DE102010045593A1 - System for detecting type of e.g. compressed natural gas utilized for operating dual-fuel engine of motor car, has sensor unit designed so as to detect type of fuel located in suction tube from measured parameter during operation - Google Patents

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Abstract

The system (4) has a sensor unit (26) for measuring a parameter that characterizes a type of different gaseous fuels, which are burnt in a cylinder (12) to operate a combustion engine (2). The sensor unit is designed in such a manner that the type of the fuel located in a suction tube (18) is detected from the measured parameter during operation. The sensor unit comprises a first sensor for measuring air-mass flow in the suction tube, a second sensor (28) for measuring a lambda value, and third- and fourth sensors for measuring fuel injector pressure and tube pressure, respectively. Independent claims are also included for the following: (1) a system for controlling a combustion engine (2) a method for detecting a type of gaseous fuel (3) a computer program comprising a set of instructions for executing a method for detecting a type of gaseous fuel.

Description

Die vorliegende Anmeldung betrifft ein System und Verfahren zum Erfassen der Art eines gasförmigen Kraftstoffs, ein System und Verfahren zum Regeln eines Verbrennungsmotors, insbesondere eines Verbrennungsmotors, der mit zwei unterschiedlichen gasförmigen Kraftstoffen betrieben werden kann, sowie einen Verbrennungsmotor und ein Kraftfahrzeug.The present application relates to a system and method for detecting the nature of a gaseous fuel, a system and method for controlling an internal combustion engine, in particular an internal combustion engine, which can be operated with two different gaseous fuels, as well as an internal combustion engine and a motor vehicle.

Ein Verbrennungsmotor nach dem Otto-Prinzip ist in der DE 103 18 963 A1 offenbart. Dieser Verbrennungsmotor kann mit zwei unterschiedlich klopffesten Kraftstoffen wie Benzin und Erdgas betrieben werden. Benzin wird als Reservekraftstoff verwendet, so dass der Motor auch betrieben werden kann, wenn der Haupttreibstoff, d. h. Erdgas, verbraucht bzw. nicht vorhanden ist. Solche Verbrennungsmotoren werden auch Vielstoffmotoren genannt.An internal combustion engine according to the Otto principle is in the DE 103 18 963 A1 disclosed. This internal combustion engine can be operated with two different knock-resistant fuels, such as gasoline and natural gas. Gasoline is used as a reserve fuel, so that the engine can also be operated when the main fuel, ie natural gas, is used up or not. Such internal combustion engines are also called multi-fuel engines.

In einem Motor nach dem Otto-Prinzip wird ein Luft-Kraftstoff-Gemisch in einem Verbrennungsraum, wie einem Zylinder, verdichtet und dann mit einer Zündkerze gezündet. Das Verdichten kann jedoch zu einer spontanen Zündung führen, die unerwünscht ist, da diese den Motor beschädigen kann.In an engine according to the Otto principle, an air-fuel mixture in a combustion chamber, such as a cylinder, is compressed and then ignited with a spark plug. However, compression can lead to spontaneous ignition, which is undesirable because it can damage the engine.

Verschiedene Kraftstoffe weisen typischerweise unterschiedliche Klopffestigkeiten auf, d. h. ihr Gemisch mit Luft kann unterschiedlich stark verdichtet werden, bevor es zur unerwünschten spontanen Entzündung und Klopfen kommt.Different fuels typically have different knock strengths, i. H. their mixture with air can be compressed to different degrees before it comes to unwanted spontaneous inflammation and tapping.

Um den Kraftstoff optimal zu nutzen ist es jedoch wünschenswert, ihn vor der fremdeingeleiteten Zündung so stark wie möglich zu verdichten. Dies wird durch die Konstruktion des Motors erreicht, so dass typischerweise ein Motor nur für einen Kraftstoff optimal konstruiert und justiert werden kann. Wird dieser Motor mit einem anderen Kraftstoff betrieben, kann Klopfen auftreten, wodurch der Motor beschädigt werden kann.In order to make the most of the fuel, however, it is desirable to compress it as much as possible prior to the externally induced ignition. This is achieved by the design of the engine so that typically one engine can be optimally designed and adjusted for only one fuel. If this engine is operated with a different fuel, knocking may occur, which may damage the engine.

Um einen Motor mit verschiedenen Kraftstoffen unterschiedlicher Klopffestigkeit zuverlässig zu nutzen, wird in der DE 103 18 963 A1 das Kraftstoffdosiersystem abhängig vom Kraftstofftyp eingestellt. Folglich kann der Motor nicht nur mit Erdgas, sondern auch mit Benzin betrieben werden, obwohl der Wirkungsgrad beim Benzinbetrieb niedriger als beim Erdgasbetrieb ist.In order to reliably use an engine with different fuels of different knock resistance, is in the DE 103 18 963 A1 the fuel metering system is adjusted depending on the fuel type. Consequently, the engine can be operated not only with natural gas but also with gasoline, although the efficiency in gasoline operation is lower than in natural gas operation.

Weitere Verbrennungsmotoren sowie Systeme und Verfahren zum Bestreiben eines Verbrennungsmotors mit unterschiedlichen Kraftstoffen sind jedoch wünschenswert, um die Effizienz des Motors weiter zu erhöhen.However, other internal combustion engines and systems and methods for driving an internal combustion engine with different fuels are desirable to further increase the efficiency of the engine.

In einem Ausführungsbeispiel wird ein System zum Erfassen der Art eines gasförmigen Kraftstoffs angegeben. Der gasförmige Kraftstoff wird zum Betreiben eines Verbrennungsmotors mit einem Saugrohr und zumindest einem Zylinder verwendet. Zum Betreiben des Verbrennungsmotors können zumindest zwei unterschiedliche gasförmige Kraftstoffe im Zylinder verbrannt werden. Das System weist Sensormittel zum Messen zumindest eines Parameters auf, der die Art des gasförmigen Kraftstoffs kennzeichnet. Das Sensormittel ist derart ausgebildet, dass während des Betriebs des Verbrennungsmotors die Art des gasförmigen Kraftstoffs, der sich im Saugrohr befindet, aus dem gemessenen Parameter erfasst wird.In one embodiment, a system for detecting the type of gaseous fuel is provided. The gaseous fuel is used for operating an internal combustion engine with a suction pipe and at least one cylinder. For operating the internal combustion engine, at least two different gaseous fuels can be burned in the cylinder. The system includes sensor means for measuring at least one parameter indicative of the nature of the gaseous fuel. The sensor means is designed such that during operation of the internal combustion engine, the type of gaseous fuel which is located in the intake manifold is detected from the measured parameter.

Dieses System ermöglicht, dass der Verbrennungsmotor mit unterschiedlichen gasförmigen Kraftstoffen betrieben werden kann, ohne dass die Art des Kraftstoffs dem System vorher bekannt ist. Die Art des Kraftstoffs, der sich im Saugrohr befindet und in den Zylinder bzw. in die Zylinder zugeführt wird, wird durch direktes Messen am Verbrennungsmotor erfasst. Dies hat den Vorteil, dass ein anderer Kraftstoff zum Betreiben des Motors verwendet werden kann, wenn zum Beispiel der herkömmliche Kraftstoff nicht vorhanden ist, ohne dass das Regelungssystem des Verbrennungsmotors und/oder der Verbrennungsmotor selbst manuell auf den neuen Kraftstoff eingestellt werden muss.This system allows the engine to operate on different gaseous fuels without the type of fuel being previously known to the system. The type of fuel that is in the intake manifold and is fed into the cylinder or into the cylinder is detected by direct measurement on the internal combustion engine. This has the advantage that another fuel can be used to operate the engine, for example, if the conventional fuel is not present, without the control system of the internal combustion engine and / or the internal combustion engine itself must be manually adjusted to the new fuel.

Die zu identifizierende Mischung der unterschiedlichen gasförmigen Kraftstoffe befindet sich zunächst in der Kraftstoffzuführung zum Motor, die zum Beispiel ein Injektor-Rail sein kann. Nach der Injektion im Saugrohr ist auch Luft mit dabei.The mixture to be identified of the different gaseous fuels is initially in the fuel supply to the engine, which may be, for example, an injector rail. After the injection in the intake manifold, air is also present.

Das Sensormittel kann einen oder mehrere Sensoren aufweisen, die Parameter bzw. Werte von Parametern messen, die die Kraftstoffe kennzeichnen. Folglich kann aus diesen Parametern bzw. aus den gemessenen Werten dieser Parameter die Art des Kraftstoffs und gegebenenfalls das Mischverhältnis von zwei unterschiedlichen gasförmigen Kraftstoffen festgestellt werden.The sensor means may include one or more sensors that measure parameters of parameters that characterize the fuels. Consequently, from these parameters or from the measured values of these parameters, the type of fuel and optionally the mixing ratio of two different gaseous fuels can be determined.

In einem Ausführungsbeispiel umfasst das Sensormittel einen ersten Sensor zum Messen des Luftmassenstroms in einem Saugrohr des Zylinders und/oder einen zweiten Sensor zum Messen von λ und/oder einen dritten Sensor zum Messen des Kraftstoffinjektordrucks und/oder einen vierten Sensor zum Messen des Saugrohrdrucks und/oder einen fünften Sensor zum Messen einer Temperatur des Kraftstoffs. λ ist der Lambda-Wert eines Brennstoff-Luft-Gemisches. In einem Ausführungsbeispiel sind alle fünf Sensoren vorgesehen und die Art des Kraftstoffs wird aus den fünf gemessenen Werten dieser Parameter ermittelt. In one exemplary embodiment, the sensor means comprises a first sensor for measuring the air mass flow in a suction tube of the cylinder and / or a second sensor for measuring λ and / or a third sensor for measuring the fuel injector pressure and / or a fourth sensor for measuring the intake manifold pressure and / or or a fifth sensor for measuring a temperature of the fuel. λ is the lambda value of a fuel-air mixture. In one embodiment, all five sensors are provided and the type of fuel is determined from the five measured values of these parameters.

Das System weist Mittel zum Erfassen eines Identifikationswerts, der die Kraftstoffe kennzeichnet, auf. In einem Ausführungsbeispiel wird der Identifikationswert aus den gemessenen Werten des Luftmassenstroms in einem Saugrohr des Zylinders und/oder λ und/oder des Kraftstoffinjektordrucks und/oder des Saugrohrdrucks und/oder der Temperatur ermittelt. Dieses Mittel zum Erfassen des Identifikationswerts der Kraftstoffart kann ein Mikroprozessor sein oder ein Programm, das von der vorhanden Motorsteuerungseinheit durchgeführt wird.The system includes means for detecting an identification value indicative of the fuels. In one exemplary embodiment, the identification value is determined from the measured values of the air mass flow in a suction pipe of the cylinder and / or λ and / or the fuel injector pressure and / or the intake manifold pressure and / or the temperature. This means for detecting the identification value of the fuel type may be a microprocessor or a program that is performed by the existing engine control unit.

Der Identifikationswert kann die Dichte, die Viskosität oder das Verhältnis

Figure 00040001
des gasförmigen Kraftstoffs sein, wobei F(T, G) ein temperaturabhängiger Identifikationswert der gasförmigen Kraftstoffzusammensetzung, m .L Luftmassenstrom, C eine geometrieabhängige Konstante der Kraftstoffführung, λ der Lamdba-Wert eines Brennstoff-Luft-Gemisches und Δp die Differenz eines Kraftstoffinjektordrucks und eines Saugrohrdrucks ist.The identification value can be the density, the viscosity or the ratio
Figure 00040001
gaseous fuel, where F (T, G) is a temperature-dependent identification value of the gaseous fuel composition, m. L Air mass flow, C is a geometry-dependent constant of the fuel guide, λ is the Lamdba value of a fuel-air mixture and Δp is the difference of a fuel injector pressure and a Saugrohrdrucks.

Das Mittel zum Erfassen des Identifikationswerts weist in einem Ausführungsbeispiel vorbekannte Identifikationswerte verschiedener gasförmiger Kraftstoffe und Mittel zum Vergleichen des erfassten Identifikationswerts mit den vorbekannten Identifikationswerten auf, um die Art des Kraftstoffs im Saugrohr festzustellen.The means for detecting the identification value comprises in one embodiment previously known identification values of various gaseous fuels and means for comparing the detected identification value with the previously known identification values to determine the type of fuel in the intake manifold.

Diese vorbekannten Identifikationswerte können in Form einer Tabelle oder Datenbank im Speicher der Motorsteuerungseinheit gespeichert werden. Das Vergleichen des ermittelten Identifikationswerts mit den vorbekannten Identifikationswerten kann zum Beispiel vom Mittel zum Erfassen des Identifikationswerts oder von der Motorsteuerungseinheit durchgeführt werden.These previously known identification values can be stored in the form of a table or database in the memory of the engine control unit. The comparison of the determined identification value with the previously known identification values can be carried out, for example, by the means for detecting the identification value or by the engine control unit.

Ein System zum Regeln eines Verbrennungsmotors wird auch angegeben. Der Verbrennungsmotor weist ein Saugrohr und zumindest einen Zylinder auf, wobei zumindest zwei unterschiedliche gasförmige Kraftstoffe im Zylinder verbrannt werden können, um den Verbrennungsmotor zu betreiben. Das System zum Regeln des Verbrennungsmotors weist ein System zum Erfassen der Art eines gasförmigen Kraftstoffs nach einem der vorhergehenden Ausführungsbeispiele und Mittel zur Steuerung der Verbrennung des gasförmigen Kraftstoffs im Zylinder auf. Das Mittel zur Steuerung der Verbrennung ist derart ausgebildet, dass während des Betriebs des Verbrennungsmotors die Verbrennung abhängig von der erfassten Art des Kraftstoffs geregelt wird.A system for controlling an internal combustion engine is also indicated. The internal combustion engine has an intake manifold and at least one cylinder, wherein at least two different gaseous fuels in the cylinder can be burned to operate the internal combustion engine. The system for controlling the internal combustion engine comprises a system for detecting the type of gaseous fuel according to one of the preceding embodiments and means for controlling the combustion of the gaseous fuel in the cylinder. The means for controlling the combustion is designed such that during the operation of the internal combustion engine, the combustion is regulated depending on the detected type of fuel.

Folglich kann ein Motor, der mit diesem System ausgestattet ist, nicht nur mit unterschiedlichen gasförmigen Kraftstoffen zeitlich nacheinander betrieben werden, sondern auch mit einem beliebigen Gemisch aus zwei oder mehreren gasförmigen Kraftstoffen, da nicht nur die Art, sondern auch das Mischverhältnis der Kraftstoffe direkt vor seinem Eintritt in den Zylinder erfasst werden kann. Nachdem die Art bzw. das Gemisch des gasförmigen Kraftstoffs, der sich im Saugrohr befindet, festgestellt wird, wird die Verbrennung entsprechend geregelt. Folglich kann der Motor und insbesondere die Verbrennung im Zylinder während des Betriebs kontinuierlich geregelt und optimiert werden, um die Effizienz des Motors zu steigern und Klopfen zu vermeiden.Consequently, an engine equipped with this system can be operated not only with different gaseous fuels sequentially, but also with any mixture of two or more gaseous fuels because not only the kind but also the mixing ratio of the fuels directly before its entry into the cylinder can be detected. After the type or mixture of the gaseous fuel, which is located in the intake manifold, is determined, the combustion is controlled accordingly. Consequently, the engine and in particular the combustion in the cylinder during operation can be continuously controlled and optimized in order to increase the efficiency of the engine and avoid knocking.

Das Mittel zur Steuerung der Verbrennung kann Mittel zum Einstellen des Zündzeitpunkts und/oder Mittel zum Einstellen des Kraftstoffinjektordrucks und/oder Mittel zum Einstellen der Dauer des Kraftstoffeinspritzens aufweisen. Das Kraftstoff-Luft-Gemisch kann auch durch ein Einstellen der Luftmenge eingestellt werden.The means for controlling the combustion may include means for adjusting the ignition timing and / or means for adjusting the fuel injector pressure and / or means for adjusting the duration of the fuel injection. The fuel-air mixture can also be adjusted by adjusting the amount of air.

Ein Verbrennungsmotor mit einem Saugrohr und zumindest einem Zylinder wird auch angegeben, wobei zum Betreiben des Verbrennungsmotors zumindest zwei unterschiedliche gasförmige Kraftstoffe im Zylinder verbrannt werden können. Der Verbrennungsmotor weist ein System nach einem der vorhergehenden Ausführungsbeispiele auf.An internal combustion engine with an intake manifold and at least one cylinder is also indicated, wherein at least two different gaseous fuels in the cylinder can be burned for operating the internal combustion engine. The internal combustion engine has a system according to one of the preceding embodiments.

Dieser Verbrennungsmotor kann mit einem Kraftstoff betrieben werden, der anderer Art zu einem vorigen Kraftstoff, der den Motor betrieben hat, ist. Alternativ kann eine Mischung aus zwei unterschiedlichen gasförmigen Kraftstoffen, wie LPG (Liquified Petroleum Gas) und CNG (Compressed Natural Gas) verwendet werden. Jeder gasförmige Kraftstoff kann in einem separaten Tank gespeichert werden. This internal combustion engine may be run on a fuel other than a previous fuel that has been operating the engine. Alternatively, a mixture of two different gaseous fuels, such as LPG (Liquified Petroleum Gas) and CNG (Compressed Natural Gas) can be used. Each gaseous fuel can be stored in a separate tank.

Diese zwei verschiedenen Kraftstoffe können durch unterschiedliche Kraftstoffinjektoren in das Saugrohr oder direkt in den Zylinder eingespritzt werden. In einem Ausführungsbeispiel weist jedoch der Motor eine Kraftstoffzuleitung zum Zylinder auf, die derart ausgebildet ist, dass zwei unterschiedliche gasförmige Kraftstoffe mit einem einzigen Kraftstoffinjektor im Saugrohr einspritzbar sind. Die zwei unterschiedlichen gasförmigen Kraftstoffe sind miteinander gemischt, bevor diese Mischung in das Saugrohr eingespritzt wird. Dies hat den Vorteil, dass weniger Kraftstoffinjektoren benötigt werden, so dass die Konstruktion vereinfacht ist.These two different fuels can be injected through different fuel injectors into the intake manifold or directly into the cylinder. In one embodiment, however, the engine has a fuel supply line to the cylinder, which is designed such that two different gaseous fuels with a single fuel injector in the intake manifold can be injected. The two different gaseous fuels are mixed together before this mixture is injected into the intake manifold. This has the advantage that fewer fuel injectors are needed, so that the construction is simplified.

In einem weiteren Ausführungsbeispiel kann der Verbrennungsmotor zusätzlich zu den zwei unterschiedlichen gasförmigen Kraftstoffen auch mit einem flüssigen Kraftstoff, wie Benzin, betrieben werden. Der flüssige Kraftstoff kann in einem separaten Tank gespeichert werden und über eine separate Zuführung in das Saugrohr oder in den Zylinder eingespritzt werden. In einem Ausführungsbeispiel weist somit der Verbrennungsmotor ferner einen weiteren Kraftstoffinjektor zum selektiven Einspritzen eines flüssigen Kraftstoffs in den Zylinder oder in einem Saugrohr des Zylinders auf.In another embodiment, in addition to the two different gaseous fuels, the engine may also be operated with a liquid fuel, such as gasoline. The liquid fuel can be stored in a separate tank and injected via a separate feed into the intake manifold or into the cylinder. Thus, in one embodiment, the internal combustion engine further includes another fuel injector for selectively injecting a liquid fuel into the cylinder or in an intake manifold of the cylinder.

Der Verbrennungsmotor kann auf dem Otto-Prinzip basieren. In diesem Fall weist jeder Zylinder eine Zündkerze auf, mit der die Kraftstoff-Luft-Mischung im Zylinder eingezündet wird. In einem weiteren Ausführungsbeispiel ist der Verbrennungsmotor ein Dieselmotor, wobei ein Zündstrahlverfahren verwendet werden kann. Bei dem Zündstrahlverfahren wird eine geringe Piloteinspritzung mittels eines geeigneten Dieselkraftstoffs zur Selbstzündung verwendet, um die weitere Zylinderfüllung aus einem variablen Brenngas-Luftgemisch mit in die Verbrennung zu reißen. Durch dieses Verfahren können beim Einsatz von Kraftstoffen mit einem hohen Verdichtungsverhältnis zur Selbstzündung, wie Erdgas zum Beispiel, die Zylinderdrücke und die Temperaturen gegenüber einem reinen Dieselverfahren reduziert werden.The internal combustion engine can be based on the Otto principle. In this case, each cylinder has a spark plug with which the fuel-air mixture is ignited in the cylinder. In a further embodiment, the internal combustion engine is a diesel engine, wherein a Zündstrahlverfahren can be used. In the Zündstrahlverfahren a small pilot injection is used by means of a suitable diesel fuel for auto-ignition to tear the further cylinder filling of a variable fuel gas-air mixture with the combustion. With this method, when using high-compression-ratio fuels such as natural gas, for example, cylinder pressures and temperatures can be reduced as compared to a pure diesel method.

Die Anmeldung gibt auch ein Kraftfahrzeug mit einem Verbrennungsmotor mit einem Saugrohr und zumindest einem Zylinder an, wobei zum Betreiben des Verbrennungsmotors zumindest zwei unterschiedliche gasförmige Kraftstoffe im Zylinder verbrannt werden können. Das Kraftfahrzeug weist ein System nach einem der vorhergehenden Ausführungsbeispiele auf, mit dem die Art des gasförmigen Kraftstoffs erfasst und gegebenenfalls die Verbrennung geregelt werden kann.The application also provides a motor vehicle with an internal combustion engine with an intake manifold and at least one cylinder, wherein at least two different gaseous fuels can be burned in the cylinder to operate the internal combustion engine. The motor vehicle has a system according to one of the preceding embodiments, with which the type of gaseous fuel detected and optionally the combustion can be controlled.

Dieses Kraftfahrzeug kann mehrere Tanks zum Speichern der verschieden Kraftstoffe aufweisen, wobei die Zahl der gewünschten Zahl der Kraftstoffe entsprechen kann. Zum Beispiel weist der Motor zwei Tanks für gasförmige Kraftstoffe und einen Tank für flüssige Kraftstoffe auf, wenn das Kraftfahrzeug mit zwei unterschiedlichen gasförmigen Kraftstoffen, wie PLG, CNG, sowie Benzin betrieben wird.This motor vehicle may have a plurality of tanks for storing the various fuels, wherein the number of the desired number of fuels may correspond. For example, the engine has two gaseous fuel tanks and a liquid fuel tank when the motor vehicle is operated with two different gaseous fuels, such as PLG, CNG, and gasoline.

Die Anmeldung gibt auch ein Verfahren zum Erfassen der Art eines gasförmigen Kraftstoffs an, der zum Betreiben eines Verbrennungsmotors mit einem Saugrohr und zumindest einem Zylinder verwendet wird, wobei zumindest zwei unterschiedliche gasförmige Kraftstoffe im Zylinder verbrannt werden können. Während des Betriebs des Verbrennungsmotors wird die Art des gasförmigen Kraftstoffs, der sich im Saugrohr befindet, direkt durch Messen erfasst.The application also provides a method of detecting the type of gaseous fuel used to operate an internal combustion engine having an intake manifold and at least one cylinder, wherein at least two different gaseous fuels can be burned in the cylinder. During operation of the internal combustion engine, the type of gaseous fuel that is in the intake manifold is detected directly by measuring.

Dieses Verfahren ermöglicht nicht nur die Art des Kraftstoffs, der sich im Saugrohr befindet und der dem Zylinder zugeführt wird, direkt zu erfassen, sondern auch den Betrieb des Motors und insbesondere die Verbrennung des Kraftstoffs entsprechend der erfassten Kraftstoffart einzustellen bzw. zu regeln und dadurch zu optimieren. Dies kann stattfinden, ohne dass die Art des Kraftstoffs dem System, insbesondere dem Motorsteuerungssystem, vorher bekannt ist, da dies direkt am Verbrennungsmotor und insbesondere vom Kraftstoff im Saugrohr gemessen und ermittelt wird.This method not only makes it possible to directly detect the type of fuel that is in the intake manifold and which is supplied to the cylinder, but also to adjust the operation of the engine and in particular the combustion of the fuel according to the detected fuel and thereby optimize. This can take place without the type of fuel being previously known to the system, in particular the engine control system, since this is measured and determined directly at the internal combustion engine and in particular from the fuel in the intake manifold.

Zum Erfassen der Art des Kraftstoffs können der Luftmassenstrom in einem Saugrohr des Zylinders und/oder λ, der-Lambda Wert, und/oder der Kraftstoffinjektordruck und/oder der Saugrohrdruck und/oder die Temperatur des Kraftstoffs gemessen werden. In einem Ausführungsbeispiel wird die Kombination der Werte des Luftmassenstroms, λ, des Kraftstoffinjektordrucks, des Saugrohrdrucks und der Temperatur gemessen, und diese Werte werden dann verwendet, um die Art des Kraftstoffs zu bestimmen.For detecting the type of fuel, the mass air flow in a suction pipe of the cylinder and / or λ, the lambda value, and / or the fuel injector pressure and / or the intake pipe pressure and / or the temperature of the fuel can be measured. In one embodiment, the combination of air mass flow, λ, fuel injector pressure, manifold pressure, and temperature are measured, and these values are then used to determine the type of fuel.

Die Art des Kraftstoffs kann mit einem Identifikationswert festgestellt werden, der die Kraftstoffart kennzeichnet. In einem Ausführungsbeispiel wird der Identifikationswert aus gemessenen Werten des Luftmassenstroms, λ, des Kraftstoffinjektordrucks, des Saugrohrdrucks, und/oder der Temperatur festgestellt. Der identifikationswert kann die Dichte oder die Viskosität des Kraftstoffs sein oder durch das Verhältnis

Figure 00090001
festgestellt werden. F(T, G) ist ein temperaturabhängiger Identifikationswert der gasförmigen Kraftstoffzusammensetzung, m .L Luftmassenstrom, C eine geometrieabhängige Konstante der Kraftstoffführung, λ der Lamdba-Wert eines Brennstoff-Luft-Gemisches und Δp die Differenz eines Kraftstoffinjektordrucks und eines Saugrohrdrucks.The type of fuel can be determined with an identification value that identifies the fuel type. In one embodiment, the identification value is measured values of the Air mass flow, λ, the fuel injector pressure, the intake manifold pressure, and / or the temperature detected. The identification value may be the density or the viscosity of the fuel or by the ratio
Figure 00090001
be determined. F (T, G) is a temperature-dependent identification value of the gaseous fuel composition, m .L Air mass flow, C is a geometry-dependent constant of the fuel guide, λ the Lamdba value of a fuel-air mixture and Δp the difference of a fuel injector pressure and an intake manifold pressure.

Die Werte dieser Parameter können mit geeigneten Sensoren ermittelt werden und das Berechnen des Identifikationswerts und dessen Vergleich mit bekannten Identifikationswerten bekannter möglicher Kraftstoffe kann mit einem Mikroprozessor, beispielsweise mit dem der Motorsteuerungseinheit, durchgeführt werden.The values of these parameters can be determined with suitable sensors and the calculation of the identification value and its comparison with known identification values of known possible fuels can be carried out with a microprocessor, for example with that of the engine control unit.

Ein Verfahren zum Regeln eines Verbrennungsmotors mit einem Saugrohr und zumindest einem Zylinder wird angegeben, wobei zum Betreiben des Verbrennungsmotors zumindest zwei unterschiedliche gasförmige Kraftstoffe verbrannt werden können. Während des Betriebs des Verbrennungsmotors wird die Art des gasförmigen Kraftstoffs mit einem Verfahren nach einem der vorhergehenden Ausführungsbeispiele festgestellt, und danach wird die Verbrennung des gasförmigen Kraftstoffs im Zylinder abhängig von der erfassten Art des Kraftstoffs geregelt.A method for controlling an internal combustion engine with an intake manifold and at least one cylinder is specified, wherein at least two different gaseous fuels can be burned for operating the internal combustion engine. During operation of the internal combustion engine, the type of gaseous fuel is detected by a method according to any one of the preceding embodiments, and thereafter, the combustion of the gaseous fuel in the cylinder is controlled depending on the detected type of the fuel.

Nach dem Erfassen der Art des Kraftstoffs wird die Verbrennung im Zylinder gesteuert, so dass die Verbrennung dieses Kraftstoffs besser läuft. Dadurch kann die Effizienz des Motors verbessert und Klopfen vermieden werden, um Beschädigungen am Motor zu vermeiden. Die Verbrennung kann durch das Einstellen des Zündzeitpunkts und/oder des Kraftstoffinjektordrucks, und/oder der Dauer des Kraftstoffeinspritzens geregelt werden.After detecting the type of fuel, the combustion in the cylinder is controlled, so that the combustion of this fuel runs better. This can improve the efficiency of the engine and prevent knocking to avoid damaging the engine. The combustion may be regulated by adjusting the ignition timing and / or the fuel injector pressure, and / or the duration of the fuel injection.

Ferner kann das Luft-Kraftstoff-Verhältnis durch ein Einstellen der Luftmenge eingestellt werden. Die Luftmenge und folglich das Luft-Kraftstoff-Verhältnis kann auch zum Beispiel durch ein Einstellen der Position der Drosselklappe und/oder einer Ladevorrichtung, wenn der Verbrennungsmotor ein aufgeladener Motor ist, eingestellt werden, damit die Verbrennung durch das Einstellen der Drosselklappenstellung im Saugrohr und/oder des Ladedrucks geregelt wird.Further, the air-fuel ratio can be adjusted by adjusting the amount of air. The amount of air, and thus the air-fuel ratio, may also be adjusted, for example, by adjusting the position of the throttle and / or a charging device when the engine is a supercharged engine to allow combustion by adjusting the throttle position in the intake manifold and / or or the boost pressure is regulated.

Vorteilhaft wird die Verbrennung so geregelt, dass Klopfen vermieden wird. Ferner kann die maximale Drosselklappenstellung und der maximale Ladedruck bei aufgeladenen Motoren begrenzt werden, um Klopfen zu vermeiden.Advantageously, the combustion is controlled so that knocking is avoided. Furthermore, the maximum throttle position and the maximum boost pressure can be limited in turbocharged engines to avoid knocking.

Dieses Verfahren zum Erfassen der Art eines gasförmigen Kraftstoffs und zum Regeln eines Verbrennungsmotor kann somit verwendet werden, um einen Vielstoffmotor in unterschiedlicher Weise zu betreiben. Zum Beispiel können zwei unterschiedliche gasförmige Kraftstoffe zeitweise nacheinander verwendet werden. Dies kann zum Beispiel stattfinden, wenn der gewünschte Kraftstoff nicht vorhanden ist, wenn der Tank gefüllt werden muss. Der Verbrennungsmotor wird somit manuell zwischen den Kraftstofftypen umgeschaltet.This method of detecting the gaseous fuel type and controlling an internal combustion engine can thus be used to operate a multi-fuel engine in different ways. For example, two different gaseous fuels may be used sequentially one after the other. This can take place, for example, if the desired fuel is not present when the tank needs to be filled. The internal combustion engine is thus manually switched between the fuel types.

Alternativ kann das Verfahren verwendet werden, wenn der Verbrennungsmotor mit zwei unterschiedlichen gasförmigen Kraftstoffen unterschiedlicher Mischverhältnisse betrieben wird. Das Verhältnis zwischen den Kraftstoffen kann abhängig von Betriebsparametern, wie Drehzahl und Geschwindigkeit, eingestellt werden, um die Effizienz des Motors zu steigern. In diesem Ausführungsbeispiel kann der Verbrennungsmotor automatisch zwischen den Kraftstofftypen umgeschaltet werden. Ferner kann das Mischverhältnis automatisch eingestellt werden.Alternatively, the method may be used when the internal combustion engine is operated with two different gaseous fuels of different mixing ratios. The ratio between the fuels may be adjusted depending on operating parameters such as speed and speed to increase the efficiency of the engine. In this embodiment, the engine can be automatically switched between the types of fuel. Furthermore, the mixing ratio can be adjusted automatically.

Das Verfahren kann auch verwendet werden, um einen Motor in mehreren dieser Betriebsvarianten zu betreiben.The method can also be used to operate a motor in several of these operating modes.

Die Anmeldung gibt auch ein Computerprogramm zum Erfassen der Art eines gasförmigen Kraftstoffs und optional zum Regeln eines Verbrennungsmotor mit einem Verfahren nach einem der vorherstehenden Ausführungsbeispiele an. Dieses Computerprogramm kann auf einem Datenträger gespeichert werden. Dieser Datenträger kann ein tragbares Speichermedium wie eine Diskette oder ein Speichermedium in einem Modul oder in einer Steuerungseinheit des Verbrennungsmotors sein. Das Computerprogramm kann auch in einem Mikrokontroller oder einem Halbleiterchip enthalten sein.The application also provides a computer program for detecting the nature of a gaseous fuel and optionally for controlling an internal combustion engine with a method according to one of the preceding embodiments. This computer program can be stored on a data medium. This data carrier may be a portable storage medium such as a floppy disk or a storage medium in a module or in a control unit of the internal combustion engine. The computer program can also be contained in a microcontroller or a semiconductor chip.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nun anhand der Zeichnungen näher erläutert. Embodiments of the invention will now be described with reference to the drawings.

1 zeigt eine schematische Ansicht eines Kraftfahrzeugs mit einem System zum Erfassen der Art eines gasförmigen Kraftstoffs und ein System zum Regeln eines Verbrennungsmotors nach einem ersten Ausführungsbeispiel, 1 shows a schematic view of a motor vehicle with a system for detecting the type of gaseous fuel and a system for controlling an internal combustion engine according to a first embodiment,

2 zeigt eine vergrößerte Ansicht der Systeme der 1, 2 shows an enlarged view of the systems of 1 .

3 zeigt ein Diagramm verschiedener Charakteristiken unterschiedlicher gasförmiger Kraftstoffe, und 3 shows a diagram of different characteristics of different gaseous fuels, and

4 zeigt ein drei-dimensionales Diagramm von Flüssiggas-Kondensatgehalt in einer Mischung aus Erdgas und Flüssiggas. 4 shows a three-dimensional plot of liquefied petroleum gas condensate content in a mixture of natural gas and LPG.

1 zeigt eine schematische Draufsicht eines Kraftfahrzeugs 1 mit einem Verbrennungsmotor 2, der mit zwei unterschiedlichen gasförmigen Kraftstoffen sowie mit einem flüssigen Kraftstoff betrieben werden kann. Die Begriffe „gasförmig” und „flüssig” werden hierin verwendet, um den Zustand des Kraftstoffs, d. h. in der Gasphase bzw. Flüssigphase, kurz vor seinem Einspritzen in den Verbrennungsraum 3 bzw. Verbrennungsräume des Motors 1 zu beschreiben. 1 shows a schematic plan view of a motor vehicle 1 with an internal combustion engine 2 , which can be operated with two different gaseous fuels as well as with a liquid fuel. The terms "gaseous" and "liquid" are used herein to refer to the state of the fuel, ie, the gas phase, or liquid phase, just prior to its injection into the combustion chamber 3 or combustion chambers of the engine 1 to describe.

Der Verbrennungsmotor weist auch ein System 4 zum Erfassen des gasförmigen Kraftstoffs und ein System 5 zur Steuerung der Verbrennung in den Verbrennungsräumen auf. 2 zeigt eine vergrößerte Ansicht des Systems 4 zum Erfassen des gasförmigen Kraftstoffs und des Systems 5 zur Steuerung der Verbrennung der 1.The internal combustion engine also has a system 4 for detecting the gaseous fuel and a system 5 for controlling the combustion in the combustion chambers. 2 shows an enlarged view of the system 4 for detecting the gaseous fuel and the system 5 to control the combustion of 1 ,

Der Verbrennungsmotor 2 wird über ein Getriebe 6 mit den Rädern 7 des Kraftfahrzeugs verbunden. Das Kraftfahrzeug 1 weist ferner drei getrennte Kraftstofftanks 8, 9, 10 auf, die jeweils eine Sorte der drei unterschiedlichen Kraftstoffe beinhalten. In diesem Ausführungsbeispiel kann der Verbrennungsmotor 1 mit Benzin vom Tank 8, oder reinem LPG (Liquified Petroleum Gas) vom Tank 9, das auch als Autogas bekannt ist, oder reinem CNG (Compressed Natural Gas) vom Tank 10 oder einer Mischung aus LPG und CNG betrieben werden. Die Zahl der Tanks ist nicht auf drei begrenzt, sondern können weniger als drei Tanks, zum Beispiel zwei Tanks für gasförmige Kraftstoffe oder mehr als drei Tanks vorgesehen werden. Der Verbrennungsmotor 2 basiert auf dem Otto-Prinzip.The internal combustion engine 2 is about a gearbox 6 with the wheels 7 connected to the motor vehicle. The car 1 also has three separate fuel tanks 8th . 9 . 10 each containing a variety of the three different fuels. In this embodiment, the internal combustion engine 1 with gasoline from the tank 8th , or pure LPG (Liquified Petroleum Gas) from the tank 9 which is also known as LPG, or pure CNG (Compressed Natural Gas) from the tank 10 or a mixture of LPG and CNG. The number of tanks is not limited to three, but can be provided less than three tanks, for example, two tanks for gaseous fuels or more than three tanks. The internal combustion engine 2 based on the Otto principle.

Der Verbrennungsmotor 2 weist in diesem Ausführungsbeispiel vier Zylinder 12 mit einem Kolben 11 mit auf, der jeweils einen Verbrennungsraum 3 vorsieht. Die Zahl der Zylinder ist jedoch nicht auf vier begrenzt, sondern können weniger als vier Zylinder, zum Beispiel drei Zylinder, oder mehr als vier Zylinder, zum Beispiel sechs Zylinder, vorgesehen werden.The internal combustion engine 2 has four cylinders in this embodiment 12 with a piston 11 with, each a combustion chamber 3 provides. However, the number of cylinders is not limited to four but may be less than four cylinders, for example three cylinders, or more than four cylinders, for example six cylinders.

Jeder Zylinder 12 weist einen Ansaugkanal 13 auf, der mit dem Saugrohr 18 verbunden ist und durch das Luft und Kraftstoff in den Zylinder zugeführt wird. Jeder Zylinder 12 weist auch einen Abgaskanal 14 auf, durch den die Abgase von der Verbrennung in den Katalysator 15 und in das Auspuffrohr 16 des Kraftfahrzeugs 1 gelenkt werden. Der Verbrennungsmotor 2 ist ein aufgeladener Motor und kann einen Turbolader oder Kompressor 17 aufweisen, der aufgeladene Luft zum Saugrohr 18 liefert. Luft wird auch durch Betätigung der Drosselklappe 19 zum Saugrohr 18 geliefert.Every cylinder 12 has a suction channel 13 on that with the suction pipe 18 is connected and is supplied through the air and fuel in the cylinder. Every cylinder 12 also has an exhaust duct 14 on, through which the exhaust gases from the combustion into the catalyst 15 and in the exhaust pipe 16 of the motor vehicle 1 be steered. The internal combustion engine 2 is a supercharged engine and can be a turbocharger or supercharger 17 have, the charged air to the intake manifold 18 supplies. Air is also released by operating the throttle 19 to the intake manifold 18 delivered.

Der Verbrennungsmotor 2 kann mit unterschiedlichen gasförmigen Kraftstoffen sowie mit einem flüssigen Kraftstoff betrieben werden. Folglich weist der Verbrennungsmotor 2 drei getrennte Zuleitungen 20, 21, 22 auf, die sich von den drei Kraftstofftanks 8, 9, 10 zu dem Saugrohr 18 erstrecken. Jede Zuleitung ist mit einem Ventil 23, 24, 25 vorgesehen, so dass der Tank 8, 9, 10 vom Saugrohr 18 selektiv getrennt oder mit dem Saugrohr selektiv verbunden werden kann. Diese Trennung bzw. Verbindung kann automatisch oder manuell stattfinden, und ermöglicht einen Wechsel in der Art des Kraftstoffs oder des Mischverhältnisses zweier Kraftstoffe.The internal combustion engine 2 can be operated with different gaseous fuels as well as with a liquid fuel. Consequently, the internal combustion engine points 2 three separate supply lines 20 . 21 . 22 up, different from the three fuel tanks 8th . 9 . 10 to the suction pipe 18 extend. Each supply line is equipped with a valve 23 . 24 . 25 provided so that the tank 8th . 9 . 10 from the suction pipe 18 can be selectively separated or selectively connected to the suction tube. This separation or connection can take place automatically or manually, and allows a change in the type of fuel or the mixing ratio of two fuels.

Die Eigenschaften der unterschiedlichen Kraftstoffe, wie Klopffestigkeit und Energiedichte, sind nicht gleich. Folglich wird der Verbrennungsmotor 2 abhängig von der Art des Kraftstoffs, der sich im Saugrohr 18 befindet, betrieben, um die Verbrennung in den Zylindern zu optimieren und Klopfen zu vermeiden. Die zu identifizierende Mischung der unterschiedlichen gasförmigen Kraftstoffe befindet sich zunächst in der Kraftstoffzuführung zum Motor, die zum Beispiel ein Injektor-Rail sein kann. Nach der Injektion im Saugrohr ist auch Luft mit dabei.The properties of different fuels, such as anti-knock and energy density, are not the same. Consequently, the internal combustion engine 2 depending on the type of fuel that is in the intake manifold 18 operated to optimize combustion in the cylinders and avoid knocking. The mixture to be identified of the different gaseous fuels is initially in the fuel supply to the engine, which may be, for example, an injector rail. After the injection in the intake manifold, air is also present.

Das System 4 zum Erfassen der Art des Kraftstoffs weist Sensormittel 26 auf, das derart ausgestaltet ist, dass während des Betriebs des Verbrennungsmotors 2 die Art des Kraftstoffs, der zu dem Saugrohr 18 geliefert wird, kontinuierlich ermittelt werden kann. Insbesondere kann die Art des Kraftstoffs direkt aus gemessenen Werten von Parametern erfasst werden, ohne dass der Kraftstoff und der Tank, in dem der Kraftstoff gespeichert ist, dem System 5 zur Steuerung des Motors vorbekannt ist. The system 4 Sensor means for detecting the type of fuel 26 on, which is designed such that during operation of the internal combustion engine 2 the type of fuel that goes to the intake manifold 18 is delivered continuously can be determined. In particular, the type of fuel can be detected directly from measured values of parameters without the fuel and the tank in which the fuel is stored, the system 5 is already known to control the engine.

In diesem Ausführungsbeispiel weist das Sensormittel 26 fünf Sensoren auf, mit deren Hilfe die Art des gasförmigen Kraftstoffs ermittelt wird. Ein erster Sensor 27 misst den Luftmassenstrom im Saugrohr 18. Ein zweiter Sensor 28 ist im Abgaskanal oder Abgasrohr angeordnet und misst λ, den Lambda-Wert des Kraftstoff-Luft-Gemisches. Ein dritter Sensor 29 misst den Kraftstoffinjektordruck. Ein vierter Sensor 30 misst den Saugrohrdruck und ein fünfter Sensor 31 misst die Temperatur des Kraftstoffs in der Kraftstoffzuführung, wie ein Injektor-Rail zum Beispiel.In this embodiment, the sensor means 26 five sensors, with the help of the type of gaseous fuel is determined. A first sensor 27 measures the air mass flow in the intake manifold 18 , A second sensor 28 is arranged in the exhaust passage or exhaust pipe and measures λ, the lambda value of the fuel-air mixture. A third sensor 29 measures the fuel injector pressure. A fourth sensor 30 measures the intake manifold pressure and a fifth sensor 31 measures the temperature of the fuel in the fuel supply, such as an injector rail for example.

Ein Identifikationswert, von dem die Art des gasförmigen Kraftstoffs aus verschiedenen möglichen Arten festgestellt werden kann, wird aus diesen gemessenen Werten ermittelt. In diesem Ausführungsbeispiel wird der Identifikationswert mit der folgenden Formel festgestellt,

Figure 00150001
wobei F(T, G) ein temperaturabhängiger Identifikationswert der gasförmigen Kraftstoffzusammensetzung m .L Luftmassenstrom, C eine geometrieabhängige Konstante der Kraftstoffführung, λ der Lamdba-Wert eines Brennstoff-Luft-Gemisches und Δp die Differenz eines Kraftstoffinjektordrucks und eines Saugrohrdrucks ist.An identification value, from which the type of gaseous fuel from various possible species can be determined, is determined from these measured values. In this embodiment, the identification value is determined by the following formula.
Figure 00150001
where F (T, G) is a temperature-dependent identification value of the gaseous fuel composition m. L Air mass flow, C is a geometry-dependent constant of the fuel guide, λ is the Lamdba value of a fuel-air mixture and Δp is the difference of a fuel injector pressure and a Saugrohrdrucks.

Der Luftmassenstrom wird mit dem ersten Sensor 27 und dem Lambda-Wert mit dem zweiten Sensor 28 erfasst. Δp wird aus den Werten des dritten Sensors 29 und des vierten Sensors 30 ermittelt.The air mass flow is with the first sensor 27 and the lambda value with the second sensor 28 detected. Δp becomes from the values of the third sensor 29 and the fourth sensor 30 determined.

3 zeigt ein Diagramm von vorbekannten Identifikationswerten F(T, G) für verschiedene gasförmige Kraftstoffe. Wenn der ermittelte Wert aus den gemessenen Parametern mit diesen Möglichkeiten verglichen wird, kann die Art des gasförmigen Kraftstoffs, der sich im Saugrohr 18 befindet, festgestellt werden. Diese vorbekannten Werte können in einem der Systeme 4 und 5 gespeichert werden. 3 shows a diagram of prior art identification values F (T, G) for various gaseous fuels. When the determined value from the measured parameters is compared with these possibilities, the type of gaseous fuel that is in the intake manifold can be determined 18 is found. These previously known values can be found in one of the systems 4 and 5 get saved.

Nachdem die Art des Kraftstoffs ermittelt ist, wird die Verbrennung abhängig von der Kraftstoffart und/oder dem Mischverhältnis mit dem System 5 gesteuert.After the type of fuel is determined, the combustion will be dependent on the fuel type and / or mixing ratio with the system 5 controlled.

Das System 5 zur Steuerung der Verbrennung des gasförmigen Kraftstoffs bzw. der gasförmigen Kraftstoffe ist derart ausgebildet, dass es die Verbrennung abhängig von der erfassten Art des gasförmigen Kraftstoffs steuert. Die Art des gasförmigen Kraftstoffs, der den Zylindern 12 zugeführt wird, wird somit während des Betriebs des Motors 2 kontinuierlich gemessen und die Verbrennung entsprechend geregelt und optimiert.The system 5 For controlling the combustion of the gaseous fuel or the gaseous fuels is designed such that it controls the combustion depending on the detected type of gaseous fuel. The type of gaseous fuel used by the cylinders 12 is supplied, thus during operation of the engine 2 continuously measured and the combustion regulated and optimized accordingly.

Das System 5 zur Steuerung der Verbrennung kann den Zündzeitpunkt mit Hilfe eines weiteren Kurbelwellensensors 32 und der Steuerung der Zünderkerze 33 und/oder durch die Steuerung des Injektors 34, das den Kraftstoff im Saugrohr 18 einspritzt, einstellen, um den Kraftstoffinjektordruck und/oder die Dauer des Kraftstoffeinspritzens festzulegen. Dadurch kann die Verbrennung für den erfassten Kraftstoff optimiert werden. Ferner kann das System 5 die maximale Drosselklappenstellung und den maximalen Ladedruck bei aufgeladenen Motoren festlegen, um Klopfen zu vermeiden, wie es in den 1 und 2 mit den Steuerungsleitungen 35 und 36 dargestellt ist.The system 5 to control the combustion, the ignition timing with the help of another crankshaft sensor 32 and the control of the spark plug 33 and / or by the control of the injector 34 that the fuel in the intake manifold 18 inject, adjust to set the fuel injector pressure and / or the duration of the fuel injection. As a result, the combustion for the detected fuel can be optimized. Furthermore, the system can 5 set the maximum throttle position and the maximum boost pressure with supercharged engines to avoid knocking, as in the 1 and 2 with the control lines 35 and 36 is shown.

Das Luft-Kraftstoff-Verhältnis kann ferner durch die Luftmenge eingestellt werden, um die Verbrennung zu steuern. Die Luftmenge und folglich das Luft-Kraftstoff-Verhältnis kann auch zum Beispiel durch ein Einstellen der Position der Drosselklappe und/oder der Luftmenge, die vom Kompressor in das Ansaugrohr geleitet wird, eingestellt werden.The air-fuel ratio may be further adjusted by the amount of air to control the combustion. The amount of air, and hence the air-fuel ratio, may also be adjusted, for example, by adjusting the position of the throttle and / or the amount of air that is directed from the compressor into the intake manifold.

Ausführungsbeispiele der Reglung des Verbrennungsmotors 2 mit dem System 4 zum Erfassen der Art des gasförmigen Kraftstoffs und dem System 5 zur Steuerung der Verbrennung werden nun erläutert.Embodiments of the control of the internal combustion engine 2 with the system 4 for detecting the type of gaseous fuel and the system 5 to control the combustion will now be explained.

Der Motor kann mit einem beliebigen Mischungsverhältnis aus LPG und CNG betrieben werden, wobei die Spanne von reinem LPG und keinem CNG-Anteil bis hin zu keinem LPG und reinem CNG-Anteil reichen kann. Dabei ist es die Aufgabe des Systems, den Betrieb des Motors kontinuierlich an das momentan vorliegende Mischungsverhältnis derart anzupassen, dass der Motor mit dem bestmöglichen Wirkungsgrad betrieben wird. Dabei muss das System in der Lage sein, die entsprechenden Betriebsparameter des Motors an die stark unterschiedlichen stöchiometrischen Luftverhältnisse, an die stark unterschiedlichen Klopffestigkeiten und an die aktuellen Taukurven anzupassen, um Kraftstoff-Kondensate zu vermeiden sowie sich an die stark unterschiedlichen Energiedichten des jeweiligen Mischungsverhältnisses anzupassen, um einen optimalen Motorbetrieb zu gewährleisten.The engine can be operated with any mixing ratio of LPG and CNG, ranging from pure LPG and no CNG content to no LPG and pure CNG content. It is the task of the system to continuously adjust the operation of the engine to the currently existing mixing ratio such that the engine with the best possible efficiency is operated. The system must be able to adapt the engine's operating parameters to the widely differing stoichiometric air conditions, to the very different knocking properties and to the current tau curves, in order to avoid fuel condensates and to adapt to the very different energy densities of the respective mixing ratio to ensure optimum engine operation.

Eine besonders vorteilhafte Ausführung des Systems ist es, die beiden Kraftstoffe gasförmig – schon vor der Injektion in den Motor- als Mischung zusammenzuführen und den oder dieselben Injektoren in den Motor zu injizieren, wie es in den 1 und 2 mit dem Kraftstoffinjektor 34 dargestellt ist. Im Falle von LPG und CNG würden beide Kraftstoffe in der Kraftstoffzuleitung in gasförmiger Mischung vorliegen, so dass die Verwendung des selben Injektors für die variable Gasmischung äußerst praktikabel ist, da dies die engen Platzverhältnisse am Motor (Package) weniger stört als bei separaten Injektoren und weiterhin die Kosten minimiert.A particularly advantageous embodiment of the system is to combine the two gaseous fuels - even before the injection into the engine - as a mixture and inject the same injectors into the engine, as in the 1 and 2 with the fuel injector 34 is shown. In the case of LPG and CNG, both fuels would be in gaseous mixture in the fuel supply line, making the use of the same variable gas mixture injector extremely practical, since this lessens the tight space on the engine (package) less than with separate injectors and so on minimized costs.

Ein weiterer Vorteil aus der Gasgemisch-Injektion durch den/die selben Injektor(en) ist, dass es dann baulich noch möglich ist, weitere Einspritzventile 37 für einen zusätzlichen Flüssigkraftstoff vorzusehen (z. B. für Benzin), um optional einen Flüssigkraftstoffbetrieb zu ermöglichen.Another advantage of the gas mixture injection by the / the same injector (s) is that it is structurally still possible, further injectors 37 for additional liquid fuel (eg for gasoline) to optionally enable liquid fuel operation.

Für den Betrieb mit Mischung der Gaskraftstoffe vor der Injektion wird vorausgesetzt, dass die Kraftstoffmischung derart geschieht, dass eine Auskondensation des Kraftstoffes mit dem höheren Siedepunkt ausgeschlossen ist. Da der Gas-Injektor für die gasförmige Phase ausgelegt sein soll, würde durch ungeplante Injektion von Flüssiganteilen eine erheblich abweichende Brennstoffmenge injiziert, was zu unkontrollierbarem Motorverhalten (Klopfen) führt. Zum Beispiel können flüssige LPG-Anteile, welche durch retrograde Kondensation aus der gasförmigen Phase ausgeschieden sind und sich in Siphon-Stellen der Kraftstoffanlage sammeln, bei entsprechenden Strömungsverhältnissen mitgerissen und injiziert werden. Selbst Klopf-Regelsysteme sind dann nicht immer in der Lage, einen Klopfschaden am Motor zu vermeiden.For operation with blending the gaseous fuels prior to injection, it is assumed that the fuel mixture is such that condensation of the fuel with the higher boiling point is precluded. Since the gas injector should be designed for the gaseous phase, would be injected by unplanned injection of liquid parts a significantly different amount of fuel, resulting in uncontrollable engine behavior (knocking). For example, liquid LPG fractions which have precipitated out of the gaseous phase by retrograde condensation and accumulate in fuel system siphon sites may be entrained and injected under appropriate flow conditions. Even knock control systems are then not always able to avoid a knocking damage to the engine.

Die Gaskraftstoff-Gemischaufbereitung hat also die Aufgabe, das Nassdampfgebiet des aktuellen Gaskraftstoffgemisches sicher zu vermeiden. 4 zeigt ein qualitatives Bild für den Kondensatgehalt β einer Erdgas-Flüssiggasmischung. Der Verbotene Bereich, der zum Klopfen führen kann, ist unterhalb der gezeigten topographischen Fläche, in der sowohl gasförmiger als auch flüssiger Kraftstoff vorkommt.The task of the gaseous fuel mixture preparation is therefore to safely avoid the wet steam region of the current gaseous fuel mixture. 4 shows a qualitative picture for the condensate content β of a natural gas / LPG mixture. The forbidden area that can cause knocking is below the topographical area shown, where both gaseous and liquid fuel are present.

Die Anpassung der Stellgröße des Injektionsdrucks erfolgt durch die im Folgenden beschriebene Analyse der Gasmischung, ausgehend von der ”sicheren” Seite, sprich also startend von niedrigen Injektionsdrücken, die kein Kondensat verursachen. Über die beschriebene Gasanalyse werden die Motorparameter – wie z. B. der Injektionsdruck – dann an die jeweils optimalen Werte herangeführt.The adjustment of the manipulated variable of the injection pressure is carried out by the analysis of the gas mixture described below, starting from the "safe" side, that is, starting from low injection pressures that cause no condensate. About the gas analysis described, the engine parameters - such. As the injection pressure - then brought to the optimal values.

Ein Vorteil des hier beschriebenen Systems besteht darin, dass die dafür notwendigen Komponenten in der Regel schon an den Motoren vorhanden sind. Dies wird in der nun folgenden Beschreibung deutlich:
Der Lambda-Wert eines Brennstoff-Luft-Gemisches ergibt sich zu:

Figure 00190001

m .L
= Luftmassenstrom
m .B
= Gaskraftstoffmassestrom
lst
= Stöchiometrisches Luftverhältnis
l
= Aktuelles Luftverhältnis
An advantage of the system described here is that the necessary components are usually already present on the motors. This becomes clear in the following description:
The lambda value of a fuel-air mixture results in:
Figure 00190001
m. L
= Air mass flow
m. B
= Gaseous fuel mass flow
l st
= Stoichiometric air ratio
l
= Current air ratio

Der Kraftstoff-Massestrom ist:

Figure 00200001

C
= Geometrieabhängige Konstante der Kraftstofführung
ρ(T, G)
= Temperatur und Gaskraftstoff -abhängige Dichte
η(T, G)
= Temperatur- und Gaskraftstoff -abhängige dynamische Viskosität (im Bereich sinnvoller Injektionsdrücke wenig druckabhängig)
Δp
= Differenz Injektionsdruck zu Saugrohrdruck (Ladedruck bei aufgeladenem Motor)
T
= Thermodynamische Temperatur
G
= Vorliegende Gaskraftstoff-Mischung
The fuel mass flow is:
Figure 00200001
C
= Geometry-dependent constant of the fuel guide
ρ (T, G)
= Temperature and gas fuel-dependent density
η (T, G)
= Temperature and gas fuel-dependent dynamic viscosity (in the range of reasonable injection pressures little pressure-dependent)
Ap
= Differential injection pressure to intake manifold pressure (charge pressure with charged engine)
T
= Thermodynamic temperature
G
= Present gas fuel mixture

Aus (I) und (II) ergibt sich als temperaturabhängiger Identifikationswert für die Gaskraftstoff-Zusammensetzung:

Figure 00200002
From (I) and (II) results as a temperature-dependent identification value for the gaseous fuel composition:
Figure 00200002

Zur Charakterisierung der Bandbreiten der Gaskraftstoffe CNG und LPG werden im Folgenden die in den Abgas-Typprüfungen verwendeten Grenzqualitäten als Repräsentanten gewählt.

  • CNG G20 = 100 Vol% Methan
  • CNG G25 = 84 Vol% Methan, 16 Vol% Stickstoff
  • LPG A = 85 Vol% Propan, 15 Vol% Butan
  • LPG B = 30 Vol% Propan, 70 Vol% Butan
To characterize the bandwidths of the gas fuels CNG and LPG, the limit qualities used in the exhaust gas type tests will be selected below as representatives.
  • CNG G20 = 100% by volume methane
  • CNG G25 = 84% by volume of methane, 16% by volume of nitrogen
  • LPG A = 85% by volume of propane, 15% by volume of butane
  • LPG B = 30% by volume of propane, 70% by volume of butane

Aus Literaturangaben und Berechnungen ergeben sich folgende Werte (hier für t = 25°C, Δp = 2 bar), die in der Tabelle 1 zusammengefasst sind. R ρ η lst ρ/η·lst ρ % ρ/η % ρ/η·lst % J/(kgK) kg/m3 Ns/m2 s/m2 G20 518.3 1.3 11.2 17.3 2 29.9 20.5 23.0 G25 462.9 1.45 12.3 13 1.53 33.3 20.9 17.6 LPG A 180.8 3.71 8.2 15.7 7.1 85.3 80.1 81.6 LPG B 154.2 4.35 7.7 15.6 8.7 100.0 100.0 100 Tabelle 1 References and calculations give the following values (here for t = 25 ° C., Δp = 2 bar), which are summarized in Table 1. R ρ η lst ρ / η · lst ρ% ρ / η% ρ / η · lst% J / (kgK) kg / m3 Ns / m2 s / m2 G20 518.3 1.3 11.2 17.3 2 29.9 20.05 23.0 G25 462.9 1:45 12.3 13 1:53 33.3 20.9 17.6 LPG A 180.8 3.71 8.2 15.7 7.1 85.3 80.1 81.6 LPG B 154.2 4:35 7.7 15.6 8.7 100.0 100.0 100 Table 1

Anhand dieser Charakteristika ist eine deutliche Unterscheidung der Gaszusammensetzungen G möglich. Dabei können anstelle der blauen Charakteristik des Faktors F(T, G) auch die Dichte des Gasgemisches oder der Quotient aus Dichte und dynamischer Viskosität als Grundlage einer Motorregelung verwendet werden.On the basis of these characteristics a clear distinction of the gas compositions G is possible. In this case, instead of the blue characteristic of the factor F (T, G), the density of the gas mixture or the quotient of density and dynamic viscosity can be used as the basis of a motor control.

Im Weiteren sei jedoch der Faktor F(T, G) betrachtet. Die oben gezeigte blaue Kurve stellt einen isothermen Verlauf von F(T = konst., G) dar. Die gesamte Charakteristik von F(T, G) ergibt sich als Kennfeld, welches von der Gaskraftstoffzusammensetzung G und seiner Temperatur T abhängt.In the following, however, consider the factor F (T, G). The blue curve shown above represents an isothermal curve of F (T = const., G). The overall characteristic of F (T, G) is given as a map, which depends on the gas fuel composition G and its temperature T.

Entsprechend Gleichung (III) kann die Bestimmung von F(T, G) mit Messwerten von am Motor vorhandenen Sensoren erfolgen.According to equation (III), the determination of F (T, G) can take place with measured values of sensors present on the motor.

Diese Sensoren sind wie folgt:

  • 1. Luftmassenmesser für mL
  • 2. Lambda-Sonde für λ
  • 3. Ansaug- oder Ladedrucksensor, sowie Injektions-Raildruck-Sensor zur Ermittlung von Δp
  • 4. Injektions-Rail-Temperatur-Sensor zur Ermittlung von T
These sensors are as follows:
  • 1. Air mass meter for m L
  • 2. Lambda probe for λ
  • 3. Intake or charge pressure sensor, as well as injection rail pressure sensor for determining Δp
  • 4. Injection rail temperature sensor for determining T

Folgende Beschreibung soll den Ablauf der Identifizierung der aktuellen Gaskraftstoff-Mischung beschreiben. Diese Ermittlung läuft dabei im Motorbetrieb kontinuierlich, um stets die aktuelle Gasmischung zu identifizieren:

  • 1. Der Motor wird bei gegebenen Injektionsdruck von der Lambda-Regelung durch Anpassung der Injektionsdauer der Injektoren auf den gewünschten Lambda-Wert eingeregelt
  • 2. Durch Messung des Luftmassenstromes in dem Motor, des Injektionsdruckes, des Saugrohr- bzw. Ladedruckes sowie mit dem eingeregelten Lambda-Wert kann nach Gleichung (III) der Faktor F(T, G) ermittelt werden. Die vorhandene Konstante C ist abhängig von der Geometrie des Injektionssystems und daher bekannt
  • 3. Durch Messung der Injektionstemperatur wird die Isotherme des Faktors F(T = konst., G) aus dem vorhandenen Kennfeld bestimmt und der unter 2. berechnete Wert F(T, G) auf der Isotherme gesucht. Dabei ist es vorteilhaft, wie folgt eine Bereichsunterscheidung vorzunehmen, die auch in der 3 dargestellt ist.
  • A. Niedrige F(T, G)-Werte → CNG-Bereich Bereich kann mehrdeutige Werte für F(T, G) ergeben, jedoch kann aufgrund der niedrigen Werte eindeutig auf den alleinigen Kraftstoff CNG geschlossen werden.
  • B. Weiter Bereich mittlerer F(T, G)-Werte → CNG/LPG-Mischbereich Eindeutige Werte für F(T, G), welche einem bestimmten Mischungsverhältnis CNG/LPG zugeordnet werden können
  • C. Hohe F(T, G)-Werte → LPG-Bereich Eindeutige Werte für F(T, G), welche einem bestimmten Mischungsverhältnis LPG A/LPG B zugeordnet werden können
The following description is intended to describe the process of identifying the current gas fuel mixture. This determination runs continuously during engine operation to always identify the current gas mixture:
  • 1. The engine is adjusted at given injection pressure of the lambda control by adjusting the injection duration of the injectors to the desired lambda value
  • 2. The factor F (T, G) can be determined by measuring the air mass flow in the engine, the injection pressure, the intake manifold pressure and the adjusted lambda value according to equation (III). The existing constant C is dependent on the geometry of the injection system and therefore known
  • 3. By measuring the injection temperature, the isotherm of the factor F (T = const., G) is determined from the existing map and the value F (T, G) calculated under 2. is searched for on the isotherm. It is advantageous to make a distinction as follows, which also in the 3 is shown.
  • A. Low F (T, G) Values → CNG Range Range may give ambiguous values for F (T, G), but due to the low values, CNG can be uniquely determined to be the sole CNG fuel.
  • B. Wide range of mean F (T, G) values → CNG / LPG mixing range Unique values for F (T, G), which can be assigned to a specific mixing ratio CNG / LPG
  • C. High F (T, G) values → LPG range Unique values for F (T, G), which can be assigned to a specific mixing ratio LPG A / LPG B

Nachdem die aktuelle Gasmischung G bekannt ist, liegen auch essentielle Kraftstoff-Informationen zur weiteren Regelung am Motor vor. Diese sind z. B. die Klopffestigkeit, das stöchiometrische Luftverhältnis, die Taukurven für den LPG-Anteil im Gasgemisch für die Bereiche B, C und die Energiedichte, welche aus im Motorsteuergerät hinterlegten Datenbanken ausgelesen werden können.After the current gas mixture G is known, there are also essential fuel information for further control of the engine. These are z. B. the knock resistance, the stoichiometric air ratio, the tau curves for the LPG content in the gas mixture for the areas B, C and the energy density, which can be read from stored in the engine control unit databases.

Im Anschluss daran sollen entsprechende Motorparameter so eingeregelt werden, dass der Motorwirkungsgrad optimal betrieben wird, ohne gefährdende Effekte, wie klopfenden Motorbetrieb, z. B. durch Kraftstoff-Kondensation, zu riskieren. Diese von der Gasmischung G abhängigen Parameter sind wie folgt:

  • 1. Zündzeitpunkt
  • 2. Maximale Drosselklappenstellung
  • 3. Maximaler Ladedruck bei aufgeladenen Motoren
  • 4. Injektionsdruck des Gasgemisches (Vermeidung von Kondensationseffekten in den Bereichen B und C sowie und Anpassung an die Energiedichte des Gaskraftstoffes)
  • 5. Ggf. Anpassung der Injektionszeiten der Gasinjektoren
Following this, appropriate engine parameters are to be adjusted so that the engine efficiency is optimally operated without hazardous effects, such as knocking engine operation, z. As by fuel condensation to risk. These parameters dependent on the gas mixture G are as follows:
  • 1st ignition point
  • 2. Maximum throttle position
  • 3. Maximum boost pressure with supercharged engines
  • 4. Injection pressure of the gas mixture (avoiding condensation effects in the areas B and C as well as and adaptation to the energy density of the gas fuel)
  • 5. If necessary Adjustment of the injection times of the gas injectors

Aus 4. geht hervor, dass der Injektionsdruck des Gasgemisches geregelt werden soll. Dies ist bei Verwendung derselben Gasinjektoren (Gasgemisch wird vor dem Motor erzeugt) einerseits notwendig, da die Energiedichten der verschiedenen Brenngase teils weit auseinander liegen. So ist z. B. die Energiedichte von gasförmigem LPG ca. dreimal höher als diese von CNG, was ohne Injektionsdruckregelung eine zu große Bandbreite im Injektions-Volumenstrom bedeuten würde und mit denselben Injektoren Schwierigkeiten macht. Daher ist insbesondere im Mischbereich B eine Anpassung des Injektionsdruckes zu empfehlen.From 4. shows that the injection pressure of the gas mixture should be regulated. This is on the one hand necessary when using the same gas injectors (gas mixture is generated in front of the engine), since the energy densities of the different fuel gases are sometimes far apart. So z. B. the energy density of gaseous LPG about three times higher than that of CNG, which would mean without injection pressure control too much bandwidth in the injection volume flow and makes difficulties with the same injectors. Therefore, an adjustment of the injection pressure is recommended especially in the mixing area B.

Andererseits muss strikt beachtet werden, dass der geregelte Parameter Injektionsdruck bei der vorhandenen Injektionstemperatur nie in das Nassdampfgebiet der aktuellen Gasmischung B oder C driftet, was durch Kondensationseffekte zur plötzlichen Injektion von flüssig akkumulierten Flüssiggaskomponenten führen kann, welche unbeherrschbares Klopfverhalten und somit die Zerstörung des Motors zur Folge hat.On the other hand, it must be strictly observed that the regulated parameter injection pressure at the existing injection temperature never drifts into the wet steam region of the current gas mixture B or C, which can lead to sudden injection of liquid-accumulated liquid gas components by condensation effects, which uncontrollable knocking behavior and thus the destruction of the engine Episode has.

Es ist noch zu erwähnen, dass andere vorhandene Regelkreise des Motors – wie z. B. die Klopfregelung – weiterhin verwendet werden, um z. B. eine schnelle Gegenmaßnahme zu haben, wenn Klopfeffekte auftreten sollten.It should also be mentioned that other existing control circuits of the engine - such. As the knock control - continue to be used to z. B. to have a quick countermeasure when knocking should occur.

Mittels des beschriebenen Systems lassen sich, je nach Kundenwunsch verschiedene Betriebsarten mit einem entsprechenden Gasfahrzeug realisieren. Dies könnte z. B. sein:

  • 1. Fahrzeug mit manueller Betriebsartenumschaltung zwischen Gaskraftstoff und Benzin, wobei der Gasbetrieb mit einer beliebigen Mischung der verschiedenen Gaskraftstoffe (z. B. aus CNG und LPG) dargestellt wird
  • 2. Fahrzeug mit manueller Betriebsartenumschaltung zwischen den jeweiligen Gaskraftstoffen und Benzin, z. B. jeweils CNG-Betrieb oder LPG-Betrieb oder Benzinbetrieb
  • 3. Fahrzeug mit automatischer Umschaltung zwischen den verschiedenen Kraftstoffen, abhängig von Kriterien wie z. B. der jeweiligen Kraftstofffüllmenge (Fahrzeug entscheidet automatisch, ob z. B. CNG, LPG oder Benzin zum Betrieb verwendet wird)
  • 4. Einer beliebigen Kombination aus den zuvor genannten Varianten 1 bis 3
By means of the described system, different operating modes can be realized with a corresponding gas vehicle, depending on the customer's wishes. This could be z. For example:
  • 1. Manual mode changeover vehicle between gas fuel and gasoline, wherein the gas operation is represented with any mixture of different gas fuels (eg from CNG and LPG)
  • 2. Vehicle with manual mode switching between the respective gas fuels and gasoline, eg. B. each CNG operation or LPG operation or gasoline operation
  • 3. Vehicle with automatic switching between the different fuels, depending on criteria such. Eg the respective fuel fill quantity (vehicle decides automatically whether eg CNG, LPG or gasoline is used for operation)
  • 4. Any combination of the aforementioned variants 1 to 3

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11
Kraftfahrzeugmotor vehicle
22
Verbrennungsmotorinternal combustion engine
33
Verbrennungsraumcombustion chamber
44
System zum Erfassen eines gasförmigen KraftstoffsSystem for detecting a gaseous fuel
55
System zur Steuerung der VerbrennungSystem for controlling the combustion
66
Getriebetransmission
77
Radwheel
88th
erster Kraftstofftankfirst fuel tank
99
zweiter Kraftstofftanksecond fuel tank
1010
dritter Kraftstofftankthird fuel tank
1111
Kolbenpiston
1212
Zylindercylinder
1313
Ansaugkanalintake port
1414
Abgaskanalexhaust duct
1515
Katalysatorcatalyst
1616
Auspuffrohrexhaust pipe
1717
Kompressorcompressor
1818
Saugrohrsuction tube
1919
Drosselklappethrottle
2020
erste Kraftstoffzuleitungfirst fuel supply line
2121
zweite Kraftstoffzuleitungsecond fuel supply line
2222
dritte Kraftstoffzuleitungthird fuel supply
2323
erstes Ventilfirst valve
2424
zweites Ventilsecond valve
2525
drittes Ventilthird valve
2626
Sensormittelsensor means
2727
erster Sensorfirst sensor
2828
zweiter Sensorsecond sensor
2929
dritter Sensorthird sensor
3030
vierter Sensorfourth sensor
3131
fünfter Sensorfifth sensor
3232
Kurbelwellensensorcrankshaft sensor
3333
Zündkerzespark plug
3434
Kraftstoffinjektorfuel injector
3535
Drosselklappensteuerungthrottle control
3636
LadedrucksteuerungBoost pressure control
3737
EinspritzventilInjector

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • DE 10318963 A1 [0002, 0006] DE 10318963 A1 [0002, 0006]

Claims (15)

System (4) zum Erfassen der Art eines gasförmigen Kraftstoffs, der zum Betreiben eines Verbrennungsmotor (2) mit einem Saugrohr (18) und zumindest einem Zylinder (12) verwendet wird, wobei zum Betreiben des Verbrennungsmotors (2) zumindest zwei unterschiedliche gasförmige Kraftstoffe im Zylinder (12) verbrannt werden können, wobei das System (4) Sensormittel (26) zum Messen zumindest eines Parameters, der die Art des gasförmigen Kraftstoffs kennzeichnet besitzt, wobei das Sensormittel (26) derart ausgebildet ist, dass während des Betriebs des Verbrennungsmotors (2) die Art des gasförmigen Kraftstoffs, der sich im Saugrohr (18) befindet, aus dem gemessenen Parameter erfasst wird.System ( 4 ) for detecting the type of gaseous fuel used to operate an internal combustion engine ( 2 ) with a suction tube ( 18 ) and at least one cylinder ( 12 ) is used, wherein for operating the internal combustion engine ( 2 ) at least two different gaseous fuels in the cylinder ( 12 ) can be burned, whereby the system ( 4 ) Sensor means ( 26 ) for measuring at least one parameter characterizing the nature of the gaseous fuel, the sensor means ( 26 ) is designed such that during operation of the internal combustion engine ( 2 ) the type of gaseous fuel which is present in the intake manifold ( 18 ) is detected from the measured parameter. System (4) nach Anspruch 1, wobei das Sensormittel (26) einen ersten Sensor (27) zum Messen eines Luftmassenstroms im Saugrohr des Zylinders und/oder einen zweiten Sensor (28) zum Messen des Lambda-Werts λ und/oder einen dritten Sensor (29) zum Messen eines Kraftstoffinjektordrucks und/oder einen vierten Sensor (30) zum Messen eines Saugrohrdrucks und/oder einen fünften Sensor (31) zum Messen einer Temperatur des Kraftstoffs, umfasst.System ( 4 ) according to claim 1, wherein the sensor means ( 26 ) a first sensor ( 27 ) for measuring an air mass flow in the intake manifold of the cylinder and / or a second sensor ( 28 ) for measuring the lambda value λ and / or a third sensor ( 29 ) for measuring a fuel injector pressure and / or a fourth sensor ( 30 ) for measuring an intake manifold pressure and / or a fifth sensor ( 31 ) for measuring a temperature of the fuel. System (4) nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, wobei das System (4) ferner Mittel zum Erfassen eines Identifikationswerts, der die Art des Kraftstoffs kennzeichnet, aus gemessenen Werten eines Luftmassenstroms im Saugrohr (18) und/oder λ, des Lambda-Werts, und/oder eines Kraftstoffinjektordruck und/oder eines Saugrohrdruck und/oder einer Temperatur aufweist, wobei der Identifikationswert die Dichte, die Viskosität und/oder das Verhältnis
Figure 00290001
ist, wobei F(T, G) ein temperaturabhängiger Identifikationswert der gasförmigen Kraftstoffzusammensetzung, m .L Luftmassenstrom, C eine geometrieabhängige Konstante der Kraftstoffführung, λ der Lambda-Wert eines Brennstoff-Luft-Gemisches und Δp die Differenz eines Kraftstoffinjektordrucks und eines Saugrohrdrucks ist.
System ( 4 ) according to claim 1 or claim 2, wherein the system ( 4 ) further means for detecting an identification value, which characterizes the type of fuel, from measured values of an air mass flow in the intake manifold ( 18 ) and / or λ, the lambda value, and / or a fuel injector pressure and / or an intake manifold pressure and / or a temperature, wherein the identification value, the density, the viscosity and / or the ratio
Figure 00290001
where F (T, G) is a temperature-dependent identification value of the gaseous fuel composition, m. L Air mass flow, C is a geometry-dependent constant of the fuel guide, λ is the lambda value of a fuel-air mixture and Δp is the difference of a fuel injector pressure and a Saugrohrdrucks.
System (4) nach Anspruch 3, wobei das Mittel zum Erfassen des Identifikationswerts vorbekannte Identifikationswerte verschiedener gasförmiger Kraftstoffe aufweist und Mittel zum Vergleichen des erfassten Identifikationswerts mit den vorbekannten Identifikationswerten, um die Art des Kraftstoffs im Saugrohr festzustellen.System ( 4 ) according to claim 3, wherein the means for detecting the identification value comprise known identification values of various gaseous fuels and means for comparing the detected identification value with the previously known identification values to determine the type of fuel in the intake manifold. System (5) zum Regeln eines Verbrennungsmotors (2) mit einem Saugrohr (18) und zumindest einem Zylinder (12), wobei zum Betreiben des Verbrennungsmotors (2) zumindest zwei unterschiedliche gasförmige Kraftstoffe im Zylinder (12) verbrannt werden können, das ein System (4) zum Erfassen der Art eines gasförmigen Kraftstoffs nach einem der Ansprüche 1 bis 4, und Mittel zur Steuerung der Verbrennung des gasförmigen Kraftstoffs im Zylinder aufweist, wobei das Mittel (32, 33, 34, 35, 36) zur Steuerung der Verbrennung derart ausgebildet ist, dass während des Betriebs des Verbrennungsmotors (2) die Verbrennung abhängig von der erfassten Art des Kraftstoffs geregelt wird.System ( 5 ) for controlling an internal combustion engine ( 2 ) with a suction tube ( 18 ) and at least one cylinder ( 12 ), wherein for operating the internal combustion engine ( 2 ) at least two different gaseous fuels in the cylinder ( 12 ) can be burned, which is a system ( 4 ) for detecting the type of gaseous fuel according to one of claims 1 to 4, and means for controlling the combustion of the gaseous fuel in the cylinder, wherein the means ( 32 . 33 . 34 . 35 . 36 ) is designed for controlling the combustion such that during operation of the internal combustion engine ( 2 ) the combustion is regulated depending on the detected type of fuel. System (5) nach Anspruch 5, wobei das Mittel zur Steuerung Mittel (32, 33) zum Einstellen des Zündzeitpunkts und/oder Mittel (33) zum Einstellen des Kraftstoffinjektordrucks und/oder Mittel (34) zum Einstellen der Dauer des Kraftstoffeinspritzens aufweist.System ( 5 ) according to claim 5, wherein the means for controlling means ( 32 . 33 ) for adjusting the ignition timing and / or means ( 33 ) for adjusting the fuel injector pressure and / or means ( 34 ) for adjusting the duration of the fuel injection. Verbrennungsmotor (2) mit einem Saugrohr (18) und zumindest einem Zylinder (12), wobei zum Betreiben des Verbrennungsmotors (2) zumindest zwei unterschiedliche gasförmige Kraftstoffe im Zylinder (12) verbrannt werden können, und mit einem System (4, 5) nach einem der Ansprüche 1 bis 6.Internal combustion engine ( 2 ) with a suction tube ( 18 ) and at least one cylinder ( 12 ), wherein for operating the internal combustion engine ( 2 ) at least two different gaseous Fuels in the cylinder ( 12 ) and with a system ( 4 . 5 ) according to one of claims 1 to 6. Kraftfahrzeug (1) mit einem Verbrennungsmotor (2) mit einem Saugrohr (18) und zumindest einem Zylinder (12), wobei zum Betreiben des Verbrennungsmotors (2) zumindest zwei unterschiedliche gasförmige Kraftstoffe im Zylinder (12) verbrannt werden können, und mit einem System (4, 5) nach einem der Ansprüche 1 bis 6.Motor vehicle ( 1 ) with an internal combustion engine ( 2 ) with a suction tube ( 18 ) and at least one cylinder ( 12 ), wherein for operating the internal combustion engine ( 2 ) at least two different gaseous fuels in the cylinder ( 12 ) and with a system ( 4 . 5 ) according to one of claims 1 to 6. Verfahren zum Erfassen der Art eines gasförmigen Kraftstoffs, der zum Betreiben eines Verbrennungsmotors (2) mit einem Saugrohr (18) und zumindest einem Zylinder (12) verwendet wird, wobei zumindest zwei unterschiedlichen gasförmige Kraftstoffe im Zylinder (12) verbrannt werden können, wobei während des Betriebs des Verbrennungsmotors (2) die Art des gasförmigen Kraftstoffs, der sich im Saugrohr (18) befindet, direkt durch Messen erfasst wird.Method for detecting the type of gaseous fuel used to operate an internal combustion engine ( 2 ) with a suction tube ( 18 ) and at least one cylinder ( 12 ), wherein at least two different gaseous fuels in the cylinder ( 12 ) can be burned, during the operation of the internal combustion engine ( 2 ) the type of gaseous fuel which is present in the intake manifold ( 18 ) is detected directly by measuring. Verfahren nach Anspruch 9, wobei zum Erfassen der Art des Kraftstoffs ein Luftmassenstrom im Saugrohr (18) und/oder λ, der Lambda-Wert eines Brennstoff-Luft-Gemisches, und/oder ein Kraftstoffinjektordruck und/oder ein Saugrohrdruck und/oder eine Temperatur des Kraftstoffs gemessen werden.The method of claim 9, wherein for detecting the type of fuel, an air mass flow in the intake manifold ( 18 ) and / or λ, the lambda value of a fuel-air mixture, and / or a fuel injector pressure and / or an intake manifold pressure and / or a temperature of the fuel are measured. Verfahren nach Anspruch 9 oder Anspruch 10, wobei ein Identifikationswert, der die Art des Kraftstoffs kennzeichnet, aus gemessenen Werten des Luftmassenstroms, λ, des Kraftstoffinjektordrucks, des Saugrohrdrucks, und/oder der Temperatur festgestellt wird, wobei der Identifikationswert die Dichte, die Viskosität und/oder das Verhältnis
Figure 00310001
ist, wobei F(T, G) ein temperaturabhängiger Identifikationswert der gasförmigen Kraftstoffzusammensetzung, m .L Luftmassenstrom, C eine geometrieabhängige Konstante der Kraftstoffführung, λ der Lamdba-Wert eines Brennstoff-Luft-Gemisches und Δp die Differenz eines Kraftstoffinjektordrucks und eines Saugrohrdrucks ist.
A method according to claim 9 or claim 10, wherein an identification value indicative of the nature of the fuel is detected from measured values of air mass flow, λ, fuel injector pressure, manifold pressure, and / or temperature, the identification value being density, viscosity and / or the relationship
Figure 00310001
where F (T, G) is a temperature-dependent identification value of the gaseous fuel composition, m. L Air mass flow, C is a geometry-dependent constant of the fuel guide, λ is the Lamdba value of a fuel-air mixture and Δp is the difference of a fuel injector pressure and a Saugrohrdrucks.
Verfahren nach Anspruch 11, wobei nach dem Feststellen des Identifikationswerts des gasförmigen Kraftstoffs, dieser mit vorbekannten Identifikationswerten verschiedener gasförmiger Kraftstoffe verglichen wird, um die Art des Kraftstoffs im Saugrohr (18) festzustellen.Method according to claim 11, wherein after determining the identification value of the gaseous fuel, this is compared with previously known identification values of various gaseous fuels in order to determine the type of fuel in the intake manifold ( 18 ). Verfahren zum Regeln eines Verbrennungsmotors (2) mit einem Saugrohr (18) und zumindest einem Zylinder (12), wobei zum Betreiben des Verbrennungsmotors (2) zumindest zwei unterschiedliche gasförmige Kraftstoffe verbrannt werden können, wobei während des Betriebs des Verbrennungsmotors (2) die Art des gasförmigen Kraftstoffs mit einem Verfahren nach einem der Anspruche 9 bis 12 festgestellt wird, und danach die Verbrennung des gasförmigen Kraftstoffs im Zylinder (12) abhängig von der erfassten Art des Kraftstoffs geregelt wird.Method for controlling an internal combustion engine ( 2 ) with a suction tube ( 18 ) and at least one cylinder ( 12 ), wherein for operating the internal combustion engine ( 2 ) at least two different gaseous fuels can be burned, during the operation of the internal combustion engine ( 2 ) the nature of the gaseous fuel is determined by a method according to one of claims 9 to 12, and then the combustion of the gaseous fuel in the cylinder ( 12 ) is regulated depending on the detected type of fuel. Verfahren nach Anspruch 13, wobei die Verbrennung im Zylinder (12) durch das Einstellen des Zündzeitpunkts und/oder des Kraftstoffinjektordrucks und/oder der Dauer des Kraftstoffeinspritzens und/oder der Drosselklappenstellung im Saugrohr und/oder des Ladedrucks geregelt wird.Method according to claim 13, wherein the combustion in the cylinder ( 12 ) is controlled by adjusting the ignition timing and / or the fuel injector pressure and / or the duration of the fuel injection and / or the throttle position in the intake manifold and / or the boost pressure. Computerprogramm zur Ausführung eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 9 bis 14.Computer program for carrying out a method according to one of Claims 9 to 14.
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