DE102009000070A1 - Method for determining e.g. ethanol and/or methanol content of petrol for internal-combustion engine of motor vehicle, involves calculating alcohol content based on conveying parameter and pressure parameter - Google Patents

Method for determining e.g. ethanol and/or methanol content of petrol for internal-combustion engine of motor vehicle, involves calculating alcohol content based on conveying parameter and pressure parameter Download PDF

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Abstract

The method involves determining a conveying parameter to characterize delivery of fuel (100) through a fuel supply device (106) of an internal-combustion engine (104). A pressure parameter is determined to characterize fuel pressure produced by the fuel supply device. Alcohol content is calculated based on the conveying parameter and the pressure parameter. The fuel supply device is provided with a fuel conveying module (108) and/or a fuel high-pressure pump (110). A reference value of the alcohol content is determined based on emission values of the engine. Independent claims are also included for the following: (1) a computer program product comprising a set of instructions to perform a method for determining alcohol content of fuel (2) a device for determining alcohol content of fuel for an internal-combustion engine.

Description

Stand der TechnikState of the art

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Ermittlung eines Alkoholgehalts eines Kraftstoffs für eine Brennkraftmaschine, insbesondere eines Ethanolgehalts eines Ottokraftstoffs. Ferner betrifft die Erfindung ein Computerprogrammprodukt zur Ausführung des Verfahrens.The The present invention relates to a method and an apparatus for determining an alcohol content of a fuel for an internal combustion engine, in particular, an ethanol content of a gasoline. Further The invention relates to a computer program product for executing the Process.

Moderne Kraftfahrzeuge, die für den Betrieb mit alkoholhaltigen Kraftstoffen geeignet sind, können mit beliebigen Mischungen von Benzin und Alkohol, insbesondere Ethanol und/oder Methanol, betankt werden. Typische Kraftstoffe enthalten eine Mischung aus Ethanol und Benzin in Mischungsverhältnissen zwischen 5% Alkoholgehalt, wie gegenwärtig verkauftes Motorbenzin, und 85% Alkoholgehalt, wie der sogenannte E85-Kraftstoff. Mit dem Alkoholgehalt variieren der Energiegehalt und die Zündfähigkeit des Kraftstoffs; insbesondere ist letztere bei tiefen Temperaturen vermindert. Deshalb müssen Steuerparameter der Brennkraftmaschine wie z. B. Zündwinkel oder Einspritzmengen an den Alkoholgehalt angepasst werden, um Leistungsentwicklung und Verbrauch der Brennkraftmaschine zu optimieren.modern Motor vehicles used for the operation with alcoholic fuels are suitable, with any mixtures of gasoline and alcohol, especially ethanol and / or methanol. Typical fuels included a mixture of ethanol and gasoline in mixing ratios between 5% alcohol content, such as currently sold motor gasoline, and 85% alcohol content, such as the so-called E85 fuel. With the Alcohol content will vary the energy content and ignitability of the fuel; in particular, the latter is at low temperatures reduced. That's why Control parameters of the internal combustion engine such. B. ignition angle or injection volumes can be adjusted to the alcohol content to increase performance and to optimize consumption of the internal combustion engine.

Da beim Betanken der Alkoholgehalt des eingefüllten Kraftstoffs nicht immer bekannt ist, insbesondere wenn sich nachgefüllter Kraftstoff mit im Kraftstofftank vorhandenen Kraftstoffresten vermischt, ist eine automatische Bestimmung des Alkoholgehalts wünschenswert. Allerdings sind spezielle Alkoholsensoren, die im Kraftstofftank oder an anderen Orten des Kraftstoffversorgungssystems der Brennkraftmaschine angeordnet werden und den Alkoholgehalt z. B. optisch oder über Änderungen der Dielektrizitätskonstante oder der elektrischen Leitfähigkeit bestimmen, mit erheblichen Kosten verbunden.There when refueling the alcohol content of the filled fuel is not always is known, especially when refilled with fuel in the fuel tank existing fuel residues is an automatic determination the alcohol content desirable. However, there are special alcohol sensors in the fuel tank or at other locations of the fuel supply system of the internal combustion engine be arranged and the alcohol content z. B. visually or via changes the dielectric constant or the electrical conductivity determine, associated with considerable costs.

Im stationären Betrieb moderner Brennkraftmaschinen, die mit einer Lambdasonde im Abgastrakt ausgerüstet sind, können über einen Regelkreis der Brennkraftmaschine ebenfalls Informationen über den Alkoholgehalt des verbrannten Kraftstoffs gewonnen werden. In zahl reichen Situationen wie z. B. beim Start der Brennkraftmaschine oder nach einer Neubetankung mit Kraftstoff unbekannten Alkoholgehalts liefert ein solcher Regelkreis jedoch keine verwertbaren Informationen, sodass der Alkoholgehalt ohne einen zusätzlichen Alkoholsensor nicht ermittelt werden kann.in the stationary Operation of modern internal combustion engines, with a lambda probe equipped in the exhaust tract are able to over one Control circuit of the internal combustion engine likewise information over the Alcohol content of the burned fuel can be obtained. In number rich Situations like B. at the start of the engine or after refueling with fuel of unknown alcohol content however, such a loop does not contain any usable information, so the alcohol content will not work without an extra alcohol sensor can be determined.

Es besteht daher Bedarf, den Alkoholgehalt des Kraftstoffs bei geringen Kosten unabhängig vom Betriebszustand der Brennkraftmaschine zuverlässig zu ermitteln.It There is therefore a need to lower the alcohol content of the fuel Costs independently from the operating condition of the internal combustion engine reliably determine.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Demgemäß vorgesehen ist ein Verfahren zur Ermittlung eines Alkoholgehalts eines Kraftstoffs für eine Brennkraftmaschine. Zunächst werden eine Fördergröße, die eine Förderung des Kraftstoffs durch eine Kraftstoffversorgungseinrichtung der Brennkraftmaschine charakterisiert, und eine Druckgröße ermittelt, die einen durch die Kraftstoffversorgungseinrichtung erzeugten Kraftstoffdruck charakterisiert. Dabei kann das Ermitteln einer der beiden Größen auch implizit dadurch erfolgen, dass die betreffende Größe auf einen vorbestimmten Wert eingeregelt und nur die jeweils andere Größe explizit ermittelt wird. Anschließend wird der Alkoholgehalt basierend auf der Fördergröße und der Druckgröße berechnet.Accordingly provided is a method for determining an alcohol content of a fuel for one Internal combustion engine. First become a promotional item that a promotion of the fuel by a fuel supply device of Characterized internal combustion engine, and determines a pressure variable, the fuel pressure generated by the fuel supply device characterized. It can also determine one of the two sizes implicitly be done by the size in question to a predetermined value adjusted and only the other size explicitly is determined. Subsequently the alcohol content is calculated based on the delivery size and the print size.

Das erfindungsgemäße Verfahren ist kostengünstig, da die Fördergröße und die Druckgröße, auf deren Grundlage der Alkoholgehalt berechnet wird, an der Kraftstoffversorgungseinrichtung der Brennkraftmaschine ermittelt werden, mit der die Brennkraftmaschine ohnehin ausgestattet ist. Insbesondere ist auch kein spezieller Alkoholsensor jeglicher Art erforderlich. Ferner ermöglicht das Verfahren, den Alkoholgehalt des Kraftstoffs unabhängig vom Betriebszustand der Brennkraftmaschine zuverlässig zu ermitteln, da es ausreicht, wenn die Kraftstoffversorgungseinrichtung in Betrieb ist. Da das Verfahren insbesondere nicht erfordert, Abgas zu untersuchen, das im Betrieb der Brennkraftmaschine durch Verbrennung des Kraftstoffs entsteht, kann die Brennkraftmaschine selbst z. B. vollständig stillstehen oder sich auch in speziellen Betriebszuständen wie bei einem Kaltstart befinden, in denen der Alkoholgehalt des Kraftstoffs aus dem Abgas nicht ermittelbar ist. Ist die Brennkraftmaschine im Betrieb, kann die aufgrund des laufenden Kraftstoffverbrauchs ohnehin notwendige Kraftstoffförderung auch zur Ermittlung der Fördergröße und der Druckgröße mitgenutzt werden. Dabei können zur Ermittlung der Fördergröße und Druckgröße mit besonders hoher Genauigkeit ggf. unerwünschte Einflüsse durch geeignete Maßnahmen kompensiert werden, z. B. indem bei Ermittlung des Kraftstoffdurchflusses aus einem Einspritztakt der Brennkraftmaschine ein Mittelwert gebildet wird, um Druckschwankungen bei der Kraftstoffeinspritzung auszugleichen.The inventive method is inexpensive, because the funding size and the Print size on which Basis of the alcohol content is calculated at the fuel supply device the internal combustion engine are determined, with the internal combustion engine anyway equipped. In particular, no special is Alcohol sensor of any kind required. Furthermore, this allows Procedure, the alcohol content of the fuel regardless of Reliably determine the operating state of the internal combustion engine, since it is sufficient when the fuel supply device is in operation. Since that In particular, the method does not require to investigate the exhaust gas during operation of the internal combustion engine by combustion of the fuel arises, the internal combustion engine itself z. B. completely stand still or even in special operating conditions such as a cold start in which the alcohol content of the fuel from the exhaust gas can not be determined. Is the internal combustion engine in operation, can the anyway due to the current fuel consumption necessary Fuel delivery also for the determination of the promotion size and the Print size shared become. It can for determining the delivery size and print size with special high accuracy possibly unwanted influences through appropriate measures be compensated, z. B. by determining the fuel flow an average value is formed from an injection stroke of the internal combustion engine, to compensate for pressure fluctuations in the fuel injection.

Unter weiteren Gesichtspunkten vorgesehen sind ein Computerprogrammprodukt zur Ausführung des Verfahrens und eine Vorrichtung zur Ermittlung eines Alkoholgehalts eines Kraftstoffs für eine Brennkraftmaschine. Die Vorrichtung umfasst einen Fördergrößenermittler, der eine Fördergröße ermittelt, welche eine Förderung des Kraftstoffs durch eine Kraftstoffversorgungseinrichtung der Brennkraftmaschine charakterisiert, einen Druckgrößenermittler, der eine Druckgröße ermittelt, welche einen durch die Kraftstoffversorgungseinrichtung erzeugten Kraftstoffdruck charakterisiert, und einen Alkoholgehaltrechner, der den Alkoholgehalt basierend auf der Fördergröße und der Druckgröße berechnet.Provided under further aspects are a computer program product for carrying out the method and a device for determining an alcohol content of a fuel for an internal combustion engine. The device comprises a delivery quantity determiner which determines a delivery quantity which characterizes a delivery of the fuel through a fuel supply device of the internal combustion engine, a pressure quantity determiner which determines a pressure variable which generates a force generated by the fuel supply device substance pressure, and an alcohol content calculator that calculates the alcohol content based on the delivery size and the print size.

Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens umfasst die Kraftstoffversorgungseinrichtung ein Kraftstoffvorfördermodul oder/und eine Kraftstoffhochdruckpumpe, die den Kraftstoff fördern. Beispielsweise wird als Fördergröße eine Vorfördergröße ermittelt, die die Förderung des Kraftstoffs durch ein Kraftstoffvorfördermodul wie z. B. eine im Kraftstofftank oder an einer mit dem Kraftstofftank verbundenen Vorförderleitung angeordnete Niederdruckpumpe charakterisiert. Alternativ oder zusätzlich kann eine Hochdruckfördergröße ermittelt werden, die die Förderung des Kraftstoffs durch eine Kraftstoffhochdruckpumpe charakterisiert, die z. B. dem Kraftstoffvorfördermodul nachgeschaltet ist und den vorgeförderten Kraftstoff zur Versorgung von Einspritzventilen auf einen hohen Druck bringt. Die Fördergröße kann z. B. auch eine skalare oder vektorielle Kombination derartiger Vorförder- und Hochdruckfördergrößen sein. Da moderne Kraftstoffversorgungssysteme typischerweise elektrisch betriebene Kraftstoffvorfördermodule und/oder Kraftstoffhochdruckpumpen aufweisen, kann die Fördergröße auf einfache Weise z. B. aus elektrischen Ansteuer- oder Überwachungssignalen des Kraftstoffvorfördermoduls bzw. der Kraftstoffhochdruckpumpe gewonnen werden.According to one preferred embodiment of the method according to the invention comprises the Fuel supply device, a fuel pre-delivery module or / and a high-pressure fuel pump, which promote the fuel. For example becomes as a promotion size one Prefeed size determined, the the promotion of the fuel through a fuel advance module such. B. an im Fuel tank or at one connected to the fuel tank Pre-delivery line arranged Low pressure pump characterizes. Alternatively or additionally determined a high-pressure delivery Be that promotion of fuel characterized by a high-pressure fuel pump, the z. B. the fuel pre-delivery module is downstream and the pre-pumped fuel for supply of injectors to a high pressure brings. The funding size can z. B. also a scalar or vectorial combination of such presupply and high pressure delivery. Because modern fuel supply systems are typically electric operated fuel delivery modules and / or Have high-pressure fuel pumps, the delivery size in a simple way z. B. from electrical control or monitoring signals of the Kraftstoffvorfördermoduls or the high-pressure fuel pump can be obtained.

Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung weist die Fördergröße eine Leistungsaufnahme der Kraftstoffversorgungseinrichtung oder/und einen durch die Kraftstoffversorgungseinrichtung erzeugten Volumenstrom auf. Dies ermöglicht, die Fördergröße auf einfache Weise durch Messung von Spannung, Strom, Frequenz usw. elektrischer Signale zu ermitteln, z. B. innerhalb eines Steuergeräts der Kraftstoffversorgungseinrichtung.According to one preferred development, the delivery size, a power consumption of the fuel supply device or / and one generated by the fuel supply device Volume flow on. This makes possible, the funding size to simple Way by measuring voltage, current, frequency, etc. electric To detect signals, z. B. within a control unit of the fuel supply device.

Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung weist die Druckgröße einen Kraftstoffvorförderdruck, einen Kraftstoffeinspritzdruck oder/und einen Differenzdruck an einem Kraftstofffilter der Kraftstoffversorgungseinrichtung auf. Dies ermöglicht, die Druckgröße auf einfache Weise z. B. mit Drucksensoren zu bestimmen, die ohnehin in der Kraftstoffversorgungseinrichtung vorgesehen sind. Die Druckgröße kann zudem auch ganz ohne einen Drucksensor ermittelt werden, etwa über die Leistungsaufnahme einer Kraftstoffhochdruckpumpe, die einem Kraftstoffvorfördermodul nachgeschaltet ist. Dass in diesem Fall die Leistungsaufnahme der Kraftstoffhochdruckpumpe sich mit dem vom Kraftstoffvorfördermodul erzielten Vorförderdruck an ihrem Eingang ändert, ermöglicht, die Leistungsaufnahme als Druckgröße bei der Berechnung des Alkoholgehalts zu verwenden.According to one preferred development, the pressure variable has a Kraftstoffvorförderdruck, a Fuel injection pressure and / or a differential pressure at a Fuel filter of the fuel supply device. This allows the print size on easy Way z. B. with pressure sensors to determine the anyway in the fuel supply device are provided. The print size can also be determined without a pressure sensor, about the Power consumption of a high-pressure fuel pump, the fuel pre-delivery module is downstream. That in this case the power consumption of High-pressure fuel pump with that of the fuel advance module achieved pre-feed pressure at her entrance changes, allows the power consumption as pressure variable in the calculation of the alcohol content to use.

Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung ist weiterhin ein Schritt des Ermittelns einer Temperaturgröße vorgesehen, die eine Temperatur des Kraftstoffs charakterisiert. Das Berechnen des Alkoholgehalts erfolgt basierend weiterhin auf der Temperaturgröße. Dies ermöglicht, den Alkoholgehalt besonders genau zu ermitteln, da z. B. Viskositätsänderungen des Kraftstoffs mit der Temperatur, die die Fördergröße und die Druckgröße beeinflussen, durch Berücksichtigen der Temperaturgröße kompensierbar sind.According to one preferred development is still a step of determining a temperature size provided which characterizes a temperature of the fuel. The calculation the alcohol content is still based on the temperature size. This allows to determine the alcohol content particularly accurate because z. B. Viscosity changes of Fuel with temperature, which affect the delivery size and the pressure by considering the temperature size compensated are.

Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung ist weiterhin ein Schritt des kontinuierlichen Veränderns des Kraftstoffdrucks vorgesehen. Das Ermitteln der Fördergröße und/oder der Druckgröße erfolgt fortlaufend während des Veränderns. Dies ermöglicht, die Fördergröße und die Druckgröße für eine Vielzahl von Werten des Kraftstoffdrucks zu ermitteln, sodass im Vergleich zu statischen Messungen bei wesentlich konstantem Kraftstoffdruck zusätzliche Information gewonnen wird und der Alkoholgehalt mit höherer Genauigkeit bestimmbar ist. Beispielsweise wird der Kraftstoffdruck beim Befüllen und Unterdrucksetzen der Kraftstoffversorgungseinrichtung kontinuierlich erhöht, bis ein Druckregelventil anspricht, oder der Kraftstoffdruck wird z. B. über das Druckregelventil auf geeignete Weise dynamisch variiert, oder es werden im Betrieb der Brennkraftmaschine auftretende Modulationen des Kraftstoffdrucks in einem Kraftstoffdruckbehälter durch Einspritzvorgänge ausgenutzt. Vorzugsweise erfolgt das Verändern des Kraftstoffdrucks bei oder vor einem Betriebsbeginn der Brennkraftmaschine, um den laufenden Betrieb der Brennkraftmaschine nicht zu beeinträchtigen. Eine besonders hohe Genauigkeit ist erreichbar, wenn das Verändern des Kraftstoffdrucks und das Ermitteln der Fördergröße und/oder der Druckgröße vor dem Betriebsbeginn erfolgen, da Druckschwankungen, die auf Einspritzvorgänge zurückgehen und das Ermitteln der Druckgröße beeinträchtigen könnten, so vermieden werden.According to one preferred training is still a step of continuous Changing the Fuel pressure provided. The determination of the delivery size and / or the print size is done continuously during of changing. This makes possible, the promotion size and the Print size for a variety of To determine values of fuel pressure, so compared to static measurements at substantially constant fuel pressure additional Information is obtained and the alcohol content with higher accuracy is determinable. For example, the fuel pressure during filling and Pressurizing the fuel supply device continuously increases until a pressure control valve responds, or the fuel pressure is z. B. over the pressure regulating valve varies dynamically in a suitable way, or There are modulations occurring during operation of the internal combustion engine the fuel pressure in a fuel pressure vessel exploited by injection operations. Preferably, the change takes place the fuel pressure at or before a start of operation of the internal combustion engine, so as not to affect the ongoing operation of the internal combustion engine. A particularly high accuracy is achievable when changing the Fuel pressure and determining the delivery size and / or the pressure size before Start of operation, since pressure fluctuations, which go back to injection operations and affect the determination of the print size could to be avoided.

Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung sind ferner ein Schritt des Ermittelns eines Vergleichswerts des Alkoholgehalts nach einem weiteren Verfahren und ein Schritt des Kalibrierens einer Berechnungsvorschrift für das Berechnen des Alkoholgehalts basierend auf der Fördergröße und der Druckgröße vorgesehen. Das Kalibrieren erfolgt dabei basierend auf dem Vergleichswert. Beispielsweise kann als weiteres Verfahren ein Verfahren zur Ermittlung des Alkoholgehalts basierend auf einem Signal einer Lambdasonde und/oder weiterer Parameter eines Regelsystems der Brennkraftmaschine verwendet werden. Dies ermöglicht, die Genauigkeit zu erhöhen, mit der der Alkoholgehalt ermittelt wird. Vorzugsweise wird der Vergleichswert des Alkoholgehalts nach dem weiteren Verfahren basierend auf Emissionsgrößen der Brennkraftmaschine ermittelt, sodass die Kalibrierung sich auf zusätzliche Eigenschaften des Kraftstoffs stützt, die nur im laufenden Betrieb der Brennkraftmaschine ermittelbar sind.According to a preferred development, a step of determining a comparison value of the alcohol content according to a further method and a step of calibrating a calculation regulation for calculating the alcohol content based on the delivery quantity and the print size are further provided. Calibration is based on the comparison value. For example, as a further method, a method for determining the alcohol content based on a signal of a lambda probe and / or further parameters of a control system of the internal combustion engine can be used. This makes it possible to increase the accuracy with which the alcohol content is determined. Preferably, the comparative value of the alcohol content is determined according to the further method based on emission quantities of the internal combustion engine, so that the calibration is based on additional properties of the fuel that are only ongoing Operation of the internal combustion engine can be determined.

Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung umfasst die erfindungsgemäße Vorrichtung weiterhin einen vom Kraftstoff durchströmten Kraftstofffilter. Da der geförderte Kraftstoff den Kraftstofffilter passiert, beeinflusst dessen Durchströmwiderstand die ermittelte Druckgröße und/oder Fördergröße, sodass Unterschiede im Durchflusswiderstand für Kraftstoffe mit unterschiedlichem Alkoholgehalt zur Verstärkung der Abhängigkeit der Druckgröße und/oder Fördergröße vom Alkoholgehalt nutzbar sind. Dies ermöglicht bei gegebener Genauigkeit, mit der die Druckgröße und/oder die Fördergröße ermittelt werden, den Alkoholgehalt mit größerer Genauigkeit zu berechnen. Vorzugsweise weist der Kraftstofffilter ein Filterelement auf mit einer Beschichtung zur Erzeugung eines veränderlichen Durchströmwiderstands in Abhängigkeit vom Alkoholgehalt des Kraftstoffs, was eine besonders hohe Genauigkeit der Berechnung des Alkoholgehalts ermöglicht.According to one preferred development comprises the device according to the invention furthermore a fuel filter through which the fuel flows. Since the funded Fuel passes through the fuel filter, affecting its flow resistance the determined print size and / or Funding size, so Differences in flow resistance for fuels with different Alcohol content to enhance the dependence the print size and / or Extent of alcohol content are usable. this makes possible given accuracy, with the determined the pressure size and / or the delivery size be the alcohol content with greater accuracy to calculate. Preferably, the fuel filter has a filter element on with a coating to produce a variable Flow resistance in dependence from the alcohol content of the fuel, giving a particularly high accuracy the calculation of the alcohol content.

Kurze Beschreibung der ZeichnungenBrief description of the drawings

Die vorliegende Erfindung wird nachfolgend anhand bevorzugter Ausführungsformen und beigefügten Figuren erläutert. Von den Figuren zeigen:The The present invention will be described below with reference to preferred embodiments and attached Figures explained. From the figures show:

1 ein Blockdiagramm einer Vorrichtung zur Ermittlung eines Alkoholgehalts eines Kraftstoffs gemäß einer Ausführungsform der Erfindung; 1 a block diagram of an apparatus for determining an alcohol content of a fuel according to an embodiment of the invention;

2 ein Blockdiagramm einer Vorrichtung zur Ermittlung eines Alkoholgehalts gemäß einer weiteren Ausführungsform; 2 a block diagram of an apparatus for determining an alcohol content according to another embodiment;

3A und B ausschnitthafte vergrößerte Querschnittansichten eines Kraftstofffilterelements zur Verwendung mit der Ausführungsform aus 2, bei Durchleitung von Kraftstoff mit unterschiedlichem Alkoholgehalt; und 3A and FIG. B is a fragmentary enlarged cross-sectional view of a fuel filter element for use with the embodiment 2 , when passing fuel with different alcohol content; and

4 ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zur Ermittlung eines Alkoholgehalts eines Kraftstoffs gemäß noch einer weiteren Ausführungsform. 4 a flowchart of a method for determining an alcohol content of a fuel according to yet another embodiment.

In den Figuren bezeichnen gleiche Bezugszeichen gleiche oder funktionsgleiche Elemente, soweit nicht explizit anders angegeben.In the same reference numerals designate the same or functionally identical Elements, unless explicitly stated otherwise.

Ausführungsformen der ErfindungEmbodiments of the invention

1 zeigt in schematischer Blockdarstellung eine Kraftstoffversorgungseinrichtung 106 einer Brennkraftmaschine 104, die eine Vielzahl von Einspritzventilen 140 zur Einspritzung von Kraftstoff 100 in nicht gezeigte Brennräume der Brennkraftmaschine 104 aufweist. Die Kraftstoffversorgungseinrichtung 106 umfasst einen Kraftstoffvorratsbehälter 134, der durch einen Einfüllstutzen 142 mit einem Mischkraftstoff 100 aus Benzin und Ethanol befüllbar ist, dessen Ethanolgehalt z. B. je nach Verfügbarkeit frei gewählt werden kann. Gegebenenfalls können für den Betrieb der Brennkraftmaschine 104 geeignete Grenzen vorgegeben sein, innerhalb derer der Ethanolgehalt des in den Kraftstoffvorratsbehälter 134 einzufüllenden Kraftstoffs 100 liegen soll. 1 shows a schematic block diagram of a fuel supply device 106 an internal combustion engine 104 containing a variety of injectors 140 for the injection of fuel 100 in not shown combustion chambers of the internal combustion engine 104 having. The fuel supply device 106 includes a fuel tank 134 passing through a filler neck 142 with a mixed fuel 100 from gasoline and ethanol can be filled, the ethanol content z. B. depending on availability can be chosen freely. Optionally, for the operation of the internal combustion engine 104 be given appropriate limits, within which the ethanol content of the fuel tank 134 fuel to be filled 100 should lie.

Die Kraftstoffversorgungseinrichtung 106 umfasst ferner ein am Kraftstoffvorratsbehälter 134 angeordnetes Kraftstoffvorfördermodul 108, an dessen Eingang ein Saugrohr 144 angeschlossen ist, das bis in die Nähe eines Bodens 148 des Kraftstoffvorratsbehälters 134 reicht. An einen Ausgang des Kraftstoffvorfördermoduls 108 ist eine Kraftstoffvorförderleitung 146 angeschlossen, die zum Eingang einer Kraftstoffhochdruckpumpe 110 der Kraftstoffversorgungseinrichtung 106 führt. An der Kraftstoffvorförderleitung 146 ist ein Niederdrucksensor 136 angebracht, der dem in der Kraftstoffvorförderleitung 146 herrschenden Kraftstoffdruck misst. Der Ausgang der Kraftstoffhochdruckpumpe 110 ist über eine Hochdruckleitung 150 mit einem Kraftstoffdruckbehälter 128 verbunden, der über eine Vielzahl von Stichleitungen 152 mit den Einspritzventilen 140 in Verbindung steht. Am Kraftstoffdruckbehälter 128 ist ein Hochdrucksensor 138 angebracht, der den im Kraftstoffdruckbehälter 128 herrschenden Kraftstoffdruck misst.The fuel supply device 106 further includes a fuel tank 134 arranged Kraftstoffvorfördermodul 108 , at whose entrance a suction pipe 144 connected to it, which is close to a ground 148 of the fuel tank 134 enough. To an output of the fuel advance module 108 is a fuel feed line 146 connected to the input of a high-pressure fuel pump 110 the fuel supply device 106 leads. At the fuel feed line 146 is a low pressure sensor 136 attached to that in the fuel feed line 146 prevailing fuel pressure measures. The output of the high-pressure fuel pump 110 is via a high pressure line 150 with a fuel pressure tank 128 connected via a variety of stubs 152 with the injectors 140 communicates. At the fuel pressure tank 128 is a high pressure sensor 138 attached, the in the fuel pressure tank 128 prevailing fuel pressure measures.

Die Einspritzventile 140 sind über eine entsprechende Vielzahl elektrischer Steuerleitungen 154 an eine Einspritzsteuerungseinheit 130 eines Steuergeräts 102 zur Steuerung der Brennkraftmaschine 104 angeschlossen. Das Steuergerät 102 weist ferner einen Fördergrößenermittler 118 auf, der mit dem Kraftstoffvorfördermodul 108 und der Kraftstoffhochdruckpumpe 110 verbunden ist. Der Fördergrößenermittler 118 ist dazu ausgebildet, im Betrieb der Kraftstoffversorgungseinrichtung 106 bezüglich des Kraftstoffvorfördermoduls 108 und der Kraftstoffhochdruckpumpe 110 Größen zu ermitteln, die die Förderung des Kraftstoffs 100 durch das Kraftstoffvorfördermodul 108 bzw. die Kraftstoffhochdruckpumpe 110 charakterisieren. Dabei handelt es sich z. B. um eine elektrische Leistungsaufnahme des Kraftstoff vorfördermoduls 108 bzw. der Kraftstoffhochdruckpumpe 110 oder um einen Volumenstrom 112 des jeweils geförderten Kraftstoffs 100. Ausgangsseitig stellt der Fördergrößenermittler 118 eine Fördergröße bereit, die die Förderung des Kraftstoffs durch die Kraftstoffversorgungseinrichtung 106 insgesamt charakterisiert und sowohl auf vom Kraftstoffvorfördermodul 108 erhobenen Daten als auch auf von der Kraftstoffhochdruckpumpe 110 erhobenen Daten beruht. Beispielsweise ist die vom Fördergrößenermittler 108 ermittelte Fördergröße eine vektorielle Größe, die den vom Kraftstoffvorfördermodul 108 geförderten Volumenstrom 112 und die elektrische Leistungsaufnahme der Kraftstoffhochdruckpumpe 110 umfasst.The injectors 140 are via a corresponding plurality of electrical control lines 154 to an injection control unit 130 a control unit 102 for controlling the internal combustion engine 104 connected. The control unit 102 also has a conveyor size determiner 118 on top of that with the fuel advance module 108 and the high-pressure fuel pump 110 connected is. The conveyor size determiner 118 is designed to operate during operation of the fuel supply device 106 with respect to the fuel advance module 108 and the high-pressure fuel pump 110 Determine sizes that promote the fuel 100 through the fuel advance module 108 or the high-pressure fuel pump 110 characterize. These are z. B. to an electrical power consumption of the fuel supply module 108 or the high-pressure fuel pump 110 or a volume flow 112 each subsidized fuel 100 , On the output side, the conveyor size determiner provides 118 a delivery quantity that facilitates the delivery of the fuel through the fuel supply device 106 Altogether characterized and on both of the fuel advance module 108 collected data as well as from the high-pressure fuel pump 110 collected data. For example, that of the Fördergrößenermittler 108 determined delivery size a vectorial size, that of the fuel advance module 108 delivered volume flow 112 and the electrical power consumption of the high-pressure fuel pump 110 around summarizes.

Das Steuergerät 102 enthält ferner einen Druckgrößenermittler 120, der mit dem Niederdrucksensor 136 und dem Hochdrucksensor 138 verbunden ist und ausgangsseitig basierend auf von den Drucksensoren 136, 138 ermittelten Druckwerten eine Druckgröße bereitstellt, die mindestens einen durch die Kraftstoffversorgungseinrichtung 106 erzeugten Kraftstoffdruck charakterisiert. Beispielsweise ist die vom Druckgrößenermittler 120 ermittelte Druckgröße eine vektorielle Größe, die sowohl den vom Kraftstoffvorfördermodul 108 in der Vorförderleitung 146 erzeugten Kraftstoffdruckwert als auch den von der Kraftstoffhochdruckpumpe 110 im Kraftstoffdruckbehälter 128 erzeugten Kraftstoffdruckwert umfasst.The control unit 102 also includes a pressure quantity determiner 120 that with the low pressure sensor 136 and the high pressure sensor 138 is connected and output side based on the pressure sensors 136 . 138 determined pressure values provides a pressure variable, the at least one by the fuel supply device 106 characterized fuel pressure. For example, that of the pressure sizer 120 determined print size a vectorial size, both the fuel pre-delivery module 108 in the pre-delivery line 146 generated fuel pressure value as well as that of the high-pressure fuel pump 110 in the fuel pressure tank 128 generated fuel pressure value includes.

Das Steuergerät 102 umfasst ferner einen Alkoholgehaltrechner 122, der eingangsseitig mit den Ausgängen des Fördergrößenermittlers 118 und des Druckgrößenermittlers 120 verbunden ist. Der Alkoholgehaltrechner 122 ist dazu ausgebildet, basierend auf der Fördergröße und der Druckgröße gemäß einer Berechnungsvorschrift 116 einen Alkoholgehalt des Kraftstoffs 100 zu berechnen. Die Berechnungsvorschrift 116 beinhaltet z. B. einen oder mehrere Kennfelder, Formeln und/oder Algorithmen, die innerhalb des Alkoholgehaltrechners 122 abgespeichert sind. Der Alkoholgehaltrechner 122 ist ausgangsseitig mit der Einspritzsteuerungseinheit 103 verbunden, die den vom Alkoholgehaltrechner 122 bereitgestellten Alkoholgehalt bzw. Ethanolgehalt des Kraftstoffs 100 bei der Ansteuerung der Einspritzventile 140 berücksichtigt.The control unit 102 further includes an alcohol content calculator 122 , the input side with the outputs of the Fördergrößenermittlers 118 and the pressure quantity determiner 120 connected is. The alcohol content calculator 122 is designed based on the delivery size and the print size according to a calculation rule 116 an alcohol content of the fuel 100 to calculate. The calculation rule 116 includes z. B. one or more maps, formulas and / or algorithms that within the alcohol content calculator 122 are stored. The alcohol content calculator 122 is the output side with the injection control unit 103 linked to the alcohol content calculator 122 provided alcohol content or ethanol content of the fuel 100 in the control of the injectors 140 considered.

In der vorliegenden Ausführungsform soll beispielhaft angenommen werden, dass die Berechnungsvorschrift 116 ein erstes Kennfeld aufweist, das die in der ermittelten Fördergröße enthaltene Leistungsaufnahme des Vorfördermoduls 108 und den in der ermittelten Druckgröße enthaltenen, vom Niederdrucksensor 136 gemessenen Druckwert mit einem ersten Wert für die Kompressibilität des Kraftstoffs 100 verknüpft, sowie ein zweites Kennfeld, das die in der ermittelten Fördergröße enthaltene Leistungsaufnahme der Kraftstoffhochdruckpumpe 110 und den in der ermittelten Druckgröße enthaltenen, vom Hochdrucksensor 138 gemessenen Druckwert mit einem zweiten Wert der Kompressibilität des Kraftstoffs 100 ver knüpft. Ferner sei angenommen, dass die Berechnungsvorschrift 116 einen Algorithmus aufweist, der den ersten und zweiten Wert der Kompressibilität des Kraftstoffs 100 in einen einzigen Wert zusammenfasst, z. B. durch Mittelwertbildung. Schließlich sei angenommen, dass die Berechnungsvorschrift 116 einen Funktionszusammenhang zwischen der Kompressibilität des Kraftstoffs 100 und seinem Alkoholgehalt beinhaltet, wobei davon ausgegangen wird, dass der Kraftstoff 100 entsprechend der Betriebsvorschriften der Brennkraftmaschine 104 zusammengesetzt ist, d. h. im vorliegenden Fall aus Ethanol und Benzin in einem unbekannten Mischungsverhältnis besteht.In the present embodiment, it should be assumed by way of example that the calculation rule 116 a first map, which contains the power consumption of the prefeed module contained in the determined delivery size 108 and the value contained in the determined pressure, from the low pressure sensor 136 measured pressure value with a first value for the compressibility of the fuel 100 linked, as well as a second map, the power consumption of the high-pressure fuel pump contained in the determined delivery size 110 and contained in the determined pressure value, from the high pressure sensor 138 measured pressure value with a second value of the compressibility of the fuel 100 connected. It is also assumed that the calculation rule 116 has an algorithm representing the first and second values of the compressibility of the fuel 100 into a single value, e.g. By averaging. Finally, suppose that the calculation rule 116 a functional relationship between the compressibility of the fuel 100 and its alcohol content, assuming that the fuel 100 according to the operating instructions of the internal combustion engine 104 is composed, ie in the present case of ethanol and gasoline in an unknown mixing ratio.

Das Steuergerät 102 enthält ferner einen Vergleichswertermittler 132, der mit einer an einer Abgasleitung 126 der Brennkraftmaschine 104 angeordneten Lambdasonde 124 verbunden ist. Der Vergleichswertermittler 132 ist dazu ausgebildet, im Betrieb der Brennkraftmaschine 104 aus deren Abgasen ebenfalls einen Wert für den Alkoholgehalt des Kraftstoffs 100 zu ermitteln und diesen ebenfalls der Einspritzsteuerungseinheit 130 bereitzustellen, sodass die Einspritzsteuerungseinheit 130 bei laufender Brennkraftmaschine 104 auf den vom Vergleichswertermittler 132 bereitgestellten Wert des Alkoholgehalts und bei stehender oder anlaufender Brennkraftmaschine 104 auf den vom Alkoholgehaltrechner 122 bereitgestellten Wert des Alkoholgehalts zurückgreifen kann. Der Vergleichswertermittler 132 ist außerdem mit dem Alkoholgehaltrechner 122 verbunden, um bei laufender Brennkraftmaschine 104 die Berechnungsvorschrift 116 derart anzupassen, dass sie einen mit dem Vergleichswert übereinstimmenden Wert des Alkoholgehalts liefert.The control unit 102 also contains a comparison value determiner 132 that with one on an exhaust pipe 126 the internal combustion engine 104 arranged lambda probe 124 connected is. The comparison value determiner 132 is designed to be in operation of the internal combustion engine 104 from their exhaust gases also a value for the alcohol content of the fuel 100 to determine and this also the injection control unit 130 so that the injection control unit 130 with the internal combustion engine running 104 to that of the comparator 132 provided value of the alcohol content and standing or starting internal combustion engine 104 on the of the alcohol content calculator 122 provided value of the alcohol content. The comparison value determiner 132 is also with the alcohol calculator 122 connected to the internal combustion engine 104 the calculation rule 116 adjust to give a value of alcohol content consistent with the reference value.

Im Betrieb der gezeigten Kraftstoffversorgungseinrichtung 106 wird zunächst bei stehender Brennkraftmaschine 104 Kraftstoff 100 mit Benzin und Ethanol in unbekanntem Mischungsverhältnis in den Kraftstoffvorratsbehälter 134 eingefüllt. Die Vorförderleitung 146, die Hochdruckleitung 150 und der Kraftstoffdruckbehälter 128 sind zu diesem Zeitpunkt im Wesentlichen frei von Kraftstoff. Soll die Brennkraftmaschine 104 gestartet werden, wird zunächst das Kraftstoffvorfördermodul 108 von einer nicht gezeigten Steuereinrichtung in Betrieb gesetzt, um die Vorförderleitung 146 mit Kraftstoff 100 zu füllen und den Kraftstoffdruck in der Vorförderleitung 146 bis zu einem vorbestimmten Wert anzuheben. Gleichzeitig erfasst der Fördergrößenermittler 118 kontinuierlich den Volumenstrom 112 durch das Kraftstoffvorfördermodul 108, während der Druckgrößenermittler 120 kontinuierlich den in der Vorförderleitung 146 herrschenden Kraftstoffdruck erfasst. Ist in der Vorförderleitung 146 ein gewünschter Vorförderdruck erreicht, wird die Kraftstoffhochdruckpumpe 110 von einer nicht gezeigten Steuereinrichtung derart angesteuert, dass sie die Hochdruckleitung 150, den Kraftstoffdruckbehälter 128 und die Stichleitungen 152 füllt, und den Kraftstoffdruck in diesen bis auf einen im Betrieb der Brennkraftmaschine 104 gewünschten Wert anhebt. Während dieses Vorgangs erfasst der Fördergrößenermittler 118 kontinuierlich die elektrische Leistungsaufnahme der Kraftstoffhochdruckpumpe 110, während gleichzeitig der Druckgrößenermittler 120 kontinuierlich den Kraftstoffdruck im Kraftstoffdruckbehälter 128 erfasst. Die ermittelten Funktionsverläufe werden sodann vom Fördergrößenermittler 118 und Druckgrößenermittler 120 jeweils zusammengefasst und als Fördergröße bzw. Druckgröße an den Alkoholgehaltrechner 122 übermittelt.During operation of the fuel supply device shown 106 is initially at a stationary internal combustion engine 104 fuel 100 with gasoline and ethanol in unknown mixing ratio in the fuel tank 134 filled. The prefeed line 146 , the high pressure line 150 and the fuel pressure vessel 128 are essentially free of fuel at this time. Should the internal combustion engine 104 are started, first the fuel pre-delivery module 108 set by a control device not shown in operation to the pre-feed line 146 with fuel 100 to fill and the fuel pressure in the feed line 146 to raise to a predetermined value. At the same time, the conveyor size determiner records 118 continuously the volume flow 112 through the fuel advance module 108 while the pressure sizer 120 continuously in the prefeed line 146 prevailing fuel pressure detected. Is in the pre-delivery line 146 reaches a desired feed pressure, the high-pressure fuel pump 110 controlled by a control device not shown such that it is the high pressure line 150 , the fuel pressure tank 128 and the stubs 152 fills, and the fuel pressure in these except one during operation of the internal combustion engine 104 raises desired value. During this process, the conveyor size determiner detects 118 continuously the electrical power consumption of the high-pressure fuel pump 110 while at the same time the pressure magnitude determinator 120 continuously the fuel pressure in the fuel pressure tank 128 detected. The determined functional curves are then the Fördergrößener mediator 118 and pressure sizer 120 summarized in each case and as a delivery size or print size to the alcohol content calculator 122 transmitted.

Der Alkoholgehaltrechner 122 berechnet anschließend gemäß seiner Berechnungsvorschrift 116 basierend auf den erhaltenen Funktionsverläufen zunächst einen Wert für die Kompressibilität des Kraftstoffs 100 und rechnet diesen aufgrund bekannter Kompressibilitätswerte von Mischungen von Ethanol und Benzin in unterschiedlichem Mischungsverhältnis um in einen Wert für den Alkoholgehalt des Kraftstoffs 100. Der Alkoholgehaltrechner 122 übermittelt den berechneten Alkoholgehalt an die Einspritzsteuereinheit 133.The alcohol content calculator 122 then calculates according to its calculation rule 116 First, based on the obtained function curves, a value for the compressibility of the fuel 100 and converts it into a value for the alcohol content of the fuel based on known compressibility values of mixtures of ethanol and gasoline in different mixing ratio 100 , The alcohol content calculator 122 transmits the calculated alcohol content to the injection control unit 133 ,

Sobald die Kraftstoffversorgungseinrichtung 106 auf die beschriebene Weise befüllt und unter Druck gesetzt sowie der Alkoholgehalt des Kraftstoffs 100 ermittelt wurde, steuert eine nicht gezeigte Steuereinheit einen ebenfalls nicht gezeigten Anlassermotor, Zündeinrichtungen, die Einspritzsteuerungseinheit 130 usw. derart an, dass die Brennkraftmaschine 104 startet. Hierbei bestimmt die Einspritzsteuerungseinheit 130 die von den Einspritzventilen 140 einzuspritzenden Kraftstoffmengen unter Berücksichtigung des ermittelten Ethanolgehalts des Kraftstoffs 100. Nach Abschluss der Startphase geht die Brennkraftmaschine 104 in einen stationären Betriebszustand über, in dem der Vergleichswertermittler 132 aus einem Abgasanalysesignal der Lambdasonde 124 ebenfalls den Alkoholgehalt des Kraftstoffs 100 ermittelt. Die Einspritzsteuerungseinheit 130 verwendet im weiteren Betrieb den Vergleichswert zur Ansteuerung der Einspritzventile 140. Zugleich kalibriert der Alkoholgehaltrechner 122 basierend auf dem Vergleichswert seine Berechnungsvorschrift 116, sodass bei nachfolgenden Startvorgängen die durch die Kalibrierung veränderte Berechnungsvorschrift 116 anwendbar ist.Once the fuel supply device 106 filled in the manner described and pressurized and the alcohol content of the fuel 100 was determined, a not-shown control unit controls a starter motor, also not shown ignition devices, the injection control unit 130 etc. such that the internal combustion engine 104 starts. Here, the injection control unit determines 130 those from the injectors 140 Fuel quantities to be injected, taking into account the determined ethanol content of the fuel 100 , After completion of the start phase, the internal combustion engine goes 104 in a stationary operating state, in which the comparison value determinator 132 from an exhaust gas analysis signal of the lambda probe 124 also the alcohol content of the fuel 100 determined. The injection control unit 130 used in the further operation, the comparison value for controlling the injectors 140 , At the same time, the alcohol calculator calibrates 122 based on the comparison value its calculation rule 116 so that during subsequent starts the calculation rule changed by the calibration 116 is applicable.

2 zeigt ebenfalls in schematischer Blockdarstellung eine Kraftstoffversorgungseinrichtung 106 einer Brennkraftmaschine 104, deren Steuergerät 102 eine Vorrichtung zur Ermittlung eines Alkoholgehalts gemäß einer weiteren Ausführungsform darstellt. Abweichend von der Ausführungsform aus 1 ist in der Vorförderleitung 146 zwischen dem Kraftstoffvorfördermodul 108 und der Kraftstoffhochdruckpumpe 110 ein Kraftstofffilter 214 eingefügt, wie es üblicherweise in Kraftstoffversorgungseinrichtungen moderner Brennkraftmaschinen verwendet wird. Im Inneren des Kraftstofffilters 214 ist ein Filterelement 216 angeordnet, das den hindurchströmenden Kraftstoff 100 von Feststoffpartikeln befreit. Das Filterelement 216 weist ein herkömmliches Filtermaterial aus Cellulose- oder Synthesefasern als Gewebe oder Vlies auf. 2 also shows a schematic block diagram of a fuel supply device 106 an internal combustion engine 104 , their control unit 102 a device for determining an alcohol content according to another embodiment represents. Notwithstanding the embodiment of 1 is in the pre-production line 146 between the fuel advance module 108 and the high-pressure fuel pump 110 a fuel filter 214 inserted, as it is commonly used in fuel supply devices of modern internal combustion engines. Inside the fuel filter 214 is a filter element 216 arranged, which the flowing fuel 100 freed of solid particles. The filter element 216 has a conventional filter material of cellulose or synthetic fibers as a woven or non-woven.

Am Ausgang des Kraftstofffilters 214 ist in der Vorförderleitung 146 ein Differenzdrucksensor 220 angeordnet, der über eine Umgehungsleitung 220 weiterhin mit dem an den Eingang des Kraftstofffilters 214 angeschlossenen Abschnitt der Vorförderleitung 146 verbunden ist und einen Differenzdruck zwischen Ein- und Ausgang des Kraftstofffilters 214 misst. Der Differenzdrucksensor 220 ist mit dem Druckgrößenermittler 120 des Steuergeräts 102 verbunden, der den gemessenen Differenzdruck als Druckgröße an den Alkoholgehaltrechner 122 weitergibt. Der Fördergrößenermittler 118 ist in der vorliegenden Ausführungsform an das Vorfördermodul 108 angeschlossen, dessen Leistungsaufnahme er als Fördergröße ermittelt und an den Alkoholgehaltrechner 122 weitergibt. Das Steuergerät 102 weist in der vorliegenden Ausführungsform zusätzlich einen Temperaturermittler 158 auf, der mit einem Temperatursensor 156 am Kraftstoffvorratsbehälter 134 verbunden ist und dazu ausgebildet ist, eine Kraftstofftemperaturgröße zu ermitteln und an den Alkoholgehaltrechner 122 weiterzugeben.At the exit of the fuel filter 214 is in the pre-production line 146 a differential pressure sensor 220 arranged, via a bypass line 220 continue with the at the entrance of the fuel filter 214 connected section of the feed line 146 is connected and a differential pressure between the inlet and outlet of the fuel filter 214 measures. The differential pressure sensor 220 is with the print size determiner 120 of the control unit 102 connected, the measured differential pressure as a pressure variable to the alcohol content calculator 122 passes. The conveyor size determiner 118 is in the present embodiment of the pre-feed module 108 connected, whose power consumption he determined as the promotion size and the alcohol content calculator 122 passes. The control unit 102 additionally has a temperature detector in the present embodiment 158 on that with a temperature sensor 156 at the fuel tank 134 is connected and adapted to determine a fuel temperature magnitude and the alcohol content calculator 122 pass.

Beim Start der Brennkraftmaschine 104 fördert das Kraftstoffvorfördermodul 108 einen näherungsweise gleichmäßigen Volumenstrom 112 von Kraftstoff 100 durch die Vorförderleitung 146 und den Kraftstofffilter 214 zum Eingang der Hochdruckpumpe 110, bis an dieser ein gewünschter Vorförderdruck erreicht ist. Dabei baut sich aufgrund des Durchflusswiderstands des Kraftstofffilters 214 ein Differenzdruck auf, der vom Druckgrößenermittler 120 mittels des Differenzdrucksensors 220 als Druckgröße ermittelt wird. Gleichzeitig ermittelt der Fördergrößenermittler 118 als Fördergröße die Leistungsaufnahme des Kraftstoffvorfördermoduls 108.At the start of the internal combustion engine 104 promotes the fuel advance module 108 an approximately uniform volume flow 112 of fuel 100 through the prefeed line 146 and the fuel filter 214 to the input of the high pressure pump 110 , until at this a desired feed pressure is reached. This builds up due to the flow resistance of the fuel filter 214 a differential pressure from that of the pressure sizer 120 by means of the differential pressure sensor 220 is determined as the print size. At the same time, the conveyor size determiner determines 118 as a delivery size, the power consumption of the fuel advance module 108 ,

Durch die unterschiedliche Polarität von Ethanol, Benzin und entsprechender Gemische weist der Kraftstofffilter einen vom Ethanol- bzw. Alkoholgehalt abhängigen Durchflusswiderstand auf, sodass der als Druckgröße ermittelte Differenzdruck bei konstant angenommenem Volumenstrom 112 mit dem Alkoholgehalt des Kraftstoffs 100 variiert. Der Alkoholgehaltrechner 122 berechnet aufgrund dieses Zusammenhangs den Alkoholgehalt des Kraftstoffs 100, unter weiterer Berücksichtigung der vom Temperaturermittler 158 ermittelten Temperatur des Kraftstoffs 100, die über dessen Viskosität ebenfalls den Durchflusswiderstand des Kraftstofffilters 214 beeinflusst.Due to the different polarity of ethanol, gasoline and corresponding mixtures, the fuel filter has a dependent on ethanol or alcohol content flow resistance, so that the pressure difference determined as differential pressure at constant volume flow 112 with the alcohol content of the fuel 100 varied. The alcohol content calculator 122 calculates the alcohol content of the fuel based on this relationship 100 , taking further account of the temperature determiner 158 determined temperature of the fuel 100 , whose viscosity also the flow resistance of the fuel filter 214 affected.

Alternativ zum gezeigten Differenzdrucksensor 220 können zwei entsprechende Absolutdrucksensoren an Ein- und Ausgang des Kraftstofffilters 214 angeordnet sein, oder auch ein einzelner Absolutdrucksensor am Ausgang des Kraftstofffilters 214, wobei der Druckgrößenermittler 120 dazu ausgebildet ist, den Absolutdruck am Ausgang des Kraftstofffilters 214 als Druckgröße zu ermitteln. Als weitere Alternative kann der am Ausgang des Kraftstofffilters 214 herrschende Druck indirekt über die Leistungsaufnahme der Hochdruckpumpe 110 ermittelt werden.Alternative to the differential pressure sensor shown 220 Two corresponding absolute pressure sensors can be connected to the inlet and outlet of the fuel filter 214 be arranged, or even a single absolute pressure sensor at the output of the fuel filter 214 , wherein the pressure magnitude determinator 120 adapted to the absolute pressure at the output of the fuel filter 214 to determine as print size. As another alternative, the at the output of the fuel filter 214 prevailing pressure indirectly via the power consumption of the high-pressure pump 110 be determined.

Um die Genauigkeit, mit der der Alkoholgehaltrechner den Alkoholgehalt berechnet, zu steigern, wird für das Filterelement 216 zweckmäßig ein Material – z. B. ein mikroporöses Membranmaterial – gewählt, das eine starke Abhängigkeit des Durchflusswiderstands vom Alkoholgehalt des Kraftstoffs aufweist. Ferner kann ein solches Material wie auch herkömmliche Filtermaterialien durch eine geeignete z. B. chemische Behandlung mit einer ausgeprägt lipophilen oder hydrophilen Oberfläche versehen werden, um den Effekt zu verstärken. Beispielsweise weist das Filtermaterial ein Papier, Geflecht, Gewirk, Vlies oder Kombinationsmaterial aus Cellulose- oder Celluloseacetat-, Glas- oder anderen Fasern oder eine poröse Membran auf, die mit Polypropylen, Polyethylen, Acryl, Polyester, Nylon, stabilisierten Polyamiden, Polycarbonaten, Polyetherketon, Polyethersulfon, Polyphenylensulfid, teilweise oder vollhalogenierten bzw. -fluorierten Olefinen beschichtet sind oder wesentlich aus diesen bestehen. Das Filtermaterial kann ferner mit Zusätzen oder Beschichtungen von anorganischen Materialien, z. B. Aluminiumoxid versehen sein. Die Bindung des Filtermaterials kann z. B. mit Epoxidharz oder Formaldehydharzen erfolgen.To increase the accuracy with which the alcohol calculator calculates the alcohol content, becomes for the filter element 216 expedient a material -. As a microporous membrane material - selected, which has a strong dependence of the flow resistance of the alcohol content of the fuel. Furthermore, such a material as well as conventional filter materials by a suitable z. B. chemical treatment with a pronounced lipophilic or hydrophilic surface to enhance the effect. For example, the filter material comprises a paper, braid, knit, nonwoven or combination material of cellulose or cellulose acetate, glass or other fibers or a porous membrane filled with polypropylene, polyethylene, acrylic, polyester, nylon, stabilized polyamides, polycarbonates, polyether ketone , Polyethersulfon, polyphenylene sulfide, partially or fully halogenated or fluorinated olefins are coated or consist essentially of these. The filter material may also be coated with additives or coatings of inorganic materials, e.g. B. be provided alumina. The binding of the filter material may, for. B. with epoxy resin or formaldehyde resins.

3A und B zeigen ausschnitthafte vergrößerte Querschnittansichten eines Kraftstofffilterelements 216 zur Verwendung mit der Ausführungsform aus 2 bei Durchleitung eines Volumenstroms 112 von Kraftstoff, wobei der durchströmende Kraftstoff im Fall von 3B einen höheren Ethanolgehalt als im Fall von 3A aufweist. Das Material des Filterelements 216 ist ein Fasermaterial mit Fasern 220 aus einem herkömmlichen Werkstoff wie z. B. Cellulose, die mit einer aktiven Beschichtung 218 aus einem Material versehen sind, das bei Anwesenheit von Ethanol definiert quillt und daher den Durchflusswiderstand des Kraftstofffilterelements 216 stark beeinflusst. 3B verdeutlicht die gegenüber 3A aufgequollene Beschichtung, die das für den Volumenstrom 112 zur Verfügung stehende freie Volumen zwischen den Fasern 222 verkleinert. Geeignete Materialien für die aktive Beschichtung sind z. B. Elastomere wie Kautschuk oder modifizierte oder hoch vernetzte Polysiloxane, PEUT oder andere aus der Gaschromatographie bekannte Materialien mit der gewünschten Eigenschaft. 3A and B are fragmentary enlarged cross-sectional views of a fuel filter element 216 for use with the embodiment 2 at passage of a volume flow 112 of fuel, wherein the fuel flowing through in the case of 3B a higher ethanol content than in the case of 3A having. The material of the filter element 216 is a fiber material with fibers 220 from a conventional material such. As cellulose, with an active coating 218 are made of a material that swells defined in the presence of ethanol and therefore the flow resistance of the fuel filter element 216 strongly influenced. 3B clarifies the opposite 3A swollen coating that for the volume flow 112 available free volume between the fibers 222 reduced. Suitable materials for the active coating are z. As elastomers such as rubber or modified or highly crosslinked polysiloxanes, PEUT or other known from gas chromatography materials having the desired property.

4 zeigt ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zur Ermittlung eines Alkoholgehalts eines Kraftstoffs, der von einer Brennkraftmaschine verwendet wird und im Wesentlichen aus einer Mischung von Benzin und einem Alkohol wie Ethanol oder Methanol besteht. In Schritt 314 wird ein Befehl zum Starten der Brennkraftmaschine gegeben, z. B. von einem Fahrzeugführer. 4 FIG. 10 is a flowchart of a method of determining an alcohol content of a fuel used by an internal combustion engine and consisting essentially of a mixture of gasoline and an alcohol such as ethanol or methanol. In step 314 a command to start the engine is given, for. B. by a driver.

In Schritt 308 wird eine Kraftstoffpumpe zur Versorgung der Brennkraftmaschine in Betrieb gesetzt, die den Kraftstoff von einem Kraftstofftank durch ein Rohrleitungssystem zu einem Kraftstofffilter und einer dahinter angeordneten Hochdruckpumpe fördert. Die Kraftstoffpumpe befüllt das Rohrleitungssystem mit dem Kraftstoff, wobei sich in diesem der Kraftstoffdruck kontinuierlich erhöht. Gleichzeitig wird in Schritt 300 kontinuierlich die elektrische Leistungsaufnahme der Kraftstoffpumpe ermittelt, als eine Fördergröße, die die Förderung des Kraftstoffs durch die die Kraftstoffpumpe und das Rohrleitungssystem umfassende Kraftstoffversorgungseinrichtung charakterisiert. Weiterhin gleichzeitig mit den Schritten 308 und 300 wird in Schritt 302 kontinuierlich der von der Kraftstoffpumpe im Rohrleitungssystem erzeugte Kraftstoffdruck ermittelt, beispielsweise der am Eingang des Kraftstofffilters erzeugte Staudruck, der sowohl von der Kompressibilität des Kraftstoffs als auch vom Durchflusswiderstand durch den Kraftstofffilter abhängt.In step 308 a fuel pump for supplying the internal combustion engine is put into operation, which promotes the fuel from a fuel tank through a piping system to a fuel filter and a high-pressure pump arranged behind it. The fuel pump fills the pipeline system with the fuel, in which the fuel pressure increases continuously. At the same time in step 300 continuously determines the electric power consumption of the fuel pump, as a delivery quantity that characterizes the delivery of the fuel through the fuel supply device comprising the fuel pump and the piping system. Continue at the same time with the steps 308 and 300 will be in step 302 continuously determines the fuel pressure generated by the fuel pump in the piping system, for example, the back pressure generated at the entrance of the fuel filter, which depends on both the compressibility of the fuel and the flow resistance through the fuel filter.

In Schritt 318 wird eine Temperaturgröße ermittelt, die die Temperatur des Kraftstoffs 100 charakterisiert, z. B. mittels eines Temperatursensors, der an der zum Kraftstofffilter führenden Rohrleitung angebracht ist. Die Kompressibilität des Kraftstoffs wie auch der Durchflusswiderstand, den der Kraftstofffilter dem Kraftstoff entgegensetzt, hängen vom Alkoholgehalt des Kraftstoffs und seiner Temperatur ab. In Schritt 304 wird basierend auf der in Schritt 300 kontinuierlich erhobenen Leistungsaufnahme der Kraftstoffpumpe, dem in Schritt 302 kontinuierlich erhobenen Kraftstoffdruck und der in Schritt 318 ermittelten Temperaturgröße der Alkoholgehalt des Kraftstoffs berechnet, gemäß einer Berechnungsvorschrift, die ein empirisch ermitteltes Kennfeld aufweist.In step 318 a temperature value is determined which is the temperature of the fuel 100 characterized, for. Example by means of a temperature sensor, which is attached to the pipeline leading to the fuel filter. The compressibility of the fuel as well as the flow resistance that the fuel filter opposes to the fuel depend on the alcohol content of the fuel and its temperature. In step 304 will be based on in step 300 continuously raised power consumption of the fuel pump in step 302 continuously raised fuel pressure and in step 318 calculated temperature magnitude of the alcohol content of the fuel calculated according to a calculation rule having an empirically determined map.

In Schritt 306 wird die Brennkraftmaschine in Betrieb gesetzt, wobei Zündwinkel usw. unter Berücksichtigung des in Schritt 304 ermittelten Alkoholgehalts gesteuert werden. Weist die Brennkraftmaschine Direkt- oder Saugrohreinspritzung auf, werden auch Einspritzparameter wie Einspritzmengen unter Berücksichtigung des Alkoholgehalts gesteuert. In Schritt 310 wird, sobald die Startphase der Brennkraftmaschine abgeschlossen ist, basierend auf Emissionsgrößen der Brennkraftmaschine ein Vergleichswert des Alkoholgehalts nach einem weiteren Verfahren berechnet. Dieser Vergleichswert wird mit dem in Schritt 304 berechneten Alkoholgehalt verglichen und bei starken Abweichungen ein Warnsignal abgegeben, sodass eine mögliche Veränderung an Komponenten der Kraftstoffversorgungseinrichtung aufgezeichnet werden kann. In Schritt 312 wird, ggf. unter der Voraussetzung, dass keine starken Abweichungen festgestellt wurden, das in Schritt 304 verwendete Kennfeld der Berechnungsvorschrift derart kalibriert, dass eine Wiederholung der Berechnung mit den in Schritt 308, 300 und 302 ermittelten Größen auf den Vergleichswert führen würde.In step 306 the internal combustion engine is put into operation, ignition angle, etc. taking into account in step 304 determined alcohol content are controlled. If the internal combustion engine has direct injection or intake manifold injection, injection parameters such as injection quantities are also controlled taking into account the alcohol content. In step 310 is, as soon as the starting phase of the internal combustion engine is completed, based on emission quantities of the internal combustion engine, a comparison value of the alcohol content calculated by a further method. This comparison value will be the one in step 304 calculated alcohol content and issued in the event of large deviations a warning signal, so that a possible change to components of the fuel supply device can be recorded. In step 312 If necessary, provided that no significant deviations have been detected in step 304 used characteristic map of the calculation rule calibrated such that a repetition of the calculation with the in step 308 . 300 and 302 would lead to the comparison value.

In Schritt 316 wird die Brennkraftmaschine abgeschaltet, z. B. auf eine Anforderung des Fahrzeugführers hin. Das Verfahren springt zu Schritt 314 zurück, wo erneut ein Start der Brennkraftmaschine veranlasst wird, ggf. mit verändertem Alkoholgehalt des Kraftstoffs. Beim erneuten Durchlauf des Verfahrens wird in Schritt 304 die kalibrierte Berechnungsvorschrift angewandt.In step 316 the internal combustion engine is switched off, z. B. on a request from the driver. The procedure jumps to step 314 back, where again a start of the internal combustion engine is caused, possibly with a changed alcohol content of the fuel. When re-running the process is in step 304 applied the calibrated calculation rule.

Claims (10)

Verfahren zur Ermittlung eines Alkoholgehalts eines Kraftstoffs (100) für eine Brennkraftmaschine (104), mit folgenden Schritten: – Ermitteln (300) einer Fördergröße, welche eine Förderung des Kraftstoffs durch eine Kraftstoffversorgungseinrichtung (106) der Brennkraftmaschine (104) charakterisiert; – Ermitteln (302) einer Druckgröße, welche einen durch die Kraftstoffversorgungseinrichtung (106) erzeugten Kraftstoffdruck charakterisiert; und – Berechnen (304) des Alkoholgehalts basierend auf der Fördergröße und der Druckgröße.Method for determining the alcohol content of a fuel ( 100 ) for an internal combustion engine ( 104 ), with the following steps: 300 ) of a delivery amount, which a promotion of the fuel by a fuel supply device ( 106 ) of the internal combustion engine ( 104 ) characterized; - Determine ( 302 ) of a pressure variable, which one through the fuel supply device ( 106 ) characterized fuel pressure characterized; and - calculating ( 304 ) of the alcohol content based on the delivery size and the print size. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Kraftstoffversorgungseinrichtung (106) ein Kraftstoffvorfördermodul (108) oder/und eine Kraftstoffhochdruckpumpe (110) umfasst.Method according to claim 1, wherein the fuel supply device ( 106 ) a fuel advance module ( 108 ) and / or a high-pressure fuel pump ( 110 ). Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Fördergröße eine Leistungsaufnahme der Kraftstoffversorgungseinrichtung (106) oder/und einen durch die Kraftstoffversorgungseinrichtung (106) erzeugten Volumenstrom (112) aufweist.Method according to claim 1 or 2, wherein the delivery quantity comprises a power consumption of the fuel supply device ( 106 ) and / or one through the fuel supply device ( 106 ) generated flow ( 112 ) having. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Druckgröße einen Kraftstoffvorförderdruck, einen Kraftstoffeinspritzdruck oder/und einen Differenzdruck an einem Kraftstofffilter (214) der Kraftstoffversorgungseinrichtung (106) aufweist.Method according to one of the preceding claims, wherein the pressure variable is a Kraftstoffvorförderdruck, a fuel injection pressure and / or a differential pressure on a fuel filter ( 214 ) of the fuel supply device ( 106 ) having. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, weiterhin umfassend einen Schritt des Ermittelns (318) einer Temperaturgröße, welche eine Temperatur des Kraftstoffs (100) charakterisiert, wobei das Berechnen (304) des Alkoholgehalts weiterhin basierend auf der Temperaturgröße erfolgt.Method according to one of the preceding claims, further comprising a step of determining ( 318 ) a temperature variable, which is a temperature of the fuel ( 100 ), wherein calculating ( 304 ) of the alcohol content continues to be based on the temperature size. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, weiterhin umfassend einen Schritt des kontinuierlichen Veränderns (308) des Kraftstoffdrucks, insbesondere bei oder vor einem Betriebsbeginn (306) der Brennkraftmaschine (104), wobei das Ermitteln (300, 302) der Fördergröße und/oder der Druckgröße fortlaufend während des Veränderns (308) erfolgen.Method according to one of the preceding claims, further comprising a step of continuously changing ( 308 ) of the fuel pressure, in particular at or before a start of operation ( 306 ) of the internal combustion engine ( 104 ), where determining ( 300 . 302 ) of the conveying size and / or the printing size continuously during the modification ( 308 ) respectively. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, weiterhin umfassend: – Ermitteln (310) eines Vergleichswerts des Alkoholgehalts nach einem weiteren Verfahren, insbesondere basierend auf Emissionsgrößen der Brennkraftmaschine (104); und – Kalibrieren (312), basierend auf dem Vergleichswert, einer Berechnungsvorschrift (116) für das Berechnen (304) des Alkoholgehalts basierend auf der Fördergröße und der Druckgröße.Method according to one of the preceding claims, further comprising: - determining ( 310 ) of a comparative value of the alcohol content according to a further method, in particular based on emission quantities of the internal combustion engine ( 104 ); and - calibration ( 312 ), based on the comparison value, a calculation rule ( 116 ) for calculating ( 304 ) of the alcohol content based on the delivery size and the print size. Computerprogrammprodukt mit Programmanweisungen, die auf einem maschinenlesbaren Träger gespeichert sind, zur Durchführung des Verfahrens nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, wenn die Programmanweisungen auf einem Computer oder einem Steuergerät (102) ausgeführt werden.Computer program product with program instructions stored on a machine-readable carrier for carrying out the method according to at least one of the preceding claims, when the program instructions are stored on a computer or a control unit ( 102 ). Vorrichtung (102) zur Ermittlung eines Alkoholgehalts eines Kraftstoffs (100) für eine Brennkraftmaschine (104), aufweisend: – einen Fördergrößenermittler (118), der eine Fördergröße ermittelt, welche eine Förderung des Kraftstoffs (100) durch eine Kraftstoffversorgungseinrichtung (106) der Brennkraftmaschine (104) charakterisiert; – einen Druckgrößenermittler (120), der eine Druckgröße ermittelt, welche einen durch die Kraftstoffversorgungseinrichtung (106) erzeugten Kraftstoffdruck charakterisiert; und – einen Alkoholgehaltrechner (122), der den Alkoholgehalt basierend auf der Fördergröße und der Druckgröße berechnet.Contraption ( 102 ) for determining an alcoholic strength of a fuel ( 100 ) for an internal combustion engine ( 104 ), comprising: - a size determiner ( 118 ), which determines a delivery quantity which a promotion of the fuel ( 100 ) by a fuel supply device ( 106 ) of the internal combustion engine ( 104 ) characterized; A pressure quantity determinator ( 120 ), which determines a pressure variable, which one through the fuel supply device ( 106 ) characterized fuel pressure characterized; and an alcohol calculator ( 122 ) which calculates the alcohol content based on the delivery size and the print size. Vorrichtung nach Anspruch 9, weiterhin umfassend einen vom Kraftstoff (100) durchströmten Kraftstofffilter (214), welcher insbesondere ein Filterelement (216) mit einer Beschichtung (218) zur Erzeugung eines veränderlichen Durchströmwiderstands in Abhängigkeit vom Alkoholgehalt des Kraftstoffs (100) aufweist.Apparatus according to claim 9, further comprising one of the fuel ( 100 ) flowed through the fuel filter ( 214 ), which in particular a filter element ( 216 ) with a coating ( 218 ) for generating a variable flow resistance as a function of the alcohol content of the fuel ( 100 ) having.
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