[发明专利]使发动机运转的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种使发动机运转的方法，更具体地涉及一种用于通过推 定发动机排气中的NOx的量来使发动机运转的系统和方法。

背景技术

内燃发动机通过燃烧燃料和空气的混合物来产生动力。在一些情况下， 燃烧过程可能引起排气中除其它气体外尤其形成氮氧化物(NOx)、颗粒。 NOx被认为是污染物。因此，配备有内燃发动机的车辆或机器必须符合限 制发动机所产生的排气中的NOx的量的管制排放标准。因此，监测发动机 中的NOx的量并相应地基于NOx的量来控制发动机的运转是很重要的。 提出了用于确定NOx的量的各种方法。一种这样的方法包括使用NOx传 感器来确定NOx的量。然而，这种实施方案的成本高。此外，机器内的运 转条件有时可能导致传感器发生故障。

作为参考，美国专利公报No.2004/0144082涉及一种用于基于推定发 动机的参数来控制燃烧发动机的氮氧化物(NOx)排放的控制器。该控制 器能够基于所推定的参数来调节气缸温度以控制NOx排放。

发明内容

在本发明的一方面，提供了一种使发动机运转的方法。该方法包括确 定进气的温度和压力，以及发动机所产生的排气的温度和压力。该方法还 包括至少基于发动机的发动机转速来确定发动机所做的功并确定发动机的 热损失。该方法包括至少基于发动机所做的功、发动机的热损失、用于发 动机内的燃烧的燃料的热值以及排气的温度和压力来确定进气的焓。该方 法还包括基于进气的焓、温度和压力来确定进气的湿度值并至少基于进气 的湿度值来确定NOx的量。该方法还包括基于所确定的NOx的量来控制 发动机的运转。

在本发明的另一方面，提供了一种用于发动机的控制系统。该控制系 统包括配置成产生指示进气的温度的信号的第一传感器和配置成产生指示 进气的压力的信号的第二传感器。该控制系统还包括配置成产生指示排气 的温度的信号的第三传感器和配置成产生指示排气的压力的信号的第四传 感器。该控制系统还包括与第一传感器、第二传感器、第三传感器和第四 传感器可通信地联接的控制器。控制器配置成至少基于发动机的发动机转 速来确定发动机所做的功并确定发动机的热损失。控制器还配置成至少基 于发动机所做的功、发动机的热损失、用于发动机内的燃烧的燃料的热值 以及排气的温度和压力来确定进气的焓。控制器还配置成基于进气的焓、 温度和压力来确定进气的湿度值并至少基于进气的湿度值来确定NOx的 量。控制器还配置成基于NOx的量来控制发动机的运转。

在本发明的又一方面，提供了一种使具有NOx传感器的发动机运转的 方法。该方法包括确定进气的温度和压力，以及发动机所产生的排气的温 度和压力。该方法还包括至少基于发动机的发动机转速来确定发动机所做 的功并确定发动机的热损失。该方法包括至少基于发动机所做的功、发动 机的热损失、用于发动机内的燃烧的燃料的热值以及排气的温度和压力来 确定进气的焓。该方法还包括基于进气的焓、温度和压力来确定进气的湿 度值并至少基于进气的湿度值来确定第一NOx量。该方法还包括将第一 NOx量与由NOx传感器检测出的第二NOx量进行比较并且在第一NOx 量和第二NOx量之差超过预定阈值时基于第一NOx量来控制发动机。

附图说明

图1是示例性发动机的示意图；

图2是根据本发明一实施例的用于使发动机运转的控制系统的框图；

图3是根据本发明一实施例的用于图2的控制系统的控制图；以及

图4是根据本发明一实施例的用于使发动机运转的方法的流程图。

具体实施方式

在各附图中将尽可能使用相同的附图标记来表示相同或相似的要素。 图1是示例性发动机100的示意性表示。发动机100可以是依靠燃料如柴 油、汽油、气体燃料或其组合而运行的内燃发动机100。发动机100可为 与包括但不限于运输、建筑、采矿、农业、林业、废物管理和物料处理的 行业相关的各种类型的机器提供动力。

虽然图1示出的是直列型发动机100，但应理解，本文中描述的实施 例可用于发动机100的任意适当的构型中，包括但不限于V型构型、径向 构型、旋转构型等。此外，发动机100可为任意类型，例如柴油或汽油压 燃发动机、火花点火发动机100、直喷或进气口喷射发动机等。