SE1350511A1 - Förfarande och system för reglering av en förbränningsmotorvi - Google Patents

Förfarande och system för reglering av en förbränningsmotorvi Download PDF

Info

Publication number
SE1350511A1
SE1350511A1 SE1350511A SE1350511A SE1350511A1 SE 1350511 A1 SE1350511 A1 SE 1350511A1 SE 1350511 A SE1350511 A SE 1350511A SE 1350511 A SE1350511 A SE 1350511A SE 1350511 A1 SE1350511 A1 SE 1350511A1
Authority
SE
Sweden
Prior art keywords
combustion
during
injection
nitrogen oxides
fuel
Prior art date
Application number
SE1350511A
Other languages
English (en)
Other versions
SE537308C2 (sv
Inventor
Ola Stenlåås
Kenan Muric
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 SE1350511A priority Critical patent/SE537308C2/sv
Priority to BR112015024995A priority patent/BR112015024995A2/pt
Priority to PCT/SE2014/050495 priority patent/WO2014175821A1/en
Priority to DE112014001776.0T priority patent/DE112014001776B4/de
Publication of SE1350511A1 publication Critical patent/SE1350511A1/sv
Publication of SE537308C2 publication Critical patent/SE537308C2/sv

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D35/00Controlling engines, dependent on conditions exterior or interior to engines, not otherwise provided for
    • F02D35/02Controlling engines, dependent on conditions exterior or interior to engines, not otherwise provided for on interior conditions
    • F02D35/025Controlling engines, dependent on conditions exterior or interior to engines, not otherwise provided for on interior conditions by determining temperatures inside the cylinder, e.g. combustion temperatures
    • F02D35/026Controlling engines, dependent on conditions exterior or interior to engines, not otherwise provided for on interior conditions by determining temperatures inside the cylinder, e.g. combustion temperatures using an estimation
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D35/00Controlling engines, dependent on conditions exterior or interior to engines, not otherwise provided for
    • F02D35/02Controlling engines, dependent on conditions exterior or interior to engines, not otherwise provided for on interior conditions
    • F02D35/023Controlling engines, dependent on conditions exterior or interior to engines, not otherwise provided for on interior conditions by determining the cylinder pressure
    • 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
    • F02D41/146Introducing 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 an NOx content or concentration
    • F02D41/1461Introducing 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 an NOx content or concentration of the exhaust gases emitted by the engine
    • F02D41/1462Introducing 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 an NOx content or concentration of the exhaust gases emitted by the engine with determination means using an estimation
    • 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
    • F02D41/30Controlling fuel injection
    • F02D41/38Controlling fuel injection of the high pressure type
    • F02D41/3809Common rail control systems
    • F02D41/3836Controlling the fuel pressure
    • 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
    • F02D41/30Controlling fuel injection
    • F02D41/38Controlling fuel injection of the high pressure type
    • F02D41/40Controlling fuel injection of the high pressure type with means for controlling injection timing or duration
    • F02D41/402Multiple injections
    • 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
    • F02D41/1401Introducing closed-loop corrections characterised by the control or regulation method
    • F02D2041/1433Introducing closed-loop corrections characterised by the control or regulation method using a model or simulation of the system
    • 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
    • F02D41/30Controlling fuel injection
    • F02D41/38Controlling fuel injection of the high pressure type
    • F02D2041/389Controlling fuel injection of the high pressure type for injecting directly into the cylinder
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D2250/00Engine control related to specific problems or objectives
    • F02D2250/36Control for minimising NOx emissions
    • 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
    • F02D41/30Controlling fuel injection
    • F02D41/38Controlling fuel injection of the high pressure type
    • F02D41/3809Common rail control systems
    • F02D41/3827Common rail control systems for diesel engines
    • 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)
  • Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)
  • Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
  • Combustion Methods Of Internal-Combustion Engines (AREA)

Abstract

49 Sammandrag Foreliggande uppfinning hanfor sig till ett forfarande for styrning av en forbranningsmotor (101), varyid namnda forbranningsmotor (101) innefattar atminstone en forbranningskammare (201) och organ (202) for tillforsel av bransle till namnda forbranningskammare (201), yarvid forbranning i namnda forbranningskammare (201) sker i forbranningscykler. Forfarandet Or kannetecknat av att: under en forsta del av en forsta forbranningscykel, estimera ett forsta matt pd kvaveoxider (NO) resulterande yid forbranning under namnda forsta forbranningscykel, och baserat pa namnda forsta matt, reglera forbranning under en pafoljande del av namnda forsta forbranningscykel. Uppfinningen avser Oven ett system och ett fordon.

Description

1 FoRFARANDE OCH SYSTEM FOR REGLERING AV EN FORBRANNINGSMOTOR VI Uppfinningens omnide Foreliggande uppfinning hanfor sig till forbranningsmotorer, och i synnerhet till ett forfarande for reglering av en forbranningsmotor enligt ingressen till patentkravet 1.
Uppfinningen avser aven ett system och ett fordon, liksom ett datorprogram och en datorprogramprodukt, vilka implementerar forfarandet enligt uppfinningen.
Uppfinningens bakgrund Nedanstaende bakgrundsbeskrivning utgar bakgrundsbeskrivning for uppfinningen, och behover saledes inte nodvandigtvis utgora kand teknik.
Pa grund av okade myndighetsintressen avseende fororeningar och luftkvalitet har utslapps (emissions) -standarder och utslappsbestammelser avseende utslapp fran forbranningsmotorer framtagits i manga jurisdiktioner.
Dylika utslappsbestammelser utgOr ofta kravuppsattningar vilka definierar acceptabla granser for avgasutslapp vid fordon utrustade med fOrbranningsmotorer. Exempelvis regleras ofta nivaer for utslapp av kvaveoxider (NO), kolvaten (HC) och kolmonoxid (CO). Dessa utslappsbestammelser kan aven t.ex. hantera forekomst av partiklar i avgasutslapp.
I en stravan att uppfylla dessa utslappsbestammelser behandlas (renas) de avgaser som orsakas av forbranningsmotorns forbranning. T.ex. kan en s.k. katalytisk reningsprocess utnyttjas, varfOr ocksa avgasbehandlingssystem, sasom vid t.ex. fordon och andra farkoster, vanligtvis innefattar en eller flera katalysatorer och/eller andra komponenter. T.ex. innefattar avgasbehandlingssystem vid fordon med dieselmotor ofta partikelfilter. 2 Farekomsten av oonskade foreningar i det fran forbranningsmotorns resulterande avgasflodet orsakas i star utstrackning av fOrbranningsprocessen i farbranningsmotorns forbranningskammare, atminstone delvis beroende pa den mangd bransle som Atgar vid farbranningen. Av denna anledning, samt av det faktum att en mycket star del av framforallt tunga fordons driftsekonomi styrs av mangden ferbrukat bransle, laggs aven star moda pa att effektivisera forbranningsmotorns ferbranning vid stravan att minska utslapp samt bransleforbrukning.
Sammanfattning av uppfinningen Det Or ett syfte med foreliggande uppfinning att tillhandahalla ett fOrfarande for reglering av en forbranningsmotor. Detta syfte uppnas med ett forfarande enligt patentkrav 1.
Foreliggande uppfinning hanfor sig till ett forfarande for styrning av en forbrOnningsmotor, varvid nOmnda forbranningsmotor innefattar atminstone en forbranningskammare och organ for tillforsel av brOnsle till nOmnda forbranningskammare, varvid forbranning i namnda forbranningskammare sker i forbranningscykler. Forfarandet Or kannetecknat av att: under en forsta del av en forsta forbranningscykel estimeras ett forsta mitt pa kvOveoxider NO resulterande vid forbranning under namnda forsta forbranningscykel, och baserat pa namnda forsta matt, regleras forbranning under en pafoljande del av namnda forsta forbranningscykel.
Sasom har namnts ovan har forbranningsmotorns verkningsgrad star inverkan pa ett fordons totalekonomi, i synnerhet med avseende pa tunga fordon. Av denna anledning Or det ofta 3 onskvart att farbranningen styrs pi ett satt som medfar en si effektiv forbranning som mojligt.
Forbranningen kan aven styras med avseende pa onskade avgasegenskaper. T.ex. kan insprutningstidpunkt och/eller mangden insprutat bransle styras for att paverka forbranningens forlopp och darmed t.ex. avgasstrommens temperatur och/eller sammansattning. I vissa fall kan det t.ex. vara Onskvart med en hag-re avgastemperatur pi bekostnad av forbranningsmotorns verkningsgrad for att onskad funktion for en eller flera komponenter i efterbehandlingssystemet ska erhAllas. Det kan Oven vara sá att den totala verkningsgraden, med aven avgasefterbehandlingen inraknad, kan forbattras aven vid en forsamring av forbranningsmotorns verkningsgrad, t.ex. pga. minskad itging av reduktionsmedel, sasom t.ex. ureatinforse1 for reducering av kvaveoxider NOR, dvs. kvavemomoxid NO respektive kvavedioxid NO2, vilka allmant innefattas i samlingsbegreppet kvaveoxider NOR, i avgasstrOmmen. Det kan aven vid vissa situationer vara acceptabelt med en fOrsamring av den totala verkningsgraden, t.ex. fer att uppni nigot bnskat fOrhallande i efterbehandlingssystemet.
Foreliggande uppfinning avser en reglering av farbranningsprocessen dar en pigaende forbranningscykels forlopp kan regleras under pagAende forbranning mot ett onskat resultat av forbranningen. I synnerhet styrs forbranningens forlopp med avseende pa en resulterande kvaveoxidhalt vid ferbranningen.
Regleringen enligt foreliggande uppfinning kan Astadkommas genom att under en forsta del av en forsta forbranningscykel estimera ett farsta mitt pi kvaveoxider NO, sisom en halt och/eller en mangd/massa for resulterande kvavemonoxid (NO) 4 och/eller kvavedioxid (NO2), som resulterar ur farbranning under namnda forsta forbranningscykel, och - baserat pa namnda forsta matt, regleras forbranningen under en pafoljande del av namnda forsta forbranningscykel i syfte att under pagaende forbranningscykel paverka de resulterade kvaveoxiderna NON.
Genom att forfara pa detta satt kan de vid forbranningen resulterande kvaveoxiderna NO regleras, sa att onskad reglering sasom t.ex. minimering av kvaveoxider NO i star utstrackning kan erhallas vid forbranningen. T.ex. kan det vara onskvart att den totala mangden kvaveoxider NO maximalt uppgar till nagon tillamplig mangd. T.ex. kan kvaveoxidutslappen regleras i syfte att ligga sá nara lagstiftningen som mojligt nar det galler kvaveoxidutslapp, med positive inverkan pa bransleforbrukningen som foljd.
Alternativt kan det vara onskvart att i mojligaste man forsoka reducera/minimera de vid forbranningen resulterande kvaveoxiderna NOR. Enligt uppfinningen kan saledes de viol forbranning vanligen resulterande men oonskade kvaveoxiderna NO regleras redan under forbranningsforloppet, t.ex. for att minska belastningen pa efterbehandlingssystem, och t.ex. i syfte att minska anvandning av reduktions (tillsats) -medel sasom ureainnehallande tillsatsmedel.
Regleringen enligt fareliggande uppfinning kan astadkommas genom att under en forsta del av en forbranningscykel faststalla ett parametervarde representerande en storhet vid forbranningen, sasom t.ex. ett i forbranningskammaren radande tryck. Baserat pa detta parametervarde, sasom saledes t.ex. radande tryck, kan resulterande kvaveoxider NO under farbranningscykeln, inte bara far den redan farflutna delen av forbranningscykeln utan aven for den kommande delen av namnda farbranningscykel, estimeras, varvid forbranningen under efterfaljande del av forbranningscykeln sedan kan regleras med avseende pa resulterande kvaveoxider NOR, dar t.ex. farbranningen under efterfoljande del av namnda forbranningscykel kan regleras i syfte att jamfort med estimerade resulterande kvaveoxider NO reducera de resulterande kvaveoxiderna NO sa att de under ferbranningscykeln faktiskt resulterande kvaveoxiderna NO t.ex. kan reduceras i forhallande till estimerade kvaveoxider NOR.
Vid regleringen av forbranningen kan forbranningen vara anordnad att regleras med avseende pa nagon tillamplig storhet, sasom t.ex. tryck och/eller temperatur i forbranningskammaren, varvid de resulterande kvaveoxiderna NO kan regleras genom att reglera namnda storhet, sasom saledes t.ex. tryck och/eller temperatur, dar regleringen utfors baserat pi ett samband mellan trycket och/eller temperaturen under forbranningen och resulterande kvaveoxider NOR. Regleringen vara anordnad att styras baserat pi den temperatur och/eller tryckforandring som forbranningsforloppet genomgar under forbranningscykeln, dvs. reglering kan utforas baserat pa hur forbranningstemperaturen varierar under forbranningen, dar forbranningen t.ex. i mojligaste man kan bringas att folja nagon tillamplig tryck-/temperaturkurva, varvid denna tryck/temperaturvariation styrs genom att paverka forbranningen under pagaende forbranningscykel sa att en onskad variation under forbranningen erhalls. Regleringen kan t.ex. vara anordnad att styras mot en empiriskt eller pa annat satt faststalld tryck-/temperaturkurva (spar), alternativt t.ex. mot en begransning av den maximala temperatur och/eller det maximala tryck som uppstar under forbranningen.
Styrningen av ferbranningen kan aven vara anordnad att utferas individuellt for varje cylinder, och det är aven mojligt att 6 reglera en forbranning vid en efterfaljande farbranningscykel baserat pa information fran en eller flera tidigare farbranningsprocesser.
Denna typ av reglering har fordelen att t.ex. skillnader mellan olika cylindrar kan detekteras och kompenseras med hjalp av individuell justering av parametrar for en specifik cylinder, sasom oppningstid for insprutningsmunstycken etc. Det kan dock aven vara sa att olika styrning av olika cylindrar kan vara onskvard, t.ex. for att styra vissa cylindrar mot uppfyllande av nagot kriterium, och andra cylindrar mot nagot annat tillampligt kriterium, vilket ocksa kan Astadkommas enligt uppfinningen. Vidare kan endast en eller en delmangd av cylindrarna vara anordnade att styras enligt uppfinningen, medan farbranningen i ovriga cylindrar kan utforas pa sedvanligt eller annat tillampligt satt.
Enligt en utforingsform faststalls ett insprutningsschema som resulterar i att atminstone halften av onskat arbete utrattas for att sakerstalla att inte det utrattade arbetet kan regleras till alltfar lag niva nar genererade kvaveoxider NO regleras.
Forfarandet enligt fOreliggande uppfinning kan t.ex. implementeras med hjlp av en eller flera FPGA (Field-Programmable Gate Array)- kretsar, och/eller en eller flera ASIC (application-specific integrated circuit)-kretsar, eller andra typer av kretsar som kan hantera onskad berdkningshastighet.
Ytterligare kannetecken for foreliggande uppfinning och fordelar darav kommer att framga ur fOljande detaljerade beskrivning av exempelutforingsformer och de bifogade ritningarna. 7 Kort beskrivning av ritningar Fig. 1A visar schematiskt ett fordon vid vilket fOreliggande uppfinning kan anvandas.
Fig. 1B visar en styrenhet i styrsystemet for det i fig. 1A visade fordonet.
Fig. 2visar fOrbramningsmotorn vid det i fig. 1A visade fordonet mer i detalj.
Fig. 3visar ett exempelforfarande enligt foreliggande uppfinning.
Fig. 4visar ett exempel pa ett estimerat temperaturspdr for en forbrdnning.
Fig. 5A-B visar ett exempel pd reglering vid situationer med fler an tre insprutningar.
Fig. 6visar ett exempel pa en MPC-reglering.
Fig. 7askadliggor ett alternativt forfarande for estimering av tryckforandring under en forbramningsprocess.
Detaljerad beskrivning av utforingsformer Fig. 1A visar schematiskt en drivlina i ett fordon 100 enligt en utforingsform av foreliggande uppfinning. Driviinan innefattar en ferbranningsmotor 101, vilken pa ett sedvanligt sdtt, via en pa forbranningsmotorn 101 utgaende axel, vanligtvis via ett svdnghjul 102, är fEirbunden med en vdxellada 103 via en koppling 106.
Forbranningsmotorn 101 styrs av fordonets styrsystem via en styrenhet 115. Likasa styrs kopplingen 106, vilken t.ex. kan utgoras av en automatiskt styrd koppling, och vaxelladan 103 av fordonets styrsystem med hjdlp av en eller flera tillampliga styrenheter (ej visat). Naturligtvis kan fordonets drivlina dven vara av annan typ sasom t.ex. av en typ med 8 konventionell automatvaxellada eller av en typ med en manuellt vaxlad vaxellada etc.
En fran vaxelladan 103 utgaende axel 107 driver drivhjul 113, 114 pa sedvanligt satt via slutvaxel och drivaxlar 104, 105. I fig. lA visas endast en axel med drivhjul 113, 114, men pa sedvanligt satt kan fordonet innefatta fler an en axel forsedd med drivhjul, liksom aven en eller flera ytterligare axlar, sasom en eller flera stadaxlar. Fordonet 100 innefattar vidare ett avgassystem med ett efterbehandlingssystem 200 far sedvanlig behandling (rening) av avgasutslapp resulterande fran forbranning i forbranningsmotorns 101 forbranningskammare (t.ex. cylindrar).
Efterbehandlingssystem innefattar ofta flagon form av katalytisk reningsprocess, dar en eller flera katalysatorer anvands for rening av avgaserna. Fordon med dieselmotor innefattar Oven ofta ett dieselpartikelfilter (Diesel Particulate Filter, DPF) for att fanga upp vid forbranning av bransle i forbranningsmotorns forbranningskammare bildade sotpartiklar. Vidare kan efterbehandlingssystem vid fordon av den visade typen innefatta en oxidationskatalysator (Diesel Oxidation Catalyst, DOC). Oxidationskatalysatorn DOC har flera funktioner, och anvands normalt primart for att vid efterbehandlingen av avgasstrommen oxidera kvarvarande kolvaten och kolmonoxid i avgasstrommen till koldioxid och vatten. Oxidationskatalysatorn kan Oven t.ex. oxidera kvavemonoxid (NO) till kvavedioxid (NO2). Efterbehandlingssystem kan aven innefatta fler/andra typer av komponenter an vad som har exemplifierats ovan, liksom aven farre komponenter. T.ex. kan efterbehandlingssystemet 200 innefatta en nedstroms om partikelfiltret anordnad SCR (Selective Catalytic Reduction) -katalysator. SCRkatalysatorer anvander ammoniak (NH3), eller sammansattning ur 9 vilken ammoniak kan genereras/bildas, som tillsatsmedel for reduktion av mangden kvaveoxider NO i avgasstrommen.
Vidare Or forbranningsmotorer vid fordon av den i fig. 1A visade typen ofta forsedda med styrbara injektorer for att tillfora onskad branslemangd vid onskad tidpunkt i forbranningscykeln, sdsom vid en specifik kolvposition (vevvinkelgrad) i fallet med en kolvmotor, till forbranningsmotorns forbranningskammare.
I fig. 2 visas schematiskt ett exempel pa ett bransleinsprutningssystem for den i fig. 1A exemplifierade forbranningsmotorn 101. Bransleinsprutningssystemet utgors av ett s.k. Common Rail-system, men uppfinningen är lika tillamplig vid andra typer av insprutningssystem. I fig. 2 visas endast en cylinder/forbranningskammare 201 med en i cylindern verkande kolv 203, men forbranningsmotorn 101 utgors I foreliggande exempel av en sexcylindrig forbranningsmotor, och kan allmant utgoras av en motor med ett godtyckligt antal cylindrar/forbranningskammare, sasom t.ex. ett godtyckligt antal cylindrar/forbranningskammare i intervallet 1-20 eller annu fler. Forbranningsmotorn innefattar vidare atminstone en respektive injektor 202 for vane forbranningskammare (cylinder) 201. Varje respektive injektor anvands sdledes for insprutning/tillforsel av bransle i en respektive forbranningskammare 201. Alternativt kan tva eller flera injektorer per forbranningskammare anvandas. Injektorerna 202 Or individuellt styrda av respektive och vid respektive injektor anordnade aktuatorer (ej visat), vilka baserat pa mottagna styrsignaler, sasom t.ex. fran styrenheten 115, styr oppning/stangning av injektorerna 202.
Styrsignalerna for styrning av aktuatorernas Oppning/stangning av injektorerna 202 kan genereras av ndgon tillamplig styrenhet, sasom i detta exempel av motorstyrenheten 115. Motorstyrenheten 115 faststaller saledes den mangd bransle som faktiskt skall insprutas vid nagon given tidpunkt, t.ex. baserat pa radande driftsforhallanden hos fordonet 100.
Det i fig. 2 visade insprutningssystemet utgors alltsa av ett s.k. Common Rail-system, vilket innebar att samtliga injektorer (och darmed forbranningskammare) forsorjs med bransle fran ett gemensamt bransleror 204 (Common Rail), vilket med hjalp av en branslepump 205 fylls med bransle fran en bransletank (ej visad) samtidigt som branslet i roret 204, ocksa med hjalp av branslepumpen 205, trycksatts till ett visst tryck. Det i det gemensamma roret 204 hogt trycksatta branslet insprutas sedan i forbranningsmotorns 101 forbranningskammare 201 vid oppning av respektive injektor 202. Flera oppningar/stangningar av en specifik injektor kan utforas under en och samma forbranningscykel, varvid saledes flera insprutningar kan utforas under en forbranningscykels forbranning. Vidare är varje forbranningskammare forsedd med en respektive trycksensor 206 for avgivande av signaler av ett i forbranningskammaren radande tryck till t.ex. styrenheten 115. Trycksensorn kan t.ex. vara piezo-baserad och bor vara sa pass snabb att den kan avge vevvinkelupplosta trycksignaler, sasom t.ex. vid var 10:e, var 5:e eller varje vevvinkelgrad eller annat tillampligt intervall, sasom t.ex. an oftare.
Med hjalp av system av den i fig. 2 visade typen kan forbranningen under en forbranningscykel i en forbranningskammare styras i stor utstrackning, t.ex. genom utnyttjande av multipla insprutningar, dar insprutningstidpunkter och/eller varaktighet kan regleras, och dar data frail t.ex. trycksensorerna 206 kan tas i beaktande vid regleringen. Enligt foreliggande uppfinning anpassas t.ex. insprutningstidpunkter och/eller varaktighet for respektive 11 insprutning och/eller insprutad branslemangd under pagaende forbranning baserat pa data fran den pagaende forbranningen i syfte att reglera farbranningen med avseende pa de kvaveoxider NO som genereras vid forbrOnningen. I fig. 3 visas ett exempelfOrfarande 300 enligt foreliggande uppfinning, dar forfarandet enligt fOreliggande exempel ar anordnat att utforas av den i fig. 1A-B visade mctorstyrenheten 115.
Allmant bestir styrsystem i moderna fordon av ett kommunikationsbussystem bestaende av en eller flera kommunikationsbussar for att sammankoppla ett antal elektroniska styrenheter (ECU:er) sasom styrenheten, eller controller, 115, och olika pa fordonet anordnade komponenter. Sasom Or kant kan dylika styrsystem innefatta ett start antal styrenheter, och ansvaret for en specifik funktion kan vara uppdelat pa fler an en styrenhet.
For enkelhetens skull visas i fig. 1A-B, endast motorstyrenheten 115 i vilken foreliggande uppfinning Or implementerad i den visade utforingsformen. Uppfinningen kan dock Oven implementeras i en for foreliggande uppfinning dedikerad styrenhet, eller helt eller delvis i en eller flera andra vid fordonet redan befintliga styrenheter. Med tanke pa den hastighet med vilken berOkningar enligt foreliggande uppfinning utfors kan uppfinningen vara anordnad att implementeras i en styrenhet som Or sOrskilt avpassad for realtidsberOkningar av typen enligt nedan. Implementering av foreliggande uppfinning har visat att t.ex. ASIC- och FPGAlosningar Or lampade for och val klarar av berakningar enligt fareliggande uppfinning.
Styrenhetens 115 (eller den/de styrenheter vid vilken/vilka foreliggande uppfinning Or implementerad) funktion enligt foreliggande uppfinning kan, forutom att bero av sensorsignaler fran trycksensorn 202, t.ex. bero av signaler 12 fran andra styrenheter eller sensorer. Allmant galler att styrenheter av den visade typen normalt är anordnade att ta emot sensorsignaler fran olika delar av fordonet, liksom fran olika pa fordonet anordnade styrenheter.
Styrningen styrs ofta av programmerade instruktioner. Dessa programmerade instruktioner utgors typiskt av ett datorprogram, vilket nar det exekveras i en dator eller styrenhet astadkommer att datorn/styrenheten utfar Onskad styrning, sasom forfarandesteg enligt foreliggande uppfinning.
Datorprogrammet utgor vanligtvis del av en datorprogramprodukt, dar datorprogramprodukten innefattar ett tillampligt lagringsmedium 121 (se fig. 1B) med datorprogrammet lagrat pa namnda lagringsmedium 121. Namnda digitala lagringsmedium 121 kan t.ex. utgoras av nagon ur gruppen: ROM (Read-Only Memory), PROM (Programmable Read-Only Memory), EPROM (Erasable PROM), Flash-minne, EEPROM (Electrically Erasable PROM), en harddiskenhet, etc., och vara anordnat i eller i forbindelse med styrenheten, varvid datorprogrammet exekveras av styrenheten. Genom att andra datorprogrammets instruktioner kan saledes fordonets upptradande i en specifik situation anpassas.
En exempelstyrenhet (styrenheten 115) visas schematiskt i fig. 1B, varvid styrenheten i sin tur kan innefatta en berakningsenhet 120, vilken kan utgOras av t.ex. nagon lamplig typ av processor eller mikrodator, t.ex. en krets for digital signalbehandling (Digital Signal Processor, DSP), en eller flera FPGA (Field-Programmable Gate Array)- kretsar eller en eller flera kretsar med en faruthestamd specifik funktion (Application Specific Integrated Circuit, ASIC).
Berakningsenheten 120 är forhunden med en minnesenhet 121, vilken tillhandahaller berakningsenheten 120 t.ex. den lagrade programkoden och/eller den lagrade data berakningsenheten 1 13 behover for att kunna utfora berdkningar. Berdkningsenheten 120 är aven anordnad att lagra del- eller slutresultat av berdkningar i minnesenheten 121.
Vidare är styrenheten forsedd med anordningar 122, 123, 124, 125 for mottagande respektive sandande av in- respektive utsignaler. Dessa in- respektive utsignaler kan innehalla vagformer, pulser, eller andra attribut, vilka av anordningarna 122, 125 for mottagande av insignaler kan detekteras som information for behandling av berakningsenheten 120. Anordningarna 123, 124 for sdndande av utsignaler är anordnade att omvandla berakningsresultat fran berdkningsenheten 120 till utsignaler for overforing till andra delar av fordonets styrsystem och/eller den/de komponenter for vilka signalerna är avsedda. Var och en av anslutningarna till anordningarna for mottagande respektive sdndande av in- respektive utsignaler kan utgaras av en eller flera av en kabel; en databuss, sasom en CAN-bus (Controller Area Network bus), en MOST-bus (Media Oriented Systems Transport), eller nagon annan busskonfiguration; eller av en tradlos anslutning.
Ater till det i fig. 3 visade farfarandet 300 startar forfarandet i steg 301, dar det faststalls huruvida den uppfinningsenliga regleringen av forbrdnningsprocessen ska utforas. Den uppfinningsenliga regleringen kan t.ex. vara anordnad att utforas kontinuerligt sa fort farbrdnningsmotorn 101 startas. Alternativt kan regleringen vara anordnad att utforas t.ex. sa ldnge som ferbrdnningsmotorns ferbrdnning inte ska regleras enligt nagot annat kriterium. T.ex. kan det finnas situationer ddr det är onskvdrt att reglering utfors baserat pa andra faktorer an de vid fOrbranningen resulterande kvdveoxiderna NO i forsta hand. Enigt en utforingsform utfors samtidig reglering av forbranningen med avseende pa 14 resulterande kvayeoxider NO och Atminstone en ytterligare reglerparameter. T.ex. kan en avyagning goras, dar reglerparametrarnas prioritering yid uppfyllnad av Onskat regleringsresultat t.ex. kan yara anordnad att styras enligt nagon tillamplig kostnadsfunktion.
Forfarandet enligt foreliggande uppfinning utgors alltsa av ett forfarande for reglering av forbranningsmotorn 101 under det att forbranning sker i namnda forbranningskammare 201 i forbranningscykler. Sasom Or kant är termen forbranningscykel definierad som de steg en forbranning vid en forbranningsmotor innefattar, sasom t.ex. tvataktsmotorns tva takter respektiye fyrtaktsmotorns fyra takter. Termen innefattar Oven cykler dar inget bransle faktiskt insprutas, men dar forbranningsmotorn anda drivs yid nagot varvtal, sasom av fordonets driyhjul via driylinan yid t.ex. slapning. Dys. Oven am ingen insprutning av bransle utfors sker fortfarande en forbranningscykel for t.ex. vane tva vary (vid fyrtaktsmotor), eller t.ex. vane vary (tyataktsmotor), som forbranningsmotorns utgaende axel roterar. Det motsvarande galler ayen andra typer ay forbranningsmotorer.
I steg 302 faststalls huruvida en forbranningscykel har eller kommer att paborjas, och nar sa Or fallet fortsatter forfarandet till steg 303 samtidigt som en parameter i representerande insprutningsnummer satts lika med ett.
I steg 303 faststalls ett insprutningsschema, t.ex. pa ett helt konventionellt satt baserat pa t.ex. ett onskat utrattat arbete. Alternativt kan t.ex. ett insprutningsschema faststallas som forvantas resultera i en under forbranningen onskad generering av kvaveoxider NO, sasom t.ex. ett insprutningsschema som forvantas resultera i maximalt en viss mangd kvaveoxider NO, eller allmant en minimering av genererade kvaveoxider NO under farbranningscykelns forbranning.
Allmant galler att tillforseln av bransle bade avseende mangd och pa vilket satt, dvs. de en eller flera bransleinsprutningar som ska utforas under forbranningscykeln normalt är pa forhand definierade, t.ex. i beroende av det arbete (vridmoment) som forbranningsmotorn ska utratta under forbranningscykeln, eftersom forandring av det faststallda insprutningsschemat inte utfors under en pagdende forbranningscykel enligt kand teknik. Forutbestamda insprutningsscheman kan t.ex. finnas tabellerade i fordonets styrsystem for ett start antal driftsfall, sasom olika motorvarvtal, olika begarda arbeten, olika forbranningslufttryck etc., dar tabellerad data t.ex. kan ha framtagits genom tillampliga prov/matningar vid t.ex. utveckling av forbranningsmotor och/eller fordon, varvid tillampligt insprutningsschema kan valjas utifrdn radande forhallanden.
Enligt en utforingsform kan insprutningsscheman finnas framtagna, t.ex. genom tillampliga, sdsom empiriska, prov/matningar, dar flera insprutningsscheman kan finnas definierade for ett specifikt driftsforhallande och for att resultera i ett visst utrattat arbete, men dar olika insprutningsscheman kan vara framtagna for att uppfylla olika ytterligare kriterier, sdsom t.ex. ett kriterium for de under forbranningen resulterande kvaveoxiderna NOR, och/eller andra parametrar. NOR-emissioner kan sdledes ha uppmatts for olika insprutningsscheman och sedan inmatats i fordonets styrsystem, varvid ett insprutningsschema initialt kan faststallas genom tabelluppslagning eller pa annat tillampligt satt baserat pa t.ex. ett borvarde fOr NOR-emissioner. Sdledes kan kvaveoxidbestamningar vara utforda pa forhand for ett start 16 antal driftsfall, dar dessa hestamningar kan anvandas vid val av insprutningsschema.
Enligt en utforingsform tillampas dock alltsa initialt ett insprutningsschema som faststalls baserat pa t.ex. enbart begart arbete.
Dessa insprutningsscheman kan utgoras av insprutningarnas antal respektive egenskaper i form av t.ex. tidpunkt (vevvinkellage) for start av insprutning, insprutningens langd, insprutningstryck och/eller mangd etc., och alltsa finnas lagrade for ett stort antal driftsfall i fordonets styrsystem, och t.ex. vara framraknade/uppmatta med malet att uppfylla nagot kriterium, sasom ett visst utrattat arbete, en viss resulterande avgastemperatur eller annat tillampligt kriterium.
Enligt en utforingsform av uppfinningen kan insprutningsschemat Oven vara anordnat att innan forbranningen paborjas, dvs. redan innan en forsta bransleinsprutning utfors, faststallas genom tillampliga berakningar, sasom t.ex. enligt nedan, dar t.ex. olika pa forhand definierade insprutningsscheman kan jamforas med varandra for att faststalla ett mest fordraget insprutningsschema, och cid/. t.ex. Onskat utrattat arbete och/eller Onskade emissioner (sasom t.ex. hog/lag andel kvaveoxider NOR) kan utgOra parametrar vid berakningarna.
Enligt foreliggande utforingsform tillampas i steg 303 ett dylikt fOrutbestamt insprutningsschema, dar detta forutbestamda insprutningsschema valjs baserat pa nagot tillampligt satt enligt ovan, t.ex. genom tabelluppslagning, dar enligt ovan olika insprutningsscheman kan, men behover inte, finnas definierade dar olika mangder kvaveoxider NO forvantas vid forbranningen samtidigt som t.ex. samma arbete 17 pa forbranningsmotorns utgaende axel utrattas, men dar insprutningsschemat alltsa aven kan vara anordnat att t.ex. enbart ta Onskat utrattat arbete i beaktande, varvid reglering av genererade kvaveoxider NO kan vara anordnad att utforas farst efter det att en farsta insprutning eller farsta del av en insprutning har utforts.
Eftersom specifika antagna forhallanden sannolikt resulterar i samma foredragna insprutningsschema varje gang kan det vara fordelaktigt att infOr en forbranningscykel valja ett insprutningsschema genom nagon typ av uppslagning och darmed minska berakningsbelastningen, varvid berakning t.ex. enligt nedan saledes kan utfors forst efter det att insprutning har paborjats. Forutom nedanstaende exempel pa hur insprutningsschemat kan faststallas kan alternativt andra modeller med motsvarande funktion tillampas.
Den mangd kvaveoxider NO som onskas, eller maximalt onskas, vid forbranningen kan faststallas pa nagot tillampligt satt, t.ex. av en overgripande funktion som begar flagon tillamplig niva for NOx-emissioner. Denna niva kan t.ex. representeras av en begaran om minimerade NOx-emissioner, men aven av en begaran om hogre NOx-emissioner, t.ex. om detta av nagon anledning bedoms vara onskvart for efterfoljande reaktioner i efterbehandlingssystemet, eller t.ex. en niva som motsvarar lagstadgade nivaer for kvaveoxidutslapp.
Bransleinsprutning utfors alltsa normalt enligt ett insprutningsschema dar ett flertal insprutningar kan vara anordnade att utforas under en och samma forbranningscykel. Detta medfor att insprutningarna kan vara forhallandevis korta. T.ex. forekommer insprutningssystem med 5- bransleinsprutningar/forbranning, men antalet bransleinsprutningar under en forbranningscykel kan Oven vara 18 betydligt storre an sa, sasom t.ex. i storleksordningen 100 bransleinsprutningar. Antalet mojliga insprutningar styrs allmant av snabbheten has de organ med vilka insprutning utfors, dvs. i fallet med Common Rail -system hur snabbt injektorerna kan Oppnas stangas.
Enligt foreliggande exempel utfors atminstone tva bransleinsprutningar inspi under en och samma forbranningscykel, men sasom har namnts och sasom framgar nedan kan flera insprutningar vara anordnade att utforas, liksom aven endast en.
En forsta insprutning insplutfors, och i steg 304 faststalls huruvida namnda forsta insprutning inspl har utforts, och om sa är fallet fortsatter forfarandet till steg 305, dar det faststalls huruvida samtliga insprutningar i har utforts.
Eftersom sa annu inte är fallet i foreliggande exempel fortsatter forfarandet till steg 306 samtidigt som i raknas upp med ett for nasta insprutning. I steg 306 faststalls radande tryck i forbranningskammaren genom utnyttjande av trycksensorn 206. Vidare kan, genom utnyttjande av trycksensorn 206, radande tryck i fOrbranningskammaren faststallas vasentligen kontinuerligt, sasom med tillampliga intervall, t.ex. varje 0,1-10 vevvinkelgrader.
Forbranningsforloppet kan allmant beskrivas med den tryckforandring i forbranningskammaren som forbranningen ger upphov till. Tryckforandringen under en forbranningscykel kan representeras med ett tryckspar, dvs. en representation av hur trycket i forbranningskammaren varierar under forbranningen. sa lange som forbranningen fortskrider sasom forvantat kommer trycket i forbranningskammaren att vara lika med det initialt forvantade eller estimerade. Si snart forbranningen avviker fran forvantad forbranning kommer dock trycket att avvika fran 19 det estimerade trycket. Dessutom kommer farbranningen under efterfoljande del av forbranningscykeln, och ddrmed temperaturutveckling, att pdverkas.
I steg 306 faststalls trycket pf,p1 i ndmnda forbranningskammare 201 far en rddande vevvinkelgrad T1 efter det att namnda forsta insprutning har utforts med hjalp av namnda trycksensor 206, och i steg 307 utvarderas insprutningsschemat och forandras vid behov genom att estimera forvdntade genererade kvaveoxider NO under forbrdnningscykeln, vilket kan utforas med hjalp av tillampliga berakningar, dar ett satt att utfora berakningen exemplifieras nedan. Alternativt kan andra modeller med motsvarande funktion tillampas.
Allmdnt galler att kvdveoxider NO vid en forbranningsprocess i huvudsak bildas av tre olika anledningar. Dels kan branslet innefatta kvdve, varvid kvave kommer att frigoras vid forbranning och atminstone bilda kvavgas N2 samt kvaveoxider NOR. Denna typ av NOx-bildning kan vid vissa typer av forbranning och i beroende av typ av bransle sta for en stor del av den totala mangden kvaveoxider NO som genereras vid forbranningen. Sasom forklaras nedan kan denna typ av NOR- bildning dock bortses ifrdn vid normal forbranning enligt t.ex. dieselcykeln. En annan kalla till NOR-bildning utgors av s.k. prompt NOx-bildning, men denna kan allmant bortses ifrdn dd inverkan är liten i forhdllande till ovriga kallor. En tredje kdlla, som vid normal forbrdnning ocksd utgor den huvudsakliga orsaken till NOx-bildning vid forbranning vid hoga forbranningstemperaturer, utgors av termisk bildning av NOR, vilken kan std for i storleksordningen 90-95% eller an mer av NOx-bildningen under forbranningscykeln. Det är ocksd frdmst denna typ av NOx-bildning som kan pdverkas genom att paverka forbranningen, varfor NOx-reglering kan utforas med gott resultat genom att enbart ta termisk NOx-bildning i beaktande, vilket ocksa utfors i det foljande.
NOx-bildningen är alltsa starkt beroende av forbranningstemperaturen, och sjalva bildandet av termisk NO kan pa valkdnt satt beskrivas t.ex. enligt tre huvudreaktioner (den utokade Zeldovich mekanismen): N2 + 0 , NO + N N + 02 , NO + 0(1) N + OH , NO + H , ddr sdledes reaktionshastigheten är starkt temperaturberoende, och dar dven temperaturberoendet i sig är kant, varvid medelst kannedom am (substans)mangden for de ingaende substanserna samt temperatur mangden bildade kvaveoxider NO kan estimeras.
Enligt foreliggande uppfinning estimeras NOx-bildningen genom utnyttjande av ovanstdende kemiska samband, ekv. (1), och genom utnyttjande av en estimering av ytterligare fOrbranningsdata. Berdkningen erfordrar alltsa aven kdnnedom am tillganglig mangd kvdvgas N2 respektive syrgas 02 samt dven kannedom am tillgang till vdte H. Dessa kan erhallas ur forbranningens forbranningskemi, vilken är kdnd for fackmannen, och vid vilken tillfOrd mdngd bransle respektive forbranningsluft samt ev. avgasaterforing är kand, varvid i kombination med det faktum att brdnslets sammansattning normalt är kand mangderna for de i ekv. (1) ingaende substanserna kan berdknas.
Det erfordras dven en estimering av fOrbrdnningens temperatur fer att mangden genererade kvdveoxider NO ska kunna estimeras eftersom reaktionshastigheten är temperaturberoende. Likasa erfordras en estimering av tryck och/eller temperatur i 21 farbrOnningskammaren for att medelst forbranningskemin kunna estimera frigjord kvavgas respektive syrgas vid forbrOnningen.
ForbrOnningen kan, sOsom är 'cant for fackmannen, modelleras enligt ekv. (2): dQ = Kcalibrate (Q fuel — Q)(2) där Kcalibrate anvands fbr att kalibrera modellen. Kcalibmte utgors av en konstant som vanligtvis Or i storleksordningen 0-1, men kan Oven vara anordnad att anta andra vOrden, och vilken fastst011s individuellt cylinder for cylinder eller for en viss motor eller motortyp, och beror i synnerhet pi utformningen av injektorernas munstycken (spridare). dQ kan Oven modelleras pa annat tillampligt satt, t.ex. genom att Oven ta med andra parametrar, sOsom t.ex. turbulens vid brOnsletillforseln, cidr denna kan vara modellerad pa tillOmpligt satt.
Qiud utgar energivardet far insprutad branslemOngd, och Q utgor fOrbrand energimOngd. Forbranningen dQ Or saledes proportionell mot insprutad brOnslemOngd minus hittills forbrukad brOnslemOngd. ForbrOnningen dQ kan alternativt modelleras genom utnyttjande av annan tillamplig modell, dar man t.ex. Oven kan ta hansyn till andra parametrar. T.ex. kan ferbrOnningen Oven utgOra en funktion som beror av en modell av turbulens vid tillforsel av luft/bransle, vilket kan pAverka fOrbranningen i olika grad i beroende av tillferd mangd luft/bransle.
Betraffande bransleinjektionerna kan dessa t.ex. modelleras som en summa av stegfunktioner: 22 U =(t — (tinj . start )k)(I)(t(tinj . end )k)(3) k =0 Bransleflbdet matt i tillfbrd massa m vid en insprutning k, dvs. hur branslet kommer in i farbranningskammaren under tidsfbnstret u nar insprutningen utfbrs, uttryckt i den tid som forloper under det vevvinkelgrad T -intervall som injektorn är oppen, for en specifik injektion k kan modelleras som: dm = f (m)u(4) (Jar m utgOr insprutad branslemangd, och f(m) t.ex. beror av insprutningstryck etc. f(m) kan t.ex. vara uppmatt eller estimerat pa fOrhand pa kant satt.
Energivardet Qui, for branslet, sasom diesel eller bensin, finns allmant angivet, varvid sadan allman angivelse kan anvandas. Energivardet kan aven finnas specifikt angivet av t.ex. branslets tillverkare, eller vara approximerat for t.ex. ett land eller en region. Energivardet kan aven vara anordnat att uppskattas av fordonets styrsystem. Med energivardet kan ekv. (2) lasas, och varmefrigorelsen allteftersom fbrbranningen fortskrider darmed bestammas. Saledes kan Oven varmefrigorelsen far kommande del av forbranningscykeln estimeras genom att utfbra berakningarna for forvantade kommande insprutningar.
Vidare kan, genom utnyttjande av en prediktiv varmefrigorelse (heat release) -ekvation, tryckfbrandringen i forbranningskammaren , t.ex. estimeras som: 23 dQydVy— 1 dp=. p cup y-1y) (dco dcpV (5) , ddr T utgOr vevvinkelgrad, dvs. tryckfOrdndringen uttrycks i vevvinkelgrader, vilket innebdr en eliminering av fOrbrdnningsmotorvarvtalsberoendet vid berdkningarna. y utgor en parameter som estimeras pi forhand, alternativt sdtts till ett fixerat vdrde. y utger vdrmekapacitetskvoten, dvs.C (7, och/eller C, finns framtagna och tabellerade fOr olika molekyler, och genom att forbrdnningskemin är kdnd kan dessa tabellerade vdrden anvdndas tillsammans med forbrdnningskemin for att ddrmed berdkna vardera molekyls (t.ex. vatten, kvdve, syre etc.) inverkan pi t.ex. det totala Cp-vdrdet, varvid detta kan bestdmmas for berdkningarna ovan med god noggrannhet. Alternativt kan C och eller C, approximeras pd tilldmpligt sdtt.
Integrering av ekv. (5) medfor foljande resultat: frIQy dVvy— 1)d P — Pinitialf dP Pinitialjy — 1 P cl(p)V ) Utgor ett initialt tryck, vilket innan komprimeringens borjan t.ex. kan utgOras av omgivningstrycket vid forbrdnningsmotorer utan turbo, eller ett radande forbrdnningslufttryck vid en motor med turbo. Ndr estimering utfors vid en senare tidpunkt under farbranningscykeln, kan utgoras av det di rddande och med hjdlp av trycksensorn 206 faststdllda trycket, sisom trycket pf,p1 vid vevvinkelgrad T1 enligt ovan. Suedes kan trycket i fOrbrdnningskammaren estimeras for hela fOrbrdnningen, ddr estimeringen efter varje (6) 24 respektive insprutning, eller nasta estimering efter att en viss tid har forflutit, kommer att resultera i en alit hogre noggrannhet i estimeringen eftersom den faktiska tryckforandringen under en alit storre del av farbranningscykeln kommer att vara kand. Trycket kan estimeras med nagon tillamplig upplosning sasom vevvinkelgrad eller en tiondels-, hundradels, tusendels vevvinkelgrad etc. darav.
Vid estimering av mangden bildade kvaveoxider NO erfordras kannedom om sjalva fOrbranningens temperatur. Temperaturen är hogre i den del av forbranningskammaren dar forbranning pagar, och forbranningskammaren kan betraktas sasom bestaende av tva zoner, dar forbranning sker i ena zonen, med hog temperatur i denna zon som foljd, medan ingen forbranning, med lagre resulterande temperatur, sker i den andra zonen.
Tryckforandringen p som funktion av vevvinkelgrad T i en cylinder (forbranningskammare) for en forbranningscykel kan estimeras enligt ekv. (6) ovan. Vidare kan, genom utnyttjande av estimerat tryck, temperaturen for den del av forbranningskammaren dar ingen forbranning sker estimeras med hjalp av estimerat tryck samt genom utnyttjande av ekv. (7), da temperaturen for den del av forbranningskammaren dar ingen forbranning sker uttryckas som: Tn+1 Tn K-1 P n+1 (7) ,dOr T0 kan utgora motsvarande forbranningslufttemperatur far den tidpunkt/vevvinkelposition dar pinwai faststalls ovan, och , dar n, n+1, etc. utgor pa varandra foljande tidpunkter eller vevvinkelpositioner.
C (t)C K = == C(t)- R , (Jar C och/eller Cy, och darmed I:, kan faststallas enligt vad som har angivits ovan.
Genom utnyttjande av ekv. (7) kan saledes temperaturen for den del av forbranningskammaren dar ingen forbranning pagar faststallas, dar denna temperatur dock paverkas av pagaende forbranning genom varmefrigorelsens inverkan pa trycket som i sin tur paverkar temperaturen enligt ekv. (7). Nar sedan en forbranning sker kommer varmefrigorelsen att ge upphov till en temperaturokning i den/de delar av forbranningskammaren dar forbranning sker. Denna temperaturokning, vilken adderas till den enligt ekv. (7) faststallda temperaturen for att erhalla forbranningstemperaturen, kan beraknas ur sambandet: dQ= mC pdT(8) , (Jar dQ utgOr varmefrigorelsen, vilken kan faststallas enligt ovan. in utgars av forbrand massa (dvs. bransle + luft + EGR som ingar i forbranningen), vilken ocksa faststalls enligt ovan, Cp, dvs. specifik varmekapacitet, som ocksa kan beraknas enligt ovan. dT utgor temperaturokningen som fas av forbranningen vid given forbrand massa och vid givet Cp-varde.
Genom utnyttjande av ekv (8) kan saledes dT och darmed AT faststallas, varvid den av forbranningen genererade okningen vid varje tidpunkt/vevvinkelposition kan adderas till den obranda zonens temperatur som ges av ekv. (V) for att erhalla 26 farbranningstemperaturen. Ett exempel pa variationen for forbranningstemperaturen for en forbranningscykel visas i fig. 4.
Nar estimering utfors vid en senare tidpunkt under forbranningen, sasom t.ex. efter det att en forsta bransleinsprutning har utforts, kan pnosattas till det tryck som erhalls medelst trycksensorn 206, varvid estimering av en nastkommande insprutning kan utforas med ett starttryck som tar faktisk utveckling av tidigare forbranning med i berakningen, varvid en mer korrekt estimering for efterfoljande forbranning kan utforas. Det estimerade temperatursparet for forbranningen kan alltsa t.ex. se ut som temperatursparet i fig. 4. Sasom inses kan dock temperatursparet anta i princip godtyckligt utseende beroende pa hur star branslemangd som insprutas och nar.
Nar forbranningstemperaturen har estimerats kan saledes koncentrationer och/eller absoluta mangder av framfEirallt N2 och 02 beraknas genom utnyttjande av forbranningskemin, varvid sedan, genom utnyttjande av ekv. (1) samt dess forbranningstemperaturberoende, genererade kvaveoxider NOx kan estimeras fOr hela fbrbranningscykeln, dvs. Oven for den del som ligger efter vevvinkellaget pl. Den forsta insprutningen kommer alltsa att ge upphov till en fOrbranning, och darmed en varmefrigorelse och en tryckokning. Om forbranningen skulle ha fOrflutit precis sasom estimerat skulle temperaturutvecklingen vara lika med den initialt forvantade. Det verkliga fOrbranningstemperatursparet kommer dock med star sannolikhet att avvika fran det predikterade temperatursparet under forbranningens gang pa grund av varmeforluster, avvikelser fran den modellerade forbranningen, etc. Harmed kommer aven de faktiskt genererade kvaveoxiderna NOx att avvika fran fOrvantad mangd kvaveoxider NOx (enligt ovan behover ingen sadan 27 estimering ha utforts infor den forsta insprutningen), och ju storre temperaturavvikelsen blir, desto storre kommer sannolikt aven avvikelsen mellan estimerade och faktiskt genererade mangder kvaveoxider NO att vara.
Eftersom tryck/temperatur i forbranningskammaren efter det att den forsta insprutningen inspi har utforts, sasom vid vevvinkelpositionen T1 i fig. 4, kan skilja sig fran de forhallanden som forvantas enligt det valda insprutningsschemat kommer ocksa forhallandena i forbranningskammaren vid tidpunkten for nastkommande insprutning insp2 med star sannolikhet att skilja sig fran predikterade forhallanden, varfor ocksa efterfoljande forbranning med star sannolikhet kommer att avvika fran den predikterade forbranningen am det tidigare faststallda insprutningsschemat fortfarande skulle anvandas.
Saledes är det inte ails sakert att onskade kvaveoxidnivaer kommer att uppnas under forbranningscykeln vid bransleinsprutning enligt den kanda tekniken. Darmed Or det heller inte sakert att det Or det ursprungligen faststallda insprutningsschemat som utgor det mest foredragna insprutningsschemat vid stravan att uppna onskade kvaveoxidnivaer.
Det är av denna anledning den uppfinningsenliga regleringen av forbranningen utfors, och enligt foreliggande uppfinning kan den mangd kvaveoxider NOx som kommer att genereras under pafoljande del av forbranningscykeln paverkas efter det att den forsta insprutningen inspi har utforts.
I steg 307 faststalls darfor ett insprutningsschema pa nytt i syfte att reglera genereringen av kvaveoxider NO, sasom t.ex. med malet att fOrsOka minimera de genererade kvaveoxiderna NO 28 under farbranningscykeln, eller under Aterstaende del av forbranningscykeln.
Vid faststallandet av insprutningsschema kan de ovanstaende berakningarna utforas for ett flertal insprutningsscheman, varvid sedan ett insprutningsschema valjs som forvantas resultera i att genererade kvaveoxider NO uPPfyller onskat villor.
Vid berakningarna kan ett flertal pa forhand faststallda insprutningsscheman jamforas med varandra, alternativt kan berakningar utforas for olika insprutningar dar insprutningsparametrar sasom t.ex. insprutningstidpunkt/langd successivt forandras. Vid utvardering av olika insprutningsscheman kan det Oven vara fordelaktigt att utfora reglering med bivillkoret att utrattat arbete pa forbrOnningsmotorns utgaende axel bibehalls, eftersom annars sannolikheten Or star att endast litet eller inget arbete kommer att utrattas i den man enbart de genererade kvOveoxiderna NO minimeras, varvid den verkningsgraden betraffande generering av kvaveoxider NO optimeras pa bekostnad av lag uteffekt. Enligt en utforingsform kan regleringen saledes ses som ett minimeringsproblem som utgors av att finna en reglering som resulterar i att sa liten mangd kvaveoxider NO som mojligt genereras for ett visst av forbranningsmotorn utrattat arbete.
Reglering av forbrOnningstemperaturen i forbranningskammaren kan saledes t.ex. utforas genom att reglera bransleinsprutningen, och genom att i steg 307 utfora estimering av genererade kvaveoxider NO for ett antal olika insprutningsscheman med varierande insprutningstidpunkter /insprutningslangder /antal insprutningar kan saledes ett insprutningsschema faststallas som i tillamplig eller sa hog 29 grad som majligt minimerar varmeforlusterna under forbranningen.
Saledes kan i steg 307 faststallas ett insprutningsschema, sasom ett insprutningsschema bland ett flertal definierade insprutningsscheman, som bast minimerar genererade kvaveoxider NO eller uppfyller annat kriterium avseende kvaveoxiderna NOR, dar detta insprutningsschema vidare kan faststallas individuellt cylinder for cylinder, t.ex. baserat pa sensorsignaler fran atminstone en trycksensor i respektive forbranningskammare.
Nar insprutningsschema har valts i steg 307 atergar forfarandet ants& till steg 304 for utforande av nasta insprutning, varvid Oven denna ger upphov till en forbranning, och darmed en varmefrigorelse och temperaturspar, som med stor sannolikhet kommer att avvika fran det som precis har estimerats i steg 307. Detta betyder ocksa att forbranningen aven vid efterfoljande insprutningar sannolikt kommer att paverkas av radande forhallanden i forbranningskammaren nar insprutningen paborjas.
Regleringen upprepas sedan under pagaende forbranningscykel for att vid behov forandra insprutningsschemat under pagaende forbranning am de i forbranningskammaren faktiskt radande forhallandena avviker fran predikterade forhallanden. Genom att kontinuerligt faststalla trycket i forbranningskammaren genom utnyttjande av tryckgivaren 206 kan faktisk tryckutveckling kontinuerligt jamforas med estimerad tryckutveckling, varvid forfarandet Oven kan innefatta att under en pagaende insprutning initiera ett faststallande av nytt insprutningsschema vid behov.
Saledes kan i steg 307, efter det att en efterfOljande insprutning har utforts, ater en ny insprutningsstrategi for Aterstaende insprutningar beraknas, varvid farfarandet sedan atergar till steg 304 for utforande av efterfoljande bransleinsprutning enligt den nya insprutningsstrategi som framraknats i steg 307, fortfarande med hansyn tagen till det arbete som ska utfaras under forbranningen, vilket normalt styrs av nagon overordnad process, t.ex. som svar pa en begaran am en viss drivkraft fran fordonets ferare alternativt annan funktion i fordonets styrsystem, sasom t.ex. en farthallarfunktion. Regleringen kan saledes vara anordnad att utforas efter varje insprutning i, och flar sedan samtliga insprutningar i har utferts atergar fOrfarandet fran steg 305 till steg 301 for reglering av en efterfoljande ferbranningscykel.
Vid de ovanstaende berakningarna anvands efter varje insprutning i aktuell tryckbestamning pogenom utnyttjande av trycksensorn 206 som pno enligt ovan for att any° estimera temperaturforandringen under forbranningen vid estimering av mangden genererade kvaveoxider NO fOr att faststalla ett nytt insprutningsschema utefter de nu radande forhallandena i forbranningskammaren, men nu saledes med data som erhallits ytterligare en bit in i forbranningen. Dvs. poefter den forsta forbranningen och pa motsvarande satt faststallda po for efterfoljande insprutningar, varvid saledes pno forandras vid berakningar under fOrbranningscykeln, och varvid bransleinsprutningen anpassas efter radande forhallanden efter varje insprutning, med fOljd att insprutningsschemat kan forandras efter varje insprutning. Samtidigt kan de hittills ackumulerade genererade kvaveoxiderna NO estimeras med god noggrannhet genom utnyttjande av de kontinuerligt erhallna trycksignalerna fran trycksensorn 206, och darmed det faktiska trycksparet istallet for det estimerade under den del av fOrbranningscykeln som redan har fOrflutit, varvid den 31 hittills genererade mangden aven kan utgara parameter vid val av insprutningsschema. Om t.ex. endast en liten mangd kvavecxider NO hittills har bildats kan t.ex. en starre forvantad mangd for efterfoljande del av forbranningen atminstone i vissa situationer accepteras.
Hittills har hela insprutningsscheman for resterande forbranning utvarderats, men utvarderingen kan aven vara anordnad att utforas for enbart den kommande insprutningen efter en foregaende insprutning, varvid senare insprutningar kan hanteras efterhand med en ny insprutning varje gang forfarandet nar steg 307. Det i steg 307 valda insprutningsschemat kan alltsa utgoras av enbart den nastkommande insprutningen.
Foreliggande uppfinning tillhandahaller saledes ett forfarande som anpassar forbranningen allteftersom forbranningen fortskrider, och innefattar allmant att baserat pa ett forsta parametervarde som faststalls efter det att en forsta del av forbranningen har genomforts reglera efterfoljande del av forbranningen under en och samma forbranningscykel, varvid forbranningen regleras med avseende pa de kvaveoxider NO som genereras under forbranningsprocessen.
Enligt foreliggande uppfinning anpassas sdledes forbranningen under pagaende forbranning baserat pa avvikelser fran den predikterade forbranningen, och enligt en utforingsferm varje gang en insprutning inspi har utforts sa lange som ytterligare insprutningar ska utforas.
Enligt det ovan beskrivna forfarandet har insprutningsschemat vid forbrdnningscykelns bOrjan faststdllts baserat pa tabellerade varden, men enligt en utfOringsform kan insprutningsstrategin redan innan brdnsleinsprutningen paborjas faststallas pa ovan beskrivna satt, varvid saledes 32 aven den farsta insprutningen utfors enligt ett enligt ovan faststallt insprutningsschema.
Vidare kan forfarandet vara anordnat att avbrytas nar temperaturen i forbranningskammaren har uppnatt maximal temperatur under forbranningen, cid vasentligen all kvaveoxidgenerering kommer att ha utforts fram till denna tidpunkt, varfor efterfoljande reglering istallet t.ex. kan utforas helt enligt valt insprutningsschema, alternativt utforas baserat pa nagot annat tillampligt kriterium.
Vidare har regleringen hittills beskrivits pa ett satt dar egenskaperna for en nastkommande insprutning faststalls baserat pa radande forhallanden i forbranningskammaren efter den foregaende insprutningen. Regleringen kan dock aven vara anordnad att utforas kontinuerligt, varvid tryckbestamningar kan utforas med hialp av trycksensorn aven under pagaende insprutning, och varvid insprutningsschemat kan beraknas och korrigeras andra fram till dess att nasta insprutning paborjas. Alternativt kan till och med den pagaende insprutningen paverkas av framraknade forandringar insprutningsschemat aven vid de fall ett flertal kortare insprutningar utfors. Insprutningen kan aven utgoras av en enda langre insprutning, varvid forandringar av pagaende insprutning kontinuerligt kan utforas, t.ex. genom s.k. rate shaping, t.ex. genom att forandra oppningsarea hos insprutningsmunstycket och/eller det tryck med vilket bransle insprutas baserat pa estimeringar och uppmatta tryckvarden under insprutningen. Vidare kan bransletillforsel under forbranningen innefatta endast tva bransleinsprutningar, dar t.ex. endast den andra eller bada insprutningarna regleras t.ex. med hjalp av rate shaping. Rate shaping kan aven tillampas vid fallet dar tre eller fler insprutningar utfors. 33 Ju fler bransleinsprutningar som utfOrs under en forbranningscykel, desto fler parametrar kan forandras, samtidigt som utrattat arbete ska bibehallas. Vid ett start antal insprutningar kan darfor regieringen bii forhaiiandevis komplex, eftersom ett start antal parametrar kan varieras och darmed skulie behova utvarderas. T.ex. kan ett mycket start antal insprutningar vara anordnade att utforas under en och samma forbranningscykel, sasom ett tiotal, eller t.o.m. ett hundratal insprutningar.
Vid dylika situationer kan det finnas flera ekvivalenta insprutningsstrategier, som alltsa resulterar i vasentligen samma mangd genererade kvaveoxider NOR. Detta introducerar en oonskad komplexitet i berakningarna.
Enligt en utforingsform tillampas en reglering dar den i tiden narmast narliggande insprutningen/injektionen betraktas som en separat insprutning, och darefter fOljande bransleinsprutningar som en enda ytterligare "virtuell" insprutning. Detta exemplifieras i fig. 5A, dar insprutningen 501 motsvarar inspl enligt ovan, insprutningen 502 motsvarar insp2 enligt ovan, och dar resterande insprutningar 503-50 behandlas som en enda virtuell insprutning 506, dvs. insprutningen 506 behandlas som en insprutning med en branslemangd vasentligen motsvarande den sammanlagda branslemangden for insprutningarna 503-505, och dar fordelning kan ske mellan insprutningen 502 och den virtuella insprutningen 506. Genom att forfara pa detta satt behover en bransleforskjutning mellan insp2 och efterfoljande insprutningar, t.ex. for att tidigarelagga eller senarelagga en framraknad mangd bransle (den totala mangden bransle som ska insprutas kan vara vasentligen konstant, dock vid behov med hansyn tagen till verkningsgradsfOrandringar, sa att onskat arbete fortfarande utrattas) inte fordelas specifikt 34 mellan insprutningarna 503-505, utan fordelning sker i detta skede mellan insprutning 502 respektive den "virtuella" insprutningen 506.
Nar sedan insprutningen 502 har genomforts upprepas forfarandet precis som ovan, med ny bestamning av insprutningsschema for att reglera de genererade kvaveoxiderna NO men da med insprutningen 503 som separat insprutning, se fig. 5B, och insprutning 504, 505 utgor tillsammans en virtuell insprutning vid fordelning enligt ovan.
I fig. 5A utgors den virtuella insprutningen 506 av tre insprutningar, men sasom inses kan den virtuella insprutningen 506 fran barjan innefatta fler an tre insprutningar, sasom 10- tals insprutningar eller 100-tals insprutningar, i beroende av hur manga insprutningar som avses att utforas under forbranningscykeln, varvid forfarandet upprepas till dess att samtliga insprutningar har utforts.
Enligt en utforingsform nyttjas t.ex. en MPC (Model Predictive Control)-reglering vid reglering enligt uppfinningen. Ett exempel pa en MPC-reglering visas i fig. 6, dar referenskurvan 603 motsvarar forvantad utveckling for genereringen av kvaveoxider NO under forbranningscykeln. Kurvan 603 representerar saledes utvecklingen for de ackumulerade genererade kvaveoxiderna NO som efterstravas under forbranningscykeln. Denna kurva kan t.ex. utgoras av en under forbranningscykeln realistiskt uppnabar (t.ex. lagsta eller annan onskad) niva for de genererade kvaveoxiderna NO vid aktuell last och radande varvtal, och kan med fordel faststallas pa forhand, t.ex. genom tillampliga berakningar och/eller matningar pa motortypen, varvid dessa data kan lagras i styrsystemets minne som funktion av t.ex. varvtal och last. Detta medfor ocksa att forbranningen inte behover styras enbart mot en vid varje tillfalle radande generering av kvaveoxider NOR, utan kan aven vara anordnad att styras mot en farvantad total utveckling for mangden genererade kvaveoxider NOR, sasom t.ex. kurvan 603 i fig. 6, varvid varje insprutning kan ha som syfte att resultera i en hittills ackumulerad mangd kvaveoxider NO som vid nagon given tidpunkt uppgar till motsvarande punkt pa kurvan 603. Kurvan 603 kan i en utforingsform utgoras av en kurva representerande forvantade genererade kvaveoxider NO vid varje punkt, dvs. inte en ackumulerad mangd kvaveoxider NOR, varvid den genererade mangden kvaveoxider NO kan regleras mot denna bervardeskurva istallet.
Den heldragna kurvan 602 fram till tiden k representerar den faktiskt genererade mangden kvaveoxider NO fram till tiden k och som har framraknas enligt ovan med hjalp av faktiska data fran den vevvinkelupplosta tryckgivaren. Kurvan 601 representerar predikterad utveckling for de genererade kvaveoxiderna NO baserat pa vald insprutningsprofil, och utgor saledes den utveckling far genereringen av kvaveoxider NO som forvantas. Streckade insprutningar 605, 606, 607 representerar den predikterade styrsignalen, dvs. den insprutningsprofil som forvantas tillampas, och 608, 609 representerar redan utforda insprutningar.
Den predikterade insprutningsprofilen uppdateras med tillampliga mellanrum, sasom t.ex. efter varje utford insprutning eller under pagaende insprutning, for att na slutvardet som efterstravas och som gas av referenskruvan 603, och dar nasta insprutning faststalls baserat pa radande forhallanden i forhallande till den estimerade genereringen av kvaveoxider NOR. 36 Uppfinningen har ovan exemplifierats pa ett satt dar en trycksensor 206 anvands for att faststalla ett tryck i farbranningskammaren, och med hjalp av vilket temperatur och kvaveoxidgenerering enligt ovan kan estimeras. Ett alternativ till att anvanda trycksensorer kan istallet utgOras av nyttjande av en (eller flera) andra sensorer, sasom t.ex. hegupplesta jonstremsensorer, knacksensorer eller tojningsgivare, varvid trycket i forbranningskammaren kan modelleras genom utnyttjande av sensorsignaler fran dylika sensorer. Det är aven mojligt att kombinera olika typer av sensorer, t.ex. for att erhalla en sakrare estimering av trycket i forbranningskammaren, och/eller anvanda andra tillämpliga sensorer, oldr sensorsignalerna omraknas till motsvarande tryck for anvandning vid reglering enligt ovan.
Regleringen enligt uppfinningen kan Oven innefatta att forutom att utfora en estimering av ett flertal mojliga regleringsalternativ baserat enbart pa genererade kvOveoxider NO„ aven utvardera regleringsalternativ baserat pa andra kriterier. T.ex. kan reglering utfOras baserat pa en kostnadsfunktion for olika reglerparametrar.
T.ex. kan i de fall flera insprutningsscheman/regleralternativ uppfyller uppsatta villkor andra parametrar anvandas for att valja vilket av dessa som ska anvandas. Det kan Oven finnas andra anledningar till att samtidigt reglera Oven baserat pa andra parametrar. T.ex. kan insprutningsschema, forutom baserat pa genererade kvaveoxider NO, delvis valjas Oven baserat pa ett eller flera av perspektiven tryckfarandringshastighet, varmeforlust, avgastemperatur, utrattat arbete i forbranningskammaren, eller tryckamplitud vid forbranningen som ytterligare kriterium, dar sadan bestamning kan utforas enligt nagon av de nedan angivna parallella patentansokningarna. Specifikt visas i den 37 parallella ansakan "FORFARANDE OCH SYSTEM FOR REGLERING AV EN FoRBRANNINGSMOTOR I" (svensk patentansOkan, ansOkningsnummer: 1350506-0) ett forfarande far att baserat pa en estimerad maximal tryckforandringshastighet reglera efterfoljande farbranning.
Vidare visar den parallella ansokan "FORFARANDE OCH SYSTEM FOR REGLERING AV EN FoRBRANNINGSMOTOR II" (svensk patentansokan, ansokningsnummer: 1350507-8) ett forfarande for att under en forsta forbranningscykel reglera en pafoljande del av forbranning under namnda forsta forbranningscykel med avseende pa en vid namnda efterfoljande forbranning resulterande temperatur.
Vidare visar den parallella ansokan "FORFARANDE OCH SYSTEM FOR REGLERING AV EN FORBRANNINGSMOTOR III" (svensk patentansokan, ansokningsnummer: 1350509-4) ett forfarande for att under en forsta forbranningscykel reglera forbranning under en pafoljande del av namnda forsta forbranningscykel med avseende pa ett vid forbranningen utrattat arbete.
Vidare visar den parallella ansokan "FORFARANDE OCH SYSTEM FOR REGLERING AV EN FORBRANNINGSMOTOR IV" (svensk patentansokan, ansokningsnummer: 1350510-2) ett forfarande for att under en forsta forbranningscykel reglera forbranning under en pafoljande del av namnda forsta forbranningscykel med avseende pa en representation av en vid namnda farbranning resulterande varmeforlust.
Vidare visar den parallella ansakan "FORFARANDE OCH SYSTEM FOR REGLERING AV EN FoRBRANNINGSMOTOR V" (svensk patentansokan, ansokningsnummer: 1350508-6) ett fOrfarande far att baserat pa en estimerad maximal tryckamplitud reglera efterfoljande farbranning. 38 Vidare har i ovanstaende beskriyning ett exempelfarfarande for att estimera temperaturforandring under forbranningscykeln tillampats. Sasom inses kan ayen andra tillampliga metoder for att estimera tryck och/eller temperatur och/eller genererade kvayecxider NOx an de i foreliggande beskrvning exemplifierade tillampas.
Vidare har i ovanstaende beskriyning endast bransleinsprutning reglerats. Istallet for att reglera mangden tillfort bransle kan forbranningen yara anordnat att regleras med hjalp av t.ex. avgasventiler, varyid insprutning kan utforas enligt forutbestamt schema, men dar aygasventilerna anvands for att reglera trycket i forbranningskammaren och darmed aven temperaturen.
Vidare kan regleringen utforas med nagon tillamplig typ av regulator, eller t.ex. med hjalp av tillstandsmodeller och tillstandsaterkoppling (exempelyis linjar programmering, LQGmetoden eller liknande).
Det uppfinningsenliga forfarandet fOr reglering ay forbranningsmotorn kan Oven kombineras med sensorsignaler fran andra sensorsystem dar upplosning pa vevvinkelniva inte Or tillganglig, sasom t.ex. annan tryckgivare, NOx-sensorer, NH3- sensorer, PM-sensorer, syresensorer och/eller temperaturgiyare etc., vilka insignaler t.ex. kan anvandas som inparametrar Yid estimering ay t.ex. forvantat tryck/temperatur genom utnyttjande ay datadriyna modeller helt eller delyis istallet for modeller av oyan beskriyna typ.
Vidare har foreliggande uppfinning oyan exemplifierats i anknytning till fordon. Uppfinningen Or dock Oven tillamplig yid godtyckliga farkoster/processer dar kyayeoxidreglering enligt ovan är tillamplig, sasom t.ex. yatten- eller luftfarkoster med forbranningsprocesser enligt oyan. 39 Det skall ocksg noteras att systemet kan modifieras enligt olika ntforingsformer av forfarandet enligt nppfinningen (och vice versa) och att fOreliggande uppfinning inte log nagot vis är begransad till de ovan beskrivna ntforingsformerna av farfarandet enligt uppfinningen, utan avser och innefattar alla utforingsformer mom de bifogade sjglvstgndiga kravens skyddsomfgng.

Claims (42)

Patentkrav 1. Forfarande fir styrning av en forbrinningsmotor (101), varvid nimnda farbrinningsmotor (101) innefattar itminstone en fOrbrinningskammare (201) och organ (202) fir tillforsel av bransle till namnda forbrinningskammare (201), varvid fOrbrinning i nimnda forbrinningskammare (201) sker i forbranningscykler, varvid forfarandet ar kannetecknat av att:
1. under en forsta del av en forsta forbrinningscykel, estimera ett forsta mitt pi kviveoxider (NO) resulterande vid forbranning under namnda fOrsta forbranningscykel, och 2. baserat pi namnda forsta mitt, reglera forbrinning under en pifoljande del av namnda forsta forbranningscykel.
2. Forfarande enligt krav 1, varvid namnda estimerade firsta mitt utgor en estimerad kviveoxid (NO)-halt fir de vid forbranningen resulterande avgaserna.
3. Forfarande enligt krav 1 eller 2, varvid namnda estimerade forsta mitt utgor en estimerad resulterande mangd kvaveoxider (NO) fir atminstone en del av nimnda forsta forbranningscykel.
4. Forfarande enligt nagot av kraven 1-3, vidare innefattande att: - vid namnda reglering, reglera forbrinningen mot en forsta nivi fir de under nimnda forsta forbrinningscykel genererade kvaveoxiderna (N0x).
5. Forfarande enligt nagot av kraven 1-4, vidare innefattande att: 41 1. vid namnda reglering, reglera forbranningen mot en minimering av de under namnda forsta forbranningscykel genererade kvaveoxiderna (N0).
6. Forfarande enligt nagot av kraven 1-5 vidare innefattande att: 1. genom utnyttjande av ett forsta sensororgan faststalla ett forsta parametervarde representerande en storhet vid forbranning i namnda forbranningskammare (201), och 2. baserat pa namnda forsta parametervarde, estimera namnda forsta matt pa kvaveoxider (NO) resulterande vid forbranning under namnda forsta forbranningscykel.
7. Forfarande enligt krav 6, varvid namnda forsta parametervarde representerar ett i namnda fOrbranningskammare (201) radande tryck.
8. Forfarande enligt nagot av foregaende krav, vidare innefattande att: 1. estimera en fOrvantad forbranningstemperaturforandring under namnda pafoljande del av namnda forsta ferbranningscykel, och estimera mangden resulterande kvaveoxider (NO) atminstone delvis baserat pa namnda fervantade forbranningstemperaturforandring under namnda pafoljande del av namnda fOrsta ferbranningscykel.
9. Forfarande enligt krav 8, varvid namnda forbranningstemperaturforandring i namnda forbranningskammare (201) estimeras atminstone delvis genom estimering av en varmefrigorelse under namnda forbranning. 42
10. Forfarande enligt krav 8 eller 9, vidare innefattande att estimera mangden tillganglig kvavgas (N2) respektive mangden tillganglig syrgas (02) atminstone delvis genom utnyttjande av en branslemangd for tillforsel till namnda farbranning, varvid mangden genererade kvaveoxider (NO) estimeras atminstone delvis baserat pa namnda tillgangliga mangder kvavgas respektive syrgas.
11. Forfarande enligt nagot av kraven 8-10, varvid en estimerad forbranningstemperaturforandring vid namnda reglering estimeras atminstone delvis baserat pa en estimerad tryckforandring i namnda forbranningskammare (201).
12. Forfarande enligt nagot av kraven 8-11, vidare innefattande att estimera namnda fOrbranningstemperatur som en summa av en estimering av en av forbranning orsakad temperaturOkning i forhallande till en fOrsta temperatur, och en estimering av namnda forsta temperatur, dar namnda forsta temperatur utgar en estimerad temperatur for oforbrand gas i namnda forbranningskammare.
13. Forfarande enligt krav 9, vidare innefattande att estimera namnda varmefrigorelse genom utnyttjande av en branslemangd fer tillfersel till namnda forbranning.
14. Forfarande enligt nagot av foregaende krav, vidare innefattande att estimera mangden genererade kvaveoxider (NO) atminstone delvis genom utnyttjande av en Zeldovichmekanism.
15. Forfarande enligt nagot av foregaende krav, vidare innefattande att estimera mangden genererade kvaveoxider 43 (NO) Atminstone delvis genom utnyttjande av en eller flera av: datadriven modell, empirisk modell, fysikalisk modell.
16. Forfarande enligt nagot av foregaende krav, vidare innefattande att faststalla atminstone en reglerparameter for reglering av namnda efterfOljande forbranning, varvid namnda reglerparameter utgor en reglerparameter dar estimerad mangd genererade kvaveoxider (NO) vid forbranningen vid reglering enligt namnda reglerparameter forvantas understiga en forsta mangd genererade kvaveoxider (N0x).
17. Forfarande enligt nagot av foregaende krav, vidare innefattande att: - vid faststallande av en reglerparameter fOr reglering av namnda efterfoljande forbranning, faststalla en reglerparameter som forvantas resultera i begart, eller atminstone halften av begart, arbete vid namnda forbrAnning.
18. Forfarande enligt nagot av foregaende krav, vidare innefattande att reglera forbranning under namnda pafoljande del av namnda fersta forbranningscykel genom reglering av mangden bransle for tillforsel till namnda ferbranningskammare (201).
19. Forfarande enligt nagot av foregaende krav, vidare innefattande att: - estimera en fOrvantad mangd genererade kvaveoxider (NO) for Atminstone tva regleralternativ for nAmnda efterfoljande fOrbranning genom utnyttjande av namnda forsta parametervarde, och - valja ett regleralternativ bland namnda flertal 44 regleralternativ for reglering av farbranningen under namnda efterfoljande forbranning baserat pa namnda faryantade mdngder genererade kvdyeoxider (NC)x).
20. Forfarande enligt krav 19, vidare innefattande att: - faststdlla huruvida nagot av namnda regleralternativ utgor ett regleralternativ (Jar estimerad mangd genererade kvayeoxider (NO) vid reglering enligt namnda regleralternativ understiger en forsta mangd, och - om sa Or fallet, valja ett regleralternativ dar estimerad mangd genererade kvaveoxider (NO) understiger namnda forsta mangd.
21. Forfarande enligt krav 19 eller 20, yidare innefattande att valja det regleralternativ som forvantas resultera i lagst genererad mangd kvayeoxider (NO) under namnda efterfoljande fOrbranning.
22. Forfarande enligt nagot av kraven 19-21, yarvid namnda regleralternativ utgors ay alternativ fer tillforsel av bransle under namnda pafoljande del av namnda ferbranningscykel.
23. Forfarande enligt nagot av kraven 19-22, yarvid namnda till namnda forbranningskammare (201) tillforda bransle regleras genom styrning ay bransleinsprutning medelst atminstone en bransleinjektor.
24. Forfarande enligt nagot av kraven 19-23, yarvid atminstone en bransleinsprutning utfors under namnda efterfoljande del av namnda forbranningscykel, varvid vid namnda reglering branslemangd for insprutning och/eller insprutningslangd och/eller insprutningstryck och/eller tid mellan insprutningar regleras for namnda bransleinsprutning.
25. Forfarande enligt nagot av kraven 19-24, varvid atminstone tva bransleinsprutningar utfors under namnda efterfoljande del av namnda forbranningscykel, varvid namnda forbranning regleras aven efter namnda forsta av namnda tva insprutningar av bransle.
26. Forfarande enligt nagot av kraven 19-25, varvid vid reglering av namnda forbranning atminstone tre bransleinsprutningar utfors under namnda pdfOljande del av namnda forbranningsprocess, varvid vid reglering av en fOrsta av namnda atminstone tre insprutningar, aterstaende insprutningar behandlas som en enda sammanlagd insprutning.
27. Forfarande enligt nagot av kraven 19-26, varvid reglering av forbranningen under namnda pafoljande del av namnda fersta forbranningscykel utfors atminstone delvis genom reglering av insprutning av bransle till namnda ferbranningskammare (201) under en pagdende bransleinsprutning.
28. Forfarande enligt nagot av kraven 19-27, vidare innefattande att vid reglering av insprutning av bransle till namnda forbranningskammare (201) forandra en fordelning av branslemangder mellan atminstone tva bransleinsprutningar.
29. Forfarande enligt nagot av kraven 19-28, varvid namnda reglering paborjas efter det att en forsta insprutning atminstone har paborjats, men innan bransleinsprutning under namnda forsta forbranningscykel har avslutats. 46
30. Forfarande enligt nagot av foregaende krav, vidare innefattande att utfora en forsta bransleinsprutning till namnda forbranningskammare (201) under namnda forsta del av namnda forsta forbranningscykel, och atminstone en andra bransleinsprutning under namnda pafoljande del av namnda forbranningscykei, varvid regierparametrar for namnda andra bransleinsprutning faststalls efter det att namnda forsta bransleinsprutning atminstone delvis har utfOrts.
31. Forfarande enligt ndgot av foregdende krav, vidare innefattande att: - faststalla huruvida temperaturen vid namnda forbranning under namnda forbranningscykel har uppnatt maximal temperatur under namnda forbranningscykel, och - avbryta namnda forfarande nar maximal temperatur har uppnatts.
32. Forfarande enligt ndgot av foregdende krav, vidare innefattande att, nar namnda forsta matt pa resulterande kvaveoxider (NO) estimeras for namnda forbranning: - avbryta estimering nar estimering har utforts fram till en punkt dar en maximal temperatur under forbranningen forvantas.
33. Forfarande enligt nagot av foregdende krav, vidare innefattande att reglera forbranning under namnda pafOljande del av namnda fOrsta fOrbranningscykel genom reglering av en eller flera vid namnda fOrbranningskammare (201) verkande ventiler.
34. Forfarande enligt ndgot av foregdende krav, varvid namnda reglering utfors for ett flertal pa varandra foljande farbranningscykler. 47
35. Forfarande enligt nagot av foregaende krav, varvid ndmnda forsta parametervdrde representerande en storhet vid farbrdnning i ndmnda farbrdnningskammare (201) faststdlls atminstone vid varje vevvinkel, varje tiondel av varje vevvinkel eller varje hundradel av varje vevvinkel.
36. Forfarande enligt nagot av foregaende krav, varvid ndmnda forsta parametervdrde faststdlls genom utnyttjande av en eller flera ur gruppen: cylindertryckgivare, knackgivare, tojningsgivare, varvtalsgivare, jonstromsgivare.
37. Forfarande enligt ndgot av foregdende krav, varvid ndmnda forsta matt pa kvdveoxider (NO) resulterande vid fOrbranning under ndmnda fOrsta fOrbrdnningscykel utgOrs av ett matt pa resulterande kvdvemonoxid (NO) och/eller kvdvedioxid (NO2).
38. Datorprogram innefattande programkod, vilket ndr ndmnda programkod exekveras i en dator Astadkommer att ndmnda dator utfer ferfarandet enligt nagot av patentkrav 1-37.
39. Datorprogramprodukt innefattande ett datorldsbart medium och ett datorprogram enligt patentkrav 38, varvid ndmnda datorprogram är innefattat i ndmnda datorldsbara medium.
40. System for styrning av en forbrdnningsmotor (101), varvid ndmnda forbrdnningsmotor (101) innefattar atminstone en forbrdnningskammare (201) och organ (202) for tillforsel av brdnsle till ndmnda forbrdnningskammare (201), varvid forbrdnning i ndmnda forbrdnningskammare (201) sker i forbrdnningscykler, varvid forfarandet dr kannetecknat av att systemet innefattar: - organ (115) anordnade att under en forsta del av en forsta forbrdnningscykel, estimera ett forsta matt pa 48 kvaveoxider (NO) resulterande vid forbranning under namnda fOrsta forbranningscykel, och - organ (115) anordnade att baserat pa namnda forsta matt, reglera forbranning under en pafOljande del av namnda forsta fOrbranningscykel.
41. System enligt krav 40, kannetecknat av att namnda fOrbranningsmotor utgors av nagon ur gruppen: fordonsmotor, marinmotor, industrimotor.
42. Fordon (100), kannetecknat av att det innefattar ett system enligt krav 40 eller 41.
SE1350511A 2013-04-25 2013-04-25 Förfarande och system för reglering av en förbränningsmotorgenom reglering av förbränningen i en förbränningskammare under pågående förbränningscykel SE537308C2 (sv)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SE1350511A SE537308C2 (sv) 2013-04-25 2013-04-25 Förfarande och system för reglering av en förbränningsmotorgenom reglering av förbränningen i en förbränningskammare under pågående förbränningscykel
BR112015024995A BR112015024995A2 (pt) 2013-04-25 2014-04-24 método e sistema para controle de um motor de combustão interna
PCT/SE2014/050495 WO2014175821A1 (en) 2013-04-25 2014-04-24 Method and system for control of an internal combustion engine
DE112014001776.0T DE112014001776B4 (de) 2013-04-25 2014-04-24 Verfahren und System zur Steuerung eines Verbrennungsmotors

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SE1350511A SE537308C2 (sv) 2013-04-25 2013-04-25 Förfarande och system för reglering av en förbränningsmotorgenom reglering av förbränningen i en förbränningskammare under pågående förbränningscykel

Publications (2)

Publication Number Publication Date
SE1350511A1 true SE1350511A1 (sv) 2014-10-26
SE537308C2 SE537308C2 (sv) 2015-04-07

Family

ID=51792224

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SE1350511A SE537308C2 (sv) 2013-04-25 2013-04-25 Förfarande och system för reglering av en förbränningsmotorgenom reglering av förbränningen i en förbränningskammare under pågående förbränningscykel

Country Status (4)

Country Link
BR (1) BR112015024995A2 (sv)
DE (1) DE112014001776B4 (sv)
SE (1) SE537308C2 (sv)
WO (1) WO2014175821A1 (sv)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE112014001770B4 (de) 2013-04-25 2018-11-22 Scania Cv Ab Verfahren und System zur Steuerung eines Verbrennungsmotors
DE112014001774B4 (de) * 2013-04-25 2020-01-30 Scania Cv Ab Verfahren und System zum Steuern eines Verbrennungsmotors
DE112014001782B4 (de) * 2013-04-25 2020-01-30 Scania Cv Ab Verfahren und System zur Steuerung eines Verbrennungsmotors

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SE539296C2 (sv) * 2013-04-25 2017-06-20 Scania Cv Ab Förfarande och system för reglering av en förbränningsmotor genom reglering av förbränningen i en förbränningskammare under pågående förbränningscykel
SE537190C2 (sv) * 2013-04-25 2015-03-03 Scania Cv Ab Förfarande och system för reglering av en förbränningsmotorgenom reglering av förbränningen i en förbränningskammare under pågående förbränningscykel
EP3336335B1 (en) 2016-12-15 2021-01-27 Caterpillar Motoren GmbH & Co. KG Method of operating a gaseous fuel internal combustion engine

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7603226B2 (en) * 2006-08-14 2009-10-13 Henein Naeim A Using ion current for in-cylinder NOx detection in diesel engines and their control
DE102006044866B4 (de) * 2006-09-22 2008-11-20 Continental Automotive Gmbh Verfahren und Vorrichtung zur Erzeugung von Einspritzsignalen für ein Einspritzsystem eines Verbrennungsmotors
SE534864C2 (sv) * 2007-03-15 2012-01-24 Scania Cv Ab Arrangemang och förfarande hos en dieselmotor
DE102008004221A1 (de) * 2008-01-14 2009-07-16 Robert Bosch Gmbh Bestimmung einer während des Betriebs einer Brennkraftmaschine auftretenden NOx- und Rußemission
FR2945319B1 (fr) * 2009-05-11 2016-03-18 Renault Sas Systeme et procede de commande de la combustion dans un moteur a combustion interne.
JP5006947B2 (ja) * 2010-01-14 2012-08-22 本田技研工業株式会社 プラントの制御装置
US20130160521A1 (en) * 2010-06-30 2013-06-27 International Engine Intellectual Property Company, Llc System and method of generating selective catalyst reduction dosing estimate for a diesel engine
SE539296C2 (sv) * 2013-04-25 2017-06-20 Scania Cv Ab Förfarande och system för reglering av en förbränningsmotor genom reglering av förbränningen i en förbränningskammare under pågående förbränningscykel
SE537313C2 (sv) * 2013-04-25 2015-04-07 Scania Cv Ab Förfarande och system för reglering av en förbränningsmotorgenom reglering av förbränningen i en förbränningskammare under pågående förbränningscykel
SE537190C2 (sv) * 2013-04-25 2015-03-03 Scania Cv Ab Förfarande och system för reglering av en förbränningsmotorgenom reglering av förbränningen i en förbränningskammare under pågående förbränningscykel
SE539031C2 (sv) * 2013-04-25 2017-03-21 Scania Cv Ab Förfarande och system för reglering av en förbränningsmotor genom reglering av förbränningen i en förbränningskammare under pågående förbränningscykel
SE537305C2 (sv) * 2013-04-25 2015-03-31 Scania Cv Ab Förfarande och system för reglering av en förbränningsmotorgenom reglering av förbränningen i en förbränningskammare under pågående förbränningscykel

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE112014001770B4 (de) 2013-04-25 2018-11-22 Scania Cv Ab Verfahren und System zur Steuerung eines Verbrennungsmotors
DE112014001774B4 (de) * 2013-04-25 2020-01-30 Scania Cv Ab Verfahren und System zum Steuern eines Verbrennungsmotors
DE112014001782B4 (de) * 2013-04-25 2020-01-30 Scania Cv Ab Verfahren und System zur Steuerung eines Verbrennungsmotors

Also Published As

Publication number Publication date
DE112014001776T5 (de) 2016-02-25
DE112014001776B4 (de) 2020-02-13
BR112015024995A2 (pt) 2017-07-18
WO2014175821A1 (en) 2014-10-30
SE537308C2 (sv) 2015-04-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
SE1350511A1 (sv) Förfarande och system för reglering av en förbränningsmotorvi
CN1256577C (zh) 用于汽车的控制设备
SE543192C2 (sv) Förfarande och avgasbehandlingssystem för behandling av en avgasström
CN102037230A (zh) NOx传感器的异常诊断装置及异常诊断方法
US10662842B2 (en) Exhaust purification device of engine, vehicle engine including exhaust purification device, and method of controlling engine
US9067160B2 (en) Exhaust gas purification system
US8978365B2 (en) Exhaust gas purification system
SE1251469A1 (sv) Förfarande och system för reduktion av en beläggning i ett efterbehandlingssystem
SE1150062A1 (sv) Förfarande och system för avgasrening
US8424290B2 (en) Method and system for controlling an engine during diesel particulate filter regeneration at idle conditions
CN112682140A (zh) 发动机颗粒后处理装置及其dpf再生温度控制方法和装置
SE539296C2 (sv) Förfarande och system för reglering av en förbränningsmotor genom reglering av förbränningen i en förbränningskammare under pågående förbränningscykel
SE1350509A1 (sv) Förfarande och system för reglering av en förbränningsmotorgenom reglering av förbränningen i en förbränningskammare under pågående förbränningscykel
SE1350510A1 (sv) Förfarande och system för reglering av en förbränningsmotoriv
SE1350506A1 (sv) Förfarande och system för reglering av en förbränningsmotorgenom reglering av förbränningen i en förbränningskammare under pågående förbränningscykel
US20120226429A1 (en) Method for controlling a diesel engine system
CN109519292A (zh) 柴油发动机微粒过滤器再生系统和方法
SE539134C2 (sv) Avgasbehandlingssystem och förfarande för behandling av en avgasström
SE1350993A1 (sv) Förfarande och system för reglering av en förbränningsmotor
US20150122223A1 (en) System and method of controlling fuel injection pressure in an engine having an in-cylinder pressure sensor
WO2018182486A1 (en) Method and system for control of at least one of a dosage device and an engine
SE1450994A1 (sv) Förfarande och system för reglering av en förbränningsmotor
DE102017011196B4 (de) Abgasemissions-Regel- bzw. Steuersystem, Verfahren zum Regeln bzw. Steuern von Abgasemissionen und Computerprogrammprodukt
SE1050890A1 (sv) Förfarande och system för avgasrening II
SE1450253A1 (sv) Förfarande och system för reglering av en förbränningsmotor

Legal Events

Date Code Title Description
NUG Patent has lapsed