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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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Aus
der
US 6,298,838 B1 ist
ein Lernen eines Ethanolgehalts basierend auf einer Laufunruhe einer
Brennkraftmaschine bekannt.
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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.
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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.
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Die
Aufgabe wird gelöst
durch die Merkmale der unabhängigen
Ansprüche.
Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen angegeben.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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Ausführungsbeispiele
der Erfindung sind im Folgenden anhand von schematischen Zeichnungen näher erläutert.
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Es
zeigen:
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1 eine
Brennkraftmaschine,
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2 ein
erstes Diagramm,
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3 ein
zweites Diagramm,
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4 ein
drittes Diagramm,
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5 ein
Ablaufdiagramm eines ersten Programms zum Betreiben der Brennkraftmaschine,
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6 ein
Ablaufdiagramm eines zweiten Programms zum Betreiben der Brennkraftmaschine.
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Elemente
gleicher Konstruktion oder Funktion sind figurenübergreifend mit den gleichen
Bezugszeichen gekennzeichnet.
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Eine
Brennkraftmaschine (1) umfasst einen Ansaugtrakt 1,
einen Motorblock 2, einen Zylinderkopf 3 und einen
Abgastrakt 4.
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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.
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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.
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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%.
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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.
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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.
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Je
nach Ausführungsform
der Erfindung kann eine beliebige Untermenge der genannten Sensoren
vorhanden sein oder es können
auch zusätzliche
Sensoren vorhanden sein.
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Die
Stellglieder sind beispielsweise die Drosselklappe 5, die
Gaseinlass- und Gasauslassventile 12, 13, das
Einspritzventil 18 und/oder die Zündkerze 19.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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Die
lambdabasierte Anteilswertermittlung mittels Lambdasonde 42 wird
vorzugsweise dann gestartet, wenn eine Einsatzbereitschaft LAM_REA
der Lambdasonde 42 erkannt wird.
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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.
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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.
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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.
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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.
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Das
erste Programm wird vorzugsweise in einem Schritt S1 gestartet,
in dem gegebenenfalls Variablen initialisiert werden.
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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.
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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.
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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.
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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.
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In
einem Schritt S5 kann mittels der füllstandsbasierten Anteilswertsermittlung
FTL ein füllstandsbasierter
Anteilswert ETH_FTL ermittelt werden.
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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.
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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.
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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.
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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.
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Das
zweite Programm wird vorzugsweise in einem Schritt S11 gestartet,
in dem gegebenenfalls Variablen initialisiert werden.
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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.
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In
dem Schritt S13 wird mittels der lambdabasierten Anteilswertermittlung
LAMB_ERU mittels der Laufunruheermittlung der erste lambdabasierte Anteilswert
ETH_LAMB_ERU ermittelt.
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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.
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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.
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In
einem Schritt S16 wird der füllstandsbasierte
Anteilswert ETH_FTL ermittelt.
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In
einem Schritt S17 wird der laufunruhebasierte Anteilswert ETH_ER
ermittelt.
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In
einem Schritt S18 wird der sichere Anteilswert ETH_SAV ermittelt,
beispielsweise gemäß dem Schritt
S7 des ersten Programms.
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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.