DE3833123A1 - Vorrichtung zur erfassung der kraftstoffeigenschaften fuer eine brennkraftmaschine mit innerer verbrennung - Google Patents

Vorrichtung zur erfassung der kraftstoffeigenschaften fuer eine brennkraftmaschine mit innerer verbrennung

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Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Erfassung der Kraftstoffeigenschaften für eine Brennkraftmaschine mit innerer Verbrennung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Sie dient dazu, die Eigenschaften von der Brennkraftmaschine zuzuführendem Kraftstoff, wie etwa einem Gemisch aus Alkohol und Benzin, zu efassen.
Es sind verschiedene Vorrichtungen zum Erfassen der Kraftstoffeigenschaften bekannt. die meisten dieser Vorrichtungen verwenden einen Alkohol-Sensor. Wenige der herkömmlichen Vorrichtungen bzw. Verfahren kommen ohne einen Alkohol-Sensor aus.
Als Beispiel für ein Verfahren zur Erfassung der Eigenschaften von Kraftstoff ist nachstehend die JP-OS 78 480/1985 beschrieben, welche eine der vorliegenden Erfindung nahekommende Technik offenbart, obwohl sie eine Überwachung des Zündzeitpunkts betrifft.
Fig. 7 zeigt ein Bockschaltbild einer herkömmlichen Vorrichtung zur Erfassung der Kraftstoffeigenschaften, die für ein entsprechendes herkömmliches Verfahren verwendet wird. Fig. 8 zeigt die wesentlichen Teile der für das herkömmliche Verfahren zur Erfassung der Kraftstoffeigenschaften verwendeten Vorrichtung.
In Fig. 8 sind folgende Elemente dargestellt: der Zylinderblock 5 der Brennkraftmaschine, ein an dem Zylinderblock 5 angebrachter Kopfsensor 22, eine Zündkerze 11, ein Verteiler 24, ein Kubelwinkelsensor 25, eine Überwachungseinrichtung 15, ein Ansaugstutzen 4, ein Luftströmungsmesser 12, ein Zünder 23 und ein Kraftstoffeinspritzventil 10.
Nachstehend ist der Betrieb der herkömmlichen Vorrichtung beschrieben.
Gemäß dem Blockschaltbild in Fig. 7 erfaßt ein Klopfsensor A Druckvibrationen in der Maschine während der Verbrennung. Klopfpegelerfassungsmittel B entscheiden auf der Grundlage des Auftretens eines von dem Klopfsensor A erzeugten Signals, ob Klopfen auftritt. Nacheilwinkelüberwachungsmittel C überwachen einen Nacheilwinkel bei der Zündung, wenn Klopfen auftritt. Voreilwinkelüberwachungsmittel D verschieben den Zündwinkel in Richtung Voreilung, wenn kein Klopfen aufftritt. Erfassungsmittel F für die Änderung der Eigenschaften erfassen eine Änderung des Klopferzeugungspegels entsprechend einem Voreilwinkel bei der Zündung. Verarbeitungsmittel G für die Begrenzung auf einen maximalen Nacheilwinkel verarbeiten einen maximalen Grenzwert für den Nacheilwinkel, der von den Nacheilwinkelüberwachungsmitteln C auf der Grundlage der von den Erfassungsmitteln abgegeben wird. Die beschriebenen Mittel bilden zusammen eine Vorrichtung zur Überwachung des Zündzeitpunkts.
Nachstehend ist der Betrieb der beschriebenen Vorrichtung erläutert.
Wenn die Erfassungsmittel F eine Änderung der Eigenschaften des Klopferzeugungspegels feststellen, der einem bestimmten Voreilwinkel bei der Zündung entspricht, werden die Eigenschaften des Kraftstoffs festgestellt, beispielsweise, ob das für die Brennkraftmaschine verwendete Benzin Normalbenzin oder Benzin mit hoher Oktanzahl ist. Dann legen die Verarbeitungsmittel G den maximalen Grenzwert für die Nacheilung durch die Nacheilwinkelüberwachungsmittel C fest, wodurch der optimale Wert erzeugt wird. Wenn die Klopfpegelerfassungsmittel B feststellen, daß Klopfen auftritt, wird der Klopfpegel dadurch gehalten, daß der Zündwinkel bis hin zu dem maximalen Grenzwert verzögert wird (maximale Nacheilung). Fig. 9 zeigt die Änderung der Eigenschaften eines Klopferzeugungspegels entsprechend einem Voreilwinkel bei der Zündung, der sich mit der Benzinart verändert, je nachdem ob Normalbenzin oder Benzin mit hoher Oktanzahl verwendet ist.
In Fig. 9 steht die gestrichelte Linie für die Beziehung zwischen dem Drehmoment und dem Klopfpegel für den Fall, daß Normalbenzin verwendet ist, während die durchgezogene Linie die Beziehung für den Fall zeigt, daß Benzin mit hoher Oktanzahl verwendet ist.
Wird Normalbenzin verwendet und liegt ein vorbestimmter grundlegender Zündzeitpunkt an einem Punkt B, so ist der einem Punkt B entsprechende Klopfpegel schwach. Wird jedoch Benzin mit hoher Oktanzahl verwendet und der grundlegende Zündzeitpunkt unverändert gehalten, tritt kein Klopfen auf, während dann, wenn der Zündzeitpunkt zu einem Punkt C vorgeschoben wird, Klopfen mit schwachem Pegel zu verzeichnen ist. Es können also die Eigenschaften des Kraftstoffs dahingehend, ob es sich um Normalbenzin oder Benzin mit hoher Oktanzahl handelt, dadurch ermittelt werden, daß die Änderung des Klopfpegels bezogen auf den Voreilwinkel bei der Zündung erfaßt wird.
Bekannterweise wird die Oktanzahl durch Beimischung von Alkohol zu Benzin verändert. Aus diesem Grund und wegen der Änderung des Klopfpegels in bezug auf den Voreilwinkel kann durch Erfassung der Klopfpegeländerung mittels des Klopfsensors 22 festgestellt werden, ob dem Benzin Alkohol beigemischt ist oder nicht. Wird das Ausgangssignal des Klopfsensors 22 einem Filter mit der Klopffrequenz oder einer harmonischen Schwingung höherer Ordnung als Grenzfrequenz zugeführt, um die Stärke des Ausgangssignals bezogen auf den Voreilwinkel bei der Zündung zu ermitteln, so wird die Stärke des Ausgangssignals gering sein, wenn dem Benzin etwas Alkohol beigemischt und der gleiche Zündzeitpunkt verwendet wird. Demzufolge kann dann, wenn vorher der Zündzeitpunkt bei einem Pegel von K 1 oder K 2 festgelegt worden ist, dadurch, daß die Klopfpegeländerung erfaßt wird, festgestellt werden, ob dem Benzin Alkohol beigemischt ist oder nicht.
Mit Hilfe der herkömmlichen Vorrichtung des beschriebenen Aufbaus zur Erfassung der Kraftstoffeigenschaften ist es nicht möglich, die Kraftstoffeigenschaften zu erfassen, wenn kein Klopfen auftritt. Ferner kann der Alkoholanteil im Benzin nicht quantifiziert werden.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur Erfassung der Kraftstoffeigenschaften anzugeben, mit Hilfe derer es möglich ist, den Alkoholgehalt des Benzins unabhängig davon, ob ein Klopfen auftritt, zu quantifizieren.
Erfindungsgemäß wird die gestellte Aufgabe mit einer Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
Vorteilhafte Ausgestaltungen des Erfindungsgedankens sind in den Unteransprüchen unter Schutz gestellt.
Nachstehend ist die Erfindung anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen mit weiteren Einzelheiten näher erläutert. Dabei zeigt
Fig. 1 schematisch den Aufbau eines Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Vorrichtung,
Fig. 2 ein Flußdiagramm zur Ermittlung eines effektiven Heizwertes Q entsprechend dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 1,
Fig. 3 ein Flußdiagramm einer Ermittlung des Alkoholgehalts für das beschriebene Ausführungsbeispiel,
Fig. 4 eine Matrix für Koeffizienten betreffend den Schwerlastbetrieb für das beschriebene Ausführungsbeispiel,
Fig. 5 ein charakteristisches Diagramm der Beziehung zwischen einem Alkoholgehalt und einem regulierten unteren Heizwert Hu,
Fig. 6 ein charakteristisches Diagramm der Beziehung zwischen dem Alkoholgehalt und einem regulierten Ti/Hu-Verhältnis,
Fig. 7 ein Blockschaltbild einer herkömmlichen Vorrichtung zur Erfassung der Kraftstoffeigenschaften,
Fig. 8 eine schematische Darstellung des Aufbaus einer herkömmlichen Vorrichtung zur Erfassung der Kraftstoffeigenschaften,
Fig. 9 ein charakteristisches Diagramm des Klopfpegels zur Erläuterung eines herkömmlichen Verfahrens zur Erfassung der Kraftstoffeigenschaften.
In den Zeichnungen sind gleiche oder entsprechende Elemente durchgehend mit denselben Bezugszeichen versehen.
In Fig. 1 sind folgende Elemente dargestellt: ein Luftfilter 1, ein Luftströmungsmesser 2 zum Erfassen der angesaugten Luft, eine Drosselklappe 3, ein Zylinderblock 5, ein Wassertemperatursensor 6 zum Erfassen der Temperatur des Kühlwassers der Brennkraftmaschine, ein Kurbelwinkelsensor 7, ein Abgaskrümmer 8, ein Abgassensor 9 zum Erfassen der Konzentration verschiedener Abgaskomponenten (etwa der Konzentration von Sauerstoff), ein Kraftstoffeinspritzventil 10, eine Zündkerze 11, ein Drucksensor 13 zum Erfassen des Zylinderinnendrucks und eine Überwachungseinrichtung 15.
Der Kurbelwinkelsensor 7 gibt bei jeder Bezugsposition des Kurbelwinkels (beispielsweise bei 180° in einer Vier-Zylinder-Maschine und bei 120° in einer Sechs-Zylinder-Maschine) einen Bezugspositionsimpuls und bei jedem Einheitswinkel (beispielsweise 1°) einen Einheitswinkelimpuls ab. Die Überwachungseinrichtung 15 zählt die Anzahl der Einheitswinkelimpulse ab dem Empfang eines Bezugspositionsimpulses, um so den Kurbelwinkel nach dem Empfang des Bezugspositionsimpulses zu ermitteln. Des weiteren kann die Überwachungseinheit 15 die Maschinendrehzahl dadurch ermitteln, daß sie die Frequenz oder die Periode der Einheitswinkelimpulse mißt.
Bei der Vorrichtung nach Fig. 1 ist der Kurbelwinkelsensor 7 in einem Verteiler angeordnet.
In der Überwachungseinrichtung 15 nach diesem Ausführungsbeispiel der Erfindung wird neben der normalen Durchführung der Kraftstoffüberwachung eine Datenverarbeitung vorgenommen, um einen effektiven Heizwert Q zu erhalten, der für die Erfassung des Alkoholgehalts nach Fig. 2 verwendet wird. Zunächst wird die Kraftstoffüberwachung beschrieben.
Die Überwachungseinrichtung 15 wird von einem Mikrocomputer gebildet, der beispielsweise eine CPU, einen RAM, einen ROM, eine Eingabe/Ausgabe-Schnittstelle usw. umfaßt.
Die Überwachungseinrichtung 15 empfängt ein Ansaugluftmengensignal S 1 von dem Luftströmungsmesser 2, ein Kurbelwinkelsignal S 3 von dem Kurbelwinkelsensor 7, ein Abgassignal S 4 von dem Abgassensor 9 und ein Wassertemperatursignal S 2 von dem Wassertemperatursensor 6. Die Überwachungseinrichtung 15 empfängt ferner ein Batteriespannungssignal und ein Signal, das anzeigt, ob die Drosselklappe vollständig geschlossen ist. Diese Signale sind jedoch in Fig. 1 nicht dargestellt. Die Überwachungseinrichtung verarbeitet die Eingangssignale, berechnet die der Brennkraftmaschine zuzuführende Kraftstoffmenge und erzeugt ein Kraftstoffeinspritzsignal S 5. Das Signal S 5 steuert das Kraftstoffeinspritzventil 10 an, wodurch eine vorbestimmte Kraftstoffmenge der Brennkraftmaschine zugeführt wird.
Den Verarbeitungsvorgängen zur Ermittlung der Kraftstoffeinspritzmenge Ti werden in der Überwachungseinheit 15 auf der Grundlage der folgenden Gleichung ausgeführt:
Ti = Tp × (1 + Ft + KMR/100) × β + Ts (1)
Dabei ist Tp eine grundlegende Einspritzmenge, welche sich zu
Tp = K₀ × A/F × Ga/N
ergibt, wobei Ga eine Ansaugluftmenge, N die Maschinendrehzahl, A/F das Luft/Kraftstoff-Verhältnis und K₀ eine Konstante ist. Ft ist ein der Temperatur des Kühlwassers der Brennkraftmaschine entsprechender Korrektur-Koeffizient, der einen großen Wert annimmt, wenn die Temperatur des Kühlwassers gering ist, KMR ist ein Komplementär-Koeffizient für Schwerlast, der einer Wertetabelle entnommen werden kann, die vorher erstellt worden ist und Werte enthält, die der grundlegenden Einspritzmenge Tp und der Maschinendrehzahl N nach Fig. 4 entsprechen, Ts ist ein von der Batteriespannung abhängender Korrektur- Koeffizient, der dazu dient, die Schwankungen der Spannung, welche das Kraftstoffeinspritzventil 10 ansteuert, zu korrigieren, und β ist ein Korrektur- Koeffizient, der dem Abgassignal S 4 des Abgassensors 9 entspricht. Mit Hilfe des Koeffizienten β ist eine Regelung des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses eines Gasgemisches auf einen vorbestimmten Wert, wie etwa dem Wert für das theoretische Luft/Kraftstoff- Verhältnis von 14,6 möglich.
Wird die Regelung unter Verwendung des Abgassignals S 4 vorgenommen, ist eine Korrektur mittels der Koeffizienten Ft und KMR bedeutungslos, weil das Luft/Kraftstoff-Verhältnis des Gasgemisches so geregelt wird, daß es immer einen konstanten Wert annimmt. Demzufolge wird die Regelung mittels des Abgassignals S 4 nur dann vorgenommen, wenn die Korrekturkoeffizienten Ft und KMR Null sind.
Im folgenden ist die Datenverarbeitung zur Ermittlung des effektiven Heizwertes Q zum Erfassen des Alkoholgehalts unter Bezugnahme auf Fig. 2 beschrieben. Dies ist wesentlich für die Erfindung. Zunächst ist das Prinzip der Erfassung des Alkoholgehalts erläutert. Die folgende Gleichung leitet sich aus dem ersten Hauptsatz der Thermodynamik her:
dQ = du + Pdv
Durch Ersetzen der Ausdrücke du durch cvdT (spezifische innere Energie), Pv durch Rt (Zustandsgleichung) und dT durch (Pdv+vdP)/R auf der rechten Seite der Gleichung ergibt sich:
wobei k die normierte spezifische Wärme ist. Durch Integration von Gleichung (1) erhält man:
Eine Nettowärme (effektiver Heizwert) Q eines Arbeitsgases während eines Zündzyklus ergibt sich aus Gleichung (2), die durch Integrieren von Gleichung (1) erhalten wird, wenn der Zylinderinnendruck P (R) für jeden Kurbelwinkel und die Zylinderkapazität V (R) für den Kurbelwinkel bekannt sind.
Da die Nutzwärme (effektiver Heizwert) Q des Arbeitsgases während eines Zündzyklus der Differenz zwischen einer durch die Verbrennung erzeugten Wärme Qr und einer von der Zylinderwand aufgenommenen Wärme Qd entspricht, gilt:
Q = Qr - Qd (3)
Werden die Masse der in einem Zündzyklus angesaugten Luft (Luftdurchsatz/Drehzahl), das Luft/Kraftstoff- Verhältnis und der untere Heizwert des Kraftstoffs durch die Symbole Ga, F/A bzw. Hu dargestellt, so gilt die Beziehung:
Qr = Hu × (F/A) × Ga.
Setzt man den Wärmeverlust
Qd = (Kd × Hu × (F/A) × Ga),
ergibt sich:
Q = (1-Kd)Hu × (F/A) × Ga = K × Hu × (F/A) × Ga (4)
In Gleichung 4 stellt K einen Indikator dafür dar, wieviel Wärme effektiv in bezug auf die durch die Verbrennung erzeugte Wärme genutzt worden ist, d. h. K ist ein Parameter für den Verbrennungswirkungsgrad. K′d steht für den Wärmeverlustfaktor betreffend die durch die Verbrennung erzeugte Wärme. Es kann vorausgesetzt werden, daß Kd (bzw. K) sich nicht wesentlich ändern, wenn ein anderer Kraftstoff verwendet wird.
Da der Heizwert Hs eines theoretischen Gasgemisches pro Volumeneinheit sich nicht wesentlich ändert, wenn ein anderer Kraftstoff verwendet wird (vgl. Tabelle 1) und sich demnach die Verbrennungstemperatur nicht ändert, zeigt sich auch beim Wärmeverlust keine wesentliche Änderung. In diesem Fall ist es möglich, daß sich K abhängig vom Zündzeitpunkt und der Betriebstemperatur der Maschine (beispielsweise der Kühlwassertemperatur und der Zylinderwandtemperatur) ändert. Diese Tatsache erklärt sich daraus, daß sich K aufgrund einer Änderung des Wärmeverlustes infolge der Änderung des Zündzeitpunkts und der Betriebstemperatur der Brennkraftmaschine auch dann ändert, wenn dieselbe Maschine verwendet wird, weil K einem graphisch dargestellten Kraftstoffverbrauch entspricht. Im allgemeinen muß der Zündzeitpunkt vorher derart festgelegt werden, daß er einem Arbeitspunkt der Brennkraftmaschine entspricht, und wird im wesentlichen auch dann nicht geändert, wenn der Kraftstoff gewechselt wird.
Ändert sich die Betriebstemperatur der Brennkraftmaschine, ändert sich auch der von der Betriebstemperatur abhängige Parameter K. Der Wert des Parameters K ist jedoch von vornherein durch Vorgeben eines Arbeitspunkts der Maschine und einer Betriebstemperatur festgelegt. Wird eine zu verwendende Brennkraftmaschine spezifiziert, ist es daher möglich, von vornherein einen Wert für K zu ermitteln, welcher dem Arbeitspunkt und der Betriebstemperatur der Brennkraftmaschine entspricht. Der Wert von K kann in einer Wertetabelle gespeichert werden. Beim Aufstellen der Wertetabelle werden alle möglichen Kmbinationen erfaßt: "Drehmoment und Drehzahl", "Druck im Luftansaugstutzen und Drehzahl" oder "Ansaugluftdurchsatz pro Umdrehungseinheit und Maschinendrehzahl".
Es können die Betriebstemperaturen der Brennkraftmaschine, die Kühlwassertemperatur oder die Zylinderwandtemperatur verwendet werden. Daraus folgt, daß, wenn der Parameter K entsprechend der verwendeten Brennkraftmaschine ermittelt wird, ein Verhältnis A/F aus dem Ausgangssignal des Abgassensors und ein Wert Ga aus den Signalen des Luftströmungsmessers und der Maschinendrehzahl gewonnen werden. Demzufolge kann ein unterer Heizwert Hu des Kraftstoffs auf der Grundlage des beschriebenen Wertes Q (unter Verwendung der Gleichung (3)) berechnet werden.
Wie in Fig. 4 gezeigt, kann mittels des unteren Heizwertes Hu abgeschätzt werden, welcher Kraftstoff für die Brennkraftmaschine verwendet wird. Da der untere Heizwert Hu von Methanol etwa halb so groß ist wie derjenige von Benzin, kann aus dem unteren Heizwert Hu mit ausreichender Genauigkeit abgeschätzt werden, welcher Kraftstoff verwendet wird und wie groß der Anteil ist.
Fig. 5 zeigt die Beziehung zwischen dem Methanolanteil und dem regulierten unteren Heizwert Hu, wobei der untere Heizwert Hu auf der Abszisse und der Methanolgehalt auf der Ordinate abgetragen sind. Gemäß Fig. 5 beträgt der Methanolgehalt 0%, wenn der regulierte untere Heizwert Hu 1 ist, und 100%, wenn der untere Heizwert Hu 2 beträgt. Daher kann die Beziehung zwischen dem Methanolgehalt und dem regulierten unteren Heizwert Hu durch eine diese beiden Punkte verbindende Gerade dargestellt werden.
Tabelle 1
Demzufolge kann der Methanolgehalt aus den Werten des regulierten unteren Heizwertes Hu quantifiziert werden. Um einen genaueren Wert zu erhalten, ist es erforderlich, den Wert Ti/Hu zu berechnen. Wird Methanol verwendet, beträgt das theoretische Luft/ Kraftstoff-Verhältnis "5". Demzufolge hat Ti den 2,29fachen Wert von Benzin, wo er 14,6/5 beträgt. Ein Vergleich der Werte Ti/Hu zeigt, daß er etwa das Sechsfache beträgt. Nach Fig. 6 ist die Beziehung zwischen dem Methanolgehalt und dem regulierten Wert von Ti/Hu durch eine Gerade darstellbar, welche die beiden Punkte (1,0%) und (1,100%) verbindet. Demnach kann die Genauigkeit verdreifacht werden im Vergleich damit, daß der Methanolgehalt ausschließlich aus dem regulierten unteren Heizwert Hu ermittelt wird. Dies sei unter Bezugnahme auf Fig. 2 erläutert, in der ein Abtastkurbelwinkel von 1° verwendet ist.
In Schritt 100 wird der Kurbelwinkel 0 gelesen. In Schritt 101 wird abgefragt, ob der gelesene Kurbelwinkel im Kompressions- oder Expansions(Verbrennung)hub liegt. Ist die Antwort "JA", wird zu dieser Zeit der Zylinderinnendruck P (R) gelesen (Schritt 102). Ist jedoch die Antwort "NEIN", wird zu Schritt 100 zurückgekehrt und auf den nächsten Kurbelwinkel gewartet.
In Schritt 103 wird abgefragt, ob der in Schritt 100 gelegene Kurbelwinkel in der Kompression vT liegt. Ist die Antwort "JA", wird daraufhin die Initialisierung vorgenommen. Das bedeutet, daß in Schritt 104 die Werte Q, P 1 und V 1 zu Null, P (R) bzw. V (R) gesetzt werden und zu Schritt 100 zurückgekehrt wird. Ist die Antwort in Schritt 103 "NEIN", wird zu Schritt 105 übergegangen, wo festgestellt wird, ob der in Schritt 100 gelesene Kubelwinkel im Verbrennungshub (Expansion) liegt. Ist die Antwort "NEIN", wird ein Wert dQ in den Schritten 106, 107 berechnet und daraufhin zu Schritt 100 zurückgekehrt.
Ist die Antwort in Schritt 105 jedoch "JA", wird eine Routine gemäß Fig. 3 ausgeführt. Dabei wird in Schritt 200 ein Arbeitspunkt der Maschine ermittelt. In Schritt 201 werden ein dem Arbeitspunkt der Maschine entsprechender Wert K gelesen und in Schritt 202 ein unterer Heizwert Hu und ein Wert Ti/Hu ermittelt.
Die in Fig. 2 dargestellten Berechnungen müssen mit extrem hohen Geschwindigkeiten ausgeführt werden, damit der gesamte Teil von Fig. 2 der Routine innerhalb der Zeitspanne einer Kurbeldifferenz von 1° ausgeführt werden kann. Derart hohe Berechnungsgeschwindigkeiten sind durch Verwendung von beispielsweise einem datengesteuerten Prozessor (wie etwa µPD7281 von Nippon Denki Kabushiki Kaisha) als Koprozessor möglich. Ein Hauptprozessor (der ein normaler Neumann-Prozessor sein kann) wird für die Berechnungen in der Hauptroutine verwendet, wobei es genügt, einen Koprozessor (datengesteuerter Prozessor) für die Berechnungen nach Fig. 2 zu verwenden. In der Hauptroutine des Hauptprozessors werden die Kraftstoffüberwachung (wie etwa die Berechnung der Pulsbreite Ti des Kraftstoffeinspritzsignals und die Ermittlung des Arbeitspunkts der Maschine), die Überwachung der Flußverarbeitungen der Routine nach Fig. 2 und die Bearbeitungen nach Fig. 3 vorgenommen.
Dies ist nachstehend näher erläutert. Da der datengesteuerte Prozessor derart eingerichtet ist, daß Bearbeitungen entsprechend Daten vorgenommen werden, wird der Bearbeitungsfluß zum Ausführen der Routine nach Fig. 2 unter Verwendung der folgenden Merkmale des Prozessors überwacht.
Beispielsweise dann, wenn ein Kurbelwinkelsignal in den Hauptprozessor gegeben wird, gibt der Hauptprozessor die Daten betreffend dem Kurbelwinkel und den Zylinderinnendruck P (R) an den Koprozessor, in dem das Bearbeitungsprogramm nach Fig. 2 gespeichert ist. Der datengesteuerte Prozessor arbeitet nämlich automatisch so lange, wie die notwendigen Daten zur Verfügung gestellt werden. Es genügt, daß der datengesteuerte Prozessor die Daten betreffend Q als Ergebnis von Integrationen zurückgibt, wenn in Schritt 105 in dem Verarbeitungsprogramm nach Fig. 2 mit "JA" geantwortet werden kann. In diesem Fall genügt es, daß der Hauptprozessor, der die Daten empfängt, die Routine nach Fig. 3 ausführt, so daß der dem Arbeitspunkt der Brennkraftmaschine entsprechende Wert K gelesen wird; der untere Heizwert Hu und Ti/Hu (oder die regulierten Werte) werden berechnet und der Alkoholgehalt wird entsprechend den Fig. 5 und 6 (Schritt 203) ermittelt.
Wird ein selbständig arbeitender Prozessor als datengesteuerter Prozessor verwendet, muß kein separater Haupt- und Koprozessor verwendet werden, weil der datengesteuerte Prozessor als Hauptprozessor zur Ausführung aller Operationen verwendet werden kann.
Da die Zylinderkapazität V (R) und das Differential dV (R) in der Routine nach Fig. 2 bekannte Werte sind, können sie vorher in einer eindimensionalen, R betreffenden Wertetabelle gespeichert und von dem datengesteuerten Prozessor verwendet werden. Dadurch kann die Verarbeitungszeit verkürzt werden.
Gemäß der Erfindung wird ein Heizwert Q in einem Zündzyklus auf der Grundlage eines Zylinderinnendrucks P (R) und einer Zylinderkapazität V (R) gewonnen und ein unterer Heizwert Hu des Kraftstoffs und Ti/Hu werden berechnet, wodurch der Alkoholgehalt quantifiziert werden kann, ohne daß Klopfen auftritt.
Die in der vorstehenden Beschreibung, den Ansprüchen sowie der Zeichnung offenbarten Merkmale der Erfindung können sowohl einzeln als auch in beliebigen Kombinationen für die Verwirklichung der Erfindung in ihren verschiedenen Ausführungsformen wesentlich sein.

Claims (6)

1. Vorrichtung zur Erfassung der Kraftstoffeigenschaften für eine Brennkraftmaschine mit innerer Verbrennung, wobei die angesaugte Luftmenge und das Luft/Kraftstoff-Verhältnis im Abgas gemessen werden, eine grundlegende Kraftstoffeinspritzmenge auf der Grundlage der angesaugten Luftmenge berechnet und die Menge einzuspritzenden Kraftstoffs entsprechend dem Luft/Kraftstoff- Verhältnis geregelt wird, gekennzeichnet durch
Druckerfassungsmittel (13) zum Erfassen des Zylinderinnendrucks,
Kurbelwinkelerfassungsmittel (7) zum Erfasen des Kurbelwinkels der Brennkraftmaschine und
eine Überwachungseinrichtung (15), welche Signale von den Druckerfassungsmitteln (13) und den Kurbelwinkelerfassungsmitteln (7) empfängt und einen effektiven Heizwert Q des Kraftstoffs in einem Zündzyklus auf der Grundlage des Zylinderinnendrucks P (R) bei einem Kurbelwinkel in den Kompressions- und Expansionshüben eines Zündzyklus, des Kurbelwinkels R und der Zylinderkapazität V (R) berechnet und einen effektiven Verbrennungswert K oder einen unteren Heizwert Hu des Kraftstoffs ermittelt, wobei die Eigenschaften des Kraftstoffs unter Verwendung wenigstens des effektiven Verbrennungswertes K oder des unteren Heizwertes Hu oder des Verhältnisses (Ti/Hu) der Dauer Ti eines Kraftstoffeinspritzimpulses zu dem unteren Heizwert Hu erfaßt wird.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens der effektive Verbrennungswert K oder der untere Heizwert Hu des Kraftstoffs aus einer zweidimensionalen Wertetabelle entnehmbar ist, bei der zwei Parameter als Indikatoren für den Arbeitspunkt der Brennkraftmaschine verwendet werden.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden den Arbeitspunkt der Brennkraftmaschine indizierenden Parameter das Drehmoment und die Maschinendrehzahl, der Druck im Luftansaugstutzen und die Maschinendrehzahl oder die angesaugte Luftmenge pro Umdrehung und die Maschinendrehzahl sind.
4. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die zweidimensionale Wertetabelle so angelegt ist, daß jeder Parameter die Temperaturgegebenheiten der Brennkraftmaschine indiziert.
5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der die Temperaturgegebenheiten der Brennkraftmaschine indizierende Parameter wenigstens die Temperatur des Kühlwassers der Brennkraftmaschine oder die Temperatur einer Zylinderwand ist.
6. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Überwachungseinrichtung (15) den Heizwert Q in einem Zündzyklus unter Verwendung der folgenden Gleichung berechnet: wobei K der Anteil der spezifischen Wärme ist und wobei der Wert der Zylinderkapazität V (R) bei einem Kurbelwinkel R und der Wert der Änderung dV (R) bei jedem Kurbelwinkel R gelesen werden, wobei diese Werte in Form einer Wertetabelle in Speichern abgelegt sind.
DE3833123A 1987-09-29 1988-09-29 Vorrichtung zur erfassung der kraftstoffeigenschaften fuer eine brennkraftmaschine mit innerer verbrennung Granted DE3833123A1 (de)

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