstone en huvudtank 9 (figur 2) avsedd för bränsle. Vidare är åtminstone en bränslepump 10 anordnad i anslutning till huvudtanken 9 och en styrenhet 12 anpassad att styra pumpning av bränslet från bränsletanksystemet 8 till förbränningsmotorn 6 via en bränsleledning 13 medelst en styrsignal 14 till bränslepumpen 10. I figuren har bränslepumpen 10 illustrerats så att den befinner sig utanför huvudtanken 9. Enligt en variant är bränslepumpen 10 istället anordnad i huvudtanken 9. Övervakningsenheten 2 är anpassad att ta emot åtminstone två sensorsignaler 16. Dels, åtminstone en sensorsignal 16 från tryck- och/eller flödessensorer 18 anpassade att mäta tryck och/eller flöde av bränslet i bränsleledningen 13 företrädesvis uppströms nämnda bränslepump 10. Och dels åtminstone en 10 15 20 25 30 5 sensorsignal 16 från en eller flera nivåsensorer 20 i bränsletanksystemet 8 anpassade att mäta en bränslenivå i nämnda huvudtank 9. Dessa sensorsignaler 16 innehåller sensorvärden från nämnda sensorer (18, 20). Övervakningsenheten 2 är också anpassad att ta emot en modsignal 22 som anger vilken bränslesystemmod, se nedan,, av åtminstone två bränslesystemmoder, som bränslesystemet 4 befinner sig i. Modsignalen 22 genereras, enligt en utföringsform, av styrenheten 12. Övervakningsenheten 2 innefattar vidare en analysenhet 24 och en minnesenhet 26. Analysenheten 24 är anpassad att jämföra ett ellerflera värden i en mottagen uppsättning sensorvärden med ett eller flera värden i en uppsättning motsvarande förväntade värden relaterade till aktuell bränslesystemmod lagrade i minnesenheten 26. Vidare är analysenheten anpassad att generera en indikeringssignal 28 i beroende av resultatet av jämförelsen. lndikeringssignalen kan till exempel varna föraren att ett fel detekterats, men också innehålla information om vilken typ av fel som föreligger, t.ex. om läckage identifierats. Den kan även innebära att felkoder genereras som kan avläsas vid verkstadsbesök. Är felet allvarligt kan ett identifierat fel innebära att styrsignaler genereras som får till följd att effekten för motorn sänks.

I analysenheten jämförs således ett mottaget sensorvärde med ett förväntat sensorvärde, till exempel genom att bilda en differens mellan dessa värden och analysera storleken för denna differens med hänsyn till aktuell bränslesystemmod.

Analysenheten 24 är företrädesvis anpassad att generera nämnda indikeringssignal om jämförelsen överstiger förutbestämda avvikelsegränsvärden.

Dessa avvikelsegränsvärden är också lagrade i minnesenheten 26.

Jämförelsen som görs kan till exempel indikera att sensorvärden från nivåsensorerna visar att bränslenivån i tankarna sjunker, medan sensorvärden från trycksensorn i bränsleledningen uppströms bränslepumpen inte uppvisar de tryckvärden som borde föreligga då bränslenivån sjunker som nivåsensorerna 10 15 20 25 30 6 indikerar. Detta kan indikera något fel i bränslesystemet, till exempel en avvikelse i bränsleflödet från bränsletanksystemet till förbränningsmotorn, som kan vara orsakat av ett bränsleläckage.

Bränslesystemet är såldes anpassat att befinna sig i en av ett antal bränslesystemmoder. Dessa innefattar en första bränslesystemmod som föreligger då bränslesystemet 4 aktiveras i enlighet med ett förutbestämt aktiveringsschema. Aktivering av bränslesystemet kan till exempel ske då fordonet skall startas och användas. Detta kan initieras då förardörren öppnas, då fordonet låses upp, då föraren sätter sig på förarstolen, eller då nyckeln sätts i.

I samband med aktiveringen följs ett förutbestämt aktiveringsschema som innebär att bränslepumpen eller pumparna aktiveras och till exempel höjer trycket i bränslet i bränsleledning. Höjningen av trycket skall då ske på ett förutbestämt känt sätt, exempelvis följa en ramp, under en specificerad tidsperiod.

En andra bränslesystemmod föreligger hos bränslesystemet 4 då förbränningsmotorn 6 är i ett normalt arbetstillstånd. De förväntade sensorvärdena från trycksensorerna för denna mod skall exempelvis ligga på ett relativt konstant värde medan sensorvärdena från nivåsensorn skall samtidigt indikera en viss förväntad minskning av nivån. Övervakningsenheten 6 är anpassad att ta emot nämnda sensorsignaler 16 med ett förutbestämt avläsningsintervall som är anpassat efter de storheter som skall avläsas. Det betyder att sensorvärden från nivåmätning inte behöver avläsas så ofta som tryck eller flödesvärden. Avläsningen kan naturligtvis också ske väsentligen kontinuerligt.

Analysenheten är anpassad att genomföra jämförelser med ett förutbestämt analysintervall som är tillräckligt kort för att kunna identifiera relevanta förändringar. Till exempel i storleksordningen en eller ett antal sekunder.

Minnesenheten 26 innefattar företrädesvis en databas med nämnda förväntade motsvarande värden relaterade till nämnda bränslesystemmoder. Dessa har 10 15 20 25 30 7 initialt bestämts med hänsyn till bränslesystemets och motorns specifikationer.

Exempelvis kan tabellerade värden finnas över samhörande tryck, flöde, nivåer i relation till pumparnas arbete.

Analysenheten 24 är anpassad att företrädesvis uppdatera nämnda förväntade samhörande värden för bränslesystemmoder i beroende av historiska värden. Det vill säga analysenheten är anpassad att adaptivt uppdatera dessa värden i beroende av hur systemet uppträder. Övervakningssystemet är företrädesvis anpassat för ett bränslesystem där nämnda åtminstone en bränslepump 10 är elektriskt, pneumatiskt eller hydrauliskt driven.

Figur 2 visar ett blockschema över en typ av bränslesystem där bränsletanksystemet 8 innefattar två huvudtankar 9. Dessa är förbundna med varandra så att bränsle kan flöda från den i figuren högra huvudtanken till den vänstra huvudtanken.

En överföringspump 32 är anordnad för att pumpa bränsle från huvudtanken 9 till en överföringstank 30, som är betydligt mindre än huvudtankarna. I överföringstanken 30 är bränslepumpen 10 anordnad. Både överföringspumpen 32 och bränslepumpen 10 styrs av styrsignaler 14 från styrenheten 12. Det skall noteras att överföringspumpen 32 alternativt kan vara anordnad i huvudtanken 9, samt att bränslepumpen 10 alternativt kan vara anordnad utanför överföringstanken 30.

Figur 3 visar en schematisk bild av ett fordon 34 innefattande en förbränningsmotor 6, ett bränslesystem för förbränningsmotorn, där bränslesystemet innefattar ett bränsletanksystem 8 med en huvudtank avsedd för bränsle, åtminstone en bränslepump 10 anordnad i anslutning till huvudtanken och en styrenhet 12 anpassad att styra pumpningen av bränsle från bränsletanksystemet till förbränningsmotorn. Vidare finns en övervakningsenhet 2 anordnad och som fungerar enligt beskrivningen ovan. 10 15 20 25 30 Föreliggande uppfinning avser vidare en metod för övervakning med en övervakningsenhet i enlighet med beskrivningen ovan. Övervakningsenheten är således anpassad att anordnas i samband med ett bränslesystem för en förbränningsmotor. Bränslesystemet innefattar ett bränsietanksystem med åtminstone en huvudtank avsedd för bränsle, åtminstone en bränslepump anordnad i anslutning till huvudtanken och en styrenhet anpassad att styra pumpningen av bränsle från bränsletanksystemet till förbränningsmotorn via en bränsleledning medelst en styrsignal till bränslepumpen.

Metoden kommer nu att beskrivas med hänvisning till flödesschemat i figur 4.

Metoden innefattar stegen att: A ta emot, i Övervakningsenheten, åtminstone två sensorsignaler från tryck och/eller flödessensorer anpassade att mäta tryck och/eller flöde av bränslet i bränsleledningen företrädesvis uppströms nämnda bränslepump och från en eller flera nivåsensorer i bränsletanksystemet anpassade att mäta en bränslenivå i nämnda huvudtank, varvid nämnda sensorsignaler innehåller sensorvärden från nämnda sensorer, B ta emot, i Övervakningsenheten, en modsignal som anger vilken bränslesystemmod, av åtminstone två bränslesystemmoder, som bränslesystemet befinner sig i, C jämföra i en analysenhet i övervakningsenheten, ett ellerflera värden i en mottagen uppsättning sensorvärden med ett eller flera värden i en uppsättning förväntade motsvarande värden, lagrade i en minnesenhet, relaterade till aktuell bränslesystemmod, D generera en indikeringssignal i beroende av resultatet av jämförelsen.

Metoden innebär att nämnda indikeringssignal företrädesvis genereras av analysenheten om jämförelsen överstiger förutbestämda avvikelsegränsvärden.

Enligt en utföringsform är indikeringssignalen anpassad att indikera en avvikelse i bränsleflödet från bränsletanksystemet till förbränningsmotorn, orsakat exempelvis av ett bränsleläckage. 10 15 20 Som beskrivits ovan kan bränslesystemet arbeta i ett antal bränslesystemmoder.

Dessa innefattar en första bränsiesystemmod som föreligger då bränslesystemet aktiveras i enlighet med ett förutbestämt aktiveringsschema, och en andra bränsiesystemmod, som föreligger hos bränslesystemet då förbränningsmotorn är i ett normalt arbetstillstånd.

De förväntade motsvarande värdena relaterade till bränslesystemmoder är lagrade i en databas i en minnesenhet anordnad i nämnda övervakningsenhet.

Dessa värden kan uppdateras dynamiskt av nämnda analysenhet i beroende av historiska värden.

Uppfinningen innefattar vidare ett datorprogram vid fordon, där nämnda datorprogram innefattar programkod för att orsaka en övervakningsenhet, eller en dator ansluten till övervakningsenheten, att utföra stegen enligt metoden som beskrivits ovan.

Föreliggande uppfinning är inte begränsad till ovan beskrivna föredragna utföringsformer. Olika alternativ, modifieringar och ekvivalenter kan användas.

Utföringsformerna ovan skall därför inte betraktas som begränsande uppfinningens skyddsomfång vilket definieras av de bifogade patentkraven.

Claims (16)

10 15 20 25 30 lO Patentkrav

1. En metod för övervakning med en övervakningsenhet i samband med ett bränslesystem för en förbränningsmotor, där bränslesystemet innefattar ett bränsletanksystem med åtminstone en huvudtank avsedd för bränsle, åtminstone en bränslepump anordnad i anslutning till huvudtanken och en styrenhet anpassad att styra pumpningen av bränsle från bränsletanksystemet till förbränningsmotorn via en bränsleledning medelst en styrsignal till bränslepumpen, k ä n n e t e c k n a d a v att metoden innefattar stegen att: - ta emot, i övervakningsenheten, åtminstone sensorsignaler från tryck- och/eller flödessensorer anpassade att mäta tryck och/eller flöde av bränslet i bränsleledningen företrädesvis uppströms nämnda bränslepump och från en eller flera nivåsensorer i bränsletanksystemet anpassade att mäta en bränslenivå i nämnda huvudtank, varvid nämnda sensorsignaler innehåller sensorvärden från nämnda sensorer, - ta emot, i övervakningsenheten, en modsignal som anger vilken bränslesystemmod, av åtminstone två bränslesystemmoder, som bränslesystemet befinner sig i, - jämföra i en analysenhet i övervakningsenheten, ett eller flera värden i en mottagen uppsättning sensorvärden med ett eller flera värden i en uppsättning förväntade motsvarande värden, lagrade i en minnesenhet, relaterade till aktuell bränslesystemmod, - generera en indikeringssignal i beroende av resultatet avjämförelsen.

2. Metoden enligt krav 1, varvid nämnda indikeringssignal genereras av analysenheten om jämförelsen överstiger förutbestämda avvikelsegränsvärden.

3. Metoden enligt krav 1 eller 2, varvid nämnda indikeringssignal indikerar en avvikelse i bränsleflödet frän bränsletanksystemet till förbränningsmotorn.

4. Metoden enligt något av ovanstående krav, varvid nämnda 10 15 20 25 30 ll bränslesystemmoder innefattar en första bränslesystemmod som föreligger då bränslesystemet aktiveras i enlighet med ett förutbestämt aktiveringsschema, och en andra bränsiesystemmod, som föreligger hos bränslesystemet (4) då förbränningsmotorn (6) är i ett normalt arbetstillstånd.

5. Metoden enligt något av ovanstående krav, varvid nämnda förväntade motsvarande värden relaterade till nämnda bränslesystemmoder är lagrade i en minnesenhet anordnad i nämnda övervakningsenhet.

6. Metoden enligt något av ovanstående krav, varvid nämnda förväntade motsvarande värden för bränslesystemmoder är anpassade att uppdateras dynamiskt av nämnda analysenhet i beroende av historiska värden.

7. Datorprogram vid fordon, där nämnda datorprogram innefattar programkod för att orsaka en övervakningsenhet (2) eller en dator ansluten till övervakningsenheten (2) att utföra stegen enligt metoden enligt något av kraven 1-6.

8. Övervakningsenhet (2) för ett bränslesystem (4) för en förbränningsmotor (6), där bränslesystemet (4) innefattar ett bränsletanksystem (8) med åtminstone en huvudtank (9) avsedd för bränsle, åtminstone en bränslepump (10) anordnad i anslutning till huvudtanken (9) och en styrenhet (12) anpassad att styra pumpning, av bränslet från bränsletanksystemet (8) till förbränningsmotorn (6) via en bränsleledning (13) medelst en styrsignal (14) till bränslepumpen (10), kännetecknad av att övervakningsenheten (2) är anpassad att ta emot - åtminstone två sensorsignaler (16) från tryck- och/eller flödessensorer (18) anpassade att mäta tryck och/eller flöde av bränslet i bränsleledningen (13) företrädesvis uppströms nämnda bränslepump (10) och från en eller flera nivåsensorer (20) i bränsletanksystemet (8) anpassade att mäta en bränslenivå i nämnda huvudtank (9), varvid nämnda sensorsignaler (16) innehåller 10 15 20 25 30 12 sensorvärden från nämnda sensorer (18, 20), övervakningsenheten (2) är också anpassad att ta emot - en modsignal (22) som anger vilken bränslesystemmod, av åtminstone två bränslesystemmoder, som bränslesystemet (4) befinner sig i; övervakningsenheten (2) innefattar vidare en analysenhet (24) och en minnesenhet (26), varvid nämnda analysenhet (24) är anpassad attjämföra ett eller flera värden i en mottagen uppsättning sensorvärden med ett ellerflera värden i en uppsättning motsvarande förväntade värden relaterade till aktuell bränslesystemmod lagrade i minnesenheten (26), och att generera en indikeringssignal (28) i beroende av resultatet av jämförelsen.

9. Övervakningsenheten (2) enligt krav 8, varvid analysenheten (24) är anpassad att generera nämnda indikeringssignal om jämförelsen överstiger förutbestämda avvikelsegränsvärden.

10. Övervakningsenheten (2) enligt krav 8 eller 9, varvid nämnda indikeringssignal är anpassad att indikera en avvikelse i bränsleflödet från bränsletanksystemet (8) till förbränningsmotorn (6).

11. Övervakningsenheten (2) enligt något av krav 8-10, varvid nämnda bränslesystemmoder innefattar en första bränslesystemmod som föreligger då bränslesystemet (4) aktiveras i enlighet med ett förutbestämt aktiveringsschema, och en andra bränslesystemmod, som föreligger hos bränslesystemet (4) då förbränningsmotorn (6) är i ett normalt arbetstillstånd.

12. Övervakningsenheten (2) enligt något av kraven 8-11, varvid nämnda minnesenhet innefattar en databas med nämnda förväntade motsvarande värden relaterade till nämnda bränslesystemmoder.

13. Övervakningsenheten (2) enligt något av kraven 8-12, varvid nämnda analysenhet (24) är anpassad att uppdatera nämnda förväntade samhörande värden för bränslesystemmoder i beroende av historiska värden. 10 15 13

14. Övervakningsenheten (2) enligt något av kraven 8-13, varvid nämnda åtminstone en bränslepump (10) är elektriskt, pneumatiskt eller hydrauliskt driven.

15. En förbränningsmotor (6) innefattande ett bränslesystem för förbränningsmotorn, där bränslesystemet innefattar ett bränsletanksystem med en huvudtank avsedd för bränsle, åtminstone en bränslepump anordnad i anslutning till huvudtanken och en styrenhet anpassad att styra pumpningen av bränsle från bränsletanksystemet till förbränningsmotorn, varvid fordonet innefattar en övervakningsenhet enligt något av patentkraven 8-14.

16. Ett fordon (34) innefattande en förbränningsmotor (6) enligt krav 15.