DE4112574C2

DE4112574C2 - Kraftstoff-Zuführsysteme für Brennkraftmaschinen

Info

Publication number: DE4112574C2
Application number: DE4112574A
Authority: DE
Inventors: Toshiharu Nogi; Yoshishige Ohyama; Minoru Ohsuga; Mamoru Fujieda
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1990-04-17
Filing date: 1991-04-17
Publication date: 1994-06-09
Anticipated expiration: 2011-04-18
Also published as: DE4112574A1

Description

Die Erfindung betrifft Kraftstoff-Zuführsysteme für Brennkraftmaschinen der in den Patentansprüchen 1 und 3 angegebenen Gattungen.

Aufgrund abnehmender Erdölvorräte und der Abgasemissionen sind Brennkraftmaschinen entwickelt worden, die mit Alkohol, etwa Methanol und Ethanol, oder einem Gemisch aus Benzin und diesen Alkoholen betrieben werden können. Bei einer derartigen aus der JP-A-62-243937 bekannten Brennkraftmaschine können Änderungen in der Zusammensetzung des Alkohol-Benzin- Gemisches oder auch des Benzins selbst durch die Einspritzsteuerung nicht berücksichtigt werden, was die notwendige Optimierung des jeweiligen Luft-Kraftstoff-Verhältnisses und damit die Verbrennungsvorgänge in den Zylindern der Brennkraftmaschine beeinträchtigt. Außerdem verschlechtern sich die Meßgenauigkeit eines Kraftstoffsensors und auch die Dosiergenauigkeit der Einspritzventile im Laufe der Zeit, was ebenfalls die Bildung eines optimierten Luft-Kraftstoff-Verhältnisses negativ beeinflußt.

Aus der DE-A-29 01 394 ist eine Gemisch-Regelung für Brennkraftmaschinen bekannt, die mit einem Alkohol-Benzin-Gemisch als Kraftstoff betrieben werden. Eine im Auspuffsystem angeordnete λ-Sonde ist in üblicher Weise mit einem Regler gekoppelt, der ein im wesentlichen durchschnittliches stöchiometrisches Luft-Kraftstoff-Verhältnis für das Kraftstoffgemisch ermittelt und durch dessen Ausgangssignale die Einspritzventile der Brennkraftmaschine entsprechend eingestellt werden.

Aus der EP-A-0 335 168 ist eine Regelung für den Betrieb einer mit einem Alkohol-Benzin-Gemisch betriebenen Brennkraftmaschine bekannt, bei welcher ein speziell ausgebildeter Kraftstoffart-Sensor in der Kraftstoffzuleitung angeordnet ist, um den Alkoholanteil im Kraftstoffgemisch zu erfassen. Auf der Grundlage der Meßwerte dieses Sensors erfolgt eine Vorsteuerung der zu injizierenden Kraftstoffmenge. Zusätzlich wird auch die Sauerstoffkonzentration im Abgas über eine λ-Regelung gemessen, um eine Feinregulierung des Luftverhältnisses vornehmen zu können. Da diese λ-Regelung bekanntermaßen während der Warmlaufphase der Brennkraftmaschine nicht oder nur teilweise wirksam ist, kann die Kraftstoffdosierung während dieses Warmlaufbetriebes offensichtlich nur auf der Grundlage der Meßwerte des Kraftstoffart- Sensors erfolgen.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Kraftstoff-Zuführsystem für mit einem Gemisch aus Alkohol und Benzin betreibbaren Brennkraftmaschinen zu schaffen, das bei Änderung der Kraftstoffart bzw. bei alterungsbedingten Funktionsminderungen einzelner Baugruppen, z. B. der Einspritzventile, eine hinsichtlich Abgasemission und Motorleistung optimierte Steuerung des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses ermöglicht.

Lösungen dieser Aufgabe sind in den Unteransprüchen 1 bis 6 angegeben.

Die Erfindung wird im folgenden anhand bevorzugter Aus führungsformen mit Bezug auf die Zeichnungen näher erläu tert; es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Ansicht einer Steuervor richtung für einen Verbrennungsmotor gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorlie genden Erfindung, mit der die erste Aufgabe gelöst wird;

Fig. 2 ein Blockschaltbild einer Steuerschaltung;

Fig. 3 ein Steuerblockdiagramm;

Fig. 4A, 4B Ansichten eines Beispiels eines Kraft stoffart- oder Kraftstoffart-Sensors;

Fig. 5 eine Ansicht eines Bereichs des Sensors;

Fig. 6-9 Darstellungen zur Erläuterung des Betriebs;

Fig. 10 eine Darstellung eines Kennfelds;

Fig. 11, 12 erläuternde Darstellungen des Betriebs;

Fig. 13 ein Flußdiagramm zur Erläuterung des Be triebs;

Fig. 14 einen Graph, der die Beziehung zwischen dem Brechungsindex des Kraftstoffs und dem Metha nolanteil darstellt;

Fig. 15 ein Schaltbild eines Beispiels eines Kraft stoffart-Sensors;

Fig. 16 eine Ansicht eines weiteren Beispiels eines Kraftstoffart-Sensors;

Fig. 17 eine Ansicht eines weiteren Beispiels eines Kraftstoffart-Sensors;

Fig. 18 ein Schaltbild des Krafstoffart-Sensors;

Fig. 19 eine Ansicht zur Erläuterung der Dichtungs struktur des Kraftstoffart-Sensors;

Fig. 20A-20D Ansichten zur Erläuterung weiterer Dichtungs strukturen für die Kraftstoffart-Sensoren;

Fig. 21A, 21B, 22 Ansichten zur Erläuterung von Problemen bei der Kraftstoffeinspritzung;

Fig. 23A, 23B Graphen zur Erläuterung der Beziehung zwi schen der Anzahl der Kohlenstoffatome und dem Brechungsindex bzw. der Beziehung zwischen der Anzahl der Kohlenstoffatome und dem Sie depunkt;

Fig. 24 ein Steuerblockdiagramm einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;

Fig. 25 einen Graphen zur Erläuterung der Beziehung zwischen der Anzahl der Kohlenstoffatome im Kraftstoff und einer Dielektrizitätskonstan ten;

Fig. 26 einen Graphen zur Erläuterung der Beziehung zwischen der Anzahl der Kohlenstoffatome im Kraftstoff und der Molwärme;

Fig. 27 eine schematische Ansicht einer Vorrichtung zur Motorsteuerung gemäß einer weiteren Aus führungsform der vorliegenden Erfindung, mit der die zweite Aufgabe gelöst wird;

Fig. 28 einen Graphen zur Erläuterung der Beziehung zwischen einem theoretischen Luft-Kraftstoff- Verhältnis und dem Methanolanteil im Kraft stoffgemisch;

Fig. 29 einen Graphen zur Erläuterung der Beziehung zwischen dem vom Kraftstoffart-Sensor ermit telten Wert des Methanolanteils und einer Sensorausgabe;

Fig. 30, 31 Kennfelder zur Erläuterung der Beziehung zwi schen der Ausgabe des Kraftstoffart-Sensors und dem theoretischen Luft-Kraftstoff-Ver hältnis bzw. der Beziehung zwischen der Sen sorausgabe und dem Alkoholanteil;

Fig. 32 einen Graph zur Erläuterung der Beziehung zwischen der Einspritzimpulsdauer Ti einer Einspritzvorrichtung und der Kraftstoffein spritzmenge;

Fig. 33 einen Graphen zur Erläuterung der Beziehung zwischen dem Methanolanteil und der Ausgabe des Kraftstoffart-Sensors;

Fig. 34A, 34B ein gemeinsames Flußdiagramm einer Korrektur prozedur gemäß einer Ausführungsform der Er findung.

In Fig. 1 ist eine bevorzugte Ausführungsform der vorlie genden Erfindung gezeigt. Durch eine Kraftstoffpumpe 7 wird der Kraftstoff 10 mit Druck beaufschlagt und an ein Kraftstoffeinspritzventil 8 geliefert. Ein Teil des Kraftstoffs wird über einen Druckregler 11 an den Kraft stofftank 12 zurückgeleitet. Zwischen der Kraftstoffpumpe 7 und dem Kraftstoffeinspritzventil 8 ist ein Kraft stoffart-Sensor 1 vorgesehen. Das Kraftstoffeinspritzven til 8 spritzt den Kraftstoff intermittierend ein, wobei die Menge des von diesem Ventil eingespritzten Kraft stoffs durch eine Steuerschaltung 3 gesteuert wird. Die Bezugszeichen 4 und 6 bezeichnen eine Zündspule bzw. einen Katalysator.

In Fig. 2 ist der Aufbau der Steuerschaltung 3 gezeigt. Die Steuerschaltung 3 umfaßt einen Computer mit einer CPU (Zentraleinheit) 300, einem A/D-Umsetzer 310, einem E/A- Kanal 320, einem RAM 330, einem ROM 340 und einem batte riegestützten RAM 350. Über den A/D-Umsetzer 310 werden in die CPU 300 Analogsignale wie etwa ein Signal Vf vom Kraftstoffart-Sensor 1, ein O₂-Signal vom am Auspuffrohr angebrachten O₂-Sensor 5, ein Tw-Signal von einem (nicht gezeigten) Wassertemperatursensor, ein Klopfsignal von einem Klopfsensor 13 und ein Signal Qa von einem Luft strömungsmesser 32 eingegeben. Die CPU 300 gibt die Er gebnisse der Berechnung dieser Signale über den E/A-Kanal 320 aus, um so das Einspritzventil 8 usw. zu steuern.

In Fig. 3 ist ein Blockdiagramm zur Steuerung der Kraft stoffeinspritzmenge gezeigt. Die Menge Gf des vom Kraft stoffeinspritzventil 8 gelieferten Kraftstoffs kann fol gendermaßen dargestellt werden:

Gf=(COEF/(A/F)) · Qa (1)

wobei Qa die vom Luftströmungsmesser 2 ermittelte Luft menge, A/F ein theoretisches Luft-Kraftstoff-Verhältnis, COEF = 1+KMR+KTW+. . . ein Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Kenn feld und KTW ein Wassertemperaturkompensations-Kennfeld darstellt.

Daher kann eine von der Steuerschaltung 3 an das Kraft stoffeinspritzventil 8 gelieferte Einspritzimpulsdauer Ti folgendermaßen ausgedrückt werden:

Ti=K · (α · Gf)/N+Ts (2)

wobei K eine durch die Strömungseigenschaften des Kraft stoffeinspritzventils bestimmte Konstante, Ts einen Reak tionseinspritzimpuls und N die Motordrehzahl darstellt.

Hierbei beträgt das theoretische Luft-Kraftstoff-Verhält nis A/F unter der Annahme, daß der Kraftstoff lediglich aus Benzin besteht, ungefähr 15, so daß die Einspritzim pulsdauer lediglich durch N, Qa und COEF bestimmt wird.

In einem aus Benzin und Methanol bestehenden Kraftstoff gemisch beträgt das theoretische Luft-Kraftstoff-Verhält nis des Benzins 15, während das theoretische Luft-Kraft stoff-Verhältnis von Methanol ungefähr 7 ist, so daß es notwendig ist, das Methanol in einer etwa der doppelten Menge des Benzins entsprechenden Menge zuzuführen.

Wenn daher für irgendeinen Kraftstoff das theoretische Luft-Kraftstoff-Verhältnis A/F für diesen Kraftstoff er mittelt werden kann, kann die Einspritzimpulsdauer, d. h. die Menge des zugeführten Kraftstoffs, stets optimal ge steuert werden. Daher wird in dieser Ausführungform das theoretische Luft-Kraftstoff-Verhältnis A/F entsprechend der Art des Kraftstoffs ermittelt, um damit die Menge des zugeführten Kraftstoffs zu steuern.

In den Fig. 4A und 4B ist ein Beispiel eines Kraft stoffart-Sensors 1 gezeigt. Fig. 4A ist ein Frontaufriß des Sensors, während Fig. 4B ein Seitenaufriß desselben ist.

Aus diesen Figuren ist ersichtlich, daß der Kraft stoffart-Sensor 1 eine Erfassungsschaltung 16, einen Sen sorbereichkörper 18 und einen Temperatursensor 17 umfaßt und daß diese Bauteile in einem Gehäuse C untergebracht sind. Der Kraftstoff strömt durch einen Kraftstoffdurch laß 22a in einen Kraftstoffdurchlaß 22c im Sensor und wird über einen Kraftstoffdurchlaß 22b an das Kraftstof feinspritzventil 8 geliefert.

In Fig. 5 ist die Konstruktion des Sensorbereichkörpers 18 gezeigt. Der Sensorbereichkörper 18 umfaßt ein Licht empfangselement 19 wie etwa eine Photodiode, ein Licht sendeelement 20 wie etwa eine lichtemittierende Diode und eine U-förmige Lichtleitfaser 21, die mit den genannten Elementen optisch verbunden ist. Der U-förmige Krümmungs bereich (Biegungsbereich) der Lichtleitfaser 21 ist in den Kraftstoff, der vom Kraftstoffdurchlaß 22a über den Kraftstoffdurchlaß 22c in den Kraftstoffdurchlaß 22b strömt, getaucht.

Das vom Lichtsendeelement 20 ausgesandte Licht verläuft durch die Lichtleitfaser 21 und erreicht dann das Licht empfangselement 19. Da der U-förmige Kurvenbereich der Lichtleitfaser 21 in den Kraftstoff eingetaucht ist, än dert sich in diesem Moment der Lichtverlustbetrag der Lichtleitfaser 21 entsprechend dem Brechungsindex des Kraftstoffs, so daß sich die Menge des das Lichtempfangs element 19 erreichenden Lichts verändert.

Der Brechungsindex von Benzin unterscheidet sich vom Bre chungsindex von Alkohol. Daher ändert sich der Brechungs index des Kraftstoffs in Abhängigkeit davon, ob der Kraftstoff einzig aus Benzin besteht oder ein Gemisch aus Benzin und Alkohol ist, und in Abhängigkeit vom Mi schungsverhältnis des Kraftstoffs. Somit kann durch die Erfassung der vom Lichtempfangselement 19 erfaßten Licht menge das Mischungsverhältnis des Kraftstoffs ermittelt werden.

In Fig. 6 ist die Beziehung zwischen der Sensorausgabe Vf und dem Alkoholgemisch-Prozentsatz gezeigt. Aus Fig. 6 ist ersichtlich, daß bei einer Zunahme des Ethanolanteils der Brechungsindex der Flüssigkeit abnimmt, so daß der Betrag des Lichtverlusts der Lichtleitfaser 21 abnimmt und die Sensorausgabe Vf zunimmt.

Da sich hierbei der Brechungsindex von Ethanol von demje nigen von Methanol unterscheidet, ist die Sensorausgabe Vf, die bei Verwendung eines Kraftstoffgemischs aus Ben zin und Ethanol erhalten wird, von der Sensorausgabe Vf, die bei Verwendung eines Kraftstoffgemischs aus Benzin und Methanol erhalten wird, verschieden.

Nebenbei wird darauf hingewiesen, daß bei einer Verwen dung des Kraftstoffart-Sensors im Stand der Technik die Kraftstoffkorrektur COEF für Methanol bzw. für Ethanol vorbereitet werden muß, um so die Steuerung durch ein Um schalten von einer zur anderen Kraftstoffart auszuführen, weil der mit Bezug auf Fig. 3 erwähnte Koeffizient ent sprechend der Sensorausgabe Vf korrigiert wird. Außerdem ist es notwendig, Methanol von Ethanol zu unterscheiden. Daher sind im Stand der Technik die Signalverarbeitungen und der Sensoraufbau kompliziert, so daß ein praktischer Einsatz schwierig ist.

Wie oben beschrieben, wird in dieser Ausführungsform der vorliegenden Erfindung das theoretische Luft-Kraftstoff- Verhältnis A/F entsprechend der Kraftstoffart ermittelt, um so die zuzuführende Kraftstoffmenge zu steuern. Nun wird der Betrieb dieser Ausführungsform im einzelnen be schrieben.

In Fig. 7 ist die Beziehung zwischen dem Brechungsindex des Kraftstoffs und dem theoretischen Luft-Kraftstoff- Verhältnis für diesen Kraftstoff gezeigt. Aus Fig. 7 ist ersichtlich, daß die Beziehung zwischen dem Brechungsin dex und dem theoretischen Luft-Kraftstoff-Verhältnis im allgemeinen linear ist, außerdem ist ermittelt worden, daß diese Beziehung sowohl für ein Methanol-Kraftstoffge misch als auch für ein Ethanol-Kraftstoffgemisch durch eine einzige gerade Linie dargestellt werden kann. Ande rerseits ist aus Fig. 8 ersichtlich, daß die Beziehung zwischen dem Brechungsindex des Kraftstoffs und der Sen sorausgabe Vf ebenfalls linear ist.

Wenn daher die Beziehung zwischen der Sensorausgabe Vf und dem theoretischen Luft-Kraftstoff-Verhältnis aus die sen Angaben ermittelt wird, ergibt sich eine Beziehung, wie sie in Fig. 9 gezeigt ist. Daher kann das theoreti sche Luft-Kraftstoff-Verhältnis direkt anhand der Sensor ausgabe Vf ermittelt werden. D. h., daß durch ein bloßes Ändern von A/F (das im Blockdiagramm in Fig. 3 gezeigt ist) entsprechend der Sensorausgabe Vf stets eine opti male Kraftstoffsteuerung ausgeführt werden kann.

Daher kann in dieser Ausführungsform das theoretische Luft-Kraftstoff-Verhältnis in bezug auf die Sensorausgabe Vf beispielsweise in Form eines Kennfeldes, wie es in Fig. 10 gezeigt und im ROM 340 gespeichert ist, bereitge stellt werden, wobei dieses Kennfeld anhand der Sensor ausgabe Vf abgesucht wird, um das erforderliche theoreti sche Luft-Kraftstoff-Verhältnis zu finden. Das gefundene Verhältnis wird als A/F-Wert in die Gleichungen (1) und (2) eingegeben, um so die Einspritzimpulsdauer Ti zu be rechnen.

In einer weiteren Ausführungsform kann anstelle des Kenn feldes jedesmal die folgende lineare Formel verwendet werden, um den A/F-Wert durch eine Berechnung zu ermit teln:

A/F = A + B · Vf

wobei A und B jeweils Konstanten darstellen.

In den obigen Ausführungsformen wird die für die Berech nung des theoretischen Luft-Kraftstoff-Verhältnisses A/F erforderliche Kraftstoffart (d. h., ob der Kraftstoff ein zig aus Benzin besteht oder ein Kraftstoffgemisch aus Benzin und Alkohol ist und im letzteren Fall das Mi schungsverhältnis) durch den Brechungsindex des Kraft stoffs gemessen, um die Steuerung auszuführen. Die Kraft stoffart, die für die Berechnung des theoretischen Luft- Kraftstoff-Verhältnisses A/F entsprechend dem verwendeten Kraftstoff erforderlich ist, kann jedoch auch anhand an derer Eigenschaften des Kraftstoffs als des Bre chungsindexes ermittelt werden.

Derartige weitere Ausführungsformen der Erfindung werden nun beschrieben.

In Fig. 11 ist die Beziehung zwischen der Molwärme des Kraftstoffs wie etwa Benzin und Alkohol und dem theoreti schen Luft-Kraftstoff-Verhältnis gezeigt. Wie aus Fig. 11 ersichtlich, ist die Beziehung zwischen der gebundenen Wärme und dem theoretischen Luft-Kraftstoff-Verhältnis ebenfalls linear.

Somit wird festgestellt, daß das theoretische Luft-Kraft stoff-Verhältnis auch durch die Erfassung der Molwärme des Kraftstoffs ermittelt werden kann. Daher ist in einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ein Sensor zur Erfassung der Molwärme des Kraftstoffs vorge sehen, wobei das theoretische Luft-Kraftstoff-Verhältnis A/F aus dem Ergebnis der Berechnung der Molwärme berech net wird und damit die Menge des gelieferten Kraftstoffs gesteuert wird.

In Fig. 12 ist die Beziehung zwischen der Dielektrizi tätskonstanten des Kraftstoffs und dem theoretischen Luft-Kraftstoff-Verhältnis gezeigt. Aus Fig. 12 ist er sichtlich, daß die Beziehung zwischen der Dielektrizi tätskonstanten und dem theoretischen Luft-Kraftstoff-Ver hältnis ebenfalls linear ist.

Daher wird gemäß einer weiteren Ausführungsform der Er findung das theoretische Luft-Kraftstoff-Verhältnis durch die Erfassung der Dielektrizitätskonstanten des Kraft stoffs ermittelt, um so die Menge des zuzuführenden Kraftstoffs zu steuern.

Die vorliegende Erfindung kann als lernende Steuervor richtung ausgeführt werden. Genauer werden die auf der Grundlage des momentanen Kraftstoffzustands in vorgegebe nen Zeitintervallen berechneten Luft-Kraftstoff-Verhält nisse A/F in dem batteriegestützten RAM 350 gespeichert und für die Steuerung der zuzuführenden Kraftstoffmenge verwendet.

In Fig. 13 ist eine Routine zur theoretischen Luft-Kraft stoff-Verhältnis-Korrektur (A/F-Korrektur) für eine sol che lernende Steuervorrichtung gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung gezeigt. Wenn diese Routine gestartet wird, wird zunächst das A/F-Verhältnis aus dem batteriegestützten RAM 350 ausgelesen (Schritt S1). Dann wird in einem Schritt S2 das theoretische Luft-Kraft stoff-Verhältnis (A/F)_R anhand des Sensorsignals ermit telt.

Anschließend wird im Schritt S3 die Differenz zwischen (A/F) und (A/F)_R berechnet. Wenn diese Differenz einen vorgegebenen Wert übersteigt (Schritt S4), wird (A/F)_R durch einen neuen Wert (A/F) ersetzt (Schritt S5), um den Inhalt des batteriegestützten RAM 350 zu korrigieren.

In Fig. 14 ist die Beziehung zwischen dem Brechungsindex des Kraftstoffgemischs aus Benzin und Methanol und dem Anteil (%) des Methanols im Kraftstoff gezeigt. Aus Fig. 14 ist ersichtlich, daß sich der Brechungsindex des mit dem Kraftstoff gemischten Alkohols mit der Temperatur än dert.

Daher ist es in den obengenannten Ausführungsformen, in denen das theoretische Luft-Kraftstoff-Verhältnis aus dem Brechungsindex des Kraftstoffs ermittelt wird, notwendig, eine Temperaturkompensation auszuführen. Eine solche Tem peraturkompensation wird im folgenden beschrieben.

In Fig. 15 ist beispielhaft das Schaltbild der in Fig. 4 gezeigten Sensorschaltung 16 gezeigt. Das vom Lichtsende element 20 ausgesandte Licht wird durch die Lichtleitfa ser 21 geschickt und vom Lichtempfangselement 19 empfan gen.

Der Temperatursensor 17 ist beispielsweise ein als Ther mistor (Handelsname) bekanntes Element und wird in die Kraftstoffströmung im Kraftstoffdurchlaß 22c eingebracht, wie aus Fig. 4 ersichtlich ist. Daher ändert sich sein Widerstandswert mit der Temperatur des Kraftstoffs, so daß die Signalverarbeitungseigenschaften des Lichtemp fangselements 19 geändert werden. Wenn daher die Wider stands/Temperaturkennlinie des Temperatursensors 17 ge eignet gewählt wird, kann die einer geeigneten Tempera turkompensation unterzogene Sensorausgabe V_aus erhalten werden.

Nun wird ein Verfahren zur Anbringung des Sensors gemäß der obigen Ausführungsform mit Bezug auf Fig. 16 be schrieben.

Wie in Fig. 16 gezeigt, ist in dieser Ausführungsform der Kraftstoffart-Sensor einteilig an einer Kraftstoffleitung 26, die mit den Kraftstoffeinspritzventilen verbunden ist, angebracht, um den Kraftstoff auf verzweigte Weise zuzuführen.

Daher kann in dieser Ausführungsform die Kraftstoffart unmittelbar vor dem Kraftstoffeinspritzventil 8 ermittelt werden, so daß eine genaue Kraftstoffmengensteuerung aus geführt werden kann. Der Grund hierfür ist der folgende: Wenn der Kraftstoffart-Sensor 1 an einer vom Kraftstof feinspritzventil entfernten Position vorgesehen wird, be steht die Gefahr, daß die Art des vom Kraftstoffein spritzventil eingespritzten Kraftstoffs nicht genau er mittelt werden kann, weil beispielsweise der Kraftstoff in der Kraftstoffleitung in Benzin und Methanol getrennt wird. In der vorliegenden Ausführungsform besteht eine solche Gefahr nicht.

Nun wird mit Bezug auf Fig. 17 ein weiteres Beispiel ei nes Kraftstoffart-Sensors beschrieben. In der in Fig. 17 gezeigten Ausführungsform ist zusätzlich zum Lichtsende element 20, zum Lichtempfangselement 19 und zur Licht leitfaser 21 ein Lichtempfangselement 27 vorgesehen.

Ein Teil des vom Lichtsendeelement 20 ausgesandten Lichts wird vom Lichtempfangselement 27 erfaßt, um so die Menge des vom Lichtsendeelement 20 ausgesandten Lichts zu er mitteln und dadurch das Signal zu korrigieren.

Da die Menge des vom Lichtsendeelement 20 ausgesandten Lichts mit der Umgebungstemperatur veränderlich ist, ist eine solche Korrektur erforderlich. In dieser Ausfüh rungsform kann eine Änderung der Menge des ausgesandten Lichts vom Lichtempfangselement 27 erfaßt werden, so daß eine genaue Erfassung des Brechungsindex ausgeführt wer den kann.

In Fig. 18 ist ein Schaltbild der in Fig. 17 gezeigten Ausführungsform des Kraftstoffart-Sensors gezeigt. Ein Teil des vom Lichtsendeelement 20 ausgesandten Lichts wird in das Lichtempfangselement 27 eingegeben und dort erfaßt. Der Rest (Hauptanteil) des Lichts wird durch die Lichtleitfaser 21 geschickt und vom Lichtempfangselement 19 empfangen.

Daher kann durch die Ermittlung der Differenz zwischen den Signalen des Lichtempfangselements 19 bzw. 27 mittels eines Operationsverstärkers OP1 die Temperaturänderung des Lichtsendeelements (LED) 20 korrigiert werden. Die Signaldifferenz wird einer von einem nachfolgenden Opera tionsverstärker OP2 ausgeführten Meßbereichseinstellung unterworfen. Außerdem wird die Korrektur der Flüssig keitstemperatur von einem Flüssigkeitstemperatur-Kompen sationswiderstand, wie er in Fig. 18 gezeigt ist, ausge führt.

Nun wird der besondere Aufbau des Kraftstoffart-Sensors 1 beschrieben.

In Fig. 19 ist der entfernte Endbereich des Sensorbe reichs in vergrößertem Maßstab gezeigt. In dieser Ausfüh rungsform wird ein Füllstoff 27, der aus einem Gemisch aus Epoxid und Carbon Black hergestellt ist, dazu verwen det, zwischen der Lichtleitfaser 21 und dem Sensorbe reichskörper 18 eine Dichtung zu schaffen. Da in dieser Ausführungsform der Füllstoff 27 Carbon Black enthält, wird sowohl eine gute Widerständigkeit gegen Methanol als auch gegen Benzin erhalten.

Als nächstes werden weitere Verfahren zur Schaffung einer Dichtung zwischen der Lichtleitfaser 21 und dem Sensorbe reichskörper 18 mit Bezug auf die Fig. 20A bis 20D be schrieben.

In einer in Fig. 20A gezeigten Ausführungsform wird ein Glasüberzug 29 mit einem Brechungsindex, der nicht klei ner als 1,5 ist, auf der äußeren Umfangsfläche der Licht leitfaser 21 aus der Dampfphase abgeschieden, dann wird ein bei niedriger Temperatur schmelzendes Glas 30 an der äußeren Umfangsfläche der Glasschicht 29 angeschmolzen, um dadurch zwischen der Lichtleitfaser 21 und dem Sensor bereichskörper 18 eine Dichtung auszubilden. Der im ge schmolzenen Glas 30 angeordnete Bereich des Sensorbe reichskörpers 18 ist aus Metall (z. B. aus Platin, Iridium oder Covar), dessen linearer Ausdehnungskoeffizient in der Nähe desjenigen von Glas liegt, hergestellt.

In einer in Fig. 20B gezeigten Ausführungsform wird ein Metall 32 auf der Oberfläche der Lichtleitfaser 21 aus der Dampfphase abgeschieden, anschließend wird ein bei niedriger Temperatur schmelzendes Metall 33 an der äuße ren Umfangsfläche des Metalls 32 vorgesehen und mit dem Sensorbereichskörper 18 verschmolzen, um auf diese Weise eine Dichtung auszubilden. Für das aus der Dampfphase ab zuscheidende Metall kann Platin, Iridium, Titan, Nickel, Covar oder dergleichen verwendet werden.

In einer in Fig. 20C gezeigten Ausführungsform wird die Dichtung zwischen dem Sensorbereichskörper 18 und der Lichtleitfaser 21 von einem organischen Kleber gebildet. Für den organischen Kleber 34 kann ein Flüssigkristallpo lymer, Polyamid oder dergleichen verwendet werden.

Schließlich wird in einer in Fig. 20D gezeigten Ausfüh rungsform die Dichtung von einem Dichtungselement 36 ge bildet, das aus einem Gummi besteht, der gegen Benzin und Alkohol widerständig ist. Dieses Dichtungselement 36 wird normalerweise als O-Ring bezeichnet.

Es wird festgestellt, daß in einer Motorbauart, in der die Kraftstoffeinspritzung im Ansaugrohr ausgeführt wird, ein Teil des vom Kraftstoffeinspritzventil 8 eingespritz ten Kraftstoffs auf der Wandoberfläche INM des Ansaug rohrs und der Wandoberfläche INV des Einlaßventils nie dergeschlagen wird, wie in Fig. 21A gezeigt ist, so daß sich die Rate des in den Zylinder strömenden Kraftstoffs ändert. Wie in Fig. 21B gezeigt, strömt der Hauptanteil des eingespritzten Kraftstoffs Gf direkt in den Zylinder, ein Teil hiervon wird jedoch auf der Wandoberfläche des Ansaugrohrs niedergeschlagen, um dort ein Kraftstoff- Flüssigkeitströpfchen M zu bilden. Danach wird ein Teil des auf dieser Wandoberfläche niedergeschlagenen Kraft stoff-Flüssigkeitströpfchens verdampft und strömt so in den Zylinder.

In Fig. 22 ist die Verdampfungsrate dieses Kraftstoff- Flüssigkeitströpfchens, die sich mit der Zeit ändert, ge zeigt. Aus Fig. 22 ist ersichtlich, daß die Änderung im allgemeinen in zwei Stufen vonstatten geht. Der Grund hierfür besteht darin, daß, da das Benzin aus verschie denen Komponenten zusammengesetzt ist, die Verdampfungs eigenschaften der leichteren Komponenten, die leichter verdampft werden können, von den Verdampfungseigenschaf ten der schwereren Komponenten, die nicht so leicht ver dampft werden können, verschieden sind.

Wenn das Benzin einen hohen Anteil schwerer Komponenten enthält, sind seine Verdampfungseigenschaften von denje nigen eines gewöhnlichen Benzins verschieden, so daß es in diesem Fall notwendig ist, die Kraftstoffkorrektur während der Übergangsperiode zu ändern.

In Fig. 23A ist die Beziehung zwischen der Anzahl der Kohlenstoffatome im Benzin und dem Brechungsindex ge zeigt, während in Fig. 23B die Beziehung zwischen der An zahl m der Kohlenstoffatome im Benzin und dem Siedepunkt gezeigt ist. Wenn die Anzahl m der Kohlenstoffatome steigt, steigt sowohl der Brechungsindex als auch der Siedepunkt. Je größer daher die Anzahl der Kohlenstoffa tome ist, desto weniger Benzin wird verdampfen.

Wenn somit der Brechungsindex erfaßt wird, können die Verdampfungseigenschaften des Kraftstoffs ermittelt wer den. Außerdem weisen sowohl die Kohlenstoffatom-Anzahl und die Dielektrizitätskonstante des Kraftstoffs als auch die Kohlenstoffatom-Anzahl und die Molwärme eine ähnliche Beziehung auf (siehe Fig. 25 und 26), weshalb die Ver dampfungseigenschaften einer jeden Komponente des Kraft stoffs ebenfalls durch die Erfassung der Dielektrizitäts konstanten oder der Molwärme ermittelt werden können.

Daher wird nun eine Ausführungsform der vorliegenden Er findung betrachtet, in der auf der Grundlage der Ermitt lungsergebnisse der obigen Verdampfungseigenschaften des Kraftstoffs die Verzögerung der Kraftstoffzuführungsmen gensteuerung, die durch das an der Wandoberfläche des An saugrohrs niedergeschlagene Kraftstoffflüssigkeitströpf chen M entsteht, korrigiert wird.

In Fig. 24 ist ein Steuerblockdiagramm für die Kraft stoffzuführung gemäß dieser Ausführungsform gezeigt; die Menge Gf des vom Kraftstoffeinspritzventil 8 zuzuführen den Kraftstoffs kann folgendermaßen ausgedrückt werden:

Gf=[Qa · COEF/(A/F) - Mf/τ]/(1-X)

wobei X den Prozentsatz des Kraftstoffniederschlags dar stellt, τ eine Verdampfungszeitkonstante darstellt und Mf die Menge des auf der Wandoberfläche des Ansaugrohrs nie dergeschlagenen Kraftstoff darstellt. Zwischen diesen Größen besteht die folgende Beziehung:

dMf/dt= - Mf/τ+X · Gf · α

Ferner gelten die folgenden Beziehungen:

X=X₁(Tp, N)+X₂(Tp, Tw)+X₃(Vf)

τ=τ₁(Tp, N) · τ₂(Tp) · τ₃(V_f)

wobei X₁ (Tp, N) den durch die Basis-Einspritzimpulstower Tp und die Motordrehzahl bestimmten Wert, X₂ (Tp, Tw) den durch Tp und die Wassertemperatur Tw bestimmten Wert und X₃(Vf) den durch das Kraftstoffart-Sensorsignal gegebenen Wert darstellt, so daß der Prozentsatz X des Niederschlags durch die Wassertemperatur, den Grad, mit dem der Kraftstoff verdampft, die Menge des Kraftstoffs und die Motordrehzahl N bestimmt wird.

Andererseits stellen τ₁(Tp, N) den durch Tp und die Motordrehzahl N bestimmten Wert, τ₂(Tw) den durch die Wassertemperatur Tw bestimmten Wert und τ₃(Vf) den durch das Kraftstoffart-Sensorsignal bestimmten Wert dar.

Selbst wenn daher die Verdampfungseigenschaften des Kraftstoffs in dieser Ausführungsform geändert werden, kann auch während eines Übergangsbetriebs stets die opti male Kraftstoffeinspritzmenge zugeführt werden.

In der obigen Ausführungsform werden die Kraftstoffart ermittelt und die Kraftstoffmenge genau gemessen, so daß der Kraftstoff auf ein optimales Luft-Kraftstoff-Verhält nis eingesteuert werden kann.

Daher können nicht nur dann, wenn als Kraftstoff Benzin verwendet wird, sondern auch dann, wenn der Kraftstoff von Benzin zu einem Methanol oder Ethanol enthaltenden Kraftstoffgemisch geändert wird, stets gute Abgaseigen schaften sowohl in einem stabilen als auch in einem Über gangszustand gehalten werden, wodurch der Kraftstoffver brauch und die Betriebsfähigkeit verbessert werden.

Nun wird eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung, mit der die zweite Aufgabe gelöst wird, im einzelnen be schrieben.

In Fig. 27 ist eine Vorrichtung gezeigt, die zu der in Fig. 1 gezeigten Vorrichtung ähnlich ist. In einem Kraft stofftank 12 ist ein Kraftstoffgemisch 10 aus Alkohol und Benzin enthalten. Das Kraftstoffgemisch 10 wird durch eine Kraftstoffpumpe 7 mit Druck beaufschlagt und über einen Kraftstoffregler 11 an ein Kraftstoffeinspritzven til (Einspritzvorrichtung) 8 geliefert. Wenn der Kraft stoffdruck im Kraftstoffregler 11 zunimmt, wird ein Teil des Kraftstoffs an den Kraftstofftank 12 zurückgeleitet.

Der Prozentsatz der Mischung, d. h. das Mischungsverhält nis des dem Kraftstoffeinspritzventil 8 zugeführten Kraftstoffgemischs wird mittels eines Kraftstoffart-Sen sors 1 ermittelt. Von einem Wassertemperatursensor 37 wird die Temperatur des Kühlwassers des Motors ermittelt, während von einem Luftströmungsmesser 2 die Ansaugluft menge ermittelt wird und von einem Kurbelwellenwinkelsen sor 9 der Kurbelwellenwinkel erfaßt wird. Der Sauerstoff anteil im Abgas wird von einem Sauerstoffsensor oder Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensor 5 erfaßt. Die von die sen Sensoren erfaßten Werte werden an eine Motor steuereinheit (ECU) 3 geliefert, so daß aufgrund dieser Erfassungswerte die ECU sowohl zur Steuerung des Kraftstoffeinspritzventils die Kraftstoffeinspritzmenge als auch zur Steuerung einer Zündkerze 39 den Zündzeit punkt berechnet; ferner steuert die ECU 3 die Menge der durch einen Nebenkanal einer Drosselklappe 38 strömenden Luft.

Der Kraftstoffart-Sensor 1 kann von jeder geeigneten Bau art sein, also beispielsweise ein Sensor zur Erfassung des Mischungsverhältnisses, der die verschiedenen Bre chungsindizes von Alkohol und Benzin verwendet, oder ein Sensor, der zur Ermittlung des Mischungsverhältnisses die unterschiedlichen Kapazitäten von Alkohol und Benzin ver wendet. Die Kraftstoffeinspritzmenge Gf kann folgenderma ßen dargestellt werden:

Gf=C · Ga/(A/F) (3)

wobei Ga die vom Luftströmungsmesser 2 ermittelte Ansaug luftmenge darstellt, (A/F) das anhand der Kraftstoffart- Sensorausgabe gefundene theoretische Luft-Kraftstoff-Ver hältnis (siehe die später beschriebene Fig. 30) darstellt und C einen Erwärmungs- oder Beschleu nigungskorrekturkoeffizienten darstellt.

Andererseits kann die Kraftstoffeinspritzimpulsdauer Ti folgendermaßen dargestellt werden:

Ti=K · α · Gf/N+Ts (4)

wobei α einen Rückkopplungskoeffizienten des Sauerstoff sensors, N die vom Kurbelwellenwinkelsensor bestimmte Motordrehzahl, K einen Einspritzvorrichtungskoeffizienten und Ts eine Reaktions-Einspritzimpulsdauer darstellt.

Das theoretische Luft-Kraftstoff-Verhältnis (A/F)_s wäh rend der O₂-Rückkopplungssteuerung kann folgendermaßen dargestellt werden:

(A/F)_s=C · Ga/Gf (5)

Wenn Gleichung (4) in Gleichung (5) eingesetzt wird, wird folgende Beziehung erhalten:

(A/F)_s=α · K · C · Ga/N · (Ti-Ts) (6)

Der Sauerstoffsensor kann das theoretische Luft-Kraft stoff-Verhältnis ermitteln, so daß bei Verwendung des mo mentanen Wertes für α das theoretische Luft-Kraftstoff- Verhältnis (A/F)_s anhand der Einspritzimpulsdauer Ti und der Motordrehzahl N ermittelt werden kann.

In Fig. 28 ist ein Graph zur Erläuterung der Beziehung zwischen dem theoretischen Luft-Kraftstoff-Verhältnis und dem Anteil von Methanol im Kraftstoffgemisch gezeigt. Mit diesem Graph kann bei bekanntem theoretischen Luft-Kraft stoff-Verhältnis der Methanolanteil ermittelt werden. Dieser Methanolanteil, d. h. der Prozentsatz der Mischung (der aus dem Erfassungswert des Sauerstoffsensors be stimmt wird) wird durch Mo₂ dargestellt. Andererseits wird der Prozentsatz der Mischung, die vom Kraftstoffart- Sensor 1 ermittelt wird, durch Ms dargestellt. Die zwei Mischungsprozentsätze sind normalerweise einander gleich (Ms = Mo₂).

In Fig. 29 ist ein Graph zur Erläuterung der Beziehung zwischen dem Wert des vom Kraftstoffart-Sensor erfaßten Methanolanteils und der Sensorausgabe gezeigt. Gemäß die sem Graph nimmt die Sensorausgabe zu, wenn der Methanol anteil steigt. Andererseits wird bei Kraftstoffart-Senso ren von der optischen Bauart, der Kapazitätsbauart oder einer anderen Bauart deren für eine Berührung mit dem Kraftstoff vorgesehene Oberfläche durch den Kraft stoff verschmiert, so daß sich die Sensorausgabeeigen schaften verändern könnten. Wenn sich die durch eine durchgezogene Linie in Fig. 29 gekennzeichnete Kennlinie verschlechtert, wie durch die Kennlinie (a) gezeigt ist, ermittelt dieselbe Sensorausgabe, die vor der Änderung der Sensorausgabenkennlinie 50% ermittelt, nach dieser Änderung 60%. In diesem Fall gilt die Beziehung: Ms < Mo₂. Außerdem ist der Wert von α nahe bei "1". D. h., daß bei Auftreten der obigen Beziehung festgestellt wird, daß sich der Kraftstoffart-Sensor verschlechtert hat. Daher ist es notwendig, die Ausgabekennlinie des Kraftstoffart- Sensors zu korrigieren.

In Fig. 30 ist ein Kennfeld gezeigt, das die Beziehung zwischen der Ausgangsspannung des Kraftstoffart-Sensors und dem theoretischen Luft-Kraftstoff-Verhältnis angibt. In Fig. 31 ist ein Kennfeld gezeigt, das die Beziehung zwischen der Ausgangsspannung des Kraftstoffart-Sensors und dem Methanolanteil angibt. Die ECU 3 besitzt ein EPROM und ein batteriegestütztes RAM, in denen jeweils die in den Fig. 30 bzw. 31 gezeigten Kennfelddaten ge speichert werden. In dieser Ausführungsform werden die Inhalte des Kennfeldes (Fig. 31) des batteriegestützten RAMs durch das vom Sauerstoffsensor ermittelte Mischungs verhältnis Mo₂ korrigiert.

In Fig. 32 ist ein Graph zur Erläuterung der Beziehung zwischen der Einspritzimpulsdauer Ti der Einspritzvor richtung 8 und der Kraftstoffeinspritzmenge gezeigt. Wie aus Fig. 32 ersichtlich ist, steigt die Kraftstoffein spritzmenge, wenn sich die Impulsdauer Ti erhöht. Wenn jedoch auf der Kraftstoffdüse der Einspritzvorrichtung 8 ein Niederschlag ausgebildet wird, wird die Kraftstof feinspritzmenge abgesenkt, so daß die Steigung (Kinj) der die Beziehung zwischen der Impulsdauer Ti und der Kraft stoffeinspritzmenge darstellenden Kennlinie verkleinert wird, wie durch die gestrichelte Linie in Fig. 32 angege ben ist. Wenn daher die Kraftstoffeinspritzmenge aus dem durch die O₂-Rückkopplung erfaßten Mischungsprozentsatz Mo₂ unter Verwendung einer Einspritzvorrichtung mit dem oben erwähnten Niederschlag (d. h. einer Vorrichtung, die einer Alterung unterworfen ist) berechnet werden soll, ist die berechnete Kraftstoffeinspritzmenge dieselbe wie diejenige, die ohne einen solchen Niederschlag erhalten würde, so daß die berechnete Impulsdauer Ti größer ist. D. h., daß gemäß Gleichung (6) für den Wert von Ti ein größerer Wert berechnet wird, so daß ein kleineres theo retisches Luft-Kraftstoff-Verhältnis (A/F)_s bestimmt wird. In diesem Fall gilt die folgende Beziehung:

Ms < Mo_2.

In diesem Fall ist α größer als "1". Wenn diese Beziehung gilt, wird festgestellt, daß sich das Kraftstoffein spritzventil 8 verschlechtert hat, so daß der Erfassungs wert Ms des Kraftstoffart-Sensors als Wert des Mischungs verhältnisses verwendet wird. D. h., daß das theoretische Luft-Kraftstoff-Verhältnis auf der Grundlage des Erfas sungswertes Ms des Kraftstoffart-Sensors ermittelt wird, wobei die Konstante K so korrigiert wird, daß das gemäß Gleichung (6) berechnete theoretische Luft-Kraftstoff- Verhältnis mit ihr übereinstimmt. Die Konstante K wird im EPROM und im batteriegestützten RAM gespeichert; wenn festgestellt wird, daß sich das Kraftstoffeinspritzventil verschlechtert hat, wird der Korrekturbetrag der Konstan ten K berechnet und im RAM gespeichert.

Auf die obenbeschriebene Weise können die Verschlechte rungen des Kraftstoffeinspritzventils und des Kraft stoffart-Sensors erfaßt werden.

In Fig. 33 ist ein Graph zur Erläuterung der Beziehung zwischen dem Methanolanteil und der Ausgabe des Kraft stoffart-Sensors gezeigt. Die Sensorausgabe (a), die bei einem Kraftstoffgemisch mit Normalbenzin erhalten wird, unterscheidet sich von der Sensorausgabe (b), die bei ei nem Kraftstoffgemisch mit hochoktanigem Benzin erhalten wird, weil sich die Zusammensetzungen der beiden Kraft stoffgemische voneinander unterscheiden. Anhand dieses Graphen wird im hochoktaniges Benzin enthaltenden Kraft stoff selbst dann, wenn die Kraftstoffart-Sensorausgabe die gleiche ist, festgestellt, daß der Methanolanteil ge ringer ist, so daß der Methanolanteil durch den Erfas sungswert des Sauerstoffsensors korrigiert wird. D. h., daß die Beziehung gilt: Ms < Mo₂. Wenn in diesem Fall der Wert von α nahe bei "1" liegt, wird festgestellt, daß hochoktaniges Benzin verwendet wird, so daß die Kraft stoffart-Sensorausgabe und der Zündzeitpunkt in die hoch oktanige Betriebsart umgeschaltet werden.

Nun wird mit Bezug auf das Flußdiagramm in den Fig. 34A und 34B das obige Korrekturverfahren beschrieben.

Zunächst wird im Schritt S6 die Ausgabe des Kraft stoffart-Sensors eingegeben oder gelesen. Dann werden im Schritt S7 die in den Fig. 30 und 31 gezeigten Kennfelder auf der Grundlage des Sensorausgabewertes abgesucht. Im Schritt S8 werden das theoretische Luft-Kraftstoff-Ver hältnis (A/F) und der Mischungsprozentsatz Ms ermittelt. Außerdem wird anhand der Gleichung (6) das theoretische Luft-Kraftstoff-Verhältnis (A/F)_s ermittelt. Wenn in die sem Fall die Kraftstoffart-Sensorausgabe außerhalb des normalen Bereichs liegt (zwischen einer 100% Benzin ent sprechenden Ausgangsspannung und der 100% Alkohol ent sprechenden Ausgangsspannung), wird der im batteriege stützten RAM gespeicherte Mischungsprozentsatz verwendet. In allen anderen Fällen wird der tatsächliche Erfassungs wert des Kraftstoffart-Sensors verwendet.

Wenn im Schritt S9 festgestellt wird, daß der Betriebszu stand außerhalb des O₂-Rückkopplungssteuerbereichs oder im Motoranwärmbereich liegt, in dem die O₂-Rückkopplungs steuerung wegen der niedrigen Temperatur nicht ausgeführt wird, wird die Kraftstoffeinspritzmenge anhand des Erfas sungswertes der Kraftstoffart-Sensorausgabe berechnet, um die Steuerung auszuführen (Schritt S10).

Wenn der Betriebszustand im O₂-Rückkopplungsbereich liegt, wird die Kraftstoffeinspritzdauer Ti auf der Grundlage des Erfassungswertes des Sauerstoffsensors be rechnet (Schritt S11) und wird der Mischungsprozentsatz Mo₂ auf der Grundlage dieser Einspritzimpulsdauer Ti er mittelt, anschließend wird eine ähnliche Feststellung ge troffen, indem beurteilt wird, ob sich der Kraftstoffart- Sensor und das Kraftstoffeinspritzventil verschlechtert haben, um so den Korrekturwert zu ermitteln. Der so er mittelte Korrekturwert wird im batteriegestützten RAM ge speichert.

Zunächst wird im Schritt S11 festgestellt, ob der Erfas sungswert Ms des Kraftstoffart-Sensors kleiner, gleich oder größer als der vom Sauerstoffsensor erfaßte Mi schungsprozentsatz Mo₂ ist. Wenn gilt, daß Ms = Mo₂, wird der Wert Ms als Mischungsprozentsatz verwendet (Schritt S12). Wenn gilt, daß Ms < Mo₂, bedeutet dies, daß sich der Kraftstoffart-Sensor wie oben beschrieben verschlech tert hat, so daß die Kraftstoffart-Sensorausgabe durch den Erfassungswert des Sauerstoffsensors korrigiert wird (Schritt S13), wobei diese Korrektur im batteriegestütz ten RAM gespeichert wird (Schritte S14 und S19). Wenn gilt, daß Ms < Mo₂, wird festgestellt, ob der Wert α kleiner, gleich oder größer als "1" ist (Schritt S15). Wenn gilt, daß α < 1, wird festgestellt, daß sich das Kraftstoffeinspritzventil verschlechtert hat (Schritt S16), so daß die Konstante K korrigiert und im batte riegestützten RAM gespeichert wird (Schritte S18 und S19). Wenn gilt, daß α 1, wird festgestellt, daß das Benzin vom hockoktanigen Typ ist (Schritt S17), so daß ein (nicht gezeigtes) Kennfeld für hochoktanigen Betrieb für die Kraftstoffart-Sensorkennlinie verwendet wird; ferner werden in diesem Fall auch für das Luft-Kraft stoff-Verhältnis, den Zündzeitpunkt und dergleichen (nicht gezeigte) Kennfelder für den hochoktanigen Betrieb verwendet. Nachdem die obenerwähnten Korrekturen ausge führt worden sind, kehrt das Programm zur Hauptroutine zurück, so daß die Kraftstoffeinspritzmenge berechnet wird. Das heißt, daß dann, wenn sich der Kraftstoffart- Sensor nicht verschlechtert hat, die Kraftstof feinspritzimpulsdauer unter Verwendung des Erfassungswer tes vom Kraftstoffart-Sensor berechnet wird. Wenn sich andererseits der Kraftstoffart-Sensor verschlechtert hat, wird die Kraftstoffeinspritzungsimpulsdauer unter Verwen dung der korrigierten Ausgabe des Kraftstoffart-Sensors berechnet. Wenn sich das Kraftstoffeinspritzventil ver schlechtert hat, wird die Kraftstoffeinspritzimpulsdauer unter Verwendung der korrigierten Konstanten K berechnet.

Selbst wenn in dieser Ausführungsform der Kraftstoffart- Sensor und das Kraftstoffeinspritzventil einer Alterung unterworfen sind, kann der Mischungsprozentsatz genau er mittelt werden. Selbst wenn daher ein Kraftstoffgemisch verwendet wird, können die verschiedenen Steuerungen wie etwa die Luft-Kraftstoff-Verhältnissteuerung, die Zünd zeitpunktsteuerung, die Ansaugluftmengensteuerung, die Kraftstoffzufuhrmengensteuerung und die Aufladungsdruck steuerung genau ausgeführt werden.

Claims

1. Kraftstoff-Zuführsystem für eine Brennkraftmaschine, der ein aus Alkohol und Benzin bestehendes Kraftstoffgemisch über Einspritzventile zugeführt wird, mit

- einem in der Kraftstoffleitung angeordneten Kraftstoffart- Sensor (1) zum Erfassen des Alkoholanteils (Ms) im Kraftstoffgemisch,
- einem im Abgassystem der Brennkraftmaschine angeordneten O₂-Sensor (5) zum Erfassen des Sauerstoffgehalts im Abgas und
- einer Steuereinrichtung (3), die auf der Grundlage der Ausgangswerte der beiden Sensoren (1, 5) die Menge an jeweils einzuspritzendem Kraftstoffgemisch bestimmt und dementsprechend die Einspritzventile (8) der Brennkraftmaschine ansteuert,
dadurch gekennzeichnet, daß
- die Steuereinrichtung (3)
- - aus den Ausgangswerten des O₂-Sensors (5) ein theoretisches Luft-Kraftstoff-Verhältnis für das jeweilige Gemisch und daraus den Alkohol-Anteil Mo₂ durch eine Rückkopplungssteuerung bestimmt,
- - entscheidet, ob der Wert eines Rückkopplungskoeffizienten α kleiner, gleich oder größer 1 ist, falls Ms < Mo₂ ist und
- - das Luft-Kraftstoff-Verhältnis sowie den Zündzeitpunkt gemäß einer hochoktanigen Betriebsart steuert, falls α 1 ist.

2. Kraftstoff-Zuführsystem für eine Brennkraftmaschine nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1, durch gekennzeichnet, daß

- die Steuereinrichtung (3)
- - aus den Ausgangssignalen des O₂-Sensors (5) ein theoretisches Luft-Kraftstoff-Verhältnis des Gemisches und den Alkohol-Anteil Mo₂ im Gemisch durch eine Rückkopplungssteuerung bestimmt,
- - die erfaßten Alkohol-Anteile Ms und Mo₂ miteinander vergleicht und bei Ms < Mo₂ einen Korrekturwert (K) für das Ausgangssignal des Kraftstoffart-Sensors (1) ermittelt und diesen Wert in einem Speicher ablegt,
- - die Kraftstoffmenge unter Verwendung des korrigierten Ausgabewertes des Kraftstoffart-Sensors (1) bestimmt und damit das Luft-Kraftstoff-Verhältnis steuert, wenn die Brennkraftmaschine außerhalb des Rückkopplungs-Betriebsbereichs oder im Warmlaufbereich betrieben wird,
- - entscheidet, ob der Wert eines Rückkopplungskoeffizienten α kleiner, gleich oder größer als 1 ist, falls Ms < Mo₂ ist und
- - bei α < 1 die einzuspritzende Kraftstoffmenge auf einen Wert korrigiert, der kleiner als ein berechneter Wert ist.

3. Kraftstoff-Zuführsystem für eine Brennkraftmaschine, bei welcher mindestens ein Betriebsparameter erfaßt und die durch ein Einspritzventil injizierte Kraftstoffmenge entsprechend dieses Betriebsparameters gesteuert wird, gekennzeichnet durch

- ein Mittel zum Erfassen einer Funktionsverschlechterung des Einspritzventils,
- Mittel zum Errechnen eines theoretischen Luft-Kraftstoff- Verhältnisses unter Berücksichtigung der Funktionsverschlechterung des Einspritzventils,
- Mittel zum Einstellen der Kraftstoffmenge als Sollwert für das Luft-Kraftstoff-Verhältnis zusätzlich zu dem Betriebsparameter der Brennkraftmaschine.

4. Kraftstoff-Zuführsystem für eine Brennkraftmaschine nach dem Oberbegriff des Anspruchs 3, gekennzeichnet durch

- einen Kraftstoffart-Sensor zum Erfassen der Kraftstoffart,
- Mittel zum Erfassen einer Funktionsverschlechterung des Kraftstoffart-Sensors (1),
- Mittel zum Errechnen eines theoretischen Luft-Kraftstoff- Verhältnisses unter Berücksichtigung der Kraftstoffart und der Funktionsverschlechterung des Kraftstoffart- Sensors (1) auf der Grundlage der Ausgabedaten des Kraftstoffart-Sensors (1) und
- Mittel zum Einstellen der Kraftstoffmenge unter Verwendung des theoretischen Luft-Kraftstoff-Verhältnisses als Sollwert zusätzlich zu dem Betriebsparameter der Brennkraftmaschine.

5. Kraftstoff-Zuführsystem nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 3, gekennzeichnet durch

- Mittel zum Erfassen einer Funktionsverschlechterung des Einspritzventils,
- Mittel zum Errechnen eines theoretischen Luft-Kraftstoff- Verhältnisses unter Berücksichtigung der Funktionsverschlechterung des Einspritzventils,
- Mittel zum Bestimmen eines tatsächlichen Luft-Kraftstoff- Verhältnisses durch Erfassen der O₂-Konzentration im Abgas der Brennkraftmaschine,
- Mittel zum Berechnen der Abweichung des errechneten theoretischen Luft-Kraftstoff-Verhältnisses vom tatsächlich erfaßten Luft-Kraftstoff-Verhältnis und
- Mittel zum Einstellen der Kraftstoffmenge anhand der festgestellten Abweichung zusätzlich zu dem Betriebsparameter der Brennkraftmaschine.

6. Kraftstoff-Zuführsystem nach dem Oberbegriff des Anspruchs 3, gekennzeichnet durch

- einen Kraftstoffart-Sensor (1) zum Erfassen der Kraftstoffart,
- Mittel zum Erfassen einer Funktionsverschlechterung des Kraftstoffart-Sensors (1),
- Mittel zum Errechnen eines theoretischen Luft-Kraftstoff- Verhältnisses unter Berücksichtigung der erfaßten Kraftstoffart und der festgestellten Funktionsverschlechterung des Kraftstoffart-Sensors auf der Grundlage der Ausgabedaten des Kraftstoffart-Sensors,
- Mittel zum Bestimmen eines tatsächlichen Luft-Kraftstoff- Verhältnisses durch Erfassen der O₂-Konzentration im Abgas der Brennkraftmaschine,
- Mittel zum Berechnen der Abweichung des errechneten theoretischen Luft-Kraftstoff-Verhältnisses vom erfaßten tatsächlichen Luft-Kraftstoff-Verhältnis und
- Mittel zum Einstellen der Kraftstoffmenge anhand der festgestellten Abweichung zusätzlich zu dem Betriebsparameter der Brennkraftmaschine.