WO2017021145A1 - Verfahren zum bestimmen von kraftstoffeigenschaften - Google Patents

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WO2017021145A1
WO2017021145A1 PCT/EP2016/067255 EP2016067255W WO2017021145A1 WO 2017021145 A1 WO2017021145 A1 WO 2017021145A1 EP 2016067255 W EP2016067255 W EP 2016067255W WO 2017021145 A1 WO2017021145 A1 WO 2017021145A1
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Achim Koehler
Vito Spinelli
Gerd Loesch
Andreas Dutt
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Robert Bosch Gmbh
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    • G01N11/10—Investigating flow properties of materials, e.g. viscosity, plasticity; Analysing materials by determining flow properties by moving a body within the material
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
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    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
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    • Y02T10/40—Engine management systems

Definitions

  • the invention relates to a method for determining fuel properties and to an arrangement for carrying out the method.
  • High-pressure pumps are used to compress fuel to a desired pressure value, the rail pressure, and into the rail, the one
  • Pressure accumulator represents, forward.
  • the common rail injection system is characterized by a separation of pressure generation and actual injection process.
  • a high-pressure pump with a fuel-lubricated engine or internal combustion engine is known, in which the quantitative metering of the delivery rate takes place via a suction valve.
  • Suction valves in turn are used in pumps for controlling an inflow of a liquid. If the suction valve is actuated with an electrical signal, this becomes an electric suction valve designated. In this usually an electromagnet is used, which cooperates with a coil to move an armature. The movement of the armature actuates the suction valve, ie this is open depending on the anchor position or open or closed or closed.
  • the fuel supply takes place regularly via complex flow channels in the pump housing.
  • the fuel is first passed through the pump housing before passing through the suction valve in a
  • Fuel injection system comprises a high-pressure pump and a switching valve, which in turn has a coil.
  • a fuel delivery rate is controlled by driving the coil with a drive signal.
  • the drive signal is determined based on a switching time determined at a first time at a second time, wherein the first time is before the second time.
  • the fuel properties which are temperature-dependent, affect the wear behavior of the engine.
  • critical fuel properties can not be recognized at present, because apart from the fuel temperature no other fuel properties in the
  • FI E Fuel Injection Equipment
  • the high-pressure pump can be permanently damaged.
  • the presented method is provided by analysis of the
  • Switching behavior can be understood to mean how fast or how slowly the suction valve opens and / or closes, which is characterized by the period of time required for opening or closing. Furthermore, the movement of the armature of the suction valve over the time when closing and opening and thus upon actuation of the suction valve can be considered.
  • the switching elements of the typically electric suction valve for metering the flow rate of a high-pressure pump are located in the fuel. This fuel is sucked directly from the engine room. As a result, the fuel in the intake valve has the same properties, for example the temperature, as in the engine room.
  • the switching behavior of the intake valve changes based on the hydraulic resistance of the surrounding fuel. If, for example, the switching behavior becomes faster, for example, this indicates a lower viscosity of the fuel.
  • roller shoe reacts very critically on low viscosity and vapor formation, this detection feature, the controller can detect this critical situation and switch the FI E system to a protective function. Thus, for example, can be switched to an emergency drive or a power reduction.
  • a protection program for example an emergency driving program "limp home" with reduced power or speed, which prevent damage to the component, can be activated until the fuel has either been consumed or replaced.
  • a stop detection of the electrical inlet valve armature which can be detected from the characteristic voltage or current profile during activation of the valve, can thus be undertaken.
  • the on or off time can be determined by measuring the time between the start of the current supply, the switch-on time, or the end of the energization, the switch-off time, and the respectively following armature stop.
  • the switching time can be stabilized using an averaging process. Furthermore, by comparing the determined switching time values with typical values and tolerances stored in a software, unusual changes can be detected. Thus, for example, in most cases by refueling a fuel with impermissibly low viscosity, the switching time will jump to smaller values, since the
  • Displacement forces become smaller.
  • Accuracy and selectivity may depend on typical averages and tolerances of different parameters, such as temperature, speed, pressure, battery voltage, start of drive, and so forth.
  • a further increase in accuracy can be achieved if the continuously determined switching time value is additionally learned and stored. This can be specimen scattering, initial heat and slow running
  • the frequency of detection of impermissible fuels, their operating time and severity or the difference of the deviation can be entered in a fault memory and stored in a server for later evaluation.
  • impermissible fuels in particular fuels with too low viscosity
  • the damage to the fuel lubricated components, in particular a high-pressure pump can be avoided.
  • the faulty fuel can be displayed to the driver via a warning lamp or a message. He can then consider refueling at another gas station in the future. Due to the entries in the fault memory, which prove how frequently and with what deviation unlawful fuels were fueled, can be
  • the procedure can basically be used with all high-pressure pumps with electric suction valves.
  • the method can be used in
  • Hydraulic pumps are used with an electric switching valve.
  • FIG. 1 shows an embodiment of a high-pressure pump.
  • FIG. 2 shows in a graph the closing of a suction valve.
  • FIG. 3 shows in a graph the influence of the viscosity of the fuel on the switching time.
  • FIG. 1 shows in two perspectives a high-pressure pump, which is denoted overall by the reference numeral 10.
  • the illustration shows a spring 12, and an electromagnet 14, which cooperates with a coil 16 and forms a magnetic circuit of a suction valve 18.
  • This suction valve 18, which is designed as an electric suction valve in this embodiment, comprises the spring 12, the electromagnet 14, the coil 16, an armature 20 and an inlet valve 22, which is designed here as a hydraulic inlet valve.
  • the electromagnet 14 By driving the electromagnet 14, the armature 20 is moved via the coil 16, in this illustration, up and down. As a result, the inlet valve 22 is actuated, ie opened or closed.
  • FIG. 1 shows an outlet valve 24, which as
  • Check valve acts and is designed as a hydraulic outlet valve, a pump chamber 26, a pump piston 27 and a pump cam 28 with top dead center.
  • the illustrated high pressure pump 10 thus includes the suction valve 18, the outlet valve 24, the pump chamber 26, the pump piston 27 and the
  • FIG. 2 shows in a graph a first curve 50, which represents the time profile of the drive current, and a second curve 52, which represents the switching curve of a suction valve.
  • the suction valve opens with a time delay to the control with the drive current and after completion of the control closes with a time delay.
  • the time from the completion of the activation to a complete closure is illustrated by a double arrow 54 and is referred to as the EIP (End of Injection Period).
  • the switching time 54 is dependent on fuel properties, namely the viscosity and the
  • Fuel properties eg. The viscosity to win.
  • FIG. 3 shows, with a graph whose abscissa 150 the operating time [s] and at whose ordinate 152 the switching time [ms] is plotted, the change of the switching time on the basis of a curve 154.
  • An area 156 shows a
  • Switching time jump which, for example, suggests inadmissibly low viscosity.
  • This can be displayed to a control unit, for example the engine control unit, which can then initiate a protective driving program, such as Limp Home.
  • a protective driving program such as Limp Home.
  • this can also be displayed to the driver, for example by means of a warning light.
  • This tolerance range 160 can also by means of a

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Anordnung zum Bestimmen von Kraftstoffeigenschaften in einer Hochdruckpumpe (10), in der ein Saugventil (18) eingesetzt wird, wobei ein Schaltverhalten des Saugventils (18) erfasst und das erfasste Schaltverhalten ausgewertet wird, um Rückschlüsse auf die Kraftstoffeigenschaften zu ziehen.

Description

Beschreibung Titel
Verfahren zum Bestimmen von Kraftstoffeigenschaften
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Bestimmen von Kraftstoffeigenschaften und eine Anordnung zur Durchführung des Verfahrens.
Stand der Technik
In Kraftfahrzeugen werden unterschiedliche Arten bzw. Typen von Kraftstoffen verwendet, die verschiedene Eigenschaften aufweisen. Zudem kann der Kraftstoff eines Typs bei unterschiedlichen Umgebungsbedingungen verschiedene Eigenschaften aufweisen. Da sich diese auf den Betrieb des Verbrennungsmotors und insbesondere auch auf das dem Verbrennungsmotor zugeordnete Kraftstoffeinspritzsystems auswirken, kann es vorteilhaft sein, die Eigenschaften des verwendeten Kraftstoffs zu bestimmen.
In Kraftstoffeinspritzsystemen werden Hochdruckpumpen zur Zufuhr von Kraftstoff verwendet. So werden in Common-Rail-Einspritzsystemen
Hochdruckpumpen eingesetzt, um Kraftstoff bis zu einem gewünschten Druckwert, dem Raildruck, zu verdichten und in das Rail, das einen
Druckspeicher darstellt, weiterzuleiten. Das Common- Rail- Einspritzsystem zeichnet sich durch eine Trennung von Druckerzeugung und eigentlichem Einspritzvorgang aus.
Bekannt ist eine Hochdruckpumpe mit kraftstoffgeschmiertem Triebwerk bzw. Verbrennungsmotor, bei der die Mengenzumessung der Fördermenge über ein Saugventil erfolgt. Saugventile wiederum werden in Pumpen zum Steuern eines Zuflusses einer Flüssigkeit eingesetzt. Wird das Saugventil mit einem elektrischen Signal angesteuert, so wird dieses als elektrisches Saugventil bezeichnet. In diesem wird üblicherweise ein Elektromagnet verwendet, der mit einer Spule zusammenwirkt, um einen Anker zu bewegen. Die Bewegung des Ankers betätigt das Saugventil, d. h. dieses ist je nach Ankerposition geöffnet bzw. offen oder geschlossen bzw. zu.
Bei Hochdruckpumpen erfolgt die Kraftstoffzufuhr regemäßig über komplexe Durchflusskanäle im Pumpengehäuse. Der Kraftstoff wird zunächst durch das Pumpengehäuse geführt, bevor er über das Saugventil in einen
Pumpenarbeitsraum der Hochdruckpumpe gelangt.
Aus der Druckschrift DE 10 2013 201 974 AI ist ein Verfahren zum Betrieb eines Kraftstoffeinspritzsystem eines Verbrennungsmotors bekannt. Das
Kraftstoffeinspritzsystem umfasst eine Hochdruckpumpe und ein Schaltventil, das wiederum eine Spule aufweist. Dabei wird eine Kraftstofffördermenge durch Ansteuern der Spule mit einem Ansteuersignal gesteuert. Dabei wird zu einem zweiten Zeitpunkt das Ansteuersignal auf Grundlage einer zu einem ersten Zeitpunkt ermittelten Schaltzeit bestimmt, wobei der erste Zeitpunkt vor dem zweiten Zeitpunkt liegt.
Die Kraftstoff eigenschaften, die temperaturabhängig sind, beeinflussen das Verschleißverhalten des Triebwerks. Für das kraftstoffgeschmierte Triebwerk kritische Kraftstoffeigenschaften können derzeit nicht erkannt werden, da außer der Kraftstofftemperatur keine weiteren Kraftstoffeigenschaften im
Einspritzsystem bzw. FI E-System (FI E: Fuel Injection Equipment) erfasst werden. Physikalische Eigenschaften des Kraftstoffs, wie bspw. die Viskosität und das Siedeverhalten, werden nicht erkannt. Dabei ist zu beachten, dass durch
Verwendung von unzulässigen Kraftstoffen die Hochdruckpumpe bleibend beschädigt werden kann.
Es ist festzuhalten, dass derzeit Kraftstoffeigenschaften im Fahrzeug nicht erkannt werden. Zu beachten ist, dass es durch fehlerhaftes Betanken mit nicht normgerechten oder gar "gepantschten" Kraftstoffen in vielen
kraftstoffgeschmierte Komponenten, insbesondere in der Hochdruckpumpe, zu Fehlfunktionen, erhöhtem Verschleiß oder Zerstörung kommen kann. So sind die richtige Viskosität und Schmierfähigkeit des Kraftstoffs wichtige Einflussgrößen, die die Funktion und die Lebensdauer der Komponente sicherstellen.
Offenbarung der Erfindung
Vor diesem Hintergrund werden ein Verfahren nach Anspruch 1 und eine Anordnung gemäß Anspruch 8 vorgestellt. Ausführungsformen ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen und der Beschreibung.
Bei dem vorgestellten Verfahren ist vorgesehen, durch Analyse des
Schaltverhaltens des insbesondere elektrischen Saugventils Rückschlüsse auf die Kraftstoffeigenschaften zu ziehen. Bei Erkennung von für das Triebwerk kritischen Kraftstoffeigenschaften kann im Steuergerät ein Fehlerantrag gesetzt werden und ein Systemeingriff über das Steuergerät mit dem Ziel erfolgen, die betroffenen Komponenten zu schützen. Das Analysieren umfasst hierbei ein Erfassen und Auswerten.
Unter Schaltverhalten kann dabei verstanden werden, wie schnell oder wie langsam das Saugventil öffnet und/oder schließt, was durch den Zeitraum, der zum Öffnen bzw. Schließen erforderlich ist, gekennzeichnet ist. Weiterhin kann die Bewegung des Ankers des Saugventils über der Zeit beim Schließen und Öffnen und somit beim Betätigen des Saugventils betrachtet werden.
Die Schaltelemente des typischerweise elektrischen Saugventils zur Zumessung der Fördermenge einer Hochdruckpumpe befinden sich im Kraftstoff. Dieser Kraftstoff wird direkt aus dem Triebwerksraum angesaugt. Dadurch hat der Kraftstoff im Saugventil dieselben Eigenschaften, bspw. die Temperatur, wie im Triebwerksraum. Das Schaltverhalten des Saugventils ändert sich anhand des hydraulischen Wiederstands des umgebenden Kraftstoffs. Wenn nun das Schaltverhalten bspw. schneller wird, dann deutet dies auf eine geringere Viskosität des Kraftstoffs hin.
Für den Fall, dass Kraftstoff verdampft, d. h. der Umgebungsdruck und die Temperatur unterhalb des Siedepunkts fallen, bewegt sich das Saugventil so schnell, wie wenn es trocken betrieben wird. Durch die Abhängigkeit der Schaltzeit zur Kraftstofftemperatur, wobei diese durch Kennfelder im Steuergerät abgelegt werden kann, kann auf die reale Viskosität und, falls es zu
Verdampfungen kommt, auf den Siedepunkt des Kraftstoffs geschlossen werden. Weiterhin kann die Schmierfähigkeit des Kraftstoffs abgeleitet oder bestimmt werden. Da das Triebwerk aufgrund der Hydrodynamik zwischen Laufrolle und
Rollenschuh sehr kritisch auf niedrige Viskosität und Dampfbildung reagiert, kann durch diese Erkennungsmöglichkeit das Steuergerät diese kritische Situation erkennen und das FI E-System auf eine Schutzfunktion umschalten. So kann bspw. auf einen Notfahrbetrieb oder eine Leistungsreduktion umgeschaltet werden.
Gemäß einer Ausführung des beschriebenen Verfahrens kann durch eine Anschlagserkennung des Ventilkolbens anhand des Spannungsverlaufs während einer Ansteuerung des elektrischen Einlassventils und einer Funktion, die die Ausschaltzeit des elektrischen Einlassventils misst, auf das Auftreten einer spontanen Viskositätsänderung und damit auf einen Betrieb mit unzulässigem Kraftstoff geschlossen werden. Daraufhin kann ein Schutzprogramm, bspw. ein Notfahrprogramm "Limp Home" (Notfahrlage) mit reduzierter Leistung oder Drehzahl, was eine Schädigung der Komponente verhindern, aktiviert werden, bis der Kraftstoff entweder verbraucht oder ausgetauscht wurde.
Bei dem Verfahren kann somit eine Anschlagserkennung des elektrischen Einlassventilankers, die sich aus dem charakteristischen Spannungs- oder Stromverlauf während einer Ansteuerung des Ventils detektieren lässt, vorgenommen werden. Durch Messung der Zeit zwischen Bestromungsanfang, der Einschaltzeit, oder Bestromungsende, der Ausschaltzeit, und dem jeweils nachfolgenden Ankeranschlag lässt sich die Ein- oder Ausschaltzeit ermitteln.
Die möglicherweise von Hub zu Hub streuende Schaltzeit kann mithilfe eines Mittelungsverfahrens stabilisiert werden. Weiterhin können durch Vergleich der ermittelten Schaltzeitwerte mit in einer Software hinterlegten typischen Werten und Toleranzen ungewöhnliche Veränderungen detektiert werden. So wird bspw. in den meisten Fällen durch Tanken eines Kraftstoffs mit unzulässig niedriger Viskosität die Schaltzeit zu kleineren Werten springen, da die
Verdrängungskräfte geringer werden. Abhängig von der erforderlichen Genauigkeit und Trennschärfe können typische Mittelwerte und Toleranzen von unterschiedlichen Parametern, wie bspw. der Temperatur, der Drehzahl, dem Druck, der Batteriespannung, dem Ansteuerbeginn usw., abhängen.
Über eine Bewertung des Änderungsgradienten kann ferner zwischen spontanen Änderungen und schleichenden Verschleißvorgängen unterschieden werden. So tritt z. B. der Schaltzeitsprung nach einer Fehlbetankung schlagartig zwischen zwei Startvorgängen bzw. innerhalb einer sehr kurzen Betriebsdauer auf, während Veränderungen aufgrund von sich ändernder Reibung nahezu immer über sehr viel längere Betriebsdauern auftreten. Damit kann ein singuläres Ereignis, wie eine fehlerhafte Betankung, sicher erkannt werden.
Eine weitere Genauigkeitssteigerung kann erzielt werden, wenn der laufend ermittelte Schaltzeitwert zusätzlich gelernt und gespeichert wird. Damit lassen sich Exemplarstreuungen, Initialwärme sowie langsam verlaufende
Veränderungen kompensieren, so dass die Erkennungsschwellen enger toleriert und unzulässige Kraftstoffe präzise erkannt werden können. Die Häufigkeit der Erkennung von unzulässigen Kraftstoffen, deren Betriebsdauer und Schweregrad bzw. die Differenz der Abweichung können in einem Fehlerspeicher eingetragen und für spätere Auswertungen in einem Server gespeichert werden.
Das Verfahren bietet, insbesondere in einigen der Ausführungen, eine Reihe von Vorteilen. So können unzulässige Kraftstoffe, insbesondere Kraftstoffe mit zu geringer Viskosität, erkannt und durch Einschränkung und Betriebsbedingungen, wie bspw. Vermeiden von hohen Lasten, hohen Drehzahlen, hohen
Temperaturen usw., die Schädigung der kraftstoffgeschmierten Komponenten, insbesondere einer Hochdruckpumpe, vermieden werden. Dem Fahrer kann der fehlerhafte Kraftstoff über eine Warnlampe oder eine Mitteilung angezeigt werden. Er kann dann überlegen, zukünftig bei einer anderen Tankstelle zu tanken. Aufgrund der Einträge im Fehlerspeicher, die belegen, wie häufig und mit welcher Abweichung unzulässige Kraftstoffe getankt wurden, lassen sich
Garantieansprüche einschränken oder sogar ausschließen und damit viele ungerechtfertigte Fehlerkosten einsparen. Das Verfahren kann grundsätzlich bei allen Hochdruckpumpen mit elektrischen Saugventilen eingesetzt werden. Insbesondere kann das Verfahren bei
Dieselhochdruckpumpen, aber auch bei Benzinhochdruckpumpen und
Hydraulikpumpen mit einem elektrischen Schaltventil eingesetzt werden.
Weitere Vorteile und Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung und den beigefügten Zeichnungen.
Es versteht sich, dass die voranstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Figur 1 zeigt eine Ausführung einer Hochdruckpumpe.
Figur 2 zeigt in einem Graphen das Schließen eines Saugventils.
Figur 3 zeigt in einem Graphen den Einfluss der Viskosität des Kraftstoffs auf die Schaltzeit.
Ausführungsformen der Erfindung
Die Erfindung ist anhand von Ausführungsformen in den Zeichnungen schematisch dargestellt und wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die Zeichnungen ausführlich beschrieben.
In Figur 1 ist in zwei Perspektiven eine Hochdruckpumpe dargestellt, die insgesamt mit der Bezugsziffer 10 bezeichnet ist. Die Darstellung zeigt eine Feder 12, und einen Elektromagneten 14, der mit einer Spule 16 zusammenwirkt und einen Magnetkreis eines Saugventils 18 bildet.
Dieses Saugventil 18, das bei dieser Ausführung als elektrisches Saugventil ausgebildet ist, umfasst die Feder 12, den Elektromagneten 14, die Spule 16, einen Anker 20 und ein Einlassventil 22, das hier als hydraulisches Einlassventil ausgebildet ist. Durch Ansteuern des Elektromagneten 14 wird über die Spule 16 der Anker 20 bewegt, in dieser Darstellung nach oben und unten. Dadurch wird das Einlassventil 22 betätigt, d. h. geöffnet oder geschlossen.
Weiterhin zeigt die Darstellung der Figur 1 ein Auslassventil 24, das als
Rückschlagventil wirkt und als hydraulisches Auslassventil ausgebildet ist, einen Pumpraum 26, einen Pumpenkolben 27 und einen Pumpnocken 28 mit oberem Totpunkt. Die dargestellte Hochdruckpumpe 10 umfasst somit das Saugventil 18, das Auslassventil 24, den Pumpraum 26, der Pumpenkolben 27 und den
Pumpnocken 28.
Figur 2 zeigt in einem Graphen eine erste Kurve 50, die den zeitlichen Verlauf des Ansteuerstroms wiedergibt, und eine zweite Kurve 52, die den Schaltverlauf eines Saugventils wiedergibt.
Zu erkennen ist, dass das Saugventil zeitlich verzögert zu der Ansteuerung mit dem Ansteuerstrom öffnet und nach Beendigung der Ansteuerung zeitlich verzögert schließt. Die Zeit von der Beendigung der Ansteuerung bis zu einem vollständigen Schließen ist mit einem Doppelpfeil 54 verdeutlicht und wird als Schaltzeit bzw. EIP (End of Injection Period) bezeichnet. Dabei ist die Schaltzeit 54 abhängig von Kraftstoffeigenschaften, nämlich der Viskosität und der
Temperatur, sowie von der Geschwindigkeit der Hochdruckpumpe, Toleranzen, der Abnutzung der Bauteile usw.
Ziel ist es nunmehr, aus der Größe Schaltzeit 54 eine Information zu den
Kraftstoffeigenschaften, bspw. der Viskosität, zu gewinnen. Insbesondere wird über den Zusammenhang der Schaltzeitänderung zu Kraftstoffeigenschaften es möglich, eine Aussage zu den Kraftstoffeigenschaften bzw. Änderungen der Kraftstoffeigenschaften, bspw. eine Aussage zur Viskosität des Kraftstoffs, zu treffen.
Es kann bspw. eine Änderung der Schaltzeit von etwa 2% bei einer Änderung der Viskosität um lcSt beobachtet werden. Figur 3 zeigt mit einem Graphen, an dessen Abszisse 150 die Betriebszeit [s] und an dessen Ordinate 152 die Schaltzeit [ms] aufgetragen ist, anhand einer Kurve 154 die Änderung der Schaltzeit. Ein Bereich 156 zeigt einen
Schaltzeitsprung, der bspw. auf eine unzulässig niedrige Viskosität schließen lässt. Dies kann einem Steuergerät, bspw. dem Motorsteuergerät, angezeigt werden, das dann ein Schutzfahrprogramm, wie bspw. Limp Home, veranlassen kann. Alternativ oder ergänzend kann dies auch dem Fahrer, bspw. mittels einer Warnleuchte, angezeigt werden.
Weiterhin ist in der Darstellung mit einem Doppelpfeil 160 ein Toleranzbereich verdeutlicht, der Toleranzen bspw. durch Verschleiß, Änderungen der
Batteriespannung, Abhängigkeiten von Temperatur und Drehzahl usw.
berücksichtigt. Dieser Toleranzbereich 160 kann auch mittels einer
selbstlernenden Funktion bestimmt werden.

Claims

Ansprüche
1. Verfahren zum Bestimmen von Kraftstoffeigenschaften in einer
Hochdruckpumpe (10), in der ein Saugventil (18) eingesetzt wird, wobei ein Schaltverhalten des Saugventils (18) erfasst und das erfasste Schaltverhalten ausgewertet wird, um Rückschlüsse auf die Kraftstoffeigenschaften zu ziehen.
2. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem ein Schließen des Saugventils (18) erfasst und ausgewertet wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem ein Öffnen des Saugventils (18) erfasst und ausgewertet wird.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei dem bei Erkennen von kritischen Kraftstoffeigenschaften ein Fehlerantrag in einem Steuergerät gesetzt wird.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei dem in Abhängigkeit von bestimmten Kraftstoffeigenschaften ein Systemeingriff erfolgt.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, bei dem eine Viskosität des
Kraftstoffs bestimmt wird.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, bei dem ein Siedepunkt des Kraftstoffs bestimmt wird.
8. Anordnung zum Bestimmen von Kraftstoffeigenschaften in einer
Hochdruckpumpe (10), in der ein Saugventil (18) eingesetzt ist, wobei die Anordnung dazu eingerichtet ist, ein Schaltverhalten des Saugventils (18) zu erfassen und das erfasste Schaltverhalten auszuwerten, um Rückschlüsse auf die Kraftstoffeigenschaften zu ziehen.
9. Anordnung nach Anspruch 8, die als Steuergerät ausgebildet ist.
10. Anordnung nach Anspruch 9, wobei in dem Steuergerät ein
Computerprogramm abgelegt ist, um alle Schritte eines Verfahrens nach der Ansprüche 1 bis 7 durchzuführen.
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Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102019200571A1 (de) 2019-01-17 2020-07-23 Robert Bosch Gmbh Verfahren zur Überwachung eines Kraftstoffversorgungssystems
DE102019200572A1 (de) 2019-01-17 2020-07-23 Robert Bosch Gmbh Verfahren zur Ermittlung der Bewegung eines Ankers eines elektrischen Saugventils
DE102019212286A1 (de) * 2019-08-16 2021-02-18 Robert Bosch Gmbh Verfahren zum Betreiben einer Hochdruckpumpe, Steuergerät

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102009028875A1 (de) * 2009-08-26 2011-03-03 Robert Bosch Gmbh Verfahren und Vorrichtung zur Bestimmung der Zusammensetzung eines Kraftstoffgemischs zum Betrieb einer Brennkraftmaschine
EP2431597A1 (de) * 2010-09-15 2012-03-21 Volkswagen Aktiengesellschaft Verfahren und Vorrichtung zum Detektieren eines Kraftstoffes in einem Kraftstoffzuführungssystem einer Brennkraftmaschine
DE102011005141A1 (de) * 2011-03-04 2012-09-06 Robert Bosch Gmbh Verfahren zum Bestimmen einer Eigenschaft eines Kraftstoffs
DE102013201974A1 (de) 2013-02-07 2014-08-07 Robert Bosch Gmbh Verfahren zum Betrieb eines Kraftstoffeinspritzsystems eines Verbrennungsmotors
DE102013204369A1 (de) * 2013-03-13 2014-09-18 Robert Bosch Gmbh Brennstoffeinspritzanlage
WO2015039951A1 (de) * 2013-09-20 2015-03-26 Robert Bosch Gmbh Kraftstoffeinspritzsystem und verfahren zum betreiben eines kraftstoffeinspritzsystems

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102009028875A1 (de) * 2009-08-26 2011-03-03 Robert Bosch Gmbh Verfahren und Vorrichtung zur Bestimmung der Zusammensetzung eines Kraftstoffgemischs zum Betrieb einer Brennkraftmaschine
EP2431597A1 (de) * 2010-09-15 2012-03-21 Volkswagen Aktiengesellschaft Verfahren und Vorrichtung zum Detektieren eines Kraftstoffes in einem Kraftstoffzuführungssystem einer Brennkraftmaschine
DE102011005141A1 (de) * 2011-03-04 2012-09-06 Robert Bosch Gmbh Verfahren zum Bestimmen einer Eigenschaft eines Kraftstoffs
DE102013201974A1 (de) 2013-02-07 2014-08-07 Robert Bosch Gmbh Verfahren zum Betrieb eines Kraftstoffeinspritzsystems eines Verbrennungsmotors
DE102013204369A1 (de) * 2013-03-13 2014-09-18 Robert Bosch Gmbh Brennstoffeinspritzanlage
WO2015039951A1 (de) * 2013-09-20 2015-03-26 Robert Bosch Gmbh Kraftstoffeinspritzsystem und verfahren zum betreiben eines kraftstoffeinspritzsystems

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