DE20115560U1 - Vorrichtung zum Erkennen der Kraftstoffqualität für eine Brennkraftmaschine - Google Patents
Vorrichtung zum Erkennen der Kraftstoffqualität für eine BrennkraftmaschineInfo
- Publication number
- DE20115560U1 DE20115560U1 DE20115560U DE20115560U DE20115560U1 DE 20115560 U1 DE20115560 U1 DE 20115560U1 DE 20115560 U DE20115560 U DE 20115560U DE 20115560 U DE20115560 U DE 20115560U DE 20115560 U1 DE20115560 U1 DE 20115560U1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- fuel
- internal combustion
- analysis chamber
- combustion engine
- temperature sensor
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
- 239000000446 fuel Substances 0.000 title claims description 122
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 title claims description 59
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 21
- 230000009467 reduction Effects 0.000 claims description 12
- 239000002828 fuel tank Substances 0.000 claims description 7
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 claims description 6
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 claims description 4
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 claims description 4
- 238000007599 discharging Methods 0.000 claims 1
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 37
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 37
- 238000000034 method Methods 0.000 description 9
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 description 4
- OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N Methanol Chemical compound OC OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000006978 adaptation Effects 0.000 description 3
- 230000008859 change Effects 0.000 description 3
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 description 3
- 230000008569 process Effects 0.000 description 3
- 239000007921 spray Substances 0.000 description 3
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 244000309464 bull Species 0.000 description 2
- 238000012937 correction Methods 0.000 description 2
- 239000000945 filler Substances 0.000 description 2
- 238000009834 vaporization Methods 0.000 description 2
- 230000008016 vaporization Effects 0.000 description 2
- 230000003213 activating effect Effects 0.000 description 1
- 238000007792 addition Methods 0.000 description 1
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 1
- 230000033228 biological regulation Effects 0.000 description 1
- 230000006735 deficit Effects 0.000 description 1
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
- 238000003745 diagnosis Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 1
- 239000003502 gasoline Substances 0.000 description 1
- 238000012432 intermediate storage Methods 0.000 description 1
- 238000011835 investigation Methods 0.000 description 1
- 230000014759 maintenance of location Effects 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 description 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 1
- 230000004044 response Effects 0.000 description 1
- 230000002269 spontaneous effect Effects 0.000 description 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N33/00—Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
- G01N33/26—Oils; Viscous liquids; Paints; Inks
- G01N33/28—Oils, i.e. hydrocarbon liquids
- G01N33/2829—Mixtures of fuels
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
- F02D19/00—Controlling engines characterised by their use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures
- F02D19/06—Controlling engines characterised by their use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures peculiar to engines working with pluralities of fuels, e.g. alternatively with light and heavy fuel oil, other than engines indifferent to the fuel consumed
- F02D19/0626—Measuring or estimating parameters related to the fuel supply system
- F02D19/0628—Determining the fuel pressure, temperature or flow, the fuel tank fill level or a valve position
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
- F02D19/00—Controlling engines characterised by their use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures
- F02D19/06—Controlling engines characterised by their use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures peculiar to engines working with pluralities of fuels, e.g. alternatively with light and heavy fuel oil, other than engines indifferent to the fuel consumed
- F02D19/0626—Measuring or estimating parameters related to the fuel supply system
- F02D19/0634—Determining a density, viscosity, composition or concentration
- F02D19/0636—Determining a density, viscosity, composition or concentration by estimation, i.e. without using direct measurements of a corresponding sensor
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
- F02D19/00—Controlling engines characterised by their use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures
- F02D19/06—Controlling engines characterised by their use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures peculiar to engines working with pluralities of fuels, e.g. alternatively with light and heavy fuel oil, other than engines indifferent to the fuel consumed
- F02D19/0663—Details on the fuel supply system, e.g. tanks, valves, pipes, pumps, rails, injectors or mixers
- F02D19/0686—Injectors
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
- F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
- F02D41/0025—Controlling engines characterised by use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
- F02D2200/00—Input parameters for engine control
- F02D2200/02—Input parameters for engine control the parameters being related to the engine
- F02D2200/06—Fuel or fuel supply system parameters
- F02D2200/0606—Fuel temperature
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
- F02D2200/00—Input parameters for engine control
- F02D2200/02—Input parameters for engine control the parameters being related to the engine
- F02D2200/06—Fuel or fuel supply system parameters
- F02D2200/0611—Fuel type, fuel composition or fuel quality
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
- Y02T10/30—Use of alternative fuels, e.g. biofuels
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Food Science & Technology (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Immunology (AREA)
- Pathology (AREA)
- Fuel-Injection Apparatus (AREA)
Description
• ·
2001G17300 ."·. .: ·"··."; ; ;
Beschreibung
Vorrichtung zum Erkennen der Kraftstoffqualität für eine Brennkraftmaschine
5
5
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Erkennen der Kraftstoffqualität für eine Brennkraftmaschine gemäß den Merkmalen des Schutzanspruches 1.
Kraftstoffe für Brennkraftmaschinen bestehen aus einem Gemisch von Kohlenwasserstoff-Verbindungen, die Zusätze von sauerstoffhaltigen, organischen Komponenten sowie Additive zur Verbesserung der Eigenschaften enthalten können.
Je nach Anteil der unterschiedlichen Kohlenwasserstoffe im Kraftstoff ergeben sich unterschiedliche Auswirkungen auf das Betriebsverhalten der Brennkraftmaschine, insbesondere werden das Startverhalten, die Laufruhe, die Leistung, der Verbrauch, die Akustik und die Abgasemissionen beeinflusst.
Moderne Brennkraftmaschinen müssen in der Lage sein, Kraftstoffe unterschiedlicher Qualität zu verarbeiten, ohne dass dabei merkliche Beeinträchtigungen des Betriebsverhaltens auftreten.
Die Qualität des Kraftstoffes, der einer Brennkraftmaschine zugeführt wird, hat somit einen wesentlichen Einfluss auf den Verbrennungsvorgang und auf die Abgasemissionen, insbesondere bei einem Kaltstart der Brennkraftmaschine.
Zur Zeit werden Kraftstoffqualitätsänderungen mit Hilfe einer sogenannten Startmengenadaption oder der Laufunruhe-Methode erkannt und durch Änderung der Einspritzzeitdauern kompensiert. Bei diesen bekannten Verfahren wird der Drehzahlanstieg beim Starten der Brennkraftmaschine bzw. die Drehzahl-Schwankungen beim Starten ausgewertet. Liegt der Drehzahlanstieg bzw. liegen die Drehzahlschwankungen nicht innerhalb eines erlaubten, vorgegebenen Vertrauensbandes, so wird die
2001G17300 .·\ .; ."..**. ." ·&idigr;
Einspritzzeitdauer entsprechend korrigiert. Der Betrag der Korrektur wird aber relativ ungenau berechnet, so dass unter Umständen die Korrektur zu stark ausfällt. Insbesondere wird bei einem sogenannten „schlechten Start" die Einspritzzeitdauer derart verändert, dass das Kraftstoff-Luft-Gemisch fetter wird, weshalb das Kraftstoff-Luft-Gemisch nach einem Tankvorgang mit sehr gutem Treibstoff zu fett werden kann. Die Brennkraftmaschine springt dann nur noch schlecht oder gar nicht mehr an. Des Weiteren besteht die Gefahr, dass das ungewollte Drehzahlverhalten nicht durch eine veränderte Qualität des Kraftstoffes verursacht wurde, sondern andere Fehlerquellen hat.
In der DE 40 27 947 Al sind verschiedene Verfahren beschrieben, wie man die Kraftstoffqualitätsänderungen berücksichtigen kann.
Zum einen kann nach jedem Betanken des von der Brennkraftmaschine angetriebenen Fahrzeuges die Regelabweichung im Lambdaregelungskreis gemessen und ein Adaptionswert so verändert werden, dass die ermittelte Regelabweichung verschwindet. Dieses Verfahren hat den Nachteil, dass es nur dann funktioniert, wenn die Lambdaregelung aktiv ist, was aber insbesondere bei kalter Brennkraftmaschine nicht der Fall ist.
Zum anderen sind Verfahren vorgeschlagen, die auch bei kalter Brennkraftmaschine selbst dann für eine Betriebsfähigkeit der Brennkraftmaschine sorgen, wenn sich die Kraftstoffzusammensetzung beim Betanken stark ändert, z. B. dadurch, dass ein Kraftstoff enthaltender Tank fast leer gefahren wurde und dann ein überwiegend Methanol enthaltender Kraftstoff getankt wurde. Mit Hilfe der Tankstände vor und nach dem Betanken und auf Grundlage der Daten zu käuflichen Kraftstoffen wird abgeschätzt, was für KraftstoffZusammensetzungen vorliegen können. Die Vorsteuerwerte werden dann für den Betrieb der Brennkraftmaschine mit Kraftstoffen der möglichen Zusammensetzungen verändert und es wird untersucht, unter der Annahme
2001G17300 .«·4 .: ·";·*
.4
• ·
• ·
bei welcher Zusammensetzung die Brennkraftmaschine am besten läuft. Mit diesen Werten wird dann die Brennkraftmaschine weiter geregelt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung innerhalb eines Kraftfahrzeuges anzugeben, mit deren Hilfe die Qualität des einer das Kraftfahrzeug antreibenden Brennkraftmaschine zur Verbrennung zuzuführenden Kraftstoffes erkannt werden kann.
10
10
Diese Aufgabe wird gemäß den Merkmalen des Schutzanspruches gelöst.
Durch Einsatz einer Kraftstoffanalyseeinheit, welche an einer beliebigen Stelle innerhalb des Kraftstoffversorgungssystems der Brennkraftmaschine eingebaut werden kann, ist es möglich, die Qualität des der Brennkraftmaschine zuzuführenden Kraftstoffes zu erkennen. Hierzu ist eine Analysekammer vorgesehen, in der ein Kraftstoffeinspritzventil und ein Temperatursensor derart angeordnet sind, dass bei geöffnetem Kraftstoff einspritzventil der Temperatursensor vom Kraftstoffstrahl des Kraftstoffeinspritzventils zumindest teilweise angespritzt wird. Dadurch kann sich ein Wandfilm um den Temperatursensor bilden. Die auftretende Temperaturerniedrigung infolge der Verdampfungsenthalpie an dem Temperatursensor wird gemessen und dient als Kriterium für die Qualität des der Brennkraftmaschine zuzuführenden Kraftstoffes.
Mit Hilfe dieser Information lässt sich die Änderung der Einspritzzeitdauer ausschließlich oder zusätzlich zur Startmengenadaption oder Laufunruhe-Methode korrigieren.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung hat den Vorteil, dass die Qualität des verwendeten Kraftstoffes auf einfache Weise sehr schnell und unabhängig von einer Kraftstoffeinspritzung in das Saugrohr oder direkt in den Brennraum der Brennkraftmaschine erfolgen kann und damit zu einem beliebigen Zeitpunkt
2001G17300
• i
durchgeführt werden kann. Das bedeutet, dass die Kraftstoffqualität z.B. bei abgeschalteter Brennkraftmaschine, aber eingeschalteter Zündung, also bereits vor dem Start der Brennkraftmaschine messtechnisch erfasst werden kann. Mit diesen Kenntnissen über die Kraftstoffqualität können dann bereits die ersten Einspritzungen in das Saugrohr oder direkt in die Brennräume der Brennkraftmaschine mit einer entsprechend der festgestellten Kraftstoffqualität optimalen Kraftstoffmenge durchgeführt werden.
Änderungen der Qualität des Kraftstoffes können damit auch unmittelbar nach einem Betankungsvorgang sofort erfasst werden. Es brauchen keine Werte in der Steuerungseinrichtung der Brennkraftmaschine abgespeichert werden.
Die Kraftstoffanalyse kann automatisch immer dann gestartet werden, wenn ein Betankungsvorgang stattgefunden hat. Dies kann beispielsweise durch eine Vorrichtung am Tankeinfüllstutzen oder am Tankverschluss detektiert werden. Es ist auch möglich, hierzu die Änderung des Füllstandes des Kraftstoffbehälters heranzuziehen. Auch nach jedem Abstellvorgang der Brennkraftmaschine, was durch die Steuerungseinrichtung der Brennkraftmaschine leicht detektiert werden kann, ist eine Kraftstoffanalyse möglich.
Die Auswertung kann aber auch während des Betriebes der Brennkraftmaschine durchgeführt werden, wodurch die Messung ständig überprüft und das Risiko einer Fehlerkennung deutlich reduziert werden kann.
Durch eine sichere Erkennung der Kraftstoffqualität ist die applizierbare Kraftstoffmenge geringer, wodurch die HC-Emissionen gesenkt werden können.
Da der Kraftstoff bevorzugt unmittelbar vor dem Start der Brennkraftmaschine analysiert wird und dieser aus dem Kraftstoff Versorgungssystem der Brennkraftmaschine entnommen wird,
2001G17300
findet eine Analyse genau des Kraftstoffes statt, der sich im Zuleitungssystem der Kraftstoffeinspritzventile befindet und beim Start der Brennkraftmaschine unmittelbar in das Saugrohr oder direkt in die Brennräume eingebracht wird.
Durch die Verwendung eines im Kraftstoffstrahl eines Kraftstoffeinspritzventiles angebrachten Temperatursensors kann die Kraftstofftemperatur abgeschätzt werden, wodurch weitere motorsteuerungsseitige Verbesserungen und Diagnosen, wie die Diagnose eines Verdunstungsrückhaltesystems und eines Abgasrückführsystems unterstützt werden. Außerdem kann dadurch die Berechnung der Füllung bei einem sogenannten Saugrohrfüllungsmodell für die Einspritzzeitdauerberechnung genauer erfolgen.
Als Kraftstoffeinspritzventil zur Analyse des Kraftstoffes wird bevorzugter Weise ein herkömmliches Kraftstoffeinspritzventil für Saugrohreinspritzung verwendet, was zu einer kostengünstigen Vorrichtung führt.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen angegeben.
Die Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:
Figur 1 ein Blockschaltbild der Vorrichtung zum Erkennen der Qualität des einer Brennkraftmaschine zugeführten Kraftstoffes und
Figur 2 eine schematische Darstellung eines bevorzugten Ausführungsbeispieles, bei dem das Kraftstoffeinspritzventil und der Temperatursensor zu einer Einheit zusammengefasst sind.
Die in der Figur 1 gezeigte Vorrichtung in Form einer Kraftstof fanalyseeinheit 1 kann einer beliebigen Stelle des Kraft-
2001G17300
Stoffversorgungssystems der Brennkraftmaschine innerhalb des von der Brennkraftmaschine angetriebenen Kraftfahrzeuges positioniert sein. Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann aber auch bei stationären Brennkraftmaschinen, die mit Kraftstoff gespeist werden, eingesetzt werden.
Sie weist eine in Form eines geschlossenen Behälters oder Gefäßes ausgebildete Analysekammer 10 auf, in der ein Injektor 11 zum Einspritzen von Kraftstoff, mit dem die Brennkraftmaschine betrieben wird, angeordnet ist. Als Injektor 11 wird vorzugsweise ein herkömmliches Kraftstoffeinspritzventil verwendet, wie es auch für das Einspritzen von Kraftstoff in das Saugrohr einer Brennkraftmaschine benutzt wird.
Innerhalb der Analysekammer 10 ist ein Temperatursensor 12 derart angeordnet, dass er im Sprühbereich des Kraftstoffeinspritzventiles 11 liegt und damit bei geöffnetem Kraftstoffeinspritzventil 11 von einer Kraftstoffwolke 13 erfasst wird. Das Kraftstoffeinspritzventil 11 ist über eine Kraftstoffzuführleitung 14 und eine Kraftstoffpumpe 15 mit zugeordnetem Kraftstoffdruckregler mit dem Kraftstoffbehälter (nicht dargestellt) der Brennkraftmaschine verbunden. Als Kraftstoffpumpe 15 kann die ohnehin im Kraftstoffversorgungssystem der Brennkraftmaschine vorhandene Kraftstoffpumpe verwendet werden. In diesem Falle ist lediglich eine absperrbare Abzweigleitung stromabwärts dieser Kraftstoffpumpe nötig.
Als Analysekammer 10 kann der ohnehin für die Speicherung des für den Betrieb der Brennkraftmaschine notwendigen Kraftstoffes dienende Kraftstoffbehälter verwendet werden. Der Kraftstofftank muss dabei lediglich eine Ausbuchtung oder einen Luftsack aufweisen, so dass der Temperatursensor 12 nicht ständig von Kraftstoff umgeben ist. Insbesondere kann der Temperatursensor 12 im oder nahe des Tankeinfüllstutzens angeordnet sein.
• ·
• ·
• ·
2001G17300
In die Analysekammer 10 mündet eine Frischluftzufuhrleitung 16, in deren Verlauf ein Frischluftzufuhrventil 17 eingeschaltet ist. Mit Hilfe dieser Leitung kann gefilterte Frischluft in die Analysekammer 10 eingebracht werden. Die Frischluft wird entweder vom Ansaugtrakt der Brennkraftmaschine stromabwärts eines Luftfilters abgezweigt, oder aus der Umgebung über ein separates Filter angesaugt. Ferner ist die Analysekammer an eine Gemischabfuhrleitung 18 angeschlossen, in deren Verlauf ein Gemischabfuhrventil 19 und stromabwärts von ihr eine Unterdruckpumpe 20 eingeschaltet ist. Als Unterdruckpumpe 20 kann eine elektrisch angetriebene Pumpe verwendet werden. Bei Tankdiagnosesystemen, bei denen die Dichtheit des Kraftstoffversorgungssystems mittels Unterdruck geprüft wird, kann als Unterdruckpumpe 20 die für diesen Zweck ohnehin vorhandene Unterdruckpumpe herangezogen werden. In diesem Fall ist lediglich eine zusätzliche Abzweigleitung nötig.
Die Gemischabfuhrleitung 18 führt den in die Analysekammmer 10 eingebrachten Kraftstoff KST zum Kraftstoffbehälter der Brennkraftmaschine zurück oder zu einem vorhandenen Kraftstoffverdunstungsrückhaltesystem, insbesondere zu einem als Zwischenspeicher dienenden Aktivkohlebehälter.
Die Kraftstoffpumpe 15, das Frischluftzufuhrventil 17, das Kraftstoffeinspritzventil 11, der Temperatursensor 12, das Gemischabfuhrventil 18 und eine gegebenenfalls elektrisch ansteuerbare Unterdruckpumpe 20 sind über nicht näher bezeichnete elektrische Verbindungsleitungen mit einer Auswerteeinheit 26 verbunden, die vorzugsweise in eine, die Brennkraftmaschine steuernde und/oder regelnde Steuereinrichtung 21 integriert ist.
Solche elektronische Steuerungseinrichtungen 21, die in der Regel einen oder mehrere Mikroprozessoren beinhalten und die neben der zum Verbrennungsvorgang nötigen Kraftstoffeinspritzung noch eine Vielzahl weiterer Steuer- und Regelaufgaben ü-
2001G17300 ,··, »&iacgr; .**.«"* *** ·
hernehmen, sind an sich bekannt, so dass im folgenden nur auf den im Zusammenhang mit der Erfindung relevanten Aufbau und dessen Funktionsweise eingegangen wird. Insbesondere ist die Auswerteeinheit 26 bzw. die Steuerungseinrichtung 21 über eine Datenleitung 22 mit einer Speichereinrichtung 23 verbunden, in der unter anderem ein Kennfeld KFl gespeichert sind, deren Bedeutung noch erläutert wird.
Zur Steuerung und Regelung der Brennkraftmaschine ist die Steuerungseinrichtung 21 mit einer Vielzahl, nicht explizit dargestellten Sensoren und Aktoren verbunden.
Die für einen Verbrennungstakt notwendige Kraftstoffmenge wird bei herkömmlichen Brennkraftmaschinen während eines einzigen Einspritzvorganges in das Saugrohr des Ansaugkanals eingespritzt. Bei der Verdampfung der Kraftstofftropfchen wird den einzelnen Tröpfchen selbst, sowie der umgebenden Luft Wärme entzogen. Die daraus hervorgehende Temperaturverringerung kann wie folgt abgeschätzt werden:
X
rB
&agr; &ggr; _
Benzin
X
rBenzin
"V, XCP,,,f, ~m Benzin XCPßen:ll,
Für eine Brennkraftmaschine mit 4 Zylindern und einem Hubraum von 2 Litern können bei einem bestimmten Kraftstoff beispielhaft die folgenden Werte eingesetzt werden:
mLuft = 5,94 10"4 kg bei 200C und 1,0 bar
=1,0 kJ/(kgK)
n =2,2 kJ/(kgK)
rBenzin = 380 kj/kg
mBenzin = 153 10~6 kg
n =2,2 kJ/(kgK)
rBenzin = 380 kj/kg
mBenzin = 153 10~6 kg
wobei mit mLuft die Masse der Luft, mit mBenzin die Masse des Kraftstoffes, mit cpLUft die spezifische Wärme der Luft, mit cpßenzin die spezifische Wärme des Kraftstoffes und mit
2001G17300 ,··, .&idigr; .**.*". «s*
die Verdampfungsenthalpie des Kraftstoffes bezeichnet ist.
■ Mit diesen Werten würde sich nach obiger Gleichung (1) eine Temperaturerniedrigung von &Dgr;&Tgr; = 225 K ergeben. Diese unrealistische Temperaturerniedrigung zeigt, dass ein Großteil des eingespritzten Kraftstoffes nicht verdampfen, sondern sich als Wandfilm niederschlagen wird. Die Menge des im Saugrohr verdampften Kraftstoffes ist abhängig von der Zusammensetzung des Kraftstoffes. Aus diesem Grunde wird ein Winterkraftstoff mit einem hohen Anteil an leichtflüchtigen Kohlenwasserstoffen auch bereits gut im Saugrohr verdampfen und damit eine größere Temperaturerniedrigung erzeugen als ein Sommerkraftstoff mit wenigen leichtflüchtigen Kohlenwasserstoffen. Die sich einstellende Temperaturerniedrigung kann somit als Maß für die Qualität des der Brennkraftmaschine zuzuführenden Kraftstoffes herangezogen werden.
Erfindungsgemäß ist daher die anhand der Figur 1 beschriebene Vorrichtung mit dem Kraftstoffeinspritzventil 11 und dem Temperatursensor 12 vorgesehen, so dass der Temperatursensor im Sprühbereich des Kraftstoffeinspritzventiles 11 liegt und damit die sich bildende Kraftstoffwolke 13 den Temperatursensor 12 erreicht. Die Temperaturerniedrigung ist abhängig von der Geometrie, der Oberfläche und der Wärmekapazität des Temperatursensors 12. Insbesondere soll die Wandstärke des Temperatursensors 12 relativ gering sein, um eine kurze Ansprechzeit zu gewährleisten.
Wird nun das Kraftstoffeinspritzventil 11 über Signale der Steuerungseinrichtung 21 angesteuert, so trifft während der Öffnungsdauer zumindest ein Teil des eingespritzten Kraftstoffes auf den Temperatursensor 12 und es kann sich ein Wandfilm um den Temperatursensor 12 bilden. Die Temperaturerniedrigung infolge der Verdampfungsenthalpie wird mit Hilfe dieses Temperatursensors 12 ermittelt und daraus die Kraftstof fqualität abgeschätzt.
2001G17300 .*\ ,! ·**· **** j"# ··
• * * J I "I I » ·
Eine besonders einfache und aufwandsarme Vorrichtung ergibt sich, wenn der Temperatursensor 12 und das Kraftstoffeinspritzventil 11 zu einer einzigen Baueinheit zusammengefasst werden, wie es in der Figur 2 schematisch dargestellt ist. Dabei ist an dem Kraftstoffeinspritzventil 11 eine Halterung 24 vorgesehen, die sich in Richtung des KraftstoffStrahles erstreckt und an ihrem freien Ende abgewinkelt ist und dort der Temperatursensor 12 derart befestigt ist, dass er zumindest teilweise vom Kraftstoffstrahl 25 erfasst wird. Durch eine solche Anordnung ist der Temperatursensor 12 relativ zu dem Einspritzventil 11 dauerhaft und genau fixiert. Außerdem vereinfacht sich die Verkabelung, da zusätzlich zu den Anschlüssen für das Einspritzventil 11 nur eine zusätzliche elektrische Leitung für den Temperatursensor 12 erforderlich ist, die darüber hinaus in den Leitungszug für das Einspritzventil 11 integriert werden kann.
Im folgenden wird erläutert, wie mit Hilfe der erfindungsgemäßen Vorrichtung die Temperaturerniedrigung infolge der Verdampfungsenthalpie die Kraftstoffqualität abgeschätzt und bei der Ermittlung der Einspritzzeitdauer für die Kraftstoffeinspritzventile der Einspritzeinrichtung der Brennkraftmaschine berücksichtigt werden kann.
Zu Beginn einer jeden Kraftstoffanalyse muss ein eventuell von dem vorhergehenden Durchgang in der Analysekammer 10 noch befindliches Kraftstoff/Luftgemisch entfernt werden. Hierzu wird sowohl das Frischluftzufuhrventil 17, als auch das Gemischabfuhrventil 19 geöffnet und die Unterdruckpumpe 20 aktiviert. Dadurch wird die Analysekammer 10 gespült und mit Frischluft gefüllt. Das Signal des Temperatursensors 12 wird von der Auswerteeinheit 26 erfasst und der erhaltene Wert abgespeichert .
Anschließend wird Unterdruck in der Analysekammer 10 aufgebaut, indem das Frischluftzufuhrventil 17 geschlossen wird
2001G17300
und die Unterdruckpumpe 20 noch angesteuert bleibt. Ist der gewünschte Unterdruck in der Analysekammer 10 erreicht, wird das Gemischabfuhrventil 19 geschlossen und die Unterdruckpumpe 20 ausgeschaltet.
Nun wird Kraftstoff in die Analysekammer 10 eingebracht, indem die Kraftstoffpumpe 15 angesteuert wird und bei Erreichen eines vorgegebenen Sollwertes für den Kraftstoffdruck das Kraftstoffeinspritzventil 11 geöffnet wird. Durch die Anordnung des Krafstoffeinspritzventils 11 relativ zu dem Temperatursensor 12 innerhalb der Analysekammer 10 wird letztgenannter von dem Kraftstoff benetzt. Das Signal des Temperatursensors 12 wird wieder erfasst und aus dem Wert, der vor dem Öffnen des Kraftstoffeinspritzventils 11 erhalten wurde und diesem Wert die Temperaturerniedrigung berechnet. Der so erhaltene Wert ist zusammen mit einer die Last der Brennkraftmaschine repräsentierenden Größe (Luftmasse, Saugrohrdruck) Eingangsgröße eines in der Speichereinrichtung 23 abgelegten Kennfeldes KFl. Abhängig von den Werten der Eingangsgrößen wird aus dem Kennfeld KFl ein Faktor ausgelesen. Dieser Faktor kann dann in einer Gleichung zur Berechnung der Einspritzzeitdauer eingerechnet werden, so dass ein optimaler Hochlauf der Brennkraftmaschine auch bei verschiedener Kraftstoff qualität sichergestellt ist.
Das Kennfeld KFl wird experimentell durch Versuche festgelegt.
Das in er Analysekammer 10 entstehende Kraftstoff/Luftgemisch muss durch Luftüberschuss so stark verdünnt werden, dass unter allen Umständen eine Zündfähigkeit des Gemisches ausgeschlossen werden kann.
Der Druck in der Analysekammer 10 wird so gewählt, dass die Temperaturdifferenz zwischen den verschiedenen Kraftstoffqualitäten möglichst groß ist, eine Selbstentzündung des Gemi-
2001G17300
sches jedoch unter allen Umgebungsbedingungen und Zumesstoleranzen unterbunden ist.
Zur besseren Auswertung des Temperatursignals kann bevorzugt eine Integration der Temperaturdifferenzen (Differenz zwischen Referenz- Bezugstemperatur und Ist-Temperatur) über der Zeit erfolgen.
Claims (10)
1. Vorrichtung zum Erkennen der Qualität des einer Brennkraftmaschine (10) zuzuführenden Kraftstoffes, gekennzeichnet durch eine
- Kraftstoffanalyseeinheit (1) mit einer geschlossenen Analysekammer (10),
- einem Injektor (11) zum Einspritzen von Kraftstoff in die Analysekammer (10),
- einem Temperatursensor (12) innerhalb der Analysekammer (10), welcher derart angeordnet ist, dass er im Strahlbereich des Injektors (11) liegt,
- einer Auswerteeinheit (26),
- welche die Temperaturerniedrigung aufgrund der Verdampfungsenthalpie an dem Temperatursensor (12) bestimmt, wenn der Temperatursensor (12) von dem Kraftstoffstrahl (25) des Injektors (11) benetzt wird und
- welche die Temperaturerniedrigung als Kriterium für die Qualität des Kraftstoffes bewertet.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Kraftstoffpumpe (15), welche Kraftstoff von einem Kraftstoff speichernden und für den Betrieb der Brennkraftmaschine vorgesehenen Kraftstoffbehälter zu dem Injektor (11) fördert.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine an die Analysekammer (10) angeschlossene Frischluftzufuhrleitung (16) zur Zufuhr von Frischluft in die Analysekammer (10), wobei in deren Verlauf ein Frischluftzufuhrventil (17) eingeschaltet ist.
4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Analysekammer (10) über die Frischluftzufuhrleitung (16) mit der Atmosphäre verbunden ist.
5. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Analysekammer (10) über die Frischluftzufuhrleitung (16) mit dem Ansaugtrakt der Brennkraftmaschine verbunden ist.
6. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine an die Analysekammer (10) angeschlossene Gemischabfuhrleitung (18) zur Abfuhr von Kraftstoff/Luftgemisch aus der Analysekammer (10), wobei in deren Verlauf ein Gemischabfuhrventil (19) und stromabwärts davon eine Unterdruckpumpe (20) zum teilweisen Evakuieren der Analysekammer (10) eingeschaltet ist.
7. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Injektor (11) und der Temperatursensor (12) zu einer baulichen Einheit zusammengefasst sind.
8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Injektor (11) eine Halterung (24) aufweist, die sich in Richtung des Kraftstoffstrahls des Injektors (11) erstreckt und an ihrem freien Ende abgewinkelt ist und an dem der Temperatursensor (12) befestigt ist.
9. Vorrichtung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Anschlussleitungen für den Injektor (11) und den Temperatursensor (12) zu einer gemeinsamen Leitung zusammengefasst sind.
10. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als Analysekammer (10) ein Kraftstoffbehälter vorgesehen ist, in dem der für den Betrieb der Brennkraftmaschine notwendige Kraftstoff gespeichert ist.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE20115560U DE20115560U1 (de) | 2001-09-21 | 2001-09-21 | Vorrichtung zum Erkennen der Kraftstoffqualität für eine Brennkraftmaschine |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE20115560U DE20115560U1 (de) | 2001-09-21 | 2001-09-21 | Vorrichtung zum Erkennen der Kraftstoffqualität für eine Brennkraftmaschine |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE20115560U1 true DE20115560U1 (de) | 2002-01-24 |
Family
ID=7961971
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE20115560U Expired - Lifetime DE20115560U1 (de) | 2001-09-21 | 2001-09-21 | Vorrichtung zum Erkennen der Kraftstoffqualität für eine Brennkraftmaschine |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE20115560U1 (de) |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE10217376A1 (de) * | 2002-04-18 | 2003-11-13 | Siemens Ag | Verfahren und Vorrichtung zur Steuerung einer Brennkraftmaschine |
DE102008013163A1 (de) * | 2008-03-07 | 2009-09-10 | Alois Dotzer | Dieselmotorisch betriebene Brennkraftmaschine |
DE10221337B4 (de) * | 2002-05-08 | 2010-04-22 | Robert Bosch Gmbh | Verfahren und Vorrichtung zur Korrektur einer Kraftstoffmenge, die einer Brennkraftmaschine zugeführt wird |
DE102009023047A1 (de) * | 2009-05-28 | 2010-12-02 | Alois Dotzer | Dieselmotorisch betriebene Brennkraftmaschine |
DE102010045521A1 (de) | 2010-09-15 | 2012-03-15 | Volkswagen Ag | Verfahren zum Detektieren eines Kraftstoffes |
CN108019288A (zh) * | 2016-10-31 | 2018-05-11 | 通用汽车环球科技运作有限责任公司 | 用于车辆气体燃料管理的系统与方法 |
-
2001
- 2001-09-21 DE DE20115560U patent/DE20115560U1/de not_active Expired - Lifetime
Cited By (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE10217376A1 (de) * | 2002-04-18 | 2003-11-13 | Siemens Ag | Verfahren und Vorrichtung zur Steuerung einer Brennkraftmaschine |
DE10217376B4 (de) * | 2002-04-18 | 2005-01-27 | Siemens Ag | Verfahren und Vorrichtung zur Steuerung einer Brennkraftmaschine |
DE10221337B4 (de) * | 2002-05-08 | 2010-04-22 | Robert Bosch Gmbh | Verfahren und Vorrichtung zur Korrektur einer Kraftstoffmenge, die einer Brennkraftmaschine zugeführt wird |
DE102008013163A1 (de) * | 2008-03-07 | 2009-09-10 | Alois Dotzer | Dieselmotorisch betriebene Brennkraftmaschine |
DE102009023047A1 (de) * | 2009-05-28 | 2010-12-02 | Alois Dotzer | Dieselmotorisch betriebene Brennkraftmaschine |
DE102010045521A1 (de) | 2010-09-15 | 2012-03-15 | Volkswagen Ag | Verfahren zum Detektieren eines Kraftstoffes |
DE102010045521B4 (de) | 2010-09-15 | 2023-12-28 | Volkswagen Ag | Verfahren zum Detektieren eines Kraftstoffes |
CN108019288A (zh) * | 2016-10-31 | 2018-05-11 | 通用汽车环球科技运作有限责任公司 | 用于车辆气体燃料管理的系统与方法 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE102015216504B4 (de) | Verfahren und Vorrichtung zum Steuern einer Verbrennungskraftmaschine während des Kaltstarts und Warmlaufs | |
DE602004003390T2 (de) | Verfahren zur echtzeitbestimmung einer kraftstoffeinspritzungsströmungscharakteristik | |
DE69218538T2 (de) | Steuerungssystem für Verbrennungsmotoren | |
DE19701353C1 (de) | Verfahren zur Tankentlüftung bei einer Brennkraftmaschine | |
DE102006040743B4 (de) | Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine | |
DE102007049705A1 (de) | Verfahren zur Bestimmung der Zündwilligkeit von Kraftstoff mit unbekannter Kraftstoffqualität | |
WO2008009499A1 (de) | Verfahren und vorrichtung zur diagnose der zylinderselektiven ungleichverteilung eines kraftstoff-luftgemisches, das den zylindern eines verbrennungsmotors zugeführt wird | |
DE10218549A1 (de) | Steuersystem und -verfahren einer Verbrennungskraftmaschine | |
DE19600693A1 (de) | Kraftstoffzuführsystem für Motoren mit einer Kraftstoffdruckregelung | |
DE102013200830A1 (de) | Verfahren zum einspritzen von kraftstoff | |
WO2008101770A1 (de) | Verfahren zum steuern einer brennkraftmaschine und brennkraftmaschine | |
DE19718171C2 (de) | Verfahren zum Bestimmen der Einspritzzeit für eine direkteinspritzende Brennkraftmaschine | |
DE102016110517A1 (de) | Kraftstoffschätzvorrichtung | |
DE10129776C1 (de) | Verfahren und Vorrichtung zum Erkennen der Kraftstoffqualität für eine Brennkraftmaschine | |
DE102007053719B3 (de) | Zylinder-Kenngrößen geführte Einspritzstrategie | |
DE10043859A1 (de) | Verfahren zur Diagnose der Gemischbildung | |
WO2004067948A1 (de) | Kraftstoffeinspritzsystem und verfahren zur bestimmung des förderdrucks einer kraftstoffpumpe | |
DE4120062C2 (de) | Vorrichtung zum Erkennen von schwer verdampfbarem Kraftstoff | |
DE19813801A1 (de) | Kraftstoffpumpensteuerung in einem elektronischen Kraftstoffzuführsystem ohne Rückführung | |
DE10063677B4 (de) | Verfahren zum Steuern einer Brennkraftmaschine | |
DE19727297C2 (de) | Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine insbesondere eines Kraftfahrzeugs | |
DE20115560U1 (de) | Vorrichtung zum Erkennen der Kraftstoffqualität für eine Brennkraftmaschine | |
DE19740968B4 (de) | Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine | |
DE102019218905A1 (de) | Verfahren und vorrichtung zum lernen der öffnungszeit des injektors für fahrzeugmotor | |
DE19803689C1 (de) | Verfahren zum Bestimmen der Einspritzdauer bei einer direkteinspritzenden Brennkraftmaschine |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
R207 | Utility model specification |
Effective date: 20020228 |
|
R150 | Utility model maintained after payment of first maintenance fee after three years |
Effective date: 20050118 |
|
R151 | Utility model maintained after payment of second maintenance fee after six years |
Effective date: 20071210 |
|
R081 | Change of applicant/patentee |
Owner name: CONTINENTAL AUTOMOTIVE GMBH, DE Free format text: FORMER OWNER: SIEMENS AKTIENGESELLSCHAFT, 80333 MUENCHEN, DE Effective date: 20080731 |
|
R158 | Lapse of ip right after 8 years |
Effective date: 20100401 |