DE4035731C2

DE4035731C2 - Kraftstoffkonzentrations-Überwachungseinheit

Info

Publication number: DE4035731C2
Application number: DE4035731A
Authority: DE
Inventors: Osamu Sakurai; Kazumitsu Kobayashi; Hideki Kano; Kiyoshi Takeuchi
Original assignee: Japan Electronic Control Systems Co Ltd; Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd; Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 1989-11-10
Filing date: 1990-11-09
Publication date: 1995-03-16
Anticipated expiration: 2010-11-10
Also published as: US5060619A; JPH03237353A; JPH0833367B2; DE4035731A1

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Kraftstoffkonzentrations-Überwachungseinheit der in den Oberbegriffen der Patentansprüche 1 bis 3 genannten Art.

Bei einer solchen, aus IEEE Transactions von Vehicular Technology, Vol. VT-27, Nr. 3, August 1978, Seiten 142-144 bekannten Überwachungseinheit wird die der jeweils vorhandenen Alkoholkonzentration entsprechende elektrostatische Kapazität in ein Impulssignal fester Frequenz und änderbarer Impulsbreite umgeformt. Als Temperatur-Sensoreinrichtung wird ein Dickfilm-Thermistornetzwerk innerhalb der Ausgangsstufe der Überwachungseinheit verwendet, das eine Übertragungsfunktion F(T) hat, wobei T die jeweils auftretende Temperatur des Kraftstoffes ist. Diese Übertragungsfunktion bewirkt die Temperatur-Kompensation bzw. eine Temperatur-Korrektur des die Alkoholkonzentration angebenden Signals. Die Übertragungsfunktion wird nach Maßgabe von Mittelwerten zwischen jeweils zwei Funktionswerten bei einer Konzentration von 20% und 30% für jede Temperatur bestimmt. Die Übertragungsfunktion kann dabei mit Hilfe einer Computertechnik geglättet bzw. angepaßt werden.

Aus der EP-A-0 335 168 ist ein Verfahren zum Betrieb einer Brennkraftmaschine mit einem mit Alkohol gemischten Kraftstoff bekannt, bei der zum Zweck der Einstellung der jeweils zuzuführenden Kraftstoffmenge die jeweilige Alkoholkonzentration in dem Kraftstoff gemessen wird. Die Alkoholkonzentration im Kraftstoff wird dabei durch Messung der Kapazität und des Leitwertes einer in einer Meßzelle untergebrachten Kraftstoffmenge bestimmt. Eine Temperaturkompensation für unterschiedliche Kraftstofftemperaturen ist nicht vorgesehen.

Aus der US-PS 4 391 253 ist ein Verfahren zur Bestimmung der jeweils in eine Brennkraftmaschine einzuspritzenden Kraftstoffmenge unter Berücksichtigung der jeweiligen Alkoholkonzentration eines mit Alkohol gemischten Kraftstoffes bekannt. Besondere Maßnahmen zur Erfassung der Alkoholkonzentration in dem Kraftstoff sind in dieser Druckschrift nicht angegeben.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Überwachungseinheit der im Oberbegriff des Anspruchs 1 genannten Art so weiterzubilden, daß in schaltungstechnisch einfacher Weise ein temperatur-kompensiertes und die jeweilige Alkoholkonzentration möglichst genau angebendes Ausgangssignal erzeugt wird.

Bei einer Überwachungseinheit der genannten Art ist diese Aufgabe durch die in den kennzeichnenden Teilen der Ansprüche 1 bis 3 angegebenen Merkmale gelöst.

Erfindungsgemäß weist die Kraftstoffkonzentrations-Überwachungseinheit in einer ersten Ausführungsform der Erfindung eine Temperatur-Kompensationsschaltung mit einem Operationsverstärker auf, dessen erster Eingangsanschluß mit dem Signal von der Sensoreinrichtung für die Alkoholkonzentration über einen Spannungsteiler und einen zusätzlichen Widerstand beaufschlagt wird und dessen zweiter Eingangsanschluß des Operationsverstärkers mit einem Bezugspotential beaufschlagt wird. Die Temperatursensoreinrichtung ist mit dem Ausgang des Operationsverstärkers und mit dem ersten Eingangsanschluß verbunden. Am Ausgang des Operationsverstärkers liegt die temperatur-kompensierte Spannung an.

In einer zweiten Ausführungsform der Erfindung weist die Temperatur-Kompensationsschaltung der Kraftstoffkonzentrations-Überwachungseinheit einen Operationsverstärker auf, dessen erster Eingangsanschluß mit einem Bezugspotential über einen Widerstand beaufschlagt wird. Der zweite Eingangsanschluß des Operationsverstärkers wird mit dem Signal von der Sensoreinrichtung für die Alkoholkonzentration über einen Spannungsteiler beaufschlagt. Die Temperatur-Sensoreinrichtung ist mit dem Ausgang des Operationsverstärkers und mit dem ersten Eingangsanschluß verbunden. Am Ausgang des Operationsverstärkers liegt die temperatur-kompensierte Spannung an.

Gemäß einer dritten Ausführungsform der Erfindung weist die Temperatur-Kompensationsschaltung einer Kraftstoffkonzentrations-Überwachungseinheit eine Temperatur-Kompensationsschaltung mit einem Operationsverstärker auf, dessen erster Eingangsanschluß mit einem Bezugspotential über einen Widerstand beaufschlagt wird. Der zweite Eingangsanschluß des Operationsverstärkers wird mit dem Signal von der Sensoreinrichtung für die Alkoholkonzentration beaufschlagt. Die Temperatur-Sensoreinrichtung ist mit dem Ausgang des Operationsverstärkers und mit dem ersten Eingangsanschluß verbunden. Am Ausgang des Operationsverstärkers liegt die temperatur-kompensierte Spannung an.

In allen drei Ausführungsformen der Erfindung ist der Schaltungsaufbau besonders einfach ausgebildet. Das Ausgangssignal, das sowohl die Alkoholkonzentration als auch den Temperaturzustand des Kraftstoffgemisches angibt, repräsentiert die vorhandenen Gegebenheiten in einer sehr präzisen Weise. Die am Ausgang des Operationsverstärkers anliegende temperatur-kompensierte Spannung läßt sich auf besonders einfache Weise, z. B. in einem Kraftstoffeinspritzsystem für eine Brennkraftmaschine, weiterverarbeiten. Durch den einfachen Schaltungsaufbau werden Ausfallerscheinungen minimiert und Servicearbeiten erleichtert.

Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Die Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die Zeichnungen anhand von bevorzugten Ausführungsbeispielen näher erläutert.

Es zeigt:

Fig. 1 ein Blockdiagramm eines Kraftstoffeinspritzsystems für eine Kraftfahrzeugbrennkraftmaschine, bei dem die bevorzugte Ausführungsform einer Kraftstoffkonzentrations-Überwachungseinheit Anwendung findet;

Fig. 2 ein Blockdiagramm der bevorzugten Ausführungsform der Kraftstoffkonzentrations-Überwachungseinheit, die mit einer Steuereinheit des Kraftstoffeinspritzsteuersystems verbunden ist;

Fig. 3 ein Schaltbild einer von der Kraftstofftemperatur abhängigen Fehlerkorrektureinheit, die in der bevorzugten Ausführungsform der Kraftstoffkonzentrations-Überwachungseinheit verwendet ist;

Fig. 4 ein Diagramm der Eigenschaften eines PTC-Widerstands, der in der von der Kraftstofftemperatur abhängigen Fehlerkorrekturschaltung verwendet wird;

Fig. 5 ein Diagramm, das das Verhältnis zwischen der Alkoholkonzentration und der Ausgangsspannung zeigt, um einen Änderungsgradienten der Ausgangsspannung zu erhalten, der von der Alkoholkonzentration abhängig ist;

Fig. 6 ein Diagramm des Zusammenhangs zwischen der Kraftstofftemperatur und dem Änderungsgradienten der Ausgangsspannung;

Fig. 7 ein Diagramm, das das Ergebnis der von der Kraftstofftemperatur abhängigen Fehlerkorrektur zeigt, die in der bevorzugten Ausführungsform der Kraftstoffkonzentrations-Überwachungseinheit ausgeführt wird; und

Fig. 8 und 9 Schaltbilder von zweiten und dritten Ausführungsformen von Schaltungen zur von der Kraftstofftemperatur abhängigen Fehlerkorrektur, die in der bevorzugten Ausführungsform der Kraftstoffkonzentrations-Überwachungseinheit gemäß der Erfindung verwendet werden können.

Es wird nun auf die Zeichnungen, und insbesondere auf Fig. 1 Bezug genommen. Dargestellt sind eine Brennkraftmaschine 1, die bei dem beschriebenen Beispiel mit einem Kraftstoffgemisch aus Benzin und einem Alkohol, beispielsweise Methanol, betrieben wird. Die Maschine 1 hat ein Lufteinlaßsystem mit einer Einlaßleitung 3. In Nachbarschaft der Einlaßöffnung einer jeden Brennkammer befindet sich ein Kraftstoffeinspritzventil 2 zum Einspritzen einer gesteuerten Menge eines Kraftstoffgemischs zu gesteuerten Zeitpunkten. Im Lufteinlaßsystem wird ein Luft/Kraftstoff-Gemisch gebildet, das dann in die Brennkammer eingeleitet wird, um darin verbrannt zu werden. Ein Luftfilter 4 und ein Luftströmungsmesser 5 sind im Lufteinlaßsystem in an sich bekannter Weise angeordnet. Es ist allgemein bekannt, daß der Luftströmungsmesser 5 eine Einlaßluftströmungsrate überwacht, um ein die Maschinenlast angebendes Datensignal Q abzugeben. Die Maschine 1 hat auch eine Auslaßleitung 6, in der ein Sauerstoffsensor (nicht dargestellt) angeordnet ist, um die Sauerstoffkonzentration im Abgas zu überwachen, wodurch ein fettes oder mageres Luft/Kraftstoff-Gemisch, das in der Brennkammer verbrannt wird, ermittelt wird.

Das Kraftstoffeinspritzventil 2 ist mit einem Kraftstofftank 7 verbunden, in dem das Kraftstoffgemisch 8 gespeichert ist. Eine Kraftstoffpumpe 9 ist innerhalb des Kraftstofftanks 7 angeordnet, um das Kraftstoffgemisch 8 anzusaugen. Die Kraftstoffpumpe 9 fördert das Kraftstoffgemisch 8 durch die Kraftstoffleitung 10. Ein Kraftstoffilter 11 ist in der Kraftstoffleitung angeordnet, um Fremdstoffe auszufiltern. Eine Rückführleitung mit einem Druckregler 12 ist mit der Kraftstoffzuführleitung 10 verbunden, um Kraftstoffüberschußmengen in den Kraftstofftank 7 zurückzuleiten.

Die bevorzugte Ausführungsform einer Kraftstoffkonzentrations-Überwachungseinheit 31 ist in der Kraftstoffzuführleitung 10 angeordnet, um die Alkoholkonzentration im geförderten Kraftstoffgemisch zu überwachen. Die Kraftstoffkonzentrations-Überwachungseinheit 31 enthält einen Sensor 32, der auf der Basis der elektrostatischen Kapazität arbeitet, d. h. er weist ein Elektrodenpaar auf. Der Sensor 32 überwacht die Alkoholkonzentration im Kraftstoffgemisch, indem er die elektrostatische Kapazität C_s überwacht, die durch die vorangehende Gleichung ausgedrückt wird. Wie in Fig. 2 gezeigt, enthält die Schaltung der bevorzugten Ausführungsform einer Kraftstoffkonzentrations-Überwachungseinheit 31 eine LC-Schwingschaltung 33, die ein Signal mit einer Frequenz f erzeugt, die von der elektrostatischen Kapazität C_s abhängt, die von dem Sensor 32 überwacht wird. In der Praxis läßt sich die Frequenz f des genannten Signals ausdrücken durch:

wobei L die Induktivität und C_o die Kapazität der Schaltung ist.

Das Frequenzsignal der LC-Schwingschaltung 33 gelangt zu einem Frequenz/Spannungs-Umformer bzw. (F/V)Wandler 34. Das abgegebene Spannungssignal V des F/V-Wandlers 34 gelangt zu einer auf die Kraftstofftemperatur ansprechenden Fehlerkorrekturschaltung 36. Die Korrekturschaltung 36 ist mit einem PTC-Widerstand 35 verbunden, der den Temperaturzustand des Kraftstoffgemischs überwacht, das durch die Kraftstoffzuführleitung 10 strömt.

Wie in Fig. 3 gezeigt, enthält die Korrekturschaltung 36 einen Operationsverstärker 37, der sein Ausgangssignal an einen invertierenden Verstärker abgibt. Ein Eingangsanschluß 38 der Korrekturschaltung 36 ist mit dem F/V-Wandler 34 verbunden, um von ihm das Ausgangssignal V entgegenzunehmen. Der Eingangsanschluß 38 ist mit Erde über einen Spannungsteiler R₁ und R₂ verbunden. Der Verbindungspunkt 40 zwischen den beiden Widerständen R₂ und R₂ des Spannungsteilers ist mit dem invertierenden Eingang des Operationsverstärkers 37 über einen Widerstand R₅ verbunden. Der nicht-invertierende Eingang des Operationsverstärkers 37 ist mit einem Spannungsteiler verbunden, der von zwei Widerständen R₃ und R₄ gebildet ist. Die Spannungsteilerwiderstände R₃ und R₄ sind mit einer geregelten Spannungsquelle 41 verbunden, um von ihr eine geregelte Versorgungsspannung Vcc als Bezugsspannung gegen Masse 39 entgegenzunehmen. Der Verbindungspunkt 42 zwischen den Spannungsteilerwiderständen R₃ und R₄ ist mit dem nicht-invertierenden Eingang des Operationsverstärkers 37 verbunden. Der PTC-Widerstand 35 ist zwischen den Ausgangsanschluß 43 und den invertierenden Eingang des Operationsverstärkers 37 geschaltet. Wie man aus Fig. 4 erkennen kann, hat der PTC-Widerstand 35 eine Ausgangscharakteristik, bei der der Widerstand R₆ (Ω) mit der Kraftstofftemperatur t (°C) zunimmt.

Die Kraftstoffkonzentrations-Überwachungseinheit 31 ist mit einer Steuereinheit 44 verbunden, die einen Mikroprozessor enthält. Die Steuereinheit 44 ist auch mit verschiedenen Sensoren verbunden, wie beispielsweise einem Luftströmungsmesser, einem Kurbelwinkelsensor, einem Maschinenkühltemperatursensor und dgl. Die Steuereinheit 44 verarbeitet vorgewählte Parameterdaten, um die einzuspritzende Kraftstoffmenge in an sich bekannter Weise zu bestimmen. Es ist bekannt, daß die Kraftstoffeinspritzmenge gemäß der folgenden Gleichung bestimmt wird:

Ti = Mk × Tp × α × α′ × Coef + Ts (2)

wobei Tp: Basiskraftstoffeinspritzmenge, ausgedrückt durch k x Q/n (Q: Maschinenlast, N: Maschinendrehzahl)
α: Luft/Kraftstoff-Verhältnis-abhängiger Rückkopplungskorrekturkoeffizient;
α′: Basis-Luft/Kraftstoff-Verhältnis- Lernkorrekturkoeffizient
Coef: verschiedene Korrekturkoeffizienten, beispielsweise Beschleunigungsanreicherungskorrektur koeffizient, Maschinenkälte-Korrekturkoeffizient usw.
Ts: Batteriespannungskompensationswert
Mk: von der Alkoholkonzentration abhängiger Korrekturkoeffizient

Die Steuereinheit 44 führt den Kraftstoffeinspritzsteuerimpuls mit einer der so bestimmten Kraftstoffeinspritzmenge Ti entsprechenden Impulsbreite dem Kraftstoffeinspritzventil zu.

In der dargestellten Konstruktion, wie sie beispielshaft in Fig. 2 gezeigt ist, kann die Steuereinheit 44 alles durch die Kraftstoffeinspritzsteuerstufe schaffen, ohne eine auf die Kraftstofftemperatur ansprechende Fehlerkorrekturstufe zu enthalten.

Durch verschiedene Versuche ist ermittelt worden, daß die Kraftstofftemperatur t das Überwachungsergebnis nicht beeinflußt, wenn die Alkoholkonzentration bei etwa 8% im Kraftstoffgemisch liegt. Wenn die Alkoholkonzentration bei etwa 8% liegt, dann ist die Ausgangsspannung des Alkoholsensors 31 unabhängig von der Kraftstofftemperatur konstant. Diese Alkoholkonzentration kann daher als ein Bezugswert verwendet werden.

Es ist auch ermittelt worden, daß der Änderungsgradient der Ausgangsspannung bei hoher Kraftstofftemperatur kleiner ist als bei niedriger Kraftstofftemperatur, wie Fig. 5 zeigt. In dem Beispiel von Fig. 5 zeigen die Linien jeweils die Änderung der Ausgangsspannung bei 80°C und bei 0°C der Kraftstofftemperatur. Wie man aus Fig. 5 klar entnehmen kann, ist der Gradient at₁ bei 0°C größer als der Gradient at₂ bei 80°C. Durch Versuche ist die Kurve in Fig. 6 ermittelt worden, die die Änderung des Gradienten a(t) in Abhängigkeit von der Kraftstofftemperatur t zeigt. Diese Kurve nach Fig. 6 läßt sich durch die folgende Gleichung ausdrücken:

a_t = 0,0213-0,000066×t (3)

Korrelationskoeffizient γ = -0,999.

Aus dem obigen Ergebnis läßt sich die Ausgangsspannung V des F/V-Wandlers allgemein ausdrücken durch:

Y(M,t) = a(t) × X(M) + b (4)

wobei
Y(M,t) = V
X(M): Alkoholkonzentration
b: Ausgangsspannung beim Bezugswert (8%)

Wenn man andererseits die Kraftstofftemperatur 20°C als Bezugstemperatur verwendet und man annimmt, daß der Gradient bei der Bezugstemperatur gleich a₀ ist und die Bezugsstandardspannung bei der Bezugstemperatur gleich Y₀ [M) ist, dann läßt sich Y₀(M) ausdrücken durch:

Y₀(M) = a₀×X(M)+b (5)

Die Gleichung (4) läßt sich umwandeln in:

X(M) = {Y(M,t)-b)}/a(t) (6)

Wenn man X(M) in der Gleichung (6) substituiert, läßt sich die Gleichung (5) ausdrücken als:

Aus Fig. 6 läßt sich der Gradient a₀ bei der Bezugstemperatur (t = 20°C) mit 0,019 entnehmen. Andererseits, wenn die Alkoholkonzentration der Bezugswert P (d. h. 8%) ist, dann ist die Ausgangsspannung b des F/V-Wandlers 34 gleich 1,16. Durch Substitution der Elemente in der Gleichung (7) durch die obigen Werte und durch die Gleichung (3) läßt sich die folgende Gleichung entwickeln:

Wenn man daher den die Kraftstofftemperatur angebenden Ausgangswert t des PTC-Widerstandes 35 verwendet und die Ausgangsspannung V (=Y(M,t)) an den Eingangsanschluß 38 der auf die Kraftstofftemperatur ansprechenden Fehlerkorrekturschaltung 36 legt, dann läßt sich eine Ausgangsspannung V_out bei der Bezugstemperatur ableiten.

Bei der praktischen Anwendung der Logik der Kraftstofftemperatur-abhängigen Fehlerkorrektur, wie oben beschrieben, läßt sich die Ausgangsspannung V_out am Ausgangsanschluß 43 der Kraftstofftemperatur-abhängigen Fehlerkorrekturschaltung 36 durch folgende Gleichung ausdrücken:

Hier ändert sich der Widerstand R₆ des PTC-Widerstandes 35 gemäß der in Fig. 4 dargestellten Charakteristik. Wenn man daher annimmt, daß der Widerstand des PTC-Widerstandes 35 bei der Bezugstemperatur von 20°C die Göße R_6.0 hat, dann drückt sich der Widerstand R₆ aus als:

R₆ = R_6.0 · (1+αt) (10)

Da α allgemein ausgedrückt werden kann durch:

α ≒ 3300 PPM/ ° K ≦ 1 (11)

läßt sich R₆ ausdrücken durch:

Durch Substitution von R₆ in der Gleichung (9) durch die Gleichung (12) läßt sich die folgende Gleichung entwickeln:

Hier wird angenommen, daß

und durch Einstellung der Widerstandsgrößen der Widerstände R₂ und R₅ läßt sich eine zur Gleichung (8) im wesentlichen äquivalente Gleichung erhalten.

Es sei angemerkt, daß in der Gleichung (13) das negative Vorzeichen wegen der Wirkung der Kraftstofftemperatur-abhängigen Fehlerkorrekturschaltung 36 als invertierender Verstärker notwendig war.

Da, wie oben beschrieben, in der dargestellten Ausführungsform der Kraftstoffkonzentrations-Überwachungseinheit 31 der PTC-Widerstand 35 als Kraftstofftemperatursensor enthalten ist und in der Einheit die Kraftstofftemperatur-abhängige Fehlerkorrekturschaltung 36 enthalten ist, kann die Kraftstofftemperaturkompensation zusammen mit der invertierenden Verstärkung ausgeführt werden. Die Bezugsstandardausgangsspannung Y₀(M) bei der Kraftstofftemperatur 20°C kann daher erzeugt und der Steuereinheit 44 zugeführt werden. Durch Verwendung des Bezugswertes bei der Kraftstofftemperatur von etwa 8°C kann darüber hinaus eine lineare Korrektur mit dem Kraftstofftemperatur-abhängigen Korrekturwert ausgeführt werden mit der Wirkung der Rückkopplung des PTC-Widerstandes 35.

Die gezeigte Ausführungsform der Kraftstoffkonzentrations-Überwachungseinheit 31 gemäß der Erfindung ist daher unabhängig von der Steuereinheit 44 betriebsfähig. Die Inspektion dieser Kraftstoffkonzentrations-Überwachungseinheit kann deshalb isoliert ausgeführt werden. Dies macht die Inspektion in der Produktionslinie einfacher. Da außerdem die gezeigte Ausführungsform es nicht erforderlich macht, den Kraftstofftemperatursensor mit der Steuereinheit unabhängig von der Kraftstoffkonzentrations-Überwachungseinheit zu verbinden, ist die erforderliche Verdrahtung entsprechend geringer.

Zur Demonstration der Wirkungsweise der gezeigten Ausführungsform der Kraftstoffkonzentrations-Überwachungseinheit 31 ist in Fig. 7 das Ergebnis der Kraftstofftemperaturkompensation für Alkoholkonzentrationen M von 15%, 30% und 85% im Temperaturbereich zwischen -30°C und 70°C dargestellt. Wie man aus Fig. 7 entnehmen kann, zeigt die dargestellte Ausführungsform im wesentlichen konstante Ausgangsspannungen V₀ über den gesamten Temperaturbereich.

Die Fig. 8 und 9 zeigen Modifikationen der Kraftstofftemperatur-abhängigen Fehlerkorrekturschaltung 31. In der nachfolgenden Erläuterung sind die Komponenten, die mit der vorangehenden Ausführungsform identisch sind, durch übereinstimmende Bezugszeichen versehen. Die gezeigen Modifikationen kennzeichnen sich durch den Betrieb der Schaltung als nicht-invertierender Verstärker. Bei diesen Ausführungsformen ist daher die Ausgangsspannung V des F/V-Wandlers 34 der Kraftstofftemperaturkompensation direkt unterworfen.

Bei der Ausführungsform von Fig. 8 ist der nicht-invertierende Eingang des Operationsverstärkers 37 in der Kraftstofftemperatur-abhängigen Fehlerkorrekturschaltung 51 mit dem Verbindungspunkt 40 zwischen den Spannungsteilerwiderständen R₁ und R₂ verbunden. Andererseits ist der Verbindungspunkt 42 zwischen den Spannungsteilerwiderständen R₃ und R₄ mit dem invertierenden Eingang des Operationsverstärkers 37 verbunden. Mit der dargestellten Konstruktion läßt sich die Ausgangsspannung V_out am Ausgangsanschluß 43 der Kraftstofftemperatur-abhängigen Fehlerkorrekturschaltung 51 bei der Bezugstemperatur ausdrücken durch:

Wenn man hier

setzt und die Widerstandsgrößen der Widerstände R₂ und R₅ geeignet einstellt, läßt sich die Bezugsstandardspannung bei 20°C mit zufriedenstellender Kraftstofftemperaturkompensation als nicht-invertiertes Signal erhalten.

Fig. 9 zeigt die Kraftstofftemperatur-abhängige Fehlerkorrekturschaltung 61 in einer weiter vereinfachten Ausführungsform. Die Vereinfachung der Schaltung wurde dadurch getroffen, daß die Spannungsteilerwiderstände R₁ und R₂ weggelassen wurden. Deshalb läßt sich die Gleichung (15) der vorangehenden Ausführungsform vereinfachen zu:

Ein im wesentlichen äquivalentes Verhalten der Kraftstofftemperaturkompensation läßt sich somit erzielen.

Es sei hervorgehoben, daß, obgleich die gezeigten zweiten und dritten Ausführungsformen von Kraftstofftemperatur-abhängigen Fehlerkorrekturschaltungen 51 und 61 als nicht-invertierende Verstärker ausgebildet sind, es selbstverständlich möglich ist, einen invertierenden Verstärker wie im Stand der Technik einzusetzen, um ein inertiertes Ausgangssignal vom F/V-Wandler zu erhalten.

Während die vorliegende Erfindung anhand von bevorzugten Ausführungsformen erläutert worden ist, läßt sie sich doch in verschiedenen anderen Arten ausführen. Beispielsweise kann anstelle eines PTC-Widerstandes jede andere Art von Temperatursensor eingesetzt werden, die es ermöglicht, eine Kraftstofftemperatur-abhängige Korrektur des die Kraftstoffkonzentration angebenden Signals auszuführen. Beispielsweise kann anstelle des PTC-Widerstandes ein Thermistor verwendet werden. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist eine Kraftstoffkonzentration von etwa 8% als Bezugswert verwendet worden. Es ist jedoch auch möglich, das die Kraftstoffkonzentration angebende Signal bei 0% oder 5% Kraftstoffkonzentration zu verwenden. Der bevorzugte Bereich der zu verwendenden Kraftstoff(Alkohol)-Konzentration liegt in der Praxis zwischen 0 und 12%. Die Wahl des Bezugswertes bei 8% Alkoholkonzentration ergibt jedoch die besten Ergebnisse bei der temperaturabhängigen Fehlerkompensation.

Claims

1. Kraftstoffkonzentrations-Überwachungseinheit zum Messen einer Alkoholkonzentration eines mit Alkohol vermischten Kraftstoffes unter Ausnutzung der elektrostatischen Kapazität, die sich mit der Alkoholkonzentration ändert, mit
einer Sensoreinrichtung (32, 33, 34) für die Alkoholkonzentration, die ein Paar von Elektroden (32) aufweist, die beide in dem mit Alkohol gemischten Kraftstoff angeordnet sind, zum Feststellen einer Alkoholkonzentration durch Erfassen der elektrostatischen Kapazität zwischen den Elektroden und zum Erzeugen eines die Alkoholkonzentration angebenden Signals,
einer Temperatur-Sensoreinrichtung (35), die in dem mit Alkohol gemischten Kraftstoff angeordnet ist, zum Feststellen der Temperatur des Kraftstoffes und zum Erzeugen eines diese Temperatur angebenden Signals und
einer Temperatur-Kompensationsschaltung (36), die in der Überwachungseinheit integriert ist, zum Erzeugen einer eine Alkoholkonzentration angebenden temperatur-kompensierten Spannung, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperatur-Kompensationsschaltung (36) einen Operationsverstärker (37) aufweist, dessen erster Eingangsanschluß mit dem Signal (V) von der Sensoreinrichtung (32, 33, 34) für die Alkoholkonzentration über einen Spannungsteiler (R₁, R₂) und einen zusätzlichen Widerstand (R₅) beaufschlagt wird, dessen zweiter Eingangsanschluß mit einem Bezugspotential beaufschlagt wird, wobei die Temperatur-Sensoreinrichtung (35) mit dem Ausgang des Operationsverstärkers (37) und mit dem ersten Eingangsanschluß verbunden ist und am Ausgang des Operationsverstärkers (37) die temperatur-kompensierte Spannung anliegt.

2. Kraftstoffkonzentrations-Überwachungseinheit zum Messen einer Alkoholkonzentration eines mit Alkohol vermischten Kraftstoffes unter Ausnutzung der elektrostatischen Kapazität, die sich mit der Alkoholkonzentration ändert, mit
einer Sensoreinrichtung (32, 33, 34) für die Alkoholkonzentration, die ein Paar von Elektroden (32) aufweist, die beide in dem mit Alkohol gemischten Kraftstoff angeordnet sind, zum Feststellen einer Alkoholkonzentration durch Erfassen der elektrostatischen Kapazität zwischen den Elektroden und zum Erzeugen eines die Alkoholkonzentration angebenden Signals,
einer Temperatur-Sensoreinrichtung (35), die in dem mit Alkohol gemischten Kraftstoff angeordnet ist, zum Feststellen der Temperatur des Kraftstoffes und zum Erzeugen eines diese Temperatur angebenden Signals und
einer Temperatur-Kompensationsschaltung (51), die in der Überwachungseinheit integriert ist, zum Erzeugen einer eine Alkoholkonzentration angebenden temperatur-kompensierten Spannung,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Temperatur-Kompensationsschaltung (51) einen Operationsverstärker (37) aufweist, dessen erster Eingangsanschluß mit einem Bezugspotential über einen Widerstand (R₅) beaufschlagt wird, dessen zweiter Eingangsanschluß mit dem Signal (V) von der Sensoreinrichtung (32, 33, 34) für die Alkoholkonzentration über einen Spannungsteiler (R₁, R₂) beaufschlagt wird, wobei die Temperatur-Sensoreinrichtung (35) mit dem Ausgang des Operationsverstärkers (37) und mit dem ersten Eingangsanschluß verbunden ist und am Ausgang des Operationsverstärkers (37) die temperatur-kompensierte Spannung anliegt.

3. Kraftstoffkonzentrations-Überwachungseinheit zum Messen einer Alkoholkonzentration eines mit Alkohol vermischten Kraftstoffes unter Ausnutzung der elektrostatischen Kapazität, die sich mit der Alkoholkonzentration ändert, mit
einer Sensoreinrichtung (32, 33, 34) für die Alkoholkonzentration, die ein Paar von Elektroden (32) aufweist, die beide in dem mit Alkohol gemischten Kraftstoff angeordnet sind, zum Feststellen einer Alkoholkonzentration durch Erfassen der elektrostatischen Kapazität zwischen den Elektroden und zum Erzeugen eines die Alkoholkonzentration angebenden Signals,
einer Temperatur-Sensoreinrichtung (35), die in dem mit Alkohol gemischten Kraftstoff angeordnet ist, zum Feststellen der Temperatur des Kraftstoffes und zum Erzeugen eines diese Temperatur angebenden Signals und
einer Temperatur-Kompensationsschaltung (61), die in der Überwachungseinheit integriert ist, zum Erzeugen einer eine Alkoholkonzentration angebenden temperatur-kompensierten Spannung,
dadurch gekennzeichnet, daß die Temperatur-Kompensationsschaltung (61) einen Operationsverstärker (37) aufweist, dessen erster Eingangsanschluß mit einem Bezugspotential über einen Widerstand (R₅) beaufschlagt wird, dessen zweiter Eingangsanschluß mit dem Signal (V) von der Sensoreinrichtung (32, 33, 34) für die Alkoholkonzentration beaufschlagt wird, wobei die Temperatur-Sensoreinrichtung (35) mit dem Ausgang des Operationsverstärkers (37) und mit dem ersten Eingangsanschluß verbunden ist und am Ausgang des Operationsverstärkers (37) die temperatur-kompensierte Spannung anliegt.

4. Überwachungseinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Sensoreinrichtung (32, 33, 34) für die Alkoholkonzentration einen Frequenzgenerator (33) zum Erzeugen eines Frequenzsignals, dessen Frequenz sich in Abhängigkeit von der Alkoholkonzentration ändert, und einen Frequenz-Spannungsumformer (34) aufweist, der auf das Frequenzsignal anspricht, um eine die Alkoholkonzentration angebende Spannung zu erzeugen.

5. Überwachungseinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß sie mit einem Kraftstoffeinspritz-Steuersystem (44) für eine Kraftfahrzeug-Brennkraftmaschine verbunden ist, die mit dem mit Alkohol gemischten Kraftstoff betreibbar ist, um eine Kraftstoffeinspritzmenge in Abhängigkeit von der die temperatur-kompensierte Alkoholkonzentration angebenden Spannung zu kompensieren.