SE534720C2 - Förfarande för bestämning av en bränslesammansättning eller en bränslekvalitet - Google Patents

Description

v20 534 ?20 delen kan registreras och beaktas av förbränningsmotorns motorreglering med hjälp av en lambclasond och/eller en knacksensor. Emellertid kan även snabba ändringar med avsevärd awikelse uppträda i bränsleblandningens sammansättning, exempelvis efter en tankning. Om förbränningsmotorn drivs med 100 % bensin och vid tlllnärmelsevis tom tank tankas med E85, kan startsvårigheter resultera och störningar i förbränningen uppträda, vilka även kan öka avgasemlssionen. Enligt känd teknik kan sådana snabba ändringar av bränslets sammansättning registreras med hjälp av en alkoholsensor.

Denna byggdel ökar emellertid förbränningsmotorns kostnader.

För drift av dieselmotorer blandas allt mer det från råolja utvunna diesel- bränslet med biodleselkomponenter, känt som FAME-bränslen. Vidare är bränslen av 2:a generationen, helt framställda av biomassa (cellulosa), kän- da. Dessa bränslen är, exempelvis under marknadsnamnet SunFuel, nära nog färdiga för serietillverkning och kan likaså blandas l dieselbränslena.

Därmed kan sammansättningen av den slutligen förhandenvarande bränsle- blandningen och de därmed förbundna förbränningsegenskaperna hos bränsleblandningen svänga i större områden.

Motorregleringar är vidare kända, vilka sker på basis av en direkt cylinderin- dividuell förbränningsrumssignal. Som sensor används här föredraget cylin- dertrycksensorer, vilka med tidsmässigt hög upplösning fastställer tryckför- loppet under en förbränningstakt. Därvid kan till exempel det indikerade me- deltrycket pmi l åtminstone ett förbränningsrum hos förbränningsmotorn som mått för det av förbränningsmotorn uträttade mekaniska arbetet och det från tryckförloppet fastställda läget för förbränningstyngdpunkten MFB50 (Mass Fraction Burnt) vara tillhandahållna som styrparameter för regleringen. Så- dana cylindertrycksbaserade motorregleringskoncept stabiliserar redan långtgående de huvudsakliga inverkningarna som en ändring av den förelig- gande bränsleblandningens sammansättning har på förbränningen. 534 720 Från den ännu inte offentliggjorda skriften R 318837 är ett förfarande för be- stämning av en sammansättning av en bränsleblandning av ett första bränsle och ett andra bränsle för drift av en förbränningsmotor känt, varvid det första och det andra bränslet uppvisar olika förbränningshastigheter och/eller olika specifika energiinnehåll och varvid förbränningsmotorn uppvisar åtminstone en trycksensor i åtminstone ett förbränningsrum, med hjälp av vilken ett tids- och/eller vinkelsynkront tryckförlopp i förbränningsrummet kan bestämmas.

Därvid är ombesörjt att sammansättningen av bränsleblandningen bestäms under en förbränningsfas från det tids- och/eller vinkelsynkrona tryckförloppet hos gastrycket i förbränningsrummet.

En nackdel med detta förfarande är att det handlar om en ren identifikations- funktion och att vilken förutom trycksensorn aven en separat utvärderings- elektronik måste tillhandahålls för bestämning av sammansättningen av bränsleblandningen från trycksensorns data.

Uppfinningens uppgift är att tillhandahålla ett förfarande som möjliggör en tillförlitlig och kostnadseffektiv identifiering av en bränsleblandnings sam- mansättning eller ett bränsles kvalitet inom ett existerande regleringskoncept för förbränningsmotorer.

UPPFINNINGENS FÖRDELAR Uppfinningens uppgift löses genom att bestämningen av sammansättningen av bränsleblandningen eller kvaliteten hos bränslet sker med ledning av re- glerinformation från den cylindertryckbaserade motorregleringen. Bränsle- blandningar av olika sammansättning, exempelvis bensin-alkoho|- blandningar eller diesel-biodiesel-blandningar, eller bränsle av olika kvalitet, exempelvis beträffande oktantal vid bensin eller cetantal vid dieselbränslen, uppvisar olika förbränningsegenskaper. Därmed skiljer sig olika bränsle- blandningar eller bränslekvaliteter åt när det gäller förbränningshastighet eller den genom förbränningen frigjorda specifika energin. Sådana skillnader 534 720 kompenseras långtgående genom en cylindertrycksbaserad motorreglering genom vederbörliga regleringrepp. Den cylindertrycksbaserade motorre- gleringen har följaktligen systembetingat all information, vilken möjliggör en bestämning av sammansättningen av en bränsleblandning eller kvaliteten hos ett bränsle. Fördelaktigt är därvid att bestämningen kan ske utan ytterli- gare nödvändiga byggdelar, exempelvis ytterligare sensorer. Fördelaktigt är vidare att bestämningen kan ske kontinuerligt och inte kräver någon extern trigger, exempelvis genom identifieringen av ett tankningsförlopp.

Enligt uppfinningen är ombesörjt att bestämningen av bränsleblandningens sammansättning eller bränslets kvalitet sker genom regleringsstorhetskorrek- tioner och/eller regleravvikelser hos den cylindertrycksbaserade motorre- gleringen. En ändring av sammansättningen av en bränsleblandning eller kvaliteten hos ett bränsle, exempelvis till följd av ett tankningsförlopp, leder först till en regleravvikelse hos åtminstone en parameter reglerad av den cy- lindertrycksbaserade motorregleringen relativt ett av motorstyrningen förut- bestämt börvärde. Därvid kan börvärdet beroende på förbränningsmotorns drifttillstånd vara förutbestämt för en bränsleblandning respektive en bränsle- kvalitet eller fortfarande den senast bestämda bränsleblandningen respektive bränslekvaliteten vara giltigt. Storleken hos regleravvikelsen är följaktligen ett mått på avvikelsen i bränsleblandningens sammansättning respektive avvi- kelsen i bränslets kvalitet från det förutbestämda värdet, varur bränslebland- ningens sammansättning eller bränslets kvalitet kan bestämmas.

Regleravvikelsen omvandlas av den cylindertrycksbaserade motorreglering- en till en regleringsstorhetskorrektion, vilken tillsammans med en motsvaran- de förutbestämd regleringsstorhet tillförs motorstyrningen. Den är följaktligen i överensstämmelse med regleravvikelsen en parameter för bestämning av den föreliggande bränsleblandningens sammansättning eller bränslets kvali- tet. 534 720 Vidare är ombesörjt att regleringsstorhetskorrektionerna och/eller reglerawi- kelserna tillförs en klassifikator, att bränsleblandningens sammansättning eller bränslets kvalitet bestäms av klassifikatorn som utgångsstorheter och att klassifikatorns utgångsstorheter tillförs en motorstyrning, så den fastställa sammansättningen av den föreliggande bränsleblandningen eller kvaliteten hos bränslet kan beaktas av motorstyrningen vid bestämningen av de mot- svarande börvärdena för den cylindertrycksinducerade motorregleringen, exempelvis för ett indikerat medeltryck eller för ett genomsnittligt förbrän- ningsläge, och vid bestämningen av de motsvarande förutbestämda re- gleringsstorheterna för förbränningsmotorn, exempelvis för insprutnings- mängden eller insprutningstidpunkten. Genom anpassningen av börvärdena och/eller de förutbestämda regleringsstorheterna kan den cylindertrycksbase- rade motorregleringens reglerkrets fördelaktigt alltid drivas i det genomsnittli- ga reglerområdet. Användandet av en klassifikator har fördelen att denna kan användas för olika tillämplingar, exempelvis såväl vid dieselmotorer som vid ottomotorer med Flex-Fuel-Dríft, varvid klassifikatorn endast måste pro- grammeras efter de motsvarande ingångsstorheterna samt en motsvarande kalibrering av klassifikatorn till respektive applikation måste företas. Klassifi- kator, motorstyrning och cylindertrycksbaserad motorreglering kan därvid som hård- och/eller mjukvarulösning vara integrerade i en vederbörlig motor- elektronik. l enlighet med en ytterligare föredragen utföringsvariant av uppfinningen kan vara ombesörjt att bestämningen av bränsleblandningens sammansättning eller bränslets kvalitet sker från regleringsstorhetskorrektionen q_Ml av en insprutningsmängd och/eller från regleringsstorhetskorrektionen av en tänd- tidpunkt och/eller från regleravvikelsen pmi hos ett indikerat medeltryck under en förbränningscykel och/eller från reglerawikelsen MFB50 hos ett genom- snittligt förbränningsläge och/eller från regleringsstorhetskorrektionen och/eller regleravvikelsen hos en från de förut nämnda storheterna härledd parameter. 534 720 Den nämnda reglerinformationen regleras respektive ställer in sig beroende på bränsleblandningens sammansättning eller på det använda bränslets kva- litet i brukliga cylindertrycksbaserade motorreglerkoncept. Därvid är insprut- ningsmängden sammankopplad med det indikerade medeltrycket och följakt- ligen med förbränningsmotorns indikerade arbete, medan insprutningstid- punkten vid självtändande förbränningsmotorer och tändtidpunkten vid för- bränningsmotorer med särskilt tänddon korrelerar med det genomsnittliga förbränningsläget. Som härledd parameter kan exempelvis en med hjälp av värrneförloppsberäkning beräknad frigjord totalenergi Q användas som styr- storhet för lastreglering, medan regleringen av förbränningsläget även är möjlig via läget för en maximal tryckgradient. På motsvarande sätt kan re- gleringsstorhetskorrektioner och regleravvikelser i efter dessa parametrar utformande cylindertrycksbaserade motorreglerkretsar användas för bestäm- ning av bränslesammansättningen eller för bestämning av bränslekvaliteten.

En lämplig utvärdering av klassifikatorns ingångsdata kan ske genom att klassifikatorn fastställer bränsleblandningens sammansättning eller bränslets kvalitet från karakteristiska kurvor eller en datorbaserad beräkningsmodell.

Dawid är motsvarande karakteristiska kurvor, exempelvis empiriskt genom en motsvarande testdrift, enkla att framställa, medan en datorbaserad beräk- ningsmodell möjliggör en högre exakthet vid bestämningen av bränslesam- mansättningen eller vid bestämningen av bränslets kvalitet.

För att öka exaktheten samt reducera störningars påverkan, exempelvis en icke korrigerad avdrift hos en luftmassasensor, kan vara ombesörjt att klassi- fikatorn tillförs ytterligare cylindertrycksbaserade parametrar, i synnerhet den maximala tryckgradienten och/eller läget för den maximala tryckgradienten och/eller förbränningstidslängden och/eller det maximala trycket och/eller läget för det maximala trycket och/eller den frigjorda totalenergin och/eller den maximala frigjorda differentiella energimängden och/eller läget för den maximala frigjorda differentiella energimängden och/eller ett mått på förbrän- 534 720 ningsstabiliteten. Dessa ytterligare cylindertrycksbaserade parametrar kan därmed också beaktas vid bestämningen av bränslesammansättningen eller bränslets kvalitet inom de karakteristiska kurvorna eller den datorbaserade beräkningsmodellen hos klassifikatorn. Därvid kan måttet på förbrännings- stabiliteten bestämmas på basis av en eller flera av de nämnda parametrar- nas standardavvikelse relativt genomsnittsvärdet. De olika parametrarnas läge kan exempelvis vara beskrivna med hjälp av en motsvarande vevaxel- vinkel.

Förutom den föreliggande bränsleblandningens sammansättning eller bräns- lets kvalitet har även avvikande omgivningsförhållanden inflytande på mo- torns förbränning, vilket likaså kompenseras för genom den cylindertrycksba- serade motorregleringen och följaktligen införs i de vederbörliga reglerstorhe- terna. En ytterligare förbättring av exaktheten kan därmed uppnås genom att klassifikatorn tillförs parametrar som atmosfärstryck och yttertemperatur, vil- ka då vid beaktas bestämningen av en bränsleblandnings sammansättning eller ett bränsles kvalitet.

En ytterligare positiv påverkan av exaktheten hos bestämningen av bränsle- sammansättningen eller bränslets kvalitet kan uppnås genom att klassifika- torn aktiveras vid stabila driftsförhållanden hos förbränningsmotorn och/eller vid förbränningsmotorns tomgång och/eller ovan en förutbestämd drifttempe- ratur hos förbränningsmotorn och/eller då ett bestämt atmosfärstryck förelig- ger och/eller då ett förutbestämt yttertemperaturområde. Exempelvis möjlig- gör en kontroll av förbränningsmotorns drifttemperatur att bestämningen av bränsleblandningens sammansättning eller bränslets kvalitet inte sker vid kallstart av förbränningsmotorn eller under den därpå följande varmkörnings- fasen, eftersom motorstyrningens grundapplikation förändras vid dessa faser.

Förbränningsmotorns drifttemperatur kan enkelt kontrolleras genom motor- eller kylvattentemperaturen. 534 ?20 Eftersom start- och varmkörningsegenskapen förändras drastiskt i synnerhet genom inblandningen av bioetanol i bensin vid ottomotorer med Flex-Fuel- Drift, kan det vara fördelaktigt att en grov bestämning av bränsleblandning- ens sammansättning och/eller bränslets kvalitet genomförs under förbrän- ningsmotorns startfas och/eller varmkörningsfas och att en exakt bestämning av bränsleblandningens sammansättning och/eller bränslets kvalitet genom- förs i åtminstone en därpå följande driftsfas hos förbränningsmotorn. Styr- ningen och regleringen av förbränningsmotorn kan därigenom redan under start- och varmkörningsfasen grovt ställas in på en ny bränsleblandnings sammansättning eller bränslekvalitet, vilket möjliggör en störningsfrl drift un- der dessa faser.

I överensstämmelse med en föredragen utföringsvariant av uppfinningen kan vara ombesörjt att funktionen hos den cylindertrycksbaserade motorre- gleringen och/eller klassifikatorn förverkligas i form av en programkod i en överordnad motorstyrning eller i en separat hårdvara. I synnerhet förverkli- gandet i en överordnad motorstyrning innebär fördelen att inga ytterligare byggelement behövs och förverkligandet av förfarandet genom en enkel mjukvarutillbyggnad i en förefintlig elektronik kan göras kostnadseffektivt.

Förfarandet kan föredraget användas för bestämning av sammansättningen av en bensin/alkohol-bränsleblandning och/eller för bestämning av samman- sättningen av en diesel/biodiesel-bränsleblandning och/eller för bestämning av ett bränsles oktantal och/eller för bestämning av ett dieselbränsles cetan- tal.

Förfarandet kan vidare föredraget användas för bestämning av sammansätt- ningen av en bränsleblandning och/eller kvaliteten hos ett bränsle för drift av en förbränningsmotor med särskilt tänddon och/eller en självtändande för- bränningsmotor.

KORTFATTAD BESKRIVNING AV FIGURERNA 534 720 Uppfinningen förklaras nedan närmre med ledning av ett i figuren åskådlig- gjort utföringsexempel. Där visar: Figur 1 i en schematisk framställning av en motorelektronik med en cylinder- trycksbaserad motorreglering och en klassifikator för bestämning av sam- mansättningen av en bränsleblandning.

BESKRIVNING AV UTFÖRINGSFORMER Figur 1 visar i en schematisk framställning av en motorelektronik 10 med en cylindertrycksbaserad motorreglering 30 och en klassifikator 40 för bestäm- ning av sammansättningen av en bränsleblandning för en förbränningsmotor 11, vilken kan drivas med diesel, med biodiesel eller med en blandning av diesel och biodiesel. Därvid visas endast de komponenter hos motorelektro- niken 10 som är nödvändiga för beskrivningen av uppfinningen.

För bättre förståelse är motorelektroniken 10 uppdelad i de kända områdena cylindertrycksbaserad motorreglering 30, motorstyrning 20 samt den uppfin- ningsenliga klassifikatorn 40. Cylindertrycksbaserad motorreglering 30, mo- torstyrning 20 samt klassifikator 40 kan emellertid som hård- och mjukvaru- lösning vara integrerade i en byggdel. i Motorstyrningen 20 innehåller karakteristiska styrkurvor q_M| 21, karakteris- tiska styrkurvor SOl_Ml 22, karakteristiska börvärdeskurvor p_M| 23 samt karakteristiska börvärdeskurvor MF B50 24. Dessa karakteristiska kurvor till- förs som ingångsstorheter en lastsignal 29, vilken beskriver förbränningsmo- torns 11 last, och förbränningsmotorns 11 varvtal 50.

De karakteristiska kurvorna q_M| 21 fastställer från ingångsstorheterna last- signal 29 och varvtal 50 en förutbestämd regleringsstorhet q_M| 25, vilken 534 720 som regleringsstorhet fastlägger en ännu inte korrigerad insprutningsmängd för förbränningísmotorn 11 .

De karakteristiska kurvorna SO|_M| 22 fastställer från ingångsstorheterna en förutbestämd regleringsstorhet SO|_M| 26, vilken likaså representerar ett ännu inte korrigerat förutbestämt värde för insprutningens start (Start of Injec- tion SOI) för förbränningsmotorn 11.

De karakteristiska börvärdeskurvorna p_MI 23 ger från ingågsstorheterna ett börvärde p_MI 27 som börvärde för ett indikerat medeltryck p_MI iden cylin- dertrycksbaserade motorregleringens 30 reglerkrets.

De karakteristiska börvärdeskurvorna MFB50 fastställer som utgångspara- meter ett börvärde MFB50_bör 28 likaså som förutbestämt börvärde för den cylindertrycksbaserade motorregleringen 30. Därvid står MFB5O för Mass Fraction Burnt 50 %, alltså läget för förbränningstyngdpunkten.

Den cylindertrycksbaserade motorregleringens 30 reglerkrets är i den valda framställningen tilldelad förbränningsmotorn 11. Därvid innehåller blocket förbränningsmotor 11 samtliga för förbränningsmotorns 11 drift nödvändiga, inte visade, komponenter, i synnerhet ett bränsledoseringssystem, en varv- talssensor och åtminstone en cylindertryckssensor för bestämning av tryck- förloppet i en cylinder under förbränningsprocesserna.

Förbränningsmotorn 11 tillförs som ingångsstorheter en regleringsstorhet SO|_M| 58 för fastställande av insprutningens start och följaktligen läget för förbränningstyngdpunkten samt en regleringsstorhet q_M| 59 för fastställan- de av insprutningsmängden.

Beroende på ingångsstorheterna regleringsstorhet SO|_M| 58 och re- gleringsstorhet q_M| 59 resulterar en utveckling hos cylindertrycket, vilken matas ut som cylindertryckssignal 51, och ett varvtal 50 hos förbränningsmo- 534 720 11 torn 11, vilket likaså representeras av en utgångssignal från förbränningsmo- torn 11. Cylindertryckssignalen 51 och varvtalet 50 tillförs en beräkningsen- het 31. Varvtalssignalen 50 tjänar vidare som ingångsstorhet för motorstyr- ningen 20, vilket redan beskrivits.

Beräkningsenheten 31 fastställer ur varvtalet 50 och cylindertryckssignalen 51 ett ärvärde MFB50_är 52 och ett ärvärde pmi_är 53. Därvid representerar ärvärdet MFB50_är 52 det aktuella läget för förbränningstyngdpunkten, me- dan ärvärdet pmi_är 53 representerar det aktuella indikerade medeltrycket. Ärvärdet MFB50_är 52 tillförs en jämförelseinstans MFB50 35 och jämförs där med utgångssignalen från de karakteristiska börvärdeskurvorna MFB50 24, alltså med börvärdet MF B50_bör 28. Jämförelseinstansen MFB50 35 bildar från differensen mellan börvärdet MFB50_bör och ärvärdet MFB50_är en reglerawikelse MFB50 54 som ingångsstorhet för en MFB50-regulator 33.

På motsvarande sätt tillförs ärvärdet pmi_är 53 en jämförelseinstans 34 och jämförs där med utgångssinalen från de karakteristiska börvärdeskurvorna p_Ml 23, alltså med börvärdet pmi_bör 27. Även här bildarjämförelseinstan- sen pmi 34 genom subtraktion en regleravvikelse pmi 55 som ingångsstorhet för en pmi-regulator 32.

MFB50-regulatorn 33 fastställer från reglerawikelsen MFB50 54 en re- gleringsstorhetskorrektion SOl_Ml 56, vilken i en efterkopplad additionsin- stans SOl_Ml 37 adderas till den förutbestämda regleringsstorheten SOl_Ml 26. Den på detta sätt bildade utgångssignalen från additionsinstansen SOl_Ml 37, regleringsstorheten SOl_Ml 58, tillförs förbränningsmotorn 11 som mått på insprutningens början, som redan beskrivits.

Från regleravvikelsen pmi 55 bildar pmi-regulatorn 32 en regleringsstorhets- korrektion q_Ml 57, vilken i en efterkopplad additionsinstans q_Ml 36 adde- ras till den förutbestämda regleringsstorheten q_Ml 25. Som resultat av den- 534 720 12 na addition leds regleringsstorheten q_Ml 59 vidare till förbränningsmotorn 11 som mått på den insprutningsmängd som ska tillföras förbränningsmotom 11.

Regleringsstorhetskorrektionen SOI_M| 56 och regleringsstorhetskorrektio- nen q_M| 57 tillförs enligt uppfinningen klassifikatorn 40. Förutom dessa båda ingångsstorheter tillförs klassifikatorn 40 även en tomgångssignal 41, en motortemperatursignal 42 samt en signal rörande omgivningsförhållanden 43. Som utgångssignal levererar klassifikatorn 40 utgångssignalen bland- ningsgrad 44, vilken beskriver bränsleblandningens sammansättning av die- sel och biodiesel.

Förloppet för bestämningen av bränsleblandningens sammansättning sker enligt följande.

Utgående från en bekant sammansättning av den föreliggande bränslebland- ningen avger de karakteristiska styrkurvorna q_M| 21 och de karakteristiska styrkurvorna SOI_M| beroende på lastsignalen 29 och varvtalen 50 den för- utbestämda regleringsstorheten q_M| 25 och den förutbestämda reglerings- storheten SOI_M| 26. l överensstämmelse med den förutbestämda re- gleringsstorheten q_M| 25 förutbestäms förbränningsmotorns 11 insprut- ningsmängd och i överensstämmelse med den förutbestämda regleringsstor- heten SOI_M| 26 förutbestäms läget för förbränningstyngdpunkten. Tryckför- loppet i åtminstone en cylinder hos förbränningsmotorn 11 bestäms under förbränningen med hjälp av en cylindertryckssensor, vidare fastställs för- bränningsmotorns 11 varvtal 50 med hjälp av en van/talssensor. Från tryck- förloppet och varvtalet bestäms med hjälp av beräkningsenheten 31 ärvärdet pmi_ist 53 för det verkliga under förbränningen aktuella medeltrycket samt ärvärdet MBF50_är 52 för det verkliga aktuella läget för förbränningstyngd- punkten. Dessa värden jämförs med de motsvarande förutbestämda börvär- dena börvärde pmi_bör 27 och börvärde MFB50_bör 28, vilka förutbestäms av motorstyrningen 20 för förbränningsmotorns 11 aktuella last och varvtal 534 72Ü 13 50. Från de därur resulterade regleravvikelserna, regleravvikelse MF B50 54 och reglerawikelsen pmi 55, fastställs av pmi-regulatorn 32 och MFB50- regulatorn 33 motsvarande regleríngsstorhetskorrektionsvärden i form av regleringsstorhetskorrektionen SOI_M| 56 och regleringsstorhetskorrektionen q_M| 57. De av motorstyrningen 20 förutbestämda regleringsstorhet q_M| 25 och regleringsstorhet SOI_M| 26 korrigeras efter de respektive, av den cylin- dertrycksbaserade motorregleringen 30 fastställda regleringsstorhetskorrek- tionerna 56, 57, och anpassas på så sätt efter insprutningsmängden och lä- get för förbränningstyngd punkten.

Vi en ändring av bränsleblandningens sammansättning, exempelvis genom ett tankningsförlopp, ändras det indikerade medeltrycket samt läget för för- bränningstyngdpunkten till följd av de ändrade bränsleegenskaperna vid samma förutbestämda regleringsstorheter 25, 26. Detta kompenseras genom den beskrivna reglerkretsen hos den cylindertrycksbaserade motorreglering- en 30. Därvid lnställs först en förändrad regleravvikelse MFB50 54 och en förändrad reglerawikelse pmi 55. Redan de initiala ändringarna av reglerav- vikelserna 54, 55 är följaktligen ett mått på den ändrade bränslesammansätt- ningen och kan i en inte åskådliggjord utföringsform av uppfinningen använ- das för bestämning av bränslesammansättningen.

De ändrade regleravvikelserna 54, 55 leder till en ändrad regleringsstorhets- korrektion SOI_M| 56 och till en ändrad regleringsstorhetskorrektion q_Ml 57.

Från dessa ändrade regleringsstorhetskorrektioner 56, 57 kan klassifikatorn 40 bestämma sammansättningen av den nya bränsleblandningen och i form av en utgångssignal avge blandningsgraden 44.

Sammansättningen hos den nya bränsleblandningen kan exempelvis tillföras motorstyrningen 20 och beaktas av denna vid fastställandet av de förutbe- stämda regleringsstorheterna 25, 26 och börvärdena 27, 28. Den cylinder- trycksbaserade motorregleringen 30 kan därmed alltid drivas i dess regler- områdes medelområde. 534 720 14 Bränsleblandningens sammansättning bestäms bäst i förbränningsmotorns 11 fasta, stationära driftpunkter. Därvid ska i möjligaste mån ofta förekom- mande driftpunkter vara ombesörjda, exempelvis förbränningsmotorns 11 tomgång. I överensstämmelse med det åskådliggjorda utföringsexemplet till- förs klassifikatorn 40 en tomgångssignal 41, vilken signalerar klassifikatorn 40 förbränningsmotorns 11 driftpunkt tomgång och därmed utlöser bestäm- ningen av bränsleblandningens sammansättning.

Bestämningen av bränslesammansättningen ska företrädesvis inte ske vid kallstart eller vid den därpå följande varmkörningsfasen, eftersom härvid mo- torstyrningens 20 grundapplikation ändras. Klassifikatorn 40 tillförs därför en motortemperatursignal 42, vilken gör att bestämningen av bränsleblandning- ens sammansättning endast sker vid tillräckligt hög motor- eller kylvatten- temperatur. Under kallstarten eller varmkörningsfasen är den cylindertrycks- baserade motorregleringen 30 med den motsvarande last- och förbrännings- lägesregleringen emellertid fortfarande aktiv, då med ändrade börvärden 27, 28 och förutbestämda regleringsstorheter 25, 26, och kan därigenom redan i denna driftsfas kompensera för en ändrad bränslesammansättnings väsentli- ga inverkningar på förbränningen.

Förändrade omgivningsförhållanden, exempelvis ett förändrat atmosfärstryck eller en förändrad yttertemperatur, utövar likaså ett inflytande på förbrän- ningen, vilket då kompenseras för genom den cylindertrycksbaserade motor- regleringen 30 och på motsvarande sätt återspeglas i reglerinformationerna som regleringsstorhetskorrektionerna 56, 57 och regleravvikelserna 54, 55. I synnerhet vid små ändringar i bränsleblandningens sammansättning kan hända att förändrade omgivningsinflytandens effekter på förbränningen do- minerar effekterna från den ändrade bränslesammansättningen, vilket kan leda till försämrad noggrannhet vid bestämningen av bränslesammansätt- ningen eller rent av till felidentifiering. Klassifikatorn 40 tillförs därför en signal rörande omgivningsförhållanden 43. Denna signal rörande omgivningsförhål- 534 720 Ianden 43 gör det möjligt för klassifikatorn 40 att beakta förändrade omgiv- ningsförhållanden vid bestämningen av bränsleblandningens sammansätt- ning.

Vidare kan det baserat på signalen rörande omgivningsförhållanden 43 vara ombesörjt att bestämningen av bränsleblandningens sammansättning endast företas inom förutbestämda temperatur- eller lufttrycksområden, vilket möjlig- gör en vederbörligt exakt bestämning av bränsleblandningens sammansätt- ning.

Det åskådliggjorda utföringsexemplet är tillhandahållet för bestämningen av sammansättningen av en diesel/biodiesel-bränsleblandning, men det kan även användas för identifiering av sammansättningen av en bensinlalkohol- bränsleblandning hos en genom självantändning driven ottomotor med direkt- insprutning.

Förfarandet kan även användas för identifiering av sammansättningen av en bensin/alkohol-blandning hos en förbränningsmotor med särskilt tänddon.

Den väsentliga skillnaden består då i ingångsstorheterna och kalibreringen av klassifikatorn 40. Läget för förbränningstyngdpunkten regleras i förbrän- ningsmotorer med särskilt tänddon inte via insprutningen början, utan via tändtidpunkten.

Förfarandet kan även användas för bestämning av ett bränsles kvalitet, ex- empelvis oktantalet när det gäller bensin eller cetantalet när det gäller diesel- bränsle. En förändrad bränslekvalitet leder till förändrade förbränningsegen- skaper, vilka regleras ut av den cylindertrycksbaserade motorregleringen 30.

De motsvarande ändringarna av regleravvikelserna 54, 55 eller de därur här- ledda regleringsstorhetskorrektionerna 56, 57 kan tillföras klassifikatorn 40 och vid lämplig kalibrering av klassifikatorn 40 kan en utsago rörande bräns- lekvaliteten åstadkommas. 534 ?20 16 Klassifikatorn 40 kan iden enklaste varianten vara lagrad som karakteristiska kurvor. En större noggrannhet kan emellertid uppnås genom att bestämning- en av bränsleblandningens sammansättning eller bränslets kvalitet utförs på basis av en högvärdig, datorbaserad beräkningsmodell.

I syfte att reducera lagringskomplexiteten är det möjligt att genomföra be- stämningen av bränsleblandningens sammansättning eller ett bränsles kvali- tet endast på basis av en parameter, exempelvis regleringsstorhetskorrektio- nen q_Ml 57 eller regleringsstorhetskorrektion SOl_Ml. Detta sker emellertid på bekostnad av noggrannheten.

Noggrannheten kan å andra sidan förbättras genom att ytterligare faktorer beaktas av kiassifikatorn 40 vid bestämningen av en bränsleblandnings sam- mansättning eller bränslekvaliteten. Så kan den likaså i en cylindertrycksba- serad motorreglering 30 föreliggande maximala tryckgradienten dp_max in- begripas som mått på förbränningsoljudet, förbränningsvaraktigheten BD, exempelvis definierad som differensen MFB90-MFB10, inbegripas som se- kundärt mått på bränslesammansättningen som exempelvis en aromhalt och topptrycket p_max inbegripas som mått på det verkliga kompressionsförhål- landet. Vidare kan även den frigjorda totalenergin och/eller den maximalt fri- gjorda differentiella energimängden och/eller ett mått på förbränningsstabili- teten tillföras. Därvid kan en eller flera av de nämnda parametrarnas stan- dardavvikelse relativt medelvärdet användas som mått på förbränningsstabili- teten. Det är vidare möjligt att tillföra klassifikatorn läget för de nämnda pa- rametrarna, exempelvis angivet genom en motsvarande vevaxelvinkel, och att beakta detta vid bestämningen av bränsleblandningens sammansättning eller bränslekvaliteten.

Det är även möjligt att regleringsstorhetskorrektionernas 56, 57 eller regler- avvikelsernas 54, 55 medelvärden över flera förbränningscykler används som ingångsstorheter för kiassifikatorn 40 och att bestämningen av bränsle- 534 720 17 blandningens sammansättning eller bränslets kvalitet sker från dessa medel- värden.

Vidare kan enligt den cylindertrycksbaserade motorregleringens 30 princip förbränningsmotorns 11 last- och förbränningsläge regleras på basis av andra faktorer eller kan andra regleringsstorhetslngrepp ombesörjas. Möjlig är exempelvis en lastreglering på basis av styrstorheten frigjord energimängd Q och en reglering av förbränningsläget på basis av styrstorheten läget för den maximala tryckgradienten ordp_max. Detta ändrar inte principen för förfa- randet för bestämning av en bränsleblandnings sammansättning eller ett bränsles kvalitet, det kräver endast en annan applikation hos den i klassifika- torn 40 lagrade modellen.

För genomförande av förfarandet är en cylindertrycksbaserad motorreglering nödvändig, vilken är baserad på trycksignalen från åtminstone en cylin- dertryckssensor i en cylinder hos förbränningsmotorn 11. Om flera motsva- rande oylindertryckssensorer är ombesörjda för flera cylindrar kan robusthe- ten hos förfarandet för identifiering av en bränsleblandnings sammansättning eller bränslets kvalitet ökas. Därtill kan exempelvis ett 2 av 3 avstämnings- koncept vara ombesörjt.

För genomförande av förfarandet behövs ingen explicit testdrift, exempelvis vid långsam motordrift, vilken kan vara märkbar för föraren. Bestämningen kan genomföras kontinuerligt, den kräver ingen extern trigger, exempelvis utlöst av en förändring av tankmätaren. Vid bestämningen av bränslebland- ningars sammansättning kan blandningsgrader på 0 % till 100 % identifieras, varvid exaktheten som kan uppnås bland annat beror på exaktheten hos den använda cylindertryckssensorn.

Claims (1)

1. 0 15 20 25 30 534 T-*EO 18 Patentkrav . Förfarande för bestämning av sammansättningen av en bränsleblandning av ett första bränsle och ett andra bränsle eller för bestämning av kvalite- ten hos ett bränsle för drift av en förbränningsmotor (1 1) med åtminstone en cylindertryckssensori åtminstone en cylinder hos förbränningsmotorn (1 1) för bestämning av tryckförloppet under en förbränningsprocess och en cylindertrycksbaserad motorreglering (30) för reglering av förbrän- ningsmotoms (11) last och förbränningsläge, kännetecknat av att - bestämningen av sammansättningen av bränsleblandningen eller av kvaliteten hos bränslet görs med ledning av reglerinforrnation från den cy- lindertrycksbaserade motorregleringen (30), - varvid bestämningen av sammansättningen av bränsleblandningen eller av kvaliteten hos bränslet görs från regleringsstorhetskorrektioner (56, 57) och/eller från reglerawikelser (54, 55) hos den cylindertrycksbaserade motorregleringen (30), - varvid reglenngsstorhetskorrektionerna (56, 57) och/eller reglerawikel- serna (54, 55) tillförs en klassifikator (40), - varvid klassifikatom (40) tillförs parametrar rörande atmosfärstryck och yttertemperatur som en signal rörande omgivningsförhållanden (43), - varvid en grov bestämning av bränsleblandningens sammansättning och/eller bränslets kvalitet görs under förbrännlngsmotoms (11) startfas och/eller varmkörningsfas och att en exakt bestämning av bränslebland- ningens sammansättning och/eller bränslets kvalitet görs i åtminstone en därpå följande driftsfas hos förbränningsmotorn (11), - varvid sammansättningen av bränsleblandningen eller kvaliteten hos bränslet bestäms av klassifikatom (40) som utgångsstorheter, - varvid klassifikatorns (40) utgångsstorheter tillförs en motorstyming (20). . Förfarande enligt krav 1, kännetecknat av att bestämningen av samman- sättningen av bränsleblandningen och kvaliteten hos bränslet görs från åtminstone en av: en insprutningsmängds regleringsstorhetskorrektion 10 15 20 25 30 534 720 19 q_M| (57); en insprutningstidpunkts regleringsstorhetskorrektion SO|_M| (56); en reglerawikelse pmi (55) hos ett indikerat medeltryck under en förbränningscykel; en reglerawikelse MFB50 (54) hos ett genomsnittligt förbränningsläge; regleringsstorhetskorrektionen; och en reglerawikelse hos en parameter som härletts från åtminstone en av ovan nämnda stor- heter. . Förfarande enligt något av kraven 1 eller 2, kännetecknat av att klassifi- katorn (40) fastställer sammansättningen av bränsleblandningen eller kvaliteten hos bränslet från karakteristiska kurvor eller från en datorbase- rad beräkningsmodell. . Förfarande enligt något av kraven 1 till 3, kännetecknat av att klassifika- torn (40) tillförs ytterligare cylindertrycksbaserade parametrar, i synnerhet den maximala tryckgradienten och/eller läget för den maximala tryckgra- dienten och/eller förbränningstidslängden och/eller det maximala trycket och/eller läget för det maximala trycket och/eller den frigjorda totalenergin och/eller den maximala frigjorda differentiella energimängden och/eller lä- get för den maximala frigjorda differentiella energimängden och/eller ett mått på förbränningsstabiliteten. . Förfarande enligt något av kraven 1 till 4, kännetecknat av att klassifika- tom (40) aktiveras vid stationära driftsförhållanden hos förbränningsmo- tom (11) och/eller vid förbränningsmotorns (11) tomgång och/eller ovan en förutbestämd drifttemperatur hos förbränningsmotom (11) och/eller då ett förutbestämt atmosfärstrycksområde föreligger och/eller då ett bestämt yttertemperaturområde föreligger. . Förfarande enligt något av kraven 1 till 5, kännetecknat av att funktionen hos den cylindertrycksbaserade motorregleringen (30) och/eller klassifika- tom (40) förverkligas i form av en programkod i en överordnad motorstyr- ning eller i en separat hårdvara. 10 534 720 20 7. Användning av förfarandet enligt något av de föregående kraven för be- stämning av sammansättningen av en bensin/alkohol-bränsleblandning och/eller för bestämning av sammansättningen av en diesellbiodiesel- bränsleblandning och/eller för bestämning av ett bränsles oktantal och/eller för bestämning av ett dieselbränsies cetantal. 8. Användning av förfarandet enligt något av kraven 1 till 6 för bestämning av sammansättningen av en bränsleblandning och/eller kvaliteten hos ett bränsle för drift av en förbränningsmotor (11) med särskilt tänddon och/eller en självtändande förbränningsmotor (1 1).