BRPI1002929A2

BRPI1002929A2 - process and device for determining a fuel mixture for the operation of an internal combustion engine

Info

Publication number: BRPI1002929A2
Application number: BRPI1002929-0A
Authority: BR
Inventors: Martin Klenk; Stephan Uhl; Kal Jakobs; Pierre-Yves Crepin
Original assignee: Bosch Gmbh Robert
Priority date: 2009-08-31
Filing date: 2010-08-30
Publication date: 2012-05-29
Also published as: SE536301C2; SE1050876A1

Abstract

PROCESSO E DISPOSITIVO PIRA A DETERMINAçãO DE UMA MISTURA DE COMBUSTIVEL PARA A OPERAçãO DE UM MOTOR DE COMBUSTãO INTERNA. A presente invenção refere-se a um processo para a determinação da composição de uma mistura de combustível consti ulda de um primeiro combustível e de pelo menos um segundo combustíve para aoperação de um motor de combustão interna, sendo que os combus iveis se diferenciam quanto ás suas propriedades químicas e/ou físicas /ou de combustão, sendo que faixas de operação do motor de combustã interna são delimitadas uma em relação à outra e sendo que são deter inadas grandezas características, as quais dependem das propriedades c1uímicas e/ou físicas e/ou de combustão da mistura de combustível. Nesse rocesso é previsto que a partir de uma primeira grandeza característica se d termine um primeiro valor de composição da mistura de combustível; que a artir de pelo menos uma segunda grandeza característica se determine pel menosum segundo valor da composição; que fatores de ponderação ara os valores de composição sejam predeterminados em função da pre isão de diagnóstico do respectivo valor de composição e que a compo ição da mistura de combustível seja determinada a partir de uma com inação, ponderada com os correspondentes fatores de ponderação, do rimeiro valor de composição e pelo menos do segundo valor de composição. A invenção refere-se ainda um dispositivo correspondente. O processo e o dispositivo possibilitam uma deter inação económica, precisa e confiável da composição de misturas de co bustível para motores de combustão interna.PROCESS AND DEVICE FOR DETERMINING A FUEL MIXTURE FOR THE OPERATION OF AN INTERNAL COMBUSTION ENGINE. The present invention relates to a process for determining the composition of a fuel mixture consisting of a first fuel and at least a second fuel for the operation of an internal combustion engine, the fuels being different in terms of its chemical and / or physical / or combustion properties, with ranges of operation of the internal combustion engine being delimited in relation to each other, and certain characteristic quantities are determined, which depend on the chemical and / or physical properties and / or combustion of the fuel mixture. In this process, it is predicted that starting with a first characteristic quantity, a first composition value of the fuel mixture will end; that at least one second characteristic quantity is determined by at least one second value of the composition; that weighting factors for the composition values are predetermined according to the diagnostic prediction of the respective composition value and that the composition of the fuel mixture is determined from an inaction, weighted with the corresponding weighting factors, of the first composition value and at least the second composition value. The invention also relates to a corresponding device. The process and the device make it possible to economically, accurately and reliably determine the composition of fuel mixtures for internal combustion engines.

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "PROCESSO E DISPOSITIVO PARA A DETERMINAÇÃO DE UMA MISTURA DE COMBUSTÍVEL PARA A OPERAÇÃO DE UM MOTOR DE COMBUSTÃO INTERNA"Report of the Invention Patent for "PROCESS AND DEVICE FOR DETERMINING A FUEL MIX FOR THE OPERATION OF AN INTERNAL COMBUSTION ENGINE"

A presente invenção refere-se a um processo para a determinação da composição de uma mistura de combustível de um primeiro combustível e pelo menos um segundo combustível para a operação de um motor de combustão interna, sendo que os combustíveis se diferenciam quanto às suas propriedades químicas e/ou físicas e/ou de combustão, sendo que faixas de operação do motor de combustão interna são delimitadas uma em relação à outra e sendo que são determinadas variáveis características, as quais dependem das propriedades químicas e/ou físicas e/ou de combustão da mistura de combustível.The present invention relates to a process for determining the composition of a fuel mixture of a first fuel and at least one second fuel for operating an internal combustion engine, wherein fuels differ in their chemical properties. and / or physical and / or combustion, with operating ranges of the internal combustion engine being delimited with respect to each other and being characteristic variables, which depend on chemical and / or physical and / or combustion properties of the fuel mixture.

A invenção se refere ainda a um dispositivo para a determinação da composição de uma mistura de combustível de um primeiro combustível e pelo menos de um segundo combustível para a operação de um motor de combustão interna, sendo que os combustíveis se diferenciam quanto às suas propriedades químicas e/ou físicas e/ou de combustão, sendo que faixas de operação do motor de combustão interna estão delimitadas uma em relação à outra, sendo que são determinadas variáveis características, as quais dependem das propriedades químicas e/ou físicas e/ou de combustão da mistura de combustível e sendo que uma unidade de controle está combinada ao motor de combustão interna.The invention further relates to a device for determining the composition of a fuel mixture of a first fuel and at least a second fuel for operating an internal combustion engine, wherein the fuels differ in their chemical properties. and / or physical and / or combustion, where operating ranges of the internal combustion engine are delimited from each other, and characteristic variables are determined, which depend on the chemical and / or physical and / or combustion properties. fuel mixture and a control unit being combined with the internal combustion engine.

Estado de TécnicaState of the art

Motores de combustão interna à base de motores Otto em geral são operados com um combustível de hidrocarbonetos de combustíveis fósseis à base de petróleo refinado. A esse combustível é adicionado cada vez mais álcool gerado por matérias-primas cultivadas (plantas), como por exemplo etanol ou metanol em diferentes proporções de mistura. Nos USA e na Europa emprega-se freqüentemente uma mistura de 75-85 % de etanol e 15-25 % de gasolina, sob a marca E85. Os motores de combustão interna são projetados de tal modo que eles possam operar tanto com gasolina pura, quanto com misturas até o E85; isso é chamado de "operação flex- fuel". Para uma operação econômica com um impacto pequeno de substâncias poluentes, e ao mesmo tempo com uma alta potência do motor, é preciso que os parâmetros de operação na "operação flex-fuel" sejam adaptados à respectiva mistura de combustível presente. Por exemplo, havendo uma proporção de ar/combustível estequiométrica com 14,7 frações de peso de ar por fração de gasolina, no caso de se empregar etanol, então, contudo, é preciso ajustar uma fração de ar de 9 frações de peso.Otto engine-based internal combustion engines are generally operated with a refined petroleum-based fossil fuel hydrocarbon fuel. To this fuel is increasingly added alcohol generated from cultivated raw materials (plants), such as ethanol or methanol in different mixing ratios. In the USA and Europe a mixture of 75-85% ethanol and 15-25% gasoline is often used under the E85 brand name. Internal combustion engines are designed so that they can operate with both pure gasoline and blends up to the E85; This is called "flex-fuel operation". For economical operation with a low impact of pollutants and at the same time with high engine power, the operating parameters in "flex-fuel operation" need to be adapted to the respective fuel mix present. For example, if there is a stoichiometric air / fuel ratio of 14.7 weight fractions of air per gasoline fraction, if ethanol is used, then, however, an air fraction of 9 weight fractions must be adjusted.

No caso da "operação flex-fuel", devido às diferentes propriedades de evaporação do etanol e da gasolina em função da temperatura, ao ocorrer a partida do motor de combustão interna é preciso predeterminar um fator de beneficiamento adaptado em função da proporção da mistura. O ponto de ignição também tem que ser adaptado em função da mistura de combustível. Por isso, o conhecimento das proporções da mistura de combustível presente tem significado fundamental para a operação do motor de combustão interna.In the case of "flex-fuel operation", due to the different evaporative properties of ethanol and gasoline as a function of temperature, when starting the internal combustion engine, a beneficiation factor adapted to the proportion of the mixture must be predetermined. The ignition point must also be adapted to the fuel mixture. Therefore, knowledge of the proportions of the present fuel mixture has fundamental significance for the operation of the internal combustion engine.

Para a determinação da composição da mistura de combustível podem ser empregados diferentes sensores de tipo de combustível, também chamados de "fuel composition sensors". O sensores de tipo de combustível aproveitam as diferentes propriedades dos combustíveis empregados, como por exemplo do álcool e da gasolina, para a determinação da composição de combustível. Nesse sentido, por exemplo, o etanol é um solvente prótico, o qual contém íons de hidrogênio e apresenta uma grande constante de dieletricidade, embora dependente do teor de água. A gasolina, ao contrário, é um solvente aprótico com uma constante pequena de dieletricidade. Com base nisso, existem sensores de tipos de combustível que determinam a composição de combustível com base nas propriedades dielétricas da mistura de combustível. Outros sensores de tipos de combustível aproveitam as diferentes condutibilidades elétricas ou as diferentes propriedades óticas dos combustíveis, como por exemplo os diferentes índices de refração. Nesse caso, a desvantagem é que devido ao emprego de sensores de tipos de combustível, aumentam os custos do sistema. Uma outra desvantagem consiste em que segundo as normas existentes é preciso monitorar a funcionalidade correta dos sensores de tipos de combustível, o que requer um dispêndio adicional.To determine the composition of the fuel mixture, different fuel type sensors, also called fuel composition sensors, may be employed. Fuel type sensors take advantage of the different properties of fuels used, such as alcohol and gasoline, to determine fuel composition. In this sense, for example, ethanol is a protic solvent, which contains hydrogen ions and has a large dielectric constant, although dependent on water content. Gasoline, by contrast, is an aprotic solvent with a small constant of dielectricity. Based on this, there are fuel type sensors that determine fuel composition based on the dielectric properties of the fuel mixture. Other fuel type sensors take advantage of different electrical conductivity or different optical properties of fuels, such as different refractive indices. In this case, the disadvantage is that due to the use of fuel type sensors, system costs increase. Another disadvantage is that, according to existing standards, the correct functionality of fuel type sensors must be monitored, which requires additional expenditure.

Por isso, foram desenvolvidos sistemas baseados em softwares para a determinação da composição do combustível, que não empregam nenhum sensor especial de tipos de combustível, mas sim que avaliam os sinais dos sensores presentes no motor de combustão interna. Esses sistemas podem ser concretizados de modo mais econômico do que os sistemas com sensores de tipos de combustível.For this reason, software-based systems for the determination of fuel composition have been developed, which do not employ any special fuel type sensors, but rather evaluate the sensor signals present in the internal combustion engine. These systems can be realized more economically than systems with fuel type sensors.

Pelo DE 3036107 C3 conhece-se um dispositivo de regulagem para um sistema de medição de combustível em um motor de combustão interna, constituído por um dispositivo de alimentação de combustível (válvula injetora de combustível), uma sonda lambda, meios (dispositivo de tempo) para a geração de um sinal de medição básica, que corrigido em função das variáveis de operação, determina o sinal de comando (ti) do dispositivo de alimentação de combustível, um regulador lambda, que a partir de um sinal (λ) medido pela sonda lambda determina um fator de correção, o qual de modo multiplicativo influencia o sinal de medição básica (tp) com o fator de correção. Nesse caso, é previsto que a correção lambda é dependente,além do fator de correção (KR λ), também de uma grandeza de correção aditiva (ΚΑ λ) e/ou uma grandeza de correção multiplicativa (KL λ), que é determinada em função das grandezas de fator de correção e das grandezas de operação.DE 3036107 C3 discloses a regulating device for a fuel metering system in an internal combustion engine consisting of a fueling device (fuel injector valve), a lambda probe, means (timing device) For the generation of a basic measurement signal, which corrected for the operating variables, determines the command signal (ti) of the fuel supply device, a lambda regulator, which from a signal (λ) measured by the probe lambda determines a correction factor, which multiplicatively influences the basic measurement signal (tp) with the correction factor. In this case, it is predicted that the lambda correction is dependent, besides the correction factor (KR λ), also on an additive correction quantity (ΚΑ λ) and / or a multiplicative correction quantity (KL λ), which is determined in function of correction factor quantities and operating quantities.

O dispositivo de regulagem possibilita que os desvios sistemáticos das medições de combustível predeterminadas por meio do sinal de medição básica, ou seja o assim chamado pré-controle, em relação ao valor determinado através da regulagem lambda sejam compensados através de uma intervenção de adaptação com uma correspondente correção de longo prazo. Os desvios sistemáticos podem ser condicionados, por exemplo, por influências de envelhecimento ou por influências de acabamento. Na média, a quantidade de combustível definida através do pré-controle corrigido corresponde à quantidade efetivamente necessária. Desvios de curta duração podem ser compensados por meio do regulador lambda, para o qual se encontra disponível novamente toda a faixa de regulagem. O processo que serve de base também é chamado de adaptação de mistura.The regulation device enables the systematic deviations of the predetermined fuel measurements by means of the basic metering signal, ie the so-called pre-control, to the value determined by lambda regulation to be compensated by an adaptation intervention with a corresponding long-term correction. Systematic deviations may be conditioned, for example, by aging or finishing influences. On average, the amount of fuel defined through the corrected pre-control corresponds to the amount actually required. Short-term deviations can be compensated by means of the lambda regulator, for which the entire adjustment range is available again. The underlying process is also called blend adaptation.

A determinação das proporções de mistura de combustível pode ser efetuada sem qualquer sensor adicional de tipos de combustível, com base em uma adaptação de combustível. A adaptação de combustível é ativada depois de um abastecimento do tanque identificado pelo detector de nível de tanque. Uma composição de combustível modificada pelo processo de abastecimento do tanque leva a um proporção estequiométrica modificada entre ar e combustível. Através de uma correspondente intervenção da regulagem lambda sobre os parâmetros operacionais do motor de combustão interna, especialmente sobre a proporção ajustada de ar/combustível e sobre o ponto de ignição, toma-se em consideração essa modificação das propriedades do combustível no âmbito da adaptação de combustível. A partir da intervenção da regulagem lambda, respectivamente da adaptação de combustível, pode-se, portanto, tirar conclusões sobre a proporção estequiométrica e daí sobre a composição da mistura de combustível. A composição da mistura de combustível pode ser determinada economicamente de modo correspondente através de uma simples solução com software.Determination of fuel mixture ratios can be performed without any additional fuel type sensors based on a fuel adaptation. Fuel adaptation is activated after a tank fill identified by the tank level detector. A fuel composition modified by the tank filling process leads to a modified stoichiometric ratio of air to fuel. A corresponding intervention by the lambda control on the internal combustion engine operating parameters, especially the adjusted air / fuel ratio and the ignition point, takes into account this change in fuel properties in the context of the adaptation of fuel. From the intervention of the lambda adjustment, respectively of the fuel adaptation, one can therefore draw conclusions about the stoichiometric ratio and hence on the composition of the fuel mixture. The composition of the fuel mixture can be determined economically accordingly by a simple software solution.

Nesse caso, a desvantagem é que depois de um abastecimento do tanque, durante a adaptação de combustível é preciso desativar provisoriamente a adaptação da mistura, para que as propriedades modificadas de combustão da mistura de combustível não sejam reguladas indevidamente através da correção de longa duração da adaptação de mistura. A desativação da adaptação de mistura é indesejável e contraria as exigências, especialmente da CARB nos USA no sentido de um monitoramento e diagnóstico contínuos do sistema de alimentação de combustível.In this case, the disadvantage is that after a tank top-up, during fuel adaptation it is necessary to temporarily disengage the mixture adaptation, so that the modified combustion properties of the fuel mixture are not improperly regulated through long-term fuel correction. blend adaptation. Disabling the blend adaptation is undesirable and is contrary to the requirements, especially of CARB in the USA for continuous monitoring and diagnostics of the fuel supply system.

Uma outra desvantagem desse processo é que ao ocorrer um abastecimento do tanque com pequenas quantidades de combustível, os sensores de nível de enchimento do tanque não identificam isso com segurança. Se esses abastecimentos de pequenas quantidades forem realizados repetidamente, então pode ocorrer, especialmente com nível baixo do tanque de combustível, que a composição de combustível se modifique significativamente sem que isso seja identificado e regulado pela adaptação de combustível. A modificação das propriedades de combustão será então erradamente corrigida pela adaptação de mistura.Another disadvantage of this process is that when a tank is filled with small amounts of fuel, tank fill level sensors do not reliably identify this. If these small quantities are repeatedly supplied, then it may occur, especially at low fuel tank levels, that the fuel composition changes significantly without being identified and regulated by the fuel adaptation. Modification of combustion properties will then be wrongly corrected by mixing adaptation.

Um outro sistema para a determinação da proporção de mistura de combustível sem o emprego de um sensor especial de tipos de combustível é descrito no documento R.312407 ainda não divulgado da depositante. Esse documento descreve um processo para a determinação da proporção (z) de componentes de uma mistura de combustível, a qual é transportada por uma bomba de combustível,sendo que o processo se caracteriza pelo fato de que é detectada uma medida (p_KP) para a absorção de potência de bomba para a bomba de combustível e que com base na medida detectada (p_KP) determina-se a proporção (z) dos componentes da mistura de combustível.Another system for determining the fuel mixture ratio without the use of a special fuel type sensor is described in the depositor document R.312407 not yet disclosed. This document describes a process for determining the proportion (z) of components of a fuel mixture that is transported by a fuel pump, the process being characterized by the fact that a measurement (p_KP) is detected for absorption of pump power to the fuel pump and which based on the detected measurement (p_KP) determines the proportion (z) of the components of the fuel mixture.

Um outro processo para a determinação da proporção da mistura de combustível sem o emprego de um sensor especial de tipos de combustível é descrito no documento R. 318835 ainda na publicado da depositante. Esse documento descreve um processo para a determinação da composição de uma mistura de combustível constituída de um primeiro combustível e de um segundo combustível para a operação de um motor de combustão interna, sendo que o primeiro e o segundo combustível apresentam diferentes coeficientes de octanagem e sendo que o motor de combustão interna apresenta no mínimo um sensor de detonação e uma regulagem de detonação. Esse processo se caracteriza pelo fato de que a composição da mistura de combustível é determinada por meio de um sinal inicial do sensor de detonação.Another method for determining the proportion of the fuel mixture without the use of a special fuel type sensor is described in the depositor's R. 318835. This document describes a process for determining the composition of a fuel mixture consisting of a first fuel and a second fuel for operating an internal combustion engine, with the first and second fuel having different octane ratings and being whereas the internal combustion engine has at least one knock sensor and one knock adjustment. This process is characterized by the fact that the composition of the fuel mixture is determined by an initial signal from the knock sensor.

Um outro processo para a determinação da composição de uma mistura de combustível constituída de um primeiro e de pelo menos um segundo combustível, para a operação de um motor de combustão interna, sendo que misturas de combustível de diferentes composições apresentam uma resistência à detonação diferenciada, caracteriza-se pelo fato de que a composição da mistura de combustível é determinada pelo ângulo de ignição, no quão não ocorra nenhuma detonação do motor. Esse processo é descrito no documento R.320246 ainda não publicado da depositante.Another method for determining the composition of a fuel mixture consisting of a first and at least a second fuel for the operation of an internal combustion engine, wherein fuel mixtures of different compositions have differentiated resistance to detonation, It is characterized by the fact that the composition of the fuel mixture is determined by the ignition angle, in which no engine detonation occurs. This process is described in the applicant's unpublished document R.320246.

No documento R.325571 ainda não publicado da depositante descreve-se um processo para a determinação de uma composição de combustível de uma mistura de combustível constituída de um primeiro e de pelo menos um segundo combustível para a operação de um motor de combustão interna, sendo conhecida a proporção de ar-combustível ou de um valor Iambda sendo conhecido o combustível, no qual, por meio de intervenções planejadas, influencia-se negativamente ao menos temporariamente o equilíbrio de rolamento do motor de combustão interna, sendo que o processo se caracteriza pelo fato de que a influência é executada por meio de uma variação de um ângulo de ignição e/ou por meio de uma variação da proporção de ar-combustível, sendo que a partir de um equilíbrio de rolamento daí resultante, respectivamente a partir de um gradiente daí resultante para o equilíbrio de rolamento, deduz-se uma grandeza característica para a composição da mistura de combustível atualmente presente ou um valor Iambda para os cilindros do motor de combustão interna.The applicant's unpublished document R.325571 describes a process for determining a fuel composition of a fuel mixture consisting of a first and at least a second fuel for operation of an internal combustion engine. the air-fuel ratio or an Iambda value is known and the fuel is known, in which, through planned interventions, at least temporarily negatively influences the rolling balance of the internal combustion engine, the process being characterized by fact that the influence is carried out by varying the ignition angle and / or by varying the air-fuel ratio, and from the resulting rolling equilibrium, respectively, from a gradient resultant for the rolling balance, a characteristic quantity for the fuel mixture composition present or an Iambda value for the internal combustion engine cylinders.

No documento R.322638 ainda não publicado da depositante, descreve-se um processo para a determinação da composição de uma mistura de combustível constituída de um primeiro combustível e de pelo menos um segundo combustível para a operação de um motor de combustão interna com autoignição, com pelo menos um sensor que determina a evolução da combustão em pelo menos um cilindro do motor de combustão interna, o qual se caracteriza pelo fato de que a partir de uma grandeza que caracteriza um processo de combustão em pelo menos um cilindro do motor de combustão interna forma-se uma medida para a estabilidade do processo de combustão, e pelo fato de que a determinação da composição da mistura de combustível ocorre a partir da medida para a estabilidade do processo de combustão.The applicant's unpublished document R.322638 describes a process for determining the composition of a fuel mixture consisting of a first fuel and at least a second fuel for operating a self-igniting internal combustion engine, with at least one sensor that determines the evolution of combustion in at least one cylinder of the internal combustion engine, which is characterized by the fact that from a quantity characterizing a combustion process in at least one cylinder of the combustion engine An internal measurement is formed for the stability of the combustion process, and by the fact that the determination of the composition of the fuel mixture occurs from the measurement for the stability of the combustion process.

No documento R.327499 ainda não publicado da depositante descreve-se um processo para a determinação de uma composição de combustível de uma mistura de combustível constituída de um primeiro e de pelo menos um segundo combustível para a operação de um motor de combustão interna, sendo que a uma unidade de controle é fornecido um sinal inicial de uma sonda Iambda de banda larga disposta em um canal de escapamento do motor de combustão interna, o qual se caracteriza pelo fato de que a composição da mistura de combustível é determinada a partir da evolução de uma curva característica de corrente de bomba da sonda Iambda de banda larga em função do valor Iambda do gás de escapamento.The applicant's unpublished document R.327499 describes a process for determining a fuel composition of a fuel mixture consisting of a first and at least a second fuel for operation of an internal combustion engine. that a control unit is supplied with an initial signal from a broadband Iambda probe arranged in an internal combustion engine exhaust channel, which is characterized by the fact that the composition of the fuel mixture is determined from the evolution of a characteristic pump current curve of the broadband Iambda probe as a function of the exhaust gas Iambda value.

Esse processo mencionado para a determinação da composição de uma mistura de combustível com base em diferentes sinais e grandezas características já existentes do motor de combustão interna, respectivamente de sua unidade de controle, revela a desvantagem de que as precisões de diagnóstico que podem ser obtidas na determinação da composição de combustível é, em parte, maior do que a precisão requerida para o controle do motor de combustão interna.This process mentioned for determining the composition of a fuel mixture based on different signals and characteristics already existing of the internal combustion engine, respectively of its control unit, reveals the disadvantage that the diagnostic accuracies that can be obtained in the Determination of fuel composition is, in part, greater than the accuracy required for internal combustion engine control.

No documento R.322094 ainda não publicado da depositante descreve-se um processo para o controle de um motor de combustão interna, o qual é operado com uma mistura de combustível constituída de um primeiro e de pelo menos um segundo combustível, sendo que o motor de combustão interna apresenta um dispositivo de dosagem de combustível, um medidor de nível de enchimento de tanque para a determinação do conteúdo do tanque e de uma alteração do conteúdo do tanque, um sensor para a detecção do enchimento de cilindro para a determinação de uma massa de ar fornecida ao motor de combustão interna, e pelo menos uma sonda de gás de escapamento para a determinação e regulagem do teor de oxigênio no gás de escapamento, sendo que o processo de caracteriza pelo fato de que em uma primeira etapa do processo, um primeiro valor para a composição da mistura de combustível é determinado a partir da massa de ar fornecida e da alteração medida do conteúdo de tanque, mediante a consideração do teor de oxigênio no gás de escapamento; pelo fato de que em uma segunda etapa do processo um segundo valor para a composição da mistura de combustível é determinado a partir da massa de ar fornecida ao motor de combustão interna durante a marcha lenta e a partir da quantidade de combustível fornecida por meio do dispositivo de dosagem de combustível; pelo fato de que o primeiro e o segundo valor são comparados quanto a coincidência dentro de um limite predeterminado e pelo fato de que no caso de valores divergentes um do outro, conclui-se pela existência de um erro do dispositivo de dosagem de combustível, na determinação da massa de ar fornecida ou do medidor de nível enchimento de tanque. Esse processo serve, portanto, para o monitoramento do dispositivo de dosagem de combustível, ao monitoramento da massa de ar fornecida ou ao monitoramento do medidor de nível de enchimento de tanque; a precisão na determinação dos dois valores para a composição da mistura de combustível acha-se limitada à precisão de cada um dos processos em que se baseia para a determinação da composição e, portanto, fica sujeita a grandes imprecisões de diagnóstico.The applicant's unpublished document R.322094 describes a process for controlling an internal combustion engine which is operated with a fuel mixture consisting of a first and at least a second fuel, the engine being The internal combustion system features a fuel metering device, a tank fill level meter for determining tank content and a change in tank content, a sensor for cylinder fill detection for determining a mass. air supply to the internal combustion engine, and at least one exhaust gas probe for the determination and regulation of the exhaust gas oxygen content, the process being characterized by the fact that in a first stage of the process, a The first value for the composition of the fuel mixture is determined from the air mass supplied and the measured change in tank content, measured by considering the oxygen content of the exhaust gas; that in a second process step a second value for the composition of the fuel mixture is determined from the air mass supplied to the internal combustion engine during idling and from the amount of fuel delivered through the device fuel metering; by the fact that the first and second values are compared for coincidence within a predetermined limit and the fact that in the case of divergent values from each other, it is concluded that there is an error of the fuel metering device in the determination of the air mass supplied or the tank fill level meter. This process is therefore for monitoring the fuel metering device, monitoring the air mass supplied or monitoring the tank fill level gauge; The accuracy in determining the two values for the composition of the fuel mixture is limited to the accuracy of each of the processes upon which the composition is based and is therefore subject to major diagnostic inaccuracies.

O objetivo da invenção é disponibilizar um processo, que possibilite uma identificação segura e econômica da composição de uma mistura de combustível constituída de pelo menos dois combustíveis com uma imprecisão suficientemente pequena de diagnóstico.The object of the invention is to provide a process which enables a safe and economical identification of the composition of a fuel mixture consisting of at least two fuels with a sufficiently small diagnostic inaccuracy.

Evidência da InvençãoEvidence of the Invention

O objetivo da invenção referente ao processo é alcançado na medida em que a partir de uma primeira grandeza característica se determina um primeiro valor de composição da mistura de combustível; que a partir de pelo menos uma segunda grandeza característica se determine pelo menos um segundo valor da composição; que fatores de ponderação para os valores de composição sejam predeterminados em função da precisão de diagnóstico do respectivo valor de composição e que a composição da mistura de combustível seja determinada a partir de uma combinação, ponderada com os correspondentes fatores de ponderação, do primeiro valor de composição e pelo menos do segundo valor de composição.The object of the invention regarding the process is achieved in that from a first characteristic quantity a first composition value of the fuel mixture is determined; whereas from at least one second characteristic quantity at least one second value of the composition is determined; that weighting factors for composition values are predetermined as a function of the diagnostic accuracy of the respective composition value and that the composition of the fuel mixture is determined from a combination, weighted with the corresponding weighting factors, of the first composition and at least the second composition value.

Devido às diferentes propriedades dos combustíveis puros são obtidas diferentes propriedades químicas e físicas, bem como diferentes propriedades de combustão para misturas de combustível compostas em diferentes proporções de mistura. Essas propriedades influenciam muitas grandezas características, em sua maioria independentes uma da outra, que são detectadas para o controle do motor de combustão interna. A partir de cada uma das grandezas características podem ser deduzidos, portanto, índices para a composição da mistura de combustível sob a forma de valores de composição. Um valor de composição descreve a composição da mistura de combustível, tal como ela foi determinada com base em uma grandeza característica. De acordo com a correlação das grandezas características que lhes servem de base com a composição da mistura de combustível e de tolerâncias na determinação dos valores de medição que servem de base, cada um dos valores de composição apresenta imprecisões de diagnóstico que podem se situar nitidamente mais elevadas do que a precisão desejada na determinação da composição da mistura de combustível. Já que cada uma das grandezas características são independentes uma da outra, então se pode partir de uma distribuição estocástica dos valores de composição daí deduzidos e das correspondentes imprecisões de diagnóstico. Através de uma combinação adequada de cada um dos valores de composição pode-se, portanto, determinar a composição efetiva da mistura de combustível com uma precisão nitidamente maior do que aquela que é possível com base em cada um dos valores de composição. Nesse caso, uma maior quantidade de valores de composição à disposição aumenta a precisão das conclusões.Due to the different properties of pure fuels different chemical and physical properties are obtained as well as different combustion properties for fuel mixtures composed in different mixture proportions. These properties influence many characteristic quantities, mostly independent of each other, that are detected for internal combustion engine control. From each of the characteristic quantities, therefore, indices can be deduced for the composition of the fuel mixture in the form of composition values. A composition value describes the composition of the fuel mixture as determined on the basis of a characteristic quantity. According to the correlation of the characteristic quantities on which they are based with the composition of the fuel mixture and the tolerances in determining the measurement values on which they are based, each of the composition values has diagnostic inaccuracies which may be markedly higher. higher than the desired precision in determining the composition of the fuel mixture. Since each of the characteristic quantities is independent of each other, then one can derive from a stochastic distribution of the composition values derived therefrom and the corresponding diagnostic inaccuracies. By properly combining each of the composition values one can therefore determine the effective composition of the fuel mixture to a significantly higher precision than is possible based on each of the composition values. In this case, a larger amount of composition values available increases the accuracy of the conclusions.

Os valores de composição podem ser deduzidos de sinais de sensor ou a partir de valores computados na evolução do programa de uma unidade de controle do motor de combustão interna. Por isso, valores de composição diferentes podem ser determinados diferentes precisões. Portanto, de acordo com a invenção, é previsto que os valores de composição sejam providos de fatores de ponderação ao ocorrer a possível determinar com maior precisão a magnitude do desvio a ser esperado.Composition values can be derived from sensor signals or from computed values in the program evolution of an internal combustion engine control unit. Therefore, different composition values may be determined different accuracies. Therefore, according to the invention, it is envisaged that composition values will be provided with weighting factors when it is possible to more accurately determine the magnitude of the deviation to be expected.

Nesse processo é vantajoso o fato de que a determinação dos valores de composição e, portanto, da composição da mistura de combustível, pode ocorrer a partir de grandezas características já existentes no caso de motores de combustão interna modernos. Não é preciso prever nenhum componente adicional, como por exemplo sensores adicionais de tipos de combustível, o que possibilita uma conversão econômica do processo sob a forma de uma simples solução de software.In this process it is advantageous that the determination of the composition values and, therefore, the composition of the fuel mixture can take place from already existing characteristics in the case of modern internal combustion engines. No additional components, such as additional fuel type sensors, need to be provided for cost-effective process conversion as a simple software solution.

Para a execução do processo de acordo com a invenção, não é preciso desativar as funções de diagnóstico requeridas pelos legisladores, como por exemplo a adaptação de mistura, e isso aumenta nitidamente a aceitação para o processo em relação às soluções de software já existentes.For the execution of the process according to the invention, it is not necessary to deactivate the diagnostic functions required by the legislators, such as mixing adaptation, and this clearly increases the acceptance for the process in relation to existing software solutions.

Uma outra vantagem em relação a soluções já existentes é que a determinação da composição de combustível não se acha presa à identificação de um processo de abastecimento de tanque. Nos processos já existentes, que pressupõem a identificação de um processo de abastecimento de tanque, se forem abastecidas com freqüência quantidades muito pequenas que não sejam mais identificadas pelo sistema de sensor de nível de enchimento de tanque, então isso - particularmente no caso de um nível baixo de enchimento do tanque - pode levar a uma alteração sensível da composição da mistura de combustível, sem que isso seja identificado pelo processo.Another advantage over existing solutions is that determining fuel composition is not tied to identifying a tank fill process. In existing processes, which presuppose the identification of a tank fill process, if very small quantities are frequently filled that are no longer identified by the tank fill level sensor system, then this - particularly in the case of a tank fill level. low tank fill - can lead to a noticeable change in fuel mix composition without being identified by the process.

Em faixas operacionais diferentes do motor de combustão interna, tal como a marcha lenta, funcionamento por impulsão, funcionamento em carga parcial e em carga total, é possível determinar os valores de composição com precisão diferenciada. De acordo com a invenção, portanto, é previsto que os fatores de ponderação de cada um dos valores de composição sejam predeterminados em função da atual faixa operacional do motor de combustão interna. Nesse caso, também pode ser previsto que em uma faixa operacional, um fator de ponderação para um valor de composição seja igual a zero e esse valor de composição não seja levado em consideração na determinação da composição. Nessa forma de execução, a composição da mistura de combustível pode ser determinada com melhor precisão em uma outra faixa de aplicação do motor de combustão interna.In operating ranges other than the internal combustion engine, such as idling, thrust operation, partial load and full load operation, it is possible to determine the composition values with different precision. According to the invention, therefore, it is envisaged that the weighting factors of each of the composition values will be predetermined as a function of the current operating range of the internal combustion engine. In this case, it may also be expected that in an operational range, a weighting factor for a composition value will be zero and that composition value will not be taken into account in determining composition. In this embodiment, the composition of the fuel mixture may be more accurately determined in another application range of the internal combustion engine.

Se os fatores de ponderação forem determinados a partir do valor inverso da precisão percentual de diagnóstico do valor de composição, então com o método de propagação de erro de Gauss é possível calcular a composição mais provável da mistura de combustível e o desvio médio em relação ao valor real. Se a precisão de diagnóstico for 20 %, por exemplo, deve-se aplicar o fator de ponderação 1/0,2 = 5. No caso de dois valores de composição Z1 e Z2 e de dois fatores de ponderação W1 e W2, a composição mais provável wZ éIf the weighting factors are determined from the inverse value of the percent diagnostic accuracy of the composition value, then with the Gauss error propagation method it is possible to calculate the most likely fuel mixture composition and the average deviation from the real value. If the diagnostic accuracy is 20%, for example, the weighting factor 1 / 0.2 = 5 should be applied. For two composition values Z1 and Z2 and two weighting factors W1 and W2, the composition most likely wZ is

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A precisão m para a composição mais provável wZ para um teor máximo de etanol de 85 % é calculada por:The precision m for the most likely composition wZ for a maximum ethanol content of 85% is calculated by:

A composição de uma mistura de combustível pode ser determinada a partir de uma quantidade predeterminada de valores de composição,na medida em que a composição da mistura de combustível seja determinada a partir da soma dos valores de composição multiplicados pelos quadrados dos correspondentes fatores de ponderação, divididos pela soma dos quadrados dos fatores de ponderação. Segundo esse cálculo pelo método de Gauss de propagação de erro, determina-se o valor mais provável para a composição. Nesse caso, um aumento da quantidade dos valores de composição diminui vantajosamente o desvio em relação ao valor real da composição e melhora os limites de erro na determinação.The composition of a fuel mixture may be determined from a predetermined amount of composition values insofar as the composition of the fuel mixture is determined from the sum of the composition values multiplied by the squares of the corresponding weighting factors. divided by the sum of the squares of the weighting factors. According to this calculation by the Gauss method of error propagation, the most probable value for the composition is determined. In this case, an increase in the amount of composition values advantageously decreases the deviation from the actual composition value and improves the error limits in the determination.

Uma predeterminação particularmente simples dos fatores de ponderação para faixas diferentes de operação e um cálculo simples com precisão suficiente são obtidos na medida em que os fatores de ponderação sejam predeterminados em estágios.A particularly simple predetermination of weighting factors for different operating ranges and a simple calculation with sufficient precision is obtained as the weighting factors are predetermined in stages.

A precisão que pode ser obtida do valor estimado da composição real pode ser calculada na medida em que o teor máximo de etanol seja dividido pela raiz quadrada da soma dos quadrados dos fatores de ponderação. No caso de um teor de etanol de no máximo 85 % e de um desvio médio relativo de 10 %, o desvio médio absoluto comporta, portanto, 8,5 %.The accuracy that can be obtained from the estimated true composition value can be calculated to the extent that the maximum ethanol content is divided by the square root of the sum of squares of the weighting factors. In the case of an ethanol content of not more than 85% and a relative average deviation of 10%, the absolute mean deviation therefore amounts to 8,5%.

Os motores de combustão interna modernos dispõem freqüentemente de sensores de detonação, cujo sinal inicial é empregado para uma regulagem da detonação. Se os combustíveis diferirem quanto aos seus índices de octanagem, respectivamente quanto às suas resistências à detonação, então o índice de octanagem e a resistência à detonação de uma mistura de combustível daí obtida serão determinados através da proporção de mistura dos combustíveis participantes. A partir do sinal inicial do sensor de detonação ou de um processo de regulagem da regulagem de detonação, por exemplo a emissão do ângulo de ignição, é possível fazer um diagnóstico quanto à composição da mistura de combustível independentemente de outros processos para a determinação de valores de composição. Por isso, pode ser previsto que uma das grandezas características para a determinação de um dos valores de composição da mistura de combustível seja determinada a partir de um sinal inicial de um sensor de detonação ou a partir de uma regulagem de detonação do motor de combustão interna, e que, em função da precisão de diagnóstico obtida do valor de composição assim determinado, seja predeterminado pelo menos um fator de ponderação para o valor de composição. De acordo com a quantidade das diferentes faixas operacionais pode-se predeterminar uma quantidade de fatores de ponderação para o valor de composição assim determinado.Modern internal combustion engines often have detonation sensors, the initial signal of which is used for detonation adjustment. If the fuels differ in their octane ratings, respectively in their detonation resistance, then the octane rating and detonation resistance of a fuel mixture obtained thereon shall be determined by the mixing ratio of the participating fuels. From the initial signal of the detonation sensor or a process of adjusting the detonation adjustment, for example the emission of the ignition angle, it is possible to make a diagnosis of the composition of the fuel mixture independently of other processes for determining values. of composition. It can therefore be envisaged that one of the characteristic quantities for determining one of the fuel mixture composition values will be determined from an initial signal from a knock sensor or from an internal combustion engine knock adjustment and that, depending on the diagnostic accuracy obtained from the composition value thus determined, at least one weighting factor for the composition value is predetermined. Depending on the number of different operating ranges, a number of weighting factors can be predetermined for the composition value thus determined.

Um outro valor de composição pode ser determinado na medida em que como grandeza característica para a determinação de um dos valores de composição da mistura de combustível seja empregado o número de rotação de uma bomba de combustível comutada eletronicamente ou a corrente elétrica fornecida à bomba de combustível, e na medida em que, em função da precisão de diagnóstico obtida do valor de composição assim determinado seja predeterminado pelo menos um fator de ponderação para o valor de composição. Característica física de diferenciação entre os combustíveis misturados, nesse caso, é a diferente viscosidade e a diferente dependência de temperatura da viscosidade de cada um dos combustíveis e, portanto, da mistura de combustível resultante. A viscosidade da mistura de combustível influencia diretamente o número de rotações e a corrente elétrica fornecida à bomba de combustível, de tal modo que a partir dessas grandezas características seja possível obter índices para a composição da mistura de combustível. Nesse caso, é vantajoso que a determinação do valor de composição ocorra independentemente de outros processos para a determinação de grandezas características, a partir das quais são deduzidos outros valores de composição, o que representa um pressuposto para uma distribuição estocástica dos valores de composição.Another composition value may be determined to the extent that the characteristic quantity for determining one of the fuel mixture composition values is the rotation number of an electronically switched fuel pump or the electric current supplied to the fuel pump. and insofar as, depending on the diagnostic accuracy obtained from the composition value thus determined, at least one weighting factor for the composition value is predetermined. Physical characteristic of differentiation between blended fuels, in this case, is the different viscosity and the different temperature dependence of the viscosity of each of the fuels and therefore of the resulting fuel mixture. The viscosity of the fuel mixture directly influences the number of revolutions and the electric current supplied to the fuel pump, so that from these great characteristics it is possible to obtain indices for the composition of the fuel mixture. In this case, it is advantageous for the composition value determination to occur independently of other processes for determining characteristic quantities, from which other composition values are deduced, which presupposes a stochastic distribution of the composition values.

De acordo com uma variante preferida de configuração da invenção pode ser previsto que uma das grandezas características para a determinação de um dos valores de composição da mistura de combustível seja determinada na medida em que uma pressão prévia de bombeamento formada por uma bomba de combustível de baixa pressão seja diminuída até que na região entre a bomba de combustível de baixa pressão e uma bomba de combustível de alta pressão disposta em seguida se formem bolhas de vapor; que como grandeza característica seja empregada a pressão prévia de bombeamento a partir da qual surgem as bolhas de vapor, e que, em função da precisão de diagnóstico obtida do valor de composição assim determinado, seja predeterminado pelo menos um fator de ponderação para o valor de composição. Esse processo pode ser empregado particularmente em motores de combustão interna com injeção direta. A base para isso é a pressão de vapor diferente dos combustíveis empregados. Nesse sentido, por exemplo, uma mistura de combustível constituída de etanol e gasolina, a uma temperatura constante e com um teor de etanol maior do que 30 %, apresenta uma pressão de vapor decrescente com um crescente teor de etanol. Por exemplo, se durante uma função de teste a pressão prévia de bombeamento da bomba de combustível de baixa pressão for diminuída por breve tempo até que, devido a uma queda abaixo da pressão de vapor da mistura de combustível, se formem bolhas de vapor na mistura de combustível entre a bomba de combustível de baixa pressão e a bomba de combustível de alta pressão, então será interrompido o bombeamento de alta pressão. Sendo conhecida a temperatura, agora, a partir da pressão prévia de bombeamento ajustada pode-se fazer um diagnóstico da composição da mistura de combustível.According to a preferred embodiment of the invention it may be provided that one of the characteristic quantities for determining one of the composition values of the fuel mixture is determined to the extent that a pre-pumping pressure formed by a low fuel pump. pressure is decreased until in the region between the low pressure fuel pump and a next arranged high pressure fuel pump vapor bubbles form; that as a characteristic quantity the prior pumping pressure from which the vapor bubbles arise shall be used, and that, depending on the diagnostic accuracy obtained from the composition value thus determined, at least one weighting factor shall be predetermined for composition. This process can be employed particularly in direct injection internal combustion engines. The basis for this is the different vapor pressure of the fuels employed. In this sense, for example, a fuel mixture consisting of ethanol and gasoline at a constant temperature and with an ethanol content of greater than 30% has a decreasing vapor pressure with an increasing ethanol content. For example, if during a test function the pre-pump pressure of the low pressure fuel pump is briefly decreased until, due to a drop below the vapor pressure of the fuel mixture, vapor bubbles form in the mixture. between the low pressure fuel pump and the high pressure fuel pump, then the high pressure pumping will be stopped. The temperature now being known from the pre-set pumping pressure can be made a diagnosis of the composition of the fuel mixture.

Combustíveis se diferenciam quanto às suas densidades de energia. Nesse sentido, a densidade de energia de uma mistura de combustível depende da proporção de mistura e das respectivas densidades de energia dos combustíveis empregados. A necessidade de potência de um motor de combustão interna em marcha lenta é conhecida, respectivamente pode ser determinada, em função da temperatura do agente de refrigeração, do desempenho, do ângulo de ignição e dos dispositivos consumidores auxiliares tais como o compressor de climatização, o gerador, a bomba de fluido refrigerante, a bomba de óleo, e o número de rotações. No caso de um combustível com baixa densidade de energia é preciso fornecer mais combustível ao motor de combustão interna durante a marcha lenta em comparação com um combustível com alta densidade de energia. Nesse sentido, a quantidade de combustível fornecida ao motor de combustão interna em marcha lenta encontra-se em correlação direta com a proporção de mistura da mistura de combustível e pode ser empregada como grandeza característica para a determinação de um valor de composição. Por isso, pode ser previsto que como grandeza característica para a determinação de um dos valores de composição da mistura de combustível seja empregado o consumo da mistura de combustível durante a marcha lenta e que, em função da precisão de diagnóstico obtida do valor de composição assim determinado, seja predeterminado pelo menos um fator de ponderação para o valor de composição. Nesse caso, é vantajoso o fato de que a corrente volumétrica de combustível fornecida ao motor de combustão interna em marcha lenta ao longo da duração da injeção esteja disponível para o aparelho de controle como grandeza característica.Fuels differ in their energy densities. In this sense, the energy density of a fuel mixture depends on the mixture ratio and the respective energy densities of the fuels employed. The power requirement of an idling internal combustion engine is known, respectively, it can be determined depending on the coolant temperature, performance, ignition angle and auxiliary consumer devices such as the air conditioning compressor, generator, the coolant pump, the oil pump, and the number of revolutions. In the case of a low energy density fuel, more fuel must be supplied to the internal combustion engine during idling compared to a high energy density fuel. In this sense, the amount of fuel supplied to the idling internal combustion engine is in direct correlation with the mixing ratio of the fuel mixture and can be employed as a characteristic quantity for determining a composition value. Therefore, it may be envisaged that as a characteristic quantity for the determination of one of the fuel mixture composition values, the fuel mixture consumption during idling shall be employed and that, depending on the diagnostic accuracy obtained from the composition value thus determined, at least one weighting factor is predetermined for the composition value. In this case, it is advantageous that the volumetric fuel current delivered to the idling internal combustion engine over the duration of the injection is available to the control apparatus as a characteristic quantity.

Um empobrecimento da mistura de combustível-ar, isto é, um aumento do valor lambda, em motores de combustão interna leva a um desequilíbrio crescente de rolamento. Nesse caso, combustíveis diferentes e misturas de combustível compostas por eles possuem um assim chamado limite típico de rolamento pobre e, além disso, um limite para a quantidade de gás de escapamento que pode retornar em um retorno para gás de escapamento. Se a mistura ar-combustível fornecida ao motor de combustão interna for empobrecida, então tanto o retardo de ignição será aumentado, quanto também será bastante retardada a inflamação ou então a inflamação não ocorrerá. Isso leva a combustões extremamente demoradas ou a falhas de combustão, que então resultam em um desequilíbrio de rolamento nitidamente maior. O conhecimento do limite de rolamento pobre e do limite para o retorno do gás de escapamento representam um índice para a proporção de mistura da mistura de combustível empregada. Por isso, pode ser previsto que como grandeza característica para a determinação de um dos valores de composição da mistura de combustível seja empregado um limite de rolamento pobre e/ou um limite da capacidade de suporte de retorno do gás de escapamento, e que, em função da precisão de diagnóstico obtida do valor de composição assim obtido, seja predeterminado pelo menos um fator de ponderação para o valor de composição. Nesse caso, é vantajoso o fato de que o limite de rolamento pobre e a capacidade de suporte de retorno de gás de escapamento são facilmente determinados através de uma variação correspondente da proporção ar-combustível ou da quantidade de gás de escapamento retornada. Uma estocástica de combustão alterada pode ser determinada através de avaliação do número de rotações do virabrequim, por exemplo através de algoritmos correspondentes do equilíbrio de rolamento.Depletion of the fuel-air mixture, that is, an increase in lambda value, in internal combustion engines leads to a growing bearing imbalance. In this case, different fuels and fuel mixtures composed of them have a so-called typical lean bearing limit and, in addition, a limit to the amount of exhaust gas that can return in a return to exhaust gas. If the air-fuel mixture supplied to the internal combustion engine is depleted then either the ignition delay will be increased or the ignition delay will be greatly delayed or ignition will not occur. This leads to extremely lengthy combustions or combustion failures, which then result in a markedly larger bearing imbalance. Knowledge of the poor rolling limit and the exhaust gas return limit represents an index for the mixing ratio of the fuel mixture employed. Therefore, it may be envisaged that as a characteristic quantity for determining one of the fuel mixture composition values a poor rolling limit and / or an exhaust gas return capacity limit shall be employed, and that in Depending on the diagnostic accuracy obtained from the composition value thus obtained, at least one weighting factor for the composition value shall be predetermined. In this case, it is advantageous that the poor rolling limit and the exhaust gas return carrying capacity are easily determined by a corresponding variation in the air-fuel ratio or the amount of exhaust gas returned. Altered combustion stochastic can be determined by evaluating the number of crankshaft rotations, for example by matching bearing equilibrium algorithms.

É previsto que como grandeza característica para a determinação de um dos valores de composição da mistura de combustível seja empregada a evolução de uma corrente de bomba de uma sonda Iambda debanda larga disposta no escapamento do motor de combustão interna, em função do valor Iambda do gás de escapamento, e que, em função da precisão de diagnóstico obtida do valor de composição assim determinado, seja predeterminado pelo menos um fator de ponderação para o valor de composição, como por exemplo recorrendo-se a um outro valor de composição determinado independentemente para a determinação da composição da mistura de combustível. Escapamentos de combustíveis diferentes, como por exemplo etanol e gasolina, se caracterizam por diferentes proporções de hidrogênio-monóxido de carbono. O escapamento de etanol de uma mistura de combustível contendo etanol apresenta uma proporção de hidrogênio-monóxido de carbono maior do que ocorre na combustão de gasolina pura. Devido à mistura modificada de gasolina, a curva característica da sonda Iambda de banda larga, especialmente em uma faixa de lambda<1, mostra um comportamento da corrente de bomba dependente da proporção de mistura dos combustíveis empregados. Nesse caso a vantagem é que para a determinação do valor de composição é possível recorrer a uma sonda Iambda de banda larga existente e não é necessário nenhum outro componente, de tal modo que só é necessária uma adaptação correspondente do software no aparelho de controle do motor de combustão interna.It is envisaged that as a characteristic quantity for the determination of one of the composition values of the fuel mixture, the evolution of a pump stream from a wide band Iambda probe arranged in the exhaust of the internal combustion engine, as a function of the gas Iambda value, shall be employed. and, depending on the diagnostic accuracy obtained from the composition value thus determined, at least one weighting factor for the composition value is predetermined, for example by using another independently determined composition value for the composition. determination of the composition of the fuel mixture. Different fuel exhausts, such as ethanol and gasoline, are characterized by different proportions of hydrogen-carbon monoxide. Ethanol exhaust from an ethanol-containing fuel mixture has a higher hydrogen-carbon monoxide ratio than occurs in the combustion of pure gasoline. Due to the modified gasoline mixture, the characteristic curve of the broadband Iambda probe, especially in a <1 lambda range, shows a pump current behavior dependent on the mixing ratio of the fuels employed. In this case the advantage is that the composition value can be determined by using an existing broadband Iambda probe and no other component is required, so that only a corresponding adaptation of the software to the engine control device is required. internal combustion

Sem componentes adicionais, um valor de composição pode ser determinado na medida em que uma das grandezas características para a determinação de um dos valores de composição da mistura de combustível seja deduzido de uma espessura de película de parede de tubo de aspiração e que, em função da precisão de diagnóstico obtida do valor de composição assim determinado, seja predeterminado pelo menos um fator de ponderação para o valor de composição. Em motores de combustão interna com injeção com tubo de aspiração, forma-se uma película de parede de tubo de aspiração a partir do respectivo combustível, respectivamente a partir da respectiva mistura de combustível. A espessura da película de parede de tubo de aspiração depende da entalpia de evaporação do combustível empregado. Devido ao fato de que os combustíveis, como por exemplo a gasolina e o etanol, se diferenciam quanto às suas entalpias de evaporação, então a espessura de película de parede de tubo de aspiração depende diretamente da proporção de mistura dos combustíveis empregados. No caso de uma alteração da proporção ar-combustível, promovida por uma vontade do motorista ou pela unidade de controle do motor, é preciso que a película de parede de tubo de aspiração seja inicialmente aumentada, respectivamente reduzida, para a nova espessura de equilíbrio. Por isso, o valor de composição pode ser determinado através da observação da intervenção Iambda na passagem de uma interrupção de avanço para a retomada do fornecimento de combustível e da combustão.Without additional components, a composition value can be determined to the extent that one of the characteristic quantities for determining one of the fuel mixture composition values is derived from a suction pipe wall film thickness and that, as a function of of the diagnostic accuracy obtained from the composition value thus determined, at least one weighting factor shall be predetermined for the composition value. In suction tube injection internal combustion engines, a suction tube wall film is formed from the respective fuel, respectively from the respective fuel mixture. The thickness of the suction pipe wall film depends on the evaporation enthalpy of the fuel employed. Because fuels, such as gasoline and ethanol, differ in their evaporation enthalpies, then the suction pipe wall film thickness depends directly on the blend ratio of the fuels employed. In the event of a change in the air-fuel ratio promoted by a driver's will or the engine control unit, the suction pipe wall film must initially be increased, respectively, reduced to the new equilibrium thickness. Therefore, the composition value can be determined by observing the Iambda intervention in the passage from a feed interruption to the resumption of fuel supply and combustion.

Uma outra configuração da invenção prevê que uma das grandezas características para a determinação de um dos valores de composição da mistura de combustível seja determinada a partir da regulagem da adaptação de mistura e que, em função da precisão de diagnóstico obtida do valor de composição assim determinado, seja predeterminado pelo menos um fator de ponderação para o valor de composição. As propriedades de combustão das misturas de combustível dependem diretamente da respectiva composição da mistura de combustível. Através da adaptação da mistura sob controle lambda, os parâmetros operacionais do motor de combustão interna são adaptados a uma composição de combustível alterada no sentido de que a composição do gás de escapamento se situe na faixa predeterminada, como por exemplo no caso de um lambda = 1. A partir da observação passiva da adaptação de mistura, ou seja, sem intervir na evolução do diagnóstico ou sem bloquear a adaptação de mistura em um diagnóstico de alimentação de combustível, pode-se obter um outro índice para a composição da mistura de combustível e, portanto, um outro valor de composição.Another embodiment of the invention provides that one of the characteristic quantities for determining one of the fuel mixture composition values is determined from the adjustment of the mixture adaptation and that, depending on the diagnostic accuracy obtained from the composition value thus determined , at least one weighting factor is predetermined for the composition value. The combustion properties of fuel mixtures depend directly on the respective composition of the fuel mix. By adapting the mixture under lambda control, the operating parameters of the internal combustion engine are adapted to an altered fuel composition so that the exhaust gas composition is within the predetermined range, for example in the case of a lambda = 1. From the passive observation of the blend adaptation, ie without intervening in the evolution of the diagnosis or without blocking the blend adaptation in a fuel supply diagnosis, another fuel mixture composition index can be obtained. and therefore another composition value.

Um outro valor de composição da mistura de combustível pode ser determinado independentemente na medida em que como grandeza característica para a determinação de um dos valores de composição da mistura de combustível seja empregado um sinal de um sensor de tipos de combustível e que, em função da precisão de diagnóstico obtida do valor de composição assim obtido, seja predeterminado ao menos um fator de ponderação para o valor de composição.A further fuel mixture composition value can be determined independently as a signal from a fuel type sensor is used as the characteristic quantity for determining one of the fuel mixture composition values and that, depending on the diagnostic accuracy obtained from the composition value thus obtained, at least one weighting factor for the composition value is predetermined.

O objetivo da invenção no que se refere ao dispositivo é alcançado na medida em que à unidade de controle são fornecidas grandezas características e/ou sinais para a determinação das grandezas características; que na unidade de controle é prevista uma evolução de programa para a determinação de pelo menos dois valores de composição a partir das grandezas características; que são predeterminados fatores de ponderação em função da precisão de diagnóstico nas respectivas faixas operacionais, e que na unidade de controle é prevista uma evolução de programa para a determinação da composição da mistura de combustível a partir de pelo menos dois valores de composição e dos respectivos fatores de ponderação. Desse modo, a composição de uma mistura de combustível pode ser determinada através de uma simples solução de software sem componentes adicionais, sem que seja preciso desativar temporariamente funções de diagnóstico que são predeterminadas pelos legisladores. A quantidade dos valores de composição levados em consideração para a determinação da composição da mistura de combustível pode ser ampliada de acordo com a quantidade dos sinais e grandezas características disponíveis para a unidade de controle, os quais dependem das propriedades da mistura de combustível, fazendo-se com que assim seja possível reduzir a imprecisão de diagnóstico da composição detectada da mistura de combustível.The object of the invention with respect to the device is achieved by providing the control unit with characteristic quantities and / or signals for determining characteristic quantities; whereas in the control unit a program evolution is provided for the determination of at least two composition values from the characteristic quantities; that weighting factors are predetermined as a function of the diagnostic accuracy in the respective operating ranges, and that in the control unit a program evolution is provided for the determination of the fuel mixture composition from at least two composition values and their respective weighting factors. In this way, the composition of a fuel mixture can be determined by a simple software solution with no additional components, without temporarily disabling diagnostic functions that are predetermined by legislators. The amount of composition values taken into account for the determination of the composition of the fuel mixture may be increased according to the amount of signals and characteristic quantities available to the control unit, which depend on the properties of the fuel mixture. thereby reducing the diagnostic inaccuracy of the detected composition of the fuel mixture.

O processo e o dispositivo podem ser empregados, de preferência, para a determinação da composição de uma mistura de combustível constituída de gasolina e de álcool, de preferência de uma mistura de combustível constituída de gasolina e de etanol.Preferably the method and apparatus may be employed for determining the composition of a fuel mixture consisting of gasoline and alcohol, preferably a fuel mixture consisting of gasoline and ethanol.

Breve descrição do DesenhoBrief Description of Drawing

A seguir, a invenção será explicada com base em um exemplo de execução representado na figura. Mostra-se: Figura 1: um diagrama para a determinação de uma composição de uma mistura de combustível.In the following, the invention will be explained based on an exemplary embodiment shown in the figure. Figure 1 shows a diagram for determining a composition of a fuel mixture.

A figura 1 mostra um diagrama para a determinação de uma composição 10 de uma mistura de combustível a partir de várias grandezas características para a composição 10, no exemplo de uma mistura de combustível de gasolina e etanol. Ao longo de um primeiro eixo 11 acha-se registrada a fração percentual de etanol na mistura de combustível. Para se obter um desvio total 16 pretendido na determinação da composição 10, a partir das grandezas características para a composição 10 determina-se um primeiro valor de composição 12, um segundo valor de composição 13, um terceiro valor de composição 14 e um quarto valor de composição 15. Os valores de composição 12, 13, 14, 15 são mostrados como valor esperado com desvio padrão e são dispostos um ao lado do outro ao longo de um segundo eixo 17. Os valores de composição 12, 13, 14, 15 podem ser determinados, por exemplo, a partir de um índice de octanagem, de uma pressão de vapor da mistura de combustível, de um limite de rolamento pobre ou de uma resistência à detonação, como grandezas características.Figure 1 shows a diagram for determining a fuel mixture composition 10 from various characteristic quantities for composition 10, in the example of a gasoline and ethanol fuel mixture. Along a first axis 11 the percentage fraction of ethanol in the fuel mixture is recorded. To obtain a desired total deviation 16 in determining composition 10, from the characteristic quantities for composition 10 a first composition value 12, a second composition value 13, a third composition value 14 and a fourth value are determined. Composition values 12, 13, 14, 15 are shown as expected with standard deviation and are arranged side by side along a second axis 17. Composition values 12, 13, 14, 15 they may be determined, for example, from an octane rating, a fuel mixture vapor pressure, a poor rolling limit or a detonation resistance as characteristic quantities.

Em vez de quatro valores, de acordo com a invenção pode-se usar também uma outra quantidade de dois ou mais valores de composição. O desvio padrão dos valores de composição 12, 13, 14,15, nesse caso, pode ser maior do que o desvio total máximo pretendido 16 para a determinação da composição 10 da mistura de combustível.Instead of four values according to the invention another amount of two or more composition values may also be used. The standard deviation of composition values 12, 13, 14,15 in this case may be greater than the maximum desired total deviation 16 for determining fuel mixture composition 10.

De acordo com a invenção, a composição 10 da mistura de combustível é determinada através de uma combinação dos valores de composição 12, 13, 14, 15. Nesse caso, a combinação ocorre através da formação de um valor médio ponderado em relação aos valores de composição 12, 13, 14, 15. Aos valores de composição 12, 13, 14, 15 são combinados fatores de ponderação 18, os quais são uma medida para a precisão de diagnóstico do respectivo valor de composição 12, 13, 14, 15.According to the invention, the composition 10 of the fuel mixture is determined by a combination of composition values 12, 13, 14, 15. In this case, the combination occurs by forming a weighted average value relative to the values of composition 12, 13, 14, 15. Composition values 12, 13, 14, 15 are combined with weighting factors 18, which are a measure of the diagnostic accuracy of the respective composition value 12, 13, 14, 15.

Por exemplo, um fator de ponderação 18 com o valor 5 expressa uma precisão de diagnóstico de 1/5 = 20%; no fator de ponderação 18 com o valor 4 isso significa uma precisão de diagnóstico de 1/4 = 25%. Já que os valores de composição 12, 13, 14, 15 foram determinados independentemente um do outro e, portanto, é possível se partir de uma distribuição estocástica dos valores de composição 12, 13, 14, 15 em torno da composição 10, então a precisão requerida e representada através do desvio total 16 pode ser obtida na determinação da composição 10 da mistura de combustível, mesmo quando as imprecisões de diagnóstico dos valores de composição 12, 13, 14, 15 que servem de base forem nitidamente maiores.For example, a weighting factor 18 with the value 5 expresses a diagnostic accuracy of 1/5 = 20%; at weighting factor 18 with the value 4 this means a diagnostic accuracy of 1/4 = 25%. Since composition values 12, 13, 14, 15 were determined independently of each other and therefore it is possible to start from a stochastic distribution of composition values 12, 13, 14, 15 around composition 10, then the The required accuracy and represented by the total deviation 16 may be obtained in determining the composition 10 of the fuel mixture even when the diagnostic inaccuracies of the underlying composition values 12, 13, 14, 15 are markedly greater.

Com uma crescente quantidade de valores de composição 12, 13, 14, 15 levados em consideração, o valor médio ponderado formado aproxima-se da composição efetiva 10 e, portanto, ao teor real de etanol da mistura de combustível e diminui o erro na determinação da composição 10.With an increasing amount of composition values 12, 13, 14, 15 taken into consideration, the weighted average value formed approximates the effective composition 10 and thus the actual ethanol content of the fuel mixture and decreases the error in determination. of composition 10.

O aperfeiçoamento da precisão de diagnóstico através do emprego da média ponderada será explicado a seguir em um exemplo de cálculo.Improving diagnostic accuracy by using the weighted average will be explained below in an example calculation.

Supondo-se que o primeiro valor de composição 12 comporte 40% e o segundo valor de composição 13 comporte 20%. Os fatores de ponderação 18, que reproduzem o desvio de medição na determinação das respectivas grandezas características, comportam 5, respectivamente 3. Pelo método em si conhecido de Gauss de avaliação de erros, a composição 10 determinada com base nos dois pares de valor acima comportará: Composição 10 = (40%*52 + 20%*32 ) / ( 52 + 32 ) = 34,7%Assuming that the first composition value 12 comprises 40% and the second composition value 13 comprises 20%. The weighting factors 18, which reproduce the measurement deviation in determining their characteristic quantities, have 5 respectively. 3. By Gauss's known method of error evaluation, the composition 10 determined on the basis of the two value pairs above will bear : Composition 10 = (40% * 52 + 20% * 32) / (52 + 32) = 34.7%

Também segundo o método de Gauss para avaliação de erro, é preciso determinar a precisão na determinação da composição 10 no caso dos dois fatores de ponderação 18 com os valores 5 e 3 e um teor máximo de etanol de 85%:Also according to the Gauss method for error evaluation, it is necessary to determine the precision in determining composition 10 for the two weighting factors 18 with values 5 and 3 and a maximum ethanol content of 85%:

85% 52 + 32 = 14,6%85% 52 + 32 = 14.6%

A combinação dos dois valores de composição 12, 13 com fatores de ponderação 18 com os valores 5 e 3, que correspondem a precisões de 85%/5 = 17%, respectivamente 85%/3 = 28,3%, gera portanto um diagnóstico com uma melhor precisão de 14,6%. Para uma quantidade qualquer η de valores de composição Zi com fatores de ponderação Wi, é possível calcular o teor de etanol e a precisão que pode ser obtida no caso de um teor máximo de etanol Emax, da forma que se segue:The combination of two composition values 12, 13 with weighting factors 18 and values 5 and 3, which correspond to accuracies of 85% / 5 = 17%, respectively 85% / 3 = 28.3%, therefore generates a diagnosis. with a better accuracy of 14.6%. For any η of composition values Zi with weighting factors Wi, the ethanol content and the accuracy that can be obtained for a maximum ethanol content Emax can be calculated as follows:

Teor de etanol =Ethanol content =

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Precisão =Accuracy =

De acordo com a invenção, os fatores de ponderação 18 podem ser fixados em função do estado operacional do motor de combustão interna. Isso melhora a confiabilidade do processo e a sua precisão, pois em alguns estados operacionais é possível determinar grandezas características de modo particularmente preciso e, por isso, elas podem ser ponderadas em nível elevado. Por outro lado, também pode ser previsto que em um determinado estado operacional uma grandeza característica seja ponderada com o fator "zero" e, portanto, não seja levada em consideração.According to the invention, the weighting factors 18 may be set as a function of the operating state of the internal combustion engine. This improves process reliability and accuracy because in some operating states it is possible to determine characteristic quantities particularly precisely and therefore they can be weighted at a high level. On the other hand, it can also be predicted that in a given operational state a characteristic quantity will be weighted with the "zero" factor and therefore not taken into account.

Já que os valores de composição individualmente 12, 13, 14, 15 podem ser determinados através de grandezas características e sinais de sensores já disponíveis para uma unidade de controle do motor de combustão interna, então a determinação da composição 10 da mistura de combustível pode ocorrer através de uma simples ampliação de software na unidade de controle, sem que seja preciso prever componentes e sensores adicionais. Para a determinação dos valores de composição 12, 13, 14, 15 e da composição 10 não é preciso interromper nenhuma rotina de diagnóstico, como por exemplo a adaptação de mistura.Since the individual composition values 12, 13, 14, 15 can be determined by characteristic quantities and sensor signals already available for an internal combustion engine control unit, the determination of the fuel mixture composition 10 can occur. by simply extending software on the control unit without the need for additional components and sensors. For the determination of composition values 12, 13, 14, 15 and composition 10 it is not necessary to interrupt any diagnostic routine, such as mixing adaptation.

Claims

1. Method for determining the composition (10) of a fuel mixture consisting of a first fuel and at least a second fuel for the operation of an internal combustion engine, with fuels differing in chemical and chemical properties. and / or physical and / or combustion, where operating ranges of the internal combustion engine are defined in relation to each other and being characteristic variables, which depend on the chemical and / or physical and / or combustion properties of the combustion engine. fuel mixture, characterized in that from a first characteristic quantity a first composition value (12) of the fuel mixture is determined; whereas from at least one second characteristic quantity at least one second value of the composition (13) is determined; which weighting factors (18) for the composition values (12, 13) are predetermined as a function of the diagnostic accuracy of the respective composition value and the composition (10) of the fuel mixture is determined from a weighted combination with the corresponding weighting factors (18) of the first composition value (12) and at least the second composition value (13).

Process according to Claim 1, characterized in that the weighting factors (18) of each of the composition values (12, 13) are predetermined as a function of the current operating range of the internal combustion engine.

Method according to Claim 1 or 2, characterized in that the weighting factors (18) are determined from the inverse value of the diagnostic percentage accuracy of the composition value.

Process according to one of Claims 1 to 3, characterized in that the composition (10) of the fuel mixture is determined from the sum of the composition values (12, 13) multiplied by the squares of the respective weighting factors. (18) divided by the sum of the squares of the weighting factors (18).

Method according to one of Claims 1 to 4, characterized in that the weighting factors (18) are predetermined in stages.

Process according to one of Claims 1 to 5, characterized in that the accuracy that can be obtained from the estimated value of the actual composition is calculated to the extent that the maximum ethanol content is divided by the square root of the sum of squares. of diagnostic accuracies divided by squares of the amount of composition values taken into account.

Process according to one of Claims 1 to 6, characterized in that one of the characteristic quantities for determining one of the fuel mixture composition values (12, 13, 14, 15) is determined from a signal from a detonation sensor or from an internal combustion engine detonation setting, and that at least one weighting factor (18) is predetermined for the diagnostic accuracy obtained from the composition value thus determined. the composition value (12, 13, 14, 15).

Process according to one of Claims 1 to 7, characterized in that as a characteristic quantity for determining one of the composition values (12, 13, 14, 15) of the fuel mixture, the number of the speed of an electronically switched fuel pump or the electric current supplied to the fuel pump, and which, depending on the diagnostic accuracy obtained from the composition value thus determined, predicts at least one weighting factor (18) for the composition (12, 13, 14, 15).

Process according to one of Claims 1 to 8, characterized in that one of the characteristic quantities for determining one of the composition values (12, 13,14,15) of the fuel mixture is determined as follows. whereas a pre-pumping pressure formed by a low pressure fuel pump is decreased until vapor bubbles form in the region between the low pressure fuel pump and a high pressure fuel pump disposed thereafter; whereas, as a characteristic quantity, the prior pumping pressure from which the vapor bubbles arise is used, and that, depending on the diagnostic accuracy obtained from the composition value thus determined, at least one weighting factor (18) is predetermined for the composition value (12, 13, 14.15).

Process according to one of Claims 1 to 9, characterized in that as a characteristic quantity for determining one of the composition values (12, 13, 14, 15) of the fuel mixture, the consumption of the fuel mixture is employed. at idling speed and which, depending on the diagnostic accuracy obtained from the composite value thus determined, predicts at least one weighting factor (18) for the composite value (12, 13, 14, 15).

Process according to one of Claims 1 to 10, characterized in that a poor rolling limit is used as a characteristic for determining one of the composition values (12, 13, 14, 15) of the fuel mixture. and / or an exhaust gas return capacity limit, and which, depending on the diagnostic accuracy obtained from the composition value thus obtained, predicts at least one weighting factor (18) for the composition value ( 12, 13, 14, 15).

Process according to one of Claims 1 to 11, characterized in that as a characteristic quantity for determining one of the composition values (12, 13, 14, 15) of the fuel mixture, the evolution of a current is employed. of a broadband Iambda probe arranged in the exhaust of the internal combustion engine as a function of the exhaust gas Iambda value and which, depending on the diagnostic accuracy obtained from the composition value thus determined, is predetermined at least one weighting factor (18) for the composition value (12, 13, 14.15).

Process according to one of Claims 1 to 12, characterized in that one of the characteristic quantities for determining one of the composition values (12, 13, 14, 15) of the fuel mixture is deducted from a thickness of suction tube wall film and which, depending on the diagnostic accuracy obtained from the composition value thus determined, predicts at least one weighting factor (18) for the composition value (12, 13, 14, 15).

Process according to one of Claims 1 to 13, characterized in that one of the characteristic quantities for determining one of the composition values (12, 13, 14, 15) of the fuel mixture is determined from the setting. of the mixing adaptation and that, depending on the diagnostic accuracy obtained from the composition value thus determined, at least one weighting factor (18) is predetermined for the composition value (12, 13, 14, 15).

Process according to one of Claims 1 to 14, characterized in that a characteristic sensor signal is used to determine one of the composition values (12, 13, 14, 15) of the fuel mixture. and, depending on the diagnostic accuracy obtained from the composition value thus obtained, at least one weighting factor (18) is predetermined for the composition value (12, 13, 14, 15).

16. A device for determining the composition (10) of a fuel mixture consisting of a first fuel and at least a second fuel for the operation of an internal combustion engine, the fuels differing in chemical and chemical properties. / or physical and / or combustion, with operating ranges of the internal combustion engine being delimited with respect to each other, and being characteristic quantities which depend on the chemical and / or physical and / or combustion properties of the combustion engine. fuel mixture and the internal combustion engine is associated with a control unit, characterized by the fact that the control unit is provided with characteristic quantities and / or signals for determining the characteristic quantities; whereas in the control unit a program evolution is provided for the determination of at least two composition values (12, 13, 14, 15) from the characteristic quantities; that weighting factors (18) are predetermined as a function of the diagnostic accuracy of the composition values in the respective operating ranges, and that in the control unit a program evolution is foreseen to determine the composition of the fuel mixture from at least two composition values and their weighting factors (18).

Use of the process or device according to one of the preceding claims for determining the composition (10) of a gasoline fuel mixture and alcohol.