KR101346150B1 - 탱크 내부의 가스 성분을 결정하기 위한 방법 및 장치 - Google Patents

탱크 내부의 가스 성분을 결정하기 위한 방법 및 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 탱크(10) 내부의 가스 혼합물의 조성을 결정하기 위한 방법에 관한 것으로서, 상기 방법은 예정된 시간 간격이 시작될 때에 탱크(10) 내부의 제 1 압력을 결정하는 단계(61); 탱크(10)로부터 가스 혼합물을 배출하는 단계; 상기 시간 간격 안에 탱크(10)로부터 배출되는 가스 혼합물의 질량을 결정하는 단계(63, 64, 67, 68); 예정된 시간 간격이 종료될 때에 탱크(10) 내부의 제 2 압력을 결정하는 단계(61); 상기 제 1 압력, 제 2 압력 및 상기 시간 간격 안에 탱크(10)로부터 배출되는 가스 혼합물의 질량으로부터 탱크(10) 내부의 가스 혼합물의 조성을 결정하는 단계(71, 72, 73, 81, 82)를 포함한다.

Description

탱크 내부의 가스 성분을 결정하기 위한 방법 및 장치 {METHOD AND APPARATUS FOR DETERMINING THE GAS COMPOSITION IN A TANK}
본 발명은 탱크 내에 있는 가스 혼합물의 조성을 결정하기 위한 방법과 관련이 있으며, 이 경우 가스 혼합물은 특히 내연 기관용 연소 가스이다. 본 발명은 또한, 내연 기관용 연소 가스의 조성을 결정하고 상기 조성에 따라 내연 기관을 제어하는 장치, 예를 들어 내연 기관용 제어 장치와도 관련이 있다. 가스 혼합물로서는 특히 천연 가스가 이용된다.
자동차를 작동시키기 위해서는 디젤-연료 및 오토-연료 이외에 다른 무엇보다 천연 가스도 사용될 수 있다. 천연 가스는 차량 내부에 있는 200 bar 이상의 압력 탱크 내에서 함께 이송된다. 탱크를 채우기 위해 다양한 품질의 천연 가스들이 제공된다. 상기 천연 가스들은 우선 메탄-비율 및 질소-비율 그리고 가열 값 및 공기 필요-값에서 상이하다. 독일에서는 다른 무엇보다도 두 가지 품질이 자동차용 천연 가스로서 제시된다. H-가스는 87% 내지 99.1%의 메탄을 함유하고(CH4; 달리 표현되지 않는다면 이 경우의 그리고 이후의 모든 비율은 용적-% 또는 재료량 비율로서 지시됨) 약 9.5 kg/kg의 공기 필요 그리고 47.2 MJ/kg 또는 13.1 kWh/kg 및 49.23 MJ/kg 또는 13.7 kWh/kg의 가열 값을 갖는다. L-가스는 79.8% 내지 87%의 메탄, 11.8%까지의 질소, 약 8.5 kg/kg의 공기 필요 그리고 38.4 MJ/kg 또는 10.7 kWh/kg 내지 40.5 MJ/kg 또는 11.3 kWh/kg의 가열 값을 갖는다. 다른 무엇보다 상이한 공기 필요값, 그러나 가열 값, 헤드 강도 및 다른 파라미터들의 차이로 인하여 연소 엔진 또는 내연 기관은 연료 탱크 안에 일시적으로 존재하는 그리고 내연 기관에 공급되는 가스 혼합물에 적응된 작동 파라미터들로 작동될 필요가 있다.
종래의 엔진 제어 또는 내연 기관의 제어는 예를 들어 연료 품질의 변동으로부터 야기될 수 있는 바와 같은 영구적인 람다-변위의 경우에 람다-보정 또는 람다-조절기의 적응을 실행할 수 있다. 하지만, 품질적으로 고가인 내연 기관의 작동을 위해서는 연료 조성 및 연료 품질을 처음부터 아는 것이 바람직하다.
본 발명의 과제는 탱크 내부의 가스 혼합물의 조성을 결정하기 위한 개선된 방법 및 장치를 제시하는 것이다.
상기 과제는 청구항 1에 따른 방법 및 청구항 11에 따른 장치에 의해서 해결된다. 본 발명의 바람직한 개선예들은 종속 청구항들에 기재되어 있다.
본 발명은 예정된 시간 간격 안에 탱크로부터 배출되는 가스 혼합물의 질량 및 그 결과로 탱크 내에서 나타나는 압력 강하로부터 가스 혼합물의 조성을 추론하려는 아이디어를 토대로 한다. 바람직하게는 이 목적을 위하여 특히 배출된 질량 및 압력차로부터 가스 혼합물의 평균 입자 질량이 산출된다. 예정된 시간 간격 안에 배출된 가스 혼합물의 질량은 가스 흐름-측정 장치에 의해서, 특히 상기 측정 장치의 출력 신호를 적분함으로써 결정된다. 탱크로부터 배출되는 가스 혼합물을 내연 기관(예를 들어 디젤- 또는 오토-원리에 따른 왕복 피스톤 기계 또는 터빈) 내에서 공기로 연소시키는 경우에 예정된 시간 간격 안에 탱크로부터 배출되는 가스 혼합물의 질량은 바람직하게 예정된 시간 간격 안에 내연 기관에 공급되는 공기의 질량, 람다-값 및 상기 가스 혼합물의 공기 필요 또는 상기 가스 혼합물의 공기 필요의 추정값으로부터 산출된다. 예정된 시간 간격 안에 내연 기관에 공급되는 공기의 질량은 가스 질량 흐름-측정 장치에 의해서 측정되거나 또는 내연 기관의 수학적인 모델(흡입관 모델로서도 공지됨)에 의해서 내연 기관의 작동 파라미터들로부터 산출된다.
본 발명의 한 가지 장점은 가스 혼합물의 조성 및 그와 더불어 가스 혼합물의 품질이 간단히 검출될 수 있는 파라미터들에 의해서 결정된다는 데 있다. 그렇기 때문에 본 발명은 경제적으로 실행될 수 있고, 특히 내연 기관의 작동 파라미터들, 특별히 유입될 연료량, 유입 기간, 점화 시점 또는 크랭크 샤프트와 캠 샤프트 사이의 위상 이동을 제어하기 위하여 내연 기관의 제어 장치 안에 통합될 수 있다.
본 발명은 방법의 형태로, 상기 방법의 여러 단계를 실시 또는 제어하기 위한 컴퓨터 프로그램의 형태로 그리고 장치의 형태, 특히 내연 기관용 제어 장치의 형태로 실행될 수 있다.
본 발명의 바람직한 개선예들은 첨부된 도면들을 참조하여 아래에서 상세하게 설명된다.
도 1은 본 발명에 따른 제어 장치를 구비한 내연 기관의 개략도이고;
도 2는 개략적인 질량-압력-다이어그램이며;
도 3은 본 발명에 따른 방법의 개략적인 흐름도이다.
도 1은 가스 질량 흐름-측정 장치(12) 및 유입 장치(14)를 통해 내연 기관(16)에 연결된 탱크(10)의 개략도이다. 내연 기관(16)의 폐가스 라인(17) 내에는 람다-탐침(18)이 배치되어 있다. 제어 장치(20) 또는 상기 제어 장치의 상응하는 신호 입력부들은 탱크(10) 내부에 있는 압력 센서(20) 및 온도 센서(22)에 그리고 주변 압력-센서(23) 및 가속 페달(24)에 연결되어 있다. 제어 장치(20)는 또한 계산 장치(25)를 포함한다.
탱크(10)는 내연 기관(16)을 위한 연소 가스 또는 연료로서 제공된 가스 혼합물을 포함한다. 탱크(10)로부터 배출되는 가스 혼합물은 가스 질량 흐름-측정 장치(12) 및 유입 장치(14)를 통해 내연 기관(16)에 공급된다. 가스 질량 흐름-측정 장치(12)는 가스 질량 흐름을 (예를 들어 g/s 단위로) 측정하고, 대안적으로는 유입 장치(14)와 내연 기관(16) 사이에 배치되거나 또는 유입 장치 안에 통합될 수 있다. 유입 장치(14)는 탱크(10)로부터 유출되어 내연 기간(16) 내부로 유입된 가스 혼합물의 양을 제어한다. 도시된 실시예의 한 변형예에 따르면 유입 장치(14)는 또한 가스 혼합물이 내연 기간(16) 내부로 유입되는 시점 및/또는 내연 기관(16)에 공급되는 공기 질량을 제어한다. 대안적으로 유입 장치(14)는 부분적으 로 또는 전체적으로 내연 기관 안에 통합될 수 있다.
내연 기관(16) 내부에서는 유입 장치(14)를 통해 상기 내연 기관에 공급되는 가스 혼합물이 기계적인 파워를 형성하기 위해서 공기에 의해 연소된다. 연소시에는 폐가스 라인(17)을 통해 배출되는 폐가스가 생성된다. 람다-탐침(18)은 폐가스의 람다-값을 측정한다. 상기 람다-값은 화학량론적(stoichiometric) 혼합물의 공기 대 연소 가스의 비율 편차를 기술한다. λ = 1인 경우에는 연소 가스뿐만 아니라 공기 중에 함유된 산소도 완전히 변환되는 화학량론적 혼합물이 존재한다. λ < 1인 경우에는 공기가 부족하고(농후 혼합물), λ > 1인 경우에는 공기가 초과된다(희박 혼합물).
제어 장치(20)는 압력 센서(21)로부터 압력 신호를 수신하기 위한 압력 신호 입력부 및 온도 센서(22)로부터 온도 신호를 수신하기 위한 온도 신호 입력부를 포함한다. 제어 장치(20)는 또한 가스 질량 흐름-측정 장치(12)로부터 가스 질량 흐름 신호를 수신하기 위한 가스 질량 흐름 신호 입력부, 람다-탐침(18)으로부터 람다-신호를 수신하기 위한 람다-신호 입력부, 가속 페달(24)로부터 목표값 신호를 수신하기 위한 목표값 신호 라인 그리고 선택적으로는 내연 기관(16)으로부터 작동 파라미터 신호를 수신하기 위한 추가의 작동 파라미터 신호 입력부들을 포함한다. 특히 제어 장치(20)는 주변 압력 센서(23)로부터 주변 압력 신호를 수신하기 위한 주변 압력 신호 입력부를 포함할 수 있다. 또한, 제어 장치(20)는 유입 장치(14)로 제어 신호를 출력하기 위한 제어 신호 출력부를 포함한다.
제어 장치(20)는 압력 센서(21)의 압력 신호, 온도 센서(22)의 온도 신호, 가스 질량 흐름-측정 장치(12)의 가스 질량 흐름 신호, 람다-탐침(18)으로부터의 람다-신호, 가속 페달(24)로부터의 목표값 신호 그리고 내연 기관(16)으로부터의 추가의 작동 파라미터 신호들에 따라서 유입 장치(14) 및/또는 내연 기관(16) 혹은 상기 내연 기관의 작동 파라미터에 영향을 미치는 추가의 장치들을 아래에 기술된 바와 같이 제어하도록 형성되었다. 이 경우 상기 가속 페달(24)로부터의 목표값 신호는 바람직하게 내연 기관(16)으로부터 송출될 토크를 위한 목표값을 사전에 결정한다. 제어 장치(20)는 유입 장치(14)에 의해서 내연 기관(16) 안으로 유입되는 연소 가스의 양 그리고 예컨대 점화 시점 또는 캠 샤프트와 크랭프 샤프트 사이의 위상과 같은 내연 기관의 추가의 작동 파라미터를 제어함으로써, 내연 기관(16)에 의해 송출되는 토크는 가속 페달(24)의 위치에 의해서 사전 설정된 목표값에 상응하게 되고, 최소 연료 소비 및 최소 유해 물질량이 생성된다.
탱크(10)는 공지되지 않은 조성의 가스 혼합물을 함유하는데, 바람직하게는 특히 전술된 연료 품질의 공지되지 않은 성분인 H-가스 및 L-가스로 구성된 혼합물을 함유한다. 탱크(10) 안에 포함된 가스 혼합물은 내연 기관(16) 내부에서의 연소를 목적으로 탱크(10)로부터 배출되고, 탱크를 채우는 과정 중에 보충된다.
탱크를 채우는 과정 중에 탱크(10)에 공급되는 가스 혼합물의 조성은 제어 장치(20)에는 공지되어 있지 않다. 더 나아가서는 H-가스뿐만 아니라 L-가스도 메탄(CH4) 이외에 또한 더 무거운 탄화수소, 특히 에탄(C2H6), 프로판(C3H8) 및 부탄(C4H10) 그리고 질소(N2) 및 이산화탄소(CO2)도 함유한다. 탱크(10) 내부를 주도 하는 압력이 200 bar이거나 또는 그 이상일 경우에도 상기 성분들은 부분적으로 액체 형태로 존재한다. 따라서 예를 들어 20 ℃에서 에탄의 증기 압력은 37,8 bar이고, 프로판의 증기 압력은 8,5 bar이며, 부탄의 증기 압력은 2,0 bar이다. 200 bar 및 20 ℃에서도 가스 형태로 존재하는 메탄의 일부분은 탱크(10) 내에서 액상으로 용해된다.
상기와 같은 영향들에 의하여, 탱크(10)로부터 배출되는 가스 혼합물의 조성은 탱크를 채우는 각각의 과정 중에 뿐만 아니라 (훨씬 더 적은 양이지만) 탱크(10)를 비우는 과정 중에도 변경된다. 하지만, 품질, 특히 탱크(10)의 가스 용적 안에 존재하고 탱크(10)로부터 배출되어 내연 기관(16)에 공급되는 가스 혼합물의 공기 필요(air requirement) 및 가열값도 제어 장치(20)를 위한 중요한 입력값이다. 특히 연료 품질은 혼합물 형성 공정 및 연소 공정과 관련해서 그리고 폐가스 품질 및 연료 소비와 관련해서 그리고 다른 무엇보다도 정상 작동 중에 내연 기관을 최적으로 제어하기 위해서 상당히 중요하다. 그렇기 때문에 연료 품질은 제어 장치(20)에 의해서 아래에 기술된 바와 같이 결정된다.
탱크 안에 있는 가스 형태의 성분들은 어림셈(approximation)에서 이상적인 가스로서 기술될 수 있으며, 상기 가스에 대해서는 아래와 같은 이상적인 가스 법칙이 적용된다:
pV = NkT. (방정식 1)
상기 방정식에서 p는 탱크 내부의 압력이고, V는 탱크 안에 있는 가스 형태 성분들의 부피이며, N은 상기 가스 형태 성분들 안에 포함된 가스 입자의 개수이 고, k는 볼쯔만-상수이며(k = 1,38065·10-23JK-1), T는 온도이다. 탱크 안에 있는 가스 형태 성분들의 부피(V)는 액체 성분들에 의해서 차지된 부피를 뺀(minus) 탱크의 전체 부피에 상응한다. 일반적으로 탱크 안에 있는 액체 성분들에 의해서 차지된 부피는 어림셈에서는 무시될 수 있으며, 상기 가스 형태 성분들에 의해서 차지된 부피(V)는 탱크의 전체 부피와 동일시된다.
이상적인 가스 법칙은 아래와 같이 탱크 안에 있는 가스 형태 성분들의 질량(m)으로 표현된다:
pV = mRT. (방정식 2)
상기 방정식에서 R은 가스 상수(R = N A k = 8,3143 JK-1mol-1)가 아니라, 오히려 방정식 1과 방정식 2의 비교(Nk = mR)로부터 나타나는 바와 같이
Figure 112009031244311-pct00001
이 된다. (방정식 3)
상기 방정식에서 R 은 재료 특유의 가스 상수로서 언급된다. M 은 가스 형태 성분들의 평균 입자 질량으로서,
Figure 112009031244311-pct00002
이며, (방정식 4)
상기 방정식에서는 가스 형태의 성분들 속에 포함된 모든 종류의 입자 또는 가스(g)가 합산된다. 이때 N g 는 가스 형태의 성분들 속에 있는 입자 종류(g)의 개 수이며,
Figure 112009031244311-pct00003
는 가스 형태의 성분들 속에 있는 입자 종류 또는 가스(g)의 비율(입자의 개수 또는 재료의 양을 기준으로 함)이다. 각각의 입자 종류(g)에 대해서는 부분 압력
Figure 112009031244311-pct00004
에 도달한다. (방정식 5)
예를 들어 어림셈에서 CNG에 대해서는 '탱크로부터 연소 가스로서 배출되는 가스 혼합물이 단지 메탄(CH4), 에탄(C2H6), 프로판(C3H8), 부탄(C4H10) 및 질소(N2)만을 함유한다'는 사실이 가정될 수 있다. 이와 같은 어림셈에서 평균 입자 질량은 아래의 방정식과 같이 나타난다;
Figure 112009031244311-pct00005
.
(방정식 6)
이상적인 가스 법칙의 선형성으로부터는 제 1 시점(t i )과 제 2 시점(t i+1 ) 사이의 시간 간격(i)의 길이(Δt i = t i+1 - t i ) 이내에 탱크 속에 있는 가스 형태의 성분들로부터 배출되는 가스 질량(Δm i )과 그로부터 야기되는 압력 변동(Δp i = p(t i ) - p(t i+1 )) 사이에 아래와 같은 방정식으로 나타나는 선형의 관계가 얻어진다:
Figure 112009031244311-pct00006
. (방정식 7)
배출되는 가스 질량(Δm i )은 연소 가스-공급 라인 내에 있는 가스 질량 흐름-측정 장치의 신호를 적분함으로써 얻어지며, 압력 변동(Δp i )은 압력 센서에 의해서 측정되고, 온도는 탱크 안에 있는 온도 센서에 의해서 측정된다. 배출되는 가스 질량(Δm i )은 대안적으로 내연 기관에 공급되는 공기 질량(Δm 공기,i )으로부터 람다-팩터(λ) 및 화학량론적인 공기 필요(
Figure 112009031244311-pct00007
)에 의해서 결정되며, 아래와 같은 방정식이 나타난다:
Figure 112009031244311-pct00008
. (방정식 8)
상기 람다-팩터(λ)는 폐가스 흐름 내에 있는 람다-탐침에 의해서 검출된다. 내연 기관에 공급되는 공기 질량은 공기 공급 라인 내에 있는 가스 질량 흐름-측정 장치의 신호를 집적함으로써 또는 흡입관 모델에 의해서 결정될 수 있다. 한 가지 흡입관 모델의 경우에 공급되는 공기 질량은 상기 흡입관 내에서 이루어지는 유동의 수학적인 모델에 의해서 주변 압력, 흡입된 공기의 온도, 내연 기관의 회전수, 캠 샤프트의 설정 내용 그리고 경우에 따라서는 추가의 작동 파라미터들로부터 산출된다.
화학량론적인 공기 필요(L화학량론적, i)는 시간 간격(i) 안에 있는 가스(g)로 이루어진 혼합물에 대해서는
Figure 112009031244311-pct00009
이거나 (방정식 9)
또는 상기 가스 혼합물이 단지 메탄, 에탄, 프로판, 부탄 및 질소만을 포함한다는 전술된 어림셈에서는
Figure 112009031244311-pct00010
이다. (방정식 10)
이때
Figure 112009031244311-pct00011
는 시간 간격(i) 안에 있는 가스(g)의 질량 비율이다. 대안적인 어림셈에서는 H-가스
Figure 112009031244311-pct00012
의 화학량론적인 공기 필요(L 화학량론적, H-가스 = 16,87 kg/kg) 또는 L-가스
Figure 112009031244311-pct00013
의 화학량론적인 공기 필요(L 화학량론적, L-가스 = 13,83 kg/kg) 또는 선행하는 시간 간격(Δt i-1 ) 안에서 결정된 가스 조성의 화학량론적인 공기 필요가 사용된다.
탱크로부터 배출되는 가스 질량(Δm i ) 및 그로부터 야기되는 압력 변동(Δp i )으로부터는 시간 간격(i) 안에서의 평균 입자 질량(
Figure 112009031244311-pct00014
)이 결정되며,
Figure 112009031244311-pct00015
, (방정식 11)
상기 방정식으로부터 재차 탱크로부터 배출되는 가스 혼합물의 조성이 추론된다.
탱크로부터 배출되는 가스 질량을 공기 질량(Δm 공기,i ), 람다-팩터(λ) 및 내연 기관에 공급되는 방정식 8에 따른 가스 혼합물의 화학량론적인 공기 필요(L 화학량론적, 가스 혼합물 )로부터 결정하는 경우에 방정식 11은 아래와 같은 형태
Figure 112009031244311-pct00016
(방정식 12)
로 기술될 수 있다.
가스 혼합물이 단지 두 종류의 입자 또는 가스(g = 1, g = 2)만을 함유하거나 또는 추가의 성분들을 무시하는 경우에는 c 1,i + c 2,i = 1 그리고 a 1,i + a 2,i = 1이 적용된다. 그 경우 방정식 12 그리고 상기 방정식 c 1,i + c 2,i = 1 및 a 1,i + a 2,i = 1로부터는 비율(c 1,i , c 2,i ), 공기 필요(L i = a 1,i L 1 + a 2,i L 2 ) 그리고 시간 간격(i) 안에서의 가열 값(H i = a 1,i H 1 + a 2,i H 2 )이 결정될 수 있다. 예를 들어 가스 혼합물이 단지 메탄 및 질소를 함유한다는 어림셈에서는 아래와 같은 방정식이 적용된다:
Figure 112009031244311-pct00017
(방정식 13)
이 경우 L 질소 = 0이다. 상기 방정식 그리고 방정식 C 메탄,i + C 질소,i = 1로부터는 성분 C 메탄,i 및 C 질소,i 그리고 그와 더불어 공기 필 요(
Figure 112009031244311-pct00018
) 및 시간 간격(i) 안에 있는 가스 혼합물의 가열 값(
Figure 112009031244311-pct00019
)이 결정되며, 이 경우 L 질소 = 0이고, H 질소 = 0이다.
탱크 안에 있는 가스 혼합물이 오로지 H-가스 및 L-가스로만 조성된다는 간단한 가정도 또한 바람직하다. 상기 어림셈에서는 방정식 12가 아래의 방정식이 된다:
Figure 112009031244311-pct00020
.
(방정식 14)
방정식 14 및 방정식 c H-가스 + c L-가스 = 1로부터는 c H-가스 , c L-가스 , 공기 필요(L i = a H-가스,i L H-가스 + a L-가스,i L L-가스 ) 및 시간 간격(i) 안에서의 가열 값(H i = a H-가스,i H H-가스 + a L-가스,i H L-가스 )이 결정된다.
추가의 한 대안적인 어림셈에서는 가스 혼합물이 단지 메탄 및 질소만을 함유한다는 내용이 가정되며, 방정식 8은 오로지 메탄 비율 및 상기 메탄의 부분 압력만을 기준으로 한다(
Figure 112009031244311-pct00021
). 그 다음에 방정식 7에 의해서는 질소 비율 및/또는 공기 필요 및/또는 가스 혼합물의 연소 값을 검출하기 위하여 사용되는 M i 가 결정될 수 있다. 대안적으로는 방정식 7의 변수(M i )에 메탄의 분자 질량이 삽입됨으로써 가스 혼합물 내에서의 메탄의 부분 압력(p i )
Figure 112009031244311-pct00022
이 산출된다. 메탄의 부분 압력 및 전체 압력의 측정된 강하로부터 얻어지는 몫(Δp 메탄,i /Δp i )은 가스 혼합물 속에 있는 메탄의 재료량 비율과 같고, 상기 비율로부터 재차 공기 필요, 가열 값 또는 다른 파라미터들이 산출된다.
전술된 모든 계산들은 방법 실행 시간에 실시될 수 있거나 또는 상응하는 룩-업 테이블(look up tables)로 대체될 수 있다.
가스 혼합물의 조성을 결정하기 위한 본 발명에 따른 방법은 또한 바람직하게 결정된 조성의 타당성(easonableness)을 검사하는 과정도 포함한다. 가스 혼합물의 결정된 조성이 타당하지 않은 경우, 상기 조성은 보정되고, 상기 결정된 가스 조성의 보정된 값은 상황에 따라 내연 기관(16)을 제어하기 위한 토대가 된다. 타당성 검사에 대한 한 가지 예는 이하에서 도 2를 참조하여 설명된다.
도 2는 예정된 시간 간격 안에서 가능한 측정 결과들이 직교 좌표계(cartesian coordinate system) 안에 도시되어 있는 개략도이다. 횡좌표에는 예정된 시간 간격 안에서 탱크로부터 배출되는 가스 혼합물의 질량(Δmi)이 할당되어 있다. 종좌표에는 상기 가스 배출에 의해서 야기되는 압력 변동(Δpi)이 할당되어 있다. 제 1 원점 통과 직선(31)(line through origin) 및 제 2 원점 통과 직선(32)은 타당한 값 쌍(Δmi, Δpi)이 놓여 있는 한 범위(33)의 경계를 표시한다. 예를 들어 탱크(10)가 순수한 H-가스 혹은 순수한 L-가스 또는 상기 H-가스와 L-가스의 임의의 혼합물을 포함한다고 공지되었다면, 상기 원점 통과 직선(31, 32)은 어떤 경우에는 H-가스의 평균 입자 질량(M H-가스 )을 M에 대하여 사용하고 다른 경우에는 L-가스의 평균 입자 질량(M L-가스 )을 M에 대하여 사용할 때에 방정식 7에 의해서 기술되는 바로 그 직선들이다.
더 나아가서 탱크를 채우는 마지막 과정 전에 탱크(10)가 일정한 조성을 갖는 일정량의 가스 혼합물을 포함한다고 공지되었다면, 상기 원점 통과 직선(31, 32)은 탱크를 채우는 과정 전에 탱크(10) 속에 존재하는 가스 혼합물이 순수한 H-가스 또는 순수한 L-가스와 혼합되는 경우에 나타나는 값들을 평균 입자 질량(M)을 위하여 사용할 때에 방정식 7에 의해서 규정되는 바로 그 직선들이다.
예를 들어 값 쌍(Δm a , Δp a ) 및 값 쌍(Δm b , Δp b )은 타당한 값 쌍의 범위(33) 밖에 있음을 알 수 있다. 이와 같은 값 쌍들은 한 예정된 시간 간격 안에서 측정할 때에 예를 들어 압력 센서(21)에서의 에러, 온도 센서(22)에서의 에러, 람다-탐침(18)에서의 에러, 가스 질량 흐름-측정 장치(12)에서의 에러 또는 다른 장치들에서의 에러로부터 얻어진다. 각각의 타당하지 않은 값 쌍(Δm i , Δp i )은 바람직하게 한 가지 에러를 검출하기 위해서 사용되고, 가능한 경우에는 상기 에러를 식별하거나 또는 상기 에러의 위치를 확인하기 위해서도 사용된다.
더 나아가 상기 타당하지 않은 값 쌍(Δm a , Δp a ) 또는 값 쌍(Δm b , Δp b )은 예를 들어 방정식 11에 의해서 예정된 시간 간격(i) 안에서 탱크로부터 배출되는 가스 혼합물의 평균 입자 질량(M i )이 결정되기 전에 화살표(37, 38)에 의해 지시된 바와 같이 보정된다.
특히 바람직한 사실은, 전술된 타당성 검사에서는 상기 타당하지 않은 값 쌍(Δm i 및 Δp i )의 측정 에러 그리고 타당한 값 쌍이 존재하는 범위의 한계(31, 32)의 부정확성도 고려된다는 것이다. 예를 들어 도 2에는 상기 값 쌍(Δm b , Δp b )의 에러 범위가 직사각형(39)으로 지시되어 있다(예를 들어 1 x σ 또는 3 x σ). 바람직하게 그 경우에는 예를 들어 추가의 산출을 위한 토대로서 이용되기 전에 한 가지 타당하지 않은 값 쌍이 보정되지만, 센서들 중 한 센서에서의 에러 또는 상기 시스템의 한 기타 장치에서의 에러는 단지 상기 값 쌍의 에러 범위와 인접한 불안전 범위를 포함하는 타당한 값 범위(33) 사이에 중첩이 전혀 존재하지 않는 경우에만 진단된다.
전술된 타당성 검사 및 상황에 따라 이루어지는 보정은 대안적으로 상기 값 쌍(Δm i , Δp i )에 의해서 이루어지지 않으며, 오히려 예를 들어 상기 값 쌍으로부터 방정식 11에 따라 평균 입자 질량(Li)이 산출되거나 또는 공기 필요(L i ) 혹은 가열 값(H i )이 전술된 바와 같이 산출되는 경우에 이루어진다.
타당하지 않은 값 쌍들(Δm a , Δp a ), (Δm b , Δp b )은 대안적으로 특성 곡선, 특히 예를 들어 가스 질량 흐름-측정 장치(12) 또는 공기 흡입관 내에 배치된 공기 질량 흐름-측정 장치의 특성 곡선을 보정할 목적으로 사용된다. 한 특성 곡선의 보정은 바람직하게 단지 토대가 되는 예정된 시간 간격(i) 안에서 사용되는 작동 파라미터 범위 내에서만 이루어진다.
상기 값 쌍(Δm i , Δp i )의 측정 에러를 적게 유지하기 위하여, 바람직하게 각각의 예정된 시간 간격(i)은 통계상의 편차 및 측정 에러가 한 예정된 범위(예를 들어 ± 2%) 안에 놓이게 될 때까지 선택되거나 또는 연장된다.
전술된 계산들은 대안적으로 측정된 압력 값(pi)이 특정 온도 레벨(예를 들어,
Figure 112009031244311-pct00023
)까지 표준화되도록 변경되며,
Figure 112009031244311-pct00024
(방정식 15)
그 다음에는 탱크 압력의 상기 표준화된 측정값들로부터 표준화된 압력 변동
Figure 112009031244311-pct00025
(방정식 16)
이 산출된다.
바람직하게 탱크를 채우는 과정 후에 결정된 내연 기관의 작동 파라미터 범위들(특히 고출력 범위들)은 탱크 내에 존재하고 탱크로부터 배출되며 내연 기관에 공급되는 가스 혼합물의 조성이 결정되거나 또는 충분히 정확하게 결정된 경우에 비로소 개방된다. 달리 표현하자면, 연료가 작동 파라미터 범위들 내에서 (예를 들어 과도하게 높은 연소 압력 기울기에 의한) 내연 기관(16)의 손상을 피하기에 충분한 최소 품질을 갖고 있다는 사실이 확인되는 경우에 비로소 상기 특정 작동 파라미터 범위들이 개방된다.
바람직하게 탱크(10) 안에 있는 가스 혼합물의 조성은 각각의 탱크 채움 과정 이후에 뿐만 아니라 내연 기관의 작동 중에도 계속해서 반복된다. 그럼으로써, 탱크(10) 내에 있는 액체 성분의 증발로 인한, 가스 혼합물 속에 포함된 입자 종류의 응축으로 인한 또는 탱크 내에 있는 액체 성분 속에서 한 종류의 입자가 용해됨으로 인한 가스 혼합물의 조성 변동도 검출된다. 이 경우 범위(33) 및 상기 범위의 한계(31, 32)는 가스 혼합물의 조성이 전술된 증발 공정, 응축 공정 및 용해 공정으로 인해 이전 시간 간격(i-1) 이후로 얼마나 심하게 변동될 수 있는지로부터 결과적으로 얻어진다.
전술된 증발 공정, 응축 공정 및 용해 공정이 예를 들어 DE 10 2006 022 357.8호에 기술된 바와 같이 고려됨으로써 바람직하게 탱크 안에 존재하는 그리고 탱크로부터 배출되는 그리고 내연 기관(16)에 공급되는 가스 혼합물의 조성이 더 정확하게 결정된다. 그와 반대로 에탄, 프로판, 부탄 및 더 무거운 탄화수소의 비율이 무시되고 전술된 바와 같이 방정식 13에서 단지 메탄 및 질소만 고려됨으로써 전술된 방법은 명백하게 단순해진다.
탱크(10)로부터 배출되어 내연 기관(16)에 공급되는 가스 혼합물의 품질 그리고 공기 필요는 바람직하게 내연 기관(16)의 전체 작동 중에 제어 장치(20)에 의해서 전술된 방식들 중에 한 가지 방식으로 계속해서 새롭게 결정된다. 이 목적을 위하여 제어 장치(20)는 바람직하게 펌웨어(Firmware) 혹은 소프트웨어의 형태로 된 컴퓨터 프로그램을 구비하며, 상기 컴퓨터 프로그램은 압력 센서(21)의 압력 신 호 및 온도 센서(22)의 온도 신호를 전술된 방식으로 평가하고, 개별 시간 간격 안에 탱크(10)로부터 배출되어 내연 기관(16)에 공급되는 가스 혼합물의 조성을 전술된 방법들 중 한 가지 방법으로 계산한다. 이와 같은 과정은 바람직하게 계산 장치(25) 내에서 이루어진다.
전술된 내용과 달리 도면 부호 (20)으로 표기된 장치는 내연 기관(16)의 제어 장치와 별개의 장치일 수 있다. 상기 별개의 장치는 바람직하게 버스를 통해서, 특히 바람직하게는 CAN-버스를 통해서 내연 기관의 제어 장치에 연결되어 있다. 제어 장치는 상기 버스 또는 다른 하나의 데이터 연결부를 통하여, 상기 장치(20)에 의해서 결정된 그리고 탱크(10)로부터 배출되어 내연 기관(16)에 공급되는 가스 혼합물의 조성에 대한 정보를 얻는다.
도 3은 본 발명에 따른 탱크 안에 있는 가스 혼합물의 조성을 결정하기 위한 방법의 개략적인 흐름도이다. 상기 방법은 내연 기관의 제어 장치의 소프트웨어 혹은 펌웨어 안에서 실행되거나 또는 상기 소프트웨어 혹은 펌웨어에 의해서 실현 또는 제어될 수 있다. 예를 들어 도 3에는 상기 방법이 탱크를 채우는 과정으로 시작된다는 내용이 도시되어 있다. 대안적으로 상기 방법은 다른 과정(예를 들면 내연 기관의 작동 개시)에 의해서 시작되고/시작되거나 계속 반복된다.
상기 방법은 본 실시예에서 번호 50으로 지시된 단계로 시작하여 탱크를 채우기 시작하는 단계(제 1 단계(51))로 넘어가며, 제 2 단계(52)에서는 탱크(10) 안에 있는 잔류 가스량이 압력 센서(21)에 의해서 결정된다. 탱크를 채우는 과정이 종료(제 3 단계(53))된 후에 탱크를 채운 가스량은 제 4 단계(54)에서 압력 센 서(21)를 이용한 압력 측정에 의해 결정되며, 특히 탱크를 채우는 과정이 시작될 때와 탱크를 채우는 과정이 종료될 때의 탱크(10) 내부의 압력차로부터 결정된다. 제 2 단계(52)에서 결정된 잔류 가스량 및 제 4 단계(54)에서 결정된 탱크를 채운 가스량 그리고 탱크를 채우는 과정이 시작될 때에 탱크(10) 안에 존재하는 가스 혼합물의 공지된 조성으로부터 최대로 가능한 가스 조성, 다시 말해 특히 예를 들어 최대 메탄 비율, 최소 질소 비율 및 결과적으로 나타나는 최대 공기 필요, 최대 가열 값 그리고 최소 메탄 비율, 최대 질소 비율 및 결과적으로 나타나는 최소 공기 필요 또는 최소 가열 값이 산출된다.
제 6 단계(61)에서는 압력 센서(21)에 의해 탱크(10) 내부의 가스 압력이 결정된다. 제 7 단계(62)에서는 온도 센서(22)에 의해 탱크(10) 내부의 가스 온도가 결정된다. 제 8 단계(63)에서는 람다-탐침(18)에 의해 내연 기관(16) 내부에서 이루어지는 연소의 람다-값이 결정된다. 제 9 단계(64)에서는 공기 질량 흐름-측정 장치에 의하여, 예정된 시간 간격(i) 안에 내연 기관(16)에 공급되는 공기 질량이 결정된다. 제 10 단계(65)에서는 압력 센서(61)에 의해 수신된 압력 신호에 의해서 지시되는 탱크 압력이 방정식 15에 따라 제어 장치(20)에 의하여 표준화된다. 제 11 단계(66)에서는 방정식 16에 따라 제어 장치에 의하여, 예정된 시간 간격이 시작될 때에 그리고 종료될 때에 표준화된 압력으로부터 표준화된 압력차가 산출된다. 제 12 단계(67)에서 검출된 선행 시간 간격(i-1) 내에서의 연료 조성을 사용하여 제 13 단계(68)에서는 방정식(8)에 따라 제어 장치(20)에 의하여, 예정된 시 간 간격(i) 안에 내연 기관(16)에 공급되는 가스 혼합물의 질량(Δm i )이 결정된다. 대안적으로는 질량(Δm 메탄 )이 실제로 공급된 가스 혼합물 질량(Δm i )의 등가(equivalent)로서 산출된다.
제 14 단계(71)에서는 표준화된 기울기(Δp 표준화,i /Δm i )가 제어 장치(20)에 의하여 산출된다. 제 15 단계(72)에서는 상기 기울기 또는 그에 상응하는 값 쌍(Δp 표준화,i ,Δm i )이 규정된 편차 범위 안에 혹은 타당한 값 쌍의 범위(33) 안에 있는지의 여부가 결정된다. 그렇지 않은 경우에는 표준화된 기울기 또는 표준화된 값 쌍이 도 2를 참조하여 전술된 바와 같이 보정된 기울기 또는 보정된 값 쌍으로 대체된다. 그 다음에 이어서 제 16 단계(73)에서는 가스 혼합물의 조성이 산출되며, 이 경우 특히 제 17 단계(74)에서는 예를 들어 방정식 11, 12, 13 또는 14에 따라 메탄 비율, 질소 비율 또는 가스 혼합물 속에 포함된 다른 입자 종류들의 비율이 결정된다.
제 18 단계(81)에서는 상기 산출된 가스 혼합물의 조성이 타당한 범위 안에 있는지의 여부가 검출된다. 그렇지 않은 경우에는 제 19 단계(82)에서 가스 혼합물의 타당하지 않은 조성이 보정된 조성으로 대체된다. 한편으로 상기 제 18 단계(81) 및 제 19 단계(82) 그리고 다른 한편으로 상기 제 15 단계(72)는 대안적인 단계들로서 본 발명에서는 상기 단계들 중에 바람직하게 단 하나의 단계만 실현되었다.
제 20 단계(83)에서는 산출된 가스 혼합물 조성의 비타당성으로부터 결함 또 는 한 센서의 한 특성 곡선에 대한 보정 팩터의 적용 필요성이 추론된다. 에러를 식별하거나 또는 에러의 위치를 확인하기 위하여 추가의 정보들이 이용될 수 있다.
제 21 단계(84)에서는 상황에 따라 보정 팩터가 검출되는데, 예를 들면 가스 질량 흐름-측정 장치(12), 공기 질량 흐름-측정 장치의 특성 곡선에 대한 보정 팩터 또는 흡입관 모델에 대한 보정 팩터가 검출된다. 상기 제 20 단계(83) 및 제 21 단계(84)는 바람직하게 상기 제 18 단계(81) 및 제 19 단계(82) 대신에 제 15 단계(72)가 제공되는 경우에도 실시된다.
제 21 단계(84)에서 검출된 보정 팩터들은 상기 시간 간격 또는 후속하는 시간 간격들 안에서 탱크 압력의 결정(61), 연료 온도의 결정(62), 람다-값의 결정(63) 및/또는 내연 기관(16)에 공급된 공기 질량의 결정(64)에 이용된다.
제 22 단계(85)에서는 내연 기관(16)의 하나 또는 다수의 작동 파라미터가 내연 기관(16)에 공급된 가스 혼합물의 조성에 적응된다. 상기 작동 파라미터에는 특히 트리거링 시간 및 유입 밸브의 개방 기간 및/또는 유입 장치(14)의 추가의 조절 파라미터, 점화각, 유입 밸브 및/또는 배출 밸브를 위한 내연 기관의 캠 샤프트의 위상, 폐가스 재순환율, 공기 경로 안에 존재하는 추가 소자들(예컨대 와류 플랩)의 조절 파라미터 그리고 추가의 작동 파라미터가 속한다. 또한, 흡입관 모델의 파라미터, 예컨대 내연 기관(16)의 연료 소비 특성도 적응될 수 있다.
탱크를 채우는 과정이 종료(53)된 후에는 내연 기관의 개별 작동 파라미터 범위들, 예컨대 고출력 범위들이 제한 혹은 차단된다. 이와 같은 과정은 바람직하게 제 5 단계(55)에서 결정된 가능한 가스 혼합물 조성의 범위에 따라서도 이루어 진다. 제 16 단계(73) 또는 제 18 단계(81) 또는 제 19 단계(82)에서 결정된 내연 기관(16)에 공급되는 가스 혼합물의 조성 또는 그 대체값에 따라 제 24 단계(92)에서는 연료 품질 또는 탱크(10)로부터 배출되어 내연 기관(16)에 공급된 가스 혼합물의 품질이 작동 파라미터 범위를 개방하기 위해서 제공되었는지 그리고 경우에 따라서는 상기 개방을 위해 충분한지의 여부 또는 추가의 작동 파라미터 범위들이 제한 혹은 차단되어야만 하는지의 여부가 결정된다. 필요한 경우 작동 파라미터 범위의 제한 혹은 차단은 제 23 단계(91)에서 이루어지며, 가능한 경우 작동 파라미터 범위의 개방, 특히 고출력 범위의 개방은 제 25 단계(93)에서 이루어진다.
도 3을 참조하여 기술된 방법은 다양한 방식으로 단순하게 되거나 또는 훨씬 더 정밀하게 될 수 있다. 특히 조성의 산출은 이미 앞에서 기술된 바와 같이 복잡성 및 정확성이 상이한 방식으로 이루어질 수 있다. 또한, 전술된 방법의 여러 단계는 합쳐지거나 생략될 수도 있다.
그러나 본 발명에 따른 방법은 바람직하게 오로지 내연 기관의 제어 장치 내에서만 실시되거나 또는 상기 제어 장치에 의해서만 제어되지 않는다. 대안적으로 상기 방법은 제어 장치와 별개의 장치 내에서 실시되거나 또는 상기 별개의 장치에 의해서 제어된다. 특히 바람직하게 상기 별개의 장치와 제어 장치의 연결은 버스를 통해서, 특히 CAN-버스를 통해서 이루어진다.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
10: 탱크 12: 가스 질량 흐름-측정 장치
14: 유입 장치 16: 내연 기관
17: 내연 기관(16)의 폐가스 라인
18: 람다 탐침 20: 제어 장치
21: 압력 센서 22: 온도 센서
23: 주변 압력-센서 24: 가속 페달
25: 계산 장치 31: 제 1 원점 통과 직선
32: 제 2 원점 통과 직선
33: 범위 37, 38: 화살표
39: 직사각형 50: 시작
51: 제 1 단계 52: 제 2 단계
53: 제 3 단계 54: 제 4 단계
55: 제 5 단계 61: 제 6 단계
62: 제 7 단계 63: 제 8 단계
64: 제 9 단계 65: 제 10 단계
66: 제 11 단계 67: 제 12 단계
68: 제 13 단계 71: 제 14 단계
72: 제 15 단계 73: 제 16 단계
74: 제 17 단계 81: 제 18 단계
82: 제 19 단계 83: 제 20 단계
84: 제 21 단계 85: 제 22 단계
91: 제 23 단계 92: 제 24 단계
93: 제 25 단계

Claims (19)

  1. 탱크(10) 내부의 가스 혼합물의 조성을 결정하기 위한 방법으로서,
    예정된 시간 간격이 시작될 때에 탱크(10) 내부의 제 1 압력을 결정하는 단계(61);
    탱크(10)로부터 가스 혼합물을 배출하는 단계;
    상기 시간 간격 안에 탱크(10)로부터 배출되는 가스 혼합물의 질량을 결정하는 단계(63, 64, 67, 68);
    예정된 시간 간격이 종료될 때에 탱크(10) 내부의 제 2 압력을 결정하는 단계(61);
    상기 제 1 압력, 제 2 압력 및 상기 시간 간격 안에 탱크(10)로부터 배출되는 가스 혼합물의 질량으로부터 탱크(10) 내부의 가스 혼합물의 조성을 결정하는 단계(71, 72, 73, 81, 82)를 포함하는,
    탱크 내부의 가스 혼합물의 조성을 결정하기 위한 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 조성을 결정하는 단계는 배출된 질량(Δmi) 및 상기 제 1 압력(pi)과 제 2 압력(pi+1)의 차(Δp = pi+1 - pi)로부터 가스 혼합물의 평균 입자 질량(Mi)을 결정하는 단계(71)를 포함하는,
    탱크 내부의 가스 혼합물의 조성을 결정하기 위한 방법.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    배출된 질량을 가스 질량 흐름-측정 장치(12)로 결정하는,
    탱크 내부의 가스 혼합물의 조성을 결정하기 위한 방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 가스 혼합물의 질량을 결정하는 단계는
    예정된 시간 간격 안에 탱크(10)로부터 배출되는 가스 혼합물을 공기로 연소시키는 단계;
    상기 예정된 시간 간격 안에 탱크(10)로부터 배출되는 가스 혼합물의 연소를 위해서 사용되는 공기의 질량을 결정하는 단계(64);
    상기 연소의 람다-값을 결정하는 단계(63);
    상기 연소를 위해서 사용되는 공기의 질량, 상기 람다-값 그리고 가스 혼합물의 화학량론적인 공기 필요로부터 상기 예정된 시간 간격 안에 탱크(10)로부터 배출되는 가스 혼합물의 질량을 결정하는 단계(68)를 포함하는,
    탱크 내부의 가스 혼합물의 조성을 결정하기 위한 방법.
  5. 탱크(10) 내부의 가스 혼합물의 조성을 결정하기 위한 방법으로서,
    예정된 시간 간격이 시작될 때에 탱크(10) 내부의 제 1 압력을 결정하는 단계(61);
    탱크(10)로부터 가스 혼합물을 배출하는 단계;
    상기 시간 간격 안에 탱크(10)로부터 배출되는 가스 혼합물의 연소 가능한 비율을 결정하는 단계(63, 64, 67, 68);
    예정된 시간 간격이 종료될 때에 탱크(10) 내부의 제 2 압력을 결정하는 단계(61);
    상기 제 1 압력, 제 2 압력 및 상기 시간 간격 안에 탱크(10)로부터 배출되는 가스 혼합물의 연소 가능한 비율로부터 탱크(10) 내부의 가스 혼합물의 조성을 결정하는 단계(71, 72, 73, 81, 82)를 포함하는,
    탱크 내부의 가스 혼합물의 조성을 결정하기 위한 방법.
  6. 제 5 항에 있어서,
    예정된 시간 간격 안에 탱크(10)로부터 배출되는 가스 혼합물을 공기로 연소시키는 단계;
    상기 예정된 시간 간격 안에 탱크(10)로부터 배출되는 가스 혼합물의 연소를 위해서 사용되는 공기의 질량을 결정하는 단계(64);
    상기 연소의 람다-값을 결정하는 단계(63);
    상기 연소를 위해서 사용되는 공기의 질량, 상기 람다-값 그리고 탱크(10)로부터 배출되는 가스 혼합물의 연소 가능한 비율의 화학량론적인 공기 필요로부터 상기 예정된 시간 간격 안에 탱크(10)로부터 배출되는 가스 혼합물의 연소 가능한 비율을 결정하는 단계(68)를 포함하는 단계로 상기 연소 가능한 비율의 크기를 결정하는,
    탱크 내부의 가스 혼합물의 조성을 결정하기 위한 방법.
  7. 제 6 항에 있어서,
    가스 혼합물의 연소 가능한 비율이 단지 메탄만을 포함한다는 사실을 어림셈으로서 가정하는,
    탱크 내부의 가스 혼합물의 조성을 결정하기 위한 방법.
  8. 제 4 항, 제 6 항 또는 제 7 항에 있어서,
    연소를 위해 사용되는 공기의 질량을 가스 질량 흐름-측정 장치로 결정하는,
    탱크 내부의 가스 혼합물의 조성을 결정하기 위한 방법.
  9. 제 4 항, 제 6 항 또는 제 7 항에 있어서,
    상기 연소 단계를 내연 기관(16) 내부에서 실시하고, 연소를 위해 사용되는 공기의 질량을 내연 기관(16)의 작동 파라미터들로부터 결정하는,
    탱크 내부의 가스 혼합물의 조성을 결정하기 위한 방법.
  10. 제 1 항 또는 제 5 항에 있어서,
    상기 결정된 가스 혼합물의 조성의 타당성을 검사하는 단계(72, 81);
    상기 조성이 타당하지 않은 경우에는 상기 결정된 가스 조성을 보정하는 단계(82)를 추가로 포함하는,
    탱크 내부의 가스 혼합물의 조성을 결정하기 위한 방법.
  11. 제 1 항 또는 제 5 항에 있어서,
    가스 조성이 결정될 때까지 가스 혼합물이 연소 가스로서 공급되는 내연 기관(16)의 한 작동 파라미터의 예정된 값 범위를 차단하는 단계(91)를 추가로 포함하는,
    탱크 내부의 가스 혼합물의 조성을 결정하기 위한 방법.
  12. 탱크(10) 내부의 가스 혼합물의 조성을 결정하기 위한 컴퓨터 프로그램이 저장된 저장매체로서,
    상기 컴퓨터 프로그램은 제 1 항 또는 제 5 항 중 어느 한 항에 따른 방법의 단계들을 실시하거나 제어하도록 형성된,
    탱크 내부의 가스 혼합물의 조성을 결정하기 위한 컴퓨터 프로그램이 저장된 저장매체.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 컴퓨터 프로그램은 제어 장치(20) 내부에 펌웨어로서 형성된,
    탱크 내부의 가스 혼합물의 조성을 결정하기 위한 컴퓨터 프로그램이 저장된 저장매체.
  14. 내연 기관(16)용 가스 혼합물의 조성을 결정하기 위한 장치(20)로서,
    탱크(10) 내부의 압력을 지시하는 압력 신호를 수신하기 위한 압력 신호 입력부;
    가스 흐름을 지시하는 가스 흐름 신호를 수신하기 위한 가스 흐름 신호 입력부;
    예정된 시간 간격이 시작될 때의 탱크(10) 내부의 제 1 압력, 예정된 시간 간격이 종료될 때의 탱크(10) 내부의 제 2 압력 그리고 예정된 시간 간격 안에 탱 크(10)로부터 배출되는 가스 혼합물 양의 질량으로부터 탱크(10) 내부의 가스 혼합물의 조성을 산출하기 위한 계산 장치(25);
    상기 계산 장치(25)에 의해서 산출된 가스 혼합물의 조성에 따라 내연 기관(16)의 한 작동 파라미터를 제어하기 위한 제어 신호를 출력하기 위한 제어 신호 출력부를 구비하는,
    내연 기관용 가스 혼합물의 조성을 결정하기 위한 장치.
  15. 장치(20)로서,
    탱크(10) 내부의 압력을 지시하는 압력 신호를 수신하기 위한 압력 신호 입력부;
    내연 기관(16)의 한 작동 파라미터를 지시하는 작동 파라미터 신호를 수신하기 위한 작동 파라미터 신호 입력부;
    예정된 시간 간격이 시작될 때의 탱크(10) 내부의 제 1 압력, 예정된 시간 간격이 종료될 때의 탱크(10) 내부의 제 2 압력 그리고 예정된 시간 간격 안에 있는 내연 기관(16)의 한 작동 파라미터로부터 탱크(10) 내부의 가스 혼합물의 조성을 산출하기 위한 계산 장치(25);
    상기 계산 장치(25)에 의해서 산출된 가스 혼합물의 조성에 따라 내연 기관(16)을 위한 제어 신호를 출력하기 위한 제어 신호 출력부를 구비하는,
    내연 기관용 가스 혼합물의 조성을 결정하기 위한 장치.
  16. 제 14 항에 있어서,
    상기 장치는 제 1 항 또는 제 5 항에 따른 방법의 여러 단계를 실시 또는 제어하기 위해서 형성된,
    내연 기관용 가스 혼합물의 조성을 결정하기 위한 장치.
  17. 제 15 항에 있어서,
    상기 장치는 제 1 항 또는 제 5 항에 따른 방법의 여러 단계를 실시 또는 제어하기 위해서 형성된,
    내연 기관용 가스 혼합물의 조성을 결정하기 위한 장치.
  18. 제 14 항 또는 제 15 항에 있어서,
    상기 장치는 내연 기관의 작동 파라미터를 제어 또는 조절하도록 형성된 내연 기관용 제어 장치인,
    내연 기관용 가스 혼합물의 조성을 결정하기 위한 장치.
  19. 제 18 항에 있어서,
    버스 또는 다른 데이터 라인을 통하여 상기 장치(20)를 내연 기관용 제어 장치와 연결하기 위한 인터페이스를 추가로 구비하는,
    내연 기관용 가스 혼합물의 조성을 결정하기 위한 장치.
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