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WO2007131814A1 - Verfahren und vorrichtung zur ermittlung der zusammensetzung eines gasgemisches eines mit einem cng-gas befüllten kraftstofftanks eines kraftfahrzeugs - Google Patents

Verfahren und vorrichtung zur ermittlung der zusammensetzung eines gasgemisches eines mit einem cng-gas befüllten kraftstofftanks eines kraftfahrzeugs Download PDF

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Publication number
WO2007131814A1
WO2007131814A1 PCT/EP2007/051959 EP2007051959W WO2007131814A1 WO 2007131814 A1 WO2007131814 A1 WO 2007131814A1 EP 2007051959 W EP2007051959 W EP 2007051959W WO 2007131814 A1 WO2007131814 A1 WO 2007131814A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
gas
fuel tank
ethane
pressure
composition
Prior art date
Application number
PCT/EP2007/051959
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Erwin Bauer
Dietmar Ellmer
Original Assignee
Continental Automotive Gmbh
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 Continental Automotive Gmbh filed Critical Continental Automotive Gmbh
Priority to US12/162,038 priority Critical patent/US8073636B2/en
Priority to CN2007800029690A priority patent/CN101370681B/zh
Priority to EP07712410A priority patent/EP1951539A1/de
Priority to JP2009501993A priority patent/JP2009531683A/ja
Publication of WO2007131814A1 publication Critical patent/WO2007131814A1/de

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    • Y02T10/10Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/30Use of alternative fuels, e.g. biofuels

Definitions

  • the invention relates to a method and a device for determining the gas composition of a CNG gas mixture filled with a fuel tank of a motor vehicle according to the preamble of the independent claims 1 and 15.
  • CNG gas natural gas
  • the CNG gas mixture is also known as natural gas.
  • a CNG vehicle can be operated either exclusively with natural gas (monovalent operation) or as a bi-fuel variant optionally with gasoline or natural gas.
  • the natural gas is highly compressed under high pressure at about 200 bar and carried in one or more pressure-safe fuel tanks in the motor vehicle.
  • the main component of natural gas is 85 - 98% methane (CH 4 ).
  • the natural gas also contains larger amounts of higher hydrocarbons, such as ethane (C 2 H 6 ), propane (C3H 8 ) and butane (C 4 Hi 0 ).
  • ethane C 2 H 6
  • propane C3H 8
  • butane C 4 Hi 0
  • Natural gas The reason for this is that the components ethane, propane and butane have a relatively low vapor pressure and therefore liquefy rapidly under pressure.
  • the vapor pressure is about 38 bar at 20 0 C for ethane, 8.5 bar for propane and 2.0 bar for butane.
  • Methane the main constituent of natural gas, has a vapor pressure of 1.47 bar only at a temperature of minus 157 ° C.
  • Propane then evaporates the liquid propane content. From now on, a fuel mixture of methane, ethane and propane is burned.
  • results for the performance of the engine has significant cylinder fill, mixture formation, fuel injection duration, and combustion effects. In particular, this can also affect the exhaust emissions.
  • the invention has for its object to improve the gas injection into the combustion chamber of an internal combustion engine, taking into account the current gas composition of the CNG gas in the fuel tank. This object is achieved with the characterizing features of the independent claims 1 and 15.
  • the measures listed in the dependent claims advantageous refinements and improvements of the method specified in claim 1 are given. It is considered to be particularly advantageous that the actual vapor pressure of a constituent of the CNG gas can be very easily taken from a previously stored table or pressure curve. As in the fuel tank continuously the temperature and the gas pressure are measured, can at further continuous removal of gas, the current vapor pressure, for example, ethane are taken from the horizontally extending curve part of the stored pressure curve.
  • the calculation of the vapor pressure can be calculated with another formula, if the gas temperature in
  • Fuel tank, the gas constant and the gas density are known.
  • the measured vapor pressure (actual value) is compared with the calculated nominal value. In this way, a mistake can be detected very easily.
  • An essential advantage of the invention is also seen in the fact that the amount of gas to be injected for the internal combustion engine of the motor vehicle is adjusted as a function of the current gas composition. As a result, in particular, energy differences of the gas components can be compensated. It is further considered to be particularly advantageous that the amount of gas to be injected is adjusted taking into account its energy content in relation to the modeled absorption behavior of the internal combustion engine. This adjustment, for example, by adjusting the ignition angle and / or alternatively by
  • these adjustments can For example, be carried out in the starting phase, during warm-up and / or lean operation.
  • Gas composition is performed when in particular the environmental conditions, especially the temperature and / or the gas pressure in the fuel tank have changed.
  • the newly determined gas composition is then taken into account in a new engine start accordingly.
  • the device for determining the gas composition has a program-controlled computing unit.
  • the gas composition can be determined with the help of an algorithm and using the measured temperature and the gas pressure in the fuel tank very easily and without much computational effort.
  • the arithmetic unit is integrated in an engine control unit, which is already present in the motor vehicle.
  • the existing engine control unit requires only a corresponding software program with which the object of the invention can be achieved.
  • FIG. 1 shows a block diagram of a device according to the invention for determining the gas composition
  • FIG. 2 shows a first diagram with a pressure curve
  • FIG. 3 shows a second diagram
  • FIG. 4 shows a flow chart for the device according to the invention.
  • the block diagram of Figure 1 shows an inventive embodiment in which an internal combustion engine 1 is connected to an injection system 3.
  • the internal combustion engine 1 is designed as a gasoline engine.
  • the gasoline engine can be designed monovalent for the combustion of CNG gas or bivalent operation for switching to gasoline injection or gas injection.
  • the gas injection takes place by means of the injection system 3.
  • the injection system 3 is connected via a hydraulic line 7 to a fuel tank 2, in which the CNG gas mixture is stored.
  • Fuel tank 2 is designed high pressure resistant, so that it withstands the usual filling pressure up to 200 bar. Due to the high gas pressure, the CNG gas mixture is partially stored in the liquid state.
  • the CNG gas mixture contains 85-98% of methane as its main constituent, which is in gaseous form due to its vapor pressure.
  • the components ethane, propane and butane have a substantially lower vapor pressure, so that these portions are stored in liquid form in the fuel tank 2.
  • a pressure sensor 4 and a temperature sensor 5 are arranged in or on the tank. These sensors 4, 5 continuously measure the temperature T and the gas pressure (system pressure) P within the fuel tank 2. The measured values are forwarded to a computer unit 6 via corresponding electrical lines. On the basis of the received data, the arithmetic unit 6 calculates a current gas composition within the fuel tank 2 or the gas system with the aid of a corresponding algorithm, which will be explained in more detail later.
  • the arithmetic unit 6 essentially has a control program with which various parameters, for example the vapor pressure of a constituent of the CNG gas mixture, the tank volume, the gas composition, etc., are calculated.
  • the arithmetic unit 6 is integrated in an engine control unit, which is already present for the control of the internal combustion engine.
  • the operation of this arrangement will be explained in more detail with reference to the first diagram of Figure 2.
  • the diagram shows a pressure curve in which the gas pressure p in the fuel tank, as measured by the pressure sensor 4, is plotted on the Y-axis.
  • the time curve of the gas pressure p, which is measured by the pressure sensor 4, is plotted on the X-axis.
  • the fuel tank is filled with the CNG gas mixture, wherein the CNG gas mixture contains, among other things, the components ethane, propane and butane, in addition to methane. It is assumed that the fuel tank is filled with a gas pressure of 200 bar.
  • the pressure curve shown in Figure 2 shows an example of the relationship between the component methane, ethane and propane. For the butane portion, the pressure curve would continue to run analogously.
  • the gas temperature and the gas pressure are continuously measured in the fuel tank.
  • the vapor pressure of ethane is calculated in the arithmetic unit. The calculation of the
  • vapor pressure of ethane can also be determined from the pressure curve shown in FIG. 2, since the point in time at which the ethane fraction begins to evaporate can be removed at about 38 bar when the vapor pressure value is reached.
  • This part corresponds to the horizontal curve part 2.
  • the sloping curve part 1 which runs between the pressure values 200 and 38 bar, indicates, however, that in this pressure range only the methane gas is present, since the other components of the gas mixture in the range below 38 bar in liquid phase.
  • ethane Upon reaching the gas pressure of 38 bar, ethane begins to evaporate in such a way that, in spite of the further gas removal, the gas pressure in the fuel tank does not drop further but does not increase. This is recognizable by the horizontal curve 2.
  • the vapor pressure is determined by the formula
  • p d is the vapor pressure
  • p is the gas wick
  • R is a gas constant
  • T is the gas temperature
  • the arithmetic unit or the engine control unit reacts. At this time, the tank contents are composed of the remaining amount of gaseous methane and the amount of ethane accumulated in the past. In this vapor pressure p d "38 bar vaporized ethane, so that the engine is now a mixed gas of methane, ethane and air burns, whereby its energy content is different from the case of pure methane combustion.
  • the amount of gas to be introduced into the cylinder must be adjusted according to the current mixture quality to meet the changed chemical composition of the fuel (X% methane, Y% ethane) and to maintain the defined air-fuel ratio.
  • the composition of the gas mixture and thus the to be set by the engine control injection quantity changes continuously. The change takes place until all ethane has evaporated.
  • the ignition angle can be adjusted and / or the injection duration can be adjusted in accordance with the energy content or the calorific value of the gas mixture.
  • the vaporization of the gas components for propane takes place in a similar manner to that described above for ethane. If the tank pressure drops to about 8.5 bar, then the liquid propane content evaporates, so that according to the curve part 4, the pressure in the fuel tank remains constant. Only when all of the propane fraction has evaporated and gas continues to be withdrawn, the gas pressure in the fuel tank decreases further according to the curve 5.
  • a special situation may also arise when the vehicle is parked and change the ambient conditions, in particular the temperature and the pressure conditions in the fuel tank during the service life.
  • the gas pressure in the fuel tank can be greater than the vapor pressure of a gas component.
  • the gas pressure may be lower or constant to the vapor pressure.
  • the ratio between methane and ethane is shown on the Y axis.
  • the amount of gas taken is plotted in Kg. From the sloping branch of the methane / ethane curve can be seen that at high gas pressure and a small amount of gas taken from the methane content in the gas mixture is up to 22 times greater than the ethane content. With the removal of only about 0.5 kg of the gas mixture, the methane content is only about three times as high as the ethane content. The methane content continues to drop, so that with a withdrawn gas mass of about 3 kg, the methane / ethane ratio is about 1: 1. Due to this curve, it is clear that the injection conditions for the internal combustion engine are continuously adapted to the current gas composition in the fuel tank.
  • a gas amount ⁇ m is taken during a working cycle.
  • the gas quantity ⁇ m to be taken is assumed to be known.
  • the determination of ⁇ m is made from the intake air mass and the corresponding ⁇ value.
  • the first gas withdrawal from the fuel tank is still pure methane gas.
  • the tank pressure finally drops below the vapor pressure of ethane (about 38 bar). This evaporates just as much ethane until the vapor pressure is reached again.
  • R-mix (methane-RMethane + ethane-ethane) / (methane-ethane)
  • PEthan m Eth to * REthan * T / V
  • V is the current tank volume
  • the gas package ⁇ m taken next is composed of methane and ethane. It is based on an ideal mixing of the gas, so that the gas package ⁇ m can be calculated as follows:
  • the calculation of the mixture composition proceeds iteratively and is recalculated each time a working cycle in which a gas mixture is taken and a certain amount of ethane evaporates.
  • Vaporization of liquid ethane slightly increases the tank volume by exactly the amount ethane occupies in liquid form.
  • the factor p is the
  • the current tank volume V is again calculated per cycle. It turns out
  • V V old + ⁇ V
  • the alternative calculation method is physically equivalent to the aforementioned calculation method. However, it has the advantage that with this calculation method, the arithmetic unit can be displayed structurally simpler.
  • this alternative calculation method the currently vaporous fractions of methane m methane and ethane m etha managed separately. The ratio X of the respective proportion to the total amount of steam is formed.
  • the amount of gas ⁇ m blown in per working cycle is then composed as follows:
  • m ü EAthan, a ik + t, ue ilil m ü E + tih, an, ult " ⁇ m ü E + tih, an + ⁇ m ethane, dilute vapor
  • the gas pressure p is then greater than the vapor pressure p d .
  • Ethane content is evaporated.
  • the gas pressure p is smaller than the vapor pressure p d .
  • the ethane content is determined in this case as follows:
  • Tank volume is an important factor in the formula work mentioned above. Depending on how high the liquid content of gas components is, the value can vary.
  • the volume is determined as follows. In the phase in which only methane is gaseous, a certain amount of Am, burned.
  • the quantity ⁇ m.M, et, han is known to the arithmetic unit and can be calculated, for example, from the intake air quantity and the ⁇ number.
  • the flow chart of Figure 4 shows a flow chart for the modeling of the tank contents.
  • the gas pressure in the fuel tank or the temperature in the fuel tank is determined by means of the built-in sensors.
  • the gas pressure or the gas temperature is then stored and temporarily stored.
  • the vapor pressure is calculated according to the formula

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Abstract

Verfahren und Vorrichtung zur Ermittlung der Zusammensetzung eines Gasgemisches eines mit einem CNG-Gas befüllten 5 Kraftstofftanks eines Kraftfahrzeugs Erfindungsgemäß wird vorgeschlagen, bei einem mit einem CNG- Gasgemisch befüllten Kraftstofftank (2) eines Kraftfahrzeugs die Zusammensetzung des Gasgemisches zu ermitteln. Dazu 10 werden ein Drucksensor (4) und ein Temperatursensor (5) benötigt, die in der Regel bei bekannten gasbetriebenen Fahrzeugen vorhanden sind. Aus den gemessenen Werten wird der Dampfdruck (p<SUB>d</SUB>) wenigstens eines in dem Gasgemisch vorhandenen Gases, insbesondere für Ethan, Propan und/oder 15 Butan ermittelt. Bei Unterschreitung des Dampfdrucks eines der Bestandteile des CNG-Gases im Kraftstofftank (2) wird eine entsprechende aktuelle Zusammensetzung des Gasgemisches bestimmt. Dadurch ergibt sich der Vorteil, dass bei einer Brennkraftmaschine (1) stets soviel Gas mit dem 20 erforderlichen Energiewert eingespritzt werden kann, wie es auf Grund des vorgegebenen Luft-Kraftstoff-Verhältnisses ( ?- Wert) und der Betriebsbedingungen erforderlich ist. Dadurch kann eine optimale Verbrennung mit minimalem Abgas erzielt werden.

Description

Beschreibung
Verfahren und Vorrichtung zur Ermittlung der Zusammensetzung eines Gasgemisches eines mit einem CNG-Gas befüllten Kraftstofftanks eines Kraftfahrzeugs
Die Erfindung betrifft ein Verfahren bzw. eine Vorrichtung zur Ermittlung der Gaszusammensetzung eines mit einem CNG- Gasgemisch gefüllten Kraftstofftanks eines Kraftfahrzeugs nach der Gattung der nebengeordneten Ansprüche 1 und 15. Es ist bereits bekannt, dass Kraftfahrzeuge, die mit einem Otto- Motor ausgerüstet sind, mit einem sogenannten CNG-Gas (Erdgas) betrieben werden können (CNG Compressed Natural Gas) . Das CNG-Gasgemisch ist auch als Erdgas bekannt. Mit einer entsprechenden Umrüstung kann ein solches CNG-Fahrzeug entweder ausschließlich mit Erdgas (monovalenter Betrieb) oder als Bi-Fuel-Variante wahlweise mit Benzin oder Erdgas betrieben werden. Das Erdgas wird unter hohem Druck bei etwa 200 bar stark komprimiert und in einem oder mehreren drucksicheren Kraftstofftanks im Kraftfahrzeug mitgeführt. Hauptbestandteil von Erdgas ist mit 85 - 98 % Methan (CH4) . Darüber hinaus enthält das Erdgas aber auch größere Anteile an höheren Kohlenwasserstoffen, wie Ethan (C2H6) , Propan (C3H8) und Butan (C4Hi0) . Man spricht dann von einem nassen
Erdgas. Der Grund hierfür liegt darin, dass die Bestandteile Ethan, Propan und Butan einen relativ geringen Dampfdruck aufweisen und daher unter Druck schnell verflüssigen. Der Dampfdruck beträgt bei 20 0C bei Ethan ca. 38 bar, bei Propan 8,5 bar und bei Butan 2,0 bar. Methan, der Hauptbestandteil des Erdgases, hat erst bei einer Temperatur von minus 157 0C einen Dampfdruck von 1,47 bar. Wenn der Kraftstofftank mit dem CNG-Gasgemisch unter hohem Druck gefüllt ist, ist im Wesentlichen Methan in gasförmiger Form verfügbar, während die Bestandteile Ethan, Propan und Butan meist in flüssiger Phase vorliegen. Diese flüssigen Bestandteile sammeln sich am Boden des Kraftstofftanks und werden nicht genutzt, solange der Gasdruck im Kraftstofftank größer ist als der Dampfdruck von Ethan, Propan oder Butan. Erreicht dagegen der Gasdruck im Kraftstofftank den Wert des Dampfdruckes von Ethan, dann verdampft zunächst der flüssige Ethananteil, dessen Dampfdruck bei 20 0C bei etwa 38 bar liegt. Sinkt der Gasdruck im Kraftstofftank weiter ab, dann verdampft bei 8,5 bar der Propananteil und schließlich bei 2 bar der Butananteil. Dieses physikalische Verhalten hat zur Folge, dass bei der Einspritzung des Gasgemisches in die Brennkraftmaschine in Verbindung mit der angesaugten Luft die chemische Zusammensetzung des Gasgemisches kontinuierlich verändert wird. Bei vollem Kraftstofftank wird reines Methan- Luftgemisch eingespritzt bzw. verbrannt, wobei der Gasdruck im Kraftstofftank (Systemdruck) kontinuierlich sinkt. Wird bei etwa 38 bar der Dampfdruck von Ethan erreicht, dann beginnt dieses zu verdampfen und es entsteht ein Gemisch aus Methan und Ethan. Der Systemdruck bleibt solange konstant, bis der Ethananteil im Kraftstofftank verdampft ist. Anschließend fällt der Systemdruck weiter ab. Erreicht der Systemdruck bei ca. 8,5 bar die Dampfdruckschwelle vom
Propan, dann verdampft der flüssige Propananteil. Ab jetzt wird ein Kraftstoffgemisch aus Methan, Ethan und Propan verbrannt .
Wird der Tank schließlich noch weiter leer gefahren, dann verdampft bei ca. 2 bar auch der Butananteil. In der Praxis wird Letzteres allerdings kaum vorkommen, da in der Regel der Einspritzdruck in den Zylinder der Brennkraftmaschine über 2 bar gefahren wird und somit der Butananteil flüssig bleibt und sich dabei im Kraftstofftank kontinuierlich ansammelt.
Da die verschiedenen Bestandteile des CNG-Gases unterschiedliche Energieinhalte aufweisen, ergeben sich für das Betriebsverhalten der Brennkraftmaschine signifikante Auswirkungen in Bezug auf die Zylinderfüllung, die Gemischbildung, die Kraftstoffeinblasedauer und die Verbrennung. Insbesondere können dadurch auch die Abgasemissionen beeinflusst werden.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Gaseinspritzung in den Brennraum einer Brennkraftmaschine unter Berücksichtigung der aktuellen Gaszusammensetzung des CNG- Gases im Kraftstofftank zu verbessern. Diese Aufgabe wird mit den kennzeichnenden Merkmalen der nebengeordneten Ansprüche 1 und 15 gelöst.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Ermittlung der Gaszusammensetzung bzw. der Vorrichtung mit den Merkmalen der nebengeordneten Ansprüche 1 und 15 ergibt sich der Vorteil, dass unabhängig vom vorherrschenden Gasdruck (Systemdruck) im Kraftstofftank stets ein Gasgemisch zur Verfügung gestellt wird, das bei einer aktuellen Motoranforderung dem vorgegebenen Sollwert entspricht. Dadurch kann nicht nur die Leistungskurve der Brennkraftmaschine verbessert, sondern insbesondere auch die Abgasemission optimiert werden. Das wird insbesondere dadurch erreicht, dass mit Hilfe eines Algorithmus der aktuelle Dampfdruck wenigstens eines Bestandteiles des CNG-Gasgemisches, insbesondere für Ethan, Propan und/oder Butan ermittelt wird. Bei Unterschreiten des Dampfdrucks eines der genannten Bestandteile wird dann eine entsprechende aktuelle Zusammensetzung des Gasgemisches bestimmt .
Durch die in den abhängigen Ansprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen des im Anspruch 1 angegebenen Verfahrens gegeben. Als besonders vorteilhaft wird angesehen, dass der aktuelle Dampfdruck eines Bestandteiles des CNG-Gases sehr einfach aus einer zuvor gespeicherten Tabelle oder Druckkurve entnommen werden kann. Da im Kraftstofftank kontinuierlich die Temperatur und der Gasdruck gemessen werden, kann bei weiterer kontinuierlicher Gasentnahme der aktuelle Dampfdruck beispielsweise von Ethan aus dem waagerecht verlaufenden Kurventeil der gespeicherten Druckkurve entnommen werden.
Günstig ist weiterhin, dass die gasförmige Methanmenge, die unmittelbar vor dem Verdampfen von Ethan entnommen wird, mit einer sehr einfachen Formel berechnet werden kann.
Die Berechnung des Dampfdruckes kann mit einer weiteren Formel berechnet werden, wenn die Gastemperatur im
Kraftstofftank, die Gaskonstante und die Gasdichte bekannt sind.
Eine wichtige Größe ist die Kenntnis des Gasvolumens im Kraftstofftank. Des weiteren lässt sich mit einer sehr einfachen Formel eine Kontrollrechnung für das Volumen durchführen. Denn bei Entnahme einer bekannten Methan- Kraftstoffmenge entsteht im Kraftstofftank ein Druckabfall.
Zur Validierung von Messung und Rechnung ist vorgesehen, dass der gemessene Dampfdruck (Istwert) mit dem berechneten Sollwert verglichen wird. Auf diese Weise kann sehr einfach ein Fehler festgestellt werden.
Ein wesentlicher Vorteil der Erfindung wird auch darin gesehen, dass die für die Brennkraftmaschine des Kraftfahrzeugs einzuspritzende Gasmenge in Abhängigkeit von der aktuellen Gaszusammensetzung angepasst wird. Dadurch können insbesondere energetische Unterschiede der Gasbestandteile ausgeglichen werden. Als besonders vorteilhaft wird weiter angesehen, dass die einzuspritzende Gasmenge unter Berücksichtigung ihres Energiegehalts in Bezug auf das modellierte Schluckverhalten der Brennkraftmaschine angepasst wird. Diese Anpassung kann beispielsweise durch Verstellung des Zündwinkels und/oder alternativ durch
Veränderung der Einspritzdauer und damit der Einspritzmenge angepasst werden. Insbesondere können diese Anpassungen beispielsweise in der Startphase, während des Warmlaufs und/oder beim Magerbetrieb durchgeführt werden.
Eine sehr vorteilhafte Lösung wird auch darin gesehen, dass bei einem abgestellten Fahrzeug eine neue Berechnung der
Gaszusammensetzung durchgeführt wird, wenn sich insbesondere die Umgebungsbedingungen, vor allem die Temperatur und/oder der Gasdruck im Kraftstofftank geändert haben. Die neu ermittelte Gaszusammensetzung wird dann bei einem neuen Motorstart entsprechend berücksichtigt.
Schließlich erscheint auch von Vorteil, dass die Vorrichtung zur Ermittlung der Gaszusammensetzung eine programmgesteuerte Recheneinheit aufweist. Mit dieser Recheneinheit kann mit Hilfe eines Algorithmus und unter Verwendung der gemessenen Temperatur und des Gasdrucks im Kraftstofftank die Gaszusammensetzung sehr einfach und ohne großen Rechenaufwand bestimmt werden. Dabei hat sich als besonders vorteilhaft erwiesen, dass die Recheneinheit in einem Motorsteuergerät integriert ist, das im Kraftfahrzeug bereits vorhandenen ist. Das vorhandene Motorsteuergerät benötigt lediglich ein entsprechendes Software-Programm, mit dem die erfindungsgemäße Aufgabe gelöst werden kann.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert .
Figur 1 zeigt ein Blockschaltbild einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Bestimmung der Gaszusammensetzung,
Figur 2 zeigt ein erstes Diagramm mit einer Druckkurve,
Figur 3 zeigt ein zweites Diagramm und
Figur 4 zeigt ein Ablaufdiagramm für die erfindungsgemäße Vorrichtung. Das Blockschaltbild der Figur 1 zeigt ein erfindungsgemäßes Ausführungsbeispiel, bei dem eine Brennkraftmaschine 1 mit einem Einspritzsystem 3 verbunden ist. Die Brennkraftmaschine 1 ist als Otto-Motor ausgebildet. Der Otto-Motor kann dabei monovalent zur Verbrennung von CNG-Gas oder im bivalenten Betrieb zur Umschaltung auf Benzineinspritzung oder Gaseinspritzung ausgebildet sein. Die Gaseinspritzung erfolgt mittels des Einspritzsystems 3. Das Einspritzsystem 3 ist über eine Hydraulikleitung 7 mit einem Kraftstofftank 2 verbunden, in dem das CNG-Gasgemisch gelagert ist. Der
Kraftstofftank 2 ist hochdruckfest ausgebildet, so dass er dem üblichen Befüllungsdruck bis zu 200 bar widersteht. Aufgrund des hohen Gasdrucks ist das CNG-Gasgemisch teilweise im flüssigen Zustand gespeichert. Das CNG-Gasgemisch enthält als Hauptbestandteil mit 85 - 98 % Methan, das aufgrund seines Dampfdruckes in gasförmiger Form vorliegt. Die Bestandteile Ethan, Propan und Butan weisen einen wesentlich niedrigeren Dampfdruck auf, so dass diese Anteile in flüssiger Form im Kraftstofftank 2 gelagert sind.
Im oder am Tank sind des Weiteren ein Drucksensor 4 sowie ein Temperatursensor 5 angeordnet. Diese Sensoren 4, 5 messen kontinuierlich die Temperatur T sowie den Gasdruck (Systemdruck) P innerhalb des Kraftstofftanks 2. Die Messwerte werden über entsprechende elektrische Leitungen an eine Recheneinheit 6 weitergegeben. Aufgrund der empfangenen Daten berechnet die Recheneinheit 6 unter Zuhilfenahme eines entsprechenden Algorithmus, der später noch näher erläutert wird, eine aktuelle Gaszusammensetzung innerhalb des Kraftstofftanks 2 bzw. des Gassystems. Die Recheneinheit 6 weist im Wesentlichen ein Steuerprogramm auf, mit dem verschiedene Parameter, beispielsweise der Dampfdruck eines Bestandteils des CNG-Gasgemisches, das Tankvolumen, die Gaszusammensetzung usw. berechnet werden.
In einer alternativen Ausführungsform ist die Recheneinheit 6 in einem Motorsteuergerät integriert, das ohnehin für die Steuerung der Brennkraftmaschine vorhanden ist. Die Funktionsweise dieser Anordnung wird anhand des ersten Diagramms der Figur 2 näher erläutert. Das Diagramm zeigt eine Druckkurve, bei der auf der Y-Achse der Gasdruck p im Kraftstofftank aufgetragen ist, wie er von dem Drucksensor 4 gemessen wird. Auf der X-Achse ist der zeitliche Verlauf des Gasdrucks p aufgetragen, der vom Drucksensor 4 gemessen wird. Der Kraftstofftank ist dabei mit dem CNG-Gasgemisch gefüllt, wobei das CNG-Gasgemisch außer Methan u.a. auch die Bestandteile Ethan, Propan und Butan enthält. Es wird angenommen, dass der Kraftstofftank mit einem Gasdruck von 200 bar gefüllt ist. Die in Figur 2 dargestellte Druckkurve zeigt beispielhaft das Verhältnis zwischen dem Bestandteil Methan, Ethan und Propan. Für den Butananteil würde die Druckkurve analog weiterlaufen.
Mit Hilfe der vorhandenen Druck- und Temperatursensoren werden im Kraftstofftank kontinuierlich die Gastemperatur und der Gasdruck gemessen. Gleichzeitig wird in der Recheneinheit der Dampfdruck von Ethan berechnet. Die Berechnung des
Dampfdrucks von Ethan kann alternativ auch aus der in Figur 2 dargestellten Druckkurve bestimmt werden, da der Zeitpunkt des Verdampfungsbeginns des Ethananteils bei Erreichen des Dampfdruckwertes bei etwa 38 bar entnehmbar ist. Dieser Teil entspricht dem horizontal verlaufenden Kurventeil 2. Der abfallende Kurventeil 1, der zwischen den Druckwerten 200 und 38 bar verläuft, gibt dagegen an, dass in diesem Druckbereich nur das Methangas vorhanden ist, da die anderen Bestandteile des Gasgemisches im Bereich unterhalb von 38 bar in flüssiger Phase vorliegen. Bei Erreichen des Gasdrucks von 38 bar beginnt Ethan so zu verdampfen, dass trotz der weiteren Gasentnahme der Gasdruck im Kraftstofftank nicht weiter absinkt aber auch nicht steigt. Dieses ist durch den waagrechten Kurvenverlauf 2 erkennbar. Da der Druckabfall im Kraftstofftank in der Regel recht langsam verläuft, ist dieser Punkt des Kurventeils 2 einfacher und genauer zu bestimmen, wenn Kenntnis über den Dampfdruck vorliegt. Andererseits kann im Umkehrschluss der aus dem Kurvenverlauf ermittelte Dampfdruckwert mit dem berechneten Wert verglichen werden, um insbesondere die Messgenauigkeit zu überprüfen und damit einen eventuellen Fehler aufzudecken. Dadurch lasst sich die Systemsicherheit in vorteilhafter Weise erhohen.
Der Dampfdruck bestimmt sich nach der Formel
pd = p * R * T ,
wobei pd der Dampfdruck, p die Gasdochte, R eine Gaskonstante und T die Gastemperatur ist.
Tritt nun der Fall ein, dass der Kraftstofftank so weit leer gefahren wird, dass der Dampfdruck pd = 38 bar von Ethan unterschritten wird, dann reagiert die Recheneinheit bzw. das Motorsteuergerat . Der Tankinhalt setzt sich zu diesem Zeitpunkt aus der restlichen gasformigen Methanmenge und der sich in der Vergangenheit angesammelten flussigen Ethanmenge zusammen. Bei diesem Dampfdruck pd « 38 bar verdampft Ethan, so dass der Motor nun ein Gasgemisch aus Methan, Ethan und Luft verbrennt, wobei dessen Energieinhalt sich von dem bei reiner Methanverbrennung unterscheidet. Die in den Zylinder einzubringende Gasmenge muss entsprechend der aktuellen Gemischqualitat angepasst werden, um der veränderten chemischen Zusammensetzung des Kraftstoffes (X% Methan, Y% Ethan) gerecht zu werden und um das definierte Luft- Kraftstoff-Verhaltnis beizubehalten. Die Zusammensetzung des Gasgemisches und damit die von der Motorsteuerung einzustellende Einspritzmenge ändert sich kontinuierlich. Die Änderung erfolgt solange, bis der ganze Ethananteil verdampft ist. Neben der Anpassung der Einspritzmenge erfolgen insbesondere beim Start der Brennkraftmaschine, wahrend des Warmlaufs und vor allem beim Magerbetrieb weitere Anpassungen. Insbesondere kann der Zundwinkel verstellt werden und/oder die Einspritzdauer entsprechend des Energieinhalts bzw. des Brennwertes des Gasgemisches angepasst werden. Des weiteren ist das modellierte Schluckverhalten des Motors entsprechend der aktuellen Zusammensetzung des Gasgemisches zu korrigieren.
So lange Ethan verdampft, befindet sich das System im Gleichgewicht und der Tankdruck bleibt konstant, wie dem Kurventeil 2 der Figur 2 entnehmbar ist. Erst wenn der gesamte Ethananteil verdampft ist, fällt der Tankdruck entsprechend dem Kurventeil 3 weiter ab.
Die Berechnung der Zusammensetzung des Gasgemisches für den Zeitraum, in dem Methan und Ethan in gasförmigem Zustand vorliegen, wird später noch näher erläutert.
Wie der Figur 2 weiter entnehmbar ist, erfolgt die Verdampfung der Gasanteile für Propan ähnlich, wie es zuvor für Ethan beschrieben wurde. Sinkt der Tankdruck bis auf etwa 8,5 bar ab, dann verdampft der flüssige Propananteil, so dass entsprechend dem Kurventeil 4 der Druck im Kraftstofftank konstant bleibt. Erst wenn der ganze Propananteil verdampft ist und weiterhin Gas entnommen wird, sinkt der Gasdruck im Kraftstofftank entsprechend der Kurve 5 weiter ab.
Eine besondere Situation kann sich auch ergeben, wenn das Fahrzeug abgestellt ist und sich während der Standzeit die Umgebungsbedingungen, insbesondere die Temperatur und die Druckverhältnisse im Kraftstofftank ändern. Durch Temperaturänderung kann beispielsweise der Gasdruck im Kraftstofftank größer werden als der Dampfdruck eines Gasanteils. Bei Temperaturabfall kann der Gasdruck kleiner werden oder konstant zum Dampfdruck sein. Für diese
Sonderfälle ist vorgesehen, dass die dampfförmig vorliegende Ethan- bzw. Propanmenge erneut berechnet wird. Bei einem neuen Motorstart wird dann die neue Zusammensetzung des Gasgemisches zugrunde gelegt.
Bei dem weiteren Diagramm der Figur 3 ist auf der Y-Achse das Verhältnis zwischen Methan und Ethan dargestellt. Auf der X- Achse ist die entnommene Gasmenge in Kg aufgetragen. Aus dem abfallenden Ast der Methan/Ethan-Kurve ist erkennbar, dass bei hohem Gasdruck und geringer entnommener Gasmenge der Methananteil im Gasgemisch bis zu 22 Mal größer ist als der Ethananteil. Bei der Entnahme von nur etwa 0,5 kg des Gasgemisches ist der Methananteil nur noch etwa dreimal so hoch wie der Ethananteil. Der Methananteil sinkt weiter, so dass bei einer entnommenen Gasmasse von etwa 3 kg das Verhältnis Methan/Ethan etwa 1:1 ist. Aufgrund dieses Kurvenverlaufes wird deutlich, dass die Einspritzbedingungen für die Brennkraftmaschine kontinuierlich an die aktuelle Gaszusammensetzung im Kraftstofftank anzupassen sind.
Im Folgenden wird die Berechnung der aktuellen Gemischzusammensetzung im Kraftstofftank am Beispiel des Methans und Ethans näher erläutert. Die Berechnung der
Methanmenge im Kraftstofftank zum Zeitpunkt unmittelbar vor dem Verdampfen von Ethan, d.h. zu Beginn des horizontalen Kurventeils 2 (Figur 2) erfolgt mit der Formel
mMethan = Pd * V / (RMethan * T)
Es wird angenommen, dass bei einem Arbeitsspiel eine Gasmenge Δm entnommen wird. Die zu entnehmende Gasmenge Δm wird als bekannt vorausgesetzt. Beispielsweise erfolgt die Bestimmung von Δm aus der angesaugten Luftmasse und dem entsprechenden λ-Wert. Bei der ersten Gasentnahme aus dem Kraftstofftank handelt es sich noch um reines Methangas. Durch die kontinuierliche Gasentnahme sinkt der Tankdruck schließlich unterhalb des Dampfdrucks von Ethan (ca. 38 bar) . Dadurch verdampft gerade so viel Ethan, bis der Dampfdruck wieder erreicht wird.
Für die Berechnung der ersten verdampften Ethanmenge lautet die Formel :
lϊΪEthan = Δm * R-Methan / R-Ethan Die weiteren entnommenen Gaspakete enthalten sowohl Methan als auch Ethan. Daher ist eine Mischgaskonstante RMIX einzusetzen, die der Zusammensetzung des Gasgemisches entspricht. Die Mischgaskonstante RMiX wird für jedes Arbeitsspiel nach der folgenden Formel neu berechnet:
R-Mix = (lϊΪMethan * RMethan + I^Ethan * REthan ) / (l^Methan + I^Ethan )
Die Berechnung einer jeden weiteren verdampften Ethanmenge erfolgt nach der Formel
mEtha = Δm * RMlx / R ■:Ethan
Die Berechnung des aktuellen Partialdrucks p von Ethan erfolgt nach der Formel
PEthan = mEthan * REthan * T / V,
wobei V das aktuelle Tankvolumen ist.
Die Berechnung des aktuellen Partialdrucks p von Methan erfolgt entsprechend nach der Formel
PMethan = Pd ~ PEthan
Des Weiteren erfolgt die Berechnung der aktuell vorhandenen Ethanmenge nach der Formel
mEthan = (PEthan * V) / ( REthan * T )
Das als nächstes entnommene Gaspaket Δm setzt sich aus Methan und Ethan zusammen. Man geht dabei von einer idealen Durchmischung des Gases aus, so dass das Gaspaket Δm wie folgt berechnet werden kann:
Δm = ΔmMethan + AmEthan
ΔmMethan = Δm * S / ( 1 + S ) ΔmEthan = Δm * ( 1 - S / ( 1 + S ) )
Somit ergibt sich die aktuelle Gaszusammensetzung S nach der Formel
s mMethan,aktuβll aktuell mEthan aktuell
Figure imgf000014_0001
durch Einsetzen der zuvor berechneten Parameterwerte.
Die Berechnung der Gemischzusammensetzung verlauft iterativ und wird pro Arbeitsspiel, bei dem ein Gasgemisch entnommen wird und ein bestimmter Ethananteil verdampft, jedes Mal neu berechnet .
Durch das Verdampfen von flussigem Ethan nimmt das Tankvolumen geringfügig zu, und zwar um genau den Anteil, den Ethan in flussiger Form einnimmt. Der Faktor p ist die
Dichte des flussigen Ethans (0,54 kg/1). Daraus ergibt sich eine Volumenanderung ΔV
ΔV = ΔmEthan - pEthan
Das aktuelle Tankvolumen V wird wiederum pro Arbeitsspiel berechnet. Es ergibt sich
V=Valt +ΔV
Im Folgenden wird ein alternatives Berechnungsverfahren erläutert. Das alternative Rechenverfahren ist physikalisch gleichwertig zu dem zuvor genannten Rechenverfahren. Es hat jedoch den Vorteil, dass mit diesem Rechenverfahren die Recheneinheit strukturell einfacher dargestellt werden kann. Bei diesem alternativen Rechnungsverfahren werden die aktuell dampfförmigen Anteile von Methan mMethan und Ethan mEtha separat verwaltet. Es wird das Verhältnis X des jeweiligen Anteils zur Gesamtdampfmenge gebildet.
v _ m Methan
Λ Methan ~ mMethan + mEthan
^ Ethan ~~ 1 ^ Methan
Die pro Arbeitsspiel eingeblasene Gasmenge Δm setzt sich dann wie folgt zusammen:
Δm, M,et ,han = XΛ M/ret ,han • Δm
Δm_ Et,,han = X_ Et.,han • Δm
Die jeweiligen Anteile ΔmMethan und ΔmEthan werden dann von den jeweils zuletzt ermittelten Werten mMethan und mEthan abgezogen. Daraus ergeben sich für Methan und Ethan folgende aktuelle Mengen :
m. M,et ,han, a ,ktue „ll = m. M,et ,han, a ,lt - Δm, M,et ,han
mü EAthan,a ik +t,ue ilil = mü E+tih,an, a ult " Δmü E+tih,an + ^m Ethan, verd Aamp Λft
Die Ermittlung der pro Arbeitsspiel verdampfenden Ethanmenge erfolgt analog, wie zuvor beschrieben wurde.
Fällt der Gasdruck im Kraftstofftank unter den Dampfdruck von
Propan, so verdampft Propan und es entsteht ein
Kraftstoffgemisch aus Methan, Ethan und Propan, wie sie zu Figur 2 zuvor erläutert wurde (Kurventeile 4 und 5) . Für diesen Fall können die obigen Formeln analog angewendet werden. Es ergibt sich lediglich der Unterschied, dass zunächst ein fixes RMIX für das konstante Massenverhältnis von Methan zu Ethan berechnet werden muss. Für die übrige Berechnung sind anstelle der Werte von Methan die des Mischgases Methan/Ethan und anstelle der Werte für Ethan die von Propan einzusetzen.
Besonders zu berücksichtigen sind Sonderfälle, die sich ergeben, wenn das Fahrzeug abgestellt wird und sich die äußeren Bedingungen, insbesondere die Umgebungstemperatur, und damit die Verhältnisse im Tank ändern. Es werden folgende Fälle unterschieden.
Fall 1:
Die Temperatur steigt so weit an, dass bereits verdampftes Ethan (bzw. Propan) wieder verflüssigt. Der Gasdruck p ist dann größer als der Dampfdruck pd.
In diesem Fall liegt dann reines Methan im gasförmigen Zustand vor. Der Ethananteil ist Null. Die Berechnung erfolgt, wie sie oben zuvor beschrieben wurde.
Fall 2: Die Temperatur ist so weit abgefallen, dass der ganze
Ethananteil verdampft ist. In diesem Fall ist der Gasdruck p kleiner als der Dampfdruck pd. Der Ethananteil bestimmt sich in diesem Fall folgendermaßen:
Figure imgf000016_0001
Ethan
Fal l 3 :
Die Temperatur ist so weit angestiegen bzw. abgefallen, dass gerade der Dampfdruck herrscht (p = pd) . Dies ist lediglich ein Sonderfall von Fall 2 und wird genauso behandelt wie der Fall 2.
Im Folgenden wird die Bestimmung des Tankvolumens erläutert.
In dem zuvor aufgeführten Formelwerk ist das Tankvolumen eine wichtige Größe. Je nach dem, wie hoch der Flüssigkeitsanteil an Gaskomponenten ist, kann der Wert variieren. Das Volumen wird wie folgt ermittelt. In der Phase, in der nur Methan gasformig vorliegt, wird eine bestimmte Menge Am , verbrannt. Die Meng ^e Δm.M,et,han ist der Recheneinheit bekannt und kann z.B. aus der angesaugten Luftmenge und der λ-Zahl berechnet werden. Die Entnahme der Kraftstoffmenge fuhrt im Tank zu einem Druckabfall Δp = pi - P2 • Daraus kann das Tankvolumen berechnet werden. Ändert sich im Verlauf der Kraftstoffentnähme die Gastemperatur, so wird diese Veränderung ebenfalls nach der folgenden Formel berücksichtigt :
y _ ΔmMethan ' R Methan
Figure imgf000017_0001
Das Flussdiagramm der Figur 4 zeigt ein Ablaufdiagramm für die Modellierung des Tankinhalts. Zunächst wird in Position 10 und 11 der Gasdruck im Kraftstofftank bzw. die Temperatur im Kraftstofftank mit Hilfe der eingebauten Sensoren ermittelt. In den Positionen 12 und 13 liegt dann der Gasdruck bzw. die Gastemperatur vor und wird zwischengespeichert. Anschließend wird in Position 14 der Dampfdruck berechnet nach der Formel
pd = p * R * T,
die zuvor erläutert wurde.
In Position 15 wird geprüft, ob der aktuelle Gasdruck im Kraftstofftank den Dampfdruck eines Gaselementes unterschreitet. Ist das nicht der Fall, dann springt das Programm auf Position 12 zurück und der Zyklus wiederholt sich. Im anderen Fall, wenn der Gasdruck im Kraftstofftank kleiner ist als der Dampfdruck, dann wird in Position 16 die Zusammensetzung des Gasgemisches berechnet. Des weiteren wird in Position 17 ein aktueller Kraftstoffverbrauch berechnet und dieser Wert bei der Berechnung der Zusammensetzung des Gasgemisches berücksichtigt. Anschließend erfolgt in Position 18 in Abhängigkeit von der aktuellen Zusammensetzung des Gasgemisches eine entsprechende Korrektur der Einspritzung. Diese Korrektur kann beispielsweise durch Verstellung der Zündung, insbesondere des Zundwinkels, durch Änderung der Einspritzdauer, durch eine Saugrohrmodellberechnung und/oder dergleichen erfolgen. Nach dieser Korrektur springt das Programm wieder auf Position 12 zurück und der Zyklus wiederholt sich erneut.
Bezugszeichenliste
1 Brennkraftmaschine
2 Kraftstofftank
3 Einspritzsystem
4 Drucksensor 5 Temperatursensor
6 Recheneinheit / Vorrichtung
7 Hyraulikleitung
10...18 Positionen im Ablaufdiagramm m Gasmenge (Masse) p Gasdruck
Pd Dampfdruck
T Gastemperatur (im Kraftstofftank) t Zeitachse

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zur Ermittlung der Gaszusammensetzung eines mit einem CNG-Gasgemisch befüllten Kraftstofftanks (2) eines Kraftfahrzeugs, wobei der Gasdruck und die Gastemperatur im Kraftstofftank (2) des Kraftfahrzeugs permanent gemessen werden, dadurch gekennzeichnet, dass
- mit Hilfe eines Algorithmus aus der gemessenen Temperatur und dem gemessenen Gasdruck im Kraftstofftank
(2) der aktuelle Dampfdruck wenigstens eines Bestandteils des CNG-Gasgemisches, insbesondere für Methan, Ethan, Propan und/oder Butan ermittelt wird, und
- dass bei Unterschreiten des Dampfdrucks eines der Bestandteile des CNG-Gasgemisches im Kraftstofftank (2) eine entsprechende aktuelle Zusammensetzung des Gasgemisches bestimmt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der aktuelle Dampfdruck eines Bestandteiles des CNG-Gases aus einer gespeicherten Tabelle oder Druckkurve entnommen wird.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass bei weiterer Entnahme von Gaspaketen der Verdampfungsbeginn eines der Bestandteile des CNG-Gases aus dem waagerechten Druckverlauf der gespeicherten Druckkurve entnommen wird.
4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Berechnung der gasförmigen Methanmenge (mMethan) unmittelbar vor dem Verdampfen von Ethan nach der Formel mMethan = Pd * V / ( RMethan * T ) berechnet wird, wobei pd der Dampfdruck, V das Gasvolumen, RMethan eine Gaskonstante und T die Gastemperatur im Kraftstofftank (2) sind.
5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Dampfdruck pd nach der Formel
PdEthan = PEthan * R-Ethan* T berechnet wird, wobei T die Gastemperatur im Kraftstofftank, R eine Gaskonstante und p die Gasdichte ist.
6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass für weitere entnommene Gaspakete Methan und Ethan eine Mischgaskonstante RMIX = ( lϊΪMethan * RMethan + I^Ethan * REthan ) / ( l^Methan + I^Ethan ) berechnet wird.
7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Gasvolumen V im Kraftstofftank (2) nach der Formel
V = ( ΔmMethan * RMethan ) / ( P l / T i - P2 / T2 ) berechnet wird.
8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der gemessene Dampfdruck mit dem berechneten Sollwert verglichen wird.
9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die für die Brennkraftmaschine des Kraftfahrzeugs einzuspritzende Gasmenge in Abhängigkeit von der aktuellen Gaszusammensetzung angepasst wird.
10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die in eine
Brennkraftmaschine (1) einzuspritzende Gasmenge unter Berücksichtigung der aktuellen Gaszusammensetzung im Kraftstofftank (2) und/oder ihres Energiewertes in Bezug auf ein modelliertes Schluckverhalten der Brennkraftmaschine (1) angepasst wird.
11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Einspritzdauer und/oder der Zündwinkel angepasst wird.
12. Verfahren nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Zündwinkel an aktuelle Betriebsdingungen der Brennkraftmaschine, insbesondere in der Startphase, während des Warmlaufs und/oder beim Magerbetrieb angepasst wird.
13. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine
Volumenkontrollberechnung durchgeführt wird, wobei bei Entnahme einer bekannten Methangasmenge ein Druckabfall im Kraftstofftank (2) gemessen wird, aus dem auf ein bestimmtes Tankvolumen geschlossen werden kann.
14. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei einem abgestellten Fahrzeug bei geänderten Umgebungsbedingungen, insbesondere der Temperatur und/oder des Gasdrucks im Kraftstofftank (2) eine neue Zusammensetzung des
Gasgemisches berechnet wird und dass bei einem neuen Motorstart die neue Zusammensetzung des Gasgemisches entsprechend berücksichtigt wird.
15. Vorrichtung zur Ermittlung der Zusammensetzung des
Gasgemisches eines mit einem CNG-Gasgemisch befüllten Kraftstofftanks (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (6) eine programmgesteuerte Recheneinheit aufweist und dass die Recheneinheit (6) ausgebildet ist, mit Hilfe eines Algorithmus und unter Verwendung der gemessenen Temperatur (T) und des Gasdrucks (p) im Kraftstofftank (2) die Gaszusammensetzung zu bestimmen.
6. Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Recheneinheit (6) Teil eines im Kraftfahrzeug vorhandenen Motorsteuergerätes ist.
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