BRPI1003075A2 - process and device for determining the composition of a fuel mixture for the operation of an internal combustion engine - Google Patents
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Abstract
PROCESSO E DISPOSITIVO PARA A DETERMINAçãO DA COMPOSIçãO DE UMA MISTURA DE COMBUSTìVEIS PARA A OPERAçãO DE UMA MáQUINA DE COMBUSTãO INTERNA. A presente invenção refere-se a um processo para a determinação da composição de uma mistura de combustível composta de um primeiro combustível e, pelo menos, de um segundo combustível, para a operação de uma máquina de combustão interna, sendo que, os combustíveis se distinguem em seu poder calorífico, em seu limite de funcionamento pobre e/ ou em sua compatibilidade de retorno dos gases de exaustão. Neste caso, está previsto que, do consumo da mistura de combustível na marcha em vazio da máquina de combustão interna seja determinado um primeiro valor de composição da mistura de combustível, pelo fato de que, o limite de funcionamento pobre da máquina de combustão interna seja determinado para a mistura de combustível, pelo fato de que, do limite de funcionamento pobre seja determinado um segundo valor de composição e, pelo fato de que, a composição da mistura de combustível seja determinada a partir de uma combinação do primeiro valor de composição e do segundo valor de composição. A invenção refere-se, além disso, a um dispositivo correspondente. O processo e o dispositivo possibilitam uma determinação económica e confiável da composição das misturas de combustível para máquinas de combustão interna.PROCESS AND DEVICE FOR DETERMINING THE COMPOSITION OF A MIXTURE OF FUELS FOR THE OPERATION OF AN INTERNAL COMBUSTION MACHINE. The present invention relates to a process for determining the composition of a fuel mixture composed of a first fuel and, at least, a second fuel, for the operation of an internal combustion machine, the fuels being distinguish in their calorific value, in their poor operating limit and / or in their exhaust gas return compatibility. In this case, it is foreseen that, from the consumption of the fuel mixture when idling the internal combustion engine, a first composition value of the fuel mixture will be determined, due to the fact that the limit of poor functioning of the internal combustion machine will be determined. determined for the fuel mixture, by the fact that, from the poor operating limit, a second composition value is determined, and by the fact that the composition of the fuel mixture is determined from a combination of the first composition value and of the second composition value. The invention also relates to a corresponding device. The process and the device enable an economical and reliable determination of the composition of the fuel mixtures for internal combustion machines.
Description
Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "PROCESSO E DISPOSITIVO PARA A DETERMINAÇÃO DA COMPOSIÇÃO DE UMA MISTURA DE COMBUSTÍVEIS PARA A OPERAÇÃO DE UMA MÁQUINA DE COMBUSTÃO INTERNA".Report of the Invention Patent for "PROCESS AND DEVICE FOR DETERMINING THE COMPOSITION OF A FUEL MIXTURE FOR THE OPERATION OF AN INTERNAL COMBUSTION MACHINE".
Descriçãodescription
A presente invenção refere-se a um processo para a determina- ção da composição de uma mistura de combustível composta de um primei- ro combustível e, pelo menos, de um segundo combustível, para a operação de uma máquina de combustão interna, sendo que, os combustíveis se dis- tinguem em seu poder calorífico, em seu limite de funcionamento pobre e/ ou em sua compatibilidade de retorno dos gases de exaustão.The present invention relates to a process for determining the composition of a fuel mixture composed of a first fuel and at least a second fuel for the operation of an internal combustion engine, wherein: , fuels differ in their calorific value, poor operating limit and / or exhaust gas return compatibility.
A invenção refere-se, além disso, a um dispositivo para a deter- minação da composição de uma mistura de combustível a partir de um pri- meiro combustível e, pelo menos, de um segundo combustível, para a ope- ração de uma máquina de combustão interna, sendo que, os combustíveis se distinguem em seu poder calorífico, em seu limite de funcionamento po- bre e/ ou em sua compatibilidade de retorno dos gases de exaustão, sendo que, à máquina de combustão interna está coordenada uma unidade de controle.The invention further relates to a device for determining the composition of a fuel mixture from a first fuel and at least a second fuel for the operation of a machine fuels are distinguished in their calorific value, in their poor operating limit and / or in their exhaust gas return compatibility, and the internal combustion engine is coordinated with a control.
Estado da técnicaState of the art
Máquinas de combustão interna com base em motores tipo Otto em geral são operadas com um combustível de hidrocarbonetos, composto de combustíveis fósseis com base em petróleo refinado. A este combustível, cada vez mais, é adicionado álcool produzido a partir de matérias primas re- nováveis (plantas), por exemplo, etanol ou metanol em relações de mistura diferentes. Nos EUA e na Europa, em geral é empregada uma mistura de 75% a 85% de etanol e de 15 a 25% de gasolina sob o nome comercial de E85. As máquinas de combustão interna são projetadas, de tal modo que, elas possam ser operadas tanto com gasolina pura, como também com mis- turas de até E85; isto é designado como "operação com combustível flex". Para uma operação econômica com uma baixa emissão de substâncias tó- xicas nocivas com uma simultânea alta potência do motor, os parâmetros de operação na operação com combustível flex precisam ser adaptados à res- pectiva mistura de combustível existente. Se1 por exemplo, existir uma rela- ção estequiométrica de ar e combustível de 14,7 partes de peso de ar por partes de gasolina, no emprego de etanol, contudo, precisa ser ajustada uma parte de ar de 9 partes de peso.Otto engine-based internal combustion engines are generally operated with a hydrocarbon fuel composed of refined petroleum-based fossil fuels. To this fuel is increasingly added alcohol produced from renewable raw materials (plants), for example ethanol or methanol in different mixing ratios. In the US and Europe, a mixture of 75% to 85% ethanol and 15 to 25% gasoline is generally employed under the trade name E85. Internal combustion engines are designed so that they can be operated with both pure gasoline and mixtures up to E85; This is referred to as "flex fuel operation". For economical operation with low emission of toxic substances with high engine power, the operating parameters for flex fuel operation need to be adapted to the respective fuel mix. If, for example, there is a stoichiometric air to fuel ratio of 14.7 parts by weight of air per parts of gasoline in the use of ethanol, however, a part of air of 9 parts by weight needs to be adjusted.
No caso da operação com combustível flex, em virtude das pro- priedades de evaporação distintas, dependentes da temperatura, do etanol e da gasolina durante a partida da máquina de combustão interna, em fun- ção da relação de mistura deve ser predeterminado um fator de enriqueci- mento adaptado. Do mesmo modo, o instante de ignição precisa ser adap- tado em função da mistura de combustível. Por isto, o conhecimento da re- lação de mistura de combustível disponível é de importância decisiva para a operação da máquina de combustão interna.In the case of flex fuel operation, due to the distinct evaporation properties dependent on temperature, ethanol and gasoline during the start-up of the internal combustion engine, a mixing factor shall be predetermined as a function of the mixing ratio. adapted enrichment. Similarly, the timing of ignition needs to be adapted to the fuel mixture. Therefore, knowledge of the available fuel mixture ratio is of crucial importance for the operation of the internal combustion engine.
Para a determinação da composição da mistura de combustível podem ser empregados diversos sensores do tipo de combustível, também designados como "sensores de composição de combustível". Os sensores do tipo de combustível aproveitam as diferentes propriedades dos combustí- veis empregados, por exemplo, do álcool e da gasolina, para a determina- ção da composição do combustível. Deste modo, por exemplo, o etanol é um solvente prótico, que contém íons de hidrogênio e apresenta uma cons- tante dielétrica grande, porém dependente do teor de água. A gasolina, pelo contrário, é um solvente aprótico com uma constante dielétrica pequena. Com base nisto, existem sensores do tipo de combustível, os quais determi- nam a composição de combustível por meio das propriedades dielétricas da mistura de combustível. Outros sensores do tipo de combustível aproveitam a condutibilidade elétrica ou as propriedades ópticas distintas dos combustí- veis como, por exemplo, os diferentes índices de refração. Neste caso, é desvantajoso o fato de que, através do emprego de sensores do tipo de combustível, os custos do sistema são aumentados. Uma outra desvanta- gem reside no fato que, de acordo com as normas existentes, a correta ca- pacidade de funcionamento dos sensores do tipo de combustível precisa ser monitorada, o que exige um dispêndio adicional. Por isto, foram desenvolvidos sistemas baseados em software para a determinação da composição de combustível, que não empregam nenhum sensor do tipo de combustível especial, mas que avaliam os sinais dos sensores existentes na máquina de combustão interna. Estes sistemas podem ser realizados com custos mais em conta que os sistemas com sen- sores do tipo de combustível.To determine the composition of the fuel mixture various fuel type sensors may also be employed, also referred to as "fuel composition sensors". Fuel type sensors take advantage of the different properties of fuels used, for example, alcohol and gasoline, to determine fuel composition. Thus, for example, ethanol is a protic solvent, which contains hydrogen ions and has a large dielectric constant but is dependent on water content. Gasoline, by contrast, is an aprotic solvent with a small dielectric constant. Based on this, there are fuel type sensors which determine the fuel composition through the dielectric properties of the fuel mixture. Other fuel type sensors take advantage of the different electrical conductivity or optical properties of fuels, such as different refractive indices. In this case, it is disadvantageous that by employing fuel type sensors the system costs are increased. Another disadvantage is that, according to existing standards, the correct operating capacity of fuel type sensors needs to be monitored, which requires additional expenditure. 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 which evaluate the signals from the sensors in the internal combustion engine. These systems can be made at lower cost than systems with fuel type sensors.
Da patente DE 3036107 C3 é conhecido um dispositivo de regu- lagem para um sistema de medição de combustível em uma máquina de combustão interna, constituído de um dispositivo de alimentação de com- bustível (válvula de injeção de combustível), de uma sonda de lambda, de meios (elemento de tempo) para a formação de um sinal de medição básico, que, em função da grandeza característica de operação, corrige por último o sinal de controle (ti) do dispositivo de alimentação de combustível, de um regulador de lambda que, partindo de um sinal (λ) medido pela sonda de lambda, determina um fator de correção que influencia, de modo multiplica- tivo, o sinal de medição básico (tp) com o fator de correção. Neste caso, es- tá previsto que, além do fator de correção (KR λ), a correção de lambda é dependente de uma grandeza de correção aditiva (ΚΑ λ) e/ ou uma grande- za de correção multiplicativa (KL λ) que é determinada em função do fator de correção e do parâmetro de operação.DE 3036107 C3 discloses a regulating device for a fuel metering system in an internal combustion machine consisting of a fuel feed device (fuel injection valve), a lambda probe , means (time element) for forming a basic metering signal which, depending on the characteristic operating quantity, ultimately corrects the control signal (ti) of the fuel supply device of a lambda regulator which, starting from a signal (λ) measured by the lambda probe, determines a correction factor that multiplies the basic measurement signal (tp) with the correction factor. In this case, it is predicted that, in addition to the correction factor (KR λ), lambda correction is dependent on an additive correction quantity (ΚΑ λ) and / or a multiplicative correction quantity (KL λ) that is determined by the correction factor and the operating parameter.
O dispositivo de regulagem torna possível compensar desvios sistemáticos das medições de combustível específicas através do sinal de medição básico, portanto, do denominado controle prévio, do valor determi- nado através da regulagem de lambda, por meio de uma intervenção de a- daptação com uma correspondente correção em longo prazo. Desvios sis- temáticos podem ser condicionados, por exemplo, através de influências de envelhecimento ou através de influências de acabamento. Na média, a quantidade de combustível definida através do controle prévio corrigido, cor- responde à quantidade necessária de fato. Desvios em curto prazo podem ser compensados com o regulador de lambda, para o qual agora está no- vamente à disposição a faixa de regulagem toda. O processo baseado nele também é conhecido sob a denominação de adaptação de mistura. A determinação da relação de mistura de combustível pode o- correr sem sensor do tipo de combustível adicional, por meio de uma adap- tação de combustível. A adaptação de combustível é ativada após um rea- bastecimento reconhecido através do transmissor de nível do tanque. Uma composição de combustível alterada através do processo de abastecimento conduz a uma relação de combustível e ar estequiométrica alterada. Através de uma intervenção correspondente da regulagem de Iambda sobre os pa- râmetros de operação da máquina de combustão interna, em particular, so- bre a relação de combustível e ar ajustada e sobre o instante de ignição, es- ta alteração das propriedades do combustível é considerada no contexto da adaptação do combustível. Deste modo, a partir da intervenção da regula- gem de Iambda ou da adaptação do combustível, pode ser concluído sobre a relação estequiométrica e, a partir disto, sobre a composição da mistura de combustível. De modo correspondente, a composição da mistura de combustível pode ser determinada com custos em conta através de uma mera solução por software.The regulating device makes it possible to compensate for systematic deviations from specific fuel measurements by means of the basic metering signal, hence the so-called pre-control, of the value determined by lambda regulation by means of an adjustment intervention with a corresponding long-term correction. Systematic deviations can 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 with the lambda regulator, for which the entire adjustment range is now available again. The process based on it is also known as mixture adaptation. The determination of the fuel mixture ratio can be done without an additional fuel type sensor by means of a fuel adaptation. Fuel adaptation is activated after a recognized refill through the tank level transmitter. A fuel composition changed through the fueling process leads to an altered stoichiometric fuel to air ratio. Through a corresponding intervention of the Iambda regulation on the operating parameters of the internal combustion engine, in particular on the adjusted fuel-air ratio and on the ignition time, this change in fuel properties. is considered in the context of fuel adaptation. Thus, from the intervention of the Iambda regulation or the fuel adaptation, it can be concluded on the stoichiometric relationship and, from this, on the composition of the fuel mixture. Correspondingly, the composition of the fuel mixture can be determined cost-effectively by a mere software solution.
Neste caso é desvantajoso o fato de que, após um processo de abastecimento, durante a adaptação do combustível, a adaptação da mistu- ra precisa ser provisoriamente desativada, para que as propriedades de combustão alteradas da mistura de combustível não sejam reguladas falsa- mente devido à correção de longo prazo da adaptação da mistura. A desati- vação da adaptação da mistura é indesejada e contradiz as exigências, em particular, da CARB nos EUA de acordo com um monitoramento contínuo e diagnóstico do sistema de alimentação de combustível.In this case it is disadvantageous that, after a fueling process, during fuel adaptation, the mixture adaptation needs to be temporarily deactivated so that the altered combustion properties of the fuel mixture are not falsely regulated due to long-term correction of the adaptation of the mixture. Turning off mixture adaptation is undesirable and contradicts CARB's requirements in particular in the USA according to continuous monitoring and diagnostics of the fuel supply system.
Uma outra desvantagem do processo reside no fato de que, du- rante um processo de reabastecimento com pequenas quantidades de com- bustível, os sensores do nível de enchimento do tanque nem sempre reco- nhecem isto de modo confiável. Se forem realizados repetidos reabasteci- mentos de quantidades mínimas deste tipo, então, em particular, no caso de baixo nível de enchimento do tanque de combustível, pode ocorrer que a composição do combustível se altere de modo significativo, sem que isto se- ja reconhecido e regulado pela adaptação de combustível. Então a alteração das propriedades de combustão é falsamente corrigida através da adapta- ção da mistura.Another disadvantage of the process lies in the fact that during a refueling process with small amounts of fuel, tank fill level sensors do not always reliably recognize this. If repeated refueling of such minimum quantities is performed, then, in particular, in the case of low fuel tank fill levels, the composition of the fuel may change significantly without this being recognized. and regulated by fuel adaptation. Then the change in combustion properties is falsely corrected by adapting the mixture.
Um outro sistema para a determinação da relação de mistura de combustível sem o emprego de um sensor do tipo de combustível especial é descrito na publicação R.312407 da requerente ainda não publicada. A pu- blicação descreve um processo para a determinação da relação (z) de com- ponentes de uma mistura de combustível, a qual é transportada através de uma bomba de combustível, sendo que, o processo é caracterizado pelo fa- to de que, uma medida (p_KP) é registrada para o consumo de potência da bomba de combustível e que, por meio da medida (p_KP) registrada, é de- terminada a relação (z) de 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 unpublished applicant publication R.312407. The publication describes a process for determining the ratio (z) of components of a fuel mixture which is transported through a fuel pump, the process being characterized by the fact that, a measure (p_KP) is recorded for the fuel pump power consumption and that, by means of the recorded measure (p_KP), the ratio (z) of fuel mixture components is determined.
No requerimento R.325571 da requerente ainda não publicado é descrito um processo para a determinação de uma composição de combus- tível de uma mistura de combustível de um primeiro e, pelo menos, de um segundo combustível para a operação de uma máquina de combustão inter- na com relação de ar e combustível conhecida ou um valor de Iambda em um combustível conhecido, no qual através de intervenções visadas o fun- cionamento suave da máquina de combustão interna, pelo menos, parcial- mente é influenciado negativamente. Neste caso, está previsto que a influ- ência é realizada por meio de uma variação do ângulo de ignição e/ ou por meio de uma variação da relação de combustível e ar, sendo que, a partir de um funcionamento suave resultante disto ou de um gradiente para o funcio- namento suave resultante disto, pode ser derivado um parâmetro para a composição da mistura de combustível existente atual ou um valor de Iamb- da para os cilindros da máquina de combustão interna.Applicant's application R.325571 not yet published describes a process for determining a fuel composition of a fuel mixture of a first and at least a second fuel for operating an internal combustion engine. - in the known air-fuel ratio or an Iambda value in a known fuel, in which through targeted interventions the smooth operation of the internal combustion engine is at least partially influenced negatively. In this case, it is envisaged that the influence is to be achieved by varying the ignition angle and / or by varying the fuel / air ratio, and from smooth operation resulting from this or a As a result of the smooth running gradient resulting from this, a parameter for the composition of the current existing fuel mixture can be derived, or a value for both internal combustion engine cylinders.
Os processos mencionados para a determinação da composição de uma mistura de combustível com base em vários parâmetros e sinais da máquina de combustão interna ou de sua unidade de controle já existentes mostram a desvantagem que a falta de exatidão de afirmação obtida na de- terminação da composição do combustível em parte é visivelmente maior que a exatidão necessária para o controle da máquina de combustão inter- na. No requerimento R.322094 da requerente ainda não publicado é descrito um processo para o controle de uma máquina de combustão interna que é operada com uma mistura de combustível composta de um primeiro e, pelo menos, de um segundo combustível, sendo que, a máquina de com- bustão interna apresenta um dispositivo de dosagem de combustível, um medidor do nível de enchimento do tanque, para a determinação do conteú- do do tanque e uma alteração do conteúdo do tanque, um sensor para o re- gistro do enchimento do cilindro para a determinação de uma massa de ar conduzida à máquina de combustão interna e, pelo menos, uma sonda de gás de exaustão para a determinação e a regulagem do teor de oxigênio no gás de exaustão. O processo é caracterizado pelo fato de que, consideran- do o teor de oxigênio no gás de exaustão, em uma primeira etapa de pro- cesso é determinado um primeiro valor para a composição da mistura de combustível da massa de ar conduzida e da alteração medida do conteúdo do tanque, pelo fato de que, em uma segunda etapa do processo é determi- nado um segundo valor para a composição da mistura de combustível com- posta da massa de ar conduzida na marcha em vazio à máquina de com- bustão interna, e da quantidade de combustível conduzida por meio do dis- positivo de dosagem de combustível, pelo fato de que, o primeiro e o se- gundo valor são comparados quanto à concordância dentro de um limite es- pecificado e que, no caso de valores que desviam um do outro, é concluído sobre uma falha no dispositivo de dosagem de combustível, na determina- ção da massa de ar conduzida ou do medidor do nível de enchimento do tanque. Por conseguinte, o processo serve para o monitoramento do dispo- sitivo de dosagem de combustível, para o monitoramento da massa de ar conduzida ou para o monitoramento do medidor do nível de enchimento do tanque; a exatidão na determinação dos dois valores para a composição da mistura de combustível está limitada à exatidão dos processos individuais que servem de base para a determinação da composição e, com isto, sujeita a grandes faltas de exatidão de afirmação.The processes mentioned for determining the composition of a fuel mixture based on various parameters and signals from the existing internal combustion engine or its control unit show the disadvantage that the lack of assertion accuracy obtained in determining composition part of the fuel is noticeably greater than the accuracy required for internal combustion engine control. Applicant's unpublished application R.322094 describes a process for controlling an internal combustion engine which is operated with a fuel mixture composed of a first and at least a second fuel, wherein the machine The internal combustion system features a fuel metering device, a tank fill level gauge for determining tank content and a change in tank content, a sensor for the cylinder fill record. for the determination of an air mass driven 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 is characterized by the fact that, considering the oxygen content of the exhaust gas, in a first process step a first value is determined for the composition of the air mixture fuel mixture and the measured change. the content of the tank, given that in a second process step a second value is determined for the composition of the fuel mixture composed of the air mass driven at idle speed to the internal combustion engine, and the amount of fuel driven through the fuel metering device by the fact that the first and second values are compared for agreement within a specified limit and that for values deviate from each other, it is concluded that the fuel metering device has failed to determine the conducted air mass or tank fill level gauge. Accordingly, the process is for monitoring the fuel metering device, for monitoring the conducted air mass or for 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 the individual processes that underlie the determination of the composition and thus subject to major inaccuracies of assertion accuracy.
A tarefa da invenção é preparar um processo, o qual torne pos- sível um reconhecimento confiável e de baixo custo da composição de uma mistura de combustível a partir de, pelo menos, dois combustíveis com uma falta de exatidão de afirmação suficientemente baixa.The task of the invention is to prepare a process which enables reliable and low cost recognition of the composition of a fuel mixture from at least two fuels with a sufficiently low assertion accuracy.
Divulgação da invençãoDisclosure of the invention
A tarefa da invenção referente ao processo é solucionada, pelo fato de que, a partir do consumo da mistura de combustível na marcha em vazio da máquina de combustão interna é determinado um primeiro valor de composição da mistura de combustível, pelo fato de que, o limite de funcio- namento pobre da máquina de combustão interna é determinado para a mistura de combustível, pelo fato de que, do limite de funcionamento pobre é determinado um segundo valor de composição e, pelo fato de que, a com- posição da mistura de combustível é determinada a partir de uma combina- ção do primeiro valor de composição e do segundo valor de composição.The task of the invention concerning the process is solved by the fact that from the consumption of the fuel mixture in idling of the internal combustion engine a first composition value of the fuel mixture is determined by the fact that the The internal combustion engine's poor operating limit is determined for the fuel mixture by the fact that from the poor operating limit a second composition value is determined and the Fuel is determined from a combination of the first composition value and the second composition value.
Neste caso, os valores de composição descrevem a composição da mistura de combustível do modo como a que é determinada a partir dos respectivos parâmetros individuais.In this case, the composition values describe the composition of the fuel mixture as determined from the respective individual parameters.
Os combustíveis se diferenciam em sua densidade de energia. De modo correspondente, a densidade de energia de uma mistura de com- bustível depende da relação de mistura e das respectivas densidades de energia dos combustíveis empregados. A necessidade de potência de uma máquina de combustão interna na marcha em vazio pode ser conhecida ou determinada em função da temperatura do meio de resfriamento, do grau de eficiência, do ângulo de ignição e de consumidores auxiliares como, por e- xemplo, compressor de ar condicionado, gerador, bomba do meio de resfri- amento, bomba de óleo e número de rotações. No caso de um combustível com pouca densidade de energia, na marcha em vazio precisa ser conduzi- do mais combustível em comparação a um combustível com alta densidade de energia da máquina de combustão interna. A quantidade de combustível conduzida à máquina de combustão interna, portanto, está em relação direta com a relação de mistura da mistura de combustível, e pode ser empregada como parâmetro para a determinação de um primeiro valor de composição. Neste caso, é vantajoso o fato de que, a corrente do volume de combustível conduzida à máquina de combustão interna na marcha em vazio existe co- mo parâmetro ao longo da duração de injeção no aparelho de controle.Fuels differ in their energy density. Correspondingly, 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 internal combustion engine when idling can be known or determined according to the temperature of the cooling medium, the degree of efficiency, the ignition angle and the auxiliary consumers such as a compressor. air conditioner, generator, coolant pump, oil pump and speed. In the case of a low energy density fuel, when idling, more fuel must be driven compared to a high energy density fuel from the internal combustion engine. The amount of fuel driven to the internal combustion engine, therefore, is directly related to the mixture ratio of the fuel mixture, and can be employed as a parameter for determining a first composition value. In this case, it is advantageous that the fuel volume current delivered to the internal combustion engine in idle speed exists as a parameter over the duration of injection into the control apparatus.
Uma redução da mistura de combustível e ar, isto é, um aumen- to do valor de lambda, em máquinas de combustão interna leva a uma agi- tação de funcionamento crescente. Neste caso, diferentes combustíveis e misturas de combustível compostas disso têm um denominado típico limite de funcionamento pobre. Se a mistura de combustível e ar conduzida à má- quina de combustão interna for reduzida, então é aumentado tanto o atraso de ignição como também a inflamação é bastante retardada, ou a inflama- ção não se inicia de modo algum. Isto leva a combustões extremamente re- tardadas, ou a falhas de combustão, que então, resultam em uma agitação de funcionamento nitidamente aumentada. No caso de uma mistura de combustível composta, por exemplo, de gasolina e etanol, o limite de fun- cionamento pobre se desloca com teor de etanol crescente na direção de valores de lambda maiores. O conhecimento do limite de funcionamento po- bre, por isso, é um indício para a relação de mistura da mistura de combus- tível empregada, e pode ser empregado para a determinação do segundo valor de composição. Ele pode ser facilmente determinado através de uma variação correspondente da relação de combustível e ar conduzida à má- quina de combustão interna, sendo que, o sistema estocástico de combus- tão alterado deste modo pode ser avaliado através da avaliação do número de rotações do eixo de manivelas, por exemplo, através de algoritmos de repouso de funcionamento correspondentes.A reduction in the fuel / air mixture, ie an increase in lambda value, in internal combustion engines leads to increased operating agitation. In this case, different fuels and fuel mixtures composed thereof have a so-called typical poor operating limit. If the mixture of fuel and air driven to the internal combustion machine is reduced, then both the ignition delay and the ignition delay are greatly delayed, or the ignition does not start at all. This leads to extremely delayed combustions, or combustion failures, which then result in markedly increased operating agitation. In the case of a fuel mixture composed for example of gasoline and ethanol, the poor operating limit shifts with increasing ethanol content towards higher lambda values. Knowledge of the poor operating limit is therefore an indication of the mixture ratio of the fuel mixture employed, and may be employed for the determination of the second composition value. It can easily be determined by a corresponding variation in the fuel and air ratio driven to the internal combustion machine, and the stochastic combustion system thus changed can be assessed by evaluating the number of axle rotations. cranks, for example, by corresponding operating rest algorithms.
Para o controle da máquina de combustão interna a composição da mistura de combustível precisa ser conhecida com uma exatidão sufici- ente. Esta exatidão considerada em si não pode ser alcançada seguramente nem através da determinação da composição do limite de funcionamento pobre, nem através da determinação da composição do consumo de com- bustível da máquina de combustão interna na marcha em vazio. Somente através da combinação de acordo com a invenção dos valores de composi- ção derivados do limite de funcionamento pobre e do consumo de combustí- vel na marcha em vazio, a composição da mistura de combustível pode ser determinada com uma exatidão suficiente para o controle da máquina de combustão interna. Neste caso, é vantajoso o fato de que, os valores de composição são determinados a partir de parâmetros independentes um do outro, e distribuídos de modo estocástico correspondente em torno da com- posição de fato da mistura de combustível.For the control of the internal combustion engine the composition of the fuel mixture must be known with sufficient accuracy. This accuracy per se cannot be achieved safely either by determining the composition of the poor operating limit or by determining the composition of the internal combustion engine's fuel consumption in idling. Only by combining according to the invention the composition values derived from the low operating limit and the fuel consumption when idling can the fuel mixture composition be determined with sufficient accuracy for the control of internal combustion engine. In this case, it is advantageous that the composition values are determined from parameters independent of each other and distributed correspondingly stochastic around the actual composition of the fuel mixture.
Além disso, é vantajoso o fato de que, para a realização do pro- cesso não precisam estar previstos quaisquer componentes adicionais co- mo, por exemplo, sensores do tipo de combustível adicionais, o que torna possível uma conversão com custos em conta do processo como mera so- lução de software. Neste caso, também o limite de funcionamento pobre e o segundo valor de composição derivado disso podem ser determinados atra- vés de uma adaptação de software.Moreover, it is advantageous to the fact that no additional components such as additional fuel type sensors need to be provided for the process, which makes cost-effective conversion into the process possible. as a mere software solution. In this case also the poor operating limit and the second composition value derived therefrom can be determined by a software adaptation.
Para a realização do processo de acordo com a invenção, não precisam ser desativadas as funções de diagnóstico exigidas pelo legislador, como, por exemplo, a adaptação da mistura, pelo que a aceitação para o processo aumenta visivelmente em relação às soluções de software existen- tes.In order to carry out the process according to the invention, the diagnostic functions required by the legislator, such as the adaptation of the mixture, need not be deactivated, so that the acceptance for the process increases visibly in relation to existing software solutions. tes.
Uma outra vantagem em relação às soluções existentes é que, a determinação da composição do combustível não está ligada ao reconheci- mento de um processo de abastecimento. Se, no caso de processos exis- tentes, os quais pressupõem o reconhecimento de um processo de abaste- cimento, freqüentemente forem abastecidas quantidades mínimas não mais reconhecidas pelo sistema de sensor de nível de enchimento do tanque, en- tão, isto pode levar - em particular, no caso de baixo nível de enchimento do tanque - a uma alteração notável da composição da mistura de combustível, sem que isto seja reconhecido pelo processo. Esta desvantagem é evitada através do processo de acordo com a invenção.Another advantage over existing solutions is that the determination of fuel composition is not linked to the recognition of a fueling process. If, in the case of existing processes, which presuppose recognition of a filling process, minimum quantities no longer recognized by the tank fill level sensor system are often supplied, then this may take - in particular, in the case of low tank fill level - a noticeable change in the composition of the fuel mixture without this being recognized by the process. This disadvantage is avoided by the process according to the invention.
Se estiver previsto que, um limite para a compatibilidade de re- torno dos gases de exaustão da máquina de combustão interna é determi- nado para a mistura de combustível que, do limite para a compatibilidade de retorno dos gases de exaustão é determinado um terceiro valor de composi- ção e que, a composição da mistura de combustível é obtida de uma combi- nação do primeiro valor de composição e do terceiro valor de composição, ou de uma combinação do segundo valor de composição e do terceiro valor de composição ou de uma combinação do primeiro valor de composição, e do terceiro valor de composição, ou de uma combinação do primeiro valor de composição, do segundo valor de composição e do terceiro valor de composição, então, a exatidão na determinação da composição da mistura de combustível pode continuar a ser aumentada.If it is envisaged that a limit for the exhaust gas return compatibility of the internal combustion engine is determined for the fuel mixture, a third value is set for the exhaust gas return compatibility limit. and that the composition of the fuel mixture is obtained from a combination of the first composition value and the third composition value, or a combination of the second composition value and the third composition value or a combination of the first composition value, and the third composition value, or a combination of the first composition value, the second composition value, and the third composition value, then accuracy in determining the composition of the fuel mixture may continue to be increased.
Como uma redução da mistura de ar e combustível conduzida à máquina de combustão interna uma alteração da quantidade de gás de e- xaustão conduzida à máquina de combustão interna através do retorno do gás de exaustão também leva a uma influência de funcionamento suave da máquina de combustão interna dependente da composição da mistura de combustível. No caso de uma mistura de combustível de gasolina e etanol, a compatibilidade de retorno dos gases de exaustão aumenta com o teor de etanol aumentando. Através da variação do retorno do gás de exaustão e de uma avaliação do sistema estocástico de combustão, por exemplo, através da avaliação do número de rotações do eixo de manivelas através de algo- ritmos de funcionamento suave correspondente pode ser determinado o limi- te para a compatibilidade de retorno dos gases de exaustão e disso pode ser concluído sobre a composição da mistura de combustível. Também nes- te caso, é vantajoso que, o limite para a compatibilidade de retorno dos ga- ses de exaustão possa ser determinado sem componentes adicionais, por meio de uma adaptação de software.As a reduction in the air and fuel mixture driven to the internal combustion engine, a change in the amount of exhaust gas driven to the internal combustion engine through the return of exhaust gas also leads to a smooth operating influence of the combustion engine. dependent on the composition of the fuel mixture. In the case of a mixture of gasoline and ethanol fuel, the exhaust gas return compatibility increases with the increasing ethanol content. By varying the return of the exhaust gas and by evaluating the stochastic combustion system, for example by evaluating the number of crankshaft rotations by corresponding smooth running algorithms, the threshold for the return compatibility of the exhaust gases and this can be concluded on the composition of the fuel mixture. Also in this case, it is advantageous that the limit for return compatibility of exhaust gases can be determined without additional components by means of a software adaptation.
Uma determinação da composição da mistura de combustível a partir dos valores de composição individuais que pode ser realizada através de uma simples operação aritmética pode ser obtida pelo fato de que, a combinação dos valores de composição ocorre por meio de formação do va- lor médio através dos valores de composição.A determination of the composition of the fuel mixture from the individual composition values that can be performed by a simple arithmetic operation can be obtained by the fact that the combination of the composition values occurs by forming the average value through of the composition values.
Uma determinação mais exata da composição da mistura de combustível pode ser obtida, pelo fato de que, fatores de ponderação são especificados para os valores de composição, em função da exatidão de a- firmação do respectivo valor de composição, e pelo fato de que, a composi- ção da mistura de combustível é determinada a partir de uma combinação ponderada dos valores de composição ponderados com os fatores de pon- deração correspondentes. Os fatores de ponderação indicam qual o tama- nho é a exatidão na determinação do respectivo valor de composição. O va- lor de composição mais exato é ponderado, na combinação dos valores de composição para a determinação da composição da mistura de combustível de acordo com o fator de ponderação, de modo mais intenso que o valor de composição mais inexato.A more accurate determination of the composition of the fuel mixture can be obtained by the fact that weighting factors are specified for the composition values, depending on the accuracy of the respective composition value, and by the fact that, The composition of the fuel mixture is determined from a weighted combination of the weighted composition values and the corresponding weighting factors. The weighting factors indicate how accurate the determination of the respective composition value is. The most accurate composition value is weighted when combining composition values to determine the composition of the fuel mixture according to the weighting factor more intensely than the most inaccurate composition value.
Os fatores de ponderação podem ser determinados a partir do valor de retorno da exatidão de afirmação do valor de composição e com o método da propagação de falha de Gauss pode ser calculada a mais prová- vel composição da mistura de combustível e o desvio médio do valor verda- deiro. Se a exatidão de afirmação para um valor de composição, por exem- plo, for 20%, então deve ser empregado o fator de ponderação 1/0,2 = 5. No caso de dois valores de composição Z1 e Z2 e dois fatores de ponderação W1 e W2, a composição mais provável é wZThe weighting factors can be determined from the return value of the assertion accuracy of the composition value and the most likely fuel mixture composition and the mean value deviation can be calculated using the Gauss fault propagation method. true. If the assertion accuracy for a composition value, for example, is 20%, then the weighting factor 1 / 0,2 = 5 should be used. In the case of two composition values Z1 and Z2 and two weighting factors weighting W1 and W2, the most likely composition is wZ
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De acordo com isto, a composição da mistura de combustível pode ser determinada a partir da soma dos valores de composição multipli- cada pelo quadrado dos fatores de ponderação correspondentes, dividido pela soma do quadrado dos fatores de ponderação. De acordo com este cálculo, conforme o método da propagação de falha de Gauss é determina- do o valor mais provável para a composição wZ.Accordingly, the composition of the fuel mixture may be determined from the sum of the composition values multiplied by the square of the corresponding weighting factors divided by the sum of the square of the weighting factors. According to this calculation, the Gauss fault propagation method determines the most probable value for the wZ composition.
A exatidão m para a composição mais provável wZ para um teor máximo de etanol de 85% é calculado deThe accuracy m for the most likely composition wZ for a maximum ethanol content of 85% is calculated from
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A exatidão m obtida deste modo na determinação da composi- ção da mistura de combustível é claramente melhor do que a que deve ser obtida através dos valores de composição individuais.The accuracy m thus obtained in determining the composition of the fuel mixture is clearly better than that obtained by the individual composition values.
A exatidão da determinação dos valores de composição a partir do consumo de combustível na marcha em vazio da máquina de combustão interna, a partir do limite de funcionamento pobre e do limite para a compa- tibilidade de retorno dos gases de exaustão é, respectivamente, dependente da faixa de operação, na qual a máquina de combustão interna justamente é operada. Por isto pode estar previsto que, os fatores de ponderação dos va- lores de composição individuais sejam especificados em função da faixa de operação existente da máquina de combustão interna, a fim de obter, deste modo, em todas as faixas de operação, uma alta exatidão na determinação da composição da mistura de combustível.The accuracy of the composition values from fuel consumption during idling of the internal combustion engine, from the low operating limit and the limit for exhaust gas return compatibility is, respectively, dependent. operating range, in which the internal combustion machine is precisely operated. For this reason it may be foreseen that the weighting factors of the individual compounding values will be specified as a function of the existing operating range of the internal combustion engine, so as to achieve a high level of operation over accuracy in determining the composition of the fuel mixture.
A tarefa da invenção referente ao dispositivo é solucionada pelo fato de que, na unidade de controle está prevista uma seqüência de pro- grama para a determinação de um primeiro valor de composição, a partir do consumo da mistura de combustível na marcha em vazio da máquina de combustão interna, pelo fato de que, está prevista uma seqüência de pro- grama para a determinação do limite de funcionamento pobre, pelo fato de que, está prevista uma seqüência de programa para a determinação de um segundo valor de composição a partir do limite de funcionamento pobre, e, pelo fato de que, está prevista uma seqüência de programa para a determi- nação da composição da mistura de combustível a partir de uma combina- ção do primeiro valor de composição e do segundo valor de composição.The task of the invention regarding the device is solved by the fact that in the control unit a program sequence is provided for the determination of a first composition value from the consumption of the fuel mixture at idling speed of the machine. internal combustion, because a program sequence is provided for the determination of the poor operating limit, because a program sequence is provided for the determination of a second composition value from the limit because of the fact that a program sequence is provided for the determination of the composition of the fuel mixture from a combination of the first composition value and the second composition value.
Deste modo, a composição de uma mistura de combustível pode ser determinada através de uma mera solução por software sem componen- tes adicionais, sem que precisem ser desativadas provisoriamente as fun- ções de diagnóstico exigidas pelo legislador. Neste caso, o consumo da má- quina de combustão interna na marcha em vazio, bem como, o limite de funcionamento pobre se correlacionam diretamente com a composição da mistura de combustível, de tal modo que, a partir disto, através de sequên- cias de programa correspondentes possam ser determinados os valores de composição individuais. Através da combinação dos valores de composição, a composição da mistura de combustível pode ser determinada de modo claramente mais exato do que através de valores de composição individuais.In this way, the composition of a fuel mixture can be determined by a mere software solution without additional components, without the need for the diagnostic functions required by the legislator to be temporarily deactivated. In this case, the consumption of the internal combustion engine in idling as well as the poor operating limit correlate directly with the composition of the fuel mixture, such that, through this, through sequences corresponding program values can be determined. By combining composition values, the composition of the fuel mixture can be determined more clearly than by individual composition values.
De acordo com uma variante de execução preferida da invenção pode estar previsto que, na unidade de controle esteja prevista uma se- qüência de programa para a determinação de um limite para a compatibili- dade de retorno dos gases de exaustão da máquina de combustão interna para a mistura de combustível, pelo fato de que, uma seqüência de progra- ma está prevista para a determinação de um terceiro valor de composição do limite para a compatibilidade de retorno dos gases de exaustão, e pelo fato de que, está prevista uma seqüência de programa para a determinação da composição da mistura de combustível de uma combinação do primeiro valor de composição e do terceiro valor de composição, ou de uma combi- nação do segundo valor de composição e do terceiro valor de composição, ou de uma combinação do primeiro valor de composição, do segundo valor de composição e do terceiro valor de composição. Através do terceiro valor de composição obtido do limite para o retorno do gás de exaustão a exati- dão de afirmação na determinação da composição da mistura de combustí- vel pode ser aperfeiçoada ainda mais.According to a preferred embodiment of the invention it may be provided that in the control unit a program sequence is provided for determining a limit for the return compatibility of the internal combustion engine exhaust gas to the fuel mixture, by the fact that a program sequence is provided for the determination of a third limit composition value for the exhaust gas return compatibility, and by the fact that a program for determining the composition of the fuel mixture of a combination of the first composition value and the third composition value, or a combination of the second composition value and the third composition value, or a combination of the first value composition value, the second composition value and the third composition value. By the third composition value obtained from the exhaust gas return limit the assertion accuracy in determining the composition of the fuel mixture can be further refined.
De acordo com uma variante de execução preferida da invenção pode estar previsto que, a seqüência de programa para a determinação da composição da mistura de combustível contenha uma rotina de programa para a determinação do valor médio do primeiro valor de composição e do segundo valor de composição, ou do primeiro valor de composição e do ter- ceiro valor de composição, ou do segundo valor de composição e do terceiro valor de composição, ou do primeiro valor de composição e do segundo va- lor de composição e do terceiro valor de composição. O valor médio dos va- lores de composição pode ser determinado facilmente, e sem grande ne- cessidade de memória e de cálculo, e no resultado conduz a uma exatidão na determinação da composição da mistura de combustível, que é essenci- almente melhor que a exatidão na determinação dos valores de composição individuais que servem de base.According to a preferred embodiment of the invention it may be provided that the program sequence for determining the composition of the fuel mixture contains a program routine for determining the average value of the first composition value and the second composition value. , either the first composition value and the third composition value, or the second composition value and the third composition value, or the first composition value and the second composition value and the third composition value. The average value of the composition values can be determined easily, without much memory and calculation, and the result leads to an accuracy in determining the composition of the fuel mixture, which is essentially better than the average. accuracy in determining the individual composition values on which to base.
De acordo com uma variante de execução particularmente pre- ferida da invenção pode estar previsto que, os fatores de ponderação este- jam especificados em função da exatidão de afirmação dos valores de com- posição nas respectivas faixas de operação da máquina de combustão in- terna, pelo fato de que, na unidade de controle está prevista uma área de memória para o armazenamento dos fatores de ponderação dos valores de composição, em função das faixas de operação da máquina de combustão interna e, pelo fato de que, para a determinação da composição da mistura de combustível, a seqüência de programa contém uma rotina de programa para a determinação da composição da mistura de combustível a partir dos valores de composição ponderados com os respectivos fatores de pondera- ção. Durante a determinação da composição da mistura de combustível, os fatores de ponderação tornam possível considerar as distintas exatidões de afirmação dos valores de composição empregados. Uma vez que, as exati- dões de afirmação dos valores de composição dependem da respectiva fai- xa de operação, na qual a máquina de combustão interna está sendo ope- rada, os fatores de ponderação podem ser armazenados em função da faixa de operação e considerados de modo correspondente na combinação dos valores de composição.According to a particularly preferred embodiment of the invention it may be provided that the weighting factors are specified as a function of the accuracy of the statement of values in the respective operating ranges of the internal combustion machine. the memory unit has a memory area for storing the composition factor weighting factors as a function of the operating ranges of the internal combustion engine and, for the determination of the fuel mixture composition, the program sequence contains a program routine for determining fuel mixture composition from weighted composition values with the respective weighting factors. When determining the composition of the fuel mixture, the weighting factors make it possible to consider the different statement accuracy of the composition values employed. Since the assertion accuracy of the composition values depends on the respective operating range in which the internal combustion engine is being operated, the weighting factors can be stored as a function of operating range and correspondingly when combining composition values.
De preferência, o processo e o dispositivo podem ser emprega- dos para a determinação da composição de uma mistura de combustível constituída de gasolina e de álcool, de preferência, de uma mistura de com- bustível constituída de gasolina e de etanol. Breve descrição do desenhoPreferably, 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. Brief Description of Drawing
A invenção será esclarecida, a seguir, com auxílio de um exem- plo de execução representado nas figuras. É mostrado:The invention will be explained below with the aid of an exemplary embodiment shown in the figures. It is shown:
Na figura 1 um diagrama de fluxo para a determinação de uma composição de uma mistura de combustível, para a operação de uma má- quina de combustão interna.Figure 1 is a flow diagram for determining a composition of a fuel mixture for operating an internal combustion machine.
Na figura 2 um diagrama para a determinação de uma composi- ção de uma mistura de combustível, para a operação de uma máquina de combustão interna.Figure 2 is a diagram for determining a fuel mixture composition for operating an internal combustion engine.
A figura 1 mostra um diagrama de fluxo para a determinação de uma composição 30 mostrada na figura 2, de uma mistura de combustível para a operação de uma máquina de combustão interna, no exemplo de uma mistura de combustível de gasolina e etanol.Figure 1 shows a flow diagram for determining a composition 30 shown in figure 2 of a fuel mixture for operating an internal combustion engine, in the example of a gasoline and ethanol fuel mixture.
Em uma primeira ramificação do diagrama de fluxo estão previs- tos um bloco ZW1 10 e um bloco WF 12, e em uma segunda ramificação estão previstos um bloco ZW2 11 e um bloco WF2 13. Ao bloco ZW1 10 como grandeza de entrada é conduzido um consumo da mistura de combustível na marcha em vazio 20, ao bloco ZW2 11 é conduzido um limite de funcionamento pobre 21 determinado em uma rotina de programa, não representada da máquina de combustão interna.In a first branch of the flow chart a block ZW1 10 and a block WF 12 are provided, and in a second branch a block ZW2 11 and a block WF2 13 are provided. consumption of idle fuel mixture 20, block ZW2 11 is driven a poor operating limit 21 determined in a program routine, not shown of the internal combustion engine.
Aos blocos WF1 12 e WF2 13 é conduzida a faixa de operação 22, pelo fato de que, a máquina de combustão interna está justamente sendo operada.Blocks WF1 12 and WF2 13 are driven to operating range 22 by the fact that the internal combustion engine is just being operated.
Aos blocos WF1 e WF2 está ligado posteriormente um bloco Z 14.To blocks WF1 and WF2 is subsequently linked a block Z 14.
No caso de uma mistura de combustível constituída de etanol e gasolina, em conseqüência do baixo poder calorífico do etanol em relação à gasolina, o volume de combustível se altera na marcha em vazio da máqui- na de combustão interna, em função da relação de mistura dos combustí- veis empregados. Através de uma avaliação do consumo de combustível na marcha em vazio, através da avaliação do tempo de injeção, com o auxílio de densidades de energia conhecidas de etanol e gasolina, pode ser conhe- cido o teor de etanol da mistura de combustível, no qual o consumo de e- nergia momentâneo é determinado. Uma vez que, a exigência de energia na marcha em vazio é conhecida ou pode ser determinada em função da tem- peratura do meio de resfriamento, do grau de eficácia ou do ângulo de igni- ção e de consumidores secundários como compressor de ar condicionado, gerador, bomba de meio de resfriamento, bomba de óleo e número de rota- ções, o teor de etanol pode ser determinado através da comparação de uma exigência de potência na marcha em vazio e de uma exigência de potência na marcha em vazio, determinada do consumo de combustível, do teor de etanol na mistura de combustível e, com isto, da composição da mistura de combustível. Por isto, no bloco ZW1 10, a partir do consumo de combustível na marcha em vazio 20 pode ser determinado um primeiro valor de compo- sição 32 para a mistura de combustível, mostrado na figura 2.In the case of a fuel mixture made up of ethanol and gasoline, as a result of the low calorific value of ethanol relative to gasoline, the fuel volume changes when the internal combustion machine runs idle, depending on the mixing ratio. of the fuels used. Through an assessment of idle fuel consumption, through injection time evaluation, with the aid of known energy densities of ethanol and gasoline, the ethanol content of the fuel mixture can be known. momentary energy consumption is determined. Since the power requirement for idling is known or can be determined by the temperature of the cooling medium, the degree of efficiency or the ignition angle and secondary consumers such as the air conditioning compressor, generator, coolant pump, oil pump, and number of revolutions, the ethanol content can be determined by comparing a idle power requirement and a idle power fuel consumption, the content of ethanol in the fuel mixture and thereby the composition of the fuel mixture. Therefore, in block ZW1 10, from fuel consumption in idle 20 a first composition value 32 can be determined for the fuel mixture shown in figure 2.
As máquinas de combustão interna mostram um limite de fun- cionamento pobre 21 em função das propriedades de combustão do com- bustível empregado. Se a relação de combustível e ar conduzida à máquina de combustão interna for reduzida através do limite de funcionamento pobre 21, então isto resulta em uma agitação de funcionamento aumentada da máquina de combustão interna. No caso de uma mistura de combustível de etanol e gasolina, o limite de funcionamento pobre 21 com o aumento do teor de etanol desloca-se para Iambda maior. Através da avaliação do sis- tema estocástico de combustão, por exemplo, do desvio-padrão da pressão média indiciada em, pelo menos, um dos cilindros da máquina de combus- tão interna, pode ser determinado o limite de funcionamento pobre 21. Para isso, por exemplo, pode ser avaliado o número de rotações do eixo de ma- nivelas através de algoritmos de funcionamento suave. Em virtude da corre- lação do limite de funcionamento pobre 21 determinado dessa forma e do teor de etanol da mistura de combustível, no bloco ZW2 11 do limite de fun- cionamento pobre 21 pode ser determinado um segundo valor de composi- ção 33, mostrado na figura 2.Internal combustion engines show a poor operating limit 21 as a function of the combustion properties of the fuel employed. If the fuel to air ratio driven to the internal combustion engine is reduced through the poor operating limit 21, then this results in increased operating agitation of the internal combustion engine. In the case of a mixture of ethanol and gasoline fuel, the poor operating limit 21 with increasing ethanol content shifts to higher Iambda. By assessing the stochastic combustion system, for example the standard deviation of the mean pressure indicated on at least one of the cylinders of the internal combustion machine, the poor operating limit 21 can be determined. For example, the number of crankshaft rotations can be evaluated using smooth running algorithms. Due to the correlation of the poor operating limit 21 thus determined and the ethanol content of the fuel mixture, in block ZW2 11 of the poor operating limit 21 a second composition value 33 can be determined as shown. in figure 2.
O primeiro valor de composição 32, derivado do consumo da mistura de combustível na marcha em vazio 20, e o segundo valor de valor de composição 33 derivado do limite de funcionamento pobre 21 são provi- dos com uma falta de exatidão de afirmação, que é maior que o desvio total 34 máximo necessário para o controle da máquina de combustão interna na determinação da composição 30 da mistura de combustível. Neste caso, a respectiva exatidão almejada é dependente da faixa de operação 22, na qual a máquina de combustão interna é operada. Por isto, no bloco WF1 12 ao primeiro valor de composição 32 é coordenado um primeiro fator de pon- deração 36a mostrado na figura 2, e no bloco WF2 13 ao segundo valor de composição 33 é coordenado um segundo fator de ponderação 36b, do mesmo modo, mostrado na figura 2 em função da faixa de operação 22 da máquina de combustão interna.The first composition value 32, derived from idle fuel mixture consumption 20, and the second composition value 33 derived from poor operating limit 21 are provided with a lack of assertion accuracy, which is greater than the maximum total deviation 34 required for internal combustion engine control in determining the fuel mixture composition 30. In this case, the desired accuracy thereof is dependent on the operating range 22 in which the internal combustion engine is operated. Therefore, in block WF1 12 the first composition value 32 is coordinated a first weighting factor 36a shown in figure 2, and in block WF2 13 the second composition value 33 is coordinated a second weighting factor 36b of the same weighting. mode, shown in figure 2 as a function of the operating range 22 of the internal combustion machine.
No bloco Z 14 ocorre, então, a determinação da composição 30 da mistura de combustível através de uma combinação, ponderada com os respectivos fatores de ponderação 36a, 36b, do primeiro valor de composi- ção 32 e do segundo valor de composição 33. Neste caso, quanto menor for a imprecisão da afirmação de um valor de composição 32, 33, tanto maior é determinado o respectivo fator de ponderação 36a, 36b e, de modo corres- pondente, mais intenso é considerado o valor de composição 32, 33 mais exato na combinação para a determinação da composição 30 da mistura de combustível.In block Z 14, the fuel mixture composition 30 is then determined by a combination, weighted with the respective weighting factors 36a, 36b, the first composition value 32 and the second composition value 33. In this case, the lower the inaccuracy of the assertion of a composition value 32, 33, the higher the respective weighting factor 36a, 36b is determined and, correspondingly, the more intense the composition value 32, 33 is considered. accurate in combination for determination of fuel mixture composition 30.
A figura 2 mostra um diagrama para a determinação de uma composição 30 de uma mistura de combustível, para a operação de uma máquina de combustão interna no exemplo de uma mistura de combustível de gasolina e etanol.Figure 2 shows a diagram for determining a fuel mixture composition 30 for operating an internal combustion engine in the example of a gasoline and ethanol fuel mixture.
Ao longo de um primeiro eixo 31 é aplicada a parte percentual de etanol em uma mistura de combustível de gasolina e etanol. A fim de ob- ter um desvio total 34 almejado na determinação da composição 30, do con- sumo da mistura de combustível na marcha em vazio 20 é determinado um primeiro valor de composição 32, e do limite de funcionamento pobre 21 é determinado um segundo valor de composição 33. Os valores de composi- ção 32, 33 são mostrados como valores esperados com desvio-padrão, e estão dispostos ao longo de um segundo eixo 17, um ao lado do outro. O desvio padrão dos valores de composição 32, 33, neste caso, é maior que o desvio total 34 máximo almejado para a determinação da composição 30 da mistura de combustível.Along a first axis 31 the percentage part of ethanol is applied to a mixture of gasoline fuel and ethanol. In order to obtain a total deviation 34 to be determined in determining composition 30, a first composition value 32 is determined from idle fuel consumption 20, and from a poor operation limit 21 a second is determined composition value 33. Composition values 32, 33 are shown as expected values with standard deviation, and are arranged along a second axis 17, side by side. The standard deviation of the composition values 32, 33 in this case is greater than the maximum total deviation 34 desired for determining the fuel mixture composition 30.
De acordo com a invenção, a composição 30 da mistura de combustível é determinada através de uma combinação dos valores de composição 32, 33. Neste caso, a combinação ocorre através da formação de um valor médio ponderado através dos valores de composição 32, 33. Aos valores de composição 32, 33 estão coordenados os fatores de ponde- ração 36, que são uma medida para a exatidão de afirmação do respectivo valor de composição 32, 33. A título de exemplo, o primeiro fator de ponde- ração 36a com o valor 5 expressa uma exatidão de afirmação de 1/5 = 20%; o fator de ponderação 36b com o valor 3 significa uma exatidão de afirma- ção de 1/3 = 33,3%.According to the invention, the composition 30 of the fuel mixture is determined by a combination of the composition values 32, 33. In this case, the combination occurs by forming a weighted average value through the composition values 32, 33. The composition values 32, 33 are weighted factors 36, which are a measure of the accuracy of the respective composition value 32, 33. By way of example, the first weighting factor 36a with the value 5 expresses a statement accuracy of 1/5 = 20%; The weighting factor 36b with the value 3 means a claim accuracy of 1/3 = 33.3%.
Uma vez que os valores de composição 32, 33 foram determi- nados independentes um do outro e, por conseguinte, pode-se partir de uma distribuição estocástica dos valores de composição 32, 33 em torno da composição 30, por meio da combinação apropriada dos valores de compo- sição 32, 33 pode ser obtida a exatidão exigida e representada através do desvio total 34 na determinação da composição 30 da mistura de combustí- vel, mesmo se as faltas de exatidão de afirmação dos valores de composi- ção 32, 33 que servem de base forem nitidamente maiores.Since composition values 32, 33 have been determined to be independent of each other and therefore one can start from a stochastic distribution of composition values 32, 33 around composition 30 by appropriate combination of the two. composition values 32, 33 the required accuracy can be obtained and represented by the total deviation 34 in determining the composition 30 of the fuel mixture even if the assertion inaccuracies of the composition values 32, 33 which are the basis are noticeably larger.
O aperfeiçoamento da exatidão de afirmação através do empre- go da média ponderada será esclarecido a seguir em um exemplo de cálcu- lo:Improving the accuracy of assertions by using weighted averages will be explained below in an example calculation:
O primeiro valor de composição 32 é de 40%, o segundo valor de composição 33 é de 20% da parte de etanol em uma mistura de combus- tível de gasolina e etanol. Os fatores de ponderação 36, que reproduzem o desvio de medição na determinação do respectivo parâmetro é 5 para o primeiro fator de ponderação 36a, e 3 para o segundo fator de ponderação 36b. De acordo com o método de Gauss bastante conhecido da observação de erro, a composição 30 determinada com base dos dois pares de valores acima:The first composition value 32 is 40%, the second composition value 33 is 20% of the ethanol share in a gasoline and ethanol fuel mixture. Weighting factors 36, which reproduce the measurement deviation in determining the respective parameter is 5 for the first weighting factor 36a, and 3 for the second weighting factor 36b. According to the well-known error observation Gauss method, composition 30 is determined on the basis of the two pairs of values above:
composição <formula>formula see original document page 19</formula>composition <formula> formula see original document page 19 </formula>
Do mesmo modo, de acordo com o método de Gauss da obser- vação de erro na determinação da composição 10 no caso dos dois fatores de ponderação 18 com os valores 5 e 3 e um teor de etanol máximo de 85% determinam:Similarly, according to Gauss's method of observing errors in determining composition 10 for the two weighting factors 18 with values 5 and 3 and a maximum ethanol content of 85% determine:
<formula>formula see original document page 19</formula><formula> formula see original document page 19 </formula>
A combinação dos dois valores de composição 12, 13 com os fatores de ponderação 18 com os valores 5 e 3, que correspondem às exati- dões de 85%/5 = 17% ou 85%/3 = 28,3%, resulta, com isso, uma afirmação com uma exatidão aperfeiçoada de 14,6%.The combination of the two composition values 12, 13 and the weighting factors 18 with the values 5 and 3, which correspond to the accuracy of 85% / 5 = 17% or 85% / 3 = 28.3%, results in thus a statement with an improved accuracy of 14.6%.
De acordo com a invenção, os fatores de ponderação 36 são determinados em função da faixa de operação 22 da máquina de combus- tão interna. Isto melhora a confiabilidade do processo e sua exatidão, uma vez que, em alguns estados de operação os parâmetros, dos quais são de- finidos os valores de composição 32, 33 podem ser definidos de modo parti- cularmente exato, e por isso, os valores de composição 32, 33 obtidos disso podem ser ponderados mais altos que em outras faixas de operação.According to the invention, the weighting factors 36 are determined as a function of the operating range 22 of the internal combustion machine. This improves the reliability of the process and its accuracy, since in some operating states the parameters of which composition values are set 32, 33 can be set particularly accurately, and therefore the Composition values 32, 33 obtained from this may be weighted higher than in other operating ranges.
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