DE-102024210571-A1 - Verfahren zur Berechnung einer Kraftstofftemperatur in einem Einspritzsystem eines Verbrennungsmotors mit mehreren Zylinderbänken, Recheneinheit und Computerprogramm

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Berechnung einer Kraftstofftemperatur in einem Einspritzsystem eines Verbrennungsmotors mit mehreren Zylinderbänken, umfassend ein Messen einer Kraftstofftemperatur in einem oder mehreren Bauteilen (118, 218, 115, 215, 112, 212, 119, 219, 114, 214) des Einspritzsystems an jeder Zylinderbank (101, 201) des Verbrennungsmotors zur Erstellung eines Kraftstofftemperaturmodells; ein Bestimmen einer Anzahl von Teilmodellen für das Kraftstofftemperaturmodell in Abhängigkeit von der gemessenen Kraftstofftemperatur; ein Parametrieren der bestimmten Teilmodelle in Abhängigkeit von der gemessenen Kraftstofftemperatur; und ein Berechnen einer Kraftstofftemperatur in dem Einspritzsystem mittels der parametrierten Teilmodelle.

Inventors

• Stephan Topp
• Adam Pawlowski
• Rupert Hiemer

Assignees

• Robert Bosch Gesellschaft mit beschränkter Haftung

Dates

Publication Date

20260507

Application Date

20241104

Claims (12)

1. Verfahren zur Berechnung einer Kraftstofftemperatur in einem Einspritzsystem eines Verbrennungsmotors mit mehreren Zylinderbänken, umfassend die Schritte: - Messen (501) einer Kraftstofftemperatur in einem oder mehreren Bauteilen (118, 218, 115, 215, 112, 212, 119, 219, 114, 214) des Einspritzsystems an jeder Zylinderbank (101, 201) des Verbrennungsmotors zur Erstellung eines Kraftstofftemperaturmodells; - Bestimmen (503, 504) einer Anzahl von Teilmodellen für das Kraftstofftemperaturmodell in Abhängigkeit von der gemessenen Kraftstofftemperatur; - Parametrieren (505) der bestimmten Teilmodelle in Abhängigkeit von der gemessenen Kraftstofftemperatur; und - Berechnen (506) einer Kraftstofftemperatur in dem Einspritzsystem mittels der parametrierten Teilmodelle.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , wobei zur Bestimmung der Anzahl von Teilmodellen eine Kraftstofftemperatur in gleichen Bauteilen (118, 218; 115, 215; 112, 212; 119, 219; 114, 214) an verschiedenen Zylinderbänken verglichen und abhängig von einer Kraftstofftemperaturdifferenz ein Einzel-Teilmodell für jedes der gleichen Bauteile oder ein Gruppen-Teilmodell für die gleichen Bauteile an den verschiedenen Zylinderbänken bestimmt wird (502).
3. Verfahren nach Anspruch 2 , wobei ein Einzel-Teilmodell für die gleichen Bauteile (118, 218; 115, 215; 112, 212; 119, 219; 114, 214) an verschiedenen Zylinderbänken (101, 201) bestimmt wird, wenn die Kraftstofftemperaturdifferenz zwischen diesen größer als eine vorbestimmte Temperaturdifferenzschwelle ist (503), und ein Gruppen-Teilmodell für diese bestimmt wird, wenn die Kraftstofftemperaturdifferenz kleiner als die vorbestimmte Temperaturdifferenzschwelle ist (504).
4. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Berechnung der Kraftstofftemperatur in jedem der ein oder mehreren Bauteile (118, 218, 115, 215, 112, 212, 119, 219, 114, 214) in Abhängigkeit von einem Kraftstoffmassenstrom durch das Bauteil (118, 218, 115, 215, 112, 212, 119, 219, 114, 214) erfolgt.
5. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Berechnung der Kraftstofftemperatur in jedem der ein oder mehreren Bauteile (118, 218, 115, 215, 112, 212, 119, 219, 114, 214) in Abhängigkeit von dessen Bauteiltemperatur erfolgt.
6. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Berechnung der Kraftstofftemperatur in jedem der ein oder mehreren Bauteile (118, 218, 115, 215, 112, 212, 119, 219, 114, 214) in Abhängigkeit von einer Temperatur in einer Umgebung des Verbrennungsmotors erfolgt.
7. Verfahren nach Anspruch 6 , wobei die Temperatur in der Umgebung des Verbrennungsmotor mittels eines Umgebungstemperaturmodells berechnet wird.
8. Verfahren nach Anspruch 6 oder 7 , wobei die Temperatur an mindestens zwei Positionen in der Umgebung des Verbrennungsmotors gemessen und das Umgebungstemperaturmodell in Abhängigkeit von den mindestens zwei Temperaturen angepasst wird.
9. Recheneinheit, die dazu eingerichtet ist, alle Verfahrensschritte eines Verfahrens nach einem der vorstehenden Ansprüche durchzuführen.
10. Einspritzsystem eines Verbrennungsmotors mit mehreren Zylinderbänken, aufweisend: ein oder mehrere Bauteile (118, 218, 115, 215, 112, 212, 119, 219, 114, 214), mindestens einen Sensor (117) zur Messung der Kraftstofftemperatur in dem einen oder den mehreren Bauteilen (118, 218, 115, 215, 112, 212, 119, 219, 114, 214), die Recheneinheit nach Anspruch 9 .
11. Computerprogramm, das eine Recheneinheit, insbesondere des Einspritzsystems nach Anspruch 10 , dazu veranlasst, alle Verfahrensschritte eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 8 durchzuführen, wenn es auf der Recheneinheit ausgeführt wird.
12. Maschinenlesbares Speichermedium mit einem darauf gespeicherten Computerprogramm nach Anspruch 11 .

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Berechnung der Kraftstofftemperatur in einem Einspritzsystem eines Verbrennungsmotors mit mehreren Zylinderbänken, eine Recheneinheit und ein Computerprogramm zu dessen Durchführung. Hintergrund der Erfindung Für viele Funktionen zur Steuerung eines Einspritzsystems in einem Verbrennungsmotor ist es vorteilhaft, eine Kraftstofftemperatur im Hochdruckbereich des Einspritzsystems zu kennen, um Temperatureffekte kompensieren können, welche die einzuspritzende Kraftstoffmenge beeinflussen. Da die Kraftstofftemperatur an dieser Stelle des Einspritzsystems messtechnisch schwer erfassbar ist, können aktuelle Motorsteuergeräte stattdessen Funktionen umfassen, welche die Kraftstofftemperatur im Hochdruckbereich des Einspritzsystems berechnen. In diesem Zusammenhang zeigt DE 10 2007 053 082 A1 ein Verfahren zur Ermittlung einer Kraftstofftemperatur eines Common-Rail-Kraftstoffeinspritzsystems, bei dem ein Energiebilanzmodell zum Einsatz kommt, welches die Kraftstofftemperatur an mehreren Stellen im Hochdruckbereich des Einspritzsystems basierend auf einer im Niederdruckbereich gemessenen Kraftstofftemperatur berechnet. Der Gegenstand dieser Veröffentlichung sei hiermit durch Bezugnahme in diese Anmeldung aufgenommen sein. Das in der DE 10 2007 053 082 A1 beschriebene Verfahren beruht jedoch auf Untersuchungen an Reihenmotoren und ist für Verbrennungsmotoren mit mehreren Zylinderbänken, wie beispielsweise V- und/oder W-Motoren, nur bedingt geeignet. Bei diesen Motoren können sich die Kraftstofftemperaturen der einzelnen Zylinderbänke, z.B. aufgrund unterschiedlicher Leitungsführungen und/oder unterschiedlicher Temperaturen im Motorraum gegebenenfalls deutlich unterscheiden. Offenbarung der Erfindung Erfindungsgemäß werden ein Verfahren zur Berechnung einer Kraftstofftemperatur in einem Einspritzsystem eines Verbrennungsmotors mit mehreren Zylinderbänken, insbesondere wenn eine Zylinderkonfiguration von der eines Reihenmotors abweicht (zum Beispiel bei V-Motoren, Boxermotoren oder W-Motoren), 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. Bei dem Verbrennungsmotor kann es sich insbesondere um einen Dieselmotor handeln und das Einspritzsystem kann ein sogenanntes Common-Rail-System sein. Das Einspritzsystem kann an einen Kraftstofftank angeschlossen sein und z.B. für jede Zylinderbank des Verbrennungsmotors einen Druckerzeuger, z.B. eine Hochdruckpumpe, und einen Hochdruckspeicher umfassen. An den Hochdruckspeicher jeder Zylinderbank kann mindestens ein Injektor angeschlossen sein, der Kraftstoff in den Verbrennungsmotor einspritzen kann. Ein Niederdruckbereich des Einspritzsystems kann sich z.B. von dem Kraftstofftank bis zu den Druckerzeugern der einzelnen Zylinderbänke erstrecken. In dem Niederdruckbereich, beispielsweise in einem Zulauf der Druckerzeuger, kann eine Temperatursensor angeordnet sein, der die Kraftstofftemperatur während eines Betriebs des Verbrennungsmotors erfasst. Ein Hochdruckbereich des Einspritzsystems kann sich z.B. gemäß einer Anzahl Zylinderbänke des Verbrennungsmotors auf mehrere Teil-Hochdruckbereiche aufteilen, die sich jeweils von der Hochdruckpumpe bis zu dem mindestens einen Injektor im Hochdruckspeicher der jeweiligen Zylinderbank erstrecken. Die Erfindung ermöglicht es, eine Kraftstofftemperatur in unterschiedlichen Bauteilen der Teil-Hochdruckbereiche des Einspritzsystems mit hoher Genauigkeit zu berechnen. Dazu kann eine Kraftstofftemperatur im Niederdruckbereich des Einspritzsystems mittels des Temperatursensors gemessen und die Kraftstofftemperatur in den einzelnen Bauteilen der Teil-Hochdruckbereiche ausgehend von der gemessenen Kraftstofftemperatur mittels einer Energiebilanz in jedem Bauteil, berechnet werden. Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird zur Erstellung eines Kraftstofftemperaturmodells zunächst eine Kraftstofftemperatur in einem oder mehreren Bauteilen des Einspritzsystems an jeder Zylinderbank des Verbrennungsmotors gemessen. Die ein oder mehreren Bauteile können zweckmäßigerweise Bauteile in den einzelnen Teil-Hochdruckbereichen des Einspritzsystems sein, in denen die Kraftstofftemperatur nachfolgend von dem Kraftstofftemperaturmodell mittels der Energiebilanz berechnet werden soll. Insbesondere kann die Kraftstofftemperatur in der Hochdruckpumpe, in der Verbindung bzw. Leitung von der Hochdruckpumpe zum Hochdruckspeicher (auch als Hochdruckleitung bezeichnet), im Hochdruckspeicher, in der Verbindung bzw. Leitung von dem Hochdruckspeicher zu dem mindestens einen Injektor (auch als Injektorleitung bezeichnet) und im Injektor jedes Teil-Hochdrucksystems gemessen werden. Dazu können z.B. an bzw. in den einzelnen Bauteilen Temperatursensoren, z.B. Thermoelemente, derart angebracht sein, dass sie eine Kraftstofftemperatur im Inneren