DE102009002740A1 - Fuel quality determining method for common-rail fuel injection system of diesel engine of vehicle, involves measuring conductivity of fuel, and determining quality of fuel based on measured conductivity - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Bestimmen der Qualität eines Kraftstoffes.The The invention relates to a method for determining the quality a fuel.
Obwohl die nachfolgende Beschreibung im wesentlichen Dieselmotoren bzw. -brennkraftmaschinen betrifft, ist der Gegenstand der Anmeldung nicht darauf beschränkt, sondern auf die Bestimmung der Qualität eines Kraftstoffes im Allgemeinen gerichtet.Even though the following description essentially diesel engines or relates to internal combustion engines, the subject of the application not limited to this, but to the determination of quality a fuel in general.
Stand der TechnikState of the art
In jüngster Zeit nimmt insbesondere aufgrund von Umweltschutzgesichtspunkten die Beimengung von Biokomponenten in Dieselkraftstoffe immer mehr zu. Dies führt jedoch zu einer geringeren Alterungsstabilität des Kraftstoffes. Die parallel dazu existierenden Vorschriften im Hinblick auf Schadstoffausstoß und Kraftstoffverbrauch zwingen zu einer Steigerung der Effizienz der Verbrennungsmotoren und damit zu höheren Einspritzdrücken, was zu höheren Temperaturen beispielsweise an den Steuerventilen der Injektoren von Dieselmotoren führt. Weiterhin fördern die hohen Temperaturen die Zersetzungsreaktionen im Kraftstoff.In Recently, in particular, due to environmental considerations the addition of biocomponents in diesel fuels more and more to. However, this leads to a lower aging stability of the fuel. The parallel existing regulations in the With regard to pollutant emissions and fuel consumption force an increase in the efficiency of internal combustion engines and thus to higher injection pressures, resulting in higher Temperatures, for example, at the control valves of the injectors of diesel engines leads. Continue to promote the high temperatures, the decomposition reactions in the fuel.
Bei der Alterung bzw. Zersetzung des Kraftstoffs entstehen organische Säuren, welche korrosiv wirken können und insbesondere an heißen Stellen Beläge hinterlassen, welche die Funktion des Bauteils beeinträchtigen.at The aging or decomposition of the fuel produces organic Acids which can be corrosive and in particular leave deposits in hot spots, which impair the function of the component.
Die
In
der
Es ist somit wünschenswert, ein genaueres Verfahren zum Bestimmen der Qualität eines Kraftstoffes anzugeben.It Thus, it is desirable to have a more accurate method of determining indicate the quality of a fuel.
Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention
Erfindungsgemäß wird ein Verfahren zum Bestimmen der Qualität eines Kraftstoffes vorgeschlagen, bei dem die Leitfähigkeit des Kraftstoffes gemessen wird und auf Grundlage der gemessenen Leitfähigkeit die Qualität des Kraftstoffes bestimmt wird.According to the invention a method for determining the quality of a fuel proposed in which the conductivity of the fuel is measured and based on the measured conductivity the Quality of the fuel is determined.
Vorteile der ErfindungAdvantages of the invention
Es wurde erkannt, dass sich die Alterung des Kraftstoffes, insbesondere des Dieselkraftstoffes, u. a. in einer Erhöhung der Anzahl von polaren Gruppen zeigt. Der Anteil der polaren Gruppen wirkt sich auf die Leitfähigkeit aus, weshalb im Umkehrschluss durch Messung der Leitfähigkeit das Alter bzw. die Qualität des Kraftstoffes bestimmt werden kann. Zur Messung bieten sich elektrochemische Verfahren unter Verwendung von wenigstens zwei Elektroden an.It It was recognized that the aging of the fuel, in particular of diesel fuel, u. a. in an increase in the number of polar groups shows. The proportion of polar groups works on the conductivity, which is why in reverse by Measurement of conductivity, age and quality of the fuel can be determined. For measurement offer electrochemical Method using at least two electrodes.
Die Messung der Leitfähigkeit gibt direkt Aufschluss über die Qualität des Dieselkraftstoffs und ist unabhängig sowohl von Annahmen zur ursprünglichen Qualität als auch von Annahmen zur Qualitätsabnahme in Folge von Zeit und Temperatureinwirkungen. Hiermit kann ein einfach durchzuführendes und dennoch genaues und zuverlässiges Verfahren zum Bestimmen der Qualität von Kraftstoff bereitgestellt werden.The Measurement of the conductivity gives information directly the quality of the diesel fuel and is independent both assumptions about the original quality as well as assumptions of quality acceptance as a result of Time and temperature effects. This can be an easy to perform and nevertheless accurate and reliable method of determining the quality of fuel provided.
Weitere Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen sowie der nachfolgenden Beschreibung.Further Advantages of the invention will become apparent from the dependent claims as well as the following description.
Vorzugsweise wird die Qualität des Kraftstoffes durch Vergleich der gemessenen Leitfähigkeit mit einem vorgebbaren Schwellwert bestimmt. Mit zunehmendem Qualitätsverlust des Kraftstoffes steigt die Leitfähigkeit an. Es kann ein Schwellwert vorgegeben werden, der, beispielsweise in Abhängigkeit von der Brennkraftmaschine, ein Qualitätsniveau vorgibt, das – gegebenenfalls unter Berücksichtigung eines Sicherheitsspielraums – der Kraftstoff zumindest aufweisen muss, um den bestimmungsgemäßen Betrieb der Brennkraftmaschine zu gewährleisten. Überschreitet die Leitfähigkeit den vorgegebenen Schwellwert, kann daraus gefolgert werden, dass die Qualität des Kraftstoffes nicht mehr für den bestimmungsgemäßen Betrieb ausreichend ist. In der Folge können entsprechende Maßnahmen eingeleitet werden.Preferably is the quality of the fuel by comparing the measured conductivity with a predetermined threshold certainly. With increasing quality loss of the fuel the conductivity increases. It can be a threshold value be, which, for example, depending on the internal combustion engine, specifies a quality level that - if necessary taking into account a margin of safety - the Fuel must at least have to the intended To ensure operation of the internal combustion engine. exceeds the conductivity of the predetermined threshold, it can be concluded that the quality of the fuel is not more for the intended operation is sufficient. As a result, appropriate action can be taken be initiated.
Vorzugsweise wird auf Grundlage der bestimmten Kraftstoffqualität eine Motorfunktion gesteuert. Insbesondere kann als Folge des Qualitätsabfalls des Kraftstoffes die Motorleistung reduziert werden, um dadurch die auf den Kraftstoff einwirkende Temperatur, beispielsweise im Einspritzsystem, zu reduzieren. Dadurch kann die Zersetzung und die damit einhergehende Korrosion und Belagbildung reduziert oder ganz vermieden werden.Preferably becomes one based on the specific fuel quality Motor function controlled. In particular, as a result of the quality drop of the fuel, the engine power is reduced to thereby the temperature acting on the fuel, for example in the Injection system, reduce. This can decomposition and reduces the associated corrosion and deposit formation or completely avoided.
In Ausgestaltung wird auf Grundlage der bestimmten Kraftstoffqualität eine Anzeige gesteuert. Beispielsweise kann bei Unterschreiten eines Kraftstoffqualitätsniveaus alternativ oder zusätzlich zur Steuerung der Motorfunktionen auch ein Hinweis an den Bediener, beispielsweise Fahrer eines Fahrzeugs, gegeben werden, dass ein Kraftstoffaustausch empfohlen wird.In an embodiment, a display is controlled based on the particular fuel quality. For example, if a fuel quality level is undershot, it may be alternative or in addition to Control of the engine functions also give an indication to the operator, for example driver of a vehicle, that a fuel exchange is recommended.
Zweckmäßigerweise wird die Leitfähigkeit des Kraftstoffs mittels einer Gleichspannungsmessung oder mittels einer Impedanzmessung gemessen. Es handelt sich dabei um zwei erprobte Verfahren, die eine genaue und zuverlässige Leitfähigkeitsbestimmung ermöglichen. Bei der Gleichspannungsmessung wird beispielsweise zwischen zwei Elektroden eine Gleichspannung angelegt und der Stromfluss und damit die Leitfähigkeit des Kraftstoffs gemessen. Bei der Impedanzmessung wird beispielsweise an zwei Elektroden eine Wechselspannung im Bereich weniger mV angelegt und die Impedanz gemessen. Aus dem kapazitiven und dem ohmschen Anteil der Impedanz bei einer oder bei mehreren Frequen zen kann ebenfalls auf die Leitfähigkeit und damit die Qualität des Kraftstoffs geschlossen werden.Conveniently, becomes the conductivity of the fuel by means of a DC voltage measurement or measured by means of an impedance measurement. These are by two proven procedures that are accurate and reliable Allow conductivity determination. In the DC voltage measurement, for example, between two electrodes a DC voltage applied and the current flow and thus the conductivity of the fuel measured. In the impedance measurement, for example an alternating voltage in the range of a few mV is applied to two electrodes and the impedance measured. From the capacitive and ohmic parts The impedance at one or more Frequen zen can also on the conductivity and thus the quality of the Fuel to be closed.
In einer bevorzugten Ausgestaltung wird die Leitfähigkeit mittels einer in einem Kraftstofftank oder in einer Kraftstoffleitung einer Brennkraftmaschine, vorzugsweise im Niederdruckbereich, angeordneten Messvorrichtung gemessen. Prinzipiell ist auch eine Anordnung der Messvorrichtung beispielsweise im Hochdruckbereich einer Dieselbrennkraftmaschine möglich, wobei in diesem Fall die elektrische Kontaktierung aufwendig ist.In A preferred embodiment is the conductivity by means of a in a fuel tank or in a fuel line an internal combustion engine, preferably in the low pressure region, arranged measuring device measured. In principle, an arrangement of the measuring device For example, in the high pressure range of a diesel engine possible, in which case the electrical contacting is complicated.
Vorteilhafterweise wird als Messvorrichtung eine elektrochemische Dünnschichtzelle verwendet. Unter einer elektrochemischen Dünnschichtzelle wird eine Elektrodenanordnung verstanden, bei der in geringem Abstand zwei, beispielsweise als Plattenelektroden ausgebildete Elektroden gegenüberliegend angeordnet werden. Die Elektroden bestehen vorzugsweise zumindest teilweise aus Platin, um eine hohe Korrosionsbeständigkeit aufzuweisen.advantageously, is a measuring device, an electrochemical thin-film cell used. Under an electrochemical thin-film cell is understood an electrode arrangement in which at a small distance two, for example formed as plate electrodes electrodes be arranged opposite. The electrodes exist preferably at least partially made of platinum, for high corrosion resistance exhibit.
Es bietet sich an, zusätzlich einen Säureanteil des Kraftstoffes zu messen und auf Grundlage des gemessenen Säureanteils die Qualität des Kraftstoffes zu bestimmen. Bei einer wesentlichen Qualitätseinbuße des Kraftstoffes kommt es zu einer Übersäuerung. Zu diesem Zeitpunkt sollte der Betrieb der Brennkraftmaschine mit dem übersäuerten Kraftstoff verhindert werden. Auf Grundlage der Bestimmung des Säureanteils kann daher beispielsweise die Brennkraftmaschine stillgelegt werden, wenn ein vorgebbarer Schwellwert überschritten wird. Die Messung des Säureanteils erfolgt zweckmäßigerweise zusätzlich zur Messung der Leitfähigkeit, um eine Redundanzprüfung bereitstellen zu können.It offers itself, in addition an acid portion of the Fuel and based on the measured acid content to determine the quality of the fuel. At a material Quality degradation of the fuel occurs a hyperacidity. At this time should the operation of the internal combustion engine with the over acidified Fuel be prevented. Based on determination of acidity Therefore, for example, the internal combustion engine can be shut down, if a predefinable threshold is exceeded. The Measurement of the acid portion is expediently in addition for conductivity measurement, for a redundancy check to be able to provide.
Ein erfindungsgemäßer Behälter zur Aufbewahrung oder Durchleitung von Kraftstoff, beispielsweise ein Kraftstofftank oder eine Kraftstoffleitung, weist eine Messeinheit zur Bestimmung der Leitfähigkeit des Kraftstoffes auf. Die Messeinheit ist zweckmäßigerweise als elektrochemische Dünnschichtzelle ausgebildet. Auf diese Weise kann das Verfahren besonders einfach für Brennkraftmaschinen, beispielsweise Fahrzeuge, eingesetzt werden.One Inventive container for storage or passage of fuel, for example a fuel tank or a fuel line, has a measuring unit for determination the conductivity of the fuel. The measuring unit is suitably as an electrochemical thin-film cell educated. In this way, the process can be particularly simple used for internal combustion engines, such as vehicles become.
Das Verfahren eignet sich insbesondere zur Bestimmung der Qualität von Dieselkraftstoff. Die Verwendung der Erfindung ist insbesondere bei Dieselhoch druckeinspritzsystemen mit Drücken insbesondere < 2000 bar vorteilhaft, da bei derartigen Systemen die Gefahr einer Zersetzung von überaltertem Kraftstoff bzw. Kraftstoff mit geringer Qualität relativ hoch ist.The Method is particularly suitable for determining the quality of diesel fuel. The use of the invention is particular in diesel high pressure injection systems with pressures in particular <2000 bar advantageous, with such systems, there is a risk of decomposing outdated fuel or low quality fuel is relatively high.
Weitere Vorteile und Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung und der beiliegenden Zeichnung.Further Advantages and embodiments of the invention will become apparent from the Description and attached drawing.
Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachfolgend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.It It is understood that the above and the following yet to be explained features not only in each case specified combination, but also in other combinations or can be used in isolation, without the scope of the present To leave invention.
Die Erfindung ist anhand eines Ausführungsbeispiels in der Zeichnung schematisch dargestellt und wird im Folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnung ausführlich beschrieben.The Invention is based on an embodiment in the Drawing schematically illustrated and will be referred to below described in detail on the drawing.
Kurze Beschreibung der ZeichnungenBrief description of the drawings
Ausführungsform(en) der ErfindungEmbodiment (s) of the invention
Bei
Dieselmotoren sind heutzutage Common-Rail-Systeme (CRS) zur Kraftstoffeinspritzung weit
verbreitet. Ein Common-Rail-System wird anhand
Innerhalb
des Kraftstofftanks
Die
gemessene Leitfähigkeit L steht mit der Qualität
des Kraftstoffes in Zusammenhang, wobei eine ansteigende Leitfähigkeit
einer sinkenden Kraftstoffqualität entspricht. Innerhalb
des Steuergeräts
Mit
der Erfindung kann eine einfache und zuverlässige Möglichkeit
zur Bestimmung der Kraftstoffqualität geschaffen werden.
Es versteht sich, dass in den dargestellten Figur nur eine beispielhafte
Ausführungsform der Erfindung dargestellt ist. Daneben ist
jede andere Ausführungsform denkbar, ohne den Rahmen dieser
Erfindung zu verlassen. Beispielsweise kann die Messvorrichtung
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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