DE102008010107A1 - Verfahren zur Kraftstoffklassifizierung für eine Brennkraftmaschine - Google Patents

Verfahren zur Kraftstoffklassifizierung für eine Brennkraftmaschine Download PDF

Info

Publication number
DE102008010107A1
DE102008010107A1 DE102008010107A DE102008010107A DE102008010107A1 DE 102008010107 A1 DE102008010107 A1 DE 102008010107A1 DE 102008010107 A DE102008010107 A DE 102008010107A DE 102008010107 A DE102008010107 A DE 102008010107A DE 102008010107 A1 DE102008010107 A1 DE 102008010107A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
fuel
combustion engine
internal combustion
frequency component
characteristic
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Withdrawn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
DE102008010107A
Other languages
English (en)
Inventor
Peter Skala
Axel Loeffler
Armin Woite
Andreas Rupp
Bilge Manga
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 DE102008010107A priority Critical patent/DE102008010107A1/de
Publication of DE102008010107A1 publication Critical patent/DE102008010107A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • 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
    • G01N33/2817—Oils, i.e. hydrocarbon liquids using a test engine
    • 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
    • F02D19/0626—Measuring or estimating parameters related to the fuel supply system
    • F02D19/0634—Determining a density, viscosity, composition or concentration
    • F02D19/0636—Determining a density, viscosity, composition or concentration 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
    • 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
    • F02D19/0639—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 characterised by the type of fuels
    • F02D19/0649—Liquid fuels having different boiling temperatures, volatilities, densities, viscosities, cetane or octane numbers
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D35/00—Controlling engines, dependent on conditions exterior or interior to engines, not otherwise provided for
    • F02D35/02—Controlling engines, dependent on conditions exterior or interior to engines, not otherwise provided for on interior conditions
    • F02D35/023—Controlling engines, dependent on conditions exterior or interior to engines, not otherwise provided for on interior conditions by determining the cylinder pressure
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D35/00—Controlling engines, dependent on conditions exterior or interior to engines, not otherwise provided for
    • F02D35/02—Controlling engines, dependent on conditions exterior or interior to engines, not otherwise provided for on interior conditions
    • F02D35/028—Controlling engines, dependent on conditions exterior or interior to engines, not otherwise provided for on interior conditions by determining the combustion timing or phasing
    • 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
    • F02D19/0663—Details on the fuel supply system, e.g. tanks, valves, pipes, pumps, rails, injectors or mixers
    • F02D19/0686—Injectors
    • F02D19/0689—Injectors for in-cylinder direct injection
    • 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
    • F02D41/24—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents characterised by the use of digital means
    • F02D41/26—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents characterised by the use of digital means using computer, e.g. microprocessor
    • F02D41/28—Interface circuits
    • F02D2041/286—Interface circuits comprising means for signal processing
    • F02D2041/288—Interface circuits comprising means for signal processing for performing a transformation into the frequency domain, e.g. Fourier transformation
    • 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
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02P—IGNITION, OTHER THAN COMPRESSION IGNITION, FOR INTERNAL-COMBUSTION ENGINES; TESTING OF IGNITION TIMING IN COMPRESSION-IGNITION ENGINES
    • F02P5/00—Advancing or retarding ignition; Control therefor
    • F02P5/04—Advancing or retarding ignition; Control therefor automatically, as a function of the working conditions of the engine or vehicle or of the atmospheric conditions
    • F02P5/145—Advancing or retarding ignition; Control therefor automatically, as a function of the working conditions of the engine or vehicle or of the atmospheric conditions using electrical means
    • F02P5/15—Digital data processing
    • F02P5/152—Digital data processing dependent on pinking
    • F02P5/1527—Digital data processing dependent on pinking with means allowing burning of two or more fuels, e.g. super or normal, premium or regular
    • 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

Bei einem Verfahren zur Kraftstoffklassifizierung für eine Brennkraftmaschine (100) mit mindestens einem Brennraum (26), in den über einen Kraftstoffinjektor (18) Kraftstoff eingespritzt werden kann, wird im Betrieb der Brennkraftmaschine (100) eine vom Verbrennungsmoment abhängige, komplexe Zündfrequenzkomponente eines Drehzahlspektrums der Brennkraftmaschine (100) bestimmt, wobei unter Verwendung der Zündfrequenzkomponente ein mit einem Kraftstoffqualitätsmerkmal korrelierendes Merkmal bestimmt wird und der Kraftstoff auf der Basis des korrelierenden Merkmals einer von mindestens zwei verschiedenen Kraftstoffklassen zugeordnet wird.

Description

  • Stand der Technik
  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Kraftstoffklassifizierung für eine Brennkraftmaschine mit mindestens einem Brennraum, in den über einen Kraftstoffinjektor Kraftstoff eingespritzt werden kann.
  • Im Allgemeinen wird die Kraftstoffqualität eines Kraftstoffs durch Viskosität, Dichte und Heizwert beschrieben. Die Kraftstoffqualität von Dieselkraftstoff wird darüber hinaus von dessen Cetanzahl beschrieben. Hierbei charakterisiert die Cetanzahl die Zündwilligkeit des Kraftstoffs derart, dass ein Kraftstoff mit niedriger Cetanzahl relativ schwer entzündbar ist, d. h. in der Regel bei einem relativ hohen Druck bzw. einer hohen Temperatur zündet, während ein Kraftstoff mit höherer Cetanzahl leichter entzündbar ist, d. h. die Zündung kann bereits bei einem niedrigeren Druck bzw. niedrigerer Temperatur erfolgen. Dementsprechend weist ein Kraftstoff mit niedriger Cetanzahl in der Regel einen großen Zündverzug auf, während ein Kraftstoff mit höherer Cetanzahl einer kleineren Zündverzug aufweist, was sich bei einem Dieselmotor unmittelbar auf die Lage der Verbrennung (Brennlage) auswirkt.
  • Die Cetanzahlen von Dieselkraftstoffen können z. B. bei unterschiedlichen Bezugsquellen variieren. So ist bekannt, dass die Kraftstoffqualität von Dieselkraftstoff in den USA regional sehr unterschiedlich ist. Problematisch ist hierbei, dass Kraftstoffe mit unterschiedlichen Kraftstoffqualitäten bzw. Cetanzahlen sich in der Regel auf Komfort und Emissionen von Brennkraftmaschinen auswirken.
  • Aus der JP 2006016994 ist beispielsweise bekannt, aus dem Zylinderdruckverlauf ü ber den Kurbelwellenwinkel die Verbrennungslage zu bestimmen und diese mit dem Einspritzzeitpunkt zu vergleichen, sodass daraus ein Zündverzug und so auf die Cetanzahl rückgeschlossen werden kann. Dieses Verfahren erfordert den Einsatz eines Zylinderdrucksensors, was zu höheren Fertigungs- und Betriebskosten der Brennkraftmaschine führt.
  • Offenbarung der Erfindung
  • Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein Verfahren und eine Vorrichtung bereitzustellen, die eine Cetanzahlerkennung oder -klassifizierung bei geringerem messtechnischem Aufwand gegenüber Vorrichtungen und Verfahren nach Stand der Technik ermöglichen.
  • Vorteile der Erfindung
  • Dieses Problem wird gelöst durch ein Verfahren zur Kraftstoffklassifizierung für eine Brennkraftmaschine mit mindestens einem Brennraum, in den über einen Kraftstoffinjektor Kraftstoff eingespritzt werden kann. Im Betrieb der Brennkraftmaschine wird eine vom Verbrennungsmoment abhängige, komplexe Zündfrequenzkomponente eines Drehzahlspektrums der Brennkraftmaschine bestimmt, wobei unter Verwendung der Zündfrequenzkomponente ein mit einem Kraftstoffqualitätsmerkmal korrelierendes Merkmal bestimmt wird und auf der Basis des korrelierenden Merkmals der Kraftstoff einer von mindestens zwei verschiedenen Kraftstoffklassen zugeordnet wird.
  • Die Erfindung ermöglicht eine Bestimmung der Kraftstoffqualität des Kraftstoffs im Betrieb der Brennkraftmaschine aus ohnehin vorliegenden gemessenen physikalischen Größen. Es bedarf also keiner zusätzlichen Hardware zur Bestimmung der Kraftstoffqualität. Die Kraftstoffqualität wird mehreren, also mindestens zwei, Klassen zugeordnet. Eine derartige Klassifizierung ist ausreichend zur Anpassung von Betriebsparametern einer Brennkraftmaschine, es bedarf also keiner genauen Bestimmung der Cetanzahl.
  • Erfindungsgemäß ist das korrelierende Merkmal eine der komplexen Zündfre quenzkomponente zugeordnete Phase, die mit einer mittleren Brennlage der Brennkraftmaschine korreliert, wobei die mittlere Brennlage von der Kraftstoffqualität des Kraftstoffs abhängig ist. Die Phase wird bevorzugt als Regelgröße verwendet, auf deren Basis die Brennlage durch Veränderung eines der Brennkraftmaschine zugeordneten Einspritztimings geregelt wird. Hierbei wird die Phase auf einen vorgegebenen Sollwert geregelt.
  • Somit können negative Einflüsse der Kraftstoffqualität bzw. der Cetanzahl auf den Brennbeginn kompensiert werden.
  • Erfindungsgemäß wird der Kraftstoff einer ersten Kraftstoffklasse zugeordnet, wenn die zugeordnete Phase einen vorgegebenen Schwellwert überschreitet und einer zweiten Kraftstoffklasse, wenn die zugeordnete Phase kleiner oder gleich dem vorgegebenen Schwellwert ist. Der vorgegebene Schwellwert wird in Abhängigkeit von einem vorgegebenen Betriebspunkt der Brennkraftmaschine bestimmt.
  • Die Erfindung ermöglicht somit eine Kraftstoffklassifizierung, die es erlaubt, in Abhängigkeit von der jeweiligen Kraftstoffklasse des Kraftstoffs Maßnahmen zu ergreifen, um negative Einflüsse der Kraftstoffqualität auf Fahrbarkeit, Komfort und Emissionen der Brennkraftmaschine zu verhindern.
  • Vorzugsweise ist vorgesehen, dass mindestens ein Zylinder der Brennkraftmaschine zur Bestimmung der Cetanzahl in einen Testbetrieb gebracht wird, wobei in dem Testbetrieb eine Voreinspritzung unterdrückt wird. Durch eine kurze Abschaltung der Voreinspritzung für einen Test während des normalen Fahrbetriebs ändert sich bei gleichem Kraftstoff die Phase der Zündfrequenzkomponente. Diese Änderung ist bei unterschiedlichem Kraftstoff unterschiedlich stark und kann somit für die Klassifizierung der Kraftstoffqualität verwendet werden. Dazu ist es notwendig, den Motor in einen Testbetriebsmodus umzuschalten, da die Abschaltung der Voreinspritzung Geräuschemissionen verursachen kann. Der Testbetrieb kann beispielsweise im Leerlauf, in einer Blockeinspritzung oder bei einer frühen Einspritzlage erfolgen.
  • Erfindungsgemäß wird in Abhängigkeit von der Zuordnung des Kraftstoffs zu einer der mindestens zwei Kraftstoffklassen eine entsprechende Betriebsart der Brennkraftmaschine eingestellt, wobei mindestens zwei verschiedene Betriebsarten verfügbar sind und jede verfügbare Betriebsart einer entsprechenden Kraftstoffklasse zugeordnet ist.
  • Somit kann die Brennkraftmaschine fortwährend in einer Betriebsart betrieben werden, die für die jeweils bestimmte Kraftstoffqualität optimiert ist.
  • Die dem Kraftstoff zugeordnete Kraftstoffklasse wird in einer Ausgestaltung der Erfindung an einer Anzeigeeinheit angezeigt.
  • Die Erfindung ermöglicht einem Benutzer der Brennkraftmaschine, die Kraftstoffqualität zu kontrollieren und beispielsweise durch Auswahl einer geeigneten Bezugsquelle zu optimieren.
  • Das eingangs genannte Problem wird auch gelöst durch ein Computerprogramm zur Kraftstoffklassifizierung für eine Brennkraftmaschine mit mindestens einem Brennraum, in den über einen Kraftstoffinjektor Kraftstoff eingespritzt werden kann. Das Computerprogramm bestimmt im Betrieb der Brennkraftmaschine eine vom Verbrennungsmoment abhängige, komplexe Zündfrequenzkomponente eines Drehzahlspektrums der Brennkraftmaschine, wobei das Computerprogramm unter Verwendung der Zündfrequenzkomponente ein mit einem Kraftstoffqualitätsmerkmal korrelierendes Merkmal bestimmt und den Kraftstoff auf der Basis des korrelierenden Merkmals einer von mindestens zwei verschiedenen Kraftstoffklassen zuordnet.
  • Das eingangs genannte Problem wird auch gelöst durch eine Brennkraftmaschine mit mindestens einem Brennraum, in den über einen Kraftstoffinjektor Kraftstoff eingespritzt werden kann. Im Betrieb der Brennkraftmaschine ist eine vom Verbrennungsmoment abhängige, komplexe Zündfrequenzkomponente eines Drehzahlspektrums der Brennkraftmaschine bestimmbar. Unter Verwendung der Zündfrequenzkomponente wird ein mit einem Kraftstoffqualitätsmerkmal korrelierendes Merkmal bestimmt und der Kraftstoff wird auf der Basis des korrelierenden Merkmals einer von mindestens zwei verschiedenen Kraftstoffklassen zugeordnet.
  • Kurze Beschreibung der Zeichnungen
  • Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung anhand der beiliegenden Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigen:
  • 1 eine schematische Darstellung einer Einrichtung zur Signalauswertung einer Brennkraftmaschine;
  • 2 ein schematisches Zeigerdiagramm, in dem unterschiedliche Zündfrequenzkomponenten repräsentiert sind;
  • 3 eine schematische Darstellung eines Verfahrens zur Regelung eines Einspritztimings einer Brennkraftmaschine;
  • 4 eine schematische Darstellung eines Verfahrens zur Einstellung einer geeigneten Betriebsart für eine Brennkraftmaschine; und
  • 5 eine schematische Darstellung eines Verfahrens zur Anzeige einer ermittelten Kraftstoffqualität.
  • Ausführungsbeispiel der Erfindung
  • 1 zeigt eine Einrichtung zur Signalauswertung einer Brennkraftmaschine 100 mit einem Geber, beispielsweise in Form eines mit einer (nicht dargestellten) Kurbelwelle drehfest verbundenen Geberrads 110, das Winkelmarken 115 trägt. Die Winkelposition des Geberrads 110 wird durch einen Sensor 120, beispielsweise einen induktiven, magnetorestriktiven Geber oder auch einen Hall-Geber, abgetastet, dessen Signal einem Steuer- und Regelgerät 200 zugeführt wird. Das Steuer- und Regelgerät 200 gibt ein Steuersignal aus, welches beispielsweise einen einem Brennraum 26 der Brennkraftmaschine 100 zugeordneten Kraftstoffinjektor 18 ansteuert.
  • Auf der Basis des von dem Sensor 120 erzeugten Signals wird die Drehzahl der Brennkraftmaschine 100 z. B. mittels so genannter Zähnchenzeiten des Geberrads 110 bestimmt. Über eine Frequenzbereichsbetrachtung der Drehzahl bzw. der Zähnchen zeiten des Geberrads 110 bestimmt das Steuer- und Regelgerät 200 daraus Drehmoment und Brennlage der Brennkraftmaschine 100.
  • Hierzu berechnet das Steuer- und Regelgerät 200 durch eine diskrete Fouriertransformation über das Drehzahlsignal eine Zündfrequenzkomponente A fz des Drehzahlspektrums der Brennkraftmaschine 100. Durch die Kompensation von Gas- und Massenkräften sowie die Kompensation von Einflüssen, die durch ein fehlerhaftes Geberrad 110 entstehen können, wird aus A fz eine komplexe Zündfrequenzkomponente A fz,V des Drehzahlspektrums berechnet, die ausschließlich vom Verbrennungsmoment abhängt. Ein geeignetes Verfahren zur Bestimmung der komplexen Zündfrequenzkomponente A fz,V des Drehzahlspektrums ist in der DE 10 2006 026 380 beschrieben, auf die ausdrücklich Bezug genommen wird und deren Lehren durch Literaturhinweis in die vorliegende Patentanmeldung aufgenommen werden, sodass auf eine genauere Beschreibung der Berechnung verzichtet werden kann.
  • 2 zeigt ein Zeigerdiagramm 210, in dem Beispiele unterschiedlicher komplexer Zündfrequenzkomponenten A fz,V abgebildet sind. Wie aus 2 ersichtlich, kann die komplexe Zündfrequenzkomponente A fz,V anhand ihres Real- und Imaginärteils als Zeiger repräsentiert werden. Hierzu hat das Zeigerdiagramm eine Abszisse 220, auf der jeweils der Realteil Re(A fz,V) abgebildet wird, und eine Ordinate 230, auf der jeweils der Imaginärteil Im(A fz,V) einer entsprechenden komplexen Zündfrequenzkomponente A fz,V abgebildet wird.
  • In 2 sind ein erster Zeiger 244 und ein zweiter Zeiger 246 dargestellt. Der erste Zeiger 244 repräsentiert eine komplexe Zündfrequenzkomponente A fz,V eines Kraftstoffs mit schlechter Kraftstoffqualität, d. h. mit kleiner Cetanzahl. Im Gegensatz hierzu repräsentiert der zweite Zeiger 246 eine komplexe Zündfrequenzkomponente A fz,V eines Kraftstoffs mit guter Kraftstoffqualität, d. h. mit großer Cetanzahl.
  • Die Zeiger 244, 246 haben unterschiedliche Längen und unterschiedliche Richtungen, d. h. unterschiedliche Phasen. In 2 ist zwecks Klarheit und Übersichtlichkeit der Darstellung nur die Phase Φfz,V des Zeigers 244 gekennzeichnet. Für die Phase gilt generell: Φfz,V = arg(A fz,V).
  • Die Phase Φfz,V hängt, wie bereits oben erwähnt, von der Kraftstoffqualität ab. Sie ist jedoch ebenfalls vom jeweiligen Betriebspunkt der Brennkraftmaschine (z. B. Brennkraftmaschine 100 von 1) abhängig.
  • Aus der oben genannten DE 10 2006 026 380 geht hervor, dass der Betrag des Zeigers 244, 246 mit dem mittleren Drehmoment einer entsprechenden Brennkraftmaschine korreliert und die Phase Φfz,V mit deren mittlerer Brennlage. Diese hängt wiederum von der Kraftstoffqualität bzw. der Cetanzahl des Kraftstoffs ab. Wie die Zeiger 244, 246 verdeutlichen, ist die Phase Φfz,V der komplexen Zündfrequenzkomponente A fz,V an einem vorgegebenen Betriebspunkt für einen Kraftstoff mit größerer Cetanzahl, d. h. die Phase des Zeigers 246, größer als für einen Kraftstoff mit kleinerer Cetanzahl, d. h. die Phase des Zeigers 244.
  • Allerdings unterliegt die Phase der komplexen Zündfrequenzkomponente A fz,V insbesondere bei kleinen Beträgen der Zeiger 244, 246 einem entsprechenden Rauschen. Auch die Brennlage wird durch eine Vielzahl verschiedener Parameter beeinflusst, z. B. von der jeweiligen Abgasrückführung. Dementsprechend wird gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung der Kraftstoff einer ersten Kraftstoffklasse zugeordnet, wenn seine zugeordnete Phase einen vorgegebenen Schwellwert überschreitet und einer zweiten Kraftstoffklasse, wenn seine zugeordnete Phase kleiner oder gleich dem vorgegebenen Schwellwert ist. Der vorgegebene Schwellwert wird bevorzugt in Abhängigkeit von einem vorgegebenen Betriebspunkt der Brennkraftmaschine bestimmt.
  • Durch die Verwendung von nur zwei unterschiedlichen Kraftstoffklassen können Fehler bei der Zuordnung, die z. B. durch das oben erwähnte Rauschen auftreten können, minimiert werden. Dennoch wird darauf hingewiesen, dass auch eine Kraftstoffklassifizierung mit einer Vielzahl von unterschiedlichen Kraftstoffklassen erfindungsgemäß realisierbar ist.
  • Die Kraftstoffklassifizierung bzw. die Zuordnung zu einer entsprechenden Kraftstoffklasse kann einer Vielzahl unterschiedlicher Anwendungen zur Verfügung gestellt werden. Diese können im Betrieb der Brennkraftmaschine anhand der bereit gestellten Kraftstoffklassifizierung vorgegebene Maßnahmen ausführen, wie unten stehend unter Bezugnahme auf die 3 bis 5 beschrieben.
  • 3 zeigt eine schematische Darstellung eines Verfahrens 300 zur Regelung eines Einspritztimings einer Brennkraftmaschine. Dieses wird im Betrieb der Brennkraftmaschine schleifenförmig ausgeführt.
  • Bei dem Verfahren 300 wird in einem Schritt 310 anhand eines geeigneten Kennlinienfelds ein Ansteuerbeginn ABMI,KF einer Haupteinspritzung eines Kraftstoffeinspritzsystems 350 eines Motors 360 (z. B. Brennkraftmaschine 100 von 1) in Abhängigkeit von einer momentanen Drehzahl n und einem eingestellten Drehmoment me bestimmt. In einem Schritt 320 wird aus einem geeigneten Kennlinienfeld ein Sollwert Φfz,V,soll für die Phase Φfz,V der komplexen Zündfrequenzkomponente A fz,V bestimmt. Die Phase Φfz,V selbst wird in einem Schritt 330 wie oben beschrieben anhand des in der DE 10 2006 023 380 beschriebenen Verfahrens, dass nachfolgend als „TEO" bezeichnet wird, bestimmt.
  • In einem Schritt 340 wird in Abhängigkeit von dem Sollwert Φfz,V,soll und der Phase Φfz,V ein Korrekturwert ABMI,fz,V für den Ansteuerbeginn ABMI,KF bestimmt, mit dem der Ansteuerbeginn ABMI,KF zu einem tatsächlichen Ansteuerbeginn ABMI korrigiert wird. Der tatsächliche Ansteuerbeginn ABMI bestimmt das Einspritztiming der Haupteinspritzung des Kraftstoffeinspritzsystems 350.
  • Wie aus 3 ersichtlich, kann die Phase Φfz,V somit erfindungsgemäß als Regelgröße verwendet werden, auf deren Basis die Brennlage des Motors 360 durch Veränderung des Einspritztimings des Kraftstoffeinspritzsystems 350 kontinuierlich geregelt wird. Hierbei wird die Phase Φfz,V auf den betriebspunktabhängig applizierten Sollwert Φfz,V,soll geregelt, wobei die negativen Einflüsse der entsprechenden Kraftstoffqualität auf den Verbrennungsvorgang im Motor 360 reduziert werden. Insbesondere können hierdurch Schadstoff- und Geräuschemissionen verringert und der Wirkungsgrad der Verbrennung vergrößert werden.
  • 4 zeigt eine schematische Darstellung eines Verfahrens 400, bei dem eine weitere Auswertung einer wie oben stehend beschrieben ausgeführten Kraftstoffklassifizierung erfolgt. Diese kann parallel oder anstelle des Verfahrens 300 von 3 durchgeführt werden.
  • Bei dem Verfahren 400 wird in einem Schritt 410 das Verfahren TEO ausgeführt, bei dem für einen entsprechenden Kraftstoff durch Auswertung eines Drehzahlsignals n die Phase Φfz,V bestimmt wird. Das Verfahren 400 wird in einem Testbetrieb, einem so genannten „Fuel Detection Mode" (FDM) durchgeführt. In dem Testbetrieb wird eine Voreinspritzung unterdrückt. Das verfahren kann aber auch in geeigneten Betriebspunkten der Brennkraftmaschine im Normalbetrieb, also außerhalb des Testbetriebes, durchgeführt werden. Anhand der Phase Φfz,V wird der Kraftstoff in einem Schritt 420 einer von mindestens zwei unterschiedlichen Kraftstoffklassen kKS zugeordnet.
  • Für die Zuordnung zu einer Kraftstoffklasse kKS kann z. B. der Absolutwert der Phase Φfz,V, die für einen zugeordneten Betriebspunkt bestimmt ist, mit einem für diesen Betriebspunkt vorgegebenen Referenzwert Φfz,V,ref für einen Kraftstoff mit guter Kraftstoffqualität, d. h. großer Cetanzahl, verglichen werden. Falls die Abweichung des Absolutwerts der Phase Φfz,V von dem vorgegebenen Referenzwert Φfz,V,ref einen vorgegebenen Schwellwert überschreitet, wird von einer geringen Kraftstoffqualität ausgegangen und beispielsweise eine entsprechende Kraftstoffklasse für geringe Kraftstoffqualität zugewiesen.
  • In Schritt 430 wird dann erfindungsgemäß in Abhängigkeit von der zugeordneten Kraftstoffklasse kKS eine entsprechende Betriebsart der Brennkraftmaschine eingestellt. Hierbei sind mindestens zwei verschiedene Betriebsarten verfügbar. Jede verfügbare Betriebsart ist erfindungsgemäß einer entsprechenden Kraftstoffklasse zugeordnet. Hierbei können beispielsweise die Einspritzstrategie oder andere Funktionen im Steuer- und Regelgerät der Brennkraftmaschine (z. B. Steuer- und Regelgerät 200 von 1) in einem Modus betrieben werden, der der jeweiligen Kraftstoffqualität angepasst ist.
  • 5 zeigt eine schematische Darstellung eines Verfahrens 500, bei dem eine weitere Auswertung einer wie oben stehend beschrieben ausgeführten Kraftstoffklassifizierung erfolgt. Diese kann parallel oder anstelle der Verfahren 300 von 3 und/oder 400 von 4 durchgeführt werden.
  • Bei dem Verfahren 500 entsprechen die Schritte 510 und 520 den Schritten 410 und 420 des Verfahrens 400 von 4 und werden deshalb nicht erneut beschrieben. In Schritt 530 wird dann erfindungsgemäß die dem Kraftstoff zugeordnete Kraftstoffklasse kKS dem Benutzer der Brennkraftmaschine an einer Anzeigeeinheit repräsentiert. Dieser kann somit die Kraftstoffqualität kKS kontrollieren und beispielsweise durch Auswahl einer geeigneten Bezugsquelle optimieren.
  • Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung werden die Verfahren 300–500 der 3 bis 5 als Computerprogramme implementiert, die von dem Steuer- und Regelgerät 200 der 1 ausführbar sind. Diese Computerprogramme sind z. B. auf einem elektronischen Speichermedium abgespeichert, das mit dem Steuer- und Regelgerät 200 verwendbar ist. Bevorzugt dienen diese Programme auch zur Bestimmung der komplexen Zündfrequenzkomponente A fz,V und der Phase Φfz,V. Somit kann die Erfindung mit bereits vorhandenen Bauteilen der Brennkraftmaschine 100 von 1 einfach und kostengünstig realisiert 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
    • - JP 2006016994 [0004]
    • - DE 102006026380 [0027, 0032]
    • - DE 102006023380 [0037]

Claims (11)

  1. Verfahren zur Kraftstoffklassifizierung für eine Brennkraftmaschine (100) mit mindestens einem Brennraum (26), in den über einen Kraftstoffinjektor (18) Kraftstoff eingespritzt werden kann, dadurch gekennzeichnet, dass im Betrieb der Brennkraftmaschine (100) eine vom Verbrennungsmoment abhängige, komplexe Zündfrequenzkomponente (A fz,V) eines Drehzahlspektrums der Brennkraftmaschine (100) bestimmt wird, wobei unter Verwendung der Zündfrequenzkomponente (A fz,V) ein mit einem Kraftstoffqualitätsmerkmal korrelierendes Merkmal (Φfz,V) bestimmt wird und der Kraftstoff auf der Basis des korrelierenden Merkmals (Φfz,V) einer von mindestens zwei verschiedenen Kraftstoffklassen zugeordnet wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das korrelierende Merkmal (Φfz,V) eine der komplexen Zündfrequenzkomponente (A fz,V) zugeordnete Phase ist, die mit einer mittleren Brennlage der Brennkraftmaschine (100) korreliert, wobei die mittlere Brennlage von der Kraftstoffqualität des Kraftstoffs abhängig ist.
  3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Phase (Φfz,V) als Regelgröße verwendet wird, auf deren Basis die Brennlage durch Veränderung eines der Brennkraftmaschine (100) zugeordneten Einspritztimings geregelt wird.
  4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Phase (Φfz,V) auf einen vorgegebenen Sollwert (Φfz,V,soll) geregelt wird.
  5. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Kraftstoff einer ersten Kraftstoffklasse zugeordnet wird, wenn die zugeordnete Phase (Φfz,V) ei nen vorgegebenen Schwellwert überschreitet und einer zweiten Kraftstoffklasse zugeordnet wird, wenn die zugeordnete Phase (Φfz,V) kleiner oder gleich dem vorgegebenen Schwellwert ist.
  6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der vorgegebene Schwellwert in Abhängigkeit von einem vorgegebenen Betriebspunkt der Brennkraftmaschine (100) bestimmt wird.
  7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Zylinder der Brennkraftmaschine zur Bestimmung der Cetanzahl in einen Testbetrieb gebracht wird, wobei in dem Testbetrieb eine Voreinspritzung unterdrückt wird.
  8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in Abhängigkeit von der Zuordnung des Kraftstoffs zu einer der mindestens zwei Kraftstoffklassen eine entsprechende Betriebsart der Brennkraftmaschine (100) eingestellt wird, wobei mindestens zwei verschiedene Betriebsarten verfügbar sind und jede verfügbare Betriebsart einer entsprechenden Kraftstoffklasse zugeordnet ist.
  9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die dem Kraftstoff zugeordnete Kraftstoffklasse an einer Anzeigeeinheit angezeigt wird.
  10. Computerprogramm zur Kraftstoffklassifizierung für eine Brennkraftmaschine (100) mit mindestens einem Brennraum (26), in den über einen Kraftstoffinjektor (18) Kraftstoff eingespritzt werden kann, dadurch gekennzeichnet, dass das Computerprogramm im Betrieb der Brennkraftmaschine (100) eine vom Verbrennungsmoment abhängige, komplexe Zündfrequenzkomponente (A fz,V) eines Drehzahlspektrums der Brennkraftmaschine (100) bestimmt, wobei das Computerprogramm unter Verwendung der Zündfrequenzkomponente (A fz,V) ein mit einem Kraftstoffqualitätsmerkmal korrelierendes Merkmal (Φfz,V) bestimmt und den Kraftstoff auf der Basis des korrelierenden Merkmals (Φfz,V) einer von min destens zwei verschiedenen Kraftstoffklassen zuordnet.
  11. Brennkraftmaschine (100) mit mindestens einem Brennraum (26), in den über einen Kraftstoffinjektor (18) Kraftstoff eingespritzt werden kann, dadurch gekennzeichnet, dass im Betrieb der Brennkraftmaschine (100) eine vom Verbrennungsmoment abhängige, komplexe Zündfrequenzkomponente (A fz,V) eines Drehzahlspektrums der Brennkraftmaschine (100) bestimmbar ist, wobei unter Verwendung der Zündfrequenzkomponente (A fz,V) ein mit einem Kraftstoffqualitätsmerkmal korrelierendes Merkmal (Φfz,V) bestimmt wird und der Kraftstoff auf der Basis des korrelierenden Merkmals (Φfz,V) einer von mindestens zwei verschiedenen Kraftstoffklassen zugeordnet wird.
DE102008010107A 2007-12-05 2008-02-20 Verfahren zur Kraftstoffklassifizierung für eine Brennkraftmaschine Withdrawn DE102008010107A1 (de)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102008010107A DE102008010107A1 (de) 2007-12-05 2008-02-20 Verfahren zur Kraftstoffklassifizierung für eine Brennkraftmaschine

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102007058531 2007-12-05
DE102007058531.6 2007-12-05
DE102008010107A DE102008010107A1 (de) 2007-12-05 2008-02-20 Verfahren zur Kraftstoffklassifizierung für eine Brennkraftmaschine

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102008010107A1 true DE102008010107A1 (de) 2009-06-10

Family

ID=40621326

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102008010107A Withdrawn DE102008010107A1 (de) 2007-12-05 2008-02-20 Verfahren zur Kraftstoffklassifizierung für eine Brennkraftmaschine

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE102008010107A1 (de)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102009002597B3 (de) * 2009-04-23 2010-10-21 Ford Global Technologies, LLC, Dearborn Verfahren zur Bestimmung der Cetanzahl eines Kraftstoffes im Leerlauf eines Verbrennungsmotors und Motorsteuerung
EP2581588A1 (de) 2011-10-10 2013-04-17 Delphi Technologies Holding S.à.r.l. Verfahren zur Kraftstoffqualitätbestimmung

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006016994A (ja) 2004-06-30 2006-01-19 Honda Motor Co Ltd 内燃機関の制御装置
DE102006023380A1 (de) 2006-05-17 2007-11-22 Ims Gear Gmbh Planetenrad mit radialer Durchgangsbohrung
DE102006026380A1 (de) 2006-06-07 2007-12-13 Robert Bosch Gmbh Verfahren und Steuergerät zum Ermitteln einer charakteristischen Größe einer Brennkraftmaschine anhand einer Drehzahl einer Kurbelwelle der Brennkraftmaschine

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006016994A (ja) 2004-06-30 2006-01-19 Honda Motor Co Ltd 内燃機関の制御装置
DE102006023380A1 (de) 2006-05-17 2007-11-22 Ims Gear Gmbh Planetenrad mit radialer Durchgangsbohrung
DE102006026380A1 (de) 2006-06-07 2007-12-13 Robert Bosch Gmbh Verfahren und Steuergerät zum Ermitteln einer charakteristischen Größe einer Brennkraftmaschine anhand einer Drehzahl einer Kurbelwelle der Brennkraftmaschine

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102009002597B3 (de) * 2009-04-23 2010-10-21 Ford Global Technologies, LLC, Dearborn Verfahren zur Bestimmung der Cetanzahl eines Kraftstoffes im Leerlauf eines Verbrennungsmotors und Motorsteuerung
EP2581588A1 (de) 2011-10-10 2013-04-17 Delphi Technologies Holding S.à.r.l. Verfahren zur Kraftstoffqualitätbestimmung
US9046048B2 (en) 2011-10-10 2015-06-02 Delphi International Operations Luxembourg, S.A.R.L. Method of fuel quality determination

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE102008001081B4 (de) Verfahren und Motorsteuergerät zum Steuern eines Verbrennungsmotors
DE112005003527B4 (de) Verfahren für die Schätzung von Verbrennungsparametern
DE102007023899A1 (de) Verfahren zur Bestimmung der Zusammensetzung eines Kraftstoffgemischs
DE102012208337B4 (de) Verfahren zum steuern eines mit einer kraftstoffmischung aus dieselkraftstoff und biodieselkraftstoff betriebenen verbrennungsmotors
DE102008002121B4 (de) Verfahren und Steuergerät zur Kalibrierung eines Einspritzventils einer Brennkraftmaschine, Computerprogramm und Computergrogrammprodukt
EP1716331B1 (de) Verfahren zur zylindergleichstellung bezüglich der kraftstoff-einspritzmengen bei einer brennkraftmaschine
DE102007027181A1 (de) Verfahren zur Bestimmung der Zusammensetzung eines Kraftstoffgemischs
DE102008001668A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Bestimmung der Zusammensetzung eines Kraftstoffgemischs
WO2007140997A1 (de) Elektronische steuereinrichtung zur steuerung der brennkraftmaschine in einem kraftfahrzeug
DE102007060223A1 (de) Verfahren zur Bestimmung einer Kraftstoffzusammensetzung oder einer Kraftstoffqualität
DE102006044073A1 (de) Verwendung einer elektronischen Steuereinrichtung zur Steuerung der Brennkraftmaschine in einem Kraftfahrzeug
DE102008001128A1 (de) Adaption eines stationären Maximalmoments einer Brennkraftmaschine
DE102011086150A1 (de) Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine
DE102005059908A1 (de) Verfahren zur Dosierung von Kraftstoff in Brennräume eines Verbrennungsmotors
DE60302636T2 (de) Dieselmotor mit Vorrichtung zur Steuerung der Kraftstoffeinspritzmenge
EP1409865B1 (de) Verfahren zum zylinderindividuellen abgleich der einspirtzmenge bei brennkraftmaschinen
DE102018214856A1 (de) Verfahren und Computerprogrammprodukt zum Betrieb einer Brennkraftmaschine mit unterschiedlichen Kraftstoffen
DE102008010107A1 (de) Verfahren zur Kraftstoffklassifizierung für eine Brennkraftmaschine
DE102007060224A1 (de) Verfahren zur Bestimmung der Zusammensetzung eines Kraftstoffgemischs
DE102012210708B4 (de) Verfahren und Anordnung zur Ermittlung eines Korrekturfaktors zur Korrektur eines Einspritzverlaufs bei einem Kraftfahrzeug unter Kaltstartbedingungen zur Sicherung eines schnelleren und sicheren Motorstarts und Motorwiederstarts
DE102011103427A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Klopfregelung
DE102008054954A1 (de) Verfahren zum Betreiben eines Verbrennungsmotors
DE102007019641A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Steuerung einer Brennkraftmaschine
EP2809928A1 (de) Verfahren zur steuerung einer brennkraftmaschine
DE102009002597B3 (de) Verfahren zur Bestimmung der Cetanzahl eines Kraftstoffes im Leerlauf eines Verbrennungsmotors und Motorsteuerung

Legal Events

Date Code Title Description
R012 Request for examination validly filed
R012 Request for examination validly filed

Effective date: 20141028

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