DE102008046514A1

DE102008046514A1 - Verfahren, Vorrichtung und System zum Betreiben einer Brennkraftmaschine

Info

Publication number: DE102008046514A1
Application number: DE102008046514A
Authority: DE
Inventors: Rudolf Dr. Bierl; Stephan Heinrich; Wolfgang Mai; Paul Dr. Rodatz; Manfred Weigl; Andreas Dr. Wildgen
Original assignee: Continental Automotive GmbH
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2008-09-10
Filing date: 2008-09-10
Publication date: 2010-03-11
Anticipated expiration: 2028-09-11
Also published as: FR2935751A1; FR2935751B1; DE102008046514B4; US20100059022A1; US8312868B2

Abstract

Eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine (112) mit mindestens einem Zylinder (119) und einem Tankentlüftungssystem (120) mit einer Leitung (109), die ausgebildet ist zur pneumatischen Kommunikation zwischen dem Tankentlüftungssystem und dem mindestens einen Zylinder (119), die mindestens einen Sensor (101) zum Ermitteln eines Kohlenwasserstoffgehalts eines Gasstroms aufweist, umfasst ein Ermitteln eines Kohlenwasserstoffgehalts eines von dem Tankentlüftungssystem zu dem mindestens einen Zylinder (119) strömenden Gasstroms in Abhängigkeit eines Messsignals des Sensors (101). Mindestens eine Kenngröße für eine zuzumessende Kraftstoffmenge wird in Abhängigkeit des ermittelten Kohlenwasserstoffgehalts ermittelt. Eine Kraftstoffzumessung in den Zylinder (119) wird in Abhängigkeit der mindestens einen ermittelten Kenngröße ermittelt.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine entsprechende Vorrichtung sowie ein System zum Betreiben einer Brennkraftmaschine mit einem Tankentlüftungssystem.
An Brennkraftmaschinen werden zunehmend hohe Anforderungen bezüglich deren Leistung und Wirkungsgrad gestellt. Gleichzeitig müssen aufgrund strenger gesetzlicher Vorschriften auch die Schadstoff-Emissionen gering sein. Zu diesem Zweck ist es bekannt Brennkraftmaschinen mit einer Vielzahl an Stellgliedern zum Einstellen einer Füllung in den jeweiligen Brennräumen der Zylinder der Brennkraftmaschine auszustatten, wobei die Füllung vor der Verbrennung aus einem Gemisch aus Luft, Kraftstoff und gegebenenfalls auch Abgasen besteht. Brennkraftmaschinen können mit Tankentlüftungsvorrichtungen ausgestattet sein, durch die Kraftstoffemissionen, die aus dem flüssigen Kraftstoff verdunsten, eines Tanks eines Fahrzeugs, in dem die Brennkraftmaschine angeordnet sein kann, in einem Aktivkohlebehälter zwischengespeichert werden. Der Aktivkohlebehälter wird regeneriert, wenn sein Sättigungsbereich ereicht ist. Der in dem Aktivkohlebehälter gebundene Kraftstoff kann so in den Ansaugtrakt der Brennkraftmaschine einströmen und in dem jeweiligen Zylinder der Brennkraftmaschine verbrannt werden. Für einen präzisen und auch emissionsarmen Betrieb der Brennkraftmaschine ist ein genaues Berücksichtigen dieser so zusätzlich eingebrachten Kraftstoffmenge wichtig.
Es ist eine Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren, eine Vorrichtung sowie ein System zum Betreiben einer Brennkraftmaschine anzugeben, das beziehungsweise die ein präzises und schadstoffarmes Betreiben der Brennkraftmaschine ermöglichen.
Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1, eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 6 beziehungsweise einem System mit den Merkmalen des Anspruchs 7.
Die Erfindung zeichnet sich aus durch ein Verfahren und eine entsprechende Vorrichtung zum Betreiben einer Brennkraftmaschine mit mindestens einem Zylinder und einem Tankentlüftungssystem mit einer Leitung. Die Leitung ist zur pneumatischen Kommunikation zwischen dem Tankentlüftungssystem und dem mindestens einen Zylinder ausgebildet. Die Brennkraftmaschine umfasst mindestens einen Sensor zum Ermitteln eines Kohlenwassergehalts. Der Kohlenwasserstoffgehalt eines von dem Tankentlüftungssystem zu dem mindestens einen Zylinder strömenden Gasstroms wird in Abhängigkeit von einem Messsignals des Sensors ermittelt. Mindestens eine Kenngröße für eine zuzumessende Kraftstoffmenge wird in Abhängigkeit des ermittelten Kohlenwasserstoffgehalts ermittelt. Eine Kraftstoffzumessung in den mindestens einen Zylinder wird in Abhängigkeit der mindestens einen ermittelten Kenngröße gesteuert.
Durch die Steuerung der Kraftstoffzumessung in Abhängigkeit der mindestens einen ermittelten Kenngröße für eine zuzumessende Kraftstoffmenge in Abhängigkeit des ermittelten Kohlenwasserstoffgehalts weist die Steuerung einen relativ kurzen Steuerweg auf. So kann relativ einfach sichergestellt werden, dass ein möglichst günstiges Verhältnis von Kraftstoff zu Luft in der Brennkraftmaschine eingestellt werden kann.
Das Verfahren umfasst in einer Ausführungsform ein Ermitteln mindestens einer weiteren Kenngröße, die repräsentativ ist für einen Massenstrom durch die Leitung. Die mindestens eine Kenngröße für eine zuzumessende Kraftstoffmenge kann abhängig von der mindestens einen weiteren ermittelten Kenngröße ermittelt werden. Mindestens eine wiederum weitere Kenngröße, die repräsentativ ist für eine Temperatur des Gasstroms, kann in Abhängigkeit eines Signals eines Temperatursensors ermittelt werden. Die Kraftstoffzumessung in den mindestens einen Zylinder kann in Abhängigkeit der mindestens einen wiederum weiteren ermittelten Kenngröße gesteuert werden.
In einer weiteren Ausführungsform wird mindestens eine wiederum weitere Kenngröße, die repräsentativ ist für eine Schallgeschwindigkeit in der Leitung, in Abhängigkeit eines Signals eines Ultraschallsensors ermittelt. Die Kraftstoffzumessung in den mindestens einen Zylinder kann in Abhängigkeit der mindestens einen wiederum weiteren ermittelten Kenngröße gesteuert werden.
Der Kohlenwasserstoffgehalt kann so relativ einfach und schnell ermittelt werden. Dies ist insbesondere bei einem sich relativ dynamischen verändernden Kohlenwasserstoffgehalt von Vorteil.
Mindestens eine Stellvorrichtung zur Kraftstoffzumessung kann in Abhängigkeit der mindestens einen Kenngröße gesteuert werden. Durch diese Steuerung der Stellvorrichtung zur Kraftstoffzumessung ist ein möglichst emissionsarmer Betrieb der Brennkraftmaschine ermöglicht.
Ein System zum Betreiben einer Brennkraftmaschine umfasst mindestens einen Zylinder, ein Tankentlüftungssystem mit einer Leitung, die ausgebildet ist zur pneumatischen Kommunikation zwischen dem Tankentlüftungssystem und dem mindestens einen Zylinder. Das System umfasst mindestens einen Sensor zum Ermitteln eines Kohlenwasserstoffgehalts eines Gasstroms in der Leitung. Eine Auswerteeinrichtung ist eingerichtet, mindestens ein Signal des mindestens einen Sensors auszuwerten. Mindestens eine Stellvorrichtung zur Steuerung einer Kraftstoffzumessung in den mindestens einen Zylinder ist mit der Auswerteeinrichtung gekoppelt und von der Auswerteeinrichtung in Abhängigkeit der ausgewerteten Signale steuerbar. Durch ein solches System kann das Kraftstoffluftgemisch in der Brennkraftmaschine möglichst gut gesteuert werden und die Brennkraftmaschine möglichst schadstoffarm betrieben werden.
Der mindestens eine Sensor umfasst in einer Ausführungsform mindestens ein Heizelement zum Aufheizen eines Gasstroms und mindestens einen Temperatursensor. Der mindestens eine Sensor kann mindestens einen weiteren Temperatursensor aufweisen. Das mindestens eine Heizelement kann zwischen dem Temperatursensor und dem weiteren Temperatursensor angeordnet sein. Durch diesen Aufbau kann relativ genau auf den Kohlenwasserstoffgehalt rückgeschlossen werden.
Der mindestens eine Sensor kann mindestens eine Ultraschallquelle und mindestens einen Ultraschallempfänger aufweisen, die an der Leitung angeordnet sind. Die mindestens eine Ultraschallquelle und der mindestens eine Ultraschallempfänger sind in einer Ausführungsform als ein einziges Bauelement ausgebildet. Dies stellt eine kostengünstige Ausführungsform des Kohlenwasserstoffsensors dar.
Die mindestens eine Stellvorrichtung kann ein elektromagnetisches Einspritzventil umfassen. Die Auswerteeinheit kann Teil einer Motorsteuerung zum Betrieb der Brennkraftmaschine sein.
Weitere Merkmale, Vorteile und Weiterbildungen ergeben sich aus den nachfolgenden in Verbindung mit den 1 bis 4 erläuterten Beispielen. Es zeigen:
1 eine schematische Darstellung einer Brennkraftmaschine,
2 eine schematische Darstellung eines Sensors gemäß einer ersten Ausführungsform,
3 eine schematische Darstellung eines Sensors gemäß einer weiteren Ausführungsform,
4 ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens.
1 zeigt eine Brennkraftmaschine 100, die einen Kraftstofftank 104, einen Verbrennungsmotor 112 sowie ein Tankentlüftungssystem 120 aufweist. Das Tankentlüftungssystem 120 umfasst einen Kohlenwasserstofftank 106, der über eine Leitung 108 mit dem Kraftstofftank 104 gekoppelt ist. Der Kohlenwasserstofftank ist über eine Leitung 109 mit dem Verbrennungsmotor 112 gekoppelt, insbesondere mit einem Ansaugtrakt 118 des Verbrennungsmotors. Der Verbrennungsmotor 112 umfasst mindestens einen Zylinder 119 und die Leitung 109 ist ausgebildet zur pneumatischen Kommunikation zwischen dem Tankentlüftungssystem und dem mindestens einen Zylinder 119.
In dem Kraftstofftank 104 ist flüssiger Kraftstoff 105 gelagert, beispielsweise Benzin. Gasförmige Kohlenwasserstoffe 107, die sich aus dem flüssigen Kraftstoff 105 lösen, können über die Leitung 108, die mit dem Kraftstofftank 104 und dem Kohlenwasserstofftank 106 gekoppelt ist, aus dem Kraftstofftank 104 in den Kohlenwasserstofftank 106 geleitet werden.
Die Brennkraftmaschine weist eine Mehrzahl von Kohlenwasserstoffsensoren 101 auf. Die Kohlenwasserstoffsensoren sind eingerichtet, einen Kohlenwasserstoffgehalt eines Gasstroms zu messen. Die Kohlenwasserstoffsensoren können zudem den Massenstrom der Kohlenwasserstoffe in dem Gasstrom messen. Es kann auch lediglich ein Kohlenwasserstoffsensor angeordnet sein, es können auch weitere Kohlenwasserstoffsensoren angeordnet sein, beispielsweise am Kohlenwasserstofftank 106 oder am Ansaugtrakt 118. Die Kohlenwasserstoffsensoren können auch an weiteren Leitungen angeordnet sein, beispielsweise an der Leitung 108. Ein Ventil 102 ist an der Leitung 109 angeordnet und eingerichtet, den Gasstrom an den Verbrennungsmotor zu steuern. Der Gasstrom durch die Leitung 109 kann von dem Ventil 102 gesteuert werden. Es können auch mehrere Ventile angeordnet sein, beispielsweise zwei oder mehr Ventile. Auch an weiteren Leitungen können Ventile angeordnet sein, beispielsweise an der Leitung 108.
Das Ventil 102 ist über eine elektrische Leitung 111 mit einer Motorsteuerung 103 gekoppelt. Die Sensoren 101 sind über eine elektrische Leitung 110 mit der Motorsteuerung gekoppelt. Die Motorsteuerung 103, die eine Auswerteeinrichtung 114 aufweist, steuert die Ventile und kann Signale der Sensoren auswerten.
Der Kraftstoff 105 kann über eine Kraftstofffördereinheit über Kraftstoffleitungen zum Verbrennungsmotor 112 geführt werden, wo er über Einspritzventile 115 in den Ansaugtrakt 118 oder in die Zylinder 119 eingespritzt wird und im Verbrennungsmotor zur Verbrennung kommt. Die Einspritzventile umfassen in einer Ausführungsform elektromagnetische Einspritzventile, die über elektrische Signale steuerbar sind, es können auch andere Ausführungsformen von Einspritzventilen angeordnet sein. Die Abgase des Verbrennungsprozesses werden durch einen Abgasstrang vom Motor weg gefördert. Im Abgasstrang ist eine Lambdasonde 116 angeordnet, die ein Verhältnis von Luft zu Kraftstoff bestimmen kann. Dazu misst die Lambdasonde den Restsauerstoffgehalt im Abgas.
Aus dem Kraftstoff 105, beispielsweise ein Benzin, verflüchtigen sich Kohlenwasserstoffe, beispielsweise Methan, Butan oder Propan. Die verschiedenen Kohlenwasserstoffketten weisen unterschiedliche Verdampfungstemperaturen auf, so dass abhängig von der Außentemperatur unterschiedliche Kohlenwasserstoffe aus dem flüssigen Kraftstoff 105 ausgelöst werden. Je höher die Außentemperatur und damit die Temperatur des Kraftstoffs 105 desto mehr Kohlenwasserstoffe gehen in die Gasphase über. Der Tank 104, in dem der Kraftstoff 105 gelagert ist, ist gasdicht ausgeführt, so dass das kohlenwasserstoffhaltige Gasgemisch, das sich in den Tank 104 bildet, über die Leitung 108 in den Kohlenwasserstofftank 106 geführt wird.
Ein Tankdeckel schließt einen Einfüllstutzen des Kraftstofftanks entsprechend gasdicht ab.
Der Kohlenwasserstofftank kann ein Aktivkohlespeicherelement enthalten. Die ausgedampften Kohlenwasserstoffe werden von der Aktivkohle aufgenommen, gespeichert und bei Bedarf wieder abgegeben. Wenn der Kohlenwasserstofftank eine gewisse Menge an Kohlenwasserstoffen aufgenommen hat, kann er über die Leitung 109 entleert werden. Dazu wird in den Kohlenwasserstofftank von außen über ein Ventil 113 Luft eingeblasen, die die Kohlenwasserstoffe aufnimmt. Die kohlenwasserstoffhaltige Luft kann als Ansaugluft für den Verbrennungsmotor 112 verwendet werden und damit zur Verbrennung im Motor beitragen.
Da durch die Kohlenwasserstoffe in der Ansaugluft dem Verbrennungsmotor eine gewisse Energiemenge zugeführt wird, kann über die Einspritzventile 115 entsprechend weniger Kraftstoff eingespritzt werden. Zur Regelung dieses Verhältnisses werden der Kohlenwasserstoffgehalt der zugeführten Luft und der Massestrom durch die Leitung 109 durch die Kohlenwasserstoffsensoren gemessen.
Die Auswerteeinheit 114 wertet die Signale der Sensoren aus, so dass die Konzentration an Kohlenwasserstoffen und der Massenstrom des Gasstroms durch die Leitung 109 bekannt sind. Damit ist bekannt, wie viel Energie in Form von gasförmigen Kohlenwasserstoffen dem Verbrennungsmotor 112 zugeführt wird. Davon abhängig wird eine Kenngröße für die zuzumessende Kraftstoffmenge ermittelt und die Kraftstoffzumessung in Abhängigkeit der Kenngröße gesteuert. Die Motorsteuerung 103 steuert die Einspritzventile 115 entsprechend, so dass weniger Kraftstoff eingespritzt wird, wenn mehr Kohlenwasserstoff über die Ansaugluft zugeführt wird.
Die Menge an gasförmigem Kohlenwasserstoff kann über das Ventil 102 gesteuert werden. Das Ventil 102 wird beispielsweise über pulsweitenmodulierte Signale von der Motorsteuerung ge steuert. Das Ventil kann in Abhängigkeit mindestens eines Signals der Auswerteeinheit taktsteuerbar sein. Der Aktivkohlefilter kann relativ schnell entleert werden, da die Steuerung relativ schnell arbeitet, insbesondere im Vergleich mit einer Steuerung, die auf Daten der Lambdasonde 116 beruht. Die Menge an Kraftstoff, die über die Einspritzventile 115 in den Verbrennungsmotor eingespritzt wird, wird nicht nur auf Grundlage der Daten der Lambdasonde gesteuert, sondern direkt durch die Daten, die die Motorsteuerung 103 mit Hilfe der Kohlenwasserstoffsensoren bestimmt. Die Menge an Gas, die durch die Leitung 109 strömt, muss nicht begrenzt werden, was insbesondere zu relativ kurzen Regenerierzeiten des Kohlenwasserstofftanks 106 führt. Dies kann insbesondere bei Fahrzeugen mit Hybridantrieb oder einem Start-Stopp-System, in denen eine geringere Motorlaufzeit ein schnelles Entleeren des Aktivkohlefilters notwendig macht, von Vorteil sein.
Die Menge an Kraftstoff, die über die Einspritzventile 115 in den Verbrennungsmotor eingespritzt wird, wird durch die Sensoren, die stromaufwärts der Zylinder 119 angeordnet sind, und die Auswerteeinrichtung 114 bestimmt. Ein Stellglied oder mehrere Stellglieder werden anhand dieser Daten gesteuert. So können auch Fertigungstoleranzen und Alterungseffekte der Stellglieder, beispielsweise des Ventils 102 oder der Einspritzventile 115, in der Steuerung berücksichtigt werden.
Die Sensoren zur Messung eines Kohlenwasserstoffgehalts weisen beispielsweise ein Heizelement zum Aufheizen eines Gasstroms und einen Temperatursensor auf. Beispielsweise ist der Sensor auf einem Siliziumchip integriert. Der am Sensorelement vorbeiströmende Gasstrom wird aufgeheizt und anhand von Signalen des Temperatursensors, die von der Motorsteuerung insbesondere der Auswerteeinheit ausgewertet werden, kann die Wärmeleitfähigkeit beziehungsweise die Wärmekapazität des vorbeiströmenden Gases ermittelt werden. Daraus können die Konzentration des Kohlenwasserstoffs in dem Gasstrom und der Massenstrom des durch die Leitung strömenden Gasstroms ermit telt werden, da diese proportional zu Wärmeleitfähigkeit beziehungsweise Wärmekapazität des Gases sind.
Der Kohlenwasserstoffsensor kann auch mindestens eine Ultraschallquelle und mindestens einen Ultraschallempfänger aufweisen. Diese Sensoren sind so in der Leitung 109 angeordnet, dass Ultraschall durch den Gasstrom geschickt werden kann und von der Ultraschallquelle zum Ultraschallempfänger läuft. Ultraschall kann einmal in eine der Richtung des Gasstroms entgegengesetzte Richtung und einmal gleichgerichtet mit der Richtung des Gasstroms ausgesendet werden. Daraus kann auf eine Schallgeschwindigkeit in dem Gasgemisch und auf die Mediengeschwindigkeit geschlossen werden. Daraus kann auf den Kohlenwasserstoffgehalt und den Massenstrom des Gasstroms geschlossen werden. Die mindestens eine Ultraschallquelle 301 und der mindestens einen Ultraschallempfänger 303 können auch als ein einziges Bauelement ausgeführt sein. Ein solcher Ultraschallwandler ist eingerichtet, als Antwort auf elektrische Signale Ultraschallwellen zu erzeugen. Er ist auch eingerichtet, aus empfangenen Ultraschallwellen elektrische Signale zu erzeugen. Der Ultraschallwandler kann elektrische Signale in akustische Signale wandeln und er kann akustische Signale in elektrische Signale wandeln.
2 zeigt einen Sensor 200, der in einer Leitung 205 angeordnet ist. In der Leitung 205 wird ein Gas 204 geführt. Der Sensor 200 weist einen Temperatursensor 201 und einen weiteren Temperatursensor 203 auf, die jeweils auf einer Seite eines Heizelements 202 angeordnet sind. Der Sensor 200 ist eingerichtet, die Konzentration von Kohlenwasserstoff in dem Gas 204 zu messen. Der Sensor 200 ist weiterhin eingerichtet, den Massestrom von Kohlenwasserstoff in dem Gas 204 durch die Leitung 205 zu messen. Der Sensor 200 kann mit einer Auswerteeinrichtung gekoppelt sein, die beispielsweise Teil einer Motorsteuerung zum Betrieb einer Brennkraftmaschine ist. Die Leitung ist beispielsweise ausgebildet zur pneumatischen Kom munikation zwischen dem Tankentlüftungssystem und dem mindestens einen Zylinder.
Der Sensor 200 ist beispielsweise auf einem Siliziumsubstrat integriert und kann weitere Bauelemente umfassen, beispielsweise eine Auswerteschaltung, einen Analog-Digital-Wandler oder eine Schaltung zur Temperaturkompensation. Der Temperatursensor 201 und der Temperatursensor 203 können jeweils mehrere Temperaturfühler zum Messen einer Temperatur aufweisen. Das an dem Sensor 200 vorbeiströmende Gas 204 wird von dem Heizelement 202 definiert aufgeheizt. Der Temperatursensor 201, der stromaufwärts des Heizelements angeordnet ist, erfasst die Temperatur des Gasstroms bevor der Gasstrom aufgeheizt wird. Der weitere Temperatursensor 203, der stromabwärts des Heizelements 202 angeordnet ist, erfasst die Temperatur des aufgeheizten Gases. Über eine Differenz dieser Temperaturen kann auf die Wärmekapazität des Gases geschlossen werden. Aus der Summe dieser Temperaturen kann auf die Wärmeleitfähigkeit des Gases geschlossen werden. Daraus kann der Gehalt an Kohlenwasserstoffen im Gas 204 und der Massenstrom durch die Leitung 205 berechnet werden. Über den Sensor 200 kann sehr genau festgestellt werden, wann und wie viel Kohlenwasserstoffe durch die Leitung 205 strömen. Abhängig von diesen Daten können eines oder mehrere Stellglieder gesteuert werden, beispielsweise eines oder mehrere Einspritzventile einer Brennkraftmaschine.
Durch die Daten des Sensors 200 kann die Motorsteuerung beziehungsweise die Auswerteeinrichtung die Menge an Energie, die durch den Gasstrom bereitgestellt wird, möglichst exakt messen. Diese Information kann wiederum verwendet werden zur Steuerung von Einspritzventilen der Brennkraftmaschine und/oder weiteren Ventilen, um das Verhältnis von Kraftstoff zu Gas möglichst günstig zu steuern.
3 zeigt eine weitere Ausführung eines Kohlenwasserstoffsensors 300. Der Sensor 300 weist eine Ultraschallquelle 301 auf, die ebenfalls als Ultraschallempfänger dienen kann. Der Sensor weist eine weitere Ultraschallquelle 303 auf, die ebenfalls als Ultraschallempfänger dienen kann. Die Ultraschallquellen 301 und 303 sind in einem definierten Abstand zueinander in einer Leitung 306 angeordnet. Durch die Leitung 306 strömt kohlenwasserstoffhaltiges Gas 305. An der Leitung ist ein Ultraschallreflektor 302 angeordnet. Die Ultraschallquellen und Empfänger können auch gegenüber liegend angeordnet sein, so dass kein Schallreflektor nötig ist.
Von der Ultraschallquelle 301 wird ein Ultraschallimpuls ausgesendet, der über den Ultraschallreflektor 302 zum weiteren Ultraschallempfänger 303 gesendet wird. Die dabei benötigte Laufzeit kann von einer Auswerteeinrichtung gemessen werden. Nachdem der Ultraschallpuls von der ersten Ultraschallquelle 301 über den Ultraschallreflektor 302 zum weiteren Ultraschallempfänger 303 gelaufen ist, wird der weitere Ultraschallempfänger als Ultraschallquelle genützt. Die Ultraschallquelle 303 sendet einen Ultraschallimpuls aus, der in eine Richtung gegen den Gasstrom über den Ultraschallreflektor 302 zum ersten Schallempfänger 301 läuft. Die dazu benötigte Laufzeit wird von der Auswerteeinrichtung gemessen.
Aus den gemessenen Laufzeiten zwischen den Ultraschallquellen und Ultraschallempfängern lässt sich die Schallgeschwindigkeit in dem Gasgemisch 305 und die Geschwindigkeit bestimmen, mit der das Gasgemisch durch die Leitung strömt. Dazu kann eine Summenlaufzeit und eine Differenzlaufzeit gebildet werden. In Abhängigkeit der ermittelten Daten kann mindestens ein Ventil gesteuert werden und dadurch der Gasstrom durch die Leitung 306 gesteuert werden. In Abhängigkeit dieser Daten kann auch mindestens ein Einspritzventil eines Verbrennungsmotors gesteuert werden. Durch die ermittelten Daten kann ein genaues Verhältnis von Kraftstoff zu Gas in den Brennkammern des Verbrennungsmotors eingestellt werden.
In einem ersten Schritt S1 eines Verfahrens zum Betreiben einer Brennkraftmaschine wie in 4 gezeigt, erfolgt der Start, der zeitnah zu einem Start der Brennkraftmaschine sein kann. In einem zweiten Schritt S2 wird der Kohlenwasserstoffgehalt des durch die Leitung strömenden Gasstroms ermittelt. Es können zudem der Kohlenwasserstoffgehalt in dem Ansaugtrakt oder an weiteren Stellen der Brennkraftmaschine ermittelt werden. In einem dritten Schritt S3 wird mindestens eine Kenngröße für eine zuzumessende Kraftstoffmenge in Abhängigkeit des ermittelten Kohlenwasserstoffgehalts ermittelt. Bei einer höheren Konzentration an Kohlenwasserstoffen wird weniger Kraftstoffmenge zugemessen. Bei einer niedrigeren Konzentration an Kohlenwasserstoffen wird eine höhere Kraftstoffmenge zugemessen. In einem Schritt S4 wird die Kraftstoffzumessung an die Brennkraftmaschine in Abhängigkeit der mindestens einen ermittelten Kenngröße gesteuert. Das Steuern der Kraftstoffzumessung ist abhängig von dem ermittelten Kohlenwasserstoffgehalt. In einer Ausführungsform umfasst Schritt S4 ein Steuern von mindestens einem Einspritzventil in Abhängigkeit der mindestens einen ermittelten Kenngröße, insbesondere in Abhängigkeit der ermittelten Kohlenwasserstoffkonzentration.

100: Brennkraftmaschine
101: Sensor
102: Ventil
103: Motorsteuerung
104: Kraftstofftank
105: Kraftstoff
106: Kohlenwasserstofftank
107: Kohlenwasserstoff
108: Leitung
109: Leitung
110: elektrische Leitung
111: elektrische Leitung
112: Motorblock
113: Ventil
114: Auswerteeinrichtung
115: Einspritzventil
116: Lambdasonde
117: Kraftstoffleitung
118: Ansaugtrakt
119: Zylinder
120: Tankentlüftungssystem
200: Sensor
201: Temperatursensor
202: Heizelement
203: Temperatursensor
204: Gas
205: Leitung
300: Sensor
301: Ultraschallquelle
302: Reflektor
303: Ultraschallquelle
305: Gas
306: Leitung
S1–S4: Schritte eins bis vier

Claims

Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine (112) mit mindestens einem Zylinder (119) und einem Tankentlüftungssystem (120) mit einer Leitung (109), die ausgebildet ist zur pneumatischen Kommunikation zwischen dem Tankentlüftungssystem und dem mindestens einen Zylinder (119), die mindestens einen Sensor (101) zum Ermitteln eines Kohlenwasserstoffgehalts eines Gasstroms aufweist, umfassend: – Ermitteln eines Kohlenwasserstoffgehalts eines von dem Tankentlüftungssystem zu dem mindestens einen Zylinder (119) strömenden Gasstroms abhängig von einem Messsignal des Sensors (101); – Ermitteln mindestens einer Kenngröße für eine zuzumessende Kraftstoffmenge in Abhängigkeit des ermittelten Kohlenwasserstoffgehalts; – Steuern einer Kraftstoffzumessung in den mindestens einen Zylinder (119) in Abhängigkeit der mindestens einen ermittelten Kenngröße.
Verfahren nach Anspruch 1, umfassend: – Ermitteln mindestens einer weiteren Kenngröße, die repräsentativ ist für einen Massenstrom durch die Leitung (109); – Ermitteln der mindestens einen Kenngröße für eine zuzumessende Kraftstoffmenge abhängig von der mindestens einen weiteren ermittelten Kenngröße.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, umfassend: – Ermitteln mindestens einer wiederum weiteren Kenngröße, die repräsentativ ist für eine Temperatur des Gasstroms, in Abhängigkeit eines Signals eines Temperatursensors (203); – Steuern der Kraftstoffzumessung in den mindestens einen Zylinder (119) in Abhängigkeit der mindestens einen wiederum weiteren ermittelten Kenngröße.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, umfassend: – Ermitteln mindestens einer wiederum weiteren Kenngröße, die repräsentativ ist für eine Schallgeschwindigkeit in der Leitung (109), in Abhängigkeit eines Signals eines Ultraschallsensors (303); – Steuern der Kraftstoffzumessung in den mindestens einen Zylinder (119) in Abhängigkeit der mindestens einen wiederum weiteren ermittelten Kenngröße.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, umfassend: Steuern mindestens einer Stellvorrichtung (115) zur Kraftstoffzumessung in Abhängigkeit der mindestens einen Kenngröße.
Vorrichtung zum Betreiben einer Brennkraftmaschine (112) mit mindestens einem Zylinder (119) und einem Tankentlüftungssystem (120) mit einer Leitung (109), die ausgebildet ist zur pneumatischen Kommunikation zwischen dem Tankentlüftungssystem und dem mindestens einen Zylinder (119), die mindestens einen Sensor (101) zum Ermitteln eines Kohlenwasserstoffgehalts eines Gasstroms, die eingerichtet ist – einen Kohlenwasserstoffgehalt eines von dem Tankentlüftungssystem zu dem mindestens einen Zylinder (119) strömenden Gasstroms abhängig von einem Messsignal des Sensors (101) zu ermitteln; – mindestens eine Kenngröße für eine zuzumessende Kraftstoffmenge in Abhängigkeit des ermittelten Kohlenwasserstoffgehalts zu ermitteln; – eine Kraftstoffzumessung in den mindestens einen Zylinder (119) in Abhängigkeit der mindestens einen ermittelten Kenngröße zu steuern.
System zum Betreiben einer Brennkraftmaschine (112), umfassend: – mindestens einen Zylinder (119); – ein Tankentlüftungssystem (120) mit einer Leitung (109), die ausgebildet ist zur pneumatischen Kommunikation zwischen dem Tankentlüftungssystem und dem mindestens einen Zylinder (119); – mindestens einen Sensor (101) zur Messung eines Kohlenwasserstoffgehalts eines Gasstroms; – eine Auswerteeinrichtung (114) zum Auswerten mindestens eines Signals des mindestens einen Sensors (101; 200); – mindestens eine Stellvorrichtung (115) zur Steuerung einer Kraftstoffzumessung in den mindestens einen Zylinder (119); – bei dem die mindestens eine Stellvorrichtung (115) mit der Auswerteeinrichtung (114) gekoppelt ist und von der Auswerteeinrichtung (114) in Abhängigkeit der ausgewerteten Signale steuerbar ist.
System nach Anspruch 7, bei dem der mindestens eine Sensor (101; 200) mindestens ein Heizelement (202) zum Aufheizen des Gasstroms und mindestens einen Temperatursensor (203) aufweist.
System nach Anspruch 8, bei dem der mindestens eine Sensor (101; 200) mindestens einen weiteren Temperatursensor (201) aufweist, und bei dem das mindestens eine Heizelement (202) zwischen dem Temperatursensor (201) und dem weiteren Temperatursensor (203) angeordnet ist.
System nach Anspruch 9, bei dem der mindestens eine Sensor (101; 300) mindestens eine Ultraschallquelle (301) und mindestens einen Ultraschallempfänger (303) aufweist, die an der Leitung (306) angeordnet sind.
System nach Anspruch 10, bei dem die mindestens eine Ultraschallquelle (301) und der mindestens einen Ultraschallempfänger (303) als ein einziges Bauelement ausgebildet sind.
System nach einem der Ansprüche 7 bis 11, bei dem die mindestens eine Stellvorrichtung (115) ein elektromagnetisches Einspritzventil umfasst.
System nach einem der Ansprüche 7 bis 12, bei dem die Auswerteeinheit (114) Teil einer Motorsteuerung (105) zum Betrieb der Brennkraftmaschine ist.