WO2017153176A1 - Verfahren zum betreiben einer elektrischen kraftstoffpumpe - Google Patents

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Klaus Joos
Joerg Kuempel
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Robert Bosch Gmbh
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Definitions

  • the present invention relates to a method for operating an electric fuel pump as well as a computing unit and a computer program for its implementation.
  • EKP electric fuel pump
  • An inventive method is used to operate an electric fuel pump as a low-pressure pump in a fuel supply system for an internal combustion engine with a high pressure accumulator and a high pressure pump of a motor vehicle.
  • the electric fuel pump can be arranged in a tank installation unit, which in turn is arranged in the fuel tank.
  • the tank installation unit can still have a prefeed pot, a pressure relief valve, a check valve and also one or more Saugstrahlpumpen, whereby a filling of Vor congregationopfes, in which then the electric fuel pump can suck the fuel can take place.
  • the electric fuel pump during a period during which the internal combustion engine is switched off during operation of the motor vehicle, at least temporarily operated with a minimum value for the control variable of the electric fuel pump.
  • the minimum value for the drive quantity is determined beforehand within the framework of a development of the method.
  • the control variable may in particular be a drive current or else a voltage or a duty cycle for such a voltage, via which the drive current can be set.
  • a motor vehicle in which the internal combustion engine is switched off during operation of the motor vehicle itself it may, for example, be a motor vehicle with a so-called start / stop system which, during waiting phases, such as at traffic lights, reduces the fuel consumption of the internal combustion engine and the pollutant emission shuts off.
  • it can be a hybrid vehicle which, in addition to the internal combustion engine, has an electric machine in which, for example, the internal combustion engine can be switched off for a purely electrical drive of the motor vehicle.
  • the low pressure supply in conventional motor vehicles is usually due to acoustic reasons during the stop phase of the combustion engine. engine off, which is of little relevance insofar as a built-up of the electric fuel pump form due to a non-return valve used in the tank installation unit usually does not fall.
  • engine off which is of little relevance insofar as a built-up of the electric fuel pump form due to a non-return valve used in the tank installation unit usually does not fall.
  • a problem with a pressure build-up in the low pressure system may occur, namely, when the temperature in the fuel tank is in the range of the vapor pressure of the fuel used. This can increasingly form steam in the fuel tank, especially at the hottest places, especially at the heated by the flow of electricity electric fuel pump. Steam formation on and in the electric fuel pump can cause it to
  • Phase are emptied, i. Fuel in the electric fuel pump is pushed back by the steam into the fuel tank or into the prefeed pot of the tank installation unit, so that when the electric fuel pump is switched back on, the delivery and pressure build-up of the electric fuel pump are greatly delayed.
  • the vapor in the electric fuel pump can greatly reduce their efficiency and prevent safe delivery of fuel. Only when a pump impeller of the electric fuel pump is surrounded with liquid fuel again, this can develop their full pumping action. For this, however, the steam must first be displaced from the electric fuel pump. In extreme cases, this can take several seconds. With the delayed pressure build-up of the electric fuel pump, the internal combustion engine can thus be started only delayed. This is especially disadvantageous if a quick departure from the driver desired or specified. The result may be power loss, stuttering or stalling of the internal combustion engine.
  • the high-pressure accumulator and the amount of compression contained therein can cover the fuel requirement of the internal combustion engine for a certain period of time, then the high-pressure breaks down to too low values and the injection quantities for the fuel injectors can no longer be delivered as desired.
  • a vent valve to support the vapor removal from the electric fuel pump can be used at the tank installation unit, which, however, causes additional costs. To- this can not ensure complete avoidance of the delayed pressure build-up.
  • the invention is based, in that the electric fuel pump is also operated during such a stop phase. This prevents that by an excessive vapor pressure in the fuel tank, the electric fuel pump is emptied during the stop phase. Apart from that, the formation of steam is largely avoided by the operation of the electric fuel pump anyway. Thus, a delay of the restart of the internal combustion engine and the other problems associated with it are avoided. In addition, however, the noise during the stop phase is kept as low as possible by the electric fuel pump with a minimum value for the relevant control variable, ie the lowest possible value is operated. With regard to appropriate values for the minimum value, reference is made to the statements below. Overall, therefore, the proposed method allows a quick restart of the internal combustion engine after a quiet stop phase without the use of additional components.
  • the electric fuel pump is operated only at a threshold value for a pressure and / or a temperature in a fuel tank, in which the electric fuel pump is arranged, during the period of time with the minimum value and otherwise switched off.
  • the emptying of the electric fuel pump during the stop phase is caused by the vapor pressure in the fuel tank.
  • the pressure and / or the temperature are determined by means of a model and at least one of the following variables: temperature au Outside the motor vehicle, speed of the motor vehicle, filling amount of the fuel tank, drive current of the electric fuel pump, delivery rate of the electric fuel pump, exhaust gas mass flow, temperature of the exhaust gas, recognized refueling, duration of the last complete shutdown of the motor vehicle, pressure outside the motor vehicle and composition of the following variables: temperature au Outside the motor vehicle, speed of the motor vehicle, filling amount of the fuel tank, drive current of the electric fuel pump, delivery rate of the electric fuel pump, exhaust gas mass flow, temperature of the exhaust gas, recognized refueling, duration of the last complete shutdown of the motor vehicle, pressure outside the motor vehicle and composition of the following variables: temperature au Outside the motor vehicle, speed of the motor vehicle, filling amount of the fuel tank, drive current of the electric fuel pump, delivery rate of the electric fuel pump, exhaust gas mass flow, temperature of the exhaust gas, recognized refueling, duration of the last complete shutdown of the motor vehicle, pressure outside the motor vehicle and composition of the
  • Fuel in the fuel tank can be used to determine the pressure or the temperature in the fuel tank. While one of the above sizes may be sufficient to determine the pressure or temperature, more accurate values can be obtained by using more than one of the sizes, if available.
  • the sizes can be expediently used as input variables for the model. Overall, it is thus possible, for example, to estimate a critical temperature range in the fuel tank, from which vapor formation takes place and from which then the electric fuel pump should also be operated during the stop phases.
  • the electric fuel pump continues to operate only during the period of time with the minimum value when at least one triggering condition is met.
  • a triggering condition is preferably met when the shutdown of the internal combustion engine is due to an electric drive phase in the context of a hybrid operation or due to a stop in the context of a start / stop operation.
  • start / stop systems with speed-dependent shutdown of the engine already in coasting example.
  • the triggering condition can already be met during the rolling.
  • a value for the control variable is determined at which a zero delivery of the electric fuel pump occurs.
  • the electric fuel pump builds just enough pressure that, although fuel is sucked, but not further promoted in the direction of the high-pressure pump. This already can be sufficient to prevent emptying of the electric fuel pump, so that the value of the drive amount, which corresponds to the zero promotion can be used as the minimum value.
  • the value of An ⁇ it may also be that even with zero promotion still no sufficient flow through any existing suction jet pump is achieved. In such a case, the value of An ⁇
  • Control size which corresponds to the zero promotion, still be supplemented by a suitable offset or premium and then used as a minimum value.
  • a suitable offset or premium can be derived, for example, from a characteristic of the suction jet pumps.
  • the minimum value can then be stored, for example, in an exporting control unit and used as needed for the operation of the electric fuel pump.
  • the minimum value is determined during a flow of the electric fuel pump before a start, in particular before a cold start, of the internal combustion engine.
  • the value of the control variable at which zero delivery occurs can also be determined during the so-called forward flow of the electric fuel pump.
  • the electric fuel pump is already operating when opening the driver's door or at the latest when turning the ignition key (usually the so-called. Terminal 15) so that the necessary for the operation of the high-pressure pump pressure in the low-pressure system can be constructed and thus the pressure subsequent start of the internal combustion engine is certainly present.
  • the value for the drive variable at which the zero feed occurs is determined by increasing the drive variable continuously or stepwise until an increase in pressure in the high-pressure accumulator and / or in a low-pressure region of the fuel supply system can be detected.
  • the electric fuel pump in a flow the so-called. EKP flow
  • a minimum possible value of the control variable can be set, so that no pressure is built up by the electric fuel pump.
  • the pressure in the high pressure accumulator can be determined and the control variable can be increased, for example. In the form of a ramp until a pressure build-up in the high-pressure accumulator is detected.
  • a pressure build-up usually can only take place when the high-pressure accumulator was previously dismantled, for example. After a long stoppage of the engine and the high-pressure pump. Immediately before a build-up of pressure begins, which can be determined, for example, by a pressure sensor which is generally present on the high-pressure accumulator, zero delivery of the electric fuel pump is achieved. If a pressure sensor is also present in the low pressure range, the zero delivery can also be determined by such a pressure sensor.
  • An arithmetic unit according to the invention e.g. a control device of a motor vehicle is, in particular programmatically, configured to perform a method according to the invention.
  • Suitable data carriers for providing the computer program are in particular magnetic, optical and electrical memories, such as e.g. Hard drives, flash memory, EEPROMs, DVDs, etc. It is also possible to download a program via computer networks (Internet, intranet, etc.).
  • FIG. 1 shows schematically a fuel supply system for an internal combustion engine, which can be used for a method according to the invention.
  • FIG. 2 schematically shows a sequence for determining a minimum value for a control variable in the context of a method according to the invention in a preferred embodiment.
  • FIG. 3 shows schematically profiles of the pressure in the high-pressure accumulator and of the actuation variable when carrying out a method according to the invention in a preferred embodiment.
  • FIG. 4 schematically shows a sequence for operating the electric fuel pump with the minimum value within the scope of a method according to the invention in a preferred embodiment.
  • FIG. 1 schematically shows a fuel supply system 100 for an internal combustion engine 180 which can be used for a method according to the invention.
  • the fuel supply system 100 includes a fuel tank 1 10, which is filled with fuel 1 1 1.
  • a tank installation unit 1 15 is arranged, which in turn has a Vorforderopf 1 16, in which a working as a low-pressure pump electric fuel pump 125 is arranged.
  • the precharge pot 1 15 can be filled with fuel from the fuel tank 1 10 via a suction jet pump 120 (or, if appropriate, also several suction jet pumps) arranged outside the pre-suction pot in the fuel tank 1 10.
  • the electric fuel pump 125 can be actuated via a computing unit 140 configured here as a pump control unit, so that fuel is supplied from the pre-charge pot 1 15 via a filter 130 to a high-pressure pump 150.
  • a pressure relief valve 1 17 is provided in the low pressure line.
  • a pressure sensor 135 for detecting the pressure in the low-pressure line is shown here by way of example. provided for. As already explained, however, such a pressure sensor in the low pressure range for carrying out the proposed method is not necessary.
  • the high-pressure pump 150 is usually driven by the internal combustion engine 180 or its camshaft. From the high-pressure pump 150, the fuel is then conveyed into a high-pressure accumulator 160, from which the fuel via fuel! Njektoren 170 of the internal combustion engine 180 can be supplied. At the high pressure accumulator 160, a pressure sensor 165 is further provided with which a pressure in the high pressure accumulator can be detected.
  • An activation of the internal combustion engine 180 or of the fuel injectors 170 can take place via an engine control unit that is different from the pump control unit 140, wherein the control units can then communicate with one another.
  • the control units can then communicate with one another.
  • FIG. 2 schematically shows a sequence for determining a minimum value for a control variable within the scope of a method according to the invention in a preferred embodiment.
  • FIG. 3 schematically shows curves of the pressure P in the high-pressure accumulator and the actuation variable, here a duty cycle TV, when a method according to the invention is carried out in a preferred embodiment over time t.
  • the sequence for determining a minimum value according to FIG. 2 will be explained in more detail with reference to FIG.
  • the determination of the minimum value may begin.
  • a step 205 it can then be checked whether the electric fuel pump is in the EKP flow and whether the determination, which includes, in particular, a pressure build-up in the high-pressure accumulator, can be started.
  • the electric fuel pump is already operated to build up the necessary pressure in the low pressure system.
  • This phase of the EKP flow can be used to set the minimum value of the control for to determine the zero promotion. If not, since, for example, the electric fuel pump is not in the EKP flow, it jumps back to step 200.
  • step 210 If the electric fuel pump is in the EKP flow, it can be checked in a step 210 whether the past time period during which the internal combustion engine was switched off was sufficiently long, so that the pressure in the high-pressure accumulator is reduced. If this is not the case, it is possible to jump immediately to step 245 and carry out a normal operation of the electric fuel pump without determining the minimum value.
  • a minimum possible duty cycle TV m in can be set in a step 215.
  • the minimum possible pulse duty factor TVmin may be a pulse duty factor, for example a voltage at which a drive current is generated for the electric fuel pump, in which case the electric fuel pump can barely be operated.
  • step 220 possibly also at the same time as or shortly before step 215, the current pressure Po in the high-pressure accumulator can be determined, as is also shown in FIG.
  • a step 225 the duty cycle TV during the activation of the electric fuel pump, for example.
  • Ramp-shaped i. be increased linearly and quasi-continuously or stepwise, as shown in Figure 3 from the time to.
  • the increase in the pulse duty cycle can be stopped in accordance with step 230, as shown in FIG the case is.
  • the duty cycle can be further increased according to step 225.
  • a duty cycle TVo is determined, in which zero promotion occurs.
  • This duty cycle TVo can now be stored, for example, in a step 235 in the associated pump control unit.
  • an offset ATV can now be determined and supplemented in a step 240 so that the minimum value TVi is obtained. Also, the minimum value TVi can be stored in the pump control unit.
  • step 245 the regular EKP feed of the electric fuel pump for conveying fuel to the high-pressure pump can now be continued so that the determination of the minimum value is ended in a step 250.
  • FIG. 4 schematically shows a sequence for operating the electric fuel pump with the minimum value in the context of a method according to the invention in a preferred embodiment.
  • the method may begin. Subsequently, in a step 405, it can be checked whether there is a stop phase of the internal combustion engine, i. whether the internal combustion engine is turned off. In addition, it can be checked, for which reason the internal combustion engine is turned off, i. whether the stop phase occurs, for example, due to an electric drive phase in the context of a hybrid operation or due to a stop in the context of a start / stop operation.
  • stop phase does not occur for a reason that the electric fuel pump is to be operated during the stop phase, then it is possible to jump back to step 400.
  • a pressure and / or a temperature in the fuel tank can be determined by means of a model and using suitable variables, as mentioned above.
  • a step 415 it can now be determined whether the pressure or the temperature are above a threshold value, so that the electric fuel pump would be emptied due to the vapor pressure in the fuel tank and without operation of the electric fuel pump.
  • step 420 it can now be decided whether the electric fuel pump should be operated. If not, the method may be terminated by immediately skipping to step 435, exit.
  • a step 425 the minimum value which, as explained above, was stored, for example, in the pump control unit, can be interrogated.
  • the electric fuel pump can now be operated at the minimum value for the duty cycle during the stop phase, if necessary even only temporarily, before the method is ended in step 435, i. when the stop phase is over and the engine is restarted.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer elektrischen Kraftstoffpumpe (125) als Niederdruckpumpe in einem Kraftstoffversorgungssystem (100) für eine Brennkraftmaschine (180) mit einem Hochdruckspeicher (160) und einer Hochdruckpumpe (150) eines Kraftfahrzeugs, wobei die elektrische Kraftstoffpumpe (125) während einer Zeitdauer, während welcher die Brennkraftmaschine (180) während eines Betriebs des Kraftfahrzeugs abgeschaltet ist, wenigstens zeitweise mit einem Minimalwert für eine Ansteuergröße der elektrischen Kraftstoffpumpe (125) betrieben wird.

Description

Beschreibung Titel
Verfahren zum Betreiben einer elektrischen Kraftstoffpumpe
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer elektrischen Kraftstoffpumpe sowie eine Recheneinheit und ein Computerprogramm zu dessen Durchführung.
Stand der Technik
In modernen Kraftfahrzeugen mit Brennkraftmaschinen werden in Kraftstoffniederdrucksystemen, d.h. im Niederdruckbereich der Kraftstoffversorgung, meist eine oder mehrere elektrische Kraftstoffpumpen, insbesondere in Form sog. Vor- förderpumpen (engl. Pre-Supply-Pump) verwendet, mittels welcher der Kraftstoff aus einem Kraftstofftank zu einer Hochdruckpumpe befördert wird.
Damit werden die Vorteile der schnellen Verfügbarkeit durch Kraftstoffvorförderung einer elektrischen Kraftstoffpumpe beim Start mit den Vorteilen der hydraulischen Effizienz einer mittels der Brennkraftmaschine angetriebenen Hochdruckpumpe vereint. Zudem kann die Kraftstoffförderung bedarfsgerecht erfolgen. Eine elektrische Kraftstoffpumpe (EKP) benötigt in der Regel eine eigene Steuerung bzw. Regelung und weist zu diesem Zweck eine Elektronik auf, die bspw. in die Kraftstoffpumpe integriert sein kann.
Offenbarung der Erfindung
Erfindungsgemäß werden ein Verfahren zum Betreiben einer elektrischen Kraftstoffpumpe sowie eine Recheneinheit und ein Computerprogramm zu dessen Durchführung mit den Merkmalen der unabhängigen Patentansprüche vorge- schlagen. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der Unteransprüche sowie der nachfolgenden Beschreibung.
Ein erfindungsgemäßes Verfahren dient zum Betreiben einer elektrischen Kraftstoffpumpe als Niederdruckpumpe in einem Kraftstoffversorgungssystem für eine Brennkraftmaschine mit einem Hochdruckspeicher und einer Hochdruckpumpe eines Kraftfahrzeugs. Zweckmäßigerweise kann die elektrische Kraftstoffpumpe dabei in einer Tankeinbaueinheit angeordnet sein, welche wiederum in dem Kraftstofftank angeordnet ist. Neben der elektrischen Kraftstoffpumpe kann die Tankeinbaueinheit dabei noch einen Vorfördertopf, ein Druckbegrenzungsventil, ein Rückschlagventil und auch ein oder mehrere Saugstrahlpumpen aufweisen, womit eine Befüllung des Vorfördertopfes, in dem dann die elektrische Kraftstoffpumpe den Kraftstoff ansaugen kann, erfolgen kann.
Es wird nun die elektrische Kraftstoffpumpe während einer Zeitdauer, während welcher die Brennkraftmaschine während eines Betriebs des Kraftfahrzeugs abgeschaltet ist, wenigstens zeitweise mit einem Minimalwert für die Ansteuergröße der elektrischen Kraftstoffpumpe betrieben. Vorzugsweise wird der Minimalwert für die Ansteuergröße zuvor im Rahmen einer Weiterbildung des Verfahrens ermittelt. Bei der Ansteuergröße kann es sich insbesondere um einen Ansteuer- strom oder aber auch um eine Spannung oder ein Tastverhältnis für eine solche Spannung handeln, worüber der Ansteuerstrom eingestellt werden kann. Bei einem Kraftfahrzeug, bei dem die Brennkraftmaschine während des Betriebs des Kraftfahrzeugs selbst abgeschaltet wird, kann es sich bspw. um ein Kraftfahrzeug mit sog. Start-/Stopp-System handeln, das bei Wartephasen wie bspw. an Ampeln die Brennkraftmaschine zur Reduzierung des Kraftstoffverbrauchs und der Schadstoffemission abschaltet. Alternativ oder zusätzlich kann es sich um ein Hybridfahrzeug handeln, das zusätzlich zur Brennkraftmaschine eine elektrische Maschine aufweist, bei dem bspw. für einen rein elektrischen Antrieb des Kraftfahrzeugs die Brennkraftmaschine abgestellt werden kann.
Im Bedarfsfall soll jedoch die Brennkraftmaschine wieder schnell gestartet werden können. Die Niederdruckversorgung wird bei herkömmlichen Kraftfahrzeugen in der Regel aus akustischen Gründen während der Stopp-Phase der Brenn- kraftmaschine ausgeschaltet, was insofern wenig relevant ist, als ein von der elektrischen Kraftstoffpumpe aufgebauter Vordruck aufgrund eines in der Tankeinbaueinheit in der Regel verwendeten Rückschlagventils nicht abfällt. Bei einem Wiederstart und bei gleichzeitig hohen Temperaturen im Kraftstofftank kann jedoch ein Problem mit einem Druckaufbau im Niederdrucksystem auftreten, nämlich dann, wenn die Temperatur im Kraftstofftank im Bereich des Dampfdrucks des verwendeten Kraftstoffs liegt. Hierbei kann sich vermehrt Dampf im Kraftstofftank bilden, insbesondere an den heißesten Stellen, vor allem an der durch den Stromfluss erwärmten elektrischen Kraftstoffpumpe. Durch Dampfbil- dung an und in der elektrischen Kraftstoffpumpe kann diese während der Stopp-
Phase geleert werden, d.h. Kraftstoff in der elektrischen Kraftstoffpumpe wird durch den Dampf in den Kraftstofftank bzw. in den Vorfördertopf der Tankeinbaueinheit zurück gedrückt, so dass beim Wiedereinschalten der elektrischen Kraftstoffpumpe die Förderung und der Druckaufbau der elektrischen Kraftstoff- pumpe stark verzögert sind.
Der Dampf in der elektrischen Kraftstoffpumpe kann die Effizienz derselben stark reduzieren und eine sichere Förderung von Kraftstoff verhindern. Erst wenn ein Pumpenrad der elektrischen Kraftstoffpumpe wieder mit flüssigem Kraftstoff um- geben ist, kann diese ihre volle Pumpwirkung entfalten. Dazu muss der Dampf jedoch erst aus der elektrischen Kraftstoffpumpe verdrängt werden. Dies kann im Extremfall mehrere Sekunden dauern. Mit dem verzögerten Druckaufbau der elektrischen Kraftstoffpumpe kann die Brennkraftmaschine somit nur verzögert gestartet werden. Dies ist vor allem dann nachteilig, wenn eine schnelle Abfahrt vom Fahrer gewünscht bzw. vorgegeben wird. Die Folge können Leistungsverlust, Stottern oder Abwürgen der Brennkraftmaschine sein. Eine gewisse Zeitdauer können zwar der Hochdruckspeicher und die darin enthaltene Kompressionsmenge den Kraftstoffbedarf der Brennkraftmaschine decken, dann jedoch bricht der Hochdruck auf zu geringe Werte ein und die Einspritzmengen für die Kraftstoffinjektoren können nicht mehr wie gewünscht abgegeben werden. Als bauliche Maßnahme kann an der Tankeinbaueinheit bspw. u.a. auch ein Entlüftungsventil zur Unterstützung der Dampfentfernung aus der elektrischen Kraftstoffpumpe verwendet werden, was jedoch zusätzliche Kosten verursacht. Zu- dem kann dies keine vollständige Vermeidung des verzögerten Druckaufbaus sicherstellen.
Hier setzt nun die Erfindung an, indem die elektrische Kraftstoffpumpe auch wäh- rend einer solchen Stopp-Phase betrieben wird. Damit wird verhindert, dass durch einen zu hohen Dampfdruck im Kraftstofftank die elektrische Kraftstoffpumpe während der Stopp-Phase entleert wird. Davon abgesehen wird durch den Betrieb der elektrischen Kraftstoffpumpe die Bildung von Dampf ohnehin weitgehend vermieden. Damit werden eine Verzögerung des Wiederstarts der Brennkraftmaschine und die weiteren damit einhergehenden Probleme vermieden. Zusätzlich wird jedoch auch die Geräuschentwicklung während der Stopp- Phase möglichst gering gehalten, indem die elektrische Kraftstoffpumpe mit einem Minimalwert für die betreffende Ansteuergröße, also einem möglichst geringen Wert, betrieben wird. Hinsichtlich zweckmäßiger Werte für den Minimalwert sei auf die noch folgenden Ausführungen verwiesen. Insgesamt wird mit dem vorgeschlagenen Verfahren also ein schneller Wiederstart der Brennkraftmaschi- ne nach einer geräuscharmen Stopp-Phase ohne die Verwendung zusätzlicher Bauteile ermöglicht. Vorteilhafterweise wird die elektrische Kraftstoffpumpe nur bei Überschreiten eines Schwellwertes für einen Druck und/oder eine Temperatur in einem Kraftstofftank, in dem die elektrische Kraftstoffpumpe angeordnet ist, während der Zeitdauer mit dem Minimalwert betrieben und ansonsten abgeschaltet. Wie bereits erwähnt, wird die Entleerung der elektrischen Kraftstoffpumpe während der Stopp-Phase durch den Dampfdruck im Kraftstofftank verursacht. Da eine solche
Entleerung jedoch erst ab einem gewissen Druck im Kraftstofftank, welcher wiederum, zumindest auch, von der Temperatur im Kraftstofftank abhängt, erfolgt, ist es zweckmäßig, die elektrische Kraftstoffpumpe nur bei hinreichend hohen Drücken bzw. Temperaturen auch während der Stopp-Phase zu betreiben. Auf diese Weise kann ein unnötiger Betrieb bei niedrigen Drücken bzw. Temperaturen vermieden werden, wodurch bspw. Energie eingespart wird.
Zweckmäßigerweise werden der Druck und/oder die Temperatur mittels eines Modells und wenigstens einer der folgenden Größen ermittelt: Temperatur au- ßerhalb des Kraftfahrzeugs, Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs, Füllmenge des Kraftstofftanks, Ansteuerstrom der elektrischen Kraftstoffpumpe, Fördermenge der elektrischen Kraftstoffpumpe, Abgasmassenstrom, Temperatur des Abgases, erkannter Tankvorgang, Zeitdauer des letzten vollständigen Abstellen des Kraft- fahrzeugs, Druck außerhalb des Kraftfahrzeugs und Zusammensetzung des
Kraftstoffs im Kraftstofftank. Die genannten Größen können dabei zur Ermittlung des Drucks bzw. der Temperatur im Kraftstofftank herangezogen werden. Während zwar bereits eine der genannten Größen für eine Ermittlung des Drucks bzw. der Temperatur ausreichen kann, können durch Verwendung mehrerer der Größen, sofern verfügbar, genauere Werte ermittelt werden. Die Größen können dabei zweckmäßigerweise als Eingangsgrößen für das Modell verwendet werden. Insgesamt lässt sich damit bspw. ein kritischer Temperaturbereich im Kraftstofftank abschätzen, ab welchem eine Dampfbildung erfolgt und ab welchem dann die elektrische Kraftstoffpumpe auch während der Stopp-Phasen betrieben werden sollte.
Vorzugsweise wird die elektrische Kraftstoffpumpe weiterhin nur während der Zeitdauer mit dem Minimalwert betrieben, wenn wenigstens eine Auslösebedingung erfüllt ist. So kann bspw. berücksichtigt werden, dass nicht nach jedem Abstellen der Brennkraftmaschine ein Wiederstart erfolgt oder bspw. erst nach längerer Zeit, sodass ein Weiterbetrieb der elektrischen Kraftstoffpumpe bspw. zu viel Energie verbrauchen würde. Eine Auslösebedingung ist vorzugsweise erfüllt, wenn das Abschalten der Brennkraftmaschine aufgrund einer elektrischen Antriebsphase im Rahmen eines Hybrid-Betriebes oder aufgrund eines Stopps im Rahmen eines Start-/Stopp-Betriebes erfolgt. Insbesondere bei Start-/Stopp- Systemen mit geschwindigkeitsabhängigem Abschalten der Brennkraftmaschine bereits im Ausrollen bspw. vor einer Ampel oder Stoppstelle kann die Auslösebedingung schon während des Ausrollens erfüllt sein.
Es ist von Vorteil, wenn zur Ermittlung des Minimalwerts für die Ansteuergröße ein Wert für die Ansteuergröße ermittelt wird, bei dem eine Nullförderung der elektrischen Kraftstoffpumpe auftritt. Bei Nullförderung baut die elektrische Kraftstoffpumpe gerade soviel Druck auf, dass zwar Kraftstoff angesaugt wird, jedoch nicht in Richtung der Hochdruckpumpe weitergefördert wird. Dies kann bereits ausreichen, um eine Entleerung der elektrischen Kraftstoffpumpe zu verhindern, so dass der Wert der Ansteuergröße, welcher der Nullförderung entspricht, als Minimalwert verwendet werden kann. Es kann jedoch auch sein, dass auch bei Nullförderung noch keine ausreichende Durchströmung eventuell vorhandener Saugstrahlpumpen erreicht wird. In einem solchen Fall kann der Wert der An¬
Steuergröße, welcher der Nullförderung entspricht, noch um einen geeigneten Offset bzw. Aufschlag ergänzt werden und dann als Minimalwert verwendet werden. Ein solcher Offset kann dazu bspw. aus einer Kennlinie der Saugstrahlpumpen abgeleitet werden. Der Minimalwert kann dann bspw. in einem ausführenden Steuergerät hinterlegt und bei Bedarf für den Betrieb der elektrischen Kraftstoffpumpe verwendet werden.
Vorzugsweise wird der Minimalwert während eines Vorlaufs der elektrischen Kraftstoffpumpe vor einem Start, insbesondere vor einem Kaltstart, der Brenn- kraftmaschine ermittelt. Insbesondere kann auch der Wert der Ansteuergröße, bei dem Nullförderung auftritt, während des sog. Vorlaufs der elektrischen Kraftstoffpumpe ermittelt werden. Für diesen EKP-Vorlauf wird üblicherweise die elektrische Kraftstoffpumpe bereits beim Öffnen der Fahrertür oder spätestens beim Drehen des Zündschlüssels (meist die sog. Klemme 15) betrieben, damit der für den Betrieb der Hochdruckpumpe notwendige Druck im Niederdrucksystem aufgebaut werden kann und damit der Druck beim anschließenden Start der Brennkraftmaschine sicher vorhanden ist.
Zweckmäßigerweise wird der Wert für die Ansteuergröße, bei dem die Nullförde- rung auftritt, ermittelt, indem die Ansteuergröße kontinuierlich oder schrittweise erhöht wird, bis ein Druckanstieg im Hochdruckspeicher und/oder in einem Niederdruckbereich des Kraftstoffversorgungssystems erkennbar ist. Bspw. kann hierzu, wie erwähnt, vor einem Start der Brennkraftmaschine, insbesondere vor einem Kaltstart, die elektrische Kraftstoffpumpe in einem Vorlauf, dem sog. EKP- Vorlauf, betrieben werden. Nun kann ein minimal möglicher Wert der Ansteuergröße eingestellt werden, sodass noch kein Druck durch die elektrische Kraftstoffpumpe aufgebaut wird. Anschließend kann der Druck im Hochdruckspeicher ermittelt werden und die Ansteuergröße kann erhöht werden, bspw. in Form einer Rampe, bis ein Druckaufbau im Hochdruckspeicher erkannt wird. Dabei ist zu be- rücksichtigen, dass ein Druckaufbau in der Regel nur stattfinden kann, wenn der Hochdruckspeicher zuvor abgebaut war, bspw. nach einem längeren Stillstand der Brennkraftmaschine und der Hochdruckpumpe. Unmittelbar bevor ein Druckaufbau einsetzt, was bspw. durch einen in der Regel am Hochdruckspeicher vorhandenen Drucksensor ermittelt werden kann, ist die Nullförderung der elektrischen Kraftstoffpumpe erreicht. Sofern auch im Niederdruckbereich ein Drucksensor vorhanden ist, kann die Nullförderung auch durch einen solchen Drucksensor ermittelt werden.
Eine erfindungsgemäße Recheneinheit, z.B. ein Steuergerät eines Kraftfahrzeugs, ist, insbesondere programmtechnisch, dazu eingerichtet, ein erfindungsgemäßes Verfahren durchzuführen.
Auch die Implementierung des Verfahrens in Form eines Computerprogramms ist vorteilhaft, da dies besonders geringe Kosten verursacht, insbesondere wenn ein ausführendes Steuergerät noch für weitere Aufgaben genutzt wird und daher ohnehin vorhanden ist. Geeignete Datenträger zur Bereitstellung des Computerprogramms sind insbesondere magnetische, optische und elektrische Speicher, wie z.B. Festplatten, Flash-Speicher, EEPROMs, DVDs u.a.m. Auch ein Download eines Programms über Computernetze (Internet, Intranet usw.) ist möglich.
Weitere Vorteile und Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung und der beiliegenden Zeichnung.
Die Erfindung ist anhand eines Ausführungsbeispiels in der Zeichnung schematisch dargestellt und wird im Folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnung beschrieben.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Figur 1 zeigt schematisch ein Kraftstoffversorgungssystem für eine Brennkraftmaschine, welches für ein erfindungsgemäßes Verfahren verwendet werden kann. Figur 2 zeigt schematisch einen Ablauf zum Ermitteln eines Minimalwerts für eine Ansteuergröße im Rahmen eines erfindungsgemäßen Verfahrens in einer bevorzugten Ausführungsform.
Figur 3 zeigt schematisch Verläufe des Drucks im Hochdruckspeicher und der Ansteuergröße bei Durchführung eines erfindungsgemäßen Verfahrens in einer bevorzugten Ausführungsform.
Figur 4 zeigt schematisch einen Ablauf zum Betreiben der elektrischen Kraftstoffpumpe mit dem Minimalwert im Rahmen eines erfindungsgemäßen Verfahrens in einer bevorzugten Ausführungsform.
Ausführungsform(en) der Erfindung
In Figur 1 ist schematisch ein Kraftstoffversorgungssystem 100 für eine Brennkraftmaschine 180, welches für ein erfindungsgemäßes Verfahren verwendet werden kann, gezeigt.
Das Kraftstoffversorgungssystem 100 umfasst dabei einen Kraftstofftank 1 10, der mit Kraftstoff 1 1 1 befüllt ist. In dem Kraftstofftank 1 10 ist eine Tankeinbaueinheit 1 15 angeordnet, welche wiederum einen Vorfordertopf 1 16 aufweist, in welchem eine als Niederdruckpumpe arbeitende elektrische Kraftstoffpumpe 125 angeordnet ist.
Der Vorfordertopf 1 15 kann über eine im Kraftstofftank 1 10 außerhalb des Vor- fördertopfes angeordnete Saugstrahlpumpe 120 (oder ggf. auch mehrere Saugstrahlpumpen) mit Kraftstoff aus dem Kraftstofftank 1 10 befüllt werden. Die elektrische Kraftstoffpumpe 125 kann über eine hier als Pumpensteuergerät ausgebildete Recheneinheit 140 angesteuert werden, so dass Kraftstoff aus dem Vorfordertopf 1 15 über einen Filter 130 einer Hochdruckpumpe 150 zugeführt wird. In der Niederdruckleitung ist ein Druckbegrenzungsventil 1 17 vorgesehen.
In der Niederdruckleitung, d.h. noch vor der Hochdruckpumpe 150 ist hier beispielhaft ein Drucksensor 135 zur Erfassung des Drucks in der Niederdrucklei- tung vorgesehen. Wie bereits erläutert, ist ein solcher Drucksensor im Niederdruckbereich zur Durchführung des vorgeschlagenen Verfahrens jedoch nicht nötig. Die Hochdruckpumpe 150 wird in der Regel über die Brennkraftmaschine 180 bzw. deren Nockenwelle angetrieben. Von der Hochdruckpumpe 150 wird dann der Kraftstoff in einen Hochdruckspeicher 160 gefördert, von welchem aus der Kraftstoff über Kraftstoff! njektoren 170 der Brennkraftmaschine 180 zugeführt werden kann. Am Hochdruckspeicher 160 ist weiterhin ein Drucksensor 165 vor- gesehen, mit dem ein Druck im Hochdruckspeicher erfasst werden kann.
Eine Ansteuerung der Brennkraftmaschine 180 bzw. der Kraftstoffinjektoren 170 kann dabei über ein von dem Pumpensteuergerät 140 verschiedenes Motorsteuergerät erfolgen, wobei die Steuergeräte dann miteinander kommunizieren kön- nen. Es ist jedoch auch denkbar, ein gemeinsames Steuergerät zu verwenden.
In Figur 2 ist schematisch ein Ablauf zum Ermitteln eines Minimalwerts für eine Ansteuergröße im Rahmen eines erfindungsgemäßen Verfahrens in einer bevorzugten Ausführungsform dargestellt.
In Figur 3 sind schematisch Verläufe des Drucks P im Hochdruckspeicher und der Ansteuergröße, hier ein Tastverhältnis TV, bei Durchführung eines erfindungsgemäßen Verfahrens in einer bevorzugten Ausführungsform jeweils über der Zeit t gezeigt. Im Folgenden soll der Ablauf zum Ermitteln eines Minimalwerts gemäß Figur 2 unter Verweis auf Figur 3 näher erläutert werden.
Zunächst kann in einem Schritt 200 das Ermitteln des Minimalwerts beginnen. In einem Schritt 205 kann anschließend überprüft werden, ob sich die elektrische Kraftstoffpumpe im EKP-Vorlauf befindet und ob mit der Ermittlung, die insbe- sondere einen Druckaufbau im Hochdruckspeicher umfasst, begonnen werden kann. Üblicherweise wird beim Öffnen der Fahrertür oder beim Drehen des Zündschlüssels (Klemme 15) die elektrische Kraftstoffpumpe bereits betrieben, um den notwendigen Druck im Niederdrucksystem aufzubauen. Diese Phase des EKP-Vorlaufs kann verwendet werden, um den Minimalwert der Ansteuerung für die Nullförderung zu bestimmen. Wenn nicht, da sich bspw. die elektrische Kraftstoffpumpe nicht im EKP-Vorlauf befindet, wird zurück zu Schritt 200 gesprungen.
Wenn sich die elektrische Kraftstoffpumpe im EKP-Vorlauf befindet, kann in einem Schritt 210 überprüft werden, ob die zurückliegende Zeitdauer, während welcher die Brennkraftmaschine abgestellt war, hinreichend lange war, sodass der Druck im Hochdruckspeicher abgebaut ist. Falls dies nicht der Fall ist, kann sofort zu Schritt 245 gesprungen werden und ein normaler Betrieb der elektrischen Kraftstoffpumpe ohne Ermittlung des Minimalwerts durchgeführt werden.
Falls der Druck im Hochdruckspeicher abgebaut ist, kann in einem Schritt 215 ein minimal mögliches Tastverhältnis TVmin, wie dies in Figur 3 gezeigt ist, eingestellt werden. Bei dem minimal möglichen Tastverhältnis TVmin kann es sich um ein Tastverhältnis bspw. einer Spannung handeln, bei dem ein Ansteuerstrom für die elektrische Kraftstoffpumpe erzeugt wird, bei dem die elektrische Kraftstoffpumpe gerade noch betrieben werden kann.
Zudem kann in einem Schritt 220, ggf. auch zeitgleich zum oder kurz vor dem Schritt 215, der aktuelle Druck Po im Hochdruckspeicher ermittelt werden, wie dies ebenfalls in Figur 3 dargestellt ist.
In einem Schritt 225 kann nun das Tastverhältnis TV während der Ansteuerung der elektrischen Kraftstoffpumpe bspw. rampenförmig, d.h. linear und quasikontinuierlich oder schrittweise, erhöht werden, wie dies in Figur 3 ab dem Zeitpunkt to gezeigt ist.
Sobald nun ein Druckanstieg im Hochdruckspeicher erkannt wird, d.h. sobald bspw. der Druck P im Hochdruckspeicher um mehr als einen Schwellwert ΔΡ über dem Druck Po liegt, kann die Erhöhung des Tastverhältnisses gemäß einem Schritt 230 angehalten werden, wie dies in Figur 3 zum Zeitpunkt ti der Fall ist. Solange kein Druckanstieg erkannt wird, kann hingegen gemäß Schritt 225 das Tastverhältnis weiterhin erhöht werden. Hiermit ist nun ein Tastverhältnis TVo ermittelt, bei dem Nullförderung auftritt. Dieses Tastverhältnis TVo kann nun bspw. in einem Schritt 235 in dem zugehörigen Pumpensteuergerät abgespeichert werden.
Da jedoch, wie bereits erwähnt, bei dem Tastverhältnis TVo ggf. die Saugstrahlpumpe noch nicht ausreichend fördert, kann nun in einem Schritt 240 ein Offset ATV ermittelt und ergänzt werden, so dass der Minimalwert TVi erhalten wird. Auch der Minimalwert TVi kann in dem Pumpensteuergerät abgespeichert werden.
In einem Schritt 245 kann nun der reguläre EKP-Vorlauf der elektrischen Kraftstoffpumpe zur Förderung von Kraftstoff zur Hochdruckpumpe fortgeführt werden, sodass die Ermittlung des Minimalwerts in einem Schritt 250 beendet ist.
In Figur 4 ist schematisch ein Ablauf zum Betreiben der elektrischen Kraftstoffpumpe mit dem Minimalwert im Rahmen eines erfindungsgemäßen Verfahrens in einer bevorzugten Ausführungsform dargestellt.
Zunächst kann in einem Schritt 400 das Verfahren beginnen. Anschließend kann in einem Schritt 405 überprüft werden, ob eine Stopp-Phase der Brennkraftmaschine vorliegt, d.h. ob die Brennkraftmaschine abgestellt ist. Zudem kann dabei überprüft werden, aus welchem Grund die Brennkraftmaschine abgestellt ist, d.h. ob die Stopp-Phase bspw. aufgrund einer elektrischen Antriebsphase im Rahmen eines Hybrid-Betriebes oder aufgrund eines Stopps im Rahmen eines Start- /Stopp-Betriebes erfolgt.
Wenn die Stopp-Phase nicht aus einem Grund erfolgt, bei dem die elektrische Kraftstoffpumpe während der Stopp-Phase betrieben werden soll, so kann zum Schritt 400 zurückgesprungen werden.
Andernfalls können in einem Schritt 410 mittels eines Modells und unter Verwendung geeigneter Größen, wie sie eingangs erwähnt wurden, ein Druck und/oder eine Temperatur in dem Kraftstofftank ermittelt werden. In einem Schritt 415 kann nun ermittelt werden, ob der Druck bzw. die Temperatur über einem Schwellwert liegen, sodass aufgrund des Dampfdruckes im Kraftstofftank und ohne Betrieb der elektrischen Kraftstoffpumpe die elektrische Kraftstoffpumpe geleert werden würde.
In einem Schritt 420 kann nun entschieden werden, ob die elektrische Kraftstoffpumpe betrieben werden soll. Falls nicht, so kann das Verfahren beendet werden, indem unmittelbar zum Schritt 435, dem Beenden, gesprungen wird.
Andernfalls kann in einem Schritt 425 der Minimalwert, der, wie zuvor erläutert, bspw. in dem Pumpensteuergerät abgespeichert wurde, abgefragt werden. Gemäß einem Schritt 430 kann die elektrische Kraftstoffpumpe nun während de Stopp-Phase, ggf. auch nur zeitweise, mit dem Minimalwert für das Tastverhältnis betrieben werden, bevor das Verfahren gemäß Schritt 435 beendet wird, d.h. wenn die Stopp-Phase zu Ende ist und die Brennkraftmaschine wieder gestartet wird.

Claims

Ansprüche
1 . Verfahren zum Betreiben einer elektrischen Kraftstoffpumpe (125) als Niederdruckpumpe in einem Kraftstoffversorgungssystem (100) für eine Brennkraftmaschine (180) mit einem Hochdruckspeicher (160) und einer Hochdruckpumpe (150) eines Kraftfahrzeugs,
wobei die elektrische Kraftstoffpumpe (125) während einer Zeitdauer, während welcher die Brennkraftmaschine (180) während eines Betriebs des Kraftfahrzeugs abgeschaltet ist, wenigstens zeitweise mit einem Minimalwert (TVi) für eine Ansteuergröße (TV) der elektrischen Kraftstoffpumpe (125) betrieben wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , wobei die elektrische Kraftstoffpumpe (125) nur bei Überschreiten eines Schwellwertes für einen Druck und/oder eine Temperatur in einem Kraftstofftank (1 10), in dem die elektrische Kraftstoffpumpe (125) angeordnet ist, während der Zeitdauer mit dem Minimalwert (TVi) betrieben wird.
3. Verfahren nach Anspruch 2, wobei der Druck und/oder die Temperatur mittels eines Modells und wenigstens einer der folgenden Größen ermittelt werden: Temperatur außerhalb des Kraftfahrzeugs, Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs, Füllmenge des Kraftstofftanks (1 10), Ansteuerstrom der elektrischen Kraftstoffpumpe (125), Fördermenge der elektrischen Kraftstoffpumpe (125), Abgasmassenstrom, Temperatur des Abgases, erkannter Tankvorgang, Zeitdauer des letzten vollständigen Abstellen des Kraftfahrzeugs, Druck außerhalb des Kraftfahrzeugs und Zusammensetzung des Kraftstoffs (1 1 1 ) im Kraftstofftank (1 10). Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die elektrische Kraftstoffpumpe (125) nur während der Zeitdauer mit dem Minimalwert (TVi) betrieben wird, wenn wenigstens eine Auslösebedingung erfüllt ist.
Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei der Minimalwert (TVi) für die Ansteuergröße (TV) der elektrischen Kraftstoffpumpe (125) ermittelt wird.
Verfahren nach Anspruch 5, wobei zur Ermittlung des Minimalwerts (TVi) für die Ansteuergröße (TV) ein Wert (TVo) für die Ansteuergröße (TV) ermittelt wird, bei dem eine Nullförderung der elektrischen Kraftstoffpumpe (125) auftritt.
Verfahren nach Anspruch 6, wobei der Wert (TVo) für die Ansteuergröße (TV), bei dem die Nullförderung auftritt, ermittelt wird, indem die Ansteuergröße (TV) kontinuierlich, quasi-kontinuierlich oder schrittweise erhöht wird, bis ein Druckanstieg im Hochdruckspeicher (160) und/oder in einem Niederdruckbereich des Kraftstoffversorgungssystems (100) erkennbar ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 7, wobei der Minimalwert (TVi) für die Ansteuergröße (TV) während eines Vorlaufs der elektrischen Kraftstoffpumpe (125) vor einem Start, insbesondere vor einem Kaltstart, der Brennkraftmaschine (180) ermittelt wird.
Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei als elektrische Kraftstoffpumpe (125) eine elektrische Kraftstoffpumpe verwendet wird, die in einer Tankeinbaueinheit (1 15) angeordnet ist, welche wiederum in dem Kraftstofftank (1 10) angeordnet ist.
Recheneinheit (140), die dazu eingerichtet ist, ein Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche durchzuführen.
1 1 . Computerprogramm, das eine Recheneinheit (140) dazu veranlasst, ein Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9 durchzuführen, wenn es auf der Recheneinheit (140) ausgeführt wird. 12. Maschinenlesbares Speichermedium mit einem darauf gespeicherten Computerprogramm nach Anspruch 1 1 .
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