[发明专利]用于测量和计算来自汽油发动机的颗粒物输出的技术和方法

说明书

一种确定由汽油发动机提供动力的机动车辆的碳烟质量的方法包括：预定义在约50秒至200秒之间的定义汽油发动机的冷启动操作的时间段；在定义冷启动操作的开始的时间确定关键发动机冷起动温度；基于预定时间段和关键发动机冷启动温度通过查找表识别冷启动碳烟质量值；针对热发动机工作时间计算热发动机碳烟质量值；针对至少一个下面的后续热发动机工作时间重复该计算步骤；以及针对热发动机工作时间和至少一个下面的后续热发动机工作时间将冷启动碳烟质量值添加到热发动机碳烟质量值以定义总碳烟质量值。

引言

本公开涉及确定来自汽油发动机的碳烟输出。

对由汽车汽油发动机提供动力的车辆来说，为了监测和控制碳烟输出所已知和未决的要求可能需要碳烟过滤器来过滤和捕集随时间排放的发动机碳烟。为了避免更换碳烟过滤器，可以使用一定程序来周期地燃尽碳烟。目前用来燃尽碳烟的方法需要在高温下操作并且需要增加燃料消耗。因此重要是准确地计算碳烟累积并尽可能减少碳烟燃烧操作。用来计算碳烟输出的已知方法利用来自发动机映射曲线的热操作发动机数据，该发动机映射曲线通常可以通过测功器试验来获得。发动机输出碳烟数据传统上利用设置在期望温度上的冷却剂温度设置来生成。这种数据生成是耗时的并且无法捕捉碳烟排放的瞬时性质。例如，这种数据不能准确地解释冷发动机启动期间的碳烟输出，而其可能占高达90％的总发动机碳烟输出。

冷发动机启动条件出现在通常低于约70摄氏度的发动机温度下。冷启动碳烟输出由燃料粘附到低温活塞并且随后延迟了汽化和燃料不完全燃烧引起。冷启动碳烟输出在最低的环境启动温度下最高，例如在零摄氏度以下低至约零下30摄氏度。目前，稳态或热发动机测功器试验数据不能准确地映射冷启动碳烟数据。

因此，尽管当前的碳烟质量确定系统和方法实现了其预期目的，但是仍然需要一种用于碳烟质量确定的新的和经改进的系统和方法。

发明内容

根据若干方面，一种用于确定由汽油发动机提供动力的机动车辆的碳烟质量的方法包括：预定义用于发动机的冷启动操作的时间段；在定义冷启动操作的开始的时间确定关键发动机温度；基于预定时间段和关键发动机温度通过查找表识别冷启动碳烟质量值；在定义冷启动操作的开始的时间结束之后以及在发动机关闭的时间之前，针对至少一个工作时间段计算热发动机碳烟质量；以及将冷启动碳烟质量值添加到热发动机碳烟质量值以定义总碳烟质量值。

在本公开的另一方面，该方法进一步包括识别范围在稳态和侵略态之间的成组的行驶条件。

在本公开的另一方面，该方法进一步包括针对目前的该组行驶条件中每一个行驶条件，确定侵略性因子C_ags。

在本公开的另一方面，该方法进一步包括：在时间段期间识别行驶条件；以及将热发动机碳烟值乘以侵略性因子中的一个，该侵略性因子大体上等同于该时间段期间存在的行驶条件。

在本公开的另一方面，该方法进一步包括计算作为制动特定碳烟质量(BS_soot)、发动机功率(Pwr_avg)以及行驶侵略性因子(C_ags)的乘积的热发动机碳烟质量值。

在本公开的另一方面，该方法进一步包括由利用热发动机碳烟映射数据生成并保存在查找表中的热运行碳烟特征曲线导出BS_soot项。

在本公开的另一方面，该方法进一步包括通过在时间段Δt上对发动机功率求平均来确定Pwr_avg项。

在本公开的另一方面，该方法进一步包括在约5秒至20秒的范围内选择时间段Δt。

在本公开的另一方面，该方法进一步包括向定义行驶侵略性因子的C_ags项分配范围从1.0至3.0的值。

在本公开的另一方面，该方法进一步包括选择约50秒至200秒作为定义发动机的冷启动操作的时间段。