DE10101007A1 - Verfahren zur Erkennung der Kraftstoffqualität - Google Patents

Verfahren zur Erkennung der Kraftstoffqualität

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erkennung der Kraftstoffqualität eines Kraftstoffs zum Betrieb einer Verbrennungskraftmaschine. Nach dem Verfahren wird eine zugeführte Kraftstoffmenge während eines Startvorganges um einen Startmengen-Anhebungsfaktor (F) erhöht und zwar derart, dass DOLLAR A (a) der Startmengen-Anhebungsfaktor (F) nach dem Erreichen eines Schwellenwertes (S¶n1¶) für eine Motordrehzahl (n) zunächst auf einen niedrigen Anfangsstartmengen-Anhebungsfaktor (F¶1¶) gesetzt wird, bei dem ein erfolgreicher Start noch nicht oder allenfalls bei Kraftstoffen mit hoher Qualität zu erwarten ist (Beginn der Anhebung), DOLLAR A (b) der Startmengen-Anhebungsfaktor (F) stetig steigend erhöht wird, DOLLAR A (c) ein Startzeitpunkt (t¶s¶) mittels einer Hochlauferkennung bestimmt wird, DOLLAR A (d) ein Startmengen-Anhebungsfaktor (F¶s¶) im Startzeitpunkt (t¶s¶) und/oder ein Zeitintervall (dt¶s¶) von Beginn der Anhebung bis zum Startzeitpunkt (t¶s¶) erfasst wird, DOLLAR A (e) in Abhängigkeit vom Startmengen-Anhebungsfaktor (F¶s¶) und/oder dem Zeitintervall (dt¶s¶) die Kraftstoffqualität, insbesondere die Zündwilligkeit und/oder Verdampfbarkeit des Kraftstoffs, bestimmt wird.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erkennung der Kraftstoffqualität eines Kraftstoffs, der zum Betrieb einer Verbrennungskraftmaschine dient, mit, den im Oberbegriff des Anspruchs 1 genannten Merkmalen. Ferner betrifft sie die Verwendung des Verfahrens nach Anspruch 15.
Die Kraftstoffqualität - insbesondere ein Zünd- und Verdampfungsverhalten des Kraftstoffs - hat erheblichen Einfluss auf ein bereitgestelltes Antriebsmoment, einen Kraftstoffverbrauch, eine Gesamtemission und ein allgemeines Betriebsverhalten fremd- oder selbstzündender Verbrennungskraftmaschinen von Kraftfahrzeugen. So können beispielsweise bei Kenntnis von Dampfdruck und Oktan- beziehungsweise Cetanzahl die Einspritz- und Zündzeitpunkte, ein Einspritzdruck, ein Abgasrückführ-Massenstrom, ein Ladedruck, ein Betriebszustand der Tankentlüftung und die Position eines Nockenwellenstellers hinsichtlich Kraftstoffverbrauch, Emission und Betriebsverhalten, insbesondere bei nicht betriebswarmem Motor, optimiert werden. Bei den Lösungen des Standes der Technik zur Erkennung der Kraftstoffqualität werden Kraftstoffsensoren eingesetzt, die den Dampfdruck und die Zündwilligkeit des Kraftstoffs direkt erfassen sollen. Der Einsatz solcher Sensoren führt zu erhöhten Materialkosten und erfordert häufig aufwendige, konstruktive Maßnahmen, um für die Sensoren Bauraum an exponierter Stelle zu schaffen. Ein weiterer Nachteil derartiger Sensoren ist deren Störanfälligkeit. Zum einen hängt eine Messgenauigkeit der Sensoren von der Einhaltung ganz spezifischer Randparameter ab, die insbesondere unter den Extrembedingungen beim Startvorgang zumindest teilweise nicht eingehalten werden können. Zum anderen können durch Verunreinigungen, Kalibrierungsfehler oder ein alterungsbedingtes Driften der Sensoren erhebliche Abweichungen der gemessenen Kraftstoffqualität von der tatsächlichen Kraftstoffqualität eintreten.
Die Kraftstoffqualität hat einen entscheidenden Einfluss auf die Gesamtemission und den Kraftstoffverbrauch des Kraftfahrzeugs. Zur Minderung der Gesamtemission werden moderne Verbrennungskraftmaschinen mit im Abgasstrang angeordneten Katalysatorsystemen ausgestattet, die im betriebswarmen Zustand eine weitestgehende Konvertierung der Abgasschadstoffe zu weniger umweltrelevanten Produkten erlauben.
Sind die zur Konvertierung notwendigen Temperaturen noch nicht erreicht - zum Beispiel beim Kaltstart der Verbrennungskraftmaschine - so kann dies zu erheblichen Emissionsspitzen führen, die in eine Gesamtemission des Kraftfahrzeuges mit einfließen.
Ein Grundproblem beim Startvorgang sowohl bei fremdgezündeten, insbesondere direkteinspritzenden, Verbrennungskraftmaschinen (Ottomotoren) als auch bei selbstzündenden Motoren (Diesel) ist die Benetzung der Brennraumwände, der Ventile, des Kolbenbodens und des Saugrohrs mit einem Kraftstofffilm. Dieser, auch als Wandfilmproblematik bekannte Nachteil zeigt sich, beispielsweise bei einer Direkteinspritzung, in der Tendenz des eingespritzten Kraftstoffs, sich an dem Kolbenboden, auf den der Einspritzstrahl üblicherweise gerichtet ist, abzuschlagen. Infolgedessen werden wesentliche Anteile der angesaugten oder eingespritzten Kraftstoffmenge bei den ersten Zündungen des Motors nicht oder nicht vollständig verbrannt, da sie wegen des in der Umgebung noch kalten Motors nicht verdampfen können. Somit wird im Allgemeinen zu viel Kraftstoff bereitgestellt, was zur Folge hat, dass ein Abgas während des Startvorganges erheblich erhöhte Anteile an nicht oder unvollständig verbrannten Kohlenwasserstoffen enthält. Da auch die zur Konvertierung der unvollständig verbrannten Kohlenwasserstoffe im Abgasstrang angeordneten Katalysatorsysteme in der Regel noch nicht ihre Mindestbetriebstemperatur erreicht haben, steigt eine Gesamtemission des Kraftfahrzeugs, so dass die Einhaltung gesetzlicher Schadstoffgrenzen erschwert wird.
Die Problematik wird noch dadurch verstärkt, dass bei den herkömmlichen Lösungen die Anhebung der Kraftstoffzufuhr während des Startvorganges auf Kraftstoffe mit besonders schlechten Starteigenschaften, das heißt mit niedrigem Dampfdruck bei Ottomotoren und/oder niedriger Zündwilligkeit bei Dieselkraftstoffen, abgestimmt wird. Die zugeführte Kraftstoffmenge wird so weit um einen Startmengen-Anhebungsfaktor erhöht, dass auch bei sehr schlechter Kraftstoffqualität ein erfolgreicher Start sichergestellt ist. Bekannte Lösungen sehen bisher lediglich vor, den Startmengen- Anhebungsfaktor in Abhängigkeit von der Motortemperatur zu beeinflussen. Der Startmengen-Anhebungsfaktor wird im Allgemeinen mit steigender Motortemperatur herabgesetzt. Nach erfolgreichem Start wird der Startmengen-Anhebungsfaktor entsprechend einer vorgegebenen Charakteristik wieder zurückgenommen. Startmengen-Anhebungsfaktor und Rücknahme des Startmengen-Anhebungsfaktors orientieren sich im Wesentlichen an den Kraftstoffeigenschaften und sind demnach auf geringe Kraftstoffqualitäten ausgelegt. Normalerweise sind jedoch für im Verkehr befindliche Kraftfahrzeuge bessere Kraftstoffqualitäten erhältlich.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein Verfahren zu schaffen, mit dem zuverlässig Aussagen über die Kraftstoffqualität getroffen werden können. Diese Aussagen sollen zu einem möglichst frühen Zeitpunkt der Motorsteuerung zur Verfügung gestellt werden. Darüber hinaus soll der Startvorgang der Verbrennungskraftmaschine hinsichtlich Emission und Kraftstoffverbrauch weiter optimiert werden.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch das Verfahren zur Erkennung der Kraftstoffqualität mit den im Anspruch 1 genannten Merkmalen gelöst. Dadurch, dass die zugeführte Kraftstoffmenge während eines Startvorganges um einen Startmengen- Anhebungsfaktor erhöht wird und zwar derart, dass
  • a) der Startmengen-Anhebungsfaktor nach dem Erreichen eines Schwellenwertes für eine Motordrehzahl zunächst auf einen niedrigen Anfangsstartmengen- Anhebungsfaktor gesetzt wird, bei dem ein erfolgreicher Start noch nicht oder allenfalls bei Kraftstoffen mit hoher Qualität zu erwarten ist (Beginn der Anhebung),
  • b) der Startmengen-Anhebungsfaktor stetig steigend erhöht wird,
  • c) ein Startzeitpunkt mittels einer Hochlauferkennung bestimmt wird,
  • d) ein Startmengen-Anhebungsfaktor im Startzeitpunkt und/oder ein Zeitintervall von Beginn der Anhebung bis zum Startzeitpunkt erfasst wird,
  • e) in Abhängigkeit vom Startmengen-Anhebungsfaktor und/oder dem Zeitintervall die Kraftstoffqualität, insbesondere die Zündwilligkeit und/oder Verdampfbarkeit des Kraftstoffs, bestimmt wird,
können während des Startvorganges Aussagen über die Kraftstoffqualität getroffen werden. Auf die übliche Sensorik kann gänzlich verzichtet werden. Mit der erfindungsgemäßen Verfahrensführung wird gleichzeitig eine Emission und ein Kraftstoffverbrauch der Verbrennungskraftmaschine während des Startvorganges gegenüber den herkömmlichen Verfahrensführungen erniedrigt.
In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung wird der Anfangsstartmengen- Anhebungsfaktor für ein kurzes Zeitintervall annähernd konstant gehalten. Wird ein erfolgreicher Start während dieser Phase durch die Hochlauferkennung detektiert, so besitzt der Kraftstoff gute bis sehr gute Kraftstoffqualitäten. Das Zeitintervall wird bevorzugt auf < 1 s, vorzugsweise < 0,5 s, insbesondere < 0,2 s, gesetzt. Um in nachfolgenden Startvorgängen noch genauere Aussagen über die Kraftstoffqualität treffen zu können, wird der Anfangsstartmengen-Anhebungsfaktor erniedrigt. Sind in vorhergehenden Bestimmungen sehr schlechte Zünd- und/oder Verdampfverhalten des Kraftstoffs bestimmt worden, so kann ferner zwecks Verkürzung der Startdauer der Anfangstartmengen-Anhebungsfaktor erhöht werden.
In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens erfolgt eine Anhebung des Startmengen-Anhebungsfaktors progressiv, wenn der Kraftstoff in einer vorhergehenden Bestimmung gutes Zünd- und/oder Verdampfverhalten gezeigt hat. Bei schlechter Kraftstoffqualität ist die Anhebungscharakteristik weitestgehend linear oder besitzt nur geringe Progression. Auf diese Weise soll eine Startdauer möglichst kurz gehalten werden, ohne dass erhebliche Abstriche bei der Bestimmung der Kraftstoffqualität in Kauf genommen werden müssen.
Die Erkennung des Hochlaufes erfolgt vorzugsweise durch Vorgabe eines zweiten Schwellenwertes für die Motordrehzahl, der größer als der erste Schwellenwert ist, und/oder durch Vorgabe eines Schwellenwertes für eine zeitliche Drehzahländerung. Die Schwellenwerte werden dabei derart bemessen, dass bei ihrem Erreichen ein erfolgreicher Start angenommen wird.
Ferner ist es durch Erkennen des Motorhochlaufs bevorzugt, den Startmengen- Anhebungsfaktor nach Erreichen des Startzeitpunktes für ein vorgebbares Zeitintervall annähernd konstant zu halten. Während diesem Zeitintervall wird ein Verlauf der Motordrehzahl erfasst. Da der Verlauf häufig charakteristisch ist für die Kraftstoffqualität, wird er bei deren Bestimmung zur Verbesserung der Aussagekraft mit berücksichtigt. Je schneller der Motorhochlauf bei gleichem Startmengen-Anhebungsfaktor erfolgt, desto besser ist die Kraftstoffqualität hinsichtlich Dampfdruck beziehungsweise Zündwilligkeit. Das Zeitintervall selbst kann in Abhängigkeit von einem oder mehreren motor- oder betriebsspezifischen Parametern bestimmt werden. In Frage kommen insbesondere ein Brennverfahren, eine Zylinderzahl, ein Hubraum, ein Verhältnis Bohrung/Hub, eine Reibleistung, eine Starterdrehzahl, eine Außentemperatur oder ein Öldruck.
In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens werden ein oder mehrere motor- oder betriebsspezifische Parameter bei der Erkennung der Kraftstoffqualität mit berücksichtigt. Auf diese Weise kann die Genauigkeit der Bestimmung weiter erhöht werden. Als motor- oder betriebsspezifische Parameter kommen insbesondere in Frage die Außentemperatur, die Starterdrehzahl, eine Bordnetzspannung, das Brennverfahren, die Zylinderzahl, der Hubraum, das Verhältnis Bohrung/Hub, die Reibleistung, der Kraftstoffdruck vor einem Injektor, ein kurbelwinkelbezogener Einspritzbeginn, ein Drosselklappenwinkel, die Position eines Nockenwellenstellers, ein Abgasrückführ-Massenstrom, die Stellung eines Tankentlüftungsventils, eine Kühlmitteltemperatur, eine Kraftstofftemperatur, ein Frischluft-Massenstrom, die Position eines Ladedruckstellers, der Zustand einer Federung und Dämpfung eines Motorlagers, die Art eines der Verbrennungskraftmaschine nachgeschalteten Kennungswandlers (Getriebe), eine rotatorische Trägheit und eine Eigenfrequenz und Dämpfung des mitgeschleppten Antriebsstranges.
Das erfindungsgemäße Verfahren kann bevorzugt zur Beeinflussung der Motorbetriebsparameter des Kraftfahrzeuges im nachfolgenden Normalbetrieb genutzt werden, insbesondere nach dem Motorstart während der Warmlaufphase. Die in Frage kommenden Motorbetriebsparameter umfassen insbesondere einen Einspritz- und Zündzeitpunkt, einen Einspritzdruck, den Abgasrückführ-Massenstrom, einen Ladedruck, den Betrieb einer Tankentlüftung, die Position des Nockenwellenstellers und/oder die Position einer Ladungsbewegungsklappe.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen des Verfahrens sind Gegenstand der übrigen Unteransprüche.
Die Erfindung wird nachfolgend in Ausführungsbeispielen anhand der zugehörigen Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 einen Verlauf eines Startmengen-Anhebungsfaktors und einer Motordrehzahl während eines Startvorganges nach dem Stand der Technik;
Fig. 2 einen Verlauf des Startmengen-Anhebungsfaktors und der Motordrehzahl während eines Startvorganges nach dem erfindungsgemäßen Verfahren in einer ersten Variante und
Fig. 3 einen Verlauf des Startmengen-Anhebungsfaktors und der Motordrehzahl während eines Startvorganges nach dem erfindungsgemäßen Verfahren in einer weiteren Variante.
Fig. 1 zeigt den Verlauf eines Startmengen-Anhebungsfaktors F und einer Motordrehzahl n während eines Startvorganges bei herkömmlicher Verfahrensführung. Die dargestellten Verläufe sind selbstverständlich nur schematisch zu sehen und können in konkreter Ausgestaltung für eine bestimmte Verbrennungskraftmaschine leicht abgeänderte Verläufe einnehmen. Die notwendigen Mittel zur Durchführung der Anhebung bei Verbrennungskraftmaschinen sind bekannt. Insbesondere sind steuerbare Einspritzsysteme für selbstzündende oder fremdgezündete Motoren bekannt, mit denen die Kraftstoffzufuhr zumindest quantitativ steuerbar ist. Eine Koordination einzelner, am Startvorgang beteiligter Aggregate kann in bekannter Weise über ein Motorsteuergerät erfolgen.
Mit Beginn des Startvorganges (Zeitpunkt t0) wird die Verbrennungskraftmaschine mittels eines Anlassers zunächst mit einem Drehmoment beaufschlagt, bis ein Schwellenwert Sn1 für die Drehzahl n erreicht ist (Zeitpunkt t1). Unmittelbar mit Erreichen des Schwellenwertes Sn1 oder wie hier ab einem Zeitpunkt t2 wird die Kraftstoffzufuhr durch Einspritzen oder Ansaugen freigegeben. Die Menge des zugeführten Kraftstoffs wird während des Startvorganges um einen Startmengen-Anhebungsfaktor Fkon erhöht und dabei für ein vorgebbares Intervall auf einem konstanten Wert gehalten, beispielsweise bis die Motordrehzahl n eine gewünschte Leerlaufdrehzahl nleer erreicht hat (Zeitpunkt t3). Nach Ablauf des Intervalls wird der konventionelle Startmengen- Anhebungsfaktor Fkon allmählich auf den Wert 1 zurückgeführt und damit die Anhebung der Kraftstoffzufuhr zurückgenommen. Eine Bemessung des konventionellen Startmengen-Anhebungsfaktors Fkon wird derart vorgegeben, dass ein erfolgreicher Startvorgang auch noch bei extrem schlecht verdampfbaren und/oder entzündbaren Kraftstoffen möglich ist. Dies führt aber auch dazu, dass eine starke Wandfilmbildung in Kauf genommen werden muss. Bei den ersten Zündungen können wesentliche Anteile des Kraftstoffs nicht oder nicht vollständig verbrennen und erhöhen damit die Emission von unvollständig verbrannten Kohlenwasserstoffen erheblich. Zu diesem frühen Zeitpunkt sind die Katalysatorsysteme zur Konvertierung von unvollständig verbrannten Kohlenwasserstoffen noch nicht auf Betriebstemperatur aufgeheizt.
In der Fig. 2 sind die Verläufe des Startmengen-Anhebungsfaktors F und der Motordrehzahl n nach der erfindungsgemäßen Verfahrensführung mit einem Kraftstoff niedriger Qualität dargestellt. Nach dem Start (Zeitpunkt t0) wird der Motor zunächst durch den Anlasser beschleunigt, bis der Drehzahl-Schwellenwert Sn1 erreicht ist (Zeitpunkt t1). Nach Erreichen des Schwellenwertes Sn1 oder mit leichter Verzögerung wird die Kraftstoffzufuhr freigegeben (Zeitpunkt t2). Die Anhebung erfolgt derart, dass zunächst ein niedriger Anfangsstartmengen-Anhebungsfaktor F1 vorgegeben wird. Der Anfangsstartmengen-Anhebungsfaktor F1 wird so gewählt, dass ein erfolgreicher Start noch nicht oder allenfalls bei Kraftstoffen mit hohem Dampfdruck beziehungsweise guter Zündwilligkeit zu erwarten ist. Um dies zu erreichen, wird gegebenenfalls der Anfangsstartmengen-Anhebungsfaktor F1 abgesenkt, wenn eine gute bis sehr gute Kraftstoffqualität in einer vorhergehenden Bestimmung ermittelt wurde. Wurde dagegen eine sehr schlechte Kraftstoffqualität in vorhergehenden Bestimmungen ermittelt, so kann es sinnvoll sein, den Anfangsstartmengen-Anhebungsfaktor F1 zur Verkürzung des Startvorganges anzuheben. Ein Zeitintervall dtv bei konstantem Anfangsstartmengen- Anhebungsfaktor F1 wird auf < 1 s, gegebenenfalls < 0,5 s, insbesondere < 0,2 s, je nach Kraftstoffqualität in den vorhergehenden Messungen festgelegt. Wird ein erfolgreicher Start im Zeitintervall dtv detektiert, so wird in nachfolgenden Startvorgängen der Anfangsstartmengen-Anhebungsfaktor F1 gesenkt.
Nach Ablauf des Zeitintervalls dtv beginnt im Zeitpunkt t3 eine Phase, in der der Startmengen-Anhebungsfaktor F stetig steigend erhöht wird. Im vorliegenden Fall erfolgt die Erhöhung weitestgehend linear. Bei sehr guten Kraftstoffqualitäten kann die Erhöhung zwecks Verkürzung des Startvorganges auch progressiv erfolgen. Mittels einer Hochlauferkennung lässt sich ein Startzeitpunkt tS bestimmen. Zur Hochlauferkennung wird ein Schwellenwert für die Motordrehzahl n und/oder ein Schwellenwert für eine Drehzahländerung in einem bestimmten Messintervall vorgegeben, bei deren Erreichen ein erfolgreicher Start angenommen wird.
Mit Bestimmung des Startzeitpunktes tS ist gleichzeitig ein Zeitintervall dtS vom Beginn der Anhebung (Zeitpunkt t3) bis zum Startzeitpunkt tS erfassbar. Dieses Zeitintervall dtS und/oder ein Startmengen-Anhebungsfaktor FS zum Startzeitpunkt tS dient als Ausgangsgröße für die Bestimmung der Kraftstoffqualität. Anhand der genannten Parameter kann mit Hilfe von Kennlinien oder Kennfeldern direkt eine Aussage über die Kraftstoffqualität, insbesondere eine Zündwilligkeit und/oder Verdampfbarkeit des Kraftstoffes, getroffen werden. Nach Detektion eines erfolgreichen Starts durch die Hochlauferkennung wird der Startmengen-Anhebungsfaktor F mit einer vorgebbaren Charakteristik auf den Wert 1 zurückgefahren, das heißt, die Anhebung der zugeführten Kraftstoffmenge wird zurückgenommen.
In Fig. 3 ist ein Verlauf des Startmengen-Anhebungsfaktors F und der Motordrehzahl n während des Startvorganges nach dem erfindungsgemäßen Verfahren in einer weiteren Variante dargestellt. Bis zum Zeitpunkt t3 - also dem Beginn der Anhebung - wird analog den Ausführungen zu Fig. 2 verfahren. Eine Anhebung des Startmengen- Anhebungsfaktors F im Zeitintervall dtS erfolgt hier progressiv, da üblicherweise mit potentiell guter bis sehr guter Kraftstoffqualität zu rechnen ist. Nach Bestimmung des Startzeitpunktes tS wird der Startmengen-Anhebungsfaktor F noch für ein Zeitintervall dtm auf den Wert des Startmengen-Anhebungsfaktors FS zum Startzeitpunkt tS konstant gehalten. Damit einhergehend wird ein Verlauf der Motordrehzahl n in diesem Zeitintervall dtm erfasst. Der Verlauf der Motordrehzahl im Zeitintervall dtm ist im Allgemeinen charakteristisch für die vorliegende Kraftstoffqualität hinsichtlich Dampfdruck beziehungsweise Zündwilligkeit und wird daher zur Erhöhung der Aussagekraft der Qualitätsbestimmung mit berücksichtigt. Eine Dauer des Zeitintervalls dtm wird in Abhängigkeit von einem oder mehreren motor- oder betriebsspezifischen Parametern bestimmt. Als motor- und betriebsspezifische Parameter kommen dabei in Frage ein Brennverfahren, eine Zylinderzahl, eine Hubraum, ein Verhältnis Bohrung/Hub, eine Reibleistung, eine Starterdrehzahl, eine Außentemperatur oder ein Öldruck.
Um noch genauere Aussagen über die Kraftstoffqualität treffen zu können, werden weitere motor- oder betriebsspezifische Parameter bei der Erkennung der Kraftstoffqualität berücksichtigt. In Frage kommen insbesondere die Außentemperatur, die Starterdrehzahl, eine Bordnetzspannung, das Brennverfahren, die Zylinderzahl, der Hubraum, das Verhältnis Bohrung/Hub, die Reibleistung, der Kraftstoffdruck vor einem Injektor, ein kurbelwinkelbezogener Einspritzbeginn, ein Drosselklappenwinkel, die Position eines Nockenwellenstellers, ein Abgasrückführ-Massenstrom, die Stellung eines Tankentlüftungsventils, eine Kühlmitteltemperatur, eine Kraftstofftemperatur, ein Frischluft-Massenstrom, die Position eines Ladedruckstellers, der Zustand einer Federung und Dämpfung eines Motorlagers, die Art eines der Verbrennungskraftmaschine nachgeschalteten Kennungswandlers (Getriebe), eine rotatorische Trägheit und eine Eigenfrequenz und Dämpfung des mitgeschleppten Antriebsstranges.
Wenn die Kraftstoffqualität bestimmt wurde, kann der sich anschließende normale Motorbetrieb zwecks Minderung des Kraftstoffverbrauches und der Gesamtemission den Qualitäten des Kraftstoffes angepasst werden. Insbesondere sollen in an sich bekannter Weise Einspritz- und Zündzeitpunkt, Einspritzdruck, Abgasrückführ-Massenstrom, Ladedruck, Betrieb einer Tankentlüftung und/oder die Position des Nockenwellenstellers beziehungsweise der Ladungsmembranenklappe beeinflusst werden.
So ist beispielsweise bei direkteinspritzenden Ottomotoren bei Kraftstoffen mit niedrigem Dampfdruck, insbesondere in der Warmlaufphase nach Motorstart und vor Erreichen der Betriebstemperatur, ein sehr früher oder sehr später Einspritzbeginn sinnvoll, damit mehr Zeit für eine Verdampfung des Kraftstoffes bleibt beziehungsweise damit der noch kalte Kolbenboden weniger stark vom Kraftstoffstrahl benetzt wird. dtm Zeitintervall bei konstantem Startmengen-Anhebungsfaktor Fs
dts Zeitintervall seit Beginn der Anhebung bis zum Startzeitpunkt ts
dtv Zeitintervall bei konstantem Anfangsstartmengen-Anhebungsfaktor F1
F Startmengen-Anhebungsfaktor
F1 Anfangsstartmengen-Anhebungsfaktor
Fkon konventioneller Startmengen-Anhebungsfaktor
Fs Startmengen-Anhebungsfaktor zum Startzeitpunkt ts
n Drehzahl
nleer Leerlaufdrehzahl
Sn1 Schwellenwert für die Motordrehzahl n
t0 Beginn des Startvorganges
t1-3 weitere Zeitpunkte
ts Startzeitpunkt

Claims (17)

1. Verfahren zur Erkennung der Kraftstoffqualität eines Kraftstoffs zum Betrieb einer Verbrennungskraftmaschine, bei dem eine zugeführte Kraftstoffmenge während eines Startvorganges um einen Startmengen-Anhebungsfaktor (F) erhöht wird und zwar derart, dass
  • a) der Startmengen-Anhebungsfaktor (F) nach dem Erreichen eines Schwellenwertes (Sn1) für eine Motordrehzahl (n) zunächst auf einen niedrigen Anfangsstartmengen-Anhebungsfaktor (F1) gesetzt wird, bei dem ein erfolgreicher Start noch nicht oder allenfalls bei Kraftstoffen mit hoher Qualität zu erwarten ist (Beginn der Anhebung),
  • b) der Startmengen-Anhebungsfaktor (F) stetig steigend erhöht wird,
  • c) ein Startzeitpunkt (ts) mittels einer Hochlauferkennung bestimmt wird,
  • d) ein Startmengen-Anhebungsfaktor (Fs) im Startzeitpunkt (ts) und/oder ein Zeitintervall (dts) von Beginn der Anhebung bis zum Startzeitpunkt (ts) erfasst wird,
  • e) in Abhängigkeit vom Startmengen-Anhebungsfaktor (Fs) und/oder dem Zeitintervall (dts) die Kraftstoffqualität, insbesondere die Zündwilligkeit und/oder Verdampfbarkeit des Kraftstoffs, bestimmt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Anfangsstartmengen-Anhebungsfaktor (F1) für ein kurzes Zeitintervall (dtv) annähernd konstant gehalten wird.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Zeitintervall (dtv) auf < 1 s gesetzt wird.
4. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Zeitintervall (dtv) auf < 0,5 s gesetzt wird.
5. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Zeitintervall (dtv) auf < 0,2 s gesetzt wird.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Anfangsstartmengen-Anhebungsfaktor (F1) in nachfolgenden Startvorgängen erniedrigt wird, wenn der Startzeitpunkt (ts) im Zeitintervall (dtv) liegt.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Anfangsstartmengen-Anhebungsfaktor (F1) erhöht wird, wenn der Kraftstoff in einer vorhergehenden Bestimmung schlechtes Zünd- und/oder Verdampfverhalten zeigt (schlechte Kraftstoffqualität).
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Anhebung des Startmengen-Anhebungsfaktors (F) progressiv erfolgt, wenn der Kraftstoff in einer vorhergehenden Bestimmung gutes Zünd- und/oder Verdampfverhalten zeigt (gute Kraftstoffqualität).
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Anhebung des Startmengen-Anhebungsfaktor (F) linear oder mit nur geringer Progression erfolgt, wenn der Kraftstoff in einer vorhergehenden Bestimmung schlechtes Zünd- und/oder Verdampfverhalten zeigt (schlechte Kraftstoffqualität).
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass zur Hochlauferkennung ein zweiter Schwellenwert (Sn2) für die Motordrehzahl (n) und/oder ein Schwellenwert für eine Drehzahländerung in einem Messintervall vorgegeben wird, bei deren Erreichen ein erfolgreicher Start angenommen wird.
11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Startmengen-Anhebungsfaktor (F) nach Erreichen des Startzeitpunktes (ts) für ein vorgebbares Zeitintervall (dtm) annähernd konstant gehalten wird, wobei ein Verlauf der Motordrehzahl (n) in diesem Zeitintervall (dtm) erfasst und bei der Bestimmung der Kraftstoffqualität mit einfließt.
12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Zeitintervall (dtm) in Abhängigkeit von einem oder mehreren motor- oder betriebsspezifischen Parametern, wie einem Brennverfahren, einer Zylinderzahl, einem Hubraum, einem Verhältnis Bohrung/Hub, einer Reibleistung, einer Starterdrehzahl, einer Außentemperatur oder einem Öldruck, ermittelt wird.
13. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass ein oder mehrere motor- oder betriebsspezifische Parameter bei der Erkennung der Kraftstoffqualität berücksichtigt werden.
14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die motor- oder betriebsspezifischen Parameter zur Bestimmung der Kraftstoffqualität die Außentemperatur, die Starterdrehzahl, eine Bordnetzspannung, das Brennverfahren, die Zylinderzahl, den Hubraum, das Verhältnis Bohrung/Hub, die Reibleistung, den Kraftstoffdruck vor einem Injektor, einen kurbelwinkelbezogenen Einspritzbeginn, einen Drosselklappenwinkel, die Position eines Nockenwellenstellers, ein Abgasrückführ-Massenstrom, die Stellung eines Tankentlüftungsventils, eine Kühlmitteltemperatur, eine Kraftstofftemperatur, einen Frischluft-Massenstrom, die Position eines Ladedruckstellers, den Zustand einer Federung und Dämpfung eines Motorlagers, die Art eines der Verbrennungskraftmaschine nachgeschalteten Kennungswandlers (Getriebe), eine rotatorische Trägheit und eine Eigenfrequenz und Dämpfung des mitgeschleppten Antriebsstranges umfassen.
15. Verwendung eines Verfahrens zur Erkennung der Kraftstoffqualität nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Motorbetriebsparameter des Kraftfahrzeuges in Abhängigkeit von der Kraftstoffqualität beeinflusst werden.
16. Verwendung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Motorbetriebsparameter einen Einspritz- und Zündzeitpunkt, einen Einspritzdruck, den Abgasrückführ-Massenstrom, einen Ladedruck, den Betrieb einer Tankentlüftung, die Position des Nockenwellenstellers und/oder die Position einer Ladungsbewegungsklappe umfassen.
17. Verwendung nach Anspruch 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Motorbetriebsparameter insbesondere nach dem Motorstart während der Warmlaufphase des Motors beeinflusst werden.
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