SE534864C2

SE534864C2 - Arrangement and procedure of a diesel engine

Info

Publication number: SE534864C2
Application number: SE0700654A
Authority: SE
Inventors: Olof Erlandsson
Original assignee: Scania Cv Ab
Priority date: 2007-03-15
Filing date: 2007-03-15
Publication date: 2012-01-24
Also published as: WO2008111904A1; SE0700654L; DE112008000687T5; DE112008000687B4

Abstract

The present invention relates to an arrangement and a method for a combustion engine. The arrangement comprises a combustion space (6), an injection means (5, 5') adapted to injecting fuel into the combustion space (6) when a combustion process is to be effected, a control unit (9) adapted to controlling the injection means (5, 5'), and a sensor (4a, 5a, 15, 15') adapted to detecting a parameter which has a value related to the combustion processes in the combustion space (6). The control unit (9) is adapted to receiving information from said sensor (4a, 5a, 15, 15') concerning the value of said parameter at least once during an ongoing combustion process and to controlling the injection of fuel by the injection means (5, 5') during the remainder of the ongoing combustion process on the basis of said parameter value.

Description

25 30 35 534 854 Ett annat sätt att spruta in bränslet med ett högt tryck i dieselmotoms cylindrar är att använda s.k. enhetsinsprutare. En enhetsinsprutare innefattar både ett insprutningsorgan och en inspmtningspump. En enhetsinsprutare är anordnad i anslutning till var och en av dieselmotoms cylindrar. Enhetsinsprutama innefattar en magnetventil som är styrd av en elektrisk styrenhet. Med kännedom om det bränsletryck som enhetsinsprutarnas pumpar genererar avger den elektriska styrenheten styrsignaler till magnetventilerna för att en önskad mängd bränsle ska sprutas in i de respektive cylindrama från de respektive enhetsinsprutarna. Another method of injecting the fuel at a high pressure into the cylinders of the diesel engine is to use so-called device injectors. A unit injector includes both an injector and an injection pump. A unit injector is arranged adjacent to each of the cylinders of the diesel engine. The unit injectors comprise a solenoid valve which is controlled by an electric control unit. With knowledge of the fuel pressure generated by the pumps of the unit injectors, the electric control unit emits control signals to the solenoid valves so that a desired amount of fuel is injected into the respective cylinders from the respective unit injectors.

SAMMANFATTNING AV UPPFINNINGEN Syftet med föreliggande uppfinning är att tillhandahålla ett arrangemang och ett förfa- rande hos en dieselmotor där förbränningsprocesserna kan styras med en mycket stor precision.SUMMARY OF THE INVENTION The object of the present invention is to provide an arrangement and a method of a diesel engine where the combustion processes can be controlled with a very high precision.

Detta syﬁe uppnås med arrangemanget av det inledningsvis nänmda slaget, vilket kän- netecknas av de särdrag som anges i patentkravets l kännetecknande del. Förbrän- ningspröcessen startar ofrånkornligt men en viss fördröjning eñer att insprutningen av bränslet startat. På motsvarande fortgår törbränningsprocessen en kort period efter att insprutningen av bränslet upphört. Den uppﬁnningsenliga styrningen av bränsleinsprut- ningen kan således endast ske under den tid som både en insprutningsprocess och för- bränningsprocess pågår. Om den erhållna informationen indikerar att en pågående för- bränningsprocess inte är optimal i ett visst hänseende har styrenheten här möjlighet att styra den fortsatta insprutningen av bränsle på ett sätt så att en eventuellt uppkommen brist korrigeras under den resterande delen av förbränningspröcessen. Därmed kan varje förbränningsprocess i en dieselmotor utföras på ett väsentligen optimalt sätt även om brister skulle uppkomma under något skede av förbränningsprocessen.This seam is achieved with the arrangement of the kind mentioned in the introduction, which is characterized by the features stated in the characterizing part of claim 1. The combustion process starts immediately, but there is a certain delay before the injection of the fuel has started. Correspondingly, the dry burning process continues for a short period after the injection of the fuel has ceased. The proper control of the fuel injection can thus only take place during the time that both an injection process and the combustion process are in progress. If the information obtained indicates that an ongoing combustion process is not optimal in a certain respect, the control unit here has the opportunity to control the continued injection of fuel in such a way that any deficiency that has occurred is corrected during the remaining part of the combustion process. Thus, each combustion process in a diesel engine can be performed in a substantially optimal manner even if deficiencies should arise during some stage of the combustion process.

Enligt en föredragen utföringsforrn av föreliggande uppﬁnning är styrenheten anpassad att väsentligen kontinuerligt mottaga information avseende nämnda parameters värde från nänmda sensor och att väsentligen kontinuerligt styra insprutningsorganets insprut- ning av bränsle under den resterande delen av den pågående förbränningsprocessen med hjälp av mottagna parametervärden. Därmed kan insprutningen av bränslet styras med en återkoppling under den resterande delen av förbränningsprocessen. I och med det möjliggörs en mycket noggrann styrning av förbränningsförloppet. Styrenheten kan vara 10 15 20 25 30 35 534 854 anpassad att jämföra åtminstone ett mottaget parametervärde från nämnda sensor med ett förväntat parametervärde och i de fall det föreligger en oönskad skillnad mellan nämnda pararnetervärden styra insprutningsorganets insprutning av bränsle under den resterande delen med syfte att kompensera för denna skillnad. Sådana förväntade para- metervärden kan ﬁmras lagrade i styrenheten eller beräknas av styrenhet för varje tillfal- le som en jämförelse utförs.According to a preferred embodiment of the present invention, the control unit is adapted to substantially continuously receive information regarding the value of said parameters from said sensor and to substantially continuously control the injection means of fuel injection during the remaining part of the ongoing combustion process by means of received parameter values. Thus, the injection of the fuel can be controlled with a feedback during the remaining part of the combustion process. This enables a very accurate control of the combustion process. The control unit may be adapted to compare at least one received parameter value from said sensor with an expected parameter value and in cases where there is an undesired difference between said pararnet values control the injection means injection of fuel during the remaining part for the purpose of compensating for this difference. Such expected parameter values can be stored in the control unit or calculated by the control unit for each case in which a comparison is performed.

Enligt en annan föredragen utföringsform av föreliggande uppﬁnning är nämnda sensor anpassad att avkänna ett parametervärde som är relaterat till trycket hos det bränsle som sprutas in i förbränningsutrymmet. Med information avseende ett antal motorpara- metrar såsom, exempelvis, belastning och varvtal, beräknar styrenheten vanligtvis i för- väg hur stor mängd bränsle som behöver tillföras under en förbränningsprocess. Med hjälp av bränslets förväntade insprutningstryck under insprutningsförloppet uppskattar styrenheten hur lång tid som insprutningsorganet behöver vara aktiverat for att den önskade bränslemängden ska tillföras. I detta fall mottar således styrenheten informa- tion avseende bränslets verkliga insprutningstryck under en pågående förbränningspro- cess. Skiljer sig detta tryckvärde från det förväntade tryckvärdet kommer en felaktig mängd bränsle att sprutas in och förbrännas i förbränningsutrymmet. Med hjälp av den- na information kan styrenheten justera den fortsatta insprutningen så att en korrekt bränslemängd tillförs och förbränns under den pågående förbränningsprocessen.According to another preferred embodiment of the present invention, said sensor is adapted to sense a parameter value which is related to the pressure of the fuel injected into the combustion chamber. With information regarding a number of engine parameters such as, for example, load and speed, the control unit usually calculates in advance how much fuel needs to be supplied during a combustion process. With the aid of the expected injection pressure of the fuel during the injection process, the control unit estimates how long the injection means needs to be activated in order for the desired amount of fuel to be supplied. In this case, the control unit thus receives information regarding the actual injection pressure of the fuel during an ongoing combustion process. If this pressure value differs from the expected pressure value, an incorrect amount of fuel will be injected and burned in the combustion chamber. With the help of this information, the control unit can adjust the continued injection so that a correct amount of fuel is supplied and burned during the ongoing combustion process.

Enligt en annan föredragen utföringsforrn av föreliggande uppﬁnning är nänmda sensor anpassad att avkänna ett parametervärde som härrör från den pågående förbrännings- processen i förbränningsutrymmet. Genom att detektera en eller ﬂera parametrar under en pågående förbränningsprocessen i förbränningsutrymmet är det möjligt att avgöra om förbränningsprocessen sker på ett önskat sätt, En sådan sensor har därvid med för- del ha en placering inuti förbränningsutrymmet eller i omedelbar anslutning till förbrän- ningsutryrnmet. En sådan sensor kan vara en trycksensor som avkänner det rådande trycket i förbränningsutrymmet under en förbränningsprocess. Enligt ett annat alternativ är sensom en ljudsensor som avkänner det ljud som uppkommer under förbrännings- processen. Erhålls inte ett förväntat tryck eller ljud under en förbränningsprocess kan insprutningen av bränslet justeras så att trycket eller ljudet under den resterande delen av förbränningsprocessen styrs mot önskade värden. Enligt ett annat alternativ är sen- sorn anpassad att avkänna en jonström i förbränníngsutryrnmet. När bränsle och luft förbränns i förbränningsutryrnmet bildas fria elektroner och laddade joner i förbrän- ningsgasen. Genom att tillföra en elektrisk spänning på ett lämpligt ställe i förbrän- 10 15 20 25 30 35 534 B84 ningsutrymmet kan jonströmmen mätas och därmed koncentrationen av de laddade par- tiklarna. Med information om jonströmmen kan upplysning erhållas om den pågående förbränningsprocessen. Enligt ett ytterligare altemativ är sensorn en optisk sensor som avkänner det ljus som alstras under förbränningsprocessen, vilket även ger en bild av den pågående förbrärmingsprocessen. En laserstråle kan även skickas genom förbrän- ningsutrymmet för att detektera förekomsten av olika ämnen i avgasema då varje mole- kyl i förbränningsutrymmet absorberar laserljus av en viss våglängd.According to another preferred embodiment of the present invention, said sensor is adapted to sense a parameter value which derives from the ongoing combustion process in the combustion space. By detecting one or ﬂ your parameters during an ongoing combustion process in the combustion chamber, it is possible to determine whether the combustion process takes place in a desired manner. Such a sensor may be a pressure sensor which senses the prevailing pressure in the combustion chamber during a combustion process. According to another alternative, the sensor is a sound sensor that senses the sound that is generated during the combustion process. If an expected pressure or sound is not obtained during a combustion process, the injection of the fuel can be adjusted so that the pressure or sound during the remaining part of the combustion process is controlled towards the desired values. According to another alternative, the sensor is adapted to sense an ion current in the combustion chamber. When fuel and air are burned in the combustion chamber, free electrons and charged ions are formed in the combustion gas. By applying an electrical voltage at a suitable place in the combustion space, the ion current can be measured and thus the concentration of the charged particles. With information about the ion current, information can be obtained about the ongoing combustion process. According to a further alternative, the sensor is an optical sensor that senses the light generated during the combustion process, which also provides an image of the ongoing combustion process. A laser beam can also be sent through the combustion chamber to detect the presence of various substances in the exhaust gases as each molecule in the combustion chamber absorbs laser light of a certain wavelength.

Enligt en annan föredragen uttöringsforrn av föreliggande uppﬁnning är styrenheten anpassad att styra insprutning av bränsle under den resterande delen av den pågående förbränningsprocessen genom att variera längden på den tidsperiod som insprutningsor- ganet sprutar in bränsle. Om exempelvis det verkliga bränsletrycket skulle vara lägre än det förväntade bränsletrycket eller om det verkliga bränsletrycket sjunker mer än det förväntade under insprutningsförloppet kan det vara nödvändigt att förlänga insprut- ningstiden för att den önskade bränslemängden ska kunna tillföras och förbrännas under den pågående förbränningsprocessen. På ett motsvarande sätt kan en förväntad insprut- ningstid reduceras om det verkliga bränsletrycket är högre än ett förväntat bränsle- tryckvärde. Alternativt kan styrenheten vara anpassad att styra insprutning av bränsle under den resterande delen av den pågående förbränningsprocessen så att insprutningen av bränslet sker åtminstone delvis interrnittent. Insprutningstörloppet kan således avbry- tas under en kort period för att därefter återupptas.According to another preferred form of exhaust of the present invention, the control unit is adapted to control injection of fuel during the remainder of the ongoing combustion process by varying the length of the time period in which the injector injects fuel. For example, if the actual fuel pressure were lower than the expected fuel pressure or if the actual fuel pressure drops more than expected during the injection process, it may be necessary to extend the injection time so that the desired amount of fuel can be supplied and burned during the ongoing combustion process. Correspondingly, an expected injection time can be reduced if the actual fuel pressure is higher than an expected fuel pressure value. Alternatively, the control unit may be adapted to control the injection of fuel during the remaining part of the ongoing combustion process so that the injection of the fuel takes place at least partially internally. The injection dry run can thus be interrupted for a short period and then resumed.

Enligt en annan foredragen utföringsforrn av föreliggande uppﬁnning är insprutningsor- ganet en piezoelektrisk insprutare. En piezoelektrisk insprutare har en rörlig del som är gjord av keramik (piezo) som vidgas av elektricitet. Den rörliga delen påverkar en eller ﬂera öppningar för insprutning av bränsle. Med en sådan insprutare möjliggörs även en justering av den insprutade bränslemängden per tidsenhet under ett pågående insprut- ningsförlopp. Insprutningsmängden kan således varieras på ett önskat sätt under in- sprutningstiden. En piezoelektrisk insprutare är även snabb och exakt och därmed mycket lärnplig att använda i detta sammanhang. Med fördel innefattar styrenheten en FPGA-krets. En FPGA-krets (Field Programmable Gate Array) är en integrerad krets vars hårdvara kan programmeras om direkt från ett statiskt minne (RAM, ROM eller ﬂashminne) vid start av kretsen och det kan ändras vid varje start till att ha en annan funktion. Nödvändiga beräkningar och utvärderingar kan här ske med en mycket hög hastighet vilket är en fönitsättning för att möjliggöra en väsentligen kontinuerlig åter- koppling och styrning av bränsleinsprutriingen under en pågående fórbränningsprocess. 10 15 20 25 30 35 534 854 Uppﬁnningens syñe uppnås även med förfarandet av inledningsvis nämnt slaget, vilket kännetecknas av de särdrag som anges i patentkravets ll kännetecknande del.According to another preferred embodiment of the present invention, the injector is a piezoelectric injector. A piezoelectric injector has a moving part made of ceramic (piezo) which expands by electricity. The moving part affects one or more of the openings for fuel injection. With such an injector, it is also possible to adjust the amount of fuel injected per unit of time during an ongoing injection process. The amount of injection can thus be varied in a desired manner during the injection time. A piezoelectric injector is also fast and accurate and thus very teachable to use in this context. Advantageously, the control unit comprises an FPGA circuit. A Field Programmable Gate Array (FPGA) is an integrated circuit whose hardware can be reprogrammed directly from a static memory (RAM, ROM or ﬂ-memory) at the start of the circuit and can be changed at each start to have a different function. Necessary calculations and evaluations can be made here at a very high speed, which is a fine-tuning to enable a substantially continuous feedback and control of the fuel injection during an ongoing combustion process. The object of the invention is also achieved with the method of the kind mentioned in the introduction, which is characterized by the features stated in the characterizing part of claim 11.

KORT BESKRIVNING AV RITNINGARN A I det följande beskrivs såsom exempel föredragna utföringsforrner av uppfinningen med hänvisning till bifogade ritningar, på vilka: Fig. 1 visar ett arrangemang hos en dieselmotor enligt en första utföringsform av upp- ~ ñnning, Fig. 2 visar ett arrangemang hos en dieselmotor enligt en andra utföringsforrn av upp- ﬁnning och Fig. 3 visar ett forfarande hos en dieselmotor enligt en utföringsform av uppfinning.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS In the following, exemplary preferred embodiments of the invention are described with reference to the accompanying drawings, in which: Fig. 1 shows an arrangement of a diesel engine according to a first embodiment of the invention, Fig. 2 shows an arrangement of a diesel engine according to a second embodiment of the invention and Fig. 3 shows a method of a diesel engine according to an embodiment of the invention.

DETALJERAD BESKRIVNING AV FÖREDRAGNA UTFÖRINGSFORNIER AV UPPFINNINGEN Fig. l visar en del av ett bränsleinsprutningssystem för en dieselmotor. Bränsleinsprut- ningssystemet är med fördel monterat i ett tungt fordon. Bränsleinsprutningssystemet är här ett sk. Common Rail system, Bränslesystemet innefattar en bränsleledning l för att tillföra bränsle från en icke visad bränsletank till dieselmotoms respektive cylindrar. En av dieselrnotorns cylindrar 2 är visad i Fig. 1. En högtryckspump 3 är anordnad i bräns- leledningen I for att trycksätta bränslet så att det med ett högt tryck matas in i en ac- kumulatortank 4 som utgörs av en s.k. Common Rail. Bränsleledningar la sträcker sig mellan ackumulatortanken 4 och dieselmotorns respektive cylindrar 2. De respektive bränsleledningarna la avslutas med ett insprutningsorgan 5 formsprutning av bränsle i cylindrarna 2. Då insprutningsorganet 5 ställs i ett öppet läge sprutar bränsle från ac- kumulatortanken 4 med ett högt tryck in i ett förbränningsutrymme 6 hos cylindem 2.DETAILED DESCRIPTION OF PREFERRED EMBODIMENTS OF THE INVENTION Fig. 1 shows a part of a fuel injection system for a diesel engine. The fuel injection system is advantageously mounted in a heavy vehicle. The fuel injection system here is a so-called. Common Rail system, The fuel system comprises a fuel line 1 for supplying fuel from a fuel tank (not shown) to the respective cylinders of the diesel engine. One of the cylinders 2 of the diesel engine is shown in Fig. 1. A high-pressure pump 3 is arranged in the fuel line I to pressurize the fuel so that it is fed at a high pressure into an accumulator tank 4 which consists of a so-called Common Rail. Fuel lines 1a extend between the accumulator tank 4 and the respective cylinders 2 of the diesel engine. The respective fuel lines 1a are terminated with an injection means 5 injection molding of fuel into the cylinders 2. a combustion chamber 6 of the cylinder 2.

Insprutningsorganet 5 är försett med ett ﬂertal öppningar för att spruta in bränslet i form av ﬂertal strålar i förbränningsutryrnmet 6. Insprutningsorganet 5 är med fördel en piezoelektrisk insprutare. Med en piezoelektrisk insprutare kan en mycket snabb och exakt insprutning av bränslet erhållas. Insprutningsöppningama hos en piezoelektrisk insprutare kan även justeras vilket möjliggör inspmtning av bränsle med en varierbar mängd under ett insprutningsförlopp. Förbränningsutrymmet 6 begränsas på konventio- nellt sätt nedåt av en rörligt anordnad kolv 7. Kolven 7 är förbunden med en vevaxel 8 10 15 20 25 30 35 534 864 via en vevstake 9. Kolvens 7 rörelser i cylindern 2 överförs till en rotationsrörelse av vevaxeln 8. En inloppsledning 10 är, via en öppning l 1, förbunden med förbränningsut- rymmet 6 för att möjliggöra tillförsel av luﬁ till förbränningsutrymmet 6. Eventuellt innehåller luften återcirkulerande avgaser. Luften är med fördel trycksatt och kyld innan den leds in i förbränningsutrymmet 6. En inloppsventil 12 är anordnad i öppningen ll för att styra tillförseln av luft till förbränningsutrymmet 6.The injector 5 is provided with a number of openings for injecting the fuel in the form of a number of jets into the combustion chamber 6. The injector 5 is advantageously a piezoelectric injector. With a piezoelectric injector a very fast and accurate injection of the fuel can be obtained. The injection openings of a piezoelectric injector can also be adjusted, which enables the injection of fuel in a variable amount during an injection process. The combustion space 6 is conventionally limited downwards by a movably arranged piston 7. The piston 7 is connected to a crankshaft 8 10 15 20 25 30 35 534 864 via a connecting rod 9. The movements of the piston 7 in the cylinder 2 are transmitted to a rotational movement of the crankshaft 8 An inlet line 10 is, via an opening 11, connected to the combustion chamber 6 to enable the supply of lu ﬁ to the combustion chamber 6. Optionally, the air contains recirculating exhaust gases. The air is advantageously pressurized and cooled before it is led into the combustion chamber 6. An inlet valve 12 is arranged in the opening 11 to control the supply of air to the combustion chamber 6.

En elektrisk styrenhet 9 är anpassad att styra driften av högtryckspumpen 3 och in- sprutningsorganet 5 så att en optimal mängd bränsle kan sprutas in vid önskade tillfällen i förbränningsutryrnmet 6. En trycksensor 4a är monterad i ackumulatortariken 4 för att avkänna det rådande trycket i ackumulatortanken 4 och väsentligen kontinuerligt sända signaler till styrenheten 9 med information om det avkända bränsletrycket. Styrenheten 9 innefattar en FPGA-krets 9a. En FPGA-krets 9a är en programmerbar krets som möj- liggör en mycket snabb behandling av data och styrning av insprutningsorganet 5. En avgasledning 13 är avsedd att leda bort avgasema från förbränningsprocesserna i för- bränningsutrymmet 6. Utsläppet av avgaser från förbränningsutryrnmet 6 regleras me- delst en avgasventil 14. Styrenheten 9 är även anpassad att styra inloppsventilen 12 och avgasventilen 14. En sensor 15, som här är exempliﬁerad som en trycksensor 15, är anordnad i förbränningsutrymmet 6 för att avkänna det rådande trycket i förbrännings- utrymmet 6 under en pågående förbränningsprocess. Sensom 15 kan alternativt vara en ljudsensor som avkänner det ljud som alstras under en pågående förbränningsprocess, en sensor som avkänner en jonström i förbränningsutryrnmet 6 eller en optisk sensor som avkänner det ljus som alstras under en pågående förbränningsprocess. Trycksen- som 15 är anpassad att väsentligen kontinuerligt sända signaler till styrenheten 9 med information om det avkända trycket i förbränningsutrymmet 6.An electric control unit 9 is adapted to control the operation of the high pressure pump 3 and the injector 5 so that an optimal amount of fuel can be injected at desired times into the combustion chamber 6. A pressure sensor 4a is mounted in the accumulator field 4 to sense the prevailing pressure 4 in the accumulator tank 4. and substantially continuously transmitting signals to the control unit 9 with information about the sensed fuel pressure. The control unit 9 comprises an FPGA circuit 9a. An FPGA circuit 9a is a programmable circuit which enables a very fast processing of data and control of the injection means 5. An exhaust line 13 is intended to divert the exhaust gases from the combustion processes in the combustion chamber 6. The emission of exhaust gases from the combustion chamber 6 is regulated by partly an exhaust valve 14. The control unit 9 is also adapted to control the inlet valve 12 and the exhaust valve 14. A sensor 15, which is here exemplified as a pressure sensor 15, is arranged in the combustion chamber 6 to sense the prevailing pressure in the combustion chamber 6 during a ongoing combustion process. The sensor 15 may alternatively be a sound sensor which senses the sound generated during an ongoing combustion process, a sensor which senses an ion current in the combustion chamber 6 or an optical sensor which senses the light generated during an ongoing combustion process. The pressure sensor 15 is adapted to send signals continuously continuously to the control unit 9 with information about the sensed pressure in the combustion chamber 6.

Under driﬁ av dieselmotom mottar styrenheten 9 väsentligen kontinuerligt styrsignaler avseende motorparametrar såsom, exempelvis, belastning och varvtal. Med hjälp av denna information beräknar styrenheten 9 den mängd bränsle som behöver tillföras till dieselmotoms cylindrar 2. Styrenheten 9 mottar samtidigt information avseende det momentana trycket i ackumulatortanken 4 från trycksensom 4a. Med kännedom om önskad bränslemängd och det rådande trycket i ackumulatortanken 4 kan styrenheten 9 bestämma den tid som insprutningsorganet 5 behöver vara i ett öppet läge för att den önskade mängden bränsle ska tillföras till förbränningsutrymmet 6. Då kolven 7 rör sig nedåt i cylindem 2 öppnar inloppsventilen 12 så att luﬁ och eventuella återcirkulerande avgaser från inloppsledningen 10 sugs in i det expanderande förbränningsutrymmet 6 i 10 15 20 25 30 35 534 854 en mängd som styrs av styrenheten 9. I samband med att kolven 7 vänder i ett nedre ändläge stänger styrenheten 9 inloppsventilen 12. Under kolvens 7 efterföljande rörelse uppåt tillhandahålls en kompression av luften och avgaserna i förbränningsutrymmet 6.During operation of the diesel engine, the control unit 9 receives substantially continuously control signals regarding engine parameters such as, for example, load and speed. Using this information, the control unit 9 calculates the amount of fuel that needs to be supplied to the cylinders 2 of the diesel engine. The control unit 9 simultaneously receives information regarding the instantaneous pressure in the accumulator tank 4 from the pressure sensor 4a. With knowledge of the desired amount of fuel and the prevailing pressure in the accumulator tank 4, the control unit 9 can determine the time that the injection means 5 needs to be in an open position for the desired amount of fuel to be supplied to the combustion space 6. When the piston 7 moves downwards in the cylinder 2 the inlet valve opens 12 so that lu ﬁ and any recirculating exhaust gases from the inlet line 10 are sucked into the expanding combustion space 6 in an amount controlled by the control unit 9. In connection with the piston 7 turning in a lower end position, the control unit 9 closes the inlet valve 12. During the subsequent upward movement of the piston 7, a compression of the air and the exhaust gases is provided in the combustion chamber 6.

Luften och avgasema i förbränningsutrymmet 6 tillhandahåller därmed en temperatur- ökning som står i relation till kompressionsgraden. I samband med att kolven 7 närmar sig ett övre ändläge ställer styrenheten 9 inspmtningsorganet 5 i ett öppet läge så att bränsle börjar spnrtas in med ett högt tryck i förbränningsutrymmet 6. Bränslet antänds och förbränns under en förbränningsprocess i förbränningsutrymmet 6.The air and the exhaust gases in the combustion chamber 6 thus provide an increase in temperature which is related to the degree of compression. In connection with the piston 7 approaching an upper end position, the control unit 9 places the injection means 5 in an open position so that fuel begins to be injected with a high pressure into the combustion chamber 6. The fuel is ignited and combusted during a combustion process in the combustion chamber 6.

Under en pågående förbränningsprocess mottar styrenheten 9 väsentligen kontinuerligt information från trycksensom 4a avseende det rådande bränsletrycket i ackumulator- tanken 4. Styrenheten 9 jämför det rådande bränsletrycket med ett förväntat tryckvärde.During an ongoing combustion process, the control unit 9 receives substantially continuously information from the pressure sensor 4a regarding the prevailing fuel pressure in the accumulator tank 4. The control unit 9 compares the prevailing fuel pressure with an expected pressure value.

Föreligger här en skillnad styr styrenheten 9 insprutningsorganet 5 så att nämnda skill- nad korrigeras under den resterande delen av förbränningsprocessen. Styrenheten 9 kan här styra insprutningsförloppet så att insprutningstiden förlängs eller förkortas utifrån en i förväg förväntat insprutningstid. Styrenheten 9 kan styra insprutningsförloppet så att mängden insprutat bränsle varieras under insprutningstiden. Styrenheten 9 kan här styra insprutningsförloppet så att bränsle sprutas in interrnittent i förbränningsutryrnmet 6.If there is a difference here, the control unit 9 controls the injection means 5 so that said difference is corrected during the remaining part of the combustion process. The control unit 9 can here control the injection process so that the injection time is extended or shortened on the basis of a pre-expected injection time. The control unit 9 can control the injection process so that the amount of injected fuel is varied during the injection time. The control unit 9 can here control the injection process so that fuel is injected internally into the combustion chamber 6.

Under det pågående insprutningsförloppet mottar styrenheten 9 även väsentligen konti- nuerligt information från trycksensom 15 avseende det rådande trycket i förbrännings- utrymmet 6. Styrenheten 9 jämför det rådande trycket i förbränningsutrymmet 6 med ett förväntat tryckvärde. Föreligger det här en oönskad skillnad styr styrenheten 9 insprut- ningsorganet 5 så att nämnda skillnad korrigeras under den resterande delen av insprut- ningsförloppet på åtminstone ett av ovan angivna sätt. Med en sådan väsentligen konti- nuerligt återkopplad styming av insprutningen av bränsle under en pågående förbrän- ningsprocess kan en mycket exakt styrning av insprutningen av bränsle tillhandahållas.During the ongoing injection process, the control unit 9 also receives substantially continuous information from the pressure sensor 15 regarding the prevailing pressure in the combustion chamber 6. The control unit 9 compares the prevailing pressure in the combustion chamber 6 with an expected pressure value. If there is an undesired difference here, the control unit 9 controls the injection means 5 so that said difference is corrected during the remaining part of the injection process in at least one of the above-mentioned ways. With such a substantially continuously controlled control of the injection of fuel during an ongoing combustion process, a very precise control of the injection of fuel can be provided.

Därmed kan dieselmotorns prestanda och bränsleförbrukning optimeras med en mycket god noggrarmhet. Dieselmotoms utsläpp av partiklar och emissioner kan minimeras eller anpassas med en mycket god noggrannhet till gällande lagstiftning. Tryckökningen som uppkommer till följd av förbränningsprocessen i förbrärmingsutrymmet 6 resulterar i att kolven 7 trycks nedåt. Efter att kolven 7 passerat det nedre ändläget öppnar styr- enheten 9 avgasventilen 14. Kolven 7 trycker under den efterföljande rörelsen uppåt ut avgaserna som bildats under förbränningsprocessen till avgasledningen 13.Thus, the performance and fuel consumption of the diesel engine can be optimized with very good accuracy. Diesel engine emissions of particulate matter and emissions can be minimized or adapted with very good accuracy to current legislation. The increase in pressure which arises as a result of the combustion process in the combustion chamber 6 results in the piston 7 being pushed downwards. After the piston 7 has passed the lower end position, the control unit 9 opens the exhaust valve 14. During the subsequent upward movement, the piston 7 pushes out the exhaust gases formed during the combustion process to the exhaust line 13.

Fig. 2 visar en del av ett alternativt bränsleinsprutningssystem för en dieselmotor. Detta insprutningssystems komponenter har försetts med samma referensbeteckningar som 10 15 20 25 30 35 534 B54 motsvarande komponenter i bränsleinsprutningssystemet som visades i Fig. 1. I detta fall utnyttjas enhetsinsprutare 5' för att spruta in bränsle med ett högt tryck i dieselmo- toms respektive cylindrar. En cylinder 2 är visad iFig. 2. En enhetsinsprutare 5' utgör en kombinerad högtryckspump och ett insprutningsorgan. En trycksensor 5a är här ap- plicerad i anslutning till enhetsinsprutaren 5' för att avkånna det bränsletryck som en- hetsinsprutarens pump genererar under ett insprutningsförlopp. En sensor 15' är här anordnad delvis inuti cylindems 2 förbränningsutrymme 6 för att mäta den jonström som alstras i förbränningsutryrnmet 6 under en pågående forbränningsprocess.Fig. 2 shows a part of an alternative fuel injection system for a diesel engine. The components of this injection system have been given the same reference numerals as the corresponding components in the fuel injection system shown in Fig. 1. In this case, unit injectors 5 'are used to inject high-pressure fuel into the diesel engine and cylinders, respectively. . A cylinder 2 is shown in Fig. A unit injector 5 'constitutes a combined high pressure pump and an injector. A pressure sensor 5a is applied here in connection with the unit injector 5 'to sense the fuel pressure which the unit of the unit injector generates during an injection process. A sensor 15 'is here arranged partly inside the combustion space 6 of the cylinder 2 for measuring the ion current generated in the combustion chamber 6 during an ongoing combustion process.

Under driﬂ av dieselmotom matas bränsle medelst en icke visad matarpump, via en led- ning 1, med ett relativt lågt tryck fram till enhetsinsprutaren 5'. Styrenheten 9 beräknar den mängd bränsle som behöver tillföras till dieselmotoms cylindrar 2. Med kännedom om önskad bränslemängd och ett förväntat tryck som enhetsinsprutaren 5' kan generera bestämmer styrenheten 9 den tid som enhetsinsprutarens 5' insprutningsorgan behöver vara i ett öppet läge for att den önskade mängden bränsle ska tillföras till förbrännings- utrymmet 6. Under ett pågående insprutningsförlopp mottar styrenheten 9 väsentligen kontinuerligt information från trycksensom Sa avseende det rådande insprutningstryck- et. Styrenheten 9 jämför det rådande insprutningstrycket med ett förväntat tryckvärde.During operation of the diesel engine, fuel is fed by means of a feed pump (not shown), via a line 1, with a relatively low pressure to the unit injector 5 '. The control unit 9 calculates the amount of fuel that needs to be supplied to the cylinders 2 of the diesel engine. With knowledge of the desired amount of fuel and an expected pressure that the unit injector 5 'can generate, the control unit 9 determines the time that the injector 5' fuel must be supplied to the combustion chamber 6. During an ongoing injection process, the control unit 9 receives substantially continuous information from the pressure sensor Sa regarding the prevailing injection pressure. The control unit 9 compares the prevailing injection pressure with an expected pressure value.

Föreligger här en skillnad styr styrenheten 9 enhetsinsprutaren S” så att nämnda skillnad korrigeras under den resterande delen av insprutningsförloppet. Under det pågående insprutningsförloppet mottar styrenheten 9 även väsentligen kontinuerligt information från sensom 15' avseende den avkända jonströmmen i förbränningsutryrnmet 6. Styren- heten 9 jämför den avkända jonströmmen i förbränningsutrymmet 6 med en förväntad jonström. Föreligger det här en oönskad skillnad styr styrenheten 9 enhetsinsprutaren 5' insprutningsorgan så att nämnda skillnad korrigeras under den resterande delen av in- sprutningsförloppet. Här tillhandahålls även en väsentligen kontinuerligt återkopplad styrning av insprutningen av bränsle under ett pågående insprutningsförlopp. I och med det kan en mycket exakt styrning av insprutningen av bränsle tillhandahållas.If there is a difference here, the control unit 9 controls the unit injector S ”so that said difference is corrected during the remaining part of the injection process. During the ongoing injection process, the control unit 9 also receives substantially continuously information from the sensor 15 'regarding the sensed ion current in the combustion chamber 6. The control unit 9 compares the sensed ion current in the combustion chamber 6 with an expected ion current. If there is an undesired difference here, the control unit 9 controls the unit injector 5 'injecting means so that said difference is corrected during the remaining part of the injection process. Here, a substantially continuously feedback control of the injection of fuel during an ongoing injection process is also provided. As a result, a very precise control of the injection of fuel can be provided.

Fig. 3 visar schematiskt ett förfarande hos en dieselmotor som innefattar de komponen- ter som visas i Fig. 1 eller 2. Dieselmotom innefattar således ett förbränningsutrymme 6, ett insprutningsorgan 5, 5' som är anpassat att spruta in bränsle i förbränningsutrym- met 6 då en förbränningsprocess ska erhållas, en styrenhet 9 som är anpassad att styra insprutningsorganet 5, 5” och en sensor 4a, Sa, 15, l5'som är anpassad att avkänna en pararneter p som har ett värde som är relaterat till förbränningsprocesserna i förbrän- ningsutrymmet 6. Förfarandet startar vid steget 16. Styrenheten 9 mottar här informa- 10 15 20 25 30 534 854 tion från en sensor 4a, 5a, 15, 15' avseende ett avkänt parametervärde p som är relate- rat till en pågående förbränningsprocess i förbränningsutrymmet 6. Vid steget 17 järnfcär styrenheten 9 det mottagna parametervärdet p från nämnda sensor 4a, Sa, 15, 15' med ett förväntat parametervärde p... Om det mottagna parametervärdet p överensstämmer med det förväntade parametervärdet p., startar processen om vid steget 16. Insprutning- en av bränslet fortsätter här på ett förbestämt sätt. Om det mottagna parametervärdet p inte överensstämmer med det förväntade parametervärdet p.. fortsätter processen om vid steget 18, Styrenheten 9 avgör här om denna skillnad är acceptabel eller inte. I vissa fall kan skillnaden vara acceptabel av den anledningen att den är så liten att det är bättre att vänta med att göra en justering av bränsleinsprutningen. I andra fall kan parametem p ha ett värde som indikerar en lägre halt av, exempelvis, partiklar och emissioner i av- gaserna än vad som indikeras vid det förväntade parametervärdet p". Är denna skillnad acceptabel startar processen om vid steget 16. I de fall det föreligger en oönskad skill- nad bedömer styrenheten, vid steget 19, hur insprutningen av bränslet ska ändras för att denna skillnad ska kompenseras under den resterande delen av törbränningsprocessen.Fig. 3 schematically shows a method of a diesel engine comprising the components shown in Fig. 1 or 2. The diesel engine thus comprises a combustion chamber 6, an injection means 5, 5 'which is adapted to inject fuel into the combustion chamber 6 when a combustion process is to be obtained, a control unit 9 which is adapted to control the injection means 5, 5 "and a sensor 4a, 5a, 15, 15s which are adapted to sense a pair p The process starts at step 16. The control unit 9 here receives information from a sensor 4a, 5a, 15, 15 'regarding a sensed parameter value p which is related to an ongoing combustion process in the combustion chamber. At step 17, the control unit 9 irons the received parameter value p from said sensor 4a, Sa, 15, 15 'with an expected parameter value p ... If the received parameter value p corresponds to the expected pa the frame value p., restarts the process at step 16. The injection of the fuel continues here in a predetermined manner. If the received parameter value p does not correspond to the expected parameter value p .. the process continues at step 18, The control unit 9 determines here whether this difference is acceptable or not. In some cases, the difference may be acceptable for the reason that it is so small that it is better to wait to make an adjustment of the fuel injection. In other cases, the parameter p may have a value indicating a lower content of, for example, particles and emissions in the exhaust gases than that indicated at the expected parameter value p ". If this difference is acceptable, the process restarts at step 16. In those cases if there is an undesired difference, the control unit assesses, at step 19, how the injection of the fuel should be changed in order for this difference to be compensated for during the remaining part of the dry burning process.

Insprutningen av bränslet kan här förlängas eller förkortas i förhållande till ett förbes- tämt värde. Altemativt eller i kombination kan insprutningsmängden per tidsenhet kor- rigeras eller så kan inspmtningen av bränslet ske interrnittent. Efter justeringen av bränsleinsprutningen startar processen om vid steget 16.The injection of the fuel can here be extended or shortened in relation to a predetermined value. Alternatively or in combination, the injection amount per unit of time can be corrected or the injection of the fuel can take place intermittently. After adjusting the fuel injection, the process restarts at step 16.

Den ovan angivna processen fortgår med fördel väsentligen kontinuerligt under en på- gående förbränningsprocess. Därmed tillhandahålls en fortlöpande kontroll och styrning så att den verkliga förbränningsprocessen med en mycket god noggrannhet kommer att överensstämma med en optimal förbränningsprocess. Nämnda parameter p kan med ovan exempliﬁerande sensorer 4a, Sa, 15, 15' vara det tryck som bränslet sprutas in med i förbränningsutrymmet, det rådande trycket i förbränningsutrymmet, jonströmmen i förbränningsutrymmet, ljuset ﬂån förbränningsprocessen etc.The above process advantageously continues substantially continuously during an ongoing combustion process. Thus, a continuous control and management is provided so that the actual combustion process with a very good accuracy will correspond to an optimal combustion process. Said parameter p can with the above exemplary sensors 4a, Sa, 15, 15 'be the pressure at which the fuel is injected into the combustion chamber, the prevailing pressure in the combustion chamber, the ion current in the combustion chamber, the light from the combustion process, etc.

Uppﬁnningen är på intet sätt begränsad till den beskrivna utföringsforrnen utan kan va- rieras fritt inom patentkravens ramar. I utlöringsexemplen som visas i Fig. 1 och 2 an- vänds två sensorer för att avkänna olika parametrar under ett insprutningsförlopp. Det kan dock räcka det med att avkänna en sådan pararneter. Fler än två parametrar kan självfallet även avkännas för att styra en resterande förbränningsprocess.The invention is in no way limited to the described embodiment but can be varied freely within the scope of the patent claims. In the excitation examples shown in Figs. 1 and 2, two sensors are used to detect different parameters during an injection process. However, it may be sufficient to detect such a pair. Of course, more than two parameters can also be sensed to control a residual combustion process.

Claims

10 15 20 25 30 35 534 854 10 Patent claims

An arrangement of a diesel engine, the arrangement comprising a combustion chamber (6), an injection means (5, 5 ') adapted to inject fuel into the combustion chamber (6) when a combustion process is to be obtained, a control unit (9) adapted to control the injection means (5, 5 ') and a sensor (4a, 5a, 15, 15 ") adapted to shield a parameter having a value related to the combustion processes in the combustion chamber (6). ), characterized in that the control unit (9) is adapted to receive information from said sensor (4a, Sa, 15, 15 ') regarding the value of said parameters at at least one occasion during an ongoing combustion process, to iron at least one received parameter value from said sensor (4a, Sa, 15, 15 °) with an expected parameter value and if said received parameter value indicates that an ongoing combustion process is not optimal in a certain respect and that there is an undesirable difference between said received p parameter value and the expected parameter value control the injection of fuel by the injector (5, 5 ') during the remaining part with the aim of compensating for this difference.

Arrangement according to claim 1, characterized in that the control unit (9) is adapted to receive information regarding the value of said parameter substantially continuously from said sensor (4a, 5a, 15, 15 ') and to substantially continuously control the injection member (5). , 5 ') injection of fuel during the remaining part of the ongoing combustion process by means of received parameter values.

Arrangement according to any one of the preceding claims, characterized in that said sensor (4a, 5a) is adapted to sense a parameter value which is related to the pressure of the fuel injected into the combustion chamber.

Arrangement according to any one of the preceding claims, characterized in that said sensor (15, 15 ') is adapted to shield a pair of net values arising from the ongoing combustion process in the combustion furnace (6).

Arrangement according to claim 4, characterized in that said sensor (15, 15 ') is located at least partially inside the combustion chamber (6) or in immediate connection with the combustion chamber (6). 10 15 20 25 30 35 534 884 11

Arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that the control unit (9) is adapted to control the injection of fuel by the injection means (5, 5 ') during the remaining part of the ongoing combustion process by varying the length of the time period which the injection means sprays. in fuel.

Arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that the control unit (9) is adapted to control the injection of fuel by the injection means (5) during a remaining part of the ongoing dry-burning process so that the injection of the fuel takes place at least partially intermittently.

Arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that the injector (11) is a piezoelectric injector.

Arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that the control unit (9) comprises an FPGA circuit (9a).

A method of a diesel engine, wherein the diesel engine comprises a combustion chamber (6), an injection means (5, 5 ') adapted to inject fuel into the combustion chamber (6) when a combustion process is to be obtained, a control unit (9 ) which is adapted to control the injection means (5, 5 ') and a sensor (4a, Sa, 15, 15') which is adapted to sense a parameter having a value which is related to the combustion processes in the combustion chamber (6), characterized by the steps of receiving information from said sensor (15) regarding the value of said parameter at least once during an ongoing combustion process and if said parameter value indicates that an ongoing combustion process is not optimal and that there is an undesirable difference between said received parameter value and the expected parameter value control the injection of fuel (5, 5 °) by the injector during the remaining part in order to compensate for this difference.

A method according to claim 10, characterized by the steps of receiving information regarding the value of said parameter substantially continuously from said sensor (4a, 5a, 15, 15 ') and substantially continuously controlling the injection of fuel by the injector (5, 5'). - smile during the remainder of the ongoing combustion process using received parameter values. 10 15 534 E54 12

A method according to any one of the preceding claims 10 or 11, the step of sensing a parameter value related to the pressure of the fuel injected into the combustion furnace.

Method according to one of the preceding claims 10 to 12, characterized by the step of sensing a parameter value deriving from the ongoing combustion process in the combustion chamber (6).

Method according to any one of the preceding claims 10-13, characterized by the step of controlling the injection of fuel by the injector (5) during the remaining part of the ongoing combustion process by varying the length of the time period in which the injector injects fuel.

Method according to one of the preceding claims 11 to 14, characterized by the step of controlling the injection of fuel by the injection means (5) during a remaining part of the ongoing combustion process so that the injection of the fuel takes place at least partially intermittently.