DE3833123C2 - - Google Patents
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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.
Eine bekannte Vorrichtung dieser Art (DE 35 23 230 A1)
regelt den Zündzeitpunkt in Abhängigkeit von der gemessenen
Intensität des Klopfens der Maschine.
Eine weitere Art der Erfassung der Kraftstoff-Eigenschaften
ist im folgenden anhand der JP-OS 78 480/1985 beschrieben,
welche eine der vorliegenden Erfindung nahekommenden Technik
offenbart, obwohl sie ebenfalls eine Überwachung des Zünd
zeitpunkts betrifft.
Fig. 7 zeigt ein Blockschaltbild der zuletzt genannten
Vorrichtung zur Erfassung der Kraftstoffeigenschaften.
Fig. 8 zeigt die wesentlichen Teile der Vorrichtung.
In Fig. 8 sind folgende Elemente dargestellt:
der Zylinderblock 5 der Brennkraftmaschine, ein
an dem Zylinderblock 5 angebrachter Klopfsensor 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 auftritt. 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
dem 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 b 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
Integrieren 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 Kombinationen 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.
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 gelesene 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 den 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 ange
saugten Luftmenge berechnet und die Menge einzuspritzenden
Kraftstoffs entsprechend dem Luft/Kraftstoff-
Verhältnis geregelt wird, mit einem Drucksensor (13)
zum Erfassen des Zylinderinnendrucks, mit einem Kurbel
winkelsensor (7) zum Erfasen des Kurbelwinkels der
Brennkraftmaschine und mit einer Überwachungseinrichtung
(15), welche Signale vom Drucksensor (13) und
Kurbelwinkelsensor (7) verarbeitet, dadurch
gekennzeichnet, daß der effektive Heizwert
Q des Kraftstoffs in einem Zündzyklus auf der Grundlage
des Zylinderinnendrucks P( R) bei einem bestimmten
Kurbelwinkel während der Kompressions- und Expansions
hübe eines Zündzyklus, des Kurbelwinkels R und der
Zylinderkapazität V( R) berechnet und ein effektiver
Verbrennungswert K oder ein unterer Heizwert Hu des
Kraftstoffs ermittelt werden, wodurch 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 werden.
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.
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