DE10327978A1

DE10327978A1 - Bestimmung der Qualität von Kraftstoffen für Kraftfahrzeuge

Info

Publication number: DE10327978A1
Application number: DE10327978A
Authority: DE
Inventors: Sören HINZE; Ekkehard Dr. Pott
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 2003-06-23
Filing date: 2003-06-23
Publication date: 2005-01-20

Abstract

Die Erfindung betrifft ein mit einem Kraftstoff betriebenes Antriebssystem (1, 90) mit einem Verbrennungsmotor (2) für ein Kraftfahrzeug mit einer Recheneinrichtung (12, 92) zur Bestimmung der Qualität (Q¶K¶) des Kraftstoffes sowie ein Verfahren zur Bestimmung der Qualität (Q¶K¶) des Kraftstoffes. Ein derartiges Antriebssystem (1, 90) kann ein dem Verbrennungsmotor (2) nachgeordnetes Abgassystem (5) zum Abführen eines durch die Verbrennung eines Kraftstoffes entstehenden Abgasgemisches aus zumindest zwei Abgasen (HC, SO¶2¶, CO, NO¶x¶, CO¶2¶, O¶2¶) aufweisen, wobei das Abgassystem (5) eine Abgassensoranordnung (8, 91) zur Messung der Menge zumindest eines mittels des Abgassystems abgeführten Abgases (HC, SO¶2¶, CO, NO¶x¶, CO¶2¶, O¶2¶) aufweist und wobei die Recheneinrichtung (12, 92) zur Bestimmung der Qualität (Q¶K¶) des Kraftstoffes in Abhängigkeit der Menge zumindest eines Abgases (HC, SO¶2¶, CO, NO¶x¶, CO¶2¶, O¶2¶) ausgebildet ist.

Description

Die Erfindung betrifft Antriebssysteme mit Verbrennungsmotoren insbesondere Antriebssysteme in Kraftfahrzeugen.
Die Verbrennung von Kraftstoffen mittels Verbrennungsmotoren in Kraftfahrzeugen hat ein hohes Maß an Effektivität erreicht. Es ist Aufgabe der Erfindung, Antriebssysteme mit Verbrennungsmotoren, insbesondere Antriebssysteme in Kraftfahrzeugen, weiter zu verbessern.
Vorgenannte Aufgabe wird durch ein Verfahren zur Bestimmung der Qualität eines Kraftstoffes gelöst, der mittels eines Verbrennungsmotors eines Kraftfahrzeuges verbrannt wird, wobei die Bestimmung der Qualität des Kraftstoffes mittels einer auf dem Kraftfahrzeug vorgesehenen Recheneinrichtung erfolgt. Vorgenannte Aufgabe wird zudem durch ein Antriebssystem mit einem Verbrennungsmotor, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, gelöst, wobei das Antriebssystem eine Recheneinrichtung zur Bestimmung der Qualität des Kraftstoffes aufweist. Bei der Verbrennung des Kraftstoffes im Verbrennungsmotor entsteht üblicherweise ein Abgasgemisch aus mehreren Abgasen. Die Bestimmung der Qualität des Kraftstoffes erfolgt dabei in vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung in Abhängigkeit der Menge zumindest eines Abgases.
Vorgenannte Aufgabe wird weiterhin durch ein Verfahren zur Bestimmung der Qualität eines Kraftstoffes gelöst, der mittels eines Verbrennungsmotors verbrannt wird, wobei durch die Verbrennung des Kraftstoffes ein Abgasgemisch aus zumindest zwei Abgasen entsteht, und wobei die Bestimmung der Qualität des Kraftstoffes in Abhängigkeit der Menge zumindest eines Abgases erfolgt. Vorgenannte Aufgabe wird zudem durch ein Antriebssystem mit einem dem Verbrennungsmotor nachgeordneten Abgassystem zum Abführen eines bei der Verbrennung eines Kraftstoffes entstehenden Abgasgemisches aus zumindest zwei Abgasen, z. B. HC, SO₂, CO, NO_x, CO₂ oder O₂, gelöst, wobei das Abgassystem eine Abgassensoranordnung zur Messung der Menge zumindest eines mittels des Abgassystems abgeführten Abgases, vorteilhafterweise der Menge von HC, SO₂, CO, NO_x, CO₂ oder O₂, und eine Recheneinrichtung zur Bestimmung der Qualität des Kraftstoffes in Abhängigkeit der Menge des zumindest einen Abgases, vorteilhafterweise der Menge von HC, SO₂, CO, NO_x, CO₂ oder O₂, aufweist.
In weiterhin vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung erfolgt die Bestimmung der Qualität des Kraftstoffes in Abhängigkeit der Mengen zumindest zweier Abgase, vorteilhafterweise der Mengen zumindest zweier der Gase HC, SO₂, CO, NO_x, CO₂ und O₂. Es ist weiterhin vorteilhaft, die Qualität des Kraftstoffes in Abhängigkeit der Mengen von mehr als zwei Abgasen aus der Gruppe HC, SO₂, CO, NO_x, CO₂ und O₂, oder in Abhängigkeit eines sogenannten Abgasmusters (vgl. z. B. 6), zu bestimmen.
In weiterhin vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung erfolgt die Bestimmung der Qualität des Kraftstoffes in Abhängigkeit der Luftzahl λ (Lambda), die als das Verhältnis des aktuellen Luft-Kraftstoff-Verhältnisses zum stöchiometrischen Luft-Kraftstoff-Verhältnis definiert ist. Eine Einrichtung zur Ermittlung der Luftzahl ist aus dem Buch Bosch, Kraftfahrtechnisches Taschenbuch, 23. Auflage, Vieweg, 1999, ISBN 3-528-03876-4 gekannt.
In weiterhin vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung erfolgt die Bestimmung der Qualität des Kraftstoffes (zudem) in Abhängigkeit eines oder mehrerer Betriebsparameter des Verbrennungsmotors, insbesondere in Abhängigkeit einer Abgasrückführungsrate für den Verbrennungsmotor, in Abhängigkeit eines dem Verbrennungsmotor zugeführten Kraftstoff-Luft-Verhältnisses und/oder in Abhängigkeit einer dem Verbrennungsmotor zugeführten Kraftstoffmenge. Weitere mögliche Betriebsparameter, in Abhängigkeit derer die Bestimmung der Qualität des Kraftstoffes erfolgen kann, sind die Drehzahl Verbrennungsmotors, die Temperatur des Verbrennungsmotors oder die Temperatur eines Kühlmittels, die Last des Verbrennungsmotors, der Zündwinkel des Verbrennungsmotors und der Betriebmodus des Verbrennungsmotors. Die Bestimmung der Qualität des Kraftstoffes kann (zudem) in Abhängigkeit zweier oder mehrerer der vorgenannten Betriebsparameter erfolgen.
In weiterhin vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung erfolgt die Bestimmung der Qualität des Kraftstoffes in einem Zeitpunkt, in dem die Temperatur eines dem Verbrennungsmotor nachgeordneten Katalysators kleiner ist als ein Grenzwert. Dies gilt insbesondere dann, wenn die Abgassensoranordnung hinter einem Katalysator angeordnet ist. Dabei wird der Grenzwert so gewählt, dass die Bestimmung der Qualität des Kraftstoffes vor dem Beenden des sogenannten Light-Off des Katalysators, also vor Einsetzen der Wirkung des Katalysators, erfolgt. D.h., die Bestimmung der Qualität des Kraftstoffes kann von dem Light-Off des Katalysators und/oder während des Light-Off des Katalysators erfolgen.
Die durch vorgenannte Ausgestaltungen erzielte Information über die Qualität des Kraftstoffes wird in besonders vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung zur Steuerung des Verbrennungsmotors in Abhängigkeit eines derart erhaltenen Wertes für die Qualität des Kraftstoffes verwendet. Beispielsweise können eine oder mehrere Stellgrößen zur Steuerung des Verbrennungsmotors, wie z. B. Einspritzzeitpunkt, Einspritzdruck, Zündzeitpunkt, Abgasrückführungsrate, Ladedruck, Ventilsteuerungszeiten, Ladungsbewegungsklappenstellung, Verbrennungsluftverhältnis, und/oder Sekundärluftpumpenbetrieb, in Abhängigkeit der Qualität des Kraftstoffes sowie auch weiterer Größen wie z. B. Motortemperatur, Abgastemperatur, Katalysatortemperatur und/oder Umgebungsdruck gebildet werden.
Qualität eines Kraftstoffes im Sinne der Erfindung kann die Zusammensetzung des Kraftstoffes oder eine Qualitätskennzahl des Kraftstoffes sein. Qualität eines Kraftstoffes im Sinne der Erfindung kann auch eine Zuordnung eines Kraftstoffes zu einer (allgemeinen oder internen) Klassifikation oder einer bestimmten Gruppe von Kraftstoffen sein. Qualität eines Kraftstoffes im Sinne der Erfindung kann eine einzelner Wert oder ein Array von Werten sein.
Eine Menge eines Gases im Sinne der Erfindung kann z. B. dessen Masse, dessen Massestrom, dessen relative Masse, dessen relativer Massestrom, dessen Volumen, dessen Volumenstrom, dessen relatives Volumen oder dessen relativer Volumenstrom sein.
Eine Menge eines Gases im Sinne der Erfindung kann auch eine elektrische Größe sein, die die Masse des Gases, den Massestrom des Gases, die relative Masse des Gases, den relativen Massestrom des Gases, das Volumen des Gases, den Volumenstrom des Gases, das relative Volumen des Gases oder den relativen Volumenstrom des Gases repräsentiert. Dabei ist es nicht notwendig, den Anteil eines Gase explizit zu berechnen.
Vielmehr kann es vorteilhaft sein, elektrische Größen, die von einem Abgasanteil oder von mehreren Abgasanteilen abhängig sein können, direkt für die Bestimmung der Qualität des Kraftstoffes zu verwenden. Dies ist besonders vorteilhaft in Verbindung mit Sensoren, die – wie beispielhaft in 6 erläutert – abgasabhängige Muster liefern.
Weitere Vorteile und Einzelheiten ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen. Dabei zeigen:
1 ein Ausführungsbeispiel für ein Antriebssystem,
2 ein Ausführungsbeispiel für einen Kraftstoffqualitätsrechner,
3 ein Ausführungsbeispiel für ein neuronales Netz zur Bestimmung der Qualität eines Kraftstoffes,
4 ein weiteres Ausführungsbeispiel für ein neuronales Netz zur Bestimmung der Qualität eines Kraftstoffes,
5 ein weiteres Ausführungsbeispiel für ein Antriebssystem und
6 ein Ausführungsbeispiel für eine Abgassensoranordnung.
1 zeigt ein Ausführungsbeispiel für ein Antriebssystem 1. Das Antriebssystem 1 weist einen Verbrennungsmotor 2 und ein nachgeordnetes Abgassystem 5 zum Abführen eines bei der Verbrennung eines Kraftstoffes entstehenden Abgasgemisches auf. Die Strömungsrichtung des abzuführenden Abgasgemisches ist durch den Pfeil 7 dargestellt. Das Abgassystem 5 weist im vorliegenden Ausführungsbeispiel einen Vorkatalysator 3 und einen Nachkatalysator 4 auf, ohne dass die Erfindung auf eine derartige Ausführung beschränkt sein soll. Es kann vorgesehen sein, dass das Antriebssystem 1 eine nicht dargestellte Abgasrückführung aufweist. Einzelheiten eines derartigen Abgasrückführungssystems können dem Buch Bosch, Kraftfahrtechnisches Taschenbuch, 23. Auflage, Vieweg, 1999, ISBN 3-528-03876-4, insbesondere Seiten 435, 501, 519 und 520 entnommen werden.
In der vorliegenden beispielhaften Ausgestaltung ist hinter dem Vorkatalysator 3 eine Abgassensoranordnung 8 angeordnet, die mit Bezugszeichen G bezeichnete Ausgangswerte liefert. Die Ausgangswerte G der Abgassensoranordnung 8 können u.a. die Menge von HC, SO₂, CO, NO_x, CO₂ und/oder O₂ im Abgasgemisch umfassen. Die Ausgangswerte G der Abgassensoranordnung 8 können auch Abgasmuster mehrerer dieser Gase umfassen.
Als Abgassensoranordnung 8 kommen herkömmliche Abgassensoren in Frage. Die Abgassensoranordnung 8 kann z. B. in der Art wie ein SnO2/Pt-Chip oder ein WO3/Au-Chip von KAMINA (Karlsruher Mikronase) implementiert werden. Die Abgassensoranordnung 8 kann auch als NO_x Fühler ausgestaltet sein, wie sie in den Publikationen SAE-Paper 980266 „NOx Meter Utilizing ZrO2 Pumping Cell" und SAE-Paper 960334 „Thick Film ZrO2 NOx Sensor" offenbart sind. Die Abgassensoranordnung 8 kann auch eine Lambdasonde sein, wie sie z. B. aus dem Buch Bosch, Kraftfahrtechnisches Taschenbuch, 23. Auflage, Vieweg, 1999, ISBN 3-528-03876-4, Seiten 523 bis 525, aus der Veröffentlichung „Das Geheimnis um Lambda" von NKT NTK und aus der Veröffentlichung „Technische Information Nr. 03" der Beru Aktiengesellschaft (vgl. www.beru.com, 30.4.2003) bekannt ist. Die Abgassensoranordnung 8 kann auch eine LS12, LSH24, LSF4, LSF8 oder LSU4 Lambdasonde sein. Die Abgassensoranordnung 8 kann weiterhin als Sensorchip gemäß dem Artikel „New Generation of a Metal Oxide Gas Sensor for High Temperature Application in a Car Exhaust" von K. Gottfried, R. Hoffmann, C. Kaufmann, T. Gessner ausgebildet sein.
Es können auch Infrarotsensoren als Abgassensoranordnung 8 eingesetzt werden. Das Prinzip eines derartigen Infrarotsensors ist z. B. in dem Buch Bosch, Kraftfahrtechnisches Taschenbuch, 23. Auflage, Vieweg, 1999, ISBN 3-528-03876-4, insbesondere Seite 532 offenbart. In dem Artikel „Simplified Component Architecture for Gas and Chemical Sensors in the Home" von B.R. Kinkade, T. Daly, E. A. Johnson, Ion Optics, Inc. 441 Waverley Oaks, Waltham, MA 02454, USA sind weitere mögliche Ausgestaltungen der Abgassensoranordnung 8 als optischer Sensor offenbart.
Die Abgassensoranordnung 8 kann auch eine Kombination mehrere der vorgenannten Sensoren umfassen.
Das Antriebssystem 1 weist weiterhin eine Recheneinrichtung 12 mit einer Motorsteuerung 10 und einem Kraftstoffqualitätsrechner 11 auf. Die Motorsteuerung 10 erhält von dem Verbrennungsmotor 2 Zustandsgrößen MZ. Die Motorsteuerung 10 ermittelt in Abhängigkeit dieser Zustandsgrößen MZ und in Abhängigkeit eines Wertes für die Qualität Q_k des Kraftstoffes, den die Motorsteuerung 10 von dem Kraftstoffqualitätsrechner 11 erhält, Stellgrößen MS zur Steuerung des Verbrennungsmotors 2. Die Zustandsgrößen MZ können Größen wie z. B. Motortemperatur, Abgas temperatur, Katalysatortemperatur und/oder Umgebungsdruck sein. Die Stellgrößen MS zur Steuerung des Verbrennungsmotors 2 können Größen wie z. B. Einspritzzeitpunkt, Einspritzdruck, Zündzeitpunkt, Abgasrückführungsrate, Ladedruck, Ventilsteuerungszeiten, Ladungsbewegungsklappenstellung, Verbrennungsluftverhältnis, und/oder Sekundärluftpumpenbetrieb sein.
Der Kraftstoffqualitätsrechner 11 erhält von der Motorsteuerung 10 Motorparameter MP sowie einen der Temperatur T_K des Vorkatalysators 3 entsprechenden Wert. Die Motorparameter MP können eine Abgasrückführungsrate für den Verbrennungsmotor 2, ein Kraftstoff-Luft-Verhältnis für den Verbrennungsmotor 2, eine dem Verbrennungsmotor zugeführte Kraftstoffmenge, die Drehzahl des Verbrennungsmotors 2, die Temperatur des Verbrennungsmotors 2, die Temperatur eines Kühlmittels, die Last des Verbrennungsmotors 2, der Zündwinkel des Verbrennungsmotors 2 und/oder der Betriebmodus des Verbrennungsmotors 2 sein.
Im vorliegenden Ausführungsbeispiel entspricht der Wert T_K der Temperatur des Vorkatalysators 3. T_K kann aber auch ein Flag sein, der z. B. solange gesetzt bleibt, wie der Vorkatalysator 3 sein Light-Off nicht abgeschlossen hat.
2 zeigt ein Ausführungsbeispiel für einen Kraftstoffqualitätsrechner 11. Der Kraftstoffqualitätsrechner 11 weist einen Halteblock 20 und einen Qualitätsberechner 21 zur eigentlichen Bestimmung der Qualität eines Kraftstoffes auf. Der Qualitätsberechner 21 liefert einen Ausgangswert Q_NN in Abhängigkeit der Motorparameter MP des Verbrennungsmotors 2 und der Ausgangswerte G der Abgassensoranordnung 8. Der Halteblock 20 gibt den Ausgangswert Q_NN des Qualitätsberechners 21 solange als Wert für die Qualität Q_k des Kraftstoffes aus, wie der Vorkatalysator 3 sein Light-Off nicht abgeschlossen hat. Hat der Vorkatalysator 3 sein Light-Off abgeschlossen, gibt der Halteblock 20 den letzten Ausgangswert Q_NN des Qualitätsberechners 21, bevor der Vorkatalysators 3 sein Light-Off abgschlossen hatte, als den Wert für die Qualität Q_k des Kraftstoffes aus.
3 zeigt ein Ausführungsbeispiel für einen Qualitätsberechner 21 in einer Ausgestaltung als neuronales Netz. Das neuronale Netz weist eine Eingangsschicht mit vier Neuronen 30, 31, 32, 33, eine verdeckte Schicht mit vier Neuronen 40, 41, 42, 43 und eine Ausgangsschicht mit einem Neuron 50 auf. Jedes der Neuronen 30, 31, 32, 33 ist mit einem der Neuronen 40, 41, 42, 43 verbunden. Jedes der Neuronen 40, 41, 42, 43 ist mit dem Neuron 50 verbunden.
Eingangsgrößen der Neuronen 30, 31, 32 bzw. 33 sind die Mengen von HC und SO₂ im Abgasgemisch, die Luftzahl λ des Abgasgemisches bzw. eine Abgasrückführungsrate AGR. Ausgangsgröße des Neurons 50 ist Q_NN.
4 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel für einen Qualitätsberechner 21 in einer Ausgestaltung als neuronales Netz. Das neuronale Netz weist eine Eingangsschicht mit sieben Neuronen 60, 61, 62, 63, 64, 65 und 66, eine verdeckte Schicht mit sieben Neuronen 70, 71, 72, 73, 74, 75 und 76 sowie eine Ausgangsschicht mit einem Neuron 80 auf. Jedes der Neuronen 60, 61, 62, 63, 64, 65 und 66 ist mit jedem der Neuronen 70, 71, 72, 73, 74, 75 und 76 der verdeckten Schicht verbunden. Aus Gründen der Übersichtlichkeit sind jedoch nur die Verbindungen des Neurons 60 mit den Neuronen 70, 71, 72, 73, 74, 75 und 76 der verdeckten Schicht dargestellt. Jedes der Neuronen 70, 71, 72, 73, 74, 75 und 76 der verdeckten Schicht ist mit dem Neuron 80 verbunden.
Die Eingangsgrößen der Neuronen 60, 61, 62, 63, 64, 65 bzw. 66 sind die Mengen von HC, SO₂, CO und NO_x im Abgasgemisch, die Luftzahl λ des Abgasgemisches, eine Abgasrückführungsrate AGR bzw. eine dem Verbrennungsmotor 2 zugeführte Kraftstoffmenge m_k. Ausgangsgröße des Neurons 80 ist Q_NN.
5 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel für ein Antriebssystem 90. Das Antriebssystem 90 weist wie das Antriebssystem 1 einen Verbrennungsmotor 2 und ein nachgeordnetes Abgassystem 5 zum Abführen eines bei der Verbrennung eines Kraftstoffes entstehenden Abgasgemisches auf. Die Strömungsrichtung des abzuführenden Abgasgemisches ist durch den Pfeil 7 dargestellt. Das Abgassystem 5 weist einen Vorkatalysator 3 und einen Nachkatalysator 4 auf. Gleiche Bezugszeichen in 1 und in 5 bezeichnen gleiche Elemente oder Größen.
In der vorliegenden beispielhaften Ausgestaltung ist hinter dem Hauptkatalysator 4 eine Abgassensoranordnung 91 angeordnet, die der Abgassensoranordnung 8 entsprechen kann und die mit Bezugszeichen G bezeichnete Ausgangswerte liefert. Die Ausgangswerte G der Abgassensoranordnung 91 können ebenfalls die Menge von HC, SO₂, CO, NO_x, CO₂ und/oder O₂ im Abgasgemisch umfassen. Die Ausgangswerte G der Abgassensoranordnung 91 können zudem ebenfalls auch Abgasmuster mehrerer dieser Gase umfassen.
Das Antriebssystem 90 weist weiterhin eine Recheneinrichtung 92 mit einer Motorsteuerung 93 und einem Kraftstoffqualitätsrechner 11 auf. Die Motorsteuerung 93 unterscheidet sich von der Motorsteuerung 10 dadurch, dass sie dem Kraftstoffqualitätsrechner 11 statt einen Wert der Temperatur T_K des Vorkatalysators 3 einen Flag T_KK bereitstellt. T_KK ist ein Flag, der solange gesetzt bleibt, wie weder der Vorkatalysator 3 noch der Hauptkatalysator 4 sein Light-Off abgeschlossen hat.
Die Abgassensoranordnungen 8 und 91 können eine Kombination mehrerer Sensoren umfassen. Vorteilhafterweise ist vorgesehen, dass die Abgassensoranordnungen 8 und 91 einen Sensorarray umfassen, der ein Abgasmuster liefert. Ein Beispiel für einen Sensorarray ist unter der Webseite http://www-ifia.fzk.de/IFIA_Webseiten/Webseiten_Goschnick/Webseiten_Goschnick_Kamina/Information/InfoArticle_GER.htm vom 30.4.2003 offenbart.
6 zeigt ein Ausführungsbeispiel für einen derartigen Sensorarray. Dieser Sensorarray weist durch Segmentierung eines monolithischen Metalloxidfelds hergestellte Sensorelemente 95 mit parallelen Platinelektrodenstreifen 96 auf. Dabei sind mehrere parallele Platinelektrodenstreifen zusammen mit zwei Temperaturfühlern auf ca. 100 mm₂ eines oxidierten Siliziumsubstrats untergebracht, das auf der (nicht dargestellten) Rückseite zur Erzeugung der notwendigen Betriebstemperatur vier Heizelemente aufweist. Die Ausbildung gascharakteristischer Leitfähigkeitsmuster erfordert die Differenzierung der gassensorischen Eigenschaften der Sensorelemente. Dies wird auf besonders einfache Weise durch die Gradiententechnik erreicht, indem gassensorische Einflussgrößen von einer Seite des Arrays zur anderen kontinuierlich verändert werden. Dazu wird zum einen die Oberflächentemperatur benutzt, indem die vier Heizelemente auf der Rückseite für eine inhomogene Beheizung sorgen. Üblicherweise wird die Betriebstemperatur von einer zur anderen Chipseite um 50°C variiert, so dass jedes Sensorelement eine etwas andere Temperatur als die Nachbarelemente aufweist und dementsprechend Unterschiede in Empfindlichkeit und Selektivität der Leitfähigkeitsänderung bei Gasexposition auftreten. Das Resultat sind gascharakteristische Leitfähigkeitsmuster. Die Stabilität des Temperaturgradienten, auch in unterschiedlichen Luftströmen, wird durch eine Heizungsregelung erreicht, die durch Widerstandsmessung von zwei Platinstreifen zu beiden Seiten des eigentlichen Sensorfelds mit Istwerten versorgt wird.
Das Metalloxid weist eine gaspermeable Beschichtung aus SiO₂ mit einer Dicke von einigen Nanometern auf, die über den Sensorsegmenten variiert wird. Diese Membran steuert den Gaszugang zum Metalloxid und beeinflusst demzufolge vor allem die Selektivität des Nachweises, die somit von einer zur anderen Seite des Streifensystems kontinuierlich variiert und ebenfalls Leitfähigkeitsmuster hervorruft.
Auf diese Weise liefern die verschiedene Gasgemische verschiedene charakteristische Spannungsmuster als Ausgangswerte. Es kann vorgesehen werden, dass diese nicht zur Bestimmung von im Abgasgemisch enthalten Gasen ausgewertet werden, sondern direkt als Eingangsgrößen eines Qualitätsberechners 21 verwendet werden. In diesem Fall sind z. B. nicht die Mengen von HC, SO₂, CO und NO_x im Abgasgemisch die Eingangsgrößen der Neuronen 60, 61, 62 und 63 sondern vier Werte eines Musters. Es kann vorgesehen werden, dass z. B. vierzig Werte eines Musters Eingangsgrößen eines neuronalen Netzes sind, wobei eine entsprechende Anzahl von Neuronen vorzusehen ist.

1, 90: Antriebssystem
2: Verbrennungsmotor
3: Vorkatalysator
4: Hauptkatalysator
5: Abgassystem
7: Pfeil
8, 91: Abgassensoranordnung
10, 93: Motorsteuerung
11: Kraftstoffqualitätsrechner
12, 92: Recheneinrichtung
20: Halteblock
21: Qualitätsberechner
30, 31, 32, 33, 60,
61, 62, 63, 64, 65,
66: Neuron einer Eingangsschicht
40, 41, 42, 43, 70,
71, 72, 73, 74, 75,
76: Neuron einer verdeckten Schicht
50, 80: Neuron einer Ausgangsschicht
95: Sensorelemente
96: Platinelektrodenstreifen
AGR: Abgasrückführungsrate
G: Ausgangswerte einer Abgassensoranordnung
m_k: Kraftstoffmenge
MP: Motorparameter
MS: Stellgrößen
MZ: Zustandsgrößen
Q_k: Qualität des Kraftstoffes
Q_NN: Ausgangswert
T_K: Temperatur eines Vorkatalysators
T_KK: Flag
λ: Luftzahl

Claims

Verfahren zur Bestimmung der Qualität eines Kraftstoffes, der mittels eines Verbrennungsmotors (2) eines Kraftfahrzeuges verbrannt wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Bestimmung der Qualität des Kraftstoffes mittels einer auf dem Kraftfahrzeug vorgesehenen Recheneinrichtung (12, 92) erfolgt.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei durch die Verbrennung des Kraftstoffes ein Abgasgemisch aus zumindest zwei Abgasen (HC, SO₂, CO, NO_x, CO₂, O₂) entsteht, dadurch gekennzeichnet, dass die Bestimmung der Qualität (Q_K) des Kraftstoffes in Abhängigkeit der Menge zumindest eines Abgases (HC, SO₂, CO, NO_x, CO₂, O₂) erfolgt.
Verfahren zur Bestimmung der Qualität (Q_K) eines Kraftstoffes, der mittels eines Verbrennungsmotors verbrannt wird, wobei durch die Verbrennung des Kraftstoffs ein Abgasgemisch aus zumindest zwei Abgasen (HC, SO₂, CO, NO_x, CO₂, O₂) entsteht, dadurch gekennzeichnet, dass die Bestimmung der Qualität (Q_K) des Kraftstoffes in Abhängigkeit der Menge zumindest eines Abgases (HC, SO₂, CO, NO_x, CO₂, O₂) erfolgt.
Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Bestimmung der Qualität (Q_K) des Kraftstoffes in Abhängigkeit der Mengen zumindest zweier Abgase (HC, SO₂, CO, NO_x, CO₂, O₂) erfolgt.
Verfahren nach Anspruch 2, 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Bestimmung der Qualität (Q_K) des Kraftstoffes in Abhängigkeit der Menge von im Abgasgemisch enthaltenem HC, SO₂, CO, NO_x, CO₂ oder O₂ erfolgt.
Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Bestimmung der Qualität (Q_K) des Kraftstoffes in Abhängigkeit der Mengen von zwei oder mehr im Abgasgemisch enthaltenen Abgasen aus der Gruppe von HC, SO₂, CO, NO_x, CO₂ und O₂ erfolgt.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Bestimmung der Qualität (Q_K) des Kraftstoffes in Abhängigkeit eines Betriebsparameters (MP) des Verbrennungsmotors (2) erfolgt.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Bestimmung der Qualität (Q_K) des Kraftstoffes in Abhängigkeit einer Abgasrückführungsrate (AGR) für den Verbrennungsmotor (2) erfolgt.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Bestimmung der Qualität (Q_K) des Kraftstoffes in Abhängigkeit eines dem Verbrennungsmotor (2) zugeführten Kraftstoff-Luft-Verhältnisses erfolgt.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Bestimmung der Qualität (Q_K) des Kraftstoffes in Abhängigkeit einer dem Verbrennungsmotor (2) zugeführten Kraftstoffmenge erfolgt.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Bestimmung der Qualität (Q_K) des Kraftstoffes in Abhängigkeit zumindest einer der Größen – Drehzahl des Verbrennungsmotors (2), – Temperatur des Verbrennungsmotors (2), – Last des Verbrennungsmotors (2), – Zündwinkel des Verbrennungsmotors (2) und – Betriebmodus des Verbrennungsmotors (2) erfolgt.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Bestimmung der Qualität (Q_K) des Kraftstoffes in einem Zeitpunkt erfolgt, in dem die Temperatur eines dem Verbrennungsmotor (2) nachgeordneten Katalysators (3, 4) geringer ist als ein Grenzwert.
Verfahren zur Steuerung eines Verbrennungsmotors (2) mittels zumindest einer Stellgröße (MS), dadurch gekennzeichnet, dass die Stellgröße (MS) in Abhängigkeit eines gemäß einem Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche gebildeten Wertes für die Qualität (Q_K) des Kraftstoffes bestimmt wird.
Antriebssystem (1, 90) mit einem Verbrennungsmotor (2), insbesondere für ein Kraftfahrzeug, dadurch gekennzeichnet, dass das Antriebssystem (1, 90) eine Recheneinrichtung (12, 92) zur Bestimmung der Qualität (Q_K) des Kraftstoffes aufweist.
Antriebssystem (1, 90) nach Anspruch 14 mit einem dem Verbrennungsmotor (2) nachgeordneten Abgassystem (5) zum Abführen eines durch die Verbrennung eines Kraftstoffes entstehenden Abgasgemisches aus zumindest zwei Abgasen (HC, SO₂, CO, NO_x, CO₂, O₂), wobei das Abgassystem eine Abgassensoranordnung (8, 91) zur Messung der Menge zumindest eines mittels des Abgassystems (5) abgeführten Abgases (HC, SO₂, CO, NO_x, CO₂, O₂) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Recheneinrichtung (12, 92) zur Bestimmung der Qualität (Q_K) des Kraftstoffes in Abhängigkeit der Menge zumindest eines Abgases (HC, SO₂, CO, NO_x, CO₂, O₂) ausgebildet ist.
Antriebssystem (1, 90) nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Abgassensoranordnung (8, 91) hinter einem Katalysator (3, 4) angeordnet ist.
Antriebssystem (1, 90) nach einem der Ansprüche 14 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Recheneinrichtung (12, 92) zur Bestimmung der Qualität (Q_K) des Kraftstoffes in Abhängigkeit der Mengen zumindest zweier Abgase (HC, SO₂, CO, NO_x, CO₂, O₂) ausgebildet ist.
Antriebssystem (1, 90) nach einem der Ansprüche 14 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Recheneinrichtung (12, 92) zur Bestimmung der Qualität (Q_K) des Kraftstoffes in Abhängigkeit der Menge von in dem Abgasgemisch enthaltenen HC, SO₂, CO, NO_x, CO₂ oder O₂ ausgebildet ist.
Antriebssystem (1, 90) nach einem der Ansprüche 14 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Recheneinrichtung (12, 92) zur Bestimmung der Qualität (Q_K) des Kraftstoffes in Abhängigkeit der Mengen von zwei oder mehr im Abgasgemisch enthaltenen Abgasen aus der Gruppe von HC, SO₂, CO, NO_x, CO₂ und O₂ ausgebildet ist.
Antriebssystem (1, 90) nach einem der Ansprüche 14 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass die Recheneinrichtung (12, 92) zur Bestimmung der Qualität (Q_K) des Kraftstoffes in Abhängigkeit eines Betriebsparameters (MP) des Verbrennungsmotors (2) ausgebildet ist.
Antriebssystem (1, 90) nach einem der Ansprüche 14 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass die Recheneinrichtung (12, 92) zur Bestimmung der Qualität (Q_K) des Kraftstoffes in Abhängigkeit einer Abgasrückführungsrate (AGR) für den Verbrennungsmotor (2), eines Kraftstoff-Luft-Verhältnisses für den Verbrennungsmotor (2) und/oder einer dem Verbrennungsmotor (2) zugeführten Kraftstoffmenge (m_K) ausgebildet ist.
Antriebssystem (1, 90) nach einem der Ansprüche 14 bis 21, dadurch gekennzeichnet, dass die Recheneinrichtung (12, 92) zur Bestimmung der Qualität (Q_K) des Kraftstoffes in Abhängigkeit zumindest einer der Größen – Drehzahl des Verbrennungsmotors (2), – Temperatur des Verbrennungsmotors (2), – Last des Verbrennungsmotors (2), – Zündwinkel des Verbrennungsmotors (2) und – Betriebmodus des Verbrennungsmotors (2) ausgebildet ist.
Recheneinrichtung (12, 92) zur Verwendung in einem Antriebssystem (1, 90) nach einem der Ansprüche 14 bis 22.