WO2002016886A1

WO2002016886A1 - Verfahren und vorrichtung zur bewertung einer restkraftstoffmenge in einem kraftstofftank

Info

Publication number: WO2002016886A1
Application number: PCT/DE2001/002994
Authority: WO
Inventors: Udo Philippi
Original assignee: Siemens Aktiengesellschaft
Priority date: 2000-08-24
Filing date: 2001-08-06
Publication date: 2002-02-28
Also published as: DE10041705A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Bewertung einer Restkraftstoffmenge in einem Kraftstofftank (5) für einen Verbrennungsmotor (7), wobei das Erreichen einer Reserve-Kraftstoffmenge im Kraftstofftank (5) durch ein Kraftstoff-Reserve-Signal angegeben wird, und wobei jeweils eine eingespritzte Kraftstoffmenge bestimmbar ist. Sobald ein Wechsel des Kraftstoff-Reserve-Signals angibt, daß die Reservekraftstoffmenge erreicht wurde, wird die jeweils eingespritzte Kraftstoffmenge aufsummiert, so daß der Kraftstoffverbrauch seit dem Wechsel des Kraftstoff-Reserve-Signals ermittelt wird. Abhängig davon kann ein Verbrennungsmotor (7) abgestellt werden, sobald Gefahr besteht, daß Luft in das Kraftstoffsystem eingesogen wird.

Description

Beschreibung

Verfahren und Vorrichtung zur Bewertung einer Restkraftstoff- menge in einem Kraftstofftank

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Bewertung einer Kraftstoffmenge in einem Kraftstofftank für einen Verbrennungsmotor .

Leert sich der Kraftstofftank für einen Verbrennungsmotor mit Kraftstoffdruckspeicher, so besteht die Möglichkeit, daß Luft in das Drucksystem aus dem Kraftstofftank angesaugt wird. Dies kann zu Problemen beim Starten des Motors führen, weil das Kraftstoffdrucksystem oftmals eine Vorförderpumpe auf- weist, die nicht für die Verdichtung von Luft ausgelegt ist. Darüber hinaus können sich Probleme ergeben, wenn mit dem letzten Kraftstoff aus dem Kraftstofftank Schwebeteilchen, die sich auf dem Boden des Tanks abgesetzt haben, mit in das Kraftstoffdrucksystem eingesaugt werden, wodurch der Kraftstoffilter verschmutzt bzw. verstopft werden kann.

Eine Strategie zur Vermeidung von Startproblemen besteht darin, den Verbrennungsmotor kurz vor dem Eindringen von Luft in das KraftstoffSystem - bedingt durch einen leeren Kraftstoff- tank - anzuhalten. Aus diesem Grund ist die möglichst genaue Kenntnis der verbleibenden Restkraftstoffmenge im Kraftstofftank wichtig.

Bisherige Verfahren zur Bestimmung des Inhalts eines Kraft- stofftanks, die z. B. im Kraftfahrzeugbereich bekannt sind, erfüllen entweder die Anforderungen an die Genauigkeit nicht oder der Wert der verbleibenden Restkraftstoffmenge liegt dem Motorsteuergerät nicht vor.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, ein verbessertes Verfahren vorzustellen, mit dem die Kraftstoffmenge in einem Kraftstofftank bewertet werden kann. Diese Aufgabe ist durch das Verfahren nach Anspruch 1 und der Vorrichtung nach Anspruch 8 gelöst. Bevorzugte Weiterbildungen sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.

Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren wird eine Restkraftstoffmenge in einem Kraftstofftank für einen Verbrennungsmotor bewertet, indem man das Kraftstoffreservesignal als Indikator dafür hernimmt, daß eine bestimmte, genau spezifizierte Reservekraftstoffmenge im Kraftstofftank verblieben ist.

D.h., sobald das Kraftstoffreservesignal aktiviert wird, befindet sich eine genau definierte Kraftstoffmenge im Kraftstofftank. Bei Einspritzsystemen ist in aller Regel die bei einem Einspritzzvorgang in eine Brennkammer eingespritzte Kraftstoffmenge genau bekannt. Ab dem durch das Kraftstoffreservesignal angegebenen Zeitpunkt, d. h. zu dem Zeitpunkt, bei dem sich die genau bekannte Restkraftstoffmenge im Kraftstofftank befindet, wird der Kraftstoffverbrauch ermittelt. Mit Kenntnis der Reservekraf stoffmenge bei einer Aktivierung des Kraftstoffreservesignals ist vorzugsweise weiterhin vorgesehen, daß über den Kraftstoffverbrauch die verbleibende Restkraftstoffmenge ermittelt werden kann. Diese Restkraftstoffmenge entspricht sehr genau der tatsächlich im Kraftstofftank vorhandenen Kraftstoffmenge, da sowohl die Reserve- kraftStoffmenge bei Aktivierung des Kraftstoffreservesignals als auch die jeweils in eine Brennkammer eingespritzte Kraftstoffmenge sehr genau bekannt sind.

In einer bevorzugten Ausführungsform wird der Verbrennungsmo- tor angehalten, sobald die Restkraftstoffmenge einen Mindestwert erreicht. Dieser Mindestwert entspricht einer Menge, die so groß ist, daß gerade noch keine Luft in das Kraftstoff- drucksystem gelangt. Sinnvollerweise wird die verbleibende Kraftstoffmenge im Tank auf wenige 10ml festgesetzt. Dies hat weiterhin den Vorteil, daß die im Kraftstoff befindlichen, am Boden des Tanks lagernde Schwebeteilchen nicht mit dem letzten Kraftstoff in das Kraftstoffdrucksystem eingesaugt wer- den. Dadurch kann vermieden werden, daß z. B. ein Kraftstofffilter, der sich im Drucksystem befindet, verstopft wird.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, daß beim Abstellen des Verbrennungsmotors in einem Zeitraum, in dem das Kraftstoffreservesignal angibt, daß die Reservekraftstoffmenge erreicht bzw. unterschritten wurde, die Restkraftstoffmenge und/oder der seit dem Wechsel des Kraftstoffreservesignals ermittelte Kraftstoffverbrauch und/oder das Kraftstoffreservesignal in einem nicht-flüchtigen Speicher gespeichert werden. Dies hat den Vorteil, daß die ermittelte verbliebene Kraftstoffmenge im Kraftstofftank auch nach einem Abstellen und bei einem Wiederanlassen des Verbrennungsmotors weiterhin zur Verfügung steht.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform wird bei einem erneuten Anlassen des Verbrennungsmotors zunächst geprüft, ob in dem nicht-flüchtigen Speicher eine Information darüber vorhanden ist, ob das Kraftstoffreservesignal zum Zeitpunkt des letzten Absteilens des Verbrennungsmotors aktiv war. War es aktiv, wird erneut überprüft, ob das Kraftstoffreservesignal momentan aktiv ist, um zu erkennen, ob der Kraftstofftank während des abgestellten Verbrennungsmotors befüllt worden ist. Wenn festgestellt wird, daß das Kraftstoffreservesignal noch immer aktiv ist, d. h. der Kraftstofftank wurde nicht bzw. nicht mit einer wesentlichen Menge befüllt, wird ausgehend vom letzten gespeicherten Wert die jeweilige eingespritzte Kraftstoffmenge zu dem Kraftstoffverbrauch addiert. Sollte das Kraftstoffreservesignal nach dem Wiederanlassen des Verbrennungsmotors nicht mehr aktiv sein, werden die im nicht-flüchtigen Speicher gespeicherten Werte gelöscht. Diese Ausführungsform hat den Vorteil, daß das Ermitteln des verbleibenden Restkraftstoffs im Kraftstofftank nicht durch ein Abstellen und Wiederanlassen des Verbrennungsmotors be- einträchtigt wird, sondern daß diese Ereignisse keinen

Einfluß auf die Genauigkeit der Ermittlung der verbleibenden Reservekraftstoffmenge haben. In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, daß ab dem Zeitpunkt des Erreichens der Reservekraftstoffmenge über eine Wegstreckenmeßvorrichtung eine zurückgelegte Wegstrecke ermittelt wird, die kontinuierlich oder zu bestimmten Zeitpunkten mit der verbleibenden Kraftstoffmenge im Kraftstofftank in Beziehung gesetzt wird, um das Kraftstoffreservesignal zu plausibilisieren. Dies hat den Vorteil, daß einem Fahrer eines Kraftfahrzeugs mit einem Verbrennungsmotor die ungefähre Reichweite seines Fahrzeugs mit dem verbleibenden Kraftstoff angegeben werden kann.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung in Verbindung mit den beige- fügten Zeichnungen. Es zeigen:

Fig. 1 eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur Ermittlung einer Restkraftstoff enge;

Fig. 2 ein Blockdiagramm, das den Verfahrensablauf gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung darstellt; und

Fig. 3 ein weiteres Blockdiagramm, das den Verfahrensab- lauf beim Wiederanlassen des Verbrennungsmotors darstellt.

Fig. 1 zeigt eine Vorrichtung zur Ermittlung einer Restkraftstoffmenge mit einer Steuereinrichtung 1 und einem damit ver- bundenen nicht-flüchtigen Speicher 2. An die Steuereinrichtung 1 ist ein Kraftstoff-Reserve-Signalgeber 4 über eine Signalleitung 3 angeschlossen, der das Erreichen der Reserve- Kraftstoffmenge in einem Kraftstofftank 5 angibt. Vom Kraftstofftank 5 führt eine Kraftstoffleitung 6 zu einem Verbren- nungsmotor 7, die der Kraftstoffversorgung dient. Vom

Verbrennungsmotor führt eine Einspritzmengen-Signalleitung 8 zur Steuereinrichtung 1, die dadurch den Wert der jeweils eingespritzten Kraftstoffmenge erhält. Eine weitere Signalleitung 9 führt von der Steuereinrichtung 1 zum Verbrennungsmotor 7, wodurch ein Signal zum Abstellen des Verbrennungsmotor 7 übermittelt werden kann.

Fig. 2 zeigt ein Blockdiagramm, das den erfindungsgemäßen Verfahrensablauf darstellt. In einem ersten Schritt Sl wird überprüft, ob das Reserve-Kaftstoff-Signal durch den Reserve- Kaftstoff-Signalgeber 4 aktiviert wurde. Ein Reserve- Kraftstoff-Signal auf der Signalleitung 3 signalisiert, wenn die Kraftstoffmenge im Kraftstofftank 5 einen bestimmten Wert unterschreitet. Üblicherweise wird z. B. einem Fahrer eines Kraftwagens ein solches aktiviertes Reserve-Kraftstoff-Signal optisch auf der Armatur seines Fahrzeuges angezeigt, wodurch er darüber informiert wird, daß der Kraftstoff zur Neige geht.

Bei einem aktiviertem Reserve-Kraftstoff-Signal wird in einem nächsten Schritt S2 damit begonnen, die in die Brennkammern eingespritzten Kraftstoffmengen aufzusummieren, um den Reserve-Kraftstoffverbrauch zu ermitteln. Die jeweils vor einem Zündvorgang in eine Brennkammer eingespritzte Kraftstoffmenge ist insbesondere bei Einspritzsystemen sehr genau bekannt, so daß auch nach sehr vielen Einspritzvorgängen ein sehr exakter Verbrauchswert vorliegt.

In einem nächsten Schritt S3 wird die Restkraftstoff enge aus der Differenz zwischen der bekannten Reservekraftstoffmenge, die sich zum Zeitpunkt der Aktivierung des Reserve- Kraftstoff-Signals im Kraftstofftank 5 befindet, und dem Kraftstoffverbrauch ermittelt.

In Schritt S4 wird ermittelt, ob zwischenzeitlich der Verbrennungsmotor abgestellt wurde. In diesem Fall wird die ermittelte Restkraftstoff enge und das Reserve-Kraftstoff- Signal in einem nicht-flüchtigen Speicher (Schritt S7) gespeichert. Damit stehen diese Informationen auch nach einem Abschalten bei einem erneuten Anlassen des Motors zur Verfügung. Dadurch kann erreicht werden, daß das erfindungsgemäße Verfahren auch nach einem Abstellen des Motors angewendet werden kann.

Wurde der Verbrennungsmotor nicht abgestellt, erfolgt anschließend in einem Schritt S5 eine Abfrage, ob ein Mindestwert der Restkraftstoffmenge unterschritten oder erreicht ist. Dieser Mindestwert entspricht einer weiteren bekannten Größe, bei der sich gerade noch so viel Kraftstoff im Kraftstofftank 5 befindet, daß durch die Kraftstoffleitung des Kraftstoffdrucksystem keine Luft angesaugt werden kann. Vorzugsweise wird bei der Wahl der Restkraftstoffmenge berücksichtigt, daß beim Bewegen des Fahrzeugs Schwingungsbewegun- gen des Kraftstoffs im Kraftstofftank vorkommen, wodurch der darin befindliche Kraftstoff hin und her schwappt. Dadurch kann bei einer geringen verbleibenden Menge jeweils für eine kurze Zeit die Einsaugöffnung für den Kraftstoff freigegeben werden, so daß Luft eingesaugt wird. Ist dieser Mindestwert erreicht, wird der Verbrennungsmotor abgestellt (Schritt S5) . Ist er nicht erreicht, wird zu Schritt S2 zurückgesprungen, und mit dem Aufsummieren der jeweils eingespritzten Kraftstoffmenge zum Bewerten des Reserve-Kraftstoffverbrauchs fortgefahren.

Beim Abstellen des Motors werden in einem nicht-flüchtigen Speicher, der seit dem Aktivieren des ReservekraftstoffSignals aufgelaufene Kraftstoffverbrauch und das Reserve- Kraftstoff-Signal in einem nicht-flüchtigen Speicher gespei- chert. Damit kann, wie oben beschrieben, bei einem Wiederanlassen des Verbrennungsmotors die letzte Füllmenge des KraftstoffSystems wiedererkannt werden, wenn sich diese in einem Reservebetrieb befunden hat.

In einer einfachen Ausführungsform wird nach dem Erreichen der Reservekraftstoffmenge der Kraftstoffverbrauch gemessen und bei Erreichen eines Maximalwertes der Verbrennungsmotor abgeschaltet. Der Maximalwert ist in der Weise festgelegt, daß ein Leerfahren des Kraftstofftanks vermieden wird.

Fig.3 zeigt den Verfahrensablauf beim Wiederanlassen des Verbrennungsmotors. Zunächst wird der Speicherinhalt aus dem nicht-flüchtigen Speicher ausgelesen (Schritt S10) , in den zuvor die Restkraftstoffmenge und das Reserve-Kraftstoff- Signal gespeichert wurden, und anschließend in einem Schritt Sll überprüft, ob das Reservekraftstoffsignal, das im nicht- flüchtigen Speicher gespeichert war, zum Zeitpunkt des letzten Abstellens des Verbrennungsmotors aktiviert war. Ist dies der Fall, wird in einem nächsten Schritt S12 überprüft, ob das Reservekraftstoffsignal noch immer aktiviert ist. Dies wird wahrscheinlich der Fall sein, wenn der Kraftstofftank während des abgestellten Verbrennungsmotors nicht befüllt worden ist. Ist er mit einer ausreichenden Menge befüllt worden, zeigt das deaktivierte Reservekraftstoffsignal an, daß mehr Kraftstoff im Kraftstofftank vorhanden ist als die Reservekraftstoffmenge. In diesem Fall wird in einem Schritt S13 der Speieherinhalt des nicht-flüchtigen Speichers gelöscht und der Verfahrensablauf erneut gestartet, d.h. in einen Zustand versetzt, in dem auf die Aktivierung des Reserve- Kraftstoff-Signals gewartet wird.

Ist das Reserve-Kraftstoff-Signal weiterhin aktiviert, so wird in einem Schritt S14 die jeweiligen eingespritzten Kraftstoffmengen zu dem im nicht-flüchtigen Speicher gespeicherten Kraftstoffverbrauch der letzten Betriebsphase bzw. Betriebsphasen hinzuaddiert, um den seit der Aktivierung des ReservekraftstoffSignals verbrauchten Reservekraftstoff zu ermitteln. Ähnlich wie schon bezüglich Figur 2 beschrieben wurde, wird nun aus der Reservekraftstoffmenge und dem Kraftstoffverbrauch die Restkraftstoffmenge im Kraftstofftank ermittelt. (Schritt S15) Ist der Mindestwert der Restkraft- stoffmenge unterschritten, so wird der Verbrennungsmotor abgestellt- (Schritt S17). In Schritt S16 wird überprüft, ob der Mindestwert unterschritten ist. Ist er nicht unterschritten, so wird zu Schritt S14 zurückgesprungen und weiterhin die jeweils eingespritzten Kraftstoffmengen zu dem Reserve- Kraftstoffverbrauch hinzuaddiert. Ist die Mindestkraftstoff- menge erreicht, wird der Verbrennungsmotor abgestellt (Schritt S17) .

Vorzugsweise wird im nicht-flüchtigen Speicher gespeichert, wenn der Verbrennungsmotor abgestellt worden ist, weil die Mindestkraftstoffmenge unterschritten wurde. In diesem Fall wird schon ein Wiederanlassen des Verbrennungsmotors verhindert. Vorzugsweise wird daher vor dem Starten des Verbrennungsmotors der Speicherinhalt des nicht-flüchtigen Speichers überprüft und das aktuelle Reserve-Kraftstoff-Signal detek- tiert, um festzustellen, ob der Kraftstofftank betankt worden ist.

Weiterhin ist es möglich, daß neben dem Reserve- Kraftstoffverbrauch auch die seit dem Reservekraftstoffsignal zurückgelegte Wegstrecke ermittelt wird. Aus dem Verhältnis zwischen zurückgelegter Wegstrecke und verbrauchtem Kraftstoff kann z. B. der Fahrer eines Kraftwagens feststellen, wie groß die verbleibende Reichweite seines Fahrzeuges ist, wenn er den Kraftstofftank nicht befüllt.

Die in der vorstehenden Beschreibung, in den Ansprüchen sowie in den Zeichnungen offenbarten Merkmale der Erfindung können sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination für die Verwirklichung der Erfindung in ihren verschiedenen Ausführungsformen wesentlich sein.

Claims

Patentansprüche

1. Verfahren zur Bewertung einer Restkraftstoffmenge in einem Kraftstofftank für einen Verbrennungsmotor, wobei das Erreichen einer Reserve-Kraftstoffmenge im Kraftstofftank durch ein Kraftstoff-Reserve-Signal angegeben wird, und wobei jeweils eine eingespritzte Kraftstoffmenge bestimmbar ist, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß nach Erreichen der Reservekraftstoffmenge ein Kraftstoffverbrauch seit Erreichen der Reservekraftstoffmenge ermittelt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Restkraftstoffmenge aus der Reservekraftstoffmenge und dem Kraftstoffverbrauch ermittelt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Verbrennungsmotor angehalten wird, wenn die Rest- kraftstoffmenge einen Mindestwert erreicht.

4. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Verbrennungsmotor angehalten wird, wenn nach dem Erreichen der Reservekraftstoffmenge der Kraftstoffverbrauch einen Maximalwert erreicht.

5. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß bei Abstellen des Verbrennungsmotors, während das Kraftstoff-Reserve-Signal angibt, daß die Re- servekraftstoffmenge erreicht wurde, die Restkraftstoffmenge und/oder der seit dem Wechsel des Kraftstoff- Reserve-Signals ermittelte Kraftstoffverbrauch und/oder das Kraftstoff-Reserve-Signal in einem nicht-flüchtigen Speicher gespeichert werden.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß bei einem Wiederanlassen des Verbrennungsmotors die folgenden Schritte ausgeführt werden:

Auslesen aus dem nicht-flüchtigen Speicher, ob das Kraftstoff-Reserve-Signal zum Zeitpunkt des letzten Absteilens des Verbrennungsmotors aktiv war;

Wenn ja: Abfragen, ob das Kraftstoff-Reserve-Signal aktiv ist; wenn ja: Aufsummieren der eingespritzten Kraftstoffmenge vom letzten gespeicherten Wert des Kraft- stoffverbrauch ab;

Wenn nein: Löschen der im nicht-flüchtigen Speicher gespeicherten Werte.

7. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ab dem Zeitpunkt des Erreichens der

Reservekraftstoffmenge über eine Wegstreckenmeßvorrich- tung eine zurückgelegte Wegstrecke ermittelt wird, um das Kraftstoff-Reserve-Signal zu plausibilisieren.

8. Vorrichtung zum Ermitteln der Restkraftstoffmenge für einen Verbrennungsmotor (7), dadurch g e k e n n z e i c hn e t, daß die Vorrichtung eine Steuereinrichtung (1) umfaßt, die mit einem Kraftstoff-Reserve-Signalgeber (4) an einem Kraftstofftank (5) verbunden ist und über eine Signalleitung (8) eine Information über eine jeweils eingespritzte Kraftstoffmenge von dem Verbrennungsmotor (7) erhält, wobei die Vorrichtung ein Vefahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7 durchführt.