發(fā)動機(jī)NOx模型的制作方法【專利說明】發(fā)動機(jī)NOx模型[0001]背景[0002]選擇性催化還原(SCR)常用于從內(nèi)部發(fā)動機(jī)產(chǎn)生的廢氣中去除N0X(即氮的氧化物)，如柴油或其它稀薄燃燒(汽油)發(fā)動機(jī)。在這種系統(tǒng)中，通過向廢氣中注入還原劑，然后使其進(jìn)入能夠?qū)崿F(xiàn)NOx高效轉(zhuǎn)化的SCR催化劑，來從廢氣中連續(xù)去除NOχ0[0003]氨通常用作SCR系統(tǒng)中的還原劑。通過控制注射氣態(tài)氨、水性氨或間接的溶于水的尿素來向廢氣中導(dǎo)入氨。位于廢氣流中的SCR催化劑導(dǎo)致廢氣中存在的^,還原劑(例如氨)之間的反應(yīng)，以將NOjMt成氮?dú)夂退?。[0004]SCR系統(tǒng)的適當(dāng)操作包括精確控制向廢氣流中注入的氨(或其它還原劑)的量(即，給予水平)。注入太多的還原劑導(dǎo)致廢氣中的氨逸出，而注入太少的還原劑導(dǎo)致不理想轉(zhuǎn)化。因此，SCR系統(tǒng)通常采用NOx傳感器以確定合適的還原劑給予水平。例如，NOx傳感器可位于發(fā)動機(jī)和SCR催化劑之間的廢氣流中，用于檢測正從發(fā)動機(jī)中排出的NOjK平。這通常被稱為發(fā)動機(jī)排出NOx傳感器或上游NOJf感器。電子控制單元(ECU)可使用來自發(fā)動機(jī)排出NOx傳感器的輸出(和/或其它傳感參數(shù))以確定應(yīng)注入廢氣流中的還原劑的量。[0005]商業(yè)上購得的NOx傳感器是昂貴的并且具有其它操作缺陷。例如，NOx傳感器的精度受到環(huán)境和/或操作條件的影響，如露點(diǎn)、系統(tǒng)電壓、氧氣濃度等。就此而言，一些感器僅在當(dāng)廢氣在閾值溫度(其可以是125-130°C級)以上時運(yùn)行良好。結(jié)果，這類傳感器不適于確定某些發(fā)動機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)條件(如低怠速或發(fā)動機(jī)預(yù)熱)下的給予水平。因此，需要提供確定發(fā)動機(jī)廢氣中NOx水平的替代性方法?！?br/>發(fā)明內(nèi)容】[0006]本文所述的技術(shù)的方面和實(shí)施方式涉及用于控制發(fā)動機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)的一種或多種系統(tǒng)和方法。按照本發(fā)明的至少一個方面，提供了估測由內(nèi)燃機(jī)產(chǎn)生的廢氣的NOx含量的至少一種方法?？刂茊卧墒褂霉罍y的NOjK平來控制例如SCR系統(tǒng)的運(yùn)行。該方法包括確定對應(yīng)于發(fā)動機(jī)在第一發(fā)動機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)條件期間排出的NOx水平的第一N0.估測值。該方法包括確定對應(yīng)于發(fā)動機(jī)在第二發(fā)動機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)條件期間排出的NOx水平的第二NO,估測值。該方法還包括基于進(jìn)氣歧管壓力確定補(bǔ)償因數(shù)并且將該補(bǔ)償因數(shù)應(yīng)用于第一和第二測值以獲得最終的NOJg測值。[0007]按照本發(fā)明技術(shù)的某些方面，第一和第二NOx估測值各自是至少發(fā)動機(jī)速度和扭矩的函數(shù)。在至少一個實(shí)施方式中，第一發(fā)動機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)條件對應(yīng)于基本穩(wěn)態(tài)的發(fā)動機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，其中發(fā)動機(jī)以基本恒定的速度運(yùn)轉(zhuǎn)，而第二發(fā)動機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)條件對應(yīng)于發(fā)動機(jī)功率增加時的瞬間運(yùn)轉(zhuǎn)。[0008]按照本發(fā)明的某些方面，確定補(bǔ)償因數(shù)的步驟還包括確定進(jìn)氣歧管壓力，其是發(fā)動機(jī)速度和扭矩的函數(shù)，感測實(shí)測進(jìn)氣歧管壓力，和確定補(bǔ)償因數(shù)，其是實(shí)測和估測進(jìn)氣歧管壓力的函數(shù)的步驟。在至少一個實(shí)施方式中，補(bǔ)償因數(shù)確定是實(shí)測和估測進(jìn)氣歧管壓力之間差值的函數(shù)。在一些實(shí)施方式中，補(bǔ)償因數(shù)范圍為O至I并且隨著實(shí)測和估測進(jìn)氣歧管壓力之間差值增加而增加。[0009]按照本發(fā)明的其它方面，補(bǔ)償因數(shù)也是以下中一個或多個的函數(shù):廢氣歧管壓力、質(zhì)量氣流、渦輪增壓器增壓、廢氣流。在一些實(shí)施方式中，按照以下公式確定發(fā)動機(jī)排出的NOx的估測水平(NOx_EST_0UT):[0010]N0x_0UT_EST=(CF.Ν0Χ_Τ)+((1-CF).N0x_SS)[0011]其中CF是補(bǔ)償因數(shù)，N0x_SS是第一^,估測值且NOX_T是第二^,估測值。[0012]按照本發(fā)明技術(shù)的至少一個方面，提供了估測由內(nèi)燃機(jī)產(chǎn)生的廢氣的NOx含量的至少一種方法。該方法包括確定穩(wěn)態(tài)NOx估測值，其是至少發(fā)動機(jī)速度和扭矩的函數(shù)。穩(wěn)態(tài)NOx對應(yīng)于發(fā)動機(jī)在基本穩(wěn)態(tài)運(yùn)轉(zhuǎn)期間排出的NOχ水平，其中發(fā)動機(jī)速度和功率基本恒定。該方法還包括確定瞬間測值，其是至少發(fā)動機(jī)速度和扭矩的函數(shù)。瞬間N0.估測值對應(yīng)于發(fā)動機(jī)功率增加時運(yùn)轉(zhuǎn)瞬間排出的NOx水平。該方法還包括基于進(jìn)氣歧管壓力來確定補(bǔ)償因數(shù)并且將該補(bǔ)償因數(shù)應(yīng)用于穩(wěn)態(tài)和瞬間NOx估測值以獲得最終的N0.估測值。在一些實(shí)施方式中，隨著進(jìn)氣歧管壓力的增加，補(bǔ)償因數(shù)通過甲醛使最終勵^古測值向瞬間NOχ估測值靠攏。[0013]按照本發(fā)明的至少一個實(shí)施方式的另一個方面，一種估測由內(nèi)燃機(jī)產(chǎn)生的廢氣的NOx^量的方法包括:確定穩(wěn)態(tài)NOχ估測值(NOX_SS)，其是至少發(fā)動機(jī)速度和扭矩的函數(shù)。穩(wěn)態(tài)NOx對應(yīng)于發(fā)動機(jī)在基本穩(wěn)態(tài)運(yùn)轉(zhuǎn)期間排出的NOx水平，此時發(fā)動機(jī)速度和功率基本恒定。該方法還包括確定瞬間測值(NOX_T)，其是至少發(fā)動機(jī)速度和扭矩的函數(shù)。瞬間測值對應(yīng)于發(fā)動機(jī)功率增加時運(yùn)轉(zhuǎn)瞬間排出的NOx水平。該方法還包括確定估測的進(jìn)氣歧管壓力，其是至少發(fā)動機(jī)速度和扭矩的函數(shù)。該方法還包括感測實(shí)測進(jìn)氣歧管壓力并確定補(bǔ)償因數(shù)(CF)，其是實(shí)測和估測進(jìn)氣歧管壓力之間差值的函數(shù)。按照本發(fā)明技術(shù)的至少一個方面，補(bǔ)償因數(shù)具有范圍為0-1的值并且隨著實(shí)測和估測進(jìn)氣歧管壓力之間差值增加而增加。該方法還包括按照以下公式確定最終NOx估測值(N0x_0UT_EST):N0x_0UT_EST=(CF.Ν0χ_Τ)+((1-CF).N0x_SS)。[0014]附圖簡要說明[0015]圖1是具有廢氣SCR系統(tǒng)的內(nèi)燃機(jī)的示意圖。[0016]圖2是一種確定發(fā)動機(jī)廢氣中NOjK平的示例性方法的流程圖。[0017]圖3是確定發(fā)動機(jī)廢氣中NOx水平的示例性控制邏輯圖。[0018]發(fā)明詳述[0019]下文將參考附圖更完整地描述本發(fā)明技術(shù)的實(shí)施方式的各種實(shí)施例，附圖中顯示了這類實(shí)施方式的實(shí)施例。貫穿其中，類似的附圖標(biāo)記指代類似的元件。然而，本文所述技術(shù)的其它實(shí)施方式可以是許多不同的形式并且不僅限于本文所示的實(shí)施方式。相反，這些實(shí)施方式是本發(fā)明技術(shù)的示例性代表?；诒景l(fā)明的權(quán)利具有權(quán)利要求書所示的完整范圍。[0020]圖1顯示了內(nèi)燃機(jī)10和用于還原來自發(fā)動機(jī)廢氣的啤的SCR系統(tǒng)12的示例性示意圖。例如，可使用發(fā)動機(jī)來驅(qū)動運(yùn)輸工具，如長途運(yùn)輸車輛(未顯示)。發(fā)動機(jī)10可以是例如壓縮點(diǎn)火發(fā)動機(jī)，如柴油發(fā)動機(jī)。一般而言，SCR系統(tǒng)12包括催化劑20、還原劑供給22、還原劑噴射器24、電子控制單元26和一個或多個參數(shù)傳感器。[0021]E⑶26控制還原劑(如氨)通過還原劑噴射器24從還原劑供給22到廢氣系統(tǒng)28的遞送。還原劑供給22可包括用于儲存固體形式的氨的罐(未顯示)。在大多數(shù)系統(tǒng)中，將采用多個罐來提供再填充之間更大的運(yùn)輸距離。一般在罐周圍使用加熱夾套(未顯示)以使固體氨達(dá)到升華溫度。一旦轉(zhuǎn)化成氣體，將氨導(dǎo)入還原噴射器24。還原噴射器24位于催化劑20上游的廢氣系統(tǒng)28中。在氨注射到廢氣系統(tǒng)28中時，其與廢氣混合，然后該混合物流動通過催化劑20。催化劑20導(dǎo)致廢氣中存在的NOx還原劑(例如，氨)之間的反應(yīng)以將^^^還原/轉(zhuǎn)化成氮?dú)夂退?，其然后排出尾?0并進(jìn)入環(huán)境中。雖然已經(jīng)在關(guān)于固體氨的內(nèi)容中描述了SCR系統(tǒng)12，應(yīng)理解SCR系統(tǒng)可替代性地使用還原劑例如純無水氨、水性氨或尿素。[0022]E⑶26基于多個運(yùn)轉(zhuǎn)參數(shù)控制SCR系統(tǒng)12的運(yùn)轉(zhuǎn)，包括還原劑噴射器24的運(yùn)轉(zhuǎn)。在示例性實(shí)施方式中，運(yùn)轉(zhuǎn)參數(shù)包括進(jìn)氣歧管壓力αΜΡ)、發(fā)動機(jī)速度(M)(S卩，轉(zhuǎn)速)、發(fā)動機(jī)負(fù)荷或扭矩(TQ)和發(fā)動機(jī)廢氣中的^,水平(發(fā)動機(jī)排出NOx)?？赏ㄟ^放置以感測發(fā)動機(jī)歧管中的壓力并產(chǎn)生反應(yīng)性輸出信號的壓力傳感器52來確定進(jìn)氣歧管壓力(HIP)?？墒褂脗鞲衅?4來確定發(fā)動機(jī)速度(N)以檢測發(fā)動機(jī)的轉(zhuǎn)速，例如，機(jī)軸rpm。例如，發(fā)動機(jī)負(fù)荷(TQ)可基于由傳感器58測量的加速踏板的位置或燃料設(shè)置。如更詳細(xì)的描述，基于發(fā)動機(jī)速度(N)、負(fù)荷(TQ)和進(jìn)氣歧管壓力(IMP)來估測發(fā)動機(jī)廢氣中的NOx(發(fā)動機(jī)排出NOx)水平。[0023]除了控制氨的給予或計(jì)量以外，E⑶26也可儲存信息，如正被遞送的氨的量、提供氨的罐、罐中可遞送氨的起始體積，和其它這類數(shù)據(jù)，其可與確定各罐中可遞送氨的量相關(guān)。可在周期性或連續(xù)基礎(chǔ)上監(jiān)測信息。當(dāng)ECU26確定可遞送氨的量低于預(yù)定水平時，可激活與控制器26電子連接的狀態(tài)指示器(未顯示)。[0024]圖2是按照本發(fā)明的某些方面確定發(fā)動機(jī)廢氣中NOx水平的示例性方法200。方法200從步驟202開始。然后將控制傳向步驟205，其中示例性的方法通過讀取來自傳感器52、54、58的輸出確定發(fā)動機(jī)速度(N)、發(fā)動機(jī)負(fù)荷(TQ)和實(shí)測進(jìn)氣歧管壓力(IMP_ACT)。[0025]然后，控制被傳遞至步驟210，其中方法200確定第一NOx值或估測值(NOX_SS)，其是發(fā)動機(jī)速度(N)和發(fā)動機(jī)負(fù)荷(TQ)的函數(shù)。第一測值(N0x_SS)對應(yīng)于發(fā)動機(jī)在第一發(fā)動機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)條件(和給定的速度(N)和負(fù)荷(TQ)的組合)下排出的N0X。在一些實(shí)施方式中，第一運(yùn)轉(zhuǎn)條件對應(yīng)于發(fā)動機(jī)的基本“穩(wěn)態(tài)”運(yùn)轉(zhuǎn)，即在恒定或緩慢變化的發(fā)動機(jī)速度下。在一些實(shí)施方式中，該方法200通過訪問查找表(look-uptable)或圖來確定第一測值(NOX_SS)，所述查找表或圖提供發(fā)動機(jī)在第一運(yùn)轉(zhuǎn)條件(例如，穩(wěn)態(tài)運(yùn)轉(zhuǎn))期間在給定發(fā)動機(jī)速度(N)和負(fù)荷(TQ)下產(chǎn)生的NOx水平。例如，該查找表可通過如下方式憑經(jīng)驗(yàn)構(gòu)建，使發(fā)動機(jī)在第一運(yùn)轉(zhuǎn)條件中運(yùn)轉(zhuǎn)，并在不同發(fā)動機(jī)速度和負(fù)荷組合下測量(即，采用NOx傳感器測量)實(shí)測NOx水平。[0026]然后，控制被傳遞至步驟215，其中該方法確定第二NOx值或估測值(NOX_T)，其是發(fā)動機(jī)速度(N)和發(fā)動機(jī)負(fù)荷(TQ)的函數(shù)。第二測值(Ν0χ_Τ)對應(yīng)于發(fā)動機(jī)在第二運(yùn)轉(zhuǎn)條件(并處于給定的速度(N)和負(fù)荷(TQ)的組合)下排出的Ν0Χ。在一些實(shí)施方式中，第二運(yùn)轉(zhuǎn)條件對應(yīng)于“瞬間”運(yùn)轉(zhuǎn)，其中發(fā)動機(jī)功率增加(例如車輛加速期間)。在一些實(shí)施方式中，該方法200通過訪問查找表或圖來確定第二測值(NOΧ_Τ)，所述查找表或圖提供發(fā)動機(jī)在第二運(yùn)轉(zhuǎn)條件(例如，瞬間運(yùn)轉(zhuǎn))期間在給定發(fā)動機(jī)速度(N)和負(fù)荷(TQ)下產(chǎn)生的NOx水平。[0027]接著，在步驟220中，方法200確定估測的進(jìn)氣歧管壓力aMP_EST)，其是至少發(fā)動機(jī)速度(N)和扭矩(TQ)的函數(shù)。在示例性實(shí)施方式中，當(dāng)發(fā)動機(jī)處于第一運(yùn)轉(zhuǎn)條件(并處于給定的發(fā)動機(jī)速度(N)和負(fù)荷(TQ)的組合)下時，估測的進(jìn)氣歧管壓力aMP_EST)對應(yīng)于發(fā)動機(jī)的進(jìn)氣歧管壓力，。在一些實(shí)施方式中，該方法通過訪問查找表或圖來確定估測的進(jìn)氣歧管壓力(MP_EST)，所述查找表或圖提供在第一運(yùn)轉(zhuǎn)條件(例如，穩(wěn)態(tài)運(yùn)轉(zhuǎn))期間在給定發(fā)動機(jī)速度(N)和負(fù)荷(TQ)下進(jìn)氣歧管壓力αΜΡ)的估測值當(dāng)前第1頁1 2