VERFAHREN UND VORRICHTUNG ZUM BETREIBEN EINER KRAFTSTOFFPUMPE

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft eine Kraftstoffpumpe eines Kraftfahrzeuges insbesondere für Dieselkraftstoff mit einer zur Ansaugung von Kraftstoff aus einem Kraftstoffbehälter vorgesehenen Pumpenstufe, mit einem Elektromotor zum Antrieb der Pumpenstufe und mit einer Steuerelektronik zur Versorgung des Elektromotors mit elektrischem Strom. Die Steuerelektronik hat einen Speicher für ein Niedertemperatur-Startprogramm und ein Standard-Startprogramm, mit denen die Kraftstoffpumpe in Abhängigkeit von der Temperatur des Kraftstoffs gestartet werden kann, und Auswahlmittel zur Auswahl des Startprogramms in Abhängigkeit von der Temperatur. Weiterhin betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Start einer Kraftstoffpumpe eines Kraftfahrzeuges insbesondere für Dieselkraftstoff, bei dem eine Steuerelektronik einen Elektromotor mit elektrischem Strom versorgt und der Elektromotor eine Kraftstoff aus einem Kraftstoffbehälter ansaugende Pumpenstufe antreibt, wobei die Steuerelektronik bei einer vorgesehenen niedrigen Temperatur des Kraftstoffs ein Niedertemperatur-Startprogramm und oberhalb der vorgesehenen niedrigen Temperatur ein Standard-Startprogramm auswählt wird, mit denen die Kraftstoffpumpe in Abhängigkeit von der Temperatur des Kraftstoffs gestartet werden kann.

[0002] Bei aus der Praxis bekannten Kraftstoffpumpen für Dieselkraftstoffe ist die Pumpenstufe als Verdrängerpumpe ausgebildet. Als Elektromotor wird meist ein elektrisch kommutierter Motor eingesetzt. Solche Verdrängerpumpen können beispielsweise so genannte G-Rotorpumpen, Schrauben- oder Rollenzellen-Pumpen sein. Damit besitzen sowohl die eingesetzten Elektromotoren als auch die eingesetzten Pumpenstufen prinzipbedingt Drehmoment- oder Lastschwankungen über den Drehwinkel. Um einen zuverlässigen Start der mit der Kraftstoffpumpe versorgten Brennkraftmaschine sicherzustellen, wird bei heutigen Kraftstoffpumpen in der Anlaufphase innerhalb von 100 ms bis 300 ms ein Druckanstieg von null bis 4 bis 6 bar gefordert. Verfahren zum Betrieb solcher Kraftstoffpumpen sind in der Regel zur Einhaltung von Abgaswerten auf den schnellen Druckanstieg ausgelegt. Eine Berücksichtigung der Viskosität des Kraftstoffs ist nicht vorgesehen.

[0003] Dieselkraftstoff hat jedoch die Eigenschaft, dass bei Unterschreitung einer bestimmten Temperatur Parafine als Flocken ausgeschieden werden. Dies führt zu einer ansteigenden Viskosität des Kraftstoffs mit sinkender Temperatur. Oberhalb einer bestimmten Viskosität wird daher der vorgesehene Anlauf der Kraftstoffpumpe behindert, was zu einem Fehlstart der mit der Kraftstoffpumpe versorgten Brennkraftmaschine führt.

[0004] Die Druckschrift WO 02/25089 A1 offenbart ein Verfahren zum Betrieb einer Verbrennungskraftmaschine, wobei der Einspritzdruck in Abhängigkeit der Temperatur der Verbrennungskraftmaschine eingestellt wird.

[0005] Die Druckschrift US 7,448,363 B1 offenbart eine Kraftstofffördereinrichtung mit einer Steuereinheit, die eine Kraftstoffpumpe in Abhängigkeit der Temperatur eines Verbrennungsmotors und des Kraftstoffdrucks regelt.

[0006] Die Druckschrift WO 03/012274 A1 offenbart eine Schaltungsanordnung zur Regelung einer elektrischen Kraftstoffpumpe, die dazu ausgebildet ist, dass die elektrische Kraftstoffpumpe auf Basis der höchsten im Kraftstofffördersystem herrschenden Temperatur geregelt wird.

[0007] Die Druckschrift US 2011/0130979 A1 offenbart eine Vorrichtung, mit der es möglich ist, die Viskosität des Kraftstoffs zu bestimmen.

[0008] Die Druckschrift US 4 508 077 A offenbart eine Steuereinheit zur Regelung einer Kraftstoffpumpe, wobei die Steuereinheit hierzu Signale verschiedener Temperatursensoren nutzt.

[0009] Die Druckschrift GB 2 454 352 A offenbart ein Verfahren bei dem eine Niederdruck-Kraftstoffpumpe betrieben wird, während eine Hochdruck-Kraftstoffpumpe deaktiviert ist. Dadurch kann ein Drucksensor, der dazu ausgebildet ist, den Kraftstoffdruck, der durch die Hochdruck-Kraftstoffpumpe erzeugt wird, zu ermitteln, dazu genutzt werden, den Kraftstoffdruck, der durch die Niederdruck-Kraftstoffpumpe erzeugt wird, zu ermitteln.

[0010] Die Druckschrift JP 2004 019612 A offenbart temperaturabhängige Startprogramme für eine Kraftstoffpumpe.

[0011] Die Druckschrift US 2011/023833 A1 offenbart, eine Kraftstoffpumpe entweder volumengesteuert oder druckgesteuert zu betreiben.

[0012] Der Erfindung liegt das Problem zugrunde, eine Kraftstoffpumpe der eingangs genannten Art so weiter zu betreiben, dass sie auch bei niedriger Temperatur eine ausreichende Versorgung der Brennkraftmaschine mit Kraftstoff sicherstellt. Weiterhin soll ein Verfahren zum Start der Kraftstoffpumpe geschaffen werden, welches eine ausreichende Förderung von Kraftstoff auch bei niedrigen Temperaturen sicherstellt.

[0013] Das erstgenannte Problem wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die Steuerelektronik mit einer in ihr vorhandenen Temperatursensorik, die als Temperaturfühler ausgebildet ist, verbunden ist, um die Temperatur des Kraftstoffs zu ermitteln.

[0014] Durch diese Gestaltung weist die Steuerelektronik verschiedene Programme auf, mit denen die Kraftstoffpumpe in Abhängigkeit von der Temperatur des Kraftstoffs gestartet werden kann. Daher kann bei niedrigen Temperaturen das Startprogramm auf das besonders sichere Anlaufverhalten ausgerichtet sein. Bei ausreichend hohen Temperaturen, kann das Startprogramm auf die geringeren Viskositätswerte des Kraftstoffes optimiert sein.

[0015] Der bauliche Aufwand zur Erfassung der Temperatur der Kraftstoffpumpe ist besonders gering halten, da die in der Steuerelektronik vorhandene Temperatursensorik als Temperaturfühler ausgebildet ist. Durch diese Gestaltung lässt sich die meist ohnehin in den elektronischen Komponenten vorhandene Temperatursensorik heranziehen, so dass die Montage weiterer Bauteile vermieden wird. Aus den Werten der Temperatursensorik lassen sich Rückschlüsse auf die Pumpentemperatur ziehen. Vorhalte für Temperaturdifferenzen und unterschiedliche thermische Zeitkonstanten zwischen Elektronik und Pumpe sind unter Berücksichtigung des Betriebsprofils innerhalb dieser Zeitkonstante vorzusehen.

[0016] Der bauliche Aufwand zur Erfassung der Temperatur der Kraftstoffpumpe lässt sich gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung besonders gering halten, wenn der ohmsche Widerstand eines Stranges des Elektromotors der Kraftstoffpumpe zur Bestimmung der Temperatur der Kraftstoffpumpe verwendet wird. Dieser ohmsche Widerstand verändert sich mit der Temperatur der Kraftstoffpumpe. Dies ist insbesondere gegeben, wenn die aktuelle Messung mit einer bei der ersten Initialisierung in einer Sonderbetriebsart der Elektronik gemachten Messung verglichen wird. Hierbei kann die Veränderung des ohmschen Widerstandes des Stranges besonders genau ermittelt werden, wenn die aktuelle Messung mit einem Initialwert verglichen wird. Der Initialwert lässt sich gemäß einer Sonderbetriebsart der Elektronik bei Erstbetriebsaufnahme messen.

[0017] Das zweitgenannte Problem, nämlich die Schaffung eines Verfahrens zum Start der Kraftstoffpumpe, welches eine ausreichende Förderung von Kraftstoff auch bei niedrigen Temperaturen sicherstellt, wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die Temperatur der an dem Elektromotor (4) angeordneten Steuerelektronik (6) gemessen wird.

[0018] Damit wird die Temperatur des Kraftstoffs in unterschiedlichen Startprogrammen berücksichtigt. Damit können die Startprogramme auf die Viskosität des Kraftstoffs ausgelegt werden. Dies führt zur Sicherstellung der Förderung des Kraftstoffs auch bei niedrigen Temperaturen.

[0019] In der Regel ist die dem Elektromotor zugeführte Stromstärke begrenzt, um den Elektromotor und die Steuerelektronik zu schützen. Dieser Schutz ist insbesondere bei hohen Temperaturen erforderlich. Ein zuverlässiger Anlauf der Kraftstoffpumpe lässt sich gemäß einer anderen vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ohne Gefahr der Beschädigung der Steuerelektronik und des Elektromotors sicherstellen, wenn im Niedertemperatur-Startprogramm eine höhere Stromstärke zur Bestromung des Elektromotors gewählt wird als im Standard-Startprogramm. Durch diese Gestaltung wird der Schutz des Elektromotors und der Steuerelektronik oberhalb der vorgesehenen niedrigen Temperatur ausreichend sichergestellt. Ein weiterer Vorteil der hohen Stromstärke besteht darin, dass sich die Kraftstoffpumpe besonders stark erwärmt, was zu einer Verringerung der Viskosität des Kraftstoffs führt.

[0020] In der Regel wird nach dem Start der Kraftstoffpumpe ein Betriebsprogramm zur Ansteuerung des Elektromotors ausgewählt. Bei einer hohen Viskosität des Kraftstoffs benötigt die Kraftstoffpumpe jedoch meist eine große Zeitspanne, um beispielsweise die vorgesehene Betriebsdrehzahl und die vorgesehene Förderleistung zu erreichen. Ein zu schnelles Umschalten auf das Betriebsprogramm lässt sich gemäß einer anderen vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung einfach vermeiden, wenn das Niedertemperatur-Startprogramm eine größere Zeitdauer hat als das Standard-Startprogramm.

[0021] Das Anlaufverhalten könnte beispielsweise kontinuierlich über die Temperatur variiert werden. Dieselkraftstoffe neigen jedoch unterhalb einer bestimmten Temperatur zu einem exponentiellen Anstieg der Viskosität. Daher gestaltet sich das Verfahren zum Betrieb der Kraftstoffpumpe gemäß einer anderen vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung besonders einfach, wenn als vorgesehene niedrige Temperatur eine Temperaturschwelle festgelegt wird und wenn insgesamt zwei temperaturabhängige Anlaufprogramme auswählbar sind. Nach einer Definition, nach der der Dieselkraftstoff noch förderfähig sein muss, ist dies die so genannte CFPP (Cold Filter Plugging Point) Temperatur. Vorzugsweise liegt die Temperaturschwelle, anhand der die Anlaufprogramme ausgewählt werden, geringfügig unterhalb der CFPP-Temperatur.

[0022] Das Verfahren zum Betrieb der Kraftstoffpumpe lässt sich besonders einfach durchführen, da die Temperatur der an dem Elektromotor angeordneten Steuerelektronik gemessen wird. Durch diese Gestaltung wird von der Temperatur der Steuerelektronik auf die Temperatur des Kraftstoffs rückgeschlossen. Daher werden erfindungsgemäß keine weiteren Temperaturfühler benötigt.

[0023] Zur weiteren Erhöhung der Betriebssicherheit der Kraftstoffpumpe trägt es gemäß einer anderen vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung bei, wenn Fehlstarts der Kraftstoffpumpe erfasst werden und wenn unabhängig von der Temperatur des Kraftstoffs und oberhalb einer Anzahl der Fehlstarts das Niedertemperatur-Startprogramm gewählt wird.

[0024] Die Erfindung lässt zahlreiche Ausführungsformen zu. Zur wieteren Verdeutlichung ihres Grundprinzips ist eine davon in der Zeichnung dargestellt und wird nachfolgend beschrieben. Diese zeigt in

Fig. 1

eine Kraftstoffpumpe zur Versorgung einer Brennkraftmaschine,

Fig. 2

schematisch ein Verfahren zum Start der Kraftstoffpumpe.

[0025] Figur 1 zeigt eine Brennkraftmaschine 1 mit einem Motorsteuergerät 2 und mit einer Kraftstoffpumpe 3. Die Kraftstoffpumpe 3 hat eine von einem Elektromotor 4 angesteuerte Pumpenstufe 5 und eine Steuerelektronik 6 zur Ansteuerung des Elektromotors 4. Die Pumpenstufe 5 saugt Kraftstoff aus einem Kraftstoffbehälter 7 an und fördert diesen zu der Brennkraftmaschine 1. Die Steuerelektronik 6 und das Motorsteuergerät 2 weisen eine Datenverbindung 8 auf. Weiterhin hat die Steuerelektronik 6 einen Speicher 9 für verschiedene Programme und einen Temperaturfühler 10. Die Kraftstoffpumpe 3 wird von Kraftstoff durchflossen, so dass der Temperaturfühler 10 der Steuerelektronik 6 die Temperatur des Kraftstoffs misst.

[0026] Figur 2 zeigt schematisch ein Verfahren zum Starten der Kraftstoffpumpe 3. In einem ersten Schritt S1 erfolgt der Start des Verfahrens mit dem gewünschten Start der Brennkraftmaschine 1. Im Schritt S2 wird die Temperatur über den Temperaturfühler 10 gemessen. In Abhängigkeit von der Temperatur wird im Schritt S3 ein Startprogramm aus dem Speicher 9 ausgewählt und gestartet. Liegt die gemessene Temperatur unterhalb eines vorgesehenen Schwellenwertes, wird im Schritt S4 ein Niedertemperatur-Startprogramm gestartet. Nach Ablauf des Niedertemperatur-Startprogramms wird im Schritt S5 ein Betriebsprogramm zum Betrieb der Kraftstoffpumpe 3 gestartet. Liegt jedoch die Temperatur oberhalb des vorgesehenen Schwellenwertes, wird im Schritt S6 ein Standard-Startprogramm gestartet. Detektiert im Schritt S7 die Steuerelektronik 6 keinen Fehlstart, erfolgt der Übergang in das Betriebsprogramm. Bei Vorliegen von Fehlstarten der Kraftstoffpumpe 3 werden im Schritt S8 die Fehlstarts gezählt und, falls die Anzahl der Fehlstarts eine vorgesehene Summe überschreitet, im Schritt S9 das Niedertemperatur-Startprogramm gestartet. Anschließend wird in das Betriebsprogramm gewechselt.

Ansprüche

1. Kraftstoffpumpe (3) eines Kraftfahrzeuges insbesondere für Dieselkraftstoff mit einer zur Ansaugung von Kraftstoff aus einem Kraftstoffbehälter (7) vorgesehenen Pumpenstufe (5), mit einem Elektromotor (4) zum Antrieb der Pumpenstufe (5) und mit einer Steuerelektronik (6) zur Versorgung des Elektromotors (4) mit elektrischem Strom, wobei die Steuerelektronik (6) einen Speicher (9) für ein Niedertemperatur-Startprogramm und ein Standard-Startprogramm hat, mit denen die Kraftstoffpumpe in Abhängigkeit von der Temperatur des Kraftstoffs gestartet werden kann, wobei die Steuerelektronik (6) Auswahlmittel zur Auswahl des Startprogramms in Abhängigkeit von der Temperatur hat, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerelektronik (6) mit einer in ihr vorhandenen Temperatursensorik, die als Temperaturfühler (10) ausgebildet ist, verbunden ist, um die Temperatur des Kraftstoffs zu ermitteln.

2. Kraftstoffpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der ohmsche Widerstand eines Stranges des Elektromotors (4) der Kraftstoffpumpe (3) zur Bestimmung der Temperatur der Kraftstoffpumpe (3) verwendet wird.

3. Verfahren zum Start einer Kraftstoffpumpe (3) eines Kraftfahrzeuges insbesondere für Dieselkraftstoff bei dem eine Steuerelektronik (6) einen Elektromotor (4) mit elektrischem Strom versorgt und der Elektromotor (4) eine Kraftstoff aus einem Kraftstoffbehälter (7) ansaugende Pumpenstufe (5) antreibt, wobei die Steuerelektronik (6) bei einer vorgesehenen niedrigen Temperatur des Kraftstoffs ein Niedertemperatur-Startprogramm und oberhalb der vorgesehenen niedrigen Temperatur ein Standard-Startprogramm auswählt wird, mit denen die Kraftstoffpumpe in Abhängigkeit von der Temperatur des Kraftstoffs gestartet werden kann, dadurch gekennzeichnet, dass die Temperatur der an dem Elektromotor (4) angeordneten Steuerelektronik (6) gemessen wird, um die Temperatur des Kraftstoffs zu ermitteln.

4. Verfahren zum Start einer Kraftstoffpumpe nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass im Niedertemperatur-Startprogramm eine höhere Stromstärke zur Bestromung des Elektromotors (4) gewählt wird als im Standard-Startprogramm.

5. Verfahren zum Start einer Kraftstoffpumpe nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Niedertemperatur-Startprogramm eine größere Zeitdauer hat als das Standard-Startprogramm.

6. Verfahren zum Start einer Kraftstoffpumpe nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass als vorgesehene niedrige Temperatur eine Temperaturschwelle festgelegt wird und dass insgesamt zwei temperaturabhängige Anlaufprogramme auswählbar sind.

7. Verfahren zum Start einer Kraftstoffpumpe nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass Fehlstarts der Kraftstoffpumpe (3) erfasst werden und dass unabhängig von der Temperatur des Kraftstoffs und oberhalb einer Anzahl der Fehlstarts das Niedertemperatur-Startprogramm gewählt wird.

Claims

1. Fuel pump (3) of a motor vehicle, in particular for diesel fuel, with a pump stage (5) provided for the induction of fuel from a fuel tank (7), with an electric motor (4) for driving the pump stage (5) and with control electronics (6) for supplying the electric motor (4) with electrical current, wherein the control electronics (6) comprise a memory (9) for a low temperature start programme and a standard start programme with which the fuel pump can be started depending on the temperature of the fuel, wherein the control electronics (6) have selection means for selecting the start program depending on the temperature, characterized in that the control electronics (6) are connected to a temperature sensing system provided in the said control electronics and in the form of a temperature sensor (10) in order to determine the temperature of the fuel.

2. Fuel pump according to Claim 1, characterized in that the ohmic resistance of a phase of the electric motor (4) of the fuel pump (3) is used for determining the temperature of the fuel pump (3).

3. Method for starting a fuel pump (3) of a motor vehicle, in particular for diesel fuel, with which control electronics (6) supply an electric motor (4) with electric current and the electric motor (4) drives a pump stage (5) that sucks fuel from a fuel tank (7), wherein the control electronics (6) selects a low temperature start program at an envisaged low temperature of the fuel and a standard start program above the envisaged low temperature with which the fuel pump can be started depending on the temperature of the fuel, characterized in that the temperature of the control electronics (6) disposed on the electric motor (4) is measured in order to determine the temperature of the fuel.

4. Method for starting a fuel pump according to Claim 3, characterized in that a higher current level for energizing the electric motor (4) is selected in the low temperature start program than in the standard start program.

5. Method for starting a fuel pump according to Claim 3 or 4, characterized in that the low temperature start program comprises a longer time duration than the standard start program.

6. Method for starting a fuel pump according to one of Claims 3 to 5, characterized in that a temperature threshold is specified as the envisaged low temperature and in total two temperature-dependent start programs can be selected.

7. Method for starting a fuel pump according to one of Claims 3 to 6, characterized in that false starting of the fuel pump (3) is detected and the low temperature start program is selected regardless of the temperature of the fuel and for more than a number of false starts.

Revendications

1. Pompe à carburant (3) pour un véhicule automobile, notamment pour du carburant diesel, comprenant un étage de pompe (5) prévu pour aspirer du carburant hors d'un réservoir à carburant (7), comprenant un moteur électrique (4) destiné à entraîner l'étage de pompe (5) et comprenant une électronique de commande (6) destinée à alimenter le moteur électrique (4) avec du courant électrique, l'électronique de commande (6) ayant une mémoire (9) pour un programme de démarrage à basse température et un programme de démarrage standard, avec lesquels la pompe à carburant peut être démarrée en fonction de la température du carburant, l'électronique de commande (6) ayant des moyens de sélection servant à sélectionner le programme de démarrage en fonction de la température, caractérisée en ce que l'électronique de commande (6) est reliée à un système de détection de températures présent à l'intérieur de celle-ci, lequel est réalisé sous la forme d'une sonde de température (10), afin d'identifier la température du carburant.

2. Pompe à carburant selon la revendication 1, caractérisée en ce que la résistance ohmique d'une branche du moteur électrique (4) de la pompe à carburant (3) est utilisée pour la détermination de la température de la pompe à carburant (3).

3. Procédé pour démarrer une pompe à carburant (3) d'un véhicule automobile, notamment pour du carburant diesel, avec lequel une électronique de commande (6) alimente un moteur électrique (4) avec du courant électrique et le moteur électrique (4) entraîne un étage de pompe (5) qui aspire du carburant hors d'un réservoir à carburant (7), l'électronique de commande (6) sélectionnant un programme de démarrage à basse température en présence d'une basse température prévue du carburant et un programme de démarrage standard au-dessus de la basse température prévue, avec lesquels la pompe à carburant peut être démarrée en fonction de la température du carburant, caractérisé en ce que la température de l'électronique de commande (6) disposée au niveau du moteur électrique (4) est mesurée afin d'identifier la température du carburant.

4. Procédé pour démarrer une pompe à carburant selon la revendication 3, caractérisé en ce que dans le programme de démarrage à basse température, une intensité de courant plus élevée que dans le programme de démarrage standard est sélectionnée pour l'alimentation électrique du moteur électrique (4).

5. Procédé pour démarrer une pompe à carburant selon la revendication 3 ou 4, caractérisé en ce que le programme de démarrage à basse température a une durée supérieure à celle du programme de démarrage standard.

6. Procédé pour démarrer une pompe à carburant selon l'une des revendications 3 à 5, caractérisé en ce qu'un seuil de température est fixé en tant que basse température prévue, et en ce qu'en tout deux programmes de démarrage dépendants de la température peuvent être sélectionnés.

7. Procédé pour démarrer une pompe à carburant selon l'une des revendications 3 à 6, caractérisé en ce que les démarrages manqués de la pompe à carburant (3) sont détectés et en ce que le programme de démarrage à basse température est sélectionné indépendamment de la température du carburant et au-dessus d'un nombre donné de démarrages manqués.

Zeichnung