SE537190C2 - Förfarande och system för reglering av en förbränningsmotorgenom reglering av förbränningen i en förbränningskammare under pågående förbränningscykel - Google Patents

Abstract

537 190 Sammandrag Foreliggande uppfinning hanfor sig till ett forfarande for reglering av en forbranningsmotor (101), varvid namnda forbranningsmotor (101) innefattar atminstone en forbranningskammare (201) och organ (202) for tillfOrsel av bransle till namnda forbranningskammare (201), varvid forbranning i namnda forbranningskammare (201) sker i forbranningscykler. Forfarandet innefattar: under en forsta del av en forsta forbranningscykel, med hjalp av ett forsta sensororgan faststalla ett forsta parametervarde representerande en storhet vid farbranning i namnda forbranningskammare (201), och baserat pa namnda forsta parametervarde, reglera forbranning under en pafoljande del av namnda forsta forbranningscykel, varvid vid namnda reglering forbranningen under namnda pafoljande del av namnda forsta forbranningscykel regleras med avseende pa ett vid forbranningen utrattat arbete. Uppfinningen avser aven ett system och ett fordon.

Description

537 190 FORFARANDE OCR SYSTEM FOR REGLERING AV EN FORBRANNINGSMOTOR GENOM REGLERING AV FORBRANNINGEN I EN FORBRANNINGSKAMMARE UNDER PAGAENDE FORBRANNINGSCYKEL Uppfinningens omride Foreliggande uppfinning hanfOr sig till forbranningsmotorer, och i synnerhet till ett forfarande for reglering av en forbranningsmotor enligt ingressen till patentkravet 1. Uppfinningen avser aven ett system och ett fordon, liksom ett datorprogram och en datorprogramprodukt, vilka implementerar forfarandet enligt uppfinningen.

Uppfinningens bakgrund Nedanstaende bakgrundsbeskrivning utgor bakgrundsbeskrivning for uppfinningen, och behover saledes inte nodvandigtvis utgora kand teknik.

Nar det galler fordon i allmanhet forekommer en mangd olika drivlinekonfigurationer. T.ex. kan vaxelladan utgoras av en manuellt vaxlad vaxellada eller en automatvaxellada. Betraffande tunga fordon är det ofta onskvart att dessa ska kunna framforas pa ett for foraren sá bekvamt satt som mojligt, vilket vanligtvis innebar att vaxelladans vaxlingar bor utforas automatiskt med hjalp av fordonets styrsystem. Det har darfor ocksa blivit alit vanligare med automatiskt vaxlande vaxellador i tunga fordon.

Nar det galler automatvaxellador av den typ som ofta forekommer i personbilar är verkningsgraden manga ganger alltfor lag for att anvandning av denna typ av vaxellada ska vara motiverad annat an for anvandning vid t.ex. stadsbussar och distributionsbilar i stader, dar frekventa starter och stopp är vanligt forekommande. Aven betraffande dessa typer av fordon blir det dock alit vanligare att drivlinor av nedanstaende typ nyttjas. 1 537 190 Automatisk vdxling vid tunga fordon utgOrs ofta av en styrsystemstyrd vdxling av "manuella" vdxellador, dvs. vdxellAdor bestAende av ett kugghjulspar per vdxel, ddr utvdxlingsforhallandena är fordelade i ldmpliga steg, t.ex. pa grund av att dessa är vdsentligt billigare att framstdlla, men ocksa pa grund av hogre verkningsgrad jdmfort med konventionella automatvdxellAdor. Vid dylika vdxellAdor anvands en koppling, vilken kan utgoras av en av fordonets styrsystem automatiskt styrd koppling, for att sammankoppla fordonets motor med vdxelladan. Denna koppling/vdxellada kan dven t.ex. vara av dubbelkopplingstyp.

I princip behover kopplingen vid dylika fordon endast anvdndas vid start av fordonet fran stillastaende, da ovrig vdxling kan utforas av fordonets styrsystem utan att kopplingen oppnas. I de fall kopplingen utgors av en av fordonets styrsystem automatiskt styrd koppling anvdnds dock ofta kopplingen for att oppna/stanga drivlinan aven vid vaxling. Oavsett hur vdxlingen utfors är det onskvdrt att vdxlingen utfOrs pa ett sdtt som bade upplevs som komfortabelt av fordonets forare samtidigt som vdxlingen dven utfors pa ett for drivlinans komponenter skonsamt sdtt.

Sammanfattning av uppfinningen Det är ett syfte med foreliggande uppfinning att tillhandahalla ett forfarande for reglering av en forbrdnningsmotor. Detta syfte uppnas med ett forfarande enligt patentkrav 1.

Foreliggande uppfinning hdnfor sig till ett forfarande for reglering av en forbrdnningsmotor, varvid ndmnda forbrdnningsmotor innefattar Atminstone en fOrbranningskammare och organ for tillforsel av brdnsle till ndmnda forbrdnningskammare, varvid forbranning i ndmnda forbrdnningskammare sker i forbrdnningscykler. 2 537 190 Under en forsta del av en forsta forbranningscykel, med hjalp av ett forsta sensororgan faststalls ett forsta parametervarde representerande en storhet vid forbranning i namnda forbranningskammare, och - baserat pa namnda forsta parametervarde, regleras forbranning under en pafoljande del av namnda forsta forbranningscykel, varvid vid namnda reglering forbranningen under namnda pAfoljande del av namnda fOrsta forbranningscykel regleras med avseende pa ett vid forbranningen utrattat arbete. Regleringen med avseende pa ett vid forbranningen utrattat arbete kan t.ex. utforas genom att reglera forbranningen mot ett forsta medeltryck under forbranningscykeln, sasom ett medeltryck motsvarande ett onskat avgivet vridmoment.

SAsom har namnts ovan anvands vid tunga fordon ofta vaxellAdor av den typ som vanligtvis anvands vid manuellt vaxlade fordon, varvid vaxling utfors automatiskt av fordonets styrsystem. Vid vaxling frAn ett utvaxlingsforhallande till ett annat bryts drivlinan for att efter ilaggning av den nya vaxeln Ater stangs.

Innan drivlinan Ater stangs maste dock forbranningsmotorns varvtal synkroniseras med forvantat varvtal for vaxellAdans ingaende axel med den nya vaxeln ilagd for att inte oonskade ryck/svangningar ska uppstA vid vaxling. Denna forandring, synkronisering, av forbranningsmotorvarvtalet kan utforas pA olika satt, vilket ocksa finns beskrivet i den kanda tekniken.

Forutom denna synkronisering av forbranningsmotorns varvtal med ovriga drivlinans varvtal innan stangning av drivlinan bor, Atminstone vid vaxling med stangd koppling, forbranningsmotorns avgivna vridmoment pa utgaende axel styras sa att vaxellAdan blir "momentlos", dvs. det av forbranningsmotorn avgivna vridmomentet styrs till en lamplig 3 537 190 niva for reducering och foretradesvis eliminering av det vridmoment som overfors mellan forbranningsmotor och drivhjul ingreppspunkt, varvid ur- respektive ilaggning av vaxel kan utforas utan oonskade ryck pa grund av att drivlinan bryts/stangs under pagaende kraftoverforing. Vid dylik vdxling är det saledes Onskvart att det av forbranningsmotorn avgivna momentet kan styras mycket exakt for att i mojligaste man eliminera sadan drivkrafteverforing.

Enligt foreliggande uppfinning tillhandahalls ett forfarande dar ett forsta parametervarde avseende en storhet vid forbranningen, sasom t.ex. en representation av ett i forbranningskammaren radande tryck, faststdlls vid atminstone en tidpunkt efter det att forbranningen under en forbranningscykel har paborjats men innan forbranningscykeln har avslutats, och baserat pa ndmnda forsta parametervarde regleras forbranningen under en pafoljande del av ndmnda forsta forbranningscykel med avseende pa det arbete som utrdttas under ndmnda forbranningscykel. Sasom forklaras nedan kan parametervarden faststallas ett flertal ganger under en pagaende forbranningscykel, for att ddrmed faststalla nya styrparametrar for t.ex. forbranningen vid ett flertal tillfallen under pagaende forbranningscykel.

Enligt uppfinningen regleras saledes forbranningen under en pagaende forbranningscykel, varvid forbranningen regleras baserat pa atminstone ett parametervdrde representerande en storhet vid forbranningen, dar denna storhet direkt paverkas av den hittills utforda delen av forbranningen. Saledes kan, vid t.ex. en situation dar ett visst av forbranningsmotorn avgivet vridmoment är onskvart, sasom ett pa forbranningsmotorns utgaende axel avgivet vridmoment, ett hittills under forbranningscykeln faktiskt erhallet arbete utvarderas och jamforas med ett hittills forvantat erhallet 4 537 190 arbete. Vidare kan ett vid forbranningen faktiskt radande forhallande jamforas med ett vid forbranningen motsvarande forvantat forhallande for att faststalla huruvida forbranningen fortgar som forvantat. Forbranningsparametrar kan sedan regleras vid behov for att styra forbranningen i syfte att styra forbranningen mot ett onskat under forbranningscykeln genererat arbete.

Det onskade under forbranningscykeln genererade arbetet kan t.ex. uttryckas som ett onskat vridmoment sasom ett onskat medelvridmoment under forbranningscykeln.

Det av forbranningsmotorn avgivna vridmomentet har ett direkt samband med trycket i fOrbranningskammaren, varvid vridmomentet ocksa kan representeras av trycket i forbranningskammaren. Detta betyder ocksa att onskat avgivet genomsnittligt vridmoment under en forbranningscykel kan erhallas genom att reglera forbranningen mot ett motsvarande medeltryck, varvid forbranningsprocessen saledes kan styras mot ett onskat under forbranningscykeln resulterande medeltryck. Saledes kan namnda storhet utgoras av det i forbranningskammaren radande trycket, varvid en representation av detta tryck, vilken t.ex. kan erhallas direkt med hjalp av en i forbranningskammaren anordnad trycksensor, eller via annan typ av sensor for matning av annan storhet med hjalp av vilken en representation av ett motsvarande tryck kan erhallas.

Saledes kan t.ex. ett fram till t.ex. den tidpunkt vid vilken namnda forsta parametervarde faststallt medeltryck jamforas med ett forvantat medeltryck fram till denna tidpunkt, varvid efterfoljande forbranning kan regleras baserat pa namnda jamfOrelse. Forbranningen kan aven vara anordnad att regleras t.ex. pa en skillnad mellan ett faststallt varde och ett forvantat varde vid namnda tidpunkt. 537 190 Foreliggande uppfinning tillhandahaller saledes ett forfarande som medfor att det vid forbrdnningen utrattade arbetet kan styras mycket exakt, och darmed kan aven det pa forbranningsmotorns utgaende axel avgivna vridmomentet styras mycket exakt. Vid t.ex. en begaran om ett visst av forbranningsmotorn pa utgaende axel utrdttat arbete (avgivet vridmoment) kan detta omraknas till ett forbrdnningskammararbete, ddr hansyn tas till interna forluster etc., vilket dven forklaras i nedanstaende detaljerade beskrivning.

Det uppfinningsenliga forfarandet kan dven t.ex. nyttjas vid t.ex. situationer ddr oonskade ryck/svangningar trots alit har uppstatt i drivlinan, ddr en mycket snabb reglering av forbranningen kan utforas i syfte att motverka svangningar genom att reglera det pa forbrdnningsmotorns utgaende axel avgivna vridmomentet baserat pa radande svangningar i drivlinan, ddr borvarden for regleringen kan erhallas baserat pa t.ex. signaler fran varvtalssensorer.

Regleringen av forbranningen kan vara anordnad att utforas individuellt for vane cylinder, och det är dven mojligt att reglera en forbranning vid en efterfoljande forbranningscykel baserat pa information fran en eller flera tidigare forbranningsprocesser.

Forfarandet enligt foreliggande uppfinning kan t.ex. implementeras med hjdlp av en eller flera FPGA (Field- Programmable Gate Array)- kretsar, och/eller en eller flera ASIC (application-specific integrated circuit)-kretsar, eller andra typer av kretsar som kan hantera Onskad Perakningshastighet.

Ytterligare kdnnetecken for fOreliggande uppfinning och fordelar darav kommer att framga ur foljande detaljerade 6 537 190 beskrivning av exempelutforingsformer och de bifogade ritningarna.

Kort beskrivning av ritningar Fig. lA visar schematiskt ett fordon vid vilket foreliggande uppfinning kan anvandas.

Fig. 1B visar en styrenhet i styrsystemet for det i fig. lA visade fordonet.

Fig. 2visar forbranningsmotorn vid det i fig. lA visade fordonet mer i detalj.

Fig. 3visar ett exempelfOrfarande enligt foreliggande uppfinning.

Fig. 4visar ett exempel pa ett estimerat tryckspar for en forbranning, samt ett faktiskt tryckspar fram till en forsta vevvinkelposition.

Fig. 5A-B visar ett exempel pa reglering vid situationer med fler an tre insprutningar.

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

Detaljerad beskrivning av utforingsformer Fig. lA visar schematiskt en drivlina i ett fordon 100 enligt en utforingsform av foreliggande uppfinning. Drivlinan innefattar en forbranningsmotor 101, vilken pa ett sedvanligt satt, via en pa forbranningsmotorn 101 utgaende axel, vanligtvis via ett svanghjul 102, är forbunden med en vaxellada 103 via en koppling 106.

Forbranningsmotorn 101 styrs av fordonets styrsystem via en styrenhet 115. Likasa styrs kopp1ingen 106, vilken t.ex. kan utgoras av en automatiskt styrd koppling, och vaxelladan 103 av fordonets styrsystem med hjalp av en eller flera tillampliga styrenheter (ej visat). Naturligtvis kan fordonets drivlina aven vara av annan typ sasom t.ex. av en typ med 7 537 190 konventionell automatvaxellada eller av en typ med en manuellt vaxlad vdxellada etc.

En fran vaxelladan 103 utgaende axel 107 driver drivhjul 113, 114 pa sedvanligt sdtt via slutvdxel och drivaxlar 104, 105. I fig. lA visas endast en axel med drivhjul 113, 114, men pa sedvanligt sdtt kan fordonet innefatta fler an en axel forsedd med drivhjul, liksom aven en eller flera ytterligare axlar, sasom en eller flera stodaxlar. Fordonet 100 innefattar vidare ett avgassystem med ett efterbehandlingssystem 200 fbr sedvanlig behandling (rening) av avgasutslapp resulterande fran forbranning i forbrdnningsmotorns 101 forbranningskammare (t.ex. cylindrar).

Vidare är forbranningsmotorer vid fordon av den i fig. 1A visade typen ofta forsedda med styrbara injektorer for att tillfora onskad branslemangd vid onskad tidpunkt i forbranningscykeln, sasom vid en specifik kolvposition (vevvinkelgrad) i fallet med en kolvmotor, till forbranningsmotorns forbranningskammare.

I fig. 2 visas schematiskt ett exempel pa ett bransleinsprutningssystem for den i fig. 1A exemplifierade forbranningsmotorn 101. Bransleinsprutningssystemet utgors av ett s.k. Common Rail-system, men uppfinningen är lika tillamplig vid andra typer av insprutningssystem. I fig. 2 visas endast en cylinder/fbrbranningskammare 201 med en i cylindern verkande kolv 203, men forbranningsmotorn 101 utgors i foreliggande exempel av en sexcylindrig forbranningsmotor, och kan allmant utgoras av en motor med ett godtyckligt antal cylindrar/fOrbranningskammare, sasom t.ex. ett godtyckligt antal cylindrar/forbranningskammare i intervallet 1-20 eller annu fler. FOrbranningsmotorn innefattar vidare atminstone en respektive injektor 202 for vane fOrbranningskammare (cylinder) 201. Varje respektive injektor anvands saledes for 8 537 190 insprutning (tillforsel) av brdnsle i en respektive forbranningskammare 201. Alternativt kan tva eller flera injektorer per forbrdnningskammare anvdndas. Injektorerna 202 är individuellt styrda av respektive och vid respektive injektor anordnade aktuatorer (ej visat), vilka baserat pa mottagna styrsignaler, sasom t.ex. fran styrenheten 115, styr Oppning/stdngning av injektorerna 202.

Styrsignalerna for styrning av aktuatorernas oppning/stdngning av injektorerna 202 kan genereras av nagon tilldmplig styrenhet, sasom i detta exempel av motorstyrenheten 115.

Motorstyrenheten 115 faststdller saledes den mangd brdnsle som faktiskt skall insprutas vid flagon given tidpunkt, t.ex. baserat pa radande driftsforhallanden hos fordonet 100.

Det i fig. 2 visade insprutningssystemet utgOrs alltsa av ett s.k. Common Rail-system, vilket innebdr att samtliga injektorer (och ddrmed forbrdnningskammare) farscirjs med brdnsle fran ett gemensamt brdnsleror 204 (Common Rail), vilket med hjdlp av en brdnslepump 205 fylls med brdnsle fran en brdnsletank (ej visad) samtidigt som brdnslet i roret 204, ocksa med hjdlp av brdnslepumpen 205, trycksdtts till ett visst tryck. Det i det gemensamma rbret 204 hagt trycksatta brdnslet insprutas sedan i forbrdnningsmotorns 101 forbrdnningskammare 201 vid oppning av respektive injektor 202. Flera oppningar/stangningar av en specifik injektor kan utforas under en och samma forbranningscykel, varvid saledes flera insprutningar kan utforas under en forbrdnningscykels forbrdnning. Vidare är varje forbrdnningskammare forsedd med en respektive trycksensor 206 far avgivande av signaler av ett I forbrdnningskammaren radande tryck till t.ex. styrenheten 115. Trycksensorn kan t.ex. vara piezo-baserad, och bar vara sa pass snabb att den kan avge vevvinkelupplosta 9 537 190 trycksignaler, sasom t.ex. vid vane vevvinkelgrad eller an of tare Med hjalp av system av den i fig. 2 visade typen kan forbranningen under en forbranningscykel i en fOrbranningskammare styras i stor utstrackning, t.ex. genom utnyttjande av multipla insprutningar, dar insprutningstidpunkter och/eller varaktighet kan regleras, och dar data fran t.ex. trycksensorerna 206 kan tas i beaktande vid regleringen. Enligt uppfinningen anpassas t.ex. insprutningstidpunkter och/eller varaktighet for respektive insprutning och/eller insprutad branslemangd under pagaende forbranning baserat pa data fran den pagaende forbranningen i syfte att reglera forbranningen med avseende pa arbete som utrattas under forbranningscykeln, vilket t.ex. kan utforas genom att reglera de tryckforandringar som uppstar i forbranningskammaren vid forbranningen, varvid regleringen t.ex. kan styras mot ett onskat medeltryck under en forbranningscykel, med foljd att en mycket exakt reglering av forbranningsmotorns avgivna vridmoment kan erhallas vid t.ex. vaxling.

I fig. 3 visas ett exempelfOrfarande 300 enligt foreliggande uppfinning, dar forfarandet enligt foreliggande exempel är anordnat att utforas av den i fig. 1A-B visade motorstyrenheten 115.

Allmant bestar styrsystem i moderna fordon av ett kommunikationsbussystem bestaende av en eller flera kommunikationsbussar for att sammankoppla ett antal elektroniska styrenheter (ECU:er) sasom styrenheten, eller controller, 115, och olika pa fordonet anordnade komponenter.

Sasom är kant kan dylika styrsystem innefatta ett stort antal 537 190 styrenheter, och ansvaret for en specifik funktion kan vara uppdelat pa fler an en styrenhet.

For enkelhetens skull visas i fig. 1A-B, endast motorstyrenheten 115 i vilken foreliggande uppfinning är implementerad i den visade utforingsformen. Uppfinningen kan dock aven implementeras i en for fOreliggande uppfinning dedikerad styrenhet, eller helt eller delvis i en eller flera andra vid fordonet redan befintliga styrenheter. Med tanke pa den hastighet med vilken berdkningar enligt foreliggande uppfinning utfors kan uppfinningen vara anordnad att implementeras i en styrenhet som är sarskilt avpassad for realtidsberakningar av typen enligt nedan. Implementering av foreliggande uppfinning har visat att t.ex. ASIC- och FPGAlosningar är lampade for och val klarar av berakningar enligt foreliggande uppfinning.

Styrenhetens 115 (eller den/de styrenheter vid vilken/vilka foreliggande uppfinning är implementerad) funktion enligt foreliggande uppfinning kan, forutom att bero av sensorsignaler fran trycksensorn 202, t.ex. bero av signaler fran andra styrenheter eller sensorer. Allmant galler att styrenheter av den visade typen normalt är anordnade att ta emot sensorsignaler frail olika delar av fordonet, liksom fran olika pa fordonet anordnade styrenheter.

Styrningen styrs ofta av programmerade instruktioner. Dessa programmerade instruktioner utgors typiskt av ett datorprogram, vilket nar det exekveras i en dator eller styrenhet astadkommer att datorn/styrenheten utfor onskad styrning, sasom forfarandesteg enligt foreliggande uppfinning.

Datorprogrammet utgor vanligtvis del av en datorprogramprodukt, dar datorprogramprodukten innefattar ett tillampligt lagringsmedium 121 (se fig. 1B) med datorprogrammet lagrat pa namnda lagringsmedium 121. Namnda 11 537 190 digitala lagringsmedium 121 kan t.ex. utgoras av nAgon ur gruppen: ROM (Read-Only Memory), PROM (Programmable Read-Only Memory), EPROM (Erasable PROM), Flash-minne, EEPROM (Electrically Erasable PROM), en hArddiskenhet, etc., och vara anordnat i eller i forbindelse med styrenheten, varvid datorprogrammet exekveras av styrenheten. Genom att andra datorprogrammets instruktioner kan saledes fordonets upptradande i en specifik situation anpassas.

En exempelstyrenhet (styrenheten 115) visas schematiskt i fig. 1B, varvid styrenheten i sin tur kan innefatta en berakningsenhet 120, vilken kan utgoras av t.ex. flagon lamplig typ av processor eller mikrodator, t.ex. en krets for digital signalbehandling (Digital Signal Processor, DSP), en eller flera FPGA (Field-Programmable Gate Array)- kretsar eller en eller flera kretsar med en forutbestamd specifik funktion (Application Specific Integrated Circuit, ASIC). Berakningsenheten 120 ax forbunden med en minnesenhet 121, vilken tillhandahaller berakningsenheten 120 t.ex. den lagrade programkoden och/eller den lagrade data berakningsenheten 1 behover for att kunna utfora berakningar. Berakningsenheten 120 är Aven anordnad att lagra del- eller slutresultat av berakningar i minnesenheten 121.

Vidare ax styrenheten forsedd med anordningar 122, 123, 124, 125 for mottagande respektive sandande av in- respektive utsignaler. Dessa in- respektive utsignaler kan innehalla vAgformer, pulser, eller andra attribut, vilka av anordningarna 122, 125 for mottagande av insignaler kan detekteras som information for behandling av berakningsenheten 120. Anordningarna 123, 124 fOr sandande av utsignaler ax anordnade att omvandla berakningsresultat fran berakningsenheten 120 till utsignaler for overfOring till andra delar av fordonets styrsystem och/eller den/de 12 537 190 komponenter for vilka signalerna är avsedda. Var och en av anslutningarna till anordningarna for mottagande respektive sandande av in- respektive utsignaler kan utgoras av en eller flera av en kabel; en databuss, sgsom en CAN-bus (Controller Area Network bus), en MOST-bus (Media Oriented Systems Transport), eller flagon annan busskonfiguration; eller av en tradlOs anslutning.

Ater till det i fig. 3 visade forfarandet 300 startar forfarandet i steg 301, dar det faststalls huruvida reglering av forbranningsprocessen ska utforas. Den uppfinningsenliga regleringen kan t.ex. vara anordnad att utforas kontinuerligt sá fort forbranningsmotorn 101 startas. Alternativt kan regleringen vara anordnad att utforas endast vid vissa situationer, sAsom t.ex. vid oppning/stangning av drivlinan vid/under vaxling, eller for att motverka uppkomst eller redan uppkomna svangningar i drivlinan, eller vid andra tillampliga situationer dar det är onskvart med en mycket exakt reglering av det av forbranningsmotorn avgivna vridmomentet.

Forfarandet enligt fOreliggande uppfinning utgors alltsa av ett forfarande for reglering av farbranningsmotorn 101 under det att forbranning sker i namnda forbranningskammare 201 i forbranningscykler. Sgsom är kant är termen forbranningscykel definierad som de steg en forbranning vid en forbranningsmotor innefattar, sAsom t.ex. tv&taktsmotorns tva takter respektive fyrtaktsmotorns fyra takter. Termen innefattar aven cykler dar inget bransle faktiskt insprutas, men dar forbranningsmotorn anda drivs vid nggot varvtal, sAsom av fordonets drivhjul via drivlinan vid t.ex. sldpning. Dvs. dven om ingen insprutning av bransle utfors sker fortfarande en forbranningscykel fOr t.ex. varje tva vary (vid fyrtaktsmotor), eller t.ex. varje vary (tvataktsmotor), som fOrbranningsmotorns utggende axel 13 537 190 roterar. Det motsvarande galler aven andra typer av forbranningsmotorer.

I steg 302 faststalls huruvida en forbranningscykel har eller kommer att paborjas, och nar sa är fallet fortsatter forfarandet till steg 303 samtidigt som en parameter i representerande insprutningsnummer satts lika med ett.

I steg 303 faststalls ett av forbranningsmotorn under forbranningscykeln begart arbete. T.ex. kan det begarda arbetet utgOras av ett borvarde for momentet for att underlatta t.ex. vaxling, dar borvardet framraknats/faststallts av t.ex. den funktion som styr vaxling. Det motsvarande tryckborvardet kan med fordel finnas tabellerat i styrsystemets minne for att snabbt kunna hamtas fram vid reglering enligt foreliggande uppfinning.

Allmant galler att tillfbrseln av mangden bransle bade avseende mangd och pa vilket satt, dvs. de en eller flera bransleinsprutningar som ska utforas under forbranningscykeln normalt ãr pa forhand definierade, t.ex. i beroende av det arbete (vridmoment) som forbranningsmotorn ska utratta under forbranningscykeln, eftersom forandring av det faststallda insprutningsschemat inte utfors under en pagaende forbranningscykel enligt kand teknik. FOrutbestamda insprutningsscheman kan t.ex. finnas tabellerade i fordonets styrsystem for ett stort antal driftsfall, sasom olika motorvarvtal, olika begarda arbeten, olika forbranningslufttryck etc., dar tabellerad data t.ex. kan ha framtagits genom tillampliga prov/matningar vid t.ex. utveckling av forbranningsmotor och/eller fordon, varvid tillampligt insprutningsschema kan valjas utifran radande forhallanden, och dar insprutningsschemat kan valjas t.ex. baserat pa en begaran om ett visst avgivet vridmoment, sasom 14 537 190 t.ex. fran en funktion som styr t.ex. vaxling. Dessa insprutningsscheman kan utgoras av insprutningarnas antal respektive egenskaper i form av t.ex. tidpunkt (vevvinkellage) for start av insprutning, insprutningens langd, insprutningstryck etc., och allts6 finnas lagrade for ett stort antal driftsfall i fordonets styrsystem.

Baserat pa det i steg 303 faststallda begarda arbetet faststalls sedan i steg 304 ett insprutningsschema som forvantas resultera i ett onskat avgivet arbete, sasom genomsnittligt vridmoment, under forbranningscykelns forbranning, dar insprutningsschemat forutom pa begart arbete valjs baserat pa radande forhallanden, sasom t.ex. varvtal, forbranningslufttryck.

Det vid forbranningsmotorns forbranning avgivna vridmomentet utgor allmant ett medelvarde av det arbete forbranningsmotorn utvecklar, och detta arbete benamnes vanligtvis MEP (mean effective pressure), dvs. tryckmedelvarde.

Allmant galler foljande samband mellan vridmoment M och effekt P: M = 2n-N(1) , dar N utgor forbranningsmotorns varvtal, vilket finns tillgangligt i fordonets styrsystem.

Vidare galler foljande samband mellan tryckmedelvarde AMP respektive effekt: MEP = Pn, vdiv(2) 537 190 , dar nc utgor antalet vary per forbranningscykel, dvs. 2 for fyrtaktsmotor respektive 1 for tvataktsmotor. Vci utgor forbranningskammarens volym.

Genom utnyttjande av ekv. (1) far att beskriva effekten P i ekvation (2) kan saledes sambandet mellan vridmoment M och tryckmedelvarde, for en fyrtaktsmotor, skrivas som: 4n-M MEP =(3) v d Saledes kan ett mot ett onskat vridmoment svarande tryckmedelvarde i forbranningsmotorns forbranningskammare faststallas genom utnyttjande av ekv. 3. Eftersom 11d är kand kan MEP t.ex. tabelleras mot vridmoment i fordonets styrsystem for att majliggOra snabb atkomst till ett borvarde mot vilket trycket i forbranningskammaren ska regleras.

En forbranningsmotors arbete, sasom t.ex. uttryckt i medeltryck, kan dock definieras pa olika satt. T.ex. kommer ett arbete att utrattas vid forbranningen, men dar hela detta arbete pa grund av t.ex. forluster inte kommer att tillgangliggoras pa forbranningsmotorns utgaende axel.

Det i forbranningskammaren utrattade arbetet benamnes al1mant IMEP (indicated mean effective pressure), vilket ants& representerar det resulterande arbetet vid forbranningen i forbranningsrummet.

Eftersom en forbranningsmotor allmant innefattar forluster, sasom pumpforluster vid gasvaxlingsarbetet och friktionsfarluster, representerar IMEP saledes inte direkt det pa forbranningsmotorns utgaende axel avgivna vridmomentet. Vid t.ex. en vridmomentbegaran fran annan vid fordonet forekommande funktion, sasom t.ex. en funktion for styrning av 16 537 190 vaxling enligt ovan, begars dock normalt ett p5 forbranningsmotorns utgaende axel utrattat arbete, vilket pa grund av forbranningsmotorns forluster saledes medfor att erfordrat tryckmedelvarde for att erhalla onskat arbete pa utgaende axel inte motsvaras exakt av ekv. (3).

Det pa forbranningsmotorns utgaende axel utrattade arbetet benamnes allmant BMEP (Brake mean effektive pressure), vilket utgors av MEP, men kompenserat for forbranningsmotorns forluster.

Dessa forluster kan framraknas specifikt, men vanligtvis finns forbranningsmotorns verkningsgrad val tabellerad, varvidBMEP kan faststallas som: BMEP = timed/MEP?,(4) Dr Pmech utgor forbranningsmotorns verkningsgrad. u r-mech kan finnas tabellerad fOr ett stort antal driftsforhallanden, och med mycket god noggrannhet, varvid en snabb omvandling mellan BMEP respektive IMEP vid behov kan utforas.

Saledes kan alltsa det i forbranningsmotorns forbranningskammare erfordrade tryckmedelvardet IMEP for att onskat pa forbranningsmotorns utgaende axel pafort vridmoment ska erhallas skrivas som: 1 47rM IMEP = Pmech Vd (5) Vid en begaran om ett vridmoment pa forbranningsmotorns utgaende axel kan saledes ett motsvarande erfordrat tryckmedelvarde for forbranningen enkelt och snabbt faststallas, och foreliggande uppfinning avser alltsa ett fOrfarande for att reglera forbranningen pa sá satt att forbranningen styrs mot detta tryckmedelvarde MEP genom 17 537 190 utnyttjande av reglering av forbranningen for en forbranningscykel, under pagaende forbranningscykel. Den uppfinningsenliga regleringen kan vara anordnad att utforas kontinuerligt for pa varandra foljande forbranningscykler for att sakerstalla en mycket exakt avgivning av begart vridmoment under t.ex. ett vaxlingsforfarande.

Tryckmedelvardet IMEP i forbranningskammaren under en forbranningscykel kan aven skrivas som: 180CAD 1 IMEP = — f pdV(6) Vd -180CAD , dar CAD star for kamaxelgrader, dvs. integrering utfors Over en hel forbranningscykel.

I steg 304 faststalls alltsa enligt ovan ett insprutningsschema som forvantas resultera i ett onskat tryckmedelvarde IMEP och darmed onskat avgivet vridmoment under forbranningscykelns forbranning, och enligt denna utforingsform tillampas saledes ett forutbestamt insprutningsschema vid forbranningscykelns borjan, varvid reglering enligt uppfinningen utfors forst efter det att bransleinsprutning har paborjats under forbranningscykeln, sAsom forst efter det att Atminstone en insprutning har utforts under fOrbranningscykeln, eller efter det att en insprutning atminstone har paborjats.

Bransleinsprutning utfors alltsa normalt enligt ett forutbestamt schema, dar ett flertal insprutningar kan vara anordnade att utforas under en och samma forbranningscykel.

Detta medfor att insprutningarna kan vara forhallandevis korta. T.ex. forekommer insprutningssystem med 5-10 bransleinsprutningar/forbranning, men antalet 18 537 190 bransleinsprutningar kan aven vara betydligt storre an sA, sasom t.ex. i storleksordningen 100 brAnsleinsprutningar under en forbranningscykel. Antalet mojliga insprutningar styrs allmant av snabbheten hos de organ med vilka insprutning utfors, dvs. i fallet med Common Rail -system av hur snabbt injektorerna kan oppnas stangas.

Enligt fOreliggande exempel utfOrs atminstone tvA bransleinsprutningar inspi under en och samma forbranningscykel, men sasom har namnts och sAsom framgar nedan kan flera insprutningar vara anordnade att utforas, liksom aven endast en.

Insprutningsschemat är saledes i foreliggande exempel faststallt pa forhand i syfte att erhalla nAgot visst utrattat arbete (tryckmedelvarde). En forsta insprutning insplutfOrs, och i steg 305 faststalls huruvida namnda fOrsta insprutning inspi har utforts, och am sa ar fallet fortsatter forfarandet till steg 306, dar det faststalls huruvida samtliga insprutningar i har utforts. Eftersom sa annu inte Ar fallet i foreliggande exempel fortsatter forfarandet till steg 307 samtidigt som i raknas upp med ett for nasta insprutning.

Vidare faststalls genom utnyttjande av trycksensorn 206 kontinuerligt, sasom med tillampliga intervall, t.ex. varje 0,1-10 vevvinkelgrader, radande tryck i forbranningskammaren.

Forbranningsforloppet kan allmAnt beskrivas med den tryckforandring i forbranningskammaren som forbranningen ger upphov till. Tryckforandringen under en forbranningscykel kan representeras med ett tryckspar, dvs. en representation av hur trycket i forbranningskammaren varierar under forbrAnningen. SA Lange som forbranningen fortskrider sasom forvantat kommer trycket i forbranningskammaren att vara lika med det initialt estimerade, men sA snart trycket avviker fran det estimerade 19 537 190 trycket kommer ocksa det arbete som har utrattats att avvika frAn det pd forhand antagna.

Om forbranningen efter den fOrsta insprutningen inspi sAledes har fOrflutit precis sAsom forvantat kommer fOrhAllandena i forbranningskammaren att motsvara de med insprutningen avsedda forhAllandena, likasA kommer det hittills resulterande medeltrycket att motsvara det forvantade medeltrycket fram till denna punkt. SA snart forhAllandena avviker frAn de avsedda forhAllandena kommer dock det hittills resulterande medeltrycket att avvika frAn det forvantade medeltrycket, likasA kommer aven efterfOljande del av forbranningen att pAverkas eftersom de i forbranningskammaren rAdande forhAllandena, t.ex. med avseende pA tryck/temperatur, vid nasta insprutning inte kommer att motsvara forvantade forhAllanden.

I praktiken kommer ocksA det verkliga tryckspAret med stor sannolikhet att avvika frAn det predikterade tryckspAret under forbranningens gAng pA grund av t.ex. avvikelser frAn den modellerade forbranningen etc. Detta AskAdliggors i fig. 4, dar ett predikterat tryckspAr 401 for ett exempelinsprutningsschema visas (mycket schematiskt), dvs. det forvantade tryckspAret for forbranningskammaren nar insprutning utfors enligt den valda insprutningsprofilen. Denna prediktering av tryckspAret kan t.ex. utforas sAsom beskrivs nedan.

I fig. 4 visas aven ett faktiskt tryckspAr 402 fram till vevvinkelpositionen Ti, vilken utgOr rAdande position efter det att namnda forsta forbranning har utfOrts. Foretradesvis faststalls trycket i forbranningskammaren alltsA vasentligen kontinuerligt, sAsom t.ex. vid vane vevvinkelgrad, vane tiondels vevvinkelgrad eller med annat lampligt intervall 537 190 under hela forbranningen. SAsom kan ses i fig. 4 avviker det faktiska tryckspAret fram till 91 frAn det estimerade tryckspAret 401. Detta innebar i sin tur att det hittillsvarande medeltrycket fram till vevvinkelpositionen ocksA har avvikit frAn det forvantade medeltrycket.

Eftersom trycket poi forbranningskammaren efter det att den forsta insprutningen inspihar utforts skiljer sig frAn motsvarande estimerade tryck vid vevvinkelpositionen 91 kommer forhAllandena i forbranningskammaren vid tidpunkten for nastkommande insprutning insp2 att skilja sig frAn predikterade forhAllanden, varfor ocksA efterfoljande forbranning kommer att avvika frAn den predikterade forbrdnningen cm det tidigare faststallda insprutningsschemat fortfarande skulle anvandas. Det hittillsvarande medeltrycket skiljer sig ocksA frAn det predikterade, och sAledes är det inte ails sdkert att onskat medeltryck kommer att uppnAs, och darmed forvantat arbete utforas, under forbranningscykeln. Ddrmed är det heller inte ails sdkert att det är det ursprungligen faststdllda insprutningsschemat som utgor det mest foredragna insprutningsschemat vid stravan att uppnA onskat medeltryck under forbrdnningscykeln eftersom tryckmedelvardet beror av tryckspAret, vilket i sin tur beror av hur bransle tillfors forbrdnningen.

I steg 308 faststdlls darfor ett insprutningsschema pA nytt i syfte att styra forbranningen mot ett onskat medeltryck under forbranningen, och vid bestamningen kan ett hittills under forbranningen resulterande medeltryck faststdllas, varvid ett insprutningsschema kan faststdllas som forvantas resultera i ett i onskat tryckmedelvdrde. Forfarandestegen kan sedan upprepas efter varje insprutning for att kontinuerligt reglera forbranningen mot onskat tryckmedelvdrde. 21 537 190 Regleringen kan t.ex. utforas enligt de nedan visade berakningarna, alternativt enligt andra tillampliga berakningar med motsvarande syfte, och saledes upprepas enligt nedan under pagaende forbranningscykel for att vid behov forandra insprutningsschemat under pagaende forbranning om de i forbranningskammaren faktiskt radande forhallandena avviker fran predikterade forhallanden, varvid forbranningen kan korrigeras for att i storre utstrackning ná Onskat utrattat arbete. Trycket i forbranningskammaren kan faststallas kontinuerligt under forbranningen genom utnyttjande av trycksensorn 206 for att bestamma ett hittills erhallet medeltryck.

Vid estimering av farvantat medeltryck under resterande forbranning erfordras dock aven en estimering av tryckforandringen under forbranningen. Denna kan estimeras enligt foljande.

Forbranningen kan, sasom är kant for fackmannen, modelleras enligt ekv. (7): dQ = Kcalibrate (QfuelQ)(7) , dar Kcal ibrate anvands for att kalibrera modellen. Kcal ibrate utgors av en konstant som vanligtvis är i storleksordningen 01, men kan aven vara anordnad att anta andra varden, och vilken faststalls individuellt cylinder for cylinder eller for en viss motor eller motortyp, och beror i synnerhet pa utformningen av injektorernas munstycken (spridare).

Qftd utgor energivardet for insprutad branslemangd, Q utgor forbrand energimangd. FOrbranningen dQ är saledes proportionell mot insprutad branslemangd minus nittills forbrukad branslemangd. Forbranningen dQ kan alternativt 22 537 190 modelleras genom utnyttjande av annan tillamplig modell, dar t.ex. Aven andra parametrar kan tas hansyn till. T.ex. kan forbranningen aven utgora en funktion som beror av en modell over den turbulens som uppstar vid tillforsel av luft/bransle, vilket kan paverka forbranningen i olika grad i beroende av tillford mangd luft/bransle.

Betraffande bransleinjektionerna kan dessa t.ex. modelleras som en summa av stegfunktioner: U =(j)(tinj. start )k)(pct — (tinj. end )k)(8) k=0 Bransleflodet matt i tillford massa m vid en insprutning k, dvs. hur branslet kommer in i forbranningskammaren under tidsfonstret u nar insprutningen utfors, uttryckt i den tid som forloper under det vevvinkelgrad T-intervall som injektorn ar oppen, for en specifik injektion k kan modelleras som: dm = f (m)u(9) dar m utgor insprutad branslemangd, och f(m) t.ex. beror av insprutningstryck etc. f(m) kan t.ex. vara uppmatt eller estimerat pa forhand.

Energivardet 0 -t.LHV for branslet, sAsom diesel eller bensin, finns allmant angivet, varvid sAdan allman angivelse kan anvandas. Energivardet kan Aven finnas specifikt angivet av t.ex. branslets tillverkare, eller vara approximerat fOr t.ex. ett land eller en region. Energivardet kan aven vara anordnat att uppskattas av fordonets styrsystem. Med energivardet kan ekv. (7) losas och varmefrigorelsen allteftersom forbranningen fortskrider bestammas. 23 537 190 Vidare kan, genom utnyttjande av en prediktiv varmefrigOrelse- ekvation, tryckforandringen i forbranningskammaren t.ex. estimeras som: dp = c7pd(2 yY-1 p Ed(p)(10) Tryckforandringen uttrycks saledes i vevvinkelgrader 9, vilket innebar en eliminering av forbranningsmotorvarvtalsberoendet vid berakningarna. y utgor allmant varmekapacitetskvoten, dvs. 7_ P= P dar C och/eller C finns allmant framtagna och Cp-R tabellerade for olika molekyler, och genom att forbranningskemin at kand kan dessa tabellerade varden anvandas tillsammans med forbranningskemin for att darmed berakna vardera molekyls (t.ex. vatten, kvave, syre etc.) inverkan pa t.ex. det totala Cp-vardet, varvid detta kan bestammas for berakningarna ovan med god noggrannhet, pa forhand eller under t.ex. pagaende forbranning. Alternativt kan Cp och eller C, approximeras pa tillampligt satt.

Integrering av ekv. (10) medfor foljande resultat: dQ y dVvy— 1) d9 P = PinitialdP = Pinitial f (thp y — 1 Pchi))v Pthitiat utgor ett initialt tryck, vilket innan paborjan av forbranningens komprimeringssteg t.ex. kan utgoras av omgivningstrycket vid forbranningsmotorer utan turbo, eller ett radande forbranningslufttryck vid en motor med turbo. Nar estimering utfors vid en senare tidpunkt under forbranningscykeln, sasom estimering i steg 307 efter det att en insprutning har utforts, kan n r initial utgoras av det dá radande 24 537 190 och med hjalp av trycksensorn 206 faststallda trycket, dvs. p(pi i foreliggande exempel. V((p), dvs. forbranningskammarens volym som funktion av vevvinkel, kan med fordel finnas tabellerad i styrsystemets minne alternativt beraknas pa tillampligt satt, dV varvid aven dço kan bestammas.

Saledes kan trycket p i forbranningskammaren estimeras for hela forbranningen, dvs. den forvantade kurvan 401 i fig. 4 kan estimeras. Saledes kan aven ett forvantat medeltryck for efterfoljande del av forbranningscykeln estimeras genom utnyttjande av ekv. (6) ovan, och aven for hela forbranningscykeln dar faktiskt tryckmedelvarde kan tillampas for den del av forbranningscykeln som redan har forflutit.

Det forvantade tryckmedelvardet for ett visst insprutningsschema kan alltsa estimeras genom utnyttjande av ovanstaende ekvationer. I steg 307 kan darmed ett flertal olika insprutningsscheman utvarderas enligt ovanstaende ekvationer, dar respektive insprutningsschema kommer att ge upphov till ett specifikt tryckspar, och darned tryckmedelvarde, vilket estimeras for det specifika insprutningsschemat.

Sedan kan ett insprutningsschema for efterfoljande insprutningar valjas som t.ex. forvantas resultera i ett tryckmedelvarde som bast motsvarar Onskat tryckmedelvarde.

Reglering av trycket i forbranningskammaren kan saledes utforas genom att reglera bransleinsprutningen, och genom att utfora estimering av tryckmedelvardet for ett antal olika insprutningsscheman med varierande insprutningstidpunkter /insprutningslangder /antal insprutningar kan saledes ett insprutningsschema faststallas som i tillamplig eller sa hog grad som mOjligt resulterar i onskat tryckmedelvarde. 537 190 Saledes kan i steg 307 faststallas ett insprutningsschema, sasom ett insprutningsschema bland ett flertal definierade insprutningsscheman, som bast uppfyller onskat tryckmedelvarde, dar detta insprutningsschema kan faststallas individuellt cylinder for cylinder baserat pa sensorsignaler fran atminstone en trycksensor i respektive fOrbranningskammare.

Betraffande namnda insprutningsscheman kan det t.ex. finnas ett flertal pa forhand definierade insprutningsscheman, varvid berakningar av ovanstaende typ kan utforas fOr vart och ett av dessa tillgangliga insprutningsscheman. Alternativt kan berakningarna utforas for de insprutningsscheman som av nagon anledning mest sannolikt anses resultera i onskat tryckmedelvarde. T.ex. kan insprutningsscheman utvarderas eller forkastas med avseende pa den totala mangd bransle som kommer att insprutas enligt schemat, dar t.ex. en stor mangd bransle t.ex. kan antas resultera i ett fOr hogt tryckmedelvarde, i synnerhet om hittills resulterande tryckmedelvarde ligger Over forvantat tryckmedelvarde, och omvant kan en for lag sammanlagd branslemangd atminstone i vissa fall fOrvantas resultera i ett for lagt tryckmedelvarde.

Hittills har hela insprutningsscheman for resterande forbranning utvarderats, men regleringen kan aven vara anordnad att utforas for enbart den kommande insprutningen efter en foregaende insprutning, varvid senate insprutningar kan hanteras efterhand. Det i steg 307 valda insprutningsschemat kan saledes utgoras av enbart den nastkommande insprutningen.

Nat insprutningsschema har valts i steg 307 atergar forfarandet till steg 304 for utforande av nasta insprutning, varvid aven denna ger upphov till en forbranning, och darmed 26 537 190 ett tryckspar, dar aven detta sannolikt kommer att avvika fran det pa forhand predikterade tryckspAret. Detta betyder ocksA att forbranningen aven vid efterfoljande insprutningar sannolikt kommer att paverkas av rAdande forhallanden i forbranningskammaren nar insprutningen paborjas, liksom att det hittills resulterande tryckmedelvardet Anyo har forandrats fran det forvantade.

Saledes kan i steg 307, efter det att en efterfoljande insprutning har utforts, Ater en ny insprutningsstrategi for aterstaende insprutningar, alternativt den pafoljande insprutningen, beraknas med hjalp av ovanstaende ekvationer, varvid forfarandet sedan AtergAr till steg 304 for utforande av efterfoljande bransleinsprutning enligt den nya insprutningsstrategi som framraknats i steg 307. Regleringen kan saledes vara anordnad att utforas efter vane insprutning och nar sedan samtliga insprutningar i har utforts AtergAr forfarandet fran steg 307 till steg 301 for reglering av en efterfoljande forbranningscykel.

Vid de ovanstaende berakningarna anvands efter varje insprutning aktuell tryckbestamning p9igenom utnyttjande av trycksensorn 206 som n rinitial enligt ovan for att Any° prediktera tryckspar/tryckmedelvarden for att faststalla ett nytt insprutningsschema utefter de nu radande fOrhAllandena i forbranningskammaren, men nu saledes med data som erhallits ytterligare en bit in i forbranningen. Dvs. p(plefter den forsta forbranningen och pa motsvarande satt faststallda po_ for efterfoljande insprutningar, varvid saledes forandras vid berakningar under forbranningscykeln, och varvid bransleinsprutningen anpassas efter radande forhAllanden efter vane insprutning, med foljd att insprutningsschemat kan forandras efter vane insprutning.

Pinata( 27 537 190 Foreliggande uppfinning tillhandahaller saledes ett forfarande som anpassar forbranningen allteftersom forbranningen fortskrider, varvid forbranningsmotorns forbranning mycket exakt kan regleras mot ett onskat avgivet vridmoment, varvid fOrfaranden sasom t.ex. vaxling kan utfOras med stor noggrannhet med reglering under pagaende forbranningscykel och damned pa ett skonsamt satt for bade forare och drivlina. Dessutom kan regleringen anvandas for att motverka svangningar som kan uppsta i drivlinan, dar forbranningsmotorn kan styras mycket exakt i syfte att genom tillamplig vridmomentreglering motverka oonskade effekter sasom t.ex. svangningar.

Enligt foreliggande uppfinning anpassas saledes forbranningen under pagaende forbranning baserat pa avvikelser fran den predikterade forbranningen, och enligt en utforingsform varje gang en insprutning inspi har utforts sá lange som ytterligare insprutningar ska utforas.

I stallet for att i steg 307 utvardera ett antal definierade insprutningsscheman kan t.ex. en regulator anvandas, vilken baserat pd t.ex. en faststalld avvikelse mellan Onskat tryckmedelvarde och hittills erhallet tryckmedelvarde, med storlek och tecken, reglerar efterfoljande forbranning, dar t.ex. en eller flera efterfoljande insprutningar kan anpassas efter hur forbranningen borde ha skett och hur den i verkligheten hat skett. T.ex. kan branslemangden for efterfoljande insprutning enligt det forutbestamda insprutningsschemat hojas om tryckmedelvardet ligger lagre an forvantat, eller minskas om tryckmedelvardet ligger hogre an forvantat. Detta kan utforas for varje efterfoljande insprutning, varvid en god reglering kan uppnas.

Branslemangden kan t.ex. regleras genom Oka/minska branslemangden med en branslemangd erhallen genom att multiplicera den tidigare faststallda branslemangden for 28 537 190 insprutningen med skilinaden mellan hittills forvantat tryckmedelvarde och hittills faktiskt erhallet tryckmedelvarde med nagon tillamplig konstant.

Enligt det ovan beskrivna forfarandet har insprutningsschemat vid forbranningscykelns borjan faststallts baserat pa tabellerade varden, men enligt en utfOringsform kan insprutningsstrategin redan fore bransleinsprutningen Oberjas faststallas pa ovan beskrivna satt, varvid saledes aven den forsta insprutningen utfors enligt ett enligt ovan faststallt insprutningsschema.

Vidare har regleringen hittills beskrivits pa ett satt cidr egenskaperna for en nastkommande insprutning faststalls baserat pa radande forhallanden i forbranningskammaren efter den foregaende insprutningen. Regleringen kan dock aven vara anordnad att utforas kontinuerligt, varvid tryckbestamningar kan utforas med hjalp av trycksensorn aven under pagaende insprutning, och varvid insprutningsschemat kan beraknas och korrigeras andra fram till dess att nasta insprutning paborjas. Alternativt kan till och med den pagaende insprutningen paverkas av framraknade forandringar i insprutningsschemat aven vid de fall ett flertal kortare insprutningar utfors. Insprutningen kan aven utgoras av en enda langre insprutning, varvid forandringar av pagaende insprutning kontinuerligt kan utforas, t.ex. genom s.k. rate shaping, t.ex. genom att forandra oppningsarea hos insprutningsmunstycket och/eller det tryck med vilket bransle insprutas baserat pa estimeringar och uppmatta tryckvarden under insprutningen. Vidare kan bransletillforsel under forbranningen innefatta tva bransleinsprutningar, dar t.ex. endast den andra eller 'pada insprutningarna regleras t.ex. med hjalp av rate shaping. Rate shaping kan aven tillampas vid fallet dar tre eller fler insprutningar utfors. 29 537 190 Betraffande de insprutningsstrategier som skall utvarderas kan dessa framtagas pa olika satt. T.ex. kan olika fordelningar mellan insprutningar utvarderas, och t.ex. kan insprutad branslemangd omfordelas mellan efterfoljande insprutningar och/eller kan insprutningstidpunkten forandras for en eller flera pafaljande insprutningar, dar hansyn kan tas till ev. begransningar med avseende pa t.ex. minsta tillatna langd eller branslemangd for en bransleinsprutning.

Istallet for att utvardera ett antal specifika insprutningsscheman kan forfarandet vara anordnat att utfora t.ex. ovanstaende berakningar far ett antal tankbara scenarier, dar berakningarna kan utforas for olika insprutningslangder/mangder/tider far de olika insprutningarna, med motsvarande forandringar i frigjord energi.

Ju fler bransleinsprutningar som utfors under en forbranningscykel, desto fler parametrar kan forandras. Vid ett start antal insprutningar kan darfor regleringen bli forhallandevis komplex, eftersom ett start antal parametrar kan varieras och darmed skulle behova utvarderas. T.ex. kan ett mycket start antal insprutningar vara anordnade att utforas under en och samma forbranningscykel, sasom ett tiotal, eller t.o.m. ett hundratal insprutningar.

Vid dylika situationer kan det finnas flera ekvivalenta insprutningsstrategier, vilka resulterar i vasentligen samma tryckmedelvarde. Detta introducerar en oonskad komplexitet i berakningarna.

Enligt en utforingsform tillampas en reglering cidr den i tiden narmast narliggande insprutningen/injektionen betraktas som en separat insprutning, och darefter faljande bransleinsprutningar som en enda ytterligare "virtuell" 537 190 insprutning, varvid varmeforlusterna kan optimeras mellan dessa tva insprutningar. Detta exemplifieras i fig. 5A, dar insprutningen 501 motsvarar inspi enligt ovan, insprutningen 502 motsvarar insp2 enligt ovan, och dar resterande insprutningar 503-505 behandlas som en enda virtuell insprutning 506. Genom att forfara pa detta satt behover den forskjutning som sker mellan insp2 och efterfoljande insprutningar inte fordelas specifikt mellan insprutningarna 503-505, utan fordelning sker i detta skede mellan insprutning 502 respektive den "virtuella" insprutningen 506.

Nar sedan insprutningen 502 har genomforts upprepas forfarandet precis som ovan med ny bestamning av insprutningsschema for att erhalla onskat tryckmedelvarde, men dá med insprutningen 503 som separat insprutning, se fig. 5B, och insprutning 504, 505 utgor tillsammans en virtuell insprutning vid fordelning enligt ovan.

I fig. 5A utgors den virtuella insprutningen 506 av tre insprutningar, men sasom inses kan den virtuella insprutningen 506 fran borjan innefatta fler an tre insprutningar, sasom 10- tals insprutningar eller 100-tals insprutningar, i beroende av hur manga insprutningar som avses att utforas under forbranningscykeln, varvid forfarandet upprepas till dess att samtliga insprutningar har utforts.

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

Ett exempel pa en MPC-reglering visas i fig. 6, dar referenskurvan 603 motsvarar fOrvantad utveckling for tryckmedelvardet under forbranningscykeln, dvs. resultatet av ekv. (6) med trycket estimerat enligt ovan. Kurvan 603 representerar saledes den tryckmedelvardesutveckling som efterstravas under forbranningscykeln. Det specifika utseendet 31 537 190 for denna tryckmedelvardesutveckling kan med fordel faststallas pa forhand, t.ex. genom tillampliga berakningar och/eller matningar pa motortypen, varvid dessa data kan lagras i styrsystemets minne som funktion av t.ex. varvtal och last. Detta medfor ocksa att forbranningen inte behover styras enbart mot ett vid vane tillfalle radande tryckmedelvarde, utan fOrbranningen kan aven vara anordnad att styras mot en forvantad tryckmedelvardesutveckling, sasom t.ex. kurvan 603 i fig. 6, varvid vane insprutning kan ha som syfte att resultera i ett hittills resulterande tryckmedelvarde som vid nagon given tidpunkt uppgar till motsvarande punkt pa kurvan 603.

Den heldragna kurvan 602 fram till tiden k representerar det faktiska tryckmedelvarde som hittills hat uppkommit och som hat framraknas enligt ovan med hjalp av faktiska data fran den vevvinkelupplosta tryckgivaren. Kurvan 601 representerar predikterad utveckling av tryckmedelvardet baserat pa predikterad insprutningsprofil, och utgor saledes den tryckmedelvardesutveckling som forvantas. Streckade insprutningar 605, 606, 607 representerar den predikterade styrsignalen, dvs. den insprutningsprofil som forvantas tillampas, och 608, 609 representerar redan utforda insprutningar.

Den predikterade insprutningsprofilen uppdateras med tillampliga mellanrum, sasom t.ex. efter vane utford insprutning, for att na slutvardet som efterstravas och som ges av referenskruvan 603, och dar nasta insprutning faststalls baserat pa radande forhallande i forhallande till den estimerade medeltryckutvecklingen.

Saledes tillhandahaller foreliggande uppfinning ett forfarande som medger en mycket god reglering av ett forbranningsforlopp, 32 537 190 och som anpassar forbranningen under pagAende forbranning for att erhalla en mycket noggrann reglering av avgivet vridmoment.

Enligt ovan kan utrattat arbete saledes estimeras for ett flertal olika alternativa insprutningsscheman for Aterstaende insprutningar, varvid ett insprutningsschema som resulterar i begart arbete kan valjas vid utforande av nastfoljande insprutning. I de fall flera insprutningsscheman/regleralternativ uppfyller uppsatta villkor kan andra parametrar anvandas for att valja vilket av dessa som ska anvandas. Det kan aven finnas andra anledningar till att samtidigt reglera aven baserat pa andra parametrar. T.ex. kan insprutningsschema, forutom baserat pa utrattat arbete, delvis valjas aven baserat pa ett eller flera av perspektiven tryckamplitud, varmeforlust, avgastemperatur, tryckforandringshastighet, eller vid forbranningen genererade kvaveoxider som ytterligare kriterium, dar sadan bestamning kan utforas enligt nagon av de nedan angivna parallella patentansokningarna.

Specifikt visas i den parallella ansokan "FORFARANDE OCH SYSTEM FOR REGLERING AV EN FORBRANNINGSMOTOR V" (svensk patentansokan, ansokningsnummer: 1350508-6) ett forfarande for att baserat pa en estimerad maximal tryckamplitud reglera efterfoljande forbranning.

Vidare visar den parallella ansokan "FORFARANDE OCH SYSTEM FOR REGLERING AV EN FORBRANNINGSMOTOR II" (svensk patentansokan, ansokningsnummer: 1350507-8) ett fOrfarande for att under en forsta forbranningscykel reglera en pafoljande del av forbranning under namnda forsta forbranningscykel med avseende pa en vid namnda efterfoljande forbranning resulterande temperatur. 33 537 190 Vidare visar den parallella ansokan "FORFARANDE OCH SYSTEM FOR REGLERING AV EN FORBRANNINGSMOTOR I" (svensk patentansokan, ansokningsnummer: 1350506-0) ett forfarande for att baserat pa en estimerad maximal tryckforandringshastighet reglera efterfoljande forbranning.

Vidare visar den parallella ansokan "FORFARANDE OCH SYSTEM FOR REGLERING AV EN FORBRANNINGSMOTOR IV" ett forfarande for att under en forsta forbranningscykel reglera forbranning under en pafoljande del av namnda forsta forbranningscykel med avseende pa en representation av en vid namnda forbranning resulterande varmeforlust.

Vidare visar den parallella ansokan "FORFARANDE OCH SYSTEM FOR REGLERING AV EN FORBRANNINGSMOTOR VI" ett forfarande for att under en forsta forbranningscykel estimera ett forsta matt pa kvaveoxider resulterande vid forbranning under namnda forsta forbranningscykel, och baserat pa namnda forsta matt, reglera forbranning under en pafoljande del av namnda fOrsta forbranningscykel.

Uppfinningen har ovan exemplifierats pa ett satt dar en trycksensor 206 anvands for att faststalla ett tryck i forbranningskammaren, och med hjalp av vilket tryck sedan varmeforlusterna kan estimeras. Som alternativ till att anvanda trycksensorer kan istallet en (eller flera) andra sensorer nyttjas, sasom t.ex. hogupplOsta jonstromsensorer, knacksensorer eller tojningsgivare, varvid trycket i forbranningskammaren kan modelleras genom utnyttjande av sensorsignaler fran dylika sensorer. Det är aven mojligt att kombinera olika typer av sensorer, t.ex. for att erhalla en sakrare estimering av trycket i forbranningskammaren, och/eller anvanda andra tillampliga sensorer, dar 34 537 190 sensorsignalerna omraknas till motsvarande tryck for anvandning vid reglering enligt ovan.

Vidare har i ovanstaende beskrivning endast bransleinsprutning reglerats. Istallet fOr att enbart reglera mangden tillfort bransle kan tryckmedelvardet vid forbranningen vara anordnad att regleras med hjalp av t.ex. avgasventiler, varvid insprutning kan utfaras enligt forutbestamt schema, men dar avgasventilerna anvands for att vid behov t.ex. sanka trycket I fOrbranningskammaren och darmed aven tryckmedelvardet.

Vidare kan regleringen utforas med nagon tillamplig typ av regulator, eller t.ex. med hjalp av tillstandsmodeller och tillstandsaterkoppling (exempelvis linjar programmering, LQGmetoden eller liknande).

Det uppfinningsenliga forfarandet for reglering av fOrbranningsmotorn kan aven kombineras med sensorsignaler fran andra sensorsystem dar upplosning pa vevvinkelniva inte är tillganglig, sasom t.ex. annan tryckgivare, NOx-sensorer, NH3- sensorer, PM-sensorer, syresensorer och/eller temperaturgivare etc., vilka insignaler t.ex. kan anvandas som inparametrar vid estimering av t.ex. varmeforluster genom utnyttjande av datadrivna modeller istallet for modeller av ovan beskrivna typ.

Vidare har foreliggande uppfinning ovan exemplifierats i anknytning till fordon. Uppfinningen är dock aven tillamplig vid godtyckliga farkoster/processer dar forbranningsreglering enligt ovan är tillamplig, sasom t.ex. vatten- eller luftfarkoster med forbranningsprocesser enligt ovan.

Det skall ocksa noteras att systemet kan modifieras enligt olika utforingsformer av forfarandet enligt uppfinningen (och vice versa) och att foreliggande uppfinning inte pa nagot vis är begransad till de ovan beskrivna utforingsformerna av 537 190 forfarandet enligt uppfinningen, utan avser och innefattar alla utforingsformer mom de bifogade sjdlvstandiga kravens skyddsomfAng. 36

Claims (30)

537 190 Patentkrav 1. Forfarande for reglering av en forbranningsmotor (101), varvid namnda forbranningsmotor (101) innefattar Atminstone en forbranningskammare (201) och organ (202) for tillforsel av bransle till namnda forbranningskammare (201), varvid forbranning i namnda forbranningskammare (201) sker i forbranningscykler, varvid forfarandet är lannetecknat av att:

1. under en fOrsta del av en forsta fOrbranningscykel, med hjalp av ett forsta sensororgan faststalla ett forsta parametervarde representerande en storhet vid forbranning I namnda forbranningskammare (201), och 2. baserat pa namnda forsta parametervarde, reglera forbranning under en pafoljande del av namnda forsta forbranningscykel, varvid vid namnda reglering forbranningen under namnda pafoljande del av namnda forsta forbranningscykel regleras med avseende pa ett vid forbranningen utrattat arbete, varvid en representation av ett hittills under namnda forsta forbranningscykel resulterande arbete estimeras, och 3. varvid namnda pafoljande del av namnda forbranningscykel regleras baserat pa namnda representation av namnda hittills under namnda forsta forbranningscykel resulterande arbete.

2. Forfarande enligt krav 1, varvid det vid namnda forbranning utrattade arbetet representeras av ett medeltryck under namnda fOrbranningscykel.

3. Forfarande enligt nAgot av kraven 1-2, vidare innefattande att, baserat pa namnda forsta parametervarde, faststalla reglerparametrar for 37 537 190 regleringen av forbranningen under namnda p&foljande del av namnda forsta forbranningscykel.

4. Forfarande enligt nagot av kraven 1-3, varvid, vid namnda reglering med avseende p& det vid forbranningen utrattade arbetet, forbranningen regleras mot ett forsta mot namnda utrattade arbete motsvarande medeltryck under namnda fOrbranningscykel.

5. Forfarande enligt nagot av kraven 1-4, vidare innefattande att: - faststalla ett for namnda forbranningscykel begart utrattat arbete, och - reglera forbranningen under namnda pAfoljande del av namnda forsta forbranningscykel mot namnda begarda utrattade arbete.

6. FOrfarande enligt nagot av kraven 1-5, vidare innefattande att: - reglera forbranningen under namnda pAfoljande del av namnda forsta forbranningscykel baserat 0 en jamforelse mellan namnda estimerade fOrvantade arbete och ett under namnda forbranningscykel begart utrattat arbete.

7. Forfarande enligt krav 3, vidare innefattande att vid namnda faststallelse av reglerparametrar for namnda pafoljande del av namnda forbranningscykel, med hjalp av namnda forsta parametervarde estimera en forvantad tryckforandring under namnda pAfOljande del av namnda fOrbranningscykel.

8. Forfarande enligt nagot av foregaende krav, varvid vid namnda reglering ett under namnda forbranningscykel fOrvantat arbete estimeras, varvid namnda forvantade 38 537 190 arbete estimeras genom utnyttjande av en estimering av en varmefrigorelse under namnda farbranning.

9. Forfarande enligt krav 8, varvid vid estimering av namnda forvantade utrattade arbete en tryckforandring under namnda AterstAende del av namnda forbranningscykel estimeras genom utnyttjande av namnda estimering av en varmefrigorelse under namnda forbranning.

10. Forfarande enligt nAgot av foregAende krav, varvid namnda forsta parametervarde representerar ett under namnda forsta forbranningscykel i namnda forbranningskammare (201) rAdande tryck.

11. Forfarande enligt nAgot av foregAende krav, vidare innefattande att reglera forbranning under namnda Ofoljande del av namnda forsta forbranningscykel genom reglering av bransle for tillfOrsel till namnda forbranningskammare (201).

12. Forfarande enligt nAgot av foregAende krav, vidare innefattande att vid namnda reglering av namnda forbranning under namnda pAfoljande del av namnda forbranning, faststalla ett forvantat utrattat arbete under namnda forbranningscykel for ett flertal regleralternativ, och - bland namnda flertal regleralternativ, valja ett regleralternativ for reglering av namnda Ofoljande del av namnda forbranningscykel.

13. Forfarande enligt nAgot av foregAende krav, vidare innefattande att: - vid namnda reglering, utvardera Atminstone forsta respektive ett andra regleringsalternativ, varvid det av namnda forsta respektive andra regleringsalternativ som 39 537 190 narmast forvantas resultera i ett begart utrattat arbete valjs.

14. Forfarande enligt krav 12 eller 13, varvid namnda regleralternativ utgors av alternativ for tillforsel av bransle for Atminstone en bransletillforsel under namnda pAfoljande del av namnda forbranningscykel.

15. Forfarande enligt nAgot av kraven 11-14, varvid bransle for tillfOrsel till namnda forbranningskammare (201) regleras genom styrning av bransleinsprutning medelst Atminstone en bransleinjektor (202).

16. Forfarande enligt nagot av kraven 11-15, varvid Atminstone en bransleinsprutning utfors under namnda pAfoljande del av namnda forbranningscykel, varvid en branslemangd och/eller insprutningstidpunkt och/eller insprutningslangd regleras for namnda bransleinsprutning.

17. Forfarande enligt nagot av kraven 11-16, varvid Atminstone tvA insprutningar av bransle utfors under namnda Ofoljande del av namnda forbranningscykel, varvid en AterstAende del av namnda forbranning regleras Atminstone efter namnda forsta av namnda atminstone tva insprutningar av bransle.

18. Forfarande enligt nagot av kraven 11-17, varvid vid reglering av namnda forbranning Atminstone tre insprutningar utfors under namnda pafoljande del av namnda fOrbranningsprocess, varvid vid bestamning av reglerparametrar for en forsta av namnda atminstone tre insprutningar, resterande insprutningar behandlas som en enda sammanlagd insprutning vid namnda reglering.

19. Forfarande enligt nagot av kraven 11-18, varvid reglering av forbranning under namnda pafoljande del av namnda 537 190 forsta fOrbranningscykel utfors atminstone delvis genom reglering av bransle for insprutning till namnda forbranningskammare (201) under en pagaende bransleinsprutning.

20. Forfarande enligt nagot av kraven 11-19, vidare innefattande att vid reglering av bransle for insprutning till namnda forbranningskammare (201) forandra en fordelning av branslemangder mellan Atminstone tvA bransleinsprutningar. 10

21. Forfarande enligt nagot av foregaende krav, vidare innefattande att utfora en forsta bransleinsprutning till namnda forbranningskammare (201) under namnda farsta del av namnda forsta forbranningscykel, och Atminstone en andra bransleinsprutning under namnda pafoljande del av namnda forbranningscykel, varvid reglerparametrar for namnda andra bransleinsprutning faststalls efter namnda forsta bransleinsprutning.

22. Forfarande enligt nagot av foregaende krav, vidare innefattande att reglera forbranning under namnda pafoljande del av namnda forsta forbranningscykel genom reglering av en eller flera vid namnda forbranningskammare (201) verkande ventiler.

23. Forfarande enligt nagot av foregaende krav, varvid namnda reglering utfors for ett flertal pa varandra foljande forbranningscykler.

24. FOrfarande enligt nagot av foregaende krav, varvid namnda forsta parametervarde avseende en storhet vid forbranning i namnda forbranningskammare (201) faststalls atminstone vid vane vevvinkel, vane tiondel av vane vevvinkel eller varje hundradel av vane vevvinkel. 41 537 190

25. FOrfarande enligt nagot av foregaende krav, varvid namnda forsta parametervarde faststalls genom utnyttjande av en eller flera ur gruppen: cylindertryckgivare, knackgivare, tojningsgivare, varvtalsgivare, jonstromsgivare.

26. Datorprogram innefattande programkod, vilket nar namnda programkod exekveras i en dator astadkommer att namnda dator utfOr fOrfarandet enligt nagot av patentkrav 1-25.

27. Datorprogramprodukt innefattande ett datorlasbart medium och ett datorprogram enligt patentkrav 26, varvid namnda datorprogram är innefattat i namnda datorldsbara medium.

28. System for reglering ay en forbranningsmotor (101), varvid namnda forbranningsmotor (101) innefattar atminstone en forbranningskammare (201) och organ (202) for tillforsel av bransle till namnda forbranningskammare (201), varvid forbranning i namnda forbranningskammare (201) sker i forbranningscykler, kannetecknat av att systemet innefattar organ (115) for att: 1. under en forsta del av en forsta forbranningscykel, med hjalp av ett forsta sensororgan faststalla ett forsta parametervarde representerande en storhet vid forbranning i namnda forbranningskammare (201), och 2. baserat pa namnda forsta parametervarde, reglera fOrbranning under en pafoljande del av namnda forsta forbranningscykel, varvid vid namnda reglering forbranningen under namnda pafoljande del av namnda forsta forbranningscykel regleras med avseende pa ett yid fOrbranningen utrattat arbete, varvid en representation av ett hittills under namnda forsta forbranningscykel resulterande arbete estimeras, och - varvid namnda pafoljande del av namnda forbranningscykel regleras baserat pa namnda 42 537 190 representation av namnda hittills under namnda forsta forbranningscykel resulterande arbete.

29. System enligt krav 28, lannetecknat av att namnda forbranningsmotor utgors av flagon ur gruppen: fordonsmotor, marinmotor, industrimotor.

30. Fordon (100), kannetecknat av att det innefattar ett system enligt krav 28 eller 29. 43