WO2018215127A1 - Diagnoseverfahren für zweistoffmotoren - Google Patents

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WO2018215127A1
WO2018215127A1 PCT/EP2018/058683 EP2018058683W WO2018215127A1 WO 2018215127 A1 WO2018215127 A1 WO 2018215127A1 EP 2018058683 W EP2018058683 W EP 2018058683W WO 2018215127 A1 WO2018215127 A1 WO 2018215127A1
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dual
torque
engine
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PCT/EP2018/058683
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Lars Empacher
Anton Siemens
Michael Schenk
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Robert Bosch Gmbh
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Definitions

  • the present invention relates to a diagnostic method for dual-fuel engines, which can be used for example in the combined operation of a motor with gaseous fuel and with diesel fuel.
  • the mixture of gaseous fuel and combustion air are made to be ignitable, so that no additional ignition devices must be installed.
  • the engine can also be operated alone with diesel fuel when the gas fuel runs out and no gas station is within reach.
  • Gas fuels have a different specific energy content as well as combustion properties other than diesel fuel. Therefore, a given amount of gaseous fuel is not equivalent to the same amount of diesel fuel in terms of engine torque delivered. Which amount of diesel fuel torque-neutral replaces the given amount of gas fuel is known for at least one operating point of the engine and deposited in a substitution rule. From JP 2008 189 069 A is known in the Operation of a two-fluid engine when fully or partially switching between the fuels to use such a substitution rule, so that the change is torque-neutral. Disclosure of the invention
  • Substitution rule which indicates for at least one operating point of the dual-fuel engine, which second amount of a second fuel the
  • To supply dual-fuel engine is to replace torque-neutral, a first amount of a first fuel.
  • a test quantity of the first fuel is replaced by the second fuel in accordance with the substitution rule during operation of the dual-fuel engine. From a change in the torque or the rotational speed of the dual-fuel engine, and / or from a change in the manipulated variable of an idling speed controller connected to the dual-fuel engine, a deviation from the nominal state of the dual-fuel engine is evaluated.
  • first fuel and second fuel merely serve to distinguish the two fuels from one another, without thereby already prescribing an order in which the two fuels are injected, or an evaluation with regard to the proportions of the fuels
  • first fuel and second fuel typically more than 90% of the fuel
  • Burning speed and duration, the ignition delay and the ignitability and the exhaust gas composition are differences in physical processes such as compression or relaxation, the
  • the torque, the speed and the manipulated variable of the idle speed controller are quantities that are already detected with the sensors existing in the vehicle. If, when replacing the test quantity of the first fuel, the substitution rule is observed and nevertheless a deviation in one or more of these variables results, this is an indication that there is a deviation from the nominal state at any point. In particular, if the deviation occurs after a refueling, here comes one
  • Substitution rule be compensated so that the injection quantity and / or the torque generated are equalized to the nominal operating point.
  • the idle speed controller In idle mode, the idle speed controller has an engagement with the total amount of fuel to be injected and compensates for torque deviations caused by the replacement of the test quantity of the first fuel, For example, only on one of several cylinders arise.
  • the integral part (I-share) or the resulting target injection quantity (“idle demand") By analyzing the controller intervention, for example, the integral part (I-share) or the resulting target injection quantity ("idle demand"), the
  • the method provides for the first time a function for detection
  • Deviations from the nominal state are limited due to a change in gas quality. Rather, it is also possible to detect deviations that have been caused by aging, wear or defects in the engine or in the associated injection system. These deviations can be distinguished, for example, from fuel-related deviations, that they take place on a much slower time scale and / or are not correlated with refueling operations.
  • Torque the speed or the manipulated variable least mixed with other factors.
  • test injections of small amounts of both fuels in their effect on torque and speed can be compared, so that, for example, in a run on gas fuel and diesel fuel engine, the gas injection quantity can be corrected so that their effect is equalized to that of the diesel fuel ,
  • an adjusted amount of the second fuel is determined, which is the test amount of the first fuel replaced in such a way that the change of the torque, the speed or the manipulated variable is minimized.
  • an adapted injection time point can be determined, to which the second fuel is to be supplied in order to minimize the change of the torque, the rotational speed or the manipulated variable.
  • Effects For example, it acts hydraulically by changing the pressure curve, the injection rate and / or the injection quantity. Furthermore, there are thermal deviations in the combustion, for example, by a change in the combustion rate, the
  • the changes in the control can be designed in such a way that, in the nominal case, they have no effect on the released torque and are thus imperceptible. It is advantageous that the same torque can be delivered when, for example, different gas injection quantities are compensated by suitable injection quantities of diesel (variable substitution rate).
  • n an integer and is at least 2.
  • a test amount of the first fuel can be replaced by the second fuel, where m is an integer and is at least 2.
  • the deviations or "disturbances" then occur with a certain number of events
  • a test pattern may also be periodic over a multiple of the crankshaft or camshaft revolutions.
  • the test pattern program may also include a constant (sliding) change from one working game (or multiples) to the next. For example, in a 6-cylinder engine in a first cycle, the test pattern only on the cylinders 1 and 2 act in the second cycle on the cylinders 2 and 3 and in the third cycle on the cylinders 3 and 4, etc., while the remaining cylinder each fuel according to the time program for the
  • a test pattern with a periodically imposed deviation may be, for example, that for certain injections, a torque-generating portion is deducted from the gas injection and as a corresponding, by the Substitution rule given, energy equivalent is added to the diesel injection.
  • test pattern may also consist of a gas injection in certain injections (such as on one or more of several cylinders).
  • Injection e.g., main injection
  • main injection e.g., main injection
  • the test pattern should be calibrated for the nominal fuel to cause no or just below the detection threshold excitations in the torque or speed signal.
  • Torque or speed signal, or in idle demand leads.
  • the detection can be carried out in different ways.
  • the amplitude of the excitation frequency, the phase position or filter excitations can be evaluated, and / or discrete measured values in the time domain can be compared with each other.
  • the tank level of the first fuel, and / or the second fuel is monitored, wherein the change of the torque, the speed or the manipulated variable is correlated with changes in the tank level.
  • the conclusion is the gas properties or the gas quality.
  • Injection quantities of individual injectors to be assigned. Longer-term systematic changes to all cylinders or injectors, which can be detected after refueling, however, can be clearly assigned to the gas quality and used for correction.
  • Short-term statistics may be affected by the current operating point. Strong short term deviations may e.g. caused by currently active power take-offs.
  • Medium-term statistical data are suitable for representing the current tank filling and can advantageously be reset when the tank level is increased.
  • the level of tank level change e.g., fueled from 30% to 100%
  • the drifting of the injectors acts as a disturbance variable when detecting and compensating the gas quality. As already explained, find the drift employmenten
  • long-term data also contain deviations from the precalibrated nominal behavior due to new-type tolerances.
  • the change in the torque, the speed or the manipulated variable is averaged over a period of between 1 day and 3 months and as an indicator of
  • evaluation of the data does not necessarily have to be predefined or defined as a period.
  • the horizon can not be defined as a time period, but rather via the number of events, measured values or samples.
  • a separate measured value counter runs for each discrete "learning operating point.” Another possibility is that when filtering / averaging over For a defined period of time, only the time is taken into account in which the system collects relevant information, ie in which it is located at the corresponding learning point, for example.
  • Diesel fuel selected as the second fuel is selected as the second fuel.
  • the information obtained with the method about the gas quality can in the engine control unit, in particular in the calculation of the required
  • Injection quantity can be used.
  • the information about the gas quality can be represented particularly advantageously as a factor that is used to convert the amount of diesel or the target torque is used on the gas quantity.
  • the correction can be additive, multiplicative or via a numerical mapping, such as a map or a characteristic curve.
  • the base value to be corrected is typically determined from the parameters stored in the control unit. In addition, it can already be subjected to further corrections learned by the system itself or manually (workshop, end-of-line, application). In this way, deviations detected in the medium and long term can be processed to initially separate correction values, which are then offset against the underlying. For certain
  • Interconnectedness is a chain of corrections more advantageous than the superposition. Then the base value modified by a correction serves as the basis for further corrections.
  • the correction can be carried out in the sense of a "slow" control loop.
  • the reaction speed of the control loop is expediently adapted to the scattering and accuracy of the input data (detection), the correction values being thereby during detection (test injection patterns are active). adapted and applied - with the aim to compensate for the deviations caused by excitation.
  • the "new" correction values can be taken over after the end of the recognition (ie in normal operation without test injections) and applied further, as well as with a weighting in the previous corrections flow in.
  • the choice of weighting makes sense depending on the learning frequency, the Scattering / accuracy of detection and the expected rate of change of the effects to be compensated (eg, the gas quality may change in contrast to the injector wear at each refueling operation).
  • Software can be implemented, for example, can be installed as an update to an existing engine control unit and thus an independent
  • the invention also relates to a computer program product with machine-readable instructions that, when executed on a computer and / or on a controller, the computer, and / or the
  • Control device cause to carry out a method according to the invention. Further measures improving the invention will be described in more detail below together with the description of the preferred embodiments of the invention with reference to figures. embodiments
  • FIG. 2 is an exemplary return from the method 100 for the longer-term optimization of the operation of the binary engine
  • FIG. 3 shows exemplary time programs for the application 120 of FIG.
  • a substitution rule 110 which states what amount of a second fuel is to be supplied to the dual-fuel engine in order to replace a first quantity of a first fuel in a torque-neutral manner.
  • this substitution rule 110 can enter into one or more factors 105, such as environmental and environmental conditions or an operating point or driver's request.
  • a test quantity of the first fuel is replaced by the amount of the second fuel that is equivalent in terms of energy. So it is a test pattern impressed on the injection.
  • the replacement 120 may be a change 130 in torque or speed of the engine
  • step 132 the speed signal in the time domain can be analyzed, if necessary. Also with filtering, averaging or other treatment. As a result, for example, the effect of replacement 120 on the speed curve can be analyzed. It may alternatively or in combination, for example, in step 134 the Speed signal in the frequency domain are analyzed to detect effects and suggestions in the speed spectrum or the phase.
  • the replacement 120 may act as a change 140 in idle demand.
  • This change 140 can be evaluated in step 142 via the manipulated variable of the idle speed controller, that is about the setpoint amount or the integral component.
  • step 150 deviations from the nominal state are qualified and quantified. For example, at step 152, a medium-term averaging over 10 minutes to 10 hours may be performed to identify such variations due to a change in fuel quality. For example, in step 154, longer term averaging may be done over a period of between 1 day and 3 months to identify such variations due to aging, system drifts, drifts or re-tolerances of injectors.
  • Tank level which is monitored in step 180.
  • related events can be logged, and a statistic or history created therefrom can be correlated with the deviations from the nominal state detected in step 150, if necessary also with a suitable weighting.
  • oil changes or the replacement of injectors can be logged as events, so that resulting deviations from
  • Nominal state can be assigned.
  • step 160 the amount of second fuel that is equivalent in energy to the test amount of the first fuel may be adjusted.
  • the injection time can be adapted such that the replacement of the test quantity of the first fuel by the second fuel changes the torque output by the dual-fuel engine as little as possible.
  • substitution rule 110 can also be adapted and, for example, the aging of injectors or other components be tracked so that the dual-fuel engine retains overall good consumption and emission properties over a long time.
  • FIG. 2 shows how the method can be used to optimize the operation of the binary engine over a longer period of time.
  • the effects to be extracted from the changes 130, 140 are neuter tolerances, the fuel quality and drifts of the system or individual injectors.
  • disturbances 125 which are also included in the changes 130, 140, are disregarded.
  • the disturbances 125 may be due, for example, to power take-offs, rough roads, environmental influences, an unfavorable operating point or another source in the drive train.
  • the comparison 151 with the nominal state carried out in the context of the evaluation 150 uses a reference for the nominal state
  • Reference database 202 This was initialized with an application database 201 containing off-factory settings for nominal behavior and then individualized by continuous learning to the particular system. Also, the reference database is not exclusive to the evaluation 150, but continually adjusts the operating point dependent setpoint values 210 for the injection of the two fuels, including the substitution rule 110, to optimally maintain the fuel and environmental properties of the bi-fuel engine.
  • a much shorter-term averaging 156 is also carried out.
  • the result of this shorter term averaging 156 is used in block 158 to detect glitches in the measurement data relating to the changes 130, 140 and to generally judge the learning quality and usability of that data.
  • this review 158 go also the
  • Reference database 202 required learning values required.
  • an adaptation and weighting is made.
  • 159 learning limits are both applied and monitored. If necessary, learning values are reset by direct intervention in the reference database 202.
  • FIG. 3 a shows the control U of the injectors of an injection system over the time t according to different time programs 9-11.
  • the bi-fuel engine burns primarily gaseous fuel as the first fuel, but requires a small amount of spark of diesel fuel as the second fuel to spontaneously ignite the mixture of gaseous fuel and combustion air when compressed.
  • Diesel injection precedes Phase A of Phase B gas injection. Diesel fuel and gas fuel are injected with different injectors, but both controls are shown in the same diagram for the sake of clarity.
  • the time program 9 is the normal time program.
  • the time programs 10 and 11 are from the time program 9 respectively by applying the
  • Substitution regulation 110 emerged. According to schedule 10, the injected amount of gaseous fuel is reduced and in return the energetically equivalent amount of diesel fuel is added. According to time program 11, less diesel fuel is injected and more gas fuel.
  • FIG. 3b shows the time program 12 as a further modification.
  • a and B only diesel fuel is injected.
  • the gaseous fuel is thus completely replaced by the energetically equivalent amount of diesel fuel.
  • FIG. 3 c shows by way of example how the replacement 120 of the test quantity of one fuel by the energy-equivalent quantity of the other fuel coordinates with the cylinder firing order and the working cycle of the dual-fuel engine can be.
  • two working cycles 13a and 13b or 14a and 14b are respectively plotted on the time axis, the numbers on the time axis indicating the designations of the respective firing cylinders.
  • N in each case means that the fuel air Mixture according to the normal time program 9.
  • M means that
  • Time program 14 modified in both working cycles 14a and 14b, respectively, the mixture used in the ignition of the first two cylinders.

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Abstract

Verfahren (100) zur Diagnose eines Zweistoffmotors, für den eine Substitutionsvorschrift (110) bekannt ist, die für mindestens einen Arbeitspunkt des Zweistoffmotors angibt, welche zweite Menge eines zweiten Kraftstoffs dem Zweistoffmotor zuzuführen ist, um drehmomentneutral eine erste Menge eines ersten Kraftstoffs zu ersetzen, wobei im Betrieb des Zweistoffmotors eine Testmenge des ersten Kraftstoffs entsprechend der Substitutionsvorschrift (110) durch den zweiten Kraftstoff ersetzt wird (120), wobei aus einer Änderung (130) des Drehmoments oder der Drehzahl des Zweistoffmotors, und/oder aus einer Änderung (140) der Stellgröße eines mit dem Zweistoffmotor verbundenen Leerlauf-Drehzahlreglers, eine Abweichung vom Nominalzustand des Zweistoffmotors ausgewertet wird (132, 134, 142, 150). Zugehöriges Computerprogrammprodukt.

Description

Beschreibung Titel:
Diagnoseverfahren für Zweistoffmotoren
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Diagnoseverfahren für Zweistoffmotoren, das beispielsweise beim kombinierten Betrieb eines Motors mit Gaskraftstoff und mit Dieselkraftstoff eingesetzt werden kann.
Stand der Technik
Um die Schadstoffemissionen von Dieselmotoren zu reduzieren und zugleich die Wirtschaftlichkeit ihres Betriebes zu verbessern, ist es vorteilhaft, die Motoren für den Betrieb mit Gaskraftstoffen, wie etwa komprimiertem Erdgas (CNG), verflüssigtem Erdgas (LNG) oder verflüssigtem Propangas (LPG), umzurüsten. Diese Umrüstung erfolgt vielfach für den Zweistoffbetrieb mit Gaskraftstoff einerseits und mit Dieselkraftstoff andererseits. Auf diese Weise kann
beispielsweise durch das Zuführen einer kleinen Zündmenge an Dieselkraftstoff das Gemisch aus Gaskraftstoff und Verbrennungsluft selbstzündfähig gemacht werden, so dass keine zusätzlichen Zündvorrichtungen eingebaut werden müssen. Weiterhin kann der Motor auch allein mit Dieselkraftstoff betrieben werden, wenn der Gaskraftstoff ausgeht und keine Gastankstelle in Reichweite ist.
Gaskraftstoffe haben einen anderen spezifischen Energieinhalt sowie auch andere Verbrennungseigenschaften als Dieselkraftstoff. Eine gegebene Menge an Gaskraftstoff ist daher in Bezug auf das vom Motor gelieferte Drehmoment nicht äquivalent zu der gleichen Menge an Dieselkraftstoff. Welche Menge an Dieselkraftstoff die gegebene Menge an Gaskraftstoff drehmomentneutral ersetzt, ist für mindestens einen Arbeitspunkt des Motors bekannt und in einer Substitutionsvorschrift hinterlegt. Aus der JP 2008 189 069 A ist bekannt, im Betrieb eines Zweistoffmotors beim vollständigen oder teilweisen Wechseln zwischen den Kraftstoffen eine solche Substitutionsvorschrift zu nutzen, damit der Wechsel drehmomentneutral ist. Offenbarung der Erfindung
Im Rahmen der Erfindung wurde ein Verfahren zur Diagnose eines
Zweistoffmotors entwickelt. Das Verfahren geht davon aus, dass eine
Substitutionsvorschrift bekannt ist, die für mindestens einen Arbeitspunkt des Zweistoffmotors angibt, welche zweite Menge eines zweiten Kraftstoffs dem
Zweistoffmotor zuzuführen ist, um drehmomentneutral eine erste Menge eines ersten Kraftstoffs zu ersetzen.
Erfindungsgemäß wird im Betrieb des Zweistoffmotors eine Testmenge des ersten Kraftstoffs entsprechend der Substitutionsvorschrift durch den zweiten Kraftstoff ersetzt. Aus einer Änderung des Drehmoments oder der Drehzahl des Zweistoffmotors, und/oder aus einer Änderung der Stellgröße eines mit dem Zweistoffmotor verbundenen Leerlauf- Drehzahlreglers, wird eine Abweichung vom Nominalzustand des Zweistoffmotors ausgewertet.
Dabei dienen die Begriffe„erster Kraftstoff' und„zweiter Kraftstoff" lediglich der Unterscheidung der beiden Kraftstoffe voneinander, ohne dass hierdurch bereits eine Reihenfolge, in der die beiden Kraftstoffe eingespritzt werden, oder eine Wertung bezüglich der Mengenanteile der Kraftstoffe vorgegeben werden soll. So entfällt beispielsweise bei einem mit Gaskraftstoff und Dieselkraftstoff betriebenen Dual- Fuel- Fahrzeug typischerweise mehr als 90 % des
Gesamtverbrauchs auf den Gaskraftstoff, während der Dieselkraftstoff typischerweise zeitlich vor dem Gaskraftstoff eingespritzt wird. Sowohl eine Substitution von Gaskraftstoff durch Dieselkraftstoff als auch umgekehrt eine Substitution von Dieselkraftstoff durch Gaskraftstoff können im Kontext der Erfindung sinnvoll sein.
Es wurde erkannt, dass Gaskraftstoffe in ihrer Qualität deutlich stärker schwanken als Dieselkraftstoff. So ist beispielsweise Erdgas ein Naturprodukt, und LPG ist ein Nebenprodukt bei der Raffinierung von Erdölprodukten. Da bei der Raffinierung Priorität hat, dass besagte Erdölprodukte spezifikationskonform sind, werden im Gegenzug Schwankungen bei der Zusammensetzung von Nebenprodukten wie LPG in Kauf genommen.
Die Unterschiede in der Gasqualität wiederum bewirken Unterschiede in der Verbrennung bezüglich der Menge der freigesetzten Energie, der
Brenngeschwindigkeit und Dauer, des Zündverzugs und der Zündfähigkeit sowie der Abgaszusammensetzung. Weiterhin ergeben sich Unterschiede bei physikalischen Vorgängen wie der Kompression bzw. Entspannung, dem
Durchtritt durch Düsen sowie der Verdampfung bzw. Kondensation. All diese Effekte wirken sich letztendlich auf das vom Motor abgegebene Drehmoment aus, das als zentrale Größe konstant gehalten werden soll. Es besteht daher ein Bedürfnis, Schwankungen in der Gasqualität zu detektieren und die Ansteuerung des Motors entsprechend anzupassen, damit das Drehmoment konstant bleibt. Entsprechende automotive-taugliche Sensoren sind jedoch für den Serienmarkt derzeit nicht verfügbar und würden die Komplexität und Kosten des Systems erhöhen.
Das Drehmoment, die Drehzahl und die Stellgröße des Leerlauf- Drehzahlreglers sind hingegen Größen, die bereits mit der im Fahrzeug existierenden Sensorik erfasst werden. Wenn beim Ersetzen der Testmenge des ersten Kraftstoffs die Substitutionsvorschrift eingehalten wird und sich trotzdem eine Abweichung in einer oder mehrerer dieser Größen ergibt, so ist dies ein Hinweis, dass an irgendeiner Stelle eine Abweichung vom Nominalzustand vorliegt. Insbesondere dann, wenn die Abweichung nach einem Tankvorgang auftritt, kommt hier eine
Änderung der Gasqualität in Betracht. Ist die Änderung der Gasqualität auf diesem Wege erst einmal erkannt, kann sie im nächsten Schritt beispielsweise durch eine Änderung der Gasmenge, des Einspritzzeitpunkts oder der
Substitutionsvorschrift kompensiert werden, so dass die Einspritzmenge und/oder das erzeugte Drehmoment dem nominellen Betriebspunkt gleichgestellt werden.
Im Leerlauf- Betrieb hat der Leerlauf-Drehzahlregler einen Eingriff auf die einzuspritzende Gesamt- Kraftstoffmenge und kompensiert damit Drehmoment- Abweichungen, die durch das Ersetzen der Testmenge des ersten Kraftstoffs, beispielsweise nur auf einem von mehreren Zylindern, entstehen. Durch die Analyse des Reglereingriffs, beispielsweise des integralen Anteils (I-Anteils) oder der der resultierenden Soll- Einspritzmenge („Leerlaufbedarf'), wird die
Abweichung vom Nominalverhalten detektiert.
Somit stellt das Verfahren erstmals eine Funktion zur Erkennung und
Kompensation der Gasqualität bei einem dieselmotorischen Brennverfahren für mittlere und schwere Nutzfahrzeuge mit Gas-Direkteinspritzung bereit. Dabei ist das Verfahren jedoch ausdrücklich nicht auf die Erkennung solcher
Abweichungen vom Nominalzustand beschränkt, die von einer Änderung der Gasqualität herrühren. Vielmehr lassen sich auch solche Abweichungen erkennen, die durch Alterung, Verschleiß oder Defekte im Motor oder im zugehörigen Einspritzsystem verursacht worden sind. Diese Abweichungen lassen sich beispielsweise dadurch von kraftstoffbedingten Abweichungen unterscheiden, dass sie auf einer deutlich langsameren Zeitskala stattfinden und/oder nicht mit Tankvorgängen korreliert sind.
In einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird das Ersetzen der Testmenge des ersten Kraftstoffs durch den zweiten Kraftstoff im stationären
Betrieb, im Schubbetrieb, im Leerlauf oder nach einem Lastabwurf des
Zweistoffmotors vorgenommen. In diesen Betriebszuständen sind die
Auswirkungen eventueller Abweichungen vom Nominalzustand auf das
Drehmoment, die Drehzahl bzw. die Stellgröße am wenigsten mit anderen Einflüssen vermischt.
Insbesondere im Schubbetrieb können Testeinspritzungen von kleinen Mengen beider Kraftstoffe in ihrer Auswirkung auf Drehmoment und Drehzahl miteinander vergleichen werden, so dass beispielsweise bei einem mit Gaskraftstoff und Dieselkraftstoff betriebenen Zweistoffmotor die Gas- Einspritzmenge so korrigiert werden kann, dass ihre Wirkung an die des Dieselkraftstoffs angeglichen wird.
Somit wird in einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung aus der Änderung des Drehmoments, der Drehzahl oder der Stellgröße eine angepasste Menge des zweiten Kraftstoffs ermittelt, die die Testmenge des ersten Kraftstoffs dergestalt ersetzt, dass die Änderung des Drehmoments, der Drehzahl oder der Stellgröße minimiert wird. Alternativ oder auch in Kombination hierzu kann ein angepasster Einspritzzeitpunkt ermittelt werden, zu dem der zweite Kraftstoff zuzuführen ist, um die Änderung des Drehmoments, der Drehzahl oder der Stellgröße zu minimieren.
Der Wegfall der Testmenge des ersten Kraftstoffs hat verschiedene
Auswirkungen. So wirkt er sich beispielsweise hydraulisch aus, indem sich der Druckverlauf, die Einspritzrate und/oder die Einspritzmenge ändern. Weiterhin ergeben sich thermische Abweichungen bei der Verbrennung, beispielsweise durch eine Änderung der Verbrennungsgeschwindigkeit, des
Verbrennungsschwerpunkts, des Zündverzugs und/oder der freigesetzten Energie. Im Endeffekt ergeben sich motorische Abweichungen des erzeugten Drehmoments. Beispielsweise können sich der Momentverlauf, die abgegebene Leistung und/oder die Amplitude und Phase von Schwingungen ändern.
In einem mit nur einem Kraftstoff betriebenen Motor haben derartige
Abweichungen immer messbare und/oder wahrnehmbare Auswirkungen, da das durch den Verbrennungsmotor freigesetzte Moment beeinflusst wird. Bei einem Zweistoffmotor (Dual-Fuel-System) hingegen lassen sich durch Einhalten der Substitutionsvorschrift die Veränderungen in der Ansteuerung (Test-Muster) so gestalten, dass sie im Nominalfall keine Auswirkungen auf das freigesetzte Moment haben und somit nicht wahrnehmbar sind. Dabei ist es von Vorteil, dass das gleiche Drehmoment abgegeben werden kann, wenn beispielsweise unterschiedliche Gas- Einspritzmengen durch passende Diesel- Einspritzmengen kompensiert werden (variable Substitutionsrate).
Wenn sich im Zeitverlauf des Drehmoments systematische Abweichungen erkennen lassen, die im Zusammenhang mit dem Test-Muster stehen, ist davon auszugehen, dass das System sich nicht nominell verhält. Eine Ursache dafür kann die abweichende Kraftstoffqualität, insbesondere die Gasqualität, sein.
In einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird somit eine Vielzahl von Testmengen des ersten Kraftstoffs nach einem Zeitprogramm durch den zweiten Kraftstoff ersetzt, und eine mit dem Zeitprogramm korrelierte Änderung des Drehmoments, der Drehzahl bzw. der Stellgröße wird registriert.
Beispielsweise kann bei jedem n-ten Zylinder in Zündreihenfolge des
Zweistoffmotors eine Testmenge des ersten Kraftstoffs durch den zweiten
Kraftstoff ersetzt werden, wobei n ganzzahlig ist und mindestens 2 beträgt. Die Abweichungen bzw.„Störungen" treten dann mit einer definierten Frequenz auf. Beispielsweise ergibt sich hieraus für n=2 in einem 6-Zylinder- Motor ein Test- Muster, das sich mit einer Frequenz auf den Motor auswirkt, die der dreifachen Nockenwellendrehzahl entspricht.
Beispielsweise kann bei m in Zündreihenfolge aufeinanderfolgenden Zylindern des Zweistoffmotors eine Testmenge des ersten Kraftstoffs durch den zweiten Kraftstoff ersetzt werden, wobei m ganzzahlig ist und mindestens 2 beträgt. Die Abweichungen bzw.„Störungen" treten dann mit bestimmter Ereignisanzahl im
„Störungspaket" auf. Beispielsweise ergibt sich hieraus für n=3 in einem 6- Zylinder-Motor ein Test-Muster, das sich mit einer Frequenz auf den Motor auswirkt, die der halben Nockenwellendrehzahl entspricht. Zugleich ist die Intensität der Auswirkung gegenüber der abweichenden Ansteuerung nur eines Zylinders verdreifacht.
Ein Test-Muster kann auch über ein Vielfaches der Kurbel- oder Nockenwellen- Umdrehungen periodisch sein. Das Testmusterprogramm kann auch eine ständige (gleitende) Veränderung von einem Arbeitsspiel (oder Vielfachen) zum nächsten beinhalten. Beispielsweise kann bei einem 6-Zylinder- Motor in einem ersten Arbeitsspiel das Test- Muster nur auf die Zylinder 1 und 2 wirken, im zweiten Arbeitsspiel auf die Zylinder 2 und 3 und im dritten Arbeitsspiel auf die Zylinder 3 und 4 usw., während die übrigen Zylinder jeweils Kraftstoff entsprechend dem Zeitprogramm für den
Normalbetrieb erhalten.
Ein Test-Muster mit periodisch aufgeprägter Abweichung kann beispielsweise darin bestehen, dass bei bestimmten Einspritzungen ein momenterzeugender Anteil von der Gaseinspritzung abgezogen und als entsprechendes, durch die Substitutionsvorschrift vorgegebenes, Energieäquivalent auf die Dieseleinspritzung addiert wird.
Ein Test- Muster kann beispielsweise auch darin bestehen, dass bei bestimmten Einspritzungen (etwa auf einem oder einigen von mehreren Zylindern) eine Gas-
Einspritzung (z.B. Haupteinspritzung) vollständig abgeschaltet und, gegeben durch die Substitutionsvorschrift, energieäquivalent durch eine Diesel- Einspritzung (Haupteinspritzung) ersetzt wird. Das Test-Muster sollte für den nominellen Kraftstoff so kalibriert werden, dass es keine oder nur unterhalb der Detektionsschwelle liegende Anregungen bzw. Abweichungen im Drehmoment- bzw. Drehzahlsignal verursacht. Bei
abweichendem Kraftstoff wird die Energieäquivalenz nicht mehr erreicht, so dass das Test-Muster zu detektierbaren Anregungen bzw. Abweichungen im
Drehmoment- bzw. Drehzahlsignal, bzw. im Leerlaufbedarf, führt.
Die Detektion kann auf unterschiedliche Weise ausgeführt werden.
Beispielsweise können die Amplitude der Anregungsfrequenz, die Phasenlage oder auch Filteranregungen ausgewertet werden, und/oder diskrete Messwerte in dem Zeitbereich können miteinander verglichen werden.
In einer weiteren besonders vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird der Tankfüllstand des ersten Kraftstoffs, und/oder des zweiten Kraftstoffs, überwacht, wobei die Änderung des Drehmoments, der Drehzahl bzw. der Stellgröße mit Änderungen des Tankfüllstands korreliert wird. Die Verarbeitung der erkannten
Veränderungen ermöglicht im Zusammenhang mit Änderungen des
Tankfüllstands beispielsweise bei einem mit Dieselkraftstoff und Gaskraftstoff betriebenen Zweistoffmotor die Schlussfolgerung auf die Gas- Eigenschaften bzw. auf die Gasqualität.
Das Durchlaufen unterschiedlicher Test- Muster während des Motorbetriebes ist sinnvoll, um über Kombinatorik bzw. Differentialdiagnose unterschiedliche Einflüsse auf die Detektion zu eliminieren. Solche Einflüsse können sich auch außerhalb des Motors an anderer Stelle im Antriebsstrang befinden,
beispielsweise in Form von Nebenabtriebsaggregaten, wie etwa Kompressoren. Weiterhin gibt es innerhalb des Motors verschiedene Einflüsse, die in das letztendliche Drehmoment eingehen, etwa Zylinder-zu-Zylinder-Abweichungen (verursacht etwa durch Abweichungen im Füllgrad oder durch
konstruktionsbedingte Asymmetrien) oder toleranz- oder alterungsbedingte Einspritzmengen-Abweichungen.
Hierbei kann insbesondere beispielsweise ausgenutzt werden, dass
Veränderungen in der Gasqualität sich im Gegensatz zu drift- oder
verschleißbedingten Effekten auf allen Zylindern und unter allen Betriebspunkten im gleichen bzw. selbstähnlichen Ausmaß auswirkt.
Es können also langfristige Abweichungen, die nicht mit Betankungsvorgängen korrelieren, dem Driftverhalten im System, insbesondere einer Drift der
Einspritzmengen einzelner Injektoren, zugeordnet werden. Längerfristige systematische Veränderungen an allen Zylindern bzw. Injektoren, die sich nach Neubetankung detektieren lassen, können hingegen eindeutig der Gasqualität zugeordnet und zur Korrektur herangezogen werden.
Beispielsweise kann dies durch geeignete Filterung (oder Mittelwert-Bildung) der die Abweichungen repräsentierenden Messwerte erreicht werden. Diese „statistischen" Daten werden analysiert. Unterschiedlich stark gefilterte statistische Datenbestände können miteinander verglichen werden:
• Kurzfristige statistische Daten (Sekunden- bis Minutenbereich) können durch den aktuellen Betriebspunkt beeinflusst sein. Starke kurzfristige Abweichungen können z.B. durch momentan aktive Nebenabtriebe verursacht werden.
• Mittelfristige statistische Daten (Minuten-Stundenbereich) eignen sich, die aktuelle Tankfüllung zu repräsentieren und können vorteilhaft bei Erhöhung des Tankfüllstandes zurückgesetzt werden. Die Höhe der Tankfüllstandsänderung (z.B. von 30% auf 100% getankt) kann beispielsweise zur Gewichtung der Filter(zeit)konstanten oder zur anteiligen Anrechnung des alten Datenbestandes verwendet werden.
• Langfristige statistische Daten (über Tage und Monate) spiegeln die Toleranzen und Alterungserscheinungen / Driften des Systems wider. Insbesondere Einspritzmengen-Drift durch Ablagerungen und Verschleiß ist eine wesentliche Größe, wenn es um die Performance eines Motors über dessen Lebensdauer geht.
Das Driften der Injektoren wirkt bei der Erkennung und Kompensation der Gasqualität als Störgröße. Wie schon erläutert, finden die driftbedingten
Veränderungen jedoch langsam im Vergleich zur schnellen Veränderung der Gasqualität bei Neubetankung statt und sind unabhängig vom Zeitpunkt der Tankbefüllung. So kann zwischen Drifteffekten und Kraftstoff- Effekten unterschieden werden.
Prinzipiell enthalten langfristige Daten ebenfalls die durch Neuteiltoleranzen begründeten Abweichungen zum vorkalibriertem Nominalverhalten.
Somit wird in einer weiteren besonders vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung die Änderung des Drehmoments, der Drehzahl bzw. der Stellgröße über einen Zeitraum zwischen 10 Minuten und 10 Stunden gemittelt und als Indikator für eine Qualitätsabweichung des ersten Kraftstoffs, und/oder des zweiten
Kraftstoffs, gewertet.
In einer weiteren besonders vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird die Änderung des Drehmoments, der Drehzahl bzw. der Stellgröße über einen Zeitraum zwischen 1 Tag und 3 Monaten gemittelt und als Indikator für
Alterungserscheinungen oder Drifts im Zweistoffmotor, und/oder im zugehörigen Einspritzsystem, gewertet.
Der„Wirksamkeitshorizont" der Mittelung, Gewichtung, Speicherung bzw.
Auswertung der Daten muss jedoch nicht unbedingt als Zeitraum vorgegeben bzw. definiert sein. Bei vielen Anwendungen derartiger Adaptions- und
Lernalgorithmen lässt sich vorab nur grob abschätzen, nach welchem Zeitraum sich genügend relevante Information angehäuft hat. Der Horizont kann dann beispielsweise nicht als Zeitraum, sondern etwa über die Anzahl der Ereignisse, Messwerte bzw. Samples definiert werden.
Unter Umständen läuft für jeden diskreten„Lern- Betriebspunkt" ein eigener Messwert-Zähler. Eine andere Möglichkeit ist, dass beim Filtern/Mitteln über einen definierten Zeitraum nur die Zeit berücksichtigt wird, in der das System relevante Informationen sammelt, d.h., in der es sich beispielsweise im entsprechenden Lernpunkt befindet.
Nach dem zuvor Gesagten wird in einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung insbesondere ein Gaskraftstoff als erster Kraftstoff und
Dieselkraftstoff als zweiter Kraftstoff gewählt.
Die mit dem Verfahren gewonnene Information über die Gasqualität kann im Motorsteuergerät insbesondere bei der Berechnung der benötigten
Einspritzmenge verwendet werden.
Geht man von einem Berechnungspfad aus, bei dem aus dem geforderten Drehmoment zunächst eine benötigte Diesel-Menge pro Einspritzung und daraus die energetisch oder momentenbildend äquivalente Gasmenge bestimmt wird, so lässt sich die Information über die Gasqualität besonders vorteilhaft als Faktor darstellen, der zur Umrechnung von der Diesel-Menge oder vom Sollmoment auf die Gas-Menge verwendet wird.
Die Korrektur kann additiv, multiplikativ oder über eine numerische Abbildung, etwa ein Kennfeld oder eine Kennlinie, erfolgen. Der zu korrigierende Basiswert wird typischerweise aus den im Steuergerät abgelegten Parametern bestimmt. Er kann darüber hinaus bereits mit weiteren vom System selbst erlernten oder manuell (Werkstatt, End-Of-Line, Applikation) vorgegebenen Korrekturen beaufschlagt sein. Auf diese Weise lassen sich mittelfristig und langfristig detektierte Abweichungen zu zunächst getrennten Korrekturwerten verarbeiten, die dann mit dem Basiswert verrechnet werden. Bei bestimmten
Wirkzusammenhängen ist eine Verkettung der Korrekturen vorteilhafter als die Superposition. Dann dient der durch eine Korrektur modifizierte Basiswert als Grundlage für weitere Korrekturen.
Die Korrektur kann im Sinne eines„langsamen" Regelkreises erfolgen. Die Reaktionsgeschwindigkeit des Regelkreises ist sinnvollerweise an die Streuung und Genauigkeit der Eingangsdaten (Erkennung) angepasst. Die Korrekturwerte werden dabei während der Erkennung (Test- Einspritzmuster sind aktiv) angepasst und angewendet - mit dem Ziel, die durch Anregung entstehenden Abweichungen zu kompensieren.
Die„neuen" Korrekturwerte können sowohl nach Ende der Erkennung (d.h. im Normalbetrieb ohne Test- Einspritzungen) übernommen und weiter angewendet werden, als auch mit einer Gewichtung in die bisherigen Korrekturen einfließen. Die Wahl der Gewichtung erfolgt sinnvollerweise in Abhängigkeit von der Lernhäufigkeit, der Streuung/Genauigkeit der Erkennung und der erwarteten Veränderungsrate der zu kompensierenden Effekte (z.B. kann sich die Gas- Qualität im Gegensatz zum Injektor- Verschleiß bei jedem Tankvorgang verändern).
Erfolgt die Detektion im Leerlauf oder ähnlichem Stationärbetrieb, wobei ein Drehzahlregler (Leer- bzw. Zwischendrehzahlregler) aktiv ist, so erfolgt die Kompensation der Abweichungen im abgegebenen Drehmoment direkt durch den Eingriff (Stellgröße) des Reglers. Stellgrößenveränderungen, die mit der Anregung durch Testmuster korrespondieren, können in Korrekturwerte umgerechnet werden. Diese können, wie oben beschrieben, wiederum instantan oder erst nach der Erkennung angewendet werden.
Nach dem zuvor Gesagten ist es ein wesentlicher Vorteil des Verfahrens, dass bestehende Sensorik weitergenutzt werden kann und der Einbau weiterer Hardware in den Zweistoffmotor, bzw. in das zugehörige Einspritzsystem, entbehrlich ist. Vielmehr kann das Verfahren teilweise oder vollständig in
Software implementiert sein, die beispielsweise als Update auf ein bestehendes Motorsteuergerät aufgespielt werden kann und somit ein eigenständig
verkaufbares Produkt darstellt.
Daher bezieht sich die Erfindung auch auf ein Computerprogrammprodukt mit maschinenlesbaren Anweisungen, die, wenn sie auf einem Computer, und/oder auf einem Steuergerät, ausgeführt werden, den Computer, und/oder das
Steuergerät, dazu veranlassen, ein Verfahren gemäß der Erfindung auszuführen. Weitere, die Erfindung verbessernde Maßnahmen werden nachstehend gemeinsam mit der Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand von Figuren näher dargestellt. Ausführungsbeispiele
Es zeigt:
Figur 1 Ausführungsbeispiel des Verfahrens 100;
Figur 2 beispielhaftes Rückspielen aus dem Verfahren 100 zur längerfristigen Optimierung des Betriebes des Zweistoffmotors;
Figur 3 beispielhafte Zeitprogramme zur Anwendung 120 der
Substitutionsvorschrift 110.
Nach Figur 1 geht das Verfahren 100 davon aus, dass eine Substitionsvorschrift 110 bekannt ist, die besagt, welche Menge eines zweiten Kraftstoffs dem Zweistoffmotor zuzuführen ist, um drehmomentneutral eine erste Menge eines ersten Kraftstoffs zu ersetzen. In diese Substitutionsvorschrift 110 können ein oder mehrere Einflussgrößen 105 eingehen, wie beispielsweise Umwelt- und Umgebungsbedingungen oder auch ein Betriebspunkt oder Fahrerwunsch. In Schritt 120 wird gemäß dieser Substitutionsvorschrift 110 im Betrieb des Zweistoffmotors eine Testmenge des ersten Kraftstoffs durch die energetisch hierzu äquivalente Menge des zweiten Kraftstoffs ersetzt. Es wird also ein Test- Muster auf die Einspritzung aufgeprägt.
Wenn sich der Zweistoffmotor nicht im Leerlauf befindet, so kann sich das Ersetzen 120 als Änderung 130 des Drehmoments oder der Drehzahl des
Zweistoffmotors auswirken. Dann kann beispielsweise in Schritt 132 das Drehzahlsignal im Zeitbereich analysiert werden, ggfs. auch mit Filterung, Mittelwertbildung oder anderer Aufbereitung. Hierdurch kann beispielsweise die Auswirkung des Ersetzens 120 auf den Drehzahlverlauf analysiert werden. Es kann alternativ oder auch in Kombination beispielsweise in Schritt 134 das Drehzahlsignal im Frequenzbereich analysiert werden, um Auswirkungen und Anregungen im Drehzahlspektrum oder der Phase zu detektieren.
Wenn sich der Zweistoffmotor im Leerlauf befindet, so kann sich das Ersetzen 120 als Änderung 140 des Leerlauf- Bedarfs auswirken. Diese Änderung 140 lässt sich in Schritt 142 über die Stellgröße des Leerlauf- Drehzahlreglers, also etwa über die Soll-Menge oder den Integral-Anteil, auswerten.
In Schritt 150 werden Abweichungen vom Nominalzustand qualifiziert und quantifiziert. Hierzu kann beispielsweise in Schritt 152 eine mittelfristige Mittelung über 10 Minuten bis 10 Stunden erfolgen, um solche Abweichungen zu identifizieren, die auf eine Änderung der Kraftstoffqualität zurückgehen. Es kann auch beispielsweise in Schritt 154 eine längerfristige Mittelung über einen Zeitraum zwischen 1 Tag und 3 Monaten erfolgen, um solche Abweichungen zu identifizieren, die auf Alterungserscheinungen, Systemdrifts sowie Drifts oder Neu-Toleranzen von Injektoren zurückgehen.
Hierzu werden die Abweichungen in Schritt 190 mit Änderungen des
Tankfüllstands korreliert, der in Schritt 180 überwacht wird. Beispielsweise können diesbezügliche Ereignisse protokolliert werden, und eine hieraus erstellte Statistik oder Historie kann mit den in Schritt 150 erkannten Abweichungen vom Nominalzustand korreliert werden, ggfs. auch mit einer geeigneten Gewichtung. Auch Ölwechsel oder der Austausch von Injektoren können als Ereignisse protokolliert werden, so dass hieraus resultierende Abweichungen vom
Nominalzustand zugeordnet werden können.
Aus den in Schritt 150 analysierten Abweichungen kann in Schritt 160 die zur Testmenge des ersten Kraftstoffs energetisch äquivalente Menge des zweiten Kraftstoffs angepasst werden. Alternativ oder in Kombination hierzu kann in Schritt 170 der Einspritzzeitpunkt dahingehend angepasst werden, dass die Ersetzung der Testmenge des ersten Kraftstoffs durch den zweiten Kraftstoff das vom Zweistoffmotor abgegebene Drehmoment möglichst wenig ändert.
Letztendlich kann somit auch die Substitutionsvorschrift 110 angepasst und beispielsweise der Alterung von Injektoren oder anderen Komponenten nachgeführt werden, so dass der Zweistoffmotor insgesamt über lange Zeit gute Verbrauchs- und Emissionseigenschaften behält.
Figur 2 zeigt, wie das Verfahren genutzt werden kann, um den Betrieb des Zweistoffmotors über längere Zeit zu optimieren. Die aus den Änderungen 130, 140 zu extrahierenden Effekte sind Neutoleranzen, die Kraftstoffqualität sowie Drifts des Systems bzw. einzelner Injektoren. Hingegen sind Störungen 125, die ebenfalls in die Änderungen 130, 140 eingehen, unberücksichtigt zu lassen. Die Störungen 125 können beispielsweise von Nebenabtrieben, Schlechtweg, Umwelteinflüssen, einem ungünstigen Betriebspunkt oder einer anderen Quelle im Antriebsstrang herrühren.
Der im Rahmen der Auswertung 150 durchgeführte Vergleich 151 mit dem Nominalzustand verwendet als Referenz für den Nominalzustand eine
Bezugsdatenbasis 202. Diese wurde mit einer Applikations- Datenbasis 201, die Ab-Werk- Einstellungen für das Nominalverhalten enthält, initialisiert und danach durch fortwährendes Lernen auf das konkrete System individualisiert. Die Bezugsdatenbasis dient auch nicht ausschließlich der Auswertung 150, sondern passt auch die betriebspunktabhängigen Sollwerte 210 für die Einspritzung der beiden Kraftstoffe einschließlich der Substitutionsvorschrift 110 fortwährend an, um die Verbrauchs- und Umwelteigenschaften des Zweistoffmotors optimal zu halten.
Im Rahmen der Auswertung 150 wird neben der mittelfristigen Mittelung 152 und der langfristigen Mittelung 154 auch eine deutlich kürzerfristige Mittelung 156 durchgeführt. Das Ergebnis dieser kürzerfristigen Mittelung 156 wird in Block 158 verwendet, um in den Messdaten in Bezug auf die Änderungen 130, 140 Störungen zu erkennen sowie generell die Lernqualität und Verwendbarkeit dieser Daten zu beurteilen. In diese Bewertung 158 gehen auch der
Tankfüllstand, Umwelt- und Fahrzeugbedingungen sowie der aktuelle
Betriebspunkt des Zweistoffmotors ein, die in Block 180 überwacht werden. Als Ergebnis der Bewertung 180 wird über die Eingriffe 152a bzw. 154a justiert, welche der Messdaten in die Mittelungen 152 bzw. 154 eingehen und wie die Messdaten jeweils gewichtet werden. Die in Block 180 überwachten Einflussgrößen gehen weiterhin in die Bewertung 159 ein, die mit den Eingriffen 152b bzw. 154b darüber entscheidet, ob die Ergebnisse der Mittelungen 152 bzw. 154 eine Anpassung der in der
Bezugsdatenbasis 202 enthaltenen Lernwerte erforderlich machen. Im Rahmen der Bewertung 159 wird eine Adaption und Gewichtung vorgenommen. Weiterhin werden im Rahmen der Bewertung 159 Lerngrenzen sowohl angewendet als auch überwacht. Gegebenenfalls werden durch unmittelbaren Eingriff in die Bezugsdatenbasis 202 Lernwerte zurückgesetzt.
Figur 3a zeigt die Ansteuerung U der Injektoren eines Einspritzsystems über der Zeit t gemäß verschiedenen Zeitprogrammen 9-11. Der Zweistoffmotor verbrennt hauptsächlich Gaskraftstoff als ersten Kraftstoff, benötigt jedoch eine kleine Zündmenge von Dieselkraftstoff als zweiten Kraftstoff, damit das Gemisch aus Gaskraftstoff und Verbrennungsluft bei Komprimierung von selbst zündet. Die Diesel-Einspritzung ist in einer Phase A der in Phase B stattfindenden Gas- Einspritzung vorgelagert. Dieselkraftstoff und Gaskraftstoff werden mit verschiedenen Injektoren eingespritzt, jedoch sind beide Ansteuerungen der Übersichtlichkeit halber in das gleiche Diagramm eingezeichnet.
Das Zeitprogramm 9 ist das normale Zeitprogramm. Die Zeitprogramme 10 und 11 sind aus dem Zeitprogramm 9 jeweils durch Anwenden der
Substitutionsvorschrift 110 hervorgegangen. Gemäß Zeitprogramm 10 wird die eingespritzte Menge an Gaskraftstoff vermindert und im Gegenzug die energetisch äquivalente Menge an Dieselkraftstoff hinzugegeben. Gemäß Zeitprogramm 11 wird umgekehrt weniger Dieselkraftstoff eingespritzt und dafür mehr Gaskraftstoff.
Figur 3b zeigt das Zeitprogramm 12 als weitere Abwandlung. Hier wird in beiden Phasen A und B ausschließlich Dieselkraftstoff eingespritzt. Der Gaskraftstoff wird also vollständig durch die energetisch äquivalente Menge Dieselkraftstoff ersetzt.
Figur 3c zeigt beispielhaft, wie die Ersetzung 120 der Testmenge des einen Kraftstoffs durch die energieäquivalente Menge des anderen Kraftstoffs mit der Zylinder-Zündreihenfolge und dem Arbeitsspiel des Zweistoffmotors koordiniert werden kann. Für zwei Zeitprogramme 13 und 14 sind auf der Zeitachse jeweils zwei Arbeitsspiele 13a und 13b, bzw. 14a und 14b, aufgetragen, wobei die Zahlen auf der Zeitachse die Bezeichnungen der jeweils zündenden Zylinder angeben.„N" bedeutet jeweils, dass das Kraftstoff-Luft-Gemisch gemäß dem normalen Zeitprogramm 9 zusammengesetzt ist.„M" bedeutet, dass das
Kraftstoff-Luft-Gemisch gemäß einem modifizierten Zeitprogramm
zusammengesetzt ist, dass also die Ersetzung 120 des einen Kraftstoffs durch den anderen stattgefunden hat. Gemäß dem Zeitprogramm 13 wird nur in dem ersten Arbeitsspiel 13a beim
Zünden des dritten Zylinders das Gemisch modifiziert. Gemäß dem
Zeitprogramm 14 wird hingegen in beiden Arbeitsspielen 14a und 14b jeweils das beim Zünden der ersten beiden Zylinder verwendete Gemisch modifiziert.

Claims

Ansprüche
1. Verfahren (100) zur Diagnose eines Zweistoffmotors, für den eine Substitutionsvorschrift (110) bekannt ist, die für mindestens einen Arbeitspunkt des Zweistoffmotors angibt, welche zweite Menge eines zweiten Kraftstoffs dem Zweistoffmotor zuzuführen ist, um drehmomentneutral eine erste Menge eines ersten Kraftstoffs zu ersetzen, dadurch gekennzeichnet, dass im Betrieb des Zweistoffmotors eine Testmenge des ersten Kraftstoffs entsprechend der Substitutionsvorschrift (110) durch den zweiten Kraftstoff ersetzt wird (120), wobei aus einer Änderung (130) des Drehmoments oder der Drehzahl des Zweistoffmotors, und/oder aus einer Änderung (140) der Stellgröße eines mit dem Zweistoffmotor verbundenen Leerlauf- Drehzahlreglers, eine Abweichung vom Nominalzustand des Zweistoffmotors ausgewertet wird (132, 134, 142, 150).
2. Verfahren (100) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das
Ersetzen (120) im stationären Betrieb, im Schubbetrieb, im Leerlauf oder nach einem Lastabwurf des Zweistoffmotors vorgenommen wird.
3. Verfahren (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 2, dadurch
gekennzeichnet, dass aus der Änderung (130, 140) des Drehmoments, der Drehzahl oder der Stellgröße eine angepasste Menge (160) des zweiten
Kraftstoffs, die die Testmenge des ersten Kraftstoffs dergestalt ersetzt, dass die Änderung (130, 140) des Drehmoments, der Drehzahl oder der Stellgröße minimiert wird, und/oder ein angepasster Einspritzzeitpunkt (170), zu dem der zweite Kraftstoff zuzuführen ist, um die Änderung (130, 140) des Drehmoments, der Drehzahl oder der Stellgröße zu minimieren, ermittelt wird.
4. Verfahren (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch
gekennzeichnet, dass eine Vielzahl von Testmengen des ersten Kraftstoffs nach einem Zeitprogramm (10-13) durch den zweiten Kraftstoff ersetzt wird (120), wobei eine mit dem Zeitprogramm (10-13) korrelierte Änderung (130, 140) des Drehmoments, der Drehzahl bzw. der Stellgröße registriert wird.
5. Verfahren (100) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass bei jedem n-ten Zylinder in Zündreihenfolge des Zweistoffmotors eine Testmenge des ersten Kraftstoffs durch den zweiten Kraftstoff ersetzt wird (120), wobei n ganzzahlig ist und mindestens 2 beträgt.
6. Verfahren (100) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass bei m in Zündreihenfolge aufeinanderfolgenden Zylindern des Zweistoffmotors eine Testmenge des ersten Kraftstoffs durch den zweiten Kraftstoff ersetzt wird (120), wobei m ganzzahlig ist und mindestens 2 beträgt.
7. Verfahren (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Tankfüllstand des ersten Kraftstoffs, und/oder des zweiten Kraftstoffs, überwacht wird (180), wobei die Änderung (130, 140) des Drehmoments, der Drehzahl bzw. der Stellgröße mit Änderungen des
Tankfüllstands korreliert wird (190).
8. Verfahren (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Änderung (130, 140) des Drehmoments, der Drehzahl bzw. der Stellgröße über einen Zeitraum zwischen 10 Minuten und 10 Stunden gemittelt und als Indikator für eine Qualitätsabweichung des ersten Kraftstoffs, und/oder des zweiten Kraftstoffs, gewertet wird (152).
9. Verfahren (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Änderung (130, 140) des Drehmoments, der Drehzahl bzw. der Stellgröße über einen Zeitraum zwischen 1 Tag und 3 Monaten gemittelt und als Indikator für Alterungserscheinungen oder Drifts im Zweistoffmotor, und/oder im zugehörigen Einspritzsystem, gewertet wird (154).
10. Verfahren (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass ein Gaskraftstoff als erster Kraftstoff und Dieselkraftstoff als zweiter Kraftstoff gewählt wird.
11. Computerprogrammprodukt, enthaltend maschinenlesbare
Anweisungen, die, wenn sie auf einem Computer, und/oder auf einem
Steuergerät, ausgeführt werden, den Computer, und/oder das Steuergerät, dazu veranlassen, ein Verfahren (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 10 auszuführen.
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