DE102007030798A1

DE102007030798A1 - Verfahren zum Betrieb eines Verbrennungsmotors mit mehreren Kraftstoffarten

Info

Publication number: DE102007030798A1
Application number: DE102007030798A
Authority: DE
Inventors: Pierre-Yves Crepin; Matthias Walz
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2007-07-03
Filing date: 2007-07-03
Publication date: 2009-01-08

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Verbrennungsmotor sowie ein Verfahren zum Betrieb eines Verbrennungsmotors mit mehreren Kraftstoffarten, deren Zufuhr mit unterschiedlichem zeitlichen Vorlauf vor oder während der Verbrennung erfolgt, bei dem während des Betriebes des Verbrennungsmotors ein Wechsel der Kraftstoffart vorgenommen werden kann, wobei zumindest zeitweise ein Mischbetrieb mit mindestens zwei Kraftstoffen vorliegt und die Berechnung der zuzuführenden Kraftstoffmenge des Kraftstoffes, der zuletzt zugeführt werden muss, so erfolgt, dass zunächst die Kraftstoffmenge dieses Kraftstoffes berechnet wird, die gebraucht würde, wenn sich der Motor nicht im Mischbetrieb befände, und anschließend von dieser Kraftstoffmenge eine Korrekturmenge abgezogen wird, die ein Äquivalent zu einer bereits zugeführten Menge eines anderen Kraftstoffes bildet.

Description

Technisches Gebiet
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Steuervorrichtung zum Betrieb eines Verbrennungsmotors mit mehreren Kraftstoffarten, insbesondere für einen wahlweisen Betrieb mit Kraftstoffarten mit unterschiedlichem Einspritzverhalten.
Stand der Technik
Aus Gründen der Wirtschaftlichkeit wird zunehmend versucht, herkömmliche Verbrennungskraftstoffe, wie Benzin oder Diesel, durch alternative Kraftstoffe zu ersetzen. Herkömmliche Verbrennungskraftstoffe weisen jedoch trotz des teilweise deutlich höheren Abgabepreises den Vorteil auf, dass sie über ein weit verzweigtes Verteilernetz von Tankstellen flächendeckend verfügbar sind.
Fahrzeugkonzepte, die auf der Nutzung alternativer Kraftstoffe basieren, sehen daher in der Regel die Möglichkeit einer wahlweisen Nutzung herkömmlicher Kraftstoffe bzw. alternativer Kraftstoffe vor. Beispielsweise sind Fahrzeuge mit Verbrennungsmotoren bekannt, die wahlweise einen Betrieb mit Benzin oder mit Gas (z. B. CNG – Compressed Natural Gas) ermöglichen. In beiden Betriebsarten ist eine elektronische Motorsteuerung möglich, die über eine entsprechende Gemischaufbereitung für eine optimale Verbrennung des Kraftstoff-Luft-Gemisches im Motor sorgt. Zu inzwischen etablierten Komfortanforderungen gehört es, dass derart betriebene Verbrennungsmotoren während des Betriebes ihre Kraftstoffart wechseln können. Dabei soll ein Wechsel der zugeführten Kraftstoffart möglich sein, der weitgehend ohne spürbare Anomalien im Motorverhalten abläuft. Dazu ist es in der Regel erforderlich, zeitnah zur Umschaltung von einer Kraftstoffart auf eine andere Kraftstoffart zumindest kurzzeitig die gleichzeitige Verbrennung beider Kraftstoffarten zuzulassen. Für eine optimale Verbrennung des Kraftstoffs ist es erforderlich, seitens der Motorsteuerung für eine genaue Dosierung der pro Hub umzusetzenden Kraftstoffmenge sowie eine genaue Einhaltung der Zeitpunkte der Bereitstellung des umzusetzenden Kraftstoffs zu sorgen. Aus diesem Grunde werden die Mengen des einzuspritzenden Kraftstoffes für jeden Hub und den jeweiligen Betriebszustand des Motors, beispielsweise in Abhängigkeit von der jeweiligen Momentanforderung in Abhängigkeit vom Fahrerwunsch, berechnet und entsprechend bereitgestellt.
Dabei ist grundsätzlich zwischen Systemen zu unterscheiden, die mit einer sogenannten Vorlagerung arbeiten, bei denen also eine Mischung des Kraftstoffes und der Verbrennungsluft vor dem Einlass in den Brennraum im Zylinder des Motors erfolgt, und solchen Systemen, bei denen die Durchmischung von Kraftstoff und Verbrennungsluft direkt im Brennraum des Zylinders vorgenommen wird. Letztere Systeme, sogenannte Direkteinspritzsysteme (beispielsweise BDE – Benzindirekteinspritzung), weisen eine Reihe von Vorteilen auf und erlauben insbesondere eine besonders präzise Einflussnahme der Motorsteuerung auf die Optimierung der Verbrennungsprozesse im Motor. Ihr Einsatz ist jedoch an bestimmte Kraftstoffeigenschaften gebunden. Zumindest bei hohen Drehzahlen ist nicht jeder Kraftstoff für eine derartige Direkteinspritzung geeignet, da bei einer Direkteinspritzung der Kraftstoff in fein zerstäubter Form in die Verbrennungsluft eingelassen wird, wobei er eine gewisse räumliche Verteilung innerhalb des Brennraumes einnehmen muss, bevor er gegebenenfalls den Aggregatzustand wechselt und verbrannt wird, wie das insbesondere bei Benzin der Fall ist.
Es ist bekannt, Motoren mit hochkomprimierten Gasen und direkt einspritzbaren Kraftstoffen zu betreiben, wobei die Bereitstellung des jeweils verwendeten Kraftstoffes mit einer Vorlagerung erfolgt. Sowohl hochkomprimierte Gase als auch an sich direkt einspritzbare Kraftstoffe werden in diesem Fall in ein Saugrohr eingespritzt bzw. eingeblasen, wodurch sich ein relativ einfacher Wechsel zwischen den Kraftstoffarten ergibt, da nicht zwischen einer Einspritzung mit Vorlagerung und einer Einspritzung ohne Vorlagerung umgeschaltet werden muss. Der Nachteil einer derartigen Betriebsweise liegt jedoch darin, dass sich auch bei Verwendung direkt einspritzbarer Kraftstoffe die Vorteile eines Motorbetriebes mit Direkteinspritzung nicht nutzen lassen.
Es ist bekannt, eine Direkteinspritzung von Kraftstoff mit einer Einspritzung mit Vorlagerung zu kombinieren, wobei diese Kombination nur bei bestimmten Motorbetriebszuständen erfolgt, beispielsweise um jeweiligen Momentanforderungen optimal gerecht zu werden und einen sauberen Motorbetrieb in einem möglichst großen Dynamikumfang zu ermöglichen ( WO 2006/079172A1 ). Dabei handelt es sich jedoch um Systeme, in denen eine Ergänzung der unterschiedlichen Einspritzarten und/oder Kraftstoffarten vorgesehen ist, um eine bestimmte Motorcharakteristik zu erzielen. Eine fahrerwunschunabhängige Umschaltung von einer Kraftstoff- und Einspritzart auf eine andere, beispielsweise bei Erschöpfung des Vorrates einer Kraftstoffart, ist mit diesen Systemen jedoch nicht möglich.
Offenbarung der Erfindung
Die Erfindung sieht vor, einen Motorbetrieb mit unterschiedlichen Kraftstoffarten vorzusehen, wobei die für jede Kraftstoffart optimale Einspritzvariante gewählt wird und ein jederzeitiges Umschalten von einer Kraftstoffart auf die andere unabhängig vom aktuell herrschenden Motorbetriebszustand möglich ist. Die Erfindung ist ausdrücklich geeignet für den Betrieb eines Motors mit einer Kombination eines direkt einspritzbaren Kraftstoffes und eines Kraftstoffes, der zu seinem optimalen Einsatz eine Einspritzung bzw. Einblasung mit einer Vorlagerung erfordert. Das erfindungsgemäße Verfahren berücksichtigt dabei, dass bei den unterschiedlichen Einspritzarten ein unterschiedlicher Zeitversatz zwischen der Zuführung der Kraftstoffmenge am Ort der Gemischbildung und ihrer Verbrennung im Verbrennungsraum des Zylinders besteht. Beim Übergang von einer Motorbetriebsart mit einem direkt einspritzbaren Kraftstoff zu einer Motorbetriebsart mit einem Kraftstoff, der mit Vorlagerung zugeführt wird, wird dieser unterschiedliche zeitliche Vorlauf in die Berechnung der zuzuführenden Kraftstoffmenge einbezogen. Es werden während des Mischbetriebes also zu unterschiedlichen Zeiten eingespritzte Mengen der zu mischenden Kraftstoffe in die Kalkulation der Einspritzmengenberechnung einbezogen.
Die Steuerung des Zylinderluftverhältnisses erfolgt gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren durch eine gesteuerte Einspritzung des Kraftstoffes, der dem Gemisch mehrerer Kraftstoffe zuletzt zugeführt wird, wobei bereits zugeführte Mengen anderer Kraftstoffe bekannt sind. Unter Kenntnis bereits zugeführter Kraftstoffmengen bzw. mit Kraftstoff versorgter Luftmengen ist dabei neben der Verwendung exakt gemessener Werte der zugeführten Kraftstoffmengen auch die Verwendung geschätzter, aus Modellrechnungen gewonnener oder festgelegter Werte zu verstehen, die eine erfindungsgemäße Kalkulation und damit Steuerung der zuletzt einzuspritzenden Kraftstoffmenge ermöglichen.
Die Erfindung besteht in einem Verfahren zum Betrieb eines Verbrennungsmotors mit mehreren Kraftstoffarten, deren Zufuhr mit unterschiedlichem zeitlichen Vorlauf vor oder während der Verbrennung erfolgt, bei dem während des Betriebes des Verbrennungsmotors ein Wechsel der Kraftstoffart vorgenommen werden kann, wobei zumindest zeitweise ein Mischbetrieb mit mindestens zwei Kraftstoffen vorliegt und die Berechnung der zuzuführenden Kraftstoffmenge des Kraftstoffes, der zuletzt zugeführt werden muss, so erfolgt, dass zunächst die Luftmenge gespeichert wird, die anteilig von der Kraftstoffmenge des ersten Kraftstoffes versorgt wird. Anschließend wird diese Luftmenge als Korrekturmenge verwendet für die Berechnung der Kraftstoffmasse des zweiten Kraftstoffes zum Einstellen eines vorgegebenen Verbrennungsluftverhältnisses. Die Erfindung ist vorteilhafter Weise anwendbar, wenn der Verbrennungsmotor mit zwei Kraftstoffen betrieben wird, von denen einer direkt eingespritzt wird und ein anderer mit einer Vorlagerung zugeführt wird. Das ist insbesondere der Fall, wenn ein Verbrennungsmotor mit Benzindirekteinspritzung und einer vorgelagerten Einblasung von CNG betrieben wird.
Gemäß einem weiteren Aspekt ist Steuervorrichtung zum Betrieb eines Verbrennungsmotors mit mehreren Kraftstoffarten, wobei die Steuervorrichtung ausgebildet ist, um die Zufuhr der mehreren Kraftstoffarten mit unterschiedlichem zeitli chen Vorlauf vor oder während der Verbrennung durchzuführen, so dass zumindest zeitweise ein Mischbetrieb mit mindestens zwei Kraftstoffen vorliegt. Es ist eine Einrichtung zur Berechnung der zuzuführenden Kraftstoffmenge des Kraftstoffes, der zuletzt zugeführt werden muss, vorgesehen, die ausgebildet ist, um zunächst die Luftmenge dieses Kraftstoffes zu berechnen, die gebraucht würde, wenn sich der Motor nicht im Mischbetrieb befände, um daraus die Kraftstoffmenge für eine erste vorgelagerte Kraftstoffart zu berechnen, und um anschließend von der Luftmenge zum Zeitpunkt der Berechnung der Menge einer zweiten Kraftstoffart eine Korrekturmenge abzuziehen, die ein Äquivalent zu einer bereits zugeführten Menge des anderen Kraftstoffes bildet, und daraus die Kraftstoffmenge der zweiten Kraftstoffart zu berechnen.
Ausführungsform der Erfindung
An einem Ausführungsbeispiel eines Verbrennungsmotors, der wahlweise mit komprimiertem Gas und Benzin betrieben werden kann, wird die Erfindung im Folgenden erläutert. Die Figur zeigt ein Diagramm zur Berechnung der Zylinderfüllung während des Betriebs des Motors mit den unterschiedlichen Kraftstoffen bzw. während des Wechsels von einer Kraftstoffart auf die andere.
Das Diagramm gliedert sich in drei Zeitabschnitte 1, 2, 3, in denen die Berechnung der Zylinderluftfüllung entweder nach einer Methode für einen reinen CNG-Betrieb oder nach einer Methode für einen Motorbetrieb ausschließlich mit Benzindirekteinspritzung erfolgt. Durch eine entsprechende Normierung ergibt sich eine auch in den Übergangsbereichen stetige Kurve, dargestellt als durchgezogene Linie, wobei die Zylinderluftfüllung in Abhängigkeit von der jeweiligen Momentanforderung unterschiedliche Werte annimmt.
Im Zeitabschnitt 1 wird der Motor ausschließlich mit CNG betrieben. Bei reinem Gasbetrieb erfolgt das Timing wie bei einer konventionellen Kraftstoffzufuhr in ein Saugrohr, d. h. die Berechnung der Luftfüllung erfolgt für einen weiter in der Zukunft liegenden Zeitpunkt für einen Zylinder, da die Einspritzung und Gemischbildung vorgelagert wird. Potentielle Luftfüllungsänderungen werden gegebenenfalls durch sogenannte Nachspritzer ausgeglichen, damit stets für ein gewünschtes Kraftstoff-Luft-Verhältnis korrekt eingespritzt wird.
Bei reinem Benzinbetrieb, d. h. bei Benzindirekteinspritzung, erfolgt die Luftfüllungsberechnung wie bei einem konventionell betriebenen Motor mit Benzindirekteinspritzung, also ohne Zeitversatz. Für die Umschaltung von Gas- auf Benzinbetrieb und umgekehrt werden die beiden Einspritzarten so kombiniert, dass ein stetiger Übergang zwischen den beiden Kraftstoffarten erfolgt und dennoch immer auf das gewünschte Kraftstoff-Luft-Verhältnis zugemessen wird. Im Folgenden werden die beiden möglichen Fälle des Wechsels der Kraftstoffart und die dazu gewählten erfindungsgemäßen Vorgehensweisen beschrieben. Beim Übergang von einem Betrieb des Motors mit CNG zu einem Betrieb des Motors mit Benzin wird von einer Einspritzung mit Vorlagerung kontinuierlich auf eine Einspritzung ohne Vorlagerung umgeschaltet.
Zeitabschnitt 2 beginnt zum Zeitpunk t_m11 mit der Einleitung des Mischbetriebes während der Umschaltung der Kraftstoffart. Dazu wird die Luftfüllungsberechnung sofort mit Beginn des Mischbetriebes auf den BDE-Modus umgeschaltet. Eine damit verbundene Ungenauigkeit für die CNG-Einspritzung kann erfindungsgemäß in Kauf genommen werden, da potentielle Abweichungen vom angestrebten Kraftstoff-Luft-Verhältnis durch die später erfolgende Benzindirekteinspritzung ausgeglichen werden. Für einen bestimmten Zeitpunkt t₁ wird die Zylinderluftfüllung V_t1 im Mischbetrieb bestimmt. Von dieser berechneten Zylinderfüllung wird ein Äquivalentwert V_t0 abgezogen, der eine bereits zum Zeitpunkt t₀ zugeführte Menge des CNG berücksichtigt und daraus die einzuspritzende Benzinkraftstoffmenge berechnet.
Über die Art der Bestimmung dieses Äquivalentwertes kann auf die Genauigkeit der Ermittlung der tatsächlich benötigten Benzinmenge Einfluss genommen werden. Dazu kann beispielsweise die Menge des zugeführten CNG stetig verringert werden, wobei die mit CNG versorgte Luftmenge in Abhängigkeit von der Zeit gespeichert wird. Alternativ kann die Menge des zugeführten CNG stetig so verringert werden, dass sich das Mischungsverhältnis zwischen CNG und Benzin in der Zylinderfüllung in einer vorgegebenen Weise ändert und über einen zeitabhängigen Aufteilungsfaktor charakterisiert werden kann. Zur Berechnung der zum Zeitpunkt t₁ tatsächlich einzuspritzenden Benzinmenge wird also von der berechneten Luftmenge für eine hypothetische Zylinderfüllung mit reinem Benzin der Äquivalentwert abgezogen, welcher der tatsächlich oder vermeintlich zum Zeitpunkt t₀ zugeführten Menge des CNG entspricht. Im vorliegenden Beispiel wird die zum Zeitpunkt t₀ zugeführte Menge CNG ermittelt, indem die Luftmenge mit dem Aufteilungsfaktor Gas/Benzin zum Zeitpunkt t₀ multipliziert wird. Diese ermittelte Menge CNG bzw. mit Vorlagerung eingespritzte Menge CNG ist in der Figur gestrichelt dargestellt. Der Aufteilungsfaktor Gas/Benzin ist in diesem Fall ein zeitabhängig abklingender Wert, der sich auf die letzte Füllung bezieht, die ausschließlich mit CNG erfolgte. Bei einer entsprechend diesem Aufteilungsfaktor geführten Einblasung von CNG ist die Menge des eingeblasenen CNG jederzeit bekannt. Abweichungen der Luftfüllungswerte vom Zeitpunkt t₀ am Zeitpunkt t₁ können so durch eine ergänzende Benzindirekteinspritzung zum Zeitpunkt t₁ ausgeglichen werden.
Zum Zeitpunk t_m12 wird die Zufuhr von CNG eingestellt und der Mischbetrieb beendet. Danach erfolgt der Betrieb des Motors ausschließlich durch Benzindirekteinspritzung.
Beim Übergang des Motorbetriebes von Benzin nach CNG zum Zeitpunk t_m21 wird erneut eine Phase des Mischbetriebes eingeleitet und von einer Einspritzung ohne Vorlagerung kontinuierlich auf eine Einspritzung mit Vorlagerung umgeschaltet. Dazu erfolgt die Luftfüllungsberechnung während des Mischbetriebs weiterhin im BDE-Modus. Eine damit verbundene Ungenauigkeit für die CNG-Einspritzung kann erfindungsgemäß in Kauf genommen werden, da potentielle Abweichungen vom angestrebten Kraftstoff-Luft-Verhältnis auch in diesem Betriebszustand des Motors durch die später erfolgende Benzindirekteinspritzung ausgeglichen werden. Zum Zeitpunkt t_m21 wird allmählich mit der Zufuhr von CNG begonnen, wobei die eingeblasene Menge erfasst bzw. entsprechend einem vorzugsweise stetig ansteigenden Verlauf geführt wird. Ergänzt wird die Einblasung von CNG durch eine geregelte Benzindirekteinspritzung. Die Ermittlung der direkt einzuspritzenden Benzinmenge erfolgt ähnlich wie in der ersten Phase des Mischbetriebes. Für einen bestimmten Zeitpunkt t₃ wird zunächst die Zylinderluftfüllung V_t3 berechnet. Da der Motor sich jedoch gerade im Mischbetrieb befindet, wird von dieser berechneten Zylinderfüllung ein Äquivalentwert V_t2 abgezogen, der eine bereits zum Zeitpunkt t₂ zugeführte Menge des CNG berücksichtigt.
Dazu wird beispielsweise die Luftmasse gespeichert, die zum Zeitpunkt t₂ der CNG-Einspritzung mit Gas versorgt wird. Zum Zeitpunkt der BDE-Berechnung t₃ wird dann die tatsächliche Luftfüllung bei t₃ von der gespeicherten „Füllung für Gas" zum Zeitpunkt t₂ abgezogen und daraus die durch die BDE einzuspritzende Kraftstoffmasse für ein vorgegebenes Luftverhältnis berechnet und entsprechend zugemessen. Damit werden dann die ungenauen Füllungswerte, die zum Zeitpunkt t₂ bestanden haben, zum Zeitpunkt t₃ ausgeglichen.
Zum Zeitpunk t_m22 wird die Zufuhr von Benzin eingestellt und der Mischbetrieb beendet. Danach erfolgt der Betrieb des Motors ausschließlich durch eine vorgelagerte Einspritzung von CNG. Erst wenn die BDE-Einspritzung komplett abgeschaltet wird, wird zum Zeitpunkt t_m22 wieder auf Luftfüllungsberechnung für den Saugrohreinspritzmodus mit CNG umgeschaltet, was dem Zeitabschnitt 3 des Diagramms entspricht.
Die Erfindung besteht also im vorliegenden Beispiel in einem Verfahren zum Betrieb eines Verbrennungsmotors mit zwei Kraftstoffarten, deren Zufuhr mit unterschiedlichem zeitlichen Vorlauf, nämlich im Fall von CNG vor und im Fall von Benzin unmittelbar vor oder während der Verbrennung erfolgt. In Phasen des Übergangs von einer Kraftstoffart auf die andere erfolgt im Mischbetrieb die Berechnung der zuzuführenden Kraftstoffmenge des Kraftstoffes, der zuletzt zugeführt werden muss, also immer die Menge des Benzins, die zu einem Zeitpunkt t₁, t₃ zugeführt werden muss, indem zunächst die Luftmenge berechnet wird, die gebraucht würde, wenn sich der Motor nicht im Mischbetrieb sondern ausschließlich im Betriebsmodus mit Benzindirekteinspritzung befände, und anschließend von dieser Luftmenge eine Korrekturmenge abgezogen wird, die ein Äquivalent zu einer bereits zu einem früheren Zeitpunkt t₀, t₂ zugeführten Menge des anderen Kraftstoffes, nämlich des CNG, bildet.
Für die Qualität des erfindungsgemäßen Verfahrens sind die zeitlichen Abstände zwischen den einzelnen Berechnungszeitpunkten von großer Bedeutung. Eine besonders genaue Berechnung der direkt einzuspritzenden Benzinmenge ergibt sich, wenn die Zeitdifferenz t₁–t₀ bzw. t₃–t₂ von der Zylinderfüllung abhängt und dem zeitlichen Vorlauf entspricht, mit dem die Einspritzung mit Vorlagerung vor der Füllung des Zylinders erfolgt. Dann wird gewährleistet, dass die in die Kalkulation einbezogene Menge CNG tatsächlich die Menge ist, die zeitgleich mit der kalkulierten direkt eingespritzten Benzinmenge verbrannt wird und mit dieser gemeinsam eine exakt bemessene Zylinderfüllung bildet. Die Kalkulation wird erleichtert, wenn die Zufuhr eines nicht direkt eingespritzten Kraftstoffes, als des CNG, während des Mischbetriebes gemäß einer stetigen Funktion, insbesondere linear, gesteigert oder verringert wird oder das Mischungsverhältnis zwischen dem nicht direkt eingespritzten Kraftstoff und dem direkt eingespritzten Kraftstoff gemäß einer stetigen Funktion, ebenfalls vorzugsweise linear, gesteigert oder verringert wird.
Das erfindungsgemäße Verfahren lässt sich mit jedem Verbrennungsmotor ausführen, der für einen Betrieb mit mehreren Kraftstoffarten ausgelegt ist, wenn dieser über Mittel zur Berechnung der zuzuführenden Kraftstoffmenge des Kraftstoffes, der zuletzt zugeführt werden muss, verfügt, die zunächst die Luftmenge berechnen, die gebraucht würde, wenn sich der Motor nicht im Mischbetrieb befände, und anschließend von dieser Luftmenge eine Korrekturmenge abziehen, die ein Äquivalent zu einer bereits zugeführten Menge eines anderen Kraftstoffes bildet und daraus die aktuelle Kraftstoffmenge berechnet. Das gilt insbesondere für Motoren, die über Mittel für eine direkte Einspritzung eines Kraftstoffes und Mittel für die Zufuhr eines anderen Kraftstoffes mit einer Vorlagerung, insbesondere über Mittel für eine Benzindirekteinspritzung und eine vorgelagerte Einblasung von CNG verfügen.
Die Erfindung kann mir Hilfe einer Steuervorrichtung, insbesondere einem Motorsteuergerät für eine Brennkraftmaschine, umgesetzt werden, die zur Durchführung des dargestellten Verfahrens eingerichtet ist. Sie umfasst somit auch ein Computerprogrammprodukt mit Programmcode zur Durchführung aller zur Durchführung des Verfahrens erforderlichen Verfahrens-, Berechnungs- und Steuerungsschritte, wenn das Programm in einem Computer, insbesondere der Recheneinheit einer Steuervorrichtung, ausgeführt wird.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

- WO 2006/079172 A1 [0006]

Claims

Verfahren zum Betrieb eines Verbrennungsmotors mit mehreren Kraftstoffarten, deren Zufuhr mit unterschiedlichem zeitlichen Vorlauf vor oder während der Verbrennung erfolgt, bei dem während des Betriebes des Verbrennungsmotors ein Wechsel der Kraftstoffart vorgenommen werden kann, wobei zumindest zeitweise ein Mischbetrieb mit mindestens zwei Kraftstoffen vorliegt und die Berechnung der zuzuführenden Kraftstoffmenge des Kraftstoffes, der zuletzt zugeführt werden muss, so erfolgt, dass zunächst die Luftmenge berechnet wird, die gebraucht würde, wenn sich der Motor nicht im Mischbetrieb befände, daraus die Kraftstoffmenge für eine erste vorgelagerte Kraftstoffart berechnet wird, und anschließend von der Luftmenge zum Zeitpunkt der Berechnung der Menge einer zweiten Kraftstoffart eine Korrekturmenge abgezogen wird, die ein Äquivalent zu einer bereits zugeführten Menge des anderen Kraftstoffes bildet und daraus die Kraftstoffmenge der zweiten Kraftstoffart berechnet wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Verbrennungsmotor mit zwei Kraftstoffen betrieben wird, von denen einer direkt eingespritzt wird und ein anderer mit einer Vorlagerung zugeführt wird.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein Verbrennungsmotor mit Benzindirekteinspritzung und einer vorgelagerten Einblasung von CNG betrieben wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass im Mischbetrieb die Berechnung der zuzuführenden Kraftstoffmenge des Kraftstoffes, der zuletzt zugeführt werden muss, zu einem Zeitpunkt t₁, t₃ so erfolgt, dass zunächst die Luftmenge des Kraftstoffes berechnet wird, die gebraucht würde, wenn sich der Motor nicht im Mischbetrieb befände und anschließend von dieser Luftmenge eine Korrekturmenge abgezogen wird, die ein Äquivalent zu einer bereits zu einem früheren Zeitpunkt t₀, t₂ zugeführten Menge eines anderen Kraftstoffes bildet.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Zeitdifferenz t₁–t₀ bzw. t₃–t₂ von der Zylinderfüllung abhängt und dem zeitlichen Vorlauf entspricht, mit dem die Einspritzung mit Vorlagerung vor der Füllung des Zylinders erfolgt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Zufuhr eines nicht direkt eingespritzten Kraftstoffes während des Mischbetriebes gemäß einer stetigen Funktion gesteigert oder verringert, insbesondere linear gesteigert oder verringert wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Zufuhr eines nicht direkt eingespritzten Kraftstoffes während des Mischbetriebes so erfolgt, dass das Mischungsverhältnis zwischen dem nicht direkt eingespritzten Kraftstoff und einem direkt eingespritzten Kraftstoff gemäß einer stetigen Funktion gesteigert oder verringert, insbesondere linear gesteigert oder verringert wird.
Steuervorrichtung zum Betrieb eines Verbrennungsmotors mit mehreren Kraftstoffarten, wobei die Steuervorrichtung ausgebildet ist, um die Zufuhr der mehreren Kraftstoffarten mit unterschiedlichem zeitlichen Vorlauf vor oder während der Verbrennung durchzuführen, wobei zumindest zeitweise ein Mischbetrieb mit mindestens zwei Kraftstoffen vorliegt, dadurch gekennzeichnet, dass eine Einrichtung zur Berechnung der zuzuführenden Kraftstoffmenge des Kraftstoffes, der zuletzt zugeführt werden muss, umfasst ist, die ausgebildet ist, um zunächst die Luftmenge dieses Kraftstoffes zu berechnen, die gebraucht würde, wenn sich der Motor nicht im Mischbetrieb befände, um daraus die Kraftstoffmenge für eine erste vorgelagerte Kraftstoffart zu berechnen, und um anschließend von der Luftmenge zum Zeitpunkt der Berechnung der Menge einer zweiten Kraftstoffart eine Korrekturmenge abzuziehen, die ein Äquivalent zu einer bereits zugeführten Menge des anderen Kraftstoffes bildet, und daraus die Kraftstoffmenge der zweiten Kraftstoffart zu berechnen.
Verbrennungsmotor mit einer Steuervorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass eine Einrichtung für eine direkte Einspritzung eines Kraftstoffes und eine Einrichtung für die Zufuhr eines anderen Kraftstoffes mit einer Vorlagerung umfasst sind.
Computerprogrammprodukt mit Programmcode zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wenn das Programm in einem Computer ausgeführt wird.