DE102008047062A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Betrieb eines bivalenten Verbrennungsmotors - Google Patents

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Abstract

Um die Verwendung eines Kraftstoffs mit variablem Alkoholanteil bei Verbrennungsmotoren nutzerfreundlich und/oder kostengünstig bereitzustellen, wird ein Verfahren zum Betrieb eines Verbrennungsmotors mit den Schritten vorgeschlagen: Erfassen und Abspeichern des beim Betrieb des bivalenten Verbrennungsmotors mit einem Kraftstoff, welcher einen vorgegebenen Alkoholanteil aufweist, von der Motorsteuerung unter vorgegebenen Betriebsbedingungen festgelegten Betriebsparameters als Basiswert, insbesondere Erfassen und Abspeichern einer Basis-Einspritzzeit; Betreiben des Verbrennungsmotors mit einem Kraftstoff, welcher einen anderen als den vorgegebenen Alkoholanteil aufweist; Abtasten der von der Motorsteuerung festgelegen Einspritzzeit des Einspritzventils als Bezugs-Einspritzzeit, wenn der Verbrennungsmotor unter den vorgegebenen Betriebsbedingungen und mit dem Kraftstoff, welcher einen anderen als den vorgegebenen Alkoholanteil aufweist, betrieben wird; Ermitteln eines Korrekturfaktors für die Einspritzzeit des Einspritzventils unter Berücksichtigung des Bezugswertes und/oder des Basiswertes sowie Abspeichern des Korrekturfaktors, wobei im Kaltlauf-/Warmlauf-/Teillast- und/oder Volllastbetrieb die von der Motorsteuerung festgelegte Einspritzzeit für das Einspritzventil mittels des Korrekturfaktors angepasst wird und das Einspritzventil mit der korrigierten Einspritzzeit betrieben wird. Die Erfindung betrifft ferner eine Vorrichtung zur Umsetzung eines derartigen Verfahrens.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb eines bivalenten Verbrennungsmotors, bei welchem Kraftstoff mittels eines Einspritzventils in den Verbrennungsmotor eingespritzt wird, wobei zur Festlegung einer Kraftstoffmenge für den Einspritzvorgang eine Einspritzzeit für das Einspritzventil von einer Motorsteuerung festgelegt wird, und wobei der Betrieb an die Verwendung eines Kraftstoffes mit geändertem Alkoholanteil angepasst wird. Darüber hinaus betrifft die Erfindung eine Vorrichtung, mit der ein solches Verfahren ausführbar ist. Der Ausdruck „bivalent” bedeutet dabei, dass der Motor sowohl reinen Kraftstoff als auch Kraftstoff mit einem Alkoholanteil verbrennen kann.
  • In den letzten Jahren wurde eine Vielzahl von Möglichkeiten diskutiert, den Verbrauch von auf Erdölbasis hergestelltem Kraftstoff bei Kraftfahrzeugen zu vermindern. Beispielsweise ist der Betrieb von Fahrzeugen mit Alkohol insbesondere in Süd- und Nordamerika schon seit langem umgesetzt. Die Konzentration des Alkohols im Kraftstoff kann sich je nach getanktem Kraftstoff von einer Tankfüllung zur nächsten Tankfüllung ändern. Letztlich können sich so beliebige Konzentrationen des Alkohols wie beispielsweise Ethanol im Kraftstoff einstellen. Dabei weist Ethanol gegenüber dem handelsüblichen Kraftstoff einen rund 30% niedrigeren Brennwert auf. Für einen einwandfreien Betrieb des Verbrennungsmotors ist es deshalb erforderlich, dass die Motorsteuerung des Verbrennungsmotors die neue Kraftstoffzusammensetzung möglichst schnell erkennt und bei der Steuerung bzw. Regelung des Motors berücksichtigt.
  • Dabei kann der Alkohol im Kraftstoff in unterschiedlichen Konzentrationen zwischen 0% und 100% vorliegen; derartige Kraftstoffe werden auch als „Flex-Fuel” oder „Flexible Fuel” (FF) bezeichnet.
  • Die US 6257174 B1 beschreibt ein Verfahren, bei dem über die Verhältnisse der Volumina der Füllstandsmengen vor und nach dem Tanken sowie dem Umstand, dass nur reines Benzin oder Flex-Fuel mit einer Alkoholkonzentration von 85% getankt werden kann, die Alkoholkonzentration der neuen Kraftstoffmischung abgeschätzt und danach der Betrieb des Verbrennungsmotors gesteuert. Eine Weiterentwicklung dieses Verfahrens findet sich in der Patentanmeldung DE 102006029970 A1 , welche lehrt, nach dem Betanken in Abhängigkeit von dem Volumina des Tank-Kraftstoffs vor und nach dem Tanken einen ersten und zweiten Korridor möglicher Lambda-Werte festzulegen. Das Patent DE 4031009 C2 betrifft ein Verfahren zur Nutzung von Brennstoffen mit Alkoholzusätzen für eine mit einem elektronischen Gemischbildungssystem betriebene Brennkraftmaschine, bei dem mittels einer Einrichtung zur Verdampfung einer Brennstoffprobenmenge ein Korrektursignal zur Änderung der Gemischzusammensetzung in einem Steuergerät erzeugt wird.
  • Derartige herkömmliche Verfahren sind umständlich und aufwendig bei der Umsetzung, insbesondere in solchen Fällen, bei welchen zusätzliche, den Kraftstoff betreffende Sensoren wie Füllstandssensoren und Messeinrichtungen verwendet werden zur Ermittlung eines Korrektursignals.
  • Insofern liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren sowie eine Vorrichtung zum Betrieb eines Verbrennungsmotors bereitzustellen, welche an die Verwendung eines Kraftstoffs mit variablem Alkoholanteil angepasst sind, und die nutzerfreundlicher und/oder kostengünstiger sind.
  • Diese Aufgabe wird auf überraschend einfache Weise verfahrensseitig mit einem Verfahren zum Betrieb eines Verbrennungsmotors gelöst, welches die Schritte umfasst:
    Erfassen und Abspeichern des beim Betrieb des bivalenten Verbrennungsmotors mit einem Kraftstoff, welcher einen vorgegebenen Alkoholanteil aufweist, von der Motorsteuerung unter vorgegebenen Betriebsbedingungen festgelegten Betriebsparameters als Basiswert, insbesondere Erfassen und Abspeichern einer Basis-Einspritzzeit; Betreiben des Verbrennungsmotors mit einem Kraftstoff, welcher einen anderen als den vorgegebenen Alkohol-Anteil aufweist; Abtasten der von der Motorsteuerung festgelegten Einspritzzeit des Einspritzventils als Bezugs-Einspritzzeit, wenn der Verbrennungsmotor unter den vorgegebenen Betriebsbedingun gen und mit dem Kraftstoff, welcher einen anderen als den vorgegebenen Alkohol-Anteil aufweist, betrieben wird; Ermitteln eines Korrekturfaktors für die Einspritzzeit des Einspritzventils unter Berücksichtigung des Bezugswertes und/oder des Basiswertes sowie Abspeichern des Korrekturfaktors, wobei im Kaltlauf-/Warmlauf-/Teillast- und/oder Volllastbetrieb die von der Motorsteuerung festgelegte Einspritzzeit für das Einspritzventil mittels des Korrekturfaktors angepasst wird, und das Einspritzventil mit der korrigierten Einspritzzeit betrieben wird.
  • Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren wird es ermöglicht, Verbrennungsmotoren mit bivalentem Kraftstoff zu betreiben, ohne das umständliche, insbesondere kosten- und zeitaufwendige zusätzliche Schritte notwendig sind. Insbesondere ist es nach dem erfindungsgemäßen Verfahren nicht mehr notwendig, Spritmengen, wie beispielsweise den zusätzlich in den Tank eingefüllten Kraftstoff zu messen oder eine Untersuchung unter Verdampfung einer Brennstoffprobenmenge zur Ermittlung eines Korrektursignals durchzuführen. Stattdessen wird bei einem erfindungsgemäßen Verfahren der Verbrennungsmotor ohne zusätzliche, auf den Kraftstoff bezogene Messsensoren betrieben und das Korrektursignal für die Festlegung der Einspritzzeit für alle Betriebsphasen des Motors unter Zugrundelegung einer Basis-Einspritzzeit und einer Bezugs-Einspritzzeit ermittelt. Das erfindungsgemäße Verfahren eignet sich sowohl für Single-Point als auch für Multi-Point-Einspritzanlagen, wobei der Alkoholgehalt des Kraftstoffs in Betrieb zwischen 0% bis 100% variieren kann. Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird die Einspritzzeit automatisch an den jeweiligen Alkoholgehalt des Kraftstoffes angepasst.
  • Das Erfassen der Basis-Einspritzzeit kann einerseits das Auslesen des betreffenden Wertes aus einer Tabelle, jedoch andererseits auch das Einlesen der von der Motorsteuerung ermittelten Einspritzzeit unter vorgegebenen Bedingungen umfassen. In letzterem Fall umfasst das Erfassen des Basiswertes des Einspritz-Ventils das Betreiben des Verbrennungsmotors unter den vorgegebenen Betriebsbedingungen mit einem Kraftstoff, welcher einen vorgegebenen Alkoholanteil, beispielsweise einen Alkoholanteil von Null aufweist, sowie das Abtasten und Abspeichern der von der Motorsteuerung unter den vorgegebenen Betriebsbedingungen festgelegten Einspritzzeit als Basis-Einspritzzeit. Darüber hinaus kann die Basis-Einspritzzeit auch durch Verarbeitung einer Eingabe des Nutzers, z. B. einer Eingabe des Ethanolanteils im Tank erfasst, d. h. ermittelt ermittelt werden. Beispielsweise kann in dem Zusatzcontroller eine Tabelle oder eine Berechnungsregel abgelegt sein, mit welcher den verschiedenen Werten von Ethanolanteilen unterschiedliche Basis-Einspritzzeiten zugeordnet werden, welche dann für das erfindungsgemäße Verfahren verwendet werden können.
  • Um eine Vergleichbarkeit der Basis-Einspritzzeit mit der Bezugs-Einspritzzeit bereitzustellen, kann erfindungsgemäß vorgesehen sein, dass beide Werte sich auf vorgegebene und gleiche Betriebsbedingungen mit einer Soll-Betriebstemperatur und einer vorgegebenen Soll-Drehzahl des Verbrennungsmotors beziehen. Besonders zweckmäßig ist es dabei, wenn diese Soll-Drehzahl die jeweilige Leerlauf-Drehzahl des Motors ist. Da diese Betriebsphase, d. h. die Leerlaufphase, nach dem Erreichen der vorgegebenen Soll-Betriebstemperatur beim Stadtbetrieb häufig erreicht wird, kann somit auch häufig ein neuer Bezugs-Einspritzwert abgetastet und ein aktueller Korrekturwert ermittelt werden, sodass das erfindungsgemäße Verfahren sich auch dadurch auszeichnet, dass immer mit dem aktuellen Korrekturwert gearbeitet wird. Andererseits kann es jedoch insbesondere bei Autobahnfahrten auch zweckmäßig sein, wenn eine neue Bezugs-Einspritzzeit beim Betrieb des Verbrennungsmotors nach Ablauf eines vorgegebenen Zeitintervalls nach der letzten Abtastung des Bezugswertes abgetastet wird. Die vorgegebene Soll-Drehzahl ist in diesem Fall nicht die Leerlauf-Drehzahl sondern eine vorgegebene, höhere Motor-Drehzahl, an dem der Basiswert als auch der Bezugswert abgetastet werden.
  • In einer weiteren Ausführungsform wird ein bei höherer Drehzahl ermittelter Bezugswert mit einem bei Leerlaufdrehzahl ermittelten Basiswert datenverarbeitet, um einen neuen Korrekturfaktor zu berechnen. Hierzu wird der Bezugswert, welcher bei einer höheren Drehzahl als die Leerlaufdrehzahl ermittelt wurde, mittels einer vorgegebenen Rechenvorschrift auf einen entsprechenden Bezugswert bei Leerlaufdrehzahl skaliert.
  • Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird zweckmäßigerweise von der Motorsteuerung eine Lambda-geregelte Einspritzung des Kraftstoffs durchgeführt, wobei sowohl die Basis-Einspritzzeit als auch die Bezugs-Einspritzzeit für das Einspritzventil bei einem Lambda-Wert von 1 abgetastet werden. Damit kann für das erfindungsgemäße Verfahren die sich in üblichen Kraftfahrzeugen von vorneherein vorgesehene Lambda-Regelung verwendet werden.
  • Je nach Ausführungsform kann der Korrekturfaktor für die Festlegung der Einspritzzeit nach unterschiedlichen arithmetischen Verfahren bestimmt werden. Besonders zweckmäßig ist es, wenn dieser Korrekturfaktor das Verhältnis der Bezugs-Einspritzzeit zur Basis-Einspritzzeit umfasst.
  • Gemäß der Erfindung wird auf die Erfassung der neuen Bezugs-Einspritzzeit für das Einspritzventil unter dessen Berücksichtigung und der Berücksichtigung der Basis-Einspritzzeit ein neuer Korrekturfaktur ermittelt und abgespeichert, wobei wiederum im Kaltlauf-/Warmlauf-/Teillast- und/oder Volllastbetrieb die von der Motorsteuerung festgelegte Einspritzzeit mittels des neuen Korrekturfaktors angepasst wird und das Einspritzventil mit der korrigierten Einspritzzeit betrieben wird.
  • In einer besonders einfach umzusetzenden Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens ist vorgesehen, dass der neue Korrekturfaktor ermittelt wird unter Berücksichtigung des Verhältnisses von neuer Bezugs-Einspritzzeit zur Basis-Einspritzzeit und unter Berücksichtigung des aktuellen Korrekturfaktors.
  • In einer besonders zweckmäßigen Ausführungsform der Erfindung kann vorgesehen sein, dass der neue Korrekturfaktor iterativ bestimmt wird. Dabei kann vorgesehen sein, dass der aktuelle Korrekturfaktor verändert und die auf den geänderten Korrekturfaktor von der Motorsteuerung festgelegte Einspritzzeit (d. h. die Bezugs-Einspritzzeit) mit der Basis-Einspritzzeit verglichen wird. Der Korrekturfaktor wird dann solange verändert, bis die von der Motorsteuerung eingestellte Einspritzzeit identisch ist mit der Basis-Einspritzzeit. In der Praxis wird die iterative Festlegung des Korrekturfaktors abgebrochen, wenn der Absolutbetrag der Differenz zwischen Basiswert und Bezugswert der Einspritzzeit einen vorgegebenen Wert, beispielsweise 1% des Basiswertes, nicht überschreitet. Sollte sich auf eine Vergrößerung des Korrekturfaktors ein größerer Unterschied zwischen Basiswert und Bezugswert der Einspritzzeit einstellen, so wird im erfindungsgemäßen iterativen Verfahren erkannt, dass der Korrektorfaktor nicht vergrößert, sondern verkleinert werden muss. Sollte sich andererseits auf eine Verkleinerung des Korrekturfaktors ein größerer Unterschied zwischen Basiswert und Bezugswert der Einspritzzeit einstellen, so wird im erfindungsgemäßen Verfahren erkannt, dass der Korrektorfaktor nicht verkleinert, sondern vergrößert werden muss.
  • Bei einem derartigen iterativen Verfahren ist erfindungsgemäß die Zeit zwischen dem Einstellen zweier unterschiedlicher Korrekturfaktoren groß, vorzugsweise sehr groß im Vergleich zur Zeitkonstante der Lambdaregelung. Hierdurch kann sichergestellt werden, dass nach dem Einstellen eines neuen Korrekturwertes die Lambdaregelung der Motorsteuerung eingeschwungen ist und demnach das System auf dem Lambdawert von 1 eingestellt ist, bevor zum Zwecke der iterativen Anpassung des Korrekturfaktors ein neuer Korrekturfaktor eingestellt wird.
  • Wie oben stehend erläutert kann erfindungsgemäß vorgesehen sein, dass der Korrekturfaktor in allen Betriebsphasen, d. h. im Kaltlauf-/Warmlauf-/Teillast- und Volllastbetrieb zur Festlegung einer angepassten Einspritzzeit für das Einspritzventil verwendet wird, indem die von der Motorsteuerung ermittelte Einspritzzeit mit dem Korrekturfaktor multipliziert wird. In der Kaltlauf- bzw. Vollgasphase wird üblicherweise die Lambdaregelung ausgeschaltet, wobei die dann gültigen Einspritzzeiten von der Motorsteuerung aus einem Kennfeld, beispielsweise aus einem Speicher entnommen oder mittels einer Rechenregel ermittelt werden. In diesem Fall kann erfindungsgemäß vorgesehen sein, dass auch die so von der Motorsteuerung bestimmte Einspritzzeit mit dem Korrekturfaktor multipliziert wird und das Einspritzventil mit der korrigierten Einspritzzeit betrieben wird.
  • Um nach dem Stillstand des Verbrennungsmotors diesen auch beim nachfolgenden Wiederstart möglichst an den jeweiligen Kraftstoff angepasst zu betreiben, kann erfindungsgemäß vorgesehen sein, dass beim Start des Motors die von der Motorsteuerung festgelegte Einspritzzeit für das Einspritzventil mittels des in der letzten, d. h. in der vorhergehenden Betriebsphase abgespeicherten Korrekturfaktors angepasst wird und das Einspritzventil mit der so korrigierten Einspritzzeit betrieben wird.
  • Vorrichtungsseitig wird das obige Problem gelöst mit einer Vorrichtung zur Korrektur eines von einer Motorsteuerung eines Verbrennungsmotors festgelegten Betriebsparameters für ein Einspritzventil, insbesondere einer Einspritzzeit, wobei der Betrieb an die Verwendung eines Kraftstoffes mit geändertem Alkoholanteil angepasst ist. Die erfindungsgemäße Vorrichtung zeichnet sich durch einen Temperatursensor zur Erfassung der Temperatur des Verbrennungsmotors, einen Eingang zur Abtastung der Motordrehzahl sowie einen Abtasteingang zur Abtastung der von der Motorsteuerung festgelegten Momentan-Einspritzzeit, eine Speichereinrichtung zum Speichern einer Basis-Einspritzzeit sowie zum Abspeichern eines Korrekturfaktors, eine Korrektursteuereinrichtung zur Ermittlung eines Korrektursignals unter Berücksichtigung der Basis-Einspritzzeit und/oder der Bezugs-Einspritzzeit und zur Ermittlung einer korrigierten Einspritzzeit sowie einem Ausgang zur Abgabe der korrigierten Einspritzzeit aus.
  • Die Erfindung wird im Folgenden durch das Beschreiben mehrerer Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen erläutert, wobei
  • 1 in einer Prinzipskizze den erfindungsgemäßen Einsatz eines Zusatzcontrollers 40 zum Anpassen des Betriebs eines Verbrennungsmotors an einen Kraftstoff mit variablem Alkoholanteil,
  • 2 den Zusatzcontroller 40 detaillierter in einer Prinzipskizze,
  • 3 eine erste Ausführungsform eines Verfahrens zur Anpassung des Betriebs eines Verbrennungsmotors an einen Kraftstoff mit variablem Alkoholanteil in einem Ablaufdiagramm und
  • 4 eine zweite Ausführungsform eines Verfahrens zur Anpassung des Betriebs eines Verbrennungsmotors an einen Kraftstoff mit variablem Alkoholanteil in einem Ablaufdiagramm zeigt.
  • Die Erfindung wird im Folgenden in Bezug auf einen herkömmlichen Verbrennungsmotor beschrieben, bei welchem eine Motorsteuerung 10 auf der Grundlage des Signals einer Lambdasonde 20 die Einspritzzeit für ein Einspritzventil 30 festlegt. Dabei regelt die Motorsteuerung 10 beispielsweise im Teillastbetrieb die Kraftstoffmenge über die Einstellung der Einspritzzeit so, dass sich ein Lambdawert von 1 ergibt, d. h. ein optimales Mengenverhältnis von Kraftstoff zu Luft vorliegt. Wird nun Kraftstoff mit einem Ethanolanteil, insbesondere mit einem hohen Ethanolanteil getankt, kann die Steuerung den gewünschten Lambdawert von 1 unter Umständen nicht mehr einstellen, da der Regelbereich hierzu nicht mehr ausreicht.
  • Hier greift nun die erfindungsgemäße Vorrichtung (im Folgenden als Zusatzcontroller bezeichnet) bzw. das erfindungsgemäße Verfahren ein. Dabei wird zwischen dem Ausgang der Motorsteuerung 10 und dem Eingang des Einspritzventils 30 der erfindungsgemäße Zusatzcontroller 40 angeordnet, welcher die von der Motorsteuerung 10 ermittelte Einspritzzeit TE erfasst, d. h. aufnimmt, datenverarbeitet und ein korrigiertes Einspritzsignal TEK an das Einspritzventil 30 ausgibt. In der beschriebenen Ausführungsform umfasst der Zusatzcontroller 40 auch einen Temperatursensor 41 zur Ermittlung der aktuellen Motortemperatur sowie einen Eingang 47 zur Ermittlung der Motordrehzahl. Die Bezeichnung Einspritzsignal und Einspritzzeit werden hier synonym verwendet. Das Signal kann die Einspritzzeit z. B. über die Signaldauer oder auch digital codieren.
  • Eine detailliertere Darstellung des Zusatzcontrollers 40 zeigt 2. Über den Eingang 42 wird das von der Motorsteuereinrichtung 10 abgegebene Einspritzsignal aufgenommen, von der CPU 44 datenverarbeitet und ein korrigierten Einspritzsignal TEK am Ausgang 43 abgegeben, welcher mit dem Eingang des Einspritzventils 30 verbunden ist (siehe 1). Dabei greift die CPU 44 auf einen Speicher 45 zu, in welchem Parameter für die Berechnung ablegbar sind. In dem beschriebenen Beispiel weist der Zusatzcontroller 40 auch einen Programmiereingang 46 auf, über welchen Berechnungsvorschriften zur Ermittlung der korrigierten Einspritzzeit bzw. Berechnungsparameter oder Kennlinien in den Speicher abgelegt werden können.
  • Im Folgenden soll das erfindungsgemäße Verfahren zum Betrieb eines Verbrennungsmotors, in welchem Kraftstoff mittels eines Einspritzventils in den Verbrennungsmotor eingespritzt wird, erläutert werden. Ausgangspunkt ist die Erfassung einer Basis-Einspritzzeit durch den Zusatzcontroller. Diese Basis-Einspritzzeit kann beispielsweise über den Programmiereingang 46 eingegeben, jedoch auch durch den Eingang 42 eingelesen werden. Diese Basis-Einspritzzeit ist eine vorgegebene bzw. unter vorgegebenen Betriebsbedingungen von der Motorsteuerung ermittelte Einspritzzeit bei der Verwendung eines vorgegebenen Kraftstoffes, beispielsweise eines Kraftstoffes ohne Alkoholanteil. In dem beschriebenen Beispiel wird die Basis-Einspritzzeit bestimmt, wenn der Motor seine Betriebstemperatur erreicht hat und im Leerlauf betrieben wird. Die von der Motorsteuerung 10 unter diesen Betriebsparametern zur Erzielung eines Lambdawerts von 1 ermittelte Einspritzzeit wird in der beschriebenen Ausführungsform dann von dem Zusatzcontroller 40 als Basis-Einspritzzeit abgespeichert.
  • Wird nun ein Kraftstoff mit einem Ethanolanteil ungleich Null getankt, erfasst der Zusatzcontroller die von der Motorsteuerung neu ermittelte Einspritzzeit, wenn die oben angegebenen vorbestimmten Betriebsbedingungen eingetreten sind, d. h., die Betriebstemperatur und die Leerlaufdrehzahl erreicht ist. Dabei ist es besonders zweckmäßig, wenn die besagte Einspritzzeit im normalen Betrieb des Kraftfahrzeugs erfasst wird, beispielsweise während einer Rotphase an einer Ampel. Der Zusatzcontroller erfasst selbstständig das Erreichen der vorgegebenen Betriebsparameter und speichert die von der Motorsteuerung unter diesen Bedingungen bestimmte Einspritzzeit als Bezugs-Einspritzzeit für die neue Kraftstoffzusammensetzung ab. In der beschriebenen Ausführungsform wird nun ein Korrekturfaktor berechnet, welcher vom Verhältnis Bezugswert/Basiswert der Einspritzzeit abhängt. Vorliegend wird der erste Korrekturfaktor als aktueller Korrekturfaktor K_akt bestimmt: K_akt = D/B,wobei D den Bezugswert und B den Basiswert der von der Motorsteuerung 10 bestimmten Einspritzzeit darstellt. Der Basiswert B ist demnach mit der obigen Nomenklatur und der beschriebenen Ausführungsform die von der Motorsteuerung ermittelte Einspritzzeit TE unter der Bedingung, dass sich kein Alkohol im Tank befindet und die Leerlaufdrehzahl sowie eine vorgegebene Betriebstemperatur erreicht sind. Der Bezugswert D ist mit der obigen Nomenklatur und der beschriebenen Ausführungsform die von der Motorsteuerung ermittelte Einspritzzeit TE unter der Bedingung, dass sich ein beliebiger Alkoholanteil im Tank befindet und die Leerlaufdrehzahl sowie eine vorgegebene Betriebstemperatur erreicht sind.
  • Der Zusatzcontroller gibt nun an seinem Ausgang 43 (siehe 1) eine korrigierte Einspritzzeit TEK aus, indem er den von der Motorsteuerung ermittelten Bezugswert D mit dem ermittelten Korrekturwert K_akt multipliziert. Wird der Verbrennungsmotor zu diesem Zeitpunkt noch mit der Leerlaufdrehzahl und der vorgegebenen Betriebstemperatur betrieben, reagiert die Motorsteuerung mit einer Absenkung der von ihr ermittelten Einspritzzeit, da der Motor aufgrund des Korrekturfaktors zu fett betrieben wird. Die Motorsteuerung regelt wieder auf einen Lambdawert 1, derartig, dass die reale Einspritzzeit unter den beschriebenen Betriebsbedingungen dem gemessenen Bezugswert D entspricht: TEK = D = TE × K_akt = TE × D/B, d.h. TE = B.
  • Sobald der Motor über der Leerlaufdrehzahl betrieben wird, führt die Lambdaregelung wieder zu einer höheren, von der Motorsteuerung ermittelten Einspritzzeit TE, welche vom Zusatzcontroller wie beschrieben auf TEK korrigiert wird.
  • Solange vom Zusatzcontroller kein neuer Korrekturfaktor ermittelt wird, wird der von der Motorsteuerung 10 ermittelte Einspritzwert TE mit dem im Zusatzcontroller 40 ermittelte Korrekturfaktor multipliziert und dieser korrigierte Einspritzwert TEK an das Ventil 30 weitergegeben. Dies trifft auf alle Betriebszustände des Motors zu, d. h., auf den Kaltlauf-/Warmlauf-/Teillast- und/oder Volllastbetrieb.
  • Bekannterweise regelt die Motorsteuerung 10 im Teillastbetrieb den Lambdafaktor auf 1, im Kaltlauf- und im Volllastbetrieb werden die jeweiligen Einspritzzeiten von der Motorsteuerung mittels einer Kennlinie ermittelt bzw. aus einer Tabelle übernommen. Auch diese Werte werden durch den erfindungsgemäßen Zusatzcontroller mit dem besagten Korrekturwert beaufschlagt und der korrigierte Einspritzwert an das Einspritzventil 30 gegeben.
  • Bei der beschriebenen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird in Betriebssituationen, in welchen die vorgegebenen Betriebsbedingungen erreicht sind, d. h. Leerlaufdrehzahl und eine Soll-Betriebstemperatur, wie obenstehend beschrieben, der aktuelle Bezugswert D ermittelt und auf der Basis dessen ein neuer Korrekturfaktor K_neu ermittelt: K_neu = (D/B) × K_akt.
  • Danach ergibt sich die korrigierte Einspritzzeit TEK zu TEK = TE × K_neu,mit welcher das Einspritzventil dann angesteuert wird.
  • 3 zeigt ein entsprechendes Ablaufdiagramm des erfindungsgemäßen Verfahrens.
  • Bei einer anderen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird als einziger Unterschied zu der vorstehend beschriebenen Ausführungsform der Korrekturfaktor nicht im Zusatzcontroller 40 berechnet, sondern durch diesen iterativ bestimmt. Diese iterative Bestimmung wird zu Betriebszeiten durchgeführt, bei welchen die vorgegebenen Betriebsbedingungen (z. B. Leerlaufdrehzahl und vorgegebene Betriebstemperatur) vorliegen. Dabei regelt der Zusatzcontroller 40 den Korrekturfaktor so, dass die Motorsteuerung 10 die Einspritzzeit TE auf die Basis-Einspritzzeit B regelt. Durch iteratives Ändern des Korrekturfaktors und Vergleichen der durch die von der Motorsteuerung festgelegten Einspritzzeit mit der Basis-Einspritzzeit wird erreicht, dass die von der Motorsteuerung eingestellte Einspritzzeit TE identisch wird mit der Basis-Einspritzzeit. Dabei wird eine Identität von Einspritzzeit TE und Basis-Einspritzzeit in der beschriebenen Ausführungsform dann angenommen, wenn der Absolutunterschied kleiner als 1% der Basis-Einspritzzeit ist. Bei diesem iterativen Verfahren ist erfindungsgemäß die Zeit zwischen dem Einstellen zweier unterschiedlicher Korrekturfaktoren groß oder sehr groß im Vergleich zur Zeitkonstante der Lambdaregelung. Hierdurch kann sichergestellt werden, dass nach dem Einstellen eines neuen Korrekturwertes die Lambdaregelung der Motorsteuerung eingeschwungen ist, bevor zum Zwecke der Iteration des Korrekturfaktors ein neuer Korrekturfaktor eingestellt wird. Ein Ablaufschema dieses Verfahrens zeigt 4.
  • Es sei noch darauf hingewiesen, dass die Erfindung mit Bezug auf die „reale”, von der Motorsteuerung ermittelte Einspritzzeit TE, d. h. die Zeit, in welcher das Ventil geöffnet ist, beschrieben wurde. Häufig weisen Einspritzventile eine Verzögerungszeit auf, welche das Ventil benötigt, um zu Öffnen. Ist diese Verzögerungszeit nicht von der eigentlichen Öffnungszeit des Ventils abhängig, wird sie einfach zu der „realen” Öffnungszeit addiert und muss auch nicht bei geändertem Ethanolanteil im Kraftstoff korrigiert werden.
    • 10
    Motorsteuerung
    20
    Lambdasonde
    30
    Einspritzventil
    40
    Zusatzcontroller
    41
    Temperatursensor
    42
    Eingang
    43
    Ausgang
    44
    CPU
    45
    Speicher
    46
    Programmiereingang
    47
    Drehzahleingang
    TE
    Einspritzzeit/-signal
    TEK
    korrigierte Einspritzzeit/-signal
    B
    Basiswert der Einspritzzeit
    D
    Bezugswert der Einspritzzeit
    K_akt
    aktueller Korrekturwert
    K_neu
    neuer Korrekturwert
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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  • Zitierte Patentliteratur
    • - US 6257174 B1 [0004]
    • - DE 102006029970 A1 [0004]
    • - DE 4031009 C2 [0004]

Claims (16)

  1. Verfahren zum Betrieb eines Verbrennungsmotors bei welchem Kraftstoff mittels eines Einspritzventils (30) in den Verbrennungsmotor eingespritzt wird, wobei zur Festlegung einer Kraftstoffmenge für den Einspritzvorgang eine Einspritzzeit (TE) von einer Motorsteuerung (10) festgelegt wird, und wobei der Betrieb an die Verwendung eines Kraftstoffes mit geändertem Alkoholanteil angepasst wird, gekennzeichnet durch die Schritte: – Erfassen und Abspeichern des beim Betrieb des Verbrennungsmotors mit einem Kraftstoff, welcher einen vorgegebenen Alkohol-Anteil aufweist, von der Motorsteuerung (10) unter vorgegebenen Betriebsbedingungen festgelegten Einspritzzeit (TE) als Basis-Einspritzzeit (TE); – Betreiben des Verbrennungsmotors mit einem Kraftstoff, welcher einen anderen als den vorgegebenen Alkohol-Anteil aufweist; – Abtasten des von der Motorsteuerung (10) festgelegten Einspritzzeit (TE) des Einspritzventils (30) als Bezug-Einspritzzeit (TE), wenn der Verbrennungsmotor unter den vorgegebenen Betriebsbedingungen und mit dem Kraftstoff, welcher einen anderen als den vorgegebenen Alkohol-Anteil aufweist, betrieben wird; – Ermitteln eines Korrekturfaktors für die Einspritzzeit (TE) des Einspritsventils unter Berücksichtigung des Bezugswertes (D) und/oder des Basiswertes sowie; – Abspeichern des Korrekturfaktors; wobei im Kaltlauf-/Warmlauf-/Teillast- und/oder Volllastbetrieb die von der Motorsteuerung (10) festgelegte Einspritzzeit (TE) für das Einspritzventil (30) mittels des Korrekturfaktors angepasst wird, und das Einspritzventil (30) mit der korrigierten Einspritzzeit (TEK) betrieben wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Erfassen der Basiseinspritzzeit des Einspritzventils (30) das Betreiben des Verbrennungsmotors umfasst unter den vorgegebenen Betriebsbedingungen mit einem Kraftstoff, welcher einen vorgegebenen Alkohol-Anteil aufweist, sowie das Abtasten und Abspeichern des von der Motorsteuerung (10) unter den vorgegebenen Betriebsbedingungen festgelegten Einspritzzeit (TE) als Basis-Einspritzzeit (TE).
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Basiswert (B) und/oder der Bezugswert (D) der Einspritzzeit (TE) für das Einspritzventil (30) unter den vorgegebenen Betriebsbedingungen einer Soll-Betriebstemperatur des Verbrennungsmotors im Leerlauf abgetastet werden.
  4. Verfahren nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Kraftstoff mit vorgegebenem Alkohol-Anteil einen Alkoholanteil von Null aufweist.
  5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass von der Motorsteuerung (10) eine lambdageregelte Einspritzung des Kraftstoffs durchgeführt wird, und Basiswert (B) und/oder Bezugswert des Betriebsparameters des Einspritzventils (30) bei einem Lambdawert von Eins abgetastet werden.
  6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Korrekturfaktor das Verhältnis Bezugswert/Basiswert umfasst.
  7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass ein neuer Bezugswert (D) der Einspritzzeit (TE) beim Betrieb des Verbrennungsmotors nach Ablauf eines vorgegebenen Zeitintervalls nach der letzten Abtastung des Bezugswertes abgetastet wird.
  8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass ein neuer Bezugswert (D) der Einspritzzeit (TE) des Einspritzventils (30) abgetastet wird, wenn beim Betrieb des Verbrennungsmotors nach dem Erreichen der Soll-Betriebstemperatur eine Leerlaufphase eintritt.
  9. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass nach der Abtastung eines neuen Bezugswertes unter Berücksichtigung des neuen Bezugswertes und des Basiswertes ein neuer Korrekturfaktor ermittelt und abgespeichert wird, und im Kaltlauf-/Warmlauf-/Teillast- und/oder Volllastbetrieb die von der Motorsteuerung (10) festgelegte Einspritzzeit (TE) für das Einspritzventil (30) mittels des neuen Korrekturfaktors angepasst wird, und das Einspritzventil (30) mit der korrigierten Einspritzzeit (TEK) betrieben wird.
  10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet dass der neue Korrekturfaktor ermittelt wird unter Berücksichtigung des Bezugswertes und des Basiswertes, insbesondere unter Berücksichtigung des Verhältnisses von neuem Bezugswert zum Basiswert und des aktuellen Korrekturfaktors.
  11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der neue Korrekturfaktor ermittelt wird durch iteratives Ändern des aktuellen Korrekturfaktors und Vergleichen des auf den geänderten Korrekturfaktor von der Motorsteuerung (10) festgelegten Einspritzzeit (TE) des Einspritzventils (30) mit dem Basiswert, solange bis die sich ergebende Einspritzzeit (TE) des Einspritzventils (30) bis auf einen vorgegebenen Unterschied identisch mit dem Basiswert ist.
  12. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass bei inaktiver Lambdaregelung (Kaltstart/Vollgas) die von der Motorsteuerung (10) festgelegte Einspritzzeit (TE) für das Einspritzventil (30) mittels Multiplikation mit dem Korrekturfaktor angepasst wird.
  13. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass beim Start des Verbrennungsmotors der von der Motorsteuerung (10) festgelegte Betriebsparameter für das Einspritzventil (30) mittels des in der letzten (vorhergehenden) Betriebsphase abgespeicherten Korrekturfaktors angepasst wird, und das Einspritzventil (30) mit der korrigierten Einspritzzeit (TEK) betrieben wird.
  14. Vorrichtung zur Korrektur eines von einer Motorsteuerung (10) eines Verbrennungsmotors festgelegten Betriebsparameters für ein Einspritzventil (30), insbesondere einer Einspritzzeit (TE), und wobei der Betrieb an die Verwendung eines Kraftstoffes mit geändertem Alkoholanteil angepasst ist, gekennzeichnet durch – einen Temperatursensor (41) zur Erfassung der Temperatur des Verbrennungsmotors; – einen Abtasteingang zur Abtastung des von der Motorsteuerung (10) festgelegten Momentan-Betriebsparameters des Einspritzventils (30); – eine Speichereinrichtung zum Speichern eines Basiswertes für den Betriebsparameter des Einspritzventils (30) sowie zum Speichern eines Korrekturfaktors; – eine Korrektursteuereinrichtung zur Ermittlung eines Korrektursignals unter Berücksichtigung des Basiswertes und/oder eines Bezugswertes für das Einspritzventil (30) und zur Ermittlung eines korrigierten Betriebsparameters des Einspritzventils (30) aus dem Korrektursignal; und – einen Ausgang (43) zur Ausgabe des korrigierten Betriebsparameters an das Einspritzventils (30).
  15. Vorrichtung nach Anspruch 14, gekennzeichnet durch einen Lambdasondeneingang zur Abtastung eines Lambdasondensignals.
  16. Vorrichtung nach Anspruch 14 oder 15, gekennzeichnet durch einen Programmiereingang (46) zur Programmierung der Korrektursteuereinrichtung.
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