[发明专利]排气温度和压力建模系统和方法

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求于2008年11月4日提交的美国临时申请No. 61/111,073的权益。上述申请的公开内容在此作为参考全文引入。

技术领域

本发明涉及内燃机系统，且更具体地涉及排气系统。

背景技术

在此提供的背景说明是为了总体上介绍本发明背景的目 的。当前所署名发明人的工作(在背景技术部分描述的程度上)和本 描述中否则不足以作为申请时的现有技术的各方面，既不明显地也非 隐含地被承认为与本发明相抵触的现有技术。

发动机燃烧空气和燃料的混合物以产生驱动扭矩并推进 车辆。空气通过节气门阀抽吸到发动机中。由一个或多个燃料喷射器 提供的燃料与空气混合形成空气/燃料混合物。空气/燃料混合物在一 个或多个气缸中燃烧以产生驱动扭矩。发动机控制模块(ECM)控制 发动机的扭矩输出。

由于空气/燃料混合物的燃烧引起的排气从发动机排出到 排气系统。ECM可基于来自于位于排气系统中的各个传感器的信号来 调节一个或多个发动机参数。仅作为示例，一个或多个温度传感器和 /或排气流率传感器可位于排气系统中。ECM可基于所述信号调节例 如进入发动机的空气流量、喷射的燃料量和/或火花正时。

传感器为ECM提供关于排气系统内的状况的测量值且 允许ECM调节一个或多个发动机参数以形成期望排气状况。然而， 随着排气系统中采用的传感器的数量增加，制造车辆的成本也增加。 增加的制造成本可以例如归因于传感器本身、相关的布线和硬件、和 /或研究和研发。此外，车辆制造商可制造各种不同车辆，且不同车辆 中的每种可具有不同的排气系统。标定和调节在每个不同车辆和排气 系统中采用的传感器也可能增加车辆制造成本。

发明内容

一种用于车辆的排气控制系统，包括排气系统建模模块 和致动器控制模块。所述排气系统建模模块估计在车辆中所采用的排 气系统的排气系统部件的输入气体温度、输出气体温度、块温度、和 压力。排气流经所述排气系统部件。所述致动器控制模块基于输入气 体温度、输出气体温度、块温度、和压力中的至少一个来选择性地调 节发动机操作参数。

在其它特征中，所述排气系统建模模块基于第二输出气 体温度来估计所述输入气体温度，所述第二输出气体温度针对联接到 所述排气系统部件且位于所述排气系统部件的上游的第二排气系统 部件进行估计。

在另外的特征中，当所述排气系统部件是排气歧管时， 所述排气系统建模模块估计发动机输出温度且基于所述发动机输出 温度来估计所述输入气体温度。

在进一步的特征中，所述排气系统建模模块基于发动机 负荷、每缸空气、火花正时、当量比、燃料的乙醇浓度、发动机速度 和车辆速度来估计所述发动机输出温度。

在另外的特征中，当所述排气系统部件是排气再循环系 统时，所述排气系统建模模块估计排气再循环(EGR)系统连接到排 气歧管的位置处的气体温度，且基于所述气体温度来估计所述输入气 体温度。

在其它特征中，所述排气系统建模模块估计所述排气系 统部件的稳态(SS)温度，且基于所述SS温度和对所述排气系统部 件确定的块系数来估计所述块温度。

在另外的特征中，所述块系数基于对所述排气系统部件 估计的排气流率(EGF)来确定。

在进一步的特征中，所述排气系统建模模块基于环境空 气温度、所述输入气体温度和EGF来估计所述SS温度。

在更进一步的特征中，当所述排气系统部件是涡轮增压 器时，所述排气系统建模模块还基于进气空气温度和施加到旁路的功 率占空因数来估计所述SS温度。

在其它特征中，当所述排气系统部件是催化剂时，所述 排气系统建模模块估计热生成量且基于所述热生成量来选择性地增 加所述块温度和所述SS温度中的至少一个。

在另外的特征中，所述排气系统建模模块基于所述输入 气体温度、所述块温度和对所述排气系统部件确定的输出系数来估计 所述输出气体温度。

在进一步的特征中，所述输出系数基于对所述排气系统 部件估计的排气流率(EGF)来确定。

在更进一步的特征中，当所述排气系统部件是催化剂时， 所述排气系统建模模块估计热生成量且基于所述热生成量来选择性 地增加所述输出气体温度。