发动机NOx模型的制作方法【专利说明】发动机NOx模型[0001]背景[0002]选择性催化还原(SCR)常用于从内部发动机产生的废气中去除N0X(即氮的氧化物)，如柴油或其它稀薄燃烧(汽油)发动机。在这种系统中，通过向废气中注入还原剂，然后使其进入能够实现NOx高效转化的SCR催化剂，来从废气中连续去除NOχ0[0003]氨通常用作SCR系统中的还原剂。通过控制注射气态氨、水性氨或间接的溶于水的尿素来向废气中导入氨。位于废气流中的SCR催化剂导致废气中存在的^,还原剂(例如氨)之间的反应，以将NOjMt成氮气和水。[0004]SCR系统的适当操作包括精确控制向废气流中注入的氨(或其它还原剂)的量(即，给予水平)。注入太多的还原剂导致废气中的氨逸出，而注入太少的还原剂导致不理想转化。因此，SCR系统通常采用NOx传感器以确定合适的还原剂给予水平。例如，NOx传感器可位于发动机和SCR催化剂之间的废气流中，用于检测正从发动机中排出的NOjK平。这通常被称为发动机排出NOx传感器或上游NOJf感器。电子控制单元(ECU)可使用来自发动机排出NOx传感器的输出(和/或其它传感参数)以确定应注入废气流中的还原剂的量。[0005]商业上购得的NOx传感器是昂贵的并且具有其它操作缺陷。例如，NOx传感器的精度受到环境和/或操作条件的影响，如露点、系统电压、氧气浓度等。就此而言，一些感器仅在当废气在阈值温度(其可以是125-130°C级)以上时运行良好。结果，这类传感器不适于确定某些发动机运转条件(如低怠速或发动机预热)下的给予水平。因此，需要提供确定发动机废气中NOx水平的替代性方法。【
发明内容】[0006]本文所述的技术的方面和实施方式涉及用于控制发动机运转的一种或多种系统和方法。按照本发明的至少一个方面，提供了估测由内燃机产生的废气的NOx含量的至少一种方法。控制单元可使用估测的NOjK平来控制例如SCR系统的运行。该方法包括确定对应于发动机在第一发动机运转条件期间排出的NOx水平的第一N0.估测值。该方法包括确定对应于发动机在第二发动机运转条件期间排出的NOx水平的第二NO,估测值。该方法还包括基于进气歧管压力确定补偿因数并且将该补偿因数应用于第一和第二测值以获得最终的NOJg测值。[0007]按照本发明技术的某些方面，第一和第二NOx估测值各自是至少发动机速度和扭矩的函数。在至少一个实施方式中，第一发动机运转条件对应于基本稳态的发动机运转，其中发动机以基本恒定的速度运转，而第二发动机运转条件对应于发动机功率增加时的瞬间运转。[0008]按照本发明的某些方面，确定补偿因数的步骤还包括确定进气歧管压力，其是发动机速度和扭矩的函数，感测实测进气歧管压力，和确定补偿因数，其是实测和估测进气歧管压力的函数的步骤。在至少一个实施方式中，补偿因数确定是实测和估测进气歧管压力之间差值的函数。在一些实施方式中，补偿因数范围为O至I并且随着实测和估测进气歧管压力之间差值增加而增加。[0009]按照本发明的其它方面，补偿因数也是以下中一个或多个的函数:废气歧管压力、质量气流、涡轮增压器增压、废气流。在一些实施方式中，按照以下公式确定发动机排出的NOx的估测水平(NOx_EST_0UT):[0010]N0x_0UT_EST=(CF.Ν0Χ_Τ)+((1-CF).N0x_SS)[0011]其中CF是补偿因数，N0x_SS是第一^,估测值且NOX_T是第二^,估测值。[0012]按照本发明技术的至少一个方面，提供了估测由内燃机产生的废气的NOx含量的至少一种方法。该方法包括确定稳态NOx估测值，其是至少发动机速度和扭矩的函数。稳态NOx对应于发动机在基本稳态运转期间排出的NOχ水平，其中发动机速度和功率基本恒定。该方法还包括确定瞬间测值，其是至少发动机速度和扭矩的函数。瞬间N0.估测值对应于发动机功率增加时运转瞬间排出的NOx水平。该方法还包括基于进气歧管压力来确定补偿因数并且将该补偿因数应用于稳态和瞬间NOx估测值以获得最终的N0.估测值。在一些实施方式中，随着进气歧管压力的增加，补偿因数通过甲醛使最终勵^古测值向瞬间NOχ估测值靠拢。[0013]按照本发明的至少一个实施方式的另一个方面，一种估测由内燃机产生的废气的NOx^量的方法包括:确定稳态NOχ估测值(NOX_SS)，其是至少发动机速度和扭矩的函数。稳态NOx对应于发动机在基本稳态运转期间排出的NOx水平，此时发动机速度和功率基本恒定。该方法还包括确定瞬间测值(NOX_T)，其是至少发动机速度和扭矩的函数。瞬间测值对应于发动机功率增加时运转瞬间排出的NOx水平。该方法还包括确定估测的进气歧管压力，其是至少发动机速度和扭矩的函数。该方法还包括感测实测进气歧管压力并确定补偿因数(CF)，其是实测和估测进气歧管压力之间差值的函数。按照本发明技术的至少一个方面，补偿因数具有范围为0-1的值并且随着实测和估测进气歧管压力之间差值增加而增加。该方法还包括按照以下公式确定最终NOx估测值(N0x_0UT_EST):N0x_0UT_EST=(CF.Ν0χ_Τ)+((1-CF).N0x_SS)。[0014]附图简要说明[0015]图1是具有废气SCR系统的内燃机的示意图。[0016]图2是一种确定发动机废气中NOjK平的示例性方法的流程图。[0017]图3是确定发动机废气中NOx水平的示例性控制逻辑图。[0018]发明详述[0019]下文将参考附图更完整地描述本发明技术的实施方式的各种实施例，附图中显示了这类实施方式的实施例。贯穿其中，类似的附图标记指代类似的元件。然而，本文所述技术的其它实施方式可以是许多不同的形式并且不仅限于本文所示的实施方式。相反，这些实施方式是本发明技术的示例性代表。基于本发明的权利具有权利要求书所示的完整范围。[0020]图1显示了内燃机10和用于还原来自发动机废气的啤的SCR系统12的示例性示意图。例如，可使用发动机来驱动运输工具，如长途运输车辆(未显示)。发动机10可以是例如压缩点火发动机，如柴油发动机。一般而言，SCR系统12包括催化剂20、还原剂供给22、还原剂喷射器24、电子控制单元26和一个或多个参数传感器。[0021]E⑶26控制还原剂(如氨)通过还原剂喷射器24从还原剂供给22到废气系统28的递送。还原剂供给22可包括用于储存固体形式的氨的罐(未显示)。在大多数系统中，将采用多个罐来提供再填充之间更大的运输距离。一般在罐周围使用加热夹套(未显示)以使固体氨达到升华温度。一旦转化成气体，将氨导入还原喷射器24。还原喷射器24位于催化剂20上游的废气系统28中。在氨注射到废气系统28中时，其与废气混合，然后该混合物流动通过催化剂20。催化剂20导致废气中存在的NOx还原剂(例如，氨)之间的反应以将^^^还原/转化成氮气和水，其然后排出尾管30并进入环境中。虽然已经在关于固体氨的内容中描述了SCR系统12，应理解SCR系统可替代性地使用还原剂例如纯无水氨、水性氨或尿素。[0022]E⑶26基于多个运转参数控制SCR系统12的运转，包括还原剂喷射器24的运转。在示例性实施方式中，运转参数包括进气歧管压力αΜΡ)、发动机速度(M)(S卩，转速)、发动机负荷或扭矩(TQ)和发动机废气中的^,水平(发动机排出NOx)。可通过放置以感测发动机歧管中的压力并产生反应性输出信号的压力传感器52来确定进气歧管压力(HIP)。可使用传感器54来确定发动机速度(N)以检测发动机的转速，例如，机轴rpm。例如，发动机负荷(TQ)可基于由传感器58测量的加速踏板的位置或燃料设置。如更详细的描述，基于发动机速度(N)、负荷(TQ)和进气歧管压力(IMP)来估测发动机废气中的NOx(发动机排出NOx)水平。[0023]除了控制氨的给予或计量以外，E⑶26也可储存信息，如正被递送的氨的量、提供氨的罐、罐中可递送氨的起始体积，和其它这类数据，其可与确定各罐中可递送氨的量相关。可在周期性或连续基础上监测信息。当ECU26确定可递送氨的量低于预定水平时，可激活与控制器26电子连接的状态指示器(未显示)。[0024]图2是按照本发明的某些方面确定发动机废气中NOx水平的示例性方法200。方法200从步骤202开始。然后将控制传向步骤205，其中示例性的方法通过读取来自传感器52、54、58的输出确定发动机速度(N)、发动机负荷(TQ)和实测进气歧管压力(IMP_ACT)。[0025]然后，控制被传递至步骤210，其中方法200确定第一NOx值或估测值(NOX_SS)，其是发动机速度(N)和发动机负荷(TQ)的函数。第一测值(N0x_SS)对应于发动机在第一发动机运转条件(和给定的速度(N)和负荷(TQ)的组合)下排出的N0X。在一些实施方式中，第一运转条件对应于发动机的基本“稳态”运转，即在恒定或缓慢变化的发动机速度下。在一些实施方式中，该方法200通过访问查找表(look-uptable)或图来确定第一测值(NOX_SS)，所述查找表或图提供发动机在第一运转条件(例如，稳态运转)期间在给定发动机速度(N)和负荷(TQ)下产生的NOx水平。例如，该查找表可通过如下方式凭经验构建，使发动机在第一运转条件中运转，并在不同发动机速度和负荷组合下测量(即，采用NOx传感器测量)实测NOx水平。[0026]然后，控制被传递至步骤215，其中该方法确定第二NOx值或估测值(NOX_T)，其是发动机速度(N)和发动机负荷(TQ)的函数。第二测值(Ν0χ_Τ)对应于发动机在第二运转条件(并处于给定的速度(N)和负荷(TQ)的组合)下排出的Ν0Χ。在一些实施方式中，第二运转条件对应于“瞬间”运转，其中发动机功率增加(例如车辆加速期间)。在一些实施方式中，该方法200通过访问查找表或图来确定第二测值(NOΧ_Τ)，所述查找表或图提供发动机在第二运转条件(例如，瞬间运转)期间在给定发动机速度(N)和负荷(TQ)下产生的NOx水平。[0027]接着，在步骤220中，方法200确定估测的进气歧管压力aMP_EST)，其是至少发动机速度(N)和扭矩(TQ)的函数。在示例性实施方式中，当发动机处于第一运转条件(并处于给定的发动机速度(N)和负荷(TQ)的组合)下时，估测的进气歧管压力aMP_EST)对应于发动机的进气歧管压力，。在一些实施方式中，该方法通过访问查找表或图来确定估测的进气歧管压力(MP_EST)，所述查找表或图提供在第一运转条件(例如，稳态运转)期间在给定发动机速度(N)和负荷(TQ)下进气歧管压力αΜΡ)的估测值当前第1页1 2