SE508169C2 - Sensor och förfarande för reglering av bränsle-luft blandning till en flercylindrig förbränningsmotor - Google Patents

Sensor och förfarande för reglering av bränsle-luft blandning till en flercylindrig förbränningsmotor

Info

Publication number
SE508169C2
SE508169C2 SE9703754A SE9703754A SE508169C2 SE 508169 C2 SE508169 C2 SE 508169C2 SE 9703754 A SE9703754 A SE 9703754A SE 9703754 A SE9703754 A SE 9703754A SE 508169 C2 SE508169 C2 SE 508169C2
Authority
SE
Sweden
Prior art keywords
sensor
exhaust gases
net
cylinder
exhaust
Prior art date
Application number
SE9703754A
Other languages
English (en)
Other versions
SE9703754L (sv
SE9703754D0 (sv
Inventor
Amir Baranzahi
Per Maartensson
Anders Goeras
Per Salomonsson
Original Assignee
Mecel Ab
Volvo 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 Mecel Ab, Volvo Ab filed Critical Mecel Ab
Priority to SE9703754A priority Critical patent/SE9703754L/sv
Publication of SE9703754D0 publication Critical patent/SE9703754D0/sv
Publication of SE508169C2 publication Critical patent/SE508169C2/sv
Publication of SE9703754L publication Critical patent/SE9703754L/sv
Priority to US09/529,323 priority patent/US6526954B1/en
Priority to EP98950556A priority patent/EP1036260B1/en
Priority to AU96564/98A priority patent/AU9656498A/en
Priority to JP2000516144A priority patent/JP2001520344A/ja
Priority to PCT/SE1998/001828 priority patent/WO1999019611A1/en
Priority to DE69820479T priority patent/DE69820479T2/de

Links

Classifications

    • 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
    • F02D41/1459Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor characterised by the characteristics of the combustion gases the characteristics being a hydrocarbon content or concentration
    • 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
    • F02D41/1454Introducing 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 oxygen content or concentration or the air-fuel ratio
    • F02D41/1456Introducing 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 oxygen content or concentration or the air-fuel ratio with sensor output signal being linear or quasi-linear with the concentration of oxygen
    • 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

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
  • Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)

Description

15 20 25 30 35 508 169 2 knackning. I de cylindrar som går magra kan den magra förbränningen i sig ge ökad risk för knackning. Vid varje typ av knackningshävande åtgärd tvingas motom bort från optimal reglering och bränsleförbrukningen ökar. Ännu ett ändamål är att begränsa emissionema vilket blir en följd av om alla cylindrar kan regleras mot en stökiometerisk Förbränning. Redan små avvikelser från stökiometrisk iörbrärming, exempelvis med luftöverskottsvariationer runt A7» z 0.00l-0.002 medför att katalysatorns verkningsgrad sjunker från 98% till 80-85%. Ännu ett ändamål är att kunna möjliggöra reglering av bränsletillförseln till flercylindriga förbränningsmotorer med bränsleinsprutare med lägre toleranskrav vid insprutamas tillverkning.
Behovet minskar av att ständigt förbättra tillverkningstoleransema vid tillverkning av bränsleinsprutama, alternativt att matcha insprutarindivider med likartad dynamisk respons, i syfte att uppfylla allt strängare emissionskrav.
Ytterligare ett ändamål är att med ett speciellt sensorkombination kunna detektera relativa avvikelser i både fetriktningen som magerriktningen relativt stökiometeriskt förbränning.
KORT BESKRIVNING AV UPPFINNINGEN Det uppfinningsenliga systemet utrnärkes av patentkravets l kännetecknande del sarnt en sensorkombination fór appliciering i systemet utmärkes av patentkravets 2 kännetecknande del och det generella uppfinningsenliga förfarandet utmärkes av patentkravets 4 kännetecknande del.
Genom den uppfinningsenliga systemet kan bränsletillförseln till varje cylinder regleras på ett optimalt sätt så att förbränningen sker stökiometriskt i varje cylinder.
Genom den uppfinningsenliga sensorkombinationen kan relativa avvikelser relativt stökiometerisk förbränning detekteras i såväl mager- som fetriktningen, med endast sensorelement med en binär typ av utsignal.
Genom det uppfinningsenliga förfarandet säkerställes en detektering av varje cylinders relativa avvikelse från stökiometerisk förbränning baserat på en sensor av binär typ. Övriga uppfinningen utmärkande särdrag och fördelar framgår av övriga patentkravs kännetecknande delar samt den efterföljande beskrivningen av uttöringsexempel. Beskrivningen av utföringsexempel sker med hänvisning till figurer angivna i följande ñgurförteckning.
FIGURFÖRTECKNING Figur 1, visar en förbränningsmotor med system för reglering av bränsleluñblandningen, 10 15 20 25 30 35 3 ^ 5 0 8 1 6 9 Figur 2, visar reaktionsprincipen i en sensor som tillämpas enligt uppfinningen, Figur 3, visar uppbyggnaden av en sensor vilken i beroende av aktuell halt av väte ger en distinkt omslagspunkt i sin utsignal, Figur 4, visar utsignalen från en sensor enligt figur 3 vid en användning som avgassensor (sensor 10) i ett system motsvarande figur 1, Figur Sa respektive Sb, visar luftöverskottsfaktom från de fyra cylindrama från den första kurvan uppifrån respektive den andra kurvan uppifrån i figur 4 .
BESKRIVNING AV UTFÖRINGSEXEMPEL I figur l visas en förbränningsmotor l med ett reglersystem för bränsletilltörseln. På konventionellt sätt tillföres bränsle till cylindrama Za, 2b, 2c samt 2d med hjälp av en insprutare 3a, 3b, 3c respektive 3d anordnade i inloppsluftröret 6, och riktade mot respektive cylinders inloppsventil. Insprutama 3a-3d är anordnade på ett bränslefördelningsrör 5 vilket förses med bränsle från en bränsletank 4 via en pump 4. Bränslefördelningsröret är kontinuerligt trycksatt till en väsentligen konstant trycknivâ och mängden bränsle som sprutas in mot inloppsventilen bestäms av längden på den en elektrisk styrpuls som motorstyrenheten ECM kontrollerar. I figuren visas ett system där pumpen kan vara tryckstyrd, men även system med bränsleåterfióring till tanken 4 via en tryck-reduceringsventil kan användas.
I figuren visas ett bränsle system av så kallad lágtryckstyp, där en indirekt bränsletillförsel sker till cylindrama genom att insprutama är riktade mot inloppsventilema. Motorer med direkt insprutning i cylindem kan även användas.
Motorstyrdonet ECM anpassar aktuell längd på styrpulsen till respektive insprutare 3a-3d i beroende av flertalet parametrar. Aktuellt motorvarvtal och motorposition bestämmes med en pulsgivare 9, vilken på konventionellt sätt detekterar kuggar på svänghjulets 8 perifieri. Givare 14 och 15 detekterar gaspedalläge respektive motortemperatur. Aktuell lufirnassa som går till cylindrarna detekteras med en luflmassegivare 12, vilken användes för att bestämma motorlasten. I beroende av nämnda detekterade motorparmeterar styr sedan motorstyrdonet ut en anpassad bränslemängd som ges av en empiriskt betämd last-, varvtals- samt temperaturinatris och förarens påverkan på gaspedalen 14.
I syfte att reducera emissionema från förbränningen är på konventionellt sätt en katalysator, av så kalld trevägstyp, anordnad i avgasröret 7g. Katalysatom kan reducera NOX samtidigt som CO samt HC oxideras med mycket hög verkningsgrad runt 98% om fullständig förbränning skett med stökiometrisk blandningsförhållande av bränsle samt lufi. Proportionen av kvarvarande syre i avgaserna är en funktion av blandningsförhällandet bränsle-luft, varför syreinnehållet i avgasema kan användas för att bestämma luftöverskotts-faktom (k). Normal användes en syresensor av binär 10 15 20 25 30 35 508 169 4 typ, så kallad larnbda sond, vilken har en utsignal med distinkt omslagspunkt när luftöverskottsfaktom Ä understiger 1.0. Nonnalt ger denna typ av binär sensor en väsentligen konstant låg utspänning så länge luftöverskottsfaktom överstiger 1.0, och när luñöverskottsfaktom understiger 1.0 antas en högre utspänning. Detta användes för att korrigera den bränslemängd som primärt ges av matriserna, varvid motorstyrdonet med så små bränslejusteringar som möjligt försöker få utsignalen från larndsonden att kontinuerligt växla mellan låg och hög utsignal. Normal reglering är att denna växling vid normal drift ligger och växlar i storleksordningen l gång per sekund. En nackdel med denna typ av sensor är att den är relativt långsam och det kan dröja ett tiotal förbränningar innan signalen växlar från indikering av lufiöverskott till luftunderskott, varför den inte är lämpad för detektering av fcirbränningar från enskilda cylindrar, om den som i figur l är anordnad i avgasröret 7g.
I ñgur 2 visas schematiskt en sensor struktur, gasdetekteringsprincipema samt den kemiska reaktionen hos en sensor som användes enligt föreliggande uppfinning. Sensom är känslig fór väte (H) och principema för denna typ av halvledarsensors känslighet för väte har beskrivits i “A Hydrogene Sensitive MOS-Transistor, J. Appl. Phys. 46 (1975) 3876-3881, K.I.Lundström, M.S, Shivaraman & C. Svensson”. Principema är att väte H diffunderar ner genom metallfilmen och formar ett elektriskt polariserat lager på det isolerande skiktet (SiOg) Det polariserade lagret medför ett spänningsfall A V. För den aktuella högtemperaturapplikationen användes ett kiselkarbid substrat (SiC). Vid tillverkningen av sensom rengöres och oxideras SiC-substratet, så att ett skikt av SiOg bildas. Därefier deponeras en resistiv kontakt bestående av 200 nm TaSiX samt 400 nm Pt.
För att få en fungerande senor enligt figur 3 etsas gropar in fi-ån ovansidan med en diameter om cirka 0.7 mm. Figur 3 visar dels en sidov(side view), samt en vy uppifrån (Top View) på sensom.
Kontaktytor beståeende av 200 nm TaSiX och 400nm Pt deponeras genom DC-magnetron- sputtring vid en temperatur på 3S0°C. Därefter deponeras med samma teknik styrelelcu-oder beståeende av l0nm TsSiX och 100 nm Pt, vilka delvis överlappar kontaktytoma. Slutligen svetsas platina band (Pt-ribbon) fast mot kontaktytoma.
Sensordelen kan sedan monteras med keramiskt lim på en konventionell keramisk bärkropp, företrädesvis en kerarnisk bärkropp med temperatur reglering motsvarande bärkroppen till en konventionell uppvärmd lambdasond.
I figur 4 visas hur signalen från sensom ser ut om den monteras i ett system motsvarande figur 1.
Sensom IO är monterad i avgasröret 7g omedelbart efter det att avgasstammama 7e samt 7f sammanförts. Respektive avgasstarn 7e och 7f, fångar upp avgaserna från cylinder 2a och 2c respektive 2b och 2d. Denna typ av avgassystem användes i fyrcylindriga förbränningsmotorer där 10 15 20 25 30 35 5 '- 5 0 8 1 6 9 tändföljden är; cylinder 2a-2c-2d-2b, där tryckstöten som bildas vid avgasventilens öppning ej bör påverka avgasutströmningen från den cylinder som dessiörrinnan öppnat sin avgasventil. I figuren l visas ett något osymmetrisk avgassystemet, men ett symmetriskt avgasssystem är att föredra, där alla cylindrar har ekvivalent avgasströmmningssträcka och omlänkning ner till sensom 10.
De fyra kurvoma i figur 4 visar sensoms respons till en upprepad (5 st) och likartad fet förbränning i endast en cylinder av fyra. Kurvoma visar sett uppifrån en fet förbränning i cylinder 2a, 2c, 2d respektive 2b, vid ett motorvarvtal om 2400rpm. Sensor responsen på den feta förbränningen syns som en minskad spänning (SiC Voltage) Den övre kurvan i figur 1 visar signalen från sensom om bränsletillförseln till cylinder 2a regleras så att k-värdet ligger runt 0.92, emedan Ä-värdet för cylindrama 2b-2d ligger runt 1.0 För den andra kurvan sett uppifrån figur l visar signalen från sensom om bränsletillförseln till cylinder 2c regleras så att Ä-värdet ligger runt 0.88, emedan Ä-värdet för cylindrama 2a respektive 2b och 2d ligger runt 1.03 respektive l.
För båda dessa fall, första sarnt andra kurvan uppifrån, gäller att luftöverskottsfaktorn totalt sett, dvs sett över det samlade avgasflödet från alla cylindrar, ligger nint 0.98. 1 figur Sa visas hur luftöverskottsfaktomOL) hålls för cylinder 2a(kurva 1), cylinder 2b(kurva 2), cylinder 2c(kurva 3) samt cylinder 2d(kurva 4), såsom det detekterats med en konventionell lambasond anordnad I varje enskilds cylinders avgasutlopp, dvs 7a, 7b, 7c respektive 7d I figur l, under kömingen visad I den övre kurvan I figur 4.
I figur Sb visas pâ motsvarande sätt hur lufiöverskottsfaktomOt) hålls för cylindrama under kömingen visad i den andra kurvan sett uppifrån i figur 4.
Från figur 4 framgår att en enstaka fet förbränning enkelt kan urskiljas från omgivande magra fröbränningar. Utsignalen från sensom skiftar snabbt från en högre till en lägre utsignelnivå, vilket ger en typisk binär signalkaraktär.
Pulsvidden, eller signalens varaktighet på den lägre signalnivån, på sensoms utsignal, eller signalens varaktighet på den lägre signalnivån, skiljer sig från den förväntade 4:e delen av tiden under mätningarna, vilket är en konsekvens av sensoms binära karaktär men även av avgasflödet, dess hastighetsprofil samt utspädningseiïekter I kvarvarande restavgaserI avgasröret. Från figur 4 framgår från den översta kurvan att sensom indikerar ett luftunderskott under 1.0 endast 18% av tiden, istället för den nominella förväntade andelen av tiden 25%. För cylinder 3a, andra kurvan uppifrån, som har en betydligt kraftigare fetgång, se även figur 6, visar pulsvidden att luftunderskott under 1.0 indikeras under cirka 40% av den totala tiden.
Detta fenomen användes I föreliggande uppfinning för att kunna bestämma relativ fetgång I en enstaka cylinder, även om sensom sitter anordnad så att den överströmmas av avgaser från flera cylindrar I bestämd följd. 10 15 20 25 30 35 508 169 6 Med den aktuella sensom kan således erhållas information om förbränning skett med lufiöverskott eller lufiunderskott, dvs nettooxiderande eller nettoreducerande, för varje enskild förbränning även om endast en sensor användes I avgasröret 7g. Samtidigt kan det relativa luftunderskottet, här I form av överskott av I-IC, detekteras baserat på den binära utsignalens pulsbredd.
Om man även vill detektera den relativa avvikelsen från stökimetrisk förbränning även på luftunderskottsidan, dvs över 1.0, så kan en sensor kombination användas där en syre detekterande sensor med motsvarande egenskaper användes.
Vid ökande fetgång sker en proportionell ökning av HC I avgasema, och vid ökande magergång sker en proportionell ökning av syre. Med selektiva binära sensorer känsliga för HC respektive syre, kan den relativa avvikelsen från omslagspunkten, i riktning såväl i nettoreducerande som nettooxiderande blandning i avgasema, detekteras med hjälp av pulsbredd informationen i den binära signalen från respektive sensor. Härigenom erhålles en information från tvâ binära sensorer vilken information motsvarar den från en linjär sensor, men till mycket lägre kostnad.
I exemplevis “Thin-film gas sensors based on semiconducting metal oxides, Sensors & Actuators B23 (1995)l 19-125, I-I.Meixner, J.Gerblinger, U-Lampe & M.Fleischer”, beskrives en syrekänslig sensor med den respons som krävs.
Denna sensorkombination kan företrädesvis integreras på samma SiC-substrat som sensom visad I figur 3, varigenom en integrerad sensonnatris erhålles.
Den aktuella pulsbredden på den binära signalen kan bestämmas med mycket enkla medel. I figuren I visas hur signalen från en sensor 10 av den aktuella typen tas in i en komparator K och så fort signalen överstiger en referensspänning U ger komparatom en digital utsignal till motorstyrdonet ECM. Motorstyrdonet sätter då igång en räknare som betämmer aktuell varaktighet på signalen när den digitala utsingalen från komparatom växlar tecken, dvs när sensoms 10 utsignal understiger referensspänningen U.
Varaktigheten på den digitala utsignalen motsvarar då pulsbredden från sensom 10, vilken lagras i minnet 1 1 i motorstyrdonet. Varaktigheten kan antingen fastställas till en tid eller antal vevaxelgrader som förbränningsmotom hinner rotera. Då motorstyrdonet hela tiden håller reda på motorposition samt hastighet så kan pulsbredden matchas mot den cylinder som genererat fetgångsignalen. Fetgångsignalen från sensom 10 uppstår alltid med en viss fördröjning efter det att avgasventilen från cylindem ifråga börjat öppnat.
Om CDSIGN anger vevaxelposition för signalen eñer det av avgasventilen börjat öppna vid vevaxelläget CDEO , så anges vevaxelläget för signalen grovt såsom; CDSIGN = CDEO + f (rpm), där f(rpm) är en funktion beroende av varvtalet. f(RPM) är i sig beroende av aktuell geometri på avgassamlaren 7a-7g, och kan för icke symmetriska avgassamlare vara olika för olika cylindrar. 10 15 20 25 30 35 7 f 5 Û 8 1 6 9 Sekvensen av sensorsignalema från de olika cylindramas avgaspulser är identisk med tändföljdsekvensen.
Motorstyrdonet kan sedan använda den uppmätta pulsbredden för att bestämma relativ fetgång samt adaptivt korrelera regleråtgärdema så att dessa motsvarar fetgångens relativa storlek.
Efter varje indikerad fetgång sparas sensoms pulsbreddinformation som ett är värde, PWSIGN_CYLI från exempelvis cylinder 1, vareñer motorstyrdonet initierar en reduktion av bränslemängden som tilltöres cylinder 1 vid dess nästfoljande insugningstakt.
Reduktionen av bränslemängden kan ske i törbestämda steg ATINJECT, där nästtöljande aktiveringstid för insprutaren T1NJECT_NEXT ges av funktionen; TrNn-:CLNEXLCYLJ =TrNJEcT_PR1-:v_ cvLi - (ATINIECT ' PWs1GN_cYL1), där TINJECT_PREV_ CYU motsvarar aktiveringstiden tör insprutaren från íöregåeende fetindikerad förbränning i cylinder 1.
Om den efterföljande avgaspulsen från cylinder 1 fortsätter att indikerar fetgång, erhålles ett nytt värde PWSIGNH .
Om PWSIGNH exempelvis skulle vara 50% av PWSIGN kan det törbestämda korrektionssteget ATINIECT erhålla en korrigering ATfNjgcrjlcol-r.
Motorstyrdonet kan således adaptivt etablera en matris med korrigeringssteg ATINJECT, där aktuellt korrigeringssteg ATINJECT succesivt ökas eller reduceras,med faktom ATINJECT_COU , om reglerâtgärdema ej âteriör förbränningen till stökiometerisk förbränning inom ett antal fórbestämda íörbränningar i följd.
Korrigeringsmatrisen ges av åtminstone aktuellt varvtal och cylinder, varvid varje cylinder kan korrigeras på ett optimalt sätt i alla varvtalsområden.
Med den aktuella sensorn är det väsentligt att denna anordnas så nära som möjligt efter det att avgasema från flera cylindrar sammantörts. Optimalt skall sensom sitta endast några centimetrar efter sammanlänkningen av avgaserna. Ju längre sensom placeras från sammanlänkningspunkten, desto svårare får sensom det att särskilja enskilda feta fórbränningar från omgivande magra fórbränningar. Av dessa skäl skall även transportsträckoma för avgasema minimeras, och hela avgassamlaren 7a-7f hållas så kompakt som möjligt.
Uppñnniningen tillämpas under åtminstone den större delen av törbränningsmotorns arbetsområden. Den cylindervisa detekteringen kan blockeras under exempelvis tomgängsköming, där regleringen i huvudsak sker i syfte att bibehålla ett stabilt varvtal. Under tomgångsköming, dvs lägre varvtal under 1000 rpm, kan avgasflödet vara mycket oregelbundet. 10 15 20 508 169 s Uppfinningen är inte inskränkt till de ovan nämnda utfóringforrnema. Exempelvis kan en sensor anordnas i avgassamlaren från varje cylinderbank i en V-motor. I andra lösningar kan även en sensor anordnas i avgasgrenröret efter det att endast avgasema från två cylindrar sammanförts. Det väsentliga är att en enskilds cylínders relativa fetgång kan detekteras i det samlade avgasflödet fi-ân flera cylindrar.
Man kan även använda sig av en kombination av aktuell sensortyp med en konventionell lambdasond. Den konventionella lambdasonden kan övervaka att det samlade avgasflödet, bibehålles vid det fór katalysatom optimala blandningsförhâllandet i avgaserna. indikerar exempelvis lambdasonden att totala avgasflödet har korrekt blandningsíörhållande så kan en enstaka indikerad fet-förbränning i en cylinder medföra att fór denna cylinders nästkommande bränsletillfórsel så reduceras bränslemängden, emedan andra cylindrar ges en mindre uppfetning.
Den mindre uppfetníngen i övriga cylindrar kan dock begränsas eller reverseras om dessa efter uppfetníngen omedelbart indikerar fetgâng med den binära sensom vid nästkommande förbränning.
Den aktuella sensom kan främst komplettera en konventionell lambdasond vid transienter, dvs vid lastpådrag, där mer bränsle skall rampas på i beroende av önskad ökning av motoreffekten. Ett problem är att luftmassan är svårare att sätta fart på varför bränslet kan överdoseras vid initiering av lastpådraget. Eventuell överfetning vid lastpådrag detekteras direkt efter varje förbränning, och om begränsad överfetningen skall tillåtas så kan man reglermässigt låta överfetningen vid lastpådrag ske sekventiellt mellan olika cylindrar.

Claims (5)

10 15 20 25 30 35 9 *508 169 PATENTKRAV
1. System for reglering av bränsle luft blandningen i flercylindriga forbränningsmotorer (1), där ett motorstyrdon(ECM) i beroende av aktuella motorparameterar reglerar den mängd bränsle som tillfores varje enskild cylinder (2a-2d) i törbränningsmotom, och där en korrigering av tillfort bränsle sker i beroende av en i avgassystemet anordnad sensor (10) vilken i huvudsak är känslig for om blandningsforhållandet i avgaserna är nettooxiderande eller nettoreducerande relativt avgaser från en stökiometrisk förbränning i forbränningsmotorns cylindrar kännetecknad av att systemetinnefattar en sensor av binär typ anordnad i avgassytemet(7g) efter det att avgasema från åtminstone två cylindrar sammanforts, vars utsignal i beroende av om blandningsforhållandet i avgasema är nettooxidemade eller nettoreducerande uppvisar en distinkt omslagspunkt från en forsta till endra utsignalnivå, där den första utsignalnivån är stabil så länge blandningsforhållandet i avgasema är nettooxiderande, och där den andra utsignalnivân intages när blandningsforhållandet i avgasema är nettoreducerande, medel (K,U,ECM) for detektering av den varaktighet som den binära utsignalen antager den andra utsignalnivån vilken varaktighet (PWSIGN) lagras i ett minne (11) som ett aktuellt törbränningsrelaterat värde, samt medel for matchning (ECM) av från vilken cylinder de vid sensom momentant överströmmande gasema härör från, samt medel for att i beroende av aktuellt drifttillstånd på motom, vilket drifttillstånd som mest signiñkativ pararnter indikeras av genom varvtalsgivare (9) detekterat varvtal på forbränningsmotom, bestämmer den relativa storleken på den i avgasema nettoreducerande nivån i beroende av varaktigheten på den binära signalen, samt medel for reduktion av tillfort bränsle for nästkommande förbränning endast till den cylinder som efter matchning indikerades ge en nettoreducerande blandning i avgasema.
2. Sensorkombination for användning vid detektering av bränsle luft blandningen i forbränningsmotorer där sensorkombinationen är anordnad i forbränningsmotoms avgassystem vilken sensorkombination innefattar åtminstone två sensorelement där respektive sensorelement är känsliga for om avgasema är nettoreducerande eller nettooxiderande relativt avgaser från en stökiometrisk förbränning i forbränningsmotoms cylinder, k ä n n e t e c k n at a v att sensorkombinationen innefattar ett forsta sensorelement är av binär typ där utsignalen i beroende av om avgasema är nettoreducerande uppvisar en distinkt omslagspunkt från en forsta till en andra utsignalnivå, där den forsta utsignalnivån är stabil så länge avgasema ej är nettoreducerande, och där den andra utsignalnivån intages när avgasema är nettoreducerande 10 15 20 25 30 35 508 169 10 ett andra sensorelement är av binär typ där utsignalen i beroende av om avgasema är nettooxidemade uppvisar en distinkt omslagspunkt från en första till en andra utsignalnivå, där den första utsignalnivån är stabil så länge avgaserna ej är nettooxiderande, och där den andra utsignalnivån intages när avgasema är nettooxiderande
3. Sensorkombination enligt krav 2 k ä n n e t e c k n a d a v att båda sensorelementen är anordnade på samma halvledarsubstrat, företrädesvis ett halvledarsubstrat av Kiselkarbid (SiC).
4. Förfarande för bestämning av bränsle luft blandningen i varje cylinder i en flercylindrig förbränningsmotor med en sensor anordnad i avgassystemet omedelbart nedströms, sett i avgasriktningen, efter det att avgaskanaler från åtminstone två cylindrar sammanförts, och företrädesvis efter det att alla avgaskanaler från en och samma cylinderbank sammanförts till en gemensam avgaskanal, där den i avgassystemet anordnade sensom i huvudsak är känslig för om blandningsförhållandet i avgasema är nettooxiderande eller nettoreducerande relativt avgaser från en stökiometrisk förbränning i förbränningsmotoms cylinder där sensoms utsignal är av binär typ där utsignalen i beroende av om avgasema är nettoreducerande uppvisar en distinkt omslagspunkt från en första till en andra utsignalnivå, där den första utsignalnivån är stabil så länge avgasema ej är nettoreducerande, och där den andra utsignalnivån intages när avgasema är nettoreducerande, kännetecknat av att den binära utsignalens varaktighet, vilken varaktighet kan mätas i tid eller vevaxelgrader, på åtminstone en utsignalnivån detekteras att förbränningsmotoms läge i arbetstakten detekteras och en fastställning av från vilken cylinder i förbränníngsmotom det momentana avgasflödet som strömmar över sensom härör från, varigenom en cylinder kan matchas mot aktuell utsignal i en Sekventiell ordning motsvarande tändtöljden i cylindrarna att baserat på den binära utsignalens varaktighet fastställes en relativ awikelse från stökiometrisk förbränning för den matchande cylindem.
5. Förfarandeenligtpatentkrav4 kän netec kn at av att varaktigheten på den binära signalens utsignal på den andra signalnivån, vilken andra signalnivå indikerar nettoreducerande blandning i avgasema, användes för bestämmning av den från den matchande cylindern relativa storleken på det bränsleöverskott som tillfördes cylindem.
SE9703754A 1997-10-12 1997-10-12 Sensor och förfarande för reglering av bränsle-luft blandning till en flercylindrig förbränningsmotor SE9703754L (sv)

Priority Applications (7)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SE9703754A SE9703754L (sv) 1997-10-12 1997-10-12 Sensor och förfarande för reglering av bränsle-luft blandning till en flercylindrig förbränningsmotor
US09/529,323 US6526954B1 (en) 1997-10-12 1998-10-09 System, sensor combination and method for regulating, detecting as well as deciding current fuel-air ratios in combustion engines
EP98950556A EP1036260B1 (en) 1997-10-12 1998-10-09 System, sensor combination and method for regulating, detecting as well as deciding current fuel-air ratios in combustions engines
AU96564/98A AU9656498A (en) 1997-10-12 1998-10-09 System, sensor combination and method for regulating, detecting as well s deciding current fuel-air ratios in combustions engines
JP2000516144A JP2001520344A (ja) 1997-10-12 1998-10-09 内燃機関の現在の燃料−空気比を制御し、検出し、そして決定するためのシステム、センサ組合せおよび方法
PCT/SE1998/001828 WO1999019611A1 (en) 1997-10-12 1998-10-09 System, sensor combination and method for regulating, detecting as well as deciding current fuel-air ratios in combustions engines
DE69820479T DE69820479T2 (de) 1997-10-12 1998-10-09 System,fühlerkombination und verfahren zur steuerung ,detekterierung und bestimmung des ist-verhältnisses luft-brennstoff in eine brennkraftmaschine

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SE9703754A SE9703754L (sv) 1997-10-12 1997-10-12 Sensor och förfarande för reglering av bränsle-luft blandning till en flercylindrig förbränningsmotor

Publications (3)

Publication Number Publication Date
SE9703754D0 SE9703754D0 (sv) 1997-10-12
SE508169C2 true SE508169C2 (sv) 1998-09-07
SE9703754L SE9703754L (sv) 1998-09-07

Family

ID=20408619

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SE9703754A SE9703754L (sv) 1997-10-12 1997-10-12 Sensor och förfarande för reglering av bränsle-luft blandning till en flercylindrig förbränningsmotor

Country Status (7)

Country Link
US (1) US6526954B1 (sv)
EP (1) EP1036260B1 (sv)
JP (1) JP2001520344A (sv)
AU (1) AU9656498A (sv)
DE (1) DE69820479T2 (sv)
SE (1) SE9703754L (sv)
WO (1) WO1999019611A1 (sv)

Families Citing this family (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7089922B2 (en) * 2004-12-23 2006-08-15 Cummins, Incorporated Apparatus, system, and method for minimizing NOx in exhaust gasses
WO2006104434A1 (en) 2005-04-01 2006-10-05 Hoerbiger Kompressortechnik Holding Gmbh Method for the estimation of combustion parameters
JP4363398B2 (ja) * 2005-12-08 2009-11-11 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の空燃比制御装置
US7801671B1 (en) * 2006-09-05 2010-09-21 Pederson Neal R Methods and apparatus for detecting misfires
US7878177B2 (en) * 2007-10-23 2011-02-01 Ford Global Technologies, Llc Internal combustion engine having common power source for ion current sensing and fuel injectors
US20090139497A1 (en) * 2007-11-30 2009-06-04 Bo Shi Engine having thin film oxygen separation system
US8009509B2 (en) * 2008-04-09 2011-08-30 Schlumberger Technology Corporation Automated mud slowness estimation
US8279089B2 (en) * 2008-11-20 2012-10-02 Ellenberger & Poensgen Gmbh Method and device for monitoring the function of a safety unit
US8556452B2 (en) 2009-01-15 2013-10-15 Ilumisys, Inc. LED lens
JP5104786B2 (ja) * 2009-03-06 2012-12-19 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の制御装置
JP7452975B2 (ja) * 2019-10-16 2024-03-19 日本特殊陶業株式会社 空燃比制御システム及び空燃比制御方法

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS562548A (en) * 1979-06-22 1981-01-12 Nissan Motor Co Ltd Controller for air fuel ratio of internal combustion engine
US4993386A (en) * 1988-12-29 1991-02-19 Kabushiki Kaisha Toyota Chuo Kenkyusho Operation control system for internal combustion engine
US4962741A (en) * 1989-07-14 1990-10-16 Ford Motor Company Individual cylinder air/fuel ratio feedback control system
US5265416A (en) * 1992-08-27 1993-11-30 Ford Motor Company On-board catalytic converter efficiency monitoring
US5385016A (en) 1993-12-27 1995-01-31 Ford Motor Company Air/fuel control system responsive to duo upstream EGO sensors with converter monitoring
SE503265C2 (sv) * 1994-09-23 1996-04-29 Forskarpatent Ab Förfarande och anordning för gasdetektion
DE19622176C1 (de) * 1996-06-01 1997-07-24 Porsche Ag Überwachungseinrichtung für einen Kraftstoffilter

Also Published As

Publication number Publication date
DE69820479D1 (de) 2004-01-22
US6526954B1 (en) 2003-03-04
EP1036260A1 (en) 2000-09-20
JP2001520344A (ja) 2001-10-30
SE9703754L (sv) 1998-09-07
SE9703754D0 (sv) 1997-10-12
WO1999019611A1 (en) 1999-04-22
AU9656498A (en) 1999-05-03
DE69820479T2 (de) 2004-10-07
EP1036260B1 (en) 2003-12-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10920704B2 (en) Abnormality diagnosis system of air-fuel ratio sensor
US10180112B2 (en) Abnormality diagnosis system of air-fuel ratio sensor
US10151262B2 (en) Abnormality diagnosis system of air-fuel ratio sensors
US20160245723A1 (en) Abnormality diagnosis system of air-fuel ratio sensor
JP6222037B2 (ja) 空燃比センサの異常診断装置
CN108386283B (zh) 用于内燃机的控制设备
JP6090092B2 (ja) 空燃比センサの異常診断装置
US10323596B2 (en) Oil dilution rate calculation system of internal combustion engine
SE508169C2 (sv) Sensor och förfarande för reglering av bränsle-luft blandning till en flercylindrig förbränningsmotor
US6374818B2 (en) Apparatus for determining a failure of an oxygen concentration sensor
WO2015029166A1 (ja) 内燃機関の制御装置
US8000883B2 (en) Control apparatus and method for air-fuel ratio sensor
JP5464391B2 (ja) 内燃機関の空燃比制御装置
JP4429336B2 (ja) 空燃比制御装置
EP3282115B1 (en) Air-fuel ratio control device and air-fuel ratio control method
JP5459513B2 (ja) 内燃機関の空燃比制御装置
US11434806B2 (en) Catalyst deterioration detection system
JP2005337213A (ja) 空燃比センサの診断装置
JP4353089B2 (ja) 内燃機関の制御装置
JPS59153932A (ja) 電子制御燃料噴射装置
JP2618972B2 (ja) エンジンの空燃比制御装置
JP2013064384A (ja) 内燃機関の空燃比制御装置
JPS63246437A (ja) エンジンの空燃比制御装置
JP2006029193A (ja) 内燃機関のアイドル回転数制御装置
JPS63263234A (ja) エンジンの空燃比制御装置

Legal Events

Date Code Title Description
NUG Patent has lapsed