DE102007054813A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Bestimmung der Zusammensetzung eines Kraftstoffgemischs - Google Patents

Verfahren und Vorrichtung zur Bestimmung der Zusammensetzung eines Kraftstoffgemischs Download PDF

Info

Publication number
DE102007054813A1
DE102007054813A1 DE102007054813A DE102007054813A DE102007054813A1 DE 102007054813 A1 DE102007054813 A1 DE 102007054813A1 DE 102007054813 A DE102007054813 A DE 102007054813A DE 102007054813 A DE102007054813 A DE 102007054813A DE 102007054813 A1 DE102007054813 A1 DE 102007054813A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
heating element
fuel mixture
composition
fuel
heating
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
DE102007054813A
Other languages
English (en)
Inventor
Uwe Kassner
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Robert Bosch GmbH filed Critical Robert Bosch GmbH
Priority to DE102007054813A priority Critical patent/DE102007054813A1/de
Publication of DE102007054813A1 publication Critical patent/DE102007054813A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/0025—Controlling engines characterised by use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D19/00—Controlling engines characterised by their use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures
    • F02D19/06—Controlling engines characterised by their use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures peculiar to engines working with pluralities of fuels, e.g. alternatively with light and heavy fuel oil, other than engines indifferent to the fuel consumed
    • F02D19/0602—Control of components of the fuel supply system
    • F02D19/0607—Control of components of the fuel supply system to adjust the fuel mass or volume flow
    • F02D19/061—Control of components of the fuel supply system to adjust the fuel mass or volume flow by controlling fuel injectors
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D19/00—Controlling engines characterised by their use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures
    • F02D19/06—Controlling engines characterised by their use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures peculiar to engines working with pluralities of fuels, e.g. alternatively with light and heavy fuel oil, other than engines indifferent to the fuel consumed
    • F02D19/08—Controlling engines characterised by their use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures peculiar to engines working with pluralities of fuels, e.g. alternatively with light and heavy fuel oil, other than engines indifferent to the fuel consumed simultaneously using pluralities of fuels
    • F02D19/082—Premixed fuels, i.e. emulsions or blends
    • F02D19/084—Blends of gasoline and alcohols, e.g. E85
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D19/00—Controlling engines characterised by their use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures
    • F02D19/06—Controlling engines characterised by their use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures peculiar to engines working with pluralities of fuels, e.g. alternatively with light and heavy fuel oil, other than engines indifferent to the fuel consumed
    • F02D19/08—Controlling engines characterised by their use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures peculiar to engines working with pluralities of fuels, e.g. alternatively with light and heavy fuel oil, other than engines indifferent to the fuel consumed simultaneously using pluralities of fuels
    • F02D19/082—Premixed fuels, i.e. emulsions or blends
    • F02D19/085—Control based on the fuel type or composition
    • F02D19/087—Control based on the fuel type or composition with determination of densities, viscosities, composition, concentration or mixture ratios of fuels
    • F02D19/088—Control based on the fuel type or composition with determination of densities, viscosities, composition, concentration or mixture ratios of fuels by estimation, i.e. without using direct measurements of a corresponding sensor
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M31/00—Apparatus for thermally treating combustion-air, fuel, or fuel-air mixture
    • F02M31/02—Apparatus for thermally treating combustion-air, fuel, or fuel-air mixture for heating
    • F02M31/12—Apparatus for thermally treating combustion-air, fuel, or fuel-air mixture for heating electrically
    • F02M31/135—Fuel-air mixture
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N33/00—Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
    • G01N33/26—Oils; Viscous liquids; Paints; Inks
    • G01N33/28—Oils, i.e. hydrocarbon liquids
    • G01N33/2829—Mixtures of fuels
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N33/00—Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
    • G01N33/26—Oils; Viscous liquids; Paints; Inks
    • G01N33/28—Oils, i.e. hydrocarbon liquids
    • G01N33/2835—Specific substances contained in the oils or fuels
    • G01N33/2852—Alcohol in fuels
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D2200/00—Input parameters for engine control
    • F02D2200/02—Input parameters for engine control the parameters being related to the engine
    • F02D2200/06—Fuel or fuel supply system parameters
    • F02D2200/0611—Fuel type, fuel composition or fuel quality
    • F02D2200/0612—Fuel type, fuel composition or fuel quality determined by estimation
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12—Improving ICE efficiencies
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/30—Use of alternative fuels, e.g. biofuels

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Food Science & Technology (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Bestimmung der Zusammensetzung eines Kraftstoffgemischs aus einem ersten und zumindest einem zweiten Kraftstoff zum Betrieb einer Brennkraftmaschine, wobei ein Heizelement zur Vorwärmung und/oder zur Verdampfung des Kraftstoffgemischs vorgesehen ist und wobei Kraftstoffgemische verschiedener Zusammensetzung unterschiedliche spezifische Wärmekapazitäten und/oder unterschiedliche Verdampfungswärmen und/oder unterschiedliche Siedepunkte aufweisen. Dabei ist vorgesehen, dass das Kraftstoffgemisch dem Heizelement zugeführt wird, dass die dem Heizelement von dem Kraftstoffgemisch entzogene Wärmeenergie oder eine davon abhängige Kenngröße bestimmt wird und dass aus der dem Heizelement entzogenen Wärmeenergie oder der davon abhängigen Kenngröße die Zusammensetzung des Kraftstoffgemischs bestimmt wird. Das Verfahren ermöglicht die genaue und zuverlässige Bestimmung der Zusammensetzung eines Kraftstoffgemischs bei im Flex-Fuel-Betrieb betriebenen Brennkraftmaschinen mit vorhandenen Bauelementen.

Description

  • Stand der Technik
  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Bestimmung der Zusammensetzung eines Kraftstoffgemischs aus einem ersten und zumindest einem zweiten Kraftstoff zum Betrieb einer Brennkraftmaschine, wobei ein Heizelement zur Vorwärmung und/oder zur Verdampfung des Kraftstoffgemischs vorgesehen ist und wobei Kraftstoffgemische verschiedener Zusammensetzung unterschiedliche spezifische Wärmekapazitäten und/oder unterschiedliche Verdampfungswärmen und/oder unterschiedliche Siedepunkte 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) erzeugter Alkohol, beispielsweise Ethanol oder Methanol, 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 Luft-/Kraftstoff-Verhältnis bei 14,7 Gewichtsanteilen Luft pro Anteil Benzin vor, bei Verwendung von Ethanol muss jedoch ein Luftanteil von 9 Gewichtsanteilen eingestellt werden.
  • Über das Zusammenspiel von Sensoren werden die momentane Kraftstoffzusammensetzung vor dem Einspritzzeitpunkt und die momentane Abgaszusammensetzung, also der Sauerstoff-Partial druck im Abgas, bestimmt und an die Steuerelektronik der Brennkraftmaschine weiter geleitet. Auf Basis dieser Sensordaten wird die Verbrennung der Brennkraftmaschine, insbesondere über die Einstellung des günstigsten Luft-/Kraftstoffverhältnisses, optimiert.
  • Zur Bestimmung der Zusammensetzung des Kraftstoffgemischs werden unterschiedliche Kraftstoffartensensoren, auch als „fuel composition sensors" bezeichnet, eingesetzt. Kraftstoffartensensoren nutzen die unterschiedlichen Eigenschaften von Alkohol und Benzin zur Bestimmung der Kraftstoffzusammensetzung. So ist beispielsweise Ethanol ein protisches Lösemittel, welches Wasserstoffionen enthält und eine große, jedoch vom Wassergehalt abhängige, Dielektrizitätskonstante aufweist. Benzin hingegen ist ein aprotisches Lösemittel mit einer kleinen Dielektrizitätskonstanten. Darauf basierend gibt es Kraftstoffartensensoren, welche die Kraftstoffzusammensetzung anhand der dielektrischen Eigenschaften des Kraftstoffgemischs bestimmen. Andere Kraftstoffartensensoren nutzen die unterschiedlichen optischen Eigenschaften der Kraftstoffe, beispielsweise die unterschiedlichen Brechungsindices.
  • So ist in der DE 41 12 574 ein Kraftstoffzuführungssystem für einen Verbrennungsmotor beschrieben, in dem der Betriebszustand des Verbrennungsmotors erfasst und die Menge des zuzuführenden Kraftstoffs entsprechend dem Ergebnis dieser Erfassung gesteuert wird. Dabei ist es vorgesehen, dass das Kraftstoffzuführungssystem ein Kraftstoffart-Erfassungsmittel zur Erfassung der Kraftstoffart und ein Rechenmittel zur Berechnung eines der Kraftstoffart entsprechenden theoretischen Luft-Kraftstoff-Verhältnisses in Übereinstimmung mit dem Erfassungsergebnis des Kraftstoffart-Erfassungsmittels umfasst und die Menge des zuzuführenden Kraftstoffs unter Verwendung des vom Rechenmittel erhaltenen theoretischen Luft-Kraftstoff-Verhältnisses als Ziel-Luft-Kraftstoff-Verhältnis gesteuert wird. Dabei kann es vorgesehen sein, dass das Kraftstoffart-Erfassungsmittel die Kraftstoffart durch die Messung wenigstens entweder des Brechungsindexes, der Dielektrizitätskonstanten oder der Molwärme des Kraftstoffs im flüssigen Zustand erfasst.
  • Für die Durchführung des Verfahrens müssen jedoch entsprechende Sensoren vorgesehen werden, welche teuer und fehleranfällig sind.
  • Insbesondere während der Kaltstartphase der Brennkraftmaschine führt eine Vorwärmung des der Brennkraftmaschine zugeführten Kraftstoffgemischs zu verringerten Emissionswerten. Aus der DE 698 15 647 T2 ist daher ein Verfahren zum Vorwärmen von Kraftstoff, welcher mit einer Kraft stoffeinspritzdüse in einen Brennraum eines Verbrennungsmotors eingespritzt werden soll, beschrieben, welches folgende Schritte umfasst: Anbringung einer elektrischen Heizvorrichtung in Strömungsrichtung gesehen unmittelbar vor einem Einspritzventilsitz; Einschalten der besagten Heizvorrichtung, so dass der besagte Kraftstoff vorgewärmt wird, unmittelbar vor der Einspritzung, um die Wirksamkeit des Erwärmungsvorgangs zu maximieren und gleichzeitig die Erwärmung von Flächen zu vermeiden, welche nicht ständig mit Kraftstoff befeuchtet sind; Gestaltung der besagten Heizvorrichtung als ein Hülse, welche ein Nadelventil umgibt, das auf dem besagten Ventilsitz sitzt; führen von elektrischen Leitern in einen abgedichteten Raum hinein, in welchem die besagte Heizvorrichtung angeordnet ist, und Herstellung der elektrischen Verbindung der besagten Leiter mit der besagten Heizvorrichtung; Abdichten der einzelnen Leiter, um das Entweichen von unter Druck stehendem Kraftstoff zu verhindern; und welches durch folgenden Schritt gekennzeichnet ist; Einfügen eines O-Dichtrings, der in einem Bereich zwischen einem Einspritzdüsen-Spulengehäuse und einem Ventilkörper angeordnet ist, und wobei die besagten Leiter durch den besagten O-Dichtring hindurchgeführt werden, um den besagten Schritt des Abdichtens durchzuführen. Das Verfahren ermöglicht es somit, Kraftstoff vor dem Einspritzvorgang auf eine gewünschte Temperatur vorzuwärmen.
  • Die Schrift JP 09088740 A beschreibt ein Heizelement, welches im Einspritzbereich eines Einspritzventils in einem Ansaugkanal einer Brennkraftmaschine angeordnet ist. Dabei wird der Kraftstoff von dem Einspritzventil auf das Heizelement gespritzt und dort verdampft.
  • Es ist Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren und eine Vorrichtung bereitzustellen, welche eine zuverlässige und kostengünstige Erkennung der Zusammensetzung eines Kraftstoffgemischs aus zumindest zwei Kraftstoffen ermöglichen.
  • Vorteile der Erfindung
  • Die das Verfahren betreffende Aufgabe der Erfindung wird dadurch gelöst, dass das Kraftstoffgemisch dem Heizelement zugeführt wird, dass die dem Heizelement von dem Kraftstoffgemisch entzogenen Wärmeenergie oder eine davon abhängige Kenngröße bestimmt wird und dass aus der dem Heizelement entzogenen Wärmeenergie oder der davon abhängigen Kenngröße die Zusammensetzung des Kraftstoffgemischs bestimmt wird.
  • Bei Kraftstoffen und daraus zusammengesetzten Kraftstoffgemischen, die sich in Ihrer Wärmekapazität unterscheiden, werden für eine Vorwärmung eines definierten Volumens des Kraftstoffgemischs unterschiedliche Wärmemengen benötigt. Diese werden dem Heizelement entzogen. Aufgrund der unterschiedlichen, dem Heizelement entzogenen Wärmemengen kann auf den Kraftstoff beziehungsweise die Zusammensetzung des Kraftstoffgemischs geschlossen werden.
  • Wird der Kraftstoff beziehungsweise das Kraftstoffgemisch an dem Heizelement verdampft, wird die dazu benötigte Verdampfungsenergie dem Heizelement entzogen. Unterscheiden sich die Kraftstoffe beziehungsweise die Kraftstoffgemische unterschiedlicher Zusammensetzung in ihrer Verdampfungswärme, kann aufgrund der dem Heizelement entzogenen Wärmemenge auf den Kraftstoff beziehungsweise die Zusammensetzung des Kraftstoffgemischs geschlossen werden.
  • Unterscheiden sich die Kraftstoffe beziehungsweise die Kraftstoffgemische in ihrem Siedepunkt, werden unterschiedliche Wärmemengen zur Aufheizung des Kraftstoffs/Kraftstoffgemischs bis zum Siedepunkt und der anschließenden Verdampfung benötigt. Auch aus diesen unterschiedlichen, dem Heizelement entzogenen Wärmemengen kann daher eine Bestimmung des Kraftstoffs oder der Zusammensetzung eines Kraftstoffgemischs erfolgen.
  • Vorteilhaft dabei ist, dass die Bestimmung der Zusammensetzung des Kraftstoffgemischs mit in modernen Brennkraftmaschinen bereits vorgesehenen Heizelementen zur Vorwärmung beziehungsweise Verdampfung von Kraftstoffen und Kraftstoffgemischen erfolgen kann, was eine kostengünstige Umsetzung der Erfindung ermöglicht.
  • Bei gegebenem Heizelement führt eine bestimmte, dem Heizelement entzogene Wärmeenergie zu einer dazu proportionalen Temperaturänderung des Heizelements. Daher kann es vorgesehen sein, dass als Kenngröße zur Bestimmung der Zusammensetzung des Kraftstoffgemischs eine Temperaturänderung des Heizelements bestimmt wird.
  • Heizelemente zur Vorwärmung oder zur Verdampfung von Kraftstoffen und Kraftstoffgemischen werden im Allgemeinen elektrisch über einen Heizleiter beheizt. Der elektrische Widerstand des Heizleiters ist, abhängig von dem verwendeten Heizleitermaterial, direkt abhängig von der Temperatur des Heizleiters und somit des Heizelements. Die Änderung des elektrischen Widerstandes des Heizleiters kann somit als Kenngröße für die dem Heizelement entzogene Wärmemenge verwendet werden. In einer sehr einfach umzusetzenden Ausgestaltungsvariante des Verfahrens kann es daher vorgesehen sein, dass als Kenngröße zur Bestimmung der Zusammensetzung des Kraftstoffgemischs eine Änderung des elektrischen Widerstandes eines Heizleiters des Heizelements bestimmt wird.
  • Die dem Heizelement durch den Kraftstoff beziehungsweise das Kraftstoffgemisch entzogene Wärmemenge kann besonders einfach und genau dadurch bestimmt werden, dass während des Zuführens des Kraftstoffgemischs zum Heizleiter die Heizenergie abgeschaltet wird. In der auszuwertenden Energiebilanz ist dann keine zusätzliche Heizenergie zu berücksichtigen.
  • Bei abgeschalteter Heizenergie lässt sich der elektrische Widerstand des Heizelements mit geringem Aufwand dadurch bestimmen, dass das Heizelement über einen in Reihe geschalteten Messwiderstand mit einer Spannung beaufschlagt wird und dass der elektrische Widerstand des Heizelements aus dem Spannungsabfall an dem Messwiderstand und/oder an dem Heizelement bestimmt wird.
  • Die dem Heizelement durch den Kraftstoff oder das Kraftstoffgemisch entzogene Wärmemenge kann auch über ein daraus resultierendes Wärmeäquivalent, welches dem Heizelement zur Erreichung seines Wärmeniveaus entsprechend dem vor der Zuführung des Kraftstoffs/Kraftstoffgemischs wieder zugeführt werden muss, bestimmt werden. Daher kann es vorgesehen sein, dass die Zusammensetzung des Kraftstoffgemischs aus der dem Heizelement zugeführten elektrischen Energie bestimmt wird.
  • Das Wärmeniveau des Heizelements vor und nach dem Zudosieren des Kraftstoffs/Kraftstoffgemischs kann dadurch gleich gehalten werden, dass die Temperatur des Heizelements während des Zudosierens des Kraftstoffgemischs konstant gehalten wird. Das dazu benötigte Wärmeäquivalent ist ein Maß für die Zusammensetzung des Kraftstoffgemischs. Vorteilhaft hierbei ist, dass das Heizelement während des Zudosierens des Kraftstoffgemischs weiter beheizt wird, so dass sicher eine ausreichend hohe Temperatur zur Vorwärmung beziehungsweise zur Verdampfung des Kraftstoffgemischs vorliegt.
  • Eine besonders einfach zu ermittelnde, von der benötigten Wärmemenge abhängige Kenngröße ist der dem Heizelement zugeführte elektrische Strom. Es kann daher vorgesehen sein, dass die Zu sammensetzung des Kraftstoffgemischs aus dem dem Heizelement zugeführten Heizstrom bestimmt wird. Wird die Temperatur des Heizelements während des Wärmeentzugs beim Aufheizen des Kraftstoffs/Kraftstoffgemischs konstant gehalten, ist der zur Aufrechterhaltung der Temperatur notwendig Heizstrom ein direktes Maß für den Wärmeentzug durch das Kraftstoffgemisch.
  • In einer weiteren Ausführungsvariante des Verfahrens kann es vorgesehen sein, dass das Heizelement vor und/oder nach jedem Zudosieren auf eine vorbestimmte Temperatur aufgeheizt wird. Das dazu benötigte Wärmeäquivalent entspricht der dem Heizelement durch den Kraftstoff oder das Kraftstoffgemisch entzogenen Wärmemenge. Aus dem benötigten Wärmeäquivalent, beispielsweise in Form einer dem Heizelement zugeführten elektrischen Energie, kann auf die Zusammensetzung des Kraftstoffgemischs geschlossen werden. Vorteilhaft hierbei ist, dass das Heizelement während des Zudosierens des Kraftstoffgemischs weiter betrieben werden kann, dass aber die Leistung des Heizelements nicht so groß ausgelegt werden muss, dass die Temperatur des Heizelements während der Zudosierung des Kraftstoffgemischs praktisch konstant bleibt.
  • Neben der spezifischen Wärmekapazität, der Verdampfungswärme und dem Siedepunkt des Kraftstoffs/Kraftstoffgemischs kann die dem Heizelement entzogene Wärmemenge noch von weiteren Parametern abhängig sein. Um eine möglichst genaue Bestimmung der Zusammensetzung des Kraftstoffgemischs zu ermöglichen, können diese Parameter mit in die Berechnung einfließen. Daher kann es vorgesehen sein, dass die der Brennkraftmaschine zugeführte Luftmenge und/oder die Temperatur der der Brennkraftmaschine zugeführten Luft und/oder die Menge des der Brennkraftmaschine zugeführten Kraftstoffgemischs und/oder die Temperatur des der Brennkraftmaschine zugeführten Kraftstoffgemischs bestimmt und bei der Bestimmung der Zusammensetzung des Kraftstoffgemischs berücksichtigt werden.
  • Die die Vorrichtung betreffende Aufgabe der Erfindung wird dadurch gelöst, dass Mittel zu Bestimmung der dem Heizelement entzogenen Wärmenergie oder einer davon abhängigen Kenngröße vorgesehen sind. Die Mittel ermöglichen es, die dem Heizelement beim Aufwärmen und/oder Verdampfen des Kraftstoffs oder des Kraftstoffgemischs entzogene Wärmeenergie oder eine davon abhängige Kenngröße zu bestimmen und daraus auf die Zusammensetzung des Kraftstoffgemischs zu schließen.
  • Ist das Heizelement elektrisch beheizt und weist ein Heizleiter des Heizelements einen negativen oder positiven Temperaturkoeffizienten des elektrischen Widerstandes auf, so kann der Widerstandsverlauf des Heizleiters als Kenngröße, welche von der dem Heizelement entzogenen Wärmeenergie abhängt, verwendet werden. Dabei steigt der Widerstand des Heizleiters mit positivem Temperaturkoeffizienten bei steigender Temperatur an. Dies ermöglicht einen Betrieb des Heizelementes ohne Regelung, da sich bei der Aufheizung des Heizelements ein stabiles Gleichgewicht einstellt. Aber auch der Betrieb von Heizelementen mit negativem Temperaturkoeffizienten, also mit einer Abnahme des elektrischen Widerstandes bei Temperaturerhöhung, ist möglich, wobei hier eine Temperaturregelung vorzusehen ist.
  • Eine große, gut messbare Änderung von Kenngrößen, welche von der dem Heizelement abgeführten Wärmeenergie abhängen, kann dadurch erreicht werden, dass das Heizelement als Folienheizelement ausgeführt ist und/oder dass das Heizelement thermisch isoliert montiert ist. Ein Folienheizelement weist eine geringe thermische Masse auf, eine Änderung der in dem Heizelement gespeicherten Wärmemenge führt daher zu einer deutlichen Temperaturänderung und einer deutlichen Änderung von von der Temperatur abhängigen Kenngrößen. Die thermische Isolation des Heizelementes bewirkt, dass keine oder nur ein geringer Anteil Fremdenergie dem Heizelement zugeführt beziehungsweise Energie von dem Heizelement an angrenzende Bauelemente abgegeben wird und die Energiebilanz verfälscht.
  • Bevorzugt ist dass das Heizelement in einem Ansaugkanal der Brennkraftmaschine in einem Einspritzbereich eines Einspritzventils oder in einer Kraftstoffzuführung einer Einspritzdüse angeordnet ist. Ist das Heizelement in einem Ansaugkanal der Brennkraftmaschine in einem Einspritzbereich eines Einspritzventils angeordnet, wird das Kraftstoffgemisch von dem Einspritzventil auf das Heizelement gespritzt und dort aufgewärmt und verdampft. Dazu werden in Abhängigkeit von der Zusammensetzung des Kraftstoffgemischs unterschiedliche Wärmemengen benötigt, welche dem Heizelement entzogen werden. Befindet sich das Heizelement in einer Kraftstoffzuführung einer Einspritzdüse, so wird der Kraftstoff vor dem Eindosieren durch die Einspritzdüse mit Hilfe des Heizelements vorgewärmt. Auch die dafür notwendige Energie ist von der Zusammensetzung des Kraftstoffgemischs abhängig. In beiden Fällen ist die zudosierte Kraftstoffmenge bekannt und kann in die Auswertung einbezogen werden.
  • Das Verfahren und/oder die Vorrichtung lassen sich bevorzugt zur Bestimmung der Zusammensetzung eines Benzin/Ethanol-Kraftstoffgemischs und/oder eines Benzin/Methanol-Kraftstoffgemischs und/oder eines Benzin/Ethanol/Methanol-Kraftstoffgemischs verwenden.
  • Kurze Beschreibung der Zeichnungen
  • Die Erfindung wird im Folgenden anhand der in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigen:
  • 1 in einer schematischen Darstellung eine Brennkraftmaschine mit einem Einspritzventil und einem Heizelement,
  • 2 in einer ersten kombinierten Darstellung den Signalverlauf zur Bestimmung der Zusammensetzung eines Kraftstoffgemischs,
  • 3 in einer schematischen Darstellung eine Brennkraftmaschine mit einem Einspritzventil und einem Heizelement entsprechend einer alternativen Ausführungsvariante,
  • 4 in einer zweiten kombinierten Darstellung den Signalverlauf zur Bestimmung der Zusammensetzung eines Kraftstoffgemischs entsprechend einem alternativen Auswerteverfahren,
  • 5 in einer dritten kombinierten Darstellung den Signalverlauf zur Bestimmung der Zusammensetzung eines Kraftstoffgemischs entsprechend einem weiteren alternativen Auswerteverfahren.
  • Ausführungsformen der Erfindung
  • 1 zeigt in einer schematischen Darstellung eine Brennkraftmaschine 10 mit einem Einspritzventil 15 und einem Heizelement 17. Das Einspritzventil 15 und das Heizelement 17 sind derart in einen Ansaugkanal 11 der Brennkraftmaschine 10 eingebaut, dass ein Kraftstoffgemisch 16 von dem Einspritzventil 15 auf das Heizelement 17 gespritzt wird. Das Kraftstoffgemisch 16 wird in dem Ansaugkanal 11 mit einer über eine Drosselklappe 14 einstellbaren Luftmenge gemischt und einem Zylinder 12 der Brennkraftmaschine 10 zugeführt. Nach dem Verbrennungsvorgang in dem Zylinder 12 werden die dabei entstehenden Abgase einem Abgaskanal 13 zugeführt.
  • Das Heizelement 17 wird elektrisch mit Hilfe eines integrierten Heizleiters 18 beheizt. Dazu ist der Heizleiter 18 über einen Stromkreis, bestehend aus einer ersten Stromzuführung 21 und einer zweiten Stromzuführung 22 sowie einem in die zweite Stromzuführung 22 integrierten Schalter 23, mit einer Spannungsquelle 20 verbunden.
  • Dem Stromkreis ist eine Steuereinheit 30 zugeordnet, welche über eine Steuerleitung 35 den Schalter 23 ansteuern und so die Stromversorgung des Heizelements 17 unterbrechen und schließen kann.
  • Die Steuereinheit 30 ist mit einer ersten Signalleitung 32 mit der ersten Stromzuführung 21 des Heizelements 17 elektrisch verbunden. Die Steuereinheit 30 ist weiterhin mit einer zweiten Signalleitung 33 über einen Messwiderstand 31 an die zweite Stromzuführung 22 des Heizelements 17 und über eine Messleitung 34 direkt an die zweite Stromzuführung 22 des Heizelements 17 angeschlossen.
  • Bei geschlossenem Schalter 23 ist der Heizleiter 18 des Heizelements 17 mit der Spannungsquelle 20 verbunden und wird elektrisch beheizt. Bei einem Einspritzvorgang wird das Kraftstoffgemisch 16 von dem Einspritzventil 15 auf das Heizelement 17 gespritzt und dort verdampft. Die zum Aufheizen und Verdampfen des Kraftstoffgemischs 16 benötige Energie wird dem Heizelement 17 entzogen. Kraftstoffgemische 16 unterschiedlicher Zusammensetzung, beispielsweise Gemische aus Äthanol und Benzin, unterscheiden sich in ihrer Wärmekapazität, insbesondere aber in ihrer spezifischen Verdampfungswärme und in ihrem Siedepunkt. Daher werden dem Heizelement 17 zur Verdampfung gleicher Volumina verschieden zusammengesetzter Kraftstoffgemische 16 unterschiedliche Wärmeenergien entzogen. Aus der dem Heizelement 17 entzogenen Wärmeenergie oder einer damit korrelierenden Kenngröße kann daher auf die Zusammensetzung des Kraftstoffgemischs 16 geschlossen werden.
  • Eine einfach zu bestimmende, mit der Temperatur und somit der Wärmeenergie des Heizelements 17 zusammenhängende Kenngröße ist der elektrische Widerstand des Heizleiters 18 des Heizelements 17. Das dargestellte Ausführungsbeispiel zeigt eine einfache Anordnung, wie der Widerstand und die durch das Vorheizen und Verdampfen des Kraftstoffgemischs 16 verursachte Widerstandsänderung des Heizleiters 18 bestimmt werden kann.
  • Das Heizelement 17 wird vor einem Einspritzvorgang bei geschlossenem Schalter 23, zum Beispiel auf eine vorgegebene Solltemperatur, beheizt. Mit Beginn des Einspritzvorgangs wird, gesteuert von der Steuereinheit 30 über die Steuerleitung 35, die Stromversorgung des Heizelements 17 mit Hilfe des Schalters 23 unterbrochen. Gleichzeitig wird das Heizelement 17 über die erste Signalleitung 32, die erste Stromzuführung 21, die zweite Stromzuführung 22 und die zweite Signalleitung 33 von der Steuereinheit 30 mit einem Messstrom beaufschlagt. Der Messstrom ist so ausgelegt, dass durch den Messvorgang keine signifikante Wärmemenge in dem Heizelement 17 freigesetzt wird. Der Heizleiter 18 und der in die zweite Signalleitung 33 integrierte erste Messwiderstand 31 bilden jetzt einen Spannungsteiler. Über die Messleitung 34 kann von der Steuereinheit 30 der Spannungsabfall über den Messwiderstand 31 und daraus bei bekannter Messspannung der elektrische Widerstand des Heizleiters 18 des Heizelements 17 bestimmt werden.
  • In 2 ist in einer ersten kombinierten Darstellung 40 der Signalverlauf zur Bestimmung der Zusammensetzung eines Kraftstoffgemischs 17 entsprechend dem in 1 dargestellten Ausführungsbeispiel dargestellt.
  • Eine Ordinate 41 ist durch eine erste Hilfslinie 42.1, eine zweite Hilfslinie 42.1 sowie eine gemeinsamen Zeitachse 48 in drei Bereiche entsprechend einem oberen Bereich 41.1, einem mittleren Bereich 41.2 und einem unteren Bereich 41.3 aufgeteilt.
  • Dem oberen Bereich 41.1 der Ordinate 41 ist der zeitliche Verlauf eines Heizstroms 43, welcher dem Heizelement 17 zugeführt wird, zugeordnet.
  • Gegenüber dem mittleren Bereich 41.2 der Ordinate 41 ist eine Schaltspannung 44 zur Ansteuerung des Einspritzventils 15 aufgetragen. Dabei findet der Einspritzvorgang bei hohem Signalpegel der Schaltspannung 44 statt.
  • Gegenüber dem unteren Bereich 41.3 der Ordinate 41 ist der Verlauf des elektrischen Widerstands 45 des Heizleiters 18 des Heizelements 17 dargestellt. Eine maximale Widerstandsänderung 46 ist durch einen Pfeil gegenüber einer dritten Hilfslinie 47 markiert.
  • Gleichzeitig zum Beginn des Einspritzvorgangs, angezeigt durch die positive Flanke der Schaltspannung 44, wird die Stromversorgung des Heizelements 17 unterbrochen, der Heizstrom 43 fällt auf null.
  • Durch das aufgespritzte Kraftstoffgemisch 16 wird dem Heizelement 17 Wärmeenergie entzogen. In dem Ausführungsbeispiel ist der Heizleiter 18 aus einem Material mit einem positiven Temperaturkoeffizienten des elektrischen Widerstandes ausgerüstet, daher sinkt der Widerstand 45 bei abnehmender Temperatur des Heizelements 17. Wie weit der Widerstand 45 während des Einspritzvorgangs absinkt, also die maximale Widerstandsänderung 46, ist abhängig von der dem Heizelement 17 entzogenen Wärmemenge und somit ein Maß für Zusammensetzung des Kraftstoffgemischs. Ist die maximale Widerstandsänderung 46 bestimmt, kann sie beispielsweise anhand von in der Steuereinheit 30 hinterlegten Tabellen oder einem geeigneten Berechnungsalgorithmus einer Kraftstoffzusammensetzung zugeordnet werden.
  • In der gewählten Darstellung ist zum besseren Verständnis der Verlauf des elektrischen Widerstandes 45 des Heizleiters 18 über die Dauer des Einspritzvorgangs hinaus dargestellt. Tatsächlich erfolgt die Widerstandsbestimmung selbst in der dargestellten Ausführungsvariante nur während des Einspritzvorgangs, während dem der Heizstrom 43 unterbrochen ist, da nur hier eine Widerstandsbestimmung mit einem separaten Messstrom möglich ist.
  • 3 zeigt in einer schematischen Darstellung die Brennkraftmaschine 10 mit dem Einspritzventil 15 und dem Heizelement 17 entsprechend einer alternativen Ausführungsvariante zu der in 1 gezeigten Ausführungsform. Dabei sind gleiche Bauelemente mit den gleichen Bezeichnern bezeichnet.
  • Im Unterschied zu der in 1 dargestellten Ausführungsform ist in dem Heizstromkreis in die zweite Stromzuführung 22 ein Messwiderstand RHK 36 eingeführt, welcher zusammen mit dem Heizleiter 18 des Heizelements 17 einen Spannungsteiler für die Versorgungsspannung bildet. Der Spannungsabfall über den Messwiderstand RHK 36 während des Betriebs des Heizelements 17 kann über eine dritte Signalleitung 37 und eine vierte Signalleitung 38 von der Steuereinheit 30 bestimmt werden. Da die Messung während des Heizbetriebs des Heizelements erfolgt, kann zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens auf einen Schalter 23 in dem Heizstromkreis mit der zugehörigen Steuerleitung 35 verzichtet werden.
  • Die Anordnung ermöglicht es, bei bekanntem Messwiderstand RHK 36 während des Betriebs des Heizelements 17 den Heizstrom 43 zu bestimmen. Dieser ist bei gegebener Versorgungsspannung durch die Spannungsquelle 20 abhängig von dem Widerstand 45 des Heizleiters 18. Eine Änderung es Wärmeinhaltes des Heizelements 17, bedingt durch das Aufsprühen des Kraftstoffgemischs 16, führt zu einer Abnahme der Temperatur des Heizelements 17 und somit zu einer Änderung des elektrischen Widerstandes des Heizleiters 18. Dies bewirkt einen veränderten Stromfluss in dem Heizstromkreis. Ist der Heizleiter 18 aus einem Material mit einem positiven Temperaturkoeffizienten des spezifischen elektrischen Widerstandes gefertigt, stellt sich auch ohne Temperaturregelung bei ausreichender Leistung des Heizelements 17 ein stabiles Gleichgewicht ein, die Anordnung wird durch entsprechende Anpassung des Heizstromes 43 eine zumindest annähernd gleich bleibende Temperatur des Heizelements 17 bewirken beziehungsweise es wird sich nach dem Einspritzvorgang wieder die ursprüngliche Temperatur des Heizelements 17 einstellen. Der gegenüber einer Betriebsphase, in der kein Kraftstoffgemisch aufgesprüht wird, zusätzlich benötigte Heizstrom 43 ist ein Maß für die dem Heizelement 17 durch das Kraftstoffgemisch 16 entzogene Wärmeenergie und kann entsprechend zur Bestimmung der Zusammensetzung des Kraftstoffgemischs 16 verwendet werden.
  • In 4 ist in einer zweiten kombinierten Darstellung 50 der Signalverlauf zur Bestimmung der Zusammensetzung eines Kraftstoffgemischs entsprechend einem alternativen Auswerteverfahren, wie es mit der in 3 gezeigten Ausführungsvariante der Erfindung möglich ist, dargestellt.
  • Die zweite kombinierte Darstellung 50 entspricht dabei weitestgehend der in 2 dargestellten ersten kombinierten Darstellung 40, gleiche Elemente sind mit gleichen Bezeichnern bezeichnet.
  • Dem oberen Bereich 41.1 der Ordinate 41 ist der zeitliche Verlauf des Heizstroms 43, bestimmt über eine Spannungsmessung über den in 3 gezeigten Messwiderstand RHK 36, zugeordnet.
  • Im mittleren Bereich 41.2 der Ordinate 41 ist die Schaltspannung 44 des Einspritzventils 15 aufgetragen, im unteren Bereich 41.3 ist die Temperatur 51 des Heizelements 17 aufgezeigt.
  • Vor dem Einspritzvorgang stellt sich an dem Heizelement 17 ein konstanter Heizstrom 43 ein, der einer bestimmten Temperatur 51 des Heizelements 17 zugeordnet werden kann. Mit Beginn des Einspritzvorgangs, gekennzeichnet durch die positive Flanke der Schaltspannung 44 des Einspritz ventils 15, wird dem Heizelement 17 Wärmeenergie durch das auftreffende Kraftstoffgemisch 16 entzogen. Einer dadurch bewirkten Abnahme der Temperatur 51 des Heizelements 17 wirkt das System durch einen Anstieg des Heizstromes 43, bedingt durch einen sich verringernden Widerstand 45 des Heizleiters 18, entgegen. Ist das System entsprechend schnell ausgelegt, zeigt also insbesondere das Heizelement 17 eine geringe thermische Masse und eine starke Abhängigkeit des elektrischen Widerstandes 45 des Heizleiters 18 von der Temperatur 51 und ist die Heizleistung des Heizelements 17 ausreichend dimensioniert, so wird die Temperatur 51 während des Einspritzvorgangs nahezu konstant bleiben. Weiterhin wird der Heizstrom 43 schnell auf einen höheren Wert ansteigen und bei über die Einspritzzeit konstantem Wärmeentzug durch das Kraftstoffgemisch 16 einen konstanten Wert einnehmen. Die Änderung des Heizstroms 43 durch den Einspritzvorgang ist daher ein direktes Maß für die dem Heizelement 17 entzogene Wärmeenergie und somit für die Zusammensetzung des Kraftstoffgemischs 16. Die Steuereinheit 30 kann anhand der Änderung des Heizstromes 43 durch den Einspritzvorgang mit Hilfe von hinterlegten Tabelle oder Berechnungsalgorithmen die Zusammensetzung des Kraftstoffgemischs 16 ermitteln.
  • Vorteilhaft bei dieser Form der Auswertung ist, dass das Heizelement 17 während des Zudosierens des Kraftstoffgemischs 16 weiter betrieben werden kann. Die Temperatur 51 des Heizelements 17 sinkt nicht ab, so dass die Verdampfung des Kraftstoffgemischs 16 sicher gestellt ist.
  • 5 zeigt in einer dritten kombinierten Darstellung 60 den Signalverlauf zur Bestimmung der Zusammensetzung eines Kraftstoffgemischs entsprechend einem weiteren alternativen Auswerteverfahren. Die Auswertung bezieht sich wieder auf die in 3 gezeigte Ausgestaltungsvariante der Erfindung, gleiche Elemente sind entsprechend den in 2 und 4 verwendeten Bezeichnen bezeichnet.
  • Dem oberen Bereich 41.1 der Ordinate 41 ist der zeitliche Verlauf des Heizstroms 43, bestimmt über eine Spannungsmessung über den in 3 gezeigten Messwiderstand RHK 36, zugeordnet. Dabei umspannt die Kurve des Heizstroms 43 in einem nicht konstanten Bereich eine zu niedrigen Werten hin durch eine vierte Hilfslinie 62 begrenzte Fläche 61.
  • Im mittleren Bereich 41.2 der Ordinate 41 ist die Schaltspannung des Einspritzventils aufgetragen, im unteren Bereich 41.3 ist der zeitliche Verlauf der Temperatur 51 des Heizelements 17 aufgezeigt.
  • Der Beginn des Einspritzvorgangs ist wieder durch die positive Flanke der Schaltspannung 44 gekennzeichnet, das Ende entsprechend durch die negative Flanke. Durch das auftreffende Kraftstoffgemisch 16 wird dem Heizelement 17 Wärmeenergie entzogen, was zu der bereits beschriebenen Verringerung des elektrischen Widerstandes 45 des Heizleiters 18 führt. Dies führt zu einer Erhöhung des Heizstroms 43.
  • Im Gegensatz zu der in 4 beschriebenen Ausführungsvarianten muss in dem vorliegenden Beispiel die Temperatur 51 des Heizelements 17 während des Einspritzvorgangs nicht konstant gehalten werden sondern darf abfallen. Dies kann beispielsweise dadurch bedingt sein, dass die Heizleistung des Heizelements 17 nicht ausreicht, den Wärmeentzug durch das Kraftstoffgemisch 16 sofort auszugleichen. Nach Abschluss des Einspritzvorgangs hat das Heizelement 17 noch eine im Vergleich zu der Temperatur 51 vor dem Einspritzvorgang niedrigere Temperatur 51, was zu einem weiterhin erhöhten Heizstrom 43 führt. Erst wenn die Temperatur 51 des Heizelements 17 wieder ihren Anfangswert erreicht hat, erreicht auch der Heizstrom 43 seinen ursprünglichen Wert.
  • Die zusätzliche, dem Heizelement 17 zugeführte elektrische Energie zur Erreichung seiner ursprünglichen Temperatur vor der Einspritzung ist äquivalent zu der dem Heizelement 17 durch das Kraftstoffgemisch 16 abgeführten Energie. Aus der zusätzlich zugeführten elektrischen Energie kann daher auf die Zusammensetzung des Kraftstoffgemischs 16 geschlossen werden. Bei konstanter Versorgungsspannung des Heizelements 17 ist die zusätzlich zugeführte elektrische Energie proportional zu der zusätzlich zugeführten elektrischen Ladung. Diese entspricht in der Darstellung der Fläche 61 zwischen der Kurve des Heizstroms 43 und der vierten Hilfslinie 62 und kann durch entsprechende Integration des Heizstroms 43 über die Zeit ermittelt werden.
  • Vorteilhaft bei dieser Form der Auswertung ist, dass die Temperatur 51 des Heizelements 17 während des Einspritzvorgangs nicht konstant gehalten werden muss und dass sich der Heizstrom 43 während des Einspritzvorgangs, beispielsweise auf Grund eines nicht gleichmäßigen Wärmeentzugs durch das Kraftstoffgemisch 16, ändern darf. Es ist lediglich sicher zu stellen, dass die Temperatur 51 des Heizelements 17 zu Beginn und zum Ende der Auswertung gleich ist.
  • Neben der spezifischen Wärmekapazität, der Verdampfungswärme und der Siedetemperatur des Kraftstoffgemischs 16 wird die Temperatur 51 des Heizelements 17 von weiteren Einflussgrößen bestimmt. So haben die Eingangstemperatur des Kraftstoffgemischs 16, die zugeführte Luftmenge und die Temperatur der zugeführten Luft einen maßgeblichen Einfluss auf die Temperatur 51 des Heizelements 17 beziehungsweise die dem Heizelement 17 entzogene Wärmeenergie. Es ist daher vorteilhaft für die Durchführung des beschriebenen Verfahrens, wenn diese Kenngrößen bekannt sind und von der Steuereinheit 30 bei der Bestimmung der Zusammensetzung des Kraftstoffgemischs 16 berücksichtigt 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 4112574 [0005]
    • - DE 69815647 T2 [0007]
    • - JP 09088740 A [0008]

Claims (15)

  1. Verfahren zur Bestimmung der Zusammensetzung eines Kraftstoffgemischs (16) aus einem ersten und zumindest einem zweiten Kraftstoff zum Betrieb einer Brennkraftmaschine (10), wobei ein Heizelement (17) zur Vorwärmung und/oder zur Verdampfung des Kraftstoffgemischs (16) vorgesehen ist und wobei Kraftstoffgemische (16) verschiedener Zusammensetzung unterschiedliche spezifische Wärmekapazitäten und/oder unterschiedliche Verdampfungswärmen und/oder unterschiedliche Siedepunkte aufweisen, dadurch gekennzeichnet, dass das Kraftstoffgemisch (16) dem Heizelement (17) zugeführt wird, dass die dem Heizelement (17) von dem Kraftstoffgemisch (16) entzogenen Wärmeenergie oder eine davon abhängige Kenngröße bestimmt wird und dass aus der dem Heizelement (17) entzogenen Wärmeenergie oder der davon abhängigen Kenngröße die Zusammensetzung des Kraftstoffgemischs (16) bestimmt wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als Kenngröße zur Bestimmung der Zusammensetzung des Kraftstoffgemischs (16) eine Temperaturänderung des Heizelements (17) bestimmt wird.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass als Kenngröße zur Bestimmung der Zusammensetzung des Kraftstoffgemischs (16) eine Änderung des elektrischen Widerstandes (45) eines Heizleiters (18) des Heizelements (17) bestimmt wird.
  4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass während des Zuführens des Kraftstoffgemischs (16) zum Heizelement (17) die Heizenergie abgeschaltet wird.
  5. Verfahren nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Heizleiter (18) über einen in Reihe geschalteten Messwiderstand (31) mit einer Spannung beaufschlagt wird und dass der elektrische Widerstand (45) des Heizleiters (18) aus dem Spannungsabfall an dem Messwiderstand (31) und/oder an dem Heizleiter (18) bestimmt wird.
  6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Zusammensetzung des Kraftstoffgemischs (16) aus der dem Heizelement (17) zugeführten elektrischen Energie bestimmt wird.
  7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Temperatur (51) des Heizelements während des Zudosierens des Kraftstoffgemischs (16) konstant gehalten wird.
  8. Verfahren nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Zusammensetzung des Kraftstoffgemischs (16) aus dem dem Heizelement (17) zugeführten Heizstrom (43) bestimmt wird.
  9. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Heizelement (17) vor und/oder nach jedem Zudosieren auf eine vorbestimmte Temperatur (51) aufgeheizt wird.
  10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die der Brennkraftmaschine (10) zugeführte Luftmenge und/oder die Temperatur der der Brennkraftmaschine (10) zugeführten Luft und/oder die Menge des der Brennkraftmaschine (10) zugeführten Kraftstoffgemischs (16) und/oder die Temperatur des der Brennkraftmaschine (10) zugeführten Kraftstoffgemischs (16) bestimmt und bei der Bestimmung der Zusammensetzung des Kraftstoffgemischs (16) berücksichtigt werden.
  11. Vorrichtung zur Bestimmung der Zusammensetzung eines Kraftstoffgemischs (16) aus einem ersten und zumindest einem zweiten Kraftstoff zum Betrieb einer Brennkraftmaschine (10), wobei ein Heizelement (17) zur Vorwärmung und/oder zur Verdampfung des Kraftstoffgemischs (16) vorgesehen ist und wobei Kraftstoffgemische (16) verschiedener Zusammensetzung unterschiedliche spezifische Wärmekapazitäten und/oder unterschiedliche Verdampfungswärmen und/oder unterschiedliche Siedepunkte aufweisen, dadurch gekennzeichnet, dass Mittel zu Bestimmung der dem Heizelement (17) entzogenen Wärmenergie oder einer davon abhängigen Kenngröße vorgesehen sind.
  12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Heizelement (17) elektrisch beheizt ist und dass ein Heizleiter (18) des Heizelements (17) einen negativen oder positiven Temperaturkoeffizienten des elektrischen Widerstandes (45) aufweist.
  13. Vorrichtung nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Heizelement (17) als Folienheizelement ausgeführt ist und/oder dass das Heizelement (17) thermisch isoliert montiert ist.
  14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Heizelement (17) in einem Ansaugkanal (11) der Brennkraftmaschine (10) in einem Einspritzbereich eines Einspritzventils (15) oder in einer Kraftstoffzuführung eines Einspritzventils (15) angeordnet ist.
  15. Anwendung des Verfahrens und/oder der Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 14 zur Bestimmung der Zusammensetzung eines Benzin/Ethanol-Kraftstoffgemischs und/oder eines Benzin/Methanol-Kraftstoffgemischs und/oder eines Benzin/Ethanol/Methanol-Kraftstoffgemischs.
DE102007054813A 2007-11-16 2007-11-16 Verfahren und Vorrichtung zur Bestimmung der Zusammensetzung eines Kraftstoffgemischs Withdrawn DE102007054813A1 (de)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102007054813A DE102007054813A1 (de) 2007-11-16 2007-11-16 Verfahren und Vorrichtung zur Bestimmung der Zusammensetzung eines Kraftstoffgemischs

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102007054813A DE102007054813A1 (de) 2007-11-16 2007-11-16 Verfahren und Vorrichtung zur Bestimmung der Zusammensetzung eines Kraftstoffgemischs

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102007054813A1 true DE102007054813A1 (de) 2009-05-20

Family

ID=40560733

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102007054813A Withdrawn DE102007054813A1 (de) 2007-11-16 2007-11-16 Verfahren und Vorrichtung zur Bestimmung der Zusammensetzung eines Kraftstoffgemischs

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE102007054813A1 (de)

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102009028321A1 (de) 2009-08-07 2011-02-10 Robert Bosch Gmbh Verfahren und Vorrichtung zur Bestimmung der Zusammensetzung eines Kraftstoffgemischs zum Betrieb einer Brennkraftmaschine
DE102011005134A1 (de) 2011-03-04 2012-09-06 Robert Bosch Gmbh Verfahren zum Bestimmen eines Gehalts an Alkohol in einem Kraftstoffgemisch
DE102013102218A1 (de) * 2013-03-06 2014-09-11 Dr. Ing. H.C. F. Porsche Aktiengesellschaft Verfahren zur Diagnose beheizter Einspritzventile einer Brennkraftmaschine
DE102013102215A1 (de) * 2013-03-06 2014-09-11 Dr. Ing. H.C. F. Porsche Aktiengesellschaft Verfahren zur Regelung von bei einer Brennkraftmaschine einzuspritzendem Kraftstoff
DE102015118728A1 (de) * 2015-11-02 2017-05-04 Hochschule Bonn-Rhein-Sieg Qualitatives Analysensystem für energetische Materialien
WO2023210553A1 (ja) * 2022-04-27 2023-11-02 株式会社サンエー 組成特定プログラム、組成特定装置及び組成特定システム

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4112574A1 (de) 1990-04-17 1991-10-24 Hitachi Ltd System und verfahren zum zufuehren von kraftstoff an einen verbrennungsmotor
JPH0988740A (ja) 1995-09-27 1997-03-31 Toyota Autom Loom Works Ltd 燃料気化装置及び燃料気化用ヒータ
DE69815647T2 (de) 1997-07-23 2004-04-29 Siemens Vdo Automotive Corp., Auburn Hills Verfahren zur brennstoffvorwärmung mittels einer inneren heizvorrichtung

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4112574A1 (de) 1990-04-17 1991-10-24 Hitachi Ltd System und verfahren zum zufuehren von kraftstoff an einen verbrennungsmotor
JPH0988740A (ja) 1995-09-27 1997-03-31 Toyota Autom Loom Works Ltd 燃料気化装置及び燃料気化用ヒータ
DE69815647T2 (de) 1997-07-23 2004-04-29 Siemens Vdo Automotive Corp., Auburn Hills Verfahren zur brennstoffvorwärmung mittels einer inneren heizvorrichtung

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102009028321A1 (de) 2009-08-07 2011-02-10 Robert Bosch Gmbh Verfahren und Vorrichtung zur Bestimmung der Zusammensetzung eines Kraftstoffgemischs zum Betrieb einer Brennkraftmaschine
DE102011005134A1 (de) 2011-03-04 2012-09-06 Robert Bosch Gmbh Verfahren zum Bestimmen eines Gehalts an Alkohol in einem Kraftstoffgemisch
US8874350B2 (en) 2011-03-04 2014-10-28 Robert Bosch Gmbh Method for determining a concentration of alcohol in a fuel mixture
DE102011005134B4 (de) 2011-03-04 2023-03-30 Robert Bosch Gmbh Verfahren zum Bestimmen eines Gehalts an Alkohol in einem Kraftstoffgemisch
DE102013102218A1 (de) * 2013-03-06 2014-09-11 Dr. Ing. H.C. F. Porsche Aktiengesellschaft Verfahren zur Diagnose beheizter Einspritzventile einer Brennkraftmaschine
DE102013102215A1 (de) * 2013-03-06 2014-09-11 Dr. Ing. H.C. F. Porsche Aktiengesellschaft Verfahren zur Regelung von bei einer Brennkraftmaschine einzuspritzendem Kraftstoff
DE102013102215B4 (de) 2013-03-06 2024-06-06 Dr. Ing. H.C. F. Porsche Aktiengesellschaft Verfahren zur Regelung von bei einer Brennkraftmaschine einzuspritzendem Kraftstoff
DE102015118728A1 (de) * 2015-11-02 2017-05-04 Hochschule Bonn-Rhein-Sieg Qualitatives Analysensystem für energetische Materialien
WO2023210553A1 (ja) * 2022-04-27 2023-11-02 株式会社サンエー 組成特定プログラム、組成特定装置及び組成特定システム

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE4019188C2 (de)
DE102008056892B4 (de) Kraftstoffzuführvorrichtung, Kraftstoffversorgungssystem und Verfahren zum Steuern eines solchen Kraftstoffversorgungssystems für eine Brennkraftmaschine
DE4117440C2 (de) Adaptive Kraftstoff/Luft-Gemisch-Einstellung zum Berücksichtigen von Kraftstoffeigenschaften
EP0478985B1 (de) Verfahren und Einrichtung zur Nutzung von Brennstoffen mit Alkoholzusätzen für eine Brennkraftmaschine
DE102007023899A1 (de) Verfahren zur Bestimmung der Zusammensetzung eines Kraftstoffgemischs
DE102007054813A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Bestimmung der Zusammensetzung eines Kraftstoffgemischs
DE102010021281A1 (de) Detektion von Kraftstoffalkoholgehalt mittels eines Abgassensors
DE2051919B2 (de) Kraftstoffeinspritzvorrichtung für eine Brennkraftmaschine
DE102007035317A1 (de) Verfahren zum Betrieb einer Brennkraftmaschine
DE2340216A1 (de) Elektronisches brennstoffsteuersystem fuer brennkraftmaschinen
DE102018128015A1 (de) Systeme und verfahren zum reduzieren einer anspringzeit einer lambdasonde
DE2744312A1 (de) Kraftstoffeinspritzanlage mit vergroesserter, temperaturempfindlicher kraftstoffanreicherung fuer voruebergehende motorbelastungen
DE112013001220T5 (de) Kaltstartsystem eines Verbrennungsmotors
EP2238329B1 (de) Verfahren und vorrichtung zur bestimmung der zusammensetzung eines kraftstoffgemischs
DE2423109A1 (de) Kraftstoffeinspritzanlage
DE102016215116B3 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Starten einer Brennkraftmaschine mit hohem Alkoholanteil im Kraftstoff
DE4019187C2 (de) Mehrstoff-Maschinensteuerung mit Anfangsverzögerung
EP0480179A1 (de) Verfahren und Einrichtung zur Nutzung von Brennstoffen mit Alkoholzusätzen für eine Brennkraftmaschine
DE102009028875A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Bestimmung der Zusammensetzung eines Kraftstoffgemischs zum Betrieb einer Brennkraftmaschine
DE4019161C2 (de) Mehrstoffmaschinensteuerung mit von der Treibstoffzusammensetzung abhängiger Treibstoffviskositätskorrektur
DE102008040798A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Bestimmung der Zusammensetzung eines Kraftstoffgemischs
DE102008041689B4 (de) Verfahren und Motorsteuergerät zur Adaption von Verdampfungsparametern eines Kraftstoffs bei einem dualen Einspritzsystem
DE4019083A1 (de) Verfahren zur einstellung der kraftstoffoerdermenge einer brennkraftmaschine
DE4019189C2 (de)
DE102007054817A1 (de) Verfahren zur Warmlaufkontrolle bei einer Brennkraftmaschine

Legal Events

Date Code Title Description
R012 Request for examination validly filed

Effective date: 20140602

R119 Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee