Implementing a heat release feedback on a combustion engine using an FPGA

Abstract: Att förbättra motorprestandan är något både Scania och deras konkurrenter strävar efter. Ett sätt att göra detta vore att skapa en förbränningsåterkoppling. Förhoppningen är att en förbränningsåterkoppling kommer minska mängden utsläpp och slitaget på motorn. Under detta examensarbetet undersöks möjligheterna att skapa en förbränningsåterkoppling med net heat release, d.v.s. hur mycket energi som frigörs i cylindern på grund av förbränningen, som kontrollparameter. Att använda heat release för att analysera motorprestandan är inget nytt, att däremot använda och beräkna den i realtid är ett område som växer snabbt. Hittills har den mesta forskningen på områden handlat om att beräkna net heat releasen per slag och därefter kompensera för eventuella fel. I detta arbetet är målet att net heat releasen ska kunna beräknas medan slaget pågår. Genom att skapa en systemdesign som utifrån motorns bentliga sensorer för svänghjulsposition och cylindertryck kan estimera vevvinkeln i grader och därmed beräkna net heat release för var och en av cylindrarna i motorn kommer de nödvändiga kontrollparametrarna kunna bestämmas. Systemdesignen verieras med hjälp av data skapad i 1-cylinder testcell på Scania, där tryckspår och andra nödvändiga signaler loggades för att sedan manipuleras så att de kunde användas som indata till systemet. Resultatet ser lovande ut men på grund av brister i indata har inte systemdesignenkunnat verieras fullt ut. För att veriera systemdesignen skulle ny indata som motsvarar en 6- eller 8-cylindrig motor behövas då detta inte är möjligt utifrån den under detta arbete insamlade datan påverkas av svänghjulspositionens dynamiska förändringarna.