SE537305C2 - Förfarande och system för reglering av en förbränningsmotorgenom reglering av förbränningen i en förbränningskammare under pågående förbränningscykel - Google Patents

Abstract

537 30 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 är kannetecknat av att: under en forsta forbranningscykel, faststalla atminstone ett forsta parametervarde avseende en storhet vid fOrbranning i namnda forbranningskammare (201), baserat pa namnda forsta parametervarde, estimera en representation av en under namnda forsta forbranningscykel och I namnda forbranningskammare (201) resulterande tryckamplitud, och baserat pa namnda estimerade tryckamplitud reglera efterfoljande forbranning. Uppfinningen avser aven ett system och ett fordon.

Description

537 30 FORFARANDE OCR SYSTEM FOR REGLERING AV EN FORBRANNINGSMOTOR GENOM REGLERING AV FORBRANNINGEN I EN FORBRANNINGSKAMMARE UNDER PAGAENDE FORBRANNINGSCYKEL Uppfinningens omrade 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.

Betraffande fordon i allmannet och Atminstone i viss man tunga fordon i synnerhet sker standigt en utveckling i jakt pa bransleeffektivitet och minskade avgasutslapp. Pa grund av t.ex. Okade myndighetsintressen avseende fororeningar och luftkvalitet i t.ex. stadsomraden har utslappsstandarder och regler framtagits i manga jurisdiktioner. Vid framfOrande av tunga fordon, sasom lastfordon, bussar och dyl. har ocksa fordonsekonomin med tiden fatt ett alit storre genomslag pa lonsamheten i den verksamhet dar fordonet anvands. Forutom fordonets anskaffningskostnad utgars de huvudsakliga utgiftsposterna for lopande drift av lon till fordonets forare, kostnader for reparationer och underhAll samt bransle for framdrivning av fordonet. Saledes at det mom vart och ett av dessa omraden viktigt att i mojligaste man forsoka reducera kostnaden. 1 537 30 Forutom ekonomiska/miljomassiga aspekter enligt ovan finns det aven ytterligare aspekter som bor beaktas vid konstruktion av fordon. T.ex. är forarkomforten viktig, kanske i synnerhet vid tunga fordon, och stort arbete laggs ocksa ofta pa forarmiljon. I detta ingar bland annat arbete med ljudkomfort, dvs. minimering/optimering av framforallt oonskat ljud/buller som foraren utsatts for vid framforande av fordonet, dar starka eller pa annat satt storande ljud kan inverka negativt pa forarens framforande av fordonet, t.ex. genom att orsaka stress och/eller trotthet.

En annan en aspekt utgors av det ljud fordonet avger till sin omgivning, dvs. hur fordonets framfart ljudmassigt upplevs i den omgivning fordonet framfors. T.ex. kan det aven i detta avseende finnas lagar och regler som reglerar tillatna ljudemissioner fran fordon.

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

Foreliggande uppfinning hanfor sig till ett farfarande far reglering av en forbranningsmotor, varvid namnda forbranningsmotor innefattar Atminstone en forbranningskammare och organ for tillforsel av bransle till namnda forbranningskammare, varvid forbranning i namnda forbranningskammare sker i forbranningscykler. Forfarandet är kannetecknat av att: - under en forsta farbranningscykel, faststalla atminstone ett forsta parametervarde avseende en storhet vid forbranning i namnda forbranningskammare, 2 537 30 - baserat pA namnda forsta parametervarde, estimera en representation av en under namnda forsta forbranningscykel och I namnda fOrbranningskammare resulterande tryckamplitud, sasom en maximal tryckamplitud, och - baserat pa namnda estimerade tryckamplitud, reglera efterfoljande forbranning.

Sasom har namnts ovan utgor de ljud som genereras vid framfOrande av fordon, och som manga ganger i stor utstrackning betraktas som oOnskat buller, en viktig parameter inte bara i en stravan att astadkomma en god forarmiljo, utan ocksa sett fran den omgivning i vilken fordonet fardas.

Vid fordon forekommer, sAsom är }cant, manga ljud/bullerkallor, och en huvudkalla utgors av forbranningsmotorn. Det ljud som en forbranningsmotor ger upphov till beror i stor utstrackning av forbranningen i forbranningsmotorns forbranningskammare, och framfOrallt av det satt pa vilket trycket forandras under forbranningen. Det uppkomna ljudet kommer Atminstone delvis att bero pA den maximala tryckamplitud, dvs. det maximala tryck, som uppstar under forbranningen. Ljud uppstar aven av tryckforandringar, och di I synnerhet nar trycket stiger hastigt.

Enligt foreliggande uppfinning regleras forbranningen med avseende pi den trycknivA som uppstar under forbranningen, sasom t.ex. medelst en reglering som syftar till att begransa det maximala tryck som kan uppstA under en forbranning (forbranningscykel).

Enligt en utforingsform regleras aven det satt pi vilket trycket forandras vid forbranningen, i synnerhet vid en pagaende tryckokning, och di i synnerhet en reglering som syftar till att begransa den maximala tryckforandringshastighet som uppstar vid forbranningen. 3 537 30 Regleringen av forbranningen kan vara anordnad att utforas individuellt for varje cylinder, och forbranningen kan regleras for en efterfoljande forbranningscykel baserat pa information frAn en eller flera foregaende forbranningscykler.

Enligt en utforingsform estimeras en representation den maximala tryckamplitud som forvantas resultera under en forbranningscykel, varvid forbranningen for en efterfoljande forbranningscykel regleras baserat pa denna estimering, och varvid regleringen vid efterfoljande forbranningscykel kan anpassas ftir att undvika t.ex. en oonskat hog tryckamplitud.

Enligt en utforingsform regleras en pagaende forbranning under en forbranningscykel, varvid uppfinningen tillhandahaller en reglering av en pAgAende forbranningsprocess dar reglering kan utforas under pagaende forbranning i syfte att t.ex. forhindra en oonskat hog tryckamplitud fran att uppsta.

Regleringen enligt foreliggande uppfinning kan Astadkommas genom att under en forsta del av en forbranningscykel faststalla ett parametervarde avseende en storhet vid forbranningen, sAsom t.ex. ett i forbranningskammaren radande tryck. Baserat pa detta parametervarde, sasom sAledes t.ex. rAdande tryck, kan sedan ett forvantat maximalt tryck (maximal tryckamplitud) estimeras, varvid forbranningen under en efterfoljande del av forbranningscykeln kan regleras med avseende pa forvantad maximal tryckamplitud. Enligt en utforingsform estimeras aven en forvantad maximal tryckokningshastighet, varvid reglering aven kan ske med avseende pa detta.

Forbranningen kan t.ex. regleras genom att faststalla en insprutningsstrategi for tillampning vid en efterfoljande insprutning under forbranningscykeln, varvid vid faststallandet av insprutningsstrategi en fOrvantad maximal tryckamplitud kan estimeras, varvid en insprutningsstrategi, 4 537 30 sasom t.ex. en insprutningsstrategi av ett flertal insprutningsstrategier, kan valjas, dar en insprutningsstrategi valjs som inte forvantas resultera i en oonskad tryckutveckling under forbranningen. T.ex. kan en insprutningsstrategi valjas som forvantas resultera i en maximal tryckamplitud som understiger nagot tillampligt gransvarde far det maximala trycket, dar detta gransvarde uppgar till nAgot tillampligt maximalt tryck som t.ex. forvantas resultera i en avgiven ljudniva som i sin tur understiger flagon tillamplig ljudniva, eller uppfyller annat kriterium betraffande avgivet ljud.

FOrfarandet enligt foreliggande uppfinning kan t.ex. implementeras med hjalp 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 berakningshastighet.

Ytterligare kannetecken for foreliggande uppfinning och fordelar darav kommer att framga ur foljande detaljerade 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. 1A visade fordonet.

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

Fig. 3visar ett exempelforfarande enligt foreliggande uppfinning. 537 30 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 kopplingen 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 konventionell automatvaxellada eller av en typ med en manuellt vaxlad vaxellada etc.

En fran vaxelladan 103 utgaende axel 107 driver drivhjul 113, 114 pa sedvanligt satt via slutvaxel och drivaxlar 104, 105. I fig. lA visas endast en axel med drivhjul 113, 114, men pa sedvanligt satt 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 for sedvanlig behandling (rening) av avgasutslapp resulterande fran forbranning i fOrbranningsmotorns 101 forbranningskammare (t.ex. cylindrar). 6 537 30 Vidare är forbranningsmotorer vid fordon av den i fig. lA 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 uppfinnlngen är lika tillamplig vid andra typer av insprutningssystem. I fig. 2 visas endast en cylinder/forbranningskammare 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 varje forbranningskammare (cylinder) 201. Varje respektive injektor anvands saledes for insprutning (tillforsel) av bransle i en respektive forbranningskammare 201. Alternativt kan tva eller flera injektorer per forbranningskammare anvandas. 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/stangning av injektorerna 202.

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

Motorstyrenheten 115 faststaller saledes den mangd bransle som 7 537 30 faktiskt skall insprutas vid nagon 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 innebar att samtliga injektorer (och darmed forbranningskammare) forsOrjs med bransle fran ett gemensamt bransleror 204 (Common Rail), vilket med hjalp av en branslepump 205 fylls med bransle fran en bransletank (ej visad) samtidigt som branslet i raret 204, ocksa med hjalp av branslepumpen 205, trycksatts till ett visst tryck. Det i det gemensamma roret 204 hogt trycksatta branslet insprutas sedan i forbranningsmotorns 101 forbranningskammare 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 utfaras under en forbranningscykels forbranning. Vidare är varje forbranningskammare forsedd med en respektive trycksensor 206 for avgivande av signaler av ett i forbranningskammaren radande tryck till t.ex. styrenheten 115. Trycksensorn kan t.ex. vara piezo-baserad och bor vara sa pass snabb att den kan avge vevvinkelupplosta trycksignaler, sasom t.ex. vid var 10:e, var 5:e eller vane vevvinkelgrad eller annat tillampligt intervall, sasom t.ex. an oftare.

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 for respektive insprutning kan regleras, och dar data fran t.ex. trycksensorerna 206 kan tas i beaktande vid regleringen.

Enligt en utforingsform av foreliggande uppfinning regleras forbranningen for en efterfoljande forbranningscykel baserat pa en foregaende forbranningscykel, dvs. berakningen fran en 8 537 30 foregaende forbranningscykel anvands vid reglering av en efterfoljande forbranningscykel. Enligt en utforingsform av uppfinningen anpassas t.ex. insprutningstidpunkter och/eller varaktighet for respektive insprutning och/eller insprutad branslemangd under en pagaende forbranningscykel baserat pa data fran den pagaende fOrbranningscykeln.

Sasom har namnts ovan kommer det ljud som drift av en forbranningsmotor allmant ger upphov till i stor utstrackning att bero av forbranningen i forbranningsmotorns forbranningskammare, och i synnerhet av det satt pa vilket trycket forandras under forbranningen. Enligt uppfinningen regleras fOrbranningen framforallt med avseende pa det maximala tryck som tillats uppsta i forbranningskammaren under forbranningen. Enligt en utforingsform regleras aven den maximala tryckderivatan vid forbranningen, dvs. den maximala hastighet med vilken trycket forandras, och da i synnerhet vid tryckokning.

I fig. 3 visas ett exempelforfarande 300 enligt foreliggande uppf inning, 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 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 9 537 30 dock Allen 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 sdrskilt avpassad for realtidsberakningar av typen enligt nedan. Implementering av fOreliggande uppfinning har visat att t.ex. ASIC- och FPGAlosningar är ldmpade for och vd1 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. Allmdnt gdller att styrenheter av den visade typen normalt är anordnade att ta emot sensorsignaler fran 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 ndr det exekveras i en dator eller styrenhet astadkommer att datorn/styrenheten utfor onskad styrning, sasom forfarandesteg enligt foreliggande uppfinning.

Datorprogrammet utgar vanligtvis del av en datorprogramprodukt, cid" datorprogramprodukten innefattar ett tilldmpligt lagringsmedium 121 (se fig. 1B) med datorprogrammet lagrat pa namnda lagringsmedium 121. Ndmnda 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 537 30 datorprogrammet exekveras av styrenheten. Genom att dndra 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. nagon 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 är forbunden med en minnesenhet 121, vilken tillhandahaller berdkningsenheten 120 t.ex. den lagrade programkoden och/eller den lagrade data berakningsenheten 1 behover for att kunna utfora berakningar. Berdkningsenheten 120 är dven anordnad att lagra del- eller slutresultat av berakningar i minnesenheten 121.

Vidare är 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 är anordnade att omvandla berakningsresultat fran berakningsenheten 120 till utsignaler for overforing till andra delar av fordonets styrsystem och/eller den/de komponenter for vilka signalerna är avsedda. Var och en av anslutningarna till anordningarna far mottagande respektive sandande av in- respektive utsignaler kan utgoras av en eller flera av en kabel; en databuss, sasom en CAN-bus (Controller Area Network bus), en MOST-bus (Media Oriented Systems 11 537 30 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 den uppfinningsenliga regleringen 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 t.ex. sá lange som forbranningsmotorns forbranning inte ska regleras enligt nagot annat kriterium. T.ex. kan det finnas situationer dar det är onskvart att reglering utfOrs baserat pa andra faktorer an avgivet ljud i forsta hand. Enligt en utfOringsform utfOrs samtidig reglering av forbranningen med avseende pa avgivet ljud vid forbranningen och atminstone en ytterligare reglerparameter. T.ex. kan en avvagning goras, dar reglerparametrarnas prioritering vid uppfyllnad av onskat regleringsresultat t.ex. kan vara anordnad att styras enligt flagon tillamplig kostnadsfunktion.

Forfarandet enligt fOreliggande uppfinning utgors ants& av ett forfarande for reglering av forbranningsmotorn 101 under det att fOrbranning sker i namnda forbranningskammare 201 i forbranningscykler. Sasom är kant är termen forbranningscykel definierad som de steg en forbranning vid en forbranningsmotor innefattar, sasom t.ex. tvataktsmotorns tva takter respektive fyrtaktsmotorns fyra takter. Termen innefattar aven cykler dar inget bransle faktiskt insprutas, men dar forbranningsmotorn arida drivs vid nagot varvtal, sasom av fordonets drivhjul via drivlinan vid t.ex. slapning. Dvs. aven cm ingen insprutning av bransle utfors sker fortfarande en forbranningscykel for t.ex. varje tva vary (vid fyrtaktsmotor), eller t.ex. vane vary (tvataktsmotor), som forbranningsmotorns utgaende axel 12 537 30 roterar. Det motsvarande galler aven andra typer av forbranningsmotorer.

I steg 302 faststalls huruvida en forbranningscykel her 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 insprutningsschema/regleralternativ som forvantas resultera i en under forbranningscykeln onskad tryckutveckling, sasom t.ex. ett insprutningsschema som forvantas begransa den maximala tryckamplituden i forbranningskammaren under forbranningscykelns forbranning.

Allmant (jailer att tillforseln av mangden bransle bade avseende mangd och pa vilket satt, dvs. de en eller flera bransleinsprutningar som ska utforas under forbranningscykeln normalt är 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/regleralternativ kan valjas utifran radande forhallanden, och dar insprutningsschemat kan valjas eller vara pa forhand avpassat for att t.ex. resultera i en forvantad maximal tryckamplitud som understiger nagot tillampligt tryckgransvarde. 13 537 30 Dessa insprutningsscheman/regleralternativ kan utgoras av insprutningarnas antal respektive egenskaper i form av t.ex. tidpunkt (vevvinkellage) for start av insprutning, insprutningens langd, insprutningstryck etc., och alltsa finnas lagrade for ett stort antal driftsfall i fordonets styrsystem, och t.ex. vara framraknade/uppmatta med malet att resultera i en maximal tryckamplitud som understiger nagot tillampligt tryck. Insprutningarna kan aven vara framtagna i syfte att uppfylla aven andra mal, sasom att avge onskat arbete, resultera i en viss maximal varmeforlust, viss avgastemperatur etc., varvid insprutningarna sAledes kan vara framtagna baserat pa en viktning av flera parametrar.

Enligt foreliggande utforingsform tillampas darfor i steg 303 ett dylikt fOrutbestamt insprutningsschema, dar detta forutbestamda insprutningsschema saledes valjs, t.ex. genom tabelluppslagning, baserat pa radande fOrhallanden och onskat av forbranningsmotorn utrattat arbete, dar det onskade (begarda) utrattade arbetet normalt styrs (begars) av nagon overordnad/annan process, sasom t.ex. baserat pa en begaran om drivkraft fran fordonets fOrare och/eller ett farthAllningssystem.

Enligt en utforingsform faststalls ett insprutningsschema som resulterar i att Atminstone halften av onskat arbete utrattas for att sakerstalla att inte det utrattade arbetet kan regleras till alltfor lag nivA.

Enligt en utforingsform faststalls insprutningsschemat helt enligt t.ex. de nedan visade berakningarna, dar t.ex. olika pa forhand definierade insprutningsscheman kan jamforas med varandra for att faststalla ett mest foredraget insprutningsschema, men i det nedan exemplifierade berakningsexemplet tillampas dock berakningarna forst efter 14 537 30 det att insprutning har paborjats under forbranningscykeln. Eftersom specifika antagna forhallanden sannolikt resulterar i samma foredragna insprutningsschema vane gang kan det vara fordelaktigt att infor en forbranningscykel valja ett insprutningsschema genom nagon typ av uppslagning och darmed minska berakningsbelastningen, varvid berakning enligt nedan saledes utfors forst efter det att insprutning har paborjats. Forutom nedanstaende exempel pa hur insprutningsschemat kan faststallas kan alternativt andra modeller med motsvarande funktion tillampas.

Enligt foreliggande utfOringsform faststalls saledes i steg 303 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 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. 537 30 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 en tryckutveckling som uppfyller uppsatta kriterier med avseende pa den maximala tryckamplitud som uppstAr vid forbranningen. En forsta insprutning inspi utfors, och i steg 304 faststalls huruvida namnda forsta insprutning inspl har utforts, och om sá ar fallet fortsatter forfarandet till steg 305, dar det faststalls huruvida samtliga insprutningar i har utfOrts. Eftersom sA annu inte är fallet i foreliggande exempel fortsatter forfarandet till steg 306 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/fOrandras 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 trycket kommer ocksA det satt pA vilket trycket har forandrats, och darmed med stor sannolikhet ocksa den maximala tryckamplitud som kommer att uppsta under forbranningen, att avvika fran estimerade varden. Dessutom kommer efterfoljande del av forbranningscykeln, och darmed 16 537 30 tryckforandring, att paverkas pa grund av att forandrade fOrhallanden i forbranningskammaren jamfort med forvantade forhallanden rader vid t.ex. en efterfoljande insprutning.

Om fOrbranningen efter den forsta insprutningen inspl saledes har forflutit precis sasom forvantat kommer forhallandena i forbranningskammaren att motsvara de med insprutningen avsedda forhallandena, likasa kommer den hittills resulterande tryckforandringen (trycksparet enligt nedan) i forbranningskammaren att motsvara den forvantade tryckfOrandringen fram till denna punkt. SA snart forhallandena avviker fran de avsedda forhallandena kommer dock tryckforandringen under fOrbranningen att avvika fran den forvantade tryckforandringen. 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 de verkliga tryckforandringarna under forbranningen (trycksparet) av naturliga skal med stor sannolikhet att avvika fran det predikterade trycksparet under forbranningens gang pa grund av t.ex. avvikelser fran den modellerade forbranningen. 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 cp, vilken utgOr radande position efter det att namnda forsta forbranning har utforts. I steg 306 17 537 30 faststalls trycket p(pli forbranningskammaren genom utnyttjande av trycksensorn 206 efter det att den forsta insprutningen inspihar utforts, vid vevvinkelpositionen pl. Foretradesvis faststalls trycket i forbranningskammaren vasentligen kontinuerligt, sAsom t.ex. vid varje vevvinkelgrad, vane tiondels vevvinkelgrad eller med annat lampligt intervall under hela forbranningen. SAsom kan ses i fig. 4 avviker det faktiska tryckspAret fram till pi frAn det estimerade tryckspAret 401, likasA avviker det faktiska trycket pi vid pi frAn det estimerade trycket n ,91_est enligt tryckspAret 401. Det ovanstAende innebar att det hittills resulterande maximala trycket ocksA har avvikit frAn forvantat maximalt tryck fram till vevvinkelpositionen 91.

Eftersom trycket ppli forbranningskammaren efter det att den forsta insprutningen inspi har utforts skiljer sig frAn motsvarande estimerade tryck p(pl_est vid vevvinkelpositionen pi 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 forbranningen om det tidigare faststallda insprutningsschemat fortfarande skulle anvandas. SAledes är det inte ails sakert att onskad begransning av den maximala tryckamplituden kommer att uppnAs under forbranningscykeln. Darmed är det heller inte sakert att det är det ursprungligen faststallda insprutningsschemat som utgor det mest foredragna insprutningsschemat vid stravan att uppnA en forbranning med onskad begransning av tryckamplituden.

I steg 307 faststalls huruvida forvantad maximal tryckamplitud pmax_pred forvantas overstiga nagot tillampligt tryckgransvarde p_thres dar detta kan vara pA forhand bestamt och aven vara anordnat att variera i beroende av ovriga forhallanden sAsom aktuell last, fordonshastighet etc. SA lange som sá inte är 18 537 30 fallet Atergar forfarandet till steg 304 for utforande av nasta insprutning, varvid sedan ny estimering av p utfors. Om, daremot, pmax_pred forvantas overstiga p_thres fortsatter forfarandet till steg 308 far att faststalla ett insprutningsschema pa nytt i syfte att reglera tryckamplituden, sasom t.ex. med malet att forsoka begransa tryckamplituden till att inte overstiga p_thres. Regleringen kan t.ex. utforas enligt de nedan visade berakningarna, alternativt enligt andra tillampliga berakningar med motsvarande syfte, och 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, sasom efter varje insprutning, eller under pagaende insprutning.

Vid estimeringen av forvantad maximal tryckamplitud enligt uppfinningen kan t.ex. tillampas en modell, vilken beskriver den tryckforandring som uppstar under forbranningen. Denna modell kan vara av olika typ, och t.ex. utgoras av en dpdV datadriven modell sasom t.ex.= f(poia,Ujnjectiongtrategy,y,), dt dar Poiä utgor trycket vid foregaende bestamning, uinjection strategy utgor styrsignal, dvs. insprutningsschema, Cfl y utgor allmant varmekapacitetskvoten, dvs. 7=-===, dar C7v Cp-R C och/eller C, finns allmant framtagna och tabellerade fOr olika molekyler, och genom att forbranningskemin är 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 C -vardet, varvid detta kan bestammas for berakningarna ovan 19 537 30 med god noggrannhet, pa forhand eller under t.ex. pagaende forbranning. Alternativt kan Cp och eller CC approximeras pa tillampligt satt. dV utgor forbranningskammarens volymforandring med tiden, dt vilken t.ex. kan faststallas med hjalp av V(v) utgor forbrdnningskammarens volym som funktion av vevvinkel, kan med fordel finnas tabellerad i styrsystemets minne alternativt beraknas pa tillampligt satt, varvid aven dtp dV kan beraknas, och darmed ocksa TIT genom att multiplicera med forbranningsmotorns radande varvtal. dp Saledes kan tryckets forandringshastighetrepresenteras av dt en dylik modell, vilken kan framtas genom att faststalla resultat for ett stort antal inparametrar, varvid 1/2 sedan kan dt tabelleras for ett start antal forhallanden, sasom olika last, varvtal, lufttryck etc., sasom är kant for fackmannen mom teknikomradet. Genom att sedan ackumulera (integrera) dp over dt tiden kan trycket p i forbranningskammaren estimeras, och genom att for varje bestamning av dp aven bestamma trycket p och dt genom att jamfora erhallet tryck p med tidigare under estimeringen erhallet maximalt tryck p, varvid det 1-15g-re av dessa varden lagras som nytt maximalt tryck, kan maximalt tryck p under forbranningen estimeras, varvid reglering kan utforas am det vid regleringen faststalls att trycket forvantas overstiga ett troskelvdrde.

Ett annat alternativ, vilket utgor det alternativ som tillampas i foreliggande exempel, är nyttjande av en fysikalisk modell Over tryckets p forandring vid forbranning i 537 30 forbranningskammaren. Denna modell kan utgoras av nAgon tillamplig modell, och enligt foreliggande exempel tillampas en varmefrigorelseekvation enligt nedan.

Estimering av tryckets p variation under forbranningen kan utforas enligt foljande. Det i forbranningskammaren radande trycket p kan faststallas genom utnyttjande av namnda trycksensor, varvid kontinuerliga sensorsignaler kan ge uppmatta varden for trycket p vid tillampligt tata intervall/vevvinkelgrader. Vidare kan, t.ex. nar tryckforandringshastigheten ocksa beaktas, dE estimeras for den dt del av forbranningen som redan har forflutit, och varvid en faktisk maximal tryckforandringshastighet kan estimeras for den del av forbranningen som redan har forflutit baserat pa faktiska tryckdata.

Tryckforandringen kan faststallas som funktion av tid, sAsom dp enligt ovan, men kan aven uttryckas i vevvinkelgrader p, dvs. dt dP vilket innebar en eliminering av dcp forbranningsmotorvarvtalsberoendet vid berakningarna.

I de fall aven tryckforandringshastigheten tas hansyn till vid regleringen kan onskad maximal tryckforandringshastighet dcp t.ex. finnas lagrad for olika varvtal n for att darmed t.ex. representera en onskad tryckforandring Over tiden. Alternativt kant.ex. faststallas enligt nedan och sedan multipliceras tic() dp med forbranningsmotorns varvtal n for att erhAlla TIT Foreliggande uppfinning stravar efter att vid behov aktivt minska den maximala tryckamplituden i forbranningskammaren, vilket kan utfOras genom att estimera forvantad maximal tryckamplitud for efterfoljande del av forbranningscykeln, dar 21 537 30 t.ex. en maximal forvantad tryckamplitud kan faststallas, varvid forbranningen kan regleras i syfte att halla den maximala tryckamplituden under flagon tillamplig tryckamplitud.

Detta betyder ocksa att tryckamplituden kan estimeras for ett flertal olika scenarier vid forbranningen, sasom olika insprutningsscheman, dar respektive insprutningsschema kommer att ge upphov till ett specifikt tryckspar, sasom t.ex. det i fig. 4 visade trycksparet, och darmed aven olika maximala tryckamplituder under forbranningen.

Vid estimering av trycksparet kan en modell av forbranningen nyttjas, och, sasom är kant for fackmannen, kan forbranningen modelleras enligt ekv. (1): dQ = Kcaltbrate (Q fuel — Q)(1) , dar Kcal ibrate anvands for att kalibrera modellen. K —calibrate 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).

Qfl utgor energivardet for insprutad branslemangd, Q utgor fOrbrand energimangd. Forbranningen dQ ar saledes proportionell mot insprutad branslemangd minus hittills forbrukad branslemangd. Forbranningen dQ kan alternativt 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. 22 537 30 Betraffande bransleinjektionerna kan dessa t.ex. modelleras som en summa av stegfunktioner: U =(tinj . start )k)(1)(t(tinj. end )k)(2) 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 p -intervall som injektorn är oppen, for en specifik injektion k kan modelleras som: dm dt = f (m)u(3) 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 ,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. (1) losas och varmefrigorelsen Q allteftersom forbranningen forts krider bestammas.

Vidare kan, genom utnyttjande av en prediktiv varmefrigorelseekvation, tryckforandringen i forbranningskammaren under hela forbranningen estimeras som: (dQy p dV) (y-1)( 4) dP = cicp y—1 thp I v 23 537 30 , dar y utgor varmekapacitetskvoten enligt ovan.

Trycket p i forbranningskammaren kan erhAllas genom integrering av ekv. (4)enligt: dQ y dVvy—l)chp P Pinitial f dP = Pinitialy 1 P clip) (5) Dar Pinitiat utgor ett initialt tryck, vilket innan pAbo rjan 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 rinitial utgoras av det dA rAdande och med hjalp av trycksensorn 206 faststallda trycket, dvs. P(pi i foreliggande exempel. SAledes kan bAde trycket p (och aven tryckderivatan) i forbranningskammaren estimeras for hela forbranningen, dvs. en forvantad kurva motsvarande kurvan 401 i fig. 4 kan estimeras.

SAledes kan genom utnyttjande av ekv. (4) p, antingen som funktion av vevvinkel eller tid genom att multiplicera med varvtal enligt ovan, estimeras for Aterstoden av forbranningscykeln, eller aven for en hel forbranningscykel om estimeringen utfors innan bransleinsprutning pAborjas, varvid p vid vane iterering av ekvationerna 4-5 kan jamforas med p_thres for att faststalla huruvida trycket p forvantas overstiga p_thres under forbranningen. SAledes behover inte det faktiskt maximala tryck som forvantas uppsta estimeras, utan estimeringen kan, enligt en utforingsform, avbrytas sá snart det konstaterats att p forvantas overstiga p_thres under forbranningen. 24 537 30 Alternativt kan det maximala tryck som forvantas uppnas under estimeringen erhallas genom att utfOra integreringen sa lange som p (k+1)>p (k), dar k, k+1 etc. utgor pa varandra foljande tidpunkter/vevvinkelpositioner. Sa lange som trycket stiger fortsatts saledes integreringen, medan integreringen kan avbrytas nar p (k+1)‹p (k), eftersom trycket dá har borjat sjunka. Det maximala trycket kan sedan jamforas med trOskelvardet p_thres.

Om sa ä.r fallet fortsatter forfarandet enligt ovan till steg 308 for att faststalla en fly insprutningsstrategi, eftersom reglering av trycket i forbranningskammaren t.ex. kan utforas genom att reglera bransleinsprutningen, och genom att i steg 308 utfora estimering av trycket for ett antal olika insprutningsscheman med t.ex. varierande insprutningstidpunkter och/eller insprutningslangder och/eller antal insprutningar och/eller tider mellan insprutningarna kan estimerade maximala tryckamplituder for olika insprutningsalternativt jamforas och saledes ett insprutningsschema faststallas som am mojligt medfor att dp_thres understigs under forbranningen, foretradesvis med bivillkoret att onskat utrattat arbete pa forbranningsmotorns utgaende axel fortfarande erhalls.

Saledes kan det aven faststallas ett vid forbranningen begart arbete, vilket t.ex. kan vara bestamt av nagot overordnad process som t.ex. är ansvarig for fordonets framdrivning, varvid regleringen kan ha som krav att det resulterande arbetet vid forbranning vasentligen motsvarar namnda begarda arbete, eller atminstone en delmangd darav, sasom t.ex. atminstone halften av begart arbete.

Saledes kan i steg 308 faststallas ett insprutningsschema, sasom ett insprutningsschema bland ett flertal definierade 537 30 insprutningsscheman, 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 flagon anledning mest sannolikt anses resultera i Onskat lag tryckamplitud.

Hittills har hela insprutningsscheman for resterande forbranning utvarderats, men utvarderingen kan aven vara anordnad att utforas for enbart den kommande insprutningen efter en foregaende insprutning, varvid senare insprutningar kan hanteras efterhand. Det i steg 308 valda insprutningsschemat kan saledes utgoras av enbart den nastkommande insprutningen.

Nar insprutningsschema har valts i steg 308 atergar forfarandet till steg 304 for utforande av nasta insprutning, varvid aven denna ger upphov till en forbranning, och clamed en varmefrigorelse och ett tryckspar, där 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.

Saledes kan i steg 308, efter det att en efterfOljande insprutning her utforts, Ater en ny insprutningsstrategi for aterstaende insprutningar, alternativt den pafoljande insprutningen, beraknas med hjalp av ovanstaende ekvationer, 26 537 30 varvid forfarandet sedan atergar till steg 304 for utforande av efterfOljande bransleinsprutning enligt den nya insprutningsstrategi som framraknats i steg 308, fortfarande med hansyn tagen till det arbete som ska utforas under forbranningen, vilket alltsa normalt styrs av flagon overordnad process, t.ex. som svar pa en begaran om en viss drivkraft fran fordonets forare alternativt annan funktion i fordonets styrsystem, sasom t.ex. en farthallarfunktion. Regleringen kan saledes vara anordnad att utforas efter varje insprutning och nar sedan samtliga insprutningar i har utfOrts atergar forfarandet fran steg 305 till steg 301 for reglering av en efterfoljande forbranningscykel. Enligt en utforingsform avbryts dock forfarandet sa snart forbranningens maximala tryck har uppnatts, vilket kan bestammas enligt nedan. Det under forbranningen avgivna ljudet beror framforallt av tryckuppbyggnaden och i mindre utstrackning av den efterfoljande trycksankningen. Av denna anledning kan regleringen saledes avbrytas nar forbranningens maximala tryck har uppnatts.

Vid de ovanstaende berakningarna anvands efter varje insprutning aktuell tryckbestamning p9igenom utnyttjande av trycksensorn 206 som n rinitial enligt ovan for att Anyo prediktera maximal tryckamplitud for att vid behov 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. Pi efter den forsta forbranningen och pa motsvarande satt faststallda p9, for efterfoljande insprutningar, varvid saledes forandras vid berakningar under forbranningscykeln, och varvid bransleinsprutningen anpassas efter radande forhallanden efter varje insprutning, med fOljd att insprutningsschemat kan forandras efter varje insprutning.

Pinitial 27 537 30 Foreliggande uppfinning tillhandahaller saledes ett forfarande som anpassar forbranningen allteftersom forbranningen fortskrider, och innefattar allmant att baserat pa ett forsta parametervarde som faststalls efter det att en forsta del av forbranningen har genomforts reglera efterfoljande del av forbranningen under en och samma forbranningscykel, varvid forbranningen regleras med avseende pa det maximala trycket under forbranningsprocessen.

Enligt ovan kan maximal tryckamplitud saledes estimeras for ett flertal olika alternativa insprutningsscheman for aterstaende insprutningar, varvid ett insprutningsschema som resulterar i den mest fordelaktiga, sasom t.ex. den lagsta, tryckamplituden 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 tryckamplitud, delvis valjas aven baserat pa ett eller flera av perspektiven tryckforandringshastighet, varmeforlust, avgastemperatur, utrattat arbete i forbranningskammaren, 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 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 II" (svensk patentansOkan, 28 537 30 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.

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

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.

Enligt foreliggande uppfinning anpassas saledes forbranningen under pagaende forbranning vid behov baserat pa avvikelser fran den predikterade forbranningen, och enligt en utforingsform utfors en utvardering av forbranningen vane gang en insprutning inspi har utforts sa Lange som ytterligare insprutningar ska utforas. 29 537 30 Enligt det ovan beskrivna forfarandet har insprutningsschemat vid forbranningscykelns borjan faststallts baserat pa tabellerade varden, men enligt en utforingsform kan insprutningsstrategin redan fore bransleinsprutningen paborjas faststallas pa ovan beskrivna satt, varvid saledes aven den forsta insprutningen utfors enligt ett enligt ovan faststallt insprutningsschema.

Regleringen har hittills beskrivits pa ett satt dar 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. T.ex. kan en pagaende insprutning avbrytas om tryckamplituden blir alltfor hog. 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 bada insprutningarna regleras t.ex. med hjalp av rate shaping. Rate shaping kan aven tillampas vid fallet dar tre eller fler insprutningar utfOrs. 537 30 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 pafoljande 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 for ett antal tankbara scenarier, dar berakningarna kan utforas for olika insprutningslangder/mangder/tider for de olika insprutningarna, med motsvarande forandringar i frigjord energi.

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

Vid dylika situationer, och aven andra enligt ovan, kan det finnas flera vasentligen ekvivalenta insprutningsstrategier, vilka resulterar i vasentligen samma maximala tryckamplitud, eller som uppfyller uppstallda onskemal/krav pa tryckamplituden. Detta introducerar en oonskad komplexitet i berakningarna. 31 537 30 Enligt en utforingsform tillampas en reglering dar den i tiden narmast narliggande insprutningen/injektionen betraktas som en separat insprutning, och darefter foljande bransleinsprutningar som en enda ytterligare "virtuell" insprutning, varvid bransle kan fordelas mellan dessa "tva" insprutningar pa ett satt som medfor att det maximala trycket under den forsta forbranningen inte forvantas overstiga onskade nivaer. 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, dvs. insprutningen 506 behandlas som en insprutning med en branslemangd vasentligen motsvarande den sammanlagda branslemangden for insprutningarna 503-505, och dar fordelning kan ske mellan insprutningen 502 och den virtuella insprutningen 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, vid behov, forfarandet precis som ovan med ny bestamning av insprutningsschema for att vid behov forsoka reducera tryckamplituden, men da 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 32 537 30 hut mAnga insprutningar som avses att utforas under forbranningscykeln, varvid forfarandet upprepas till dess att samtliga insprutningar har utforts. Enligt en utforingsform avbryts dock forfarandet nar maximalt tryck har uppnatts och trycket i forbranningskammaren Ater har borjat sjunka eftersom den maximala tryckamplituden under forbranningen inte langre kan pAverkas.

Det at 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 tryckutveckling vid varmefrigorelsen under forbranningscykeln, dvs. resultatet av ekv. (5) ovan for valt insprutningsschema. Kurvan 603 kan t.ex. utgoras av en under forbranningscykeln realistiskt uppnAbar (lagsta)nivA for det maximala trycket vid aktuell last och radande varvtal, och kan t.ex. 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 tryck, utan kan aven vara anordnad att styras mot ett forvantat maximalt tryck, sasom t.ex. kurvan 603 i fig. 6, varvid varje insprutning kan ha som syfte att resultera i en forbranning som motsvarar kurvan 603.

Den heldragna kurvan 602 fram till tiden k representerar den faktiska utvecklingen av trycket som hittills har uppkommit och som har framraknas enligt ovan med hjalp av faktiska data frAn den vevvinkelupplosta tryckgivaren. Kurvan 601 representerar den estimerade, dvs. forvantade, utvecklingen for trycket i forbranningskammaren baserat pa predikterad 33 537 30 insprutningsprofil. 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 varje utford insprutning, for att ná slutvardet som efterstravas och som ges av referenskruvan 603, och dar nasta insprutning faststalls baserat pa radande forhallanden i forhallande till den estimerade tryckutvecklingen.

Saledes tillhandahaller foreliggande uppfinning ett forfarande som medger en mycket god reglering av ett forbranningsforlopp, och som anpassar forbranningen under pagaende forbranning for att erhalla en forbranning med reglerad tryckforandring och darmed associerat avgivet ljud.

Enligt ovan kan forbranningen regleras under en pagaende forbranningscykel. Enligt en utforingsform utfors dock estimeringen for en forbranningscykel, varvid sedan en efterfoljande forbranningscykel kan regleras baserat pa estimeringen for den foregaende forbranningscykeln.

Uppfinningen har ovan exemplifierats pa ett satt dar en trycksensor 206 anvands for att faststalla ett tryck i forbranningskammaren. 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 30 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 trycket vid forbranningen vara anordnat att regleras med hjalp av t.ex. avgasventiler, varvid insprutning kan utforas enligt forutbestamt schema, men dar avgasventilerna anvands for att reglera trycket i forbranningskammaren.

Vidare kan regleringen utforas med flagon 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 ar 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. maximalt tryck genom utnyttjande av datadrivna modeller istallet for modeller av ovan beskrivna typ.

Vidare har fOreliggande uppfinning ovan exemplifierats i anknytning till fordon. Uppfinningen ar 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 30 forfarandet enligt uppfinningen, utan avser och innefattar alla utforingsformer mom de bifogade sjalvstandiga kravens skyddsomfang. 36

Claims (37)

537 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 kannetecknat av att:

1. under en forsta del av en forsta forbranningscykel, faststalla atminstone ett forsta parametervarde avseende en storhet vid forbranning i namnda forbranningskammare (201), 2. baserat pa namnda forsta parametervarde, estimera en representation av en under namnda forsta forbranningscykel och i namnda forbranningskammare (201) resulterande tryckamplitud, och 3. baserat pa namnda estimerade tryckamplitud, reglera efterfoljande forbranning under en efter namnda forsta del av namnda forsta forbranningscykel efterfoljande del av namnda forsta forbranningscykel.

2. Forfarande enligt krav 1, varvid namnda estimerade resulterande tryckamplitud utgor en estimering av en under namnda efterfoljande del av namnda forsta fOrbranningscykel resulterande tryckamplitud i namnda forbranningskammare (201).

3. Forfarande enligt nagot av kraven 1-2, varvid namnda estimerade tryckamplitud utgors av en under namnda forsta forbranningscykel och i namnda forbranningskammare (201) estimerad maximal tryckamplitud.

4. Forfarande enligt nagot av foregaende krav, vidare innefattande att faststalla atminstone en reglerparameter 37 537 for reglering av namnda efterfoljande forbranning, varvid namnda reglerparameter utgor en reglerparameter dar en forvantad estimerad maximal tryckamplitud understiger en forsta tryckamplitud vid reglering enligt namnda reglerparameter.

5. Forfarande enligt nagot av foregaende krav, vidare innefattande att faststalla atminstone en reglerparameter for reglering av namnda efterfoljande forbranning baserat pa namnda resulterande tryckamplitud, varvid namnda reglerparameter faststalls som en reglerparameter dar en forvantad estimerad maximal tryckforandringshastighet understiger en forsta tryckforandringshastighet vid reglering enligt namnda reglerparameter.

6. Forfarande enligt nagot av foregaende krav, vidare innefattande att: 1. faststalla ett vid namnda forbranning begart resulterande arbete, och 2. faststalla atminstone en reglerparameter for reglering av namnda efterfoljande forbranning baserat pa namnda resulterande tryckamplitud, varvid namnda reglerparameter utgor en reglerparameter dar ett estimerat resulterande arbete vid namnda forbranning motsvarar Atminstone halften av namnda begarda arbete.

7. Forfarande enligt krav 6, varvid namnda reglerparameter utgor en reglerparameter dar ett estimerat resulterande arbete vid namnda forbranning vasentligen motsvarar namnda onskade arbete.

8. Forfarande enligt krav 6 eller 7, varvid namnda vid namnda forbranning onskade arbete bestams baserat pa en begaran am ett av namnda forbranningsmotor utrattat arbete. 38 537

9. Forfarande enligt nagot av foregaende krav, varvid namnda tryckamplitud estimeras genom utnyttjande av en eller flera av: datadriven modell, empirisk modell, fysikalisk modell.

10. Forfarande enligt nagot av foregaende krav, varvid namnda tryckamplitud estimeras genom utnyttjande av en estimering av en varmefrigorelse under namnda forbranning.

11. Forfarande enligt krav 10, varvid namnda tryckamplitud estimeras medelst en estimering av ett vid forbranningen resulterande tryckspar.

12. Forfarande enligt krav 10 eller 11, vidare innefattande att estimera namnda varmefrigorelse baserat pa mangden bransle for tillforsel till namnda forbranning.

13. Forfarande enligt nagot av foregaende krav, varvid namnda forsta parametervarde representerar ett i namnda forbranningskammare (201) radande tryck.

14. Forfarande enligt nagot av foregaende krav, vidare innefattande att reglera forbranning under namnda efterfoljande del av namnda forsta forbranningscykel genom reglering av tillforsel av bransle till namnda forbranningskammare (201).

15. Forfarande enligt nagot av foregaende krav, vidare innefattande att: - estimera en forvantad maximal tryckamplitud for atminstone tva regleralternativ for namnda efterfoljande forbranning genom utnyttjande av namnda forsta parametervarde, ocn - valja ett regleralternativ bland namnda flertal regleralternativ for reglering av forbranningen under 39 537 namnda efterfoljande forbranning baserat pa namnda fOrvantade maximala tryckamplitud.

16. Forfarande enligt krav 15, vidare innefattande att: 1. faststalla huruvida nagot av namnda regleralternativ utgor ett regleralternativ dar estimerad maximal tryckamplitud vid reglering enligt namnda regleralternativ understiger en forsta tryckamplitud, och 2. om sa är fallet, valja ett regleralternativ dar estimerad maximal tryckamplitud understiger en forsta tryckamplitud.

17. Forfarande enligt krav 15 eller 16, vidare innefattande att valja det regleralternativ som fOrvantas resultera i lagst maximal tryckamplitud under namnda efterfoljande forbranning.

18. Forfarande enligt nagot av kraven 15-17, varvid namnda regleralternativ utgors av alternativ for tillforsel av bransle under namnda efterfoljande del av namnda forbranningscykel.

19. Forfarande enligt nagot av kraven 15-18, varvid namnda tillforsel av bransle till namnda forbranningskammare (201) regleras genom styrning av bransleinsprutning medelst atminstone en bransleinjektor (202).

20. Forfarande enligt nagot av kraven 15-19, varvid Atminstone en bransleinsprutning utfors under namnda efterfoljande del av namnda forbranningscykel, varvid vid namnda reglering insprutad branslemangd och/eller insprutningslangd och/eller insprutningstryck och/eller tid mellan insprutningar regleras for namnda bransleinsprutning. 537

21. Forfarande enligt nagot av kraven 15-20, varvid Atminstone tva bransleinsprutningar utfors under namnda efterfoljande del av namnda forbranningscykel, varvid namnda forbranning regleras aven efter namnda forsta av namnda Atminstone tvA insprutningar av bransle.

22. Forfarande enligt nagot av kraven 15-21, varvid vid reglering av namnda forbranning Atminstone tre bransleinsprutningar utfors under namnda efterfoljande del av namnda forbranningsprocess, varvid vid bestamning av reglerparametrar for en forsta av namnda Atminstone tre bransleinsprutningar, aterstAende bransleinsprutningar behandlas som en enda sammanlagd insprutning.

23. Forfarande enligt nagot av kraven 15-22, varvid reglering av forbranningen under namnda efterfoljande del av namnda forsta fOrbranningscykel utfors Atminstone delvis genom reglering av det till namnda forbranningskammare (201) insprutade branslet under en pagaende bransleinsprutning.

24. Forfarande enligt nAgot av kraven 15-23, vidare innefattande att vid reglering av det till namnda forbranningskammare (201) insprutade branslet forandra en fordelning av branslemangder mellan Atminstone tva bransleinsprutningar.

25. Forfarande enligt nagot av kraven 15-24, vidare innefattande att tillampa en forutbestamd insprutning av brans1e vid forbranningscykelns borjan, varvid reglering utfors efter det att en forsta insprutning Atminstone har paborjats, men innan bransleinsprutning under namnda forsta forbranningscykel har avslutats. 41 537

26. Forfarande enligt nagot av foregaende krav, vidare innefattande att utfora en forsta bransleinsprutning till namnda forbranningskammare (201) under namnda forsta del av en forsta forbranningscykel, och atminstone en andra bransleinsprutning under namnda efterfoljande del av namnda forbranningscykel, varvid reglerparametrar for namnda andra bransleinsprutning faststalls baserat pa namnda estimerade resulterande tryckamplitud efter det att ndmnda forsta bransleinsprutning atminstone delvis har utforts.

27. Forfarande enligt nagot av foregaende krav, vidare innefattande att: 1. faststalla huruvida trycket vid namnda forbranning under namnda forbrinningscykel har uppnatt maximalt tryck under namnda forbranningscykel, och 2. avbryta namnda forfarande nar maximalt tryck har uppnatts.

28. Forfarande enligt nagot av foregaende krav, vidare innefattande att, nar en tryckamplitud estimeras for namnda forbranning: 1. avbryta estimering nar estimering utforts fram till en punkt dar en maximal tryckamplitud under forbranningen forvantas.

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

30. Forfarande enligt nagot av foregaende krav, varvid namnda reglering utfors for ett flertal pi varandra fOljande forbranningscykler. 42 537

31. Forfarande enligt nAgot av foregAende krav, varvid namnda forsta parametervarde avseende en storhet vid forbranning i namnda forbrAnningskammare (201) faststalls Atminstone vid varje vevvinkel, varje tiondel av varje vevvinkel eller varje hundradel av varje vevvinkel.

32. Forfarande enligt nAgot av foregAende krav, varvid namnda forsta parametervarde faststalls genom utnyttjande av en eller flera ur gruppen: cylindertryckgivare, knackgivare, tojningsgivare, varvtalsgivare, jonstromsgivare.

33. Datorprogram innefattande programkod, vilket nar namnda programkod exekveras i en dator Astadkommer att namnda dator utfor forfarandet enligt nAgot av patentkrav 1-32.

34. Datorprogramprodukt innefattande ett datorlasbart medium och ett datorprogram enligt patentkrav 33, varvid namnda datorprogram är innefattat i namnda datorlasbara medium.

35. System for styrning 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 an kannetecknat av att systemet innefattar: 1. organ for att under en forsta del av en forsta forbranningscykel faststalla Atminstone ett forsta parametervarde avseende en storhet vid forbranning i namnda forbranningskammare (201), 2. organ (115) for att baserat pA namnda forsta parametervarde estimera en representation av en under namnda forsta forbranningscykel och i namnda forbranningskammare (201) resulterande tryckamplitud, och 3. organ (115) for att baserat pA namnda estimerade 43 537 tryckamplitud, reglera efterfoljande forbranning under en efter namnda forsta del av namnda forsta forbranningscykel efterfoljande del av namnda forsta forbranningscykel.

36. System enligt krav 35, kannetecknat av att namnda forbranningsmotor utgors av nAgon ur gruppen: fordonsmotor, marinmotor, industrimotor.

37. Fordon (100), kannetecknat av att det innefattar ett system enligt krav 35. 44