BRPI0904545A2

BRPI0904545A2 - processo e dispositivo para determinaÇço do teor de Álcool de um combustÍvel

Info

Publication number: BRPI0904545A2
Application number: BRPI0904545-7A
Authority: BR
Inventors: Andreas Krauss; Gottfried Flik
Original assignee: Bosch Gmbh Robert
Priority date: 2009-01-08
Filing date: 2009-11-26
Publication date: 2013-07-02
Also published as: DE102009000070A1

Abstract

PROCESSO E DISPOSITIVO PARA DETERMINAÇçO DO TEOR DE ÁLCOOL DE UM COMBUSTÍVEL. A presente invenção provê um processo para determinação do teor de álcool de um combustível para um motor de combustão interna. Innicialmente, são determinadas uma grandeza de transporte, referente ao transporte do combustível por um dispositivo de suprimento de combustível do motor de combustão interna, e uma grandeza de pressão, referente à pressão de combustível produzida pelo dispositivo de suprimento de combustível. Em seguida, é calculado o teor de álcool com base na grandeza de transporte e na grandeza de pressão. A invenção provê ainda, sob outros aspectos, um produto de programa de computador para execução do processo e um dispositivo para determinação do teor de álcool de um combustível para um motor de combustão interna. O dispositivo abrange um determinador de grandeza de transporte, que determina uma grandeza de transporte, referente ao transporte do combustível por um dispositivo de suprimento de combustível do motor de combustão interna, um determinador de grandeza de pressão, referente à pressão de combustível produzida pelo dispositivo de suprimento de combustível, e um calculador de teor de álcool, que calcula o teor de álcool com base na grandeza de transporte e na grandeza de pressão.

Description

PROCESSO E DISPOSITIVO PARA DETERMINAÇÃO DO TEOR DE ÁLCOOL

DE UM COMBUSTÍVEL

Estado da técnica

A presente invenção refere-se a um processo e a um dispositivo para determinação do teor de álcool de um combustível para um motor de combustão interna, especialmente do teor de etanol de um combustível Otto. Além disso, a invenção refere-se a um produto de programa de computador para execução do processo.

Modernos veículos automotores, que são apropriados para a operação com combustíveis contendo álcool, podem ser abastecidos com quaisquer misturas de gasolina e álcool, especialmente etanol e/ou metanol. Combustíveis típicas contêm uma mistura de etanol e gasolina em proporções de mistura entre 5 % de teor de álcool, como gasolina de motor atualmente vendida, e 85 % de teor de álcool, como o assim chamado combustível E85. Com o teor de álcool variam o teor de energia e a capacidade de ignição do combustível, especialmente sendo esta última reduzida a baixas temperaturas. Por isso, devem ser ajustados ao teor de álcool parâmetros de controle do motor de combustão interna como p.ex. ângulo de ignição ou quantidades de injeção, para se otimizar a potência e o consumo do motor de combustão interna.

Como, ao se abastecer, o teor de álcool do combustível abastecido nem sempre é conhecido, especialmente quando combustível novo se mistura com restos de combustível já existentes no tanque de combustível, é desejável uma determinação automática do teor de álcool. Todavia, estão associados a consideráveis custos sensores de álcool especiais, que são dispostos no tanque de combustível ou em outros locais do sistema de suprimento de combustível do motor de combustão interna e determinam o teor de álcool p.ex. opticamente ou através de alterações da constante dielétrica ou da condutibilidade elétrica.

Em operação estacionária de modernos motores de combustão interna, que são equipados com uma sonda lambda no trato do gás de descarga, através de um circuito de regulagem do motor de combustão interna podem ser igualmente obtidas informações sobre o teor de álcool do combustível queimado. Em numerosas situações, como p.ex. quando da partida do motor de combustão interna ou após um novo abastecimento com combustível de teor de álcool desconhecido, um tal circuito de regulagem não fornece, porém, informações úteis, de modo que o teor de álcool não pode ser determinado sem um sensor de álcool adicional.

Existe, portanto, demanda de se determinar confiavelmente o teor de álcool do combustível a baixos custos, independentemente do estado operacional do motor de combustão interna.

Descrição da invenção

Por conseguinte, é previsto um processo para determinação do teor de álcool de um combustível para um motor de combustão interna. Inicialmente, são determinadas uma grandeza de transporte, referente ao transporte do combustível por um dispositivo de suprimento de combustível do motor de combustão interna, e uma grandeza de pressão, referente à pressão de combustível produzida pelo dispositivo de suprimento de combustível. A determinação de uma das duas grandezas pode então ocorrer também implicitamente pelo fato de que a grandeza em questão é regulada para um valor predeterminado e apenas a respectivamente outra grandeza é explicitamente determinada. Em seguida, o teor de álcool é calculado com base na grandeza de transporte e da grandeza de pressão.

0 processo segundo a invenção é de baixo custo, pois a grandeza de transporte e a grandeza de pressão, com base nas quais é calculado o teor de álcool, são determinadas no dispositivo de suprimento de combustível do motor de combustão interna, com que o motor de combustão interna está desde logo equipado, e especialmente tampouco é necessário um sensor de álcool especial de qualquer tipo. Além disso, o processo possibilita determinar confiavelmente o teor de álcool do combustível independentemente do estado operacional do motor de combustão interna, pois basta que o dispositivo de suprimento de combustível esteja em operação. Como o processo especialmente não requer examinar gás de descarga, que pode resultar na operação do motor de combustão interna por combustão do combustível, o próprio motor de combustão interna p.ex. pode estar completamente paralisado ou se encontrar também em estados operacionais especiais, como quando de uma partida a frio, em que o teor de álcool do combustível é determinável do gás de descarga. Estando o motor de combustão interna em operação, o transporte de combustível desde logo necessário devido ao consumo corrente de combustível também pode ser conjuntamente usado para a determinação da grandeza de transporte e da grandeza de pressão. Para a determinação da grandeza de transporte e da grandeza de pressão com precisão especialmente elevada, influências eventualmente indesejadas podem ser compensadas por medidas apropriadas, p.ex. na medida em que, quando da determinação do fluxo de combustível de um tempo de injeção do motor de combustão interna, é extraída uma média, para compensar oscilações de pressão quando da injeção do combustível.

Sob outros aspectos estão previstos um produto de programa de computador para execução do processo e um dispositivo para determinação do teor de álcool de um combustível para um motor de combustão interna. O dispositivo abrange um determinador de grandeza de transporte, que determina uma grandeza de transporte, referente ao transporte do combustível por um dispositivo de suprimento de combustível do motor de combustão interna, um determinador de grandeza de pressão, que determina uma grandeza de pressão, referente à pressão de combustível produzida pelo dispositivo de suprimento de combustível, e um calculador de teor de álcool, que calcula o teor de álcool com base na grandeza de transporte e da grandeza de pressão.

Conforme uma execução preferida do processo de segundo a invenção, o dispositivo de suprimento de combustível abrange um módulo de transporte de combustível e/ou uma bomba de alta pressão de combustível, que transporta o combustível. Por exemplo, como grandeza de transporte é determinada uma grandeza de pré-transporte, referente ao transporte do combustível por um módulo de transporte de combustível como p.ex. uma bomba de baixa pressão disposta no tanque de combustível ou em um conduto 3 0 de pré-transporte unido com o tanque de combustível. Alternativamente ou adicionalmente, uma grandeza de transporte de alta pressão pode ser determinada, referente ao transporte do combustível por uma bomba de alta pressão de combustível, que ρ.ex. está conecta a jusante do módulo de transporte de combustível e leva a uma alta pressão o combustível pré-transportado para suprimento de válvulas de injeção. A grandeza de transporte pode também p.ex. ser uma combinação escalar ou vetorial dessas grandes de pré- transporte e de transporte de alta pressão. Como modernos sistemas de suprimento de combustível tipicamente apresentam módulos de pré-transporte de combustível e/ou bombas de alta pressão de combustível tipicamente operados eletricamente, a grandeza de transporte pode ser obtida de maneira simples p.ex. de sinais elétricos de ativação e monitoramento do módulo de pré-transporte de combustível ou da bomba de alta pressão de combustível.

Segundo uma outra execução preferida, a grandeza de transporte apresenta uma tomada de potência do dispositivo de suprimento de combustível ou/e uma corrente volumétrica produzida pelo dispositivo de suprimento de combustível. Isso possibilita determinar a grandeza de transporte de maneira simples por medição de tensão, corrente, freqüência ou sinais elétricos p.ex. dentro de um aparelho de controle do dispositivo de suprimento de combustível.

2 5 Segundo uma outra execução preferida, a grandeza de

pressão apresenta uma pressão de pré-transporte de combustível, uma pressão de injeção de combustível ou/e uma pressão diferencial em um filtro de combustível do dispositivo de suprimento de combustível. Isso possibilita

3 0 determinar a grandeza de pressão de maneira simples p.ex. com sensores de pressão, que desde logo estão previstos no dispositivo de suprimento de combustível. A grandeza de pressão pode, ademais, ser totalmente determinada sem um sensor de pressão, por exemplo pela tomada de potência de uma bomba de alta pressão de combustível, que está conectada a jusante do módulo de pré-transporte de combustível. Como, nesse caso, a tomada de potência da bomba de alta pressão de combustível se altera com a pressão de pré-transporte obtida do módulo de pré- transporte de combustível, é possível empregar a tomada de potência como grandeza de pressão quando do cálculo do teor de álcool.

Segundo uma outra execução preferida, está prevista ainda uma etapa da determinação de uma grandeza de temperatura, referente à temperatura do combustível. 0 cálculo do teor de álcool ocorre com base ainda na grandeza de temperatura. Isso possibilita determinar de modo especialmente preciso o teor de álcool, pois p.ex. variações de viscosidade do combustível com a temperatura, 2 0 que influencia, a grandeza de transporte e a grandeza de pressão, são compensáveis por consideração da grandeza de temperatura.

Segundo uma outra execução preferida, está prevista ainda uma etapa da variação contínua da pressão de

2 5 combustível. A determinação da grandeza de transporte e/ou

da grandeza de pressão se faz continuamente durante a variação. Isso possibilita determinar a grandeza de transporte e a grandeza de pressão para uma pluralidade de valores da pressão de combustível, de modo que em

3 0 comparação com medições estáticas com pressão de combustível essencialmente constante é obtida informação adicional e o teor de álcool é determinável com maior precisão. Por exemplo, a pressão de combustível quando do enchimento e colocação sob pressão do dispositivo de suprimento de combustível é continuamente elevada, até ativar uma válvula de regulagem de pressão, ou a pressão de combustível é p.ex., através da válvula de regulagem de pressão, dinamicamente variada de maneira apropriada ou modulações da pressão de combustível ocorrendo na operação do motor de combustão interna em um recipiente de pressão de combustível são aproveitadas por operações de injeção. De preferência, a variação da pressão de combustível ocorre quando ou antes de um início de operação do motor de combustão interna, para não prejudicar a operação corrente do motor de combustão interna. Uma precisão especialmente alta pode ser alcançada quando a variação da pressão de combustível e a determinação da grandeza de transporte e/ou da grandeza de pressão ocorrem antes do início da operação, pois oscilações de pressão, que se devem a operações de injeção e poderiam prejudicar a determinação da grandeza de pressão, são assim evitadas.

Segundo uma outra execução preferida, estão ainda previstas uma etapa da determinação de um valor comparativo do teor de álcool por um outro processo e uma etapa da calibragem de uma etapa prévia de cálculo para o cálculo do teor de álcool com base na grandeza de transporte na grandeza de pressão. A calibragem ocorre então com base no valor comparativo. Por exemplo, como outro processo pode ser empregado um processo para determinação do teor de álcool com base em um sinal de uma sonda lambda e/ou de outros parâmetros de um sistema de regulagem do motor de combustão interna. Isso possibilita aumentar a precisão com que o teor de álcool é determinado. De preferência, o valor comparativo do teor de álcool pelo outro processo é determinado com base em grandezas de emissão do motor de combustão interna, de modo que a calibragem se baseia em propriedades adicionais do combustível, que são determináveis apenas na operação corrente do motor de combustão interna. Segundo uma outra execução preferida, o dispositivo

segundo a invenção abrange ainda um filtro de combustível ativado em corrente pelo combustível. Como o combustível transportado passa pelo filtro de combustível, sua resistência a fluxo de passagem influencia a grandeza de pressão e/ou a grandeza de transporte determinada, de modo que diferenças na resistência de fluxo de passagem para combustíveis com teor de álcool distinto são utilizáveis para reforço da dependência da grandeza de pressão e/ou grandeza de transporte do teor de álcool. Isso possibilita, 2 0 com dada precisão, com que a grandeza de pressão e/ou a grandeza de transporte são determinadas, calcular o teor de álcool com maior precisão. De preferência, o filtro de combustível apresenta um elemento de filtro com um revestimento para produção de uma resistência de fluxo de 2 5 passagem variável em função do teor de álcool do combustível, o que possibilita uma precisão especialmente alta do cálculo do teor de álcool.

Breve descrição dos desenhos

A presente invenção será explicada a seguir com base em formas de execução preferidas e figuras em apenso. Nas figuras mostram:

Fig. 1 - um diagrama de bloco de um dispositivo para determinação do teor de álcool de um combustível segundo uma forma de execução da invenção;

Fig. 2 - um diagrama de bloco de um dispositivo para determinação do teor de álcool segundo uma outra forma de execução;

Figs. 3A e B - vistas em seção transversal ampliadas, em recorte, de um elemento de filtro de combustível para emprego com a forma de execução da fig. 2, com condução de combustível com distinto teor de álcool; e

Fig. 4 - um fluxograma de um processo para determinação do teor de álcool de um combustível segundo ainda uma outra forma de execução.

Nas figuras, referências iguais designam elementos iguais ou funcionalmente iguais, desde que não seja explicitamente indicado algo diferente.

Formas de execução da invenção

A figura 1 mostra, em representação de bloco esquemática, um dispositivo de suprimento de combustível 106 de um motor de combustão interna 104, que apresenta uma pluralidade de válvulas de injeção 14 0 para injeção de combustível 100 em câmaras de combustão não indicadas do motor de combustão interna 104. 0 dispositivo de suprimento de combustível 106 abrange um recipiente de reserva de combustível 134, que é capaz de ser cheio por uma tubuladura de enchimento 142 com um combustível 100 misto de gasolina e etanol, cujo teor de etanol pode ser livremente selecionado p.ex. dependendo da disponibilidade. Eventualmente, para a operação do motor de combustão interna 104 podem ser predeterminados limites apropriados, dentro dos quais deva se situar o teor de etanol do combustível 100 a ser cheio no recipiente de reserva de combustível 134.

O dispositivo de suprimento de combustível 106

abrange, ainda, um módulo de pré-transporte de combustível 108 disposto no recipiente de reserva de combustível 134, a cuja entrada está conectado um tubo de aspiração 144, que chega até às proximidades de um fundo 14 8 do recipiente de reserva de combustível 134. A uma saída do módulo de pré- transporte de combustível 108 está conectado um conduto de pré-transporte de combustível 14 6, que conduz à entrada de uma bomba de alta pressão de combustível 110 do dispositivo de suprimento de combustível 106. No conduto de pré- transporte de combustível 14 8 está disposto um sensor de baixa pressão 136, que mede a pressão de combustível 136 predominante no conduto de pré-transporte de combustível 146. A saída da bomba de alta pressão de combustível 110 está unida por um conduto de alta pressão 150 com um recipiente de pressão de combustível 128, que se encontra em ligação por uma pluralidade de condutos de derivação 152 com as válvulas de injeção 140. No recipiente de pressão de combustível 128 está disposto um sensor de alta pressão 138, que mede a pressão de combustível predominante no recipiente de pressão de combustível 128.

As válvulas de injeção 14 0 são conectadas por uma correspondente pluralidade de condutos de controle 154 elétricos a uma unidade de controle de injeção 13 0 de um aparelho de controle 102 para controle do motor de combustão interna 104. 0 aparelho de controle 102 apresenta ainda um determinador de grandeza de transporte 118, que está unido com o módulo de pré-transporte de combustível 108 e a bomba de alta pressão de combustível 110. O determinador de grandeza de transporte 118 é executado para determinar, em operação do dispositivo de suprimento de combustível 106, com relação ao módulo de pré-transporte de combustível 108 e a bomba de alta pressão de combustível 110, grandezas referentes ao transporte do combustível 100 pelo módulo de pré-transporte de combustível 108 ou pela bomba de alta pressão de combustível 110. Trata-se então p.ex. de uma tomada de potência elétrica do módulo de pré- transporte de combustível 108 ou da bomba de alta pressão de combustível 110 ou de uma corrente volumétrica 112 do combustível 100 respectivamente transportado. No lado de saída, o determinador de grandeza de transporte 118 disponibiliza uma grandeza de transporte, referente ao total o transporte do combustível pelo dispositivo de suprimento de combustível 106 e se baseia tanto em dados levantados pelo módulo de pré-transporte de combustível 108

2 0 como também em dados levantados pela bomba de alta pressão

de combustível 110. Por exemplo, a grandeza de transporte determinada pelo determinador de grandeza de transporte 118 é uma grandeza vetorial, que abrange a corrente volumétrica 112 transportada pelo módulo de pré-transporte de combustível 108 e a tomada de potência elétrica da bomba de alta pressão de combustível 110.

O aparelho de controle 102 contém, ainda, um determinador de grandeza de pressão 12 0, que está unido com o sensor de baixa pressão 136 e o sensor de alta pressão

3 0 13 8 e disponibiliza no lado de saída, com base em valores de pressão determinados pelos sensores de pressão 136, 138, uma grandeza de pressão, referente ã pelo menos uma pressão de combustível produzida pelo dispositivo de suprimento de combustível 106. Por exemplo, a grandeza de pressão determinada pelo determinador de grandeza de pressão 120 é uma grandeza vetorial, que abrange tanto o valor de pressão de combustível produzido pelo módulo de pré-transporte de combustível 108 no conduto de pré-transporte 146 como também o valor de pressão de combustível produzido pela bomba de alta pressão de combustível 110 no recipiente de pressão de combustível 128.

O aparelho de controle 102 abrange ainda um calculador de teor de álcool 122, que no lado de entrada está unido com as saídas do determinador de grandeza de transporte 118 e do determinador de grandeza de pressão 120. O calculador de teor de álcool 122 é configurado para, com base na grandeza de transporte e na grandeza de pressão, segundo uma prescrição de cálculo 116, calcular um teor de álcool do combustível 100. A prescrição de cálculo 116 inclui p.ex. um ou vários campos característicos, fórmulas e/ou algoritmos, que ficam armazenados dentro do calculador de teor de álcool 122. O calculador de teor de álcool 122 está unido, do lado de saída, com a unidade de controle de injeção 103, que leva em consideração o teor de álcool ou teor de etanol do combustível 100, disponibilizado pelo calculador de teor de álcool 122, quando da ativação das válvulas de injeção 14 0.

Na presente forma de execução, por exemplo, a prescrição de cálculo 116 apresenta um primeiro campo 3 0 característico, que associa a tomada de potência contida na grandeza de transporte determinada do módulo de pré- transporte 108 e o valor de pressão medido pelo sensor de baixa pressão 13 6, contido na grande de pressão determinada, a um primeiro valor para a compressibilidade do combustível 100, bem como um segundo campo característico, que associa a tomada de potência contida na grande de transporte determinada da bomba de alta pressão de combustível 110 e o valor de pressão contido na grande de pressão determinada, medido pelo sensor de alta pressão 138, a um segundo valor da compressibilidade do combustível 100. A prescrição de cálculo 116 ainda apresenta um algoritmo, que reúne o primeiro e o segundo valor da compressibilidade do combustível 100 em um único valor, p.ex. por formação de média. Finalmente, a prescrição de cálculo 116 inclui uma correlação funcional entre a compressibilidade do combustível 100 e seu teor de álcool, pressupondo-se então que o combustível 100 é composto em correspondência às prescrições operacionais do motor de combustão interna, isto é, no presente caso de etanol e gasolina em uma proporção de mistura desconhecida.

O aparelho de controle 102 contém, ainda, um determinador de valor comparativo 132, que está unido com uma sonda lambda 124 disposta em um conduto de gás de descarga 126. 0 determinador de valor comparativo 132 é executado para em operação do motor de combustão interna 104 dos gases de descarga determinar igualmente um valor para o teor de álcool do combustível 100 e disponibilizar o mesmo igualmente à unidade de controle de injeção 13 0, de modo que a unidade de controle de injeção 13 0 com motor de combustão interna 104 funcionando pode recorrer ao valor do teor de álcool disponibilizado pelo determinador de valor comparativo 132 e, com motor de combustão interna 104 parado ou em partida, recorrer ao valor do teor de álcool disponibilizado pelo calculador de teor de álcool 122. O determinador de valor comparativo 132 é, além disso, unido com o calculador de teor de álcool 122, para com motor de combustão interna 104 funcionando adaptar a prescrição de cálculo 116 de tal maneira que forneça um valor do teor de álcool coincidente com o valor comparativo. Em operação do dispositivo de suprimento de

combustível 106, inicialmente, com motor de combustão interna 104 parado, combustível 10 0 com álcool e etanol é cheio em proporção de mistura desconhecida no recipiente de reserva de combustível 134. O conduto de pré-transporte 14 8, o conduto de alta pressão 15 0 e o recipiente de pressão de combustível 128 estão nesse momento essencialmente livres de combustível. Devendo ser dada a partida no motor de combustão interna 104, inicialmente o módulo de pré-transporte de combustível 108 é colocado em 2 0 operação pro um dispositivo de controle não mostrado, para encher o conduto de pré-transporte 146 com combustível 100 e aumentar a pressão de combustível no conduto de pré- transporte 14 6 até um valor predeterminado. Simultaneamente, o determinador de grandeza de transporte 118 detecta continuamente o corrente volumétrica 112 pelo módulo de pré-transporte de combustível 108, enquanto que o determinador de grandeza de pressão 120 detecta continuamente a pressão de combustível predominante no conduto de pré-transporte 146. Uma vez alcançada uma deseja pressão de pré-transporte no conduto de pré-transporte 146, a bomba de alta pressão de combustível 110 é de tal maneira ativada por um dispositivo de controle não mostrado que enche o conduto de alta pressão 150, o recipiente de pressão de combustível 128 e os condutos de derivação 152, e eleva até um valor desejado na operação do motor de combustão interna 104 a pressão de combustível nos mesmos. Durante essa operação, o determinador de grandeza de transporte 118 detecta continuamente a tomada de potência elétrica da bomba de alta pressão de combustível 110, enquanto que simultaneamente o determinador de grandeza de pressão 120 detecta continuamente a pressão de combustível no recipiente de pressão de combustível 128. As curvas funcionais determinadas são então respectivamente reunidas pelo determinador de grande de transporte 118 e determinador de grandeza de pressão 12 0 e transmitidas como grandeza de transporte ou grandeza de pressão ao calculador de teor de álcool 122.

O calculador de teor de álcool 122 calcula, em seguida, segundo sua prescrição de cálculo 116, com base nas curvas funcionais obtidas, inicialmente, um valor para a compressibilidade do combustível 100 e converte o mesmo com base em valores de compressibilidade conhecidos de misturas de etanol e gasolina em distinta relação de mistura para um valor para o teor de álcool do combustível 100. O calculador de teor de álcool 122 transmite o teor de álcool calculado à unidade de controle de injeção 133.

Tão logo o dispositivo de suprimento de combustível 106 foi cheio da maneira descrita e colocado sob pressão bem como o teor de álcool do combustível 100 determinado, uma unidade de controle não mostrada controla um motor de partida igualmente não mostrado, dispositivos de ignição, a unidade de controle de injeção 13 0, etc., de tal maneira que o motor de combustão interna 104 dá partida. A unidade de controle de injeção 13 0 determina então as quantidades de combustível a serem injetadas pelas válvulas de injeção 14 0 levando em consideração o teor de etanol determinado do combustível 100. Após o término da fase de partida, o motor de combustão interna 104 passa a um estado operacional estacionário, em que o determinador de valor comparativo 13 2 determina a partir de um sinal de análise de gás de descarga da sonda lambda 124 igualmente o teor de álcool do combustível 100. A unidade de controle de injeção 130 emprega, na operação ulterior, o valor comparativo para ativação das válvulas de injeção 140. Simultaneamente, o calculador de teor de álcool 122 com base no valor comparativo calibra sua prescrição de cálculo 116, de modo que com operações de partida subsequentes é aplicável a prescrição de cálculo 116 variada pela calibragem.

Figura 2 mostra, igualmente em representação de bloco esquemática, um dispositivo de suprimento de combustível 106 de um motor de combustão interna 104, cujo aparelho de controle 102 representa um dispositivo para determinação do teor de álcool segundo uma outra forma de execução. Divergindo da forma de execução da fig. 1, no conduto de pré-transporte 14 6 entre o módulo de pré- transporte de combustível 108 e a bomba de alta pressão de combustível 110 está inserido um filtro de combustível 214, como é usualmente empregado em dispositivos de suprimento de combustível de modernos motores de combustão interna. No interior do filtro de combustível 214 está disposto um elemento de filtro 216, que libera de partículas de sólidos o combustível 100 fluindo através dele. O elemento de filtro 216 apresenta um material de filtro convencional de fibras de celulose ou sintéticas como tecido ou velo.

Na saída do filtro de combustível 214 está disposto no conduto de pré-transporte 14 6 um sensor de pressão diferencial 220, que está unido através de um conduto de contorno 22 0 ainda com a seção do conduto de pré-transporte 14 6 conectada à entrada do filtro de combustível 214 e mede uma pressão diferencial entre entrada e saída do filtro de combustível 214. O sensor de pressão diferencial 220 está unido com o determinador de grandeza de pressão 12 0 do aparelho de controle 102, que encaminha a pressão diferencial medida como grandeza de pressão ao calculador de teor de álcool 122. O determinador de grandeza de transporte 118, na presente forma de execução, está conectado ao módulo de pré-transporte 108, cuja tomada de potência ele determina como grandeza de transporte e encaminha ao calculador de teor de álcool 122. O aparelho de controle 102 apresenta, na presente forma de execução, adicionalmente, um determinador de temperatura 158, que está unido com um sensor de temperatura 156 no recipiente de reserva de combustível 134 e executado para determinar uma grandeza de temperatura de combustível e encaminha-la ao calculador de teor de álcool 122.

Quando da partida do motor de combustão interna 104, o módulo de pré-transporte de combustível 108 transporta uma corrente volumétrica 112 de combustível 100 praticamente uniforme pelo conduto de pré-transporte 14 6 e pelo filtro de combustível 214 para a entrada da bomba de alta pressão de combustível 110, até ser atingida na mesma uma pressão de pré-transporte desejada. Devido à resistência de fluxo de passagem do filtro de combustível 214 aumenta a pressão diferencial, que é determinada pelo determinador de grandeza de pressão 12 0 por meio do sensor de pressão diferencial 220 como grandeza de pressão. Simultaneamente, o determinador de grandeza de transporte 118 determina como grandeza de transporte a tomada de potência do módulo de pré-transporte de combustível 108. Pela distinta polaridade de etanol, gasolina e

correspondentes misturas, o filtro de combustível apresenta uma resistência de fluxo de passagem dependente do teor de etanol ou álcool, de modo que a pressão diferencial determinada como grandeza de pressão com corrente volumétrica 112 constantemente tomado varia com o teor de álcool do combustível 100. O calculador de teor de álcool 122 calcula, com base nessa correlação, o teor de álcool do combustível 100, levando ainda em consideração a temperatura do combustível 10 0, determinada pelo determinador de temperatura 158, que através de sua viscosidade influencia igualmente a resistência de fluxo de passagem do filtro de combustível 214.

Alternativamente ao sensor de pressão diferencial 220 mostrado, podem estar dispostos dois correspondentes sensores de pressão absoluta na entrada e saída do filtro de combustível 214, ou também um único sensor de pressão absoluta na saída do filtro de combustível 214, sendo que o determinador de grandeza de pressão 12 0 é executado para determinar a pressão absoluta na saída do filtro de 3 0 combustível 214 como grandeza de pressão. Como outra alternativa, a pressão predominante na saída do filtro de combustível 214 pode ser determinada indiretamente através da tomada de potência da bomba de alta pressão de combustível 110.

Para se aumentar a precisão, com que o calculador

de teor de álcool calcula o teor de álcool, para o elemento de filtro 216 é selecionado convenientemente um material - p.ex. um material de membrana microporosa -, que apresenta uma forte dependência da resistência de fluxo de passagem do teor de álcool do combustível. Além disso, um tal material como também materiais de filtro convencionais pode ser providos, por um tratamento apropriado, p.ex. químico, de uma superfície acentuadamente lipofílica ou hidrofílica, para reforçar o efeito. Por exemplo, o material de filtro apresenta um papel, entrelaçado, malha, velo ou material combinado de celulose ou acetato de celulose, vidro ou outras fibras, ou uma membrana porosa, que são revestidos com polipropileno, polietileno, fibra acrílica, poliéster, náilon, poliamidas estabilizadas, policarbonatos,

polietercetona, polietersulfona, polifenileno-sulfeto, olefinas parcialmente ou plenamente halogenadas ou fluoradas, ou consistem essencialmente dos mesmos. 0 material de filtro pode, ainda, ser provido de aditivos ou revestimentos de materiais inorgânicos, p.ex. óxido de alumínio. A ligação do material de filtro pode ser feita p.ex. com resina epóxida ou resinas de formaldeído.

As figs. 3A e B mostram vistas de seção transversal ampliadas, em recorte, de um elemento de filtro de combustível 216 para emprego com a forma de execução da fig. 2 com passagem de um corrente volumétrica 112 de combustível, sendo que o combustível em fluxo no caso da fig. 3B apresenta um teor de etanol maior do que no caso da fig. 3A. O material do elemento de filtro 216 é um material fibroso com fibras 220 de um material convencional, como p.ex. celulose, que são providas de um revestimento 218 ativo de um material, que intumesce definidamente em presença de etanol e, portanto, influencia fortemente a resistência de fluxo de passagem do elemento de filtro de combustível 216. A figura 3B ilustra o revestimento intumescido com relação à fig. 3A, que reduz o volume livre entre as fibras 222, disponível para o corrente volumétrica 112. Materiais apropriados para o revestimento ativo são p.ex. elastômeros, como caucho, ou polisiloxanos modificados ou altamente reticulados, PEUT ou outros materiais conhecidos da cromatografia a gás com a propriedade desejada.

A figura 4 mostra um fluxograma de um processo para determinação do teor de álcool de um combustível, que é empregado por um motor de combustão interna e consiste essencialmente em uma mistura de gasolina e de um álcool como etanol ou metanol. Na etapa 314, é dada uma ordem para a partida do motor de combustão interna, p.ex. por um motorista.

Na etapa 3 08 é colocada em operação uma bomba de combustível para suprimento do motor de combustão interna, que transporta o combustível de um tanque de combustível através de um sistema de tubulação para um filtro de combustível e uma bomba de alta pressão disposta em seguida. A bomba de combustível enche o sistema de tubulação com o combustível, sendo que nele aumenta continuamente a pressão do combustível. Simultaneamente, na etapa 300 é continuamente determinada a tomada de potência elétrica da bomba de combustível, como uma grandeza de transporte, referente ao transporte do combustível pelo dispositivo de suprimento de combustível abrangendo a bomba de combustível e o sistema de tubulação. Além disso, simultaneamente com as etapas 308 e 300, na etapa 3 02 é continuamente determinada a pressão de combustível produzida pela bomba de combustível no sistema de tubulação, por exemplo a pressão de recalque produzida na entrada do filtro de combustível, que depende tanto da compressibilidade do combustível como também da resistência de fluxo de passagem pelo filtro de combustível.

Na etapa 318 é determinada uma grandeza de temperatura, referente à temperatura do combustível 100, p.ex. por meio de um sensor de temperatura, que fica disposto na tubulação conduzindo ao filtro de combustível. A compressibilidade do combustível como também a resistência de fluxo de passagem, que o filtro de combustível contrapõe ao combustível, dependem do teor de álcool do combustível e de sua temperatura. Na etapa 3 01, com base na tomada de potência da bomba de combustível continuamente elevada na etapa 302, e na grandeza de temperatura determinada na etapa 316, é calculado o teor de álcool do combustível, segundo uma prescrição de cálculo, que apresenta um campo característico empiricamente determinado.

Na etapa 3 06, o motor de combustão interna é colocado em operação, sendo que os ângulos de ignição, etc. são controlados levando-se em consideração o teor de álcool determinado na etapa 304. Apresentando o motor de combustão interna injeção direta ou de tubo de aspiração, também parâmetros de injeção como quantidades de injeção são controlados sob consideração do teor de álcool. Na etapa 310, tão logo a fase de partida do motor de combustão interna está encerrada, com base em grandezas de emissão do motor de combustão interna é calculado um valor comparativo do teor de álcool segundo um outro processo. Esse valor comparativo é comparado com o teor de álcool calculado na etapa 3 04 e com fortes desvios é emitido um sinal de alarme, de modo que pode ser registrada uma possível variação em componentes do dispositivo de suprimento de combustível. Na etapa 312, pressupondo-se eventualmente que não sejam constatados acentuados desvios, o campo característico empregado na etapa 3 04 da prescrição de cálculo é de tal maneira calibrado que uma repetição do cálculo com as grandezas determinadas na etapa 308, 300 e 3 02 levaria ao valor comparativo.

Na etapa 316 o motor de combustão interna é desligado, p.ex. por solicitação do motorista. O processo retorna à etapa 314, onde de novo é promovida uma partida do motor de combustão interna, eventualmente com teor de álcool variado do combustível. Com novo decurso do processo, na etapa 304 é aplicada a prescrição de cálculo calibrada.

Claims

1. Processo para determinação do teor de álcool de um combustível (100) para um motor de combustão interna (104), caracterizado por compreender as seguintes etapas: - determinação (300) de uma grandeza de transporte, referente ao transporte do combustível por um dispositivo de suprimento de combustível (106) do motor de combustão interna (104); - determinação (302) de uma grandeza de pressão, referente a uma pressão de combustível produzida pelo dispositivo de suprimento de combustível (106); e cálculo (304) do teor de álcool com base na grandeza de transporte e da grandeza de pressão.

2. Processo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o dispositivo de suprimento de combustível (106) abrange um módulo de pré-transporte de combustível (108) e/ou uma bomba de alta pressão de combustível (110).

3. Processo, de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que a grandeza de transporte apresenta uma tomada de potência do dispositivo de suprimento de combustível (106) ou/e uma corrente volumétrica (112) produzida pelo dispositivo de suprimento de combustível (106).

4. Processo, de acordo com uma das reivindicações 1, 2 ou 3, caracterizado pelo fato de que a grandeza de pressão apresenta uma pressão de pré-transporte de combustível, uma pressão de injeção de combustível ou/e uma pressão diferencial em um filtro de combustível (214) do dispositivo de suprimento de combustível (106).

5. Processo, de acordo com uma das reivindicações 1, 2, 3 ou 4, caracterizado pelo fato de que abrange ainda uma etapa da determinação (318) de uma grandeza de temperatura, referente a uma temperatura do combustível (100) , sendo que o cálculo (304) do teor de álcool ocorre com base ainda na grandeza de temperatura.

6. Processo, de acordo com uma das reivindicações 1/ 2, 3, 4 ou 5, caracterizado pelo fato de que abrange ainda uma etapa da variação (308) contínua da pressão de combustível, especialmente quando ou antes de um início de operação (306) do motor de combustão interna (104) , sendo que a determinação (300, 302) da grandeza de transporte e/ou da grandeza de pressão ocorrem continuamente antes da variação (308).

7. Processo, de acordo com uma das reivindicações 1, 2, 3, 4, 5 ou 6, caracterizado por abranger ainda: determinação (310) de um valor comparativo do teor de álcool por um outro processo, especialmente com base em grandezas de emissão do motor de combustão interna (104) ; e - calibragem (312), com base no valor comparativo, de uma prescrição de cálculo (116) para o cálculo (304) do teor de álcool com base na grandeza de transporte e da grandeza de pressão.

8. Produto de programa de computador com instruções de programa, caracterizado pelo fato de que as ditas instruções estão armazenadas em um portador passível de leitura mecânica, para execução do processo definido nas reivindicações 1, 2, 3, 4, 5, 6 ou 7, quando as instruções de programa são executadas em um computador ou um aparelho de controle (102).

9. Dispositivo (102) para determinagao do teor de alcool de um combustivel (100) para um motor de combustao interna (104), caracterizado por apresentar： - um determinador de grandeza de transporte (118), que determina uma grandeza de transporte, referente ao transporte do combustivel (100) por um dispositivo de suprimento de combustivel (106) do motor de combustao interna (104)； _ um determinador de grandeza de pressao (120), que determina uma grandeza de pressao, referente a uma pressao de combustIvel produzida pelo dispositivo de suprimento de combustivel (106)； e -um calculador de teor de alcool (122), que calcula ο teor de alcool com base na grandeza de transporte e na grandeza de pressao.

10. Dispositivo, de acordo com a reivindicagao 9, caracterizado por abranger ainda um filtro de combustivel (214) atravessado em corrente pelo combustivel (100), que apresenta especialmente um elemento de filtro (216) com um revestimento (218) para produgao de uma resistencia de fluxo de passagem variado em fungao do teor de alcool do combustivel (100)