SE539092C2 - Reglering av en koncentration/fraktion av ingående ämnen i en avgasström - Google Patents

Reglering av en koncentration/fraktion av ingående ämnen i en avgasström Download PDF

Info

Publication number
SE539092C2
SE539092C2 SE1351159A SE1351159A SE539092C2 SE 539092 C2 SE539092 C2 SE 539092C2 SE 1351159 A SE1351159 A SE 1351159A SE 1351159 A SE1351159 A SE 1351159A SE 539092 C2 SE539092 C2 SE 539092C2
Authority
SE
Sweden
Prior art keywords
concentration
fraction
exhaust
parameters
combustion engine
Prior art date
Application number
SE1351159A
Other languages
English (en)
Other versions
SE1351159A1 (sv
Inventor
Stenlåås Ola
Roos Fredrik
Original Assignee
Scania Cv Ab
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Scania Cv Ab filed Critical Scania Cv Ab
Priority to DE112013004506.0T priority Critical patent/DE112013004506T5/de
Priority to SE1351159A priority patent/SE539092C2/sv
Priority to PCT/SE2013/051149 priority patent/WO2014055022A1/en
Publication of SE1351159A1 publication Critical patent/SE1351159A1/sv
Publication of SE539092C2 publication Critical patent/SE539092C2/sv

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60WCONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W30/00Purposes of road vehicle drive control systems not related to the control of a particular sub-unit, e.g. of systems using conjoint control of vehicle sub-units
    • B60W30/18Propelling the vehicle
    • B60W30/188Controlling power parameters of the driveline, e.g. determining the required power
    • B60W30/1882Controlling power parameters of the driveline, e.g. determining the required power characterised by the working point of the engine, e.g. by using engine output chart
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60WCONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W10/00Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function
    • B60W10/04Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function including control of propulsion units
    • B60W10/06Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function including control of propulsion units including control of combustion engines
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60WCONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W10/00Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function
    • B60W10/10Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function including control of change-speed gearings
    • B60W10/101Infinitely variable gearings
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/08Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
    • F01N3/10Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust
    • F01N3/18Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by methods of operation; Control
    • F01N3/20Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by methods of operation; Control specially adapted for catalytic conversion ; Methods of operation or control of catalytic converters
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/02Circuit arrangements for generating control signals
    • F02D41/14Introducing closed-loop corrections
    • F02D41/1438Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor
    • F02D41/1444Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor characterised by the characteristics of the combustion gases
    • F02D2041/1468Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor characterised by the characteristics of the combustion gases the characteristics being an ammonia content or concentration of the exhaust gases
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D2250/00Engine control related to specific problems or objectives
    • F02D2250/18Control of the engine output torque
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/0025Controlling engines characterised by use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures
    • F02D41/0047Controlling exhaust gas recirculation [EGR]
    • F02D41/005Controlling exhaust gas recirculation [EGR] according to engine operating conditions
    • F02D41/0052Feedback control of engine parameters, e.g. for control of air/fuel ratio or intake air amount
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/02Circuit arrangements for generating control signals
    • F02D41/14Introducing closed-loop corrections
    • F02D41/1438Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor
    • F02D41/1444Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor characterised by the characteristics of the combustion gases
    • F02D41/1452Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor characterised by the characteristics of the combustion gases the characteristics being a COx content or concentration
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/02Circuit arrangements for generating control signals
    • F02D41/14Introducing closed-loop corrections
    • F02D41/1438Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor
    • F02D41/1444Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor characterised by the characteristics of the combustion gases
    • F02D41/1454Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor characterised by the characteristics of the combustion gases the characteristics being an oxygen content or concentration or the air-fuel ratio
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/02Circuit arrangements for generating control signals
    • F02D41/14Introducing closed-loop corrections
    • F02D41/1438Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor
    • F02D41/1444Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor characterised by the characteristics of the combustion gases
    • F02D41/1459Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor characterised by the characteristics of the combustion gases the characteristics being a hydrocarbon content or concentration
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/02Circuit arrangements for generating control signals
    • F02D41/14Introducing closed-loop corrections
    • F02D41/1438Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor
    • F02D41/1444Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor characterised by the characteristics of the combustion gases
    • F02D41/146Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor characterised by the characteristics of the combustion gases the characteristics being an NOx content or concentration
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/02Circuit arrangements for generating control signals
    • F02D41/14Introducing closed-loop corrections
    • F02D41/1438Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor
    • F02D41/1444Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor characterised by the characteristics of the combustion gases
    • F02D41/1466Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor characterised by the characteristics of the combustion gases the characteristics being a soot concentration or content
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16HGEARING
    • F16H61/00Control functions within control units of change-speed- or reversing-gearings for conveying rotary motion ; Control of exclusively fluid gearing, friction gearing, gearings with endless flexible members or other particular types of gearing
    • F16H2061/0018Transmission control for optimising exhaust emissions
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16HGEARING
    • F16H61/00Control functions within control units of change-speed- or reversing-gearings for conveying rotary motion ; Control of exclusively fluid gearing, friction gearing, gearings with endless flexible members or other particular types of gearing
    • F16H61/02Control functions within control units of change-speed- or reversing-gearings for conveying rotary motion ; Control of exclusively fluid gearing, friction gearing, gearings with endless flexible members or other particular types of gearing characterised by the signals used
    • F16H61/0202Control functions within control units of change-speed- or reversing-gearings for conveying rotary motion ; Control of exclusively fluid gearing, friction gearing, gearings with endless flexible members or other particular types of gearing characterised by the signals used the signals being electric
    • F16H61/0204Control functions within control units of change-speed- or reversing-gearings for conveying rotary motion ; Control of exclusively fluid gearing, friction gearing, gearings with endless flexible members or other particular types of gearing characterised by the signals used the signals being electric for gearshift control, e.g. control functions for performing shifting or generation of shift signal
    • F16H61/0213Control functions within control units of change-speed- or reversing-gearings for conveying rotary motion ; Control of exclusively fluid gearing, friction gearing, gearings with endless flexible members or other particular types of gearing characterised by the signals used the signals being electric for gearshift control, e.g. control functions for performing shifting or generation of shift signal characterised by the method for generating shift signals
    • F16H2061/0232Selecting ratios for bringing engine into a particular state, e.g. for fast warming up or for reducing exhaust emissions
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16HGEARING
    • F16H61/00Control functions within control units of change-speed- or reversing-gearings for conveying rotary motion ; Control of exclusively fluid gearing, friction gearing, gearings with endless flexible members or other particular types of gearing
    • F16H61/66Control functions within control units of change-speed- or reversing-gearings for conveying rotary motion ; Control of exclusively fluid gearing, friction gearing, gearings with endless flexible members or other particular types of gearing specially adapted for continuously variable gearings
    • F16H2061/6604Special control features generally applicable to continuously variable gearings
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16HGEARING
    • F16H59/00Control inputs to control units of change-speed-, or reversing-gearings for conveying rotary motion
    • F16H59/74Inputs being a function of engine parameters

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Toxicology (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Exhaust Gas After Treatment (AREA)

Abstract

Föreliggande uppfinning avser en metod for reglering av en koncentration/fraktion av ett ellerflera ingående ämnen i en avgasström i ett motorfordon genom styrning av dess drivlina,vilket motorfordon innefattar: en drivlina innefattande en forbränningsmotor kopplingsbarmed en kontinuerlig variabel växellåda (CVT/IVT) via en kopplingsanordning, och ettavgassystem anordnat for bortledande av en avgasström från nämnda forbränningsmotor;varvid nämnda metod innefattar steget: - styrning av nämnda kontinuerligt variabla växellåda(CVT/IVT), och därmed en arbetspunkt hos nämnda forbränningsmotor, baserad på nämndaen eller flera forsta parametrar P1 for reglering av en koncentration/fraktion C Ex/X Ex av etteller flera ingående ämnen i nämnda avgasström, varvid åtminstone en av nämnda en ellerflera forsta parametrar P1 är en forsta koncentrations-/fraktionsskillnad mellan nämnda forstakoncentration/fraktion Cl/Xl i nänmda avgasström och en referenskoncentration/-fraktionC Re f/X Re f. Vidare avser uppfinningen ett datorprogram, en datorprogramprodukt, ett system och ett motorfordon innefattande ett sådant system. (Pig. 1)

Description

REGLERING Av EN KONCENTRATION/FRAKTION Av INGÅENDE ÄMNEN 1EN AvGAssTRoM Tekniskt område Föreliggande uppfinning avser en metod för reglering av en koncentration/fraktion av ett ellerflera ingående ämnen i en avgasström genom styming av ett motorfordons drivlina. Vidareavser uppfinningen ett datorprogram, en datorprogramprodukt, ett system och ett motorfordon innefattande ett sådant system.
Bakgrund till uppfinningen Lagar och regler för avgasutsläpp från motorfordon har tagits fram i många jurisdiktioner medanledning av föroreningar och luftkvalitet i framförallt stadsornråden. Dessa lagar och reglerutgör ofta kravuppsättningar vilka definierar acceptabla gränser för avgasutsläpp(emissionsstandarder) för motorfordon utrustade med förbränningsmotorer. Exempelvisregleras ofta nivåer för utsläpp av kväveoxider (NOX), kolväten (HC), kolmonoxid (CO) ochpartiklar för de flesta typer av fordon.
För att uppfylla sådana emissionsstandarder efterbehandlas (renas) de avgaser som orsakas avförbränningen i förbränningsmotorer. T.ex. kan en s.k. katalytisk reningsprocess utnyttjas,varför också efterbehandlingssystem vanligtvis innefattar åtminstone en katalysator. Vidarekan efterbehandlingssystem altemativt eller i kombination med en eller flera katalysatorer innefatta andra komponenter, såsom exempelvis ett eller flera partikelfilter.
Figur l visar ett motorfordons l00 förbränningsmotor l0l där den vid förbränningengenererade avgasströmmen leds via ett turboaggregat 220. Avgasströmmen leds sedan via ettrör 204 (indikerat med pilar) till ett partikelfilter (Diesel Particulate Filter, DPF) 202 via endieseloxidationskatalysator (Diesel Oxidation Catalyst, DOC) 205. Vidare innefattarefterbehandlingssystemet en nedströms om partikelfiltret 202 anordnad SCR-katalysator 20l(Selective Catalytic Reduction, SRC), vilken använder ammoniak (NHg), eller ensammansättning ur vilken ammoniak kan genereras/bildas, som tillsatsmedel för reduktion avmängden kväveoxider NOX. Partikelfiltret 202 kan altemativt vara anordnat nedströms omSCR-katalysatom 20l. Dieseloxidationskatalysatom DOC 205 har flera funktioner och utnyttjar det luftöverskott som motorprocessen allmänt ger upphov till i avgasströmmen som kemisk reaktor tillsammans med en ädelmetallbeläggning i dieseloxidationskatalysatom.Nämnda dieseloxidationskatalysatom används normalt primärt för att oxidera kvarvarandekolväten och kolmonoxid i avgasströmmen till koldioxid, vatten och värme, samt omvandling av kvävemonooxid till kvävedioxid.
Vid förbränning av bränsle i förbränningsmotoms förbränningskammare (cylindrar) bildassotpartiklar. Av denna anledning används partikelfilter för att fånga upp sotpartiklar ochfungerar på så sätt att avgasströmmen leds genom en filterstruktur där sotpartiklar fångas uppfrån den passerande avgasströmmen och upplagras i partikelfiltret. Partikelfiltret fylls med sotallteftersom fordonet framförs och förr eller senare måste filtret tömmas på sot, vilketvanligtvis åstadkoms med hjälp av s.k. regenerering. Nämnda regenerering innebär attsotpartiklama (huvudsakligen kolpartiklar) omvandlas till koldioxid och/ eller kolmonoxid i eneller flera kemiska processer. Regenerering kan ske på olika sätt och kan exempelvis ske medhjälp av s.k. NOg-baserad regenerering ofta även benämnd passiv regenerering, eller genom s.k. syre-(O2)-baserad regenerering även benämnd aktiv regenerering.
Vid passiv regenerering bildas kväveoxid och koloxid vid en reaktion mellan kol ochkvävedioxid enligt t.ex. ekvation l:NO2+C=NO+CO (1) Den passiva regenereringen är dock starkt beroende av tillgången på kvävedioxid. Omtillgången på kvävedioxid reduceras kommer även regenereringshastigheten att reduceras.Tillgången på kvävedioxid kan t.ex. reduceras om bildningen av kvävedioxid hämmas, vilkett.ex. kan ske om en eller flera komponenter i efterbehandlingssystemet förgiftas av svavelsom normalt förekommer i åtminstone vissa typer av bränslen, såsom t.ex. diesel. Även konkurrerande kemiska reaktioner hämmar kvävedioxidomvandlingen.
Fördelen med passiv regenerering är att önskade reaktionshastigheter och därmed denhastighet med vilken filtret töms uppnås vid lägre temperaturer. Typiskt sker regenerering avpartikelfilter vid passiv regenerering vid temperaturer i intervallet 200° C - 500° C, även omtemperaturer i den höga delen av intervallet normalt är att föredra. Oavsett detta utgör såledesdetta jämfört med vid aktiv regenerering väsentligt lägre temperaturintervall en stor fördel vidt.ex. förekomst av SCR-katalysatorer eftersom det inte föreligger någon risk för att en så pass hög temperatumivå uppnås att risk för att SCR-katalysatom skadas. Fortfarande är det dock Viktigt att en förhållandevis hög temperatur erhålls för att effektiv passiv regenerering skall kunna ske.
Vid aktiv regenerering, s.k. syre-(O2)-baserad regenerering, sker en kemisk process ihuvudsak enligt ekvation 2: C + O; = C02 + värrne (2) Således, ombildas vid aktiv regenerering kol plus syrgas till koldioxid plus värrne. Dennakemiska reaktion är dock kraftigt temperaturberoende och erfordrar förhållandevis högafiltertemperaturer för att nämnvärd reaktionshastighet överhuvudtaget ska uppstå. Typisktkrävs en minsta partikelfiltertemperatur på 500° C, men företrädesvis bör filtertemperaturenvara än högre för att regenereringen ska ske med önskad hastighet. Reaktionshastigheten förkemiska reaktioner, t.ex. reaktionema enligt ekvation l och 2 ovan är även beroende avreaktantemas koncentration. Om exempelvis koncentration för någon reaktant är låg blir reaktionshastigheten låg, och om reaktanten helt saknas sker ingen reaktion alls.
Ofta begränsas dock den maximala temperatur som kan användas vid aktiv regenerering avtoleranser för vissa av de ingående komponentema i efterbehandlingssystemet/avgassystemet.T.ex. har ofta partikelfiltret 202 och/eller (där sådan förekommer) en efterföljande SCR-katalysator konstruktionsmässiga begränsningar med avseende på den maximala temperaturdessa får utsättas för. Detta medför att den aktiva regenereringen kan ha en komponentmässigtmaximalt tillåten temperatur som oftast är oönskat låg. Samtidigt krävs alltså en mycket höglägsta temperatur för att någon användbar reaktionshastighet över huvud taget ska uppstå. Vidden aktiva regenereringen förbränns sotlasten i partikelfiltret 202 normalt väsentligenfullständigt. Det vill säga att en total regenerering av partikelfiltret erhålles, varefter sotnivån ipartikelfiltret är väsentligen 0 %. Idag är det allt vanligare att fordon förutom partikelfilter202 även utrustas med SCR-katalysatorer 20l, varför den aktiva regenereringen kan medföraproblem i form av överhettning för den efterföljande SCR-katalysatorbehandlingsprocessen.
Det är därför av största vikt att kunna stoppa en hastigt ökande temperatur hos avgasema föreSCR-katalysatom. En sådan hastigt ökande temperatur kan t.ex. bero på en skenandeoxidation i partikelfiltret (DPF), vilket kan hämmas eller stoppas om koncentrationen syre in till partikelfiltret minskas till låg eller obef1ntlig nivå. Såsom nämnts ovan är det dock även Viktigt att temperaturen regleras vid andra komponenter i avgassystemet, såsom exempelvis för att förhindra eller hämma lokal eller global övertemperatur i partikelfiltret (DPF), etc.
Beroende på hur ett fordon framförs kommer koncentrationen/fraktionen för den vidförbränningen resulterande avgasströmmen att variera. Om förbränningsmotom arbetar hårtkommer avgasströmmen att hålla en högre koncentration/fraktion av förbränningsprodukteroch lägre koncentrationer/fraktioner av förbränningsreaktanter och omvänt om belastningenpå förbränningsmotom är förhållandevis låg kommer avgasströmmens koncentration/fraktionatt vara väsentligt de omvända. Om fordonet framförs under en längre tid på ett sådant sätt attavgasströmmen innehåller förhållandevis höga koncentrationer/fraktioner av oönskadeförbränningsprodukter, såsom t.ex. svaveloxider, kommer en degradering avdieseloxidationskatalysatoms 205 fianktion att ske på grund av att det i bränslet vanligenförekommande svavlets i olika former reaktion med dieseloxidationskatalysatoms 205 aktivabeläggning, vanligen innefattande en eller flera ädelmetaller eller andra tillämpliga metallersåsom t.ex. aluminium. Dessa problem uppträder vanligen vid låga (l50° C) till medelhöga(300° C) temperaturer. Vid temperaturer understigande 150° - 250° C fiangerar exempelvisinte SCR-katalysatorer väl. Å andra sidan om fordonet framförs under en längre tid på ettsådant sätt att avgasströmmens temperatur håller förhållandevis höga temperaturer innebär detatt aktiv regenerering kan ske med önskad hastighet. Dock får ej temperaturen iavgasströmmen överstiga en maximalt tillåten temperatur så att värrnekänsliga komponenter iefterbehandlingssystemet skadas såsom tidigare nämnts. Det är då speciellt viktigt att tillse att koncentrationen av NOX hålls på låga nivåer och att balansen NO2/NOX är optimal.
Koncentrationen C av ett ämne i en gas kan uttryckas enligt ekvationen: C = N / V, där Nanger antalet molekyler av ett givet ämne och V volymen, dvs. antalet molekyler av ett givetämne i en given volym. Totalkoncentrationen CTOt, vilken ökar i en ideal gas om trycket ökatoch temperaturen minskar, ges av den allmänna gaslagen såsom CTOt = NTOt/ V, där NTOtanger totalt antal molekyler. Beträffande fraktionen X av ett änme ges den av relationenmellan koncentrationen C och fraktionen X enligt: C = X - CTO, Om inga kemiska reaktionersker ändras inte fraktionen som anger andelen molekyler i en volym som tillhör ett visst ämnesåvida inte ytterligare molekyler blandas med den ursprungliga volymen. Detta kan t.ex. ske genom diffusion och/eller genom omblandning av gaselement genom s.k. turbulens. De nya molekylema som blandas in kan t.ex. komma från i avgasröret insprutad, och möjligtvisförångad eller reagerad urea och/eller diesel. De kan även komma från tidigare inlagradeämnen som frigörs, t.ex. kondenserat vatten som dras med avgasströmmen och/eller förångas.Exempel på ämne i avgassystemet som kan regleras är: kolmonoxid (CO) och kväveoxid (NO) vilka reagerar t.ex. med syre till koldioxid (C02) respektive kvävedioxid (N02).
Kortfattad beskrivning av uppfinningenEtt ändamål med föreliggande uppfinning är att tillhandahålla en lösning vilken helt ellerdelvis löser problem och/eller nackdelar med lösningar för reglering av en koncentration/ fraktion av ett eller flera ingående ämnen i en avgasström enligt känd teknik.
Enligt en första aspekt av uppfinningen uppnås ovan nämnda ändamål med en metod förreglering av en koncentration/fraktion av ett eller flera ingående ämnen i en avgasström i ettmotorfordon genom styrning av dess drivlina, vilket motorfordon innefattar: en drivlinainnefattande en förbränningsmotor kopplingsbar med en kontinuerlig variabel växellåda(CVT/IVT) via en kopplingsanordning, och ett avgassystem anordnat för bortledande av enavgasström från nämnda förbränningsmotor; varvid nämnda metod innefattar steget: - styrning av nämnda kontinuerligt variabla växellåda (CVT/IVT), och därmed enarbetspunkt hos nämnda förbränningsmotor, baserad på nämnda en eller flera förstaparametrar P1 för reglering av en koncentration/fraktion C Ex/X Ex av ett eller flera ingåendeämnen i nämnda avgasström, varvid åtminstone en av nänmda en eller flera första parametrarP1 är en första koncentrations-/fraktionsskillnad mellan nämnda första koncentration/fraktion Cl/Xl i nämnda avgasström och en referenskoncentration/ -fraktion C Re f/X Re f.
Olika utföringsforrner av metoden ovan är definierade i de till metoden bilagda osj älvständigapatentkraven. En metod enligt uppfinningen kan dessutom implementeras i ett datorprogram, vilket när det exekveras i en dator åstadkommer att datom utför metoden enligt uppfinningen.
Enligt en andra aspekt av uppfinningen uppnås ovan nämnda ändamål med ett systemanordnat för styrning av en eller flera funktioner i ett motorfordon, vilket motorfordoninnefattar: en drivlina innefattande en förbränningsmotor kopplingsbar med en kontinuerlig variabel växellåda (CVT/IVT) via en kopplingsanordning, och ett avgassystem anordnat för bortledande av en avgasström från nämnda förbränningsmotor; varvid nämnda systeminnefattar en styrenhet anordnad att styra nämnda kontinuerligt variabla växellåda(CVT/IVT), och därmed en arbetspunkt hos nämnda förbränningsmotor, baserad på nämndaen eller flera första parametrar P1 för reglering av en koncentration/fraktion C Ex/X Ex av etteller flera ingående ämnen i nämnda avgasström, varvid åtminstone en av nämnda en ellerflera forsta parametrar P1 är en forsta koncentrations-/fraktionsskillnad mellan nämnda forsta koncentration/fraktion C1/X1 i nämnda avgasström och en referenskoncentration/-fraktion CRef/XRef.
Ovan nämnda system är företrädesvis anordnat i ett motorfordon, såsom en buss, lastbil eller ett annat dylikt motorfordon.
Med en metod eller ett system enligt föreliggande uppfinning erhålles en förbättrad lösningför reglering/styrning av en koncentration/fraktion av ett eller flera ingående ämnen i enavgasström hos ett motorfordon. Exempelvis möjliggör uppfinningen reglering avkoncentrationen/fraktionen av ett eller flera ingående ämnen i sådana driftsfall då reglering avkoncentrationen/fraktionen inte har varit möjliga eller inte tillräckliga med lösningar enligt känd teknik.
Med en metod eller ett system för reglering av koncentrationen/fraktionen av ingående ämnenenligt föreliggande uppfinning möjliggörs att komponenter i avgassystemet, såsompartikelfilter och katalysatorer, kan arbeta effektivt eftersom koncentrationen/fraktionen avingående ämnen i avgassystemet effektivt och precist kan anpassas till nämnda komponentersoptimala arbetskoncentration/-fraktion. Risken för att komponenter i avgassystemet skadas p. g.a. t.ex. överhettning och förgiftning minskas även därmed.
Vidare tillhandahåller uppfinningen en mer bränsleeffektiv metod att nå en önskad koncentration/fraktion av ingående ämnen, eller att behålla en nuvarande koncentration/fraktion av ingående ämnen i avgasströmmen jämfört med känd teknik. Genomatt reglera koncentrationen/fraktionen av ingående ämnen genom styrning av drivlinan medelst en eller flera första parametrar P1 enligt uppfinningen kan åtgärder som medför stor bränsleförbrukning undvikas, såsom aktivering av extern värrnare eller motorstyrning prioriterande koncentration/ fraktion före motorns verkningsgrad.
En annan fördel med uppfinningen är att det inte är nödvändigt att utrusta fordonet medytterligare delar/komponenter för att erhålla fordelama med uppfinningen eftersom redanbefintliga delar/komponenter i fordonet kan användas, vilket innebär en stor kostnadsbesparing.
Ytterligare fördelar och tillämpningar av uppfinningen kommer att framgå av den efterföljande detaljerade beskrivningen.
Kortfattad figurbeskrivning Föreliggande uppfinning beskrivs med hänvisning till de bifogade figurema där:- figur 1 schematiskt visar ett system innefattande en förbränningsmotor och ett avgassystem; - figur 2 schematiskt visar ett exempelfordon;- figur 3 schematiskt visar ett gasflöde i ett motorsystem;- figur 4 schematiskt visar en styrenhet; och - figur 5 visar ett flödesdiagram över en utföringsforrn av uppfinningen.
Detaljerad beskrivning av uppfinningen Fig. 2 visar schematiskt ett motorfordon 100, såsom en lastbil, buss eller annat dyliktmotorfordon. Det i fig. 2 schematiskt visade fordonet 100 innefattar ett främre hjulpar 111,112 och ett bakre hjulpar med drivhjul 113, 114. Fordonet innefattar vidare en drivlina med enförbränningsmotor 101 (t.ex. en dieselmotor), vilken via en på förbränningsmotom utgåendeaxel 102 är förbunden med en växellåda 103, exempelvis via en kopplingsanordning 106.Kopplingsanordningen kan utgöras av en automatiskt styrd koppling och styras av fordonetsstyrsystem via en styrenhet 115, 208, vilken även kan styra växellådan 103. En frånväxellådan 103 utgående axel 107 driver drivhjulen 113, 114 via en slutväxel 108, såsom t.ex. en differential och drivaxlar 104, 105 förbundna med slutväxeln 108.
Fordonet 100 har vidare ett avgassystem anordnat att leda bort en avgasström genererad av förbränningsmotom 101 vid en förbränning i densamma. Såsom visas i fig. 1 kan avgassystemet innefatta ett efterbehandlingssystem (avgasreningssystem) för behandling(rening) av avgasutsläpp från förbränningsmotom 101. Dock är det inte nödvändigt attavgassystemet innefattar ett sådant efterbehandlingssystem, och dessutom kan avgassystemetinnefatta andra delar/komponenter såsom exempelvis turbo, ljuddämparsystem, och gasflödessystem för avgasåterföring (EGR).
Växellådan 103 är vanligen av typen manuell växellåda; automatiserade växellåda, såsomautomatisk växellåda, automatiskt manuell växellåda (Automatic Manual Transmission,AMT) eller dubbelkopplingsväxellåda (Double Clutch Transmission, DCT); ellerkontinuerligt variabel växellåda (Continuous Variable Transmission/Infinitely Variable Transmission, CVT/IVT).
En manuell växellåda 103 är en växellåda som har ett antal diskreta växellägen och äranordnad att manövreras av föraren för iläggning eller urläggning av växlar (t.ex. framåtväxlar och backväxel).
En automatiserad växellåda har också den ett flertal växlar, dvs. innefattar ett flertal diskretaväxellägen. Dock skiljer den sig mot en manuell växellåda genom att den styrs/manövreras avett styrsystem innefattande en eller flera styrenheter, även oftast benämnda ECU:er(Electronic Control Unit, ECU). Styrenheten eller ECU:n är anordnad att styra växellådan103, exempelvis vid växling för val av växel vid en viss hastighet med ett visst körrnotstånd.Vidare kan ECU:n mäta varvtal och moment hos motom 101 och växellådans tillstånd.Inforrnation från motom eller växellådan kan skickas till ECU:n i form av elektriskakommunikationssignaler via exempelvis en s.k. CAN-buss (Controller Area Network, CAN) inrättat i motorfordonet 100.
Växellådan 103 har illustrerats schematiskt som en enhet. Dock bör det noteras att växellådanfysiskt även kan bestå av flera samverkande växellådor, till exempel av en s.k. range-växellåda, en huvudväxellåda och en splitväxellåda, vilka är anordnade längs fordonetsdrivlina. Växellådor enligt ovan kan innefatta ett godtyckligt lämpligt antal diskretaväxellägen. I dagens växellådor för tunga motorfordon är tolv växlar för drift framåt, två backväxlar och ett neutralt växelläge vanligen förekommande.
En kontinuerligt variabel växellåda, även benämnd CVT-växellåda eller IVT-växellåda, är enannan typ av Välkänd växellåda vilken skiljer sig mot föregående växellådstyper genom attden inte har ett antal diskreta växellägen korresponderande mot olika utväxlingar utan iställethar kontinuerligt variabel utväxling. I denna typ av växellåda kan därmed utväxlingen inom vissa gränser styras till den exakta utväxling som önskas.
Beträffande upp- och nedväxling innebär en uppväxling att ett högre möjligt växelläge iväxellådan väljs medan en nedväxling innebär att ett lägre möjligt växelläge i växellådanväljs. Detta gäller för växellådor med ett flertal diskreta växellägen. För kontinuerligt variablaväxellådor kan ”fiktiva” växelsteg definieras och växlingen kan ske på samma vis som förväxellåda med diskreta växelsteg. Dock är det vanliga sättet att styra en sådan kontinuerligtvariabel växellåda att låta utväxlingen variera beroende på andra parametrar vilket beskrivsmer i detalj i efterföljande beskrivning. Styrningen av en sådan växellåda är vanligtvisintegrerad med styrningen av förbränningsmotoms varvtal och moment, dvs. dessarbetspunkt. En vanlig metod är att låta styrningen av den kontinuerligt variabla växellådanvara baserad på ett nuvarande driveffektsbehov, t.ex. beräknat utifrån ett gaspedalläge och enhastighet för fordonet, och vilken arbetspunkt som ger den bästa verkningsgraden för attuppnå nämnda driveffektsbehov. Utväxlingen hos den kontinuerligt variabla växellådan blirdärmed ett resultat av vilket motorvarvtal som leder till den optimala arbetspunkten förnuvarande driveffektsbehov. Ofta vägs även andra aspekter in än verkningsgraden i valet avarbetspunkt för motom. Dessa kan t.ex. vara körbarhetsrelaterade aspekter, såsommomentresponstider, d.v.s. hur lång tid det skulle ta att nå ett högre drivhjulsmoment, altemativt hur mycket högre moment som kan erhållas under en viss tidsperiod.
Vidare innebär en s.k. aktivering av frihjulning att fordonets motor 101 mekaniskt heltfrikopplas från fordonets drivhjul 110, 111, d.v.s. att drivlinan öppnas, medan deaktivering avfrihjulning innebär att drivlinan stängs. Frikoppling av drivhjulen från motom kan tillexempel åstadkommas genom att försätta växellådan 103 i ett neutralläge, eller genom attöppna kopplingsanordningen 106. Med andra ord överförs väsentligen ingen kraft genom växellådan från motom till drivhjulen vid frihjulningen.
I föreläggande uppfinning antas att motorfordonets 100 drivlina innefattar en kontinuerlig variable växellåda (CVT/IVT) av det slag beskrivet ovan. Vidare antas att motorfordonet innefattar en förbränningsmotor 101 och en till förbränningsmotom kopplat avgassystem för bortledande av en avgasström från förbränningsmotor.
En metod enligt föreliggande uppfinning för reglering av en koncentration/ fraktion av ett ellerflera ingående ämnen i avgasströmmen innefattar steget: styrning av en kontinuerligt variabelväxellåda (CVT/IVT), och därrned en arbetspunkt hos en förbränningsmotor, baserad på eneller flera första parametrar P1 för reglering av en koncentration/fraktion C Ex/X Ex av ett ellerflera ingående ämnen i nämnda avgasström, varvid åtminstone en av nämnda en eller fleraforsta parametrar P1 är en forsta koncentrations-/fraktionsskillnad mellan nämnda forstakoncentration/fraktion C1/X1 i nänmda avgasström och en referenskoncentration/-fraktion C /X . Referenskoncentrationen/-fraktionen C Re /X Re är en önskad koncentration-Ref Ref f f /fraktion i avgasströmmen.
De en eller flera forsta parametrama P1 används företrädesvis som inparametrar till enstyralgoritm anordnad att styra koncentrationen/fraktionen i avgasströmmen till önskat värdegenom styrning av drivlinan (t.ex. växellåda och koppling). Styralgoritmen kan vara av mångaolika typer och kan vara en algoritm som enbart tittar på den forsta parametem och användersig av ett eller flera tröskelvärden (t.ex. ett högre och ett lägre tröskelvärde) för att bestämmavilken styråtgärd som ska vidtas. En mer avancerad styralgoritm tar även hänsyn till andra variabler vilket kommer att framgå i den efterföljande beskrivningen.
Med användandet av en eller flera första parametrar P1 för reglering av enkoncentration/fraktion av ett eller flera ingående ämnen i en avgasström genom styrning avdrivlinan erhålles möjligheten att hålla koncentrationen/fraktionen in i, i eller ut ur t.ex. enkatalysator på önskad nivå och på så sätt garantera att vissa emissionsnivåer från fordonetunderstiger lagstadgade gränsvärden. Detta är även ett bränsleeffektivt sätt att styrakoncentrationen/fraktionen av ämnen jämfört med andra åtgärder såsom att försämra förbränningsverkningsgraden i motom.
Vad gäller avgasströmmen är det den gasström som lämnar en förbränningsmotor och leds utvia avgassystemets olika komponenter till omgivande atmosfär. Avgasströmmen kan till viss del recirkuleras (så kallad EGR), expanderas över en turbin för att generera mekanisk energi 11 (till t.ex. en turbokompressor eller till fordonets framdrift), expanderas över ettavgasbromsspjäll (för att öka förlustema i motorn och bromsa fordonet eller för att genereravarrnare avgaser för att optimera avgasbehandlingen), kylas över en WHR-anläggning och/eller renas i en mer eller mindre avancerad avgasbehandlingsanläggning.
De komponenter i avgassystemet i vilka koncentration/fraktion och temperaturen i/påavgasströmmen (eller bulkflödet hos avgasströmmen) kan behöva regleras är enligt enutföringsforrn av uppfinningen: högtrycksdelen av avgas- och EGR-systemet (uppströmsturboturbinen), och rörelement i lågtrycksdelen fore och efter restriktioner, såsomavgasbroms, katalysator eller katalysatorbypass och efter urea- och HC-doseringssystem. Även koncentration/fraktion i gasen i katalysatorer (t.ex. DOC, ASC och SCR), fällor (tex.N0x-fälla) och filter, både bulk och den som befinner sig i gränsskiktet mot komponentytan, kan behöva regleras.
Vidare, enligt en utföringsforrn av uppfinningen är nämnda första koncentration/fraktionCl/Xl och/eller nämnda andra koncentration/fraktion CZ/XZ en koncentration/fraktion av eneller flera ämnen i gruppen innefattande: syre 02, koldioxid C02, koloxid CO, svaveloxiderS0x, kväveoxider N0x, kväveoxid N0, kvävedioxid N02, lustgas N20, ammoniak NH3; ochpartiklar såsom sot, HC-droppar och aska.
Föredragna koncentrationer/fraktioner i avgasröret efter ett sista avgasbehandlingssteg (stegetomedelbart efter innan avgasema lämnar avgasröret, dvs. det steg efter vilket avgasutsläppenmåste uppfylla lagkraven) är de som med minimal sammanvägd bränsle- och ureaförbrukninguppfyller lagstadgade utsläppskrav. Föredragna värden för N02/N0X-kvot in till SCR-katalysatom ligger kring 50 %, exempelvis mellan 40-60 % för att bästa omvandlingsgrad avN0X skall erhållas. Föredragen N02-halt uppströnis partikelfiltret (DPF) är dock starktberoende av temperatur och NOX/PM-förhållandet Vidare är vissa komponenter iavgassystemet känsliga för vissa ämnen i vissa faser. T.ex. är N0X-sensorer känsliga förvatten i vätskeforrn. 0m sensorema kommer i kontakt med vätskeforrnigt vatten så riskera deatt skadas, varför föredragen koncentration av vätskeforrniga vattendroppar i detta fall är noll.För att nå denna föredragna koncentration vätskeforrniga vattendroppar maximeras denföredragna koncentrationsmarginalen, dvs. skillnaden mellan koncentrationen gasformigt vatten i avgasema och koncentrationen förångat vatten vid vätskeytan, under en integrerad tid. 12 Andra sätt att reglera koncentrationen/fraktionen med en metod enligt föreliggandeuppfinningen är exempelvis att minska syrekoncentrationen i avgassystemet så att lokal ellerglobal övertemperatur hindras i komponenter, såsom partikelfilter, dieseloxidations- katalysator, SCR-doserenhet och SCR-katalysator.
Enligt en utföringsforrn av uppfinningen är vidare de en eller flera forsta parametrama P1valda ur gruppen innefattande: 0 en forsta koncentration/fraktion Cl/Xl vilken kan vara en koncentration/fraktion i ettområde hos avgasströmmen eller en koncentration/fraktion i avgasströmmenpå/närrnast en yta eller substrat hos någon del eller komponent av avgassystemetsåsom ett partikelfilter, katalysator, ljuddämpare, sensor, etc.; och koncentrations-/fraktionsskillnad mellan den forsta 0 en andra nuvarande koncentrationen/fraktionen Cl/Xl och en koncentration/fraktion CZ/XZ iavgassystemet. Den andra koncentrationen/fraktionen CZ/XZ är en annankoncentration/fraktion i avgasströmmen än den forsta koncentrationen/fraktionenCl/Xl. Dock kan även den andra koncentrationen/fraktionen CZ/XZ vara en koncentration/ fraktion i ett område hos avgasströmmen; Enligt en annan utföringsforrn av uppfinningen är en eller flera av den första parametem P1 entidsderivata och/eller en tidsintegral av den forsta koncentrationen/fraktionen Cl/Xl, eller denforsta koncentrations-/fraktionsskillnaden, eller den andra koncentrations-/fraktionsskillnaden.Användningen av tidsderivatan är fördelaktigt om styrsystemet snabbt skall reagera på enkoncentrations-/fraktionsförändring medan användningen av tidsintegralen istället innebär attstyrsystemet tar hänsyn till långsiktiga trender hos koncentrations-/fraktionsförändringenvilket är fördelaktigt vid långsiktig styrning av koncentrationen/fraktionen i avgassystemet De ovan nämnda nuvarande koncentrationema/fraktionema och koncentrations-/fraktionsskillnadema samt funktioner därav kan vara baserade på sensorvärden erhållna frånen eller flera sensorer anordnade vid, i anslutning till, eller i avgassystemet. Signaler frånsensorer kan skickas över exempelvis en kommunikationsbuss eller en trådlös länk till en ellerflera styrenheter för signalbehandling. Vidare kan koncentrationema/fraktionerna och koncentrations-/fraktionsskillnaderna samt fianktioner därav vara baserade på s.k. virtuella 13 sensorer, dvs. (nuvarande) sensorvärden som beräknas från andra reella sensorsignaler med användandet av en eller flera sensorrnodeller.
Fördelen med att använda nuvarande koncentrationer/fraktioner och koncentrations- /fraktionsskillnader samt funktioner därav är att dessa direkt kan användas för bestämning av den forsta parametem P1 utan komplexa eller resurskrävande beräkningar med användande av diverse simuleringsmodeller. Därmed kan även dessa nuvarande värden erhållas snabbt.
Enligt en annan utföringsforrn av uppfinningen är någon av de en eller flera forsta parametrama P1 beräknade (predikterade) värden valda ur gruppen innefattande: en beräknad forsta koncentration/fraktion Cl/Xl vilket kan vara enkoncentration/ fraktion i ett område hos avgasströmmen eller en koncentration/ fraktioni avgasströmmen på/närrnast en yta eller substrat hos någon del eller komponent avavgassystemet såsom ett partikelfilter, katalysator, ljuddämpare, sensor, etc.; forsta en forsta beräknad koncentrations-/fraktionsskillnad mellan den koncentrationen/fraktionen Cl/Xl och en andra referenskoncentration/-fraktion avgasströmmen. Den andra referenskoncentrationen/-fraktionen CRefZ/XRefZ CRefz/XRefz är en önskad koncentration/fraktion hos t.ex. en komponent, såsom ettpartikelfilter eller katalysator, i avgassystemet för den ska ha en så god fianktion som möjligt eller för att den inte skall skadas; en andra beräknad koncentrations-/fraktionsskillnad mellan den förstakoncentrationen/fraktionen Cl/Xl och en koncentration/fraktion CZ/XZ iavgasströmmen. Den andra koncentrationen/fraktionen CZ/XZ är en annan koncentration/fraktion i avgassystemet är den första koncentrationen/fraktionen Cl/Xl.
Dock kan även den andra koncentrationen/fraktionen CZ/XZ vara enkoncentration/ fraktion i ett område hos avgasströmmen eller en koncentration/ fraktioni avgasströmmen på/närrnast en yta eller substrat hos någon del eller komponent avavgassystemet såsom ett partikelfilter, katalysator, ljuddämpare, sensor, etc.; en tredje beräknad koncentrations-/fraktionsskillnad mellan den andra predikteradekoncentrations-/fraktionsskillnaden och en referenskoncentration/-fraktionen C Re f/X Re f i avgassystemet; och 14 0 en tidsderivata och/eller en tidsintegral av den beräknade förstakoncentrationen/fraktionen C1/X1, eller den första beräknade koncentrations-/fraktionsskillnaden, eller den andra beräknade koncentrations-/fraktionsskillnaden,eller den tredje beräknade koncentrations-/fraktionsskillnaden. Användningen avtidsderivatan är fördelaktigt om styrsystemet snabbt skall reagera på enkoncentrations-/fraktionsförändring medan användningen av tidsintegralen iställetinnebär att styrsystemet tar hänsyn till långsiktiga trender hos koncentrations- fördelaktigt vid långsiktig /fraktionsförändringen vilket är styrning av koncentrationen/fraktionen i avgasströmmen.
Genom att använda en eller flera forsta beräknade parametrar P1 så erhålles inforrnation omhur de relevanta parametrama kommer att variera över tiden vilket innebär att system förreglering av koncentrationen/fraktionen av ingående ämnen i avgasströmmen kan styras så attönskade koncentration/fraktion kan nås på bästa möjliga sätt i framtiden. Detta gäller särskiltför tröga system vars förändring av koncentration/fraktion tar lång tid att förändra, t.ex.inlagring i katalysatorer eller andra komponenter, vilka kräver tidiga åtgärder för undvikande av Översvängningar vid regleringen av koncentration/ fraktion.
Med beräknade parametrar förstås att de är i förväg beräknade eller simulerade baserade på(matematiska) modeller av fordonet och/eller de i fordonet ingående komponentema. Baseratpå en eller flera beräknade första parametrar P1 kan en styrstrategi för styrning av denkontinuerligt variabla växellådan väljas bland ett flertal olika möjliga styrstrategier. Genomatt beräkna/simulera hur de en eller flera första parametem P1 kommer att varierar överframförliggande vägavsnitt för fordonet enligt en eller flera olika styrstrategier kan denstyrstrategi välj as som uppnår vissa krav, t.ex. att koncentrationen/fraktionen av ett visst ämnehåller sig inom ett fördef1nierat gränsvärde och samtidigt är optimalt ur någon annan aspekt,såsom exempelvis bränsle- och/eller ureaförbrukning. Det förstås därför av det ovan sagda attde en eller flera första parametrama P1 även kan beräknas baserad på en eller flera olikaframtida styrstrategier för växellådan. Denna utföringsforrn avser därmed ett återkopplatförfarande där en eller flera första parametrar P1 användas för beräkning av en eller flerastyrstrategier baserade på en eller flera möjliga arbetspunkter, dvs. arbetspunkter som är möjliga att använda med hänsyn till andra krav såsom t.ex. körbarhet eller bränsleförbrukning.
Nämnda en eller flera styrstrategier används därefter för att beräkna nya en eller flera förstaparametrar P1 eller för att uppdatera de befintliga parametrarna. Vidare bör det noteras attäven om endast en styrstrategi beräknas kan inforrnation härledd från denna enda styrstrategianvändas av styrsystemet för att avgöra om den är vettig att användas eller om det är bättre att låta fordonet framföras med en nuvarande arbetspunkt för styrning av växellådan.
Uppfinnama har dessutom insett att de en eller flera beräknade första parametrama P1 kanberäknas över ett framförvarande vägavsnitt för fordonet, exempelvis genom simulering överdet framförvarande vägavsnittet. Enligt denna utföringsforrn kan de beräknade förstaparametrama P1 bestämmas baserade på en eller flera fordonsspecifika och/eller vägspecifikadata för fordonet. Dessa kan företrädesvis vara valda ur gruppen innefattande: väglutningframför fordonet; kurvradier för framförvarande vägavsnitt, hastighetsbegränsningar förframförvarande vägavsnitt; motorfordonets vikt; rullmotstånd för motorfordonet; luftmotståndför motorfordonet; motorspecifik data såsom maxeffekt, mineffekt, maxmoment, minmoment,avgasflöde, avgasåterföringshalt och lambdavärden (dvs. luft/bränsleblandning); ochinstallationsspecifik data såsom möjlig ackumulering av ämnen och/eller frigöming av ämnenoch/eller omvandling av ämnen i avgassystemet och en yta i avgassystemet i kontakt medavgasströmmen. Vidare kan förarinteraktiv data som är relaterad till förarens körsätt användasvid beräkning av de en eller flera första parametrama P1 så att fordonets framtida beteendebeaktas vid beräkningen. Exempel på förarinteraktiv data är: användande av blinkers, gaspedalläge, och användning av bromsar.
En fördel med användandet av fordonsspecifika och/eller vägspecifika data vid styrningen äratt systemet i förväg kan avgöra huruvida någon styrstrategi för en eller flera fianktioner (t.ex.utväxling, extem last, extem värmare, reglering av flöde, osv.) behöver användas för attkoncentrationen/fraktionen inte skall hamna utanför ett fördraget intervall. Därmed undviksanvändande av onödiga styrstrategier och vidare kan systemet agera proaktivt i fall någon åtgärd skulle vara nödvändig att vidta, dvs. systemet kan agera i förväg.
Enligt en särskild utföringsforrn är första koncentrationen/fraktionen C1/X1 enkoncentration/ fraktion i gasströmmen altemativt en koncentration/ fraktion över en vätska eller en partikel i avgasströmmen och den andra koncentrationen/fraktionen CZ/XZ en 16 koncentration/fraktion i avgasströmmen på/närrnast en yta eller substrat hos i avgassystemet.Ytkoncentrationen/-fraktionen är en koncentration/fraktion i gasen på/närrnast en yta hosavgassystemet eller på en del därav, vilket påverkar transporteringen av ämnen till och frånytan samt de kemiska reaktionema på ytan. Koncentrationen/fraktionen över en vätska avserkoncentrationen på en yta i avgassystemet. Denna koncentration/fraktion över en vätskakommer att påverka transporteringen av substansmängd till eller från vätskan, t.ex.kondensation eller förångning. Vätskan kan i detta fall t.ex. bestå av urea, vatten eller bränsle.Koncentrationen/fraktionen omedelbart över en partikel i gasen kommer däremot attbestämma reaktionshastigheten såsom tillväxt, sönderdelning eller oxidation för partikeln somi detta fall t.ex. kan vara en sotpartikel eller en ureapartikel i avgassystemet Enligt en annan utföringsforrn är forsta koncentrationen/fraktionen Cl/Xl enkoncentration/fraktion i avgasströmmen uppströms ett område i avgassystem vid vilket enkoncentration/fraktion önskas erhållas. Detta är särskilt fördelaktigt då omvandlingsgradenhos en i avgassystemet ingående komponent (t.ex. partikelfilter eller katalysator) är entydigvarfor den utgående koncentrationen/fraktionen kommer att bestämmas av den ingåendekoncentration och/eller fraktion in i komponenten. Detta är t.ex. fallet vidjämviktskontrollerad omvandling av NO till N02 i dieseloxidationskatalysator (DOC) ellerkonvertering av NOX i en SCR-katalysator vid höga temperaturer. Det är även speciellt fördelaktigt om ett partikelfilter (DPF) håller på att överhetta och överhettningsprocessen kanstoppas genom borttagande av syre in i partikelfiltret.
Vidare skall det förstås att de en eller forsta parametrama P1 som används i styrningen avväxellådan kan bestå av endast nuvarande värden, eller bestå av endast beräknade värden, eller vara en kombination av nuvarande och beräknade värden beroende på tillämpning.
Styrningen av växellådan kan enligt en annan föredragen utföringsforrn ske genom att enarbetspunkt för forbränningsmotom beräknas baserat på de en eller flera forsta parametramaP1. Därefter används den beräknade arbetspunkten för att styra en utväxling hos växellådanoch därigenom reglera koncentrationen/fraktionen i avgasströmmen. Generellt gäller att enönskad/optimal arbetspunkt väljs bland ett flertal möjliga arbetspunkter och därefter styrsdrivlinan, t.ex. genom styrning av växellådan i detta fall, så att motom når eller kommer näraden optimala arbetspunkten. Med önskad/optimal arbetspunkt menas en arbetspunkt som är den bästa bland alla möjliga arbetspunkter för det syfte systemet vill uppnå. I detta fall är den 17 bästa arbetspunkten den arbetspunkt som gör att koncentrationen/fraktionen i avgasströmmenkommer så nära sitt motsvarande referensvärde som möjligt. I andra fall kan det t.ex. avse enarbetspunkt som leder till lägst förbrukning av t.ex. bränsle eller urea med hänsyn till lagstadgade emissionskrav och körbarhet, osv.
Vanligtvis styrs en växellåda med en arbetspunkt för att bästa totalverkningsgrad skall nås idrivlinan, men även körbarhetsaspekter brukar vägas in. Exempelvis kan motorvarvtalet sättashögre än optimalt för att en momentreserv skall finnas att tillgå om föraren t.ex. gasar på foreen uppförsbacke. Enligt ovan utföringsforrn används koncentrationen/fraktionen iavgassystemet som en parameter vid beräknandet av en arbetspunkt för motom och på så visvägs även emissionsmål in i valet av arbetspunk för motom. Därmed kan emissionsmåluppnås utan att mer bränslekrävande åtgärder behöver sättas in. Altemativt är det intenödvändigt att utrusta fordonet med ytterligare delar/komponenter för att exempelvisupprätthålla en bestämd omvandlingsgrad i eller bestämda emissioner i flödet ut från katalysatom.
Följande principer för styrning av den kontinuerligt variabla växellådan är tillämpliga för attmotom skall nå en önskad beräknad arbetspunkt: om utväxlingen ökas så ökas motorvarvtaletoch därmed sänks motoms last vilket leder till att totalkoncentration CTOt i avgasströmmenhöjs och att avgasflödet ökar; däremot om utväxlingen minskas så minskas motorvarvtalet ochdärmed ökas motoms last och avgasflödet minskar vilket leder till att totalkoncentration C Tot iavgasströmmen minskas. Alla koncentrationer/fraktioner av olika ämnen beter sig inte påsamma sätt vid en lastökning eller en lastminskning. Med kunskap om grundläggandeförbränningssamband, emissionskemi, avgasbehandlingssystem, och motoms styrstrategi medavseende på t.ex. luft/bränsleförhållande, laddtryck, EGR-halt, insprutningstidpunkt/er, ochdosering av ämnen i avgassystemet inser fackmannen hur motorlast och motorvarvtal skallvarieras för att uppnå en ändring av en given koncentration eller fraktion. Vad gällerändringen av koncentrationen/fraktionen över katalysatorer i avgassystemet så försämrasderas verkningsgrad generellt med ökanden flöde och minskande temperatur. Vid ett givetdriveffektbehov kommer således generellt verkningsgraden att sjunka med ökandemotorvarvtal. Undantag finns dock och därför används i praktiken även här virtuella sensorerför att besluta i vilken riktning motorvarvtalet skall ändras. I praktiken realiserar detta med användandet av en eller flera virtuella sensorer anordnade att beräkna en storhet såsom en 18 koncentration eller fraktion av ämnen. Med användande av sensorvärde från nämnda sensorer kan motorlasten och motorvarvtalet styras för reglering av koncentration/ fraktion.
Beräkningen av arbetspunkten kan vidare vara baserad på ytterligare parametrar. En sådanytterligare parameter är relaterad till ett begärt driveffektsbehovsvärde, vilket vanligtvisanvänds för att fordonet skall vara körbart, dvs. ha egenskaper så att det kan framföras på ettbekvämt sätt och på ett sätt där fordonet i största möjliga mån utför det som föraren vill, t.ex.håller en viss hastighet, levererar det moment som föraren begär med gaspedalen, osv. Dettabegärda driveffektsbehovsvärde kan även tas med hänsyn till ett offsetvärde Voffset, vilketinnebär att offsetvärdet adderas till eller subtraheras ifrån driveffektsbehovsvärdet vidberäkningen av arbetspunkten. Med denna utföringsforrn ökar friheten vid valet avarbetspunkt och därmed ökar även möjlighetema att nå en önskad koncentration/fraktion iavgassystemet eftersom styrsystemet tillåter att stymingen avviker från fordonets nuvarandedriveffektsbehov, dvs. styrsystemet kan medvetet låta fordonet accelerera eller retardera tillförmån för en önskad koncentration/fraktion i avgassystemet. Eftersom det dock finns en farai att låta fordonet accelereras om offsetvärdet adderas till driveffektsbehovsvärdet så är detföredraget om offsetvärdet Voffset subtraheras från driveffektsbehovsvärdet vilket innebär attfordonet retarderas eller i alla fall inte accelereras eftersom om en förare begär en driveffektsom motsvarar en acceleration kan en minskning av driveffekten med Voffset leda till en minskad acceleration och inte nödvändigtvis till en retardation av fordonet.
Andra ytterligare parametrar som kan användas vid beräkningen av arbetspunkten är parametrar relaterade till: 0 en verkningsgrad för drivlinan vilket måste vägas in för att få ett så bränsleeffektivtframförande av fordonet som möjligt, 0 en verkningsgrad för ett avgasbehandlingssystem (även benämntefterbehandlingssystem) inrättat i avgassystemet för att få så hög omvandlingsgrad ikatalysatorer och därmed så låga emissioner som möjligt, 0 avgasutsläpp för förbränningsmotom innan de har renats av ettavgasbehandlingssystem, 0 varvtalsgränser hos motom och drivlinan för att inte hamna högre eller lägre i motorvarvtal än vad drivlinan är dimensionerad för, 19 0 motorns moment/effektkurva som en fimktion av varvtalet för att kunna avgöra hurmycket moment som finns att tillgå, 0 en momentrespons, dvs. hur snabbt ett begärt ökat drivhjulsmoment får genomslag påfordonets verkliga drivhjulsmoment. Denna aspekt är relevant vid beräkningen avarbetspunkten eftersom även förarens styrning av gaspedalen måste beaktas. Annarsfinns det en risk att föraren upplever det som så att fordonet inte svarar pä dennesstyrning av gaspedalen; och 0 andra körbarhetsaspekter såsom ljud, vibrationer och svängning hos fordonet så att fordonet går att framföra på ett bekvämt sätt. Även parametrar relaterade till extem last är mycket användbara vid beräkningen ochstyrningen av arbetspunkten. Exempel på extem last är ett system anordnat för omvandling avavgasvärrne till energi (WHR); hjälpaggregat såsom vattenpump, fläkt eller kompressor;generator; hybridgenerator eller motsvarande energiåtervinningssystem; retarder, avgasbromseller annan tillsatsbroms. Den extema lastens effektbehov kan vara styrbar varfor frihetenökar vid valet av en arbetspunkt för motom, vilket i sin tur betyder att även arbetspunkter somligger utanför fordonets driveffektsbehov kan användas för reglering av koncentrationen iavgassystemet. I vissa fall är den extema lasten av typen ”på” eller ”av”, dvs. att den antingen är aktiverad eller inte aktiverad, och i dessa fall begränsas styrningen och beräkningen av arbetspunkten till att avgöra om den extema lasten ska vara aktiverad eller inte.
Vidare, om ingen avgasbroms är installerad i avgassystemet eller om avgasbromsen äranordnad att reglera avgasströmmen nedströms densamma så gäller att den extema lastenskall ökas om en totalkoncentration C ExTot i avgassystem skall minskas; och omtotalkoncentrationen C ExTot skall ökas så skall den extema lasten minskas. Däremot, om enavgasbroms är inrättad i avgassystemet och är anordnad att reglera en avgasström uppströmsdensamma gäller istället att den extema lasten skall ökas om totalkoncentrationen C ExTot i ettområde uppströms avgasbromsen skall ökas i det fall att en kvot för trycket över temperaturenkommer att öka. Tvärtom skall den extema lasten minskas om totalkoncentrationen C ExTot iområdet skall minskas i det fall att kvoten för trycket över temperaturen kommer att minska.
Totalkoncentrationens beroende av den extema lasten ges av allmänna gaslagen. Vid ökad last ökar avgasemas temperatur normalt sett och därmed så faller totalkoncentrationen givet att trycket hålls konstant.
Det har vidare insetts av uppfinnama att de en eller flera första parametrarna P1 är lämpligaatt användas för styrning av andra funktioner i fordonet för reglering avkoncentrationen/fraktionen. Dessa funktioner skall ha en direkt eller indirekt påverkan påkoncentrationen/fraktionen. Därmed kan regleringen av koncentrationen/fraktionen skeeffektivare och snabbare. Passande firnktioner är relaterade till extem värnming avavgassystemet; insprutning av bränsle till motom; insprutning av bränsle, urea eller annanlämplig vätska till avgassystemet; och reglering av avgasflödet. Det bör inses att de en ellerflera forsta parametrama P1 kan användas för att styra en sådan funktion eller en kombination av två eller flera sådana fianktioner.
Enligt en utföringsforrn kan de en eller flera forsta parametrama P1 användas för styrning avåtminstone en extem värmare för avgassystemet. Den extema värmaren har som uppgift atthöja eller sänka koncentrationen/fraktionen av ingående ämnen hos avgasflödet eller hosnågon del/komponent i avgassystemet. Företrädesvis är den extema värmaren något av: 0 en brännare inrättad i avgassystemet efter förbränningsmotors cylindrar; 0 ett system anordnat för postinjektion av kolväten för oxidation eller förbränning på en i avgassystemet placerad katalysator; en elektrisk värmare inrättad i avgassystemet efter förbränningsmotors cylindrar; eller 0 någon annan lämplig extem värmare inrättad i, eller i nära anslutning tillavgassystemet.
Den extema värmaren styrs företrädesvis så att maximal koncentrationssänkning erhålles i förhållande till insatt eller total energi. Men den extema värmaren kan istället styras så att förändringshastigheten för koncentrationen/fraktionen prioriteras. Styrningen av den extema värmaren kan utformas som en PID- eller MPC-regulator.
Såsom nämnts ovan kan även de en eller flera första parametrama P1 dessutom användas förstyrning av ett bränsleinsprutningssystem anordnat för insprutning av bränsle tillförbränningsmotom. Detta kan ske genom styrning av antalet postinsprutningar, tidpunkten (CAD, dvs. vevvinkelgrad) för postinsprutningama och bränslemängden per postinsprutning. 21 Styrningen av bränsleinsprutningssystemet kan implementeras som förstyrd eller återkoppladstyrning med tex. MAP (matrisbaserad reglerstruktur), PID, eller MPC (Model PredictiveControl, MPC). Som börvärde för denna styrning kan en koncentration/fraktion nedströmsmotor såväl som ett partikelfilter (DOC) eller som en koncentrations-/fraktionsdifferens övernämnda partikelfilter användas. I en utförandeforrn kompenserar regleringen förverkningsgraden hos reaktioner i en i avgassystemet ingående komponent, exempelvisverkningsgraden för NO till NO2-omvandling i en dieseloxidationskatalysator. Vidare kan deen eller flera forsta parametrama P1 användas för styming av ett insprutningssystem anordnatför insprutning av bränsle, urea eller annan lämplig vätska till avgassystemet för reglering av koncentration/ fraktion C Ex/X Ex av en eller flera ingående ämnen i avgasströmmen.
En annan faktor som påverkar koncentrationen/fraktionen i avgassystemet C Ex /X Ex äregenskapema för avgasflödet hos avgasströmmen. Av denna anledning kan även de en ellerflera forsta parametrama P1 vidare användas för styrning av avgasflödet, eller en av avgasflödet beroende parameter såsom exempelvis massövergångstal.
Styrning av avgasflödet kan ske genom styrning av ett gasflödessystem för avgasåterföring(Exhaust Gas Recirculation, EGR) och/eller genom styrning av ett insugningssystem förmotom. Fig. 3 visar schematisk ett generellt gasflöde i ett motorsystem, varvid motorsystemeti detta exempel innefattar en dieselmotor med en turbo samt ett antal rör kopplade till motom.Luft sugs in från vänster i f1g. 3 medelst ett insugningssystem för motom. Den luft som sugsin passerar genom ett insugningsrör och komprimeras i en turbokompressor för att därefterkylas av i en laddluftkylare innan den passerar ett trottelspjäll som i vissa fall reglerarmängden luft in i dieselmotor. Efter trottelspjället blandas luften med återförda avgasermedelst ett gasflödessystem för avgasåterföring (EGR) och denna blandning sugs sedan in i motoms cylindrar för att där blandas med diesel innan förbränning sker i motom.
Avgasema från förbränningsprocessen går sedan genom en turboturbin som sätter fart påturbokompressom. Delar av avgasema går dock in i ett EGR-rör och leds tillbaka tillinsugningsröret via ett EGR-spjäll och en eller flera EGR-kylare. EGR-spjällets funktion är attreglera mängden återförda avgaser tillbaka till förbränningsprocessen. Då EGR-gasema kyls kommer användandet av EGR att flytta värrneenergi från avgasema till motoms kylsystem. 22 Innan avgaserna helt försvinner ut ur motorsystemet passerar de i vissa motorer ett avgasspj äll(om ett sådant är installerat) vilket styr trycket i en avgassamlare (ej visad i figuren). Därefterpasserar avgaserna ett efterbehandlingssystem som kan innehålla ett dieselpartikelfilteroch/eller en SCR-katalysator såsom tidigare nämnts. Om motom l0l inte är hårt belastadkommer avgasema att ha en lägre temperatur än önskat och därrned kyla ned katalysatom. Ettsätt att begränsa mängden avkylande avgaser är användande av ett spjäll anordnat i ettinsugningsrör för luft till motom. Därmed kan mängden luft in i motom begränsas som i sintur leder till att även avgasema ut från motom begränsas, vilket vid en given last resulterar ivarmare avgaser med en vanligen högre fraktion förbränningsprodukter. Detta spjäll benämnsvanligtvis trottelspjäll, vilket omnämndes ovan. Beträffande mängden luft som motomförbrukar bestäms denna till stor del av varvtalet hos motom, vilket i detta fall betyder: ju högre motorvarvtal desto högre luftflöde krävs till motom.
Enligt föreliggande uppfinning kan de en eller flera första parametrama P1 användas för attstyra gasflödessystemet för avgasåterföring (EGR) och/eller insugningssystem anordnat förreglering av ett luftinflöde till motom. Dessutom kan styrningen av gasflödessystemet föravgasåterföring (EGR) och insugningssystemet styras med en ytterligare parameter relateradtill emissioner producerade av nämnda förbränningsmotor. Med emissioner förstås härexempelvis avgasutsläpp och ljud. Vidare kan en minskning av avgasflödet kombineras meden ökning av motoms last för att ändra fraktionen av någon ingående komponent iavgassystemet. Denna utföringsforrn kan realiseras medelst exempelvis förstyrd elleråterkopplad styrning av en avgasbroms med användande av: ett börvärde för fraktionen eller ett värde som är en funktion av nämnda börvärde för fraktionen.
Vidare visar Fig. 5 ett flödesdiagram av en exemplif1erad utföringsforrn av metoden enligtuppfinningen:A. Vid A mäts, eller beräknas den första parametem P1 från andra sensorsignaler (virtuellsensor). Den första parametem P1 kan även beräknas över framförvarande vägavsnittför fordonet vid A.B. Utifrån värdet på den första parametem P1 bestäms vid B om en reglerande åtgärd förkoncentration/fraktion av ingående ämnen i avgasströmmen behöver vidtas. Detta kan exempelvis ske genom jämförande av den första parametem P1 med ett tröskelvärde, 23 eller genom att jämföra flera beräkningar av den första parametem P1 med relateradestyrstrategier och utifrån dessa välja vilken/vilka reglerande åtgärder som behövervidtas.
C. Om en reglerande åtgärd skall sättas in beräknas vid C den arbetspunkt för motomsom på bästa sätt (t.ex. snabbast eller bränslesnålast) leder till en önskadkoncentration/ fraktion i avgasströmmen.
D. Arbetspunkten beräknad vid C vägs ihop med andra arbetspunkter vid D, vilka harberäknats med avseende på andra aspekter, såsom exempelvis körbarhet. Detta kant.ex. innebära att det resulterande motorvarvtalet blir ett medelvärde för flera ingåendearbetspunkter. Vid D beslutas även hur arbetspunkten skall nås, dvs. hur extem last,motor och växellåda skall styras.
E. Vid E styrs den extema lasten till önskat läge (önskat moment).
F. Vid F styrs växellådan och motom så att önskad arbetspunkt (varvtal/moment) nås.
G. Om justeringen av arbetspunkten inte räcker till för att nå önskadkoncentration/fraktion så beslutas det vid G om extem värmare skall aktiveras. Dockskulle den extema värmaren kunna ha aktiverats vid B.
H. Vid H styrs den extema värmaren efter beslutet vid G.
I. Om justeringen av arbetspunkten inte räcker till för att nå önskadkoncentration/fraktion i avgassystemet så beslutas det vid I om avgasflödet behöverstyras med t.ex. hjälp av en EGR och/eller ett trottelspjäll.
J. Vid J styrs avgasflödet efter beslutet vid I.
Föreliggande uppfinning kan vidare implementeras i ett styrsystem innefattande exempelvisen styrenhet anordnad att styra hela eller delar av en drivlina hos ett motorfordon l00. Vidarekan systemet innefatta ytterligare styrenheter anordnade att styra andra filnktioner såsomextem last, extem värmare, etc. Styrenheter av den visade typen är normalt anordnade att taemot sensorsignaler från olika delar av fordonet och liksom från andra styrenheter. Dessastyrenheter är vidare vanligtvis anordnade att avge styrsignaler till olika fordonsdelar ochfordonskomponenter. Styrenhetema kan även innefatta, eller vara kopplad till en beräkningsenhet anordnad för beräkning/ simulering av predikterade parametervärden.
Vanligtvis består styrsystem i modema fordon av ett kommunikationsbussystem bestående av en eller flera kommunikationsbussar för sammankoppling av ett antal elektroniska styrenheter 24 (ECU:er) eller controllers, 115, 208, och olika på fordonet anordnade komponenter. Ett sådantstyrsystem kan innefatta ett stort antal styrenheter och ansvaret för en specifik fi1nktion i fordonet kan vara uppdelat på en eller flera styrenheter.
Styrningen sker ofta med programmerade instruktioner. Dessa programmerade instruktionerutgörs typiskt sett av ett datorprogram, vilket når det exekveras i en dator eller styrenhetåstadkommer att datorn/styrenheten utför önskad styrning, såsom metoder enligt föreliggandeuppfinning. Datorprogrammet utgör vanligtvis del av en datorprogramprodukt, dårdatorprogramprodukten innefattar ett tillåmpligt lagringsmedium 121 med datorprogrammet109 lagrat på nåmnda lagringsmedium 121. Nåmnda digitala lagringsmedium 121 kan t.ex.utgöras av någon ur gruppen: ROM (Read-Only Memory), PROM (Programmable Read-OnlyMemory), EPROM (Erasable PROM), Flash-minne, EEPROM (Electrically Erasable PROM),en hårddiskenhet, etc., och vara anordnat i eller i förbindelse med styrenheten, varvid datorprogrammet exekveras av styrenheten.
En exempelstyrenhet (styrenheten 208) visas schematiskt i fig. 4, varvid styrenheten i sin turkan innefatta en beråkningsenhet 120, vilken kan utgöras av t.ex. någon låmplig typ avprocessor eller mikrodator, t.ex. en krets för digital signalbehandling (Digital SignalProcessor, DSP), eller en krets med en förutbestämd specifik funktion (Application SpecificIntegrated Circuit, ASIC). Beråkningsenheten 120 år vidare förbunden med en minnesenhet121, vilken tillhandahåller beråkningsenheten t.ex. den lagrade progranikoden 109 och/ellerden lagrade data beråkningsenheten behöver för att kunna utföra beråkningar.Beråkningsenheten år åven anordnad att lagra del- eller slutresultat av beråkningar i minnesenheten 121 .
Vidare år styrenheten försedd med organ/anordningar 122, 123, 124, 125 för mottaganderespektive såndande av in- respektive utsignaler. Dessa in- respektive utsignaler kan innehållavågforrner, pulser, eller andra attribut, vilka av anordningama för mottagande av insignalerkan detekteras som information för behandling av beråkningsenheten 120. Anordningama123, 124 för såndande av utsignaler år anordnade att omvandla beråkningsresultat frånberåkningsenheten 120 till utsignaler för överföring till andra delar av fordonets styrsystemoch/eller den/de komponenter för vilka signalema år avsedda. Var och en av anslutningama till anordningama för mottagande respektive såndande av in- respektive utsignaler kan utgöras av en eller flera av en kabel; en databuss, såsom en CAN, en MOST (Media Oriented Systems Transport), eller någon annan lämplig busskonfiguration eller trådlös kommunikationsanslutning.
Mer preciserat innefattar ett system enligt föreliggande uppfinning en styrenhet anordnad attstyra en kontinuerlig variabel växellåda (CVT/IVT), och därmed en arbetspunkt hos enförbränningsmotor, baserad på en eller flera första parametrar P1 för reglering av enkoncentration/fraktion C Ex/X Ex av ett eller flera ingående ämnen i en avgasström, varvidåtminstone en av nämnda en eller flera första parametrar P1 är en första koncentrations-/fraktionsskillnad mellan nänmda första koncentration/fraktion Cl/Xl i nämnda avgasströmoch en referenskoncentration/-fraktion CRef/XRef. Vidare avser föreliggande uppfinningdessutom ett motorfordon 100, såsom en buss, lastbil eller dylikt motorfordon, innefattande åtminstone ett system enligt ovan.
Slutligen bör det inses att föreliggande uppfinning inte är begränsad till de ovan beskrivnautföringsforrnema av uppfinningen utan avser och innefattar alla utföringsforrner inom de bifogade självständiga kravens skyddsomfång.

Claims (27)

1. Metod för reglering av en koncentration/fraktion av ett eller flera ingående ämnen i enavgasström i ett motorfordon genom styrning av dess drivlina, vilket motorfordon innefattar:en drivlina innefattande en förbränningsmotor kopplingsbar med en kontinuerlig variabelväxellåda (CVT/IVT) via en kopplingsanordning, och ett avgassystem anordnat förbortledande av en avgasström från nämnda förbränningsmotor; varvid närrmda metodinnefattar steget: - styrning av nämnda kontinuerligt variabla växellåda (CVT/IVT), och därmed enarbetspunkt hos nämnda förbränningsmotor, baserad på nämnda-en eller flera förstaparametrar P1 för reglering av en koncentration/fraktion C Ex/X Ex av ett eller flera ingåendeärrmen i nämnda avgasström, varvid åtminstone en av nämnda en eller flera första parametrarP1 är en första koncentrations-/fraktionsskillnad mellan nämnda forsta koncentration/fraktion C1/X1 i nämnda avgasström och en referenskoncentration/-fraktion C Re f/X Re f.
2. Metod enligt patentkrav 1, varvid åtminstone en annan av nämnda en eller flera förstaparametrar P1 är en annan första koncentration/fraktion Cl/Xl eelæleller en andrakoncentrations-/fraktionsskillnad mellan nämnda annan första koncentration/fraktion Cl/Xl och en andra koncentration/fraktion CZ/Xz i nämnda avgasström.
3. Metod enligt patentkrav 2, varvid nämnda arman första koncentration/fraktion Cl/Xl är en koncentration/fraktion i nämnda avgasström uppströms ett område i nämnda avgasström vid vilket en koncentration/fraktion önskas erhållas.
4. Metod enligt något av föregående patentkrav, varvid åtminstone en annan av nämnda eneller flera första parametrar P1 är en tidsderivata eehkller en tidsintegral av; nämnda förstakoncentration/fraktion Cl/Xl eller nämnda arman första koncentration/fraktion CflXLeehilellernämnda första koncentrations-/fraktionsskillnad eehileller nämnda andra koncentrations- /fraktionsskil1nad.
5. Metod enligt något av föregående patentkrav, varvid åtminstone en av nämnda en eller flera första parametrar P1 beräknas över nämnda motorfordons framförvarande vägavsnitt 27 baserade på en eller flera fordonsspecifika och/eller vägspecifika data fór närrmda motorfordon.
6. Metod enligt patentkrav 5, varvid nämnda fordonsspecifika och/eller vägspecifika dataär vald ur gruppen innefattande: en väglutning; kurvradier, hastighetsbegränsningar; en vikt for nämnda motorfordon; ett rullmotstånd; ett luftmotstånd; motorspecifik data såsom maxeffekt, mineffekt, maxmoment, minmoment, avgasflöde, avgasåterföringshalt,lambdavärden, och insprutningsparametrar.
7. Metod enligt något av patentkrav 2-6, varvid nämnda annan forsta koncentration/fraktion Cl/Xl är en koncentration/fraktion av ett gasformigt ämne eller enkoncentration av fasta partiklar eller vätskeformiga droppar, och nämnda andrakoncentration/fraktion CZ/XZ är en koncentration/fraktion i nämnda avgasström på/närmast en yta eller ett substrat hos nämnda avgassystem.
8. Metod enligt något av patentkrav 2-7, varvid nämnda första koncentration/fraktionCl/Xl och/eller nämnda andra koncentration/fraktion CZ/Xz är en koncentration/fraktion av eneller flera ämnen i gruppen innefattande: syre 02, koldioxid C02, koloxid CO, svaveloxiderS0x, kväveoxider N0x, kväveoxid NO, kvävedioxid N02, lustgas N20, ammoniak NH3; ochpartiklar såsom sot, HC-droppar och aska.
9. Metod enligt något av föregående patentkrav, varvid styrningen innefattar: - beräkning av åtminstone en arbetspunkt hos nämnda förbränningsmotor baserad pånärrmda en eller flera forsta parametrar P1; och - styrning av en utväxling hos nämnda kontinuerligt variabla växellåda (CVT/IVT) baserad på nämnda arbetspunkt.
10. Metod enligt patentkrav 9, varvid beräkningen av nämnda arbetspunkt vidare är baseradpå en ytterligare parameter relaterad till ett begärt driveffektsbehovsvärde eller till ett begärtdriveffektsbehovsvärde med hänsyn taget till ett offsetvärde Voffset. 28
11. Metod enligt patentkrav 10, varvid nämnda offsetvärde Voffset subtraheras från nämnda begärda driveffektsbehovsvärde.
12. Metod enligt något av patentkrav 9-11, varvid beräkningen av nämnda arbetspunktvidare är baserad på en eller flera ytterligare parametrar relaterade till åtminstone någon valdur gruppen innefattande: en verkningsgrad for nämnda drivlina, en verkningsgrad för ettavgasbehandlingssystem inrättat i nämnda avgassystem, avgasutsläpp för nämnda förbränningsmotor, en momentrespons, och körbarhetsaspekter.
13. Metod enligt något av patentkrav 9-12, varvid beräkningen av nämnda arbetspunktvidare är baserad på en eller flera ytterligare parametrar relaterad till åtminstone en extern lastvald ur gruppen innefattande: ett system anordnat fór omvandling av avgasvärme till energi(WHR); hjälpaggregat såsom vattenpump, fläkt eller kompressor; generator; hybridgenerator eller motsvarande energiåtervinningssystem; retarder, avgasbroms eller annan tillsatsbroms.
14. Metod enligt patentkrav 13, varvid om ingen avgasbroms är inrättad i nämndaavgassystem eller en avgasbroms är anordnad att reglera en avgasström nedströms densamma,nämnda extema last: - ökas om en totalkoncentration C Exfot i nämnda avgassystem skall minskas, och - minskas om nämnda totalkoncentration C Exfot i nämnda avgassystem skall ökas.
15. Metod enligt patentkrav 13, varvid om en avgasbroms är inrättad i nämnda avgassystemoch är anordnad att reglera en avgasström uppströms densamma, nämnda extema last: - ökas om en totalkoncentration C Exfot i ett område uppströms nämnda avgasbromsskall ökas, och - minskas om nämnda totalkoncentration C Exfot i nämnda område uppströms nämnda avgasbroms skall minskas.
16. Metod enligt något av patentkrav 9-15, varvid styrningen av nämnda kontinuerligtvariabla växellåda (CVT/IVT) innefattar:- ökning eller minskning av nämnda utväxling for reglering av nämnda koncentration CEx i nämnda avgassystem baserat på sensorvärden erhållna från en eller flera sensorer 29 anordnade för detektering eller beräkning av koncentrationen/fraktionen av ett eller flera ingående ämnen i nämna avgassystem.
17. Metod enligt något av föregående patentkrav, varvid metoden vidare innefattar: - styrning av ett avgasflöde hos nämnda avgasström, eller en av nämnda avgasflödeberoende parameter såsom massövergångstal, baserad på nämnda en eller flera forstaparametrar P1 för reglering av nämnda koncentration/fraktion C Ex/X Ex av en eller flera ingående ämnen i nämnda avgassystem.
18. Metod enligt något av föregående patentkrav, varvid metoden vidare innefattar:- styming av åtminstone en extern värmare baserad på nämnda en eller flera förstaparametrar P1 för sänkning eller höjning av nänmda koncentration/fraktion C Ex/X Extemperatur i nämnda avgassystem.
19. Metod enligt patentkrav 18, varvid nämnda extema värmare är någon vald ur gruppeninnefattande: en brärmare inrättad i nämnda avgassystem efter nämnda fórbrärmingsmotorscylindrar; ett systern anordnat för injektion av kolväten för oxidation eller förbränning på en inämnda avgassystem placerad katalysator; en elektrisk värmare inrättad i nämndaavgassystem efter nämnda förbränningsmotors cylindrar; och en annan extern värmare inrättad i eller i nära anslutning till nämnda avgassystem.
20. Metod enligt något av föregående patentkrav, varvid metoden vidare innefattar: - styrning av ett bränsleinsprutningssystem anordnat för insprutning av bränsle tillnärrmda förbränningsmotor baserad på nämnda en eller flera första parametrar P1 för regleringav nämnda koncentration/fraktion CEx/XEX av en eller flera ingående ämnen i nämnda avgassystem.
21. Metod enligt något av föregående patentkrav, varvid metoden vidare innefattar: - styming av ett insprutningssystem anordnat för insprutning av bränsle, urea ellerarman vätska till närrmda avgassystem baserad på nämnda en eller flera första parametrar P1för reglering av nämnda koncentration/fraktion C Ex/X Ex av en eller flera ingående ämnen i nämnda avgassystem. '25
22. Metod enligt något av föregående patentkrav, varvid metoden vidare innefattar: - styming av ett gasflödessystem för avgasåterföring (EGR) anordnat för närrmdaförbrärmingsmotor baserad på nämnda en eller flera första parametrar P1 för reglering avnämnda koncentration/fraktion C Ex/X Ex av en eller flera ingående ämnen i nämndaavgassystem; och/eller - styrning av ett insugningssystem anordnat för reglering av ett lufiinflöde till nämndaförbränningsmotor baserad på nämnda en eller flera första parametrar P1 för reglering avnämnda koncentration/fraktion CEx/Xgx av en eller flera ingående ämnen i nämnda avgassystem.
23. Metod enligt patentkrav 22, varvid styrningen av nämnda gasflödessystem föravgasåterfóring (EGR) och/eller styrningen av nämnda insugningssystem vidare är baserad på en ytterligare parameter relaterad till emissioner producerade av närrmda förbränningsmotor.
24. Datorprogram innefattande programkod, vilket när nämnda programkod exekveras i en dator åstadkommer att nämnda dator utför metoden enligt något av föregående patentkrav.
25. Datorprogramprodukt innefattande ett datorläsbart medium och ett datorprogramenligt patentkrav 24, varvid nämnda datorprogram är innefattat i nämnda datorläsbara medium.
26. System anordnat för styrning av en m i ett motorfordon,vilket motorfordon innefattar: en drivlina innefattande en förbränningsmotor kopplingsbarmed en kontinuerlig variabel växellåda (CVT/IVT) via en kopplingsanordning, och ettavgassystem anordnat för bortledande av en avgasström från nämnda förbrärmingsmotor;varvid nämnda system är kännetecknat av att innefatta en styrenhet anordnad att styranämnda kontinuerligt variabla växellåda (CVT/IVT), och därmed en arbetspunkt hos nämndaförbrärmingsmotor, baserad på nämnda-en eller flera första parametrar P1 för reglering av en koncentration/fraktion CEx/XEx av ett eller flera ingående ämnen i nämnda avgasström, varvid åtminstone en av närrmda en eller flera första parametrar P1 är en första koncentrations- 31 /fraktionsskillnad mellan nämnda första koncentration/fraktion Cl/Xl i nämnda avgasström och en referenskoncentration/ -fraktion C Re f/X R e f .
27. Motorfordon innefattande åtminstone ett system enligt patentkrav 26.
SE1351159A 2012-10-02 2013-10-02 Reglering av en koncentration/fraktion av ingående ämnen i en avgasström SE539092C2 (sv)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE112013004506.0T DE112013004506T5 (de) 2012-10-02 2013-10-02 Regelung der Konzentration/Fraktion von Substanzen in einem Abgasstrom
SE1351159A SE539092C2 (sv) 2012-10-02 2013-10-02 Reglering av en koncentration/fraktion av ingående ämnen i en avgasström
PCT/SE2013/051149 WO2014055022A1 (en) 2012-10-02 2013-10-02 Regulation of concentration/fraction of substances in an exhaust stream

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SE1251104 2012-10-02
SE1351159A SE539092C2 (sv) 2012-10-02 2013-10-02 Reglering av en koncentration/fraktion av ingående ämnen i en avgasström

Publications (2)

Publication Number Publication Date
SE1351159A1 SE1351159A1 (sv) 2014-04-03
SE539092C2 true SE539092C2 (sv) 2017-04-04

Family

ID=50435246

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SE1351159A SE539092C2 (sv) 2012-10-02 2013-10-02 Reglering av en koncentration/fraktion av ingående ämnen i en avgasström

Country Status (3)

Country Link
DE (1) DE112013004506T5 (sv)
SE (1) SE539092C2 (sv)
WO (1) WO2014055022A1 (sv)

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3751754B2 (ja) * 1998-07-24 2006-03-01 日産自動車株式会社 無段変速機の変速制御装置
JP2000282926A (ja) * 1999-03-30 2000-10-10 Mazda Motor Corp ディーゼルエンジンの制御装置
US6866610B2 (en) * 2001-03-30 2005-03-15 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Control apparatus and method for vehicle having internal combustion engine and continuously variable transmission, and control apparatus and method for internal combustion engine
US7628009B2 (en) * 2005-10-07 2009-12-08 Eaton Corporation Exhaust aftertreatment system with transmission control
US7063642B1 (en) * 2005-10-07 2006-06-20 Eaton Corporation Narrow speed range diesel-powered engine system w/ aftertreatment devices
US7562522B2 (en) * 2006-06-06 2009-07-21 Eaton Corporation Enhanced hybrid de-NOx system
US20080006025A1 (en) * 2006-07-06 2008-01-10 Eaton Corporation LNT regeneration during transient operation
US8007404B2 (en) * 2007-12-12 2011-08-30 Eaton Corporation Transmission shift signal for aftertreatment device control
JP5302412B2 (ja) * 2008-11-19 2013-10-02 ボルボ ラストバグナー アーベー 車両の内燃機関の排気ガス内のNOx含有量を低減する方法及び装置

Also Published As

Publication number Publication date
DE112013004506T5 (de) 2015-06-03
WO2014055022A1 (en) 2014-04-10
SE1351159A1 (sv) 2014-04-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9863352B2 (en) Regulation of a temperature in an exhaust aftertreatment system
EP2917530B1 (en) Regulation of a temperature in an exhaust aftertreatment system
US10035500B2 (en) Regulation of concentration/fraction of substances in an exhaust stream
KR101713925B1 (ko) 배기 스트림 내부 물질의 농도/분율 조절 방법
SE536798C2 (sv) Förfarande och system för reduktion av en beläggning i ett efterbehandlingssystem
SE539219C2 (sv) Reglering av en temperatur i ett avgassystem
EP2920442B1 (en) Regulation of concentration/fraction of substances in an exhaust stream
EP2923050B1 (en) Regulation of a temperature in an exhaust aftertreatment system
SE539092C2 (sv) Reglering av en koncentration/fraktion av ingående ämnen i en avgasström
EP2903873A1 (en) Regulation of concentration/fraction of substances in an exhaust stream
SE541371C2 (en) Method and system for controlling exhaust gases resulting from combustion
SE535802C2 (sv) Förfarande och system vid regenerering av ett partikelfilter för avgasrening
SE539406C2 (sv) Styrning av ett organ i ett motorsystems luftinloppssystem

Legal Events

Date Code Title Description
NUG Patent has lapsed