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Gebiet der Erfindung
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Beispielhafte
Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung betreffen im Allgemeinen Dieselkraftstoffsysteme
und insbesondere Systeme zur Überwachung
des Kristallisationspunkts von Dieselkraftstoff.
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Hintergrund
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Bei
relativ kalten Umgebungstemperaturen kann Dieselkraftstoff aufgrund
der Bildung von Wachskristallen teilweise fest werden (gelieren).
Das Gelieren des Kraftstoffs kann die Motorleistung beeinflussen,
was das Hervorrufen des Einstellens der Arbeit des Motors umfasst.
Die Bildung von Wachskristallen lässt den Kraftstoff trüb werden.
Die Kristallisationspunkt-Temperatur des Kraftstoffs ist die Temperatur,
bei der sich die Wachskristalle zu bilden beginnen. Die Kristallisationspunkt-Temperatur
von Dieselkraftstoff kann selbst bei einem Kraftstoff der gleichen
Sorte (d. h. Diesel Nr. 2) stark schwanken und schwankt auch stark,
wenn Biodiesel-Kraftstoffe mit Dieselkraftstoff vermischt werden.
Dieselkraftstoffe werden im Allgemeinen so gemischt, dass sie eine
Kristallisationspunkt-Temperatur
aufweisen, die für
den Ort geeignet ist, an dem der Kraftstoff verkauft wird. Daher
kann es wünschenswert
sein, die Kristallisationspunkt-Temperatur des Dieselkraftstoffs
zu detektieren und zu überwachen,
da Fahrzeuge Kraftstoff in einer verhältnismäßig wärmeren Region aufnehmen, in
der Gelieren kein Problem ist, und aufgrund ihrer großen Reichweite
den für
die wärmere
Region gemischten Kraftstoff in verhältnismäßig kältere Regionen mitführen, in
denen Gelieren möglich
ist. Ein Problem in Verbindung mit manchen bestehenden Kristallisationspunkt-Überwachungsvorrichtungen liegt
darin, dass sich Wachskristalle so bilden können, dass sie in dem Dieselkraftstoff
nicht detektiert werden können,
was zu einer ungenauen Ermittlung der Kristallisationspunkt-Temperatur führt, wodurch
die Fähigkeit
beschränkt
wird, geeignete Maßnahmen
zu ergreifen, um ein Gelieren des Dieselkraftstoffs zu verhindern.
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Demgemäß ist es
wünschenswert,
Kristallisationspunkt-Überwachungssysteme
mit verbesserter Genauigkeit bezüglich
Detektion und Überwachung
der Kristallisationspunkt-Temperatur zu entwickeln.
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Zusammenfassung der Erfindung
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Es
wird ein Kristallisationspunkt-Überwachungssystem
gemäß einer
beispielhaften Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung vorgesehen. Das Kristallisationspunkt-Überwachungssystem
umfasst eine Leitung, die eine erste Öffnung und eine zweite Öffnung aufweist,
wobei die Öffnungen
zum Einlassen von Dieselkraftstoff von einer Kraftstoffleitung in
und durch die Leitung ausgelegt sind. Weiterhin umfasst das Kristallisationspunkt-Überwachungssystem eine in der
Leitung angeordnete Schallquelle. Die Schallquelle ist zum Abgeben
einer Schwingungsschallwelle als Reaktion auf ein erstes Schwingungssignal
von einem Steuergerät
ausgelegt. Das Kristallisationspunkt-Überwachungssystem umfasst weiterhin
einen in der Leitung angeordneten und von der Schallquelle beabstandeten
Schallsensor. Der Schallsensor ist zum Empfangen der von der Schallquelle
abgegebenen Schwingungsschallwelle und zum Erzeugen eines Antwortschwingungssignals
auf die Schwingungsschallwelle ausgelegt. Weiterhin umfasst das
Kristallisationspunkt-Überwachungssystem
einen Temperatursensor, der in der Leitung angeordnet ist und zum
Erzeugen eines Temperatursignals ausgelegt ist, das die Temperatur
des Dieselkraftstoffs in der Leitung anzeigt. Das Kristallpunkt-Überwachungssystem
umfasst weiterhin ein Steuergerät,
das zum Erzeugen und Senden des ersten Schwingungssignals zu der
Schallquelle ausgelegt ist. Das Steuergerät ist weiterhin zum Empfangen
des Antwortschwingungssignals von dem Schallsensor und zum Ermitteln
einer Phasenverschiebung der Schallwelle beruhend auf dem ersten
Schwingungssignal und dem Antwortschwingungssignal ausgelegt. Weiterhin
ist das Steuergerät
zum Empfangen des Temperatursignals von dem Temperatursensor und
dadurch zum Ermitteln eines dem Dieselkraftstoff in der Leitung
zugeordneten Kristallisationspunkt-Temperaturwerts beruhend auf
der Phasenverschiebung der Schwingungswelle und dem Temperatursignal
ausgelegt.
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Es
wird ein Kraftfahrzeug gemäß einer
anderen beispielhaften Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung vorgesehen. Das Kraftfahrzeug umfasst
einen dafür
ausgelegten Dieselmotor, Dieselkraftstoff durch eine Kraftstoffleitung
von einem Kraftstofftank aufzunehmen. Das Kraftfahrzeug umfasst
weiterhin ein Kristallisationspunkt-Überwachungssystem, das einen
Teil des Dieselkraftstoffs von der Kraftstoffleitung aufnimmt. Das
Kristallisationspunkt-Überwachungssystem
umfasst eine Leitung, die eine erste Öffnung und eine zweite Öffnung aufweist,
wobei die Öffnungen
zum Einlassen von Dieselkraftstoff von einer Kraftstoffleitung in
und durch die Leitung ausgelegt sind. Weiterhin umfasst das Kristallisationspunkt-Überwachungssystem
eine in der Leitung angeordnete Schallquelle. Die Schallquelle ist
zum Abgeben einer Schwingungsschallwelle als Reaktion auf ein erstes
Schwingungssignal von einem Steuergerät ausgelegt. Das Kristallisationspunkt-Überwachungssystem
umfasst weiterhin einen in der Leitung angeordneten und von der
Schallquelle beabstandeten Schallsensor. Der Schallsensor ist zum
Empfangen der von der Schallquelle abgegebenen Schwingungsschallwelle
und zum Erzeugen eines Antwortschwingungssignals auf die Schwingungsschallwelle ausgelegt.
Weiterhin umfasst das Kristallisationspunkt-Überwachungssystem einen Temperatursensor,
der in der Leitung angeordnet ist und zum Erzeugen eines Temperatursignals
ausgelegt ist, das die Temperatur des Dieselkraftstoffs in der Leitung
anzeigt. Das Kristallisationspunkt-Überwachungssystem umfasst weiterhin
ein Steuergerät,
das zum Erzeugen und Senden des ersten Schwingungssignals zu der
Schallquelle ausgelegt ist. Das Steuergerät ist weiterhin zum Empfangen
des Antwortschwingungssignals von dem Schallsensor und zum Ermitteln
einer Phasenverschiebung der Schallwelle beruhend auf dem ersten
Schwingungssignal und dem Antwortschwingungssignal ausgelegt. Weiterhin
ist das Steuergerät
zum Empfangen des Temperatursignals von dem Temperatursensor und
dadurch zum Ermitteln eines dem Dieselkraftstoff in der Leitung
zugeordneten Kristallisationspunkt-Temperaturwerts beruhend auf
der Phasenverschiebung der Schwingungswelle und dem Temperatursignal
ausgelegt.
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Kurzbeschreibung der Zeichnungen
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Andere
Merkmale, Vorteile und Einzelheiten gehen lediglich beispielhaft
aus der folgenden Beschreibung von Ausführungsformen hervor, wobei die
Beschreibung auf die Zeichnungen verweist. Hierbei zeigen:
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1 ein
Schaubild eines Fahrzeugs mit einem Kristallisationspunkt-Überwachungssystem
gemäß einer
beispielhaften Ausführungsform;
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2 ein
Schaubild des in dem Fahrzeug von 1 genutzten
Kristallisationspunkt-Überwachungssystems;
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3 ein
Signalschaubild einer Schallwellen-Phasenverschiebung in dem Kristallisationspunkt-Überwachungssystem
von 2;
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4 einen
Graph von Kurven, die eine Geschwindigkeit von Schall in einer ersten
und zweiten Dieselkraftstoffsorte bei sich ändernden Temperaturen veranschaulichen;
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5 ein
Flussdiagramm eines Verfahrens zum Ermitteln eines Kristallisationspunkt-Temperaturwerts
für Dieselkraftstoff
nach einer anderen beispielhaften Ausführungsform; und
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6 ein
Schaubild eines anderen Kristallisationspunkt-Überwachungssystems nach einer
anderen beispielhaften Ausführungsform.
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Beschreibung der Ausführungsformen
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Unter
Bezug auf 1 ist ein Kraftfahrzeug 10 mit
einem Kristallisationspunkt-Überwachungssystem 30 nach
einer beispielhaften Ausführungsform
vorgesehen. Das Kraftfahrzeug 10 umfasst weiterhin einen
Motor 20, eine Kraftstoffeinspritzvorrichtung 21,
eine Kraftstoffpumpe 22, einen Kraftstofffilter 24,
einen Kraftstofftank 26, eine Förderpumpe 28, Rohrleitungen 40, 42, 44, 46, 48, 50, 52,
die verschiedene der vorstehend erwähnten Komponenten zur Übermittlung
von Dieselkraftstoff zwischen diesen und einer Dieselkraftstoffleitung 38 fluidverbinden. Die
Leitungen 38, 42, 44, 46, 48, 50 und 52 sind
hierin als Rohrleitungen beschrieben, doch kann jede geeignete Leitung
eingesetzt werden, einschließlich Lei tungen
von anderen Querschnittformen. Der Dieselkraftstoffleitung 38 ist
ein Kristallisationspunkt-Überwachungssystem 30 zugeordnet,
das zum Ermitteln und Überwachen
einer Kristallisationspunkt-Temperatur für vom Fahrzeug 10 genutzten Dieselkraftstoff
vorgesehen ist. Während
das Kristallisationspunkt-Überwachungssystem 30 in
den gezeigten beispielhaften Ausführungsformen der Dieselkraftstoffleitung 38 zugeordnet
ist, hält
man eine Zuordnung zu anderen Rohrleitungen eines Kraftstoffsystems
ebenfalls für
möglich
und innerhalb des Schutzumfangs der vorliegenden Erfindung liegend. Während es
in den verschiedenen hierin beschriebenen beispielhaften Ausführungsformen
in Verbindung mit dem Motor 20 für das Fahrzeug 10 veranschaulicht
ist, kann das Kristallisationspunkt-Überwachungssystem 30 ferner
in Kraftstoffsystemen für
alle Arten von Dieselmotoren eingesetzt werden.
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Die
Kraftstoffeinspritzvorrichtung 21, die Kraftstoffpumpe 22,
der Kraftstofffilter 24, der Kraftstofftank 26,
die Kraftstoffpumpe 28, die Rohrleitungen 40, 42, 44, 46, 48, 50 und 52,
die Dieselkraftstoffleitung 38 und das Überwachungssystem 30 sind Elemente
eines Kraftstoffsystems zum Versorgen des Motors 20 mit
Dieselkraftstoff. Die Förderpumpe 28 steht
mit der Rohrleitung 40 und der Dieselkraftstoffleitung 38 in
Fluidverbindung. Die Förderpumpe 28 ist
zum Pumpen von Dieselkraftstoff von dem Kraftstofftank 26 durch
die Rohrleitung 40 und die Dieselkraftstoffleitung 38 zu
dem Kraftstofffilter 24 ausgelegt.
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Der
Kraftstofffilter 24 steht mit der Dieselkraftstoffleitung 38 und
den Rohrleitungen 42, 50 in Fluidverbindung. Der
Kraftstofffilter 24 ist zum Filtern des dadurch strömenden Dieselkraftstoffs
und zum Strömenlassen
eines Teils des Dieselkraftstoffs durch die Rohrleitung 42 zu
der Kraftstoffpumpe 22 ausgelegt. Weiterhin ist der Kraftstofffilter 24 dafür ausge legt,
einen Teil des aufgenommenen Dieselkraftstoffs durch die Rohrleitungen 50, 52 zu
dem Kraftstofftank 26 zurückzuleiten.
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Die
Kraftstoffpumpe 22 steht mit den Rohrleitungen 42, 44 und 48 in
Fluidverbindung. Die Kraftstoffpumpe 22 ist zum Pumpen
von Dieselkraftstoff durch die Rohrleitung 44 zu der Kraftstoffeinspritzvorrichtung 21 ausgelegt.
Der Druck des Dieselkraftstoffs in der Rohrleitung 44 liegt
bei einem verhältnismäßig hohen
Druckwert. Die Dieselpumpe 22 ist weiterhin dafür ausgelegt,
etwas verbleibenden Dieselkraftstoff durch die Rohrleitungen 48, 52 zu
dem Kraftstofftank 26 zurückzuleiten.
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Die
Kraftstoffeinspritzvorrichtung 26 ist mit dem Motor 20 wirkverbunden
und steht mit den Rohrleitungen 44, 46 in Fluidverbindung.
Die Kraftstoffeinspritzvorrichtung 21 ist zum Aufnehmen
von Dieselkraftstoff von der Kraftstoffpumpe 22 mittels
der Rohrleitung 44 bei einem verhältnismäßig hohen Druckwert ausgelegt.
Die Kraftstoffeinspritzvorrichtung 21 ist weiterhin dafür ausgelegt,
einen ersten Teil des aufgenommenen Dieselkraftstoffs in den Motor 20 einzuspritzen.
Ein zweiter Teil des von der Kraftstoffeinspritzvorrichtung 21 aufgenommenen Dieselkraftstoffs
wird durch die Rohrleitungen 46, 52 zurück zu dem
Kraftstofftank 26 geleitet.
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Unter
Bezug auf 3 wird nun vor dem Vorsehen
einer näheren
Erläuterung
des Kristallisationspunkt-Überwachungssystems 30 ein
allgemeiner Überblick
der physikalischen Eigenschaften von Schallwellen in Dieselkraftstoff
dargelegt. Wenn sich ein Schwingungsschallwellensignal, dargestellt durch
Kurve 96, durch ein Medium wie Dieselkraftstoff von einer
Schallwellenquelle, typischerweise einem Wandler wie zum Beispiel
einem Lautsprecher, zu einem Schallwellenempfänger, typischerweise einem
Wandler wie zum Beispiel einem Mikrofon, ausbreitet, der von der
Quelle beabstandet ist und das durch Kurve 97 dargestellte
Schwingungsschall wellensignal empfängt, ergibt sich eine Phasenverschiebung.
Die Phasenverschiebung steht mit der Geschwindigkeit von Schall
in dem Medium, dem Abstand zwischen der Quelle und dem Empfänger und der
Frequenz des Schwingungsschallwellensignals in Verbindung. Wie in 4 gezeigt ändert sich
ferner in einem Medium, wie flüssigem
Dieselkraftstoff oder Biodieselkraftstoff, die Dichte als Funktion
von Temperatur, wobei sie im Allgemeinen mit sinkender Temperatur
steigt, was zu einem Anstieg der Geschwindigkeit von Schall in dem
Kraftstoff und einer Abnahme der Phasenverschiebung zwischen dem Quellensignal
und dem empfangenen Signal führt. Insbesondere
wenn Dieselkraftstoff bei oder unter einer Kristallisationspunkt-Temperatur
liegt, tritt eine Phasenänderung
auf, so dass sich in dem Dieselkraftstoff Wachskristalle bilden,
und er wechselt von einem flüssigen
zu einem wachsartigen halbfesten Zustand. Dieser Wechsel lässt den
Kompressionsmodul des Kraftstoffs drastisch ansteigen, was die Geschwindigkeit
von Schall durch den Kraftstoff merklich steigert und die Phasenverschiebung
merklich mindert. Unter Bezug auf 4 ist diese
ausgeprägte Änderung
der Schallgeschwindigkeit in beispielhaften grafischen Darstellungen
der Schallgeschwindigkeit als Funktion von Temperatur für eine Biodiesel-Formulierung 142 und
eine Dieselformulierung Nr. 2 144 durch Wendepunkte 143 bzw. 145 wiedergegeben.
Bei diesen Formulierungen sind bei einer vorgegebenen Auslegung
von Quellen- und Detektorbeabstandung sowie Schallwelleneingang
die Phasenverschiebungen, die bei Temperaturen über oder rechts von den jeweiligen
Wendepunkten auftreten, größer als
die Phasenverschiebungen, die bei Temperaturen unter oder links
von dem Wendepunkt auftreten. Wenn somit bei einer bestimmten Formulierung
die Größenordnung
der Phasenverschiebung der gesendeten Schwingungsschallwelle kleiner
ist als eine vorbestimmte Phasenverschiebung, wie sie dem Wendepunkt
zugeordnet ist, liegt der Dieselkraftstoff bei oder unter einer
Kristallisationspunkt-Temperatur.
Die Schwingungsschallwellen, die sich durch Dieselkraftstoff ausbreiten,
zugeordnete vorstehende Phasenverschiebungseigenschaft wird von
dem Kristallisationspunkt-Überwachungssystem 30 zum
Ermitteln der Kristallisationspunkt-Temperatur des Dieselkraftstoffs
genutzt.
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Unter
Bezug auf 2 wird das Kristallisationspunkt-Überwachungssystem 30,
das eine Kristallisationspunkt-Temperatur von Dieselkraftstoff ermittelt,
nun näher
erläutert.
Das Kristallisationspunkt-Überwachungssystem 30 umfasst
Rohrleitungen 70, 72, 74, eine Schallwellenquelle
oder Abgabevorrichtung, beispielsweise einen elektrischen Lautsprecher 80,
eine thermische Vorrichtung 82, einen Schallsensor, beispielsweise
ein Mikrofon 84, einen Temperatursensor 86, einen
Filter 88, ein Steuergerät 90, eine Anzeigevorrichtung 92 und
eine Speichervorrichtung 94. Das Kristallisationspunkt-Überwachungssystem 30 steht
mit der Dieselkraftstoffleitung 38 in Fluidverbindung und
nimmt einen Teil des durch die Dieselkraftstoffleitung 38 strömenden Dieselkraftstoffs
auf, um die Kristallisationspunkt-Temperatur des Dieselkraftstoffs
zu ermitteln.
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Die
Rohrleitung 72 ist zwischen der Dieselkraftstoffleitung 38 und
der Rohrleitung 70 angeordnet. Die Rohrleitung 72 ist
zum Aufnehmen eines Teils des durch die Dieselkraftstoffleitung 38 strömenden Dieselkraftstoffs
mittels der Öffnung 118 in dem
Endabschnitt 110 der Dieselkraftstoffleitung 38 und
zum Leiten dieses Teils des Dieselkraftstoffs durch die Öffnung 104 und
in die Rohrleitung 70 ausgelegt. Die Öffnung 104 ist nahe
dem ersten Ende 100 der Rohrleitung 70 angeordnet.
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Die
Rohrleitung 74 ist zwischen der Dieselkraftstoffleitung 38 und
der Rohrleitung 70 angeordnet. Die Rohrleitung 74 ist
zum Aufnehmen des Dieselkraftstoffs in der Rohrleitung 70 mittels
der Öffnung 106 in
dem zweiten Ende 102 der Rohrleitung 70 und zum
Leiten des Dieselkraftstoffs durch die Öffnung 120 und zurück in die
Dieselkraftstoffleitung 38 ausge legt. Die Öffnung 106 ist
nahe dem zweiten Ende 102 der Rohrleitung 70 angeordnet.
Dadurch strömt
Dieselkraftstoff durch die Leitung 70 von dem ersten Ende 100 zu
dem zweiten Ende 102.
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In
einer bevorzugten Konfiguration ist die Schallwellenquelle in Form
des elektrischen Lautsprechers 80 an dem Ende 100 der
Rohrleitung 70 angeordnet und ist so ausgelegt, dass sie
für die Übermittlung
von Schallwellen in den Dieselkraftstoff in der Rohrleitung 70 einsetzbar
ist. Der elektrische Lautsprecher 80 ist zum Abgeben einer
Schwingungsschallwelle 81 mit einer vorbestimmten Frequenz
in der Rohrleitung 70, die sich hin zu dem zweiten Ende 102 der
Rohrleitung 70 ausbreitet, als Reaktion auf das Empfangen
eines Schwingungssteuersignals von dem Steuergerät 90 ausgelegt.
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Die
thermische Vorrichtung 82 ist benachbart zu der Rohrleitung 70 angeordnet
und ist zum Kühlen der
Rohrleitung 70 und des Dieselkraftstoffs darin als Reaktion
auf das Empfangen eines Steuersignals von dem Steuergerät 90 ausgelegt.
In einer beispielhaften Ausführungsform
ist die thermische Vorrichtung 82 eine Peltier-Zelle, innerhalb
des Schutzumfangs der vorliegenden Erfindung können aber auch andere geeignete
Mittel zum Kühlen
eingesetzt werden.
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Der
Schallsensor in Form des Mikrofons 84 ist von der Schallwellenquelle 80 beabstandet
und kann nahe dem zweiten Ende 102 der Rohrleitung 70 angeordnet
sein. Das Mikrofon 84 ist zum Empfangen der Schwingungsschallwelle 81 und
zum Erzeugen eines Antwortschwingungssignals, das die Frequenz der
Welle als Antwort darauf anzeigt, ausgelegt. Das Mikrofon 84 überträgt das Schwingungssignal
zu dem Steuergerät 90.
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Der
Temperatursensor 86 ist an der Rohrleitung 70 angeordnet
und steht mit dem Dieselkraftstoff darin in Fluidverbindung. Der
Temperatursensor 86 ist zum Erzeugen eines Signals ausgelegt,
das eine Temperatur des Dieselkraftstoffs in der Rohrleitung 70 anzeigt
und das von dem Steuergerät 90 empfangen
wird. In einer beispielhaften Ausführungsform umfasst der Temperatursensor 88 ein Thermoelement.
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Der
Filter 88 ist über
die Öffnung 120 der
Dieselkraftstoffleitung 38 angeordnet. Der Filter 88 ist dafür ausgelegt,
Wachskristalle zurückzuhalten,
die in dem durch die Rohrleitung 70 strömenden Dieselkraftstoff in
Verbindung mit dem Arbeiten der thermischen Vorrichtung 82 gebildet
werden können.
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Das
Steuergerät 90 ist
mit dem Lautsprecher 80, der thermischen Vorrichtung 82,
dem Mikrofon 84, dem Temperatursensor 86, der
Anzeigevorrichtung und der Speichervorrichtung 94 elektrisch
verbunden und für
Signalübermittlung
mit diesen einsetzbar. Das Steuergerät 90 ist mm Ermitteln
einer Kristallisationspunkt-Temperatur des Dieselkraftstoffs beruhend
auf von dem Temperatursensor 86 und dem Mikrofon 84 empfangenen
Signalen ausgelegt, wie nachstehend näher erläutert wird. In einer beispielhaften
Ausführungsform
umfasst das Steuergerät 90 einen
Mikroprozessor. Die Speichervorrichtung 94 ist vorgesehen,
um von dem Steuergerät 90 erzeugte
Daten und Werte darin zu speichern. Die Anzeigevorrichtung 92 ist
vorgesehen, um von dem Steuergerät 90 erzeugte
Daten und Werte anzuzeigen.
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Die
Dieselkraftstoffleitung 38 umfasst den Endabschnitt 110,
den Endabschnitt 112 und einen begrenzten Abschnitt 114.
Der begrenzte Abschnitt 114 ist zwischen den Endabschnitten 110, 112 angeordnet.
Der begrenzte Abschnitt 114 bewirkt einen Druckabfall in
der Dieselleitung 38, was den Dieselkraftstoff durch die
Rohrleitungen 72, 70 und 74 von dem Endabschnitt 110 zu
dem Endabschnitt 112 strömen lässt. Das Kristallisationspunkt-Überwachungssystem 30 der
vorliegenden Erfindung ist besonders vorteilhaft, da es eine Messung
der Kristallisationspunkt-Temperatur des Kraftstoffs in einer Leitung,
die den im gesamten Kraftstoffsystem verwendeten Leitungen ähnlich ist,
und unter ähnlichen
Fluidstrombedingungen ermöglicht,
wodurch jede Wirkung der Fluidstrombedingungen auf die Messung der
Kristallisationspunkt-Temperatur verringert oder beseitigt wird.
Das Kristallisationspunkt-Überwachungssystem 30 befindet
sich jedoch in einem separaten Zweig des Kraftstoffsystems und zugeordneter
Kraftstoffleitungen, so dass der Prozess des Überwachens und die Bildung
von Wachskristallen eine minimale Auswirkung auf die Leistung des
Kraftstoffsystems hat. Zum Beispiel beeinflusst eine der Überwachung
und der Bildung von Wachskristallen in dem Kraftstoff zugeordnete
Abnahme des Stroms nur den Strom durch das Kristallisationspunkt-Überwachungssystem 30 und
nicht durch das gesamte Kraftstoffsystem.
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Unter
Bezug auf 2 und 5 wird nun ein
Flussdiagramm eines Verfahrens zum Ermitteln eines Kristallisationspunkt-Temperaturwerts
für Dieselkraftstoff
gemäß einer
anderen beispielhaften Ausführungsform
unter Bezug auf die Schritte 160–194 erläutert. Bei
Schritt 160 nimmt die Rohrleitung 70 Dieselkraftstoff
darin auf. Die Rohrleitung 70 weist ein erstes Ende 100 und
ein zweites Ende 102 auf. Der Dieselkraftstoff strömt durch
die Rohrleitung 70 von dem ersten Ende 100 zu
dem zweiten Ende 102, wo er mit dem Temperatursensor 86 in
Fluidverbindung steht. Bei Schritt 162 empfängt das
Steuergerät 90 ein
erstes Signal von dem Temperatursensor 86, das eine Temperatur
des Dieselkraftstoffs in der Rohrleitung 70 anzeigt, und
ermittelt beruhend auf dem ersten Signal einen ersten Temperaturwert. Bei
Schritt 164 nimmt das Steuergerät 90 eine Bestimmung
vor, ob der erste Temperaturwert innerhalb eines ersten vor bestimmten
Temperaturbereichs oder alternativ bei oder unter einer Solltemperatur liegt.
Diese Beurteilung der ersten Temperatur dient zum Ermitteln, ob
die Kraftstofftemperatur eine Temperatur erreicht hat, bei der es
wünschenswert
ist, eine Bewertung der Kristallisationspunkt-Temperatur zu beginnen. In einer beispielhaften
Ausführungsform
ist der erste vorbestimmte Temperaturbereich ein Temperaturbereich,
der kleiner oder gleich 10°C ist.
Es werden natürlich
hierin andere Temperaturbereiche in Betracht gezogen. Wenn der Wert
von Schritt 164 gleich „Ja” ist, rückt das Verfahren zu Schritt 166 vor.
Ansonsten kehrt das Verfahren zu Schritt 162 zurück. Bei
Schritt 166 erzeugt das Steuergerät 90 ein erstes Schwingungssignal,
um den elektrischen Lautsprecher 80 zum Abgeben einer Schwingungsschallwelle
von dem ersten Ende 100 der Rohrleitung 70 hin
zu dem zweiten Ende 102 der Rohrleitung 70 zu
veranlassen. Bei Schritt 168 empfängt das Steuergerät 90 als
Reaktion auf die erste Schwingungsschallwelle ein zweites Schwingungssignal
von dem Mikrofon 84, das nahe dem zweiten Ende 102 der
Rohrleitung 70 angeordnet ist. Bei Schritt 170 ermittelt
das Steuergerät 90 beruhend
auf dem ersten und zweiten Schwingungssignal einen ersten Phasenverschiebungswert.
Der erste Phasenverschiebungswert zeigt eine Phasendifferenz zwischen
dem ersten und zweiten Schwingungssignal an. Bei Schritt 172 erzeugt
das Steuergerät 90 ein
Signal, um die thermische Vorrichtung 82 zum Kühlen des
Dieselkraftstoffs in der Rohrleitung 70 zu veranlassen.
Bei Schritt 180 empfängt
das Steuergerät 90 ein
Signal von dem Temperatursensor 86, das eine Temperatur
des Dieselkraftstoffs in der Rohrleitung 70 anzeigt, und
ermittelt beruhend auf dem Signal von dem Temperatursensor einen
zweiten Temperaturwert. Bei Schritt 182 nimmt das Steuergerät 90 eine
Bestimmung vor, ob der zweite Temperaturwert kleiner als oder gleich
dem ersten Temperaturwert minus 2°C
oder einem anderem Dekrementwert ist. Wenn der Wert von Schritt 182 gleich „Ja” ist, rückt das
Verfahren zu Schritt 184 vor. Ansonsten kehrt das Verfahren
zu Schritt 180 zurück.
Bei Schritt 184 erzeugt das Steuergerät 90 ein drittes Schwingungssignal,
um den elektrischen Lautsprecher 80 zum Abgeben einer zweiten
Schwingungsschallwelle von dem ersten Ende 100 der Rohrleitung 70 hin
zu dem zweiten Ende 102 der Rohrleitung 70 veranlassen. Bei
Schritt 186 empfängt
das Steuergerät 90 als
Reaktion auf die zweite Schwingungsschallwelle ein viertes Schwingungssignal
von dem Mikrofon 84, das nahe dem zweiten Ende 102 der
Rohrleitung 70 angeordnet ist. Bei Schritt 188 ermittelt
das Steuergerät 90 beruhend
auf dem dritten und vierten Schwingungssignal einen zweiten Phasenverschiebungswert.
Der zweite Phasenverschiebungswert zeigt eine Phasendifferenz zwischen
den Schwingungssignalen an. Bei Schritt 190 nimmt das Steuergerät 90 eine
Bestimmung vor, ob die folgende Bedingung vorliegt: erster Phasenverschiebungswert – zweiter Phasenverschiebungswert
ist größer als
ein Schwellenphasenverschiebungswert. Der Schwellenphasenverschiebungswert
wird so gewählt,
dass er anzeigt, dass der Dieselkraftstoff eine Kristallisationspunkt-Temperatur
aufweist. Wenn der Wert von Schritt 190 gleich „Ja” ist, rückt das
Verfahren zu Schritt 192 vor. Ansonsten kehrt das Verfahren
zu Schritt 180 zurück.
Bei Schritt 192 setzt das Steuergerät 90 einen Kristallisationspunkt-Temperaturwert gleich
dem zweiten Temperaturwert und (i) zeigt den Kristallisationspunkt-Temperaturwert auf
der Anzeigevorrichtung 92 an und (ii) speichert den Kristallisationspunkt-Temperaturwert
in der Speichervorrichtung 94. Bei Schritt 194 unterbindet
das Steuergerät 90 das
Erzeugen des Signals, um die thermische Vorrichtung 82 auszulösen, wodurch
das Kühlen
des Dieselkraftstoffs in der Rohrleitung 70 beendet wird. Die
Schritte des Verfahrens können
in Verbindung mit dem Betrieb des Fahrzeugs 10 oder des
Motors 20 ständig
wiederholt werden.
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Da
die thermische Vorrichtung 82 gesteuert werden kann, um
die Leitung entweder zu beheizen oder zu kühlen, wird angenommen, dass
das Wesen der vorstehend beschriebenen Ausführungsform aus dem Nutzen von
zwei Phasenverschiebungswerten besteht, die zwei Kraftstofftemperaturen
zugeordnet sind, um eine Kristallisationspunkt-Temperatur des Dieselkraftstoffs
zu ermitteln. Dies kann verallgemeinert werden, wobei das Steuergerät zum Ermitteln
eines ersten Temperaturwerts beruhend auf einem ersten Temperatursignal
und einem diesem zugeordneten ersten Phasenverschiebungswert, zum Ändern der
Temperatur des Dieselkraftstoffs in der Leitung und zum Ermitteln
eines zweiten Temperaturwerts beruhend auf einem zweiten Temperatursignal
und einem diesem zugeordneten zweiten Phasenverschiebungswert und
zum Setzen des Kristallisationspunkt-Temperaturwerts beruhend auf
einem Schwellenphasenverschiebungswert, der mit dem ersten Temperaturwert
und dem zweiten Temperaturwert in Zusammenhang steht, gleich dem
ersten Temperaturwert oder dem zweiten Temperaturwert ausgelegt ist.
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Unter
Bezug auf 6 wird nun ein Kristallisationspunkt-Überwachungssystem 230,
das eine Kristallisationspunkt-Temperatur von Dieselkraftstoff gemäß einer
anderen beispielhaften Ausführungsform
der Erfindung ermittelt, erläutert.
Abgesehen von den nachstehenden Angaben sind die Elemente des Systems 230 identisch
mit denen des vorstehenden Systems 30 und haben die gleichen
Funktionen wie diese und wurden der Klarheit halber mit 200 indiziert.
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Das
Kristallisationspunkt-Überwachungssystem 230 umfasst
Rohrleitungen 270, 272, 274, einen elektrischen
Lautsprecher 280, eine thermische Vorrichtung 282,
ein Mikrofon 284, einen Temperatursensor 286,
einen Filter 288, ein Steuergerät 290, eine Anzeigevorrichtung 292 und
eine Speichervorrichtung 294. Das Kristallisationspunkt-Überwachungssystem 230 steht
mit der Dieselkraftstoffleitung 238 in Fluidverbindung
und nimmt einen Teil des durch die Dieselkraftstoffleitung 238 strömenden Dieselkraftstoffs
auf, um die Kristallisationspunkt-Temperatur des Dieselkraftstoffs
zu ermitteln. Die Dieselkraftstoffleitung 238 umfasst Endabschnitte 310, 312 und
einen zwischen den Endabschnitten 310, 312 angeordneten
Venturi-Abschnitt 314.
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Der
Hauptunterschied zwischen dem Kristallisationspunkt-Überwachungssystem 230 und
dem Kristallisationspunkt-Überwachungssystem 30 besteht
darin, dass das rohrförmige
Element 270 in Längsrichtung
eine kürzere
Länge als
das rohrförmige
Element 70 aufweisen kann. Ferner verläuft das rohrförmige Element 274 von
dem rohrförmigen
Element 270 zu dem Venturi-Abschnitt 314 der Dieselkraftstoffleitung 238,
statt des sich von dem rohrförmigen
Element 70 zu dem Endabschnitt 112 der Dieselkraftstoffleitung 38 erstreckenden
rohrförmigen Elements 74.
Die Betriebsfunktionalität
des elektrischen Lautsprechers 280, der thermischen Vorrichtung 282,
des Mikrofons 284, des Temperatursensors 286,
des Filters 288, des Steuergeräts 290, der Anzeigevorrichtung 292 und
der Speichervorrichtung 294 ähnelt im Wesentlichen der Betriebsfunktionalität des elektrischen
Lautsprechers 80, der thermischen Vorrichtung 82,
des Mikrofons 84, des Temperatursensors 86, des
Filters 88, des Steuergeräts 90, der Anzeigevorrichtung 92 bzw.
der Speichervorrichtung 94.
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Die
Kristallisationspunkt-Überwachungssysteme
zum Ermitteln eines Kristallisationspunkt-Temperaturwerts für Dieselkraftstoff
dieser Erfindung stellt einen wesentlichen Vorteil gegenüber anderen Systemen
und Verfahren dar. Die hierin offenbarten Kristallisationspunkt-Überwachungssysteme
sehen insbesondere eine technische Wirkung des Nutzens eines Phasenverschiebungswerts
vor, der ein Hinweis auf eine Phasenverschiebung einer sich durch Dieselkraftstoff
ausbreitenden Schall welle zum Ermitteln eines Kristallisationspunkt-Temperaturwerts ist,
der eine Kristallisationspunkt-Temperatur des Dieselkraftstoffs
anzeigt.
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Während die
Schallquellen, Schallsensoren, Temperatursensoren und thermischen
Vorrichtungen in den mehreren beispielhaften Ausführungsformen in
den jeweiligen Positionen veranschaulicht sind, die unter Bezug
auf die jeweiligen ersten Enden und zweiten Enden der Rohrleitungen
gezeigt sind, wird angenommen, dass die (nicht gezeigten) Ausführungsformen,
die die relativen Positionen dieser Elemente abwandeln oder verändern, ebenfalls
gemäß der vorliegenden
Erfindung funktionieren und innerhalb des Schutzumfangs derselben
liegen.
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Während die
Erfindung unter Bezug auf beispielhafte Ausführungsformen beschrieben wurde, versteht
sich für
den Fachmann, dass verschiedene Änderungen
vorgenommen werden können,
und an Stelle von Elementen derselben Entsprechungen treten können, ohne
vom Schutzumfang der Erfindung abzuweichen. Zudem können viele
Abwandlungen vorgenommen werden, um eine bestimmte Situation oder
ein bestimmtes Material an die Lehren der Erfindung anzupassen,
ohne vom wesentlichen Schutzumfang derselben abzuweichen. Daher
soll die Erfindung nicht auf die bestimmten Ausführungsformen beschränkt sein,
die zum Ausführen
dieser Erfindung offenbart sind, sondern die Erfindung soll alle
Ausführungsformen
umfassen, die in den Schutzumfang der beigefügten Ansprüche fallen. Zudem wird die
Verwendung der Begriffe erstes, zweites, etc. zum Unterscheiden
eines Elements von einem anderen genutzt. Weiterhin bedeutet die
Verwendung der Begriffe ein, eine, etc. nicht eine Mengenbeschränkung, sondern
bedeutet das Vorhandensein mindestens eines der erwähnten Elemente.