CN109154241B - 用于操控发动机的装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种装置和一种方法，用来确定液化气体燃料的吹入时间和/或进入发动机(19)气缸的供应量，该液化气体燃料诸如液化石油气(LPG)，天然气(CNG)，液化天然气(LNG)，沼气或氢气(H2)，用于在二价或三价燃料模式操控发动机(19)，其中，所述装置被设置为，所确定的液化气体燃料的吹入时间取决于所确定的燃烧值或所确定的气体混合物特征值。一个气体混合物分析模块(7)被用于优化燃烧过程。一个气体启动装置使得车辆即使在低温的环境中也能够以气体启动。

Description

用于操控发动机的装置
技术领域
本发明涉及一种用于操控发动机的装置和方法，其在二价或三价的燃料模式下使用液化气体燃料如液化石油气(LPG)，天然气(CNG)，液化天然气(LNG)，沼气或氢气(H2)。
背景技术
在汽油或柴油发动机中，发动机控制单元通常用于保证将汽油或柴油供应到发动机以进行适当的燃烧过程。
如果用LPG或CNG改装车辆，则通常在车辆上安装一个附加控制单元，使得发动机也能够使用LPG或CNG操控。
文献DE102010039844A1，DE102011075223A1，DE102012100115B4，WO2014166534A1，WO2011101394A1，DE201010008289A1，DE102012017440A1，DE102006030495A1，WO2007092142A2和DE102006022357B3公开了一些改装的装置，用于操控使用LPG，CNG，H2等的发动机。
然而在操控使用LPG，CNG，H2等的发动机时，在燃烧过程的质量、污染物的排放等方面，和/或在操控使用LPG，CNG，H2等时，在汽油或柴油发动机的启动的方面，依然存在着进一步改进燃烧过程的需求，尤其是在室外寒冷温度的情况下。
发明内容
本发明的目的是提供一种进一步改进的装置、附加控制单元、气体启动系统及其方法。
本发明通过独立权利要求的所述的装置，和从属权利要求所述的方法、气体混合物分析模块和气体启动系统，解决了所要解决的技术问题。前言中描述的特征可以单独或组合地与下述本发明的内容相结合。
本发明的技术问题通过以下技术方案解决：一种用于在二价或三价燃料模式操控发动机的装置，用来确定液化气体燃料的吹入时间和/或进入发动机气缸的供应量，该液化气体燃料诸如液化石油气(LPG)，天然气(CNG)，液化天然气(LNG)，沼气或氢气(H2)，其中，所述装置被设置为，所确定的液化气体燃料的吹入时间取决于所确定的燃烧值或所确定的气体混合物特征值。
该装置特别适用于确定吹入时间，尤其是对第一液化气体燃料的吹入时间，和/或确定进入发动机气缸的液化气体燃料的供应量，尤其是进入发动机气缸的第二液化气体燃料的供应量，适用于在二价或三价燃料模式操控发动机，其中，所述装置被设置为，所确定的液化气体燃料的吹入时间取决于所确定的燃烧值或所确定的气体混合物特征值，其中，尤其第一和第二液化气体的例子可以为液化石油气(LPG)，天然气(CNG)，液化天然气(LNG)，沼气或氢气(H2)。
吹入时间是指一种液化气体燃料尤其第一液化气体燃料(优选LPG，CNG，LNG或沼气)在每个工作循环中进入发动机气缸的吹入持续时间。
进入发动机气缸的液化气体燃料的供应量是指一种液化气体燃料尤其是第二液化气体燃料(优选氢气)进入气缸的体积。一般来说，当液化气体燃料进入气缸的供应速度或流速恒定时，其供应量也可用吹入时间来描述。
因此，该装置既可以用在一种液化气体燃料的操控上，例如，液化石油气，也可以用在两种液化气体燃料的操控上，例如液化石油气和氢气。
液体燃料是一种燃料，其在室温和一巴(1bar)的常压下以液相存在。
液体燃料尤其包括汽油，奥托汽油，柴油，生物柴油和用作燃料的植物油。
液化气体燃料是在室温和一巴(1bar)的常压下特别仅仅以气相存在的燃料，并且优选只在两巴(2bar)以上的高压下转化成液相。
液化气体燃料包括汽油(LPG,Liquefied Petroleum Gas)，石油气或天然气(CNG)，液化天然气(LNG,Liquefied Natural Gas)，沼气和氢气(H2)。
单价燃料模式指的是操控发动机仅用一种燃料驱动车辆。
二价燃料模式指的是操控发动机同时用两种不同的燃料驱动车辆，即两种不同的燃料同时在发动机或汽缸中燃烧。例如，二价燃料模式可以是用一种液化气体燃料和一种液体燃料，或者两种不同的液化气体燃料。例如，二价燃料模式可以是使用柴油和LPG，或使用LPG和氢气。
三价燃料模式指的是操控发动机同时用三种不同的燃料驱动车辆，即三种不同的燃料同时在发动机或汽缸中燃烧。例如，三价燃料模式可以是用两种不同的液化气体燃料和一种液体燃料。例如，二价燃料模式可以是使用柴油，LPG和氢气。
所确定的液化气体燃料的吹入时间取决于所确定的燃烧值或所确定的气体混合物特征值，指的是在确定吹入时间时，要考虑燃烧值或气体混合物特征值，尤其是将其作为确定方法中的可变输入参数。
所确定的燃烧值或所确定的气体混合物特征值，是指燃烧值或气体混合物特征值由装置或者由附加控制单元自动得出。或者，燃烧值或气体混合物特征值也可以由通过接口连接的模块得到，并传输到装置或附加控制单元。
优选地，一个模块(即H2模块，安全模块，Lambda偏移模块和/或气体混合物分析模块)，被设计为一个具有至少两个模拟或数字数据接口和一个模拟或数字电路的独立电子组件。
或者，一个或多个模块(即H2模块，安全模块，Lambda偏移模块和/或气体混合物分析模块)，可以集成在装置或附加控制单元中，例如，作为集成数字信号处理器或作为模拟电路设置在附加控制单元的壳体内，或者以程序代码的形式集成在附加控制单元的存储介质上，使得该附加控制单元的处理器执行由该程序代码指定的步骤。
该模块(即H2模块，安全模块，Lambda偏移模块和/或气体混合物分析模块)，作为模拟实施例的典型组件包括放大器，滤波器，整流器，模拟-数字转换器，数字-模拟转换器，数据或信号线接口和/或混频器。作为数字实施例的组件包括逻辑门，微处理器，模拟-数字转换器，数字-模拟转换器，数据或信号线接口和/或数据存储器。
燃烧值是物质中或本发明中的气体混合物2，21中包含的每个测量单位的比热能的量度。
特别地，燃烧值对应于燃烧值HS。
燃烧值HS可以用kWh/m3，kWh/kg或kWh/l的单位表示。优选地，燃烧值HS与指定或标准化状态下的体积相关，尤是在一特定温度和一特定压力下。特别地，这些条件可以是一巴(1bar)的压力，室温(如25℃)，在天然气(CNG)和沼气的情况下所有参与的气体在燃烧前后的相对湿度为100％，和/或燃烧后形成的液态水在室温(如25℃)下。例如，燃烧值HS可以这样被计算或表示：丙烷的燃烧值HS为或大约为28.095kWh/m3，14.06KWh/kg或7.17kWh/l。可替代地或作为补充地，DIN 51857，DIN EN ISO 6976和/或DIN 18599被作为燃烧值HS的参考。
气体混合物特征值是一种数值，其从大量的数值得到，尤其是从存在存储器中的大量数值得到，基于当前气体混合物的至少一个测量参数和/或至多五个测量参数，该数值被分配从而被确定。优选的是当前气体混合物的三个测量参数。
当前气体混合物的测量参数是指由传感器测量得到的测量值，这个值的大小与气体混合物的性质相关。测量参数可以是测量值的数据处理的结果。
特别地，气体混合物特征值可以被换算成燃烧值、接近燃烧值的变量或者与燃烧值对应的变量，尤其是通过一种指定的算法在一个或多个转换常数和/或一个或多个转换因子的帮助下完成换算。
特别地，气体混合物特征值适用于将吹入时间或气体吹入查找表或气体吹入查找表中的气体吹入曲线向浓型或淡型的方向发生偏移，即向更长的吹入时间或更短的吹入时间的方向发生偏移。气体吹入查找表将在后面更详细地描述。
浓型或淡型与发动机气缸中燃料的燃烧有关，并且可以使用Lambda值(也称为λ或Lambda)如下文所述来表示。Lambda描述了燃烧空气比--也称为空气比或空气数--这是一个来自燃烧理论的无量纲参数，其表示在燃烧过程中空气和燃料的质量比。从这个数字可以推出关于燃烧过程、温度、污染物形成和有效作用系数的结论。
如果Lambda＝1，则存在完全燃烧，即所有燃料分子与空气氧完全反应，不会缺少氧气或存余未燃烧的燃料，因此完全燃烧。
Lambda<1(例如0.9)意味着缺乏空气，即“浓”(rich)或浓型混合物。
Lambda>1(例如1.1)意味着空气过量，即“淡”(lean)或淡型混合物。
例如Lambda＝1.1，则意味着比化学计量反应所需多10％的空气参与了燃烧。
因为燃烧值取决于气体的成分的组成，尤其是第一液化气体燃料的气体组分，而且该组成可以在操控期间改变，这些组成的变化又反过来对燃烧过程中该燃料是否充分正确燃烧具有负面影响，因此，一个取决于燃烧值或气体混合物特征值的吹入时间，尤其是第一液化气体燃料的吹入时间，即使用被确定的燃烧值或被确定的气体混合物特征值取决于气体混合物的组成的气体混合物特征值调节吹入时间，能够抵消或甚至消除这种负面影响。
通过将所述装置设置为使所确定的液化气体燃料的吹入时间取决于所确定的燃烧值或所确定的气体混合物特征值，能够实现一种特别可靠的基于一种或多种液化气体燃料的二价或三价燃料模式。通过这种方式，二价或三价燃料在发动机中尽量充分燃烧的目的得以实现，以致于，气体启动，即液化气体驱动的发动机启动，尤其是在没有液体燃料燃烧的情况下的启动，即使在在外部温度低至零度即0℃的环境中，仍然是可能的。
本发明的另一方面涉及一种用于在二价或三价燃料模式操控发动机的附加控制单元或一种包括附加控制单元的装置，该附加控制单元用于确定吹入时间，尤其是第一液化气体燃料的吹入时间，和/或进入发动机气缸的液化气体燃料的供应量，尤其第二液化气体燃料的供应量，其中，每个装置或附加控制单元具有一个连接进气管压力传感器的接口用于确定汽油发动机的发动机负载，一个轨道压力传感器和/或进气管压力传感器用于确定柴油发动机中的发动机负载，一个Lambda偏移模块用于执行Lambda偏移调节，一个气体混合物分析模块用于确定受液化气体燃料的气体混合物的成分影响的燃烧值或气体混合物特征值，用于将吹入时间特征曲线向浓或者淡的方向位移，一个保护模块用于保护发动机防止过高的燃烧温度，至少一个气体吹入阀用于释放气体混合物，至少一个喷射装置用于喷射液体燃料(如汽油或柴油)，一个H2模块用于提供氢气作为发动机汽缸的第一液化气体燃料的输送供应量，一个车辆OBD系统，和/或一个发动机控制单元用于使用液体燃料的发动机的单价燃料模式操控，该液体燃料例如柴油，生物柴油或汽油。
因此，可以特别可靠地实现对二价或三价燃料模式的操控，并且能够实现低污染物排放。尤其是通过Lambda模块接口和气体混合物分析模块接口的组合实现了特别充分的燃烧，并且通过附加的与H2模块接口的组合，实现了特别低的污染物排放，其中，这些组合的协同效果大于上述模块接口单独实现的效果的简单加和。上述的其他接口也类似。
本发明的另一方面涉及一种装置，具有用于在二价或三价燃料模式操控发动机的附加控制单元，该附加控制单元用于确定吹入时间，尤其是第一液化气体燃料的吹入时间，和/或进入发动机气缸的液化气体燃料的供应量，尤其第二液化气体燃料的供应量，其中，每个装置或附加控制单元具有一个Lambda偏移模块用于执行Lambda偏移调节，一个气体混合物分析模块用于确定受液化气体燃料的气体混合物的成分影响的燃烧值或气体混合物特征值，用于将吹入时间特征曲线向浓或者淡的方向位移，一个保护模块用于保护发动机防止过高的燃烧温度，至少一个气体吹入阀用于释放气体混合物，至少一个喷射装置用于喷射液体燃料(如汽油或柴油)，和/或一个H2模块用于提供氢气作为发动机汽缸的第一液化气体燃料的输送供应量。
因此，可以特别可靠地实现对二价或三价燃料模式的操控，并且能够实现低污染物排放。尤其是通过Lambda模块接口和气体混合物分析模块接口的组合实现了特别充分的燃烧，并且通过附加的H2模块接口的组合，实现了特别低的污染物排放，其中，这些组合的协同效果大于上述模块接口单独实现的效果的简单加和。这也适用于可以通过上述接口连接的其他组件。
本发明的另一方面涉及一种用于上述装置或用于连接到上述附加控制单元的气体混合物分析模块，其中，该气体混合物分析模块被设计成根据液化气体燃料的气体混合物的温度和压力来决定气体混合物的密度，和/或，取决于气体混合物的当前组成，基于气体混合物的气体传导率、温度和密度，或基于气体混合物的气体传导率、温度和压力，在气体混合物特征查找表的帮助下，来确定气体混合物的燃烧值或气体混合物的气体混合物特征值。本申请的全部公开内容不仅适用于本发明的装置和本发明的附加控制单元，而且适用于根据本发明的气体混合物分析模块，只要相应的公开内容直接或间接地与气体混合物分析模块间接相关。
本发明的另一方面涉及一种气体启动系统，用于上述装置或用于连接到上述附加控制单元，其中气体启动系统被布置成，当发动机在纯液化气体模式启动时，只有液化气体燃料的气体混合物的气相从气罐中抽出，用于吹入发动机的气缸。本申请的全部公开内容不仅适用于本发明的装置和本发明的附加控制单元，而且适用于本发明的气体启动系统，只要相应的公开内容直接或间接地与气体启动系统有关。
纯液化气体模式意味着操控发动机只使用液化气体燃料，或只使用液化气体燃料和氢气。
本发明的另一方面涉及一种方法，用来确定气体混合物中第一液化气体燃料的吹入时间，该第一液化气体燃料优选液化石油气(LPG)，天然气(CNG)，液化天然气(LNG)或沼气，和/或确定第二液化气体燃料进入发动机气缸的供应量，尤其是连续供应量，该第二液化气体燃料优选氢气，该方法优选使用如前文所述的装置或者附加控制单元，其中
-特别地，基于气体混合物的气体传导率、温度和压力确定燃烧值或气体混合物特征值，
-特别地，基于Lambda值和/或NOx值，确定受第一液化气体燃料影响的Lambda偏移值和/或NOx偏移值，优选特定适用于一个使用中的Lambda传感器和/或NOx传感器，
-特别地，基于燃烧值或气体混合物特征值，确定气体混合物调节因子，
-特别地，基于发动机负载和/或发动机转速，使用吹入特征查找表来确定吹入时间，其中该特征查找表在气体混合物调节因子、Lambda偏移值和/或NOx偏移值的帮助下向淡或浓的方向位移，和/或
-特别地，基于发动机负载和/或发动机转速，使用气体供应量查找表确定第二液化气体燃料的供应量，其中
-特别地，根据爆震信号增加或减少吹入时间和/或供应量，尤其是逐步增加或减少。
本发明的另一方面涉及一种气罐中的液化气体燃料的气相的用途，用作吹入发动机以驱动车辆，特别在车辆的气体启动时，该液化气体燃料优选为LPG或LNG。
气体启动的含义如下所述。
特别地，只有存在于气罐中的液化气体燃料的气相，为发动机提供机驱动车辆的唯一驱动燃料。
特别地，只有存在于气罐中的液化气体燃料的气相和氢气，为发动机提供机驱动车辆的唯一驱动燃料。
在下文中，基于附图中所示的优选实施例进一步解释和描述了本发明。
附图说明
图1显示了一个用于在二价或三价模式操控发动机19以驱动车辆的系统，包括装置或附加控制单元。
图2显示了被确定的LPG气体吹入时间和被确定的氢气供应量，其通过附加控制单元使用气体吹入特征查找表得出，用于汽油发动机的二价燃料模式，在该发动机中在液化气体模式下不发生汽油喷射。
图3显示了被确定的LPG气体吹入时间和被确定的氢气供应量，以及通过附加控制单元确定的柴油喷射时间，使用气体吹入特征查找表得出，用于柴油发动机的三价燃料模式。
图4显示了一个附加控制单元的气体混合物调节查找表，用于图2的气体吹入查找表。
图5显示了一个真实的气体吹入特性曲线，作为来自图2所基于的气体吹入查找表的片段，同时考虑了图4的气体混合物调节查找表和图6的Lambda偏移值，其中，气体吹入特性曲线描绘和比较了校正系数[％]，气体吹入时间[ms](下方)，汽油模式操控中的发动机负载特性曲线(左上方)，负压[kPa]，气体喷射时间[ms]。
图6显示了Lambda偏移调整和NOx调整，通过不同Lambda传感器和NOx传感器的偏移因子得到，用于图2的气体吹入查找表，其中，信号值在调整之前(在每个案例的左栏)和调整之后(在每个案例的右栏)相比较。
图7示出了在主控模式下的附加控制单元18的车载诊断(OBD)控制，其独立于作为从机操控的发动机控制单元20。
具体实施方式
在一个实施例中，该装置被设置为特别用于第一液化气体燃料，该第一液化气体燃料是气体混合物2，21，被设置为根据当前气体混合物2，21的组成确定燃烧值和/或气体混合物特征值。
气体混合物是指包含至少两种不同气体的混合物。例如，LPG由丁烷和丙烷组成，例如当前组合物可以是70％的丁烷和30％的丙烷。当然这些气体混合物也可能可含有三种，四种或更多种不同的气体，在确定燃烧值或气体混合物特征值的时候，可以考虑气体混合物中这些其他气体的比例，也可忽略他们。该比例优选以体积百分比表示，或者以重量百分比表示。
通过根据气体混合物2，21的当前组成确定燃烧值和/或气体混合物特征值，能够在装置或附加控制单元18调节燃烧过程时，考虑到操控过程中组合物成分的变化，比如，由于车辆加油和/或温度影响、气罐3的填充液位被改变或通过启动发动机，气体比例从70％丁烷和30％丙烷变成60％丁烷和40％丙烷。因此，即使在波动或低的外部温度下也能够实现适当的燃烧过程，并使气体启动成为可能。
在一个实施例中，该装置包括气体传导率传感器8，用于测量气体混合物2，21的电导率，特别是该液体气体燃料在液相2和/或气相21中的电导率。
气体混合物2，21的气体传导率或电导率意味着气体混合物2，21传导电流的能力。
通过设置测量气体混合物2，21的电导率的气体传导性传感器8，满足了准确确定气体混合物2，21的当前燃烧值和/或气体混合物特征值所需的前提条件，可选地，还可以确定气体混合物2，21的组成。
特别地，该装置被布置成基于测量的电导率来确定燃烧值和/或气体混合物特征值。
准确地确定当前的燃烧值和/或气体混合物特征值，来可靠地调节燃烧过程，因此得以实现。
在一个实施例中，气体传导率传感器8包括阳极和阴极，和/或气体传导率传感器8被布置成，为了测量电导率，在阳极和阴极之间施加恒定电压，并且将测量电流馈入在液相2或气相21中的气体混合物2，21。
一种非常可靠的电导率测量因此通过一种特别简单和廉价的传感器成为可能。
在一个实施例中，该装置包括一个温度传感器1，用于测量液化气体燃料的气体混合物2，21的温度，和/或一个压力传感器9，用于测量该液化气体燃料的气体混合物2，21的压力，和/或该装置被布置成基于测量的温度和/或测量的压力来确定燃烧值或气体混合物特征值。尤其是对从气罐3到蒸发器和/或压力调节器11途中的气体混合物2，21，温度传感器1测量温度和/或压力传感器9测量压力。
通过测量气体混合物2，21的温度和/或压力，尤其是从气罐3到蒸发器和/或压力调节器11的途中的气体混合物2，21，将测量的气体电导率标准化(归一化)到一定的温度和或一定的压力，从而得到与温度和/或压力无关的气体电导率的值，其中，该蒸发器基本上仅对液相2中的气体混合物实现其蒸发功能，因此对于在气相21中的气体混合物一般仅有压力调节器11发生作用。
优选地，气体混合物2，21的密度通过温度和压力来确定，并且将测量的气体电导率标准化(归一化)到一定的密度，以获得与密度无关的气体电导率的值。
特别优选地，气体混合物2，21的密度通过温度和压力来确定，并且该密度和温度一起得到一个温度和密度归一化的输入参数，用以确定燃烧值或气体混合物特征值。
因此，通过一个相对简单的气体混合物分析查找表就可以可靠地确定出燃烧值或气体混合物特征值。
在一个实施例中，该装置与气体混合物分析模块7相连接，该气体混合物分析模块7被布置成使得，气体混合物2，21的密度能够根据气体混合物2，21的温度和压力来确定，和/或，燃烧值和/或气体混合物特征能够根据气体混合物2，21的当前组成，基于气体混合物2,22的气体传导率、温度和密度，通过使用气体混合物分析查找表，来确定。尤其是，附加控制单元18经由接口连接到气体混合物分析模块7。基本上，该装置或附加控制单元18也可以具有气体混合物分析查找表。
一个查找表，即气体混合物分析查找表，气体混合物调节查找表，气体吹入查找表，气体供应量查找表，柴油查找表，汽油查找表，偏移查找表，基本上是具有预设值或存储值的表格或矩阵。其中的数值一般是数字的，特别是存储在存储介质上的。特别地，这些值在操控期间不会改变，而是被传送到存储介质，或优选仅作为生产或配置的一部分被改变和被存储。
这种查找表通常至少有两个轴。
图4显示了一个气体混合物调节查找表，具有两个轴，用以通过燃烧值HS确定气体混合物调节因子。其中，第一个轴代表燃烧值HS，第二个轴代表气体混合物调节因子。因此，在气体混合物调节查找表中有这样的一个表格，该表格只有一行和有很多列，或者只有一列和有很多行，其中每行和每列通常用数值填充。如图4所示，二维查找表被展示为具有X轴和Y轴的曲线。
一个具有三个轴的查找表的示例是气体供应量查找表，这个将在下面详细解释，以示意查找表的含义。
相应地，当被设置为大于两个的输入参数对应着一个输出参数，查找表可以具有四个或更多个轴。
特别地，气体混合物分析查找表恰好具有四个轴，输入参数为气体混合物2，21的气体传导率、温度和密度，优选是直接离开气体罐3向吹气阀17的方向的途中的气体混合物。
气体混合物分析查找表能够快速可靠地确定燃烧值或气体混合物特征值。此外，通过后期的校准，即气体混合物分析查找表的数值的重新校准，即使在装置已经制造完成后，也可以非常容易地提高精度。
在一个实施例中，该装置，尤其是是附加模块18，包含有气体混合物调节查找表，其被布置成，基于所确定的燃烧值或所确定的气体混合物特征值来确定气体混合物调节因子，而确定的吹入时间则取决于该调节因子。
气体混合物调节查找表如图4所示，并已在上面详细说明。
因此得出的气体混合物调节因子能够用作确定吹入时间的校正变量，特别在吹入查找表的帮助之下，而且优选是附加控制单元18的吹入查找表。由此能够特别有效的调节燃烧过程，以实现尽可能充分的燃烧。
下面更详细地描述输入参数和校正变量之间的差异。
在一个实施例中，该装置被连接到Lambda偏移模块28，以基于测量的Lambda值和/或测量的NOx值获得一个适合于该液化气体燃料的Lambda偏移值和/或NOx偏移值，其中，吹入时间受Lambda偏移值和/或NOx偏移值的影响。特别地，附加控制单元18经由接口与Lambda偏移模块28相连接。
特别地，Lambda偏移模块28具有Lambda传感器45和/或NOx传感器46，或者经由接口连接到Lambda传感器45和/或NOx传感器46。基本上，装置或附加控制单元18也可以含有偏移查找表。
特别地，Lambda偏移模块28含有偏移查找表，该偏移查找表根据所使用的Lambda传感器45将一个测量的Lambda值作为输入参数，将一个Lambda偏移值作为输出参数。
特别地，该偏移查找表还可以被布置成，根据所使用的NOx传感器46，一个测量的NOx值作为输入参数，将一个NOx偏移值作为输出参数。
在使用偏移查找表处理几个不同的Lambda传感器45和NOx传感器46之后，图6示例性地比较了Lambda值和相应的Lambda偏移值，NOx值和相应的NOx偏移值。
特别地，仅将Lambda偏移值和/或NOx值传输到发动机控制单元20，从而可以避免汽油或柴油的喷射时间的错误消息和错误调节。
由此被确定的Lambda偏移值和/或NOx偏移值，用作确定吹入时间的输入参数，尤其是在吹入查找表的帮助下，而且优选是附加控制单元18的吹入查找表。因此能够非常有效地调节燃烧过程，以实现尽可能完全的燃烧。
在一个实施例中，该装置，特别是附加模块18，包括气体吹入查找表，用于根据当前发动机负载和/或当前的发动机的转速确定吹入时间，优选LPG或CNG的吹入时间，和/或该气体吹入查找表允许根据气体混合物调节因子向浓或淡的方向发生位移，和/或根据Lambda偏移值向浓或淡的方向发生位移。
查找表发生位移的含义在下文描述。
因此，能够非常有效地调节燃烧过程，以获得尽可能完全的燃烧。
在一个实施例中，该装置，特别是附加模块18，包括一个气体供应量查找表，用于确定液化气体燃料的供应量，尤其是第二液化气体燃料的供应量，优选为氢气，该供应量取决于当前发动机负载和/或当前发动机转速。
通过这样随着负载变化的供应，尤其是变化的氢气的供应，能够使得第二液化气体燃料消耗时的污染物排放特别低。
特别地，气体供应量查找表恰好具有三个轴，以基于发动机负载(即负载值)和转速获得一个数值，该数值作为氢气室38的数字或模拟信号被传送，用以从释放一定量的氢，氢的供应量直接该数值相关的。该数值越高，越多的氢气被连续释放并供给汽缸。
该具有三个轴的气体供应量查找表可以数值表的形式显示。其中，每列的列标题为一个转数(每分钟的转数)，例如，第1列：“1000转/分钟”，第2列：“2000转/分钟”，以此类推。并且每行的行标题为一个负载值，以巴(bar)或伏特(Volt)为单位，作为相应的模拟信号大小，例如柴油发动机的轨道压力传感器44的模拟信号大小，例如，第1行：“2V”，第2行：“2.5V”，第3行：“3V”，以此类推。在列标题下和在行标题旁的表格单元用数值填充，该数值用作控制氢气单元38。每个数值表示氢气供应量的大小。
这种具有三个轴的查找表在单个图中只能通过大量一起排列的曲线显示。
查找表可以被布置为，使得查找表允许沿着一个轴移动校正因子的位移。简单地说，在比如上述汽油查找表的例子所示的这种位移的情况下，行标题被向上或向下移动校正因子的差额，或者，行标题通过乘以或除以或加上或减去校正因子被增加或减少。如图5所示，用于一定转数的吹入时间查找表的一个示例性曲线沿X轴和/或Y轴被位移，或者曲线轮廓被修正。
在图5中，起点在X轴上为1，在Y轴上为-10的曲线表示发动机负载特性，作为负压[kPa]对应着喷射时间[ms]，该数据是在汽油模式行驶中被记录和存储的。另一条曲线显示了校正因子[％]校正后的曲线，用于LPG吹入，对应着吹入时间[ms]。该校正后的曲线显示出，从汽油模式到液化气体模式，在Lambda偏移值、NOx偏移值和气体混合物调节因子的影响下，发动机负载特性曲线的位移。
在一个实施例中，该装置连接到H2模块28，用于以将要供应到汽缸的量供应氢气，特别是连续供应氢气，和/或，H2模块(28)包括爆震传感器39和/或能够向装置传送爆震信号，用以在爆震信号时减小供应量和/或吹入时间，优选逐步减少，和/或没有爆震信号的情况下在指定时间段或指定数量的工作循环中，增加供应量和/或吹入时间，优选逐步增加。特别地，附加控制单元18经由接口连接到H2模块28。基本上，设备或附加控制单元18还可以包括H2模块28。
在燃烧过程中检测爆震，由此能够控制吹入时间和供应量(特别是逐步控制)，使得供应的氢气(特别是连续供应)和吹入的LPG或CNG(特别是按顺序吹入)被用于二价或三价燃料模式下的适当燃烧。
在一个实施例中，该装置，特别是附加控制单元18，具有集成的车载诊断(OBD)控制，该OBD控制能够通过OBD接口与车辆OBD系统通信，和/或，被配置用于液化气模式下的主模式操控。
在一个实施例中，该装置是附加控制单元18或特别是一个可改装的附加控制单元18。优选地，该装置是可改装的，即被设计为可以在用液体单价燃料操控的车辆的生产制造完成之后，在后地安装到具有发动机的车辆中。
在一个实施例中，该装置或附加控制单元18包括一个到气体启动系统的接口，用于在已编程的气体启动的状态下以纯液化气体模式启动发动机19。该接口特别包括一个用于远程控制供应阀51的控制线50，一个用于第二可远程控制的截止阀33的控制线35，和/或一个用于第一可远程控制的截止阀10的控制线50。
图2和图3显示了LPG、H2和汽油或柴油的最终吹入时间，其中，在汽油操控模式中没有汽油燃烧。在柴油操控模式中和仅仅在汽油直接喷射发动机中，一定比例的液体燃料被输送到汽缸，用作冷却的目的，用于二价或三价燃料模式。
根据本发明上述的另一方面的气体启动系统，在一个实施例中，具有气体抽取连接口，优选地具有阀31，用以将气体混合物2，21的气相21从气罐3供应到第二远程控制的截止阀33，特别是通过气体管道32。
在气体启动系统的另一实施例中，气体启动系统具有一个模拟或数字控制线35，用于连接到上述装置或上述附加控制单元18。
在气体启动系统的另一实施例中，气体启动系统具有一个用于第二可远程控制的截止阀33的模拟或数字控制线35，用于打开或关闭气体混合物2，21的气相21通过气体管道32到达液化气体管道6的供应。
在气体启动系统的另一实施例中，气体启动系统具有一个可通过模拟或数字控制线36第一远程控制的截止阀10，用于关闭或打开从液化气体管道6到蒸发器和/或压力调节器11的连接。
在气体启动系统的另一实施例中，气体启动系统具有一个可通过模拟或数字控制线50远程控制的供应阀51，用以关闭或允许气罐3中气体混合物2，21的液相21流入液化气体管道6。
作为同义词，术语“气体启动系统”和“用于气体启动的装置”可以替代使用。
蒸发器或压力调节器11现在通过第二远程控制截止阀33和/或通过第一远程控制截止阀10接收来自气相21供应的气体，并且仅作为压力调节器11工作。
本发明的另一方面涉及一种方法，使用上述气体启动系统和/或用上述装置控制气体启动，其中，在已编程的气体启动中，
-特别是通过控制管路50保持供应阀51关闭，使得液相2中的气体混合物2，21不能到达蒸发器和/或压力调节器11或吹入阀17，
和/或
-特别是通过控制管路35打开第二截止阀33，以允许气体混合物2，21的气相21从气罐3流入液化气体管道6到达蒸发器和/或压力调节器11，优选通过气体管道32流入。
在用于控制气体启动的方法的另一实施例中，被设置为，当发动机19的冷却水的温度(优选由水温传感器37测量)达到开关温度(特别是存储在附加控制单元18中的开关温度)时，第二可远程控制截止阀33关闭，而且远程控制供应阀51打开，从而阻断气体混合物2，21的气相21流入蒸发器和/或压力调节器11的供应，与之相反，打开气体混合物2，21的液相2从压力罐3到蒸发器和/或压力调节器11的供应。
图1显示了一个示例性的系统，用于在二价或三价燃料模式，特别是用于柴油或汽油燃料或液化燃料和/或氢气的操控，包括处于主从操控模式的一个发动机控制单元20(特别是由车辆制造商安装的)和一个附加控制单元18(优选可改装的)，其中发动机控制单元20对应着从机，附加控制单元18对应着主机。
通过使用根据本发明的附加控制单元，发动机19能够优选以液化气体模式启动，这在下文中也被称为气体启动，即不在汽油或柴油模式中。
在一个实施例中，仅仅是气体混合物2，21的气相21被作为发动机19的燃料供应到吹入阀17，用于气体启动。由此，即使是在低的外部温度下，也能成功地进行气体启动。
液化燃料(特别是LPG)的气体混合物2，21和氢气(H2)(特别是来自氢气室38的氢气)一起，在气相中被吸入发动机19的进气管。该液化燃料在气相中的吹入是通过至少一个气体吹入阀17，和/或通过至少一个H2吹入喷嘴40释放气态氢，来实现的。该进气管(未示出)通向发动机19的燃烧室。如果只是燃气混合物2，21和氢燃烧，则燃料运行模式是二价的。如果此外同时还有柴油燃料或汽油燃料燃烧，则燃料运行模式是三价的。如果只有燃烧气体混合物2，21和柴油燃料或汽油燃料同时燃烧，则燃料模式是二价的。特别地，所有上述燃料操作模式可以与下面描述的设计结合使用，因此下面不再详细单独地列出所有这些组合。
该系统含有一个气体混合物分析模块7，用于确定气体混合物2，21的热值HS和/或气体混合物特征值，一个Lambda偏移模块28，用于对二价或三价燃料模式进行Lambda偏移调节，第一个H2模块30，用于控制或调节氢气吹入，和/或一个安全模块29，用于保护发动机19免受过高燃烧温度。
在该示例实施例中，不需要泵装置来输送气体混合物2，21或H2，因为用于储存该气体混合物为气相21和液相21的气罐3优选具有至少3巴(bar)和/或至多18巴(bar)的压力，取决于温度和混合物组成，和/或，用于产生H2气体的H2氢气室38特别是在1巴(bar)的压力下释放H2。
该气体混合物分析模块7被布置成，能够确定液化气体混合物2的热值HS和/或气体混合物特征值，该液化气体混合物通常是来自几种液化气体，如丙烷和丁烷。
特别地，该气体混合物2涉及根据DIN EN 589和/或DIN EN 51622的LPG，这就是说，丙烷包含丙烯，丙二烯，以及丁烷包括异丁烷，正丁烷，1-丁烯，异丁烯，顺式-2-丁烯，反式-2-丁烯，1,2-丁二烯，1,3-丁二烯，和/或，甲烷-，乙烷-，乙烯-，新-+异戊烷-，正-戊烷-，戊烯-，烯烃-和C5烯烃。这种液化石油气或LPG特别被用于汽油和柴油机动车辆发动机中的燃烧。
特别是，将与负载有关的氢气供应量吹入发动机19的进气管道中,优选与气体混合物2，21平行地吹入，由此，燃烧室中产生的分层装载影响着燃烧进程，即影响着燃烧后产生的废气。特别地，汽油和柴油的废气污染物和/或颗粒排放，通过改进的燃烧进程被减少或最小化。
“与负载有关”意味着受当前发动机负载的影响。发动机负载基本上是每个工作循环输送的功W与气缸的排出体积VH的比率，也被称为平均压力Pm，其以bar为单位，基于以下公式：Pm＝W/VH。
在汽油发动机的情况下，特别地，一个进气管压力传感器43用于产生负载信号，该负载信号反映一个对应于发动机负载的值。
在柴油发动机中，轨道压力传感器44和/或进气管压力传感器43用于产生负载信号，该负载信号反映一个对应于发动机负载的值。
在液化气模式中，氢气被连续地吹入发动机19的进气管道中，优选与负载有关地吹入。气体混合物2，21被选择性地和/或按顺序地吹入进气管，特别是在发动机19的进气管中的第二排，即在H2吹入喷嘴和发动机19之间。“选择性地”意味着，如果气缸的燃烧条件不同，则对每气缸有选择性地。“按顺序地”意味着，将气体混合物以周期性的时间间隔吹入。基本上，在按顺序地吹入或喷射期间，燃料为每一个气缸一一吹入或喷入。通常，为所有气缸的吹入或喷射在气缸的一个工作循环中在相同的时刻完成。
当发动机进气阀被打开时，首先是储存的氢气-空气混合物被吸入燃烧室，然后是气体混合物-空气混合物被吸入燃烧室。根据进气管和/或燃烧室的形状，在燃烧室压缩期间，气体在燃烧室中混合。在柴油直喷式发动机中，柴油燃料的喷射量由附加控制单元18确定并被直接喷射到燃烧室中。在汽油直喷式发动机中，汽油可以出于冷却的目的从汽油喷射阀中喷出。附加控制单元18确保液化气体燃料、液体燃料和/或氢气的比例彼此匹配以实现最佳燃烧。
一个典型的应用领域是卡车或商用车辆。对于其他的应用场景，该系统也同样适用，例如发动机燃烧或船舶机组，两轮，三轮，四轮，雪地摩托，雪地修剪机，建筑机械，拖拉机，农林机械，应急发电机，或热电联产机组。
在气罐3中，气体混合物2，尤其是LPG，以液体形式储存。在液面上方是气体混合物2的气相21。在这种情况下，气罐3涉及机动车的气罐，在发动机19中燃烧气体混合物2。然而，气罐3也可能来自船，两轮，三轮，四轮车，雪地摩托，雪地修剪机，建筑机械，拖拉机，农林机械，应急发电机或热电联产机组。
气罐3上布置有多阀4。多阀4以已知的方式提供各种功能，特别地，一个溢出保护，一个液化气体管道6用于抽取气体混合物2，一个减压阀，一个远程控制供应阀51，其在液化气体管道6发生故障的情况下减少气体流量，和/或一个水平指示器。多阀4具有一个浮子5，用于液位指示和/或溢流保护。
此外，液化气体管道6被引导经由多阀4进入气罐3的内部，并用于抽取液相2的气体混合物。在多阀4的上游，液化气体管道6通过传统的压力传感器9和气体传导率传感器8与气体混合物分析模块7电连接。在这里所示的气体混合物分析模块7的实施例中，气体传导率传感器8、温度传感器1和/或压力传感器9，被布置在气体混合物分析模块7的壳体外部，和/或测量液化气体管道6中的气体混合物2，21。然而，该气体传导率传感器8、温度传感器1和压力传感器9也可以被布置在气体混合物分析模块7的壳体内部或集成在其中。
特别地，气体传导率传感器8和温度传感器1被设计为一个组合传感器。这节省了安装空间和额外的数据线。
液化气体管道6从气体混合物分析模块7通向第一远程控制的截止阀10，或根据气体传导率传感器8，温度传感器1和压力传感器9在壳体内部或壳体外部的布置，通向第一远程控制的截止阀10。特别地，第一远程控制的截止阀10被直接与蒸发器/压力调节器11相连。在蒸发器或压力调节器11中，在蒸发器室55中的液体气体混合物在加热下转换成气相。柔性管道14与蒸发器的压力调节器的出口13相连，或者与压力调节器11的低压侧12相连。通过该柔性管道14，现在气态的气体混合物被继续输送，特别是输送到离心过滤器15，在离心过滤器15中气体混合物被清洁，优选去除酯-链烷烃-烯烃和/或固体。通过离心过滤器15的出口，气态气体进一步通过相连的低压柔性管道14被供应，特别是被供应到拳头分配器16，从而防止和/或抑制在抽出气体混合物时的气体压力波动。气体混合物在柔性管道14中被输送，尤其是被输送至气体吹入阀17。
气体吹入阀17由附加控制单元18控制，特别是通过控制线23按顺序地进行气体吹入，优选地具有阶梯脉冲，即峰信号和保持信号。特别地，气体温度传感器25被安装在拳头分配器16的出口连接处，其中，气体温度永久地传输到附加控制单元18，优选地通过电线22，用以在附加控制单元18确定气体吹入量时考虑到气体温度这一点。
特别地，在附加控制单元18和发动机控制单元20之间设置电线26。
通常，发动机控制单元20仅设计用于单价燃料模式操控，即使用柴油燃料的柴油发动机的操控或使用汽油燃料的汽油发动机的操控。
特别地，发动机控制单元20，经由电线26或可替代地通过无线传输介质，将用于喷射装置27(如汽油喷射阀或柴油喷射器)的喷射信号发送到附加控制单元18。
基本上，由附加控制单元18计算吹入时间和/或喷射时间不需要发动机控制单元20的喷射信号，因为附加控制单元18可以完全自动操控，独立和/或不依附于发动机控制单元20工作。
特别地，附加控制单元18，优选通过电阻器和/或线圈，将负载信号喷射控制和/或具有发动机控制单元20计算得到的喷射时间的信号的线路转换成热量。因此，发动机控制单元20不会识别出具有喷射时间的信号尚未到达喷射阀或者到喷射阀的管路已被中断。因此可以避免发动机控制单元20的错误消息和/或操控故障。优选地，对汽油发动机实现上述措施，其中特别是由发动机控制单元20计算得到的喷射时间的信号甚至不被附加控制单元18记录或处理，即对附加控制单元18的控制和/或调节没有任何影响。
在一个实施例中，在柴油发动机和汽油直接喷射发动机中，由发动机控制单元20计算的喷射时间的信号至少被要记录，并且可选地被考虑用于控制或调节吹入时间和/或喷射时间。有益的是用作参考值来检测喷射时间对计算结果的过度偏离，这可以指示例如在附加控制单元或与之相连的模块或传感器中的缺陷。
通过检测附加控制单元18的端子引脚的识别，附加控制单元18确定单价、二价或三价燃料供应是否被支持，因此是否成为可能。这可以取决于汽油或柴油喷射系统的状况。
特别地，通过存储在附加控制单元18中的汽油和/或柴油负载查找表，附加控制单元18能够控制喷射装置27，即汽油喷射阀或柴油喷射器。
特别地，进气管压力传感器43产生负载信号，该负载信号优选反映一个与发动机负载对应的值。
特别地，轨道压力传感器44产生一个压力信号形式的负载信号，该压力信号也反映了一个发动机负载的量度。
由进气管压力传感器43和/或轨道压力传感器44测量和/或产生的负载信号被馈送到附加控制单元18。
如图2汽油发动机和图3柴油发动机所示，在负载信号的帮助下，通过与负载相关的气体吹入查找表，能够确定汽油或柴油的喷射时间以及H2和液化气体燃料(如LPG)的吹入时间。
因此，与负载相关的气体吹入查找表对应着一个表，包含存储在存储介质中的值或输出值，特别是汽油或柴油的喷射时间以及H2和液化气体燃料(如LPG)的吹入时间，该输出值被对应分配给输入值，该输入值特别是负载信号。
进一步可选地，将负载信号与存储的参考负载信号值进行比较，并且优选对之进行调整。然后，以这种方式改变的负载信号可以被发送回进气管压力传感器43或轨道压力传感器44，用以例如进行传感器校准。
喷射装置27，如用于汽油发动机的汽油喷射阀，即“奥托发动机”，或用于柴油发动机的柴油喷射器27，属于发动机19的一部分。
特别地，除了本发明带来的特征之外，发动机19是一个传统的汽油发动机或柴油发动机，其被改装用于液化气体燃料和氢气的燃烧。
因此，可以理解的是，气体吹入阀23和喷射装置27(汽油喷射阀或柴油喷射器)用于将每种燃料引入发动机19的共同燃烧室中。图1中仅仅是示意性地展示了相关内容。
在下文中，发动机19的不同操控模式和各个模块的功能方式，即Lambda偏移模块28，安全模块29，H2模块30和/或气体混合物分析模块7，将被更详细地描述。
单价液体燃料操控，即汽油操控或柴油操控
当发动机19在汽油模式的液体燃料模式下燃烧汽油，或在柴油模式的液体燃料模式下燃烧柴油，通常是通过喷射装置27(即汽油喷射阀或柴油喷射器)将燃料引入发动机19的燃烧室中。喷射装置的调节控制通常由发动机控制单元20实现。特别地，汽油或柴油通过图中未示出的汽油箱或柴油箱被供应。
汽油或柴油模式可以在尤其是启动发动机19的时候是激活的，但不一定如此，即，使用本发明的发动机19也能够以液化气模式启动，即纯液化气模式操控。
气罐3具有一个气体抽取接口，带有阀31，由此气体能够从气体混合物的气态21经由气体管道32被引导到第二远程控制截止阀33。
如果附加控制单元18已被编程用于气体启动，则首先远程控制供应阀51不通过控制线50控制，取而代之的是，第一远程控制截止阀10通过控制线36，和/或第二远程控制截止阀33通过控制线35由附加控制单元18控制。特别地，在气体启动的编程中，附加控制单元控制H2模块30。
蒸发器和/或压力调节器11现在通过第二远程控制截止阀33和/或通过第一远程控制截止阀10接收来自气相21的气体，并且仅作为压力调节器11工作。
如果蒸发器或压力调节器11通过机动的热水供应34达到在附加控制单元18中存储着的切换温度，则控制线35断电，远程控制截止阀33关闭和/或远程控制供应阀51由附加控制单元18通过控制线50控制和打开。
特别地，热水供应34连接到冷却水管道，用于传送发动机的冷却水。
如果附加控制单元18没有被编程用于气体启动，而是被编程用于一定的接通温度(例如35℃)，从液体燃料模式切换到液化气体模式。从而一般情况下用汽油或柴油启动和操控发动机，直到蒸发器和/或压力调节器11达到设定水温，尤其是直到发动机19的冷却水的水温传感器37已经将一个高于接通温度的水温传送到附加控制单元18，优选地通过信号线38传送，从而附加控制单元18从液体燃料模式切换到二价或三价液化气体模式。
冷却水是指发动机19的冷却液，用作发动机19的通常冷却。
通常，在废气技术中，参数符号Lambda代表与燃烧化学计量混合物相比的空气-燃料比。在化学计量燃料比的状态下，空气量是燃料完全燃烧在理论上所需的量。这被称为Lambda＝1。当汽油时，该质量比为14.7：1。对于液化气体燃料，质量比例如为15.5：1。
发动机控制单元20被连接到Lambda传感器46和/或NOx传感器45，以获得信号值，该信号值是燃烧完全性的量度。在发动机控制单元20中，依赖于该信号值，使用一个或多个通常存储在发动机控制单元20的存储介质上的汽油或柴油查找表，通常地汽油或柴油喷射时间(即打开汽油或柴油的喷射阀的时间段)被确定。
如果有更多的燃料，就是所谓的浓型混合物(Lambda<1)，如果空气过量，是淡型混合物(Lambda>1)。人们用Lambda窗口(当汽油Lambda＝0.97-1.03)来代表催化剂实现最大清洁性能的理想区域。Lambda控制器通常通过Lambda传感器获取实际的Lambda值，并改变燃料或空气量，从而设置目标值。这是必要的，因为没有重新测量功能的的燃料计量是不够准确的。
如上面不同的质量比所展示的，确定并传输相对完全燃烧过程的信号值在液体燃料模式中和在二价或三价燃料模式或液化气体模式中(例如用LPG和/或氢气)是不同的。这就是说，在切换到二价或三价燃料模式之后，Lambda传感器46和/或NOx传感器45的信号值，如果不使用信号校正的话，不再对应着有关完全燃烧的实际情况。
因此，在从液体燃料模式切换到二价或三价燃料模式之后，没有经过相应地信号值校正的信号值将不再适合于发动机控制单元20正确地计算汽油或柴油查找表中的Lambda比率，或者换句话说，不再能够实现用作有效燃烧的恰当的Lambda控制。
尽管如此，为了在从液体燃料模式切换到二价或三价燃料模式之后仍然能够通过发动机控制单元20进行适当的Lambda控制，并且避免来自发动机控制单元20的不正确的错误消息，特别地装备一个Lambda偏移模块28，也称为Lambda偏移调整，用于这样的信号值校正。该Lambda偏移模块28的功能和操控将在下面进一步描述。
二价或三价燃料模式或液化气模式
不同于纯的单价液体燃料模式(即汽油模式或柴油模式)，在二价或三价燃料模式中，气体混合物2，21和来H2室的38氢气被供应到发动机19的进气管道用以燃烧。该供应一般在发动机19的气体启动完成之后通过液化气体管道6和/或多阀4实现。气体混合物分析模块7的气体传导率传感器8，温度传感器1和/或压力传感器9，和/或蒸发器和/或压力调节器11，与液相下的气体混合物2直接接触。特别地，液相下的气体混合物2通过低压柔性管道14，离心过滤器15，拳头分配器16，和/或气体吹入阀17，到达发动机19，。
特别地，氢气通过H2吹入喷嘴40供应。
特别地，液态气体混合物2流入蒸发器或压力调节器11，并在那里被转变成气态。
特别是在发动机19冷启动的情况下，可以专门地或附加地将液相2的气体混合物通过气体管道6，和/或将气相21的气体混合物通过气体管道32，供应到蒸发器和/或压力调节器11。
特别地，对于被供应的气态气体混合物21，蒸发器和/或压力调节器11仅用作压力调节器，和/或如之前所述，该气体在低压柔性管道14中被传送到气体吹入阀17。
气体混合物2的气体吹入基本通过气体吹入阀17进行，和/或H2的吹入通过H2吹入喷嘴40进入发动机的进气管道中。进入燃烧室的供应通过进气管(图1中未示出)实现，特别是以纯气相状态进行。
在目前的实践中，在二价或三价气体燃烧操控以及汽油或柴油操控中，只有一次对相应燃料的供应的调节，该调节取决于Lambda传感器或NOx传感器的信号。而现在，Lambda偏移模块28，气体混合物分析模块7，H2模块30和/或安全模块29一起作用，其功能将在下面描述。
气体混合物分析模块7
气体混合物分析模块7用于确定气体混合物2，21的燃烧值HS和/或气体混合物特征值，尤其是考虑到操控期间各个气体组分的组成或比例的变化。因为改变的气体混合物组成基本上会影响燃烧过程。
因此，气体混合物分析模块7提供当前组合物中气体混合物2，21的燃烧值HS和/或气体混合物特征值。因此附加控制单元18可以为液化气体燃料、H2提供优化的吹入时间，和/或为液体燃料提供优化的喷射时间。
特别地，气体混合物分析模块7被连接到气体传导率传感器8，温度传感器1和/或压力传感器9。
特别地，气体传导率传感器8，温度传感器1和/或压力传感器9被布置在液化气体管道6上。优选地，在操控期间气体混合物2，21总是要么仅仅处于液相2(特别是在除气体启动之外的液化气模式中)，要么仅仅处于气相21(特别是在气体启动期间，直至切换到正常的液化气体操控模式)。
因此，气体传导率传感器8，温度传感器1和/或压力传感器9总是仅仅要么测量气体混合物的液相2，要么测量气体混合物的气相21，即基本上不会同时测量液相2和气相21。
特别地，通过处理气体传导率传感器8，温度传感器1和/或压力传感器9的测量数据，气体混合物2，21的气体组分被确定。特别地，这些气体组分包括丙烯，丙二烯，异丁烷，正丁烷，1-丁烯，异丁烯，顺式-2-丁烯，反式-2-丁烯，1,2-丁二烯，1,3-丁二烯，甲烷，乙烷，乙烯，新-异戊烷，正-戊烷，戊烯，烯烃和/或C5-烯烃。
气体传导率传感器8特别地被配置用作进行电离测量方法。
在一个实施例中，气体传导率传感器8被设计成使得该气体传导率传感器8测量气体混合物2,21的气体传导率或电导率，特别是在阳极和阴极之间的恒定电压下，优选借助于测量电流。所测量的电流强度用来计量电导率，和/或代表着测量信号。
因为测得的电流强度受温度的影响，所以可以根据温度传感器1的测得的温度来处理被测得的电流强度，由此来确定温度的影响，和/或算出，补偿或归一化温度的影响，用以获得不受温度影响的电导率值，尤其是温度归一化的电导率值。
气体混合物2，21的实际密度也会影响被测得的电流强度。
优选地，当前气体混合物2，21的密度，基于测量的温度(特别是通过温度传感器1测量的温度)和测量的压力(特别是通过压力传感器9测量的压力)来确定。
使用被确定的密度来处理测量得到的电流，可以确定密度的影响，和/或算出、补偿或归一化密度的影响，用以获得与密度无关的电导率值，特别是密度归一化的电导率值。
在一个有益实施例中，气体传导率传感器8的测量信号的温度归一化和密度归一化可以被组合使用，以确定归一化的燃烧值HS和/或归一化的气体混合物特征值。优选地，以这种方式确定的燃烧值HS和/或气体混合物特征值被传送到附加控制单元18，以便在确定气体吹入时间时被考虑，可替代地或可选地也在确定气体吹入量时被考虑。
或者，通过利用压力传感器9的测量压力处理被测量的电流，可以确定和/或算出、补偿或归一化压力的影响，以便获得与压力无关的导电率值，特别是压力归一化的导电率值。
特别地，气体传导率传感器8的测量信号的温度归一化，密度归一化和/或压力归一化可以被组合使用，以便确定温度归一化，密度归一化和/或压力归一化的燃烧值HS和/或气体混合物特征值。然后，燃烧值HS和/或气体混合物特征值被传送到装置或附加控制单元18，用以确定气体吹入时间，可替代地或可选地也在确定气体吹入量时被考虑。
优选地，在气体混合物分析模块7中，存储着气体混合物分析查找表，特别是多维的气体混合物分析查找表。其允许，根据气体传导率传感器8的测量信号、被确定的气体混合物2，21的密度、和/或温度传感器1的温度信号，分配燃烧值HS和/或气体混合物特征值。
优选地，在特别是多维的气体混合物分析查找表中，使用中的液化气体燃料的典型气体组分的特性需要被考虑，以致于输出的燃烧值HS和/或气体混合物特征值考虑了当前气体混合物2，21的气体组成。
优选地，存储在特别是多维的气体混合物分析查找表中的数据，已经通过一个或多个测量系列被确定，和/或，取决于各个气体组分的不同混合比例，基于气体混合物2，21的电导率，分配热量值HS和/或气体混合物特征值，优选地，在测量的电导率关于一定的温度和一定的密度归一化之后，可替代地或可任选地也关于一定的密度归一化之后。
或者，燃烧值HS和/或气体混合物特征值的分配可以通过算法来完成，在该算法中，一个特别是多维的方程系统被求解。这种燃烧值HS和/或气体混合物特征值的解析确定，类似于频率上的傅里叶分析的情况。因为密度、温度和/或传导率反映了所有气体组分的性质，即各个气体组分的总和或积分，其中，每种气体组分本身具有不同的密度、温度和/或电导率。
当测量气体传导率(即电的传导率)时，正离子和/或负离子，特别是气相的气体混合物21中的正离子和/或负离子，为电流的传导做出贡献。
在一个实施例中，气体传导率传感器8具有阳极和阴极，以测量气体混合物2，21的传导率。这种气体传导率传感器8能够以非常低的制造成本被提供。
特别地，通过电离测量，或气体传导率传感器8和温度传感器1，能够确定气体混合物2，21的气体密度、热导率和/或有效电阻。这些气体传导率传感器8和温度传感器1的测量数据(尤其是在使用组合传感器的实施例时)被传递到气体混合物分析模块7，特别是作为至少0.5和/或至多4.5V的模拟电压信号。特别地，它在那里被转换成8位数字信号。可替代地，气体传导率传感器8还可以包括模数转换器和/或提供数字信号。
气体混合物分析模块7，基于气体传导率传感器8、温度传感器1和/或压力传感器9的测量信号，确定燃烧值HS和/或气体混合物特征值。
特别地，燃烧值HS和/或气体混合物特征值，优选地经由信号/控制线24或无线传输装置，被进一步传输到附加控制单元18。
特别地，气体混合物调节查找表(图4)存储在附加控制单元18中，其基于燃烧值HS作为输入参数，确定气体混合物调节因子作为输出参数，优选以百分比为单位。可替代地，气体混合物调节查找表能够输出气体混合物调节因子，基于气体混合物特征值作为输入参数。
特别地，该气体混合物调节因子和以上述方式确定的吹入时间一起使用，尤其是用于液化气体燃料。优选地，气体吹入查找表在浓或淡的方向上发生根据气体混合物调节因子的位移，以获得被优化的适合于气体混合物2，21的组成的吹入时间，如图5所示。
特别地，压力传感器9能够用于测量液化气体管道6中的压力，其中，气体混合物基本上要么存在于液相2中要么存在于气相21中。它是液化气体管道6中的压力，被用于计算和/或补偿气体混合物中的(或气体混合物的气体组分的)流动密度和/或气体密度。
因此，气体传导率传感器8，温度传感器1和/或压力传感器9的测量值，以及关于液化气体管道6中的气体混合物2的信息，被传输到气体混合物分析模块7。根据这些传感器数据，气体混合物分析模块7如上所述将燃烧值HS和/或气体混合物特征值确定为可变电压参数，即一个电压信号，其优选通过信号或控制线24模拟或数字地被传送到附加控制单元18，用以通过气体混合物调节查找表确定用于优化气体吹入时间的气体混合物调节因子(以百分比的)。通过这种方式，基于当前的气体混合物组成或气体混合物2，21的混合比例，气体吹入时间被调节。
气体传导率传感器8和温度传感器1通过电离测量气体混合物2或气相21的密度热导率和有效电阻。该气体由丙烯，丙二烯，异丁烷，正丁烷，1-丁烯，异丁烯，顺式-2-丁烯，反式-2-丁烯，1,2-丁二烯，1,3-丁二烯，甲烷，乙烷，乙烯，新-异戊烷，正-戊烷，戊烯，烯烃，和/或C5-烯烃等气体组成。
特别地，气体混合物分析模块7在硬件和软件方面的配置使得其能够基于气体混合物分析模块7的测量值确定当前燃烧值HS，和/或气体混合物特征值，和/或可选地气体混合物的气体或气体组分在液相2和/或气相21中的当前混合比例，即气体混合物的组成。
已确定的气体混合物2，21的燃烧值HS和/或气体混合物特征值，可以通过电线24模拟地或数字地传输到附加控制单元18。
特别地，气体混合物调节查找表被存储在附加控制单元18中，其中，气体混合物调节因子(优选是百分比值)根据燃烧值HS和/或气体混合物特征值被分配，尤其是用于二价气体吹入量。
下面将进一步描述气体混合物调节查找表是怎样组成的，以及调节是怎样进行的。
根据气体混合物2，21的被确定的当前燃烧值HS和/或气体混合物特征值和所得到的气体混合物调节因子，一个优化的特别是二价LPG的气体吹入量现在被确定，通过气体吹入阀17，特别是平行于H2的吹入，经由H2吹入喷嘴40，释放进入发动机19的进气管，发动机19吸入二价或三价燃料混合物。因此，适当的燃烧得以保证，该燃烧的调节考虑到尽可能完全的燃烧并考虑到当前的气体混合物组成。
一定时间间隔的调节
气体混合物分析模块7优选地设计成使得经过一定时间间隔后再次确定气体混合物2，21的当前燃烧值HS和/或气体混合物特征值。
优选地，在发动机19启动时，当气体启动被程序化编程时，气体混合物分析模块7将永久地确定气体成分，和/或连续地向附加控制单元18传送燃烧值HS和/或气体混合物特征值，以便能够没有时间延时地调节二价或三价气体吹入。优选地，这种永久测量和/或连续传送是长期活跃的，直到达到存储的发动机19的冷却水的热水温度，该温度特别是由水温传感器37测量得到。一旦达到预定的水温，在发动机19运转时，仅仅间隔一定时间间隔多次进行测量。
特别地，测量时间间隔是30秒，即，每30秒，基于当前测量，提供当前燃烧值HS和/或气体混合物特征值。通过这种重复多次的测量和使用气体混合物调节查找表的相应调节，带来了如下面进一步描述的各种优点。
鉴于这个事实，即气体混合物2，21的燃烧值HS和/或气体混合物特征值的确定，和根据燃烧值HS和/或气体混合物特征值的附加控制单元18的气体混合物调节查找表的调节，确保了在发动机19中不依赖于气体混合物2实现适当的气体燃烧过程，首先是用于气体燃烧操控的开始(特别是二价气体燃烧操控的开始)，可选也用在加油罐3的加油之后。
通过在操控期间反复进行的测量和调节，额外的温度波动被考虑，例如由于风、车辆在太阳下停车、车辆停放在车库中、和/或在零下温度下的后续操控等带来的温度波动。温度差异带来已加油的气体混合物的密度变化，尤其是在在液相2中。在液化气体管道6中液相或气相地经由气体传导性传感器8，温度传感器1和/或压力传感器9，该温度差异被传送到气体混合物分析模块7，并且优选地通过信号或控制线24传送到附加控制单元18，和/或通过气体混合物调节查找表的调节考虑到充分的燃烧。
另一个显着的优点在于，发动机控制单元20，其永久地也以二价或三价气体燃料模式继续运行，也不会非故意地调整存储在那里的汽油或柴油查找表，因为例如来自液化气体燃料燃烧的Lambda值被认为是来自汽油或柴油燃烧的Lambda值。
H2模块30
在发动机启动时，H2模块30被附加控制单元18在液体燃料模式激活，优选地通过控制或信号线52或通过无线传输介质。附加控制单元18具有一个气体供应量查找表，其能够基于负载值确定氢气供应量，其优选经由控制或信号线路52传输到H2模块。尤其是基于该氢气供应量，H2模块30促使通过H2单元释放该氢气供应量。
特别地，氢气供应量连续地经由H2吹入喷嘴40吹入发动机19的进气管中，和/或通过吸入管压力被发动机19吸入，供应用于燃烧室的燃烧。
氢气一方面用作燃料，另一方面用以减少有害排放。因为氢气的燃烧几乎没有污染物或至少很少的污染物产生。在二价或三价燃料模式中氢的比例越大，由两种或三种不同燃料同时燃烧产生的污染物的总量就越低。
气体供应量查找表被存储在附加控制单元18中，特别是存储在存储介质上。氢气供应量基本上是以模拟或数字信号的形式传输到H2模块。
优选地，除了负载值之外，气体供应量查找表还将发动机的转速作为输入参数。特别地，由这些输入参数，优选通过传输到H2模块的氢气供应量，一个电流控制被H2模块触发，其通过电解将位于H2室38中的H2凝胶或水分解成氢和氧。优选地，实现的最大效率是大约75％的氢气份额。经由H2吹入喷嘴40的特别是连续的气体-氢气释放供应量或氢气吹入，因此被该电流控制所决定。
优选地，H2模块30与爆震传感器39连接。可选地，爆震传感器39是一个用于检测爆震噪声的声学传感器，其通常是邻近实际的火焰前锋的空气-燃料混合物的不受控制的自燃导致的。优选地，爆震传感器39永久地或连续地监测二价或三价分层装载的燃烧过程。如果爆震燃烧被爆震传感器39检测到，并且被报告给H2模块30，则一个爆震信号被从H2模块30传输到附加控制单元，特别是通过信号/控制线52传输。爆震信号基本上以模拟或数字信号的形式传输到H2模块和/或传输到附加控制单元18。
优选地，爆震信号用作气体供应量查找表的输入参数。特别地，气体供应量查找表被设置成氢气供应量或用于产生氢气的电流控制(优选逐步地和/或以百分比地)被减小，直到实现无爆燃烧。
优选地，气体供应量查找表被设计成，在二十次无爆燃烧之后，氢气供应量或用于产生氢气的电流控制(优选逐步地和/或以百分比地)被增加，直至再次达到氢气供应量，而不用考虑爆震信号。
优选地，附加控制单元18被设置成，当附加控制单元18在一个行驶循环期间通过再后调整检测到上述爆震燃烧过程，附加控制单元18时适应性地每一步地改变气体供应量查找表，直到下一次重新启动发动机。优选地，在重新启动发动机之后，在附加控制单元18中存在的控制特性曲线或由气体供应量查找表产生的每一步的氢气供应量被再次接近，直到爆震极限(特别是百分比的)，用以在气体供应量查找表中重新定位该控制特性曲线。
在图1中，引入一个储存器或罐，用于将相应的H2凝胶或水引入H2室，在图1中仅仅示意性地表示。
Lambda偏移模块28
Lambda偏移模块28优选地与以下废气测量探针具有电连接：二氧化锆测量探针，二氧化钛测量探针，作为Lambda传感器46的平面测量探针，Nerst测量探针，作为Lambda传感器46的LSU测量探针，泵探针和/或NOx传感器45。
特别地，电压和/或电流查找表被储存在Lambda偏移模块28中，用以识别相应的废气测量探针，并记录测量值。
作为Lambda传感器46的二氧化锆废气探针是一种电压发射测量探针。优选地，Lambda传感器46，特别是二氧化锆废气探针，和/或NOx传感器45可以提供至少-100mV(浓废气)和/或至多900mV(淡废气)的工作区间，特别是在至少500℃和/或至多800℃的工作温度范围或操控温度，优选为约650℃。优选地，二氧化锆废气探针46掺杂有砷，从而在至少-100mV(淡废气)和/或至多900mV(浓废气)的反转区间内工作。优选地，特别是在汽油模式中，优选5000mV±10mV的电压被发动机控制单元20施加到二氧化锆废气探针46的Lambda传感器线，从而二氧化锆废气探针作为Lambda探针46工作，在至少4500mV(浓废气)和/或至多5500mV(淡废气)的控制范围或至少4500mV(淡废气)和/或至多5500mV(浓废气)的反转范围。该电压值的变化表示出一定的浓或淡废气混合物的信号，并且该电压值的变化被发动机控制单元20用于调节待喷射的燃料量，特别是除了其他调节变量之外。
作为Lambda传感器46的二氧化钛废气探针，优选地为电阻测量探针。发动机控制单元20施加一电压，特别是5000mV±10mV的电压，和/或在至少约650℃的工作温度范围/操控温度，二氧化钛废气探针46工作的控制范围为至少4500mV(浓废气)和/或至多5500mV(淡废气)，或至少4500mV(淡废气)和/或5500mV(浓废气)的反转区。该电压值变化表示一定的浓或淡废气混合物的信号，并且该电压值的变化被发动机控制单元20用于调节待喷射的燃料量。
作为Lambda探针46的平面废气探针是一种具有测量电池和/或泵电池的电流探针。其工作温度范围/操控温度为特别是500℃至800℃，优选约650℃，其中电池补偿电压的目标值优选为400至500mV，进一步优选为450mV。如果测量电池中的电压偏离该值，则泵电池给予补偿直到再次达到目标值。特别地，该补偿导致的电流可以是至少-3.5mA(浓废气)和/或至多3.5mA(淡废气)。该电流值的变化表示出一定的浓或淡废气混合物的信号，和/或被发动机控制单元20用于调节待喷射的燃料量。
作为Lambda探针46的Nerst废气探针也被称为宽带探针和/或是具有一定内阻的电流探针，其中特别地，二氧化锆(优选氧化锆(IV))被用作与测量电池相对的泵电池的膜。通常，能斯特电压被恒定地调节，优选地最小为2400mV(浓废气)和最大为3200mV(淡废气)。这基本对应着至少0μA(浓烟道气)和/或至多100μA(淡烟道气)的泵电流。该电流值的变化表示出一定的浓或淡废气混合物的信号，和被发动机控制单元20参考能斯特电压用于调节待喷射的燃料量。
作为NOx探针45的LSU废气探针也被称为宽带探头，但是特别是一种平面ZrO2双电池边界电流探头。LSU废气探针包括两个电池和/或能斯特类型的电位氧浓度电池和/或电流型氧泵电池。废气的组分可以通过扩散通道扩散到泵电池和能斯特电池的电极，在那里它们进入热力学平衡。控制电子装置记录浓度电池的能斯特电压UN和/或向泵电池提供可变泵电压UP。如果UN值低于目标值(特别是约450mV的目标值)，废气是淡的，并且泵电池被提供这样的电流使得氧气被泵出管道。相反，在浓废气的情况下，UN大于目标值，并且电流方向反转，使得电池将氧气泵入管道。该电流值变化被发动机控制单元20中用于Lambda查找表的控制，优选至少-3.5mA(浓废气)和/或至多4.5mA(淡废气)。LSU废气探头特别适用于柴油机废气的测量，因为可以覆盖从0.65(浓废气)到10(淡废气/空气)的Lambda测量范围。
如同它们通常被提供的那样和在机动车中被发现的那样，NOx测量探头45的工作基本上类似宽带探头。在第一个电池(泵电池)中，仍然存在的氧原子被电离并被陶瓷泵走。在第二电池中，在相同的废气流中，氮氧化物在催化活性物质的帮助下被分解，而且氧含量(分压)被测量。现在存在的氧气一定都是分解氮氧化物产生的。由此氮氧化物可以被追溯。电流值的变化被传送到发动机控制单元20，并被如下评估：已燃烧的燃料是否太浓或太淡，和/或废气中存在怎样的氮氧化物比例。
在二价或三价液化气模式中(特别是使用LPG和/或氢气的)，NOx传感器45和/或Lambda传感器46，根据控制模式和/或结合汽油或柴油燃料的比例，将测量值发送到Lambda偏移模块28，其中该测量值并不与实际Lambda比例和/或氮氧化物比例正确相关，因为液体燃料和液化气体燃料具有不同的化学性质。如最初所述，所获得的测量数据因此并不适合发动机控制单元20正确地处理或计算汽油或柴油查找表中的Lambda比例或氮氧化物比例和/或进行适当的Lambda调节。
Lambda偏移模块28，优选集成的Lambda偏移模块28，被布置在发动机控制单元20和NOx传感器45和/或Lambda传感器46之间。这使得NOx传感器45和/或Lambda传感器46的测量信号能够在二价或三价燃料模式下(例如基于LPG、氢气和/或汽油或柴油)被直接传输到Lambda偏移模块28。
在一个实施例中，Lambda偏移模块28直接连接到附加控制单元18，特别是与发动机控制单元20的连接并联。
在Lambda偏移模块28中，对从Lambda传感器46和/或NOx传感器45传出来的测量信号，关于二价或三价燃料模式中变化的条件，执行Lambda偏移调整的信号值校正。特别地，该校正是凭经验的，即通过经验处理参考值或曲线，和/或通过李代数同态(Lie-algebra-homomorphism)结合Brettschneider公式使用Lambda/NOx偏移查找表。
在一个实施例中，对于从Lambda传感器46和/或NOx传感器45传出来的测量信号，通过一个偏移查找表(尤其是Lambda偏移模块28的偏移查找表)执行Lambda偏移调整的信号值校正。
从Lambda传感器46和/或NOx传感器45传出来的测量信号，优选通过数据线48，被传输到附加控制单元18，特别是直接传输到Lambda偏移模块28，用于信号值校正。优选地，该测量值在通过Lambda偏移模块28进行Lambda偏移调整的信号值校正之后，优选通过信号线49地，优选并行和/或同时地，被传输到发动机控制单元20。反过来，发动机控制单元20，基于Lambda偏移模块28的校正后的测量值，即使在二价或三价燃料模式下，也能够可靠地调节液体燃料的喷射时间。
特别地，来自发动机控制单元20的用于启动喷射阀以将液体燃料喷射到发动机19中的信号线并不与喷射阀直接相连，而是仅仅通过附加控制单元18间接相连。这确保了在液化气体操控中，如果控制单元18阻止，发动机控制单元20则不能控制喷射阀的打开或关闭。由发动机控制单元20导致的的液化气模式操控的故障因此可以被避免。
通过该双轨控制程序，发动机控制单元20总是得到正确的校正后的测量值，基于Lambda传感器46和/或NOx传感器45的测量信号，用于二价或三价液化气模式。因此，发动机控制单元20不会产生误导性的汽油或柴油查找表。
安全模块29
安全模块29用于保护发动机19免受过高的燃烧温度。特别地，安全模块29被连接到爆震传感器41和/或废气温度测量探针42。通过二价模式使用液化气体燃料(特别是LPG和氢气)，或者在三价燃料模式下使用额外的汽油或柴油，在发动机19满负荷运行时，层流或湍流的火焰温度可以高达约3100℃。在短时间内，发动机19的部件可以承受这种温度的提高或这样高的温度。然而，如果发动机19的部件长时间暴露在这种过高的温度下，发动机部件和/或操作流体(诸如发动机油)的过热会引起发动机的损坏。为了避免由于燃烧引起的过高的温度或发动机过热，废气流中的废气温度由废气温度传感器42测量，特别是连续地测量，优选在液化气体操控中测量。如果超过阈值温度(该阈值温度代表一个对过高温度的限制)，安全模块29检测到已达到阈值温度，并且向附加控制单元20发送警告信号。
特别地，汽油发动机的阈值温度为至少800℃和/或至多1100℃，优选为约1100℃，通常对应着满负荷状态下的废气温度。
特别地，柴油发动机的阈值温度为至少600℃和/或至多800℃，优选为约800℃，通常对应着满负荷状态下的废气温度。
在二价或三价液化气模式中，在满负荷状态的运行期间，以上给出的阈值的上限值在任何情况下都不应被超过，以避免发动机损坏。
特别地，附加控制单元18优选通过信号或控制线53连接到安全模块29。优选地，附加控制单元18向安全模块19发送关于发动机19是否是汽油发动机或柴油发动机的信息，因此在安全模块29中能够确定与发动机类型对应的阈值温度。
如果废气温度测量探头42将一个过高的废气温度(即高于阈值温度的温度)传输到安全模块29，则一个关闭脉冲通过附加控制单元18被发送，从而该液化气体操控模式(尤其是二价液化气体操控模式)被关闭，优选立即被关闭。
优选地，当检测到附加控制单元18的故障时或者当不再有液化气体燃料可用时，附加控制单元18切换回(特别是自动切换回)液化燃料模式，优选地通过开关54，特别是可以通过开关54的位置向用户显示这种切换。
特别地，用户可以通过手动操纵开关54来关闭附加控制单元。然后，只有发动机控制单元20仍在工作。该操控不能再被称为主从操控，因为不再有从机处于活动状态。附加控制单元被完全关闭，因此发动机控制单元再次作为主机工作。
特别地，当开关54不处于关闭的位置的时候，附加控制单元18总是以主机模式操控，而发动机控制单元20总是以从机模式操控。出于这个原因，Lambda偏移模块，和/或来自发动机控制单元20的喷射时间的信号向热量的转化，用以模拟与喷射阀的完整连接，确保了发动机控制单元20始终保持功能，因此在任何时候都可以在发动机控制单元20控制和/或调节下切换到液化燃料模式。
特别地直接连接到安全模块29的爆震传感器41报告每个燃烧过程，其灵敏度至少为18mV/g和/或至多34mV/g，特别是在至少1kHz和/或最多20kHz的测量范围内。在一个正常的燃烧过程中，在空转至满载的范围内，在汽油或柴油发动机的二价或三价气体燃烧操控中，可能发生1kHz到15kHz之间的燃烧压力振荡。发动机19的预损伤或损伤的决定因素通常不是爆震燃烧的频率，而是爆震强度。优选地，爆震传感器41检测并传输频率和/或爆震频率的电压输出水平(mV)。
优选地，一个至少-450和/或至多+450mV的电压值被存储在安全模块29中，使得当例如超过900mV Uss的阈值电压时，一个关闭脉冲被发送到附加控制单元18。特别地，二价和/或三价燃料模式被立即关闭，和/或附加控制单元18切换回液体燃料模式，和/或一个错误消息被通过开关54显示。
OBD(车载诊断)
附加控制单元18具有完全OBD能力，如同传统和/或由车辆制造商安装的发动机控制单元20。特别地，通过OBD数据线47，发生与从机控制单元20的数据交换，以用于功能监视。OBD一般描述了控制单元检查其自身和/或环境的能力，优选连续检查，涉及一预定行为或一目标条件。具体而言，立法机构需要对乘用车和卡车的废气行为进行连续测试。
特别地，一个完全OBD能力的附加控制单元18(图7)被用于二价或三价模式的汽油或柴油发动机，优选使用LPG和H2气体吹入，依赖于待确定的气体混合物2，21的燃烧质量HS，和气体启动(特别是二价气体启动)一起，用以实现最佳燃烧并伴随着废气有害物最小化。在一个实施例中，布置(特别是可改装的布置)有附加控制单元18，其中，现有的发动机控制单元20优选作为从属装置操控，而附加控制单元18作为主装置操控，这使得附加控制装置单元18可以独立于发动机控制单元20带来液化气体燃料和/或氢气的吹入，优选选择性地吹入发动机19的每个气缸。
特别地，在汽油吸入发动机中-也被称为吸入装置或涡轮发动机-在气体模式操控中通过附加控制单元18的重新编程，关闭汽油喷射喷嘴或阀门，由此仅将液化气体燃料供给(特别是选择性地供给)到发动机19的每个汽缸。附加控制单元18的工作优选基于吹入并考虑均匀的燃烧室的装载。因为在汽油的现代奥托直喷式发动机和柴油发动机中，燃料-空气混合物是不均匀性，在Lambda 1.4到Lambda 3之间工作，所以附加控制单元18激活H2偏移模块。在H2偏移模块上，根据发动机负载和/或废气行为，H2气被连续地和/或同时地，经过氢气的吹入喷嘴，经由进气管道，供应到相应的气缸。
附加控制单元18尤其包括吹入装置，该吹入装置能够分别被分配给发动机19的每个气缸，和/或用于获取发动机19在运行期间的当前运行状态。
特别地，附加控制单元18包括一个集成的OBD控制器或集成的OBD控制和/或OBD接口，其中优选地支持ISO和/或CAN数据总线协议，由此特别地建立到发动机控制单元20和/或到汽油电子控制单位(ECU，electronic control unit)的连接。这样能够得到用于识别发动机运行状态的短期和长期的积分数据。
特别地，液化气体燃料和/或氢气的气体吹入是通过控制和调节的过程来实现的，特别是基于气体吹入查找表和/或气体供应量查找表，涉及当前气体吹入，其已经进行了两次气体吹入。
特别地，这允许精确地调整当前计算所得的气体吹入信号，即气体吹入时间或气体吹入量(体积)，例如氢气量。
影响(即通过发动机控制单元20的独立的重新调整或重新调节)，不会发生在二价液化气体操控中。特别是通过这个，使得附加控制单元18能够具有独立的OBD能力，并且能够独立工作。通过Lambda传感器46和/或NOx传感器45、Lambda偏移模块28、H2模块30和/或安全模块29的集成，汽油和柴油发动机在液化气模式中的主模式操控能够被确保。
特别地，在汽油直喷式发动机的情况下，优选将80％LPG，10％H2和10％汽油供应到发动机19。特别地，在柴油喷射发动机中，优选70％LPG，10％H2和20％柴油。百分比指的是体积比或重量比。
图2显示了汽油发动机的二价气体吹入控制。通过由进气管压力传感器43输送的电压，二价附加控制单元18识别当前发动机负载(X轴上1.4V的垂直线)。这些发动机负载数据以可适应性调整的方式被存储在图5的查找表中，即作为进一步计算和/或进一步调整的初始值，校正和/或补偿以获得LPG的气体吹入时间和/或氢气吹入量以及其他产生的输出参数，如富集加速度等。当前的发动机负载数据(图5)，气体混合物调节查找表(图4)和Lambda偏移调整，即Lambda偏移的控制或调节(图6)，结果得到LPG气体吹入时间，其显示在图2中的上方的特性图或曲线中同时也显示在图2底部的表格中，作为LPG以ms为单位。
从可适应性调整的发动机负载查找表(图5)中还特别得到氢气吹入量，其对应于图2中的下方的特性图或曲线，以及在图2底部的表格中作为H2以[A]给出，即到H2模块38的信号，以安培为单位。
在图2的汽油发动机系统中，在液化气模式下没有汽油被供给发动机。因此，在图2底部的表格中的“汽油”显示为零，并且也没有绘出汽油的曲线图。
在汽油直接喷射系统(图2中未示出)中，按百分比地，通过可适应性调整的发动机负载查找表(图5)计算出用于冷却汽油喷射喷嘴的汽油喷射时间，其像图3中的柴油那样，作为第三条曲线加入到图表中。
图3显示出柴油发动机的二价气体吹入控制。通过由轨道压力传感器44输送的电压，二价附加控制单元18识别当前发动机负载(X轴上1.0V的垂直线)。通过进气管压力传感器34，这些发动机负载数据以可适应性调整的方式(即作为可变的输出值)被存储在图5的查找表中，即作为进一步计算和/或进一步调整的基础，以获得LPG的气体吹入时间和/或氢气吹入量以及其他产生的输出参数，如富集加速度等。当前的发动机负载的计算(图5)，气体混合物调节查找表(图4)和λ偏移调整(图6)，结果得到LPG气体吹入时间，其在图2中对应于图表开始和结束时三条曲线的最高点，并在图3底部的表格中给出，作为LPG以ms为单位。
从可适应性调整的发动机负载查找表(图5)中得到氢气吹入量，其对应于图3中的中部的特性图或曲线，以及在图3底部的表格中作为H2以[A]给出，即到H2模块38的信号，以安培为单位。
在柴油发动机中，为了点火燃料，按百分比地，通过可适应性调整的发动机负载查找表(图5)计算出要释放的柴油喷射供应量，其对应着图3中三个曲线或特征图中的最低点，并且在图3的底部表格中给出，标记“柴油”。
在图2和图3的表格和查找表中，制造商或维修店可以随时更改其基本值。在交货状态下，二价附加控制单元18优选被锁定，使得第三方不能进行与废气排放相关的设置或调整。
基于气体温度，气体压力，气体传导率(热导率-有效电阻-气体密度)，确定气体吸入调节查找表，从而使得气体混合物分析模块7能够提供一定的电压信号(显示燃烧值Hs伏特)或一个相应的8位数字信号作为气体质量的量度。在图4中，该信号决定了X轴上1.2V和1.4V之间的大点。可适应性地生成的气体混合物调节查找表(图4中的曲线或特性曲线，具有离散显示的点)表示出，气体吹入时间是按百分比地增加还是减少，用以在气体吹入过程中(假设是均匀混合物)达到化学计量燃烧的Lambda因子。为了核查，图4示出了气体混合物分析模块7的工作电压(“供电电压”)和为当前气体混合物燃烧值HS实际输送的电压(以伏特为单位)。
图5显示出可适应性调整的发动机负载查找表。在行驶期间，通过进气管压力传感器43(负压/kPa)，结合气体吹入时间，发动机负载特性曲线(具有离散圆点的左上方的曲线)被适应性地调整。在图5所示的图表中，该可适应性调整的发动机负载查找表和气体吹入特性曲线(带有方形离散测量点的下部曲线)被一起绘出，其通过图4的气体混合物调节查找表、图6的Lambda偏移控制、和由进气管压力传感器43确定的发动机负载，适应性地建立。当前负荷点(在X轴大约2.6毫秒，在Y轴大约-36％)为汽油发动机(图2)和柴油发动机(图3)确定LPG气体吹入时间和氢气供应量。
图6显示出Lambda偏移控制(Lambda偏移模块28)，其中各种探针彼此相邻排列，每个探针都有作为探针原始信号的左栏和作为调整信号的右栏。在液化气体模式下，该调整信号被提供给附加控制单元18，用以根据图5调节气体吹入时间和/或供应量(例如LPG和H2)。在单价模式下，原始信号(每种情况的左栏)被传送到发动机控制单元20。相应的右栏具有被Lambda偏移控制修改或调整的Lambda信号-在一个实施例中通过参考值曲线处理，通过李代数同态(Lie-algebra-homomorphism)结合Brettschneider公式-从而在发动机控制单元20不会发生不想要的或错误的Lambda查找表的变化。当液化气模式被关闭时，发动机能够立即以单价模式继续运行，而不会引起发动机控制单元20的故障。
图7显示出，附加控制单元18具有一个自己的完全独立工作的OBD。由此可以在驾驶期间监视影响废气排放的所有系统，和/或可以另外访问车辆的其他控制单元的数据，该其他控制单元的数据可通过软件访问。发生的故障通过例如控制灯向驾驶员指示，并且存储在附加控制单元18中以及相应的控制单元中，尤其是永久地存储。错误消息可以在之后被专业维修店通过标准化接口读取。代码(所谓的P0代码)在ISO标准15031-6中被定义。
图8和9显示出上述过程的示例性流程图。图10显示了一个示例性查找表，并且表示出基于输入参数A和B确定输出参数C。C取决于A和B。该查找表含有有限数量的输出参数C的值，每个都被分配给输入参数A和B的值的结合。具体地，该装置被配置为，使得每一个确定(例如，确定的喷射时间，确定的燃烧值和/或确定的气体混合物特征值)通过至少一个为之设置的查找表得以实现。
如上所述，关于气体混合物的信息，即气体混合物是气态还是液态，可以以几种方式确定，特别是在气体传导率传感器8、气体温度传感器1和/或压力传感器9上。例如，关于气体混合物的信息，可以基于操控模式或操控条件来确定，即在气体启动时为气态或在正常液化气体模式下为液体。可替换地或补充地，关于气体混合物的信息，可以基于截止阀33和/或供应阀51的位置来确定。特别地，当操控模式是气体启动时或当供应阀(51)关闭而第二截止阀33和特别是第一截止阀10打开时，该信息为“气态的”或被确定为“气态的”。特别地，当操控模式是正常液化气体模式时或当第二截止阀33关闭而供应阀(51)和特别是第一截止阀10打开时，该信息为“液态的”或被确定为“液态的”。优选地，电控阀的位置(即打开或关闭的位置)被用于控制单元，用以控制阀门。
在一个优选实施例中，蒸发器和/或压力调节器处的水温传感器37被用于确定关于气体混合物的信息或气体混合物的聚集状态。因此，特别可靠的确定得以实现。水温传感器37还可用于识别冷启动和/或预热。
在一个优选实施例中，如果水温传感器37测出或输出一个气体混合物的温度大于20℃，优选大于25℃的，特别优选大于30℃，则该聚集状态或信息为“液态的”或被确定为“液态的”，下文称之为阈值温度。优选地，随后将其切换到正常的液化气操控。在一个优选实施例中，如果水温传感器37测出或输出一个气体混合物的温度低于阈值温度，特别是低于20°或优选低于30℃，则该聚集状态或信息为“气态的”或被确定为“气态”。因此可以实现对信息或聚合状态的特别可靠的确定。
在一个优选实施例中，设有一个信息确定单元，用以确定关于气体混合物的信息或气体混合物的聚集状态。正常的液化气体模式是指使用液化气体混合物的液化气体操控和/或没有气体启动。
在一个特别优选的实施方案中，关于气体混合物的信息(气态或液态)被用作输入参数，用于通过气体传导率传感器测量气体传导率。因此，气体传导率传感器的配置与待测量的气体混合物的聚集状态相适应。优选地，用于测量气体传导率的电压与待测量的气体混合物的聚集状态相适应。在一个实施例中，设有一个预定的第一电压，用于测量液态气体混合物，并有一个预定的第二电压，用于测量气态气体混合物。优选地，为了气体传导率传感器测量气体混合物，设有一个气体传导率传感器控制器，用作基于关于气体混合物的信息或气体混合物的聚集态来选择预定电压，特别是第一或第二电压。
在一个特别优选的实施例中，第二预定电压大于60伏，优选大于80伏，特别优选大于100伏。特别地，用于气体传导性传感器测量气态气体混合物的一个预定电压大于60伏，优选大于80伏，特别优选大于100伏。在一个实施例中，第一预定电压小于第二预定电压。
特别地，该用于确定液化气体燃料的吹入时间和/或要供应到发动机汽缸的供应量的装置包括至少一个处理器和至少一个具有程序代码的存储介质，其中至少一个存储介质，至少一个处理器和程序代码被配置为使得该装置能够执行和/或控制由程序代码指定的步骤。
在一个实施例中，气体传导率和关于气体混合物的信息或聚集状态，都被作为输入参数，用在气体混合物分析查找表，以确定燃烧值作为输出参数。
附图标记列表：
1 温度传感器
2 气体混合物
3 气罐
4 多阀
5 浮子
6 液化气体管道
7 气体混合物分析模块
8 气体传导率传感器
9 压力传感器
10 第一远程控制截止阀
11 蒸发器和/或压力调节器
12 低压侧
13 管道输出
14 低压柔性管道
15 离心过滤器
16 拳头分配器
17 气体吹入阀
18 附加控制单元
19 发动机
20 发动机控制单元
21 气相
22 气体温度信号线
23 气体吹入阀控制线
24 气体传导率传感器的信号线或控制线
25 气体温度传感器
26 汽油/柴油喷射信号控制线
27 喷射装置
28 Lambda偏移模块
29 安全模块
30 H2模块
31 带有阀门的气相气体抽取口
32 气相气体管道
33 用于气相气体的第二远程控制截止阀
34 蒸发器/压力调节器的热水供应
35 第二远程控制截止阀的控制线
36 第一远程控制截止阀的控制线
37 蒸发器/压力调节器上的水温传感器
38 H2室或氢气室
39 用于H2模块的爆震传感器
40 H2吹入喷嘴
41 安全模块的爆震传感器
42 废气温度测量探头
43 进气管压力传感器
44 轨道压力传感器
45 NOx传感器
46 Lambda传感器
47 OBD数据线
48 用于附加控制单元的第一Lambda偏移数据线
49 用于发动机控制单元的第二Lambda偏移数据线
50 远程控制供应阀的控制线
51 远程控制供应阀
52 H2模块的信号或控制线
53 安全模块的信号或控制线
54 开关
55 蒸发器和/或压力调节器的蒸发器室

Claims (5)

1.一种用于在二价或三价燃料模式操控发动机的装置，用来确定所供应的液化气体燃料的吹入时间和/或供应量，其中，当液化气体燃料进入发动机(19)的气缸的供应速度或流速恒定时，进入发动机(19)的气缸的液化气体燃料的供应量能够用吹入时间来描述，其中，所述装置被设置为，所确定的所述液化气体燃料的吹入时间取决于所确定的燃烧值或所确定的气体混合物特征值，该装置包含有气体混合物调节查找表，其被布置成，基于所确定的燃烧值或所确定的气体混合物特征值来确定气体混合物调节因子，而确定的吹入时间则取决于该调节因子，
燃烧值或气体混合物特征值基于测量的电导率来确定，
其中，提供气体传导率传感器(8)用于测量液化气体燃料的气体混合物(2,21)的电导率，其中，所述电导率是气体混合物(2,21)传导电流的能力。
2.如权利要求1所述的装置，其中，该装置适用于以气体混合物(2,21)形式存在的液化气体燃料，该装置被设置为，能够根据该气体混合物(2,21)的成分确定所述燃烧值或所述气体混合物特征值。
3.如权利要求1所述的装置，其中，该气体传导率传感器(8)包括阳极和阴极，和/或所述气体传导率传感器(8)被布置成，为了测量电导率，在所述阳极和阴极之间施加恒定电压，并且将测量电流馈入在液相(2)或气相(21)中的所述气体混合物(2，21)。
4.一种气体混合物分析模块(7)，用于权利要求1所述的装置，其中，该气体混合物分析模块(7)被布置成，取决于所述气体混合物(2，21)的当前组成，基于所述气体混合物(2，21)的气体传导率、温度和压力，在气体混合物特征查找表的帮助下，来确定所述气体混合物(2，21)的燃烧值或所述气体混合物(2，21)的气体混合物特征值，
燃烧值或气体混合物特征值基于测量的电导率来确定，
其中，提供气体传导率传感器(8)用于测量液化气体燃料的气体混合物(2,21)的电导率，其中，所述电导率是气体混合物(2,21)传导电流的能力。
5.一种气体启动系统，用于权利要求1所述的装置，其中，所述气体启动系统被布置成，当发动机(19)在纯液化气体模式启动时，只有所述液化气体燃料的气体混合物(2,21)的气相(2)从气罐中抽出，用于吹入所述发动机(19)的气缸(3)，
其中，提供气体传导率传感器(8)用于测量液化气体燃料的气体混合物(2,21)的电导率，其中，所述电导率是气体混合物(2,21)传导电流的能力。
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