DE10311287A1

DE10311287A1 - Supplying additive to vehicle fuel for operating combustion engine, controlling dosage of additives in fuel contained in measurement conduit by controlling energization of molecules and measuring resulting concentration

Info

Publication number: DE10311287A1
Application number: DE2003111287
Authority: DE
Inventors: Martin Dipl.-Ing. Havers; Hermann-Josef Dipl.-Ing. Schulte
Original assignee: HJS Fahrzeugtechnik GmbH and Co KG
Current assignee: HJS Fahrzeugtechnik GmbH and Co KG
Priority date: 2003-03-14
Filing date: 2003-03-14
Publication date: 2004-09-23

Abstract

Vehicle fuel is diverted from a fuel injector (4) of the diesel engine (2) back to a fuel tank (5) via an additive supply device (1). On its way the fuel passes through a measurement conduit (12) where it is subjected to high-energy, e.g. microwave, radiation. An admixture or fuel mixture contains molecules, which are energized by the high-energy radiation between 30 kHz and 3 GHz and oscillate at their resonant frequency. The conduit (12) has a transmitter (15) and a receiver (16) at either end, which are tuned to the resonant frequency of the molecules. The quantity and type of resultants detected in the conduit represent the mass for the concentration of the additive. An independent claim is also included for the additive supply device.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Zuführen eines Zusatzstoffes oder -stoffgemisches in den Kraftstoff zum Betreiben einer Brennkraftmaschine, insbesondere eines Dieselmotors, bei welchem Verfahren in Abhängigkeit des Wertes einer erfassten Systemvariablen eine dem Kraftstoff beizumengende Dosis des Zusatzstoffes oder -stoffgemisches bestimmt und dem Kraftstoff zugeführt wird. Ferner betrifft die Erfindung eine Einrichtung zum Zuführen eines Zusatzstoffes oder -stoffgemisches in den Kraftstoff zum Betreiben einer Brennkraftmaschine, insbesondere eines Dieselmotors mit einem an eine Kraftstoffleitung angeschlossenen Additivtank und mit einer Dosiereinheit.The invention relates to a method to feed an additive or mixture of substances in the fuel for operation an internal combustion engine, in particular a diesel engine, in which method dependent on the value of a detected system variable is a dose to be added to the fuel of the additive or mixture of substances and the fuel supplied becomes. The invention further relates to a device for feeding a Additive or mixture of substances in the fuel for operation an internal combustion engine, in particular a diesel engine with a additive tank connected to a fuel line and with a Dosing.

Es ist bekannt, dem Kraftstoff zum Betreiben einer Brennkraftmaschine unterschiedliche Zusatzstoffe oder -stoffgemische als so genannte Additive beizumengen. Dieses wird vielfach zum Betreiben von Dieselmotoren angewendet, wobei das Additiv dazu dient, die Rußzündtemperatur herabzusetzen, um auf diese Weise einen Rußabbrand zur Regeneration eines Partikelfilters zu begünstigen bzw. zu fördern. Damit dieses bestimmungsgemäß erfolgt, muss der dem Dieselmotor zugeführte Kraftstoff eine bestimmte Additivkonzentration aufweisen. Auf der anderen Seite ist man bemüht, den Additivverbrauch möglichst gering zu halten. Aus diesem Grunde sind Vorrichtungen entwickelt worden, mit denen ein solches Additiv den Erfordernissen entsprechend in den Kraftstoff eingebracht werden kann. Eine solche Vorrichtung ist beispielsweise in DE 93 13 112 U1 beschrieben. Bei dieser vorbekannten Vorrichtung werden über eine Füllstandsmesseinrichtung Änderungen der in einem Kraftstofftank enthaltenen Kraftstoffmenge erfasst. Erfasst werden positive Füllstandsänderungen, die durch Auffüllen des Kraftstofftanks beim Tanken erfolgen. Durch eine an die Füllstandsmesseinrichtung angeschlossene Auswerteeinheit wird die zugetankte, additivfreie Kraftstoffmenge ermittelt. Entsprechend der gewünschten Additivkonzentration in dem Kraftstoff wird dann über eine Dosierpumpe die zum Einstellen der gewünschten Additivkonzentration notwendige Additivdosis dem Kraftstoff zugeführt. Zu diesem Zweck ist die Dosiereinheit, etwa eine Dosierpumpe an die Kraftstoffrückführleitung angeschlossen, damit das zugeführte Additiv durch den von der Einspritzeinrichtung zurückgeführten Kraftstoff in den Kraftstofftank eingebracht wird und sich darin vermischt. Dem Dieselmotor wird dann über seine Einspritzeinrichtung ein Kraftstoff-Additivgemisch zugeführt.It is known to add different additives or mixtures of substances to the fuel for operating an internal combustion engine as so-called additives. This is widely used to operate diesel engines, the additive being used to lower the soot ignition temperature in order to promote or promote soot burn-off for the regeneration of a particle filter. In order for this to take place as intended, the fuel supplied to the diesel engine must have a specific additive concentration. On the other hand, efforts are made to keep additive consumption as low as possible. For this reason, devices have been developed with which such an additive can be introduced into the fuel as required. Such a device is for example in DE 93 13 112 U1 described. In this known device, changes in the amount of fuel contained in a fuel tank are recorded via a fill level measuring device. Positive fill level changes are recorded, which occur when the fuel tank is filled up during refueling. The fueled, additive-free fuel quantity is determined by an evaluation unit connected to the fill level measuring device. In accordance with the desired additive concentration in the fuel, the additive dose required to set the desired additive concentration is then supplied to the fuel via a metering pump. For this purpose, the metering unit, for example a metering pump, is connected to the fuel return line so that the additive supplied is introduced into the fuel tank by the fuel returned by the injection device and mixes therein. A fuel additive mixture is then fed to the diesel engine via its injection device.

Bei der aus diesem Dokument bekannten Vorrichtung erfolgt eine Dosierung des Additivs in Abhängigkeit von festgestellten, im Kraftstoffsystem enthaltenen Kraftstoffmengen als Systemvariablen. Auch wenn sich mit dieser vorbekannten Vorrichtung die gewünschte Additivkonzentration im Kraftstofftank bei statischen Verhältnissen zufriedenstellend einstellen läßt, so setzt dieses jedoch voraus, dass die Füllstandsmesseinrichtung nicht nur hinreichend genau sondern auch mit einer hinreichenden Auflösung arbeitet. Bei einem dynamischen Betrieb – beim Fahren eines mit einem solchen Dieselmotor ausgerüsteten Kraftfahrzeuges – ist eine zuverlässige Erfassung des Kraftstofffüllstandes im Kraftstofftank aufgrund der beim Fahren auftretenden Kraftstoffspiegelschwankungen im Tank mit den üblicherweise in Kraftstofftanks eingebauten Füllstandsmesseinrichtungen nicht in hinreichender Genauigkeit möglich. Folglich ist die tatsächliche Additivkonzentration im Kraftstoff nach jedem Tankvorgang nicht unerheblichen Schwankungen unterworfen. Die Folge kann sowohl eine Additivunterkonzentration oder auch eine Additivüberkonzentration sein. Das Einstellen der Additivkonzentration in der tatsächlich gewünschten Konzentration ist daher eher zufällig.In the device known from this document the additive is dosed depending on the Amounts of fuel contained in the fuel system as system variables. Also if with this known device the desired additive concentration Set satisfactorily in the fuel tank under static conditions leaves, so sets However, this precedes that the level measuring device not only with sufficient accuracy but also with an adequate one resolution is working. In dynamic operation - when driving one with one equipped such a diesel engine Motor vehicle - is a reliable Detection of the fuel level in the fuel tank due to the fuel level fluctuations that occur when driving in the tank with the usually in Fuel tanks built-in level measuring devices not possible with sufficient accuracy. Hence, the actual one No additive concentration in the fuel after each refueling subject to insignificant fluctuations. The consequence can be both Additive under-concentration or an additive over-concentration. The It is therefore necessary to set the additive concentration in the concentration actually desired rather random.

Ausgehend von diesem diskutierten Stand der Technik liegt der Erfindung daher die Aufgabe zugrunde, ein eingangs genanntes Verfahren sowie eine eingangs genannte Einrichtung dergestalt weiterzubilden, dass die zu dem vorbekannten Stand der Technik aufgezeigten Nachteile vermieden sind.Based on this discussed State of the art, the invention is therefore based on the object a method mentioned at the beginning and a facility mentioned at the beginning to develop in such a way that to the prior art disadvantages shown are avoided.

Die verfahrensbezogene Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass

– der durch eine Messstrecke geführte Kraftstoff einer energiereichen Strahlung ausgesetzt wird,
– der Zusatzstoff oder das Zusatzstoffgemisch Moleküle enthält, die durch die energiereiche Strahlung angeregt werden, in ihrer Resonanzfrequenz zu schwingen,
– über eine Empfängeranordnung zumindest eine aus der energiereichen Strahlung nach Durchlaufen der Messstrecke hervorgegangene Resultierende als Empfangssignal empfangen wird, wobei die Größe und/oder die Art der Resultierenden ein Maß für die Konzentration des Zusatzstoffes oder -stoffgemisches im Kraftstoff darstellt.

The process-related problem is solved according to the invention in that

- the fuel passed through a measuring section is exposed to high-energy radiation,
The additive or the additive mixture contains molecules which are excited by the high-energy radiation to oscillate in their resonance frequency,
- At least one resultant resulting from the high-energy radiation after passing through the measurement section is received as a reception signal via a receiver arrangement, the size and / or the type of resultant representing a measure of the concentration of the additive or mixture of substances in the fuel.

Die einrichtungsbezogene Aufgabe wird dadurch gelöst, dass die Einrichtung eine Kraftstoff durchflossene Messstrecke umfasst, der ein Sender zum Senden einer energiereichen Strahlung zum Durchlaufen der Messstrecke, Empfangsmittel zum Empfangen zumindest einer aufgrund der energiereichen Strahlungsbeaufschlagung des Kraftstoffs sich einstellenden Resultierenden zugeordnet sind, sowie eine Steuereinheit zum Auswerten der empfangenen Resultierenden bezüglich der Konzentration von in dem in dem Kraftstoff vermengten Zusatzstoff oder -stoffgemisch enthaltenen und durch die Strahlung in ihrer Resonanzfrequenz zum Schwingen angeregten Molekülen sowie zum Ansteuern der Dosiereinheit zum bedarfsweisen Zuführen einer Zusatzstoffdosis oder einer Zusatzstoffgemischdosis in die Kraftstoffleitung umfasst.The device-related task is solved in that the device comprises a measuring section through which fuel is assigned, to which a transmitter for transmitting an energy-rich radiation for passing through the measuring section, receiving means for receiving at least one resultant resulting from the high-energy radiation exposure to the fuel are assigned, and a control unit for Evaluation of the resultant received with respect to the concentration of molecules contained in the additive or mixture of substances mixed in the fuel and excited by the radiation in its resonance frequency to vibrate and to control the metering unit for supplying an additive dose or an additive mixture dose to the fuel line as required.

Im Gegensatz zum vorbekannten Stand der Technik handelt es sich bei dem beanspruchten Verfahren um ein Regelverfahren zum Einstellen der Konzentration des Zusatzstoffes oder -stoffgemisches im Kraftstoff. Zu diesem Zweck wird jeweils die aktuelle Additivkonzentration im Kraftstoff ermittelt. Dies erfolgt dadurch, dass der Kraftstoff über eine Messstrecke, beispielsweise eine Meßküvette geführt wird. Der durch die Messstrecke geführte Kraftstoff bzw. das durch die Messstrecke geführte Kraftstoff-Additivgemisch wird einer energiereichen Strahlung, beispielsweise einer Mikrowellenstrahlung ausgesetzt. Die Frequenz einer solchen elektromagnetischen Strahlung liegt zweckmäßigerwreise zwischen 30 kHz und 3 GHz. Dies erfolgt mit dem Zweck, dass in dem Additiv enthaltene Moleküle durch die energiereiche Strahlung angeregt werden, in ihrer Resonanzfrequenz bzw. in ihren Resonanzfrequenzen zu schwingen. Eine Empfängeranordnung dient zum Erfassen zumindest einer Resultierenden als Empfangssignal, wobei diese zumindest eine Resultierende sich dadurch einstellt, dass beim Durchlaufen der Strahlung durch die Messstrecke in dem Additiv enthaltene Moleküle in ihrer Resonanzfrequenz zum Schwingen angeregt werden. Die Resultierende kann somit die in die Messstrecke eingebrachte Strahlung in der Sendefrequenz sein, deren Intensität bei Vorhandensein der zum Schwingen anzuregenden Moleküle des Additivs gegenüber der Intensität der Sendeleistung reduziert ist. In Abhängigkeit von der Menge der in der Messstrecke befindlichen Moleküle erfolgt eine Intensitätsverringerung in größerem oder kleinerem Maße. Resultierende kann auch eine Resonanzfrequenz des Moleküls sein, die sich von der Frequenz der energiereichen Strahlung unterscheidet. In Abhängigkeit von der zu erfassenden Resultierenden ist die Eingangsfrequenz des oder der Empfänger abgestimmt. Die Intensität der Resultierenden ist in jedem Fall ein Maß von durch das Additiv in den Kraftstoff beigemengten Molekülen.In contrast to the prior art The technology is the claimed method Control procedure for adjusting the concentration of the additive or mixture of substances in the fuel. For this purpose, each the current additive concentration in the fuel is determined. This takes place in that the fuel over a measuring section, for example a measuring cell is guided. The guided through the measuring section Fuel or the fuel-additive mixture passed through the measuring section high-energy radiation, for example microwave radiation exposed. The frequency of such electromagnetic radiation expedient lies between 30 kHz and 3 GHz. This is done with the purpose that in the Molecules containing additive are excited by the high-energy radiation, in their resonance frequency or to vibrate in their resonance frequencies. A receiver arrangement serves to record at least one resultant as a received signal, whereby this results in at least one resultant, that when the radiation passes through the measurement section in the Molecules containing additive are excited to vibrate in their resonance frequency. The resultant can thus the radiation introduced into the measuring section in the transmission frequency be whose intensity in the presence of the additive molecules to be vibrated across from the intensity the transmission power is reduced. Depending on the amount of Molecules in the measuring section are reduced in intensity in larger or to a lesser extent. The resultant can also be a resonance frequency of the molecule, which differs from the frequency of high-energy radiation. Dependent on of the resultant to be recorded is the input frequency of the or the recipient Voted. The intensity the resultant is in any case a measure of the additive in molecules added to the fuel.

Die Messanordnung kann beispielsweise dergestalt ausgebildet sein, dass einem Sender mehrere Empfänger zugeordnet sind, deren Empfangsfrequenzen auf unterschiedliche Resonanzfrequenzen der Moleküle abgestimmt sind.The measuring arrangement can be configured in this way, for example be designed so that several receivers are assigned to a transmitter whose Receiving frequencies matched to different resonance frequencies of the molecules are.

Als zu detektierende Moleküle können die Moleküle des Wirkstoffes des Additivs selbst dienen. Ebenfalls können Moleküle dienen, die in dem Lösungsmittel des Additivs enthalten sind. Ferner ist es möglich, dem Additiv zusätzliche Moleküle als Marker zuzufügen, die zur Konzentrationserfassung genutzt werden, wobei es ebenfalls möglich ist, die Marker gemeinsam mit Wirkstoffmolekülen als in Schwingung zu versetzende Moleküle einzusetzen.The molecules of the active substance can be used as the molecules to be detected of the additive itself. Molecules in the solvent can also serve of the additive are included. It is also possible to add additional additives molecules add as a marker, which are used for concentration measurement, whereby it also possible is to set the markers together with active substance molecules as vibrating molecules use.

Da die Messgenauigkeit mit zunehmender Messstrecke durch die dann größere Anzahl energieabsorbierender Moleküle sich vergrößert, ist in einer Ausgestaltung vorgesehen, dass Sender und Empfänger an dem einen Ende der Messstrecke angeordnet sind, während an dem anderen Ende der Messstrecke ein Spiegel zum Reflektieren der energiereichen Strahlung vorgesehen ist, damit diese zum Empfänger hin zurückreflektiert wird. Bei einer solchen Ausgestaltung kann vorgesehen sein, dass der Sender gepulst betrieben wird und nach Aussenden eines Strahlungspulses umgeschaltet wird, um anschließend die reflektierte Strahlung als Resultierende empfangen zu können. Das Arbeiten mit einem gepulsten Sender ist auch im Hinblick auf die Möglichkeit, mit einer höheren Sendeleistung zu senden zweckmäßig. Bei einem gepulsten Betrieb besteht aufgrund der zwischenzeitlichen Sendepausen nicht die Gefahr, dass das Kraftstoff-Additivgemisch in der Messstrecke übermäßig erwärmt wird.Because the measuring accuracy increases with the measuring distance by the larger number then energy absorbing molecules is increasing In one embodiment, the transmitter and receiver are provided one end of the measuring section are arranged while on a mirror for reflecting the other end of the measuring section high-energy radiation is provided so that this towards the receiver reflected back becomes. With such a configuration it can be provided that the transmitter is operated in pulsed mode and after emitting a radiation pulse is switched to subsequently to be able to receive the reflected radiation as the resultant. The Working with a pulsed transmitter is also with regard to that Possibility, with a higher one Send transmission power expedient. at pulsed operation exists due to the interim Transmission breaks do not pose a risk that the fuel additive mixture is excessively heated in the measuring section.

In Abhängigkeit von der festgestellten aktuellen Additivkonzentration im Kraftstoff wird über eine Dosiereinheit dem Kraftstoff gegebenenfalls weiteres Additiv beigemengt, solange, bis die gewünschte Additivkonzentration erreicht ist.Depending on the identified Current additive concentration in the fuel is measured using a metering unit if necessary, additive is added to the fuel as long as until the desired one Additive concentration is reached.

Da bei den beschriebenen Verfahren und auch bei der beschriebenen Einrichtung ein Eingriff in bestehende elektrische Komponenten des Kraftstoffsystems nicht notwendig ist, besteht ohne weiteres die Möglichkeit, vorhandene Aggregate, beispielsweise eingesetzt in Lastkraftwagen um eine solche Konzentrationsmesseinrichtung aufzurüsten.Because with the described methods and also in the described facility an intervention in existing electrical components of the fuel system is not necessary there is no problem existing units, for example used in trucks to upgrade such a concentration measuring device.

Durch das Erfassen der tatsächlichen Additivkonzentration im Kraftstoff erfolgt eine Einstellung dieser Konzentration unabhängig von bestimmten Betriebszuständen.By capturing the actual The additive concentration in the fuel is adjusted Concentration independent of certain operating conditions.

Nachfolgend ist die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die beigefügte Figur beschrieben.The invention is based on the following of an embodiment with reference to the attached Figure described.

1 zeigt schematisiert in einem Blockschaltbild eine insgesamt mit den Bezugszeichen 1 gekennzeichnete Einrichtung zum Zuführen eines Zusatzstoffes oder -stoffgemisches – eines Additivs – in den Kraftstoff zum Betreiben eines Dieselmotors 2. Die Einrichtung 1 ist eingeschaltet und zugeordnet der Kraftstoffrücklaufleitung 3, die von einer dem Dieselmotor 2 vorgeschalteten Einspritzeinrichtung 4 sich bis zum Kraftstofftank 5 erstreckt. Mit den Bezugszeichen 6 ist die Kraftstoffzuführleitung vom Kraftstofftank 5 zur Einspritzeinrichtung 4 bezeichnet. 1 shows schematically in a block diagram a whole with the reference numerals 1 characterized device for supplying an additive or mixture of substances - an additive - in the fuel for operating a diesel engine 2 , The facility 1 is switched on and assigned to the fuel return line 3 that of a the diesel engine 2 upstream injection device 4 yourself up to the fuel tank 5 extends. With the reference numerals 6 is the fuel supply line from the fuel tank 5 to the injection device 4 designated.

Die Einrichtung 1 verfügt über einen Additivtank 7, in dem ein Additiv zum Herabsetzen der Rußzündtemperatur der bei der Verbrennung des Dieselkraftstoffs entstehenden Rußpartikel enthalten ist. Der Additivtank 7 ist über eine Additivleitung 8 mit der Kraftstoffrücklaufleitung 3 verbunden. Zum Zuführen des Additivs in den in der Kraftstoffrücklaufleitung 3 zurückgeführten Kraftstoff dient eine Dosiereinheit 9, die bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel durch eine Dosierpumpe gebildet ist. Diese Dosierpumpe der Dosiereinheit 9 ist bei Nichtbetrieb selbstdichtend ausgebildet, so dass der in der Kraftstoffrücklaufleitung 3 in den Kraftstofftank 5 zurückströmende Kraftstoff nicht über die Additivleitung 8 in den Additivtank 7 eindringen kann. Gemäß einer anderen Ausgestaltung kann vorgesehen sein, zwischen einer Dosierpumpe und der Mündung der Additivleitung in die Kraftstoffrücklaufleitung ein Rückschlagventil einzusetzen oder zum Dosieren ein Taktventil zu verwenden, dem in Strömungsrichtung des Additivs zum Zuführen in die Kraftstoffrücklaufleitung 3 eine Pumpe vorgeschaltet ist. Die Dosiereinheit 9 ist an ein Steuergerät 10 angeschlossen, wobei eine Ansteuerung der Dosiereinheit 9 durch das Steuergerät 10 erfolgt.The facility 1 has an additive tank 7 , which contains an additive for lowering the soot ignition temperature of the soot particles produced during the combustion of the diesel fuel. The additive tank 7 is via an additive line 8th with the fuel return line 3 connected. For feeding the additive into the in the fuel return line 3 returned fuel is used in a metering unit 9 that in the illustrated embodiment a metering pump is formed. This dosing pump of the dosing unit 9 is self-sealing when not in operation, so that in the fuel return line 3 in the fuel tank 5 fuel flowing back does not flow through the additive line 8th in the additive tank 7 can penetrate. According to another embodiment, a check valve can be inserted between a metering pump and the mouth of the additive line into the fuel return line, or a timing valve can be used for metering, the valve in the direction of flow of the additive for feeding into the fuel return line 3 a pump is connected upstream. The dosing unit 9 is connected to a control unit 10 connected, with a control of the dosing unit 9 through the control unit 10 he follows.

Die Einrichtung 1 verfügt ferner über eine Messeinrichtung 11 zum Erfassen der aktuellen Additivkonzentration des im System befindlichen Kraftstoffs über den in der Rücklaufleitung 3 zurückströmenden Kraftstoff. Die Messeinrichtung 11 verfügt über eine in die Kraftstoffrücklaufleitung 3 eingeschaltete Meßküvette 12 aus einem elektrisch nicht leitenden Material, beispielsweise Kunststoff oder dergleichen. Die Meßküvette dient zur Bereitstellung einer Messstrecke, die sich zwischen dem Eingang 13 und dem Ausgang 14 erstreckt. Dem einen Ende der Meßküvette 12 ist ein bei diesem Ausführungsbeispiel zum Erzeugen einer energiereichen Strahlung eingesetzter Mikrowellensender 15 zugeordnet, der zum Abgeben einer energiereichen Strahlung in Längserstreckung der Meßküvette 12 hin ausgelegt ist. An dem gegenüberliegenden Ende der Meßküvette 12 ist ein Empfänger 16 angeordnet, um eine Resultierende als Empfangssignal zu der Strahlungsbeaufschlagung durch den Sender zu empfangen.The facility 1 also has a measuring device 11 for detecting the current additive concentration of the fuel in the system via that in the return line 3 backflowing fuel. The measuring device 11 has a in the fuel return line 3 switched on measuring cell 12 made of an electrically non-conductive material, for example plastic or the like. The measuring cuvette is used to provide a measuring section that is located between the entrance 13 and the exit 14 extends. One end of the measuring cell 12 is a microwave transmitter used in this embodiment to generate high-energy radiation 15 assigned to deliver a high-energy radiation in the longitudinal direction of the measuring cell 12 is designed. At the opposite end of the measuring cell 12 is a recipient 16 arranged to receive a resultant as a reception signal for the radiation exposure by the transmitter.

In dem Additiv sind Moleküle enthalten, die durch die von dem Sender 15 gesendete energiereiche Strahlung angeregt werden, in ihrer Eigenresonanz bzw. in ihren Eigenresonanzen zu schwingen. Ist in dem die Meßküvette 12 durchfließenden Kraftstoff Additiv beigemengt, befinden sich innerhalb der durch die Meßküvette 12 bereitgestellten Messstrecke ebenfalls eine der Konzentration des Additivs entsprechende Anzahl an Molekülen, die durch die von dem Sender 15 gesendeten Mikrowellen zum Schwingen angeregt werden. Die Sendefrequenz des Senders 15 und ebenso die Empfangsfrequenz des Empfängers 16 ist ausgelegt, um diese Moleküle in einer Resonanzfrequenz zum Schwingen anzuregen. Berücksichtigt dabei ist ebenfalls der Aufbau und die Länge der Meßküvette 12. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Messeinrichtung 11 konzipiert und abgestimmt, damit der Empfänger 16 die von dem Sender 15 emittierte Strahlung empfangen kann. Befinden sich Moleküle der zuvor genannten Art in der Meßküvette 12 werden diese durch die emittierte Strahlung des Senders 15 zum Schwingen angeregt und absorbieren daher Energie. Folglich wird von dem Empfänger 16 eine geringere Strahlungsintensität empfangen. Je mehr Moleküle sich in der Meßküvette 12 im Zeitpunkt einer Messung befinden, je geringer ist die von dem Empfänger 16 empfangene Strahlungsintensität.The additive contains molecules that are generated by the transmitter 15 transmitted high-energy radiation are excited to vibrate in their own resonance or in their own resonances. In which is the measuring cell 12 fuel additive flowing through are located within the through the measuring cell 12 Provided measuring section also a number of molecules corresponding to the concentration of the additive, by the by the transmitter 15 transmitted microwaves are excited to vibrate. The frequency of the transmitter 15 and also the receiving frequency of the receiver 16 is designed to make these molecules vibrate at a resonance frequency. The structure and length of the measuring cell is also taken into account 12 , In the illustrated embodiment, the measuring device 11 designed and tuned to allow the recipient 16 that of the transmitter 15 emitted radiation can receive. There are molecules of the aforementioned type in the measuring cell 12 these are due to the emitted radiation of the transmitter 15 stimulated to vibrate and therefore absorb energy. Consequently, by the recipient 16 receive a lower radiation intensity. The more molecules there are in the measuring cell 12 at the time of a measurement, the lower the one from the receiver 16 received radiation intensity.

Sowohl der Sender 15 als auch der Empfänger 16 sind an das Steuergerät 10 angeschlossen. Die gesendeten und auch empfangenen Daten werden von dem Steuergerät 10 im Wege eines Auswertealgorithmus ausgewertet, wobei der Intensitätskontrast zwischen gesendeten Wellen und empfangenen Wellen ein Maß für die Konzentration der zum Schwingen angeregten Moleküle und somit ein Maß für die Additivkonzentration im Kraftstoff darstellt. Entsprechend der auf diese Weise ermittelten Additivkonzentration im Kraftstoff erfolgt anschließend systemseitig eine Entscheidung ob und Bejahendenfalls wie lange die Dosierpumpe 9 zum Zuführen von Additiv betrieben wird, um die gewünschte Additivkonzentration im Kraftstoff einstellen zu können.Both the transmitter 15 as well as the recipient 16 are connected to the control unit 10 connected. The sent and also received data are from the control unit 10 evaluated by means of an evaluation algorithm, the intensity contrast between transmitted waves and received waves being a measure of the concentration of the molecules excited to vibrate and thus a measure of the additive concentration in the fuel. In accordance with the additive concentration in the fuel determined in this way, the system then makes a decision as to whether and, if so, how long the metering pump 9 operated to supply additive in order to be able to set the desired additive concentration in the fuel.

Die Messeinrichtung 11 braucht grundsätzlich im wesentlichen nur betrieben zu werden, wenn der Kraftstofftank 5 neu befüllt oder nachgefüllt worden ist. Um nach einem Feststellen, dass der die Meßküvette 12 durchfließende Kraftstoff infolge eines solchen Betankungsvorganges eine durch in dem Kraftstofftank 5 befindliche Restkraftstoffmenge nur sehr geringe Additivkonzentration oder überhaupt keine Additivkonzentration aufweist, ist es zweckmäßig, in einem ersten Dosierschritt eine größere Additivmenge in den Kraftstofftank 5 einzubringen. Eine exakte Einstellung der Additivkonzentration erfolgt dann in nachfolgenden einzelnen Messschritten, zumindest solange bis die gewünschte Additivkonzentration eingestellt ist. Zweckmäßigerweise wird die Messeinrichtung 11 zumindest solange betrieben, bis mehrere Messungen ergeben haben, dass die in dem Kraftstoff enthaltene Additivkonzentration den gewünschten Wert aufweist. Grundsätzlich braucht bis zum erneuten Nachfüllen des Kraftstofftanks 5 die Messeinrichtung 11 dann nicht mehr betrieben werden, auch wenn es zweckmäßig erscheint, in zeitlichen Abständen die Additivkonzentration im Kraftstoff zu kontrollieren um auf diese Weise ein weiteres Nachfüllen von Kraftstoff detektieren zu können.The measuring device 11 basically only needs to be operated if the fuel tank 5 has been refilled or refilled. In order to determine that the measuring cell 12 fuel flowing through as a result of such a refueling process through in the fuel tank 5 residual amount of fuel present has only a very low additive concentration or no additive concentration at all, it is expedient in a first metering step to add a larger amount of additive to the fuel tank 5 contribute. The additive concentration is then precisely set in subsequent individual measuring steps, at least until the desired additive concentration is set. The measuring device is expediently 11 operated at least until several measurements have shown that the additive concentration contained in the fuel has the desired value. Basically it takes until the fuel tank is refilled 5 the measuring device 11 then no longer be operated, even if it appears expedient to check the additive concentration in the fuel at intervals in order to be able to detect a further refilling of fuel in this way.

Aus der Beschreibung der Einrichtung 1 wird deutlich, dass diese nicht nur ohne weiteres in bestehende Systeme implementiert werden kann, sondern dass mit dieser durch die aktuelle Additivkonzentrationserfassung eine sehr genaue Additivkonzentration einstellbar ist und insbesondere unabhängig von weiteren äußeren Zuständen. Voraussetzung ist lediglich, dass der Dieselmotor betrieben wird, um den Kraftstoffkreislauf in Gang zu setzen. Mit der beschriebenen Einrichtung kann eine Additivkonzentrationseinstellung auch dergestalt erfolgen, dass nach einer Kraftstofftankbefüllung entsprechend der nachgefüllten Kraftstoffmenge eine erste Additivmenge dem Kraftstofftank beigemengt wird, wobei diese Additivmenge geringer ist als die tatsächlich benötigte. Durch die nach Durchlaufen des Kraftstoffsystems gemessene Additivkonzentration kann dann die Restmenge an zu dosierendem Additiv ermittelt werden. Mit dieser Maßnahme ist eine Kraftstoffverbrennung ohne oder mit einer deutlich zu niedrigen Additivkonzentration auf ein Minimum reduziert. Bei dem weiteren Betrieb des Dieselmotors erfolgt dann eine exakte Additivkonzentrationseinstellung in der beschriebenen Art und Weise mittels der Messeinrichtung.From the description of the facility 1 it becomes clear that this can not only be easily implemented in existing systems, but that with the current additive concentration detection a very precise additive concentration can be set and in particular independently of other external conditions. The only requirement is that the diesel engine is operated in order to start the fuel cycle. With the device described, an additive concentration setting can also be carried out in such a way that, after a fuel tank has been filled, a first amount of additive is added to the fuel tank in accordance with the refilled amount of fuel, this amount of additive being less than the amount actually required. By going through the fuel system measured additive concentration, the remaining amount of additive to be metered can then be determined. With this measure, fuel combustion without or with a significantly too low additive concentration is reduced to a minimum. During further operation of the diesel engine, an exact additive concentration setting is then carried out in the manner described using the measuring device.

11: EinrichtungFacility
22: Dieselmotordiesel engine
33: KraftstoffrücklaufleitungFuel return line
44: EinspritzeinrichtungInjector
55: KraftstofftankFuel tank
66: KraftstoffzulaufleitungFuel supply line
77: Additivtankadditive tank
88th: Additivleitungadditive line
99: Dosiereinheit, Dosierpumpedosing, metering
1010: Steuergerätcontrol unit
1111: Messeinrichtungmeasuring device
1212: Meßküvettecuvette
1313: Eingangentrance
1414: Ausgangoutput
1515: SenderChannel
1616: Empfängerreceiver

Claims

Method for supplying an additive or mixture of substances into the fuel for operating an internal combustion engine, in particular a diesel engine ( 2 ), in which method, depending on the value of a detected system variable, a dose of the additive or mixture of substances to be added to the fuel is determined and supplied to the fuel, characterized in that - the by a measuring section ( 12 ) led fuel is exposed to high-energy radiation, - the additive or the additive mixture contains molecules which are excited by the high-energy radiation to oscillate in their resonance frequency, - via a receiver arrangement ( 16 ) at least one from the high-energy radiation after passing through the measuring section ( 12 ) Resulting resultant is received as a received signal, the size and / or the type of resultant being a measure of the concentration of the additive or mixture of substances in the fuel.

A method according to claim 1, characterized in that the receiving frequency of the receiver ( 16 ) that of the broadcaster ( 15 ) corresponds and both are tuned to a resonance frequency of the molecules excited to vibrate.

A method according to claim 2, characterized in that multiple recipients are provided, the reception frequency of which is different Resonance frequency of the molecules excited to vibrate tuned becomes.

A method according to claim 3, characterized in that a maximum of one recipient in terms of its reception frequency is tuned to the frequency of the transmitter becomes.

Method according to one of claims 1 to 4, characterized in that that for extension the measuring section transmitter and receiver are arranged at the same end of the measuring section and the transmitted Radiation is reflected at the other end of the measuring section.

Method according to one of claims 1 to 5, characterized in that that the vibrating molecules of the active substance of the additive or mixture of substances or a solvent.

Method according to one of claims 1 to 5, characterized in that that the vibrating molecules in the additive or be introduced as a marker in the additive mixture.

Method according to one of claims 1 to 7, characterized in that that the transmitter sends pulsed according to a predetermined clock.

A method according to claim 8, characterized in that after sending a pulse, the transmitter is switched to as receiver reflected resulting to receive.

Device for feeding an additive or mixture of substances into the fuel for operating an internal combustion engine, in particular a diesel engine, with a fuel line ( 3 ) connected additive tank and with a dosing unit, characterized in that the device ( 1 ) a measuring section through which fuel flows ( 12 ) that includes a transmitter ( 15 ) to send high-energy radiation to pass through the measuring section ( 12 ), Receiving means ( 16 ) for receiving at least one resultant resulting from the high-energy radiation exposure to the fuel, and a control unit ( 10 ) for evaluating the resultant received with regard to the concentration of molecules contained in the additive or mixture of substances mixed in the fuel and caused to vibrate by the radiation in their resonance frequency and for actuating the dosing unit to supply an additive dose or an additive mixture dose to the fuel line as required ( 3 ) includes.

Device according to claim 10, characterized in that the measuring section by a cuvette ( 12 ) to which the transmitter ( 15 ) and the receiving means ( 16 ) are arranged at the ends.

Device according to claim 10 or 11, characterized in that the device comprises a transmitter ( 15 ) and a recipient ( 16 ), both of which are tuned to a resonance frequency of the molecules to be excited to vibrate.

Device according to claim 10 or 11, characterized in that that the device comprises a transmitter and several receivers, the transmitter being at a resonant frequency of the one to be vibrated molecules and the receiving frequencies of the receivers to a different one Resonance frequency are tuned.

Device according to one of claims 10 to 13, characterized in that that the transmitter and the receiving means at the same end of the measuring section while on the opposite End of a mirror for reflecting the radiation are arranged.