DE10327978A1 - Process for determining the quality of a fuel combusted in an IC engine of a vehicle comprises using a calculating device which is arranged in the vehicle - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft Antriebssysteme mit Verbrennungsmotoren insbesondere Antriebssysteme in Kraftfahrzeugen.The The invention relates to drive systems with internal combustion engines in particular Drive systems in motor vehicles.
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.The Combustion of fuels by internal combustion engines in motor vehicles has a high level effectiveness reached. It is an object of the invention to drive systems with internal combustion engines, in particular drive systems in motor vehicles, to further improve.
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.The aforementioned Task is performed by a method for determining the quality of a Fuel solved, which burned by means of an internal combustion engine of a motor vehicle the determination of the quality of the fuel by means of a computing device provided on the motor vehicle takes place. The aforementioned object is also achieved by a drive system with a Internal combustion engine, in particular for a motor vehicle, solved, wherein the drive system is a computing device for determining the quality of the fuel having. When burning the fuel in the internal combustion engine usually arises an exhaust gas mixture of several exhaust gases. Determining the quality of the fuel takes place in an advantageous embodiment of the invention depending the amount of at least one exhaust gas.
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, NOx, 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, NOx, 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, NOx, CO2 oder O2, aufweist.The above object is further achieved by a method for determining the quality of a fuel which is burned by means of an internal combustion engine, wherein the combustion of the fuel, an exhaust gas mixture of at least two exhaust gases, and wherein the determination of the quality of the fuel depending on the amount of at least one Exhaust gas takes place. The aforementioned object is also achieved by a drive system with an internal combustion engine downstream exhaust system for discharging an exhaust gas mixture resulting from the combustion of a fuel from at least two exhaust gases, for. B. HC, SO 2 , CO, NO x , CO 2 or O 2 , wherein the exhaust system is an exhaust gas sensor arrangement for measuring the amount of at least one discharged by the exhaust system exhaust gas, advantageously the amount of HC, SO 2 , CO, NO x , CO 2 or O 2 , and a computing device for determining the quality of the fuel as a function of the amount of the at least one exhaust gas, advantageously the amount of HC, SO 2 , CO, NO x , CO 2 or O 2 .
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, NOx, 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, NOx, CO2 und O2, oder in
Abhängigkeit
eines sogenannten Abgasmusters (vgl. z. B.
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 Furthermore, an advantageous embodiment of the invention takes place Determination of quality of the fuel in dependence the air ratio λ (lambda), the as the ratio the current air-fuel ratio to stoichiometric Air-fuel ratio defined is. A device for determining the air ratio is from the book Bosch, Automotive Handbook, 23rd Edition, Vieweg, 1999, ISBN 3-528-03876-4 known.
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 Furthermore, an advantageous embodiment of the invention takes place Determination of quality of the fuel (also) in dependence one or more operating parameters of the internal combustion engine, in particular dependent on an exhaust gas recirculation rate for the Internal combustion engine, depending on a fuel-air ratio supplied to the engine and / or depending a quantity of fuel supplied to the internal combustion engine. Further possible Operating parameters, depending on that's the definition of quality of the fuel can be done, are the speed of the internal combustion engine, the temperature of the internal combustion engine or the temperature of a Coolant, the Load of the internal combustion engine, the ignition angle of the internal combustion engine and the operation mode of the internal combustion engine. The determination of Quality of the Fuel can (moreover) in dependence two or more of the aforementioned operating parameters.
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.In Furthermore, an advantageous embodiment of the invention takes place Determination of quality of the fuel at a time when the temperature of a the internal combustion engine downstream catalyst is smaller than a limit. This is especially true when the exhaust gas sensor assembly is arranged behind a catalyst. This is the limit chosen so that the determination of quality of the fuel before ending the so-called light-off of the catalyst, So before the onset of the effect of the catalyst takes place. That is, the Determination of quality of the fuel may be from the light-off of the catalyst and / or while the light-off of the catalyst take place.
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.The information about the quality of the fuel achieved by the aforementioned embodiments is used in a particularly advantageous embodiment of the invention for controlling the internal combustion engine as a function of a value for the quality of the fuel obtained in this way. For example, one or more manipulated variables for controlling the internal combustion engine, such. B. injection timing, injection pressure, ignition timing, exhaust gas recirculation guide rate, boost pressure, valve timing, charge movement flap position, combustion air ratio, and / or secondary air pump operation, depending on the quality of the fuel and other variables such. As engine temperature, exhaust gas temperature, catalyst temperature and / or ambient pressure are formed.
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.Quality one Fuel in the context of the invention may be the composition of Fuel or a quality indicator be the fuel. quality a fuel in the context of the invention may also be an assignment of a fuel to a (general or internal) classification or a specific group of fuels. Quality one Fuel within the meaning of the invention may be a single value or to be an array of values.
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.A Quantity of a gas in the context of the invention may, for. B. its mass, its mass flow, its relative mass, its relative mass flow, its Volume, its volume flow, its relative volume or its be relative volume flow.
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.A Quantity of a gas in the context of the invention may also be an electrical Be great the mass of the gas, the mass flow of the gas, the relative Mass of the gas, the relative mass flow of the gas, the volume of the gas, the volume flow of the gas, the relative volume of the gas Gas or the relative volume flow of the gas represents. It is not necessary, the share of a gas explicitly to calculate.
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
Weitere Vorteile und Einzelheiten ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen. Dabei zeigen:Further Advantages and details will become apparent from the following description of exemplary embodiments. Showing:
In
der vorliegenden beispielhaften Ausgestaltung ist hinter dem Vorkatalysator
Als
Abgassensoranordnung
Es
können
auch Infrarotsensoren als Abgassensoranordnung
Die
Abgassensoranordnung
Das
Antriebssystem
Der
Kraftstoffqualitätsrechner
Im
vorliegenden Ausführungsbeispiel
entspricht der Wert TK der Temperatur des
Vorkatalysators
Eingangsgrößen der
Neuronen
Die
Eingangsgrößen der
Neuronen
In
der vorliegenden beispielhaften Ausgestaltung ist hinter dem Hauptkatalysator
Das
Antriebssystem
Die
Abgassensoranordnungen
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.The metal oxide has a gas-permeable coating of SiO 2 with a thickness of a few nanometers, which is varied over the sensor segments. This membrane controls the gas access to the metal oxide and thus influences above all the selectivity of the detection, which thus varies continuously from one to the other side of the strip system and also causes conductivity patterns.
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
- 1, 901, 90
- Antriebssystemdrive system
- 22
- Verbrennungsmotorinternal combustion engine
- 33
- Vorkatalysatorprecatalyzer
- 44
- Hauptkatalysatormain catalyst
- 55
- Abgassystemexhaust system
- 77
- Pfeilarrow
- 8, 918th, 91
- AbgassensoranordnungExhaust gas sensor array
- 10, 9310 93
- Motorsteuerungmotor control
- 1111
- KraftstoffqualitätsrechnerFuel quality computer
- 12, 9212 92
- Recheneinrichtungcomputing device
- 2020
- Halteblockholding block
- 2121
- QualitätsberechnerQualitätsberechner
- 30, 31, 32, 33, 60,30 31, 32, 33, 60,
- 61, 62, 63, 64, 65,61, 62, 63, 64, 65,
- 6666
- Neuron einer Eingangsschichtneuron an input layer
- 40, 41, 42, 43, 70,40 41, 42, 43, 70,
- 71, 72, 73, 74, 75,71, 72, 73, 74, 75,
- 7676
- Neuron einer verdeckten Schichtneuron a hidden layer
- 50, 8050, 80
- Neuron einer Ausgangsschichtneuron an initial layer
- 9595
- Sensorelementesensor elements
- 9696
- PlatinelektrodenstreifenPlatinum electrode strips
- AGRAGR
- AbgasrückführungsrateExhaust gas recirculation rate
- GG
- Ausgangswerte einer Abgassensoranordnungoutput values an exhaust gas sensor arrangement
- mk m k
- KraftstoffmengeAmount of fuel
- MPMP
- Motorparametermotor parameters
- MSMS
- Stellgrößenmanipulated variables
- MZMZ
- Zustandsgrößenstate variables
- Qk Q k
- Qualität des KraftstoffesQuality of the fuel
- QNN Q NN
- Ausgangswertoutput value
- TK T K
- Temperatur eines Vorkatalysatorstemperature a precatalyst
- TKK T KK
- FlagFlag
- λλ
- Luftzahlair ratio
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GOSCHNICK,J.:Die Karlsruher Mikronase KAMINA Gasanalytik im Mikroformat für kostengünstige Überwachung & Regelung,ZWM, Karlsruhe, 26.03.2003 * |
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TRÄNKLER,Hans-Rolf,OBERMEIER,Ernst:Sensortechnik, Springer Verlag, Berlin, u.a., ISBN 3-540-58640-7, 1998,S.1101-1122 * |
TRÄNKLER,Hans-Rolf,OBERMEIER,Ernst:Sensortechnik, Springer Verlag, Berlin, u.a., ISBN 3-540-58640-7, 1998,S.1101-1122; |
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