DE102020201189A1

DE102020201189A1 - Steuereinheit zum steuern einer brennkraftmaschine

Info

Publication number: DE102020201189A1
Application number: DE102020201189.3A
Authority: DE
Inventors: Naoki YONEYA; Masayuki Saruwatari; Yoshihito Yasukawa; Maung Maung Aye
Original assignee: Hitachi Automotive Systems Ltd
Current assignee: Hitachi Astemo Ltd
Priority date: 2020-01-31
Filing date: 2020-01-31
Publication date: 2021-08-05
Also published as: CN114945742A; WO2021153666A1; US20230067661A1

Abstract

Der vorliegende Gegenstand bezieht sich auf eine Steuereinheit zum Steuern einer Brennkraftmaschine, wobei die Brennkraftmaschine wenigstens einen Zylinder 100, wenigstens eine Verbrennungskammer 90, in der ein Kraftstoff verbrannt wird, wenigstens eine Kraftstoffeinspritzdüse 40, 50, wenigstens eine Zündvorrichtung 60 und eine Sauerstoffbestimmungseinheit 20, die konfiguriert ist, den Sauerstoffgehalt im Kraftstoff zu bestimmen, enthält, wobei die Steuereinheit 10 konfiguriert ist, die Brennkraftmaschine basierend auf dem durch die Sauerstoffbestimmungseinheit 20 detektierten Sauerstoffgehalt im Kraftstoff zu steuern.

Description

Der vorliegende Gegenstand bezieht sich auf eine Steuereinheit, die dafür ausgelegt ist, eine Brennkraftmaschine zu steuern, eine durch eine Steuereinheit gesteuerte Brennkraftmaschine, ein Steuerverfahren und ein Computerprogrammprodukt. Die technischen Vorteile werden aus der folgenden Offenbarung offensichtlich und beziehen sich insbesondere auf eine Verbesserung des Betriebs von Brennkraftmaschinen, die durch verschiedene Arten des Kraftstoffs, insbesondere einschließlich sowohl herkömmlicher (fossiler) Benzin-/Diesel- und chemisch synthetisierter Kraftstoffe, wie z. B. „E-Diesel“ oder „E-Benzin“, als auch Mischungen daraus, angetrieben werden.
Patentliteratur 1: JP 2010-060463
Die Notwendigkeit, die Treibhausgasemissionen zu verringern, wird dringend, um die Ziele des sogenannten „Übereinkommens von Paris“ zu erfüllen. Der Transportsektor einschließlich des Straßenverkehrs ist eine beträchtliche Quelle der Treibhausgasemissionen. In Deutschland hatte der Transportsektor im Jahr 2018 z. B. einen Anteil von etwa 20 % aller Treibhausgasemissionen. Die Europäische Union hat Vorschriften z. B. zum Verringern der CO2-Emissionen von Autos implementiert. Gegenwärtig berücksichtigen diese Vorschriften die während des Betriebs eines Fahrzeugs erzeugten CO2-Emissionen. Diese Herangehensweise wird außerdem als eine „Vom-Tank-bis-zum-Rad“-Berechnung bezeichnet. Im sogenannten Vom-Tank-biszum-Rad-Rahmen werden batterieelektrische Fahrzeuge als „emissionsfrei“ betrachtet. Es ist jedoch unmittelbar klar, dass die Vom-Tank-bis-zum-Rad-Berechnung nicht das vollständige Bild wiedergeben kann und sie z. B. die CO2-Emissionen (und andere Treibhausgase), die während der Produktion der Batterie, der Produktion des Fahrzeugs selbst und dergleichen erzeugt werden, vernachlässigt. Deshalb verwenden neue Vorschriften, die für die Mitte des 20. Jahrhunderts erwartet werden, eine sogenannte „Vom-Ursprung-bis-zum-Rad“-Herangehensweise, bei der die Emissionen zum Produzieren herkömmlichen Diesels oder herkömmlichen Benzins, d. h. vom Ölfeld bis zum Tank des Fahrzeugs, ebenfalls berücksichtigt werden. Weiterhin werden in der Zukunft zusätzliche Vorschriften erwartet, die die gesamte Lebensdauer des Fahrzeugs und seines Kraftstoffs, wie z. B. seine Produktion und seine Wiederverwendung, zusammenfassen. Die letztere Herangehensweise wird als „Von-der-Wiege-bis-zur-Bahre“-Berechnung bezeichnet.
Wie oben erwähnt worden ist, weisen die batterieelektrischen Fahrzeuge gemäß den heutigen Vorschriften einen Vorteil auf, weil sie als „Nullemissions“-Fahrzeuge gesehen werden könnten, was jedoch eine unvollständige Sicht auf die Sache ist, wie oben erklärt worden ist, wobei es als erwünscht erscheint, zusätzliche Optionen zum erfolgreichen Absenken der Treibhausgasemissionen im Transportsektor zu haben. Zusätzliche Optionen können wasserstoffbetriebene Fahrzeuge, wie z. B. Brennstoffzellenfahrzeuge, falls der Wasserstoff von erneuerbaren Energiequellen erzeugt wird, und durch eine Brennkraftmaschine angetriebene Fahrzeuge, die unter Verwendung erneuerbarer Energiequellen chemisch synthetisierten Kraftstoff verbrennen, enthalten. Der Letztere enthält sogenannten „Biokraftstoff“, der aus Pflanzen, wie z. B. Cellulose, Weizen, Raps, Algen, Abfall usw., erzeugten Kraftstoff auf Alkoholbasis enthält und der bereits in einer 5-%- bis 20-%-Mischung mit herkömmlichen Kraftstoff (herkömmlichen Kraftstoff, der hauptsächlich aus Erdöl stammt), verwendet wird, synthetisierte Kraftstoffe, wie z. B. synthetischen Diesel oder synthetisches Benzin, und was im Folgenden ein „E-Kraftstoff“ ist. Die Patentliteratur 1 beschreibt z. B. die Steuerung einer Brennkraftmaschine, die Mischungen aus herkömmlichem Kraftstoff und Biokraftstoff verwendet. Die E-Kraftstoffe können als klimaneutral betrachtet werden, falls sie aus erneuerbaren Energiequellen hergestellt werden. Die E-Kraftstoffe können chemisch synthetisierte Substanzen enthalten, die z. B. auf Ethern, Aldehyden und dergleichen basieren. Die Oxymethylenether (OME) können z. B. als E-Diesel und Methanol betrachtet werden, Dimethylcarbonat (DMC) oder Methylformat (MeFo) können als E-Benzin betrachtet werden; wobei angegeben wird, dass die als E-Kraftstoff betrachteten chemischen Substanzen nicht auf die obenerwähnten beispielhaften Substanzen eingeschränkt sind. Im Folgenden kann insbesondere der Begriff „E-Kraftstoff“ jede Art eines chemisch synthetisierten Kraftstoffs enthalten, der einen relativ hohen Pegel/Gehalt an Sauerstoff, bevorzugt über 45 % und bevorzugter 50 % oder mehr, aufweist. Der Sauerstoff ist z. B. intramolekularer Sauerstoff, der (z. B. kovalent) in den Molekülen des Kraftstoffs gebunden ist. Einige weitere Vorteile der E-Kraftstoffe sind ihre geringe Bildung von CO und Feinstaub (PN), wenn sie verbrannt werden, deren Verringerung eine technische Herausforderung der Brennkraftmaschinen ist, die herkömmliche Kraftstoffe verbrennen.
Die Herausforderungen im Kontext des Verbrennens von E-Kraftstoffen in Brennkraftmaschinen von Fahrzeugen umfassen eine geringere Energiedichte und eine geringere Zündfähigkeit. Weiterhin sind die E-Kraftstoffe für den Übergangszeitraum, bis vollständig emissionsfreie Fahrzeuge eingeführt sind, oder für spezifische Verkehrsszenarios besonders relevant, wobei es wahrscheinlich ist, dass Fahrzeuge mit verschiedenen Kraftstoffen (soweit sie mischbar sind) betankt werden. Deshalb kann erwartet werden, dass Mischungen mit sich ändernden Verhältnissen des E-Kraftstoffs zum herkömmlichen Kraftstoff im Tank vorhanden sind. Dies führt jedoch zu weiteren technischen Herausforderungen hinsichtlich des Steuerns einer stabilen und effizienten Verbrennung.
Der hier beschriebene Gegenstand behandelt die oben erklärten technischen Herausforderungen und zielt insbesondere darauf ab, sowohl eine Steuervorrichtung für eine Brennkraftmaschine als auch die durch einen derartigen Controller gesteuerte Brennkraftmaschine zu schaffen, die einen zuverlässigen und effizienten Betrieb sicherstellen können, selbst wenn verschiedene Kraftstoffzusammensetzungen aus E-Kraftstoff und herkömmlichen Kraftstoff durch die Brennkraftmaschine verbrannt werden.
Das oben beschriebene technische Problem wird durch den Gegenstand gemäß den unabhängigen Ansprüchen gelöst. Weitere bevorzugte Entwicklungen sind durch die abhängigen Ansprüche beschrieben
Der hier beschriebene Gegenstand enthält insbesondere eine Steuereinheit zum Steuern einer Brennkraftmaschine oder von Teilen einer Brennkraftmaschine, wie z. B. der Ventile, der Kolben, der Einspritzdüsen und dergleichen. Sie steuert bevorzugt wenigstens die Verbrennung innerhalb der Brennkraftmaschine. Die gesteuerte Brennkraftmaschine kann wenigstens einen Zylinder, wenigstens eine Verbrennungskammer, in der ein Kraftstoff verbrannt werden kann, wenigstens eine Kraftstoffeinspritzdüse, wenigstens eine Zündvorrichtung, die als ein Beispiel eine Zündkerze sein kann, die konfiguriert ist, ein Luft-Kraftstoff-Gemisch innerhalb der Verbrennungskammer zu zünden, und eine Sauerstoffbestimmungseinheit, die konfiguriert ist, den Sauerstoff im Kraftstoff zu bestimmen, enthalten. Der Sauerstoffbestimmungseinheit kann es ermöglicht sein, eine relative oder eine absolute Menge des Sauerstoffs zu bestimmen. Der Sauerstoff kann bevorzugt intramolekularer Sauerstoff der Moleküle des Kraftstoffs sein. Die Kraftstoffe, die verwendet werden, sind bevorzugt flüssiger fossiler/herkömmlicher Kraftstoff, wie z. B. fossiler Diesel oder fossiles Benzin, und E-Kraftstoff, der, was erkannt wird, bevorzugt ein unter Verwendung erneuerbarer Energiequellen chemisch synthetisierter Kraftstoff ist und der einen Sauerstoffgehalt von 45 % oder sogar bevorzugter 50 % oder mehr aufweist. Spezifische Beispiele der E-Kraftstoffe, insbesondere chemisch synthetisierter Substanzen, die z. B. auf Ethern und Aldehyden basieren, wie z. B. DMC, DMC+ und MeFo, sind oben erörtert worden. Es wird angenommen, dass der Kraftstoff, der verbrannt wird, entweder nur fossiler Kraftstoff, nur E-Kraftstoff oder eine Mischung aus beiden mit einem variierenden Verhältnis ist, so dass der Sauerstoffgehalt der Mischung, d. h. des Kraftstoffs (im Tank), ebenfalls variiert.
Die Steuereinheit kann konfiguriert sein, die Brennkraftmaschine basierend auf dem Sauerstoffgehalt im Kraftstoff, der durch die Sauerstoffbestimmungseinheit detektiert wird, zu steuern. Der Begriff „Steuern“ kann als ein Beispiel (nur oder zusätzlich zu weiteren Steuerschritten) das Auswählen und/oder Aktivieren und/oder Ausführen einer vorgegebenen Betriebsart oder Betriebsroutine der Brennkraftmaschine oder ihrer Teile enthalten.
Der Controller/die Steuereinheit/die Steuervorrichtung kann folglich die Brennkraftmaschine ungeachtet dessen, welche Mischung des Kraftstoffs zu verbrennen ist, zuverlässig und stabil steuern, wobei sich die Mischung des Kraftstoffs bevorzugt auf Benzin/Diesel, gemischt mit E-Kraftstoff, bezieht, wobei sich insbesondere das Verhältnis des E-Kraftstoffs zum Benzin/Diesel im Lauf der Zeit ändern kann.
Ferner kann in dem Fall, in dem detektiert wird, dass sich der Sauerstoffgehalt im Kraftstoff unter einem ersten Schwellenwert befindet, die Steuereinheit konfiguriert sein, die Brennkraftmaschine zu steuern, so dass eine Betriebsart der homogenen Verbrennung ausgeführt wird. Die homogene Verbrennung kann insbesondere das Einspritzen von Kraftstoff während eines Einlasstakts der Brennkraftmaschine (kurz: Kraftmaschine) enthalten. Ferner kann in dem Fall, in dem bestimmt wird, dass der Sauerstoffgehalt des Kraftstoffs gleich dem oder höher als der erste Schwellenwert ist, die Steuereinheit konfiguriert sein, die Brennkraftmaschine zu steuern, so dass eine Betriebsart der geschichteten Verbrennung ausgeführt wird. Die geschichtete Verbrennung soll insbesondere einen Betrieb enthalten, bei dem die Einspritzung des Kraftstoffs während eines Verbrennungszyklus aufgeteilt ist und bevorzugt wenigstens ein Teil der einzuspritzenden Kraftstoffmenge während des Verdichtungstakts eingespritzt wird.
Das oben beschriebene bevorzugte Wechseln zwischen der geschichteten und der homogenen Verbrennung ermöglicht das Kombinieren der technischen Vorteile der verschiedenen Verbrennungsbetriebsarten in Abhängigkeit von der Kraftstoffmischung, insbesondere in Abhängigkeit von dem Verhältnis des E-Kraftstoffs zum herkömmlichen (fossilen) Kraftstoff. Ungeachtet der Kraftstoffmischung kann die Verbrennung z. B. ausgeführt werden, um den Kraftstoffverbrauch zu optimieren, ohne den PN zu vergrößern. Die Kraftstoffmischung, insbesondere das Verhältnis zwischen dem fossilen Kraftstoff und dem E-Kraftstoff, muss nicht spezifisch bestimmt werden, weil es basierend auf dem bestimmten Sauerstoffgehalt, der sich in einer Kraftstoffsonde befindet, geschätzt werden kann. Die Beziehung wird basierend auf der Kenntnis über den Sauerstoffgehalt des fossilen Kraftstoffs, insbesondere des Diesels/Benzins, der/das fast keinen Sauerstoff (etwa 2 bis 4 %) aufweist, und über den E-Kraftstoff, der normalerweise mehr als 50 % Sauerstoff enthält, gebildet.
Ferner kann die Steuereinheit konfiguriert sein, eine während eines Verdichtungstakts eines Verbrennungszyklus der Brennkraftmaschine eingespritzte Kraftstoffmenge in Bezug auf den/in Abhängigkeit von dem bestimmten Sauerstoffgehalt im Kraftstoff festzulegen oder zu variieren oder zu modifizieren oder anzupassen oder zu ändern, wenn eine Betriebsart der geschichteten Verbrennung ausgeführt wird. In dieser Weise kann die Brennkraftmaschine hinsichtlich des Kraftstoffverbrauchs, der PN-Emissionen und/oder dergleichen optimal arbeiten.
Falls ferner der bestimmte Sauerstoffgehalt im Kraftstoff gleich dem oder höher als der erste Schwellenwert und kleiner als ein oder gleich einem zweiten Schwellenwert ist, wird die während eines Verdichtungstakts eines Verbrennungszyklus der Brennkraftmaschine eingespritzte Kraftstoffmenge vergrößert, je höher der Sauerstoffgehalt im Kraftstoff ist. Dies kann bevorzugt enthalten, dass eine Mischung aus fossilem Kraftstoff und E-Kraftstoff hinsichtlich ihres Sauerstoffgehalts analysiert wird und dass die Kraftstoffeinspritzung an die Analyseergebnisse angepasst wird. Der indirekt detektierte Sauerstoffgehalt ermöglicht das Bestimmen des Verhältnisses des fossilen Kraftstoffs zum E-Kraftstoff in der Kraftstoffmischung, falls die Sauerstoffgehalte der beiden Kraftstoffe bekannt sind (was wahr ist), wobei eine Festlegung einer optimalen Verbrennung für jede Art der Mischung angewendet werden kann. Das Festlegen eines Bereichs zwischen den Schwellenwerten ermöglicht ferner eine noch genauere Steuerung der Verbrennung, z. B. durch das Vergrößern der Kraftstoffeinspritzmenge während des Verdichtungstakts in Bezug auf eine Zunahme des detektierten Sauerstoffs. Dann ist eine stabile, effiziente und PN-arme Verbrennung über alle Mischungsverhältnisse erreichbar.
Ferner kann zusätzlich zu der während eines Verdichtungstakts eines Verbrennungszyklus der Brennkraftmaschine eingespritzten Kraftstoffmenge die Steuereinheit konfiguriert sein, wenigstens einen weiteren Kraftmaschinensteuerparameter in Abhängigkeit von einer Betriebsbedingung, z. B. der Kraftmaschinenlast, der Drehzahl der Kraftmaschine, während einer Betriebsart der geschichteten Verbrennung zu steuern. Zusätzlich zu dem oben Erörterten kann die Steuerung nicht nur den Sauerstoffgehalt für die Steuerung der Verbrennung berücksichtigen, sondern sie kann außerdem Parameter, wie die Kraftmaschinendrehzahl, die Kraftmaschinenlast und dergleichen, enthalten, so dass für verschiedene Betriebsbedingungen der Kraftmaschine und verschiedene Kraftstoffmischungen eine genaue und maßgeschneiderte Steuerung angewendet werden kann.
Die Beispiele des Berücksichtigens der Betriebsparameter der Kraftmaschine und des Sauerstoffgehalts können enthalten:
Falls die Betriebsbedingung der Brennkraftmaschine eine mittlere Drehzahl und eine mittlere bis hohe Last ist, kann die Steuereinheit konfiguriert sein, einen höheren globalen Lambdawert festzulegen, je höher der Sauerstoffgehalt im Kraftstoff ist. Dies ermöglicht unter anderem den optimierten Kraftstoffverbrauch über den gesamten Bereich der Kraftstoffmischungen mit geringen PN-Emissionen. Ein mittlerer Bereich der Drehzahl/Last kann sich z. B. zwischen 20 % und 80 % der Maximalwerte, bevorzugt zwischen 30 % und 70 % und bevorzugter zwischen 40 % und 60 % befinden.
Falls ferner die Betriebsbedingung der Brennkraftmaschine eine geringe Drehzahl und eine hohe Last ist, kann die Steuereinheit konfiguriert sein, einen geringeren Grad der Funkenspätverstellung festzulegen, je höher der Sauerstoffgehalt im Kraftstoff ist. Ein hoher und ein tiefer Bereich können sich über 70 % bzw. unter 30 % befinden. Bevorzugt kann er sich über 80 % bzw. unter 20 % befinden.
Falls ferner die Betriebsbedingung der Brennkraftmaschine eine geringe Drehzahl und eine geringe Last ist, kann die Steuereinheit konfiguriert sein, einen höheren Grad der Funkenspätverstellung festzulegen, je höher der Sauerstoffgehalt im Kraftstoff ist.
Ferner kann die Steuereinheit konfiguriert sein, ein Kraftmaschinenbetriebskennfeld mit einem größeren Bereich, in dem die Betriebsart der geschichteten Verbrennung verwendet wird, anzuwenden, je höher der Sauerstoffgehalt im Kraftstoff ist. Der Bereich kann z. B. einen Bereich innerhalb eines Kraftmaschinenkennfelds angeben, bei dem die Kraftmaschinenlast und die Kraftmaschinendrehzahl auf zwei verschiedenen Achsen dargestellt sind, wobei in Abhängigkeit von dem in der Kraftstoffmischung detektierten Sauerstoffgehalt verschiedene Kraftmaschinenkennfelder durch die Steuereinheit verwendet werden können, wobei der Bereich für die Betriebsart mit geschichteter Verbrennung in den Kraftmaschinenkennfeldern vergrößert ist, die für höhere detektierte Sauerstoffgehalte verwendet werden.
Ferner kann die Steuereinheit konfiguriert sein, eine Messung des Sauerstoffgehalts im Kraftstoff wenigstens einmal nach einem Tanken von Kraftstoff zu steuern. Dies ermöglicht eine genaue Bestimmung der Kraftstoffmischung, jedoch mit geringem Aufwand, in der Annahme, dass die Mischung im Lauf der Zeit einen Sauerstoffpegel stabil hält. Andere Optionen können das häufigere Detektieren/Bestimmen/Messen des Sauerstoffgehalts, z. B. nach jedem Start der Brennkraftmaschine, enthalten.
Ferner kann die Steuereinheit konfiguriert sein, einen Messwert des Sauerstoffgehalts im Kraftstoff mittels der Sauerstoffbestimmungseinheit zu erhalten, die einen Sauerstoffdetektor und/oder eine Einheit, die den Sauerstoffgehalt im Kraftstoff aus den Betriebsparametern der Brennkraftmaschine bestimmt, umfassen kann. Ein Sauerstoffdetektor kann den intramolekularen Sauerstoff unter Verwendung der THz-Detektion, die z. B. durch die Patentliteratur 1 beschrieben ist, oder über andere Sensoren detektieren. Eine weitere Option kann die Schätzung des Sauerstoffgehalts basierend auf den Verbrennungseigenschaften der Kraftstoffmischung enthalten. Noch weiter kann das Fahrzeug eine Betankungshistorie in einem Speicher halten und die Informationen über die Kraftstoffeigenschaften bei jedem Nachfüllen von der Tankstelle, z. B. durch eine drahtlose Kommunikation zwischen dem Fahrzeug und der Tankstelle oder dergleichen, empfangen.
Weiterhin kann die Steuereinheit entsprechend konfiguriert sein, um eine Kanal- und/oder Direkteinspritzung des Kraftstoffs zu steuern und die geteilte Kraftstoffeinspritzung während des Einlasstakts und/oder des Verdichtungstakts für das weitere Optimieren der Verbrennung in Abhängigkeit von der verwendeten/bestimmten Kraftstoffmischung zu steuern.
Sowohl ein System, das insbesondere die Brennkraftmaschine und die Steuereinheit kombiniert, als auch ein Steuerverfahren für das System, das die Steuerung der Brennkraftmaschine basierend auf dem durch die Sauerstoffbestimmungseinheit detektierten Sauerstoffgehalt in dem Kraftstoff enthalten kann, sind im hier beschriebenen Gegenstand enthalten. Ferner kann das Steuerverfahren weitere Steuerschritte enthalten, die im Zusammenhang mit den Konfigurationen der Steuereinheit oben und im Folgenden beschrieben sind.
Ferner wird ein in einem Speicher speicherbares Computerprogrammprodukt, das Anweisungen umfasst, die, wenn sie durch einen Computer ausgeführt werden, den Computer veranlassen, der Steuerverfahren auszuführen, beansprucht.
Zusammenfassend könnte das Verbrennen von Mischungen aus einem fossilem Kraftstoff und E-Kraftstoffen zum Antreiben von Brennkraftmaschinen von Fahrzeugen eine Option zum Verringern der Treibhausgase, insbesondere in einem Übergangszeitraum, während dessen keine Optionen für vollständig emissionsfreie Kraftstoffe/Fahrzeuge für den Massenmarkt verfügbar sind, hinzufügen. Die technischen Herausforderungen, die sich aus dem Verbrennen dieser Mischungen ergeben, und im Hinblick auf einen optimierten Kraftstoffverbrauch, eine Verringerung der PN-Emission und dergleichen werden durch den hier beschriebenen und beanspruchten Gegenstand ordentlich behandelt.
Im Folgenden wird der Gegenstand basierend auf wenigstens einem bevorzugten Beispiel bezüglich der beigefügten beispielhaften und schematischen Zeichnungen weiter erklärt; es zeigen:

1 eine schematische Ansicht eines Zylinders einer Brennkraftmaschine;
2 eine schematische Ansicht einer Verbrennungskammer des Zylinders während verschiedener Verbrennungssteuerbetriebsarten;
3 ein Steuerverfahren;
4 ein Grundprinzip des beanspruchten Gegenstands im Vergleich zu herkömmlichen Verbrennungssteuerschemata zeigt;
5a-5c einen Anwendungsfall 1;
6a-6c einen Anwendungsfall 2; und
7a-7c einen Anwendungsfall 3.

1 zeigt schematisch einen Zylinder 100 einer ansonsten unspezifizierten (nicht gezeigten) Brennkraftmaschine, die einen oder mehr als einen Zylinder 100 aufweisen kann. Die Kraftmaschine kann z. B. zwei, drei, vier, sechs, acht oder weniger/mehr Zylinder aufweisen. Die Kraftmaschine umfasst wenigstens einen Kolben 110, der durch eine (nicht dargestellte) Kurbelwelle über eine Pleuelstange für eine wiederholte Hin- und Herbewegung im Zylinder 100 angetrieben ist, um die Verbrennungskammer 90 darin zu definieren.
Sowohl eine (Luft-) Einlassöffnung 70 mit einem Einlassventil 71 als auch eine Auslassöffnung 80 mit einem Auslassventil 81 sind mit der Verbrennungskammer 90 verbunden. Die Umgebungsluft wird durch die Einlassöffnung 70 in die Verbrennungskammer 90 gesaugt. Die Abgase werden aus der Verbrennungskammer 90 über die Auslassöffnung 80 ausgestoßen. Es ist eine Zündvorrichtung 60, die eine Zündkerze umfasst, vorgesehen; optional können eine Vorkammer-Kraftstoffeinspritzdüse und eine Vorkammer (die beide nicht gezeigt sind) an der Brennkraftmaschine befestigt sein.
Weiterhin ist eine Kraftstoffdirekteinspritzdüse 50 oder wenigstens Teile davon mit dem Inneren der Verbrennungskammer 90 verbunden, was es ermöglicht, Kraftstoff darin einzuspritzen. Die Kraftstoffdirekteinspritzdüse 50 kann bevorzugt eine elektrohydraulische Kraftstoffeinspritzdüse oder eine piezoelektrische Kraftstoffeinspritzdüse sein. Zusätzlich kann eine Kraftstoffkanaleinspritzdüse 40 mit der Einlassöffnung 70 des Zylinders 100 verbunden sein. Die Hochdruckkraftstoffversorgung der Kraftstoffdirekteinspritzdüse 50 und die Hochdruck- oder Niederdruckkraftstoffversorgung der Kraftstoffkanaleinspritzdüse 40 sind nicht dargestellt. Die Kraftstoffeinspritzung kann entweder durch die Haupt-Kraftstoffdirekteinspritzdüse 50 oder die Haupt-Kraftstoffkanaleinspritzdüse 40 ausgeführt werden oder kann zwischen beiden Einspritzdüsen aufgeteilt sein.
Eine Steuereinheit 10, die insbesondere die Zündvorrichtung(en) steuern kann, ist ferner in 1 gezeigt. Die Steuereinheit 10 ist mit der Zündvorrichtung 60, der Kraftstoffdirekteinspritzdüse 50 und/oder der Kraftstoffkanaleinspritzdüse 40 elektrisch verbunden und kann konfiguriert sein, mehrere Einheiten/Einspritzdüsen/Aktuatoren zu steuern. Die Steuereinheit 10 kann z. B. die Kraftmaschinensteuereinheit (ECU) sein oder kann ein Teil davon sein. Die Steuereinheit 10 kann irgendeine andere Steuereinheit sein, wobei sich die Signalleitungsverbindungen zwischen der Steuereinheit 10 und den gesteuerten Einheiten von dem Beispiel nach 1 unterscheiden können. Es kann z. B. mehrere Steuereinheiten geben, die Untergruppen der gesteuerten Einheiten steuern können, eine Steuereinheit 10 kann z. B. nur die Zündvorrichtung 60 steuern, eine weitere Steuereinheit 10 kann nur die Kraftstoffeinspritzdüsen steuern usw. Falls es noch weiter mehrere Steuereinheiten 10 gibt, können diese Steuereinheiten hierarchisch oder in einer weiteren Weise miteinander verbunden sein. Alternativ kann es eine einzige Steuereinheit 10 geben, die alle Steuerfunktionen der mehreren Aktuatoren der Brennkraftmaschine enthält.
1 zeigt ferner die elektrischen Verbindungen zwischen den Teilen der Brennkraftmaschine und einige in die Einheiten eingegebenen/aus den Einheiten ausgegebenen Signale. Spezifisch ist in dem Beispiel nach 1 ein Sauerstoffdetektor oder eine Sauerstoffbestimmungseinheit 20 gezeigt, der bzw. die mit einem Kraftstofftank 35 und den Einspritzdüsen 40, 50 fluidtechnisch verbunden ist. In dem Beispiel nach 1 verbindet eine Niederdruckpumpe 31 die Sauerstoffbestimmungseinheit 20 mit der Kraftstoffkanaleinspritzdüse 40, während eine Hochdruckpumpe 32 die Sauerstoffbestimmungseinheit 20 mit der Kraftstoffdirekteinspritzdüse 50 verbindet. Wie gezeigt ist, ist die Sauerstoffbestimmungseinheit 20 bevorzugt stromabwärts des Tanks 35 und stromaufwärts der vorher beschriebenen Pumpen 31, 32 vorgesehen. Der Kraftstoff wird, bevor er den Einspritzdüsen 40, 50 zugeführt wird, durch die Sauerstoffbestimmungseinheit 20 hinsichtlich der absoluten oder relativen Sauerstoffmenge, die in dem Kraftstoff enthalten ist, analysiert. Die Bestimmung kann z. B. das Ergebnis zurückschicken, dass ein bestimmter Prozentsatz zwischen 0 % und 100 % an E-Kraftstoff in dem Kraftstoff enthalten ist. Die Bestimmung der Menge des E-Kraftstoffs in der Kraftstoffmischung kann unter Verwendung der bekannten Sauerstoffgehalte der in der Mischung enthaltenen Kraftstoffe ausgeführt werden. Es ist jedoch außerdem für die hier beschriebene Steuerung ausreichend, den Sauerstoffgehalt nur der Kraftstoffmischung zu bestimmen, d. h., ohne das Verhältnis des fossilen Kraftstoffs und des E-Kraftstoffs in der Mischung zu bestimmen.
Weiterhin zeigt 1 die Signalverbindungsleitungen. Es gibt eine Signalverbindungsleitung zwischen der Sauerstoffbestimmungseinheit 20 und der Steuereinheit 10, um der Steuereinheit 10 die Informationen über die bestimmte Menge/das bestimmte Verhältnis des Sauerstoffs im Kraftstoff bereitzustellen. Weiterhin sind Beispiele weiterer Signale, die in die Steuerung 10 eingegeben und zum Steuern der Brennkraftmaschine/der Verbrennung verwendet werden, dargestellt, wie z. B. ein Kurbelwinkelsignal, ein Einlassluftmassenstrom und eine Einlasslufttemperatur, eine Kühlwassertemperatur und dergleichen. Die Steuereinheit 10 kann unter anderem die Steuersignale an die Kraftstoffeinspritzdüsen 40, 50 ausgeben.
In dem dargestellten Beispiel nach 1 ist die Steuereinheit 10 fähig, die Informationen über die Sauerstoffmenge in dem Kraftstoff oder das Verhältnis des E-Kraftstoffs zum fossilen Kraftstoff, das in der Verbrennungskammer 90 zu verbrennen ist, zu empfangen. Die Messung/Bestimmung des Sauerstoffs muss nicht notwendigerweise jedes Mal ausgeführt werden, wenn Kraftstoff zu den Einspritzdüsen 40, 50 gepumpt wird, es ist jedoch eine Option. Eine weitere bevorzugte Option kann enthalten, dass ein (nicht gezeigter) Sensor, der mit dem Tank 35 verbunden ist, einen Prozess des Betankens detektiert, so dass nur unmittelbar nach einer Nachfülloperation die Sauerstoffmenge bestimmt wird. Ferner kann der Sensor nicht erforderlich sein und kann stattdessen die Steuereinheit 10 ein Signal empfangen, das eine Nachfülloperation, z. B. basierend auf dem Kraftstoffpegel im Tank oder dergleichen, angibt. Weitere Optionen können enthalten, dass die Sauerstoffmenge/das Sauerstoffverhältnis jedes Mal bestimmt wird, nachdem die Kraftmaschine neu gestartet worden ist.
Die Sauerstoffbestimmungseinheit 20 kann z. B. einen Sensor verwenden, der fähig ist, den Gehalt an Sauerstoff, bevorzugt an intramolekularen Sauerstoff, in dem Kraftstoff zu detektieren/zu messen/zu bestimmen. Es ist eine Technik, elektromagnetische THz-Wellen und entsprechende Umsetzer zu verwenden, wie durch die Patentliteratur 1 beschrieben ist. Weiterhin kann es neben der Verwendung von Sensoren zum Detektieren des Sauerstoffgehalts außerdem möglich sein, die Verbrennungsbedingungen zu detektieren und den Sauerstoffgehalt und/oder die Kraftstoffmischung daraus zu bestimmen, die Kraftstoffeigenschaften des fossilen Kraftstoffs und des E-Kraftstoffs sind z. B. unverwechselbar verschieden, so dass sich die Verbrennungsbedingungen ändern, falls sich die Mischung ändert. Dies kann detektiert werden, wobei z. B. ein in der Steuereinheit 10 oder anderswo im Fahrzeug gespeichertes Kennfeld verwendet werden kann, um den Sauerstoffgehalt zu bestimmen. Ferner können die Tankstellen die Informationen über den bei jedem Nachfüllen in das Fahrzeug nachgefüllten Kraftstoff über eine Mobilkommunikation oder dergleichen zwischen dem Fahrzeug/der Steuereinheit 10 und der Tankstelle liefern, was es ermöglichen kann, den Sauerstoffgehalt basierend auf dem Behalten einer Nachfüllhistorie zu bestimmen.
2 zeigt in 2a ein typisches Beispiel eines Verbrennungsmusters innerhalb der Verbrennungskammer 90, wenn eine homogene Verbrennung ausgeführt wird. Der Kraftstoff ist nach seiner Einspritzung in die Verbrennungskammer 90 ziemlich homogen verteilt (siehe die Zone A in 2a). 2b zeigt ein typisches Beispiel eines Verbrennungsmusters innerhalb der Verbrennungskammer 90, wenn eine geschichtete Verbrennung ausgeführt wird. Der Kraftstoff ist nach den Einspritzungen in einer geschichteten Weise verteilt (siehe die beispielhaften Zonen A und B innerhalb der Verbrennungskammer 90 in 2b). Die Schichtung kann z. B. durch das Aufteilen der Einspritzungen in mehrere Einspritzungen und/oder unter Verwendung der Direkt- und der Kanaleinspritzdüse 40, 50 in einer kombinierten Weise erreicht werden. Eine Möglichkeit, die im vorliegenden Fall bevorzugt verwendet wird, enthält das Aufteilen der Gesamtmenge des Kraftstoffs für einen Verbrennungszyklus in wenigstens zwei Einspritzungen, wobei eine Einspritzung während des Verdichtungstakts besonders bevorzugt näher am oberen Totpunkt (OTP) als am unteren Totpunkt (UTP) ausgeführt wird. Spezifischere Anwendungsszenarios und Beispiele werden im Zusammenhang mit den folgenden Figuren beschrieben.
3 zeigt ein bevorzugtes Beispiel des hier beschriebenen Steuerverfahrens und der Steuerung, für die die Steuereinheit ausgelegt ist, um sie respektvoll auszuführen. In einem ersten Schritt S100 wird der Sauerstoffgehalt im Kraftstoff bestimmt. Die Bestimmung kann in einem optionalen weiteren Schritt verwendet werden, der ein Verhältnis des E-Kraftstoffs im Vergleich zum fossilen Kraftstoff bestimmt.
Falls festgestellt wird, dass sich der bestimmte Sauerstoffgehalt unter einem ersten Schwellenwert befindet (S101), der in einem Bereich von 10 % bis 45 % Sauerstoff im Kraftstoff festgelegt sein kann, bevorzugt in einem Bereich von 20 bis 45 % festgelegt sein kann und besonders bevorzugt festgelegt sein kann, so dass er sich zwischen 35 % und 40 % befindet, wird/werden die Betriebsart(en) der homogenen Verbrennung durch die Steuereinheit 10 ausgeführt. Andernfalls wird in einem Schritt 102 geprüft, ob sich der Sauerstoffgehalt unter oder über einem zweiten Schwellenwert befindet, der bevorzugt über 45 % und besonders bevorzugt über 50 % festgelegt ist. Der zweite Schwellenwert ist bevorzugt kleiner als 60 % und besonders bevorzugt in einem Bereich von 50 bis 55 % festgelegt. Am bevorzugtesten ist der 2. Schwellenwert (innerhalb einiger Prozentpunkte) um den Wert festgelegt, der für reinen E-Kraftstoff im Tank erwartet wird. Falls sich der bestimmte Sauerstoffgehalt über dem zweiten Schwellenwert befindet, wird die Betriebsart der geschichteten Verbrennung ausgeführt (S103), bei der die während des Verdichtungsmodus eingespritzte Kraftstoffmenge nicht vom Sauerstoffgehalt im Kraftstoff abhängig ist. Falls andernfalls festgestellt wird, dass sich der Sauerstoffgehalt unter dem zweiten Schwellenwert befindet (S102), wird die Betriebsart der geschichteten Verbrennung ausgeführt (S104), bei der die während des Verdichtungsmodus eingespritzte Kraftstoffmenge vom Sauerstoffgehalt im Kraftstoff abhängt. Im letzteren Fall weist die während des Verdichtungstakts eingespritzte Kraftstoffmenge bevorzugt eine linear zunehmende Beziehung zu einem zunehmenden Niveau des Sauerstoffgehalts auf. Falls der Schritt S101 zurückschickt, dass sich der Sauerstoffgehalt unter dem ersten Schwellenwert befindet, wird die Betriebsart der homogenen Verbrennung ausgeführt (S105).
Die 4 bis 7 zeigen spezifische Beispiele/Anwendungsfälle für die Steuerbetriebsarten, die jedoch für den hier beschriebenen Gegenstand nicht einschränkend sind, wobei weitere Beispiele als durch den hier beschriebenen Gegenstand umschlossen betrachtet werden sollen. 4 zeigt ein dem Gegenstand zugrundeliegendes Grundprinzip. Ein herkömmlicher/fossiler Kraftstoff, wie z. B. Benzin, kann durch eine einzige Einspritzung des Kraftstoffs während des Einlasstakts verbrannt werden. Falls ein E-Kraftstoff, der insbesondere als ein Kraftstoff mit hohem Sauerstoffgehalt auszulegen ist, wie oben erörtert worden ist, verbrannt werden soll, wird die Einspritzmenge aufgrund der verringerten Energiedichte der E-Kraftstoffe erhöht. Der hier beschriebene Gegenstand und die oben beschriebenen Beispiele wenden insbesondere ein Steuerkonzept an, während dessen ein geschichteter Betrieb angewendet wird, falls die Menge des E-Kraftstoffs, die über den Sauerstoffgehalt des Kraftstoffs bestimmt wird, relativ hoch ist. Die 5 bis 7 zeigen dann spezifische Beispiele der Anwendungsszenarios/Anwendungsfälle, wobei sie insbesondere Beispiele für die Steuerung der Brennkraftmaschine dementsprechend zeigen, wenn nicht nur der Sauerstoffgehalt im Kraftstoff, sondern ebenfalls eine Kraftmaschinenbedingung zum Auswählen einer Steuerbetriebsart der Kraftmaschine verwendet wird.
Die 5a, 6a und 7a zeigen jede sowohl ein Kraftmaschinenkennfeld mit der Kraftmaschinenlast auf der vertikalen Achse und der Kraftmaschinendrehzahl auf der horizontalen Achse als auch drei Bereiche für drei beispielhafte Anwendungsfälle 1 bis 3, die in den 5b,c; 6b,c und 7b,c weiter dargestellt sind. Die 5b und 5c zeigen den Anwendungsfall, in dem die Kraftmaschine in einem Bereich des Kraftmaschinenkennfeldes arbeitet, der eine Steuerung hinsichtlich des Erreichens des besten/höchsten Wirkungsgrads ermöglicht. Der Bereich der Steuerung des höchsten/besten Wirkungsgrads befindet sich in einem Mittelbereich der Kraftmaschinenlast und der Kraftmaschinendrehzahl. Der Mittelbereich befindet sich bevorzugt zwischen 20 % und 80 %, bevorzugter zwischen 30 % und 70 %, bevorzugter zwischen 40 % und 60 % und sehr bevorzugt zwischen 45 % und 55 %. Sobald festgestellt wird, dass der Sauerstoffgehalt im Kraftstoff höher als der 1. Schwellenwert ist, was in 5c zwischen 35 % und 40 % Sauerstoffgehalt im Kraftstoff gezeigt ist, wird der geschichtete Betrieb mit wenigstens einer Kraftstoffeinspritzung während des Verdichtungstakts (siehe 5b) gestartet. Die Kraftstoffeinspritzung im Verdichtungstakt ist bevorzugt hinsichtlich der eingespritzten Kraftstoffmenge kleiner als die Einspritzung während des Einlasstakts. Sehr bevorzugt wird die Einspritzung im Verdichtungstakt kurz vor dem OTP, z. B. nach 300° des Kurbelwinkels, ausgeführt.
Die gesteuerten Parameter und deren spezifische Steuerung, die für den Anwendungsfall 1 ausgeführt wird, die auf dem Sauerstoffgehalt im Kraftstoff basiert, sind durch 5c dargestellt. Die Figur zeigt, dass unter dem ersten Schwellenwert die angegebenen Parameter ungeachtet des genauen Werts des Sauerstoffgehalts im Kraftstoff konstant gehalten werden. Die Parameter von spezifischem Interesse im Anwendungsfall 1 sind die Einspritzmenge im Verdichtungstakt (die in 5c in [mg] angegeben ist), der Lambdawert und der (LHV-normierte) Kraftstoffverbrauch. In dem Bereich der Werte des Sauerstoffgehalts unter dem ersten Schwellenwert wird eine homogene Verbrennung ausgeführt, wobei die während des Verdichtungstakts eingespritzte Kraftstoffmenge konstant auf null gehalten wird, während Lambda konstant auf 1,0 gehalten wird. Falls jedoch festgestellt wird, dass der Sauerstoffgehalt im Kraftstoff in einen Bereich zwischen dem 1. Schwellenwert und dem 2. Schwellenwert fällt, werden bei zunehmenden Werten des Sauerstoffgehalts im Kraftstoff sowohl die Einspritzmenge im Verdichtungstakt als auch der Lambdawert vergrößert. 5c zeigt eine etwa lineare Beziehung, wobei jedoch andere Korrelationen ebenso angewendet werden können. Beginnend mit dem 2. Schwellenwert, der sich in 5c als ein Beispiel zwischen 50 % und 55 % befindet, sind sowohl die Einspritzmenge im Verdichtungstakt als auch die Lambdawerte maximiert, wobei sie über weiter zunehmende Werte des Sauerstoffgehalts konstant gehalten werden. Die in 5c gezeigten beispielhaften Werte befinden sich zwischen 5 bis 10 mg Kraftstoffeinspritzung während des Verdichtungstakts und Lambda gleich 2,0. Der Kraftstoffverbrauch kann durch die oben erörterte Steuerung optimiert werden, was außerdem durch den abnehmenden Trend in der untersten graphischen Darstellung nach 5c gezeigt ist.
Der Anwendungsfall 2, der in 6 gezeigt ist, zeigt eine Klopfbedingung oder Kühloperationen in der Klopfzone. Die Kraftmaschinendrehzahl ist relativ gering, z. B. unter 40 % oder geringer, während sich die Kraftmaschinenlast in der Nähe des Maximums, z. B. über 80 % oder höher, befindet, wie in 6a gezeigt ist. Die Parameter von speziellem Interesse für die Steuerung des Anwendungsfalls 2 sind abermals die Einspritzmenge im Verdichtungstakt in 6c und der MFB50-Wert. Wie aus 6b ersichtlich ist, wird der geschichtete Betrieb für die E-Kraftstoff-Mengen über dem 1. Schwellenwert (wobei gezeigt ist, dass er der gleiche wie in 5c ist) angewendet. Die Einspritzmenge im Verdichtungstakt wird abermals bei zunehmendem Sauerstoffgehalt im Kraftstoff bis zum 2. Schwellenwert vergrößert. Die Zündung wird jedoch von der verspäteten Seite bis zur optimalen verschoben, wie die mittlere graphische Darstellung nach 6c angibt. Der Kraftstoffverbrauch kann bei zunehmenden Mengen des E-Kraftstoffs im Kraftstoff abermals verbessert werden.
Ferner bezieht sich der Anwendungsfall 3 auf ein Szenario des Erwärmens des Katalysators, bei dem die Kraftmaschinendrehzahl sehr gering, z. B. unter 20 % oder 30 %, ist und die Kraftmaschinenlast ebenfalls sehr gering, z. B. unter 20 % oder 30 %, ist. In diesem Fall werden die gleichen Parameter verwendet, wobei sie in 7c gezeigt sind, die Zündung ist jedoch für zunehmende Werte des Sauerstoffs im Kraftstoff bis zum 2.Schwellenwert zur weiter verspäteten Seite verschoben.
Es sind eine Steuereinheit, ein Steuerverfahren und ein in Beziehung stehendes Computerprogrammprodukt beschrieben, die die Verwendung von E-Kraftstoffen in Brennkraftmaschinen ermöglichen, wobei die Steuerung so optimiert ist, dass ein geringer Kraftstoffverbrauch und geringe PN-Emissionen erreicht werden.
Im Allgemeinen können alle Merkmale der verschiedenen Ausführungsformen, Aspekte und Beispiele, die hier beschrieben sind und die durch die Figuren gezeigt sind, entweder teilweise oder ganz kombiniert werden. Der hier beschriebene Gegenstand soll alle diese Kombinationen beinhalten, so weit wie es für den Fachmann auf dem Gebiet ohne das Anwenden einer erfinderischen Aktivität offensichtlich ist.
Es sollte außerdem angegeben werden, dass die Beschreibung und die Zeichnungen die Prinzipien der vorgeschlagenen Verfahren, Vorrichtungen und Systeme lediglich veranschaulichen. Es wird folglich erkannt, dass die Fachleute auf dem Gebiet verschiedene Anordnungen entwickeln können, die, obwohl sie hier nicht explizit beschrieben oder gezeigt sind, die Prinzipien des beanspruchten Gegenstands verkörpern und innerhalb seines Erfindungsgedanken und Schutzumfangs enthalten sind.
Bezugszeichenliste

10: Steuereinheit
20: Sauerstoffbestimmungseinheit
31, 32: Pumpe
35: Tank
40: Kraftstoffkanaleinspritzdüse
50: Kraftstoffdirekteinspritzdüse
60: Zündvorrichtung
70: Einlassöffnung
71: Einlassventil
80: Auslassöffnung
81: Auslassventil
90: Verbrennungskammer
100: Zylinder
110: Kolben
120: Pleuelstange

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 2010060463 [0002]

Claims

Steuereinheit zum Steuern einer Brennkraftmaschine, wobei die Brennkraftmaschine wenigstens einen Zylinder (100), wenigstens eine Verbrennungskammer (90), in der ein Kraftstoff verbrannt wird, wenigstens eine Kraftstoffeinspritzdüse (40, 50), wenigstens eine Zündvorrichtung (60) und eine Sauerstoffbestimmungseinheit (20), die konfiguriert ist, den Sauerstoffgehalt im Kraftstoff zu bestimmen, enthält, wobei die Steuereinheit (10) konfiguriert ist, die Brennkraftmaschine basierend auf dem durch die Sauerstoffbestimmungseinheit (20) detektierten Sauerstoffgehalt im Kraftstoff zu steuern.
Steuereinheit nach Anspruch 1, wobei, falls sich der Sauerstoffgehalt in dem Kraftstoff unter einem ersten Schwellenwert befindet, die Steuereinheit (10) konfiguriert ist, die Brennkraftmaschine so zu steuern, dass eine Betriebsart der homogenen Verbrennung ausgeführt wird, und, falls der Sauerstoffgehalt im Kraftstoff gleich dem oder höher als der erste Schwellenwert ist, die Brennkraftmaschine so zu steuern, dass eine Betriebsart der geschichteten Verbrennung ausgeführt wird.
Steuereinheit nach Anspruch 2, wobei die Steuereinheit (10) konfiguriert ist, wenn eine Betriebsart der geschichteten Verbrennung ausgeführt wird, eine während eines Verdichtungstakts eines Verbrennungszyklus der Brennkraftmaschine eingespritzte Kraftstoffmenge basierend auf dem Sauerstoffgehalt im Kraftstoff festzulegen.
Steuereinheit nach wenigstens einem der Ansprüche 2 oder 3, wobei, falls der Sauerstoffgehalt im Kraftstoff gleich dem oder höher als der erste Schwellenwert und kleiner als der oder gleich einem zweiten Schwellenwert ist, die während eines Verdichtungstakts eines Verbrennungszyklus der Brennkraftmaschine eingespritzte Kraftstoffmenge höher festgelegt wird, je höher der Sauerstoffgehalt im Kraftstoff ist.
Steuereinheit nach Anspruch 4, wobei zusätzlich zu der während eines Verdichtungstakts eines Verbrennungszyklus der Brennkraftmaschine eingespritzten Kraftstoffmenge die Steuereinheit (10) konfiguriert ist, wenigstens einen weiteren Kraftmaschinensteuerparameter in Abhängigkeit von einer Betriebsbedingung der Brennkraftmaschine während einer Betriebsart der geschichteten Verbrennung zu steuern.
Steuereinheit nach Anspruch 5, wobei, falls die Betriebsbedingung der Brennkraftmaschine eine mittlere Drehzahl und eine mittlere bis hohe Last ist, die Steuereinheit (10) konfiguriert ist, einen höheren globalen Lambdawert festzulegen, je höher der Sauerstoffgehalt im Kraftstoff ist.
Steuereinheit nach Anspruch 5, wobei, falls die Betriebsbedingung der Brennkraftmaschine eine geringe Drehzahl und eine hohe Last ist, die Steuereinheit (10) konfiguriert ist, einen geringeren Grad der Funkenspätverstellung festzulegen, je höher der Sauerstoffgehalt im Kraftstoff ist.
Steuereinheit nach Anspruch 5, wobei, falls die Betriebsbedingung der Brennkraftmaschine eine geringe Drehzahl und eine geringe Last ist, die Steuereinheit (10) konfiguriert ist, einen höheren Grad der Funkenspätverstellung festzulegen, je höher der Sauerstoffgehalt im Kraftstoff ist.
Steuereinheit nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Steuereinheit (10) konfiguriert ist, ein Kraftmaschinenbetriebskennfeld mit einem größeren Bereich, in dem die Betriebsart der geschichteten Verbrennung verwendet wird, anzuwenden, je höher der Sauerstoffgehalt im Kraftstoff ist.
Steuereinheit nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Steuereinheit (10) konfiguriert ist, eine Messung des Sauerstoffgehalts im Kraftstoff wenigstens einmal nach einem Tanken von Kraftstoff zu steuern.
Steuereinheit nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Steuereinheit (10) konfiguriert ist, einen Messwert des Sauerstoffgehalts im Kraftstoff mittels der Sauerstoffbestimmungseinheit (20) zu erhalten, die einen Sauerstoffdetektor und/oder eine Einheit, die den Sauerstoffgehalt im Kraftstoff aus den Betriebsparametern der Brennkraftmaschine bestimmt, umfasst.
System, das eine Steuereinheit nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche und eine Brennkraftmaschine, die wenigstens einen Zylinder (100), wenigstens eine Verbrennungskammer (90), in der ein Kraftstoff verbrannt wird, wenigstens eine Kraftstoffeinspritzdüse (40, 50), wenigstens eine Zündvorrichtung (60) und eine Sauerstoffbestimmungseinheit (20), die konfiguriert ist, den Sauerstoffgehalt im Kraftstoff zu bestimmen, enthält, enthält.
Steuerverfahren für das System nach Anspruch 12, das die Steuerung der Brennkraftmaschine basierend auf dem durch die Sauerstoffbestimmungseinheit (20) detektierten Sauerstoffgehalt im Kraftstoff ausführt.
Computerprogrammprodukt, das in einem Speicher speicherbar ist und das Anweisungen umfasst, die, wenn sie durch einen Computer ausgeführt werden, den Computer veranlassen, das Verfahren nach Anspruch 13 auszuführen.