DE102008005883B4 - Verfahren und Vorrichtung zum Betreiben einer Brennkraftmaschine - Google Patents

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Abstract

Eine Brennkraftmaschine ist mit einem Kraftstoffgemisch aus einem Grundkraftstoff und einem Alternativkraftstoff betreibbar. Zum Betreiben der Brennkraftmaschine werden Anteilswerte (ETH_PERC) des Alternativkraftstoffs auf mindestens zwei unterschiedliche Arten ermittelt. Abhängig von den unterschiedlich ermittelten Anteilswerten (ETH_PERC) wird ein sicherer Anteilswert des Alternativkraftstoffs ermittelt.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Betreiben einer Brennkraftmaschine. Die Brennkraftmaschine ist mit einem Kraftstoffgemisch aus einem Grundkraftstoff und einem Alternativkraftstoff betreibbar.
  • Ein Flexible Fuel Vehicle (FFV) ist ein Fahrzeug, das mit einem Kraftstoffgemisch aus einem Grundkraftstoff und einem Alternativkraftstoff betreibbar ist. Der Grundkraftstoff ist beispielsweise Benzin und der Alternativkraftstoff ist beispielsweise Ethanol. An entsprechenden Tankstellen wird beispielsweise ein Benzin-Ethanol-Gemisch angeboten, dessen Ethanolanteil zwischen 0% und 85% liegt. Je nach Alternativkraftstoffanteil wird für die vollständige Verbrennung einer vorgegebenen Kraftstoffgemischmenge eine unterschiedliche Frischluftmasse benötigt.
  • Aus der US 5 182 942 A ist ein Verfahren zum Ermitteln eines Ethanolanteils in einem Kraftstoffgemisch bekannt. Dazu wird eine Probe des Kraftstoffgemischs erhitzt und deren Verdampfungstemperatur erfasst. Abhängig von der Verdampfungstemperatur wird auf den Ethanol-Gehalt des Kraftstoffes geschlossen.
  • Aus der DE 10 2006 043 341 A1 ist ein Verfahren zum Bestimmen des Ethanol-Anteils des Kraftstoffs in einem Kraftfahrzeug bekannt. Eine Abhängigkeit einer Magerlaufgrenze einer Brennkraftmaschine vom Ethanol-Anteil des Kraftstoffs wird benutzt zum Bestimmen des Ethanol-Anteils, indem aus einer zum Erreichen der Magerlaufgrenze erforderlichen Verringerung der ein gespritzten Kraftstoffmenge auf den Ethanol-Anteil geschlossen wird. Das Verfahren wird verwendet zum Plausibilisieren eines mittels eines anderen Verfahrens gewonnenen Ethanol-Anteils, insbesondere eines abhängig von einer erfassten Luftzahl gewonnenen Ethanol-Anteils.
  • Aus der EP 1 304 466 A2 ist ein Verfahren bekannt zum Überprüfen einer Genauigkeit einer auf einem Sauerstoff-Sensor basierenden Bestimmung eines Alkoholgehalts von Kraftstoff. Nach einem Nachfüllen von Kraftstoff werden zwei Alkoholkonzentrationsmöglichkeiten berechnet. Diese werden genutzt zum Berechnen von Schwellen für ein Bestimmen, ob die auf dem Sauerstoff-Sensor basierende Bestimmung innerhalb der Schwellen liegt. Ist dies nicht der Fall, dann werden Maßnahmen durchgeführt, um der Ungenauigkeit der Bestimmung der Alkoholkonzentration entgegenzuwirken.
  • Aus der EP 0 335 168 A2 ist ein Verfahren zum Betrieb einer Brennkraftmaschine bekannt. Ein Alkoholgehalt eines Kraftstoffs wird durch Messung einer Kapazität und eines Leitwerts einer in einer Messzelle untergebrachten Kraftstoffmenge in einer gemeinsamen Schaltung bestimmt. Dabei wird die Dielektrizitätsmessung durch die Leitwertmessung korrigiert.
  • Aus der DE 41 12 574 C2 ist ein Kraftstoffzuführsystem für Brennkraftmaschinen bekannt. Mittels eines Kraftstoffart-Sensors wird ein Prozentsatz einer Kraftstoffmischung ermittelt. Auf der Grundlage eines Erfassungswerts des Kraftstoffart-Sensors wird ein theoretisches Luft-Kraftstoff-Verhältnis ermittelt. Ferner wird aus Ausgangswerten eines Sauerstoff-Sensors ein theoretisches Luft-Kraftstoff-Verhältnis für das jeweilige Gemisch ermittelt und daraus wird ein Alkohol-Anteil durch eine Rückkopplungssteuerung bestimmt.
  • Aus der US 6,298,838 B1 ist ein Lernen eines Ethanolgehalts basierend auf einer Laufunruhe einer Brennkraftmaschine bekannt.
  • Aus der US 6,257,174 B1 ist ein Verfahren bekannt zum Bestimmen einer Zusammensetzung von Kraftstoff in einem Kraftfahrzeug für flexible Betankung nach einer Kraftstoffmischung. Eine Betankung wird erkannt. Ein erster Schätzwert von Prozent Alkoholgehalt in dem Kraftstoff wird ermittelt für den Fall, dass E85-Kraftstoff hinzugefügt wurde. Ein zweiter Schätzwert von Prozent Alkoholgehalt in dem Kraftstoff wird ermittelt für den Fall, dass E0-Kraftstoff hinzugefügt wurde. Verbrennungsparameter werden gesetzt entsprechend dem ersten oder zweiten Schätzwert abhängig von einem Vergleich eines abgeleiteten Ethanol-Gehalts mit einem positiven beziehungsweise negativen Schwellenwert.
  • Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht darin, ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Betreiben einer Brennkraftmaschine zu schaffen, die dazu beitragen, dass ein Anteilswert eines Alternativkraftstoffs eines Kraftstoffgemischs der Brennkraftmaschine sicher ermittelbar ist.
  • Die Aufgabe wird gelöst durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen angegeben.
  • Die Erfindung zeichnet sich aus durch ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Betreiben einer Brennkraftmaschine. Die Brennkraftmaschine ist mit einem Kraftstoffgemisch aus einem Grundkraftstoff und einem Alternativkraftstoff betreibbar. Anteilswerte des Alternativkraftstoffs werden auf mindestens zwei unterschiedliche Arten ermittelt. Abhängig von den unterschiedlich ermittelten Anteilswerten wird ein sicherer Anteilswert des Alternativkraftstoffs ermittelt.
  • Durch das Ermitteln der Anteilswerte des Alternativkraftstoffs auf mindestens zwei unterschiedliche Arten erhält man mindestens zwei Anteilswerte. Die unterschiedlichen Arten, den Anteilswert zu ermitteln, und insbesondere die ermittelten Anteilswerte ermöglichen, Fehler beim Ermitteln der Anteilswerte auszugleichen und so den sicheren Anteilswert besonders sicher zu ermitteln. Sicher bedeutet in diesem Zusammenhang, dass der ermittelte sichere Anteilswert besonders gut einem tatsächlichen Anteilswert des Alternativkraftstoffs entspricht. Der sichere Anteilswert kann beispielsweise mittels Mittelwertbildung aus den ermittelten Anteilswerten ermittelt werden. Der Grundkraftstoff ist vorzugsweise Benzin und der Alternativkraftstoff ist beispielsweise Ethanol.
  • Nach Erkennen einer Füllstandsänderung eines Füllstandes in einem Kraftstofftank der Brennkraftmaschine wird zwischen dem Ermitteln der lambdabasierten Anteilswerte und dem Ermitteln des laufunruhebasierten Anteilswerts abhängig von der Füllstandsänderung ein füllstandsbasierter Anteilswert des Alternativkraftstoffs ermittelt. Abhängig von den ermittelten lambdabasierten, dem ermittelten füllstandsbasierten und dem ermittelten laufunruhebasierten Anteilswerten wird der sichere Anteilswert ermittelt. Dies trägt dazu bei, dass der sichere Anteilswert besonders präzise dem tatsächlichen Anteilswert des Alternativkraftstoffs entspricht.
  • In einer vorteilhaften Ausgestaltung wird ein lambdabasierter Anteilswert des Alternativkraftstoffs abhängig von einem ermittelten Lambdawert der Brennkraftmaschine ermittelt. Dies ermöglicht einen der Anteilswerte des Alternativkraftstoffs, insbesondere den lambdabasierten Anteilswert des Alternativkraftstoffs, besonders präzise zu ermitteln. Der Lambdawert ist repräsentativ für ein Luft-/Kraftstoff-Verhältnis vor ei nem Verbrennungsprozess in einem Brennraum der Brennkraftmaschine.
  • In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung wird überprüft, ob eine Lambdasonde der Brennkraftmaschine einsetzbar ist. Der ermittelte Lambdawert wird abhängig von einem ermittelten Ausschlag eines Lambdareglers ermittelt, falls die Lambdasonde einsetzbar ist. Ansonsten wird der ermittelte Lambdawert abhängig von einem ermittelten Laufunruhewert der Brennkraftmaschine ermittelt. Dies ermöglicht, zwei lambdabasierte Anteilswerte des Alternativkraftstoffs auf unterschiedliche Arten zu ermitteln. Der Lambdaregler ist vorgesehen zum Einregeln eines vorgegebenen Lambdawerts, der mit der Lambdasonde ermittelt wird. Der Ausschlag des Lambdareglers ist repräsentativ für ein Maß, mit dem die Luft- oder Kraftstoffzufuhr geändert werden muss, damit ein tatsächlicher Lambdawert dem vorgegebenen Lambdawert entspricht. Der ermittelte Laufunruhewert der Brennkraftmaschine kann beispielsweise abhängig von einem Vergleich zylinderindividueller Drehzahlen ermittelt werden. Die zylinderindividuellen Drehzahlen sind repräsentativ für Winkelgeschwindigkeiten, mit denen eine Kurbelwelle der Brennkraftmaschine ein vorgegebenes Zylindersegment, das einem Zylinder der Brennkraftmaschine zugeordnet ist, zurücklegt.
  • In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung wird ein erster lambdabasierter Anteilswert abhängig von dem ermittelten Laufunruhewert ermittelt. Ein zweiter lambdabasierter Anteilswert wird abhängig von dem ermittelten Ausschlag des Lambdareglers ermittelt. Der sichere Anteilswert wird abhängig von dem ersten und dem zweiten ermittelten lambdabasierten Anteilswert ermittelt. Dies kann besonders einfach dazu beitragen, den sicheren Anteilswert besonders präzise zu ermitteln.
  • In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung wird ein laufunruhebasierter Anteilswert des Alternativkraftstoffs abhängig von einem Überschreiten eines Magerlaufschwellenwerts der Brennkraftmaschine ermittelt. Dies trägt dazu bei, den sicheren Anteilswert besonders präzise zu ermitteln. Das Ermitteln des laufunruhebasierten Anteilswerts des Alternativkraftstoffs abhängig von dem Überschreiten des Magerlaufschwellenwerts stellt eine weitere Art des Ermittelns des Anteilswerts dar. Bei dem Ermitteln des laufunruhebasierten Anteilswerts abhängig von dem Überschreiten des Magerlaufschwellenwerts wird das Kraftstoffgemisch für einen der Zylinder der Brennkraftmaschine immer weiter abgemagert, bis der aktuelle Laufunruhewert den Magerlaufschwellenwert überschreitet. Alternativ dazu kann lediglich ein Zylinder besonders mager betrieben werden, vorzugsweise so, dass in dem entsprechenden Zylinder keine Zündung mehr erfolgt, und dann wird das Gemisch in diesem Zylinder solange angefettet, bis das Kraftstoffgemisch in dem entsprechenden Zylinder wieder zündet und/oder bis der Magerlaufschwellenwert überschritten wird.
  • Beim Ermitteln des laufunruhebasierten Anteilswerts ist die Kontrollgröße der Laufunruhewert der Brennkraftmaschine, der mit dem Magerlaufschwellenwert verglichen wird. Im Gegensatz dazu wird beim Ermitteln des lambdabasierten Anteilswerts abhängig von dem Laufunruhewert der Laufunruhewert dazu verwendet, den Lambdawert zu ermitteln, von dem abhängig dann der lambdabasierte Anteilswert ermittelt wird.
  • In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung wird zeitnah nach einem Motorstart zumindest einer der lambdabasierten Anteilswerte des Alternativkraftstoffs ermittelt. Nach Ermitteln des oder der entsprechenden lambdabasierten Anteilswerte des Alternativkraftstoffs wird der laufunruhebasierte Anteilswert des Alternativkraftstoffs ermittelt. Abhängig von den ermittelten lambdabasierten und dem ermittelten laufunruhebasierten Anteilswert des Alternativkraftstoffs wird der sichere Anteilswert des Alternativkraftstoffs ermittelt. Dies trägt dazu bei, dass der sichere Anteilswert des Alternativkraftstoffs besonders präzise ermittelt wird.
  • Ausführungsbeispiele der Erfindung sind im Folgenden anhand von schematischen Zeichnungen näher erläutert.
  • Es zeigen:
  • 1 eine Brennkraftmaschine,
  • 2 ein erstes Diagramm,
  • 3 ein zweites Diagramm,
  • 4 ein drittes Diagramm,
  • 5 ein Ablaufdiagramm eines ersten Programms zum Betreiben der Brennkraftmaschine,
  • 6 ein Ablaufdiagramm eines zweiten Programms zum Betreiben der Brennkraftmaschine.
  • Elemente gleicher Konstruktion oder Funktion sind figurenübergreifend mit den gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet.
  • Eine Brennkraftmaschine (1) umfasst einen Ansaugtrakt 1, einen Motorblock 2, einen Zylinderkopf 3 und einen Abgastrakt 4.
  • Der Ansaugtrakt 1 umfasst vorzugsweise eine Drosselklappe 5, einen Sammler 6 und ein Saugrohr 7, das hin zu einem Zylinder Z1 über einen Einlasskanal in einen Brennraum 9 des Motorblocks 2 geführt ist. Der Motorblock 2 umfasst ferner eine Kurbelwelle 8, welche über eine Pleuelstange 10 mit dem Kolben 11 des Zylinders Z1 gekoppelt ist. Die Brennkraftmaschine umfasst mindestens einen Zylinder Z1, bevorzugt jedoch weitere Zylinder Z2, Z3, Z4, sie kann aber auch jede beliebige größere Anzahl von Zylindern Z1 bis Z4 umfassen. Die Brennkraftmaschine ist bevorzugt in einem Kraftfahrzeug angeordnet.
  • Der Zylinderkopf 3 umfasst einen Ventiltrieb 14, 15, der mit einem Gaseinlassventil 12 und einem Gasauslassventil 13 gekoppelt ist. Der Ventiltrieb 14, 15 umfasst mindestens eine Nockenwelle, die mit der Kurbelwelle 8 gekoppelt ist. Ferner sind in dem Zylinderkopf 3 bevorzugt ein Einspritzventil 18 und eine Zündkerze 19 angeordnet. Alternativ dazu kann das Einspritzventil 18 auch in dem Saugrohr 7 angeordnet sein. In dem Abgastrakt 4 ist ein Abgaskatalysator 21 angeordnet, der bevorzugt als Dreiwegekatalysator ausgebildet ist.
  • Ferner ist ein Kraftstofftank 50 vorgesehen, der mit einem Kraftstoffgemisch 52 zumindest teilweise gefüllt ist. Das Kraftstoffgemisch 52 wird dem Brennraum 9 der Brennkraftmaschine für einen Verbrennungsprozess zugemessen. Die Zumessung erfolgt vorzugsweise über das Einspritzventil 18. Das Kraftstoffgemisch 52 umfasst einen Grundkraftstoff und einen Alternativkraftstoff. Der Grundkraftstoff ist vorzugsweise Benzin. Der Alternativkraftstoff ist vorzugsweise Alkohol, beispielsweise Ethanol. Der Anteil des Alternativkraftstoffs wird durch einen Anteilswert ETH_PERC (2) des Alternativkraftstoffs beschrieben und liegt vorzugsweise zwischen 0% und 85%.
  • Eine Steuereinrichtung 25 ist vorgesehen, der Sensoren zugeordnet sind, die verschiedene Messgrößen erfassen und jeweils den Messwert der Messgröße ermitteln. Die Steuereinrichtung 25 ermittelt abhängig von mindestens einer der Messgrößen Stellgrößen, die dann in ein oder mehrere Stellsignale zum Steuern der Stellglieder mittels entsprechender Stellantriebe umgesetzt werden. Betriebsgrößen der Brennkraftmaschine umfassen die Messgrößen oder von den Messgrößen abgeleitete Größen. Die Steuereinrichtung 25 kann auch als Vorrichtung zum Betreiben der Brennkraftmaschine bezeichnet werden.
  • Die Sensoren sind beispielsweise ein Pedalstellungsgeber 26, der eine Fahrpedalstellung eines Fahrpedals 27 erfasst, ein Luftmassensensor 28, der einen Luftmassenstrom stromaufwärts der Drosselklappe 5 erfasst, ein Drosselklappenstellungssensor 30, einen Öffnungsgrad der Drosselklappe 5 erfasst, ein Ansauglufttemperatursensor 32, der eine Ansauglufttemperatur erfasst, ein Saugrohrdrucksensor 34, der einen Saugrohrdruck in dem Sammler 6 erfasst, ein Kurbelwellenwinkelsensor 36, der einen Kurbelwellenwinkel erfasst, dem dann eine Drehzahl der Brennkraftmaschine zugeordnet wird. Ferner ist eine Lambdasonde 42 vorgesehen, die stromaufwärts des Abgaskatalysators 21 angeordnet ist und beispielsweise den Restsauerstoffgehalt des Abgases erfasst und deren Messsignal charakteristisch ist für das Luft/Kraftstoff-Verhältnis in dem Brennraum 9 des Zylinders Z1 vor dem Verbrennungsprozess. Ein Abgastemperatursensor 44 kann zum Erfassen einer Abgastemperatur vorgesehen sein.
  • Je nach Ausführungsform der Erfindung kann eine beliebige Untermenge der genannten Sensoren vorhanden sein oder es können auch zusätzliche Sensoren vorhanden sein.
  • Die Stellglieder sind beispielsweise die Drosselklappe 5, die Gaseinlass- und Gasauslassventile 12, 13, das Einspritzventil 18 und/oder die Zündkerze 19.
  • Für eine vollständige Verbrennung einer vorgegebenen Kraftstoffgemischmasse in dem Brennraum 9 ist eine Frischluftmasse nötig, die von dem Anteilswert ETH_PERC des Alternativkraftstoffs abhängig ist. Ein Ermitteln des Anteilswerts ETH_PERC des Alternativkraftstoffs kann somit dazu beitragen, das dem Brennraum 9 zugemessene Kraftstoffgemisch 52 vollständig zu verbrennen. Dies trägt zu einem besonders schadstoffarmen Betrieb der Brennkraftmaschine bei.
  • Ein erstes Diagramm (2) zeigt eine Änderung des Anteilswerts ETH_PERC des Alternativkraftstoffs in Abhängigkeit von der Zeit T. Der dargestellte Anteilswert ETH_PERC des Alternativkraftstoffs bezieht sich dabei auf das Kraftstoffgemisch 52, das tatsächlich dem Brennraum 9 für den Verbrennungsprozess zugemessen wird. Zu Beginn des ersten Diagramms wird ein Füllstand in dem Kraftstofftank 50 erhöht, indem das Kraftstoffgemisch 52 in den Tank 50 getankt wird. Das Kraft stoffgemisch hat vorzugsweise einen Alternativkraftstoffanteil von 0% bis 85%. Abhängig von dem Alternativkraftstoffanteil des Kraftstoffgemischs 52, das in den Kraftstofftank 50 getankt wird, ändert sich der Anteilswert ETH_PERC des Alternativkraftstoffs von einem ursprünglichen Anteilswert ETH_IN auf einen geänderten Anteilswert ETH_FIL. Falls der Kraftstofftank 50 vor dem Betanken nicht leer war, mischt sich das getankte Kraftstoffgemisch 52 mit dem Kraftstoffgemisch 52 in dem Tank. Dies wirkt sich mit einer Verzögerung von einigen Kurbelwellenumdrehungen auf das Kraftstoffgemisch 52 aus, das tatsächlich dem Brennraum 9 zugemessen wird, da sich noch altes Kraftstoffgemisch 52 in den Zuleitungen zu den Einspritzventilen 18 und gegebenenfalls in einem Kraftstoff-Rail befindet und dieses Kraftstoffgemisch 52 sich erst nach und nach mit dem neu getankten Kraftstoffgemisch 52 vermischt.
  • Kurz nach einem Motorstart ENG_ST der Brennkraftmaschine wird eine lambdabasierte Anteilswertermittlung LAMB gestartet. Vorzugsweise weist die lambdabasierte Anteilswertermittlung LAMB einen Validierungsbereich VALID am Ende der lambdawertbasierten Anteilswertermittlung LAMB auf, in dem die lambdabasierte Anteilswertermittlung LAMB besonders präzise ist. An die lambdabasierte Anteilswertermittlung LAMB schließt sich vorzugsweise eine laufunruhebasierte Anteilswertermittlung ER an.
  • Die lambdabasierte Anteilswertermittlung LAMB kann eine lambdabasierte Anteilswertermittlung LAMB_ERU mittels Laufunruheermittlung und/oder eine lambdawertbasierte Anteilswertermittlung LAMB_LAM mittels Lambdasonde 42 umfassen (3). Falls die Lambdasonde 42 einsatzbereit ist, wird vorzugsweise die lambdabasierte Anteilswertermittlung LAMB_LAM mittels Lambdasonde 42 durchgeführt. Dazu wird vorzugsweise ein Lambdawert mittels der Lambdasonde 42 ermittelt. Der Lambdawert ist repräsentativ für das Luft-/Kraftstoff-Verhältnis des Luft-/Kraftstoff-Gemischs vor dem Verbrennungsprozess in dem Brennraum 9. Dazu erfasst die Lambdasonde 42 einen Restsauerstoffgehalt eines Abgases der Brennkraftmaschine, von dem abhängig dann das Luft-/Kraftstoff-Verhältnis vor dem Verbrennungsprozess ermittelt werden kann. Abhängig von dem Anteil des Alternativkraftstoffs ändert sich auch der Restsauerstoffgehalt des Abgases, was zu einer Änderung des Lambdawerts führt. Somit kann abhängig von dem ermittelten Lambdawert auf den Anteil des Alternativkraftstoffs geschlossen werden.
  • Zusätzlich oder alternativ, beispielsweise wenn die Lambdasonde 42 nicht einsatzbereit ist, kann die lambdabasierte Anteilswertermittlung LAMB_ERU mittels Laufunruheermittlung durchgeführt werden. Die lambdabasierte Anteilswertermittlung LAMB_ERU mittels Laufunruheermittlung umfasst ein Ermitteln des Laufunruhewerts. Der Laufunruhewert wird abhängig von zylinderindividuellen Drehzahlen der Kurbelwelle 8 der Brennkraftmaschine ermittelt. Beispielsweise werden Winkelgeschwindigkeiten ermittelt, mit denen die Kurbelwelle 8 ein vorgegebenes Kurbelwellensegment überschreitet, das einem vorgegebenen Zylinder Z1 bis Z4 zugeordnet ist. Durch Vergleich mehrerer Winkelgeschwindigkeiten bei unterschiedlichen Kurbelwellensegmenten, die unterschiedlichen Zylindern Z1 bis Z4 zugeordnet sind, wird dann der Laufunruhewert ermittelt. Die zylinderindividuelle Winkelgeschwindigkeit der Kurbelwelle 8 ist abhängig von dem Luft-/Kraftstoff-Verhältnis des dem entsprechenden Zylinder zugemessenen Kraftstoffgemischs 52. Daher kann abhängig von dem ermittelten Laufunruhewert der Lambdawert der Brennkraftmaschine ermittelt werden. Mittels des ermittelten Lambdawerts kann dann wiederum die lambdabasierte Anteilswertermittlung LAMB durchgeführt werden.
  • Die lambdabasierte Anteilswertermittlung mittels Lambdasonde 42 wird vorzugsweise dann gestartet, wenn eine Einsatzbereitschaft LAM_REA der Lambdasonde 42 erkannt wird.
  • Bei der laufunruhebasierten Anteilswertermittlung ER wird zunächst auch der Laufunruhewert ermittelt, jedoch wird davon abhängig nicht der Lambdawert ermittelt. Im Gegensatz dazu wird bei der laufunruhebasierten Anteilswertermittlung ER das Luft-/Kraftstoff-Gemisch zumindest eines der Zylinder Z1 bis Z4 immer weiter abgemagert, bis der daraus resultierende Laufunruhewert einen vorgegebenen Magerlaufschwellenwert überschreitet. Je höher der Anteil des Alternativkraftstoffs ist, desto weiter kann das Gemisch abgemagert werden, ohne dass der vorgegebene Magerlaufschwellenwert überschritten wird. Somit kann abhängig von dem Überschreiten des Magerlaufschwellenwerts durch den Laufunruhewert die laufunruhebasierte Anteilswertermittlung ER durchgeführt werden.
  • Alternativ dazu kann das Luft-/Kraftstoff-Gemisch zumindest eines der Zylinder Z1 bis Z4 soweit abgemagert werden, dass der Magerlaufschwellenwert sicher überschritten ist. Das Luft-/Kraftstoff-Gemisch kann dann wieder angefettet werden, bis der Magerlaufschwellenwert überschritten wird. Anhand des Überschreitens des Magerlaufschwellenwerts durch den Laufunruhewert kann dann die laufunruhebasierte Anteilswertermittlung ER durchgeführt werden. Weitere oder vergleichbare laufunruhebasierte Anteilswertermittlungen ER sind in US 629 88 38 B1 und US 595 05 99 A1 offenbart.
  • Vorzugsweise wird zwischen der lambdabasierten Anteilswertermittlung LAMB und der laufunruhebasierten Anteilswertermittlung ER eine füllstandsbasierte Anteilswertermittlung FTL durchgeführt (4). Eine vergleichbare füllstandsbasierte Anteilswertermittlung ist in US 595 05 99 A1 offenbart. Dabei wird abhängig von einer Füllstandsänderung des Kraftstoffgemischs 52 in dem Tank 50 und abhängig von einem maximalen oder minimalen Anteilswert des nachgetankten Kraftstoffs, beispielsweise 0% bis 85%, ein maximal oder minimal möglicher Anteilswert des Alternativkraftstoffs ermittelt. Dieser kann dann mit einem Ergebnis einer lambdabasierten Anteilswertermittlung LAMB verglichen werden, wobei dann der maximale oder der minimale Anteilswert als tatsächlicher Anteilswert verwendet wird, der näher an dem Ergebnis der lambdabasierten Anteilswertermittlung LAMB liegt.
  • Auf einem Speichermedium der Steuereinrichtung 25 ist vorzugsweise ein erstes Programm zum Betreiben der Brennkraftmaschine gespeichert (5). Das erste Programm dient dazu, einen sicheren Anteilswert ETH_SAV des Alternativkraftstoffs zu ermitteln.
  • Das erste Programm wird vorzugsweise in einem Schritt S1 gestartet, in dem gegebenenfalls Variablen initialisiert werden.
  • In einem Schritt S2 wird ein lambdabasierter Anteilswert ETH_LAMB mittels der lambdabasierten Anteilswertermittlung LAMB ermittelt. Im Zuge des Schritts S2 können die Schritte S3 und S4 abgearbeitet werden.
  • In dem Schritt S3 wird mittels der lambdabasierten Anteilswertsermittlung LAMB_ERU mittels Laufunruheermittlung ein erster lambdabasierter Anteilswert ETH_LAMB_ERU ermittelt. Beispielsweise indem abhängig von dem ermittelten Laufunruhewert der Lambdawert ermittelt wird und indem abhängig von dem ermittelten Lambdawert der erste lambdabasierte Anteilswert ETH_LAMB_ERU ermittelt wird, beispielsweise mittels eines oder mehrerer Kennfelder. Das bzw. die Kennfelder oder gegebe nenfalls weitere Kennfelder können beispielsweise an einem Motorprüfstand aufgezeichnet werden.
  • Alternativ oder zusätzlich kann in dem Schritt S4 ein zweiter lambdabasierter Anteilswert ETH_LAMB_LAM mittels der lambdabasierten Anteilswertsermittlung LAMB_LAM mittels der Lambdasonde 42 ermittelt werden. Beispielsweise indem der Restsauerstoffgehalte des Abgases mittels der Lambdasonde 42 erfasst wird und indem abhängig von dem erfassten Restsauerstoffgehalt der Lambdawert ermittelt wird und indem abhängig von dem ermittelten Lambdawert der zweite lambdabasierte Anteilswert ETH_LAMB_LAM ermittelt wird, beispielsweise mittels eines weiteren Kennfeldes.
  • Der lambdabasierte Anteilswert ETH_LAMB umfasst den ersten und/oder den zweiten lambdabasierten Anteilswert ETH_LAMB_ERU, ETH_LAMB_LAM. Alternativ dazu kann der lambdabasierte Anteilswert ETH_LAMB abhängig von dem ersten und dem zweiten lambdabasierten Anteilswert ETH_LAMB_ERU, ETH_LAMB_LAM ermittelt werden, beispielsweise durch Bildung eines Mittelwerts.
  • In einem Schritt S5 kann mittels der füllstandsbasierten Anteilswertsermittlung FTL ein füllstandsbasierter Anteilswert ETH_FTL ermittelt werden.
  • Vorzugsweise wird in einem Schritt S6 mittels der laufunruhebasierten Anteilswertsermittlung ER ein laufunruhebasierter Anteilswert ETH_ER ermittelt. Falls die Schritte S3 und S4 abgearbeitet werden, kann der Schritt S6 auch ausgelassen werden.
  • In einem Schritt S7 wird abhängig von dem oder den ermittelten lambdabasierten Anteilswerten ETH_LAMB, dem ermittelten füllstandsbasierten Anteilswert ETH_FTL und dem ermittelten laufunruhebasierten Anteilswert ETH_ER der sichere Anteilswert ETH_SAV ermittelt, vorzugsweise nach der in dem Schritt S7 angegebenen Berechnungsvorschrift. Gemäß dieser Berechnungsvorschrift wird eine Summe SUM über Produkte einzelner Anteilswerte ETH_PERC und entsprechenden Vertrauenswerten TRUST_VAL gebildet. Diese Summe SUM wird dann durch die Summe SUM der Vertrauenswerte TRUST_VAL geteilt. Die Vertrauenswerte TRUST_VAL können beispielsweise für jeden Anteilswert ETH_PERC fest vorgegeben sein. Alternativ dazu können einzelne der Vertrauenswerte TRUST_VAL oder alle Vertrauenswerte TRUST_VAL abhängig von Betriebsgrößen der Brennkraftmaschine ermittelt werden. Beispielsweise kann der Vertrauenswert TRUST_VAL nach der Validierung für den entsprechenden lambdabasierten Anteilswert größer vorgegeben werden als vor oder ohne entsprechende Validierung. Ferner kann der Vertrauenswert TRUST_VAL umso höher sein, je häufiger die entsprechende Anteilswertermittlung in einem vorgegebenen Zeitrahmen durchgeführt wurde. Die Anteilswerte ETH_PERC umfassen die lambdabasierten Anteilswerte ETH_LAMB, den füllstandsbasierten Anteilswert ETH_FTL und den laufunruhebasierten Anteilswert ETH_ER.
  • In einem Schritt S8 kann das erste Programm beendet werden. Vorzugsweise wird das erste Programm jedoch regelmäßig während des Betriebs der Brennkraftmaschine abgearbeitet, insbesondere dann, wenn die Füllstandsänderung erkannt wird.
  • Vorzugsweise ist auf dem Speichermedium der Steuereinrichtung 25 ein zweites Programm zum Ermitteln des sicheren Anteilswerts ETH_SAV abgespeichert (6). Das zweite Programm dient wie das erste Programm dazu, den sicheren Anteilswert ETH_SAV besonders präzise zu ermitteln. Das zweite Programm kann ein eigenständiges Programm sein oder eine Präzisierung des ersten Programms repräsentieren.
  • Das zweite Programm wird vorzugsweise in einem Schritt S11 gestartet, in dem gegebenenfalls Variablen initialisiert werden.
  • In einem Schritt S12 wird die Einsatzbereitschaft LAM_REA der Lambdasonde 42 überprüft. Ist die Bedingung des Schritts S12 erfüllt, so ist dies repräsentativ dafür, dass die Lambdasonde 42 einsatzbereit ist, und das zweite Programm wird in einem Schritt S14 weiter abgearbeitet. Ist die Bedingung des Schritts S12 nicht erfüllt, so ist dies repräsentativ dafür, dass die Lambdasonde 42 nicht einsatzbereit ist, und das zweite Programm wird in einem Schritt S13 fortgesetzt.
  • In dem Schritt S13 wird mittels der lambdabasierten Anteilswertermittlung LAMB_ERU mittels der Laufunruheermittlung der erste lambdabasierte Anteilswert ETH_LAMB_ERU ermittelt.
  • In dem Schritt S14 wird mittels der lambdabasierten Anteilswertermittlung LAMB_LAM mittels der Lambdasonde 42 der zweite lambdabasierte Anteilswert ETH_LAMB_LAM des Alternativkraftstoffs ermittelt.
  • In einem Schritt S15 wird vorzugsweise zumindest eine Validierungsbedingung VAL_CON überprüft. Die Validierungsbedingung VAL_CON umfasst beispielsweise, dass eine Kühlwassertemperatur größer als ein vorgegebener Kühlwassertemperaturschwellenwert ist und/oder dass eine Öltemperaturwert größer als ein vorgegebener Öltemperaturschwellenwert ist. Alternativ oder zusätzlich kann die Validierungsbedingung VAL_CON als erfüllt angesehen werden, wenn sich die Brennkraftmaschine in einem quasi-stationären Betrieb und/oder in einem unteren Lastbereich der Brennkraftmaschine befindet. Ist die Bedingung des Schritts S15 erfüllt, so wird die lambdabasierte Anteilswertermittlung LAMB noch mindestens einmal durchgeführt und dann abgeschlossen. Ist die Bedingung des Schritts S15 nicht erfüllt, so wird der Schritt S14 erneut abgearbeitet.
  • In einem Schritt S16 wird der füllstandsbasierte Anteilswert ETH_FTL ermittelt.
  • In einem Schritt S17 wird der laufunruhebasierte Anteilswert ETH_ER ermittelt.
  • In einem Schritt S18 wird der sichere Anteilswert ETH_SAV ermittelt, beispielsweise gemäß dem Schritt S7 des ersten Programms.
  • In einem Schritt S19 kann das zweite Programm beendet werden. Vorzugsweise wird das zweite Programm jedoch regelmäßig während des Betriebs der Brennkraftmaschine abgearbeitet, insbesondere nach einer Füllstandsänderung.

Claims (7)

  1. Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine, die mit einem Kraftstoffgemisch (52) aus einem Grundkraftstoff und einem Alternativkraftstoff betreibbar ist, bei dem Anteilswerte (ETH_PERC) des Alternativkraftstoffs auf mindestens zwei unterschiedliche Arten ermittelt werden und bei dem abhängig von den unterschiedlich ermittelten Anteilswerten (ETH_PERC) ein sicherer Anteilswert (ETH_SAV) des Alternativkraftstoffs ermittelt wird, wobei dazu nach Erkennen einer Füllstandsänderung eines Füllstandes in einem Kraftstofftank (50) der Brennkraftmaschine zwischen dem Ermitteln von lambdabasierten Anteilswerten (ETH_LAMB) und dem Ermitteln eines laufunruhebasierten Anteilswerts (ETH_ER) abhängig von der Füllstandsänderung ein füllstandbasierter Anteilswert (ETH_FTL) des Alternativkraftstoffs ermittelt wird, und abhängig von den ermittelten lambdabasierten, dem ermittelten füllstandbasierten und dem ermittelten laufunruhebasierten Anteilswerten (ETH_LAMB, ETH_FTL, ETH_ER) der sichere Anteilswert (ETH_SAV) ermittelt wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem ein lambdabasierter Anteilswert (ETH_LAMB) des Alternativkraftstoffs abhängig von einem ermittelten Lambdawert der Brennkraftmaschine ermittelt wird.
  3. Verfahren nach Anspruch 2, bei dem überprüft wird, ob eine Lambdasonde (42) der Brennkraftmaschine einsatzbereit ist, und bei dem der ermittelte Lambdawert abhängig von einem ermittelten Ausschlag eines Lambdareglers ermittelt wird, falls die Lambdasonde (42) einsetzbar ist, und bei dem ansonsten der ermittelte Lambdawert abhängig von einem ermittelten Laufunruhewert der Brennkraftmaschine ermittelt wird.
  4. Verfahren nach Anspruch 3, bei dem ein erster lambdabasierter Anteilswert (ETH_LAMB_ERU) abhängig von dem ermittelten Laufunruhewert ermittelt wird und bei dem ein zweiter lambdabasierter Anteilswert (ETH_LAMB_LAM) abhängig von dem ermittelten Ausschlag des Lambdareglers (42) ermittelt wird und bei dem der sichere Anteilswert (ETH_SAV) abhängig von dem ersten und dem zweiten ermittelten lambdabasierten Anteilswert (ETH_LAMB_ERU, ETH_LAMB_LAM) ermittelt wird.
  5. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei dem ein laufunruhebasierter Anteilswert (ETH_ER) des Alternativkraftstoffs abhängig von einem Überschreiten eines Magerlaufschwellenwerts der Brennkraftmaschine ermittelt wird.
  6. Verfahren nach Anspruch 5, bei dem zeitnah nach einem Motorstart (ENG_ST) zumindest einer der lambdabasierten Anteilswerte (ETH_LAMB) des Alternativkraftstoffs ermittelt wird und bei dem nach Ermitteln des oder der entsprechenden lambdabasierten Anteilswerte (ETH_LAMB) des Alternativkraftstoffs der laufunruhebasierte Anteilswert (ETH_ER) des Alternativkraftstoffs ermittelt wird und bei dem abhängig von den ermittelten lambdabasierten und dem ermittelten laufunruhebasierten Anteilswert (ETH_LAMB, ETH_ER) des Alternativkraftstoffs der sichere Anteilswert (ETH_SAV) des Alternativkraftstoffs ermittelt wird.
  7. Vorrichtung zum Betreiben einer Brennkraftmaschine, die mit einem Kraftstoffgemisch (52) aus einem Grundkraftstoff und einem Alternativkraftstoff betreibbar ist, wobei die Vorrichtung derart mit Mitteln ausgebildet ist, – Anteilswerte (ETH_PERC) des Alternativkraftstoffs auf mindestens zwei unterschiedliche Arten zu ermitteln und abhängig von den unterschiedlich ermittelten Anteilswerten (ETH_PERC) einen sicheren Anteilswert (ETH_SAV) des Alternativkraftstoffs zu ermitteln, – nach Erkennen einer Füllstandsänderung eines Füllstandes in einem Kraftstofftank (50) der Brennkraftmaschine zwischen dem Ermitteln von lambdabasierten Anteilswerten (ETH_LAMB) und dem Ermitteln eines laufunruhebasierten Anteilswerts (ETH_ER) abhängig von der Füllstandsänderung ein füllstandbasierten Anteilswert (ETH_FTL) des Alternativkraftstoffs zu ermitteln und – abhängig von den ermittelten lambdabasierten, dem ermittelten füllstandbasierten und dem ermittelten laufunruhebasierten Anteilswerten (ETH_LAMB, ETH_FTL, ETH_ER) den sicheren Anteilswert (ETH_SAV) zu ermitteln.
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