用于估計發(fā)動機排出氮氧化物質(zhì)量流率的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本公開總體涉及一種用于估計在發(fā)動機排氣中的氮氧化物（NOx)的質(zhì)量流率的 方法，并涉及診斷排氣處理系統(tǒng)的碳氧化物傳感器的方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 車輛包括用于處理來自發(fā)動機的排氣流的排氣處理系統(tǒng)。排氣處理系統(tǒng)可包括一 個或多個催化裝置，所述催化裝置用催化劑來氧化氮氧化物，諸如柴油顆粒過濾器或選擇 性催化還原單元。通常，氮氧化物傳感器布置在催化裝置的下游，以感測存在于催化裝置下 游的排氣流中的氮氧化物的水平。來自氮氧化物傳感器（一個或多個）的反饋被用于控制 發(fā)動機和/或排氣處理系統(tǒng)的操作。因而，重要的是確保氮氧化物傳感器（一個或多個） 正確地操作，且提供排氣中氮氧化物的準(zhǔn)確測量。車載診斷用于確定氮氧化物傳感器（一 個或多個）是否正確地操作。
[0003] 車載診斷系統(tǒng)可將由氮氧化物傳感器感測或測量的排氣中氮氧化物的水平與對 于發(fā)動機的特定當(dāng)前操作條件期望存在于排氣中的被估計氮氧化物值進(jìn)行比較。如果感測 的氮氧化物水平大致等于被估計的氮氧化物值，則車載診斷系統(tǒng)可確定氮氧化物傳感器正 確地操作。但是，如果感測的氮氧化物水平不大致等于被估計的氮氧化物值，則車載診斷系 統(tǒng)可確定氮氧化物傳感器沒有正確地操作，且可發(fā)出維修警告的信號。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 提供了一種估計由發(fā)動機產(chǎn)生的排氣中的氮氧化物（NOx)的質(zhì)量流率的方法。該 方法包括感測來自發(fā)動機的排氣流的質(zhì)量流率。通過發(fā)動機控制單元定義針對當(dāng)發(fā)動機正 以基準(zhǔn)狀態(tài)操作時的氮氧化物基礎(chǔ)濃度。通過發(fā)動機控制單元計算針對內(nèi)燃發(fā)動機當(dāng)前操 作狀態(tài)的氮氧化物比例。排氣流的質(zhì)量流率、氮氧化物基礎(chǔ)濃度、和針對發(fā)動機當(dāng)前操作狀 態(tài)的氮氧化物比例相乘在一起，以限定來自發(fā)動機的排氣流中的氮氧化物的當(dāng)前質(zhì)量流率 的被估計值。
[0005] 因而，排氣的質(zhì)量流率和氮氧化物基礎(chǔ)濃度的積提供了在基準(zhǔn)操作狀態(tài)下發(fā)動機 產(chǎn)生多少氮氧化物的估計，所述基準(zhǔn)操作狀態(tài)諸如穩(wěn)態(tài)測試條件。氮氧化物比例是調(diào)整該 積以考慮發(fā)動機的當(dāng)前操作狀態(tài)的乘數(shù)。因而，將質(zhì)量流率和氮氧化物基礎(chǔ)濃度的積乘以 氮氧化物比例提供了對來自當(dāng)前操作狀態(tài)下發(fā)動機的氮氧化物輸出的量的估計。
[0006] 車載診斷控制器可將排氣流中氮氧化物的當(dāng)前質(zhì)量流率的被估計值與排氣流中 氮氧化物的質(zhì)量流率的被感測值進(jìn)行比較，所述被感測值由排氣處理系統(tǒng)的氮氧化物傳感 器感測，以確定氮氧化物傳感器是否正確地操作。如果感測的氮氧化物水平大致等于被估 計的氮氧化物值，則車載診斷發(fā)動機控制單元可確定氮氧化物傳感器正確地操作。但是，如 果感測的氮氧化物水平不大致等于被估計的氮氧化物值，則車載診斷發(fā)動機控制單元可確 定氮氧化物傳感器沒有正確地操作，且可發(fā)出維修警告的信號。
[0007] 根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供一種估計由發(fā)動機產(chǎn)生的排氣中的氮氧化物（NOx) 的質(zhì)量流率的方法，該方法包括：
[0008] 感測來自發(fā)動機的排氣流的質(zhì)量流率；
[0009] 通過發(fā)動機控制單元定義針對當(dāng)發(fā)動機正以基準(zhǔn)狀態(tài)操作時的氮氧化物基礎(chǔ)濃 度；
[0010] 通過發(fā)動機控制單元計算針對發(fā)動機當(dāng)前操作狀態(tài)的氮氧化物比例；和
[0011] 將排氣流的質(zhì)量流率、氮氧化物基礎(chǔ)濃度、和針對發(fā)動機當(dāng)前操作狀態(tài)的氮氧化 物比例相乘，以限定來自發(fā)動機的排氣流中的氮氧化物的當(dāng)前質(zhì)量流率的被估計值。
[0012] 優(yōu)選地，針對發(fā)動機的當(dāng)前操作狀態(tài)的氮氧化物比例（NOxratio)由以下等式計 算：
[0014] 其中，EGRpor是氮氧化物比例的排氣再循環(huán)部分，AFRpor是氮氧化物比例的空氣 /燃料比例部分，InjPpor是氮氧化物比例的燃料注射壓力部分，和InjPpor是氮氧化物比 例的燃料注射正時部分；
[0015] 其中，排氣再循環(huán)部分由以下等式計算：
[0016] EGRpor = [ (aEGR) (AFR) + (fEGR) ] [ (EGR) - (EGRbase)]；
[0017] 其中，AFR是當(dāng)前操作狀態(tài)下發(fā)動機的空氣/燃料比例，EGR是當(dāng)前操作狀態(tài)下發(fā) 動機的排氣再循環(huán)比例，aE(；R是用于排氣再循環(huán)比例的EGR項系數(shù)，fE(；R是排氣再循環(huán)比例 的功能正時值，以及EGRb_是當(dāng)發(fā)動機正以基準(zhǔn)狀態(tài)操作時發(fā)動機排氣再循環(huán)基礎(chǔ)比例；
[0018] 其中，空氣/燃料比例部分由以下等式計算：
[0020] 其中，AFR是當(dāng)前操作狀態(tài)下發(fā)動機的空氣/燃料比例，fAFR是空氣/燃料比例的 功能正時值，AFRb_是當(dāng)發(fā)動機正以基準(zhǔn)狀態(tài)操作時發(fā)動機的空氣/燃料比例基礎(chǔ)值；
[0021] 其中，燃料注射壓力部分由以下等式計算：
[0023] 其中，InjP是當(dāng)前操作狀態(tài)下發(fā)動機的燃料注射壓力，aIn]P是用于空氣/燃料比 例的In jP項系數(shù)，當(dāng)發(fā)動機正以基準(zhǔn)狀態(tài)操作時發(fā)動機的燃料注射壓力基礎(chǔ)值； 且
[0024] 其中，燃料注射正時部分由以下等式計算：
[0026] 其中，InjT是當(dāng)前操作狀態(tài)下發(fā)動機的燃料注射正時，fIn]T是發(fā)動機的燃料注射 正時的功能值；1幻1；_是當(dāng)發(fā)動機正以基準(zhǔn)狀態(tài)操作時發(fā)動機的燃料注射正時基礎(chǔ)值。
[0027] 優(yōu)選地，其中，定義發(fā)動機正以基準(zhǔn)狀態(tài)操作時的發(fā)動機氮氧化物基礎(chǔ)濃度包括 參考一表，以基于在當(dāng)前操作狀態(tài)下的發(fā)動機的旋轉(zhuǎn)速度和發(fā)動機的燃料注射速率來確定 氮氧化物基礎(chǔ)濃度。
[0028] 優(yōu)選地，方法進(jìn)一步包括，感測當(dāng)前操作狀態(tài)下發(fā)動機的空氣/燃料比例，感測當(dāng) 前操作狀態(tài)下發(fā)動機的排氣再循環(huán)比例，感測當(dāng)前操作狀態(tài)下發(fā)動機的燃料注射正時，感 測當(dāng)前操作狀態(tài)下發(fā)動機的燃料注射壓力，感測當(dāng)前操作狀態(tài)下發(fā)動機的旋轉(zhuǎn)速度，和感 測當(dāng)前操作狀態(tài)下發(fā)動機的燃料注射速率。
[0029] 優(yōu)選地，方法進(jìn)一步包括參考一表，以基于在當(dāng)前操作狀態(tài)下發(fā)動機的旋轉(zhuǎn)速度 和在當(dāng)前操作狀態(tài)下發(fā)動機的燃料注射速率，來確定EGR項系數(shù)，所述EGR項系數(shù)用于計算 氮氧化物比例的排氣再循環(huán)部分。
[0030] 優(yōu)選地，方法進(jìn)一步包括參考一表，以基于在當(dāng)前操作狀態(tài)下發(fā)動機的旋轉(zhuǎn)速度 和在當(dāng)前操作狀態(tài)下發(fā)動機的燃料注射速率，來確定排氣再循環(huán)基礎(chǔ)比例，所述排氣再循 環(huán)基礎(chǔ)比例用于計算氮氧化物比例的排氣再循環(huán)部分。
[0031] 優(yōu)選地，方法進(jìn)一步包括，基于當(dāng)前操作狀態(tài)下發(fā)動機的旋轉(zhuǎn)速度、當(dāng)前操作狀態(tài) 下發(fā)動機的燃料注射速率、和當(dāng)前操作狀態(tài)下發(fā)動機的燃料注射正時，來確定排氣再循環(huán) 比例的功能正時值。
[0032] 優(yōu)選地，其中，確定排氣再循環(huán)比例的功能正時值包括從以下等式計算排氣再循 環(huán)比例的功能正時值：
[0034] 其中，匕是用于從表基于在當(dāng)前操作狀態(tài)下發(fā)動機的旋轉(zhuǎn)速度和在當(dāng)前操作狀態(tài) 下發(fā)動機的燃料注射速率確定的燃料注射正時的系數(shù)；
[0035] 其中，132是用于從表基于在當(dāng)前操作狀態(tài)下發(fā)動機的旋轉(zhuǎn)速度和在當(dāng)前操作狀態(tài) 下發(fā)動機的燃料注射速率確定的發(fā)動機的燃料注射正時的調(diào)整值；
[0036] 其中，匕是從表基于在當(dāng)前操作狀態(tài)下發(fā)動機的旋轉(zhuǎn)速度和在當(dāng)前操作狀態(tài)下發(fā) 動機的燃料注射速率確定的排氣再循環(huán)比例的功能正時值的調(diào)整值；和
[0037] 其中，f ((h) (InjT)+b2)從表基于在當(dāng)前操作狀態(tài)下用于發(fā)動機的燃料注射正時 的系數(shù)h和發(fā)動機的燃料注射正時的積的表確定，通過加上用于發(fā)動機的燃料注射正時的 調(diào)整值b2而被調(diào)整。
[0038] 優(yōu)選地，方法進(jìn)一步包括參考一表，以基于在當(dāng)前操作狀態(tài)下發(fā)動機的旋轉(zhuǎn)速度 和在當(dāng)前操作狀態(tài)下發(fā)動機的燃料注射速率，來確定空氣/燃料比例基礎(chǔ)值，所述空氣/燃 料比例基礎(chǔ)值用于計算氮氧化物比例的空氣/燃料比例部分。
[0039] 優(yōu)選地，方法進(jìn)一步包括基于當(dāng)前操作狀態(tài)下發(fā)動機的旋轉(zhuǎn)速度、當(dāng)前操作狀態(tài) 下發(fā)動機的燃料注射速率、和當(dāng)前操作狀態(tài)下發(fā)動機的燃料注射正時，來確定空氣/燃料 比例的功能正時值。
[0040] 優(yōu)選地，其中，確定空氣/燃料比例的功能正時值包括從以下等式計算空氣/燃料 比例的功能正時值：
[0042] 其中，匕是用于發(fā)動機的燃料注射正時的系數(shù)，其從表基于在當(dāng)前操作狀態(tài)下發(fā) 動機的旋轉(zhuǎn)速度和在當(dāng)前操作狀態(tài)下發(fā)動機的燃料注射速率確定；
[0043] 其中，b2是用于發(fā)動機的燃料注射正時的調(diào)整值，其從基于在當(dāng)前操作狀態(tài)下發(fā) 動機的旋轉(zhuǎn)速度和在當(dāng)前操作狀態(tài)下發(fā)動機的燃料注射速率的表確定；
[0044] 其中，b3是空氣/燃料比例的功能正時值的調(diào)整值，其從基于在當(dāng)前操作狀態(tài)下發(fā) 動機的旋轉(zhuǎn)速度和在當(dāng)前操作狀態(tài)下發(fā)動機的燃料注射速率的表確定；和
[0045] 其中，f ((b) (InjT)+b2)從表基于用于發(fā)動機的燃料注射正時的系數(shù)匕與在當(dāng)前 操作狀態(tài)下發(fā)動機的燃料注射正時的積確定，通過加上用于發(fā)動機的燃料注射正時的調(diào)整 值132而調(diào)整。
[0046] 優(yōu)選地，方法進(jìn)一步包括參考一表，以基于在當(dāng)前操作狀態(tài)下發(fā)動機的旋轉(zhuǎn)速度 和在當(dāng)前操作狀態(tài)下發(fā)動機的燃料注射速率，來確定InjP項系數(shù)，所述InjP項系數(shù)用于計 算氮氧化物比例的燃料注射壓力部分。
[0047] 優(yōu)選地，方法進(jìn)一步包括參考一表，以基于在當(dāng)前操作狀態(tài)下發(fā)動機的旋轉(zhuǎn)速度 和在當(dāng)前操作狀態(tài)下發(fā)動機的燃料注射速率，來確定燃料注射壓力基礎(chǔ)值，所述燃料注射 壓力基礎(chǔ)值用于計算氮氧化物比例的燃料注射壓力部分。
[0048] 優(yōu)選地，方法進(jìn)一步包括參考一表，以基于在當(dāng)前操作狀態(tài)下發(fā)動機的旋轉(zhuǎn)速度 和在當(dāng)前操作狀態(tài)下發(fā)動機的燃料注射速率，來確定燃料注射正時基礎(chǔ)值，所述燃料注射 正時基礎(chǔ)值用于計算氮氧化物比例的燃料注射正時部分。
[0049] 優(yōu)選地，方法進(jìn)一步包括基于當(dāng)前操作狀態(tài)下發(fā)動機的旋轉(zhuǎn)速度、當(dāng)前操作狀態(tài) 下發(fā)動機的燃料注射速率、和當(dāng)前操作狀態(tài)下發(fā)動機的燃料注射正時，來確定燃料注射正 時的功能正時值。
[0050] 優(yōu)選地，其中，確定燃料注射正時的功能正時值包括從以下等式計算燃料注射正 時的功能正時值：
[0052] 其中，匕是用于發(fā)動機的燃料注射正時的系數(shù)，其從表基于在當(dāng)前操作狀態(tài)下發(fā) 動機的旋轉(zhuǎn)速度和在當(dāng)前操作狀態(tài)下發(fā)動機的燃料注射速率確定；
[0053] 其中，b2是用于發(fā)動機的燃料注射正時的調(diào)整值，其從表基于在當(dāng)前操作狀態(tài)下 發(fā)動機的旋轉(zhuǎn)速度和在當(dāng)前操作狀態(tài)下發(fā)動機的燃料注射速率確定；
[0054] 其中，b3是燃料注射正時的功能正時值的調(diào)整值，從表基于在當(dāng)前操作狀態(tài)下發(fā) 動機的旋轉(zhuǎn)速度和在當(dāng)前操作狀態(tài)下發(fā)動機的燃料注射速率確定；和
[0055] 其中，f ((b) (InjT)+b2)從表基于用于發(fā)動機的燃料注射正時的系數(shù)匕和在當(dāng)前 操作狀態(tài)下發(fā)動機的燃料注射正時的積確定，通過加上用于發(fā)動機的燃料注射正時的調(diào)整 值132而調(diào)整。
[0056] 優(yōu)選地，方法進(jìn)一步包括將排氣流中氮氧化物的當(dāng)前質(zhì)量流率的被估計值與排氣 流中氮氧化物的質(zhì)量流率的被感測值進(jìn)行比較，所述被感測值由排氣處理系統(tǒng)的氮氧化物 傳感器感測，以確定氮氧化物傳感器是否正確地操作。
[0057] 根據(jù)