SE539296C2 - Förfarande och system för reglering av en förbränningsmotor genom reglering av förbränningen i en förbränningskammare under pågående förbränningscykel - Google Patents

Abstract

Föreliggande uppfinning hänför sig till ett förfarande förstyrning av en förbranningsmotor (l0l), varvid namndaförbranningsmotor (lOl) innefattar åtminstone enförbranningskammare (20l) och organ (202) för tillförsel avbransle till namnda förbranningskammare (20l), varvidförbranning i namnda förbranningskammare (20l) sker i förbranningscykler. Under en första del av en första förbranningscykel, med hjalpav ett första sensororgan (206) faststalls ett förstaparametervarde representerande en storhet vid förbranning i namnda förbranningskammare (20l), och - baserat på namnda första parametervarde, reglera förbranningunder påföljande del av namnda första förbranningscykel,varvid vid namnda reglering förbranningen under namndapåföljande del av namnda första förbranningscykel regleras medavseende på en vid namnda efterföljande förbranning resulterande temperatur.Uppfinningen avser aven ett system och ett fordon. Fig. 3

Description

lO EÖREARANDE ocH SYSTEM FÖR REGLERING Av EN FöRBRÅNNINGsMoToRGENOM REGLERING Av FÖRBRÄNNINGEN I EN EöRBRÄNNINGsKAm/LAREUNDER PÅGÅENDE EöRBRÅNNINGscYKEL Uppfinningens område Föreliggande uppfinning hänför sig till förbränningsmotorer,och i synnerhet till ett förfarande för reglering av enförbränningsmotor enligt ingressen till patentkravet l.Uppfinningen avser även ett system och ett fordon, liksom ettdatorprogram och en datorprogramprodukt, vilka implementerar förfarandet enligt uppfinningen.Uppfinningens bakgrund Nedanstäende bakgrundsbeskrivning utgör bakgrundsbeskrivningför uppfinningen, och behöver säledes inte nödvändigtvis utgöra känd teknik.

Pä grund av ökade myndighetsintressen avseende föroreningaroch luftkvalitet har utsläpps (emissions) -standarder och -bestämmelser avseende utsläpp frän förbränningsmotorer framtagits i mänga jurisdiktioner.

Dylika utsläppsbestämmelser utgör ofta kravuppsättningar vilkadefinierar acceptabla gränser för avgasutsläpp vid fordonutrustade med förbränningsmotorer. Exempelvis regleras oftaniväer för utsläpp av kväveoxider (NOX), kolväten (HC) ochkolmonoxid (CO). Dessa utsläppsbestämmelser kan även t.ex. hantera förekomst av partiklar i avgasutsläpp.

I en strävan att uppfylla dessa utsläppsbestämmelser behandlas(renas) de avgaser som orsakas av förbränningsmotornsförbränning. T.ex. kan en s.k. katalytisk reningsprocessutnyttjas, varför ocksä avgasbehandlingssystem, säsom vidt.ex. fordon och andra farkoster, vanligtvis innefattar en eller flera katalysatorer och/eller andra komponenter. T.ex. lO innefattar avgasbehandlingssystem vid fordon med dieselmotor ofta partikelfilter.

Förekomsten av oönskade föreningar i det frånförbrånningsmotorns resulterande avgasflödet orsakas i storutstråckning av förbrånningsprocessen i förbrånningsmotornsförbrånningskammare, åtminstone delvis beroende på den mångdbrånsle som åtgår vid förbrånningen. Av denna anledning, samtav det faktum att en mycket stor del av framförallt tungafordons driftsekonomi styrs av mångden förbrukat brånsle,låggs åven stor möda på att effektivisera förbrånningsmotornsförbrånning vid stråvan att minska utslåpp samt brånsleförbrukning.Sammanfattning av uppfinningen Det år ett syfte med föreliggande uppfinning atttillhandahålla ett förfarande för reglering av enförbrånningsmotor. Detta syfte uppnås med ett förfarande enligt patentkrav l.

Föreliggande uppfinning hånför sig till ett förfarande förreglering av en förbrånningsmotor, varvid nåmndaförbrånningsmotor innefattar åtminstone en förbrånningskammareoch organ för tillförsel av brånsle till nåmndaförbrånningskammare, varvid förbrånning i nåmnda förbrånningskammare sker i förbrånningscykler.

Under en första del av en första förbrånningscykel, med hjålpav ett första sensororgan faststålls ett första parametervårderepresenterande en storhet vid förbrånning i nåmnda förbrånningskammare, och - baserat på nåmnda första parametervårde, reglera förbrånningunder påföljande del av nåmnda första förbrånningscykel,varvid vid nåmnda reglering förbrånningen under nåmnda påföljande del av nåmnda första förbrånningscykel regleras med lO avseende pä en representation av en vid nämnda efterföljande förbränning resulterande temperatur.

Såsom har nämnts ovan har förbränningsmotorns verkningsgradstor inverkan pä ett fordons totalekonomi, i synnerhet medavseende pä tunga fordon. Av denna anledning är det oftaönskvärt att förbränningen styrs pä ett sätt som medför en sä effektiv förbränning som möjligt.

Dessutom kan förbränningsmotorns förbränning styras medavseende pä önskade avgasegenskaper vid behandling i detefterföljande avgassystemet. T.ex. kan insprutningstidpunktoch/eller mängd insprutat bränsle styras för att päverkaförbränningens förlopp och därmed t.ex. avgasströmmenstemperatur och/eller sammansättning. T.ex. kan det i vissafall vara önskvärt med en högre avgastemperatur pä bekostnadav förbränningsmotorns verkningsgrad för att önskad funktionför en eller flera komponenter i efterbehandlingssystemet skaerhällas. Det kan även vara sä att den totala verkningsgraden,med även avgasefterbehandlingen inräknad, kan förbättras ävenvid en försämring av förbränningsmotorns verkningsgrad, t.ex.pga. minskad ätgäng av reduktionsmedel, säsom t.ex.ureatillförsel, pä bekostnad av en förhöjd bränsletillförsel.Det kan även vid vissa situationer vara acceptabelt med enförsämring av även den totala verkningsgraden, t.ex. för att uppnä nägot önskat förhällande i efterbehandlingssystemet.

Föreliggande uppfinning avser en reglering avförbränningsprocessen där en pägäende förbränningscykelsförlopp kan regleras under pägäende förbränning mot ett önskatresultat av förbränningen. I synnerhet styrs förbränningensförlopp med avseende pä en resulterande temperatur vidförbränningen. Denna resulterande temperatur kan utgöras av en resulterande medeltemperatur för gasen i förbränningskammaren lO vid slutet av förbrånningscykeln. Regleringen enligtföreliggande uppfinning kan åstadkommas genom att under enförsta del av en förbrånningscykel faststålla ettparametervårde representerande en storhet vid förbrånningen, såsom t.ex. ett i förbrånningskammaren rådande tryck.

Baserat på detta parametervårde, såsom således t.ex. rådandetryck, regleras sedan förbrånningen under en efterföljande delav förbrånningscykeln, varvid förbrånningen regleras med avseende på en temperatur för nåmnda förbrånningsprocess.

Genom att förfara på detta sått kan önskade avgas- och/ellerförbrånningsegenskaper erhållas vid förbrånningen. T.ex. kandet vara önskvårt att avgasernas temperatur uppgår till någonviss temperatur vid utslåpp från motorn. Förbrånningen kandårvid regleras mot en önskad resulterande avgastemperatur vidden tidpunkt når avgasventilerna öppnas, varvid en avgasströmmed mycket exakt och önskad temperatur kan erhållas. Detta kant.ex. vara önskvårt för att uppnå önskade egenskaper, såsomönskad temperatur och/eller önskade kemiska reaktioner vid avgasbehandlingskomponenter i avgassystemet.

T.ex. kan en relation mellan någon tillåmplig komponent iefterbehandlingssystemet, såsom t.ex. en SCR-katalysator, ochavgasströmmens temperatur vid utslåpp ur cylindernfaststållas, varvid en mappning avseende avgasströmmenstemperaturföråndring från cylinder till t.ex. SCR-katalysatorkan utföras, och dår mappningen kan tillåmpas för attfaststålla en önskad vid förbrånningen resulterandeavgastemperatur som sedan förvåntas resultera i en önskadtemperatur vid t.ex. SCR-katalysatorn. Alternativt kan t.ex.en tabell anvåndas med t.ex. omgivningstemperatur, en ellerflera temperaturer i efterbehandlingssystemet, ochresulterande temperatur vid förbrånningen, varvid ett börvårde vid förbrånningen kan faststållas genom tabelluppslagning. lO Alternativt kan förbränningscykeln regleras med avseende päden temperaturförändring som förbränningsförloppet genomgårunder förbränningen, dvs. förbränningen regleras baserat pähur förbränningskammartemperaturen varierar underförbränningen, dvs. inte enbart mot en sluttemperatur, och kant.ex. i möjligaste män bringas att följa nägon tillämpligtemperaturkurva, varvid denna temperaturvariation styrs genomatt päverka förbränningen under pägäende förbränningscykel säatt en önskad temperaturvariation under förbränningen erhälls.Regleringen kan styras mot en empiriskt eller pä annat sättfastställd temperaturkurva (temperaturspär) som förväntas resultera i nägon önskad egenskap, t.ex. med avseende pä emissioner eller nägon annan egenskap.

Genom att styra temperaturvariationen under förbränningen kanavgasströmmens sammansättning styras pä sä sätt attförekomsten av de olika normalt i avgasströmmens förekommandesubstanserna kan päverkas i önskad riktning, t.ex. i beroendeav önskad sammansättning vid en eller fleraavgasbehandlingskomponenter i avgassystemet. Genom att styratemperaturvariationen kan även emissioner minimeras.Regleringen enligt föreliggande uppfinning kan t.ex. användasför att minimera oönskade avgasutsläpp. Genom att utföraregleringen under pägäende förbränningscykel kan förbränningenpäverkas i större utsträckning jämfört med att utföra reglering enbart baserat pä tidigare förbränningscykler.

Regleringen av förbränningen kan även vara anordnad attutföras individuellt för varje cylinder, och det är ävenmöjligt att reglera en förbränning vid en efterföljandeförbränningscykel baserat pä information frän en eller flera tidigare förbränningsprocesser.

Denna typ av reglering har fördelen att t.ex. skillnader mellan olika cylindrar kan detekteras och kompenseras med lO hjälp av individuell justering av parametrar för en specifikcylinder, såsom öppningstid för insprutningsmunstycken etc.Det kan dock åven vara så att olika reglering av olikacylindrar kan vara önskvård, t.ex. för att styra vissacylindrar mot uppfyllande av något kriterium, och andracylindrar mot något annat tillåmpligt kriterium, vilket ocksåkan åstadkommas enligt uppfinningen. Vidare kan endast eneller en delmångd av cylindrarna vara anordnade att styrasenligt uppfinningen, medan förbrånningen i övriga cylindrar kan utföras på sedvanligt eller annat tillåmpligt sått.

Förfarandet enligt föreliggande uppfinning kan t.ex.implementeras med hjålp av en eller flera FPGA (Field-Programmable Gate Array)- kretsar, och/eller en eller fleraASIC (application-specific integrated circuit)-kretsar, ellerandra typer av kretsar som kan hantera önskad beråkningshastighet.

Ytterligare kånnetecken för föreliggande uppfinning ochfördelar dårav kommer att framgå ur följande detaljeradebeskrivning av exempelutföringsformer och de bifogade ritningarna.

Kort beskrivning av ritningar Fig. lA visar schematiskt ett fordon vid vilket föreliggandeuppfinning kan anvåndas.

Fig. lB visar en styrenhet i styrsystemet för det i fig. lAvisade fordonet.

Fig. 2 visar förbrånningsmotorn vid det i fig. lA visadefordonet mer i detalj.

Fig. 3 visar ett exempelförfarande enligt föreliggandeuppfinning.

Fig. 4 visar ett exempel på ett estimerat temperaturspår för en förbrånning. lO Fig. 5A-B visar ett exempel på reglering vid situationer med fler ån tre insprutningar.

Fig. 6 visar ett exempel på en MPC-reglering.

Detaljerad beskrivning av utföringsformer Fig. lA visar schematiskt en drivlina i ett fordon lOO enligten utföringsform av föreliggande uppfinning. Drivlinaninnefattar en förbrånningsmotor lOl, vilken på ett sedvanligtsått, via en på förbrånningsmotorn lOl utgående axel,vanligtvis via ett svånghjul lO2, år förbunden med en våxellåda lO3 via en koppling lO6.

Förbrånningsmotorn lOl styrs av fordonets styrsystem via enstyrenhet ll5. Likaså styrs kopplingen lO6, vilken t.ex. kanutgöras av en automatiskt styrd koppling, och våxellådan lO3av fordonets styrsystem med hjålp av en eller fleratillåmpliga styrenheter (ej visat). Naturligtvis kan fordonetsdrivlina åven vara av annan typ såsom t.ex. av en typ med konventionell automatvåxellåda eller av en typ med en manuellt våxlad våxellåda etc.

En från våxellådan lO3 utgående axel lO7 driver drivhjul ll3,ll4 på sedvanligt sått via slutvåxel och drivaxlar lO4, lO5. Ifig. lA visas endast en axel med drivhjul ll3, ll4, men påsedvanligt sått kan fordonet innefatta fler ån en axel förseddmed drivhjul, liksom åven en eller flera ytterligare axlar,såsom en eller flera stödaxlar. Fordonet lOO innefattar vidareett avgassystem med ett efterbehandlingssystem 200 försedvanlig behandling (rening) av avgasutslåpp resulterandefrån förbrånning i förbrånningsmotorns lOl förbrånningskammare (t.ex. cylindrar).

Efterbehandlingssystem innefattar ofta någon form avkatalytisk reningsprocess, dår en eller flera katalysatorer anvånds för rening av avgaserna. Fordon med dieselmotor l0 innefattar även ofta ett dieselpartikelfilter (DieselParticulate Filter, DPF) för att fånga upp vid förbränning avbränsle i förbränningsmotorns förbränningskammare bildadesotpartiklar. Vidare kan efterbehandlingssystem vid fordon avden visade typen innefatta en oxidationskatalysator (DieselOxidation Catalyst, DOC). Oxidationskatalysatorn DOC har flerafunktioner, och används normalt primärt för att videfterbehandlingen av avgasströmmen oxidera kvarvarandekolväten och kolmonoxid i avgasströmmen till koldioxid ochvatten. Oxidationskatalysatorn kan även t.ex. oxiderakvävemonoxid (NO) till kvävedioxid (NOQ.Efterbehandlingssystem kan även innefatta fler/andra typer avkomponenter än vad som har exemplifierats ovan, liksom ävenfärre komponenter. T.ex. kan efterbehandlingssystemet 200innefatta en nedströms om partikelfiltret anordnad SCR(Selective Catalytic Reduction) -katalysator. SCR-katalysatorer använder ammoniak (NH3), eller sammansättning urvilken ammoniak kan genereras/bildas, som tillsatsmedel för reduktion av mängden kväveoxider NOX i avgasströmmen.

Vidare är förbränningsmotorer vid fordon av den i fig. lAvisade typen ofta försedda med styrbara injektorer för atttillföra önskad bränslemängd vid önskad tidpunkt iförbränningscykeln, säsom vid en specifik kolvposition(vevvinkelgrad) i fallet med en kolvmotor, till förbränningsmotorns förbränningskammare.

I fig. 2 visas schematiskt ett exempel pä ettbränsleinsprutningssystem för den i fig. lA exemplifieradeförbränningsmotorn l0l. Bränsleinsprutningssystemet utgörs avett s.k. Common Rail-system, men uppfinningen är likatillämplig vid andra typer av insprutningssystem. I fig. 2visas endast en cylinder/förbränningskammare 20l med en i cylindern verkande kolv 203, men förbränningsmotorn l0l utgörs i föreliggande exempel av en sexcylindrig förbrånningsmotor,och kan allmänt utgöras av en motor med ett godtyckligt antalcylindrar/förbrånningskammare, såsom t.ex. ett godtyckligtantal cylindrar/förbrånningskammare i intervallet 1-20 ellerånnu fler. Förbrånningsmotorn innefattar vidare åtminstone enrespektive injektor 202 för varje förbrånningskammare(cylinder) 201. Varje respektive injektor anvånds således förinsprutning (tillförsel) av brånsle i en respektiveförbrånningskammare 201. Alternativt kan två eller flerainjektorer per förbrånningskammare anvåndas. Injektorerna 202år individuellt styrda av respektive och vid respektiveinjektor anordnade aktuatorer (ej visat), vilka baserat påmottagna styrsignaler, såsom t.ex. från styrenheten 115, styr öppning/stångning av injektorerna 202.

Styrsignalerna för styrning av aktuatorernas öppning/stångningav injektorerna 202 kan genereras av någon tillåmpligstyrenhet, såsom i detta exempel av motorstyrenheten 115.Motorstyrenheten 115 fastståller således den mångd brånsle somfaktiskt skall insprutas vid någon given tidpunkt, t.ex. baserat på rådande driftsförhållanden hos fordonet 100.

Det i fig. 2 visade insprutningssystemet utgörs alltså av etts.k. Common Rail-system, vilket innebår att samtligainjektorer (och dårmed förbrånningskammare) försörjs medbrånsle från ett gemensamt brånslerör 204 (Common Rail),vilket med hjålp av en brånslepump 205 fylls med brånsle frånen brånsletank (ej visad) samtidigt som brånslet i röret 204,också med hjålp av brånslepumpen 205, trycksåtts till ettvisst tryck. Det i det gemensamma röret 204 högt trycksattabrånslet insprutas sedan i förbrånningsmotorns 101förbrånningskammare 201 vid öppning av respektive injektor202. Flera öppningar/stångningar av en specifik injektor kan utföras under en och samma förbrånningscykel, varvid således flera insprutningar kan utföras under en förbrånningscykelsförbränning. Vidare år varje förbrånningskammare försedd meden respektive trycksensor 206 för avgivande av signaler av etti förbrånningskammaren rådande tryck till t.ex. styrenheten115. Trycksensorn kan t.ex. vara piezo-baserad och bör vara såpass snabb att den kan avge vevvinkelupplösta trycksignaler,såsom t.ex. vid var 10:e, var 5:e eller varje vevvinkelgrad eller annat tillåmpligt intervall, såsom t.ex. ån oftare.

Med hjålp av system av den i fig. 2 visade typen kanförbrånningen under en förbrånningscykel i enförbrånningskammare styras i stor utstråckning, t.ex. genomutnyttjande av multipla insprutningar, dårinsprutningstidpunkter och/eller varaktighet för respektiveinsprutning kan regleras, och dår data från t.ex.trycksensorerna 206 kan tas i beaktande vid regleringen.Enligt föreliggande uppfinning anpassas t.ex.insprutningstidpunkter och/eller varaktighet och/ellerinsprutad brånslemångd under pågående förbrånning baserat pådata från den pågående förbrånningen i syfte att regleraförbrånningen med avseende på en temperatur vid förbrånningenförhårskande och/eller resulterande temperatur. I fig. 3 visasett exempelförfarande 300 enligt föreliggande uppfinning, dårförfarandet enligt föreliggande exempel år anordnat att utföras av den i fig. 1A-B visade motorstyrenheten 115.

Allmånt består styrsystem i moderna fordon av ettkommunikationsbussystem bestående av en eller flerakommunikationsbussar för att sammankoppla ett antalelektroniska styrenheter (ECU:er) såsom styrenheten, ellercontroller, 115, och olika på fordonet anordnade komponenter.Såsom år kånt kan dylika styrsystem innefatta ett stort antalstyrenheter, och ansvaret för en specifik funktion kan vara uppdelat på fler ån en styrenhet. lO ll För enkelhetens skull visas i fig. lA-B, endastmotorstyrenheten ll5 i vilken föreliggande uppfinning ärimplementerad i den visade utföringsformen. Uppfinningen kandock även implementeras i en för föreliggande uppfinningdedikerad styrenhet, eller helt eller delvis i en eller fleraandra vid fordonet redan befintliga styrenheter. Med tanke päden hastighet med vilken beräkningar enligt föreliggandeuppfinning utförs kan uppfinningen vara anordnad attimplementeras i en styrenhet som är särskilt avpassad förrealtidsberäkningar av typen enligt nedan. Implementering avföreliggande uppfinning har visat att t.ex. ASIC- och FPGA-lösningar är lämpade för och väl klarar av beräkningar enligt föreliggande uppfinning.

Styrenhetens ll5 (eller den/de styrenheter vid vilken/vilkaföreliggande uppfinning är implementerad) funktion enligtföreliggande uppfinning kan, förutom att bero avsensorsignaler frän trycksensorn 202, t.ex. bero av signalerfrän andra styrenheter eller sensorer. Allmänt gäller attstyrenheter av den visade typen normalt är anordnade att taemot sensorsignaler frän olika delar av fordonet, liksom frän olika pä fordonet anordnade styrenheter.

Styrningen styrs ofta av programmerade instruktioner. Dessaprogrammerade instruktioner utgörs typiskt av ettdatorprogram, vilket när det exekveras i en dator eller styrenhet ästadkommer att datorn/styrenheten utför önskad styrning, säsom förfarandesteg enligt föreliggande uppfinning.

Datorprogrammet utgör vanligtvis del av endatorprogramprodukt, där datorprogramprodukten innefattar etttillämpligt lagringsmedium l2l (se fig. lB) meddatorprogrammet lagrat pä nämnda lagringsmedium l2l. Nämndadigitala lagringsmedium l2l kan t.ex. utgöras av nägon ur gruppen: ROM (Read-Only Memory), PROM (Programmable Read-Only 12 Memory), EPROM (Erasable PROM), Flash-minne, EEPROM(Electrically Erasable PROM), en hårddiskenhet, etc., och varaanordnat i eller i förbindelse med styrenheten, varviddatorprogrammet exekveras av styrenheten. Genom att andradatorprogrammets instruktioner kan således fordonets upptrådande i en specifik situation anpassas.

En exempelstyrenhet (styrenheten 115) visas schematiskt i fig.lB, varvid styrenheten i sin tur kan innefatta enberåkningsenhet 120, vilken kan utgöras av t.ex. någon låmpligtyp av processor eller mikrodator, t.ex. en krets för digitalsignalbehandling (Digital Signal Processor, DSP), en ellerflera FPGA (Field-Programmable Gate Array)- kretsar eller eneller flera kretsar med en förutbeståmd specifik funktion(Application Specific Integrated Circuit, ASIC).Beråkningsenheten 120 år förbunden med en minnesenhet 121,vilken tillhandahåller beråkningsenheten 120 t.ex. den lagradeprogramkoden och/eller den lagrade data beråkningsenheten 120behöver för att kunna utföra beråkningar. Beråkningsenheten120 år åven anordnad att lagra del- eller slutresultat av beråkningar i minnesenheten 121.

Vidare år styrenheten försedd med anordningar 122, 123, 124,125 för mottagande respektive såndande av in- respektiveutsignaler. Dessa in- respektive utsignaler kan innehållavågformer, pulser, eller andra attribut, vilka avanordningarna 122, 125 för mottagande av insignaler kandetekteras som information för behandling av beråkningsenheten120. Anordningarna 123, 124 för såndande av utsignaler åranordnade att omvandla beråkningsresultat frånberåkningsenheten 120 till utsignaler för överföring tillandra delar av fordonets styrsystem och/eller den/dekomponenter för vilka signalerna år avsedda. Var och en av anslutningarna till anordningarna för mottagande respektive lO l3 såndande av in- respektive utsignaler kan utgöras av en ellerflera av en kabel; en databuss, såsom en CAN-bus (ControllerArea Network bus), en MOST-bus (Media Oriented Systems Transport), eller någon annan busskonfiguration; eller av en trådlös anslutning. Åter till det i fig. 3 visade förfarandet 300 startarförfarandet i steg 30l, dår det faststålls huruvida denuppfinningsenliga regleringen av förbrånningsprocessen skautföras. Den uppfinningsenliga regleringen kan t.ex. varaanordnad att utföras kontinuerligt så fort förbrånningsmotornlOl startas. Alternativt kan regleringen vara anordnad attutföras t.ex. så långe som förbrånningsmotorns förbrånninginte ska regleras enligt något annat kriterium. T.ex. kan detfinnas situationer dår det år önskvårt att reglering utförsbaserat på andra faktorer ån förbrånningens temperatur iförsta hand. Enigt en utföringsform utförs samtidig regleringav förbrånningen med avseende på förbrånningens temperatur ochåtminstone en ytterligare reglerparameter. T.ex. kan enavvågning göras, dår reglerparametrarnas prioritering viduppfyllnad av önskat regleringsresultat t.ex. kan vara anordnad att styras enligt någon tillåmplig kostnadsfunktion.

Förfarandet enligt föreliggande uppfinning utgörs alltså avett förfarande för reglering av förbrånningsmotorn lOl underdet att förbrånning sker i nåmnda förbrånningskammare 20l iförbrånningscykler. Såsom år kånt år termen förbrånningscykeldefinierad som de steg en förbrånning vid en förbrånningsmotorinnefattar, såsom t.ex. tvåtaktsmotorns två takter respektivefyrtaktsmotorns fyra takter. Termen innefattar åven cykler dåringet brånsle faktiskt insprutas, men dår förbrånningsmotornåndå drivs vid något varvtal, såsom av fordonets drivhjul viadrivlinan vid t.ex. slåpning. Dvs. åven om ingen insprutning av brånsle utförs sker fortfarande en förbrånningscykel för 14 t.ex. varje två varv (vid fyrtaktsmotor), eller t.ex. varjevarv (tvåtaktsmotor), som förbrånningsmotorns utgående axelroterar. Det motsvarande gåller åven andra typer av förbrånningsmotorer.

I steg 302 faststålls huruvida en förbrånningscykel har ellerkommer att påbörjas, och når så år fallet fortsåtterförfarandet till steg 303 samtidigt som en parameter i representerande insprutningsnummer såtts lika med ett.

I steg 303 faststålls ett insprutningsschema som förvåntasresultera i en under förbrånningen önskad temperatur, såsomt.ex. ett insprutningsschema som förvåntas resultera i enönskad sluttemperatur eller som förvåntas resultera i ett önskat temperaturspår under förbrånningscykelns förbrånning.

Allmånt gåller att tillförseln av brånsle både avseende mångdoch på vilket sått, dvs. de en eller flerabrånsleinsprutningar som ska utföras under förbrånningscykelnnormalt år på förhand definierade, t.ex. i beroende av detarbete (vridmoment) som förbrånningsmotorn ska utråtta underförbrånningscykeln, eftersom föråndring av det faststålldainsprutningsschemat inte utförs under en pågåendeförbrånningscykel enligt kånd teknik. Förutbeståmdainsprutningsscheman kan t.ex. finnas tabellerade i fordonetsstyrsystem för ett stort antal driftsfall, såsom olikamotorvarvtal, olika begårda arbeten, olikaförbrånningslufttryck etc., dår tabellerad data t.ex. kan haframtagits genom tillåmpliga prov/måtningar vid t.ex.utveckling av förbrånningsmotor och/eller fordon, varvidtillåmpligt insprutningsschema kan våljas utifrån rådandeförhållanden, och dår insprutningsschemat kan våljas t.ex.baserat på en önskan om hur temperaturen i förbrånningskammaren ska föråndras.

Dessa insprutningsscheman kan utgöras av insprutningarnasantal respektive egenskaper i form av t.ex. tidpunkt(vevvinkellåge) för start av insprutning, insprutningenslångd, insprutningstryck etc., och alltså finnas lagrade förett stort antal driftsfall i fordonets styrsystem, och t.ex.vara framråknade/uppmåtta med målet att resultera i en viss avgastemperatur.

Enligt en utföringsform av uppfinningen faststålls ettinsprutningsschema innan förbrånningen påbörjas genomtillåmpliga beråkningar, såsom t.ex. enligt nedan, dår t.ex.önskat utråttat arbete, önskad avgastemperatur, önskadeemissioner (såsom t.ex. hög/låg andel NOX) kan utgöraparametrar vid beråkningarna, liksom t.ex. önskadsluttemperatur för avgaserna såsom enligt en utföringsform av uppfinningen.

Enligt föreliggande utföringsform tillåmpas i steg 303 ettdylikt förutbeståmt insprutningsschema, dår dettaförutbeståmda insprutningsschema våljs baserat på rådandeförhållanden och önskat av förbrånningsmotorn utråttat arbete,t.ex. genom tabelluppslagning. Enligt en utföringsform kanåven önskad avgastemperatur utgöra en parameter vid val avinsprutningsschema, varvid olika insprutningsscheman kanfinnas definierade dår olika temperaturutvecklingar förvåntasvid förbrånningen samtidigt som t.ex. samma arbete påförbrånningsmotorns utgående axel utråttas. Enligt enutföringsform behöver inte önskad temperatur tas med i valetav insprutningsschema i steg 303, utan temperaturparameternkan vara anordnad att tillåmpas först vid reglering efter detatt en första insprutning eller första del av en insprutning har utförts. 16 Enligt en utföringsform fastställs insprutningsschemat heltenligt t.ex. de nedan visade beräkningarna, där t.ex. olika päförhand definierade insprutningsscheman kan jämföras medvarandra i steg 303 för att fastställa ett mest fördragetinsprutningsschema, säledes redan innan en förstabränsleinsprutning utförs, men i det nedan exemplifieradeberäkningsexemplet tillämpas dock beräkningarna först efterdet att insprutning har päbörjats under förbränningscykeln.Eftersom specifika antagna förhällanden sannolikt resulterar isamma föredragna insprutningsschema varje gäng kan det varafördelaktigt att inför en förbränningscykel välja ettinsprutningsschema genom nägon typ av uppslagning och därmedminska beräkningsbelastningen, varvid beräkning enligt nedansäledes utförs först efter det att insprutning har päbörjats.Förutom nedanstäende exempel pä hur insprutningsschemat kanfastställas kan alternativt andra modeller med motsvarande funktion tillämpas.

Den mältemperatur, Teflqfimw, som önskas för avgaserna näravgasventilerna öppnas och avgaserna förs ut i avgassystemet,och som kan styra val av insprutningsschema, kan fastställaspä nägot tillämpligt sätt. Säsom har nämnts ovan kan t.ex. enrelation mellan avgasströmmens temperatur vid nägon tillämpligkomponent i efterbehandlingssystemet och avgasströmmenstemperatur vid utsläpp ur cylindern fastställas, varvidTtflqïmw kan fastställas baserat pä nägon önskad temperatur iefterbehandlingssystemet. Alternativt kan t.ex. Teflqfimw styrasbaserat pä signaler frän en eller flera temperatursensorer iefterbehandlingssystemet. Tüflqïmw kan även t.ex. vara anordnadatt styras av empiriska data, där mätningar pä förhand kan hautförts och t.ex. avgasemissioner eller andra parametrar hauppmätts, och där fördelaktiga förbränningskammartemperaturer kan ha uppmätts och sedan inmatats i fordonets styrsystem, 17 varvid börvärde vid förbränningen kan fastställas genomtabelluppslagning eller pä annat tillämpligt sätt. Enligtnedan fastställs enligt en utföringsform inte enbart enSluttemperatur Teflqfimm, utan ett föredraget temperaturspär kanfastställas, t.ex. baserat pä empiriska data, och där sedan reglering utförs mot detta fastställda temperaturspär.

Enligt föreliggande utföringsform fastställs säledes i steg303 ett fördefinierat insprutningsschema vidförbränningscykelns början, varvid reglering enligtuppfinningen utförs först efter det att bränsleinsprutning harpäbörjats under förbränningscykeln, säsom först efter det attätminstone en insprutning har utförts underförbränningscykeln, eller efter det att en insprutning ätminstone har päbörjats.

Bränsleinsprutning utförs alltsä normalt enligt ettförutbestämt schema, där ett flertal insprutningar kan varaanordnade att utföras under en och samma förbränningscykel.Detta medför att insprutningarna kan vara förhällandeviskorta. T.ex. förekommer insprutningssystem med 5-10bränsleinsprutningar/förbränning, men antaletbränsleinsprutningar under en förbränningscykel kan även varabetydligt större än sä, säsom t.ex. i storleksordningen 100bränsleinsprutningar. Antalet möjliga insprutningar styrs avsnabbheten hos de organ med vilka insprutning utförs, dvs. ifallet med Common Rail -system hur snabbt injektorerna kan öppnas stängas.

Enligt föreliggande exempel utförs ätminstone trebränsleinsprutningar inspi under en och sammaförbränningscykel, men säsom har nämnts och säsom framgärnedan kan flera insprutningar vara anordnade att utföras, liksom även endast en eller tvä. 18 Insprutningsschemat år således i föreliggande exempelfastställt på förhand i syfte att erhålla någon vissavgastemperatur, eller enbart baserat på önskat utråttatarbete. En första insprutning insplutförs sedan, och i steg304 faststålls huruvida nåmnda första insprutning inspl harutförts, och om så år fallet fortsåtter förfarandet till steg305, dår det faststålls huruvida samtliga insprutningar i harutförts. Eftersom så ånnu inte år fallet i föreliggandeexempel fortsåtter förfarandet till steg 306 samtidigt som iråknas upp med ett för nåsta insprutning. I steg 306faststålls rådande tryck i förbrånningskammaren genomutnyttjande av trycksensorn 206. Vidare kan, genom utnyttjandeav trycksensorn 206, rådande tryck i förbrånningskammarenfaststållas våsentligen kontinuerligt, såsom med tillåmpliga intervall, t.ex. varje 0,1-10 vevvinkelgrader.

Förbrånningsförloppet kan allmånt beskrivas med dentryckföråndring i förbrånningskammaren som förbrånningen gerupphov till. Tryckföråndringen under en förbrånningscykel kanrepresenteras med ett tryckspår, dvs. en representation av hurtrycket i förbrånningskammaren varierar under förbrånningen.Så långe som förbrånningen fortskrider såsom förvåntat kommertrycket i förbrånningskammaren att vara lika med det initialtförvåntade eller estimerade. Enligt nedan år temperaturendirekt relaterad till trycket i förbrånningskammaren, vilketinnebår att så snart trycket avviker från det estimeradetrycket kommer åven temperaturen att avvika från denförvåntade/estimerade temperaturen. Dessutom kommerförbrånningen under efterföljande del av förbrånningscykeln, och dårmed temperaturutveckling, att påverkas.

I steg 306 faststålls trycket pflw i nåmnda förbrånningskammare201 för en rådande vevvinkelgrad 01 (se fig. 4) med hjålp av nåmnda trycksensor 206, och i steg 307 estimeras en förvåntad 19 resulterande avgastemperatur under och/eller vid slutet avförbränningscykelns förbränning, enligt ovan t.ex. enestimering av avgastemperaturen vid tidpunkten för öppning avavgasventilen, Tmw (Exhaust Valve Opening). Detta kan utförasmed hjälp av tillämpliga beräkningar, och ett sätt att utföraberäkningen exemplifieras nedan. Alternativt kan andra modeller med motsvarande funktion tillämpas.

Den förväntade resulterande avgastemperaturen vid tidpunktenför öppning av avgasventilen efter förbränningscykelnsförbränning kan enligt en utföringsform i steg 307 estimerasenligt följande. Säsom kommer att inses kan äventemperaturspäret för hela förbränningen och inte enbartsluttemperaturen estimeras enligt det visade förfarandet.Förbränningen kan, säsom är känt för fackmannen, modelleras enligt ekv. (1): dQ = Kcalibrate (Qfuel _ (1) , där K' används för att kalibrera modellen. K¿Mmæ utgörs calibrateav en konstant som vanligtvis är i storleksordningen O-l, menkan även vara anordnad att anta andra värden, och vilkenfastställs individuellt cylinder för cylinder eller för enviss motor eller motortyp, och beror i synnerhet päutformningen av injektorernas munstycken (spridare). dQ kanäven modelleras pä annat tillämpligt sätt, t.ex. genom attäven ta med andra parametrar, säsom t.ex. turbulens vid bränsletillförseln, där denna kan vara modellerad pä tillämpligt sätt.

Qfld utgör energivärdet för insprutad bränslemängd, Q utgör förbränd energimängd. Förbränningen dQ är säledes proportionell mot insprutad bränslemängd minus hittills l0 förbrukad bränslemängd. Förbränningen dQ kan alternativtmodelleras genom utnyttjande av annan tillämplig modell, därman t.ex. även kan ta hänsyn till andra parametrar. T.ex. kanförbränningen även utgöra en funktion som beror av en modellav turbulens vid tillförsel av luft/bränsle, vilket kanpäverka förbränningen i olika grad i beroende av tillförd mängd lut/bränsle.

Beträffande bränsleinjektionerna kan dessa t.ex. modelleras som en summa av stegfunktioner: u' = 2 6 (t _ (tinj. start )k) _ 6(t _ (tinj. end )k) (2)k=0 Bränsleflödet mätt i tillförd massa m vid en insprutning k,dvs. hur bränslet kommer in i förbränningskammaren undertidsfönstret u när insprutningen utförs, uttryckt i den tidsom förlöper under det vevvinkelgrad ® -intervall sominjektorn är öppen, för en specifik injektion k kan modelleras SOITIZ dmä = fu (S) där m utgör insprutad bränslemängd, och f(m) t.ex. beror avinsprutningstryck etc. f(m) kan t.ex. vara uppmätt eller estimerat pä förhand.

Energivärdet QUW för bränslet, säsom diesel eller bensin, finns allmänt angivet, varvid sädan allmän angivelse kananvändas. Energivärdet kan även finnas specifikt angivet avt.ex. bränslets tillverkare, eller vara approximerat för t.ex.ett land eller en region. Energivärdet kan även vara anordnat att uppskattas av fordonets styrsystem. Med energivärdet kan 21 ekv. (1) lösas och värmefrigörelsen allteftersom förbränningen fortskrider bestämmas.

Vidare kan, genom utnyttjande av en prediktiv värmefrigörelse(heat release) -ekvation, tryckförändringen i förbränningskammaren t.ex. estimeras som: dQ y dV) ”dä-mp ß TW <4) , där ® utgör vevvinkelgrad, dvs. tryckförändringen uttrycks ivevvinkelgrader, vilket innebär en eliminering avförbränningsmotorvarvtalsberoendet vid beräkningarna. V utgören parameter som kan estimeras pä förhand, sättas till ett fixerat värde eller beräknas under pägäende förbränning. v C C P P utgör allmänt värmekapacitetskvoten, dvs. y , där Cë och/eller CL finns allmänt framtagna och tabellerade för olika molekyler, och genom att förbränningskemin är känd kan dessatabellerade värden användas tillsammans med förbränningskemin för att därmed beräkna vardera molekyls (t.ex. vatten, kväve,syre etc.) inverkan pä t.ex. det totala C;-värdet, varviddetta kan bestämmas för beräkningarna ovan med godnoggrannhet, pä förhand eller under t.ex. pägäendeförbränning. Alternativt kan C; och eller CL approximeras pä tillämpligt sätt. Integrering av ekv. (4) medför följande resultat: dQ y dV y-1P=Pmml+fdP=Mmm'fl{@5_;:ïPäáK-àd@ (Ü pmmfl utgör ett initialt tryck, vilket innan komprimeringensbörjan t.ex. kan utgöras av omgivningstrycket vid förbränningsmotorer utan turbo, eller ett rädande lO 22 förbränningslufttryck vid en motor med turbo. När estimeringutförs vid en senare tidpunkt under förbränningscykeln kan cutgöras av det dä rådande och med hjälp av trycksensorn 206fastställda trycket. Säledes kan trycket iförbränningskammaren estimeras för hela förbränningen, därestimeringen efter varje respektive insprutning, eller nästaestimering efter att en viss tid har förflutit, kommer attresultera i en allt högre noggrannhet i estimeringen eftersomden faktiska tryckförändringen under en allt större del av förbränningscykeln kommer att vara känd.

Med hjälp av det med ekv. (5) estimerade trycket kan sedan enmotsvarande estimerad medeltemperatur Tax för gasen iförbränningskammaren för t.ex. EVO eller hela förbränningenberäknas med hjälp av det estimerade trycket vid EVO och allmänna gaslagen: T=- (6) Volymen V', dvs. förbränningskammarens volym, vilkenkontinuerligt förändras med kolvrörelsen, kan finnastabellerad i fordonets styrsystem eller beräknas pätillämpligt sätt, och är vevvinkelberoende p.g.a. kolvrörelsen.

Substansmängden n, dvs. substansmängden gas iförbränningskammaren, kommer att ändras med tiden allteftersomförbränningen fortskrider. Substansmängden ändras i och med dekemiska reaktioner som sker under förbränningen. Dennaförändring är dock normalt endast nägon eller nägra enstaka procent, varför enligt en utföringsform substansmängden n kan antas utgöras av substansmängden innan förbränning. lO 23 Vid modellering av substansmängdens förändring under förbränningen kan denna t.ex. modelleras som: n I (1 _ ) nbefore _c0mb (Ålmfuel ) + QQïiï/l nalljomb (Ål mfuel ) (7) Substansmängden n kommer under slagets gäng att övergå frän en före förbränningen rädande substansmängd.r@%mJMw till ensubstansmängd nmlmw dä allt under förbränningscykeln insprutat bränsle har förbränts. Å utgör bränsle-/luftförhällandet, och QMM anger den totala bränsleenergin som tillförs förbränningenunder förbränningscykeln. n%M utgör tillförd mängd bränsle och Qmw utgör den energimängd som hittills har förbränts, och bestäms ur ekv. (4) och/eller med hjälp av trycksensors signal samt diagnostisk heat release enligt ekv. (8): år diiivdi (8)dß y-1 dß y-1 dß Med hjälp av ovanstäende ekvationer kan säledes helatemperaturspäret för förbränningen frän första insprutningtill EVO estimeras genom att beräkna ekv. (6) för helaförbränningen med nägon tillämplig upplösning säsomvevvinkelgrad eller en tiondels-, hundradels, tusendelsvevvinkelgrad etc. därav, dvs. temperaturförändringen underhela förbränningsförloppet. Detta estimerade temperaturspärkan t.ex. se ut som temperaturspäret Tweï i fig. 4, där ävenden förväntade temperaturutvecklingen och mältemperaturenTtflqïmw visas. Säsom inses kan dock temperaturspäret anta i princip godtyckligt utseende beroende pä hur stor bränslemängd som insprutas och när.

Beträffande avgastemperaturregleringen estimeras säledes i steg 306 temperaturen vid EVO efter förbränning (alternativt l0 24 hela temperaturspäret enligt ovan). Den första insprutningenkommer alltså att ge upphov till en förbränning, och därmed envärmefrigörelse och en tryckökning. Om förbränningen skulle haförflutit precis säsom estimerat skulle denna temperatur varalika med den initialt förväntade, dvs. T@nw@ skulle utgöras avTtflgaflwh men sä snart trycket vid 01, och därmed temperaturenTw, se fig.4, avviker frän det estimerade trycket kommer ävendet estimerade Tmmw, liksom hela det nya estimerade temperaturspäret T@mStatt avvika frän förväntad/önskad temperatur Teflqfimw enligt det valda insprutningsschemat.

Det verkliga temperaturspäret kommer ocksä med storsannolikhet att avvika frän det predikterade temperaturspäretunder förbränningens gäng pä grund av värmeförluster, avvikelser frän den modellerade förbränningen, etc.

Det är av denna anledning den uppfinningsenliga regleringen avförbränningen utförs och enligt föreliggande uppfinningkompenseras avvikelser frän det predikterade temperaturspäretefter det att den första insprutningen inspl har utförts.Baserat pä den fastställda avvikelsen mellan hur förbränningenborde ha skett och hur den i verkligheten sker kan enregulator användas, vilken reglerar efterföljande förbränning,t.ex. baserat pä avvikelsen, där hänsyn kan tas till avvikelsens storlek och tecken.

Det i steg 306 fastställda trycket pfiw, vilket motsvarar temperaturen Tfiw i fig. 4, används säledes i steg 306 som pwmlenligt ovan för att estimera T pfw kan cylindertemperaturen T Säledes kan i steg 307 en mer sannolik sluttemperatur Tmw estimeras med hjälp av ovanstäende ekvationer. Denna lO estimerade temperatur används sedan i steg 308 för att styraen efterföljande brånsleinsprutning baserat på den estimerade temperaturen (trycket).

Med minst en andra, men i föreliggande exempel åtminstonetotalt tre insprutningar (under förbrånningscykeln) kanförbrånningen regleras mot önskad sluttemperatur Ttflaïmw genomreglering av påföljande insprutningar. Når den förstainsprutningen år slutförd återstår således i föreliggandeexempel åtminstone två ytterligare insprutningar som anpassas vid regleringen.

Ett första exempel på hur regleringen kan utföras år attfördela durationen (varaktigheten), och dårmed insprutadbrånslemångd mellan dessa insprutningar och/eller föråndrainsprutningstidpunkten för en eller flera påföljandeinsprutningar. Vid denna reglering utförs regleringen medförutsåttningen att önskat arbete fortfarande utråttas, dvs.förbrånningscykeln ska fortfarande generera önskat vridmomentpå förbrånningsmotorns utgående axel. Fördelningen mellan denandra respektive den tredje insprutningen kan baseras påhuruvida skattat temperaturvårde vid EVO överstiger eller understiger börvårdet för temperaturen.

Denna reglering kan utformas på godtyckligt sått, men kant.ex. implementeras i form av en proportionalregulator somexempelvis anvånds för att beståmma hur stor mångd som skaförskjutas mellan brånsleinsprutningarna, vilket t.ex. kanuttryckas som en ökning/minskning Au av den period insprutningpågår i respektive insprutning. Vid denna reglering kan åvenden totalt insprutade mångden brånsle föråndras, t.ex. för attönskat arbete fortfarande ska utråttas, men dår anpassning avbrånslemångd erfordras för att kompensera för föråndringar i verkningsgrad. l0 26 I steg 308 kan således utföras en reglering av durationen förde två efterföljande insprutningarna inspg respektive inspüdår i föreliggande exempel en konstant K; vilken kanfaststållas på något tillåmpligt sått och multipliceras medavvikelsen e mellan den skattade måltemperaturen (måltrycket)och den önskade måltemperaturen (måltrycket) för attfaststålla en föråndring av durationen för insprutning inspb varvid i föreliggande exempel motsvarande föråndring utförs för insps, se ekv. (8) resp. (9).Auduration inj 2 = K * e (9)Auduration inj 3 = _Auduration inj 2 (10) , dår e utgör avvikelsen från börvårdet. Vidare kan enmotsvarande reglering alternativt eller dessutom utföras förinsprutningstidpunkten, dår t.ex. insprutningens start kanförskjutas för att tidigarelåggas eller senarelåggas. Istålletför proportionell reglering kan alternativt sedvanlig PI-eller PID-reglering anvåndas. Förfarandet återgår sedan tillsteg 304, varvid insprutning i utförs enligt det nyainsprutningsschemat. Når denna i=2 insprutning har utförtsfaststålls åter i steg 305 huruvida samtliga insprutningar harutförts. Eftersom så ånnu inte år fallet råknas i upp med ettför nåsta insprutning varvid trycket i förbrånningskammarenfaststålls på nytt (nu som pflo efter insp i=2) genomutnyttjande av tryckgivaren 206, varvid ny estimering av Tmwkan utföras efter insprutning inspg för att vid behov anpassainspg, fortfarande med hånsyn tagen till att önskat arbeteutråttas. Estimeringen utförs enligt ovan med skillnaden att initialvårdet ;%mfl har åndrats till pflw på grund av den förbrånning den första insprutningen givit upphov till. Når sedan samtliga insprutningar har utförts återgår förfarandet 27 från steg 305 till steg 301 för reglering av en efterföljande förbrånningscykel.

Regleringen kan åven vara sådan att förbrånningen regleras moten önskad temperatur/önskad temperaturkurva, men dår det åtgårtvå eller flera förbrånningscykler innan önskat resultat har uppnåtts, dock fortfarande med en reglering enligt ovan.

Regleringen enligt uppfinningen kan åven innefatta att utföraen estimering av ett flertal möjliga regleringsalternativ,varvid reglering sedan utförs enligt någon tillåmplig avnåmnda flertal möjliga åtgårder, t.ex. baserat på en kostnadsfunktion.

Föreliggande uppfinning tillhandahåller således ett förfarandeför att baserat på ett första parametervårde som faststållsefter det att en första del av förbrånningen har genomförtsreglera efterföljande del av förbrånningen under en och sammaförbrånningscykel baserat på det första parametervårdet,varvid förbrånningen regleras med avseende på en temperaturför förbrånningsprocessen, såsom en önskad sluttemperatur enligt ovan.

Vidare kan vid beståmningen i steg 308 förvåntadtemperaturutveckling estimeras för ett flertal olikaalternativa insprutningsscheman för återstående insprutningar,varvid det insprutningsschema som resulterar i den mestfördelaktiga temperaturutvecklingen kan våljas vid utförandeav nåstföljande insprutning. Enligt föreliggande uppfinninganpassas således förbrånningen under pågående förbrånningbaserat på avvikelser från den predikterade förbrånningen, ochenligt en utföringsform varje gång en insprutning inspi har utförts så långe som ytterligare insprutningar ska utföras. lO 28 Enligt det ovan beskrivna förfarandet har insprutningsschematvid förbrånningscykelns början faststållts baserat påtabellerade vården, men enligt en utföringsform kaninsprutningsstrategin redan före brånsleinsprutningen påbörjasfaststållas på ovan beskrivna sått, varvid således åven denförsta insprutningen utförs enligt ett enligt ovan faststålltinsprutningsschema, t.ex. genom att utföra beråkningarna förett flertal insprutningsscheman och vålja det som synes mest fördelaktigt.

Vidare har regleringen hittills beskrivits på ett sått dåregenskaperna för en nåstkommande insprutning faststållsbaserat på rådande förhållanden i förbrånningskammaren efterden föregående insprutningen. Regleringen kan dock åven varaanordnad att utföras kontinuerligt, varvid tryckbeståmningarkan utföras med hjålp av trycksensorn åven under pågåendeinsprutning, och varvid insprutningsschemat kan beråknas ochkorrigeras åndra fram till dess att nåsta insprutningpåbörjas. Alternativt kan till och med den pågåendeinsprutningen påverkas av framråknade föråndringar iinsprutningsschemat åven vid de fall ett flertal kortareinsprutningar utförs. Insprutningen kan åven utgöras av enenda långre insprutning, varvid föråndringar av pågåendeinsprutning kontinuerligt kan utföras, t.ex. genom s.k. rateshaping, t.ex. genom att föråndra öppningsarea hosinsprutningsmunstycket och/eller det tryck med vilket brånsleinsprutas baserat på estimeringar och uppmåtta tryckvårdenunder insprutningen. Vidare kan brånsletillförsel underförbrånningen innefatta endast två brånsleinsprutningar, dårt.ex. endast den andra eller båda insprutningarna reglerast.ex. med hjålp av rate shaping. Rate shaping kan åven tillåmpas vid fallet dår tre eller fler insprutningar utförs. l0 29 Vidare har uppfinningen exemplifierats ovan med ett exempeldar tre insprutningar utförs under en förbranningscykel.Naturligtvis kan aven fler insprutningar utföras under enförbranningscykel. Eftersom flera bransleinsprutningar medföratt flera durationer ska andras med tiden samtidigt somutrattat arbete ska bibehållas kan berakningarna bli meromfattande. T.ex. kan ett mycket stort antal insprutningarvara anordnade att utföras under en och sammaförbranningscykel, såsom ett tiotal, eller t.o.m. ett hundratal insprutningar.

Vid dylika situationer kan det finnas flera ekvivalentainsprutningsstrategier, som alltsa resulterar i vasentligensamma resultat. Detta introducerar en oönskad komplexitet i berakningarna.

Enligt en utföringsform tillampas en reglering som arekvivalent med ovanstående reglering. Detta astadkoms genomatt betrakta den i tiden narmast narliggandeinsprutningen/injektionen som en separat insprutning ochdarefter följande bransleinsprutningar som en enda ytterligare”virtuell” insprutning. Detta exemplifieras i fig. 5A, darinsprutningen 50l motsvarar inspl enligt ovan, insprutningen502 motsvarar insp2 enligt ovan, och dar resterandeinsprutningar 503-505 behandlas som en enda virtuellinsprutning 506, dvs. insprutningen 506 behandlas som eninsprutning med en branslemangd vasentligen motsvarande densammanlagda branslemangden för insprutningarna 503-505, ochdar fördelning kan ske mellan insprutningen 502 och denvirtuella insprutningen 506. Genom att förfara på detta sattbehöver den förskjutning som sker mellan insp2 ochefterföljande insprutningar inte fördelas specifikt mellan insprutningarna 503-505, utan fördelning sker i detta skede l0 mellan insprutning 502 respektive den ”virtuella” insprutningen 506.

Når sedan insprutningen 502 har genomförts upprepasförfarandet precis som ovan, med ny beståmning avinsprutningsschema för att styra temperaturen men då medinsprutningen 503 som separat insprutning, se fig. 5B, ochinsprutning 504, 505 utgör tillsammans en virtuell insprutning vid fördelning enligt ovan.

I fig. 5A utgörs den virtuella insprutningen 506 av treinsprutningar, men såsom inses kan den virtuella insprutningen506 från början innefatta fler ån tre insprutningar, såsom l0-tals insprutningar eller l00-tals insprutningar, i beroende avhur många insprutningar som avses att utföras underförbrånningscykeln, varvid förfarandet upprepas till dess att samtliga insprutningar har utförts.

Vidare kan brånsletillförsel under förbrånningen innefattaendast två brånsleinsprutningar, dår den regleradeinsprutningen regleras t.ex. med hjålp av rate shaping. Rateshaping kan åven tillåmpas vid fallet dår tre eller flerinsprutningar utförs. Det kan dessutom vara så att en endainsprutning utförs under en förbrånningscykel, dårparametrarna för denna insprutning föråndras under pågåendeinsprutning genom ”rate shaping” baserat på nya estimeringarallteftersom förbrånningen fortskrider, dvs. t.ex. insprutningstryck och/eller långden för insprutningen kan regleras under pågående insprutning.

Hittills har regleringen beskrivits med syfte att erhålla enönskad avgastemperatur Tmm. Detta kan t.ex. vara fallet når det år önskvårt att en viss temperatur uppnås/uppråtthålls ien eller flera efterbehandlingskomponenter.

Temperaturreglering av efterbehandlingskomponenter i sig år lO Bl känt, och utgör inte föremål för föreliggande uppfinning, utanföreliggande uppfinning utgör ett medel för att förbättratemperaturregleringen. T.ex. kan regleringen avse en regleringav avgastemperatur för att t.ex. uppnä önskad SCR-temperatur,DPF-temperatur eller DOC-temperatur. Temperaturregleringen kanäven t.ex. användas för att hantera problematik kring hastigtökande temperatur i t.ex. en SCR-katalysatorn eller DOC/DPFmed de säkerhets- och systemrisker som hastigt ökandetemperaturer kan medföra. Vid dyliga situationer kanförbränningen styras mot läg Tmw i syfte att minskatemperaturen i efterbehandlingssystemet. Regleringen kan ävenvara avsedd för annan typ av reglering av t.ex. DOC- katalysator, TWC-katalysator, eller ett partikelreduceringssystem säsom PMFC- eller DPF-system.

Den uppfinningsenliga regleringen av förbränningens temperaturkan dock även användas för emissionsreglering, dvs. förreglering av den sammansättning den resulterande avgasströmmen kommer att uppvisa.

Säsom har nämnts är i fallet med avgastemperaturregleringtemperaturskattningen vid EVO viktigast, men beträffandereglering avseende avgasemissioner är istället helatemperaturspäret (temperaturförändringskurvan) somförbränningen genomgär relevant, varvid regleringen sker isyfte att i möjligaste män erhälla en önskadtemperaturförändringskurva under förbränningen. I detta fallkan t.ex. datadrivna (”black box”) modeller användas somrepresentation av emissioner i förhällande till temperaturer,varvid temperaturspäret kan styras för att päverkauppkomst/förekomst av en eller flera substanser vidförbränningen. Vid dessa datadrivna modeller kan de förväntadeemissionerna även bero av ”globala” parametrar säsom t.ex.

EGR-äterföring, lambdavärde, insugningstryck, l0 32 omgivningstemperatur etc. Alternativt kan fysikaliska modellertillämpas. Allmänt gäller att för vissa substanser kanfysikaliska modeller vara att föredra/finnas tillgängliga,medan för andra substanser kan datadrivna modeller erfordras iavsaknad av tillämpliga fysikaliska modeller. Förbränningenkan t.ex. regleras med avseende pä fraktion och/ellerkoncentration för en eller flera avgaskomponenter säsom HC, CO, NOX, NO, NO2, PM.

Det är även möjligt att nyttja t.ex. en MPC (Model Predictive Control)-reglering vid reglering enligt uppfinningen.

Ett exempel pä en MPC-reglering visas i fig. 6, därreferenskurvan 603 motsvarar förväntad temperaturutvecklingunder förbränningscykeln. Kurvan 603 representerar säledes dentemperaturutveckling som eftersträvas underförbränningscykeln, där förbränningen antingen kan styras enbart mot ett slutvärde eller kontinuerligt mot kurvan 603.

Den heldragna kurvan 602 fram till tiden k representerar denfaktiska temperaturutvecklingen fram till tiden k och som harframräknas enligt ovan med hjälp av faktiska data frän denvevvinkelupplösta tryckgivaren. Kurvan 60l representerarpredikterad temperaturutveckling baserat pä valdinsprutningsprofil, och utgör säledes den temperaturutvecklingsom förväntas. Streckade insprutningar 605, 606, 607representerar den predikterade styrsignalen, dvs. deninsprutningsprofil som förväntas tillämpas, och 608, 609 representerar redan utförda insprutningar.

Den predikterade insprutningsprofilen uppdateras medtillämpliga mellanrum, säsom t.ex. efter varje utfördinsprutning, för att nä slutvärdet som eftersträvas och som ges av referenskruvan 603, och där nästa insprutning lO 33 fastställs baserat på rådande förhållanden i förhållande till den estimerade vårmeförlustutvecklingen.

Således tillhandahåller föreliggande uppfinning ett förfarandesom medger en mycket god reglering av ett förbrånningsförlopp,och som anpassar förbrånningen under pågående förbrånning föratt erhålla en förbrånning som i högre utstråckningöverensståmmer med önskad förbrånning i syfte att erhålla en önskad avgastemperatur och/eller önskad emissionsreglering.

Vidare kan enligt ovan förbrånningsgastemperaturen estimerasför ett flertal olika alternativa insprutningsscheman föråterstående insprutningar, varvid ett insprutningsschema somresulterar i den mest fördelaktiga temperaturen kan våljas vidutförande av nåstföljande insprutning. I de fall flerainsprutningsscheman/regleralternativ uppfyller uppsattavillkor kan andra parametrar anvåndas för att vålja vilket avdessa som ska anvåndas. Det kan åven finnas andra anledningartill att samtidigt reglera åven baserat på andra parametrar.T.ex. kan insprutningsschema, förutom baserat på temperatur,delvis våljas åven baserat på ett eller flera av perspektiventryckamplitud, vårmeförlust, tryckföråndringshastighet,utråttat arbete i förbrånningskammaren, eller vidförbrånningen genererade kvåveoxider som ytterligarekriterium, dår sådan beståmning kan utföras enligt någon av de nedan angivna parallella patentansökningarna.

Specifikt visas i den parallella ansökan ”FÖRFARANDE OCHSYSTEM FÖR REGLERING AV EN FÖRBRÄNNINGSMOTOR V" ett förfarandeför att baserat på en estimerad maximal tryckamplitud reglera efterföljande förbrånning.

Vidare visar den parallella ansökan ”FÖRFARANDE OCH SYSTEM FÖRREGLERING AV EN FÖRBRÄNNINGSMOTOR I” (svensk patentansökan, ansökningsnummer: l350506-O) ett förfarande för att baserat på lO 34 en estimerad maximal tryckföråndringshastighet reglera efterföljande förbrånning.

Vidare visar den parallella ansökan ”FÖRFARANDE OCH SYSTEM FÖRREGLERING AV EN FÖRBRÄNNINGSMOTOR III" ett förfarande för att under en första förbrånningscykel reglera förbrånning under enpåföljande del av nåmnda första förbrånningscykel med avseende på ett vid förbrånningen utråttat arbete.

Vidare visar den parallella ansökan ”FÖRFARANDE OCH SYSTEM FÖRREGLERING AV EN FÖRBRÄNNINGSMOTOR IV" ett förfarande för att under en första förbrånningscykel reglera förbrånning under enpåföljande del av nåmnda första förbrånningscykel med avseendepå en representation av en vid nåmnda förbrånning resulterande vårmeförlust.

Vidare visar den parallella ansökan ”FÖRFARANDE OCH SYSTEM FÖRREGLERING AV EN FÖRBRÄNNINGSMOTOR VI" ett förfarande för attunder en första förbrånningscykel estimera ett första mått påkvåveoxider resulterande vid förbrånning under nåmnda förstaförbrånningscykel, och baserat på nåmnda första mått, regleraförbrånning under en påföljande del av nåmnda första förbrånningscykel.

Uppfinningen har vidare ovan exemplifierats på ett sått dår entrycksensor 206 anvånds för att faststålla ett tryck iförbrånningskammaren, och med hjålp av vilket tryck entemperatur kan estimeras. Som alternativ till att anvåndatrycksensorer kan istållet en (eller flera) andra sensorernyttjas, såsom t.ex. högupplösta jonströmsensorer,knacksensorer eller töjningsgivare, varvid trycket iförbrånningskammaren kan modelleras genom utnyttjande avsensorsignaler från dylika sensorer. Det år åven möjligt attkombinera olika typer av sensorer, t.ex. för att erhålla en såkrare estimering av trycket i förbrånningskammaren, lO och/eller använda andra tillämpliga sensorer, därsensorsignalerna omräknas till motsvarande tryck för användning vid temperaturreglering enligt ovan.

Vidare har i ovanstäende beskrivning endast bränsleinsprutningreglerats. Istället för att reglera mängden tillfört bränslekan förbränningskammartemperaturen vara anordnad att reglerasmed hjälp av t.ex. avgasventiler, varvid insprutning kanutföras enligt förutbestämt schema, men där avgasventilernaanvänds för att reglera trycket i förbränningskammaren och därmed även temperaturen.

Vidare kan regleringen utföras med nägon tillämplig typ avregulator, eller t.ex. med hjälp av tillständsmodeller ochtillständsäterkoppling (exempelvis linjär programmering, LQG- metoden eller liknande).

Det uppfinningsenliga förfarandet för reglering avförbränningsmotorn kan även kombineras med sensorsignaler fränandra sensorsystem där upplösning pä vevvinkelnivä inte ärtillgänglig, säsom t.ex. annan tryckgivare, NOX-sensorer, NH3-sensorer, PM-sensorer, syresensorer och/eller temperaturgivareetc., vilka insignaler t.ex. kan användas som inparametrar videstimering av t.ex. förväntat tryck/temperatur genom utnyttjande av datadrivna modeller.

Vidare har föreliggande uppfinning ovan exemplifierats ianknytning till fordon. Uppfinningen är dock även tillämpligvid godtyckliga farkoster/processer där temperaturregleringenligt ovan är tillämplig, säsom t.ex. vatten- eller luftfarkoster med förbränningsprocesser enligt ovan.

Det skall ocksä noteras att systemet kan modifieras enligtolika utföringsformer av förfarandet enligt uppfinningen (ochvice versa) och att föreliggande uppfinning inte pä nägot vis är begränsad till de ovan beskrivna utföringsformerna av 36 förfarandet enligt uppfinningen, utan avser och innefattaralla utföringsformer inom de bifogade självständiga kravens skyddsomfång.

Claims (1)

1. Förfarande för reglering av en förbränningsmotor (101),varvid nämnda förbränningsmotor (101) innefattaråtminstone en förbränningskammare (201) och organ (202)för tillförsel av bränsle till nämnda förbränningskammare(201), varvid förbränning i nämnda förbränningskammare(201) sker i förbränningscykler, varvid förfarandet ärkännetecknat av att: - under en första del av en första förbränningscykel, medhjälp av ett första sensororgan (206) fastställa ettförsta parametervärde representerande en storhet vidförbränning i nämnda förbränningskammare (201), och - baserat på nämnda första parametervärde, regleraförbränning under påföljande del av nämnda förstaförbränningscykel, varvid vid nämnda regleringförbränningen under nämnda påföljande del av nämndaförsta förbränningscykel regleras med avseende på en vid nämnda efterföljande förbränning resulterande temperatur. Förfarande enligt krav 1, varvid förbränningen undernämnda påföljande del av nämnda första förbränningscykelregleras med avseende på en för nämnda första förbränningscykel resulterande temperatur (TQIWUWO). Förfarande enligt krav 1 eller 2, varvid förbränningenunder nämnda påföljande del av nämnda förstaförbränningscykel regleras med avseende på entemperaturförändring under nämnda påföljande del av nämnda första förbränningscykel. Förfarande enligt något av föregående krav, vidareinnefattande att estimera ett förväntat värde för nämnda storhet, varvid förbränningen under nämnda påföljande del 38 av nämnda första förbränningscykel regleras baserat på enjämförelse mellan nämnda estimerade värde och nämnda fastställda värde för nämnda storhet. Förfarande enligt något av föregående krav, varvid nämndatemperatur för nämnda förbränning utgör en representation av en medeltemperatur för nämnda förbränningskammare (201). Förfarande enligt något av föregående krav, vidareinnefattande att baserat på nämnda första parametervärdeestimera en representation av en för nämnda påföljandedel av nämnda första förbränningscykel resulterandetemperatur och/eller temperaturförändring, varvid nämndaefterföljande förbränning regleras baserat på nämndarepresentation av nämnda för nämnda påföljande del avnämnda första förbränningscykel resulterande temperatur och/eller temperaturförändring. Förfarande enligt krav 6, varvid nämnda representation aven temperatur och/eller temperaturförändring estimerasgenom estimering av en tryckförändring i nämndaförbränningskammare (201) under nämnda påföljande del av nämnda första förbränningscykel Förfarande enligt krav 7, varvid nämnda tryckförändring inämnda förbränningskammare (201) estimeras genomestimering av en värmefrigörelse under nämnda förbränning. Förfarande enligt krav -8, vidare innefattande attestimera nämnda värmefrigörelse baserat på mängden bränsle för tillförsel till nämnda förbränning. 11. 12. 13 14 39 .Förfarande enligt något av föregående krav, varvid nämnda representation av en temperatur och/ellertemperaturförändring vid nämnda reglering representerasav ett motsvarande tryck och/eller tryckförändring i nämnda förbränningskammare (201). Förfarande enligt något av föregående krav, varvid vidreglering av nämnda förbränning mot en temperaturoch/eller temperaturförändring, nämnda reglering utförsmot ett mot nämnda temperatur motsvarande tryck i nämnda förbränningskammare (201). Förfarande enligt något av föregående krav, varvid nämndasensororgan utgörs av åtminstone ett trycksensororgan(206), och varvid nämnda första parametervärderepresenterar ett under nämnda första förbränningscykel i nämnda förbränningskammare (201) rådande tryck. .Förfarande enligt något av föregående krav, vidare innefattande att reglera förbränning under nämndapåföljande del av nämnda första förbränningscykel genomreglering av tillförsel av bränsle till nämnda förbränningskammare (201). .Förfarande enligt krav 13, varvid nämnda bränsle för tillförsel till nämnda förbränningskammare regleras genomstyrning av bränsleinsprutning medelst åtminstone en bränsleinjektor (202). .Förfarande enligt krav 13 eller 14, varvid åtminstone en bränsleinsprutning utförs under nämnda efterpåföljandedel av nämnda förbränningscykel, varvid vid nämndareglering av bränslemängd för insprutning och/eller insprutningslängd och/eller insprutningstryck och/eller tid mellan insprutningar regleras för nämnda åtminstone en bränsleinsprutning. 16.Förfarande enligt något av kraven 13-15, varvid 17. 18. 19 åtminstone två bränsleinsprutningar utförs under nämndaefterföljande-påföljande del av nämnda förbränningscykel,varvid nämnda förbränning regleras även efter nämnda första av nämnda åtminstone två insprutningar av bränsle. Förfarande enligt något av kraven 13-16, varvid vidreglering av nämnda förbränning åtminstone trebränsleinsprutningar utförs under nämnda påföljande delav nämnda förbränningsprocess, varvid vid reglering av enförsta av nämnda åtminstone tre insprutningar,återstående insprutningar behandlas som en enda sammanlagd insprutning. Förfarande enligt något av kraven 13-17, varvid regleringav förbränningen under nämnda påföljande del av nämndaförsta förbränningscykel utförs åtminstone delvis genomreglering av det till nämnda förbränningskammare (201) insprutade bränslet under en pågående bränsleinsprutning. .Förfarande enligt något av kraven 13-18, vidare innefattande att vid reglering av det till nämndaförbränningskammare (201) insprutade bränslet förändra enfördelning av bränslemängder mellan åtminstone två bränsleinsprutningar. 20.Förfarande enligt något av kraven 13-19, vidare innefattande att tillämpa en förutbestämd insprutning avbränsle vid förbränningscykelns början, varvid reglering utförs efter det att en första insprutning åtminstone har l0 21. 22. 41 påbörjats, men innan bränsleinsprutning under nämnda första förbränningscykel har avslutats. Förfarande enligt något av föregående krav, vidareinnefattande att utföra en första bränsleinsprutning tillnämnda förbränningskammare (201) under nämnda första delav nämnda första förbränningscykel, och åtminstone enandra bränsleinsprutning under nämnda påföljande del avnämnda förbränningscykel, varvid reglering av nämndaandra bränsleinsprutning fastställs efter det att nämnda första bränsleinsprutning åtminstone delvis har utförts. Förfarande enligt något av föregående krav, vidareinnefattande att vid nämnda reglering av nämndaförbränning under nämnda påföljande del av nämndaförbränning, fastställa en representation av en förväntadtemperatur och/eller temperaturförändring för nämndapåföljande del av nämnda förbränningscykel för åtminstoneett första respektive ett andra regleralternativ, och- bland nämnda flertal regleralternativ, välja ettregleralternativ för reglering av nämnda påföljande del av nämnda förbränningscykel. 23.Förfarande enligt krav 22, varvid nämnda regleralternativ 24 utgörs av alternativ för insprutning av bränsle under nämnda påföljande del av nämnda förbränningscykel. .Förfarande enligt något av föregående krav, vidare innefattande att reglera förbränning under nämndapåföljande del av nämnda första förbränningscykel genomreglering av en eller flera vid nämnda förbränningskammare (201) verkande ventiler. 42 .Förfarande enligt något av föregående krav, varvid nämnda reglering av nämnda temperatur utförs med avseende påfraktion och/eller koncentration för en eller fleraavgaskomponenter ur gruppen innefattande: HC, CO, NOX, NO, N02, PM. 26.Regleæiflg-Förfarande enligt något av föregående krav, 27. 28. 29 varvid vid nämnda reglering förbränningen under nämndapåföljande del av nämnda första förbränningscykelregleras med avseende på en önskad temperatur ellerönskad temperaturförändring, varvid reglering mot nämndaönskade temperatur och/eller temperaturförändring utförs under ett flertal förbränningscykler. Förfarände enligt något av föregående krav, varvid denfrån förbränning i nämnda förbränningsmotor resulterandeavgasströmmen efterbehandlas i ett efterbehandlingssysteminnefattande en eller flera ur gruppen: - katalysator för reducering av kolväten och/ellerkoloxider och/eller kväveoxider; eller - partikelreduceringssystem. Förfarande enligt något av föregående krav, varvid nämndaförsta parametervärde representerande en storhet vidförbränning i nämnda förbränningskammare (201) fastställsåtminstone vid varje vevvinkel, varje tiondel av varje vevvinkel eller varje hundradel av varje vevvinkel. .Förfarande enligt något av föregående krav, varvid nämnda första parametervärde fastställs genom utnyttjande av eneller flera ur gruppen: cylindertryckgivare, knackgivare, töjningsgivare, varvtalsgivare, jonströmsgivare. 43 30.Datorprogram innefattande programkod, vilket när nämnda programkod exekveras i en dator åstadkommer att nämnda dator utför förfarandet enligt något av patentkrav 1-29. 31.Datorprogramprodukt innefattande ett datorläsbart medium och ett datorprogram enligt patentkrav 30, varvid nämnda datorprogram är innefattat i nämnda datorläsbara medium. 32.System för reglering av en förbränningsmotor (101), 33. 34. varvid nämnda förbränningsmotor (101) innefattaråtminstone en förbränningskammare (201) och organ (202)för tillförsel av bränsle till nämnda förbränningskammare(201), varvid förbränning i nämnda förbränningskammare(201) sker i förbränningscykler, varvid förfarandet ärkännetecknat av att systemet innefattar: - organ (115) för att under en första del av en förstaförbränningscykel, med hjälp av ett första sensororgan(206) fastställa ett första parametervärderepresenterande en storhet vid förbränning i nämndaförbränningskammare (201), och - organ (115) för att, baserat på nämnda förstaparametervärde, reglera förbränning under påföljande delav nämnda första förbränningscykel, varvid vid nämndareglering förbränningen under nämnda påföljande del avnämnda första förbränningscykel regleras med avseende påen vid nämnda efterföljande förbränning resulterande temperatur. System enligt krav 32, kännetecknat av att nämndaförbränningsmotor utgörs av någon ur gruppen: fordonsmotor, marinmotor, industrimotor. Fordon (100), kännetecknat av att det innefattar ett system enligt krav 32 eller 33.