WO2012107334A1 - Verfahren und vorrichtung zur dynamischen vorsteuerung eines kraftstoff-luft-gemisches für einen verbrennungsmotor - Google Patents
Verfahren und vorrichtung zur dynamischen vorsteuerung eines kraftstoff-luft-gemisches für einen verbrennungsmotor Download PDFInfo
- Publication number
- WO2012107334A1 WO2012107334A1 PCT/EP2012/051673 EP2012051673W WO2012107334A1 WO 2012107334 A1 WO2012107334 A1 WO 2012107334A1 EP 2012051673 W EP2012051673 W EP 2012051673W WO 2012107334 A1 WO2012107334 A1 WO 2012107334A1
- Authority
- WO
- WIPO (PCT)
- Prior art keywords
- fuel
- air mixture
- internal combustion
- combustion engine
- actual
- Prior art date
Links
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
- F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
- F02D41/0025—Controlling engines characterised by use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
- F02D19/00—Controlling engines characterised by their use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures
- F02D19/06—Controlling engines characterised by their use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures peculiar to engines working with pluralities of fuels, e.g. alternatively with light and heavy fuel oil, other than engines indifferent to the fuel consumed
- F02D19/0602—Control of components of the fuel supply system
- F02D19/0607—Control of components of the fuel supply system to adjust the fuel mass or volume flow
- F02D19/061—Control of components of the fuel supply system to adjust the fuel mass or volume flow by controlling fuel injectors
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
- F02D19/00—Controlling engines characterised by their use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures
- F02D19/06—Controlling engines characterised by their use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures peculiar to engines working with pluralities of fuels, e.g. alternatively with light and heavy fuel oil, other than engines indifferent to the fuel consumed
- F02D19/0639—Controlling engines characterised by their use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures peculiar to engines working with pluralities of fuels, e.g. alternatively with light and heavy fuel oil, other than engines indifferent to the fuel consumed characterised by the type of fuels
- F02D19/0642—Controlling engines characterised by their use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures peculiar to engines working with pluralities of fuels, e.g. alternatively with light and heavy fuel oil, other than engines indifferent to the fuel consumed characterised by the type of fuels at least one fuel being gaseous, the other fuels being gaseous or liquid at standard conditions
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
- F02D19/00—Controlling engines characterised by their use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures
- F02D19/06—Controlling engines characterised by their use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures peculiar to engines working with pluralities of fuels, e.g. alternatively with light and heavy fuel oil, other than engines indifferent to the fuel consumed
- F02D19/08—Controlling engines characterised by their use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures peculiar to engines working with pluralities of fuels, e.g. alternatively with light and heavy fuel oil, other than engines indifferent to the fuel consumed simultaneously using pluralities of fuels
- F02D19/081—Adjusting the fuel composition or mixing ratio; Transitioning from one fuel to the other
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
- F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
- F02D41/0025—Controlling engines characterised by use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures
- F02D41/0027—Controlling engines characterised by use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures the fuel being gaseous
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
- F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
- F02D41/30—Controlling fuel injection
- F02D41/3094—Controlling fuel injection the fuel injection being effected by at least two different injectors, e.g. one in the intake manifold and one in the cylinder
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
- F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
- F02D41/02—Circuit arrangements for generating control signals
- F02D41/14—Introducing closed-loop corrections
- F02D41/1401—Introducing closed-loop corrections characterised by the control or regulation method
- F02D2041/141—Introducing closed-loop corrections characterised by the control or regulation method using a feed-forward control element
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
- Y02T10/30—Use of alternative fuels, e.g. biofuels
Definitions
- a method for the dynamic pilot control of a fuel-air mixture for an internal combustion engine in the mixed operation of liquid and gaseous fuel wherein a desired fuel-air mixture is determined in dependence on a load dynamics of the internal combustion engine and after a first injection of the fuel, an actual fuel Air mixture is compared with the target fuel-air mixture, wherein in a deviation of the actual fuel-air mixture of the desired fuel-air mixture, the fuel supply is changed, and a control device for carrying out the method.
- Bi-fuel refers to a gasoline-gas system that operates on either gas only or gasoline only.
- a bi-fuel vehicle allows different modes of operation: a pure one
- dual-fuel a diesel-gas system, referred to as dual-fuel, which operates in pure diesel mode or mixed diesel gas operation.
- the gaseous fuel is usually injected into the intake area of the internal combustion engine, while the injection of the liquid fuel Substance takes place either in the intake manifold, near the intake valves of the internal combustion engine or directly in the cylinders.
- a desired fuel-air mixture is calculated, from which the respective amount of the gaseous or liquid fuel is calculated, which is supplied to the internal combustion engine. After the injection of the gaseous fuel, it is checked to what extent an actual fuel-air mixture corresponds to the desired fuel-air mixture. If there are deviations, a control unit decides how much fuel has to be supplied to the internal combustion engine in order to achieve an optimum target fuel
- the invention is thus based on the object of specifying a method for the dynamic precontrol of a fuel-air mixture for an internal combustion engine, which enables a mixed mixture precontrol in the mixed operation of liquid and gaseous fuel.
- the object is achieved in that a filling amount of the gaseous fuel is supplied to the internal combustion engine and at a deviation of the actual fuel-air mixture from the target fuel-air mixture, the actual fuel-air mixture before ignition is corrected by supplying a correction filling amount of the liquid fuel into the internal combustion engine.
- This has the advantage that by using the liquid force Stoffes as a correction medium a quick intervention on the composition of the fuel-air mixture at a given load dynamics is possible.
- the lead times to set a defined amount of fuel at load dynamics are substantially lenth when using the liquid fuel than when using the gaseous fuel. Therefore, much later, the injection of the liquid fuel can be started, which is then fully effective at the time of ignition of the internal combustion engine and the predetermined target fuel-air mixture is adjusted.
- the filling amount of the gaseous fuel is determined, which is supplied to the internal combustion engine and the actual fuel-air mixture determined after the injection of the gaseous fuel, wherein at a high air component in the actual fuel - Air mixture, the correction filling amount of the liquid fuel is injected into the internal combustion engine to adapt the actual fuel-air mixture to the desired fuel-air mixture. Since the actual fuel-air mixture is determined only after the injection of the gaseous fuel, is at this time a more accurate prediction about the amount of air in the combustion cylinder of the internal combustion engine available. Thus, by using the liquid fuel with positive load dynamics, the actual fuel-air mixture can be set more accurately than when using the gaseous fuel alone. A Gemischausmag réelle is thereby reliably avoided.
- the method is advantageously divided into two phases, wherein in the first phase the filling quantity of the gaseous fuel is calculated with the current filling value and is released for injection via the gas injector of the gaseous fuel. In the second phase, the filling value is updated and checked whether sufficient fuel for the realization of the desired fuel-air mixture was deposited with the gas injection. Is not this In the case, the missing amount of fuel is delivered via the correction filling amount of the liquid fuel.
- the filling amount of the gaseous fuel and / or the correction filling amount of the liquid fuel are determined in advance for the time of ignition of the internal combustion engine.
- the correction filling amount of the liquid fuel is also determined in advance for the time of ignition of the internal combustion engine.
- various aspects can be considered in particular for determining the time of blowing in the gaseous fuel or the injection of the liquid fuel.
- the air charge in the considered cylinder of the internal combustion engine which affects the fuel-air mixture, changes compared to the fuel values.
- a certain amount of time is required to discontinue the injection or injection quantity of the liquid fuel.
- the interpolation algorithms of a control unit provide more accurate filling values, so that a correction quantity for the liquid fuel can be easily calculated taking into account the previous gas injection quantity.
- a physical and / or control-related lead time is taken into account in the determination of the filling amount of the gaseous fuel and in determining the correction filling amount of the liquid fuel.
- This lead time is necessary because the injection of the gaseous fuel into the intake manifold of the engine takes place and the gaseous fuel takes a certain amount of time to get into the cylinder of the internal combustion engine.
- the control-related lead time takes into account that the filling quantity of the gaseous fuel in a first arithmetic unit and the correction filling quantity of the liquid fuel are determined in a second arithmetic unit, the two arithmetic units communicating with one another.
- Fuel-air mixture has assumed the desired value of the desired fuel-air mixture at the time of ignition of the fuel-air mixture in the internal combustion engine.
- the actual fuel-air mixture is interpolated at different times before the mixture ignition. At these later times, an ever more accurate prediction of the amount of air in the cylinder of the internal combustion engine is available, since the injected gaseous fuel already in
- a development of the invention relates to a device for the dynamic pilot control of a fuel-air mixture for an internal combustion engine in the mixed operation of liquid and gaseous fuel, wherein a desired
- Fuel-air mixture is determined in response to a load dynamics and after a first injection of the fuel, an actual fuel-air mixture with the target fuel-air mixture is compared, wherein a deviation of the actual fuel-air mixture the fuel supply is changed by the desired fuel-air mixture.
- liquid fuel As a quick intervention possibility on the fuel-air mixture composition with load dynamics, the lead times to set a defined amount of fuel at load dynamics can be significantly reduced. Therefore, with liquid fuel, the injection can be started much later than with the gaseous injection
- the desired fuel Adjust the air mixture more accurately than when using the gaseous fuel alone.
- Another development of the invention relates to an engine control unit, which is connected to a supply control device of the gaseous fuel, the gas injector of the gaseous fuel and an injection injector of the liquid fuel.
- the mixture precontrol of the internal combustion engine is improved when a processing unit of the desired fuel-air mixture determines the filling amount of the gaseous fuel which is supplied to the internal combustion engine via the gas injector and determines the actual fuel-air mixture after the injection of the gaseous fuel is at a too high air content in the actual fuel-air mixture via the injection injector, the correction filling amount of the liquid fuel in the internal combustion engine for adapting the actual fuel-air mixture to the desired fuel-air mixture can be injected.
- This engine control unit is particularly suitable for diesel-gas systems, which are ignited via a diesel engine.
- the engine control unit which is connected to a supply control device of the gaseous fuel, the gas injector of the gaseous fuel and an injection injector of the liquid fuel, an ignition device.
- the mixture precontrol of the
- Internal combustion engine is improved when a processing unit of the target fuel-air mixture determines the filling amount of the gaseous fuel which is supplied to the internal combustion engine via the gas injector and the actual air-fuel mixture is determined after the injection of the gaseous fuel, wherein at a too high air component in the actual fuel-air mixture via the injector, the correction filling amount of the liquid fuel in the internal combustion engine to adapt the actual fuel-air mixture to the target fuel-air mixture can be injected.
- Figure 1 is a schematic flow diagram of the method according to the invention
- Figure 2 a first embodiment of a gasoline-gas operation of
- FIG. 3 Lead times for the exemplary embodiment according to FIG. 2
- Figure 4 a second embodiment of a diesel-gas operation of
- FIG. 5 the lead times for the exemplary embodiment according to FIG. 4.
- FIG. 1 shows a flow chart for the method according to the invention over time.
- the inventive method is formed in two stages.
- an injection quantity of the gaseous fuel is determined with the filling quantity predicted in the block 101 for the ignition point in dependence on the desired fuel-air mixture, which is predetermined as a function of the operating point (block 102).
- the gas injectors are controlled and released for injecting the calculated filling amount of the gaseous fuel (block 103).
- a correction fill amount of the liquid fuel to be injected into the engine in addition to the gaseous fuel is calculated at the block 104 based on the previously injected amount of the gaseous fuel determined at block 102 (block 105).
- the injection of the correction filling amount of the liquid fuel is only necessary if the actual time reached the fuel-air mixture deviates from the target fuel-air mixture. If this deviation exists, the injection injector is activated in block 106 to output the correction filling quantity of the liquid fuel.
- FIG. 2 shows a first embodiment is shown, in which a not further shown internal combustion engine is operated in gasoline-gas operation. It is used as a liquid fuel gasoline.
- the internal combustion engine is indicated by means of a cylinder 3, which has a suction region 4.
- the gas injector 5 Into the intake 4 projects the gas injector 5, which is connected via a gas pressure regulator 6 and a Gasabsperrventil 7 with the gas storage tank 8.
- An injection injector 9 protrudes directly into the cylinder 3 of the internal combustion engine, which ensures the supply of the gasoline as liquid fuel to the internal combustion engine.
- the supply of the gaseous fuel or the liquid fuel is controlled by an engine control unit 10.
- the engine control unit 10 is once connected to the gas shut-off valve 7 and the gas injector 5.
- FIG. 3 shows an overview of the lead time, which is achieved with the exemplary embodiment explained in FIG. 2, in which the injection of the liquid or gaseous fuel is controlled by the engine control unit 10.
- the curve 1 a typical real filling curve is shown in a positive load change in an internal combustion engine, in which a gaseous fuel is supplied to the internal combustion engine.
- the amount of gaseous fuel determined by the engine control unit 10 which is necessary to achieve the desired fuel-air mixture, is injected.
- the amount of liquid fuel necessary to achieve the desired fuel-air mixture is determined, which is injected at the time t3.
- the filling values interpolated by the engine control unit 10 to the ignition point are represented by the curves 12.
- the procedure is as follows.
- the engine control unit 10 gives the signal to the gas injector 5 to blow the filling quantity of the gaseous fuel determined in advance from the desired fuel-air mixture into the intake tract 4 of the internal combustion engine.
- This injection takes a certain time and is completed at time t2.
- the time of flight of the gaseous fuel from the intake tract 4 into the cylinder 3 of the internal combustion engine is taken into account.
- Based on the first amount of fuel it is taken into account in the modeling that this first quantity of fuel has reached the cylinder of the internal combustion engine at the time of the mixture ignition.
- the liquid fuel is injected directly into the cylinder 3, only a very short time is necessary to influence the existing actual fuel-air mixture in the desired ratio.
- the liquid fuel is then injected into the cylinder 3 at time t3, that is to say at a time which is much later than the time t1 of the injection of the gaseous fuel.
- the deviations of the desired target fuel-air mixture from the real actual fuel-air mixture can correct promptly, at the time of start of the combustion in the cylinder 3, the desired desired fuel-air mixture is present.
- FIG. 4 shows a second embodiment of a diesel-gas operation of the internal combustion engine is shown, wherein the internal combustion engine is provided with two control devices and a Vorkammeinspritzung.
- the gas injector 5 is connected to the gas tank 8 via a gas pressure regulator 6 and a gas shut-off valve 7 and projects into the intake area 4 of the gas inlet Combustion engine.
- the internal combustion engine has, near the cylinder 3, an antechamber 13 in which the diesel fuel, which is used as liquid fuel in this embodiment, is injected. This is done via the diesel injector 16, which is controlled by the engine control unit 10.
- the engine control unit 10 is provided with an additional gas control device
- the gas control device 14 which communicate with each other via a bidirectional interface 15 in the form of, for example, a CAN bus.
- the gas control device 14 is electronically connected to the gas injector 5 and the gas shut-off valve 7. Via the bidirectional interface 15 data is transmitted, which are necessary for the synchronization of both control units 10, 14.
- the injection quantity of the gaseous fuel in the gas control unit 14 is calculated on the basis of transmitted filling values of the engine control unit 10.
- the injection quantity of the gaseous fuel could also be calculated by the engine control unit 10 and then transmitted to the gas control unit 14, which then only carries out the control of the gas injector 5.
- the liquid fuel is injected approximately directly into the cylinder 3 of the internal combustion engine, thus the actual fuel-air mixture can thus change in the short term, so that the difference between actual fuel-air mixture and target fuel-air mixture very quickly can be corrected and at the time of ignition in the cylinder 3 of the internal combustion engine, the desired target
- Fuel-air mixture is present.
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
- Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
- Output Control And Ontrol Of Special Type Engine (AREA)
Abstract
Verfahren zur dynamischen Vorsteuerung eines Kraftstoff-Luft-Gemisches für einen Verbrennungsmotor im gemischten Betrieb von flüssigem und gasförmigem Kraftstoff, wobei ein Soll-Kraftstoff-Luft-Gemisch in Abhängigkeit einer Lastdynamik des Verbrennungsmotors bestimmt wird und nach einer ersten Einspritzung des Kraftstoffes ein Ist-Kraftstoff-Luft-Gemisch mit dem Soll-Kraftstoff-Luft-Gemisch verglichen wird, wobei bei einer Abweichung des Ist-Kraftstoff-Luft-Gemisches von dem Soll-Kraftstoff-Luft-Gemisch die Kraftstoffzufuhr verändert wird. Um eine genaue Vorsteuerung des Kraftstoff-Luft-Gemisches im Verbrennungsmotor zu erreichen, wird eine Füllmenge des gasförmigen Kraftstoffes dem Verbrennungsmotor zugeführt und bei einer Abweichung des Ist-Kraftstoff-Luft-Gemisches von dem Soll-Kraftstoff-Luft-Gemisch, das Ist-Kraftstoff-Luft-Gemisch vor einer Gemischzündung durch Zufuhr einer Korrekturfüllmenge des flüssigen Kraftstoffes in dem Verbrennungsmotor korrigiert.
Description
Beschreibung Titel
Verfahren und Vorrichtung zur dynamischen Vorsteuerung eines Kraftstoff-Luft- Gemisches für einen Verbrennungsmotor
Stand der Technik
Verfahren zur dynamischen Vorsteuerung eines Kraftstoff-Luft-Gemisches für einen Verbrennungsmotor im gemischten Betrieb von flüssigem und gasförmigem Kraftstoff, wobei ein Soll-Kraftstoff-Luft-Gemisch in Abhängigkeit einer Lastdynamik des Verbrennungsmotors bestimmt wird und nach einer ersten Einspritzung des Kraftstoffes ein Ist-Kraftstoff-Luft-Gemisch mit dem Soll-Kraftstoff-Luft- Gemisch verglichen wird, wobei bei einer Abweichung des Ist- Kraftstoff- Luft- Gemisches von dem Soll-Kraftstoff-Luft-Gemisch die Kraftstoffzufuhr verändert wird, sowie ein Steuergerät zur Durchführung des Verfahrens.
Eine gattungsgemäße Vorrichtung ist aus der US 7,620,488 B2 bekannt. Dabei wird ein sogenanntes Bi-Fuel-Fahrzeug beschrieben. Bi-Fuel bezeichnet ein Benzin-Gas-System, welches entweder nur mit Gas oder nur mit Benzin betrie- ben wird. Ein Bi-Fuel-Fahrzeug erlaubt verschiedene Betriebsarten: einen reinen
Betrieb mit Einblasung eines gasförmigen Kraftstoffes, einen reinen Betrieb mit Einspritzung eines flüssigen Kraftstoffes und einen kombinierten Betrieb, bei welchem gasförmiger und flüssiger Kraftstoff im selben Zyklus in den Verbrennungsmotor eingebracht werden.
Im Gegensatz dazu wird ein Diesel-Gas-System, als Dual-Fuel bezeichnet, welches im reinen Dieselbetrieb oder im Dieselgas-Mischbetrieb arbeitet.
Die Einblasung des gasförmigen Kraftstoffes erfolgt in der Regel in den Ansaug- bereich des Verbrennungsmotors, während die Einspritzung des flüssigen Kraft-
Stoffes entweder im Saugrohr, nahe den Einlassventilen des Verbrennungsmotors oder direkt in den Zylindern erfolgt.
Je nach Lastanforderung an den Verbrennungsmotor wird ein Soll-Kraftstoff-Luft- Gemisch berechnet, aus welchem die jeweilige Menge des gasförmigen bzw. flüssigen Kraftstoffes berechnet wird, die dem Verbrennungsmotor zugeführt wird. Nach der Einblasung des gasförmigen Kraftstoffes wird geprüft, inwieweit ein Ist-Kraftstoff-Luft-Gemisch dem Soll-Kraftstoff-Luft-Gemisch entspricht. Bestehen Abweichungen, so entscheidet eine Steuereinheit, wie viel Kraftstoff dem Verbrennungsmotor zugeführt werden muss, um ein optimales Soll-Kraftstoff-
Luft-Gemisch zum Zeitpunkt der Zündung des Verbrennungsmotors zu erreichen.
Arbeitet das beschriebene Bi-Fuel-System im Gasbetrieb, was bedeutet, dass entweder nur der gasförmige Kraftstoff oder die Kombination aus gasförmigem und flüssigem Kraftstoff dem Verbrennungsmotor zugeführt werden, bzw. befindet sich ein Dual-Fuel-System im Dieselgas-Mischbetrieb, kommt es bei Lastdynamik zu einer ungenauen Gemischvorsteuerung, welche bei starken positiven Lastgradienten eine Gemischausmagerung hervorruft. Diese Gemischausma- gerung hat zur Folge, dass zu viel Luft in dem Kraftstoff-Luft-Gemisch vorhanden ist, was zu Momenteneinbrüchen oder sogar zu Verbrennungsaussetzern des
Verbrennungsmotors führen kann. Dadurch verschlechtern sich der Fahrkomfort des Kraftfahrzeuges und die Rohabgasemission des Verbrennungsmotors.
Offenbarung der Erfindung
Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur dynamischen Vorsteuerung eines Kraftstoff-Luft-Gemisches für einen Verbrennungsmotor anzugeben, welches im gemischten Betrieb von flüssigem und gasförmigem Kraftstoff eine genaue Gemischvorsteuerung ermöglicht.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, dass eine Füllmenge des gasförmigen Kraftstoffes dem Verbrennungsmotor zugeführt wird und bei einer Abweichung des Ist-Kraftstoff-Luft-Gemisches von dem Soll-Kraftstoff-Luft- Gemisch, das Ist-Kraftstoff-Luft-Gemisch vor einer Zündung durch Zufuhr einer Korrekturfüllmenge des flüssigen Kraftstoffes in den Verbrennungsmotor korrigiert wird. Dies hat den Vorteil, dass durch die Verwendung des flüssigen Kraft-
Stoffes als Korrekturmedium eine schnelle Eingriffsmöglichkeit auf die Zusammensetzung des Kraftstoff-Luft-Gemisches bei vorgegebener Lastdynamik möglich ist. Die Vorlaufzeiten, um eine definierte Kraftstoffmenge bei Lastdynamik einstellen zu können, sind bei der Verwendung des flüssigen Kraftstoffes wesent- lieh kürzer als beim Einsatz des gasförmigen Kraftstoffes. Deshalb kann wesentlich später mit der Einspritzung des flüssigen Kraftstoffes begonnen werden, welcher dann zum Zeitpunkt der Zündung des Verbrennungsmotors voll wirksam wird und das vorgegebene Soll-Kraftstoff-Luft-Gemisch eingestellt wird.
Vorteilhafterweise wird aus dem Soll-Kraftstoff-Luft-Gemisch die Füllmenge des gasförmigen Kraftstoffes bestimmt, welche dem Verbrennungsmotor zugeführt wird und das Ist-Kraftstoff-Luft-Gemisch nach der Einblasung des gasförmigen Kraftstoffes ermittelt, wobei bei einem zu hohen Luftbestandteil im Ist- Kraftstoff- Luft-Gemisch die Korrekturfüllmenge des flüssigen Kraftstoffes in den Verbrennungsmotor zur Anpassung des Ist-Kraftstoff-Luft-Gemisches an das Soll- Kraftstoff-Luft-Gemisch eingespritzt wird. Da das Ist-Kraftstoff-Luft-Gemisch erst nach dem Einblasen des gasförmigen Kraftstoffes ermittelt wird, steht zu diesem Zeitpunkt eine genauere Voraussage über die Luftmenge im verbrennenden Zylinder des Verbrennungsmotors zur Verfügung. Somit kann durch Einsatz des flüssigen Kraftstoffes bei positiver Lastdynamik das Ist-Kraftstoff-Luft-Gemisch genauer eingestellt werden als bei alleiniger Verwendung des gasförmigen Kraftstoffes. Eine Gemischausmagerung wird dabei zuverlässig vermieden. Mit diesem Verfahren ist es möglich, die generellen Kosten- und Emmisionsvorteile des Gasbetriebes des Verbrennungsmotors zu nutzen. Die Schwächen des Gesamtsystems bei positiver Lastdynamik, welche darin bestehen, dass die Einblasung des gasförmigen Kraftstoffes relativ weit entfernt von dem Einlassventil des Verbrennungsmotors erfolgt, werden durch den kurzfristigen Einsatz des flüssigen Kraftstoffes kompensiert. Das Verfahren ist vorteilhafterweise in zwei Phasen aufgeteilt, wobei in der ersten Phase die Füllmenge des gasförmigen Kraftstoffes mit dem aktuellen Befül- lungswert berechnet wird und zur Einblasung über den Gasinjektor des gasförmigen Kraftstoffes freigegeben wird. In der zweiten Phase wird der Füllungswert aktualisiert und überprüft, ob mit der Gaseinblasung ausreichend Kraftstoff zur Realisierung des Soll-Kraftstoff-Luft-Gemisches abgesetzt wurde. Ist dies nicht
der Fall, so wird die fehlende Kraftstoffmenge über die Korrekturfüllmenge des flüssigen Kraftstoffes abgegeben.
In einer Ausgestaltung werden die Füllmenge des gasförmigen Kraftstoffes und/oder die Korrekturfüllmenge des flüssigen Kraftstoffes vorausschauend für den Zeitpunkt der Zündung des Verbrennungsmotors bestimmt. Alternativ wird auch die Korrekturfüllmenge des flüssigen Kraftstoffes vorausschauend für den Zeitpunkt der Zündung des Verbrennungsmotors bestimmt. Dabei lassen sich insbesondere zur Bestimmung der Zeit des Einblasens des gasförmigen Kraft- Stoffes bzw. der Einspritzung des flüssigen Kraftstoffes verschiedene Gesichtspunkte berücksichtigen. Somit wird berücksichtigt, dass die Luftfüllung im betrachteten Zylinder des Verbrennungsmotors, welche das Kraftstoff-Luft-Gemisch beeinflusst, sich gegenüber den Kraftstoffwerten verändert. Des Weiteren wird berücksichtigt, dass eine gewisse Zeit zum Absetzen der Einblas- bzw. Ein- spritzmenge des flüssigen Kraftstoffes notwendig ist. Je nach Einbauort des Gasinjektors für den gasförmigen Kraftstoff ist eine gewisse Flugzeit bis zu dem Zylinder des Verbrennungsmotors notwendig. Aufgrund der kürzeren Vorlaufzeiten und der bei flüssigen Kraftstoffen geringeren Einspritzmenge ist es möglich, den Berechnungszeitpunkt für die Einspritzmenge des flüssigen Kraftstoffes später zu legen als den Berechnungszeitpunkt für die Mengenberechnung des gasförmigen
Kraftstoffes. Nach dem erfolgten Einblasen des gasförmigen Kraftstoffes liefern die Interpolationsalgorithmen eines Steuergerätes genauere Füllungswerte, so dass man unter Berücksichtigung der bisherigen Gaseinblasmenge eine Korrekturmenge für den flüssigen Kraftstoff einfach berechnen kann.
In einer Variante wird bei der Bestimmung der Füllmenge des gasförmigen Kraftstoffes und bei der Bestimmung der Korrekturfüllmenge des flüssigen Kraftstoffes eine physikalische und/oder steuerungsbedingte Vorlaufzeit berücksichtigt. Diese Vorlaufzeit ist notwendig, da das Einblasen des gasförmigen Kraftstoffes in das Ansaugrohr des Verbrennungsmotors erfolgt und der gasförmige Kraftstoff eine gewisse Zeit benötigt, um in den Zylinder des Verbrennungsmotors zu gelangen. In einer weiteren Ausführungsform berücksichtigt die steuerungsbedingte Vorlaufzeit, dass die Füllmenge des gasförmigen Kraftstoffes in einer ersten Recheneinheit und die Korrekturfüllmenge des flüssigen Kraftstoffes in einer zwei- ten Recheneinheit bestimmt wird, wobei die beiden Recheneinheiten untereinander kommunizieren. Um die gewünschte Füllmenge des gasförmigen Kraftstoffes
bzw. die Korrekturfüllmenge des flüssigen Kraftstoffes zu bestimmen, müssen demzufolge Rechnerlaufzeiten berücksichtigt werden, die in die Bestimmung des Zeitpunktes eingehen, zu welchem die Einblasung des gasförmigen Kraftstoffes bzw. die Einspritzung des flüssigen Kraftstoffes in den Verbrennungsmotor vor- genommen wird. Bei diesen Zeitpunkten ist zu berücksichtigen, dass das Ist-
Kraftstoff-Luft-Gemisch zum Zeitpunkt der Zündung des Kraftstoff-Luft- Gemisches im Verbrennungsmotor den gewünschten Wert des Soll-Kraftstoff- Luft-Gemisches angenommen hat. Um das Soll-Kraftstoff-Luft-Gemisch im Verbrennungsmotor genau einstellen zu können, wird das Ist-Kraftstoff-Luft-Gemisch zu verschiedenen Zeitpunkten vor der Gemischzündung interpoliert. Zu diesen späteren Zeitpunkten steht eine immer genauere Voraussage der Luftmenge im Zylinder des Verbrennungsmotors zur Verfügung, da sich der eingeblasene gasförmige Kraftstoff bereits im
Verbrennungsmotor ausgebreitet hat und sich die vorausschauende Zeit bis zum
Start der Verbrennung entsprechend verkürzt hat.
Eine Weiterbildung der Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur dynamischen Vorsteuerung eines Kraftstoff-Luft-Gemisches für einen Verbrennungsmotor im ge- mischten Betrieb von flüssigem und gasförmigem Kraftstoff, wobei ein Soll-
Kraftstoff-Luft-Gemisch in Abhängigkeit einer Lastdynamik bestimmt wird und nach einer ersten Einspritzung des Kraftstoffes ein Ist-Kraftstoff-Luft-Gemisch mit dem Soll-Kraftstoff-Luft-Gemisch verglichen wird, wobei bei einer Abweichung des Ist-Kraftstoff-Luft-Gemisches von dem Soll-Kraftstoff-Luft-Gemisch die Kraft- stoffzufuhr verändert wird. Um eine genaue Gemischvorsteuerung bei Lastdynamik zu realisieren, sind Mittel vorhanden, welche eine Füllmenge des gasförmigen Kraftstoffes dem Verbrennungsmotor zuführen und bei einer Abweichung des Ist-Kraftstoff-Luft-Gemisches von dem Soll-Kraftstoff-Luft-Gemisch das Ist- Kraftstoff-Luft-Gemisch vor der Gemischzündung durch Zufuhr einer Korrektur- füllmenge des flüssigen Kraftstoffes in den Verbrennungsmotor korrigieren.
Durch die Verwendung des flüssigen Kraftstoffes als schnelle Eingriffsmöglichkeit auf die Kraftstoff-Luft-Gemisch-Zusammensetzung bei Lastdynamik werden die Vorlaufzeiten, um eine definierte Kraftstoffmenge bei Lastdynamik einstellen zu können, deutlich verkürzt. Deshalb kann bei flüssigem Kraftstoff deutlich später mit der Einspritzung begonnen werden, als mit der Einblasung des gasförmigen
Kraftstoffs. Durch den Einsatz des flüssigen Kraftstoffes ist das Soll-Kraftstoff-
Luft-Gemisch genauer einzustellen als bei alleiniger Verwendung des gasförmigen Kraftstoffes.
Eine andere Weiterbildung der Erfindung betrifft ein Motorsteuergerät, welches mit einer Zufuhrregeleinrichtung des gasförmigen Kraftstoffes, dem Gasinjektor des gasförmigen Kraftstoffes sowie einem Einspritzinjektor des flüssigen Kraftstoffes verbunden ist. Die Gemischvorsteuerung des Verbrennungsmotors wird verbessert, wenn eine Verarbeitungseinheit aus dem Soll-Kraftstoff-Luft-Gemisch die Füllmenge des gasförmigen Kraftstoffes bestimmt, welche dem Verbrennungsmotor über den Gasinjektor zugeführt wird und das Ist-Kraftstoff-Luft- Gemisch nach der Einspritzung des gasförmigen Kraftstoffes ermittelt wird, wobei bei einem zu hohen Luftbestandteil im Ist-Kraftstoff-Luft-Gemisch über den Einspritzinjektor die Korrekturfüllmenge des flüssigen Kraftstoffs in den Verbrennungsmotor zur Anpassung des Ist-Kraftstoff-Luft-Gemisches an das Soll- Kraftstoff-Luft-Gemisch einspritzbar ist. Dieses Motorsteuergerät ist besonders für Diesel-Gas-Systeme geeignet, welche über eine Selbstzündung des Diesels gezündet werden.
Um die erfindungsgemäße Lösung auch bei Benzin-Gas-Systemen einsetzen zu können, welche fremdgezündet sind, weist das Motorsteuergerät, welches mit einer Zufuhrregeleinrichtung des gasförmigen Kraftstoffes, dem Gasinjektor des gasförmigen Kraftstoffes sowie einem Einspritzinjektor des flüssigen Kraftstoffes verbunden ist, eine Zündvorrichtung auf. Die Gemischvorsteuerung des
Verbrennungsmotors wird verbessert, wenn eine Verarbeitungseinheit aus dem Soll-Kraftstoff-Luft-Gemisch die Füllmenge des gasförmigen Kraftstoffes bestimmt, welche dem Verbrennungsmotor über den Gasinjektor zugeführt wird und das Ist-Kraftstoff-Luft-Gemisch nach der Einspritzung des gasförmigen Kraftstoffes ermittelt wird, wobei bei einem zu hohen Luftbestandteil im Ist- Kraftstoff- Luft- Gemisch über den Einspritzinjektor die Korrekturfüllmenge des flüssigen Kraftstoffs in den Verbrennungsmotor zur Anpassung des Ist- Kraftstoff- Luft- Gemisches an das Soll-Kraftstoff-Luft-Gemisch einspritzbar ist.
Die Erfindung lässt zahlreiche Ausführungsformen zu. Zwei davon sollen anhand der in der Zeichnung dargestellten Figuren näher erläutert werden.
Es zeigt:
Figur 1 ein prinzipielles Ablaufdiagramm des erfindungsgemäßen Verfahrens
Figur 2: ein erstes Ausführungsbeispiel für einen Benzin-Gas-Betrieb des
Verbrennungsmotors mit einem Steuergerät und einer Direkteinspritzung
Figur 3: Vorlaufzeiten für das Ausführungsbeispiel gemäß Figur 2
Figur 4: ein zweites Ausführungsbeispiel für einen Diesel-Gas-Betrieb des
Verbrennungsmotors mit zwei Steuergeräten und einer Vorkammereinspritzung
Figur 5: die Vorlaufzeiten für das Ausführungsbeispiel gemäß Figur 4.
Gleiche Merkmale sind mit gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet.
In Figur 1 ist ein Ablaufschema für das erfindungsgemäße Verfahren über der Zeit dargestellt. Das erfindungsgemäße Verfahren ist zweistufig ausgebildet. In der Phase P1 wird mit der im Block 101 für den Zündzeitpunkt vorhergesagten Füllmenge in Abhängigkeit vom Soll-Kraftstoff-Luft-Gemisch, welches betriebspunktabhängig vorgegeben wird, eine Einblasmenge des gasförmigen Kraftstoffes bestimmt (Block 102). Nach der Berechnung der Füllmenge des gasförmigen Kraftstoffes werden die Gasinjektoren angesteuert und zum Einblasen der berechneten Füllmenge des gasförmigen Kraftstoffes freigegeben (Block 103).
In einer Phase P2 wird im Block 104 auf der Grundlage der bisher eingeblasenen Menge des gasförmigen Kraftstoffes, die im Block 102 bestimmt wurde, eine Korrekturfüllmenge des flüssigen Kraftstoffes berechnet, die zusätzlich zum gasförmigen Kraftstoff in den Verbrennungsmotor eingespritzt werden soll (Block 105). Die Einspritzung der Korrekturfüllmenge des flüssigen Kraftstoffes ist jedoch nur notwendig, wenn das zum aktuellen Zeitpunkt erreichte Ist-Kraftstoff-Luft- Gemisch von dem Soll-Kraftstoff-Luft-Gemisch abweicht. Ist diese Abweichung vorhanden, wird im Block 106 der Einspritzinjektor zur Ausgabe der Korrekturfüllmenge des flüssigen Kraftstoffes angesteuert. Somit wird sichergestellt, dass zum Zeitpunkt des Starts der Verbrennung V im Verbrennungsmotor das im Voraus berechnete Soll-Kraftstoff-Luft-Gemisch eingestellt wurde und die gewünschte Dynamik des Verbrennungsmotors erreicht wird.
In Figur 2 ist ein erstes Ausführungsbeispiel dargestellt, bei welchem ein nicht weiter dargestellter Verbrennungsmotor im Benzin-Gas-Betrieb betrieben wird. Dabei wird als flüssiger Kraftstoff Benzin verwendet. Der Verbrennungsmotor ist mittels eines Zylinders 3 angedeutet, welcher einen Ansaugbereich 4 aufweist. In den Ansaugbereich 4 ragt der Gasinjektor 5, welcher über einen Gasdruckregler 6 und ein Gasabsperrventil 7 mit dem Gasvorratstank 8 verbunden ist. Direkt in den Zylinder 3 des Verbrennungsmotors ragt dabei ein Einspritzinjektor 9, welcher die Zufuhr des Benzins als flüssigen Kraftstoff zum Verbrennungsmotor si- cherstellt.
Die Zufuhr des gasförmigen Kraftstoffes bzw. des flüssigen Kraftstoffes wird über ein Motorsteuergerät 10 geregelt. Das Motorsteuergerät 10 ist einmal mit dem Gasabsperrventil 7 und dem Gasinjektor 5 verbunden. Darüber hinaus be- steht eine Verbindung des Motorsteuergeräts 10 zum Einspritzinjektor 9 und zu einer Zündkerze 1 1 , die ebenfalls in den Zylinder 3 des Verbrennungsmotors hineinragt.
Figur 3 zeigt einen Überblick über die Vorlaufzeit, welche mit dem in Figur 2 er- läuterten Ausführungsbeispiel erzielt wird, bei welchem die Einspritzung des flüssigen bzw. des gasförmigen Kraftstoffes über das Motorsteuergerät 10 gesteuert wird. In der Kurve 1 1 ist ein typischer realer Füllungsverlauf bei einem positiven Lastwechsel in einem Verbrennungsmotor dargestellt, bei welchem ein gasförmiger Kraftstoff dem Verbrennungsmotor zugeführt wird. Zu einem Zeitpunkt t1 wird die durch das Motorsteuergerät 10 bestimmte Menge des gasförmigen Kraftstoffes, welche zur Erreichung des gewünschten Kraftstoff-Luft-Gemisches notwendig ist, eingeblasen. Auf der Basis der schon eingeblasenen Füllmenge des gasförmigen Kraftstoffes wird die zur Erreichung des Soll-Kraftstoff-Luft-Gemisches notwendige Menge des flüssigen Kraftstoffes bestimmt, die zum Zeitpunkt t3 ein- gespritzt wird. Die durch das Motorsteuergerät 10 auf den Zündzeitpunkt interpolierten Füllungswerte sind dabei durch die Kurven 12 dargestellt. Gegenüber der realen Luftfüllung der Kurve 1 1 würde sich eine größere Abweichung AW ergeben. Um diese Abweichung AW so klein wie möglich zu gestalten, wird wie folgt vorgegangen.
Zu einem bestimmten Zeitpunkt t1 gibt das Motorsteuergerät 10 an den Gasinjektor 5 das Signal, die im Voraus aus dem Soll-Kraftstoff-Luft-Gemisch bestimmte Füllmenge des gasförmigen Kraftstoffes in den Ansaugtrakt 4 des Verbrennungsmotors einzublasen. Dieses Einblasen nimmt einen gewissen Zeitraum in Anspruch und ist zum Zeitpunkt t2 beendet. Ab diesem Zeitpunkt t2 wird die Flugzeit des gasförmigen Kraftstoffes vom Ansaugtrakt 4 in den Zylinder 3 des Verbrennungsmotors berücksichtigt. Ausgehend von der ersten Kraftstoffmenge wird bei der Modellierung berücksichtigt, dass diese erste Kraftstoffmenge zum Zeitpunkt der Gemischzündung den Zylinder des Verbrennungsmotors erreicht hat.
Zu einem Zeitpunkt t3, welcher dem Startzeitpunkt t1 der Einblaszeit des gasförmigen Kraftstoffes folgt, aber vor dem Zeitpunkt t4 (oberer Zylindertotpunkt) liegt, wird aus einem genauer bestimmten Füllungswert, dem Soll-Kraftstoff-Luft- Gemisch und der bisher abgesetzten Kraftstoffmenge die Korrekturfüllmenge bestimmt, aus welcher ein aktuelles Ist-Kraftstoff-Luft-Gemisch ermittelt wird .
Da der flüssige Kraftstoff direkt in den Zylinder 3 eingespritzt wird, ist nur eine sehr kurze Zeit notwendig, um das bestehende Ist-Kraftstoff-Luft-Gemisch in dem gewünschten Verhältnis zu beeinflussen. Der flüssige Kraftstoff wird dann zum Zeitpunkt t3 in den Zylinder 3 eingespritzt, also zu einem Zeitpunkt, welcher wesentlich später liegt, als der Zeitpunkt t1 des Einblasens des gasförmigen Kraftstoffes. Somit lassen sich die Abweichungen des angestrebten Soll- Kraftstoff- Luft-Gemisches von dem realen Ist-Kraftstoff-Luft-Gemisch zeitnah korrigieren, wobei zum Zeitpunkt des Starts der Verbrennung im Zylinder 3 das gewünschte Soll-Kraftstoff-Luft-Gemisch vorliegt.
Um die Genauigkeit dieses Verfahrens zu verbessern, besteht die Möglichkeit, dass mehrfach das Ist-Kraftstoff-Luft-Gemisch bestimmt wird und mit dem Soll- Kraftstoff-Luft-Gemisch verglichen wird.
In Figur 4 ist ein zweites Ausführungsbeispiel für einen Diesel-Gas-Betrieb des Verbrennungsmotors dargestellt, wobei der Verbrennungsmotor mit zwei Steuergeräten und einer Vorkammereinspritzung versehen ist. Wie schon in Figur 2 dargestellt, ist der Gasinjektor 5 über einen Gasdruckregler 6 und ein Gasabsperrventil 7 mit dem Gastank 8 verbunden und ragt in den Ansaugbereich 4 des
Verbrennungsmotors. Der Verbrennungsmotor weist nahe dem Zylinder 3 eine Vorkammer 13 auf, in welcher der Dieselkraftstoff, welcher bei diesem Ausführungsbeispiel als flüssiger Kraftstoff verwendet wird, eingespritzt wird. Dies erfolgt über den Dieselinjektor 16, welcher von dem Motorsteuergerät 10 ange- steuert wird. Das Motorsteuergerät 10 ist mit einem zusätzlichen Gassteuergerät
14 verbunden, welche über eine bidirektionale Schnittstelle 15 in Form beispielsweise eines CAN-Busses miteinander kommunizieren. Das Gassteuergerät 14 ist elektronisch mit dem Gasinjektor 5 und dem Gasabsperrventil 7 verbunden. Über die bidirektionale Schnittstelle 15 werden Daten übertragen, die zur Synchronisation beider Steuergeräte 10, 14 notwendig sind. Für die weiteren Betrachtungen wird bei dem Ausführungsbeispiel im Zusammenhang mit Figur 4 davon ausgegangen, dass die Einblasmenge des gasförmigen Kraftstoffes im Gassteuergerät 14 anhand von übertragenen Füllungswerten des Motorsteuerge- rätes 10 berechnet wird. Alternativ könnte aber auch die Einblasmenge des gasförmigen Kraftstoffes durch das Motorsteuergerät 10 berechnet und dann an das Gassteuergerät 14 übertragen werden, welches dann lediglich die Ansteuerung des Gasinjektors 5 vornimmt. Gemäß Figur 5 weisen die Vorlaufzeiten für das in Figur 4 gewählte Ausführungsbeispiel für einen Diesel-Gas-Betrieb zusätzliche Zeiten auf. Die reale Füllung ist wiederum in Form der Kurve 1 1 dargestellt, wo zum Zeitpunkt t1 eine Füllmenge des gasförmigen Kraftstoffes aufgrund eines vorher bestimmten Soll- Kraftstoff-Luft-Gemisches vorausberechnet und eingeblasen wird (Kurve 12). Zu- sätzlich zu der Darstellung in Figur 3 kommt in diesem Fall noch die Übertragungszeit tO der Synchronisierungsgrößen vom Motorsteuergerät 10 zum Gassteuergerät 14 hinzu, welche der Einblaszeit t1 vorgelagert ist. Dies führt zu einer noch größeren Gemischausmagerung bei der Gaseinblasung, was bedeutet, dass noch wesentlich mehr Luft als Bestandteil des Ist-Kraftstoff-Luft-Gemisches im Verbrennungsmotor vorhanden ist. Auch hier erfolgt die Kompensation der
Gemischausmagerung durch die mehrfache Bestimmung eines Ist- Kraftstoff- Luft- Gemisches und einem Vergleich dieses Ist-Kraftstoff-Luft-Gemisches mit dem vorausberechneten Soll-Kraftstoff-Luft-Gemisch zum Zeitpunkt t3. Aufgrund der vorhandenen Differenz zwischen Ist-Kraftstoff-Luft-Gemisch und Soll-Kraftstoff- Luft-Gemisch wird eine Korrekturfüllmenge an flüssigem Kraftstoff in den Zylinder
3 des Verbrennungsmotors zum Zeitpunkt t3 eingespritzt. Da auch in diesem Fall
der flüssige Kraftstoff annähernd direkt in den Zylinder 3 des Verbrennungsmotors eingespritzt wird, lässt sich somit das Ist-Kraftstoff-Luft-Gemisch kurzfristig ändern, so dass die Differenz zwischen Ist-Kraftstoff-Luft-Gemisch und Soll- Kraftstoff-Luft-Gemisch sehr schnell korrigiert werden kann und zum Zeitpunkt der Zündung im Zylinder 3 des Verbrennungsmotors das gewünschte Soll-
Kraftstoff-Luft-Gemisch vorliegt.
Claims
1. Verfahren zur dynamischen Vorsteuerung eines Kraftstoff-Luft-Gemisches für einen Verbrennungsmotor im gemischten Betrieb von flüssigem und gasförmigem Kraftstoff, wobei ein Soll-Kraftstoff-Luft-Gemisch in Abhängigkeit einer Lastdynamik des Verbrennungsmotors bestimmt wird und nach einer ersten Einspritzung des Kraftstoffes ein Ist-Kraftstoff-Luft-Gemisch mit dem Soll-Kraftstoff-Luft-Gemisch verglichen wird, wobei bei einer Abweichung des Ist-Kraftstoff-Luft-Gemisches von dem Soll-Kraftstoff-Luft-Gemisch die Kraftstoffzufuhr verändert wird, dadurch gekennzeichnet, dass eine Füllmenge des gasförmigen Kraftstoffes dem Verbrennungsmotor zugeführt wird und bei einer Abweichung des Ist-Kraftstoff-Luft-Gemisches von dem Soll- Kraftstoff-Luft-Gemisch, das Ist-Kraftstoff-Luft-Gemisch vor Zündung durch Zufuhr einer Korrekturfüllmenge des flüssigen Kraftstoffes in den Verbrennungsmotor korrigiert wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass aus dem Soll- Kraftstoff-Luft-Gemisch die Füllmenge des gasförmigen Kraftstoffes bestimmt wird, welche dem Verbrennungsmotor zugeführt wird und das Ist- Kraftstoff-Luft-Gemisch nach der Einblasung des gasförmigen Kraftstoffes ermittelt wird, wobei bei einem zu hohen Luftbestandteil im Ist-Kraftstoff-Luft- Gemisch die Korrekturfüllmenge des flüssigen Kraftstoffes in den Verbrennungsmotor zur Anpassung des Ist-Kraftstoff-Luft-Gemisches an das Soll- Kraftstoff-Luft-Gemisch eingespritzt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Füllmenge des gasförmigen Kraftstoffes vorausschauend für den Zeitpunkt der Zündung des Verbrennungsmotors bestimmt wird.
4. Verfahren nach Anspruch 1 , 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Korrekturfüllmenge des flüssigen Kraftstoffes vorausschauend für den Zeitpunkt der Zündung des Verbrennungsmotors bestimmt wird. Verfahren nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Bestimmung der Füllmenge des gasförmigen Kraftstoffes und bei der Bestimmung der Korrekturfüllmenge des flüssigen Kraftstoffes eine physikalische und/oder steuerungsbedingte Vorlaufzeit berücksichtigt wird.
Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die steuerungsbedingte Vorlaufzeit berücksichtigt, dass die Füllmenge des gasförmigen Kraftstoffes in einer ersten Recheneinheit und die Korrekturfüllmenge des flüssigen Kraftstoffes in einer zweiten Recheneinheit bestimmt wird, welche untereinander kommunizieren.
Verfahren nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Ist-Kraftstoff-Luft-Gemisch zu verschiedenen Zeitpunkten vor der Gemischzündung interpoliert wird.
Vorrichtung zur dynamischen Vorsteuerung eines Kraftstoff-Luft-Gemisches für einen Verbrennungsmotor im gemischten Betrieb von flüssigem und gasförmigem Kraftstoff, wobei ein Soll-Kraftstoff-Luft-Gemisch in Abhängigkeit einer Lastdynamik des Verbrennungsmotors bestimmt wird und nach einer ersten Einspritzung des Kraftstoffes ein Ist-Kraftstoff-Luft-Gemisch mit dem Soll-Kraftstoff-Luft-Gemisch verglichen wird, wobei bei einer Abweichung des Ist-Kraftstoff-Luft-Gemisches von dem Soll-Kraftstoff-Luft-Gemisch die Kraftstoffzufuhr verändert wird, dadurch gekennzeichnet, dass Mittel (10, 14) vorhanden sind, welche eine Füllmenge des gasförmigen Kraftstoffes dem Verbrennungsmotor zuführen und bei einer Abweichung des Ist- Kraftstoff-Luft-Gemisches von dem Soll-Kraftstoff-Luft-Gemisch, das Ist- Kraftstoff-Luft-Gemisch vor einer Gemischzündung durch Zufuhr einer Korrekturfüllmenge des flüssigen Kraftstoffes in den Verbrennungsmotor korrigieren.
Motorsteuergerät, welches mit einer Zufuhrregeleinrichtung (6, 7) des gasförmigen Kraftstoffes, einem Gasinjektor (5) des gasförmigen Kraftstoffes sowie einem Einspritzinjektor (9) des flüssigen Kraftstoffes und einer Zündeinrichtung (16) des Verbrennungsmotors verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass eine Verarbeitungseinheit (10, 14) aus dem Soll-Kraftstoff- Luft-Gemisch die Füllmenge des gasförmigen Kraftstoffes bestimmt, welche dem Verbrennungsmotor über den Gasinjektor (5) zuführbar ist und das Ist- Kraftstoff-Luft-Gemisch nach der Einspritzung des gasförmigen Kraftstoffes ermittelt, wobei bei einem zu hohen Luftbestandteil im Ist- Kraftstoff- Luft- Gemisch über den Einspritzinjektor (9) die Korrekturfüllmenge des flüssigen Kraftstoffes in den Verbrennungsmotor zur Anpassung des Ist-Kraftstoff-Luft-
Gemisches an das Soll-Kraftstoff-Luft-Gemisch einspritzbar ist.
10. Motorsteuergerät, welches mit einer Zufuhrregeleinrichtung (6, 7) des gasförmigen Kraftstoffes, einem Gasinjektor (5) des gasförmigen Kraftstoffes sowie einem Einspritzinjektor (9) des flüssigen Kraftstoffes des Verbrennungsmotors verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass eine Verarbeitungseinheit (10, 14) aus dem Soll-Kraftstoff-Luft-Gemisch die Füllmenge des gasförmigen Kraftstoffes bestimmt, welche dem Verbrennungsmotor über den Gasinjektor (5) zuführbar ist und das Ist-Kraftstoff-Luft-Gemisch nach der Einspritzung des gasförmigen Kraftstoffes ermittelt, wobei bei einem zu hohen Luftbestandteil im Ist-Kraftstoff-Luft-Gemisch über den Einspritzinjektor (9) die Korrekturfüllmenge des flüssigen Kraftstoffes in den Verbrennungsmotor zur Anpassung des Ist-Kraftstoff-Luft-Gemisches an das Soll-Kraftstoff- Luft-Gemisch einspritzbar ist.
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102011003687A DE102011003687A1 (de) | 2011-02-07 | 2011-02-07 | Verfahren und Vorrichtung zur dynamischen Vorsteuerung eines Kraftstoff-Luft-Gemisches für einen Verbrennungsmotor |
DE102011003687.3 | 2011-02-07 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
WO2012107334A1 true WO2012107334A1 (de) | 2012-08-16 |
Family
ID=45569617
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
PCT/EP2012/051673 WO2012107334A1 (de) | 2011-02-07 | 2012-02-01 | Verfahren und vorrichtung zur dynamischen vorsteuerung eines kraftstoff-luft-gemisches für einen verbrennungsmotor |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE102011003687A1 (de) |
WO (1) | WO2012107334A1 (de) |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP3267017B1 (de) * | 2016-07-05 | 2024-10-30 | WinGD AG | Verfahren zum betreiben eines dual-fuel grossdieselmotors sowie grossdieselmotor |
DE102016225035B4 (de) * | 2016-12-14 | 2023-07-27 | Rolls-Royce Solutions GmbH | Verfahren zum Betreiben einer zum Betrieb mit wenigstens zwei Brennstoffen eingerichteten Brennkraftmaschine, Korrekturregeleinrichtung sowie Brennkraftmaschine mit einer solchen Korrekturregeleinrichtung |
CN113283120B (zh) * | 2021-06-21 | 2022-09-20 | 中国航发沈阳发动机研究所 | 一种航空发动机主燃烧室瞬态供油修正方法 |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB2402754A (en) * | 2003-06-11 | 2004-12-15 | Clean Air Partners Inc | A method of operating a dual fuel internal combustion engine |
DE102004043934A1 (de) * | 2004-09-11 | 2006-03-30 | Daimlerchrysler Ag | Verfahren zum Betrieb einer Brennkraftmaschine |
EP1917432A2 (de) * | 2005-08-23 | 2008-05-07 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Motorsteuerungsvorrichtung |
DE102007022808A1 (de) * | 2007-05-15 | 2008-11-20 | Volkswagen Ag | Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine |
EP2039916A2 (de) * | 2007-09-18 | 2009-03-25 | MAN Diesel SE | Vorrichtung zur Regelung eines mit flüssigem und/oder gasförmigem Kraftstoff betreibbaren Verbrennungsmotors |
-
2011
- 2011-02-07 DE DE102011003687A patent/DE102011003687A1/de not_active Withdrawn
-
2012
- 2012-02-01 WO PCT/EP2012/051673 patent/WO2012107334A1/de active Application Filing
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB2402754A (en) * | 2003-06-11 | 2004-12-15 | Clean Air Partners Inc | A method of operating a dual fuel internal combustion engine |
DE102004043934A1 (de) * | 2004-09-11 | 2006-03-30 | Daimlerchrysler Ag | Verfahren zum Betrieb einer Brennkraftmaschine |
EP1917432A2 (de) * | 2005-08-23 | 2008-05-07 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Motorsteuerungsvorrichtung |
DE102007022808A1 (de) * | 2007-05-15 | 2008-11-20 | Volkswagen Ag | Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine |
EP2039916A2 (de) * | 2007-09-18 | 2009-03-25 | MAN Diesel SE | Vorrichtung zur Regelung eines mit flüssigem und/oder gasförmigem Kraftstoff betreibbaren Verbrennungsmotors |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE102011003687A1 (de) | 2012-08-09 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE102016214596B3 (de) | Brennkraftmaschine und Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine | |
EP3023619B1 (de) | Anpassung der fluidmenge des systems zur zusatzeinspritzung eines verbrennungsmotors an das signal der klopfregelung | |
EP3015687B1 (de) | Verfahren zur regelung eines dual-fuel-motors | |
WO2017097614A1 (de) | Kraftstoffzumessung für den betrieb eines verbrennungsmotors | |
DE102014209835A1 (de) | Aktivierung einer Einspritzdüse für gasförmigen Kraftstoff | |
DE102014209832A1 (de) | Aktivierung einer Einspritzdüse für gasförmigen Kraftstoff | |
WO2013092188A1 (de) | Verfahren und vorrichtung zur klopfregelung einer brennkraftmaschine | |
DE102010063975B4 (de) | Steuern einer Brennkraftmaschine zum Berücksichtigen von Kraftstoffeigenschaften | |
WO2012107334A1 (de) | Verfahren und vorrichtung zur dynamischen vorsteuerung eines kraftstoff-luft-gemisches für einen verbrennungsmotor | |
DE112011101688B4 (de) | Kraftstoffversorgungsvorrichtung und Kraftstoffversorgungssteuerverfahren für einen Verbrennungsmotor | |
WO2014037096A1 (de) | Verfahren und vorrichtung zur bestimmung der einem zylinder einer brennkraftmaschine für einen arbeitstakt zuzuführenden menge eines gasförmigen kraftstoffs im mischbetrieb mit einem flüssigen kraftstoff | |
AT517963B1 (de) | Dual-Fuel-Brennkraftmaschine | |
WO2014191212A1 (de) | Verfahren zum ansteuern einer nockenwelle | |
DE102010053438A1 (de) | Verfahren und Vorrichtung zum Umschalten der Versorgung eines Verbrennungsmotors zwischen unterschiedlichen Kraftstoffen | |
WO2011061062A1 (de) | Verfahren und vorrichtung zur einspritzung eines alternativen kraftstoffes | |
DE102015223316A1 (de) | Verfahren zum Betreiben eines Verbrennungsmotors | |
DE10038565C2 (de) | Kraftstoffversorgungssystem für eine Brennkraftmaschine insbesondere eines Kraftfahrzeugs | |
DE102016219152B4 (de) | Verbrennungsmotor für ein Bifuel-Kraftfahrzeug | |
DE102012211966A1 (de) | Verfahren und Vorrichtung zur Bestimmung einer Einblasdauer eines gasförmigen Kraftstoffes in eine Brennkraftmaschine bei einer Direkteinblasung | |
DE10038560A1 (de) | Kraftstoffversorgungssystem für eine Brennkraftmaschine insbesondere eines Kraftfahrzeugs | |
DE102016206099A1 (de) | Verfahren und Vorrichtung zum Betrieb einer Brennkraftmaschine mit dualer Kraftstoffeinspritzung | |
WO2017050547A1 (de) | Verfahren und vorrichtung zum betrieb einer brennkraftmaschine, insbesondere eines kraftfahrzeugs mit dualer kraftstoffeinspritzung | |
WO2017036682A1 (de) | Verfahren zum ermitteln des verdampften anteils einer mittels saugrohreinspritzung abgesetzten kraftstoffmenge | |
DE102013225592A1 (de) | Steuergerät und Verfahren zur Steuerung einer Brennkraftmaschine | |
DE102014210847A1 (de) | Verfahren und Vorrichtung zur Erkennung eines Luftfehlers und eines Kraftstofffehlers |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
121 | Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application |
Ref document number: 12703056 Country of ref document: EP Kind code of ref document: A1 |
|
122 | Ep: pct application non-entry in european phase |
Ref document number: 12703056 Country of ref document: EP Kind code of ref document: A1 |