SE532921C2 - Förfarande för styrning av en förbränningsmotor - Google Patents

Description

5532 Éliâfi mellan inloppstryck och avgastryck. Om skillnaden modelleras felaktigt kommer vevaxeln att avge ett annat vridmoment än vad som avses.

I befintliga styrmetoder för styrning av motorvarvtal och vevaxelvridmoment är det ett problem att korrekt modellera det arbete som krävs för att kompensera för förluster relaterade till skillnaden mellan aktuellt avgastryck och aktuellt laddningstryck, särskilt när det förekommer snabba förändringar i skillnaden mellan inlopp-/laddningstryck och avgastryck.

Därför finns det behov av ctt styrsystem som kan leverera optimala styrsignaler både under normal drift av motorn och i situationer med snabba förändringar i inlopps-/laddningstryck och/eller avgastryck.

BESKRIVNING Ett syfte med föreliggande uppfinning är att åstadkomma ett förfarande och ett system som ger bättre styrning av en förbränningsmotor som driver ett motorfordon.

Ett annat syfte med föreliggande uppfinning är att åstadkomma ett förfarande och ett system som kan ge noggrannare motorvarvtals-/momentreglering under faser av snabba förändringar av inlopps-/laddningstryck och/eller avgastryck eller av andra parametrar som påverkar motorvarvtals-/momentreglering, såsom snabba förändringar av motorvarvtalet.

Dessa syften, och andra, uppnås med förfarandet, systemet och datorprogramprodukten som anges i de bifogade patentkraven. Följaktligen, genom att inse att det finns olika stymingsbehov i olika driftlägen hos en förbränningsmotor kan styrsystemet anordnas att arbeta i olika driftlägen vid olika dríftlägen hos motorn. Särskilt kan styrsysteinet anordnas att använda filterparametrar som resulterar i ett snabbt filter som filtrerar signal(er) som representerar laddningstryck och/eller avgastryck hos en förbränningsmotor när det finns behov av mycket noggrann styrning av vridmoment/rnotorvanrtal.

Sådana behov finns t.ex. i samband med växling, krypköming och under start-/stoppfasen under kopplingsslirning och andra förhållanden när drivlinan inte är helt styv. Vid krypkörning under sådana förhållanden finns det risk för motorstopp på grund av att motorn genererar ett felaktigt beräknat vridmoment, vilket naturligtvis är en oönskad händelse. l fall då det inte finns något särskilt behov av mycket noggrann styrning av motorvarvtal eller vridmoment blir andra styrpararnetrar mera viktiga och det är då en fördel att ge filtret parametrar som resulterar i längre svarstid.

I enlighet med en utföringsform realiseras motorstyrningen i en förbränningsmotor som driver ett motorfordon utgående från sensorsignaler från minst en avgastrycksensor och/eller en inloppstrycksensor, filtrerade med ett filter som har en första svarstid. Styrsystemet är anpassat att detektera en händelse som aktiverar ett andra driftläge. I det andra driftläget filtreras sensorsignalen från avgastrycksensom och/eller inloppstrycksensom med ett filter med en andra svarstid, där den andra svarstiden är kortare än den första svarstiden. Därmed kan motorns varvtal/vridmoment styras med större precision, när sådan styrning är gynnsam.

I enlighet med en utföringsforrn, filtreras även turboladdarens inloppstrycksensorsigrial med ett snabbare filter i det andra driftläge när motorn har en turboladdare, varigenom en mer noggrann styrning av motorvarvtal/vridmoment uppnås. Övriga signaler, såsom en motorvarvtalsgivarsignal, kan också filtreras med ett snabbare filter i det andra driftläget i syfte att förbättra styrningen av motorvarvtal/vridmoment.

Med hjälp av förfarandet och systemet i enlighet med uppfinningen uppnås en snabbare och noggrannare styrning av motorns varvtal/ vridmoment.

KORTFATTAD BESKRIVNING AV RITNINGARNA Föreliggande uppfinning kommer nu att beskrivas i närmare med hjälp av icke-begränsande exempel och med hänvisning till de bilagda ritningama, på vilka: - Fig. 1 är en generell delvy av en av motor innefattande en turboladdare.

- Fi g. 2 är ett flödesschema som illustrerar steg i styrningen av motorvarvtal/vridrnornent för ett motorfordon.

DETALJERAD BESKRIVNING I fig. l är valda delar av en motor IOO i ett motorfordon 10 schematiskt avbildade. Motorn som är avbildad i fig. I kan till exempel vara avsedd att ingå i en lastbil eller ett annat tungt fordon, såsom en buss eller liknande. Exempelmotom 100 i fig. l är en dieselmotor som är 53.2 Hål utrustad med turboladdare och som har fem cylindrar 105. T urboladdaren kan vara av godtycklig typ, till exempel en turboladdare av typ VTG (Variable Turbine Geometry), även benämnd Variable Geometry Turbocharger (VTG). Turboladdaren har en kompressor 102 som drivs av en turbin 103. Dessutom firms en tryeksensor 115 nedströms kompressom 102, och en annan trycksensor 116 uppströms turbinen 103.

Motorn styrs av en elektronisk styrenhet (ECU) 106 och eventuellt även andra styrenheter, vilka allmänt betecknas med 107. Både ECU 106 och övriga styrenheter 107 är anslutna till motorn i syfte att styra motorn. Dessutom finns sensorer anslutna till motorn med uppgift att leverera sensorsignaler till styrenhetema 106 och 107. Utgående från sensorsignalerna från de olika sensorerna på motorfordonet styr styrenheterna 106 och 107 motorn med hjälp av programmerade datorinstruktioner eller på liknande sätt. Typiskt finns programmerade datorinstruktioner som datorprograrnvara i form av en datorprogramprodukt 110, lagrad på ett läsbart digitalt lagringsmedium 108, såsom ett minneskort, ett läsminne (ROM), ett arbetsminne (RAM), en EPROM, en EEPROM eller ett flashminne. De övriga styrenheterna 107 kan utgöras av styrenheter som tar emot tryckgivarsignaler, antingen direkt eller via digital kommunikation som t.ex. en seriell buss. Ett vanligt sätt att överföra sensorsigrialvärden och annan information mellan olika styrenheteri ett tungt motorfordon är att använda en CAN-bus (Controller Area Network bus). I exemplet som beskrivs här är styrenheterna 106 och 107 sammankopplade via en CAN-bus 109, men kan alternativt sammankopplas via t.ex. FlexRay och TTCAN.

Vid drift kommer motorn att genomlöpa många olika driftlägen. Till exempel kan tryckfallet över motom, dvs. tryckskillnaden mellan motoms luftintag nedströms kompressom 102 och avgastrycket uppströms turbinen 103, variera kraftigt beroende på aktuellt driftläge. Om det råder högre tryck uppströms turbinen än nedströms kompressom måste motom utföra ett visst arbete, pumparbete, för att generera ett massflöde av gas genom motom. Vid styming av motoms varvtal/vridmoment måste arbetet som krävs för att generera gasmasstlödet beaktas för att rätt mängd bränsle skall tillföras cylindrarna 105 i motom. 1 vissa scenarier förekommer snabba förändringar i trycket nedströms kompressom 102 och/eller uppströms turbinen 103, vilket resulterar i en tillfällig förändring av erforderligt arbete för att generera gasmassflödet.

Om filtret som används för att filtrera signalen från trycksensorer nedströms kompressom 102 532 923. och uppströms turbinen 103 har relativt lång svarstid kommer det att uppstå en fördröjning i styrningen av bränslet som tillförs cylindrama. Resultatet är att erforderligt arbete for att generera gasm assflödet kommer att modelleras felaktigt under en viss period efter en sådan transient händelse, med följden att mängden bränsle som tillförs cylindrarna beräknas felaktigt. Det slutliga resultatet är att motorvarvtal/vridmoment kommer att avvika från det värde som getts av styrsystemet under en period efter en sådan transient.

Under de flesta förhållanden är en sådan avvikelse hos motorvarvtal/vridmoment acceptabel därför att fördelama med ett relativt långsamt filter väger mycket tyngre nackdelarna. Till exempel genererar ett långsamt filter en signal med låg brusnivå vid kompensering av pumparbetsförluster, vilket i sin tur betyder stabilare drift av motom. En annan fördel kan vara om den filtrerade avgastrycksignalen används som insignal för styrning av andra parametrar. I ett sådant scenario kan det vara gynnsamt att använda en signal med låg brusnivå.

Emellertid är det i vissa scenarier viktigt att uppnå en noggrann styrning av motorvarvtal/vridmoment. När ett sådant scenario detekteras av en detekterin gsmekanism i styrenheten 106 och/eller 107 byter styrsystemet driftläge. l det nya drifiläget använder styrsystemet ett snabbare filter på sensorsignalerna från tryckgivare 115 nedströms kompressorn 102 och tryckgivare 116 uppströms turbinen 103 än filtret som används vid konventionell drift av styrsystemet.

Genom att växla mellan två olika filterlägen som svar på detektering av en händelse som indikerar att ett snabbt filter kan vara gynnsamt kan styrsystemet anpassa sig bättre till aktuellt driftlåge hos det motorfordon som motorn driver. Olika händelser som kan aktivera ett driftläge där ett snabbt filter används kan t.ex. vara om förhållanden är sådana att det uppstår en transient i tryckgivarsignalerna och motom arbetar i ett tillstånd där det är viktigt att motom ger ett korrekt vridmoment.

Eftersom växellådsstyrenheten vet när växling skall ske kan den programmeras att sätta en flagga, F1ag=TRUE, till motorstyrenheten när en växling sker. När motorstyrenheten tar emot flaggan Flag=TRUE från vâxcllådsstyrcnheten övergår motorstyrenheten till ett driftläge där ett snabbt filter tillämpas. 5532 Elâfl Övriga sensorsignaler som kan användas for att aktivera drifiläget med ett snabbt filter for filtrering av tryeksignalen är signaler som indikerar kopplingens position och/eller gaspedalläget. När ingen signal aktiverar driítläget med ett snabbt filter deaktiveras driftläget med snabbt filter. 1 fig. 2 visas ett flödesschema som illustrerar proceduren fór styrning av en motor i ett motorfordon i enlighet med en utforingsform av föreliggande uppfinning. I ett första steg 201 arbetar således styrenheten i ett forsta konventionellt driftläge där sensorsignaler från tryckgivaren nedströms kompressorn 102 och från tryekgivaren 115 uppströms turbinen 103 i avgassysteniet filtreras med ett filter som har relativt lång svarstid. Sedan, i ett andra steg 203, kontrollerar styrenheten om en händelse har inträffat som aktiverar ett andra driftläge.

Händelser som aktiverar det andra driftläget kan till exempel vara, men är inte begränsade till, händelserna som listas ovan eller en delmängd av dessa.

Om en aktiverande händelse detekteras i steg 203, fortsätter proceduren i fi g. 2 till ett tredje steg 205, och i annat fall återgår proceduren till steg 201. I steg 205 tillämpar styrenheten ett andra driftläge där signaler från trycksensom nedströms kompressom 102 och från tryeksensorn uppströms turbinen 103 filtreras av ett snabbt filter med relativt kort svarstid.

Särskilt är filtret som används i det andra driftläget snabbare än filtret som används i ett forsta konventionellt driftläge och har därför kortare svarstid än filtret som används i det fórsta driftläget. l det andra driftläget kan även andra signaler filtreras med ett snabbare filter om så bedöms vara gynnsamt. Ett exempel på en sådan annan signal som kan anpassas for att andra filter vid byte av filtreringssätt är motorvarvtalssigiialen, men andra signaler kan också ställas in for att växla till ett snabbare filter.

Filtret kan vara ett godtyckligt lämpligt filter, till exempel ett Butterworth lågpassfilter. Ett exempel på ett filter, i detta fall ett andra ordningens Butterworth lågpassfilter, kan vara följande: b1+b_,z"1+ 12,53 _ w l- az: -z- 03:” H(:') = 532 z är z-transfbrrnen I ECU ändras värdena på filterparametrarna bl, b2, b3, a2, och a3 för att uppnå olika bandbredder.

Till exempel med samplingsfrekvensen 100 Hz och liten bandbredd (2 Hz) Bl = 0,0036 B2 = 0,0072 BS = 0,0036 A2 = -l ,8227 A3 =0,8372 Till exempel med samplingsfrekvensen lOO Hz och större bandbredd (20 Hz) Bi = o,2o66 Bz = o,4131 Bs = 02066 A2 = -03695 A3 =o,19ss Därefter kontrollerar proceduren om ett stoppvillkor har uppfyllts i ett fjärde steg 207.

Stoppvillkoret kan till exempel vara återställning av den flagga som ursprungligen aktiverade det andra driftläget med ett snabbt filter, eller att annat lämpligt stoppvillkor. Om stoppvillkoret uppfyllts i steg 207 återgår styrenheten till det första driftläget, med ett filter som har relativt lång svarstid och proceduren återgår till steg 201. Om däremot inget stoppvillkor uppfyllts kvarstår styrenheten i det andra drifiläget och proceduren återgår till steg 205.

Med hjälp av förfarandet och systemet i enlighet med uppfinningen uppnås en snabbare och noggrannare styming av motorns varvtal/ vridmoment. Detta är till särskild nytta för att förebygga felaktig styming av motorvarvtal/vridmoment. Till exempel i samband med växling är det viktigt att snabbt generera ett korrekt börvärde för motorvarvtalet, så att växlingen blir snabb och jämn.

Claims (19)

1.532 93? PATENTKRAV

1. Förfarande for styrning av en forbräriningsmotor (100) som driver ett motorfordon (10) där motorstyrningen utfors med användning av sensorsignaler från minst en avgastrycksensor (116) och en inloppstrycksensor (115), filtrerade med ett filter som har en forsta svarstid, kännetecknat av stegen att: - detektera (203) en händelse som aktiverar ett andra driftläge - aktivera (205) det andra driftläget där sensorsigialen från avgastrycksensorn och/eller inloppstrycksensom filtreras av ett filter med en andra svarstid, där den andra svarstiden är kortare än den forsta svarstiden, där steget att detektera en händelse som aktiverar ett andra driftläge innefattar att identifiera att snabba förändringar i skillnaden mellan sensorsignalen fifån avgastrycksensorn och sensorsígrialen från inloppstrycksensom föreligger eller kommer att föreligga.

2. Förfarande enligt patentkrav l, då motom är utrustad med en turboladdare, kännetecknat av steget att filtrera en signal från en laddningstrycksensor med ett snabbare filter i det andra driftläget.

3. Förfarande enligt patentkrav l eller 2, kännetecknat av steget att filtrera en signal från en motorvarvtalssensor med ett snabbare filter i det andra drifiläget.

4. Förfarande enligt något av patentkraven 1-3, kännetecknat av steget att detektera en händelse som aktiverar ett andra driftläge genom att identifiera förhållandet att det föreligger eller kommer att föreligga en transient i någon av tryckgivarsignalerna som en inparameter.

5. Förfarande enligt något av patentkraven 1-4, kännetecknat av steget att detektera en händelse som aktiverar ett andra driftläge genom att ta emot en signal som indikerar växling.

6. Förfarande enligt något av patentkraven l-5, kännetecknat av steget att detektera en händelse som aktiverar ett andra drittläge genom att identifiera en fordefinierad kopplingsposition och/eller ett gaspedalläge som inparameter/-parametran

7. System för styrning av en forbränningsmotor (100) som driver ett motorfordon (10), varvid styrsystemet är anordnat att styra motom medelst användning av sensorsignaler från minst en avgastrycksensor (l 16) och en inloppstrycksensor (115), filtrerade med ett filter som har en forsta svarstid, kännetecknad av: - organ (106) for att detektera en händelse som aktiverar ett andra driitläge, och ïíšíršïâ 52731? - organ (106) för att aktivera det andra driítläget där sensorsignalen från avgastrycksensom och/eller inloppstrycksensorn filtreras av ett filter med en andra svarstid, där den andra svarstiden är kortare än den första svarstiden, där organet identifierar förhållandet att det föreligger eller kommer att föreligga snabba förändringar i skillnaden mellan sensorsignalen från avgastrycksensom och sensorsignalen från inloppstrycksensorn som en inpararneter anslutet till organet för att aktivera det andra driftläget.

8. System enligt patentkrav 7, då motorn är utrustad med en turboladdare, kännetecknad av organ för att ñltrera en signal från en laddningstrycksensor med ett snabbare filter i det andra driftlâget.

9. System enligt patentkrav 7 eller 8, kännetecknar! av organ för att filtrera en signal från en motorvarvtalssensor med ett snabbare filter i det andra driflläget.

10. System enligt något av patentkraven 7-9, kännetecknat av organ för att identifiera förhållandet att det föreligger eller kommer att föreligga en transient i någon av tryckgivarsignalema som en inparameter anslutet till organet för att aktivera det andra driftläget.

11. ll. System enligt något av patentkraven 7-10, kännetecknat av organ för att ta emot en signal som indikerar växling och anordnat att aktivera det andra driñläge i beroende av en signal som indikerar växling.

12. System enligt något av patentkraven 7-11, kännetecknat av organ för att detektera en händelse som aktiverar ett andra driftläge genom att identifiera en fördefinierad kopplingsposition och/eller ett gaspedallâge som inparameter/-parainetrar

13. Datorprogramprodukt (l 10) för styrning av en förbränningsmotor (100) som driver ett motorfordon (10) där motorstymingen utförs medelst användning av sensorsignaler från minst en avgastrycksensor (l l6) och en inloppstrycksensor (115), filtrerade med ett filter som har en första svarstid, kännetecknad av att datorprogramprodukten innehåller pro gramsegnent som då de exekveras på en dator för styrning av förbrärmingsmotorn får datom att utföra stegen att: - detektera en händelse som aktiverar ett andra driñläge, och - aktivera det andra driftläget där sensorsignalen från avgastrycksensom och/eller inloppstrycksensom filtreras av ett filter med en andra svarstid, där den andra svarstiden är 5332 923 10 kortare än den första svarstiden, där steget att detektera en händelse som aktiverar ett andra dri ftläge innefattar att identifiera att snabba förändringar i skillnaden mellan sensorsignalen från avgastrycksensorn och sensorsignalen från inloppstrycksensorn föreligger eller kommer att föreligga.

14. Datorprogramprodukt enligt patentkrav 13, då datorprogramprodukten är anordnad att styra en motor utrustad med en turboladdare, kännetecknad av: pro gramsegnent för att ñltrera en laddningstrycksensorsigrial med ett snabbare filter i det andra driftläget.

15. Datorprogramprodukt enligt patentkrav 13 eller 14, kännetecknad av programseginent för att filtrera en signal från en motorvarvtalssensor med ett snabbare filter i det andra dfiftläget.

16. Datorprogramprodukt enligt något av patentkraven 13-15, kännetecknad av programsegment för att detektera en händelse som aktiverar ett andra driftläge genom att identifiera förhållandet att det föreligger eller kommer att föreligga en transient i någon av tryckgivarsignalema som en inparameter.

17. Datorprogramprodukt enligt något av patentkraven 13-16, kännetecknad av programsegment för att detektera en händelse som aktiverar ett andra driftläge genom att ta emot en signal som indikerar växling.

18. Datorprogramprodukt enligt något av patentkraven 13-17, kännetecknat av programsegment för att detektera en händelse som aktiverar ett andra driftläge genom att identifiera en fördefinierad kopplingsposition och/eller ett gaspedalläge som inparametefl- parametrar.

19. Digitalt lagringsmedium (108) på vilket lagras datorprogramprodukten enligt något av patentkraven 13-1 8