[发明专利]用于估计发动机排出的氮氧化物的方法和设备

说明书

本发明涉及用于估计发动机排出的氮氧化物的方法和设备。提供了一种系统，所述系统包括基于发动机的曲轴角产生表明在汽缸中已燃燃料的量或已燃燃料的量的变化的值的燃料模块。放热模块基于该值确定在汽缸的燃烧事件期间被释放的热的量。压力模块基于被释放的热的量而估计汽缸中的压力。温度模块基于压力而估计汽缸中的温度。浓度模块基于压力或温度而估计汽缸中的氮氧化物浓度水平。输出模块基于氮氧化物浓度水平而估计氮氧化物的量。控制模块基于汽缸排出的氮氧化物的量而控制发动机或排气系统的运行。

技术领域

本发明涉及发动机控制系统和排气系统，并且更具体地，涉及估计发动机排出的氮氧化物（NOx）的量。

背景技术

本文提供的背景技术的描述用于总体地呈现本公开的背景的目的。当前署名发明人的工作，在本背景技术部分中所描述的程度上，以及本描述中可能不能另外足以作为申请时现有技术的各方面，既不确切地也非默示地被承认为与本公开相抵触的现有技术。

内燃发动机（ICE）在汽缸内燃烧空气/燃料混合物以便驱动产生驱动转矩的活塞。ICE的运行，例如火花正时、空气进气流速以及燃料喷射量和正时，基于各种被监测的参数而被控制。参数可以包括发动机转速、发动机温度、质量空气流量、歧管绝对压力、发动机排出的NOx量等。传感器通常被用于测量参数。

ICE的运行可以基于确定从ICE排出的NOx量而被控制。NOx排出的量可以经由NOx传感器被测量。作为替代方案，NOx排出的量可以基于测得的ICE的一个或多个汽缸内的压力而被估计。然而这需要在ICE的一个或多个汽缸中的一个或多个压力传感器。尽管这两种技术提供了对NOx排出的快速和准确的估计，但两种技术都需要至少一个传感器（NOx传感器或一个或多个压力传感器）以便测量NOx和/或ICE的缸内压力。

发明内容

提供了一种系统，所述系统包括燃料模块，该燃料模块基于发动机的曲轴角产生表明（i）发动机的汽缸中已燃燃料的量或（ii）汽缸中已燃燃料的量的变化的值。放热模块基于所述值确定在汽缸的燃烧事件期间被释放的热的量。压力模块基于被释放的热的量估计汽缸中的压力。温度模块基于压力估计汽缸中的温度。浓度模块基于压力或温度估计汽缸中的氮氧化物浓度水平。排出模块基于氮氧化物浓度水平估计汽缸排出的氮氧化物的量。控制模块基于汽缸排出的氮氧化物的量控制发动机或发动机的排气系统的运行。

在其它特征中，提供了一种方法，所述方法包括：基于发动机的曲轴角产生表明（i）发动机的汽缸中已燃燃料的量或（ii）汽缸中已燃燃料的量的变化的值；基于所述值确定在汽缸的燃烧事件期间被释放的热的量；以及基于被释放的热的量估计汽缸中的压力。所述方法还包括：基于所述压力估计汽缸中的温度；基于压力或温度估计汽缸中的氮氧化物浓度水平；基于氮氧化物浓度水平估计汽缸排出的氮氧化物的量；以及基于汽缸排出的氮氧化物的量控制发动机或发动机的排气系统的运行。

本申请还提供了以下技术方案。

方案1. 一种系统，所述系统包括：

燃料模块，所述燃料模块被设置为基于发动机的曲轴角产生第一值，所述第一值表明（i）在发动机的汽缸中已燃燃料的量或（ii）汽缸中已燃燃料的量的变化；

放热模块，所述放热模块被设置为基于第一值确定在汽缸的燃烧事件期间被释放的热的量；

压力模块，所述压力模块被设置为基于被释放的热的量估计汽缸中的压力；

温度模块，所述温度模块被设置为基于压力估计汽缸中的温度；

浓度模块，所述浓度模块被设置为基于压力或温度估计汽缸中的氮氧化物浓度水平；

输出模块，所述输出模块被设置为基于氮氧化物浓度水平估计汽缸排出的氮氧化物的量；以及

控制模块，所述控制模块被设置为基于汽缸排出的氮氧化物的量控制发动机或发动机的排气系统的运行。