WO2011061063A1 - Method for operating an injection system - Google Patents
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Definitions
- the invention relates to a method for operating an injection system for the fuel supply of a multi-fuel operable internal combustion engine of a motor vehicle.
- a method for operating a motor vehicle is described which can be operated optionally with gasoline or diesel fuel and on the other hand with LPG (Liquified Petroleum Gas).
- LPG Liquified Petroleum Gas
- Such a method for operating an injection system for supplying fuel is required in particular for motor vehicles which are retrofitted for operation with an additional type of fuel and for the type of fuel for which they are retrofitted, have a separate tank or supply system.
- Motor vehicles are usually designed by motor vehicle manufacturers to run on petrol or diesel. Due to the attractive price and the increasing availability of alternative fuels, in particular of LPG, it is increasingly desired to equip motor vehicles in addition in such a way that they can be operated in addition to operation with gasoline or diesel with LPG.
- Such equipped vehicles are either directly equipped by the vehicle manufacturer for operation with gasoline or diesel or LPG or they are retrofitted with a retrofit system for operation with an additional fuel.
- the supply of additional fuel can be done in different ways. For example, a mixing of the different types of fuel before the injection to the internal combustion engine is conceivable, so that a common injector for the different types of fuel can be used. In addition, however, systems are known in which the different types of fuel are supplied with separate injectors of the internal combustion engine. The injectors are used to inject a Fuel for a predetermined injection time open. The injected fuel quantity thus results from the pressure in the supply system to the injector, the injector size and the opening time of the injector.
- Different fuels usually have different physical and / or chemical properties.
- the fuels differ in particular in their calorific value or their ignition behavior. Compared to conventional fuels such as gasoline or diesel, the density of LPG is lower. The stoichiometric air-fuel ratio, which has a lambda value of 1, is larger. The calorific value per volume LPG is lower than for gasoline or diesel and the octane number is higher. Overall, due to these characteristics in an internal combustion engine at a certain operating point, the required volume of LPG is greater than the volume of gas or diesel required at that operating point.
- the injectors for supplying fuel to an internal combustion engine are normally arranged in the intake region of the internal combustion engine or in the intake line of the internal combustion engine. There, the injected, usually finely atomized fuel mixed with the intake air to an ignitable mixture, which passes through intake valves into the combustion chambers of the internal combustion engine.
- the intake of the internal combustion engine before the intake valves usually has walls. These walls are relatively cool compared to the combustion chamber of the internal combustion engine. On the one hand, they are cooled by the intake air, on the other hand they are surrounded on the outside by ambient air. Especially in start phases of the internal combustion engine, the walls of the intake are cool.
- a film of condensed fuel is formed on the walls, which is (always) present during operation of the internal combustion engine.
- This film is at least partially maintained.
- the film thickness is mainly dependent on the temperature and / or the pressure in the intake area and / or the speed or the load of the internal combustion engine.
- the film acts as a reservoir that dampens the change in the amount of fuel supplied to the cylinder upon sudden change in the amount of fuel injected into the intake area.
- the film releases fuel.
- the film absorbs fuel.
- the film behaves differently on the walls of the intake of the internal combustion engine.
- the fuel supply method according to the invention is particularly suitable for supplying an internal combustion engine with fuel, which is retrofitted for operation with a second fuel.
- the first controller generates first injection signals, which are normally suitable for the operation of the motor vehicle with the first fuel. These injection signals are set by the first control device, which is preferably the engine control of the motor vehicle or a component of the engine control of the motor vehicle, such that any amounts of residual fuel present in the intake region of the internal combustion engine as a film on the walls of the intake region are taken into account.
- the second controller further processes these first output signals adapted to the first fuel to generate second output signals.
- the second fuel behaves regularly with respect to the deposition of a film on the walls of the intake of the internal combustion engine differently than the first fuel.
- the second output signal can be modified in a particularly simple manner such that the different inclination of the various fuels to accumulate on the walls of the intake region of the internal combustion engine is compensated or mitigated.
- the injected amount of fuel is regular on the duration of the first output signals, or the second output signals, because the respective injectors are opened for the duration of the first and second output signals.
- Steps a) to c) are carried out for each generated second output signal.
- the second control unit generates a second output signal from the first output signal.
- maps stored regularly in the second control unit are used. These maps describe the second output signal as a function of various parameters.
- the temperature of the internal combustion engine which can preferably be determined via the cooling water of the internal combustion engine, the pressure in the intake manifold of the internal combustion engine, the pressure in the supply system for the second fuel and / or the lambda value of the exhaust gas of the internal combustion engine are possible parameters of which one or more can be considered in such maps.
- the second output signal generated in step a) is checked in step b) with a test condition.
- a test condition in particular, it is determined whether the injection quantity predetermined by the second output signal is suitable for at least partially compensating the described problems during load changes. If the second output signal has been identified as suitable in the test condition check in step b), it is not further influenced in step c). If the second output signal in step b) has been identified as unsuitable, it is correspondingly corrected in step c) so that it fulfills the test conditions in step b). A re-examination of the corrected second output signal normally does not take place. In a modified embodiment, however, it would also be possible to recheck the second output signal after step c).
- the inventive method is particularly advantageous when the first fuel is gasoline or diesel and the first output signal is a first injection signal, and the second fuel LPG (Liquified Petroleum Gas) and the second output signal is a second injection signal.
- the fuel combination of gasoline or diesel as the first fuel and LPG as the second fuel is particularly well suited for the method according to the invention.
- Petrol and diesel, in contrast to LPG, are particularly prone to accumulate on the walls of the intake area of internal combustion engines.
- CNG compressed natural gas
- natural gas can be used as the second fuel.
- the differences between gasoline or diesel and CNG are more pronounced than the differences between gasoline or diesel and LPG.
- the concepts described here primarily for LPG can also be found particularly in CNG application. FEV Motorentechnik GmbH
- the method according to the invention is also particularly advantageous if, as part of the test condition in step b), a difference of a current second output signal and a preceding second output signal is formed and it is checked whether the magnitude of this difference is less than a maximum predetermined difference is.
- a preceding second output signal is stored in a memory in the second control unit.
- the second output signal stored is stored in the second control unit in a memory location so that it is available for the test condition in step b) in a renewed sequence of method steps a) to c) ,
- the second output signal here means the currently considered second output signal.
- a preceding second output signal is the second output signal, which was previously generated by the second control device on the basis of a first output signal of the first control device. It is particularly preferred that the immediately preceding second output signal is used as the preceding second output signal. However, it is also possible that a previously output second output signal is used. It is also possible for the preceding second output signal to be the second output signal which was last used for the specific combustion chamber of the combustion chamber. for which the considered second output signal is determined.
- the method according to the invention is also particularly advantageous if the maximum difference is defined as absolute time and is between 0.5 ms [milliseconds] and 5 ms, preferably between 0.5 ms and 1 ms.
- this duration of the examined second output signals may differ by a maximum of 1 ms from the duration of the preceding second output signal.
- the second output signals of the second controller are normally between 3 ms and 15 ms [milliseconds] long.
- the duration of a current second output signal may vary in magnitude from the duration of the previous second output signal only by a maximum difference of 1 ms [millisecond]
- the second output signals are suitable not to produce excessive mixture deviations and thus the described effects of - different films on the walls of the intake of the internal combustion engine at least partially compensate.
- the method according to the invention is also advantageous if the maximum difference is defined as a percentage value starting from the preceding output signal and amounts to between 8% and 100%.
- Such defined maximum differences between a current second output signal and the previous second output signal result in an exponential smoothing of the function of the second output signals.
- Such a exponential or even relative smoothing of the function of the second output signals is particularly advantageous, because in this way the occurring effects of different wall films as a function of different types of fuel on the walls of the intake region are compensated particularly well.
- test condition as a function of at least
- a temperature determined at the internal combustion engine is varied.
- the relation can be evaluated in particular whether there is an increase in the amount of fuel supplied or a decrease in the amount of fuel supplied.
- the current second output signal and the previous second output signal are compared. If the previous second output signal is greater than the current second output signal under consideration, then there is a drop in the load the internal combustion engine instead. If the previous second output signal is smaller than the current second output signal considered, the load of the internal combustion engine is just increasing. Whether there is a load increase or a load drop can also be determined by an evaluation of the relation of the first output signals.
- the wall film on the wall of the intake area becomes thicker. Additional fuel must be supplied to provide sufficient fuel for combustion despite this wall film buildup.
- the load on the internal combustion engine decreases, the wall film becomes thinner on the wall of the intake area.
- the amount of fuel injected must be reduced so as not to supply excess fuel to the internal combustion engine.
- wall film build-up and wall film degradation behave differently. For this reason, it is advantageous to adapt the strategy for compensating the construction and the degradation of the wall film separately.
- the method according to the invention is furthermore advantageous if the test condition is varied as a function of at least one rotational speed of the internal combustion engine because the wall film thickness varies with the rotational speed.
- the permitted difference is varied as a function of at least one temperature determined at the internal combustion engine.
- the measured temperature of the internal combustion engine is related to the temperature of the wall of the intake of the internal combustion engine. Also possible, the temperature of the intake of the internal combustion engine or the wall would be directly determined.
- the temperature of the wall of the suction area has an influence on the formation and the removal of the wall film there. This influence can be taken into account by considering the temperature as a test criterion.
- the second control device for outputting second output signals for controlling the second injectors for injecting the second fuel regularly has an (electrical) input to which a temperature sensor for checking the temperature of the internal combustion engine connected to the cooling circuit of the internal combustion engine or to the engine block of the internal combustion engine is.
- the method according to the invention when it is detected by the second control unit, whether the first output signal of the first control device relates to a post-injection and the post-injection related first output signal is taken into account by the second control unit. Subsequent injections take place when, after completion of the main injection, the load or the intake air mass substantially changes, and thus further fuel must be added to achieve the correct mixture composition of fuel and air. This usually happens even before the inlet valve closes.
- the post-injections should therefore be recognized as such in the operation of the method and be particularly taken into account or not be used as previous second output signals because they sometimes deviate significantly from regular injections.
- One strategy of considering the post-injection in the method according to the invention is not to consider the post-injections.
- Another possibility is to consider the post-injection in such a way that, when post-injections have taken place, the maximum difference (absolute or percentage) used in the method according to the invention is corrected. This correction of the maximum difference may be made for a limited period after the post-injection stay active. Thereafter, the maximum duration can again be selected independently of the post-injections.
- the contribution of the post-injections to the formation of the wall film can be taken into account. That a post-injection is present, for example, be detected by an evaluation of the frequency of the occurring first injection signals and / or second injection signals. Due to the speed of the internal combustion engine, regular injections always occur at a frequency which changes (only) in proportion to the rotational speed of the internal combustion engine. Post-injections are therefore identifiable because they occur unexpectedly between the regular injections.
- an injection system comprising a second control device and second injectors, wherein the second injectors are connected via signal lines to the second control device and the second control device is set up for carrying out the method according to the invention.
- Such an injection system can be used as a retrofit system for motor vehicles for operation with an additional fuel.
- a tank and a supply system for the additional fuel is needed.
- the second control unit of the injection system may have electrical inputs for connecting connecting lines to the engine control or to a further control unit, which enables the supply of the motor vehicle with a first fuel.
- it may also have electrical output lines to which the first injectors are connected.
- the first outputs for controlling the addition of the first fuel may thus be directed to the first injectors without being influenced by the second controller.
- the switching between the operation with the first fuel and the operation with the second fuel in the second control unit can also take place.
- the second controller can be equipped with software that maps the method according to the invention and allows it to be carried out automatically.
- a motor vehicle with an internal combustion engine also has a first control unit, first injectors and an injection system according to the invention, the motor vehicle being set up to carry out the method according to the invention.
- FIGS. 1 show particularly preferred embodiments, to which the invention is not limited.
- the figures and in particular the illustrated proportions are only schematic. 1 shows a motor vehicle which is set up to carry out the method according to the invention
- FIG. 3 shows an exemplary course of second output signals which are generated by the method according to the invention.
- Fig. 1 shows a motor vehicle 1 with an internal combustion engine 2, which is adapted for operation with either a first fuel or a second fuel.
- Fig. 1 only one combustion chamber 11 of the internal combustion engine 2 is shown.
- the combustion chamber 11 is supplied via the intake passage 8 with air and fuel. Exhaust gases pass out of the combustion chamber 11 beyond the exhaust manifold 9.
- there is a spark plug 18 on the combustion chamber 11 for igniting the ignitable mixture present in the combustion chamber 11 during operation of the internal combustion engine 2.
- the intake pipe 8 can be closed with respect to the combustion chamber 11 with a valve 10.
- the exhaust manifold 9 can be closed with respect to the combustion chamber 11 with a valve 10.
- the internal combustion engine 2 is controlled by the first control unit 5.
- the first control unit 5 is in particular the engine control of the motor vehicle 1.
- a first fuel then passes through a first injector 3 in the intake manifold 8 of the internal combustion engine 2. It is provided in each case a first injector 3 for each combustion chamber 11.
- the intake pipe 8 has a wall 35. During operation of the internal combustion engine 2 with the first fuel, a film of first fuel forms on the wall 35.
- the changeover switch 7 is set in Fig. 1 such that a fuel supply with second fuel takes place and the fuel supply of the internal combustion engine 2 is interrupted with the first fuel.
- the fuel supply with the second fuel is thus controlled as shown in FIG. 1 by the second control unit 6, which in turn is controlled by the first control unit 5.
- the second control unit 6 and the switch 7 a simplified representation was chosen here.
- the second control unit 6 and the changeover switch 7 can also be integrated with one another in one component. available. In particular, it is also possible that signals from the first control unit 5 to the first injector 3 and the second control unit 6 (optionally) happen.
- the second control unit 6 can receive different signals for controlling the injection of the second fuel.
- a lambda input 13 is provided, via which a lambda value of the exhaust system, not shown, of the internal combustion engine 2 can reach the second control unit 6.
- the temperature sensor 21 determines the cooling water temperature of the internal combustion engine 2 in the cooling circuit 12 of the internal combustion engine 2.
- the signal of this temperature sensor 21 can also be utilized by the second control unit 6.
- the second control unit calculates from the signal which it receives from the first control unit 5 and which is actually intended to control the first injector 3 in combination with the other signals available to the second control unit 6, a signal for the second injector 4, which the injects second fuel into the intake pipe 8 of the internal combustion engine 2.
- the signal reaches the second injector 4 via the signal line 36.
- a second injector 4 per combustion chamber 11 is provided.
- the second injector 4 receives the second fuel from the tank 16.
- the second fuel is pumped out of the tank 16 with the pump 17 and passes through the inlet line 14 to the second injector 4.
- a return line 15 through which excess LPG is conveyed from the injector 4 back into the tank 16.
- a pressure sensor 20 is provided in the return line 15.
- the signal of the pressure sensor 20 also passes to the second control unit 6 and is used in this for calculating the injection signal for the second injector 4 with.
- the return line 15 is also intended, by heating and insufficient pressure in the supply line 14, to produce gaseous LPG from the second injector 4 back into the tank 16. namely, it is to be achieved that (only) liquid LPG is discharged via the second injectors 4.
- LPG forms on the wall 35 of the intake manifold 8 of the internal combustion engine 2 no or only a small wall film.
- the return line 15 also exists a pressure regulator 19, with which the pressure of the LPG in the supply line 14 and in particular in front of the second injector 4 can be adjusted.
- the second injector 4, the signal lines 36 and the second control unit 6 together form a kit for a retrofittable injection system 22.
- Fig. 2 shows in a schematic diagram how speed 28 and lambda value 27 in a motor vehicle which is operated with LPG and which was originally designed for use with gasoline, depending on the accelerator pedal position 29 can develop when the inventive Procedure is not used.
- the various signals are plotted on the signal axis 25 over the time axis 26.
- the signal curve of the accelerator pedal position 29 is set (following from left to right) initially to low load, then follows a sudden load increase. Subsequently, the accelerator pedal is moved back to the original position.
- the beginning and end of an acceleration phase of a motor vehicle are shown. Owing to the rapid increase in load, the lambda value 27 drops and a lambda excursion 23 (negative peak) results, where the lambda value 27 typically falls well below the value 1.
- the internal combustion engine does not receive enough fuel for the complete combustion of its available oxygen and an oxygen over shot enters the exhaust system of the internal combustion engine. Due to the accelerator pedal position 29 and the rotational speed 28 of the motor vehicle is influenced. During the acceleration phase, the speed 28 increases significantly. In the areas of load changes and lambda excursions 23 speed fluctuations 24 can be seen. Due to the Lambda excursions 23, the internal combustion engine does not operate in the range of particularly good ignitable fuel-air mixtures, which are typically at a lambda value 27 between 0.8 and 1.2. For this reason, the internal combustion engine generates fluctuating torques in these regions, which generate the disturbances in the rotational speed signal. It may happen that there is no ignitable mixture in the combustion chamber of the internal combustion engine.
- FIG. 3 shows by way of example various output signals for controlling injectors for supplying fuel to an internal combustion engine, which are plotted on the signal axis 25 over the time axis 26.
- the gasoline injection signal 30 which in the process according to the invention the first output signal of the first control unit is initially constant, then drops sharply, in order to increase again after a low phase again, something überzuschwingen and return to the initial value.
- the gasoline injection signal 30 is drawn as a solid line. Each line is averages. In fact, it is a series of individual pulsed signals. On the signal axis 25, the durations of the individual pulses of the gasoline injection signal 30 are respectively plotted. Furthermore, in FIG. 3 an absolutely or linearly limited LPG injection signal 31 (dotted line) and a percentage-limited LPG injection signal 32 (dashed line) are plotted.
- the absolutely limited LPG injection signal 31 is smoothed in the region of load changes in each case with the aid of a maximum difference defined as absolute time, while the percentage limited LPG injection signal 32 is exponentially smoothed in areas of load changes with the aid of a maximum difference defined as a percentage value , With the LPG injection limited signal 32, a better fit of the second durations 34 of the LPG injection signals 31, 32 to the different slopes for wall filming of the different fuel types can be achieved.
- the LPG injection signals 31, 32 may have a second duration 34 that deviates from a first duration 33 of the gasoline injection signals 30 at the same time.
- the inventive method is particularly suitable for motor vehicles, which are retrofitted with a system for operation with an additional type of fuel.
- retrofit systems often no influence of the retrofit system on the engine control of the motor vehicle is possible.
- the retrofit kit control unit must generate appropriate injection signals based only on the information available.
- the method according to the invention makes this possible in a particularly advantageous manner, so that a comfortable driving operation and low emissions of the motor vehicle during operation with the additional fuel are possible.
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- Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
Abstract
The invention relates to method for operating an injection system for supplying fuel to an internal combustion machine of a motor vehicle that can be operated using a plurality of types of fuel. The invention in particular relates to a method for operating a motor vehicle that can be operated alternatively using gasoline or diesel fuel and LPG (liquefied petroleum gas). The injection system comprises a first control device for controlling the infeed of a first fuel and a second control device for controlling the infeed of a second fuel, wherein the first control device generates first output signals for controlling first injectors for the first fuel, and the second control device generates second output signals for controlling second injectors for the second fuel, wherein the following steps occur in each case: Generating a second output signal from a first output signal; checking the second output signal against a test condition; and correcting the second output signal if the test condition is not met.
Description
Verfahren zum Betrieb eines Einspritz Systems Method for operating an injection system
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb eines Einspritz Systems zur Kraftstoffversorgung einer mit mehreren Kraftstoffarten betreibbaren Verbrennungskraftmaschine eines Kraftfahrzeuges. Insbesondere ist ein Verfahren zum Betrieb eines Kraftfahrzeuges beschrieben, welches wahlweise mit Benzin- bzw. Diesel-Kraftstoff sowie andererseits mit LPG (Li- quified Petroleum Gas) betrieben werden kann. The invention relates to a method for operating an injection system for the fuel supply of a multi-fuel operable internal combustion engine of a motor vehicle. In particular, a method for operating a motor vehicle is described which can be operated optionally with gasoline or diesel fuel and on the other hand with LPG (Liquified Petroleum Gas).
Ein derartiges Verfahren zum Betrieb eines Einspritzsystems zur Kraftstoffversorgung ist insbesondere bei Kraftfahrzeugen erforderlich, welche für einen Betrieb mit einer zusätzlichen Kraftstoffart nachgerüstet sind und für die Kraftstoffart, für welche sie nachgerüstet sind, ein separates Tank- bzw. Versorgungssystem aufweisen. Kraftfahrzeuge werden von Kraftfahrzeugherstellern normalerweise für den Betrieb mit Benzin oder Diesel konzipiert. Aufgrund des attraktiven Preises und der steigenden Verfügbarkeit alternativer Kraftstoffe, insbesondere von LPG, wird zunehmend gewünscht, Kraftfahrzeuge zusätzlich derart auszurüsten, dass sie neben dem Betrieb mit Benzin oder Diesel auch mit LPG betreibbar sind. Derart ausgerüstete Kraftfahrzeuge sind entweder vom Kraftfahrzeughersteller selbst direkt für den Betrieb mit Benzin bzw. Diesel oder LPG ausgerüstet oder sie werden mit Hilfe eines Nachrüstsystems nachträglich für den Betrieb mit einer zusätzlichen Kraftstoffart ausgestattet. Such a method for operating an injection system for supplying fuel is required in particular for motor vehicles which are retrofitted for operation with an additional type of fuel and for the type of fuel for which they are retrofitted, have a separate tank or supply system. Motor vehicles are usually designed by motor vehicle manufacturers to run on petrol or diesel. Due to the attractive price and the increasing availability of alternative fuels, in particular of LPG, it is increasingly desired to equip motor vehicles in addition in such a way that they can be operated in addition to operation with gasoline or diesel with LPG. Such equipped vehicles are either directly equipped by the vehicle manufacturer for operation with gasoline or diesel or LPG or they are retrofitted with a retrofit system for operation with an additional fuel.
Die Zufuhr des zusätzlichen Kraftstoffes kann auf unterschiedliche Art und Weise erfolgen. Beispielsweise ist eine Durchmischung der unterschiedlichen Kraftstoffarten bereits vor der Einspritzung zur Verbrennungskraftmaschine denkbar, so dass ein gemeinsamer Injektor für die unterschiedlichen Kraftstoffarten verwendet werden kann. Daneben sind aber auch Systeme bekannt, bei denen die unterschiedlichen Kraftstoffarten mit voneinander getrennten Injektoren der Verbrennungskraftmaschine zugeführt werden. Die Injektoren werden zur Einspritzung eines
Kraftstoffes für eine vorbestimmte Einspritz zeit geöffnet. Die eingespritzte Kraftstoffmenge ergibt sich folglich aus dem Druck im Zuleitungs- system zum Injektor, der Injektorgröße und der Öffnungszeit des Injektors. The supply of additional fuel can be done in different ways. For example, a mixing of the different types of fuel before the injection to the internal combustion engine is conceivable, so that a common injector for the different types of fuel can be used. In addition, however, systems are known in which the different types of fuel are supplied with separate injectors of the internal combustion engine. The injectors are used to inject a Fuel for a predetermined injection time open. The injected fuel quantity thus results from the pressure in the supply system to the injector, the injector size and the opening time of the injector.
Unterschiedliche Kraftstoffe weisen normalerweise unterschiedliche physikalische und/oder chemische Eigenschaften auf. Die Kraftstoffe unterscheiden sich insbesondere in ihrem Brennwert oder ihrem Zündverhalten. Gegenüber konventionellen Kraftstoffen wie Benzin oder Diesel ist die Dichte von LPG geringer. Das stöchiometrische Kraftstoff/Luftverhältnis, bei dem ein Lambdawert von 1 vorliegt ist größer. Der Heizwert pro Volumen LPG ist geringer als bei Benzin oder Diesel und die Oktanzahl ist höher. Insgesamt ist aufgrund dieser Eigenschaften bei einer Verbrennungskraftmaschine bei einem bestimmten Betriebspunkt das benötigte Volumen an LPG größer als das bei diesem Betriebspunkt benötigte Volumen Benzin oder Diesel wäre. Different fuels usually have different physical and / or chemical properties. The fuels differ in particular in their calorific value or their ignition behavior. Compared to conventional fuels such as gasoline or diesel, the density of LPG is lower. The stoichiometric air-fuel ratio, which has a lambda value of 1, is larger. The calorific value per volume LPG is lower than for gasoline or diesel and the octane number is higher. Overall, due to these characteristics in an internal combustion engine at a certain operating point, the required volume of LPG is greater than the volume of gas or diesel required at that operating point.
Aufgrund dieser unterschiedlichen Neigung verschiedener Kraftstoffe sich im Ansaugbereich anzulagern, kann es bei entsprechend betriebenen Kraftfahrzeugen bei Lastwechseln passieren, dass das den Brennräumen der Verbrennungskraftmaschine zugeführte Gemisch von Kraftstoff und Ansaugluft nicht den Anforderungen der Verbrennungskraftmaschine entspricht. Hierdurch können auch unerwünschte Fahrzustände auftreten. Beispielsweise können bei Lastwechseln Sprünge und Störungen der Motor drehzahl und des Drehmomentes auftreten, die im Fahrbetrieb vom Fahrer als störend empfunden werden. Wenn das der Verbrennungskraftmaschine zugeführte Gemisch nicht zündfähig ist, können auch Zündaussetzer auftreten. Auch das Abgassystem der Verbrennungskraftmaschine wird durch die fehlerhafte Gemischbildung beeinflusst. Die Lambda-Werte der Abgase können während der Lastwechsel sehr stark schwanken und so die Emissionen der Verbrennungskraftmaschine deutlich erhöhen.
Hiervon ausgehend ist es Aufgabe der hier vorliegenden Erfindung, die im Zusammenhang mit dem Stand der Technik geschilderten technischen Probleme zu lindern. Es soll insbesondere ein vorteilhaftes Verfahren zum Betrieb eines Einspritzsystems zur Kraftstoffversorgung einer Ver- brennungskraftmaschine sowie ein zur Durchführung dieses Verfahrens besonders geeignetes Einspritz System bzw. ein Kraftfahrzeug vorgestellt werden. Due to this different propensity of different fuels to accumulate in the intake, it may happen in accordance with operated vehicles at load changes that the combustion chambers of the internal combustion engine supplied mixture of fuel and intake air does not meet the requirements of the internal combustion engine. As a result, undesirable driving conditions can occur. For example, jumps and disturbances of the engine speed and torque can occur during load changes, which are perceived as disturbing when driving by the driver. If the mixture supplied to the internal combustion engine is not ignitable, misfires may also occur. The exhaust system of the internal combustion engine is also affected by the incorrect mixture formation. The lambda values of the exhaust gases can vary greatly during the load changes and thus significantly increase the emissions of the internal combustion engine. On this basis, it is an object of the present invention to alleviate the technical problems described in connection with the prior art. In particular, an advantageous method for operating an injection system for supplying fuel to an internal combustion engine as well as an injection system or a motor vehicle particularly suitable for carrying out this method should be presented.
Diese Aufgaben werden gelöst mit einem Verfahren gemäß den Merkma- len des Patentanspruchs 1 und einem Einspritz System gemäß den Merkmalen des Patentanspruchs 9 sowie einem Kraftfahrzeug gemäß den Merkmalen des Patentanspruchs 10. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Anwendungsgebiete der Erfindung sind in den jeweils abhängig formulierten Patentansprüchen angegeben. Die in den Patentansprüchen einzeln aufgeführten Merkmale sind in beliebiger, technologisch sinnvoller, Weise miteinander kombinierbar und können durch erläuternde Sachverhalte aus der Beschreibung ergänzt werden, wobei weitere Ausführung s Varianten der Erfindung aufgezeigt werden. Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zum Betrieb eines Einspritzsystem (22) zur Kraftstoffversorgung einer mit mehreren Kraftstoff arten betreibbaren Verbrennungskraftmaschine, wobei ein erstes Steuergerät zur Steuerung der Zufuhr eines ersten Kraftstoffes und ein zweites Steuergerät zur Steuerung der Zufuhr eines zweiten Kraftstoffes verwendet werden und das erste Steuergerät erste Ausgangssignale zur Steuerung von ersten Injektoren für den ersten Kraftstoff und das zweite Steuergerät zweite Ausgangssignale zur Steuerung zweiter Injektoren für den zweiten Kraftstoff generiert, laufen jeweils folgende Schritte ab: These objects are achieved by a method according to the features of claim 1 and an injection system according to the features of claim 9 and a motor vehicle according to the features of claim 10. Further advantageous embodiments and fields of application of the invention are specified in the respective dependent formulated claims , The features listed individually in the claims are combined with one another in any technologically meaningful manner and can be supplemented by explanatory facts from the description, wherein further embodiments of the invention are shown. In the method according to the invention for operating an injection system (22) for supplying fuel to a multi-fuel operable internal combustion engine, wherein a first control unit for controlling the supply of a first fuel and a second control unit for controlling the supply of a second fuel are used and the first control unit first Output signals for controlling first injectors for the first fuel and the second control unit generates second output signals for controlling second injectors for the second fuel, each of the following steps take place:
a) Generieren eines zweiten Ausgangssignals aus einem ersten Aus- gangssignal; a) generating a second output signal from a first output signal;
b) Prüfen des zweiten Ausgangssignals mit einer Prüfbedingung; b) testing the second output signal with a test condition;
c) Korrigieren des zweiten Ausgangssignals, wenn die Prüfbedingung nicht erfüllt ist.
Die Injektoren zur Kraftstoffversorgung einer Verbrennungskraftmaschine sind normalerweise im Ansaugbereich der Verbrennungskraftmaschine bzw. in der Ansaugleitung der Verbrennungskraftmaschine angeordnet. Dort vermischt sich der eingespritzte, zumeist fein zerstäubte Kraftstoff mit der angesaugten Luft zu einem zündbaren Gemisch, welches über Einlassventile in die Brennräume der Verbrennungskraftmaschine gelangt. Der Ansaugbereich der Verbrennungskraftmaschine vor den Einlassventilen weist normalerweise Wandungen auf. Diese Wandungen sind im Ver- gleich zum Brennraum der Verbrennungskraftmaschine relativ kühl. Zum einen werden sie durch die angesaugte Luft gekühlt, zum anderen sind sie außen von Umgebungsluft umgeben. Insbesondere in Startphasen der Verbrennungskraftmaschine sind die Wandungen des Ansaugbereiches kühl. Aus diesem Grund bildet sich auf den Wandungen ein Film von kondensiertem Kraftstoff, welcher während des Betriebes der Verbrennungskraftmaschine (immer) vorhanden ist. Bei raschen Lastwechseln der Verbrennungskraftmaschine wird dieser Film zumindest teilweise aufrecht erhalten. Die Filmdicke ist hauptsächlich abhängig von der Temperatur und/oder dem Druck im Ansaugbereich und/oder von der Drehzahl bzw. der Last der Verbrennungskraftmaschine. Der Film wirkt wie ein Speicher, der bei plötzlicher Veränderung der in den Ansaugbereich eingespritzten Kraftstoffmenge bzw. des Ansaugdrucks die Veränderung der dem Zylinder zugeführten Kraftstoffmenge dämpft. Bei einem Druckabfall bzw. bei einem Lastabfall gibt der Film Kraftstoff ab. Bei einem Druckanstieg bzw. bei einem Lastanstieg nimmt der Film Kraftstoff auf. Wenn eine Verbrennungskraftmaschine mit verschiedenen Kraftstoffarten betreibbar ist, verhält sich der Film auf den Wandungen des Ansaugbereiches der Verbrennungskraftmaschine unterschiedlich. Verschiedene Kraftstoffarten verhalten sich in ihrer Tendenz, sich an den Wandungen des Ansaugbereiches der Verbrennungskraftmaschine anzulagern, unterschiedlich. Benzin bzw. Diesel ist unter Umgebungsbedingungen flüssig und wird in flüssiger Form, fein zerstäubt in den Ansaug-
bereich einer Verbrennungskraftmaschine eingespritzt. Wenn eingespritztes Benzin/Diesel auf die Wandungen des Ansaugbereiches trifft, und diese eine entsprechend niedrige Temperatur aufweisen, bleibt es dort zunächst haften. LPG-Kraftstoff hingegen ist unter Umgebungsbedingun- gen normalerweise gasförmig und kann nur unter hohem Druck flüssig gehalten werden. Aus diesem Grund verdampft das in den Ansaugbereich eingespritzte LPG sehr schnell und lagert sich nicht oder nur zu einem sehr geringen Maße auf den Wandungen ab. Derartige Unterschiede verschiedener Kraftstoffe werden durch das erfindungsgemäße Verfahren berücksichtigt und ausgeglichen. c) correcting the second output signal if the test condition is not met. The injectors for supplying fuel to an internal combustion engine are normally arranged in the intake region of the internal combustion engine or in the intake line of the internal combustion engine. There, the injected, usually finely atomized fuel mixed with the intake air to an ignitable mixture, which passes through intake valves into the combustion chambers of the internal combustion engine. The intake of the internal combustion engine before the intake valves usually has walls. These walls are relatively cool compared to the combustion chamber of the internal combustion engine. On the one hand, they are cooled by the intake air, on the other hand they are surrounded on the outside by ambient air. Especially in start phases of the internal combustion engine, the walls of the intake are cool. For this reason, a film of condensed fuel is formed on the walls, which is (always) present during operation of the internal combustion engine. At rapid load changes of the internal combustion engine, this film is at least partially maintained. The film thickness is mainly dependent on the temperature and / or the pressure in the intake area and / or the speed or the load of the internal combustion engine. The film acts as a reservoir that dampens the change in the amount of fuel supplied to the cylinder upon sudden change in the amount of fuel injected into the intake area. At a pressure drop or load drop, the film releases fuel. When the pressure rises or when the load increases, the film absorbs fuel. When an internal combustion engine with different types of fuel is operable, the film behaves differently on the walls of the intake of the internal combustion engine. Different types of fuel behave differently in their tendency to accumulate on the walls of the intake of the internal combustion engine. Gasoline or diesel is liquid under ambient conditions and is in liquid form, finely atomized in the intake Area of an internal combustion engine injected. If injected gasoline / diesel meets the walls of the intake area, and they have a correspondingly low temperature, it will stick there first. By contrast, LPG fuel is normally gaseous under ambient conditions and can only be kept fluid under high pressure. For this reason, the LPG injected into the intake area evaporates very quickly and does not deposit on the walls or only to a very small extent. Such differences of different fuels are taken into account and compensated by the inventive method.
Das erfindungsgemäße Verfahren zur Kraftstoffversorgung ist insbesondere zur Versorgung einer Verbrennungskraftmaschine mit Kraftstoff geeignet, welche für den Betrieb mit einem zweiten Kraftstoff nachgerüs- tet ist. Das erste Steuergerät erzeugt erste Einspritz Signale, welche normalerweise für den Betrieb des Kraftfahrzeuges mit erstem Kraftstoff geeignet sind. Diese Einspritz Signale sind vom ersten Steuergerät, welches bevorzugt die Motorsteuerung des Kraftfahrzeuges oder ein Bestandteil der Motorsteuerung des Kraftfahrzeuges ist, derart eingestellt, dass etwaige Kraftstoffrestmengen, welche im Ansaugbereich der Verbrennungskraftmaschine als Film an den Wandungen des Ansaugbereiches vorliegen, berücksichtigt sind. Das zweite Steuergerät verarbeitet diese an den ersten Kraftstoff angepassten ersten Ausgangssignale weiter, um zweite Ausgangssignale zu generieren. Der zweite Kraftstoff ver- hält sich bezüglich der Ablagerung eines Filmes auf den Wandungen des Ansaugbereiches der Verbrennungskraftmaschine regelmäßig anders als der erste Kraftstoff. Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren kann das zweite Ausgangssignal in besonders einfacher Weise derart modifiziert werden, dass die unterschiedliche Neigung der verschiedenen Kraftstoffe, an den Wandungen des Ansaugbereiches der Verbrennungskraftmaschine anzulagern, kompensiert bzw. abgemildert wird. Die eingespritzte Kraftstoffmenge ist regelmäßig von der Dauer der ersten Ausgangssignale,
bzw. der zweiten Ausgangssignale abhängig, weil für die Dauer der ersten bzw. zweiten Ausgangssignale die jeweiligen Injektoren geöffnet werden. The fuel supply method according to the invention is particularly suitable for supplying an internal combustion engine with fuel, which is retrofitted for operation with a second fuel. The first controller generates first injection signals, which are normally suitable for the operation of the motor vehicle with the first fuel. These injection signals are set by the first control device, which is preferably the engine control of the motor vehicle or a component of the engine control of the motor vehicle, such that any amounts of residual fuel present in the intake region of the internal combustion engine as a film on the walls of the intake region are taken into account. The second controller further processes these first output signals adapted to the first fuel to generate second output signals. The second fuel behaves regularly with respect to the deposition of a film on the walls of the intake of the internal combustion engine differently than the first fuel. With the method according to the invention, the second output signal can be modified in a particularly simple manner such that the different inclination of the various fuels to accumulate on the walls of the intake region of the internal combustion engine is compensated or mitigated. The injected amount of fuel is regular on the duration of the first output signals, or the second output signals, because the respective injectors are opened for the duration of the first and second output signals.
Im Folgenden sollen die einzelnen Schritte des erfindungsgemäßen Ver- fahrens im Detail erläutert werden. Die Schritte a) bis c) werden für jedes generierte zweite Ausgangssignal ausgeführt. In Schritt a) generiert das zweite Steuergerät aus dem ersten Ausgangs Signal ein zweites Ausgangssignal. Dazu werden regelmäßig im zweiten Steuergerät hinterlegte Kennfelder genutzt. In diesen Kennfeldern wird das zweite Ausgangssignal in Abhängigkeit verschiedener Parameter beschrieben. Die Temperatur der Verbrennungskraftmaschine, welche bevorzugt über das Kühlwasser der Verbrennungskraftmaschine ermittelt werden kann, der Druck im Saugrohr der Verbrennungskraftmaschine, der Druck im Versorgungssystem für den zweiten Kraftstoff und/oder der Lambda-Wert des Abgases der Verbrennungskraftmaschine sind mögliche Parameter von denen einer oder mehrere in derartigen Kennfeldern berücksichtigt sein können. Das in Schritt a) generierte zweite Ausgangssignal wird in Schritt b) mit einer Prüfbedingung überprüft. Im Rahmen der Prüfbedingung wird insbesondere festgestellt, ob die durch das zweite Ausgangssignal vorgegebene Einspritzmenge dazu geeignet ist, die beschriebenen Probleme bei Lastwechseln zumindest teilweise zu kompensieren. Wenn das zweite Ausgangssignal bei der Prüfung der Prüfbedingung in Schritt b) als geeignet erkannt worden ist, wird es in Schritt c) nicht weiter beeinflusst. Ist das zweite Ausgangssignal in Schritt b) als ungeeignet erkannt worden, wird es in Schritt c) entsprechend korrigiert, so dass es die Prüfbedingungen in Schritt b) erfüllt. Eine erneute Überprüfung des korrigierten zweiten Ausgangssignals findet normalerweise nicht statt. In einer abgewandelten Ausführungsweise wäre es allerdings auch möglich, das zweite Ausgangssignal nach Schritt c) erneut zu überprüfen. In the following, the individual steps of the method according to the invention will be explained in detail. Steps a) to c) are carried out for each generated second output signal. In step a), the second control unit generates a second output signal from the first output signal. For this purpose, maps stored regularly in the second control unit are used. These maps describe the second output signal as a function of various parameters. The temperature of the internal combustion engine, which can preferably be determined via the cooling water of the internal combustion engine, the pressure in the intake manifold of the internal combustion engine, the pressure in the supply system for the second fuel and / or the lambda value of the exhaust gas of the internal combustion engine are possible parameters of which one or more can be considered in such maps. The second output signal generated in step a) is checked in step b) with a test condition. In the context of the test condition, in particular, it is determined whether the injection quantity predetermined by the second output signal is suitable for at least partially compensating the described problems during load changes. If the second output signal has been identified as suitable in the test condition check in step b), it is not further influenced in step c). If the second output signal in step b) has been identified as unsuitable, it is correspondingly corrected in step c) so that it fulfills the test conditions in step b). A re-examination of the corrected second output signal normally does not take place. In a modified embodiment, however, it would also be possible to recheck the second output signal after step c).
Das erfindungsgemäße Verfahren ist besonders vorteilhaft, wenn der erste Kraftstoff Benzin oder Diesel und das erste Ausgangssignal ein erstes Einspritz Signal ist, und der zweite Kraftstoff LPG (Liquified Petroleum
Gas) und das zweite Ausgangssignal ein zweites Einspritz Signal ist. Die Kraftstoffkombination von Benzin oder Diesel als erstem Kraftstoff und LPG als zweitem Kraftstoff eignet sich besonders gut für das erfindungsgemäße Verfahren. Benzin und Diesel neigen im Gegensatz zu LPG be- sonders dazu, sich an den Wandungen des Ansaugbereiches von Verbrennungskraftmaschinen anzulagern. The inventive method is particularly advantageous when the first fuel is gasoline or diesel and the first output signal is a first injection signal, and the second fuel LPG (Liquified Petroleum Gas) and the second output signal is a second injection signal. The fuel combination of gasoline or diesel as the first fuel and LPG as the second fuel is particularly well suited for the method according to the invention. Petrol and diesel, in contrast to LPG, are particularly prone to accumulate on the walls of the intake area of internal combustion engines.
Alternativ kann bei dem erfindungsgemäßen Verfahren als zweiter Kraftstoff CNG (Compressed Natural Gas) bzw. Erdgas eingesetzt werden. Die Unterschiede zwischen Benzin oder Diesel und CNG sind ausgeprägter als die Unterschiede zwischen Benzin oder Diesel und LPG. Insoweit können die hier vorrangig für LPG beschriebenen Konzepte besonders auch bei CNG Anwendung finden. FEV Motorentechnik GmbHBesonders vorteilhaft ist das erfindungsgemäße Verfahren auch, wenn im Rahmen der Prüfbe- dingung in Schritt b) eine Differenz eines aktuellen zweiten Ausgangs Signals und eines vorhergehenden zweiten Ausgangssignals gebildet wird und geprüft wird, ob der Betrag dieser Differenz kleiner als eine maximale vorbestimmte Differenz ist. Hierzu wird ein vorhergehendes zweites Ausgangssignal in einem Speicher im zweiten Steuergerät hinterlegt. So- mit wird nach Abschluss der Verfahrensschritte a) bis c) das erzeugte zweite Ausgangssignal jeweils abgespeichert im zweiten Steuergerät auf einem Speicherplatz hinterlegt, damit es bei einem erneuten Ablauf der Verfahrensschritte a) bis c) für die Prüfbedingung in Schritt b) zur Verfügung steht. Mit dem zweiten Ausgangssignal ist hier das jeweils aktuell betrachtete zweite Ausgangssignal gemeint. Ein vorhergehendes zweites Ausgangssignal ist das zweite Ausgangssignal, welches zuvor vom zweiten Steuergerät aufgrund eines ersten Ausgangssignals des ersten Steuergerätes generiert wurde. Besonders bevorzugt ist, dass als vorhergehendes zweites Ausgangssignal das unmittelbar vorhergehende zweite Aus- gangssignal verwendet wird. Es ist allerdings auch möglich, dass ein früher ausgegebenes zweites Ausgangssignal verwendet wird. Auch möglich ist, dass das vorhergehende zweite Ausgangssignal das zweite Ausgangssignal ist, welches zuletzt für den konkreten Brennraum der Verbren-
nungskraftmaschine generiert wurde, für den auch das betrachtete zweite Ausgangssignal bestimmt ist. Alternatively, in the method according to the invention CNG (compressed natural gas) or natural gas can be used as the second fuel. The differences between gasoline or diesel and CNG are more pronounced than the differences between gasoline or diesel and LPG. In that regard, the concepts described here primarily for LPG can also be found particularly in CNG application. FEV Motorentechnik GmbH The method according to the invention is also particularly advantageous if, as part of the test condition in step b), a difference of a current second output signal and a preceding second output signal is formed and it is checked whether the magnitude of this difference is less than a maximum predetermined difference is. For this purpose, a preceding second output signal is stored in a memory in the second control unit. After completion of the method steps a) to c), the second output signal stored is stored in the second control unit in a memory location so that it is available for the test condition in step b) in a renewed sequence of method steps a) to c) , The second output signal here means the currently considered second output signal. A preceding second output signal is the second output signal, which was previously generated by the second control device on the basis of a first output signal of the first control device. It is particularly preferred that the immediately preceding second output signal is used as the preceding second output signal. However, it is also possible that a previously output second output signal is used. It is also possible for the preceding second output signal to be the second output signal which was last used for the specific combustion chamber of the combustion chamber. for which the considered second output signal is determined.
Durch die Beschränkung der Differenz zwischen dem aktuellen zweiten Ausgangssignal und dem vorhergehenden zweiten Ausgangssignal wird eine Glättung des Verlaufes der zweiten Ausgangssignale erreicht. Der Rückbezug der Prüfbedingung auf ein vorhergehendes zweites Ausgangssignal wirkt wie ein Dämpfungselement, welches die Übergänge zwischen verschiedenen Lastzuständen der Verbrennungskraftmaschine im Betrieb glättet. Auf diese Art und Weise können die Auswirkungen der unterschiedlichen Neigung der verschiedenen Kraftstoffarten, einen Wandfilm zu bilden, kompensiert werden. Insbesondere kann die gegenüber Benzin oder Diesel geringere Neigung von LPG einen Wandfilm zu bilden, sehr leicht kompensiert werden, ohne dass Berechnungsmodelle, welche die komplexen auftretenden physikalischen Effekte exakt abbilden, im zweiten Steuergerät hinterlegt sein müssen. By limiting the difference between the current second output signal and the previous second output signal, a smoothing of the course of the second output signals is achieved. The reference back of the test condition to a previous second output signal acts as a damping element which smoothes the transitions between different load conditions of the internal combustion engine in operation. In this way, the effects of the different inclinations of the different types of fuel to form a wall film can be compensated. In particular, the lower propensity of LPG to form a wall film compared with gasoline or diesel can be compensated very easily without having to deposit calculation models, which precisely map the complex physical effects occurring, in the second control unit.
Auch besonders vorteilhaft ist das erfindungsgemäße Verfahren, wenn die maximale Differenz als absolute Zeit definiert ist und zwischen 0,5 ms [Millisekunden] und 5 ms, vorzugsweise zwischen 0,5 ms und 1 ms beträgt. Diese Dauer der untersuchten zweiten Ausgangs Signale darf sich mit anderen Worten also jeweils um maximal 1 ms von der Dauer des vorhergehenden zweiten Ausgangssignals unterscheiden. Dies bedeutet beispielsweise, dass sich die absolute Einspritzdauer um nicht mehr als eine Millisekunde ändert, also z. B. von 5 ms auf höchstens 6 ms oder auf mindesten 4 ms. Die zweiten Ausgangssignale des zweiten Steuergerätes sind normalerweise zwischen 3 ms und 15 ms [Millisekunden] lang. Wenn die Dauer eines aktuellen zweiten Ausgangssignals sich von der Dauer des vorhergehenden zweiten Ausgangssignals betragsmäßig nur um eine maximale Differenz von 1 ms [Millisekunde] unterscheiden darf, sind die zweiten Ausgangssignale dazu geeignet, keine zu großen Gemischabweichungen zu erzeugen und somit die beschriebenen Effekte der unter-
schiedlichen Filme auf den Wandungen des Ansaugbereiches der Verbrennungskraftmaschine zumindest teilweise zu kompensieren. The method according to the invention is also particularly advantageous if the maximum difference is defined as absolute time and is between 0.5 ms [milliseconds] and 5 ms, preferably between 0.5 ms and 1 ms. In other words, this duration of the examined second output signals may differ by a maximum of 1 ms from the duration of the preceding second output signal. This means, for example, that the absolute duration of injection does not change by more than a millisecond, ie, for example. From 5 ms to at most 6 ms or at least 4 ms. The second output signals of the second controller are normally between 3 ms and 15 ms [milliseconds] long. If the duration of a current second output signal may vary in magnitude from the duration of the previous second output signal only by a maximum difference of 1 ms [millisecond], the second output signals are suitable not to produce excessive mixture deviations and thus the described effects of - different films on the walls of the intake of the internal combustion engine at least partially compensate.
Auch vorteilhaft ist das erfindungsgemäße Verfahren, wenn die maximale Differenz als Prozentwert ausgehend vom vorhergehenden Ausgangssignal definiert ist und zwischen 8 % und 100 % beträgt. Derart definierte maximale Differenzen zwischen einem aktuellen zweiten Ausgangssignal und dem vorhergehenden zweiten Ausgangssignal führen zu einer expo- nentiellen Glättung der Funktion der zweiten Ausgangssignale. Eine de- rartige exponentielle oder auch relative Glättung der Funktion der zweiten Ausgangssignale ist besonders vorteilhaft, weil so die auftretenden Effekte unterschiedlicher Wandfilme in Abhängigkeit unterschiedlicher Kraftstoffarten auf den Wandungen des Ansaugbereiches besonders gut kompensiert werden. The method according to the invention is also advantageous if the maximum difference is defined as a percentage value starting from the preceding output signal and amounts to between 8% and 100%. Such defined maximum differences between a current second output signal and the previous second output signal result in an exponential smoothing of the function of the second output signals. Such a exponential or even relative smoothing of the function of the second output signals is particularly advantageous, because in this way the occurring effects of different wall films as a function of different types of fuel on the walls of the intake region are compensated particularly well.
Auch besonders vorteilhaft ist das erfindungsgemäße Verfahren, wenn die Prüfbedingung in Abhängigkeit von zumindest Also particularly advantageous is the inventive method, if the test condition as a function of at least
der Relation zum vorhergehenden zweiten Ausgangssignal, einer Drehzahl der Verbrennungskraftmaschine, und the relation to the previous second output signal, a rotational speed of the internal combustion engine, and
- einer an der Verbrennungskraftmaschine bestimmten Temperatur variiert wird. - A temperature determined at the internal combustion engine is varied.
Insbesondere bei als Prozentwert definierten maximalen Differenzen zu dem vorhergehenden zweiten Ausgangssignal ist eine Anpassung der je- weiligen Prozentwerte in Abhängigkeit von einem der angegebenen Parameter möglich. In particular, with maximum differences to the previous second output signal defined as a percentage, it is possible to adapt the respective percentage values as a function of one of the specified parameters.
Bei der Verwertung der Relation kann insbesondere ausgewertet werden, ob ein Anstieg der zugeführten Kraftstoffmenge oder ein Abfall der zuge- führten Kraftstoffmenge vorliegt. Dazu werden das aktuelle zweite Ausgangssignal und das vorhergehende zweite Ausgangssignal verglichen. Wenn das vorhergehende zweite Ausgangssignal größer als das betrachtete aktuelle zweite Ausgangssignal ist, findet gerade ein Abfall der Last
der Verbrennungskraftmaschine statt. Wenn das vorhergehende zweite Ausgangs Signal kleiner als das betrachtete aktuelle zweite Ausgangssignal ist, steigt die Belastung der Verbrennungskraftmaschine gerade an. Ob ein Lastanstieg oder ein Lastabfall vorliegt, kann auch durch eine Auswertung der Relation der ersten Ausgangs Signale festgestellt werden. In the utilization of the relation can be evaluated in particular whether there is an increase in the amount of fuel supplied or a decrease in the amount of fuel supplied. For this purpose, the current second output signal and the previous second output signal are compared. If the previous second output signal is greater than the current second output signal under consideration, then there is a drop in the load the internal combustion engine instead. If the previous second output signal is smaller than the current second output signal considered, the load of the internal combustion engine is just increasing. Whether there is a load increase or a load drop can also be determined by an evaluation of the relation of the first output signals.
Während des Anstieges der Last der Verbrennungskraftmaschine wird beim Betrieb mit einem ersten Kraftstoff der Wandfilm an der Wandung des Ansaugbereiches dicker. Es muss zusätzlicher Kraftstoff zugeführt werden, um trotz dieses Wandfilmaufbaus der Verbrennung ausreichend Kraftstoff zuzuführen. Nimmt die Last der Verbrennungskraftmaschine ab, wird der Wandfilm an der Wandung des Ansaugbereiches dünner. Die eingespritzte Kraftstoffmenge muss reduziert werden, um der Verbrennungskraftmaschine keinen überschüssigen Kraftstoff zuzuführen. Bei unterschiedlichen Kraftstoff arten verhalten sich Wandfilmaufbau und Wandfilmabbau jeweils unterschiedlich. Aus diesem Grunde ist es vorteilhaft, die Strategie zur Kompensation des Aufbaus und des Abbaus des Wandfilmes getrennt voneinander anzupassen. Das erfindungsgemäße Verfahren ist weiterhin vorteilhaft, wenn die Prüfbedingung in Abhängigkeit zumindest von einer Drehzahl der Verbrennungskraftmaschine variiert wird, weil die Wandfilmdicke mit der Drehzahl variiert. Auch vorteilhaft ist es, wenn die erlaubte Differenz in Abhängigkeit zumindest von einer an der Verbrennungskraftmaschine bestimmten Temperatur variiert wird. Die gemessene Temperatur der Verbrennungskraftmaschine steht in einem Zusammenhang zur Temperatur der Wandung des Ansaugbereiches der Verbrennungskraftmaschine. Auch mög- lieh wäre die Temperatur des Ansaugbereiches der Verbrennungskraftmaschine bzw. der Wandung unmittelbar zu bestimmen. Die Temperatur der Wandung des Ansaugbereiches hat einen Einfluss auf die Bildung und
den Abbau des Wandfilmes dort. Dieser Einfluss kann mit Hilfe einer Berücksichtigung der Temperatur als Prüfkriterium berücksichtigt werden. During the increase of the load of the internal combustion engine, when operating with a first fuel, the wall film on the wall of the intake area becomes thicker. Additional fuel must be supplied to provide sufficient fuel for combustion despite this wall film buildup. When the load on the internal combustion engine decreases, the wall film becomes thinner on the wall of the intake area. The amount of fuel injected must be reduced so as not to supply excess fuel to the internal combustion engine. With different types of fuel, wall film build-up and wall film degradation behave differently. For this reason, it is advantageous to adapt the strategy for compensating the construction and the degradation of the wall film separately. The method according to the invention is furthermore advantageous if the test condition is varied as a function of at least one rotational speed of the internal combustion engine because the wall film thickness varies with the rotational speed. It is also advantageous if the permitted difference is varied as a function of at least one temperature determined at the internal combustion engine. The measured temperature of the internal combustion engine is related to the temperature of the wall of the intake of the internal combustion engine. Also possible, the temperature of the intake of the internal combustion engine or the wall would be directly determined. The temperature of the wall of the suction area has an influence on the formation and the removal of the wall film there. This influence can be taken into account by considering the temperature as a test criterion.
Das zweite Steuergerät zur Ausgabe von zweiten Ausgangssignalen zur Steuerung der zweiten Injektoren zur Einspritzung des zweiten Kraftstoffes weist regelmäßig einen (elektrischen) Eingang auf, an welchem ein Temperatur sensor zur Überprüfung der Temperatur der Verbrennungskraftmaschine an den Kühlkreislauf der Verbrennungskraftmaschine oder an den Motorblock der Verbrennungskraftmaschine angeschlossen ist. The second control device for outputting second output signals for controlling the second injectors for injecting the second fuel regularly has an (electrical) input to which a temperature sensor for checking the temperature of the internal combustion engine connected to the cooling circuit of the internal combustion engine or to the engine block of the internal combustion engine is.
Auch vorteilhaft ist das erfindungsgemäße Verfahren, wenn vom zweiten Steuergerät erkannt wird, ob das erste Ausgangs Signal des ersten Steuergerätes eine Nacheinspritzung betrifft und das eine Nacheinspritzung betreffende erste Ausgangssignal vom zweiten Steuergerät abweichend berücksichtigt wird. Nacheinspritzungen erfolgen dann, wenn sich nach Abschluss der Haupteinspritzung die Last bzw. die angesaugte Luftmasse noch wesentlich ändert, und somit zur Erzielung der richtigen Gemischzusammensetzung aus Kraftstoff und Luft weiterer Kraftstoff zugegeben werden muss. Dies geschieht normalerweise noch bevor das Einlassventil schließt. Also advantageous is the method according to the invention, when it is detected by the second control unit, whether the first output signal of the first control device relates to a post-injection and the post-injection related first output signal is taken into account by the second control unit. Subsequent injections take place when, after completion of the main injection, the load or the intake air mass substantially changes, and thus further fuel must be added to achieve the correct mixture composition of fuel and air. This usually happens even before the inlet valve closes.
Die Nacheinspritzungen sollten deswegen im Betrieb des Verfahrens als solche erkannt und besonders berücksichtigt werden bzw. nicht als vorhergehende zweite Ausgangsignale verwendet werden, weil sie von regu- lären Einspritzungen teilweise erheblich abweichen. The post-injections should therefore be recognized as such in the operation of the method and be particularly taken into account or not be used as previous second output signals because they sometimes deviate significantly from regular injections.
Eine Strategie der Berücksichtung der Nacheinspritzung in dem erfindungsgemäßen Verfahren ist, die Nacheinspritzungen nicht zu berücksichtigen. Eine weitere Möglichkeit ist, die Nacheinspritzung derart zur berücksichtigen, dass bei erfolgter Nacheinspritzungen eine Korrektur der im erfindungsgemäßen Verfahren verwendeten maximalen Differenz (absolut oder prozentual) erfolgt. Diese Korrektur der maximalen Differenz kann für eine zeitlich befristete Dauer nach erfolgter Nacheinsprit-
zung aktiv bleiben. Danach kann die maximale Dauer wieder unabhängig von den Nacheinspritzungen gewählt werden. So kann der Beitrag der Nacheinspritzungen zur Bildung des Wandfilmes berücksichtigt werden. Dass eine Nacheinspritzung vorliegt kann beispielsweise durch eine Auswertung der Frequenz der auftretenden ersten Einspritz Signale und/oder zweiten Einspritzsignale erkannt werden. Aufgrund der Drehzahl der Verbrennungskraftmaschine treten reguläre Einspritzungen immer in einer Frequenz auf, die sich (nur) proportional zur Drehzahl der Verbren- nungskraftmaschine ändert. Nacheinspritzungen sind demnach identifizierbar, weil sie unerwartet zwischen den regulären Einspritzungen auftreten. One strategy of considering the post-injection in the method according to the invention is not to consider the post-injections. Another possibility is to consider the post-injection in such a way that, when post-injections have taken place, the maximum difference (absolute or percentage) used in the method according to the invention is corrected. This correction of the maximum difference may be made for a limited period after the post-injection stay active. Thereafter, the maximum duration can again be selected independently of the post-injections. Thus, the contribution of the post-injections to the formation of the wall film can be taken into account. That a post-injection is present, for example, be detected by an evaluation of the frequency of the occurring first injection signals and / or second injection signals. Due to the speed of the internal combustion engine, regular injections always occur at a frequency which changes (only) in proportion to the rotational speed of the internal combustion engine. Post-injections are therefore identifiable because they occur unexpectedly between the regular injections.
Auch erfindungsgemäß ist ein Einspritz System aufweisend ein zweites Steuergerät und zweite Injektoren, wobei die zweiten Injektoren über Signalleitungen mit dem zweiten Steuergerät verbunden sind und das zweite Steuergerät für die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens eingerichtet ist. Ein derartiges Einspritz System kann als Nachrüstsystem für Kraftfahrzeuge zum Betrieb mit einer zusätzlichen Kraftstoffart ein- gesetzt werden. Zusätzlich wird ein Tank und ein Zuleitungssystem für den zusätzlichen Kraftstoff benötigt. Das zweite Steuergerät des Einspritzsystems kann elektrische Eingänge zum Anschluss von Verbindungsleitungen zur Motorsteuerung bzw. zu einem weiteren Steuergerät aufweisen, welches die Versorgung des Kraftfahrzeuges mit einem ersten Kraftstoff ermöglicht. Zusätzlich kann es auch elektrische Ausgangsleitungen aufweisen, an welche die ersten Injektoren angeschlossen werden. Die ersten Ausgangssignale zur Steuerung der Zugabe des ersten Kraftstoffes können so zu den ersten Injektoren geleitet werden, ohne durch das zweite Steuergerät beeinflusst zu werden. So kann auch die Umschal- tung zwischen dem Betrieb mit erstem Kraftstoff und dem Betrieb mit zweitem Kraftstoff im zweiten Steuergerät erfolgen. Alternativ kann auch eine separate Umschaltbox vorgesehen sein, die die Aktivierung des zweiten Steuergerätes der zweiten Injektoren sowie die Deaktivierung der ers-
ten Injektoren übernimmt. Die zweite Steuerung kann insbesondere mit einer Software ausgestattet sein, die das erfindungsgemäße Verfahren abbildet und automatisch durchführen lässt. Weiterhin erfindungsgemäß ist auch ein Kraftfahrzeug mit einer Verbrennungskraftmaschine aufweisend ein erstes Steuergerät, erste Injektoren und ein erfindungsgemäßes Einspritzsystem, wobei das Kraftfahrzeug zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens eingerichtet ist. Die besonderen Vorteile und Ausgestaltungen, welche für das erfindungsgemäße Verfahren beschrieben sind, sind in analoger Weise für das erfindungsgemäße Einspritzsystem sowie für die erfindungsgemäßen Kraftfahrzeuge gültig und anwendbar. Das gleiche gilt für die mit besonderem Bezug auf das erfindungsgemäße Einspritz System und das erfin- dungsgemäße Kraftfahrzeug geschilderten Vorteile und Eigenschaften, welche auf das erfindungsgemäße Verfahren analog anwendbar und übertragbar sind. Also according to the invention is an injection system comprising a second control device and second injectors, wherein the second injectors are connected via signal lines to the second control device and the second control device is set up for carrying out the method according to the invention. Such an injection system can be used as a retrofit system for motor vehicles for operation with an additional fuel. In addition, a tank and a supply system for the additional fuel is needed. The second control unit of the injection system may have electrical inputs for connecting connecting lines to the engine control or to a further control unit, which enables the supply of the motor vehicle with a first fuel. In addition, it may also have electrical output lines to which the first injectors are connected. The first outputs for controlling the addition of the first fuel may thus be directed to the first injectors without being influenced by the second controller. Thus, the switching between the operation with the first fuel and the operation with the second fuel in the second control unit can also take place. Alternatively, it is also possible to provide a separate switching box, which controls the activation of the second control unit of the second injectors and the deactivation of the first th injectors takes over. In particular, the second controller can be equipped with software that maps the method according to the invention and allows it to be carried out automatically. Furthermore, according to the invention, a motor vehicle with an internal combustion engine also has a first control unit, first injectors and an injection system according to the invention, the motor vehicle being set up to carry out the method according to the invention. The particular advantages and refinements which are described for the method according to the invention are valid and applicable analogously for the injection system according to the invention and for the motor vehicles according to the invention. The same applies to the advantages and properties described with particular reference to the injection system according to the invention and the motor vehicle according to the invention, which are analogously applicable and transferable to the method according to the invention.
Die Erfindung sowie das technische Umfeld werden nachfolgend anhand der Figuren näher erläutert. Die Figuren zeigen besonders bevorzugte Ausführungsbeispiele, auf die die Erfindung jedoch nicht begrenzt ist. Insbesondere ist darauf hinzuweisen, dass die Figuren und insbesondere die dargestellten Größenverhältnisse nur schematisch sind. Es zeigen: Fig. 1: ein Kraftfahrzeug, welches zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens eingerichtet ist, The invention and the technical environment will be explained in more detail with reference to FIGS. The figures show particularly preferred embodiments, to which the invention is not limited. In particular, it should be noted that the figures and in particular the illustrated proportions are only schematic. 1 shows a motor vehicle which is set up to carry out the method according to the invention,
Fig. 2: ein Diagramm, welches den Einfluss des Wandfilmes ohne erfindungsgemäßes Verfahren zeigt, und 2 shows a diagram showing the influence of the wall film without inventive method, and
Fig. 3: einen beispielhaften Verlauf zweiter Ausgangssignale, die mit dem erfindungsgemäßen Verfahren generiert sind.
Fig. 1 zeigt ein Kraftfahrzeug 1 mit einer Verbrennungskraftmaschine 2, welches zum Betrieb mit wahlweise einem ersten Kraftstoff oder einem zweiten Kraftstoff eingerichtet ist. In Fig. 1 ist nur ein Brennraum 11 der Verbrennungskraftmaschine 2 dargestellt. Der Brennraum 11 wird über die Ansaugleitung 8 mit Luft und mit Kraftstoff versorgt. Abgase gelangen aus dem Brennraum 11 über den Abgaskrümmer 9 hinaus. Darüber hinaus existiert am Brennraum 11 eine Zündkerze 18 zur Zündung des im Betrieb der Verbrennungskraftmaschine 2 im Brennraum 11 vorliegenden zündbaren Gemisches. Die Ansaugleitung 8 kann gegenüber dem Brennraum 11 mit einem Ventil 10 verschlossen werden. Genauso kann der Abgaskrümmer 9 gegenüber dem Brennraum 11 mit einem Ventil 10 verschlossen werden. 3 shows an exemplary course of second output signals which are generated by the method according to the invention. Fig. 1 shows a motor vehicle 1 with an internal combustion engine 2, which is adapted for operation with either a first fuel or a second fuel. In Fig. 1, only one combustion chamber 11 of the internal combustion engine 2 is shown. The combustion chamber 11 is supplied via the intake passage 8 with air and fuel. Exhaust gases pass out of the combustion chamber 11 beyond the exhaust manifold 9. In addition, there is a spark plug 18 on the combustion chamber 11 for igniting the ignitable mixture present in the combustion chamber 11 during operation of the internal combustion engine 2. The intake pipe 8 can be closed with respect to the combustion chamber 11 with a valve 10. Likewise, the exhaust manifold 9 can be closed with respect to the combustion chamber 11 with a valve 10.
Im Betrieb mit erstem Kraftstoff wird die Verbrennungskraftmaschine 2 vom ersten Steuergerät 5 gesteuert. Das erste Steuergerät 5 ist dabei insbesondere die Motorsteuerung des Kraftfahrzeuges 1. Ein erster Kraftstoff gelangt dann über einen ersten Injektor 3 in die Ansaugleitung 8 der Verbrennungskraftmaschine 2. Es ist jeweils ein erster Injektor 3 für jeden Brennraum 11 vorgesehen. Die Ansaugleitung 8 weist eine Wandung 35 auf. Während des Betriebes der Verbrennungskraftmaschine 2 mit erstem Kraftstoff bildet sich auf der Wandung 35 ein Film aus erstem Kraftstoff. During operation with the first fuel, the internal combustion engine 2 is controlled by the first control unit 5. The first control unit 5 is in particular the engine control of the motor vehicle 1. A first fuel then passes through a first injector 3 in the intake manifold 8 of the internal combustion engine 2. It is provided in each case a first injector 3 for each combustion chamber 11. The intake pipe 8 has a wall 35. During operation of the internal combustion engine 2 with the first fuel, a film of first fuel forms on the wall 35.
Soll das Kraftfahrzeug 1 mit zweitem Kraftstoff betrieben werden, erfolgt über den Umschalter 7 eine Umschaltung auf den zweiten Kraftstoff. Der Umschalter 7 ist in der Fig. 1 derart eingestellt, dass eine Kraftstoffversorgung mit zweitem Kraftstoff erfolgt und die Kraftstoffversorgung der Verbrennungskraftmaschine 2 mit erstem Kraftstoff unterbrochen ist. Die Kraftstoffversorgung mit zweitem Kraftstoff wird also gemäß Fig. 1 vom zweiten Steuergerät 6 gesteuert, welches wiederum vom ersten Steuergerät 5 gesteuert wird. Für das zweite Steuergerät 6 und den Umschalter 7 wurde hier eine vereinfachte Darstellung gewählt. Das zweite Steuergerät 6 und der Umschalter 7 können auch in einem Bauteil miteinander integ-
riert vorliegen. Insbesondere ist es auch möglich, dass Signale vom ersten Steuergerät 5 an den ersten Injektor 3 auch das zweite Steuergerät 6 (wahlweise) passieren. Das zweite Steuergerät 6 kann zur Steuerung der Einspritzung des zweiten Kraftstoffes unterschiedliche Signale empfangen. Beispielsweise ist ein Lambda-Eingang 13 vorgesehen, über welchen ein Lambda-Wert des nicht dargestellten Abgassystems der Verbrennungskraftmaschine 2 in das zweite Steuergerät 6 gelangen kann. Der Temperatursensor 21 ermit- telt die Kühlwassertemperatur der Verbrennungskraftmaschine 2 im Kühlkreislauf 12 der Verbrennungskraftmaschine 2. Auch das Signal dieses Temperatursensors 21 kann vom zweiten Steuergerät 6 verwertet werden. Das zweite Steuergerät berechnet aus dem Signal, welches es vom ersten Steuergerät 5 erhält und welches eigentlich zur Steuerung des ersten Injektors 3 gedacht ist in Kombination mit den weiteren dem zweiten Steuergerät 6 zur Verfügung stehenden Signalen, ein Signal für den zweiten Injektor 4, welcher den zweiten Kraftstoff in die Ansaugleitung 8 der Verbrennungskraftmaschine 2 einspritzt. Das Signal erreicht den zweiten Injektor 4 über die Signalleitung 36. Bevorzugt ist jeweils ein zweiter Injektor 4 pro Brennraum 11 vorgesehen. If the motor vehicle 1 is to be operated with the second fuel, a changeover to the second fuel occurs via the changeover switch 7. The changeover switch 7 is set in Fig. 1 such that a fuel supply with second fuel takes place and the fuel supply of the internal combustion engine 2 is interrupted with the first fuel. The fuel supply with the second fuel is thus controlled as shown in FIG. 1 by the second control unit 6, which in turn is controlled by the first control unit 5. For the second control unit 6 and the switch 7 a simplified representation was chosen here. The second control unit 6 and the changeover switch 7 can also be integrated with one another in one component. available. In particular, it is also possible that signals from the first control unit 5 to the first injector 3 and the second control unit 6 (optionally) happen. The second control unit 6 can receive different signals for controlling the injection of the second fuel. For example, a lambda input 13 is provided, via which a lambda value of the exhaust system, not shown, of the internal combustion engine 2 can reach the second control unit 6. The temperature sensor 21 determines the cooling water temperature of the internal combustion engine 2 in the cooling circuit 12 of the internal combustion engine 2. The signal of this temperature sensor 21 can also be utilized by the second control unit 6. The second control unit calculates from the signal which it receives from the first control unit 5 and which is actually intended to control the first injector 3 in combination with the other signals available to the second control unit 6, a signal for the second injector 4, which the injects second fuel into the intake pipe 8 of the internal combustion engine 2. The signal reaches the second injector 4 via the signal line 36. Preferably, in each case a second injector 4 per combustion chamber 11 is provided.
Der zweite Injektor 4 erhält den zweiten Kraftstoff aus dem Tank 16. Der zweite Kraftstoff wird aus dem Tank 16 heraus mit der Pumpe 17 gefördert und gelangt über die Zulauf leitung 14 zum zweiten Injektor 4. Zu- sätzlich zur Zulaufleitung 14 existiert vom zweiten Injektor 4 zurück zum Tank 16 eine Rücklauf leitung 15, durch welche überschüssiges LPG vom Injektor 4 zurück in den Tank 16 gefördert wird. In der Rücklaufleitung 15 ist ein Drucksensor 20 vorgesehen. Das Signal des Drucksensors 20 gelangt ebenfalls zum zweiten Steuergerät 6 und wird in diesem zur Berechnung des Einspritz Signals für den zweiten Injektor 4 mit verwertet. Insbesondere ist die Rücklaufleitung 15 auch dazu gedacht, durch Erwärmung und unzureichenden Druck in der Zulaufleitung 14 gasförmig gewordenes LPG vom zweiten Injektor 4 zurück in den Tank 16 zu för-
dem - es soll nämlich erreicht werden, dass (nur) flüssiges LPG über die zweiten Injektoren 4 abgegeben wird. Während des Betriebes mit LPG bildet sich auf der Wandung 35 der Ansaugleitung 8 der Verbrennungskraftmaschine 2 kein bzw. nur ein geringer Wandfilm. The second injector 4 receives the second fuel from the tank 16. The second fuel is pumped out of the tank 16 with the pump 17 and passes through the inlet line 14 to the second injector 4. In addition to the feed line 14 exists from the second injector. 4 back to the tank 16, a return line 15 through which excess LPG is conveyed from the injector 4 back into the tank 16. In the return line 15, a pressure sensor 20 is provided. The signal of the pressure sensor 20 also passes to the second control unit 6 and is used in this for calculating the injection signal for the second injector 4 with. In particular, the return line 15 is also intended, by heating and insufficient pressure in the supply line 14, to produce gaseous LPG from the second injector 4 back into the tank 16. namely, it is to be achieved that (only) liquid LPG is discharged via the second injectors 4. During operation with LPG forms on the wall 35 of the intake manifold 8 of the internal combustion engine 2 no or only a small wall film.
In der Rücklaufleitung 15 existiert zudem ein Druckregler 19, mit welchem der Druck des LPG in der Zulaufleitung 14 und insbesondere vor dem zweiten Injektor 4 eingestellt werden kann. Der zweite Injektor 4, die Signalleitungen 36 und das zweite Steuergerät 6 bilden zusammen einen Bausatz für ein nachrüstbares Einspritzsystem 22. In the return line 15 also exists a pressure regulator 19, with which the pressure of the LPG in the supply line 14 and in particular in front of the second injector 4 can be adjusted. The second injector 4, the signal lines 36 and the second control unit 6 together form a kit for a retrofittable injection system 22.
Fig. 2 zeigt in einem schematischen Diagramm, wie sich Drehzahl 28 und Lambda-Wert 27 bei einem Kraftfahrzeug, welches mit LPG betrieben wird und welches ursprünglich für den Einsatz mit Benzin konstruiert wurde, in Abhängigkeit von der Gaspedalstellung 29 entwickeln können, wenn das erfindungsgemäße Verfahren nicht eingesetzt wird. Die verschiedenen Signale sind auf der Signalachse 25 über die Zeitachse 26 aufgetragen. Der Signalverlauf der Gaspedalstellung 29 ist (von links nach rechts folgend) zunächst auf geringe Last eingestellt, dann folgt ein plötzlicher Lastanstieg. Anschließend wird das Gaspedal zurück auf die ursprüngliche Stellung bewegt. Hier werden Beginn und Ende einer Beschleunigungsphase eines Kraftfahrzeuges gezeigt. Aufgrund des raschen Lastanstiegs fällt der Lambda-Wert 27 ab und es entsteht ein Lambda- Ausflug 23 (negativer Peak), wo der Lambda-Wert 27 typischerweise deutlich unter den Wert 1 absinkt. Dies liegt daran, dass sich das zugeführte LPG nicht wie Benzin an den Wandungen des Ansaugbereiches der Verbrennungskraftmaschine anlagert und direkt in den Brennraum der Verbrennungskraftmaschine gelangt. Das Kraftstoff-Luft-Gemisch wird fett. Die Verbrennungskraftmaschine verbrennt den zugeführten Kraftstoff nicht stö- chiometrisch. Beim Lastabfall entsteht ebenfalls ein Lambda- Ausflug 23 (positiver Peak). Hier steigt der Lambda-Wert 27 im Abgassystem der Verbrennungskraftmaschine plötzlich stark an. Das geschieht, weil die Verbrennungskraftmaschine bei Betrieb mit LPG beim Lastabfall keinen
Kraftstoff aus dem Abbau des Wandfilmes im Ansaugbereich der Verbrennungskraftmaschine erhält, so dass der im Brennraum verfügbare Kraftstoff zu gering ist und das Kraftstoff-Luft-Gemisch mager wird. Die Verbrennungskraftmaschine erhält für die vollständige Verbrennung des ihr zur Verfügung stehenden Sauerstoffes nicht genug Kraftstoff und ein Sauer stoff über schuss gelangt ins Abgassystem der Verbrennungskraftmaschine. Aufgrund der Gaspedalstellung 29 wird auch die Drehzahl 28 des Kraftfahrzeuges beeinflusst. Während der Beschleunigungsphase steigt die Drehzahl 28 deutlich an. In den Bereichen der Lastwechsel und der Lambda- Ausflüge 23 sind Drehzahlschwankungen 24 zu sehen. Aufgrund der Lambda- Ausflüge 23 arbeitet die Verbrennungskraftmaschine nicht im Bereich besonders gut zündfähiger Kraftstoff -Luftgemische, welche typischerweise bei einem Lambda-Wert 27 zwischen 0,8 und 1,2 liegen. Aus diesem Grunde erzeugt die Verbrennungskraftmaschine in die- sen Bereichen schwankende Drehmomente, welche die Störungen im Drehzahlsignal erzeugen. Es kann dazu kommen, dass in dem Brennraum der Verbrennungskraftmaschine kein zündbares Gemisch vorliegt. In diesem Fall finden Zündaussetzer statt, welche lediglich durch die Schwungmasse der Verbrennungskraftmaschine und des Kraftfahrzeuges kompensiert werden. Solche Drehmoment- und Drehzahlschwankungen 24 werden im Fahrbetrieb vom Kraftfahrzeugfahrer als unangenehm und störend empfunden. Es ist Ziel des erfindungsgemäßen Verfahrens, die Zufuhr von zweiten Kraftstoff bzw. LPG zur Ansaugleitung bzw. zur Verbrennungskraftmaschine so zu beeinflussen, dass der Lambda-Wert 27, welcher im Abgassystem der Verbrennungskraftmaschine gemessen wird, nicht aus einem Bereich zwischen 0,8 und 1,2 hinausläuft. Folglich werden die Lambda- Ausflüge 23 mit der Erfindung deutlich reduziert oder sogar vermieden. Fig. 3 zeigt beispielhaft verschiedene Ausgangssignale zur Steuerung von Injektoren zur Zufuhr von Kraftstoff zu einer Verbrennungskraftmaschine, welche auf der Signalachse 25 über die Zeitachse 26 aufgetragen sind. Das Benzin-Einspritzsignal 30, welches im erfindungsgemäßen Verfahren
das erste Ausgangssignal des ersten Steuergerätes ist, verläuft zunächst konstant, fällt dann stark ab, um nach einer niedrigen Phase wiederum stark anzusteigen, etwas überzuschwingen und auf den Ausgangswert zurückzugelangen. Das Benzin- Einspritz Signal 30 ist als durchgezogene Linie gezeichnet. Es handelt sich bei dieser Linie jeweils um Mittelwerte. In Wirklichkeit handelt es sich um eine Reihe einzelner pulsförmiger Signale. Auf der Signalachse 25 sind jeweils die Dauern der einzelnen Pulse des Benzin-Einspritzsignals 30 aufgetragen. Weiterhin ist in Fig. 3 ein absolut bzw. linear begrenztes LPG-Einspritzsignal 31 (gepunktete Linie) und ein prozentual begrenztes LPG-Einspritzsignal 32 (gestrichelte Linie) aufgetragen. Das absolut begrenzte LPG-Einspritzsignal 31 ist im Bereich von Lastwechseln jeweils mit Hilfe einer als absolute Zeit definierten maximalen Differenz geglättet, während das prozentual begrenzte LPG- Einspritz Signal 32 in Bereichen von Lastwechseln mit Hilfe einer als Pro- zentwert definierten maximalen Differenz exponentiell geglättet ist. Mit dem prozentual begrenzten LPG-Einspritz Signal 32 kann eine bessere Anpassung der zweiten Dauern 34 der LPG-Einspritz Signale 31, 32 an die unterschiedlichen Neigungen zur Wandfilmbildung der unterschiedlichen Kraftstoffarten erreicht werden. Die LPG-Einspritzsignale 31, 32 können eine zweite Dauer 34 aufweisen, welche von einer ersten Dauer 33 der Benzin-Einspritzsignale 30 zum selben Zeitpunkt abweicht. Fig. 2 shows in a schematic diagram how speed 28 and lambda value 27 in a motor vehicle which is operated with LPG and which was originally designed for use with gasoline, depending on the accelerator pedal position 29 can develop when the inventive Procedure is not used. The various signals are plotted on the signal axis 25 over the time axis 26. The signal curve of the accelerator pedal position 29 is set (following from left to right) initially to low load, then follows a sudden load increase. Subsequently, the accelerator pedal is moved back to the original position. Here the beginning and end of an acceleration phase of a motor vehicle are shown. Owing to the rapid increase in load, the lambda value 27 drops and a lambda excursion 23 (negative peak) results, where the lambda value 27 typically falls well below the value 1. This is because the supplied LPG does not accumulate like gasoline on the walls of the intake of the internal combustion engine and passes directly into the combustion chamber of the internal combustion engine. The fuel-air mixture gets rich. The internal combustion engine does not burn the supplied fuel stoichiometrically. When load is also a Lambda excursion 23 (positive peak). Here, the lambda value 27 suddenly rises sharply in the exhaust system of the internal combustion engine. This happens because the internal combustion engine when operating with LPG at the load drop no Receives fuel from the degradation of the wall film in the intake of the internal combustion engine, so that the available fuel in the combustion chamber is too low and the fuel-air mixture is lean. The internal combustion engine does not receive enough fuel for the complete combustion of its available oxygen and an oxygen over shot enters the exhaust system of the internal combustion engine. Due to the accelerator pedal position 29 and the rotational speed 28 of the motor vehicle is influenced. During the acceleration phase, the speed 28 increases significantly. In the areas of load changes and lambda excursions 23 speed fluctuations 24 can be seen. Due to the Lambda excursions 23, the internal combustion engine does not operate in the range of particularly good ignitable fuel-air mixtures, which are typically at a lambda value 27 between 0.8 and 1.2. For this reason, the internal combustion engine generates fluctuating torques in these regions, which generate the disturbances in the rotational speed signal. It may happen that there is no ignitable mixture in the combustion chamber of the internal combustion engine. In this case misfire take place, which are compensated only by the flywheel of the internal combustion engine and the motor vehicle. Such torque and speed fluctuations 24 are perceived by the motor vehicle driver as unpleasant and disturbing while driving. It is the aim of the method according to the invention to influence the supply of second fuel or LPG to the intake line or to the internal combustion engine such that the lambda value 27, which is measured in the exhaust system of the internal combustion engine, does not fall within a range between 0.8 and 1 2 results. Consequently, the lambda excursions 23 are significantly reduced or even avoided with the invention. FIG. 3 shows by way of example various output signals for controlling injectors for supplying fuel to an internal combustion engine, which are plotted on the signal axis 25 over the time axis 26. The gasoline injection signal 30, which in the process according to the invention the first output signal of the first control unit is initially constant, then drops sharply, in order to increase again after a low phase again, something überzuschwingen and return to the initial value. The gasoline injection signal 30 is drawn as a solid line. Each line is averages. In fact, it is a series of individual pulsed signals. On the signal axis 25, the durations of the individual pulses of the gasoline injection signal 30 are respectively plotted. Furthermore, in FIG. 3 an absolutely or linearly limited LPG injection signal 31 (dotted line) and a percentage-limited LPG injection signal 32 (dashed line) are plotted. The absolutely limited LPG injection signal 31 is smoothed in the region of load changes in each case with the aid of a maximum difference defined as absolute time, while the percentage limited LPG injection signal 32 is exponentially smoothed in areas of load changes with the aid of a maximum difference defined as a percentage value , With the LPG injection limited signal 32, a better fit of the second durations 34 of the LPG injection signals 31, 32 to the different slopes for wall filming of the different fuel types can be achieved. The LPG injection signals 31, 32 may have a second duration 34 that deviates from a first duration 33 of the gasoline injection signals 30 at the same time.
Das erfindungsgemäße Verfahren ist besonders für Kraftfahrzeuge geeignet, welche mit einem System zum Betrieb mit einer zusätzlichen Kraft- stoffart nachgerüstet sind. Bei derartigen Nachrüstsystemen ist häufig kein Einfluss des Nachrüstsystems auf die Motorsteuerung des Kraftfahrzeuges möglich. Aus diesem Grund muss das Steuergerät des Nachrüst- satzes für den zusätzlichen Kraftstoff geeignete Einspritz Signale nur auf Grundlage der zur Verfügung stehenden Informationen generieren. Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht dies in besonders vorteilhafter Weise, so dass ein komfortabler Fahrbetrieb und geringe Emissionen des Kraftfahrzeuges beim Betrieb mit dem zusätzlichen Kraftstoff möglich sind.
Bezugszeichenliste The inventive method is particularly suitable for motor vehicles, which are retrofitted with a system for operation with an additional type of fuel. In such retrofit systems often no influence of the retrofit system on the engine control of the motor vehicle is possible. For this reason, the retrofit kit control unit must generate appropriate injection signals based only on the information available. The method according to the invention makes this possible in a particularly advantageous manner, so that a comfortable driving operation and low emissions of the motor vehicle during operation with the additional fuel are possible. LIST OF REFERENCE NUMBERS
1 Kraftfahrzeug 1 motor vehicle
2 Verbrennungskraftmaschine 2 internal combustion engine
3 erster Injektor 3 first injector
4 zweiter Injektor 4 second injector
5 erstes Steuergerät 5 first control unit
6 zweites Steuergerät 6 second control unit
7 Umschalter 7 switches
8 Ansaugleitung 8 suction line
9 Abgaskrümmer 9 exhaust manifold
10 Ventil 10 valve
11 Brennraum 11 combustion chamber
12 Kühlkreislauf 12 cooling circuit
13 Lambda-Eingang 13 lambda input
14 Zulaufleitung 14 supply line
15 Rücklaufleitung 15 return line
16 Tank 16 tank
17 Pumpe 17 pump
18 Zündkerze 18 spark plug
19 Druckregler 19 pressure regulator
20 Drucksensor 20 pressure sensor
21 Temp eratur sensor 21 temperature sensor
22 Einspritz System 22 injection system
23 Lambda-Ausflug 23 Lambda excursion
24 Drehzahlschwankung 24 speed fluctuation
25 Signalachse 25 signal axis
26 Zeitachse 26 timeline
27 Lambda-Wert 27 lambda value
28 Drehzahl 28 speed
29 Gaspedalstellung 29 accelerator pedal position
30 Benzin-Einspritzsignal
absolutes begrenztes LPG-Einspritzsignal prozentual begrenztes LPG-Einspritzsignal erste Dauer 30 gasoline injection signal absolute limited LPG injection signal percentage limited LPG injection signal first duration
zweite Dauer second duration
Wandung wall
Signalleitung
signal line
Claims
Verfahren zum Betrieb eines Einspritz System (22) zur Kraftstoffver¬ sorgung einer mit mehreren Kraftstoffarten betreibbaren Verbrennungskraftmaschine (2), wobei ein erstes Steuergerät (5) zur Steuerung der Zufuhr eines ersten Kraftstoffes und ein zweites Steuergerät (6) zur Steuerung der Zufuhr eines zweiten Kraftstoffes verwendet werden und das erste Steuergerät (5) erste Ausgangssignale zur Steuerung von ersten Injektoren (3) für den ersten Kraftstoff und das zweite Steuergerät (6) zweite Ausgangssignale zur Steuerung zweiter Injektoren (4) für den zweiten Kraftstoff generiert, wobei jeweils folgende Schritte ablaufen: Method for operating an injection system (22) for Kraftstoffver¬ Supply of a multi-fuel operable internal combustion engine (2), wherein a first control device (5) for controlling the supply of a first fuel and a second control device (6) are used to control the supply of a second fuel and the first control device (5) first output signals for the control of first injectors (3) for the first fuel and the second control device (6) generates second output signals for controlling second injectors (4) for the second fuel, wherein in each case the following steps take place:
a) Generieren eines zweiten Ausgangs Signals aus einem ersten Ausgangs Signal; a) generating a second output signal from a first output signal;
b) Prüfen des zweiten Ausgangssignals mit einer Prüfbedingung; c) Korrigieren des zweiten Ausgangssignals, wenn die Prüfbedingung nicht erfüllt ist. b) testing the second output signal with a test condition; c) correcting the second output signal if the test condition is not met.
Verfahren nach Patentanspruch 1, wobei der erste Kraftstoff Benzin oder Diesel und das erste Ausgangssignal ein erstes Einspritzsignal (30) ist, und der zweite Kraftstoff LPG (Liquified Petroleum Gas) oder CNG (Compressed Natural Gas) und das zweite Ausgangssignal ein zweites Einspritz Signal (31, 32) ist. Method according to claim 1, wherein the first fuel is gasoline or diesel and the first output signal is a first injection signal (30), and the second fuel LPG (compressed petroleum gas) or CNG (compressed natural gas) and the second output signal a second injection signal ( 31, 32).
Verfahren nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, wobei im Rahmen der Prüfbedingung in Schritt b) eine Differenz eines aktuellen zweiten Ausgangssignals und eines vorhergehenden zweiten Ausgangssignals gebildet wird und geprüft wird, ob der Betrag dieser Differenz kleiner als eine maximale vorbestimmte Differenz ist. Method according to one of the preceding claims, wherein a difference of a current second output signal and a preceding second output signal is formed as part of the test condition in step b) and it is checked whether the amount of this difference is smaller than a maximum predetermined difference.
Verfahren nach Patentanspruch 3, wobei die maximale Differenz als absolute Zeit definiert ist und zwischen 0,5 ms und 5 ms beträgt. Method according to claim 3, wherein the maximum difference is defined as absolute time and between 0.5 ms and 5 ms.
5. Verfahren nach Patentanspruch 3 oder 4, wobei die maximale Differenz als Prozentwert ausgehend vom vorhergehenden Ausgangssignal definiert ist und zwischen 8 % und 100 % beträgt. 5. The method according to claim 3 or 4, wherein the maximum difference is defined as a percentage from the previous output signal and is between 8% and 100%.
6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, wobei die Prüfbedingung in Abhängigkeit von der Relation zum vorhergehenden zweiten Ausgangssignal variiert wird. 6. The method according to any one of the preceding claims, wherein the test condition is varied in dependence on the relation to the previous second output signal.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, wobei die Prüfbedingung in Abhängigkeit zumindest einer Drehzahl der Verbrennungskraftmaschine (2) oder einer an der Verbrennungskraftmaschine (2) bestimmten Temperatur variiert wird. Method according to one of the preceding claims, wherein the test condition is varied in dependence on at least one rotational speed of the internal combustion engine (2) or a temperature determined at the internal combustion engine (2).
Verfahren nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, wobei vom zweiten Steuergerät (6) erkannt wird, wenn das erste Ausgangssignal des ersten Steuergerätes (5) eine Nacheinspritzung betrifft und das eine Nacheinspritzung betreffende erstes Ausgangssignal vom zweiten Steuergerät abweichend berücksichtigt wird. Method according to one of the preceding claims, wherein the second control unit (6) detects when the first output signal of the first control device (5) relates to post-injection and the first output signal concerning a post-injection is deviated from the second control device.
Einspritzsystem (22) aufweisend ein zweites Steuergerät (6) und zweite Injektoren (4), wobei die zweiten Injektoren (4) über Signalleitungen (36) mit dem zweiten Steuergerät (6) verbunden sind und das zweite Steuergerät (6) zur Durchführung eines Verfahrens gemäß einem der vorhergehenden Patentansprüche eingerichtet ist. Injection system (22) comprising a second control device (6) and second injectors (4), wherein the second injectors (4) via signal lines (36) to the second control device (6) are connected and the second control device (6) for performing a method is arranged according to one of the preceding claims.
Kraftfahrzeug (1) mit einer Verbrennungskraftmaschine (2) aufweisend ein erstes Steuergerät (5), erste Injektoren und ein Einspritzsystem (22) gemäß Patentanspruch 8, wobei das Kraftfahrzeug (1) zur Durchführung eines Verfahrens gemäß einem der Patentansprüche 1 bis 8 eingerichtet ist. Motor vehicle (1) with an internal combustion engine (2) comprising a first control device (5), first injectors and an injection system (22) according to claim 8, wherein the motor vehicle (1) is adapted to carry out a method according to one of the claims 1 to 8.
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