DE102008041611A1 - Method for determining composition of fuel mixture of fuels for operating internal-combustion engine, involves determining composition of fuel mixture of fuels from change of characteristic line of exhaust probe - Google Patents

Method for determining composition of fuel mixture of fuels for operating internal-combustion engine, involves determining composition of fuel mixture of fuels from change of characteristic line of exhaust probe Download PDF

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Abstract

The method involves determining the composition of a fuel mixture of the fuels from a change of a characteristic line of an exhaust probe (26). A catalyst converter (14) is arranged in an exhaust channel (13) of an internal-combustion engine (10). A lambda control system (25) and another lambda control system (27) evaluate an output signal of the exhaust probe and another exhaust probe (28). An independent claim is included for a device for determining a composition of a fuel mixture from the fuels for operating an internal-combustion engine.

Description

Stand der TechnikState of the art

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Bestimmung der Zusammensetzung eines Kraftstoffgemischs aus einem ersten und zumindest einem zweiten Kraftstoff zum Betrieb einer Brennkraftmaschine mit einem in einem Abgaskanal der Brennkraftmaschine angeordneten Katalysator, einer ersten Abgassonde vor dem Katalysator und einer dem Katalysator nachgeschalteten zweiten Abgassonde sowie einer ersten Lambdaregelung und einer zweiten Lambdaregelung, die die Ausgangssignale der ersten Abgassonde und der zweiten Abgassonde auswerten.The The invention relates to a method and a device for determination the composition of a fuel mixture of a first and at least a second fuel for operating an internal combustion engine arranged with a in an exhaust passage of the internal combustion engine Catalyst, a first exhaust gas probe before the catalyst and a the catalyst downstream second exhaust gas probe and a first lambda control and a second lambda control, which the Output signals of the first exhaust gas probe and the second exhaust gas probe evaluate.

Brennkraftmaschinen auf der Basis von Otto-Motoren werden allgemein mit Kraftstoff aus Kohlenwasserstoffen aus fossilen Brennstoffen auf Basis von raffiniertem Erdöl betrieben. Zu diesem Kraftstoff wird vermehrt aus nachwachsenden Rohstoffen (Pflanzen) erzeugter Alkohol, beispielsweise Ethanol oder Methanol, in unterschiedlichen Mischungsverhältnissen beigemengt. In den USA und Europa wird oft eine Mischung aus 85% Ethanol und 15% Benzin unter dem Markennamen E85 eingesetzt. Die Brennkraftmaschinen sind so ausgelegt, dass sie sowohl mit reinem Benzin als auch mit Mischungen bis hin zu E85 betrieben werden können; dies wird mit „Flex-Fuel-Betrieb” bezeichnet. Auf dem brasilianischen Markt sind Mischungen E100 aus 7% Wasser und 93% Ethanol im Einsatz. Für einen sparsamen Betrieb mit einem geringen Schadstoffausstoß bei gleichzeitig hoher Motorleistung und der Sicherstellung eines aussetzerfreien Motorbetriebs müssen die Betriebsparameter im Flex-Fuel-Betrieb an die jeweilig vorliegende Kraftstoff-Mischung angepasst werden. Beispielhaft liegt ein stöchiometrisches Luft-/Kraftstoff-Verhältnis bei 14,7 Gewichtsanteilen Luft pro Anteil Benzin vor, bei Verwendung von E85 liegt ein stöchiometrisches Luft-/Kraftstoff-Verhältnis bei 9,8 Gewichtsanteilen Luft pro Anteil Ethanolgemisch vor und bei Verwendung von Ethanol muss ein Luftanteil von 9 Gewichtsanteilen eingestellt werden. Wird nun, ausgehend von einer Betankung mit reinem Benzin, ein Ethanol enthaltendes Gemisch dazugetankt, kommt es ohne weitere Maßnahmen zu einer Ausmagerung des Gemischs. Dies wird von der Lambdaregelung erkannt und das Gemisch wird angepasst.Internal combustion engines On the basis of gasoline engines are generally fueled Hydrocarbons derived from fossil fuels based on refined Operated oil. To this fuel is increasingly off renewable raw materials (plants) produced alcohol, for example Ethanol or methanol, in different mixing ratios added. In the US and Europe, often a mix of 85% Ethanol and 15% gasoline used under the brand name E85. The Internal combustion engines are designed so that they are both pure Gasoline can also be operated with mixtures up to E85; this is called "flex-fuel operation". On the Brazilian market are mixtures of E100 from 7% water and 93% ethanol in use. For an economical operation with a low pollutant emission with at the same time high Engine performance and ensuring a misfire engine operation the operating parameters in flex-fuel operation have to comply with the be adapted respectively present fuel mixture. exemplary is a stoichiometric air / fuel ratio at 14.7 parts by weight of air per part of gasoline before use E85 provides a stoichiometric air / fuel ratio 9.8 parts by weight of air per part of ethanol mixture before and at Use of ethanol, an air content of 9 parts by weight must be set become. Will now, starting from a refueling with pure gasoline, an ethanol-containing mixture is added thereto, it comes without further Measures for the emptying of the mixture. this will detected by the lambda control and the mixture is adjusted.

Neben dem Luft-Kraftstoff-Verhältnis müssen jedoch noch weitere Parameter wie beispielhaft der Zündzeitpunkt in Abhängigkeit von der Kraftstoffzusammensetzung eingestellt werden. Daher werden über ein Zusammenspiel mehrerer Sensoren die momentane Kraftstoffzusammensetzung vor dem Einspritzzeitpunkt und die momentane Abgaszusammensetzung, also der Sauerstoff-Partialdruck im Abgas, bestimmt und an die Steuerelektronik der Brennkraftmaschine weiter geleitet. Auf Basis dieser Sensordaten wird die Verbrennung der Brennkraftmaschine optimiert.Next however, the air-fuel ratio still needs to other parameters such as the ignition timing in Dependent on the fuel composition set become. Therefore, through an interaction of multiple sensors the instantaneous fuel composition before the injection time and the current exhaust gas composition, ie the partial pressure of oxygen in the exhaust gas, determined and to the control electronics of the internal combustion engine passed on. Based on this sensor data is the combustion the internal combustion engine optimized.

Zur Bestimmung der Zusammensetzung des Kraftstoffgemischs werden unterschiedliche Kraftstoffartensensoren, auch als „fuel composition sensors” bezeichnet, eingesetzt. Kraftstoffartensensoren nutzen die unterschiedlichen Eigenschaften von Alkohol und Benzin zur Bestimmung der Kraftstoffzusammensetzung. So ist beispielsweise Ethanol ein protisches Lösemittel, welches Wasserstoffionen enthält und eine große, jedoch vom Wassergehalt abhängige, Dielektrizitätskonstante aufweist. Benzin hingegen ist ein aprotisches Lösemittel mit einer kleinen Dielektrizitätskonstante. Darauf basierend gibt es Kraftstoffartensensoren, welche die Kraftstoffzusammensetzung anhand der dielektrischen Eigenschaften des Kraftstoffgemischs bestimmen. Andere Kraftstoffartensensoren nutzen die unterschiedlichen optischen Eigenschaften der Kraftstoffe, beispielsweise die unterschiedlichen Brechungsindices.to Determining the composition of the fuel mixture will be different Fuel type sensors, also referred to as "fuel composition sensors", used. Fuel type sensors use the different ones Properties of alcohol and gasoline for determination of fuel composition. For example, ethanol is a protic solvent, which contains hydrogen ions and a large, however, dependent on the water content, dielectric constant having. Gasoline, on the other hand, is an aprotic solvent with a low dielectric constant. Based on that There are fuel type sensors which determine the fuel composition determine the dielectric properties of the fuel mixture. Other fuel type sensors use the different optical Properties of the fuels, for example the different ones Refractive indices.

So ist in der DE 41 12 574 ein Kraftstoffzuführungssystem für einen Verbrennungsmotor beschrieben, in dem der Betriebszustand des Verbrennungsmotors erfasst und die Menge des zuzuführenden Kraftstoffs entsprechend dem Ergebnis dieser Erfassung gesteuert wird. Dabei ist es vorgesehen, dass das Kraftstoffzuführungssystem ein Kraftstoffart-Erfassungsmittel zur Erfassung der Kraftstoffart und ein Rechenmittel zur Berechnung eines der Kraftstoffart entsprechenden theoretischen Luft-Kraftstoff-Verhältnisses in Übereinstimmung mit dem Erfassungsergebnis des Kraftstoffart-Erfassungsmittels umfasst und die Menge des zuzuführenden Kraftstoffs unter Verwendung des vom Rechenmittel erhaltenen theoretischen Luft-Kraftstoff-Verhältnisses als Ziel-Luft-Kraftstoff-Verhältnis gesteuert wird. Dabei kann es vorgesehen sein, dass das Kraftstoffart-Erfassungsmittel die Kraftstoffart durch die Messung wenigstens entweder des Brechungsindexes, der Dielektrizitätskonstante oder der Molwärme des Kraftstoffs im flüssigen Zustand erfasst.So is in the DE 41 12 574 a fuel supply system for an internal combustion engine is described, in which the operating state of the internal combustion engine detected and the amount of fuel to be supplied is controlled in accordance with the result of this detection. Here, it is provided that the fuel supply system includes fuel type detecting means for detecting the fuel type and calculating means for calculating a fuel type corresponding theoretical air-fuel ratio in accordance with the detection result of the fuel-type detection means and the amount of fuel to be supplied using the controlled by the computing means theoretical air-fuel ratio is controlled as the target air-fuel ratio. In this case, provision may be made for the fuel-type detection means to detect the fuel type by measuring at least one of the refractive index, the dielectric constant or the molar heat of the fuel in the liquid state.

Für die Durchführung des Verfahrens müssen jedoch entsprechende Sensoren vorgesehen werden, welche teuer und fehleranfällig sind.For However, the implementation of the procedure must appropriate sensors are provided, which are expensive and error prone are.

In Systemen ohne Ethanolsensor erfolgt die Bestimmung des Kraftstoff-Mischungsverhältnisses durch eine Kraftstoff-Adaption. Bei der Kraftstoff-Adaption wird nach einer Betankung die Gemisch-Adaption vorübergehend eingestellt und die Tankentlüftung wird gesperrt, damit nicht eine undefinierte Kraftstofmenge über die Zuluft die Kraftstoff-Adaption verfälschen kann. Anschließend kann, beispielhaft über das für eine stöchiometrische Verbrennung erforderliche Mengenverhältnis von Luft und Kraftstoff, das Kraftstoff-Mischungsverhältnis von Ethanol und Benzin bestimmt werden.In systems without ethanol sensor, the fuel mixture ratio is determined by a fuel adaptation. During fuel adaptation, after a refueling, the mixture adaptation is temporarily stopped and the tank ventilation is blocked, so that an undefined amount of fuel via the supply air can not falsify the fuel adaptation. Subsequently, by way of example, that for a stoichiometric combustion required ratio of air and fuel, the fuel mixing ratio of ethanol and gasoline are determined.

Insbesondere eine temporäre aber systematische während der Kraftstoff-Adaption vorliegende Gemischabweichung führt zu einer Divergenz der Adaptionswerte. Ebenso kann ein nicht korrekt adaptiertes Kraftstoff-Mischungsverhältnis fälschlicherweise als Gemischfehler in der Gemisch-Adaption adaptiert werden oder ein während der Kraftstoff-Adaption auftretender Gemischfehler in der Kraftstoff-Adaption fälschlicherweise als Kraftstoff-Mischungsverhältnis adaptiert werden. Ein falsch bestimmtes Kraftstoff-Mischungsverhältnis wirkt sich verfälschend auf die Einstellungen der Motorsteuerung zur Zündwinkelberechnung, zum Kaltstartverhalten und zur Optimierung des Wirkungsgrads aus.Especially a temporary but systematic during the Fuel adaptation present mixture deviation leads to a divergence of the adaptation values. Likewise, one may not be correct adapted fuel mixing ratio incorrectly be adapted as a mixture error in the mixture adaptation or a mixture error occurring during the fuel adaptation in the fuel adaptation mistakenly as a fuel mixing ratio be adapted. An incorrectly determined fuel mixture ratio has a detrimental effect on the settings of the engine control for the ignition angle calculation, the cold start behavior and the Optimization of the efficiency.

Es ist Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren und eine Vorrichtung bereitzustellen, welche eine zuverlässige und kostengünstige Erkennung der Zusammensetzung eines Kraftstoffgemischs aus zumindest zwei Kraftstoffen ermöglichen, ohne einen Kraftstoffartensensor einzusetzen.It The object of the invention is to provide a method and a device, which is a reliable and cost-effective detection the composition of a fuel mixture of at least two Enable fuels without a fuel type sensor use.

Vorteile der ErfindungAdvantages of the invention

Die das Verfahren betreffende Aufgabe der Erfindung wird dadurch gelöst, dass die Zusammensetzung des Kraftstoffgemischs aus einem ersten und zumindest einem zweiten Kraftstoff aus einer Änderung der Kennlinie der ersten Abgassonde bestimmt wird. Abgassensoren in Form von Zweipunkt-Lambda-Sensoren haben eine vom Ethanolgehalt des Kraftstoffgemischs abhängige Kennlinie. Diese Eigenschaft kann vorteilhaft zur Bestimmung des Ethanolgehalts benutzt werden, da hierbei der Einfluss des Ethanolgehalts von Gemischabweichungen, beispielhaft durch ein undiches Kraftstoffsystem oder ein Leck im Abgassystem, getrennt werden kann. Zur Durchführung des Verfahrens ist kein zusätzlicher Kraftstoffartensensor erforderlich, so dass die Lösung besonders kostengünstig ist. Das Verfahren ist ein passives Verfahren, das im normalen Betrieb der Brennkraftmaschine durchführbar ist. Es müssen zu seiner Durchführung keine Änderungen der Betriebsparameter der Brennkraftmaschine durchgeführt werden, die gegebenenfalls beispielhaft das Emissionsverhalten der Brennkraftmaschine zumindest zeitweise verschlechtern könnten.The The object of the invention relating to the method is solved by that the composition of the fuel mixture of a first and at least a second fuel from a change in the Characteristic of the first exhaust gas probe is determined. Exhaust gas sensors in Form of two-point lambda sensors have one of the ethanol content the fuel mixture dependent characteristic. This attribute can be advantageously used to determine the ethanol content since here the influence of the ethanol content of mixture deviations, exemplified by an undiches fuel system or a leak in Exhaust system, can be disconnected. To carry out the Procedure is not an additional fuel type sensor required, so that the solution is particularly cost-effective is. The procedure is a passive procedure that is in normal operation the internal combustion engine is feasible. To have to for its implementation, no changes in the operating parameters the internal combustion engine are performed, if necessary exemplarily the emission behavior of the internal combustion engine at least could temporarily worsen.

Wird die Zusammensetzung des Kraftstoffgemischs aus einem Unterschied der Kennlinien der ersten Abgassonde und der zweiten Abgassonde bestimmt, kann das Verfahren besonders stabil gegen Störungen ausgelegt werden. Die Verschiebung der Kennlinie der Abgassonde bei Änderung des Ethanolgehalts des Kraftstoffs wird nur bei der unmittelbar nach der Brennkraftmaschine angeordneten ersten Abgassonde wirksam. Die zweite nach dem Katalysator angeordnete Abgassonde ist von einer solchen Abhängigkeit nicht betroffen, da hier eine andere Abgaszusammensetzung vorliegt. Daher kann aus dem Unterschied der Kennlinien auf den Ethanolgehalt des Kraftstoffgemischs geschlossen werden.Becomes the composition of the fuel mixture from a difference the characteristics of the first exhaust gas probe and the second exhaust gas probe determined, the process can be particularly stable against interference be interpreted. The shift of the characteristic of the exhaust gas probe changing the ethanol content of the fuel will only in the immediately after the internal combustion engine arranged first exhaust gas probe effective. The second arranged after the catalyst exhaust gas probe is not affected by such a dependence because here is another exhaust gas composition. Therefore, from the difference the characteristic curves on the ethanol content of the fuel mixture closed become.

Wird bei einer Änderung des Kraftstoffgemischs in einem ersten Schritt die Einspritzmenge auf Basis des Ausgangssignals der ersten Abgassonde bestimmt, wird in einem zweiten Schritt auf Basis des Ausgangssignals der zweiten Abgassonde die Änderung der Kennlinie der ersten Abgassonde mit einem Korrektursignal korrigiert und wird aus dem Korrektursignal die Zusammensetzung des Kraftstoffgemischs bestimmt, kann ohne einen zusätzlichen Kraftstoffartensensor die Zusammensetzung des Kraftstoffgemischs bestimmt werden und es kann eine Änderung der Zusammensetzung von einer Gemischstörung, beispielhaft durch ein Leck im Abgassystem, getrennt werden. Bei einer Änderung der Zusammensetzung des Kraftstoffgemischs regelt eine erste Lambdaregelung auf Basis des Ausgangssignals der ersten Abgassonde auf den Lambda-Sollwert. Anschließend korrigiert eine zweite Lambdaregelung auf Basis des Ausgangssignals der zweiten Abgassonde die Kennlinienverschiebung der ersten Abgassonde. Liegt ein Leck im Kraftstoffsystem oder im Abgassystem vor der ersten Abgassonde vor, regelt die erste Lambdaregelung die Störung aus, der Regeleingriff der zweiten Lambdaregelung bleibt jedoch konstant. Aus dem Regeleingriff der zweiten Lambdaregelung kann daher auf den Ethanolgehalt im Kraftstoffgemisch geschlossen werden.Becomes when changing the fuel mixture in a first Step the injection quantity based on the output of the first one Flue gas probe is determined in a second step on the basis of Output signal of the second exhaust gas probe the change of Characteristic of the first exhaust gas probe corrected with a correction signal and from the correction signal, the composition of the fuel mixture certainly, can without an additional fuel type sensor the composition of the fuel mixture can be determined and it can a change in the composition of a mixture disorder, for example, by a leak in the exhaust system to be separated. at a change in the composition of the fuel mixture regulates a first lambda control based on the output signal of first exhaust gas probe to the lambda setpoint. Subsequently corrects a second lambda control based on the output signal the second exhaust gas probe, the characteristic shift of the first exhaust gas probe. If there is a leak in the fuel system or in the exhaust system before the first Exhaust probe before, the first lambda control regulates the fault off, the control intervention of the second lambda control remains constant. From the control intervention of the second lambda control can Therefore, be concluded on the ethanol content in the fuel mixture.

Zusammensetzungen von Kraftstoffgemischen können in einem weiten Bereich präzise bestimmt werden, indem in einem ersten Schritt zumindest zwei Werte K1, K2 für das Korrektursignal für vorgegebene Zusammensetzungen des Kraftstoffgemischs bestimmt werden und indem in einem zweiten Schritt aus einem Wert des Korrektursignals K für die zu bestimmende Zusammensetzung des Kraftstoffgemischs durch Interpolation und/oder Extrapolation des Korrektursignals K relativ zu den vorher bestimmten Werten des Korrektursignals K1, K2 die Zusammensetzung des Kraftstoffgemischs bestimmt wird. Beispielhaft können Werte für das Korrektursignal bei Verwendung von Benzin und E85 bestimmt werden und aus der Lage eines aktuell bestimmten Werts für das Korrektursignal durch Interpolation die Zusammensetzung von Kraftstoffgemischen aus Benzin und E85 bestimmt werden.compositions of fuel mixtures can be used in a wide range be precisely determined by, in a first step at least two values K1, K2 for the correction signal for a given one Compositions of the fuel mixture are determined and by in a second step from a value of the correction signal K for the composition of the fuel mixture to be determined Interpolation and / or extrapolation of the correction signal K relative to the previously determined values of the correction signal K1, K2 the Composition of the fuel mixture is determined. exemplary can provide values for the correction signal when used be determined by gasoline and E85 and from the location of a current certain value for the correction signal by interpolation the composition of fuel mixtures of gasoline and E85 determined become.

Die die Vorrichtung betreffende Aufgabe der Erfindung wird dadurch gelöst, dass ein Mittel zur Bewertung der vom Ethanolgehalt abhängigen Kennlinie der ersten Abgassonde vorgesehen ist. Die Bewertung kann als Software in einer Motorsteuerung verwirklicht sein, die das Ausgangssignal einer ersten Abgassonde mit dem Ausgangssignal einer zweiten Lambdasonde vergleicht, welche hinter einem Katalysator ist. Die Kennlinie der zweiten Abgassonde ändert sich bei einer Änderung der Zusammensetzung des Kraftstoffgemischs nicht, da hier eine andere Abgaszusammensetzung als vor dem Katalysator vorliegt. Für die Verwirklichung der Erfindung ist kein zusätzlicher Kraftstoffartensensor erforderlich, so dass die Lösung besonders kostengünstig ist.The object of the invention relating to the device is achieved by providing a means for evaluating the characteristic of the first exhaust gas probe which is dependent on the ethanol content. The evaluation can be implemented as software in a motor control, the output of a ers th exhaust gas probe with the output of a second lambda probe compares, which is behind a catalyst. The characteristic curve of the second exhaust gas probe does not change with a change in the composition of the fuel mixture, since there is a different exhaust gas composition than before the catalyst. For the realization of the invention, no additional fuel sensor is required, so that the solution is particularly inexpensive.

Sind die erste Abgassonde und die zweite Abgassonde als Zweipunkt-Lambdasonden ausgebildet, kann aus der vom Ethanolgehalt abhängigen Kennlinie der Lambdasonden auf den Ethanolgehalt des Kraftstoffgemischs geschlossen werden und es kann eine Gemischstörung von einer Änderung der Zusammensetzung des Kraftstoffgemischs getrennt werden.are the first exhaust gas probe and the second exhaust gas probe as two-point lambda probes formed, can from the ethanol-dependent characteristic the lambda probes closed on the ethanol content of the fuel mixture and it can be a mixed disorder of a change the composition of the fuel mixture are separated.

Werden das erfindungsgemäße Verfahren oder die Vorrichtung zur Bestimmung der Zusammensetzung eines aus Benzin und Ethanol gebildeten Kraftstoffgemischs verwendet, kann ohne zusätzliche Einrichtungen wie Kraftstoffsensoren die Zusammesetzung des Kraftstoffgemischs bestimmt werden. Die Verwendung für Kraftstoffgemische aus Ethanol und Benzin ist besonders vorteilhaft, da hier die Abhängigkeit der Kennlinie von Zweipunkt-Lambdasonden besonders ausgeprägt ist.Become the method or the device according to the invention for determining the composition of a gasoline and ethanol used formed fuel mixture can without additional Facilities such as fuel sensors, the composition of the fuel mixture be determined. The use for fuel mixtures from ethanol and gasoline is particularly advantageous, since here the dependence the characteristic of two-point lambda probes particularly pronounced is.

Kurze Beschreibung der ZeichnungenBrief description of the drawings

Die Erfindung wird im Folgenden anhand des in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigen:The Invention will be described below with reference to the figures shown in the figures Embodiment explained in more detail. Show it:

1 in einer schematischen Darstellung das technische Umfeld, in dem die Erfindung verwirklicht werden kann, 1 in a schematic representation of the technical environment in which the invention can be realized,

2 in einer ersten kombinierten Darstellung den Signalverlauf einer Abgassonde und eines Regelfaktors, 2 in a first combined representation of the signal profile of an exhaust gas probe and a control factor,

3 ein Diagramm mit den Kennlinien der ersten Abgassonde bei Betrieb der Brennkraftmaschine mit Benzin und mit E85. 3 a diagram with the characteristics of the first exhaust gas probe in operation of the internal combustion engine with gasoline and E85.

Ausführungsformen der Erfindungembodiments the invention

1 zeigt in einer schematischen Darstellung eine Brennkraftmaschine 10, welcher ein Zuluftstrom 11 über einen Luftzufuhrkanal 12 zugeführt wird. Ein Abgasstrom 15 der Brennkraftmaschine 10 wird in einem Abgaskanal 13 geführt und in einem Katalysator 14 gereinigt. Die Zusammensetzung des Abgasstroms 15 kann mittels einer ersten Abgassonde 26 vor dem Katalysator 14 und mittels einer zweiten Abgassonde 28 nach dem Katalysator 14 bestimmt werden. Das Ausgangssignal der ersten Abgassonde 26 wird einer ersten Lambdaregelung 25 zugeführt, in der ein Regelfaktor-Signal 24 bestimmt wird. Das Regelfaktor-Signal 24 wird in einer Multiplikationsstufe 23 mit einem in einer Gemisch-Vorsteuerung 21 bestimmten Signal für eine Einspritzmenge multipliziert und einer Kraftstoffdosierung 22 zugeführt. Wird in der ersten Lambdaregelung 25 eine Abweichung vom Sollwert des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses festgestellt, so wird dies über das Regelfaktor-Signal 24 korrigiert. Wird ein Ethanol-reicheres Kraftstoff-Gemisch nachgetankt, steuert die Gemisch-Vorsteuerung 21 zunächst ein mageres Gemisch ein. Das Regelfaktor-Signal 24 steigt an, um dies zu korrigieren. Weiterhin verschiebt sich die Kennlinie der ersten Lambdasonde 26 durch den Zusatz von Ethanol, wie dies weiter unten zu 3 dargestellt wird. 1 shows a schematic representation of an internal combustion engine 10 , which is a supply air flow 11 via an air supply duct 12 is supplied. An exhaust gas flow 15 the internal combustion engine 10 is in an exhaust duct 13 guided and in a catalyst 14 cleaned. The composition of the exhaust gas flow 15 can by means of a first exhaust gas probe 26 in front of the catalyst 14 and by means of a second exhaust gas probe 28 after the catalyst 14 be determined. The output signal of the first exhaust gas probe 26 becomes a first lambda control 25 fed, in which a control factor signal 24 is determined. The control factor signal 24 is in a multiplication stage 23 with one in a mixture feedforward 21 multiplied certain signal for an injection amount and a fuel metering 22 fed. Will in the first lambda control 25 a deviation from the setpoint of the air-fuel ratio, this is determined by the control factor signal 24 corrected. If an ethanol-richer fuel mixture is refueled, the mixture feedforward controls 21 first a lean mixture. The control factor signal 24 rises to correct this. Furthermore, the characteristic of the first lambda probe shifts 26 by the addition of ethanol, as explained below 3 is pictured.

Die zweite Abgassonde 28 nach dem Katalysator 14 wird nach dem Stand der Technik zur Überwachung der Sauerstoff-Speicherfähigkeit und damit der Reinigungswirkung des Katalysators 14 verwendet. Ihr Ausgangssignal wird einer zweiten Lambdaregelung 27 zugeführt, deren Ausgangssignal als Korrektursignal 20 der ersten Lambdaregelung 25 zugeführt wird. Ändert sich der Ethanolgehalt des der Brennkraftmaschine 10 zugeführten Kraftstoffgemischs, verschiebt sich die Kennlinie der ersten Lambdasonde 26, nicht jedoch die der zweiten Lambdasonde 28, da an deren Ort eine andere Abgaszusammensetzung vorliegt. Hierdurch ändert sich das Korrektursignal 20, das die erste Lambdaregelung 25 korrigiert. Das Korrektursignal 20 kann daher erfindungsgemäß als Maß für den Ethanolgehalt des Kraftstoffgemischs dienen.The second exhaust gas probe 28 after the catalyst 14 According to the prior art, monitoring of the oxygen storage capacity and thus the cleaning effect of the catalyst 14 used. Its output signal is a second lambda control 27 supplied, whose output signal as a correction signal 20 the first lambda control 25 is supplied. Changes the ethanol content of the internal combustion engine 10 fed fuel mixture, shifts the characteristic of the first lambda probe 26 , but not the second lambda probe 28 because there is another exhaust gas composition in their place. This changes the correction signal 20 that is the first lambda control 25 corrected. The correction signal 20 can therefore serve according to the invention as a measure of the ethanol content of the fuel mixture.

In 2 ist in einem Zeit-Diagramm 30 der Verlauf des Regelfaktor-Signals 24 entlang einer Zeitachse 33 dargestellt. Das Regelfaktor-Signal 24 ist entlang einer Regelfaktor-Achse 35 abgetragen. Weiterhin ist in dem Zeit-Diagramm 30 der Verlauf einer Sondenspannung 32 dargestellt, die entlang einer Spannungs-Achse 31 abgetragen ist. Die Sondenspannung 32 entspricht dem Ausgangssignal der ersten Abgassonde 26. Aus der Sondenspannung 32 wird das Regelfaktor-Signal 24 unter Berücksichtigung des Korrektursignals 20 gebildet. Nach einem gewissen Zeitraum ist die zweite Lambdaregelung eingeschwungen und das Regelfaktor-Signal 24 konstant. Das Korrektursignal 20 ist in einem Auswertebereich 34 und einem weiteren Auswertebereich 34' aktiv. Dies kann zur Bestimmung des Ethanolgehalts des Kraftstoff-Gemischs verwendet werden. Wird das Korrektur-Signal 20 bei Betrieb mit verschiedenen Gemischen wie reinem Benzin und E85 bestimmt, kann durch Interpolation auf die Zusammensetzung eines aktuell vorliegenden Gemischs geschlossen werden. Das Verfahren kann auch andere Verfahren zur Bestimmung der Zusammensetzung des Kraftstoffgemischs unterstützen.In 2 is in a time diagram 30 the course of the control factor signal 24 along a timeline 33 shown. The control factor signal 24 is along a control factor axis 35 ablated. Furthermore, in the time diagram 30 the course of a probe voltage 32 shown along a voltage axis 31 is worn away. The probe voltage 32 corresponds to the output signal of the first exhaust gas probe 26 , From the probe voltage 32 becomes the control factor signal 24 taking into account the correction signal 20 educated. After a certain period of time, the second lambda control is settled and the control factor signal 24 constant. The correction signal 20 is in an evaluation area 34 and another evaluation area 34 ' active. This can be used to determine the ethanol content of the fuel mixture. Will the correction signal 20 When used with different mixtures, such as pure gasoline and E85, it is possible to conclude by interpolation the composition of a mixture currently present. The method may also assist other methods for determining the composition of the fuel mixture.

3 zeigt ein Kennlinien-Diagramm 40, in dem entlang einer Sondenspannungs-Achse 41 und einer Lambda-Achse 42 eine erste Kennlinie 43 für das Ausgangssignal der ersten Abgassonde 26 bei Betrieb mit Benzin und eine zweite Kennlinie 44 bei Betrieb mit E85 dargestellt sind. Bei einem Kraftstoff mit erhöhtem Ethanol-Anteil verschiebt sich die Kennlinie in Richtung mager, was bedeutet, dass die gleiche Sondenspannung bei einem luftreicheren Gemisch auftritt. 3 shows a characteristic diagram 40 in which along a probe voltage axis 41 and a lambda axis 42 a first characteristic 43 for the output signal of the first exhaust gas probe 26 when operating with gasoline and a second characteristic 44 when operating with E85. For a fuel with an increased ethanol content, the characteristic shifts towards lean, which means that the same probe voltage occurs in an air-rich mixture.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • - DE 4112574 [0005] - DE 4112574 [0005]

Claims (7)

Verfahren zur Bestimmung der Zusammensetzung eines Kraftstoffgemischs aus einem ersten und zumindest einem zweiten Kraftstoff zum Betrieb einer Brennkraftmaschine (10) mit einem in einem Abgaskanal (13) der Brennkraftmaschine (10) angeordneten Katalysator (14), einer ersten Abgassonde (26) vor dem Katalysator (14) und einer dem Katalysator (14) nachgeschalteten zweiten Abgassonde (28) sowie einer ersten Lambdaregelung (25) und einer zweiten Lambdaregelung (27), die die Ausgangssignale der ersten Abgassonde (26) und der zweiten Abgassonde (28) auswerten, dadurch gekennzeichnet, dass die Zusammensetzung des Kraftstoffgemischs aus einem ersten und zumindest einem zweiten Kraftstoff aus einer Änderung der Kennlinie der ersten Abgassonde (26) bestimmt wird.Method for determining the composition of a fuel mixture comprising a first and at least a second fuel for operating an internal combustion engine ( 10 ) with one in an exhaust passage ( 13 ) of the internal combustion engine ( 10 ) arranged catalyst ( 14 ), a first exhaust gas probe ( 26 ) in front of the catalyst ( 14 ) and a catalyst ( 14 ) downstream second exhaust gas probe ( 28 ) and a first lambda control ( 25 ) and a second lambda control ( 27 ), the output signals of the first exhaust gas probe ( 26 ) and the second exhaust gas probe ( 28 ), characterized in that the composition of the fuel mixture of a first and at least a second fuel from a change in the characteristic of the first exhaust gas probe ( 26 ) is determined. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Zusammensetzung des Kraftstoffgemischs aus einem Unterschied der Kennlinien der ersten Abgassonde (26) und der zweiten Abgassonde (28) bestimmt wird.A method according to claim 1, characterized in that the composition of the fuel mixture from a difference in the characteristics of the first exhaust gas probe ( 26 ) and the second exhaust gas probe ( 28 ) is determined. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass bei einer Änderung des Kraftstoffgemischs in einem ersten Schritt die Einspritzmenge auf Basis des Ausgangssignals der ersten Abgassonde (26) bestimmt wird, dass in einem zweiten Schritt auf Basis des Ausgangssignals der zweiten Abgassonde (28) die Änderung der Kennlinie der ersten Abgassonde (26) mit einem Korrektursignal (20) korrigiert wird und dass aus dem Korrektursignal (20) die Zusammensetzung des Kraftstoffgemischs bestimmt wird.A method according to claim 1 or 2, characterized in that in a change of the fuel mixture in a first step, the injection quantity based on the output signal of the first exhaust gas probe ( 26 ) is determined that in a second step on the basis of the output signal of the second exhaust gas probe ( 28 ) the change of the characteristic of the first exhaust gas probe ( 26 ) with a correction signal ( 20 ) and that from the correction signal ( 20 ) the composition of the fuel mixture is determined. Verfahren einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass in einem ersten Schritt zumindest zwei Werte K1, K2 für das Korrektursignal (20) für vorgegebene Zusammensetzungen des Kraftstoffgemischs bestimmt werden und dass in einem zweiten Schritt aus einem Wert des Korrektursignals (20) K für eine zu bestimmende Zusammensetzung des Kraftstoffgemischs durch Interpolation und/oder Extrapolation des Korrektursignals (20) K relativ zu den vorher bestimmten Werten des Korrektursignals (20) K1, K2 die Zusammensetzung des Kraftstoffgemischs bestimmt wird.Method according to one of claims 1 to 3, characterized in that in a first step at least two values K1, K2 for the correction signal ( 20 ) are determined for predetermined compositions of the fuel mixture and that in a second step from a value of the correction signal ( 20 ) K for a composition of the fuel mixture to be determined by interpolation and / or extrapolation of the correction signal ( 20 ) K relative to the previously determined values of the correction signal ( 20 ) K1, K2 the composition of the fuel mixture is determined. Vorrichtung zur Bestimmung der Zusammensetzung eines Kraftstoffgemischs aus einem ersten und zumindest einem zweiten Kraftstoff zum Betrieb einer Brennkraftmaschine (10) mit einem in einem Abgaskanal (13) der Brennkraftmaschine (10) angeordneten Katalysator (14), einer ersten Abgassonde (26) vor dem Katalysator (14) und einer dem Katalysator (14) nachgeschalteten zweiten Abgassonde (28), dadurch gekennzeichnet, dass ein Mittel zur Bewertung der vom Ethanolgehalt abhängigen Kennlinie der ersten Abgassonde (26) vorgesehen ist.Device for determining the composition of a fuel mixture comprising a first and at least a second fuel for operating an internal combustion engine ( 10 ) with one in an exhaust passage ( 13 ) of the internal combustion engine ( 10 ) arranged catalyst ( 14 ), a first exhaust gas probe ( 26 ) in front of the catalyst ( 14 ) and a catalyst ( 14 ) downstream second exhaust gas probe ( 28 ), characterized in that a means for evaluating the ethanol-dependent characteristic of the first exhaust gas probe ( 26 ) is provided. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Abgassonde (26) und die zweite Abgassonde (28) als Zweipunkt-Lambdasonden ausgebildet sind.Apparatus according to claim 5, characterized in that the first exhaust gas probe ( 26 ) and the second exhaust gas probe ( 28 ) are designed as two-point lambda probes. Verwendung eines Verfahrens oder einer Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche zur Bestimmung der Zusammensetzung eines aus Benzin und Ethanol gebildeten Kraftstoffgemischs.Use of a method or device according to any one of the preceding claims for determination the composition of a fuel mixture formed from gasoline and ethanol.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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