DE4301580C2 - Elektronische Steuervorrichtung für Brennkraftmaschinen - Google Patents
Elektronische Steuervorrichtung für BrennkraftmaschinenInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine elektronische
Steuer- oder Regelvorrichtung, die einen
Brennstoffsteuervorgang, einen Zündsteuervorgang und
dergleichen bei einer Brennkraftmaschine durchführt, die
einen Brennstoff verwendet, der durch Mischung einer
oxidierten Verbindung wie beispielsweise Methanol, Ethanol
oder MTBE (methyl-tertiärer Butylether) mit einem durch
Raffinierung von Petroleum hergestellten Kraftstoff wie
beispielsweise Benzin erhalten wird.
Die DE 41 12 574 A1 beschreibt eine elektronische
Steuervorrichtung für eine Brennkraftmaschine, die mit einem
Kraftstoff betrieben wird, der ein Gemisch aus Benzin und
Alkohol wie etwa Methanol und Äthanol ist. Ein
Kraftstoffart-Sensor ist vorgesehen, der über eine Auswertung des
Brechungsindex des Kraftstoffs den Kraftstoff bestimmt. Aus
diesem Dokument ist ferner bekannt, daß die Sensorausgabe des
Kraftstoffart-Sensors, die proportional zum gemessenen
Brechungsindex ist, nicht nur linear von dem Methanolanteil
abhängt, sondern in Abhängigkeit von dem verwendeten
Kraftstoff, beispielsweise einem normalen Kraftstoff und
einem Hochoktan-Kraftstoff, eine unterschiedliche
Charakteristik bezüglich des Methanolanteils aufweist. Ferner
ist aus diesem Dokument bekannt, daß die
Dielektrizitätskonstante einen bestimmten Zusammenhang zu dem
Methanolanteil eines Kraftstoffs besitzt.
In jüngster Zeit wurde in den Vereinigten Staaten von Amerika
und verschiedenen europäischen Ländern zur Verringerung des
Öl- oder Petroleumverbrauchs und zur Verringerung der
Luftverschmutzung durch Auspuffgase von Kraftfahrzeugen ein
Brennstoff für Kraftfahrzeuge verwendet, welcher durch
Mischung einer oxidierten Verbindung wie beispielsweise
Alkohol und Ether mit Benzin hergestellt wurde. Wenn ein
derartiges, mit einer oxidierten Verbindung gemischtes Benzin
verwendet wird, und zwar in unverändertem Zustand, für eine
Brennkraftmaschine, die auf Benzin als Brennstoff ausgelegt
ist, dann treten bei der Brennkraftmaschine (dem Motor) die
folgenden Schwierigkeiten auf: Methanol unterscheidet sich
bezüglich des theoretischen Luft/Brennstoffverhältnisses
wesentlich von Benzin, etwa 6 bis 15, und Methanol weist
einen höheren Oktanwert auf als Benzin, und schließlich
hängen die Destillationseigenschaften von dem Methanolgehalt
ab. Daher ergibt sich kein zufriedenstellender Betrieb des
Motors, und es treten schwerwiegende Probleme, die gelöst
werden müssen, bei den Fahreigenschaften des Motors und der
Menge schädlicher Bestandteile auf, die von dem Motor
ausgestoßen werden. Zur Betriebssteuerung des Motors ist es
daher unbedingt erforderlich, den Methanolgehalt des mit
Methanol versetzten Brennstoffs zu ermitteln.
Eine elektronische Steuervorrichtung für eine
Brennkraftmaschine, die einen mit Alkohol versetzten
Brennstoff als Brennstoff verwendet, dem eine oxidierte
Verbindung zugemischt ist, wurde in der japanischen
Patentanmeldung JP 56-98540 A oder JP 57-51920 A
beschrieben. Die
konventionelle elektronische Steuervorrichtung ist wie
nachstehend angegeben aufgebaut: ein Alkoholgehaltsensor ist
in dem Rohr vorgesehen, durch welches ein mit Alkohol
versetzter Brennstoff dem Motor zugeführt wird. Daher wird
der Alkoholgehalt des mit Alkohol versetzten Brennstoffs
dadurch ermittelt, daß die Dielektrizitätskonstante (JP 56-98540 A
oder der
Brechungsindex JP 57-51920 A
des mit Alkohol versetzten Brennstoffs
gemessen wird, der durch das Rohr gelangt. Der auf diese
Weise ermittelte Alkoholgehalt wird dazu eingesetzt, die
Brennstoffzufuhr einzustellen, um hierdurch das
Luft/Brennstoffverhältnis zu steuern, und den
Zündvoreilungswinkel zu korrigieren, um hierdurch den
Zündzeitpunkt zu steuern.
Hierbei wird die Brennstoffeinspritzmenge proportional zum
Alkoholgehalt erhöht, um das Luft/Brennstoffverhältnis auf
einem zufriedenstellenden Wert zu halten. Da Alkohol eine
hohe Brenngeschwindigkeit aufweist, wird darüber hinaus im
allgemeinen der Zündzeitpunkt proportional zum Alkoholgehalt
verzögert. Weiterhin ist im Falle eines mit Alkohol
versetzten Brennstoffs Alkohol von geringerer Flüchtigkeit
als Benzin, und daher weist der Motor nicht
zufriedenstellende Starteigenschaften auf, wenn die
Temperatur des Motors im Bereich niedriger und mittlerer
Temperaturen liegt. Wenn sich daher die Temperatur des Motors
in diesem Bereich befindet, insbesondere beim Anlassen des
Motors und unmittelbar danach, wird eine Steuerung
entsprechend dem Alkoholgehalt durchgeführt.
Die voranstehend beschriebene, konventionelle elektronische
Steuervorrichtung weist allerdings bezüglich der
nachstehenden Punkte Schwierigkeiten auf: bei der Vorrichtung
wird der Betrieb des Motors nur entsprechend einem
Alkoholgehalt gesteuert. In einem Fall, in welchem sich die
Art des Benzins ändert, das mit Alkohol gemischt ist, werden
daher die Fahreigenschaften des Motors und die Menge von
diesem ausgestoßener schädlicher Bestandteile negativ
beeinflußt. Dies bedeutet, daß die Flüchtigkeit eines mit
Alkohol versetzten Brennstoffs, welche die Anlaßeigenschaften
einer Brennkraftmaschine beeinflußt, nicht nur von dem
Alkoholgehalt abhängt, sondern auch von der Flüchtigkeit des
Benzins. Die Flüchtigkeit von Benzin hängt von der Art seiner
Destillierung ab. Unter der Bedingung, daß die Temperatur des
Motors in dem voranstehend beschriebenen Bereich niedriger
und mittlerer Temperaturen liegt, ist das Startvermögen eines
Motors, der einen schweren Brennstoff mit geringer
Flüchtigkeit aufweist, schlechter als das des Motors, der
einen leichten Brennstoff mit hoher Flüchtigkeit verwendet.
Andererseits hängt die Dielektrizitätskonstante eines mit
Alkohol versetzten Brennstoffs vom Alkoholgehalt ab, jedoch
ist sie kaum davon abhängig, ob der Brennstoff ein schwerer
Brennstoff oder ein leichter Brennstoff ist. Andererseits
hängt der Brechungsindex des mit Alkohol versetzten
Brennstoffs sowohl von dem Alkoholgehalt als auch der Art des
Benz ins ab, jedoch wird er praktisch nicht dadurch
beeinflußt, ob das Benzin ein schweres oder leichtes Benzin
ist. Bei einem schweren Benzin mit niedriger Flüchtigkeit
oder bei einem gemischten Brennstoff, der durch Mischung von
Alkohol mit dem schweren Benzin hergestellt wurde, werden die
Fahreigenschaften des Motors und die Menge von diesem
ausgestoßener, schädlicher Bestandteile negativ beeinflußt,
und im schlimmsten Fall läßt sich der Motor nicht starten.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine elektronische
Steuervorrichtung für deine Brennkraftmaschine
bereitzustellen, die unabhängig von dem Gehalt einer
oxidierenden Verbindung und der Art des verwendeten Benz ins
eine stabile Steuerung der Brennkraftmaschine vornehmen kann.
Diese Aufgabe wird durch eine elektronische Steuervorrichtung
gemäß Anspruch 1 gelöst. Ferner wird diese Aufgabe durch eine
elektronische Steuervorrichtung gemäß Anspruch 8 gelöst.
Weitere vorteilhafte Ausführungsformen und Verbesserungen der
Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
Nachstehend wird die Erfindung anhand ihrer vorteilhaften
Ausführungsformen und unter Bezugnahme auf die beiliegenden
Zeichnungen näher erläutert. In den Zeichnungen zeigen:
Fig. 1 ein Blockschaltbild mit einer Darstellung der
Anordnung eines Beispiels für eine elektronische
Steuervorrichtung für eine Brennkraftmaschine
gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung;
Fig. 2 ein erläuterndes Diagramm mit einer Darstellung
der Anordnung der konkreten elektronischen
Steuervorrichtung aus Fig. 1 bezüglich der einzelnen Komponenten
einer Brennkraftmaschine;
Fig. 3 ein Blockschaltbild des
elektronischen Steuerabschnitts in
der elektronischen Steuervorrichtung gemäß der
ersten Ausführungsform;
Fig. 4 ein erläuterndes Diagramm mit einer Darstellung
der Anordnung eines
Dielektrizitätskonstanten-Sensors und eines
Brechungsindex-Sensors in der elektronischen
Steuervorrichtung von Fig. 3;
Fig. 5 ein Flußdiagramm zur Beschreibung des
Betriebsablaufs der elektronischen
Steuervorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform;
Fig. 6 eine graphische Darstellung der Beziehungen
zwischen Dielektrizitätskonstanten,
Brechungsindizes, und Methanolgehalten;
Fig. 7 ebenfalls eine graphische Darstellung der
Beziehung zwischen Brechungsindizes von Benzin
und dessen Destillationstemperaturen;
Fig. 8 ein Blockschaltbild einer
elektronischen Steuervorrichtung gemäß einer
zweiten Ausführungsform;
Fig. 9 ein erläuterndes Diagramm mit einer Darstellung
der konkreten Anordnung der
elektronischen Steuervorrichtung aus Fig. 8
bezüglich der einzelnen Komponenten einer
Brennkraftmaschine;
Fig. 10 ein Blockschaltbild mit einer Darstellung der
Anordnung eines elektronischen Steuerabschnitts in
der elektronischen Steuervorrichtung von Fig. 8;
Fig. 11 ein erläuterndes Diagramm mit einer Darstellung
der Anordnung eines Brechungsindex-Sensors in der
elektronischen Steuervorrichtung von Fig. 9;
Fig. 12 ein Flußdiagramm zur Beschreibung des
Betriebsablaufs der elektronischen
Steuervorrichtung gemäß der zweiten
Ausführungsform; und
Fig. 13 eine graphische Darstellung der Beziehungen
zwischen Brechungsindizes und Methanolgehalten zur
Beschreibung des Betriebsablaufs der zweiten
Ausführungsform der elektronischen Steuervorrichtung.
Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung werden nachstehend unter Bezug
auf den Fall beschrieben, in welchem eine Brennkraftmaschine
einen Brennstoff mit zugemischtem Methanol verwendet, wobei
die oxidierte Verbindung Methanol ist.
Ein Beispiel für eine elektronische Steuervorrichtung für
eine Brennkraftmaschine gemäß einer ersten Ausführungsform
der Erfindung ist so ausgebildet, wie dies in Fig. 1 gezeigt
ist. Daher weist die elektronische Steuervorrichtung gemäß
der Erfindung auf: eine
Betriebszustands-Ermittlungseinrichtung 1 zur Ermittlung
eines Betriebszustandes einer Brennkraftmaschine, welche
einen Brennstoff verwendet, der durch Mischung von Methanol
mit einem aus Petroleum raffinierten Brennstoff hergestellt
wurde; eine Dielektrizitätskonstanten-Meßeinrichtung 2 zur
Ermittlung einer Dielektrizitätskonstanten eines mit Methanol
gemischten Brennstoffs, welcher dem Motor zugeführt wird;
eine Brechungsindex-Meßeinrichtung 3 zur Ermittlung eines
Brechungsindex des Brennstoffs mit zugemischtem Methanol;
eine Methanolgehalt-Berechnungseinrichtung 4 zur Berechnung
eines Methanolgehalts des gemischten Brennstoffs aus einer
Dielektrizitätskonstanten, die von der
Dielektrizitätskonstanten-Meßeinrichtung 2 ermittelt wurde;
und eine Destillationseigenschafts-Abschätzeinrichtung 5 zur
Abschätzung einer Destillationseigenschaft des aus Petroleum
raffinierten Brennstoffs in dem gemischten Brennstoff aus
einem Ermittlungswert, der von der
Brechungsindex-Meßeinrichtung 3 zur Verfügung gestellt wird,
und einem Berechnungswert, der von der
Methanolgehalt-Berechnungseinrichtung 4 zur Verfügung
gestellt wird.
Die elektronische Steuervorrichtung weist weiterhin auf: eine
Fundamentalsteuerdaten-Ermittlungseinrichtung 6 zur
Ermittlung fundamentaler Steuerdaten des Motors entsprechend
den Betriebszuständen, die von der
Betriebszustandsmeßeinrichtung 1 ermittelt wurden; eine
Ermittlungseinrichtung 7 für erste Korrekturdaten zur
Ermittlung erster Korrekturdaten entsprechend dem
Ausgangssignal der Methanolgehalt-Berechnungseinrichtung;
eine Ermittlungseinrichtung 8 für zweite Korrekturdaten zur
Ermittlung zweiter Korrekturdaten entsprechend einem
Schätzwert, der von der
Destillationseigenschafts-Abschätzeinrichtung 5 zur Verfügung
gestellt wird; und eine Multipliziereinrichtung 9, um das
Produkt der ersten und zweiten Korrekturdaten und
fundamentaler Steuerdaten zu erhalten, die von der
Ermittlungseinrichtung 6 für die fundamentalen Steuerdaten
ermittelt wurden.
Die Anordnung der voranstehend beschriebenen elektronischen
Steuervorrichtung ist in Fig. 2 konkret dargestellt. In
Fig. 2 bezeichnet die Bezugsziffer 11 eine
Brennkraftmaschine; 12 einen Drehzahlsensor zur Ermittlung
der Umdrehungsgeschwindigkeit des Motors 11; 13 einen
Ansaugluft-Flußratensensor zur Ermittlung der Flußrate der in
den Motor eingesaugten Luft; 14 einen Drosselöffnungssensor,
der für ein Drosselventil 22 vorgesehen ist; 15 einen
Luft/Brennstoffverhältnissensor, der auf einem Auspuffrohr
angebracht ist; 16 einen Dielektrizitätskonstantensensor; und
17 einen Brechungsindex-Sensor. Die Sensoren 16 und 17 sind
in einem Hochdruckrohr 27 stromabwärts eines Hochdruckfilters
28 angeordnet. Weiterhin bezeichnet in Fig. 2 die
Bezugsziffer 18 ein Brennstoffeinspritzventil, welches an ein
Brennstoffverteilungsrohr 29 stromabwärts der Sensoren 16 und
17 angeschlossen ist; 19 eine Zündkerze; 10 einen
Steuerabschnitt; 21 einen Kühlwassertemperatursensor; 24
einen Luftfilter; 25 einen Brennstofftank; 26 eine
Brennstoffpumpe; 20 einen Brennstoffdruckregler; 30 ein
Saugrohr; und 31 ein Rückführrohr.
Der elektronische Steuerabschnitt 10 ist so ausgebildet, wie
dies in Fig. 3 gezeigt ist. In Fig. 3 bezeichnet die
Bezugsziffer 101 eine Eingangsschnittstelle, an welche die
Ausgangssignale der Sensoren 12 bis 19 sowie 21 angelegt
werden; 102 eine CPU (zentrale Verarbeitungseinheit); 103 ein
ROM (Nur-Lesespeicher); 104 eine Ausgangsschnittstelle zum
Treiben des Brennstoffeinspritzventils 18 und der Zündkerze
19; und 105 ein RAM (Speicher mit wahlfreiem Zugriff).
Nachstehend wird der Betriebsablauf der in den Fig. 1 bis 3
gezeigten elektronischen Steuervorrichtung beschrieben.
Beim Anlassen des Motors 11 wird der mit Methanol gemischte
Brennstoff in dem Brennstofftank 25 von der Brennstoffpumpe
26 unter Druck gesetzt, so daß er dem
Brennstoffverteilungsrohr 29 über das Hochdruckrohr 27 und
den Hochdruckfilter 28 zugeführt wird; hierbei messen der
Dielektrizitätskonstantensensor 16 und der
Brechungsindex-Sensor 17 die Dielektrizitätskonstante ε bzw.
den Brechungsindex ND des Brennstoffs, und legen diese Werte
an die Eingangsschnittstelle 101 des elektronischen
Steuerabschnitts 10 an.
Der Druck des auf diese Weise zugeführten Brennstoffs wird so
gesteuert von dem Brennstoffdruckregler 20, daß er konstant
ist, unabhängig von der Menge des Brennstoffs, der von dem
Brennstoffeinspritzventil 18 eingespritzt wird, und der
übrigbleibende Brennstoff wird in den Brennstofftank 25 durch
das Rückführrohr 31 zurückgeführt. Weiterhin werden die
Betriebszustände oder die Daten des Motors 11 wie nachstehend
angegeben ermittelt: der Drehzahlsensor 12 stellt die
Drehgeschwindigkeit Ne fest; der Ansaugluft-Flußratensensor
13 die Flußrate Qa eingesaugter Luft; der
Drosselöffnungssensor 14 den Öffnungsgrad Θ des
Drosselventils, welcher die Beschleunigung oder Verzögerung
des Motors repräsentiert; der Luft/Brennstoffverhältnissensor
15 die Dichte λ des Auspuffgases; und der
Kühlwassertemperatursensor 21 die Temperatur TW des
Kühlwassers. Die auf diese Weise gemessenen Daten werden an
die Eingangsschnittstelle 101 des elektronischen
Steuerabschnitts 10 angelegt.
Entsprechend einem in dem ROM 103 gespeicherten
Steuerprogramm steuert die CPU 102 die Eingangsschnittstelle
101 so, daß sie die Betriebsdaten des Motors 11, die
Dielektrizitätskonstante ε und den Brechungsindex ND des
Brennstoffs liest. Die CPU 102 verwendet die Betriebsdaten
des Motors zur Berechnung fundamenteller Steuerdaten für die
Brennstoffeinspritzmenge des Brennstoffeinspritzventils 18,
und die Zündzeitpunkteinstellung der Zündkerze 19; und
verwendet die Dielektrizitätskonstante ε und den
Brechungsindex ND zur Berechnung zweier Korrekturdaten, um
hierdurch die fundamentalen Steuerdaten zu korrigieren. Die
CPU steuert die Ausgangsschnittstelle 104 entsprechend den
auf diese Weise korrigierten, fundamentalen Steuerdaten, um
hierdurch entsprechend das Brennstoffeinspritzventil 18 und
die Zündkerze 19 zu betreiben. Bei den voranstehend
beschriebenen Berechnungen wird das RAM 105 dazu verwendet,
die Daten zeitweilig zu speichern.
Der Dielektrizitätskonstantensensor 16 und der
Brechungsindex-Sensor 17 sind so ausgebildet, wie dies in
Fig. 4 gezeigt ist.
Der Dielektrizitätskonstantensensor 16 weist ein Paar
Elektroden 61a und 61b auf, die in den Brennstoffflußweg
eingesetzt sind, der in einem rohrförmigen Behälter 67
ausgebildet ist, der in das Hochdruckrohr 27 eingeführt ist,
wodurch ein Kondensator gebildet wird. Wächst der
Methanolgehalt M des mit Methanol gemischten Brennstoffs an,
der zwischen den Elektroden 61a und 61b fließt, so steigt,
wie in Fig. 6 gezeigt, die Dielektrizitätskonstante ε an,
und es erhöht sich auch die Kapazität C des Kondensators. Die
Kapazität C wird durch eine Kapazitätsmeßschaltung 62
gemessen, die aus einer LC-Oszillationsschaltung oder einer
RC-Oszillationsschaltung besteht, und als Ergebnis dieser
Messung wird ein Signal entsprechend der
Dielektrizitätskonstanten ε des Brennstoffs ausgegeben.
Dagegen weist der Brechungsindex-Sensor 17, wie in Fig. 4
gezeigt, ein säulenförmiges Prisma 72 auf, welches in dem
Brennstoffflußpfad in dem rohrförmigen Behälter 67 eingesetzt
ist. Das Prisma 72 weist an einem Ende eine benetzte
Oberfläche auf, die schräg in bezug auf die optische
Einfallsachse angeordnet ist. Weiterhin weist der
Brechungsindex-Sensor 17 auf: einen reflektierenden Spiegel
73, welcher der benetzten Oberfläche gegenüberliegt; eine LED
(lichtemittierende Diode) 71; eine Fokussierlinse 74; und ein
Lichtpositions-Meßelement 75. Diese Bauteile 71, 74 und 75
sind auf der Seite des anderen Endes des Prismas angeordnet.
Wenn Licht von der LED 71 auf das säulenförmige Prisma 72
aufgebracht wird, dann wird es an der benetzten Oberfläche
des Prismas 72 in dem Brechungswinkel reflektiert, welcher
dem Brechungsindex des Brennstoffs entspricht, und dann durch
den reflektierenden Spiegel 73 reflektiert. Das auf diese
Weise reflektierte Licht wird wiederum auf dieselbe Weise an
der benetzten Oberfläche gebrochen, und gelangt daher durch
das säulenförmige Prisma 72. Dies führt dazu, daß es durch
die Fokussierlinse 74 auf das Lichtpositions-Meßelement 75
fokussiert wird.
Ändert sich der Brechungsindex ND des Brennstoffs, so ändert
sich der Brechungswinkel an der benetzten Oberfläche des
säulenförmigen Prismas 72, und daher ändert sich der optische
Weg zu der Fokussierlinse 74. Dies führt dazu, daß sich die
Position des Lichts ändert, welches auf das
Lichtpositions-Meßelement 75 fokussiert wird. Die auf diese
Weise geänderte Position des Lichtes wird durch eine
Lichtpositions-Meßschaltung 76 festgestellt, die ein Signal
entsprechend dem Brechungsindex ND des Brennstoffs ausgibt.
Der Brechungsindex ND des Brennstoffs hängt nicht nur von dem
Methanolgehalt M ab, sondern auch von der Art des Benzins,
mit dem das Methanol gemischt ist, wie in Fig. 6 gezeigt.
Der Betrieb des elektronischen Steuerabschnitts 10 wird unter
Bezug auf das Flußdiagramm von Fig. 5 beschrieben.
Beim Anlassen des Motors liest die CPU 102 die
Dielektrizitätskonstante ε des Brennstoffs im Schritt S1,
und liest den Brechungsindex NDf des Brennstoffs im Schritt
S2. Im Schritt S3 berechnet die CPU einen Methanolgehalt Mf
unter Verwendung der Beziehungen zwischen
Dielektrizitätskonstanten ε und Methanolgehalten M, die wie
in Fig. 6 angegeben sind, und in dem ROM 103 gespeichert
sind. Im Schritt S4 berechnet die CPU erste Korrekturdaten
CF1 bzw. CI1, für die Brennstoffeinspritzmenge und den
Zündzeitpunkt in bezug auf den Methanolgehalt Mf.
Im Schritt S5 werden der Methanol-Brechungsindex NDm, der
in dem ROM 103 gespeichert ist, der berechnete Methanolgehalt
Mf, und der ermittelte Brechungsindex NDf dazu verwendet,
entsprechend der nachstehenden Gleichung (1) den
Brechungsindex ND₀ zu berechnen, der vorliegt, wenn der
Methanolgehalt 0 ist:
ND₀ = NDm - 100*(NDf - NDm)/(Mf - 100) (1)
Es werden die in Fig. 7 gezeigten Beziehungen zwischen
Destillationstemperaturen TD und Brechungsindizes ND, die in
dem ROM 103 gespeichert sind, zur Schätzung einer
Benzin-Destillationstemperatur TD₀ in bezug auf den
Brechungsindex ND₀ verwendet.
Im Schritt S6 wird die Destillationstemperatur TD₀ zur
Berechnung zweiter Korrekturdaten CF2 und CI2 für die
Brennstoffeinspritzmenge bzw. den Zündzeitpunkt verwendet.
Bezüglich der Benzin-Destillationstemperatur TD ist es
geeignet, in Korrelation mit dem Brechungsindex ND eine
50%-Destillationstemperatur zu verwenden, welche die
Fahreigenschaften des Motors am meisten beeinflußt, wenn sich
dieser auf niedrigen und mittleren Temperaturen befindet. Wie
in Fig. 7 gezeigt, wurde bestätigt, daß die
50%-Destillationstemperatur im wesentlichen proportional zum
Brechungsindex ist.
Im Schritt S7 empfängt die CPU Betriebsdaten D (Ne, Qa, Θ,
λ und TW) von den Betriebsdatensensoren 12 bis 15 und 21
(Fig. 2 und 3). Im Schritt S7 werden die auf diese Weise
empfangenen Betriebsdaten D zur Berechnung fundamentaler
Steuerdaten für die Brennstoffeinspritzmenge und den
Zündzeitpunkt verwendet.
Im Schritt S9 wird aus den Betriebsdaten D bestimmt, ob der
Motor einen Anlaßvorgang bei niedrigen Temperaturen, einen
Beschleunigungsvorgang bei niedrigen Temperaturen, oder etwas
anderes durchführt. Wenn festgestellt wird, daß der Motor
einen Anlaßvorgang bei niedriger Temperatur oder einen
Beschleunigungsvorgang bei niedriger Temperatur durchführt,
wird der Schritt S10 ausgeführt. Im Schritt S10 werden die
Brennstoffeinspritzmenge des Brennstoffeinspritzventils 18
sowie der Zündzeitpunkt für die Zündkerze 19 entsprechend den
Produkten der fundamentalen Steuerdaten und der ersten und
zweiten Korrekturdaten gesteuert. Befindet sich der Motor in
anderen Betriebszuständen, so werden im Schritt S11 die
Brennstoffeinspritzmenge und der Zündzeitpunkt entsprechend
der Produkte der fundamentalen Steuerdaten und der ersten
Korrekturdaten gesteuert.
Die voranstehend beschriebene erste Ausführungsform führt
Steuervorgänge wie nachstehend angegeben aus: In einem Fall,
in welchem die Brennkraftmaschine, welche den mit Methanol
gemischten Brennstoff verwendet, einen Anlaßvorgang bei
niedriger Temperatur oder einen Beschleunigungsvorgang bei
niedriger Temperatur durchführt, die wesentlich von der
Flüchtigkeit des Benzins abhängen, werden die
Brennstoffeinspritzmenge des Brennstoffeinspritzventils 18
und der Zündzeitpunkt für die Zündkerze 19 korrigierend
gesteuert, unter Verwendung nicht nur des Methanolgehalts,
sondern auch der Destillationstemperatur des Benzins; also
der Flüchtigkeit des Benzins. Befindet sich der Motor in
anderen Betriebszuständen, wird also der Betriebszustand des
Motors kaum durch die Flüchtigkeit des Benzins beeinflußt, so
werden die Brennstoffeinspritzmenge und der Zündzeitpunkt
korrigierend unter Verwendung nur des Methanolgehalts
gesteuert. Unabhängig von der Art des Basisstoffes Benzin
wird daher der Motor stabil und auf geeignete Weise zu jedem
Zeitpunkt betrieben, und die Fahreigenschaften des Motors
werden verbessert, während die Menge schädlicher
Bestandteile, die von dem Motor ausgestoßen werden,
verringert wird.
Bei der ersten, voranstehend beschriebenen Ausführungsform
verwendet der Motor einen Brennstoff, der durch Mischung von
Methanol mit Benzin hergestellt wurde. Allerdings wird darauf
hingewiesen, daß das technische Prinzip der vorliegenden
Erfindung auf einen Fall anwendbar ist, in welchem der Motor
einen Brennstoff verwendet, der durch Mischung oxidierter
Verbindungen wie beispielsweise anderer Alkohole und MTBE mit
einem aus Petroleum raffinierten Brennstoff hergestellt
wurde, oder in einem Fall, in welchem der Motor einen aus
Petroleum raffinierten Brennstoff verwendet, dem nichts
zugemischt wurde.
Weiterhin sind bei der ersten Ausführungsform der
Dielektrizitätskonstantensensor 6 und der
Brechungsindex-Sensor 7 in dem Hochdruckrohr 27 stromabwärts
des Hochdruckfilters 28 angeordnet. Sie können jedoch auch
innerhalb des Brennstofftanks 25 vorgesehen sein.
Ein weiteres Beispiel für die elektronische Steuervorrichtung
gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung ist in
Fig. 8 gezeigt und umfaßt eine
Methanolgehalt-Berechnungseinrichtung 32 zur Berechnung eines
Methanolgehalts eines mit Methanol gemischten Brennstoffs aus
einem Ermittlungswert, der von der
Brechungsindex-Meßeinrichtung 3 ausgegeben wird; eine
Destilliereigenschafts-Schätzeinrichtung zur Schätzung einer
Destilliereigenschaft des aus Petroleum raffinierten
Brennstoffs eines mit Methanol gemischten Brennstoffs aus
einem Berechnungswert, der von der
Methanolgehalt-Berechnungseinrichtung zur Verfügung gestellt
wird; eine Multipliziereinrichtung 34, um ein Produkt
fundamentaler Korrekturdaten und erster Korrekturdaten zu
erhalten; eine weitere Multipliziereinrichtung 35 zum
Multiplizieren eines Ausgangssignals der
Multipliziereinrichtung 34 mit zweiten Korrekturdaten; eine
Einstelleinrichtung 36 für das angestrebte
Luft/Brennstoffverhältnis, zur Einstellung eines angestrebten
Luft/Brennstoffverhältnisses; eine
Luft/Brennstoffverhältnis-Meßeinrichtung 37; und eine
Subtrahiereinrichtung 38 zur Ausgabe einer Differenz zwischen
dem angestrebten Luft/Brennstoffverhältnis und einem
tatsächlich gemessenen Luft/Brennstoffverhältnis, um den
Betrieb der Methanolgehalt-Berechnungseinrichtung zu
korrigieren. Die übrigen Teile sind dieselben wie die in der
in Fig. 1 gezeigten elektronischen Steuervorrichtung.
Konkret ist das zweite Beispiel für die elektronische
Steuervorrichtung in Fig. 9 gezeigt. Wie aus einem Vergleich
zwischen den Fig. 9 und 2 hervorgeht, unterscheidet sich das
zweite Beispiel von dem ersten Beispiel darin, daß der
Dielektrizitätskonstantensensor 16 weggelassen ist. Der
elektronische Steuerabschnitt 10 ist so ausgebildet, wie in
Fig. 10 gezeigt. Wie aus den Fig. 10 und 3 hervorgeht, ist
der elektronische Steuerabschnitt 10 in Fig. 10 im
wesentlichen gleich der Anordnung von Fig. 3.
Die elektronische Steuervorrichtung der Fig. 8 bis 10
arbeitet wie folgt:
Wenn der Motor 11 startet, wird der mit Methanol gemischte Brennstoff in dem Brennstofftank 25 durch die Brennstoffpumpe 26 unter Druck gesetzt, so daß er dem Brennstoffverteilungsrohr 29 über das Hochdruckrohr 27 und den Hochdruckfilter 28 zugeführt wird; währenddessen mißt der Brechungsindex-Sensor 17 den Brechungsindex ND des Brennstoffs und legt ihn an die Eingangsschnittstelle 101 des elektronischen Steuerabschnitts 10 an.
Wenn der Motor 11 startet, wird der mit Methanol gemischte Brennstoff in dem Brennstofftank 25 durch die Brennstoffpumpe 26 unter Druck gesetzt, so daß er dem Brennstoffverteilungsrohr 29 über das Hochdruckrohr 27 und den Hochdruckfilter 28 zugeführt wird; währenddessen mißt der Brechungsindex-Sensor 17 den Brechungsindex ND des Brennstoffs und legt ihn an die Eingangsschnittstelle 101 des elektronischen Steuerabschnitts 10 an.
Der Druck des auf diese Weise zugeführten Brennstoffs wird
durch den Brennstoffdruckregler 20 so gesteuert, daß er
konstant ist, unabhängig von einer Menge des Brennstoffs, der
von dem Brennstoffeinspritzventil 18 eingespritzt wird, und
der übrigbleibende Brennstoff wird in den Brennstofftank 25
durch das Rückführrohr 31 zurückgeführt. Andererseits werden
die Betriebsbedingungen des Motors 11, nämlich die Drehzahl
Ne, die Flußrate Qa angesaugter Luft, der Öffnungsgrad Θ des
Drosselventils, das Luft/Brennstoffverhältnis λ, und die
Kühlwassertemperatur TW durch die Sensoren 12 bis 15 und 21
ermittelt. Die auf diese Weise festgestellten Daten werden an
die Eingangsschnittstelle 101 des elektronischen
Steuerabschnitts 10 angelegt.
Entsprechend einem in dem ROM 103 gespeicherten
Steuerprogramm steuert die CPU 102 die Eingangsschnittstelle
101 so, daß sie die Betriebsdaten des Motors 11, das
Luft/Brennstoffverhältnis λ, und den Brechungsindex ND des
Brennstoffs liest. Die CPU 102 verwendet die Betriebsdaten
des Motors zur Berechnung einer Brennstoffmenge, die von dem
Brennstoffeinspritzventil 18 eingespritzt wird, und des
Zündzeitpunkts für die Zündkerze 19, und berechnet einen
Methanolgehalt aus dem Luft/Brennstoffverhältnis λ und dem
Brechungsindex ND, um erste Korrekturdaten zu erhalten, und
schätzt die Destillationseigenschaften des Benzins aus dem
Methanolgehalt, um zweite Korrekturdaten zu erhalten. Die CPU
korrigiert die fundamentalen Steuerdaten unter Verwendung der
ersten und zweiten Korrekturdaten, und legt die auf diese
Weise korrigierten, fundamentalen Korrekturdaten an die
Ausgangsschnittstelle 104 an, um hierdurch die
Brennstoffeinspritzmenge für das Brennstoffeinspritzventil 18
und den Zündzeitpunkt für die Zündkerze 19 zu steuern.
Die Anordnung des Brechungsindex-Sensors 17 ist in Fig. 11
dargestellt. Wie aus einem Vergleich von Fig. 11 und Fig. 4
hervorgeht, erhält man Fig. 11 dadurch, daß in Fig. 4 der
Dielektrizitätskonstantensensor 16 weggelassen wird. Der
Betrieb des Sensors 17 ist gleich dem des Sensors 17 in
Fig. 41 Der Brechungsindex ND des Brennstoffs hängt, wie in
Fig. 13 gezeigt, nicht nur von dem Methanolgehalt ab, sondern
auch von der Art des Benzins.
Der Betrieb des elektronischen Steuerabschnitts 10 wird unter
Bezug auf das Flußdiagramm von Fig. 12 beschrieben.
Im Schritt S1 steuert die CPU 102 die Eingangsschnittstelle
101 so, daß diese die Betriebsdaten D (Ne, Qa, Θ und TW) des
Motors 11 von dem Sensoren 12, 13, 14 und 21 liest. Im
Schritt S2 verwendet die CPU die Betriebsdaten D zur
Berechnung fundamentaler Steuerdaten BF0 und BI0 für die
Brennstoffeinspritzmenge bzw. die Zündzeitpunktsteuerung.
Im Schritt S3 liest die CPU den Brechungsindex NDf des
Brennstoffs von dem Brechungsindex-Sensor 17. Im Schritt S4
verwendet die CPU die Beziehung (die Linie NDf - Mf)
zwischen dem Brechungsindex und dem Methanolgehalt der
Mischung von Methanol und Benzin mit vorbestimmten
Eigenschaften, die vorher in dem ROM 103 gespeichert wurden,
und durch die Linie "mb" (vor der Korrektur) in Fig. 13
angedeutet sind, um hierdurch den Methanolgehalt Mf von dem
so gelesenen Wert für NDf zu berechnen. Im Schritt S5
berechnet die CPU erste Korrekturdaten CF1 und CI1 für die
Brennstoffeinspritzmenge und den Zündzeitpunkt in bezug auf
den Methanolgehalt Mf. Im Schritt S5 werden die
fundamentellen Steuerdaten BF0 und BI0 mit den ersten
Korrekturdaten CF1 und CI1 multipliziert, um korrigierte
Steuerdaten BF bzw. BI bereitzustellen.
Im Schritt S7 wird aus den Betriebsdaten D ermittelt, ob sich
die Brennstoffzufuhr in einem
Luft/Brennstoffverhältnis-Rückkopplungsmodus befindet oder
nicht. Wenn festgestellt wird, daß sie sich in dem
Luft/Brennstoffverhältnis-Rückkopplungsmodus befindet, dann
werden im Schritt S8 die Korrektursteuerdaten BF mit einem
Rückkopplungskoeffizienten CFB multipliziert, um
Brennstoffsteuerdaten DF zur Verfügung zu stellen. Die auf
diese Weise erhaltenen Brennstoffsteuerdaten DF werden dazu
verwendet, den Zeitraum zu ermitteln, während dem das
Brennstoffeinspritzventil 18 geöffnet ist, um hierdurch die
Brennstoffeinspritzmenge zu steuern. Am Anfang wird der
Koeffizient CFB auf eins (1) eingestellt.
Der Betrieb der elektronischen Steuervorrichtung wird in
bezug auf einen solchen Fall beschrieben, in welchem das
tatsächlich verwendete Grundmaterial Benzin schwerer ist als
Benzin, welches der Linie "mb" (vor der Korrektur)
entspricht, die in dem ROM 103 gespeichert ist; dies
bedeutet, daß das Benzin einen hohen Brechungsindex aufweist.
In diesem Fall ist der Methanolgehalt Mfb, der aus dem
gemessenen Brechungsindex NDf unter Verwendung der Linie
"mb" (vor der Korrektur) erhalten wird, der in dem ROM 103
gespeichert ist, kleiner als der tatsächlich gemessene
Methanolgehalt Mf. Wenn daher die Brennstoffeinspritzung
mit dem Wert ausgeführt wird, der durch die Daten Mfb
korrigiert wurde, dann wird die Brennstoffeinspritzmenge
gering, da die Methanolmenge größer ist als die Benzinmenge
bezüglich der Brennstoffmenge, die zur Bereitstellung eines
idealen Luft/Brennstoffverhältnisses erforderlich ist, und
daher wird das Luft/Brennstoffverhältnis übermäßig gering.
Daher wird im Schritt S9 das Ausgangssignal des
Luft/Brennstoffverhältnissensors 15 gelesen, und es wird im
Schritt S10 festgestellt, ob das Luft/Brennstoffverhältnis λ
eins (1) ist oder nicht, also ein theoretisches
Luft/Brennstoffverhältnis. Wenn λ nicht eins (1) ist, so
wird im Schritt S11 der Koeffizient CFB geändert, und der
Schritt S1 wird erneut ausgeführt. Dies bedeutet, daß in
diesem Fall das ermittelte Luft/Brennstoffverhältnis extrem
klein ist. Daher wird die Brennstoffeinspritzmenge dadurch
erhöht, daß der Koeffizient CFB allmählich erhöht wird, so
daß das Luft/Brennstoffverhältnis λ den Wert eins (1)
erreicht.
Wenn daher das Luft/Brennstoffverhältnis λ den theoretischen
Wert "1" aufweist, so entspricht der Koeffizient CFB dem
Verhältnis des Methanolgehalts Mf zum angenommenen
Methanolgehalt Mfb, Daher wird im Schritt S12 die Linie
NDf - Mf durch den aktuellen Methanolgehalt Mf
modifiziert, korrigiert durch den Koeffizienten CFB, und wird
dann erneut als eine Linie "ma" (nach der Korrektur) in dem
ROM 103 gespeichert. Der Koeffizient CFB wird im Schritt S13
zurückgesetzt. Dies bedeutet, daß in den Schritten S1 bis S13
die Linie NDf - Mf, welche die Mischung von Methanol und
dem Basismaterial-Benzin anzeigt, zu jedem Zeitpunkt
aktualisiert wird, so daß der aktuelle Methanolgehalt Mf
erhalten wird.
Wenn im Schritt S7 der
Luft/Brennstoffverhältnis-Rückkopplungsmodus nicht ausgeführt
wird, so wird der Schritt S14 ausgeführt. Im Schritt S14 wird
aus den Betriebsdaten D ermittelt, ob der Motor 11 einen
Anlaßvorgang bei niedriger Temperatur, einen
Beschleunigungsvorgang bei niedriger Temperatur oder einen
anderen Vorgang durchführt. Wenn festgestellt wird, daß der
Motor einen Anlaßvorgang bei niedriger Temperatur durchführt,
so wird der Schritt S15 ausgeführt. Im Schritt S15 wird die
Linie NDf - Mf "ma", die in dem ROM 103 gespeichert ist,
zur Berechnung des Brechungsindex verwendet, der vorliegt,
wenn der Methanolgehalt M Null ist; also des Brechungsindex
ND₀ des Basismaterials Benzin, wie in Fig. 13 gezeigt. Die
Destillationstemperatur TD₀ des Basismaterials Benzin wird
aus dem Brechungsindex ND₀ unter Bezug auf Fig. 7
abgeschätzt, welche die Beziehungen zwischen Brechungsindizes
ND und Destillationstemperaturen TD angibt. Im Schritt S16
wird die auf diese Weise geschätzte Destillationstemperatur
dazu verwendet, zweite Korrekturdaten CF2 und CI2 für die
Brennstoffeinspritzmenge und den Zündzeitpunkt in bezug auf
die Benzindestillationstemperatur TD₀ zu berechnen.
Daraufhin werden im Schritt S17 die Daten BF und BI, die
durch Korrektur der fundamentellen Steuerdaten durch die
ersten Korrekturdaten entsprechend dem Methanolgehalt
erhalten werden, mit den zweiten Korrekturdaten entsprechend
der Art des Benzins korrigiert, so daß das
Brennstoffeinspritzventil 18 und die Zündkerze 19 auf
geeignete Weise gesteuert werden.
Bezüglich der Destillationstemperatur TD in Korrelation zum
Brechungsindex ND ist es sinnvoll, eine
50%-Destillationstemperatur zu verwenden, welche die
Fahreigenschaften des Motors bei niedrigen und mittleren
Temperaturen wesentlich beeinflußt. Wie in Fig. 7 gezeigt,
wurde bestätigt, daß die 50%-Destillationstemperatur im
wesentlichen proportional zum Brechungsindex ist. Ist der
Betrieb des Motors nicht der Start bei niedriger Temperatur
oder die Beschleunigung bei niedriger Temperatur, so wird
Schritt S18 ausgeführt. Im Schritt S18 wird die Steuerung
durchgeführt unter Verwendung der Daten, die durch
Multiplizieren der fundamentellen Steuerdaten mit den ersten
Korrekturdaten CF1 und CI1 entsprechend dem Methanolgehalt
erhalten wurden.
Bei der zweiten Ausführungsform werden in einem Fall, in
welchem die Brennkraftmaschine, welche den mit Methanol
gemischten Brennstoff verwendet, den Anlaßvorgang bei
niedriger Temperatur oder den Beschleunigungsvorgang bei
niedriger Temperatur durchführt, die beide wesentlich von der
Flüchtigkeit des Benzins abhängen, die
Brennstoffeinspritzmenge des Brennstoffeinspritzventils 18
und der Zündzeitpunkt für die Zündkerze 19 nicht nur unter
Verwendung des Methanolgehalts, sondern auch unter Verwendung
der Destillationstemperatur des Benzins korrigiert; also in
bezug auf dessen Flüchtigkeit. In einem Fall, in welchem der
Betrieb des Motors nicht ein Anlaßvorgang oder ein
Beschleunigungsbetrieb bei niedrigen Temperaturen ist, so daß
der Motor kaum durch die Flüchtigkeit des Benz ins beeinflußt
wird, werden die Brennstoffeinspritzmenge und der
Zündzeitpunkt nur unter Verwendung des Methanolgehalts
korrigiert. Daher können die Betriebszustände des Motors
stabil und geeignet aufrechterhalten werden, unabhängig von
der Art des Basismaterials, Benzin, des Brennstoffs. Daher
werden die Fahreigenschaften des Motors verbessert, und die
Menge schädlicher Bestandteile, die von dem Motor ausgestoßen
werden, wird verringert.
Bei der zweiten Ausführungsform wird der Sensor für das
theoretische Luft/Brennstoffverhältnis als der
Luft/Brennstoffverhältnissensor 15 verwendet. Allerdings kann
die Luft/Brennstoffverhältnis-Rückkopplung dadurch ausgeführt
werden, daß ein breitbandiger Luft/Brennstoffverhältnissensor
verwendet wird, welcher Luft/Brennstoffverhältnisse in einem
weiten Bereich messen kann. In diesem Fall wird die Anzahl
der Möglichkeiten zur Erneuerung der Linie des
Brechungsindexes in Abhängigkeit vom Methanolgehalt erhöht,
und die Korrektur der Daten wird bezüglich der Genauigkeit
entsprechend verbessert.
Ähnlich wie bei der ersten Ausführungsform kann der
Brechungsindex-Sensor 17 innerhalb des Brennstofftanks 25
angeordnet sein. Zusätzlich können Brennstoffe verwendet
werden, die durch Mischung oxidierter Verbindungen wie
beispielsweise anderer Alkohole und MTBE mit einem aus
Petroleum raffinierten Brennstoff hergestellt wurden.
Alternativ hierzu kann ein aus Petroleum raffinierter
Brennstoff unverändert verwendet werden.
Wie voranstehend beschrieben, werden bei der elektronischen
Steuervorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform die
Betriebszustände des Motors zur Ermittlung der fundamentellen
Steuerdaten des Motors verwendet. Die ersten Korrekturdaten
werden entsprechend dem Gehalt an oxidierten Verbindungen
festgestellt, der aus der Dielektrizitätskonstanten des mit
einer oxidierten Verbindung gemischten Brennstoffs berechnet
wird, und die zweiten Korrekturdaten werden entsprechend den
Destillationseigenschaften ermittelt, die aus dem Gehalt an
oxidierten Verbindungen und dem gemessenen Brechungsindex
geschätzt werden. Die auf diese Weise ermittelten ersten und
zweiten Korrekturdaten werden zur Korrektur der
fundamentellen Steuerdaten verwendet. Mit dieser elektronischen
Steuervorrichtung arbeitet daher der
Motor stabil und korrekt bei niedrigen und mittleren
Temperaturen, selbst wenn sich der Anteil oxidierter
Verbindungen oder die Art des Benzins ändert. Daher werden
die Fahreigenschaften des Motors verbessert und die Menge von
dem Motor ausgestoßener schädlicher Bestandteile wird
verringert.
Mit der elektronischen Steuervorrichtung gemäß der zweiten
Ausführungsform werden darüber hinaus die
fundamentellen Steuerdaten des Motors aus dessen
Betriebszuständen ermittelt, und die ersten Steuerdaten
werden aus dem Gehalt an oxidierten Verbindungen ermittelt,
der aus dem Brechungsindex des mit der oxidierten Verbindung
gemischten Brennstoffs berechnet wird, der dem Motor
zugeführt wird. Die auf diese Weise erhaltenen ersten
Korrekturdaten werden zur Korrektur der fundamentellen
Steuerdaten verwendet, so daß das Luft/Brennstoffverhältnis
des Motors den angestrebten Luft/Brennstoffverhältniswert
erreicht. Der Gehalt an oxidierten Verbindungen wird
entsprechend der Differenz zwischen dem angestrebten
Luft/Brennstoffverhältnis und dem tatsächlich gemessenen
Luft/Brennstoffverhältnis korrigiert. Der Gehalt an
oxidierten Verbindungen, der korrigiert wird, wenn sich der
Motor in dem vorbestimmten Betriebsmodus befindet, wird zur
Schätzung der Destillationseigenschaften des aus Petroleum
raffinierten Brennstoffs in dem gemischten Brennstoff
verwendet, um hierdurch die zweiten Korrekturdaten
festzustellen. Die auf diese Weise erhaltenen ersten und
zweiten Korrekturdaten werden zur Korrektur der
fundamentellen Steuerdaten verwendet. Daher arbeitet bei
dieser elektronischen Steuervorrichtung entsprechend der
Motor stabil und korrekt bei niedrigen, und mittleren
Temperaturen, unabhängig von dem Gehalt an oxidierten
Verbindungen oder der Art des Benzins. Daher werden die
Fahreigenschaften des Motors verbessert, und die Menge vom
Motor ausgestoßener schädlicher Bestandteile wird verringert.
Claims (12)
1. Elektronische Steuervorrichtung für eine
Brennkraftmaschine, die ein Brennstoffgemisch verwenden
kann, das aus einer oxidierten Verbindung und einem aus
Petroleum raffinierten Brennstoff gemischt ist, mit
- a) einer Betriebszustands-Ermittlungseinrichtung (1) zur Ermittlung von Betriebszuständen der Brennkraftmaschine;
- b) einer Steuerdaten-Ermittlungseinrichtung (6) zur Ermittlung fundamentaler Steuerdaten (BF0, BI0) für die Brennkraftmaschine aus den ermittelten Betriebszuständen;
- c) einer Dielektrizitätskonstanten-Meßeinrichtung (2) zur elektrischen Messung einer Dielektrizitätskonstanten (ε) des Brennstoffgemischs;
- d) einer Berechnungseinrichtung (4) zur Berechnung des Anteils der oxidierten Verbindung am Brennstoffgemisch aus der gemessenen Dielektrizitätskonstanten (ε);
- e) einer Einrichtung (7) zur Ermittlung erster Korrekturdaten (CF1, CI1) aus dem berechneten Anteil der oxidierten Verbindung am Brennstoffgemisch;
- f) einer Brechungsindex-Meßeinrichtung (3) zur optischen Messung eines Brechungsindex (NDf) des Brennstoffgemischs;
- g) einer Destillationseigenschafts-Abschätzeinrichtung (5) zum Abschätzen einer für die Destillationseigenschaft des aus Petroleum raffinierten Brennstoffs repräsentativen Größe (TD) aus dem gemessenen Brechungsindex (NDf) und aus dem von der Berechnungseinrichtung (4) gelieferten, berechneten Wert für den Anteil der oxidierten Verbindung am Brennstoffgemisch;
- h) einer Einrichtung (8) zur Ermittlung zweiter Korrekturdaten (CF2, CI2) aus der von der Abschätzeinrichtung (5) gelieferten, abgeschätzten, für die Destillationseigenschaft des aus Petroleum raffinierten Brennstoffs repräsentativen Größe (TDI); und
- i) einer Korrektureinrichtung (9) zur Korrektur der fundamentalen Steuerdaten (BF0, BI0) mit den ersten und zweiten Korrekturdaten (CF1, CI1; CF2, CI2), wenn der Motor bei niedriger Temperatur einen Anlaßvorgang oder einen Beschleunigungsvorgang durchführt, und mit den ersten Korrekturdaten (CF1, CI1), wenn der Motor sich in anderen Betriebszuständen befindet.
2. Elektronische Steuervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß die fundamentalen Steuerdaten (BF0,
BI0) Daten bezüglich einer Brennstoffeinspritzmenge der
Brennkraftmaschine und eines Zündzeitpunkts einer
Zündkerze (19) der Brennkraftmaschine umfassen.
3. Elektronische Steuervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß die Betriebszustands-
Ermittlungseinrichtung zur Ermittelung des
Betriebszustands der Brennkraftmaschine Ausgangsdaten
von folgenden Einrichtungen verwendet: Daten eines
Drehzahlsensors (12) zur Ermittelung der
Umdrehungsgeschwindigkeit des Motors (11); Daten eines
Ansaugluft-Flußratensensors (13) zur Ermittelung der
Flußrate der Ansaugluft; Daten eines
Drosselöffnungssensors (14), der für ein Drosselventil
(22) der Brennkraftmaschine vorgesehen ist; Daten eines
Luft/Brennstoff-Verhältnissensors (15), der an einem
Auspuffrohr der Brennkraftmaschine angebracht ist; und
Daten eines Kühlwassertemperatursensors (21) der
Brennkraftmaschine.
4. Elektronische Steuervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß die Dielektrizitätskonstanten
Meßeinrichtung (2) einen Dielektrizitätskonstanten
Sensor (16) umfaßt, der ein Paar Elektroden (61a, 61b),
die in ein Brennstoffrohr (27) eingesetzt sind und
zwischen denen der Brennstoff vorhanden ist, und eine
Oszillationsschaltung umfaßt, wobei die beiden
Elektroden (61a, 61b) mit dem dazwischen vorhandenen
Brennstoff einen Kondensator mit einer durch die
Dielektrizitätskonstante (ε) des Brennstoffs bestimmten
Kapazität (C) bilden.
5. Elektronische Steuervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß die Brechungsindex-Meßeinrichtung
einen Brechungsindex-Sensor (17) umfaßt, der aus einem
reflektierenden Spiegel (73), der einer mit dem
Brennstoff benetzten Oberfläche gegenüber liegt, einer
LED (71), die Licht auf diese Oberfläche strahlt, und
einer Fokussierlinse (74), die das von der Oberfläche
reflektierte Licht auf ein Lichtpositions-Meßelement
(75) fokussiert, gebildet ist, wobei die von dem
Brennstoff benetzte Oberfläche ein Ende eines
säulenförmigen Prismas (72) ist, welches sich in dem
Brennstofflußpfad befindet.
6. Elektronische Steuervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß die Destillationseigenschafts-
Abschätzeinrichtung (5) zum Abschätzen der für die
Destillationseigenschaft des aus Petroleum raffinierten
Brennstoffs repräsentativen Größe (TD) folgende
Berechnungen ausführt:
- g1) Berechnen eines Brechungsindex (ND₀), der vorliegt, wenn der Anteil der oxidierenden Verbindung an Brennstoffgemisch Null ist, aus dem gemessenen Brechungsindex (NDf), dem Brechungsindex (NDm) der oxidierenden Verbindung, der in einem Speicher vorgespeichert ist und dem aus der gemessenen Dielektrizitätskonstanten (ε) berechneten Anteil (Mf) der oxidierenden Verbindung; und
- g2) Ermitteln der repräsentativen Größe (TD₀) auf Grundlage einer in einem Speicher gespeicherten Kennlinie zwischen der repräsentativen Größe (TD) und dem Brechungsindex.
7. Elektronische Steuervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß die repräsentative Größe (TD) die
Destillationstemperatur (TD) des Brennstoffs ist.
8. Elektronische Steuervorrichtung für eine
Brennkraftmaschine, die ein Brennstoffgemisch verwenden
kann, das aus einer oxidierten Verbindung und einem aus
Petroleum raffinierten Brennstoff gemischt ist, mit
- a) einer Betriebszustands-Ermittlungseinrichtung (1) zur Ermittlung (S1) von Betriebszuständen (D) der Brennkraftmaschine;
- b) einer Steuerdaten-Ermittlungseinrichtung (6) zur Ermittlung (S2) fundamentaler Steuerdaten (BF0, BI0) für die Brennkraftmaschine aus den ermittelten Betriebszuständen;
- c) einer Brechungsindex-Meßeinrichtung (3) zur optischen Messung (S3) eines Brechungsindex (NDf) des Brennstoffgemischs;
- d) einer Berechnungseinrichtung (4) zur Berechnung des Anteils der oxidierten Verbindung am Brennstoffgemisch aus dem Brechungsindex (NDf);
- e) einer Einrichtung (7) zur Ermittlung (55) erster Korrekturdaten (CF1, CI1) aus dem auf diese Weise berechneten Anteil der oxidierten Verbindung am Brennstoffgemisch;
- f) einer ersten Korrektureinrichtung (34) zum Korrigieren (S6) der fundamentalen Steuerdaten (BF0, BI0) unter Benutzung der ersten Korrekturdaten (CF1, CI1);
- g) einer Meßeinrichtung (15, 37) zur Messung (S9) eines Luft/Brennstoffverhältnisses (λ) der Brennkraftmaschine;
- h) einer Einrichtung (36) zum Steuern (S8-S11) des Luft/Brennstoffverhältnisses der Brennkraftmaschine unter Benutzung des Ausgangssignals der ersten Korrektureinrichtung, so daß das Luft/Brennstoffverhältnis einen Zielwert erreicht;
- i) einer zweiten Korrektureinrichtung zum Korrigieren (S12) des berechneten Anteils der oxidierten Verbindung am Brennstoffgemisch, wenn das Luft/ Brennstoffverhältnis den Zielwert erreicht hat;
- j) einer Destillationseigenschafts-Abschätzeinrichtung (33) zum Abschätzen (S15) einer für die Destillationseigenschaft des aus Petroleum raffinierten Brennstoffs repräsentativen Größe (TD) aus dem korrigierten Anteil der oxidierten Verbindung am Brennstoffgemisch und dem gemessenen Brechungsindex;
- k) einer Einrichtung (8) zur Ermittlung (S16) zweiter Korrekturdaten (CF2, CI2) aus der abgeschätzten, für die Destillationseigenschaft des aus Petroleum raffinierten Brennstoffs repräsentativen Größe (TDI); und
- l) einer Einrichtung (35) zum Korrigieren (S17) der mittels der ersten Korrekturdaten (CF1, CI1) korrigierten Steuerdaten (BF, BI) unter Benutzung der zweiten Korrekturdaten (CF2, CI2), wenn der Motor bei niedriger Temperatur einen Anlaßvorgang oder einen Beschleunigungsvorgang durchführt.
9. Elektronische Steuervorrichtung nach Anspruch 8, dadurch
gekennzeichnet, daß die fundamentalen Steuerdaten Daten
einer Brennstoffeinspritzmenge der Brennkraftmaschine
sowie eines Zündzeitpunkts einer Zündkerze (19) der
Brennkraftmaschine umfassen.
10. Elektronische Steuervorrichtung nach Anspruch 8, dadurch
gekennzeichnet, daß der Zielwert des
Luft/Brennstoffverhältnisses Eins ist.
11. Elektronische Steuervorrichtung nach Anspruch 8, dadurch
gekennzeichnet, daß die zweite Korrektureinrichtung den
berechneten Anteil der oxidierten Verbindung korrigiert,
wenn sich die Brennkraftmaschine in einem Luft/
Brennstoffverhältnis-Rückkopplungsmodus befindet.
12. Elektronische Steuervorrichtung nach Anspruch 8, dadurch
gekennzeichnet, daß die Brechungsindex-Meßeinrichtung
einen Brechungsindex-Sensor (17) umfaßt, der aus einem
reflektierenden Spiegel (73), der einer mit dem
Brennstoff benetzten Oberfläche gegenüberliegt, einer
LED (71), die Licht auf diese Oberfläche strahlt, und
einer Fokussierlinse (74), die das von der Oberfläche
reflektierte Licht auf ein Lichtpositions-Meßelement
(75) fokussiert, gebildet ist, wobei die von dem
Brennstoff benetzte Oberfläche ein Ende eines
säulenförmigen Prismas (72) ist, welches sich in dem
Brennstofflußpfad befindet.
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