WO2017093031A1 - Verfahren zum ermitteln einer viskosität eines kraftstoffs - Google Patents

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WO2017093031A1
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viscosity
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Henning Hermes
Florian Schmitt
Ulrich Foerch
Udo Schulz
Tobias Friedl
Ulf Mueller
Achim Jenne
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Robert Bosch Gmbh
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Definitions

  • the present invention relates to a method for determining a viscosity of a fuel as well as a computing unit and a computer program for its implementation.
  • a viscosity of the fuel used can have far-reaching effects for the internal combustion engine. This is especially true for diesel and diesel engines.
  • the viscosity may have an influence on combustion of the fuel in the internal combustion engine or be relevant for a necessary volume flow specification in the metering of fuel.
  • a method according to the invention serves to determine a viscosity of a fuel by means of an electric fuel pump, which is integrated in a fuel circuit, in particular a low-pressure fuel circuit, with an overflow valve which has a permanently open drainage channel.
  • an electric fuel pump which is integrated in a fuel circuit, in particular a low-pressure fuel circuit, with an overflow valve which has a permanently open drainage channel.
  • a fuel delivery at a certain pressure i.e., differential pressure between intake and exhaust
  • the viscosity of the fuel is determined taking into account a delivery flow of the electric fuel pump.
  • An overflow valve is provided to a low pressure fuel circuit of a motor vehicle to limit the pressure in the low pressure fuel circuit.
  • the overflow valve has a preset and known opening pressure (i.e., differential pressure between inlet and outlet), from which the
  • Overflow valve opens.
  • the overflow valve may have a pressure relief valve.
  • a high-pressure fuel circuit connected to the low-pressure fuel circuit should not be fed by the low-pressure fuel circuit, for example because the engine is not in operation, the pressure in the low-pressure fuel circuit would otherwise increase too much.
  • such an overflow valve usually has an open also in normal operation flow channel, so that a small volume flow is passed to the high-pressure fuel cycle, for example. For cooling of components involved.
  • the volume flow through the outlet channel corresponds to the delivery flow of the fuel pump.
  • This flow rate results from the speed of the fuel pump and the geometric displacement per revolution. While the geometric delivery volume for a fuel pump is usually known or can be determined, the rotational speed can be determined, for example, with an already existing pump control device.
  • the volume Ström in the drainage channel now depends in a first approximation, ie laminar flow, which is sufficiently accurate in the present case, on the so-called.
  • Hagen-Poiseuille law with the radius or diameter and the length of the drainage channel, the pressure difference before and after the drainage channel and the viscosity together.
  • an absolute determination or calculation of the viscosity can take place. If the geometric dimensions and the pressure difference are not known, at least a relative determination or calculation of the viscosity can take place, for example by comparing two measurements with one another.
  • the viscosity can now be made available for other applications. Thus, for example, a more accurate volume flow specification or a more accurate metering of fuel can be done.
  • a misfueling i. For example, gasoline instead of diesel, be recognized.
  • the specific pressure preferably corresponds to a pressure at which an overpressure valve of the overflow valve is just closed.
  • the overflow valve opens at a known opening pressure. If now the pressure in the fuel circuit is set to a value below this opening pressure, this opening pressure can be used as the reference pressure. This provides an easy way to set a specific and known pressure value. It is understood that this reference pressure corresponds to the more accurate the actual pressure, the further the pressure is brought to the opening pressure. This can be done, for example, by the fact that when the overflow valve opens, the pressure is minimized. An opening of the overflow valve can thereby be recognized that the volume flow increases significantly.
  • a fuel filter is arranged between the electric fuel pump and the overflow valve in the fuel circuit.
  • the Fuel filter creates a back pressure in the fuel circuit, which can easily reach the specific pressure in the fuel circuit.
  • Such a fuel filter is often present anyway at a suitable location in the fuel circuit.
  • the fuel delivery is adjusted with the specific pressure, while no fuel is conveyed via the fuel circuit into a further fuel circuit connected thereto and / or during an internal combustion engine that is supplied at least indirectly via the fuel circuit, in particular via the further fuel circuit not in operation. This can ensure that the fuel delivery takes place only via the drainage channel of the overflow valve.
  • geometrical dimensions of the discharge channel of the overflow valve and a pressure difference before and after the discharge channel are taken into account. This can be done an absolute or quantitative determination of the viscosity.
  • the geometric dimensions of the drainage channel are typical values for the overflow valve.
  • the pressure difference can also be assumed to be constant.
  • the geometric dimension and the pressure difference can also be determined by comparison measurements with fuel (or other liquid) of known viscosity.
  • a comparison value for a viscosity of a fuel is taken into account when determining the viscosity of the fuel.
  • This may be, for example, the viscosity of a standardized fuel (cf., for example, DIN EN 590).
  • a leakage of the fuel circuit is taken into account as an enlargement of a cross section of the flow channel.
  • a possible leakage in the fuel circuit can be taken into account very simply when determining the viscosity.
  • a temperature of the fuel is further determined and taken into account in the determination of the viscosity of the fuel. Since the viscosity of the fuel depends strongly on its temperature, by taking the temperature into account a simpler and better determination of the viscosity can take place. In addition, for example, can be easily differentiated by summer and winter diesel.
  • a plausibility check of the determined viscosity takes place. This can be done, for example, by comparing values which were determined on the basis of the geometric dimensions of the outlet channel with comparative values for the viscosity. It is also conceivable to compare a number of similar measurements with each other in order to detect any deviations due to errors. This increases the reliability of the determined value of the viscosity.
  • 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.
  • a control device may in particular be a pump control device of the fuel pump or an engine control device, which is usually the parent of the pump control device and connected thereto for data exchange.
  • 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.).
  • Figure 1 shows schematically a part of a fuel supply system with an electric fuel pump and an overflow valve, with which a method according to the invention can be carried out.
  • FIG. 2 shows a typical for an overflow valve volumetric flow pressure curve.
  • FIG. 3 shows schematically in a block diagram a sequence of a method according to the invention in a preferred embodiment.
  • FIG. 1 shows schematically and by way of example a part of a fuel supply system 100 of an internal combustion engine of a motor vehicle with an electric fuel pump 120 and an overflow valve 133 with which a method according to the invention can be carried out.
  • fuel is conveyed from a fuel tank 1 10 by means of the fuel pump 120 via two filters 1 1 1 and 1 12 to a high-pressure pump 130.
  • the fuel is supplied via a quantity divider 131 and two inlet valves 136 to two pistons 135 arranged in an engine room 132.
  • the two pistons 135 are coupled to and driven by the engine 150.
  • the fuel for example, a (not shown here) high-pressure accumulator can be supplied.
  • the overflow valve 133 and, for example, two bearing leaks 134 and 138 are shown, via which fuel flows back into the fuel tank 1 10.
  • the spill valve 133 the fuel for a permanent flow through a small flow channel with low flow, for example.
  • the fuel pump 120 is a prefeed pump which is operated by means of an electric motor and which is located in a low-pressure fuel circuit 140 of the fuel supply system 100.
  • the low pressure fuel circuit 140 includes the fuel tank 1 10, the filter 1 1 1, 1 12, the fuel pump 120 and the spill valve 133.
  • the low pressure fuel circuit 140 also partially through the housing of the high pressure pump 130, for example whose cooling can lead.
  • the fuel pump 120 may, for example, be an electrically driven gear pump.
  • the fuel pump 120 is associated with a pump control unit 170, which is provided for controlling and / or regulating the fuel pump 120 and to this end has a corresponding equipment such as, for example, a microcontroller, measurement technology and suitable software. In particular, a current applied or flowing during operation of the fuel pump 120 can be detected by means of the measurement technology. Furthermore, an engine control unit 180 is provided, to which the pump control unit 170 is connected to transmit data. The engine control unit 180, in the course of controlling the internal combustion engine that is fueled by the fuel supply system 100, commands such as speed or flow to the pump controller 170 such that the fuel pump 120 is driven as desired.
  • a pump control unit 170 which is provided for controlling and / or regulating the fuel pump 120 and to this end has a corresponding equipment such as, for example, a microcontroller, measurement technology and suitable software.
  • a current applied or flowing during operation of the fuel pump 120 can be detected by means of the measurement technology.
  • an engine control unit 180 is provided, to which the pump control unit 170 is connected
  • FIG. 2 shows, by way of example, a typical volume flow pressure curve f for an overflow valve.
  • the volume flow V is in l / h (liters per hour) plotted over a pressure difference ⁇ in bar.
  • the pressure difference corresponds to a pressure difference of the pressures before and after the overflow valve.
  • the part of the course f before the opening pressure p ' is determined by the volume flow V through the outlet channel of the overflow valve.
  • ⁇ is the pressure difference between the pressure before the discharge channel and the pressure downstream of the discharge channel.
  • ⁇ corresponds substantially to the pressure upstream of the discharge channel, as it is generated by the fuel pump, since the fuel flows to the outlet channel without further counter-pressure in the fuel tank.
  • ⁇ the viscosity of the fuel is designated.
  • the flow in the outlet channel is assumed as a first approximation as laminar, which is sufficient for the present method.
  • FIG. 3 shows a block diagram of a sequence of a method according to the invention in a preferred embodiment.
  • a pressure can now be set in the low-pressure fuel circuit by means of the electric fuel pump which is as close as possible to the opening pressure p 'of the overflow valve.
  • the fuel pump can be suitably controlled or regulated by means of the pump control device assigned to it.
  • An opening of the overflow valve can, for example, be recognized by the fact that the volume flow suddenly increases sharply, as can be seen from FIG. Accordingly, then can be reacted.
  • a step 320 if the radius R and the length I of the discharge channel are known, then from the above formula for the volume flow the viscosity can be determined according to the formula ⁇ 4 ⁇
  • Wl be calculated or calculated.
  • the pressure difference ⁇ can be equated to the opening pressure p 'of the overflow valve and is therefore known.
  • the volume flow V is the same throughout the fuel circuit and therefore corresponds to the delivery flow provided by the fuel pump. This can be easily determined from the speed and the geometric displacement per revolution of the fuel pump.
  • a plausibility check of the value obtained for the viscosity can now be carried out. For this purpose, for example, several measurements can be compared against each other. Likewise, for example, a temperature of the fuel can be determined, which is used for plausibility.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Ermitteln einer Viskosität eines Kraftstoffs mittels einer elektrischen Kraftstoffpumpe (120), die in einen Kraftstoffkreislauf (140) mit einem Überströmventil (133), das einen dauerhaft geöffneten Ablaufkanal aufweist, eingebunden ist, wobei mittels der elektrischen Kraftstoffpumpe (120) in dem Kraftstoffkreislauf (140) eine Kraftstoffförderung mit einem bestimmten Druck eingestellt wird, und wobei die Viskosität des Kraftstoffs unter Berücksichtigung eines Förderstroms der elektrischen Kraftstoffpumpe (120) ermittelt wird.

Description

Beschreibung Titel
Verfahren zum Ermitteln einer Viskosität eines Kraftstoffs
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Ermitteln einer Viskosität eines Kraftstoffs sowie eine Recheneinheit und ein Computerprogramm zu dessen Durchführung.
Stand der Technik
In Kraftfahrzeugen mit Brennkraftmaschinen kann eine Viskosität des verwendeten Kraftstoffs weitreichendende Auswirkungen für die Brennkraftmaschine haben. Dies gilt insbesondere für Diesel und Dieselmotoren.
Bspw. kann die Viskosität Einfluss auf eine Verbrennung des Kraftstoffs in der Brennkraftmaschine haben oder für eine nötige Volumenstromvorgabe bei der Zumessung von Kraftstoff relevant sein.
Aus der DE 10 2010 038 840 A1 ist bspw. ein Verfahren zum Erkennen einer Änderung einer Viskosität eines Kraftstoffs bekannt. Dabei werden Sprünge im Verlauf eines Betriebsstroms einer elektrischen Kraftstoffpumpe ermittelt, die auf einer Fördervolumenänderung aufgrund einer Viskositätsänderung beruhen.
Offenbarung der Erfindung
Erfindungsgemäß werden ein Verfahren zum Ermitteln einer Viskosität eines Kraftstoffs sowie eine Recheneinheit und ein Computerprogramm zu dessen Durchführung mit den Merkmalen der unabhängigen Patentansprüche vorgeschlagen. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der Unteransprüche sowie der nachfolgenden Beschreibung. Vorteile der Erfindung
Ein erfindungsgemäßes Verfahren dient zum Ermitteln einer Viskosität eines Kraftstoffs mittels einer elektrischen Kraftstoffpumpe, die in einen Kraftstoffkreis- lauf, insbesondere einen Niederdruckkraftstoffkreislauf, mit einem Überströmventil, das einen dauerhaft geöffneten Ablaufkanal aufweist, eingebunden ist. Dabei wird mittels der elektrischen Kraftstoffpumpe in dem Kraftstoffkreislauf eine Kraftstoffförderung mit einem bestimmten Druck (d.h. Differenzdruck zwischen Zulauf und Ablauf) eingestellt, und die Viskosität des Kraftstoffs wird unter Berücksichti- gung eines Förderstroms der elektrischen Kraftstoffpumpe ermittelt.
Ein Überströmventil ist einem Niederdruckkraftstoffkreislauf eines Kraftfahrzeugs dazu vorgesehen, den Druck im Niederdruckkraftstoffkreislauf zu begrenzen. Dazu weist das Überströmventil einen voreingestellten und bekannten Öffnungs- druck (d.h. Differenzdruck zwischen Zulauf und Ablauf) auf, ab welchem das
Überströmventil öffnet. Hierzu kann das Überströmventil ein Überdruckventil aufweisen. Insbesondere in Fällen, in denen ein an den Niederdruckkraftstoffkreislauf angeschlossener Hochdruckkraftstoffkreislauf nicht vom Niederdruckkraftstoffkreislauf gespeist werden soll oder muss, bspw. weil die Brennkraftma- schine nicht in Betrieb ist, würde der Druck im Niederdruckkraftstoffkreislauf sonst zu stark ansteigen. Zudem weist ein solches Überströmventil üblicherweise einen auch im Normalbetrieb offenen Ablaufkanal auf, sodass ein geringer Volumenstrom am Hochdruckkraftstoffkreislauf vorbei geführt wird, bspw. zur Kühlung von beteiligten Komponenten.
Wird nun ein bestimmter Druck im Kraftstoffkreislauf eingestellt, der insbesondere unter dem Öffnungsdruck (d.h. Differenzdruck zwischen Zulauf und Ablauf) des Überströmventils liegt, und läuft der Kraftstoff über den Ablaufkanal des Überströmventils, so entspricht der Volumenstrom durch den Ablaufkanal dem Förderstrom der Kraftstoffpumpe. Dieser Förderstrom ergibt sich aus der Drehzahl der Kraftstoffpumpe und dem geometrischen Fördervolumen pro Umdrehung. Während das geometrische Fördervolumen für eine Kraftstoffpumpe üblicherweise bekannt ist oder bestimmt werden kann, kann die Drehzahl bspw. mit einem ohnehin vorhandenen Pumpensteuergerät ermittelt werden. Der Volumen- ström im Ablaufkanal hängt nun in erster Näherung, d.h. laminarer Strömung, die vorliegend hinreichend genau ist, über das sog. Hagen-Poiseuille-Gesetz mit dem Radius bzw. Durchmesser und der Länge des Ablaufkanals, der Druckdifferenz vor und nach dem Ablaufkanal sowie der Viskosität zusammen. Für eine de- tailliertere Beschreibung sei an dieser Stelle auf die Figurenbeschreibung verwiesen.
Damit kann, sofern die geometrischen Abmessungen und die Druckdifferenz bekannt sind, eine absolute Ermittlung bzw. Berechnung der Viskosität erfolgen. Wenn die geometrischen Abmessungen und die Druckdifferenz nicht bekannt sind, kann immerhin eine relative Ermittlung bzw. Berechnung der Viskosität erfolgen, indem bspw. zwei Messungen miteinander verglichen werden. Die Viskosität kann nun für weitere Anwendungen zur Verfügung gestellt werden. So kann bspw. eine genauere Volumenstromvorgabe oder eine genauere Zumessung von Kraftstoff erfolgen. Weiterhin kann bspw. zwischen Sommer- und Winterdiesel, die eine deutlich unterschiedliche Viskosität aufweisen, unterschieden werden. Ebenso kann bspw. eine Falschbetankung, d.h. bspw. Benzin anstatt Diesel, erkannt werden.
Vorzugsweise entspricht der bestimmte Druck einem Druck, bei dem ein Uberdruckventil des Überströmventils gerade noch geschlossen ist. Wie bereits erwähnt, öffnet das Überströmventil bei einem bekannten Öffnungsdruck. Wird nun der Druck im Kraftstoffkreislauf auf einen Wert unter diesem Öffnungsdruck eingestellt, kann dieser Öffnungsdruck als Referenzdruck verwendet werden. Damit ist eine einfache Möglichkeit gegeben, einen bestimmten und bekannten Druckwert einzustellen. Es versteht sich, dass dieser Referenzdruck umso genauer dem tatsächlichen Druck entspricht, je weiter der Druck an den Öffnungsdruck herangeführt wird. Dies kann bspw. dadurch erfolgen, dass, wenn das Überströmventil öffnet, der Druck minimal zurückgenommen wird. Ein Öffnen des Überströmventils kann dabei dadurch erkannt werden, dass der Volumenstrom deutlich zunimmt.
Vorteilhafterweise ist in dem Kraftstoffkreislauf ein Kraftstofffilter zwischen der elektrischen Kraftstoffpumpe und dem Überströmventil angeordnet. Durch den Kraftstofffilter wird ein Gegendruck im Kraftstoffkreislauf erzeugt, wodurch sich der bestimmte Druck im Kraftstoffkreislauf einfach erreichen lässt. Ein solcher Kraftstofffilter ist dabei oftmals ohnehin an geeigneter Stelle im Kraftstoffkreislauf vorhanden.
Es ist von Vorteil, wenn die Kraftstoffförderung mit dem bestimmten Druck eingestellt wird, während über den Kraftstoffkreislauf kein Kraftstoff in einen daran angeschlossenen weiteren Kraftstoffkreislauf gefördert wird und/oder während eine wenigstens mittelbar über den Kraftstoffkreislauf, insbesondere über den weite- ren Kraftstoffkreislauf, versorgte Brennkraftmaschine nicht in Betrieb ist. Damit kann gewährleistet werden, dass die Kraftstoffförderung nur über den Ablaufkanal des Überströmventils erfolgt.
Vorzugsweise werden bei der Ermittlung der Viskosität des Kraftstoffs geometri- sehe Abmessungen des Ablaufkanals des Überströmventils und eine Druckdifferenz vor und nach dem Ablaufkanal berücksichtigt. Damit kann eine absolute bzw. quantitative Ermittlung der Viskosität erfolgen. Die geometrischen Abmessungen des Ablaufkanals sind dabei für das Überströmventil typische Werte. Die Druckdifferenz kann dabei in der Regel auch als konstant angenommen werden. Zudem können die geometrischen Abmessung und die Druckdifferenz auch durch Vergleichsmessungen mit Kraftstoff (oder einer anderen Flüssigkeit) bekannter Viskosität ermittelt werden.
Vorteilhafterweise wird bei der Ermittlung der Viskosität des Kraftstoffs ein Ver- gleichswert für eine Viskosität eines Kraftstoffs berücksichtigt. Hierbei kann es sich bspw. um die Viskosität eines genormten Kraftstoffs (vgl. bspw. DIN EN 590) handeln.
Es ist von Vorteil, wenn eine Leckage des Kraftstoffkreislaufs als Vergrößerung eines Querschnitts des Ablaufkanals berücksichtigt wird. Damit kann eine mögliche Leckage im Kraftstoffkreislauf besonders einfach bei der Ermittlung der Viskosität berücksichtigt werden. Vorzugsweise wird weiterhin eine Temperatur des Kraftstoffs ermittelt und bei der Ermittlung der Viskosität des Kraftstoffs berücksichtigt. Da die Viskosität des Kraftstoffs stark von dessen Temperatur abhängt, kann durch Berücksichtigung der Temperatur eine einfachere und bessere Ermittlung der Viskosität erfolgen. Zudem kann bspw. einfacher nach Sommer- und Winterdiesel unterschieden werden.
Vorteilhafterweise erfolgt eine Plausibilisierung der ermittelten Viskosität. Dies kann bspw. durch Vergleich von Werten, die aufgrund der geometrischen Ab- messungen des Ablaufkanals ermittelt wurden, mit Vergleichswerten für die Viskosität erfolgen. Ebenso ist es denkbar, mehrere gleichartige Messungen miteinander zu vergleichen, um eventuelle fehlerbedingte Abweichungen zu erkennen. Damit wird die Zuverlässigkeit des ermittelten Wertes der Viskosität erhöht. Eine erfindungsgemäße Recheneinheit, z.B. ein Steuergerät eines Kraftfahrzeugs, ist, insbesondere programmtechnisch, dazu eingerichtet, ein erfindungsgemäßes Verfahren durchzuführen. Bei einem solchen Steuergerät kann es sich insbesondere um ein Pumpensteuergerät der Kraftstoffpumpe oder ein Motorsteuergerät, das üblicherweise dem Pumpensteuergerät übergeordnet und mit diesem zum Datenaustausch verbunden ist, handeln.
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 einen Teil eines Kraftstoffversorgungssystems mit einer elektrischen Kraftstoffpumpe und einem Überströmventil, mit denen ein erfindungsgemäßes Verfahren durchgeführt werden kann.
Figur 2 zeigt einen für ein Überströmventil typischen Volumenstrom-Druck- Verlauf.
Figur 3 zeigt schematisch in einem Blockdiagramm einen Ablauf eines erfindungsgemäßen Verfahrens in einer bevorzugten Ausführungsform.
Ausführungsform(en) der Erfindung
In Figur 1 ist schematisch und beispielhaft ein Teil eines Kraftstoffversorgungssystems 100 einer Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeugs mit einer elektrischen Kraftstoffpumpe 120 und einem Überströmventil 133, mit denen ein erfindungsgemäßes Verfahren durchgeführt werden kann, gezeigt. Dabei wird Kraftstoff aus einem Kraftstofftank 1 10 mittels der Kraftstoffpumpe 120 über zwei Filter 1 1 1 und 1 12 zu einer Hochdruckpumpe 130 gefördert.
In der von einem als Hochdruckkraftstoffkreislauf 145 ausgebildeten weiteren Kraftstoffkreislauf umfassten Hochdruckpumpe 130 wird der Kraftstoff über einen Mengensteiler 131 und zwei Einlassventile 136 zwei in einem Triebwerksraum 132 angeordneten Kolben 135 zugeführt. Die beiden Kolben 135 sind an die Brennkraftmaschine 150 gekoppelt und werden über diese angetrieben. Über Auslassventile 137 kann der Kraftstoff bspw. einem (hier nicht dargestellten) Hochdruckspeicher zugeführt werden. Weiterhin sind das Überströmventil 133 sowie beispielhaft zwei Lagerleckagen 134 und 138 gezeigt, über welche Kraftstoff in den Kraftstofftank 1 10 zurückfließt. Über das Überströmventil 133 kann der Kraftstoff zum einen dauerhaft über einen kleinen Ablaufkanal mit geringem Volumenstrom, bspw. zur Kühlung der Hochdruckpumpe 130, sowie in geöffnetem Zustand mit großem Volumenstrom fließen.
Bei der Kraftstoffpumpe 120 handelt es sich vorliegend um eine mittels eines Elektromotors betriebene Vorförderpumpe, die sich in einem Niederdruckkraft- Stoffkreislauf 140 des Kraftstoffversorgungssystems 100 befindet. Der Niederdruckkraftstoffkreislauf 140 umfasst dabei den Kraftstofftank 1 10, die Filter 1 1 1 , 1 12, die Kraftstoffpumpe 120 sowie das Überströmventil 133. Der Vollständigkeit halber sei darauf hingewiesen, dass der Niederdruckkraftstoffkreislauf 140 auch teilweise durch das Gehäuse der Hochdruckpumpe 130, bspw. zu deren Küh- lung, führen kann. Bei der Kraftstoffpumpe 120 kann es sich bspw. um eine elektrisch betriebene Zahnradpumpe handeln.
Der Kraftstoffpumpe 120 ist ein Pumpensteuergerät 170 zugeordnet, welches zur Steuerung und/oder Regelung der Kraftstoffpumpe 120 vorgesehen ist und dazu über eine entsprechende Ausstattung wie bspw. einen Mikrocontroller, Messtechnik und eine geeignete Software verfügt. Mittels der Messtechnik kann insbesondere ein während des Betriebs der Kraftstoffpumpe 120 anliegender bzw. fließender Strom erfasst werden. Weiterhin ist ein Motorsteuergerät 180 vorgesehen, an welches das Pumpensteuergerät 170 datenübertragend angebunden ist. Das Motorsteuergerät 180 gibt im Zuge der Steuerung der Brennkraftmaschine, die über das Kraftstoffversorgungssystem 100 mit Kraftstoff versorgt wird, entsprechende Befehle wie bspw. eine Drehzahl oder einen Volumenstrom an das Pumpensteuergerät 170, so dass die Kraftstoffpumpe 120 wie gewünscht angesteuert wird.
In Figur 2 ist beispielhaft ein für ein Überströmventil typischer Volumenstrom- Druck-Verlauf f gezeigt. Dabei ist der Volumenstrom V in l/h (Liter pro Stunde) über einer Druckdifferenz Δρ in bar aufgetragen. Die Druckdifferenz entspricht dabei einer Druckdifferenz der Drücke vor und nach dem Überströmventil.
Bei dem Verlauf f ist zu sehen, dass dessen Gradient zunächst gering, in etwa 20 l/(h-bar), und ab einem Druck p' « 3 bar, der dem Öffnungsdruck des Überströmventils entspricht, deutlich höher, in etwa 400 l/(h-bar), beträgt. Ein Überströmventil weist einen solchen oder ähnlichen Verlauf auf, der in der Regel auch bekannt ist.
Der Teil des Verlaufs f vor dem Öffnungsdruck p' ist dabei durch den Volumenstrom V durch den Ablaufkanal des Überströmventils bestimmt. Der Volumenstrom V ergibt sich dabei nach dem sog. Hagen-Poiseuille-Gesetz aus den geometrischen Daten des Ablaufkanals gemäß der Formel: γ = π^Αρ
%ηΙ
Dabei bezeichnet R den Radius und I die Länge des Ablaufkanals (der Radius wird dabei als konstant angenommen). Mit Δρ ist die Druckdifferenz zwischen dem Druck vor dem Ablaufkanal und dem Druck nach dem Ablaufkanal bezeichnet. Dabei entspricht Δρ im Wesentlichen dem Druck vor dem Ablaufkanal, wie er durch die Kraftstoffpumpe erzeugt wird, da der Kraftstoff nach dem Ablaufkanal ohne weiteren Gegendruck in den Kraftstofftank fließt. Mit η ist die Viskosität des Kraftstoffs bezeichnet. Hierbei wird die Strömung im Ablaufkanal in erster Näherung als laminar angenommen, was für das vorliegende Verfahren ausreichend ist.
In Figur 3 ist in einem Blockdiagramm ein Ablauf eines erfindungsgemäßen Verfahrens in einer bevorzugten Ausführungsform dargestellt.
Dazu kann zunächst in einem Schritt 300 sichergestellt werden, dass die Brennkraftmaschine nicht in Betrieb ist und somit auch kein Kraftstoff von dem Niederdruckkraftstoffkreislauf in den Hochdruckkraftstoffkreislauf gefördert wird. In einem Schritt 310 kann nun mittels der elektrischen Kraftstoffpumpe in dem Niederdruckkraftstoffkreislauf ein Druck eingestellt werden, der möglichst knapp unter dem Öffnungsdruck p' des Überströmventils liegt. Dazu kann die Kraftstoffpumpe mittels des ihr zugeordneten Pumpensteuergeräts geeignet gesteuert bzw. geregelt werden. Ein Öffnen des Überströmventils kann bspw. dadurch erkannt werden, dass der Volumenstrom plötzlich stark zunimmt, wie aus Figur 2 ersichtlich ist. Dementsprechend kann dann reagiert werden.
In einem Schritt 320 kann dann, sofern der Radius R und die Länge I des Ablaufkanals bekannt sind, aus der obigen Formel für den Volumenstrom die Viskosität gemäß der Formel πϋ4Αρ
77 = ^
Wl ermittelt bzw. berechnet werden. Die Druckdifferenz Δρ kann dabei dem Öffnungsdruck p' des Überströmventils gleichgesetzt werden und ist daher bekannt. Der Volumenstrom V ist im gesamten Kraftstoffkreislauf gleich und entspricht daher dem Förderström, der von der Kraftstoffpumpe bereitgestellt wird. Dieser kann einfach aus der Drehzahl und dem geometrischen Fördervolumen pro Umdrehung der Kraftstoffpumpe ermittelt werden.
Für den Fall, dass die geometrischen Abmessungen nicht bekannt sein sollten, kann bspw., wie bereits erwähnt, eine Vergleichsmessung mit bekannter Viskosität herangezogen werden. Eine relative Ermittlung der Viskosität, d.h. ein Unterschied zwischen zwei Messungen, ist auch ohne Kenntnis der geometrischen Abmessungen möglich.
In einem Schritt 330 kann nun noch eine Plausibilisierung des erhaltenen Wertes für die Viskosität vorgenommen werden. Dazu können bspw. mehrere Messungen gegeneinander verglichen werden. Ebenso kann bspw. eine Temperatur des Kraftstoffs ermittelt werden, welche zur Plausibilisierung herangezogen wird.

Claims

Ansprüche
1 . Verfahren zum Ermitteln einer Viskosität eines Kraftstoffs mittels einer
elektrischen Kraftstoffpumpe (120), die in einen Kraftstoffkreislauf (140) mit einem Überströmventil (133), das einen dauerhaft geöffneten Ablaufkanal aufweist, eingebunden ist,
wobei mittels der elektrischen Kraftstoffpumpe (120) in dem Kraftstoffkreislauf (140) eine Kraftstoffförderung mit einem bestimmten Druck eingestellt wird, und
wobei die Viskosität des Kraftstoffs unter Berücksichtigung eines Förderstroms der elektrischen Kraftstoffpumpe (120) ermittelt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , wobei der bestimmte Druck einem Druck entspricht, bei dem ein Überdruckventil des Überströmventils (133) gerade noch geschlossen ist.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei in dem Kraftstoffkreislauf (140) ein Kraftstofffilter (1 12) zwischen der elektrischen Kraftstoffpumpe (120) und dem Überströmventil (133) angeordnet ist.
4. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Kraftstoffförderung mit dem bestimmten Druck eingestellt wird, während über den Kraftstoffkreislauf (140) kein Kraftstoff in einen daran angeschlossenen weiteren Kraftstoffkreislauf (145) gefördert wird und/oder während eine wenigstens mittelbar über den Kraftstoffkreislauf (140), insbesondere über den weiteren Kraftstoffkreislauf (145), versorgte Brennkraftmaschine (150) nicht in Betrieb ist.
5. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei bei der Ermittlung der Viskosität des Kraftstoffs geometrische Abmessungen des Ablauf- kanals des Überströmventils (133) und eine Druckdifferenz vor und nach dem Ablaufkanal (133) berücksichtigt werden.
6. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei bei der Ermittlung der Viskosität des Kraftstoffs ein Vergleichswert für eine Viskosität eines Kraftstoffs berücksichtigt wird.
7. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei eine Leckage des Kraftstoffkreislaufs als Vergrößerung eines Querschnitts des Ablaufkanals berücksichtigt wird.
8. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei weiterhin eine Temperatur des Kraftstoffs ermittelt und bei der Ermittlung der Viskosität des Kraftstoffs berücksichtigt wird.
9. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei eine Plausibilisierung der ermittelten Viskosität erfolgt.
10. Recheneinheit (170, 180), die dazu eingerichtet ist, ein Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche durchzuführen.
1 1 . Computerprogramm, das eine Recheneinheit (170, 180) dazu veranlasst, ein Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9 durchzuführen, wenn es auf der Recheneinheit (170, 180) ausgeführt wird.
12. Maschinenlesbares Speichermedium mit einem darauf gespeicherten Computerprogramm nach Anspruch 1 1 .
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