DE102016010852B4 - Method and system for determining the presence of air in a low pressure circuit - Google Patents
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Abstract
Verfahren zum Bestimmen eines Vorhandenseins von Luft in einem Niederdruckkreis (12) eines Kraftstoffsystems (4) für einen Motor (2), wobei der Niederdruckkreis (12) mindestens einen Kraftstofftank (14), eine Kraftstoffpumpe (16) und eine der Kraftstoffpumpe (16) nachgeschaltet angeordnete Kraftstofffiltervorrichtung (18) umfasst, wobei die Kraftstofffiltervorrichtung (18) ein Gehäuse (30) und ein im Innern des Gehäuses (30) angeordnetes Filterelement (32) umfasst, und wobei eine Druckmessvorrichtung (26) in Verbindung mit der Kraftstofffiltervorrichtung (18) angeordnet ist, gekennzeichnet durch die folgenden Schritte:
- Bestimmen (s101) eines Druckabfalls im Innern des Kraftstofffiltergehäuses (30) nach einer Motorabschaltung; und
- Bestimmen (s102) des Vorhandenseins von Luft in dem Niederdruckkreis (12) basierend auf dem bestimmten Druckabfall und mindestens einem vorbestimmten Referenzwert (pref, tref).
Method for determining the presence of air in a low-pressure circuit (12) of a fuel system (4) for an engine (2), the low-pressure circuit (12) having at least one fuel tank (14), a fuel pump (16) and one of the fuel pumps (16). downstream fuel filter device (18), wherein the fuel filter device (18) comprises a housing (30) and a filter element (32) arranged inside the housing (30), and wherein a pressure measuring device (26) in connection with the fuel filter device (18) is arranged, characterized by the following steps:
- Determining (s101) a pressure drop inside the fuel filter housing (30) after an engine shutdown; and
- Determining (s102) the presence of air in the low pressure circuit (12) based on the determined pressure drop and at least one predetermined reference value ( pref , tref ).
Description
TECHNISCHES GEBIETTECHNICAL FIELD
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Bestimmen des Vorhandenseins von Luft in einem Niederdruckkreis eines Kraftstoffsystems eines Motors, ein System zum Bestimmen des Vorhandenseins von Luft in einem Niederdruckkreis eines Kraftstoffsystems eines Motors, ein Fahrzeug, das ein solches System umfasst, ein Computerprogramm und ein Computerprogrammprodukt nach den beigefügten Ansprüchen.The present invention relates to a method for determining the presence of air in a low pressure circuit of a fuel system of an engine, a system for determining the presence of air in a low pressure circuit of a fuel system of an engine, a vehicle comprising such a system, a computer program and a computer program product according to the attached claims.
ALLGEMEINER STAND DER TECHNIKGENERAL STATE OF THE ART
Niederdrucksysteme in Kraftsystemen zum Zuführen von Kraftstoff an einen Motor umfassen einen Kraftstofftank, eine Kraftstoffpumpe und mindestens einen Kraftstofffilter. Die Kraftstoffpumpe kann durch den Motor mechanisch gesteuert werden oder kann durch eine elektrische Maschine elektrisch gesteuert werden. Der Kraftstoff wird durch die Kraftstoffpumpe unter Druck gesetzt und wird zum Filtrieren durch den Kraftstofffilter geleitet. Der Kraftstoff kann anschließend einer Hochdruckpumpe, wie ein Common-Rail-System oder Ähnliches zugeführt werden, oder er kann dem Einspritzsystem des Motors direkt zugeführt werden. Es ist schwierig vollständig zu vermeiden, dass Luft in ein Kraftstoffsystem eintritt, und ein kleines Luftvolumen wird immer im System vorhanden sein. Jedoch können aus verschiedenen Gründen, wie zum Beispiel Leckagen, Situationen auftreten, in denen überhöhte Luft im Kraftstoffsystem vorhanden ist. Dies kann ernsthafte Probleme verursachen, insbesondere beim Anlassen des Motors, wenn die Kraftstoffpumpe direkt durch den Motor angetrieben wird. Luft in der Kraftstoffpumpe kann die Fähigkeit der Pumpe, Kraftstoff aus dem Kraftstofftank anzusaugen und genug Druck zum Zuführen von Kraftstoff an den Motor aufzubauen, beeinträchtigen. Dies kann dazu führen, dass nicht genug Kraftstoff an den Motor zugeführt wird. Luft im Kraftstoffsystem macht es somit schwierig, den Motor anzulassen oder kann verursachen, dass der Motor überhaupt nicht angelassen wird.Low pressure systems in power systems for supplying fuel to an engine include a fuel tank, a fuel pump and at least one fuel filter. The fuel pump may be mechanically controlled by the engine or may be electrically controlled by an electric machine. The fuel is pressurized by the fuel pump and is passed through the fuel filter for filtering. The fuel may then be supplied to a high pressure pump, such as a common rail system or the like, or it may be supplied directly to the engine's injection system. It is difficult to completely prevent air from entering a fuel system, and a small volume of air will always be present in the system. However, situations can arise where excessive air is present in the fuel system for various reasons, such as leaks. This can cause serious problems, especially when starting the engine if the fuel pump is driven directly by the engine. Air in the fuel pump can interfere with the pump's ability to draw fuel from the fuel tank and build enough pressure to deliver fuel to the engine. This can result in not enough fuel being delivered to the engine. Air in the fuel system therefore makes it difficult to start the engine or may cause the engine not to start at all.
Luftleckagen vor der Kraftstoffpumpe, die verursachen, dass Luft durch die Kraftstoffpumpe in den Niederdruckkreis gesaugt wird, sind schwierig festzustellen. Die Luft kann schließlich den Luftfilter erreichen, wo sie entweder durch einen Entlüftungsanschluss entlüftet wird, oder sie kann durch den Filter zum Motor gedrückt werden. Die Luft kann dadurch das Kraftstoff-Einspritzsystem beeinträchtigen, wobei die Funktion des Motors verschlechtert wird. Im Falle von Leckagen reicht der Entlüftungsanschluss selten aus, die Luft zu entfernen, wobei ein Teil der Luft angesammelt und im Innern des Kraftstofffiltergehäuses komprimiert werden kann. Wenn der Motor abgeschaltet wird, verbleibt diese Luft in dem Niederdruckkreis des Kraftstoffsystems und kann Probleme beim nächsten Anlassen des Motors verursachen. Es ist daher wünschenswert, Leckagen in einem Niederdruckkreis in einer frühen Stufe zu erkennen, um die durch Luft im Kraftstoffsystem verursachten Probleme zu vermeiden.Air leaks before the fuel pump, which cause air to be drawn through the fuel pump into the low pressure circuit, are difficult to detect. The air can eventually reach the air filter, where it is either vented through a breather port, or it can be forced through the filter to the engine. The air can then affect the fuel injection system, making the engine function worse. In the event of a leak, the vent port is rarely sufficient to remove the air, and some of the air may accumulate and become compressed inside the fuel filter housing. When the engine is shut off, this air remains in the low pressure circuit of the fuel system and can cause problems the next time the engine is started. It is therefore desirable to detect leaks in a low pressure circuit at an early stage to avoid the problems caused by air in the fuel system.
Es existieren verschiedene Lösungen, um die Risiken von Luft in einem Kraftstoffsystem zu minimieren. Das Dokument
Die
KURZDARSTELLUNG DER ERFINDUNGSUMMARY OF THE INVENTION
Trotz der auf diesem Gebiet bekannten Lösungen besteht nach wie vor die Notwendigkeit, ein Verfahren zum Bestimmen des Vorhandenseins von Luft in einem Niederdruckkreis eines Kraftstoffsystems zu entwickeln, das zuverlässig ist und das das Risiko der durch Luft verursachten Probleme minimiert.Despite the solutions known in this field, there remains a need to develop a method for determining the presence of air in a low pressure circuit of a fuel system that is reliable and that minimizes the risk of problems caused by air.
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein vorteilhaftes Verfahren zum Bestimmen des Vorhandenseins von Luft in einem Niederdruckkreis eines Kraftstoffsystems zu erreichen, das zuverlässig und einfach zu verwirklichen ist. Es ist eine weitere Aufgabe der Erfindung, ein vorteilhaftes System zum Bestimmen des Vorhandenseins von Luft in einem Niederdruckkreis eines Kraftstoffsystems zu erreichen.It is an object of the present invention to achieve an advantageous method for determining the presence of air in a low pressure circuit of a fuel system that is reliable and easy to implement. It is a further object of the invention to provide an advantageous system for determining the presence of Air in a low pressure circuit of a fuel system.
Die hierin genannten Aufgaben werden durch ein Verfahren zum Bestimmen des Vorhandenseins von Luft in einem Niederdruckkreis eines Kraftstoffsystems, einem System zum Bestimmen des Vorhandenseins von Luft in einem Niederdrucksystem, einem Fahrzeug, einem Computerprogramm und einem Computerprogrammprodukt gemäß den unabhängigen Ansprüchen erreicht.The objects stated herein are achieved by a method for determining the presence of air in a low pressure circuit of a fuel system, a system for determining the presence of air in a low pressure system, a vehicle, a computer program and a computer program product according to the independent claims.
Gemäß einem Aspekt betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zum Bestimmen eines Vorhandenseins von Luft in einem Niederdruckkreis eines Kraftstoffsystems für einen Motor, wobei der Niederdruckkreis mindestens einen Kraftstofftank, eine Kraftstoffpumpe und eine der Kraftstoffpumpe nachgeschaltet angeordnete Kraftstofffiltervorrichtung umfasst, wobei die Kraftstofffiltervorrichtung ein Gehäuse und ein im Innern des Gehäuses angeordnetes Filterelement umfasst, und wobei eine Druckmessvorrichtung in Verbindung mit der Kraftstofffiltervorrichtung angeordnet ist. Das Verfahren umfasst die folgenden Schritte:
- - Bestimmen eines Druckabfalls im Innern des Kraftstofffiltergehäuses nach einer Motorabschaltung; und
- - Bestimmen des Vorhandenseins von Luft in dem Niederdruckkreis basierend auf dem bestimmten Druckabfall und mindestens einem vorbestimmten Referenzwert.
- - determining a pressure drop inside the fuel filter housing after an engine shutdown; and
- - Determine the presence of air in the low pressure circuit based on the determined pressure drop and at least one predetermined reference value.
Eine kleine Luftmenge wird immer in dem Kraftstoffsystem für Motoren vorhanden sein und aus diesem Grund umfassen die Kraftstoffsysteme üblicherweise Entlüftungsanordnungen, Ausblasleitungen oder Ähnliches, um die Luft beispielsweise von dem Kraftstofffilter zum Kraftstofftank zu führen. Aus verschiedenen Gründen können Leckagen auftreten, und die Menge an Luft in dem Kraftstoffsystem kann dadurch ansteigen. Eine große Menge an Luft kann die Funktion der Kraftstoffpumpen, des Einspritzsystems und schließlich des Motors ernsthaft beeinträchtigen. Wenn durch eine Leckage verursachte Luft in einem Kraftstoffsystem vorhanden ist und den Kraftstofffilter erreicht, wird die Luft normalerweise am Oberteil des Kraftstofffiltergehäuses angesammelt, da Luft leichter als Kraftstoff ist. Das Kraftstofffiltergehäuse kann einen Entlüftungsanschluss oder Ähnliches umfassen, durch den Luft entlüftet werden kann. Der Entlüftungsanschluss kann jedoch für die Entlüftung einer großen Menge an Luft ungenügend sein, und die Position des Entlüftungsanschlusses ist normalerweise derart, dass sich die Luft an einer Ebene oberhalb des Entlüftungsanschlusses ansammelt. Die im Innern des Kraftstofffiltergehäuses angesammelte Luft wird daher während des Motorbetriebs komprimiert. Wenn der Motor abgeschaltet wird (bei der Motorabschaltung), wird die Kraftstoffpumpe abgeschaltet und dadurch verringert sich der Druck in dem Niederdruckkreis. Die komprimierte Luft wird beginnen, sich auszudehnen und den Kraftstoff aus dem Kraftstofffilter zu drücken. In gut entlüfteten Kraftstoffsystemen, in denen keine Luft oder nur eine unbedeutende Menge an Luft im Innern des Kraftstofffiltergehäuses angesammelt ist, verringert sich der Druck im Innern des Kraftstofffiltergehäuses schnell, wenn der Motor abgeschaltet wird. Der Grund hierfür ist, dass der Kraftstoff im Vergleich zu Luft eine inkompressible Flüssigkeit ist. Aufgrund der komprimierten Luft im Innern des Kraftstofffiltergehäuses verzögert sich der Druckabfall im Innern des Kraftstofffiltergehäuses. Je größer die Luftmenge im Innern des Kraftstofffiltergehäuses ist, umso länger dauert es, bis sich der Druck im Innern des Kraftstofffiltergehäuses verringert. Somit kann durch Bestimmen des Druckabfalls im Innern des Kraftstofffiltergehäuses nach der Motorabschaltung und Vergleichen mit mindestens einem Referenzwert das Vorhandensein von Luft in dem Niederdruckkreis bestimmt werden. Abhängig von der Differenz zwischen dem bestimmten Druckabfall und dem mindestens einen Referenzwert kann die in dem Niederdruckkreis vorhandene Luftmenge geschätzt werden.A small amount of air will always be present in the fuel system for engines and for this reason the fuel systems usually include vent arrangements, blow-off lines or the like to direct the air from, for example, the fuel filter to the fuel tank. Leaks can occur for various reasons and the amount of air in the fuel system can increase. A large amount of air can seriously affect the functioning of the fuel pumps, the injection system and ultimately the engine. When air caused by a leak is present in a fuel system and reaches the fuel filter, the air will normally collect at the top of the fuel filter housing because air is lighter than fuel. The fuel filter housing may include a vent port or the like through which air may be vented. However, the vent port may be insufficient for venting a large amount of air, and the location of the vent port is usually such that the air accumulates at a level above the vent port. The air accumulated inside the fuel filter housing is therefore compressed during engine operation. When the engine is switched off (engine shutdown), the fuel pump is switched off, thereby reducing the pressure in the low pressure circuit. The compressed air will begin to expand and push the fuel out of the fuel filter. In well-vented fuel systems where there is no air or only an insignificant amount of air accumulated inside the fuel filter housing, the pressure inside the fuel filter housing decreases rapidly when the engine is stopped. This is because fuel is an incompressible liquid compared to air. Due to the compressed air inside the fuel filter housing, the pressure drop inside the fuel filter housing is delayed. The greater the amount of air inside the fuel filter housing, the longer it takes for the pressure inside the fuel filter housing to decrease. Thus, by determining the pressure drop inside the fuel filter housing after engine shutdown and comparing it to at least one reference value, the presence of air in the low pressure circuit can be determined. Depending on the difference between the determined pressure drop and the at least one reference value, the amount of air present in the low-pressure circuit can be estimated.
Der mindestens eine vorbestimmte Referenzwert ist zweckmäßigerweise ein allgemein bekannter Wert in Bezug auf eine normale Bedingung, wenn keine Leckage vorhanden ist und sich somit keine Luft oder nur eine unbedeutende Menge an Luft in dem Kraftstofffiltergehäuse angesammelt hat. Der mindestens eine Referenzwert wird somit dem unter normalen Bedingungen, in denen keine überhöhte Luft in dem Niederdruckkreis vorhanden ist, erwarteten Druckabfall zugeordnet. Der mindestens eine Referenzwert kann durch empirische Untersuchungen bestimmt worden sein.The at least one predetermined reference value is conveniently a well-known value with respect to a normal condition when there is no leakage and thus no air or only an insignificant amount of air has accumulated in the fuel filter housing. The at least one reference value is thus associated with the pressure drop expected under normal conditions in which there is no excess air in the low pressure circuit. The at least one reference value may have been determined through empirical studies.
Gemäß einem Aspekt der Erfindung wird der Druckabfall durch fortlaufendes Messen eines Drucks im Innern des Kraftstofffiltergehäuses während einer vorbestimmten Zeitdauer bestimmt. Somit werden sowohl Zeit als auch Druck aufgezeichnet. Eine Steuereinheit ist zweckmäßigerweise in Verbindung mit der Druckmessvorrichtung angeordnet, wobei die Steuereinheit die Zeit und den durch die Druckmessvorrichtung gemessenen Druck aufzeichnet. Auf diese Weise kann der Druckabfall als eine Kurve in einem Diagramm dargestellt werden, das den Druck in Abhängigkeit der Zeit zeigt. Die Druckabfallkurve kann dann mit einer Referenzkurve verglichen werden, die auf Referenzwerten basiert, die eine normale Bedingung ohne überhöhte Luftmenge in dem Niederdruckkreis darstellen.According to one aspect of the invention, the pressure drop is determined by continuously measuring a pressure inside the fuel filter housing for a predetermined period of time. This means both time and pressure are recorded. A control unit is expediently arranged in connection with the pressure measuring device, the control unit recording the time and the pressure measured by the pressure measuring device. In this way, the pressure drop can be represented as a curve on a graph showing pressure versus time. The pressure drop curve can then be compared to a reference curve based on reference values that represent a normal condition with no excessive amount of air in the low pressure circuit.
Die vorbestimmte Zeitdauer kann eine beliebige Zeitdauer sein, zum Beispiel 5-10 Sekunden. Die vorbestimmte Zeitdauer kann alternativ ab der Motorabschaltung bis zu einem Erreichen eines vorbestimmten Drucks im Innern des Kraftstofffiltergehäuses ablaufen. Die vorbestimmte Zeitdauer kann somit die Zeit sein, die ab der Motorabschaltung abläuft, bis sich der Druck im Innern des Kraftstofffiltergehäuses auf einen gewissen vorbestimmten Druck verringert hat. Der vorbestimmte Druck ist vorzugsweise im Wesentlichen der atmosphärische Druck. Der Druck im Innern des Kraftstofffiltergehäuses beträgt normalerweise ungefähr 10 bar während des Motorbetriebs. Der Druckabfall kann bestimmt werden, indem im Innern des Kraftstofffiltergehäuses fortlaufend der Druck ab der Motorabschaltung gemessen wird, bis der Druck im Innern des Kraftstofffiltergehäuses ungefähr 1 bar beträgt.The predetermined time period can be any time period, for example 5-10 seconds. The predetermined period of time can alternatively run from the time the engine is switched off until a predetermined pressure inside the fuel filter housing is reached. The predetermined period of time can thus be the time that elapses from the engine shutdown until the pressure inside the fuel filter housing has reduced to a certain predetermined pressure. The predetermined pressure is preferably substantially atmospheric pressure. The pressure inside the fuel filter housing is normally approximately 10 bar during engine operation. The pressure drop can be determined by continuously measuring the pressure inside the fuel filter housing from the time the engine is switched off until the pressure inside the fuel filter housing is approximately 1 bar.
Gemäß einem Aspekt der Erfindung wird das Vorhandensein von Luft in dem Niederdruckkreis durch Vergleichen des Drucks im Innern des Kraftstofffiltergehäuses zu einem bestimmten Zeitpunkt nach der Motorabschaltung mit einem diesem Zeitpunkt zugeordneten Referenzwert bestimmt. Zweckmäßigerweise zeigt ein im Vergleich zu dem Druck-Referenzwert höherer Druck im Innern des Kraftstofffiltergehäuses an, dass eine überhöhte Luftmenge in dem Niederdruckkreis vorhanden ist. Je größer die Differenz zwischen dem bestimmten Druck im Innern des Kraftstofffiltergehäuses und dem Druck-Referenzwert ist, desto größer ist die Luftmenge, die als in dem Niederdruckkreis vorhanden angenommen.According to one aspect of the invention, the presence of air in the low pressure circuit is determined by comparing the pressure inside the fuel filter housing at a specific time after engine shutdown with a reference value associated with that time. A higher pressure inside the fuel filter housing than the pressure reference value expediently indicates that an excessive amount of air is present in the low-pressure circuit. The greater the difference between the determined pressure inside the fuel filter housing and the pressure reference value, the greater the amount of air that is assumed to be present in the low pressure circuit.
Gemäß einem Aspekt der Erfindung wird das Vorhandensein von Luft in dem Niederdruckkreis durch Vergleichen einer ab der Motorabschaltung abgelaufenen Zeit, bis ein bestimmter Druck im Innern des Kraftstofffiltergehäuses erreicht worden ist, mit einem diesem Druck zugeordneten Zeit-Referenzwert bestimmt. Wenn es somit länger als der Zeit-Referenzwert dauert, den vorgegebenen Druck zu erreichen, wird davon ausgegangen, dass eine überhöhte Luftmenge in dem Niederdruckkreis vorhanden ist. Dies kann anzeigen, dass vor der Kraftstoffpumpe eine Leckage vorhanden ist. Je länger es dauert, den vorgegebenen Druck im Innern des Kraftstofffiltergehäuses zu erreichen, umso größer ist die Luftmenge, die als in dem Niederdruckkreis vorhanden angenommen wird. Zweckmäßigerweise sollte während normaler Bedingungen der Druck im Innern des Kraftstofffiltergehäuses ungefähr 1 bar nach ungefähr 5 Sekunden betragen.According to one aspect of the invention, the presence of air in the low pressure circuit is determined by comparing a time elapsed from engine shutdown until a certain pressure has been reached inside the fuel filter housing with a time reference value associated with this pressure. Thus, if it takes longer than the time reference value to reach the predetermined pressure, it is considered that there is an excessive amount of air in the low pressure circuit. This may indicate that there is a leak in front of the fuel pump. The longer it takes to reach the predetermined pressure inside the fuel filter housing, the greater the amount of air that is assumed to be present in the low pressure circuit. Conveniently, during normal conditions the pressure inside the fuel filter housing should be approximately 1 bar after approximately 5 seconds.
Der bestimmte Druckabfall ist zweckmäßigerweise der Druck im Innern des Kraftstofffiltergehäuses zu mehreren Zeitpunkten. Der Druckabfall wird vorzugsweise jedes Mal bestimmt und aufgezeichnet, wenn der Motor abgeschaltet wird. Alternativ wird der Druckabfall jedes zweite, fünfte oder zehnte Mal, wenn der Motor abgeschaltet wird, bestimmt und aufgezeichnet. Auf diese Weise kann jeder bestimmte Druckabfall als eine Kurve in einem Diagramm dargestellt werden und untereinander und mit einer Referenzkurve verglichen werden. Durch Vergleichen des Druckabfalls bei mehreren Gelegenheiten kann eine bessere Schlussfolgerung in Bezug auf das Vorhandensein von Luft gezogen werden. Jedes Mal, wenn das Kraftstoffsystem geöffnet wird, beispielsweise beim Austauschen des Filterelements, wird Luft in das Kraftstoffsystem eintreten. Wenn das Kraftstoffsystem korrekt entlüftet wird, sollte diese Luft allmählich aus dem System verschwinden. Somit sollte der bestimmte Druckabfall im Innern des Kraftstofffiltergehäuses nach einem Filterelementaustausch bei jedem Mal, wenn der Motor abgeschaltet wird, zunehmend schneller von statten gehen. Wenn der Druckabfall im Innern des Kraftstofffiltergehäuses bei mehreren Gelegenheiten bestimmt wird und der Druckabfall im Wesentlichen über der Zeit gleich bleibt, könnte der Schluss daraus sein, dass die Entlüftung des Kraftstoffsystems fehlerhaft ist.The specific pressure drop is expediently the pressure inside the fuel filter housing at several points in time. The pressure drop is preferably determined and recorded each time the engine is shut off. Alternatively, the pressure drop is determined and recorded every second, fifth or tenth time the engine is switched off. In this way, any given pressure drop can be represented as a curve on a graph and compared to each other and to a reference curve. By comparing the pressure drop on multiple occasions, a better conclusion can be made regarding the presence of air. Every time the fuel system is opened, such as when replacing the filter element, air will enter the fuel system. If the fuel system is bled correctly, this air should gradually disappear from the system. Thus, after a filter element replacement, the determined pressure drop inside the fuel filter housing should occur increasingly rapidly each time the engine is shut off. If the pressure drop inside the fuel filter housing is determined on multiple occasions and the pressure drop remains essentially the same over time, it could be concluded that the fuel system venting is faulty.
Alternativ kann das Verfahren eingeleitet werden, wenn ein Problem beispielsweise beim Anlassen des Motors festgestellt wird. Der Motor wird daher abgeschaltet und der Druckabfall wird bestimmt. Auf diese Weise ist es möglich zu bestätigen, dass das Vorhandensein von Luft in dem Niederdruckkreis das Problem verursacht haben könnte, oder es ist möglich auszuschließen, dass das Vorhandensein von Luft in dem Niederdruckkreis das Problem verursacht hat.Alternatively, the procedure can be initiated if a problem is detected, for example when starting the engine. The engine is therefore switched off and the pressure drop is determined. In this way it is possible to confirm that the presence of air in the low pressure circuit may have caused the problem, or it is possible to rule out that the presence of air in the low pressure circuit may have caused the problem.
Wenn bestimmt wird, dass eine große Luftmenge in dem Niederdruckkreis des Kraftstoffsystems vorhanden ist, kann beim nächsten Mal, wenn der Motor angelassen wird, an den Bediener ein Alarm ausgegeben werden.If it is determined that a large amount of air is present in the low pressure circuit of the fuel system, an alarm may be issued to the operator the next time the engine is started.
Gemäß einem Aspekt der Erfindung wird ein System zum Bestimmen eines Vorhandenseins von Luft in einem Niederdruckkreis eines Kraftstoffsystems für einen Motor bereitgestellt. Das System umfasst einen Niederdruckkreis mit mindestens einem Kraftstofftank, einer Kraftstoffpumpe und einer der Kraftstoffpumpe nachgeschaltet angeordneten Kraftstofffiltervorrichtung, wobei die Kraftstofffiltervorrichtung ein Gehäuse und ein in dem Gehäuse angeordnetes Filterelement umfasst, und wobei eine Druckmessvorrichtung in Verbindung mit der Kraftstofffiltervorrichtung angeordnet ist. Das System umfasst ferner eine Steuereinheit, die in Verbindung mit der Druckmessvorrichtung angeordnet ist, wobei die Steuereinheit angeordnet ist, um einen Druckabfall im Innern des Kraftstofffiltergehäuses nach einer Motorabschaltung zu bestimmen und das Vorhandensein von Luft in dem Niederdruckkreis basierend auf dem bestimmten Druckabfall und mindestens einem vorbestimmten Referenzwert zu bestimmen.According to one aspect of the invention, a system for determining a presence of air in a low pressure circuit of a fuel system for an engine is provided. The system comprises a low-pressure circuit with at least one fuel tank, a fuel pump and a fuel filter device arranged downstream of the fuel pump, the fuel filter device comprising a housing and a filter element arranged in the housing, and a pressure measuring device being arranged in connection with the fuel filter device. The system further includes a control unit arranged in communication with the pressure measuring device, the control unit being arranged to determine a pressure drop inside the fuel filter housing after an engine shutdown and the presence of air in the low pressure circuit based on the determined pressure drop and min at least one predetermined reference value.
Der Niederdruckkreis und somit das System kann zwei oder mehr Kraftstofftanks umfassen. Der Niederdruckkreis und somit das System kann zwei Kraftstoffpumpen umfassen. Von dem mindestens einen Kraftstofftank führt eine Kraftstoffleitung den Kraftstoff zur Kraftstoffpumpe. Die Kraftstoffpumpe kann durch den Motor oder durch eine elektrische Maschine angetrieben werden. Die Kraftstoffpumpe setzt den Kraftstoff so unter Druck, dass er durch die Kraftstofffiltervorrichtung und weiter zum Motor geführt wird. Ein Ansaugfilter kann der Kraftstoffpumpe vorgeschaltet sein. Auf diese Weise kann der Kraftstoff gefiltert werden, bevor er die Kraftstoffpumpe erreicht. Der Ansaugfilter kann ein wasserabscheidender Kraftstofffilter sein. Die Steuereinheit kann eine Motorsteuereinheit sein oder kann mit der Motorsteuereinheit verbunden sein. Die Kraftstofffiltervorrichtung umfasst zweckmäßigerweise einen Entlüftungsanschluss zum Führen von Luft durch eine Rücklaufleitung zum Kraftstofftank. Der Entlüftungsanschluss ist zweckmäßigerweise benachbart zum oberen Ende des Gehäuses angeordnet. Der Entlüftungsanschluss ist zweckmäßigerweise eine kleine Öffnung mit einem Durchmesser zwischen 0,2-0,5 Millimeter, vorzugsweise ungefähr 0,3 Millimeter. Die Kraftstofffiltervorrichtung umfasst ferner eine entnehmbare Kappe am Oberteil des Gehäuses. Der Entlüftungsanschluss ist derart angeordnet, dass sich Luft nahe an der Kappe oberhalb des Entlüftungsanschlusses ansammeln kann. Die Druckmessvorrichtung ist derart angeordnet, dass sie den Druck im Innern des Kraftstofffiltergehäuses messen kann.The low pressure circuit and thus the system may include two or more fuel tanks. The low pressure circuit and thus the system can include two fuel pumps. A fuel line leads the fuel from the at least one fuel tank to the fuel pump. The fuel pump can be driven by the engine or by an electric machine. The fuel pump pressurizes the fuel to move it through the fuel filter device and on to the engine. A suction filter can be connected upstream of the fuel pump. This allows the fuel to be filtered before it reaches the fuel pump. The intake filter can be a water-separating fuel filter. The control unit may be an engine control unit or may be connected to the engine control unit. The fuel filter device expediently includes a vent connection for guiding air through a return line to the fuel tank. The vent connection is expediently arranged adjacent to the upper end of the housing. The vent connection is expediently a small opening with a diameter between 0.2-0.5 millimeters, preferably approximately 0.3 millimeters. The fuel filter device further includes a removable cap on the top of the housing. The vent port is arranged such that air can accumulate close to the cap above the vent port. The pressure measuring device is arranged such that it can measure the pressure inside the fuel filter housing.
Gemäß einem Aspekt der Erfindung ist die Steuereinheit dazu eingerichtet, den Druckabfall im Innern des Kraftstofffiltergehäuses durch fortlaufendes Messen des Drucks im Innern des Kraftstofffiltergehäuses während einer vorbestimmten Zeitdauer zu bestimmen. Die vorbestimmte Zeitdauer wird zweckmäßigerweise in der Steuereinheit gespeichert. Somit ist die Steuereinheit dazu eingerichtet, sowohl die Zeit und den Druck aufzuzeichnen. Die Steuereinheit bestimmt zweckmäßigerweise den Druckabfall als den Druck im Innern des Kraftstofffiltergehäuses zu mehreren Zeitpunkten. Auf diese Weise kann die Steuereinheit den Druckabfall als eine Kurve in einem Diagramm darstellen, das den Druck in Abhängigkeit der Zeit zeigt. Die Druckabfallkurve kann dann mit einer Referenzkurve verglichen werden, die eine normale Bedingung ohne Leckage in dem Niederdruckkreis darstellt.According to one aspect of the invention, the control unit is configured to determine the pressure drop inside the fuel filter housing by continuously measuring the pressure inside the fuel filter housing during a predetermined period of time. The predetermined period of time is expediently stored in the control unit. The control unit is therefore set up to record both the time and the pressure. The control unit expediently determines the pressure drop as the pressure inside the fuel filter housing at several points in time. In this way, the control unit can represent the pressure drop as a curve in a graph showing pressure versus time. The pressure drop curve can then be compared to a reference curve representing a normal condition with no leakage in the low pressure circuit.
Die Steuereinheit ist zweckmäßigerweise dazu eingerichtet, das Vorhandensein von Luft in dem Niederdruckkreis durch Vergleichen des Drucks im Innern des Kraftstofffiltergehäuses zu einem gewissen Zeitpunkt nach der Motorabschaltung mit einem diesem Zeitpunkt zugeordneten Druck-Referenzwert zu bestimmen. Der Druck-Referenzwert wird in der Steuereinheit gespeichert.The control unit is expediently set up to determine the presence of air in the low-pressure circuit by comparing the pressure inside the fuel filter housing at a certain point in time after the engine is switched off with a pressure reference value assigned to this point in time. The pressure reference value is stored in the control unit.
Die Steuereinheit ist zweckmäßigerweise dazu eingerichtet, das Vorhandensein von Luft in dem Niederdruckkreis durch Vergleichen der ab der Motorabschaltung abgelaufenen Zeit, bis ein bestimmter Druck im Innern des Kraftstofffiltergehäuses erreicht worden ist, mit einem diesem Druck zugeordneten Zeit-Referenzwert zu bestimmen. Der Zeit-Referenzwert wird in der Steuereinheit gespeichert.The control unit is expediently set up to determine the presence of air in the low-pressure circuit by comparing the time that has elapsed from the engine shutdown until a certain pressure has been reached inside the fuel filter housing with a time reference value assigned to this pressure. The time reference value is stored in the control unit.
Weitere Aufgaben, Vorteile und neue Merkmale der vorliegenden Erfindung werden dem Fachmann aus den folgenden Einzelheiten und auch durch Umsetzen der Erfindung in die Praxis ersichtlich. Auch wenn die Erfindung nachfolgend beschrieben wird, sollte angemerkt werden, dass sie nicht auf die beschriebenen spezifischen Einzelheiten beschränkt ist. Fachleute mit Zugang zu den hierin beschriebenen Lehren werden weitere Anwendungen, Modifikationen und Einbindungen innerhalb anderer Gebiete, die innerhalb des Schutzumfangs der Erfindung fallen, erkennen.Other objects, advantages and novel features of the present invention will become apparent to those skilled in the art from the following details and also by putting the invention into practice. Although the invention is described below, it should be noted that it is not limited to the specific details described. Those skilled in the art having access to the teachings described herein will recognize further applications, modifications and incorporations within other fields that fall within the scope of the invention.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGENBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS
Zu einem vollständigeren Verständnis der vorliegenden Erfindung und deren weitere Aufgaben und Vorteile sollte die nachfolgend dargelegte Beschreibung zusammen mit den beigefügten Zeichnungen gelesen werden, in denen gleiche Bezugszeichen die gleichen Elemente in den verschiedenen Diagrammen bezeichnen, und in denen:
-
1 schematisch ein Fahrzeug gemäß einer Ausführungsform der Erfindung darstellt; -
2 schematisch ein System zum Bestimmen des Vorhandenseins von Luft in einem Niederdruckkreis eines Kraftstoffsystems für einen Motor gemäß einer Ausführungsform der Erfindung darstellt; -
3 schematisch eine Kraftstofffiltervorrichtung gemäß einer Ausführungsform der Erfindung darstellt; -
4 schematisch ein Ablaufdiagramm für ein Verfahren zum Bestimmen des Vorhandenseins von Luft in einen Niederdruckkreis eines Kraftstoffsystems für einen Motor gemäß einer Ausführungsform der Erfindung darstellt; -
5 schematisch ein Diagramm von Druck in Abhängigkeit der Zeit gemäß einer Ausführungsform der Erfindung darstellt; und -
6 schematisch eine Steuereinheit oder einen Computer gemäß einer Ausführungsform der Erfindung darstellt.
-
1 schematically represents a vehicle according to an embodiment of the invention; -
2 schematically illustrates a system for determining the presence of air in a low pressure circuit of a fuel system for an engine according to an embodiment of the invention; -
3 schematically illustrates a fuel filter device according to an embodiment of the invention; -
4 schematically illustrates a flowchart for a method for determining the presence of air in a low pressure circuit of a fuel system for an engine according to an embodiment of the invention; -
5 schematically illustrates a graph of pressure versus time according to an embodiment of the invention; and -
6 schematically represents a control unit or a computer according to an embodiment of the invention.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGENDETAILED DESCRIPTION OF DRAWINGS
Die
Eine Steuereinheit 28 ist in Verbindung mit der Kraftmessvorrichtung 26 angeordnet. Die Steuereinheit 28 ist dazu eingerichtet, den Druckabfall im Innern des Kraftstofffiltergehäuses 30 nach der Motorabschaltung zu bestimmen und das Vorhandensein von Luft in dem Niederdruckkreis 12 basierend auf dem bestimmten Druckabfall und dem mindestens einen Referenzwert zu bestimmen. Die Steuereinheit 28 kann eine Motorsteuereinheit sein oder kann mit einer Motorsteuereinheit verbunden sein. Ein Computer 29 kann mit der Steuereinheit 28 verbunden sein.A
Die
Der Schritt s101 kann ferner umfassen, die Motorabschaltung vor dem Auslösen des Schritts zum Bestimmen des Druckabfalls im Innern des Kraftstofffiltergehäuses zu erkennen.Step s101 may further include detecting engine shutdown before initiating the step of determining the pressure drop inside the fuel filter housing.
Der mindestens eine Referenzwert pref, tref ist zweckmäßigerweise ein allgemein bekannter Wert in Bezug auf eine normale Bedingung, wenn keine Leckage vorhanden ist und sich somit keine Luft, oder nur eine unbedeutende Luftmenge in dem Kraftstofffiltergehäuse 30 angesammelt hat. Der mindestens eine Referenzwert pref, tref wird somit einem erwarteten Druckabfall unter normalen Bedingungen, bei denen keine überhöhte Luftmenge in dem Niederdruckkreis 12 vorhanden ist, zugeordnet.The at least one reference value p ref , t ref is conveniently a well-known value with respect to a normal condition when there is no leakage and thus no air, or only an insignificant amount of air, has accumulated in the
Der Schritt s101 zum Bestimmen des Druckabfalls im Innern des Kraftstofffiltergehäuses 30 kann umfassen, den Druck im Innern des Kraftstofffiltergehäuses 30 während einer vorbestimmten Zeitdauer zu bestimmen. Somit wird sowohl Zeit als auch Druck aufgezeichnet. Auf diese Weise kann der Druckabfall als eine Kurve in einem Diagramm dargestellt werden, das den Druck in Abhängigkeit der Zeit zeigt, siehe
Die vorbestimmte Zeitdauer kann eine beliebige Zeitdauer sein, beispielsweise zwischen 5 und 10 Sekunden. Die vorbestimmte Zeitdauer kann alternativ ab der Motorabschaltung bis zu einem Erreichen eines vorbestimmten Drucks im Innern des Kraftstofffiltergehäuses 30 ablaufen. Der vorbestimmte Druck ist vorzugsweise im Wesentlichen der atmosphärische Druck. Der Druckabfall kann bestimmt werden, indem im Innern des Kraftstofffiltergehäuses fortlaufend der Druck ab der Motorabschaltung gemessen wird, bis der Druck im Innern des Kraftstofffiltergehäuses ungefähr 1 bar beträgt.The predetermined time period can be any time period, for example between 5 and 10 seconds. The predetermined period of time can alternatively run from the time the engine is switched off until a predetermined pressure inside the
Der Schritt s102 zum Bestimmen des Vorhandenseins von Luft in dem Niederdruckkreis 12 kann umfassen, den Druck p im Innern des Kraftstofffiltergehäuses 30 zu einem bestimmten Zeitpunkt t nach der Motorabschaltung mit einem diesem Zeitpunkt t zugeordneten Druck-Referenzwert pref zu vergleichen. Zweckmäßigerweise zeigt ein im Vergleich zum Referenzdruck pref höherer Druck p im Innern des Kraftstofffiltergehäuses 30 an, dass eine überhöhte Luftmenge in dem Niederdruckkreis 12 vorhanden ist. Je größer die Differenz zwischen dem bestimmten Druck p im Innern des Kraftstofffiltergehäuses 30 und dem Druck-Referenzwert pref ist, desto größer ist die Luftmenge, die als in dem Niederdruckkreis 12 vorhanden angenommen wird.The step s102 for determining the presence of air in the
Der Schritt s102 zum Bestimmen des Vorhandenseins von Luft in dem Niederdruckkreis 12 kann alternativ umfassen, die Zeit t, die ab der Motorabschaltung abgelaufen ist, bis ein bestimmter Druck p im Innern des Kraftstofffiltergehäuses 30 erreicht wurde, mit einem diesem Druck p zugeordneten Zeit-Referenzwert tref zu vergleichen. Wenn es somit länger als der Zeit-Referenzwert tref dauert, den vorgegebenen Druck p zu erreichen, wird davon ausgegangen, dass eine überhöhte Luftmenge in dem Niederdruckkreis 12 vorhanden ist. Dies kann anzeigen, dass vor der Kraftstoffpumpe 16 eine Leckage vorhanden ist. Je länger es dauert, den vorgegebenen Druck p zu erreichen, umso größer ist die Luftmenge, die als in dem Niederdruckkreis 12 vorhanden angenommen wird. Zweckmäßigerweise sollte der Druck im Innern des Kraftstofffiltergehäuses 30 ungefähr 1 bar nach ungefähr 5 Sekunden betragen.The step s102 for determining the presence of air in the
Zweckmäßigerweise wird der Schritt s101 zu Bestimmen des Druckabfalls im Innern des Kraftstofffilters 30 jedes Mal ausgeführt, wenn der Motor abgeschaltet wird. Alternativ wird der Druckabfall jedes zweite, fünfte oder zehnte Mal, wenn der Motor abgeschaltet wird, bestimmt und aufgezeichnet. Der Druckabfall kann alternativ in jedem beliebigen Intervall bestimmt und aufgezeichnet werden.Conveniently, step s101 for determining the pressure drop inside the
Die
Die ununterbrochene Kurve 50 stellt eine auf den Druck-Referenzwerten pref und den Zeit-Referenzwerten tref basierende Referenzkurve dar. Die Referenzkurve zeigt somit den erwarteten Druckabfall während Bedingungen, wenn keine überhöhte Luftmenge in dem Niederdruckkreis 12 vorhanden ist. Von dem Druck im Innern des Kraftstofffiltergehäuses 30 wird erwartet, dass er sich schnell auf im Wesentlichen den atmosphärischen Druck verringert.The
Die unterbrochenen Kurven 52, 54 stellen den bestimmten Druckabfall im Innern des Kraftstofffiltergehäuses 30 bei zwei unterschiedlichen Gelegenheiten dar. Durch Vergleichen des Druckabfalls bei mehreren Gelegenheiten kann eine bessere Schlussfolgerung in Bezug auf das Vorhandensein von Luft gezogen werden. Das Vorhandensein von Luft in dem Niederdruckkreis 12 kann durch Vergleichen des bestimmten Drucks p1, p2 im Innern des Kraftstofffiltergehäuses 30 zu einem bestimmten Zeitpunkt t' nach der Motorabschaltung mit einem diesem Zeitpunkt t' zugeordneten Referenzwert pref bestimmt werden. Die beiden Kurven 52, 54 zeigen einen im Vergleich zu dem Druck-Referenzwert pref höheren bestimmten Druck p1, p2 im Innern des Kraftstofffiltergehäuses 30 an, was anzeigt, dass eine überhöhte Luftmenge in dem Niederdruckkreis 12 vorhanden ist. Je größer die Differenz zwischen dem bestimmten Druck p1, p2 im Innern des Kraftstofffiltergehäuses 30 und dem Druck-Referenzwert pref ist, desto größer ist die Luftmenge, die als in dem Niederdruckkreis 12 vorhanden angenommen wird.The broken curves 52, 54 represent the specific pressure drop inside the
Das Vorhandensein von Luft in dem Niederdruckkreis 12 kann ebenfalls durch Vergleichen der ab der Motorabschaltung abgelaufenen Zeit t1, t2, bis ein bestimmter Druck p' im Innern des Kraftstofffiltergehäuses 30 erreicht wurde, mit einem diesem Druck p' zugeordneten Zeit-Referenzwert tref bestimmt werden. Beide Kurven 52, 54 zeigen, dass es länger als der Zeit-Referenzwert tref dauerte, den vorgegebenen Druck p' zu erreichen, was anzeigt, dass eine überhöhte Luftmenge in dem Niederdruckkreis 12 vorhanden ist. Je länger es dauert, den vorgegebenen Druck p' zu erreichen, umso größer ist die Luftmenge, die als in dem Niederdruckkreis 12 vorhanden angenommen wird.The presence of air in the low-
Die
Es wird ein Computerprogramm P bereitgestellt, das Routinen für ein Verfahren zum Bestimmen des Vorhandenseins von Luft in einem Niederdruckkreis 12 eines Kraftstoffsystems 4 für einen Motor 2 gemäß der Erfindung umfasst. Das Computerprogramm P umfasst Routinen zum Bestimmen des Druckabfalls im Innern des Kraftstofffiltergehäuses 30 nach der Motorabschaltung. Das Computerprogramm P umfasst Routinen zum Erkennen einer Motorabschaltung. Das Computerprogramm P umfasst Routinen zum Bestimmen des Vorhandenseins von Luft in dem Niederdruckkreis basierend auf dem bestimmten Druckabfall und mindestens einem Referenzwert. Das Programm P kann in einer ausführbaren Form in einem Speicher 560 und/oder in einem Schreib-/Lese-Speicher 550 gespeichert werden.A computer program P is provided which includes routines for a method for determining the presence of air in a
Wo die Datenverarbeitungseinheit 510 als eine bestimmte Funktion ausführend beschrieben wird, bedeutet dies, dass die Datenverarbeitungseinheit 510 einen bestimmten Teil des in dem Speicher 560 gespeicherten Programms oder einen bestimmten Teil des in dem Schreib-/Lese-Speicher 550 gespeicherten Programms bewirkt.Where the
Die Datenverarbeitungsvorrichtung 510 kann mit einer Datenschnittstelle 599 über einen Datenbus 515 kommunizieren. Der nichtflüchtige Speicher 520 ist für die Kommunikation mit der Datenverarbeitungseinheit 510 über einen Datenbus 512 vorgesehen. Der separate Speicher 560 ist zum Kommunizieren mit der Datenverarbeitungseinheit 510 über einen Datenbus 511 vorgesehen. Der Schreib-/LeseSpeicher 550 ist dazu eingerichtet, über einen Datenbus 514 mit der Datenverarbeitungseinheit 510 zu kommunizieren.The
Wenn Daten an der Datenschnittstelle 599 empfangen werden, werden sie in dem zweiten Speicherelement 540 zwischengespeichert. Wenn empfangene Eingabedaten zwischengespeichert werden, ist die Datenverarbeitungseinheit bereit, eine Code-Ausführung zu bewirken, wie oben beschrieben.When data is received at the
Teile des hierin beschriebenen Verfahrens können durch die Vorrichtung 500 durch Mittel der Datenverarbeitungseinheit 510, die das in dem Speicher 560 oder dem Schreib-/Lese-Speicher 550 gespeicherte Programm ausführt, bewirkt werden. Wenn die Vorrichtung 500 das Programm ausführt, werden die hierin beschriebenen Verfahren ausgeführt.Parts of the method described herein may be effected by the
Die vorhergehende Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung wird für darstellende und beschreibende Zwecke bereitgestellt. Es ist nicht beabsichtigt, erschöpfend zu sein oder die Erfindung auf die beschriebenen Varianten zu beschränken. Zahlreiche Modifikationen und Variationen werden für den Fachmann offensichtlich erkennbar. Die Ausführungsformen wurden gewählt und beschrieben, um die Grundsätze der Erfindung und ihre praktischen Anwendungen bestmöglich zu erklären und dadurch den Fachleuten zu ermöglichen, die Erfindung für verschiedene Ausführungsformen und mit den für die bestimmungsgemäße Verwendung angemessenen verschiedenen Modifikationen zu verstehen.The foregoing description of the preferred embodiments of the present invention is provided for illustrative and descriptive purposes. It is not intended to be exhaustive or to limit the invention to the to limit the variants described. Numerous modifications and variations will become apparent to those skilled in the art. The embodiments have been chosen and described in order to best explain the principles of the invention and its practical applications and thereby enable those skilled in the art to understand the invention for various embodiments and with the various modifications appropriate to its intended use.
Claims (11)
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2016
- 2016-09-07 DE DE102016010852.5A patent/DE102016010852B4/en active Active
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Also Published As
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