DE102007023899A1 - Verfahren zur Bestimmung der Zusammensetzung eines Kraftstoffgemischs - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Bestimmung der Zusammensetzung eines Kraftstoffgemischs aus einem ersten und zumindest einem zweiten Kraftstoff zum Betrieb einer Brennkraftmaschine mit zumindest einem Brennraum, wobei der erste und der zweite Kraftstoff verschiedene Siedepunkte und/oder verschiedene Verdampfungsenthalphien aufweisen. Dabei ist es vorgesehen, dass die Zusammensetzung des Kraftstoffgemischs aus dem Druck in dem Brennraum und/oder einer mit dem Druck zusammenhängenden Kenngröße und/oder dem zeitlichen Verlauf des Druckes und/oder dem zeitlichen Verlauf einer mit dem Druck zusammenhängenden Kenngröße während und/oder nach einer Kraftstoffeinspritzung während einer Kompressionsphase des Kraftstoff-Luft-Gemischs ermittelt wird. Vorteilhaft an dem erfindungsgemäßen Verfahren ist, dass hiermit bereits während eines ersten Startvorgangs nach einer Betankung das Kraftstoff-Mischungsverhältnis, welches sich durch den Tankvorgang eingestellt hat, bestimmt werden kann.

Description

  • Stand der Technik
  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Bestimmung der Zusammensetzung eines Kraftstoffgemischs aus einem ersten und zumindest einem zweiten Kraftstoff zum Betrieb einer Brennkraftmaschine mit zumindest einem Brennraum, wobei der erste und der zweite Kraftstoffverschiedene Siedepunkte und/oder verschiedene Verdampfungsenthalphien aufweisen.
  • Brennkraftmaschinen auf der Basis von Otto-Motoren werden allgemein mit Kraftstoff aus Kohlenwasserstoffen aus fossilen Brennstoffen auf Basis von raffiniertem Erdöl betrieben. Zu diesem Kraftstoff wird vermehrt aus nachwachsenden Rohstoffen (Pflanzen) erzeugtes Ethanol in unterschiedlichen Mischungsverhältnissen beigemengt. In den USA und Europa wird oft eine Mischung aus 75–85% Ethanol und 15–25% Benzin unter dem Markennamen E85 eingesetzt. Die Brennkraftmaschinen sind so ausgelegt, dass sie sowohl mit reinem Benzin als auch mit Mischungen bis hin zu E85 betrieben werden können; dies wird mit „Flex-Fuel-Betrieb" bezeichnet. Für einen sparsamen Betrieb mit einem geringen Schadstoffausstoß bei gleichzeitig hoher Motorleistung müssen die Betriebsparameter im Flex-Fuel-Betrieb an die jeweilig vorliegende Kraftstoff-Mischung angepasst werden. Beispielhaft liegt ein stöchiometrisches Kraftstoff-Luft-Verhältnis bei 14,7 Volumenanteilen Luft pro Anteil Benzin vor, bei Verwendung von Ethanol muss jedoch ein Luftanteil von 9 Volumenanteilen eingestellt werden. Geringe und/oder langsame Änderungen des Ethanolgehalts können vom Motormanagement der Brennkraftmaschine mittels einer Lambdasonde und/oder eines Klopfsensors erkannt und berücksichtigt werden. Es können jedoch, beispielhaft nach einer Betankung, auch schnelle Änderungen mit einer erheblichen Abweichung der Zusammensetzung des Kraftstoffgemischs auftreten. Wurde die Brennkraftmaschine mit 100% Benzin betrieben und bei annähernd leerem Tank mit E85 betankt, kann es zu Startschwierigkeiten kom men und es kann zu Störungen der Verbrennung kommen, die auch die Abgasemissionen erhöhen können. Nach dem Stand der Technik können solche schnellen Änderungen der Zusammensetzung des Kraftstoffs mittels eines Ethanolsensors erkannt werden. Dieses Bauteil erhöht jedoch die Kosten der Brennkraftmaschine.
  • Aus der DE 4117440 C2 ist ein Verfahren zum adaptiven Einstellen eines Kraftstoff/Luftgemisches zum Berücksichtigen von Kraftstoffeigenschaften im Betrieb einer Brennkraftmaschine bekannt, die einen Lambdaregler aufweist, der einen Regelfaktor RF ausgibt, und die einen Adaptionsintegrator aufweist, der einen Adaptionsfaktor AF mit variabler Adaptionsgeschwindigkeit ausgibt, der neben dem Regelfaktor FR die Einstellung des Kraftstoff/Luftgemischs beeinflusst. Dabei ist vorgesehen, dass überprüft wird, ob die Lambda-Regelungsabweichungsamplitude einen ersten Schwellenwert übersteigt, und, wenn dies der Fall ist, die Adaptionsgeschwindigkeit so lange auf einen erhöhten Wert gesetzt wird, bis eine vorgegebene Bedingungen erfüllt ist, wonach auf eine niedrige Adaptionsgeschwindigkeit zurückgeschaltet wird.
  • Das Verfahren ermöglicht es, Brennkraftmaschinen, welche mit unterschiedlichen Kraftstoffen betrieben werden können, störungsfrei zu betreiben. So muss beispielsweise die Einspritzzeit bei einem Wechsel von einem Kraftstoff Benzin auf ein Kraftstoffgemisch aus 85% Ethanol und 15% Benzin um mehr als 20% verlängert werden, um die gleichen Lambdawerte im Abgas zu erhalten. Nach dem in der Schrift DE 4117440 C2 beschriebenen Verfahren wird dazu ein entsprechender Adaptionseingriff vorgenommen. Da bei einem Kraftstoffwechsel eine im Vergleich zum Ausgleich von Alterungseinflüssen oder Fertigungseinflüssen sehr starke Korrektur der Einspritzzeiten und somit des Adaptionseingriffes vorgenommen werden muss, wird bei dem vorgeschlagenen Verfahren die Adaptionsgeschwindigkeit bei einem erkannten Kraftstoffwechsel deutlich erhöht.
  • Auf Basis des eingestellten Adaptionswertes kann das Kraftstoff-Mischungsverhältnis bestimmt werden. Trotz der erhöhten Adaptionsgeschwindigkeit benötigt das Verfahren eine ausreichend lange Einschwingzeit. Wird durch einen Tankvorgang eine starke Änderung des Kraftstoff-Mischungsverhältnisses bewirkt, kann dies zu Startschwierigkeiten und zu Verbrennungsaussetzern führen, was in Folge zu erhöhten Abgasemissionen führt.
  • Es ist Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren bereitzustellen, das eine schnelle und kostengünstige Erkennung der Zusammensetzung eines Kraftstoffgemischs aus Kraftstoffen mit verschiedenen Siedepunkten und/oder Verdampfungsenthalphien ermöglicht.
  • Vorteile der Erfindung
  • Die Aufgabe der Erfindung wird dadurch gelöst, dass die Zusammensetzung des Kraftstoffgemischs aus dem Druck in dem Brennraum und/oder einer mit dem Druck zusammenhängenden Kenngröße und/oder dem zeitlichen Verlauf des Druckes und/oder dem zeitlichen Verlauf einer mit dem Druck zusammenhängenden Kenngröße während und/oder nach einer Kraftstoffeinspritzung während einer Kompressionsphase des Kraftstoff-Luft-Gemischs ermittelt wird.
  • Während oder nach einer Kraftstoffeinspritzung kommt es in dem Brennraum zu einer zumindest teilweisen Verdunstung der Kraftstoffanteile. Dies führt einerseits zu einer Volumenvergrößerung durch den nun gasförmigen Kraftstoff. Andererseits führt die Verdunstung der Kraftstoffanteile wegen der dazu benötigten Energie zu einer Abkühlung der im Brennraum befindlichen Luft und damit zu einer Volumenverringerung. Dabei ist die Volumenverringerung auf Grund der Abkühlung der dominierende Effekt. Bei in Abhängigkeit von dem Kurbelwinkel vorgegebenen Brennraumvolumen bewirkt die Abkühlung eine Verringerung des Druckes in dem Brennraum.
  • Wie stark sich die Luft durch die Verdunstung abkühlt, wie stark also die Druckänderung ausfällt, hängt von den Eigenschaften des Kraftstoffs ab, insbesondere von der Verdampfungsenthalphie und dem Siedepunkt beziehungsweise dem Siedeverlauf. Hier unterscheiden sich heute übliche Kraftstoffe deutlich. So weist Ethanol einen festen Siedepunkt von 78°C auf, während Benzin einen Siedebereich von 25°C bis 215°C zeigt. Die Verdampfungsenthalphie liegt bei Ethanol bei 904 kJ/kg, während sie für Benzin im Bereich von 380 kJ/kg bis 500 kJ/kg liegt.
  • Bei Kenntnis des Druckes oder des Druckverlaufes in dem Brennraum nach einer Kraftstoffeinspritzung kann daher auf den Kraftstoff oder auf das Kraftstoff-Mischungsverhältnis geschlossen werden.
  • Die Unterscheidung der Kraftstoffe kann auf Basis von von dem Druck in dem Brennraum abhängigen Kenngrößen oder deren zeitlichem Verlauf bestimmt werden. Dazu kann es vorgesehen sein, dass die Zusammensetzung des Kraftstoffgemischs aus dem Drehmoment der Brennkraftmaschine und/oder dem zeitlichen Verlauf des Drehmomentes der Brennkraftmaschine und/oder aus der Drehzahl der Brennkraftmaschine und/oder dem zeitlichen Verlauf der Drehzahl der Brennkraftmaschine ermittelt wird.
  • Eine ausreichend schnelle Bestimmung der Zusammensetzung des Kraftstoffgemischs auf Basis des Druckes, des Druckverlaufes oder einer davon abhängigen Kenngröße lässt sich dadurch erreichen, dass die Zusammensetzung des Kraftstoffgemischs aus dem Signal eines Brennraumdrucksensors und/oder aus dem Signal eines Drehmomentsensors und/oder aus dem Signal eines Klopfsensors und/oder aus dem Drehzahlsignal ermittelt wird. Insbesondere die Auswertung des Drehzahlsignals zeigt viele Vorteile, da dazu keine zusätzliche Sensorik notwendig wird und Korrekturbeziehungsweise Adaptionsverfahren zur Genauigkeitsverbesserung des Signals bereits standardmäßig im Motormanagementsystem vorhanden sind. Die neue Applikation ist demnach durch eine reine Softwareerweiterung durchführbar. Aber auch Brennraumdrucksensoren und Drehmomentsensoren, die für andere Anwendungen einen weiteren Zusatznutzen bieten, werden bei modernen Brennkraftmaschinen verstärkt eingesetzt, so dass durch die zusätzliche Auswertung der Sensorsignale zur Bestimmung des Kraftstoff-Mischungsverhältnisses keine wesentlichen weiteren Kosten verursacht werden. Der Einsatz eines Klopfsensors ist nur möglich, wenn es nach der Einspritzung zu einer Verbrennung kommt, da hier die Verbrennungsgeräusche entsprechend ausgewertet werden.
  • Eine Änderung der Kraftstoffzusammensetzung ist nur zu erwarten, wenn ein Betankungsvorgang stattgefunden hat. Dabei ist insbesondere bei einem ersten Starten der Brennkraftmaschine nach einem Tankvorgang eine schnelle Erkennung der Kraftstoffzusammensetzung erforderlich, um eine Anpassung der Kraftstoffzumessung an den Kraftstoff durchzuführen und Startschwierigkeiten und Verbrennungsaussetzer zu vermeiden, bis die Kraftstoffadaption der Lambda-Regelung eine entsprechende Adaption erreicht. Daher kann es vorgesehen sein, dass die Bestimmung der Zusammensetzung des Kraftstoffgemischs nach einem erkannten Betankungsvorgang und/oder bei einem Start der Brennkraftmaschine durchgeführt wird.
  • Um eine Auswertung des Druckes oder des Druckverlaufes in einer Kompressionsphase durchzuführen, in der eine größt mögliche Differenz zwischen den verschiedenen Kraftstoffen vorliegt, kann es vorgesehen sein, dass zur Bestimmung der Zusammensetzung des Kraftstoffgemischs die Kraftstoffeinspritzung in mehrere Einspritzimpulse aufgeteilt wird.
  • Ein sehr großer Druckunterschied zwischen verschiedenen Kraftstoffen stellt sich dann ein, wenn die Einspritzung in den Brennraum in bereits komprimierte Luft erfolgt. So kann beispielsweise bei einer Schichteinspritzung die Kraftstoffeinspritzung kurz vor dem oberen Totpunkt erfolgen. Hier hat die komprimierte Luft bereits eine Temperatur von ca. 100°C, wodurch große Teile des Kraftstoffes verdampfen, was zu einer deutlichen Druckänderung führt.
  • Entsprechend einer alternativen Ausführungsvariante der Erfindung kann es vorgesehen sein, dass während der Kompressionsphase eine Piloteinspritzung erfolgt und dass die Bestimmung der Zusammensetzung des Kraftstoffgemischs während und/oder nach der Piloteinspritzung und/oder während und/oder nach der Haupteinspritzung erfolgt. Als Piloteinspritzung kann eine definierte Kleinstmenge an Kraftstoffvorgesehen sein, welche in einer Kompressionsphase zugeführt wird, in der eine deutliche Druckänderung zu erwarten ist.
  • Entsprechend einer weiteren alternativen Ausführungsvariante der Erfindung kann es vorgesehen sein, dass das aus der Piloteinspritzung resultierende Kraftstoff-Luft-Gemisch gezündet wird und dass die Bestimmung der Zusammensetzung des Kraftstoffgemischs aus dem Druckverlauf während der Verbrennung erfolgt. Dabei wird die Tatsache ausgenutzt, dass sich der Druckverlauf verschiedener Kraftstoffe nach Zündung deutlich unterscheidet. Die Ausführungsvariante kann in Kombination mit einer vorherigen Auswertung des Druckverlaufes während oder nach der Piloteinspritzung erfolgen, um die Auswertesicherheit des Verfahrens zu erhöhen.
  • Gemäß einer besonders bevorzugten Ausgestaltungsvariante der Erfindung kann es vorgesehen sein, dass bei einem bekannten Kraftstoffgemisch ein Druck und/oder ein Druckverlauf und/oder eine mit dem Druck zusammenhängende Kenngröße bestimmt werden und als Referenzgrößen bei der Bestimmung der Zusammensetzung eines unbekannten Kraftstoffgemischs verwendet werden. Durch diese Adaption des Brennraumdruckverlaufes beziehungsweise der daraus abgeleiteten Signale ist es möglich, Störeinflüsse und Motortoleranzen zu eliminieren.
  • Dabei kann es vorgesehen sein, dass die Zusammensetzung des Kraftstoffgemischs mit Hilfe des Signals einer in einem Abgaskanal der Brennkraftmaschine angeordneten Lambda-Sonde und/oder über eine Kraftstoffadaption zur Anpassung der der Brennkraftmaschine zudosierten Kraftstoffmenge bestimmt wird. Die Kraftstoffadaption mit Hilfe des Lambda-Regelkreises ist für Flex-Fuel-Brennkraftmaschinen zumeist vorgesehen und ermöglicht die genaue Bestimmung des Kraftstoff-Mischungsverhältnisses, jedoch auf einer längeren Zeitskala. Der Druck oder der Druckverlauf kann so für das über die Kraftstoffadaption bestimmte Mischungsverhältnis bestimmt und als Referenz hinterlegt werden.
  • Eine genaue Bestimmung des Kraftstoff-Mischungsverhältnisses lässt sich dadurch erreichen, dass der Druck und/oder der Druckverlauf und/oder eine mit dem Druck zusammenhängende Kenngröße und/oder ein Verlauf einer mit dem Druck zusammenhängenden Kenngröße bei bekannter Kraftstoffzusammensetzung und/oder bei definierten Betriebszuständen der Brennkraftmaschine ermittelt und gespeichert werden und dass zur Bestimmung der Zusammensetzung des Kraftstoffgemischs der zugehörige gemessene Wert oder die gemessenen Werte mit dem gespeicherten Wert oder den gespeicherten Werten verglichen werden.
  • Ein genauer Vergleich der gemessenen mit den gespeicherten Werten lässt sich dann erreichen, wenn der Druck und/oder der Druckverlauf und/oder eine mit dem Druck zusammenhängende Kenngröße und/oder ein Verlauf einer mit dem Druck zusammenhängenden Kenngröße in Abhängigkeit von dem Kurbelwinkel und/oder der Drehzahl und/oder der Motortemperatur und/oder der Kraftstoffzusammensetzung und/oder der Einspritzmenge ermittelt und gespeichert werden. Der Druck oder der Druckverlauf ist stark abhängig von den genannten Parametern. Der Vergleich zwischen den zuvor ermittelten Referenzwerten und den zur Bestimmung des Kraftstoff-Mischungsverhältnisses gemessenen Werten ist umso genauer möglich, je genauer die Bedingungen bei der Bestimmung der Referenzwerte mit denen bei der Bestimmung des Kraftstoff-Mischungsverhältnisses auf Basis des Druckes oder des Druckverlaufs übereinstimmen.
  • Ist es vorgesehen, dass die Erkennung der Zusammensetzung des Kraftstoffgemischs während eines ersten Startvorgangs der Brennkraftmaschine nach einer Betankung erfolgt und dass eine Korrektur der der Brennkraftmaschine zugeführten Kraftstoffmenge während des ersten Startvorgangs erfolgt, so können Startschwierigkeiten auch nach einer starken Änderung der Kraftstoffzusammensetzung nach einem Tankvorgang sicher vermieden werden.
  • Nach einer bevorzugten Ausgestaltungsvariante der Erfindung kann es vorgesehen sein, dass die Erkennung der Zusammensetzung des Kraftstoffgemischs während einer Schubphase der Brennkraftmaschine erfolgt. Während der Schubphase erfolgt keine Zündung des Luft-/Kraftstoff-Gemischs. Dadurch herrschen konstante Bedingungen in dem Brennraum ohne einen Energieeintrag durch die Verbrennung. Die Temperaturänderung im Brennraum durch die Verdunstung des Kraftstoffs und die dadurch bewirkte Druckänderung wird nicht von der zusätzlich eingebrachten Energie aus der Verbrennung des Kraftstoffs in dem aktuellen oder einem vorangegangenen Arbeitstakt überlagert, was eine sehr genaue Auswertung des Druckverlaufs und eine entsprechend Zuordnung des Druckverlaufs auf die Verdunstungsenergie ermöglicht.
  • Das Verfahren lässt sich besonders vorteilhaft zur Bestimmung der Zusammensetzung eines Benzin/Ethanol-Kraftstoffgemischs und/oder zur Unterscheidung von Diesel und Biodiesel und/oder zur Unterscheidung von Winterkraftstoff und Sommerkraftstoff und/oder zur Bestimmung des Wassergehaltes in Ethanol und/oder zur Erkennung einer Fehlbetankung einsetzen.
  • Kurze Beschreibung der Zeichnungen
  • Die Erfindung wird im Folgenden anhand des in der Figur dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigen:
  • 1 in einer grafischen Darstellung den Druckverlauf in einem Brennraum einer Brennkraftmaschine bei Einspritzung von Benzin im Vergleich zur Einspritzung eines Ethanol-Benzin-Gemischs.
  • Ausführungsformen der Erfindung
  • 1 zeigt in einer grafischen Darstellung den Druckverlauf in einem Brennraum einer Brennkraftmaschine bei Einspritzung von Benzin im Vergleich zur Einspritzung eines Ethanol-Benzin-Gemischs.
  • Auf einer Abszisse 10 ist der Kurbelwinkel der Brennkraftmaschine dargestellt. Eine Ordinate 11 stellt den Druck in dem Brennraum der Brennkraftmaschine dar. Ein erster Druckverlauf 12 zeigt den Druck in dem Brennraum bei Einspritzung eines Ethanol-Benzin-Gemisches, hier in einem Mischungsverhältnis 85% Ethanol und 15% Benzin, in Abhängigkeit von dem Kurbelwinkel. Ein Kraftstoffgemisch dieser Zusammensetzung wird auch als E85 bezeichnet. Ein zweiter Druckverlauf 13 zeigt den Druck in dem Brennraum bei Benzineinspritzung. Ein dritter Druckverlauf 14 entspricht dem Druck in dem Brennraum ohne Kraftstoffeinspritzung. Die Kurven verlaufen in dem dargestellten Ausführungsbeispiel bis auf einen Bereich 15 deckungsgleich. In dem Bereich 15 tritt hingegen ein deutlicher Druckunterschied zwischen dem ersten Druckverlauf 12 und dem zweiten Druckverlauf 13 und dem dritten Druckverlauf 14 auf. Dabei liegt der Druckunterschied zwischen dem ersten Druckverlauf 12 und dem zweiten Druckverlauf 13 in dem Beispiel in einer Größenordnung von ca. 3 bar.
  • Benzin und Ethanol unterscheiden sich merklich in ihrem Siedeverhalten und in ihrer Verdampfungsenthalphie. So hat Ethanol einen festen Siedepunkt von ca. 78°C, während Benzin einen Siedebereich von 25°C bis 215°C aufweist. Die Verdampfungsenthalphie von Ethanol beträgt ca. 904 kJ/kg, die von Benzin liegt in einem Bereich von 380 kJ/kg bis 500 kJ/kg. Aufgrund dieser Unterschiede kommt es zu einem unterschiedlichen Kompressionsverlauf.
  • Nach einer Kraftstoffeinspritzung kommt es in dem Brennraum zu einer teilweisen Verdunstung der Kraftstoffanteile. Dies führt einerseits zu einer Volumenvergrößerung durch den nun gasförmigen Kraftstoff, andererseits zu einer Volumenverringerung durch Abkühlung der im Brennraum befindlichen Luft. Dabei ist der zweite Effekt, also die Abkühlung durch das Verdunsten, der dominierende. Hier zeigen sich durch die verschiedenen Verdampfungsenthalphien erhebliche Unterschiede zwischen Benzin und Ethanol.
  • In dem Ausführungsbeispiel erfolgt die Einspritzung in Form einer Schichteinspritzung. Dabei wird kurz vor dem oberen Totpunkt (OT) in die warme, bereits komprimierte Luft eingespritzt. In dieser Phase hat die Luft in dem Brennraum eine Temperatur von typisch ca. 100°C, wodurch ein großer Teil des eingespritzten Kraftstoffes verdampfen kann. Dies führt zu einer merklichen Abkühlung der komprimierten Luft und somit zu einer Druckabnahme im Vergleich zu dem dritten Druckverlauf 14 ohne Kraftstoffeinspritzung. Der Druckunterschied zwischen dem ersten Druckverlauf 12 nach Einspritzung von E85 und dem zweiten Druckverlauf 13 nach Einspritzung von reinem Ben zin beträgt in dem Ausführungsbeispiel ca. 3 bar. Weitere Mischungsverhältnisse zwischen den beiden Kraftstoffen Benzin und Ethanol liefern dazwischen liegende Druckverläufe. Der Druckverlauf in dem Brennraum nach Einspritzung des Kraftstoffes liefert somit einen direkten Hinweis auf das Kraftstoff-Mischungsverhältnis, das Kraftstoff-Mischungsverhältnis kann demnach über den Druckverlauf bestimmt werden.
  • Der Druckverlauf in dem Brennraum kann schon während eines ersten Startvorganges nach einem Tankvorgang bestimmt und mit abgespeicherten Referenzwerten verglichen werden. So kann das Kraftstoff-Mischungsverhältnis bereits vor einer ersten Verbrennung mit einem geänderten Mischungsverhältnis bestimmt werden und beispielsweise die der Brennkraftmaschine zugeführte Kraftstoffmenge entsprechend der Kraftstoffzusammensetzung korrigiert werden.
  • Der Druckverlauf kann direkt durch einen entsprechend vorgesehenen Drucksensor bestimmt werden. Es können jedoch auch mit dem Druck korrelierende Kenngrößen ausgewertet werden. So kann ein Drehmomentsignal oder ein Drehzahlsignal ausgewertet werden.
  • Das Verfahren kann für eine direkte Kraftstoffeinspritzung oder für Saugrohreinspritzsysteme vorgesehen werden. Dabei bietet die direkte Kraftstoffeinspritzung den Vorteil, dass Mehrfacheinspritzungen vorgesehen werden können. So können beispielsweise definierte Kleinstmengen an Kraftstoff in Form einer Piloteinspritzung dem Brennraum zugeführt und der Druckverlauf entsprechend ausgewertet werden. Dabei ist es weiterhin denkbar, dass diese Kleinstmenge gezündet wird und zusätzlich aus dem Druckverlauf nach der Zündung auf die Kraftstoffzusammensetzung geschlossen wird.
  • Um möglichst viele Störeinflüsse und Motortoleranzen zu eliminieren ist es von Vorteil, eine Adaption des Brennraumdruckverlaufes beziehungsweise der daraus abgeleiteten Signal bei bekannten Kraftstoff-Mischungsverhältnissen durchzuführen. Zur Bestimmung des Kraftstoff-Mischungsverhältnisses als Referenzwert kann dabei eine Lambda-Sonde herangezogen werden, die Kraftstoffschwankungen über eine bekannte Kraftstoffadaption ausgleicht. Über diese Kraftstoffadaption ist das Kraftstoff-Mischungsverhältnis bekannt, jedoch mit einer dafür benötigten Einschwingzeit. Bei so ermitteltem Kraftstoff-Mischungsverhältnis kann der Brennraumdruckverlauf unter definierten, reproduzierbaren Betriebszuständen, beispielsweise Motorstart, Leerlauf oder Auslauf, der Brennkraftmaschine gespeichert werden. Diese für verschiedene Kraftstoff-Mi schungsverhältnisse gespeicherten Brennraumdruckverläufe können nach einem Betankungsvorgang mit dem gemessenen Druckverlauf verglichen und daraus das Kraftstoff-Mischungsverhältnis abgeleitet werden.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • - DE 4117440 C2 [0003, 0004]

Claims (15)

  1. Verfahren zur Bestimmung der Zusammensetzung eines Kraftstoffgemischs aus einem ersten und zumindest einem zweiten Kraftstoff zum Betrieb einer Brennkraftmaschine mit zumindest einem Brennraum, wobei der erste und der zweite Kraftstoffverschiedene Siedepunkte und/oder verschiedene Verdampfungsenthalphien aufweisen, dadurch gekennzeichnet, dass die Zusammensetzung des Kraftstoffgemischs aus dem Druck in dem Brennraum und/oder einer mit dem Druck zusammenhängenden Kenngröße und/oder dem zeitlichen Verlauf des Druckes und/oder dem zeitlichen Verlauf einer mit dem Druck zusammenhängenden Kenngröße während und/oder nach einer Kraftstoffeinspritzung während einer Kompressionsphase des Kraftstoff-Luft-Gemischs ermittelt wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Zusammensetzung des Kraftstoffgemischs aus dem Drehmoment der Brennkraftmaschine und/oder dem zeitlichen Verlauf des Drehmomentes der Brennkraftmaschine und/oder aus der Drehzahl der Brennkraftmaschine und/oder dem zeitlichen Verlauf der Drehzahl der Brennkraftmaschine ermittelt wird.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Zusammensetzung des Kraftstoffgemischs aus dem Signal eines Brennraumdrucksensors und/oder aus dem Signal eines Drehmomentsensors und/oder aus dem Signal eines Klopfsensors und/oder aus dem Drehzahlsignal ermittelt wird.
  4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Bestimmung der Zusammensetzung des Kraftstoffgemischs nach einem erkannten Betankungsvorgang und/oder bei einem Start der Brennkraftmaschine durchgeführt wird.
  5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zur Bestimmung der Zusammensetzung des Kraftstoffgemischs die Kraftstoffeinspritzung in mehrere Einspritzimpulse aufgeteilt wird.
  6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Einspritzung in den Brennraum in bereits komprimierte Luft erfolgt.
  7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass während der Kompressionsphase eine Piloteinspritzung erfolgt und dass die Bestimmung der Zusammensetzung des Kraftstoffgemischs während und/oder nach der Piloteinspritzung und/oder während und/oder nach der Haupteinspritzung erfolgt.
  8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das aus der Piloteinspritzung resultierende Kraftstoff-Luft-Gemisch gezündet wird und dass die Bestimmung der Zusammensetzung des Kraftstoffgemischs aus dem Druckverlauf während der Verbrennung erfolgt.
  9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei einem bekannten Kraftstoffgemisch ein Druck und/oder ein Druckverlauf und/oder eine mit dem Druck zusammenhängende Kenngröße bestimmt werden und als Referenzgrößen bei der Bestimmung der Zusammensetzung eines unbekannten Kraftstoffgemischs verwendet werden.
  10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Zusammensetzung des Kraftstoffgemischs mit Hilfe des Signals einer in einem Abgaskanal der Brennkraftmaschine angeordneten Lambda-Sonde und/oder über eine Kraftstoffadaption zur Anpassung der der Brennkraftmaschine zudosierten Kraftstoffmenge bestimmt wird.
  11. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Druck und/oder der Druckverlauf und/oder eine mit dem Druck zusammenhängende Kenngröße und/oder ein Verlauf einer mit dem Druck zusammenhängenden Kenngröße bei bekannter Kraftstoffzusammensetzung und/oder bei definierten Betriebszuständen der Brennkraftmaschine ermittelt und gespeichert werden und dass zur Bestimmung der Zusammensetzung des Kraftstoffgemischs der zugehörige gemessene Wert oder die gemessenen Werte mit dem gespeicherten Wert oder den gespeicherten Werten verglichen werden.
  12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Druck und/oder der Druckverlauf und/oder eine mit dem Druck zusammenhängende Kenngröße und/oder ein Verlauf einer mit dem Druck zusammenhängenden Kenngröße in Abhängigkeit von dem Kurbelwinkel und/oder der Drehzahl und/oder der Motortemperatur und/oder der Kraftstoffzusammensetzung und/oder der Einspritzmenge ermittelt und gespeichert werden.
  13. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Erkennung der Zusammensetzung des Kraftstoffgemischs während eines ersten Startvorgangs der Brennkraftmaschine nach einer Betankung erfolgt und dass eine Korrektur der der Brennkraftmaschine zugeführten Kraftstoffmenge während des ersten Startvorgangs erfolgt.
  14. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Erkennung der Zusammensetzung des Kraftstoffgemischs während einer Schubphase der Brennkraftmaschine erfolgt.
  15. Anwendung des Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche zur Bestimmung der Zusammensetzung eines Benzin/Ethanol-Kraftstoffgemischs und/oder zur Unterscheidung von Diesel und Biodiesel und/oder zur Unterscheidung von Winterkraftstoff und Sommerkraftstoff und/oder zur Bestimmung des Wassergehaltes in Ethanol und/oder zur Erkennung einer Fehlbetankung.
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