SE1151075A1 - Förfarande och system för reglering av en förbränningsmotor - Google Patents

Förfarande och system för reglering av en förbränningsmotor Download PDF

Info

Publication number
SE1151075A1
SE1151075A1 SE1151075A SE1151075A SE1151075A1 SE 1151075 A1 SE1151075 A1 SE 1151075A1 SE 1151075 A SE1151075 A SE 1151075A SE 1151075 A SE1151075 A SE 1151075A SE 1151075 A1 SE1151075 A1 SE 1151075A1
Authority
SE
Sweden
Prior art keywords
sensor
combustion engine
internal combustion
function
deviation
Prior art date
Application number
SE1151075A
Other languages
English (en)
Inventor
Ola Stenlaaaas
Original Assignee
Scania Cv Ab
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 Scania Cv Ab filed Critical Scania Cv Ab
Priority to SE1151075A priority Critical patent/SE1151075A1/sv
Priority to PCT/SE2012/051242 priority patent/WO2013074024A1/en
Priority to EP12849322.8A priority patent/EP2780685A4/en
Publication of SE1151075A1 publication Critical patent/SE1151075A1/sv

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/02Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust
    • F01N3/021Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust by means of filters
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/02Circuit arrangements for generating control signals
    • F02D41/021Introducing corrections for particular conditions exterior to the engine
    • F02D41/0235Introducing corrections for particular conditions exterior to the engine in relation with the state of the exhaust gas treating apparatus
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/02Circuit arrangements for generating control signals
    • F02D41/14Introducing closed-loop corrections
    • F02D41/1438Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor
    • F02D41/1439Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor characterised by the position of the sensor
    • F02D41/1441Plural sensors
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/02Circuit arrangements for generating control signals
    • F02D41/14Introducing closed-loop corrections
    • F02D41/1438Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor
    • F02D41/1444Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor characterised by the characteristics of the combustion gases
    • F02D41/1466Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor characterised by the characteristics of the combustion gases the characteristics being a soot concentration or content
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/22Safety or indicating devices for abnormal conditions
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01MTESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01M15/00Testing of engines
    • G01M15/04Testing internal-combustion engines
    • G01M15/10Testing internal-combustion engines by monitoring exhaust gases or combustion flame
    • G01M15/102Testing internal-combustion engines by monitoring exhaust gases or combustion flame by monitoring exhaust gases
    • G01M15/106Testing internal-combustion engines by monitoring exhaust gases or combustion flame by monitoring exhaust gases using pressure sensors
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2560/00Exhaust systems with means for detecting or measuring exhaust gas components or characteristics
    • F01N2560/05Exhaust systems with means for detecting or measuring exhaust gas components or characteristics the means being a particulate sensor
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12Improving ICE efficiencies
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/40Engine management systems

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)

Abstract

Enligt föreliggande uppfinning tillhandahålls ett förfarande för reglering av en förbränningsmotor (101), varvid ett efterbehandlingssystem (200) innefattande åtminstone ett partikelfilter (202) är inrättat för efterbehandling av en vid förbränning i nämnda förbränningsmotor resulterande avgasström. Baserat på en av en första sensor avgiven signal bestäms huruvida en första funktion för nämnda förbränningsmotor (101) avviker från önskad funktion, och när nämnda första funktion för nämnda förbränningsmotor (101) avviker från önskad funktion, vidtas åtminstone en första åtgärd för att åtgärda nämnda avvikelse.Förfarandet innefattar vidare att vid en position uppströms nämnda partikelfilter (202) och genom utnyttjande av en uppströms nämnda partikelfilter (202) anordnad PM-sensor (222) bestämma en första partikelhalt i nämnda från nämnda förbränningsmotor (101) resulterande avgasström, och baserat på nämnda bestämda första partikelhalt bestämma huruvida nämnda första åtgärd har haft en inverkan på nämnda avvikelse.Uppfinningen avser även ett system och ett fordon (100) .Fig. 3

Description

lO l5 20 25 30 innefattar efterbehandlingssystem vid fordon med dieselmotor ofta partikelfilter.
Vid förbränning av bränsle i förbränningsmotorns förbränningskammare (t.ex. cylindrar) bildas sotpartiklar.
Enligt ovan finns utsläppsbestämmelser och standarder även avseende dessa sotpartiklar, och för att uppfylla bestämmelserna kan partikelfilter användas för att fånga upp sotpartiklarna. I detta fall leds avgasströmmen t.ex. genom en filterstruktur där sotpartiklar fångas upp från den passerande avgasströmmen för upplagring i partikelfiltret.
Således förekommer ett flertal metoder för att minska utsläpp från en förbränningsmotor. Förutom bestämmelser avseende utsläppsnivåer blir det också allt vanligare med lagstadgade krav på fordonsinterna diagnossystem, s.k. OBD-system (On- Board Diagnostics) för att säkerställa att fordonet också i daglig drift, och inte enbart vid t.ex. verkstadsbesök, faktiskt uppfyller uppställda bestämmelser avseende utsläpp.
Beträffande partikelutsläpp kan detta t.ex. åstadkommas med hjälp av en i avgassystemets ändrör anordnad partikelsensor, i följande beskrivning och patentkrav benämnd PM-sensor (PM = Particulate Matter, Particulate Mass), vilken mäter partikelhalten i avgasströmmen innan avgasströmmen släpps ut i fordonets omgivning.
Efterbehandlingssystem med partikelfilter kan vara mycket effektiva, och den resulterande partikelhalten efter avgasströmmens passage genom fordonets efterbehandlingssystem är ofta låg vid fullt fungerande efterbehandlingssystem. Detta betyder också att de signaler som sensorn avger kommer att indikera ett lågt eller inget partikelutsläpp.
Sammanfattning av uppfinningen Det är ett syfte med föreliggande uppfinning att tillhandahålla ett förfarande för reglering av en lO l5 20 25 30 förbränningsmotor vid ett fordon. Detta syfte uppnås med ett förfarande enligt patentkrav l.
Enligt föreliggande uppfinning tillhandahålls ett förfarande för reglering av en förbränningsmotor, varvid ett efterbehandlingssystem innefattande åtminstone ett partikelfilter är inrättat för efterbehandling av en vid förbränning i nämnda förbränningsmotor resulterande avgasström. Baserat på en av en första sensor avgiven signal bestäms huruvida en första funktion för nämnda förbränningsmotor avviker från önskad funktion, och när nämnda första funktion för nämnda förbränningsmotor avviker från önskad funktion, vidtas åtminstone en första åtgärd, såsom reglering av en parameter med hjälp av vilken förbränningsmotorns funktion kan påverkas, för att åtgärda nämnda avvikelse.
Förfarandet innefattar vidare att vid en position uppströms nämnda partikelfilter och genom utnyttjande av en uppströms nämnda partikelfilter anordnad PM-sensor bestämma en första partikelhalt i nämnda från nämnda förbränningsmotor resulterande avgasström, och baserat på nämnda bestämda första partikelhalt bestämma huruvida nämnda första åtgärd har haft en inverkan på nämnda avvikelse.
Genom att med hjälp av tillämplig sensor, såsom t.ex. men inte begränsat till nämnda PM-sensor, utan t.ex. även annan sensor såsom som tryck-, temperatur- eller koncentrationssensorer, bestämma huruvida funktionen för förbränningsmotorn avviker från önskad funktion, t.ex. på grund av att en funktion vid förbränningsmotorn fungerar felaktigt, och sedan söka åtgärda avvikelsen kan t.ex. felfunktioner inte enbart upptäckas på ett mycket tidigt stadium, utan tillämpliga åtgärder kan också direkt vidtagas för att minimera avvikelsens inverkan. Genom att sedan med hjälp av en PM-sensor bestämma partikelhalten i lO l5 20 25 30 den från förbränning i förbränningsmotorn resulterande avgasströmmen kan dessutom resultatet av åtgärden direkt utvärderas med hjälp av förändringar i partikelhalten.
Med hjälp av förändringar i partikelhalten kan också bestämmas huruvida fortsatta åtgärder bör vidtas. T.ex. kan resultatet av vidtagna åtgärder optimeras genom att t.ex. ändra en eller flera reglerparametrar, såsom att öka och/eller minska ett inställt värde för någon reglerparameter, såsom VGT- inställning, EGR-inställning, bränsleinsprutningsparameter såsom insprutningstryck, insprutningsstart, insprutningslängd, insprutningens hastighetsform (rate shaping), insprutningens pilotinsprutningar, huvud- (main) och postkonfiguration. De en eller flera reglerparametrarna kan ändras till dess att det med hjälp av PM-sensorn kan konstateras att partikelhalten i avgasströmmen för rådande förhållanden har minimerats och/eller uppnått önskad nivå, såsom en förväntad nivå för rådande förhållanden.
Med hjälp av föreliggande uppfinning kan avvikande funktion såsom ett inträffat fel som kanske annars inte skulle upptäckas förrän vid en väsentligt senare tidpunkt, t.ex. inte förrän i samband med ett verkstadsbesök i det fall förbränningsmotorn är anordnad i ett fordon, upptäckas vid en väsentligt tidigare tidpunkt jämfört med vad som tidigare har varit möjligt. Dessutom möjliggör föreliggande uppfinning, vid t.ex. fallet med ett fordon, att felets/avvikelsens inverkan kan reduceras eller helt elimineras genom tillämplig reglering i syfte att minska/eliminera inverkan på fordonets framförande.
Vidare, fordon utrustade med partikelfilter har ofta en så pass hög reningsgrad vid efterbehandling av avgaser att fordonets partikelutsläpp, trots en förhöjd halt på grund av att förbränningsmotorn funktion avviker från önskad funktion lO l5 20 25 30 och t.ex. fungerar felaktigt, fortfarande uppfyller gällande lagkrav med avseende på partikelutsläpp. Vid sådana situationer kommer enligt den kända tekniken inga fel att detekteras, och därmed heller inga åtgärder att vidtagas.
En oönskat hög partikelhalt uppströms partikelfiltret kommer dock snabbare att fylla upp partikelfiltret, med tätare partikelregenerering som följd, vilket i sin tur medför ökad bränsleförbrukning. Dessutom medför en felaktigt fungerande förbränningsmotor i sig många gånger en ökad bränsleförbrukning, som kan pågå till ända dess att felet upptäcks, vilket kan vara först när fordonet genomgår ett verkstadsbesök/serviceåtgärd. Genom att med hjälp av föreliggande uppfinning upptäcka avvikande funktion på ett tidigt stadium och dessutom tidigt vidta åtgärder kan felets inverkan med avseende på t.ex. partikeluppfyllnad i partikelfilter och bränsleförbrukning markant reduceras eller t.o.m. elimineras. Vid behov kan också en signal genereras för att indikera behov av service/verkstadsåtgärd, så att fel som inte kan åtgärdas genom fordonsinterna åtgärder kan åtgärdas via verkstadsbesök.
Avvikelsen för förbränningsmotorns funktion kan bestämmas på flera olika sätt. Såsom nämnts kan i en utföringsform nämnda första sensor utgöras av nämnda PM-sensor, dvs. PM-sensorn kan användas både för att diagnostisera att förbränningsmotorns funktion avviker från önskad funktion samt för att fastställa huruvida vidtagna fordonsinterna åtgärder ger önskat resultat.
Diagnos av förbränningsmotorn med hjälp av PM-sensorn möjliggörs genom att PM-sensorn är placerad uppströms partikelfiltret. PM-sensorer placeras normalt nedströms partikelfiltret, men placering enligt föreliggande uppfinning medför att PM-sensorn inte påveras av det faktum att partikelfiltret fungerar som buffert. Partikelfiltrets l0 15 20 25 30 buffertfunktion gör det svårt eller omöjligt att nedströms partikelfiltret detektera den faktiska partikelhalt som lämnar förbränningsmotorn.
I det fall nämnda diagnos utförs med hjälp av PM-sensorn kan det t.ex. bestämmas att funktionen för förbränningsmotorn avviker från önskad funktion när en med hjälp av PM-sensorn bestämd partikelhalt överstiger en förväntad partikelhalt med mer än ett första värde.
Enligt en utföringsform utgörs nämnda första sensor av annan tillämplig sensor, såsom t.ex. en lambdasensor. Med hjälp av lambdasensorn kan t.ex. ett oönskat lågt lambdavärde (kvoten mellan den till förbränningen tillförda massan av luft (kg) och bensin (kq)) detekteras av lambdasensorn. Ytterligare ett exempel på typ av sensor som kan användas vid bestämning huruvida förbränningsmotorns funktion avviker från önskad funktion utgörs av en NOX-sensor, vilken mäter andelen nitrösa gaser i avgasströmmen. Andelen nitrösa gaser kan variera stort mellan olika driftsförhållanden, och också med fel i t.ex. insprutningstidpunkt/insprutad mängd bränsle vid förbränning i förbränningsmotorns förbränningskammare.
Enligt en utföringsform bestäms huruvida nämnda förbränningsmotor fungerar felaktigt baserat på signaler från två eller flera sensorer. Likaså kan i en utföringsform tillämplig åtgärd bestämmas baserat på signaler från två eller flera sensorer.
Enligt en utföringsform utförs ett flertal bestämningar med hjälp av nämnda första sensor, varvid nämnda bestämning huruvida funktionen för nämnda förbränningsmotor avviker från önskad funktion utförs baserat på nämnda flertal bestämningar.
Såsom kommer att exemplifieras nedan kan, beroende på typ av sensor som detekterat avvikelsen och beroende på typ av avvikelse som har detekterats, olika åtgärder vidtas, varvid l0 l5 20 25 30 resultatet av åtgärderna sedan kan analyseras med hjälp av sensorsignaler från PM-sensorn.
Ytterligare kännetecken för föreliggande uppfinning och fördelar därav kommer att framgå ur följande detaljerade beskrivning av exempelutföringsformer och de bifogade ritningarna.
Kort beskrivning av ritningar Fig. la visar schematiskt ett fordon vid vilket föreliggande uppfinning kan användas.
Fig. lb visar en styrenhet i styrsystemet för det i fig. l visade fordonet.
Fig. 2 visar efterbehandlingssystemet mer i detalj för det i fig. l visade fordonet.
Fig. 3 visar ett exempelförfarande enligt föreliggande uppfinning.
Detaljerad beskrivning av utföringsformer Uttrycket partikelhalt innefattar i nedanstående beskrivning och efterföljande patentkrav både halt i form av massa per enhet samt halt/koncentration, dvs. antal partiklar per enhet.
Vidare kan enheten utgöras av godtycklig tillämplig enhet och halten uttryckas såsom t.ex. massa eller antal partiklar per volymenhet, per tidsenhet, per uträttat arbete, eller per sträcka som fordonet färdats.
Fig. la visar schematiskt en drivlina i ett fordon 100 enligt en utföringsform av föreliggande uppfinning. Det i fig. l schematiskt visade fordonet lOO innefattar endast en axel med drivhjul ll3, ll4, men uppfinningen är tillämplig även vid fordon där fler än en axel är försedd med drivhjul. Drivlinan innefattar en förbränningsmotor lOl, vilken på ett sedvanligt sätt, via en på förbränningsmotorn lOl utgående axel, 10 15 20 25 30 vanligtvis via ett svänghjul 102, är förbunden med en växellåda 103 via en koppling 106. Förbränningsmotorn 101 styrs av fordonets styrsystem via en styrenhet 115. Likaså styrs kopplingen 106, vilken t.ex. kan utgöras av en automatiskt styrd koppling, och växellådan 103 av fordonets styrsystem med hjälp av en eller flera tillämpliga styrenheter (ej visat). Naturligtvis kan fordonets drivlina även vara av annan typ såsom av en typ med konventionell automatväxellåda etc.
En från växellådan 103 utgående axel 107 driver sedan drivhjulen 113, 114 via en slutväxel 108, såsom t.ex. en sedvanlig differential, och drivaxlar 104, 105 förbundna med nämnda slutväxel 108.
Fordonet 100 innefattar vidare ett efterbehandlingssystem (avgasreningssystem) 200 för behandling (rening) av avgasutsläpp resulterande från förbränning i förbränningsmotorn 101 förbränningskammare (t.ex. cylindrar).
Efterbehandlingssystemet visas mer i detalj i fig. 2. Figuren visar fordonets 100 förbränningsmotor 101, där de vid förbränningen genererade avgaserna (avgasströmmen) leds via ett turboaggregat 220. Vid turbomotorer driver ofta den från förbränningen resulterande avgasströmmen ett turboaggregat som i sin tur komprimerar den inkommande luften till cylindrarnas förbränning. Alternativt kan turboaggregatet t.ex. vara av compound-typ. Funktionen för olika typer av turboaggregat är välkänd, och beskrivs därför inte närmare här. Avgasströmmen leds sedan via ett rör 204 (indikerat med pilar) till ett partikelfilter (Diesel Particulate Filter, DPF) 202 via en oxidationskatalysator (Diesel Oxidation Catalyst, DOC) 205.
Oxidationskatalysatorn DOC 205 har flera funktioner, och används normalt primärt för att oxidera kvarvarande kolväten och kolmonoxid i avgasströmmen till koldioxid och vatten. Vid 10 15 20 25 30 oxidationen av kolväten (dvs. oxidation av bränsle) bildas även värme, som kan nyttjas för att höja partikelfiltrets temperatur vid tömning, s.k. regenerering, av partikelfiltret.
Oxidationskatalysatorn kan även användas för att oxidera kvävemonoxid (NO) till kvävedioxid (N02), vilken kan nyttjas vid s.k. passiv regenerering.
Efterbehandlingssystem av den visade typen kan även innefatta andra komponenter såsom t.ex. en (i föreliggande exempel) nedströms om partikelfiltret 202 anordnad SCR (Selective Catalytic Reduction) -katalysator 201. SCR-katalysatorer använder ammoniak (NH3), eller sammansättning ur vilken ammoniak kan genereras/bildas, som tillsatsmedel för reduktion av mängden kväveoxider NOX.
Vidare kan efterbehandlingssystemet 200 även innefatta fler komponenter än vad som har exemplifierats ovan, eller omvänt färre komponenter. T.ex. kan efterbehandlingssystemet i tillägg till, eller istället för, nämnda DOC 205 och/eller SCR 201 innefatta en ASC (ammoniakslip) -katalysator (ej visad). I den visade utföringsformen är DOC 205, DPF 202 samt även SCR- katalysatorn 201 integrerade i en och samma avgasreningsenhet 203. Det ska dock förstås att DOC 205 och DPF 202 inte behöver vara integrerade i en och samma avgasreningsenhet, utan enheterna kan vara anordnade på annat sätt där så befinnes lämpligt.
Enligt föreliggande uppfinning innefattar efterbehandlingssystemet 200 en uppströms DPF 202 anordnad PM- sensor 222. PM-sensorn 222, liksom andra vid efterbehandlingssystemet 200 anordnade sensorer, såsom t.ex. en trycksensor 209, kan avge signaler till en styrenhet 208, eller annan tillämplig styrenhet, vilken styr eller övervakar efterbehandlingssystemets funktion. T.ex. kan bestämning av lämplig tidpunkt för regenerering av partikelfiltret utföras l0 l5 20 25 30 l0 med hjälp av styrenheten 208 åtminstone delvis med hjälp av signaler från trycksensorn 209, vilken mäter differentialtrycket över partikelfiltret. Ju mer partikelfiltret 202 fylls upp, desto större kommer tryckskillnaden över partikelfiltret 202 att vara.
Trycksensorn 209 kan t.ex. även användas för diagnostisering av DPF 202.
Enligt föreliggande uppfinning kan PM-sensorn 222 alternativt eller dessutom, överföra signaler till t.ex. motorstyrenheten ll5 eller annan tillämplig styrenhet vilken med hjälp av mottagna sensorsignaler bestämmer huruvida en funktion för förbränningsmotorn avviker från önskad funktion respektive vidtar regleringsåtgärder vid avvikande funktion enligt föreliggande uppfinning. Såsom har förklarats ovan och såsom kommer att exemplifieras nedan kan dock annan sensor än PM- sensorn 222 användas vid bestämning huruvida en funktion för förbränningsmotorn l0l avviker från önskad funktion.
Allmänt består styrsystem i moderna fordon av ett kommunikationsbussystem bestående av en eller flera kommunikationsbussar för att sammankoppla ett antal elektroniska styrenheter (ECU:er) såsom styrenheterna, eller controllers, ll5, 208, och olika på fordonet lokaliserade komponenter. Ett dylikt styrsystem kan innefatta ett stort antal styrenheter, och ansvaret för en specifik funktion kan vara uppdelat på fler än en styrenhet.
För enkelhetens skull visas i fig. la endast styrenheterna ll5, 208.
Föreliggande uppfinning är i den visade utföringsformen implementerad i styrenheten 208, vilken i den visade utföringsformen enligt ovan är ansvarig för andra funktioner i efterbehandlingssystemet, såsom t.ex. regenerering (tömning) av partikelfiltret 202, men uppfinningen kan alltså enligt 10 15 20 25 30 11 ovan likaväl implementeras i en för föreliggande uppfinning dedikerad styrenhet, eller helt eller delvis i en eller flera andra vid fordonet redan befintliga styrenheter, såsom t.ex. motorstyrenheten 115. I synnerhet i det fall en avvikande funktionalitet bestäms med hjälp av annan sensor än PM-sensorn 222 kan det vara fördelaktigt att föreliggande uppfinning är implementerad helt eller delvis i annan styrenhet än styrenheten 208.
Styrenhetens 208 (eller den/de styrenheter vid vilken/vilka föreliggande uppfinning är implementerad) funktion enligt föreliggande uppfinning kommer, förutom att bero av sensorsignaler från PM-sensorn 222, sannolikt att t.ex. bero av information som t.ex. mottas frän den/de styrenhet(er) som styr motorfunktioner, dvs. i föreliggande exempel styrenheten 115.
Styrenheter av den visade typen är normalt anordnade att ta emot sensorsignaler från olika delar av fordonet. Styrenheten 208 kan t.ex. motta sensorsignaler enligt ovan, liksom från motorstyrenheten 115 och andra styrenheter. Dylika styrenheter är vidare vanligtvis anordnade att avge styrsignaler till olika fordonsdelar och -komponenter. T.ex. kan styrenheten 208 avge signaler till t.ex. motorstyrenheten 115.
Styrningen styrs ofta av programmerade instruktioner. Dessa programmerade instruktioner utgörs typiskt av ett datorprogram, vilket när det exekveras i en dator eller styrenhet åstadkommer att datorn/styrenheten utför önskad styrning, såsom förfarandesteg enligt föreliggande uppfinning.
Datorprogrammet utgör vanligtvis del av en datorprogramprodukt, där datorprogramprodukten innefattar ett digitalt lagringsmedium 121 (se fig. lb) med datorprogrammet 109 lagrat på nämnda lagringsmedium 121. Nämnda digitala lagringsmedium 121 kan t.ex. utgöras av någon ur gruppen: ROM 10 15 20 25 30 12 (Read-Only Memory), PROM (Programmable Read-Only Memory), EPROM (Erasable PROM), Flash-minne, EEPROM (Electrically Erasable PROM), en hårddiskenhet, etc., och vara anordnat i eller i förbindelse med styrenheten, varvid datorprogrammet exekveras av styrenheten. Genom att andra datorprogrammets instruktioner kan således fordonets uppträdande i en specifik situation anpassas.
En exempelstyrenhet (styrenheten 208) visas schematiskt i fig. lb, varvid styrenheten i sin tur kan innefatta en beräkningsenhet 120, vilken kan utgöras av t.ex. någon lämplig typ av processor eller mikrodator, t.ex. en krets för digital signalbehandling (Digital Signal Processor, DSP), eller en krets med en förutbestämd specifik funktion (Application Specific Integrated Circuit, ASIC). Beräkningsenheten 120 är förbunden med en minnesenhet 121, vilken tillhandahåller beräkningsenheten 120 t.ex. den lagrade programkoden 109 och/eller den lagrade data beräkningsenheten 120 behöver för att kunna utföra beräkningar. Beräkningsenheten 120 är även anordnad att lagra del- eller slutresultat av beräkningar i minnesenheten 121.
Vidare är styrenheten försedd med anordningar 122, 123, 124, 125 för mottagande respektive sändande av in- respektive utsignaler. Dessa in- respektive utsignaler kan innehålla vågformer, pulser, eller andra attribut, vilka av anordningarna 122, 125 för mottagande av insignaler kan detekteras som information för behandling av beräkningsenheten 120. Anordningarna 123, 124 för sändande av utsignaler är anordnade att omvandla beräkningsresultat från beräkningsenheten 120 till utsignaler för överföring till andra delar av fordonets styrsystem och/eller den/de komponenter för vilka signalerna är avsedda. Var och en av anslutningarna till anordningarna för mottagande respektive 10 15 20 25 30 13 sändande av in- respektive utsignaler kan utgöras av en eller flera av en kabel; en databuss, såsom en CAN-bus (Controller Area Network bus), en MOST-bus (Media Oriented Systems Transport), eller någon annan busskonfiguration; eller av en trådlös anslutning.
Såsom nämnts bildas partiklar vid förbränning i förbränningsmotorns 101 förbränningskammare, vilka inte bör och i många fall heller inte får släppas ut i fordonets omgivning. Sotpartiklarna samlas upp av partikelfiltret 202, och vanligtvis kan en mycket stor andel av de i avgasströmmen förekommande partiklarna avskiljas. Partikelfiltret bidrar således väsentligt till att direkta krav på utsläppsnivåer kan uppfyllas. Det blir dock också allt vanligare med lagstadgade krav på att fordonet med hjälp av egna system, s.k. OBD (On- Board Diagnostics) -system, också i kommersiell drift och inte enbart vid t.ex. verkstadsbesökskontroller, ska kunna säkerställa att fordonets partikelutsläpp håller sig under föreskrivna nivåer.
Detta kan åstadkommas på ett förhållandevis rättframt sätt genom att placera en partikelsensor (PM-sensor) vid efterbehandlingssystemets slutrör, dvs. väsentligen vid den position där avgasströmmen släpps ut i fordonets omgivning (indikerat med 221 i fig. 2). Genom att sedan övervaka sensorsignaler från sensorn 221, t.ex. med hjälp av en styrenhet motsvarande styrenheten 208, kan det säkerställas att partikelhalten i den avgasström som lämnar fordonet också underskrider föreskrivna nivåer.
Den visade sensorplaceringen medför dock nackdelar. Dessa nackdelar beskrivs utförligt i den parallella svenska patentansökan med titeln ”FÖRFARANDE OCH SYSTEM VID AVGASRENING”, med samma uppfinnare, inlämningsdag och sökande som föreliggande ansökan. I nämnda parallella ansökan beskrivs 10 15 20 25 30 14 vidare hur dylika problem kan minskas eller helt elimineras genom att placera PM-sensorn uppströms om partikelfiltret istället för nedströms partikelfiltret, dvs. såsom visas i fig. 2 med sensorn 222. Med hjälp av det i nämnda ansökan beskrivna förfarandet kan det med hjälp av en uppströms partikelfiltret anordnad PM-sensor bestämmas huruvida fordonets 100 utsläpp efter partikelfiltret understiger föreskrivna nivåer.
Enligt föreliggande nyttjas dock PM-sensorplacering uppströms ett partikelfilter, såsom sensorn 222, inte för att i första hand säkerställa att utsläppskravnivåer uppfylls, utan för att, när funktionen för fordonets förbränningsmotor avviker från en önskad funktion, bestämma en partikelhalt i den från förbränningsmotorn resulterande avgasströmmen, varvid med hjälp av den bestämda partikelhalten det kan bestämmas huruvida en vidtagen åtgärd för att åtgärda nämnda avvikelse också har haft en inverkan på nämnda avvikelse.
Således behöver inte nödvändigtvis PM-sensorn 222 enligt föreliggande uppfinning användas för att bestämma huruvida fordonets 100 utsläpp efter partikelfiltret understiger föreskrivna nivåer, även om samtidig användning både enligt föreliggande uppfinning och enligt nämnda ansökan ”FÖRFARANDE OCH SYSTEM VID AVGASRENING” naturligtvis kan vara fördelaktig.
Ett förfarande 300 enligt föreliggande uppfinning för reglering av en förbränningsmotor vid ett fordon visas i fig. 3. Förfarandet är enligt den visade utföringsformen implementerad i styrenheten 208, men kan likaväl implementeras i annan tillämplig styrenhet. Förfarandet börjar i steg 301, där det bestäms huruvida fordonets 100 förbränningsmotor 101 är startad. Om förbränningsmotorn 101 är startad fortsätter förfarandet till steg 302, i annat fall kvarstår förfarandet i steg 301, eller avslutas. 10 15 20 25 30 15 I steg 302 mottas signaler från en eller flera sensorer för användning vid bestämning huruvida funktionen för förbränningsmotorn 101 avviker från önskad funktion. Enligt föreliggande uppfinning kan olika typer av sensorer användas för att enligt nedan fastställa huruvida förbränningsmotorns funktion avviker från önskad funktion. Enligt en utföringsform kan den ovan beskrivna och uppströms partikelfiltret 202 anordnade PM-sensorn 222 användas vid bestämning huruvida förbränningsmotorns funktion avviker från önskad funktion och t.ex. fungerar felaktigt. Enligt en annan utföringsform kan istället annan tillämplig sensor användas vid bestämning huruvida förbränningsmotorns funktion avviker från önskad funktion. T.ex. kan en lambdasensor 223 användas. Med hjälp av lambdasensorn 223 kan ett oönskat lågt lambdavärde detekteras, varvid detta låga värde kan användas som indikation på att någon funktion vid förbränningsmotorn avviker från önskad funktion. Ett annat exempel på sensor som kan användas vid bestämning av avvikande funktion utgörs av en NOX-sensor 224 för bestämning av rådande NOX-halt i avgasströmmen. Enligt en utföringsform kan signaler från två eller flera sensorer användas vid bestämning huruvida förbränningsmotorns funktion avviker från önskad funktion. T.ex. kan signaler från två eller flera av de ovan exemplifierade sensorerna användas.
Beroende på vilken/vilka sensorer som används vid bestämning enligt föreliggande uppfinning kan t.ex. PM-sensorn 222 vara direkt ansluten till styrenheten 208, medan t.ex. lambdasensorn 223 respektive NOX-sensorn 224 kan vara anslutna till motorstyrenheten 115, varvid styrenheten 208 kan erhålla sensorsignaler från lambdasensorn 223 via t.ex. motorstyrenheten 115.
Efter det att signaler således har mottagits från en eller flera sensorer i steg 302 fortsätter förfarandet till steg 303. I steg 303 bestäms motsvarande förväntade sensorsignaler l0 l5 20 25 30 16 vid rådande förhållanden. T.ex. representerar de mottagna sensorsignalerna vanligtvis ett värde såsom en viss nivå eller halt, såsom en partikelhalt, ett bränsle-/luftförhållande etc.
I steg 303 kan därmed motsvarande förväntade signaler såsom ett motsvarande förväntat värde bestämmas, och det förväntade värdet kan, vid t.ex. fallet med ett PM-sensoruppmätt värde, utgöra en förväntad partikelhalt vid rådande förhållanden och kan t.ex. utgöras av en beräknad eller tidigare uppmätt partikelhalt för rådande förhållanden. Dvs. det i steg 303 beräknade/uppmätta värdet utgör ett förväntat värde vid de förhållanden som för närvarande råder med avseende på t.ex. förbränningsmotorvarvtal, insprutningsvinkel, insprutad bränslemängd, fordonshastighet etc.
I de fall nämnda förväntade värde beräknas kan detta t.ex. utföras med hjälp av en tillämplig beräkningsmodell, där t.ex. olika beräkningsmodeller kan användas för att representera olika driftsförhållanden för att möjliggöra en så god representation som möjligt. I de fall det förväntade värdet utgörs av ett tidigare uppmätt värde för rådande förhållanden kan t.ex. en tabelluppslagning utföras, där tidigare uppmätta värden för olika förbränningsmotorvarvtal, insprutad bränslemängd, fordonshastighet etc. kan finnas lagrade. T.ex. kan tidigare uppmätta sensorvärden finnas lagrade, varvid ett uppslaget värde enligt nedan direkt kan jämföras med ett uppmätt värde. Istället för att tabellvärdena utgörs av tidigare uppmätta värden kan de även utgöras av värden som teoretiskt har framräknats på tillämpligt sätt. Såsom inses gäller det ovanstående oavsett typ av sensor som faktiskt används då förväntade värden oavsett sensortyp kan bestämmas t.ex. enligt ovan.
Förfarandet fortsätter sedan till steg 304, varvid det i steg 304 bestäms huruvida signaler från nämnda en eller flera 10 15 20 25 30 17 sensorer indikerar att någon funktion vid förbränningsmotorn avviker från önskad funktion genom att jämföra uppmätta signaler med förväntade signaler. Således kan alltså avgivna sensorsignaler jämföras med förväntade signaler, t.ex. genom att jämföra motsvarande storhetsvärden som signalerna representerar med tidigare uppmätta och/eller beräknade storhetsvärden, såsom t.ex. en partikelhalt, en NOX-halt, ett bränsle-/luftförhållande etc. Denna bestämning kan enligt ovan t.ex. utföras baserat på ett av lambdasensorn 223 detekterat lambdavärde, en med hjälp av PM-sensorn 222 bestämd partikelhalt, en med hjälp av NOx-sensorn 224 bestämd NOx-halt etc. T.ex. kan det bestämmas att någon funktion avviker från önskad funktion när uppmätta sensorsignaler avviker från förväntade sensorsignaler, t.ex. med mer än något tillämpligt värde och/eller enligt något av nedan nämnda kriterier. Så länge som uppmätt värde inte indikerar avvikande funktion återgår förfarandet till steg 301 för ny bestämning. Om sensorsignalerna däremot indikerar avvikande funktion fortsätter förfarandet till steg 305 för vidtagande av tillämplig regleringsåtgärd.
Beträffande mottagna sensorsignaler kan det, istället för att bestämningen baseras på ett enda värde, vara fördelaktigt att bestämma huruvida en funktion för förbränningsmotorn avviker från önskad funktion baserat på flera värden, såsom att uppmätta sensorsignaler t.ex. måste avvika från förväntade signaler i någon tillämplig utsträckning under ett visst antal bestämningar i följd, eller under åtminstone en första delmängd av en mängd bestämningar, eller under ett tidsintervall såsom 1s, 5s, 10s, 30s, 1 min, 2 min etc. eller t.ex. ett godtyckligt antal sekunder/minuter i intervallet 0- 60 min, eller en del av ett tidsintervall, såsom x 6 av t.ex. något av nämnda tidsintervall. l0 l5 20 25 30 l8 Sensorsignalerna kan jämföras med ett respektive motsvarande värde vid ett flertal tidpunkter med något tillämpligt intervall, såsom något av intervallen ovan, och det kan bestämmas att en funktion för nämnda förbränningsmotor avviker från önskad funktion när ett sammanvägt värde för nämnda flertal tidpunkter uppfyller ett första villkor, säsom t.ex. att ett lambdavärde eller en partikelhalt ska under- eller överstiga ett förväntat lambdavärde/partikelhalt vid ett visst antal av bestämningarna, eller att uppmätt lambdavärde/partikelhalt ska under- eller överstiga jämförelsevärdet med en viss nivå vid ett visst antal av bestämningarna.
Således kan i en utföringsform de i fig. 3 visade förfarandestegen 302-304 vara anordnade att upprepas en eller ett flertal gånger y, varvid t.ex. en räknare x kan räknas upp med ett varje gång förfarandet övergår till steg 302.
Förfarandet kan t.ex. upprepas när en timer t räknat till en tid T, såsom ett tillämpligt antal sekunder. Genom att förfara på detta sätt kan det fastställas om de avvikande sensorsignalerna endast var temporära för att sedan återgå till föreskriven nivå. Om det efter detta flertal bestämningar fastställs att förbränningsmotorns funktion avviker från önskad funktion kan förfarandet fortsätta till steg 305.
Föreliggande uppfinning har således fördelen att avvikande funktionalitet, t.ex. pga. fel som kan uppstå vid fordonet, och som normalt kanske inte upptäcks förrän efter en längre tids användning eller inte förrän vid ett verkstadsbesök, kan detekteras väsentligt tidigare än vad som tidigare har varit möjligt. Enligt föreliggande uppfinning fastställs dock inte enbart huruvida förbränningsmotorns funktion avviker från önskad funktion, utan dessutom vidtas åtgärder för att reducera och/eller helt eliminera avvikelsen. l0 l5 20 25 30 19 I steg 305 bestäms därför tillämplig åtgärd att vidta när avvikande funktion för fordonets förbränningsmotor har konstaterats i steg 304. Enligt en utföringsform vidtas en eller flera åtgärder enligt ett sannolikhetskriterium, dvs. baserat på t.ex. statistisk förekomst av olika fel vid verkstadsbesök kan åtgärder vidtas enligt en princip där anledningen till avvikande funktion först antas vara den anledning som baserat på erfarenhet är mest sannolik. Enligt en annan utföringsform används istället, eller i kombination med sannolikhetskriterium, ett förfarande där åtgärd väljs baserat på avvikelsens typ och/eller den sensortyp som använts vid bestämning av avvikelsen. T.ex. kan åtgärd väljas baserat på hur stor avvikelsen är och/eller vid vilken typ av driftsförhållanden avvikelsen detekteras.
Enligt en utforingsform kan, när avvikande funktion har konstaterats, bestämning utföras genom att jämföra sensorsignaler för ett flertal olika driftsförhållanden, varvid ytterligare sensorsignaler vid behov kan mottas för olika driftsförhållanden vid denna bestämning, såsom t.ex. olika driftspunkter för förbränningsmotorn, varvid dessa sensorsignaler kan jämföras med motsvarande förväntade signaler för t.ex. olika driftspunkter, och varvid tillämplig åtgärd kan bestämmas baserat på resultatet av jämförelser för olika driftspunkter.
När sedan tillämplig åtgärd har bestämts i steg 305 vidtas åtgärden i steg 306. Nedan exemplifieras ett antal anledningar som kan utgöra möjlig orsak till avvikande funktion för förbränningsmotorn, samt exempel på åtgärder som kan vidtas enligt föreliggande uppfinning.
När ett alltför lågt lambdavärde har detekterats av en lambdasensor kan detta ha flera olika anledningar. T.ex. kan luftfiltret för förbränningens insugningsluft vara delvis l0 l5 20 25 30 20 igensatt. Likaså kan, i förekommande fall, en laddluftkylare vara delvis igensatt. Dylika situationer innebär att den faktiska luftmängd som når förbränningskammaren i förhållande till önskad luftmängd kommer att vara mindre an förväntat, och ju större luftmängd som antas nå förbränningskammaren, desto större avvikelse kommer den faktiska luftmängden att uppvisa, dvs. ju mer luft som ska tillföras förbränningen, desto mindre luft i förhållande till önskad mängd kommer faktiskt att nå förbrånningskammaren. När dylika fel misstänks, t.ex. baserat på lambdavärdesjämförelser för flera olika driftspunkter, kan t.ex. lambdabörvärdet ökas för att öka lufttillförseln, vilket vid motorstyrningen t.ex. kan åstadkommas genom att minska EGR-återföring och/eller öka tillströmningen av insugningsluft. Härvid kan således kompenseras för den försämrade luftgenomströmningen och genom att förfara på detta sätt kan den negativa inverkan av en alltför låg lufttillförsel helt eller delvis elimineras vid fortsatt färd med fordonet. Samtidigt kan t.ex. en serviceindikator/serviceflagga sättas, så att fordonet snarast eller vid en nästkommande service kan åtgärda orsaken till felet.
Således kan i steg 306 åtgärd enligt ovan vidtagas, varvid i steg 307 det kan bestämmas om ytterligare åtgärd erfordras. Åtgärden kan enligt ovan t.ex. bestå av att ett börvärde förändras något, såsom t.ex. ett lambdabörvärde, eller annat börvärde såsom t.ex. något av de nedan exemplifierade börvärdena, varvid det i steg 307 kan bestämmas huruvida avvikelse kvarstår. Bestämningen i steg 307 utförs genom att jämföra ett av PM-sensorn 222 avgivet värde med ett förväntat värde vid rådande förhållanden. Så länge som det i steg 307 konstateras att avvikelsen minskar kan förfarandet återgå till steg 306 för ytterligare förändring av börvärdet, varvid ny bestämning utförs i steg 307 osv. Förfarandet kan vidare vara 10 15 20 25 30 21 anordnat att vänta någon tillämplig tid mellan varje borvärdesförändring/bestämning innan ny sensorvärdesbestämning utförs.
När sedan avvikelsen inte längre minskar vid ytterligare börvärdesförändring kan det borvärde som resulterat i lägst avvikelse användas som nytt borvärde vid fortsatt drift av fordonet, steg 308.
Slutligen kan förfarandet återgå till steg 301 för fortsatt övervakning av förbränningsmotorns funktion. T.ex. kan sensorsignaler trots den i steg 306-307 vidtagna minimeringen av avvikelsen baserat på tillämplig åtgärd fortfarande medföra att avvikande funktion detekteras av en eller flera sensorer i steg 304, om än mindre sådan, varvid det i steg 305 kan bestämmas huruvida ytterligare åtgärd erfordras, såsom t.ex. adaptering av ytterligare en reglerparameter.
Enligt en utföringsform kombineras sensorsignaler från två eller flera sensorer vid bestämning av tillämplig åtgärd.
T.ex. kan signaler från lambdasensorn 223 kombineras med signaler från PM-sensorn 222. Partikelhalten i avgasströmmen ökar med ökat luftflödesbehov, eftersom en allt mindre andel av önskat luftflöde når förbränningsmotorns cylindrar, med oönskat fet bränsle-/luftblandning som följd. Genom att utföra partikelhalt- och lambdavärdesjämförelse för olika driftspunkter med olika luftflödesbehov kan det med än större säkerhet fastställas huruvida t.ex. luftfilter och/eller laddluftkylare är igensatt.
Om, å andra sidan, lambdasensorn indikerar ett alltför lågt värde medan PM-sensorn indikerar normal partikelförekomst, kan det i steg 304 eller 305 bestämmas att åtgärd inte behöver vidtas överhuvudtaget, eller att annan åtgärd bör vidtas istället. 10 l5 20 25 30 22 En annan möjlig orsak till att t.ex. en oönskat hög partikelhalt kan konstateras i steg 304 kan utgöras av att EGR-halten, dvs. hur stor del av de från förbränningen resulterande avgaserna som återförs till efterföljande förbränning, av någon anledning når oönskat hög nivå. En alltför hög EGR-halt resulterar i ökad partikelhalt, och den förhöjda EGR-halten kan t.ex. bero på läckage, eller fel i EGR-regleringen. Dylika fel kan t.ex. detekteras genom att aktivt påverka EGR-regleringen samtidigt som variationer i partikelhalten detekteras. En tillämplig åtgärd kan således vara att aktivt påverka EGR-regleringens börvärde för att erhålla en EGR-återföring som i möjligaste mån resulterar i önskad nivå för partikelhalten i avgasströmmen.
Ytterligare en möjlig orsak till oönskat höga partikelhalter utgörs av fel i bränsleinsprutningstidpunkt/- insprutningsvinkel d, där framförallt en alltför sen insprutning, med sen end-of-injection (EOI), kan ge upphov till förhöjda partikelhalter. Detta fel kan detekteras genom att variera tidpunkten/vinkeln d samtidigt som partikelhaltens variationer bestäms enligt ovan, och tillämplig åtgärd kan utgöras av att reglera insprutningstidpunkt/insprutningsvinkel till dess att önskad/minimerad partikelhalt i avgasströmmen erhålls.
Förutom insprutningstidpunkt kan det även uppstå fel i insprutad mängd bränsle (delta), vilket t.ex. kan bero på ett alltför högt insprutningstryck och/eller en för lång insprutningstid. Genom att variera insprutningstrycket kan bränslemängdens påverkan på partikelhalten bestämmas. Genom att reglera insprutningstryckets börvärde kommer automatiskt insprutad mängd bränsle att regleras (ett ökat tryckbörvärde resulterar i att insprutningstiden kommer att avkortas). l0 l5 20 25 30 23 Det kan även vara så att insprutningstrycket är felaktigt i sig. Ett alltför högt insprutningstryck kan ge oönskad väggträff eller spraykrock. Även här kan tryckbörvärdesförändring tillämpas för att detektera fel.
Genom att reglera tryckbörvärdet för insprutningstrycket samtidigt som partikelhalten i avgasströmmen övervakas kan tryckbörvärdet vid behov ökas eller minskas. Det kan också vara fördelaktigt att reglera både alfa och delta, samtidigt eller sekventiellt, till dess att en sammantaget minimal, eller minimal avvikelse från förväntad, partikelhalt erhålls.
Ytterligare en möjlig källa till avvikande funktion utgörs av igensatta spridarhål, vilket t.ex. kan leda till felaktig bränsledosering och/eller felaktigt insprutningsmönster.
Avvikelsens storlek, och därmed t.ex. resulterande partikelhalt i avgasströmmen, kommer att variera med det tryck med vilket insprutning utförs. Igensatta spridarhål kommer att ge ett ökande fel i bränslemängd som funktion av ökat insprutningstryck. Genom att variera insprutningstrycket samtidigt som partikelhalten övervakas kan det fastställas huruvida igensatta spridarhål utgör sannolik orsak till att förhöjda partikelhalter i avgasströmmen råder, och tillämplig åtgärd kan vidtagas. T.ex. kan renblåsningsförsök utföras, där insprutningstrycket höjs till en hög nivå, varvid ny partikelhaltbestämning kan utföras för att utröna resultatet av renblåsningsförsöket. Om åtgärden inte uppnår önskad effekt kan nytt försök utföras, och/eller tillämplig indikator aktiveras för att uppmärksamma föraren på sannolikt behov av serviceåtgärd.
En annan möjlig orsak till avvikande funktion är användning av orent eller icke godkänt bränsle. Denna orsakskälla kan vara svår att skilja från övriga orsakskällor, men t.ex. i det fall partikelhalten ökar plötsligt efter det att en lO l5 20 25 30 24 bränslepåfyllnad har utförts kan felaktigt bränsle misstänkas utgöra orsaken, i synnerhet om partikelhalterna senare återgår till normala nivåer efter en påföljande bränslepåfyllnad. Det felaktiga bränslets negativa inverkan på framförande av fordonet kan minskas genom reglering av alfa/delta/insprutningstryck enligt ovan.
Ytterligare en möjlig orsak till avvikande funktion kan utgöras av ojämn cylinderbalansering, dvs. förbränningsmotorns cylindrar kan arbeta olika hårt. En partikelhalt som överskrider önskad halt enligt ovan, eller är mycket ojämn och detekteras som återkommande pulser med halva motorvarvtalet (vid fyrtaktsmotor) kan indikera ojämn cylinderbalansering. Om t.ex. PM-sensorn är snabb och t.ex. placerad högt upp i grenröret, dvs. nära förbränningsmotorns cylindrar kan t.o.m. detektering av vilken (vilka) cylinder (cylindrar) som uppvisar avvikande värden detekteras, varvid individuella åtgärder kan vidtas för varje cylinder. Detta gäller dock även i det allmänna fallet, dvs. åtgärder kan vidtas cylinder för cylinder för att på detta sätt minimera oönskad avvikelse.
Avvikelser för en specifik cylinder kan även detekteras genom att justera ventiltider och/eller insprutning cylinder för cylindern, varvid det med hjälp av partikelhalten kan fastställas vilken/vilka cylindrar som fungerar mindre optimalt.
Enligt föreliggande uppfinning används således PM-sensorn 222 för att bestämma huruvida vidtagen åtgärd har påverkat avvikelsen, oavsett med vilken typ av sensor avvikelsen har detekterats, och alltså åtminstone i vissa fall även för att detektera avvikande funktion. Bestämning med hjälp av en uppströms partikelfiltret 202 anordnad PM-sensor 222 medför att ett kontinuerligt flöde av partiklar hela tiden kommer att passera sensorn 222 när förbränningsmotorn lOl är i drift, l0 l5 20 25 30 25 varvid PM-sensorn 222 vid mätning enligt föreliggande uppfinning kommer att avge en väsentligen kontinuerlig signal som är representativ för de faktiskt rådande förhållandena.
PM-sensorplaceringen enligt föreliggande uppfinning medger att förändringar i avgasströmmens partikelhalt kan detekteras snabbt och med stor noggrannhet, där PM-sensorn också säkert kommer att avge en signal tack vare att den minsta mängd partiklar som erfordras för att PM-sensorn ska indikera förekomst av partiklar garanterat kommer att uppnås.
Föreliggande uppfinning har således fördelen att flera typer av fel som kan uppstå vid fordonet, men som normalt kanske inte upptäcks förrän efter en längre tid eller vid ett verkstadsbesök, kan detekteras och också i stor utsträckning åtgärdas, varvid tillämplig åtgärd också omgående kan vidtagas.
Eftersom flera av ovanstående fel kommer att medföra ökad bränsleförbrukning har föreliggande uppfinning också fördelen att problem med förhöjd bränsleförbrukning i ett tidigt skede inte bara kan detekteras utan även i stor utsträckning reduceras.
I den i steg 305 utförda bestämningen av åtgärd kan således ovanstående möjliga felorsaker utvärderas, t.ex. sekventiellt och enligt någon tillämplig felsannolikhetsrangordning, för att bestämma huruvida någon/några av ovanstående möjliga felorsaker utgör faktisk orsak till att förbränningsmotorn fungerar felaktigt, varvid tillämplig åtgärd kan vidtas.
Placeringen av PM-sensorn uppströms partikelfiltret har även ytterligare fördelar. Eftersom sensorn är placerad på ett sådant sätt att mätsignaler hela tiden kommer att avges kan sensorns funktion säkerställas genom att betrakta den av sensorn avgivna signalen över tiden. Så länge som sensorn avger väsentligen kontinuerlig signal, eller för likartade l0 l5 20 25 30 26 driftsfall avger väsentligen samma signal, kan sensorn antas fungera korrekt. Om sensorn däremot plötsligt indikerar väsentligt lägre utsläpp än normalt för ett givet körfall kan det antas att sensorn fungerar felaktigt, varvid t.ex. en serviceflagga kan aktiveras i fordonets styrsystem för att indikera behov av service. Detta innebär också att aktiva test av sensorns funktion kan utföras.
Beträffande PM-sensorn kan denna såsom i fig. 2 t.ex. placeras efter ett turboaggregat 220 ur vilken avgasströmmen vanligtvis avges på ett förutsägbart sätt. Sensorn 222 kan likaså vara anordnad att placeras t.ex. nedströms DOC 205 men uppströms partikelfiltret 202. I den visade utföringsformen är SCR- katalysatorn 203 placerad nedströms partikelfiltret 202, men i en utföringsform är SCR-katalysatorn istället placerad uppströms DPF 202, varvid PM-sensorn 222 kan placeras nedströms eller uppströms SCR-katalysatorn. Fordonet kan även vara utrustat med en s.k. avgasbroms, varvid sensorn 222 t.ex. kan vara anordnad uppströms denna avgasbroms. Likaså kan sensorn 222 vara placerad i den EGR-återföring av en del av avgasströmmen som är vanligt förekommande vid fordon av ovanstående typ eftersom denna del av avgasströmmen är representativ, vad gäller sammansättning, för den totala avgasströmmen. Sensorn 222 kan även t.ex. vara anordnad uppströms turboaggregatet 220. Turboaggregatet kan både vara av typen med fast geometri (FGT), av typen med variabel geometri (VGT) och vara försedd med turbin avsedd för kraftåterföring till vevaxel (turbo compound) eller till annan del av drivlinan. Vidare kan fordonet vara försett med en s.k. ammoniakslipkatalysator (ASC), varvid PM-sensorn kan vara anordnad uppströms eller nedströms denna (fortfarande förutsatt att PM-sensorn samtidigt är anordnad uppströms ett partikelfilter). Således finns det ett stort antal möjliga placeringar av PM-sensorn uppströms partikelfiltret. lO 27 Vidare har föreliggande uppfinning ovan exemplifierats i anknytning till fordon. Uppfinningen ar dock aven tillämplig vid godtyckliga farkoster/processer där partikelfiltersystem enligt ovan är tillämpliga, säsom t.ex. vatten- eller luftfarkoster med förbränningsprocesser enligt ovan.
Ytterligare utföringsformer av förfarandet och systemet enligt uppfinningen återfinns i de bilagda patentkraven. Det skall också noteras att systemet kan modifieras enligt olika utföringsformer av förfarandet enligt uppfinningen (och vice versa) och att föreliggande uppfinning inte på något vis är begränsad till de ovan beskrivna utföringsformerna av förfarandet enligt uppfinningen, utan avser och innefattar alla utföringsformer inom de bifogade självständiga kravens skyddsomfäng.

Claims (18)

1. 0 15 20 25 1. 28 Patentkrav Förfarande för reglering av en förbränningsmotor, varvid ett efterbehandlingssystem (200) innefattande åtminstone ett partikelfilter (202) är inrättat för efterbehandling av en vid förbränning i nämnda förbränningsmotor (101) resulterande avgasström, varvid förfarandet är kännetecknat av att: - baserat på en av en första sensor avgiven signal bestämma huruvida en första funktion för nämnda förbränningsmotor avviker från önskad funktion, och - när nämnda första funktion för nämnda förbränningsmotor avviker från önskad funktion, vidta åtminstone en första åtgärd för att åtgärda nämnda avvikelse, varvid förfarandet vidare innefattar: - vid en position uppströms nämnda partikelfilter (202) och genom utnyttjande av en uppströms nämnda partikelfilter anordnad PM-sensor (222) bestämma en första partikelhalt i nämnda från nämnda förbränningsmotor (101) resulterande avgasström, och - baserat på nämnda bestämda första partikelhalt bestämma huruvida nämnda första åtgärd har haft en inverkan på nämnda avvikelse.
2. Förfarande enligt krav 1, kännetecknat av att vid bestämning huruvida nämnda första åtgärd har haft en inverkan på nämnda avvikelse bestämma huruvida nämnda första åtgärd har minskat nämnda avvikelse.
3. Förfarande enligt krav 1 eller 2, kännetecknat av att, vid nämnda bestämning huruvida en första funktion för nämnda förbränningsmotor avviker från önskad funktion, lO l5 20 25 29 nämnda av nämnda första sensor avgivna signal jämförs med en förväntad signal.
4. Förfarande enligt krav 3, kännetecknat av att, vid nämnda jämförelse av avgiven sensorsignal med nämnda förväntade signal, ett nämnda sensorsignal motsvarande storhetsvärde jämförs med ett förväntat storhetsvärde.
5. Förfarande enligt något av kraven l-4, kännetecknat av att, vid vidtagande av nämnda första åtgärd för att åtgärda nämnda avvikelse: - reglera ett börvärde för en första reglerparameter, varvid reglering av nämnda första reglerparameter påverkar förbränning vid nämnda förbränningsmotor.
6. Förfarande enligt krav 5, kännetecknat av att nämnda första åtgärd vidare innefattar att reglera nämnda börvärde till ett börvärde som väsentligen minimerar nämnda avvikelse.
7. Förfarande enligt något av föregående krav, kännetecknat av att förfarandet vidare innefattar att bestämma nämnda första åtgärd baserat på den typ av sensor nämnda första sensor utgör.
8. Förfarande enligt något av föregående krav, kännetecknat av att bestämma huruvida en första funktion för nämnda förbränningsmotor avviker från önskad funktion baserat på ett flertal av nämnda första sensor avgivna signaler, varvid nämnda flertal signaler jämförs med ett motsvarande flertal förväntade sensorsignaler.
9. Förfarande enligt något av föregående krav, kännetecknat av att bestämma nämnda första åtgärd baserat på ett 10 15 20 25 10. 11 12 30 flertal av nämnda första sensor avgivna signaler, varvid nämnda flertal signaler jämförs med ett motsvarande flertal förväntade sensorsignaler.
10. Förfarande enligt krav 8 eller 9, kännetecknat av att nämnda flertal bestämningar utgörs av åtminstone någon ur gruppen: - ett första antal bestämningar i följd; - åtminstone ett första antal av ett andra, jämfört med nämnda första antal större antal bestämningar; - ett första antal bestämningar under ett första tidsintervall; - bestämningar under åtminstone en första del av ett tidsintervall; - ett första antal bestämningar med åtminstone ett andra tidsintervall mellan varje bestämning; - ett flertal signaler som bestämts för olika driftspunkter för nämnda förbränningsmotor. .
11. Förfarande enligt något av föregående krav, kännetecknat av att bestämma nämnda första åtgärd och/eller huruvida en första funktion för nämnda förbränningsmotor avviker från önskad funktion baserat på signaler från ett flertal sensorer av olika typ. .
12. Förfarande enligt något av föregående krav, kännetecknat av att nämnda första sensor utgörs av en PM-sensor såsom nämnda PM-sensor, varvid nämnda PM-sensor används vid bestämning huruvida en första funktion för nämnda förbränningsmotor avviker från önskad funktion samt vid bestämning huruvida nämnda första åtgärd har haft en inverkan på nämnda avvikelse. 10 15 20 25 30 31 l3.
13. Förfarande enligt krav 12, kännetecknat av att: 14. 15 16 17. - bestämma att en funktion för nämnda förbränningsmotor (101) avviker från önskad funktion när en med nämnda PM- sensor bestämd partikelhalt överstiger en förväntad partikelhalt med mer än ett första värde.
14. Förfarande enligt något av föregående krav, kännetecknat av att, efterföljande nämnda första åtgärd, vidta en andra åtgärd för att minska nämnda avvikelse, varvid nämnda andra åtgärd innefattar reglering av ett börvärde för en andra reglerparameter, varvid reglering av nämnda andra reglerparameter påverkar förbränning vid nämnda förbränningsmotor. .
15. Datorprogram innefattande programkod, vilket när nämnda programkod exekveras i en dator åstadkommer att nämnda dator utför förfarandet enligt något av patentkrav l-14. .
16. Datorprogramprodukt innefattande ett datorläsbart medium och ett datorprogram enligt patentkrav 15, varvid nämnda datorprogram är innefattat i nämnda datorläsbara medium.
17. System för reglering av en förbränningsmotor, varvid ett efterbehandlingssystem (200) innefattande åtminstone ett partikelfilter (202) är inrättat för efterbehandling av en vid förbränning i nämnda förbränningsmotor (lOl) resulterande avgasström, varvid systemet är kännetecknat av: - organ för att baserat på en av en första sensor avgiven signal bestämma huruvida en första funktion för nämnda förbränningsmotor avviker från önskad funktion, - organ för att, när nämnda första funktion för nämnda förbränningsmotor avviker från önskad funktion, vidta åtminstone en första åtgärd för att åtgärda nämnda 10 32 avvikelse, - organ for att från en vid en position uppstroms nämnda partikelfilter (202) anordnad PM-sensor (222) motta en första partikelhalt i nämnda från nämnda forbränningsmotor (101) resulterande avgasstrom, och - organ för att baserat på nämnda bestämda forsta partikelhalt bestämma huruvida nämnda forsta åtgärd har haft en inverkan på nämnda avvikelse.
18.Fordon (100), kännetecknat av att det innefattar ett system enligt krav 17.
SE1151075A 2011-11-14 2011-11-14 Förfarande och system för reglering av en förbränningsmotor SE1151075A1 (sv)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SE1151075A SE1151075A1 (sv) 2011-11-14 2011-11-14 Förfarande och system för reglering av en förbränningsmotor
PCT/SE2012/051242 WO2013074024A1 (en) 2011-11-14 2012-11-13 Method and system for regulating a combustion engine
EP12849322.8A EP2780685A4 (en) 2011-11-14 2012-11-13 METHOD AND SYSTEM FOR CONTROLLING A COMBUSTION ENGINE

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SE1151075A SE1151075A1 (sv) 2011-11-14 2011-11-14 Förfarande och system för reglering av en förbränningsmotor

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SE1151075A1 true SE1151075A1 (sv) 2013-05-15

Family

ID=48429958

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SE1151075A SE1151075A1 (sv) 2011-11-14 2011-11-14 Förfarande och system för reglering av en förbränningsmotor

Country Status (3)

Country Link
EP (1) EP2780685A4 (sv)
SE (1) SE1151075A1 (sv)
WO (1) WO2013074024A1 (sv)

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3638474A1 (de) * 1985-11-19 1987-05-21 Volkswagen Ag Dieselbrennkraftmaschine
DE3906083A1 (de) * 1989-02-27 1990-08-30 Voest Alpine Automotive Einrichtung zum steuern und regeln einer dieselbrennkraftmaschine
US6055810A (en) * 1998-08-14 2000-05-02 Chrysler Corporation Feedback control of direct injected engines by use of a smoke sensor
JP3937926B2 (ja) * 2002-05-24 2007-06-27 トヨタ自動車株式会社 排気再循環制御装置の異常判定方法
EP1731743A3 (de) * 2005-06-10 2007-02-14 Frank Hille Verfahren zur Regelung eines Einspritzsystems und Einspritzsystem mit Partikelsensorik für Brennkraftmaschinen
US7628007B2 (en) * 2005-12-21 2009-12-08 Honeywell International Inc. Onboard diagnostics for anomalous cylinder behavior
US7810314B2 (en) * 2007-06-12 2010-10-12 Ford Global Technologies, Llc Approach for controlling particulate matter in an engine
DE102007026945B4 (de) * 2007-06-12 2013-03-21 Continental Automotive Gmbh Verfahren und Vorrichtung zum Überprüfen eines Abgasrückführsystems und Computerprogramm zur Durchführung des Verfahrens
JP2008309080A (ja) * 2007-06-15 2008-12-25 Denso Corp 内燃機関の排気浄化装置

Also Published As

Publication number Publication date
EP2780685A1 (en) 2014-09-24
WO2013074024A1 (en) 2013-05-23
EP2780685A4 (en) 2015-07-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN106168151B (zh) 诊断内燃发动机后处理系统中压力传感器故障的控制系统
CN102037230B (zh) NOx传感器的异常诊断装置及异常诊断方法
KR101147588B1 (ko) 배기 정화 시스템의 이상 진단 장치
RU2582720C2 (ru) Способ эксплуатации двигателя
CN101988416B (zh) 柴油机后处理系统中检测和缓解多余放热的方法
CN107109989B (zh) 排气净化系统和NOx净化能力恢复方法
CN101688497B (zh) 十六烷值推断装置及方法
SE539381C2 (sv) Förfarande och system för övervakning av en storhet relaterad till en partikelmassa i åtminstone ett avgasrör
CN102410934B (zh) 燃料控制诊断系统和方法
JP2010112220A (ja) 触媒の診断装置
SE1151073A1 (sv) Förfarande och system för bestämning av partikelutsläpp vid en förbränningsmotor
CN111502850B (zh) 内燃机的控制装置
RU2606955C2 (ru) Способ обогащения отработавших газов несгоревшими углеводородами
CN110578576A (zh) 用于无效的颗粒过滤器烟灰的补救措施
SE539296C2 (sv) Förfarande och system för reglering av en förbränningsmotor genom reglering av förbränningen i en förbränningskammare under pågående förbränningscykel
CN106437977A (zh) 测试内燃发动机的催化颗粒过滤器正确功能的方法和系统
US11920535B2 (en) Apparatuses, methods, systems, and techniques of misfire detection using engine speed sensor
SE538738C2 (sv) Förfarande och system för diagnostisering av en förbränningsmotor
JP5169497B2 (ja) 排気装置の故障診断方法および装置
SE1151075A1 (sv) Förfarande och system för reglering av en förbränningsmotor
SE536774C2 (sv) Förfarande och system för att med hjälp av tryckjämförelserfastställa en sensorfunktion för en PM-sensor
SE536845C2 (sv) Förfarande och system för att med hjälp av koncentrations- och/eller fraktionsjämförelser fastställa en sensorfunktion för en PM-sensor
JP2019116876A (ja) センサ診断システム
CN105937429A (zh) 催化剂的劣化诊断装置
SE1151141A1 (sv) Förfarande och system vid adaption av åtminstone en injektor vid en förbränningsmotor

Legal Events

Date Code Title Description
NAV Patent application has lapsed