SE539587C2 - Förfarande och system för reglering av en förbränningsmotor - 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. Förfarandet ar kannetecknat av att: - under en första förbranningscykel och genom utnyttjande avförsta sensororgan (406), faststalla ett första parametervarderepresenterande en storhet avseende förbranningen i namnda förbranningskammare (20l), - genom utnyttjande av namnda första parametervarde,faststalla en första mangd tillsatsmedel för tillförsel till namnda förbranningskammare, och - till namnda förbranningskammare (20l) tillföra namnda första mangd tillsatsmedel.Uppfinningen avser aven ett system och ett fordon. Fig. 5

Description

lO FÖRFARANDE ocH SYSTEM FÖR REGLERING Av EN FöRBRÅNNINGsMoToRUppfinningens område Föreliggande uppfinning hänför sig till förbranningsmotorer,och i synnerhet till ett förfarande för reglering av enförbranningsmotor enligt ingressen till patentkravet l.Uppfinningen avser aven ett system och ett fordon, liksom ettdatorprogram och en datorprogramprodukt, vilka implementerar förfarandet enligt uppfinningen.Uppfinningens bakgrund Nedanstående bakgrundsbeskrivning utgör bakgrundsbeskrivningför uppfinningen, och behöver således inte nödvandigtvis utgöra kand teknik.

På grund av ökade myndighetsintressen avseende föroreningaroch luftkvalitet har utslapps (emissions) -standarder ochutslappsbestammelser avseende utslapp från förbranningsmotorer framtagits i många jurisdiktioner.

Dylika utslappsbestammelser utgör ofta kravuppsattningar vilkadefinierar acceptabla granser för avgasutslapp vid fordonutrustade med förbranningsmotorer. Exempelvis regleras oftanivåer för utslapp av kvaveoxider (NOX), kolvaten (HC) ochkolmonoxid (CO). Dessa utslappsbestammelser kan aven t.ex. hantera förekomst av partiklar i avgasutslapp.

I en stravan att uppfylla dessa utslappsbestammelser behandlas(renas) de avgaser som orsakas av förbranningsmotornsförbranning. T.ex. kan en s.k. katalytisk reningsprocessutnyttjas, varför också avgasbehandlingssystem, såsom vidt.ex. fordon och andra farkoster, vanligtvis innefattar eneller flera katalysatorer och/eller andra komponenter. T.ex.innefattar avgasbehandlingssystem vid fordon med dieselmotor ofta partikelfilter. lO Katalysatorer vid förbranningsmotorer kan utgöras av ettflertal olika typer, dar olika typer kan erfordras för olikabranslen och/eller omvandling av olika i avgasströmmenförekommande men oönskade föreningar. Betraffande åtminstonenitrösa gaser (kvavemonoxid, kvavedioxid), i det följandegemensamt benamnda kvaveoxider NOX, innefattar tunga fordonofta en katalysator dar ett tillsatsmedel tillförs den frånförbranningsmotorns förbranning resulterande avgasströmmen föratt reducera kvaveoxider NOX huvudsakligen till kvavgas och vattenånga.

Denna reduktion av utslapp av kvaveoxider från dieselmotorerutförs vanligtvis genom en metod benamnd SCR (SelectiveCatalytic Reduction). Denna metod innebar att etttillsatsmedel, vanligtvis en vattenlösning innehållande amneturea, tillförs i en tillamplig dos till avgasströmmen uppströms en SCR-katalysator.

SCR-katalysatorns funktion erfordrar vanligtvis tillgång tillammoniak (NH3), och vid t.ex. förångning av urea bildas ocksåammoniak, varvid sedan ammoniak i SCR-katalysatorn reagerarmed kvaveoxider i avgasströmmen med omvandling till kvavgas och vattenånga som resultat.

Sammanfattning av uppfinningen Det ar ett syfte med föreliggande uppfinning atttillhandahålla ett förfarande för reglering av enförbranningsmotor. Detta syfte uppnås med ett förfarande enligt patentkrav l.

Föreliggande uppfinning hanför sig till ett förfarande förstyrning av en förbranningsmotor, varvid namndaförbranningsmotor innefattar åtminstone en förbranningskammareoch organ för tillförsel av bransle till namnda förbranningskammare, varvid förbranning i namnda lO förbranningskammare sker i förbranningscykler. Förfarandet ar kannetecknat av att: - under en första förbranningscykel och genom utnyttjande avförsta sensororgan faststalla ett första parametervarderepresenterande en storhet avseende förbranningen i namnda förbranningskammare, - genom utnyttjande av namnda första parametervarde,faststalla en första mangd tillsatsmedel för tillförsel till namnda förbranningskammare, och - till namnda förbranningskammare tillföra namnda första mangd tillsatsmedel.

Namnda tillsatsmedel kan utgöra ett tillsatsmedel förreduktion av kvaveoxider resulterande vid förbranning i namndaförbranningskammare.Vid förbranning i förbranningsmotorer, isynnerhet dieselmotorer, genereras, åtminstone delvis på grundav det syreöverskott som allmant tillampas vid förbranning vid dieselmotorer, oönskade kvaveoxider NOX.

Såsom har namnts erfordras, t.ex. på grund avmyndighetsregleringar, ofta någon typ av behandling avavgasströmmen i syfte att reducera mangden kvaveoxider iavgasströmmen innan avgasströmmen slapps ut i fordonetsomgivning, dar denna reduktion av utslapp kan utföras genomatt inspruta tillsatsmedel i en tillamplig dos till avgasströmmen uppströms en SCR-katalysator.

Tillsatsmedlet förångas sedan vid kontakt med de hetaavgaserna, varvid ammoniak bildas/frigörs för att sedan i SCR-katalysatorn reducera kvaveoxider i avgaserna till kvavgas och vattenånga.

Tillsatsmedlet kan tillföras med hjalp av ettinsprutningssystem innefattande ett eller flera munstycken för insprutning av tillsatsmedlet till avgasströmmen. Med korrekt lO dosering av tillsatsmedel kan utsläpp av kvaveoxider reduceras i stor utstrackning. Önskad funktion vid insprutning av tillsatsmedel ar dockberoende av att avgaserna håller en tillrackligt hogtemperatur for att tillsatsmedlet ska forångas. Under storadelar av en dieselmotors drifttillstånd håller också avgasernavanligtvis en tillrackligt hog temperatur for att onskad forångning ska intraffa.

Det finns dock situationer dar detta inte kan garanteras, ochdet kan vara svårt att åtminstone under vissadriftsforhållanden undvika att en del av det insprutadetillsatsmedlet, såsom t.ex. en urea-/vattenlosning, i ett ickeforångat tillstånd kommer i kontakt med vaggytor hos t.ex. eneller flera av avgasror, katalysator, ljuddampare. Vid dylikasituationer kan urea/ureabaserade sammansattningar fastna på vaggytor i avgassystemet.

Om bildningen av fasta formationer ar storre an forångning avden bildade belaggningen kommer en successivbelaggningsuppbyggnad att ske. Resultatet kan vid ogynnsammaforhållanden bli en betydande uppbyggnad av fast material.Dessa uppbyggnader kan vaxa sig såpass stora attforbranningsmotorns prestanda påverkas genom att avgasflodet iavgassystemet påverkas (stryps), och vid storbelaggningsuppbyggnad kan fortsatt motordrift i varsta fallhelt forhindras. Belaggningen kan aven skada komponenter iefterbehandlingssystemet om bildade formeringar, t.ex. i formav klumpar, slapper från den plats dar de har bildats ochsedan fors med avgasstrommen till t.ex. en efterfoljande SCR-katalysator eller andra komponenter. Belaggningsbildningen kan aven medfora nedsattning av avgasreningsfunktionen.

Enligt foreliggande uppfinning kan dylika problem med belaggningsbildning minskas. Likaså kan behovet av SCR- lO katalysatorer reduceras eller helt elimineras. Dessutom kananvändningen av tillsatsmedel anpassas till rådande behov,varvid overdriven tillförsel av tillsatsmedel, med associerade kostnader, kan minskas.

Enligt uppfinningen insprutas tillsatsmedel direkt in iforbranningsmotorns forbranningskammare. Temperaturen iforbranningskammaren ar, åtminstone vid forbranning avbransle, vasentligt hogre an vid t.ex. SCR-katalysatorn, dåavgasstrommen successivt kyls ned vid passage avavgasrorledningen, bl.a. beroende på att avgasrorledningenvanligtvis kyls av omgivande luft. Det ar också bl.a. på grundav denna nedkylning som SCR-katalysatorn erfordras, då annarsreaktionshastigheten vid reduktion av NOX genom utnyttjande avtillsatsmedlet skulle vara alltfor låg for att onskadreduktion ska hinna utforas innan avgasstrommen utslapps i fordonets omgivning.

I forbranningsmotorns forbranningskammare, å andra sidan, artemperaturen vanligtvis så pass hog att onskadereaktionshastigheter kan uppnås utan hjalp av en katalysator,och genom att inspruta tillsatsmedel direkt in iforbranningskammaren kan en mycket hog reaktionshastighet vidreduktion av de resulterande kvaveoxiderna erhållas nar avgastemperaturen fortfarande ar hog.

Enligt en foredragen utforingsform av foreliggande uppfinningestimeras de vid forbranningen resulterande kvaveoxiderna,varvid en tillamplig mangd tillsatsmedel kan insprutas somfunktion av estimerad mangd resulterande kvaveoxider.Estimeringen kan t.ex. utforas under en forbranningscykel,varvid mangden insprutat tillsatsmedel vid påfoljandeforbranningscykler kan regleras baserat på namnda estimerade mangd kvaveoxider. lO Vid fastställelse äv tillämplig mängd tillsätsmedel förinsprutning kän t.ex. de kändä kemiskä sämbänden vidreäktionen mellän tillsätsmedel och kväveoxider tillämpäs förätt fästställä tillämplig mängd tillsätsmedel för tillförseltill förbränningskämmären. Vid dennä fästställelse kän ävenförbränningskämmärens temperätur estimeräs, värvid mängden tillsätsmedel t.ex. kän bero äv förväntäd reäktionshästighet.

Enligt en utföringsform kän en del äv erfordrät tillsätsmedelvärä änordnät ätt insprutäs i förbränningskämmären, medän enytterligäre del kän insprutäs pä konventionellt sätt nedströmsförbränningsmotorn, värvid en del äv reduktionen kän utföräs i förbränningskämmären och en del i t.ex. en SCR-kätälsysätor.

Vidäre kän estimering äv mängden vid förbränning resulterändekväveoxider t.ex. värä änordnäd ätt utföräs vid tillämpligätidpunkter, säsom värje gäng en väsentlig förändring ävförbränningen sker, säsom t.ex. en förändring äv insprutädmängd bränsle. T.ex. kän estimering utföräs under en eller etttillämpligt äntäl förbränningscykler, värvid sedän insprutningäv tillsätsmedel kän utföräs bäserät pä nämndä estimering,t.ex. sä länge som förhälländenä är desämmä eller väsentligen desämmä.

Enligt en utföringsform estimeräs mängden resulterändekväveoxider för värje förbränningscykel och under pägäendeförbränningscykel, värvid tillförsel äv tillsätsmedel vidvärje förbränningscykel kän änpässäs under pägäendeförbränningscykel till den pägäende förbränningscykelnsförbränning, och även insprutäs under pägäende förbränningscykel.

Enligt en utföringsform tillämpäs även signäler från ennedströms förbränningsmotorn änordnäd NOX-sensor vid bestämningäv tillämplig mängd tillsätsmedel för tillförsel till förbränningskämmären. I dettä fäll kän t.ex. en äv NOx-sensorn lO indikerad oönskat hög NOX-halt medföra en höjning av mängden tillfört reduktionsmedel.

Enligt en utföringsform estimeras/nyttjas aven rådandetemperatur i förbranningskammaren, varvid insprutning avtillsatsmedel t.ex. kan vara anordnad att endast utföras omförbranningskammarens temperatur överstiger någon tillampligtemperatur. Detta har fördelen att oönskadebelaggningsbildningar i/nedströms förbranningskammaren och orsakade av tillsatsmedel i stor utstrackning kan undvikas.

Enligt en utföringsform av uppfinningen utförs en extrabransleinsprutning inför eller samtidigt med insprutning avtillsatsmedel, varvid temperaturen i förbranningskammaren kanhöjas genom utnyttjande av den extra bransleinsprutningen, för att darmed möjliggöra önskade kemiska reaktioner.

Enligt en utföringsform av uppfinningen kombinerasuppfinningen med en reglering av förbranningsmotornsförbranning under pågående förbranningscykel, darförbranningen kan regleras mot något tillampligt att ettflertal kriterier, såsom en eller flera av: resulterandekvaveoxider, förbranningstemperatur, tryckamplitud och/ellertryckförandringshastighet, varmeförluster, genererat arbete vid förbranningen.

Insprutningen av tillsatsmedel kan aven vara anordnad attutföras individuellt för varje cylinder, dvs. resulterandekvaveoxider kan faststallas individuellt för respektiveförbranningskammare, varvid insprutning av tillsatsmedel kan anpassas individuellt för respektive förbranningskammare.

Uppfinningen möjliggör således reglering dar t.ex. skillnader mellan olika cylindrar kan detekteras och kvaveoxidvariationerkan kompenseras genom utnyttjande av individuell anpassning avinsprutad mangd tillsatsmedel för respektive förbranningskammare. Det kan aven vara så att insprutning av lO olika mängder tillsatsmedel i olika forbranningskammare kanvara önskvärd, t.ex. for att styra vissa cylindrar motuppfyllande av nagot kriterium, och andra cylindrar mot någotannat tillampligt kriterium, vilket också kan åstadkommasenligt uppfinningen. Vidare kan endast en eller en delmangd avcylindrarna vara anordnade att styras enligt uppfinningen,medan forbranningen i ovriga cylindrar kan utforas på sedvanligt eller annat tillampligt satt.

Forfarandet enligt foreliggande uppfinning kan t.ex.implementeras genom utnyttjande 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 onskad berakningshastighet.

Ytterligare kannetecken for foreliggande uppfinning ochfordelar darav kommer att framgå ur foljande detaljeradebeskrivning av exempelutforingsformer och de bifogade ritningarna.

Kort beskrivning av ritningar Fig. 1A visar schematiskt ett fordon vid vilket foreliggandeuppfinning kan anvandas.

Fig. lB visar en styrenhet i styrsystemet for det i fig. 1Avisade fordonet.

Fig. 2 visar efterbehandlingssystemet mer i detalj for det ifig. l visade fordonet.

Fig. 3 visar ett exempel på ett doseringssystem fortillforsel av tillsatsmedel till avgasstrommen.

Fig. 4 visar forbranningsmotorn vid det i fig. lA visade fordonet mer i detalj.

Fig. 5 visar ett exempelförfarande enligt föreliggandeuppfinning.Fig. 6 visar ett exempel på temperaturspår, kvaveoxidförandring samt varmefrigörelse för en förbränning.Detaljerad beskrivning av utföringsformer Fig. 1A visar schematiskt en drivlina i ett fordon 100 enligten utföringsform av föreliggande uppfinning. Drivlinaninnefattar en förbranningsmotor 101, vilken på ett sedvanligtsatt, via en på förbranningsmotorn 101 utgående axel,vanligtvis via ett svanghjul 102, ar förbunden med en vaxellåda 103 via en koppling 106.

Förbranningsmotorn 101 styrs av fordonets styrsystem via enstyrenhet 115. Likaså styrs kopplingen 106, vilken t.ex. kanutgöras av en automatiskt styrd koppling, och vaxellådan 103av fordonets styrsystem genom utnyttjande av en eller fleratillampliga styrenheter (ej visat). Naturligtvis kan fordonetsdrivlina aven vara av annan typ såsom t.ex. av en typ med konventionell automatvaxellåda eller av en typ med en manuellt vaxlad vaxellåda etc.

En från vaxellådan 103 utgående axel 107 driver drivhjul 113,114 på sedvanligt satt via slutvaxel och drivaxlar 104, 105. Ifig. 1A visas endast en axel med drivhjul 113, 114, men påsedvanligt satt kan fordonet innefatta fler an en axel förseddmed drivhjul, liksom aven en eller flera ytterligare axlar,såsom en eller flera stödaxlar. Fordonet 100 innefattar vidareett avgassystem med ett efterbehandlingssystem 200 försedvanlig behandling (rening) av avgasutslapp resulterandefrån förbranning i förbranningsmotorns 101 förbranningskammare (t.ex. cylindrar).

Efterbehandlingssystemet visas mer i detalj i fig. 2. Figurenvisar fordonets 100 forbranningsmotor 101, vilken utgörs av enmotor med turbo, varfor de vid forbranningen genereradeavgaserna (avgasstrommen) leds via ett turboaggregat 220.Alternativt kan turboaggregatet t.ex. vara av compound-typ.Funktionen for olika typer av turboaggregat ar valkand, och beskrivs darfor inte narmare har.

Avgasstrommen leds sedan via en rorledning 204 (indikerat medpilar) till ett dieselpartikelfilter (Diesel ParticulateFilter, DPF) 202 via en dieseloxidationskatalysator (Diesel0xidation Catalyst, DOC) 205. Vid forbranning iforbranningsmotorn bildas sotpartiklar, och partikelfiltret202 anvands for att fånga upp dessa sotpartiklar.Avgasstrommen leds genom en filterstruktur dar sotpartiklarfångas upp från den passerande avgasstrommen och upplagras i partikelfiltret.

Betraffande oxidationskatalysatorn DOC 205 har denna flerafunktioner, och anvands normalt primart for att videfterbehandlingen oxidera kvarvarande kolvaten och kolmonoxidi avgasstrommen till koldioxid och vatten.0xidationskatalysatorn 205 kan aven oxidera en stor andel avde i avgasstrommen forekommande kvavemonoxiderna (N0) tillkvavedioxid (N02). 0xideringen av kvavemonoxid N0 tillkvavedioxid N02 ar fordelaktig vid reduktion av kvaveoxiderN02. Såsom har namnts ovan anvands i detta syfte vanligtvis enSCR (Selective Catalytic Reduction) -katalysator 201, vilkenanvander ammoniak (NH3), eller sammansattning ur vilkenammoniak kan genereras/bildas, såsom t.ex. urea, somtillsatsmedel for reduktion av mangden kvaveoxider N02 i avgasstrommen. Effektiviteten for denna reduktion påverkas dock av forhållandet mellan N0 och N02 i avgasstrommen, varfor l0 ll reduktionens reaktion påverkas i positiv riktning av foregående oxidation av NO till N02.

Betraffande foreliggande uppfinning kanefterbehandlingssystemet allmant vara av olika typ, ochbehover t.ex. inte innefatta partikelfilter 202 elleroxidationskatalysator 205. Enligt en foredragen utforingsformerfordras inte någon SCR-katalysator, eftersom reduktionen avkvaveoxider helt kan utforas i forbranningsmotornsforbranningskammare. Efterbehandlingssystemet kan aven innefatta ytterligare icke-visade komponenter.

SCR-katalysatorn erfordrar alltså tillsatsmedel for attreducera koncentrationen av kvaveoxider i avgaserna. Dettatillsatsmedel ar ofta ureabaserat, och kan t.ex. bestå avprodukten AdBlue, vilken i princip utgors av urea utblandat med vatten.

Ett exempel på ett konventionellt system for tillforsel avtillsatsmedel visas mer i detalj i fig. 3, dar av deovanstående komponenterna endast partikelfilter 202 och SCR-katalysator 20l visas, och dar systemet forutom namndakatalysator 20l innefattar en ureatank 302, vilken ar forbunden med ett ureadoseringssystem (UDS) 303.

Ureadoseringssystemet 303 innefattar, eller styrs av, en UDS-styrenhet 304, vilken genererar styrsignaler for styrning avtillforsel av tillsatsmedel så att onskad mangd insprutas iden av forbranningen i forbranningsmotorns l0l cylindrarresulterande avgasstrommen från ureatanken 302 med hjalp avett insprutningsmunstycke 305 uppstroms om SCR-katalysatorn201. I fig. 3 visas aven en nedstroms SCR-katalysatorn 20l anordnad NOX-sensor 308.

Ureadoseringssystemens mer specifika funktion finns val beskrivna i den kanda tekniken, och det exakta forfarandet vid 12 insprutning äv tillsätsmedel beskrivs därför inte närmare här.Allmänt gäller dock ätt temperäturen vidinsprutningspunkt/SCR-kätälysätor 201 bör värä åtminstone 200-250°C, företrädesvis över 300°C för ätt önskädereäktionshästigheter, och därmed önskäd reduktion äv nämndäförstä förening, såsom en eller flerä typer äv kväveoxider, skä erhålläs.

Enligt ovän är dock dylikä system förknippäde med vissänäckdelär. Om t.ex. temperäturen vid den position iefterbehändlingssystemet där tillförsel äv tillsätsmedel skerär älltför låg finns det en risk för ätt ureä som insprutäsmed hjälp äv insprutningsmunstycket 305 istället för ättdirekt förångäs äv den förbipässerände ävgäsströmmen träffärförhålländevis lågt tempereräde rörväggär, värvidtillsätsmedel fästnär och börjär byggä upp kriställer. Sålänge som fordonet främförs med värierände och periodvis högrebelästning med därmed ässocieräde höjningär äv temperäturen iefterbehändlingssystemet kommer dennä kriställuppbyggnäd inteätt hinnä växä sig oönskät stor innän kriställernä bränns bortäv den förbipässerände ävgäsströmmen. Om, däremot, fordonetunder en tid främförs under förhålländevis stätiskäförhålländen med förhålländevis låg belästning, med lågätemperäturer i ävgässystemet som följd, kän dennäkriställuppbyggnäd fortgå till dess ätt fordonets preständä ien oönskäd utsträckning påverkäs negätivt äv det ökädeflödesmotståndet. Kriställuppbyggnäden kän dessutom medföräätt SCR-systemets förmågä ätt konverterä NOX påverkäs omtillförseln äv ureä (såsom t.ex. spräybild, mängd) störs pgä.ätt en beläggning i form äv klumpbildning uppstår. Enligt ovänlöses dettä enligt föreliggände uppfinning genom ätt insprutä tillsätsmedlet direkt in i förbränningskämmären. 13 Förbranningsmotorer vid fordon av den i fig. 1A visade typenar ofta försedda med styrbara injektorer för att tillföraönskad branslemangd vid önskad tidpunkt i förbranningscykeln,såsom vid en specifik kolvposition (vevvinkelgrad) i falletmed en kolvmotor, till förbranningsmotorns förbranningskammare.

I fig. 4 visas schematiskt ett exempel på ettbransleinsprutningssystem för den i fig. 1A exemplifieradeförbranningsmotorn 101. Bransleinsprutningssystemet utgörs avett s.k. Common Rail-system, men uppfinningen ar likatillamplig vid andra typer av insprutningssystem. I fig. 4visas endast en cylinder/förbranningskammare 401 med en icylindern verkande kolv 403, men förbranningsmotorn 101 utgörsi föreliggande exempel av en sexcylindrig förbranningsmotor,och kan allmant utgöras av en motor med ett godtyckligt antalcylindrar/förbranningskammare, såsom t.ex. ett godtyckligtantal cylindrar/förbranningskammare i intervallet 1-20 ellerannu fler. Förbranningsmotorn innefattar vidare åtminstone enrespektive injektor 402 för varje förbranningskammare(cylinder) 401. Varje respektive injektor anvands således förinsprutning/tillförsel av bransle i en respektiveförbranningskammare 401. Alternativt kan två eller flerainjektorer per förbranningskammare anvandas. Injektorerna 402ar individuellt styrda av respektive och vid respektiveinjektor anordnade aktuatorer (ej visat), vilka baserat påmottagna styrsignaler, såsom t.ex. från styrenheten 115, styr öppning/stangning av injektorerna 402.

Styrsignalerna för styrning av aktuatorernas öppning/stangningav injektorerna 402 kan genereras av någon tillampligstyrenhet, såsom i detta exempel av motorstyrenheten 115.

Motorstyrenheten 115 faststaller således den mangd bransle som 14 faktiskt skall insprutas vid någon given tidpunkt, t.ex. baserat på rådande driftsforhållanden hos fordonet 100.

Det i fig. 4 visade insprutningssystemet utgors alltså av etts.k. Common Rail-system, vilket innebar att samtligainjektorer (och darmed forbranningskammare) forsorjs medbransle från ett gemensamt bransleror 404 (Common Rail),vilket medelst en branslepump 405 fylls med bransle från enbransletank (ej visad) samtidigt som branslet i roret 404,också genom utnyttjande av branslepumpen 405, trycksatts tillett visst tryck. Det i det gemensamma roret 404 hogttrycksatta branslet insprutas sedan i forbranningsmotorns 101forbranningskammare 401 vid oppning av respektive injektor402. Flera oppningar/stangningar av en specifik injektor kanutforas under en och samma forbranningscykel, varvid såledesflera insprutningar kan utforas under en forbranningscykelsforbranning. Vidare ar varje forbranningskammare forsedd meden respektive trycksensor 406 for avgivande av signaler av etti forbranningskammaren rådande tryck till t.ex. styrenheten115. Trycksensorn kan t.ex. vara piezo-baserad och bor vara såpass snabb att den kan avge vevvinkelupplosta trycksignaler,såsom t.ex. vid var 10:e, var 5:e eller varje vevvinkelgrad eller annat tillampligt intervall, såsom t.ex. an oftare.

Med hjalp av system av den i fig. 4 visade typen kanforbranningen under en forbranningscykel i enforbranningskammare styras i stor utstrackning, t.ex. genomutnyttjande av multipla insprutningar, darinsprutningstidpunkter och/eller varaktighet kan regleras, ochdar data från t.ex. trycksensorerna 406 kan tas i beaktandevid regleringen. Genom utnyttjande av data från t.ex.trycksensorn kan aven de vid forbranningen resulterande kvaveoxiderna estimeras, varvid tillsatsmedel kan tillforas forbranningen t.ex. i beroende av estimerad mangd resulterande kväveoxider. Beträffande tillförsel av tillsatsmedelinnefattar varje förbranningskammare, eller enbart en del avförbranningsmotorns förbranningskammare, en injektor 410 genomutnyttjande av vilken tillsatsmedel kan tillföras förbranningskammaren 401 från en tank 411.

I fig. 5 visas ett exempelförfarande 500 för tillförsel avtillsatsmedel till förbranningskammaren enligt föreliggandeuppfinning, dar förfarandet enligt föreliggande exempel aranordnat att utföras av den i fig. 1A-B visade motorstyrenheten 115.

Allmant 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 ar kant kan dylika styrsystem innefatta ett stort antalstyrenheter, och ansvaret för en specifik funktion kan vara uppdelat på fler an en styrenhet.

För enkelhetens skull visas i fig. 1A-B, endastmotorstyrenheten 115 i vilken föreliggande uppfinning arimplementerad i den visade utföringsformen. Uppfinningen kandock aven implementeras i en för föreliggande uppfinningdedikerad styrenhet, eller helt eller delvis i en eller fleraandra vid fordonet redan befintliga styrenheter. Med tanke påden hastighet med vilken berakningar enligt föreliggandeuppfinning utförs kan uppfinningen vara anordnad attimplementeras i en styrenhet som ar sarskilt avpassad förrealtidsberakningar av typen enligt nedan. Implementering avföreliggande uppfinning har visat att t.ex. ASIC- och FPGA-lösningar ar lampade för och val klarar av berakningar enligt föreliggande uppfinning. 16 Styrenhetens 115 (eller den/de styrenheter vid vilken/vilkaföreliggande uppfinning ar implementerad) funktion enligtföreliggande uppfinning kan, förutom att bero avsensorsignaler från trycksensorn 202, t.ex. bero av signalerfrån andra styrenheter eller sensorer. Allmant galler attstyrenheter av den visade typen normalt ar anordnade att taemot sensorsignaler från olika delar av fordonet, liksom från olika på fordonet anordnade styrenheter.

Styrningen styrs ofta av programmerade instruktioner. Dessaprogrammerade instruktioner utgörs typiskt av ettdatorprogram, vilket nar det exekveras i en dator ellerstyrenhet åstadkommer att datorn/styrenheten utför önskad styrning, såsom förfarandesteg enligt föreliggande uppfinning.

Datorprogrammet utgör vanligtvis del av endatorprogramprodukt, dar datorprogramprodukten innefattar etttillampligt lagringsmedium 121 (se fig. 1B) meddatorprogrammet lagrat på namnda lagringsmedium 121. Namndadigitala lagringsmedium 121 kan t.ex. utgöras av någon urgruppen: ROM (Read-Only Memory), PROM (Programmable Read-OnlyMemory), 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 upptradande i en specifik situation anpassas.

En exempelstyrenhet (styrenheten 115) visas schematiskt i fig.1B, varvid styrenheten i sin tur kan innefatta enberakningsenhet 120, vilken kan utgöras av t.ex. någon lampligtyp av processor eller mikrodator, t.ex. en krets för digitalsignalbehandling (Digital Signal Processor, DSP), en ellerflera FPGA (Field-Programmable Gate Array)- kretsar eller en eller flera kretsar med en förutbestamd specifik funktion 17 (Application Specific Integrated Circuit, ASIC).Berakningsenheten 120 ar förbunden med en minnesenhet 121,vilken tillhandahåller berakningsenheten 120 t.ex. den lagradeprogramkoden och/eller den lagrade data berakningsenheten 120behöver för att kunna utföra berakningar. Berakningsenheten120 ar aven anordnad att lagra del- eller slutresultat av berakningar i minnesenheten 121.

Vidare ar styrenheten försedd med anordningar 122, 123, 124,125 för mottagande respektive sandande 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 berakningsenheten120. Anordningarna 123, 124 för sandande av utsignaler aranordnade att omvandla berakningsresultat frånberakningsenheten 120 till utsignaler för överföring tillandra delar av fordonets styrsystem och/eller den/dekomponenter för vilka signalerna ar avsedda. Var och en avanslutningarna till anordningarna för mottagande respektivesandande 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 SystemsTransport), eller någon annan busskonfiguration; eller av en trådlös anslutning. Åter till det i fig. 5 visade förfarandet 500 startarförfarandet i steg 501, dar det faststalls huruvida denuppfinningsenliga tillförseln av tillsatsmedel tillförbranningskammaren för kvaveoxidreduktion ska utföras. Denuppfinningsenliga regleringen kan t.ex. vara anordnad attutföras kontinuerligt så fort förbranningsmotorn 101 startas.

Enligt en utföringsform utförs insprutning av tillsatsmedel i 18 en förbranningskammare endast om insprutningen föregås av en förbränning under samma förbranningscykel.

Förfarandet enligt föreliggande uppfinning utgörs alltså avett förfarande för tillförsel av tillsatsmedel tillförbranningsmotorns 101 förbranningskammare under det attförbranning sker i namnda förbranningskammare 201 iförbranningscykler. Såsom ar kant ar termen förbranningscykeldefinierad som de steg en förbranning vid en förbranningsmotorinnefattar, såsom t.ex. tvåtaktsmotorns två takter respektivefyrtaktsmotorns fyra takter. Termen innefattar aven cykler daringet bransle faktiskt insprutas, men dar förbranningsmotornandå drivs vid något varvtal, såsom av fordonets drivhjul viadrivlinan vid t.ex. slapning. Dvs. aven om ingen insprutningav bransle utförs sker fortfarande en förbranningscykel fört.ex. varje två varv (vid fyrtaktsmotor), eller t.ex. varjevarv (tvåtaktsmotor), som förbranningsmotorns utgående axelroterar. Det motsvarande galler aven andra typer av förbranningsmotorer.

I steg 502 faststalls huruvida en förbranningscykel har ellerkommer att påbörjas, och nar så ar fallet fortsatterförfarandet till steg 503, dar en vid förbranningen resulterande mangd kvaveoxider estimeras.

Allmant galler att tillförseln av bransle tillförbranningskammaren, både avseende mangd och på vilket satt,dvs. de en eller flera bransleinsprutningar som ska utförasunder förbranningscykeln, normalt ar på förhand definierade,t.ex. i beroende av det arbete (vridmoment) som förbranningsmotorn ska utratta under förbranningscykeln.

Bransleinsprutning utförs alltså normalt enligt ettinsprutningsschema dar ett flertal insprutningar kan vara anordnade att utföras under en och samma förbranningscykel. 19 Förbränning i samband med dessa bransleinsprutningar kommer att ge upphov till resulterande kvaveoxider.

Enligt föreliggande uppfinning faststalls underforbranningscykeln vasentligen kontinuerligt rådande tryck iforbranningskammaren genom utnyttjande av trycksensorn 406,såsom med tillampliga intervall, t.ex. varje 0,1-10 vevvinkelgrader.

Forbranningsforloppet i en forbranningskammare kan allmantbeskrivas med den tryckforandring i forbranningskammaren somforbranningen ger upphov till. Tryckforandringen under enforbranningscykel kan representeras med ett tryckspår, dvs. enrepresentation av hur trycket i forbranningskammaren varierar under forbranningen.

I steg 503 faststalls således vasentligen kontinuerligttrycket pf i namnda forbranningskammare 401 genom utnyttjandeav namnda trycksensor 206 under det att forbranning pågår iforbranningskammaren. Genom utnyttjande av tryckforandringenkan genererade kvaveoxider NOX under forbranningscykelnestimeras genom utnyttjande av tillampliga berakningar, darett satt att utfora berakningen exemplifieras nedan.Alternativt kan andra modeller med motsvarande funktion tillampas.

Allmant galler att kvaveoxider NOX vid en forbranningsprocess ihuvudsak bildas av tre olika anledningar. Dels kan bransletinnefatta kvave, varvid kvave kommer att frigoras vidforbranning och åtminstone bilda kvavgas Ng samt kvaveoxiderNOX. Denna typ av NOX-bildning kan vid vissa typer avforbranning och i beroende av typ av bransle stå for en stordel av den totala mangden kvaveoxider NOX som genereras vidforbranningen. Såsom forklaras nedan kan denna typ av NOX- bildning dock bortses ifrån vid normal forbranning enligt lO t.ex. dieselcykeln. En annan kalla till NOX-bildning utgörs avs.k. prompt NOX-bildning, men denna kalla kan allmant bortsesifrån då inverkan ar liten i förhållande till övriga kallor.

En tredje kalla, som vid normal förbranning också utgör denhuvudsakliga orsaken till NOX-bildning vid förbranning vid högaförbranningstemperaturer, utgörs av termisk bildning av NOWvilken kan stå för i storleksordningen 90-95% eller an mer av NOX-bildningen under förbranningscykeln.

NOX-bildningen ar alltså starkt beroende avförbranningstemperaturen, och sjalva bildandet av termisk NOXkan på valkant satt beskrivas t.ex. enligt tre huvudreaktioner (den utökade Zeldovich mekanismen): N2 + O -> NO + NN + O2 -> NO + O (l)N + OH -> NO + H , dar således reaktionshastigheten ar starkttemperaturberoende, och dar aven temperaturberoendet i sig arkant, varvid medelst kannedom om (substans)mangden för deingående substanserna samt temperatur mangden bildade kvaveoxider NOX kan estimeras.

Enligt föreliggande uppfinning estimeras NOX-bildningen genomutnyttjande av ovanstående kemiska samband, ekv. (l), ochgenom utnyttjande av en estimering av ytterligareförbranningsdata. Berakningen erfordrar alltså aven kannedomom tillganglig mangd kvavgas Ng respektive syrgas O2 samt avenkannedom om tillgång till vate H. Dessa kan erhållas urförbranningens förbranningskemi, vilken ar kand förfackmannen, och vid vilken tillförd mangd bransle respektiveförbranningsluft samt ev. avgasåterföring ar kand, varvid i kombination med det faktum att branslets sammansattning lO 2l normalt är känd mängderna för de i ekv. (l) ingående substanserna kan beräknas.

Det erfordras även en estimering av förbränningens temperaturför att mängden genererade kväveoxider NOX ska kunna estimeraseftersom reaktionshastigheten är temperaturberoende. Likasåerfordras tryck och/eller medeltemperatur iförbränningskammaren for att medelst förbränningskemin kunna estimera frigjord kvävgas respektive syrgas vid förbränningen.

Vid estimering av mängden bildade kväveoxider NOX erfordrasalltså kännedom om själva förbränningens temperatur.Temperaturen är högre i den del av förbränningskammaren därförbränning pågår, och förbränningskammaren kan betraktassåsom bestående av två zoner, där förbränning sker i enazonen, med hög temperatur i denna zon som följd, medan ingenförbränning, med lägre resulterande temperatur, sker i denandra zonen. Sammantaget erhålls således vid varje ögonblicken medeltemperatur i förbränningskammaren som understigerförbränningens temperatur där förbränning pågår. För att kunnautföra önskad bestämning av förbränningens temperatur erfordras även kännedom om värmefrigörelsen vid förbränning.

Denna kan fastställas på olika sätt. T.ex. kan, såsom beskrivsnedan, värmefrigörelsen predikteras genom utnyttjande av enförbränningsmodell. Detta exemplifieras i de nedan beskrivnasvenska patentansökningarna. I dessa ansökningar estimeraskommande del av en förbränning, medan enligt en utföringsformav föreliggande uppfinning trycksignaler från trycksensorn 406 kan nyttjas för att beräkna värmefrigörelsen vid förbränning.

Värmefrigörelsen vid förbränning kan då uttryckas som: dQ=pdVL+VdpL+dQHT <2)y-1 y-1 lO 22 Dar dQ ar frigjord varme,p utgör trycket i förbranningskammaren,V utgör förbranningskammarens volym, medan dV utgör förbranningskammarens volymandring.

PTQ), dvs. förbranningskammarens volym som funktion av vevvinkel, kan med fördel finnas tabellerad i styrsystemets minne alternativt beraknas på tillampligt satt, varvid aven zï-W kan faststallas. cpø) c P 2 cva) :cp-R y , dar C; och/eller CL finns framtagna och tabellerade för olika molekyler, och genom attförbranningskemin ar kand kan dessa tabellerade vardenanvandas tillsammans med förbranningskemin för att darmed berakna vardera molekyls (t.ex. vatten, kvave, syre etc.)inverkan på t.ex. det totala C;-vardet, varvid detta kanbestammas för berakningarna ovan med god noggrannhet.Alternativt kan C; och eller Ck approximeras på tillampligt satt. dp utgör tryckförandringen i förbranningskammaren, vilken faststalls med trycksensorn 406. dQ@T representerar den vid förbranningen frigjorda varmen,vilken kan faststallas på satt såsom finns val beskrivet i denkanda tekniken av exempelvis Woschni. Harvid kan hansyn aventas till svartkroppsstrålning i förbranningskammaren på kantsatt. I den svenska patentansökan 1350510-2, med titeln”FÖRFARANDE ocH SYSTEM FÖR REGLERING Av EN FöRBRÅNNINGsMoToR IV” finns beskrivet ett förfarande för att under en pågående 23 förbränning estimera frigjord varme. Det i denna ansökanvisade förfarandet kan tillampas enligt föreliggandeuppfinning. Vidare kan det i namnda ansökan visade förfarandetförenklas då ingen estimering av trycket enligt föreliggandeutföringsform erfordras, utan trycksignaler från trycksensorn406 kan anvandas under pågående förbranningscykel fram tillden tidpunkt enligt nedan dar maximal mangd kvaveoxider ansesha genererats. I namnda ansökan visas aven hur varmefrigörelsen kan estimeras inför en förbranning.

Enligt föreliggande exempel kan dock varmefrigörelsenestimeras enligt ekv. (2) genom utnyttjande av signaler fråntrycksensorn 406. I fig. 6 visas, som en grov approximation,hur varmefrigörelsen 603 kan förandras under enförbranningscykel. Istallet för att utryckaförbranningsförloppet som funktion av tid ar det i stalletuttryckt som funktion av vevvinkelrad Q. Fig. 6 visar aven hurden vid förbranningen resulterande modellerade NOX-mangden 601förandras under förbranningscykeln, liksom hurmedeltemperaturen 602 i förbranningskammaren förandras under förbranningscykeln.

Tryckförandringen p som funktion av vevvinkelgrad Q i encylinder (förbranningskammare) för en förbranningscykel kanenligt ovan erhållas genom utnyttjande av sensorsignalernafrån trycksensorn 406. Vidare kan, genom utnyttjande avfaststallt tryck, temperaturen för den del avförbranningskammaren dar ingen förbranning sker estimerasgenom utnyttjande av estimerat tryck samt genom utnyttjande avekv. (3), då temperaturen för den del av förbranningskammaren dar ingen förbranning sker uttryckas som: K~1TnflïTníï] P” lO 24 , dar YLQ kan utgöra motsvarande förbranningslufttemperatur för t.ex. den tidpunkt/vevvinkelposition dar ventilerna stangs efter tillförsel av förbranningsluft.

Vidare utgör n, n+l, etc. utgör på varandra följande tidpunkter eller vevvinkelpositioner.

KG=y varvid således aven Kf kan faststallas enligt vad som angivits för y ovan.

Genom utnyttjande av ekv. (3) kan således temperaturen för dendel av förbranningskammaren dar ingen förbranning pågårfaststallas, dar denna temperatur dock påverkas av pågåendeförbranning genom varmefrigörelsens inverkan på trycket,vilket återspeglas i de från trycksensorn avgivna signalerna,vilket i sin tur påverkar temperaturen enligt ekv. (3). Narsedan en förbranning sker kommer varmefrigörelsen att geupphov till en temperaturökning i den/de delar avförbranningskammaren dar förbranning sker. Dennatemperaturökning, vilken adderas till den enligt ekv. (3)faststallda temperaturen för att erhålla förbranningstemperaturen, kan beraknas ur sambandet:dQ==mC¥dT (4) , dar dQ utgör varmefrigörelsen, vilken kan faststallas enligt OVäfl . nz utgörs av förbrand massa (dvs. bransle + luft + EGR som ingår i förbranningen), vilken också faststalls enligt ovan, C , dvs. p specifik varmekapacitet, som också kan beraknas enligt ovan. dT utgör temperaturokningen som fås av förbränningen vid given forbrand massa och vid givet C;-varde.

Genom utnyttjande av ekv (4) kan således dT och darmed ATfaststallas, varvid den av forbranningen genererade okningenvid varje tidpunkt/vevvinkelposition kan adderas tilltemperaturen for den del av forbranningskammaren dar ingenforbranning sker, och som ges av ekv. (3), for att erhålla forbranningstemperaturen.

Nar forbranningstemperaturen har estimerats kan såledeskoncentrationer och/eller absoluta mangder av framforallt Ngoch 02 beraknas genom utnyttjande av forbranningskemin, varvidsedan, genom utnyttjande av ekv. (1) samt dessforbranningstemperaturberoende, genererade kvaveoxider NOXsuccessivt kan estimeras och ackumuleras forforbranningscykeln. De modellerade kvaveoxiderna genereras iprincip fram till dess att maximal forbranningstemperatur haruppnåtts, eller viss tid darefter, indikerat med vevvinkelpositionen ml i fig. 6.

Således kan det parallellt med estimeringen av resulterandekvaveoxider faststallas huruvida Tmm for forbranningscykelnhar uppnåtts, steg 504, varvid, nar så ar fallet, forfarandetfortsatter till steg 505 for faststallande av tillamplig mangdtillsatsmedel for insprutning till forbranningskammaren 201genom utnyttjande av injektorn 410, dar tillamplig mangdtillsatsmedel for insprutning t.ex. kan faststallas genomutnyttjande av de kanda kemiska sambanden vid reaktionenmellan tillsatsmedel och kvaveoxider. T.ex. kan mangdentillsatsmedel faststallas som en stokiometrisk mangdtillsatsmedel, dvs. den mangd tillsatsmedel som erfordras foratt helt omvandla mangden kvaveoxider. Den mangd tillsatsmedel som tillfors forbranningskammaren kan aven t.ex. utgoras av 26 någon tillämplig andel av stökiometrisk mängd, såsomöverstigande eller understigande denna mangd. T.ex. kan detvara önskvart att endast reducera kvaveoxider NOX i vissutstrackning, varvid en mindre mangd kan tillföras. T.ex. kanen mangd tillföras som förvantas medföra att fordonets utslappuppfyller rådande myndighetsbestammelser dar fordonet framförs.

Alternativt kan mangden vara anordnad att överstigastökiometrisk mangd t.ex. i syfte att erhålla en hög reaktionshastighet.

Enligt en utföringsform nyttjas aven förbranningskammarenstemperatur, dvs. temperaturspåret 602 i fig. 6, vid bestamningav tillamplig mangd tillsatsmedel då reaktionshastigheten arstarkt temperaturberoende, varvid mangden tillsatsmedelsåledes t.ex. kan faststallas som funktion av en eller fleraav mangden resulterande kvaveoxider, tryck i förbranningskammaren, temperatur i förbranningskammaren.

Enligt en utföringsform estimeras successivt mangdenresulterande NOX, varvid nar det faststalls att denna har nåttmaximum och/eller börjar minska, såsom vid eller efterpositionen öl i fig. 6, vilket också normalt sker aven viaandra kemiska reaktioner an vid reaktion med tillsatsmedel, oman med betydligt lagre reaktionshastighet, tillamplig mangdtillsatsmedel för tillförsel kan faststallas.

Tillsatsmedlet insprutas sedan i steg 506, varvid förfarandetsedan kan återgå till steg 501 för ny bestamning för enefterföljande förbranningscykel. Enligt föreliggandeuppfinning kan således mangden resulterande kvaveoxider underen förbranningscykel estimeras, varvid en till mangdengenererade kvaveoxider anpassad mangd tillsatsmedel kan insprutas i förbranningskammaren för att åstadkomma reduktion lO 27 av kvaveoxiderna redan i förbranningsmotorn dar hög temperaturråder, och darför utan behov av SCR-katalysator. Föreliggandeuppfinning har darmed fördelen att behovet av SCR-katalysatorhelt kan elimineras, alternativt åtminstone reduceras. Enligten utföringsform kan tillsatsmedel insprutas aven uppströms enSCR-katalysator vid behov, dar t.ex. en mindre SCR-katalysatoran som annars ar möjligt kan anvandas, men i många fallförsvinner behovet av SCR-katalysator helt vid nyttjande avföreliggande uppfinning. Vidare kan problem medkristallbildning etc. pga. låga temperaturer enligt ovan ocksåhelt eller i stor utstrackning undvikas enligt föreliggande uppfinning.

Enligt en utföringsform utförs inte insprutning avtillsatsmedel såvida inte förbranningskammarensmedeltemperatur överstiger någon tillamplig temperatur Tnm,t.ex. 700-750°C. Denna utföringsform erfordrar såledeskannedom om inte bara förbranningens temperatur enligt ovan,utan aven medeltemperaturen, dvs. kurvan 602 i fig. 6, förförbranningskammaren. Denna medeltemperatur 602 kan t.ex.estimeras enligt vad som beskrivs i den svenska patentansökan1350507-8, dar det utförligt beskrivs hur medeltemperaturen ien förbranningskammare kan estimeras genom utnyttjande avbland annat trycket i förbranningskammaren, vilket kan erhållas med trycksensorn 406.

Enligt det i namnda ansökan visade förfarandet utförs enestimering för kommande tid, och denna estimering kan aventillampas vid föreliggande uppfinning för att predikteratillamplig mangd för insprutning redan innan de genereradekvaveoxiderna har nått maximal nivå. I detta fall kan aven deni namnda ansökan visade modellen, eller annan tillamplig modell, av förbranningen anvandas. lO 28 Enligt en utforingsform nyttjas dock alltså det faktum atttrycksignaler från trycksensorn 206 representerande detfaktiskt rådande trycket i forbranningskammaren kan nyttjasanda fram till dess att mangden kvaveoxider har nått maximalmangd kvaveoxider, dvs. positionen ml i fig. 6, varvidestimering ej erfordras, och dar varmefrigorelsen t.ex. kanestimeras enligt ovan, och dar medeltemperaturen kanfaststallas t.ex. enligt allmanna gaslagen. Således kan detenligt en utforingsform faststallas att temperaturen artillrackligt hog for att onskade reaktioner ska uppstå, såsomt.ex. en rådande medeltemperatur i forbranningskammarenoverstigande 700-750°C, dar denna medeltemperatur alltså kanfaststallas genom utnyttjande av allmanna gaslagen på kantsatt och såsom aven visas i namnda ansokan, varvid oonskad kristallbildning kan undvikas.

Således utfors enligt en utforingsform insprutning endast omtemperaturen overstiger temperaturen Tlim, visad i fig. 6,varvid således intervallet ol- og utgor ett ”fonster” i vilketinsprutning av tillsatsmedel bor ske. Detta ”fonster” kan avent.ex. vara begransat i avseendet maximal temperatur, dvs.insprutning kan vara anordnad att ske endast om temperaturen iforbranningskammaren understiger någon tillamplig temperatur,varvid således olkan forskjutas åt hoger i fig. 6. Vidare skadet noteras att insprutningen av tillsatsmedel inte behoverutforas precis dar det faktiskt pågår en forbranning iforbranningskammaren, utan insprutningen kan ske på godtycklig plats i forbranningskammaren, t.ex. med bivillkoret att namnda medeltemperatur inte understiger t.ex. Tlim.

Enligt en utforingsform kan det i namnda svenska patentansokan1350507-8 visade forfarandet aven tillampas for att innant.ex. positionen olestimera huruvida medeltemperaturen kommer att vara tillrackligt hog for att insprutning ska kunna lO 29 utföras, och om det konstateras att så inte ar fallet kant.ex. en extra bransleinsprutning utföras baserat på dennaestimering i syfte att höja temperaturen iförbranningskammaren för att möjliggöra insprutning av tillsatsmedel.

Om denna insprutning utförs tillrackligt sent underförbranningscykeln kommer insprutningen inte att bidra tillNOX-bildningen men daremot höja temperaturen. Vid tillampningav dylik extra insprutning kan denna vara anordnad att vara avpå förhand faststalld storlek, men den kan aven vara anordnadatt faststallas t.ex. genom utnyttjande av estimering enligtdet i namnda svenska patentansökan 1350507-8 visadeförfarandet för att exempelvis faststalla tillamplig mangdbransle för insprutning, separat eller tillsammans medinsprutningen av tillsatsmedel, för att erhålla önskad temperatur.

Enligt den hittills beskrivna utföringsformen har estimeringav resulterande mangd kvaveoxider utförts under pågåendeförbranningscykel, varvid också en mangd tillsatsmedel baserat på estimerad resulterande mangd kvaveoxider tillförs.

Enligt en utföringsform estimeras istallet kvaveoxider underen förbranningscykel, varvid baserat på denna estimeringinsprutning av tillsatsmedel utförs under en eller fleraefterföljande förbranningscykler. Detta har fördelen att estimeringen kan utföras mera sallan.

Enligt en enklaste form av uppfinningen utförs ingenestimering av kvaveoxider, utan tillsatsmedel insprutas iförbranningskammaren vid tillamplig tidpunkt, dar t.ex.insprutad mangd istallet kan vara anordnad att bero av mangdenbransle som tillförs förbranningen, alternativ kan en schablonmangd alltid tillampas, t.ex. så lange som åtminstone lO en minsta mängd bränsle insprutas. Enligt en foredragenutforingsform utförs dock en estimering av resulterande kväveoxider.

Enligt en utforingsform kan uppfinningen kombineras med ettforfarande som anpassar forbränningen allteftersomforbränningen fortskrider, där forbränningen regleras baseratpä nägot tillämpligt kriterium. I t.ex. den svenskapatentansokan 1350511-O beskrivs ett forfarande därforbränningen under en forbränningscykel regleras baserat påen forväntad och under pägäende forbränningscykel estimeradmängd resulterande kväveoxider. Enligt en utforingsform kandet uppfinningsenliga forfarandet kombineras med det i nämndaansokan visade forfarandet, varvid mängden resulterandekväveoxider NOX innan tillforsel av tillsatsmedel kan varaanordnad att regleras genom reglering av forbränningen. Vidarekan mängden tillsatsmedel for tillforsel tillforbränningskammaren vara anordnad att fastställas baserat påen estimering av resulterande kväveoxider enligt vad som beskrivs i nämnda svenska patentansokan 1350511-O.

Vidare kan forfarandet vara anordnat att avbrytas närtemperaturen i forbränningskammaren har uppnått maximaltemperatur under forbränningen, eftersom väsentligen allkväveoxidgenerering sannolikt kommer att ha uppstått innandenna tidpunkt, varfor efterfoljande reglering istället t.ex.kan utforas helt enligt valt insprutningsschema, alternativt utforas baserat pä nägot annat tillämpligt kriterium.

Uppfinningen har ovan exemplifierats pä ett sätt där entrycksensor 406 används for att fastställa ett tryck iforbränningskammaren, och med hjälp av vilket temperatur ochkväveoxidgenerering enligt ovan kan estimeras. Ett alternativ till att använda trycksensorer kan istället utgoras av lO 3l nyttjande av en (eller flera) andra sensorer, såsom t.ex.högupplösta jonströmsensorer, knacksensorer ellertöjningsgivare, varvid trycket i förbranningskammaren kanmodelleras genom utnyttjande av sensorsignaler från dylikasensorer. Det ar aven möjligt att kombinera olika typer avsensorer, t.ex. för att erhålla en sakrare estimering avtrycket i förbranningskammaren, och/eller anvanda andratillampliga sensorer, dar sensorsignalerna omraknas till motsvarande tryck för anvandning vid reglering enligt ovan.

Det uppfinningsenliga förfarandet för reglering avförbranningsmotorn kan aven kombineras med sensorsignaler frånandra sensorsystem dar upplösning på vevvinkelnivå inte artillganglig, såsom t.ex. annan tryckgivare, NOX-sensorer, NH3-sensorer, PM-sensorer, syresensorer och/eller temperaturgivareetc., vilka insignaler t.ex. kan anvandas som inparametrar videstimering av t.ex. förvantat tryck/temperatur genomutnyttjande av datadrivna modeller helt eller delvis istalletför modeller av ovan beskrivna typ. T.ex. kan signaler från ennedströms förbranningsmotorn anordnad NOX-sensor anvandas vidbestamning av tillamplig mangd tillsatsmedel för tillförseltill förbranningskammaren. I detta fall kan t.ex. en av NOX-sensorn indikerad oönskat hög NOX-halt medföra en höjning av mangden tillfört reduktionsmedel.

Vidare har föreliggande uppfinning ovan exemplifierats ianknytning till fordon. Uppfinningen ar dock aven tillampligvid godtyckliga farkoster/processer dar kvaveoxidregleringenligt ovan ar tillamplig, såsom t.ex. vatten- eller luftfarkoster med förbranningsprocesser enligt ovan.

Det skall också noteras att systemet kan modifieras enligtolika utföringsformer av förfarandet enligt uppfinningen (ochvice versa) och att föreliggande uppfinning inte på något vis år begransad till de ovan beskrivna utföringsformerna av 32 förfarandet enligt uppfinningen, utan avser och innefattaralla utforingsformer inom de bifogade sjalvstandiga kravensskyddsomfàng. T.ex. ar uppfinningen tillamplig for insprutningav godtyckligt tillsatsmedel i forbranningsmotornsforbranningskammare, dar detta tillsatsmedel kan vara avsettfor reduktion av kvaveoxider, eller en eller flera andra foreningar.

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 förbränningscykel och genom utnyttjandeav första sensororgan (406), fastställa ett förstaparametervärde representerande en storhet avseendeförbränningen i nämnda förbränningskammare (2O1)L - genom utnyttjande av nämnda första parametervärde, under en första del av nämnda första förbränningscykel, estimera ett första mått på kväveoxider (NOX) resulterande vid förbränning under nämnda första förbränningscykel, - baserat på nämnda första måttgeflem-utnyttjande-av Hämnda-första-pafameëervärdef fastställa en första mängdtillsatsmedel för tillförsel till nämnda förbränningskammare, och- till nämnda förbränningskammare (201) tillföra nämnda första mängd tillsatsmedel under en påföljande del av nämnda första förbränningscykel. 672. Förfarande enligt något-av-kraven 3-ål, varvid nämndaestimerade första mått utgör en estimerad kväveoxid (NOx)-halt för de vid förbränningen resulterande avgaserna. I 173. Förfarande enligt något av kraven 4;-6%, varvid nämnda estimerade första mått utgör en estimerad(NOX) resulterande mängd kväveoxider för åtminstone en del av nämnda första förbränningscykel.I 874. Förfarande enligt något av kraven ål-lå, vidareinnefattande att tillföra nämnda tillsatsmedel till enefter nämnda första förbränningscykel påföljande förbränningscykel baserat på nämnda första mått. I 975. Förfarande enligt något av kraven 1-8í, varvid nämndaförsta parametervärde representerar ett i nämnda förbränningskammare (201) rådande tryck. F 19f§;__Förfarande enligt något av kraven 31-95, vidare5 innefattande att:- estimera mängden resulterande kväveoxider (NOQåtminstone delvis baserat på en estimerad förbränningstemperatur. | 1177. Förfarande enligt krav lêâ, varvid nämnda10 förbränningstemperatur estimeras åtminstone delvis genomestimering av en värmefrigörelse under nämnda förbränning. ' 1278. Förfarande enligt krav 111, vidare innefattande attestimera nämnda värmefrigörelse genom utnyttjande av15 kännedom om en bränslemängd avsedd för tillförsel till nämnda förbränning. I 1%T2;__Förfarande enligt något av kraven 19§-12§, vidareinnefattande att estimera mängden tillgänglig kvävgas (Nyrespektive mängden tillgänglig syrgas (02) åtminstone 20 delvis genom utnyttjande av kännedom om en bränslemängdavsedd för tillförsel till nämnda förbränning, varvidmängden genererade kväveoxider (NOX) estimeras åtminstonedelvis baserat på nämnda tillgängliga mängder kvävgas respektive syrgas. 25 14710. Förfarande enligt något av kraven lêâ-132, varvidnämnda förbränningstemperatur estimeras åtminstone delvis baserat på ett tryck i nämnda förbränningskammare (201). 36 läfll;_Förfarande enligt något av kraven lêâ-l4lQ, vidareinnefattande att estimera nämnda förbränningstemperatursom en summa av en estimering av en av förbränningorsakad temperaturökning i förhållande till en förstatemperatur, och en estimering av nämnda förstatemperatur, där nämnda första temperatur utgör enestimerad temperatur för oförbränd gas i nämnda förbränningskammare. I lêfl2. Förfarande enligt något av kraven ål-lëll, vidareinnefattande att estimera mängden genererade kväveoxider(NOX) åtminstone delvis genom utnyttjande av en Zeldovich- mekanism. { l1:lå;_Förfarande enligt något av kraven ål-lêlg, vidareinnefattande att, när nämnda första mått på resulterandekväveoxider (NOX) estimeras för nämnda förbränning: - avbryta estimering när estimering har utförts fram tillen punkt där en maximal temperatur under förbränningen förväntas. l8TlíL_Förfarande enligt något av föregående krav, vidare innefattande att: - fastställa huruvida temperaturen vid nämnda förbränningunder nämnda förbränningscykel har uppnått maximaltemperatur under nämnda förbränningscykel, och - fastställa mängd tillsatsmedel för tillförsel tillnämnda förbränningskammare när maximal temperatur har uppnåtts. %9fl5. Förfarande enligt något av föregående krav, vidareinnefattande att fastställa en mängd tillsatsmedel förtillförsel till nämnda förbränningskammare åtminstone delvis baserat på en eller flera ur gruppen: kemiska 37 samband vid reaktionen mellan tillsatsmedel och kväveoxider, förbränningskammarens temperatur, signaler från en nedströms förbränningsmotorn anordnad NOX-sensor. %Gfl§;_Förfarande enligt något av föregående krav, varvid5 avgaser resulterande från förbränning i nämndaförbränningskammare passerar en SCR-katalysator, vidareinnefattande att inspruta ytterligare tillsatsmedelnedströms nämnda förbränningsmotor men uppströms nämnda SCR-katalysator. lO 2lTll;_Förfarande enligt något av föregående krav, varvidinsprutning av tillsatsmedel till nämndaförbränningskammare endast utförs omförbränningskammarens temperatur överstiger en första temperatur. 15 2%¿l§;_Förfarande enligt något av föregående krav, vidareinnefattande att, när förbränningskammarens temperaturunderstiger en första temperatur, utförs en extrabränsleinsprutning för att höja temperaturen i nämndaförbränningskammare inför eller samtidigt med nämnda 20 tillförsel av tillsatsmedel. 23vl2;_Förfarande enligt något av föregående krav, vidareinnefattande att fastställa mängden tillsatsmedel förtillförsel till nämnda förbränningskammare åtminstonedelvis baserat på den mängd bränsle som tillförs nämnda 25 förbränningskammare. | 24720. Förfarande enligt något av föregående krav, vidareinnefattande att fastställa mängden tillsatsmedel för insprutning individuellt för varje cylinder. I %äf2l. Förfarande enligt något av föregående krav, varvid30 nämnda reglering utförs för ett flertal på varandra följande förbränningscykler. 38 I 26722. Förfarande enligt något av föregående krav, varvid nämnda första mått på kväveoxider (NOX) resulterande vidförbränning under nämnda första förbränningscykel utgörsav ett mått på resulterande kvävemonoxid (NO) och/eller kvävedioxid (NOQ. 24723. Förfarande enligt något av föregående krav, varvid nämnda tillsatsmedel utgörs av ett från nämnda bränsle skiljt tillsatsmedel. 28724. Förfarande enligt något av föregående krav, varvidnämnda tillsatsmedel utgörs av ett urea- och/eller ammoniakinnehållande tillsatsmedel. 29725. Datorprogram innefattande programkod, vilket närnämnda programkod exekveras i en dator åstadkommer att nämnda dator utför förfarandet enligt något av patentkrav 1-2s2_4 . 20726. Datorprogramprodukt innefattande ett datorläsbartmedium och ett datorprogram enligt patentkrav 292§,varvid nämnda datorprogram är innefattat i nämnda datorläsbara medium. 2%72l;_System för styrning 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 systemet innefattar: - organ (115) anordnade att under en förstaförbränningscykel och genom utnyttjande av första sensororgan (406), fastställa ett första parametervärde 39 representerande en storhet avseende förbränningen inämnda förbränningskammare (201), - organ (115) anordnade att genom utnyttjande av nämnda första parametervärde, under en första del av nämnda första förbränningscykel, estimera ett första mått på kväveoxider (NOX) resulterande vid förbränning under nämnda första förbränningscykel, - organ (115) anordnade att baserat på nämnda första måttgeHem-utflytëäande-av-nämnda-fëfeta-pafameteævärdeT fastställa en första mängd tillsatsmedel för tillförsel till nämnda förbränningskammare, och- organ (115, 410) anordnade att till nämndaförbränningskammare (201) tillföra nämnda första mängd tillsatsmedel under en påföljande del av nämnda första förbränningscykel. 33328. System enligt krav 3321, kännetecknat av att nämnda förbränningsmotor innefattar organ för tillförsel av tillsatsmedel till nämnda förbränningskammare. 33329. System enligt krav 33-27 eller 322§, kännetecknat av att nämnda förbränningsmotor utgörs av någon ur gruppen: fordonsmotor, marinmotor, industrimotor. 34330. Fordon (100), kännetecknat av att det innefattar ett system enligt något av kraven 3321-3322.