[go: up one dir, main page]

SE533907C2 - Förfarande för klassificering av bränslen i direktinsprutade förbränningsmotorer - Google Patents

Förfarande för klassificering av bränslen i direktinsprutade förbränningsmotorer Download PDF

Info

Publication number
SE533907C2
SE533907C2 SE0802206A SE0802206A SE533907C2 SE 533907 C2 SE533907 C2 SE 533907C2 SE 0802206 A SE0802206 A SE 0802206A SE 0802206 A SE0802206 A SE 0802206A SE 533907 C2 SE533907 C2 SE 533907C2
Authority
SE
Sweden
Prior art keywords
fuel
engine
fuels
characteristic
internal combustion
Prior art date
Application number
SE0802206A
Other languages
English (en)
Other versions
SE0802206L (sv
Inventor
Stefan Zimmermann
Original Assignee
Bosch Gmbh Robert
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Bosch Gmbh Robert filed Critical Bosch Gmbh Robert
Publication of SE0802206L publication Critical patent/SE0802206L/sv
Publication of SE533907C2 publication Critical patent/SE533907C2/sv

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01MTESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01M15/00Testing of engines
    • G01M15/04Testing internal-combustion engines
    • G01M15/10Testing internal-combustion engines by monitoring exhaust gases or combustion flame
    • G01M15/102Testing internal-combustion engines by monitoring exhaust gases or combustion flame by monitoring exhaust gases
    • G01M15/104Testing internal-combustion engines by monitoring exhaust gases or combustion flame by monitoring exhaust gases using oxygen or lambda-sensors
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D19/00Controlling engines characterised by their use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures
    • F02D19/06Controlling engines characterised by their use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures peculiar to engines working with pluralities of fuels, e.g. alternatively with light and heavy fuel oil, other than engines indifferent to the fuel consumed
    • F02D19/0639Controlling engines characterised by their use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures peculiar to engines working with pluralities of fuels, e.g. alternatively with light and heavy fuel oil, other than engines indifferent to the fuel consumed characterised by the type of fuels
    • F02D19/0649Liquid fuels having different boiling temperatures, volatilities, densities, viscosities, cetane or octane numbers
    • F02D19/0652Biofuels, e.g. plant oils
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D19/00Controlling engines characterised by their use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures
    • F02D19/06Controlling engines characterised by their use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures peculiar to engines working with pluralities of fuels, e.g. alternatively with light and heavy fuel oil, other than engines indifferent to the fuel consumed
    • F02D19/0626Measuring or estimating parameters related to the fuel supply system
    • F02D19/0634Determining a density, viscosity, composition or concentration
    • F02D19/0636Determining a density, viscosity, composition or concentration by estimation, i.e. without using direct measurements of a corresponding sensor
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/0025Controlling engines characterised by use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/02Circuit arrangements for generating control signals
    • F02D41/14Introducing closed-loop corrections
    • F02D41/1438Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor
    • F02D41/1444Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor characterised by the characteristics of the combustion gases
    • F02D41/146Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor characterised by the characteristics of the combustion gases the characteristics being an NOx content or concentration
    • F02D41/1461Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor characterised by the characteristics of the combustion gases the characteristics being an NOx content or concentration of the exhaust gases emitted by the engine
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/24Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents characterised by the use of digital means
    • F02D41/2406Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents characterised by the use of digital means using essentially read only memories
    • F02D41/2409Addressing techniques specially adapted therefor
    • F02D41/2422Selective use of one or more tables
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D19/00Controlling engines characterised by their use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures
    • F02D19/06Controlling engines characterised by their use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures peculiar to engines working with pluralities of fuels, e.g. alternatively with light and heavy fuel oil, other than engines indifferent to the fuel consumed
    • F02D19/0663Details on the fuel supply system, e.g. tanks, valves, pipes, pumps, rails, injectors or mixers
    • F02D19/0686Injectors
    • F02D19/0689Injectors for in-cylinder direct injection
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D19/00Controlling engines characterised by their use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures
    • F02D19/06Controlling engines characterised by their use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures peculiar to engines working with pluralities of fuels, e.g. alternatively with light and heavy fuel oil, other than engines indifferent to the fuel consumed
    • F02D19/08Controlling engines characterised by their use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures peculiar to engines working with pluralities of fuels, e.g. alternatively with light and heavy fuel oil, other than engines indifferent to the fuel consumed simultaneously using pluralities of fuels
    • F02D19/082Premixed fuels, i.e. emulsions or blends
    • F02D19/085Control based on the fuel type or composition
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D2200/00Input parameters for engine control
    • F02D2200/02Input parameters for engine control the parameters being related to the engine
    • F02D2200/06Fuel or fuel supply system parameters
    • F02D2200/0611Fuel type, fuel composition or fuel quality
    • F02D2200/0612Fuel type, fuel composition or fuel quality determined by estimation
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/02Circuit arrangements for generating control signals
    • F02D41/14Introducing closed-loop corrections
    • F02D41/1438Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor
    • F02D41/1444Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor characterised by the characteristics of the combustion gases
    • F02D41/1446Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor characterised by the characteristics of the combustion gases the characteristics being exhaust temperatures
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/02Circuit arrangements for generating control signals
    • F02D41/14Introducing closed-loop corrections
    • F02D41/1438Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor
    • F02D41/1444Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor characterised by the characteristics of the combustion gases
    • F02D41/1452Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor characterised by the characteristics of the combustion gases the characteristics being a COx content or concentration
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/02Circuit arrangements for generating control signals
    • F02D41/14Introducing closed-loop corrections
    • F02D41/1438Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor
    • F02D41/1444Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor characterised by the characteristics of the combustion gases
    • F02D41/1454Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor characterised by the characteristics of the combustion gases the characteristics being an oxygen content or concentration or the air-fuel ratio
    • F02D41/1456Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor characterised by the characteristics of the combustion gases the characteristics being an oxygen content or concentration or the air-fuel ratio with sensor output signal being linear or quasi-linear with the concentration of oxygen
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/02Circuit arrangements for generating control signals
    • F02D41/14Introducing closed-loop corrections
    • F02D41/1438Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor
    • F02D41/1444Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor characterised by the characteristics of the combustion gases
    • F02D41/1459Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor characterised by the characteristics of the combustion gases the characteristics being a hydrocarbon content or concentration
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/30Use of alternative fuels, e.g. biofuels

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Emergency Medicine (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Biodiversity & Conservation Biology (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Botany (AREA)
  • Biotechnology (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)
  • Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
  • Measuring Oxygen Concentration In Cells (AREA)

Description

533 807 Altemativa bränslen uppvisar andra egenskaper än vanliga bränslen. Dessutom skil- jer sig även de olika vanliga dieselbränslena, som över hela världen finns på mark- naden, i den kemiska sammansättning och därmed i respektive egenskaper, i synner- het fórbränningsegenskaperna. Spektrumet av olika bränslen, i synnerhet diesel- bräiislen, skiljer sig till exempel i oktan- respektive cetantal, brännvärde, smörjfór- måga, bränsledensitet och i andra specifika värmevärden. På grund av densitets- och den specifika värmeskillnaden kan för uppnående av jämförbara motormoment och samma varvtal en extra mängd vara erforderlig i drift av en fórbränningsmotor. Des- sa ändringar av insprutningsmängden kan exempelvis leda till en högre avgastempe- ratur och/eller till att insprutningsstrålen träffar cylinderväggen/kolvens förbrän- ningsgrop och så vidare, så att det kan uppträda skador på motorkomponentema eller fórsärnringar av avgasvärdena. Sammantaget är ho ett fordon motorapplikationen inte optimalt avstämd vad avser utsläpp, förbrukning, buller samt köregenskaper vid användning av alternativa bränslen eller vid användning av vanliga bränslen med altemativa inblandningar eller med ovanlig kemisk sammansättning.
Det fmns ett behov att kunna använda altemativa eller syntetiska eller biogena dieselbränslen eller mineraliska dieselbränslen med ovanlig kemisk sammansättning utan inskränkning. Det är därför nödvändigt att klassificera eller identifiera de i en fórbränningsmotor använda bränslena, för att därmed optimalt kunna ställa in re- gleringen hos motorn, i syrmerhet den elektroniska matrisregleringen, efier det an- vända bränslet. En optimal anpassning säkerställer bland annat motorskyddet och funktionen hos avgaseñerbehandlingen.
Hos ottomotorer används redan knackningssensorer för bestämning av oktantalet.
Detta möjliggör en anpassning av tändningsmatrisen till det använda bränslet. Med hjälp av knackningssensom är det möjligt att erhålla information om törbrärmings- förloppet för bränslet i cylindem, genom att cylindertrycket uppmäts respektive stomljudet i cylinderväggen analyseras. Insatsen för signalutvärdering vid använd- ning av en knackningssensor hos dieselmotorer är visserligen betydligt mera krä- 533 90? vande än för ottomotorer, varigenom användning av knackningssensorer i detta sammanhang för dieselmotorer inte är möjligt utan vidare.
En ansats nyttjar mätning av dielektricitetkonstanten e hos bränslet, för att exempel- vis åtskilja rapsmetylester (biodiesel) och dieselbränsle från varandra. Detta är till exempel möjligt med en sensor, som registrerar metylesterhalten i bränslet. En nackdel härvid är framförallt, att mätningen av metylesterhalten inte kan användas för detektering av andra alternativa bränslen, eftersom dielektricitetskonstanten a hos andra altemativa bränslen inte signifikant skiljer sig från dielektricitetskonstanten s hos dieselbränslet. Dessutom erfordras en ytterligare sensorik hos motorn, vilket höjer systemkostnadema.
US-patentet US 6,644,097 B2 beskriver ett förfarande för åtskiljning av bensin och etanol som bränsle i ottomotorer. Förfarandet nyttjar den lambdasond som vanligtvis är anordnad i avgassystemet för bestämning av syrehalten. Då restsyrehalten i avga- sema är beroende av det förbrända bränslet, är det möjligt att ur syresensorsignalen sluta sig till bränsletypen. Härvid används en vanlig lambdasond. Sonden mäter ett spänningsförlopp som påverkas av syrehalten i avgasema. Spänningen speglar i sin tur luftparametern lambda och påvisar feta och magra luft-bränsleförhållanden i bränslet. Feta luft-bränsleblandningar representeras av ett område med lambda < l och magra lufi-bränsleblandningar med ett lambda > l. Ur förhållandet mellan dessa områden är det möjligt att sluta sig till bränslesortema bensin eller etanol eller blandningar därav. Förutsättningen för detta förfarande är att törbränningsmotom drivs med ett stökiometriskt fórbrärmingstörhållande av luft och bränsle, det vill säga, att en reglering efter lambda = 1 sker. Direktinsprutade förbränningsmotorer och i synnerhet dieselförbränningsmotorer eller dieselmotorer arbetar emellertid i magrare områden av luft-bränsleblandningen (lambda > 1). Därmed är det i US 6,644,097 B2 beskrivna förfarandet inte är avsett för dieselmotorer eller överförbart på dieselmotorer. 533 90? Uppgiften för uppfinningen är att åstadkomma ett förfarande för klassificering av bränslen, vilket är avsett för direktinsprutade förbrärmingsmotorer och i synnerhet för dieselförbränningsmotorer. Förfarandet skall kunna göra tillförlitliga utsagor över klassen av det använda bränslet, för att på så sätt kunna anpassa regleringen av maskinen eller motom i överensstämmelse därmed. Dessutom skall användning av extra sensorik undvikas i möjligaste mån, för att inte höja systemkostnadema inå- gon väsentlig grad.
Sammandrag av uppfinningen Uppfinningens fördelar Förfarandet enligt uppfmningen för klassificering av bränslen i direktinsprutade för- brärmingsmotorer använder åtminstone ett syresensorelement för bestämning av luñparametern larnbda i förbränningsmotorns avgaser och löser uppgiften genom att, luftpararnetern uppmäts i en godtycklig motordrifipunkt genom registrering av åt- minstone en, motordriftpunkten kännetecknande storhet och med hjälp av denna uppmätta lufiparameter ur ett i förväg bestämt, denna motordriftpunkt känneteck- nande funktionellt sammanhang kan en slutsats dras beträffande bränsleklass och luftparametem för bränsleklassen. Med förfarandet enligt uppfinningen kan det an- vända bränslet identifieras respektive klassificeras och på ett fördelaktigt sätt re- gleringen av förbränningsmotom delas in efter motsvarande bränsle. Därvid tillgrips på ett mycket fördelaktigt sätt den befintliga sensoriken hos motom, så att väsentli- gen inga ytterligare kostnader uppstår.
Fördelaktiga utföringsformer av förfarandet enligt uppfinningen är angivna i de be- roende kraven. Ytterligare krav avser ett dataprogram respektive en dataprogram- produkt med programkod, som är avsedd för genomförande av förfarandet enligt uppfinningen. 533 907 En väsentlig punkt hos förfarandet enligt uppfinningen är, att lufiparametern upp- mäts för en motordrifipunkt, varvid de kännetecknande storhetema för denna motor- driftpunkt har inflytande på den fortsatta utvärderingen. Till grund för detta är att vid användning av olika bränslen eller bränsleklasser är olika syrekoncentrationer eller sensorsignaler mätbara för samma motordriftpunkt. De bränslen som skall klassifi- ceras förorsakar således en bestämd sensorsignal för en bestämd motordrifipunkt.
Detta nyttjas enligt uppfinningen, genom att luftpararnetern i ett funktionellt sam- manhang sätts samman med bränsleklassen under beaktande av de för motordrifi- punkten kännetecknande storhetema. Således fastställs sammanhanget mellan luft- parameter och motordrifipunkt för de enskilda bränslen som skall klassificeras och införs i förfarandet. Vid registrering av de för rnotordriftpunkten kännetecknande storhetema och mätningen av lufiparametem i varje motordriftpunlct kan medelst jämförelse med det i förväg bestämda funktionella sammanhanget mellan bränsle- klass och luftparameter för en bestämd motordriftpunkt en slutsats dras beträffande bränsleklass, bränsletyp eller bränslekvalitet.
Vid förfarande representeras det funktionella sammanhanget mellan bränsleklass och luftparameter, som kännetecknar motordriftpunkten, medelst en karaktäristik- matris. Det vill säga karaktäristikmatriser iordningställs för olika bränslen som skall klassificeras, vilka visar sammanhanget mellan lufiparameter och ett eller flera stor- heter som kärmetecknar motordrifipunkten. Begreppet karaktäristikmatris omfattar även karaktäristiska kurvor, som representerar sammanhanget mellan två fysikaliska storheter, i synnerhet luftparametem i beroende av en för motordriñpunkten känne- tecknande storhet. Den karaktäristiska kurvan eller den karaktäristiska matrisen kan exempelvis vara lagrad som en tabell, varvid med fördel interpolering kan ske mel- lan tabellvärdena.
Eller så fastställs vid förfarandet det funktionella sammanhanget mellan bränsleklas- sen och lufiparametern under beaktande av den för motordriftparametem känneteck- nande storheten eller storhetema matematiskt. Det vill säga analytiska funktioner insätts för varje särskilt bränsle, som återspeglar sammanhanget mellan luftparame- 533 90? ter och den eller de storheter, som kännetecknar motordriftpunkten. För iordningstäl- lande av de analytiska funktionema kan empiriskt fastställda karaktäristikkurvor eller karaktäristiska matriser medelst tillbakagång till funktionsgrafema approxime- ras till matematiska funktioner. Genom användning av den uppmätta luftparametern på den analytiska funktionen för olika bränslen kan en matematisk utjämning ske fór att på så sätt kunna dra en slutsats beträffande bränsleklassen.
På ett särskilt fördelaktigt sätt används för förfarandet enligt uppfinningen som syre- sensorelement en kontinuerlig syresond. Företrädesvis kommer bredbandssonder till användning. Sådana kontinuerliga syresonder används vanligtvis för avgasanalys i direktinsprutade fórbränningsmotorer, i synnerhet i dieseltörbränningsmotorer. Ef- tersom de för förfarandet enligt uppfinningen använda kontinuerliga syresondema redan föreligger hos sådana förbränningsmotorer, exempelvis dieselmotorer, undviks på ett mycket fördelaktigt sätt sådana kostnader som annars skulle vara förknippade med inbyggnad av ytterligare sensorelement.
Den karaktäristiska matrisen eller den karaktäristiska kurvan respektive det matema- tiska fastställda funktionella sammanhanget kan vara så utformade, att bestämda tillåtna lambdaområden eller områden för lufiparametern definieras för varje bräns- leklass. Om det uppmätta lambdavärdet ligger inom det tillåtna värdeområdet för ett bestämt bränsle, exempelvis dieselbränsle, identifieras att det förbrända bränslet ex- empelvis är ett dieselbränsle. Om det uppmätta lambdavärdet ligger utanför det för dieselbränslet tillåtna värdet, jämförs det uppmätta värdet med ett för ett annat bränsle, exempelvis biodieselbränsle, tillåtet värdeområde. På detta vis kan medelst jämförelse med till exempel olika karaktäristiska kurvor, karaktäristiska matriser eller analytiska funktioner för varje bränsleklass det förbrända bränslet klassificeras eller identifieras.
Enligt uppfinningen är det möjligt att med det beskrivna förfarandet klassificera och identifiera ett flertal olika bränslen. Det handlar härvid företrädesvis om fossila, bio- gena och/eller syntetiskt framställda dieselbränslen eller bränsleblandningar. För 533 90? vart och ett av dessa bränslen måste i förväg det funktionella sammanhanget mellan bränslet eller bränsleklassen och lufiparametem bestämmas i beroende av en eller flera för motordriftpunkten kännetecknande storheter. Detta kan exempelvis ske me- delst fastställande av motsvarande karaktäristiska kurvor, karaktäristikmatríser och/eller analytiska funktioner. Dessa fiinktionella sammanhang sparas företrädes- vis, i syrmerhet i ett minne, som kan vara del av ett motorstyrdon, så att de vid behov alltid står till förfogande. Med fördel kan som storheter de i alla fall registrerade, motordriftpunkten kännetecknande storhetema användas, i syrmerhet motorvarvtalet, motorvridmomentet och/eller insprutningsmängden. Enligt uppfinningen kan emel- lertid även andra för motordrifipunkten kännetecknande storheter registreras, som fackrnannen kan sluta sig till.
I en särskilt föredragen utföringsfonn av förfarandet enligt uppfinningen används åtminstone ett ytterligare sensorelement för mätning av ett armat avgasvärde och/eller andra signaler för förfarandet. Detta ytterligare avgasvärde eller denna yt- terligare signal utvärderas som kännetecknande storhet för motordriftpunkten. I syn- nerhet tjänar detta avgasvärde eller denna ytterligare signal till att, för det funktio- nella sammanhanget mellan bränsleklassen och luftparametern beskriva motordrift- punkten. Denna kan exempelvis i form av en karaktäristisk kurva, en karaktäristik- _ matris eller en analytisk funktion som ovan beskrivits utöva inflytande på förfaran- det enligt uppfinningen. Detta avgasvärde eller den ytterligare signalen kan beaktas som enskilda storheter för kärmetecknande av motordriftpurikten eller särskilt för- delaktigt enligt uppfinningen beaktas i kombination med ytterligare kärmetecknande storheter.
I de särskilt föredragna utföringsfonnerna kan som ytterligare sensorelement vara anordnade sensorer för mätning av exempelvis kväveoxider, kolväten, i synnerhet kolmonoxid, och/eller avgastemperaturen. Användningen av ytterligare sensorele- ment eller registreringen av ytterligare avgasvärden och deras utvärdering i förfa- randet enligt uppfinningen har den fördelen, att härigenom kan motordrifipunkten eventuellt registreras noggrannare och tilltörlitligare, så att med förfarandet enligt 533 90? uppfinningen kan i förekommande fall tillförlitligare utsagor göras beträffande klas- sificeringen av bränslen. Om detta är meningsfullt och erforderligt i det enskilda fallet beror på det konkreta användningsfallet och är uppenbart för fackmannen.
Vid utvärderingen av ytterligare avgasvärden eller ytterligare signaler i förfarandet enligt uppfinningen tillgrips företrädesvis redan befmtliga sensorelement hos syste- met för att med fördel undvika ytterligare kostnader.
Uppfinningen omfattar dessutom ett dataprogram, som utför de beskrivna stegen hos förfarandet, då de körs i en dator eller i ett styrdon. Slutligen omfattar uppfinningen en dataprogramprodukt med programkod, som är lagrad i ett maskinläsbart minne, för genomförande av det beskrivna förfarandet, då programmet utförs i en dator eller i ett styrdon. På ett särskilt fördelaktigt sätt kommer dataprogramrnen eller datapro- gramproduktema enligt uppfinningen till användning för utförande hos fordon, i synnerhet dieselfordon, för att kunna klassificera använda bränslen och på så sätt kunna ställa in de lämpliga parametrama för drift med därmed överensstämmande bränsle och använda fördrivning av motom.
Kort beskrivning av ritningama Utföringsexempel av uppfinningen visas på ritningen och förklaras närmare i följ an- de beskrivning, av vilken ytterligare särdrag och fördelar hos uppfinningen framgår.
På ritningen visar: Figur l schematiskt ett flödesdiagram för bränsleidentifiering med en syresond en- ligt uppfinningens förfarande, Figur 2 signalförloppet för en syresond i motordrifi med dieselbränsle och med rapsmetylester vid jämförbara motordriftpunkter.
Beskrivning av utföringsexempel 533 307 Figur 1 visar ett schematiskt förlopp för förfarandet för klassificering av bränsle i direktinsprutade törbränningsmotorer. Schemat visar en karaktäristikmatris 1, som återger sambandet mellan luftpararneter och motordriftpunkt för ett bestämt bränsle.
I andra utföringsformer kan detta samband exempelvis vara representerat medelst en tvâ- eller flerdimensionell grafisk framställning, som tabell, som matris eller som en analytisk funktion. Karaktäristikmatrisen 1 är karaktäristisk tör ett bestämt bränsle.
Motsvarande karaktäristikmatriser för ytterligare bränslen är visade som exempel medelst karaktäristikmatrisen 6. I dessa karaktäristikmatriser inverkar en eller flera storheter, som kännetecknar motordriftptmkten. Härvid kan det exempelvis handla om motorvarvtalet, vridmomentet, insprutningsmängden och/eller ytterligare avgas- sensorsignaler, som exempelvis kväveoxid eller kolmonoxid.
F örcträdesvis är karaktäristikmatrisema 1, 6 sparade i lagrad form exempelvis på ett minnesmedium eller på en elektronisk databärare. Det kan därvid till exempel hand- la om motsvarande kretsenheter exempelvis hos ett styrdon.
Det för en registrerad motordrifipunkt aktuella uppmätta värdet 2 för luftparametem lambda jämförs med en luftparameter i karaktäristikmatrisen 1. Detta sker i en kom- parator 3, till vars ena ingång matas den uppmätta luflparametern 2 och till vars andra ingång matas den från karaktäristikmatrisen 1 hämtade lufiparametem, som representerar den aktuella motordriftpunkten. Som syresensorelement för bestäm- ning av lufiparametem kan vanliga syresensorer användas, i synnerhet lambdason- der. På ett särskilt fördelaktigt sätt kommer kontinuerliga syresonder till användning, i synnerhet bredbandslambdasonder. Bredbandslambdasonder används vanligtvis i dieselfordon eller i ottomotorer som drivs i magerdrift.
Om jämförelsen i komparatom 3 mellan den uppmätta luftparametem 2 och luflpa- rametem från karaktäristikmatrisen 1 är positiv, alstras i kretselementet 4 en motsva- rande signal 5. Signalen 5 leder informationen vidare, att ett bestämt bränsle har identifierats. Skulle jämförelsen i komparatom 3 utfalla negativt, vidareförs via 533 S0? kretselementet 4 det uppmätta värdet 2 för lufiparametern till en ytterligare kompa- rator 7. I komparatom 7 sker en ytterligare jämförelse av värdet 2 för luftparainetern med en luftparameter, som har hämtats från en annan karaktäristikmatris 6. Karaktä- ristikmatrisen 6 är karaktäristisk för ett ytterligare bränsle. I ett ytterligare kretsele- ment 8 sker vidareförandet av en signal 9, i fall vid jämförelsen en överensstämmel- se mellan det uppmätta värdet 2 för lufiparametern och karaktäristikmatrisen 6 fast- ställes. I detta fall kan motsvarande driñsparameter ställas in för det fastställda bränslet. Skulle komparatom 7 någon överensstämmelse ej fastställas, matas det uppmätta värdet 2 för luftparametem via kretselementet 8 till en ytterligare kompa- rator, som inte här är närmare visad. Denna successivajämförelse med olika karak- täristikrnatriser, som är karaktäristiska för det bränsle som skall identifieras, fortgår tills en karaktäristikmatris har funnits, som passar tillsammans med det aktuella mätvärdet 2.
F örloppet för jämförelsen av den uppmätta lufiparametern med de olika karaktäri- stikmatrisema, som representerar sambandet mellan luftparameter och motordrift- punkt med olika bränslen, som exempelvis är visat i figur 1, kan fördel ske parallellt i ytterligare utföringsforrner. Motsvarande anordningar för successiv eller parallell datajämförelse kan realiseras medelst vanliga kretsar eller på särskilt föredraget sätt medelst motsvarande dataprogram i styrdon eller liknande.
Om motsvarande samband eller en karaktäristikmatris eller en analytisk funktion har funnits, som har frambringat en positiv jämförelse med det uppmätta värdet för luft- parametem, kan enligt uppfinningen en slutsats dras beträffande det bränsle, bräns- leklass eller en bränslekvalitet, för vilken motsvarande samband är karaktäristiskt.
Med denna information kan motsvarande parametrar ställas in för drivning av mo- torn, som är lämpliga eller optimala för det fastställda bränslet, bränsleklassen eller bränslekvaliteten. Exempelvis kan olika element, som till exempel insprutningsven- tiler eller insprutare, som kan påverka drifisättet hos motorn, styras i överensstäm- melse därmed. För parametrarna kan det exempelvis handla om den såkallade EDC (Electronic Diesel Contro)-parametem. I EDC-parametrar används vanligtvis för 533 907 ll elektronisk karaktäristikinatrisstyrning av dieselmotorer. Enligt uppfinningen är det härvid med fördel anordnat pâ så sätt att för de olika bränsleklasserna eller bränsle- kvalitetema som kan bestämmas eller identifieras med förfarandet enligt uppfin- ningen är olika parametrar sparade för styming av förbränningsmotorn exempelvis i fordonet i synnerhet i ett styrdon. Därmed kan den elektroniska styrningen ställas in på de specifika egenskapema för varje bränsle som till exempel biodiesel, Sun- eller Syn-Fuels (BTL, GTL).
Uppfinningen möjliggör således, att i varje godtycklig motordriftpunkt används sy- resensorsignalen, för att genom jämförelse med det funktionella sambandet mellan ett bränsle eller en bränsleklass och luftparametem för en bestämd motordrifipunkt sluta sig till bränslet och ställa in lämpliga driftparametrar. Uppfinningen är inte be- gränsad till användning för dieselbränslemotorer. Snarare är den med fördel även användbar för ottomotorer, som drivs med mager luft-bränsleblandning.
På ett särskilt fördelaktigt sätt inverkar ytterligare signaler som ingångstorheter för framställning av karaktäristikmatriserna 1, 6 för bestämda bränsleklasser eller bräns- lekvaliteter. Exempelvis kan kväveoxid, kolmonoxid eller avgastemperaturen beak- tas som ytterligare avgasvärden. Detta kan höja noggrannheten av tillförlitligheten hos klassificeringen av bränslen.
Med bränsleklasser avses olika bränslen, som exempelvis dieselbränsle, biodiesel (rapsmetylester), Sun-Fuel eller Sun-Fuel. Dessutom avses med en bränsleklass även olika kvaliteter eller blandningar av bränslen, exempelvis dieselbränsle på fossil ba- sis, som har blandats med olika andelar av biogena och/eller syntetiskt framställda dieselbränslen. Förfarandet enligt uppfinningen kan vara inställt på så sätt att det exempelvis uteslutande klassiñcerar mellan vanliga dieselbränslen och biodiesel (rapsmetylester). Å andra sidan kan det även på ett fördelaktigt sätt, identifiera andra altemativa dieselbränslen eller även åtskilja olika blandningar från varandra. I enlig- het med dessa angivelser iordningställs sambanden mellan luftparameter och motor- drifipunkt eller exempelvis motsvarande karaktäristikmatris eller analytiska fimktion 533 907 12 för det bränsle som skall klassificeras. Beroende på antal och likhet mellan de bräns- len som skall klassificeras kan det vara fördelaktigt, att införa olika för motordrifi- punkten kärmetecknande storheter i detta samband, för att säkerställa noggrannheten och tillförlitligheten för klassificerings- eller identitieringsförfarandet.
Figur 2 visar ett exempel för utförande av förfarandet enligt uppfinningen för klassi- ficering av bränslen i direktinsprutade förbränningsmotorer, varvid i figur 2 är skill- naden mellan bränslet diesel och 100 % rapsmetylester visad medelst mätning av lambdasondsignalen vid lika motordrifipunkt. Syresignalen från en lambdasond över tiden i real motordrifi med dieselbränsle ll och med 100 % rapsmetylester 12 åter- ger restsyrehalten i avgasema respektive luftparametem lambda. Som storheter, som kännetecknar motordriftpunkten, är här motorvridmomentet MD och varvtalet N visade. Syresignalen 1 1, 12 är i bestämda drifipunkter karaktäristisk för det använda bränsleslaget. Ur dessa karaktäristiska förlopp för syresensorsignalen i bestämda motordrifipunkter är det möjligt att sluta sig till det använda bränslet. I detta fall kan alltså vid ett signalförlopp 11 slutsats dras att det är ett dieselbränsle och vid signal- förlopp 12 att bränslet är rapsmetylester. Enligt uppfinningen kan med denna infor- mation motsvarande parameter, i synnerhet motsvarande elektroniska parameter, ställas in för drifi med dieselbränsle respektive för drifi med rapsmetylester som biodiesel.
Det beskrivna förfarandet kan exempelvis vara integrerat och köras som datapro- gram i en dator, i synnerhet i ett styrdon för ett dieselfordon. Programkoden kan vara lagrad på ett maskinläsbart minne, som kan läsas av ett styrdon. I så motto är förfa- randet även inbyggbart i efterhand, eftersom ytterligare sensorer förutom den i alla fall föreliggande syresensom, i synnerhet lambdasonden i allmänhet inte erfordras.

Claims (4)

533 90? 13 Patentkrav
1. F örfarande för klassificering av bränslen i direktinsprutade förbrärmingsmo- torer, i synnerhet i dieselförbränningsmotorer, varvid den aktuella lufipara- metern lambda (2) i förbränningsmotorns avgas mäts med ett syresensorele- ment , kännetecknat av att - som syresensorelement används en kontinuerlig syresond, i synnerhet en bredbandsond; - i förväg bestäms och sparas flera karaktäristiskmatriser (1, 6) eller analytiska funktioner vilka, för en bestämd bränsleklass, representerar sambandet mellan luflparametrar och med dessa tillhörande motordrifipunkterï - under drift av förbränningsmotorn mäts aktuella luftparametrar (2) med tillhö- rande storheter som kärmetecknar en rådande motordrifipunkt; - ur de i förväg bestämda karaktäristikmatrisema (1, 6) eller analytiska funk- tionema utläses endast den lufiparameter som motsvarar den aktuella motor- driftpunkten och endast denna utlästa luftparameter jämförs, successivt eller parallellt, med den aktuella uppmätta lufiparametem (2) och, - från jämförelseresultatet, genom jämförelse med den tillhörande karaktäri- stikmatrisen eller den tillhörande analytiska funktionen, dras en slutsats om bränseklassen.
2. F örfarande enligt något av föregående krav, kännetecknat av att ifrågava- rande bränslen är fossila, biogena och/eller syntetiskt framställda dieselbräns- len eller bränsleblandningar.
3. Förfarande enligt något av föregående krav, kännetecknat av att de åtmin- stone en motordriftpunlct kännetecknande storhetema är motorvarvtal, mo- torvrídmoment och/eller insprutningsmängd.
4. Förfarande enligt något av föregående krav, kännetecknat av att åtminstone ett ytterligare sensorelement används för mätning av ett andra avgasvärde 533 90? 14 och/eller andra signaler används och detta andra avgasvärde och/eller denna andra signal utvärderas som kännetecknande storheter för motordriftpunkten. . Förfarande enligt krav 4, kännetecknat av att ytterligare sensorelement är anordnade för mätning av kväveoxider, kolväten och/eller avgastemperatur. . Förfarande enligt något av föregående krav, kännetecknat av att med resul- tatet av klassificeringen ínställs förbrärmingsmotorris styrning på det klassifi- cerade bränslet. . Dataprogram, som utför alla steg av ett förfarande enligt något av krav l till 6, då det körs i en dator eller i ett styrdon. . Dataprogramprodukt med prograrnkod, som är lagrad i ett maskinläsbart minne, för genomförande av ett förfarande enligt något av krav 1 till 6, då programmet utförs i en dator eller i ett styrdon.
SE0802206A 2007-10-19 2008-10-16 Förfarande för klassificering av bränslen i direktinsprutade förbränningsmotorer SE533907C2 (sv)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102007050122A DE102007050122A1 (de) 2007-10-19 2007-10-19 Verfahren zur Klassifizierung von Kraftstoffen in direkt einspritzenden Brennkraftmaschinen

Publications (2)

Publication Number Publication Date
SE0802206L SE0802206L (sv) 2009-04-20
SE533907C2 true SE533907C2 (sv) 2011-03-01

Family

ID=40458874

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SE0802206A SE533907C2 (sv) 2007-10-19 2008-10-16 Förfarande för klassificering av bränslen i direktinsprutade förbränningsmotorer

Country Status (4)

Country Link
BR (1) BRPI0804348A2 (sv)
DE (1) DE102007050122A1 (sv)
FR (1) FR2922599A1 (sv)
SE (1) SE533907C2 (sv)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102010008289A1 (de) * 2010-02-17 2011-08-18 FEV Motorentechnik GmbH, 52078 Verfahren zum Betrieb einer Verbrennungskraftmaschine mit zwei verschiedenen Kraftstoffen
DE102011008985A1 (de) * 2011-01-20 2012-07-26 GM Global Technology Operations LLC (n. d. Ges. d. Staates Delaware) Verfahren zur Bestimmung eines Zusatzstoff-Anteils in einem Kraftstoffgemisch, Steuereinheit, Computerprogrammprodukt, Computerprogramm sowie Signalfolge
DE102011010508B4 (de) 2011-02-07 2016-10-27 Audi Ag Verfahren und Vorrichtung zur Erkennung der Kraftstoffqualität in einem Kraftstofftank einer Brennkraftmaschine
US8893665B2 (en) 2011-08-17 2014-11-25 Ford Global Technologies, Llc Method and system for compensating for alcohol concentration in fuel
DE102018202816B4 (de) * 2018-02-26 2025-06-26 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07233750A (ja) * 1994-02-25 1995-09-05 Unisia Jecs Corp 内燃機関の燃料性状検出装置
US6644097B2 (en) 1999-04-19 2003-11-11 Ford Global Technologies, Llc Method and apparatus for inferring fuel mixture
IT1311435B1 (it) * 1999-12-17 2002-03-12 Magneti Marelli Spa Metodo per la stima del rapporto stechiometrico del carburante per unsistema di controllo di un motore a combustione interna.
DE10327978A1 (de) * 2003-06-23 2005-01-20 Volkswagen Ag Bestimmung der Qualität von Kraftstoffen für Kraftfahrzeuge
DE102005040551B4 (de) * 2005-08-26 2009-01-29 Continental Automotive Gmbh Verfahren zum Ermitteln eines Biodieselanteils im Kraftstoff einer Dieselverbrennungskraftmaschine
EP1775584A3 (de) * 2005-10-11 2011-09-14 Continental Automotive GmbH Verfahren und Vorrichtung zur Erkennung der Qualität eines Kraftstoffs für Brennkraftmaschine

Also Published As

Publication number Publication date
SE0802206L (sv) 2009-04-20
BRPI0804348A2 (pt) 2009-06-16
FR2922599A1 (fr) 2009-04-24
DE102007050122A1 (de) 2009-04-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102037228B (zh) 用于对用于内燃机的NOx传感器进行诊断的方法和装置
CN104110311A (zh) 湿度传感器和发动机系统
EP1445456A2 (en) Combustion control system for internal combustion engine
SE533907C2 (sv) Förfarande för klassificering av bränslen i direktinsprutade förbränningsmotorer
CN102042105A (zh) 基于空气对燃料相对比评估的生物柴油混合检测的方法
BRPI0900653A2 (pt) sensor lógico para biodiesel
US11047320B2 (en) Fuel type prediction from mass flow measurements and thermal conductivity sensor
CN107489551B (zh) 内燃机的控制装置
CN101725420B (zh) 确定燃料的十六烷值cn的方法
CN103573447B (zh) 用于基于发动机速度诊断氧传感器中的故障的系统和方法
Chadry et al. Embedded system using field programmable gate array (Fpga) myrio and labview programming to obtain data patern emission of car engine combustion categories
CN109139330A (zh) 增压发动机点火控制方法以及增压发动机点火控制系统
SE536056C2 (sv) Metod och apparat för att bestämma proportionen etanol i bränslet i ett motorfordon
Naresh et al. Experimental investigation on characteristics of algae biodiesel in a diesel engine
KR20080011434A (ko) 내연 기관의 실린더 내에서 연소된 연료 질량과 실린더내부에 공급된 연료 질량 사이의 비율을 결정하기 위한방법 및 장치
US10077723B1 (en) Apparatus and method for compensating for fuel injection quantity in engine of vehicle
US7124017B2 (en) Method of operating an internal combustion engine
Byttner et al. Closed-loop control of EGR using ion currents
RU2008132825A (ru) Способ адаптации двигателя внутреннего сгорания к качеству используемого топлива
KR101302768B1 (ko) 에탄올 연료비율 분석 및 연료량 증량 결정을 위한 장치 및그 동작 방법
CN106404089A (zh) 用于确定发动机的燃气消耗量的方法以及控制装置
Gottschalk et al. Biofuel application and emissions behavior on a two-stroke main engine
Osman et al. Performance and Emission Characteristics of Direct Injection CI Engine Retrofitted with Mono-CNG System
CN119042009B (zh) 一种曲轴箱通风管路诊断方法、系统、介质及车辆
Orido et al. Comparison of thermal energy lost through exhaust gases at various engine speeds and Torque loads for diesel and biodiesel fuels

Legal Events

Date Code Title Description
NUG Patent has lapsed