[发明专利]用于估算由内燃机产生的NOx的系统和方法

说明书

技术领域

本发明一般地涉及用于确定由内燃机产生的废气组分的系统和方法，并且更具体而言涉及用于估算(estimate)由内燃机产生的NOx的系统和方法。

背景技术

当在带有过量氧气的环境中发生燃烧时，峰值燃烧温度将会增加，这导致形成不必要的发动机排放物，如氮氧化合物(例如，NOx)。期望确定由内燃机运行所产生的NOx量和/或NOx速率，以用于诊断和/或发动机控制。

发明内容

本发明可包括所附权利要求中所陈述的特征中的一个或多个，和/或下文特征中的一个或多个以及这些特征的组合。一种估算由内燃机产生的NOx的方法可包括：监测供应到发动机的燃料的流率(flowrate)、监测多个发动机运行参数、基于燃料流率与多个发动机运行参数的函数的乘积来估算NOx以及将NOx估算量储存在存储器中。

监测燃料流率、监测多个发动机运行参数、估算由发动机产生的NOx以及将NOx估算量储存在存储器中可在每个发动机循环中进行一次。将NOx估算量储存在存储器中可包括将NOx估算量添加到存储器中的已累积的(accumulated)NOx估算量值(estimate value)中。

该方法还可包括确定多个模型常数。估算NOx可包括基于燃料流率和模型常数中的至少一个的函数与多个发动机运行参数和模型常数中的剩余模型常数的函数的乘积来估算由发动机产生的NOx。

将NOx估算量储存在存储器中可包括将NOx估算量添加到存储器中的已积累的NOx估算量值中。

监测多个发动机运行参数可包括确定相应于进入发动机的充气(charge)的质量的充气质量值。确定充气质量值可包括确定相应于进入发动机的充气的流率的充气流量值(charge flow value)、确定发动机的转动速度(rotational speed)以及确定作为充气流量值和发动机转动速度的函数的充气质量值。

监测多个发动机运行参数可包括确定相应于进入发动机的充气的至少一部分成分(composition)的充气成分值。确定充气成分值可包括确定相应于进入发动机的充气中的再循环废气的比率(fraction)的EGR比率值。确定EGR比率值可包括确定相应于进入发动机的充气的流率的充气流量值、确定相应于进入发动机的再循环废气的流率的EGR流量值以及确定作为充气流量值和EGR流量值的函数的EGR比率值。确定充气成分值还可包括确定作为EGR比率值的函数的二阶EGR比率值。

备选地或附加地，监测多个发动机运行参数可包括确定相应于进入发动机的充气的温度的充气温度值。备选地或附加地，监测多个发动机运行参数可包括确定相应于相对于参考定时值而供应至发动机的燃料的定时的燃料定时值。备选地或附加地，监测多个发动机运行参数可包括确定发动机的转动速度。备选地或附加地，监测多个发动机运行参数可包括确定发动机的运行温度。确定发动机运行温度可包括确定相应于循环通过发动机的冷却剂的温度的冷却剂温度。备选地或附加地，确定发动机运行温度可包括确定发动机内的油的温度。

燃料系统可包括以流连通的方式(fluidly)联接至多个燃料喷射器的燃料轨道。多个燃料喷射器可构造成选择性地将燃料从燃料轨道供应至发动机。监测多个发动机运行参数可包括确定相应于燃料轨道内燃料的压力的燃料轨道压力。

多个发动机运行参数中的每一个可由发动机运行参数变量T_N表示，其中，N为大于1的正整数。多个发动机运行参数的函数可为(T₁+T₂+...+T_N)的形式。该方法还可包括确定多个模型常数。估算NOx可包括根据等式NOx_E＝(K*FF)*(T₁+T₂+...+T_N)估算由发动机产生的NOx(NOx_E)，其中，FF为燃料的流率，K为多个模型常数中的一个。多个发动机运行参数的函数可为[(C₁*T₁)+(C₂*T₂)+...+(C_N*T_N)]的形式，其中，C₁，C₂，...，C_N为多个模型常数中的剩余的模型常数。